浙江省天域名校协作体2024-2025学年高三下学期3月联考化学试卷(Word版附解析)
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考生须知:
1.本卷共 8 页满分 100 分,考试时间 90 分钟。
2.请在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S
32 K 39 Fe 56 Cu 64 Ag 108
选择题部分
一、选择题(本大题共 16 小题,每小题 3 分,共 48 分。每小题列出的四个备选项中只有一个
是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1. 下列属于共价化合物且沸点最低的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A. 为共价化合物,共价晶体,沸点高,A 错误;
B. 为共价化合物,共价晶体,沸点高,B 错误;
C. 为共价化合物,分子晶体,沸点低,C 正确;
D. 为单质,D 错误;
故选 C;
2. 化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实解释不正确的是
A. 乙炔难以压缩液化,可将乙炔溶于丙酮储存于钢瓶中
B. 直链烷基苯磺酸钠与油脂发生酸碱中和反应,可用作洗涤剂
C. 苯酚对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,可立即用乙醇冲洗后再用水冲洗
D. 氯乙烷沸点较低,汽化时有冷冻麻醉作用,可制成气雾剂用于运动中的急性损伤
【答案】B
【解析】
第 1页/共 25页
【详解】A.乙炔熔沸点较低,难以液化,常将乙炔溶于丙酮储存于钢瓶中,故 A 正确;
B.直链烷基苯磺酸钠将油脂包裹在胶束中,使其溶于水,便于去除,而未发生酸碱中和反应,故 B 错误;
C.苯酚具有腐蚀性,但易溶于乙醇,因此沾到皮肤上的苯酚,可用乙醇冲洗后再用水洗净,故 C 正确;
D.氯乙烷沸点较低,液化后易气化,该过程吸收大量的热,可起到冷冻麻醉作用,医疗上用于运动中的急
性损伤,故 D 正确;
故选:B
3. 下列化学用语或符号,正确的是
A. 甲醛的空间填充模型:
B. 基态氦原子轨道的电子云图:
C. 的名称:1,3—戊二烯
D. 用电子式表示 的形成过程:
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲醛中碳原子含有双键,为 sp2 杂化,空间填充模型为平面三角形,A 正确;
B.氦原子核外电子排布为 1s2,轨道的电子云图为球形,B 错误;
C. 的名称是 1,4-戊二烯,C 错误;
D. 是离子化合物,由钙离子和过氧根离子组成,电子式表示形成过程为:
,D 错误;
故选 A。
4. 工业上用焦炭还原石英砂制得粗硅,下列说法不正确的是( 为阿伏伽德罗常数)
A. 中含有 键数目为 B. 消耗 焦炭转移 电子
C. (氧化产物): 还原产物)=2:1 D. 可用氯化氢气体将硅与杂质分离
【答案】B
【解析】
第 2页/共 25页
【分析】焦炭还原石英砂制得粗硅,反应为: ;
【详解】A. 中含有 键 4ml,数目为 ,A 正确;
B. ,反应中碳化合价由 0 变为+2,消耗 焦炭转移 2ml 电子,B 错误;
C.反应中碳化合价升高为氧化为 CO、硅化合价降低被还原为硅单质, (氧化产物): 还原产物)=2:1,
C 正确;
D.氯化氢和硅生成含硅元素的气体,使得其与杂质分离,故可用氯化氢气体将硅与杂质分离,D 正确;
故选 B。
5. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 用氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C. 银氨溶液把乙醛氧化:
D. 用饱和碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃的主要成分为 SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2 和氢氟酸反应生成 SiF4 气体和水,反应
的方程式为 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,A 错误;
B.用氯化铁溶液刻制覆铜电路板: ,B 错误;
C.银氨溶液把乙醛氧化:
,C 错误;
D.用饱和碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙,硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙:
,D 正确;
故选 D。
6. 下列说法正确的是
