内容正文:
2025年春季学期期末质量监测
高二年级化学试卷
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷第1页至第5页,第II卷第6页至第10页。考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Se-79
第I卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共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. 新材料的出现在不断地改善我们的生活质量,涉及的下列物质中,属于新型无机非金属材料的是
A. 重组蛋白 B. 高性能铜箔
C. 氮化镓半导体 D. 聚氨酯树脂
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键: B. 杂化轨道示意图:
C. 与一定互为同系物 D. 乙烯的球棍模型为
3. 下列叙述正确的是
A. 单质S分别与空气和氧气反应,生成的产物不相同
B. 加热时,浓硝酸分别与C和Cu反应,浓硝酸的作用相同
C. 与溴蒸气均为红棕色气体,可用湿润的淀粉试纸区别
D. 等质量的Na与足量的在不同条件下反应,转移的电子数相同
4. 利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A. 分离苯和苯酚 B. 乙醇在170℃加热制取乙烯
C. 灼烧海带制海带灰 D. 研究催化剂对反应速率的影响
5. 下列离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 向溶液中滴加浓盐酸:
C. 向溶液中加入足量NaOH溶液:
D. 用酸性高锰酸钾溶液检验的还原性:
6. 下列有关物质结构或性质的解释不合理的是
物质结构或性质
解释
A
在中的溶解度高于在水中的溶解度
的极性微弱,在非极性溶剂中更易溶
B
键角:
由于中O上孤电子对数比中O上的少
C
酸性:
烷基是推电子基,使乙酸羧基中的极性变小
D
熔点:
均为分子晶体,的相对分子质量大,范德华力大,熔点高
A. A B. B C. C D. D
7. 用于制造隐形眼镜的功能高分子材料F的合成路线如图:
下列说法错误的是
A. A、E均可以发生加成、氧化、加聚等反应
B. 聚合物F可水解,发生水解反应后可达到降解高分子目的
C. B发生消去反应的某种有机产物可作为制备导电高分子材料的单体
D. D中所有碳原子一定在同一个平面上
8. 《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅……而后火药成声”,涉及的主要反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,1L1mol·L-1溶液中的数目为
B. 12g金刚石中含有的非极性共价键数为
C. 44g中σ键数目为
D. 标准状况下,生成2.24L转移电子数为
9. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
向的水溶液中滴加过量的硝酸银溶液
无明显现象
该配合物中的配位数为6
B
向溴水中加入甲苯充分振荡,静置
分层,且水层几乎无色
甲苯与溴水发生加成反应
C
向1mL0.1mol·L-1NaOH溶液中先滴入2滴0.1mol·L-1溶液,充分反应后加入足量溶液
先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀
比更难溶
D
将与NaOH溶液混合加热,静置,向上层清液中加入溶液(X为卤素原子)
生成白色沉淀
中所含元素为Cl
A. A B. B C. C D. D
10. 立方晶胞如图所示,晶胞参数为apm,下列有关该晶体的叙述不正确的是
A. 该晶胞中和的最近距离为pm
B. 位于构成的立方体的体心
C. 每个硒离子周围距离相等且最近的硒离子有6个
D. 原子1的分数坐标为,则原子2的分数坐标为
11. 甲烷燃料电池采用铂作为电极材料,两个电极上分别通入和,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行电解饱和NaCl溶液的实验,如图所示。
下列说法错误的是
A. c电极的电极反应式为
B. 电极b换成铁棒,对电池反应没有影响
C. 相同条件下,每个电池通入量为1L且反应完全,则理论上最多能产生4L
D. 电池工作的过程中,KOH的物质的量减小
12. 由原子序数依次递增的短周期元素X、Y、Z、W、R构成的物质,其结构如图所示,其中仅X为金属元素,基态Y原子的价层电子排布式为,R为非金属性最强的元素。下列叙述错误的是
A. Y的第一电离能小于其在元素周期表上左右相邻的元素
B. 与均为非极性分子
C. 化合物中元素W显正价,元素R显负价
D. 可从KI水溶液中置换出
13. 甲酸在金属Pd-有机胺催化剂作用下分解制氢的反应为,可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A. 有机胺可以和盐酸反应
B. 催化剂金属有机胺能降低该反应的活化能
C. 步骤Ⅲ每生成1mol转移电子的数目约为
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中的纯度会提高
