精品解析：福建龙岩市武平县第一中学2026-2027学年高三上学期第一次阶段测试 化学试题

武平一中2026-2027学年第一学期 阶段检测高三化学试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面，构建了具有高活性界面的新型催化剂，相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺，实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是 A. 元素位于元素周期表第族 B. 高温是为了提高的平衡转化率 C. 能降低合成氨反应的活化能 D. 实现了温和条件下氮的固定 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. SiO2的填充模型： B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： C. 聚丙烯的链节： D. 反-2-丁烯结构简式： 3. 下列反应方程式书写正确的是 A. 甲苯与铁粉和氯气反应生成一氯代物： B. 用碳酸氢钠溶液检验水杨酸（邻羟基苯甲酸）中的羧基： C. 用溴乙烷制取乙醇： D. 甲酸与甲醇发生酯化反应： 4. 工业上或实验室中，可用维生素C(抗坏血酸)与水中的反应生成脱氢抗坏血酸，从而制备去氧水，其原理如图： 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A. 标准状况下，气体含中子数为 B. 抗坏血酸完全反应时转移电子数为 C. 脱氢抗坏血酸含杂化的碳原子数为 D. 抗坏血酸分子含键数为 5. 化合物“E7974”具有抗肿瘤活性，结构简式如图，下列有关该化合物说法正确的是 A. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 分子中含有4个手性碳原子 C. 分子中含有4种官能团 D. 1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应 6. 2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料，实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备，路线如下： 下列说法正确的是 A. 叔丁醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 向产物2-甲基-2-氯丙烷中加入硝酸银溶液，溶液中有白色沉淀生成 C. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时，产物2-甲基-2-氯丙烷先蒸馏出体系 D. 溶液的作用主要是除去产物中余留的酸，因此也可换为热的溶液 7. 离子液体和聚合物网络组成的离子凝胶具有优异灵敏度和自主粘附能力，在穿戴电子领域具有广泛的应用前景。某离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、Q组成(结构如图)，W、Q同主族。下列说法错误的是 A. 第一电离能：Z > W > Y B. 原子半径：Q > Z > W C. 热稳定性：X2W > YX4 > ZX3 D. 键角：X2W > X2Q 8. 某兴趣小组用钛铁矿(主要成分为，含少量、等杂质)制备光催化剂的流程如下图所示。 下列说法错误的是 A. 滤渣的主要成分为 B. 加入铁粉的作用是还原 C. “操作②”为蒸发结晶 D. 转化为的离子方程式为： 9. 电催化和含氮物质（等）在常温常压下合成尿素，是实现“碳中和与水体脱氮”双赢的一种新型绿色技术。其工作原理如图。 下列说法错误的是 A. a与电源负极相连 B. 工作时由阳极室通过质子交换膜向阴极室迁移 C. 每生成1 mol 外电路转移8 mol电子 D. 电池的总反应式为 10. 与可结合生成多种配合物，在水溶液中存在如下平衡： i． ii． iii． iv． t℃下、的某水溶液体系中，各含铜粒子的分布分数（平衡时某含铜粒子的浓度占各含铜粒子浓度之和的分数）与关系如图所示。 下列说法正确的是 A. 当时， B. 曲线交点处，两种含铜粒子浓度相等，此时为定值 C. P点时， D. 溶液中存在： 二、非选择题：本题共4小题，共60分。 11. 