内容正文:
江西九江市第三中学等校(五市十校协作体)2025-2026学年高三下学期3月第二次联考化学试题
可能用到的相对原质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Al:27 S:32 Fe:56 Cu:64 Ba:137 Au:197
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,只有一项符合题目要求。
1. 江西省资源禀赋得天独厚,自古便有矿产开发利用的悠久历史,是我国战略性矿产与清洁能源的核心集聚地,为中国工业发展与能源安全保供留下了璀璨的赣鄱印记。下列说法错误的是
A. 赣南丘陵的光伏电站——Si是良好的半导体材料,可用作宇宙机器人的核心控制芯片
B. 宜春被誉为“亚洲锂都”——新能源汽车采用的三元锂电池属于新型二次电池
C. 德兴铜矿是中国最大的在产铜矿——铜在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀
D. 抚州相山铀矿是国内最大的火山岩型铀矿基地——核反应堆使用的铀棒中含有的与互为同位素
2. 化学勾勒出一幅幅绚烂多彩的自然画卷,展现出万物构成的奥秘。下列表述错误的是
A. 氨与水形成分子间氢键的主要形式:
B. 分子中键的形成:
C. 非晶态和晶态粉末的X射线衍射图谱对比:
D. 溴的简化电子排布式:
3. 实验规范是科学探究的保障,下列说法正确的是
A. 向Cu与浓硫酸共热后的混合物中加水,观察颜色的变化检验反应的产物
B. 乙醇发生消去反应时,有关的实验室安全图标含、、
C. 蒸馏开始时先通冷凝水,再开加热器;蒸馏结束时先关冷凝水,再关加热器
D. 酯化反应时,加热试管中的反应物后,加入沸石以免暴沸
4. -崖柏素具有天然活性,有酚的通性,能溶于甲苯,结构如图。关于-崖柏素的说法正确的是
A. -崖柏素遇不发生显色反应
B. -崖柏素相较于有机物X的熔沸点较低
C. 向-崖柏素的甲苯溶液中加入溴的四氯化碳溶液能观察到有沉淀生成
D. 可用溶液和稀硫酸从-崖柏素的甲苯溶液中分离-崖柏素
5. 与稀碱溶液反应可制备是阿伏加德罗常数的值,已知O与F的电负性相近,下列说法错误的是
A. 分子的VSEPR模型: B. 键角比较:
C. 每生成,转移的电子数为 D. 分子极性比较:
6. 硫代硫酸钠可用作分析试剂及还原剂,受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸,同时利用生成的气体制备硫代硫酸钠,下列说法中不正确的是
A. A装置中发生的化学反应方程式为:
B. B装置的作用是收集,用于生产硫酸
C. 和混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是除去溶解的氧气,防止产物被氧化
D. 向滴加饱和的氯水,溶液立即出现浑浊,可能的原因是:
7. 下列实验操作、现象和结论中有误的是
操作
现象
结论
A
向稀溶液中加入足量NaCl固体
溶液从蓝色变为黄绿色
存在转化为的平衡
B
向的溶液中滴入几滴鸡蛋清溶液,再加入蒸馏水,振荡
先出现白色浑浊加水振荡后溶液变澄清
蛋白质的盐析是可逆过程
C
分别向两支酸式滴定管中加入四氯化碳与蒸馏水,打开活塞,均用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液流
四氯化碳液流方向不变;水流方向改变
四氯化碳为非极性分子;水为极性分子
D
将硝酸银溶液分成两等份,分别加入2滴同浓度的NaCl和NaI溶液
仅有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
8. 含钛高炉渣富含,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法正确的是
A. “研磨、磁选”的目的是增大接触面积,使后续反应更充分,并没有除去元素
B. 向“滤液1”中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色
C. 酸浸区域与碱浸区域均发生非氧化还原反应
D. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,最终得到的滤渣主要成分不同
9. 二氧化氯(,黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。下列说法不正确的
A. a与电源的正极连接,在b极区流出的Y溶液是稀盐酸
B. 电解池a极上发生的电极反应为
C. 二氧化氯发生器内,发生的氧化还原反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1
D. 标准状况下,当有0.3 mol阴离子通过离子交换膜时,二氧化氯发生器中产生
10. 某反应过程如下:
依据以上信息,下列说法不正确的是
A. 反应过程中涉及加成反应 B. 化合物1和水均为该反应的催化剂
C. 可能存在副产物 D. 质子转移在反应中起着重要作用
11. 某溶液中可能含有中的一种或几种,取该溶液进行实验,实验记录如下:
依据实验内容和相关数据(气体体积在标准状况下测定),判断下列关于原溶液的说法正确的是
A. 原溶液中 B. 无色气体A可能为
C. 一定含有 D. 可能含有
12. 一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,表示如下。
反应进程及能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯含有4个电子的大键
B. 低温条件下,开始发生反应的短时间内W为主要产物
