精品解析:河南省信阳市浉河区信阳高级中学2024-2025学年高二下学期6月月考化学试题
2025-07-14
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内容正文:
河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二下期06月测试(一)
化学试题
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. 下列有关物质应用的说法错误的是
A. 聚氯乙烯用于食品包装 B. 苯甲酸及其钠盐用作食品防腐剂
C. 纤维素用于生产燃料乙醇 D. 聚乙炔用于制备导电高分子材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯薄膜受热会释放出有毒物质,不可用于食品包装,A错误;
B.苯甲酸、苯甲酸钠具有抗菌活性,故苯甲酸及其钠盐用作食品防腐剂,B正确;
C.纤维素可水解得到葡萄糖,葡萄糖经发酵得到乙醇,C正确;
D.聚乙炔分子中含有类似石墨的大π键,能导电,常用于制备导电高分子材料,D正确;
故答案选A。
2. 借助科学仪器测量能够帮助我们更加准确地认识事物及其变化规律。下列叙述错误的是
A. 利用X射线衍射仪测定冰晶体中水分子的键长和键角
B. 利用核磁共振氢谱仪测定青蒿素的相对分子质量
C. 利用红外光谱仪测定水杨酸中的官能团种类信息
D. 利用原子吸收光谱仪测定地质矿物中的金属元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.X射线衍射仪可以鉴别晶体,也可以测定键长及键角等信息,A正确;
B.核磁共振氢谱仪主要用来测定不同化学环境的氢的种类和个数比,利用质谱仪测定青蒿素的相对分子质量,B错误;
C.红外光谱仪可以测定有机物中的官能团种类信息,C正确;
D.原子吸收光谱仪可以测定物质中的金属元素,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 甲基的电子式:
B. 基态铜原子价电子的轨道表示式:
C. 的空间结构:(三角锥形)
D. C(CH3)3CH2CH3的化学名称:2,2-二甲基丁烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲基有一个未成键的单电子,电子式,A错误;
B.基态铜原子价电子排布式为3d104s1,价电子的轨道表示式:,B错误;
C.离子中,C原子的价层电子对数为,发生sp2杂化,不存在孤电子对,则空间结构呈平面三角形,C错误;
D.C(CH3)3CH2CH3的系统命名法为:2,2-二甲基丁烷,D正确;
故选D。
4. 下列说法正确的是
A. 可用溴水鉴别苯、1-己炔、1-己烯
B. 与Br2按物质的量之比1∶1发生加成反应,生成的产物有4种
C. 符合分子通式CnH2n+2的烃一定都是烷烃
D. 在水中的溶解度:CH3CH2CH2CH2OH>CH3CH2OH
【答案】C
【解析】
【详解】A.1-己炔、1-己烯都能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,则用溴水无法鉴别1-己炔和1-己烯,A错误;
B.与Br2按物质的量之比1∶1可发生1,2加成生成3种产物,也可以发生1,4加成生成2种产物,则生成的产物有5种,B错误;
C.符合分子通式CnH2n+2的烃一定饱和烃,即烷烃,C正确;
D.烷基(符号-R)是推电子基团,且烷基越长推电子效应越大,导致-OH的极性减弱,使-OH中的H更难与H2O形成氢键,使其溶解度下降,则在水中的溶解度:CH3CH2CH2CH2OH<CH3CH2OH,D错误;
故选C。
5. 下列实验装置能达到目的的是
A. 装置甲实验室制乙酸乙酯 B. 装置乙实验室制硝基苯
C. 装置丙实验室制乙炔 D. 装置丁实验室制乙烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置甲中,实验室制乙酸乙酯应用饱和溶液吸收,不能用饱和溶液,因为会使乙酸乙酯水解,不能达到目的,A错误;
B.装置乙,苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热(,用水浴加热控制温度)条件下发生硝化反应制硝基苯,该装置能达到目的,B正确;
C.装置丙,电石(主要成分)与水反应剧烈,不能用多孔塑料板控制反应,且生成的是糊状物,会堵塞塑料板,不能达到目的,C错误;
D.装置丁,实验室制乙烯需要浓硫酸、乙醇混合液加热到,该装置缺少温度计控制温度,不能达到目的,D错误;
综上,答案是B 。
6. 对下列事实的描述,所给化学方程式或离子方程式正确的是
A. 制备乙二酸乙二酯:++2H2O
B. 乙醇与酸性溶液反应:
C. 溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br + OH-CH2=CH2↑ +Br-+H2O
D. 用小苏打溶解水杨酸:+2 +2CO2+2H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙二酸乙二酯的结构为,制备乙二酸乙二酯:++2H2O,A错误;
B.乙醇具有还原性,能被酸性溶液氧化成乙酸,+6价Cr元素还原为+3价,乙醇与酸性溶液反应:,B正确;