氯苯唑酸(H)是一种用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的药物，其合成路线如下图。 （1）B的结构简式为___________________。 （2）Ⅲ的反应试剂及条件为___________________________，V的反应类型为___________。 （3）Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护___________、___________(写官能团名称)。 （4）Ⅵ的反应方程式为_________________________________。 （5）Ⅶ的过程为：。X的结构简式为_______________。 （6）Y是F的同分异构体且满足下列条件，则Y的结构有__________种。 ①与FeCl3溶液反应显紫色；②分子中含有 其中，核磁共振氢谱显示如图的结构简式为__________。(任写一种) 12. 化合物H是合成降糖药的关键中间体，其合成路线如下图（部分试剂及条件略）。 （1）C中的官能团有__________、__________（填名称）。 （2）“B→C”的反应类型为__________。 （3）“A→B”引入“”的作用是__________________________________________________。 （4）化合物中，C-O键的键长：①__________②（填“<”、“>”或“=”）。 （5）“E→F”反应的另一产物是HI，则化合物X的结构简式为____________________。 （6）“F→G”反应中“”的作用是___________________________________________________。 （7）“G→H”反应的化学方程式为_________。 （8）H的一种同分异构体满足如下条件，则该化合物的结构简式为___________________。 ①含有两个苯环 ②与溶液反应显紫色 ③核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1∶2∶2∶2 13. 乙酸香叶酯是一种有玫瑰和薰衣草香气的液体。某小组同学在实验室中利用香叶醇()和乙酸反应制取乙酸香叶酯。相关物质信息如表所示： 物质 相对分子质量 形态 密度/(g/cm3) 沸点 溶解性 香叶醇 154 无色至黄色油状液体 0.89 溶于乙醇、乙醚，微溶于水 乙酸香叶酯 196 无色至淡黄色液体 0.92 247.5 不溶于水，溶于乙醇、乙醚 乙酸 60 无色液体 1.05 117.9 与水互溶，能溶于乙醇、乙醚 乙醚 74 无色液体 0.71 34.6 略溶于水，能溶于乙醇、苯 装置如图所示(夹持装置略)，实验步骤如下： ①按图1安装好制备装置，检查装置的气密性。往三颈烧瓶中依次加入30.8 g香叶醇、15 mL乙酸(足量)、10 mL浓硫酸和沸石，控制温度在180～200℃，加热回流2 h。 ②冷却后，将三颈烧瓶中的反应液倒入100 mL的烧杯中，先后用水、饱和碳酸钠溶液、水分别洗涤2-3次。 ③用图2装置分离出有机层，再萃取水层中的残留产品，二者合并，加入无水氯化镁，过滤，将滤液用图3装置蒸馏纯化制得23.52 g产品。 回答下列问题： （1）仪器A的名称为______________，图1实验所用三颈烧瓶容积最适宜的是_________(填标号)。 a．25 mL b．100 mL c．50 mL d．250 mL （2）写出香叶醇和乙酸反应制取乙酸香叶酯的化学方程式______________，使用分水器的目的是_________________________________________。 （3）能说明乙酸香叶酯制备反应结束的实验现象为___________________________。 （4）步骤②中第二次水洗的目的是_______________________________________。 （5）关于上述实验，下列说法正确的是______________。 a．步骤③可选用乙醚作萃取剂 b．分液时先将有机粗产品从分液漏斗上口倒出 c．蒸馏纯化操作时，若温度过低时开始收集馏分，会使产率偏低 （6）已知：由羧酸和醇反应生成酯的机理如下：(质子化)；(脱质子化)；根据以上反应机理推测，下列可用作制备乙酸乙酯催化剂的是_________(填选项字母)。 a．NaHSO4 b．NaOH c． d． （7）本实验中乙酸香叶酯的产率为_________(保留2位有效数字)。 14. 二甲醚()是一种清洁液体燃料，利用加氢合成二甲醚是实现碳循环利用的关键路径。