精品解析:宁夏回族自治区石嘴山市平罗中学2024-2025学年高三上学期11月月考 化学试题
2024-12-09
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内容正文:
平罗中学2024-2025学年度第一学期第三次考试试题
高三化学
满分:100分 考试时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、O-16、Cl-35.5
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)。
1. 2024年7月,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。我国运动健儿取得了40块金牌的优异成绩,运动会上许多“化学元素”发挥着重要作用。下列说法错误的是
A. 开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理
B. 场馆消毒使用的过氧类消毒剂,其消杀原理与漂白液相同
C. 颁奖的金牌为铁质表面镀一层薄金,这是一种新型合金材料
D. 部分运动场馆建筑材料使用了新型碲化镉发电材料,碲属于主族元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理而绽放出耀眼光彩,A正确;
B.过氧类消毒剂的消毒原理是利用过氧化物的强氧化性使蛋白质变性而达到杀菌消毒的作用,这与漂白液消毒原理相似,B正确;
C.金牌材质为铁质镀金,不是铁和金熔融得到的具有金属特性的合金材料,所以不属于新型合金材料,C错误;
D.碲是VIA族元素,D正确;
故选C。
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列有关表述正确的是
A. 是一种高价值的绿色环保氧化剂,其电子式为
B. 的化学名称是3-甲基-2-戊烯
C. 核废水中含14C、14CO、14CO2互为同素异形体
D. 北京大学科研团队构筑了纯化的和范德华界面对原子进行研究,的原子结构示意图为
【答案】B
【解析】
【详解】A.是共价化合物,电子式为,故A错误;
B.由系统命名法,的化学名称是3-甲基-2-戊烯,故B正确;
C.同素异形体指的是由同种元素组成的单质,、是化合物,故C错误;
D.B的核电荷数为5,原子结构示意图为,故D错误;
选B。
3. 反应常被用于除去水中残余氯。为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 100 mL 1 mol⋅L水溶液中含有的键数目为
B. 0℃、101kPa时,22.4 L 中氯原子的数目为
C. 常温常压下1.6 g 含有质子的数目为
D. 通过上述反应除去0.5 mol ,转移电子的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.水溶液中,H2O2和H2O均含有2个键,则100 mL 1 mol⋅L水溶液中含有的键数目大于,A错误;
B.0℃、101kPa为标准状态,22.4 L 的物质的量为1mol,含有氯原子的数目为,B正确;
C.O2中含有16个质子,常温常压下1.6 g 的物质的量为=0.05mol,含有质子的数目为,C正确;
D.根据反应可知,Cl元素由0价下降到-1价,通过上述反应除去0.5 mol ,转移电子的数目为= ,D正确;
故选A。
4. 部分含氮、硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. e的浓溶液具有强氧化性,不能干燥气体c
B. 部分食品中添加适量c可起漂白、防腐和抗氧化等作用
C. 将c和h同时通入到溶液中会产生白色沉淀
D. g和f可以通过催化转化生成无毒气体
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,a为H2S,b为S,c为SO2,d为SO3,e为H2SO4,f为NH3,g为NO,h为NO2,i为HNO3以此解题;
【详解】A.硫酸有氧化性,相邻价态不发生氧化还原反应,A错误;
B.SO2具有漂白性、还原性、可用作防腐剂和抗氧化剂,B正确;
C.二氧化硫和二氧化氮同时通入水中,会生成硫酸,加入氯化钡会生成硫酸钡白色沉淀,C正确;
D.NO、NH3在催化转化器中发生反应氧化还原反应生成N2无毒气体,D正确;
故选A。
5. 下列实验装置可以用于制备相应物质的是
A. 装置甲可用于制备 B. 装置乙可用于制备
C. 装置丙可用于制备溴苯 D. 装置丁可用于制备乙烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.与浓盐酸反应制备需要加热,A项错误;
B.铜丝与浓硝酸反应生成,B项错误;
C.苯与液溴反应生成溴苯,与溴水可萃取溴水中的溴,C项错误;
D.乙醇在浓硫酸的作用下加热至时发生消去反应生成乙烯,D项正确;
故选D。