C.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热,溴乙烷发生水解反应生成乙醇,C2H5Br + OH- C2H5OH+Br- ,C错误;
D.碳酸的酸性强于苯酚,故酚羟基不与反应,正确的离子方程式为+ +CO2+H2O,D错误;
故答案选B。
7. 分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是
A. 该有机物有5种官能团
B. 分枝酸一定条件下可以发生取代反应、加成反应,氧化反应和聚合反应
C. 分枝酸能和Na、NaOH分别发生反应,最多消耗这两种物质的物质的量之比是3:2
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知,该有机物分子中含羧基、碳碳双键、羟基和醚键,共4种官能团,A错误;
B.分枝酸含有碳碳双键,可以发生加成反应,另外分枝酸还含有羧基和羟基,一定条件下可以发生取代反应、氧化反应和加聚反应,B正确;
C.分枝酸含有2个羧基和1个羟基,1mol分枝酸可以和3molNa反应,该有机物含有2个羧基,1mol分枝酸可以和2molNaOH反应,则1mol分枝酸分别和钠、氢氧化钠发生反应,最多消耗这两种物质的量之比是3:2,C正确;
D.分枝酸含有碳碳双键,与溴可发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,而分枝酸分子中含的碳碳双键和羟基可被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同,D正确;
故选A。
8. 实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是
A. 操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯
B. 苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大
C. 操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗
D. 通过操作Ⅱ,苯可循环使用,三步操作均需要分液漏斗
【答案】B
【解析】
【分析】向含苯酚的废水中加入苯,苯作萃取剂,将苯酚萃取至苯中,再进行分液得到苯酚的苯溶液,则操作Ⅰ为萃取、分液;向苯酚的苯溶液中加入溶液充分反应将苯酚转化为苯酚钠,苯与苯酚钠溶液不互溶,再进行分液操作,得到苯与苯酚钠溶液,苯可以循环利用;最后向苯酚钠溶液中加入盐酸得到苯酚和NaCl溶液,同样经过分液操作分离得到苯酚,据此解答。
【详解】A.由分析可知,操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯,A正确;
B.苯酚钠属于钠盐,是离子化合物,易溶于水,则苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的小,B错误;
C.苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,且苯酚易溶于酒精,则操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗,C正确;
D.由分析可知,通过操作Ⅱ得到苯与苯酚钠溶液,苯可以循环利用,且操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均涉及分液操作,均需要分液漏斗,D正确;
故选B。
9. 生活因有机而多姿多彩,化合物M是合成镇静类药物氯硝西泮(N)的关键前体,制取N的部分流程如下。
下列说法错误的是
A. 从M到Q的反应为取代反应
B. P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”的目的是防止氨基被氧化
C. Q分子中所有原子可能在同一平面
D. 1molN最多可与3molNaOH反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,M到Q发生的反应为与发生取代反应生成和氯化氢,故A正确;
B.P分子中的氨基具有还原性,与浓硝酸和浓硫酸的混酸发生硝化反应时易被氧化,所以P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”防止氨基被氧化,故B正确;
C.由结构简式可知,Q分子中氨基氮原子的杂化方式为sp3杂化,—NH2和与该氮直接相连的碳原子的空间构型为三角锥形,则Q分子中所有原子不可能在同一平面,故C错误;
D.由结构简式可知,N分子中含有的酰胺基和碳氯键能与氢氧化钠溶液反应,其中1mol碳氯键消耗2mol氢氧化钠,所以1molN最多可与3mol氢氧化钠反应,故D正确;
故选C。
10. 有机物A的分子式为。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于A的下列说法中,不正确的是
A. 有机物A的一氯代物有四种
B. 有机物A分子中最多有16个原子共平面
C. 有机物A的结构简式为
D. 与有机物A属于同类有机化合物的同分异构体有4种
【答案】D
【解析】
