内容正文:
驻马店高中2024-2025学年高三下期期中考试化学试题
注意事项:1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题3分 共计42分)
1. 我国的激光技术在世界上处于领先地位,科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,与此同时再用射频电火花喷射氮气,碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得化合物可能比金刚石更坚硬,其原因可能是
A. 碳、氮原子构成平面结构的晶体
B. 碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短
C. 氮原子电子数比碳原子电子数多
D. 碳、氮的单质的化学性质均不活泼
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体,共价晶体是一种空间网状结构而不是平面结构,A选项错误。
B.氮原子的半径比碳原子的半径小,两者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短,所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高,B项正确。
C.原子的电子数一般不会影响到所形成的晶体的硬度等,C项错误。
D.单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等,D项错误。
故选B。
2. 向石灰氮(CaCN2)中加水并通入H2S 气体,反应生成硫脲[(NH2)2CS],硫脲在150℃时部分异构化为NH4SCN。下列说法正确的是
A. Ca2+ 的结构示意图: B. H2S是由极性键构成的极性分子
C. SCN- 中碳原子采取 sp² 杂化 D. 1mol(NH2)2CS中含有8molσ键
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ca2+ 的核电荷数为20,核外电子数为18,结构示意图为,故A错误;
B.H2S中的S原子sp3杂化,存在两对孤电子对,H2S是由极性键构成的极性分子,故B正确;
C.SCN-中碳原子价层电子对数=2,SCN-中碳原子采取sp杂化,故C错误;
D.(NH2)2CS中N-H键:每个-NH2基团中有2个N-H键,硫脲分子中有2个NH2基团,因此共有4个N-H键;C-N键:硫脲分子中有2个C-N键;C=S键:硫脲分子中有1个C=S键,共含有7molσ键,故D错误;
故选B。
3. 粗盐中除NaCl外,还含有Mg2+、Ca2+、以及泥沙等杂质。粗盐提纯的操作流程如下:
下列说法正确的是
A. 为确认是否完全沉淀,可向上层清液中继续滴加BaCl2溶液
B. 试剂X、Y、Z分别为过量的KOH、BaCl2和Na2CO3
C. 滤液中含有的阴离子有两种:Cl-、OH-
D. “结晶”方式为蒸发浓缩、冷却结晶
【答案】A
【解析】
【分析】粗盐中除NaCl外,还含有Mg2+、Ca2+、以及泥沙等杂质,粗盐溶解后,分别加入NaOH、BaCl2、Na2CO3,然后过滤,滤液中除含有NaCl外,还含有NaOH、Na2CO3等,加入盐酸调节溶液的pH稍小于7,然后蒸发结晶,便可获得纯净的氯化钠晶体。
【详解】A.为确认是否完全沉淀,可向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明溶液中不含有,从而表明完全沉淀,A正确;
B.除杂质时,不能引入新的杂质,所以试剂X应为NaOH,若使用KOH,则会引入K+,B不正确;
C.由分析可知,滤液中含有过量的NaOH、Na2CO3等,则阴离子有Cl-、OH-、、HCO,C不正确;
D.因为NaCl的溶解度受温度的影响不大,若采用“蒸发浓缩、冷却结晶”的方法,则析出的晶体较少,所以应采用“蒸发结晶”的方法,D不正确;
故选A。
4. 一定温度下,初始浓度为的溶液中存在如下平衡:
体系中四种含铬物种的浓度随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 物种Y对应
B. 时,
C.
D. 存在
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,随着pH的增大,物种X和Y均呈现先增大后减小的趋势,在pH=12及以上时,溶液中几乎只含有,纵坐标的浓度约为0.195mol/L,在pH=4左右时,溶液中几乎只有物种X和物种Y,物种X浓度约为0.075 mol/L,物种Y浓度约为0.045 mol/L,根据Cr元素守恒,物种X与物种Y中Cr元素之和为0.0195 mol/L,,因此物种X为,物种Y为;平衡常数Ka1=,A点处,c(H2CrO4)=c(),Ka1=c(H+)=10-0.74,Ka2=,B点处,c()=c(),Ka2=c(H+)=10-6.5。
【详解】A.根据分析,物种Y为,A正确;
B.Ka1∙Ka2=∙==10-7.24,pH=4.00时,c(H+)=10-4mol/L,=100.76>1,因此c()>c(H2CrO4),B正确;
C.由物料守恒得c(H2CrO4)+c()+c()+2c()=c0 mol/L,C错误;
D.2+2H++H2O的平衡常数K=,根据K3=、Ka2=可知,K===3.1×1014,D正确;
故选C。
5. 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
II.
