2023年普通高中學業水平等級性考試(北京卷)化學試題及考查目標解讀

■廣東省佛山市南海區桂城中學 趙 毅 黃曉斌 郭宇凱

【試題部分】

可能用到的相對原子質量:H1 C12 N14 O16 Mg24 S32

第一部分

本部分共14 小題,每題3 分,共42 分。在每題列出的四個選項中,選出最符合題目要求的一項。

1.中國科學家首次成功制得大面積單晶石墨炔,是碳材料科學的一大進步。

金剛石

石墨

石墨炔

下列關于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是( )。

A.三種物質中均有碳碳原子間的σ鍵

B.三種物質中的碳原子都是sp3雜化C.三種物質的晶體類型相同

D.三種物質均能導電

2.下列化學用語或圖示表達正確的是( )。

3.下列過程與水解反應無關的是( )。

A.熱的純堿溶液去除油脂

B.重油在高溫、高壓和催化劑作用下轉化為小分子烴

C.蛋白質在酶的作用下轉化為氨基酸

D.向沸水中滴入飽和FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體

4.下列事實能用平衡移動原理解釋的是( )。

A.H2O2溶液中加入少量MnO2固體,促進H2O2分解

B.密閉燒瓶內的NO2和N2O4的混合氣體,受熱后顏色加深

C.鐵釘放入濃硝酸中,待不再變化后,加熱能產生大量紅棕色氣體

D.鋅片與稀硫酸反應過程中,加入少量CuSO4固體,促進H2的產生

5.回收利用工業廢氣中的CO2和SO2,實驗原理如圖1所示。

圖1

下列說法不正確的是( )。

A.廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨

C.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2

6.下列離子方程式與所給事實不相符的是( )。

A.Cl2制備84 消毒液(主要成分是NaClO):C12+ 2OH-══Cl-+C1O-+H2O

B.食醋去除水垢中的CaCO3:CaCO3+2H+══Ca2++H2O+CO2↑

C.利用覆銅板制作印刷電路板:2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+

D.Na2S 去除廢水中的Hg2+:Hg2++S2-══HgS↓

7.蔗糖與濃硫酸發生作用的過程如圖2所示。

圖2

下列關于該過程的分析不正確的是( )。

A.過程①白色固體變黑,主要體現了濃硫酸的脫水性

B.過程②固體體積膨脹,與產生的大量氣體有關

C.過程中產生能使品紅溶液褪色的氣體,體現了濃硫酸的酸性

D.過程中蔗糖分子發生了化學鍵的斷裂

8.完成下述實驗,裝置或試劑不正確的是( )。

9.一種聚合物PHA 的結構簡式如下,下列說法不正確的是( )。

A.PHA 的重復單元中有兩種官能團

C.PHA 在堿性條件下可發生降解

D.PHA 中存在手性碳原子

10.下列事實不能通過比較氟元素和氯元素的電負性進行解釋的是( )。

A.F—F鍵的鍵能小于Cl—Cl鍵的鍵能

B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka

C.氟化氫分子的極性強于氯化氫分子的極性

D.氣態氟化氫中存在(HF)2,而氣態氯化氫中是HCl分子

11.化合物K 與L 反應可合成藥物中間體M,轉化關系如下。

已知L能發生銀鏡反應,下列說法正確的是( )。

A.K 的核磁共振氫譜有兩組峰

B.L是乙醛

C.M 完全水解可得到K 和L

D.反應物K 與L的化學計量比是1∶1

12.離子化合物Na2O2和CaH2與水的反應分別為①2Na2O2+2H2O ══4NaOH+O2↑,②CaH2+2H2O ══Ca(OH)2+2H2↑。下列說法正確的是( )。