14. 常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定等浓度的溶液,溶液的pH、微粒分布分数δ[,X表示、或]随的变化如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线I表示的是随的变化曲线
B. 的数量级为
C. 时,
D. 时,
第II卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 乙酰苯胺()为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称,可通过苯胺()和冰醋酸反应制得,反应装置如图甲所示(加热和固定装置省略)。
I.查阅资料:苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解,其他物质有关性质如下表:
名称
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20℃)
水
乙醇
苯胺
-6.3
184
3.4
任意比混溶
冰醋酸
16.6
118
任意比混溶
任意比混溶
乙酰苯胺
114.3
304
0.46(温度越高,溶解度越大)
369
II.制备过程:
①往仪器A中先加入0.1g锌粒和15.0mL(0.26mol)冰醋酸,然后用恒压滴液漏斗滴加10.0mL(0.1mol)新制得的苯胺。
②苯胺滴加完毕,小火加热10min后再升高加热温度,使蒸气温度在一定范围内浮动1小时。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如图乙),洗涤晶体2~3次,干燥,获得粗产品。
⑤粗产品经过分离提纯后得到9.45g精产品。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______。
(2)有机制备实验中进行冷凝回流时常使用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是_______。
(3)加入锌粒,除了防止暴沸外,还能起到的作用是_______。
(4)步骤②中蒸气温度的最佳范围是_______(填序号)。
a.100~110℃ b.118~184℃ c.300~310℃
(5)步骤④中采用“减压过滤”的优点是_______,“洗涤晶体2~3次”最合适的“洗涤液”是_______(填序号)。
a.15%的乙醇溶液 b.NaOH溶液 c.冰水 d.热水
(6)步骤⑤中粗产品进一步提纯,该提纯方法的名称是_______。
(7)本实验中乙酰苯胺的产率为_______(保留三位有效数字)。
16. 以铅精矿(含PbS,等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如图:
已知:在浓度较大的溶液中,存在 。回答下列问题:
(1)Pb的价层电子排布式为_____;“热浸”前,提高热浸效率的方法有_____(填一条即可)。
(2)“热浸”时,难溶的PbS和转化为和及单质硫,请写出溶解等物质的量的PbS和时发生的离子方程式:_______。
(3)将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb,“电解I”的阴极电极反应式为_______。
(4)“还原”步骤中被还原的物质是_____(填离子符号)。流程中加入Pb的主要作用是____。
(5)自然界中硫元素主要以金属硫化物和硫酸盐的形式存在。某种铁的硫化物的晶胞如图所示,该晶胞为立方体,晶胞棱长为anm,设阿伏加德罗常数的值为。
①该晶体中的阴离子表示为,则_______.
②该晶胞密度为_______g·cm-3。
17. “碳中和”是当今世界重要科研课题之一,以为原料制备甲烷、甲醇、甲酸、淀粉等能源物质具有较好的发展前景。以、为原料合成涉及的主要反应如下:
I. kJ•mol-1
Ⅱ. kJ•mol-1
Ⅲ.
(1)_______kJ•mol-1。反应Ⅱ可在_______(填“低温”“高温”或“任何条件”)下自发进行。
(2)若向恒容绝热容器中充入一定量的与只发生反应I,下列表示该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. 混合气体的密度保持不变
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 的消耗速率和的生成速率之比为1:1
D 容器内温度不再变化
(3)已知反应Ⅲ的速率方程为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数。如图甲(表示速率常数的对数;速率常数与温度成正比)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示随T变化关系的是斜线_______(填序号)。
(4)不同压强下,按照投料发生上述反应,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图乙所示。压强、、由大到小的顺序为_______;图中温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______。
