2022届高考化学二轮教学案-题型五有机合成与推断综合题(选考)“3＋有机合成与推断”特训.docx

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1、“3有机合成与推断”特训A组(20分钟)1(2021广州高三模拟).氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中制备NH3。回答下列问题：(1)氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。(2)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置_ _(按气流方向，用小写字母表示)。.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体，沸点为5.5 。其液体呈红褐色。遇水发生反应：2NOClH2O=2HClNONO2。某化学兴趣小组设计如图装置用Cl2和NO制备NOCl。回答下列相关问题：(3)甲装置发生反应的离子方程式

2、为_，装置丙中的液体为_。(4)实验时，先通入Cl2，待丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，再通入NO，这样做的目的是_。(5)装置丁中冰盐水的作用是_。(6)经分析该套装置设计上有一处明显缺陷，改进方法是_(用文字描述)。(7)吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为_。(已知：NONO22NaOH=2NaNO2H2O)(8)反应完成后，取烧瓶中所得产物m g溶于水，配制成250 mL溶液，取出25.00 mL，再加入V mL c molL1 AgNO3溶液恰好完全反应，则产物中NOCl纯度(质量分数)的计算式为_。答案(1)ACa(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(2)dcfei(

3、3)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O浓硫酸(4)排尽装置中的空气，避免氧化NO(5)液化亚硝酰氯，便于收集产品(6)在装置丁和戊之间增加一个气体干燥装置(7)NOCl2NaOH=NaClNaNO2H2O(8)100%解析(1)实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体与固体，反应条件为加热，所以选择A为发生装置，反应的化学方程式：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。(2)实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，制备的气体中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度，氨气极易溶于水，尾气可

4、以用水吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为发生装置dcfei。(3)装置甲中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O；装置丙中盛有浓硫酸，目的是干燥和混合一氧化氮和氯气。(4)由于一氧化氮易被氧气氧化生成二氧化氮，实验时，先通入Cl2排尽装置中的空气后，再通入NO，防止NO被氧化。(5)由题给信息可知，亚硝酰氯的沸点为5.5 ，遇冷易转化为液态，则装置丁中冰盐水的作用是液化亚硝酰氯，便于收集产品。(6)由于亚硝酰氯遇水发生反应，所以应在装置丁和戊之间增加一个气体干燥装置，防止水蒸气进入装置丁中与亚硝酰氯发生反应。(7)由题给化学方程

5、式2NOClH2O=2HClNONO2和NONO22NaOH=2NaNO2H2O可知，NOCl与NaOH溶液反应生成NaCl、NaNO2和H2O，反应的化学方程式为NOCl2NaOH=NaClNaNO2H2O。(8)由题给化学方程式2NOClH2O=2HClNONO2可知，亚硝酰氯溶于水得到盐酸，由NOClHClAgNO3可得m g样品中n(NOCl)n(AgNO3)c molL1V103 L100.01cV mol，则产物中NOCl的纯度为100%100%。2锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增，自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。.(1)为鉴定某矿石中是否含有锂元素

6、，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈_，可以认为存在锂元素。A紫红色 B绿色 C黄色 D紫色(需透过蓝色钴玻璃).锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源，部分流程如图：查阅资料，部分物质的溶解度(S)，单位为g，如下表所示：T/S(Li2CO3)S(Li2SO4)S(Li3PO4)S(LiH2PO4)201.3334.20.039126800.8530.5(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析

7、你认为合理的是_(填字母)。A废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患B预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率C热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等(3)工业上为了最终获得一种常用金属，向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，请写出此时硫酸参与反应的所有离子方程式为_。(4)有人提出在酸浸时，用H2O2代替HNO3效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式为_。(5)若滤液中c(Li)4 molL1，加入等体积的Na2CO3后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%，计算滤液

8、中c(CO)_。Ksp(Li2CO3)1.62103(6)综合考虑，最后流程中对滤渣洗涤时，常选用下列_(填字母)洗涤。A热水 B冷水 C酒精原因是_。(7)工业上将回收的Li2CO3和滤渣中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。请写出该反应的化学方程式：_。答案(1)A(2)AC(3)HOH=H2O、HAlOH2O=Al(OH)3(4)2LiFePO4H2O24H2SO4=Li2SO4Fe2(SO4)32H2O2H3PO4(5)0.2 molL1(6)A碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，用热水洗涤会减少沉淀的溶解，同时