向容积为的密闭容器中投入和,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A. 反应活化能:
B. 时,反应I的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表可知,相同温度下,乙烯的选择性高于50%,说明反应I的速率大于反应Ⅱ,则反应活化能为Ⅰ<Ⅱ,A正确;
B.由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144mol,则反应I的平均速率为:,B正确;
C.其他条件不变,平衡后及时移除,反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C正确;
D.其他条件不变,增大投料比投料,平衡后CO2转化率提高,C2H6转化率降低,D错误;
答案选D。
6. 某密闭容器中发生反应,维持总压为,当投料比时的平衡转化率与的关系、时的平衡转化率与投料比的关系分别如下图所示,下列说法错误的是
A. 金刚石中,一个键连接6个六元环
B. 上图中,当不再变化,能说明该反应达到平衡状态
C. 时,该反应的平衡常数
D. 点时,按照初始投料比向容器中又充入和,达到平衡时和的转化率均增大
【答案】D
【解析】
【分析】相同温度下,越大,CO2的平衡转化率越小,则曲线Ⅱ表示时时的平衡转化率与关系,曲线Ⅰ表示时的CO2平衡转化率与关系。
【详解】A.金刚石中,一个C连接12个六元环,1个C-C键连接6个六元环,A正确;
B.反应中是变量,当不再变化,能说明该反应达到平衡状态,B正确;
C.由图可知,、T3时,CO2的平衡转化率为80%,根据三段式:,Kp=,C正确;
D.a点时为平衡状态,题干为恒压条件,按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2,重新达到平衡时CO2和N2的转化率均不变,D错误;
答案选D。
7. 锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌锰电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法不正确的是
A. 充电过程中,b极接电源的负极
B. 放电过程中,H2SO4溶液中向a极迁移
C. 放电时负极电极反应:
D. 配离子的空间结构为四面体,则Zn采用的是sp3杂化
【答案】B
【解析】
【分析】由图像可得该电池放电时,b电极为负极,电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4] 2-,a电极为正极,电极反应式为:MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O,充电时则a电极做阳极,b电极做阴极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时b电极为负极,故充电过程中,b极接外接电源的负极,A正确;
B.由分析可知,放电过程中,b电极为负极,向负极b极移动,B错误;
C.由分析可知,放电过程中,b电极为负极,电极反应式为:,C正确;
D.已知配离子中Zn周围与OH-中的O原子形成4个配位键,即Zn周围的价层电子对数为4,又空间结构为四面体,根据杂化轨道理论可知,Zn采用的是杂化,D正确;
故答案为:B。
8. 邻羟基查尔酮、黄酮醇属于黄酮类物质,有抗菌消炎、抗病毒等生理活性,广泛存在于植物中,邻羟基查尔酮可转化为黄酮醇,如图所示。下列说法不正确的是
A. 邻羟基查尔酮分子中所有原子可能共平面
B. 黄酮醇中碳原子只有1种杂化方式
C. 上述转化过程属于氧化反应
D. 1mol邻羟基查尔酮最多能与7molH2反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个苯环、碳碳双键、碳氧双键各自确定一个平面,单键可以旋转,和苯环直接相连的原子在苯环确定的平面上,则邻羟基查尔酮分子中所有原子可能共平面,A正确;
B.黄酮醇中碳原子都是sp2杂化,B正确;
C.在有机反应中,“加氧去氢”属于氧化反应,对比反应前后的物质结构可知,上述转化过程属于氧化反应,C正确;
D.两个苯环、碳碳双键、碳氧双键都可以和氢气加成,则1mol邻羟基查尔酮最多能与8molH2反应,D错误;
故选D。
9. 针对下列事实,其解释不正确的是
选项
事实
解释
A
铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性
铝在空气中能形成一层致密的氧化膜
B
钢铁在海水中比在河水中腐蚀生锈快
海水中的电解质浓度比河水中的大
C
CaCO3可作,人体口服补钙剂
碳酸钙与胃酸反应生成可溶性钙盐,可被人体吸收
D
向烟花中添加锶盐使其燃放呈红色
燃放时锶元素发生电子跃迁吸收红光
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝性质比较活波,在空气中与氧气反应能形成一层致密的氧化膜,阻止铝继续被腐蚀,因此铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性,事实与解释之间有关联,A正确;
B.海水中的电解质浓度比河水中的大,使钢铁更易发生电化学腐蚀而损耗,导致钢铁在海水中比在河水中腐蚀生锈快,事实与解释之间有关联,B正确;
C.碳酸钙与胃酸的成分盐酸反应生成可溶性钙盐,,得到可被人体吸收,因此通常用作人体口服补钙剂使用,事实与解释之间有关联,C正确;
D.锶盐的焰色呈红色,是因为燃放时锶元素发生电子从低轨道跃迁到高轨道过程中吸收能量,然后迁回低轨道时释放的能量以红光的形式放出而形成焰色,不是吸收红光,解释错误,D错误;
故答案为:D。
10. X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,其中X、Y、Q处于不同周期,W、Q同主族。五种元素中,Z的基态原子中未成对电子数最多。现有这些元素组成的两种单体Ⅰ、Ⅱ,通过三聚可分别得到如图(图中未区别标示出单、双键)所示的环状物质(a)和(b)。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 单体Ⅰ中Y原子为sp杂化
C. 物质(b)中键长:①② D. 单体Ⅱ为非极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,X、Y、Q处于不同周期,X为H元素,Y为第二周期元素,Q为第三周期的元素,由图a可知,Z周围形成三个共价键,Z的基态原子中未成对电子数最多,则Z为N元素,Y和Z形成的环状结构中,存在大π键,则Y为C元素,图a为NH2CN的三聚体;图b可知,W形成2个键,W与Q同主族,W为O元素,Q为S元素,b是SO3的三聚体。
【详解】A.同周期第一电离能从左到右逐渐增大,N原子2p轨道半充满稳定第一电离能N>O,第一电离能:N>O>C,A正确;
B.单体Ⅰ的结构简式为,存在碳氮叁键,C的杂化方式为sp杂化,B正确;
C.物质(b)中①为S=O双键,②为S-O单键,双键键长小于单键键长,键长:①<②,C错误;
D.单体Ⅱ为SO3,中心原子为S,价层电子对为3+,孤电子对为0,空间构型为平面正三角形,正负电荷中心重合,为非极性分子,D正确;
答案选C。
11. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 溶液中通入少量:
B. 某些麦片中加微量的还原铁粉,在人体消化时:
C. 氟化物预防龋齿原理:
D. 向溶液滴入溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中通入少量生成氯化钠、二氧化碳、次氯酸,反应的离子方程为,故A正确;
B.某些麦片中加微量的还原铁粉,在人体消化时,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的离子方程式为,故B错误;
C.氟化物预防龋齿原理是羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石,反应的离子方程式为,故C正确;
D.向溶液滴入溶液生成蓝色沉淀:,故D正确;
选B。
12. 下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.分离乙醇和乙酸
B.制备
C.制备晶体
D.配制检验醛基的悬浊液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液漏斗分离,应采用蒸馏法,A错误;
B.与浓盐酸反应制备需要加热,图中缺少加热装置,B错误;
C.在乙醇中溶解度较小,向其溶液中加入乙醇可降低溶解度,促使晶体析出,操作合理,C正确;
D.检验醛基的悬浊液需在碱性条件下,应加入过量NaOH,该操作无法保证NaOH溶液过量,D错误;
故选C。
13. 已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如图所示(图中、、表示各步正向反应的焓变)。下列说法错误的是
A. 生成3-溴-1-丁烯的反应热为,生成1-溴-2-丁烯的反应热为
B. 反应时间越长,反应得到1-溴-2-丁烯的比例越大
C. 0℃、短时间tmin内,反应的1,3-丁二烯得到两种产物的比例为(设反应前后体积不变),则生成3-溴-1-丁烯的平均速率为
D. 与烯烃结合的一步为决速步骤,进攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,生成3-溴-1-丁烯的反应热为,生成1-溴-2-丁烯的反应热为,A错误;
B.根据图示可知,1-溴-2-丁烯的能量低,更稳定,因此反应时间越长,得到1-溴-2丁烯的比例越大,B正确;
C.根据图示可知,生成3-溴-1-丁烯的第二步反应的活化能低,因此短时间内,生成3-溴-1-丁烯的比例大,故生成3-溴-1-丁烯的平均速率为,C正确;
D.根据图示可知,第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,故第一步即 H+与烯烃结合的一步为决速步,第二步反应中生成3-溴-1-丁烯的活化能小,即 Br-进攻时活化能小的反应得到3-溴-1-丁烯,D正确;
故选A。
14. 钛金合金可制作装甲,-钛金合金具有立方晶胞(如图所示),晶胞参数为。原子对在每个面的中心处,且平行于立方体的棱边,其间距为。立方体相邻两面上的原子对互相垂直。下列有关说法错误的是
A. 这种钛金合金的化学式为 B. 每个Ti原子周围最近的Au原子共有3个
C. 最邻近的原子间距为 D. 该合金可作装甲是因其硬度比成分金属的大
【答案】B
【解析】
【分析】-钛金合金具有立方晶胞,Au原子位于晶胞顶点及体心,Ti原子位平面上,晶胞中的Au原子有,Ti原子位于每个平面上,有个,据此分析;
【详解】A.据分析可知,钛金合金的化学式为,A正确;
B.在任一面上的Ti为例,该晶胞Au原子,最近棱上两个Au,加上平行并置晶胞中心的Au,共4个,故Ti原子周围最近的Au原子共有4个,B错误;
C.最邻近的原子间距为Ti与最近顶点的Au距离,,计算为=,C正确;
D.合金硬度比成分金属的大,故该合金可作装甲,D正确;
故选B。
15. CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料,可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应I: (主反应)
反应Ⅱ: (副反应)
(1)反应 ___________,该反应在___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)℃时,向恒压密闭容器中充入和,若在该条件下只发生反应I,达平衡时,放出20kJ能量;若在相同条件下向相同容器中充入a mol和b mol,达到平衡时,吸收29.5kJ的能量,则a=___________,b=___________。
(3)某温度下,将和按物质的量之比1:3通入恒容密闭容器中同时发生反应I和反应Ⅱ,下列情况下能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 和的物质的量之比不再改变
B. 混合气体的密度不再变化
C. 混合气体的压强不再变化
D. 形成1mol碳氧键的同时断裂2mol氧氢键
(4)将和按物质的量之比1:3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ,分别在1MPa、、下,测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。
①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线___________(填“a”“b”或“c”)。
②P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数___________(保留两位有效数字)。
③随着温度的升高,a,b,c三条曲线接近重合的原因是___________。
(5)另有科学工作者利用电解法将转化为甲醇的原理如图所示,写出电极b上发生的电极反应:___________。
【答案】(1) ①. -90.7 ②. 低温
(2) ①. 1 ②. 1 (3)AC
(4) ①. a ②. 0.0096 ③. 温度升高到一定程度时以反应Ⅱ为主,该反应前后气体体积不变,改变压强对其平衡没有影响
(5)或
【解析】
【小问1详解】
由题干已知信息,反应I: 反应Ⅱ: ,反应Ⅰ-反应Ⅱ可得反应 ,根据盖斯定律可知, =(-49.5)-41.2=-90.7kJ/mol,根据,时反应自发进行,该反应,,故低温下自发进行,故答案为:-90.7;低温;
【小问2详解】
℃时,向恒压密闭容器中充入和,若在该条件下只发生反应I,达平衡时,放出20kJ能量;若在相同条件下向相同容器中充入a mol和b mol,达到平衡时,吸收29.5kJ的能量,说明两条件下达到的平衡为等效平衡,恒温恒压相同容器下等效平衡的达到途径为投料量相当,则a=1,b=1,故答案为:1;1;
【小问3详解】
A.两个反应和的化学计量数之比不同,所以当比值不变时,反应达到了平衡状态,A符合题意;
B.反应容器容积不变,参与反应的物质均为气体,总质量不变,密度为一个定值,所以不能说明反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.主反应反应前后气体分子数目改变,故压强不变可以说明反应达到了平衡状态,C符合题意;
D.没有考虑甲醇中的氢氧键的变化,所以不能说明反应达到平衡状态,D不合题意;
故答案为:AC;
【小问4详解】
①反应I是气体体积减小的反应,反应Ⅱ是气体体积不变的反应,相同温度下,增大压强,反应Ⅰ正向移动,的转化率增大,则压强越大,越大,即a符合反应特点,故答案为:a;
②根据已知条件列出“三段式”:
P点时压强为,的选择性为50%,的转化率为20%,则,,解得,反应Ⅱ的压强平衡常数=,故答案为:0.0096;
③反应I是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,增大,随着温度升高,a、b、c三条曲线先减小再增大接近重合的原因是:温度升高到一定程度时,整个过程以反应Ⅱ为主,该反应是气体分子数不变的反应,改变压强对平衡无影响,故答案为:温度升高到一定程度时以反应Ⅱ为主,该反应前后气体体积不变,改变压强对其平衡没有影响;
【小问5详解】
该装置利用电解法将CO2转化为甲醇,所以电极b上的反应为CO2得电子被还原为甲醇,电解质溶液为KHCO3溶液,所以电极反应为或,故答案为:或。
16. 亚硫酰氯的化学式为,熔点为,沸点为,常温下是一种无色或黄色有气味的液体,有强烈刺激性气味,可与苯、氯仿、四氯化碳等溶剂混溶,遇水剧烈水解,加热易分解,主要用于制造酰基氯化物,还用于农药、医药、染料等的生产。某化学兴趣小组计划用如图所示的装置制备少量(加持装置已略去),生成的反应为,回答下列问题:
(1)的VSEPR模型名称为___________;价层电子总数和原子总数均相等的两种微粒(分子或离子)称为等电子体,写出分子的一个等电子体:___________。
(2)装置a的名称是___________,其中装有___________可以防止产物水解并除去未反应的气体,避免污染环境。
(3)由亚硫酸钠和浓硫酸制取时,一般采用70%左右的浓硫酸的原因是___________。
(4)装置A和C中的浓硫酸,除了起干燥气体和防止生成的产物水解的作用外,还有___________的作用。
(5)装置D的作用是___________,装置E中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(6)将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热可制得无水,原因为___________(用化学方程式表示)。
【答案】(1) ①. 四面体形 ②. 或等均可
(2) ①. 球形干燥管 ②. 碱石灰
(3)质量分数过大,难电离出氢离子,质量分数小,电离出的氢离子浓度小,都不利于反应,70%左右的浓硫酸中,氢离子浓度较大,有利于反应进行
(4)观察气体流速 (5) ①. 吸收中的HCl气体 ②.
(6)
【解析】
【分析】A装置干燥SO2;E装置制备Cl2;D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;C装置干燥Cl2,最终SO2和Cl2进入B装置中与SCl2反应生成SOCl2。
【小问1详解】
SOCl2中S原子上的孤对电子数,价层电子对数为4,因此VSEPR模型名称为四面体形,SOCl2的等电子体有等;
【小问2详解】
a为球形干燥管;尾气的主要成分为SO2和Cl2溶于水可以用碱石灰吸收。
【小问3详解】
硫酸质量分数过大难电离出H+,质量分数小电离出的H+浓度小,都不利于反应,70%左右的硫酸具有较强吸水性,且H+浓度大,有利于反应进行以及SO2的扩散;
【小问4详解】
浓硫酸可以干燥气体,防止水解,同时还可以观察气体流速;
【小问5详解】
D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反应为,HCl中只有部分HCl起还原剂作用,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
【小问6详解】
SOCl2可以与的结晶水反应生成HCl从而防止水解,加热SOCl2和混合物可以得到无水,反应的化学方程式为。
17. 联苯双酯是治疗病毒性肝炎和药物性肝损伤引起转氨酶升高的常用药物。其一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_______;D的官能团名称为_______。
(2)试剂X为_______。
(3)写出B→C的化学方程式:_______。
(4)C→D的反应类型为_______;E的结构简式为_______。
(5)有机物F为D的同分异构体,符合下列条件的F的结构有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构
ⅱ.1molF最多与5molNaOH反应
ⅲ.结构中只有两种官能团且苯环上有三个取代基
(6)设计的合成路线如下。其中M和N的结构简式为_______和_______。
【答案】(1) ①. 3,4,5-三羟基苯甲酸 ②. 酯基、醚键
(2)CH3OH (3)2+(CH3)2SO42+H2SO4
(4) ①. 取代反应 ②.
(5)16 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】由已知结合流程可得,没食子酸与CH3OH发生酯化反应(取代反应)生成;中1个酚羟基发生取代反应生成,与CH2Cl2发生取代反应生成,根据联苯双酯的结构简式和E的分子式,推知与Br2发生取代反应生成E为,再在一定条件下转化生成联苯双酯;
【小问1详解】
A的系统命名为3,4,5-三羟基苯甲酸;根据D的结构简式,D的官能团名称为酯基、醚键;
【小问2详解】
根据分析,试剂X为CH3OH;
【小问3详解】
根据分析,B→C的化学方程式:2+(CH3)2SO42+H2SO4;
【小问4详解】
根据分析,C→D的反应类型为取代反应;E的结构简式为;
【小问5详解】
遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构,结构中只有两种官能团,1molF最多与5molNaOH反应,可知含有酚羟基和酚羟基形成的酯基,苯环上三个取代基可以为-OH、-OOCCH3、-OOCCH3或-OH、-OOCH、-OOCCH2CH3,三个取代基为-OH、-OOCCH3、-OOCCH3,有6种同分异构体,三个取代基为-OH、-OOCH、-OOCCH2CH3,有10种同分异构体,故符合要求的同分异构体共16种;
【小问6详解】
根据题中E到联苯双酯,由逆推N为,M为。
18. 16.据报道,采用硫酸溶液同槽浸出锰结核矿(主要成分MnO2)和锌精矿(主要成分ZnS)提取锰和锌的工艺方法获得成功。该工艺流程图如下:
回答下列问题
(1)已知硫化锌比重较大,容易沉积在浸出槽底部,为了提高浸出率,需要增大搅拌速度和搅拌强度,此外还可以通过___________的方法来提高浸出率。下图为锌、锰离子浸出效率随温度变化的图像,浸取的温度应选择___________为宜。
(2)步骤①中,二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢,若在酸溶液中加入少量的FeSO4则能明显加快反应速率,发生反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O和___________, FeSO4在该反应中的作用为___________。
(3)研究发现,步骤①中两种矿物同槽酸浸4小时后,锰和锌的浸出率只有约80%,在实际工艺中,需将浸渣E用四氯乙烷处理后再做二次酸浸,四氯乙烷的作用是___________。
(4)操作2的具体步骤是___________,过滤,洗涤,干燥。
(5)步骤④沉淀锰的离子反应方程式为___________。
(6)步骤⑤中的产物在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物。530℃至1000℃时,可得一种固体纯净物,根据下图数据计算其化学式为___________。
【答案】(1) ①. 粉碎矿石、增大硫酸浓度、提高浸取温度,延长浸取时间等 ②. 90—95℃
(2) ①. ZnS + 2Fe3+ =2Fe2+ + Zn2+ + S ②. FeSO4做催化剂
(3)破坏包裹在锌精矿表面的硫膜
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
(5)Mn2+ +2NH3 +CO2 +H2O=MnCO3 ↓+2
(6)Mn2O3
【解析】
【分析】锌精矿(主要成分为ZnS)与锰结核矿(主要成分为MnO2)加入硫酸酸浸后,过滤,得到的滤液中含有锰离子、锌离子等,滤渣E中含S;用有机物进行萃取后,进入水相的是硫酸锰,通入氨气和二氧化碳,生成碳酸锰沉淀,碳酸锰氧化加热得到二氧化锰;硫酸锌在有机相中,进行反萃取后,硫酸锌进入水相中,通过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到。
【小问1详解】
为了提高浸出率,还可以通过粉碎矿石、增大硫酸浓度、提高浸取温度,延长浸取时间等方法来提高浸出率;从锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系图中可知,当温度为90—95℃,锌、锰离子浸出率相对来讲都比较高,继续升高温度,浸出率提升不大,耗费更多能源;
【小问2详解】
铁离子能够与硫化锌发生氧化还原反应,离子方程式为ZnS + 2Fe3+ =2Fe2+ + Zn2+ + S ;根据上述反应,由题中信息知加入少量的FeSO4则能明显加快反应速率,FeSO4在该反应中的作用为催化剂;
【小问3详解】
四氯乙烷可以破坏包裹在锌精矿表面的硫膜,提高锰和锌的浸出率;
【小问4详解】
根据分析,操作2的具体步骤是蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤,干燥;
【小问5详解】
硫酸锰溶液中通入氨气和二氧化碳,生成碳酸锰沉淀,离子反应方程式为Mn2+ +2NH3 +CO2 +H2O=MnCO3 ↓+2;
【小问6详解】
步骤⑤中的产物为MnO2,MnO2摩尔质量为87g/mol,8.7g MnO2物质的量为0.1mol,含0.1mol Mn,Mn的质量为5.5g,当固体质量为7.9g时,含O7.9g-5.5g=2.4g,O的物质的量为0.15mol,Mn、O的原子个数比为0.1:0.15=2:3,则其化学式为Mn2O3。
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驻马店高中2024-2025学年高三下期期中考试化学试题
注意事项:1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题3分 共计42分)
