内容正文:
高三化学考试
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Fe56 Zn65
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华文明源远流长,文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是
A.仰韶文化彩陶盆
B.故宫大理石螭首
C.鎏金铜缸
D.水晶杯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.仰韶文化彩陶盆的主要成分是硅酸盐,A符合题意;
B.故宫大理石螭首的主要成分是碳酸钙,B不符合题意;
C.鎏金铜缸属于合金材料,C不符合题意;
D.水晶杯的主要成分为二氧化硅,D不符合题意;
故答案选A。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式:
B. 用电子式表示的形成:
C. 的离子结构示意图:
D. 的名称:2-乙基丁烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜是29号元素,基态原子的价层电子排布式为,轨道表示式:,A正确;
B.H2S是共价化合物,H、S原子间通过共用电子对结合,其形成过程为:,B错误;
C.该离子质子数是17,离子结构示意图为,C错误;
D.的最长链有5个碳原子,3号位是甲基,命名为:3-甲基戊烷,D错误;
故选A。
3. 化学与生活紧密相关。下列事实情景与化学知识的对应关系错误的是
选项
事实情景
化学知识
A
硬铝被广泛用于航空航天领域
硬铝具有密度小与强度高的性能
B
小苏打可用作胃药
小苏打不稳定,受热易分解
C
向葡萄酒中加入适量
起到杀菌和抗氧化作用
D
用加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污
洗涤剂乳化油污
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.硬铝具有密度小与强度高的性能,常用于航空航天领域,A正确;
B.小苏打与酸可以反应,能中和胃酸,可以做胃药,B错误;
C.SO2具有还原性和杀菌作用,葡萄酒中加入适量SO2,可以杀菌,防止葡萄酒被氧化,C正确;
D.洗涤剂具有亲水基和疏水基,能够乳化油污,可以洗去餐盘上的油污,D正确;
答案选B。
4. 化学实验室中,下列处理方法错误的是
A. 实验室电器设备引起的火灾,可以用二氧化碳灭火器灭火
B. 水银温度计破裂,水银洒在桌面上,应立即用硫粉覆盖
C. 实验时,用预处理实验室样品的特定微波炉加热食物
D. 实验中少量残留的金属钠,可回收到原试剂瓶中或用乙醇进行处理
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验室电器设备引起的火灾,不能用水灭火,可用二氧化碳灭火器灭火,故A正确;
B.温度计打破,散落的水银有毒、易挥发,所以必须处理,在散落的水银上撒上一层硫粉可生成硫化汞,故B正确;
C.预处理实验室样品的特定微波炉不能加热食物,故C错误;
D.少量残留的钠不可随意丢弃或处理,可回收或放入乙醇中处理,故D正确;
故答案为C。
5. 下列有关比较中,正确的是
A. 未成对电子数: B. 键能:
C. 第一电离能: D. 常温下,在水中的溶解度:乙酸<苯酚
【答案】A
【解析】
【详解】A.铬的基态电子排布为,其中3d轨道有5个未成对电子,4s轨道有1个未成对电子,总计6个未成对电子,锰的基态电子排布为,3d轨道有5个未成对电子,4s轨道全充满(无未成对电子),总计5个未成对电子,A正确;
B.键能与原子半径相关,原子半径越小,键能越大。氧的原子半径小于硫,因此O-H键能大于S-H键能,B错误;
C.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,氮的2p能级电子排布为2p3,处于半充满稳定状态,其第一电离能高于氧的第一电离能,C错误;
D.乙酸含有强极性的羧酸基团(-COOH),能与水形成氢键,常温下可与水混溶。苯酚虽含羟基(-OH),但苯环的疏水性导致其溶解度较低,D错误;
故选A。
6. 下列有关化学概念或性质的判断正确的是
A. 超分子具有自组装的特征,如人体细胞和细胞器的双分子膜
B. 键是由成键原子的轨道“肩并肩”重叠形成的,如分子中的键
C. 晶体与非晶体的本质差异在于其是否具有固定熔点,如金刚石与活性炭
D. 活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物一定属于离子化合物,如
【答案】A
【解析】
【详解】A.超分子通过分子间作用力(如氢键、范德华力等)自组装形成,例如细胞膜的双层磷脂结构属于超分子自组装的特征,A正确;
B.σ键是由原子轨道“头碰头”重叠形成的,而“肩并肩”重叠形成的是π键,也不一定只有p轨道才可形成σ键,B错误;
C.晶体与非晶体的本质差异在于内部结构是否有序(晶体长程有序,非晶体短程有序),而非是否具有固定熔点。金刚石是晶体,活性炭是非晶体,但熔点差异是结果而非本质,C错误;