我国科研团队发现使用催化剂，可在同一界面位点同步催化以下两步反应。 反应i： 反应ii： （1）总反应iii： _________。 （2）恒温恒容条件下，下列叙述能证明体系已达到化学平衡状态的是________(填标号)。 a．容器内总压强不再发生变化 b． c．消耗3 mol ，同时生成1 mol d．体系中保持恒定 （3）下，向1 L刚性密闭容器通入2 mol 、8 mol ，反应10 h达到平衡。平衡体系中，。 ①0~10 h过程中的平均消耗速率________。 ②下，反应iii的平衡常数________(代入数据列式即可)。 （4）恒温恒容的该平衡体系中，再充入一定量，从平衡移动的角度解释转化率的变化：_______。 （5）结合下列图像中二甲醚()的产率和的转化率可知，使用该催化剂的最佳工艺条件为_______℃和_______MPa。 （6）甲醇脱水所生成的水也会占据催化剂同一界面活性位点，且水脱附是慢反应。据此分析，及时脱附水能提升二甲醚产率的原因为____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武平一中2026-2027学年第一学期 阶段检测高三化学试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面，构建了具有高活性界面的新型催化剂，相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺，实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是 A. 元素位于元素周期表第族 B. 高温是为了提高的平衡转化率 C. 能降低合成氨反应的活化能 D. 实现了温和条件下氮的固定 【答案】B 【解析】 【详解】A．是3号元素，最外层只有1个电子，位于元素周期表第族，A正确； B．合成氨反应，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，高温的作用是使催化剂达到最佳活性温度，B错误； C．是合成氨反应的催化剂，催化剂的作用原理是降低反应的活化能，C正确； D．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态氮的过程，温和条件下催化和合成NH3，属于氮的固定，D正确； 故选B。 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. SiO2的填充模型： B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： C. 聚丙烯的链节： D. 反-2-丁烯结构简式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．属于共价晶体，为空间立体网状结构，不存在单个分子，该填充模型是分子的比例模型，不能表示，A错误； B．邻羟基苯甲醛中羟基的可与相邻位置醛基的形成分子内氢键，图示氢键表示正确，B正确； C．聚丙烯由丙烯发生加聚反应得到，链节为，与图示结构一致，C正确； D．反-2-丁烯的碳碳双键两侧相同基团位于异侧，图示结构符合反式结构的特点，D正确； 故答案选A。 3. 下列反应方程式书写正确的是 A. 甲苯与铁粉和氯气反应生成一氯代物： B. 用碳酸氢钠溶液检验水杨酸（邻羟基苯甲酸）中的羧基： C. 用溴乙烷制取乙醇： D. 甲酸与甲醇发生酯化反应： 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲苯与Fe作催化剂时，Cl2取代苯环上的氢原子，取代甲基上氢原子需要光照条件，产物错误，A错误； B．羧基酸性强于碳酸，酚羟基酸性弱于碳酸，NaHCO3仅与羧基反应、不与酚羟基反应，方程式书写符合反应规律，B正确； C．溴乙烷在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯，制取乙醇需要NaOH水溶液、加热的条件，反应条件错误，应该为，C错误； D．酯化反应机理为酸脱羟基醇脱氢，应存在于生成的酯中，不是水中，产物错误，应该为，D错误； 故选B。 4. 工业上或实验室中，可用维生素C(抗坏血酸)与水中的反应生成脱氢抗坏血酸，从而制备去氧水，其原理如图： 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A. 