2024届河南省郑州市第一中学高三下学期考前全真模拟考试理科综合试题-高中化学（原卷版+解析版）

这是一份2024届河南省郑州市第一中学高三下学期考前全真模拟考试理科综合试题-高中化学（原卷版+解析版），共25页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。

说明：题中可能用到的相对原子质量：H-1，B-11，C-12，N-14，O-16。
一、选择题：本大题共13小题，每小题6分，共78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. 化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子B. 龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2D. 古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3
2. 藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是

A. 可以发生水解反应B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团D. 能与溴水发生加成反应
3. 化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是

A. W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B. 最高价氧化物的水化物的酸性：
C. 阶段热分解失去4个
D. 热分解后生成固体化合物
4. 下列实验不能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
5. 沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A. 阳极发生将海水中氧化生成的反应
B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C. 阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D. 阳极表面形成的等积垢需要定期清理
6. 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。

下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键B. 基态原子的第一电离能：
C. 基态原子未成对电子数：D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
7. 常温下，一元碱BOH的Kb(BOH)=1.0×10-5。在某体系中，只有B+离子可自由穿过隔膜(如图所示)，溶液中c总(BOH)=c(BOH)+c(B+)，当达到平衡时，下列叙述正确的是

A. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(BOH)相等
B. 溶液中Ⅱ的BOH的电离度 为
C. 溶液中c(B+)+c(H+)=c(OH-)
D. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(BOH)之比为105
8. 二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
（1）由配制Ⅰ中的溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
（2）长期存放的中，会出现少量白色固体，原因是________。
（3）Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
（4）Ⅱ中原料配比为，写出反应的化学方程式________。
（5）Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入应采取________的方法。
（6）Ⅲ中应采用________进行加热。
（7）Ⅳ中“一系列操作”包括________。
9. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______ml·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
10. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
（1）根据图1数据计算反应的ΔH =___________ kJ·ml-1。
（2）研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为___________(填步骤前的标号)，理由是___________。
图2反应机理
(i)N2(g)+*N
(ii)N+*2N*
(iii)H2(g)+*H
(iv)H+*2H*
(v)N*+H*NH*+*
……
(…)NHNH3(g)+*
（3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe包裹的Fe3O4.已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8 g ·cm-3，则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为___________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)
①图中压强由小到大的顺序为___________，判断的依据是___________。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是___________。
③图3中，当、时，氮气转化率___________。该温度时，反应的平衡常数___________(化为最简式)。
11. 卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：
已知：(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题：
(1)A的化学名称是_______。
(2)写出反应③的化学方程式_______。
(3)D具有的官能团名称是_______。(不考虑苯环)
(4)反应④中，Y的结构简式为_______。
(5)反应⑤的反应类型是_______。
(6)C同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
(7)写出W的结构简式_______。
2024届高三考前全真模拟考试
理科综合
说明：题中可能用到的相对原子质量：H-1，B-11，C-12，N-14，O-16。
一、选择题：本大题共13小题，每小题6分，共78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. 化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子B. 龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2D. 古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3
【答案】C
【解析】
【详解】A．纤维素是一种天然化合物，其分子式为(C6H10O5)n，其相对分子质量较高，是一种天然高分子，A正确；
B．羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2]，属于无机物，B正确；
C．熟石膏是主要成分为2CaSO4·H2O，Ca(OH)2为熟石灰的主要成分，C错误；
D．Fe2O3为红色，常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，俗称铁红，D正确；
故答案选C。
2. 藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是

A. 可以发生水解反应B. 所有碳原子处于同一平面
C 含有2种含氧官能团D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．藿香蓟的分子结构中含有酯基，因此其可以发生水解反应，A说法正确；
B．藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基，类比甲烷分子的空间构型可知，藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面，B说法错误；
C．藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键，因此其含有2种含氧官能团，C说法正确；
D．藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键，因此，其能与溴水发生加成反应，D说法正确；
综上所述，本题选B。
3. 化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是

