内容正文:
陕西省安康市2025届高三下学期二模化学试题
试卷满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 Cl-35.5
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,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列对化学知识的应用,说法错误的是
A. 高温下,陶瓷“窑变釉”的过程中,发生了氧化还原反应
B. 丹霞地貌的岩层因含而呈红色
C. 我国最早的人工冶铁制品是西周晚期的玉柄铁剑
D. 我国最早的青铜器出现于夏代末期,其主要成分是铜、锡、铅的合金
【答案】B
【解析】
【详解】A.陶瓷“窑变釉”的釉色变化涉及金属氧化物的氧化还原反应,如Fe3+与Fe2+的转换,A正确;
B.丹霞地貌的红色主要由岩石中含有的Fe2O3所致,而非Cu2O,B错误;
C.西周晚期的玉柄铁剑,如河南三门峡虢国墓出土,是我国迄今发现最早的人工冶铁制品之一,其材质为块炼铁,符合历史记载,C正确;
D.青铜器是铜、锡、铅的合金,我国最早的青铜器确可追溯至夏代末期,D正确;
故答案选B。
2. 实验步骤的先后是决定实验成功的关键要素,下列有关化学实验的说法正确的是
A. 向饱和食盐水中先通入,再通入,可析出晶体
B. 向溶液中先通入,再通入,在空气中最终只会析出沉淀
C. 将乙醇与浓硫酸混合液加热到,将气体产物先通过稀NaOH溶液洗气,得到的剩余气体再用酸化的高锰酸钾溶液检验其中含有的乙烯
D. 向蔗糖的水溶液中,先加稀硫酸,加热,再加新制的氢氧化铜溶液,证明蔗糖水解的产物有葡萄糖
【答案】C
【解析】
【详解】A.向饱和食盐水中应先通入使溶液呈碱性,再通入,析出晶体,A项错误;
B.向溶液中先通入使溶液呈碱性,再通入,在空气中最终只会析出沉淀,B项错误;
C.用氢氧化钠溶液除去乙烯中混入的二氧化硫和挥发出来的乙醇,随后再通入酸性高锰酸钾溶液,而使其褪色,则可以证明其中含有乙烯,C项正确;
D.向蔗糖的水溶液中,先加稀硫酸加热后,应该加适量的氢氧化钠溶液使溶液显碱性,再加新制的氢氧化铜溶液,证明蔗糖水解的产物有葡萄糖,D项错误;
故选C。
3. 现在被广泛使用的食品级手套——丁腈橡胶手套,具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能,广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图,据此判断有关说法错误的是
名称:丁腈橡胶,简称NBR
化学通式:
反应通式:丁二烯+丙烯腈丁腈橡胶
A. NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的
B. NBR具有耐油性极好,耐水性良好,耐热性较好,粘接力强
C. NBR具有很好的稳定性,不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化
D. NBR分子结构是线性的,通常用少量的二硫键交联形成网状结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应通式可知,丙烯腈与1,3—丁二烯一定条件下发生加聚反应生成NBR,故A正确;
B.由题意可知,NBR是具有耐油性极好,耐水性良好,耐热性较好,粘接力强等优良性能的合成高分子化合物,故B正确;
C.由化学通式可知,NBR分子中含有碳碳双键,可被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化,故C错误;
D.NBR分子的结构是线性结构,线性高分子之间可以通过硫原子形成的二硫键产生交联而形成网状结构,故D正确;
故选C。
4. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,中含有的原子总数为3
B. 的溶液中含有的与的离子数目之和小于
C. 常温常压下,32g的和混合气体含有2个氧原子
D. 用含有的饱和溶液制得的氢氧化铁胶体中,胶粒数小于0.1
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下,CS2是液体,含有的原子总数大于,A错误;
B.根据物料守恒2L 0.5的溶液中n()+n()+n()=2L×0.5=1mol,则与的离子数目之和小于,B正确;
C.和均由O原子组成,32g混合气体即为32gO原子,氧原子数目为2,C正确;
D.用含有的饱和溶液制得的氢氧化铁胶体中,胶粒是聚合体,胶粒数小于,D正确;
故选A。
5. 2-甲基-3巯基呋喃是一种烤肉香味的食品添加剂,以下是制备2-甲基-3-巯基呋喃的相关物质的结构简式,三者均为呋喃()的衍生物,已知在强酸条件下水解生成,下列说法错误的是
A. 糠醛分子中所有原子可能共平面
B. M是呋喃衍生物,分子式为可能的结构有6种
C. 1mol强酸条件下水解产物与足量新制氢氧化铜反应,可以得到2mol砖红色沉淀
D. 巯基(-SH)和羟基(-OH)性质相似,则和苯酚均显酸性,且酸性更强
【答案】C
【解析】
【详解】A.五元环和醛基之间以单键相连,则五元环所在的平面与醛基所在的平面可能共面,选项正确。
