内容正文:
长春市2025届高三质量监测(一)
化学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
6.本试卷共9页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65 Br:80 Hg:201
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。
1. 在第33届巴黎奥运会舞台。上,科技与体育双向奔赴,释放更加迷人的魅力。下列说法正确的是
A. 开幕式燃放的烟花呈现多彩的颜色,是利用某些金属元素特有的化学性质
B. 制作中国代表团“冠军龙服”所用材料环保再生纤维素纤维属有机高分子材料
C. 比赛场馆可变灯光系统的控制芯片主要成分为SiO2
D. 生产橡胶弹性地板原料天然橡胶属聚酯类有机高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.焰色反应,也称作焰色测试及焰色试验,是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的现象,是物理性质,A错误;
B.纤维素是多糖,属于有机高分子材料,B正确;
C.硅具有良好的半导体性能,用于制作芯片,C错误;
D.天然橡胶是聚异戊二烯,不属于聚酯类有机高分子,D错误;
答案选B。
2. 实验室制取氮气的一种方法为NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑。下列有关化学用语表示正确的是
A. 离子化合物NH4Cl的电子式为:
B. 和H2O的空间填充模型均为:
C. N2中某一个p−pπ键的形成可表示为:
D. 基态氮原子的L层电子的轨道表示式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为,A错误;
B.的价层电子对数为,含有1对孤对电子,空间构型为V形,N原子体积大于O原子,H2O的价层电子对数为,含有2对孤对电子,空间构型为V形,O原子半径大于H原子,均为中心原子体积较大,B错误;
C.N2中存在一个σ键和两个p−pπ键,p轨道为哑铃形,两个N原子的p轨道以肩并肩的形式进行重叠,符合图示,C正确;
D.基态氮原子的L层电子的排布式为2s22p3,轨道表示式为,D错误;
故选C
3. 下列实验装置、操作及能够达成的目的均正确的是
A. 图甲:灼烧海带制海带灰 B. 图乙:准确量取15.00mL稀硫酸
C. 图丙:制备NaHCO3晶体 D. 图丁:准确测定中和反应的反应热
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲:灼烧固体在坩埚中进行,坩埚应该放在三脚架,泥三角上,故A错误;
B.图乙:能用酸式滴定管(精确度为)准确量取稀硫酸,故B正确;
C.图丙:应向饱和食盐水中先通入足量氨气,再通入足量制备晶体,方程式为:,且不需要水浴加热,故C错误;
D.图丁:准确测定中和反应的反应热,缺少玻璃搅拌器,故D错误。
故选B。
4. CuCl2和SO2反应的离子方程式为:SO2+2Cu2++2Cl−+2H2O=2CuCl↓++4H+。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.5mol/LCuCl2溶液中Cu2+数目为0.5NA
B. 生成1molCuCl,转移的电子数为2NA
C. 1molSO2溶于水,电离出的H+数目小于2NA
D. 2.24LH2O中O原子的价层电子对数为0.4NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.选项中未说明氯化铜溶液的体积,无法计算铜离子具体的数目,A错误;
B.该反应中,Cu得到1个电子化合价从+2价降低为+1价,生成1molCuCl,转移NA个电子,B错误;
C.1molSO2与水反应生成亚硫酸,该反应为可逆反应,生成的亚硫酸物质的量小于1mol,而且亚硫酸为弱酸,无法完全电离,因此电离出的氢离子数目一定小于2NA,C正确;
D.无法计算2.24LH2O的物质的量,也就无法计算O原子的价层电子对数,D错误;
故答案选C。
5. 生活中蕴含着丰富的化学知识。下列相关应用的对应解释错误的是
A. 做豆腐用石膏作凝固剂:CaSO4·2H2O是硫酸盐结晶水合物
B. 制作腌菜、酱菜添加食盐做防腐剂:高浓度NaCl溶液使微生物脱水失活
C. 用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D. 用过氧乙酸溶液对环境消毒:CH3COOOH具有较强氧化性
【答案】A
【解析】
【详解】A.做豆腐时用石膏作凝固剂:是因为电解质能使胶体聚沉,故A错误;
B.高浓度NaCl溶液使微生物脱水失活,制作腌菜、酱菜时添加食盐,故B正确;
C.柠檬酸的酸性强于碳酸,可以将水垢中的碳酸钙分解为可溶性的钙离子,用于除水垢,故C正确;
D.CH3COOOH中含有O-O键,CH3COOOH具有较强氧化性,用过氧乙酸溶液对居住环境消毒,故D正确;
故选A。
6. 下列离子方程式正确的是
A. 碳酸银粉末加入到稀盐酸中:Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O
B. 明矾水溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3·H2O=[Al(OH)4]−+4
C 葡萄糖与新制氢氧化铜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+OH−CH2OH(CHOH)4COO−+Cu2O↓+3H2O
D 少量CO2通入漂白液中:CO2+2ClO−+H2O=2HClO+
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸银粉未加入到稀盐酸中,碳酸银会转化为氯化银沉淀,离子方程式为:,A错误;
B.铝离子和一水合氨可以反应生成氢氧化铝沉淀,沉淀不会溶解,离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH,B错误;
C.葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成葡萄糖酸钠,氧化亚铜和水,离子方程式为:,C正确;