第 3页/共 25页
A. 装置①可用于除去苯中的苯酚
B. 装置②可用于制备并收集干燥的氨气
C. 装置③可测定中和反应的反应热
D. 装置④可用于观察气体扩散现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚与溴水反应生成的 2,4,6-三溴苯酚,与苯互溶,不能用过滤的方法分离,A 错误;
B.P2O5 能与氨气反应,不能用来干燥氨气,B 错误;
C.该装置是开放装置,与外界存在热交换,不能进行中和反应反应热的测定,C 错误;
D.该装置中盐酸易挥发,挥发出的 HCl 气体遇到甲基橙溶液,会使甲基橙溶液变色,故该装置可观察气体
扩散现象,D 正确;
故选 D。
7. 下列说法正确的是
A. 、 、 都能与胃酸反应,均可制成抗酸药
B. 绿矾( )有氧化性,可作为重铬酸根( )处理剂
C. 柠檬黄的着色力强、稳定性好,可作为食品添加剂
D. 合金和 合金能高温下大量吸收 生成金属氢化物,可用作储氢材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.BaCO3 与胃酸反应产生 Ba2+ 导致人重金属中毒, 因此不能制成抗酸药,A 错误;
B.绿矾具有还原性,能与具有氧化性的物质发生氧化还原反应,故工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水
中含有的重铬酸根离子,B 错误;
C.柠檬黄的着色力强、稳定性好,可作为食品添加剂,C 正确;
第 4页/共 25页
D.Ti-Fe 合金和 La-Ni 合金常温下能大量吸收 H2 生成金属氢化物,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,
将储存在其中的氢释放出来,可作储氢材料,D 错误;
故选 C。
8. 下列说法不正确的是
A. 受溶剂极性等因素影响, 在 中电离比在 中难
B. 分子中的碳碳单键可以围绕键轴旋转,旋转会很大程度影响键的强度
C. 温度会影响物质的能量,所以温度改变会引起反应热效应 一定程度变化
D. 蛋白质在紫外线的作用下,其空间结构发生变化,引起其理化性质和生物活性的变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.极性溶剂更有利于电离过程的进行, 的极性强于 , 在
中电离比在 中难,故 A 正确;
B.碳碳单键是σ键,可以围绕键轴旋转,不会影响原子轨道的重叠程度,因而不会影响键的强度,B 错误;
C.反应热是反应物与生成物的能量差,温度会影响物质的能量,所以温度改变会引起反应热效应 一定
程度变化,C 正确;
D.蛋白质在紫外线(变性)的作用下,其空间结构发生变化,引起其理化性质和生物活性的变化,D 正确;
故选 B。
9. 普鲁士蓝(PB,由四种元素组成)晶体部分结构如图所示,PB 中的 在一定条件下能嵌入和脱嵌,可作
为钾离子电池的正极材料。下列说法不正确的是
A. “○”位置是
B. PB 化学式为
C. PB 中 C 和 N 均提供孤电子对成为配位原子
D. 该正极材料充电过程中, 嵌入 PB 晶体中
【答案】D
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【解析】
【详解】A.一个晶胞含有 Fe3+的个数为 ,C 原子的个数为 ,N 原子的
个数为 ,K+的个数为 1,“○”的个数为 ,在晶体中 C、N 原子是以 CN-形
式存在,根据元素化合价的代数和为零,可知“○”位置是 ,故 A 项正确;
B.由 A 项分析可知,PB 化学式为 ,故 B 项正确;
C.PB 中 C 和 N 均有孤电子对,分别提供孤电子与 Fe3+、Fe2+形成配位键,故 C 项正确;
D.该正极材料充电过程中,做阳极发生氧化反应,Fe2+被氧化为 Fe3+, 从 PB 晶体中脱嵌,故 D 项错
误;
故选 D。
10. 硫代碳酸钠( )能用于处理废水中的重金属离子,可通过反应Ⅰ或反应Ⅱ制备:
反应
反应
下列说法不正确的是
A. 反应 是熵增反应,反应 是放热反应
B. 与过量 反应生成 、S、
C. 在 溶液中滴加少量酸性 溶液,紫色褪去
D. 硫代碳酸钠( )处理镀锌废水,过滤后得到 、 等沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】A.由反应方程式可知,固体与液体反应制备了硫化氢气体,故该制备反应是熵增过程,氧化钠与
二氧化碳的反应是放热反应,反应 与之相似,也是放热反应,A 正确;
B.参考 , 与过量 反应生成 、 ,B 错误;
C.在 中 S 为-2 价,具有还原性,能与酸性 溶液发生氧化还原反应, 溶液紫色
褪去,C 正确;
D.硫代碳酸钠( )处理镀锌废水, 与锌离子形成沉淀,过滤后得到 ,若溶液中存在
