内容正文:
山大附中2025~2026学年第一学期期末考试
高二年级化学试题
时长:75分钟 内容:选择性必修1、有机 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64
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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A. 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. NH3的空间填充模型: B. 3,3-二甲基戊烷的键线式:
C. 顺-2-丁烯的结构简式: D. 乙炔的电子式:
3. 下列是我国古代常见的操作方法,其中操作原理与化学实验中的分离除杂方法相似的是
①凡煮汤,欲微火,令小沸……算渣取液
②经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮
③凡渍药酒,皆须细切……便可漉出
④海陆取卤,日晒火煎,煮海熬波,卤水成盐
A. 过滤、蒸馏、萃取、蒸发 B. 过滤、蒸发、萃取、蒸馏
C. 蒸发、萃取、蒸馏、过滤 D. 萃取、蒸馏、萃取、蒸发
4. 下列现象或操作与盐类的水解无关的是
A. 亚硫酰氯(SOCl2)与AlCl3·6H2O混合并加热可得到无水AlCl3
B. 洗涤试管内的油污:向试管中加入饱和Na2CO3溶液,加热并振荡
C. 用柠檬酸除去热水壶中的水垢(主要成分为碳酸钙)
D. 配制FeCl3溶液:将FeCl3晶体溶于浓盐酸中,再加蒸馏水稀释至所需浓度
5. 某烃用键线式表示为 ,该烃与按物质的量之比为1∶1加成时,所得的产物有
A. 3种 B. 5种 C. 7种 D. 8种
6. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A. 氯碱工业中,每生成2.24LCl2,转移电子的数目为0.2 NA
B. 物质的量相等的苯、苯乙烯混合物中含C—H键数为7NA
C. 0.1 mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧时消耗O2的分子数为0.3NA
D. 1molCl2与足量CH4发生取代反应生成HCl分子的数目为2NA
7. 海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物质结构简式如图所示。下列关于该分子说法不正确的是
A. 分子式为C20H28O4
B. 含有4个手性碳原子
C. 分子内所有原子可能在同一平面上
D. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8. 精细化学品Z是X与HBr反应主产物,X→Z的反应机理如下,下列说法不正确的是
A. X与互为顺反异构体
B. X能使溴的CCl4溶液褪色
C. X与HBr反应有副产物生成
D. 属于芳香族化合物,且和Z互为同分异构体的有机物有4个(不考虑立体异构)
9. 下列操作不能达到目的的是
A.利用以上装置进行实验,能制取少量乙炔气体,并证明乙炔与溴可以发生加成反应
B.根据溶液出现乳白色浑浊的快慢,可以推断反应物浓度对反应速率的影响
C.将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
D.用比铁活泼的金属M,可以起到保护钢铁输水管的作用
A. A B. B C. C D. D
10. 现有两种有机物Q()与P(),下列有关说法正确的是
A. 二者均可发生消去反应
B. 在Q中滴加AgNO3溶液,立即反应产生淡黄色沉淀
C. 二者的核磁共振氢谱中均出现两组峰,且峰面积之比均为2:3
D. Q的一氯代物有2种,P的一溴代物有2种(不考虑立体异构)
11. 最近,我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于还原污水中为NH3,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,负极区OH-数目保持不变
B. 放电时,还原1.0mol为NH3,理论上需要转移电子
C. 充电时,OH-从阴极区穿过阴离子交换膜进入阳极区
D. 充电时,电池总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明氯乙烷消去反应
的产物是乙烯
氯乙烷在NaOH乙醇溶液中加热,充分反应后,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,观察溶液颜色是否褪去
B
比较醋酸和硼酸电离
常数的大小
常温下,测定体积为10mL浓度均为0.1mol/L的醋酸
溶液和硼酸溶液pH值
C
测新制氯水的pH
用pH试纸测定新制氯水的pH值
D
比较Mg(OH)2和
Cu(OH)2的Ksp大小
向盛有10 mL、1 mol/L NaOH溶液的试管中加入1 mL、1 mol/L MgCl2溶液,有白色沉淀生成,再向其中加入几滴1 mol/L CuCl2溶液,生成蓝色沉淀
A. A B. B C. C D. D
13. 25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c()>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
C. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c()+c()+c(H2CO3)