【分析】有机物A的分子式为分子式C8H8O2,不饱和度为5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,说明A含有四种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等基团,故有机物A的结构简式为,据此解答。
【详解】A.如图,有机物A的一氯代物有四种,A正确;
B.苯环上所有原子共面,上所有原子共面,碳碳单键可以旋转,使得两个平面可以共面,为四面体结构最多三个原子共面,可以旋转,使得三个共面原子与前两个面共面,所以有机物A分子中最多有16个原子共平面,B正确;
C.由分析知,有机物A的结构简式为,C正确;
D.与有机物A属于同类化合物的同分异构体含有苯环、酯基,同分异构体为、、、、,共5种,D错误;
故选D。
11. 已知三种有机物存在如图转化关系:
下列叙述错误的是
A. 三种有机物中都存在2种官能团
B. 乳酸和丙烯酸都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1mol乳酸最多能与2molNa发生反应
D. 三种有机物均能发生聚合反应生成高分子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.丙酮酸中含有羰基和羧基,乳酸中含有羟基和羧基,丙烯酸中含有碳碳双键和羧基,A正确;
B.乳酸中含羟基,丙烯酸中有碳碳双键,都能使高锰酸钾酸性溶液褪色,B正确;
C.乳酸中的羟基和羧基都能与Na反应,1 mol乳酸最多能与2 mol Na发生反应,C正确;
D.丙烯酸能发生加成聚合生成高分子化合物,乳酸能发生缩聚反应生成高分子化合物,丙酮酸不能发生聚合反应生成高分子化合物,D错误;
答案选D。
12. 分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)
A. 8种
B. 10种
C. 12种
D. 14种
【答案】C
【解析】
【分析】C4H8ClBr可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个Br原子取代,丁烷只有2种结构,氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的H原子,可以取代不同碳原子上的H原子,据此书写判断。
【详解】先分析碳骨架异构,分别为 C-C-C-C 与2种情况,然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的方法分析,其中骨架 C-C-C-C 有、共 8 种,骨架有和, 4 种,综上所述,分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8+4=12种,答案选C。
【点睛】本题考查同分异构体的书写,难度中等,学会利用同分异构体的判断方法解题是关键。
13. 实验室用正丁醇和浓硫酸制备正丁醚,所得粗产品可经如图所示步骤分离提纯,已知无水CaCl2会与正丁醇形成络合物,下列说法错误的是
A. 正丁醇制备正丁醚的反应为取代反应
B. Na2CO3溶液的主要作用是除去过量的浓硫酸
C. 流程中操作1~3均为分液,操作4为蒸馏
D. 无水CaCl2的主要作用是干燥正丁醚以及除去部分正丁醇杂质
【答案】C
【解析】
【分析】粗产品提纯首先是向粗产品中加入碳酸钠溶液除去其中残留的酸液,分液后,向有机相1中加入蒸馏水洗涤,分液后,取有机相2,加入无水氯化钙干燥,过滤后,再蒸馏得纯品。
【详解】A.两分子正丁醇发生取代反应得到正丁醚,A正确;
B.由分析可知,Na2CO3溶液的主要作用是除去过量的浓硫酸,B正确;
C.由分析可知,操作3为过滤,C错误;
D.无水氯化钙可以吸收水和醇,它会与醇反应生成络合物,为了较纯净的产品可以加入无水乙醚除去其中混入的水和正丁醇,D正确;
故选C。
14. Beckmann重排是酮肟在一定条件下生成酰胺的反应,机理中与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,具体反应历程如图所示:
已知:R、代表不同烷基。下列说法不正确的是
A. H+在该反应过程中作催化剂 B. 物质I存在顺反异构体
C. 物质VII能与溶液反应 D. 发生上述反应生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题图知,该过程的总反应为,H+作催化剂,A正确;
B.物质I存在顺反异构体,如图、,B正确;
C.物质VII含有酰胺基,能与NaOH溶液反应,C正确;
D.发生Beckmann重排可得到或,D错误;
故答案选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 锡(Sn)是“五金”之一,粗锡电解精炼后的锡阳极泥中金属元素二次回收利用的部分工艺流程如下:
已知:①锡阳极泥中主要成分的质量分数如下表所示
成分
SnO
Cu
Sb
质量分数
44.81%
12.38%
8.13%
②常温下,锑(Sb)不溶于浓盐酸。
③浸出液中主要存在的阳离子有和。
(1)锡有多种同素异形体,其中灰锡的晶体结构与金刚石类似,灰锡属于___________晶体。
(2)锡阳极泥在“浸出”前,进行球磨、筛分有利于___________。
(3)“浸出”工序中,吹入适量空气的目的是___________。
(4)“沉锡”时需在强酸性环境中进行,最适宜加入的试剂M为___________。(填标号)
