内容正文:
高三化学测试题
考试范围:高考范围;考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Mg:24 Cu:64 Na:23
单选题(每题3分,共15分)
1. 中国的饮食和传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A. 抚仙湖抗浪鱼:鱼肉经煮、炸、蒸都会变性
B. 彝族火把节:火把燃烧过程发生氧化还原反应
C. 衡水湖烤鸭蛋:营养成分中的蛋白质、脂肪、维生素都属于有机物
D. 德州夏津“打铁花”:“打铁花”的绚烂色彩与金属原子核外电子跃迁吸收能量有关
【答案】D
【解析】
【详解】A.鱼肉中的蛋白质在加热(煮、炸、蒸)时会发生变性,破坏其空间结构,A正确;
B.火把燃烧涉及可燃物与氧气的反应,属于氧化还原反应(如碳的氧化),B正确;
C.蛋白质、脂肪、维生素均含碳元素,属于有机物,C正确;
D.“打铁花”的金属焰色源于电子跃迁时释放能量(以光的形式),而非吸收能量,D错误;
故答案选择D。
2. 化学用语是学习化学的重要工具,下列化学用语表述正确的是
A. 的电离方程式:
B. 环己醇()中没有手性碳原子
C. ()的化学名称:2-乙基戊烷
D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.是二元弱酸,电离分步进行,正确电离为:、,A错误;
B.连接4个不同原子/基团的饱和碳原子是手性碳原子。环己醇中,除连羟基的碳外,其余碳均连接2个氢原子,不满足条件;连羟基的碳,其在六元环两侧的烷基结构完全相同,该碳连接的基团不是4种不同基团,因此环己醇中没有手性碳原子,B正确;
C.烷烃命名需选最长碳链为主链,该有机物最长碳链含6个碳原子,正确名称为3-甲基己烷,C错误;
D.是共价化合物,不存在离子键,不能写成离子形式的电子式,题图的电子式是离子化合物的写法,D错误;
故选B。
3. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
铝制品表面镀膜
阳极氧化形成致密氧化膜
B
pH计测定雨水的pH
的雨水为酸雨
C
加工腊肉时加入适量NaCl
NaCl为防腐剂
D
葡萄酒中加入适量
起增味和杀菌作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝做阳极时,通过电解阳极氧化可在铝制品表面生成致密的氧化铝氧化膜,实现铝制品表面镀膜,解释合理,A不符合题意;
B.酸雨的定义为的雨水,使用pH计测定雨水pH就是为了判断雨水是否为酸雨,解释合理,B不符合题意;
C.NaCl能够使微生物脱水失去活性,可抑制细菌生长,是常用的食品防腐剂,加工腊肉加入适量NaCl作防腐剂,解释合理,C不符合题意;
D.葡萄酒中加入适量的作用是杀菌和抗氧化,防止葡萄酒被氧化变质,因此不具有增味作用,解释不合理,D符合题意;
故答案为:D。
4. 下列实验室中的操作不规范的是
A. 配制一定物质的量浓度的NaCl溶液:佩戴护目镜
B. 检验浓硫酸与少量铜反应产物中的:向反应后的溶液中加水,观察颜色变化
C. 分离二氯甲烷和四氯化碳:在通风橱中对混合液进行蒸馏,分别收集沸点不同的组分
D. 研究苯酚的物理性质:苯酚不慎沾到手上,先用乙醇冲洗,再用水冲洗
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验室配制溶液时,佩戴护目镜做防护,操作规范,A正确;
B.浓硫酸与铜反应后,体系中剩余大量浓硫酸,若直接向反应后的溶液中加水,浓硫酸稀释放出大量热,会导致液体暴沸飞溅,引发危险,操作不规范;正确操作是将反应后的混合液缓慢倒入水中,边倒边搅拌,B错误;
C.二氯甲烷和四氯化碳互溶,沸点差异较大,可用蒸馏法分离;二者都有毒性,在通风橱中操作,操作规范,C正确;
D.苯酚有毒,易溶于乙醇,苯酚不慎沾到皮肤上,先用乙醇冲洗溶解苯酚,再用水冲洗,操作规范,D正确;
故选B。
5. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,所含分子数为
B. 超氧化钾与水发生歧化反应生成时转移的电子数为
C. 25℃时,溶液()中的数目为
D. 12 g石墨烯晶体(单层石墨)中含有的C-Cσ键的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下为液体,不能用气体摩尔体积来计算分子数,A错误;
B.超氧化钾中氧的化合价为,歧化反应方程式为:,生成时转移电子,故生成转移1 mol电子,电子数为,B正确;
C.完全电离,但和均能水解,pH=7时只能说明和的水解程度几乎相同,但溶液中的因水解使浓度小于,则2 L溶液中数目小于,C错误;
D.石墨烯中每个碳原子形成3个键,每个键被2个碳原子共享,则12 g石墨烯中含1 mol碳原子,有键数目为,D错误;
故答案为:B。
6. 物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素没有关联的是
选项
性质差异
结构因素
A
热稳定性:HF>HCl>HBr
电负性
B
酸性:二氯乙酸<二氟乙酸
分子间氢键
C
熔点:NaCl>S8
晶体类型
D
与Na反应的剧烈程度:H2O>CH3CH2OH
羟基的极性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.电负性差异影响H-X键的键能,键能越大热稳定性越高,氟的电负性最大,故HF最稳定,HCl次之,HBr最低,结构因素与性质差异关联,A不符合题意;
B.二氟乙酸酸性强于二氯乙酸是由于氟原子电负性更大,吸电子诱导效应更强,使羧基更易电离;分子间氢键主要影响物理性质(如沸点、溶解度),与酸性无关,结构因素与性质差异没有关联,B符合题意;
C.NaCl为离子晶体,熔点高需克服强离子键;S8为分子晶体,熔点低只需克服弱分子间作用力,晶体类型不同导致熔点差异,结构因素与性质差异关联,C不符合题意;
D.水分子中羟基极性比乙醇中强(因烷基的给电子效应降低乙醇中O-H极性),O-H键更易断裂,故与钠反应更剧烈,结构因素与性质差异关联,D不符合题意;
故答案选B。
7. 科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与Z同主族,X、Y、Z、W原子半径依次减小,Y和W的原子序数之和为Z的2倍。下列说法正确的是
A. 同周期元素中第一电离能大于Z的有2种
B. 分子的极性:YW3>QZ3
C. 键能:W2>Z2>Y2
D. 最简单氢化物的熔点:Z>W>X
【答案】B
【解析】
【分析】该物质结构中Z形成2个共价键,Q形成6个共价键,结合“Q与Z同主族”可知,Q、Z均位于第ⅥA族,原子序数:Q>Z,则Q为硫元素,Z为氧元素;W形成1个共价键且原子序数:S>W>O,则W为氟元素;由“Y和W的原子序数之和为Z的2倍”可知,则Y的原子序数为8×2−9=7,Y为氮元素;X失去1个电子得到X+,则X位于第ⅠA族,结合X、N、O、F原子半径依次减小可知,X为锂元素;综上所述,X、Y、Z、W、Q分别为Li、N、O、F、S。
【详解】A.Z为O元素,位于第二周期,同周期元素中第一电离能大于O的元素有N、F、Ne共3种,A错误;
B.YW3为NF3,QZ3为SO3,其中前者的价层电子对数为,孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,为极性分子,后者的价层电子对数为,无孤电子对,空间构型平面三角形,为非极性分子,则分子的极性:YW3 > QZ3,B正确;
C.Y、Z、W分别为N、O、F,对应单质分别为,其中形成三键,键能最大,形成双键键能大于的单键键能,故键能,C错误;
D.X、Z、W形成的氢化物分别为,其中LiH为离子晶体,为分子晶体,一般来说离子晶体的熔点大于分子晶体的,则熔点最高的是LiH,分子间氢键数目大于分子间氢键数目,熔点,故熔点,D错误;
故选B。
8. 铑在元素周期表中与钴同族,其配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。已知存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,下列说法正确的是
A. Rh属于ds区元素
B. 反应过程中Rh的成键数目保持不变
C. 甲醇羰基化总反应为
D. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.铑与钴同族,钴属于第族元素,元素周期表中区仅包含、族,第族属于d区,因此Rh属于d区元素,A错误;
B.从反应循环图可知,反应过程中Rh的成键数目发生变化(初始为4,反应中变为6),B错误;
C.消去反应循环中的所有中间产物(、、的配合物等),总反应为:,C正确;
D.是反应的中间产物,不改变总反应的平衡状态,因此增大浓度不能提高甲醇的平衡转化率,D错误;
故选C。
9. 我国科研人员提出了一种通过DAT的N-N偶联制备高附加值产品DAAT,同时实现高效低能耗制氢的电化学策略,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 气体Z为氧气
B. 电极Y发生的反应为
C. 当有1 mol电子通过电路时,理论上可生成11.2 L(标况下)
D. 该装置工作时,经阴离子交换膜由右室迁移到左室
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为电解池,电极Y发生反应:,为阳极;电极X为阴极,发生还原反应。
【详解】A.电极X为阴极,发生还原反应,生成的气体Z为,A错误;
B.根据分析,电极Y发生反应:,B正确;
C.当有1 mol电子通过电路时,阴、阳极各生成,理论上共生成,标况下体积为22.4 L,C错误;
D.根据电解池中离子移动方向,由左室迁往右室,D错误;
故选B。
10. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿z轴将原子投影到平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中z数据为原子在z轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 该晶胞在体对角线上的投影可能为
B. 投影图中1号硫原子的分数坐标为
C. 锰原子的配位数为4
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.据投影图可知,晶胞结构如图,该晶胞在体对角线上的投影可能为,A正确;
B.1号硫原子的分数坐标为,B正确;
C.锰原子的配位数为4,C正确;
D.据均摊法计算可知,晶胞中硫原子有4个,锰原子有4个,设晶胞棱长为,最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半,即,D错误;
故选D。
11. 配合物间可发生结构转变。如配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。下列说法错误的是
A. 配合物1中含有2种配体
B. 配合物2中N原子采取杂化
C. 转变过程中涉及配位键的断裂和形成
D. 转变前后,Co的化合价由价变为+4价
【答案】D
【解析】
【详解】A.配合物1中,水中氧原子提供孤对电子,Co2+提供空轨道形成配位键;配合物1右侧N、O分别提供一对孤电子,与Co2+形成配位键,则配合物1中含有2种配体,A正确;
B.由配合物2的结构可知,N形成2个σ键,一个配位键,故采取sp2杂化,B正确;
C.转变过程中,配合物1中断裂2个H2O与Co2+形成的配位键,配合物2中,中的O与Co2+形成2个配位键,涉及配位键的断裂和形成,C正确;
D.配合物1、2中Co都为+2价,Co的化合价没有发生变化,D错误;
故选D。
12. 如图所示装置中,C、D、E、F为铂夹,分别夹在两张浸有对应溶液的滤纸条上,试管A、B及水槽中充满溶液,闭合、,断开,一段时间后,A、B两试管中共收集到气体(折算为标准状况)后,液面如图所示。再断开,闭合、。已知:(橙色)(黄色)。下列说法错误的是
A. 电源a端为正极
B. 断开,闭合、后,试管中电极反应为
C. 工作一段时间后,滤纸1的C电极附近橙色变浅
D. 理论上滤纸2的F电极能析出铜的质量小于
【答案】C
【解析】
【分析】闭合、,断开,形成电解池,电解硫酸钠溶液本质是电解水,阳极的电极反应式是,阴极的电极反应式为,氢气和氧气的体积比为2:1,由图可知,试管A收集的气体的体积约为试管B收集气体的体积的2倍,试管A收集的气体为氢气,试管B收集的气体为氧气,电解池中阳极与电源正极相连,电源a端为正极,b为电源负极;再断开,闭合、,A和B构成原电池,C、E为阳极,D、F为阴极;
【详解】A.由分析知,电源a端为正极,A正确;
B.断开,闭合、后, A和B构成原电池,试管B做正极,氧气得电子,电极反应为,B正确;
C.由分析知,滤纸1的C电极为阳极,发生电极反应,存在平衡:(橙色)(黄色),阳极附近氢离子浓度增大,平衡逆向移动,橙色变深, C错误;
D.A、B两试管中共收集到标准状况下气体,氢气和氧气的体积比为2:1,则氢气的体积为,物质的量为,转移电子为0.005 mol×2=0.01 mol,滤纸2上阴极F发生,滤纸1和滤纸2与试管A和B为并联关系,滤纸2上阴极F得到的电子数小于0.01 mol,则理论上能析出Cu少于0.005 mol,质量小于0.32 g,故D正确;
故选C。
13. 以BaSO4为原料制备压电材料BaTiO3的路线如下图所示。
已知:“焙烧”后产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。下列说法错误的是
A. “焙烧”中可能发生的反应为3BaSO4+12C+2CaCl22BaCl2+2CaS+BaS+12CO↑
B. “酸化”中产生的废气可用CaCl2溶液吸收
C. “母液”中的成分可以在“酸化”步骤中循环利用
D. “沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2,其热分解时产生的n(CO2):n(CO)=1:1
【答案】B
【解析】
【分析】与过量炭粉、氯化钙在高温下焙烧,碳粉作还原剂,使被还原;焙烧产物经水浸取后过滤,滤渣为未反应完的碳粉和微溶于水的CaS,滤液中含有易溶的BaS和;向滤液中加盐酸,将BaS转化为,此过程可产生等废气;晶体溶于水后,加入和,得到沉淀,隔绝空气加热获得最终产品。
【详解】A.结合已知信息及原子守恒可知,、过量碳粉、过量在焙烧时反应生成,其化学方程式可能为,A正确;
B.“酸化”的目的是要除去,为了不引入新的杂质离子,可以选用盐酸进行酸化,酸化后产生的气体为不能与反应,不能用溶液除去气体,B错误;
C.浓缩结晶后的母液中,含有未结晶的和酸化加入的剩余酸,可返回“酸化”步骤循环利用,C正确;
D.热分解时发生反应:,根据方程式可知,D正确;
故答案选B。
14. 光气()的分解反应为。该反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示(第10min到14min的浓度变化曲线未标出),下列说法错误的是
A. 第12min时
B. 第2min时反应温度第8min时反应温度
C. CO在平均反应速率平均反应速率
D. 第14min时改变的条件可能为增大容器体积
【答案】C
【解析】
【分析】由第4min到第8min时,生成物逐渐浓度增大、反应物浓度逐渐减小,说明平衡向正反应方向移动,则是因为改变反应温度引起的,正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以T(4min)<T(8min);第10 min时CO的浓度瞬时减小,而另一种生成物Cl2的浓度却瞬时不变,随后逐渐增大,说明改变的条件为移出部分CO(或减小CO的浓度),第10min到第12min时,各成分浓度变化值为0.01mol/L,则第14min时COCl2浓度为0.03mol/L,由图知,第14min时,各成分浓度均瞬间变为三分之二,则第14min时,采取的措施为扩大体积、减小压强;
【详解】A.据分析,第12min时,A正确;
B.据分析,第2min时反应温度第8min时反应温度,B正确;
C. 、时均处于平衡状态,各成分的改变值为0,CO在平均反应速率平均反应速率,C错误;
D.据分析,第14min时改变的条件可能为增大容器体积,D正确;
故选C。
15. 室温下,向硫酸铜溶液中滴加氨水,溶液中五种含铜微粒存在如下变化和平衡:各种含铜微粒占其总量的摩尔分数与lgc(NH3)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线V代表Cu2+的变化
B. 当c(NH3)=0.001mol/L时,有
C. 反应Cu2++3NH3⇌的平衡常数K=10-10.5
D. A点c(NH3)=10-2.5mol/L
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,曲线Ⅰ在c(NH3)最小时,含铜微粒摩尔分数最大,说明曲线Ⅰ表示Cu2+,随着c(NH3)升高,c(Cu2+)逐渐减小,[Cu(NH3)]2+的浓度逐渐增大,故曲线Ⅱ是[Cu(NH3)]2+,继续升高c(NH3),[Cu(NH3)]2+浓度逐渐减小,[Cu(NH3)2]2+的浓度逐渐增大,则曲线Ⅲ表示[Cu(NH3)2]2+,以此类推,曲线Ⅳ表示[Cu(NH3)3]2+,曲线V表示[Cu(NH3)4]2+,据以上分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线V代表[Cu(NH3)4]2+的变化,A错误;
B.由题干图形信息可知,当溶液中c(NH3)=0.001mol/L时,lg c(NH3)=−3.0,则有,B错误;
C.根据图可以判断Ⅱ为[Cu(NH3)]2+,曲线Ⅰ、Ⅱ交点即c(Cu2+)=c{[Cu(NH3)]2+},且交点对应c(NH3)=10-4.1mol/L,故K1==104.1,同理K2=103.5,K3=102.9,K4=102.1,故反应Cu2++3NH3=[Cu(NH3)3]2+的平衡常数K==K1×K2×K3=1010.5,C错误;
D.A点时,c{[Cu(NH3)2]2+}=c{[Cu(NH3)4]2+},反应⇌的平衡常数为=K3×K4=102.9×102.1=105,解得c(NH3)=10-2.5mol/L,D正确;
故答案为:D。
16. 我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
(1)“高压加热”时,生成的离子方程式为:________。
________________
(2)“沉铝”时,pH最高可调至________(溶液体积变化可忽略),已知:“滤液1”中,。
(3)“选择萃取”中,镍形成如图的配合物,镍易进入有机相的原因有________。
A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原
C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性
(4)晶体的立方晶胞中原子所处位置如上图,已知:同种位置原子相同,相邻原子间的最近距离之比,则________;晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为________。
(5)“700℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量,但借助工业合成氨的逆反应,可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为________和________。
【答案】(1)
(2)5 (3)AD
(4) ①. 3:1:1 ②. 12
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素,加入酸浸,金属元素转变为硫酸盐,往浸取液中通入空气,调节,高压加热可将氧化为,铁元素最终转化为而与其他金属元素分开;700℃下通入、可还原氧化铁为Fe,或加入溶液电解也可得到Fe。滤液1再调节pH可将转化为沉淀,即滤饼。滤液2加入合适的有机试剂萃取可分别得到Cu配合物、Ni配合物,两者经处理可得。
【小问1详解】
酸浸后Fe以形式存在,氧化生成,根据氧化还原化合价升降、电荷守恒配平得离子方程式: 。
【小问2详解】
沉铝时不能让沉淀(的溶度积常数更小,比先沉淀),根据,,,则 。
【小问3详解】
A.镍作为中心离子,有空轨道,N、O有孤电子对,两者形成配位键,可以使镍易进入有机相,A正确;
B.配位过程中化合价不变,没有被还原,B错误;
C.若配合物与水形成氢键,则更易溶于水相,不会进入有机相,C错误;
D.配合物中的长烷基链具有疏水性,使整体配合物难溶于水、易溶于有机溶剂,D正确。
答案选AD。
【小问4详解】
根据,结合晶胞位置: Cu位于顶点,Ni位于面心,N位于体心,刚好满足:顶点Cu到面心Ni的距离为,面心Ni到体心N的距离为,比例为,符合题意。数目计算:,,,故;该晶胞中,顶点Cu周围最近且等距离的Ni有3个,一个顶点被8个晶胞共用,相邻晶胞共用一个面,所以共个。
【小问5详解】
借助合成氨的逆反应持续提供,还原得到Fe,方程式分别为:,
17. 化学让生活更美好,各类水处理剂能让水质得到提升达到饮用水的标准。生活中较常见的水处理剂有氯气、次氯酸钠、漂白粉(主要成分为次氯酸钙)、二氧化氯、明矾、硫酸铁、高铁酸钠等。
(1)氯气常用于自来水的消毒。实验室常用如图装置制取,请写出相应的离子方程式:____________。
(2)将通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。实验中需溶液230mL。配制该溶液需用托盘天平称取____gNaOH固体。
(3)工业上以NaClO溶液为吸收剂吸收:先用调节溶液至强酸性,然后生成的HClO与NO反应生成和。该过程应在避光条件下进行,其原因是____________。
(4)已知:为紫色固体,微溶于浓KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速反应产生,在碱性溶液中较稳定。现利用如图装置(夹持装置略)制备,并设计以下方案探究能否氧化产生。
方案Ⅰ
取三颈烧瓶中的紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验,气体中含有
方案Ⅱ
用冷的KOH浓溶液充分洗涤三颈烧瓶中所得固体,再用KOH溶液将溶出,得到紫色溶液b,取少量溶液b,滴加足量盐酸得到溶液c且有产生;取少量溶液c,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色
①写出三颈烧瓶中生成反应的化学方程式:____________。
②三颈烧瓶中加入过量KOH溶液的目的是____________。
③依据的化学性质,甲同学认为方案Ⅰ不能证明能将氧化为,试分析其可能的原因:________(填离子方程式)。
④由方案Ⅱ是否能得出可将氧化为的结论?____(填“能”或“不能”)。
⑤为了改善溶液的稳定性,延长高铁酸钾处理水的作用时间,可添加一定浓度的次氯酸钠。在不同浓度NaClO作用下高铁酸钾随反应时间的分解率如图所示:
次氯酸钠溶液可提高高铁酸钾溶液稳定性的原因是______。
【答案】(1)
(2)10.0 (3)不稳定,见光易分解
(4) ①. ②. 提供碱性环境,保证稳定存在,提高的产率;增大的浓度,促进的析出 ③. ④. 能 ⑤. 水解使溶液呈碱性,有利于溶液的稳定
【解析】
【分析】本题以水处理剂为背景,核心是制备氯气和高铁酸钾,先通过实验室常规装置制取氯气,再将氯气通入过量浓KOH溶液的三颈烧瓶中反应制备高铁酸钾,同时涉及NaClO漂白液配制、NaClO溶液吸收NO、高铁酸钾氧化性探究与稳定性分析,围绕含氯水处理剂及高铁酸钾的制备、反应原理、性质验证与条件控制展开。
【小问1详解】
图示为实验室二氧化锰与浓盐酸加热制氯气的经典装置,改写为离子方程式即可。
【小问2详解】
实验室没有230 mL容量瓶,需配制250 mL溶液,m(NaOH)=c·V·M=1 mol/L×0.25 L×40 g/mol=10.0 g。
【小问3详解】
HClO见光分解为HCl和O2,会减少反应物浓度,降低反应效率,因此需要避光。
【小问4详解】
①反应物Cl2、Fe(OH)3、KOH,产物为K2FeO4,配平得到该方程式:。
②K2FeO4在碱性溶液中更稳定,过量KOH可维持碱性环境,提高产率;且K2FeO4微溶于浓KOH,增大K+浓度有利于平衡向沉淀方向移动,利于K2FeO4析出。
③制备K2FeO4后溶液中反应生成的ClO−,酸性条件下ClO−与Cl−反应生成Cl2,因此无法证明Cl2是K2FeO4氧化Cl−得到的。
④方案Ⅱ用冷浓KOH洗涤固体,已经除去了可溶性杂质(如ClO−),因此生成Cl2可证明是K2FeO4氧化Cl−得到。
⑤由图像可知,NaClO浓度越高,高铁酸钾分解率越低,NaClO水解为碱性,抑制高铁酸钾分解,提高稳定性。
18. 尿素是含氮量较高的固体氮肥。回答下列问题:
(1)基态氮原子核外电子占据的最高能级共有_____个原子轨道。
(2)研究发现,高温高压下,合成尿素反应过程中存在如下液相平衡体系:
主反应:(主反应反应进程中的能量变化如图所示);
副反应:。
①主反应的焓变为_____(用含、、、的代数式表示)。
②平衡体系内,部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图所示,代表的是____(填“a”或“b”);时,_____(填“>”“<”或“”);随着的增大,与趋于一致,原因是__________。
(3)工业上通过反应 合成尿素,研究小组在恒容密闭容器中对该反应进行跟踪,测得的平衡转化率与起始投料比[,分别为1、2、3]和温度的关系如图所示(不考虑水的蒸气压):
若℃下,从反应开始至达到M点历时,测得M点对应的总压强为akPa,则内,分压的平均变化速率为_____(用含、的代数式表示),N点对应条件下的分压平衡常数为_____(用含a的代数式表示,写出计算过程)。
【答案】(1)3 (2) ①. ②. a ③. > ④. 随着的增大,副反应被抑制,几乎没有进行,体系中主要发生主反应,与趋于一致(答案合理即可)
(3) ①. ②.
【解析】
小问1详解】
N的原子序数为7,位于第二周期第ⅤA族,基态氮原子核外电子排布式为,最高能级为,能级共含有个原子轨道,故答案为:3;
【小问2详解】
反应焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,也等于总正反应活化能减去总逆反应活化能,两步反应正活化能和为,逆活化能和为,因此;
增大,假设相当于不变,增大,主反应和副反应平衡均正向移动,但增大,减小,则代表的是;当时,主反应和副反应同时发生,主反应生成等物质的量的尿素和水,但主反应生成的在副反应中被消耗,所以;随着增大,副反应被抑制,几乎没有进行,体系中主要发生主反应,主反应生成等物质的量的尿素和水,所以与趋于一致;
【小问3详解】
二氧化碳浓度不变时,增大氨气的浓度,平衡正向移动,二氧化碳转化率增大,则曲线C代表投料比为3,M点的投料比为3,设的起始分压为P kPa,变化了,列三段式:
M点二氧化碳转化率为40%且总压为akPa,有,则,M点分压的平均变化速率为;对应条件下的分压平衡常数为,N点与M点同温,所以平衡常数相等。
19. 托品醇是副交感神经抑制剂阿托品的关键中间体之一,其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称为________;B中的官能团名称为________。
(2)托品酮的一种同分异构体中存在六元环状结构和碳碳双键,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为6:6:1,请写出满足条件的结构简式:________。
(3)关于上述合成路线,下列说法错误的有________(填选项字母)。
A.托品酮和托品醇均含有手性碳原子
B.由A、B和C转化为D的过程中,有键的断裂与形成
C.C中碳原子均采用杂化
(4)根据托品醇的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表:
序号
反应试剂、条件
反应形成的新有机结构
反应类型
a
________
取代反应或酯化反应
b
浓硫酸、加热
________
消去反应
(5)参照上述合成路线,以甲醇和为原料合成。基于你设计的合成路线,回答以下问题:
①若第一步反应涉及氧化反应,该反应的化学方程式为________。
②最后一步反应为化合物M和醛类物质的反应,化合物M的结构简式为________。
【答案】(1) ①. 丁二醛(答案合理即可) ②. 氨基
(2) (3)BC
(4) ①. 乙酸、浓硫酸、加热 ②.
