西南三省三校2021届高三3 3 3联考（一）理科综合化学试卷 Word版含解析
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2021 届“3+3+3”高考备考诊断试题
理科综合化学部分
可能用到的相对原子质量： H-1 C-12 N-14 O-16 N-23 Si-28 S-32 K-39 Cu-64
1. 化学在达成我国 2035 年生态建设的远景规划“广泛形成绿色生产生活方式，碳排放稳中有
降，生态环境根本好转，基本实现美丽中国的建设目标”中，有着义不容辞的责任。下列有关
化学与生活、生产、环保、科技等的说法正确的是( )
A. “雷雨发庄稼”与 N2+O2
放电 2NO 等反应有关系
B. 用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放出的乙烯与氧化还原反应无关
C. K2FeO4 用于自来水的消毒和净化，因为 K2FeO4 具有强氧化性，被还原后生成的 Fe3+水解生
成胶状物，可以软化硬水
D. 护肤品中加入甘油是利用甘油的芳香气味
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．“雷雨发庄稼”，空气中的 N2 在放电条件下与 O2 直接化合生成无色且不溶于水的
一氧化氮气体，即发生反应 N2+O2
放电 2NO，NO 再被氧化成 NO2,之后再和水反应生成
硝酸，硝酸和土壤中的无机盐反应形成硝酸盐，起到氮肥的作用，从而发庄稼，A 正确；
B．乙烯具有还原性，可与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，因此可用浸泡过高锰酸钾溶液的
硅藻土吸收水果释放出的乙烯，B 错误；
C．K2FeO4 用于自来水的消毒和净化，因为 K2FeO4 具有强氧化性，被还原后生成的 Fe3+水解
生成胶状物，可吸附不溶性悬浮物并沉降，但不可以软化硬水，C 错误；
D．护肤品中加入甘油是利用甘油的吸水性，可以保湿，D 错误；
答案选 A。
2. 下列关于物质及其变化的说法中，正确的是( )
A. 氢溴酸导电，所以氢溴酸是电解质
B. 溶液、胶体、浊液的性质有很大差别，本质原因是分散质颗粒的大小有差别
C. 酯在强碱性条件下(如在氢氧化钠溶液中)的水解反应叫皂化反应
D. 碱性氧化物全都是金属氧化物，酸性氧化物全都是非金属氧化物
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【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．氢溴酸是 HBr 溶于水形成的溶液为混合物，电解质是 HBr，故 A 错误；
B．溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的大小，胶体区别于其他分散系最本质的特征
是胶体是分散质粒子直径 10-9 到 10-7 米之间，溶液分散质粒子直径比胶体小，浊液分散质粒子
直径比胶体大，故 B 正确；
C．皂化反应是油脂在碱性条件下水解，故 C 错误；
D．碱性氧化物一定是金属氧化物，酸性氧化物可以是金属氧化物，也可以是非金属氧化物如：
Mn2O7、CO2，故 D 错误；
故答案为 B。
3. 下列关于苯乙烯( )的说法不正确的是( )
A. 1mol 苯乙烯与过量溴水发生加成反应，最多消耗溴(Br2) l mol
B. 一氯代物(不考虑立体异构)有 3 种
C. 分子式是 C8H8
D. 常温常压下，苯乙烯不是气态
【答案】B
【解析】
【分析】
苯乙烯含有 1 个碳碳双键，具有烯烃的性质，结合苯、乙烯的结构和性质解答该题。
【详解】A．苯乙烯含有 1 个碳碳双键，1mol 苯乙烯与过量溴水发生加成反应，最多消耗 l
molBr2，故 A 正确；
B．苯乙烯分子中有 5 种类型氢原子，若不考虑立体异构，一氯代物有 5 种，故 B 错误；
C．由结构简式可知，苯乙烯分子含有 8 个碳原子和 8 个氢原子，分子式是 C8H8，故 C 正确；
D．常温常压下，苯乙烯为液态，不是气态，故 D 正确；