D.少量CO2通入漂白液中生成次氯酸和碳酸氢根,离子方程式为:CO2+ClO−+H2O=HClO+,D错误;
答案选C。
7. 一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法正确的是
A. X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
B. X与稀硫酸反应只有一个官能团发生变化
C. Y分子中所有原子可能共面
D. Y分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
【答案】A
【解析】
【详解】A.X和氢气完全加成后苯环变成环己烷环,三个支链位置的碳都是手性碳,故分子中有3个手性碳,A正确;
B.X与稀硫酸,氨基为碱性基团与氢离子结合生成盐,-CN在酸性条件下发生水解,B错误;
C.Y上有一个N连接三个单键,为sp3杂化,所有原子不可能共面,C错误;
D.Y中苯环上碳为sp2杂化,-CN中碳为sp杂化,甲基上的碳为sp3杂化,D错误;
答案选A。
8. 用化学方法在钢铁部件表面进行“发蓝”处理是一种普遍采用的金属防护方法:将洁净的铁件浸入一定浓度的NaOH和NaNO2溶液中(必要时加入其它辅助物质),加热到适当温度并保持一定时间,铁件的表面形成一层致密的氧化物薄膜并有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体放出。下列有关说法错误的是
A. “发蓝”之前可分别用Na2CO3溶液和NH4Cl溶液处理铁件
B. “发蓝”处理形成的氧化物薄膜主要成分是Fe2O3
C. 加热条件下,“发蓝”处理产生的无色气体能够还原CuO
D. 硫酸铜溶液可用于检验铁件是否“发蓝”成功
【答案】B
【解析】
【分析】在工业上常用强的氧化剂处理钢铁部件,使其表面形成致密、光滑的四氧化三铁氧化膜,以增强钢铁的抗腐蚀能力,这种处理叫做“发蓝”或“发黑”。 其过程主要有:去污、酸洗、氧化处理、皂化、热水煮沸、检查等步骤。
【详解】A.Na2CO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,可去除钢铁部件表面的油污;NH4Cl是强酸弱碱盐,水解使溶液显弱酸性,能够与钢铁部件表面的金属氧化物反应变为可溶性物质除去,A正确;
B.“发蓝”处理形成的氧化物薄膜主要成分是致密的Fe3O4,而不是疏松的Fe2O3,B错误;
C.根据题意,钢铁在进行发蓝处理时,铁件的表面形成一层致密的氧化物薄膜,并有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体放出,该气体是碱性的NH3,NH3与CuO在加热时会发生反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,再该反应中,N元素化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,作还原剂,C正确;
D.Fe3O4非常致密,可以对内层金属铁起到保护作用,若“发蓝”不成功,露出的Fe能够与CuSO4在溶液中发生置换反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,产生的Cu附着在钢铁部件上,看到钢铁部件会显红色,因此可以用硫酸铜溶液检验铁件是否“发蓝”成功,D正确;
故合理选项是B。
9. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列说法错误的是
A. PLA的单体可以发生消去反应 B. MP的化学式是C4H8O2
C. MP的同分异构体中含羧基的有2种 D. MMA不能使溴水褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.PLA的单体为:HOCH(CH3)COOH,与羟基直接相连碳原子的邻碳上有H,可以发生消去反应,A正确;
B.由MP的结构简式可知,其分子式为:C4H8O2,B正确;
C.MP的同分异构体中,含有羧基的有2种,分别为CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH,C正确;
D.MMA中含有碳碳双键,可以和Br2发生加成反应而使溴水褪色,D错误;
故选D。
10. 炼钢电炉内发生反应:3C(s)+Fe2O3(s)3CO(g)+2Fe(s) ΔH,实验测得平衡常数K与温度的关系如图所示。某温度下向刚性密闭容器中充入足量铁粉和CO气体,发生上述反应,达到平衡时测得CO分压p(CO)=akPa,保持温度不变,再向容器中充入少量CO,达到新平衡时测得p(CO)=bkPa。下列说法正确的是
A. 上述反应的反应热ΔH<0 B. Fe2O3质量不变时反应达到平衡
C. 平衡时增大Fe质量,平衡逆向移动 D. 两个平衡中CO压强:b>a
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图像看,升高温度,平衡常数增大,即正向移动,故正反应是吸热反应,ΔH>0,A项错误;
B.Fe2O3质量不变,表明消耗和生成Fe2O3的速率相等,反应达到平衡,B项正确;
C.Fe是固体,加入Fe,不会影响平衡移动,C项错误;
D.上述反应只有CO是气态,根据平衡常数只与温度有关,两次平衡时温度不变,平衡常数不变,由于K=c3(CO),c(CO)不变,两个平衡中CO压强不变,b=a,D项错误;
故选B。
11. 超分子CB是制备聚合物网络生物电极的原料,其结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z相邻,X原子的价层电子数为内层电子数的2倍。下列说法错误的是
A. 第一电离能:X<Z<Y B. 氢化物的沸点可能是X<Y
C. CB具有分子识别和自组装功能 D. CB具有良好的耐酸碱性
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素;X原子的价层电子数为内层电子数的2倍,X是C元素;X、Y、Z相邻,Z能形成2个共价键,Z是O元素;Y形成3个共价键,Y是N元素;W能形成1个共价键,W是H元素。
【详解】A.同一周期中,元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于O,第一电离能:C<O<N,故A正确;
