内容正文:
昭通一中教研联盟2024~2025学年下学期高二年级期末质量检测
化学(A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6页,第Ⅱ卷第6页至第10页。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。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 O-16 Ti-48 Co-59
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、准考证号、考场号、座位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. 文物是文化传承的重要载体。下列文物的主要材质为有机高分子的是
文物
选项
A.黄釉陶制瓦当
B.鸟兽纹锦
C.双兽三轮青铜盘
D.高足瓷盖碗
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.黄釉陶制瓦主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料 ,不是有机高分子材料,A选项错误;
B.鸟兽纹锦主要成分是蛋白质,蛋白质是天然有机高分子化合物 ,B选项正确;
C.双兽三轮青铜盘主要材质是青铜,青铜是金属材料(铜合金 ),属于无机材料,不是有机高分子材料,C选项错误;
D.高足瓷盖碗主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料 ,不是有机高分子材料,D选项错误;
故答案选B。
2. 生活中有许多现象或做法都蕴含着化学原理,下面说法不正确的是
A. 风油精可以去除圆珠笔印利用相似相溶原理
B. 变质的油脂有“哈喇”味是因为油脂发生了氢化反应
C. 放久地瓜比新买地瓜甜因为在久置过程中地瓜中淀粉水解
D. 在食盐水中用铝箍摩擦发黑银饰品可使饰品发亮,利用了原电池原理
【答案】B
【解析】
【详解】A.风油精可以去除圆珠笔印是因为:风油精也是一种有机溶剂,根据相似相溶原理,可以去除圆珠笔油,A正确;
B.变质的油脂有难闻的哈喇味是因为油脂被氧化,不是发生加成,B错误;
C.地瓜放久了,地瓜内淀粉发生水解反应,淀粉水解变成了糖,使得红薯内的糖分增多了,C正确;
D.在食盐水中用铝箍摩擦发黑银饰品可使饰品发亮,利用了原电池原理,铝做负极,银饰品做正极,电极反应式Ag2S+2e-=2Ag+S2-,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 的化学名称:2-乙基戊烷
C. 的球棍模型:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的电子式:,A错误;
B.主链有6个碳原子,3号碳原子上连有1个甲基,化学名称:3−甲基己烷,B错误;
C.为直线形结构,原子半径大于原子,因此球棍模型为,C正确;
D.基态原子的电子排布式为,价电子为,价层电子轨道表示式为,D错误;
故答案选C。
4. 下列相关事实及解释均正确的是
选项
事实
解释
A
由氨制硝酸:
和均具有氧化性
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
可用溴水检验分子中的碳碳双键
碳碳双键能与溴水发生加成反应,使溴水褪色
D
H—O—H键角:
中心原子的孤电子对数目
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.在制硝酸过程中作为还原剂被氧化,不体现氧化性,而的氧化性正确,但解释中错误认为NH3有氧化性,A错误;
B.为共价晶体,熔点由共价键决定,而非范德华力,B错误;
C.中的醛基能与溴水反应,干扰碳碳双键的检验,C错误;
D.有2对孤电子,有1对,孤电子对越多键角越小,解释正确,D正确。
故选D。
5. 用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A. 1mol晶体中阴、阳离子总数为
B. 0.1mol环氧乙烷含有共价键的总数
C. 0.1mol溶液与0.1mol反应时,转移电子的数目为
D. 明矾净水时,的形成的胶粒的数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A .晶体中只有钠离子和硫酸氢根离子,晶体中阴、阳离子总数为,A错误;
B .中含有的共价键数为7个,故0.1mol环氧乙烷中含有共价键的总数,B错误;
C.碘离子的还原性强于亚铁离子,0.1mol碘化亚铁溶液与0.1mol氯气发生的反应为,则反应转移电子的数目为,C正确;
D.未给出溶液体积,且胶粒是许多的集合体,故不能确定胶粒的数目,D错误。
故选C。
6. 下列过程对应的离子反应方程式或化学反应方程式书写错误的是
A. 用溶液吸收少量:
B. 甲醛与苯酚生成酚醛树脂的反应:
C. 以NaCl溶液为电解质溶液通过电解法制备时,阳极的电极反应:
D. 泡沫灭火器的原理:
【答案】B
【解析】
【详解】A.少量氯气被还原为氯离子,被氯气氧化为硫酸钠,同时过量的亚硫酸根生成亚硫酸氢根,对应离子方程式为,A正确;
B.苯酚和甲醛在一定条件下发生缩聚反应形成酚醛树脂,化学方程式为,B错误;
C.以NaCl溶液为电解质溶液通过电解法制备时,铁为阳极,失电子发生氧化反应,对应电极反应式为,C正确;
D.泡沫灭火器中的成分为硫酸铝和碳酸氢钠,二者发生水解相互促进,生成氢氧化铝和二氧化碳,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的,离子方程式为,D正确.
