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安徽省皖南八校2023-2024学年高三上学期第二次大联考化学试题（Word版附解析）
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这是一份安徽省皖南八校2023-2024学年高三上学期第二次大联考化学试题（Word版附解析），共24页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：高考范围。
可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Mg：24
一、选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45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. 元素是组成我们生活中一切物质的“原材料”。下列说法错误的是
A. 人体中含量最多的元素是O
B. 中S、C、N三种元素的第一电离能最大的是N
C. 金刚石和石墨互为同素异形体
D. LiCl和NaCl的晶体类型不同
【答案】D
【解析】
【详解】A．在人体内，所含元素的含量按从多到少的顺序可排列为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等，其中最多的元素是氧元素，故A正确；
B．N的最高能级2p3半充满，因此其第一电离能大于相邻元素，同周期元素第一电离能从左到右整体呈现增大的趋势，第一电离能N＞O＞C，同主族元素核电荷数越大第一电离能越小第一电离能O＞S，因此S、C、N三种元素的第一电离能最大的是N，故B正确；
C．金刚石和石墨是碳的两种不同单质，互为同素异形体，故C正确；
D．LiCl和NaCl的都是离子晶体，晶体类别相同，故D错误；
故答案为：D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式：
B. 聚丙烯的结构简式：
C. 基态F原子价层电子的轨道表示式：
D. 乙烯分子中σ键的形成：
【答案】C
【解析】
【详解】A．中C、Cl原子均达到8电子稳定结构，其电子式为：，A错误；
B．聚丙烯的结构简式为，B错误；
C．F原子价层共有7个电子，基态F原子价层电子的轨道表示式：，C正确；
D．键为头碰头重叠，题图所示为肩并肩形成的π键，D错误；
故选C。
3. 化合物B是一种热塑性聚酰亚胺树脂，已知合成该树脂需要4种单体，其中两种的结构简式为、，其最后一步合成反应如下：
下列说法错误的是
A. 化合物A可以发生水解反应
B. 的二氯代物有4种
C. 另外两种单体都含有官能团氨基
D. 在反应①中，生成1ml B的同时会产生2n ml
【答案】D
【解析】
【详解】A．化合物A中含有酰胺基，故能发生水解反应，故A正确；
B．的苯环上的4个位置被2个氯原子取代有4种结构，故总二氯代物有4种，故B正确；
C．另外两种单体为，，都含有氨基，故C正确；
D．由反应①的方程式可知，生成1ml B的同时会产生(2n+2 )ml ，故D错误；
故选D。
4. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.
C. D. 麦芽糖果糖
【答案】A
【解析】
【详解】A．HClO不稳定，光照下分解生成HCl和O2，A正确；
B．锂与氧气在加热时反应只能生成氧化锂，继续加热不能生成过氧化锂，B错误；
C．NaCl溶液中通入NH3、CO2可制取到NaHCO3和NH4Cl，但不能生成Na2CO3，C错误；
D．在酸或酶作用下，麦芽糖水解生成葡萄糖，D错误；
故选A。
5. 冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。下列说法错误的是
A. 1ml 18-冠-6超分子中配位键数目为6
B. 18-冠-6可以与锂离子络合
C. 与可合成18-冠-6
D. 该超分子熔点较高
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，中心K+周围形成了6个配位键，因此配位数为6，1ml 18-冠-6超分子中配位键数目为6，故A正确；
B．18-冠-6可以与K+形成超分子，不能与锂离子络合，故B错误；
C．与可发生取代反应合成18-冠-6 ，故C正确；
D．冠醚与碱金属离子形成的配合物，还含有阴离子，该物质为离子晶体，熔点较高，故D正确；
答案为B。
6. 根据实验装置和表内的物质(省略夹持及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，下列能达到相应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．70%的硫酸和Na2SO3固体反应生成SO2，SO2具有还原性，能够和溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色，该实验不能证明SO2的漂白性，故A错误；
B．饱和食盐水和电石反应生成的乙炔中混有H2S气体，H2S具有还原性，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，该实验不能证明乙炔的还原性，故B错误；
C．Cu和浓硝酸反应生成NO2，NO2的密度比空气大，应该用向上排空气法收集，进气方向为M→N，故C错误；
D．稀硫酸和NaHCO3反应生成二氧化碳，二氧化碳通入硅酸钠溶液生成白色的硅酸沉淀，可以说明酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，故D正确；
故选D。
7. 从海水中提取铀，作催化剂，其反应机理、能量与反应历程的关系如图所示。
下列说法正确的是
A. 该反应机理中Fe元素化合价未发生改变B. 浓度过大或过小均导致反应速率降低
C. 总反应速率的决速步骤为④→⑤D. 升高温度，可以增大反应速率和平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由反应机理UO到UO中U的化合价由+6变成+5，结合氧化还原反应规律，该反应机理中Fe元素化合价发生改变，故A错误；
B． 由反应机理，H+和OH-均为反应物，增大OH-浓度会消耗H+，由浓度过大或过小均导致反应速率降低，故B正确；
C． 活化能②→④：+27.8eV-（-47.2eV）=+75.0eV，④→⑥：+41.3eV-（-21.9eV）=+63.2eV，⑥→⑧：+13.6eV-（32.3eV）=+45.9eV,②→④的活化能最大，总反应速率的决速步骤为②→④，故C错误；
D． 升高温度，可以增大反应速率，但总反应是放热反应，升高温度平衡转化率降低，故D错误；
故选B。
8. 用氨水吸收硫酸工厂尾气中的发生的反应为。下列说法正确的是