(5)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2mol和6mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为1.2mol,CO为0.4mol,此时的浓度为_______mol·L-1,反应I的平衡常数为_______(mol·L-1)-2。
18. 氯氮平是治疗精神类疾病的一种药物,某研究小组按图所示路线合成氯氮平。
已知:。
请回答下列问题:
(1)“硝化”步骤所需试剂及条件是_______,C中官能团的名称是_______。
(2)A的名称为_______,E的结构简式为_______。
(3)写出A→B的反应方程式:_______。
(4)已知吡啶()显碱性,含有与苯类似的大π键,也是芳香化合物。
①C→E过程中加入吡啶的目的是_______。
②、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最强的是_______。
③有多种同分异构体,其中同时满足下列条件的同分异构体的结构简式为_______(任写一种)。
a.属于芳香化合物
b.六元环上有两个取代基
c.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6:2:1
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2025年春季学期期末质量监测
高二年级化学试卷
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。第I卷第1页至第5页,第II卷第6页至第10页。考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Se-79
第I卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共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. 新材料的出现在不断地改善我们的生活质量,涉及的下列物质中,属于新型无机非金属材料的是
A. 重组蛋白 B. 高性能铜箔
C. 氮化镓半导体 D. 聚氨酯树脂
【答案】C
【解析】
【详解】A.蛋白质属于有机高分子材料,A错误;
B.铜箔属于金属材料,B错误;
C.氮化镓属于新型无机非金属材料,C正确;
D.聚氨酯树脂属于有机高分子材料,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键: B. 杂化轨道示意图:
C. 与一定互为同系物 D. 乙烯的球棍模型为
【答案】A
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中的氢原子与醛基的氧原子之间形成分子内氢键:,A正确;
B.杂化轨道是平面三角形结构,键角为120°,如图:,图中表示的是sp杂化轨道示意图,B错误;
C.分子式符合的物质不一定是烯烃,当n≥3时,可以表示环烷烃,故与不一定互为同系物,C错误;
D.乙烯分子中碳原子半径大于氢原子,球棍模型为,D错误;
故选A。
3. 下列叙述正确的是
A. 单质S分别与空气和氧气反应,生成的产物不相同
B. 加热时,浓硝酸分别与C和Cu反应,浓硝酸的作用相同
C. 与溴蒸气均为红棕色气体,可用湿润的淀粉试纸区别
D. 等质量的Na与足量的在不同条件下反应,转移的电子数相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫在空气和氧气中燃烧均生成SO2,产物相同,A错误;
B.浓HNO3与Cu反应时既作酸又作氧化剂,而与C反应时仅作氧化剂,作用不同,B错误;
C.NO2和Br2均能使湿润的KI淀粉试纸变蓝(均氧化I﹣生成I2),无法区分,C错误;
D.无论生成Na2O还是Na2O2,每摩尔Na均失去1mol电子,等质量Na转移电子数相同,D正确;
故选D。
4. 利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A. 分离苯和苯酚 B. 乙醇在170℃加热制取乙烯
C. 灼烧海带制海带灰 D. 研究催化剂对反应速率的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.该装置为过滤装置,苯和苯酚属于有机物且两者互溶,需要用萃取才能分离这两种物质,A错误;
B.乙醇制取乙烯的反应为加热、浓,该装置可以用于制取乙烯,B正确;
C.坩埚是耐高温仪器,底下放石棉网不适用,可能达不到灼烧的效果,应放泥三角,C错误;
D.实验中在水浴恒温和常温反应,不符合控制变量的实验要求,D错误;
故答案选B。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
B. 向溶液中滴加浓盐酸:
C. 向溶液中加入足量NaOH溶液:
D. 用酸性高锰酸钾溶液检验的还原性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物应为而不是,且氢氟酸为弱酸,与玻璃()反应的正确方程式为,A错误;
B.在水溶液中以形式存在,加入浓盐酸后替换配位水分子生成,方程式符合配位平衡,B正确;
C.足量应使-完全转化为,同时生成而非,正确方程式为,C错误;
