精品解析：上海市延安中学2026-2027学年高三上学期11月期中考试 化学试题

上海市延安中学2026学年第一学期期中考试 高三年级 化学试卷(等级) (考试时间：60分钟 满分100分) 考生注意：本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、考生号、所在学校及班级。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 标注“不定项”的试题，每小题有一个或两个正确答案；未特别标注的选择类试题，每小题只有一个正确选项。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 一、纳米球形碳酸钙 1. 纳米球形碳酸钙常被用作涂料置于电极表面。 （1）的空间结构是___________，钙原子核外有___________种空间运动状态不同的电子。 由溶液和溶液快速沉淀制得的粒子多呈大颗粒的立方形，但是通过加入晶型控制剂可改变碳酸钙粒子的形状，获得小颗粒球形碳酸钙。乙二胺四乙酸(简写为，如图1所示)属于弱酸，可与形成配合物(如图2所示)，是常见的晶型控制剂。 （2）由4种元素组成，除H外的三种元素按第一电离能从大到小的顺序是：___________。 （3）乙二胺四乙酸在形成配合物后，虚线框中键角将___________。 A．变大 B．变小 C．不变 （4）在pH<1时，乙二胺四乙酸的配位能力会大幅___________。 A．增强 B．减弱 （5）试从反应速率角度说明乙二胺四乙酸可作为晶型控制剂制备球形碳酸钙的原因：___________。 微乳液法由于其制得的粒子纯度高，粒径可调控，受到了越来越多的关注。微乳液法制备球形的步骤如下：将碳酸盐和钙盐在表面活性剂的作用下分散于溶剂中，配制成微乳液，然后将两种微乳液在一定条件下混合即可获得球形碳酸钙。常见的微乳液通常分为2类，即水包油型和油包水型。 （6）在油包水型微乳液中，盐与表面活性剂通过亲水作用形成___________。 A．高分子 B．超分子 （7）若最终制得平均粒径为34 nm的球形纳米碳酸钙，则该分散系为___________。 利用X射线晶体衍射分析发现，最终所得的纳米粒子具有多种晶型，其中方解石型是最稳定的。 （8）利用晶体X射线衍射技术不能获得晶体的___________信息。 A. 微粒在晶胞中的实际排列状况 B. 碳酸根离子中碳氧键的键角 C. 碳酸根离子中碳氧键的键能 D. 碳酸根离子中碳原子的杂化方式 二、污水中重离子的除去 2. 锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)是第ⅡB族元素，广泛应用于多工业领域。 Ⅰ．Zn的化学性质和Al相似。我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。 （1）下列关于锌及其化合物的性质说法错误的是___________。 A. 锌块呈银白色是因为内部含有自由电子 B. 锌能溶于氢氧化钠溶液 C. 氧化锌热分解可冶炼得锌单质 D. 氢氧化锌具有两性 （2）放电时，正极的电极反应式为___________。 （3）充电时，通过离子交换膜的运动方向是___________。 A．左侧→右侧 B．右侧→左侧 （4）充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为___________(填化学式)。 Ⅱ．镉及其化合物作为化工材料在军工和光电等行业应用较多。 （5）化学与科技强国有密切关系。下列有关说法正确的是___________(不定项)。 A. “福建舰”舰体材料为无磁镉镍钛合金钢，该合金钢的硬度高于纯铁 B. 制造超级电容器、电池和复合材料所使用的石墨烯属于烯烃 C. 航天飞船燃气管路使用纳米二氧化硅隔热，纳米二氧化硅属于胶体 D. 新型金刚石芯片更耐热，原料金刚石锤击易碎是因为共价键有方向性 （6）CdS既是一种颜料，又是一种感光材料。常采用向可溶性镉盐溶液中通入气体使其饱和( mol·L-1)，通过调节pH来生产CdS。欲使沉淀的滤液中达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准 mol/L( mg/L)，计算沉淀时应控制溶液的最低pH为___________(已知、、)。 