标准状况下，气体含中子数为 B. 抗坏血酸完全反应时转移电子数为 C. 脱氢抗坏血酸含杂化的碳原子数为 D. 抗坏血酸分子含键数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．1个分子中含20个中子，标准状况下，的物质的量为，含中子的物质的量为，即，A正确； B．氧气完全反应时转移电子，根据反应方程式可知，抗坏血酸完全反应时也转移电子，故抗坏血酸完全反应时转移电子数为，B正确； C．饱和碳原子是杂化，1个脱氢抗坏血酸分子含3个杂化的碳原子，脱氢抗坏血酸含杂化的碳原子数为，C正确； D．单键都是键，1个双键中含1个键，由抗坏血酸分子结构可知，抗坏血酸分子中含个键，D错误； 故选D。 5. 化合物“E7974”具有抗肿瘤活性，结构简式如图，下列有关该化合物说法正确的是 A. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 分子中含有4个手性碳原子 C. 分子中含有4种官能团 D. 1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．该化合物分子中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，能使溶液褪色，A错误； B．手性碳原子是连有4个不同原子或基团的饱和碳原子，经分析该分子共含有3个手性碳原子，位置为：，B错误； C．该分子中含有叔氨基、酰胺基、碳碳双键、羧基，共4种官能团，C正确； D．该分子中2个酰胺基水解各消耗，1个羧基中和消耗，故该化合物最多与反应，D错误； 故答案选C。 6. 2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料，实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备，路线如下： 下列说法正确的是 A. 叔丁醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 向产物2-甲基-2-氯丙烷中加入硝酸银溶液，溶液中有白色沉淀生成 C. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时，产物2-甲基-2-氯丙烷先蒸馏出体系 D. 溶液的作用主要是除去产物中余留的酸，因此也可换为热的溶液 【答案】C 【解析】 【分析】叔丁醇和浓盐酸在室温下搅拌，反应15分钟，生成2-甲基-2-氯丙烷，分液后向有机相加入水进行洗涤分液，再向有机相滴加5%溶液进行洗涤分液，除去产物中余留的酸，再向有机相加入水进行洗涤分液，再添加无水氯化钙除去有机相中残存的少量水，然后蒸馏除去残余反应物叔丁醇时，产物2-甲基-2-氯丙烷先蒸馏出体系，据此解答。 【详解】A．叔丁醇中羟基所连的碳原子上没有氢原子，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，无法使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误； B．2-甲基-2-氯丙烷中的氯以共价键形式与碳原子结合，不存在自由移动的，加入硝酸银溶液不会产生白色沉淀，B错误； C．叔丁醇分子间可通过羟基形成氢键，沸点高于2-甲基-2-氯丙烷，因此蒸馏时沸点更低的产物2-甲基-2-氯丙烷先蒸馏出体系，C正确； D．若换为热的溶液，2-甲基-2-氯丙烷会在碱性条件下发生水解反应被消耗，因此不能替换成热的溶液，D错误； 故选C。 7. 离子液体和聚合物网络组成的离子凝胶具有优异灵敏度和自主粘附能力，在穿戴电子领域具有广泛的应用前景。某离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、Q组成(结构如图)，W、Q同主族。下列说法错误的是 A. 第一电离能：Z > W > Y B. 原子半径：Q > Z > W C. 热稳定性：X2W > YX4 > ZX3 D. 键角：X2W > X2Q 【答案】C 【解析】 【分析】根据成键特征与原子序数关系推导：X仅形成1个共价键，是原子序数最小的短周期主族元素，因此X为H，Y可形成4个共价键，符合C的成键特点，因此Y为C，Z可形成3个共价键，符合N的成键特点，因此Z为N，W可形成2个共价键，且W、Q同主族，短周期同主族符合该成键特征的组合为O和S，因此W为O、Q为S； 【详解】A．