B.X是C元素,Y是N元素,碳能形成众多氢化物,有些碳的氢化物是固体,有些是气体如CH4,氮的氢化物NH3存在分子间氢键,会使其沸点升高大于CH4,则沸点可能存在X<Y,故B正确;
C.超分子CB具有分子识别和自组装功能,故C正确;
D.CB中具有酰胺基,在酸性或碱性条件下都能水解,不具有耐酸碱性,故D错误;
故选D。
12. 我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn−TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是
A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B. 电池总反应为:+ZnZn2++3I−
C. 充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自电解质溶液
D. 放电时,外电路转移0.2mol电子,理论上电池负极消耗6.5gZn
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,锌电极是原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子;超分子材料是正极,在正极得到电子发生还原反应生成碘离子,总反应为:。据此分析作答。
【详解】A.标注框内所示结构属于配合物,配位体中存在碳碳单键、碳碳双键等多种共价键,还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键,A正确;
B.锌电极是原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子;超分子材料是正极,在正极得到电子发生还原反应生成碘离子,总反应为:,B错误;
C.充电时溶液中的优先在阴极被还原,电极反应为,主要来源于电解质溶液,C正确;
D.放电时,负极的电极反应式为,外电路转移0.2mol电子,理论上电池负极消耗0.1mol×65g/mol=6.5gZn,D正确;
故选B。
13. 钛酸钡是电子陶瓷基础母体原料,超细微粉体的制备方法如下。
已知:①;
②+4价在强酸性溶液中以形式存在;在弱酸性、碱性条件下生成沉淀,可与形成配合离子。
下列说法不正确的是
A. 向中先加入,可防止其水解生成
B. 得到溶液1的反应:
C. 加入过量氨水,有利于提高的产率
D. “煅烧”得到的气体A是、和的混合物
【答案】C
【解析】
【分析】与草酸反应生成,再向体系中加入钡离子,发生反应的离子方程式为,生成的再经过隔绝空气煅烧得到,同时得到、及水蒸气,反应的化学方程式为。
【详解】A.根据已知信息可知,四氯化钛水解显酸性,所以向中先加入可抑制其水解,从而防止生成,A正确;
B.得到溶液1的反应为,B正确;
C.加入过量氨水,可能会生成,从而降低的浓度,不利于提高的产率,错误;
D.根据质量守恒可知“煅烧”得到的气体A是、和的混合物,正确;
故选C。
14. 朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系β型晶胞如下图所示,晶胞参数为anm,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. S原子的配位数是8 B. 晶胞中B原子分数坐标为
C. 该晶体的密度是ρ= D. 相邻两个Hg的最短距离为anm
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞图知,S原子周围距离最近的Hg原子有4个,S的配位数是4,故A错误;
B.由A原子的分数坐标为(0,0,0),结合投影图知,晶胞中B原子位于“左上前”的小四面体体心,其分数坐标为(,,),故B错误;
C.由晶胞图可知,S原子位于体内,含S原子=4×1=4个,Hg原子位于8个顶角和6个面心,共含Hg原子数=6×+8×=4,故该晶体的密度是,故C正确;
D.相邻两个Hg的最短距离为面对角线的一半,为anm,故D错误;
故选:C。
15. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、NaBrO3、Na2SO4的混合液中滴加AgNO3溶液,混合液中pAg[PAg=−lgc(Ag+)]与pX[pX=−lgc(Ac−)、−lgc()、−lgc()]的关系如图所示。已知:相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度。下列说法错误的是
A. L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系
B. 向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体,增大
C. 常温下,AgAc饱和溶液中c(Ag+)=10−1.36mol∙L−1
D. 当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中c(Ac−)>100c()
【答案】D
【解析】
【分析】Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)×c(),Ksp(AgBrO3)=c(Ag+)×c(),Ksp(AgAc)=c(Ag+)×c(Ac-),即pAg=[p Ksp(Ag2SO4)-p()],pAg= p Ksp(AgBrO3)-p(),pAg= p Ksp(AgAc)-p(Ac-),相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度,可知L1对应AgBrO3,L2对应Ag2SO4,L3对应AgAc;
【详解】A.由分析可知,L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系,A正确;
B.M点为L2和L3的交点,此时c(Ac-)和c()相等,向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)增大,所以 增大,B正确;
C.AgAc饱和溶液中存在溶解平衡,AgAc(s) Ag+(aq)+ Ac-(aq),c(Ag+)=c(Ac-),Ksp(AgAc)=c(Ag+)×c(Ac-)=10-2.72,则c(Ag+)=10−1.36 mol/L,C正确;
D.当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中,即c(Ac−)<100c(),D错误;