Ⅲ．溶液可用于手术刀消毒。与NaCl的混合溶液中主要存在平衡： 0.1 mol/L-1的溶液中加入NaCl固体(设溶液体积保持不变)，溶液中含氯微粒的物质的量分数随的变化如图所示 [已知]。 （7）熔融状态的不能导电，是___________。 A. 离子晶体 B. 共价晶体 C. 分子晶体 D. 混合晶体 （8）A点溶液中___________mol/L。 （9）A点溶液中___________(写出计算过程)。 三、[CH4-CO2]干重整反应 3. CH4和CO2是温室气体的主要组成部分，利用CH4−CO2干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为： 主反应： 副反应(积碳反应)： 副反应(消碳反应)： （1）关于CH4−CO2干重整反应的自发性判断正确的是___________。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）消碳反应的焓变ΔH3=___________。 在体积为2 L的容器中发生CH4−CO2干重整反应，当投料比时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。 （3）下列能判断干重整反应达到平衡的标志是___________。 A. 正、逆反应都还在继续进行 B. 容器中混合气体密度保持不变 C. 反应的浓度商保持不变 D. 混合气体中CO与H2的浓度之比保持不变 （4）由如图可知，初始气体总物质的量n2___________n1。 A．大于 B．等于 C．小于 （5）若保持初始气体总物质的量仍为3 mol，且改变了一个条件，CO2的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是___________(不定项)。 A. 升高温度 B. 扩大容器体积 C. 加入高效催化剂 D. 增大投料比 制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示： （6）从消除催化剂表面积碳角度考虑，催化剂___________更适合用于生产，原因是___________。 （7）在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___________。 A. 减小、增加 B. 减小、增加 C. 与均减小，但前者减小更多 D. 与均增加，但后者增加更多 （8）研究发现，通入水蒸气也能有效消除积碳，反应的化学方程式可能为___________。 四、米拉贝隆的合成 4. 米拉贝隆是选择性β-3肾上腺素受体激动剂，合成路线如下图所示(部分试剂条件省略)。 已知： （1）C中的含氧官能团有___________(书写名称)。 （2）反应①的原子利用率为100%，反应物B可能的结构简式为___________。 （3）反应②的目的是___________。 （4）反应④的反应类型为___________。 A. 取代反应 B. 消去反应 C. 氧化反应 D. 还原反应 （5）对物质E(除Boc-基团外部分)的分析错误的是___________。 A. 氮原子均采取sp3杂化 B. 分子内2个苯环可能共平面 C. 不能发生加成反应 D. 分子内会产生氢键 （6）写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式___________。 ⅰ)含有结构，含有硝基。 ⅱ)核磁共振氢谱图中有5组峰，且峰面积之比为。 （7）在下图中用“*”标出米拉贝隆中的不对称碳原子___________。 在米拉贝隆的合成路线中，可以通过以下步骤进行制备。 （8）写出J在20% NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式___________。 （9）结合米拉贝隆的合成路线，以乙酸和为有机原料，设计合成的路线___________(无机试剂任选)。 五、硫与氮 5. 四氮化四硫()是最重要的硫-氮二元化合物，室温下为橙黄色固体，178～187℃熔化并分解。实验室利用和制备的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知易水解，熔点为−78℃，沸点为60℃。 