A.Na2O2、CaH2中均有非極性共價鍵

B.①中水發生氧化反應,②中水發生還原反應

C.Na2O2中陰、陽離子個數比為1∶2,CaH2中陰、陽離子個數比為2∶1

D.當反應①和②中轉移的電子數相同時,產生的O2和H2的物質的量相同

13.一種分解氯化銨實現產物分離的物質轉化關系如下,其中b、d 代表MgO 或Mg(OH)Cl中的一種。下列說法正確的是( )。

A.a、c分別是HCl、NH3

B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl

C.已知MgCl2為副產物,則通入水蒸氣可減少MgCl2的產生

D.等壓條件下,反應①、②的反應熱之和,小于氯化銨直接分解的反應熱

14.利用平衡移動原理,分析一定溫度下Mg2+在不同pH 的Na2CO3體系中的可能產物。

已知:①圖3 中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數與pH 的關系。

②圖4 中曲線Ⅰ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲線Ⅱ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·[注:起 始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH 下由圖3得到]。

圖3

圖4

下列說法不正確的是( )。

A.由圖3,pH=10.25,c)=

B.由圖 4,初始狀態 pH = 11,lg[c(Mg2+)] =-6,無沉淀生成

C.由圖 4,初始狀態 pH = 9,lg[c(Mg2+)]= -2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+=0.1 mol·L-1

第二部分

本部分共5小題,共58分。

15.硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個O 原子被S 原子取代的產物。

(1)基態S原子價層電子排布式是____。

(2)比較S原子和O 原子的第一電離能大小,從原子結構的角度說明理由:____。

(5)MgS2O3·6H2O 的晶胞形狀為長方體,邊長分別為anm、bnm、cnm,結構如圖5所示。

圖5

晶胞中的[Mg(H2O)6]2+個數為____。已知MgS2O3·6H2O 的摩爾質量是Mg·mol-1,阿伏加德羅常數為NA,該晶體的密度為____g·cm-3。(1 nm=10-7cm)

16.尿素[CO(NH2)2]合成的發展體現了化學科學與技術的不斷進步。

(1)十九世紀初,用氰酸銀(AgOCN)與NH4Cl在一定條件下反應制得CO(NH2)2,實現了由無機物到有機物的合成。該反應的化學方程式是____。

(2)二十世紀初,工業上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應分兩步:

ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;

ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。

圖6

結合反應過程中能量變化示意圖(如圖6),下列說法正確的是____(填序號)。

a.活化能:反應?。挤磻?/p>

b.ⅰ為放熱反應,ⅱ為吸熱反應

c.CO2(l)+2NH3(l)══CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E1-E4

(3)近年研究發現,電催化CO2和含氮物質等)在常溫常壓下合成尿素,有助于實現碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和,在電極上反應生成CO(NH2)2,電解原理如圖7所示。

圖7

①電極b是電解池的____極。

②電解過程中生成尿素的電極反應式是____。

(4)尿素樣品含氮量的測定方法如下。

已知:溶液中c()不能直接用NaOH 溶液準確滴定。

①消化液中的含氮粒子是____。

②步驟ⅳ中標準NaOH 溶液的濃度和消耗的體積分別為c和V,計算樣品含氮量還需要的實驗數據有____。

17.化合物P 是合成抗病毒藥物普拉那韋的原料,其合成路線如下。

(1)A 中含有羧基,A→B 的化學方程式是_____。

(2)D 中含有的官能團是_____。

(3)關于D→E 的反應:

②該條件下還可能生成一種副產物,與E 互為同分異構體。該副產物的結構簡式是_____。

(4)下列說法正確的是_____(填序號)。

a.F存在順反異構體

b.J和K 互為同系物

c.在加熱和Cu催化條件下,J不能被O2氧化

(5)L 分子中含有兩個六元環。L 的結構簡式是_____。

18.以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)為原料聯合提取銀和錳的一種流程如下。

已知:酸性條件下,MnO2的氧化性強于Fe3+。

(1) “浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出,同時去除FeS2,有利于后續銀的浸出;礦石中的銀以Ag2S 的形式殘留于浸錳渣中。

①“浸錳”過程中,發生反應MnS+2H+══Mn2++H2S↑,則可推斷:Ksp(MnS)_____(填“＞”或“＜”)Ksp(Ag2S)。

②在H2SO4溶液中,銀錳精礦中的FeS2和氧化錳礦中的MnO2發生反應,則浸錳液中主要的金屬陽離子有_____。

(2)“浸銀”時,使用過量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作為浸出劑,將Ag2S中的銀以[AgCl2]-形式浸出。