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(如水解产生),则可能生成 ZnS 沉淀,D 正确;
故选 B;
11. 的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用 为原料可以合成新型可降解高分子 P,其合成路
线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。下列说法不正确的是
A. 与 X 的化学计量比为
B. P 完全水解得到的产物的分子式和 Y 的分子式相同
C. P 可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D. Y 通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
【答案】B
【解析】
【详解】A.结合已知信息,通过对比 X、Y 的结构可知 与 X 的化学计量比为 ,A 正确;
B.P 完全水解得到 产物结构简式为 ,分子式为 ,Y 的分子式为
,二者分子式不相同,B 错误;
C.P 的支链上有碳碳双键,可进一步交联形成网状结构,C 正确;
D.Y 形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基,易水解,而 Y 通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要
为长碳链,与聚酯类高分子相比难以降解,D 正确;
故选 B。
12. 原子半径依次减小的短周期主族元素 X、Y、Z、M、W 可组成化合物 Q(结构如图所示),X。M 基态原
子中未成对电子数相同。下列说法正确的是
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A. 元素 M 只有两种同素异形体
B. 化合物 Q 中所有的原子均满足 8 电子稳定结构
C. W 的简单氢化物是同族元素的简单氢化物中沸点最低的
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】B
【解析】
【分析】由题意原子半径依次减小的短周期主族元素,原子半径:X>Y>Z>M>W, X、Y、Z、M、W 形成
的共价键数目分别为 2、1、3、4、3,推知半径较大的 X 为 S、Y 为 Cl,Z 形成三条共价键的同时形成一条
配位键,故 Z 含有空轨道,半径比 Cl 小,可判断 Z 为 B,M 形成四条共价键且未成对电子数为 2,且半径
小于 Cl,则 M 为 C,W 半径比 C 元素小,且形成三条共价键同时生成一条配位键,提供孤电子对,可确定
W 为 N。
【详解】A.碳的同素异形体不止两种,如金刚石、石墨、碳纳米管等,A 错误;
B.S、Cl、B、C、N 均满足 8 电子稳定结构,B 正确;
C. 因形成分子间氢键沸点比 高,C 错误;
D.非金属性 ,最高价氧化物对应水化物的酸性 ,D 错误;
故选 B;
13. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图
所示,15h 后异山梨醇浓度不再变化。下列说法不正确的是
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A. 3h 时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:
C. 0~3h 平均速率(异山梨醇)
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,15h 后异山梨醇浓度才不再变化,所以 3h 时,反
应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,A 错误;
B.图像显示该温度下,15h 后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而 1,4-失
水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:
①>②,B 正确;
C.由图可知,在 内异山梨醇的浓度变化量为 0.042ml/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,C 正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,
D 正确;
故选 A;
14. 为了从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极
1 与 4 取下互换,电极 2 与 3 取下互换,实现锂的富集。下列说法正确的是