答案选 B。
4. 某化学兴趣小组的同学模拟候氏(侯德榜先生)制碱，通过下图的实验流程制备 Na2CO3，制
备过程中可能要使用到图目的甲、乙、丙、丁四个装置。关于这些装置的使用方法错误的是( )
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A. 若 X 为稀盐酸，Y 为石灰石，则可用装置甲制取 CO2
B. 若要在装置乙中发生反应①，必须对装置乙进行适当改进
C. 可用装置丙进行过滤操作
D. 反应②可在装置丁中发生
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．侯氏制碱法是向饱和的食盐水中通入氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体，由
图示可知若甲装置(启普发生器)中 X 为稀盐酸，则 Y 为块状的石灰石或大理石，来制取二氧
化碳，故 A 不选；
B．氨气极易溶于水且能与水反应生成一水合氨，若用稀盐酸与大理石或石灰石反应制取的二
氧化碳中可能会含有氯化氢，所以若装置乙中发生反应
① 3 2 2 4 3NH NaCl CO +H O=NH Cl NaHCO ，则应增加一个防倒吸装置和洗气装置，
故 B 不选；
C．由 B 分析可知生成的碳酸氢钠为晶体，要分离晶体和可溶性的物质应选用过滤装置丙，故
C 不选；
D．反应②为加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，属于固固加热反应，应选用固固
加热反应装置，即试管口应向下倾斜率低于试管低，故选 D。
答案选 D
5. W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的四种元素。X 的一种同素异形体具有广阔的应用前景，
可能成为催生二十一世纪第四次工业革命的重要材料；Y 原子的最外层电子数与 X 原子相同，
其晶体是目前用得最多的半导体材料； Z 的单质可用于提纯 Y 的单质，其可利用海水通过电
化学方法制备； 0. 1 mo/L 的 WZ 溶液的 pH 值为 1.下列说法正确的是( )
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A. Z 分别与 X、Y 形成的最简单的化合物的沸点：Y>X
B. 最简单氢化物的稳定性： X>Y>Z
C. W 与 X 形成的化合物共有六种
D. 原子半径： Z>Y>X
【答案】A
【解析】
【分析】
目前用得最多的半导体材料是单质硅，则 Y 元素为 Si；Y 原子的最外层电子数与 X 原子相同，
且原子序数 Y>X，则 X 为 C 元素；Si 单质的提纯需用到 Cl2，同时 Cl2 可通过电解海水制得，则
Z 为 Cl 元素；0. 1 mo/L 的 WZ 溶液的 pH 值为 1，WZ 溶液为 HCl 溶液，则 W 为 H 元素。据此
可得 W、X、Y、Z 四种元素分别为：H、C、Si、Cl。
【详解】A．Z 与 X 形成的最简单的化合物为 CCl4；Z 与 Y 形成的最简单的化合物为 SiCl4，根据
相对分子质量越大，沸点越高，得沸点 CCl4< SiCl4，A 正确；
B．X、Y、Z 最简单氢化物分别为：CH4，SiH4，HCl，根据元素的非金属性越强，其简单氢化物
的稳定性越大，可得最简单氢化物稳定性为：SiH4
Z，D 错误；
故答案为 A。
【点睛】
6. 将反应 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 设计成原电池，该原电池如下图所示。若
电极 2 质量减小，下列相关叙述正确的是( )
A. 放电一段时间后，酸溶液的 pH 值不变
B. 电极 1 上发生的电极反应为 2H++2e-=H2↑
C. 当外线路有 0. 2mol e-通过时，酸溶液的质量增加小于 6.4g
D. 电子从电极 1 经载荷流向电极 2
【答案】C
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【解析】
【分析】