故答案为D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料,以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳,处理该废旧电池的一种工艺如图所示。
回答下列问题:
(1)为加快NaOH溶液浸取正极材料的速率,可以采取的措施有___________(写一点即可)。
(2)LiCoO2中钴元素的化合价为___________,“酸浸”过程中LiCoO2发生反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量,造成这一结果的原因是___________。
(4)“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+,则反萃取过程中加入的试剂X最好是___________(填序号)。
A. NaOH B. HNO3 C. NH3·H2O D. H2SO4
(5)已知Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示。加入Na2CO3溶液后应进行的操作是___________,___________,洗涤,干燥。
(6)“沉钴”一般加入草酸铵溶液,若用草酸溶液代替草酸铵溶液,发生沉钴过程的离子方程式为___________,试计算说明草酸能否实现完全沉钴___________。(已知:①当反应的平衡常数K>105时,可以认为反应进行完全;②Ksp(CoC2O4)=10−8.48,草酸的电离常数Ka1=5.6×10−2、Ka2=1.5×10−4)。
【答案】(1)适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度
(2) ①. +3 ②. 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
(3)溶液中的Fe3+能催化分解H2O2 (4)D
(5) ①. 蒸发结晶 ②. 趁热过滤
(6) ①. Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+ ②. K==8.4×102.48<105,钴离子沉淀不完全
【解析】
【分析】钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳,经过放电拆解之后加入氢氧化钠溶液,可以将铝转化为偏铝酸钠,经过过滤可以除去铝元素。滤渣在过氧化氢和硫酸中进行酸浸,可以将LiCoO2、镀镍金属钢壳转化为可溶性盐,通过调节pH将铁离子、镍离子转化为氢氧化铁沉淀、氢氧化镍沉淀,经过过滤,滤渣2中主要含有氢氧化铁、氢氧化镍、乙炔黑(石墨),滤液中主要是Li+、Co2+的溶液,加入萃取剂萃取得到含有Li+的水相和含有Co2+的有机相,向水相中加入碳酸钠可以得到碳酸锂,向有机相中加入试剂X进行反萃取得到CoSO4溶液,再加入草酸铵进行沉钴得到CoC2O4.
【小问1详解】
适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度可以加快氢氧化钠溶液浸取正极材料的反应速率,任写其中一点即可。
【小问2详解】
LiCoO2中锂元素化合价是+1价,氧元素化合价是-2价,根据化合物中化合价之和为0进行计算得到,钴元素的化合价为+3价。结合题目流程可以看出,“酸浸”过程中LiCoO2与硫酸和过氧化氢发生反应生成了CoSO4,所以化学方程式为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O。
【小问3详解】
“酸浸”过程将镀镍金属钢壳转化为铁离子和镍离子,其中铁离子能够催化过氧化氢的分解,所以“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量。
【小问4详解】
由已知信息“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+可以得到反萃取过程要加入氢离子,结合流程反萃取后得到CoSO4溶液,所以加入的试剂X最好是硫酸。
【小问5详解】
由图示分析可知,Li2CO3溶解度随温度的升高而降低,所以加入 Na2CO3溶液后应蒸发结晶、趁热过滤,故答案为:蒸发结晶、趁热过滤。
【小问6详解】
若用草酸溶液代替草酸铵溶液,发生沉钴生成CoC2O4,K==8.4×102.48<105,该反应是可逆反应,钴离子沉淀不完全,还需要注意草酸是弱酸不能拆,所以离子方程式为:Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+,钴离子不能沉淀完全。
17. 实验室常用苯的直接溴代制取溴苯。
I.反应原理:+Br2+HBr
副反应1:+ Br2 +HBr;
副反应2:+ Br2+HBr
Ⅱ.实验装置(加热和夹持装置省略):
Ⅲ.实验步骤:
步骤一:向图1装置仪器A中加入7.0mL(6.24g)无水苯和0.2g铁屑、磁力搅拌子,滴液漏斗中加入4.5mL(13.92g)液溴。先向仪器A中滴入少许液溴,反应片刻,开始启动搅拌器,继续缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态。加完液溴后,将烧瓶置于60—70°C水浴中反应10分钟,至不再有溴化氢气体逸出为止。
步骤二:反应物冷却后,用4mL水、2mL10%氢氧化钠溶液、10mL水分别洗涤1~2次。粗产品用无水氯化钙干燥后,利用图2装置进行蒸馏,收集某温度范围内的馏分,得到质量为6.30g的溴苯。
回答下列问题:
(1)仪器B的作用是___________。
(2)使用液溴时要注意安全。下列给出的试剂中,处理沾到皮肤上的少量液溴能够用到的有___________(填序号)。
a.NaOH溶液 b.酒精 c.NaHCO3溶液
(3)实验过程中,要缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态,若滴加速度过快,溴苯产率会降低。除因反应物和生成物挥发导致溴苯产率降低外,还可能的原因是___________。
(4)提纯过程中,应先用水洗,再用NaOH溶液进行洗涤。若水洗时未洗涤干净就开始利用NaOH溶液进行洗涤,造成的后果是___________。
(5)洗涤过程中下列仪器不需要用到的是___________(填仪器名称)。