D.活泼金属与活泼非金属形成的化合物不一定是离子化合物。例如,(共价化合物)是反例,D错误;
故选A。
7. 维生素又称泛酸,是人体和动物维持正常生理机能不可缺少的物质,被用作营养增补剂和强化剂等,其结构如图所示。下列关于维生素的说法正确的是
A. 分子式为
B. 所有碳原子一定不处于同一平面
C. 分子中含有羟基、羧基、酯基
D. 该化合物和金属钠反应最多可以生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构图可知,维生素的分子式为,A项错误;
B.含有杂化的饱和碳原子,且该原子连接了4个碳原子,故所有碳原子一定不处于同一平面,B项正确;
C.分子中含有羧基、羟基、酰胺基官能团,不含酯基,C项错误;
D.维生素含有羧基、羟基,羧基、羟基均可以与金属钠发生反应生成氢气,根据氢元素守恒可知,最多可以生成,D项错误;
故选B。
8. ADN(结构如图所示)是一种具有良好应用前景的绿色推进剂,科研人员的某次试验工作证明了微波等离子体点燃ADN基液体推进剂的可行性。已知:X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z元素为土壤中含量最高的元素。下列有关说法正确的是
A. 电负性:
B. 简单氢化物的沸点:
C. Y的单质与Z的单质能一步化合得到
D. Z元素与X元素形成的微粒只有1种
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z元素为土壤中含量最高的元素,Z为O元素,由结构图可知,X为H元素。Y为N元素。
【详解】A.一般,同周期元素核电荷数越大,电负性越大,故O>N>H,A项正确;
B.H2O常温下是液体,NH3为气体,故简单氢化物的沸点:,B项错误;
C.氮气与氧气化会得到一氧化氮,C项错误;
D.、、均为微粒,D项错误。
故选A。
9. 金属复合电极材料电催化氢气还原制备甲醛和乙醇的可能机理如图1所示。研究表明,在不同电极材料上形成中间体的部分反应相对能量变化如图2(带*表示吸附态)所示。下列说法错误的是
A. X为“”
B. 电催化氢气还原制备甲醛时,原子利用率为100%
C. 利用Cu/La复合电极材料电催化还原生成的速率比单纯的电极的快
D. 金属复合电极材料电催化氢气还原制备甲醛和乙醇有利于实现碳中和
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,酸性条件下转化为,结合质量守恒可知,X为,故A正确;
B.电催化氢气还原制备甲醛时,氢气和二氧化碳反应生成甲醛和水,则原子利用率不是100%,故B错误;
C.结合图3可知,与单纯的Cu电极相比,利用Cu/La复合电极材料电催化还原CO2的优点是活化能降低,生成乙醇与甲醛的速率大,故C正确;
D.金属复合电极材料电催化氢气还原制备甲醛和乙醇,减少了二氧化碳的排放,有利于实现碳中和,故D正确;
故选B。
10. 下列情景中的实验操作规范且能达到实验目的的是
A.制取沉淀
B.实验室制备乙酸乙酯
C.蒸干饱和溶液制备晶体
D.配制的溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe2+易被氧化,制取Fe(OH)2,在FeSO4溶液上方加少量的苯,防止被空气中氧气氧化,同时将盛有NaOH溶液的胶头滴管插入FeSO4溶液中,防止氧气带入,A正确;
B.收集乙酸乙酯不能用NaOH溶液,应该用饱和碳酸钠溶液,同时导管不能插入液面以下,B错误;
C.NH4Cl固体容易分解,蒸干NH4Cl饱和溶液得不到NH4Cl晶体,C错误;
D.不能在容量瓶中溶解固体NaCl,应该在烧杯中溶解后,再转移到容量瓶中,D错误;
答案选A。
11. 近年来,过渡金属二硫化物作为潜在的储能材料引起了广泛的关注。与硫黄混合焙烧,可以得到(的立方晶胞结构如图)。下列说法正确的是
A. 硫黄晶体是共价晶体
B. 1个晶胞中含有4个
C. 每个周围与它最近且相等距离的有12个
D. 与间存在的作用力主要为范德华力
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫黄熔沸点较低,属于分子晶体,A错误;
B.根据的晶胞可知,位于棱边和体心,个数为1+12×=4,B正确;
C.由晶胞图可知,每个周围与它最近且相等距离的有6个,C错误;
D.与间存在的作用力是阴阳离子间的静电作用,属于离子键,D错误;
答案选B。
12. “人工树叶”电化学装置如图所示(以稀硫酸为电解质溶液),该装置能将和转化为糖类(用表示)和。下列说法错误的是
A. X电极为阴极
B. 电极的电极反应式为
C. 室温下该装置工作一段时间后,电解质溶液的不变
D. 外电路中每通过电子,理论上生成(标准状况下)
【答案】C
【解析】
【分析】从图示可知,X电极上CO2转化为C6H12O6,C化合价降低,X为阴极, Y电极上H2O转化为O2,O化合价升高,Y为阳极。
【详解】A.根据分析,X为阴极,A正确;
B.Y为阳极发生氧化反应,在酸性条件下的电极反应式为:,B正确;
C.总反应为:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2,反应中有水消耗,稀硫酸浓度增大,pH减小,C错误;