A. B. C.
(5)“沉铜”工序中,加入海绵锑粉的作用是___________。
(6)“沉锑”工序中,生成的离子方程式为___________。
(7)回收得到的和可合成纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)。二氧化锡的晶胞如图所示,其中位于晶胞体心的原子是___________(填元素符号);位于晶胞顶角的原子的配位数是___________。
(8)的晶胞结构如图所示,晶胞中每个原子周围最近的原子个数为___________,若点、b点的原子分数坐标分别为、,则c点的原子分数坐标为___________。
【答案】(1)共价 (2)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(3)氧化Cu、Sb和SnO
(4)B (5)将还原为,并减少沉淀剂的用量
(6)
(7) ①. Sn ②. 6
(8) ①. 12 ②. (,,)
【解析】
【分析】锡阳极泥在浓盐酸中浸出,同时通入O2,浸出液中主要存在的阳离子有和,锑(Sb)不溶于浓盐酸,存在于滤渣中,“沉锡”时需在强酸性环境中进行,最适宜加入的试剂M为NH4Cl,得到沉淀,向滤液中加入硫化铵和海绵Sb粉将Cu2+转化为硫化亚铜和硫化铜,滤液中加入H2O沉Sb,以此解答。
【小问1详解】
灰锡的晶体结构与金刚石类似,金刚石属于共价晶体,因此灰锡也属于共价晶体。
【小问2详解】
锡阳极泥在“浸出”前,进行球磨,筛分有利于增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率。
【小问3详解】
浸出”工序中,吹入适量空气的目的是氧化Cu、Sb和SnO,提高浸出率。
【小问4详解】
“沉锡”时需在强酸性环境中进行,最适宜加入的试剂M为NH4Cl,因为 NH4Cl为强酸弱碱盐,水解显酸性,且可提供NH 和Cl- 用于生成沉淀,故选B。
【小问5详解】
“沉铜”工序中,加入海绵锑粉的作用是将还原为,并减少沉淀剂的用量。
【小问6详解】
“沉锑”工序中,Sb3+和H2O、Cl-反应生成和H+,离子方程式为:。
【小问7详解】
由均摊法可知,白色球的个数为2 +4=4,黑色球的个数为8 +1 =2,结合二氧化锡(SnO2)的化学式可知,黑球表示Sn原子,白球表示O原子,则位于晶胞体心的原子是Sn,根据体心处Sn原子周围距离最近且相等的O有6个,知位于晶胞顶角的Sn原子的配位数是6。
【小问8详解】
黑球个数:,白球个数:8,则黑球为Mo,白球为S;Mo位于顶点和面心,则晶胞中每个Mo原子周围最近的Mo原子个数为12;根据a、b的坐标参数分别为(,,0)、(,,),则c的坐标参数为(,,);
16. 回答下列问题:
I.苯乙烯(A)是一种重要化工原料,以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示:
(1)下列关于有机化合物A的说法正确的是_______(填字母)。
a.属于芳香烃 b.属于苯的同系物 c.所有原子不可能共平面 d.有两种官能团
(2)写出B→C的化学方程式_______。
(3)D→E的反应类型是_______。
(4)G是F的同分异构体,写出一种满足以下条件的G的结构简式_______。
①只含有1个甲基 ②含有1个羟基
③G属于芳香族化合物④核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1
Ⅱ.氯苯在染料、医药工业中有广泛的应用,某实验小组利用如下装置合成氯苯(省略部分支撑用的铁架台),并通过一定操作提纯氯苯。
反应物和产物的相关数据如下表,请按要求回答下列问题:
相对分
子质量
密度/
(g·cm-3)
沸点
/℃
水中溶
解性
苯
78
0.88
80.1
微溶
氯苯
112.5
1.11
131.7
不溶
(5)装置A是实验室中常见的气体制备装置:
①A中橡胶管c的作用是_______。
②A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)为证明氯气和苯发生的是取代而不是加成反应,该小组将装置F置于D、E间,F中CCl4的作用是_______,证明该结论还需使用的试剂是_______。
(7)若A中产生足量Cl2,D中加入7.8mL苯,经提纯后收集到氯苯6.6g,则氯苯的产率为_______%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)a (2)
(3)取代反应(或水解反应)
(4)(或) (5) ①. 平衡仪器a、b内的气压,使浓盐酸顺利滴下 ②. MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(6) ①. 除去HCl中的Cl2 ②. AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)
(7)66.7
【解析】
【分析】I.A是苯乙烯,和水加成生成F;A和氯气加成生成卤代烃B,B发生苯环上的取代反应生成C,C和氢气加成生成D,D发生水解生成醇E。
Ⅱ.装置A中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下生成氯气,浓盐酸具有挥发性,则生成的氯气中混有HCl和水蒸气等杂质,生成的氯气经过B(除HCl)、C(除H2O)装置净化后在装置D中反应生成氯苯,氯气和氯化氢均能够污染空气,装置E可以吸收尾气,防止污染;若要证明氯气和苯发生的是取代反应,为防止氯气对检验产生干扰,需要用装置F中的将氯气吸收,再用硝酸酸化的AgNO3溶液检验,从而确定苯和氯气是否发生了取代反应。
【小问1详解】
化合物A的结构简式为:;
a.含有苯环,且只含有C、H两种元素,属于芳香烃,a选;
b.苯环侧链上有碳碳双键,不属于苯的同系物 ,b不选;