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A. 电极 2 是负极
B. 电路中电子的流向随电极互换而改变
C. 理论上,电极 1 与电极 4 的质量之和保持不变
D. 理论上,电路通过 电子时,有 富集在右侧电解液中
【答案】C
【解析】
【分析】为从海水中提取锂,每运行一段时间后,将电极 1 与 4 取下互换,电极 2 与 3 取下互换,电极 1
的电极反应式为: ,则电极 1 为阴极,则电极 2 为阳极,电极材料为 Ag,电极
方程式为 ;电极 3 为阴极,电极材料为 AgCl,电极方程式为 ,电极 4
为阳极,在电极 4 上发生氧化反应: ,实现了锂的富集。
【详解】A.根据分析可知,2 为阳极,A 错误;
B.保持电源正负极不变,则电子流向不变,B 错误;
C.由分析可知,通过相同电量,电极 1 上附着的 Li+的量和电极 4 上失去的 Li+的量相等,所以理论上,电
极 1 与电极 4 的质量之和保持不变,C 正确;
D.根据电子守恒,电路中各处的电量相等,所以理论上,电路通过 电子时,有 富集在右侧
电解液中,D 错误;
故选 C。
15. 一种捕集烟气中 的过程如图所示。室温下用 溶液吸收 ,溶液中含碳物种的
浓度 。
第 10页/共 25页
已知:① 、 ; 、
。
②忽略通入 所引起的溶液体积变化和 挥发,且不考虑烟气中其他气体的影响。
下列说法不正确的是
A. 饱和澄清石灰水
B. 的平衡常数
C. 若“吸收”后 ,将该溶液稀释 10 倍, 几乎不变
D. “转化”后过滤,所得滤液中存在:
【答案】B
【解析】
【分析】用氢氧化钾溶液吸收烟气中的二氧化碳得到碳酸钾、碳酸氢钾溶液,向吸收液中加入石灰乳,石
灰乳与溶液中的碳酸钾、碳酸氢钾反应生成氢氧化钾和碳酸钙,过滤得到可循环使用的氢氧化钾溶液和碳
酸钙;碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成可循环使用的石灰乳。
【 详 解 】 A. 饱 和 澄 清 石 灰 水 ,
, ,A 正确;
B. 的平衡常数
,B 错误;
C.若“吸收”后 ,则溶液中溶质为 , 水解 ,
,则
, 温度不变,平衡常数均为定值,则
将该溶液稀释 10 倍, 几乎不变,C 正确;
第 11页/共 25页
D.“转化”后过滤,所得滤液中存在: ,D 正确;
故选 B。
16. 某兴趣小组纯化市售 85%磷酸溶液得到高纯度的磷酸晶体,实验装置如图。
已知:①标准大气压下,纯磷酸的熔点为 42℃,沸点为 261℃,易吸潮。
②温度低于 21℃易形成 (熔点为 30℃),高于 100℃则发生分子间脱水。
下列说法不正确的是
A. 的作用是干燥空气
B. 水浴温度控制在 90℃~95℃,过高可能生成 、 等
C. 毛细管进入少量空气,作用之一是防止压强过大达不到减压蒸馏目的
D. 蒸馏烧瓶中收集的液体主要是磷酸,缓慢冷却后控温 30~35℃过滤得到磷酸晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.由信息可知纯化的过程需要严格控制水分,所以 CaCl2、浓硫酸和 P2O5 都是用于干燥空气的,
故 A 正确;
B.由信息可知,高于 100℃磷酸会发生分子间脱水,生成物有 、 等,故 B 正确;
C.没有让大量空气直接进入,而是让少量空气从毛细管进入,避免压强过大,从而达到减压蒸馏的目的,
故 C 正确;
D.由信息条件知,水的沸点低于磷酸沸点,先蒸出的是水,蒸馏烧瓶中的液体是水,故 D 错误;
故答案选 D
非选择题部分
二、非选择题(本大题有 4 大题,共 52 分)
17. 某兴趣小组对 按如下流程进行实验研究:
第 12页/共 25页
请回答:
(1)经研究发现,固体 A 晶胞结构如图所示。“ ”的配位数(紧邻的“ ”数)为___________;固体 A
的化学式为___________。
(2)写出 与足量 反应的离子方程式___________。
(3)下列有关单核微粒的描述正确的是___________。
A. 微粒半径:
B. 水合能力:
C. 的基态原子简化电子排布式为
D. 氧原子经 变化,会产生原子光谱
(4)将 置于纯氧氛围下灼烧,观察到___________现象,写出该现象涉及的化学方程式___________
。
(5)流程中溶液 B 中溶质的主要成分___________,设计实验验证溶液 B 中的主要阴离子___________。
(6)用有机溶剂 ( )和 ( )“协同作用”处理含有 废水中的
。“协同作用”发生的反应[(rg)表示有机溶剂]:
反应
反应
其主要产物 结构如图。
第 13页/共 25页
①利用“协同作用”分离出 实验操作名称为___________。
② 比 更稳定的原因为___________。
【答案】(1) ①. 8 ②.