原 电 池 中 氧 化 剂 在 正 极 发 生 还 原 反 应 ， 还 原 剂 在 负 极 发 生 氧 化 反 应 ， 由 反 应
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 可知铜元素的化合价升高（0 到+2）做还原剂在负
极放电，质量减轻，氮元素的化合价降低（+5 到+2）做氧化剂在正极放电。所以电极 1 为正
极，电极 2 为负极。
【详解】A．因为反应消耗 H+，所以溶液的 pH 值升高，A 错误；
B．因为电极 2 质量减轻，所以电极 2 为负极，所以电极 1 的反应为
8H++2 3NO +6e-=4H2O+2NO↑，B 错误；
C．当外线路有 0. 2mol e-通过时，会有 6.4g 铜溶解，但是同时会有 NO 溢出，所以酸溶液的
质量增加小于 6.4g，C 正确；
D．原电池中电子由负极经载荷流向正极，因为电极 2 质量减轻为负极，所以电子应由电极 2
经载荷流向电极 1，D 错误；
故选 C。
【点睛】本题考察原电池的基本工作原理，关键是根据质量变化判断电极为正负极，然后根
据氧化还原反应的理论进行分析。
7. 下则关于离子反应方程式的书写或离子反应方程式的说法正确的是( )
A. 氯化铁溶液与硫化钠溶液混合：2Fe3++3S2-=Fe2S3↓
B. 用硫酸制溶液除去电石气中的硫化氢：Cu2+ +H2S=-Cu↓+S↓+2H+
C. 氯化铝溶液逐滴加入过量的碳酸钠溶液中，并边加边振荡：Al3++3CO 2
3
+3H2O=Al(OH)3↓+3HCO 3
D. 用硫氰化钾溶液检验正三价铁离子：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．氯化铁溶液与硫化钠溶液混合发生的是 Fe3+和 S2-的氧化还原反应，生成 Fe2+和 S，
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故 A 错误；
B．硫酸铜溶液与硫化氢的反应是复分解反应，生成 CuS 沉淀和硫酸，故 B 错误；
C．碳酸钠始终过量，所以铝离子和碳酸根双水解只能生成 HCO 3
，不会产生二氧化碳，离子
方程式为 Al3++3CO 2
3
+3H2O=Al(OH)3↓+3HCO 3
，故 C 正确；
D．Fe3+与 SCN-的反应是可逆反应，故 D 错误；
综上所述答案为 C。
8. Na2O2 是种淡黄色固体，可作为深潜等工作时的供氧剂。
(1)Na2O2 的电子式为___________
(2)某化学课外活动小组为探究此反应的产物，设计了如下表所示的实验，请协助该组同学对
部分现象进行记录，并对相关现象作出合理的解释(结论)。
试验编号 实验操作 实验现象 结论
1
取少许 Na2O2 置于一试管中，往此试
管中加过量的水；将带火星的木条伸
入试管中。
Na2O2 表面_____(填现
象，下同)；带火星的木
条_____。
据此，Na2O2 与水反应生
成了____(填分子式)。
2
实验 1 的试管中无明显现象后，用胶
头滴管向所得无色透明溶液中滴加几
滴酚酞试液。
无色透明溶液______。
随后，溶液又恢复成无
色透明溶液。
据实验 1、2，Na2O2 与
水反应的反应式为
____。
3
用药匙向实验 2 最后所得的无色透明
溶液中加入少量 MnO2 粉末；又将带火
星的木条伸入试管中。
现象是____。
加入少量 MnO2 粉末时
反应的化学方程式为
____。
(3)取实验 1 所得溶液少许于试管中，加稀硫酸酸化后，再滴加高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液
褪色并有气泡冒出，所发生反应的离子反应方程式是___________。根据题目信息，有的物质
___________(填“可以”或“不可以”)既具有氧化性，又具有还原性。
【答案】 (1). (2). 冒气泡 (3). 复燃 (4). O2 (5). 变红
(6). 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ (7). 溶液中冒大量气泡，带火星的木条复燃 (8).