故选B。
7. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备二氧化硫
B.由乙醇制乙烯并检验乙烯的性质
C.吸收尾气中的
D.测定溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸与铜反应需要加热,A错误;
B.乙醇在浓硫酸、170℃下发生消去反应制乙烯,温度计应插入液面下测反应液的温度,B错误;
C.NaOH溶液与反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,则可用NaOH溶液吸收尾气中的,C正确;
D.酸性具有强氧化性,应用酸式滴定管盛装,碱式滴定管不能盛装酸性、氧化性的溶液,D错误;
故选C。
8. 拉坦前列素M(Latanoprost)是一种临床治疗青光眼和高眼内压的药物,其结构简式如图所示。下列有关拉坦前列素说法错误的是
A. M既可与金属钠反应,也可与乙酸发生酯化反应,还能发生催化氧化、消去反应
B. M能使溴的四氯化碳溶液褪色,存在顺反异构
C. M的分子式为,含有2种含氧官能团,环上一氯代物有8种
D. M和油脂在一定条件下都能发生水解反应,都可与等物质的量的NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质含醇羟基,可与钠发生置换反应,也能发生酯化反应,羟基所连碳原子上有氢原子,能发生催化氧化,有β−H能发生消去反应,A正确;
B.物质含碳碳双键,能与溴发生加成反应,该双键结构存在顺反异构,B正确;
C.M的分子式为,分子中含有羟基、酯基2种含氧官能团,五元环上的一氯代物有5种、苯环上的一氯代物有3种,共8种,C正确;
D.M结构中只有一个酯基,而油脂分子中含3个酯基,反应消耗的NaOH的物质的量不等,D错误。
故选D。
9. 羰基合成又称氢甲酰化。烯烃与一氧化碳和氢气在催化剂作用下,在烯烃双键上同时加上氢原子和甲酰基(即醛基—CHO)生成比原来烯烃多一个碳原子的两种异构醛。催化丙烯制醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 上述反应过程中,除丁醛外,还可能有副产物2-甲基丙醛生成
B. 上述循环过程中,无非极性共价键的断裂和形成
C. 上述循环过程中,Co只能形成4个配位键
D. 是该反应的催化剂,能降低活化能,加快反应速率,改变反应热,从而提高转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,若中与甲基相连的双键碳原子与结合,则可能有副产物2−甲基丙醛生成,A正确;
B.由图可知,上述循环过程中有非极性键(碳碳键)的断裂和生成,B错误;
C.由图可知,可以形成4个配位键,也可以形成5个配位键,C错误;
D.由题干反应历程图可知,参与反应过程,反应前后保持不变,是该反应的催化剂,催化剂能降低活化能,加快反应速率,但不能改变反应热,也不能改变平衡转化率,D错误;
故答案为A。
10. 下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧
火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
B
向中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后冷却静置,取少量上层清液于试管中,加入足量的稀硝酸酸化,再加入溶液
有白色沉淀生成
中的X为Cl
C
在氛围中高温加热固体使其分解,将气体产物依次通溶液、品红溶液
溶液中产生白色沉淀,品红溶液不褪色
分解的气体产物中有没有
D
向溶液中滴加少量等浓度的溶液,再滴加少量等浓度的溶液
先产生白色沉淀,后产生黑色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.焰色反应呈黄色说明溶液中含有Na⁺,但无法确定溶质是钠盐还是NaOH等含有钠元素的化合物,结论不准确,A错误;
B.水解后加入足量稀硝酸酸化可中和过量OH⁻,避免干扰。白色沉淀为AgCl,说明X为Cl。操作正确,结论正确,B正确;
C.FeSO4分解可能生成SO2,但Ba(NO3)2在酸性条件下会将SO2氧化为,生成BaSO4沉淀,而品红不褪色无法排除SO2的存在。结论错误,C错误;
D.在0.1mol⋅L-1K2S 溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液,生成ZnS白色沉淀,溶液中还有剩余K2S,再加入少量等浓度的CuSO4溶液,生成黑色的CuS,可能是剩余的K2S 与Cu2+反应得到的,也可能是ZnS转化为CuS,所以不能说明Ksp (ZnS)>Ksp(CuS),D错误;
故本题选B。
11. 某离子化合物中的阳离子结构模型如图所示,已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y原子核外有5种不同运动状态的电子,Z原子核外L层有3个未成对电子。下列说法错误的是
A. 该阳离子中Z原子提供孤电子对与Y原子形成配位键
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
C. 同周期第一电离能在Y与Z之间的元素有3种
D. X、Y、Z中电负性最小的为Y
【答案】B
【解析】
【详解】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y原子核外有5种不同运动状态的电子,Y为B元素,Z原子核外L层有3个未成对电子,结合图示成键情况,则X为H元素,Z为N元素。
A.由图可知,阳离子中具有孤对电子的氮原子与具有空轨道的硼原子形成配位键,A正确。
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硝酸的酸性强于硼酸,B错误;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,同时Be的2s轨道全满较稳定,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能在B与N之间的元素有Be、C、O,共3种,C正确;
D.元素的非金属性越强,电负性越大,则H、B、N三种元素中,电负性最小的是B元素,D正确。
故选B。