A. W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B. 最高价氧化物的水化物的酸性：
C. 阶段热分解失去4个
D. 热分解后生成固体化合物
【答案】D
【解析】
【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示，在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W为H，Z为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y为N，原子序数依次增加，且加和为21，则X为B。
【详解】A．X(B)的单质常温下为固体，故A错误；
B．根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B错误；
C．根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100～200℃阶段热分解失去4个H2O，则质量分数，则说明不是失去4个H2O，故C错误；
D．化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为，说明假设正确，故D正确。
综上所述，答案为D。
4. 下列实验不能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、氯气与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠，不能制备次氯酸，不能达到实验目的，A选；
B、过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，加快双氧水的分解，因此可以加快氧气的生成速率，能达到实验目的，B不选；
C、碳酸钠溶液与乙酸反应，与乙酸乙酯不反应，可以除去乙酸乙酯中的乙酸，能达到实验目的，C不选；
D、根据较强酸制备较弱酸可知向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可以制备二氧化硫，能达到实验目的，D不选；
答案选A。
5. 沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A. 阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C. 阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D. 阳极表面形成等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。
【详解】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。
故选D。
6. 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。

下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键B. 基态原子的第一电离能：
C. 基态原子未成对电子数：D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．由晶体结构图可知，中的的与中的形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A说法正确；
B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N，B说法不正确；
C．B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数BD．为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，D说法不正确；
综上所述，本题选A。
7. 常温下，一元碱BOH的Kb(BOH)=1.0×10-5。在某体系中，只有B+离子可自由穿过隔膜(如图所示)，溶液中c总(BOH)=c(BOH)+c(B+)，当达到平衡时，下列叙述正确的是

A. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(BOH)相等
B. 溶液中Ⅱ的BOH的电离度 为
C. 溶液中c(B+)+c(H+)=c(OH-)
D. 溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(BOH)之比为105
【答案】B
【解析】
【详解】A．B+离子可自由穿过隔膜，则溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(B+)相等，两溶液pH不相等，则c(OH-)不相等，所以由可知，两溶液c(BOH)不相等，A错误；
B．溶液Ⅱ的pH为12.0，c(OH-)=0.01ml·L-1，c总(BOH)=c(BOH)+c(B+)，由BOH的电离常数可得：=1.0×10-5，解得溶液中Ⅱ的BOH的电离度为，B正确；
C．由常温下Ⅰ中溶液pH为7可知，溶液中c(H+)=c(OH-)，则溶液Ⅰ中c(B+)+c(H+)>c(OH-)，C错误；
D．常温下溶液Ⅰ的pH=7.0，溶液Ⅰ中c(OH-)=10-7ml/L，Kb(BOH)==1.0×10-5，，=1.0×10-5，溶液Ⅰ中=(10-2+1)c(B+)。溶液Ⅱ的pH=12，溶液中c(OH-)=0.01ml/L，Kb(BOH)==1.0×10-5，，=1.0×10-5，溶液Ⅱ中=(103+1)c(B+)。B+离子可自由穿过隔膜，故溶液I和Ⅱ中的c(B+)相等，溶液Ⅰ中和溶液Ⅱ中之比为[(10-2+1)c(B+)]∶[(103+1)c(B+)]≈10-3，D错误；
故选B。
8. 二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
（1）由配制Ⅰ中的溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
（2）长期存放的中，会出现少量白色固体，原因是________。
（3）Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
（4）Ⅱ中原料配比为，写出反应的化学方程式________。
（5）Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入应采取________的方法。
（6）Ⅲ中应采用________进行加热。
（7）Ⅳ中“一系列操作”包括________。
【答案】（1）分液漏斗和球形冷凝管
（2）风化失去结晶水生成无水硫酸铜
（3）CuO （4）3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
（5）缓慢加入并搅拌 （6）水浴
（7）冷却结晶、过滤、洗涤
【解析】
【分析】取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀氢氧化铜，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀，过滤，向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液，将和混合溶液加热至80-85℃，加入氧化铜固体，全部溶解后，趁热过滤，将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
【小问1详解】
由固体配制硫酸铜溶液，需用天平称量一定质量的固体，将称量好的固体放入烧杯中，用量筒量取一定体积的水溶解，因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
【小问2详解】
含结晶水，长期放置会风化失去结晶水，生成无水硫酸铜，无水硫酸铜为白色固体。
【小问3详解】
硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。
【小问4详解】
草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成、、CO2和水，依据原子守恒可知，反应的化学方程式为：3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
【小问5详解】
为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈，造成液体喷溅，可减缓反应速率，将碳酸钾进行缓慢加入并搅拌。
【小问6详解】
Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃，应采取水浴加热，使液体受热均匀。
【小问7详解】
从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
9. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______ml·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
【答案】（1） ①. MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ ②. 粉碎菱锰矿
（2） ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. Fe3+可以催化H2O2分解
（3） ①. 2.8×10-9 ②. Al3+
（4）BaSO4、NiS
（5） ①. Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ ②. 补充MnSO4溶液，排出含酸电解液
（6）2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【解析】
【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【小问1详解】
菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
【小问2详解】
根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
【小问3详解】
溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10ml·L-1，此时体系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9ml·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7ml·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12ml·L-1，c(Ni2+)==5.5×10-2ml·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
【小问4详解】
加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS；故答案为BaSO4、NiS。
【小问5详解】
在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；根据第二空“保持电解液成分稳定”的要求，需要寻找反应过程中发生改变的电解液成分。由离子方程式可知，Mn2+被消耗，H+生成，要保持电解液成分稳定，就得补充消耗掉的物质，移出生成的物质，结合溶液中的负离子，答案自然就出来了，即补充MnSO4溶液、排出含酸电解液（H2SO4）；故答案为：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；补充MnSO4溶液，排出含酸电解液。
【小问6详解】
煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案为：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
10. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
（1）根据图1数据计算反应的ΔH =___________ kJ·ml-1。
（2）研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为___________(填步骤前的标号)，理由是___________。
图2反应机理
(i)N2(g)+*N
(ii)N+*2N*
(iii)H2(g)+*H
(iv)H+*2H*
(v)N*+H*NH*+*
……
(…)NHNH3(g)+*
（3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe包裹的Fe3O4.已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8 g ·cm-3，则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为___________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)
①图中压强由小到大的顺序为___________，判断的依据是___________。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是___________。
③图3中，当、时，氮气的转化率___________。该温度时，反应的平衡常数___________(化为最简式)。
【答案】（1）-45 （2） ①. (ⅱ) ②. 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)
（3）
（4） ①. P1【解析】
【小问1详解】
在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的，故答案为：-45。
【小问2详解】
由图1中信息可知，的ΔH=+473 kJ·ml-1，则N≡N的键能为946 kJ·ml-1；的ΔH=+654 kJ·ml-1，则H-H键的键能为436 kJ·ml-1.在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。故答案为：(ⅱ)；在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
【小问3详解】
已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8 g ·cm-3，设其晶胞中含有Fe的原子数为x，则α-Fe晶体密度，解得，即α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为。
【小问4详解】
①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数P1当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为、、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下，因此，该温度时，反应的平衡常数。故答案为：P111. 卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：
已知：(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题：
(1)A的化学名称是_______。
(2)写出反应③化学方程式_______。
(3)D具有的官能团名称是_______。(不考虑苯环)
(4)反应④中，Y的结构简式为_______。
(5)反应⑤的反应类型是_______。
(6)C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
(7)写出W结构简式_______。
【答案】 ①. 2－氟甲苯（或邻氟甲苯） ②. +HCl或+HCl或 ③. 氨基、羰基、卤素原子(溴原子、氟原子) ④. ⑤. 取代反应 ⑥. 10 ⑦.
【解析】
【分析】A（）在酸性高锰酸钾的氧化下生成B（），与SOCl2反应生成C（），与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，与Y（）发生取代反应生成，与发生取代反应生成F（），F与乙酸、乙醇反应生成W（），据此分析解答。
【详解】(1)由A（）的结构可知，名称为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯），故答案为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯）；
(2)反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，故答案为：；
(3)含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基，故答案为：氨基、羰基、卤素原子（溴原子、氟原子）；
(4) D为，E为，根据结构特点，及反应特征，可推出Y为，故答案为：；
(5) E为，F为，根据结构特点，可知与发生取代反应生成F，故答案为：取代反应；
(6) C为，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有，故其同分异构体为10种，故答案为：10；
(7)根据已知及分析可知，与乙酸、乙醇反应生成，故答案为：；
选项
目的
实验
A
制取较高浓度的次氯酸溶液
将Cl2通入碳酸钠溶液中
B
加快氧气的生成速率
过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
选项
目的
实验
A
制取较高浓度的次氯酸溶液
将Cl2通入碳酸钠溶液中
B
加快氧气的生成速率
在过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