内容正文:
丰城中学2025-2026学年上学期高三开学考试试卷
化学
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Ni--59 As--75
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,只有一项符合题目要求。
1. 滕王阁作为珍贵的历史文化遗产,维护中运用诸多化学保护技术。下列说法正确的是
A. 用甲醛溶液处理木质结构使微生物蛋白变性,防其腐蚀
B. 用硅溶胶修复滕壁画使壁画表面金属氧化物与二氧化硅反应,保护色彩
C. 用铜锌合金铸造工艺的牺牲阳极法,延缓铜饰件的锈蚀
D. 用酸性清洁剂与污垢中碳酸钙发生反应,保持汉白玉浮雕表面的清洁
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲醛可通过使微生物蛋白质变性抑制木材腐蚀,但因毒性大、甲醛易挥发导致效果不持久、不环保,现代防腐技术已采用更安全长效的替代方案,A不符合题意;
B.常温常压下,金属氧化物(如壁画中的矿物颜料氧化铁等)与二氧化硅几乎不发生反应,B不符合题意;
C.锌比铜活泼,构成原电池时锌为负极,铜为正极,锌失去电子被氧化,铜不参与反应被保护,则锌合金铸造工艺的牺牲阳极法,延缓铜饰件的锈蚀,C符合题意;
D.汉白玉含碳酸钙,能与酸反应,不能用酸性清洁剂清洗汉白玉浮雕的表面,D不符合题意;
故选C。
2. 我国科研人员利用反应实现游离态氮的固定。设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 原子的价层电子排布式为,15g 含有的电子数为7
B. 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向,12g石墨中含有C-C键数目为1.5
C. 空间构型为直线形,1mol该离子中含有的键数目为4
D. LiH晶体中和电子层结构相同,生成1mol 时参加反应的离子总数为2
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子的价层电子排布式为,15g 含有的电子数为,A错误;
B.石墨的导电性只能沿石墨平面的方向,12g石墨中含有碳原子个数=,石墨中每个碳原子含有个C-C键,所以12g石墨中含有C-C键个数是1.5,B正确;
C.空间构型为直线形,根据结构,1mol该离子中含有的键数目为2,C错误;
D.LiH晶体中和电子层结构相同,反应原理是H-与水分子反应,生成1mol 时参加反应的离子总数为,D错误;
答案选B。
3. 元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。下列有关图中所示物质的叙述错误的是
A. 只有c、d属于酸性氧化物 B. 只有k、e、f属于电解质
C. g、a、d均不能用浓硫酸干燥 D. 雷雨天可实现h→i→j→k转化
【答案】B
【解析】
【分析】结合N、S的价态及物质类型可知,a为H2S、b为S、c为SO2、d为SO3、e为H2SO4、f为硫酸盐或硫酸氢盐、g为NH3、h为N2、i为NO、j为NO2或N2O4、k为HNO3,f为铵盐,故f为硫酸铵或硫酸氢铵,据此解答;
【详解】A.酸性氧化物是能和碱反应只生成盐和水,只有 SO2、SO3属于酸性氧化物,故A正确;
B.HNO3、硫酸氢铵、H2SO4、H2S均属于电解质,故B错误;
C.g为NH3、a为H2S、d为SO3,三者中NH3具碱性与还原性,H2S具有还原性,不能用浓硫酸干燥,SO3会被浓硫酸吸收,因此g、a、d均不能用浓硫酸干燥,故C正确;
D.雷雨天气可实现的转化,故D正确;
故选B。
4. 下列化学用语使用正确的是
A. 中键的电子云轮廓图:
B. 的VSEPR模型:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 基态的价电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中s电子云与p电子云头碰头重叠形成键,电子云轮廓图为,故A错误;
B.O3的中心O原子价层电子对数是,价层电子对数是3,孤电子对数是0,故O3的VSEPR模型是平面三角形,B正确;
C. 用电子式表示的形成过程:,C错误;
D. 基态的价电子轨道表示式为:,D错误;
故选B。
5. 泊马度胺是一种免疫调节剂,它还能够有效地抑制肿瘤细胞的增生并诱导细胞凋亡。其结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子中C原子有、两种杂化方式
B. 分子中只含氨基、酮羰基两种官能团
C. 该分子最多能与发生水解反应
D. 它与盐酸反应,既有有机盐生成,又有无机盐生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯环及羰基上的C原子,价层电子对数为3,采取杂化;饱和碳原子价层电子对数为4,采取杂化,所以分子中C原子有、两种杂化方式 ,A正确;
B.分子中含氨基、酰胺基两种官能团,无酮羰基,B错误;
C.1个该分子中含有4个酰胺基,酰胺基水解时1个酰胺基消耗1个NaOH,所以1mol该分子最多能与4mol NaOH发生水解反应,C正确;
D.分子中的氨基可与盐酸反应生成有机盐,同时分子中的酰胺基水解后生成的羧基也可与盐酸反应生成无机盐,所以它与盐酸反应,既有机盐生成,又有无机盐生成,D正确;
故选B。
6. 下列仪器或装置能实现相应实验目的的是
A. 用图Ⅰ所示操作测定NaOH溶液的物质的量浓度
B. 用图Ⅱ所示装置为镀件镀铜
C. 用图Ⅲ所示装置在实验室中制取
D. 用图Ⅳ所示装置干燥
【答案】A
【解析】
【详解】A.测定NaOH溶液的物质的量浓度时,需用标准盐酸进行滴定,使用的是酸式滴定管,装置和操作如图Ⅰ所示,故A项正确;
B.为镀件镀铜时,应使铜片作阳极,镀件作阴极,故B项错误;
C.以和浓盐酸为反应物制取时需要加热,图Ⅲ中缺少酒精灯,故C项错误;
D.碱石灰能与发生反应,不能使用图Ⅳ所示装置干燥,故D项错误。
故答案选A。
【点睛】题以常见化学实验为素材,考查化学实验基础,涉及酸碱中和滴定、电镀、实验室制氯气、干燥二氧化硫等考点。
7. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
选项
事实或现象
结论
A
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320pm)与直径()接近,能使在有机溶剂中的溶解度增大
冠醚18-冠-6可识别
B
久置的溶液中出现红褐色沉淀
C
已知溶液中存在平衡(蓝色)+(黄色),将盛有蓝色溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色
正反应活化能小于逆反应活化能
D
利用半透膜分离葡萄糖和淀粉
利用其在水中溶解性的不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.冠醚18-冠-6空腔直径与钾离子直径接近,可识别钾离子,使钾离子存在与其空腔中,从而增大高锰酸钾在有机溶剂中的溶解度,故A正确;
B.久置的氯化亚铁溶液中出现红褐色沉淀是因为亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子,铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁所致,与氢氧化铁和氢氧化亚铁的溶度积大小无关,所以溶液中出现红褐色沉淀不能比较氢氧化铁和氢氧化亚铁的大小,故B错误;
C.将盛有蓝色氯化铜溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,所以反应的正反应活化能大于逆反应活化能,故C错误;
D.葡萄糖溶于水得到葡萄糖溶液,淀粉溶于水得到的淀粉溶液属于胶体,胶体和溶液的分散质颗粒直径不同,所以可以利用半透膜分离葡萄糖和淀粉,则利用半透膜分离葡萄糖和淀粉与在葡萄糖和淀粉水中溶解性的不同无关,故D错误;
故选A。
8. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种单质可用于杀菌、消毒,Z的第一电离能大于同周期的相邻元素;四种元素形成的物质R受热易分解,结构如图,其中五元环为平面结构,下列说法正确的是
A. R中阴离子可促进水的电离
B. 简单离子的半径:W>Z
C. 氢化物的热稳定性:Y>Z
D. 五元环中若形成了大键,则环上Z的杂化方式只有一种
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,化合物中X、Y、Z形成共价键的数目为1、4、3,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种单质可用于杀菌、消毒,W为O元素,O3具有杀菌、消毒作用,Z的第一电离能大于同周期的相邻元素,Z为N元素,则X为H元素、Y为C元素。
【详解】A.R中阴离子为促进水的电离,A错误;
B.O2-与N3-电子层结构相同,电子层数相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则氮离子的离子半径大于氧离子,故B错误;
C.Y和Z的氢化物都有多种,无法判断其稳定性,C错误;
D.五元环中若形成了大键,属于平面结构,环上的Z原子杂化方式为sp2,D正确;
答案选D。
9. 电解法能同时处理含多种有害物质的废水,以提高处理效率。下图为双极膜电解池中通过电解产生极强的氧化能力的羟基自由基(•OH),来处理含苯酚废水和含甲醛废水的工作原理。已知:双极膜中间层中的解离为和。下列说法正确的是
A. N极连接电源负极,电极反应式为:
B. 双极膜b为阳离子膜,•OH由得电子直接生成
C. 处理含甲醛废水时,该处每生成4.4g二氧化碳,理论上消耗双极膜中0.4mol
D. 通电一段时间后,理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为7∶6
【答案】C
【解析】
【分析】M电极通入O2,发生反应生成自由基·OH,反应式为:O2+2e-+2H+=2·OH,M作阴极;双极膜解离产生的OH-移向N极,在N极上失去电子生成·OH,反应式为:OH--e-=·OH,以此解题。
【详解】A.根据分析,M为阴极,N为阳极,与电源的正极相连,A错误;
B.M电极通入O2,发生反应生成自由基·OH,反应式为:O2+2e-+2H+=2·OH,•OH由O2得电子与H+反应生成,B错误;
C.甲醛生成CO2电子转移个数为4,生成4.4g二氧化碳即0.1mol,电子转移0.4mol,理论上消耗双极膜中0.4mol,C正确;
D.根据氧化还原反应规律,1mol甲醛生成CO2转移4mole-,1mol苯酚生成CO2转移28mol e- ,若有28mol电子转移,则苯酚生成的CO2为6mol,甲醛生成的CO2为7mol,理论上苯酚和甲醛转化生成CO₂物质的量之比为6:7,D错误;
答案选C。
10. 某试液中只可能含有、、、、、、、中的若干种离子,离子浓度均为0.1,某同学进行了如下实验,下列说法不正确的是
A. 气体A遇空气变为红棕色
B. 原试液中一定不含有
C. 沉淀C为
D. 原试液中存在的阳离子有、和
【答案】D
【解析】
【分析】试液中只可能含有、、、、、、、中的若干种离子,加入过量稀 H2SO4 无明显现象,说明该试液中没有;再加入过量 Ba(NO3)2 溶液有气体产生,因为此时溶液中含有上一步操作所加入的过量 H2SO4,结合离子在酸性条件下具有强氧化性,生成的气体为NO,说明原试液中有 Fe2+ 离子存在且被氧化为 Fe3+,和会发生反应,不能共存,则溶液中一定不存在,沉淀 A 为 BaSO4;向滤液 X 中加入过量的 NaOH 有气体产生,说明原试液中存在离子,此时产生的气体为 NH3,沉淀 B 为红褐色的 Fe(OH)3 沉淀;继续向滤液中通入少量 CO2 产生沉淀,由于上一步所加 NaOH 有剩余,则所通入少量的 CO2 先与 OH− 反应生成,再与 Ba2+ 反应生成 BaCO3,则沉淀 C 中含有 BaCO3,综上分析可知,原试液中一定存在、Fe2+,一定不存在、,由于存在的离子浓度均为 0.1 mol⋅L-1,根据电荷守恒可知原试液中一定还存在阴离子 、Cl-,且浓度均为 0.1 mol⋅L-1 的 、Fe2+、Cl-、恰好满足电荷守恒,则原试液中 Al3+、K+ 必然不能存在。
【详解】A.根据分析可知,气体A为NO,遇空气变为红棕色NO2,A正确;
B.根据分析可知,原试液中一定不含有,B正确;
C.由分析可知,沉淀C为,C正确;
D.原试液中存在的阳离子有、,不存在,D错误;
答案选D。
11. 乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,在1.0L恒容密闭容器中发生该反应。的移出率[]不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 由图可知:
B. 加入催化剂增大了活化分子百分数,但该反应的不变
C. 则B点体系中乙烯的体积分数约为50%
D. 若A点,平衡常数,的移出率为20%
【答案】C
【解析】
【详解】A.分离出氢气会促进平衡正向移动,从而提高乙烷的转化率,因此氢气的移出率越高,乙烷的平衡转化率越大,则,故A正确;
B.催化剂可降低反应活化能,增大活化分子百分数,加快反应速率,但不影响,故B正确;
C.设乙烷的起始量为1mol,结合已知条件列三段式:,,则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.9×(1-66.7%)=0.3,B点体系中乙烯的体积分数约为,故C错误;
D.A点时乙烷的转化率为60%,结合已知列三段式:,=,=0.48mol/L,的移出率=,故D正确;
故选:C。
12. NiAs的晶体结构如图甲所示,沿线MN取得的截图如图乙所示,晶胞中含有两个As原子且其中一个的坐标为。下列说法错误的是
A. As原子的配位数为6
B. 另一个As原子的坐标为
C. 已知为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为,则可表示为
D. Ni、As原子间的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据化学式NiAs及晶胞中含有两个As可知,该晶胞中含有两个Ni原子,再结合题图乙得出晶胞的结构为,则As原子的配位数为6,A项正确;
B.根据晶胞结构可知另一个As原子的坐标为,B项正确;
C.1个晶胞中有2个NiAs,一个晶胞的体积,得出,C项正确;
D.结合晶胞的结构,可得,则Ni、As之间的最短距离为,D项错误;
答案选D。
13. 是一种重要的工业原料,利用和直接法合成的反应历程如图所示,下列说法中不正确的是
A. 和中的Pd的化合价相同
B. 降低了反应的活化能,加快了反应速率
C. 直接法合成过氧化氢的总反应,原子利用率理论上为
D. 步骤2中,若有参与反应,转移电子数目为
【答案】D
【解析】
【分析】由图示可知,步骤1为+H2→Pd+2HCl+2Cl-、步骤2为Pd+O2+2Cl-→、步骤3为+2HCl→+H2O2,所以总反应为。
【详解】A.中Cl化合价为-1价,则Pd元素为+2价,中Cl化合价为-1价、O化合价为-1价,则Pd元素为+2价,故A正确;
B.由分步反应及总反应可知,为催化剂,催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,故B正确;
C.总反应为,理论上反应物全部转化为H2O2,故原子利用率理论上为100%,故C正确;
D.步骤2为Pd+O2+2Cl-→,若有1molO2参与反应,转移电子数目为2NA,故D错误;
故答案为:D。
14. 常温下,在含BaCl2、SrCl2和HCl的混合液中滴加NaF溶液,溶液中-lgX[X=c(Ba2+)、c(Sr2+)、]与lgc(F-)关系如图所示。已知:常温下,BaF2的溶解度大于SrF2的。下列叙述错误的是
A. L2代表-lgc(Ba2+)与lgc(F-)关系
B. 常温下,当=10时,溶液pH=4.17
C. 上述滴加过程中,一定先生成SrF2沉淀
D. 常温下,BaF2(s)+2H+(aq)⇌Ba2+(aq)+2HF(aq)的平衡常数K=10-0.4
【答案】C
【解析】
【分析】对于难溶氟化物MF2(M = Ba/Sr),溶度积Ksp(MF2)=c(M2+)·c2(F-)两边取负对数得
-lgc(M2+)=-lgKsp(MF2)+2lgc(F-)即曲线斜率为2;已知BaF2的溶解度大于SrF2,则Ksp(BaF2) > Ksp(SrF2),因此相同lgc(F-)下,-lgc(Ba2+)<-lgc(Sr2+),故L1代表-lgc(Sr2+)与lgc(F-)关系,L2代表-lgc(Ba2+)与lgc(F-)关系;对于HF的电离Ka=,变形得-lg=-lgKa(HF)+lgc(F-)斜率为1,对应L3;由a(0,3.17)得-lgKa(HF)=3.17,即Ka=10-3.17;由b(0,6.74)得-lgc(Ba2+)=6.74,此时lgc(F-)=0,即c(F-)=1,根据Ksp(BaF2)=c(Ba2+)·c2(F-),可得Ksp(BaF2)=10-6.74×12=10-6.74;由c(0,8.36)得-lgc(Sr2+)=8.36,此时lgc(F-)=0,即c(F-)=1,根据Ksp(SrF2)=c(Sr2+)·c2(F-),可得Ksp(SrF2)=10-8.36×12=10-8.36;据此回答问题。
【详解】A.由分析得L2代表-lgc(Ba2+)与lgc(F-)关系,A正确;
B.由a点坐标可知,Ka(HF)=10-3.17,当=10时,c(H+)= Ka(HF)×=10-3.17×=10-4.17,pH=4.17,B正确;
C.混合液中c(Ba2+)和c(Sr2+)不一定相等,沉淀先后顺序不确定,C错误;
D.根据转化关系式可知,K===10-0.4,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 我国自2024年10月1日起开始实施《稀土管理条例》,以稀土矿——氟碳铈矿(含)为原料制备的工艺,其流程如图所示:
回答下列问题:
(1)铈(Ce)属于镧系元素,则基态Ce的价层电子排布式正确的是__________。
a. b. c.
(2)“氧化焙烧”时让固体颗粒在气流作用下悬浮翻滚,其作用是__________。
(3)“硫酸酸浸”时不能使用石英容器,原因是__________(用化学方程式表示)。
(4)“萃取”在硫酸介质中Ce(Ⅳ)可被磷酸二异辛酯萃取,Ce(Ⅲ)不被萃取。被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),若实验条件下D[Ce(Ⅳ)]=12,向10ml含0.07mol/L Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入5ml萃取剂,充分振荡、静置后,水层中c[Ce(Ⅳ)]=__________。
(5)“反萃取”时向有机层中加入的作用是__________。
(6)常温下,“沉铈”过程中恰好沉淀完全[为],此时测得溶液的,则溶液中pH=__________。(已知常温下,,)
(7)“灼烧”过程中发生的化学方程式为__________。
【答案】(1)c (2)颗粒悬浮增加了气固接触面积,加快反应速率原料利用率
(3)
(4)0.01
(5)将Ce(Ⅳ)还原为Ce(Ⅲ)(合理答案均可)
(6)6 (7)
【解析】
【分析】氧化焙烧得到CeF4、CeO2,用硫酸浸取得到含有Ce4+的溶液,用磷酸二异辛酯“萃取”Ce4+,去氟后加双氧水、硫酸“反萃取”得到含有Ce3+的水溶液,加碳酸氢铵“沉铈”生成Ce2(CO3)3沉淀,灼烧Ce2(CO3)3生成CeO2。
【小问1详解】
铈(Ce)属于镧系元素,位于周期表f区,则基态Ce的价层电子排布式正确的是,选c;
【小问2详解】
“氧化焙烧”时让固体颗粒在气流作用下悬浮翻滚,颗粒悬浮增加了气固接触面积,加快反应速率原料利用率;
【小问3详解】
二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅气体和水,,所以“硫酸酸浸”时不能使用石英容器。
【小问4详解】
根据Ce元素守恒,设水层中c[Ce(Ⅳ)]=a,有机层中的c[Ce(Ⅳ)]=10a,10a+12a×5=10×0.07,a=0.01 mol/L;
【小问5详解】
Ce(Ⅲ)不溶于萃取剂,“反萃取”时向有机层中加入的作用是将Ce(Ⅳ)还原为Ce(Ⅲ),使Ce(Ⅲ)进入水层;
【小问6详解】
常温下,“沉铈”过程中恰好沉淀完全[为],,此时测得溶液的,,,则溶液中pH=6。
【小问7详解】
“灼烧”过程中Ce2(CO3)3被氧气氧化为CeO2,发生的化学方程式为。
16. 2024年10月7日我国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机在上海首次点燃成功,标志着我国先进电气设备自主研发取得重大进展。燃气轮机一般使用天然气作为燃料,
工业上可以利用和合成,可有效地减少的排放,达到碳中和的目的。具体反应如下:
反应I:
反应II:
回答下列问题:
(1)已知常温常压下、的燃烧热分别为、,,则___________。
(2)向密闭容器中充入和发生反应Ⅰ和Ⅱ,测得的平衡转化率(α)、的选择性与温度(T)和压强(P)的关系如图1所示。
已知:图中实线表示压强为时的变化关系,虚线表示压强为时的变化关系;选择性是转化为指定物质的的转化率与总转化率之比。
①表示的平衡转化率与温度关系的曲线为___________。
②___________(填“>”、“<”或“=”)。
③、时,的平衡转化率为___________;反应II的平衡常数___________(是用分压表示的平衡常数,结果保留两位有效数字)。
(3)开采的天然气中含少量,为了减少天然气燃烧时对环境的污染,需要脱硫,其方法很多,近日中国科学院大连化学物理研究所开发了一种离场电催化新技术,成功地实现了天然气的脱硫(如图2所示)。
①处理时发生反应的离子方程式为___________。
②观察图2,该装置的优点为___________(写两点)。
【答案】(1)-164.9kJ/mol
(2) ①. L3,L4 ②. > ③. 14.25% ④. 0.034
(3) ①. ②. 利用太阳能并获得氢能;获得高纯度的;的去除率高(答案合理均可)
【解析】
【小问1详解】
根据已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:③H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol,④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l)H=-890.3kJ/mol,⑤,利用盖斯定律,将热化学方程式③×4-④+⑤×2,整理可得;
【小问2详解】
①反应Ⅰ,是放热反应,反应II:是吸热反应,升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应II平衡正向移动,的选择性减小,随着温度升高,反应II正向进行的程度大于反应Ⅰ逆向进行的程度,的平衡转化率有所升高,则表示选择性的曲线是L1、L2,L3、L4代表CO2平衡转化率随温度变化的曲线;
②压强增大,反应Ⅰ正向进行,的选择性减大,表示选择性的曲线L1>L2,故>;
③虚线代表,、时,设反应Ⅰ转化xmol,反应II转化ymol,列三段式:,,平衡转化率为=30%,选择性为=30%,解得x=0.09mol,y=0.21mol,平衡时n()=0.7mol,n(H2)=3.43mol,n(CO)=0.21mol,n(H2O)=0.39mol,n(CH4)=0.09mol,,则该温度下的平衡转化率为,反应Ⅱ的平衡常数Kp=;
【小问3详解】
①由图左侧可知,反应物为生成,则发生氧化还原反应,根据化合价升降守恒,故离子方程式为;
②利用太阳能节省能源,并同时获得氢能;获得高纯度的;的去除率高(答案合理均可),同时获得S单质;节省设备投入。
17. 血红素是用于抗贫血、抗癌药物的原料。模拟利用卟啉衍生物Y与反应制备血红素(结构简式如图,相对分子质量为616,微溶于乙醇,不溶于稀酸和水)并测定所制取样品的纯度。
Ⅰ.血红素的制备:
(ⅰ)称取2.78g 溶于50mL去离子水中,搅拌至完全溶解,加入1mL稀硫酸和少量铁粉。称取6.18g卟啉衍生物Y溶于30mL DMF(),转移至三颈烧瓶中。向三颈烧瓶中通入氮气15min。
(ⅱ)将溶液加入三颈烧瓶中,开启温控磁力搅拌器,控制反应温度为40~50℃。
(ⅲ)反应60min后,缓慢滴加0.1mol/L NaOH溶液至pH在4.5~5.5范围内,继续搅拌30min,观察到溶液由浅绿色变为深红色,得到血红素FeY。
(ⅳ)将反应液冷却至室温,抽滤,洗涤,干燥。称得粗产品质量为5.20g。
回答下列问题:
(1)FeY中的配位数为__________。
(2)下列仪器中,在上述实验步骤中不需要使用的一种仪器是__________(填仪器名称)。
(3)步骤(ⅰ)中向三颈烧瓶中通入氮气的目的是__________。
(4)步骤(ⅲ)中调节pH至4.5~5.5的原因是__________。
(5)步骤(ⅳ)中洗涤固体最佳试剂为__________。
a.蒸馏水 b.无水乙醇 c.乙醇-水混合液
Ⅱ.测定血红素的纯度。
称取一半上述实验中制得的血红素粗产品,将其溶解于适量有机溶剂,转入锥形瓶中,加入30.00mL 0.0200mol/L酸性溶液,使完全氧化。用0.0200mol/L 的标准溶液滴定过量的溶液,滴定终点消耗溶液的体积为10.00mL。
(6)酸性与FeY释放出的反应的离子方程式为__________。滴定终点的现象是__________。
(7)根据上述实验结果可求产品的纯度__________(保留小数点后一位)。
【答案】(1)4 (2)托盘天平
(3)防止被氧化
(4)促进卟啉Y与的配位反应(或“使配体脱质子”);防止水解生成沉淀(回答任意一点即可)
(5)c (6) ①. ②. 当滴入最后半滴的标准溶液时,溶液中紫红色褪色,且半分钟内不变色
(7)61.6%
【解析】
【小问1详解】
根据卟啉中氮原子的杂化类型以及血红素的结构可知:与卟啉环的四个氮原子形成配位键;故答案为:4。
【小问2详解】
根据题干信息可知:向三颈烧瓶中滴加溶液需要恒压滴液漏斗,抽滤需要使用吸滤瓶和布氏漏斗,称量固体质量精确到0.01g,需要使用电子天平,并非托盘天平;故答案为:托盘天平。
【小问3详解】
通入氮气的目的是排除反应体系中的氧气,防止被氧化为,确保反应在无氧环境下进行;故答案:防止被氧化。
【小问4详解】
调节pH至4.5~5.5的目的是适宜的酸碱性条件下,促进卟啉Y与的配位反应(或“使配体脱质子”);防止水解生成沉淀; 故答案为:促进卟啉Y与的配位反应(或“使配体脱质子”);防止水解生成沉淀。
【小问5详解】
血红素微溶于乙醇,不溶于稀酸和水,且乙醇沸点低便于干燥,因此洗涤固体时最佳试剂为乙醇-水混合液;故答案为:c。
【小问6详解】
酸性溶液与反应的离子方程式为:,滴定终点的判断为:当滴入最后半滴的标准溶液时,溶液中紫红色褪色,且半分钟内不变色;
答案:;当滴入最后半滴的标准溶液时,溶液中紫红色褪色,且半分钟内不变色。
【小问7详解】
根据题意可知:酸性高锰酸钾溶液发生两个反应,第一个是酸性高锰酸钾和二价铁离子的反应,第二个是酸性高锰酸钾溶液和草酸根离子的反应,已知草酸根离子的物质的量为:,高锰酸根离子的物质的量为:
,根据可以得到草酸根离子消耗的高锰酸根离子的物质的量为0.0000800mol,根据酸性高锰酸钾溶液中高锰酸根离子的总物质的量减去草酸根离子消耗的高锰酸根离子的物质的量,得到和二价铁离子反应消耗高锰酸根离子的物质的量为:再根据,可以得到和高锰酸根离子反应的二价铁离子物质的量为:0.002600mol,再根据题干中称取一半上述实验中制得的血红素粗产品发生反应,可知制得的粗品中含有二价铁离子物质的量为:0.005200mol,根据血红素的结构式可知制得的粗品中血红素的物质的量为0.005200mol,可得到产品的纯度为;故答案为:61.6%。
18. 氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍,M的合成物路线I如下图所示(部分试剂及反应条件略):
已知:
(1)A的化学名称为_____;
(2)M的含氧官能团名称为_____;
(3)两步反应中第二步的反应类型为_____;
(4)B与新制反应的化学方程式为_____;
(5)K的结构简式为_____;
(6)E的芳香族同分异构体中能同时满足以下条件的有_____个;(不考虑立体异构)
①和直接连在苯环上;
②该有机物至少能与氢氧化钠反应;
③苯环上只有3个取代基。
其中核磁共振氢谱中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为_____;
(7)根据上述合成路线,设计以和为主要原料合成_____。
【答案】(1)邻苯二酚或1,2-苯二酚
(2)醚键,(酮)羰基
(3)取代反应 (4)
(5) (6) ①. 16 ②. 和
(7)
【解析】
【分析】对比E和F的结构简式可知,E首先还原为,随后和甲酸发生取代反应生成F;结合题给信息可知,在PCl5作用下可以生成的K为,以此解题。
【小问1详解】
A中两个羟基位于邻位,在其名称为:邻苯二酚或1,2-苯二酚;
【小问2详解】
根据M的结构简式可知,M的含氧官能团名称为醚键,(酮)羰基;
【小问3详解】
对比E和F的结构简式可知,E首先还原为,随后和甲酸发生取代反应,故两步反应中第二步的反应类型为取代反应;
【小问4详解】
B中含有醛基,醛基可以和新制氢氧化铜反应,方程式为:;
【小问5详解】
结合题给信息可知,在PCl5作用下可以生成,故K的结构简式为;
【小问6详解】
根据题意,苯环上含有和两个支链,则根据E的结构简式可知,另一个支链为—COOH或者—OOCH,当和位于邻位时,另一支链为—OOCH,有4种结构,当和位于间位时,另一支链为—OOCH,有4种结构,当和位于对位时,另一支链为—OOCH,有2种结构;当和,另一支链为—COOH时,可以这样考虑,两个羧基位于邻位,氨基的位置有2种,两个羧基位于间位,氨基的位置有3种,两个羧基位于对位,氨基的位置有1种,一共有16种;
其中核磁共振氢谱中吸收峰个数最少时,要考虑对称结构,以及支链尽可能相同的情况,根据要求,三个支链可以考虑都相间的情况,故答案为:和;
【小问7详解】
根据题给的信息可知,可以由在PCl5作用下生成,结合题中流程中E→F可知,可以由经两步生成,结合B→E可知,可以由与反应生成,故答案为:。
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丰城中学2025-2026学年上学期高三开学考试试卷
化学
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Ni--59 As--75
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,只有一项符合题目要求。
1. 滕王阁作为珍贵的历史文化遗产,维护中运用诸多化学保护技术。下列说法正确的是
A. 用甲醛溶液处理木质结构使微生物蛋白变性,防其腐蚀
B. 用硅溶胶修复滕壁画使壁画表面金属氧化物与二氧化硅反应,保护色彩
C. 用铜锌合金铸造工艺的牺牲阳极法,延缓铜饰件的锈蚀
D. 用酸性清洁剂与污垢中碳酸钙发生反应,保持汉白玉浮雕表面的清洁
2. 我国科研人员利用反应实现游离态氮的固定。设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 原子的价层电子排布式为,15g 含有的电子数为7
B. 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向,12g石墨中含有C-C键数目为1.5
C. 空间构型为直线形,1mol该离子中含有的键数目为4
D. LiH晶体中和电子层结构相同,生成1mol 时参加反应的离子总数为2
3. 元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。下列有关图中所示物质的叙述错误的是
A. 只有c、d属于酸性氧化物 B. 只有k、e、f属于电解质
C. g、a、d均不能用浓硫酸干燥 D. 雷雨天可实现h→i→j→k转化
4. 下列化学用语使用正确的是
A. 中键的电子云轮廓图:
B. 的VSEPR模型:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 基态的价电子轨道表示式:
5. 泊马度胺是一种免疫调节剂,它还能够有效地抑制肿瘤细胞的增生并诱导细胞凋亡。其结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子中C原子有、两种杂化方式
B. 分子中只含氨基、酮羰基两种官能团
C. 该分子最多能与发生水解反应
D. 它与盐酸反应,既有有机盐生成,又有无机盐生成
6. 下列仪器或装置能实现相应实验目的的是
A. 用图Ⅰ所示操作测定NaOH溶液的物质的量浓度
B. 用图Ⅱ所示装置为镀件镀铜
C. 用图Ⅲ所示装置在实验室中制取
D. 用图Ⅳ所示装置干燥
7. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
选项
事实或现象
结论
A
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320pm)与直径()接近,能使在有机溶剂中的溶解度增大
冠醚18-冠-6可识别
B
久置的溶液中出现红褐色沉淀
C
已知溶液中存在平衡(蓝色)+(黄色),将盛有蓝色溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色
正反应活化能小于逆反应活化能
D
利用半透膜分离葡萄糖和淀粉
利用其在水中溶解性的不同
A. A B. B C. C D. D
8. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种单质可用于杀菌、消毒,Z的第一电离能大于同周期的相邻元素;四种元素形成的物质R受热易分解,结构如图,其中五元环为平面结构,下列说法正确的是
A. R中阴离子可促进水的电离
B. 简单离子的半径:W>Z
C. 氢化物的热稳定性:Y>Z
D. 五元环中若形成了大键,则环上Z的杂化方式只有一种
9. 电解法能同时处理含多种有害物质的废水,以提高处理效率。下图为双极膜电解池中通过电解产生极强的氧化能力的羟基自由基(•OH),来处理含苯酚废水和含甲醛废水的工作原理。已知:双极膜中间层中的解离为和。下列说法正确的是
A. N极连接电源负极,电极反应式为:
B. 双极膜b为阳离子膜,•OH由得电子直接生成
C. 处理含甲醛废水时,该处每生成4.4g二氧化碳,理论上消耗双极膜中0.4mol
D. 通电一段时间后,理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为7∶6
10. 某试液中只可能含有、、、、、、、中的若干种离子,离子浓度均为0.1,某同学进行了如下实验,下列说法不正确的是
A. 气体A遇空气变为红棕色
B. 原试液中一定不含有
C. 沉淀C为
D. 原试液中存在的阳离子有、和
11. 乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,在1.0L恒容密闭容器中发生该反应。的移出率[]不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 由图可知:
B. 加入催化剂增大了活化分子百分数,但该反应的不变
C. 则B点体系中乙烯的体积分数约为50%
D. 若A点,平衡常数,的移出率为20%
12. NiAs的晶体结构如图甲所示,沿线MN取得的截图如图乙所示,晶胞中含有两个As原子且其中一个的坐标为。下列说法错误的是
A. As原子的配位数为6
B. 另一个As原子的坐标为
C. 已知为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为,则可表示为
D. Ni、As原子间的最短距离为
13. 是一种重要的工业原料,利用和直接法合成的反应历程如图所示,下列说法中不正确的是
A. 和中的Pd的化合价相同
B. 降低了反应的活化能,加快了反应速率
C. 直接法合成过氧化氢的总反应,原子利用率理论上为
D. 步骤2中,若有参与反应,转移电子数目为
14. 常温下,在含BaCl2、SrCl2和HCl的混合液中滴加NaF溶液,溶液中-lgX[X=c(Ba2+)、c(Sr2+)、]与lgc(F-)关系如图所示。已知:常温下,BaF2的溶解度大于SrF2的。下列叙述错误的是
A. L2代表-lgc(Ba2+)与lgc(F-)关系
B. 常温下,当=10时,溶液pH=4.17
C. 上述滴加过程中,一定先生成SrF2沉淀
D. 常温下,BaF2(s)+2H+(aq)⇌Ba2+(aq)+2HF(aq)的平衡常数K=10-0.4
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 我国自2024年10月1日起开始实施《稀土管理条例》,以稀土矿——氟碳铈矿(含)为原料制备的工艺,其流程如图所示:
回答下列问题:
(1)铈(Ce)属于镧系元素,则基态Ce的价层电子排布式正确的是__________。
a. b. c.
(2)“氧化焙烧”时让固体颗粒在气流作用下悬浮翻滚,其作用是__________。
(3)“硫酸酸浸”时不能使用石英容器,原因是__________(用化学方程式表示)。
(4)“萃取”在硫酸介质中Ce(Ⅳ)可被磷酸二异辛酯萃取,Ce(Ⅲ)不被萃取。被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),若实验条件下D[Ce(Ⅳ)]=12,向10ml含0.07mol/L Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入5ml萃取剂,充分振荡、静置后,水层中c[Ce(Ⅳ)]=__________。
(5)“反萃取”时向有机层中加入的作用是__________。
(6)常温下,“沉铈”过程中恰好沉淀完全[为],此时测得溶液的,则溶液中pH=__________。(已知常温下,,)
(7)“灼烧”过程中发生的化学方程式为__________。
16. 2024年10月7日我国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机在上海首次点燃成功,标志着我国先进电气设备自主研发取得重大进展。燃气轮机一般使用天然气作为燃料,
工业上可以利用和合成,可有效地减少的排放,达到碳中和的目的。具体反应如下:
反应I:
反应II:
回答下列问题:
(1)已知常温常压下、的燃烧热分别为、,,则___________。
(2)向密闭容器中充入和发生反应Ⅰ和Ⅱ,测得的平衡转化率(α)、的选择性与温度(T)和压强(P)的关系如图1所示。
已知:图中实线表示压强为时的变化关系,虚线表示压强为时的变化关系;选择性是转化为指定物质的的转化率与总转化率之比。
①表示的平衡转化率与温度关系的曲线为___________。
②___________(填“>”、“<”或“=”)。
③、时,的平衡转化率为___________;反应II的平衡常数___________(是用分压表示的平衡常数,结果保留两位有效数字)。
(3)开采的天然气中含少量,为了减少天然气燃烧时对环境的污染,需要脱硫,其方法很多,近日中国科学院大连化学物理研究所开发了一种离场电催化新技术,成功地实现了天然气的脱硫(如图2所示)。
①处理时发生反应的离子方程式为___________。
②观察图2,该装置的优点为___________(写两点)。
17. 血红素是用于抗贫血、抗癌药物的原料。模拟利用卟啉衍生物Y与反应制备血红素(结构简式如图,相对分子质量为616,微溶于乙醇,不溶于稀酸和水)并测定所制取样品的纯度。
Ⅰ.血红素的制备:
(ⅰ)称取2.78g 溶于50mL去离子水中,搅拌至完全溶解,加入1mL稀硫酸和少量铁粉。称取6.18g卟啉衍生物Y溶于30mL DMF(),转移至三颈烧瓶中。向三颈烧瓶中通入氮气15min。
(ⅱ)将溶液加入三颈烧瓶中,开启温控磁力搅拌器,控制反应温度为40~50℃。
(ⅲ)反应60min后,缓慢滴加0.1mol/L NaOH溶液至pH在4.5~5.5范围内,继续搅拌30min,观察到溶液由浅绿色变为深红色,得到血红素FeY。
(ⅳ)将反应液冷却至室温,抽滤,洗涤,干燥。称得粗产品质量为5.20g。
回答下列问题:
(1)FeY中的配位数为__________。
(2)下列仪器中,在上述实验步骤中不需要使用的一种仪器是__________(填仪器名称)。
(3)步骤(ⅰ)中向三颈烧瓶中通入氮气的目的是__________。
(4)步骤(ⅲ)中调节pH至4.5~5.5的原因是__________。
(5)步骤(ⅳ)中洗涤固体最佳试剂为__________。
a.蒸馏水 b.无水乙醇 c.乙醇-水混合液
Ⅱ.测定血红素的纯度。
称取一半上述实验中制得的血红素粗产品,将其溶解于适量有机溶剂,转入锥形瓶中,加入30.00mL 0.0200mol/L酸性溶液,使完全氧化。用0.0200mol/L 的标准溶液滴定过量的溶液,滴定终点消耗溶液的体积为10.00mL。
(6)酸性与FeY释放出的反应的离子方程式为__________。滴定终点的现象是__________。
(7)根据上述实验结果可求产品的纯度__________(保留小数点后一位)。
18. 氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍,M的合成物路线I如下图所示(部分试剂及反应条件略):
已知:
(1)A的化学名称为_____;
(2)M的含氧官能团名称为_____;
(3)两步反应中第二步的反应类型为_____;
(4)B与新制反应的化学方程式为_____;
(5)K的结构简式为_____;
(6)E的芳香族同分异构体中能同时满足以下条件的有_____个;(不考虑立体异构)
①和直接连在苯环上;
②该有机物至少能与氢氧化钠反应;
③苯环上只有3个取代基。
其中核磁共振氢谱中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为_____;
(7)根据上述合成路线,设计以和为主要原料合成_____。
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