(6)本实验溴苯产率为___________%(保留3位有效数字);利用图2装置进行蒸馏的过程中,温度计读数在73~85℃、145~160℃、205~228℃三个温度范围内上升缓慢,则收集溴苯对应的温度范围是___________。
【答案】(1)冷凝回流易挥发的苯和溴蒸汽,提高原料利用率
(2)bc (3)副产物二溴苯增多
(4)FeBr3与NaOH反应生成Fe(OH)3不利于后续产物的分离
(5)坩埚、球形冷凝管
(6) ①. 50.2 ②. 145−160℃
【解析】
【分析】制取溴苯时,向图1装置仪器A中加入无水苯和铁屑、磁力搅拌子,滴液漏斗中加入液溴。先向仪器A中滴入少许液溴,反应片刻,开始启动搅拌器,继续缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态。加完液溴后,将烧瓶置于60—70°C水浴中让反应发生,至不再有溴化氢气体逸出为止。反应物冷却后,用4mL水(去除FeBr2)、2mL10%氢氧化钠溶液(去除未反应的溴)、10mL水(去除NaOH)分别洗涤1~2次。粗产品用无水氯化钙干燥后进行蒸馏,收集某温度范围内的馏分即为溴苯。
【小问1详解】
仪器B是球形冷凝管,用于冷凝反应物的蒸汽,其作用是:冷凝回流易挥发的苯和溴蒸汽,提高原料利用率。
【小问2详解】
a.NaOH溶液虽然能吸收液溴,但对皮肤有强烈的腐蚀性,不能用于处理皮肤表面的液溴,a不符合题意;
b.酒精能溶解液溴,可处理皮肤表面的液溴,b符合题意;
c.NaHCO3溶液具有弱碱性,能吸收液溴,且对皮肤不会造成伤害,c符合题意;
故选bc。
【小问3详解】
实验过程中,要缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态,若滴加速度过快,则溶液温度升高过快,会导致副反应的发生,从而使溴苯产率降低。除因反应物和生成物挥发导致溴苯产率降低外,还可能的原因是:副产物二溴苯增多。
【小问4详解】
若水洗时未洗涤干净就开始利用NaOH溶液进行洗涤,会与FeBr3反应,则造成的后果是:FeBr3与NaOH反应生成Fe(OH)3不利于后续产物的分离。
【小问5详解】
洗涤过程中需对混合物进行分液,需要使用分液漏斗、烧杯等,不需使用坩埚、球形干燥管,则下列仪器不需要用到的是坩埚、球形冷凝管。
【小问6详解】
本实验中,苯的物质的量为=0.08mol,液溴的物质的量为=0.087mol,液溴过量,应使用苯进行计算,则生成溴苯的质量为0.08mol×157g/mol=12.56g,溴苯产率为≈50.2%;利用图2装置进行蒸馏的过程中,温度计读数在73~85℃时主要收集苯、145~160℃主要收集溴苯、205~228℃时主要收集二溴苯,则收集溴苯对应的温度范围是145−160℃。
【点睛】纯净的溴苯为无色液体,因溶解了溴而呈褐色。
18. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92.4kJ∙mol−1,合成氨原料中的N2由液化空气分离法提供,H2可来源于水煤气,相关反应如下:
a.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ∙mol−1
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=−41.2kJ∙mol−1
回答下列问题:
(1)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的反应热ΔH=___________kJ∙mol−1。
(2)在密闭容器中发生(1)中的反应,下列说法正确的是___________。
A. 增大压强,该反应平衡不移动
B. 断裂2molO−H键的同时断裂1molH−H键反应达到平衡
C. 升高温度,反应v正增大,V逆减小
D. 使用催化剂提高H2O的平衡转化率。
(3)实验室模拟合成水煤气,T℃时在2L的密闭容器中加入2.0molC(s)与8.0molH2O(g)发生反应a、b,反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为40%,CO的物质的量为0.4mol。
①T℃时,反应b的平衡常数K=___________(用分数表示)。
②若升高温度,反应重新达到平衡时,CO的物质的量___________0.4mol(填“>”“<”或“=”)。
(4)按起始反应物=3进行合成氨反应,在不同条件下达到平衡时,体系中NH3的体积分数为x(NH3)。在T=400°C下:x(NH3)与p总的关系和p总=30MPa下x(NH3)与T的关系如图1所示,图中对应等温过程的曲线是___________(填“I”或“Ⅱ”);N点对应的体系中氢气的分压p(H2)=___________MPa(分压=气体的物质的量分数×总压)。
(5)用氨合成尿素的反应,在高压条件下连续进行,反应进程如图2(Q1、Q2均大于0)所示:
①合成尿素的热化学方程式为___________。
②合成尿素的反应初期,体系中的液体物质主要成分为___________(填化学式)。
【答案】(1)+90.1 (2)B
(3) ①. ②. >
(4) ①. Ⅰ ②. 11.25
(5) ①. CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH=−(Q1−Q2)kJ/mol ②. NH2COONH4
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应a+b可得反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g),则反应△H=(+131.3kJ/mol)+ (-41.2kJ/mol)= +90.1kJ/mol;
【小问2详解】
A.反应b是气体体积不变的反应,但增大压强,a平衡逆向移动,水蒸气浓度增大,b化学平衡正向移动,故A错误;
B.反应a和反应b中H2O均为反应物,均为生成物H2,且化学计量数之比为1:1,断裂2molO−H键的同时断裂1molH−H键说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡,故B正确;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,故C错误;
D.使用催化剂只能加快反应速率,提高单位时间内H2O转化率,不能提高H2O的平衡转化率,故D错误;