已知： 回答下列问题： Ⅰ．制备SCl2 ①组装仪器并检验装置气密性，加入药品 ②向装置A中滴加浓盐酸，加热装置C至135℃左右 ③打开K1、K2，关闭K3 ④通入N2，通冷凝水，一段时间后，关闭K1 ⑤充分反应后停止滴加浓盐酸 ⑥加热装置C使其中的硫黄熔化 （1）操作步骤的先后顺序为①→___________→②→⑤。 （2）盛放浓盐酸的仪器名称为___________；装置B中盛放的试剂为___________。 （3）装置D的作用为___________，___________。 Ⅱ．制备S4N4 打开止水夹K3，向装置F中滴入浓氨水，待装置C中充分反应后停止滴加浓氨水，冷却后停止通冷凝水。 （4）生成S4N4的同时还生成一种常见固体单质和氯化铵，反应的化学方程式为___________。 Ⅲ．分离产物后测定产品纯度： ⅰ．蒸氨：取5.000 g样品加入三颈烧瓶中，再加入足量NaOH溶液并加热，蒸出的NH3通入含有10 ml 0.1 mol/L H2SO4标准溶液的锥形瓶中。 ⅱ．滴定：用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的H2SO4，消耗9.25 mL NaOH溶液。 （5）若滴定时选用酚酞作指示剂，滴定终点的现象为滴入最后一滴NaOH标准液后，___________。 （6）计算得到S4N4的纯度为___________(用百分数表示)；若配制NaOH溶液时称量时间过长，最终测定结果___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 （7）某种铁的氮化物的晶胞结构如图所示(图中仅示出Fe的位置)，立方体晶胞的边长为380.4 pm(1 pm=10-10 cm)。该铁氮化合物的密度约为7.18 g/cm3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________；晶胞中N所处的合理位置可能是：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市延安中学2026学年第一学期期中考试 高三年级 化学试卷(等级) (考试时间：60分钟 满分100分) 考生注意：本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、考生号、所在学校及班级。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 标注“不定项”的试题，每小题有一个或两个正确答案；未特别标注的选择类试题，每小题只有一个正确选项。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 一、纳米球形碳酸钙 1. 纳米球形碳酸钙常被用作涂料置于电极表面。 （1）的空间结构是___________，钙原子核外有___________种空间运动状态不同的电子。 由溶液和溶液快速沉淀制得的粒子多呈大颗粒的立方形，但是通过加入晶型控制剂可改变碳酸钙粒子的形状，获得小颗粒球形碳酸钙。乙二胺四乙酸(简写为，如图1所示)属于弱酸，可与形成配合物(如图2所示)，是常见的晶型控制剂。 （2）由4种元素组成，除H外的三种元素按第一电离能从大到小的顺序是：___________。 （3）乙二胺四乙酸在形成配合物后，虚线框中键角将___________。 A．变大 B．变小 C．不变 （4）在pH<1时，乙二胺四乙酸的配位能力会大幅___________。 A．增强 B．减弱 （5）试从反应速率角度说明乙二胺四乙酸可作为晶型控制剂制备球形碳酸钙的原因：___________。 微乳液法由于其制得的粒子纯度高，粒径可调控，受到了越来越多的关注。微乳液法制备球形的步骤如下：将碳酸盐和钙盐在表面活性剂的作用下分散于溶剂中，配制成微乳液，然后将两种微乳液在一定条件下混合即可获得球形碳酸钙。常见的微乳液通常分为2类，即水包油型和油包水型。 （6）在油包水型微乳液中，盐与表面活性剂通过亲水作用形成___________。 A．高分子 B．超分子 （7）若最终制得平均粒径为34 nm的球形纳米碳酸钙，则该分散系为___________。 