精品解析:湖南省长沙市雅礼中学2026届高三上学期月考(一)化学试题
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内容正文:
雅礼中学2026届高三月考试卷(一)
化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 高分子材料在各个领域应用广泛。下列说法不正确的是
A. 聚氯乙烯薄膜的透明性好,具有防潮、防水等性能,广泛用作食品包装袋
B. 线型酚醛树脂可由苯酚和甲醛在浓盐酸催化下合成,受热易软化
C. 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(芳纶1414)具有强度高、密度小、热稳定性高等性能,可制成消防服、防切割耐热手套
D. 天然橡胶的主要成分顺式聚异戊二烯能使溴水褪色
2. HCHO还原的离子方程式为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的HCHO溶液中含氧原子数目为
B. 中键数目为
C. 1molCu与足量的硫粉反应转移电子的数目为
D. 等物质的量的中与所含电子数均为
3. 下列实验的对应操作中,不合理的是
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用标准溶液滴定溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.配制一定物质的量浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
4. 以碳酸锰铜矿(主要成分为、,还含有、等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写正确的是
A. 碳酸锰铜矿加入稀硫酸中主要发生的反应:
B. 加入将转化为:
C. 若向溶液中通入氨气除去:
D. 若向溶液中加入除去:
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列相关事实对应的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
随着核电荷数的增加,碱金属元素的单质熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,金属键逐渐减弱
B
王水能溶解金和铂
浓盐酸提供的大量与金属离子形成稳定的配离子,增强了金属的还原性
C
缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美的立方体
晶体具有自范性
D
的熔点低于
引入的乙基改变了
晶体的类型
A. A B. B C. C D. D
6. 利用格氏试剂制备羧酸的原理为。下列化学用语表述错误的是
A. 的电子式为 B. 乙醚的结构简式为
C. 的VSEPR模型为四面体 D. 题涉物质中碳原子的杂化方式有、、
7. 合成聚醚酯(PM)新型材料,可实现“单体—聚合物—单体”的闭合循环,推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下。下列说法不正确的是
A. PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团
B. 1molM与足量NaOH溶液反应,消耗1molNaOH
C. 合成1molPM,理论上需要和苯甲醇
D. M分子中不可能所有原子共面
8. 三氯化碘被广泛应用于药物合成,其熔点33℃、沸点77℃,易水解。氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应制备。实验室制备的实验装置如图所示。
下列说法正确的是
A. 装置甲中固体可以用二氧化锰
B. 装置乙仅起到除杂的作用
C. 装置丁可以采用水浴加热
D. 将戊换成丙可以达到相同的效果
9. 镓被称为“电子工业脊梁”,与铝性质相似。以砷化镓废料(主要成分为GaAs,含少量、等杂质)为原料生产Ga,工艺流程如图。
已知:砷化镓废料“溶解”后砷以形式存在。下列说法错误的是
A. 砷化镓废料“溶解”过程不宜采用“高温”条件
B. 实验室“结晶”时主要用到的仪器有酒精灯、烧杯、坩埚、玻璃棒
C. “滤渣2”的主要成分为、、
D. 电解溶液的阴极电极反应式为
10. 储氢材料的晶胞结构如图所示,已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 的配位数为2
B. 晶胞中含有2个
C. 晶体密度的计算式为
D. (ⅰ)和(ⅱ)之间的距离为
11. 已知:为黄色,溶液中存在可逆反应:,下列实验所得结论不正确的是
①
②
③
④
加热前溶液为浅黄色,加热后颜色变深
加热前溶液接近无色,加热后溶液颜色无明显变化
加入NaCl后,溶液立即变为黄色,加热后溶液颜色变深
加热前溶液为黄色,加热后溶液颜色变深
注:加热为微热,忽略体积变化。
A. 实验①中,溶液显浅黄色的原因可能是水解产生了少量
