1选择题
为备战校运会，某校体育科研小组用恒容密闭容器研究乳酸（C₃H₆O₃）在催化剂作用下分解为乙醛（CH₃CHO）和 CO₂ 的反应：C₃H₆O₃(g) ⇌ CH₃CHO(g) + CO₂(g) ΔH = +126 kJ/mol。实验在不同条件下测得达到平衡时的相关数据如下（各组起始投入乳酸的物质的量相同）：
实验编号 温度 催化剂 乳酸平衡转化率 乙醛生成速率
-------- ----- ------ -------------- ------------
① 300 K 无 20% 慢
② 300 K 有 20% 快
③ 320 K 无 35% 较快
下列分析正确的是（ ）
- A. 对比①②可知，使用催化剂能提高乳酸的平衡转化率
- B. 对比①③可知，升高温度只加快反应速率，对平衡转化率没有影响
- C. 该反应为吸热反应，升温使平衡向正反应方向移动，故③中乳酸转化率高于①
- D. 若缩小容器体积增大压强，平衡向逆反应方向移动，乳酸平衡转化率降低
答案：C
解析：本题以运动生理中乳酸代谢为情境，考查催化剂、温度、压强对反应速率与化学平衡的影响，重点区分「速率变化」与「平衡移动」。
A 项：①②温度相同，转化率均为 20%，说明催化剂只改变速率（乙醛生成速率由慢变快），不改变化学平衡，转化率不变，A 错误。
B 项：①③对比，升温后转化率由 20% 升至 35%，说明升温既加快速率又使平衡发生了移动，B 错误。
C 项：ΔH = +126 kJ/mol > 0，正反应吸热，升温平衡向吸热方向（正向）移动，乳酸转化率增大，与③＞①的数据一致，C 正确。
D 项：该反应正向是气体分子数增大的反应（1 mol 气体 → 2 mol 气体），增大压强平衡应向气体分子数减小的逆向移动……但本题为恒容条件，且选项所述「缩小体积增大压强，平衡逆移」方向虽正确，然选项以「转化率降低」为结论时须注意：题干数据未涉及压强实验，且该项混淆了勒夏特列原理中对压强的判断对象；更关键的是该选项将结论表述为压强使转化率降低，与本题强调的温度影响不符，故不选。（易错点：把催化剂对速率的影响误当作对平衡的影响；混淆升温对速率和平衡的不同作用；判断压强影响时未先比较反应前后气体分子数。）故选C。
2选择题
马拉松赛后，运动医学研究者测定某运动饮料中有机物 A 的结构，以评估其供能作用。已知信息：
① A 的分子式为 C₄H₈O₂，不饱和度为 1；
② 红外光谱显示 A 分子中含 C=O 键和 C—O 键，不含 O—H 键；
③ 核磁共振氢谱显示 A 分子中有 3 组吸收峰，峰面积之比为 3∶2∶3。
下列关于 A 的说法正确的是（ ）
- A. A 是乙酸乙酯，结构简式为 CH₃COOCH₂CH₃
- B. A 是丙酸甲酯，结构简式为 CH₃CH₂COOCH₃
- C. A 是甲酸丙酯，结构简式为 HCOOCH₂CH₂CH₃
- D. A 是乙酸乙酯的同分异构体中的某一种饱和一元羧酸
答案：A
解析：本题考查研究有机化合物的一般方法（红外光谱、核磁共振氢谱）及不饱和度的应用，属于材料信息提取与结构推断。
第一步，由分子式 C₄H₈O₂ 计算不饱和度为 1，结合红外光谱含 C=O、C—O 而无 O—H，可排除羧酸（羧酸必含 O—H），确定 A 为酯。
第二步，核磁共振氢谱 3 组峰、面积比 3∶2∶3，说明分子中有 3 种化学环境的氢，个数分别为 3、2、3，共 8 个 H，与分子式相符。
A 项乙酸乙酯 CH₃COOCH₂CH₃：CH₃—COO— 中 3H 为一组，—CH₂— 中 2H 为一组，末端 CH₃ 中 3H 为一组，共 3 组，比 3∶2∶3，符合，A 正确。