12. 硼酸()是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示。
已知:硼酸和硼砂均易溶于热水,在冷水中溶解度小。下列说法正确的是
A. 硼酸是一元弱酸,其电离方程式为
B. 向滤渣B中加入足量盐酸,固体不能完全溶解
C. 硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为
D. “一系列操作”中需要使用到的玻璃仪器有蒸发皿、漏斗、玻璃棒、烧杯
【答案】B
【解析】
【分析】向硼镁矿粉中加入氢氧化钠溶液碱浸,将2MgO·B2O3·H2O转化为氢氧化镁、NaBO2,二氧化硅转化为硅酸钠,氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,氧化铁与氢氧化钠溶液不反应,过滤得到含有氢氧化镁、氧化铁的滤渣A和滤液;向滤液中通入二氧化碳气体,将硼酸钠转化为硼砂,硅酸钠和四羟基合铝酸钠转化为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,过滤得到含有硅酸、氢氧化铝的滤渣B和滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到硼砂;向硼砂中加入热水和稀硫酸调节溶液pH为2,将硼砂转化为硼酸,反应后的溶液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硼酸。
【详解】A.硼酸是一元弱酸,其电离方程式为,故A错误;
B.滤渣B中含有和,其中不溶于盐酸,故B正确;
C.硼砂溶液与硫酸反应生成硼酸,离子方程式为,故C错误;
D.由于硼酸在冷水中溶解度小,“一系列操作”主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,需要使用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,故D错误;
故选B。
13. 2024年我国科学家开发了一种质子交换膜(PEM)系统,可在γ-Pb催化剂(源自废铅酸电池)上将二氧化碳还原为甲酸,其电解原理如图甲所示。同时减少碳酸盐沉淀的生成,有望高效实现向甲酸的转化,转化过程中的pH与电极电势关系如图乙所示。下列有关说法错误的是
A. 外电路每转移1mol电子,有1mol的自右侧经过质子交换膜到左侧
B. 多孔层可以增大气体与催化剂的接触面积,有利于反应
C. 在pH=2的条件下,可发生
D. pH=12时,可生成碳酸盐沉淀,不利于甲酸的生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题目可知,在阴极得到电子生成HCOOH,结合图甲右侧为阴极,左侧为阳极,电解池中阳离子向阴极移动,外电路每转移1mol电子,有1mol的自左侧经过质子交换膜到右侧,A错误;
B.多孔材料具有许多微小的孔隙,这些孔隙可以增加催化剂与反应气体的接触面积,使得反应物分子更容易与催化剂活性位点接触,从而提高反应速率,有利于反应进行,B正确;
C.由图乙可知,在阴极得到电子生成了HCOOH,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为,C正确;
D.由图乙可知,时,更多的转化为,生成碳酸盐沉淀,作为竞争反应,不利于甲酸的生成,D正确。
故选A。
14. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度(M代表、、、)随pH变化曲线如图所示,其中,虚线④代表的曲线。已知。下列有关说法正确的是
A. 的电离常数的数量级为
B. A点时,
C. 水的电离程度:C>A>B
D. pH=7时,
【答案】B
【解析】
【详解】为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,体系中存在一系列平衡,、、,所以随着pH增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,即①表示,②表示,③表示,④表示,据此回答问题;
A.,,②③相交时,此时,可得,数量级为,A错误;
B.A点时,,结合C点,,A点时,,则A点,,,即A点时,该离子浓度比较正确,B正确;
C.A点为溶液显酸性,B、C点酸性减弱,水的电离程度增大,故水的电离程度:,C错误;
D.溶液时,溶液中电荷守恒,为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,溶液时要考虑到加入盐酸以后提供的氯离子,所以错误,D错误;
故选B。
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. 锂离子电池是新能源重要组成部分,废弃锂离子电池的回收利用不仅可以保护环境、节约资源,还可以创造经济效益,对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺流程如图1所示。
已知:常温下,。
回答下列问题:
(1)为提高氯化焙烧速率,可采取的措施有_____(任答一点),“烧渣”是LiCl、和的混合物,则氯化焙烧过程中的化学方程式为_____。
(2)若“沉钴”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为_____。
(3)钴的氢氧化物加热至290℃时可以完全脱水,所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如图2所示,则该晶体的化学式为_____。
(4)是钴的一种配合物,含1mol该配合物的溶液与足量溶液能生成_____molAgCl,该配合物中的配位数为_____。
(5)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过,电池充放电过程中,正极结构变化如图3所示。
①“电解液”中常用作为有机溶剂,该有机溶剂水解产物为和_____(用结构简式表示)。写出电池放电时正极的电极反应式:_____。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72L时,从电极脱离的数目为_____(为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. 适当升高温度、将粗品粉碎,适当增大的浓度 ②.
(2)
(3)
(4) ①. 2 ②. 6
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】由流程和题中信息可知,LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液和滤渣1,滤渣1的主要成分是SiO2;滤液用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤渣主要成分为Co(OH)2和滤液主要溶质为LiCl;滤渣置于空气中在850℃煅烧得到Co3O4;滤液经碳酸钠溶液沉锂,得到为Li2CO3;Co3O4和Li2CO3通入空气煅烧生成LiCoO2据此分析;
【小问1详解】
提高氯化焙烧速率,可采取的措施有适当升高温度、将粗品粉碎、适当增大的浓度等;粗品与在焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、和的混合物,同时生成,根据得失电子守恒和原子守恒配平反应为;
【小问2详解】
“沉钴”的pH控制为10.0,则,则溶液中。
【小问3详解】
根据均摊法,晶胞中含Ti个数为,含O个数为,Co的个数为1,化学式为;
【小问4详解】
1mol配合物是由1mol和2mol构成,加入足量溶液能生成2molAgCl;该配合物中的配体为4个、1个、1个,则配位数为6;
【小问5详解】
①结合酯基水解,可知产物为和;由图可知,放电时在正极得到电子生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为;
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72L的物质的量为,氢氧燃料电池的负极电极方程式为,转移0.6mol电子,则从电极脱离的数目为。
16. 乙酰水杨酸即阿司匹林(,),是一种历史悠久且应用广泛的药物。它有解热镇痛、抗炎、抗风湿、抗血栓形成等作用,可由邻羟基苯甲酸(水杨酸:,)和乙酸酐(,)反应制得。实验室利用如图所示装置(夹持和加热装置省略)制备乙酰水杨酸。
实验步骤:
ⅰ.乙酰水杨酸的制备
在50mL三颈烧瓶中,加入干燥的6.90g水杨酸和10mL乙酸酐,再加10滴浓硫酸,待水杨酸全部溶解后,加热至70℃,维持20min。稍冷却后,将混合液在搅拌下倒入100mL冷水中,并用冰水浴冷却15min,抽滤,用冰水洗涤,得乙酰水杨酸粗产品。
ⅱ.乙酰水杨酸的提纯
将粗产品转至250mL烧瓶中,安装好回流装置,向烧瓶内加入100mL乙酸乙酯,加热回流,进行热溶解。加入少许活性炭,煮沸后趁热过滤,将滤液冷却至室温后抽滤,用少许乙酸乙酯洗涤、干燥,得无色晶体状乙酰水杨酸3.50g。
已知:①乙酸酐密度为;
②乙酰水杨酸的分解温度:128~135℃;
③乙酸乙酯的沸点:76.5~77.5℃。
请回答下列问题:
(1)仪器a的作用是_____。
(2)制备乙酰水杨酸反应的化学方程式为_____。
(3)提纯时加热溶解的温度不宜过高,原因是_____。
(4)下列说法不正确的是_____(填序号)。
a.提纯时趁热过滤可除去活性炭等难溶性杂质,避免乙酰水杨酸结晶析出
b.若1mol乙酰水杨酸分别与NaOH、溶液恰好完全反应,则消耗NaOH、的物质的量之比为2:1
c.可用石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
d.根据提纯过程可以得出,低温时乙酰水杨酸在乙酸乙酯中的溶解度较小