故选B;
【小问3详解】
设反应a生成的一氧化碳的物质的量为a,由题给数据可建立如下三段式:
H2O(g)的转化率为40%,可得,解得a=1.8;
①平衡时c(H2)=1.6mol/L、c(CO2)= 0.7mol/L、c(H2O)=2.4mol/L、c(CO)= 0.2mol/L,则反应b的平衡常数K=;
②升高温度,反应a正向移动,反应b逆向移动,反应重新达到平衡时,CO的物质的量大于0.4mol;
小问4详解】
合成氨反应是放热反应,压强不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的体积分数减小,则图中对应等压过程的曲线为Ⅱ;温度不变时,增大压强,平衡正向移动,氨气的体积分数增大,曲线Ⅰ为等温线;
N点在等温线上,NH3的体积分数为50%,列三段式有,,则x=mol,平衡时气体总物质的量为,氢气的分压p(H2)=
【小问5详解】
①合成尿素的反应为放热反应,由图可知,该反应热化学方程式为CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH=−(Q1−Q2)kJ/mol;
②反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步骤,由图可知,活化能最大的反应为液态H2NCOONH4分解生成液态尿素和液态水,因此合成尿素的反应初期,体系中的液体物质主要成分为H2NCOONH4。
19. 化合物K是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。
已知:①
②RBrRMgBr
回答下列问题:
(1)A具有酸性,写出A中的官能团名称___________。
(2)B分子的结构简式为___________。
(3)D的化学名称为___________。
(4)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有___________种。
a.经红外光谱测定分子中含结构,且苯环上只有两个取代基
b.能发生水解反应,且苯环上的一氯代物只有两种结构
c.能与银氨溶液反应产生银镜
(5)写出J→K的化学反应方程式___________。
(6)一种由CH3CHO、 、为原料,制备有机物 的合成路线如下图所示。其中有机物M、N的结构简式分别为___________、___________。
【答案】(1)碳溴键、羧基
(2)BrCH2COOC2H5
(3)苯甲醛 (4)8或11(考虑手性11)
(5)+H2O
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据(1)问可知,A具有酸性,则A的结构简式为CH2BrCOOH,A与乙醇发生酯化反应,则B的结构简式为CH2BrCOOCH2CH3,根据信息②可知,C的结构简式为 ,根据D的分子式,以及E的结构简式可知,D为苯甲醛,即结构简式为 ,根据F的分子式,以及E的结构简式,E→F发生消去反应,即F的结构简式为,F与氢气发生加成反应,对比F、G的分子式,且信息②,则G的结构简式为 ,H的结构简式为 ;生成J发生酯的水解,即J的结构简式为,J发生酯化反应生成K,据此分析。
【小问1详解】
由分析知,A的结构简式为CH2BrCOOH,所以A中的官能团名称为碳溴键、羧基,故答案为:碳溴键、羧基;
【小问2详解】
由分析知,B的结构简式为,故答案为:CH2BrCOOCH2CH3;
【小问3详解】
由分析知,D结构简式为,名称为苯甲醛,故答案为:苯甲醛;
【小问4详解】
E的同分异构体符合:a.经红外光谱测定结构中含结构,且苯环上只有两个取代基;b.能发生水解反应,且苯环上的一氯代物只有两种结构,说明含酯基且两个取代基位于对位;c.能与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀,说明含醛基或甲酸某酯基,综上结合分子式可判断该分子中,苯环上两侧链分别为和,的碳架异构有8种;
【小问5详解】
根据上述分析,J的结构简式为,K的结构简式为,J→K的反应方程式为+H2O,故答案为+H2O;
【小问6详解】
根据信息,CH3CHO与丙酮反应生成,加热发生消去反应生成M(),与格式试剂反应生成N(),然后在浓硫酸条件下加热发生消去反应生成目标产物;故答案为、。
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长春市2025届高三质量监测(一)
化学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
6.本试卷共9页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65 Br:80 Hg:201
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。
1. 在第33届巴黎奥运会舞台。上,科技与体育双向奔赴,释放更加迷人的魅力。下列说法正确的是
A. 开幕式燃放的烟花呈现多彩的颜色,是利用某些金属元素特有的化学性质
B 制作中国代表团“冠军龙服”所用材料环保再生纤维素纤维属有机高分子材料
C. 比赛场馆可变灯光系统的控制芯片主要成分为SiO2
D. 生产橡胶弹性地板原料天然橡胶属聚酯类有机高分子化合物
2. 实验室制取氮气的一种方法为NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑。下列有关化学用语表示正确的是
A. 离子化合物NH4Cl的电子式为:
B. 和H2O的空间填充模型均为:
C. N2中某一个p−pπ键的形成可表示为:
D. 基态氮原子的L层电子的轨道表示式为:
3. 下列实验装置、操作及能够达成的目的均正确的是
A 图甲:灼烧海带制海带灰 B. 图乙:准确量取15.00mL稀硫酸
C. 图丙:制备NaHCO3晶体 D. 图丁:准确测定中和反应的反应热
4. CuCl2和SO2反应的离子方程式为:SO2+2Cu2++2Cl−+2H2O=2CuCl↓++4H+。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.5mol/LCuCl2溶液中Cu2+数目为0.5NA
B. 生成1molCuCl,转移的电子数为2NA
C. 1molSO2溶于水,电离出的H+数目小于2NA
D. 2.24LH2O中O原子的价层电子对数为0.4NA