D.原式中离子电荷和氧原子均不守恒,正确配平应为,D错误;
答案选B。
6. 下列有关物质结构或性质的解释不合理的是
物质结构或性质
解释
A
在中的溶解度高于在水中的溶解度
的极性微弱,在非极性溶剂中更易溶
B
键角:
由于中O上孤电子对数比中O上的少
C
酸性:
烷基是推电子基,使乙酸羧基中的极性变小
D
熔点:
均为分子晶体,的相对分子质量大,范德华力大,熔点高
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.O3是极性分子,但极性较弱,CCl4为非极性溶剂,根据相似相溶原理,O3在CCl4中溶解度更高,解释合理,A正确;
B.H3O+、H2O中心原子O均为sp3杂化,H3O+中O的孤电子对数为1对,H2O中O的孤电子对数为2对。孤电子对减少导致键角增大,H3O+键角约107°,大于H2O的104.5°,解释合理,B正确;
C.烷基(如-CH3)为推电子基,通过诱导效应减弱羧酸的酸性,HCOOH无烷基,酸性强于CH3COOH,解释合理,C正确;
D.SiO2为共价晶体,熔点由共价键强度决定;CO2为分子晶体,熔点由范德华力决定,选项中错误将SiO2归为分子晶体,解释错误,D错误;
故选D。
7. 用于制造隐形眼镜的功能高分子材料F的合成路线如图:
下列说法错误的是
A. A、E均可以发生加成、氧化、加聚等反应
B. 聚合物F可水解,发生水解反应后可达到降解高分子的目的
C. B发生消去反应的某种有机产物可作为制备导电高分子材料的单体
D. D中所有碳原子一定在同一个平面上
【答案】B
【解析】
【分析】乙烯与氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl),1,2-二氯乙烷发生水解反应生成乙二醇(CH2OHCH2OH),乙二醇与发生酯化反应生成E(),E发生加聚反应生成F,据此分析答题。
【详解】A.A、E中均含有碳碳双键,可以和氢气加成(还原反应),可以被酸性高锰酸钾氧化,可以发生加聚反应,A正确;
B.由结构简式可知,聚合物F中虽然酯基可以水解,但是水解后得到物质依然是高分子化合物,不能变成小分子,B错误;
C.由分析可知,B为1,2-二氯乙烷,其可以发生消去反应生成乙炔,可以制备具有导电性的聚乙炔,C正确;
D.中碳碳双键是平面结构,其所有碳原子一定共面,D正确;
故选B。
8. 《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅……而后火药成声”,涉及的主要反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,1L1mol·L-1溶液中的数目为
B. 12g金刚石中含有的非极性共价键数为
C. 44g中σ键的数目为
D. 标准状况下,生成2.24L转移电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中会水解,实际数目小于,A错误;
B.金刚石中每个C原子形成4个共价键,但每个键被两个C原子共用,12g(1mol)金刚石非极性共价键数为2,B错误;
C.分子含两个双键,每个双键含1个σ键,1mol中σ键数为2,C正确;
D.根据氧化还原反应转移电子数守恒得出该反应中转移电子数为12,生成2.24L(0.1mol ),转移电子数为1.2,D错误;
故答案选C。
9. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
向的水溶液中滴加过量的硝酸银溶液
无明显现象
该配合物中的配位数为6
B
向溴水中加入甲苯充分振荡,静置
分层,且水层几乎无色
甲苯与溴水发生加成反应
C
向1mL0.1mol·L-1NaOH溶液中先滴入2滴0.1mol·L-1溶液,充分反应后加入足量溶液
先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀
比更难溶
D
将与NaOH溶液混合加热,静置,向上层清液中加入溶液(X为卤素原子)
生成白色沉淀
中所含元素Cl
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向的水溶液中滴加过量硝酸银溶液,若Cl−全部位于配合物内界(作为配位体),则不会与反应生成AgCl沉淀,现象“无明显现象”成立,此时的配位数为3个H2O和3个Cl−,总计6,结论正确,A正确;
B.甲苯与溴水混合后分层且水层几乎无色,是因甲苯萃取溴(物理过程),而非发生加成反应,甲苯与溴的化学反应需特定条件(如Fe催化或光照),溴水本身无法直接引发加成,结论错误,B错误;
C.NaOH过量时,Mg2+完全转化为白色沉淀,剩余与后续加入的生成蓝色沉淀,但该现象仅说明过量时两种离子均可沉淀,无法说明转化为,证明溶度积的大小,正确方法需控制少量,C错误;
D.水解后未中和NaOH直接加AgNO3,过量会与生成Ag2O(褐色沉淀),干扰X−的检验,即使X为Cl,实验设计缺陷导致结论不可靠,D错误;
故选A。
10. 立方晶胞如图所示,晶胞参数为apm,下列有关该晶体的叙述不正确的是
A. 该晶胞中和的最近距离为pm
B. 位于构成的立方体的体心
C. 每个硒离子周围距离相等且最近的硒离子有6个
D. 原子1的分数坐标为,则原子2的分数坐标为
【答案】C
【解析】