(2) (3)ABD
(4) ①. 发出黄光且有淡黄色物质生成 ②. 2Na2O+O2 2Na2O2
(5) ①. 、 ②. 用玻璃棒蘸取溶液 B,点在红色石蕊试纸上,若变蓝,说明存在
;取少量溶液 B,加入足量 ,用盐酸酸化,再加入 溶液,有白色沉淀,说明有
(6) ①. 萃取分液 ②. 酸性受氧原子吸电子影响更强, 更容易电离出 , 受 给
电子影响,其中 有更强的配位能力
【解析】
【分析】 在惰性气体氩气氛围中,与足量的钠加热反应,活泼金属钠做还原剂,生成了气体单
质:H2,固体单质:Fe,化合物 Na2O 和固体 A,根据原子守恒和题中晶胞结构,固体 A 应为 Na2S,所得
固体加水溶解,过量的钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,硫化钠溶于水,
Fe 不溶于水,所得溶液 B 溶质主要为 、 ,加盐酸酸化后再加氯化钡,没有沉淀生成;
小问 1 详解】
根据晶胞结构,“ ”周围紧邻的“ ”有 8 个,“ ”的配位数为 8,根据分析,固体 A 的化学式为 ,
“ ”代表 S2-,“ ”代表 Na+;
【小问 2 详解】
与足量 反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化铁沉淀和水,离子方程式
;
第 14页/共 25页
【小问 3 详解】
A.同种元素的微粒,核外电子越多,半径越大,微粒半径: ,A 正确;
B.铁离子电荷密度更高,容易形成水合离子[Fe(H2O)6]3+,水合能力: ,B 正确;
C. 的基态原子简化电子排布式为 ,C 错误;
D.氧原子经 变化,会吸收能量,产生原子光谱,D 正确;
故选 ABD;
【小问 4 详解】
将 置于纯氧氛围下灼烧,可以转化为过氧化钠,观察到发出黄光且有淡黄色物质生成的现象,化学
方程式为:2Na2O+O2 2Na2O2;
【小问 5 详解】
根据分析,流程中溶液 B 中溶质的主要成分为 、 ;检验主要阴离子 、 的实验方法为:
用玻璃棒蘸取溶液 B,点在红色石蕊试纸上,若变蓝,说明存在 ;取少量溶液 B,加入足量 ,
用盐酸酸化,再加入 溶液,有白色沉淀,说明有 ;
【小问 6 详解】
①有机溶剂 ( )和 ( )“协同作用”结合 ,溶于有机溶剂中,故利
用“协同作用”分离出 的实验操作名称为萃取分液;
② 比 更稳定的原因为 酸性受氧原子吸电子影响更强, 更容易电离出
, 受 给电子影响,其中 有更强的配位能力。
18. 乙烯是重要的基础化工原料,工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下:
反应 :
反应 :
请回答:
(1)298K 时,反应 历程如图 1 所示。已知在标准压强 101kPa、298K 下,由最稳定的单质合成 物
第 15页/共 25页
质 B 的反应焓变,叫做物质 B 的标准摩尔生成焓,用符号 表示。部分物质的 如图 2
所示。 、 的标准摩尔生成焓为 0。
该反应的决速步骤为___________(填“反应 a”或“反应 b”)。图 2 中 ___________ 。
(2)已知反应 : 的速率方程为 ,
,其中 、 分别为正、逆反应速率常数,p 为各组分分压。
①在实际生产中,T℃时,向恒容密闭容器中通入乙烷和 (作稀释剂,提高乙烷转化率),测得容器总压
( )和乙烷转化率 随时间变化的结果如图 3 所示。平衡常数 ___________ (用平衡分压代替平
衡浓度计算)。
②下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成 的反应速率的是___________(填标号)。
a.压缩容器体积 b.升高温度 c.加入催化剂 d.适当增大 浓度
(3)有机反应中容易产生积碳,使催化剂失活,相同反应条件下,反应 相比反应 不容易产生积碳而使
催化剂失活的原因是___________。
(4)我国科学家利用固体氧化物电解池成功实现了乙烷电化学脱氢制备乙烯,装置如图 4 所示, 生
成 的电极反应式为___________。
第 16页/共 25页
【答案】(1) ①. 反应 a ②.