9、热水成本比酒精低(7)Li2CO32FePO42C2LiFePO43CO解析(1)根据焰色反应原理，锂矿石含有锂元素，锂元素的焰色反应为紫红色。(2)废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，由于锂是很活泼的金属，容易和氧气，水蒸气发生反应，可能会造成安全隐患，故A正确；放电时，阳离子移向正极，故放电时电池中的锂离子移向正极，故B错误；难溶有机物的沸点一般较低，碳粉也可以被氧化，通过热处理可以除去有机物和碳粉，故C正确。(3)向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，先发生酸碱中和，向偏铝酸钠溶液中加入酸，由于要得到金属，酸的量必须控制，故离子反应为HOH=H2O，HAlOH2O=Al(OH)3。(

10、4)H2O2和HNO3都具有强氧化性，由于硝酸见光分解，成本较高，故可以利用过氧化氢代替硝酸，过氧化氢被还原的产物是水，对环境没有污染，化学方程式为2LiFePO4H2O24H2SO4=Li2SO4Fe2(SO4)32H2O2H3PO4。(5)碳酸锂是沉淀，存在难溶电解质的溶解平衡，设两溶液体积为V，滤液中c(Li)4 molL1，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%，则沉淀后溶液中锂离子的浓度为0.09 molL1，因为Ksp(Li2CO3)c2(Li)c(CO)，故c(CO) molL10.2 molL1。31,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料，工业上可用丙

11、烯加成法生产，主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为.CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)H1134 kJmol1.CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)H2102 kJmol1已知：相关化学键的键能数据如下表所示：化学键C=CCCCClClClE/(kJmol1)611x328243请回答下列问题：(1)由反应计算出表中x_。(2)一定温度下，密闭容器中发生反应和反应，达到平衡后增大压强，CH2ClCHClCH3的产率_(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是_。(3)T1 K时，向10 L恒容的密闭容

12、器中充入1 mol CH2=CHCH2Cl和2 mol HCl，只发生反应CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)H3。5 min反应达到平衡，测得05 min内，用CH2ClCHClCH3表示的反应速率v(CH2ClCHClCH3)0.016 molL1min1。平衡时，HCl的体积分数为_(保留三位有效数字)。保持其他条件不变，6 min时再向该容器中充入0.6 mol CH2=CHCH2Cl、0.2 mol HCl和0.1 mol CH2ClCHClCH3，则起始反应速率v正(HCl)_(填“”“”“(4)B反应的正反应为放热反应，温度升高，正反应的平衡常数

13、减小25%(5)增大解析(3)生成n(CH2ClCHClCH3)0.016 molL1min15 min10 L0.8 mol，则HCl的体积分数为100%54.5%。(4)相同温度下，w2时(Cl2)小，相当于其他条件不变，增大CH2=CHCH3的浓度，即w21。由图乙可知，T1 K条件下K正K逆1，再应用三段式和平衡常数表达式解答。4(2020日照一模)新型冠状病毒具有较强的传染性，中科院发现大约有三十种药物可能对新型冠状病毒有效，其中山豆根等中药材中含有的黄酮类化合物可能对新型冠状肺炎有治疗作用。某黄酮类化合物G的合成路线如下图所示，分子中Ar表示芳香基。已知：RCOCH3RCOClRC

14、OCH2CORHCl回答下列问题：(1)有机物A的名称为_，A转化为B的目的是_。C中含有的官能团的名称为_。(2)D转化为E的化学方程式为_。E到F的转化率大约为78.6%，原因是易生成副产物X(分子中含有一个七元环)，则X的结构简式为_，则此过程中涉及的反应的类型为_。(3)某芳香化合物K与D互为同分异构体，写出一种符合下列条件的K的结构简式：_。(已知结构具有较强的氧化性，与还原性原子团不能共存)与FeCl3溶液不发生显色反应；可发生水解反应和银镜反应。(4)请以丙酮(CH3COCH3)和为原料，参照题中所给信息(其他试剂任选)，设计合成化合物的路线：_。答案(1)对苯二酚(或1,4-苯

