精品解析:江苏常州市金坛区第一中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-09
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内容正文:
2026秋学期高三年级10月统一练习(化学学科)
分值:100 时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 Mg 24 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Mo 96
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列属于有机高分子材料的是
A. 无磁不锈钢 B. 芳纶纤维 C. 金刚石薄膜 D. 耐温高硼玻璃
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. 中子数为8的氮原子:N B. H2NOH分子含有三种极性键
C. H2O的电子式为 D. HON=NOH中N元素的化合价为-1
3. 我国科学家设计并合成了一种可检测的化合物,其结合时生成一种能发出荧光的产物结构如图所示。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 第一电离能:
C. 热稳定性: D. 产物中N元素的化合价相同
4. 实验室用铝合金(含Al、Cu)制备。下列相关原理、装置及操作正确的是
A. 用图甲装置溶解铝合金 B. 用图乙装置过滤溶解后混合物
C. 用图丙制备 D. 用图丁装置灼烧制
阅读下列材料,完成下面小题。
卤素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要用途。与盐酸反应生成黄绿色的,中心原子Cl为杂化。电解和盐酸混合液可得,易水解生成和。在常温下与反应生成致密的氟化物薄膜;在与氢氧化钠溶液反应生成;在下缓缓通过冰面可得,与氢氧化钠溶液反应放出氧气。
5. 下列说法正确的是
A. 键角: B. 中含有键
C. 是非极性分子 D. 与形成配位键的能力:
6. 下列化学反应表示错误的是
A. 与盐酸反应:
B. 电解和盐酸混合液:
C. 在水中电离:
D. 与NaOH溶液反应:
7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 呈黄绿色,可作自来水消毒剂 B. 易液化,液氨可作制冷剂
C. 易分解,可作氮肥 D. Cu与反应,不可作储存的容器
8. 一种可充电电池用于处理污水中的工作原理如图所示。电池放电时,水中的在电催化剂表面转化为,再将吸附在电催化剂表面的还原为。下列说法正确的是
A. 放电时,金属铝为正极
B. 还原为的反应为
C. 充电时,每生成1 mol,另一极同时生成2 mol
D. 充电时,从装置左侧透过离子交换膜进入右侧
9. 在催化剂表面转化为的机理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ加水有利于吸附在表面
B. 过程Ⅱ只有键断裂
C. 过程Ⅲ中碳元素被氧化
D. 该过程的总反应方程式为:+O2
10. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加2滴,观察现象。振荡试管,再滴加2滴溶液,观察现象
比较与的大小
B
用pH计分别测定的溶液和溶液的pH
探究键的极性对羧酸酸性的影响
C
向溶液中滴加溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液,观察现象
该反应是否为可逆反应
D
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
能否催化分解
A. A B. B C. C D. D
11. 化合物Z是一种药物中间体,可用下列方法合成。下列说法不正确的是
A. X→Y的反应为还原反应 B. Y→Z的反应过程中有乙醇生成
C. 可用银氨溶液鉴别Y和Z D. 1molY最多可以与3mol反应
12. 从模拟酸性工业废液中(含Cd2+、Fe2+、)回收镉、铁的过程如下:
已知:,。下列说法正确的是
A. 模拟废液中:
B. “沉镉”得到的上层清液中:
C. 0.1 mol·L-1氨水和0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液等体积混合所得溶液:
D. “沉铁”时发生反应:
13. 加氢转化为二甲醚 的反应过程如下:
反应Ⅰ.、
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
在恒温恒容密闭容器中充入 和 发生上述反应。平衡时 的转化率、 和二甲醚生成物的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
(已知: 含碳生成物 的选择性 )
A. 曲线③表示的是 平衡转化率
B. 260°C 时容器内 的量为
C. 工业生产二甲醚的温度应该选择 340℃以上
D. 260°C 时的平衡转化率为 28%
14. 由钼精矿(含及少量、等,其中中S的化合价为-2)制备催化剂的工艺流程如下:
(1)将钼精矿与氨水加入反应釜中,加热至160℃,持续通入氧气使釜内压力保持恒定,转化为和。
①转化为的化学方程式为________________。
②氨水过量较多时,Mo元素浸出率下降。请结合反应条件,分析可能的原因:________。
(2)将浸出液调节pH至8.5~9.0之间,最合适的试剂X是________。
A.NaOH B.CaO C.