【分析】灰色原子个数:;黑色原子全部位于晶胞内,个数是个。所以黑色原子是钠,灰色原子是硒。
【详解】A.晶胞参数为apm,面对角线的两个硒原子距离为,体对角线的两个硒原子距离则为,体对角线上的和是最近距离,为其体对角线的,所以距离为,A正确;
B.6个面心上的硒原子构成一个八面体,8个位于构成的立方体的体心,B正确;
C.在面心立方堆积中,每个最近且等距的数为,C错误;
D.根据体对角线的两个硒原子距离则为,体对角线上的和,原子2与原子1的距离为其体对角线的,则原子2的分数坐标为,D正确;
故选C。
11. 甲烷燃料电池采用铂作为电极材料,两个电极上分别通入和,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行电解饱和NaCl溶液的实验,如图所示。
下列说法错误的是
A. c电极的电极反应式为
B. 电极b换成铁棒,对电池反应没有影响
C. 相同条件下,每个电池通入量为1L且反应完全,则理论上最多能产生4L
D. 电池工作的过程中,KOH的物质的量减小
【答案】A
【解析】
【分析】甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,与负极相连的b电极为电解池的阴极,与正极相连的a电极为电解池的阳极。
【详解】A.电解质溶液为KOH溶液,c作为负极生成的产物应该是碳酸根离子,反应方程式为,A错误;
B.b电极是电解池的阴极,反应为,b换成铁棒对电池反应没有影响,B正确;
C.a极的电极反应方程式为,根据上述分析中阴阳极的电极反应式和电子守恒可知:~~8~4,甲烷和氯气的物质的量之比为1:4,相同条件下,体积之比也为1:4,所以通入1L且完全反应,理论上最多可以产生4L的,C正确;
D.电池工作中,根据方程式可知,KOH中的被消耗,所以KOH的物质的量减小,D正确。
故答案选A。
12. 由原子序数依次递增的短周期元素X、Y、Z、W、R构成的物质,其结构如图所示,其中仅X为金属元素,基态Y原子的价层电子排布式为,R为非金属性最强的元素。下列叙述错误的是
A. Y的第一电离能小于其在元素周期表上左右相邻的元素
B. 与均为非极性分子
C 化合物中元素W显正价,元素R显负价
D. 可从KI水溶液中置换出
【答案】D
【解析】
【分析】X为金属元素,形成+1价阳离子,且原子序数最小,X为Li;基态Y原子的价层电子排布式为,Y的原子序数为5,Y为B;Z在结构中形成4个共价键,Z为C;W形成2个共价键,W为O;R为非金属性最强的元素,且形成1个共价键,R为F,据此分析;
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势(但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素),Y为B,B的第一电离能小于Be和C,A正确;
B.中心原子价层电子对数,构型为平面三角形,中心原子价层电子对数,构型为正四面体,均为非极性分子,B正确;
C.电负性F>O,故化合物中元素W显正价,元素R显负价,C正确;
D.与水直接反应生成氧气与HF,,不能从KI水溶液中置换出,D错误;
故选D。
13. 甲酸在金属Pd-有机胺催化剂作用下分解制氢的反应为,可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A. 有机胺可以和盐酸反应
B. 催化剂金属有机胺能降低该反应的活化能
C. 步骤Ⅲ每生成1mol转移电子的数目约为
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中的纯度会提高
【答案】C
【解析】
【详解】A.有机胺氮原子存在孤对电子,能与形成配位键,故有机胺可以和盐酸反应生,A正确;
B.催化剂金属有机胺是催化剂,能通过降低该反应的活化能提高反应速率,B正确;
C.步骤Ⅲ中-1价的H与+1价的H发生归中反应生成H2,每生成转移电子的数目约为,C错误;
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH,HCOOK水解出HCOOH,释氢历程不变,而反应生成KOH能吸收CO2,所以最终所得气体中CO2的量会减少,H2的纯度提高,D正确;
故选C。
14. 常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定等浓度的溶液,溶液的pH、微粒分布分数δ[,X表示、或]随的变化如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线I表示的是随的变化曲线
B. 的数量级为
C. 时,
D. 时,
【答案】D
【解析】
【分析】用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定等浓度的溶液,发生的反应为:、,因此随着增大,即NaOH的增多,逐渐转化为,再转化为 ,所以曲线 Ⅰ 表示的分布分数,曲线 Ⅱ 表示的分布分数,曲线 Ⅲ 表示的分布分数 ,据此回答。
【详解】A.由上述分析可知,曲线 Ⅰ 表示的是随的变化曲线,故A错误;
B.,当曲线 Ⅰ曲线 Ⅱ 相交时,存在,即,观察滴定曲线可知此时pH=3.4,因此,的数量级为,故B错误;
C.当时,根据分析可知,溶液中溶质为NaHA,根据物料守恒,故C错误;
D.当时,溶质为 ,此时大于0.75,小于0.25,所以,故D正确;