2H2O2
二氧化锰
2H2O+O2↑ (9). 2MnO 4
+5H2O2+6H＋＝2Mn2＋+8H2O+5O2↑ (10). 可以
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【解析】
【分析】
【详解】(1)Na2O2 是离子化合物，含有离子键和非极性键，电子式为 ；
(2）过氧化钠和水反应生成 NaOH 和氧气，所以固体表面冒气泡，带灭星的木条复燃，溶液
显碱性，加酚酞试液后，溶液变红，反应化学反应方程式为 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑﹔酚
酞试液变红，马上又褪色，加 MnO2 又冒大量气泡，证明其中有大量具有强氧化性、不稳定性
的 H2O2，H2O2 在 MnO2 催化作用下分解的化学反应方程式为 2H2O2
二氧化锰
2H2O+O2↑。
(3)实验 1 所得溶液加稀硫酸酸化后，再加入高锰酸钾溶液，发生氧化还原反应，H2O2 被氧化
为氧气，高锰酸根被还原为 Mn2＋，所以发生反应的离子反应方程式是 2MnO 4
+5H2O2+6H＋＝
2Mn2＋+8H2O+5O2↑。实验 2 中 H2O2 氧化了酚酞，而 3 中 H2O2 还原了高锰酸根离子，所以有
的物质可以既具有氧化性，又具有还原性。
9. 我国大部分地区所需磷矿均依赖云、贵、鄂三省供应。“南磷北运，西磷东调”成为我国农
作物“粮食”供应的基本局面。下图甲是我国磷矿资源的分布图。
磷铁(含 P、Fe、 Cr 等)是磷化工生产过程中产生的副产物，一种以磷铁为原料制备
Na3PO4 ·12H2O 和 Cr(OH)3 的流程如图乙所示。水浸后溶液中溶质的主要成分是 Na3PO4 和
Na2CrO4.回答下列问题：
(1)“破碎”的目的是___________；水浸后分离出铁渣的实验操作是___________
(填操作名称)，若此铁渣为黑色且具有磁性，其化学式为___________。
(2) “焰烧”时，Cr 单质发生的主要反应的化学方程式为___________。
(3) Na3PO4 溶液的 pH 值___________(填“大于”“小于”或“等于”) 7，主要原因是___________(用
离子反应方程式表示)。
(4)“酸化" 后的水溶液可用于检酒驾，且乙醇的氧化产物是乙酸，写出此法检酒驾的离子反应
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方程式：___________。
(5)“沉铬”时，加 NaOH 溶液调节 pH 至___________(保留两位小数)时，铬离子刚好沉淀完全。
[已知：Cr(OH)3 的 Ksp=2.7×10-31 ，lg3=0.48；科学上，当物质浓度小于 10-5mol●L-1 时可认为
该物质不存在]
【答案】 (1). 增大固体反应物的表面积，加快反应速率，同时提高磷铁的转化率 (2). 过
滤 (3). Fe3O4 (4). 2Cr＋2Na2CO3＋3O2
焙烧
2Na2CrO4＋2CO2 (5). 大于 (6).