C. 达到平衡时,Z的含量小于W
D. 达到平衡后,恒温条件下加入液溴,不变
13. 和Z五种短周期主族元素,其原子序数依次增大,M原子的原子核内没有中子,N的单质存在不同晶体类型的同素异形体,基态X原子的第一电离能小于同周期的相邻元素的基态原子,Y是同周期元素中简单离子半径最小的,Z的单质为黄绿色气体,下列说法不正确的是
A. 沸点:M和N形成的化合物和X形成的化合物 B. X的某种单质为极性分子
C. Y和Z形成的化合物:共价键成分>离子键成分 D. 酸性大小:> M-X-Z=X
14. 常温下,用溶液滴定溶液,其中的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图所示。
已知:分布分数为。
下列说法正确的是
A. 当加入NaOH体积为10.00 mL时,溶液中浓度为
B. 当时,溶液中
C. NaHA溶液呈酸性
D. 在第二计量点时,溶液中存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 药物中间体W是一种具有潜在抗炎活性的化合物,其合成路线如下。以水杨酸为起始原料,经多步反应得到目标产物,部分反应条件、试剂及产物已略去。
已知:①
②
请回答:
(1)水杨酸中的官能团名称为___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 化合物B最多消耗NaOH 2mol
B. 化合物C中所有碳原子可能共平面
C. 反应的趋势很大,主要原因是该条件下E更稳定
D. 反应为还原反应
(4)H→W会生成一种分子式为的副产物,写出该反应的化学方程式___________。
(5)化合物C可水解生成化合物,所有符合下列条件的I的同分异构体有___________种。
①核磁共振氢谱及红外光谱表明:分子中含苯环且苯环上的氢只有2种,不含键;
②能发生水解反应及银镜反应。
写出其中核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2的结构简式___________。
(6)以对苯二酚、1,3-丁二烯为原料,参考以上部分流程,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
16. 粗铜精炼后的阳极泥含有和Au(金)等。湿法处理阳极泥的一种工艺流程如下:
(1)浸铜过程中除了与Cu反应和自身分解外,可能发生的反应还有___________。(写离子方程式)
(2)浸金时,Au转化为。浸金过程中发生的反应:
i.……
ii.
①补全反应i(该反应不产生气体)的离子方程式___________。
②随温度升高,滤渣2中含金量变化趋势是先减小后增大,原因是___________。
(3)浸银时发生反应将HCHO氧化为。为减少废液排放,充分利用资源,向浸银残液中通入气体X得到含再生液,并循环使用。气体X是___________。
(4)黄金制品通常称作K金,K数是按照黄金的质量分数来划分的,如纯金制品称为24K金,则下图储氢合金I属于___________(选填“12”“15”或“18”)K金,且储氢合金I中与1个Cu原子距离最近且相等的Au原子有___________个。储氢时,氢原子进入铜金形成的四面体空隙中,则下图储氢合金II的标准状况下的比储氢率(比储氢率)为___________(写出计算式即可)。
17. 二氧化碳加氢制甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。主要反应如下:
I.
II.
回答下列问题:
(1)已知反应III:的___________。
(2)反应I的机理如图所示。在途径A中,决速步骤的能垒是___________eV。从热力学和动力学综合考虑,反应I的最优路径是___________(填“途径A”“途径B”或“途径C”)。
(3)温度为时,向某恒容密闭容器中充入和,只发生反应I.
①初始总压为,平衡时测得容器内总压为。计算该温度下的平衡转化率___________。
②反应I:的平衡常数为。温度保持不变,将容器体积缓慢压缩至原来的一半,重新达到平衡后,的转化率___________(填“增大”或“减小”或“不变”);请结合平衡常数解释原因___________。
(4)反应I的某路径主要步骤如下(*表示吸附态):
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
其中,与第⑤步构成竞争关系的基元反应是___________(填序号)。
(5)工业上利用加氢制甲醇时,通常采用Cu基催化剂。某科研团队在不同条件下进行了实验,测得转化率和甲醇选择性数据如下表:
实验组
温度/
压力/MPa
(物质的量比)
转化率/%
甲醇选择性/%
①
200
5
3:1
18.5
92.3
②
250
5
3:1
24.2
85.6
③
300
5
3:1
28.7
72.4
④
250
3
3:1
19.8
84.1
⑤
250
8
3:1
27.5
87.3
⑥
250
5
4:1
28.9
88.2
⑦
250
5
5:1
31.2
86.5
已知:反应I为主反应,反应II副反应;
甲醇选择性
工业条件选择:某工厂计划建设一套加氢制甲醇生产装置,要求兼顾较高的转化率和甲醇选择性。请根据表中数据,选择最优的反应条件组合(温度、压力、配比):___________。
18. 新颖聚合催化剂的研发是高分子材料可控合成的核心方向,配体的分子设计与合成工艺直接决定催化剂性能。二茂铁茚配体()是一类高性能配体,其合成路线及实验操作如下。
Ⅰ 无水无氧手套箱中,称取8.37 g二茂铁于茄形瓶,加无水处理的正己烷与四氢呋喃,搅拌成悬浊液。
Ⅱ 用恒压滴液漏斗滴加叔丁基锂正戊烷溶液,室温反应4小时。
Ⅲ 称取5.947 g 1-茚酮(),无水四氢呋喃稀释后滴加至体系,室温搅拌20小时;移出手套箱,滴加去离子水水解至无气泡产生。
Ⅳ 室温搅拌2小时后分液,取上层有机相;加过量对甲苯磺酸,加热回流后过滤,减压蒸馏除溶剂得粗产物;粗产物经升华预处理后,柱层析分离纯化,得橙黄色纯品6.075 g。
已知:①叔丁基锂遇水、遇氧剧烈反应,手套箱为隔绝氧气和水的装置;
②二茂铁的熔点,沸点以上能升华;不溶于水,易溶于烷烃、四氢呋喃等有机溶剂。
③
④对甲苯磺酸(TsOH)常温下是白色针状或粉末状晶体,为有机强酸,作酸催化剂,难溶于烷烃,易溶于水和醇类。
回答下列问题:
(1)写出的价层电子排布式___________。
(2)在分液过程中,所需要的仪器有___________(填名称,从以下仪器中选择)
(3)步骤Ⅲ中水解反应的核心作用是___________;水解时缓慢滴加去离子水的目的是___________。
(4)步骤Ⅳ中有机相中加过量对甲苯磺酸的双重作用为:①催化醇的消去反应;②___________。
(5)步骤Ⅳ中柱层析分离利用的核心原理是___________(填字母)。
A. 溶解度差异 B. 吸附-解吸差异 C. 熔沸点差异 D. 密度差异。
(6)计算目标产物二茂铁茚的产率___________(结果保留两位有效数字);步骤Ⅳ中粗产物柱层析前升华的主要目的是___________;若未升华直接柱层析,测得产率会___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
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江西九江市第三中学等校(五市十校协作体)2025-2026学年高三下学期3月第二次联考化学试题
可能用到的相对原质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Al:27 S:32 Fe:56 Cu:64 Ba:137 Au:197
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,只有一项符合题目要求。
1. 江西省资源禀赋得天独厚,自古便有矿产开发利用的悠久历史,是我国战略性矿产与清洁能源的核心集聚地,为中国工业发展与能源安全保供留下了璀璨的赣鄱印记。下列说法错误的是
A. 赣南丘陵的光伏电站——Si是良好的半导体材料,可用作宇宙机器人的核心控制芯片
B. 宜春被誉为“亚洲锂都”——新能源汽车采用的三元锂电池属于新型二次电池
C. 德兴铜矿是中国最大的在产铜矿——铜在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀
D. 抚州相山铀矿是国内最大的火山岩型铀矿基地——核反应堆使用的铀棒中含有的与互为同位素
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体Si是良好的半导体材料,是制备芯片的核心材料,A正确;
B.三元锂电池可重复充放电,属于新型二次电池,是新能源汽车常用电池,B正确;
C.铜的金属活动性排在H之后,无法置换出,因此铜在潮湿空气中只能发生吸氧腐蚀,不能发生析氢腐蚀,C错误;
D.质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素,与质子数相同、中子数不同,互为同位素,D正确;
故选C。
2. 化学勾勒出一幅幅绚烂多彩的自然画卷,展现出万物构成的奥秘。下列表述错误的是
A. 氨与水形成分子间氢键的主要形式:
B. 分子中键的形成:
C. 非晶态和晶态粉末的X射线衍射图谱对比:
D. 溴的简化电子排布式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨分子中N原子存在孤电子对,水分子中的H原子带部分正电荷,可以形成形式的分子间氢键,图示形式合理,A正确;
B.分子中两个O原子的p轨道以肩并肩重叠方式形成键,图示成键过程正确,B正确;
C.晶态原子排列有序,X射线衍射图会出现尖锐的衍射峰,非晶态原子排列无序,衍射图只有弥散的宽峰,图示符合二者特征,C正确;
D.溴是35号元素,核外电子排布为,简化电子排布式应为,题目遗漏了能级的10个电子,D错误;
答案选D。
3. 实验规范是科学探究的保障,下列说法正确的是
A. 向Cu与浓硫酸共热后的混合物中加水,观察颜色的变化检验反应的产物
B. 乙醇发生消去反应时,有关的实验室安全图标含、、
C. 蒸馏开始时先通冷凝水,再开加热器;蒸馏结束时先关冷凝水,再关加热器
D. 酯化反应时,加热试管中的反应物后,加入沸石以免暴沸
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu和浓硫酸共热后,混合物中还有大量未反应的浓硫酸,若直接向混合物中加水,浓硫酸稀释放出大量热,会导致酸液飞溅,存在危险,正确操作是将反应后的混合物缓慢注入水中并不断搅拌,再观察颜色的变化检验反应的产物,A错误;
B.乙醇消去制乙烯的实验中:为保护眼睛免受飞溅物等伤害,在实验时需佩戴护目镜 ,对应第一个的标识;实验结束后,需清洗双手,避免化学物质残留,对应第二个标识;该实验中使用浓硫酸,加热时会发生副反应,产生有毒气体二氧化硫,同时乙醇具有挥发性,因此在实验过程中需开启排风装置,对应第三个标识,B正确;
C.蒸馏操作的顺序:开始时先通冷凝水,再加热;结束时要先关闭加热器,待体系内残余蒸汽完全冷凝后,再关闭冷凝水;如果先关冷凝水再关加热器,热蒸汽无法冷却,会导致冷凝管过热炸裂,操作错误,C错误;
D.防暴沸的沸石需要在加热前加入反应物中,若加热后再补加沸石,会引发过热液体突然暴沸溅出,引发安全事故,操作错误,D错误;
故答案选B。
4. -崖柏素具有天然活性,有酚的通性,能溶于甲苯,结构如图。关于-崖柏素的说法正确的是
A. -崖柏素遇不发生显色反应
B. -崖柏素相较于有机物X的熔沸点较低
C. 向-崖柏素的甲苯溶液中加入溴的四氯化碳溶液能观察到有沉淀生成
D. 可用溶液和稀硫酸从-崖柏素的甲苯溶液中分离-崖柏素
【答案】B
【解析】
【详解】A.-崖柏素,有酚的通性,遇发生显色反应,A错误;
B.有机物X能形成分子间氢键,使熔沸点升高,-崖柏素形成分子内氢键,-崖柏素相较于有机物X的熔沸点较低,B正确;
C.向-崖柏素的甲苯溶液中加入溴的四氯化碳溶液,生成的产物能溶于有机溶剂,不能看到沉淀,C错误;
D.苯酚的酸性弱于碳酸,苯酚不能与碳酸氢钠发生反应,-崖柏素,有酚的通性,因此也不能发生反应,无法分离,D错误;
故答案选B。
5. 与稀碱溶液反应可制备是阿伏加德罗常数的值,已知O与F的电负性相近,下列说法错误的是
A. 分子的VSEPR模型: B. 键角比较:
C. 每生成,转移的电子数为 D. 分子极性比较:
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中,中心原子的价层电子对数为键数孤电子对数,因此其VSEPR模型为四面体形,与题图模型一致,A正确;
B.与的中心原子均为杂化,均含2对成键电子对、2对孤电子对;的电负性远大于,中成键电子对更偏向,成键电子对之间的斥力小于(电负性小于,成键电子对偏向,斥力更大),因此键角,B正确;
C.反应中,中为价,中为价、为价,中为价;每参与反应,生成,转移电子,因此每生成,转移电子,即个电子,C错误;
D.分子极性取决于键的极性与分子的空间构型:与均为形分子,但与电负性相近,键的极性远弱于键,因此分子极性,D正确;
故答案选C。
6. 硫代硫酸钠可用作分析试剂及还原剂,受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸,同时利用生成的气体制备硫代硫酸钠,下列说法中不正确的是
A. A装置中发生的化学反应方程式为:
B. B装置的作用是收集,用于生产硫酸
C. 和混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是除去溶解的氧气,防止产物被氧化
D. 向滴加饱和的氯水,溶液立即出现浑浊,可能的原因是:
【答案】A
【解析】
【分析】本实验以绿矾()为原料,在A装置中高温煅烧分解产生等气体,经B装置冰水浴收集用于制硫酸,剩余通入C装置,与和的混合溶液反应制备硫代硫酸钠(),D装置的倒扣漏斗用于吸收尾气,防止污染环境,全程通入排尽装置内空气,避免产物被氧化。
【详解】A.装置中绿矾高温分解的主反应为,A错误;
B.的沸点为,B装置采用冰水浴,可使冷凝为液态(或固态),从而收集,后续可用于生产硫酸,B正确;
C.具有强还原性,易被氧气氧化,因此和混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,煮沸的目的是除去水中溶解的氧气,防止被氧化,C正确;
D.向中滴加饱和氯水,作为强氧化剂,可将氧化,发生反应,生成单质使溶液立即出现浑浊,D正确;
故答案选A。
7. 下列实验操作、现象和结论中有误的是
操作
现象
结论
A
向稀溶液中加入足量NaCl固体
溶液从蓝色变为黄绿色
存在转化为的平衡
B
向的溶液中滴入几滴鸡蛋清溶液,再加入蒸馏水,振荡
先出现白色浑浊加水振荡后溶液变澄清
蛋白质的盐析是可逆过程
C
分别向两支酸式滴定管中加入四氯化碳与蒸馏水,打开活塞,均用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液流
四氯化碳液流方向不变;水流方向改变
四氯化碳为非极性分子;水为极性分子
D
将硝酸银溶液分成两等份,分别加入2滴同浓度的NaCl和NaI溶液
仅有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸铜溶液中呈蓝色的配离子是,加入足量固体后,浓度升高,存在平衡:,平衡正向移动,生成黄绿色的,操作、现象、结论均正确,A正确;
B.蛋白质盐析是高浓度的轻金属盐降低蛋白质溶解度,使蛋白质析出的过程,该过程可逆;但本实验中浓度仅为,属于极稀溶液,低浓度电解质不会使蛋白质盐析,B错误;
C.带电的橡胶棒会对极性分子产生静电吸引作用,非极性分子无偶极,不会偏转,因此液流偏转证明水是极性分子,不偏转证明四氯化碳是非极性分子,操作、现象、结论均正确,C正确;
D.硝酸银过量,加入等浓度的和后,只有黄色沉淀生成,说明相同条件下比更难溶,因此溶度积,操作、现象、结论均正确,D正确;
故选B。
8. 含钛高炉渣富含,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法正确的是
A. “研磨、磁选”的目的是增大接触面积,使后续反应更充分,并没有除去元素
B. 向“滤液1”中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色
C. 酸浸区域与碱浸区域均发生非氧化还原反应
D. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,最终得到的滤渣主要成分不同
【答案】C
【解析】
【分析】含钛高炉渣富含,第一步处理为研磨、磁选,研磨是为了增大接触面积使后续反应更充分,磁选是为了分离出能被磁铁吸引的;将剩余物质加稀盐酸酸浸,和均不溶于稀酸,所以和留存在滤渣1中,剩余物质以、、的形式进入滤液;取滤渣加碱浸,由于不溶于碱,而能与碱发生反应,再次过滤得到含的滤渣2和含的滤液;取滤渣2经过一系列处理,最后得到金属钛。