(2) ①. 45 ②. b
(3)反应 中有氧气,氧气可以有效地与催化剂表面的碳物种反应以抑制积碳产生,从而使催化剂不容易
失活
(4)
【解析】
【小问 1 详解】
由图可知,反应 a 的活化能为+80.8kJ/ml-(-104.1kJ/ml)=184.9kJ/ml,反应 b 的活化能为+
185.2kJ/ml-(+54.5kJ/ml)=130.7kJ/ml,反应的活化能越大、反应速率越慢,为反应的决速步骤,则该反应
的决速步骤为反应 a;由图 1 可知,反应Ⅰ:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)的∆H1=+139kJ/ml,∆H1=生成物的
标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和=53kJ/ml+0kJ/ml-xkJ/ml=+139kJ/ml,解得 x=-86;
【小问 2 详解】
①由图可知,起始 C2H6(g)和 N2(g)的总压强为 100kPa,平衡时 C2H6(g)的转化率为 75%,总压强为为 115kPa;
设起始 C2H6(g)、N2 物质的量分别为 mml、nml,列三段式: ,
在恒温恒容容器中,气体压强之比等于气体分子物质的量之比,则 = ,
解得 m∶n=1∶4,即起始时 n(C2H6) ∶n(N2)=1∶4,起始 C2H6、N2 的压强依次为 20kPa、80kPa;平衡时 C2H4
的物质的量分数为 = ,平衡时 p(C2H4)=115kPa× =15kPa;同理可计算出平
衡时 p(C2H6)=5kPa、p(H2)=15kPa, ;
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②a.压缩容器体积相当于增大压强,能增大生成 C2H4(g)的反应速率,但平衡逆向移动,反应物的平衡转化
率减小,a 错误;
b.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成 C2H4(g)的
反应速率,b 正确;
c.加入催化剂,能增大生成 C2H4(g)的反应速率,但平衡不移动,反应物的平衡转化率不变,c 错误;
d.适当增大 C2H6(g)的浓度,能增大生成 C2H4(g)的反应速率,虽然平衡向正反应方向移动,但反应物的平
衡转化率减小,d 错误;
故选 b;
【小问 3 详解】
反应Ⅱ相比反应Ⅰ不容易产生积碳而使催化剂失活的原因是:反应 中有氧气,氧气可以有效地与催化剂
表面的碳物种反应以抑制积碳产生,从而使催化剂不容易失活;
【小问 4 详解】
电解池阴极发生还原反应,综上分析,二氧化碳在阴极发生还原反应,C2H6 失电子与电解液中的 O2-反应生
成 C2H4,电极反应式为: ;
19. 实验室制备、提纯、分析 NaBH4 纯度的步骤如下。
Ⅰ.NaBH4 的制备。利用如图甲装置(加热及夹持装置略)进行操作:
(i)连接装置,检验气密性,装入试剂,打开 K2,向装置中鼓入 N2,然后升温到 110℃左右,打开搅拌器快
速搅拌,将融化的 Na 快速分散到石蜡油中;
(ii)升温到 200℃,关闭 K2,打开 K1 通入 H2,充分反应后制得 NaH;
(iii)升温到 240℃,关闭 K1,打开 K2 通入 N2,打开 K3 向三颈瓶中滴入硼酸三甲酯[分子式为 B(OCH3)3,沸
点为 68℃],充分反应;
(iv)降温后,离心分离得到 NaBH4 和 CH3ONa 的固体混合物。
Ⅱ.NaBH4 的提纯。NaBH4 可采用索氏提取法提纯,其装置如图乙所示,实验时将 NaBH4 和 CH3ONa 的固
体混合物放入滤纸套筒 1 中,烧瓶中加入异丙胺。烧瓶中异丙胺受热蒸发上升,冷凝后滴入滤纸套筒 1 中,
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再经导管返回烧瓶,从而实现连续萃取。
Ⅲ.纯度分析。
步骤 1:取 mg 产品(杂质不参加反应)溶于 NaOH 溶液后配成 200mL 溶液,取 20mL 置于碘量瓶中,加入
V1mLc1ml/L 的 KIO3 溶液充分反应。( )
步骤 2:向步骤 1 反应后溶液中加入过量的 KI 溶液,用稀硫酸调节 pH,使过量 KIO3 转化为 I2,冷却后于
暗处放数分钟。