6. 一种除草剂的结构如下图,X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子核外电子只有一种运动状态,Y、Z、W为同周期相邻主族元素,Z与R同主族,Z的单质在空气成分中体积分数占比最大。下列有关说法正确的是
A. Y、Z、W的电负性由大到小的顺序为
B. 最简单氢化物的稳定性:
C. X与W形成的化合物为非极性分子
D. 该分子不能与碱反应
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期元素,Y、Z、W为同周期相邻主族元素,由题目信息的单质在空气成分中体积分数占比最大可知为元素,X原子核外电子只有一种运动状态,结合化合物中化学键的特征分析可知,X形成1个共价键为H元素,Y形成4个共价键为C元素,Z形成3个共价键为N元素,W形成2个共价键为O元素,Z与R同主族,R为P元素。
【详解】A.Y、Z、W分别为:C、N、O,同周期主族元素从左到右电负性依次增大,电负性由大到小的顺序为,故A正确;
B.非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,非金属性,则氢化物稳定性,故B错误;
C.与形成的化合物可以为、,都为极性分子,故C错误;
D.分子结构中含羧基官能团,能和碱反应,故D错误;
选A。
7. 下列实验操作及现象所对应的结论或解释正确的是
选项
实验操作及现象
结论或解释
将某铁的氧化物溶于足量浓盐酸,再向其中加入少量酸性溶液,溶液褪色
铁的氧化物中含有二价铁
向与稀硫酸反应的体系中加入几滴硫酸铜溶液,产生气泡速率变快
硫酸铜具有催化作用
向盛有溶液的试管中滴加滴溶液,产生白色沉淀,再滴加滴溶液,沉淀转变为黄色
向溶液中通入气体,产生黑色沉淀
酸性:
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓盐酸、亚铁离子均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,滴入KMnO4溶液紫色褪去,不能说明某铁的氧化物含有二价铁,故A错误;
B.Zn置换出Cu,可构成原电池,加快生成氢气的速率,与催化作用无关,故B错误;
C.AgNO3溶液不足,先出现白色沉淀,再滴加溶液,沉淀转变为黄色,说明生成的AgCl可转化为更难溶的AgI,则,故C正确;
D.向CuSO4溶液中通入H2S气体,产生黑色沉淀,说明具备复分解反应的条件,不能说明酸性:H2S>H2SO4,且H2S是弱酸,H2SO4是强酸,酸性:H2S<H2SO4,故D错误;
答案选C。
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 明矾溶液与过量氨水混合:
B. 向溶液通入气体:
C. 向NaHSO4溶液中加入足量Ba(OH)2溶液:
D. 绿矾处理含的酸性废水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.明矾溶液与过量氨水混合生成氢氧化铝沉淀,氨水不能溶解氢氧化铝,离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3,A错误;
B.向溶液通入气体,发生氧化还原反应生成硫酸,反应的离子方程式为:,B正确;
C.向NaHSO4溶液中加入足量Ba(OH)2溶液,离子方程式为:H+++Ba2++OH-=H2O+BaSO4↓,C错误;
D.绿矾处理含的酸性废水,发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子和水,反应的离子方程式为:6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,D错误;
答案选B。
9. 氮氧化物(NOx)为燃油汽车尾气中主要受管制的成分之一,其控制技术的研发十分重要,燃油汽车排气管内部安装三元催化剂处理 NO的反应如下:。该反应相对能量如图所示。
下列叙述正确的是
A. 三个基元反应的ΔH 都小于0
B. 上述总反应的ΔH=-674.9 kJ·mol-1
C. 反应3控制总反应的速率
D. 选择合适的催化剂能降低ΔH 的值
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应历程图,反应1是吸热反应,,A错误;
B.根据反应历程图,写出三个基元反应的热化学方程式,反应1:,反应2:,反应3:,根据盖斯定律,总反应为:反应1+反应2+反应3,则总的,B正确;
C.根据反应历程图,反应1、2、3的正反应活化能分别为 ,,,能垒越大,反应速率越小,在多步反应中,最慢的一步是速控步骤,即反应1 是控制总反应的速率的反应,C错误;
D.催化剂只降低反应活化能,不会改变反应的值,D错误;
故答案为:B。
10. 体育竞技中服用兴奋剂既有失公平,也败坏了体育道德。某种兴奋剂的结构简式如图所示.有关该物质的说法中正确的是
A. 该物质的分子式为C16H18O3
B. 该物质分子中的所有原子可能共平面