A. 易溶于水，故可用作制冷剂B. 是极性分子，是非极性分子
C. 的键角大于的键角D. 中只存在离子键和非极性共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A．易溶于水，与制冷剂无关，氨气可用作制冷剂主要是液氨气化吸收大量热，故A错误；
B．是“V”形结构，是极性分子，是“V”形结构，是极性分子，故B错误；
C．是平面正三角形，是四面体形，因此的键角大于的键角，故C正确；
D．中只存在离子键和极性共价键，故D错误。
综上所述，答案为C。
9. 氮及其化合物在生活和生产中占有重要的地位。肼()是高能燃料，具有强还原性，溶于水生成的水合肼是二元弱碱，性质与类似，常用作火箭发射的推进剂。常温下，，可用于生产。下列有关说法错误的是
A. 25℃时，的，则2氨水中
B. 生产时，向盛有NaClO溶液的烧瓶，逐滴加入氨水溶液，并用磁力器搅拌
C. 推进剂反应中，每生成标准状况下67.2L 转移8ml电子
D. 与足量硫酸反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】肼溶于水生成水合肼是二元弱碱，，
【详解】A．，，，则，故A正确；
B．由题干已知肼(N2H4)具有强还原性，NaClO溶液具有强氧化性，如果生产N2H4时，向盛有NaClO溶液的烧瓶，逐滴加入氨水溶液，并用磁力器搅拌，则生成的肼(N2H4)将继续被NaClO溶液氧化，故应该是向盛有氨水溶液的烧瓶，逐滴加入NaClO溶液，并用磁力器搅拌，故B错误；
C．推进剂反应：2N2H4+N2O4=3N2+4H2O中，N2H4中N的化合价由-2价转为0价，被氧化，失去8ml电子生成2mlN2，N2O4中的N由+4价变为0价，被还原，得到8ml电子生成1mlN2，则当生成N2的物质的量为，转移8ml电子，故C正确；
D．肼溶于水生成的水合肼是二元弱碱，与足量硫酸反应的化学方程式为，故D正确；
故答案为：B。
10. 一种麻醉剂的分子结构如图所示，元素X的原子核内只有1个质子，元素Y，Z、W的原子序数依次增大且均位于元素X的下一周期，元素E的原子比元素W的原子多8个电子，下列叙述正确的是
A. Y的基态原子中电子的空间运动状态有4种
B. X和Z只能形成一种化合物
C. 电负性：Y>Z>W
D. E的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
【答案】A
【解析】
【分析】X的原子核只有1个质子，则X为H，元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，根据麻醉剂的分子结构式，W有一个价键，说明是F，Y有四个价键，则Y为C，Z有两个价键，则Z为O，元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl。
【详解】A．C原子电子排布式为1s22s22p2，空间运动状态有4种，故A正确；
B．O和H能形成H2O2和H2O，故B错误；
C．同一周期的元素从左到右电负性呈现递增，同一主族元素从上到下电负性呈现递减，则电负性：F>O>C，故C错误；
D．Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是一种强酸，故D错误；
故选A
11. 锌是一种应用广泛的金属，工业上以菱锌矿(主要成分是、ZnO，含少量和)制备锌单质的流程如下：
已知：
a．
b．
c．
反应a，b，c的自由能变随温度的变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 硫酸根离子的VSEPR模型为正四面体
B. “酸浸”过程中加入食盐可增加滤渣的量
C. “沉淀”过程中，消耗与的物质的量之比为1∶1
D. “热还原”过程中，发生主要反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A．硫酸根离子有4个σ键，孤对电子的数目为，其的VSEPR模型为正四面体，故A正确；
B．酸浸过程中加入氯化钠可以使胶体发生聚沉，从而增加滤渣的量，故B正确；
C．氢氧化钠过量，二氧化碳先和氢氧化钠反应，因此消耗与的物质的量之比大于1∶1，故C错误；
D． 、 二者都是放热反应，△G=△H-T△S，明显后者的吉布斯自由能变更小，高温下更容易自发，因此热还原的时候更容易生成CO：，故D正确；
故选C。
12. 近日，清华大学某团队设计出了一种双极性膜(将解离成和)电解合成反应器，简化模型如图所示，下列说法错误的是
A. 电极a的电势小于电极b的电势
B. 通电时双极性膜将水解离为和，向阴极方向移动
C. 阴极的电极反应式为
D. 维持电流强度0.5A，电池工作5min，理论上产生约0.012L气体(已折算成标准状况下)
【答案】D
【解析】
【分析】a发生还原反应是阴极电极反应为：，因此b是阳极电极反应为；
【详解】A．a发生还原反应是阴极，b是阳极，电极a的电势小于电极b的电势，故A正确；
B．由图可知通电时双极性膜将水解离为和，阳离子向阴极移动故向阴极方向移动，故B正确；
C．据分析，阴极硝酸根离子的电子结合水生成氨气和氢氧根离子，故C正确；
D．维持电流强度0.5A，电池工作5min，则转移电子的物质的量为，据分析8mle-~2mlO2~1mlNH3，则维持电流强度0.5A，电池工作5min生成气体气体，故D错误；
故选D。
13. 中国科学家团队利用独特高温技术首次制备了具有A位有序钙钛矿结构的体系，并罕见地发现该单相材料同时具备大电极化强度以及强磁电耦合效应。常温下，其晶体结构如图所示(属于立方晶胞，已知晶胞棱长为a)。下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. Cr原子之间的最短距离为
C. 该晶体结构中，与每个Bi距离最近且相等距离的Mn所围成的空间构型为正八面体
D. Mn元素的第二电离能小于Cr元素的第二电离能
【答案】B
【解析】
【详解】A．Bi原子在体心和顶点，个数为1+8×=2，Mn原子在面心和棱上，个数为12×+6×=6，Cr原子都在晶胞内部，个数为8，每个Mn原子周围有4个O原子，故氧原子的个数为24，故该晶体的化学式为BiMn3Cr4O12，A正确；
B．每个晶胞分成四个小正方体，Cr原子在每个小正方体的中心，故Cr原子之间的最短距离为a，B错误；
C．该晶体结构中，与体心Bi原子最近距离的Mn原子在6个面心，距离为a，所围成的空间构型为正八面体，C正确；
D． Cr+价电子排布式为3d5，Mn+价电子排布式为3d54s1，Cr元素3d能级处于半满状态，比较稳定，故Cr+的第二电离能较大，D正确；
故答案为：B。
14. 已知恒容密闭容器中发生反应： ，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示(已知：，假设A的相对分子质量为267)。下列说法正确的是
A.