D.Y极的电极反应为:,4mol电子转移生成1molO2,2mol电子转移生成0.5molO2,标准状况下体积为11.2L,D正确;
答案选C。
13. 一种从铜阳极泥(富含、、等多种金属单质)中分离回收银的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. 从“浸出液1”中可回收到胆矾
B. “电沉积”步骤中银单质在阴极沉积
C. 生成的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 实验室模拟完成“操作1”和“操作2”所需的硅酸盐仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯
【答案】C
【解析】
【分析】铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等元素,铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取,Cu被转化为Cu2+进入浸取液中,Ag、Au不反应,浸渣中含有Ag和Au;浸渣中加入盐酸、H2O2浸取,Au转化为HAuCl4,Ag转化为AgCl,浸渣中含有AgCl;浸渣中加入,将AgCl转化为,得到浸出液3,利用电沉积法将还原为Ag。
【详解】A.“浸出液1”中和不与硫酸反应进入浸渣中,过滤出去“浸出液1”,可以回收胆矾,故A正确;
B.利用电沉积法发生还原反应生成Ag,故在阴极沉积,故B正确;
C.浸渣中加入盐酸和溶液浸取,转化为进入浸出液中,反应为,其中氧化剂为,还原剂为,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为,故C错误。
D.根据分析可知,“操作1”和“操作2”都是过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯,故D正确;
故选C。
14. 根据下列实验操作、现象能推出相应结论且均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液
溶液先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向某无色溶液中滴加盐酸后,将产生的气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
无色溶液中不一定含有或
C
将溴的四氯化碳溶液滴入苯酚中
产生白色沉淀
与苯酚发生了取代反应
D
将与浓硫酸反应后的混合液冷却至室温,再向其中加入蒸馏水
溶液变蓝
有生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯水过量,过量的氯水也能与KI反应置换出I2单质,不能确定Br2和I2的氧化性,A错误;
B.向某无色溶液中滴加盐酸后,将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,产生的气体可以是SO2,也可以是Cl2,无色溶液也可能含有NaClO或硫代硫酸根离子等,不一定含有或,B正确;
C.将溴的四氯化碳溶液滴入苯酚中,生成三溴苯酚会溶于四氯化碳,不会产生白色沉淀,C错误;
D.反应后硫酸浓度仍然很大,应将反应后混合物注入水中观察,D错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钴是生产电池材料、耐高温合金、防腐合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以某炼锌废渣(含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的正二价氧化物及锌和铜的单质)为原料提取钴的工艺流程如图所示:
已知:加入沉淀剂时,当溶液中某离子浓度小于或等于时,即认为该离子沉淀完全;常温下,部分难溶电解质的溶度积常数如表;
化学式
回答下列问题:
(1)、、中与位于同族的元素为________(填元素符号)。
(2)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施有将废渣磨碎、________(填一点);“酸浸”步骤在常压、70℃条件下进行,反应生成的难溶化合物经分离后进入浸渣中,则生成难溶化合物X的化学方程式为________。
(3)“沉铜”步骤中,若加入后溶液中,,则溶液的________。[已知:,]
(4)“沉锰”步骤中加入溶液的作用是________;从“沉钴”后的钴回收后液中可回收的金属主要为________(填化学式)。
(5)与所形成的化合物晶体的晶胞结构如图,填充在形成的________空隙中;若该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的晶胞棱长为________。
【答案】(1)Fe (2) ①. 适当升高温度或者适当搅拌 ②. PbO+H2SO4=PbSO4+H2O
(3)1 (4) ①. 氧化Mn2+和Fe2+ ②. Zn
(5) ①. 正四面体 ②.