B.根据信息,M分子中应包含结构,除此之外还应有两个饱和碳原子作为支链,可以是一个乙基与相连,有两种结构;也可是两个甲基与相连,有四种结构。所以M共六种可能的结构。选项正确。
C.根据信息,在酸性条件下水解为开环反应,醚键断开形成烯醇,烯醇不稳定最终产物为,与足量新制氢氧化铜反应可生成1mol的,选项错误。
D.巯基和羟基性质相似,但S的电负性比O弱,且S原子半径更大,形成的硫氢键更易断裂,所以与苯酚相比酸性更强。选项正确。
故选C。
6. 下列实验方法或试剂使用正确的是
选项
实验目的
实验方法或试剂
A
测定溶液的浓度
滴加几滴酚酞用盐酸溶液滴定
B
测定HClO溶液的pH
使用pH试纸
C
检验溶液中是否含有
溶液
D
除去乙醇中少量的水
加入生石灰CaO,蒸馏
A A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.测定溶液的浓度,应滴加几滴甲基橙用盐酸溶液滴定,A项错误;
B.HClO溶液具有强氧化性,不能用pH试纸测定溶液pH,B项错误;
C.检验溶液中是否含有,应滴加几滴KSCN溶液检验,C项错误;
D.除去乙醇中少量的水,加入生石灰CaO吸水,再蒸馏出乙醇,D项正确;
故答案为D。
7. X、Y、W、R四种短周期元素,可形成化合物,它的另一种同分异构体是生命活动的主要物质之一。下列说法正确的是
A. 原子序数:R>W>Y>X B. 原子半径:W>R>X>Y
C. 第一电离能:W>R>Y>X D. 电负性:R>W>Y>X
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、W、R四种短周期元素,可形成有两种结构的化合物,它的另一种同分异构体是是生命活动的主要物质之一、则四种短周期元素依次是C、H、N、O。
【详解】A.X、Y、W、R依次是C、H、N、O,原子序数:O>N>C>H,A错误;
B.同周期主族元素,从左往右半径依次减小,则原子半径:C>N>O>H,B错误;
C.C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一电离能大小顺序:N>O>H>C,C正确;
D.同周期主族元素,从左往右,电负性依次增强,同主族元素,从上往下,电负性依次减小,则电负性:O>N>C>H,D错误;
故选C。
8. 下列说法正确的是
A. 红外光谱仪可以用于分子的相对分子质量测定 B. 和都是既含键又含键的分子
C. 若型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同 D. 可用质谱法区分和
【答案】D
【解析】
【详解】A.红外光谱仪可以用于化学键和官能团的测定,不能用于测定相对分子质量,故A错误;
B.四氯化碳分子中碳原子的价层电子对数为4+=4,原子的杂化方式为sp3杂化,所以分子中只含σ键不含π键,故B错误;
C.AB2型分子的空间构型相同,但中心原子的杂化方式可能不同,如二氧化硫和二氟化硫分子的空间构型均为V形,二氧化硫分子中硫原子价层电子对数为2+=3,原子的杂化方式为sp2杂化,二氟化硫分子中硫原子价层电子对数为2+=4,原子的杂化方式为sp3杂化,故C错误;
D.和的相对分子质量不同, 所以可用质谱法区分和,故D正确;
故选D。
9. 已知和均可发生水解反应生成对应的弱酸,下列说法错误的是
A. 和的VSEPR模型相同
B. 和中的N和Si均为杂化
C. 发生水解反应为
D. 和均能与形成氢键
【答案】A
【解析】
【详解】A.价层电子对数为:,孤电子对数为1,VSEPR模型是四面体,价层电子对数为:,无孤电子对,VSEPR模型是正四面体,A错误;
B.价层电子对数为:,价层电子对数为:,故二者均为杂化,B正确;
C.中氮元素的电负性更强,氮元素的化合价为价,氯元素为价,水解时,氮、氯元素化合价不变生成NH3和HClO,发生的水解反应为:,C正确;
D.和分子中均含有N原子,含有一个孤对电子,氮原子可与水中氢原子形成氢键,中N原子存在一个孤对电子,氮原子也可与水中氢原子形成氢键,D正确;
故选A。
10. 下列设计的实验装置或方案不能达到相应实验目的的是
A. 利用图A装置,吸收HCl,并制取盐酸
B. 利用图B装置,收集
C. 利用图C装置,收集,并制取浓氨水
D. 利用图D装置,收集蒸气,并制取碘的苯溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl极易溶于水,形成盐酸,倒扣的漏斗起防止倒吸的作用,故A正确;
B.H2的密度比空气的密度小,应该用向下排空气法收集,图B为向上排空气,故B错误;
C.NH3密度小于空气密度,又极易溶于水,所以用向下排空气法收集,烧杯下层是CCl4,可以防止氨气倒吸,上层水吸收氨气可以制取浓氨水,故C正确;
D.I2易溶于苯,微溶于水,用苯收集I2蒸汽,下层的水可以防止苯倒吸,故D正确;
故选:B。
11. 已知常温下,,向20mL 0.1 KOH溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 过M点到N点的曲线是的浓度变化
B. 滴入15mL 溶液时,溶液呈酸性
C. 溶液的水解常数:
D. 滴定过程中,可能出现:
【答案】B
【解析】
【分析】向溶液中缓慢滴加相同浓度的溶液,至20mL时恰好完全中和,分析图像中离子浓度变化,可推知,降低的曲线为氢氧根浓度变化,从增大约的为浓度变化,据此解题。
【详解】A.溶液的加入,不断减小的离子是,不断增加的是,A项正确;
B.M点是等浓度的KOH和混合液,滴入15mL 溶液时,溶液仍呈碱性,B项错误;
C.溶液的水解常数:,C项正确;
D.N点是酸碱恰好等体积混合后生成的,水解后,溶液显碱性,此时,,根据,,可求得此时,因此滴定过程中,可能出现,即,D项正确;
故选B。
12. 立方相氮化硼(BN)超硬,有优异的耐磨性,其结构与金刚石类似。晶胞中N原子位于顶点和面心,B原子(未画出)位于N原子围成的部分正四面空隙(如1、3、6、7号N原子围成)。已知晶胞参数为a pm,晶体的密度为,下列说法错误的是
A. 正四面体空隙的填充率为100%
B BN晶体中原子个数与共价键数之比1:2
C. 该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为
D. 晶胞中B原子与N原子最近的距离为
【答案】A
【解析】
【详解】A.晶胞中有8个正四面体空隙,晶胞中有4个氮原子和4个硼原子,B原子(黑球)位于N原子围成的正四面体空隙,填充率为50%,A错误;
B.BN的晶胞如图所示:,BN晶胞中每个B原子连4个N原子,每个N原子连4个B原子,原子个数与共价键数之比为1:2,B正确;
C.晶胞中N原子位于顶点和面心,B原子位于N原子围成的部分正四面空隙,该晶胞沿x、y、z方向投影均为,C正确;
D.晶胞中B原子与N原子最近的距离为体对角线的,即,D正确;
故选A。
13. 某研究团队设计了一种多功能的质子陶瓷燃料电池膜反应器,耦合了乙烷非氧化脱氢和分解反应,在单一的膜反应器中实现了乙烯-电能的联产和温室气体的降解,工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. a极的电极反应为
B. a极电极电势高于b极
C. 从b极通过质子陶瓷膜向a极移动
D. 当d导管流出0.15mol 时,c导管流出标况下3.36L
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图中正极反应可知电解质为酸性,a极的电极反应为,A项错误;
B.根据电子的流向可知a极为负极,b极为正极,正极的电极电势高于负极,b极电极电势高于a极,B项错误;
C.根据原电池工作原理知从a极(负极)通过质子陶瓷膜向b极(正极)移动,C项错误;
D.根据总反应可知负极生成0.15mol 时,正极也生成标况下3.36L ,D项正确;
故答案为D。
14. 一种多孔膜固定碳酸酐酶(CA@)催化捕获机理如图所示,下列说法错误的是
A. 中性或弱碱性环境更有利于的捕获
B. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
C. 通过X射线衍射测定捕获过程中中碳氧键键长发生改变
D. 原捕获气体中混合更有利于的捕获
【答案】B
【解析】
【详解】A.中性或弱碱性环境更有利于转移,更有利于的捕获,A正确;
B.图中转化涉及的反应中无氧化还原反应,B错误;
C.转化过程中C的成键情况有变化,故通过X射线衍射测定捕获过程中中碳氧键键长发生改变,C正确;
D.混合有利于增大的接触面积,同时有利于吹出气体,更有利于气体的捕获,D正确。
答案选B。
二、非选择题(共58分)
15. 金溶胶在肿瘤治疗、生物成像、环境保护等领域有着非常重要的应用价值。制备金溶胶方法如下(装置如图):
Ⅰ.室温下向仪器A中加入100.0mL 0.01%氯金酸()溶液和2.0mL 1%柠檬酸钠溶液,搅拌1min。
Ⅱ.将上述混合液加热至沸腾。
Ⅲ.向混合液中加入1.6mL 0.075%硼氢化钠()溶液,继续加热搅拌15min,反应液从灰色变为蓝色,最后变为酒红色。
Ⅳ.将反应后的液体冷却至室温,离心分离,蒸馏水洗涤产品。
Ⅴ.将制得的金颗粒分散在蒸馏水中,即得到酒红色的金溶胶。
资料:①不同尺寸金颗粒制备条件
制备条件
平均尺寸
0.01%
1%柠檬酸钠
0.075%
反应温度
5nm
100mL
1.0mL
0.6mL
25℃
10nm
100mL
1.0mL
1.0mL
25℃
15nm
100mL
5.0mL
1.6mL
100℃
25nm
100mL
3.2mL
1.6mL
100℃
45nm
100mL
2.0mL
1.6mL
100℃
②硼氢化钠具有较强还原性,易被空气氧化。且与水等含有羟基的物质发生较缓慢的反应释放出氢气。
③柠檬酸钠是一种稳定剂,防止生成的金溶胶聚沉,同时控制金颗粒的尺寸和形状,不参与氯金酸的还原,其结构与高级脂肪酸钠盐类似,具有亲水基团和疏水基团。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______。步骤Ⅲ中搅拌的目的是_______。
(2)步骤Ⅲ中仅生成一种单质,同时有生成,写出反应的化学方程式:_______。指出此装置的不足之处:_______。
(3)步骤Ⅳ中,证明洗涤干净的操作是_______。
(4)下列说法正确的是_______。
A. 用激光照射步骤Ⅴ中得到的产品,能看到一条光亮的通路