B. 反应平衡常数：
C. 当气体平均相对分子质量为200.25时，A的转化率约为50%(反应起始时B的浓度为0)
D. 若容器内发生反应：，平衡后恒温压缩容器体积，的浓度不变
【答案】D
【解析】
【分析】由图知，其他条件不变时，升高温度，M减小，即气体物质的量增加，平衡正向移动，反应为吸热反应，据此答题。
【详解】A．由分析知，反应为吸热反应，，A错误；
B．平衡常数只受温度影响，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，故，B错误；
C．设A起始物质的量为，当气体平均相对分子质量为200.25时，有A反应，生成B，则，化简得，故此时A的转化率为，C错误；
D．该反应的平衡常数，平衡后恒温压缩容器体积，由于平衡常数不变，的浓度不变，D正确；
故选D。
15. 溶液中存在多个平衡关系，相应平衡关系所对应的离子方程式及其平衡常数如下表。下列说法错误的是
A. 的自偶电离方程式：
B. 溶液中存在：
C. 常温下，等体积的0.4溶液和0.4盐酸混合所得溶液的pH为8.3，溶液中
D. 根据平衡常数预测，向0.10的溶液中加入固体时，不会产生沉淀和气泡［］(忽略溶液体积变化)
【答案】D
【解析】
【详解】A．由水的自偶电离可以推知碳酸氢根的自偶电离为，故A正确；
B．溶液中电荷守恒：，物料守恒：，因此质子守恒为：，故B正确；
C．常温下，等体积的0.4溶液和0.4盐酸混合所得溶液的pH为8.3，溶质恰好为。溶液中物料守恒：，质子守恒：，物料守恒-质子守恒有：
，故C正确；
D．据A解析和表中数据有：
① ，
②，
③，
③=①-②有较大，故根据平衡常数预测，向0.10的溶液中加入固体时，会产生沉淀和气泡，故D错误；
故答案为：D。
二、非选择题(本大题共4小题，共55分)
16. 2-甲基-2-己醇可以通过以下步骤合成：
已知：①格氏试剂(RMgBr)是有机合成中的重要试剂，性质活泼，易水解，可与卤代烃、醛、酮、酸、酯等物质反应，如；
②共沸物是指当两种或多种不同成分的均相溶液，以一个特定的比例混合时，在固定的压力下，仅具有一个沸点，此时这个混合物即称做共沸物。
③几种物质的物理性质如下(*为该物质与水的共沸物的沸点)：
实验步骤如下：
①制备格氏试剂：如图组装装置，在三颈烧瓶中加入3.0g镁条，在恒压滴液漏斗中加入14.5mL正溴丁烷和15mL无水乙醚混合液，先滴入约4mL混合液于三颈烧瓶中，反应开始后溶液微沸，开动搅拌器，缓慢滴入其余的混合液，以保持溶液微微沸腾，加完后，温水浴加热回流20min直至镁条完全反应。
②制备2-甲基-2-己醇：将三颈烧瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗滴入10mL丙酮与15mL无水乙醚的混合液，控制滴加速度，保持微沸，加完后，在室温下继续搅拌15min。将三颈烧瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗慢慢加入100mL 10%硫酸溶液。
③分离提纯：待反应完全后，将液体转入250mL的分液漏斗中，进行操作Ⅰ，水层用乙醚萃取2次，合并醚层，用30mL 5%的碳酸钠溶液洗涤一次，进行操作Ⅰ，用无水碳酸钾干燥，将干燥后的粗产物醚溶液倒入蒸馏烧瓶中，先蒸出乙醚，再蒸馏收集139~143℃的馏分，得到精制产品8.7g。
回答下列问题：
（1）仪器A的名称是___________，仪器B的作用是_______。
（2）步骤①中正溴丁烷不能大大过量，可能的原因是_______。回流结束后，需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴，正确的顺序为_______(填标号)。
A．①②③ B．③①② C．②①③ D．①③②
（3）步骤②中反应的中间产物X极易水解生成碱式盐，该反应的化学方程式为___________。
（4）步骤③中，操作Ⅰ的主要内容是___________，用碳酸钠溶液洗涤的目的是___________，用碳酸钾固体干燥再蒸馏的原因是___________。
（5）理论上，该实验产率为___________%(保留整数)。
【答案】16. ①. 球形冷凝管 ②. 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，干扰试验
17. ①. 过量的正溴丁烷会和格式试剂反应生成生成副产物，另外该反应放热，正溴丁烷过量会导致反应剧烈放热而造成危险 ②. D
18. +H2O→+Mg(OH)Br
19. ①. 充分振荡，静置，然后分液 ②. 除去硫酸等杂质 ③. 防止蒸馏过程中2-甲基-2-己醇与水形成共沸物
20. 60
【解析】
【分析】本题为有机物制备类的实验题，由正溴丁烷和镁反应制备格氏试剂，随后格氏试剂和丙酮反应生成中间产物，最终酸化后得到最终产品，以此解题。
【小问1详解】
由图可知，仪器A的名称是球形冷凝管；格氏试剂、会与水反应，在制备过程要保持干燥无水环境，所以装置B的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，干扰试验；
【小问2详解】
根据题给信息可知，格氏试剂容易和卤代烃反应，且该反应为放热反应，则如果步骤①中正溴丁烷大大过量的话，则过量的正溴丁烷会和格式试剂反应生成生成副产物，另外该反应放热，正溴丁烷过量会导致反应剧烈放热而造成危险；回流结束后，首先需要停止加热，为了达到较好的冷凝效果，则随后移区水浴，最后才关闭冷凝水，故选D；
【小问3详解】
X为格氏试剂，根据步骤②中反应的中间产物X极易水解生成碱式盐，则相应的方程式为：+H2O→+Mg(OH)Br；
【小问4详解】
根据题意可知，操作Ⅰ为分液，其主要内容为：充分振荡，静置，然后分液；根据步骤②可知，产品表面会混入硫酸，碳酸钠反应，故用碳酸钠溶液洗涤的目的是除去硫酸等杂质；根据题给信息可知，水可以和2-甲基-2-己醇形成共沸物，不利于提纯，故用碳酸钾固体干燥再蒸馏的原因是：防止蒸馏过程中2-甲基-2-己醇与水形成共沸物；
【小问5详解】
14.5mL正溴丁烷的物质的量，10mL丙酮的物质的量，镁的物质的量为
则理论上最终产品为0.125ml，其质量为0.125ml×116g/ml=14.5g，该实验的产率为。
17. 钕铁硼(NdFeB)在精确制导中有着重要的不可替代的作用。以下为工业上从废旧钕铁硼合金废料(含Nd、Fe、B等)中回收、制取氧化钕的流程图：
已知：加入溶液完全生成沉淀，此时pH为2.3，而不产生沉淀。
回答下列问题：
（1）基态钕(Nd)原子的价层电子排布式为，则基态钕原子核外共有______种不同的能级。
（2）反应①碱洗的目的是___________；反应②的离子方程式为___________。
（3）已知溶液显酸性，则该溶液中_______(填“>”或“<”)。
（4）判断已洗涤干净的实验操作及现象是___________。
（5）写出煅烧生成的化学方程式：___________。
（6）少量碳酸氢铵溶液与氯化钕溶液也能制得碳酸钕晶体，同时生成气体，其化学方程式为___________。
（7）立方砷化硼的晶胞结构如图所示，则距离最近的As的分数坐标为______。
【答案】（1）13 （2） ①. 洗去表面油污 ②. ，；
（3）> （4）取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化，无明显现象，再滴入几滴BaCl2溶液，如果没有白色沉淀产生，证明已洗涤干净；
（5）
（6）
（7）(，，)、(、、)、(、、)
【解析】
【分析】本题为工业流程题，由废旧钕铁硼合金废料制备氧化钕，首先用碱洗去废料表面的油污，随后用硫酸溶解其中的Nd、Fe，过滤后用磷酸二氢钠沉淀钕离子，再用碳酸铵处理成，煅烧后得到产物，以此解题。