利用X射线晶体衍射分析发现，最终所得的纳米粒子具有多种晶型，其中方解石型是最稳定的。 （8）利用晶体X射线衍射技术不能获得晶体的___________信息。 A. 微粒在晶胞中的实际排列状况 B. 碳酸根离子中碳氧键的键角 C. 碳酸根离子中碳氧键的键能 D. 碳酸根离子中碳原子的杂化方式 【答案】（1） ①. 平面三角形 ②. 10 （2） （3）A （4）B （5）反应速率与反应物浓度成正比。乙二胺四乙酸与具有空轨道的形成配合物，降低了溶液中游离的浓度，减慢了与相互作用生成碳酸钙的析出速率；同时，随反应的进行，该配合物发生解离释放出乙二胺四乙酸根离子和，使与反应形成小颗粒球形碳酸钙，使得晶体形貌发生改变，从大颗粒立方晶型变为小颗粒球形。 （6）B （7）胶体 （8）C 【解析】 【小问1详解】 中碳原子的价层电子对数为 ，无孤对电子，碳原子采取杂化，故的空间构型为平面三角形。钙（）的原子序数为20，其轨道表示式为：，包含的轨道（空间运动状态）有、、、、、、、、、，共10种。 【小问2详解】 中除H外包含C、N、O三种元素，均为第二周期元素。同一周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但由于N原子的能级处于半充满稳定状态，其第一电离能高于同周期相邻元素O，故第一电离能大小顺序为：。 【小问3详解】 未形成配合物前，乙二胺四乙酸中虚线框中的N原子（杂化）形成3个键，且有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对有较强的排斥作用，使得键角较小；形成配合物后，N原子的孤电子对用于与形成配位键，没有孤电子对，成键电子的排斥作用减弱，使得 键角变大，故答案选A。 【小问4详解】 在的强酸性溶液中，较大，乙二胺四乙酸中的羧基和氨基氮原子容易发生质子化，以、形式存在，导致N和O上的孤电子对数目减少，配位能力大幅减弱，故答案选B。 【小问5详解】 反应速率与反应物浓度成正比。乙二胺四乙酸与具有空轨道的形成配合物，降低了溶液中游离的浓度，减慢了与相互作用生成碳酸钙的析出速率；同时，随反应的进行，该配合物发生解离释放出乙二胺四乙酸根离子和，使与反应形成小颗粒球形碳酸钙，使得晶体形貌发生改变，从大颗粒立方晶型变为小颗粒球形。 【小问6详解】 油包水型微乳液中，盐与表面活性剂通过亲水作用和非共价相互作用自组装形成具有一定结构和功能的聚集体，这属于超分子的范畴，故答案选B。 【小问7详解】 分散质粒子的直径大小是判断分散系类型的重要依据，胶体分散系的分散质粒子直径范围在1 nm到100 nm之间，34 nm处于此范围内，所以该分散系为胶体。 【小问8详解】 A．晶体X射线衍射技术（XRD）是测定晶体内部微观结构的有效手段，可获得晶胞参数、微粒在晶胞中的实际排列状况，A正确； B．晶体X射线衍射技术（XRD）能获得碳酸根离子中碳氧键的键角，B正确； C．键能是断裂化学键需要的能量，通常需通过热化学或光谱实验测得，晶体X射线衍射技术（XRD）不能获得碳酸根离子中碳氧键的键能，C错误； D．晶体X射线衍射技术（XRD）能获得碳酸根离子中碳原子的杂化方式，D正确； 故答案选C。 二、污水中重离子的除去 2. 锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)是第ⅡB族元素，广泛应用于多工业领域。 Ⅰ．Zn的化学性质和Al相似。我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。 （1）下列关于锌及其化合物的性质说法错误的是___________。 A. 锌块呈银白色是因为内部含有自由电子 B. 锌能溶于氢氧化钠溶液 C. 氧化锌热分解可冶炼得锌单质 D. 氢氧化锌具有两性 （2）放电时，正极的电极反应式为___________。 （3）充电时，通过离子交换膜的运动方向是___________。 A．左侧→右侧 B．右侧→左侧 （4）充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为___________(填化学式)。 Ⅱ．镉及其化合物作为化工材料在军工和光电等行业应用较多。 （5）化学与科技强国有密切关系。下列有关说法正确的是___________(不定项)。 A. “福建舰”舰体材料为无磁镉镍钛合金钢，该合金钢的硬度高于纯铁 B. 