同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但第反常，的2p轨道半充满结构稳定，第一电离能大于相邻的，故第一电离能，即，A不符合题意； B．电子层数越多原子半径越大，同周期主族元素从左到右原子半径减小，故原子半径，即，B不符合题意； C．非金属性越强，简单氢化物热稳定性越强，非金属性，故热稳定性，即，选项顺序错误，C符合题意； D．和均为杂化，均含2对孤电子对，电负性大于，中成键电子对间排斥力更强，键角更大，故键角，即，D不符合题意； 故选C。 8. 某兴趣小组用钛铁矿(主要成分为，含少量、等杂质)制备光催化剂的流程如下图所示。 下列说法错误的是 A. 滤渣的主要成分为 B. 加入铁粉的作用是还原 C. “操作②”为蒸发结晶 D. 转化为的离子方程式为： 【答案】C 【解析】 【分析】钛铁矿加入浓硫酸酸浸，二氧化硅不反应，铁、钛转化为相应的盐溶液，过滤后滤液中加入铁粉将三价铁转化为二价铁，冷却结晶分离出滤液，加热水解得到偏钛酸，灼烧得到钛白粉。 【详解】A．钛铁矿中的不与浓硫酸反应，其余成分均与浓硫酸反应进入滤液，因此滤渣主要成分为，A正确； B．杂质与浓硫酸反应生成，加入铁粉可将还原为，便于后续得到绿矾，B正确； C．绿矾为含结晶水的亚铁盐，蒸发结晶会导致结晶水失去、被氧化，操作②应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，C错误； D．加热发生水解反应生成沉淀，给出的离子方程式满足原子守恒、电荷守恒，D正确； 故选C。 9. 电催化和含氮物质（等）在常温常压下合成尿素，是实现“碳中和与水体脱氮”双赢的一种新型绿色技术。其工作原理如图。 下列说法错误的是 A. a与电源负极相连 B. 工作时由阳极室通过质子交换膜向阴极室迁移 C. 每生成1 mol 外电路转移8 mol电子 D. 电池的总反应式为 【答案】C 【解析】 【分析】该装置由外接电源驱动，属于电解池。图中a电极所在一侧生成尿素，发生还原反应；b电极所在一侧由水生成氧气，发生氧化反应。两极反应共同决定电极极性、氢离子迁移方向、电子转移数和总反应。 【详解】A．由图可知，a电极所在一侧生成尿素，发生还原反应，a为阴极；电解池的阴极与电源负极相连，A正确； B．右侧b电极处水被氧化生成氧气和氢离子，左侧阴极反应消耗氢离子，故氢离子由阳极室通过质子交换膜向阴极室迁移，B正确； C．硝酸根中N元素为+5价，尿素中N元素为-3价，每个N原子得到8个电子；1 mol尿素含2 mol N原子，生成1 mol尿素时外电路转移16 mol电子，不是8 mol电子，C错误； D．根据两极反应配平并相加，所得反应的元素和电荷均守恒，总反应为，D正确； 故选C。 10. 与可结合生成多种配合物，在水溶液中存在如下平衡： i． ii． iii． iv． t℃下、的某水溶液体系中，各含铜粒子的分布分数（平衡时某含铜粒子的浓度占各含铜粒子浓度之和的分数）与关系如图所示。 下列说法正确的是 A. 当时， B. 曲线交点处，两种含铜粒子浓度相等，此时为定值 C. P点时， D. 溶液中存在： 【答案】B 【解析】 【分析】当游离氯离子浓度为0时，体系中只有铜离子；随着游离氯离子浓度增大，各级配合物依次生成。结合各曲线的起点和变化趋势，曲线①、②、③分别表示、和。在一定温度下，各逐级稳定常数均为定值，相邻含铜粒子的浓度之比等于相应逐级稳定常数与游离氯离子浓度的乘积。 【详解】A．由图可知，当时，曲线③的分布分数大于曲线②，曲线①的分布分数最小。各分布分数的分母相同，因此正确的浓度关系为，A错误； B．曲线交点处，两种含铜粒子的分布分数相等，其共同分母均为各含铜粒子浓度之和，故两种含铜粒子的浓度相等。一定温度下，各逐级稳定常数均为定值，所以该相等条件对应的为定值，B正确； C．P点是与两条分布曲线的交点，故。由前三步配位平衡可得，取对数得，原式缺少负号，C错误； D．水会电离出和，原式漏写了负电荷一侧的。完整的电荷守恒式应为，D错误； 故选B。 二、非选择题：本题共4小题，共60分。 11. 氯苯唑酸(H)是一种用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的药物，其合成路线如下图。 （1）B的结构简式为___________________。 （2）Ⅲ的反应试剂及条件为___________________________，V的反应类型为___________。 （3）Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护___________、___________(写官能团名称)。 （4）Ⅵ的反应方程式为_________________________________。 （5）Ⅶ的过程为：。X的结构简式为_______________。 （6）Y是F的同分异构体且满足下列条件，则Y的结构有__________种。 ①与FeCl3溶液反应显紫色；②分子中含有 其中，核磁共振氢谱显示如图的结构简式为__________。(任写一种) 【答案】（1） （2） ①. Cl2、FeCl3 ②. 还原反应 （3） ①. 酚羟基 ②. 氨基 （4） （5） （6） ①. 9 ②. 或者或者 【解析】 【分析】由题干合成流程图中，由A和C的结构简式及A到B、B到C的转化条件可知，甲苯发生硝化反应得到的B为，B被酸性高锰酸钾溶液氧化为C，C结构中苯环上的氢原子被氯原子取代而得到D，D发生水解反应生成E，E发生还原反应生成F，F发生取代反应生成G，G先加成后消去，经两步反应转化为H。 【小问1详解】 由分析可知，B的结构简式为； 【小问2详解】 由流程图C、D的结构简式可知，反应Ⅲ为在苯环上引入一个Cl，则该反应试剂及条件为Cl2、FeCl3(催化剂)；由E、F的结构简式可知，反应V为将硝基还原为氨基，即该反应类型为还原反应； 【小问3详解】 由题干流程图可知，反应Ⅱ使用酸性高锰酸钾溶液将甲基氧化为羧基，反应Ⅴ为将硝基还原为氨基，而F中含有氨基和酚羟基，酚羟基和氨基均易被酸性高锰酸钾溶液氧化，故Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护酚羟基、氨基； 【小问4详解】 由题干流程图信息可知，Ⅵ为取代反应，反应方程式为； 【小问5详解】 由题干流程图中G、H的结构简式可知，G中酚羟基中O-H键断裂与酰胺基中的C=O键发生加成反应生成X，故X的结构简式为：，X脱去一分子水，发生消去反应生成H； 【小问6详解】 由题干流程图中F的结构简式可知分子式为：C7H7O3N，不饱和度为5，Y是F的同分异构体且满足下列条件①与FeCl3溶液反应显紫色，即含有酚羟基；②分子中含有-CONH2； 如果苯环上含有两个酚羟基和一个-CONH2，当两个酚羟基在邻位时，-CONH2有两种位置，见标记处：；当两个酚羟基在间位时，-CONH2有三种位置，见标记处：；当两个酚羟基在对位时，-CONH2有一种位置，见标记处：；如果苯环上含有一个酚羟基和一个-OCONH2，则有邻间对三种情况，因此共有9种同分异构体；核磁共振氢谱图显示分子中含有4种不同环境的H，且4类氢原子的个数比为2:2:2:1，则符合题意的Y的结构简式为或者或者。 12. 化合物H是合成降糖药的关键中间体，其合成路线如下图（部分试剂及条件略）。 （1）C中的官能团有__________、__________（填名称）。 （2）“B→C”的反应类型为__________。 （3）“A→B”引入“”的作用是__________________________________________________。 （4）化合物中，C-O键的键长：①__________②（填“<”、“>”或“=”）。 （5）“E→F”反应的另一产物是HI，则化合物X的结构简式为____________________。 （6）“F→G”反应中“”的作用是___________________________________________________。 （7）“G→H”反应的化学方程式为_________。 （8）H的一种同分异构体满足如下条件，则该化合物的结构简式为___________________。 ①含有两个苯环 ②与溶液反应显紫色 ③核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1∶2∶2∶2 【答案】（1） ①. 酯基 ②. 碳氯键 （2）取代反应 （3）保护酚羟基，防止其在后续反应中发生反应 （4）< （5） （6）将酰胺基还原为亚甲基 （7） （8） 【解析】 【分析】A与发生取代反应得到B，B在光照条件下进行苄位氯代得到C；C经乙酸钠取代得到D，D水解、酸化后恢复酚羟基和苄醇羟基得到E，E的酚羟基与X形成醚键得到F，F依次经甲胺氨解和还原得到仲胺G，最后G与2-氟吡啶成键生成H。 【小问1详解】 由流程中C的结构简式可知，C中含有的官能团为酯基、碳氯键。 【小问2详解】 对比B与C的结构可知，“B→C”的反应为光照条件下，B的苄位氢被氯原子取代，碳骨架和乙酸酯结构均未改变，因此该反应为取代反应。 