恒容体系中各物质均为气体，气体总质量不变，所以容器内混合气体的密度始终保持不变，则不能判定反应是否达到平衡态，b错误；该反应正向气体体积增大，所以混合气体的压强保持不变的状态是平衡状态，c正确；甲烷的生成速率与H2的生成速率之比为1：3，即v逆（CH4）∶v正（H2）=1∶3，正逆反应速率符合反应计量关系，则可判定反应达到平衡状态，d正确；
0.5=0.5mol，v（CH4）= ②0～5min时CH4的物质的量变化为1.0mol×
ΔcΔn0.5mol=0.001mol/==ΔtVΔt100L?5min （L?min），反应为CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），所以v（H2）=3v（CH4）=0.003mol/（L?min）；③该反应正向气体体积增大，增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，即压强越大，CH4的平衡转化率越小，所以图中压强p1＜p2；
反应三段式为CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
起始量(mol)变化量(mol)平衡量(mol)10.50.520.51.500.50.501.5 1.5平衡浓度：c（CH4）=0.005mol/L、c（H2O）=0.015mol/L、c（CO）=0.005mol/L、c（H2）=0.015mol/L，平
c3(H2)gc(CO)0.005?(0.015)3?mol2?L－2=2.25×10－4mol2?L－2； 衡常数K=
c(CH4)gc(H2O)0.005?0.015（3）①反应正向放热，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低，a错误；将CH3OH（g）从体系中分离，降低CH3OH浓度，促进平衡正向移动，甲醇的产率增大，b正确；充人氦气，使体系总压强增大，但反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变，c错误；再充入1molCO和3molH2，相当与增大压强，平衡正向移动，甲醇产率增大，d正确；
②该反应正向气体体积减小，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，即压强越大，CO的转化率越高，所以px=0.2MPa，py=5MPa；
（4）①m=3时，H2与CO的物质的量之比等于化学反应的计量数之比时，所以H2、CO的转化率相同，均为60%；
②反应三段式为3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）（m=3时，设H2的物质的量为3mol，图中CO2转化率为60%）
起始量(mol)变化量(mol)平衡量(mol)31.81.210.60.400.60.600.6 0.6平衡分压：p（H2）=
1.215515×5MPa=MPa、p（CO2）= MPa、p（CH3OH）= p（H2O）= MPa，2.877141515?1414MPa-2=0.16MPa-2； Kp=
155()3?77
（5）①由电解装置可知，石墨2上H2O→O2，O化合价升高，失去电子，发生氧化反应；
②由电解装置可知，石墨1上CO2（g）→CH3OH，则石墨1电极为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为CO2 + 6H+ + 6e－ = CH3OH + H2O。
（二）选考题：共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。 35．［化学——选修3：物质结构与性质］（福建省厦门市2024届4月质检）（15分）一种Ru络合物与g-C3N4
复合光催化剂将CO，还原为HCOOH的原理图如图所示。
（1）基态碳原子的价电子排布图为_____________。
1 mol HCOOH中含有的σ键数目为_____________，HCOOH的沸点比CO2高的原因为_____________。 （2）
（3）Ru络合物中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________ （4）Ru络合物中与Ru配位的原子有N、_____________。 （5）Ru络合物含有的片段
和
中氮原子均采用sp2杂化，都存在大π键，氮原子配位能力更强的是
_____________（填“前者”或“后者”）。
（6）一种类石墨的聚合物半导体g-C3N4，其单层平面结构如图1，晶胞结构如图2。
① g-C3N4中氮原子的杂化类型是_____________。
② 根据图2，在图1中用平行四边形画出一个最小重复单元。_____________
