高考化学总复习 选考加练(三)(选考部分,B版)

选考加练(三)

(时间：30分钟 满分：30分)

1．(加试题)(10分)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3 回答下列问题：

(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O H —O C—H E/(kJ·mol－1) 436 343 1 076 465 413 －1－1由此计算ΔH1＝________kJ·mol；已知ΔH2＝－58 kJ·mol，则ΔH3＝________kJ·mol

－1

。

(2)反应①的化学平衡常数K表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为______________(填曲线标记字母)，其判断理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。

图1

- 1 -

图2

(3)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________；图2中的压强由大到小为________，其判断理由是__________________________________

_________________________________________________________________。

解析 (1)根据反应①，ΔH1＝[E(C≡O)＋2E(H—H)]－[3E(C—H)＋E(C—O)＋E(H—O)]＝[1

－1－1－1－1－1

076 kJ·mol＋2×436 kJ·mol]－[3×413 kJ·mol＋343 kJ·mol＋465 kJ·mol]

－1－1

＝－99 kJ·mol；根据盖斯定律，②－①可得反应③，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－58 kJ·mol

－1－1

－(－99 kJ·mol)＝＋41 kJ·mol。(2)根据化学平衡常数的概念可写出反应①K的表达式；反应①是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数K减小，因此曲线a符合。(3)由图2可知，压强不变时，随着温度的升高，α(CO)减小；反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应①为气体分子数减小的反应，加压使α(CO)增大；由图2可知，固定温度(如530 K)时，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此综合分析可知p3＞p2＞p1。 答案 (1)－99 ＋41 (2)K＝

c（CH3OH）

a 反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平

c（CO）·c2（H2）

衡常数K应减小

(3)减小 由图2可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小 p3＞p2＞p1 温度恒定时，反应①为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大

2．(加试题)(10分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

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回答下列问题：

(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式________________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有____________________ ____________________________________________________ (写出两条)。

(2)利用________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是__________________________________________________(写化学式)。 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是___________________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_________________________________。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。

(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。

(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程______________________________。

解析 (1)Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。(2)Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4(由(1)中反应生成)、Fe2(SO4)3、FeSO4、

2＋3＋

Al2(SO4)3。(3)“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe氧化为Fe，然后再通过调节pH促进3＋3＋

Fe、Al水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的

＋－

MgSO4。(5)NaBH4由Na和BH4组成。其中的氢显－1价，－1价的H具有较强的还原性。(6)以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，结合铝热反应知识B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。

△

答案 (1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4=====2MgSO4＋2H3BO3 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径 (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4

2＋3＋3＋3＋

(3)将Fe氧化为Fe 使Al和Fe形成氢氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸镁

(5)

△△

(6)2H3BO3=====B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg =====2B＋3MgO

3．(加试题)(10分)盐酸苯肾上腺素是一种抗休克的血管活性药物，可以由A(间羟基苯乙酮)为原料合成，合成路线如下：

- 3 -

(盐酸苯肾上腺素) 回答下列问题：

(1)盐酸苯肾上腺素的分子式是______________________________________。 (2)原料A(间羟基苯乙酮)的同分异构体有多种。其中符合条件(①含有苯环结构 ②苯环上有三个取代基)的同分异构体有________种；其中能发生银镜反应的有________种，并写出其中一种的结构简式_______________________。

(3)C→D的反应类型是_____________________________________________。

(4)写出盐酸苯肾上腺素与NaOH溶液反应的化学方程式_____________ ___________________________________________________________。

(5)根据所学有机化学知识及题中信息，写出以OHCH3为主要原料(其他不含苯环的

有机物任选)，经过三步反应合成的流程图。

浓硫酸Br2(流程图示例：C2H5OH――――→CH2===CH2――→

170 ℃

)

解析 (2)A除苯环外还有2个碳原子、2个氧原子和1个不饱和度，构成3个取代基，第一种可能性为2个—OH和1个—CH===CH2，2个—OH可以处于苯环的邻、间、对位，—CH===CH2作取代基，分别有2、3、1种；第二种可能性为—CHO、—OH、—CH3，可以将—CHO、—OH分别处于苯环的邻、间、对位，—CH3作取代基，分别有4、4、2种，一共有16种结构，其中发生银镜反应的有10种。(3)观察C→D的结构变化，可知C中—Br被取代。(4)盐酸苯肾上腺素中的酚羟基和胺盐(类似于铵盐)可以和NaOH反应。(5)对比结构可知一是将酚羟基酯化，二是将—CH3氧化为—COOH再酯化，由于酚羟基易被氧化，所以先将酚羟基酯化，利用A→B的反应，再利用酸性高锰酸钾将—CH3氧化为—COOH，再酯化。

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答案 (1)C9H14O2NCl

(2)16 10 (合理即可)

(3)取代反应

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