(5)本实验的产率是_____%(保留3位有效数字)。
(6)对羟基苯甲酸()比邻羟基苯甲酸()的沸点_____(填“高”或“低”),原因是_____。
【答案】(1)冷凝回流
(2) (3)乙酰水杨酸易受热分解
(4)bc (5)38.9%
(6) ①. 高 ②. 对羟基苯甲酸在分子间形成氢键,邻羟基苯甲酸在分子内形成氢键,分子间氢键会使物质熔沸点升高
【解析】
【分析】乙酰水杨酸可由邻羟基苯甲酸和乙酸酐反应制得,在50mL三颈烧瓶中,加入干燥的6.90g水杨酸和10mL乙酸酐,再加10滴浓硫酸,待水杨酸全部溶解后,加热至70℃,维持20min。稍冷却后,将混合液在搅拌下倒入100mL冷水中,并用冰水浴冷却15min,抽滤,用冰水洗涤,得乙酰水杨酸粗产品。
【小问1详解】
)由图可知,仪器a的名称是球形冷凝管,作用是冷凝回流。
【小问2详解】
邻羟基苯甲酸和乙酸酐发生取代反应生成乙酰水杨酸,化学方程式为。
【小问3详解】
从题干可知,乙酰水杨酸的分解温度为128~135℃,提纯时加热溶解的温度不宜过高,原因是:乙酰水杨酸易受热分解。
【小问4详解】
a.在加热状态下,溶剂的溶解能力增强,使得乙酰水杨酸更容易溶解在溶剂中,过滤后活性炭等难溶性杂质则被留在滤纸上,随后,通过降低滤液温度,乙酰水杨酸的溶解度会降低,从而促使酰水杨酸晶体析出,a正确;
b.分子中含有1mol酚酯基,1mol羧基,能与3molNaOH反应,与1mol反应,消耗NaOH、的物质的量之比为3:1,b错误;
c.乙酰水杨酸和水杨酸中都含有羧基呈酸性,都可以使石蕊溶液变红,不可用石蕊溶液判d.断产品中是否含有未反应完的水杨酸,c错误;
提纯过程中加入少许活性炭,煮沸后趁热过滤,将滤液冷却至室温后抽滤,可知,低温时乙酰水杨酸在乙酸乙酯中的溶解度较小,d正确;
故选bc。
【小问5详解】
该实验中投入水杨酸的物质的量为,乙酸酐的物质的量为,水杨酸是少量的,则理论上生成0.05mol乙酰水杨酸,理论质量为9g,本实验的产率是。
【小问6详解】
对羟基苯甲酸在分子间形成氢键,邻羟基苯甲酸在分子内形成氢键,分子间氢键会使物质熔沸点升高。
17. 乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
氧化脱氢——已知下列反应:
①
②
(1)(g)氧化生成(g)的热化学方程式为_____,该反应在_____(填“低温”“高温”或“任意温度”)可自发进行。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了不同催化剂下乙烷脱氢阶段反应进程如图1所示(吸附在催化剂表面的粒子用*标注,TS表示过渡态)。
图中代表催化性能较好的催化剂的反应历程是_____(填“c”或“d”),c历程中的决速步骤是_____(写出对应方程式)。
(3)乙烷直接脱氢制乙烯的过程中,可能发生多个反应:
ⅰ. ;
ⅱ.;
ⅲ.。
反应的平衡常数对数值()与温度的倒数的关系如图2所示。
①_____0(填“>”“<”或“=”)。
②仅发生反应ⅰ时,假设起始投入1mol(g),容器体积为1L,的平衡转化率为25.0%,计算反应ⅰ的_____(结果用分数表示)。
③水蒸气在乙烷直接脱氢制乙烯中起着重要作用。一定温度下,当总压恒定时,增加水蒸气与乙烷的进料比,可提高乙烷的转化率,其原因是_____。
④结合图2,分析工业上一般选择温度在1000K左右的可能原因是_____。
【答案】(1) ①. ②. 任意温度
(2) ①. d ②.