D. 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c()+c()+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+)
14. 一定温度下,向含一定浓度金属离子(代表、和)的溶液中通气体至饱和[为]时,相应的金属硫化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与关系如下图。已知:当溶液中的浓度小于时认为该离子沉淀完全。下列说法不正确的是
A. 点所示溶液中,
B. 该温度下,
C. 点所示溶液中,可发生反应
D. 、浓度均为的混合溶液,通入并调控可实现分离
15. 用0.100mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L的溶液,测得滴定过程中溶液的pH变化如图所示。下列说法不正确的是
已知:的
A. 反应开始时的pH约为3
B. ②点溶液中:
C. 滴定过程中,的比值变大
D. 在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:②③①
二、非选择题:本题共3小题,共55分。
16. 芳香族化合物具有独特的性质和广泛的应用领域。例如:
Ⅰ.甲苯广泛用作有机溶剂和合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药等的原料。
(1)请写出甲苯制备TNT烈性炸药的化学反应方程式_______,并对TNT进行系统命名:_______。
(2)在催化剂作用下,甲苯与足量的H2反应生成F,F的一溴代物有_______种(不考虑立体异构)。
(3)分子式为C10H14,与甲苯互为同系物的甲,能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则甲可能的结构有_______种。
Ⅱ.苯甲酸及其钠盐可用于食品保鲜(占全球防腐剂市场30%的份额)。
实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理如下:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度(g/mL)
溶解性
甲苯
92
-95
1106
0.867
不溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4(100℃左右开始升华)
248
( )
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
实验步骤:
Ⅰ.在如图所示的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
Ⅱ.停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品质量为1.0g。
Ⅲ.纯度测定:称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,滴加少量指示剂,用0.01000mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
(4)仪器a的名称是_______,三颈烧瓶最适宜的规格为_______(填标号)。
a.100mL b.250mL c.500mL d.1000mL
(5)步骤Ⅰ中当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是_______。
(6)步骤Ⅱ中趁热过滤的目的是_______。
(7)下列操作导致苯甲酸纯度偏高的是_______(填序号)。
A. “纯度测定”步骤中定容后继续加水至刻度线
B. 未用标准溶液润洗滴定管
C. 滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
D. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
(8)本实验制备的苯甲酸的纯度为_______。
(9)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过_______的方法提纯。
17. 氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体,微溶于水,难溶于乙醇,易水解,在空气中易被氧化。以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸溶1”中加入的作用是_______。
(2)“除锰”中发生反应的离子方程式为_______。
(3)①已知“蒸氨”时得到CuO固体,则“合成”中发生反应的离子方程式为_______。
②“合成”时加入的速率不宜过快,否则会产生,可能的原因是_______。
(4)用无水乙醇洗涤氯化亚铜目的是_______;采用真空干燥氯化亚铜的原因是_______。
(5)以上流程中可以循环利用的物质是_______。
(6)“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤,其过程如图所示。电解在质子交换膜电解池中进行,阳极区为酸性溶液,阴极区为盐酸,电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应式为_______。