【小问3详解】 由流程知，A的酚羟基先转化为乙酸酯，后续水解时又恢复为酚羟基，因此引入是为了保护酚羟基，防止其在后续反应中发生反应。 【小问4详解】 ①为酚羟基中与苯环相连的C-O键，氧原子的孤电子对与苯环共轭，使该键具有一定的双键特征；②为苄醇中的普通C-O单键，因此键长关系为①<②。 【小问5详解】 E生成F时，酚羟基上的氢与X中的碘结合生成HI，X的其余部分与酚羟基的氧相连，根据F中新形成的醚键和乙酯结构，可确定X的结构简式为。 【小问6详解】 对比F与G的结构并结合反应条件可知， F先与甲胺发生酯的氨解，生成；随后酰胺中的羰基转化为亚甲基，得到G中的仲胺结构，因此试剂“”的作用是将酰胺基还原为亚甲基。 【小问7详解】 对比G和H的结构简式可知，“G→H”反应为 G中的仲胺氮与2-氟吡啶中原连接氟的碳原子成键，同时生成HF，故反应的完整化学方程式为。 【小问8详解】 H的分子中含15个碳原子，两个苯环已贡献全部不饱和度，与氯化铁溶液反应显紫色说明含有酚羟基；再结合核磁共振氢谱的峰面积比，可构造具有左右对称结构的同分异构体： 。 13. 乙酸香叶酯是一种有玫瑰和薰衣草香气的液体。某小组同学在实验室中利用香叶醇()和乙酸反应制取乙酸香叶酯。相关物质信息如表所示： 物质 相对分子质量 形态 密度/(g/cm3) 沸点 溶解性 香叶醇 154 无色至黄色油状液体 0.89 溶于乙醇、乙醚，微溶于水 乙酸香叶酯 196 无色至淡黄色液体 0.92 247.5 不溶于水，溶于乙醇、乙醚 乙酸 60 无色液体 1.05 117.9 与水互溶，能溶于乙醇、乙醚 乙醚 74 无色液体 0.71 34.6 略溶于水，能溶于乙醇、苯 装置如图所示(夹持装置略)，实验步骤如下： ①按图1安装好制备装置，检查装置的气密性。往三颈烧瓶中依次加入30.8 g香叶醇、15 mL乙酸(足量)、10 mL浓硫酸和沸石，控制温度在180～200℃，加热回流2 h。 ②冷却后，将三颈烧瓶中的反应液倒入100 mL的烧杯中，先后用水、饱和碳酸钠溶液、水分别洗涤2-3次。 ③用图2装置分离出有机层，再萃取水层中的残留产品，二者合并，加入无水氯化镁，过滤，将滤液用图3装置蒸馏纯化制得23.52 g产品。 回答下列问题： （1）仪器A的名称为______________，图1实验所用三颈烧瓶容积最适宜的是_________(填标号)。 a．25 mL b．100 mL c．50 mL d．250 mL （2）写出香叶醇和乙酸反应制取乙酸香叶酯的化学方程式______________，使用分水器的目的是_________________________________________。 （3）能说明乙酸香叶酯制备反应结束的实验现象为___________________________。 （4）步骤②中第二次水洗的目的是_______________________________________。 （5）关于上述实验，下列说法正确的是______________。 a．步骤③可选用乙醚作萃取剂 b．分液时先将有机粗产品从分液漏斗上口倒出 c．蒸馏纯化操作时，若温度过低时开始收集馏分，会使产率偏低 （6）已知：由羧酸和醇反应生成酯的机理如下：(质子化)；(脱质子化)；根据以上反应机理推测，下列可用作制备乙酸乙酯催化剂的是_________(填选项字母)。 a．NaHSO4 b．NaOH c． d． （7）本实验中乙酸香叶酯的产率为_________(保留2位有效数字)。 【答案】（1） ①. 蒸馏烧瓶 ②. b （2） ①. +CH3COOH+H2O ②. 及时分离出水，有利于反应向正向移动 （3）分水器中的水量不再增加 （4）洗去钠盐溶液 （5）a （6）ad （7）60% 【解析】 【分析】本实验通过香叶醇与乙酸在浓硫酸催化下发生酯化反应制备乙酸香叶酯。反应过程中使用分水器分离生成的水以促进平衡正向移动。反应结束后，混合液经过水洗、饱和碳酸钠溶液洗涤和再次水洗，以去除未反应的酸和无机盐。随后通过分液、萃取、干燥，最后利用蒸馏纯化得到目标产物。 【小问1详解】 仪器A带有支管，名称为蒸馏烧瓶。实验中加入的液体总体积为香叶醇体积（）、乙酸（）和浓硫酸（）之和，约为。加热时烧瓶内液体体积应占其容积的，因此最适宜的容积为，故选b。 【小问2详解】 香叶醇与乙酸在浓硫酸催化、加热条件下发生酯化反应生成乙酸香叶酯和水，化学方程式为： + + 。酯化反应是可逆反应，使用分水器可以及时分离出反应生成的水，降低生成物浓度，促使化学平衡正向移动，从而提高反应物的转化率和产物的产率。 