5. 生活中蕴含着丰富的化学知识。下列相关应用的对应解释错误的是
A. 做豆腐用石膏作凝固剂:CaSO4·2H2O是硫酸盐结晶水合物
B. 制作腌菜、酱菜添加食盐做防腐剂:高浓度NaCl溶液使微生物脱水失活
C. 用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D. 用过氧乙酸溶液对环境消毒:CH3COOOH具有较强氧化性
6. 下列离子方程式正确的是
A. 碳酸银粉末加入到稀盐酸中:Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O
B. 明矾水溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3·H2O=[Al(OH)4]−+4
C. 葡萄糖与新制氢氧化铜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+OH−CH2OH(CHOH)4COO−+Cu2O↓+3H2O
D. 少量CO2通入漂白液中:CO2+2ClO−+H2O=2HClO+
7. 一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法正确的是
A. X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
B. X与稀硫酸反应只有一个官能团发生变化
C. Y分子中所有原子可能共面
D. Y分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
8. 用化学方法在钢铁部件表面进行“发蓝”处理是一种普遍采用的金属防护方法:将洁净的铁件浸入一定浓度的NaOH和NaNO2溶液中(必要时加入其它辅助物质),加热到适当温度并保持一定时间,铁件的表面形成一层致密的氧化物薄膜并有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体放出。下列有关说法错误的是
A. “发蓝”之前可分别用Na2CO3溶液和NH4Cl溶液处理铁件
B. “发蓝”处理形成的氧化物薄膜主要成分是Fe2O3
C. 加热条件下,“发蓝”处理产生的无色气体能够还原CuO
D. 硫酸铜溶液可用于检验铁件是否“发蓝”成功
9. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列说法错误的是
A. PLA的单体可以发生消去反应 B. MP的化学式是C4H8O2
C. MP的同分异构体中含羧基的有2种 D. MMA不能使溴水褪色
10. 炼钢电炉内发生反应:3C(s)+Fe2O3(s)3CO(g)+2Fe(s) ΔH,实验测得平衡常数K与温度的关系如图所示。某温度下向刚性密闭容器中充入足量铁粉和CO气体,发生上述反应,达到平衡时测得CO分压p(CO)=akPa,保持温度不变,再向容器中充入少量CO,达到新平衡时测得p(CO)=bkPa。下列说法正确的是
A. 上述反应的反应热ΔH<0 B. Fe2O3质量不变时反应达到平衡
C. 平衡时增大Fe质量,平衡逆向移动 D. 两个平衡中CO压强:b>a
11. 超分子CB是制备聚合物网络生物电极的原料,其结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z相邻,X原子的价层电子数为内层电子数的2倍。下列说法错误的是
A. 第一电离能:X<Z<Y B. 氢化物的沸点可能是X<Y
C. CB具有分子识别和自组装功能 D. CB具有良好的耐酸碱性
12. 我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn−TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是
A. 标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B. 电池总反应为:+ZnZn2++3I−
C. 充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自电解质溶液
D. 放电时,外电路转移0.2mol电子,理论上电池负极消耗6.5gZn
13. 钛酸钡是电子陶瓷基础母体原料,超细微粉体的制备方法如下。
已知:①;
②+4价在强酸性溶液中以形式存在;在弱酸性、碱性条件下生成沉淀,可与形成配合离子。
下列说法不正确的是
A. 向中先加入,可防止其水解生成
B. 得到溶液1的反应:
C. 加入过量氨水,有利于提高的产率
D. “煅烧”得到的气体A是、和的混合物
14. 朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系β型晶胞如下图所示,晶胞参数为anm,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. S原子的配位数是8 B. 晶胞中B原子分数坐标为
C. 该晶体的密度是ρ= D. 相邻两个Hg的最短距离为anm
15. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、NaBrO3、Na2SO4混合液中滴加AgNO3溶液,混合液中pAg[PAg=−lgc(Ag+)]与pX[pX=−lgc(Ac−)、−lgc()、−lgc()]的关系如图所示。已知:相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度。下列说法错误的是
A. L1直线代表−lgc(Ag+)和−lgc()的关系
B. 向M点所示混合溶液中加入AgNO3固体,增大
C. 常温下,AgAc饱和溶液中c(Ag+)=10−1.36mol∙L−1
D. 当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中c(Ac−)>100c()
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料,以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳,处理该废旧电池的一种工艺如图所示。
回答下列问题:
(1)为加快NaOH溶液浸取正极材料的速率,可以采取的措施有___________(写一点即可)。