【解析】
【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质,经稀硫酸酸浸时,铜不溶解,Zn及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液,故浸渣为Cu和PbSO4,然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀,过滤后,滤液中加入Na2S2O8将锰离子氧化为二氧化锰除去,同时亚铁离子也被氧化为铁离子,再次过滤后,用氢氧化钠调节pH=4,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去,第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴,得到Co(OH)3,据此回答。
【小问1详解】
Mn属于第VIIB族、Cu属于第IB族、Fe和Co属于第VIII族,故答案为Fe;
【小问2详解】
增大反应物接触面积、增大反应物浓度等可提高反应速率,故提高“酸浸”速率可采取的方法有:将废渣磨碎、适当增大硫酸浓度、加热、适当搅拌等;据分析,浸渣为Cu和PbSO4,则生成PbSO4的化学方程式为PbO+H2SO4=PbSO4+H2O;
【小问3详解】
加入H2S后的溶液,,则溶液中的c(S2-)=mol/L,根据,可知, ==1.3×10-7×7.0×10-15,其中c(H2S)≈1.0×10-10mol/L,c(S2-)=9.0×10-30mol/L,则c(H+)≈0.1mol/L,溶液的pH约为1;
【小问4详解】
据分析,“沉锰”步骤中加入Na2S2O8溶液的作用是氧化Mn2+和Fe2+;从“沉钴”后的钴回收后液中可回收的金属主要为Zn;
【小问5详解】
由晶胞图可知,填充在形成的正四面体的空隙中;
晶胞中Zn2+个数为8×,S2-个数为4,晶胞中含有4个ZnS,晶胞的质量为,该晶体的密度为,体积为,晶胞的棱长为。
16. 合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。在实验室可用与铁红反应制备铁触煤,其装置如图:
已知:加热到500℃以上,和开始反应,生成铁的其他氧化物(其中铁元素化合价仅为+2或+3价)、和;温度高于700℃时,生成、和。回答下列问题:
(1)装置D的作用为________。
(2)写出温度高于700℃时,与铁红反应的化学方程式:________。
(3)若650℃时,铁红与足量甲烷反应后,装置的质量增加,装置的质量增加,则此时反应后所得含铁氧化物中________。
(4)某化学兴趣小组为确定硝酸厂中所用铁触媒中铁元素的含量,进行了如下实验。
①称取该厂铁触媒样品,用足量的稀硫酸溶解;
②再向所得溶液中加入还原铁粉,充分反应后过滤;
③将滤液配制成溶液,滤渣(仅含铁粉)经洗涤干燥后称得其质量为;
④取配制好的溶液于锥形瓶中,用的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液盛放于________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定终点时的现象为________。若某次滴定结束时滴定管的示数如图所示,滴定前的刻度为,则消耗溶液的体积为________。若消耗溶液的平均体积为,则该厂铁触媒中铁元素的质量分数为________。
【答案】(1)防止空气中的水分和CO2进入装置C中
(2)3CH4+4Fe2O38Fe+3CO2+6H2O
(3)1:2 (4) ①. 酸式 ②. 当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液变为浅(淡)红色,且内不恢复原色 ③. 17.70 ④. 56%
【解析】
【分析】该实验为用CH4与铁红反应制备铁触煤,A装置为CH4与铁红反应的发生装置,B装置吸收生成的水蒸气,C装置吸收生成的CO2,D装置防止外界空气中的水蒸气与CO2进入装置C影响CO2的测定。
【小问1详解】
根据上述分析,装置D作用为防止外界空气中的水分和CO2进入装置C内,干扰实验;
【小问2详解】
CH4与铁红反应温度高于700℃时,生成Fe、CO2和H2O,故化学反应方程式为3CH4+4Fe2O38Fe+3CO2+6H2O;
【小问3详解】
48g铁红中n(Fe)=、n(O)=,与足量甲烷反应后,装置B的质量增加1.8g,即n(H2O)=,装置C的质量增加2.2g,即n(CO2)=,根据铁元素、氧元素守恒,则此时生成的含铁氧化物中N(Fe):N(O)=0.6mol:(0.9mol-0.1mol-0.05mol×2)=6:7,含铁氧化物可以表示为Fe6O7,依据化合物中元素化合价代数和为0,得出方程式①3N(Fe3+)+2N(Fe2+)=7×2,②N(Fe3+)+N(Fe2+)=6解得,N(Fe3+)=2,N(Fe2+)=4,反应后所得含铁氧化物中;1:2;