①將“浸銀”反應的離子方程式補充完整:

□Fe3++Ag2S+□_____□_____+2[AgCl2]-+S

②結合平衡移動原理,解釋浸出劑中Cl-、H+的作用:_____。

(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。

①該步反應的離子方程式有_____。

②一定溫度下,Ag的沉淀率隨反應時間的變化如圖8所示。解釋tmin后Ag的沉淀率逐漸減小的原因:_____。

圖8

(4)結合“浸錳”過程,從兩種礦石中各物質利用的角度,分析聯合提取銀和錳的優勢:_____。

19.資料顯示,I2可以將Cu 氧化為Cu2+。某小組同學設計實驗探究Cu被I2氧化的產物及銅元素的價態。

已知:I2易溶于KI溶液,發生反應I2+(紅棕色);I2和氧化性幾乎相同。

(1)將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmol I2(n>m)的固體混合物中,振蕩。

實驗記錄如表1所示。

表1

①初始階段,Cu 被氧化的反應速率:實驗Ⅰ_____(填“＞”“＜”或“=”)實驗Ⅱ。

②實驗Ⅲ所得溶液中,被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(藍色)或[CuI2]-(無色),進行以下實驗探究:

步驟a.取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液,加入CCl4,多次萃取、分液。

步驟b.取分液后的無色水溶液,滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍色,并逐漸變深。

ⅰ.步驟a的目的是_____。

ⅱ.查閱資料,2Cu2++4I-══2CuI↓+I2,[Cu(NH3)2]+(無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發生的變化:_____。

③結合實驗Ⅲ,推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI,實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是_____。分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應后的固體,洗滌后得到白色沉淀,加入濃KI溶液,_____(填實驗現象),觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應的原因是_____。

(2)上述實驗結果,I2僅將Cu氧化為+1價。在隔絕空氣的條件下進行電化學實驗,證實了I2能將Cu氧化為Cu2+。裝置如圖9所示,a、b分別是。

圖9

(3)運用氧化還原反應規律,分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產物中價態不同的原因:_____。

【試卷整體評價】

2023年北京高考化學卷采用15+4形式(15道單選,4道大題),難度梯度設計合理,有較好的選拔功能,通過巧設情境,對考生的必備知識和關鍵能力進行考查,同時滲透化學學科價值。要求考生在掌握必備知識的同時,要學會知識的遷移應用,面對不同情境下的化學問題時要學會掌握一定的關鍵能力,應用化學學科知識解決問題,深刻感受和理解化學與社會之間的關系,感受化學學科價值。

【參考答案與解析部分】

1.A

考查目標及解析:

本題以我國科研成果單晶石墨炔為情境,考查金剛石、石墨和石墨炔等物質結構。

A 項正確,原子間優先形成σ鍵,三種物質中均存在σ鍵。

B項錯誤,根據成鍵方式,金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化,石墨中所有碳原子均采用sp2雜化,石墨炔中苯環上的碳原子采用sp2雜化,碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化。

C項錯誤,金剛石為共價晶體,石墨炔為分子晶體,石墨為混合晶體。

D 項錯誤,金剛石中沒有自由移動電子,不能導電。

2.C

考查目標及解析:

本題以化學用語為主題考查物質結構,體現符號表征是化學基本表現方式。

A項錯誤,氯化鈉是離子化合物,陰、陽離子形成離子鍵,其電子式是

B項錯誤,氨分子的N 價層電子對為4,VSEPR 模型是四面體結構。

3.B

考查目標及解析:

本題以油脂、重油、蛋白質、膠體等生活中常見物質的應用為情境素材,考查水解平衡知識,體現了化學素養中的物質觀和平衡觀。

重油在高溫、高壓和催化劑作用下轉化成小分子烴,發生的是裂化或裂解,與水解反應無關,B項符合題意。

蛋白質在酶的作用下轉化為氨基酸,屬于水解反應,C項不符合題意。

Fe3+能發生水解反應生成 Fe(OH)3,Fe3++H2O ══Fe(OH)3(膠體)+3H+,加熱導致平衡向右移動,D 項不符合題意。

4.B

考查目標及解析:

本題以過氧化氫分解、NO2和N2O4的混合氣體平衡、鐵的鈍化、鋅銅原電池等為情境素材,考查化學平衡移動的相關知識,體現了化學素養中的變化觀和平衡觀。

A 項不符合題意,H2O2在MnO2的催化作用下發生分解,與平衡移動無關。

B 項符合題意,密閉燒瓶內的NO2和N2O4的混合氣體中存在平衡:2NO2N2O4ΔH＜0,升溫平衡逆向移動, NO2濃度增大,混合氣體顏色加深。

C項不符合題意,常溫下,鐵釘放入濃硝酸中產生致密氧化膜而鈍化,加熱,鐵表面的致密氧化膜被破壞,鐵與濃硝酸反應生成大量紅棕色氣體,與平衡移動無關。

D 項不符合題意,加入少量硫酸銅以后,鋅置換出銅,構成鋅銅原電池,加快了反應速率,與平衡移動無關。

5.C

考查目標及解析:

本題以回收利用工業廢氣中的CO2和SO2實驗原理圖為情境素材,考查酸雨的形成、NaHCO3溶液中的性質及平衡、電解池的相關知識,體現了化學素養中的變化觀和平衡觀。

A 項說法正確,廢氣中SO2排放到大氣中,SO2最終跟空氣中氧氣及水蒸氣會形成硫酸型酸雨。

C項說法不正確,裝置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2氣體,CO2與NaHCO3溶液不反應,不能吸收CO2。

D 項說法正確,由電解池陰極和陽極反應式并根據電荷守恒、質量守恒可得到,裝置b 中總反應為

6.B

考查目標及解析:

本題以84消毒液、除水垢、制作電路板、廢水除汞為情境素材,考查離子方程式的書寫。

Cl2+2NaOH ══NaCl+NaClO+H2O,除了Cl2和H2O 不能拆寫,其余均可拆寫為離子,A 項正確。

食醋為弱酸,不能拆寫為離子,離子方程式為2CH3COOH + CaCO3══Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O,B項錯誤。

C.2FeCl3+Cu══CuCl2+2FeCl2,離子方程式為2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+,C 項正確。

D.HgS難溶于水,故可以用Na2S 去除廢水中的Hg2+,離子方程式為Hg2++S2-══HgS↓,D 項正確。

7.C

考查目標及解析:

本題以濃硫酸和蔗糖脫水實驗為情境,實驗探究濃硫酸的性質,及脫水實驗中產物探究。

濃硫酸具有脫水性,能將有機物中的H原子和O 原子按2∶1 的比例脫除,蔗糖中加入濃硫酸,白色固體變黑,體現濃硫酸的脫水性,A 項正確。

結合選項B 可知,濃硫酸脫水過程中生成的SO2能使品紅溶液褪色,硫酸中硫價態降低,被還原,體現濃硫酸的強氧化性,C 項錯誤。

該過程中,蔗糖發生化學反應,化學反應必有舊化學鍵的斷裂,D 項正確。

8.D

考查目標及解析:

本題以教材重要實驗為情境,考查氣體(Cl2)制備、氣體(C2H4)收集、NH3的噴泉實驗及氣體除雜等必備知識,同時考查實驗探究的關鍵能力。

MnO2固體在加熱條件下可將HCl氧化為Cl2,A 項正確。

C2H4不溶于水,可選擇排水收集,B 項正確。

擠壓膠頭滴管,水進入燒瓶將NH3溶解,燒瓶中氣體大量減少壓強急劇降低,打開活塞,水迅速被壓入燒瓶中,形成紅色噴泉,證明NH3與水形成堿性物質,C項正確。

Na2CO3與HCl、CO2發生反應,CO2被吸收而損失,不能達到除雜的目的,應該選用飽和NaHCO3溶液,D 項錯誤。

9.A

考查目標及解析:

本題以聚合物PHA 為情境,考查官能團的辨析、縮聚反應的機理、酯的水解及手性碳的辨析等有機化學相關知識。

PHA 的重復單元中只含有酯基一種官能團,A 項錯誤。

PHA 為聚酯,存在酯基,可以水解,堿性條件下可發生降解,C項正確。

PHA 的重復單元中有1個手性碳原子,D 項正確。

10.A

考查目標及解析:

本題以同主族元素電負性比較為情境,考查電負性及其應用。

F原子半徑小,電子云密度大,兩個原子間的斥力較強,F—F 鍵不穩定,因此F—F鍵的鍵能小于Cl—Cl鍵的鍵能,與電負性無關,A 項符合題意。

氟的電負性大于氯的電負性,F—C 鍵的極性大于Cl—C 鍵的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導致三氟乙酸的羧基中的羥基極性更大,更容易電離出氫離子,酸性更強,B項不符合題意。

氟的電負性大于氯的電負性,F—H 鍵的極性大于Cl—H 鍵的極性,導致HF 分子極性強于HCl,C項不符合題意。

氟的電負性大于氯的電負性,與氟原子相連的氫原子可以與另外的氟原子形成分子間氫鍵,因此氣態氟化氫中存在(HF)2,D 項不符合題意。

11.D

考查目標及解析:

本題以藥物有機合成路徑為考查情境,考查等效氫、有機流程推斷、酰胺基的水解等相關知識,體現了證據推理的學科素養。

K 分子結構對稱,分子中有3 種不同環境的氫原子,核磁共振氫譜有3 組峰,A 項錯誤。

M 發生完全水解時,酰胺基水解,得不到K 和L,C項錯誤。

由B項分析可知反應物K 和L 的計量數之比為1∶1,D 項正確。

12.C

考查目標及解析:

本題以離子化合物與水的反應,考查考生對物質結構與性質的分析和推測能力。

Na2O2電子式為,有離子鍵和非極性鍵;CaH2中氫原子之間不可能形成共價鍵,只有離子鍵而不含非極性鍵,A 項錯誤。

①中Na2O2的-1 價O 自身發生氧化還原,水的化合價不發生變化,水不涉及氧化還原反應。②中水的+1 價H 被還原生成H2,發生還原反應,B項錯誤。

Na2O2由Na+和組成,陰、陽離子個數之比為1∶2,CaH2由Ca2+和H-組成,陰、陽離子個數之比為2∶1,C項正確。

①中每生成1個O2分子轉移2個電子,②中每生成1個H2分子轉移1個電子,轉移電子數相同時,生成O2和H2的物質的量之比為1∶2,D 項錯誤。

13.C

考查目標及解析:

本題以分解NH4Cl并實現產物分離的轉化關系為情境素材,考查物質的推斷、水解平衡的應用、蓋斯定律。體現了物質轉化觀和化學能量觀。

NH4Cl分解可以生成NH3和HCl,分解得到的HCl與MgO 反應生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,其中b、d 代表MgO 或Mg(OH)Cl中的一種,則a為MgO,b為Mg(OH)Cl,c為HCl,d為MgO。

由分析可知,a為NH3,c為HCl,A 項錯誤。

d為MgO,B項錯誤。

MgCl2可以水解,MgCl2+ H2O ══Mg(OH)Cl+HCl,通入水蒸氣可以使平衡向右移動,從而減少MgCl2的生成,C項正確。

反應①:NH4Cl(s)+ MgO(s)══NH3(g)+Mg(OH)Cl(s) ΔH1

反應②:Mg(OH)Cl(s)══MgO(s)+HCl(g) ΔH2

反應③:NH4Cl(s)══NH3(g)+HCl(g) ΔH3

①+②=③,由蓋斯定律可知,等壓條件下,ΔH1+ΔH2=ΔH3,D 項錯誤。

14.C

考查目標及解析:

本題以分析一定溫度下Mg2+在不同pH的Na2CO3體系中的可能產物為情境素材,考查沉淀溶解平衡的應用、物料守恒以及未知方程式的書寫。體現了平衡觀。

pH=11,lg[c(Mg2+)]=-6時,該點位于曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的下方,也就是c(Mg2+)·c2(OH-)＜Ksp[Mg(OH)2],c(Mg2+)·c(CO2-3)＜Ksp[MgCO3], 故不會產生沉淀,B項正確。

pH=9,lg[c(Mg+)]=-2時,該點位于曲線Ⅱ的上方,會生成碳酸鎂沉淀,根據物料守恒,溶液中c(H2CO3)+c()+＜0.1 mol·L-1,C項錯誤。