C. 滴入KMnO4(H+)溶液,可观察到紫色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
D. 1mol该物质分别与浓溴水和H2反应时最多消耗Br2和H2分别为4mol、7mol
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据该有机物的结构简式可知,分子式为C16H16O3,故A错误;
B.该物质分子中含有甲基,不可能所有原子共平面,故B错误;
C.苯环上的甲基、羟基、碳碳双键都能被氧化,滴入KMnO4(H+)溶液,观察到紫色褪去,不能能证明结构中存在碳碳双键,故C错误;
D.酚羟基邻位、对位与浓溴水发生取代反应、碳碳双键与溴水发生加成反应,1mol该物质最多消耗4mol Br2,苯环、碳碳双键与H2发生加成反应,1mol该物质最多消耗7mol H2,故D正确;
故选D。
11. 化合物Z是一种抗胃溃疡剂,可由下列反应制得:
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A. X、Y和Z三种分子中,只有Z存在顺反异构
B. Y苯环上的一氯代物有2种
C. X中有两种官能团能与溴水反应,且反应类型相同
D. 上述合成化合物Z的反应为取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,X、Y和Z三种分子中,只有Z中中间的碳碳双键的两个碳连接不同的原子或原子团,只有Z存在顺反异构,故A正确;
B.由结构简式可知,Y分子苯环上含有3类氢原子,则一氯代物有3种,故B错误;
C.由结构简式可知,X分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,含有的醛基能与溴水发生氧化反应,则两者的反应类型不同,故C错误;
D.由结构简式可知,X分子与Y分子先发生加成反应后发生消去反应,并发生水解反应生成Z,故D错误;
故选A。
12. 我国科学家研究出一种新型水系电池,其结构如下图,该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能,下列说法正确的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 通过阴离子交换膜向a电极移动
C. a极的电极反应式为
D. 每转移,右侧极室中溶液质量增大16g
【答案】C
【解析】
【分析】b电极表面,Zn转化成ZnO,化合价升高,失电子,为负极,电极反应式为,a为正极,电极反应式为,由此分析回答;
【详解】A.由分析可知,电极a为正极,发生还原反应,A错误;
B.通过阴离子交换膜向负极移动,即向b电极移动,B错误;
C.由分析可知,a极的电极反应式为,C正确;
D.每转移,有2mol 转移到右侧极室,发生反应,即增加1mol水的质量,为18g,D错误;
故选C。
13. 工业上从含银废催化剂(含金属银和铼,少量MgO、SiO2、Fe2O3等)中分离回收银和铼,工艺流程如下。下列说法正确的是
已知:双氧水可以溶解废催化剂中的铼生成高铼酸;AgCl能与高浓度Cl-反应生成、。
A. “活化溶解”时增大盐酸浓度,可加快溶解速率,有利于提高铼和银的回收率
B. “还原”过程中产生无毒气体,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1 : 4
C. 滤渣Ⅲ的主要成分是H2SiO3
D. 本工艺中HNO3可循环利用
【答案】D
【解析】
【分析】银废催化剂(含金属银和铼,少量MgO、SiO2、Fe2O3等),双氧水溶解废催化剂中的铼生成高铼酸,MgO和Fe2O3也被溶解;AgCl和SiO2为滤渣Ⅰ,加入氨水使得AgCl溶解生成,SiO2不溶,再加入还原,经过电沉积后获得Ag,副产物中含有稀硝酸,可重复使用。
【详解】A.由已知可知,盐酸浓度大时,AgCl能与高浓度Cl-反应生成,进入滤液中,造成银的损失,故A错误;
B.还原过程中发生反应为,氧化剂为,还原剂为,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1,故B错误;
C.在溶解过程中,SiO2不溶于氨水,所以滤渣Ⅲ的主要成分不是H2SiO3,故C错误;
D.由分析可知,电沉积银时,Ag+被还原为Ag,剩余溶液为稀硝酸,故D正确;
故答案选D。
14. 常温下,将0.01 mol·L-1的盐酸逐滴加入到10 mL 0.01 mol·L-1 NaA溶液中。滴加过程中,A-、HA浓度所占分数(δ)随pH变化的关系如图甲所示[其中a点的坐标为(9.5,0.5)],pH变化曲线如图乙所示。下列溶液中的关系一定正确的是
A. 当c(Cl-)=c(HA)时,溶液的pH=7
B. 常温下NaA的水解平衡常数:Kh(NaA)=10-9.5
C. b点溶液中阴离子浓度:c(A-)>c(Cl-)>c(OH-)
D. c点溶液中:c(A-)+c(HA)=0.0l mol·L-1
【答案】A
【解析】
【分析】溶液中同时存在A-、HA,则HA为弱酸,NaA会水解。
【详解】A.电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(Cl-),物料守恒:c(Na+)=c(A-)+c(HA),联立二式得出c(HA)+ c(H+)=c(Cl-)+ c(OH-),若c(HA)= c(Cl-),则c(H+)= c(OH-),常温下pH=7,故A项正确;
B.Kh(NaA)= Kh(A-),a点时A-、HA浓度所占分数(δ)相同,均为0.5,即A-、HA浓度相同,因此Kh(NaA)==10-4.5,故B项错误;
C.b点加入5mL盐酸,所得溶液为等浓度的NaCl、HA、NaA溶液,根据物料守恒有2c(Cl-)= c(A-)+c(HA),pH>7,可知A-的水解程度大于HA的电离程度,则c(HA)>c(Cl-)>c(A-),故C项错误;
D.溶液等体积混合浓度减半,结合物料守恒可知c点对应的溶液中c(A-)+c(HA)=0.005 mol/L,故D项错误;
答案选A。
二、非选择题(共58分)。
15. 草酸是一种用途广泛的有机弱酸,可溶于水。某同学通过查阅资料设计了如图所示的装置(夹持仪器省略),用其制备一定量的草酸晶体,并验证该晶体具有的某些性质。
回答下列问题:
(1)装置中主要发生反应,用饱和食盐水代替自来水的目的为_______。
(2)装置的作用是除去、,其中硫酸铜与发生反应生成、和,写出该反应的化学方程式:_______。
(3)草酸在装置中生成,相应的化学方程式为_______,使草酸从装置中分离出来的操作是_______、_______过滤、洗涤、干燥。
(4)待反应结束后,从C中分离出草酸晶体,然后用的酸性溶液进行滴定以测定其纯度。
①称量草酸晶体配制溶液,下列配制操作中错误的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
②三次平行滴定实验中消耗溶液的体积如表所示,其中第一次实验滴定后的液面位置如图所示:
滴定次数
待测溶液体积
标准溶液的体积
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液的体积
第一次
20.00
0.20
第二次
20.00
2.56
28.40
第三次
20.00
0.22
20.32
则_______,样品中草酸晶体的质量分数为_______(保留一位小数)。
【答案】(1)降低反应速率,防止反应过于剧烈
(2)
(3) ①. ②. 蒸发浓缩 ③. 冷却结晶
(4) ①. ac ②. 20.10 ③. 90.0%
【解析】
【分析】装置A中饱和食盐水和电石(杂质)反应生成乙炔,乙炔中混有、,通过B中溶液除去、,乙炔进入C中和浓硝酸反应生成草酸,据此分析作答;
【小问1详解】
电石与水反应非常剧烈,用饱和食盐水代替自来水可以减小其反应速率,防止反应过于剧烈;
【小问2详解】
硫酸铜与发生反应生成、和,根据得失电子守恒和元素质量守恒,可得化学方程式为:;
【小问3详解】
乙炔和浓硝酸发生氧化还原反应,乙炔被氧化成草酸,浓硝酸的还原产物为二氧化氮,根据得失电子守恒和元素质量守恒,可得相应的化学方程式为:;
使草酸从装置中分离出来的操作是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
【小问4详解】
①a.称量药品时,药品应放在左盘,a错误;
b.在烧杯中溶解固体,用玻璃棒搅拌加快溶解速率,b正确;
c.将溶液转移至容量瓶时要用玻璃棒引流,c错误;
d.定容时视线与容量瓶刻度线相平,d正确;
故答案为:ac;
②滴定管的“0”刻度在上面,读数时由上往下读,故由图可知;
用的酸性溶液滴定溶液发生的反应为:,根据表格所给数据,第二次滴定误差较大,应舍去,故两次滴定消耗酸性的体积为:,根据方程式可得溶液中的质量为:,故样品中草酸晶体的质量分数为。
16. 丁香酚氧基乙酸不仅有抗病毒、抗菌性能,而且还有抑制脂质增加的功能。纯净的丁香酚氧基乙酸()为白色固体,可用丁香酚(,沸点:254℃)为主要原料制得,其合成原理如图所示。
具体合成步骤如下:
I.将溶于中,添加丁香酚,在80℃~90℃中搅拌,得到溶液甲。
Ⅱ.小心将氯乙酸溶解在水中,缓慢添加溶液使其呈碱性,得到溶液乙。
Ⅲ.将溶液乙缓慢滴加到溶液甲中,在90℃~95℃搅拌混合物1小时。反应完毕后,冷却至室温,加入盐酸至溶液呈酸性,得到溶液丙。
Ⅳ.向溶液丙中加入碎冰,搅拌至黄色油状物变成淡黄色固体,过滤、洗涤。
Ⅴ.向固体中加,加热至沸腾,随后将溶液用冰水冷却。经过滤、洗涤、干燥称量,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤I中最适宜的加热方式为___________。
(2)若第Ⅱ步用NaOH代替,则产生的后果是___________。(用化学方程式表示)
(3)某兴趣小组设计了第Ⅲ步反应装置(如图所示,加热装置略去),仪器a的名称是___________;有同学认为仪器b是多余的,他给出的理由是___________。
(4)第Ⅳ步中碎冰的作用是___________。
(5)第Ⅴ步分离提纯方法的名称是___________;在分离过程中可加入一些活性炭脱色,但加入活性炭过多,会造成产率下降,可能原因为___________。
(6)本实验的产率为___________。(用丁香酚算,精确至)
【答案】(1)水浴加热
(2)
(3) ①. 三颈烧瓶/三口烧瓶 ②. 第Ⅲ步反应温度未达到水的沸点
(4)稀释,降温,降低丁香酚氨基乙酸在水中的溶解度
(5) ①. 重结晶 ②. 活性炭疏松多孔,具有吸附性
(6)66.7%
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ需要在80℃~90℃的温度范围里进行反应,需要严格控温且温度相对较低,因此可以采用水浴加热。
【小问2详解】
若第II步用NaOH代替,则氯乙酸中除了羧基会与NaOH反应,氯原子也会与NaOH发生水解反应,即。
【小问3详解】
仪器名称是三颈烧瓶或三口烧瓶;有同学认为仪器b是多余的,因为反应温度没有达到水的沸点。
【小问4详解】
加入的碎冰可稀释溶液,同时降低溶液温度,从而降低了产物在水中的溶解度,使得丁香酚氨基乙酸析出。
【小问5详解】
第Ⅴ步分离提纯的方法涉及到加热溶解、冷却结晶、过滤洗涤等过程,因此是重结晶;活性炭疏松多孔,具有很强的吸附性,因此可吸附部分产品,造成产率降低。
【小问6详解】
反应物与产物存在以下关系:因此,计算可得,。
17. 磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白渣[主要成分为,还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下:
已知:磷酸铁化学式为;。请回答下列问题:
(1)“水溶”过程中,发生水解生成难溶于水的,基态原子的核外电子排布式为_______。
(2)某温度时,实验测定滤液2的,mol⋅L,则滤液2中_______。[该温度下,,]
(3)“氧化”的目的是_______。
(4)一定条件下,探究不同pH对磷、铁沉淀率的影响如下图所示,“沉铁”步骤中应选取_______,的沉淀率最高。但随pH的增大,磷的沉淀率又开始下降,而铁的沉淀率未下降,分析可能的原因为_______。
(5)高温煅烧步骤中,得到的同时只生成一种气体(有毒),该过程反应的化学方程式为_______。
(6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过,电池充放电过程中,正极结构变化如下图所示。
①写出电池放电时正极的电极反应式_______。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72 L 时,从电极脱离的数目为_______。(为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2
(2)1mol/L (3)将Fe2+氧化为Fe3+
(4) ①. 2.5 ②. 随pH的增大,Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀,使得磷的沉淀率又开始下降,而铁的沉淀率未下降
(5)
(6) ①. ②. 0.6NA
【解析】
【分析】钛白渣先水浸,发生水解生成难溶于水的,得到的滤液中含有Fe2+、Fe3+、Mg2+,向滤液中加入铁粉,将Fe3+还原为Fe2+,加入HF将Mg2+转化为MgF2沉淀过滤除去,过滤后向滤液中加入双氧水、稀硫酸将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH将Fe3+转化为沉淀,过滤所得沉淀和C、碳酸锂煅烧生成。
【小问1详解】
钛为22号元素,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2;
【小问2详解】
某温度时,实验测定滤液2的,c(H+)=0.01mol/L,mol/L,则,滤液2中。
【小问3详解】
过氧化氢具有氧化性,由分析可知,“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续将铁元素转化为沉淀;
【小问4详解】
由图可知,pH=2.5时铁和磷的沉淀率都较高,且磷的沉淀率最高,“沉铁”步骤中应选取pH=2.5,随pH的增大,Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀,使得磷的沉淀率又开始下降,而铁的沉淀率未下降。
【小问5详解】
高温煅烧步骤中,C和、Li2CO3反应得到的同时只生成一种有毒气体为CO,铁化合价由+3变为+2、碳酸根离子中碳化合价由+4变为+2,碳单质化合价由0变为+2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:;
【小问6详解】
①由图可知,放电时在正极得到电子和锂离子生成,电极方程式为:;
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72 L的物质的量为6.72L÷22.4L/mol=0.03mol,氢氧燃料电池的负极电极方程式为:H2-2e-=2H+,转移0.6mol电子,则从电极脱离的数目为0.6NA。
18. 某酮酸化合物F是一种药物合成的重要中间体,其合成路线如下(部分反应条件及过程已省略) :
已知:
ⅰ.;
ⅱ.。
回答下列问题:
(1)化合物D的分子式为___________。化合物F中所含官能团的名称有___________、___________。
(2)核磁共振氢谱显示化合物A的分子中仅有两种不同化学环境的氢原子,则A的化学名称为___________ (用系统命名法命名)。
(3)写出A→B的化学方程式___________;其反应类型为___________。
(4)E的结构简式为___________;E分子中含有___________个手性碳原子。
(5)化合物I是D的同系物,相对分子质量比D小14,分子结构中仍然含有2个羧基,则I可能的结构有___________种(不考虑空间异构)。其中,核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3:1:1的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. C7H12O4 ②. 羧基 ③. 酮羰基
(2)2-氯丙烷 (3) ①. +NaOHCH2=CHCH3↑+NaCl+H2O ②. 消去反应
(4) ①. ②. 1
(5) ①. 9 ②.
【解析】
【分析】依据信息ⅱ,可确定C为,依据信息ⅰ,可逆推出B为CH2=CHCH3,则A为(核磁共振氢谱显示化合物A的分子中仅有两种不同化学环境的氢原子)。D与C2H5OH发生酯化反应,生成E为。E经过多步转化,可生成F。
【小问1详解】
化合物D为,分子式为C7H12O4。化合物F为,所含官能团的名称有:羧基、酮羰基。
【小问2详解】
核磁共振氢谱显示化合物A的分子中仅有两种不同化学环境的氢原子,则A的结构简式为,化学名称为2-氯丙烷。
【小问3详解】
A()在NaOH醇溶液中加热,发生消去反应生成B(CH2=CHCH3)等,化学方程式:+NaOHCH2=CHCH3↑+NaCl+H2O;其反应类型为消去反应。
【小问4详解】
由分析可知,E的结构简式为;E分子中,只有与甲基相连的碳原子为手性碳原子,即含有1个手性碳原子。
【小问5详解】
D为,化合物I是D的同系物,相对分子质量比D小14,分子结构中仍然含有2个羧基,则I分子中含有6个碳原子,其中含有2个-COOH,I可表示为HOOC-C4H8-COOH,把1个-COOH看成X,另1个-COOH有图中所示的可能位置为、、,所以可能的结构有9种(不考虑空间异构)。其中,核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3:1:1的结构简式为。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
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平罗中学2024-2025学年度第一学期第三次考试试题
高三化学
满分:100分 考试时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、O-16、Cl-35.5
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)。
1. 2024年7月,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。我国运动健儿取得了40块金牌的优异成绩,运动会上许多“化学元素”发挥着重要作用。下列说法错误的是
A. 开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理
B. 场馆消毒使用的过氧类消毒剂,其消杀原理与漂白液相同
C. 颁奖的金牌为铁质表面镀一层薄金,这是一种新型合金材料
D. 部分运动场馆建筑材料使用了新型碲化镉发电材料,碲属于主族元素
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列有关表述正确的是
A. 是一种高价值的绿色环保氧化剂,其电子式为
B. 的化学名称是3-甲基-2-戊烯
C. 核废水中含14C、14CO、14CO2互为同素异形体
D. 北京大学科研团队构筑了纯化的和范德华界面对原子进行研究,的原子结构示意图为
3. 反应常被用于除去水中残余氯。为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 100 mL 1 mol⋅L水溶液中含有的键数目为
B. 0℃、101kPa时,22.4 L 中氯原子的数目为
C. 常温常压下1.6 g 含有质子的数目为
D. 通过上述反应除去0.5 mol ,转移电子的数目为