制造超级电容器、电池和复合材料所使用的石墨烯属于烯烃 C. 航天飞船燃气管路使用纳米二氧化硅隔热，纳米二氧化硅属于胶体 D. 新型金刚石芯片更耐热，原料金刚石锤击易碎是因为共价键有方向性 （6）CdS既是一种颜料，又是一种感光材料。常采用向可溶性镉盐溶液中通入气体使其饱和( mol·L-1)，通过调节pH来生产CdS。欲使沉淀的滤液中达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准 mol/L( mg/L)，计算沉淀时应控制溶液的最低pH为___________(已知、、)。 Ⅲ．溶液可用于手术刀消毒。与NaCl的混合溶液中主要存在平衡： 0.1 mol/L-1的溶液中加入NaCl固体(设溶液体积保持不变)，溶液中含氯微粒的物质的量分数随的变化如图所示 [已知]。 （7）熔融状态的不能导电，是___________。 A. 离子晶体 B. 共价晶体 C. 分子晶体 D. 混合晶体 （8）A点溶液中___________mol/L。 （9）A点溶液中___________(写出计算过程)。 【答案】（1）C （2） （3）B （4）CH3COONH4 （5）AD （6）1.1 （7）C （8）10-0.925 （9） 【解析】 【分析】由图，放电时，锌失去电子被氧化，则右侧电极Zn板为负极、左侧电极为正极，则充电时，右侧为阴极、左侧为阳极； 【小问1详解】 A．金属中“自由电子”能够吸收所有频率的光并迅速释放，使得金属不透明并具有金属光泽，锌块呈银白色是因为内部含有自由电子，正确； B．Zn的化学性质和Al相似，则锌能溶于氢氧化钠溶液，正确 C．锌为活泼金属，氧化锌应该使用还原法冶炼得锌单质，错误； D．Zn的化学性质和Al相似，氢氧化铝具有两性，则氢氧化锌具有两性，正确； 故选C； 【小问2详解】 由分析，左侧电极为正极，放电时，正极的电极反应为硝酸根离子得到电子被还原为氨气：； 【小问3详解】 充电时为电解装置，电解池中阴离子向阳极运动，通过离子交换膜的运动方向是右侧→左侧，故选B； 【小问4详解】 放电时，左侧生成氨气，充电时，左侧生成乙酸，氨气和乙酸生成乙酸铵，则充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为CH3COONH4； 【小问5详解】 A．合金硬度一般高于成分金属，无磁镉镍钛合金钢的硬度高于纯铁，正确； B．石墨烯是单质，不属于烯烃，错误； C．胶体为分散系，纳米二氧化硅为氧化物，不属于胶体，错误； D．金刚石为共价晶体，共价键具有方向性，新型金刚石芯片更耐热，原料金刚石锤击易碎是因为共价键有方向性，正确； 故选AD； 【小问6详解】 mol/L时，，，，，pH=1.1； 【小问7详解】 熔融状态的不能导电，说明不存在自由移动的离子，则是分子晶体，故选C； 【小问8详解】 由图可知，A点溶液中10-0.925mol/L，解法二：A点是与的交点，则。由，可得。 【小问9详解】 A点溶液中， A点溶液中10-0.925mol/L，，，结合Hg元素守恒，。 三、[CH4-CO2]干重整反应 3. CH4和CO2是温室气体的主要组成部分，利用CH4−CO2干重整反应不仅可以实现对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，其过程为： 主反应： 副反应(积碳反应)： 副反应(消碳反应)： （1）关于CH4−CO2干重整反应的自发性判断正确的是___________。 A．仅在高温下自发 B．仅在低温下自发 C．始终自发 （2）消碳反应的焓变ΔH3=___________。 在体积为2 L的容器中发生CH4−CO2干重整反应，当投料比时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始气体总物质的量(n)的关系如图所示。 （3）下列能判断干重整反应达到平衡的标志是___________。 A. 正、逆反应都还在继续进行 B. 容器中混合气体密度保持不变 C. 反应的浓度商保持不变 D. 混合气体中CO与H2的浓度之比保持不变 （4）由如图可知，初始气体总物质的量n2___________n1。 A．大于 B．等于 C．