15.答案及解析:

本題以浸金試劑——硫代硫酸鹽為情境素材,考查常見元素價電子排布、電離能、分子空間結構、化學反應中化學鍵變化、晶胞性質、晶體密度計算及配位化合物中配位鍵等。

(1)3s2p4

本問考查常見元素價電子排布。

S是第三周期ⅥA 族元素,基態S 原子價層電子排布式為3s2p4。

(2)I1(O)>I1(S),氧原子半徑小,原子核對最外層電子的吸引力大,不易失去1 個電子

本問考查元素第一電離能比較及原子結構角度分析原因,考查分析和推測的能力。

S和O 為同主族元素,O 原子核外有2個電子層,S原子核外有3個電子層,O 原子半徑小,原子核對最外層電子的吸引力大,不易失去1個電子,即O 的第一電離能大于S的第一電離能。

(3)四面體形

16.答案及解析:

本題以尿素的合成發展、尿素的含氮量測定等為情境素材,考查未知方程式的書寫、化學能與熱能、電解池原理和定量計算。體現了物質轉化觀和化學能量觀。

(1)AgOCN+NH4Cl══CO(NH2)2+AgCl

氰酸根(AgOCN)與NH4Cl在一定條件下反應制得CO(NH2)2,根據原子守恒分析,另一個產物是氯化銀,故化學方程式為AgOCN+NH4Cl══CO(NH2)2+AgCl。

(2)a、b

反應ⅰ的活化能是E1,反應ⅱ的活化能是E3,E1＜E3,a項正確。

反應ⅰ反應物總能量高于生成物總能量,反應ⅰ放熱;反應ⅱ反應物總能量低于生成物總能量,反應ⅱ吸熱,b項正確。

反應ⅰ:CO2(l)+ 2NH3(l)══NH2COONH4(l) ΔH1=E1-E2。

反 應 ⅱ: NH2COONH4(l) ══CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH2=E3-E4。

因此,總反應:CO2(l)+2NH3(l)══CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E1-E2+E3-E4,c項錯誤。

①電極b 由H2O 生成O2,發生的是氧化反應,b極為陽極。

②生成尿素的是a極,由圖可知,硝酸根離子得電子轉化為尿素,再結合酸性環境,根據電荷守恒、原子守恒,可分析出電極反應式為+ 16e-+ CO2+ 18H+══CO(NH2)2+7H2O。

①根據消化液和濃NaOH 溶液反應能得到NH3,可知消化液中含氮粒子為。

17.答案及解析:

本題以合成抗病毒藥物普拉那韋的原料為情境,考查有機合成流程推斷、有機反應方程式的書寫、有機官能團的辨析、化學鍵的極性分析、同系物和同分異構體的相關概念,考查考生的證據推理能力和素養。

流程推斷分析:A 中含有羧基,結合A的分子式及計算不飽和度為1,可知A 為CH2BrCOOH;A 與乙醇發生酯化反應,B 的結構簡式為 CH2BrCOOCH2CH3;D 與發生加成反應生成E,結合E 的結構簡式和D 的分子式,可知D 的結構簡式為,E 發生消去反應脫去1 個水分子生成F;結合G 的分子式以及G 能與B發生已知信息的反應,可知G 中含有羰基,說明F 中的碳碳雙鍵與H2發生加成反應生成G,且結合分子式可知,加成只加成碳碳雙鍵而不加成碳氧雙鍵,因此G 的結構簡式為;B與G發生已知信息的反應生成J,J為;K 在NaOH 溶液中發生水解反應生成,酸化得到;結合題中信息可知L分子中含有兩個六元環,再結合其分子式,則知分子內發生酯化反應,L 為;由題意可知L 和 M 可以發生類似D→E 的加成,即羰基的加成, 得到發生酮式與烯醇式互變得到發生消去反應得到P,因此可以推知 M 的結構簡式為