B. 步骤Ⅲ中应现配现用。为使充分反应应分批加入
C. 该实验得到的金颗粒与块状金物理性质和化学性质都不同
D. 该实验可用聚甲基丙烯酸钠代替柠檬酸钠
(5)某同学想利用该方法制备平均尺寸为25nm的金溶胶,结果测得颗粒平均尺寸偏小,试从制备条件角度分析可能的原因:_______。(答出两条即可)
(6)金溶胶具有良好的导电性和生物相容性,某科研团队利用金溶胶组装电化学传感器用于检测血清中的肿瘤标志物。已知肿瘤标志物甲胎蛋白(CEA)的浓度与信号强度在一定范围内的关系如图。四次测得某血清样品的信号强度如下表,则该样品中CEA的浓度为_______。(已知)
测量次数
1
2
3
4
电流强度(A)
-30.2
-32.3
-30.6
-30.7
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 使反应物充分接触,便于生成均匀的球形纳米颗粒或提高反应速率
(2) ①. ②. 生成的盐酸具有挥发性,无尾气处理装置
(3)取最后一次离心上层清液于试管中,滴加酸化的溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净 (4)AD
(5)偏少,温度过低或偏少、柠檬酸钠偏少或过多
(6)0.03
【解析】
【分析】制备金溶胶方法为:,具体操作为:Ⅰ.室温下向仪器A中加入100.0mL 0.01%氯金酸()溶液和2.0mL 1%柠檬酸钠溶液,搅拌1min。Ⅱ.将上述混合液加热至沸腾。Ⅲ.向混合液中加入1.6mL 0.075%硼氢化钠()溶液,继续加热搅拌15min,使反应物充分接触,便于生成均匀的球形纳米颗粒,反应液从灰色变为蓝色,最后变为酒红色。Ⅳ.将反应后的液体冷却至室温,离心分离,蒸馏水洗涤产品。Ⅴ.将制得的金颗粒分散在蒸馏水中,即得到酒红色的金溶胶。
【小问1详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶,步骤Ⅲ中搅拌的目的是使反应物充分接触,便于生成均匀的球形纳米颗粒或提高反应速率。
【小问2详解】
步骤Ⅲ中仅生成一种单质为Au,同时有生成,根据得失电子守恒和物料守恒配平化学方程式为:。此装置的不足之处:生成的盐酸具有挥发性,无尾气处理装置。
【小问3详解】
步骤Ⅳ中,证明金颗粒洗涤干净的操作是检验蒸馏水洗涤金颗粒的最后洗液中不含Cl-,步骤Ⅳ中,证明洗涤干净的操作是:取最后一次离心上层清液于试管中,滴加酸化的溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净。
【小问4详解】
A.步骤Ⅴ中得到的产品是金溶胶,能发生丁达尔效应,能看到一条光亮的通路,A正确;
B.据资料②:硼氢化钠具有较强还原性,易被空气氧化,应现配现用。且制备金溶胶的反应中不应分批加入,B错误;
C.该实验得到金颗粒与块状金物理性质可能不同,但化学性质相同,C错误;
D.该实验可用聚甲基丙烯酸钠其结构与高级脂肪酸钠盐类似,可以代替柠檬酸钠,D项正确;
故选AD。
【小问5详解】
据资料①不同尺寸金颗粒制备条件,要制备平均尺寸为25nm的金溶胶,结果测得颗粒平均尺寸偏小,分析可能的原因是偏少,温度过低(或偏少、柠檬酸钠偏少或过多)。
【小问6详解】
据四次样品的信号强度,第二组偏差大,舍去,数据取舍的电流强度的平均值约-30.5,再从(CEA)的浓度与信号强度的关系图读值,则CEA的浓度为。
16. 目前,我国的全钒液流电池储能技术在全球领先。该电池的电解液来自钢铁冶炼后产生的钒钢渣(CaO、和少量、)和钛白废酸(、、、),实现了“以废治废”。工艺流程如下图:
已知:①V有多种价态,在空气中焙烧时可转化为最稳定的+5价;+5价V在强酸性条件下以形式存在,在碱性条件下以形式存在。
②有机萃取剂HR的萃取原理为,其中org表示有机溶液,酸性条件下HR能萃取而不能萃取,HR对+4价钒萃取能力强,而对+5价钒的萃取能力较弱。
③25℃时,。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时生成的滤渣除了、外,还有_______(填化学式)。
(2)“还原”中加入的化学试剂X可能为_______(填字母)。加入该试剂还原的主要目的是_______。
A. B.Fe C. D.
(3)实验室模拟该流程中“萃取”时,共消耗HR萃取剂45mL,应选用_______种萃取方式(填字母)。
A.单次萃取 B.分2次萃取,每次22.5mL C.分3次萃取,每次15mL
(4)写出“反萃取”操作中转化的离子方程式_______。
(5)25℃时,测得溶液中,为使“沉钒”时,钒元素的沉淀率达到98%,应调节溶液中至少为_______。
(6)上述流程中可循环利用的物质除外,还有_______、_______(填化学式)。
(7)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如下图所示。该电池放电时,b极发生氧化反应,则此时a极电极反应式为_______。
【答案】(1)
(2) ①. B ②. 将溶液中的+5价钒和分别转化为+4价钒与,利于+4价钒的萃取并实现钒和铁元素分离
(3)C (4)
(5)0.4 (6) ①. HR ②.