步骤 3:将步骤 2 所得混合液调 pH 约为 5.0,加入几滴淀粉,用 c2ml/LNa2S2O3 标准溶液滴定至终点,消
耗溶液 V2mL。( )
已
NaBH4 NaH CH3ONa 异丙胺 知
固体,可溶于异丙胺或水,常温下 固体,强还原 固体,难溶于异丙胺,有机溶 性
与水缓慢反应,与酸剧烈反应,强 性,与水剧烈 常温下与水剧烈反 剂,沸点: 质
碱环境下能稳定存在 反应 应 33℃
请回答:
(1)仪器 a 的名称是___________。
(2)写出 NaH 与 B(OCH3)3 反应的化学方程式___________。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A. 将 Na 分散到石蜡油中目的是增大 Na 与 H2 接触面积,加快反应速率
B. 装置乙中异丙胺蒸汽沿虹吸管 3 上升
C. 装置甲应该处于无水、无氧的反应环境
D. 萃取完全后,NaBH4 在圆底烧瓶中,且通过蒸馏分离异丙胺和 NaBH4 并回收溶剂
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(4)与常规萃取相比,用索氏提取器的优点是___________。
(5)按照先后顺序对本实验的滴定操作排序:___________。
滴定管检漏→蒸馏水洗→___________→___________→a→___________→___________→___________
a.加液至“0”刻度以上 2~3mL 处
b.调整液面至“0”刻度或“0”刻度下方,记录读数
c.倾斜转动滴定管,使标准液润湿滴定管内壁,将润洗液从下口排出
d.赶出尖嘴部分气泡
e.向酸式滴定管中加 3~5mL Na2S2O3 标准液
f.向碱式滴定管中加 3~5mL Na2S2O3 标准液
g.左手控制活塞,右手振荡锥形瓶
h.左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶
(6)产品中 NaBH4 的纯度为___________%。(用 、V1、 、V2、m 等数据的代数式表示)
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) (3)B
(4)使用溶剂量少,可连续、重复萃取,萃取效率高
(5)fc dbh (6)
【解析】
【分析】制取 NaBH4 时,需先制得 NaH,再用 NaH 与 B(OCH3)3 反应,生成 NaBH4 和 CH3ONa。制取 NaH
时,为防止 Na 与空气中的 O2 反应,需先排除装置内的空气,通 N2 排尽装置内的空气,然后升温到 110℃
左右,打开搅拌器快速搅拌,将融化的 Na 快速分散到石蜡油中;升温到 200℃,通入 H2,充分反应后制得
NaH;升温到 240℃,向三颈瓶中滴入硼酸三甲酯,充分反应;降温后,离心分离得到 NaBH4 和 CH3ONa
的固体混合物。
【小问 1 详解】
仪器 a 的名称是:恒压滴液漏斗。
【小问 2 详解】
由分析可知,NaH 与 B(OCH3)3 反应,生成 NaBH4 和 CH3ONa,依据质量守恒,可得出发生反应的化学方
程式: 。
【小问 3 详解】
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A.Na 与石蜡油不反应,将 Na 分散到石蜡油中,可将 Na 的颗粒减小,从而增大 Na 与 H2 接触面积,加快
反应速率,A 正确;
B.在索氏提取器中,装置乙中异丙胺蒸汽从蒸汽导管 2 中上升,虹吸管 3 让萃取后的异丙胺溶液回流到烧
瓶中,以保证萃取过程的连续进行,B 不正确;
C.Na、H2 都能与氧气反应,Na、NaH、NaBH4、CH3ONa 都能与水剧烈反应,所以装置甲应该处于无水、
无氧的反应环境,C 正确;
D.萃取完全后,NaBH4 和异丙胺一起流入圆底烧瓶中,通过加热蒸馏可分离异丙胺和 NaBH4,并进行溶
剂回收,D 正确;
故选 B。
【小问 4 详解】
与常规萃取相比,索氏提取器溶剂用量少,且可连续萃取,则优点是:使用溶剂量少,可连续、重复萃取,
萃取效率高。
【小问 5 详解】
按照先后顺序,本实验的滴定操作顺序为滴定管检漏→蒸馏水洗→f.向碱式滴定管中加 3~5mL Na2S2O3 标