(3)已知:室温下,,。“净化”时发生反应:,该反应平衡常数________。
(4)将(摩尔质量为)焙烧,剩余固体质量随温度变化如图-1所示。350℃~400℃时所得钼氧化物的化学式为________________。(写出计算过程)。
(5)将还原可制得含氧空位的(晶胞结构及沿x轴的投影图如图-2所示)。晶体中x的值为________。
15. 化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)A在水中的溶解度___________C在水的溶解度。(填“大于”、“小于”、“等于”)
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为C12H15O6Br)生成,写出X的结构简式___________。
(4)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式___________。
①能发生银镜反应;
②在一定条件下完全水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2。
(5)已知:(R表示烃基,R'和R"表示烃基或氢),写出以和CH3OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)___________。
16. 用磷矿脱镁废液制备磷酸氢镁()的实验过程如下:
(1)磷矿脱镁废液中主要含及少量、、和。
①向废液中加入NaOH溶液调节pH为4.5,可达到、和的最佳沉淀效果。其中转化为的离子方程式为_____。
②将除杂净化后的清液控制在一定温度,加入MgO浆液搅拌即可获得磷酸氢镁固体。实验测得镁回收率(×100%)、产品纯度与反应后溶液pH关系如下图左所示。pH>6时,产品纯度随pH的增大而降低的可能原因是_______。
③实验室采用如下图右所示装置对产品进行“抽滤”,操作时将固液混合物置于布氏漏斗中。与普通过滤相比,“抽滤”的优点是_______。
(2)湿法磷酸(主要含及少量、)也常用作制备磷酸氢镁的原料。已知:①为强电解质;磷酸钡不溶于水,在常温下可溶于大多数酸。②、、的溶度积常数依次为、和。③磷酸氢镁体系的状态,结晶水合物的组成与原磷酸氢镁溶液中溶质的含量及温度关系如下图所示。
为获得较高产率和纯度的,请补充完整下列实验方案:用比浊法测定湿法磷酸中的浓度后,在搅拌下向一定体积的湿法磷酸中_______,过滤,洗涤,低温干燥。(须使用的试剂:粉末,粉末,MgO浆液)
(3)磷酸氢镁吸附沉淀法是处理氨氮(含或)废水的新方法。下,调节pH值为9.5,磷酸氢镁可将废水中的氨氮转化为沉淀而除去。在上述实验条件下,向2L含氨氮(以N元素计)的废水中加入6.96g(摩尔质量为),理论上氨氮的去除率可达到_______%。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
17. 的催化加氢反应可以产生多种高附加值产品,如甲醇,碳氢化合物等。
Ⅰ.由制碳氢化合物的过程如图-1所示。
(1)涉及部分反应:
_____
(2)催化剂Ⅰ可使用铁基催化剂。
①方铁矿()可用作催化剂,当时,晶体中为_____。
②地球化学研究发现,地幔层(温度)中磁铁矿与石墨矿会转化为方铁矿,该反应的化学方程式为_____。
Ⅱ.电催化还原制备碳氢化合物,其装置原理如图-2所示。
(3)电池工作过程中,阴极生成的电极反应式为_____。
(4)每转移2mol电子,阳极室溶液质量减少_____g。
Ⅲ.把附着在分子筛上,可催化、生成及碳氢化合物,部分反应机理如图-3所示。催化剂中、转化率,烃的选择性关系如图-4所示。
(5)大于1后,CO转化率降低的可能原因为_____。
(6)随增加,烯烃选择性减少,烷烃增加的可能原因为_____。
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2026秋学期高三年级10月统一练习(化学学科)
分值:100 时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 Mg 24 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Mo 96
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列属于有机高分子材料的是
A. 无磁不锈钢 B. 芳纶纤维 C. 金刚石薄膜 D. 耐温高硼玻璃
【答案】B
【解析】