【详解】A.“研磨”的目的是增大接触面积,使后续反应更充分,“磁选”的目的是分离出,除去了元素,A错误;
B.由于“磁选”过程中用物理方法除去,滤液中不含,向“滤液1”中滴加KSCN溶液,溶液不变色,B错误;
C.酸浸过程溶解了,碱浸过程溶解了,溶解以上物质的反应中,元素化合价均不变,均为非氧化还原反应,C正确;
D.如果先碱浸再酸浸,则碱浸过程溶解了,酸浸过程溶解了,最终也能得到滤渣,D错误;
故选C。
9. 二氧化氯(,黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。下列说法不正确的
A. a与电源的正极连接,在b极区流出的Y溶液是稀盐酸
B. 电解池a极上发生的电极反应为
C. 二氧化氯发生器内,发生的氧化还原反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1
D. 标准状况下,当有0.3 mol阴离子通过离子交换膜时,二氧化氯发生器中产生
【答案】C
【解析】
【分析】右侧为电解池,a极失去电子生成,电极反应式为,则a为电解池阳极,b为电解池阴极,得到电子生成,电极反应式为;a极生成的进入左侧的二氧化氯发生器中与发生还原反应:。
【详解】A.由分析可知,a为电解池的阳极,与电源的正极连接,b为电解池阴极,得到电子生成,电极反应式为,右侧装置氯离子通过阴离子交换膜进入a极区域,在b极区域流出的Y溶液是稀盐酸,故A正确;
B.电解池a极上,失去电子生成,电极反应式为,故B正确;
C.二氧化氯发生器内,发生反应,作为氧化剂,作为还原剂,氧化剂与还原剂之比为1:6,故C错误;
D.当有0.3 mol阴离子(Cl-)通过离子交换膜时,可认为电路中转移了0.3 mol电子,在二氧化氯发生器中发生反应,中N元素化合价从+3价降到-3价,生成1mol NH3,转移6mol电子,则生成的物质的量为,标况下,体积为,故D正确;
故选C。
10. 某反应过程如下:
依据以上信息,下列说法不正确的是
A. 反应过程中涉及加成反应 B. 化合物1和水均为该反应的催化剂
C. 可能存在副产物 D. 质子转移在反应中起着重要作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应中起始物丙酮中的羰基与化合物1的亚氨基发生亲核加成形成键,涉及加成反应,A正确;
B.催化剂的特点是最初参与了反应,最终又重新生成,化合物1符合这一特征,是该过程的催化剂,水则在反应过程中产生,接着又消耗掉,属于中间产物,B错误;
C.两分子丙酮可发生加成反应,生成副产物,C正确;
D.反应过程中,等多处有明显转移步骤,因此质子转移在反应中起着重要作用,D正确;
故答案选B。
11. 某溶液中可能含有中的一种或几种,取该溶液进行实验,实验记录如下:
依据实验内容和相关数据(气体体积在标准状况下测定),判断下列关于原溶液的说法正确的是
A. 原溶液中 B. 无色气体A可能为
C. 一定含有 D. 可能含有
【答案】C
【解析】
【详解】原溶液的,说明存在大量的,,而和不能共存,则不能有。加入过量的,产生沉淀,说明含有,沉淀C为。,则原溶液中的。还产生了无色气体A,只能是原溶液中含有,在酸性条件下被氧化过程中产生了,则原溶液中不能含有。,根据得失电子守恒,可知原溶液中的。加入过量的氨水产生沉淀C,可以是、,而沉淀加入溶液后不溶解,排除。而原溶液中的被氧化后产生的,剩余沉淀的质量为。则原溶液中含,。溶液呈电中性,所以阴阳离子所带电荷总数相同。可列式,在原溶液中,,所以原溶液中一定有,答案选C。
12. 一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,表示如下。
反应进程及能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯含有4个电子的大键
B. 低温条件下,开始发生反应的短时间内W为主要产物
C. 达到平衡时,Z的含量小于W
D. 达到平衡后,恒温条件下加入液溴,不变
【答案】B
【解析】
【分析】根据题目信息,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生加成反应分两步进行,第一步生成中间体M是吸热反应,生成Z和W的总反应都是放热反应,据此分析。
【详解】A.2,3-二甲基-1,3-丁二烯()是共轭二烯烃,4个不饱和碳均为杂化,每个碳原子提供1个π电子,形成含4个π电子的离域大π键,A正确;
B.由能量图可知,中间体M生成Z的活化能小于生成W的活化能,因此生成Z的反应速率更快,所以开始发生反应的短时间内速率更快的Z是主要产物,不是W,B错误;
C.产物W的能量低于Z,说明W更稳定,平衡时更有利于生成能量更低的W,因此平衡时Z的含量小于W,C正确;
D.设生成Z、W的平衡常数分别为、,可得:,,整理得,温度不变,平衡常数不变,因此该比值不变,D正确;
故选B。
13. 和Z五种短周期主族元素,其原子序数依次增大,M原子的原子核内没有中子,N的单质存在不同晶体类型的同素异形体,基态X原子的第一电离能小于同周期的相邻元素的基态原子,Y是同周期元素中简单离子半径最小的,Z的单质为黄绿色气体,下列说法不正确的是
A. 沸点:M和N形成的化合物和X形成的化合物 B. X的某种单质为极性分子
C. Y和Z形成的化合物:共价键成分>离子键成分 D. 酸性大小:> M-X-Z=X
【答案】A
【解析】