【小问1详解】
Nd为60号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f45s25p66s2，则基态钕原子核外共有13种；
【小问2详解】
废旧钕铁硼合金废料表面有油污，故反应①碱洗的目的是洗去表面油污；根据题给信息可知，废旧钕铁硼合金废料中的Nd和铁可以和硫酸反应，故反应②的离子方程式为，；
【小问3详解】
中的既可以电离又可以水解，由于溶液显酸性，说明电离大于水解，则>；
【小问4详解】
根据分析可知，可能吸附有硫酸根离子，则判断已洗涤干净的实验操作及现象是：取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化，无明显现象，再滴入几滴BaCl2溶液，如果没有白色沉淀产生，证明已洗涤干净；
【小问5详解】
根据流程图可知，煅烧生成化学方程式为；
【小问6详解】
根据题意可知，碳酸氢铵和氯化钕反应生成产物，方程式为：；
【小问7详解】
由晶胞结构可知，晶胞中砷原子位于与左下角顶点硼原子和右上角顶点硼原子形成的体对角线处，砷原子的坐标为，距离该原子最近的砷原子位于体对角线的处，原子的坐标分别为(，，)、(、、)、(、、)。
18. 资源化利用是实现减排的首要途径。已知加氢制甲醇的反应体系中，主要反应有
①
②
③
回答下列问题：
（1）有利于反应①自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
（2）下列说法正确的是___________(填标号)。
a．高温、低压的条件有利于提高的转化率
b．加氢制甲醇工艺具有较好的环保、经济效益与工艺前景
c．和的物质的量相等时，说明该反应体系达到了平衡状态
d．升温或加压(缩小容器体积)都能增大该反应体系中反应物活化分子百分数，从而加快化学反应速率
（3）在一定条件下，选择合适催化剂只进行反应②。实验测得，反应速率(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关，x为物质的量分数)。
①达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
②若在密闭容器中通入2ml 和2ml ，在一定温度下达到平衡时，的平衡转化率为50%，则___________。
（4）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中通入2.0ml 和6.0ml ，和物质的量随时间的变化如图所示，则平衡时CO的浓度为___________，反应①的化学平衡常数是___________。
（5）还原CO电化学法制备甲醇［］的工作原理如图所示。放电时，电流由电极___________(填“a”或“b”)沿导线流向另一电极。该电池工作时，通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g，理论上通过电路转移的电子数为___________ml。
【答案】（1）低温 （2）B
（3） ①. ＞ ②. 1
（4） ①. 0.2ml/L ②. 2.4
（5） ①. b ②. 2
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律①=②+③，，反应①正向体积减小△S＜0，则时T要较小，该反应低温自发，故答案为：低温；
【小问2详解】
反应②正向吸热，升高温度有利于反应正向进行，反应③正向体积减小，增大压强有利于反应正向进行，故高温高压有利于提高二氧化碳的转化率，A错误；二氧化碳加氢可以缓解温室效应，同时创造经济效益，提升化工工艺，B正确；甲醇和水物质的量相等时，各组分的含量不能判断是否在变化，不能判断平衡；C错误；加压不能改变活化分子百分数，D错误；故答案为：B；
【小问3详解】
平衡时正反应速率等于逆反应速率，则，，反应②正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，因此增大的倍数大于增大的倍数；若在密闭容器中通入2ml 和2ml ，在一定温度下达到平衡时，的平衡转化率为50%为1ml，据三段式有，则则；故答案为：＞、1；
【小问4详解】
在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中通入2.0ml 和6.0ml ，由图中可以读出平衡时二氧化碳的物质的量为0.4ml，甲醇的物质的量为1.2ml，则有
，平衡时一氧化碳的浓度为，平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水的浓度分别为0.2ml/L、1 ml/L、0.6ml/L、0.8 ml/L，反应①的平衡常数，故答案为：0.2ml/L、2.4；
【小问5详解】
根据总反应可知，氢气在电极b发生氧化反应，b为负极发生电子流出；a为正极发生消耗的氢离子由负极区补充，因此通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g是生成的甲醇，转移2ml电子；故答案为：b、2。
19. 咖啡因()是一种黄嘌呤生物碱化合物，是一种中枢神经兴奋剂，能够暂时驱走睡意并恢复精力，其合成路线如图所示。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为___________；B的结构简式为___________。
（2）化合物E中含氧官能团的名称为___________。反应⑦的化学方程式为___________。
（3）根据A的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。
（4）下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 化合物A的酸性大于乙酸B. 化合物B中氧原子的杂化方式只有一种
C. 反应②③⑥均为取代反应D. 化合物E中不含有手性碳原子
（5）M是A的同系物，相对分子质量比A大28，含有结构，不含、结构的M的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
（6）根据所学知识及题给信息，写出以2—氯丙酸为原料制备的合成路线：___________。
【答案】19. ①. 一氯乙酸 ②. CNCH2COOH
20. ①. 酰胺基 ②. +HCOOH→+H2O
21. ①. —COOH ②. NaOH ③. —COONa ④. —Cl ⑤. NaOH水溶液 ⑥. —OH ⑦. 水解(或取代)反应 22. AD
23. 16 24.
【解析】
【分析】本题为有机合成题，物质A的结构中ClCH2COOH中的氯原子经过三步后被—CN取代，生成的物质B为CNCH2COOH，根据物质A的结构分析其中的官能团和其具有的性质，以此解题。
【小问1详解】
根据A的结构可知，A的化学名称为一氯乙酸；由分析可知B的结构简式为CNCH2COOH；
【小问2详解】
根据E的结构简式可知，化合物E中含氧官能团的名称为：酰胺基；反应⑦为甲酸和G中的氨基生成肽键，方程式为：+HCOOH→+H2O；
【小问3详解】
根据A的结构可知，其中含有—COOH，具有酸性，可以和NaOH反应，最终生成—COONa，属于中和反应；结构中含有—Cl，属于卤代烃，可以发生水解反应，需要的试剂为：NaOH水溶液，最终生成—OH，属于水解(或取代)反应；
【小问4详解】
A．一氯乙酸分子中碳原子连有氯原子，氯原子具有较强的电负性，导致其中的羧基更易电离，酸性增强，A正确；
B．由分析可知，物质B为CNCH2COOH，其中的碳氧双键上的氧为sp2杂化，羟基上的氧为sp3杂化，B错误；