③ 已知该晶胞的体积为V cm3，中间层原子均在晶胞内部。设阿伏加德罗常数的值为NA，则g-C3N4的密度为____g?cm－3。 【答案】（15分） （1）
（2分）
（2）4NA（2分） HCOOH和CO2均为分子晶体，但HCOOH分子间存在氢键（2分）
（3）N＞O＞C（2分） （4）Cl、C（1分） （5）前者（1分）
（6）① sp杂化（1分） ②
2
184（2分） ③ （2分）
VNA【解析】
（1）C为6号元素，基态碳原子的价电子排布图为：
；
1molHCOOH中含有4molσ键，HCOOH（2）单键全是σ键，双键有一个是σ键，一个是π键，所以，即4NA，和CO2均为分子晶体，但HCOOH分子间存在氢键，故HCOOH的沸点比CO2高；
（3）Ru络合物中除Ru元素外还有H、C、N、O、P、Cl元素，位于第二周期的有： C、N、O三种元素，一般情况下，从左往右，第一电离能增大，但第ⅤA族的N原子2p轨道电子处于半充满状态，比O难失电子，第一电离能比O大，综上所述，三者第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C； （4）由图可知，Ru络合物中与Ru配位的原子有N、Cl、C； （5）前者的sp2杂化轨道上有一个孤电子对，更容易形成配位键；
（6）① 该物质中N原子价层电子对数为3，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型为sp2杂化；
② 由图二可知，重复的结构单元为六元环和外加三个N原子形成的结构，如图所示：；
③ 由均摊法可知，该晶胞中N原子个数=8×+8×+2×+4=8，C原子个数=3+6×=6，1个晶胞的质量
181412128?14+6?12g，密度ρ==
NA8?14+6?12gNA184g?cm－3。
?Vcm3VNA36．[化学——选修5：有机化学基础]（百校联盟2024届4月质监）（15分）美托洛尔可用于治疗各类型高血
压及心绞痛，其一种合成路线如下：
已知：CH3COCH2R?????CH3CH2CH2R 回答下列问题：
（1）A→B的反应类型是______________，B中官能团的名称为______________。 （2）D→E第一步的离子方程式为_________。
（3）E→F的条件为______________，请写出一种该过程生成的副产物的结构简式_________。(已知在此条件下，酚羟基不能与醇发生反应)。
（4）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出G的结构简式，并用星号(*)标出G中的手性碳______________。
（5）芳香族化合物I是B的同分异构体，I能与银氨溶液作用产生银镜，且在苯环上连有两个取代基，则I同分异构体的数目为_________种。 （6）
(J)是一种药物中间体，参照上述合成路线，请设计以甲苯和苯酚为原料制备J的合成路
Zn?Hg?/HCl线____________________（无机试剂任选）。 【答案】（15分）
（1）取代反应（1分） 羟基、羰基（1分） （2）
??+2OH-??H2O或
Δ+Cl-+H2O（2分）
或CH3OCH3（2分）
（3）浓硫酸加热（1分）
（4）（1分）
（5）12（2分） （6）（5分）
Cl2????光照NaOH水溶液????????O2/Cu????ΔZn(Hg)/HCl?????
【解析】
（1）根据C的结构和B的分子式可得B的结构简式为
A→B发生取代反应，又A的分子式为C2H4O，则A为乙醛(CH3CHO)； （2）由上述分析可知，D得到E的第一部反应为消去反应，反应方程式为
，含有的官能团有羟基和羰基，
??+2OH-??H2OΔ+Cl-+H2O；
（3）E与CH3OH在一定条件下反应生成F(C9H12O2)，不饱和度没有发生变化，碳原子数增加1个，再联系G的结构，可知发生醇与醇之间的脱水反应，条件为浓硫酸，加热，已知在此条件下醇羟基不能与醇发生反应，则该过程的副反应为
分子内消去脱水，副产物为
，分子间脱
水可得或CH3OCH3；
（4）根据手性碳的概念，可知G中含有的手性碳可表示为；
（5）芳香族化合物I是B的同分异构体，I能与银氨溶液产生银镜，说明I中含有—CHO，则同分异构体包括：
—CHO可安在邻间对，3种，，
—OH可安在邻间对，3种，，
，
—CHO可安在邻间对，3种，4=12种； ，—CH3可安在邻间对，3种，共有3×
（6）以甲苯和苯酚为原料制备，其合成思路为，甲苯光照取代变为卤代烃，再水解，变为醇，
再催化氧化变为醛，再借助题目A→B，C→D可得合成路线：
Cl2????光照NaOH水溶液????????O2/Cu????ΔZn(Hg)/HCl?????。
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