【详解】A.无磁不锈钢属于铁合金,为金属材料,不属于有机高分子材料,A不符合题意;
B.芳纶纤维是芳香族聚酰胺类有机合成高分子化合物,属于有机高分子材料,B符合题意;
C.金刚石薄膜是碳单质构成的无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C不符合题意;
D.耐温高硼玻璃属于硅酸盐类无机非金属材料,不属于有机高分子材料,D不符合题意;
故答案选B。
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. 中子数为8的氮原子:N B. H2NOH分子含有三种极性键
C. H2O的电子式为 D. HON=NOH中N元素的化合价为-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮原子的质子数为7,中子数=质量数-质子数,中子数为8时质量数为15,正确表示为,A错误;
B.分子中含有、、三种不同的极性共价键,B正确;
C.为共价化合物,不存在阴阳离子,正确电子式为,C错误;
D.中为+1价、为-2价,设化合价为,根据化合物化合价代数和为0可得,解得,D错误;
故选B。
3. 我国科学家设计并合成了一种可检测的化合物,其结合时生成一种能发出荧光的产物结构如图所示。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 第一电离能:
C. 热稳定性: D. 产物中N元素的化合价相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.和核外电子排布相同,核电荷数,核电荷数越大离子半径越小,故,A正确;
B.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O,故,B错误;
C.元素非金属性越强,简单气态氢化物热稳定性越强,非金属性,故热稳定性,C错误;
D.产物中N存在多种结构:硝基中的N为正价;含氮杂环、与配位的N化合价均和硝基中的N不同,N元素化合价不相同,D错误;
故答案选A。
4. 实验室用铝合金(含Al、Cu)制备。下列相关原理、装置及操作正确的是
A. 用图甲装置溶解铝合金 B. 用图乙装置过滤溶解后混合物
C. 用图丙制备 D. 用图丁装置灼烧制
【答案】A
【解析】
【详解】A.铝能与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜和稀硫酸不反应,加热加快铝的溶解速率,所以用图甲装置溶解铝合金,故A正确;
B.过滤应该用玻璃棒引流,故B错误;
C.硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,应该用硫酸铝和过量氨水反应制备,故C错误;
D.灼烧制,应该在坩埚中进行,故D错误;
答案选A。
阅读下列材料,完成下面小题。
卤素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要用途。与盐酸反应生成黄绿色的,中心原子Cl为杂化。电解和盐酸混合液可得,易水解生成和。在常温下与反应生成致密的氟化物薄膜;在与氢氧化钠溶液反应生成;在下缓缓通过冰面可得,与氢氧化钠溶液反应放出氧气。
5. 下列说法正确的是
A. 键角: B. 中含有键
C. 是非极性分子 D. 与形成配位键的能力:
6. 下列化学反应表示错误的是
A. 与盐酸反应:
B. 电解和盐酸混合液:
C. 在水中电离:
D. 与NaOH溶液反应:
7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 呈黄绿色,可作自来水消毒剂 B. 易液化,液氨可作制冷剂
C. 易分解,可作氮肥 D. Cu与反应,不可作储存的容器
【答案】5. A 6. C 7. B
【解析】
【5题详解】
A.中心为杂化,键角接近;中心为杂化,含2对孤电子对,键角小于,故键角,A正确;
B.中内有4个键,与之间为离子键无键,1 mol NH4Cl含4 mol σ键,B错误;
C.为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.电负性大于,中原子电子云密度低于中,给出孤电子对能力弱,配位能力,D错误;
故选A;
【6题详解】
A.与盐酸反应时发生歧化,电子守恒、电荷守恒、原子守恒均满足,方程式正确,A不符合题意;
B.已知电解和盐酸混合液可得,该反应电子守恒、原子守恒满足,方程式正确,B不符合题意;
C.是弱电解质,电离为可逆过程,应使用可逆符号,方程式错误,C符合题意;
D.与反应生成氧气,配平正确,原子守恒、得失电子守恒满足,方程式正确,D不符合题意;
