浙江省名校协作体2026届高三上学期返校联考化学试题
1.(2025高三上·浙江开学考)下列物质不属于盐的是
A. B. C. D.
2.(2025高三上·浙江开学考)下列化学用语不正确的是
A.甲醛中键的电子云轮廓图:
B.的系统命名:2-甲基苯酚
C.二氯化二硫(S2Cl2)的电子式:
D.邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
3.(2025高三上·浙江开学考)化学和人类的可持续发展息息相关,下列说法不正确的是
A.La-Ni合金在室温下容易形成金属氢化物,稍稍加热易分解,可做储氢合金
B.电化学腐蚀是指外加电流作用下金属损耗的过程
C.次氯酸具有强氧化性,可用作棉麻的漂白剂
D.硫酸钙能使豆浆中的蛋白质聚沉,可用作制豆腐的凝固剂
4.(2025高三上·浙江开学考)下列可完成对应实验的是
A.分离和 B.验证氧化性
C.检验有HBr生成 D.析出深蓝色晶体
A.A B.B C.C D.D
5.(2025高三上·浙江开学考)次磷酸盐用于化学镀银的反应为:(未配平),表示阿伏加德罗常数,当标况下生成3.36L的时,下列说法正确的是
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:5
C.转移电子的数目为
D.消耗水的质量为7.2g
6.(2025高三上·浙江开学考)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
B.溶液具有酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
C.BrCl和IBr中Br所带的电性不同,BrCl和IBr与水反应的含溴产物不同
D.易升华,可用于检验淀粉的存在
7.(2025高三上·浙江开学考)下列反应的离子方程式不正确的是
A.溶液中滴加足量的溴水:
B.草酸溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液:
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
D.溶液滴入溶液中:
8.(2025高三上·浙江开学考)短周期主族元素分布在三个周期且原子序数依次增大,基态Y原子中s能级与p能级的电子数相等,相邻,的价电子数之和为是第四周期元素,最外层只有1个电子,其内层均填满电子,下列说法正确的是
A.Y不可形成含极性共价键的单质
B.键角
C.的空间构型为四面体形
D.Q的基态原子有16种空间运动状态
9.(2025高三上·浙江开学考)下列说法正确的是
A.用核磁共振氢谱可区分和
B.用酸性高锰酸钾溶液可检验丙烯醛分子中的碳碳双键
C.醋酸纤维极易燃烧,可用于生产火药、塑料和涂料
D.较高的温度、压强下,有利于合成高密度聚乙烯
10.(2025高三上·浙江开学考)下列说法正确的是
A.,已知,则正反应在较高温度下可自发进行
B.,已知,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
C.已知,达平衡后,温度保持不变,缩小容器体积,重新建立平衡后,浓度增大
D.在绝热恒容容器中反应朝正向进行,若气体总压强增大,则
11.(2025高三上·浙江开学考)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如图,下列说法正确的是
A.相同温度下,X在水中的溶解度小于Y在水中的溶解度
B.与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3molNaOH
C.Y可发生加成、取代、氧化、消去等反应
D.X、Y、Z分别与足量加成后的产物中手性碳原子个数相同
12.(2025高三上·浙江开学考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长,在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜,导致电池短路。科学家用锌箔和做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液,装置如图所示,下列说法不正确的是
A.充电时,锌离子从隧道结构中脱出,此时为阳极
B.性能水凝胶电解质可防止电池鼓包,一定程度上避免竞争放电,提高电流效率
C.若用作电解质溶液,游离的会吸附聚集得电子,在阳极形成初始枝晶
D.放电时,当负极减重32.5g时有个电子通过外电路转移至正极
13.(2025高三上·浙江开学考)草酰胺,常温下为稳定的无色结晶或粉末,可溶于乙醇,微溶于水。一种连续合成草酰胺的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.草酰胺分子中键和键数之比为4:1
B.合成草酰胺的反应为取代反应
C.尾气再生的反应为
D.尿素、碳铵等氮肥溶于水后易流失,草酰胺可克服该弊端
14.(2025高三上·浙江开学考)已知不对称醚与氢碘酸反应,有如下两种产物
下列说法中不正确的是:
A.中,在该条件下I-进攻时,键b处比a处更易断裂
B.若在反应体系中加少量水,可能因为水与形成氢键,降低其正电性,导致反应活性降低
C.高温会提高产量,可能因为直接断裂乙基键的活化能较高
D.由上述过程推测与HI反应的产物中,和产量占比更高
15.(2025高三上·浙江开学考)电镀工厂的废水中常含有一定量的,配离子生成反应的平衡常数称为稳定常数用表示;已知常温下:,。下列说法正确的是
A.向电镀废水中加入一定量除去后,滤液可直接排放
B.处理后的废液中若仅含,则溶液pH约为
C.NaCN溶液可以显著溶解
D.向废水中加入稀硫酸调至,溶液中存在
16.(2025高三上·浙江开学考)某化学实验小组通过“凯氏定氮法”测定某蛋白质中的含氮量,实验方案如下:
已知:①“消化”操作是用浓硫酸先将有机物碳化,再将元素分别转化为、;②滴定结束后需另取30.00mL相同浓度的硼酸,进行空白对照滴定。下列说法不正确的是
A.消化时可选择NaOH溶液吸收尾气
B.吸收时发生反应的化学方程式为
C.滴定时指示剂可选择甲基红(变色pH范围:4.4~6.2)
D.空白对照滴定时,未用标准液润洗滴定管会导致蛋白质中的含氮量测定结果偏大
17.(2025高三上·浙江开学考)VA族元素形成的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
(1)下列说法不正确的是___________。
A.基态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.给出的能力:
D.热稳定性:
(2)砷化镍的一种晶胞结构如图所示。
则砷化镍的化学式为 ,As原子的配位数为 。
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸,其中三聚链状磷酸的结构如图所示,请画出三聚环状磷酸的结构 。
(4)氟磷灰石[主要成分为,还含有少量的等杂质]是一种重要的磷矿,以其为原料可制得多种重要的化工产品。如常用钾肥及缓冲剂磷酸二氢钾()与锂电池常用的高纯度可由以下流程获得。
①流程II中废渣主要成分为 。
②流程II中…代表的一系列操作为 。
③流程I中生成的化学方程式为 。
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是 。
18.(2025高三上·浙江开学考)工业生产催化剂的过程会产生含大量高浓度氮氧化物()的烟气,对环境造成严重破坏。某工艺通过选择性催化还原法(SCR)治理去除烟气中的,使其达到排放标准,且无需二次处理。
SCR主反应:
(i)
(ii)
SCR副反应
(iii)
请回答:
(1)标准状态下,一些物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量 0 0 -50 91 -242 34
①计算反应(ii)的 。
②判断反应(ii)在什么条件下自发进行 (填“任意温度”“高温”或“低温”)。
(2)已知尿素的分解作为还原剂的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
电解过程中需控制合适的电流,否则阴极会产生导致电解效率下降。若外电路以8A恒定电流工作20分钟,产生尿素0.005mol,则该电解装置的电解效率 ()。[已知:电荷量电流时间。]
(3)的去除率(用R表示)受投料的氨氮比(n)、进入混合器中烟气的浓度(即入口浓度,用表示)等因素的影响,结果如图、所示。
下列有关说法中正确的是___________。
A.为取得最优氮氧化物的去除效果,入口浓度应保持在
B.结合图像,分析的去除率的下降主要受NO去除率的影响
C.当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成
D.由图可知,应尽量提高氨氮比,以提高去除率
(4)空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量,单位为,它反映气体与催化剂的接触时间,该脱硝工艺中空速控制在,请解释空速不宜过低的原因: 。
19.(2025高三上·浙江开学考)钛铁矿主要成分为钛酸亚铁,其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。工业上由钛铁矿制取二氧化钛一般按以下工艺流程进行:
已知:i:浸取过程中钛铁矿与浓硫酸的反应:。
ii:离子的特征反应:(橙黄色)。
iii:过量的铁可以使部分钛(Ⅳ)还原为紫色的钛(Ⅲ)。
(1)若在实验室中进行灼烧操作,需要用到的硅酸盐材质仪器有酒精灯,坩埚和 。
(2)混合溶液I中加入的铁粉需要控制用量,原因是 。
(3)滤液Ⅱ中加热水使钛盐水解得偏钛酸沉淀,化学方程式为 。
(4)下列有关说法不正确的是___________。
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原
B.浸取过程控制温度不超过,以免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀
C.滤渣I需洗涤,且洗涤完成的标准为:取洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化
D.制备绿矾时,需将滤液I蒸发至大量晶体析出
(5)钛盐水解可分以下几个步骤,请将下列操作排序: 。
a.继续煮沸约后,再慢慢加入其余全部滤液
b.用热水冲洗多次,直至洗涤液中检验不到为止
c.在不断搅拌下,逐滴加入约为滤液Ⅱ总体积倍的沸水中
d.加完后继续煮沸约半小时(应不断补充水)
e.静置沉降,过滤后,用热的稀硫酸(1:10)洗涤次
先取经分离硫酸亚铁后的滤液Ⅱ约体积______________________________________________________干燥后即得到偏钛酸。
(6)在本实验条件下,发生水解时,由中的O提供孤电子对填充到的空轨道上,而溶液中和不会同时水解,请从结构角度说明原因 。
20.(2025高三上·浙江开学考)磺胺甲氧吡嗪可用于治疗呼吸系统、泌尿系统和肠道感染等疾病。其合成路线如图所示:
(1)化合物C的官能团名称是 。
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.分2步制取的目的可能是避免副反应,提高C的产率和纯度
B.化合物D与苯酚具有相似的平面结构
C.化合物E的碱性比化合物强
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作催化剂
(4)的化学方程式是 。
(5)化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子。写出同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式 。
①分子中含苯环。
②核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1。
(6)以乙烯、甲醇和化合物C为原料,设计化合物的合成路线 (用流程图表示,无机试剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A、NaN3由 Na+(金属阳离子)和 N3-(叠氮酸根阴离子)构成,符合盐的定义,A属于盐;
B、CH3NH3Cl 由 CH3NH3+(取代铵根阳离子)和 Cl-(盐酸根阴离子)构成,符合盐的定义,B属于盐;
C、Na2O2仅由 Na 和 O 两种元素组成,属于氧化物(两种元素且其一为氧),不符合盐的定义,C不属于盐;
D、CH3COONa 由 Na+(金属阳离子)和 CH3COO-(醋酸根阴离子)构成,符合盐的定义,D属于盐;
故答案为:C。【分析】要解决这道题,需依据盐的定义(由阳离子与酸根阴离子构成的化合物),结合各物质的组成判断类别。
2.【答案】D
【知识点】原子核外电子的运动状态;氢键的存在对物质性质的影响;有机化合物的命名;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、甲醛中 C=O 双键的 π 键由 p 轨道垂直于键轴 “肩并肩” 重叠形成, 电子云轮廓图:,A正确;
B、 含酚羟基,甲基与羟基相邻(2 - 位),系统命名为 2 - 甲基苯酚,B正确;
C、S2Cl2中 S 与 S 形成单键,每个 S 与一个 Cl 形成单键,各原子均满足 8 电子稳定结构, 电子式为,C正确;