(7)
【解析】
【分析】由题给流程可知,向含钒钢渣中加入碳酸钠后在空气中焙烧,将三氧化二钒转化为钒酸钠、二氧化硅转化为硅酸钠,向焙烧渣中加入钛白废酸,硅酸钠转化为硅酸、氧化钙转化为硫酸钙、氧化铁转化为铁离子、TiO2+转化为H2TiO3,溶液中的亚铁离子将部分转化为VO2+,过滤得到含有的硅酸、硫酸钙、H2TiO3的滤渣和滤液;滤液加铁粉把和Fe3+分别转化为VO2+与Fe2+,便于萃取VO2+;加HR萃取分液,有机层中含有VO2+,加KClO3“反萃取”,把VO2+转化成,加氨气和氯化铵的混合液生成NH4VO3沉淀,过滤得到钒酸铵;钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒;水层含有Fe2+,通入氨气和氧气反应生成氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁,加热分解氢氧化铁得氧化铁。
【小问1详解】
由分析可知,滤渣的主要成分为、、。
【小问2详解】
加入还原剂且不引入新的杂质,则加入铁单质,将还原为,选B;据提示中②及流程分析可知还原剂的作用是将溶液中的+5价钒和分别转化为+4价钒与,利于+4价钒的萃取并实现钒和铁元素分离。
【小问3详解】
多次萃取可使萃取率增大,应选C。
【小问4详解】
“反萃取”过程中,在酸性条件下将氧化为,其离子反应方程式为:。
【小问5详解】
25℃时,“转化”后所得滤液中,“沉钒”时钒元素的沉淀率为98%,则“沉钒”后的溶液中,应调节溶液中至少为。
【小问6详解】
上述流程中,“反萃取”得到萃取剂HR、钒酸铵煅烧分解放出氨气,HR可用于“萃取”步骤,氨气可用于“沉钒”、沉铁步骤,可循环利用的物质除外,还有HR、。
【小问7详解】
全钒液流电池放电时发生氧化反应,则发生还原反应,得电子,正极反应式为:。
17. 研究碳的化合物和氮的化合物的转化在社会生产和环境保护方面有着重要意义。
(1)为实现双碳目标——碳达峰和碳中和,二氧化碳转化制备化学品的研究一直在进行。加氢合成的反应体系中主要反应如下: 。
①常温常压下,以氢气的能量作为标准,可得各物质的相对能量。即的相对能量为0,已知的相对能量为-200.9,的相对能量为-242,则的相对能量为_______。
②该反应的熵变为,假设该反应的焓变、熵变不随温度变化,根据反应进行的方向综合判据,该反应自发进行的温度应低于_______K(保留一位小数)。
(2)T℃时,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol ,发生反应:。反应相同时间后,测得各容器中的体积分数与容器体积的关系如图所示。
①体积分别为、的两种情况下,_______6:7(填“>”、“<”或“=”,下同),c点_______。
②T℃时,体积为条件下,起始压强为,则该反应的平衡常数_______kPa。
(3)汽车尾气在催化转化器中CO和NO发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
一定温度下,在1L密闭容器中充入一定量的CO和NO,某时刻为0.1mol,为1.2mol,为0.8mol,则此时为_______mol。
(4)向一恒容密闭容器中充入适量和,在一定条件下发生反应,氧化产物分别是、NO、、,生成、NO、、的速率之比为2:1:1:2。10min时,且10~30min内,反应进行到30min时,_______。30min时,,已知初始时,则此时_______。
(5)某含C、N的化合物H的电化学有机合成原理如下,写出阳极电极反应式_______(有机物用字母表示)。
【答案】(1) ①. -393.8 ②. 277.4
(2) ①. > ②. > ③.
(3)0.25 (4) ①. 0.35 ②.
(5)
【解析】
【小问1详解】
①假设的相对能量为a,,解得
②根据时反应可以自发进行,,求得。
【小问2详解】
①根据已知条件列出a点“三段式”
NO2的体积分数为=,解得x=0.2,此时气体总物质的量为1.2mol,
根据已知条件列出b点“三段式”
NO2的体积分数为=,解得y=0.4,此时气体总物质的量为1.4mol,
根据理想气体状态方程pV=nRT,a点时paV1 = 1.2RT,pbV2= 1.4RT,由于V2>V1,所以> 6 : 7;反应正向建立平衡,且正向为气体分子个数增大的反应,如反应已达平衡状态,随着体积的增大,压强减小,平衡正向移动,的含量变少,与图像不符,故c点未平衡,。
②根据已知条件列出“三段式”
,解得,。
【小问3详解】
设三个反应的物质的量的改变量分别为a mol、b mol、c mol,
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
则;;,可以解得。
【小问4详解】
10min时,,且10~30min内,反应进行到30min时,。30min时,,由于生成、NO、、的速率之比为2:1:1:2,所以此时生成、NO、、的浓度分别为d mol/L、 mol/L、mol/L、d mol/L,根据氮原子守恒,此时。
【小问5详解】
阳极上物质Q失电子转化为M,Q中N原子上有一对孤对电子,O原子上有一个单电子,N原子失去一个电子后,N、O之间形成新的共用电子对,N原子带一个单位正电荷,形成M,故答案为:。
18. 我国中医药传承俞千年,某中医药学专家团队发现:具有抗肿瘤活性的四氢异喹啉类生物碱存在于木兰科、罂粟科等植物中,并在实验室中合成四氢异喹啉类衍生物(H)路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.G是一种常用药物:阿司匹林(或乙酰水杨酸),回答下列问题:
(1)化合物A的名称为:_______,化合物B的官能团结构简式为:_______。
(2)B→D的化学方程式为:_______。
(3)D→E过程中有和E互为同分异构体的副产物生成,其中环状结构均为六元环的副产物的结构简式为:_______。
(4)下列说法错误的是_______。
A. 若以苯酚、甲醛和乙酸酐为原料合成G,则需依次经过加成反应、氧化反应、取代反应
B. D与足量氢气加成后产物分子中含3个手性碳原子
C. 化合物E和F可以通过红外光谱区别
D. A可与水形成分子间氢键,常温时易溶于水
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序为_______(写标号)。
① ② ③
(6)比C物质少2个碳原子的同系物Ⅰ可与甲酸1:1反应生成有机产物J,J的同分异构体中符合下列条件的有_______种。
①苯环上只有3个取代基;②能与三氯化铁溶液发生显色反应,且苯环上的一溴代物只有2种;③含有酰胺基。
A.16 B.18 C.22 D.24
其中核磁共振氢谱只有4组峰的同分异构体结构简式为_______。
【答案】(1) ①. 苯甲酸 ②.
