内容正文:
武汉市2025届高三年级五月模拟训练试题
化学试卷
本试题卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 湖北有多项传统技艺被列入国家级非物质文化遗产。下列说法错误的是
A. 随州青铜器——青铜属于合金钢
B. 鄂州雕花剪纸——纸张属于再生纤维
C. 大冶石雕——石材属于硅酸盐
D. 恩施坝漆——油漆属于合成高分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.青铜是铜与锡的合金,而合金钢是铁基合金(含碳及其他金属),A错误;
B.纸张通过植物纤维(纤维素)加工再生,属于再生纤维,B正确;
C.常用石材花岗岩主要成分为硅酸盐矿物(如长石、石英),属于硅酸盐材料,C正确;
D.油漆是合成高分子材料,D正确;
故选A。
2. 我国航空航天事业取得了巨大成就。下列说法错误的是
A. 硬铝常用于制造飞机的外壳
B. 酚醛树脂可用于飞船外壳的烧蚀材料
C. 火箭燃料是非极性分子
D. 发动机的耐高温材料是共价晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.硬铝是铝合金,具有高强度、耐腐蚀等特性,广泛用于飞机外壳,A正确;
B.酚醛树脂耐高温且分解吸热,可用作烧蚀材料保护飞船,B正确;
C.N2H4(肼)分子中,由于N孤电子对的存在,使得两个-NH2不处于同一平面,存在一定的扭转角(90°~95°),所以4个氢原子不等效,其属于极性分子,C错误;
D.Si3N4通过共价键形成三维网状结构,是典型的共价晶体,耐高温,D正确;
答案选C。
3. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表示错误的是
A. 的电子式:
B. 分子的球棍模型:
C. 基态溴原子的价电子排布式:
D. 甲醛中键的电子云轮廓图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3+为甲基正离子,中心碳原子价电子数为4-1=3,与3个H原子形成3个σ键,电子式中C原子周围有3对共用电子(6个电子),带1个单位正电荷,A错误;
B.PH3分子中P原子采取sp3杂化,有1对孤对电子,分子构型为三角锥形,球棍模型中用球表示原子、棍表示化学键,图示三角锥形结构符合PH3的球棍模型,B正确;
C.溴为35号元素,基态原子电子排布式为[Ar]3d104s24p5,价电子为最外层4s、4p轨道电子,价电子排布式为4s24p5,C正确;
D.甲醛(HCHO)中π键存在于C=O双键中,由C和O的p轨道侧面重叠形成,电子云轮廓图应分布在C-O键轴平面的上下两侧(呈哑铃形上下两部分),D正确;
故答案为:A。
4. “十大楚药”麻城福白菊主要成分之一的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 属于芳香烃的衍生物
B. 该分子含有2种官能团
C. 该分子含有3个杂化的原子
D. 该物质可发生加成反应、氧化反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子含有苯环(芳香烃结构)且含有氧原子,属于芳香烃的氢原子被氧原子等取代后的产物,属于芳香烃的衍生物,A正确;
B.分子中含有的官能团为碳碳双键(C=C)和醚键(-O-,包括甲氧基中的-O-),共2种官能团,B正确;
C.杂化的原子需满足价层电子对数为4(单键连接或含两对孤对电子)。分子中饱和碳原子均为杂化;醚键中的氧原子为杂化;故杂化的原子有5个,C错误;
D.分子含碳碳双键,可发生加成反应;含碳碳双键及苯环,可发生氧化反应(如燃烧、被酸性高锰酸钾氧化),D正确;
故选C。
5. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法正确的是
A. 共价键的键长等于成键原子的半径之和
B. VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构一定相同
C. 电子气理论可以解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
D. 反应的活化能指活化分子具有的最低能量和反应物分子具有的平均能量之差
【答案】C
【解析】
【详解】A.键长是成键原子核间的平均距离,由于原子轨道重叠,键长小于两原子半径之和,故A错误;
B.VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对,当中心原子无孤电子对时,两者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,两者空间结构不同,如H2O的VSEPR模型为四面体模型,而分子空间结构为V形结构,故B错误;
C.电子气理论把金属键描述成从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,可以用于解释金属晶体的延展性(电子气缓冲离子层滑动)、导电性(自由电子在外加电场下定向移动)和导热性(电子传递能量),故C正确;
D.反应的活化能是活化分子平均能量与反应物分子平均能量的差值,而非最低能量与平均能量之差,故D错误;
故选:C。
6. 化学与衣、食、住、行息息相关。下列方程式书写正确的是