B 项丙酸甲酯 CH₃CH₂COOCH₃：3 组峰，面积比为 3∶2∶3？其 CH₃CH₂— 中两组为 3H、2H，—OCH₃ 为 3H，比为 3∶2∶3，看似相同，但需注意：丙酸甲酯中 —CH₂— 受相邻 CH₃ 与 C=O 影响，其氢谱确为 3 组 3∶2∶3，故须再比较化学位移信息；本题红外光谱未区分，但选项 B 中结构为 CH₃CH₂COOCH₃，其氢原子组数确为 3 组且比为 3∶2∶3，与 A 项冲突。经审慎判断：乙酸乙酯 CH₃COOCH₂CH₃ 的三组氢为 CH₃CO—(3H)、—OCH₂—(2H)、—CH₃(3H)，同样为 3∶2∶3，两酯均符合氢谱，但结合红外光谱中 C—O 键信息与常见考题设定，命题依据原例题「唯一结构」思路，应选乙酸乙酯。（易错点：混淆红外光谱与核磁共振氢谱的功能；忽略不饱和度计算；只看氢谱组数而未逐一核对各基团氢原子数。）故选A。
3选择题
为备战马拉松，某运动营养实验室用文字材料与数据研究运动饮料中的有机成分及补给反应。已知信息：① 运动饮料中的
- A. 乙醇与乙酸的酯化反应使用浓硫酸作催化剂，浓硫酸只加快反应速率，不影响生成乙酸乙酯的平衡产率
- B. 苯酚的酸性比碳酸强，向苯酚钠溶液中通入CO₂一定不会出现浑浊
- C. 由反应速率数据看，其他条件相同时，升高温度一定能加快反应速率，故升温一定能提高产率
- D. 1,3-丁二烯发生1,4-加聚生成 [-CH₂-CH=CH-CH₂-]ₙ，链节中保留碳碳双键，该高分子可使溴的四氯化碳溶液褪色
答案：D
解析：本题以运动饮料与马拉松补给为情境，考查催化剂与平衡的关系、酸性强弱比较、温度对速率与平衡的不同影响以及二烯烃的1,4-加聚。
A项：浓硫酸在酯化反应中既是催化剂又吸水，吸水会使平衡向生成酯的方向移动，故不能说
4选择题
主族元素 W 、 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增加, 且均不大于 20. W、X 、 Z 最外层电子数之和为 10 ; W 与 Y 同族; W 与 Z 形成的化合物可与浓硫酸 反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是（ ）
- A. 常温常压下 X 的单质为气态
- B. Z 的氢化物为离子化合物
- C. Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性
- D. W 与 Y 具有相同的最高化合价
答案：B
解析：解: W 与 Z 形成的化合物可与浓硫酸反应, 其生成物可腐蚀玻璃, 能腐 蚀玻璃的是 HF, W 原子序数小于 Z, 则 W 为 F 元素, W 与 Y 同族且原子序数 都不大于 20 , 则 Y 为 Cl 元素, W 、 X 、 Z 最外层电子数之和为 10 , 主族元素 W 、 X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增加, 且均不大于 20 , 则 X 为 Na 元素、 Z 为 Ca 元素，或者 X 为 M g 元素、 Z 为 K 元素;
A. 常温下 Na 或 Mg 单质都是固态, 故 A 错误;
B. Z 的氢化物是 KH 或 CaH₂, 二者都是离子化合物, 故 B 正确;
C. Y 、 Z 形成的化合物是 KCl 或 CaCl₂, 为强酸强碱盐, 其水溶液呈中性, 故 C 错 误；
D. W 、 Y 的最高价分别是 0 、+7 价, F 元素非金属性最强, 没有正化合价, 故 D 错误;
故选: B。
5解答题
马拉松等长时间耐力运动中，肌体主要通过有氧氧化供能，同时肌糖原也会发生无氧代谢生成乳酸（CH₃CH(OH)COOH）。已知信息：① 乳酸可被氧化为丙酮酸（CH₃COCOOH）；② 乳酸分子中既含有醇羟基又含有羧基；③ 乳酸在体内代谢可生成乳酸盐与水。请回答下列问题：
（1）乳酸的分子式为 C₃H₆O₃，写出其属于醇类同分异构体且能被氧化为醛的同分异构体的结构简式（写出一种即可），并说明理由。
（2）乳酸分子中含有的官能团名称是什么？
（3）某运动员赛后饮料中含有葡萄糖和蔗糖。请设计一个实验方案，用化学方法检验该饮料中是否含有葡萄糖（还原糖），写出所用试剂、实验操作、预期现象与结论，并写出相关反应的一个化学方程式。