故选C;
【7题详解】
A.作自来水消毒剂是因为其具有强氧化性,与颜色无关,对应关系不成立,A错误;
B.易液化,液氨汽化时吸收大量热,故可作制冷剂,性质与用途对应,B正确;
C.作氮肥是因为含有植物可吸收的氮元素,与易分解的性质无关,对应关系不成立,C错误;
D.与反应生成致密的氟化物薄膜,可阻止进一步腐蚀,故可作储存的容器,D错误;
故选B。
8. 一种可充电电池用于处理污水中的工作原理如图所示。电池放电时,水中的在电催化剂表面转化为,再将吸附在电催化剂表面的还原为。下列说法正确的是
A. 放电时,金属铝为正极
B. 还原为的反应为
C. 充电时,每生成1 mol,另一极同时生成2 mol
D. 充电时,从装置左侧透过离子交换膜进入右侧
【答案】D
【解析】
【详解】A.放电时金属铝失电子转化为,发生氧化反应,为负极,A错误;
B.该反应式电荷不守恒(左边总电荷为-1,右边总电荷为0),配平后应为,B错误;
C.充电时生成的一极为阳极,每生成1 mol 转移4 mol电子,另一极为阴极,发生的反应,无生成,C错误;
D.充电时为电解池,阴离子向阳极(右侧电极)移动,故从左侧透过离子交换膜进入右侧,D正确;
故答案选D。
9. 在催化剂表面转化为的机理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ加水有利于吸附在表面
B. 过程Ⅱ只有键断裂
C. 过程Ⅲ中碳元素被氧化
D. 该过程的总反应方程式为:+O2
【答案】A
【解析】
【详解】A.过程Ⅰ中水参与反应可增加催化剂表面羟基数目,有利于吸附在表面,A正确;
B.过程Ⅱ中既有键断裂,也有、等键形成,并非只有键断裂,B错误;
C.过程Ⅲ中碳元素化合价降低,发生去氧加氢的还原反应,碳元素被还原,C错误;
D.根据元素守恒,总反应生成物只有和,无,给出的方程式不满足原子守恒,D错误;
故选A。
10. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加2滴,观察现象。振荡试管,再滴加2滴溶液,观察现象
比较与的大小
B
用pH计分别测定的溶液和溶液的pH
探究键的极性对羧酸酸性的影响
C
向溶液中滴加溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液,观察现象
该反应是否为可逆反应
D
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
能否催化分解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ag+少量,沉淀由白色变为黄色比较<, A正确;
B.Cl元素存在使羧基中羟基氢极性增大酸性增强,通过比较pH大小可以探究键的极性对羧酸酸性的影响,但没说起始浓度一样,B错误;
C.Fe3+过量,不能证明反应可逆,C错误;
D.硫酸亚铁在溶液中电离出Fe2+和,FeSO4的溶液呈酸性,硫酸根、氢离子均可能加快H2O2分解,且与发生氧化还原反应生成Fe3+,Fe3+可催化H2O2分解,因此该实验无法确定是否能催化分解,D错误;
故选A。
11. 化合物Z是一种药物中间体,可用下列方法合成。下列说法不正确的是
A. X→Y的反应为还原反应 B. Y→Z的反应过程中有乙醇生成
C. 可用银氨溶液鉴别Y和Z D. 1molY最多可以与3mol反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X→Y的反应中,X(含有硝基)在Fe、HCl作用下生成Y(含有氨基),是硝基被还原为氨基的过程,加氢去氧属于还原反应,A正确;
B.Y→Z的反应中,Y与CH3COCOOCH2CH3反应,根据反应条件及产物结构,结合酯的水解等反应原理,反应过程中有乙醇生成,B正确;
C.Y含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,Z不含醛基,不能与银氨溶液反应,所以可用银氨溶液鉴别Y和Z,C正确;
D.Y中苯环和醛基都能与氢气发生加成反应,苯环与3molH2加成,醛基与1molH2加成,所以1molY最多可以与4molH2反应,D错误;
故选D。
12. 从模拟酸性工业废液中(含Cd2+、Fe2+、)回收镉、铁的过程如下:
已知:,。下列说法正确的是
A. 模拟废液中:
B. “沉镉”得到的上层清液中:
C. 0.1 mol·L-1氨水和0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液等体积混合所得溶液:
D. “沉铁”时发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.模拟酸性工业废液中(含、、),根据电荷守恒:,该选项中,、、系数错误,A错误;
B.“沉镉”得到的上层清液中,CdS达到了沉淀溶解平衡,而FeS未达到沉淀溶解平衡,则:、,那么溶液中,B错误;
C.0.1 mol·L-1氨水和0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液等体积混合恰好完全反应生成碳酸铵,根据质子守恒得:,C正确;
D.“沉铁”时还加入了氨水,氨水也参加了反应,故反应的离子方程式为:,D错误;
故答案选C。
13. 加氢转化为二甲醚 的反应过程如下:
反应Ⅰ.、
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
在恒温恒容密闭容器中充入 和 发生上述反应。平衡时 的转化率、 和二甲醚生成物的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
(已知: 含碳生成物 的选择性 )
A. 曲线③表示的是 平衡转化率
B. 260°C 时容器内 的量为
C. 工业生产二甲醚的温度应该选择 340℃以上
D. 260°C 时的平衡转化率为 28%
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知,反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,则随着温度升高,CO的选择性增大,CH3OCH3的选择性减小,即曲线①表示CO的选择性,曲线③表示CH3OCH3的选择性,曲线②表示CO2的平衡转化率,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,曲线②表示的是CO2平衡转化率,A错误;
B.由图可知,260℃时,CO2的平衡转化率为50%,初始充入 1mol CO2,则反应掉0.5 mol CO2,CO选择性为36%,二甲醚的选择性为50%,根据题目中的定义:含碳生成物X的选择性,则生成的CO的物质的量为:,生成二甲醚的物质的量为:,根据碳守恒,反应掉0.5 mol CO2,生成CO、甲醇和二甲醚,则转化为甲醇的碳的物质的量为:,B正确;
C.观察图像可知,340℃以上时,曲线③(二甲醚的选择性)已经降至接近0,而曲线①(CO的选择性)非常高,这意味着340℃以上主要发生生成CO的反应,二甲醚的产率极低,工业生产二甲醚的温度不应该选择 340℃以上,C错误;
D.260℃时,已知平衡时各含碳物质的量:、、,根据题中反应,计算消耗的H2总量:生成0.18 mol CO发生反应Ⅱ,消耗0.18 mol H2,生成甲醇和二甲醚的总过程可看作由反应Ⅰ生成甲醇,再有反应Ⅲ转化部分甲醇为二甲醚,则体系中总的生成甲醇的物质的量为:,发生反应Ⅰ,消耗H2的物质的量为:,则总共消耗1.14 mol H2,初始充入3 mol H2,H2的平衡转化率为:,D错误;
故选B。
14. 由钼精矿(含及少量、等,其中中S的化合价为-2)制备催化剂的工艺流程如下:
(1)将钼精矿与氨水加入反应釜中,加热至160℃,持续通入氧气使釜内压力保持恒定,转化为和。
①转化为的化学方程式为________________。
②氨水过量较多时,Mo元素浸出率下降。请结合反应条件,分析可能的原因:________。
(2)将浸出液调节pH至8.5~9.0之间,最合适的试剂X是________。
A.NaOH B.CaO C.
(3)已知:室温下,,。“净化”时发生反应:,该反应平衡常数________。
(4)将(摩尔质量为)焙烧,剩余固体质量随温度变化如图-1所示。350℃~400℃时所得钼氧化物的化学式为________________。(写出计算过程)。
(5)将还原可制得含氧空位的(晶胞结构及沿x轴的投影图如图-2所示)。晶体中x的值为________。
【答案】(1) ①. ②. 高温条件下,过量氨挥发造成釜内氨的浓度增大,氧气浓度减小 (2)C
(3)
(4),则, ,故,,,故氧化物为 (5)0.75
【解析】
【分析】原料钼精矿的主要成分为及少量、等,在氨水体系中将氧化为可溶性的,转化为,不溶后续过滤除去,向浸出液中加入氨水调节pH至8.5~9.0之间,加形成沉淀,过滤除去,加硝酸得到钼酸铵水合物,焙烧钼酸铵得到钼的氧化物,对钼的氧化物还原得到含氧空位的目标产物,据此解答:
【小问1详解】