【小问4详解】
酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,腐蚀橡胶,只能盛放于酸式滴定管中;
用标准酸性高锰酸钾溶液为紫红色溶液,滴定Fe2+时滴定终点现象为当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液变为浅(淡)红色,且30s内不恢复原色,即为滴定终点;
滴定管构造为“0”刻度在滴定管的上方,从上到下,刻度变大,且精确度为0.01ml,故滴定结束时滴定管的示数为17.70ml,则消耗溶液的体积为(17.70-0.00)mL=17.70mL;
还原铁粉产生Fe2+的为n(Fe)=,根据5Fe2+++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,铁触媒样品中铁元素n(Fe)=5n(KMnO4)-0.02mol=5×0.2mol/L×17.50×10-3L×-0.02mol=0.05mol,铁元素的质量分数为。
17. 的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。
(1)催化加氢合成二甲醚是一种的转化方法,其过程中发生的反应如下:
反应①:
反应②:
催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为___________。
(2)利用二氧化碳制备甲醇的反应为 。T℃下,将和充入容积为2L的恒容容器中,发生上述反应,测得体系中剩余的物质的量随时间变化如图1中状态I所示。
①T℃下,0~1min内甲醇的反应速率___________(保留两位有效数字),反应在该状态下达到平衡时的转化率为___________。
②若保持投料量不变,反应在图1状态II下达到平衡后容器内的压强为pkPa,则该条件下反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,列出计算式)。
③保持投料量不变,仅改变某一个条件后,测得随时间变化如图1中状态III所示,与状态I相比,状态III改变的条件可能是___________。
④加氢制甲醇过程中存在副反应 。在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将和按一定流速通过反应器,转化率()和甲醇选择性随温度变化关系如图2所示:
若233~251℃催化剂的活性受温度影响不大,分析235℃后图中曲线下降的原因:___________。
(3)我国学者探究了不同催化剂作用下电化学还原生产的催化性能及机理,并通过计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,最优的催化剂为___________(填“单金属”“合金”或“单金属In”)催化剂。
【答案】(1)
(2) ①. 0.33 ②. 75% ③. ④. 升高温度 ⑤. 主反应放热,副反应吸热,升高温度使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因而使转化率和甲醇选择性下降
(3)合金
【解析】
【小问1详解】
已知的方程式①+②可得,故ΔH=2ΔH1+ΔH2=(2×41.2-204.9)kJ/mol=-122.5kJ/mol,故热化学方程式为: ;
【小问2详解】
①从图1可知,1min时H2的物质的量为6mol,起始的H2的物质的量为8mol,变化的H2的物质的量为2mol,故变化的甲醇的物质的量为mol,0∼1min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=≈0.33mol•L-1•min-1。平衡时变化的H2的物质的量为6mol,转化率为×100%=75%;
②根据图示,反应在状态Ⅱ下,4min后H2的物质的量保持不变,体系达到平衡状态,H2的物质的量为1mol,根据方程式列三段式如下:
平衡时总的物质的量为mol,又知平衡后压强为pkPa,Kp==kPa-2;
③状态Ⅲ与状态Ⅰ相比,平衡时H2的物质的量增加,同时从图1中可知达到平衡的时间变短,综合可知改变的条件可能是升高温度;
