内容正文:
延边州2026年高三教学质量检测
化学
考试时间:75分钟 总分:100分
本试卷共10页,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂,非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.做图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 0 16 S 32 Ca 40 Cr 52
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. 九三阅兵展示了我国在材料科学和军事科技领域的成就。下列说法错误的是
A. 100式坦克采用油电混合动力系统,其中电能属于二次能源
B. 东风-5C导弹采用偏二甲肼和四氧化二氮作为液体推进剂,优势之一在于液体燃料的燃烧效率比固体燃料更高
C. 阅兵使用的气球材料为天然乳胶,其在环境中最终会分解为和,无污染残留
D. 歼-20战机发动机叶片使用的钛合金属于无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.电能是由一次能源(如化石燃料、核能等)转化而来的能源,属于二次能源,A正确;
B.液体推进剂(如偏二甲肼和四氧化二氮)在火箭发动机中通常具有更高的比冲(效率)和更好的可控性,燃烧效率一般高于固体推进剂,B正确;
C.天然乳胶为天然高分子材料,可通过生物降解过程分解为二氧化碳和水,不会造成持久性污染,C正确;
D.钛合金是以钛为主体的金属合金,属于金属材料,而无机非金属材料包括陶瓷、玻璃等,不包含金属,D错误;
答案选D。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 分子中σ键的形成:
B. 的VSEPR模型为平面三角形
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D. 的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子中氯原子与氯原子形成键,示意图为,A正确;
B.的中心原子S的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.氢键的表示方法为,X和Y都应该是电负性强的原子,与碳原子直接相连的氢原子不能参与氢键形成,邻羟基苯甲醛分子内氢键应表示为,C错误;
D.是和形成的离子化合物,电子式为,D错误;
故答案选A。
3. 硬脂酸燃烧的热化学方程式为: 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol硬脂酸分子与1 mol油酸分子中含有π键的数目均为
B. 所含质子数为
C. 每消耗11.2 L(标准状况)转移电子数为
D. 生成气态的数目为时,放出的热量高于1128.0 kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.硬脂酸(饱和脂肪酸)分子中羧基含1个π键,1 mol硬脂酸含π键数目为;油酸(不饱和脂肪酸)分子中羧基和碳碳双键共含2个π键,1 mol油酸含π键数目为,A错误;
B.物质的量为,每个分子含22个质子,质子数为,B错误;
C.标准状况下物质的量为,燃烧中中氧元素从0价降至-2价,每摩尔转移电子,故转移电子数为,C正确;
D.热化学方程式中为液态,生成液态水放热(按比例计算);生成气态水时,水汽化吸热,实际放热量低于,D错误;
故选C。
4. 推理有助于学生建立化学知识体系,下列推理正确的是
A. 可以发生催化氧化反应生成,则可以发生催化氧化反应生成HCHO
B. 通入溶液中无沉淀生成,则通入溶液中无沉淀生成
C. 的沸点高于,则的沸点高于
D. Fe和S能直接化合生成FeS,则Cu和S也能直接化合生成CuS
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇(CH3CH2OH)催化氧化生成乙醛(CH3CHO)正确,甲醇(CH3OH)催化氧化也能生成甲醛(HCHO),A推理正确;
B.CO2通入Ba(NO3)2溶液无沉淀,因为碳酸酸性弱且不形成沉淀;但SO2通入Ba(NO3)2溶液会被氧化为,生成BaSO4沉淀,B推理错误;
C.SiH4沸点高于CH4是因分子量大、范德华力强;但NH3因氢键作用沸点高于PH3(无氢键),C推理错误;
D.因S的氧化性较弱,Fe与S直接化合生成FeS;但Cu与S直接化合生成Cu2S而非CuS,D推理错误;
故选A。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 滴入到溶液中:
B. 用丙烯腈在酸性条件下电合成己二腈的阴极反应式:
C. 用食醋除铁锈:
D. 向石灰乳中通入制备漂白粉:
【答案】B
【解析】
【详解】A.亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为,A错误;
B.该阴极反应式正确描述了丙烯腈在酸性条件下电还原二聚生成己二腈的过程,原子和电荷守恒,B正确;
C.醋酸为弱酸,不能拆,反应为,C错误;
D.石灰乳在离子方程式中不能拆,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
6. 下列实验装置及实验目的合理的是
实验
装置
实验
目的
A.制取胶体
B.制备少量,先关闭止水夹a,一段时间后再打开a
实验
装置
实验
目的
C.证明酸性强弱:
盐酸>碳酸>硅酸
D.制备少量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制取Fe(OH)3胶体需将饱和FeCl3溶液滴入沸水中并煮沸至红褐色,图中装置是将FeCl3溶液滴入NaOH溶液,会生成Fe(OH)3沉淀而非胶体,A错误;
B.制备Fe(OH)2时,先打开止水夹a,Fe与稀硫酸反应生成H2,排出装置内空气,一段时间后关闭a,H2将FeSO4溶液压入NaOH溶液,在无氧环境中生成Fe(OH)2,可防止其被氧化,B错误;
C.盐酸与CaCO3反应生成的CO2中混有HCl,经过饱和溶液后除去二氧化碳中的氯化氢后,再通入溶液中可以看到溶液变浑浊,说明酸性的强弱顺序为盐酸>碳酸>硅酸,C正确;