c.苯环是平面结构,乙烯是平面结构,单键可旋转,则苯乙烯所有原子可能共平面,c不选;
d.由其结构简式可知,只有碳碳双键一种官能团,d不选;
故选a;
【小问2详解】
B→C的反应为苯环上的氢原子被氯原子取代,条件是做催化剂,方程式为:;
【小问3详解】
D→E的反应为卤代烃的水解反应,类型是取代反应(或水解反应);
【小问4详解】
G是F的同分异构体,G中只含有1个甲基、含有1个羟基、G属于芳香族化合物,说明结构中含有苯环,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1,满足条件的同分异构体的结构简式为(或);
【小问5详解】
①A中橡胶管c的作用是平衡仪器a、b内的气压,使浓盐酸顺利滴下;
②二氧化锰与浓盐酸反应生成黄绿色气体氯气和氯化锰,反应离子方程式为;
【小问6详解】
如果苯和氯气发生的是取代反应,则有HCl生成,如果发生的是加成反应,则无HCl生成,用硝酸酸化的硝酸银溶液检验HCl,装置F应介于D、E之间,由于氯气与硝酸银溶液反应也会生成氯化银沉淀,故四氯化碳溶液的作用是除去HCl中的Cl2,证明该结论还需使用的试剂是AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液);
【小问7详解】
7.8苯的质量为,则理论上得到氯苯的质量为,故氯苯的产率为。
17. CO2通过不同方式转化为高附加值化学品有利于实现“双碳目标”,其中CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)是常见的一种方式,其反应过程如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
Ⅲ.2CH3OH(g) ⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH3=-23.4kJ·mol-1
(1) CO2加氢制CH3OCH3反应的热化学方程式为___________。
(2)进料比n(H2):n(CO2)=3:1时,不同压强下CO2平衡转化率随温度的变化如图。
①四条曲线对应压强p1、p2、p3和p4由大到小的顺序为___________,判断依据是___________。
②压强为p1时,CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大,原因是___________。
③上图中,当反应温度高于350℃时几条曲线重合,说明此时的转化率不受压强影响,原因是___________。
(3)反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡常数(lnKx)随温度变化关系如图2所示,表示反应Ⅱ的曲线为___________(填“a”或“b”)。
(4)恒温恒压条件下,向体系中通入1 mol CO2和3 mol H2,达到平衡时CO2转化率为50%,CH3OH为0.07mol,该条件下生成的CO可以忽略不计,则CH3OCH3的物质的量为___________mol,CO2加氢制CH3OCH3的反应用摩尔分数表示的平衡常数Kx=___________(列出计算式)。(已知反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)的,物质i的摩尔分数。)
【答案】(1)2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-121.6kJ·mol-1
(2) ①. p1>p2>p3>p4 ②. 反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应,压强增大,平衡不发生移动,反应I是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2的转化率变大,说明平衡正向移动,压强不断增大。 ③. 温度较低时,CO2平衡转化率主要取决于反应I;温度较高时,CO2平衡转化率主要取决于反应Ⅱ。 ④. 温度高于350℃时主要发生反应Ⅱ
(3)b (4) ①. 0.215 ②.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应I×2+反应Ⅲ可得CO2加氢制CH3OCH3的反应2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),则ΔH=ΔH1×2+ΔH3=-49.1kJ·mol-1×2-23.4kJ·mol-1=-121.6kJ·mol-1。CO2加氢制CH3OCH3反应的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)(g)+3H2O(g) ΔH=-121.6kJ·mol-1。
答案为2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-121.6kJ·mol-1。
【小问2详解】
①反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应,压强增大,平衡不发生移动,反应I是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2的转化率变大;根据图示,其他条件一定时,压强越大,CO2的转化率越大,因此压强p1、p2、p3、p4由大到小的顺序是p1>p2>p3>p4。
②压强为p1时,CO2平衡转化率为反应I和反应Ⅱ的CO2平衡转化率之和。反应I为放热反应,随温度升高CO2平衡转化率降低;反应Ⅱ为吸热反应,随着温度升高,CO2的平衡转化率增大;现CO2的平衡转化率随温度升高先减小后增大,说明温度较低时,CO2平衡转化率主要取决于反应I,温度较高时,CO2平衡转化率主要取决于反应Ⅱ。
