内容正文:
绝密★考试结束前
2024学年第二学期温州新力量联盟期末联考
高二化学学科 试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 I-127 Ag-108
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于非极性分子的是
A. HCl B. NH3 C. CH4 D. H2O2
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态S原子的电子排布式: B. H2O中的中心原子的杂化轨道类型:sp3
C. 乙醛的结构简式:CH3COH D. 的空间结构:正四面体型
3. 化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 不溶于水和酸,且不容易被X射线透过,医疗上可用于“钡餐”
B. 是一种红棕色粉末,可用作红色颜料
C. 维C具有还原性,常用作食品中的防腐剂
D. 聚丙烯酸钠具有大量亲水基团,是一种高吸水性树脂
4. 下列说法不正确的是
A. 第一电离能:N>O>C B. 离子半径:
C. 酸性:HClO4>H2SO4 D. 化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
5. 下列说法不正确的是
A. 若苯酚不慎沾到皮肤上,先用NaOH溶液清洗,后用水清洗
B. 中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶
C. 分液漏斗和容量瓶在使用前都要检查是否漏水
D. 不慎误服重金属盐溶液,可立即大量食用蛋清或牛奶解毒
6. 金属铜与浓盐酸共热时可得到亚铜合三氯酸[H2(CuCl3)]:。下列说法不正确的是
A. H2(CuCl3)中Cu的化合价+1 B. H2既是氧化产物,又是还原产物
C. HCl在反应中表现了氧化性和酸性 D. 生成1 mol H2(CuCl3)转移电子的数目为1NA
7. 下列结构或性质内容不能说明对应用途的是
A. SO2有漂白性,工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等
B. 具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎
C. 单晶硅为空间网状结构,可用作信息工业的半导体材料
D. 聚四氟乙烯具有耐热、耐酸碱腐蚀的性能,故可用作家用不粘锅内侧涂层
8. 下列方程式不正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2气体:
B. NO2与H2O反应:
C. 鸡蛋壳浸泡在醋酸溶液中:
D. 将SO2通入酸性KMnO4溶液:
9. 抗生素克拉维酸具有独特的结构,其结构简式如图所示。下列关于克拉维酸的说法正确的是
A. 1个克拉维酸分子中有3个手性碳原子 B. 含有4种官能团
C. 可形成分子内氢键和分子间氢键 D. 1mol该物质最多可与1molNaOH反应
10. 苯甲酸可用作食品防腐剂,纯净的苯甲酸为无色晶体,熔点122℃,沸点249℃。苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂,用重结晶法提纯苯甲酸粗品(含少量氯化钠和泥沙),得到苯甲酸纯品的方案如下:
下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ趁热过滤是为了增大氯化钠的溶解度,除去泥沙
B. 步骤Ⅲ若将滤液放入冰水浴中冷却,得到的晶体颗粒较小
C. 步骤IV冷水换成乙醇,洗涤效果更好
D. 步骤IV洗涤的时候需要用玻璃棒不断搅拌
11. 下列说法正确的是
A. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程
B. ,压缩容器体积,平衡正移,则反应的平衡常数增大
C. ,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. ,高压可提高CO的吸收率
12. 清华大学某团队设计出了一种双极性膜(H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器,简化模型如图所示,a、b均为惰性电极,下列说法不正确的是
A. 电极a与电源的负极相连
B. 通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动
C. b极的电极反应式为:
D. 当合成22.4LNH3时,电路中转移电子的数目为8
13. 铜与氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图,有关说法不正确的是
A. Cu+的配位数为2 B. Cu+与O2-形成的化学键不是纯粹的离子键
C. 该晶体与盐酸反应生成Cu和CuCl2 D. 高温时该晶体的稳定性小于氧化铜
14. 肉桂酸(3-苯基丙烯酸)是一种天然的有机物,其与水加成引入羟基,赋予产物更强的生物活性、水溶性和反应的多样性,该反应的主要途径如图,下列说法不正确的是
A. H+为该反应的催化剂
B. 1mol肉桂酸与足量的碳酸氢钠反应可以生成0.5molCO2
C. 步骤Ⅰ形成碳正离子,与羧基吸电子效应有关
D. 与水加成的产物可以通过缩聚反应制备高分子聚酯类物质
15. 已知:,,CuR难溶于水。常温下,Ka1()=1×10-9,Ka2()=2×10-13,当10mL0.1mol/LH2R溶液中缓慢加入少量CuSO4粉末,溶液中c(H+)与(Cu2+)的变化如图所示(忽略溶液的体积变化)。下列有关说法不正确的是
A. X点溶液的pH≈5
B. 根据Y点数据可求得Ksp(CuR)=1×10-24
C. Z点溶液中含R微粒的主要存在形式为H2R
D. Y点对应的溶液中:c(H+)+2c(Cu2+)=2c(R2-)+c(HR-)+2c()+c(OH-)
16. 实验中的银镜可以采用以下方式进行清洗:
已知:和氧化性几乎相同;在水溶液中无色
下列说法不正确的是
A. 步骤1中使用的是为了增大,加快与Ag的反应速率
B. 步骤1中Ag并未全部反应,可能被包裹在步骤2的黄色固体中
C. 取试管③洗涤后的上层清液,滴加溶液可检验步骤2是否洗涤干净
D. 步骤3中黄色固体转化为无色溶液的离子方程式为
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 半导体材料可以分为硅、锗等元素半导体和氮化镓等化合物半导体。P型半导体核心特点是掺杂低价元素引入空穴主导导电,每缺少一个电子,产生一个空穴。请回答:
(1)关于主族元素的描述,下列说法正确的是______。
A. 基态Si原子核外有14种不同运动状态的电子
B. Ga位于元素周期表第四周期,第VA族
C. 基态N原子的轨道表示式为:
D. Ge的半径小于Ge4+的半径
(2)氮化镓的晶胞如图(白球为N,黑球为Ga)。
①化学式是______,晶体类型______。
②氮化镓中掺杂少量镁可以形成P型半导体,掺杂镁后晶体中“空穴”增多的原因是______。
(3)氯化钠是一种重要的化工原料,可以制备多种化工产品:
①下列说法正确的是______。
A.SOCl2与过量NH3反应的方程式为
B.粗硅提纯过程中只有HCl可以循环使用
C.工业上可以用反应II生产盐酸
D.SiHCl3中的硅的化合价为负4价
②NaClO与NH3反应生成N2H4的化学反应方程式______。
③NF3的键角______NH3的键角(填“<”或“>”),原因是______。
④设计实验检验SOCl2与足量的氢氧化钠溶液反应生成的阴离子______。
18. 烟气中SO2的去除及回收是一项重要的研究课题。请回答:
I.一定条件下,用CO与高浓度烟气中:SO2反应回收硫,发生如下反应:
反应1:
(1)工业上为提高SO2吸收速率,下列措施合理的是______。
A. 加压增大原料气浓度 B. 降低温度
C. 及时分离出S2 D. 改用更高效的催化剂
(2)已知CO(g)和S2(g)的燃烧热()为:-283 kJ/mol、-722 kJ/mol,计算反应1的△H=______kJ/mol。
(3)在一定温度下,向1 L恒容密闭容器中加入2 mol CO和1 mol SO2发生反应1,测得v正(SO2)与c(SO2)的数值关系如图所示,x点为平衡点。当升高温度后重新达到平衡,则x点将移动到图中的______点(填字母标号)。
Ⅱ.湿法脱硫:已知常温下,。
(4)电化学循环法:电解NaOH吸收烟气后的吸收液,分离产品后吸收液可循环利用。
①常温下将SO2气体通入0.100 mol/LNaOH溶液中,若某时刻溶液的pH=6.2,此时溶液中的c(NaHSO3)约为______mol/L。
②电解还原吸收液(主要成分Na2SO3)制取单质硫,阴极的电极反应式为______。
(5)石灰石-石膏法是一种常用的湿法脱硫工艺,pH控制在5.0~6.0的石灰石浆液吸收烟气中的SO2,氧化后脱水结晶获得石膏。
主要经历以下两个反应过程:
反应2:
反应3:
硫脱除率与SO2吸收阶段的pH关系如图所示,当pH大于6.0后,硫脱除率有所下降,请从CaSO3的生成视角解释原因______。
19. 某研究小组模拟工业湿法制备新型绿色消毒剂高铁酸钾,按如下流程开展实验。
用以下装置可以完成上述反应I和反应Ⅱ:
信息:①易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生;在0~5℃碱性溶液中较稳定。
②部分物质在水中的溶解度见下表
物质
溶解度/g
10℃
20℃
30℃
80℃
NaCl
35.8
36.0
36.3
38.4
80.0
88.0
96.0
148.0
(1)仪器a的名称是______________,反应I中为了减少因反应过热而产生,可以采取的操作是______________。
(2)下列说法正确的是___________。
A. 反应Ⅱ中为了加快反应速率,可进行搅拌与加热
B. 反应Ⅱ结束后应通一段时间氮气,然后再拆下装置进行后续实验
C. 加入饱和KOH溶液发生的是复分解反应
D. 若用溶液代替溶液作铁源,的产率和纯度都会降低
(3)为了提高纯度需要对粗产品进行重结晶操作,从下列选项中选出合理的操作并排序:______________。
(_______)→(______)→(_______)→置于冰水浴中→(_______)→用乙醇洗涤→干燥→得产品
a.将粗产品溶于水 b.将粗产品溶于冷的稀KOH溶液 c.过滤取沉淀
d.过滤取滤液 e.蒸发浓缩,趁热过滤 f.加入饱和KOH溶液 g.冷却结晶
(4)测定产品的纯度(式量为M)
称取ag左右碘化钾于碘量瓶中,加入100mLNaOH溶液和bg左右的固体氟化钠,待溶解完毕;准确称取mg样品于碘量瓶中,待样品充分溶解后,加硫酸酸化至反应完全;淀粉作指示剂,用标准溶液进行滴定,消耗标准液体积为VmL。已知:,(方程式未配平)
①本次实验测得纯度为______________,然后重复上述过程,平行测试3次。
②实验过程中往往需要加入过量且比理论计算所需量过量2~3倍左右的KI,理由是______________。
20. 化合物H是抗肿瘤药泰泽司他的中间体,其合成路线如图:
已知:①
②;
③苯环上取代基定位原则(苯环上有该取代基后,下一个取代基在苯环上与该取代基的相对位置):-CH2OH为邻、对位定位基,-CHO为间位定位基。
回答下列问题:
(1)化合物B中含有的官能团名称为羧基、______。
(2)反应⑤的反应类型为______。
(3)化合物G的结构简式为______。
(4)满足下列条件的A的同分异构体的结构简式为______。
①含有苯环,且苯环上有5个取代基;②可发生银镜反应;③可与氯化铁溶液发生显色反应;④核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:2。
(5)已知酯可以水解生成醇,也可以氨解生成醇,。化合物D通过聚合反应可形成一种高分子,该反应的化学方程式为______。
(6)参照题干中的合成路线,设计以苯甲醇为主要原料,制备的合成路线______(无机试剂任选)。
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绝密★考试结束前
2024学年第二学期温州新力量联盟期末联考
高二化学学科 试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 I-127 Ag-108
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于非极性分子的是
A. HCl B. NH3 C. CH4 D. H2O2
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl为直线形,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故A不选;
B.NH3为三角锥形,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故B不选;
C.CH4为正四面体形,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故C选;
D.H2O2为立体结构,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故D不选;
故选:C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态S原子的电子排布式: B. H2O中的中心原子的杂化轨道类型:sp3
C. 乙醛的结构简式:CH3COH D. 的空间结构:正四面体型
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态S原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p4,A错误;
B.H2O分子中中心O原子价层电子对数为,O原子采用sp3杂化,B正确;
C.乙醛的结构简式应为CH3CHO,C错误;
D.中C原子的价层电子对数为,空间结构为平面三角形,而非正四面体形,D错误;
故选B。
3. 化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 不溶于水和酸,且不容易被X射线透过,医疗上可用于“钡餐”
B. 是一种红棕色粉末,可用作红色颜料
C. 维C具有还原性,常用作食品中的防腐剂
D. 聚丙烯酸钠具有大量亲水基团,是一种高吸水性树脂
【答案】C
【解析】
【详解】A.BaSO4既不溶于水,也不溶于酸,同时也不能被X光透过,因此可用作“钡餐”,A正确;
B.Fe2O3是红棕色粉末,可用于制红色颜料,B正确;
C.维C具有还原性,常用作食品抗氧化剂(防止食品被氧化),而非防腐剂(主要抑制微生物生长),C错误;
D.聚丙烯酸钠含大量亲水基团(如-COONa),是高吸水性树脂,D正确;
故答案选C。
4. 下列说法不正确的是
A. 第一电离能:N>O>C B. 离子半径:
C. 酸性:HClO4>H2SO4 D. 化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
【答案】B
【解析】
【详解】A.同周期元素第一电离能有增大趋势,N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:N>O>C,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,离子半径Cl⁻>Na⁺>Mg²⁺,故B错误;
C.同周期元素从左到右非金属性增强,最高价含氧酸的酸性越强,HClO4的酸性强于H2SO4,故C正确;
D.与相比,的电荷较低、半径较大,因此其极化能力较弱,导致MgO中Mg-O键的离子性强于中Al-O键的离子性,即MgO的离子键百分数更高,故D正确;
选B。
5. 下列说法不正确的是
A. 若苯酚不慎沾到皮肤上,先用NaOH溶液清洗,后用水清洗
B. 中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶
C. 分液漏斗和容量瓶在使用前都要检查是否漏水
D. 不慎误服重金属盐溶液,可立即大量食用蛋清或牛奶解毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯酚沾到皮肤应使用酒精清洗,而非NaOH溶液,因NaOH有腐蚀性,A错误;
B.钠、钾、白磷性质活泼或易燃,未用完需放回原瓶以防危险,B正确;
C.分液漏斗需检查活塞是否漏液,容量瓶需检查瓶塞是否漏水,C正确;
D.蛋清或牛奶中的蛋白质可结合重金属离子,减轻毒性,D正确;
故选A。
6. 金属铜与浓盐酸共热时可得到亚铜合三氯酸[H2(CuCl3)]:。下列说法不正确的是
A. H2(CuCl3)中Cu的化合价+1 B. H2既是氧化产物,又是还原产物
C. HCl在反应中表现了氧化性和酸性 D. 生成1 mol H2(CuCl3)转移电子的数目为1NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.在H2(CuCl3)中,Cl的化合价为-1,H的化合价为+1,根据化合物中所有元素化合价代数和为0,可知H2(CuCl3)中Cu的化合价为+1,A正确;
B.H2是H+得到电子被还原生成的产物,反应中无+1价的H的氧化过程,因此H2仅为还原产物,B错误;
C.HCl中的H+得到电子被还原为H2,HCl表现氧化性,Cl-作为配位体未参与氧化还原,其仅表现酸性,C正确;
D.在反应中每生成1 mol H2(CuCl3),则有1 mol Cu被氧化为+1价的H2(CuCl3)中Cu+,在反应中失去1 mol电子,因此反应过程中转移电子数为1NA,D正确;
故合理选项是B。
7. 下列结构或性质内容不能说明对应用途的是
A. SO2有漂白性,工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等
B. 具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎
C. 单晶硅为空间网状结构,可用作信息工业的半导体材料
D. 聚四氟乙烯具有耐热、耐酸碱腐蚀的性能,故可用作家用不粘锅内侧涂层
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2的漂白性使其能够漂白纸浆等有机物,用途与性质直接相关,A不选;
B.交联橡胶的网状结构赋予其高弹性和强度,符合汽车轮胎的需求,B不选;
C.单晶硅可用作半导体材料是利用其半导体性质,而仅凭空间网状结构不能完全解释此用途(如金刚石也具有空间网状结构但为绝缘体),故结构与用途无关联性,C选;
D.聚四氟乙烯的耐热和耐腐蚀性直接对应不粘锅涂层的需求,D不选;
故选C。
8. 下列方程式不正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2气体:
B. NO2与H2O反应:
C. 鸡蛋壳浸泡在醋酸溶液中:
D. 将SO2通入酸性KMnO4溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚的酸性强于,向苯酚钠溶液中通少量CO2,生成苯酚和碳酸氢钠,方程式为:,A正确;
B.二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,方程式为:,B正确;
C.碳酸钙不溶于水,醋酸是弱酸,在离子方程式里碳酸钙和醋酸都不能写成离子,,C错误;
D.二氧化硫有还原性,可以被酸性高锰酸钾氧化,离子方程式为:,D正确;
故选C。
9. 抗生素克拉维酸具有独特的结构,其结构简式如图所示。下列关于克拉维酸的说法正确的是
A. 1个克拉维酸分子中有3个手性碳原子 B. 含有4种官能团
C. 可形成分子内氢键和分子间氢键 D. 1mol该物质最多可与1molNaOH反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子内只含有2个手性碳原子,如图所示,A错误;
B.分子内含有5种官能团,即碳碳双键、酰胺基、醚键、醇羟基和羧基,B错误;
C.该有机物分子中含有多个O-H键,可形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;
D.羧基、酰胺基能与氢氧化钠反应,1mol该物质最多可与含2molNaOH的溶液反应,D错误;
故选C。
10. 苯甲酸可用作食品防腐剂,纯净的苯甲酸为无色晶体,熔点122℃,沸点249℃。苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂,用重结晶法提纯苯甲酸粗品(含少量氯化钠和泥沙),得到苯甲酸纯品的方案如下:
下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ趁热过滤是为了增大氯化钠的溶解度,除去泥沙
B. 步骤Ⅲ若将滤液放入冰水浴中冷却,得到的晶体颗粒较小
C. 步骤IV冷水换成乙醇,洗涤效果更好
D. 步骤IV洗涤的时候需要用玻璃棒不断搅拌
【答案】B
【解析】
【分析】粗苯甲酸通过加水加热溶解后,趁热过滤除去不溶性的泥沙杂质,然后冷却结晶析出苯甲酸晶体,可溶性的杂质氯化钠在溶液中除去。
【详解】A.苯甲酸的溶解度随温度升高而快速增大,由分析可知,步骤Ⅱ趁热过滤是为了增大苯甲酸的溶解度,除去泥沙,故A错误;
B. 步骤Ⅲ若将滤液放入冰水浴中冷却,结晶速度过快,得到的晶体颗粒较小,故B正确;
C.苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂,步骤IV冷水换成乙醇,会使苯甲酸损耗较多,洗涤效果差,故C错误;
D.步骤IV洗涤的时候是在过滤装置中进行,用玻璃棒不断搅拌可能会使滤纸损坏,洗涤的时候不需要用玻璃棒不断搅拌,故D错误;
故答案选B。
11. 下列说法正确的是
A. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程
B. ,压缩容器体积,平衡正移,则反应的平衡常数增大
C. ,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. ,高压可提高CO的吸收率
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应自发进行需 ΔG<0,熵减的放热反应也可自发,故A错误;
B.平衡常数只与温度有关,压缩体积平衡移动但K不变,故B错误;
C.该反应ΔH<0,故正反应活化能<逆反应活化能,故C错误;
D.反应正向气体分子数减少,高压使平衡正移,提高CO吸收率,故D正确;
故选:D。
12. 清华大学某团队设计出了一种双极性膜(H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器,简化模型如图所示,a、b均为惰性电极,下列说法不正确的是
A. 电极a与电源的负极相连
B. 通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动
C. b极的电极反应式为:
D. 当合成22.4LNH3时,电路中转移电子的数目为8
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示,a电极上硝酸根离子被还原为铵根离子,a是阴极、b是阳极,b电极氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气。
【详解】A.根据以上分析,a是阴极,电极a与电源的负极相连,故A正确;
B.a是阴极,通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动,故B正确;
C.b是阳极,b极氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为:,故C正确;
D.没有明确是否为标准状况,22.4LNH3的物质的量不一定是1mol,当合成22.4LNH3时,无法计算电路中转移电子的数目,故D错误;
选D。
13. 铜与氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图,有关说法不正确的是
A. Cu+的配位数为2 B. Cu+与O2-形成的化学键不是纯粹的离子键
C. 该晶体与盐酸反应生成Cu和CuCl2 D. 高温时该晶体的稳定性小于氧化铜
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu2O晶体中,每个Cu+周围有2个最近邻的O2-,配位数为2,A正确;
B.由于Cu+有d10电子构型和极化能力,键合有一定共价性,因此键不是纯离子键,B正确;
C.Cu2O与盐酸反应发生歧化:Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O,生成Cu和CuCl2,C正确;
D.高温下CuO分解为Cu2O:4CuO2Cu2O+O2↑,说明Cu2O高温稳定性大于CuO,D错误;
故选D。
14. 肉桂酸(3-苯基丙烯酸)是一种天然的有机物,其与水加成引入羟基,赋予产物更强的生物活性、水溶性和反应的多样性,该反应的主要途径如图,下列说法不正确的是
A. H+为该反应的催化剂
B. 1mol肉桂酸与足量的碳酸氢钠反应可以生成0.5molCO2
C. 步骤Ⅰ形成碳正离子,与羧基吸电子效应有关
D. 与水加成的产物可以通过缩聚反应制备高分子聚酯类物质
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图,氢离子参与反应被消耗,后又生成氢离子,H+为该反应的催化剂,A正确;
B.1mol肉桂酸含有1mol羧基,则与足量的碳酸氢钠反应可以生成1molCO2,B错误;
C.羧基为吸电子基团,使得羧基附近的碳容易形成碳正离子,步骤Ⅰ形成碳正离子,与羧基吸电子效应有关,C正确;
D.分子中碳碳双键与水加成生成羟基,得到产物中含有羟基、羧基,可通过缩聚反应制备高分子聚酯类物质,D正确;
故选B。
15. 已知:,,CuR难溶于水。常温下,Ka1()=1×10-9,Ka2()=2×10-13,当10mL0.1mol/LH2R溶液中缓慢加入少量CuSO4粉末,溶液中c(H+)与(Cu2+)的变化如图所示(忽略溶液的体积变化)。下列有关说法不正确的是
A. X点溶液的pH≈5
B. 根据Y点数据可求得Ksp(CuR)=1×10-24
C. Z点溶液中含R微粒的主要存在形式为H2R
D. Y点对应的溶液中:c(H+)+2c(Cu2+)=2c(R2-)+c(HR-)+2c()+c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.设0.1mol/LH2R溶液中氢离子浓度为xmol/L,可列出三段式如下:,
则,可求得,所以X点溶液的pH≈5,A项正确;
B.根据平衡常数的计算方法,可知,Y点的,此时溶液中的,则可求得,此时,则,B项错误;
C.根据Y点数据可得到,此时,而Z点铜离子浓度更大,则的浓度更小,Z点溶液中含R微粒的主要存在形式为H2R,C项正确;
D.Y点对应的溶液中存在电荷守恒:,D项正确;
故选B。
16. 实验中的银镜可以采用以下方式进行清洗:
已知:和氧化性几乎相同;在水溶液中无色
下列说法不正确的是
A. 步骤1中使用的是为了增大,加快与Ag的反应速率
B. 步骤1中Ag并未全部反应,可能被包裹在步骤2的黄色固体中
C. 取试管③洗涤后的上层清液,滴加溶液可检验步骤2是否洗涤干净
D. 步骤3中黄色固体转化为无色溶液的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】在溶液中存在平衡:,I2在水中的溶解度不大,在碘水中加入KI可使更多的I2溶解,增大了c(I2),从而加快了I2与Ag的反应速率;试管底部的黄色沉淀为AgI,经过离心、洗涤可得到AgI,加入硫代硫酸钠溶液,AgI溶于硫代硫酸钠溶液生成和,溶液为无色。
【详解】A.在碘水中加入KI可使更多的I2溶解,步骤1中使用的增大了溶液中的,从而加快(或)与Ag的反应速率,A正确;
B.AgI能溶于Na2S2O3溶液而Ag不能,步骤3后得到无色溶液,说明黄色固体只有AgI,则可证明步骤1中Ag已全部反应,未被包裹在步骤2的黄色固体中,B错误;
C.取试管③洗涤后的上层清液,滴加溶液,若产生黄色沉淀,说明洗涤液中含有I-,步骤2没有洗涤干净,若不产生黄色沉淀,可说明步骤2已经洗涤干净,C正确;
D.步骤3中黄色固体AgI溶于硫代硫酸钠溶液生成和,溶液为无色,离子方程式为,D正确;
故选B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 半导体材料可以分为硅、锗等元素半导体和氮化镓等化合物半导体。P型半导体核心特点是掺杂低价元素引入空穴主导导电,每缺少一个电子,产生一个空穴。请回答:
(1)关于主族元素的描述,下列说法正确的是______。
A. 基态Si原子核外有14种不同运动状态的电子
B. Ga位于元素周期表第四周期,第VA族
C. 基态N原子的轨道表示式为:
D. Ge的半径小于Ge4+的半径
(2)氮化镓的晶胞如图(白球为N,黑球为Ga)。
①化学式是______,晶体类型______。
②氮化镓中掺杂少量镁可以形成P型半导体,掺杂镁后晶体中“空穴”增多的原因是______。
(3)氯化钠是一种重要的化工原料,可以制备多种化工产品:
①下列说法正确的是______。
A.SOCl2与过量NH3反应的方程式为
B.粗硅提纯过程中只有HCl可以循环使用
C.工业上可以用反应II生产盐酸
D.SiHCl3中的硅的化合价为负4价
②NaClO与NH3反应生成N2H4的化学反应方程式______。
③NF3的键角______NH3的键角(填“<”或“>”),原因是______。
④设计实验检验SOCl2与足量的氢氧化钠溶液反应生成的阴离子______。
【答案】(1)AC (2) ①. GaN ②. 共价晶体 ③. 镁原子最外层有2个电子,代替Ga(Ⅲ)后缺少一个电子,形成空穴
(3) ①. AC ②. ③. < ④. F的电负性比H的电负性大,NF3中成键电子对离中心原子较远,斥力较小,因而键角也较小 ⑤. 取少量反应后的溶液于试管中,滴加盐酸溶液,若产生的气体使品红溶液褪色,加热后又恢复原来的颜色,则有亚硫酸根离子,另外取少量反应后的溶液于试管中,再加硝酸酸化的硝酸银,若产生白色沉淀,则有氯离子
【解析】
【小问1详解】
A.基态Si原子核外有14个电子,故核外有14种不同运动状态的电子,故A正确;
B.Ga在Al元素之下,可知Ga位于元素周期表第四周期,第ⅢA族,故B错误;
C.基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,则基态N原子的轨道表示式为:,故C正确;
D.原子半径大于其阳离子半径,故Ge的半径大于Ge4+的半径,故D错误;
故答案为:AC;
【小问2详解】
①根据均摊法则可得白球的个数=8×+6×=4,黑球的个数=4,则化学式为GaN,晶体类型为共价晶体;
②氮化镓中掺杂少量镁可以形成P型半导体,掺杂镁后晶体中“空穴”增多的原因是镁原子最外层有2个电子,代替Ga(Ⅲ)后缺少一个电子,形成空穴;
【小问3详解】
①A.SOCl2与过量NH3反应生成SO(NH2)2和NH4Cl,反应方程式为,故A正确;
B.粗Si与HCl生成SiHCl3和H2,故可循环利用的还有H2,故B错误;
C.氢气和氯气可生成HCl,是工业制盐酸的方法,故C正确;
D.SiHCl3中H元素化合价为-1价,Cl元素化合价为-1价,根据化合物各元素化合价代数和为0可知Si元素的化合价为+4价,故D错误;
故答案为:AC;
②NaClO与NH3反应生成N2H4,同时生成NaCl和H2O,故NaClO与NH3反应的化学方程式为NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;
③NF3与NH3均为三角锥形,F的电负性比H的电负性大,NF3中成键电子对离中心原子较远,斥力较小,因而键角也较小;
④设计实验检验SOCl2与足量的氢氧化钠溶液反应生成的阴离子即检验氯离子和亚硫酸根离子,检验方法为取少量反应后的溶液于试管中,滴加盐酸溶液,若产生的气体使品红溶液褪色,加热后又恢复原来的颜色,则有亚硫酸根离子,另外取少量反应后的溶液于试管中,再加硝酸酸化的硝酸银,若产生白色沉淀,则有氯离子。
18. 烟气中SO2的去除及回收是一项重要的研究课题。请回答:
I.一定条件下,用CO与高浓度烟气中:SO2反应回收硫,发生如下反应:
反应1:
(1)工业上为提高SO2吸收速率,下列措施合理的是______。
A. 加压增大原料气浓度 B. 降低温度
C. 及时分离出S2 D. 改用更高效的催化剂
(2)已知CO(g)和S2(g)的燃烧热()为:-283 kJ/mol、-722 kJ/mol,计算反应1的△H=______kJ/mol。
(3)在一定温度下,向1 L恒容密闭容器中加入2 mol CO和1 mol SO2发生反应1,测得v正(SO2)与c(SO2)的数值关系如图所示,x点为平衡点。当升高温度后重新达到平衡,则x点将移动到图中的______点(填字母标号)。
Ⅱ.湿法脱硫:已知常温下,。
(4)电化学循环法:电解NaOH吸收烟气后的吸收液,分离产品后吸收液可循环利用。
①常温下将SO2气体通入0.100 mol/LNaOH溶液中,若某时刻溶液的pH=6.2,此时溶液中的c(NaHSO3)约为______mol/L。
②电解还原吸收液(主要成分Na2SO3)制取单质硫,阴极的电极反应式为______。
(5)石灰石-石膏法是一种常用的湿法脱硫工艺,pH控制在5.0~6.0的石灰石浆液吸收烟气中的SO2,氧化后脱水结晶获得石膏。
主要经历以下两个反应过程:
反应2:
反应3:
硫脱除率与SO2吸收阶段的pH关系如图所示,当pH大于6.0后,硫脱除率有所下降,请从CaSO3的生成视角解释原因______。
【答案】(1)AD (2)-410
(3)d (4) ①. 0.083 ②.
(5)pH大于6,使SO2的溶解平衡正向移动,浓度增大;但H+浓度降低,抑制反应CaCO3(s)+2H+( aq)Ca2+(aq)+CO2(g)+H2O(l),Ca2+浓度减小的影响大于浓度增大的影响,硫脱除率下降
【解析】
【小问1详解】
A.加压增大原料气浓度,能够使单位体积内活化分子数目增大,活化分子之间的有效碰撞次数增多,反应速率加快,A符合题意;
B.降低温度导致物质分子的内能减小,单位体积内活化分子数目减小,活化分子之间的有效碰撞次数减少,反应速率减慢,B不符合题意;
C.及时分离出S2,对反应物的浓度无影响,因此不能增大正反应的化学反应速率,C不符合题意;
D.改用更高效的催化剂,可以降低反应的活化能,使更多的反应物分子变为活化分子,能够使单位体积内活化分子数目增大,分子之间的有效碰撞次数增多,反应速率加快,D符合题意;
故合理选项是AD;
【小问2详解】
CO(g)的燃烧热是-283 kJ/mol,则其表示燃烧热的热化学方程式为:①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283 kJ/mol;S2(g)的燃烧热-722 kJ/mol,则其表示燃烧热的热化学方程式为:②S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) △H2=-722 kJ/mol,根据盖斯定律,将①×4-②,整理可得反应1的热化学方程式:4CO(g)+2SO2(g)=S2(g)+4CO2(g),△H=4△H1-△H2=-410 kJ/mol;
【小问3详解】
反应1的正反应是放热反应,在一定温度下,向1 L恒容密闭容器中加入2 mol CO和1 mol SO2发生反应1,测得v正(SO2)与c(SO2)的数值关系如图所示,x点为平衡点。x点所在的曲线为该温度下SO2的浓度与其反应速率的关系。当升高温度后,v正(SO2)增大,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致c(SO2)增大,因此当重新达到平衡,则x点将移动到图中的d点;
【小问4详解】
①SO2气体通入0.100 mol/L NaOH溶液中,若某时刻溶液的pH=6.2,溶液中主要是Na2SO3和NaHSO3的混合物,Ka2=,,设NaHSO3浓度为x mol/L,则Na2SO3浓度为0.1x mol/L,根据Na原子守恒可得(2×0.lx+x)mol/L=0.100 mol/L,x=0.083 mol/L,故此时溶液中的c(NaHSO3)约为0.083 mol/L;
②电解还原吸收液Na2SO3制取单质硫,阴极上发生还原反应,得电子被还原生成单质S,故阴极的电极反应式为:;
【小问5详解】
pH大于6,使SO2的溶解平衡正向移动,浓度增大;但H+浓度降低,抑制反应CaCO3(s)+2H+( aq)Ca2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)的进行,由于Ca2+浓度减小的影响大于浓度增大的影响,最终导致硫脱除率下降。
19. 某研究小组模拟工业湿法制备新型绿色消毒剂高铁酸钾,按如下流程开展实验。
用以下装置可以完成上述反应I和反应Ⅱ:
信息:①易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生;在0~5℃碱性溶液中较稳定。
②部分物质在水中的溶解度见下表
物质
溶解度/g
10℃
20℃
30℃
80℃
NaCl
35.8
36.0
36.3
38.4
80.0
88.0
96.0
148.0
(1)仪器a的名称是______________,反应I中为了减少因反应过热而产生,可以采取的操作是______________。
(2)下列说法正确的是___________。
A. 反应Ⅱ中为了加快反应速率,可进行搅拌与加热
B. 反应Ⅱ结束后应通一段时间氮气,然后再拆下装置进行后续实验
C. 加入饱和KOH溶液发生的是复分解反应
D. 若用溶液代替溶液作铁源,的产率和纯度都会降低
(3)为了提高纯度需要对粗产品进行重结晶操作,从下列选项中选出合理的操作并排序:______________。
(_______)→(______)→(_______)→置于冰水浴中→(_______)→用乙醇洗涤→干燥→得产品
a.将粗产品溶于水 b.将粗产品溶于冷的稀KOH溶液 c.过滤取沉淀
d.过滤取滤液 e.蒸发浓缩,趁热过滤 f.加入饱和KOH溶液 g.冷却结晶
(4)测定产品的纯度(式量为M)
称取ag左右碘化钾于碘量瓶中,加入100mLNaOH溶液和bg左右的固体氟化钠,待溶解完毕;准确称取mg样品于碘量瓶中,待样品充分溶解后,加硫酸酸化至反应完全;淀粉作指示剂,用标准溶液进行滴定,消耗标准液体积为VmL。已知:,(方程式未配平)
①本次实验测得纯度为______________,然后重复上述过程,平行测试3次。
②实验过程中往往需要加入过量且比理论计算所需量过量2~3倍左右的KI,理由是______________。
【答案】(1) ①. 三颈(口)烧瓶 ②. 将反应装置置于冰水浴中;混入N2稀释Cl2浓度等 (2)BCD
(3)bdfc (4) ①. ②. 使充分反应;使生成的I2与I-反应生成,减少I2的挥发
【解析】
【分析】本实验利用KMnO4和浓盐酸反应制备氯气,通过饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,将氯气通入到NaOH溶液中发生反应I,,加入溶液发生反应Ⅱ,,烧杯中的NaOH溶液用于吸收尾气。反应完全后将三颈烧瓶中的溶液过滤,所得滤液加入饱和KOH溶液进行转化,目的是将转化为,过滤得粗,经重结晶提纯可得产品,据此分析解答。
【小问1详解】
根据仪器构造可知,a为三颈烧瓶;反应I中,为了减少因反应过热而产生,可采取将反应装置置于冰水浴中或混入N2稀释Cl2浓度等措施。
【小问2详解】
A.反应Ⅱ中生成的在0~5℃碱性溶液中较稳定,若为了加快反应速率,搅拌和加热可能导致反应生成其他物质,A项错误;
B.反应Ⅱ结束后应通一段时间氮气,目的是将体系中的氯气全部导入到NaOH溶液中吸收,防止污染空气,然后再拆下装置进行后续实验,B项正确;
C.加入饱和KOH溶液发生反应,该反应是复分解反应,C项正确;
D.若用溶液代替溶液作铁源,的产率和纯度都会降低,一个原因是在反应温度和强碱环境下NaCl的溶解度比NaNO3大,使得NaCl结晶去除率较低,另一个原因是具有强氧化性,能将氯离子氧化,消耗产品使得产率降低,D项正确;
故选BCD。
【小问3详解】
为了提高纯度需要对粗产品进行重结晶操作,将粗产品溶于冷的稀KOH溶液中,过滤取滤液,加入饱和KOH溶液,置于冰水浴中,过滤取沉淀,所得沉淀经乙醇洗涤、干燥,可得产品,故选bdfc。
【小问4详解】
①根据得失电子守恒可得关系式:,则本次实验测得纯度为;
②实验过程中往往需要加入过量且比理论计算所需量过量2~3倍左右的KI,其目的是使充分反应或使生成的与I-反应生成,减少的挥发。
20. 化合物H是抗肿瘤药泰泽司他的中间体,其合成路线如图:
已知:①
②;
③苯环上取代基定位原则(苯环上有该取代基后,下一个取代基在苯环上与该取代基的相对位置):-CH2OH为邻、对位定位基,-CHO为间位定位基。
回答下列问题:
(1)化合物B中含有的官能团名称为羧基、______。
(2)反应⑤的反应类型为______。
(3)化合物G的结构简式为______。
(4)满足下列条件的A的同分异构体的结构简式为______。
①含有苯环,且苯环上有5个取代基;②可发生银镜反应;③可与氯化铁溶液发生显色反应;④核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:2。
(5)已知酯可以水解生成醇,也可以氨解生成醇,。化合物D通过聚合反应可形成一种高分子,该反应的化学方程式为______。
(6)参照题干中的合成路线,设计以苯甲醇为主要原料,制备的合成路线______(无机试剂任选)。
【答案】(1)碳溴键(溴原子)、硝基
(2)还原反应 (3)
(4)或 (5)
(6)
【解析】
【分析】D和发生信息反应①生成E,结合F的结构简式可知,E为;结合F的结构简式可知,E和NaHB(OAc)3发生还原反应生成F,F和CH3CHO发生信息反应②生成G,则G为;结合反应⑤可知,G中碳氮双键上发生加氢反应,则H为;
【小问1详解】
化合物B中含三种官能团,分别为硝基、碳溴键、羧基;
【小问2详解】
结合已知信息①和F的结构可知,反应⑤为碳氮双键上的加氢反应,为还原反应;
【小问3详解】
根据分析,F和CH3CHO发生信息反应②生成G,则G为;
【小问4详解】
根据题意可知,A的同分异构体中含有酚羟基、醛基或类似醛基的结构,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:2,说明该分子的对称性较高且不含甲基,根据苯环上有5个取代基和分子中氧原子的个数及分子的不饱和度为6,可确定该分子中含有2个羟基、2个醛基和1个氨基,则其结构简式为或;
【小问5详解】
根据题给信息,RCOOR'中的-OR'被NH3中的-NH2取代生成RCONH2和R'OH,一个有机物分子中有两种能相互反应并脱去小分子的官能团,则该有机物分子可发生缩聚反应形成高分子化合物,反应的化学方程式为;
【小问6详解】
由目标产物逆推,产物由发生已知信息①中分子间的醛胺缩合反应,再还原得到。因此,苯环上需要引入-NO2和醛基,因为-CHO为间位定位基,因此要先引入-NO2,再氧化羟基为醛基,又因-NH2有强还原性,容易被氧化,要先氧化羟基为醛基,再还原-NO2为-NH2,其合成路线为。
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