内容正文:
2026届高三年级上学期模拟考试(一)
化学试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A. 苹果罐头甜美多汁,可添加维生素C作抗氧化剂
B. 淀粉和纤维素互为同分异构体,水解的最终产物均是葡萄糖
C. 用乙醚从中药中提取青蒿素的过程中利用了固-液萃取原理
D. “祝融号”火星车上采用的隔热保温材料——纳米气凝胶,可产生丁达尔效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.维生素C具有还原性,能有效防止食品中的成分被氧化,因此可用作苹果罐头的抗氧化剂,A正确;
B.淀粉和纤维素的分子式均可表示为,但二者的聚合度值不同,导致分子式并不相同,因此二者不互为同分异构体;它们水解的最终产物均为葡萄糖,B错误;
C.用乙醚从中药中提取青蒿素,是利用青蒿素在乙醚中溶解度大的特点,将其从中药固体原料中萃取到液体乙醚中,该过程利用了固-液萃取原理,C正确;
D.纳米气凝胶属于胶体分散系,分散质粒子的直径在1~100nm之间,因此可产生丁达尔效应,D正确;
故答案选B。
2. 科技的发展离不开现代仪器分析技术,下列说法错误的是
A. 用研成粉末的晶态二氧化硅进行X射线衍射实验,无法得到明锐的衍射峰
B. 飞秒化学可以用来跟踪和检测化学反应的进程,确定化学反应的机理
C. 用原子光谱法鉴定北宋天青色汝瓷釉层的元素种类
D. 可用红外光谱法鉴别顺-2-丁烯和反-2-丁烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.晶态二氧化硅具有周期性结构,即使研成粉末,其微晶仍保留晶体特征,X射线衍射实验仍能产生明锐衍射峰,A错误;
B.飞秒化学利用超短激光脉冲追踪反应中过渡态,可揭示反应机理,B正确;
C.原子光谱法通过特征谱线鉴定元素,适用于文物釉层成分分析,C正确;
D.顺/反-2-丁烯的官能团振动频率因对称性差异在红外光谱中不同,可鉴别,D正确;
故答案选A。
3. 下列用化学知识对事实或现象的解释正确的是
选项
事实或现象
解释
A
切好的茄子放在空气中容易变黑
淀粉被空气氧化变黑
B
工人对铁制品进行发蓝处理
铁原子核外电子发生跃迁形成氧化物保护膜
C
将白糖熬制成焦糖汁为食物增色
主要利用蔗糖在高温下充分炭化
D
两条脱氧核苷酸链形成双螺旋结构的DNA
分子间可通过氢键自组装成超分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.茄子变黑是由于多酚氧化酶催化酚类物质氧化成醌类导致褐变,与淀粉氧化无关,A错误;
B.发蓝处理是一种化学表面处理技术,通过在高温碱性溶液中发生氧化反应,生成四氧化三铁等氧化物,这些氧化物形成膜层结构致密,防止腐蚀,与核外电子跃迁无关,B错误;
C.焦糖的主要成分仍是糖类,同时还含有一些醛类、酮类等物质,蔗糖在高温下增色并不是炭化,C错误;
D.DNA双螺旋结构中,两条脱氧核苷酸链通过碱基间氢键(如A-T、G-C配对)自组装形成超分子结构,D正确;
故选D。
4. 氮化镁可作为废水处理的除磷剂,Mg3N2与水发生反应,Mg(OH)2可与废水中的氨氮和磷酸根反应生成难溶的磷酸镁铵(MgNH4PO4),除磷效率高。下列说法正确的是
A. NH3VSEPR模型: B. 反应体系酸性越强,除磷效果越好
C. H2O中含有s-p σ键 D. 碱性强弱:CH3NH2>NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3中N原子价电子对数为,有1个孤电子对,VSEPR模型为 ,故A错误;
B.反应体系酸性越强,氢离子浓度越大,磷酸根结合氢离子转化为磷酸氢根,磷酸根浓度降低,不利于生成MgNH4PO4,除磷效果差,故B错误;
C.H2O中O-H键为s-sp3 σ键,故C错误;
D.甲基为推电子基,CH3NH2中N原子电子云密度增大,结合氢离子能力增强,碱性增强,所以碱性CH3NH2>NH3,
选D。
5. 下列实验装置或操作正确且能达到实验目的的是
A.提纯乙酸乙酯
B.恒压分液漏斗可减小测定生成H2体积的实验误差
C.探究Na与O2反应
D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯在强碱性条件下会发生彻底的水解反应:,导致产物被消耗。正确的做法是使用饱和溶液,它可以中和乙酸、溶解乙醇,同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分液,A错误;
B.恒压分液漏斗的支管可以使漏斗内液面上方的压强与反应容器内的压强保持一致,可以消除因漏斗内液体滴入容器而导致的压强变化对气体体积测量的影响,从而减小测定生成体积的实验误差,B正确;
C.探究与的反应时,加热固体应使用坩埚,而不是表面皿。表面皿是玻璃制品,不耐高温,加热时容易炸裂,C错误;
D.是强酸弱碱盐,加热时会发生水解反应:,易挥发,会促进水解,最终得到的是,灼烧后得到。正确的做法是在气流中加热,以抑制的水解,D错误;
故答案选B。
阅读下列材料,完成下列2个小题。
卤素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。NaClO2与盐酸反应制取ClO2(分子结构为V形,中心原子为sp2杂化)。电解氯化铵和盐酸混合液可制备NCl3,NCl3在水中缓慢水解发挥杀菌消毒作用,并放出气体。在0~5℃,可用氟气与2%的氢氧化钠溶液反应制取OF2;在-40℃下将氟气缓缓通过细冰的表面,可制得次氟酸(HOF),HOF与氢氧化钠溶液反应迅速放出氧气。卤素间形成的卤素互化物(如ClF、IBr)具有与卤素单质相似的化学性质。
6. 下列有关化学反应的方程式错误的是
A. NaClO2与盐酸反应制备ClO2:
B. NCl3在水中缓慢水解:
C. IBr与NaOH溶液反应:
D. F2与氢氧化钠溶液反应制OF2:
7. 下列说法正确的是
A. 键角:ClO2>OF2
B. 与Cu2+形成配位键的能力:NCl3>NH3
C. 氧化性:F2<OF2
D. HOF分子之间能形成氢键,其结构为
【答案】6. B 7. A
【解析】
【6题详解】
A.NaClO2与盐酸发生歧化反应,Cl从+3价部分升至+4价(ClO2),部分降至-1价(NaCl),配平后:,A正确;
B.NCl3在水中发生水解反应生成NH3和HOCl,反应方程式为,选项B的化学方程式不正确;且HCl为强酸,易溶于水,不应标注气体符号‘↑’,B错误;
C.IBr在碱性条件下发生歧化,I+→IO-,Br-不变,离子方程式:,C正确;
D.F2在低温下与NaOH反应生成OF2,F从0价降至-1价,O从-2价升至+2价,方程式:,D正确;
故选B;
【7题详解】
A.ClO2是含19个价电子的自由基,中心Cl原子上有一个孤对电子和一个单电子,分子呈V形,键角约为117.6°;OF2中心O原子上有2对孤对电子,分子呈V形,键角约为103°,A正确;
B.NH3中N孤对电子易给出;NCl3中Cl电负性强,吸引电子云,使N孤对电子难给出,即配位能力: ,B错误;
C.F2是已知最强氧化剂;OF2中F为-1价,氧化性弱于F2,即氧化性: ,C错误;
D.HOF结构为H–O–F,氢键应在HF间(F电负性最强),D错误;
故选A。
8. DDT是一种重要的农药,但一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成毒性较低的DDE,从而产生了抗药性,DDT转化为DDE的反应如下。已知同碳二醇的结构不稳定,容易发生脱水反应。下列说法正确的是
A. DDT分子中所有碳原子可能共平面
B. DDT脱去HCl的反应可在浓硫酸催化下进行
C. 1 mol DDT与足量NaOH溶液反应时最多消耗7 mol NaOH
D. 键长:DDT中①C—Cl>DDE中②C—Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.DDT中心碳为sp3杂化,呈四面体构型,连接两个苯环和一个CCl3基团。由于单键旋转受限于四面体几何,两个苯环无法同时与中心碳共面;且CCl3中的碳也为sp3杂化,不可能与苯环共平面,A错误;
B.DDT脱HCl属于卤代烃的消除反应,通常需强碱(如NaOH醇溶液)或酶催化;浓硫酸主要用于醇脱水或酯化,不适用于此类卤代烃消除,B错误;
C.反应包括:2个芳环氯(Ar–Cl),每个水解需2 mol NaOH(水解+中和),共4 mol;1个–CCl3基团,在强碱下彻底水解为羧酸盐,反应为,消耗4 mol NaOH,因此1 mol DDT总共消耗4 mol(芳环氯)+ 4 mol(-CCl3)= 8 mol NaOH,C错误;
D.DDT中①C为sp3杂化,C—Cl为典型单键;DDE中②C为sp2杂化,且因双键共轭效应,C—Cl键具有部分双键性质,键级升高,键长缩短。根据杂化轨道理论,sp2碳的s成分更高,成键更短更强,D正确;
故选D。
9. 科学家合成了一种新的共价化合物,结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,Z和E同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Y<W<Z
B. 简单氢化物沸点:E<Z
C. Z的氧化物对应的水化物为强酸
D. X与Y、Z、W、E均可以形成含有相同电子数的二元分子
【答案】C
【解析】
【分析】从结构式看,X只形成1个共价键,且原子序数最小,故X为H,Y形成4个共价键,原子序数大于H,故Y为C,W形成2个共价键(双键或单键),原子序数大于C,故W为O,Z与W同周期(第2周期),则Z为N,Z和E同主族,则E为P,据此回答。
【详解】A.由分析知,Y为C,W为O,Z为N,同周期从左到右,第一电离能总体递增,但第ⅤA族 > 第ⅥA族(半满稳定),故第一电离能为:C < O < N,即Y < W < Z,A正确;
B.由分析知,Z为N,E为P,E的简单氢化物:PH3;Z的简单氢化物:NH3,NH3分子间存在氢键,沸点显著高于PH3(无氢键,仅范德华力),故沸点:PH3< NH3,即E < Z,B正确;
C.Z为N,其氧化物对应的水化物有:HNO3(强酸)和HNO2(亚硝酸,弱酸),C错误;
D.由分析知,X为H,Y为C,W为O,Z为N,E为P,H与C、N、O、P均可以形成含有18电子的二元分子,分别为CH3CH3、N2H4、H2O2、PH3,D正确;
故选C。
10. 室温下,根据下列实验过程及现象能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向试管中加入5 mL乙醇、15 mL浓硫酸和几片碎瓷片,加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
有C2H4生成产生
B
分别向两支试管中加入2 mL H2O2溶液,其中一支试管做空白实验,另一支试管中滴加几滴FeSO4溶液,快速产生O2
Fe2+对H2O2分解有催化作用
C
向CuSO4溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体
乙醇能降低[Cu(NH3)4]SO4在水中的溶解度
D
向浓硝酸中加入红热的炭,产生红棕色气体
C还原浓硝酸生成NO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.挥发的乙醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则紫色褪去,因此溶液褪色不能确定是C2H4引起,A错误;
B.Fe2+具有还原性,会被氧化为,真正对分解起催化作用的是生成的,而非,B错误;
C.向硫酸铜溶液中加入氨水生成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体是因为极性较低的乙醇能降低硫酸四氨合铜在水中的溶解度,便于晶体析出所致,C正确;
D.浓硝酸遇热会分解生成二氧化氮、氧气和水,则向浓硝酸中加入红热的碳,产生红棕色气体不能说明碳还原浓硝酸生成二氧化氮,D错误;
故选C。
11. T0℃时, ,已知,,其中、只与温度有关。将一定量的NO2(g)充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是
A. T1℃时,,则
B. b点,
C. 若d点加入催化剂,达到平衡时透光率可能为e点
D. 保持压强不变,再充入一定量氩气,达到新平衡后NO2的物质的量分数减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.T0℃反应达到平衡时即,T1℃时,,正反应放热,则,故A错误;
B.b点透光率增大,可知NO2浓度降低,可知平衡正向移动,则,故B正确;
C.若d点加入催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,达到平衡时透光率不变,不可能为e点,故C错误;
D.保持压强不变,再充入一定量氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡逆向移动,达到新平衡后NO2的物质的量分数增大,故D错误;
选B。
12. 曾被称为惰性气体的稀有气体存在多种化合物,其中氙(Xe)形成的化合物最多,如图是氙(Xe)与F形成的三种不同氟化物(XeFx)的晶胞结构,其中大球表示Xe、小球表示F,晶胞均为立方晶胞,C的晶胞参数为a pm。下列有关说法正确的是
A. A、B、C的化学式分别为XeF2、XeF4、XeF6
B. A、B中Xe原子的杂化方式分别为sp、sp3
C. Xe形成的化合物种类较多是因为其原子半径较大,第一电离能较小
D. C的晶体密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于晶胞A,Xe原子位于顶点和体心,数目为;F原子位于棱上和体内,数目为,因此化学式为。对于晶胞B,Xe原子位于顶点和体心,数目为;F原子位于顶点和体心,数目为,因此化学式为。对于晶胞C,Xe原子位于顶点和面心,数目为;F原子位于顶点和面心,数目为,因此化学式为,A错误;
B.在中,Xe原子的价层电子对数为,其中包含2个成键电子对和3个孤电子对,根据价层电子对互斥理论,其空间结构为直线形,Xe原子采取杂化。在中,Xe原子的价层电子对数为,其中包含4个成键电子对和2个孤电子对,空间结构为平面正方形,Xe原子采取杂化,B错误;
C.Xe属于稀有气体,其原子半径较大,最外层电子受到原子核的吸引力相对较弱,第一电离能较小,这使得Xe原子更容易失去电子或与其他原子形成共用电子对,从而与电负性大的元素(如F、O)形成多种化合物。相比之下,原子半径更小的He、Ne、Ar等稀有气体,第一电离能更大,更难形成化合物。因此,Xe形成的化合物种类较多,C正确;
D.晶胞参数为,因此晶胞体积。晶胞C中含有4个单元,其总质量。则晶体密度为,D错误;
故答案选C。
13. 我国科学家设计了一套装置,实现了CO2电还原制备甲酸盐,其原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 通电时,阴极区溶液的pH降低
B. 通电时,向电极b迁移
C. 电解池总反应为
D. 外电路每通过0.01 mol电子,增加0.005 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【分析】催化电极a:被还原为,得电子,故a为阴极,连接电源负极,电极反应式为。催化电极b:被氧化为,失电子,故b为阳极,连接电源正极,电极反应式为。
【详解】A.根据分析,阴极生成了氢氧根离子,导致阴极区溶液的碱性增强,pH升高,A错误;
B.在电解池中,阴离子会向阳极移动。但是装置中间是阳离子交换膜,它只允许阳离子通过,而阻止阴离子通过。因此,OH-无法迁移到电极b所在的阳极区,B错误;
C.根据分析,将阴极反应和阳极反应相加,得到总反应式为,C正确;
D.由阴极反应,每通过2mol电子生成1mol HCOO-,故通过0.01mol电子时,生成0.005mol HCOO-,但选项中未给出溶液体积,无法计算浓度变化,D错误;
故选C。
14. 常温下,将MCO3(s)、NCO3(s)的悬浊液分别置于分压固定的CO2气相中,体系中(X代表H2CO3、、、M2+或N2+)与pH的关系如图所示。已知:。
下列说法正确的是
A. L2表示与pH的关系
B. 常温下,
C. 该体系的MCO3悬浊液中始终存在
D. 当pH=6.4时,
【答案】B
【解析】
【分析】分压固定的CO2气相中存在平衡:,随着pH的增大,溶液的酸性逐渐减弱,c()、c()都逐渐增大,且弱酸性条件下c()>c(),则L1表示lgc()与pH的关系,L2表示lgc()与pH的关系,L3表示lgc(H2CO3)与pH的关系;由图可知,pH=8.2时c()=10-5mol/L,c(M2+)=10-3.2mol/L,Ksp(MCO3)=c(M2+)•c()=10-8.2;某pH下,c(N2+)=c()=10-5.4mol/L,Ksp(NCO3)=c(N2+)•c()=10-5.4×10-5.4=10-10.8,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,L2表示lgc()与pH的关系,故A错误;
B.由上述分析可知,pH=8.2时c()=10-5mol/L,c(M2+)=10-3.2mol/L,Ksp(MCO3)=c(M2+)•c()=10-8.2,故B正确;
C.MCO3悬浊液置于分压固定的CO2气相中时,MCO3部分转化为M(HCO3)2,则该体系,故C错误;
D.由图像L1与L2的交叉点可知, Ka2(H2CO3)=10-10.3,由上述分析可知,Ksp(NCO3)=10-10.8,pH=6.4时,c()=10-5mol/L,此时c(CO)==mol/L=10-8.9mol/L,,故D错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 锗是一种优良的半导体材料,在红外光材料、精密仪器等领域有着广泛的应用。某锌浸渣中含有ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等,利用该锌浸渣提取Ge的工艺流程如图所示。
已知:①部分含锗微粒的主要存在形式与pH的关系如下表所示。
pH
pH<2
pH=2.5~5
5<pH≤12
pH>12
Ge主要存在形式
Ge4+
[Ge(OH)3]+
GeO2
②常温下,该工艺条件中,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如下表所示。
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时的pH
7.5
2.3
6.2
完全沉淀时pH
9.0
3.2
8.2
③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(,分子式为C4H6O6)形成配离子。
回答下列问题:
(1)为Ge元素的不同微粒,处于激发态的微粒是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)“还原浸出”的主要目的是___________。
(3)Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉锗”时,需控制pH在5~6.2之间,原因是___________;当pH=6时,Zn2+未产生沉淀,则浸出液中不超过___________mol·L-1。
(5)“滤渣2”的主要成分为___________(填化学式)。
(6)“酸溶”后,溶液的pH为1.8,向溶液中加入酒石酸萃取剂,酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子。
①若pH升高,锗的萃取率下降,原因是___________。
②“反萃取”中主要反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)C (2)溶解ZnO、Fe2O3、Pb3O4、GeO2;将+4价Pb、+3价Fe分别还原为Pb2+、Fe2+,并使Pb2+转化为PbSO4沉淀而除去
(3)
(4) ①. pH<5时,Ge4+水解不完全,未形成沉淀;6.2<pH≤12时,Zn2+、Fe2+会一起沉淀出来;pH>12时,Ge的主要存在形式为,都会导致沉锗率下降 ②. 10-0.6
(5)CaSO4 (6) ①. pH升高,Ge4+转化为[Ge(OH)3]+或GeO2或,[Ge(OH)3]+、GeO2、难以与酒石酸形成络合物 ②.
【解析】
【分析】锌浸渣(含、、、、等)在和作用下进行还原浸出,作为还原剂,将中的+4价还原为并生成沉淀,将中的+3价还原为,同时、等与酸反应溶解,不反应进入滤渣1;随后加入生石灰进行沉锗,控制pH在5~6.2,使以形式沉淀,而、留在滤液中;沉锗后的沉淀用酸溶,调节pH至1.8,使转化为;再加入酒石酸和有机溶液萃取锗,让与酒石酸形成络阴离子进入有机相;最后用溶液反萃取,使络阴离子转化为,再进一步处理得到。
【小问1详解】
基态原子的核外电子排布式为,其4p轨道的两个电子应分占两个轨道且自旋平行。A、B、D选项的电子排布符合洪特规则,为基态或能量较低的状态;C选项中4s轨道失去1个电子,4p轨道有3个电子,属于电子跃迁后的激发态。
【小问2详解】
在和的作用下,一方面溶解、、、等金属氧化物;另一方面利用的还原性,将+4价还原为并生成沉淀除去,将+3价还原为,避免后续沉锗时沉淀造成干扰。
【小问3详解】
可看作,其中(+4价)被还原为,被氧化为,结合酸性环境配平得化学方程式为:。
【小问4详解】
pH<5时,水解不完全,未形成沉淀;6.2<pH≤12时,、会一起沉淀;pH>12时,的主要存在形式为,都会导致沉锗率下降。当pH=6时,未沉淀,说明。由题可知,完全沉淀时,此时,则,当时,,为使不沉淀,则。
【小问5详解】
“沉锗”时加入生石灰(),与反应生成,故滤渣2主要为。
【小问6详解】
①pH升高,锗的萃取率下降的原因:pH升高时,转化为、或,这些微粒难以与酒石酸形成络合物,导致萃取率下降。
②“反萃取”中,络阴离子与反应生成和酒石酸根离子,配平离子方程式:。
16. 马尿酸(,摩尔质量为179 g·mol-1)主要用作医药及染料中间体,常温下为白色晶体,熔点为191℃,加热不容易分解,难溶于冷水,微溶于乙醚,溶于热水。实验小组利用甘氨酸(,能形成内盐)和苯甲酰氯()制备马尿酸的步骤如图所示。
已知:苯甲酰氯的熔点为-1℃,沸点为197℃,遇水剧烈反应,生成苯甲酸和HCl,同时放出大量热。
回答下列问题:
(1)在实验室中配制250 mL 6 mol·L-1 NaOH溶液时,需要用到下列仪器中的___________(填名称)。
(2)反应1加入氢氧化钠溶液的目的是___________。
(3)反应2控制低温的原因是___________。
(4)反应3在滴加浓盐酸之前,先将反应装置置于冰水浴中,使用冰水浴的主要目的是___________。
(5)将“系列操作”中正确操作或现象的标号填入相应括号中。___________
A.用玻璃棒不断搅拌,蒸发皿中出现一层晶膜
B.使用漏斗趁热过滤
C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D.将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热
E.等待蒸发皿冷却
(6)粗产品中加入少量活性炭粉能除去黄色,利用了活性炭的___________性。
(7)本实验中产品的产率约为___________%(结果保留整数)。
【答案】(1)胶头滴管、250 mL容量瓶
(2)中和甘氨酸(与甘氨酸的羧基反应)
(3)温度过高,苯甲酰氯易和水发生反应生成苯甲酸和HCl,导致产品产率降低
(4)降低马尿酸的溶解度,有利于马尿酸结晶析出
(5)B D A E (6)吸附
(7)76
【解析】
【分析】NaOH溶液与甘氨酸反应生成H2NCH2COONa,反应1的化学方程式:H2NCH2COOH+NaOH→H2NCH2COONa+H2O,再加入苯甲酰氯与H2NCH2COONa发生反应,经盐酸酸化后形成马尿酸。
【小问1详解】
配制一定浓度的溶液需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,故选择胶头滴管、250 mL容量瓶;
【小问2详解】
由上述分析可知,反应1中加入NaOH是为了中和甘氨酸反应;
【小问3详解】
由已知条件可知,当反应2的温度过高时,苯甲酰氯遇水剧烈反应,生成苯甲酸和HCl,最终导致产品产率降低;
【小问4详解】
降低温度可以降低马尿酸的溶解度,有利于马尿酸结晶析出;
【小问5详解】
利用活性炭的吸附性,脱除产品中的有色杂质,用漏斗趁热过滤液体,得到含产品的滤液,再将滤液转移至蒸发皿中,对滤液加热浓缩、冷却结晶,故顺序为BDAE;
【小问6详解】
利用活性炭的吸附性,脱除产品中的有色杂质;
【小问7详解】
反应过程中,n(甘氨酸):n(马尿酸)=1:1,设理论上生成的马尿酸质量为xg,则有,x=53.7g,故产率为。
17. 2025年11月1日神舟二十一号航天员乘组顺利进驻“天宫”空间站,“天宫”空间站设有对二氧化碳进行收集和再生处理的系统装置,实现了对二氧化碳的加氢甲烷化(生成甲烷与水,并伴有副反应)。
主反应Ⅰ.
副反应Ⅱ.
已知298 K和100 kPa时部分物质的标准摩尔燃烧焓(一摩尔物质在标准状态下完全燃烧时的反应焓变)如表所示。
物质
H2(g)
CH4(g)
标准摩尔燃烧焓/(kJ·mol-1)
-286
-891
回答下列问题:
(1)根据以上数据,计算反应Ⅰ在298 K和100 kPa的时,还需要补充的数据是___________。
(2)已知反应Ⅱ的,则该反应能自发进行的温度高于___________K(保留两位小数)。
(3)恒压100 kPa下,向密闭容器中按投料,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时CO2的转化率、CH4的选择性S[CH4的选择性]随温度的变化如图1所示。
①表示平衡时CH4的选择性随温度变化的曲线是___________(填“x”或“y”)。
②T℃时,___________,反应Ⅰ的Kp=___________kPa-2(列出计算式即可,Kp为用各气体平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③若CH4的选择性分别位于p、q两点,反应Ⅰ的逆反应速率:___________(填“>”“=”或“<”)。
(4)二氧化碳加氢甲烷化的过程中还会发生反应Ⅲ ,催化剂In2O3催化反应Ⅲ的机理如图2所示,水可以使催化剂活化位点减少。在该反应历程中,In2O3中In元素的化合价___________(填“先升高后降低”“先降低后升高”或“保持不变”)。分析在反应中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因___________。
【答案】(1)H2O的汽化热
(2)980.95 (3) ①. y ②. 27:35 ③. ④. >
(4) ①. 先降低后升高 ②. 添加水蒸气会使催化剂活化位点减少,吸附反应物的能力减弱,且水蒸气过多,平衡逆向移动,甲醇产率下降
【解析】
【小问1详解】
H2和CH4的标准摩尔燃烧焓对应的物质为液态水,反应Ⅰ中为气态水,所以还需知道H2O的汽化热;
【小问2详解】
若要反应自发进行,则,,解得T>980.95 K;
【小问3详解】
①反应 Ⅰ 为放热反应,升温会使平衡逆向移动, CH4选择性降低,因此表示CH4选择性随温度变化的曲线是 y;
②T ℃时,CO2的转化率,CH4的选择性S=80%,设初始反应 Ⅰ 消耗CO2:5×30%×80%=1.2 mol,生成H2O为2.4 mol,反应 Ⅱ 消耗 CO2:5×30%×20%=0.3 mol,生成H2O为0.3 mol ,总生成H2O为2.4+0.3=2.7 mol,剩余CO2:5−1.5=3.5 mol,分压比等于物质的量比: ,平衡时各物质的物质的量:n(CO2)=3.5 mol,n(H2)=mol,n(CH4)=1.2 mol,n(CO)=0.3 mol,n(H2O)=2.7 mol,总物质的量 n总=3.5+3.9+1.2+0.3+2.7=11.6 mol,Kp=;
③p、q 两点温度相同,p 点CH4的选择性更高,说明反应Ⅰ正向进行程度大,平衡时,且均大于q点,所以;
【小问4详解】
从机理图可以看出,In2O3与 H2反应时,In-O 键被还原,In 的化合价降低; 随后在与 CO2、H2O 的反应中,In 又被氧化回到较高价态,完成催化循环;
添加水蒸气会使催化剂活化位点减少,吸附反应物的能力减弱,且水蒸气过多,平衡逆向移动,甲醇产率下降。
18. 地瑞那韦通过特异性结合HIV蛋白酶活性位点阻断病毒复制,主要用于治疗艾滋病,其中间体J的合成路线如下。
已知:;(R3、R4为吸电子基团)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团有羟基、___________。(填名称)
(2)A→B中加入试剂CH3COCH3的目的是___________。
(3)C→D经历了两步反应,第一步为加成反应,则第二步为___________(填反应类型),第二步反应的化学方程式为___________。
(4)D→E,从物质结构角度解释产物为E而非原因:___________。
(5)G的结构简式为___________。
(6)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.CH3COCH3的核磁共振氢谱只有一组峰
b.B→C中须将NaClO溶液逐滴加入反应混合物中
c.E→F中HCl的作用只是脱保护
d.得到的J可能为混合物
(7)已知:①;②;③。利用已知信息,参照题干合成路线,写出以和HO(CH2)3OH为原料制备的合成路线的流程图___________(无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)醚键、酯基
(2)形成醚键,保护羟基
(3) ①. 消去反应 ②.
(4)酯基为吸电子基,导致碳原子呈,硝基为吸电子基,导致CH3NO2中H原子呈,所以H原子应与碳原子连接
(5) (6)c
(7)
【解析】
【分析】该地瑞那韦中间体J的合成路线以为原料,先与丙酮反应,对邻位羟基进行保护得到B;B经氧化得到含醛基的中间体C,再与丙二酸二甲酯发生加成反应生成不饱和二酯D;D与硝基甲烷发生加成反应得到,在酸性条件下脱除保护基得到F;F在甲醇中经分子内缩合与环化得到双环内酯H,再经亲核取代环化得到环酮I,最后经 NaBH4还原得到中间体 J。
【小问1详解】
由B的结构简式知,B中含氧官能团有羟基、醚键、酯基;
【小问2详解】
根据合成路线可知,A→B形成了醚键,E→F的过程羟基又裸露出来,则加入CH3COCH3的目的是使两个羟基形成醚键,保护起来;
【小问3详解】
C→D的反应为C中醛基首先和中-CH2-发生加成反应产生羟基,然后发生消去反应得到D和水,反应过程为;
【小问4详解】
D中碳碳双键和CH3NO2发生加成反应得到E,酯基为吸电子基,导致碳原子呈,硝基为吸电子基,导致CH3NO2中H原子呈,所以H原子应与碳原子连接,而-CH2NO2与碳原子结合,故产物为E而非;
【小问5详解】
E→F过程中含醚键的环断开转化为两个羟基,-CH2NO2转化为-CHO,且反应中酯基没有发生变化,F和G分子式相同,则F发生加成反应转化为G,则G的结构简式为;
【小问6详解】
CH3COCH3为对称结构,分子中6个H的化学环境相同,核磁共振氢谱只有一组峰,a正确;NaClO溶液具有氧化性,C中醛基具有还原性,须将NaClO溶液逐滴加入反应混合物中,防止C中醛基被氧化,b正确;根据(5)中分析可知E→F过程中HCl的作用是活化硝基、水解开环脱保护,c错误;J中含有3个手性碳,存在手性异构体,可能为混合物,d正确;
【小问7详解】
以1,3-丙二醇为原料,先在铜催化加热下被氧气氧化为丙二醛,再经新制氢氧化铜氧化并酸化得到丙二酸,随后,与邻氨基苯甲醛缩合,再与亚硫酰氯酰化,最后在THF中发生分子内酰胺化,得到目标产物,合成路线如下:
。
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2026届高三年级上学期模拟考试(一)
化学试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A. 苹果罐头甜美多汁,可添加维生素C作抗氧化剂
B. 淀粉和纤维素互为同分异构体,水解的最终产物均是葡萄糖
C. 用乙醚从中药中提取青蒿素的过程中利用了固-液萃取原理
D. “祝融号”火星车上采用的隔热保温材料——纳米气凝胶,可产生丁达尔效应
2. 科技的发展离不开现代仪器分析技术,下列说法错误的是
A. 用研成粉末的晶态二氧化硅进行X射线衍射实验,无法得到明锐的衍射峰
B. 飞秒化学可以用来跟踪和检测化学反应进程,确定化学反应的机理
C. 用原子光谱法鉴定北宋天青色汝瓷釉层的元素种类
D. 可用红外光谱法鉴别顺-2-丁烯和反-2-丁烯
3. 下列用化学知识对事实或现象的解释正确的是
选项
事实或现象
解释
A
切好的茄子放在空气中容易变黑
淀粉被空气氧化变黑
B
工人对铁制品进行发蓝处理
铁原子核外电子发生跃迁形成氧化物保护膜
C
将白糖熬制成焦糖汁为食物增色
主要利用蔗糖在高温下充分炭化
D
两条脱氧核苷酸链形成双螺旋结构的DNA
分子间可通过氢键自组装成超分子
A. A B. B C. C D. D
4. 氮化镁可作为废水处理的除磷剂,Mg3N2与水发生反应,Mg(OH)2可与废水中的氨氮和磷酸根反应生成难溶的磷酸镁铵(MgNH4PO4),除磷效率高。下列说法正确的是
A. NH3的VSEPR模型: B. 反应体系酸性越强,除磷效果越好
C H2O中含有s-p σ键 D. 碱性强弱:CH3NH2>NH3
5. 下列实验装置或操作正确且能达到实验目的的是
A.提纯乙酸乙酯
B.恒压分液漏斗可减小测定生成H2体积的实验误差
C.探究Na与O2的反应
D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体
A. A B. B C. C D. D
阅读下列材料,完成下列2个小题。
卤素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。NaClO2与盐酸反应制取ClO2(分子结构为V形,中心原子为sp2杂化)。电解氯化铵和盐酸混合液可制备NCl3,NCl3在水中缓慢水解发挥杀菌消毒作用,并放出气体。在0~5℃,可用氟气与2%的氢氧化钠溶液反应制取OF2;在-40℃下将氟气缓缓通过细冰的表面,可制得次氟酸(HOF),HOF与氢氧化钠溶液反应迅速放出氧气。卤素间形成的卤素互化物(如ClF、IBr)具有与卤素单质相似的化学性质。
6. 下列有关化学反应的方程式错误的是
A. NaClO2与盐酸反应制备ClO2:
B. NCl3在水中缓慢水解:
C. IBr与NaOH溶液反应:
D. F2与氢氧化钠溶液反应制OF2:
7. 下列说法正确是
A. 键角:ClO2>OF2
B. 与Cu2+形成配位键的能力:NCl3>NH3
C. 氧化性:F2<OF2
D. HOF分子之间能形成氢键,其结构为
8. DDT是一种重要的农药,但一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成毒性较低的DDE,从而产生了抗药性,DDT转化为DDE的反应如下。已知同碳二醇的结构不稳定,容易发生脱水反应。下列说法正确的是
A. DDT分子中所有碳原子可能共平面
B. DDT脱去HCl的反应可在浓硫酸催化下进行
C. 1 mol DDT与足量NaOH溶液反应时最多消耗7 mol NaOH
D. 键长:DDT中①C—Cl>DDE中②C—Cl
9. 科学家合成了一种新的共价化合物,结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,Z和E同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Y<W<Z
B 简单氢化物沸点:E<Z
C. Z的氧化物对应的水化物为强酸
D. X与Y、Z、W、E均可以形成含有相同电子数的二元分子
10. 室温下,根据下列实验过程及现象能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向试管中加入5 mL乙醇、15 mL浓硫酸和几片碎瓷片,加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
有C2H4生成产生
B
分别向两支试管中加入2 mL H2O2溶液,其中一支试管做空白实验,另一支试管中滴加几滴FeSO4溶液,快速产生O2
Fe2+对H2O2分解有催化作用
C
向CuSO4溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体
乙醇能降低[Cu(NH3)4]SO4在水中的溶解度
D
向浓硝酸中加入红热的炭,产生红棕色气体
C还原浓硝酸生成NO2
A. A B. B C. C D. D
11. T0℃时, ,已知,,其中、只与温度有关。将一定量的NO2(g)充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是
A. T1℃时,,则
B. b点,
C. 若d点加入催化剂,达到平衡时透光率可能为e点
D. 保持压强不变,再充入一定量氩气,达到新平衡后NO2的物质的量分数减小
12. 曾被称为惰性气体的稀有气体存在多种化合物,其中氙(Xe)形成的化合物最多,如图是氙(Xe)与F形成的三种不同氟化物(XeFx)的晶胞结构,其中大球表示Xe、小球表示F,晶胞均为立方晶胞,C的晶胞参数为a pm。下列有关说法正确的是
A. A、B、C的化学式分别为XeF2、XeF4、XeF6
B. A、B中Xe原子的杂化方式分别为sp、sp3
C. Xe形成的化合物种类较多是因为其原子半径较大,第一电离能较小
D. C的晶体密度为
13. 我国科学家设计了一套装置,实现了CO2电还原制备甲酸盐,其原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 通电时,阴极区溶液的pH降低
B. 通电时,向电极b迁移
C. 电解池总反应为
D. 外电路每通过0.01 mol电子,增加0.005 mol·L-1
14. 常温下,将MCO3(s)、NCO3(s)的悬浊液分别置于分压固定的CO2气相中,体系中(X代表H2CO3、、、M2+或N2+)与pH的关系如图所示。已知:。
下列说法正确的是
A. L2表示与pH的关系
B. 常温下,
C. 该体系的MCO3悬浊液中始终存在
D. 当pH=6.4时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 锗是一种优良的半导体材料,在红外光材料、精密仪器等领域有着广泛的应用。某锌浸渣中含有ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等,利用该锌浸渣提取Ge的工艺流程如图所示。
已知:①部分含锗微粒的主要存在形式与pH的关系如下表所示。
pH
pH<2
pH=2.5~5
5<pH≤12
pH>12
Ge主要存在形式
Ge4+
[Ge(OH)3]+
GeO2
②常温下,该工艺条件中,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如下表所示。
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时的pH
7.5
2.3
6.2
完全沉淀时的pH
9.0
3.2
8.2
③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(,分子式为C4H6O6)形成配离子。
回答下列问题:
(1)为Ge元素的不同微粒,处于激发态的微粒是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)“还原浸出”的主要目的是___________。
(3)Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉锗”时,需控制pH在5~6.2之间,原因是___________;当pH=6时,Zn2+未产生沉淀,则浸出液中不超过___________mol·L-1。
(5)“滤渣2”的主要成分为___________(填化学式)。
(6)“酸溶”后,溶液的pH为1.8,向溶液中加入酒石酸萃取剂,酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子。
①若pH升高,锗的萃取率下降,原因是___________。
②“反萃取”中主要反应的离子方程式为___________。
16. 马尿酸(,摩尔质量为179 g·mol-1)主要用作医药及染料中间体,常温下为白色晶体,熔点为191℃,加热不容易分解,难溶于冷水,微溶于乙醚,溶于热水。实验小组利用甘氨酸(,能形成内盐)和苯甲酰氯()制备马尿酸的步骤如图所示。
已知:苯甲酰氯的熔点为-1℃,沸点为197℃,遇水剧烈反应,生成苯甲酸和HCl,同时放出大量热。
回答下列问题:
(1)在实验室中配制250 mL 6 mol·L-1 NaOH溶液时,需要用到下列仪器中的___________(填名称)。
(2)反应1加入氢氧化钠溶液的目的是___________。
(3)反应2控制低温的原因是___________。
(4)反应3在滴加浓盐酸之前,先将反应装置置于冰水浴中,使用冰水浴的主要目的是___________。
(5)将“系列操作”中正确操作或现象的标号填入相应括号中。___________
A.用玻璃棒不断搅拌,蒸发皿中出现一层晶膜
B.使用漏斗趁热过滤
C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D.将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热
E.等待蒸发皿冷却
(6)粗产品中加入少量活性炭粉能除去黄色,利用了活性炭的___________性。
(7)本实验中产品的产率约为___________%(结果保留整数)。
17. 2025年11月1日神舟二十一号航天员乘组顺利进驻“天宫”空间站,“天宫”空间站设有对二氧化碳进行收集和再生处理系统装置,实现了对二氧化碳的加氢甲烷化(生成甲烷与水,并伴有副反应)。
主反应Ⅰ.
副反应Ⅱ.
已知298 K和100 kPa时部分物质的标准摩尔燃烧焓(一摩尔物质在标准状态下完全燃烧时的反应焓变)如表所示。
物质
H2(g)
CH4(g)
标准摩尔燃烧焓/(kJ·mol-1)
-286
-891
回答下列问题:
(1)根据以上数据,计算反应Ⅰ在298 K和100 kPa的时,还需要补充的数据是___________。
(2)已知反应Ⅱ的,则该反应能自发进行的温度高于___________K(保留两位小数)。
(3)恒压100 kPa下,向密闭容器中按投料,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时CO2的转化率、CH4的选择性S[CH4的选择性]随温度的变化如图1所示。
①表示平衡时CH4的选择性随温度变化的曲线是___________(填“x”或“y”)。
②T℃时,___________,反应Ⅰ的Kp=___________kPa-2(列出计算式即可,Kp为用各气体平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③若CH4的选择性分别位于p、q两点,反应Ⅰ的逆反应速率:___________(填“>”“=”或“<”)。
(4)二氧化碳加氢甲烷化的过程中还会发生反应Ⅲ ,催化剂In2O3催化反应Ⅲ的机理如图2所示,水可以使催化剂活化位点减少。在该反应历程中,In2O3中In元素的化合价___________(填“先升高后降低”“先降低后升高”或“保持不变”)。分析在反应中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因___________。
18. 地瑞那韦通过特异性结合HIV蛋白酶活性位点阻断病毒复制,主要用于治疗艾滋病,其中间体J的合成路线如下。
已知:;(R3、R4为吸电子基团)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团有羟基、___________。(填名称)
(2)A→B中加入试剂CH3COCH3的目的是___________。
(3)C→D经历了两步反应,第一步为加成反应,则第二步为___________(填反应类型),第二步反应的化学方程式为___________。
(4)D→E,从物质结构角度解释产物为E而非的原因:___________。
(5)G的结构简式为___________。
(6)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.CH3COCH3的核磁共振氢谱只有一组峰
b.B→C中须将NaClO溶液逐滴加入反应混合物中
c.E→F中HCl的作用只是脱保护
d.得到的J可能为混合物
(7)已知:①;②;③。利用已知信息,参照题干合成路线,写出以和HO(CH2)3OH为原料制备的合成路线的流程图___________(无机试剂和有机溶剂任选)。
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