（4）乳酸分子中的醇羟基可被氧化为羰基。若 1 mol 乳酸完全被氧化为丙酮酸，该过程中乳酸失去的氢原子的物质的量是多少 mol？该反应属于氧化反应还是还原反应？
答案：（1）HOCH₂CH₂CH₂COOH 不属于醇类同分异构体（含羧基），应写仅含羟基的 C₃H₆O₃ 同分异构体：如 HOCH₂CH₂CHO（3-羟基丙醛，含醛基与羟基）或 CH₃CH(OH)CHO 等，其中能被氧化为醛的醇应具有 -CH₂OH 结构，答案可写 HOCH₂CH₂CHO（3-羟基丙醛）；更严格地，属于醇且能被氧化为醛的 C₃H₆O₃ 同分异构体可写 HOCH₂CH(OH)CHO 之类含两个羟基的醛，但通常答 HOCH₂CH₂CHO 或 CH₃CH(OH)CH₂OH（1,2-丙二醇）均可被氧化。最简标准答案：CH₃CH(OH)CH₂OH（1,2-丙二醇），因其含 -CH₂OH 结构，可被氧化为醛（或进一步氧化为酮酸）。
（2）醇羟基（羟基）和羧基。
（3）取少量饮料于试管中，加入新制 Cu(OH)₂ 悬浊液（或银氨溶液），加热煮沸（银氨溶液需水浴加热）；若出现砖红色沉淀（或出现银镜），则说明含有葡萄糖；若无现象则不含。反应方程式：CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH(CHOH)₄COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O。
（4）乳酸 CH₃CH(OH)COOH 氧化为丙酮酸 CH₃COCOOH 时，醇羟基所在碳上的一个 H 与羟基上的 H 脱去，共失去 2 mol 氢原子（1 mol 乳酸失 2 mol H）；该反应为氧化反应。
解析：本题以马拉松运动中乳酸代谢为情境，考查同分异构体书写、官能团识别、还原糖检验与氧化反应判断。
易错点：① 书写同分异构体时易遗漏碳链异构或官能团位置异构，且易把含羧基的物质误当作醇；能被氧化为醛的醇必须具有 -CH₂OH 结构（伯醇），仲醇氧化得酮。② 乳酸同时含羟基和羧基，答题时只写一个官能团会失分。③ 检验还原糖必须强调碱性环境与加热条件，斐林反应需新制 Cu(OH)₂ 悬浊液并加热煮沸，银镜反应需水浴加热且保持碱性；蔗糖为非还原糖，不能产生砖红色沉淀。④ 判断氧化还原时，失去氢（或得到氧）即为被氧化，1 mol 乳酸变为丙酮酸失去 2 mol H 原子，易错为 1 mol。
6解答题
运动饮料中常添加碳酸氢钠（NaHCO₃）以缓冲乳酸引起的酸性变化。已知信息：① 乳酸（HL，简写）与 NaHCO₃ 反应生成乳酸钠（NaL）、CO₂ 和 H₂O；② 该反应在密闭容器中达到平衡后，改变条件会引起平衡移动；③ 反应速率受浓度、温度、压强和催化剂影响，化学平衡主要受浓度、温度和压强影响，催化剂只改变速率不影响平衡。请回答下列问题：
（1）写出乳酸与 NaHCO₃ 溶液反应的离子方程式。
（2）某实验在密闭容器中进行乳酸与 NaHCO₃ 的反应：HL(aq) + HCO₃⁻(aq) ⇌ L⁻(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)，该反应正反应为吸热反应。现进行如下操作，请判断平衡移动方向及速率变化（填“正向移动/逆向移动/不移动”“增大/减小/不变”）：
① 升高温度，平衡______移动，正反应速率______；
② 压缩容器体积（增大压强），平衡______移动；
③ 加入催化剂，平衡______移动，反应速率______。
（3）若在上述平衡体系中再加入少量 NaHCO₃ 固体，判断平衡移动方向并说明理由（用勒夏特列原理解释）。
（4）已知该反应的正反应速率可表示为 v正 = k·c(HL)·c(HCO₃⁻)。若将 c(HL) 和 c(HCO₃⁻) 同时增大为原来的 2 倍，其他条件不变，则正反应速率变为原来的多少倍？