【小问3详解】 随着反应的进行，不断有水生成并在分水器中聚集。当反应达到平衡或结束时，不再有水生成，因此实验现象为分水器中的水量不再增加。 【小问4详解】 步骤②中，第一次水洗主要洗去大部分水溶性的乙酸和浓硫酸；饱和碳酸钠溶液洗涤用于中和残留的酸；第二次水洗则是为了洗去附着在有机层中的碳酸钠及反应生成的无机盐（如醋酸钠、硫酸钠等），即洗去钠盐。 【小问5详解】 a项，乙醚略溶于水，能溶解有机物，且沸点较低（），易于在后续蒸馏中与产物分离，适合用作萃取剂，正确； b项，有机层（香叶醇和乙酸香叶酯）的密度均小于水，位于上层，分液时应先将下层水层从下口放出，再将上层有机粗产品从上口倒出，错误； c项，若温度过低时开始收集馏分，会混入低沸点的杂质（如乙醚），导致收集到的产物质量偏大，计算出的产率偏高，错误。 故选a。 【小问6详解】 根据反应机理，酯化反应的第一步是羧酸结合质子（），因此催化剂必须能够提供，即呈酸性。和均能电离出，可用作催化剂；而和的水溶液呈碱性，不能提供，故选ad。 【小问7详解】 实验中加入香叶醇的质量为，其物质的量为。由于乙酸足量，理论上生成乙酸香叶酯的物质的量也为，理论产量为。实际产量为，则产率为。 14. 二甲醚()是一种清洁液体燃料，利用加氢合成二甲醚是实现碳循环利用的关键路径。我国科研团队发现使用催化剂，可在同一界面位点同步催化以下两步反应。 反应i： 反应ii： （1）总反应iii： _________。 （2）恒温恒容条件下，下列叙述能证明体系已达到化学平衡状态的是________(填标号)。 a．容器内总压强不再发生变化 b． c．消耗3 mol ，同时生成1 mol d．体系中保持恒定 （3）下，向1 L刚性密闭容器通入2 mol 、8 mol ，反应10 h达到平衡。平衡体系中，。 ①0~10 h过程中的平均消耗速率________。 ②下，反应iii的平衡常数________(代入数据列式即可)。 （4）恒温恒容的该平衡体系中，再充入一定量，从平衡移动的角度解释转化率的变化：_______。 （5）结合下列图像中二甲醚()的产率和的转化率可知，使用该催化剂的最佳工艺条件为_______℃和_______MPa。 （6）甲醇脱水所生成的水也会占据催化剂同一界面活性位点，且水脱附是慢反应。据此分析，及时脱附水能提升二甲醚产率的原因为____________。 【答案】（1） -255.6 （2）ad （3） ①. 0.112 ②. （4） 充入 ，增大了反应物浓度，平衡正向移动，从而提高了 的转化率 （5） ①. 240 ②. 3 （6） 及时脱附水能释放催化剂表面的活性位点，提高反应速率；同时降低了生成物水的浓度，促使平衡正向移动，从而提升二甲醚产率 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，目标反应iii可由 得到，因此 ； 【小问2详解】 a．该反应前后气体分子数不相等，恒温恒容下，压强不变说明各物质的物质的量不再变化，达到平衡状态，a正确； b．若达到平衡，应有 ，b错误； c．消耗 和生成 均表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，c错误； d．体系中 保持恒定，说明各物质的浓度不再改变，达到平衡状态，d正确； 故选ad； 【小问3详解】 ① 根据碳原子守恒，消耗的 。则 ； ② 平衡时，消耗的 为 ，剩余 。根据氧原子守恒，初始氧原子为 ，平衡时 ，解得 。根据氢原子守恒，初始氢原子为 ，平衡时 ，解得 。容器体积为 ，各物质的浓度数值等于其物质的量。反应iii的平衡常数 ； 【小问4详解】 恒温恒容下，充入 增加了反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，从而促使更多的 发生反应，提高了 的转化率； 【小问5详解】 由左图可知，在 时，二甲醚的产率最高且 转化率较高；由右图可知，在 时，二甲醚产率和 转化率均达到较高水平，继续增大压强提升不明显。综合考虑经济效益与转化效率，最佳工艺条件为 和 ； 【小问6详解】 水占据催化剂活性位点会阻碍反应物吸附，及时脱附水可以释放活性位点，提高催化效率和反应速率；同时，水是生成物，及时脱附降低了体系中水的浓度，有利于化学平衡向正反应方向移动，从而提升二甲醚的产率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $