2024届高三下学期模拟考试(三)理科综合试题-高中化学
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Al 27 P 31 Mn 55
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “合异以为同,散同以为异”,哲学中的“同一论”既考察事物相同的一面,又考察事物不同的一面。下列叙述正确的是
A. S在空气中和氧气中燃烧生成的产物不同
B. 品红溶液中分别通入和发生反应的类型相同
C. Fe粉分别与足量稀硝酸和少量稀硝酸反应,生成的气体相同
D. 浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的气体完全相同
2. 利用下列实验装置进行实验,操作正确且能达到实验目的的是
A. 用装置甲蒸干溶液制无水晶体 B. 用装置乙证明乙炔可使溴水褪色
C. 用装置丙制备固体 D. 用装置丁验证铁钉吸氧腐蚀
3. 米格列奈可用于治疗糖尿病,其结构如图,下列关于米格列奈说法正确的是
A. 分子中含有4种官能团
B. 与足量NaOH水溶液反应,有C―N和O―H发生断裂
C. 与足量加成后的生成物分子中有2个手性碳原子
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C―Cl键
4. 短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,构成的一种共价化合物R的结构如图所示。其中W的一种同位素没有中子,X、Z、M的最外层电子数之和为16,Z、M同主族。下列说法正确的是
A. 五种元素均位于周期表的p区 B. 第一电离能:Z>Y>X>W
C. 简单离子半径:M>Y>Z D. W、Y、Z形成的化合物中均只含共价键
5. 氮气电解催化装置可以实现同时制备铵盐和硝酸盐,利用双极膜(M、N)将水解离成、,还可以浓缩溶液(图中进、出气通道及部分反应均省略)。下列说法正确的是
A. a端的电势比b端高
B. M、N分别阴、阳离子交换膜
C. 相同时间内X、Y电极上消耗的氮气质量比为5∶3
D. 阴极室的总反应为
6. 磷化铝遇水、酸时迅速分解,放出毒性剧烈的磷化氢气体。磷化铝的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 基态P原子中共有5种能量不同的电子 B. 和均是由极性键构成的极性分子
C. P原子周围最紧邻的P原子有8个 D. 该立方晶胞的棱长为
7. 氢硫酸(H2S)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验1:向20mL0.1mol/LNaHS溶液中滴加0.1mol/LHCl溶液。
实验2:向20mL0.1mol/L NaHS溶液中滴加0.1mol/LCuSO4溶液。
已知:H2S电离常数,,,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A. NaHS溶液中
B. 实验1中时,一定存在
C. 实验2初期发生反应
D. 实验2中加入30 mL溶液,溶液中
二、非选择题:第8-10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11-12题为选考题,考生根据要求作答。
8. 层状LiMnO2在电动车、空间技术等范畴具有十分广阔应用前景。LiMnO2可由软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO等)制备,其制备流程如图:
几种难溶物质的溶度积常数如下表:
物质
回答下列问题:
(1) LiMnO2中锰元素的化合价为______;“酸浸”后过滤,所得滤液中主要含有的金属阳离子有______。
(2)为了提高“酸浸”的浸取速率,可采取的措施有______(写出两点)。
(3)“氧化”步骤需要加入过量MnO2,该步反应的离子方程式为______。
(4)常温下,“调pH”后溶液pH=5,则滤渣2的主要成分是______。
(5)滤渣3与浓H2SO4反应可以释放HF,同时得到的副产物是______。
(6)测定 LiMnO2样品中锰含量:取10g LiMnO2样品,粉碎后加入浓盐酸、30%H2O2溶液,充分反应,生成Mn(Ⅱ)。加入蒸馏水标定溶液体积为250mL,移取25mL后加入KB指示剂,用0.15mol/L的EDTA标准溶液滴定,平均消耗60mL标准溶液。样品中锰含量为______%(已知:EDTA与Mn2+反应的化学计量数之比为1∶1)。
9. 某兴趣小组在实验室使用多孔硫颗粒作催化剂,将一氯乙酸()转化为应用更广泛的三氯乙酸()。主要反应方程式:。制备装置如图所示(部分夹持装置和加热装置已省略)。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为______,冷凝水的进水口为______(填“a”或“b”)。
(2)检查虚线框内装置的气密性方法为______。
(3)装置甲中制取的离子方程式为______,装置戊的作用是______。
(4)制备三氯乙酸时,需要控制温度在140℃左右持续加热,则丁的加热方法是______(填“水浴加热”或“油浴加热”),该过程中不需要另加沸石,原因是______。
(5)已知,常温下、、,则在溶液中加入足量,发生反应的离子方程式为______。
10. 甲烷是一种清洁燃料,与水制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。回答下列问题:
Ⅰ.一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①
②
恒定压强为100kPa时,将的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
(1) ______,反应在______条件下能自发进行。
(2)600℃时,的平衡分压为______kPa,反应②的物质的量分数的平衡常数______(用物质的量分数代替平衡浓度计算,保留2位有效数字)。
(3)系统中q的含量在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:______。
Ⅱ.H2S与重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下: 。在研究反应发生的适宜条件时,Co助剂有稳定催化剂的作用。
(4)图(a)为800℃、催化剂条件下投入等量,不同投料比分别达到平衡时转化率、平均反应速率图。C组图像中平均速率最低的原因可能是______;相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化作用越强,原因是______。
(5)未添加Co助剂时,无积碳,随着Co添加量的变化,积碳量变化如图(b)所示,由此可推知,Co助剂可能催化了原料气发生的______反应(填化学方程式)。
11. 西那卡塞是被称为拟钙剂新一类化合物中第一个药物,能激活甲状旁腺中的钙受体,从而降低甲状旁腺素的分泌。一种西那卡塞的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)西那卡塞中含有的官能团名称为______;有机物A→F中,存在对映异构体的是______(填字母)。
(2)A→B发生反应的类型是______;D→E生成的一种气体可以使品红溶液褪色,D→E的化学方程式为______。
(3)有机物C的熔沸点低于D的主要原因是______。
(4)F的一种同分异构体满足下列条件,其结构简式为______。
①可以使溴的四氯化碳溶液褪色;
②红外光谱测定出含有“”结构;
③核磁共振氢谱有4组吸收峰。
(5)参照上述流程图,设计以、、为原料合成的路线:______(无机试剂和有机溶剂任用)。2024届高三下学期模拟考试(三)理科综合试题-高中化学注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 Al27 P31 Mn55
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “合异以为同,散同以为异”,哲学中的“同一论”既考察事物相同的一面,又考察事物不同的一面。下列叙述正确的是
A. S在空气中和氧气中燃烧生成的产物不同
B. 品红溶液中分别通入和发生反应的类型相同
C. Fe粉分别与足量稀硝酸和少量稀硝酸反应,生成的气体相同
D. 浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的气体完全相同
答案C
解析:
A.S分别在空气和氧气中燃烧,生成的产物均为,故A项错误;
B.品红溶液中通入氯气发生氧化还原反应,品红与二氧化硫发生化合反应,属于非氧化还原反应,故B错误;
C.Fe粉分别与足量稀硝酸和少量稀硝酸反应,生成的气体均为NO,故C项正确;
D.浓硫酸与Cu反应生成的气体为二氧化硫,而浓硫酸与碳反应生成二氧化硫和二氧化碳,气体不完全相同,故D项错误;
故选C。
2. 利用下列实验装置进行实验,操作正确且能达到实验目的的是
A. 用装置甲蒸干溶液制无水晶体 B. 用装置乙证明乙炔可使溴水褪色
C. 用装置丙制备固体 D. 用装置丁验证铁钉吸氧腐蚀
答案D
解析:
A.溶液蒸干过程中会彻底水解,生成氢氧化铜,甚至分解生成氧化铜,A错误;
B.电石与饱和食盐水产生的乙炔气体中含有等杂质,也能使溴水褪色,所以溴水褪色不一定是乙炔所导致,B错误;
C.二氧化碳与饱和食盐水不能生成碳酸氢钠,需要先溶入足量氨气,C错误;
D.根据氧气传感器测定氧气浓度,可以通过氧气浓度变化来验证铁钉发生吸氧腐蚀,D正确;
故选D。
3. 米格列奈可用于治疗糖尿病,其结构如图,下列关于米格列奈说法正确的是
A. 分子中含有4种官能团
B. 与足量NaOH水溶液反应,有C―N和O―H发生断裂
C. 与足量加成后的生成物分子中有2个手性碳原子
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C―Cl键
答案B
解析:
A.分子中含有羧基、碳碳双键和酰胺基3种官能团,A错误;
B.与足量NaOH水溶液反应时,酰胺基和羧基中的羟基均参与反应,有C―N、O―H发生断裂,B正确;
C.催化剂存在下与足量氢气反应,生成物分子中有3个手性碳原子,C错误;
D.苯环上形成C―Cl键,需要液氯在氯化铁作催化剂的条件下才能发生,光照条件下,氯气不能取代苯环上的氢原子,D错误;
故选B。
4. 短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,构成的一种共价化合物R的结构如图所示。其中W的一种同位素没有中子,X、Z、M的最外层电子数之和为16,Z、M同主族。下列说法正确的是
A. 五种元素均位于周期表的p区 B. 第一电离能:Z>Y>X>W
C. 简单离子半径:M>Y>Z D. W、Y、Z形成的化合物中均只含共价键
答案C
解析:
W的一种同位素没有中子,则W为H,根据元素成键特点,X形成四个键,即X为C,Z形成二个键,Z为O,Z、M同主族,即M为S,五种元素原子序数依次增大,因此Y为N。
A.氢元素位于周期表s区,故A项错误;
B.基态N原子核外2p轨道电子处于半充满状态,比较稳定,第一电离能:N>O,故B项错误;
C.电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:,故C项正确;
D.W、Y、Z形成的化合物中只含共价键,而中含离子键和共价键,故D项错误。
故选C。
5. 氮气电解催化装置可以实现同时制备铵盐和硝酸盐,利用双极膜(M、N)将水解离成、,还可以浓缩溶液(图中进、出气通道及部分反应均省略)。下列说法正确的是
A. a端的电势比b端高
B. M、N分别为阴、阳离子交换膜
C. 相同时间内X、Y电极上消耗的氮气质量比为5∶3
D. 阴极室的总反应为
答案C
解析:
由已知信息可知,氮气电解催化装置可以实现同时制备铵盐和硝酸盐,根据图给示意图可知,左侧氮气转化为,为阴极;右侧氮气转化为,为阳极。
A.由图可知,X极氮气发生还原反应,即X为阴极,a与电源负极相连,所以a端电势比b端低,故A项错误;
B.根据题干信息可推知,左侧制备铵盐,所以透过M膜进入阴极室,故M为阳离子交换膜,同理可得N为阴离子交换膜,故B项错误;
C.X极上氮元素从0价降低至-3价,Y极上氮元素从0价升高至+5价,由得失电子守恒可得,X、Y电极上消耗的氮气质量比为5∶3,故C项正确;
D.阴极室发生的总反应中应有生成,故D项错误;
故选C。
6. 磷化铝遇水、酸时迅速分解,放出毒性剧烈的磷化氢气体。磷化铝的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 基态P原子中共有5种能量不同的电子 B. 和均是由极性键构成的极性分子
C. P原子周围最紧邻的P原子有8个 D. 该立方晶胞的棱长为
答案C
解析:
A.基态P原子在1s、2s、2p、3s、3p运动的电子能量不同,其中在2p的3个简并轨道、3p的3个简并轨道上运动的电子能量相同,共5种,A项正确;
B.和均是由极性键构成的极性分子,B项正确;
C.采用换位思考,由于晶胞中Al和P的个数相等,位置等价(若将Al和P原子都看作是碳原子,则该晶胞为金刚石晶胞),以P原子周围最紧邻的P原子数,跟Al原子周围最紧邻的Al原子数相等,而Al原子周围最紧邻的Al原子数(晶胞中Al的排布与干冰中分子的排布相同)容易得出是12个,C项错误;
D.该晶胞中含有4个AlP,由立方晶胞密度计算公式:,得到晶胞的棱长,D项正确;
答案选C。
7. 氢硫酸(H2S)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验1:向20mL0.1mol/LNaHS溶液中滴加0.1mol/LHCl溶液。
实验2:向20mL0.1mol/L NaHS溶液中滴加0.1mol/LCuSO4溶液。
已知:H2S的电离常数,,,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法错误的是
A. NaHS溶液中
B. 实验1中时,一定存在
C. 实验2初期发生反应
D. 实验2中加入30 mL溶液,溶液中
答案B
解析:
A.由的平衡常数得,即,A正确;
B.若反应中有H2S逸出,根据物料守恒得溶液中存在,B错误;
C.由于开始滴加的氯化铜量较少而NaHS过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当NaHS完全消耗后,H2S再和CuSO4发生反应,C正确;
D.加入30mL CuSO4溶液后,溶液中,溶液中,D正确;
故答案为:B。
非选择题:第8-10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11-12题为选考题,考生根据要求作答。
8. 层状LiMnO2在电动车、空间技术等范畴具有十分广阔的应用前景。LiMnO2可由软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO等)制备,其制备流程如图:
几种难溶物质的溶度积常数如下表:
物质
回答下列问题:
(1) LiMnO2中锰元素的化合价为______;“酸浸”后过滤,所得滤液中主要含有的金属阳离子有______。
(2)为了提高“酸浸”的浸取速率,可采取的措施有______(写出两点)。
(3)“氧化”步骤需要加入过量MnO2,该步反应的离子方程式为______。
(4)常温下,“调pH”后溶液pH=5,则滤渣2的主要成分是______。
(5)滤渣3与浓H2SO4反应可以释放HF,同时得到的副产物是______。
(6)测定 LiMnO2样品中锰含量:取10g LiMnO2样品,粉碎后加入浓盐酸、30%H2O2溶液,充分反应,生成Mn(Ⅱ)。加入蒸馏水标定溶液体积为250mL,移取25mL后加入KB指示剂,用0.15mol/L的EDTA标准溶液滴定,平均消耗60mL标准溶液。样品中锰含量为______%(已知:EDTA与Mn2+反应的化学计量数之比为1∶1)。
答案(1) ①. +3 ②. Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+
(2)粉碎软锰矿、搅拌、适当增加硫酸或SO2浓度、适当提高浸取的温度等
(3)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3(以及过量的MnO2)
(5)MgSO4和MnSO4
(6)49.5
解析:
以软锰矿粉(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO等)为原料,加入硫酸并通入二氧化硫进行酸浸,反应后除去滤渣1为SiO2,得到滤液主要含有硫酸锰、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁等,再加入二氧化锰,将亚铁离子氧化成铁离子,再通入氨气调节pH,将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀为滤渣2,再加入氟化锰沉镁,将镁离子转化为氟化镁形成滤渣3,所得滤液再加入碳酸氢铵沉锰,得到碱式碳酸锰[2MnCO3 3Mn(OH)2 H2O]的同时放出CO2,再加入碳酸锂,在空气中加热至900-1000℃,反应得到锰酸锂(LiMnO2),据此分析解题。
小问1
LiMnO2中Li为+1价,O为-2价,故锰元素的化合价为+3价,由分析可知,“酸浸”后过滤,所得滤液中主要含有硫酸锰、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁等,即主要含有的金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+,故答案为:+3;Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+;
小问2
根据影响反应速率的因素可知,粉碎软锰矿、搅拌、适当增加硫酸或SO2浓度、适当提高浸取的温度等措施均可提高“酸浸”的浸取速率,故答案为:粉碎软锰矿、搅拌、适当增加硫酸或SO2浓度、适当提高浸取的温度等;
小问3
由分析可知,“氧化”步骤的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续调节pH以除去Fe3+,故“氧化”步骤需要加入过量MnO2,根据氧化还原反应配平可得,该步反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,故答案为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
小问4
由分析可知,常温下,“调pH”后溶液pH=5,则滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3(以及过量的MnO2),故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3(以及过量的MnO2);
小问5
由分析可知,再加入氟化锰沉镁,将镁离子转化为氟化镁形成滤渣3,滤渣3与浓H2SO4反应可以释放HF,同时得到的副产物是MgSO4和MnSO4,反应原理为:MgF2+H2SO4(浓)=MgSO4+2HF、MnF2+H2SO4(浓)=MnSO4+2HF,故答案为:MgSO4和MnSO4;
小问6
根据元素守恒可知,原样品中含有的LiMnO2的物质的量为:n(LiMnO2)=n(Mn2+)=n(EDTA)=0.15mol/L×60×10-3L×=0.09mol,则样品中锰含量为=49.5%,故答案为:49.5。
9. 某兴趣小组在实验室使用多孔硫颗粒作催化剂,将一氯乙酸()转化为应用更广泛的三氯乙酸()。主要反应方程式:。制备装置如图所示(部分夹持装置和加热装置已省略)。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为______,冷凝水的进水口为______(填“a”或“b”)。
(2)检查虚线框内装置的气密性方法为______。
(3)装置甲中制取的离子方程式为______,装置戊的作用是______。
(4)制备三氯乙酸时,需要控制温度在140℃左右持续加热,则丁的加热方法是______(填“水浴加热”或“油浴加热”),该过程中不需要另加沸石,原因是______。
(5)已知,常温下、、,则在溶液中加入足量,发生反应的离子方程式为______。
答案(1) ①. 球形冷凝管 ②. b
(2)导管末端浸入水中,塞紧恒压滴液漏斗上方活塞,用手捂住蒸馏烧瓶一段时间,导管末端有气泡冒出,松手后导管内有水柱倒吸,说明气密性良好
(3) ①. ②. 除去过量的和HCl,以免污染环境
(4) ①. 油浴加热 ②. 由于加入多孔硫颗粒状态为固体,该物质可同时起催化剂和防止暴沸的作用
(5)
解析:
在装置甲中浓盐酸与漂白粉反应制取氯气,浓盐酸具有挥发性,在装置乙中用饱和食盐水除去Cl2中杂质HCl,在装置丙中用浓硫酸干燥Cl2,然后将干燥纯净Cl2通入装置丁中,与一氯乙酸在S催化下加热发生取代反应产生三氯乙酸和HCl,多余的气体用NaOH溶液吸收,防止污染大气;
小问1
根据仪器的构造可知,仪器X的名称为球形冷凝管,冷凝水应下进上出,故进水口为b;
小问2
检查虚线框内装置的气密性方法为导管末端浸入水中,塞紧恒压滴液漏斗上方活塞,用手捂住蒸馏烧瓶一段时间,导管末端有气泡冒出,松手后导管内有水柱倒吸,说明气密性良好;
小问3
装置甲中制取是利用浓盐酸与漂白粉反应生成氯化钙、氯气和水,反应的离子方程式为,装置戊装有氢氧化钠溶液,其作用是除去过量的和HCl,以免污染环境;
小问4
制备三氯乙酸时,需要控制温度在140℃左右持续加热,由于水浴加热温度不超过100℃,酒精灯直接加热温度不容易控制,因此装置的加热方法是采用油浴加热方式;由于催化剂多孔硫颗粒状态为固体,该物质既可起催化剂作用,同时也可以防止液体暴沸,因此制备过程中无需沸石;
小问5
根据可知酸性H2SO3>ClCH2COOH>,根据复分解反应规律,强酸可与弱酸盐反应制取弱酸,在溶液中加入足量的,发生反应产生和ClCH2COONa,该反应的离子反应方程式为。
10. 甲烷是一种清洁燃料,与水制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。回答下列问题:
Ⅰ.一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①
②
恒定压强为100kPa时,将的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
(1) ______,反应在______条件下能自发进行。
(2)600℃时,的平衡分压为______kPa,反应②的物质的量分数的平衡常数______(用物质的量分数代替平衡浓度计算,保留2位有效数字)。
(3)系统中q的含量在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:______。
Ⅱ.H2S与重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下: 。在研究反应发生的适宜条件时,Co助剂有稳定催化剂的作用。
(4)图(a)为800℃、催化剂条件下投入等量,不同投料比分别达到平衡时转化率、平均反应速率图。C组图像中平均速率最低的原因可能是______;相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化作用越强,原因是______。
(5)未添加Co助剂时,无积碳,随着Co添加量的变化,积碳量变化如图(b)所示,由此可推知,Co助剂可能催化了原料气发生的______反应(填化学方程式)。
答案(1) ①. +165 ②. 高温
(2) ①. 32 ②. 2.1
(3)700℃之前以反应①为主,700℃之后几乎耗尽,以反应②为主,含量会先增大后减小
(4) ①. 过多的导致催化剂失活 ②. 分散度越高,总表面积越大,吸附的反应物越多
(5)
解析:
小问1
根据盖斯定律,①+②得反应,故ΔH=+206kJ/mol+(-41kJ/mol) =+165 kJ/mol;反应为熵增的吸热反应,根据反应能自发进行,则反应在高温条件下能自发进行;
小问2
两个反应都消耗水,水的物质的量分数减小,所以曲线p表示水的物质的量分数与温度的变化关系;两个反应都生成氢气,氢气的物质的量分数在最初增大得最快,所以曲线q表示氢气的物质的量分数与温度的变化关系;氢气的物质的量分数到达峰值后减小,说明温度高于700℃后以反应②为主,反应②是放热反应,升高温度平衡逆向移动,即CO的物质的量分数一直增大,所以曲线m表示CO的物质的量分数与温度的变化关系,则曲线n表示二氧化碳的物质的量分数与温度的变化关系;
假设起始时甲烷的物质的量为1mol,水蒸气的物质的量为3mol,600℃平衡时反应,反应①消耗了xmol水蒸气,反应②消耗了ymol水蒸气,三段式表示:
总的物质的量为(4+2x)mol,据图可知600℃平衡时甲烷的物质的量分数为0.04,则,;平衡时氢气的物质的量分数为0.50,则,;则总的物质的量为(4+2×)mol=mol,为,的平衡分压为kPa;
一氧化碳、水、二氧化碳、氢气分别为、、、,反应②为气体分子数不变反应,则其物质的量分数可以使用物质的量代替,其平衡常数;
小问3
700℃之前以反应①为主,700℃之后几乎耗尽,以反应②为主,含量会先增大后减小,导致系统中氢气的含量在700℃左右出现峰值;
小问4
催化剂可以明显加快反应速率,C组图像中平均速率最低的原因可能是:过多的导致催化剂失活,使得催化效果减弱;分散度越高,总表面积越大,吸附的反应物越多,催化效果更好,使得反应速率更快;
小问5
随着Co添加量的变化,积碳量增加,结合元素守恒可知,积碳来自甲烷,则可能反应:,导致积碳增加。
11. 西那卡塞是被称为拟钙剂的新一类化合物中第一个药物,能激活甲状旁腺中的钙受体,从而降低甲状旁腺素的分泌。一种西那卡塞的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)西那卡塞中含有的官能团名称为______;有机物A→F中,存在对映异构体的是______(填字母)。
(2)A→B发生反应的类型是______;D→E生成的一种气体可以使品红溶液褪色,D→E的化学方程式为______。
(3)有机物C的熔沸点低于D的主要原因是______。
(4)F的一种同分异构体满足下列条件,其结构简式为______。
①可以使溴的四氯化碳溶液褪色;
②红外光谱测定出含有“”结构;
③核磁共振氢谱有4组吸收峰。
(5)参照上述流程图,设计以、、为原料合成的路线:______(无机试剂和有机溶剂任用)。
答案(1) ①. 酰胺基、碳氟键 ②. F
(2) ①. 取代反应 ②. 2
(3)D分子间能形成分子间氢键,而C分子间不能
(4) (5)
解析:
A到B发生取代反应,B到C发生取代反应,C到D发生酯的水解反应,D到E发生取代反应,E与F发生取代反应。
小问1
含有的官能团名称为酰胺基、碳氟键;含有手性碳原子的有机物存在对映异构体,有机物A→F中,存在对映异构体的是F;
小问2
A→B发生反应的类型是取代反应;D→E生成的一种气体可以使品红溶液褪色,即二氧化硫,根据原子守恒知D→E的化学方程式为2;
小问3
因为D分子间能形成分子间氢键,而C分子间不能,所以有机物C的熔沸点低于D;
小问4
①可以使溴的四氯化碳溶液褪色,说明含有不饱和键;②红外光谱测定出含有“”结构;③核磁共振氢谱有4组吸收峰,说明是对称结构。则F的一种同分异构体的结构简式为;
小问5
根据流程A到B,结合所学知识可得:
。