③反应I是气体体积减小的反应,CO2的转化率随压强的变化而变化。反应Ⅱ是气体体积不变的吸热反应,CO2的转化率不随压强的变化而变化。当反应温度高于350℃时几条曲线重合,说明此时CO2的转化率不受压强影响,且温度升高,CO2的平衡转化率增大,说明温度高于350℃时,主要发生的是反应Ⅱ。
答案为①p1>p2>p3>p4 反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应,压强增大,平衡不发生移动,反应I是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2的转化率变大,说明平衡正向移动,压强不断增大。 ②温度较低时,CO2平衡转化率主要取决于反应I,温度较高时,CO2平衡转化率主要取决于反应Ⅱ ③温度高于350℃时主要发生反应Ⅱ。
【小问3详解】
反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,K值增大,lnK增大,则表示反应Ⅱ的曲线为b。
答案为b。
【小问4详解】
该条件下生成的CO可以忽略不计,不发生反应Ⅱ。达到平衡时CO2转化率为50%,消耗的n(CO2)=1mol×50%=0.5 mol,根据已知条件列出“三段式”,具体如下:
反应I生成的0.5 mol CH3OH会参加反应Ⅲ,平衡时,CH3OH为0.07 mol,则反应Ⅲ中,消耗了0.5 mol -0.07 mol =0.43 mol CH3OH,也可列“三段式”,具体如下:
则CH3OCH3的物质的量为0.215 mol。
CO2加氢制CH3OCH3反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)。根据“三段式”中的数据,可知平衡时n(CO2)= 0.5 mol,n(H2)= 1.5 mol,n(CH3OCH3)= 0.215 mol,n(H2O)=0.715 mol,n(CH3OH)=0.07 mol,物质的总的物质的量为0.5 mol+1.5 mol+0. 215 mol+0.715 mol+0.07 mol=3 mol。CO2加氢制CH3OCH3反应2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),用摩尔分数表示的平衡常数。
答案为0.215 。
18. 托伐普坦是一种治疗心血管疾病的药物,其前体(L)合成步骤如图(部分试剂和条件略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A _______(填“能”或“不能”)形成分子内氢键。
(2)写出由C生成D的化学反应方程式 _______。
(3)写出G的结构简式 _______。
(4)H到I的反应类型是 _______。
(5)参照上述合成路线,试剂X的化学式是 _______。
(6)K完全水解后,有机产物的名称是 _______。
(7)E的消去产物(C6H10O2)的同分异构体中,同时满足下列条件a、b和c的可能结构有 _______种(立体异构中只考虑顺反异构);写出只满足下列条件a和c,不满足条件b的结构简式 _______(不考虑立体异构)。
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO2;
b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1。
【答案】(1)能 (2)+→+HCl
(3) (4)取代反应
(5)SnCl2 (6)邻甲基苯甲酸
(7) ①. 9 ②.
【解析】
【分析】有机合成题中,可以采用对比的方法,如F的分子式为C21H24ClNO6S,G分子式为C20H20ClNO5S,少了1个C,4个H,1个O,即F→G去掉了1个CH3OH,对比H的结构简式可知,可知G的结构简式为,同理B→C、I→J均为-NO2→-NH2,因此X化学试为SnCl2,据此分析;
【小问1详解】
根据化合物A的结构简式以及形成氢键的条件,A中的羟基与-NO2处于邻位,可形成分子内氢键,故答案为能;
【小问2详解】
对比C、D的结构简式可知,C中氨基上的1个“N-H”断裂,另一反应物上的“S-Cl”键断裂,C→D的反应类型为取代反应,其化学反应方程式为+→+HCl;故答案为+→+HCl;
【小问3详解】
采用对比的方法,如F的分子式为C21H24ClNO6S,G分子式为C20H20ClNO5S,少了1个C,4个H,1个O,即F→G去掉了1个CH3OH,对比H的结构简式可知,可知G的结构简式为,故答案为;
【小问4详解】
由H和I的结构简式可知,H到I的反应类型为取代反应;故答案为取代反应;
【小问5详解】
B→C、I→J均为-NO2→-NH2,因此X化学试为SnCl2,故答案为SnCl2;
【小问6详解】
对比J和L的结构简式以及K的分子式,可推知K的结构简式为,完全水解后生成得到,名称为邻甲基苯甲酸;故答案为邻甲基苯甲酸;
【小问7详解】
E的消去产物为CH2=CHCH2COOCH2CH3,满足条件a、b、c的同分异构体中含有1个-COOH,1个碳碳双键,2个不相同的-CH3,符合条件的同分异构体有CH3CH2C(COOH)=CHCH3(存在顺反异构)、CH3CH2CH=C(COOH)CH3(存在顺反异构)、CH3CH(COOH)C(CH3)=CH2、CH3CH2C(CH3)=CH(COOH)(存在顺反异构)、CH3CH=C(CH3)CH2COOH(存在顺反异构),共有9种结构;只满足条件a和c,不满足b的分子中不含碳碳双键,应含有1个-COOH,2个不相同的-CH3,1个碳环,结构简式为;故答案为9;。
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河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二下期06月测试(一)
化学试题
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. 下列有关物质应用的说法错误的是
A. 聚氯乙烯用于食品包装 B. 苯甲酸及其钠盐用作食品防腐剂
C. 纤维素用于生产燃料乙醇 D. 聚乙炔用于制备导电高分子材料
2. 借助科学仪器测量能够帮助我们更加准确地认识事物及其变化规律。下列叙述错误的是
A. 利用X射线衍射仪测定冰晶体中水分子的键长和键角
B. 利用核磁共振氢谱仪测定青蒿素的相对分子质量
C. 利用红外光谱仪测定水杨酸中的官能团种类信息
D. 利用原子吸收光谱仪测定地质矿物中的金属元素
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 甲基的电子式:
B. 基态铜原子价电子的轨道表示式:
C. 的空间结构:(三角锥形)
D. C(CH3)3CH2CH3的化学名称:2,2-二甲基丁烷
4. 下列说法正确的是
A. 可用溴水鉴别苯、1-己炔、1-己烯
B. 与Br2按物质的量之比1∶1发生加成反应,生成的产物有4种
C. 符合分子通式CnH2n+2的烃一定都是烷烃
D. 在水中的溶解度:CH3CH2CH2CH2OH>CH3CH2OH
5. 下列实验装置能达到目的的是
A. 装置甲实验室制乙酸乙酯 B. 装置乙实验室制硝基苯
C. 装置丙实验室制乙炔 D. 装置丁实验室制乙烯
6. 对下列事实的描述,所给化学方程式或离子方程式正确的是
A. 制备乙二酸乙二酯:++2H2O
B. 乙醇与酸性溶液反应:
C. 溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br + OH-CH2=CH2↑ +Br-+H2O
D. 用小苏打溶解水杨酸:+2 +2CO2+2H2O
7. 分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是
A. 该有机物有5种官能团
B. 分枝酸一定条件下可以发生取代反应、加成反应,氧化反应和聚合反应
C. 分枝酸能和Na、NaOH分别发生反应,最多消耗这两种物质的物质的量之比是3:2
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同
8. 实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是
A. 操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯
B. 苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大
C. 操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗
D. 通过操作Ⅱ,苯可循环使用,三步操作均需要分液漏斗
9. 生活因有机而多姿多彩,化合物M是合成镇静类药物氯硝西泮(N)的关键前体,制取N的部分流程如下。
下列说法错误的是
A. 从M到Q的反应为取代反应
B. P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”的目的是防止氨基被氧化
C. Q分子中所有原子可能在同一平面
D. 1molN最多可与3molNaOH反应
10. 有机物A的分子式为。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于A的下列说法中,不正确的是
A. 有机物A的一氯代物有四种
B. 有机物A分子中最多有16个原子共平面
C. 有机物A的结构简式为
D. 与有机物A属于同类有机化合物的同分异构体有4种
11. 已知三种有机物存在如图转化关系:
下列叙述错误的是
A. 三种有机物中都存在2种官能团
B. 乳酸和丙烯酸都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1mol乳酸最多能与2molNa发生反应
D. 三种有机物均能发生聚合反应生成高分子化合物
12. 分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)
A. 8种
B. 10种
C. 12种
D. 14种
13. 实验室用正丁醇和浓硫酸制备正丁醚,所得粗产品可经如图所示步骤分离提纯,已知无水CaCl2会与正丁醇形成络合物,下列说法错误的是
A. 正丁醇制备正丁醚的反应为取代反应
B. Na2CO3溶液的主要作用是除去过量的浓硫酸
C. 流程中操作1~3均为分液,操作4为蒸馏
D. 无水CaCl2的主要作用是干燥正丁醚以及除去部分正丁醇杂质
14. Beckmann重排是酮肟在一定条件下生成酰胺的反应,机理中与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,具体反应历程如图所示:
已知:R、代表不同烷基。下列说法不正确的是
A. H+在该反应过程中作催化剂 B. 物质I存在顺反异构体
C. 物质VII能与溶液反应 D. 发生上述反应生成
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 锡(Sn)是“五金”之一,粗锡电解精炼后的锡阳极泥中金属元素二次回收利用的部分工艺流程如下:
已知:①锡阳极泥中主要成分的质量分数如下表所示
成分
SnO
Cu
Sb
质量分数
44.81%
12.38%
8.13%
②常温下,锑(Sb)不溶于浓盐酸。
③浸出液中主要存在的阳离子有和。
(1)锡有多种同素异形体,其中灰锡的晶体结构与金刚石类似,灰锡属于___________晶体。
(2)锡阳极泥在“浸出”前,进行球磨、筛分有利于___________。
(3)“浸出”工序中,吹入适量空气的目的是___________。
(4)“沉锡”时需在强酸性环境中进行,最适宜加入的试剂M为___________。(填标号)
A. B. C.
(5)“沉铜”工序中,加入海绵锑粉的作用是___________。
(6)“沉锑”工序中,生成的离子方程式为___________。
(7)回收得到的和可合成纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)。二氧化锡的晶胞如图所示,其中位于晶胞体心的原子是___________(填元素符号);位于晶胞顶角的原子的配位数是___________。
(8)的晶胞结构如图所示,晶胞中每个原子周围最近的原子个数为___________,若点、b点的原子分数坐标分别为、,则c点的原子分数坐标为___________。
16. 回答下列问题:
I.苯乙烯(A)是一种重要化工原料,以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示:
(1)下列关于有机化合物A的说法正确的是_______(填字母)。
a.属于芳香烃 b.属于苯的同系物 c.所有原子不可能共平面 d.有两种官能团
(2)写出B→C的化学方程式_______。
(3)D→E的反应类型是_______。
(4)G是F的同分异构体,写出一种满足以下条件的G的结构简式_______。
①只含有1个甲基 ②含有1个羟基
③G属于芳香族化合物④核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1
Ⅱ.氯苯在染料、医药工业中有广泛的应用,某实验小组利用如下装置合成氯苯(省略部分支撑用的铁架台),并通过一定操作提纯氯苯。
反应物和产物的相关数据如下表,请按要求回答下列问题:
相对分
子质量
密度/
(g·cm-3)
沸点
/℃
水中溶
解性
苯
78
0.88
80.1
微溶
氯苯
112.5
1.11
131.7
不溶
(5)装置A是实验室中常见的气体制备装置:
①A中橡胶管c的作用是_______。
②A中发生反应的离子方程式为_______。
(6)为证明氯气和苯发生的是取代而不是加成反应,该小组将装置F置于D、E间,F中CCl4的作用是_______,证明该结论还需使用的试剂是_______。
(7)若A中产生足量Cl2,D中加入7.8mL苯,经提纯后收集到氯苯6.6g,则氯苯的产率为_______%(保留三位有效数字)。
17. CO2通过不同方式转化为高附加值化学品有利于实现“双碳目标”,其中CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)是常见的一种方式,其反应过程如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
Ⅲ.2CH3OH(g) ⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH3=-23.4kJ·mol-1
(1) CO2加氢制CH3OCH3反应的热化学方程式为___________。
(2)进料比n(H2):n(CO2)=3:1时,不同压强下CO2平衡转化率随温度的变化如图。
①四条曲线对应压强p1、p2、p3和p4由大到小的顺序为___________,判断依据是___________。
②压强为p1时,CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大,原因是___________。
③上图中,当反应温度高于350℃时几条曲线重合,说明此时的转化率不受压强影响,原因是___________。
(3)反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡常数(lnKx)随温度变化关系如图2所示,表示反应Ⅱ的曲线为___________(填“a”或“b”)。
(4)恒温恒压条件下,向体系中通入1 mol CO2和3 mol H2,达到平衡时CO2转化率为50%,CH3OH为0.07mol,该条件下生成的CO可以忽略不计,则CH3OCH3的物质的量为___________mol,CO2加氢制CH3OCH3的反应用摩尔分数表示的平衡常数Kx=___________(列出计算式)。(已知反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)的,物质i的摩尔分数。)
18. 托伐普坦是一种治疗心血管疾病的药物,其前体(L)合成步骤如图(部分试剂和条件略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A _______(填“能”或“不能”)形成分子内氢键。
(2)写出由C生成D的化学反应方程式 _______。
(3)写出G的结构简式 _______。
(4)H到I的反应类型是 _______。
(5)参照上述合成路线,试剂X的化学式是 _______。
(6)K完全水解后,有机产物的名称是 _______。
(7)E的消去产物(C6H10O2)的同分异构体中,同时满足下列条件a、b和c的可能结构有 _______种(立体异构中只考虑顺反异构);写出只满足下列条件a和c,不满足条件b的结构简式 _______(不考虑立体异构)。
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO2;
b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1。
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