(2)LiCoO2中钴元素的化合价为___________,“酸浸”过程中LiCoO2发生反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量,造成这一结果的原因是___________。
(4)“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+,则反萃取过程中加入的试剂X最好是___________(填序号)。
A. NaOH B. HNO3 C. NH3·H2O D. H2SO4
(5)已知Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示。加入Na2CO3溶液后应进行的操作是___________,___________,洗涤,干燥。
(6)“沉钴”一般加入草酸铵溶液,若用草酸溶液代替草酸铵溶液,发生沉钴过程的离子方程式为___________,试计算说明草酸能否实现完全沉钴___________。(已知:①当反应的平衡常数K>105时,可以认为反应进行完全;②Ksp(CoC2O4)=10−8.48,草酸的电离常数Ka1=5.6×10−2、Ka2=1.5×10−4)。
17. 实验室常用苯的直接溴代制取溴苯。
I.反应原理:+Br2+HBr
副反应1:+ Br2 +HBr;
副反应2:+ Br2+HBr
Ⅱ.实验装置(加热和夹持装置省略):
Ⅲ.实验步骤:
步骤一:向图1装置仪器A中加入7.0mL(6.24g)无水苯和0.2g铁屑、磁力搅拌子,滴液漏斗中加入4.5mL(13.92g)液溴。先向仪器A中滴入少许液溴,反应片刻,开始启动搅拌器,继续缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态。加完液溴后,将烧瓶置于60—70°C水浴中反应10分钟,至不再有溴化氢气体逸出为止。
步骤二:反应物冷却后,用4mL水、2mL10%氢氧化钠溶液、10mL水分别洗涤1~2次。粗产品用无水氯化钙干燥后,利用图2装置进行蒸馏,收集某温度范围内的馏分,得到质量为6.30g的溴苯。
回答下列问题:
(1)仪器B的作用是___________。
(2)使用液溴时要注意安全。下列给出的试剂中,处理沾到皮肤上的少量液溴能够用到的有___________(填序号)。
a.NaOH溶液 b.酒精 c.NaHCO3溶液
(3)实验过程中,要缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态,若滴加速度过快,溴苯产率会降低。除因反应物和生成物挥发导致溴苯产率降低外,还可能的原因是___________。
(4)提纯过程中,应先用水洗,再用NaOH溶液进行洗涤。若水洗时未洗涤干净就开始利用NaOH溶液进行洗涤,造成的后果是___________。
(5)洗涤过程中下列仪器不需要用到是___________(填仪器名称)。
(6)本实验溴苯产率为___________%(保留3位有效数字);利用图2装置进行蒸馏的过程中,温度计读数在73~85℃、145~160℃、205~228℃三个温度范围内上升缓慢,则收集溴苯对应的温度范围是___________。
18. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92.4kJ∙mol−1,合成氨原料中的N2由液化空气分离法提供,H2可来源于水煤气,相关反应如下:
a.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ∙mol−1
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=−41.2kJ∙mol−1
回答下列问题:
(1)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的反应热ΔH=___________kJ∙mol−1。
(2)在密闭容器中发生(1)中的反应,下列说法正确的是___________。
A. 增大压强,该反应平衡不移动
B. 断裂2molO−H键的同时断裂1molH−H键反应达到平衡
C. 升高温度,反应v正增大,V逆减小
D. 使用催化剂提高H2O的平衡转化率。
(3)实验室模拟合成水煤气,T℃时在2L的密闭容器中加入2.0molC(s)与8.0molH2O(g)发生反应a、b,反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为40%,CO的物质的量为0.4mol。
①T℃时,反应b的平衡常数K=___________(用分数表示)。
②若升高温度,反应重新达到平衡时,CO的物质的量___________0.4mol(填“>”“<”或“=”)。
(4)按起始反应物=3进行合成氨反应,在不同条件下达到平衡时,体系中NH3的体积分数为x(NH3)。在T=400°C下:x(NH3)与p总的关系和p总=30MPa下x(NH3)与T的关系如图1所示,图中对应等温过程的曲线是___________(填“I”或“Ⅱ”);N点对应的体系中氢气的分压p(H2)=___________MPa(分压=气体的物质的量分数×总压)。
(5)用氨合成尿素的反应,在高压条件下连续进行,反应进程如图2(Q1、Q2均大于0)所示:
①合成尿素的热化学方程式为___________。
②合成尿素的反应初期,体系中的液体物质主要成分为___________(填化学式)。
19. 化合物K是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。
已知:①
②RBrRMgBr
回答下列问题:
(1)A具有酸性,写出A中的官能团名称___________。
(2)B分子的结构简式为___________。
(3)D的化学名称为___________。
(4)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有___________种。
a.经红外光谱测定分子中含结构,且苯环上只有两个取代基
b.能发生水解反应,且苯环上的一氯代物只有两种结构
c.能与银氨溶液反应产生银镜
(5)写出J→K的化学反应方程式___________。
(6)一种由CH3CHO、 、为原料,制备有机物 的合成路线如下图所示。其中有机物M、N的结构简式分别为___________、___________。
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