1. 我国的激光技术在世界上处于领先地位,科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,与此同时再用射频电火花喷射氮气,碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得化合物可能比金刚石更坚硬,其原因可能是
A. 碳、氮原子构成平面结构的晶体
B. 碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短
C. 氮原子电子数比碳原子电子数多
D. 碳、氮的单质的化学性质均不活泼
2. 向石灰氮(CaCN2)中加水并通入H2S 气体,反应生成硫脲[(NH2)2CS],硫脲在150℃时部分异构化为NH4SCN。下列说法正确的是
A. Ca2+ 的结构示意图: B. H2S是由极性键构成的极性分子
C. SCN- 中碳原子采取 sp² 杂化 D. 1mol(NH2)2CS中含有8molσ键
3. 粗盐中除NaCl外,还含有Mg2+、Ca2+、以及泥沙等杂质。粗盐提纯的操作流程如下:
下列说法正确的是
A. 为确认是否完全沉淀,可向上层清液中继续滴加BaCl2溶液
B. 试剂X、Y、Z分别为过量的KOH、BaCl2和Na2CO3
C. 滤液中含有的阴离子有两种:Cl-、OH-
D. “结晶”方式为蒸发浓缩、冷却结晶
4. 一定温度下,初始浓度为的溶液中存在如下平衡:
体系中四种含铬物种的浓度随pH变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 物种Y对应
B. 时,
C.
D. 存在
5. 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
II.
向容积为的密闭容器中投入和,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A. 反应活化能:
B. 时,反应I的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高乙烷转化率
6. 某密闭容器中发生反应,维持总压为,当投料比时的平衡转化率与的关系、时的平衡转化率与投料比的关系分别如下图所示,下列说法错误的是
A. 金刚石中,一个键连接6个六元环
B. 上图中,当不再变化,能说明该反应达到平衡状态
C. 时,该反应的平衡常数
D. 点时,按照初始投料比向容器中又充入和,达到平衡时和的转化率均增大
7. 锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌锰电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法不正确的是
A. 充电过程中,b极接电源的负极
B. 放电过程中,H2SO4溶液中向a极迁移
C. 放电时负极电极反应:
D. 配离子的空间结构为四面体,则Zn采用的是sp3杂化
8. 邻羟基查尔酮、黄酮醇属于黄酮类物质,有抗菌消炎、抗病毒等生理活性,广泛存在于植物中,邻羟基查尔酮可转化为黄酮醇,如图所示。下列说法不正确的是
A. 邻羟基查尔酮分子中所有原子可能共平面
B. 黄酮醇中碳原子只有1种杂化方式
C. 上述转化过程属于氧化反应
D. 1mol邻羟基查尔酮最多能与7molH2反应
9. 针对下列事实,其解释不正确的是
选项
事实
解释
A
铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性
铝在空气中能形成一层致密的氧化膜
B
钢铁在海水中比在河水中腐蚀生锈快
海水中的电解质浓度比河水中的大
C
CaCO3可作,人体口服补钙剂
碳酸钙与胃酸反应生成可溶性钙盐,可被人体吸收
D
向烟花中添加锶盐使其燃放呈红色
燃放时锶元素发生电子跃迁吸收红光
A. A B. B C. C D. D
10. X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,其中X、Y、Q处于不同周期,W、Q同主族。五种元素中,Z的基态原子中未成对电子数最多。现有这些元素组成的两种单体Ⅰ、Ⅱ,通过三聚可分别得到如图(图中未区别标示出单、双键)所示的环状物质(a)和(b)。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 单体Ⅰ中Y原子为sp杂化
C. 物质(b)中键长:①② D. 单体Ⅱ为非极性分子
11. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 溶液中通入少量:
B. 某些麦片中加微量的还原铁粉,在人体消化时:
C. 氟化物预防龋齿原理:
D. 向溶液滴入溶液:
12. 下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.分离乙醇和乙酸
B.制备
C.制备晶体
D.配制检验醛基的悬浊液
A. A B. B C. C D. D
13. 已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如图所示(图中、、表示各步正向反应的焓变)。下列说法错误的是
A. 生成3-溴-1-丁烯的反应热为,生成1-溴-2-丁烯的反应热为
B. 反应时间越长,反应得到1-溴-2-丁烯的比例越大
C. 0℃、短时间tmin内,反应的1,3-丁二烯得到两种产物的比例为(设反应前后体积不变),则生成3-溴-1-丁烯的平均速率为
D. 与烯烃结合的一步为决速步骤,进攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯
14. 钛金合金可制作装甲,-钛金合金具有立方晶胞(如图所示),晶胞参数为。原子对在每个面的中心处,且平行于立方体的棱边,其间距为。立方体相邻两面上的原子对互相垂直。下列有关说法错误的是
A. 这种钛金合金的化学式为 B. 每个Ti原子周围最近的Au原子共有3个
C. 最邻近的原子间距为 D. 该合金可作装甲是因其硬度比成分金属的大
15. CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料,可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应I: (主反应)
反应Ⅱ: (副反应)
(1)反应 ___________,该反应在___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)℃时,向恒压密闭容器中充入和,若在该条件下只发生反应I,达平衡时,放出20kJ能量;若在相同条件下向相同容器中充入a mol和b mol,达到平衡时,吸收29.5kJ的能量,则a=___________,b=___________。
(3)某温度下,将和按物质的量之比1:3通入恒容密闭容器中同时发生反应I和反应Ⅱ,下列情况下能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 和的物质的量之比不再改变
B. 混合气体的密度不再变化
C. 混合气体的压强不再变化
D. 形成1mol碳氧键的同时断裂2mol氧氢键
(4)将和按物质的量之比1:3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ,分别在1MPa、、下,测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。
①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线___________(填“a”“b”或“c”)。
②P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数___________(保留两位有效数字)。
③随着温度的升高,a,b,c三条曲线接近重合的原因是___________。
(5)另有科学工作者利用电解法将转化为甲醇的原理如图所示,写出电极b上发生的电极反应:___________。
16. 亚硫酰氯的化学式为,熔点为,沸点为,常温下是一种无色或黄色有气味的液体,有强烈刺激性气味,可与苯、氯仿、四氯化碳等溶剂混溶,遇水剧烈水解,加热易分解,主要用于制造酰基氯化物,还用于农药、医药、染料等的生产。某化学兴趣小组计划用如图所示的装置制备少量(加持装置已略去),生成的反应为,回答下列问题:
(1)的VSEPR模型名称为___________;价层电子总数和原子总数均相等的两种微粒(分子或离子)称为等电子体,写出分子的一个等电子体:___________。
(2)装置a的名称是___________,其中装有___________可以防止产物水解并除去未反应的气体,避免污染环境。
(3)由亚硫酸钠和浓硫酸制取时,一般采用70%左右的浓硫酸的原因是___________。
(4)装置A和C中的浓硫酸,除了起干燥气体和防止生成的产物水解的作用外,还有___________的作用。
(5)装置D的作用是___________,装置E中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(6)将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热可制得无水,原因为___________(用化学方程式表示)。
17. 联苯双酯是治疗病毒性肝炎和药物性肝损伤引起转氨酶升高的常用药物。其一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_______;D的官能团名称为_______。
(2)试剂X为_______。
(3)写出B→C的化学方程式:_______。
(4)C→D的反应类型为_______;E的结构简式为_______。
(5)有机物F为D的同分异构体,符合下列条件的F的结构有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构
ⅱ.1molF最多与5molNaOH反应
ⅲ.结构中只有两种官能团且苯环上有三个取代基
(6)设计的合成路线如下。其中M和N的结构简式为_______和_______。
18. 16.据报道,采用硫酸溶液同槽浸出锰结核矿(主要成分MnO2)和锌精矿(主要成分ZnS)提取锰和锌的工艺方法获得成功。该工艺流程图如下:
回答下列问题
(1)已知硫化锌比重较大,容易沉积在浸出槽底部,为了提高浸出率,需要增大搅拌速度和搅拌强度,此外还可以通过___________的方法来提高浸出率。下图为锌、锰离子浸出效率随温度变化的图像,浸取的温度应选择___________为宜。
(2)步骤①中,二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢,若在酸溶液中加入少量的FeSO4则能明显加快反应速率,发生反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O和___________, FeSO4在该反应中的作用为___________。
(3)研究发现,步骤①中两种矿物同槽酸浸4小时后,锰和锌的浸出率只有约80%,在实际工艺中,需将浸渣E用四氯乙烷处理后再做二次酸浸,四氯乙烷的作用是___________。
(4)操作2的具体步骤是___________,过滤,洗涤,干燥。
(5)步骤④沉淀锰的离子反应方程式为___________。
(6)步骤⑤中的产物在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物。530℃至1000℃时,可得一种固体纯净物,根据下图数据计算其化学式为___________。
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