C．反应⑥中F中—NO被还原为氨基，属于还原反应，C错误；
D．E的结构为，则其中没有手性碳，D正确；
故选AD；
【小问5详解】
A的分子式为C2H3O2Cl，M是A的同系物，相对分子质量比A大28，则M的分子式为：C4H7O2Cl；其中含有结构，不含、结构，则的两端可能是CH3CH2—、—CH2Cl，CH3—、—CH2CH2Cl，CH3—、—CHClCH3，H—、—CH2CH2CH2Cl，H—、—CH2CHClCH3，H—、—CHClCH2CH3，H—、—CCl(CH3)2，H—、—CH(CH3)CH2Cl，随后左右互换位置，则一共有16种结构；
【小问6详解】选项
a中的物质
b中的物质
实验目的、试剂和操作
实验目的
c中的物质
进气方向
A
70%的硫酸
Na2SO3固体
验证SO2的漂白性
溴水
M→N
B
饱和食盐水
电石
验证乙炔的还原性
酸性KMnO4溶液
M→N
C
浓硝酸
Cu
支取并收集NO2
无
N→M
D
稀硫酸
NaHCO3
验证碳酸的酸性强于硅酸
硅酸钠溶液
M→N
名称
平衡关系离子方程式
K
碳酸一级电离
碳酸二级电离
水的自偶电离
的水解
的自偶电离
物质
摩尔质量()
沸点(℃)
密度()
溶解性
乙醚
74
34.5
0.71
微溶于水
正溴丁烷
137
101
1.3
难溶于水，能溶于乙醚
丙酮
58
56.5
0.79
易溶于水、乙醚等溶剂
2-甲基-2-己醇
116
143(87.4)
0.81
难溶于水，能溶于乙醚
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
取代反应
②
___________
___________
___________
中和反应
③
___________
___________
___________
___________
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：高考范围。
可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Mg：24
一、选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45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. 元素是组成我们生活中一切物质的“原材料”。下列说法错误的是
A. 人体中含量最多的元素是O
B. 中S、C、N三种元素的第一电离能最大的是N
C. 金刚石和石墨互为同素异形体
D. LiCl和NaCl的晶体类型不同
【答案】D
【解析】
【详解】A．在人体内，所含元素的含量按从多到少的顺序可排列为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等，其中最多的元素是氧元素，故A正确；
B．N的最高能级2p3半充满，因此其第一电离能大于相邻元素，同周期元素第一电离能从左到右整体呈现增大的趋势，第一电离能N＞O＞C，同主族元素核电荷数越大第一电离能越小第一电离能O＞S，因此S、C、N三种元素的第一电离能最大的是N，故B正确；
C．金刚石和石墨是碳的两种不同单质，互为同素异形体，故C正确；
D．LiCl和NaCl的都是离子晶体，晶体类别相同，故D错误；
故答案为：D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式：
B. 聚丙烯的结构简式：
C. 基态F原子价层电子的轨道表示式：
D. 乙烯分子中σ键的形成：
【答案】C
【解析】
【详解】A．中C、Cl原子均达到8电子稳定结构，其电子式为：，A错误；
B．聚丙烯的结构简式为，B错误；
C．F原子价层共有7个电子，基态F原子价层电子的轨道表示式：，C正确；
D．键为头碰头重叠，题图所示为肩并肩形成的π键，D错误；
故选C。
3. 化合物B是一种热塑性聚酰亚胺树脂，已知合成该树脂需要4种单体，其中两种的结构简式为、，其最后一步合成反应如下：
下列说法错误的是
A. 化合物A可以发生水解反应
B. 的二氯代物有4种
C. 另外两种单体都含有官能团氨基
D. 在反应①中，生成1ml B的同时会产生2n ml
【答案】D
【解析】
【详解】A．化合物A中含有酰胺基，故能发生水解反应，故A正确；
B．的苯环上的4个位置被2个氯原子取代有4种结构，故总二氯代物有4种，故B正确；
C．另外两种单体为，，都含有氨基，故C正确；
D．由反应①的方程式可知，生成1ml B的同时会产生(2n+2 )ml ，故D错误；
故选D。
4. 在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.
C. D. 麦芽糖果糖
【答案】A
【解析】
【详解】A．HClO不稳定，光照下分解生成HCl和O2，A正确；
B．锂与氧气在加热时反应只能生成氧化锂，继续加热不能生成过氧化锂，B错误；
C．NaCl溶液中通入NH3、CO2可制取到NaHCO3和NH4Cl，但不能生成Na2CO3，C错误；
D．在酸或酶作用下，麦芽糖水解生成葡萄糖，D错误；
故选A。
5. 冠醚是皇冠状的分子，可用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6(18指C、O原子总数为18，6指氧原子数)与钾离子形成的超分子结构如图所示。下列说法错误的是
A. 1ml 18-冠-6超分子中配位键数目为6
B. 18-冠-6可以与锂离子络合
C. 与可合成18-冠-6
D. 该超分子熔点较高
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，中心K+周围形成了6个配位键，因此配位数为6，1ml 18-冠-6超分子中配位键数目为6，故A正确；
B．18-冠-6可以与K+形成超分子，不能与锂离子络合，故B错误；
C．与可发生取代反应合成18-冠-6 ，故C正确；
D．冠醚与碱金属离子形成的配合物，还含有阴离子，该物质为离子晶体，熔点较高，故D正确；
答案为B。
6. 根据实验装置和表内的物质(省略夹持及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，下列能达到相应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．70%的硫酸和Na2SO3固体反应生成SO2，SO2具有还原性，能够和溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色，该实验不能证明SO2的漂白性，故A错误；
B．饱和食盐水和电石反应生成的乙炔中混有H2S气体，H2S具有还原性，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，该实验不能证明乙炔的还原性，故B错误；
C．Cu和浓硝酸反应生成NO2，NO2的密度比空气大，应该用向上排空气法收集，进气方向为M→N，故C错误；
D．稀硫酸和NaHCO3反应生成二氧化碳，二氧化碳通入硅酸钠溶液生成白色的硅酸沉淀，可以说明酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，故D正确；
故选D。
7. 从海水中提取铀，作催化剂，其反应机理、能量与反应历程的关系如图所示。
下列说法正确的是
A. 该反应机理中Fe元素化合价未发生改变B. 浓度过大或过小均导致反应速率降低
C. 总反应速率的决速步骤为④→⑤D. 升高温度，可以增大反应速率和平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由反应机理UO到UO中U的化合价由+6变成+5，结合氧化还原反应规律，该反应机理中Fe元素化合价发生改变，故A错误；