18. “低碳经济”已成为全世界科学研究的重要课题,CO2资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
方案一:以CO2为原料合成乙烯
(1)以CO2和H2催化合成乙烯:
在一定压强下,将1molCO2和3molH2加入1L容积不变的密闭容器中,已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,结合图像分析该反应实际反应温度定于250℃的原因可能是_______。
方案二:以CO2为原料合成甲醇
(2)以CO2合成甲醇涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
_______kJ·mol-1,反应Ⅲ能自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。
(3)催化剂活化:(无活性)(有活性),CO2与H2在活化后的催化剂表面发生反应Ⅰ,其反应历程如图,同时伴随反应Ⅱ的发生。
已知:CH3OH选择性。
①对于以上CO2制甲醇的过程,以下描述正确的是_______ (填序号)。
A.反应中经历了In-C、In-O键的形成和断裂
B.加压可以提高CO2的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
②研究表明,CO2电催化还原也可制得甲醇,部分反应机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“”标注)。合成甲醇的决速步反应为_______,提高反应选择性的关键因素是_______。
③CO2电催化还原制备甲醇同时生成的两种副产物中,含量较大的是_______(填“CO”或“HCHO”),若电解质溶液为硫酸,则阴极的主要电极反应式为_______。
(4)反应Ⅰ、Ⅱ的IgK(K代表化学平衡常数)随 (温度的倒数)的变化如图所示。
在a温度下,若只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,在2L的容器中投入足量的CO2和3molH2达到平衡后氢气的转化率为80%,此条件下甲醇的选择性为_______%(保留三位有效数字)。
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山大附中2025~2026学年第一学期期末考试
高二年级化学试题
时长:75分钟 内容:选择性必修1、有机 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64
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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A. 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,为碳的单质,属于无机物,A不符合题意;
B.不锈钢是Fe、Cr、Ni等的合金,属于金属材料,B不符合题意;
C.石英光导纤维的主要成分为SiO2,属于无机非金属材料,C不符合题意;
D.聚酯纤维俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,属于有机物,D符合题意;
故选D。
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. NH3的空间填充模型: B. 3,3-二甲基戊烷的键线式:
C. 顺-2-丁烯的结构简式: D. 乙炔的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3为三角锥形,空间填充模型为:,A正确;
B.选择最长的碳链作主链,3,3-二甲基戊烷的键线式为:,B正确;
C.顺-2-丁烯中,2个甲基位于同侧,其结构简式为:,C正确;
D.乙炔的电子式为:,D错误;
故选D。
3. 下列是我国古代常见的操作方法,其中操作原理与化学实验中的分离除杂方法相似的是
①凡煮汤,欲微火,令小沸……算渣取液
②经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮
③凡渍药酒,皆须细切……便可漉出
④海陆取卤,日晒火煎,煮海熬波,卤水成盐
A. 过滤、蒸馏、萃取、蒸发 B. 过滤、蒸发、萃取、蒸馏
C. 蒸发、萃取、蒸馏、过滤 D. 萃取、蒸馏、萃取、蒸发
【答案】A
【解析】
【详解】①算渣取液,结合图示,意思用细网去除固体,留下液体,属于过滤操作;
②蒸烤造酒,是通过加热的方式将酒精从混合物中分离出来,经过冷却得到最后的酒,属于蒸馏操作;
③通过浸泡,使药草中的有效成分溶于酒中,属于萃取操作;
④日晒火煎的目的是为了通过阳光的暴晒,将卤水中的水分蒸发,留下实验,属于蒸发操作。
故选A。
4. 下列现象或操作与盐类的水解无关的是
A. 亚硫酰氯(SOCl2)与AlCl3·6H2O混合并加热可得到无水AlCl3
B. 洗涤试管内的油污:向试管中加入饱和Na2CO3溶液,加热并振荡
C. 用柠檬酸除去热水壶中的水垢(主要成分为碳酸钙)
D. 配制FeCl3溶液:将FeCl3晶体溶于浓盐酸中,再加蒸馏水稀释至所需浓度
【答案】C
【解析】
【详解】A. 因为加热会因Al3+水解生成Al(OH)3,SOCl2可与水反应消耗水并生成HCl抑制水解,所以该操作与水解有关,A不符合题意;
B.饱和Na2CO3溶液水解产生OH-(),加热可以使平衡正向移动,碱性环境使油污皂化,该现象与盐类水解有关,B不符合题意;