小于 （5）若保持初始气体总物质的量仍为3 mol，且改变了一个条件，CO2的平衡转化率由M点变为N点，则改变的条件可能是___________(不定项)。 A. 升高温度 B. 扩大容器体积 C. 加入高效催化剂 D. 增大投料比 制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。两种催化剂X、Y对积碳与消碳反应的影响如图所示： （6）从消除催化剂表面积碳角度考虑，催化剂___________更适合用于生产，原因是___________。 （7）在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小。当温度升高时，关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___________。 A. 减小、增加 B. 减小、增加 C. 与均减小，但前者减小更多 D. 与均增加，但后者增加更多 （8）研究发现，通入水蒸气也能有效消除积碳，反应的化学方程式可能为___________。 【答案】（1）A （2） （3）C （4）A （5）BD （6） ①. 催化剂X ②. 相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，因此催化剂X更有利于生产。 （7）D （8） 【解析】 【小问1详解】 根据复合判据，且当时，反应能自发进行；已知干重整主反应正向是一个气体分子数增大的吸热反应，因此，，则该反应仅在高温下可自发，故A选项符合题意。 【小问2详解】 利用盖斯定律可知，消碳反应=主反应-积碳副反应，因此=，因此消碳反应的焓变。 【小问3详解】 A．可逆反应进行的任意阶段，正逆反应都在同时进行，因此不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．反应前后容器的体积不变，反应过程中混合气体总质量也不变，即混合气体的密度是一个定值，因此当混合气体的密度不再发生变化，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．浓度商 Q保持不变，说明各气体组分浓度不再变化，反应达到平衡状态，C正确； D．结合方程式可知，混合气体中与的浓度之比始终等于1，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案选C。 【小问4详解】 已知干重整主反应正向是一个气体分子数增大的吸热反应，其他条件相同时，初始气体总物质的量越大，体系压强越大，此时平衡逆向移动，的平衡转化率降低，因此初始气体总物质的量，即A选项符合题意。 【小问5详解】 A．已知干重整主反应正向是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大；但是此时体系温度发生变化，不能实现M到N的变化，A错误； B．已知干重整主反应正向是一个气体分子数增大的吸热反应，扩大容器体积，相当于减小压强，平衡正向移动，的平衡转化率增大，可实现M到N的变化，B正确； C．加入高效催化剂，平衡不移动，的平衡转化率不变，不能由M点变为N点，C错误； D．总物质的量为3 mol，投料比增大，相当于增大的相对占比，平衡正向移动，的平衡转化率增大，可实现M到N的变化，D正确； 故答案选BD。 【小问6详解】 根据题意可知，制约干重整反应工业化应用的主要问题是催化剂活性会因积碳反应而降低，所以选择催化剂要不利于积碳反应，有利于消碳反应，相对于催化剂Y，催化剂X积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，因此催化剂X更有利于生产。 【小问7详解】 平衡常数只与温度有关；根据题中信息可知，消碳反应和积碳反应均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，增加、增加；在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的升高而减小，说明消碳反应正向移动程度大于积碳反应正向移动程度，所以当温度升高时，与均增加，但后者增加更多，因此D选项符合题意。 【小问8详解】 碳能与水蒸气反应生成与，对应的化学方程式为。 四、米拉贝隆的合成 4. 米拉贝隆是选择性β-3肾上腺素受体激动剂，合成路线如下图所示(部分试剂条件省略)。 