3- 2- -
4 2 4PO +H O HPO +OH (7). 2 2-
2 7Cr O ＋3CH3CH2OH＋16H＋=4Cr3＋＋3CH3COOH
＋11H2O (8). 5.48
【解析】
【分析】
磷铁破碎，增大焙烧时与空气的接触面积，加快反应速率，加入碳酸钠和空气进行焙烧，根
据题意，让 P、Cr 元素转化成 Na3PO4 和 Na2CrO4，然后水浸，通过过滤，除去铁渣，冷却结
晶获得 Na3PO4·12H2O， 2-
4CrO 在水中存在 2 2-
4CrO ＋2H＋ 2-
2 7Cr O ＋H2O，加入稀硫酸，
促使平衡向正反应方向进行，加入还原剂，将 2-
2 7Cr O 转化成 Cr3＋，最后加入 NaOH 溶液，过
滤后获得 Cr(OH)3，据此分析；
【详解】(1)“破碎”能增大固体反应物的表面积，加快反应速率，同时有利于充分反应，提高
固体反应物的转化率；根据流程，水浸后得到铁渣，是通过分离浊液得到固体，实验操作是
过滤；三种铁的常见氧化物中，Fe3O4 为黑色且具有磁性，因此符合题意的铁渣为 Fe3O4；故
答案为：增大固体反应物的表面积，加快反应速率，同时提高磷铁的转化率；过滤；Fe3O4；
(2)题中：水浸后溶液中溶质的主要成分是 Na3PO4 和 Na2CrO4，说明焙烧中 Cr 单质被氧化成
Na2CrO4，即反应的方程式为 2Cr＋2Na2CO3＋3O2
焙烧
2Na2CrO4＋2CO2；故答案为：2Cr＋
2Na2CO3＋3O2
焙烧
2Na2CrO4＋2CO2；
(3)Na3PO4 为强碱弱酸盐， 3-
4PO 为多元弱酸根，往往第一步水解为主，即 3-
4PO 发生水解：
3- 2- -
4 2 4PO +H O HPO +OH ，溶液显碱性；故答案为：大于；
3- 2- -
4 2 4PO +H O HPO +OH ；
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(4)冷却结晶后的溶液中存在 2 2-
4CrO ＋2H＋ 2-
2 7Cr O ＋H2O，加入稀硫酸，促使平衡向正
反应方向进行，Cr 元素以 Na2Cr2O7 为主，Na2Cr2O7 在酸中具有强氧化性，将乙醇氧化成乙酸，
本身被还原成 Cr3＋，即离子方程式为 2 2-
2 7Cr O ＋3CH3CH2OH＋16H＋=4Cr3＋＋3CH3COOH＋
11H2O；故答案为：2 2-
2 7Cr O ＋3CH3CH2OH＋16H＋=4Cr3＋＋3CH3COOH＋11H2O；
(5)Cr3＋刚好沉淀完全，溶液中 c(Cr3＋)=10－5mol·L－1，溶液为 Cr(OH)3 的饱和溶液，即有 c(Cr3
＋)×c3(OH－)=Ksp=2.7×10－31，代入数值有 10－5×c3(OH－)=2.7×10－31，解得 c(OH－)=3×10－9mol·L－
1，c(H＋)= 51 103
mol·L－1，pH=5＋lg3=5.48；故答案为：5.48。
10. 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要的地位。液氨可直接作为氮肥外，
以氨为原料可生产尿素、硝酸铁、磷酸铵等氨肥，可生产硝酸、丙烯腈等无机和有机化工产
品，氨还可用作冷冻、塑料、冶金、医药、国防等工业的原料。
(1)已知 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，平衡时 NH3 的物质的量分数(NH3 的物质的量与全部气体物
质的量的比值) n(NH3)%与氢氮比 2
2
(H )
(N )
n
n 的关系如下图所示，图中 T1＞T2.。回答下列相关问题：
①合成氨的反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②实验测得一定条件下合成氨反应速率方程为 v=kc(N2)
∙
c1.5(H2)
∙
c-1(NH3)，以下措施既能加快反
应速率，又能提高 H2 平衡转化率的是________(填序号)。
a．加压 b．使用催化剂 c．增大氢氮比 d．分离出 NH3
③图中 P 点的 2
2
(H )
(N )
n
n 是___________。
④若反应容器体积为 1L，测得 P 点反应混合气体中 NH3 的物质的量是 0.2
3 mol，T2 时反应的
平衡常数是___________(保留 1 位小数)。
(2)氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生如下反应：
①4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ∆H= -905kJ/mol
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②4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ∆H=- 1268kJ/ mol
则氮气被氧气氧化为 NO 的热化学方程式为___________。
(3)硝酸工业的尾气用 NaOH 溶液吸收，其中一个反应的化学方程式为
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。常温下，该反应所得 NaNO2 溶液中 -
2NO 的水解平衡常数
Kh=___________(将数据列入算式，不用算出结果)，溶液中离子浓度从大到小的顺序为
_______。(已知： HNO2 的电离常数 Ka=7.1×10-4)
(4)以氨为原料生产硝酸铵，根据所发生的反应，理论上用于生产硝酸的氨占总氨的
___________%。
【答案】 (1). 放热 (2). ad (3). 3:1 (4). 8.3 (5). N2(g)+ O2(g) 2NO(g) ∆H=
+181.5kJ/mol (6).
14
4
1 10
7.1 10
(7). c(Na+)＞c( -
2NO )＞c(OH-)＞c(H+) (8). 50
【解析】
【分析】
【详解】(1)①从图中可以看出， 2
2
(H )
(N )
n
n 不变时，由 T1 降温到 T2，n(NH3)%增大，则表明降低
温度，平衡正向移动，则合成氨的反应为放热反应。
②a．加压，平衡正向移动，反应速率加快，H2 平衡转化率提高，a 符合题意；
b．使用催化剂，虽然能改变反应速率，但不能提高 H2 的平衡转化率，b 不符合题意；
c．增大氢氮比，虽然平衡正向移动，但 H2 的转化率降低，c 不符合题意；
d．分离出 NH3，使 c(NH3)减小，平衡正向移动，H2 的平衡转化率提高，由速率方程可以看出，
反应速率加快，d 符合题意；
故选 ad；
③图中 P 点时，NH3 的物质的量分数 n(NH3)%最大，则此点 2
2
(H )
(N )
n
n 是 n(H2)与 n(N2)的物质的
量之比等于化学计量数之比的点，所以 2
2
(H )
(N )
n
n =3。
④设 N2 的起始投入量为 a，则 H2 的起始投入量为 3a，反应容器体积为 1L，P 点反应混合气体
中 NH3 的物质的量是 0.2
3 mol，则可建立如下三段式：
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2 2 3N g 3H g 2NH g
mol a 3a 0
0.1 0.2mol 0.13 3
0.1 0.2mol a 3a 0.13 3
起始量
变化量
平衡量
， 则
0.2
3
0.24 3a
=20%，a=0.1mol，T2
时反应的平衡常数是
2
3
0.2( )3
0.2 0.23
≈
8.3。
答案为：放热；ad；3；8.3；
(2)①4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ∆H= -905kJ/mol
②4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ∆H=- 1268kJ/ mol
利用盖斯定律，将(①-②)
×
1
2
，便可得到氮气被氧气氧化为 NO 的热化学方程式为 N2(g)+
O2(g) 2NO(g) ∆H= +181.5kJ/mol。答案为：N2(g)+ O2(g) 2NO(g) ∆H= +181.5kJ/mol；
(3)常温下， NaNO2 溶液中 -
2NO 的水解平衡常数 Kh= 2
2
(HNO ) (OH )
(NO )
c c
c
= W
a
K
K =
14
4
1 10
7.1 10
，
由于 -
2NO 水解，使其浓度减小，且溶液呈碱性，所以离子浓度从大到小的顺序为 c(Na+)＞
c( -
2NO )＞c(OH-)＞c(H+)。答案为：c(Na+)＞c( -
2NO )＞c(OH-)＞c(H+)；
(4)氨催化氧化反应为 4NH3+5O2
Δ
催化剂
4NO+6H2O，由于 NO 循环使用，最后 NO 全部转化为
HNO3，发生的反应为 4NO+3O2+2H2O=4HNO3，理论上，用于制 HNO3 的 NH3 发生了完全转
化，即 NH3——HNO3，NH3+HNO3=NH4NO3，所以理论上用于生产硝酸的氨占总氨的 50%。
答案为：50。
【点睛】因为是理论计算，且 NO 循环使用，所以可认为 NH3 催化氧化后，最终全部转化为
HNO3，切不可忽视循环过程，直接按 2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO 的化学方程式
进行简单计算。
[化学一选修 3： 物质结构与性质]
11. 石墨因其自身和石墨烯在多方应用上的突出表现，而再次成为化学科学研究的热门。
(1)石墨晶体是层状结构(如图甲)，在层与层之间，靠___________结合；在层内，每一个碳原
子都跟其他 3 个碳原子结合，图乙是其晶体结构的俯视图，则图中 7 个六元环完全占有的碳