(2) (3) (4)AD
(5)③>②>① (6) ①. D ②. 或
【解析】
【分析】A和SOCl2发生取代反应生成B,B和C发生取代反应生成D,根据D的结构简式及A、B、C的分子式可以推知,A为,B为,C为,D发生已知信息Ⅱ的原理得到E,E发生还原反应生成F,G是一种常用药物:阿司匹林,G为,以此解答。
小问1详解】
由分析可知,A为,名称为:苯甲酸,B为,官能团结构简式为:。
【小问2详解】
B和C发生取代反应生成D,同时有HCl生成,化学方程式为:。
【小问3详解】
D发生已知信息Ⅱ的原理得到E,D中苯环上CH3O-的对位H原子和碳氧双键先发生加成反应再发生消去反应,苯环CH3O-的1个邻位H原子也可以发生该原理,因此有和E互为同分异构体的副产物生成,其中环状结构均为六元环的副产物的结构简式为:。
【小问4详解】
A.若以苯酚、甲醛和乙酸酐为原料合成G,苯酚甲醛先发生加成反应生成,再发生氧化反应生成,但这一步需要通过取代反应将酚羟基转化为酯基,从而保护酚羟基不被氧化,与乙酸酐发生取代反应生成阿司匹林,A错误;
B.D与足量氢气加成后产物为,其中含3个手性碳原子,B正确;
C.化合物E和F中官能团的种类不同,可以通过红外光谱区别,C正确;
D.A为,含有羧基,可与水形成分子间氢键,但苯环是疏水的,常温时在水中的溶解度不大,D错误;
故选AD。
【小问5详解】
题给的三个苯甲酸衍生物分别为对甲基苯甲酸、苯甲酸、对硝基苯甲酸。由于-NO2为强吸电子基团可增强羧基中羟基的极性,可增强酸性,-CH3则为推电子基团减弱酸性,故酸性强弱顺序:③>②>①。
【小问6详解】
比C物质少2个碳原子的同系物Ⅰ可与甲酸1:1反应生成有机产物J,J的结构简式为:,J的同分异构体中符合条件:①苯环上只有3个取代基;②能与三氯化铁溶液发生显色反应,且苯环上的一溴代物只有2种,说明其中含有2个间位的酚羟基;③含有酰胺基;苯环上三个取代基的组合为:2个-OH、-CH2CH2CONH2或2个-OH、-CH2CONHCH3或2个-OH、-CH2CH2NHCHO或2个-OH、-CH(CH3)NHCHO或2个-OH、-CH2NHOCCH3或2个-OH、-CONHCH2CH3或2个-OH、-NHCOCH2CH3或2个-OH、-CH(CH3)CONH2或2个-OH、-CON(CH3)2或2个-OH、-N(CH3)OCCH3,或2个-OH、-N(CH2CH3)CHO,或2个-OH、-CH2N(CH3)CHO,共有12种组合,每种组合都有两种位置关系,则符合所有限制条件的同分异构体共有24种,其中核磁共振氢谱只有4组峰的同分异构体中含有对称的甲基,结构简式为或。
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陕西省安康市2025届高三下学期二模化学试题
试卷满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 Cl-35.5
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,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列对化学知识的应用,说法错误的是
A. 高温下,陶瓷“窑变釉”的过程中,发生了氧化还原反应
B. 丹霞地貌的岩层因含而呈红色
C. 我国最早的人工冶铁制品是西周晚期的玉柄铁剑
D. 我国最早的青铜器出现于夏代末期,其主要成分是铜、锡、铅的合金
2. 实验步骤的先后是决定实验成功的关键要素,下列有关化学实验的说法正确的是
A. 向饱和食盐水中先通入,再通入,可析出晶体
B. 向溶液中先通入,再通入,在空气中最终只会析出沉淀
C. 将乙醇与浓硫酸混合液加热到,将气体产物先通过稀NaOH溶液洗气,得到的剩余气体再用酸化的高锰酸钾溶液检验其中含有的乙烯
D. 向蔗糖的水溶液中,先加稀硫酸,加热,再加新制的氢氧化铜溶液,证明蔗糖水解的产物有葡萄糖
3. 现在被广泛使用的食品级手套——丁腈橡胶手套,具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能,广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图,据此判断有关说法错误的是
名称:丁腈橡胶,简称NBR
化学通式:
反应通式:丁二烯+丙烯腈丁腈橡胶
A. NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的
B. NBR具有耐油性极好,耐水性良好,耐热性较好,粘接力强
C. NBR具有很好的稳定性,不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化
D. NBR分子结构是线性的,通常用少量的二硫键交联形成网状结构
4. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,中含有的原子总数为3
B. 的溶液中含有的与的离子数目之和小于
C. 常温常压下,32g的和混合气体含有2个氧原子
D. 用含有的饱和溶液制得的氢氧化铁胶体中,胶粒数小于0.1
5. 2-甲基-3巯基呋喃是一种烤肉香味食品添加剂,以下是制备2-甲基-3-巯基呋喃的相关物质的结构简式,三者均为呋喃()的衍生物,已知在强酸条件下水解生成,下列说法错误的是
A. 糠醛分子中所有原子可能共平面