【分析】M原子的原子核内没有中子,M为H,Z单质为黄绿色气体,Z为Cl,N的单质存在不同晶体类型的同素异形体,N是C,如金刚石是共价晶体,石墨是混合型晶体,基态X原子的第一电离能小于同周期的相邻元素的基态原子,Y是同周期中简单离子半径最小,第三周期简单离子中半径最小,Y为Al;基态X原子的第一电离能小于同周期的相邻元素的基态原子,X原子序数要小于13,O的第一电离能满足N>O<F,故X为O,综上所述:,据此解答。
【详解】A.H和C形成的烃类,沸点随碳原子数增多而升高,碳原子数较多的烃(如固态石蜡)沸点远高于H和O形成的水/过氧化氢,因此该结论不成立,A错误;
B.O的单质臭氧为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B正确;
C.是共价化合物,共价键成分大于离子键,C正确;
D.图示中左侧酸为(含2个非羟基氧),右侧为(含1个非羟基氧),氯的含氧酸酸性随非羟基氧数目增多而增强,因此酸性,结论正确,D正确;
故选A。
14. 常温下,用溶液滴定溶液,其中的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图所示。
已知:分布分数为。
下列说法正确的是
A. 当加入NaOH体积为10.00 mL时,溶液中浓度为
B. 当时,溶液中
C. NaHA溶液呈酸性
D. 在第二计量点时,溶液中存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.当加入NaOH体积为10.00 mL时,溶液总体积为30mL,溶液中c()=,A错误;
B.由分布曲线图可知,曲线a代表H2A(随NaOH溶液体积增大而减小),同理,曲线b代表HA-,曲线c代表A2-,当曲线a与曲线b相交时,,此时pH=6.38, ,同理,曲线b与曲线c相交时,,当曲线a与曲线c相交时, ,,解得,即,B正确;
C.,,HA-的水解程度大于电离程度,NaHA溶液呈碱性,C错误;
D.第二计量点时,H2A与NaOH恰好完全反应生成Na2A,溶液中存在物料守恒,D错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 药物中间体W是一种具有潜在抗炎活性的化合物,其合成路线如下。以水杨酸为起始原料,经多步反应得到目标产物,部分反应条件、试剂及产物已略去。
已知:①
②
请回答:
(1)水杨酸中的官能团名称为___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 化合物B最多消耗NaOH 2mol
B. 化合物C中所有碳原子可能共平面
C. 反应的趋势很大,主要原因是该条件下E更稳定
D. 反应为还原反应
(4)H→W会生成一种分子式为的副产物,写出该反应的化学方程式___________。
(5)化合物C可水解生成化合物,所有符合下列条件的I的同分异构体有___________种。
①核磁共振氢谱及红外光谱表明:分子中含苯环且苯环上的氢只有2种,不含键;
②能发生水解反应及银镜反应。
写出其中核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2的结构简式___________。
(6)以对苯二酚、1,3-丁二烯为原料,参考以上部分流程,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
【答案】(1)羟基、羧基
(2) (3)BCD
(4) (5) ①. 7 ②.
(6)
【解析】
【分析】由物质转化流程可知,水杨酸与浓硝酸、浓硫酸发生硝化反应生成A,A与在浓硫酸加热条件下发生取代反应生成B,B与氢气发生还原反应生成C(),C与发生取代反应生成,与发生已知①的取代反应生成D(),D在加热条件下发生已知②的反应生成E,E在作用下发生氧化反应生成F,F在作用下发生还原反应生成G,G与发生取代反应生成H,H成环生成目标产物。
【小问1详解】
由水杨酸的结构可知,含有的官能团为羟基、羧基;
【小问2详解】
由分析可知,D的结构简式为:;
【小问3详解】
A.化合物B中酚羟基消耗1mol,酯基()水解消耗1mol,但题中未明确B的物质的量,因此无法计算消耗的量,A错误;
B.化合物C的结构中,苯环为平面结构,酯基的羰基、氨基均与苯环共平面,侧链的饱和碳可通过单键旋转与羰基共平面,因此所有碳原子可能共平面,B正确;
C.反应D→E为Claisen重排,烯丙基醚重排为烯丙基酚,重排反应的趋势大,主要原因是重排后生成的E(酚类)更稳定,C正确;
D.F的结构中含有醛基,在作用下发生还原反应生成G(结构中含醇羟基),该反应为还原反应,D正确;
【小问4详解】
H的结构中不含酚羟基,含醇羟基和磺酸酯基。副产物是2分子H通过分子间反应,一分子的醇羟基作为亲核试剂进攻另一分子中连有磺酸酯基的苯环碳原子,发生亲核取代反应,同时另一分子发生同样反应,共脱去2分子甲磺酸,生成环状二醚,化学方程式为:;
【小问5详解】
①含苯环,苯环上氢只有2种(说明苯环为对位二取代或对称四取代),不含键;②能发生水解反应(含酯基)和银镜反应(含醛基或甲酸酯基)。化合物I的分子式为,不饱和度为5,含苯环(不饱和度4),剩余1个不饱和度为酯基,符合条件的同分异构体共种;核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2的结构简式为;
【小问6详解】
由题,先与发生1,4加成生成,与发生取代反应生成,在加热条件下发生重排得到目标产物,合成路线为。
16. 粗铜精炼后的阳极泥含有和Au(金)等。湿法处理阳极泥的一种工艺流程如下:
(1)浸铜过程中除了与Cu反应和自身分解外,可能发生的反应还有___________。(写离子方程式)
(2)浸金时,Au转化为。浸金过程中发生的反应:
i.……
ii.
①补全反应i(该反应不产生气体)的离子方程式___________。
②随温度升高,滤渣2中含金量变化趋势是先减小后增大,原因是___________。
(3)浸银时发生反应将HCHO氧化为。为减少废液排放,充分利用资源,向浸银残液中通入气体X得到含再生液,并循环使用。气体X是___________。
(4)黄金制品通常称作K金,K数是按照黄金的质量分数来划分的,如纯金制品称为24K金,则下图储氢合金I属于___________(选填“12”“15”或“18”)K金,且储氢合金I中与1个Cu原子距离最近且相等的Au原子有___________个。储氢时,氢原子进入铜金形成的四面体空隙中,则下图储氢合金II的标准状况下的比储氢率(比储氢率)为___________(写出计算式即可)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 温度升高,反应i速率加快,滤渣2中含金量减小;温度太高时,反应ii产生逸出,促进反应ii进行,发生反应i的减少,Au的浸出率减小,滤渣2中含金量增加
(3)
(4) ①. 18 ②. ③.
【解析】
【分析】阳极泥经/稀硫酸、在浸铜,得到滤渣1(含、);滤渣1经、稀硫酸和浸金,生成进入浸金液;浸金液与反应还原得到;滤渣2依次经溶液、浸银,最终得到。同时,利用浸金残渣制备储氢合金,测定其比储氢率。
【小问1详解】
作为氧化剂,在酸性条件下将氧化为,与结合生成沉淀,自身被还原为,结合电子守恒与原子守恒,得离子方程式为:;
【小问2详解】
①已知反应ii:,全反应需将氧化为且不产生气体,说明的还原产物为,结合的氧化,反应i为:;
②温度升高时反应i(被氧化)速率加快,滤渣2中金含量减小;温度过高,反应ii()速率加快,且生成的逸出,促使平衡正向移动,消耗更多的,导致用于反应i的减少,Au的浸出率减小,滤渣2中含金量增加;
【小问3详解】
浸银过程中被氧化,为减少废液排放,需将氧化产物再生为。通入的气体X为;
【小问4详解】
①纯金为24K,合金I中原子数:晶胞I为体心立方,位于体心,数目为1;位于顶点,数目为。的质量分数,则K;
②储氢合金I为体心立方排布,Cu位于顶点,Au位于体心。以任一顶点Cu原子为中心,其被8个相邻的晶胞共用,每个相邻晶胞的体心位置均有1个Au原子,这些Au原子到该Cu原子的距离均为晶胞体对角线的一半,距离最近且相等,故共有8个;
③储氢合金Ⅱ中含有的铜原子数为,含有的金原子数为,该合金共有8个四面体空隙,标准状况下该晶胞最大储氢,比储氢率。
17. 二氧化碳加氢制甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。主要反应如下:
I.
II.
回答下列问题:
(1)已知反应III:的___________。
(2)反应I的机理如图所示。在途径A中,决速步骤的能垒是___________eV。从热力学和动力学综合考虑,反应I的最优路径是___________(填“途径A”“途径B”或“途径C”)。
(3)温度为时,向某恒容密闭容器中充入和,只发生反应I.
①初始总压为,平衡时测得容器内总压为。计算该温度下的平衡转化率___________。
②反应I:的平衡常数为。温度保持不变,将容器体积缓慢压缩至原来的一半,重新达到平衡后,的转化率___________(填“增大”或“减小”或“不变”);请结合平衡常数解释原因___________。
(4)反应I的某路径主要步骤如下(*表示吸附态):
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
其中,与第⑤步构成竞争关系的基元反应是___________(填序号)。
(5)工业上利用加氢制甲醇时,通常采用Cu基催化剂。某科研团队在不同条件下进行了实验,测得转化率和甲醇选择性数据如下表:
实验组
温度/
压力/MPa
(物质的量比)
转化率/%
甲醇选择性/%
①
200
5
3:1
18.5
92.3
②
250
5
3:1
24.2
85.6
③
300
5
3:1
28.7
72.4
④
250
3
3:1
19.8
84.1
⑤
250
8
3:1
27.5
87.3
⑥
250
5
4:1
28.9
88.2
⑦
250
5
5:1
31.2
86.5
已知:反应I为主反应,反应II副反应;
甲醇选择性
工业条件选择:某工厂计划建设一套加氢制甲醇生产装置,要求兼顾较高的转化率和甲醇选择性。请根据表中数据,选择最优的反应条件组合(温度、压力、配比):___________。
【答案】(1)-90.7
(2) ①. 1.8 ②. 途径B
(3) ①. 30% ②. 增大 ③. 压缩体积至一半,各气体分压瞬间加倍,此时反应商,故平衡正向移动,转化率增大
(4)⑥ (5)温度、压力的物质的量比
【解析】
【小问1详解】
反应III可以由反应I减去反应II得到,其焓变。
【小问2详解】
途径A为实线,通过图中观察,相对能量越大,反应越慢,途径A中反应的决速步骤为第一步,能垒1.8 eV;综合热力学和动力学因素,选择产物能量低且决速步骤能垒低的路径作为最优路径,综合这一点,最优路径为途径B。
【小问3详解】
反应I:,设消耗了n mol的CO2,根据反应后的压强为原压强的85%,有:,解得,则CO2的平衡转化率为: ;压缩体积至一半,各气体分压瞬间加倍,此时反应商,故平衡正向移动,转化率增大。
【小问4详解】
基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,第④步将一步转化成了和,此时体系中有这两个成分,根据与反应,可以知道和在此时竞争,故与第⑤步构成竞争关系的基元反应为⑥。
【小问5详解】
根据表中数据,当温度、压力的物质的量比时,CO2的转化率较高且甲醇具有较高的选择性,生产出的甲醇较其他条件更多。
18. 新颖聚合催化剂的研发是高分子材料可控合成的核心方向,配体的分子设计与合成工艺直接决定催化剂性能。二茂铁茚配体()是一类高性能配体,其合成路线及实验操作如下。
Ⅰ 无水无氧手套箱中,称取8.37 g二茂铁于茄形瓶,加无水处理的正己烷与四氢呋喃,搅拌成悬浊液。
Ⅱ 用恒压滴液漏斗滴加叔丁基锂正戊烷溶液,室温反应4小时。
Ⅲ 称取5.947 g 1-茚酮(),无水四氢呋喃稀释后滴加至体系,室温搅拌20小时;移出手套箱,滴加去离子水水解至无气泡产生。
Ⅳ 室温搅拌2小时后分液,取上层有机相;加过量对甲苯磺酸,加热回流后过滤,减压蒸馏除溶剂得粗产物;粗产物经升华预处理后,柱层析分离纯化,得橙黄色纯品6.075 g。
已知:①叔丁基锂遇水、遇氧剧烈反应,手套箱为隔绝氧气和水的装置;
②二茂铁的熔点,沸点以上能升华;不溶于水,易溶于烷烃、四氢呋喃等有机溶剂。
③
④对甲苯磺酸(TsOH)常温下是白色针状或粉末状晶体,为有机强酸,作酸催化剂,难溶于烷烃,易溶于水和醇类。
回答下列问题:
(1)写出的价层电子排布式___________。
(2)在分液过程中,所需要的仪器有___________(填名称,从以下仪器中选择)
(3)步骤Ⅲ中水解反应的核心作用是___________;水解时缓慢滴加去离子水的目的是___________。
(4)步骤Ⅳ中有机相中加过量对甲苯磺酸的双重作用为:①催化醇的消去反应;②___________。
(5)步骤Ⅳ中柱层析分离利用的核心原理是___________(填字母)。
A. 溶解度差异 B. 吸附-解吸差异 C. 熔沸点差异 D. 密度差异。
(6)计算目标产物二茂铁茚的产率___________(结果保留两位有效数字);步骤Ⅳ中粗产物柱层析前升华的主要目的是___________;若未升华直接柱层析,测得产率会___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)分液漏斗 烧杯
(3) ①. 将反应中间体中的-OLi转化为-OH,生成醇类中间体 ②. 防止滴加速率过快导致体系温度骤升、副反应增多
(4)难溶于烷烃,反应后过滤可同步除去部分无机杂质 (5)B
(6) ①. ②. 除去粗产物中未反应、易升华的二茂铁 ③. 偏高
【解析】
【分析】二茂铁溶于正己烷和四氢呋喃形成悬浊液,再与叔丁基锂正戊烷溶液反应生成二茂铁锂,继续滴加1-茚酮四氢呋喃混合液反应,得到,加去离子水使水解生成,最后发生消去得到目标产物。
【小问1详解】
Fe是26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,价层电子为3d64s2,优先失去最外层2个电子,故Fe2+的价层电子排布式为3d6;
【小问2详解】
分液时用到的主要仪器有:分液漏斗、烧杯等;
【小问3详解】
根据分析,步骤Ⅲ中水解的作用是将-OLi基团水解生成-OH,使最后一步能发生消去反应得到目标产物;滴加去离子水时如果速率过快会导致体系温度骤升,发生副反应;
【小问4详解】
步骤Ⅳ中有机相中加过量对甲苯磺酸的作用一是作催化剂,催化醇的消去反应;二是本身难溶于体系中的正己烷、正戊烷等溶剂,使残留的碱性物质转化为难溶物,便于一并过滤除去;
【小问5详解】
柱层析分离利用的核心原理是被分离的物质与固定相之间的吸附-解吸能力差异,故选B;
【小问6详解】
经计算可知,1-茚酮稍过量,理论产量按二茂铁计算得物质的量为0.045 mol,即理论产量为13.5 g,二茂铁茚产率=;步骤Ⅳ中粗产物经蒸馏除去大部分低熔点有机物后粗产品中主要含二茂铁杂质,柱层析前升华的主要目的是除去残留二茂铁,以免产品中含杂质使产率偏高。
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