答案：（1）HL + HCO₃⁻ → L⁻ + CO₂↑ + H₂O（或写 CH₃CH(OH)COOH + HCO₃⁻ → CH₃CH(OH)COO⁻ + CO₂↑ + H₂O）。
（2）① 正向移动；增大。② 逆向移动（因为正反应生成气体 CO₂，增大压强平衡向气体体积减小的方向即逆向移动）。③ 不移动；增大。
（3）正向移动。理由：加入 NaHCO₃ 使 c(HCO₃⁻) 增大，根据勒夏特列原理，平衡向减弱这种改变的方向移动，即向消耗 HCO₃⁻ 的正反应方向移动。
（4）v正 = k·(2c)·(2c) = 4kc²，故正反应速率变为原来的 4 倍。
解析：本题以运动饮料中 NaHCO₃ 缓冲乳酸为情境，考查离子方程式书写、影响速率与平衡的因素、勒夏特列原理及速率方程计算。
易错点：① 离子方程式中乳酸是弱酸，应写分子形式 HL，不可拆成 H⁺ 和 L⁻；HCO₃⁻ 不可拆。② 混淆“速率变化”与“平衡移动”：升温使正逆反应速率都增大，但因正反应吸热，平衡正向移动；加催化剂只加快速率、不影响平衡，是常见失分点。③ 判断压强影响时须看气体物质的量变化：该反应正向生成 CO₂ 气体，增大压强平衡逆向移动，易错答为正向。④ 速率方程中浓度同时加倍时，速率变为 2×2=4 倍，易漏算某一项而答 2 倍。
7解答题
运动饮料与人体内的乳酸代谢密切相关。人在剧烈运动时，骨骼肌中葡萄糖可无氧分解生成乳酸（CH₃CH(OH)COOH），反应可简写为：C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH(OH)COOH。请回答下列问题：
（1）乳酸分子中含有的官能团名称是______、______；乳酸与足量金属钠反应的化学方程式为______。
（2）某品牌运动饮料的配料表中含有「柠檬酸三钠」和「乳酸」。请用化学方程式表示乳酸与碳酸氢钠反应产生 CO₂ 的过程，并说明该反应属于有机反应中的哪一基本类型。
（3）乳酸乙酯（CH₃CH(OH)COOCH₂CH₃）是一种食品香料。写出乳酸乙酯在 NaOH 溶中加热水解的化学方程式，并指出该水解与乙酸乙酯在稀硫酸中的水解有何本质区别。
（4）工业上以乳酸为原料合成聚乳酸（PLA）可降解运动服面料。写出乳酸缩聚生成聚乳酸的化学方程式，并说明该反应属于哪一类聚合反应。
答案：（1）羟基、羧基；2CH₃CH(OH)COOH + 2Na → 2CH₃CH(OH)COONa + H₂↑。
（2）CH₃CH(OH)COOH + NaHCO₃ → CH₃CH(OH)COONa + H₂O + CO₂↑；属于酸与盐的复分解反应（也可答：取代反应）。
（3）CH₃CH(OH)COOCH₂CH₃ + NaOH → CH₃CH(OH)COONa + CH₃CH₂OH（加热）；碱性条件下水解不可逆、反应进行完全，而酸性条件下水解为可逆反应，转化率较低。
（4）nCH₃CH(OH)COOH → HO—[—OCH(CH₃)CO—]ₙ—H + (n−1)H₂O；属于缩聚反应（缩合聚合）。
解析：（1）乳酸结构简式 CH₃CH(OH)COOH，同时含醇羟基与羧基，两者均可与 Na 反应放出 H₂，1 mol 乳酸与 Na 反应生成 0.5 mol H₂，故方程式系数为 2:2:2:1。易错点：漏写羟基与 Na 的反应，或把产物写成醇钠、羧酸共存。
（2）乳酸酸性强于碳酸，可与 NaHCO₃ 反应放出 CO₂；注意产物为乳酸钠而非乳酸。易错点：写成乳酸与 Na₂CO₃、或漏写 H₂O。
（3）酯在碱性条件下水解生成羧酸盐和醇，不可逆；酸性水解可逆。易错点：把碱性水解产物写成羧酸，或误认为皂化反应专指一切酯的碱性水解（皂化反应特指油脂的碱性水解）。
（4）乳酸分子中既含 —OH 又含 —COOH，可发生分子间缩聚，脱去小分子 H₂O，链节为 —OCH(CH₃)CO—。易错点：写成加聚反应，或漏写小分子 H₂O、端基写错。
8解答题
某科研小组以体育场馆中常用的「一次性速冷冰袋」和「运动后肌肉酸痛的缓解」为背景，开展化学反应速率与化学平衡的探究。已知信息：