④CO2催化加氢制甲醇为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇选择性降低,二氧化碳转化率降低,竞争反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率升高,但升高温度使CO2,催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降;
【小问3详解】
相对于单金属Bi催化剂,BiIn合金催化剂能够促进CO2的吸附,增强对*OCHO中间体的吸附;相对于单金属In催化剂,BiIn合金催化剂能够降低*OCHO脱附形成*HCOOH的活化能。
18. 化合物J是合成医药琥珀酸普卡必利的重要中间体,其合成路线如下:
已知:
(1)B中含氧官能团名称为________。
(2)的反应类型为________;分子的结构简式为________。
(3)分析上述路线可知,步骤的目的是________。
(4)(四氢呋喃,)可由呋喃()加氢后得到,则的键角:________(填“>”或“<”)。参照,试写出在、存在的条件下,与发生反应的化学方程式:_________。
(5)化合物A的同分异构体有多种,同时满足以下条件的有________(不考虑立体异构)种,其中核磁共振氢谱显示峰面积之比为的结构简式为________。
a.既能发生酯的水解反应,又能发生银镜反应
b.能与溶液发生显色反应
【答案】(1)(酚)羟基、酯基
(2) ①. 取代反应 ②.
(3)保护氨基 (4) ①. < ②.
(5) ①. 13 ②.
【解析】
【分析】A到B发生酯化反应,由D的结构和C的分子式,可知C的结构简式为,D到E取代反应,F到G发生已知反应,可知F的结构简式为:,E到F发生取代反应,同时生成HBr,G到H发生酯基水解和酰胺基水解,H到J发生羧基上取代反应,生成含酰胺基的化合物J,由此分析。
【小问1详解】
B中含氧官能团为(酚)羟基、酯基
【小问2详解】
D到E苯环上发生取代反应;根据分析,F分子的结构简式为;
【小问3详解】
由B到C和G到H可知,B到C的目的是保护氨基;
【小问4详解】
为平面结构,O原子有1对孤电子对,为空间立体结构,O原子上有2对孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力大,孤电子对数越多,键角越小,的键角:<;
H到G发生取代反应,氨基和羧基反应得到含有酰胺基的化合物,在、存在的条件下,与发生反应的化学方程式:;
【小问5详解】
化合物A的结构简式:,同分异构体中满足既能发生酯的水解反应,又能发生银镜反应,有酯基和醛基,根据不饱和度分析应该有甲酸酯基,遇FeCl3发生显色反应,说明有酚羟基存在,还存在有氨基,酯基和羟基邻位,氨基位置有4种,酯基和羟基在间位,氨基位置有4种,酯基和羟基在对位,氨基位置有2种,苯环上两个侧链存在邻间对3种,共13种结构;
核磁共振氢谱显示峰面积之比为的结构简式为。
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高三化学考试
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Fe56 Zn65
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华文明源远流长,文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是
A.仰韶文化彩陶盆
B.故宫大理石螭首
C.鎏金铜缸
D.水晶杯
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式:
B. 用电子式表示的形成:
C. 的离子结构示意图:
D. 的名称:2-乙基丁烷
3. 化学与生活紧密相关。下列事实情景与化学知识的对应关系错误的是
选项
事实情景
化学知识
A
硬铝被广泛用于航空航天领域
硬铝具有密度小与强度高的性能
B
小苏打可用作胃药
小苏打不稳定,受热易分解
C
向葡萄酒中加入适量
起到杀菌和抗氧化作用
D
用加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污
洗涤剂乳化油污
A. A B. B C. C D. D
4. 化学实验室中,下列处理方法错误的是
A. 实验室电器设备引起的火灾,可以用二氧化碳灭火器灭火
B. 水银温度计破裂,水银洒在桌面上,应立即用硫粉覆盖
C. 实验时,用预处理实验室样品的特定微波炉加热食物
D. 实验中少量残留的金属钠,可回收到原试剂瓶中或用乙醇进行处理
5. 下列有关比较中,正确的是
A. 未成对电子数: B. 键能:
C. 第一电离能: D. 常温下,在水中的溶解度:乙酸<苯酚
6. 下列有关化学概念或性质的判断正确的是
A. 超分子具有自组装的特征,如人体细胞和细胞器的双分子膜