D、邻羟基苯甲醛中,酚羟基的 H 与醛基的 O 形成分子内氢键,正确的氢键示意图为,D错误;
故答案为:D。【分析】A.考查甲醛中 π 键的电子云轮廓特征(“肩并肩” 重叠)。
B.判断酚类物质的系统命名(以羟基为母体,甲基为取代基)。
C.掌握二氯化二硫(S2Cl2)的电子式(S 与 S、S 与 Cl 的成键及孤电子对)。
D.考查邻羟基苯甲醛分子内氢键的形成方式(羟基 H 与醛基 O 的作用)。
3.【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、La-Ni 合金在室温下易形成金属氢化物,加热易分解,可实现氢气的储存与释放,符合储氢合金的要求,A正确;
B、电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生自发原电池反应(如吸氧、析氢腐蚀)导致的损耗,不需要外加电流;外加电流的是电解腐蚀,B错误;
C、次氯酸(HClO)具有强氧化性,能破坏色素分子结构,因此可用作棉麻的漂白剂,C正确;
D、硫酸钙能使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,是制作豆腐的常用凝固剂,D正确;
故答案为:B。【分析】A.考查储氢合金的特性(室温形成金属氢化物,加热易分解)。
B.考查电化学腐蚀的定义(自发原电池反应,无需外加电流)。
C.考查次氯酸的强氧化性与漂白作用。
D.掌握硫酸钙使蛋白质聚沉的应用(豆腐凝固剂)。
4.【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯;性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A、该物质易升华,但受热会分解为两种物质,冷却后又会化合,无法通过升华法分离,A错误;
B、直接将氯水分别滴入 NaBr、NaI 溶液,无法排除 Cl2的干扰,不能证明 Br2与 I2的氧化性顺序,需分步实验(先氧化 Br-证明 Cl2>Br2,再用 Br2氧化 I-证明 Br2>I2),B错误;
C、苯与溴反应生成 HBr,但溴易挥发,挥发的 Br2会与 AgNO3溶液反应生成沉淀,干扰 HBr 的检验,需先除溴,C错误;
D、该深蓝色晶体在乙醇中溶解度小,加入 95% 乙醇可降低其溶解度,促使晶体析出,D正确;
故答案为:D。【分析】A.判断升华法分离物质的适用性。
B.验证氧化性强弱的实验设计逻辑(需排除干扰,分步验证)。
C.分析溴挥发对 HBr 检验的干扰。
D.利用溶剂对溶解度的影响析出晶体。
5.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、H2O 中 H 被还原为 H2,H2O 是氧化剂,A错误;
B、氧化产物为 H3PO4(2 mol),还原产物为 Ag(2 mol)和 H2(3 mol),总还原产物 5 mol,比例为 2:5,B正确;
C、生成 H2的物质的量为 3.36 L÷22.4 L mol- =0.15 mol,对应转移电子 0.4 mol,数目为 0.4NA,C错误;
D、消耗 H2O 为 0.2 mol,质量为 0.2 mol×18 g mol- =3.6 g,D错误;
故答案为:B。【分析】P 元素:H2PO2-中 P 为 +1 价,H3PO4中 P 为 +5 价,每个 P 失 4e-(被氧化)。
Ag 元素:Ag+中 Ag 为 +1 价,Ag 中 Ag 为 0 价,每个 Ag 得 1e-(被还原)。
H 元素:H2O 中 H 为 +1 价,H2中 H 为 0 价,每个 H 得 1e-(被还原)。
配平后: ,据此解题。
6.【答案】C
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;卤素原子结构及其性质的比较;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】A、漂白粉用于漂白纸张,是因为其能生成具有漂白性的次氯酸(HClO);而漂白粉在空气中不稳定,是指它易与水(H2O)、二氧化碳(CO2)反应,这一不稳定性和漂白用途无直接关联,故A不符合题意 ;
B、FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的 Cu,发生反应 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,利用的是 Fe3+的氧化性,和 FeCl3溶液的酸性没有关系,故B不符合题意 ;
C、在 IBr 中,I 呈 +1 价、Br 呈 -1 价,与水反应生成 HBr、HIO;在 BrCl 中,Br 呈 +1 价、Cl 呈 -1 价,与水反应生成 HCl、HBrO。由于 Br 在两种物质中电性不同,导致含溴产物不同,性质与产物存在对应关系,故C符合题意 ;
D、I2用于检验淀粉的存在,是因为 I2遇淀粉变蓝,和 I2易升华的性质无关,故D不符合题意 ;
故答案为:C。【分析】A.区分 “漂白性” 与 “不稳定性” 的不同性质,判断二者是否与用途对应。
B.明确 FeCl3腐蚀 Cu 的反应本质,判断是否与酸性有关。
C.分析 Br 在 BrCl 和 IBr 中的电性(化合价)差异,进而判断与水反应的含溴产物是否不同。
D.明确 I2检验淀粉的本质原因,判断是否与易升华有关。
7.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、NaHSO3溶液中,HSO3-被 Br2氧化为 SO42-,Br2被还原为 Br-,离子方程式 ,A正确;
B、草酸(H2C2O4)是弱酸,以分子形式参与反应,酸性条件下与 MnO4-反应,离子方程式 5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O 符合氧化还原配平及物质拆分规则,B正确;
C、Cl2氧化性强,会将 S2O32-中的 S 氧化至 + 6 价,应生成 SO42-而非 SO32-。正确的离子方程式应为 S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,C错误;
D、K4[Fe(CN)6] 溶液滴入 FeCl3溶液中,生成 KFe [Fe(CN)6] 沉淀,离子方程式 K++Fe3+[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓书写正确,D正确;
故答案为:C。【分析】A.分析 HSO3-与 Br2的氧化还原反应,判断产物及配平是否正确。
B.明确草酸的弱电解质拆分形式,分析其与酸性 KMnO4的氧化还原反应。;
C.判断 S2O32-被 Cl2氧化的产物,分析氧化还原的价态变化。
D.分析 K4[Fe(CN)6] 与 FeCl3的沉淀反应,判断离子方程式的书写。
8.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子结构与元素的性质;键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】短周期主族元素 X、Y、Z、M 分布在三个周期且原子序数依次增大,故 X 为 H(第一周期唯一主族元素)。基态 Y 原子中 s 能级与 p 能级的电子数相等,Y 为 O(电子排布 1s22s22p4,s 能级共 4 个电子,p 能级共 4 个电子)。Y、Z、M 价电子数之和为 19,Z、M 为相邻的第三周期元素,设 Z 价电子数为 n,则 M 为 n+1,O 的价电子数为 6,因此 6+n+(n+1)=19,解得 n=6,即 Z 为 S,M 为 Cl。Q 是第四周期元素,最外层 1 个电子且内层均填满电子,电子排布为 1s22s22p63s23p63d 4s ,故 Q 为 Cu。
A、Y 为 O,其单质 O3分子中存在极性共价键(分子结构不对称),A错误;
B、H2O 中 O 有 2 对孤电子对,对成键电子对排斥作用强;[Cu(H2O)4]2+中 H2O 的孤电子对与 Cu2+形成配位键,孤电子对减少,排斥作用减弱,故键角∠H-O-H:[Cu(H2O)4]2+>H2O,B错误;
C、SO2Cl2中 S 的价层电子对数为 4(无孤电子对),空间构型为四面体形,C正确;
D、Cu 的电子排布涉及轨道:1s、2s、2p(3 个)、3s、3p(3 个)、3d(5 个)、4s,共 1+1+3+1+3+5+1=15 个轨道,即 15 种空间运动状态,D错误;
故答案为:C。【分析】A.判断 Y 的单质是否含极性共价键。
B.比较 [Q(X2Y)4]2+(即 [Cu(H2O)4]2+)与 X2Y(即 H2O)的键角,分析孤电子对的影响。
C.分析 ZY2M2(即 SO2Cl2)的空间构型,计算中心原子价层电子对数。
D.计算 Q(Cu)基态原子的空间运动状态数(即轨道总数)。
9.【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;烯烃
【解析】【解答】A、CH3COOH 中含羧基氢、甲基氢,共 2 种化学环境的氢;HCOOCH3中含酯基氢、甲基氢,共 2 种化学环境的氢,但两类氢的化学位移不同。因此,核磁共振氢谱可通过峰的位置和数目区分二者,A正确;
B、丙烯醛中含醛基和碳碳双键,二者均能被酸性高锰酸钾氧化,因此酸性高锰酸钾溶液无法单独检验碳碳双键,B错误;
C、醋酸纤维不易燃烧,而用于生产火药的是硝酸纤维,并非醋酸纤维,C错误;
D、高密度聚乙烯需在低压条件下合成,高温高压条件下生成的是低密度聚乙烯,D错误;
故答案为:A。【分析】A.分析 CH3COOH 和 HCOOCH3中氢原子的化学环境差异,判断核磁共振氢谱能否区分。
B.判断酸性高锰酸钾能否单独检验丙烯醛中的碳碳双键,分析官能团的氧化特性。
C.区分醋酸纤维和硝酸纤维的用途,判断醋酸纤维的燃烧性与用途的关系。
D.分析合成高密度聚乙烯的条件,判断温度、压强对其合成的影响。
10.【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化;焓变和熵变;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、观察可知,反应 2NO(g) O2(g)+N2(g) 的 ΔS<0,即 - TΔS 为正值。若 ΔH<0,高温下 T 增大使 - TΔS 数值更大,易导致 ΔG>0,反应不自发;若 ΔH>0,ΔG 恒为正值。因此较高温度下正反应不可能自发进行,A错误;
B、已知 ΔH1>ΔH2且均为负值,说明椅式环己烷的生成焓更负(能量更低),则椅式环己烷比船式环己烷更稳定,B错误;
C、反应 2Mg (s)+CO2(g) C (s)+2MgO (s) 的平衡常数 K= ,K只受温度的影响,温度不变则 K 不变,故 CO2浓度不变,C错误;
D、反应 4NO (g)+CH4(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O (g) 前后气体分子数不变,绝热恒容下压强增大,由 PV=nRT 可知是温度升高导致。反应正向进行时温度升高,说明反应放热,即 ΔH<0,D正确;
故答案为:D。【分析】A.依据 ΔG=ΔH-TΔS<0 判断反应自发性,分析 ΔS<0 时温度对 ΔG 的影响。
B.根据 “能量越低越稳定”,结合 ΔH1、ΔH2的大小判断船式与椅式环己烷的稳定性。
C.分析平衡常数表达式,判断温度不变时缩小体积对 CO2浓度的影响。
D.分析绝热恒容容器中压强增大的原因,结合反应前后分子数变化判断 ΔH 的符号。
11.【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、X 的结构里有羧基(COOH)和酚羟基(OH),这两种基团都能和水分子形成较强的氢键,使得 X 容易溶解在水中;而 Y 中的羧基变成了酯基(COOCH3),酚羟基变成了甲氧基(OCH3),这两种基团与水形成氢键的能力很弱,导致 Y 在水中的溶解能力大幅下降。因此 X 的溶解度明显大于 Y,A错误;
B、X 中的羧基(1 个)会与 NaOH 按 1:1 反应;酚羟基(1 个)具有弱酸性,也会与 NaOH 按 1:1 反应;苯环上的溴原子在碱性条件下会发生水解,生成的酚羟基还会再与 1 分子 NaOH 反应,即 1 个溴原子对应消耗 2 分子 NaOH。综上,1mol X 共消耗 1+1+2=4mol NaOH,B错误;
C、Y 含苯环,可与氢气发生加成反应;含酯基,能在酸性或碱性条件下发生水解(属于取代反应);有机物均可燃烧,即能发生氧化反应。但 Y 中苯环上的溴原子相邻的碳原子上没有氢原子(无 β-H),不满足消去反应的条件,因此不能发生消去反应,C错误;
D、X、Y、Z 都含有苯环,与足量 H2加成后,苯环会转化为环己烷环。 产物分别为、、,手性碳原子均为环己烷环上三个取代基所在的碳,所以个数相同,故D正确;
故答案为:D。【分析】A.通过官能团与水分子形成氢键的能力差异,比较物质在水中的溶解度。
B.分析 X 中能与 NaOH 反应的官能团种类及数量,计算反应消耗 NaOH 的总量。
C.根据 Y 的官能团类型,判断其能发生的反应类型及不能发生的反应。
D.分析 X、Y、Z 与足量 H2加成后的产物结构,比较手性碳原子的数量。