准液→c.倾斜转动滴定管,使标准液润湿滴定管内壁,将润洗液从下口排出→a→d.赶出尖嘴部分气泡→b
.调整液面至“0”刻度或“0”刻度下方,记录读数→h.左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶。故选 fc dbh
。
【小问 6 详解】
样品中的 NaBH4 与 KIO3 发生反应: ,过量的 KIO3 与 KI 在
硫酸溶液中发生反应:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,生成的 I2 用 Na2S2O3 滴定,发生反应:
。从而得出所取的 20mL 溶液中,存在下列关系式:KIO3——6Na2S2O3,
则过量 KIO3 的物质的量为 ×c2ml/L×V2×10-3L= c2V2×10-3ml;NaBH4 的物质的量为 × (c1V1×
10-3- c2V2×10-3)ml= × (6c1V1-c2V2)×10-2ml, 产 品 中 NaBH4 的 纯 度 为
= %。
【点睛】在 NaH 中,H 元素显-1 价,具有强还原性,能与水剧烈反应生成 NaOH 和 H2。
20. 某研究小组按下列路线合成某药物中间体 H(部分反应条件已简化)。
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已知:①
②
请回答:
(1)化合物 A 的官能团名称是___________。
(2)化合物 C 的结构简式___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 化合物 E 的碱性强于 B. 化合物 G 中只含有 1 个手性碳原子
C. C→D 的反应类型为消去反应 D. 化合物 H 的分子式为
(4)写出 的化学方程式___________。
(5)托品酮( )是合成阿托品的一种中间体,设计以 1,4-二氯丁烷
( )、丙酮( )和 为原料合成托品酮的路线(用流程图表示,无机试剂
任选)___________。
(6)写出 4 个同时符合下列条件的化合物 B 的同分异构体的结构简式___________。
①核磁共振氢谱表明:分子中有 2 种不同化学环境的氢原子
②含有甲氧基( )
【答案】(1)羰基(或酮羰基)和碳碳双键
(2) (3)A
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( 4) ( 5)
( 6)
、 、 、
【解析】
【 分 析 】 根 据 A、 B 的 分 子 式 , 可 知 A、 B 发 生 加 成 反 应 生 成 C, C 的 结 构 简 式 为
,根据 D、F 的分子式,可知 D 与 F 发生加成反应生成 G,由 G 逆推,
可知 D 是 、F 是 CH3N=CH2;
【小问 1 详解】
根据化合物 A 的结构简式,可知 A 的官能团名称是羰基、碳碳双键;
【小问 2 详解】
根据 A、B 的分子式,可知 A、B 发生加成反应生成 C,C 的结构简式为
;
【小问 3 详解】
A.甲基具有推电子作用,使 N 原子电子密度增大,更容易结合质子,所以化合物 E 的碱性强于 ,故
A 正确;
B.化合物 中含有 2 个手性碳原子(*号标出),故 B 错误;
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C.C→D 是 变为 和 CH3OH,反应类型为取代反
应,故 C 错误;
D.化合物 H 的分子式为 ,故 D 错误;
选 A;
【小问 4 详解】
D 是 、F 是 CH3N=CH2,D 与 F 发生加成反应生成 G, 的化学方程式
为 ;
【小问 5 详解】
1,4-二氯丁烷水解为 1,4-丁二醇,1,4-丁二醇氧化为丁二醛,丁二醛和 CH3NH2 反应生成 ,
和丙酮反应生成托品酮,合成路线为
。
【小问 6 详解】
①核磁共振氢谱表明:分子中有 2 种不同化学环境的氢原子,说明结构对称;②含有甲氧基( ),符
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合条件的 B 的同分异构体的结构简式有 、 、 、 。
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