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原子总数是___________个。图丙是石墨晶体的晶胞图，一个这样的晶胞占有___________个
碳原子。 图丁是金刚石晶体 (一部分)的结构示意图，石墨晶体与金刚石品体对比，碳原子的
杂化方式前者是___________杂化，后者是___________杂化。
(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型导电材料，靠层上各个碳原子(如下图甲中
的 1 号碳原子) 2p 上的一个___________(填 “已参与杂化”或“未参与杂化”)的电子形成大π共轭
体系，石墨烯中碳碳键的键能要比金刚石中碳碳键的键能___________(填“强”或“弱”)。石墨烯
中部分碳原子被氧化后，其平面结构将发生改变，转化为氧化石墨烯(如下图乙)，氧化石墨烯
中键角 α ___________(填“>”“<”或“=”)键角β，原因是___________。
(3)石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，K 原子填充在石墨各层碳原子围成的正
六边形中(如下图丙)。此石墨间隙化合物可用化学式 CxK 表示，其中 x=___________。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，图甲是富勒烯的结构示意图，一个 C60 中有___________根共
价键，富勒烯的熔点比石墨___________(填“高”或“低”)。富勒烯也能与 K 形成新型化合物，
其晶胞如图乙所示，晶胞棱长为 a nm，该晶体的密度(用含 a 的代数式表示)_____g/cm-3
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【答案】 (1). 范德华力 (2). 14 (3). 4 (4). sp2 (5). sp3 (6). 未参与杂化
(7). 强 (8). < (9). 石墨烯中的碳原子被氧化接上羟基时，碳原子做了 sp3 杂化，杂化轨
道间的夹角变小 (10). 8 (11). 120 (12). 低 (13).
24
3
A
1.674 10
N a
【解析】
【分析】
【详解】(1)石墨是一种混合型晶体，兼有分子晶体、原子晶体和金属晶体所具有的性质。晶
体中层与层之间，靠范德华力结合(层内靠共价键、离游大π键结合)。通过图乙可以看出，层
内每个碳原子被 3 个正六边形共用，所以，每个正六边形分摊到 16 3
=2 个碳原子，7 个正六
边形共含 14 个碳原子。由图丙可知，碳原子分布于石墨晶体晶胞的顶点(8 个)、棱上(4 个)、
面上(2 个)和体内(1 个)，所以一个这样的晶胞含有 1 1 18 +4 +2 +18 4 2
=4 个碳原子。金刚石
晶体中的每个碳原子都通过共价键结合 4 个碳原子，其碳原子的杂化方式为 sp3 杂化；石墨晶
体中的每个碳原子通过共价键只结合 3 个碳原子，其碳原子的杂化方式是 sp2 杂化；
(2)碳原子在构成石墨烯时，2s2 的一个电子跃迁到 2p 上，但并未参加杂化，其电子云分布于
石墨烯平面的两侧，垂直于这个平面， 所以，图甲中的 1 号碳原子用的是 2p 上的一个未参
与杂化的电子形成石量烯的大π共轭体系。石墨烯相邻两个碳原子之间，不仅存在碳碳单键，
还有大π键，键能较强。金刚石晶体中的碳碳间只有碳碳单键，键能较弱。石墨烯中的碳原子
被氧化接上羟基时，碳原子做了 sp3 杂化，杂化轨道间的夹角变小，所以，图乙中键角α<β；
(3)据图丙，每个有 3 个 K 原子围成的等边三角形中，含有 4 个碳原子，分摊到 1 13 =6 2
个 K，
C 原子与 K 原子的数目比为 8：1，所以化学式中 x=8；
(4)富勒烯中每个碳原子的价电子都已用来成键，所以一个 C60 中有 60 4 2=120 根共价键；
富勒烯属于分子晶体，石墨为混合晶体，所以富勒烯的熔点比石墨低；根据均摊法富勒烯与 K