12.【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电时,ZnMn2O4为阳极,发生反应 ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2,锌离子从 MnO2隧道结构中脱出,A正确;
B、性能水凝胶电解质可减少自由水,降低 H+在负极的竞争放电(减少 H2生成),从而防止电池鼓包,提高电流效率,B正确;
C、锌枝晶形成于锌电极(放电时为负极,充电时为阴极),游离的 Zn2+得电子发生还原反应应在阴极(锌电极)聚集,而非阳极,C错误;
D、根据题意可知,放电时负极反应为 Zn-2e-=Zn2+,减重 32.5g(Zn 的物质的量为 0.5mol),转移电子为 0.5mol×2 = 1mol=NA个电子,D正确;
故答案为:C。【分析】A.分析充电时的阳极反应及锌离子的运动。
B.分析水凝胶电解质的作用,判断其对电池性能的影响。
C.判断锌枝晶的形成位置及反应类型。
D.根据负极的电极反应,计算质量变化与转移电子数的关系。
13.【答案】A
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、草酰胺的结构为 H2NOC-CONH2,分子中所有单键均为 σ 键,双键中含 1 个 σ 键和 1 个 π 键。其中,N-H 键有 4 个,N-C 键有 2 个,C-C 单键有 1 个,C=O 双键中的 σ 键有 2 个,σ 键总数为 4+2+1+2=9 个;而 π 键仅存在于 2 个 C=O 双键中,共 2 个。因此 σ 键与 π 键的比例为 9:2,并非选项中所说的 4:1,A错误;
B、合成草酰胺的反应是草酸酯(结构为 (COOR)2)与 NH3作用,生成草酰胺((CONH2)2)和醇(ROH)。此过程中,草酸酯中的 - OR 基团被 - NH2取代,符合取代反应 “原子或基团被其他原子或基团替代” 的特征,属于取代反应,B正确;
C、尾气再生反应是 NO、O2与 ROH 反应生成 RONO(可循环使用)。反应中,NO 中 N 元素从 +2 价升至 RONO 中的 +3 价(每个 N 失 1 个电子),O2中 O 元素从 0 价降至 - 2 价(每个 O 得 2 个电子)。按电子守恒,NO 与 O2的物质的量之比为 4:1;结合原子守恒,配平后的反应为 4NO+O2+4ROH=4RONO+2H2O,配平正确,C正确;
D、尿素、碳铵均易溶于水,施入土壤后易随水流失,导致肥效降低;而草酰胺微溶于水且化学性质稳定,能缓慢释放养分,减少流失,从而克服了传统氮肥易流失的弊端,D正确;
故答案为:A。【分析】A.通过草酰胺的分子结构,精确统计 σ 键与 π 键的数量,计算二者比例。
B.分析合成草酰胺的反应中官能团的转化,判断反应类型。
C.依据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒,配尾气再生反应的配平合理性。
D.对比草酰胺与传统氮肥(尿素、碳铵)的水溶性差异,分析其肥效优势。
14.【答案】A
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A、题干中不对称醚与 HI 在低温下,生成 CH3CH2OH 和 CH3I 的产率达 90%。这说明反应中 I-更易进攻醚分子中 C-O 键的 a 处(与甲基相连的碳),导致该位置的键优先断裂,而非 b 处(与乙基相连的碳)更易断裂。因此 A 的描述与实际反应倾向相反,A错误;
B、醚分子中的氧原子质子化后带正电,此时水分子可与带正电的氧形成氢键。这种氢键会降低氧原子的正电性,减弱其对 I-的吸引力,使 I-的进攻能力下降,从而降低整个反应的活性。因此 B 的描述符合反应规律,B正确;
C、断裂乙基所连的 C-O 键时,会生成伯碳正离子,这类反应的活化能较高。在低温下,活化能高的反应速率较慢,因此该断裂方式占比低;而高温时,活化能高的反应速率受温度影响更显著,速率提升更明显,导致乙基断裂增多,CH3CH2I 的产量提高。C 的分析符合反应速率与活化能的关系,C正确;
D、题干中低温下甲基相连的 C-O 键更易断裂,说明与较小烷基(如甲基)相连的 C-O 键在类似反应中更易被 I-进攻。由此迁移可知, 与 HI 反应时,与甲基相连的 C-O 键优先断裂,主产物应为 CH3CH2CH2OH 和 CH3I,两者产量占比更高。D 的推测合理,D正确;
故答案为:A。【分析】A.通过低温下的主产物,判断 C-O 键不同位置的断裂倾向。
B.分析水与质子化醚的相互作用对反应活性的影响。
C.解释高温下乙基相关产物增多的原因,关联活化能与温度对反应速率的影响。
D.依据题干反应规律,推测结构相似醚的反应主产物。
15.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;电离平衡常数
【解析】【解答】A、向电镀废水中加入 Na2S 除去 [Ag (CN)2]-后,滤液中仍含 CN-,CN-有毒,直接排放会污染环境,A错误;
B、对于 0.01mol/L NaCN 溶液,CN-发生水解:CN- + H2O HCN + OH-。水解常数
Kh === 1.6×10-5。设水解的 CN-浓度为 x mol/L,近似有
≈ 1.6×10-5,解得 x ≈ 4×10-4,即 c (OH-) ≈ 4×10-4 mol/L,c (H+) === 2.5×10- mol/L,pH = -lg (2.5×10- ) ≈ 10.6,而非 11.4,B错误;
C、反应 AgI+2CN- [Ag(CN)2]-+I-的平衡常数 ,平衡常数较大,说明 NaCN 溶液可以显著溶解 AgI,C正确;
D、pH=2 时,c (H+)=10-2 mol/L,由 Ka(HCN)==6.25×10-10 ,可得= = 6.25×10-8 < 1,即 c(CN-) < c(HCN),D错误;
故答案为:C。【分析】要解决本题,需结合溶度积、稳定常数、电离常数等平衡知识,逐一分析选项。解题思路是:根据各平衡的表达式及常数关系,判断反应的可行性、溶液 pH 及离子浓度关系。
A.分析处理后滤液的成分,判断是否可直接排放。
B.通过 CN-的水解平衡计算溶液 pH。
C.通过溶度积和稳定常数计算反应的平衡常数,判断反应的可行性。
D.根据 HCN 的电离平衡判断 c (CN-) 与 c (HCN) 的关系。
16.【答案】D
【知识点】指示剂;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A、消化时,浓硫酸可能被有机物还原生成 SO2,有机物中的碳元素被氧化为 CO2。SO2、CO2均为酸性氧化物,NaOH 溶液可与酸性氧化物反应,因此能有效吸收这两种气体,A正确;
B、蒸出的 NH3通入过量 H3BO3中,反应生成 (NH4)2B4O7,化学方程式为
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O 。通过核对 N、H、B、O 原子数,左右两边均相等,方程式正确,B正确;
C、滴定反应为 (NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3 。产物 NH4Cl 中 NH4+水解使溶液显酸性,H3BO3是弱酸,溶液整体呈酸性。甲基红的变色 pH 范围为 4.4~6.2,与滴定终点的酸性环境匹配,适合作为指示剂,C正确;
D、空白对照实验中,若未用标准液润洗滴定管,滴定管内壁残留的水会稀释标准盐酸,导致标准液浓度偏低。滴定空白对照组(仅硼酸)时,消耗的标准液体积会偏大。而样品含氮量计算需用 “空白对照消耗体积 - 样品消耗体积”,因此样品消耗的标准液体积会被算小,最终导致含氮量测定结果偏小,而非偏大,D错误;
故答案为:D。【分析】A.明确消化过程的产物类型,判断 NaOH 溶液的吸收能力。
B.推导吸收过程的化学反应,验证方程式的原子守恒。
C.分析滴定反应的产物酸碱性,匹配指示剂的变色范围。
D.拆解空白对照滴定的误差传递路径,分析对含氮量测定的影响。
17.【答案】(1)C;D
(2)NiAs;4
(3)
(4);结晶、过滤、洗涤、干燥;;离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)A.N是第7号元素,基态N原子的电子排布式:,A正确;
B.电负性:N>As,化学键中离子键成分的百分数:,B正确;
C.[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu2+对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出H+的能力:NH3<[CuNH3]2+,C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性P>As,热稳定性: PH3>AsH3,D错误;
故答案为:CD;
(2)含有Ni数目:4,含有As数目:4,化学式为NiAs,As距离最近的Ni有4个,故As原子的配位数为4;
故答案为: NiAs ;4;
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,三聚环状磷酸的结构;
故答案为: ;
(4)①根据分析,流程II中废渣主要成分为;
②流程II中…代表的一系列操作为:经过一系列除杂后得到的KH2PO4滤液加热浓缩,边加热边搅拌,待析出少量晶体(或溶液表面出现晶膜)时停止加热,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得到KH2PO4晶体;
③根据分析可知,流程I中生成的化学方程式为;
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是:As和P同族,As半径大于P,离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快。
故答案为: ; 结晶、过滤、洗涤、干燥 ; ;离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快 。
【分析】“酸浸” 环节,氟磷灰石与浓 H2SO4发生反应: Ca5F(PO4)3+ 5H2SO4(浓)=5CaSO4+3H3PO4+HF↑ ,生成的气体 A 为 HF。HF 进一步与 PCl5、LiCl 反应:
PCl5+6HF+LiCl=LiPF6+6HCl↑。酸浸后的滤液中,除了主要成分 H3PO4,还含有 Fe3+、Al3+等杂质离子。加入 CaCO3的作用是调节溶液 pH,使 Fe3+、Al3+分别转化为 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,从而除去这些杂质。加入 K2SO4则是为了让溶液中的 Ca2+转化为 CaSO4沉淀,同时促使 H3PO4转化为 Ca(H2PO4)2,以便后续分离或利用。据此解题。
(1)A.N是第7号元素,基态N原子的电子排布式:,A正确;
B.电负性:N>As,化学键中离子键成分的百分数:,B正确;
C.[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu2+对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出H+的能力:NH3<[CuNH3]2+,C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性P>As,热稳定性: PH3>AsH3,D错误;
故选CD;
(2)含有Ni数目:4,含有As数目:4,化学式为NiAs,As距离最近的Ni有4个,故As原子的配位数为4;
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,三聚环状磷酸的结构;
(4)①根据分析,流程II中废渣主要成分为;
②流程II中…代表的一系列操作为:经过一系列除杂后得到的KH2PO4滤液加热浓缩,边加热边搅拌,待析出少量晶体(或溶液表面出现晶膜)时停止加热,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得到KH2PO4晶体;
③根据分析可知,流程I中生成的化学方程式为;
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是:As和P同族,As半径大于P,离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快。
18.【答案】(1)-1320;任意温度
(2);80%
(3)A;C
(4)低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率 过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使NOx去除率下降
【知识点】盖斯定律及其应用;焓变和熵变;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①生成物总能量-反应物总能量,对于反应:生成物总能量为,反应物总能量为,则该反应的;
②反应自发进行的判断依据是,由反应(ⅱ)可知,反应后气体分子数增加,所以,又因为,根据,,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
故答案为:-1320;任意温度;
(2)生成尿素的那一极是a极,在a极得到电子,结合生成和,根据氧化还原反应中得失电子守恒配平得电极反应式为;
已知电流,时间,根据电荷量公式可得,根据电极反应式可知,生成1mol尿素转移16mol电子,现在生成0.005mol尿素,则转移0.08mol电子,根据法拉第常数,则理论电荷量,
故答案为:;80%;
(3)A.由图b可以看出当入口浓度应保持在时,氮氧化物的去除效果最好,故A正确;
B.的去除率的下降时,NO的去除率并没有明显变化,所以由图中无法得出的去除率的下降主要受NO去除率的影响的结论,故B错误;
C.由图a可以看出,当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,此时主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成,故C正确;
D.由图a可知,氨氮比并非越高越好,当氨氮比达到一定值后,去除率不再明显提高,甚至可能出现其他情况,所以不应尽量提高氨氮比来提高的去除率,故D错误;
故答案为:AC。
(4)不宜过低的原因为:低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使去除率下降;
故答案为: 低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率 过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使NOx去除率下降 。
【分析】生成物总能量-反应物总能量,反应自发进行的判断依据是,当,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
(1)①依据 “ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量”,代入各物质相对能量计算反应热。
②根据 ΔG=ΔH-TΔS,结合反应的 ΔH(负值)和 ΔS(正值)判断自发条件。
(2)确定生成尿素的电极为 a 极(还原反应),结合电子守恒、原子守恒写电极反应式
(CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O);通过电流和时间算总电荷量,结合生成尿素的量算理论电荷量,求效率。
(3)分析图像中 NO 去除率与氨氮比、入口 NO 浓度的关联,判断选项合理性。
(4)从产物脱附速率和 NH3氧化副反应角度,解释空速过低的不利影响。
(1)①生成物总能量-反应物总能量,对于反应:生成物总能量为,反应物总能量为,则该反应的;
②反应自发进行的判断依据是,由反应(ⅱ)可知,反应后气体分子数增加,所以,又因为,根据,,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
故答案为:-1320;任意温度;
(2)生成尿素的那一极是a极,在a极得到电子,结合生成和,根据氧化还原反应中得失电子守恒配平得电极反应式为;
已知电流,时间,根据电荷量公式可得,根据电极反应式可知,生成1mol尿素转移16mol电子,现在生成0.005mol尿素,则转移0.08mol电子,根据法拉第常数,则理论电荷量,,故答案为:;80%;
(3)A.由图b可以看出当入口浓度应保持在时,氮氧化物的去除效果最好,故A正确;
B.的去除率的下降时,NO的去除率并没有明显变化,所以由图中无法得出的去除率的下降主要受NO去除率的影响的结论,故B错误;
C.由图a可以看出,当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,此时主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成,故C正确;
D.由图a可知,氨氮比并非越高越好,当氨氮比达到一定值后,去除率不再明显提高,甚至可能出现其他情况,所以不应尽量提高氨氮比来提高的去除率,故D错误;
故答案为:AC。
(4)不宜过低的原因为:低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使去除率下降;
19.【答案】(1)泥三角
(2)铁粉过少,未还原完全;铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率
(3)
(4)A;D
(5)
(6)所带正电荷少,半径大,难发生水解
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)进行灼烧操作时,需要用到的硅酸盐材质仪器分别有:酒精灯、坩埚、泥三角。
故答案为: 泥三角 ;
(2)混合溶液I中加入的铁粉的目的为将还原为,而加入的铁粉需要控制用量,其原因主要为:铁粉过少,未还原完全;根据已知信息,铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率。
故答案为: 铁粉过少,未还原完全;铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率 ;
(3)第二次过滤后得到的滤液Ⅱ中加热水可以使钛盐水解得偏钛酸沉淀,则反应的化学方程式为:。
故答案为: ;
(4)下列说法中不正确的是:
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原,会带入其它杂质离子导致后期产品不纯,A错误;
B.浸取过程需控制温度不超过,主要是避免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀进入滤渣I,引起Ti元素损失,B正确;
C.滤渣I的表面残留有离子,可以利用反应(橙黄色)来检验,则滤渣I洗涤完成的标准为:取最后一次洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化可证明沉淀已洗净,C正确;
D.绿矾温度过高时易失去结晶水,因此只需将滤液I蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤干燥即可,D错误;
故答案为:AD;
(5)从滤液Ⅱ中最终获得的流程包括:钛盐的水解、产物的分离和物质的转化,主要目的是获得偏钛酸,将偏钛酸在坩埚中加热得到二氧化钛;其中钛盐的水解操作步骤为:取一部分滤液Ⅱ,在不断搅拌下,逐滴加入沸水,继续煮沸约后,慢慢加入其余全部滤液,继续煮沸约 30min(过程中适当补充水至原体积),静置沉降后,过滤后,用热的稀硫酸洗涤沉淀2~3次,然后用热水洗涤沉淀,直至洗涤液中检验不到为止,经过抽滤得偏钛酸;
根据以上流程可得操作顺序为:c→a→d→e→b。
故答案为: ;
(6)在本实验条件下,电荷数高、半径小,更易与中O形成配位键而水解,而溶液中和电荷数较低、半径较大,水解能力较弱,因此溶液中不会同时水解。
故答案为:所带正电荷少,半径大,难发生水解 ;
【分析】将钛铁矿与浓 H2SO4在 353K 条件下进行反应,发生化学变化:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O,得到包含 TiOSO4、FeSO4以及可能存在的 Fe3+盐等的混合溶液 Ⅰ。向溶液 Ⅰ 中加入铁粉,利用铁粉的还原性将溶液中的 Fe3+还原为 Fe2+,随后进行过滤,得到滤渣 Ⅰ(主要是过量的铁粉等固体杂质),滤液 Ⅰ 为含有 FeSO4和 TiOSO4的溶液。对滤液 Ⅰ 实施结晶工艺,先析出 FeSO4 7H2O 晶体,从而实现铁盐的分离。剩余的滤液 Ⅱ 中含有 TiOSO4,向其中加入热水并加热,促使 TiOSO4发生水解反应,生成偏钛酸(H2TiO3)沉淀;最后对 H2TiO3沉淀进行灼烧处理,使其分解得到目标产品 TiO2。
(1)进行灼烧操作时,需要用到的硅酸盐材质仪器分别有:酒精灯、坩埚、泥三角。
(2)混合溶液I中加入的铁粉的目的为将还原为,而加入的铁粉需要控制用量,其原因主要为:铁粉过少,未还原完全;根据已知信息,铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率。
(3)第二次过滤后得到的滤液Ⅱ中加热水可以使钛盐水解得偏钛酸沉淀,则反应的化学方程式为:。
(4)下列说法中不正确的是:
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原,会带入其它杂质离子导致后期产品不纯,A错误;
B.浸取过程需控制温度不超过,主要是避免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀进入滤渣I,引起Ti元素损失,B正确;
C.滤渣I的表面残留有离子,可以利用反应(橙黄色)来检验,则滤渣I洗涤完成的标准为:取最后一次洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化可证明沉淀已洗净,C正确;
D.绿矾温度过高时易失去结晶水,因此只需将滤液I蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤干燥即可,D错误;
故答案为:AD。
(5)从滤液Ⅱ中最终获得的流程包括:钛盐的水解、产物的分离和物质的转化,主要目的是获得偏钛酸,将偏钛酸在坩埚中加热得到二氧化钛;其中钛盐的水解操作步骤为:取一部分滤液Ⅱ,在不断搅拌下,逐滴加入沸水,继续煮沸约后,慢慢加入其余全部滤液,继续煮沸约 30min(过程中适当补充水至原体积),静置沉降后,过滤后,用热的稀硫酸洗涤沉淀2~3次,然后用热水洗涤沉淀,直至洗涤液中检验不到为止,经过抽滤得偏钛酸;
根据以上流程可得操作顺序为:c→a→d→e→b。
(6)在本实验条件下,电荷数高、半径小,更易与中O形成配位键而水解,而溶液中和电荷数较低、半径较大,水解能力较弱,因此溶液中不会同时水解。
20.【答案】(1)酰胺基、氨基
(2)
(3)A;B
(4)
(5)、、、(其他合理答案也可)
(6)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酰胺
【解析】【解答】(1)化合物C的结构简式为:,其含有的官能团名称为:酰胺基、氨基。
故答案为: 酰胺基、氨基 ;
(2)根据分析可知,F的结构简式为:。
故答案为: ;
(3)A.氨基取代—OCH3和取代氯原子所需要的条件不相同,所以分2步制取的目的可能是避免副反应,同时还能提高C的产率和纯度,A正确;
B.化合物D的结构简式为:,环状结构类似为苯环,所有原子都处于同一平面;与苯酚具有相似的平面结构,B正确;
C.化合物E的结构简式为:,由于Cl的电负性较大使其碱性比化合物的弱,C错误;
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作反应物,消耗生成HCl转化为NaCl使反应向生成磺胺甲氧吡嗪的方向移动,D错误;
故答案为:AB;
(4)为与反应成环得到:,则其反应的化学方程式为:。
故答案为: ;
(5)E的结构简式为,化学式为:;化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子,则H的化学式为:,H的同分异构体分子中含苯环,即6个C原子全部存在于苯环中,取代基只有N原子和Cl原子;核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1,即6个H原子处于对称位置上,则符合条件的H的同分异构体的结构简式为:、、、。
故答案为:、、、(其他合理答案也可) ;
(6)以乙烯、甲醇和为原料,合成化合物的流程为:将与进行加成得到,在NaOH溶液中加热水解得到,在Cu催化作用下与反应得到,再与反应得到,在催化作用下与进行取代生成,最后加入、在NaOH作用下反应生成产物;则具体的合成路线为:。
故答案为: 。
【分析】原料 A(ClCH2COOCH3,)与浓氨水在低于 10℃条件下反应,酯基和氯原子逐步被氨基取代,得到 B(ClCH2CONH2,);B 在 25℃时与 NH3反应,分子中的氯原子被氨基取代,生成 C( H2NCH2CONH2,);C 与乙二醛(OHC-CHO )发生成环反应,形成含羟基的杂环化合物 D();D 在 POCl3催化下与 Cl2发生取代反应,引入两个氯原子,得到 E( C4H2N2Cl2,);E 与发生取代反应,形成含磺酰胺键的 F();F 在 CH3OH/NaOH 作用下,杂环上的氯原子被甲氧基取代,最终得到磺胺甲氧吡嗪()。据此解题。
(1)化合物C的结构简式为:,其含有的官能团名称为:酰胺基、氨基。
(2)根据分析可知,F的结构简式为:。
(3)A.氨基取代—OCH3和取代氯原子所需要的条件不相同,所以分2步制取的目的可能是避免副反应,同时还能提高C的产率和纯度,A正确;
B.化合物D的结构简式为:,环状结构类似为苯环,所有原子都处于同一平面;与苯酚具有相似的平面结构,B正确;
C.化合物E的结构简式为:,由于Cl的电负性较大使其碱性比化合物的弱,C错误;
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作反应物,消耗生成HCl转化为NaCl使反应向生成磺胺甲氧吡嗪的方向移动,D错误;
故答案为:AB。
(4)为与反应成环得到:,则其反应的化学方程式为:。
(5)E的结构简式为,化学式为:;化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子,则H的化学式为:,H的同分异构体分子中含苯环,即6个C原子全部存在于苯环中,取代基只有N原子和Cl原子;核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1,即6个H原子处于对称位置上,则符合条件的H的同分异构体的结构简式为:、、、。
(6)以乙烯、甲醇和为原料,合成化合物的流程为:将与进行加成得到,在NaOH溶液中加热水解得到,在Cu催化作用下与反应得到,再与反应得到,在催化作用下与进行取代生成,最后加入、在NaOH作用下反应生成产物;则具体的合成路线为:。
1 / 1浙江省名校协作体2026届高三上学期返校联考化学试题
1.(2025高三上·浙江开学考)下列物质不属于盐的是
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A、NaN3由 Na+(金属阳离子)和 N3-(叠氮酸根阴离子)构成,符合盐的定义,A属于盐;
B、CH3NH3Cl 由 CH3NH3+(取代铵根阳离子)和 Cl-(盐酸根阴离子)构成,符合盐的定义,B属于盐;
C、Na2O2仅由 Na 和 O 两种元素组成,属于氧化物(两种元素且其一为氧),不符合盐的定义,C不属于盐;
D、CH3COONa 由 Na+(金属阳离子)和 CH3COO-(醋酸根阴离子)构成,符合盐的定义,D属于盐;
故答案为:C。【分析】要解决这道题,需依据盐的定义(由阳离子与酸根阴离子构成的化合物),结合各物质的组成判断类别。
2.(2025高三上·浙江开学考)下列化学用语不正确的是
A.甲醛中键的电子云轮廓图:
B.的系统命名:2-甲基苯酚
C.二氯化二硫(S2Cl2)的电子式:
D.邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
【答案】D
【知识点】原子核外电子的运动状态;氢键的存在对物质性质的影响;有机化合物的命名;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、甲醛中 C=O 双键的 π 键由 p 轨道垂直于键轴 “肩并肩” 重叠形成, 电子云轮廓图:,A正确;
B、 含酚羟基,甲基与羟基相邻(2 - 位),系统命名为 2 - 甲基苯酚,B正确;
C、S2Cl2中 S 与 S 形成单键,每个 S 与一个 Cl 形成单键,各原子均满足 8 电子稳定结构, 电子式为,C正确;
D、邻羟基苯甲醛中,酚羟基的 H 与醛基的 O 形成分子内氢键,正确的氢键示意图为,D错误;
故答案为:D。【分析】A.考查甲醛中 π 键的电子云轮廓特征(“肩并肩” 重叠)。
B.判断酚类物质的系统命名(以羟基为母体,甲基为取代基)。
C.掌握二氯化二硫(S2Cl2)的电子式(S 与 S、S 与 Cl 的成键及孤电子对)。
D.考查邻羟基苯甲醛分子内氢键的形成方式(羟基 H 与醛基 O 的作用)。
3.(2025高三上·浙江开学考)化学和人类的可持续发展息息相关,下列说法不正确的是
A.La-Ni合金在室温下容易形成金属氢化物,稍稍加热易分解,可做储氢合金
B.电化学腐蚀是指外加电流作用下金属损耗的过程
C.次氯酸具有强氧化性,可用作棉麻的漂白剂
D.硫酸钙能使豆浆中的蛋白质聚沉,可用作制豆腐的凝固剂
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、La-Ni 合金在室温下易形成金属氢化物,加热易分解,可实现氢气的储存与释放,符合储氢合金的要求,A正确;
B、电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生自发原电池反应(如吸氧、析氢腐蚀)导致的损耗,不需要外加电流;外加电流的是电解腐蚀,B错误;
C、次氯酸(HClO)具有强氧化性,能破坏色素分子结构,因此可用作棉麻的漂白剂,C正确;
D、硫酸钙能使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,是制作豆腐的常用凝固剂,D正确;
故答案为:B。【分析】A.考查储氢合金的特性(室温形成金属氢化物,加热易分解)。
B.考查电化学腐蚀的定义(自发原电池反应,无需外加电流)。
C.考查次氯酸的强氧化性与漂白作用。
D.掌握硫酸钙使蛋白质聚沉的应用(豆腐凝固剂)。
4.(2025高三上·浙江开学考)下列可完成对应实验的是
A.分离和 B.验证氧化性
C.检验有HBr生成 D.析出深蓝色晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯;性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A、该物质易升华,但受热会分解为两种物质,冷却后又会化合,无法通过升华法分离,A错误;
B、直接将氯水分别滴入 NaBr、NaI 溶液,无法排除 Cl2的干扰,不能证明 Br2与 I2的氧化性顺序,需分步实验(先氧化 Br-证明 Cl2>Br2,再用 Br2氧化 I-证明 Br2>I2),B错误;
C、苯与溴反应生成 HBr,但溴易挥发,挥发的 Br2会与 AgNO3溶液反应生成沉淀,干扰 HBr 的检验,需先除溴,C错误;
D、该深蓝色晶体在乙醇中溶解度小,加入 95% 乙醇可降低其溶解度,促使晶体析出,D正确;
故答案为:D。【分析】A.判断升华法分离物质的适用性。
B.验证氧化性强弱的实验设计逻辑(需排除干扰,分步验证)。
C.分析溴挥发对 HBr 检验的干扰。
D.利用溶剂对溶解度的影响析出晶体。
5.(2025高三上·浙江开学考)次磷酸盐用于化学镀银的反应为:(未配平),表示阿伏加德罗常数,当标况下生成3.36L的时,下列说法正确的是
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:5
C.转移电子的数目为
D.消耗水的质量为7.2g
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、H2O 中 H 被还原为 H2,H2O 是氧化剂,A错误;
B、氧化产物为 H3PO4(2 mol),还原产物为 Ag(2 mol)和 H2(3 mol),总还原产物 5 mol,比例为 2:5,B正确;
C、生成 H2的物质的量为 3.36 L÷22.4 L mol- =0.15 mol,对应转移电子 0.4 mol,数目为 0.4NA,C错误;
D、消耗 H2O 为 0.2 mol,质量为 0.2 mol×18 g mol- =3.6 g,D错误;
故答案为:B。【分析】P 元素:H2PO2-中 P 为 +1 价,H3PO4中 P 为 +5 价,每个 P 失 4e-(被氧化)。
Ag 元素:Ag+中 Ag 为 +1 价,Ag 中 Ag 为 0 价,每个 Ag 得 1e-(被还原)。
H 元素:H2O 中 H 为 +1 价,H2中 H 为 0 价,每个 H 得 1e-(被还原)。
配平后: ,据此解题。
6.(2025高三上·浙江开学考)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
B.溶液具有酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
C.BrCl和IBr中Br所带的电性不同,BrCl和IBr与水反应的含溴产物不同
D.易升华,可用于检验淀粉的存在
【答案】C
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;卤素原子结构及其性质的比较;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】A、漂白粉用于漂白纸张,是因为其能生成具有漂白性的次氯酸(HClO);而漂白粉在空气中不稳定,是指它易与水(H2O)、二氧化碳(CO2)反应,这一不稳定性和漂白用途无直接关联,故A不符合题意 ;
B、FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的 Cu,发生反应 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,利用的是 Fe3+的氧化性,和 FeCl3溶液的酸性没有关系,故B不符合题意 ;
C、在 IBr 中,I 呈 +1 价、Br 呈 -1 价,与水反应生成 HBr、HIO;在 BrCl 中,Br 呈 +1 价、Cl 呈 -1 价,与水反应生成 HCl、HBrO。由于 Br 在两种物质中电性不同,导致含溴产物不同,性质与产物存在对应关系,故C符合题意 ;
D、I2用于检验淀粉的存在,是因为 I2遇淀粉变蓝,和 I2易升华的性质无关,故D不符合题意 ;
故答案为:C。【分析】A.区分 “漂白性” 与 “不稳定性” 的不同性质,判断二者是否与用途对应。
B.明确 FeCl3腐蚀 Cu 的反应本质,判断是否与酸性有关。
C.分析 Br 在 BrCl 和 IBr 中的电性(化合价)差异,进而判断与水反应的含溴产物是否不同。
D.明确 I2检验淀粉的本质原因,判断是否与易升华有关。
7.(2025高三上·浙江开学考)下列反应的离子方程式不正确的是
A.溶液中滴加足量的溴水:
B.草酸溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液:
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
D.溶液滴入溶液中:
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、NaHSO3溶液中,HSO3-被 Br2氧化为 SO42-,Br2被还原为 Br-,离子方程式 ,A正确;
B、草酸(H2C2O4)是弱酸,以分子形式参与反应,酸性条件下与 MnO4-反应,离子方程式 5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O 符合氧化还原配平及物质拆分规则,B正确;
C、Cl2氧化性强,会将 S2O32-中的 S 氧化至 + 6 价,应生成 SO42-而非 SO32-。正确的离子方程式应为 S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,C错误;
D、K4[Fe(CN)6] 溶液滴入 FeCl3溶液中,生成 KFe [Fe(CN)6] 沉淀,离子方程式 K++Fe3+[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓书写正确,D正确;
故答案为:C。【分析】A.分析 HSO3-与 Br2的氧化还原反应,判断产物及配平是否正确。
B.明确草酸的弱电解质拆分形式,分析其与酸性 KMnO4的氧化还原反应。;
C.判断 S2O32-被 Cl2氧化的产物,分析氧化还原的价态变化。
D.分析 K4[Fe(CN)6] 与 FeCl3的沉淀反应,判断离子方程式的书写。
8.(2025高三上·浙江开学考)短周期主族元素分布在三个周期且原子序数依次增大,基态Y原子中s能级与p能级的电子数相等,相邻,的价电子数之和为是第四周期元素,最外层只有1个电子,其内层均填满电子,下列说法正确的是
A.Y不可形成含极性共价键的单质
B.键角
C.的空间构型为四面体形
D.Q的基态原子有16种空间运动状态
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子结构与元素的性质;键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】短周期主族元素 X、Y、Z、M 分布在三个周期且原子序数依次增大,故 X 为 H(第一周期唯一主族元素)。基态 Y 原子中 s 能级与 p 能级的电子数相等,Y 为 O(电子排布 1s22s22p4,s 能级共 4 个电子,p 能级共 4 个电子)。Y、Z、M 价电子数之和为 19,Z、M 为相邻的第三周期元素,设 Z 价电子数为 n,则 M 为 n+1,O 的价电子数为 6,因此 6+n+(n+1)=19,解得 n=6,即 Z 为 S,M 为 Cl。Q 是第四周期元素,最外层 1 个电子且内层均填满电子,电子排布为 1s22s22p63s23p63d 4s ,故 Q 为 Cu。
A、Y 为 O,其单质 O3分子中存在极性共价键(分子结构不对称),A错误;
B、H2O 中 O 有 2 对孤电子对,对成键电子对排斥作用强;[Cu(H2O)4]2+中 H2O 的孤电子对与 Cu2+形成配位键,孤电子对减少,排斥作用减弱,故键角∠H-O-H:[Cu(H2O)4]2+>H2O,B错误;
C、SO2Cl2中 S 的价层电子对数为 4(无孤电子对),空间构型为四面体形,C正确;
D、Cu 的电子排布涉及轨道:1s、2s、2p(3 个)、3s、3p(3 个)、3d(5 个)、4s,共 1+1+3+1+3+5+1=15 个轨道,即 15 种空间运动状态,D错误;
故答案为:C。【分析】A.判断 Y 的单质是否含极性共价键。
B.比较 [Q(X2Y)4]2+(即 [Cu(H2O)4]2+)与 X2Y(即 H2O)的键角,分析孤电子对的影响。
C.分析 ZY2M2(即 SO2Cl2)的空间构型,计算中心原子价层电子对数。
D.计算 Q(Cu)基态原子的空间运动状态数(即轨道总数)。
9.(2025高三上·浙江开学考)下列说法正确的是
A.用核磁共振氢谱可区分和
B.用酸性高锰酸钾溶液可检验丙烯醛分子中的碳碳双键
C.醋酸纤维极易燃烧,可用于生产火药、塑料和涂料
D.较高的温度、压强下,有利于合成高密度聚乙烯
【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;烯烃
【解析】【解答】A、CH3COOH 中含羧基氢、甲基氢,共 2 种化学环境的氢;HCOOCH3中含酯基氢、甲基氢,共 2 种化学环境的氢,但两类氢的化学位移不同。因此,核磁共振氢谱可通过峰的位置和数目区分二者,A正确;
B、丙烯醛中含醛基和碳碳双键,二者均能被酸性高锰酸钾氧化,因此酸性高锰酸钾溶液无法单独检验碳碳双键,B错误;
C、醋酸纤维不易燃烧,而用于生产火药的是硝酸纤维,并非醋酸纤维,C错误;
D、高密度聚乙烯需在低压条件下合成,高温高压条件下生成的是低密度聚乙烯,D错误;
故答案为:A。【分析】A.分析 CH3COOH 和 HCOOCH3中氢原子的化学环境差异,判断核磁共振氢谱能否区分。
B.判断酸性高锰酸钾能否单独检验丙烯醛中的碳碳双键,分析官能团的氧化特性。
C.区分醋酸纤维和硝酸纤维的用途,判断醋酸纤维的燃烧性与用途的关系。
D.分析合成高密度聚乙烯的条件,判断温度、压强对其合成的影响。
10.(2025高三上·浙江开学考)下列说法正确的是
A.,已知,则正反应在较高温度下可自发进行
B.,已知,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
C.已知,达平衡后,温度保持不变,缩小容器体积,重新建立平衡后,浓度增大
D.在绝热恒容容器中反应朝正向进行,若气体总压强增大,则
【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化;焓变和熵变;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、观察可知,反应 2NO(g) O2(g)+N2(g) 的 ΔS<0,即 - TΔS 为正值。若 ΔH<0,高温下 T 增大使 - TΔS 数值更大,易导致 ΔG>0,反应不自发;若 ΔH>0,ΔG 恒为正值。因此较高温度下正反应不可能自发进行,A错误;
B、已知 ΔH1>ΔH2且均为负值,说明椅式环己烷的生成焓更负(能量更低),则椅式环己烷比船式环己烷更稳定,B错误;
C、反应 2Mg (s)+CO2(g) C (s)+2MgO (s) 的平衡常数 K= ,K只受温度的影响,温度不变则 K 不变,故 CO2浓度不变,C错误;
D、反应 4NO (g)+CH4(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O (g) 前后气体分子数不变,绝热恒容下压强增大,由 PV=nRT 可知是温度升高导致。反应正向进行时温度升高,说明反应放热,即 ΔH<0,D正确;
故答案为:D。【分析】A.依据 ΔG=ΔH-TΔS<0 判断反应自发性,分析 ΔS<0 时温度对 ΔG 的影响。
B.根据 “能量越低越稳定”,结合 ΔH1、ΔH2的大小判断船式与椅式环己烷的稳定性。
C.分析平衡常数表达式,判断温度不变时缩小体积对 CO2浓度的影响。
D.分析绝热恒容容器中压强增大的原因,结合反应前后分子数变化判断 ΔH 的符号。
11.(2025高三上·浙江开学考)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如图,下列说法正确的是
A.相同温度下,X在水中的溶解度小于Y在水中的溶解度
B.与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3molNaOH
C.Y可发生加成、取代、氧化、消去等反应
D.X、Y、Z分别与足量加成后的产物中手性碳原子个数相同
【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、X 的结构里有羧基(COOH)和酚羟基(OH),这两种基团都能和水分子形成较强的氢键,使得 X 容易溶解在水中;而 Y 中的羧基变成了酯基(COOCH3),酚羟基变成了甲氧基(OCH3),这两种基团与水形成氢键的能力很弱,导致 Y 在水中的溶解能力大幅下降。因此 X 的溶解度明显大于 Y,A错误;
B、X 中的羧基(1 个)会与 NaOH 按 1:1 反应;酚羟基(1 个)具有弱酸性,也会与 NaOH 按 1:1 反应;苯环上的溴原子在碱性条件下会发生水解,生成的酚羟基还会再与 1 分子 NaOH 反应,即 1 个溴原子对应消耗 2 分子 NaOH。综上,1mol X 共消耗 1+1+2=4mol NaOH,B错误;
C、Y 含苯环,可与氢气发生加成反应;含酯基,能在酸性或碱性条件下发生水解(属于取代反应);有机物均可燃烧,即能发生氧化反应。但 Y 中苯环上的溴原子相邻的碳原子上没有氢原子(无 β-H),不满足消去反应的条件,因此不能发生消去反应,C错误;
D、X、Y、Z 都含有苯环,与足量 H2加成后,苯环会转化为环己烷环。 产物分别为、、,手性碳原子均为环己烷环上三个取代基所在的碳,所以个数相同,故D正确;
故答案为:D。【分析】A.通过官能团与水分子形成氢键的能力差异,比较物质在水中的溶解度。
B.分析 X 中能与 NaOH 反应的官能团种类及数量,计算反应消耗 NaOH 的总量。
C.根据 Y 的官能团类型,判断其能发生的反应类型及不能发生的反应。
D.分析 X、Y、Z 与足量 H2加成后的产物结构,比较手性碳原子的数量。
12.(2025高三上·浙江开学考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长,在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜,导致电池短路。科学家用锌箔和做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液,装置如图所示,下列说法不正确的是
A.充电时,锌离子从隧道结构中脱出,此时为阳极
B.性能水凝胶电解质可防止电池鼓包,一定程度上避免竞争放电,提高电流效率
C.若用作电解质溶液,游离的会吸附聚集得电子,在阳极形成初始枝晶
D.放电时,当负极减重32.5g时有个电子通过外电路转移至正极
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电时,ZnMn2O4为阳极,发生反应 ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2,锌离子从 MnO2隧道结构中脱出,A正确;
B、性能水凝胶电解质可减少自由水,降低 H+在负极的竞争放电(减少 H2生成),从而防止电池鼓包,提高电流效率,B正确;
C、锌枝晶形成于锌电极(放电时为负极,充电时为阴极),游离的 Zn2+得电子发生还原反应应在阴极(锌电极)聚集,而非阳极,C错误;
D、根据题意可知,放电时负极反应为 Zn-2e-=Zn2+,减重 32.5g(Zn 的物质的量为 0.5mol),转移电子为 0.5mol×2 = 1mol=NA个电子,D正确;
故答案为:C。【分析】A.分析充电时的阳极反应及锌离子的运动。
B.分析水凝胶电解质的作用,判断其对电池性能的影响。
C.判断锌枝晶的形成位置及反应类型。
D.根据负极的电极反应,计算质量变化与转移电子数的关系。
13.(2025高三上·浙江开学考)草酰胺,常温下为稳定的无色结晶或粉末,可溶于乙醇,微溶于水。一种连续合成草酰胺的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.草酰胺分子中键和键数之比为4:1
B.合成草酰胺的反应为取代反应
C.尾气再生的反应为
D.尿素、碳铵等氮肥溶于水后易流失,草酰胺可克服该弊端
【答案】A
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、草酰胺的结构为 H2NOC-CONH2,分子中所有单键均为 σ 键,双键中含 1 个 σ 键和 1 个 π 键。其中,N-H 键有 4 个,N-C 键有 2 个,C-C 单键有 1 个,C=O 双键中的 σ 键有 2 个,σ 键总数为 4+2+1+2=9 个;而 π 键仅存在于 2 个 C=O 双键中,共 2 个。因此 σ 键与 π 键的比例为 9:2,并非选项中所说的 4:1,A错误;
B、合成草酰胺的反应是草酸酯(结构为 (COOR)2)与 NH3作用,生成草酰胺((CONH2)2)和醇(ROH)。此过程中,草酸酯中的 - OR 基团被 - NH2取代,符合取代反应 “原子或基团被其他原子或基团替代” 的特征,属于取代反应,B正确;
C、尾气再生反应是 NO、O2与 ROH 反应生成 RONO(可循环使用)。反应中,NO 中 N 元素从 +2 价升至 RONO 中的 +3 价(每个 N 失 1 个电子),O2中 O 元素从 0 价降至 - 2 价(每个 O 得 2 个电子)。按电子守恒,NO 与 O2的物质的量之比为 4:1;结合原子守恒,配平后的反应为 4NO+O2+4ROH=4RONO+2H2O,配平正确,C正确;
D、尿素、碳铵均易溶于水,施入土壤后易随水流失,导致肥效降低;而草酰胺微溶于水且化学性质稳定,能缓慢释放养分,减少流失,从而克服了传统氮肥易流失的弊端,D正确;
故答案为:A。【分析】A.通过草酰胺的分子结构,精确统计 σ 键与 π 键的数量,计算二者比例。
B.分析合成草酰胺的反应中官能团的转化,判断反应类型。
C.依据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒,配尾气再生反应的配平合理性。
D.对比草酰胺与传统氮肥(尿素、碳铵)的水溶性差异,分析其肥效优势。
14.(2025高三上·浙江开学考)已知不对称醚与氢碘酸反应,有如下两种产物
下列说法中不正确的是:
A.中,在该条件下I-进攻时,键b处比a处更易断裂
B.若在反应体系中加少量水,可能因为水与形成氢键,降低其正电性,导致反应活性降低
C.高温会提高产量,可能因为直接断裂乙基键的活化能较高
D.由上述过程推测与HI反应的产物中,和产量占比更高
【答案】A
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A、题干中不对称醚与 HI 在低温下,生成 CH3CH2OH 和 CH3I 的产率达 90%。这说明反应中 I-更易进攻醚分子中 C-O 键的 a 处(与甲基相连的碳),导致该位置的键优先断裂,而非 b 处(与乙基相连的碳)更易断裂。因此 A 的描述与实际反应倾向相反,A错误;
B、醚分子中的氧原子质子化后带正电,此时水分子可与带正电的氧形成氢键。这种氢键会降低氧原子的正电性,减弱其对 I-的吸引力,使 I-的进攻能力下降,从而降低整个反应的活性。因此 B 的描述符合反应规律,B正确;
C、断裂乙基所连的 C-O 键时,会生成伯碳正离子,这类反应的活化能较高。在低温下,活化能高的反应速率较慢,因此该断裂方式占比低;而高温时,活化能高的反应速率受温度影响更显著,速率提升更明显,导致乙基断裂增多,CH3CH2I 的产量提高。C 的分析符合反应速率与活化能的关系,C正确;
D、题干中低温下甲基相连的 C-O 键更易断裂,说明与较小烷基(如甲基)相连的 C-O 键在类似反应中更易被 I-进攻。由此迁移可知, 与 HI 反应时,与甲基相连的 C-O 键优先断裂,主产物应为 CH3CH2CH2OH 和 CH3I,两者产量占比更高。D 的推测合理,D正确;
故答案为:A。【分析】A.通过低温下的主产物,判断 C-O 键不同位置的断裂倾向。
B.分析水与质子化醚的相互作用对反应活性的影响。
C.解释高温下乙基相关产物增多的原因,关联活化能与温度对反应速率的影响。
D.依据题干反应规律,推测结构相似醚的反应主产物。
15.(2025高三上·浙江开学考)电镀工厂的废水中常含有一定量的,配离子生成反应的平衡常数称为稳定常数用表示;已知常温下:,。下列说法正确的是
A.向电镀废水中加入一定量除去后,滤液可直接排放
B.处理后的废液中若仅含,则溶液pH约为
C.NaCN溶液可以显著溶解
D.向废水中加入稀硫酸调至,溶液中存在
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;电离平衡常数
【解析】【解答】A、向电镀废水中加入 Na2S 除去 [Ag (CN)2]-后,滤液中仍含 CN-,CN-有毒,直接排放会污染环境,A错误;
B、对于 0.01mol/L NaCN 溶液,CN-发生水解:CN- + H2O HCN + OH-。水解常数
Kh === 1.6×10-5。设水解的 CN-浓度为 x mol/L,近似有
≈ 1.6×10-5,解得 x ≈ 4×10-4,即 c (OH-) ≈ 4×10-4 mol/L,c (H+) === 2.5×10- mol/L,pH = -lg (2.5×10- ) ≈ 10.6,而非 11.4,B错误;
C、反应 AgI+2CN- [Ag(CN)2]-+I-的平衡常数 ,平衡常数较大,说明 NaCN 溶液可以显著溶解 AgI,C正确;
D、pH=2 时,c (H+)=10-2 mol/L,由 Ka(HCN)==6.25×10-10 ,可得= = 6.25×10-8 < 1,即 c(CN-) < c(HCN),D错误;
故答案为:C。【分析】要解决本题,需结合溶度积、稳定常数、电离常数等平衡知识,逐一分析选项。解题思路是:根据各平衡的表达式及常数关系,判断反应的可行性、溶液 pH 及离子浓度关系。
A.分析处理后滤液的成分,判断是否可直接排放。
B.通过 CN-的水解平衡计算溶液 pH。
C.通过溶度积和稳定常数计算反应的平衡常数,判断反应的可行性。
D.根据 HCN 的电离平衡判断 c (CN-) 与 c (HCN) 的关系。