①中从+4价升高到+6价,S从-2价升高到+6价,1 mol共失去18 mol电子,1 mol氧气得到4 mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒写出该反应的方程式为:;
②氨水本身易挥发,当氨水过量较多时,160℃的高温会使过量的氨挥发进入反应釜内,由于反应釜总压保持恒定,反应釜内氨气的浓度升高,导致氧气的浓度降低,无法被充分氧化为可溶性的钼酸盐,因此Mo元素的浸出率下降。
【小问2详解】
流程体系为铵盐体系,调节pH不能引入新杂质,NaOH会引入钠离子,CaO会引入钙离子,一水合氨不会引入新杂质,因此选C。
【小问3详解】
该反应平衡常数。
【小问4详解】
,则, ,故,,,故氧化物为。
【小问5详解】
根据均摊法,晶胞中钼原子的个数为,在中,是O和Mo的个数比,根据晶胞结构及沿x轴的投影图可知,晶胞中氧原子为,氧空位为,故,。
15. 化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)A在水中的溶解度___________C在水的溶解度。(填“大于”、“小于”、“等于”)
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为C12H15O6Br)生成,写出X的结构简式___________。
(4)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式___________。
①能发生银镜反应;
②在一定条件下完全水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2。
(5)已知:(R表示烃基,R'和R"表示烃基或氢),写出以和CH3OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)___________。
【答案】(1)大于 (2)取代反应
(3) (4) (5)CH3OHHCHO;
【解析】
【分析】化合物A与SOCl2在加热时反应产生B,B与CH3OH在浓硫酸催化下加热,发生取代反应产生C,C与CH3OCH2Cl在三乙胺作用下发生1个羟基的取代反应产生D,D与CH3I在K2CO3存在条件下发生羟基的取代反应产生E,E与LiAlH4发生还原反应产生F。
【小问1详解】
对比化合物A、C分子结构可知:化合物A分子中含有亲水基-COOH反应后变为化合物C分子中的憎水基-COOCH3,使物质的溶解性大大降低,因此物质A在水中的溶解度大于C在水中的溶解度;
【小问2详解】
化合物B与CH3OH发生-COCl上Cl原子的取代反应产生C分子中的-COOCH3,同时得到HCl,该反应类型是取代反应;
【小问3详解】
化合物C分子中含有2个-OH,C变为D时是1个-OH发生取代反应,也可能是2个-OH都与CH3OCH2Cl发生取代反应产生分子式是C12H15O6Br的副产物X,其结构简式是;
【小问4详解】
化合物A结构简式是,其一种同分异构体同时满足下列条件:①能发生银镜反应,说明分子结构中含有醛基-CHO;②在一定条件下完全水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶2,说明含有酯基,水解产生的含苯环的产物分子中含有两种不同环境的H原子,这两种不同化学环境的氢原子数目比为1∶2,则该物质的结构简式是;
【小问5详解】
首先CH3OH与O2在Cu作催化剂条件下加热,发生氧化反应产生HCHO;然后是与LiAlH4发生还原反应产生,与HCl在加热时发生取代反应产生,与Mg在无水乙醚作用下反应产生,与HCHO作用,然后酸化可得目标产物,故由和CH3OH制取的流程为:CH3OHHCHO; 。
16. 用磷矿脱镁废液制备磷酸氢镁()的实验过程如下:
(1)磷矿脱镁废液中主要含及少量、、和。
①向废液中加入NaOH溶液调节pH为4.5,可达到、和的最佳沉淀效果。其中转化为的离子方程式为_____。
②将除杂净化后的清液控制在一定温度,加入MgO浆液搅拌即可获得磷酸氢镁固体。实验测得镁回收率(×100%)、产品纯度与反应后溶液pH关系如下图左所示。pH>6时,产品纯度随pH的增大而降低的可能原因是_______。
③实验室采用如下图右所示装置对产品进行“抽滤”,操作时将固液混合物置于布氏漏斗中。与普通过滤相比,“抽滤”的优点是_______。
(2)湿法磷酸(主要含及少量、)也常用作制备磷酸氢镁的原料。已知:①为强电解质;磷酸钡不溶于水,在常温下可溶于大多数酸。②、、的溶度积常数依次为、和。③磷酸氢镁体系的状态,结晶水合物的组成与原磷酸氢镁溶液中溶质的含量及温度关系如下图所示。