B． 由反应机理，H+和OH-均为反应物，增大OH-浓度会消耗H+，由浓度过大或过小均导致反应速率降低，故B正确；
C． 活化能②→④：+27.8eV-（-47.2eV）=+75.0eV，④→⑥：+41.3eV-（-21.9eV）=+63.2eV，⑥→⑧：+13.6eV-（32.3eV）=+45.9eV,②→④的活化能最大，总反应速率的决速步骤为②→④，故C错误；
D． 升高温度，可以增大反应速率，但总反应是放热反应，升高温度平衡转化率降低，故D错误；
故选B。
8. 用氨水吸收硫酸工厂尾气中的发生的反应为。下列说法正确的是
A. 易溶于水，故可用作制冷剂B. 是极性分子，是非极性分子
C. 的键角大于的键角D. 中只存在离子键和非极性共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A．易溶于水，与制冷剂无关，氨气可用作制冷剂主要是液氨气化吸收大量热，故A错误；
B．是“V”形结构，是极性分子，是“V”形结构，是极性分子，故B错误；
C．是平面正三角形，是四面体形，因此的键角大于的键角，故C正确；
D．中只存在离子键和极性共价键，故D错误。
综上所述，答案为C。
9. 氮及其化合物在生活和生产中占有重要的地位。肼()是高能燃料，具有强还原性，溶于水生成的水合肼是二元弱碱，性质与类似，常用作火箭发射的推进剂。常温下，，可用于生产。下列有关说法错误的是
A. 25℃时，的，则2氨水中
B. 生产时，向盛有NaClO溶液的烧瓶，逐滴加入氨水溶液，并用磁力器搅拌
C. 推进剂反应中，每生成标准状况下67.2L 转移8ml电子
D. 与足量硫酸反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】肼溶于水生成水合肼是二元弱碱，，
【详解】A．，，，则，故A正确；
B．由题干已知肼(N2H4)具有强还原性，NaClO溶液具有强氧化性，如果生产N2H4时，向盛有NaClO溶液的烧瓶，逐滴加入氨水溶液，并用磁力器搅拌，则生成的肼(N2H4)将继续被NaClO溶液氧化，故应该是向盛有氨水溶液的烧瓶，逐滴加入NaClO溶液，并用磁力器搅拌，故B错误；
C．推进剂反应：2N2H4+N2O4=3N2+4H2O中，N2H4中N的化合价由-2价转为0价，被氧化，失去8ml电子生成2mlN2，N2O4中的N由+4价变为0价，被还原，得到8ml电子生成1mlN2，则当生成N2的物质的量为，转移8ml电子，故C正确；
D．肼溶于水生成的水合肼是二元弱碱，与足量硫酸反应的化学方程式为，故D正确；
故答案为：B。
10. 一种麻醉剂的分子结构如图所示，元素X的原子核内只有1个质子，元素Y，Z、W的原子序数依次增大且均位于元素X的下一周期，元素E的原子比元素W的原子多8个电子，下列叙述正确的是
A. Y的基态原子中电子的空间运动状态有4种
B. X和Z只能形成一种化合物
C. 电负性：Y>Z>W
D. E的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
【答案】A
【解析】
【分析】X的原子核只有1个质子，则X为H，元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，根据麻醉剂的分子结构式，W有一个价键，说明是F，Y有四个价键，则Y为C，Z有两个价键，则Z为O，元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl。
【详解】A．C原子电子排布式为1s22s22p2，空间运动状态有4种，故A正确；
B．O和H能形成H2O2和H2O，故B错误；
C．同一周期的元素从左到右电负性呈现递增，同一主族元素从上到下电负性呈现递减，则电负性：F>O>C，故C错误；
D．Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是一种强酸，故D错误；
故选A
11. 锌是一种应用广泛的金属，工业上以菱锌矿(主要成分是、ZnO，含少量和)制备锌单质的流程如下：
已知：
a．
b．
c．
反应a，b，c的自由能变随温度的变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 硫酸根离子的VSEPR模型为正四面体
B. “酸浸”过程中加入食盐可增加滤渣的量
C. “沉淀”过程中，消耗与的物质的量之比为1∶1
D. “热还原”过程中，发生主要反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A．硫酸根离子有4个σ键，孤对电子的数目为，其的VSEPR模型为正四面体，故A正确；
B．酸浸过程中加入氯化钠可以使胶体发生聚沉，从而增加滤渣的量，故B正确；
C．氢氧化钠过量，二氧化碳先和氢氧化钠反应，因此消耗与的物质的量之比大于1∶1，故C错误；
D． 、 二者都是放热反应，△G=△H-T△S，明显后者的吉布斯自由能变更小，高温下更容易自发，因此热还原的时候更容易生成CO：，故D正确；
故选C。
12. 近日，清华大学某团队设计出了一种双极性膜(将解离成和)电解合成反应器，简化模型如图所示，下列说法错误的是
A. 电极a的电势小于电极b的电势
B. 通电时双极性膜将水解离为和，向阴极方向移动
C. 阴极的电极反应式为
D. 维持电流强度0.5A，电池工作5min，理论上产生约0.012L气体(已折算成标准状况下)
【答案】D
【解析】
【分析】a发生还原反应是阴极电极反应为：，因此b是阳极电极反应为；
【详解】A．a发生还原反应是阴极，b是阳极，电极a的电势小于电极b的电势，故A正确；
B．由图可知通电时双极性膜将水解离为和，阳离子向阴极移动故向阴极方向移动，故B正确；
C．据分析，阴极硝酸根离子的电子结合水生成氨气和氢氧根离子，故C正确；
D．维持电流强度0.5A，电池工作5min，则转移电子的物质的量为，据分析8mle-~2mlO2~1mlNH3，则维持电流强度0.5A，电池工作5min生成气体气体，故D错误；
故选D。
13. 中国科学家团队利用独特高温技术首次制备了具有A位有序钙钛矿结构的体系，并罕见地发现该单相材料同时具备大电极化强度以及强磁电耦合效应。常温下，其晶体结构如图所示(属于立方晶胞，已知晶胞棱长为a)。下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. Cr原子之间的最短距离为
C. 该晶体结构中，与每个Bi距离最近且相等距离的Mn所围成的空间构型为正八面体
D. Mn元素的第二电离能小于Cr元素的第二电离能
【答案】B
【解析】
【详解】A．Bi原子在体心和顶点，个数为1+8×=2，Mn原子在面心和棱上，个数为12×+6×=6，Cr原子都在晶胞内部，个数为8，每个Mn原子周围有4个O原子，故氧原子的个数为24，故该晶体的化学式为BiMn3Cr4O12，A正确；
B．每个晶胞分成四个小正方体，Cr原子在每个小正方体的中心，故Cr原子之间的最短距离为a，B错误；
C．该晶体结构中，与体心Bi原子最近距离的Mn原子在6个面心，距离为a，所围成的空间构型为正八面体，C正确；
D． Cr+价电子排布式为3d5，Mn+价电子排布式为3d54s1，Cr元素3d能级处于半满状态，比较稳定，故Cr+的第二电离能较大，D正确；
故答案为：B。
14. 已知恒容密闭容器中发生反应： ，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示(已知：，假设A的相对分子质量为267)。下列说法正确的是
A.