B. 实验②中,加酸对水解的抑制程度大于升高温度对水解的促进程度
C. 根据实验③现象得到:
D. 实验④可证明升高温度,溶液颜色变深一定是因为水解平衡正向移动
12. 以不同材料修饰的为电极,一定浓度的溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A. 电极a连接电源负极
B. 加入Y的目的是补充
C. 电解总反应式为
D. 催化阶段反应产物物质的量之比
13. 异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应,得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。
①
②
下列说法不正确的是
A. 其他条件不变时,在催化剂的活性温度内,升高温度有利于异丁烯的制备
B. 高于190℃时,温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是、
C. 190℃时,增大∶n(异丁醇),不利于反应②的进行
D. 若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成,则初始物质浓度与流出物质浓度c之间存在:(异丁醇)=c(异丁烯)+2c(二聚异丁烯)
14. 某浓度的二元弱酸溶液在不同pH下(通过加入NaOH固体调节溶液pH,忽略溶液体积变化),测得,M代指或或]变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅲ表示与pH的关系
B. 时,
C. 由图像数据可以计算出的值
D. 加入NaOH固体pH增大过程中,溶液中先减小后增大
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 三苯甲醇(相对分子质量为260)是一种有机合成中间体,利用格氏试剂制备三苯甲醇的原理如下:
已知:①THF(四氢呋喃)为常见的有机溶剂,能溶于水,沸点66℃。
②格氏试剂性质活泼,可与水、酯等物质反应。
③三苯甲醇为白色晶体,不溶于水,易溶于乙醇,在乙醇水溶液中溶解度随温度升高显著增大。
实验步骤:
Ⅰ.制备:按如图所示装置安装相关仪器。向三颈烧瓶内加入格氏试剂PhMgBr(代表苯基),并置于冰水浴中,在搅拌下,由恒压滴液漏斗A缓慢滴加苯甲酸乙酯()和THF(5 mL)的混合液。滴加完毕后,将冰水浴改为水浴加热,于70℃下继续回流1 h,此时溶液变为淡黄色。再次在冰水浴和搅拌下,由恒压滴液漏斗B缓慢滴加饱和水溶液(15 mL)。
Ⅱ.提纯:收集三颈烧瓶中的有机相,水相用乙酸乙酯(每次次)萃取,合并有机相并洗涤,有机相用无水硫酸镁干燥,过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品。粗产品用乙醇水溶液热溶解,再经活性炭脱色,_______,抽滤后得白色固体产品0.63 g。
回答下列问题:
(1)仪器C中盛放的物质为_______(中性物质)。
(2)如图仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是_______(填仪器名称)。
(3)滴加饱和水溶液的作用是_______。
(4)下列说法不正确的是_______(填标号)。
A. 保存格氏试剂(RMgBr)不需要密封
B. 滴加饱和水溶液需在冰水浴下进行,是因为反应放热剧烈
C. 步骤Ⅱ中水相用乙酸乙酯萃取时,有机层位于上层
D. 固体产品可以通过X射线衍射测定物质结构
(5)步骤Ⅱ:“再经活性炭脱色,_______,”(补充完整)。
(6)制备原理第一步反应的化学方程式为_______(苯基用Ph表示)。
(7)三苯甲醇的产率为_______(保留三位有效数字)。若水相未用乙酸乙酯萃取且合并有机相,则导致测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
16. 稀土是重要的战略资源。氧化铈是应用广泛的稀土氧化物。由氟碳铈矿为原料制备的工艺流程如下:
资料:ⅰ.氟碳铈矿的主要成分为,主要杂质有BaO和;
ⅱ.氢氟酸水溶液具有较强的挥发性;;
ⅲ.难溶于水,可溶于强酸;固体B为,难溶于水也难溶于强酸。
(1)基态氟原子的价层电子排布式为_______。
(2)“焙烧”在沸腾炉中进行。利用高压空气将矿石粉吹起并悬浮,形成类似液体沸腾的状态。这样操作的目的是_______。
(3)固体A的主要成分是和_______。
(4)用硫酸浸出过程中,控制浸出时间40min、浸出温度55℃,Ce元素和的浸出率随起始硫酸浓度的变化如图所示。后,的浸出率下降,原因是_______。
(5)步骤Ⅰ中硫脲作_______剂。写出步骤Ⅲ反应的离子方程式:_______。
(6)从化学平衡的角度,解释步骤Ⅱ中NaOH的作用是_______。
17. 化合物H是一种抗艾滋病药物,某课题组设计的合成路线如下:
已知:①易被氧化;②。
回答下列问题:
(1)写出有机物A的名称:_______。
(2)在合成过程中,A→B的目的是_______,G→H的反应类型为_______。
(3)化合物D的结构简式是_______。
(4)下列说法错误的是_______(填标号)。
a.E分子中碳原子的杂化方式有3种
b.的反应类型是消去反应
c.化合物H的分子式是,易溶于水
(5)化合物N()是另一合成路线的中间体,化合物N有符合下列条件的同分异构体,写出其中的一种:_______。
①含有苯环;
②谱显示有6种不同化学环境的氢原子;
③能发生水解反应,产物之一是甘氨酸()。
(6)以和为原料,制备的合成路线如下:
写出J→K的化学反应方程式:_______。
18. 某制备乙炔的绿色环保新路线:和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到,再由与水反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)写出与水反应的化学方程式:_______。
(2)已知:(是CO的化学计量系数)且反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1;。
①反应在1585K的_______。
②保持1320K不变,假定恒容容器中只发生反应Ⅰ,达到平衡时_______Pa;若将容器容积压缩到原来的,重新建立平衡后_______(填标号)。
A.变大 B.不变 C.变小
(3)恒压容器中,焦炭与的物质的量之比为为载气。1400K和产率与时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为900K,缓慢加热至1400K时,实验表明已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为_______。
②1823K下时,反应速率的变化特点为_______。
(4)科学家开发催化电极,在酸性介质中电解制备乙炔,其阴极的电极反应式为_______。
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雅礼中学2026届高三月考试卷(一)
化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 高分子材料在各个领域应用广泛。下列说法不正确的是
A. 聚氯乙烯薄膜的透明性好,具有防潮、防水等性能,广泛用作食品包装袋
B. 线型酚醛树脂可由苯酚和甲醛在浓盐酸催化下合成,受热易软化
C. 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(芳纶1414)具有强度高、密度小、热稳定性高等性能,可制成消防服、防切割耐热手套
D. 天然橡胶的主要成分顺式聚异戊二烯能使溴水褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯(PVC)薄膜中有氯乙烯单体残留,危害人体健康,A错误;
B.线型酚醛树脂具有热塑性,受热易软化,B正确;
C.芳纶1414是一种高科技合成纤维,其有强度高、耐高温,耐酸碱,密度小、热稳定性高等特点,可用来制成消防服、防切割耐热手套,C正确;
D.天然橡胶的主要成分是顺式聚异戊二烯,含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,导致溴水褪色,D正确;
故答案选A。
2. HCHO还原的离子方程式为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的HCHO溶液中含氧原子数目为
B. 中键数目为
C. 1molCu与足量的硫粉反应转移电子的数目为
D. 等物质的量的中与所含电子数均为
【答案】B
【解析】
【详解】A.100g30%HCHO溶液中含HCHO 的质量为 30g,即 1 mol HCHO,1mol HCHO 含1mol氧原子,溶液中还有溶剂水,水分子中也含有氧原子,故含氧原子数目大于,A错误;
B.配位键也是键,1个中含16个键,则中键数目为,B正确;
C.铜与硫反应时生成硫化亚铜,则1molCu与足量的硫粉反应转移1mol电子,电子数目为,C错误;
D.题干中与等物质的量,但物质的量未知,无法计算电子数,D错误;
故选B。
3. 下列实验的对应操作中,不合理的是
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用标准溶液滴定溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.配制一定物质的量浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;
B.浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B项合理;
C.NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下;定容阶段,当液面在刻度线以下约1cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D项不合理;
答案选D。
4. 以碳酸锰铜矿(主要成分为、,还含有、等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写正确的是
A. 碳酸锰铜矿加入稀硫酸中主要发生的反应:
B. 加入将转化为:
C. 若向溶液中通入氨气除去:
D. 若向溶液中加入除去:
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸锰、碳酸铜难溶,离子方程式应为:、,A错误;
B.加入将转化为:,B错误;
C.可溶于水,除去不能通入过量的氨气,离子方程式应为:,C错误;
D.若向溶液中加入除去,转化为更难溶的:,D正确;
故选D。
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列相关事实对应的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
随着核电荷数的增加,碱金属元素的单质熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,金属键逐渐减弱
B
王水能溶解金和铂
浓盐酸提供的大量与金属离子形成稳定的配离子,增强了金属的还原性
C
缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美的立方体
晶体具有自范性
D
的熔点低于
引入的乙基改变了
晶体的类型
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,金属键越弱,熔、沸点越低,A正确;
B.王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比混合而成,能溶解金和铂,是因为浓盐酸提供的大量与金属离子形成稳定的配离子,增强了金属的还原性,从而使反应能够进行,B正确;
C.晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现多面体外形,缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美的立方体,体现了晶体的自范性,C正确;
D.和处于固态时都属于离子晶体,的熔点低于是因为引入的乙基使离子间作用力减弱,而不是改变了晶体类型,D错误;
故答案选D。
6. 利用格氏试剂制备羧酸的原理为。下列化学用语表述错误的是
A. 的电子式为 B. 乙醚的结构简式为
C. 的VSEPR模型为四面体 D. 题涉物质中碳原子的杂化方式有、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中C原子分别与2个O原子共用2个电子对,故的电子式为,A正确;
B.乙醚的结构简式为,B错误;
C.中心原子的价层电子对数为,故其VSEPR模型为四面体,C正确;
D.中C原子为sp杂化,的甲基中C原子为杂化,的羧基中C原子为杂化,D正确;
故答案选B。
7. 合成聚醚酯(PM)新型材料,可实现“单体—聚合物—单体”的闭合循环,推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下。下列说法不正确的是
A. PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团
B. 1molM与足量NaOH溶液反应,消耗1molNaOH
C. 合成1molPM,理论上需要和苯甲醇
D. M分子中不可能所有原子共面
【答案】C
【解析】
【详解】A.由PM的结构简式可知,PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团,A项正确;
B.1 molM含有的酯基与足量NaOH溶液反应,消耗1 molNaOH,B项正确;
C.由PM的结构简式可知,理论上,合成1 molPM需要消耗n molM和1 mol苯甲醇,C项错误;
D.M中含有甲基和亚甲基等,故M分子中不可能所有原子共面,D项正确;
故答案选C。
8. 三氯化碘被广泛应用于药物合成,其熔点33℃、沸点77℃,易水解。氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应制备。实验室制备的实验装置如图所示。
下列说法正确的是
A. 装置甲中固体可以用二氧化锰
B. 装置乙仅起到除杂的作用
C. 装置丁可以采用水浴加热
D. 将戊换成丙可以达到相同的效果
【答案】C
【解析】
【分析】装置甲制备氯气,通过装置乙除去Cl2中HCl,再经过装置丁进行干燥,Cl2通入丁中与I2反应生成ICl3,因ICl3易水解,因此装置戊可防止空气中水蒸气进入丁,同时可吸收未反应完全的Cl2,防止污染空气,以此分析解答。
【详解】A.装置甲为固液不加热制备氯气,二氧化锰固体和浓盐酸加热制备,故A采取;
B.装置乙的作用是除去氯气中的,同时可作安全瓶,以监测装置丙中是否发生堵塞,故B错误;
C.装置丁碘和氯气反应生成,三氯化碘熔点为33℃,沸点为73℃,最恰当的加热方式是用水浴加热,故C正确;
D.易与水发生反应,同时可能还有未反应完,所以装置戊的作用是吸收多余的、防止外界水蒸气进入丁,换成氯化钙无法吸收多余的,故D错误;
故答案为:C。
9. 镓被称为“电子工业脊梁”,与铝性质相似。以砷化镓废料(主要成分为GaAs,含少量、等杂质)为原料生产Ga,工艺流程如图。
已知:砷化镓废料“溶解”后砷以形式存在。下列说法错误的是
A. 砷化镓废料“溶解”过程不宜采用“高温”条件
B. 实验室“结晶”时主要用到的仪器有酒精灯、烧杯、坩埚、玻璃棒
C. “滤渣2”的主要成分为、、
D. 电解溶液的阴极电极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】由砷化镓废料(主要成分为GaAs,含少量、等杂质)为原料生产Ga的工艺流程为:将砷化镓废料加入和进行酸溶,不溶形成滤渣1,其余物质形成含、、、的滤液,再加入调节pH进行除杂,把、转化为和沉淀,同时把加入的形成沉淀最后形成滤渣2过滤除去,得到含的滤液,继续加入和进行转化后结晶得到,加热进行分解得到,在中加入NaOH溶液溶解得到溶液,最后进行电解得到单质Ga,据此分析解答。
【详解】A.在“溶解”过程中使用了,温度过高会导致受热分解,影响溶解效率,A正确;
B.在实验室进行“结晶”时主要用到的仪器有酒精灯、烧杯、蒸发皿、玻璃棒,无坩埚,B错误;
C.根据分析,除杂后过滤得到的“滤渣2”的主要成分为、转化成的、和加入的转化形成的,C正确;
D.电解溶液时,阴极得到电子发生还原反应生成到Ga,则阴极的电极反应式为:,D正确;
故答案为:B。
10. 储氢材料的晶胞结构如图所示,已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 的配位数为2
B. 晶胞中含有2个
C. 晶体密度的计算式为
D. (ⅰ)和(ⅱ)之间的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,与距离最近且等距离的的个数是3,则的配位数为3,A项错误;
B.位于晶胞的顶点和体心,该晶胞中的个数为,B项正确;
C.该晶胞的体积为的个数为的个数为,一个晶胞中含有2个,故晶体密度为,C项错误;
D.(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半,为,D项错误;
故选B。
11. 已知:为黄色,溶液中存在可逆反应:,下列实验所得结论不正确的是
①
②
③
④
加热前溶液为浅黄色,加热后颜色变深
加热前溶液接近无色,加热后溶液颜色无明显变化
加入NaCl后,溶液立即变为黄色,加热后溶液颜色变深
加热前溶液为黄色,加热后溶液颜色变深
注:加热为微热,忽略体积变化。
A. 实验①中,溶液显浅黄色的原因可能是水解产生了少量
B. 实验②中,加酸对水解的抑制程度大于升高温度对水解的促进程度
C. 根据实验③现象得到:
D. 实验④可证明升高温度,溶液颜色变深一定是因为水解平衡正向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热促进水解生成,导致溶液显浅黄色,A正确;
B.由可知,酸化后加热,溶液颜色无明显变化,而H+抑制水解,故实验②中酸化对水解的抑制程度大于升温对水解的促进程度,B正确;
C.加入NaCl后,溶液立即变为黄色,发生的反应为,为黄色,加热时平衡正向移动,溶液颜色变深,C正确;
D.实验④中存在,升高温度平衡正向移动,溶液颜色变深,因此不能证明升温一定是因为水解平衡正向移动,D错误;
故答案选D。
12. 以不同材料修饰的为电极,一定浓度的溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A. 电极a连接电源负极
B. 加入Y的目的是补充
C. 电解总反应式为
D. 催化阶段反应产物物质的量之比
【答案】B
【解析】
【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成,电极b为阳极,电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑;催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2,实现高效制H2和O2,即Z为O2。
【详解】A.根据分析,电极a为阴极,连接电源负极,A项正确;
B.根据分析电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段被还原成Br-循环使用,故加入Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液为一定浓度,B项错误;
C.根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑,C项正确;
D.催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价,生成1molBr-得到6mol电子,O元素的化合价由-2价升至0价,生成1molO2失去4mol电子,根据得失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2,D项正确;
答案选B。
13. 异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应,得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。
①
②
下列说法不正确的是
A. 其他条件不变时,在催化剂的活性温度内,升高温度有利于异丁烯的制备
B. 高于190℃时,温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是、
C. 190℃时,增大∶n(异丁醇),不利于反应②的进行
D. 若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成,则初始物质浓度与流出物质浓度c之间存在:(异丁醇)=c(异丁烯)+2c(二聚异丁烯)
【答案】D
【解析】
【分析】根据图像可知,温度升高和∶n(异丁醇)增大,有利于异丁烯的制备,据此分析。
【详解】A.反应①吸热,反应②放热, 升高温度,反应①右移, 反应②左移。两者均有利于异丁烯制备,A正确;
B.平衡常数体现反应进行的程度,由于K1远远大于K2,主要进行反应①,因此大于190时温度对异丁烯的平衡产率影响不大,B正确;
C.190,增大∶n(异丁醇),由图可知异丁烯产率增加,则不有利于反应②进行,C正确;
D.由于反应①和②都是可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,所以根据碳原子守恒,初始物质浓度与流出物质浓度c之间存在: (异丁醇) = c(异丁烯) +2c(二聚异丁烯) + c(未反应的异丁醇),D错误;
故本题选D。
14. 某浓度的二元弱酸溶液在不同pH下(通过加入NaOH固体调节溶液pH,忽略溶液体积变化),测得,M代指或或]变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅲ表示与pH的关系
B. 时,
C. 由图像数据可以计算出的值
D. 加入NaOH固体pH增大过程中,溶液中先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液pH增大时,的浓度减小、的浓度先增大后减小、的浓度增大,则曲线Ⅱ表示与pH的关系、曲线Ⅰ表示与pH的关系、曲线Ⅲ表示与pH的关系,A正确;
B.由图可知,时,溶液中微粒的浓度大小顺序为,B正确;
C.由图中点可知,溶液中与相等时,溶液pH为1.9,则,同理由点可知,,溶液中,C正确;
D.调节溶液pH的过程中,由元素守恒可知,溶液中的物质的量之和不变,故在不同的pH条件下,三者浓度之和不变,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 三苯甲醇(相对分子质量为260)是一种有机合成中间体,利用格氏试剂制备三苯甲醇的原理如下:
已知:①THF(四氢呋喃)为常见的有机溶剂,能溶于水,沸点66℃。
②格氏试剂性质活泼,可与水、酯等物质反应。
③三苯甲醇为白色晶体,不溶于水,易溶于乙醇,在乙醇水溶液中溶解度随温度升高显著增大。
实验步骤:
Ⅰ.制备:按如图所示装置安装相关仪器。向三颈烧瓶内加入格氏试剂PhMgBr(代表苯基),并置于冰水浴中,在搅拌下,由恒压滴液漏斗A缓慢滴加苯甲酸乙酯()和THF(5 mL)的混合液。滴加完毕后,将冰水浴改为水浴加热,于70℃下继续回流1 h,此时溶液变为淡黄色。再次在冰水浴和搅拌下,由恒压滴液漏斗B缓慢滴加饱和水溶液(15 mL)。
Ⅱ.提纯:收集三颈烧瓶中的有机相,水相用乙酸乙酯(每次次)萃取,合并有机相并洗涤,有机相用无水硫酸镁干燥,过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品。粗产品用乙醇水溶液热溶解,再经活性炭脱色,_______,抽滤后得白色固体产品0.63 g。
回答下列问题:
(1)仪器C中盛放的物质为_______(中性物质)。
(2)如图仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是_______(填仪器名称)。
(3)滴加饱和水溶液的作用是_______。
(4)下列说法不正确的是_______(填标号)。
A. 保存格氏试剂(RMgBr)不需要密封
B. 滴加饱和水溶液需在冰水浴下进行,是因为反应放热剧烈
C. 步骤Ⅱ中水相用乙酸乙酯萃取时,有机层位于上层
D. 固体产品可以通过X射线衍射测定物质结构
(5)步骤Ⅱ:“再经活性炭脱色,_______,”(补充完整)。
(6)制备原理第一步反应的化学方程式为_______(苯基用Ph表示)。
(7)三苯甲醇的产率为_______(保留三位有效数字)。若水相未用乙酸乙酯萃取且合并有机相,则导致测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)无水
(2)分液漏斗 (3)中和反应生成的Mg(OH)2(或促使反应体系中镁盐转化为可溶于水的NH4MgCl3等),促进有机相和水相分层,便于后续分离 (4)A
(5)趁热过滤,(滤液)冷却结晶
(6)
(7) ①. ②. 偏低
【解析】
【分析】格氏试剂PhMgBr与苯甲酸乙酯在四氢呋喃溶剂中,发生反应,Ph3COMgBr在氯化铵溶液中水解,生成三苯甲醇。
【小问1详解】
仪器C为球形干燥管,格氏试剂(RMgBr)性质活泼,可与水、酯等物质反应。为了防止格氏试剂与水反应,球形干燥管可装无水。
【小问2详解】
在分液漏斗中将有机相和水相分离;洗涤有机相时也在分液漏斗中进行洗涤分离;分离有机相和洗涤有机相时均需使用分液漏斗。
【小问3详解】
格氏试剂(PhMgBr)与苯甲酸乙酯反应后,产物中可能含有Mg的氢氧化物(如Mg(OH)2),这类物质易形成浑浊体系,阻碍有机相(含三苯甲醇)与水相分离,饱和NH4Cl水溶液呈弱酸性,可与Mg(OH)2反应生成可溶于水的MgCl2和(或NH4MgCl3),使体系分层清晰,便于后续收集有机相。
【小问4详解】
A.格氏试剂可与水反应,因此保存时需要严格密封,防止接触空气中的水蒸气,A错误;
B.滴加饱和NH4Cl水溶液时,Mg的氢氧化物与NH4Cl反应可能放热剧烈,冰水浴可控制温度,避免体系温度过高导致溶剂挥发或产物分解,B正确;
C.乙酸乙酯的密度小于水,因此水相用乙酸乙酯萃取时,有机层位于上层,C正确;
D.X射线衍射是测定固体物质结构的常用方法,三苯甲醇为白色晶体,可通过该方法测定结构,D正确;
故答案选A。
【小问5详解】
根据分析可知,步骤Ⅱ为:收集三颈烧瓶中的有机相,水相用乙酸乙酯萃取,合并有机相并洗涤,有机相用无水硫酸镁干燥,过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品,粗产品用乙醇水溶液热溶解,再经活性炭脱色,需将活性炭趁热过滤除去后,滤液冷却结晶,抽滤后得白色固体产品。
【小问6详解】
根据原子守恒可得制备原理第一步反应的化学方程式为
【小问7详解】
加入PhMgBr20 mmol,苯甲酸乙酯6.3 mmol,根据反应的化学方程式可知PhMgBr过量,生成的三苯甲醇理论上为6.3 mmol,实际为0.63 g,三苯甲醇的产率为;若水相未用乙酸乙酯萃取且合并有机相,实际得到的三苯甲醇减少,则导致测定结果偏低。
16. 稀土是重要的战略资源。氧化铈是应用广泛的稀土氧化物。由氟碳铈矿为原料制备的工艺流程如下:
资料:ⅰ.氟碳铈矿的主要成分为,主要杂质有BaO和;
ⅱ.氢氟酸水溶液具有较强的挥发性;;
ⅲ.难溶于水,可溶于强酸;固体B为,难溶于水也难溶于强酸。
(1)基态氟原子的价层电子排布式为_______。
(2)“焙烧”在沸腾炉中进行。利用高压空气将矿石粉吹起并悬浮,形成类似液体沸腾的状态。这样操作的目的是_______。
(3)固体A的主要成分是和_______。
(4)用硫酸浸出过程中,控制浸出时间40min、浸出温度55℃,Ce元素和的浸出率随起始硫酸浓度的变化如图所示。后,的浸出率下降,原因是_______。
(5)步骤Ⅰ中硫脲作_______剂。写出步骤Ⅲ反应的离子方程式:_______。
(6)从化学平衡的角度,解释步骤Ⅱ中NaOH的作用是_______。
【答案】(1)
(2)增大矿石和空气的接触面积,提高反应速率,使反应更充分
(3)
(4)与结合生成HF,而HF是挥发性弱酸,随着增大,HF挥发性增强,使减小,的浸出率下降
(5) ①. 还原 ②.
(6)加入NaOH溶液,使难溶于强酸的固体B发生如下沉淀转化反应,便于后续用盐酸溶解得到含的溶液
【解析】
【分析】氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO和SiO2)在空气中焙烧,Ce3+在空气中氧化为Ce4+,加硫酸浸出,Ce4+进入溶液,SiO2不与硫酸反应,BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀,过滤分离,固体A为SiO2和BaSO4;含CeF3+的溶液中加入硫脲将Ce4+还原为Ce3+,与加入的硫酸钠形成复盐固体B为Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O,过滤分离;固体B中加入NaOH溶液,再加入盐酸,Ce3+被转移到溶液中,加入NH4HCO3使Ce3+沉淀为Ce2(CO3)3,最后空气焙烧生成CeO2。
【小问1详解】
氟为9号元素,基态氟原子的价层电子排布式为;
【小问2详解】
利用高压空气将矿石粉吹起并悬浮,形成类似液体沸腾的状态可以增大矿石和空气的接触面积,提高反应速率。
【小问3详解】
由分析,固体A的主要成分是和;
【小问4详解】
硫酸浸出过程中,与结合生成HF,而HF是挥发性弱酸,随着增大,HF的挥发性使减小,导致的浸出率下降。
【小问5详解】
加入硫脲将溶液中的Ce(Ⅳ)还原为,即硫脲作还原剂。步骤Ⅲ中加入碳酸氢铵和生成Ce2(CO3)3沉淀,结合质量守恒,还生成二氧化碳和水,反应为:;
【小问6详解】
据已知信息可知难溶于水也难溶于强酸,加入NaOH,使其发生如下沉淀转化反应:,转化为可溶于强酸的,便于后续用盐酸溶解得到含的溶液;或:,加入NaOH溶液,与结合,下降,平衡正移,固体B转化成可溶于强酸的,便于后续用盐酸溶解得到含的溶液。
17. 化合物H是一种抗艾滋病药物,某课题组设计的合成路线如下:
已知:①易被氧化;②。
回答下列问题:
(1)写出有机物A的名称:_______。
(2)在合成过程中,A→B的目的是_______,G→H的反应类型为_______。
(3)化合物D的结构简式是_______。
(4)下列说法错误的是_______(填标号)。
a.E分子中碳原子的杂化方式有3种
b.的反应类型是消去反应
c.化合物H的分子式是,易溶于水
(5)化合物N()是另一合成路线的中间体,化合物N有符合下列条件的同分异构体,写出其中的一种:_______。
①含有苯环;
②谱显示有6种不同化学环境的氢原子;
③能发生水解反应,产物之一是甘氨酸()。
(6)以和为原料,制备的合成路线如下:
写出J→K的化学反应方程式:_______。
【答案】(1)对氯苯胺或4-氯苯胺
(2) ①. 保护氨基 ②. 取代反应
(3) (4)bc
(5)(或或或) (6)
【解析】
【分析】A中氨基与乙酰氯发生取代反应,得到B的结构为;参考E结构,可得C到D过程中,-COCF3将连接到氯原子的间位,因此D的结构为,由此继续推出M的结构为HC≡CCH2CH2CH2Cl。
【小问1详解】
A中的官能团有碳氯键和氨基,命名时氨基优先,故选择苯胺为母体,所以其名称为对氯苯胺或4-氯苯胺;
【小问2详解】
过程A到B消除氨基,而后发生一系列转化,在F到G的过程中又重新引入消除的氨基,且苯胺易被氧化,可知过程A到B的作用是保护氨基;G到H的过程符合“一上一下”的取代反应特点;
【小问3详解】
由上述分析可知D的结构为
【小问4详解】
a选项,E中苯环和碳氧双键中碳原子的杂化方式为sp2,单键碳原子的杂化方式为sp3,碳碳三键中碳原子的杂化方式为sp,共3种杂化方式,故a正确;b选项,E到F过程中符合“一上一下”的取代反应特点,故b错误;c选项,由结构可知,化合物H的分子式是,但难溶于水,故c错误;
【小问5详解】
N的分子式为C11H15NO2,N的同分异构体能发生水解反应,产物之一是甘氨酸,故含有片段,N的同分异构体中含有苯环,且谱显示有6种不同化学环境的氢原子,故满足条件的结构为(或或或);
【小问6详解】
已知②的原理为与Mg连接的碳原子进攻乙醛中醛基的碳原子,生成羟基,故J的结构为,J到K为羟基转变为羰基的氧化反应。
18. 某制备乙炔的绿色环保新路线:和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到,再由与水反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)写出与水反应的化学方程式:_______。
(2)已知:(是CO的化学计量系数)且反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1;。
①反应在1585K的_______。
②保持1320K不变,假定恒容容器中只发生反应Ⅰ,达到平衡时_______Pa;若将容器容积压缩到原来的,重新建立平衡后_______(填标号)。
A.变大 B.不变 C.变小
(3)恒压容器中,焦炭与的物质的量之比为为载气。1400K和产率与时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为900K,缓慢加热至1400K时,实验表明已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为_______。
②1823K下时,反应速率的变化特点为_______。
(4)科学家开发催化电极,在酸性介质中电解制备乙炔,其阴极的电极反应式为_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. B
(3) ①. BaO ②. 速率不变至产率接近
(4)
【解析】
【详解】(1)Ba、Ca元素同主族,所以与水的反应和与水的反应相似,其反应的化学方程式为;
(2)①反应Ⅰ+反应Ⅱ得,所以其平衡常数,由图1可知,1585 K时,即,所以,则;
②由图1可知,1320 K时反应Ⅰ的,即,所以,即;若将容器容积压缩到原来的,由于温度不变、平衡常数不变,重新建立平衡后应不变,即;
(3)①由图2可知,1400 K时,的产率为0,即没有,又因为实验表明已全部消耗,所以此时反应体系中含Ba物种为BaO;
②图像显示,1823 K时的产率随时间由0开始呈直线上升到接近,说明该反应速率为一个定值,即速率保持不变;
(4)阴极发生还原反应:故CO2被还原生成乙炔,其电极方程式为2CO2+10H++10e−=C2H2+4H2O
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