16.(2025高三上·浙江开学考)某化学实验小组通过“凯氏定氮法”测定某蛋白质中的含氮量,实验方案如下:
已知:①“消化”操作是用浓硫酸先将有机物碳化,再将元素分别转化为、;②滴定结束后需另取30.00mL相同浓度的硼酸,进行空白对照滴定。下列说法不正确的是
A.消化时可选择NaOH溶液吸收尾气
B.吸收时发生反应的化学方程式为
C.滴定时指示剂可选择甲基红(变色pH范围:4.4~6.2)
D.空白对照滴定时,未用标准液润洗滴定管会导致蛋白质中的含氮量测定结果偏大
【答案】D
【知识点】指示剂;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A、消化时,浓硫酸可能被有机物还原生成 SO2,有机物中的碳元素被氧化为 CO2。SO2、CO2均为酸性氧化物,NaOH 溶液可与酸性氧化物反应,因此能有效吸收这两种气体,A正确;
B、蒸出的 NH3通入过量 H3BO3中,反应生成 (NH4)2B4O7,化学方程式为
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O 。通过核对 N、H、B、O 原子数,左右两边均相等,方程式正确,B正确;
C、滴定反应为 (NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3 。产物 NH4Cl 中 NH4+水解使溶液显酸性,H3BO3是弱酸,溶液整体呈酸性。甲基红的变色 pH 范围为 4.4~6.2,与滴定终点的酸性环境匹配,适合作为指示剂,C正确;
D、空白对照实验中,若未用标准液润洗滴定管,滴定管内壁残留的水会稀释标准盐酸,导致标准液浓度偏低。滴定空白对照组(仅硼酸)时,消耗的标准液体积会偏大。而样品含氮量计算需用 “空白对照消耗体积 - 样品消耗体积”,因此样品消耗的标准液体积会被算小,最终导致含氮量测定结果偏小,而非偏大,D错误;
故答案为:D。【分析】A.明确消化过程的产物类型,判断 NaOH 溶液的吸收能力。
B.推导吸收过程的化学反应,验证方程式的原子守恒。
C.分析滴定反应的产物酸碱性,匹配指示剂的变色范围。
D.拆解空白对照滴定的误差传递路径,分析对含氮量测定的影响。
17.(2025高三上·浙江开学考)VA族元素形成的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
(1)下列说法不正确的是___________。
A.基态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.给出的能力:
D.热稳定性:
(2)砷化镍的一种晶胞结构如图所示。
则砷化镍的化学式为 ,As原子的配位数为 。
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸,其中三聚链状磷酸的结构如图所示,请画出三聚环状磷酸的结构 。
(4)氟磷灰石[主要成分为,还含有少量的等杂质]是一种重要的磷矿,以其为原料可制得多种重要的化工产品。如常用钾肥及缓冲剂磷酸二氢钾()与锂电池常用的高纯度可由以下流程获得。
①流程II中废渣主要成分为 。
②流程II中…代表的一系列操作为 。
③流程I中生成的化学方程式为 。
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是 。
【答案】(1)C;D
(2)NiAs;4
(3)
(4);结晶、过滤、洗涤、干燥;;离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)A.N是第7号元素,基态N原子的电子排布式:,A正确;
B.电负性:N>As,化学键中离子键成分的百分数:,B正确;
C.[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu2+对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出H+的能力:NH3<[CuNH3]2+,C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性P>As,热稳定性: PH3>AsH3,D错误;
故答案为:CD;
(2)含有Ni数目:4,含有As数目:4,化学式为NiAs,As距离最近的Ni有4个,故As原子的配位数为4;
故答案为: NiAs ;4;
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,三聚环状磷酸的结构;
故答案为: ;
(4)①根据分析,流程II中废渣主要成分为;
②流程II中…代表的一系列操作为:经过一系列除杂后得到的KH2PO4滤液加热浓缩,边加热边搅拌,待析出少量晶体(或溶液表面出现晶膜)时停止加热,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得到KH2PO4晶体;
③根据分析可知,流程I中生成的化学方程式为;
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是:As和P同族,As半径大于P,离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快。
故答案为: ; 结晶、过滤、洗涤、干燥 ; ;离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快 。
【分析】“酸浸” 环节,氟磷灰石与浓 H2SO4发生反应: Ca5F(PO4)3+ 5H2SO4(浓)=5CaSO4+3H3PO4+HF↑ ,生成的气体 A 为 HF。HF 进一步与 PCl5、LiCl 反应:
PCl5+6HF+LiCl=LiPF6+6HCl↑。酸浸后的滤液中,除了主要成分 H3PO4,还含有 Fe3+、Al3+等杂质离子。加入 CaCO3的作用是调节溶液 pH,使 Fe3+、Al3+分别转化为 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,从而除去这些杂质。加入 K2SO4则是为了让溶液中的 Ca2+转化为 CaSO4沉淀,同时促使 H3PO4转化为 Ca(H2PO4)2,以便后续分离或利用。据此解题。
(1)A.N是第7号元素,基态N原子的电子排布式:,A正确;
B.电负性:N>As,化学键中离子键成分的百分数:,B正确;
C.[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu2+对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出H+的能力:NH3<[CuNH3]2+,C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性P>As,热稳定性: PH3>AsH3,D错误;
故选CD;
(2)含有Ni数目:4,含有As数目:4,化学式为NiAs,As距离最近的Ni有4个,故As原子的配位数为4;
(3)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,三聚环状磷酸的结构;
(4)①根据分析,流程II中废渣主要成分为;
②流程II中…代表的一系列操作为:经过一系列除杂后得到的KH2PO4滤液加热浓缩,边加热边搅拌,待析出少量晶体(或溶液表面出现晶膜)时停止加热,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,得到KH2PO4晶体;
③根据分析可知,流程I中生成的化学方程式为;
④若将锂离子电池中电解质换成的迁移速率将会更快,原因是:As和P同族,As半径大于P,离子半径大,离子键比弱,离子键易断裂,因此迁移速率更快。
18.(2025高三上·浙江开学考)工业生产催化剂的过程会产生含大量高浓度氮氧化物()的烟气,对环境造成严重破坏。某工艺通过选择性催化还原法(SCR)治理去除烟气中的,使其达到排放标准,且无需二次处理。
SCR主反应:
(i)
(ii)
SCR副反应
(iii)
请回答:
(1)标准状态下,一些物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量 0 0 -50 91 -242 34
①计算反应(ii)的 。
②判断反应(ii)在什么条件下自发进行 (填“任意温度”“高温”或“低温”)。
(2)已知尿素的分解作为还原剂的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
电解过程中需控制合适的电流,否则阴极会产生导致电解效率下降。若外电路以8A恒定电流工作20分钟,产生尿素0.005mol,则该电解装置的电解效率 ()。[已知:电荷量电流时间。]
(3)的去除率(用R表示)受投料的氨氮比(n)、进入混合器中烟气的浓度(即入口浓度,用表示)等因素的影响,结果如图、所示。
下列有关说法中正确的是___________。
A.为取得最优氮氧化物的去除效果,入口浓度应保持在
B.结合图像,分析的去除率的下降主要受NO去除率的影响
C.当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成
D.由图可知,应尽量提高氨氮比,以提高去除率
(4)空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量,单位为,它反映气体与催化剂的接触时间,该脱硝工艺中空速控制在,请解释空速不宜过低的原因: 。
【答案】(1)-1320;任意温度
(2);80%
(3)A;C
(4)低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率 过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使NOx去除率下降
【知识点】盖斯定律及其应用;焓变和熵变;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①生成物总能量-反应物总能量,对于反应:生成物总能量为,反应物总能量为,则该反应的;
②反应自发进行的判断依据是,由反应(ⅱ)可知,反应后气体分子数增加,所以,又因为,根据,,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
故答案为:-1320;任意温度;
(2)生成尿素的那一极是a极,在a极得到电子,结合生成和,根据氧化还原反应中得失电子守恒配平得电极反应式为;
已知电流,时间,根据电荷量公式可得,根据电极反应式可知,生成1mol尿素转移16mol电子,现在生成0.005mol尿素,则转移0.08mol电子,根据法拉第常数,则理论电荷量,
故答案为:;80%;
(3)A.由图b可以看出当入口浓度应保持在时,氮氧化物的去除效果最好,故A正确;
B.的去除率的下降时,NO的去除率并没有明显变化,所以由图中无法得出的去除率的下降主要受NO去除率的影响的结论,故B错误;
C.由图a可以看出,当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,此时主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成,故C正确;
D.由图a可知,氨氮比并非越高越好,当氨氮比达到一定值后,去除率不再明显提高,甚至可能出现其他情况,所以不应尽量提高氨氮比来提高的去除率,故D错误;
故答案为:AC。
(4)不宜过低的原因为:低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使去除率下降;
故答案为: 低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率 过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使NOx去除率下降 。
【分析】生成物总能量-反应物总能量,反应自发进行的判断依据是,当,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
(1)①依据 “ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量”,代入各物质相对能量计算反应热。
②根据 ΔG=ΔH-TΔS,结合反应的 ΔH(负值)和 ΔS(正值)判断自发条件。
(2)确定生成尿素的电极为 a 极(还原反应),结合电子守恒、原子守恒写电极反应式
(CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O);通过电流和时间算总电荷量,结合生成尿素的量算理论电荷量,求效率。
(3)分析图像中 NO 去除率与氨氮比、入口 NO 浓度的关联,判断选项合理性。
(4)从产物脱附速率和 NH3氧化副反应角度,解释空速过低的不利影响。
(1)①生成物总能量-反应物总能量,对于反应:生成物总能量为,反应物总能量为,则该反应的;
②反应自发进行的判断依据是,由反应(ⅱ)可知,反应后气体分子数增加,所以,又因为,根据,,,则在任意温度下,,反应都能自发进行;
故答案为:-1320;任意温度;
(2)生成尿素的那一极是a极,在a极得到电子,结合生成和,根据氧化还原反应中得失电子守恒配平得电极反应式为;
已知电流,时间,根据电荷量公式可得,根据电极反应式可知,生成1mol尿素转移16mol电子,现在生成0.005mol尿素,则转移0.08mol电子,根据法拉第常数,则理论电荷量,,故答案为:;80%;