C.柠檬酸(有机酸)与水垢(CaCO3)发生反应,未涉及盐类离子与水电离离子的结合,是直接化学反应,与盐类水解无关,C符合题意;
D.配制FeCl3溶液时加入浓盐酸,提供H+以抑制Fe3+水解(),该操作与盐类水解有关,D不符合题意;
故选C。
5. 某烃用键线式表示为 ,该烃与按物质的量之比为1∶1加成时,所得的产物有
A. 3种 B. 5种 C. 7种 D. 8种
【答案】B
【解析】
【详解】该烃与Br2按物质的量之比为1:1加成时,可以发生1,2-加成,也可以发生1,4-加成,发生1,2-加成有3种方式,如图 ,1和2、3和4、5和6;发生1,4-加成时有2种方式,如图 ,1和4、4和6,共有5种;
答案为B。
6. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A. 氯碱工业中,每生成2.24LCl2,转移电子的数目为0.2 NA
B. 物质的量相等的苯、苯乙烯混合物中含C—H键数为7NA
C. 0.1 mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧时消耗O2的分子数为0.3NA
D. 1molCl2与足量CH4发生取代反应生成HCl分子的数目为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯碱工业中生成氯气电极反应为,每生成1 mol Cl2转移2 mol电子,2.24L Cl2在标准状况下为0.1 mol,转移电子0.2 mol,即0.2 NA。但题干未指明气体所处温度和压强,无法根据氯气体积确定其物质的量,A错误;
B.苯(C6H6)含6个C—H键,苯乙烯(C8H8)含8个C—H键。物质的量相等的混合物中,若总物质的量为1 mol(各0.5 mol),则C—H键总数为7 mol,即7NA。但题干未明确混合物总物质的量,故无法确定,B错误;
C.乙烯(C2H4)燃烧:,乙醇(C2H5OH)燃烧: ,每1mol乙烯和乙醇均消耗3 mol O2。故0.1 mol混合物无论比例如何,均消耗0.3 mol O2,即0.3NA个O2分子,C正确;
D.Cl2与CH4发生取代反应:,每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl。后续取代反应中,消耗的Cl2与生成的HCl的物质的量之比仍为1:1。故1 mol Cl2生成1 mol HCl,即NA,不是2NA,D错误。
故选C。
7. 海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物质结构简式如图所示。下列关于该分子说法不正确的是
A. 分子式为C20H28O4
B. 含有4个手性碳原子
C. 分子内所有原子可能在同一平面上
D. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.结合结构简式,该物质的分子式为,A正确;
B.该分子中有手性碳如图,共有4个手性碳原子,B正确;
C.分子中含有多个甲基和亚甲基,不可能所有原子共平面,C错误;
D.该分子中的碳碳双键具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故答案选C。
8. 精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下,下列说法不正确的是
A. X与互为顺反异构体
B. X能使溴的CCl4溶液褪色
C. X与HBr反应有副产物生成
D. 属于芳香族化合物,且和Z互为同分异构体的有机物有4个(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据顺反异构体结构特征可知,X与互为顺反异构体,故A正确;
B.X中含有碳碳双键,能与溴的CCl4溶液发生加成反应,使其褪色,故B正确;
C.X是不对称烯烃,与HBr发生加成反应还可以生成,故C正确;
D.Z的分子式为C9H11Br,其属于芳香族化合物的同分异构体数量远大于4个,仅侧链不同的苯环一取代物就有5种(包含Z),侧链分别为:-CHBrCH2CH3、-CH2CHBrCH3、-CH2CH2CH2Br、-CBr(CH3)2、-CH(CH3)(CH2Br),另外还有苯环上二取代物、三取代物等,D错误;
故答案为D。
9. 下列操作不能达到目的的是
A.利用以上装置进行实验,能制取少量乙炔气体,并证明乙炔与溴可以发生加成反应
B.根据溶液出现乳白色浑浊的快慢,可以推断反应物浓度对反应速率的影响
C.将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
D.用比铁活泼的金属M,可以起到保护钢铁输水管的作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置中电石与饱和食盐水反应:,生成的乙炔中混有等杂质,溶液可除去,乙炔通入的苯溶液时,发生加成反应,橙黄色褪去,A不符合题意;
B.两组实验中浓度不同,浓度相同,通过出现乳白色浑浊(沉淀)的快慢,可推断反应物浓度对反应速率的影响,反应为:,B不符合题意;
C.将钢闸门与电源正极相连时,钢闸门作阳极,发生氧化反应:,会加速腐蚀,应与电源负极相连作阴极被保护,C符合题意;
D.用比铁活泼的金属作牺牲阳极,失电子被氧化:,保护钢铁输水管,D不符合题意;
故选C。
10. 现有两种有机物Q()与P(),下列有关说法正确的是
A. 二者均可发生消去反应
B. 在Q中滴加AgNO3溶液,立即反应产生淡黄色沉淀
C. 二者的核磁共振氢谱中均出现两组峰,且峰面积之比均为2:3
D. Q的一氯代物有2种,P的一溴代物有2种(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【详解】A.Q中-Br与苯环相连不能发生消去反应,P中与-Cl相连C的邻位C上没有H,也不能发生消去反应,A项错误;
B.Q的溴原子不能电离出来,故在Q中滴加AgNO3溶液,不能产生淡黄色沉淀,B项错误;
C.由结构对称性可知,Q、P均含2种不同环境的H原子,但H原子数目不同,二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰,且峰面积之比分别为1:3、2:3,C项错误;
D.Q、P中均含2种H,则Q和P的一氯代物均有2种,D项正确。
故选D。
11. 最近,我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于还原污水中的为NH3,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,负极区OH-数目保持不变
B. 放电时,还原1.0mol为NH3,理论上需要转移电子
C. 充电时,OH-从阴极区穿过阴离子交换膜进入阳极区
D. 充电时,电池总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑
【答案】A
【解析】
【分析】放电时,负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根,电极反应式为,正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为NH3,正极区发生反应为 ,充电时,金属铝为阴极,电极Ni-CuO为阳极,据此解答。
【详解】A.放电时,负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根:,当转移3mol电子时,消耗4molOH-,同时正极区会有3molOH-通过阴离子交换膜进行补充,净消耗1mol OH-,故负极区游离OH-数目会减少,A错误;
B.氢原子将吸附在电催化剂表面的逐步还原为NH3,还原1mol为NH3,由化合价变化可知,得到8mol电子,所以理论上需要转移电子,B正确;
C.充电时,阴离子向阳极移动,所以充电时,OH-从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区,C正确;
D.充电时,电池阴极反应式为 ,阳极反应式为,总反应为4[Al(OH)4]-=4Al+6H2O+4OH-+3O2↑,D正确。
故选A。
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明氯乙烷消去反应
的产物是乙烯
氯乙烷在NaOH乙醇溶液中加热,充分反应后,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,观察溶液颜色是否褪去
B
比较醋酸和硼酸电离
常数的大小
常温下,测定体积为10mL浓度均为0.1mol/L的醋酸
溶液和硼酸溶液的pH值
C
测新制氯水的pH
用pH试纸测定新制氯水的pH值
D
比较Mg(OH)2和
Cu(OH)2的Ksp大小
向盛有10 mL、1 mol/L NaOH溶液的试管中加入1 mL、1 mol/L MgCl2溶液,有白色沉淀生成,再向其中加入几滴1 mol/L CuCl2溶液,生成蓝色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯乙烷在乙醇溶液中加热发生消去反应:,生成的乙烯中混有乙醇蒸气,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明产物为乙烯,A不符合题意;
B.常温下,测定等体积等浓度的醋酸和硼酸溶液的pH,pH越小,酸的电离程度越大,电离常数越大,可比较二者电离常数大小,B符合题意;
C.新制氯水中含有,具有漂白性,会使pH试纸褪色,无法用pH试纸测定其pH,C不符合题意;
D.向溶液中加入溶液,过量,再加入溶液时,直接与过量反应生成蓝色沉淀,并非沉淀转化,无法比较和的大小,D不符合题意;
故选B。
13. 25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c()>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
C. 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c()+c()+c(H2CO3)
D. 0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c()+c()+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中,根据质子守恒,水电离出的浓度等于水电离出的浓度,有,A不符合题意;
B.溶液与氨水等体积混合(),说明的电离程度大于的水解程度,故,B不符合题意;
C.溶液与溶液等体积混合,根据物料守恒,,即,C符合题意;
D.溶液与溶液等体积混合,溶质为等物质的量的和,根据电荷守恒:,D不符合题意;
故选C。
14. 一定温度下,向含一定浓度金属离子(代表、和)的溶液中通气体至饱和[为]时,相应的金属硫化物在溶液中达到沉淀溶解平衡时的与关系如下图。已知:当溶液中的浓度小于时认为该离子沉淀完全。下列说法不正确的是
A. 点所示溶液中,
B. 该温度下,
C. 点所示溶液中,可发生反应
D. 、浓度均为的混合溶液,通入并调控可实现分离
【答案】C
【解析】
【详解】A.a点所示溶液中=-4,即c(Zn2+)=10-4mol/L,由图像可知此时pH=0~1,c(H+)>0.1mol/L,所以,A正确;
B.,又在时,,当图像上取相同的横坐标时相同,即相同时,<<,即c(S2-)相同时c(Zn2+)<c(Fe2+)<c(Mn2+),所以该温度下,,B正确;
C.从图中可以得到b对应的溶液中c(Fe2+)=10-5mol/L,c(H+)=10-3mol/L,而当c(H+)=10-3mol/L其饱和溶液中c(Fe2+)>10-5mol/L,即b点Q<,即无FeS沉淀生成,所以不能发生反应,C错误;
D.通入H2S并调控pH能否实现分离,取决于Zn2+完全沉淀时Mn2+是否沉淀了,当Zn2+完全沉淀时c(Zn2+)=10-5mol/L,图中对应pH约为1.2,而Zn2+、Mn2+浓度均为的混合溶液Mn2+开始沉淀的pH约为4.5,即Zn2+完全沉淀时Mn2+还没有开始沉淀,可以实现分离,D正确;
故选C。
15. 用0.100mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L的溶液,测得滴定过程中溶液的pH变化如图所示。下列说法不正确的是
已知:的
A. 反应开始时的pH约为3
B. ②点溶液中:
C. 滴定过程中,的比值变大
D. 在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:②③①
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸是弱电解质,在水中发生电离,,电离常数为,溶液中,因为醋酸电离程度较小,减少的醋酸浓度可忽略不计,所以,==,,A正确;
B.②溶液中存在电荷守恒,,由图可知,②点溶液呈中性,,则,B正确;
C.由平衡常数可得,,用NaOH溶液滴定溶液的过程中,减小,所以比值增大,C正确;
D.醋酸是弱酸,电离出的抑制水的电离,用NaOH溶液滴定溶液的过程中,浓度不断减小,抑制程度减弱;反应生成的水解,也促进水的电离,所以当与反应恰好反应完之前,水的电离程度一直增大,电离出的也增大,所以正确顺序为③②①,D错误;
故答案选D。
二、非选择题:本题共3小题,共55分。
16. 芳香族化合物具有独特的性质和广泛的应用领域。例如:
Ⅰ.甲苯广泛用作有机溶剂和合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药等的原料。
(1)请写出甲苯制备TNT烈性炸药的化学反应方程式_______,并对TNT进行系统命名:_______。
(2)在催化剂作用下,甲苯与足量的H2反应生成F,F的一溴代物有_______种(不考虑立体异构)。
(3)分子式为C10H14,与甲苯互为同系物的甲,能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则甲可能的结构有_______种。
Ⅱ.苯甲酸及其钠盐可用于食品保鲜(占全球防腐剂市场30%的份额)。
实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理如下:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度(g/mL)
溶解性
甲苯
92
-95
110.6
0.867
不溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4(100℃左右开始升华)
248
( )
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
实验步骤:
Ⅰ.在如图所示的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
Ⅱ.停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品质量为1.0g。
Ⅲ.纯度测定:称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,滴加少量指示剂,用0.01000mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
(4)仪器a的名称是_______,三颈烧瓶最适宜的规格为_______(填标号)。
a.100mL b.250mL c.500mL d.1000mL
(5)步骤Ⅰ中当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是_______。
(6)步骤Ⅱ中趁热过滤的目的是_______。
(7)下列操作导致苯甲酸纯度偏高的是_______(填序号)。
A. “纯度测定”步骤中定容后继续加水至刻度线
B. 未用标准溶液润洗滴定管
C. 滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
D. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
(8)本实验制备的苯甲酸的纯度为_______。
(9)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过_______的方法提纯。
【答案】(1) ①. ②. 2,4,6-三硝基甲苯
(2)5 (3)9
(4) ①. 球形冷凝管 ②. b
(5)无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(6)去除MnO2等不溶性杂质,防止苯甲酸在过滤过程中因温度下降而提前结晶析出,保证产物的纯度与产率 (7)BD
(8)86.0% (9)重结晶或升华
【解析】
【分析】TNT为;F为;
实验Ⅱ为苯甲酸的制备实验,步骤一制备苯甲酸钾,第二步将苯甲酸钾转化成苯甲酸,第三步进行纯度测定;
小问1详解】
TNT为,故用甲苯制备TNT的方程式为;命名为2,4,6-三硝基甲苯;
【小问2详解】
甲苯和足量氢气加成得到的F为,分子中含有5类氢原子,一溴代物有5种;
【小问3详解】
分子式为C10H14,与甲苯互为同系物的甲,能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,说明连接苯环的碳上有氢,且有两条侧链,两条侧链可能为2个 -CH2CH3,结构有邻间对3种,也可能为 -CH3和-C3H7,结构可能有6种,故有9种;
【小问4详解】
根据仪器特点,仪器a的名称是球形冷凝管;三颈烧瓶内液体体积应不超过烧瓶容积的三分之二且不少于三分之一,故选b;
【小问5详解】
甲苯为油状液体,是冷凝管回流的主要成分,当回流液不再出现油珠即可判断甲苯完全被氧化,故理由为无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化;
【小问6详解】
一般物质的溶解度随温度升高而升高,选择趁热过滤其目的为去除MnO2等不溶性杂质,防止苯甲酸钾在过滤过程中因温度下降而提前结晶析出;
【小问7详解】
A. “纯度测定”步骤中定容后继续加水至刻度线会导致配制的苯甲酸溶液浓度偏小,导致消耗的标准液体积偏小,纯度偏低,错误;
B. 未用标准溶液润洗滴定管。会导致标准液浓度减小,消耗的标准液体积增大,纯度偏高,正确;
C. 滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去,说明消耗的标准液体积偏小,纯度偏低,错误;
D. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,消耗的标准液体积增大,纯度偏高,正确;
故选BD;
【小问8详解】
用0.01000mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。KOH与苯甲酸1:1反应,因此二者的物质的量相等,故0.122g粗产品中苯甲酸的物质的量为mol,质量为g,纯度为;
【小问9详解】
根据苯甲酸100℃左右开始升华及微溶于冷水,易溶于乙醇、热水的性质,提纯苯甲酸选择重结晶或升华;
17. 氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体,微溶于水,难溶于乙醇,易水解,在空气中易被氧化。以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸溶1”中加入的作用是_______。
(2)“除锰”中发生反应的离子方程式为_______。
(3)①已知“蒸氨”时得到CuO固体,则“合成”中发生反应的离子方程式为_______。
②“合成”时加入的速率不宜过快,否则会产生,可能的原因是_______。
(4)用无水乙醇洗涤氯化亚铜的目的是_______;采用真空干燥氯化亚铜的原因是_______。
(5)以上流程中可以循环利用的物质是_______。
(6)“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤,其过程如图所示。电解在质子交换膜电解池中进行,阳极区为酸性溶液,阴极区为盐酸,电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应式为_______。
【答案】(1)做氧化剂
(2)
(3) ①. ②. 与溶液中的反应
(4) ①. 减少CuCl的溶解损耗,并除去杂质,提高其产率 ②. 防止CuCl在空气中被氧化(写与水反应也可给分),降低产率
(5)或硫酸
(6)
【解析】
【分析】低品位铜矿砂加入二氧化锰、硫酸,酸溶生成硫酸铜和硫沉淀,过滤滤液加入氨水、碳酸氢铵除去锰,蒸氨得到氧化铜,氧化铜加入盐酸转化为氯化铜,“合成”中铜离子和加入的亚硫酸钠、氯化钠反应生成难溶氯化亚铜沉淀和含有硫酸的滤液Y,沉淀洗涤干燥得到产品;
【小问1详解】
二氧化锰具有氧化性,可以把CuS 中硫氧化为硫单质分离除去,故“酸溶1”中加入的作用是做氧化剂;
【小问2详解】
“除锰”中发生反应为加入的碳酸氢根离子、氨水和锰离子生成碳酸锰沉淀和铵根离子,离子方程式为;
【小问3详解】
①已知“蒸氨”时得到CuO固体,氧化铜加入盐酸转化为氯化铜,“合成”中铜离子和加入的亚硫酸钠发生氧化还原反应转化为亚铜离子,亚铜离子和氯离子生成难溶氯化亚铜沉淀,离子方程式为。
②亚硫酸根离子和溶液中氢离子会生成污染性的二氧化硫,且会导致原料利用率降低,故“合成”时加入的速率不宜过快,否则会产生;
【小问4详解】
氯化亚铜(CuCl)微溶于水,难溶于乙醇,易水解,在空气中易被氧化。用无水乙醇洗涤氯化亚铜的目的是减少CuCl的溶解损耗,并除去杂质,提高其产率;采用真空干燥氯化亚铜的原因是防止CuCl在空气中被氧化(写与水反应也可给分),降低产率;
【小问5详解】
以上流程中在滤液Y中生成硫酸,既是反应物又是生成物,故可以循环利用;
【小问6详解】
电解时阳极上失去电子发生氧化反应生成,故发生的主要电极反应式为。
18. “低碳经济”已成为全世界科学研究的重要课题,CO2资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
方案一:以CO2为原料合成乙烯
(1)以CO2和H2催化合成乙烯:
在一定压强下,将1molCO2和3molH2加入1L容积不变的密闭容器中,已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,结合图像分析该反应实际反应温度定于250℃的原因可能是_______。
方案二:以CO2为原料合成甲醇
(2)以CO2合成甲醇涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
_______kJ·mol-1,反应Ⅲ能自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。
(3)催化剂活化:(无活性)(有活性),CO2与H2在活化后的催化剂表面发生反应Ⅰ,其反应历程如图,同时伴随反应Ⅱ的发生。
已知:CH3OH选择性。
①对于以上CO2制甲醇的过程,以下描述正确的是_______ (填序号)。
A.反应中经历了In-C、In-O键的形成和断裂
B.加压可以提高CO2的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
②研究表明,CO2电催化还原也可制得甲醇,部分反应机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“”标注)。合成甲醇的决速步反应为_______,提高反应选择性的关键因素是_______。
③CO2电催化还原制备甲醇同时生成的两种副产物中,含量较大的是_______(填“CO”或“HCHO”),若电解质溶液为硫酸,则阴极的主要电极反应式为_______。
(4)反应Ⅰ、Ⅱ的IgK(K代表化学平衡常数)随 (温度的倒数)的变化如图所示。
在a温度下,若只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,在2L的容器中投入足量的CO2和3molH2达到平衡后氢气的转化率为80%,此条件下甲醇的选择性为_______%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)250℃时,催化剂催化效率最好,二氧化碳实际转化率最大
(2) ①. -49.58 ②. 低温
(3) ①. AB ②. ,催化剂 ③. CO,CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
(4)8.26
【解析】
【小问1详解】
由图像可知,在250℃时,催化剂催化效率最好,二氧化碳的实际转化率最大,故该反应实际反应温度定为250℃。
【小问2详解】
根据盖斯定律,反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ,故ΔH1=ΔH2+ΔH3=(+41.19kJ⋅mol-1)+(−90.77kJ⋅mol-1)=-49.58 kJ⋅mol-1;反应Ⅲ的ΔH<0,ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,要使ΔG<0,即在低温下,该反应可以自发进行。
【小问3详解】
①A.由反应历程图可知,反应中经历了In-C、In-O 键的形成和断裂,故A正确;
B.CO2制甲醇是气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,可以提高CO2的平衡转化率,故B正确;
C.由于CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.58kJ/mol,是放热反应,升高温度平衡逆向移动,升高温度会降低甲醇在平衡时的选择性,故C错误;
故答案为:AB;
②决速步是整个反应路径中活化能(能垒)最高的步骤,它决定了总反应速率,反应机理图中活化能最大的步骤为CO⋅+OH⋅+5H(g)→CO⋅+4H(g)+H2O(g),活化能大小为∣−0.30−(−1.66)∣=1.36eV,决速步反应为OH⋅+H(g)=H2O⋅;在多步催化反应中,不同的反应路径会生成不同的产物,催化剂能定向引导反应沿着生成目标产物的路径进行,抑制副反应的发生,是提高反应选择性的关键;
③CO2电催化还原制备甲醇同时生成CO和HCHO,生成CO的活化能[0.93eV-(-0.02eV)=0.95eV]小于生成HCHO的活化能[1eV-(-1.73eV)=2.73eV],副反应产物含量较大的是CO;电解池阴极发生还原反应,CO2被还原为CH3OH,电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
【小问4详解】
在a温度下,lgK1=lgK2=0,故 K1=K2=1,反应Ⅲ可由反应Ⅰ-反应Ⅱ得到,则反应Ⅲ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3==1,氢气的转化率为80%,则氢气平衡时候浓度为=0.3mol/L,设反应生成甲醇和一氧化碳的物质的量分别为a mol和b mol,则甲醇和一氧化碳的浓度分别为c(CH3OH)=mol/L和c(CO)=mol/L,K3===1,则a=0.09b,甲醇的选择性为==×100%=×100%=×100%=8.26%。
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