故答案选D。
第II卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 乙酰苯胺()为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称,可通过苯胺()和冰醋酸反应制得,反应装置如图甲所示(加热和固定装置省略)。
I.查阅资料:苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解,其他物质的有关性质如下表:
名称
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20℃)
水
乙醇
苯胺
-6.3
184
3.4
任意比混溶
冰醋酸
16.6
118
任意比混溶
任意比混溶
乙酰苯胺
114.3
304
0.46(温度越高,溶解度越大)
36.9
II.制备过程:
①往仪器A中先加入0.1g锌粒和15.0mL(0.26mol)冰醋酸,然后用恒压滴液漏斗滴加10.0mL(0.1mol)新制得的苯胺。
②苯胺滴加完毕,小火加热10min后再升高加热温度,使蒸气温度在一定范围内浮动1小时。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如图乙),洗涤晶体2~3次,干燥,获得粗产品。
⑤粗产品经过分离提纯后得到9.45g精产品。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______。
(2)有机制备实验中进行冷凝回流时常使用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是_______。
(3)加入锌粒,除了防止暴沸外,还能起到的作用是_______。
(4)步骤②中蒸气温度的最佳范围是_______(填序号)。
a.100~110℃ b.118~184℃ c.300~310℃
(5)步骤④中采用“减压过滤”的优点是_______,“洗涤晶体2~3次”最合适的“洗涤液”是_______(填序号)。
a.15%的乙醇溶液 b.NaOH溶液 c.冰水 d.热水
(6)步骤⑤中粗产品进一步提纯,该提纯方法的名称是_______。
(7)本实验中乙酰苯胺的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1)三颈烧瓶或三口烧瓶
(2)球形冷凝管的接触面积大,冷凝效果好
(3)防止苯胺被氧化 (4)a
(5) ①. 过滤速度快,并能得到较干燥的产品 ②. c
(6)重结晶 (7)70.0%
【解析】
【分析】冰醋酸与锌粒反应生成氢气,赶走装置中的空气,防止苯胺被氧化,再加入苯胺小火加热1小时,让反应物充分反应;倒入盛有冷水的烧杯中充分冷却,让乙酰苯胺晶体析出,冷却至室温,减压过滤、洗涤,得到粗产品;由于粗产品中含有杂质苯胺,需重结晶分离提纯得到精产品,据此回答;
【小问1详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶或三口烧瓶;
【小问2详解】
球形冷凝管的接触面积大,冷凝效果好,因此有机制备实验中进行冷凝回流时常使用球形冷凝管而不用直形冷凝管;
【小问3详解】
苯胺具有还原性,易被氧气氧化,加入锌粒与醋酸反应生成氢气,可以赶走装置中的空气,因此加入锌粒,除了防止暴沸外,还能起到的作用是防止苯胺被氧化;
【小问4详解】
反应开始时小火加热10min,是为了让苯胺与乙酸充分反应,要控制温度小于118℃,防止乙酸大量蒸出,同时又要控制温度高于100℃,能分离出反应生成的水,促进反应正向进行,提高产物的产率,故答案选a;
【小问5详解】
减压过滤相对于常压过滤,它的优点是过滤速度快,并能得到较干燥的产品;乙酰苯胺易溶于酒精和热水,所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量的冰水洗,以减少溶解损失,故选c;
【小问6详解】
得到的粗产品中含有少量的苯胺,由于乙酰苯胺的溶解度小于苯胺,所以可用重结晶的方法进行提纯;
【小问7详解】
苯胺的物质的量为0.1mol,冰醋酸的物质的量为0.26mol,冰醋酸过量,理论上可生成乙酰苯胺0.1mol,质量为0.1mol×135g/mol=13.5g,该实验最终得到纯品9.45g,则乙酰苯胺的产率是=70.0%。
16. 以铅精矿(含PbS,等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如图:
已知:在浓度较大的溶液中,存在 。回答下列问题:
(1)Pb的价层电子排布式为_____;“热浸”前,提高热浸效率的方法有_____(填一条即可)。
(2)“热浸”时,难溶的PbS和转化为和及单质硫,请写出溶解等物质的量的PbS和时发生的离子方程式:_______。
(3)将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb,“电解I”的阴极电极反应式为_______。
(4)“还原”步骤中被还原的物质是_____(填离子符号)。流程中加入Pb的主要作用是____。
(5)自然界中硫元素主要以金属硫化物和硫酸盐的形式存在。某种铁的硫化物的晶胞如图所示,该晶胞为立方体,晶胞棱长为anm,设阿伏加德罗常数的值为。
①该晶体中的阴离子表示为,则_______.
