内容正文:
临汾市2026年高三年级质量监控第一次模拟测试
化学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5 mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 K-39 Nd-144
一、选择题: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。下列叙述错误的是
A. 硝酸铵是一种高效氮肥,受热或经撞击易发生爆炸,必须改性处理才能施用
B. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用射线衍射仪测定
C. 有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯,可通过缩聚反应制得
D. 核桃中富含硬脂酸、油酸和亚油酸,此三种酸均为十八碳羧酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.硝酸铵是一种高效氮肥,受热或经撞击易发生爆炸,非常不安全,必须改性处理才能施用保证安全,A正确;
B.X射线衍射仪可通过分析X射线通过晶体后产生的衍射图案,来确定晶体的结构,包括晶胞参数、原子排列等信息,所以能用于测定磷酸盐晶体结构,B正确;
C.聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应(双键断裂连接)形成,而非缩聚反应(需脱去小分子),C错误;
D.硬脂酸(C18H36O2)、油酸(C18H34O2)和亚油酸(C18H32O2)均为含18个碳的羧酸,属于十八碳酸的不同类型(饱和与不饱和),D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 基态原子的价层电子排布图:
B. 甲基的电子式:
C. 的VSEPR模型:
D. 2-丁烯的键线式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态原子的价层电子排布式为:,价电子排布图为:,A错误;
B.甲基中碳原子周围有3个共用电子对,一个单电子,电子式:,B正确;
C.的价层电子对数为2+=4,有2个孤电子对,VSEPR模型为四面体形:,C错误;
D.是1,3-丁二烯,2-丁烯的键线式:,D错误;
故选B。
3. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 极易溶于水且具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
B. 晶体硅熔点高,可用作半导体材料
C. 锌比铜活泼,可用黄铜(铜锌合金)制作铜锣
D. 具有漂白性,可用于保持葡萄酒的香味
【答案】C
【解析】
【详解】A.ClO2可用于自来水的杀菌消毒,是因为其具有强氧化性,而不是极易溶于水,A错误;
B.晶体硅可用作半导体材料,是因为其导电性介于导体和绝缘体之间,与熔点高无关,B错误;
C.锌比铜活泼,在潮湿空气或汗水沾染下,黄铜中的锌会优先与氧气发生反应(形成致密的氧化锌保护层),从而延缓了铜的氧化(即产生铜绿),黄铜比纯铜制作的铜锣更耐腐蚀,C正确;
D.具有还原性,向葡萄酒中添加适量能起到抗氧化的作用,从而保持葡萄酒的香味,D错误;
故选C。
4. 保幼激素Ⅲ是昆虫体内最核心的保幼激素亚型,其结构简式如图。下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 含有3个手性碳
C. 存在5个C-O 键 D. 与氯气能发生1,2-加成和1,4-加成
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子不饱和度为4,碳原子数为19,氢原子数为,化学式为C19H32O3,A正确;
B.手性碳原子是连接4个不同基团的饱和碳原子,其结构中含有3个手性碳原子,如图:,B正确;
C.醚键含有2个C-O 键,酯基中含有3个C-O 键,如图:,则1个分子中含有5个C-O 键, C正确;
D.因保幼激素Ⅲ不含共轭双键,不能与氯气发生1,4-加成,D错误;
答案选择D
5. 低聚物瓜环卷成空腔。不同空腔尺寸的瓜环可识别且“装进”不同分子,形成超分子,例如瓜环[7]可以识别三聚氰胺。相关反应及结构、模型的示意图如下。
下列说法错误的是
A. 生成瓜环[7]的反应为加成反应
B. 瓜环[7]含有2种不同化学环境的氢原子
C. 三聚氰胺中氮原子有、两种杂化方式
D. 瓜环[7]与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合
【答案】A
【解析】
【详解】A.瓜环[7]为低聚物,生成瓜环[7]的反应分2步,第一步为加成,第二步为脱水缩合,A错误;
B.据瓜环[7]的模型图可知,瓜环[7]是对称结构,只含有2种不同化学环境的氢原子,B正确;
C.据三聚氰胺结构图可知,三聚氰胺分子中N原子的价层电子对数分别为3、4,VSEPR模型分别为平面三角形、四面体,杂化方式分别为sp2、sp3,C正确;
D.三聚氰胺分子中含有N-H键,瓜环[7]中含有电负性较大的N、O原子,根据氢键形成条件可知,通过氢键和范德华力结合,D正确;
故选A。
6. 下列性质或应用及其解释均正确的是
选项
性质或应用
解释
A
燃煤中加生石灰以脱硫降碳
可吸收、
B
常温下溶液和溶液均等于7
二者溶液中水的电离程度相同
C
石蜡油的流动性比水的差
石蜡油的分子间作用力比水的小
D
甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃煤中加生石灰主要目的是吸收,不能降碳,A错误;
B.氯化钠溶液中不影响水的电离程度,醋酸铵为弱酸弱碱盐,会促进水的电离,B错误;
C.石蜡油的成分主要是高碳烷烃,相对分子质量大,分子间作用力大,导致黏度大,因此石蜡油流动性比水小的原因是分子间作用力比水分子间作用力大,C错误;
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是甲基被高锰酸钾氧化为羧基,说明苯环使甲基活化,D正确;
故选D。
7. 对下列离子方程式是否正确、离子组在溶液中能否大量共存的判断和分析合理的是
选项
离子方程式或离子组
判断和分析
A
通入中:
不正确,酸性小于
B
《天工开物》中火法炼锌:
正确
C
、、、
不共存,与反应
D
、、、
共存
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应能够进行是因为反应生成硫化铜沉淀,促使反应进行,与酸性无关,A不符合题意;
B.火法炼锌是碳酸锌先分解生成氧化锌,氧化锌再与碳反应生成锌和一氧化碳,B不符合题意;
C.与反应会生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,C符合题意;
D.水解使溶液呈酸性,会使分解,故二者不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
8. 一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿轴方向的投影如图2所示。为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A. 与中心原子杂化类型相同,但键角不相等
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占有率为
C. 晶体中存在离子键、极性共价键和配位键
D. 晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.中心原子的价层电子对数为,没有孤电子对,中心原子的价层电子对数为,有1个孤电子对,故二者中心原子杂化类型均为杂化,中心原子有1个孤电子对,键角较小,A正确;
B.根据图1,位于顶点和面心,晶胞中含有=4个,根据化学式,可知晶胞中有8个,晶体中由围成的正四面体空隙有8个,占有率为100%,B正确;
C.、间存在离子键,、中存在极性共价键和配位键,C正确;
D.晶体的密度为,D错误;
故选D。
9. 金属有机框架(MOF-5)是以正电性的四面体金属簇为节点,有机阴离子配体(结构如图)为桥连单元结合形成的。W、X、Y为原子序数递增的短周期元素。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:
B. 的空间结构为平面三角形
C. 该阴离子中所有原子不可能共平面
D. X、Y分别与形成的二元化合物沸点:
【答案】B
【解析】
【分析】W,X,Y为原子序数递增的短周期元素,根据图中的成键方式,可以推出W是H,X之间可以以双键相连,所以不可能是Si,推出X为C,Y与C可以以双键相连,且可以以负离子的形式与C连接,可以推出Y为O。
【详解】A.第一电离能的实际顺序为:O>H>C,即Y>W>X,A错误;
B.的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,为sp2杂化,空间结构为平面三角形,B正确;
C.在该结构中,所有C原子均为sp2杂化,在旋转中可以得到平面构型,C错误;
D.D选项没规定形成的物质为最简单氢化物,当Y形成H2O,X形成有机物是固态烃时,沸点X>Y,D错误;
故答案选B。
10. 下列实验操作及现象与结论相对应的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀
苯中不含苯酚
B
向盛有的恒压密闭容器中通入一定体积的,最终气体颜色变浅
化学平衡向减少的方向移动
C
将氯气通入溶液,溶液变浑浊
氯的非金属性大于硫
D
向溶液中加入溶液,生成白色沉淀
氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀(三溴苯酚),若苯中含少量苯酚,滴加少量浓溴水时,生成的三溴苯酚会溶解在苯中,不会出现白色沉淀,不能证明该结论,A 错误;
B.向盛有的恒压密闭容器中通入一定体积的,最终气体颜色变浅,恒压条件下通入 ,容器体积增大,浓度降低,颜色变浅;同时平衡会向气体分子数增多的方向(即增多的方向)移动,B 错误;
C.将氯气通入溶液,溶液变浑浊,发生反应,氯气将硫离子氧化为硫单质,说明氯气的氧化性强于硫单质。根据元素非金属性与单质氧化性的对应关系:单质氧化性越强,对应元素的非金属性越强,因此氯的非金属性强于硫,C 正确;
D.向溶液中加入 NaOH 溶液,生成白色沉淀,该反应生成 沉淀,只能说明 NaOH 能与 发生复分解反应,且 难溶于水,不能证明氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强,D 错误;
故答案选C。
11. 部分含、、或元素的物质“价-类”二维图如图。下列推断合理的是
A. 若可与沸水反应,则着火能用灭火器灭火
B. 若新制可用于检验醛基,则组成的元素位于元素周期表ds区
C. 若、可相互转化,则在空气中受热可迅速转化为
D. 若可用于净水,则一定是铝盐
【答案】B
【解析】
【详解】A.若a在沸水中反应,此时a为Mg,镁为活泼金属,能和二氧化碳反应,其着火不能用灭火器灭火,A错误;
B.若新制可用于检验醛基,则e为氢氧化铜,为铜,铜元素位于元素周期表ds区,B正确;
C.若、可相互转化,则为铁元素的转化,为氧化亚铁,其在空气中受热转化为四氧化三铁而非氧化铁,C错误;
D.若可用于净水,则可以为铝盐或铁盐,D错误;
故选B。
12. 制备-氯代异丁酸的装置如图。在三颈瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热至,通入,反应剧烈放热,通气完毕,在下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应原理和装置如下:
下列说法错误的是
A. 干燥管可防止水蒸气进入三颈瓶
B. 可用溶液作为吸收液
C. 控制流速恒定不能使反应温度稳定
D. 通入反应液中可起加快反应速率的作用
【答案】B
【解析】
【分析】异丁酸和氯气在催化剂和加热条件下发生取代反应生成-氯代异丁酸和HCl,催化剂易水解,实验中干燥管的作用是隔绝水蒸气进入反应瓶,防止催化剂水解,未反应的氯气和产生的HCl用NaOH溶液吸收,防止污染空气。
【详解】A.题干明确说明催化剂易水解,干燥管可以吸收水蒸气,防止外界/吸收装置的水蒸气进入三颈瓶使催化剂水解,A正确;
B.Na2S与HCl反应会生成有毒气体H2S,Na2S+2HCl=2NaCl+H2S↑,故Na2S溶液不是合适的吸收液,B错误;
C.只要反应还未完全,流速不变,温度就会持续升高,要控制反应温度稳定应当逐渐减小氯气的流速,C正确;
D.是反应物,将通入反应液,增大了反应物浓度,可以加快反应速率,D正确;
故选B。
13. 锌离子全电池工作时,电极发生的嵌入或脱嵌。加入弱极性FeD后,利用间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法错误的是
A. 电池工作时,FeD起催化剂的作用
B. 离子交换膜为阳离子交换膜
C. 每去除溶解氧,转移电子数为
D. 加入聚乙二醇是为了增大在水中的溶解度
【答案】C
【解析】
【分析】锌离子全电池工作时,锌作负极,作正极;FeD除去溶解氧和非活性锌的方程式分别为4FeD+O2+2H2O=4FeD++4OH-、2FeD++Zn=2FeD+Zn2+,据此答题。
【详解】A.由分析可知,FeD先被O2氧化为FeD+,后又被Zn还原为FeD,FeD起催化剂的作用,A正确;
B.根据分析可知,放电时,Zn电极为负极,发生氧化反应生成Zn2+,负极区Zn2+浓度增大,会向正极区(电极发生的嵌入)迁移,即从右向左,离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;
C.没有给出标准状况,无法通过气体条件计算其物质的量,C错误;
D.FeD 是弱极性物质,水是强极性溶剂,根据 “相似相溶” 原理,FeD 在水中溶解度小,加入聚乙二醇可以降低溶液极性,增大弱极性 FeD 在水中的溶解度,D正确;
故选C。
14. 某温度下,保持溶液中,通过调节使、形成氟化物而分离,体系中与[表示、、]的关系如图所示。已知:;。下列叙述正确的是
A.
B. ①与②线的交点的为2.3
C. ,可使、形成氟化物而分离
D. 时,
【答案】B
【解析】
【分析】根据可知,pH增大,H+的浓度减小,F-的浓度增大,−lgc(F-)减小,则①为pH与pc(F-)的关系,根据pc(F-)=1时,pH=3.2,则,
根据Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),则③为pc(Pb2+)与pH的关系,②为pc(Ba2+)与pH的关系;
由点(3.2,5.4),此时、,则,同理,由点(3.2,3.7),此时、,则;
【详解】A.由分析,,A错误;
B.①与②线的交点为,,c(H+)=10-2.3mol/L,则pH为2.3,B正确;
C.若pH=4,,则c(F-)=10-0.2mol/L,此时,铅离子完全沉淀,,钡离子也完全沉淀,则不能使、形成氟化物而分离,C错误;
D.当pH=2时,,则c(F-)=10-2.2mol/L<c(H+),溶液中c(Ba2+)=mol/L=10-1.3mol/L>c(H+),则c(Ba2+)>c(H+)>c(F−)>c(OH−),D错误;
故选B。
二、非选择题:
15. 香豆素-3-甲酸()常用作有机合成中间体,可通过如下实验步骤合成:
步骤I:香豆素-3-甲酸乙酯()的制备
反应原理:+CH2(COOC2H5)2
在干燥的三颈烧瓶中,加入(,)水杨醛、6.8 mL(7.2 g,0.045 mol)丙二酸二乙酯、25 mL无水乙醇、六氢吡啶()和2滴冰醋酸,加沸石,装上带盛有氯化钙干燥管的回流冷凝管,并缓慢通入一段时间后,水浴加热回流。稍冷后转入锥形瓶,加水并置于冰水浴中冷却结晶,抽滤,用冷的乙醇洗涤次,得白色粗品,经乙醇处理后即可获得香豆素-3-甲酸乙酯。
步骤II:香豆素-3-甲酸()的制备
在圆底烧瓶中加入香豆素-3-甲酸乙酯、氢氧化钠、 乙醇和水,加沸石,回流至酯完全溶解。冷却后,在搅拌下将反应混合物倒入盛有浓盐酸和水的烧杯中,立即有大量白色结晶析出。抽滤,冰水洗涤,干燥得约粗品。
已知:香豆素-3-甲酸乙酯的摩尔质量为。
回答下列问题:
(1)现代科学实验中,用___________(填仪器名称)可测定香豆素-3-甲酸乙酯中各元素的相对含量。
(2)步骤I中通入的作用是___________;回流结束后,需进行的操作有①停止加热②停止通冷凝水③移去水浴,正确的顺序为___________(填标号)。
(3)假设步骤I中水杨醛已完全反应,白色粗品中香豆素-3-甲酸乙酯的纯度为___________%(精确至0.1)。
(4)两步实验中,均使用了抽滤操作,其优点是___________。
(5)步骤II中,加入浓盐酸发生主要反应的化学方程式为___________;冰水洗涤的目的是___________;若要得到更高纯度的产品,可用___________的方法进一步纯化粗品。
【答案】(1)元素分析仪
(2) ①. 排出装置内空气,防止原料被氧化 ②. ①③②
(3)50.0% (4)过滤速度更快,所得固体更干燥
(5) ①. ②. 减少产品在洗涤过程中的溶解损失 ③. 重结晶
【解析】
【分析】该实验的目的是制取香豆素-3-甲酸,先通过步骤I获得香豆素-3-甲酸乙酯,再通过步骤II把香豆素-3-甲酸乙酯在氢氧化钠条件下水解成香豆素-3-甲酸钠,最后加入浓盐酸酸化得到香豆素-3-甲酸。
【小问1详解】
测定物质中各元素含量的现代科学仪器为元素分析仪。
【小问2详解】
反应物中的水杨醛容易被氧化,故通入的作用是排出装置内空气,防止原料被氧化;回流结束后,应先停止加热,等体系稍冷后移去水浴,最后停止通冷凝水,故正确的顺序为①③②。
【小问3详解】
水杨醛的物质的量为0.014 mol,根据已知的反应方程式,水杨醛和香豆素-3-甲酸乙酯的比为1∶1,即理论上生成的香豆素-3-甲酸乙酯的物质的量为0.014 mol,则质量为0.014 mol×218 g/mol=3.052 g,故纯度为。
【小问4详解】
抽滤的优点为过滤速度更快,所得固体更干燥。
【小问5详解】
步骤II是香豆素-3-甲酸乙酯在氢氧化钠条件下水解成香豆素-3-甲酸钠,再利用浓盐酸酸化析出香豆素-3-甲酸,故该反应的化学方程式为;冰水洗涤可以减少产品在洗涤过程中的溶解损失;若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步纯化粗品。
16. 回收稀土元素对促进稀土资源循环利用有十分重要的意义。某钕铁硼废料中主要成分为、、、、等金属单质和不溶于水、盐酸的硼硅酸盐及硫化物。以下为一种回收该钕铁硼废料制取和的工艺流程:
已知:①钕的活动性较强,能与酸发生置换反应,其稳定的化合价为+3价。
②某些金属氢氧化物沉淀完全时的如下表所示:
金属氢氧化物
沉淀完全时的
5.2
3.2
9.4
9.5
10.1
8.5
回答下列问题:
(1)钴(Co)元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)钕铁硼废料“浸出”前需预处理除去表面的油脂,可以选择的试剂是___________(填标号)。
A. 稀硫酸 B. 溶液 C. 纯碱溶液 D. 苯
(3)“沉钕”操作中对产品回收率及纯度的影响如图所示。
①“沉钕”的最佳为___________。
②“沉钕”析出晶体的离子方程式为___________。
(4)已知氧化性,写出含有、、的离子方程式___________。
(5)若“氧化除杂”加后溶液中,加入试剂1调节的范围是___________。
(6)萃取过程中发生反应:,试剂2为___________(填名称)。
(7)若用钕铁硼废料(钕质量分数为)进行回收,最终得到,则的回收率为___________%(精确至0.1)。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 (2)BC
(3) ①. 1.5 ②.
(4)
(5) (6)盐酸或稀硫酸 (7)70.0
【解析】
【分析】钕铁硼废料中主要成分为、、、、等金属单质和不溶于水、盐酸的硼硅酸盐及硫化物,先用浓盐酸浸出,金属转化为相应的盐酸盐,过滤出不溶物,滤液中加入草酸沉钕,过滤得到沉淀,沉淀在空气中煅烧得到;滤液中首先加入把亚铁离子氧化为铁离子,同时将被还原为,利用试剂1调节pH将铝离子和铁离子转化为和沉淀除去,过滤后得到含和的滤渣2,向滤液中加入有机萃取剂萃取,然后加入试剂2进行反萃取得到含的溶液,加入碳酸氢铵沉钴,最后在空气中灼烧得到,据此解答。
【小问1详解】
Co为27号元素,价电子排布式为,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。
【小问2详解】
油脂可在碱性条件下水解除去,溶液和纯碱(碳酸钠)溶液均呈碱性,均可除油脂;稀硫酸无法有效水解油脂,苯有毒且成本高不选用,故选BC。
【小问3详解】
①沉钕需要同时保证较高的纯度和回收率,由图可知,pH在1.5左右两者均处于较高范围,pH超过1.5纯度急剧下降,因此1.5为最佳pH。
②沉钕时,与草酸反应生成,草酸为弱酸,不能拆写,结合电荷、原子守恒配平离子方程式为。
【小问4详解】
根据氧化性,作氧化剂氧化,被还原为,被氧化为根据电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为。
【小问5详解】
氧化除杂需要使、完全沉淀,沉淀完全的pH为5.2,故pH需要大于等于5.2;同时要保证不沉淀,沉淀完全的pH为9.4,离子沉淀完全时,其在溶液中的浓度小于等于。则==,开始沉淀时,=,故pH需要小于7.4,因此范围为。
【小问6详解】
萃取过程中发生反应:,该反应为可逆反应,反萃取需要使平衡逆向移动,因此需要增大,故试剂2为盐酸或稀硫酸。
【小问7详解】
废料中的质量为,相对原子质量为144,理论上能生成的质量为:,因此回收率为。
17. 丙烷()是一种重要的燃料和化工原料,其催化脱氢制丙烯()是工业上重要的反应。催化脱氢及伴随的裂解、积炭等副反应如下:
反应I(主反应):
反应Ⅱ(裂解反应):
反应Ⅲ(积炭反应):
回答下列问题:
(1)已知:、时,、、的燃烧热分别为、、,___________。
(2)下,将以固定流速持续通过装有催化剂的反应器,刚开始一段时间测得出口处混合气体中含量较少,反应3小时后测得出口处混合气体中的含量明显增加,可能的原因是___________,为了解决这一问题,可向反应体系中加入一定量的___________(填“”或“”)。
(3)若不同压强下(1 MPa、10 MPa)选择催化剂仅发生反应I,达到化学平衡时,测得和的体积分数随温度变化如图1所示。
曲线I表示的是___________(填“1 MPa”或“10 MPa”)下___________(填“”或“”)随温度变化的体积分数。
(4)T℃下,向恒容密闭容器中按不同比例通入和的混合气体,使其初始压强恒定为,的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图2所示。
①从平衡移动的角度判断,通入的作用是___________。
②下,时,反应经后达到平衡,内,的平均分压变化率为___________。
(5)一定温度下,将和的混合气体通过催化剂(负载于)的表面(催化剂会与反应生成另一催化效果更好的催化剂),发生反应Ⅰ、Ⅱ。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随变化如图3所示。(已知:丙烯的选择性=)
代表丙烷平衡转化率的曲线为___________(填“a”或“b”)。恒温恒压(压强为10 MPa)下,向密闭容器中按通入混合气体,丙烷催化脱氢反应的___________MPa(列计算式)。
【答案】(1)+123.9
(2) ①. 积碳覆盖催化剂活性位点,催化剂活性降低,丙烷转化率下降 ②. CO2
(3) ①. 1 MPa ②. C3H6
(4) ①. 恒容总压恒定时,充入降低了反应体系中各气体的分压,相当于减压,促进平衡I正向移动,提高丙烷的转化率 ②.
(5) ①. a ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的ΔH=ΔH燃烧(C3H8)−ΔH燃烧(C3H6)−ΔH燃烧(H2)=−2219.9 kJ/mol−(−2058.0 kJ/mol)−(−285.8 kJ/mol)=+123.9 kJ/mol。
【小问2详解】
副反应Ⅲ生成固态积炭,附着在催化剂表面,使催化剂活性下降,丙烷转化量减少,出口丙烷含量升高;可与积炭反应,消除积炭,不反应,因此选。
【小问3详解】
反应I是气体分子数增大的吸热反应,升温平衡正向,体积分数随温度升高增大(曲线上升),且压强越小,平衡越正向,体积分数越大,因此曲线I是低压下的体积分数曲线。
【小问4详解】
①恒容总压恒定时,充入降低了反应体系中各气体的分压,相当于减压,促进平衡I正向移动,提高丙烷的转化率;
②时,初始分压为,平衡转化率为,,因此平均分压变化率为。
【小问5详解】
反应I生成物有,增大,浓度升高,平衡逆向移动,丙烷转化率降低,因此下降的曲线代表丙烷平衡转化率;设起始、,由图得:丙烷转化率为、丙烯选择性为,则平衡时: 、、,副反应生成、,总物质的量,总压,则: 。
18. 有机物M可用于疾病治疗,其合成路线如下所示(部分试剂及反应条件省略)。
回答下列问题:
(1)C的化学名称是___________。
(2)A→B的化学方程式为___________。
(3)D、H的结构简式分别是___________、___________。
(4)同时符合下列条件的E的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式是___________(写一种即可)。
①分子中含苯环;②能发生银镜反应;③只有一种官能团。
(5)已知:为三乙基胺,则①、②、③碱性由强到弱的顺序为___________(填标号)。
(6)结合合成的相关信息,以甲醛、二甲胺为主要原料(无机试剂任选),设计N,N-二甲基羟基乙酰胺()的合成路线___________。
【答案】(1)苯乙醛 (2)+NaOH+NaBr
(3) ①. ②. BrCH2CH2CH2N(CH3)2
(4) ①. 10 ②. 或
(5)①>②>③ (6)
【解析】
【分析】根据B→C反应条件可知B含羟基,根据C的结构逆推可知:A为,B为,A与NaOH水溶液发生水解反应生成B,B经Cu的催化氧化生成C,C与HCN在酸性条件下生成D,D与浓硫酸在加热条件下生成E,E与SOCl2发生取代反应生成F,根据F的结构和D、E的分子式逆推可知,D为 ,E为,G与H发生取代反应生成K,根据G和K的结构及H的分子式可知H为BrCH2CH2CH2N(CH3)2,F与K发生取代反应生成M和HCl;据此解答。
【小问1详解】
根据C的结构可知,其名称为苯乙醛;
【小问2详解】
A()与NaOH水溶液发生水解反应生成B()和NaBr,化学方程式为+NaOH+NaBr。
【小问3详解】
据分析,D为 ,H为BrCH2CH2CH2N(CH3)2。
【小问4详解】
E为,不饱和度为6,其同分异构体能发生银镜反应且只有一种官能团,则含有2个-CHO,因此符合条件的同分异构体为:-CH(CHO)2单取代苯,共有1种结构;-CH3和2个-CHO三取代苯,有6种结构;-CH2CHO和-CHO二取代苯,有3种结构;则共有10种同分异构体,核磁共振氢谱峰面积比为则含有对称性、不含甲基,其结构简式为或 。
【小问5详解】
脂肪胺中,烷基是给电子基团,氮原子连接烷基越多,氮原子孤对电子电子云密度越大,结合质子能力越强,碱性越强,故碱性:三乙胺(①)>二乙胺(②)>乙胺(③)。
【小问6详解】
参考题干合成路线,甲醛与HCN加成得到羟基乙腈,水解得到羟基乙酸,再经酰氯化、与二甲胺发生酰胺化得到目标产物,故合成路线为:。
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化学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5 mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 K-39 Nd-144
一、选择题: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。下列叙述错误的是
A. 硝酸铵是一种高效氮肥,受热或经撞击易发生爆炸,必须改性处理才能施用
B. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用射线衍射仪测定
C. 有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯,可通过缩聚反应制得
D. 核桃中富含硬脂酸、油酸和亚油酸,此三种酸均为十八碳羧酸
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 基态原子的价层电子排布图:
B. 甲基的电子式:
C. 的VSEPR模型:
D. 2-丁烯的键线式:
3. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 极易溶于水且具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
B. 晶体硅熔点高,可用作半导体材料
C. 锌比铜活泼,可用黄铜(铜锌合金)制作铜锣
D. 具有漂白性,可用于保持葡萄酒的香味
4. 保幼激素Ⅲ是昆虫体内最核心的保幼激素亚型,其结构简式如图。下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 含有3个手性碳
C. 存在5个C-O 键 D. 与氯气能发生1,2-加成和1,4-加成
5. 低聚物瓜环卷成空腔。不同空腔尺寸的瓜环可识别且“装进”不同分子,形成超分子,例如瓜环[7]可以识别三聚氰胺。相关反应及结构、模型的示意图如下。
下列说法错误的是
A. 生成瓜环[7]的反应为加成反应
B. 瓜环[7]含有2种不同化学环境的氢原子
C. 三聚氰胺中氮原子有、两种杂化方式
D. 瓜环[7]与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合
6. 下列性质或应用及其解释均正确的是
选项
性质或应用
解释
A
燃煤中加生石灰以脱硫降碳
可吸收、
B
常温下溶液和溶液均等于7
二者溶液中水的电离程度相同
C
石蜡油的流动性比水的差
石蜡油的分子间作用力比水的小
D
甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
7. 对下列离子方程式是否正确、离子组在溶液中能否大量共存的判断和分析合理的是
选项
离子方程式或离子组
判断和分析
A
通入中:
不正确,酸性小于
B
《天工开物》中火法炼锌:
正确
C
、、、
不共存,与反应
D
、、、
共存
A. A B. B C. C D. D
8. 一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿轴方向的投影如图2所示。为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A. 与中心原子杂化类型相同,但键角不相等
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占有率为
C. 晶体中存在离子键、极性共价键和配位键
D. 晶体的密度为
9. 金属有机框架(MOF-5)是以正电性的四面体金属簇为节点,有机阴离子配体(结构如图)为桥连单元结合形成的。W、X、Y为原子序数递增的短周期元素。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:
B. 的空间结构为平面三角形
C. 该阴离子中所有原子不可能共平面
D. X、Y分别与形成的二元化合物沸点:
10. 下列实验操作及现象与结论相对应的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀
苯中不含苯酚
B
向盛有的恒压密闭容器中通入一定体积的,最终气体颜色变浅
化学平衡向减少的方向移动
C
将氯气通入溶液,溶液变浑浊
氯的非金属性大于硫
D
向溶液中加入溶液,生成白色沉淀
氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强
A. A B. B C. C D. D
11. 部分含、、或元素的物质“价-类”二维图如图。下列推断合理的是
A. 若可与沸水反应,则着火能用灭火器灭火
B. 若新制可用于检验醛基,则组成的元素位于元素周期表ds区
C. 若、可相互转化,则在空气中受热可迅速转化为
D. 若可用于净水,则一定是铝盐
12. 制备-氯代异丁酸的装置如图。在三颈瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热至,通入,反应剧烈放热,通气完毕,在下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应原理和装置如下:
下列说法错误的是
A. 干燥管可防止水蒸气进入三颈瓶
B. 可用溶液作为吸收液
C. 控制流速恒定不能使反应温度稳定
D. 通入反应液中可起加快反应速率的作用
13. 锌离子全电池工作时,电极发生的嵌入或脱嵌。加入弱极性FeD后,利用间的转化,可同时除去溶解氧和非活性锌,防止锌电极被溶解氧腐蚀。下列说法错误的是
A. 电池工作时,FeD起催化剂的作用
B. 离子交换膜为阳离子交换膜
C. 每去除溶解氧,转移电子数为
D. 加入聚乙二醇是为了增大在水中的溶解度
14. 某温度下,保持溶液中,通过调节使、形成氟化物而分离,体系中与[表示、、]的关系如图所示。已知:;。下列叙述正确的是
A.
B. ①与②线的交点的为2.3
C. ,可使、形成氟化物而分离
D. 时,
二、非选择题:
15. 香豆素-3-甲酸()常用作有机合成中间体,可通过如下实验步骤合成:
步骤I:香豆素-3-甲酸乙酯()的制备
反应原理:+CH2(COOC2H5)2
在干燥的三颈烧瓶中,加入(,)水杨醛、6.8 mL(7.2 g,0.045 mol)丙二酸二乙酯、25 mL无水乙醇、六氢吡啶()和2滴冰醋酸,加沸石,装上带盛有氯化钙干燥管的回流冷凝管,并缓慢通入一段时间后,水浴加热回流。稍冷后转入锥形瓶,加水并置于冰水浴中冷却结晶,抽滤,用冷的乙醇洗涤次,得白色粗品,经乙醇处理后即可获得香豆素-3-甲酸乙酯。
步骤II:香豆素-3-甲酸()的制备
在圆底烧瓶中加入香豆素-3-甲酸乙酯、氢氧化钠、 乙醇和水,加沸石,回流至酯完全溶解。冷却后,在搅拌下将反应混合物倒入盛有浓盐酸和水的烧杯中,立即有大量白色结晶析出。抽滤,冰水洗涤,干燥得约粗品。
已知:香豆素-3-甲酸乙酯的摩尔质量为。
回答下列问题:
(1)现代科学实验中,用___________(填仪器名称)可测定香豆素-3-甲酸乙酯中各元素的相对含量。
(2)步骤I中通入的作用是___________;回流结束后,需进行的操作有①停止加热②停止通冷凝水③移去水浴,正确的顺序为___________(填标号)。
(3)假设步骤I中水杨醛已完全反应,白色粗品中香豆素-3-甲酸乙酯的纯度为___________%(精确至0.1)。
(4)两步实验中,均使用了抽滤操作,其优点是___________。
(5)步骤II中,加入浓盐酸发生主要反应的化学方程式为___________;冰水洗涤的目的是___________;若要得到更高纯度的产品,可用___________的方法进一步纯化粗品。
16. 回收稀土元素对促进稀土资源循环利用有十分重要的意义。某钕铁硼废料中主要成分为、、、、等金属单质和不溶于水、盐酸的硼硅酸盐及硫化物。以下为一种回收该钕铁硼废料制取和的工艺流程:
已知:①钕的活动性较强,能与酸发生置换反应,其稳定的化合价为+3价。
②某些金属氢氧化物沉淀完全时的如下表所示:
金属氢氧化物
沉淀完全时的
5.2
3.2
9.4
9.5
10.1
8.5
回答下列问题:
(1)钴(Co)元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)钕铁硼废料“浸出”前需预处理除去表面的油脂,可以选择的试剂是___________(填标号)。
A. 稀硫酸 B. 溶液 C. 纯碱溶液 D. 苯
(3)“沉钕”操作中对产品回收率及纯度的影响如图所示。
①“沉钕”的最佳为___________。
②“沉钕”析出晶体的离子方程式为___________。
(4)已知氧化性,写出含有、、的离子方程式___________。
(5)若“氧化除杂”加后溶液中,加入试剂1调节的范围是___________。
(6)萃取过程中发生反应:,试剂2为___________(填名称)。
(7)若用钕铁硼废料(钕质量分数为)进行回收,最终得到,则的回收率为___________%(精确至0.1)。
17. 丙烷()是一种重要的燃料和化工原料,其催化脱氢制丙烯()是工业上重要的反应。催化脱氢及伴随的裂解、积炭等副反应如下:
反应I(主反应):
反应Ⅱ(裂解反应):
反应Ⅲ(积炭反应):
回答下列问题:
(1)已知:、时,、、的燃烧热分别为、、,___________。
(2)下,将以固定流速持续通过装有催化剂的反应器,刚开始一段时间测得出口处混合气体中含量较少,反应3小时后测得出口处混合气体中的含量明显增加,可能的原因是___________,为了解决这一问题,可向反应体系中加入一定量的___________(填“”或“”)。
(3)若不同压强下(1 MPa、10 MPa)选择催化剂仅发生反应I,达到化学平衡时,测得和的体积分数随温度变化如图1所示。
曲线I表示的是___________(填“1 MPa”或“10 MPa”)下___________(填“”或“”)随温度变化的体积分数。
(4)T℃下,向恒容密闭容器中按不同比例通入和的混合气体,使其初始压强恒定为,的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图2所示。
①从平衡移动的角度判断,通入的作用是___________。
②下,时,反应经后达到平衡,内,的平均分压变化率为___________。
(5)一定温度下,将和的混合气体通过催化剂(负载于)的表面(催化剂会与反应生成另一催化效果更好的催化剂),发生反应Ⅰ、Ⅱ。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随变化如图3所示。(已知:丙烯的选择性=)
代表丙烷平衡转化率的曲线为___________(填“a”或“b”)。恒温恒压(压强为10 MPa)下,向密闭容器中按通入混合气体,丙烷催化脱氢反应的___________MPa(列计算式)。
18. 有机物M可用于疾病治疗,其合成路线如下所示(部分试剂及反应条件省略)。
回答下列问题:
(1)C的化学名称是___________。
(2)A→B的化学方程式为___________。
(3)D、H的结构简式分别是___________、___________。
(4)同时符合下列条件的E的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式是___________(写一种即可)。
①分子中含苯环;②能发生银镜反应;③只有一种官能团。
(5)已知:为三乙基胺,则①、②、③碱性由强到弱的顺序为___________(填标号)。
(6)结合合成的相关信息,以甲醛、二甲胺为主要原料(无机试剂任选),设计N,N-二甲基羟基乙酰胺()的合成路线___________。
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