内容正文:
高三题库
化学学科
考生须知:
1.本试题卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题卷。
5.本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Se-79 In-115
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 石墨烯属于
A. 有机化合物 B. 无机化合物
C. 新型无机非金属材料 D. 有机高分子材料
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态Cr原子的价层电子排布图:
B. H2分子中的σ键电子云图:
C. 的VSEPR模型:
D. C(C2H5)4的系统命名:3,3-二乙基戊烷
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. NaOH用途广泛,工业上常采用Na2O与水反应制备NaOH
B. NaHCO3可用作加工馒头的膨松剂,能中和酸并受热分解产生大量气体
C. 葡萄糖与银氨溶液反应可制镜,这是因为葡萄糖链状结构中含醛基
D. 盐卤(含有MgCl2、CaSO4等)是制豆腐的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质聚沉
4. 根据物质结构和元素周期律,下列说法不正确的是
A. 一级电离平衡常数:H2Se>H2S B. 第二电离能:N>O
C. 键角:NH3>H2O D. 分子极性:NF3>BF3
5. 下列说法不正确的是
A. 实验室中液溴和白磷可水封保存
B. 容量瓶和分液漏斗在使用前都须检漏
C. 含重金属离子的废液先利用沉淀法进行处理,然后一并倒入废液缸
D. 如果不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
6. 已知:①NO与FeSO4溶液形成棕色可溶性的硫酸亚硝酰合铁(II)配合物;
②在酸性介质中,加入过量FeSO4溶液可定性检验。下列说法不正确的是
A. 1 mol 中有个σ键
B. 中,配位原子是N
C. 定性检验时,溶液显棕色
D. ②中涉及的氧化还原反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
7. 下列说法不正确的是
A.干燥氨气
B.转移热蒸发皿至陶土网
C.定容
D.测定镁与足量稀硫酸反应的反应热
A A B. B C. C D. D
8. 下列方程式正确的是
A. 用稀硝酸清洗试管壁上的银镜:
B. Na2O2与H2O反应:
C. 用饱和SO2水溶液吸收溴蒸气:
D. 浓盐酸与K37ClO3反应:K37ClO3+6HCl(浓)=K37Cl+3Cl2↑+3H2O
9. 三氯蔗糖(又名蔗糖素)由蔗糖分子结构修饰而成,其甜度是蔗糖的600倍。
下列说法不正确的是
A. 可用红外光谱法区分蔗糖和三氯蔗糖
B. 蔗糖的熔点比三氯蔗糖高,可能是蔗糖的羟基数多,分子间氢键数多
C. 三氯蔗糖溶液中滴加AgNO3溶液会产生AgCl沉淀
D. 在酸作用下蔗糖分子中糖苷键水解生成葡萄糖和果糖
10. 为探究(NH4)2Fe(SO4)2溶液与双氧水反应的情况进行如下实验:
下列说法不正确的是
A. (NH4)2Fe(SO4)2溶液中,可抑制Fe2+水解
B ②中现象说明加入双氧水后有Fe3+生成
C. 对照④和⑤可推测③中SCN-与双氧水发生了反应
D. 向③中加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明SCN-转化成了
11. 化合物A(Ph-代表苯基)在一定条件下与HCl反应可转变为化合物E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 化合物A可发生催化氧化和消去反应
B. 中间体C比中间体D稳定
C. 化合物E含1个手性碳原子
D. 少量副产物可能是
12. A、B、C、D、E是原子序数依次增大的5种短周期元素,A元素原子核外电子只有一种自旋取向;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同;C元素原子价层电子排布是nsnnp2n;D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;E元素原子最外层有7个电子。下列说法不正确的是
A. 简单离子半径:E>C>D
B. 由A、C、E元素组成的化合物可能具有消毒作用
C. 由A、B、C元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D. 工业上通过电解DE2溶液可制备单质D
13. 某离子型铁氧化物晶胞如图所示(体内分别由A、B交错排列),在晶胞的棱心和体心通过嵌入Li+,获得锂电池的正极材料LiFe6O8.