B. M是呋喃衍生物,分子式为可能的结构有6种
C. 1mol在强酸条件下水解产物与足量新制氢氧化铜反应,可以得到2mol砖红色沉淀
D. 巯基(-SH)和羟基(-OH)性质相似,则和苯酚均显酸性,且酸性更强
6. 下列实验方法或试剂使用正确的是
选项
实验目的
实验方法或试剂
A
测定溶液的浓度
滴加几滴酚酞用盐酸溶液滴定
B
测定HClO溶液的pH
使用pH试纸
C
检验溶液中是否含有
溶液
D
除去乙醇中少量的水
加入生石灰CaO,蒸馏
A. A B. B C. C D. D
7. X、Y、W、R四种短周期元素,可形成化合物,它的另一种同分异构体是生命活动的主要物质之一。下列说法正确的是
A. 原子序数:R>W>Y>X B. 原子半径:W>R>X>Y
C. 第一电离能:W>R>Y>X D. 电负性:R>W>Y>X
8. 下列说法正确的是
A. 红外光谱仪可以用于分子的相对分子质量测定 B. 和都是既含键又含键的分子
C. 若型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同 D. 可用质谱法区分和
9. 已知和均可发生水解反应生成对应的弱酸,下列说法错误的是
A. 和的VSEPR模型相同
B. 和中的N和Si均为杂化
C. 发生水解反应为
D. 和均能与形成氢键
10. 下列设计的实验装置或方案不能达到相应实验目的的是
A. 利用图A装置,吸收HCl,并制取盐酸
B. 利用图B装置,收集
C. 利用图C装置,收集,并制取浓氨水
D. 利用图D装置,收集蒸气,并制取碘的苯溶液
11. 已知常温下,,向20mL 0.1 KOH溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 过M点到N点的曲线是的浓度变化
B. 滴入15mL 溶液时,溶液呈酸性
C. 溶液的水解常数:
D. 滴定过程中,可能出现:
12. 立方相氮化硼(BN)超硬,有优异耐磨性,其结构与金刚石类似。晶胞中N原子位于顶点和面心,B原子(未画出)位于N原子围成的部分正四面空隙(如1、3、6、7号N原子围成)。已知晶胞参数为a pm,晶体的密度为,下列说法错误的是
A. 正四面体空隙填充率为100%
B. BN晶体中原子个数与共价键数之比1:2
C. 该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为
D. 晶胞中B原子与N原子最近的距离为
13. 某研究团队设计了一种多功能的质子陶瓷燃料电池膜反应器,耦合了乙烷非氧化脱氢和分解反应,在单一的膜反应器中实现了乙烯-电能的联产和温室气体的降解,工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. a极的电极反应为
B. a极电极电势高于b极
C. 从b极通过质子陶瓷膜向a极移动
D. 当d导管流出0.15mol 时,c导管流出标况下3.36L
14. 一种多孔膜固定碳酸酐酶(CA@)催化捕获机理如图所示,下列说法错误的是
A. 中性或弱碱性环境更有利于的捕获
B. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
C. 通过X射线衍射测定捕获过程中中碳氧键键长发生改变
D. 原捕获气体中混合更有利于的捕获
二、非选择题(共58分)
15. 金溶胶在肿瘤治疗、生物成像、环境保护等领域有着非常重要的应用价值。制备金溶胶方法如下(装置如图):
Ⅰ.室温下向仪器A中加入100.0mL 0.01%氯金酸()溶液和2.0mL 1%柠檬酸钠溶液,搅拌1min。
Ⅱ.将上述混合液加热至沸腾。
Ⅲ.向混合液中加入1.6mL 0.075%硼氢化钠()溶液,继续加热搅拌15min,反应液从灰色变为蓝色,最后变为酒红色。
Ⅳ.将反应后的液体冷却至室温,离心分离,蒸馏水洗涤产品。
Ⅴ.将制得的金颗粒分散在蒸馏水中,即得到酒红色的金溶胶。
资料:①不同尺寸金颗粒制备条件
制备条件
平均尺寸
0.01%
1%柠檬酸钠
0.075%
反应温度
5nm
100mL
1.0mL
06mL
25℃
10nm
100mL
1.0mL
1.0mL
25℃
15nm
100mL
5.0mL
1.6mL
100℃
25nm
100mL
3.2mL
1.6mL
100℃
45nm
100mL
2.0mL
1.6mL
100℃
②硼氢化钠具有较强还原性,易被空气氧化。且与水等含有羟基的物质发生较缓慢的反应释放出氢气。
③柠檬酸钠是一种稳定剂,防止生成的金溶胶聚沉,同时控制金颗粒的尺寸和形状,不参与氯金酸的还原,其结构与高级脂肪酸钠盐类似,具有亲水基团和疏水基团。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______。步骤Ⅲ中搅拌的目的是_______。
(2)步骤Ⅲ中仅生成一种单质,同时有生成,写出反应的化学方程式:_______。指出此装置的不足之处:_______。
(3)步骤Ⅳ中,证明洗涤干净的操作是_______。
(4)下列说法正确的是_______。
A. 用激光照射步骤Ⅴ中得到的产品,能看到一条光亮的通路
B. 步骤Ⅲ中应现配现用。为使充分反应应分批加入
C. 该实验得到的金颗粒与块状金物理性质和化学性质都不同
D. 该实验可用聚甲基丙烯酸钠代替柠檬酸钠
(5)某同学想利用该方法制备平均尺寸为25nm的金溶胶,结果测得颗粒平均尺寸偏小,试从制备条件角度分析可能的原因:_______。(答出两条即可)