4. 部分含氮、硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. e的浓溶液具有强氧化性,不能干燥气体c
B. 部分食品中添加适量c可起漂白、防腐和抗氧化等作用
C. 将c和h同时通入到溶液中会产生白色沉淀
D. g和f可以通过催化转化生成无毒气体
5. 下列实验装置可以用于制备相应物质的是
A. 装置甲可用于制备 B. 装置乙可用于制备
C. 装置丙可用于制备溴苯 D. 装置丁可用于制备乙烯
6. 一种除草剂的结构如下图,X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子核外电子只有一种运动状态,Y、Z、W为同周期相邻主族元素,Z与R同主族,Z的单质在空气成分中体积分数占比最大。下列有关说法正确的是
A. Y、Z、W的电负性由大到小的顺序为
B. 最简单氢化物的稳定性:
C. X与W形成的化合物为非极性分子
D. 该分子不能与碱反应
7. 下列实验操作及现象所对应的结论或解释正确的是
选项
实验操作及现象
结论或解释
将某铁的氧化物溶于足量浓盐酸,再向其中加入少量酸性溶液,溶液褪色
铁的氧化物中含有二价铁
向与稀硫酸反应的体系中加入几滴硫酸铜溶液,产生气泡速率变快
硫酸铜具有催化作用
向盛有溶液的试管中滴加滴溶液,产生白色沉淀,再滴加滴溶液,沉淀转变为黄色
向溶液中通入气体,产生黑色沉淀
酸性:
A. B. C. D.
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 明矾溶液与过量氨水混合:
B. 向溶液通入气体:
C. 向NaHSO4溶液中加入足量Ba(OH)2溶液:
D. 绿矾处理含的酸性废水:
9. 氮氧化物(NOx)为燃油汽车尾气中主要受管制的成分之一,其控制技术的研发十分重要,燃油汽车排气管内部安装三元催化剂处理 NO的反应如下:。该反应相对能量如图所示。
下列叙述正确的是
A. 三个基元反应的ΔH 都小于0
B. 上述总反应的ΔH=-674.9 kJ·mol-1
C. 反应3控制总反应的速率
D. 选择合适的催化剂能降低ΔH 的值
10. 体育竞技中服用兴奋剂既有失公平,也败坏了体育道德。某种兴奋剂的结构简式如图所示.有关该物质的说法中正确的是
A. 该物质的分子式为C16H18O3
B. 该物质分子中的所有原子可能共平面
C. 滴入KMnO4(H+)溶液,可观察到紫色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
D. 1mol该物质分别与浓溴水和H2反应时最多消耗Br2和H2分别为4mol、7mol
11. 化合物Z是一种抗胃溃疡剂,可由下列反应制得:
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A. X、Y和Z三种分子中,只有Z存在顺反异构
B. Y苯环上的一氯代物有2种
C. X中有两种官能团能与溴水反应,且反应类型相同
D. 上述合成化合物Z的反应为取代反应
12. 我国科学家研究出一种新型水系电池,其结构如下图,该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能,下列说法正确的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 通过阴离子交换膜向a电极移动
C. a极的电极反应式为
D. 每转移,右侧极室中溶液质量增大16g
13. 工业上从含银废催化剂(含金属银和铼,少量MgO、SiO2、Fe2O3等)中分离回收银和铼,工艺流程如下。下列说法正确的是
已知:双氧水可以溶解废催化剂中的铼生成高铼酸;AgCl能与高浓度Cl-反应生成、。
A. “活化溶解”时增大盐酸浓度,可加快溶解速率,有利于提高铼和银的回收率
B. “还原”过程中产生无毒气体,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1 : 4
C. 滤渣Ⅲ的主要成分是H2SiO3
D. 本工艺中HNO3可循环利用
14. 常温下,将0.01 mol·L-1的盐酸逐滴加入到10 mL 0.01 mol·L-1 NaA溶液中。滴加过程中,A-、HA浓度所占分数(δ)随pH变化的关系如图甲所示[其中a点的坐标为(9.5,0.5)],pH变化曲线如图乙所示。下列溶液中的关系一定正确的是
A. 当c(Cl-)=c(HA)时,溶液的pH=7
B. 常温下NaA的水解平衡常数:Kh(NaA)=10-9.5
C. b点溶液中阴离子浓度:c(A-)>c(Cl-)>c(OH-)
D. c点溶液中:c(A-)+c(HA)=0.0l mol·L-1
二、非选择题(共58分)。
15. 草酸是一种用途广泛的有机弱酸,可溶于水。某同学通过查阅资料设计了如图所示的装置(夹持仪器省略),用其制备一定量的草酸晶体,并验证该晶体具有的某些性质。
回答下列问题:
(1)装置中主要发生反应,用饱和食盐水代替自来水的目的为_______。