15、二酚)保护酚羟基，防止与乙酰氯反应酯基、羰基(2)加成反应、消去反应(3)(合理即可)(4)B组(20分钟)1氨基甲酸铵(NH2COONH4) 是一种易分解、易水解的白色固体，某研究小组用下图所示的实验装置，模拟工业原理制备氨基甲酸铵。主要反应原理为2NH3(g) CO2(g)H2NCOONH4(s)H0。(1)仪器2的名称是_。仪器3中盛装的固体是_，其作用是_。(2)仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应，若反应初期观察到装置内浓硫酸中产生气泡，则应该_ (填“加快”“减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。(3)另有一种传统制备氨基甲酸铵的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介

16、质)如图所示：液体石蜡鼓泡瓶的作用是_。若无冰水，则氨基甲酸铵易分解生成尿素CO(NH2)2。请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式：_。当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时，立即停止反应，过滤分离得到粗产品，为了将所得粗产品干燥可采取的方法是_(填字母)。A蒸馏 B真空微热烘干C高压加热烘干答案(1)三颈烧瓶碱石灰(或其他合理答案)干燥氨气，防止仪器5中生成的氨基甲酸铵水解(2)加快(3)通过观察气泡，调节NH3和CO2的通入比例(或通过观察气泡，控制通入NH3和CO2的速率)H2NCOONH4CO(NH2)2H2OB解析(2)浓硫酸中有气泡产生，说明CO2过量，因而应加快氨气的产生速率。2工

17、业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H2C2O4)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“氧化法”和“沉淀法”。相关工业流程如图所示：已知：.Ka1(H2C2O4)6.0102；Ka2(H2C2O4)6.25105。.25 时，各物质的溶度积常数如下表：KspFe(OH)3Ksp(PbSO4)Ksp(PbC2O4)2.510392.01085.01010回答下列问题：(1)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有_，上述过滤后可重复利用的物质为_(填物质名称)。(2)“氧化法”中Fe3是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为_。(3)“氧

18、化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是_。为了使加入的17.5 mgL1的Fe3催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于_(已知lg 20.3，1g 50.7)。(4)“沉淀法”：将1.5 mol PbSO4沉淀剂加到1 L含有0.1 molL1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)H2C2O4(aq)PbC2O4(s)2H(aq)SO(aq)。请计算此反应的平衡常数K_。(5)干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是_。(6)已知在25 时，亚硫酸的电离平衡常数为K11.54102、K21.02107，向Na2C2O4溶液中通入少量的SO2气体，反应的离子方程

19、式为_。答案(1)漏斗、烧杯、玻璃棒硫酸铅(2)H2C2O4O32CO2O2H2O(3)pH升高后，Fe3生成Fe(OH)3，降低催化效果2.3(4)1.5104(5)草酸加热会分解，变成二氧化碳、一氧化碳和水(6)SO2H2OC2O=HSOHC2O解析(1)过滤操作中用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒；过滤后得到的硫酸铅可重复利用。(3)加入的Fe3的浓度为c molL13.125104 molL1，要使得Fe3的催化效果最好，则Fe3不能沉淀，根据KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，则c(OH) molL121012 molL1，c(H) molL15103 molL1，pHlg

20、 c(H)lg (5103)2.3。(4)反应PbSO4(s)H2C2O4(aq)PbC2O4(s)2H(aq)SO(aq)的平衡常数表达式为K1.5104。(6)根据草酸和亚硫酸的电离平衡常数大小可知，少量SO2通入Na2C2O4溶液中，反应能生成HC2O，不能生成H2C2O4，同时生成HSO，故离子方程式为SO2H2OC2O=HSOHC2O。3研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物，如反应类型一：.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.5 kJmol1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H240.9 kJmol1.CO(g