D.Na2O2是粉末会从隔板孔漏下,因此不适合用这种简易的启普发生器,D错误;
故选C。
7. Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大,Q的单质在黑暗处与能发生爆炸,基态X原子的电子填充了3个能级,成对电子数与未成对电子数之比为,只有Z与其他元素不在同一周期,五种元素可构成某种离子液体的阴离子结构如图所示。下列说法正确的是
A. W形成的单质均为非极性分子
B. 简单离子半径:
C. 基态原子第一电离能:
D. 常温常压下,X的简单氢化物能与Q、W、Y、Z的简单氢化物反应
【答案】B
【解析】
【分析】Q的单质在黑暗处与能发生爆炸,Q能形成1条共价键,Q为F,基态X原子的电子填充了3个能级,成对电子数与未成对电子数之比为,则基态X原子的电子排布式为,X为N,结合原子半径和W能形成2条键,W为O,Y能形成4条键,Y为C,只有Z与其他元素不在同一周期,Z能形成6条键,则Z为S,据此解答。
【详解】A.W为O,其单质有和,为非极性分子,为极性分子,A错误;
B.X、W、Q的简单离子分别为,三者电子层结构相同,核电荷数越大半径越小,核电荷数N<O<F,故离子半径,B正确;
C.基态原子第一电离能:同周期从左到右呈增大趋势,但N的2p轨道半充满更稳定,故第一电离能,C错误;
D.X简单氢化物为,Q、W、Y、Z的简单氢化物分别为HF、H2O、CH4、H2S,NH3与CH4常温常压下不反应,D错误;
故选B。
8. 化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 足量的化合物Y不能使溴水褪色
B. 化合物Z具有1个手性碳原子
C. X→Y的反应类型为加成反应
D. 化合物X最多有10个原子共平面
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物Y的结构中左侧含有醛基,能与溴水发生氧化反应,故足量Y能使溴水褪色,A错误;
B.连有4个不同原子或基团的C原子为手性碳原子,则化合物Z只有1个手性碳,即(用*表示),B正确;
C.X含有碳碳双键,与另一反应物发生反应后双键消失,且没有小分子生成,反应类型为加成反应,C正确;
D.碳碳双键和羰基是平面结构,化合物X中与O相连的甲基C为sp3杂化,最多有1个H原子能与左边结构共平面,即共平面的原子为,因此最多有10个原子共平面,D正确;
答案选A。
9. 根据下列实验操作及现象,得出的结论错误的是
实验操作
现象
结论
A
向Na2S溶液中滴加ZnSO4溶液至沉淀完全,再滴加CuSO4溶液
白色沉淀逐渐变为黑色
B
钢铁表面滴加含酚酞的
NaCl溶液
液滴边缘出现红色
钢铁发生吸氧腐蚀
C
用pH计测定等浓度与苯酚钠溶液
溶液的pH更大
碳酸酸性弱于苯酚
D
向含等浓度、的
溶液中滴加溶液
溶液未明显
变红
与结合能力
强于
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.沉淀由白色ZnS变为黑色CuS,说明CuS更难溶,即,结论正确,A不符合题意;
B.液滴边缘变红是因吸氧腐蚀阴极产生OH⁻使酚酞变红,结论正确,B不符合题意;
C.Na2CO3溶液pH更大表明水解能力更强,根据越弱越水解的规律可知,苯酚的酸性强于,结论“碳酸酸性弱于苯酚”错误,C符合题意;
D.未明显变红说明Fe3+优先与F⁻结合,抑制了与SCN⁻的显色反应,结论正确,D不符合题意;
故选C。
10. 一种铜的氧化物在新能源领域被广泛应用,下图为该氧化物的立方晶胞,晶胞参数为a pm,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. 晶胞中O与O的最短距离为
C. 晶胞中Cu的配位数为2
D. 若图中M点的分数坐标为,则N点粒子的分数坐标为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由晶胞图可知,Cu位于体内,O位于顶点、面心、和体内,利用均摊法计算,Cu有16个,O有,化学式为,A正确;
B.由晶胞图可知,晶胞中O与O的最短距离为晶胞顶点的O与位于体内O之间的距离,为体对角线的,即,B正确;
C.由晶胞结构可知,Cu原子周围最近且距离相等的O原子有2个,即Cu的配位数为2,C正确;
D.由晶胞图可知,N点位于晶胞的左、前、上的晶胞的体心,若图中M点的分数坐标为,则N点粒子的分数坐标为,D错误;
故答案选D。
11. 实验室制备不饱和聚酯的装置如图所示。反应物为顺丁烯二酸酐(沸点202.2℃)、邻苯二甲酸酐(沸点295.0℃)和1,2-丙二醇(沸点187.6℃)。两种酸酐分别与1,2-丙二醇发生醇解反应,主要生成醇和,醇解产物再发生缩聚反应生成不饱和聚酯,通过监测a中溶液的酸值(中和1 g样品所消耗KOH的毫克数)控制反应程度。下列说法错误的是
A. 理论上原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐):n(邻苯二甲酸酐):n(1,2-丙二醇)
B. 反应过程中,可保持温度计2示数处于100~105℃
C. 反应后期若酸值高于聚合度要求,可排出装置d中的液体
D. 装置b的主要作用是冷凝回流原料及醇解产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐均为二元酸酐,1,2-丙二醇为二元醇。1 mol 顺丁烯二酸酐和1 mol邻苯二甲酸酐共提供4 mol羧基,2 mol丙二醇提供4 mol羟基,羧基与羟基按物质的量比1:1反应,故选项中比例符合原理,A正确;
B.反应需蒸出副产物水以促进缩聚,水的沸点为100℃,100~105℃可有效蒸出水,且原料(丙二醇沸点187.6℃)不会挥发损失,B正确;
C.酸值高表明羧基剩余多、聚合度低,需继续蒸出水促进反应正向进行,装置d中液体为生成的水,排出d中液体无法促进反应,C错误;
D.装置b为空气冷凝管,其作用是导气,同时将原料及醇解反应的产物冷凝回流到装置a中,但不会将水蒸气冷凝(沸点低于原料),D正确;
故选C。
12. 氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。工业上用石英砂(主要成分为:)和原料气(含和少量)制备的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu,高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法错误的是
A. “还原”时焦炭主要被氧化为CO
B. “操作X”可将原料气通过灼热的氧化铜
C. “高温氮化”时发生了化合反应
D. “酸洗”时,可以加入稀硝酸
【答案】B
【解析】
【分析】石英砂经过焦炭还原后得到粗硅,原料气中含氮气和氧气,经过操作X除去氧气,高温氮化:粗硅和氮气反应生成氮化硅,杂质铜和铁不反应,酸洗除去铁和铜,经过一系列操作得到氮化硅。
【详解】A.石英砂与焦炭反应生成粗硅和CO,反应方程式为,焦炭被氧化生成CO,A正确;
B.原料气中含有和少量的,氧气能与Cu反应生成CuO,不与反应,操作 X 可将原料气通过灼热的铜网得到纯净氮气,B错误;
C.高温氮化是粗硅和氮气反应生成氮化硅,为化合反应,C正确;
D.粗硅中含有少量和,即中含有少量Fe和Cu,Fe、Cu与稀硝酸反应,得到可溶于水的和,而Si3N4不与稀硝酸反应,故稀硝酸可以除去中和,D正确;
故选B。
13. 我国科研团队新制备了一种Ni-CuO复合催化剂,并将其与金属铝构成可充电型电化学装置,用于将污水中定向还原为,其工作原理如图所示。电池放电时,水中的氢离子在复合催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在复合催化剂表面的逐步还原为。
下列说法正确的是
A. 放电时,穿过离子交换膜向负极区迁移,负极区的浓度增大
B. 放电时,Ni-CuO电极每转移时,理论上需要3.0 mol氢原子
C. 充电时,Ni-CuO电极电势比铝电极的低
D. 充电时,电池总反应为
【答案】D
【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,,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,正极区发生反应为(注意此反应不是电极反应),充电时,金属铝为阴极,电极为阳极,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3 mol电子时,消耗,同时正极区会有通过离子交换膜进行补充,净消耗1 mol,故负极区浓度会降低,A错误;
B.放电时,Ni-CuO电极为正极,逐步还原为,N元素从+5价降为-3价,每个得。得电子生成氢原子,氢原子再还原,每个氢原子失去,故转移时,需8 mol 氢原子,B错误;
C.充电时,原电池正极(Ni-CuO)作阳极,原电池负极(Al)作阴极,阳极电势高于阴极,故Ni-CuO电极电势比铝电极高,C错误;
D.充电时,电池阴极反应式为,阳极反应式为,总反应为,D正确;
答案选D。
14. 如图为一定条件下在催化剂表面合成氨的反应机理。下列说法正确的是
A. 该反应机理中,所有中间步骤的能量变化均为吸收能量
B. 该条件下,向体系中加入和充分反应,放出能量为92 kJ
C. 催化剂通过降低反应的活化能,增大活化分子百分数,提高了和的平衡转化率
D. 该反应过程中有非极性键断裂和极性键形成
【答案】D
【解析】
【详解】A.由反应机理能量图可知,从能量图可以看出,如反应过程中的第一步( )能量降低了,是放热过程,因此,并非所有中间步骤都是吸热的,A错误;
B.该条件下,0.5mol氮气和1.5mol氢气生成1mol氨气放出46kJ热量,所以合成氨反应的热化学方程式为,但合成氨反应为可逆反应,1 mol N2和3 mol H2无法完全转化,实际放出能量小于92 kJ,B错误;
C.催化剂降低活化能、增大活化分子百分数,仅加快反应速率,不影响平衡移动,平衡转化率不变,C错误;
D.反应中N2中N≡N(非极性键)、H2中(H-H非极性键)断裂,生成NH3(含N-H极性键),存在非极性键断裂和极性键形成,D正确;
故选D。
15. 常温下,向的溶液中逐滴加入溶液时,溶液中的离子浓度的变化关系如图所示。
已知:常温下,。下列说法正确的是
A. M为随的变化曲线
B. a点溶液的pH为10
C. KHA溶液中存在的粒子浓度大小关系有:
D. 当溶液为中性时:
【答案】B
【解析】
【分析】向溶液中逐滴加入一元弱酸溶液,增大,pH减小,由可知,减小,同理也随之减小,随之增大;当时,,即pH=5,此时,代入公式,则,同理,,据此解答。
【详解】A.根据分析可知,与正相关,即为 随的变化关系,A错误;
B.a点为M、N曲线交点,此时,代入公式,根据分析中的电离常数,得到,解得pH=10,B正确;
C.KHA溶液中水解常数,水解程度大于电离程度,浓度关系应为:,C错误;
D.浓度等于2倍A元素总浓度(物料守恒),而与为另一独立体系,该等式不成立,D错误;
故选B。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 工业废弃物铬钒渣中含有价格相对较高且稀缺的钒(V)、铬(Cr)元素。铬钒渣中的主要成分为及少量的,一种从铬钒渣中分离提取铬和钒的流程如图所示:
(1)焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是_______,焙烧过程中转化为可溶性,该反应的化学方程式为_______。
(2)水浸渣的主要成分为_______(填化学式)。
(3)“调”后,所得含钒物质为,“沉钒”中析出晶体时,需要加入过量的原因是_______。
(4)“煅烧”制备时,若不及时分离气体,部分会转化为,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为,则转化为的化学方程式为_______。
(5)三价铬的物质的量分数随溶液pH的分布如图a所示。25℃时,通过调节溶液pH使转化为,溶液中剩余的浓度小于,则调节pH的范围为_______(已知:25℃时,)
(6)“调”后,采用减压过滤的方式,分离得到,减压过滤装置如图b所示。与普通过滤相比,减压过滤的优点是_______。
(7)高纯可作为铬源经过转化得到一种具有特殊导电性的复合氧化物,其立方晶胞结构如图所示。
①基态Cr原子的价层电子轨道表示式为_______。
②该晶体密度为_______(列出计算式即可,已知和的最近距离为a nm,代表阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. 增大反应物接触面积,使反应更充分,加快反应速率 ②.
(2)
(3)加入过量,利用同离子效应,使反应平衡正向移动
(4)
(5)
(6)过滤速率更快,得到的沉淀更干燥
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】铬钒渣(含、、、、)与在空气中焙烧,和被氧化为可溶性的和,、转化为、,不反应;水浸取后,成为滤渣,滤液含、、、;用稀硫酸调,、转化为、滤渣除去;加入过量沉钒得,煅烧得;经还原为,调生成,最终得到。
【小问1详解】
气体与矿料逆流而行,目的是增大反应物接触面积,使反应更充分,加快反应速率;焙烧时与、空气中的反应生成和,化学方程式为:,故答案为:增大反应物接触面积,使反应更充分,加快反应速率;;
【小问2详解】
焙烧时不与、反应,水浸时不溶解,故水浸渣主要成分为,故答案为:;
【小问3详解】
与反应:,加入过量,利用同离子效应,使平衡正向移动,促进晶体析出,提高钒的沉淀率,故答案为:加入过量,利用同离子效应,使反应平衡正向移动;
【小问4详解】
煅烧生成,未及时排除则回与反应生成为,从+5价降为+4价,作氧化剂,中N从-3价升高为0价,生成,作还原剂。已知氧化剂与还原剂物质的量之比为,根据得失电子守恒得化学方程式为:;
【小问5详解】
已知,,则:,即,,故答案为:;
【小问6详解】
与普通过滤相比,减压过滤的优点是过滤速率更快,得到的沉淀更干燥,故答案为:过滤速率更快,得到的沉淀更干燥;
【小问7详解】
①基态原子的核外电子排布为,价层电子轨道表示式为:;
②该晶胞中位于顶点(),位于面心(),位于体心(1个),化学式为。已知和的最近距离为,则晶胞面对角线长为,晶胞边长为,晶胞体积。晶胞质量,因此密度:,故答案为:。
17. 环己酮是重要的化工原料。实验室常用绿色氧化剂双氧水,在钨酸钠催化下氧化环己醇制备环己酮。
Ⅰ.反应原理与实验步骤
反应原理:
相关物质性质:
化合物
分子式
相对分
子质量
密度
沸点
(℃)
在水中的
溶解度
在乙腈中
的溶解性
环己醇
100
0.96
161
微溶
易溶
环己酮
98
0.95
155-156
微溶
易溶
乙腈
41
0.79
81-82
与水互溶
-
实验步骤:
①在配有搅拌器、球形冷凝管和恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中,加入10.0 mL环己醇、和30 mL溶剂乙腈(乙腈与水形成共沸物的沸点为74.5℃)。
②水浴加热至75℃,在搅拌下缓慢滴加溶液(约0.44 mol),控制约1小时滴完。
③滴加完毕后,在75℃下继续回流反应2小时。
Ⅱ.分离与提纯
(1)反应结束后,冷却至室温,对反应混合液进行如下处理:步骤①中,使用乙腈作溶剂,除了溶解反应物外,还因为_______。
(2)步骤②中,需缓慢滴加的主要原因是_______。
(3)将冷却后的反应液转入分液漏斗。加入饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,其目的是_______。(用离子方程式表示)
(4)饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤后,需进一步提纯粗产品。请从下列操作中选取必要的步骤,并按正确顺序排序:a→f→_______(填字母,部分步骤可能重复使用)。
a.用饱和溶液洗涤 b.用蒸馏水洗涤 c.加入无水干燥
d.过滤 e.蒸馏,收集155-156℃馏分 f.分液,取有机相
Ⅲ.产率计算与初步评价
(5)若最终收集到纯度为98%环己酮产品7.5 g,则本实验的产率为_______%(保留一位小数)。
(6)传统的制备环己酮实验用酸性作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,该反应的离子方程式为_______。
Ⅳ.波谱分析与深入探究
(7)为探究原料转化率和反应选择性,研究小组对粗产品进行了核磁共振氢谱分析。谱图如下:
已知:
①产物环己酮中,与羰基相邻的亚甲基上的H在处出峰。
②副产物己二酸中,与两个羧基相邻的亚甲基上的H在处出峰。
③原料环己醇中,与氧相连的次甲基上的H在处出峰。小组对粗产品谱图进行分析,得到处H的吸收峰面积为A.处H的吸收峰面积为B.已知反应前加入的环己醇为0.096 mol,其核磁共振氢谱中处H的吸收峰面积为。结合已知信息,若A值显著大于仅由环己酮贡献的理论值,说明_______。若,则环己醇的转化率为_______。
【答案】(1)乙腈可与水形成共沸物,能在反应温度下蒸出反应生成的水,促进平衡正向移动,提高产率
(2)受热易分解,缓慢滴加可减少分解,提高氧化剂利用率,同时控制反应速率,减少副反应
(3)
(4) (5)78.1%
(6)3
(7) ①. 部分环己酮被进一步氧化生成了副产物己二酸 ②. 75%
【解析】
【分析】本实验是利用氧化剂将环己醇氧化为环己酮,反应结束后用亚硫酸钠洗去多余的氧化剂,再用蒸馏水洗去无机相,加入干燥剂后过滤,最后蒸馏获得环己酮粗品,据此解答。
【小问1详解】
题干给出乙腈与水共沸物沸点为74.5℃,低于反应温度75℃,移走生成物水可使平衡正向移动,提高产物产率。
【小问2详解】
过氧化氢热稳定性差,温度过高易分解,缓慢滴加避免局部浓度过大、温度过高导致分解,同时控制反应速率。
【小问3详解】
亚硫酸氢钠具有还原性,可还原除去残留的氧化剂双氧水,离子方程式:离子方程式:;
【小问4详解】
碳酸氢钠洗涤主要是洗去残留的无机相(残留的亚硫酸氢钠等),分液后,需要用蒸馏水除去有机相中残留的可溶性盐,再次分液得到有机相,之后加干燥剂干燥、过滤除去干燥剂,最后蒸馏收集环己酮馏分,故填:;
【小问5详解】
环己醇物质的量,溶液约为0.44 mol,故环己醇为限量反应物,则理论生成环己酮质量,实际纯环己酮质量,产率。
【小问6详解】
酸性条件下将环己醇氧化为己二酸,自身被还原为,根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为3。
【小问7详解】
处除了环己酮的H,还有己二酸的H出峰,A偏大说明生成了较多己二酸;峰面积与H的物质的量成正比,仅环己醇的特征H在δ≈3.5-4.0ppm,1 mol环己醇含1 mol该H,剩余环己醇的物质的量分数为,故转化率为。
18. 二氧化碳的资源化利用对于实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。催化加氢合成甲醇是“碳捕获、利用与封存(CCUS)”技术的关键环节之一,既能减少温室气体排放,又能生产重要化工原料。该过程主要发生以下反应:
①
②
回答下列问题:
Ⅰ.
(1)若反应③为 ,则_______。
(2)在T℃时,恒容密闭容器中加入1 mol CO和仅发生反应③,下列说法正确的是_______。
A. 混合气体的密度不再改变,反应达到平衡状态
B. 混合气体的压强不再改变,反应达到平衡状态
C. 平衡后再加入1 mol CO和,平衡正向移动,再次平衡时CO的体积分数减小
D. 平衡后升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率增大,正反应速率减小,CO转化率降低
II.在T℃时,向容积为10 L恒容密闭容器中投入和,此时容器内的总压为,发生反应①、反应②。实验测得平衡时或CO的选择性 及的转化率a%随温度的变化如图所示。
(3)其中,表示平衡时的选择性的是曲线_______(填“x””y”或“z”);250℃后,曲线z随温度变化呈现该趋势的原因是_______。
(4)为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A. 低温、低压 B. 高温、高压 C. 高温、低压 D. 低温、高压
(5)已知在250℃,反应经5 min后达平衡,测得体系中共有,则在0~5 min内_______,反应①的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.阿伦尼乌斯公式是化学动力学中定量描述反应速率常数与温度关系的核心公式,它的对数表达式为(其中k为速率常数,A和R为常数,为反应的活化能,T为热力学温度)。
(6)若反应②的速率方程为,,则增大体系的压强,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)图中分别表示在一定条件下反应②的正反应或逆反应的关系,根据图像中坐标信息,计算该反应的正反应活化能为_______kJ/mol。
【答案】(1) (2)BC
(3) ①. x ②. 反应①升温正向移动的影响超过反应②升温逆向移动的影响 (4)D
(5) ①. ②.
(6)不变 (7)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应③ = 反应② - 反应①,则,故答案为:;
【小问2详解】
反应③:,,气体分子数减小。
A.恒容容器,混合气体总质量和体积均不变,密度始终不变,不能作为平衡标志,A错误;
B.反应前后气体物质的量不等,压强不再改变时,说明各组分物质的量不变,反应达到平衡,B正确;
C.再加入1 mol CO和2 mol,等效于增大压强,平衡正向移动,CO的体积分数减小,C正确;
D.升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡逆向移动,CO转化率降低,D错误;
故答案选BC;
【小问3详解】
反应②生成(放热),温度升高,平衡逆向移动,选择性降低,故表示选择性的是曲线 x;曲线是转化率,后,反应①(吸热)升温正向移动的影响超过反应②(放热)升温逆向移动的影响,总转化率仍上升;
【小问4详解】
要提高转化率和选择性,需促进放热、气体分子数减少的反应②正向进行:低温利于放热反应正向进行,高压利于气体分子数减少的反应正向进行,故选低温、高压,D正确;
【小问5详解】
已知250℃时,,由反应②可知,消耗和,生成。由图可知,250℃时和CO的选择性相等,因此生成的CO也为,则反应①消耗和,生成。因此,总共消耗的物质的量,则;平衡时各物质的物质的量为、、、、,因此平衡时,则平衡时总压,反应①中各物质分压为、、、,因此反应①的压强平衡常数为;
【小问6详解】
速率常数只与温度有关,与压强无关,因此增大压强,不变;
【小问7详解】
阿伦尼乌斯公式:,斜率。反应②放热,,故斜率绝对值较小的为正反应;对,取两点和,斜率=,即,则。
19. 有机化学合成是药物研发与材料科学的重要基础。化合物G是抗抑郁药帕罗西汀的关键中间体,其合成路线如图(部分反应条件及副产物已略去):
已知:乙酸酐为两分子乙酸脱水得到,结构简式为。
(1)化合物分子A的名称为_______。B中含氧官能团的名称为_______。
(2)已知化合物C的分子式为,满足下列条件的同分异构体共有_______种。(不考虑立体异构)
①含有苯环;②能发生银镜反应;③-O-F结构不稳定;
④核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积比为。
(3)对化合物D,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
足量,钯催化
_______
加成反应
②
_______
取代反应
(4)以下关于物质E说法不正确的是_______。
A. 1 mol E与足量反应产生
B. 苯环上一氯代物有2种
C. 可与溶液发生显色反应
D. 能被酸性溶液氧化为醛
(5)已知F的分子式为,则E→F的反应类型是_______。
(6)参考上述合成路线,以对甲基苯酚为有机原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步含苯环产物与足量的NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式为_______。
②目标产物被足量酸性溶液氧化后的产物的结构简式为_______。
【答案】(1) ①. 对氟苯酚(或4-氟苯酚) ②. 酯基 (2)2
(3) ①. ②. ,浓硫酸,加热 (4)BCD
(5)消去反应 (6) ①. +2NaOH ②.
【解析】
【分析】据A的结构简式可知A发生取代反应生成B,B发生分子内重排生成C,在乙酸钠的作用下C和乙二酸二乙酯反应生成D,D和氢气发生加成反应生成E,比较E和G的结构简式可知F为,E发生消去反应得F,F再与氢气加成得G;
【小问1详解】
由A的结构可知,化合物分子A的名称为对氟苯酚(或4-氟苯酚);B中含氧官能团为酯基,故答案为:对氟苯酚(或4-氟苯酚);酯基;
【小问2详解】
化合物C除苯环外,含2个氧、2个碳、1个氟,1个不饱和度,其某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且峰面积比为,能够发生银镜反应,则含醛基且分子中结构对称,其结构简式为或共2种,故答案为:2;
【小问3详解】
D中含碳碳双键、酮羰基,两者均能和氢气催化加成生成新的结构:,为加成反应;D中含羧基,能和甲醇在浓硫酸催化加热条件下,发生酯化反应生成,为取代反应,故答案为:;,浓硫酸,加热;
【小问4详解】
A.E含1个,与足量反应生成1 mol ,A正确;
B.E的苯环上有3种等效氢,其一氯代物有3种,B错误;
C.E分子中无酚羟基,不能与发生显色反应,C错误;
D.E中与羟基相连的碳上有氢,能被酸性氧化为酮,D错误;
故答案选BCD;
【小问5详解】
E分子中的羟基发生消去反应,脱去一分子水形成碳碳双键,因此反应类型为消去反应,故答案为:消去反应;
【小问6详解】
根据题干流程,发生第一步反应生成,与AlCl3发生第二步反应生成,与乙二酸二乙酯在乙酸钠的作用下发生成环的反应生成;
①由上述分析可知,第一步含苯环产物中含酯基,与足量的NaOH在加热条件下反应生成羧酸盐和对甲基苯酚钠,化学方程式为:+2NaOH;
②目标产物中碳碳双键、苯环上甲基均会被酸性氧化,氧化后的产物的结构简式为:。
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延边州2026年高三教学质量检测
化学
考试时间:75分钟 总分:100分
本试卷共10页,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂,非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.做图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 0 16 S 32 Ca 40 Cr 52
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. 九三阅兵展示了我国在材料科学和军事科技领域的成就。下列说法错误的是
A. 100式坦克采用油电混合动力系统,其中电能属于二次能源
B. 东风-5C导弹采用偏二甲肼和四氧化二氮作为液体推进剂,优势之一在于液体燃料的燃烧效率比固体燃料更高
C. 阅兵使用的气球材料为天然乳胶,其在环境中最终会分解为和,无污染残留
D. 歼-20战机发动机叶片使用的钛合金属于无机非金属材料
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 分子中σ键的形成:
B. 的VSEPR模型为平面三角形
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D. 的电子式:
3. 硬脂酸燃烧的热化学方程式为: 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol硬脂酸分子与1 mol油酸分子中含有π键的数目均为
B. 所含质子数为
C. 每消耗11.2 L(标准状况)转移电子数为
D. 生成气态的数目为时,放出的热量高于1128.0 kJ
4. 推理有助于学生建立化学知识体系,下列推理正确的是
A. 可以发生催化氧化反应生成,则可以发生催化氧化反应生成HCHO
B. 通入溶液中无沉淀生成,则通入溶液中无沉淀生成
C. 的沸点高于,则的沸点高于
D. Fe和S能直接化合生成FeS,则Cu和S也能直接化合生成CuS
5. 下列离子方程式正确的是
A. 滴入到溶液中:
B. 用丙烯腈在酸性条件下电合成己二腈的阴极反应式:
C. 用食醋除铁锈:
D. 向石灰乳中通入制备漂白粉:
6. 下列实验装置及实验目的合理的是
实验
装置
实验
目的
A.制取胶体
B.制备少量,先关闭止水夹a,一段时间后再打开a
实验
装置
实验
目的
C.证明酸性强弱:
盐酸>碳酸>硅酸
D.制备少量
A. A B. B C. C D. D
7. Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大,Q的单质在黑暗处与能发生爆炸,基态X原子的电子填充了3个能级,成对电子数与未成对电子数之比为,只有Z与其他元素不在同一周期,五种元素可构成某种离子液体的阴离子结构如图所示。下列说法正确的是
A. W形成的单质均为非极性分子
B. 简单离子半径:
C. 基态原子第一电离能:
D. 常温常压下,X的简单氢化物能与Q、W、Y、Z的简单氢化物反应
8. 化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 足量的化合物Y不能使溴水褪色
B. 化合物Z具有1个手性碳原子
C. X→Y的反应类型为加成反应
D. 化合物X最多有10个原子共平面
9. 根据下列实验操作及现象,得出的结论错误的是
实验操作
现象
结论
A
向Na2S溶液中滴加ZnSO4溶液至沉淀完全,再滴加CuSO4溶液
白色沉淀逐渐变为黑色
B
钢铁表面滴加含酚酞的
NaCl溶液
液滴边缘出现红色
钢铁发生吸氧腐蚀
C
用pH计测定等浓度与苯酚钠溶液
溶液的pH更大
碳酸酸性弱于苯酚
D
向含等浓度、的
溶液中滴加溶液
溶液未明显
变红
与结合能力
强于
A. A B. B C. C D. D
10. 一种铜的氧化物在新能源领域被广泛应用,下图为该氧化物的立方晶胞,晶胞参数为a pm,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. 晶胞中O与O的最短距离为
C. 晶胞中Cu的配位数为2
D. 若图中M点的分数坐标为,则N点粒子的分数坐标为
11. 实验室制备不饱和聚酯的装置如图所示。反应物为顺丁烯二酸酐(沸点202.2℃)、邻苯二甲酸酐(沸点295.0℃)和1,2-丙二醇(沸点187.6℃)。两种酸酐分别与1,2-丙二醇发生醇解反应,主要生成醇和,醇解产物再发生缩聚反应生成不饱和聚酯,通过监测a中溶液的酸值(中和1 g样品所消耗KOH的毫克数)控制反应程度。下列说法错误的是
A. 理论上原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐):n(邻苯二甲酸酐):n(1,2-丙二醇)
B 反应过程中,可保持温度计2示数处于100~105℃
C. 反应后期若酸值高于聚合度要求,可排出装置d中的液体
D. 装置b的主要作用是冷凝回流原料及醇解产物
12. 氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。工业上用石英砂(主要成分为:)和原料气(含和少量)制备的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu,高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法错误的是
A. “还原”时焦炭主要被氧化为CO
B. “操作X”可将原料气通过灼热的氧化铜
C. “高温氮化”时发生了化合反应
D. “酸洗”时,可以加入稀硝酸
13. 我国科研团队新制备了一种Ni-CuO复合催化剂,并将其与金属铝构成可充电型电化学装置,用于将污水中的定向还原为,其工作原理如图所示。电池放电时,水中的氢离子在复合催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在复合催化剂表面的逐步还原为。
下列说法正确的是
A. 放电时,穿过离子交换膜向负极区迁移,负极区的浓度增大
B. 放电时,Ni-CuO电极每转移时,理论上需要3.0 mol氢原子
C. 充电时,Ni-CuO电极的电势比铝电极的低
D. 充电时,电池总反应为
14. 如图为一定条件下在催化剂表面合成氨的反应机理。下列说法正确的是
A. 该反应机理中,所有中间步骤的能量变化均为吸收能量
B. 该条件下,向体系中加入和充分反应,放出能量为92 kJ
C. 催化剂通过降低反应的活化能,增大活化分子百分数,提高了和的平衡转化率
D. 该反应过程中有非极性键断裂和极性键形成
15. 常温下,向的溶液中逐滴加入溶液时,溶液中的离子浓度的变化关系如图所示。
已知:常温下,。下列说法正确的是
A. M为随的变化曲线
B. a点溶液的pH为10
C. KHA溶液中存在的粒子浓度大小关系有:
D. 当溶液为中性时:
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 工业废弃物铬钒渣中含有价格相对较高且稀缺的钒(V)、铬(Cr)元素。铬钒渣中的主要成分为及少量的,一种从铬钒渣中分离提取铬和钒的流程如图所示:
(1)焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是_______,焙烧过程中转化为可溶性,该反应的化学方程式为_______。
(2)水浸渣的主要成分为_______(填化学式)。
(3)“调”后,所得含钒物质为,“沉钒”中析出晶体时,需要加入过量的原因是_______。
(4)“煅烧”制备时,若不及时分离气体,部分会转化为,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为,则转化为的化学方程式为_______。
(5)三价铬物质的量分数随溶液pH的分布如图a所示。25℃时,通过调节溶液pH使转化为,溶液中剩余的浓度小于,则调节pH的范围为_______(已知:25℃时,)
(6)“调”后,采用减压过滤的方式,分离得到,减压过滤装置如图b所示。与普通过滤相比,减压过滤的优点是_______。
(7)高纯可作为铬源经过转化得到一种具有特殊导电性的复合氧化物,其立方晶胞结构如图所示。
①基态Cr原子的价层电子轨道表示式为_______。
②该晶体密度为_______(列出计算式即可,已知和的最近距离为a nm,代表阿伏加德罗常数的值)。
17. 环己酮是重要的化工原料。实验室常用绿色氧化剂双氧水,在钨酸钠催化下氧化环己醇制备环己酮。
Ⅰ.反应原理与实验步骤
反应原理:
相关物质性质:
化合物
分子式
相对分
子质量
密度
沸点
(℃)
在水中的
溶解度
在乙腈中
的溶解性
环己醇
100
0.96
161
微溶
易溶
环己酮
98
0.95
155-156
微溶
易溶
乙腈
41
0.79
81-82
与水互溶
-
实验步骤:
①在配有搅拌器、球形冷凝管和恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中,加入10.0 mL环己醇、和30 mL溶剂乙腈(乙腈与水形成共沸物的沸点为74.5℃)。
②水浴加热至75℃,在搅拌下缓慢滴加溶液(约0.44 mol),控制约1小时滴完。
③滴加完毕后,在75℃下继续回流反应2小时。
Ⅱ.分离与提纯
(1)反应结束后,冷却至室温,对反应混合液进行如下处理:步骤①中,使用乙腈作溶剂,除了溶解反应物外,还因为_______。
(2)步骤②中,需缓慢滴加的主要原因是_______。
(3)将冷却后的反应液转入分液漏斗。加入饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,其目的是_______。(用离子方程式表示)
(4)饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤后,需进一步提纯粗产品。请从下列操作中选取必要的步骤,并按正确顺序排序:a→f→_______(填字母,部分步骤可能重复使用)。
a.用饱和溶液洗涤 b.用蒸馏水洗涤 c.加入无水干燥
d.过滤 e.蒸馏,收集155-156℃馏分 f.分液,取有机相
Ⅲ.产率计算与初步评价
(5)若最终收集到纯度为98%环己酮产品7.5 g,则本实验的产率为_______%(保留一位小数)。
(6)传统的制备环己酮实验用酸性作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,该反应的离子方程式为_______。
Ⅳ.波谱分析与深入探究
(7)为探究原料转化率和反应选择性,研究小组对粗产品进行了核磁共振氢谱分析。谱图如下:
已知:
①产物环己酮中,与羰基相邻的亚甲基上的H在处出峰。
②副产物己二酸中,与两个羧基相邻的亚甲基上的H在处出峰。
③原料环己醇中,与氧相连的次甲基上的H在处出峰。小组对粗产品谱图进行分析,得到处H的吸收峰面积为A.处H的吸收峰面积为B.已知反应前加入的环己醇为0.096 mol,其核磁共振氢谱中处H的吸收峰面积为。结合已知信息,若A值显著大于仅由环己酮贡献的理论值,说明_______。若,则环己醇的转化率为_______。
18. 二氧化碳的资源化利用对于实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。催化加氢合成甲醇是“碳捕获、利用与封存(CCUS)”技术的关键环节之一,既能减少温室气体排放,又能生产重要化工原料。该过程主要发生以下反应:
①
②
回答下列问题:
Ⅰ.
(1)若反应③为 ,则_______。
(2)在T℃时,恒容密闭容器中加入1 mol CO和仅发生反应③,下列说法正确的是_______。
A. 混合气体的密度不再改变,反应达到平衡状态
B. 混合气体压强不再改变,反应达到平衡状态
C. 平衡后再加入1 mol CO和,平衡正向移动,再次平衡时CO的体积分数减小
D. 平衡后升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率增大,正反应速率减小,CO转化率降低
II.在T℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中投入和,此时容器内的总压为,发生反应①、反应②。实验测得平衡时或CO的选择性 及的转化率a%随温度的变化如图所示。
(3)其中,表示平衡时的选择性的是曲线_______(填“x””y”或“z”);250℃后,曲线z随温度变化呈现该趋势的原因是_______。
(4)为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A. 低温、低压 B. 高温、高压 C. 高温、低压 D. 低温、高压
(5)已知在250℃,反应经5 min后达平衡,测得体系中共有,则在0~5 min内_______,反应①的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.阿伦尼乌斯公式是化学动力学中定量描述反应速率常数与温度关系的核心公式,它的对数表达式为(其中k为速率常数,A和R为常数,为反应的活化能,T为热力学温度)。
(6)若反应②的速率方程为,,则增大体系的压强,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)图中分别表示在一定条件下反应②的正反应或逆反应的关系,根据图像中坐标信息,计算该反应的正反应活化能为_______kJ/mol。
19. 有机化学合成是药物研发与材料科学的重要基础。化合物G是抗抑郁药帕罗西汀的关键中间体,其合成路线如图(部分反应条件及副产物已略去):
已知:乙酸酐为两分子乙酸脱水得到,结构简式为。
(1)化合物分子A的名称为_______。B中含氧官能团的名称为_______。
(2)已知化合物C的分子式为,满足下列条件的同分异构体共有_______种。(不考虑立体异构)
①含有苯环;②能发生银镜反应;③-O-F结构不稳定;
④核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积比。
(3)对化合物D,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
足量,钯催化
_______
加成反应
②
_______
取代反应
(4)以下关于物质E说法不正确的是_______。
A. 1 mol E与足量反应产生
B. 苯环上的一氯代物有2种
C. 可与溶液发生显色反应
D. 能被酸性溶液氧化为醛
(5)已知F的分子式为,则E→F的反应类型是_______。
(6)参考上述合成路线,以对甲基苯酚为有机原料,合成。基于你设计合成路线,回答下列问题:
①第一步含苯环产物与足量的NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式为_______。
②目标产物被足量酸性溶液氧化后的产物的结构简式为_______。
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