B. 反应平衡常数：
C. 当气体平均相对分子质量为200.25时，A的转化率约为50%(反应起始时B的浓度为0)
D. 若容器内发生反应：，平衡后恒温压缩容器体积，的浓度不变
【答案】D
【解析】
【分析】由图知，其他条件不变时，升高温度，M减小，即气体物质的量增加，平衡正向移动，反应为吸热反应，据此答题。
【详解】A．由分析知，反应为吸热反应，，A错误；
B．平衡常数只受温度影响，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，故，B错误；
C．设A起始物质的量为，当气体平均相对分子质量为200.25时，有A反应，生成B，则，化简得，故此时A的转化率为，C错误；
D．该反应的平衡常数，平衡后恒温压缩容器体积，由于平衡常数不变，的浓度不变，D正确；
故选D。
15. 溶液中存在多个平衡关系，相应平衡关系所对应的离子方程式及其平衡常数如下表。下列说法错误的是
A. 的自偶电离方程式：
B. 溶液中存在：
C. 常温下，等体积的0.4溶液和0.4盐酸混合所得溶液的pH为8.3，溶液中
D. 根据平衡常数预测，向0.10的溶液中加入固体时，不会产生沉淀和气泡［］(忽略溶液体积变化)
【答案】D
【解析】
【详解】A．由水的自偶电离可以推知碳酸氢根的自偶电离为，故A正确；
B．溶液中电荷守恒：，物料守恒：，因此质子守恒为：，故B正确；
C．常温下，等体积的0.4溶液和0.4盐酸混合所得溶液的pH为8.3，溶质恰好为。溶液中物料守恒：，质子守恒：，物料守恒-质子守恒有：
，故C正确；
D．据A解析和表中数据有：
① ，
②，
③，
③=①-②有较大，故根据平衡常数预测，向0.10的溶液中加入固体时，会产生沉淀和气泡，故D错误；
故答案为：D。
二、非选择题(本大题共4小题，共55分)
16. 2-甲基-2-己醇可以通过以下步骤合成：
已知：①格氏试剂(RMgBr)是有机合成中的重要试剂，性质活泼，易水解，可与卤代烃、醛、酮、酸、酯等物质反应，如；
②共沸物是指当两种或多种不同成分的均相溶液，以一个特定的比例混合时，在固定的压力下，仅具有一个沸点，此时这个混合物即称做共沸物。
③几种物质的物理性质如下(*为该物质与水的共沸物的沸点)：
实验步骤如下：
①制备格氏试剂：如图组装装置，在三颈烧瓶中加入3.0g镁条，在恒压滴液漏斗中加入14.5mL正溴丁烷和15mL无水乙醚混合液，先滴入约4mL混合液于三颈烧瓶中，反应开始后溶液微沸，开动搅拌器，缓慢滴入其余的混合液，以保持溶液微微沸腾，加完后，温水浴加热回流20min直至镁条完全反应。
②制备2-甲基-2-己醇：将三颈烧瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗滴入10mL丙酮与15mL无水乙醚的混合液，控制滴加速度，保持微沸，加完后，在室温下继续搅拌15min。将三颈烧瓶在冰水浴冷却和搅拌下，自恒压滴液漏斗慢慢加入100mL 10%硫酸溶液。
③分离提纯：待反应完全后，将液体转入250mL的分液漏斗中，进行操作Ⅰ，水层用乙醚萃取2次，合并醚层，用30mL 5%的碳酸钠溶液洗涤一次，进行操作Ⅰ，用无水碳酸钾干燥，将干燥后的粗产物醚溶液倒入蒸馏烧瓶中，先蒸出乙醚，再蒸馏收集139~143℃的馏分，得到精制产品8.7g。
回答下列问题：
（1）仪器A的名称是___________，仪器B的作用是_______。
（2）步骤①中正溴丁烷不能大大过量，可能的原因是_______。回流结束后，需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴，正确的顺序为_______(填标号)。
A．①②③ B．③①② C．②①③ D．①③②
（3）步骤②中反应的中间产物X极易水解生成碱式盐，该反应的化学方程式为___________。
（4）步骤③中，操作Ⅰ的主要内容是___________，用碳酸钠溶液洗涤的目的是___________，用碳酸钾固体干燥再蒸馏的原因是___________。
（5）理论上，该实验产率为___________%(保留整数)。
【答案】16. ①. 球形冷凝管 ②. 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，干扰试验
17. ①. 过量的正溴丁烷会和格式试剂反应生成生成副产物，另外该反应放热，正溴丁烷过量会导致反应剧烈放热而造成危险 ②. D
18. +H2O→+Mg(OH)Br
19. ①. 充分振荡，静置，然后分液 ②. 除去硫酸等杂质 ③. 防止蒸馏过程中2-甲基-2-己醇与水形成共沸物
20. 60
【解析】
【分析】本题为有机物制备类的实验题，由正溴丁烷和镁反应制备格氏试剂，随后格氏试剂和丙酮反应生成中间产物，最终酸化后得到最终产品，以此解题。
【小问1详解】
由图可知，仪器A的名称是球形冷凝管；格氏试剂、会与水反应，在制备过程要保持干燥无水环境，所以装置B的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，干扰试验；
【小问2详解】
根据题给信息可知，格氏试剂容易和卤代烃反应，且该反应为放热反应，则如果步骤①中正溴丁烷大大过量的话，则过量的正溴丁烷会和格式试剂反应生成生成副产物，另外该反应放热，正溴丁烷过量会导致反应剧烈放热而造成危险；回流结束后，首先需要停止加热，为了达到较好的冷凝效果，则随后移区水浴，最后才关闭冷凝水，故选D；
【小问3详解】
X为格氏试剂，根据步骤②中反应的中间产物X极易水解生成碱式盐，则相应的方程式为：+H2O→+Mg(OH)Br；
【小问4详解】
根据题意可知，操作Ⅰ为分液，其主要内容为：充分振荡，静置，然后分液；根据步骤②可知，产品表面会混入硫酸，碳酸钠反应，故用碳酸钠溶液洗涤的目的是除去硫酸等杂质；根据题给信息可知，水可以和2-甲基-2-己醇形成共沸物，不利于提纯，故用碳酸钾固体干燥再蒸馏的原因是：防止蒸馏过程中2-甲基-2-己醇与水形成共沸物；
【小问5详解】
14.5mL正溴丁烷的物质的量，10mL丙酮的物质的量，镁的物质的量为
则理论上最终产品为0.125ml，其质量为0.125ml×116g/ml=14.5g，该实验的产率为。
17. 钕铁硼(NdFeB)在精确制导中有着重要的不可替代的作用。以下为工业上从废旧钕铁硼合金废料(含Nd、Fe、B等)中回收、制取氧化钕的流程图：
已知：加入溶液完全生成沉淀，此时pH为2.3，而不产生沉淀。
回答下列问题：
（1）基态钕(Nd)原子的价层电子排布式为，则基态钕原子核外共有______种不同的能级。
（2）反应①碱洗的目的是___________；反应②的离子方程式为___________。
（3）已知溶液显酸性，则该溶液中_______(填“>”或“<”)。
（4）判断已洗涤干净的实验操作及现象是___________。
（5）写出煅烧生成的化学方程式：___________。
（6）少量碳酸氢铵溶液与氯化钕溶液也能制得碳酸钕晶体，同时生成气体，其化学方程式为___________。
（7）立方砷化硼的晶胞结构如图所示，则距离最近的As的分数坐标为______。
【答案】（1）13 （2） ①. 洗去表面油污 ②. ，；
（3）> （4）取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化，无明显现象，再滴入几滴BaCl2溶液，如果没有白色沉淀产生，证明已洗涤干净；
（5）
（6）
（7）(，，)、(、、)、(、、)
【解析】
【分析】本题为工业流程题，由废旧钕铁硼合金废料制备氧化钕，首先用碱洗去废料表面的油污，随后用硫酸溶解其中的Nd、Fe，过滤后用磷酸二氢钠沉淀钕离子，再用碳酸铵处理成，煅烧后得到产物，以此解题。
【小问1详解】
Nd为60号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f45s25p66s2，则基态钕原子核外共有13种；
【小问2详解】
废旧钕铁硼合金废料表面有油污，故反应①碱洗的目的是洗去表面油污；根据题给信息可知，废旧钕铁硼合金废料中的Nd和铁可以和硫酸反应，故反应②的离子方程式为，；
【小问3详解】
中的既可以电离又可以水解，由于溶液显酸性，说明电离大于水解，则>；
【小问4详解】
根据分析可知，可能吸附有硫酸根离子，则判断已洗涤干净的实验操作及现象是：取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化，无明显现象，再滴入几滴BaCl2溶液，如果没有白色沉淀产生，证明已洗涤干净；
【小问5详解】
根据流程图可知，煅烧生成化学方程式为；
【小问6详解】
根据题意可知，碳酸氢铵和氯化钕反应生成产物，方程式为：；