B. 键是由成键原子的轨道“肩并肩”重叠形成的,如分子中的键
C. 晶体与非晶体的本质差异在于其是否具有固定熔点,如金刚石与活性炭
D. 活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物一定属于离子化合物,如
7. 维生素又称泛酸,是人体和动物维持正常生理机能不可缺少的物质,被用作营养增补剂和强化剂等,其结构如图所示。下列关于维生素的说法正确的是
A. 分子式为
B. 所有碳原子一定不处于同一平面
C. 分子中含有羟基、羧基、酯基
D. 该化合物和金属钠反应最多可以生成
8. ADN(结构如图所示)是一种具有良好应用前景的绿色推进剂,科研人员的某次试验工作证明了微波等离子体点燃ADN基液体推进剂的可行性。已知:X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z元素为土壤中含量最高的元素。下列有关说法正确的是
A. 电负性:
B. 简单氢化物的沸点:
C. Y的单质与Z的单质能一步化合得到
D. Z元素与X元素形成的微粒只有1种
9. 金属复合电极材料电催化氢气还原制备甲醛和乙醇的可能机理如图1所示。研究表明,在不同电极材料上形成中间体的部分反应相对能量变化如图2(带*表示吸附态)所示。下列说法错误的是
A. X为“”
B. 电催化氢气还原制备甲醛时,原子利用率为100%
C. 利用Cu/La复合电极材料电催化还原生成的速率比单纯的电极的快
D. 金属复合电极材料电催化氢气还原制备甲醛和乙醇有利于实现碳中和
10. 下列情景中的实验操作规范且能达到实验目的的是
A.制取沉淀
B.实验室制备乙酸乙酯
C.蒸干饱和溶液制备晶体
D.配制的溶液
A. A B. B C. C D. D
11. 近年来,过渡金属二硫化物作为潜在的储能材料引起了广泛的关注。与硫黄混合焙烧,可以得到(的立方晶胞结构如图)。下列说法正确的是
A. 硫黄晶体是共价晶体
B. 1个晶胞中含有4个
C. 每个周围与它最近且相等距离的有12个
D. 与间存在的作用力主要为范德华力
12. “人工树叶”电化学装置如图所示(以稀硫酸为电解质溶液),该装置能将和转化为糖类(用表示)和。下列说法错误的是
A. X电极为阴极
B. 电极的电极反应式为
C. 室温下该装置工作一段时间后,电解质溶液的不变
D. 外电路中每通过电子,理论上生成(标准状况下)
13. 一种从铜阳极泥(富含、、等多种金属单质)中分离回收银的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. 从“浸出液1”中可回收到胆矾
B. “电沉积”步骤中银单质在阴极沉积
C. 生成的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 实验室模拟完成“操作1”和“操作2”所需的硅酸盐仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯
14. 根据下列实验操作、现象能推出相应结论且均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液
溶液先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向某无色溶液中滴加盐酸后,将产生的气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
无色溶液中不一定含有或
C
将溴的四氯化碳溶液滴入苯酚中
产生白色沉淀
与苯酚发生了取代反应
D
将与浓硫酸反应后的混合液冷却至室温,再向其中加入蒸馏水
溶液变蓝
有生成
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钴是生产电池材料、耐高温合金、防腐合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以某炼锌废渣(含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的正二价氧化物及锌和铜的单质)为原料提取钴的工艺流程如图所示:
已知:加入沉淀剂时,当溶液中某离子浓度小于或等于时,即认为该离子沉淀完全;常温下,部分难溶电解质的溶度积常数如表;
化学式
回答下列问题:
(1)、、中与位于同族的元素为________(填元素符号)。
(2)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施有将废渣磨碎、________(填一点);“酸浸”步骤在常压、70℃条件下进行,反应生成的难溶化合物经分离后进入浸渣中,则生成难溶化合物X的化学方程式为________。