为获得较高产率和纯度的,请补充完整下列实验方案:用比浊法测定湿法磷酸中的浓度后,在搅拌下向一定体积的湿法磷酸中_______,过滤,洗涤,低温干燥。(须使用的试剂:粉末,粉末,MgO浆液)
(3)磷酸氢镁吸附沉淀法是处理氨氮(含或)废水的新方法。下,调节pH值为9.5,磷酸氢镁可将废水中的氨氮转化为沉淀而除去。在上述实验条件下,向2L含氨氮(以N元素计)的废水中加入6.96g(摩尔质量为),理论上氨氮的去除率可达到_______%。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. ②. 增大,镁回收率变化不明显,部分转化为,部分转化为,不再溶解 ③. 减小抽滤瓶内压强,有利于加快过滤速率,且可使固体更干燥
(2)边搅拌边加入计算量的粉末,再向其中加入粉末至不再产生沉淀,过滤,将滤液水浴加热至以上,边搅拌边加入MgO浆液,直至溶液pH值为6
(3)
【解析】
【分析】磷矿脱镁废液含及少量Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+和,实验室用磷矿脱镁废液制备MgHPO4⋅3H2O先加入NaOH溶液调节pH为4.5,使Ca2+、Fe3+、Al3+转化为沉淀,过滤除去沉淀,清液控制在一定温度加入MgO浆液搅拌即可获得MgHPO4固体。
【小问1详解】
①与在碱性条件下转化为,离子方程式为;
②产品纯度随pH的增大而降低的可能原因是:增大,镁回收率变化不明显,部分转化为,部分转化为,不再溶解。
③与普通过滤相比,“抽滤”的优点是:减小抽滤瓶内压强,有利于加快过滤速率,且可使固体更干燥;
【小问2详解】
在搅拌下向一定体积的湿法磷酸中边搅拌边加入计算量的BaCO3粉末,再向其中加入Na2CO3粉末至不再产生沉淀,过滤,将滤液水浴加热至以上,边搅拌边加入MgO浆液,直至溶液pH值为6,过滤,洗涤,低温干燥可获得较高产率和纯度的;
【小问3详解】
,,,故氨氮的去除率:。
17. 的催化加氢反应可以产生多种高附加值产品,如甲醇,碳氢化合物等。
Ⅰ.由制碳氢化合物的过程如图-1所示。
(1)涉及部分反应:
_____
(2)催化剂Ⅰ可使用铁基催化剂。
①方铁矿()可用作催化剂,当时,晶体中为_____。
②地球化学研究发现,地幔层(温度)中磁铁矿与石墨矿会转化为方铁矿,该反应的化学方程式为_____。
Ⅱ.电催化还原制备碳氢化合物,其装置原理如图-2所示。
(3)电池工作过程中,阴极生成的电极反应式为_____。
(4)每转移2mol电子,阳极室溶液质量减少_____g。
Ⅲ.把附着在分子筛上,可催化、生成及碳氢化合物,部分反应机理如图-3所示。催化剂中、转化率,烃的选择性关系如图-4所示。
(5)大于1后,CO转化率降低的可能原因为_____。
(6)随增加,烯烃选择性减少,烷烃增加的可能原因为_____。
【答案】(1)
(2) ①. 8.5 ②.
(3)
(4)18 (5)Zr含量减少,吸附的CO量减少,CO转化率降低
(6)随Zn的量增多,吸附的量增多,产生、增多,与烯烃反应,使烷烃量增加,烯烃量减少
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律, 可以由减去得到,则该过程的;
故答案为:;
【小问2详解】
当,方铁矿()可写为,根据化合物化合价为零的规律,有关系式,解得,则=8.5;磁铁矿主要成分为与石墨矿反应转化为方铁矿与CO,则化学方程式为;
故答案为:8.5;;
【小问3详解】
从电催化还原制备碳氢化合物装置图-2可知,装置中使用了质子交换膜,左侧惰性电极发生氧化反应,该电极为阳极,右侧石墨烯电极发生或等碳氢化合物,为还原反应,该电极为阴极,其中生成的电极反应式为;
故答案为:;
【小问4详解】
左侧惰性电极为阳极,发生电极反应式为,且由阳极室通过质子交换膜移向阴极室,每转移2mol电子,生成0.5mol,移走2mol,阳极室溶液质量减少;
故答案为:18;
【小问5详解】
从催化、生成及碳氢化合物,部分反应机理图-3可看出,需吸附在上转化生成或碳氢化合物,当大于1后,随比值增大,含量减少,吸附CO的量降低,则转化率降低;
故答案为:Zr含量减少,吸附的CO量减少,CO转化率降低;
【小问6详解】
从部分反应机理图-3可看出吸附在上产生、,再生成或碳氢化合物,随增加,则Zn的含量增多,吸附的量增多,产生、增多,会与烯烃反应,生成烷烃从而使烷烃量增加,烯烃量减少;
故答案为:随Zn的量增多,吸附的量增多,产生、增多,与烯烃反应,使烷烃量增加,烯烃量减少。
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