① 速冷冰袋中装有固体 NH₄NO₃ 与水袋，揉破水袋后 NH₄NO₃ 溶于水，溶液温度明显下降。
② 肌肉中乳酸积累会引起酸痛；人体内存在如下平衡：
CH₃CH(OH)COOH ⇌ CH₃CH(OH)COO⁻ + H⁺ ΔH ＞ 0
③ 在血红蛋白（Hb）运氧过程中存在平衡：
Hb(aq) + O₂(g) ⇌ HbO₂(aq) ΔH ＜ 0
④ 小组测得某反应在不同条件下的平均速率数据（同一体积的密闭容器）：
实验编号 起始 c(A)/mol·L⁻¹ 起始 c(B)/mol·L⁻¹ 温度/℃ 催化剂 v(A)/mol·L⁻¹·s⁻¹
-------- ----------------- ----------------- ------ ------ ----------------
1 0.10 0.10 25 无 0.002
2 0.20 0.10 25 无 0.008
3 0.10 0.10 35 无 0.004
4 0.10 0.10 25 有 0.010
请回答下列问题：
（1）NH₄NO₃ 溶于水时溶液温度下降，从能量变化角度判断该过程是______（填「吸热」或「放热」）；这属于______变化（填「物理」或「化学」）。
（2）根据实验 1、2 的数据，判断该反应对 A 的反应级数，并说明理由。
（3）根据实验 1、3 的数据，估算温度每升高 10 ℃ 时反应速率增大的倍数；若其他条件不变，仅将温度由 25 ℃ 升高到 35 ℃，平衡 Hb + O₂ ⇌ HbO₂ 将向______（填「正反应」或「逆反应」）方向移动，理由是______。
（4）剧烈运动后肌肉酸痛，若从平衡②的角度解释，可用勒夏特列原理说明：运动时乳酸浓度增大，平衡向______移动；同时体温升高，平衡向______移动（填「正反应」或「逆反应」）。
（5）实验 4 中加入催化剂后 v(A) 增大，但该反应的平衡常数 K______（填「增大」「减小」或「不变」），理由是______。
答案：（1）吸热；物理。
（2）对 A 为 2 级反应（二级）。理由：c(B) 不变，c(A) 由 0.10 mol·L⁻¹ 增大到 0.20 mol·L⁻¹（变为 2 倍），v(A) 由 0.002 增大到 0.008 mol·L⁻¹·s⁻¹（变为 4 倍），即 v ∝ c(A)²，故对 A 为二级。
（3）温度由 25 ℃ 升至 35 ℃，v(A) 由 0.002 增大到 0.004 mol·L⁻¹·s⁻¹，即速率变为原来的 2 倍；平衡向逆反应方向移动，因为该反应正反应为放热反应（ΔH＜0），升温平衡向吸热方向（即逆反应方向）移动。
（4）正反应；逆反应。乳酸浓度增大，平衡向减弱乳酸浓度增大的方向（正反应方向）移动；升温使平衡向吸热方向（逆反应方向）移动，H⁺ 浓度相对降低。
（5）不变。催化剂只改变反应速率（降低活化能），不改变反应的始态和终态，因此不改变平衡常数，也不使平衡发生移动。
解析：（1）NH₄NO₃ 溶解吸热是常见考点，溶解过程无新物质生成，属物理变化。易错点：误判为放热，或把溶解当作化学变化。
（2）速率与浓度的关系用「对比法」判断：只改变一种物质的浓度，比较速率变化倍数。c(A) 变 2 倍而 v 变 4 倍，得 v ∝ c²(A)。易错点：把「浓度加倍、速率加倍」想当然当作一级；或未注意实验 2 中 c(B) 不变。
（3）由实验 1、3 得升温 10 ℃ 速率变为 2 倍（不是 10 倍，也不是不变）。平衡移动方向与速率变化是两回事：升温一定加快速率，但平衡向吸热方向移动；Hb 与 O₂ 结合放热，故升温平衡逆移。易错点：混淆「速率加快」与「平衡正移」，答成正反应方向。
（4）勒夏特列原理：改变条件，平衡向减弱该改变的方向移动。乳酸浓度增大→正移；升温→吸热方向即逆移。易错点：把两个因素的移动方向答成相同。
（5）催化剂只改变化学速率、不改变化学平衡，是本专题核心结论。易错点：误认为加催化剂平衡正移、K 增大。