A. 豆腐(添加石膏)不宜与菠菜(含草酸)同食:
B. 84消毒液和洁厕灵不能混用:
C. 电车中的碱性燃料电池的负极反应:
D. 合成维纶:
【答案】B
【解析】
【详解】A.豆腐(添加石膏)中含有CaSO4为微溶物,在豆腐中不是以澄清的溶液形态存在,故在离子反应方程式中不能拆;菠菜(含草酸)中含有H2C2O4为弱酸,故在离子反应方程式中也不能拆;因此两者同时使用发生的反应为:,故A错误;
B.84消毒液(含NaClO)与洁厕灵(含HCl)混用,其中与在酸性条件下发生归中反应生成Cl2,离子方程式为:,故B正确;
C.在碱性燃料电池中,负极区中CH4的氧化产物应为(CO2与反应),负极反应为:,故C错误;
D.聚乙烯醇与甲醛缩聚生成维纶,1个甲醛与2个羟基反应脱去1分子水,因此反应方程式应为:2,故D错误;
故选:B。
7. 氮及其化合物的转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的分子数目为
B. 分子中含有键数目为
C. 反应②中每生成转移电子数目
D. 常温下,的溶液中水电离出的数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.NO2的摩尔质量为46 g/mol,4.6 g对应0.1 mol,分子数为0.1 NA,但NO2存在部分转化为N2O4的可逆反应,实际分子数小于0.1NA,A错误;
B.气体体积未说明是否在标准状况(0℃、1atm),若为标准状况,则每个N2含1个σ键,总数为0.05NA,但条件缺失,B错误;
C.反应②中,NaNO2(N为+3价)与(N为-3价)归中生成N2(0价),每生成1 mol N2,失去3 mol e⁻,获得3 mol e⁻,总转移3 mol e⁻,2.8 g N2为0.1 mol,对应转移0.3NA电子,C正确;
D.pH=10的NaNO2溶液中,水解促进水电离,水电离的H⁺浓度等于OH⁻浓度(1×10-4 mol/L),但题目未提供溶液体积,无法计算具体数目,D错误;
答案选C。
8. PEEK材料主要用于人形机器人的关节、躯体和四肢骨架。合成原理如下:
下列说法正确的是
A. 该反应为加聚反应
B. Y中最多6个原子共直线
C. PEEK属于纯净物,有固定熔点
D. X的结构简式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.加聚反应无小分子生成,该反应生成小分子HF,为缩聚反应,A错误;
B.Y为对苯二酚(HO-C6H4-OH),苯环中C原子为sp2杂化,键角120°,仅对位2个C原子共直线,羟基O因为是sp3杂化,因为单键的旋转使得一个羟基中最多存在一个原子在两个对位碳原子的连线上,所以最多1+2+1=4个原子共直线,B错误;
C.PEEK为聚合物,n值不同,属于混合物,无固定熔点,C错误;
D.根据反应中原子守恒及生成(2n-1)HF,X需提供2个F原子,结合PEEK重复单元含羰基(C=O)及双苯环结构,X为F-ph-CO-ph-F,结构简式正确,D正确;
答案选D。
9. 某离子液体的结构如图所示。X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。
下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 简单离子半径:
C. X、Y、Z三种元素不能形成离子化合物
D. Z的最高价氧化物对应的水化物能与其简单氢化物反应
【答案】D
【解析】
【分析】由题干离子液体的结构示意图可知,X周围形成1个共价键,Y周围形成4个共价键,其中一个Z周围形成3个共价键,另一个Z形成4个共价键,且整个离子带一个单位正电荷,即该Z原子失去一个电子,即Z的最外层上有5个电子,W形成一根共价键,Q形成4根共价键但整个离子带一个单位负电荷,Q为Al元素,结合原子序数W为Cl,形成一根配位键;根据原子序数Z的最外层上有5个电子为N,Y最外层有4个电子为C,X周围一个共价键为H。
【详解】A.Y为C,Z为N,同周期从左至右,电负性呈增大趋势,电负性N>C,即Z>Y,A错误;
B.Q为Al,简单离子为(10电子,2层),W为Cl,简单离子为(18电子,3层),电子层数越多半径越大,离子半径>,即W>Q,B错误;
C.X(H)、Y(C)、Z(N)可形成离子化合物如,C错误;
D.Z为N,最高价氧化物对应水化物为,简单氢化物为,二者反应生成,D正确;
故答案为:D。
10. 下列实验操作中,能达到实验目的是
选项
实验目的
实验操作
A
验证丙烯醛中含碳碳双键
向丙烯醛中加入酸性溶液
B
验证氨气易溶于水
喷泉实验中,打开弹簧夹,挤压胶头滴管
C
比较和对分解的催化效率
分别向等浓度、等体积的溶液中加入2滴等浓度的溶液和溶液
D
比较碳酸和硼酸酸性强弱
将少量硼酸溶液滴入溶液中
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯醛中含有碳碳双键和醛基两种官能团,它们都能被酸性高锰酸钾氧化,导致溶液紫色褪色,无法单独验证碳碳双键的存在,故A错误;
B.喷泉实验的原理是利用气体在液体中溶解导致烧瓶内压强迅速减小,外界大气压将烧杯中的液体压入烧瓶。氨气极易溶于水,挤压胶头滴管使少量水进入充满氨气的烧瓶,氨气溶解导致压强骤减,能形成喷泉,从而证明氨气易溶于水,故B正确;