(3) ①. > ②. ③. 一定温度下,当总压恒定时,增加水蒸气与乙烷的进料比,等效于减小压强,反应ⅰ平衡正向移动 ④. 反应温度太低,反应速率太慢,乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小,乙烷转化率太低;反应温度太高,副反应增多,容易产生积碳
【解析】
【小问1详解】
①由题意可知,乙烷氧化为乙烯的反应③为,由盖斯定律可知,反应②×2−反应①=反应③,则反应③的,反应的热化学方程式为;
②该反应是熵增的放热反应,任何条件下,反应均小于0,能自发进行;
【小问2详解】
①催化剂的作用是降低活化能,由图可知,代表催化性能较好的催化剂的反应历程是d;
②反应历程的决速步骤是第一步,;
【小问3详解】
①由图可知,升高温度,减小,增大,值增大,说明为吸热反应,;
②仅发生反应ⅰ时,的平衡转化率为,列出“三段式”
反应ⅰ的;
③一定温度下,当总压恒定时,增加水蒸气与乙烷的进料比,相当于减小乙烷的物质的量分数,等效于减小压强,反应ⅰ是气体体积增大的反应,平衡正向移动,可提高乙烷的转化率;
④结合图,分析工业上一般选择温度在左右的可能原因是:反应温度太低,反应速率太慢,乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数太小,乙烷转化率太低;反应温度太高,副反应增多,容易产生积碳。
18. 卤沙唑仑G是一种抗失眠药物,其合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)物质B的名称是_____。
(2)从物质结构的角度分析B的酸性强于苯甲酸的酸性的原因:_____。
(3)C→D的化学方程式为_____。
(4)物质C的同分异构体中,含有苯环且能发生银镜反应的有机物共有_____种。
(5)参考C→D的反应,需要加入NaOH从而提高D的产率。则E→F的反应中,加入过量反应物Y可以提高F产率的原因有:①增加一种反应物的用量可提高另一反应物的转化率;②_____。
(6)物质G中手性碳有_____(填数字)个。
(7)根据上述信息,请以、主要原料(其他无机试剂和少于四个碳的有机物任选)、补充下图中合成的合成路线_____。
【答案】(1)邻氟苯甲酸(或2−氟苯甲酸)
(2)F的电负性大,具有吸电子效应,导致B()的羧基中的羟基的极性更大,酸性更强
(3)++NaOH+NaCl+H2O
(4)10 (5)Y中有,具有碱性,可以与HBr反应生成盐,促进反应正向进行
(6)1(或一) (7)
【解析】
【分析】要合成卤沙唑仑G,其合成路线为将A()氧化为B(),然后用取代结构中羧基上的羟基得到C(),再将C与X发生取代生成D(),可以反推得X的结构为,D与生成E(),然后E与Y在作用下发生取代生成F(),可以反推出Y的结构为,最后将F在和的作用下发生已知②的反应原理得到最终产物卤沙唑仑G(),据此分析解答。
【小问1详解】
物质B()含有苯环、羧基和碳氟键,命名时以羧基为主,名称为2−氟苯甲酸或邻氟苯甲酸。
【小问2详解】
从物质B()的结构和苯甲酸的结构对比看,它们都含有苯环和羧基结构,但由于物质B的羧基邻位还有1个F原子,由于F原子电负性强,具有吸电子效应,对羧基中羟基的影响比较大,导致羧基中的羟基极性更大,更易电离出,导致酸性比苯甲酸强。
【小问3详解】
C与X()在NaOH的作用下发生取代生成D()和NaCl与水,所以C→D的化学方程式为++NaOH+NaCl+H2O。
【小问4详解】
根据题意,符合要求的结构为苯环上有3种取代基,醛基、氯原子、氟原子,共10种。
【小问5详解】
E()、在作用下发生取代生成F()和HBr,加入过量反应物Y可以提高另一反应物E的转化率,同时中的氨基显碱性,过量的还可以吸收反应生成的HBr,使反应向生成F的方向进行;故答案为Y中有,具有碱性,可以与HBr反应生成盐,促进反应正向进行。
【小问6详解】
物质G()的分子结构中共有1个手性碳。
【小问7详解】
要形成,需要有酮羰基结构,所以要先将通过碱性溶液水解为醇,然后氧化为酮,再与反应得,则合成路线为。
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昭通一中教研联盟2024~2025学年下学期高二年级期末质量检测
化学(A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6页,第Ⅱ卷第6页至第10页。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。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 O-16 Ti-48 Co-59
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、准考证号、考场号、座位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. 文物是文化传承的重要载体。下列文物的主要材质为有机高分子的是
文物
选项
A.黄釉陶制瓦当
B.鸟兽纹锦
C.双兽三轮青铜盘
D.高足瓷盖碗
A. A B. B C. C D. D
2. 生活中有许多现象或做法都蕴含着化学原理,下面说法不正确的是
A. 风油精可以去除圆珠笔印利用相似相溶原理
B. 变质的油脂有“哈喇”味是因为油脂发生了氢化反应
C. 放久地瓜比新买地瓜甜因为在久置过程中地瓜中淀粉水解
D. 在食盐水中用铝箍摩擦发黑银饰品可使饰品发亮,利用了原电池原理