(6)金溶胶具有良好的导电性和生物相容性,某科研团队利用金溶胶组装电化学传感器用于检测血清中的肿瘤标志物。已知肿瘤标志物甲胎蛋白(CEA)的浓度与信号强度在一定范围内的关系如图。四次测得某血清样品的信号强度如下表,则该样品中CEA的浓度为_______。(已知)
测量次数
1
2
3
4
电流强度(A)
-30.2
-32.3
-30.6
-30.7
16. 目前,我国的全钒液流电池储能技术在全球领先。该电池的电解液来自钢铁冶炼后产生的钒钢渣(CaO、和少量、)和钛白废酸(、、、),实现了“以废治废”。工艺流程如下图:
已知:①V有多种价态,在空气中焙烧时可转化为最稳定的+5价;+5价V在强酸性条件下以形式存在,在碱性条件下以形式存在。
②有机萃取剂HR的萃取原理为,其中org表示有机溶液,酸性条件下HR能萃取而不能萃取,HR对+4价钒萃取能力强,而对+5价钒的萃取能力较弱。
③25℃时,。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时生成的滤渣除了、外,还有_______(填化学式)。
(2)“还原”中加入的化学试剂X可能为_______(填字母)。加入该试剂还原的主要目的是_______。
A. B.Fe C. D.
(3)实验室模拟该流程中“萃取”时,共消耗HR萃取剂45mL,应选用_______种萃取方式(填字母)。
A.单次萃取 B.分2次萃取,每次22.5mL C.分3次萃取,每次15mL
(4)写出“反萃取”操作中转化的离子方程式_______。
(5)25℃时,测得溶液中,为使“沉钒”时,钒元素的沉淀率达到98%,应调节溶液中至少为_______。
(6)上述流程中可循环利用的物质除外,还有_______、_______(填化学式)。
(7)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如下图所示。该电池放电时,b极发生氧化反应,则此时a极电极反应式为_______。
17. 研究碳的化合物和氮的化合物的转化在社会生产和环境保护方面有着重要意义。
(1)为实现双碳目标——碳达峰和碳中和,二氧化碳转化制备化学品的研究一直在进行。加氢合成的反应体系中主要反应如下: 。
①常温常压下,以氢气的能量作为标准,可得各物质的相对能量。即的相对能量为0,已知的相对能量为-200.9,的相对能量为-242,则的相对能量为_______。
②该反应的熵变为,假设该反应的焓变、熵变不随温度变化,根据反应进行的方向综合判据,该反应自发进行的温度应低于_______K(保留一位小数)。
(2)T℃时,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol ,发生反应:。反应相同时间后,测得各容器中的体积分数与容器体积的关系如图所示。
①体积分别为、的两种情况下,_______6:7(填“>”、“<”或“=”,下同),c点_______。
②T℃时,体积为条件下,起始压强为,则该反应的平衡常数_______kPa。
(3)汽车尾气在催化转化器中CO和NO发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
一定温度下,在1L密闭容器中充入一定量的CO和NO,某时刻为0.1mol,为1.2mol,为0.8mol,则此时为_______mol。
(4)向一恒容密闭容器中充入适量和,在一定条件下发生反应,氧化产物分别是、NO、、,生成、NO、、的速率之比为2:1:1:2。10min时,且10~30min内,反应进行到30min时,_______。30min时,,已知初始时,则此时_______。
(5)某含C、N的化合物H的电化学有机合成原理如下,写出阳极电极反应式_______(有机物用字母表示)。
18. 我国中医药传承俞千年,某中医药学专家团队发现:具有抗肿瘤活性的四氢异喹啉类生物碱存在于木兰科、罂粟科等植物中,并在实验室中合成四氢异喹啉类衍生物(H)路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.G是一种常用药物:阿司匹林(或乙酰水杨酸),回答下列问题:
(1)化合物A的名称为:_______,化合物B的官能团结构简式为:_______。
(2)B→D的化学方程式为:_______。
(3)D→E过程中有和E互为同分异构体的副产物生成,其中环状结构均为六元环的副产物的结构简式为:_______。
(4)下列说法错误的是_______。
A. 若以苯酚、甲醛和乙酸酐为原料合成G,则需依次经过加成反应、氧化反应、取代反应
B. D与足量氢气加成后产物分子中含3个手性碳原子
C 化合物E和F可以通过红外光谱区别
D. A可与水形成分子间氢键,常温时易溶于水
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序为_______(写标号)。
① ② ③
(6)比C物质少2个碳原子的同系物Ⅰ可与甲酸1:1反应生成有机产物J,J的同分异构体中符合下列条件的有_______种。
①苯环上只有3个取代基;②能与三氯化铁溶液发生显色反应,且苯环上的一溴代物只有2种;③含有酰胺基。
A.16 B.18 C.22 D.24
其中核磁共振氢谱只有4组峰的同分异构体结构简式为_______。
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