②该晶胞密度为_______g·cm-3。
【答案】(1) ①. 6s26p2 ②. 粉碎铅精矿
(2)
(3)
(4) ①. ②. 置换出银单质
(5) ①. 2 ②.
【解析】
【分析】铅精矿“热浸”时,难溶的PbS,Ag2S转化为和及单质硫,Fe3+被还原为Fe2+,过滤I除掉单质硫滤渣,滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀,然后用饱和食盐水热溶,增大氯离子浓度,使PbCl2又转化为,电解得到Pb;过滤Ⅱ后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3,故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2,金属Pb置换为Ag,得到富银铅泥,尾液为FeCl2。
【小问1详解】
Pb为82号元素,价层电子排布式为6s26p2;
增大反应物接触面积,有利于提高浸取效率,因此“热浸”前,提高热浸效率的方法有:粉碎铅精矿。
【小问2详解】
“热浸”时,难溶的PbS和转化为和及单质硫,反应中硫元素化合价升高,那么加入氯化铁为氧化剂,铁元素化合价降低,因此等物质的量的PbS和时发生的离子方程式:。
【小问3详解】
沉淀反复用饱和食盐水热溶,得到溶液,电解所得溶液可制备金属Pb,电解时得到电子在阴极发生还原反应生成铅单质和氯离子:。
【小问4详解】
尾液为FeCl2,因此“还原”步骤中被还原的物质是Fe3+;
流程中加入Pb后得到富银铅泥,因此主要作用是置换出银单质。
【小问5详解】
①由均摊法,每个晶胞中含有个Fe,含有个数为,个数比Fe:S2=4:4=1:1,该晶体化学式为FeS2,因此其阴离子为,即x=2;
②该晶体含4个FeS2,晶胞质量为,该晶胞为立方体,晶胞棱长为anm,晶胞体积为V=(a×10-9)cm3,该晶胞密度为。
17. “碳中和”是当今世界重要科研课题之一,以为原料制备甲烷、甲醇、甲酸、淀粉等能源物质具有较好的发展前景。以、为原料合成涉及的主要反应如下:
I. kJ•mol-1
Ⅱ. kJ•mol-1
Ⅲ.
(1)_______kJ•mol-1。反应Ⅱ可在_______(填“低温”“高温”或“任何条件”)下自发进行。
(2)若向恒容绝热容器中充入一定量的与只发生反应I,下列表示该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. 混合气体的密度保持不变
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 的消耗速率和的生成速率之比为1:1
D. 容器内温度不再变化
(3)已知反应Ⅲ的速率方程为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数。如图甲(表示速率常数的对数;速率常数与温度成正比)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示随T变化关系的是斜线_______(填序号)。
(4)不同压强下,按照投料发生上述反应,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图乙所示。压强、、由大到小的顺序为_______;图中温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______。
(5)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2mol和6mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为1.2mol,CO为0.4mol,此时的浓度为_______mol·L-1,反应I的平衡常数为_______(mol·L-1)-2。
【答案】(1) ①. +43.9 ②. 低温 (2)BD
(3)b (4) ①. ②. 时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响
(5) ①. 0.8 ②. 2.4
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-48.5kJ/mol-(-92.4kJ/mol)=+43.9kJ/mol;反应Ⅱ的ΔH2<0,反应前后气体分子数减小,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时反应自发,则当低温下可自发进行。
【小问2详解】
A.恒容容器,反应Ⅰ中气体质量和体积都不变,密度始终不变,不能判断平衡,A错误;
B.反应Ⅰ前后气体分子数变化,气体质量不变,平均相对分子质量不变时,说明气体物质的量不变,达到平衡,B正确;
C.CO2的消耗速率和CH3OH的生成速率都表示正反应速率,不能判断平衡,C错误;