(3)“沉铜”步骤中,若加入后溶液中,,则溶液的________。[已知:,]
(4)“沉锰”步骤中加入溶液的作用是________;从“沉钴”后的钴回收后液中可回收的金属主要为________(填化学式)。
(5)与所形成的化合物晶体的晶胞结构如图,填充在形成的________空隙中;若该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的晶胞棱长为________。
16. 合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。在实验室可用与铁红反应制备铁触煤,其装置如图:
已知:加热到500℃以上,和开始反应,生成铁的其他氧化物(其中铁元素化合价仅为+2或+3价)、和;温度高于700℃时,生成、和。回答下列问题:
(1)装置D的作用为________。
(2)写出温度高于700℃时,与铁红反应的化学方程式:________。
(3)若650℃时,铁红与足量甲烷反应后,装置的质量增加,装置的质量增加,则此时反应后所得含铁氧化物中________。
(4)某化学兴趣小组为确定硝酸厂中所用铁触媒中铁元素的含量,进行了如下实验。
①称取该厂铁触媒样品,用足量的稀硫酸溶解;
②再向所得溶液中加入还原铁粉,充分反应后过滤;
③将滤液配制成溶液,滤渣(仅含铁粉)经洗涤干燥后称得其质量为;
④取配制好的溶液于锥形瓶中,用的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液盛放于________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定终点时的现象为________。若某次滴定结束时滴定管的示数如图所示,滴定前的刻度为,则消耗溶液的体积为________。若消耗溶液的平均体积为,则该厂铁触媒中铁元素的质量分数为________。
17. 的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。
(1)催化加氢合成二甲醚是一种的转化方法,其过程中发生的反应如下:
反应①:
反应②:
催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为___________。
(2)利用二氧化碳制备甲醇的反应为 。T℃下,将和充入容积为2L的恒容容器中,发生上述反应,测得体系中剩余的物质的量随时间变化如图1中状态I所示。
①T℃下,0~1min内甲醇的反应速率___________(保留两位有效数字),反应在该状态下达到平衡时的转化率为___________。
②若保持投料量不变,反应在图1状态II下达到平衡后容器内的压强为pkPa,则该条件下反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,列出计算式)。
③保持投料量不变,仅改变某一个条件后,测得随时间变化如图1中状态III所示,与状态I相比,状态III改变的条件可能是___________。
④加氢制甲醇过程中存在副反应 。在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将和按一定流速通过反应器,转化率()和甲醇选择性随温度变化关系如图2所示:
若233~251℃催化剂的活性受温度影响不大,分析235℃后图中曲线下降的原因:___________。
(3)我国学者探究了不同催化剂作用下电化学还原生产的催化性能及机理,并通过计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,最优的催化剂为___________(填“单金属”“合金”或“单金属In”)催化剂。
18. 化合物J是合成医药琥珀酸普卡必利的重要中间体,其合成路线如下:
已知:
(1)B中含氧官能团名称为________。
(2)的反应类型为________;分子的结构简式为________。
(3)分析上述路线可知,步骤的目的是________。
(4)(四氢呋喃,)可由呋喃()加氢后得到,则的键角:________(填“>”或“<”)。参照,试写出在、存在的条件下,与发生反应的化学方程式:_________。
(5)化合物A的同分异构体有多种,同时满足以下条件的有________(不考虑立体异构)种,其中核磁共振氢谱显示峰面积之比为的结构简式为________。
a.既能发生酯的水解反应,又能发生银镜反应
b.能与溶液发生显色反应
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