已知:化合物甲和乙均可作为锂电池的离子液体,结构如下:
下列说法不正确的是
A. 该铁氧化物嵌入Li+时,部分Fe3+被还原为Fe2+
B. 放电时,该锂电池正极材料发生Li+脱嵌
C. 1 mol该铁氧化物最多能嵌入4 mol Li+
D. 化合物甲的熔点比化合物乙高
14. 一定温度下,Ph-C=C-CH3(X)可与等物质的量HCl催化加成,主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示,反应过程中能量变化如图2所示。
下列说法不正确的是
A. 此温度下,X生成Y的平衡常数小于X生成Z的平衡常数
B. 5~10min时,各物质的物质的量分数变化可以用E₁<E3来解释
C. 选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Y
D. 增加HCl浓度可增加平衡时产物Z和产物Y的比例
15. 已知25℃时,,,。下列说法不正确的是
A. ,
B. ,
C. 0.1 mol·L-1 NH4CN溶液呈碱性
D. 25℃测得AgCN浊液的pH=a,则浊液中
16. 某化学兴趣小组按下列流程提取碘的CCl4溶液中的I2并回收CCl4:
已知:CCl4的密度大于水,沸点为76.8℃。
下列说法中不正确的是
A. 操作i包括萃取和分液,分液时水层从分液漏斗上口倒出
B. 配制45%硫酸溶液需用到的玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管
C. 若不过滤硫酸镁而直接蒸馏,则CCl4的纯度会下降
D. 宜在通风橱中用水浴加热蒸馏回收CCl4
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. I.铟(49In)和硒(34Se)的单质是制备铟硒半导体的重要原料,我国科研人员利用中国空间站科学实验柜,首次完成铟硒半导体晶体微重力生长实验,获得完整晶体样品。请回答:
(1)铟(In)在周期表的位置是________;电负性:In_____Se(填“>”、“<”)。
(2)已知H2SO3和H2SeO3的结构及Ka1如下:
①H2SO3的Ka1比H2SeO3强的原因是_______。
②SO2通入H2SeO3溶液中有单质Se生成,写出反应的离子方程式为_______。
③NaHSO3受热脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5),中两个S原子的化学环境不同。
已知:
Ⅱ式中S原子的杂化方式为________,的结构式_______。
(3)一种铟硒半导体晶体的晶胞为平行六面体,该晶胞的三个轴面投影图如下所示:
④晶体类型________。
⑤Se最近等距离的Se有______个。
⑥晶体的化学式为________。
Ⅱ.科学家利用不同有机化合物与银盐合成结构相似的MOF材料,并在298K、100kPa时测试其对CO2的吸附能力,不同有机化合物的结构及吸附结果如下表。
材料代号
A
B
有机化合物的结构
CO2吸附量/(mmol·cm-3)
1.5
1.0
(4)CO2的电子式:______。
(5)材料A比材料B的CO2吸附量大,从微粒间相互作用的角度说明原因:________。
18. 乙烯氯化法是工业生产氯乙烯的重要方法。请回答:
I.合成1,2-二氯乙烷:CH2=CH2(g)+Cl2(g)ClCH2CH2Cl(g) ΔH=-142 kJ·mol-1
(1)可提高乙烯平衡转化率的条件是______。
A. 降低温度 B. 增大投料比
C. 增大压强 D. 加入催化剂
(2)上述反应主要通过自由基链式反应进行:
i.“链引发”(慢反应):Cl2(g)→2Cl·(g)
ii.“链增长”(快反应):Cl·(g)+CH2=CH2(g)→·CH2-CH2Cl(g)
·CH2-CH2Cl(g)+Cl2(g)→ClCH2CH2Cl(g)+Cl·(g)
副反应如下:
iii.“链终止”:2Cl·(g)→Cl2(g)
·CH2-CH2Cl(g)+Cl·(g)→ClCH2CH2Cl(g)
室温下上述反应很慢,主要原因可能是_________。
(3)加入FeCl3催化剂(催化剂表面形成活性复合体),能明显加快反应,且能减少副产物,副产物减少的原因是________。
Ⅱ.1,2-二氯乙烷裂解:
(4)向1 L恒容容器中充入2 mol ClCH2CH2Cl(g),充分反应达到平衡时,测得体系中部分组分的体积分数与反应温度的关系如图1所示。
①1,2-二氯乙烷裂解反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
②生成氯乙烯的净反应速率方程:v=k正c(ClCH2CH2Cl)-k逆c(CH2=CHC1)·c(HCl)(其中k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。
X点时,_______。
Ⅲ.氯碱工业是氯气的主要来源。图2的设计可大幅度降低氯碱工业的能耗。
(5)电解反应的离子方程式为________,选用_____交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
19. 18-冠-6是一种重要的冠醚,常用于配位化学和相转移催化,某研究小组通过Williamson醚合成法,探究在金属钠作用下由乙二醇和1,2-二氯乙烷反应制备18-冠-6.
反应原理为:
3HOCH2CH2OH+3ClCH2CH2Cl+6Na
实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行;
②1,2-二氯乙烷(沸点83.5℃)易溶于乙醇;18-冠-6(熔点38℃、沸点116℃)常温下在乙醇中的溶解度约为0.5到1.5 g/100 mL,易溶于热的乙醇。
请回答:
(1)图1中仪器a的名称是________。
(2)步骤I发生反应的化学方程式是__________;操作顺序是______。
______→______→______(填字母)。
a.缓慢滴加乙二醇 b.开启磁力搅拌器 c.通冷却水
(3)下列操作不正确的是_____。
A. 实验在通风橱内进行,无需尾气处理
B. 恒压滴液漏斗使用时需打开上口玻璃塞
C. 步骤Ⅱ,观察到三颈烧瓶内不再产生沉淀时,可判定反应基本结束
D. 步骤Ⅲ,趁热过滤时宜选用漏斗颈较短普通漏斗
(4)图2中,空气流速不宜过大,原因是_______。
(5)18-冠-6能自主识别K+形成超分子。现将溶有18-冠-6的甲苯与KMnO4溶液混合、振荡,KMnO4溶液可快速褪色,原因是_____。
20. 化合物X是合成药物阿哌沙班的中间体,某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:
①HCHO+2RNH2→RNHCH2NHR+H2O;
②+NH3→HOCH2CH2NH2。
请回答:
(1)化合物D中体现碱性的官能团名称是______。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 化合物A的碱性比化合物D强 B. 邻硝基苯胺沸点比化合物D高
C. F→G的两步反应均为取代反应 D. 在E+H→X的反应中,K2CO3作催化剂
(3)路线中两次用到化合物E,E的结构简式是_____。
(4)G→H的化学方程式是_______。
(5)已知F→G过程中同时有多种与G互为同分异构体的副产物,写出一种含量相对较多的副产物结构简式______。
(6)以甲醛、乙烯为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
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化学学科
考生须知:
1.本试题卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题卷。
5.本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Se-79 In-115
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 石墨烯属于
A. 有机化合物 B. 无机化合物
C. 新型无机非金属材料 D. 有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨烯是碳元素组成的单质,不属于有机化合物,A错误;
B.石墨烯是碳元素组成的单质,不是无机化合物,B错误;
C.石墨烯是由碳原子构成的二维材料,属于碳单质的新型形态,具有高强度、导电性等特性,符合新型无机非金属材料的定义,C正确;
D.有机高分子材料需具备重复结构单元的高分子链(如塑料、橡胶),石墨烯为单层原子结构,无高分子特征,D错误;
故答案为:C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态Cr原子的价层电子排布图:
B. H2分子中的σ键电子云图:
C. 的VSEPR模型:
D. C(C2H5)4的系统命名:3,3-二乙基戊烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据洪特规则,3d5轨道上5个电子自旋方向应相同,A错误;
B.H2中的共价键是由2个H原子各提供1个未成对电子的1s轨道“头碰头”重叠形成s-sσ键,B错误;
C.中中心原子为C,采取sp2杂化方式,VSEPR模型为平面三角形,C错误;
D.C(C2H5)4的母体为戊烷,其中3号位2个乙基,系统命名为3,3-二乙基戊烷,D正确;
故选D。
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. NaOH用途广泛,工业上常采用Na2O与水反应制备NaOH
B. NaHCO3可用作加工馒头的膨松剂,能中和酸并受热分解产生大量气体
C. 葡萄糖与银氨溶液反应可制镜,这是因为葡萄糖链状结构中含醛基
D. 盐卤(含有MgCl2、CaSO4等)是制豆腐的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质聚沉
【答案】A
【解析】
【详解】A.工业上制备NaOH主要采用电解食盐水法,,而非利用与水反应制取氢氧化钠,A错误;
B.受热分解产生CO2气体,使馒头膨胀,且能中和酸,符合其作为膨松剂的用途,B正确;