已知： （1）C中的含氧官能团有___________(书写名称)。 （2）反应①的原子利用率为100%，反应物B可能的结构简式为___________。 （3）反应②的目的是___________。 （4）反应④的反应类型为___________。 A. 取代反应 B. 消去反应 C. 氧化反应 D. 还原反应 （5）对物质E(除Boc-基团外部分)的分析错误的是___________。 A. 氮原子均采取sp3杂化 B. 分子内2个苯环可能共平面 C. 不能发生加成反应 D. 分子内会产生氢键 （6）写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式___________。 ⅰ)含有结构，含有硝基。 ⅱ)核磁共振氢谱图中有5组峰，且峰面积之比为。 （7）在下图中用“*”标出米拉贝隆中的不对称碳原子___________。 在米拉贝隆的合成路线中，可以通过以下步骤进行制备。 （8）写出J在20% NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式___________。 （9）结合米拉贝隆的合成路线，以乙酸和为有机原料，设计合成的路线___________(无机试剂任选)。 【答案】（1）硝基、羟基 （2） （3）保护氨基 （4）A （5）BC （6）、、、、、、 （7） （8）+NaOH→+C2H5OH （9） 【解析】 【分析】A与B发生反应生成C，结合反应①的原子利用率为100%，以及A、C的结构简式及B的分子式可推知，二者发生加成反应，B为；C与(Boc)2O发生取代反应生成D和BocOH，D发生还原反应生成E，E与发生取代反应生成F和水，F在一定条件下发生取代反应生成G和BocH； 【小问1详解】 根据结构简式可知，C中的含氧官能团有硝基、羟基； 【小问2详解】 反应①的原子利用率为100%，根据分析可知，反应物B可能的结构简式为； 【小问3详解】 根据反应②⑤可知，先将氨基保护后在后面将其恢复，故反应②的目的是保护氨基； 【小问4详解】 反应④是E与发生取代反应生成F和水，反应类型为取代反应，答案选A； 【小问5详解】 A．氮原子均只形成单键，均采取sp3杂化，A正确； B．分子中含有氨分子结构及烷基结构，分别为三角锥形及四面体结构且两个苯环相距较远，分子内2个苯环不可能共平面，B错误； C．分子中含有苯环，在一定条件下能发生加成反应，C错误； D．分子中含有氨基及醇羟基，分子内会产生氢键，D正确； 答案选BC； 【小问6详解】 C为，C的同分异构体符合条件：ⅰ)含有结构，含有硝基；ⅱ)核磁共振氢谱图中有5组峰，且峰面积之比为，则高度对称，符合条件的同分异构体有、、、、、、； 【小问7详解】 手性碳是指连有四个不同原子或基团的碳原子。在米拉贝隆结构中，连接羟基（-OH）的碳原子为手性碳，标记为：； 【小问8详解】 J为，在20% NaOH溶液中发生水解反应生成和乙醇，反应的化学方程式为+NaOH→+C2H5OH； 【小问9详解】 以乙酸和为原料，合成目标产物需经过氨基保护、硝基还原、酰胺化、脱保护四步： 1. 氨基保护：与(Boc)2O反应，保护氨基； 2. 硝基还原：Pd/C，H2将硝基（-NO2）还原为氨基（-NH2）； 3. 酰胺化：与乙酸（CH3COOH）发生取代反应，形成酰胺键； 4. 脱保护：在H+条件下脱去Boc保护基，得到目标产物。合成路线为： 。 五、硫与氮 5. 四氮化四硫()是最重要的硫-氮二元化合物，室温下为橙黄色固体，178～187℃熔化并分解。实验室利用和制备的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知易水解，熔点为−78℃，沸点为60℃。 已知： 回答下列问题： Ⅰ．制备SCl2 ①组装仪器并检验装置气密性，加入药品 ②向装置A中滴加浓盐酸，加热装置C至135℃左右 ③打开K1、K2，关闭K3 ④通入N2，通冷凝水，一段时间后，关闭K1 ⑤充分反应后停止滴加浓盐酸 ⑥加热装置C使其中的硫黄熔化 （1）操作步骤的先后顺序为①→___________→②→⑤。 （2）盛放浓盐酸的仪器名称为___________；装置B中盛放的试剂为___________。 （3）装置D的作用为___________，___________。 