形成的新型化合物的晶胞中，C60 的个数为 11+8 8
=2，K 的个数为 16 2 2
=6，所以晶胞的质
量 m=
A
1674 gN ，晶胞参数为 a nm，则晶胞的体积 V=(a 10-7)3cm3，则晶体的密度为
7
A
3 3
1674 g
= =
( )10 cm
Nm
aV
=
24
3
A
1.674 10
N a
g/cm3。
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[化学一选修 5： 有机化学基础]
12. 华法林(Warfarin) 又名杀鼠灵，可作为心血管疾病的临床药物。其合成路线(部分反应条件
略去)如图所示：
已知：①A 的分子式是 C7H8；
回答下列问题：
(1) A 的名称是___________，B 中官能团的名称是___________，反应⑤的反应类型是
___________。
(2)由 C 生成 D 的化学方程式为___________，B 完全燃烧的化学反应方程式为___________。
(3) E 是反应④的产物衍生成的 的同分异构体，满足下列要求的 E 有___________种，
写出核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积的比为 1 ：2：2： 1 ：6 的同分异构体的结构简式：
___________。
a.遇氯化铁溶液显紫色； b.能与溴水发生加成反应； c.苯环上只有两个侧链。
(4)参照上述合成路线，设计一条由丙烯和乙醛制备 CH3CH=CHCOCH3 的合成路线( 其他无机
试剂任选)。
___________。
【 答 案 】 (1). 甲 苯 (2). 氯 原 子 (3). 加 成 反 应 (4).
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(5).
7 7 2 2 22C H Cl 17O 14CO 6H O+2HCl
点燃
(6). 24
(7). (8).
【解析】
【分析】
根据④产物结构简式结合 A 分子式可知，A 为 ，A 发生取代反应生成 B，B 发生水解
反应生成 C，C 发生催化氧化生成 D，根据④可知结构简式可知 B 为 、C 为
、D 为 ；结合题目分析解答。
【详解】(1)由分析可知 A 为 ，所以 A 的名称为甲苯；B 为 所以 B 中所含
由官能团为氯原子；由流程图可知反应⑤ 为加成反应，故答案为：甲苯；氯原子；加成反应；
(2)由分析可知 C 的结构简式为 ，D 的结构简式为 ，D 由 C 催化氧化而
得，所以由 C 生成 D 的化学方程式为
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；由分析可知 B 为
，则B完全燃烧的化学反应方程式为
7 7 2 2 22C H Cl 17O 14CO 6H O+2HCl
点燃
，
故答案为： ；
7 7 2 2 22C H Cl 17O 14CO 6H O+2HCl
点燃
；
(3) 满足 a.遇氯化铁溶液显紫色；b.能与溴水发生加成反应；c.苯环上只有两个侧链等三个条
件，且为 的同分异构体，其实为丁烯（ 共 3 种）
分子中的一个氢原子被 取代后生成的，所以应
该有3 8=24 种；核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积的比为 1 ：2：2：1 ：6，则该物质中含
有两个相同的 3-CH ，且苯环上的两取代基处于对位，所以该同分异构体的结构简式为：
，故答案为：24； ；
(4)根据题目信息和有关有机物的重要性质，由原料到目标产物需要经过丙烯与溴化氢发生加
成反应生成 2-溴丙烷、2-溴丙烷再发生水解反应生成 2-丙醇、2-丙醇再经催化氧化反应生成
丙酮、丙酮与乙醛发生缩合反应（题目信息）的目标产物，共四步，所以合成路线为：
，
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故答案为：