(2)装置的作用是除去、,其中硫酸铜与发生反应生成、和,写出该反应的化学方程式:_______。
(3)草酸在装置中生成,相应的化学方程式为_______,使草酸从装置中分离出来的操作是_______、_______过滤、洗涤、干燥。
(4)待反应结束后,从C中分离出草酸晶体,然后用的酸性溶液进行滴定以测定其纯度。
①称量草酸晶体配制溶液,下列配制操作中错误的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
②三次平行滴定实验中消耗溶液的体积如表所示,其中第一次实验滴定后的液面位置如图所示:
滴定次数
待测溶液体积
标准溶液的体积
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液的体积
第一次
20.00
0.20
第二次
20.00
2.56
28.40
第三次
20.00
0.22
20.32
则_______,样品中草酸晶体的质量分数为_______(保留一位小数)。
16. 丁香酚氧基乙酸不仅有抗病毒、抗菌性能,而且还有抑制脂质增加的功能。纯净的丁香酚氧基乙酸()为白色固体,可用丁香酚(,沸点:254℃)为主要原料制得,其合成原理如图所示。
具体合成步骤如下:
I.将溶于中,添加丁香酚,在80℃~90℃中搅拌,得到溶液甲。
Ⅱ.小心将氯乙酸溶解在水中,缓慢添加溶液使其呈碱性,得到溶液乙。
Ⅲ.将溶液乙缓慢滴加到溶液甲中,在90℃~95℃搅拌混合物1小时。反应完毕后,冷却至室温,加入盐酸至溶液呈酸性,得到溶液丙。
Ⅳ.向溶液丙中加入碎冰,搅拌至黄色油状物变成淡黄色固体,过滤、洗涤。
Ⅴ.向固体中加,加热至沸腾,随后将溶液用冰水冷却。经过滤、洗涤、干燥称量,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤I中最适宜的加热方式为___________。
(2)若第Ⅱ步用NaOH代替,则产生的后果是___________。(用化学方程式表示)
(3)某兴趣小组设计了第Ⅲ步反应装置(如图所示,加热装置略去),仪器a的名称是___________;有同学认为仪器b是多余的,他给出的理由是___________。
(4)第Ⅳ步中碎冰的作用是___________。
(5)第Ⅴ步分离提纯方法的名称是___________;在分离过程中可加入一些活性炭脱色,但加入活性炭过多,会造成产率下降,可能原因为___________。
(6)本实验的产率为___________。(用丁香酚算,精确至)
17. 磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白渣[主要成分为,还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下:
已知:磷酸铁化学式为;。请回答下列问题:
(1)“水溶”过程中,发生水解生成难溶于水的,基态原子的核外电子排布式为_______。
(2)某温度时,实验测定滤液2的,mol⋅L,则滤液2中_______。[该温度下,,]
(3)“氧化”的目的是_______。
(4)一定条件下,探究不同pH对磷、铁沉淀率的影响如下图所示,“沉铁”步骤中应选取_______,的沉淀率最高。但随pH的增大,磷的沉淀率又开始下降,而铁的沉淀率未下降,分析可能的原因为_______。
(5)高温煅烧步骤中,得到的同时只生成一种气体(有毒),该过程反应的化学方程式为_______。
(6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过,电池充放电过程中,正极结构变化如下图所示。
①写出电池放电时正极的电极反应式_______。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72 L 时,从电极脱离的数目为_______。(为阿伏加德罗常数的值)
18. 某酮酸化合物F是一种药物合成的重要中间体,其合成路线如下(部分反应条件及过程已省略) :
已知:
ⅰ.;
ⅱ.。
回答下列问题:
(1)化合物D的分子式为___________。化合物F中所含官能团的名称有___________、___________。
(2)核磁共振氢谱显示化合物A的分子中仅有两种不同化学环境的氢原子,则A的化学名称为___________ (用系统命名法命名)。
(3)写出A→B的化学方程式___________;其反应类型为___________。
(4)E的结构简式为___________;E分子中含有___________个手性碳原子。
(5)化合物I是D的同系物,相对分子质量比D小14,分子结构中仍然含有2个羧基,则I可能的结构有___________种(不考虑空间异构)。其中,核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3:1:1的结构简式为___________。
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