(3)A.由图b可以看出当入口浓度应保持在时,氮氧化物的去除效果最好,故A正确;
B.的去除率的下降时,NO的去除率并没有明显变化,所以由图中无法得出的去除率的下降主要受NO去除率的影响的结论,故B错误;
C.由图a可以看出,当氨氮比小于0.9时,去除率为负值,此时主要用于满足NO的转化,且部分NO被氧化成,故C正确;
D.由图a可知,氨氮比并非越高越好,当氨氮比达到一定值后,去除率不再明显提高,甚至可能出现其他情况,所以不应尽量提高氨氮比来提高的去除率,故D错误;
故答案为:AC。
(4)不宜过低的原因为:低空速不利于反应后生成物从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使去除率下降;
19.(2025高三上·浙江开学考)钛铁矿主要成分为钛酸亚铁,其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。工业上由钛铁矿制取二氧化钛一般按以下工艺流程进行:
已知:i:浸取过程中钛铁矿与浓硫酸的反应:。
ii:离子的特征反应:(橙黄色)。
iii:过量的铁可以使部分钛(Ⅳ)还原为紫色的钛(Ⅲ)。
(1)若在实验室中进行灼烧操作,需要用到的硅酸盐材质仪器有酒精灯,坩埚和 。
(2)混合溶液I中加入的铁粉需要控制用量,原因是 。
(3)滤液Ⅱ中加热水使钛盐水解得偏钛酸沉淀,化学方程式为 。
(4)下列有关说法不正确的是___________。
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原
B.浸取过程控制温度不超过,以免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀
C.滤渣I需洗涤,且洗涤完成的标准为:取洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化
D.制备绿矾时,需将滤液I蒸发至大量晶体析出
(5)钛盐水解可分以下几个步骤,请将下列操作排序: 。
a.继续煮沸约后,再慢慢加入其余全部滤液
b.用热水冲洗多次,直至洗涤液中检验不到为止
c.在不断搅拌下,逐滴加入约为滤液Ⅱ总体积倍的沸水中
d.加完后继续煮沸约半小时(应不断补充水)
e.静置沉降,过滤后,用热的稀硫酸(1:10)洗涤次
先取经分离硫酸亚铁后的滤液Ⅱ约体积______________________________________________________干燥后即得到偏钛酸。
(6)在本实验条件下,发生水解时,由中的O提供孤电子对填充到的空轨道上,而溶液中和不会同时水解,请从结构角度说明原因 。
【答案】(1)泥三角
(2)铁粉过少,未还原完全;铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率
(3)
(4)A;D
(5)
(6)所带正电荷少,半径大,难发生水解
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)进行灼烧操作时,需要用到的硅酸盐材质仪器分别有:酒精灯、坩埚、泥三角。
故答案为: 泥三角 ;
(2)混合溶液I中加入的铁粉的目的为将还原为,而加入的铁粉需要控制用量,其原因主要为:铁粉过少,未还原完全;根据已知信息,铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率。
故答案为: 铁粉过少,未还原完全;铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率 ;
(3)第二次过滤后得到的滤液Ⅱ中加热水可以使钛盐水解得偏钛酸沉淀,则反应的化学方程式为:。
故答案为: ;
(4)下列说法中不正确的是:
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原,会带入其它杂质离子导致后期产品不纯,A错误;
B.浸取过程需控制温度不超过,主要是避免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀进入滤渣I,引起Ti元素损失,B正确;
C.滤渣I的表面残留有离子,可以利用反应(橙黄色)来检验,则滤渣I洗涤完成的标准为:取最后一次洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化可证明沉淀已洗净,C正确;
D.绿矾温度过高时易失去结晶水,因此只需将滤液I蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤干燥即可,D错误;
故答案为:AD;
(5)从滤液Ⅱ中最终获得的流程包括:钛盐的水解、产物的分离和物质的转化,主要目的是获得偏钛酸,将偏钛酸在坩埚中加热得到二氧化钛;其中钛盐的水解操作步骤为:取一部分滤液Ⅱ,在不断搅拌下,逐滴加入沸水,继续煮沸约后,慢慢加入其余全部滤液,继续煮沸约 30min(过程中适当补充水至原体积),静置沉降后,过滤后,用热的稀硫酸洗涤沉淀2~3次,然后用热水洗涤沉淀,直至洗涤液中检验不到为止,经过抽滤得偏钛酸;
根据以上流程可得操作顺序为:c→a→d→e→b。
故答案为: ;
(6)在本实验条件下,电荷数高、半径小,更易与中O形成配位键而水解,而溶液中和电荷数较低、半径较大,水解能力较弱,因此溶液中不会同时水解。
故答案为:所带正电荷少,半径大,难发生水解 ;
【分析】将钛铁矿与浓 H2SO4在 353K 条件下进行反应,发生化学变化:FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O,得到包含 TiOSO4、FeSO4以及可能存在的 Fe3+盐等的混合溶液 Ⅰ。向溶液 Ⅰ 中加入铁粉,利用铁粉的还原性将溶液中的 Fe3+还原为 Fe2+,随后进行过滤,得到滤渣 Ⅰ(主要是过量的铁粉等固体杂质),滤液 Ⅰ 为含有 FeSO4和 TiOSO4的溶液。对滤液 Ⅰ 实施结晶工艺,先析出 FeSO4 7H2O 晶体,从而实现铁盐的分离。剩余的滤液 Ⅱ 中含有 TiOSO4,向其中加入热水并加热,促使 TiOSO4发生水解反应,生成偏钛酸(H2TiO3)沉淀;最后对 H2TiO3沉淀进行灼烧处理,使其分解得到目标产品 TiO2。
(1)进行灼烧操作时,需要用到的硅酸盐材质仪器分别有:酒精灯、坩埚、泥三角。
(2)混合溶液I中加入的铁粉的目的为将还原为,而加入的铁粉需要控制用量,其原因主要为:铁粉过少,未还原完全;根据已知信息,铁粉过多,会将部分钛(Ⅳ)还原成钛(Ⅲ),影响产率。
(3)第二次过滤后得到的滤液Ⅱ中加热水可以使钛盐水解得偏钛酸沉淀,则反应的化学方程式为:。
(4)下列说法中不正确的是:
A.可以用其它活泼金属如锌、铝等代替铁粉还原,会带入其它杂质离子导致后期产品不纯,A错误;
B.浸取过程需控制温度不超过,主要是避免硫酸氧钛过早水解为偏钛酸沉淀进入滤渣I,引起Ti元素损失,B正确;
C.滤渣I的表面残留有离子,可以利用反应(橙黄色)来检验,则滤渣I洗涤完成的标准为:取最后一次洗涤液滴加溶液,溶液无明显变化可证明沉淀已洗净,C正确;
D.绿矾温度过高时易失去结晶水,因此只需将滤液I蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤干燥即可,D错误;
故答案为:AD。
(5)从滤液Ⅱ中最终获得的流程包括:钛盐的水解、产物的分离和物质的转化,主要目的是获得偏钛酸,将偏钛酸在坩埚中加热得到二氧化钛;其中钛盐的水解操作步骤为:取一部分滤液Ⅱ,在不断搅拌下,逐滴加入沸水,继续煮沸约后,慢慢加入其余全部滤液,继续煮沸约 30min(过程中适当补充水至原体积),静置沉降后,过滤后,用热的稀硫酸洗涤沉淀2~3次,然后用热水洗涤沉淀,直至洗涤液中检验不到为止,经过抽滤得偏钛酸;
根据以上流程可得操作顺序为:c→a→d→e→b。
(6)在本实验条件下,电荷数高、半径小,更易与中O形成配位键而水解,而溶液中和电荷数较低、半径较大,水解能力较弱,因此溶液中不会同时水解。
20.(2025高三上·浙江开学考)磺胺甲氧吡嗪可用于治疗呼吸系统、泌尿系统和肠道感染等疾病。其合成路线如图所示:
(1)化合物C的官能团名称是 。
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.分2步制取的目的可能是避免副反应,提高C的产率和纯度
B.化合物D与苯酚具有相似的平面结构
C.化合物E的碱性比化合物强
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作催化剂
(4)的化学方程式是 。
(5)化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子。写出同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式 。
①分子中含苯环。
②核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1。
(6)以乙烯、甲醇和化合物C为原料,设计化合物的合成路线 (用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)酰胺基、氨基
(2)
(3)A;B
(4)
(5)、、、(其他合理答案也可)
(6)
【知识点】有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;酰胺
【解析】【解答】(1)化合物C的结构简式为:,其含有的官能团名称为:酰胺基、氨基。
故答案为: 酰胺基、氨基 ;
(2)根据分析可知,F的结构简式为:。
故答案为: ;
(3)A.氨基取代—OCH3和取代氯原子所需要的条件不相同,所以分2步制取的目的可能是避免副反应,同时还能提高C的产率和纯度,A正确;
B.化合物D的结构简式为:,环状结构类似为苯环,所有原子都处于同一平面;与苯酚具有相似的平面结构,B正确;
C.化合物E的结构简式为:,由于Cl的电负性较大使其碱性比化合物的弱,C错误;
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作反应物,消耗生成HCl转化为NaCl使反应向生成磺胺甲氧吡嗪的方向移动,D错误;
故答案为:AB;
(4)为与反应成环得到:,则其反应的化学方程式为:。
故答案为: ;
(5)E的结构简式为,化学式为:;化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子,则H的化学式为:,H的同分异构体分子中含苯环,即6个C原子全部存在于苯环中,取代基只有N原子和Cl原子;核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1,即6个H原子处于对称位置上,则符合条件的H的同分异构体的结构简式为:、、、。
故答案为:、、、(其他合理答案也可) ;
(6)以乙烯、甲醇和为原料,合成化合物的流程为:将与进行加成得到,在NaOH溶液中加热水解得到,在Cu催化作用下与反应得到,再与反应得到,在催化作用下与进行取代生成,最后加入、在NaOH作用下反应生成产物;则具体的合成路线为:。
故答案为: 。
【分析】原料 A(ClCH2COOCH3,)与浓氨水在低于 10℃条件下反应,酯基和氯原子逐步被氨基取代,得到 B(ClCH2CONH2,);B 在 25℃时与 NH3反应,分子中的氯原子被氨基取代,生成 C( H2NCH2CONH2,);C 与乙二醛(OHC-CHO )发生成环反应,形成含羟基的杂环化合物 D();D 在 POCl3催化下与 Cl2发生取代反应,引入两个氯原子,得到 E( C4H2N2Cl2,);E 与发生取代反应,形成含磺酰胺键的 F();F 在 CH3OH/NaOH 作用下,杂环上的氯原子被甲氧基取代,最终得到磺胺甲氧吡嗪()。据此解题。
(1)化合物C的结构简式为:,其含有的官能团名称为:酰胺基、氨基。
(2)根据分析可知,F的结构简式为:。
(3)A.氨基取代—OCH3和取代氯原子所需要的条件不相同,所以分2步制取的目的可能是避免副反应,同时还能提高C的产率和纯度,A正确;
B.化合物D的结构简式为:,环状结构类似为苯环,所有原子都处于同一平面;与苯酚具有相似的平面结构,B正确;
C.化合物E的结构简式为:,由于Cl的电负性较大使其碱性比化合物的弱,C错误;
D.在磺胺甲氧吡嗪的反应中,NaOH作反应物,消耗生成HCl转化为NaCl使反应向生成磺胺甲氧吡嗪的方向移动,D错误;
故答案为:AB。
(4)为与反应成环得到:,则其反应的化学方程式为:。
(5)E的结构简式为,化学式为:;化合物H是有机物E的同系物,且H比E多2个碳原子,则H的化学式为:,H的同分异构体分子中含苯环,即6个C原子全部存在于苯环中,取代基只有N原子和Cl原子;核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1,即6个H原子处于对称位置上,则符合条件的H的同分异构体的结构简式为:、、、。
(6)以乙烯、甲醇和为原料,合成化合物的流程为:将与进行加成得到,在NaOH溶液中加热水解得到,在Cu催化作用下与反应得到,再与反应得到,在催化作用下与进行取代生成,最后加入、在NaOH作用下反应生成产物;则具体的合成路线为:。
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