(2)醛基

(3)①羰基為強吸電子基團,使得相鄰碳原子上的電子偏向羰基上的碳原子,使得相鄰碳原子上的C—H 鍵極性增強

解析:羰基相鄰的兩個碳原子上均有C—H 鍵,可以斷裂,與苯甲醛的醛基發生加成反應,也可以與苯甲醛的醛基加成得到副產物

(4)a、c

結合上述分析中J和K 的結構,二者不互為同系物,b項錯誤。

18.答案及解析:

本題以銀錳精礦和氧化錳礦為原料聯合提取銀和錳為情境,考查化工流程相關知識,考查證據推理的能力和素養。

流程分析:銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)混合加H2SO4溶液,使礦石中的錳元素浸出,同時去除FeS2,礦石中的銀以Ag2S 的形式殘留于浸錳渣中,浸錳液中主要的金屬陽離子有Fe3+、Mn2+;浸錳渣中 Ag2S 與過量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液反應,將Ag2S中的銀以[AgCl2]-形式浸出,用鐵粉把[AgCl2]-還原為金屬銀。

(1)①> ②Fe3+、Mn2+

①由題意知,硫化錳溶于硫酸,而硫化銀不溶于硫酸,說明硫化錳的溶度積大于硫化銀的溶度積。

②根據信息,在H2SO4溶液中MnO2可將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為Mn2+,則浸錳液中主要的金屬陽離子有Fe3+、Mn2+。

(2)①2Fe3++Ag2S+4Cl-2Fe2++2[AgCl2]-+S

②Cl-是為了與Ag2S 電離出的Ag+結合生成[AgCl2]-,使平衡正向移動,提高Ag2S的浸出率;H+是為了抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀

(3)①2[AgCl2]-+Fe══Fe2++2Ag+4Cl-,2Fe3++Fe══3Fe2+

鐵粉可將[AgCl2]-還原為單質銀,過量的鐵粉還可以與鐵離子發生反應。

②Fe2+被氧氣氧化為Fe3+,Fe3+把Ag氧化為Ag+

(4)可將兩種礦石中的錳元素同時提取到浸錳液中,得到MnSO4,同時將銀元素和錳元素分離開;生成的Fe3+還可以用于浸銀,節約氧化劑

19.答案及解析:

本題以Cu 與I2實驗探究為情境,考查變量控制、實驗設計等實驗探究的能力,及化學平衡及原電池設計等必備知識。

因I2溶解度較小,Cu與I2接觸不充分,轉化為可以提高Cu與的接觸面積,提高反應速率。加入CCl4,I2+I-平衡逆向移動,I2濃度減小,I-濃度增加,[CuI2]-濃度增加,加入氨水后轉化為[Cu(NH3)2]+,被氧化為4[Cu(NH3)4]2+,故而產生無色溶液變為藍色溶液的現象。

(1)①＜

ⅱ. [CuI2]-+ 2NH3H2O══[Cu(NH3)2]++2H2O+2I-,4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O ══4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O

③2Cu+I2══2CuI 或2Cu+KI3══2CuI+KI 白色沉淀逐漸溶解,溶液變為無色 銅與碘的反應為可逆反應(或濃度小未能氧化全部的Cu)

結合實驗Ⅲ,推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI, 實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是2Cu+I2══2CuI或2Cu+KI3══2CuI+KI;2Cu+I2══2CuI反應為可逆反應,加入濃KI溶液,I2濃度減小,CuI轉化為Cu和I2,故產生白色沉淀溶解,出現紅色固體的過程。

(2)銅、含nmol I2的4 mol·L-1的KI溶液

要驗證I2能將Cu氧化為Cu2+,需設計原電池負極材料為Cu,b 為含nmol I2的4 mol·L-1的KI溶液。

(3)銅與碘反應的體系在原電池裝置中,I2將Cu氧化為Cu2+;而在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ和實驗Ⅲ中Cu以Cu+形式存在,這是由于在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu+可以進一步與I-結合生成CuI沉淀或[CuI2]-,Cu+濃度減小使得Cu2+氧化性增強,發生反應2Cu2++4I-══2CuI↓+I2和2Cu2++6I-══2[CuI2]-+I2