C.实验中FeCl3和CuSO4的阴离子不同(Cl⁻和),引入额外变量,无法准确比较和的催化效率,故C错误;
D.硼酸酸性弱于碳酸(硼酸pKa≈9.24,碳酸pKa1≈6.4),无法与Na2CO3反应生成CO2,可能生成NaHCO3,但实验中仍无明显现象(如气泡),无法直接判断酸性强弱,故D错误;
故选:B。
11. 武汉大学研究团队实现了光与十钨酸盐()、Co(0)协同催化的芳香烯烃与醛的加成反应,反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. Co(0)能增加活化分子百分数
B. 该机理中有极性键和非极性键的断裂和生成
C. 总反应方程式为:
D. 如反应物改为,则产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.Co(0)作为催化剂,能降低反应活化能,增加活化分子百分数,A正确;
B.机理中,极性键断裂(如醛的C-H键)、极性键生成(如Co-H键);非极性键断裂(如烯烃的C=C双键),但生成的C-C单键为非极性键,故存在极性键和非极性键的断裂与生成,B正确;
C.根据机理图,反应物为苯甲醛(PhCHO)和苯乙烯(PhCH=CH2),产物为Ph-CO-CH2CH2-Ph,催化剂不参与总反应,总反应方程式符合原子守恒,C正确;
D.若反应物为PhCO-D(醛基H被D取代),醛的C-D键断裂后,D转移到烯烃加成后的碳上,产物应为Ph-CO-CH2-CHD-Ph,而非选项中结构(D位置错误),D错误;
故选D。
12. 物质组成与结构的变化可以引起性质的变化。下列性质变化推测错误的是
选项
物质
组成与结构变化
性质变化
A
熔点降低
B
酸性减弱
C
淀粉
在主链上接入带有强亲水基团的支链
吸水性增强
D
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
耐磨性增强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.硝酸铵(NH4NO3)变为C2H5NH3NO3后,有机基团引入导致离子半径增大,会降低离子晶体晶格能,导致熔点降低,A正确;
B.乙酸(CH3COOH)变为CF3COOH时,强吸电子基团(-F)通过诱导效应增强羧酸的酸性,B错误;
C.淀粉接入强亲水基团支链后,亲水基团数量增加,吸水性必然增强,C正确;
D.晶体硅中部分硅被碳取代后,形成类似碳化硅的共价晶体结构,碳硅键键能大于硅硅键,硬度更高,耐磨性增强,D正确;
故答案为:B。
13. 我国科研团队研发的强酸单液流电池通过多电子转移,提高了电池的安全性和能量密度,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,电极的电势高
B. 放电时,每消耗,右室有生成
C. 充电时,向电极区移动,阴极区减小
D. 充电时,阳极区存在反应:
【答案】B
【解析】
【分析】放电时为原电池,电极M发生反应:Cd - 2e⁻ = Cd2+,发生氧化反应,为负极;电极N为正极,正极存在反应、、,总反应为:,结合二次电池的工作原理,分析作答。
【详解】A.放电时为原电池,电极M中Cd失电子生成Cd2+,发生氧化反应,为负极;电极N为正极,原电池中正极电势高于负极,A正确;
B.放电时负极反应为Cd - 2e⁻ = Cd2+,0.07mol Cd消耗时转移电子0.14mol。放电时正极总反应为,每转移电子,生成溴离子,B错误;
C.充电时为电解池,电极M为阴极(原电池负极接电源负极),H⁺为阳离子向阴极(M区)移动;阴极反应为Cd2+ + 2e⁻ = Cd,H⁺移向阴极使阴极区H⁺浓度增大,pH减小,C正确;
D.充电时阳极(N极)发生氧化反应,IBr中I从+1价升至中+5价,Br从-1价升至Br2中0价,2molIBr共失10mole⁻,反应为2IBr - 10e⁻ + 6 H2O = Br2 + + 12H⁺,D正确;
故选B。
14. 二氧化铈()常用作玻璃工业添加剂。在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构。如图所示,晶胞参数为anm(已知:的)。
下列说法错误的是
A. 晶胞中与最近的核间距为
B. 边长为2anm的立方体晶粒中位于表面的有50个
C. 在的晶体中,的空缺率为10%
D. M点原子分数坐标为,则N点原子分数坐标为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ce4+位于立方晶胞的顶点和面心,O2-位于四面体空隙,距离最近的Ce4+与O2-的核间距为,A正确;
B.边长为2a nm的立方体晶粒由2×2×2=8个CeO2晶胞构成,Ce4+总数为8(顶点)+(面上)+12(棱上)=50个,B正确;
C.n(CeO2):n(Y2O3)=8:1时,阳离子为8 mol Ce4+和2 mol Y3+,总正电荷=8×4+2×3=38,故带负电荷的O2-个数为19(电荷守恒);阳离子总数10,理论O2-数为20,故氧空位数为20-19=1,空缺率==5%≠10%,C错误;
D.M点坐标(0,0,0),N点位于晶胞右侧面心,原子分数坐标为,D正确;
故答案选C。
15. 常温下,浓度均为的和HB混合溶液中,[X为、或]随pH变化关系如图所示。已知,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅲ表示随pH的变化关系
B. 常温下,溶液呈酸性
C. 时,溶液中
D. 时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】则,所以,故;同理;,,则,,故,根据斜率可以判断曲线Ⅲ为,根据,曲线Ⅱ为,曲线Ⅰ为。
【详解】A.根据分析,曲线Ⅲ表示随pH的变化关系,A正确;
B.据图可知,,,故,,,电离大于水解,溶液呈酸性,B正确;
C.时,,,故,C错误;
D.时,,,,故,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 以废钴酸锂和废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含、和Al)为原料联合提取钴和锂的一种流程示意图如下:
已知:
ⅰ.Al和强碱溶液反应时,铝元素转化为
ⅱ.氧化性:
ⅲ.萃取的原理为:(HR表示P507)
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表的位置是___________。
(2)“碱浸”时,反应离子方程式为___________。
(3)若原料中,“酸浸”后溶液的金属阳离子有、___________;“反应”中加入双氧水的作用是___________(用离子方程式表示)。
(4)相同条件下,和沉淀趋势随pH的变化如图所示。
“反应”中调pH约为1.8的目的是___________。
(5)“多步”操作中包括反萃取、沉钴等步骤。
①反萃取中加入酸的目的是___________。
②沉钴时选用溶液作沉淀剂而不用溶液的原因是___________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)
(3) ①. ②.
(4)使以形式沉淀,实现与的分离
(5) ①. 增大浓度,使萃取平衡逆向移动,使更多的进入水相 ②. 防止溶液碱性过强,形成沉淀,使得产率降低
【解析】
【分析】废钴酸锂和废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含、和Al),加入NaOH溶液,铝与NaOH溶液反应生成,、不溶于水和碱,加入H2SO4酸浸,滤液中的金属阳离子有,加入H2O2,其中的Fe2+被氧化为Fe3+,加入NaOH溶液,得到铁元素的沉淀,加入P507萃取,得到有机相中含有,再经过多步操作得到,水相加入Na2CO3饱和溶液,Li+转化为Li2CO3沉淀,据此答题。
【小问1详解】
Co是27号元素,在元素周期表的位置是第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
“碱浸”时,只有铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子方程式为:;
【小问3详解】
若原料中,“酸浸”后,若离子间不发生氧化还原反应,得到,但题中已知信息给出:氧化性:,则与之间发生氧化还原反应:,且量不足,故得到的金属阳离子有;“反应”中加入双氧水的作用将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式:;
【小问4详解】
“反应”中调pH约为1.8,由图可知,此时以形式沉淀,实现与的分离;
【小问5详解】
①反萃取的过程中需要平衡逆向移动,加入酸的目的是增大浓度,使萃取平衡逆向移动,使更多的进入水相;
②沉钴时选用溶液,发生的离子反应是:,若加入溶液,此时碱性过强,发生副反应:,即不用溶液的原因是防止溶液碱性过强,形成沉淀,使得产率降低。
17. 为探究加入混合溶液后,体系的反应进程,某实验小组进行了如下实验:
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
操作
现象
几乎不反应,加热至40℃,镁条表面才产生极微量气泡
镁条表面有较多气泡产生,并析出红棕色固体
序号
实验Ⅲ
实验Ⅳ
操作
现象
镁条表面有细微气泡产生
浸泡后镁条表面露出红棕色覆盖层,氨水浸出液呈蓝色,放置于空气中,一段时间后蓝色略有加深
已知:CuCl为难溶于水的白色固体,可溶于浓氨水形成无色的。
回答下列问题:
(1)测定实验Ⅱ中溶液的pH可以选用___________(填标号)。
A.pH计 B.广泛pH试纸 C.精密pH试纸
(2)相较于实验Ⅰ,实验Ⅱ反应初期的速率较快,该实验小组探究其原因可能是:
①甲同学认为较大导致Mg与反应速率较快。较大的原因是___________(用离子方程式表示)。
②乙同学认为镁条表面产生的红棕色固体Cu加快了反应速率,原因是___________,乙同学进行实验Ⅲ验证该猜想,则试剂X为___________。
结合实验Ⅲ的现象,进一步得出结论:和对加快反应速率的影响不大。
(3)实验Ⅱ中3min后,镁条表面产生灰蓝色固体,该实验小组进行实验Ⅳ,对其成分进行探究。
①氨水浸出液蓝色加深的离子方程式为___________。
②灰蓝色物质一定含有___________(填标号)。
A.CuCl B. C.CuO
(4)综合上述实验现象及分析,得出结论:该实验条件下,在镁条表面发生反应的先后顺序为___________(填标号)。
A.
B.
C.
【答案】(1)AC (2) ①. ②. 形成了Cu-Mg原电池加快反应速率 ③. 、pH=3.8的KCl和HCl的混合溶液
(3) ①. 4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O ②. AB (4)BAC
【解析】
【分析】实验Ⅰ中镁条与水几乎不反应,加热至40℃,才缓慢反应;
实验Ⅱ的反应初期,Mg置换出Cu,形成原电池,加快了反应速率;
实验Ⅲ是实验Ⅱ的对照实验,目的是验证是否实验Ⅱ形成了Cu-Mg原电池加快反应速率,所以试剂X是、pH=3.8的KCl和HCl的混合溶液;
实验Ⅳ用浓氨水浸泡实验Ⅱ被灰蓝色物质覆盖的镁条,浸出液呈蓝色,说明浸出液中存在[Cu(NH3)4]2+(来自溶于浓氨水),放置于空气中,一段时间后蓝色略有加深,则发生了反应:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O;从而说明灰蓝色沉淀中存在、;
【小问1详解】
测定实验Ⅱ中溶液的pH需要精确到小数点后1位,广泛pH试纸只能测定整数值,故选AC;
【小问2详解】
①实验Ⅱ较大,原因是的水解,离子方程式为:;
②乙同学认为镁条表面产生的红棕色固体Cu加快了反应速率,原因是形成了Cu-Mg原电池加快反应速率,由分析可知,试剂X为、pH=3.8的KCl和HCl的混合溶液;
【小问3详解】
①氨水浸出液蓝色加深是因为[Cu(NH3)2]+被氧气氧化为[Cu(NH3)4]2+,离子方程式为:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O =4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O;
②由分析可知,灰蓝色沉淀中存在、,选AB;
【小问4详解】
由实验Ⅲ现象可知,与实验Ⅱ的pH相同条件下,并没有产生较多气泡,而实验Ⅱ中Mg置换出Cu,形成原电池,加快了反应速率,由此推断,镁条先与反应生成Cu,随后才与反应产生氢气,当生成的红棕色铜覆盖镁表面,随后发生反应,得到CuCl沉淀,综上:在镁条表面发生反应的先后顺序为BAC。
18. 物质K是一种畜类生长调节剂,其合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)I的官能团名称是___________。
(2)C中手性碳原子的数目为___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)反应⑤的化学方程式为___________。
(5)F的同分异构体中,属于苯的六取代物且能与溶液发生显色反应的共有___________种。
(6)⑥和⑦两步的顺序不宜互换的原因是___________。
(7)⑨是一个多步过程,反应历程如下:
具有两个五元环的中间体M的结构简式是___________。
【答案】(1)醚键、氨基 (2)4
(3) (4) (5)12
(6)保护羰基,避免羰基与HCN发生加成反应
(7)
【解析】
【分析】A经历两步反应生成B,B发生还原反应生成C,则C的结构简式为:,结合C、D的分子式可知,C→D发生消去反应,结合后续流程,D的结构简式只能是:,D发生已知信息的反应生成E为,E→F经历先经历醛基的加成反应得到羟基,再发生羟基的消去消去反应得到F,F和乙二醇发生加成反应生成G,G和HCN发生加成反应生成H为,H在发生还原反应生成I,I→J经历了多步反应,第一步反应是脱去酮羰基的保护,重新生成酮羰基,得到中间体L的结构简式为,第二步L发生氨基和酮羰基的加成反应生成中间体M的结构简式为:,最后一步发生消去反应生成J,J与K存在互变平衡,据此解答。
【小问1详解】
结合I的结构简式,可知其官能团名称是醚键、氨基;
【小问2详解】
C中手性碳原子数目为4,如图所示:;
【小问3详解】
由分析可知,D的结构简式是:;
【小问4详解】
反应⑤相当于是先发生醛基的加成反应得到羟基,再发生羟基的消去消去反应得到碳碳双键,化学方程式为:;
【小问5详解】
F的分子式为:,不饱和度为4,属于苯的六取代物且能与溶液发生显色反应,说明含有一个酚羟基,苯环上的取代基均为饱和结构,且有6个取代基,则分以下情况讨论:
①6个取代基为:3个甲基、2个乙基、1个酚羟基,此情况在苯环上有6种位置关系;
②6个取代基为:4个甲基、1个正丙基、1个酚羟基,此情况在苯环上有邻、间、对3种位置关系;
③6个取代基为:4个甲基、1个异丙基、1个酚羟基,此情况在苯环上有邻、间、对3种位置关系;
所以共计12种同分异构体;
【小问6详解】
由分析可知,F与乙二醇反应是为了保护酮羰基,若⑥和⑦两步的顺序互换,则酮羰基可能会与HCN发生加成反应;
【小问7详解】
由分析可知,M的结构简式是:。
19. 工业上常采用甲醇羰基化法制备乙酸,发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在标准压力、一定温度下,由最稳定的单质合成1mol物质的焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓。已知三种物质的标准摩尔生成焓如下表所示,则反应Ⅰ的___________。
物质
CO
标准摩尔生成焓()
-238.7
-110.5
-484.5
(2)反应Ⅰ可自发进行的条件为___________(填标号)。
A.任何温度 B.较高温度 C.较低温度
(3)若在某条件下,仅发生反应Ⅰ,则一定能判断反应Ⅰ达到平衡状态的依据是___________(填标号)。
A. 的物质的量不变 B. 乙酸的物质的量分数不变
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(4)增大投料比有利于提高的转化率,但恒压条件下该投料比不宜过大,从反应速率角度分析其原因是___________。
(5)在恒温恒压密闭容器中充入和3molCO,平衡时的转化率为90%,,则___________mol,反应Ⅱ的压强平衡常数___________(结果保留两位有效数字)。
(6)当CO初始压强增大到2.5MPa时,体系中除CO外其余物质均变为液体。如图所示,当CO初始压强为2.5~3.5MPa,平衡时的转化率几乎不变,选择性却显著上升的可能原因是___________。
【答案】(1) (2)C (3)ABD
(4)在恒压条件下,CO过量会导致甲醇的分压(或浓度)偏低,致使单位体积(或单位时间)内甲醇与CO碰撞机会减少,反应速率降低
(5) ①. 0.7 ②. 0.14
(6)增大压强,反应Ⅰ正向移动,使得甲醇浓度降低,促进了反应Ⅱ平衡逆向移动,产生的甲醇持续发生反应Ⅰ,使得选择性显著上升
【解析】
【小问1详解】
由图表数据可知:①,
②;
③ ;
由盖斯定律可知,③-①-②得:,则;
【小问2详解】
反应①的,,依据,反应能自发进行,则低温下自发进行;
【小问3详解】
A.的物质的量不变,说明正逆反应速率相等,能判断为平衡状态,A选;
B.乙酸的物质的量分数不变,说明各物质浓度不再变化,能判断为平衡状态,B选;
C.若为恒容容器,气体总质量不变,则气体密度始终不变,不能判断达到平衡状态,C不选;
D.气体平均摩尔质量等于气体质量与气体物质的量之比,气体物质的量由大到小,则气体平均摩尔质量由小到大,不变时达到平衡,D选;
故选ABD;
【小问4详解】
在恒压条件下,CO过量会导致甲醇的分压(或浓度)偏低,致使单位体积(或单位时间)内甲醇与CO碰撞机会减少,反应速率降低;
【小问5详解】
由反应Ⅱ可知,当,,平衡时的转化率为90%,则;设反应Ⅰ消耗x mol甲醇,反应Ⅱ消耗y mol甲醇,则: x + y = 0.90 mol,题给,故y=0.1,所以x=0.8, 则平衡时CH3COOH物质的量: n(CH3COOH) = x − y = 0.8 − 0.1 = 0.7 mol;
平衡时各组分物质的量:CH3OH:1-x-y = 0.1 mol 、CO:3 -x = 2.2 mol 、CH3COOH:0.7 mol 、CH3COOCH3:0.1 mol 、H2O:0.1 mol ,总气体量 = 0.1+ 2.2+ 0.7 + 0.1 + 0.1 = 3.3 mol,反应Ⅱ的压强平衡常数;
【小问6详解】
当压强升到2.5 MPa以上时,除CO外的物质大多液化,增大压强,反应Ⅰ正向移动,使得甲醇浓度降低,促进了反应Ⅱ平衡逆向移动,产生的甲醇持续发生反应Ⅰ,使得选择性显著上升,最后甲醇的转化率趋近于1。
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武汉市2025届高三年级五月模拟训练试题
化学试卷
本试题卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 湖北有多项传统技艺被列入国家级非物质文化遗产。下列说法错误的是
A. 随州青铜器——青铜属于合金钢
B. 鄂州雕花剪纸——纸张属于再生纤维
C. 大冶石雕——石材属于硅酸盐
D. 恩施坝漆——油漆属于合成高分子
2. 我国航空航天事业取得了巨大成就。下列说法错误的是
A. 硬铝常用于制造飞机的外壳
B. 酚醛树脂可用于飞船外壳的烧蚀材料
C. 火箭燃料是非极性分子
D. 发动机的耐高温材料是共价晶体
3. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表示错误的是
A. 的电子式:
B. 分子的球棍模型:
C. 基态溴原子的价电子排布式:
D. 甲醛中键的电子云轮廓图:
4. “十大楚药”麻城福白菊主要成分之一结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 属于芳香烃的衍生物
B. 该分子含有2种官能团
C. 该分子含有3个杂化的原子
D. 该物质可发生加成反应、氧化反应
5. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法正确的是
A. 共价键的键长等于成键原子的半径之和
B. VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构一定相同
C. 电子气理论可以解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
D. 反应的活化能指活化分子具有的最低能量和反应物分子具有的平均能量之差
6. 化学与衣、食、住、行息息相关。下列方程式书写正确的是
A. 豆腐(添加石膏)不宜与菠菜(含草酸)同食:
B. 84消毒液和洁厕灵不能混用:
C. 电车中的碱性燃料电池的负极反应:
D. 合成维纶:
7. 氮及其化合物的转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的分子数目为
B. 分子中含有键数目为
C. 反应②中每生成转移电子数目为
D. 常温下,的溶液中水电离出的数目为
8. PEEK材料主要用于人形机器人的关节、躯体和四肢骨架。合成原理如下:
下列说法正确的是
A. 该反应为加聚反应
B. Y中最多6个原子共直线
C. PEEK属于纯净物,有固定熔点
D. X的结构简式为:
9. 某离子液体的结构如图所示。X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。
下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 简单离子半径:
C. X、Y、Z三种元素不能形成离子化合物
D. Z的最高价氧化物对应的水化物能与其简单氢化物反应
10. 下列实验操作中,能达到实验目的的是
选项
实验目
实验操作
A
验证丙烯醛中含碳碳双键
向丙烯醛中加入酸性溶液
B
验证氨气易溶于水
喷泉实验中,打开弹簧夹,挤压胶头滴管
C
比较和对分解的催化效率
分别向等浓度、等体积的溶液中加入2滴等浓度的溶液和溶液
D
比较碳酸和硼酸酸性强弱
将少量硼酸溶液滴入溶液中
A. A B. B C. C D. D
11. 武汉大学研究团队实现了光与十钨酸盐()、Co(0)协同催化的芳香烯烃与醛的加成反应,反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. Co(0)能增加活化分子百分数
B. 该机理中有极性键和非极性键的断裂和生成
C. 总反应方程式为:
D. 如反应物改为,则产物为
12. 物质组成与结构的变化可以引起性质的变化。下列性质变化推测错误的是
选项
物质
组成与结构变化
性质变化
A
熔点降低
B
酸性减弱
C
淀粉
在主链上接入带有强亲水基团的支链
吸水性增强
D
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
耐磨性增强
A. A B. B C. C D. D
13. 我国科研团队研发强酸单液流电池通过多电子转移,提高了电池的安全性和能量密度,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,电极的电势高
B. 放电时,每消耗,右室有生成
C. 充电时,向电极区移动,阴极区减小
D. 充电时,阳极区存在反应:
14. 二氧化铈()常用作玻璃工业添加剂。在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构。如图所示,晶胞参数为anm(已知:的)。
下列说法错误的是
A. 晶胞中与最近的核间距为
B. 边长为2anm的立方体晶粒中位于表面的有50个
C. 在的晶体中,的空缺率为10%
D. M点原子分数坐标为,则N点原子分数坐标为
15. 常温下,浓度均为的和HB混合溶液中,[X为、或]随pH变化关系如图所示。已知,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅲ表示随pH的变化关系
B. 常温下,的溶液呈酸性
C. 时,溶液中
D. 时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 以废钴酸锂和废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含、和Al)为原料联合提取钴和锂的一种流程示意图如下:
已知:
ⅰ.Al和强碱溶液反应时,铝元素转化为
ⅱ.氧化性:
ⅲ.萃取的原理为:(HR表示P507)
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表的位置是___________。
(2)“碱浸”时,反应的离子方程式为___________。
(3)若原料中,“酸浸”后溶液的金属阳离子有、___________;“反应”中加入双氧水的作用是___________(用离子方程式表示)。
(4)相同条件下,和沉淀趋势随pH的变化如图所示。
“反应”中调pH约为1.8的目的是___________。
(5)“多步”操作中包括反萃取、沉钴等步骤。
①反萃取中加入酸的目的是___________。
②沉钴时选用溶液作沉淀剂而不用溶液原因是___________。
17. 为探究加入混合溶液后,体系的反应进程,某实验小组进行了如下实验:
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
操作
现象
几乎不反应,加热至40℃,镁条表面才产生极微量气泡
镁条表面有较多气泡产生,并析出红棕色固体
序号
实验Ⅲ
实验Ⅳ
操作
现象
镁条表面有细微气泡产生
浸泡后镁条表面露出红棕色覆盖层,氨水浸出液呈蓝色,放置于空气中,一段时间后蓝色略有加深
已知:CuCl为难溶于水的白色固体,可溶于浓氨水形成无色的。
回答下列问题:
(1)测定实验Ⅱ中溶液的pH可以选用___________(填标号)。
A.pH计 B.广泛pH试纸 C.精密pH试纸
(2)相较于实验Ⅰ,实验Ⅱ反应初期的速率较快,该实验小组探究其原因可能是:
①甲同学认为较大导致Mg与反应速率较快。较大的原因是___________(用离子方程式表示)。
②乙同学认为镁条表面产生的红棕色固体Cu加快了反应速率,原因是___________,乙同学进行实验Ⅲ验证该猜想,则试剂X为___________。
结合实验Ⅲ的现象,进一步得出结论:和对加快反应速率的影响不大。
(3)实验Ⅱ中3min后,镁条表面产生灰蓝色固体,该实验小组进行实验Ⅳ,对其成分进行探究。
①氨水浸出液蓝色加深的离子方程式为___________。
②灰蓝色物质一定含有___________(填标号)。
A.CuCl B. C.CuO
(4)综合上述实验现象及分析,得出结论:该实验条件下,在镁条表面发生反应的先后顺序为___________(填标号)。
A.
B.
C.
18. 物质K是一种畜类生长调节剂,其合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)I的官能团名称是___________。
(2)C中手性碳原子的数目为___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)反应⑤的化学方程式为___________。
(5)F的同分异构体中,属于苯的六取代物且能与溶液发生显色反应的共有___________种。
(6)⑥和⑦两步顺序不宜互换的原因是___________。
(7)⑨是一个多步过程,反应历程如下:
具有两个五元环的中间体M的结构简式是___________。
19. 工业上常采用甲醇羰基化法制备乙酸,发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在标准压力、一定温度下,由最稳定的单质合成1mol物质的焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓。已知三种物质的标准摩尔生成焓如下表所示,则反应Ⅰ的___________。
物质
CO
标准摩尔生成焓()
-238.7
-110.5
-484.5
(2)反应Ⅰ可自发进行的条件为___________(填标号)。
A.任何温度 B.较高温度 C.较低温度
(3)若在某条件下,仅发生反应Ⅰ,则一定能判断反应Ⅰ达到平衡状态的依据是___________(填标号)。
A. 的物质的量不变 B. 乙酸的物质的量分数不变
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(4)增大投料比有利于提高的转化率,但恒压条件下该投料比不宜过大,从反应速率角度分析其原因是___________。
(5)在恒温恒压密闭容器中充入和3molCO,平衡时的转化率为90%,,则___________mol,反应Ⅱ的压强平衡常数___________(结果保留两位有效数字)。
(6)当CO初始压强增大到2.5MPa时,体系中除CO外其余物质均变为液体。如图所示,当CO初始压强为2.5~3.5MPa,平衡时的转化率几乎不变,选择性却显著上升的可能原因是___________。
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