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 的化学名称:2-乙基戊烷
C. 的球棍模型:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
4. 下列相关事实及解释均正确的是
选项
事实
解释
A
由氨制硝酸:
和均具有氧化性
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
可用溴水检验分子中的碳碳双键
碳碳双键能与溴水发生加成反应,使溴水褪色
D
H—O—H键角:
中心原子的孤电子对数目
A. A B. B C. C D. D
5. 用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A. 1mol晶体中阴、阳离子总数为
B. 0.1mol环氧乙烷含有共价键的总数
C. 0.1mol溶液与0.1mol反应时,转移电子的数目为
D. 明矾净水时,的形成的胶粒的数目为
6. 下列过程对应的离子反应方程式或化学反应方程式书写错误的是
A. 用溶液吸收少量:
B. 甲醛与苯酚生成酚醛树脂的反应:
C. 以NaCl溶液为电解质溶液通过电解法制备时,阳极的电极反应:
D. 泡沫灭火器的原理:
7. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备二氧化硫
B.由乙醇制乙烯并检验乙烯的性质
C.吸收尾气中的
D.测定溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
8. 拉坦前列素M(Latanoprost)是一种临床治疗青光眼和高眼内压的药物,其结构简式如图所示。下列有关拉坦前列素说法错误的是
A. M既可与金属钠反应,也可与乙酸发生酯化反应,还能发生催化氧化、消去反应
B. M能使溴的四氯化碳溶液褪色,存在顺反异构
C. M的分子式为,含有2种含氧官能团,环上一氯代物有8种
D. M和油脂在一定条件下都能发生水解反应,都可与等物质的量的NaOH反应
9. 羰基合成又称氢甲酰化。烯烃与一氧化碳和氢气在催化剂作用下,在烯烃双键上同时加上氢原子和甲酰基(即醛基—CHO)生成比原来烯烃多一个碳原子的两种异构醛。催化丙烯制醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 上述反应过程中,除丁醛外,还可能有副产物2-甲基丙醛生成
B. 上述循环过程中,无非极性共价键的断裂和形成
C. 上述循环过程中,Co只能形成4个配位键
D. 是该反应的催化剂,能降低活化能,加快反应速率,改变反应热,从而提高转化率
10. 下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧
火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
B
向中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后冷却静置,取少量上层清液于试管中,加入足量的稀硝酸酸化,再加入溶液
有白色沉淀生成
中的X为Cl
C
在氛围中高温加热固体使其分解,将气体产物依次通溶液、品红溶液
溶液中产生白色沉淀,品红溶液不褪色
分解的气体产物中有没有
D
向溶液中滴加少量等浓度的溶液,再滴加少量等浓度的溶液
先产生白色沉淀,后产生黑色沉淀
A. A B. B C. C D. D
11. 某离子化合物中的阳离子结构模型如图所示,已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y原子核外有5种不同运动状态的电子,Z原子核外L层有3个未成对电子。下列说法错误的是
A. 该阳离子中Z原子提供孤电子对与Y原子形成配位键
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
C. 同周期第一电离能在Y与Z之间的元素有3种
D. X、Y、Z中电负性最小的为Y
12. 硼酸()是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示。
已知:硼酸和硼砂均易溶于热水,在冷水中溶解度小。下列说法正确的是
A. 硼酸是一元弱酸,其电离方程式为
B. 向滤渣B中加入足量盐酸,固体不能完全溶解
C. 硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为
D. “一系列操作”中需要使用到的玻璃仪器有蒸发皿、漏斗、玻璃棒、烧杯
13. 2024年我国科学家开发了一种质子交换膜(PEM)系统,可在γ-Pb催化剂(源自废铅酸电池)上将二氧化碳还原为甲酸,其电解原理如图甲所示。同时减少碳酸盐沉淀的生成,有望高效实现向甲酸的转化,转化过程中的pH与电极电势关系如图乙所示。下列有关说法错误的是
A. 外电路每转移1mol电子,有1mol的自右侧经过质子交换膜到左侧
B. 多孔层可以增大气体与催化剂的接触面积,有利于反应
C. 在pH=2的条件下,可发生
D. pH=12时,可生成碳酸盐沉淀,不利于甲酸的生成
14. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度(M代表、、、)随pH变化曲线如图所示,其中,虚线④代表的曲线。已知。下列有关说法正确的是
A. 的电离常数的数量级为
B. A点时,
C. 水的电离程度:C>A>B