【小问7详解】
由晶胞结构可知，晶胞中砷原子位于与左下角顶点硼原子和右上角顶点硼原子形成的体对角线处，砷原子的坐标为，距离该原子最近的砷原子位于体对角线的处，原子的坐标分别为(，，)、(、、)、(、、)。
18. 资源化利用是实现减排的首要途径。已知加氢制甲醇的反应体系中，主要反应有
①
②
③
回答下列问题：
（1）有利于反应①自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
（2）下列说法正确的是___________(填标号)。
a．高温、低压的条件有利于提高的转化率
b．加氢制甲醇工艺具有较好的环保、经济效益与工艺前景
c．和的物质的量相等时，说明该反应体系达到了平衡状态
d．升温或加压(缩小容器体积)都能增大该反应体系中反应物活化分子百分数，从而加快化学反应速率
（3）在一定条件下，选择合适催化剂只进行反应②。实验测得，反应速率(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关，x为物质的量分数)。
①达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
②若在密闭容器中通入2ml 和2ml ，在一定温度下达到平衡时，的平衡转化率为50%，则___________。
（4）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中通入2.0ml 和6.0ml ，和物质的量随时间的变化如图所示，则平衡时CO的浓度为___________，反应①的化学平衡常数是___________。
（5）还原CO电化学法制备甲醇［］的工作原理如图所示。放电时，电流由电极___________(填“a”或“b”)沿导线流向另一电极。该电池工作时，通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g，理论上通过电路转移的电子数为___________ml。
【答案】（1）低温 （2）B
（3） ①. ＞ ②. 1
（4） ①. 0.2ml/L ②. 2.4
（5） ①. b ②. 2
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律①=②+③，，反应①正向体积减小△S＜0，则时T要较小，该反应低温自发，故答案为：低温；
【小问2详解】
反应②正向吸热，升高温度有利于反应正向进行，反应③正向体积减小，增大压强有利于反应正向进行，故高温高压有利于提高二氧化碳的转化率，A错误；二氧化碳加氢可以缓解温室效应，同时创造经济效益，提升化工工艺，B正确；甲醇和水物质的量相等时，各组分的含量不能判断是否在变化，不能判断平衡；C错误；加压不能改变活化分子百分数，D错误；故答案为：B；
【小问3详解】
平衡时正反应速率等于逆反应速率，则，，反应②正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，因此增大的倍数大于增大的倍数；若在密闭容器中通入2ml 和2ml ，在一定温度下达到平衡时，的平衡转化率为50%为1ml，据三段式有，则则；故答案为：＞、1；
【小问4详解】
在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中通入2.0ml 和6.0ml ，由图中可以读出平衡时二氧化碳的物质的量为0.4ml，甲醇的物质的量为1.2ml，则有
，平衡时一氧化碳的浓度为，平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水的浓度分别为0.2ml/L、1 ml/L、0.6ml/L、0.8 ml/L，反应①的平衡常数，故答案为：0.2ml/L、2.4；
【小问5详解】
根据总反应可知，氢气在电极b发生氧化反应，b为负极发生电子流出；a为正极发生消耗的氢离子由负极区补充，因此通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g是生成的甲醇，转移2ml电子；故答案为：b、2。
19. 咖啡因()是一种黄嘌呤生物碱化合物，是一种中枢神经兴奋剂，能够暂时驱走睡意并恢复精力，其合成路线如图所示。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为___________；B的结构简式为___________。
（2）化合物E中含氧官能团的名称为___________。反应⑦的化学方程式为___________。
（3）根据A的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。
（4）下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 化合物A的酸性大于乙酸B. 化合物B中氧原子的杂化方式只有一种
C. 反应②③⑥均为取代反应D. 化合物E中不含有手性碳原子
（5）M是A的同系物，相对分子质量比A大28，含有结构，不含、结构的M的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
（6）根据所学知识及题给信息，写出以2—氯丙酸为原料制备的合成路线：___________。
【答案】19. ①. 一氯乙酸 ②. CNCH2COOH
20. ①. 酰胺基 ②. +HCOOH→+H2O
21. ①. —COOH ②. NaOH ③. —COONa ④. —Cl ⑤. NaOH水溶液 ⑥. —OH ⑦. 水解(或取代)反应 22. AD
23. 16 24.
【解析】
【分析】本题为有机合成题，物质A的结构中ClCH2COOH中的氯原子经过三步后被—CN取代，生成的物质B为CNCH2COOH，根据物质A的结构分析其中的官能团和其具有的性质，以此解题。
【小问1详解】
根据A的结构可知，A的化学名称为一氯乙酸；由分析可知B的结构简式为CNCH2COOH；
【小问2详解】
根据E的结构简式可知，化合物E中含氧官能团的名称为：酰胺基；反应⑦为甲酸和G中的氨基生成肽键，方程式为：+HCOOH→+H2O；
【小问3详解】
根据A的结构可知，其中含有—COOH，具有酸性，可以和NaOH反应，最终生成—COONa，属于中和反应；结构中含有—Cl，属于卤代烃，可以发生水解反应，需要的试剂为：NaOH水溶液，最终生成—OH，属于水解(或取代)反应；
【小问4详解】
A．一氯乙酸分子中碳原子连有氯原子，氯原子具有较强的电负性，导致其中的羧基更易电离，酸性增强，A正确；
B．由分析可知，物质B为CNCH2COOH，其中的碳氧双键上的氧为sp2杂化，羟基上的氧为sp3杂化，B错误；
C．反应⑥中F中—NO被还原为氨基，属于还原反应，C错误；
D．E的结构为，则其中没有手性碳，D正确；
故选AD；
【小问5详解】
A的分子式为C2H3O2Cl，M是A的同系物，相对分子质量比A大28，则M的分子式为：C4H7O2Cl；其中含有结构，不含、结构，则的两端可能是CH3CH2—、—CH2Cl，CH3—、—CH2CH2Cl，CH3—、—CHClCH3，H—、—CH2CH2CH2Cl，H—、—CH2CHClCH3，H—、—CHClCH2CH3，H—、—CCl(CH3)2，H—、—CH(CH3)CH2Cl，随后左右互换位置，则一共有16种结构；
【小问6详解】选项
a中的物质
b中的物质
实验目的、试剂和操作
实验目的
c中的物质
进气方向
A
70%的硫酸
Na2SO3固体
验证SO2的漂白性
溴水
M→N
B
饱和食盐水
电石
验证乙炔的还原性
酸性KMnO4溶液
M→N
C
浓硝酸
Cu
支取并收集NO2
无
N→M
D
稀硫酸
NaHCO3
验证碳酸的酸性强于硅酸
硅酸钠溶液
M→N
名称
平衡关系离子方程式
K
碳酸一级电离
碳酸二级电离
水的自偶电离
的水解
的自偶电离
物质
摩尔质量()
沸点(℃)
密度()
溶解性
乙醚
74
34.5
0.71
微溶于水
正溴丁烷
137
101
1.3
难溶于水，能溶于乙醚
丙酮
58
56.5
0.79
易溶于水、乙醚等溶剂
2-甲基-2-己醇
116
143(87.4)
0.81
难溶于水，能溶于乙醚
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
取代反应
②
___________
___________
___________
中和反应
③
___________
___________
___________
___________
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