D.绝热容器,温度不再变化时,说明反应达到平衡,D正确;
故选BD。
小问3详解】
反应Ⅲ的ΔH3>0,升高温度,平衡正向移动,k正、k逆均增大,lgk随T升高而增大,但k逆增大程度小于k正,故四条斜线中,能表示lgk逆随T变化的斜线是b。
【小问4详解】
反应Ⅰ、Ⅱ是气体分子数减小的反应,反应Ⅲ是气体分子数不变的反应,增大压强,有利于反应Ⅰ、Ⅱ正向进行,平衡转化率增大,所以压强;T1温度时,三条曲线几乎交于一点,是因为T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数不变,压强对平衡无影响。
【小问5详解】
设反应Ⅰ平衡时生成了xmolH2O(g),反应Ⅲ平衡时生成了ymolH2O(g),反应Ⅱ平衡时生成了zmolCH3OH(g),则反应Ⅰ生成了xmolCH3OH(g),反应Ⅲ生成了ymolCO(g),反应Ⅱ消耗了zmolCO(g),故由CH3OH(g)物质的量可得xmol+zmol=1.2mol,CO(g)物质的量可得ymol-zmol=0.4mol,则H2O(g)物质的量为xmol+ymol=1.2mol+0.4mol=1.6mol,则其浓度为1.6mol/2L=0.8mol/L;此时n(CO2)=2mol-(xmol+ymol)=2mol-1.6mol=0.4mol,n(H2)=6mol-3xmol-2zmol-ymol=6mol-[2(xmol+zmol)+(xmol+ymol)]=6mol-(2.4mol+1.6mol)=2mol,则c(CO2)=0.4mol/2L=0.2mol/L,c(H2)=2mol/2L=1mol/L,c(CH3OH)=1.2mol/2L=0.6mol/L,c(H2O)=0.8mol/L,则反应I的平衡常数为。
18. 氯氮平是治疗精神类疾病的一种药物,某研究小组按图所示路线合成氯氮平。
已知:。
请回答下列问题:
(1)“硝化”步骤所需试剂及条件是_______,C中官能团的名称是_______。
(2)A的名称为_______,E的结构简式为_______。
(3)写出A→B的反应方程式:_______。
(4)已知吡啶()显碱性,含有与苯类似的大π键,也是芳香化合物。
①C→E过程中加入吡啶的目的是_______。
②、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最强的是_______。
③有多种同分异构体,其中同时满足下列条件的同分异构体的结构简式为_______(任写一种)。
a.属于芳香化合物
b.六元环上有两个取代基
c.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6:2:1
【答案】(1) ①. 浓硫酸、浓硝酸、加热 ②. 酯基、氨基
(2) ①. 邻硝基苯甲酸(或2-硝基苯甲酸) ②.
(3) (4) ①. 吸收或中和HCl,促使反应正向进行,提高反应物的转化率 ②. ③. 或
【解析】
【分析】甲苯发生硝化反应后继续氧化得到A,A在浓硫酸、加热的条件下与甲醇发生反应产生B,可知A中苯环侧链的甲基被氧化为羧基,B被氢气还原为C,C的分子式中只有1个N原子,因此甲苯在发生硝化反应时只取代上一个硝基,结合后续的反应和H该部分的结构可知,甲苯在发生硝化反应时,硝基取代在邻位,得到的是,而后氧化得到A,A为;A与甲醇发生酯化反应产生B ;B被氢气还原为C ,根据E的分子式可知,C与D发生取代反应产生E ,根据H的结构可知,E与F发生取代反应产生G ,G被氢气还原为H。
【小问1详解】
“硝化”步骤所需试剂及条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;
由分析可知,C的结构简式为,官能团的名称是:酯基、氨基。
【小问2详解】
由分析可知,A为,名称为:邻硝基苯甲酸(或2-硝基苯甲酸);
根据分析可知,E的结构简式为。
【小问3详解】
A在浓硫酸、加热的条件下与甲醇发生反应产生B,A→B的反应方程式为:。
【小问4详解】
①吡啶( )具有弱碱性,C→E过程中会生成HCl,加入吡啶其作用是吸收或中和HCl,促使反应正向进行,提高反应物的转化率;
②吡啶环中的N原子具有孤电子对,可以接受质子(H⁺),表现出碱性,吡啶衍生物中,甲基()为供电⼦基团,增强N原子的电子云密度,使碱性增强,氯原子(-Cl)为吸电子基团,降低N原子的电子云密度,使碱性减弱,因此,碱性最强的是含有推电子基团的化合物,即;
③属于芳香化合物,说明含有苯环或吡啶环;六元环上有两个取代基且核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6:2:1,满足条件的的同分异构体的结构简式为:或。
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