D. pH=7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. 锂离子电池是新能源重要组成部分,废弃锂离子电池的回收利用不仅可以保护环境、节约资源,还可以创造经济效益,对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺流程如图1所示。
已知:常温下,。
回答下列问题:
(1)为提高氯化焙烧速率,可采取的措施有_____(任答一点),“烧渣”是LiCl、和的混合物,则氯化焙烧过程中的化学方程式为_____。
(2)若“沉钴”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为_____。
(3)钴的氢氧化物加热至290℃时可以完全脱水,所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如图2所示,则该晶体的化学式为_____。
(4)是钴的一种配合物,含1mol该配合物的溶液与足量溶液能生成_____molAgCl,该配合物中的配位数为_____。
(5)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过,电池充放电过程中,正极结构变化如图3所示。
①“电解液”中常用作为有机溶剂,该有机溶剂水解产物为和_____(用结构简式表示)。写出电池放电时正极的电极反应式:_____。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电,标准状况下消耗6.72L时,从电极脱离的数目为_____(为阿伏加德罗常数的值)。
16. 乙酰水杨酸即阿司匹林(,),是一种历史悠久且应用广泛的药物。它有解热镇痛、抗炎、抗风湿、抗血栓形成等作用,可由邻羟基苯甲酸(水杨酸:,)和乙酸酐(,)反应制得。实验室利用如图所示装置(夹持和加热装置省略)制备乙酰水杨酸。
实验步骤:
ⅰ.乙酰水杨酸的制备
在50mL三颈烧瓶中,加入干燥的6.90g水杨酸和10mL乙酸酐,再加10滴浓硫酸,待水杨酸全部溶解后,加热至70℃,维持20min。稍冷却后,将混合液在搅拌下倒入100mL冷水中,并用冰水浴冷却15min,抽滤,用冰水洗涤,得乙酰水杨酸粗产品。
ⅱ.乙酰水杨酸的提纯
将粗产品转至250mL烧瓶中,安装好回流装置,向烧瓶内加入100mL乙酸乙酯,加热回流,进行热溶解。加入少许活性炭,煮沸后趁热过滤,将滤液冷却至室温后抽滤,用少许乙酸乙酯洗涤、干燥,得无色晶体状乙酰水杨酸3.50g。
已知:①乙酸酐密度为;
②乙酰水杨酸的分解温度:128~135℃;
③乙酸乙酯的沸点:76.5~77.5℃。
请回答下列问题:
(1)仪器a的作用是_____。
(2)制备乙酰水杨酸反应的化学方程式为_____。
(3)提纯时加热溶解的温度不宜过高,原因是_____。
(4)下列说法不正确的是_____(填序号)。
a.提纯时趁热过滤可除去活性炭等难溶性杂质,避免乙酰水杨酸结晶析出
b.若1mol乙酰水杨酸分别与NaOH、溶液恰好完全反应,则消耗NaOH、的物质的量之比为2:1
c.可用石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
d.根据提纯过程可以得出,低温时乙酰水杨酸在乙酸乙酯中的溶解度较小
(5)本实验的产率是_____%(保留3位有效数字)。
(6)对羟基苯甲酸()比邻羟基苯甲酸()的沸点_____(填“高”或“低”),原因是_____。
17. 乙烯是一种用途广泛的有机化工原料,在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
氧化脱氢——已知下列反应:
①
②
(1)(g)氧化生成(g)的热化学方程式为_____,该反应在_____(填“低温”“高温”或“任意温度”)可自发进行。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了不同催化剂下乙烷脱氢阶段反应进程如图1所示(吸附在催化剂表面的粒子用*标注,TS表示过渡态)。
图中代表催化性能较好的催化剂的反应历程是_____(填“c”或“d”),c历程中的决速步骤是_____(写出对应方程式)。
(3)乙烷直接脱氢制乙烯的过程中,可能发生多个反应:
ⅰ. ;
ⅱ.;
ⅲ.。
反应的平衡常数对数值()与温度的倒数的关系如图2所示。
①_____0(填“>”“<”或“=”)。
②仅发生反应ⅰ时,假设起始投入1mol(g),容器体积为1L,的平衡转化率为25.0%,计算反应ⅰ的_____(结果用分数表示)。
③水蒸气在乙烷直接脱氢制乙烯中起着重要作用。一定温度下,当总压恒定时,增加水蒸气与乙烷的进料比,可提高乙烷的转化率,其原因是_____。
④结合图2,分析工业上一般选择温度在1000K左右的可能原因是_____。
18. 卤沙唑仑G是一种抗失眠药物,其合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)物质B的名称是_____。
(2)从物质结构的角度分析B的酸性强于苯甲酸的酸性的原因:_____。
(3)C→D的化学方程式为_____。
(4)物质C的同分异构体中,含有苯环且能发生银镜反应的有机物共有_____种。
(5)参考C→D的反应,需要加入NaOH从而提高D的产率。则E→F的反应中,加入过量反应物Y可以提高F产率的原因有:①增加一种反应物的用量可提高另一反应物的转化率;②_____。
(6)物质G中手性碳有_____(填数字)个。
(7)根据上述信息,请以、主要原料(其他无机试剂和少于四个碳的有机物任选)、补充下图中合成的合成路线_____。
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