21、)2H2(g)CH3OH(g)H3回答下列问题：(1)反应的H3_。(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比13投料发生反应，下列不能说明反应已达平衡的是_(填字母)。A体系的温度保持不变BCO2和H2的转化率相等C单位时间内体系中减少3 mol H2的同时有1 mol H2O增加D合成CH3OH的反应限度达到最大(3)如图为一定比例的CO2H2、COH2、CO/CO2H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490 K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是_(填“A”或“B”)。ACOCO2CH3OHH2OBCO2COCH3OH反应类型二：.2CO2(g)2H2O(l)CH

22、2=CH2(g)3O2(g).CH2=CH2(g)H2O(l)=C2H5OH(l).2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)(4)CO2和水生成乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)反应，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比x对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。下列有关说法正确的是_(填字母)。A反应是一个放热反应B增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率C温度低于300 时，随温度升高乙烯的平衡产率增大D平衡常数：K(N)K(M)在总压为2.1 MPa的恒压条件下，M点时，CO2的平衡转化率为，

23、则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列式)为Kp_(各气体分压平衡体系中各气体的体积分数总压)。(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当_。答案(1)90.4 kJmol1(2)BC(3)A(4)增大(5)AD(MPa)3(6)选择合适的催化剂解析(1)由盖斯定律可得，反应反应反应，故H3H1H249.5 kJmol140.9 kJmol190.4 kJmol1。(2)A项，反应为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正、逆反应速率相

24、等，反应已达平衡；B项，由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡；C项，单位时间内体系中3 mol氢气减少和1 mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正、逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡；D项，化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡，故答案选BC。(3)由图可知，CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大，则反应机理A符合。(4)2CO2(g)2H2O(l)CH2=CH2(g)3O2(g)，由于该反应是气体分子数

25、增大的反应，当反应达到平衡状态时，若减小压强，则化学平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大。(5)由图表可得当温度过高，CO2的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，向着吸热方向移动，故反应为放热反应，故A正确；增大氢碳比，则氢气的物质的量浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，氢气的转化率减小，故B错误；温度低于300 时，随温度升高二氧化碳转化率降低，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，故C错误；升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，则K(M)K(N)，故D正确。M点3，设n(H2)3 mol、n(CO2)1 mol，CO2的平衡转化率为，2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H

26、2O(g)起始量/mol 1 3 0 0转化量/mol 2 平衡量/mol 1 平衡体系中各气体的体积分数等于其物质的量分数，各气体分压平衡体系中各气体的体积分数总压，则CO2的分压为2.1 MPa2.1 MPa，H2的分压为2.1 MPa2.1 MPa，CH2=CH2的分压为2.1 MPa2.1 MPa，H2O的分压为2.1 MPa2.1 MPa，平衡常数Kp(MPa)3。4(2020广东潮州市高三教学质量检测)有机物M是表面分子、药物的中间体，N是一种高分子化合物。实验室由A、B两种烃制备M和N的一种合成路线如下：已知：RCOOHRCOCl回答下列问题：(1)B的化学名称为_；N的结构简式

27、为_。(2)由A生成C的反应类型为_。G中官能团的名称为_。(3)由F转化为G的条件为_。(4)由D和H生成M的化学方程式为_。(5)X是M的同分异构体，同时满足下列条件的X的结构有_种。能与FeCl3溶液发生显色反应；能发生银镜反应，且1 mol X最多生成4 mol Ag；核磁共振氢谱中有5组吸收峰。(6)参照上述合成路线和信息，设计以苯和甲醛为原料制备的合成路线(无机试剂任选)：_。答案(1)甲苯(2)加成反应氯原子、(酚)羟基(3)光照(4)HCl(5)5(6) 解析A只能是乙炔，根据分子式和E的结构不难推出B为甲苯，C是丙烯酸，F为对甲基苯酚，G为侧链上的氢原子被氯原子取代后的产物，而G在碱的水溶液中水解可以形成醇H，H和D发生取代反应即可得到产物M。(5)X是M的同分异构体，能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，能发生银镜反应，且1 mol X最多生成4 mol Ag，说明有两个醛基，核磁共振氢谱中有5组吸收峰，说明有5种等效氢，故同时满足以上条件的X的结构有5种，分别为、。