Ⅱ．制备S4N4 打开止水夹K3，向装置F中滴入浓氨水，待装置C中充分反应后停止滴加浓氨水，冷却后停止通冷凝水。 （4）生成S4N4的同时还生成一种常见固体单质和氯化铵，反应的化学方程式为___________。 Ⅲ．分离产物后测定产品纯度： ⅰ．蒸氨：取5.000 g样品加入三颈烧瓶中，再加入足量NaOH溶液并加热，蒸出的NH3通入含有10 ml 0.1 mol/L H2SO4标准溶液的锥形瓶中。 ⅱ．滴定：用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的H2SO4，消耗9.25 mL NaOH溶液。 （5）若滴定时选用酚酞作指示剂，滴定终点的现象为滴入最后一滴NaOH标准液后，___________。 （6）计算得到S4N4的纯度为___________(用百分数表示)；若配制NaOH溶液时称量时间过长，最终测定结果___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 （7）某种铁的氮化物的晶胞结构如图所示(图中仅示出Fe的位置)，立方体晶胞的边长为380.4 pm(1 pm=10-10 cm)。该铁氮化合物的密度约为7.18 g/cm3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________；晶胞中N所处的合理位置可能是：___________。 【答案】（1）③→④→⑥ （2） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 浓硫酸 （3） ①. 吸收尾气中多余的氯气，防止有毒氯气直接排放污染环境 ②. 阻挡空气中的水蒸气进入装置C，避免遇水水解 （4） （5）溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色 （6） ①. ②. 偏低 （7） ①. ②. 体心 【解析】 【分析】本实验分为制备、制备、测定纯度三个阶段，装置A中次氯酸钙与浓盐酸反应制取氯气，氯气经装置B中浓硫酸干燥后通入装置C，与熔化的硫单质在加热条件下反应生成易水解的，装置D中碱石灰吸收尾气氯气同时隔绝空气中水蒸气；装置F中生石灰和浓氨水反应制氨气，氨气经装置E干燥后通入装置C与反应得到、单质硫和氯化铵；纯度测定时，样品在碱性加热条件下水解释放氨气，氨气被定量硫酸吸收，再用氢氧化钠标准液滴定剩余硫酸，通过硫酸消耗量计算得到氨气的物质的量，再由计量关系换算的质量，进而计算产品纯度。 【小问1详解】 制备时，组装仪器、检验气密性并装入药品之后，为防止熔化的硫与氧气反应，该装置应在无氧环境中进行，即要通入氮气，待装置的空气排尽之后，制取干燥的氯气通入C中和S反应生成二氯化硫，所以操作步骤的先后顺序为①③④⑥②⑤； 【小问2详解】 盛放浓盐酸的仪器为恒压滴液漏斗，装置A生成的氯气混有水蒸气，而容易发生水解，因此氯气进入装置C前必须干燥，装置B中盛放浓硫酸，用来除去氯气中的水蒸气； 【小问3详解】 装置D内盛装碱石灰，一方面可以吸收尾气中多余的氯气，防止有毒氯气直接排放污染环境，另一方面可以阻挡空气中的水蒸气进入装置C，避免遇水水解； 【小问4详解】 和发生反应，产物包含、固体单质硫与氯化铵，根据原子守恒与得失电子守恒配平，反应的化学方程式是； 【小问5详解】 滴定前锥形瓶内是吸收氨气之后剩余的硫酸，溶液呈酸性，酚酞在酸性条件下为无色，滴定终点现象为滴入最后一滴氢氧化钠溶液后，溶液由无色变为浅红色，并且半分钟之内红色不褪去； 【小问6详解】 由题，，滴定消耗的物质的量，剩余硫酸物质的量，和氨气反应的硫酸，由关系式，得到，摩尔质量为，则，样品质量为，因此纯度为；配制溶液时称量时间过长，氢氧化钠会吸收空气中的水和二氧化碳，造成配得溶液实际浓度偏低，滴定剩余硫酸时消耗的体积偏大，计算得到剩余硫酸偏多，与氨气反应的硫酸偏少，最终算出的质量偏小，测定结果偏低； 【小问7详解】 由题，晶胞体积，晶胞质量。晶胞中铁原子位于顶点和面心，则。设晶胞内的数目为，则晶胞质量为，则，得，则晶胞中原子数为4，原子数为1，铁、氮微粒个数之比为；该物质为。在顶点、面心，则的合理位置是晶胞体心。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $