内容正文:
巴中市普通高中2023级“一诊”考试
化学试题
(满分100分 75分钟完卷)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时请用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cr-52
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每个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. 复合材料——碳纳米管
B. 耐高温的陶瓷轴承——碳化硅
C. 喷气式飞机的发动机叶片——镍钴合金
D. 隔热、阻燃、隔音材料——酚醛树脂
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳纳米管:由碳原子组成的单质结构,属于无机物(碳单质),A不符合题意;
B.碳化硅(SiC):由硅和碳组成的无机化合物,属于陶瓷材料,B不符合题意;
C.镍钴合金:金属合金,属于无机物,C不符合题意;
D.酚醛树脂:由苯酚和甲醛缩聚合成的高分子有机聚合物,D符合题意;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 二氯甲烷分子的球棍模型:
B. 的电子式为:
C. 反-2-丁烯的结构简式为
D. 的同位素可作为有机反应示踪原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氯甲烷分子中C原子采用sp3杂化,在该分子中C原子位于四面体中心,2个H原子和2个Cl原子分别位于四面体的四个顶点上,由于原子半径:Cl>C>H,因此其球棍模型为,A正确;
B.B原子最外层电子数为3,中B提供3个电子,与3个Cl分别共用1对电子,电子式应为,B错误;
C.2-丁烯结构中含有碳碳双键,且2个碳原子分别连有2个不同原子或原子团,存在顺反异构体,选项中是顺-2-丁烯结构简式,反-2-丁烯的结构简式为,C错误;
D.与互为同位素。在有机反应中,通常利用自然界中含量稀少的同位素作示踪原子,可作为示踪原子,而是氧元素的主要同位素,不作为示踪原子,D错误;
故选A。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的KOH溶液中含有氧原子数为
B. 向溶液通氨气至中性,铵根离子数为
C. 盐酸与足量反应,生成的数目为
D. 中含有键的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.KOH溶液中的氧原子包括溶质KOH和溶剂水中的氧原子,溶剂水含有大量氧原子,总数远大于0.01NA,A错误;
B.溶液为中性时,,根据电荷守恒:,可得; 根据物料守恒,原醋酸溶液中,因此,铵根离子数小于,B错误;
C.浓盐酸和反应时,随着反应进行,盐酸浓度不断降低,稀盐酸不与反应,因此 HCl不能完全反应,生成的物质的量小于,分子数小于,C错误;
D.26g 的物质的量为,乙炔结构为:所有单键都是键,三键中含1个键、2个键,因此1个乙炔分子共含3个键,1mol乙炔含键数目为,D正确;
答案选D。
4. 下列描述能正确反映事实的是
A. 臭氧分子的空间结构与水分子相似,其在四氯化碳中的溶解度低于在水中的溶解度
B. 燃煤中加入生石灰可以减少二氧化硫的排放,也可减少温室气体的排放
C. 离子液体一般熔点较低,但是却较难挥发
D. 亚硝酸钠具有一定的毒性,严禁用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产
【答案】C
【解析】
【详解】A.臭氧分子空间结构为V形,与水分子相似正确;但臭氧是极性分子,但极性较弱,其在非极性的四氯化碳中溶解度应高于极性溶剂水,A错误;
B.燃煤中加入生石灰(CaO)可与二氧化硫反应生成硫酸钙,减少二氧化硫排放正确;但生石灰不吸收二氧化碳,无法减少温室气体(如)排放,B错误;
C.离子液体由离子组成,其阴、阳离子通常体积较大且结构不对称,难以形成规整的晶格,导致晶格能较小,因此熔点较低,但离子键强使其蒸气压低、难挥发,描述正确,C正确;
D.亚硝酸钠具有一定的毒性,但具有防腐和护色作用,生产中允许限量使用以抑制细菌和保色,D错误;
故选C。
5. 一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法错误的是
A. X与稀硫酸反应有两个官能团发生变化
B. Y分子中所有原子可能共面
C. X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
D. Y分子中碳原子的杂化类型有sp、、三种
【答案】B
【解析】
【详解】A.X中(与稀硫酸成盐)和-CN(酸性水解为-COOH),有两个官能团发生变化,A正确;
B.Y中存在,为四面体结构,所有原子不可能共面,B错误;
C.X与完全加成后产物为环己烷环上三个取代基所在碳均为手性碳(各连接四个不同基团),共3个,C正确;
D.Y分子中碳原子包括苯环碳()、CN中的碳(,sp杂化)、亚胺结构中的双键碳()及二甲氨基中的甲基碳(),杂化类型有sp、、三种,D正确;
故答案选B。
6. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A.配制一定浓度的NaCl溶液
B.吸收尾气中的
C.由制取无水固体
D.钠的燃烧
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.配制一定浓度的溶液时,在转移溶液的操作中,用玻璃棒引流可以防止液体洒出,该操作能够达到实验目的,A正确;
B.吸收尾气中的时,若将导管直接插入水中,会因在水中溶解度小而吸收不完全,且易产生倒吸,应使用溶液吸收,B错误;
C.由制取无水固体时,直接加热会因水解生成,最终得到,应在气流中加热,C错误;
D.钠的燃烧实验应在坩埚中进行,不能在蒸发皿中,且加热时不能盖玻璃表面皿,D错误;
故答案选A
7. 下列方程式书写错误的是
A. 用三氯化铁溶液刻蚀覆铜电路板:
B. 磷酸二氢钠水解:
C. 溶液中通入过量
D. 将少量灼热的CuO加入中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.三氯化铁刻蚀覆铜电路板时,被还原为,正确离子方程式为:,A错误;
B.磷酸二氢钠水解是结合水电离出的生成磷酸和,水解为可逆反应,B正确;
C.溶液中通入过量,因亚硫酸酸性强于碳酸,且过量时生成亚硫酸氢根,方程式原子、电荷均守恒,书写正确,C正确;
D.乙醇与CuO在加热条件下反应生成乙醛、Cu和H2O,方程式书写正确,D正确;
故选A。
8. 化合物可作电镀液的制备原料,已知X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z与R同族,第一电离能都低于同周期相邻元素,Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;基态Q+离子的M层为全满。下列说法错误的是
A. 键角: B. 简单氢化物的沸点:Z>Y>R
C. Q与R的单质间反应可生成QR D. 原子半径:Z<Y<R
【答案】C
【解析】
【分析】X是宇宙中含量最多的元素,故X是H;Y的原子序数大于H,最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,说明价电子排布为 ns2np3,结合原子序数,Y 为N;Z与R同族,第一电离能低于同周期相邻元素,且s能级电子总数=p能级电子总数。Z的电子排布为1s22s22p4,则Z为O;R与O同族,原子序数大于O,则R为S;基态Q+离子的M层为全满,则Q为Cu。
【详解】A.NH3、H2O、H2S的中心原子均为sp3杂化,N原子有1对孤电子对,O和S有2对孤电子对,NH3键角最大,O的电负性大于S,成键电子对离中心原子近,斥力更大,H2O的键角更大,故键角:NH3>H2O>H2S,A正确。
B.Y为N,Z为O,R为S,NH3、H2O分子间均有氢键,水分子间氢键强于氨分子间,故简单氢化物的沸点:H2O>NH3>H2S,B正确;
C.Q为Cu,R为S,Cu与S反应生成Cu2S,C错误;
D.同周期从左到右原子半径减小:O<N;同主族从上到下原子半径增大:S>O,所以原子半径:S>N>O,即Z<Y<R,D正确;
故选C。
9. 尼龙-66因良好的耐热性和耐油性广泛应用于汽车发动机周围机械零件和易受热电子电气制品零部件制造。尼龙-66结构如下图,下列说法错误的是
A. 尼龙-66的重复单元中含有1种官能团
B. 可用己二酸和己二胺通过缩聚反应制备
C. 每生成1mol该高分子,同时生成
D. 1mol该高分子最多能和2nmolNaOH反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.尼龙-66的重复单元中只含有 这1种官能团,A正确;
B.根据尼龙-66分子结构可知:该物质是由己二酸HOOC(CH2)4COOH和己二胺H2N-CH2(CH2)4CH2-NH2通过缩聚反应制备,B正确;
C.要生成1 mol该高分子,就会由n mol HOOC(CH2)4COOH与n mol H2N-CH2(CH2)4CH2-NH2发生缩聚反应产生1 mol该高分子,同时由于高分子两端会留有-OH、-H取代基,故生成(2n-1) mol H2O,C错误;
D.1 mol该高分子化合物分子中含有(2n-1)mol的酰胺键和1mol的端羧基,均能与NaOH反应,故1 mol该高分子最多能和(2n-1)+1=2n mol NaOH反应,D正确;
故选C。
10. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
乙醇和浓硫酸共热至170℃,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙醇发生了消去反应
B
将溶液和稀混合,得到沉淀,且生成的气体可使品红溶液褪色
既体现还原性又体现氧化性
C
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
D
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,前者产生白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇和浓硫酸共热时,浓硫酸会将乙醇碳化,碳与浓硫酸反应生成还原性气体,也能使溴水褪色,因此不能证明乙醇发生消去反应生成乙烯,A错误;
B.(S元素的平均化合价为+2价,这里不是真实的化合价),与稀硫酸的反应为:,中为-2、+6价:产物单质中为价(由-2价硫转化),化合价升高,体现还原性;产物中为价(由+6价硫转化),化合价降低,体现氧化性。因此既体现还原性又体现氧化性,B正确;
C.常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,表面生成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行,不能说明浓硝酸氧化性更弱,实际上浓硝酸氧化性远强于稀硝酸,C错误;
D.氯气与水反应后,无论反应是否达到限度、无论是否完全反应,生成的会电离出,可与硝酸银生成白色沉淀;生成的也可以氧化使淀粉变蓝,实验无法证明溶液中还有未反应的,不能说明反应存在限度,D错误;
故选B。
11. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体。活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点,HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 三种中间产物中X最稳定
B. 中间产物Y生成中间产物Z的反应的活化能为
C. 生成产物P1的决速步为中间产物Z到产物P1的基元反应
D. 相同条件下,中间产物Z转化为产物的速率:
【答案】D
【解析】
【详解】A.物质能量越低稳定性越强,三种中间产物的相对能量:,Z能量最低,因此Z最稳定,A错误;
B.基元反应的活化能 = 过渡态相对能量 - 反应物相对能量,Y生成Z的活化能为:,B错误;
C.总反应的决速步由活化能最大(反应速率最慢)的基元反应决定,生成产物P1的各基元反应中,Y生成Z的活化能远大于Z到P1的活化能,因此决速步是Y生成Z的反应,不是Z到P1的反应,C错误;
D.相同条件下,活化能越小,反应速率越快。Z生成P1的活化能为:,Z生成P2的活化能为:,生成P1的活化能更小,因此,D正确;
故选D。
12. 如图所示的电化学装置,实现了,的制备和废弃PET塑料的回收利用。下列说法正确的是
A. 电极B的电势低于电极A的电势
B. 溶液中移向电极B
C. 阳极区发生的反应为:
D. 理论上每消耗,电极B消耗乙二醇124g
【答案】B
【解析】
【分析】首先判断电极性质:该装置为电解池,电极A上转化为,化合价从价降为价,得电子发生还原反应,因此电极A为阴极;电极B上乙二醇转化为甲酸盐,碳元素化合价升高,失电子发生氧化反应,因此电极B为阳极。
【详解】A.电解池中阳极接电源正极,阴极接电源负极,正极电势高于负极,因此电极B(阳极)的电势高于电极A(阴极),A错误;
B.电解池中阴离子向阳极移动,为阴离子,是阳极,因此移向电极B,B正确;
C.阳极区电解质为溶液(碱性环境),不可能生成,正确的反应式应为,C错误;
D.每消耗生成转移电子,消耗转移电子;每乙二醇反应失去电子,因此消耗乙二醇为,质量为,D错误;
故选B。
13. 一种以硫铁矿()为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含、等)制备的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A. 将硫铁矿换成硫黄可以减少烧渣的产生
B. “催化氧化”的反应条件都是为了加快化学反应速率和提高平衡转化率
C. “焙烧”生成反应的化学方程式为
D. 采用98.3%的浓硫酸,其主要目的是避免形成酸雾,有利于的吸收
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫铁矿()焙烧会生成含铁的氧化物(烧渣),而硫黄()焙烧的产物只有,无固体残渣,因此将硫铁矿换成硫黄可以减少烧渣的产生,A正确;
B.“催化氧化”的反应为,该反应是放热的气体分子数减小的可逆反应。使用催化剂、升高温度是为了加快反应速率,但高温会使平衡逆向移动,降低的平衡转化率;实际生产中采用常压是因为常压下转化率已较高,加压成本高。因此“高温”并非为了提高平衡转化率,B错误;
C.焙烧时与发生氧化还原反应,中从-1价被氧化为(+4价),中从+3价被还原为(平均价)。根据得失电子守恒和原子守恒配平,反应的化学方程式为,C正确;
D.三氧化硫()极易溶于水,若用水吸收会形成酸雾,阻碍的进一步吸收;采用98.3%的浓硫酸吸收,可避免酸雾形成,同时能生成发烟硫酸,提高的吸收效率,D正确;
故答案选B。
14. 镁锌合金具有特殊的性能,其晶胞结构如图,晶胞中的所有原子呈中心对称,其中原子1的分数坐标为,三角形黑球位于晶胞内部,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 原子2的分数坐标为
B. 该晶体类型为金属晶体
C. 该晶体中Mg与Zn原子个数比为1:2
D. 该晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子1的分数坐标为,因晶胞中的所有原子呈中心对称,原子2的分数坐标为=,A正确;
B.该晶体为镁锌合金,属于金属晶体,不属于共价晶体,B正确;
C.该晶胞中Mg原子位于晶胞内部,个数为4,顶点 + 面心 + 棱上 + 内部,该晶体中Mg与Zn原子个数比为1:2,C正确;
D.该晶胞中含Mg原子4个,Zn原子8个,晶胞底面为菱形,底面积=×,体积为×,则该晶体的密度为,D错误;
故答案选D。
15. 某二元酸()的、,时,溶液稀释过程中、、与的关系如图所示。已知,的分布系数。下列说法错误的是
A. 平衡常数的数量级为
B. a点:
C. b点:
D c点:
【答案】C
【解析】
【分析】在溶液稀释过程中,同时存在电离平衡和水解平衡。的水解常数,远小于其电离常数,因此电离程度大于水解程度,溶液以电离为主。随着稀释(增大,减小),的分布系数先保持较大后减小,对应曲线n;的分布系数随电离促进而明显增大,对应曲线m;的分布系数随水解被抑制而减小,对应曲线p。
【详解】A.该反应的平衡常数 ,因此数量级为 ,A正确;
B.在a点,,故 ,,。根据电离常数 ,可得:,B正确;
C.在b点,,故 。由图可知,,,因此:,,由B选项可知,,远小于 。因此,正确的浓度顺序应为 ,C错误;
D.在c点,曲线m()与曲线n()相交,因此。对于溶液,根据电荷守恒和物料守恒,将物料守恒式代入电荷守恒式,消去,再代入的条件,化简后可得,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 金属铍广泛应用于机械制造、航空航天、核工业等领域,一种从硅铍石[主要含有]中制备铍的工艺如下:
有关离子物质的量浓度lgc与pH的关系如图所示,当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已沉淀完全。
(1)铍位于元素周期表________区。
(2)细磨作用为__________.
(3)“酸浸”时与硫酸反应的离子方程式为________;滤渣3的主要成分是________。
(4)“煮沸水解”表明,热稳定性:________(填“>”、“<”或“=”)。已知:,若在常温下通过调节pH处理滤液3,则完全沉淀时(已有沉淀产生)余液中浓度为________。
(5)以熔融为电解质,Ni和石墨棒为电极材料,电解BeO可制得Be,装置图如下:
a.图中甲电极材料为________,向甲电极迁移的离子为________(填或)。
b.已知、、分解为对应单质分解电压如下表:
5.28V
4.43V
2.54V
则该装置合适的电压可选________。
A.2.00V B.2.60V C.6.00V
【答案】(1)s (2)增大与溶液的接触面积,提高浸取速率(或浸取率)
(3) ①. ②.
(4) ①. < ②.
(5) ①. 石墨棒或石墨 ②. ③. B
【解析】
【分析】硅铍石[主要含有]熔炼细磨加后加入硫酸酸浸,金属阳离子进入滤液1,加氨水沉淀后,、、都转化为氢氧化物,滤渣2加入氢氧化钠,只有不溶转化为滤渣3,滤液3含有、,煮沸水解只有转化为,进而得到铍,据此解答。
【小问1详解】
铍原子序数为4,电子排布为,最后填充电子在s轨道,属于s区;
【小问2详解】
固体反应物细磨可增大接触面积,加快反应速率,提升浸出效率,是化工流程常见操作目的。
【小问3详解】
酸浸时,与反应,转化为硅酸沉淀,转化为,配平得离子方程式为。加氨水沉淀后,、、都转化为氢氧化物,加碱溶时,不与反应,故滤渣3为。
【小问4详解】
煮沸时水解得到,而仍稳定存在,故热稳定性:。 计算:,完全沉淀时,代入得,;由图可知,,,时,得,故。
【小问5详解】
a. 电解制备时,在阴极得电子生成,甲电极连接电源正极,为阳极,阳极材料为石墨,阴极材料为;电解池中因离子向阳极移动,故向甲电极迁移;
b. 需要电压大于的分解电压(2.54V),同时小于、的分解电压(4.43V、5.28V),只有2.60V符合要求,选B。
17. 三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)易溶于四氢呋喃,极易水解,是重要的有机反应固相催化剂,实验室制备步骤如下:
I.精制并制备无水
粗中溶有一定量的,试剂a为KOH、、乙醇混合液,用于除去。
(1)从分子结构角度解释易溶于的原因:__________.
(2)步骤ⅱ的目的是除去中的大量乙醇,该步骤利用的分离提纯方法为______、______。
(3)步骤ⅲ操作依次为_____、_____。
Ⅱ.合成三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ),
已知:①四氢呋喃(,简写THF)为常见的有机溶剂,沸点66℃,易燃。
②易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化、摩尔质量为374.5g/mol。
③实验室在非水体系中合成原理为:。
实验操作:
a.填装反应物:称取4.755 g(0.03 mol)无水和0.20 g锌粉放入滤纸套筒内,双颈烧瓶中加入100 mL无水THF(四氢呋喃,过量)。
b.合成:先通入一段时间后,然后在球形冷凝管中通入冷却水,加热THF至沸腾、THF蒸气通过连接管进入提取管中,在冷凝管中冷凝回流到滤纸套筒中进行反应,当滤纸套筒中的液面高于虹吸管最高处时,发生虹吸现象,滤纸套筒中的液体流入双颈烧瓶,从而实现了THF与的连续反应及产物的连续萃取。
c.分离:回流2.5h,再通入冷却至室温。取下双颈烧瓶,在通风橱中蒸发THF至有较多固体析出,冷却、抽滤、干燥称量,得产品4.494 g.
(4)步骤b通入的作用为:________________。
(5)该反应为何选择电加热而不直接用明火加热:________________。
(6)资料显示Cr(Ⅱ)对该反应有催化效果,推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为:________________。
(7)请计算产品产率为:________%。
【答案】(1)和均为非极性分子,依据相似相溶原理,易溶解在中
(2) ①. 萃取 ②. 分液
(3) ①. 过滤 ②. 蒸馏
(4)排尽装置中的氧气和水蒸气,避免潮解和被氧气氧化
(5)THF易挥发,易燃,遇明火可能发生爆炸
(6)
(7)40%
【解析】
【分析】I.粗中溶有一定量的,试剂a除去,加入水萃取CCl4中乙醇,再加入CaCl2吸水,经步骤iii过滤、蒸馏后,得到精制的与高温制取;
II.根据装置图分析,首先在圆底烧瓶中加入无水四氢呋喃,在纸质反应管加入无水CrCl3和锌粉,开始加热四氢呋喃蒸气通过联接管进入提取管在冷凝管中冷凝回流到纸质反应管中进行反应,从而生成产物。
【小问1详解】
根据相似相溶规律,非极性溶质易溶于非极性溶剂,两者结构对称,均为非极性分子,因此互溶。
【小问2详解】
乙醇易溶于水,在水中溶解度远大于在CCl4中的溶解度,因此加水萃取乙醇,再分液即可分离出CCl4,除去大量乙醇。
【小问3详解】
吸水后,过滤除去固体,再利用蒸馏分离出纯净的CCl4,得到精制溶剂。
【小问4详解】
已知CrCl3高温下易被O2氧化,且极易水解,通入N2可排出空气,避免潮解和被氧气氧化。
【小问5详解】
题干明确说明THF易燃,因此不能用明火加热,选择电加热更安全。
【小问6详解】
Cr(Ⅱ)催化反应,因此Zn还原部分CrCl3得到CrCl2,配平即可得到;
【小问7详解】
0.03 mol CrCl3理论生成0.03 mol产物,理论产量,产率。
18. 近年来,我国大力加强温室气体氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。在合适的催化剂作用下,二氧化碳可催化加氢制甲醇。
反应I:
反应Ⅱ:。
回答下列问题:
(1)计算的反应热________,若该反应的正反应活化能为Ea(正),逆反应的活化能Ea(逆),则Ea(正)________Ea(逆)(填“<”、“=”或“>”)
(2)下列叙述能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂1 mol H-H的同时断裂2 mol O-H
B. 恒温恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量不再变化
C. 恒温恒容条件下,混合气体的密度不再变化
D. 和的物质的量之比不再变化
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率可表示为,逆反应速率可表示为,其中、为速率常数。降低温度时________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)催化加氢制依次经历步骤i、ii,如图所示。
已知:Ce正价有+3和+4。当时,中________,若此时参与步骤ii反应,写出该步骤反应的化学方程式:________________。
(5)恒温恒容条件下,原料气、物质的量之比按1:3投料时,充分发生反应I和反应Ⅱ,t min后反应达平衡,已知初始浓度为,初始压强为2 MPa,平衡转化率为50%,甲醇的选择性[]为60%。
①0~t min内, _________。
②该条件下反应Ⅱ的________(用分数表示)。
【答案】(1) ①. ②. < (2)AD
(3)减小 (4) ①. 0.25 ②. (或)
(5) ①. 0.15/t ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应反应Ⅰ反应Ⅱ,因此: 。 反应放热,,因此;
小问2详解】
反应Ⅱ,反应前后气体总物质的量不变:
A:断裂(正反应消耗),同时断裂(逆反应消耗),正逆反应速率相等,说明达到平衡,A正确;
B:反应前后气体总质量不变、总物质的量不变,因此平均摩尔质量始终不变,不能说明平衡,B错误;
C:恒温恒容下,不变、不变,密度始终不变,不能说明平衡,C错误;
D:和物质的量之比不再变化,说明各物质浓度不变,反应达到平衡,D正确;
【小问3详解】
平衡时,可得,因此。 反应Ⅱ是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,减小,因此减小;
【小问4详解】
设,,,根据化合物电中性: ,解得,,因此。 步骤ii反应物为、、,生成物为、,按配平得化学方程式:。
【小问5详解】
设容器体积为,初始,,总,初始压强: 平衡时转化,生成消耗:,生成消耗:。 平衡时各物质物质的量: ,,,,,总。
① 恒温恒容下,压强与物质的量成正比,平衡总压,分压,因此。
② 反应Ⅱ的
,分压,代入后约去,得: 。
19. 毛兰素i具有显著的抗肿瘤活性,一种新颖的毛兰素合成路线如下(部分试剂和反应条件略):
已知:
(1)a的化学名称为________;e的含氧官能团名称为________。
(2)上述路线中出现次数最多的反应类型为________。
(3)由c转变为d的过程中经历了两步反应:第一步反应是c在LiOH作用下发生水解,第二步是中间产物在稀盐酸作用下转化为d,则第二步反应的化学方程式为________________________。
(4)a→b步骤在制备d的过程中的作用是________________________。
(5)f的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种。
a.与f互为位置异构 b.碘原子与苯环直接相连 c.核磁共振氢谱显示5组峰
(6)参考上述路线,完成如下转化(X、Y分子式相同,二者处于快速互变平衡),则X、Y的结构简式分别为________、________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 邻甲氧基苯酚(或2-甲氧基苯酚) ②. 醚键
(2)取代反应 (3)
(4)保护酚羟基 (5)4
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】在毛兰素的合成路线中,i先与乙酸发生取代反应将酚羟基转化为酯基得到b,再经苯环上的亲电碘化反应引入碘原子生成c,随后酯基水解并酸化重新得到含酚羟基的d,结合c得结构简式和d的化学式可得d的结构简式为,e中氨基经重氮化后被碘原子取代得到f,与发生取代反应引入炔基生成g,,g再与d发生取代反应生成h,最后h中炔基与氢气发生加成反应被还原为烷基得到i。
【小问1详解】
a的结构为苯环上相邻的羟基和甲氧基,化学名称为邻甲氧基苯酚(或2-甲氧基苯酚);e的结构中含有,含氧官能团为醚键。
【小问2详解】
合成路线中,、、、、、等多步转化均为取代反应,是出现次数最多的反应类型。
【小问3详解】
第一步为c在作用下水解生成,第二步为与酸反应生成,因此化学方程式为:。
【小问4详解】
a中的酚羟基()化学性质活泼,在后续碘化等反应中易被破坏。步骤将酚羟基转化为相对稳定的酯基(),避免其在后续反应中被消耗或发生副反应,待反应完成后再水解恢复为酚羟基,因此该步骤的作用是保护酚羟基。
【小问5详解】
由题,f中苯环连接三个和一个,且要求与f互为位置异构、直接连苯环、核磁共振氢谱有5组峰;苯环上三个的取代模式为“三甲氧基苯”,当三个为1,2,3位取代时,符合条件的结构为;当三个为1,2,4位取代时,符合条件的结构为、、;当三个为1,3,5位取代时,无符合条件的结构,因此满足所有条件的同分异构体共计4种。
【小问6详解】
根据参考路线,炔烃与羰基化合物发生加成反应生成烯醇式,再经互变异构得到酮式,因此X为,Y为。
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巴中市普通高中2023级“一诊”考试
化学试题
(满分100分 75分钟完卷)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时请用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cr-52
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每个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 复合材料——碳纳米管
B. 耐高温的陶瓷轴承——碳化硅
C. 喷气式飞机的发动机叶片——镍钴合金
D 隔热、阻燃、隔音材料——酚醛树脂
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 二氯甲烷分子的球棍模型:
B. 的电子式为:
C. 反-2-丁烯的结构简式为
D. 的同位素可作为有机反应示踪原子
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的KOH溶液中含有氧原子数为
B. 向溶液通氨气至中性,铵根离子数为
C. 盐酸与足量反应,生成的数目为
D. 中含有键的数目为
4. 下列描述能正确反映事实的是
A. 臭氧分子的空间结构与水分子相似,其在四氯化碳中的溶解度低于在水中的溶解度
B. 燃煤中加入生石灰可以减少二氧化硫的排放,也可减少温室气体的排放
C. 离子液体一般熔点较低,但是却较难挥发
D. 亚硝酸钠具有一定的毒性,严禁用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产
5. 一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法错误的是
A. X与稀硫酸反应有两个官能团发生变化
B. Y分子中所有原子可能共面
C. X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
D. Y分子中碳原子的杂化类型有sp、、三种
6. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A.配制一定浓度的NaCl溶液
B.吸收尾气中的
C.由制取无水固体
D.钠的燃烧
A. A B. B C. C D. D
7. 下列方程式书写错误的是
A. 用三氯化铁溶液刻蚀覆铜电路板:
B. 磷酸二氢钠水解:
C. 溶液中通入过量
D. 将少量灼热CuO加入中:
8. 化合物可作电镀液的制备原料,已知X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z与R同族,第一电离能都低于同周期相邻元素,Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;基态Q+离子的M层为全满。下列说法错误的是
A. 键角: B. 简单氢化物的沸点:Z>Y>R
C. Q与R的单质间反应可生成QR D. 原子半径:Z<Y<R
9. 尼龙-66因良好的耐热性和耐油性广泛应用于汽车发动机周围机械零件和易受热电子电气制品零部件制造。尼龙-66结构如下图,下列说法错误的是
A. 尼龙-66的重复单元中含有1种官能团
B. 可用己二酸和己二胺通过缩聚反应制备
C. 每生成1mol该高分子,同时生成
D. 1mol该高分子最多能和2nmolNaOH反应
10. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
乙醇和浓硫酸共热至170℃,将产生的气体通入溴水中,溴水褪色
乙醇发生了消去反应
B
将溶液和稀混合,得到沉淀,且生成的气体可使品红溶液褪色
既体现还原性又体现氧化性
C
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
D
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,前者产生白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
A. A B. B C. C D. D
11. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体。活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点,HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 三种中间产物中X最稳定
B. 中间产物Y生成中间产物Z的反应的活化能为
C. 生成产物P1的决速步为中间产物Z到产物P1的基元反应
D. 相同条件下,中间产物Z转化为产物的速率:
12. 如图所示的电化学装置,实现了,的制备和废弃PET塑料的回收利用。下列说法正确的是
A. 电极B的电势低于电极A的电势
B. 溶液中移向电极B
C. 阳极区发生的反应为:
D. 理论上每消耗,电极B消耗乙二醇124g
13. 一种以硫铁矿()为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含、等)制备的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A. 将硫铁矿换成硫黄可以减少烧渣的产生
B. “催化氧化”的反应条件都是为了加快化学反应速率和提高平衡转化率
C. “焙烧”生成反应的化学方程式为
D. 采用98.3%的浓硫酸,其主要目的是避免形成酸雾,有利于的吸收
14. 镁锌合金具有特殊的性能,其晶胞结构如图,晶胞中的所有原子呈中心对称,其中原子1的分数坐标为,三角形黑球位于晶胞内部,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 原子2的分数坐标为
B. 该晶体类型为金属晶体
C. 该晶体中Mg与Zn原子个数比为1:2
D. 该晶体的密度为
15. 某二元酸()的、,时,溶液稀释过程中、、与的关系如图所示。已知,的分布系数。下列说法错误的是
A. 平衡常数的数量级为
B. a点:
C. b点:
D. c点:
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 金属铍广泛应用于机械制造、航空航天、核工业等领域,一种从硅铍石[主要含有]中制备铍的工艺如下:
有关离子物质的量浓度lgc与pH的关系如图所示,当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已沉淀完全。
(1)铍位于元素周期表________区。
(2)细磨的作用为__________.
(3)“酸浸”时与硫酸反应的离子方程式为________;滤渣3的主要成分是________。
(4)“煮沸水解”表明,热稳定性:________(填“>”、“<”或“=”)。已知:,若在常温下通过调节pH处理滤液3,则完全沉淀时(已有沉淀产生)余液中浓度为________。
(5)以熔融为电解质,Ni和石墨棒为电极材料,电解BeO可制得Be,装置图如下:
a.图中甲电极材料为________,向甲电极迁移的离子为________(填或)。
b.已知、、分解为对应单质的分解电压如下表:
5.28V
4.43V
2.54V
则该装置合适的电压可选________。
A.2.00V B.2.60V C.6.00V
17. 三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)易溶于四氢呋喃,极易水解,是重要的有机反应固相催化剂,实验室制备步骤如下:
I.精制并制备无水
粗中溶有一定量,试剂a为KOH、、乙醇混合液,用于除去。
(1)从分子结构角度解释易溶于的原因:__________.
(2)步骤ⅱ的目的是除去中的大量乙醇,该步骤利用的分离提纯方法为______、______。
(3)步骤ⅲ操作依次为_____、_____。
Ⅱ.合成三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ),
已知:①四氢呋喃(,简写THF)为常见的有机溶剂,沸点66℃,易燃。
②易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化、摩尔质量为374.5g/mol。
③实验室在非水体系中合成原理为:。
实验操作:
a.填装反应物:称取4.755 g(0.03 mol)无水和0.20 g锌粉放入滤纸套筒内,双颈烧瓶中加入100 mL无水THF(四氢呋喃,过量)。
b.合成:先通入一段时间后,然后在球形冷凝管中通入冷却水,加热THF至沸腾、THF蒸气通过连接管进入提取管中,在冷凝管中冷凝回流到滤纸套筒中进行反应,当滤纸套筒中的液面高于虹吸管最高处时,发生虹吸现象,滤纸套筒中的液体流入双颈烧瓶,从而实现了THF与的连续反应及产物的连续萃取。
c.分离:回流2.5h,再通入冷却至室温。取下双颈烧瓶,在通风橱中蒸发THF至有较多固体析出,冷却、抽滤、干燥称量,得产品4.494 g.
(4)步骤b通入的作用为:________________。
(5)该反应为何选择电加热而不直接用明火加热:________________。
(6)资料显示Cr(Ⅱ)对该反应有催化效果,推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为:________________。
(7)请计算产品产率:________%。
18. 近年来,我国大力加强温室气体氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。在合适的催化剂作用下,二氧化碳可催化加氢制甲醇。
反应I:
反应Ⅱ:。
回答下列问题:
(1)计算的反应热________,若该反应的正反应活化能为Ea(正),逆反应的活化能Ea(逆),则Ea(正)________Ea(逆)(填“<”、“=”或“>”)
(2)下列叙述能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是________(填标号)。
A. 断裂1 mol H-H的同时断裂2 mol O-H
B. 恒温恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量不再变化
C. 恒温恒容条件下,混合气体的密度不再变化
D. 和的物质的量之比不再变化
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率可表示为,逆反应速率可表示为,其中、为速率常数。降低温度时________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)催化加氢制依次经历步骤i、ii,如图所示。
已知:Ce正价有+3和+4。当时,中________,若此时参与步骤ii反应,写出该步骤反应的化学方程式:________________。
(5)恒温恒容条件下,原料气、物质的量之比按1:3投料时,充分发生反应I和反应Ⅱ,t min后反应达平衡,已知初始浓度为,初始压强为2 MPa,平衡转化率为50%,甲醇的选择性[]为60%。
①0~t min内, _________。
②该条件下反应Ⅱ的________(用分数表示)。
19. 毛兰素i具有显著的抗肿瘤活性,一种新颖的毛兰素合成路线如下(部分试剂和反应条件略):
已知:
(1)a的化学名称为________;e的含氧官能团名称为________。
(2)上述路线中出现次数最多的反应类型为________。
(3)由c转变为d的过程中经历了两步反应:第一步反应是c在LiOH作用下发生水解,第二步是中间产物在稀盐酸作用下转化为d,则第二步反应的化学方程式为________________________。
(4)a→b步骤在制备d的过程中的作用是________________________。
(5)f的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种。
a.与f互为位置异构 b.碘原子与苯环直接相连 c.核磁共振氢谱显示5组峰
(6)参考上述路线,完成如下转化(X、Y分子式相同,二者处于快速互变平衡),则X、Y的结构简式分别为________、________(无机试剂任选)。
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