C.葡萄糖的链状结构中含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,用于制镜,C正确。
D.盐卤中的MgCl2、CaSO4等电解质能使豆浆中的蛋白质发生聚沉,是传统制豆腐的凝固剂,D正确;
故选A。
4. 根据物质结构和元素周期律,下列说法不正确的是
A. 一级电离平衡常数:H2Se>H2S B. 第二电离能:N>O
C. 键角:NH3>H2O D. 分子极性:NF3>BF3
【答案】B
【解析】
【详解】A.和均为弱酸,Se原子半径大于S,H-Se键更弱,更易电离,故一级电离平衡常数 > ,A正确;
B.N原子第一电离能大于O,但第二电离能时,为构型不稳定,为2p3半满稳定构型,移除第二个电子需更高能量,故第二电离能O > N,B错误;
C.和都是杂化,有一个孤电子对,有两个孤电子对,孤电子对越多键角越小,故键角NH3 > H2O,C正确;
D.为三角锥形极性分子,为平面三角形非极性分子,故分子极性> ,D正确;
故答案选B。
5. 下列说法不正确的是
A. 实验室中液溴和白磷可水封保存
B. 容量瓶和分液漏斗在使用前都须检漏
C. 含重金属离子的废液先利用沉淀法进行处理,然后一并倒入废液缸
D. 如果不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验室中液溴易挥发,白磷易自燃,均可用水封保存以减少挥发或隔绝空气,A正确;
B.容量瓶用于精确配制溶液,分液漏斗用于分液操作,使用前检漏可确保密封性,避免误差或泄漏,B正确;
C.含重金属离子的废液经沉淀处理可降低毒性,符合环保规范,但处理后的废液禁止一并倒入废液缸中,应分类处理,C错误;
D.苯酚沾到皮肤上时,应立即用乙醇冲洗,将苯酚溶于酒精,再用水冲洗,D正确;
故选C。
6. 已知:①NO与FeSO4溶液形成棕色可溶性的硫酸亚硝酰合铁(II)配合物;
②在酸性介质中,加入过量FeSO4溶液可定性检验。下列说法不正确的是
A. 1 mol 中有个σ键
B. 中,配位原子是N
C. 定性检验时,溶液显棕色
D. ②中涉及的氧化还原反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.[Fe(NO)]SO4中,有4个S-O σ键,[Fe(NO)]2+中有Fe-N σ键(配位键)和N-O σ键(NO内部),共6个σ键,故1 mol中有6NA个σ键,A正确;
B.在[Fe(NO)]SO4中,NO配体的氮原子提供电子对与Fe形成配位键,配位原子是N,B正确;
C.定性检验时,在酸性介质中被Fe2+还原为NO,NO与Fe2+形成棕色[Fe(NO)]2+配合物,溶液显棕色,C正确;
D.涉及的氧化还原反应为:3Fe2+ + + 4H+ = 3Fe3+ + NO + 2H2O,氧化剂是,还原剂是Fe2+,物质的量之比为1:3,D错误;
故选D。
7. 下列说法不正确的是
A.干燥氨气
B.转移热蒸发皿至陶土网
C.定容
D.测定镁与足量稀硫酸反应的反应热
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3为碱性气体,用碱石灰进行干燥,且用球形干燥管干燥时,被干燥气体从干燥管大口处通入,A正确;
B.热蒸发皿在转移时需要使用坩埚钳来转移,以免烫伤;同时为防止烫坏桌面,需放置在陶土网上,B正确;
C.定容时液面应与容量瓶内刻度线相平,且视线与液面的凹液面保持水平,C正确;
D.镁与稀硫酸反应生成氢气,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,D错误;
故选D。
8. 下列方程式正确的是
A. 用稀硝酸清洗试管壁上的银镜:
B. Na2O2与H2O反应:
C. 用饱和SO2水溶液吸收溴蒸气:
D. 浓盐酸与K37ClO3反应:K37ClO3+6HCl(浓)=K37Cl+3Cl2↑+3H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀硝酸与银反应生成硝酸银、水和NO,离子方程式为,A错误;
B.Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为,B正确;
C.饱和SO2水溶液吸收溴蒸气时反应生成硫酸和溴化氢,离子方程式为,C错误;
D.浓盐酸与反应时,中的化合价降低生成氯气,而KCl中的Cl应来自HCl,故产物应为KCl而非;D错误;
答案选B。
9. 三氯蔗糖(又名蔗糖素)由蔗糖分子结构修饰而成,其甜度是蔗糖的600倍。
下列说法不正确的是
A. 可用红外光谱法区分蔗糖和三氯蔗糖
B. 蔗糖的熔点比三氯蔗糖高,可能是蔗糖的羟基数多,分子间氢键数多
C. 三氯蔗糖溶液中滴加AgNO3溶液会产生AgCl沉淀
D. 在酸作用下蔗糖分子中糖苷键水解生成葡萄糖和果糖
【答案】C
【解析】
【详解】A.三氯蔗糖中含碳氯键,其振动频率与羟基不同,A正确;
B.蔗糖的羟基数多,分子间氢键数多,分子间作用力大,熔点高,B正确;
C.三氯蔗糖中的碳氯键在AgNO3溶液中无法断裂,可以先与NaOH溶液反应、再用硝酸中和,最后与AgNO3溶液反应产生AgCl沉淀,C错误;
D.蔗糖水解时糖苷键断裂,生成葡萄糖和果糖,D正确;
答案选C。
10. 为探究(NH4)2Fe(SO4)2溶液与双氧水反应的情况进行如下实验:
下列说法不正确的是
A. (NH4)2Fe(SO4)2溶液中,可抑制Fe2+水解
B. ②中现象说明加入双氧水后有Fe3+生成
C. 对照④和⑤可推测③中SCN-与双氧水发生了反应
D. 向③中加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明SCN-转化成了
【答案】D
【解析】
【详解】A.和Fe2+都能发生水解,且水解都显酸性,二者水解相互抑制,A正确;
B.加入KSCN溶液,①中无明显现象,说明①中没有Fe3+,向①中加入4滴双氧水,溶液变红色,说明加入双氧水后,溶液有Fe3+生成,B正确;
C.对比实验④和⑤:实验⑤说明KSCN与Fe3+反应显红色;实验④在③的基础上加入FeCl3溶液后无明显现象,说明③中的SCN⁻已与双氧水反应。C正确;
D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中原来就存在,所以无法证明生成的BaSO4中的一定是由SCN-转化而成,D错误;
故选D。
11. 化合物A(Ph-代表苯基)在一定条件下与HCl反应可转变为化合物E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 化合物A可发生催化氧化和消去反应
B. 中间体C比中间体D稳定
C. 化合物E含1个手性碳原子
D. 少量副产物可能是
【答案】B
【解析】
【详解】A.A中羟基连接的碳原子及右侧相邻碳原子上有氢原子,可发生催化氧化反应和消去反应,A正确;
B.中间体C为二级碳正离子,可重排为更稳定的三级碳正离子D,B错误;
C.手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子,化合物E含1个手性碳原子,C正确;
D.中间体C直接与Cl-成键形成少量副产物,D正确;
故选B 。
12. A、B、C、D、E是原子序数依次增大的5种短周期元素,A元素原子核外电子只有一种自旋取向;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同;C元素原子价层电子排布是nsnnp2n;D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;E元素原子最外层有7个电子。下列说法不正确的是
A. 简单离子半径:E>C>D
B. 由A、C、E元素组成的化合物可能具有消毒作用
C. 由A、B、C元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D. 工业上通过电解DE2溶液可制备单质D
【答案】D
【解析】
【分析】A元素原子核外电子只有一种自旋取向,其单电子自旋方向唯一,说明为氢;B元素原子最高能级不同轨道都有电子且自旋相同,说明最高能级半满且电子自旋平行,推断为氮;C元素原子价层电子排布为,时,价层电子排布为,推断为氧;D元素原子核外s能级与p能级电子总数相等,电子构型为,s电子总数6,p电子总数6,推断为镁;E元素原子最外层有7个电子,推断为氯。
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。有3个电子层, 有2个电子层,且电子层结构相同,所以简单离子半径:,A正确;
B.A(H)、C(O)、E(Cl)可形成HClO,有强氧化性,具有消毒作用,B正确;
C.A(H)、B(N)、C(O)可形成(酸)、(碱)、(盐),C正确;
D.,工业上制备单质Mg需电解熔融,D不正确;
故选D。
13. 某离子型铁氧化物晶胞如图所示(体内分别由A、B交错排列),在晶胞的棱心和体心通过嵌入Li+,获得锂电池的正极材料LiFe6O8.
已知:化合物甲和乙均可作为锂电池的离子液体,结构如下:
下列说法不正确的是
A. 该铁氧化物嵌入Li+时,部分Fe3+被还原为Fe2+
B. 放电时,该锂电池的正极材料发生Li+脱嵌
C. 1 mol该铁氧化物最多能嵌入4 mol Li+
D. 化合物甲的熔点比化合物乙高
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁氧化物嵌入Li+时,正电荷增多,要满足正、负电荷守恒,该铁氧化物中部分Fe3+被还原为Fe2+,A正确;
B.放电时,锂电池的正极材料发生还原反应,部分Fe3+被还原为Fe2+,正电荷减少,则需嵌入Li+,B错误;
C.该铁氧化物晶胞的棱心和体心全部嵌入Li+时,得到正极材料LiFe6O8,Li和O个数比为1:8,由于1个铁氧晶胞占有32个O,则1 mol铁氧化物含32 mol氧,最多能嵌入4 mol Li+,C正确;
D.化合物甲的阳离子体积比化合物乙小(阴离子相同),化合物甲的晶格能比化合物乙大,所以甲的熔点高,D正确;
答案选B。
14. 一定温度下,Ph-C=C-CH3(X)可与等物质的量HCl催化加成,主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示,反应过程中能量变化如图2所示。
下列说法不正确的是
A. 此温度下,X生成Y平衡常数小于X生成Z的平衡常数
B. 5~10min时,各物质的物质的量分数变化可以用E₁<E3来解释
C. 选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Y
D. 增加HCl浓度可增加平衡时产物Z和产物Y的比例
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1可知,此温度下平衡时产物Z的物质的量分数远大于产物Y,所以X生成Y的平衡常数小于X生成Z的平衡常数,A正确;
B.5~10min时,由图1可知生成产物Y的速率远大于生成产物Z,说明X生成Y的活化能小于生成Z的活化能,结合图2,各物质的物质的量分数变化可以用E1<E3来解释,B正确;
C.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Y,C正确;
D.增加HCl浓度不能增加平衡时产物Z和产物Y的比例,因为平衡时产物Z和产物Y的物质的量之比等于其反应的平衡常数之比,该比值仅与温度有关,D错误;
故答案选D。
15. 已知25℃时,,,。下列说法不正确的是
A. ,
B. ,
C. 0.1 mol·L-1 NH4CN溶液呈碱性
D. 25℃测得AgCN浊液的pH=a,则浊液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.该式子为的水解平衡方程式,平衡常数为 ,A正确;
B.沉淀转化反应平衡常数 ,B正确;
C.溶液中,的水解平衡常数为 ,由选项A的分析可知的水解平衡常数为,所以的水解程度大于的水解程度,溶液呈碱性,C正确;
D.在浊液中,根据物料守恒有,结合CN-+H2O⇋HCN+OH-,c(HCN)=c(OH-)=,,可推导出=+,由于还存在Ag+水解,故+ ,D错误;
故答案选D。
16. 某化学兴趣小组按下列流程提取碘的CCl4溶液中的I2并回收CCl4:
已知:CCl4的密度大于水,沸点为76.8℃。
下列说法中不正确的是
A. 操作i包括萃取和分液,分液时水层从分液漏斗上口倒出
B. 配制45%硫酸溶液需用到的玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管
C. 若不过滤硫酸镁而直接蒸馏,则CCl4的纯度会下降
D. 宜在通风橱中用水浴加热蒸馏回收CCl4
【答案】B
【解析】
【详解】A.水层密度较小,分液时水层从分液漏斗上口倒出,A正确;
B.配制硫酸溶液是将浓硫酸稀释,必须用到的仪器是量筒、烧杯、玻璃棒,无需容量瓶和胶头滴管,B错误;
C.有机层中残留少量水分,无水硫酸镁是除去有机层中的水分,蒸馏前若不除去硫酸镁,蒸馏时硫酸镁吸收的水分会挥发,得到的CCl4不纯,C正确;
D.沸点为,低于,水浴加热便于控制温度,且有毒易挥发,需要在通风橱中进行操作,D正确;
正确答案选B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. I.铟(49In)和硒(34Se)的单质是制备铟硒半导体的重要原料,我国科研人员利用中国空间站科学实验柜,首次完成铟硒半导体晶体微重力生长实验,获得完整晶体样品。请回答:
(1)铟(In)在周期表的位置是________;电负性:In_____Se(填“>”、“<”)。
(2)已知H2SO3和H2SeO3的结构及Ka1如下:
①H2SO3的Ka1比H2SeO3强的原因是_______。
②SO2通入H2SeO3溶液中有单质Se生成,写出反应的离子方程式为_______。
③NaHSO3受热脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5),中两个S原子的化学环境不同。
已知:
Ⅱ式中S原子的杂化方式为________,的结构式_______。
(3)一种铟硒半导体晶体的晶胞为平行六面体,该晶胞的三个轴面投影图如下所示:
④晶体类型________。
⑤Se最近的等距离的Se有______个。
⑥晶体的化学式为________。
Ⅱ.科学家利用不同有机化合物与银盐合成结构相似的MOF材料,并在298K、100kPa时测试其对CO2的吸附能力,不同有机化合物的结构及吸附结果如下表。
材料代号
A
B
有机化合物的结构
CO2吸附量/(mmol·cm-3)
1.5
1.0
(4)CO2的电子式:______。
(5)材料A比材料B的CO2吸附量大,从微粒间相互作用的角度说明原因:________。
【答案】(1) ①. 第5周期,第ⅢA族 ②. <
(2) ①. S的电负性大于Se,使得H2SO3中O-H键的极性更大,O-H键容易断裂,H2SO3更易电离 ②. ③. sp3 ④.
(3) ①. 共价晶体 ②. 8 ③. InSe2
(4) (5)CO2能与A中的氨基形成N—H…O氢键而被吸附,CO2与B通过范德华力而被吸附,氢键强于范德华力
【解析】
【小问1详解】
铟(In)是49号元素,位于元素周期表第五周期,第ⅢA族;同主族电负性:In<Ga,同周期电负性:Se>Ga,则电负性:In<Se;
【小问2详解】
①S的电负性大于Se,使得H2SO3中O-H键的极性更大,O-H键容易断裂,H2SO3更易电离;
②SO2通入H2SeO3溶液生成单质Se,SO2被氧化为,反应的离子方程式为:;
③结构Ⅱ中S原子形成4个σ键,故杂化方式为sp3;结合题意,中两个S原子化学环境不同,其结构式为:;
【小问3详解】
结合题意可得铟硒半导体晶体的晶胞结构为;
④铟硒半导体为共价键结合的空间立体结构,属于共价晶体;
⑤黑球代表硒原子,则Se最近的等距离的Se有8个;
⑥晶胞中Se个数:个,In个数:个,化学式为InSe2;
【小问4详解】
CO2是直线形分子,中心碳原子与两个氧原子分别形成两对共用电子对,以达到8电子稳定结构,其电子式为:;
【小问5详解】
CO2能与A中的氨基形成N—H…O氢键而被吸附,CO2与B通过范德华力而被吸附,氢键强于范德华力,因此材料A比材料B的CO2吸附量大。
18. 乙烯氯化法是工业生产氯乙烯的重要方法。请回答:
I.合成1,2-二氯乙烷:CH2=CH2(g)+Cl2(g)ClCH2CH2Cl(g) ΔH=-142 kJ·mol-1
(1)可提高乙烯平衡转化率的条件是______。
A. 降低温度 B. 增大投料比
C. 增大压强 D. 加入催化剂
(2)上述反应主要通过自由基链式反应进行:
i.“链引发”(慢反应):Cl2(g)→2Cl·(g)
ii.“链增长”(快反应):Cl·(g)+CH2=CH2(g)→·CH2-CH2Cl(g)
·CH2-CH2Cl(g)+Cl2(g)→ClCH2CH2Cl(g)+Cl·(g)
副反应如下:
iii.“链终止”:2Cl·(g)→Cl2(g)
·CH2-CH2Cl(g)+Cl·(g)→ClCH2CH2Cl(g)
室温下上述反应很慢,主要原因可能是_________。
(3)加入FeCl3催化剂(催化剂表面形成活性复合体),能明显加快反应,且能减少副产物,副产物减少的原因是________。
Ⅱ.1,2-二氯乙烷裂解:
(4)向1 L恒容容器中充入2 mol ClCH2CH2Cl(g),充分反应达到平衡时,测得体系中部分组分的体积分数与反应温度的关系如图1所示。
①1,2-二氯乙烷裂解反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
②生成氯乙烯的净反应速率方程:v=k正c(ClCH2CH2Cl)-k逆c(CH2=CHC1)·c(HCl)(其中k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。
X点时,_______。
Ⅲ.氯碱工业是氯气的主要来源。图2的设计可大幅度降低氯碱工业的能耗。
(5)电解反应的离子方程式为________,选用_____交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
【答案】(1)AC (2)“链引发”为决速步,由于Cl-Cl键的键能大,能垒高(或活化能大),反应慢
(3)有较大的离子半径,阻碍Cl·过度进攻已氯化的碳原子
(4) ①. > ②. 1
(5) ①. 4Cl-+O2+2H2O 2Cl2+4OH- ②. 阳离子
【解析】
【小问1详解】
上述合成反应为气体分子数减小的放热反应,降温、增压有利于平衡正向移动,乙烯的平衡转化率增大,A、C项正确;B项,增大投料比,平衡正移,但乙烯的平衡转化率下降,B错误;加入催化剂,对平衡移动无影响,D错误,故选AC。
【小问2详解】
“链引发”为决速步,由于Cl-Cl键的键能大,能垒高(或活化能大),反应慢。
【小问3详解】
有较大的离子半径,阻碍Cl·过度进攻已氯化的碳原子,减少多氯代产物。
【小问4详解】
①由图1可知,温度升高,1,2-二氯乙烷裂解反应平衡正移,△H>0;
②平衡时净反应v=k正c(ClCH2CH2Cl)-k逆c(CH2=CHCl)·c(HCl)=0,,X点时,1,2-二氯乙烷和氯乙烯的体积分数相等,由平衡计算三段式可求知,平衡时,1,2-二氯乙烷、氯乙烯和HCl的物质的量均为1 mol,代入。
【小问5详解】
电极I为阳极,发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2,电极Ⅱ为阴极,发生还原反应:O2+4e-+2H2O=4OH-,电解反应为:4Cl-+O2+2H2O2Cl2+4OH-,Na+经阳离子交换膜从阳极区迁移到阴极区,满足两极室电荷平衡。
19. 18-冠-6是一种重要的冠醚,常用于配位化学和相转移催化,某研究小组通过Williamson醚合成法,探究在金属钠作用下由乙二醇和1,2-二氯乙烷反应制备18-冠-6.
反应原理为:
3HOCH2CH2OH+3ClCH2CH2Cl+6Na
实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行;
②1,2-二氯乙烷(沸点83.5℃)易溶于乙醇;18-冠-6(熔点38℃、沸点116℃)常温下在乙醇中的溶解度约为0.5到1.5 g/100 mL,易溶于热的乙醇。
请回答:
(1)图1中仪器a的名称是________。
(2)步骤I发生反应的化学方程式是__________;操作顺序是______。
______→______→______(填字母)。
a.缓慢滴加乙二醇 b.开启磁力搅拌器 c.通冷却水
(3)下列操作不正确的是_____。
A. 实验在通风橱内进行,无需尾气处理
B. 恒压滴液漏斗使用时需打开上口玻璃塞
C. 步骤Ⅱ,观察到三颈烧瓶内不再产生沉淀时,可判定反应基本结束
D. 步骤Ⅲ,趁热过滤时宜选用漏斗颈较短的普通漏斗
(4)图2中,空气流速不宜过大,原因是_______。
(5)18-冠-6能自主识别K+形成超分子。现将溶有18-冠-6的甲苯与KMnO4溶液混合、振荡,KMnO4溶液可快速褪色,原因是_____。
【答案】(1)球形冷凝管
(2) ①. HOCH2CH2OH+2Na→NaOCH2CH2ONa+H2↑ ②. cba或cab (3)ABC
(4)18-冠-6沸点较低,具有一定挥发性,空气流速过快会将产物带出,造成产物损失,降低产率
(5)18-冠-6将K+套在空腔里从水相带入有机相,同时也随之进入有机相,与甲苯发生快速的均相反应
【解析】
【小问1详解】
该仪器为回流装置中用于冷凝回流蒸气的球形冷凝管。
【小问2详解】
步骤I是乙二醇与金属钠反应生成醇钠和氢气:HOCH2CH2OH+2Na→NaOCH2CH2ONa+H2↑;加热回流前需先接通冷凝水防止蒸气逸出,再开启搅拌使反应物混合,最后缓慢滴加乙二醇进行反应,故顺序为c(通冷却水)→b(开搅拌)→a(滴加乙二醇),或先滴加乙二醇再开启搅拌,ab顺序调换无影响。
【小问3详解】
A.反应生成易燃易爆的氢气,且有毒的1,2-二氯乙烷易挥发,即使在通风橱中也需要尾气处理,A错误;
B.恒压滴液漏斗依靠支管平衡漏斗与反应瓶的压强,不需要打开上口玻璃塞,液体即可顺利流下,B错误;
C.在搅拌过程中无法观察沉淀是否产生,C错误;
D.趁热过滤时,短颈普通漏斗可防止降温过程中溶质析出堵塞漏斗,操作正确,D正确;
故选ABC。
【小问4详解】
18-冠-6沸点较低,具有一定挥发性,空气流速过快会将产物带出,造成产物损失,降低产率。
【小问5详解】
18-冠-6将K+套在空腔里从水相带入有机相,同时也随之进入有机相,与甲苯发生快速的均相反应。
20. 化合物X是合成药物阿哌沙班的中间体,某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:
①HCHO+2RNH2→RNHCH2NHR+H2O;
②+NH3→HOCH2CH2NH2。
请回答:
(1)化合物D中体现碱性官能团名称是______。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 化合物A碱性比化合物D强 B. 邻硝基苯胺沸点比化合物D高
C. F→G的两步反应均为取代反应 D. 在E+H→X的反应中,K2CO3作催化剂
(3)路线中两次用到化合物E,E的结构简式是_____。
(4)G→H的化学方程式是_______。
(5)已知F→G过程中同时有多种与G互为同分异构体的副产物,写出一种含量相对较多的副产物结构简式______。
(6)以甲醛、乙烯为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
【答案】(1)氨基 (2)AC
(3)
(4) (5) (6)
【解析】
【分析】苯胺(A)与乙酰氯发生取代反应生成乙酰苯胺(B),B经硝化反应(取代)在苯环上引入硝基得到C,结合B、D的结构简式和C的化学式得C为,C在碱性条件下水解除去乙酰基得到D;D与5-氯戊酰氯(E)在作用下发生取代反应关环生成含内酰胺结构的F,结合D、F的结构和E的化学式可得E为,F与发生取代反应将羰基转化为酰氯,再与发生取代反应得到G(),G在作用下发生还原反应,将硝基还原为氨基得到H(),最后H与E在作用下发生取代反应得到目标中间体X。
【小问1详解】
化合物D为对硝基苯胺,含氨基()和硝基()。氨基上的氮原子有孤电子对,可结合质子,体现碱性;硝基是强吸电子基团,不体现碱性。
【小问2详解】
A.化合物A(苯胺)的碱性比化合物D(对硝基苯胺)强。D中硝基的强吸电子效应降低了氨基氮原子的电子云密度,使其结合的能力减弱,碱性降低,A正确;
B.对硝基苯胺的对位结构使分子排列更紧密,只能形成分子间氢键,分子间作用力强,沸点更高,邻硝基苯胺分子内易形成氢键(硝基与氨基),分子间作用力弱,沸点较低,因此邻硝基苯胺沸点比D低,B错误;
C.F→G的第一步是与反应,羰基被氯原子取代;第二步是生成的亚胺酰氯与反应,氯原子被取代。两步均为取代反应,C正确;
D.在E+H→X的反应中,的作用是与反应生成的反应,促进反应正向进行,提高产率,而非作催化剂,D错误;
【小问3详解】
由分析可知,E为。
【小问4详解】
化合物G中的硝基()在和的作用下被还原为氨基(),反应的化学方程式为:。
【小问5详解】
F→G的第一步反应中,除了目标位点的取代反应,其他位点也可能发生取代。一种含量较多的副产物是在另一个位点发生取代反应生成的产物,结构简式为:。
【小问6详解】
由题,乙烯()在银催化下与发生氧化反应生成环氧乙烷(),环氧乙烷与发生开环加成反应,生成二乙醇胺(),二乙醇胺在酸性条件下加热脱水,发生分子内取代反应环化,生成,与甲醛()发生已知反应①,两分子吗啉与一分子甲醛反应,生成目标化合物。流程为:。
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