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】三种原料分别为A(1,4-丁二醛)、B(甲胺)、C(3-氧代戊二酸二甲酯),在弱酸性缓冲液条件下发生多步缩合,脱去2分子水,一步构建出托品醇特征的氮杂双环[3.2.1]辛烷骨架,得到带有两个甲酯侧链的双环产物D。 D在酸性加热条件下,分子中的两个酯基发生水解,将转化为,得到二羧酸中间体E。E的两个羧基都是羰基的β位羧基(属于β-酮酸结构),受热不稳定,发生脱羧反应,脱去2分子,得到核心中间体托品酮。 托品酮结构中的羰基被还原为羟基,最终得到目标产物托品醇,据此作答。
【小问1详解】
A的结构为,主链含4个碳,两端为醛基,系统命名为丁二醛; B的结构为甲胺,官能团为氨基。
【小问2详解】
托品酮分子式为,要求:六元环、含碳碳双键、核磁共振氢谱3组峰,峰面积比6:6:1,说明分子高度对称,共有3种等效氢,总氢数和为6+6+1=13符合分子式,结构简式为:。
【小问3详解】
托品酮和托品醇都含有手性碳原子,A正确;A(醛)、C(酮)都含羰基键,反应过程中发生加成,键断裂,但没有键形成,B错误;C结构中存在羰基,羰基碳原子为杂化,不是所有碳原子都是杂化,C错误。故答案选BC。
【小问4详解】
托品醇具有醇羟基,可以发生酯化反应和消去反应,根据反应形成的新结构,可以推断发生酯化反应需要用乙酸做反应物,浓硫酸做催化剂,并且需要加热条件;发生消去反应时应用浓硫酸做催化剂,加热。符合醇羟基的消去反应规律:醇发生消去反应时,羟基会和邻位碳原子上的氢结合脱去1分子水,最终在原羟基碳原子和邻位碳原子之间形成碳碳双键,因此新的有机结构就是托品醇脱去水后带碳碳双键的双环结构:。
【小问5详解】
由合成,可利用制得,再通过甲醛(由甲醇催化氧化获得),引入碳环最终获得产物,所以,化合物M结构为:;第一步反应设计氧化反应,方程式为: 。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高三化学测试题
考试范围:高考范围;考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Mg:24 Cu:64 Na:23
单选题(每题3分,共15分)
1. 中国的饮食和传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A. 抚仙湖抗浪鱼:鱼肉经煮、炸、蒸都会变性
B. 彝族火把节:火把燃烧过程发生氧化还原反应
C. 衡水湖烤鸭蛋:营养成分中的蛋白质、脂肪、维生素都属于有机物
D. 德州夏津“打铁花”:“打铁花”的绚烂色彩与金属原子核外电子跃迁吸收能量有关
2. 化学用语是学习化学的重要工具,下列化学用语表述正确的是
A. 的电离方程式:
B. 环己醇()中没有手性碳原子
C. ()的化学名称:2-乙基戊烷
D. 的电子式:
3. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
铝制品表面镀膜
阳极氧化形成致密氧化膜
B
pH计测定雨水的pH
的雨水为酸雨
C
加工腊肉时加入适量NaCl
NaCl防腐剂
D
葡萄酒中加入适量
起增味和杀菌作用
A. A B. B C. C D. D
4. 下列实验室中的操作不规范的是
A. 配制一定物质的量浓度的NaCl溶液:佩戴护目镜
B. 检验浓硫酸与少量铜反应产物中的:向反应后的溶液中加水,观察颜色变化
C. 分离二氯甲烷和四氯化碳:在通风橱中对混合液进行蒸馏,分别收集沸点不同的组分
D. 研究苯酚的物理性质:苯酚不慎沾到手上,先用乙醇冲洗,再用水冲洗
5. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,所含分子数为
B. 超氧化钾与水发生歧化反应生成时转移的电子数为
C. 25℃时,溶液()中的数目为
D. 12 g石墨烯晶体(单层石墨)中含有的C-Cσ键的数目为
6. 物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素没有关联的是
选项
性质差异
结构因素
A
热稳定性:HF>HCl>HBr
电负性
B
酸性:二氯乙酸<二氟乙酸
分子间氢键
C
熔点:NaCl>S8
晶体类型
D
与Na反应的剧烈程度:H2O>CH3CH2OH
羟基的极性
A. A B. B C. C D. D
7. 科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q与Z同主族,X、Y、Z、W原子半径依次减小,Y和W的原子序数之和为Z的2倍。下列说法正确的是
A. 同周期元素中第一电离能大于Z的有2种
B. 分子的极性:YW3>QZ3
C. 键能:W2>Z2>Y2
D. 最简单氢化物的熔点:Z>W>X
8. 铑在元素周期表中与钴同族,其配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。已知存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,下列说法正确的是
A. Rh属于ds区元素
B. 反应过程中Rh的成键数目保持不变
C. 甲醇羰基化的总反应为
D. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
9. 我国科研人员提出了一种通过DAT的N-N偶联制备高附加值产品DAAT,同时实现高效低能耗制氢的电化学策略,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 气体Z为氧气
B. 电极Y发生的反应为
C. 当有1 mol电子通过电路时,理论上可生成11.2 L(标况下)
D. 该装置工作时,经阴离子交换膜由右室迁移到左室
10. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿z轴将原子投影到平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中z数据为原子在z轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 该晶胞在体对角线上的投影可能为
B. 投影图中1号硫原子的分数坐标为
C. 锰原子的配位数为4
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
11. 配合物间可发生结构转变。如配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。下列说法错误的是
A. 配合物1中含有2种配体
B. 配合物2中N原子采取杂化
C. 转变过程中涉及配位键的断裂和形成
D. 转变前后,Co的化合价由价变为+4价
12. 如图所示装置中,C、D、E、F为铂夹,分别夹在两张浸有对应溶液的滤纸条上,试管A、B及水槽中充满溶液,闭合、,断开,一段时间后,A、B两试管中共收集到气体(折算为标准状况)后,液面如图所示。再断开,闭合、。已知:(橙色)(黄色)。下列说法错误的是
A. 电源a端为正极
B. 断开,闭合、后,试管中电极反应为
C. 工作一段时间后,滤纸1的C电极附近橙色变浅
D. 理论上滤纸2的F电极能析出铜的质量小于
13. 以BaSO4为原料制备压电材料BaTiO3的路线如下图所示。
已知:“焙烧”后产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。下列说法错误的是
A. “焙烧”中可能发生的反应为3BaSO4+12C+2CaCl22BaCl2+2CaS+BaS+12CO↑
B. “酸化”中产生废气可用CaCl2溶液吸收
C. “母液”中的成分可以在“酸化”步骤中循环利用
D. “沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2,其热分解时产生的n(CO2):n(CO)=1:1
14. 光气()的分解反应为。该反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示(第10min到14min的浓度变化曲线未标出),下列说法错误的是
A. 第12min时
B. 第2min时反应温度第8min时反应温度
C. CO在平均反应速率平均反应速率
D. 第14min时改变的条件可能为增大容器体积
15. 室温下,向硫酸铜溶液中滴加氨水,溶液中五种含铜微粒存在如下变化和平衡:各种含铜微粒占其总量的摩尔分数与lgc(NH3)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线V代表Cu2+变化
B. 当c(NH3)=0.001mol/L时,有
C. 反应Cu2++3NH3⇌的平衡常数K=10-10.5
D. A点c(NH3)=10-2.5mol/L
16. 我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
(1)“高压加热”时,生成的离子方程式为:________。
________________
(2)“沉铝”时,pH最高可调至________(溶液体积变化可忽略),已知:“滤液1”中,。
(3)“选择萃取”中,镍形成如图的配合物,镍易进入有机相的原因有________。
A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原
C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性
(4)晶体的立方晶胞中原子所处位置如上图,已知:同种位置原子相同,相邻原子间的最近距离之比,则________;晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为________。
(5)“700℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量,但借助工业合成氨的逆反应,可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为________和________。
17. 化学让生活更美好,各类水处理剂能让水质得到提升达到饮用水的标准。生活中较常见的水处理剂有氯气、次氯酸钠、漂白粉(主要成分为次氯酸钙)、二氧化氯、明矾、硫酸铁、高铁酸钠等。
(1)氯气常用于自来水的消毒。实验室常用如图装置制取,请写出相应的离子方程式:____________。
(2)将通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。实验中需溶液230mL。配制该溶液需用托盘天平称取____gNaOH固体。
(3)工业上以NaClO溶液为吸收剂吸收:先用调节溶液至强酸性,然后生成的HClO与NO反应生成和。该过程应在避光条件下进行,其原因是____________。
(4)已知:为紫色固体,微溶于浓KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速反应产生,在碱性溶液中较稳定。现利用如图装置(夹持装置略)制备,并设计以下方案探究能否氧化产生。
方案Ⅰ
取三颈烧瓶中的紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验,气体中含有
方案Ⅱ
用冷的KOH浓溶液充分洗涤三颈烧瓶中所得固体,再用KOH溶液将溶出,得到紫色溶液b,取少量溶液b,滴加足量盐酸得到溶液c且有产生;取少量溶液c,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色
①写出三颈烧瓶中生成反应化学方程式:____________。
②三颈烧瓶中加入过量KOH溶液目的是____________。
③依据的化学性质,甲同学认为方案Ⅰ不能证明能将氧化为,试分析其可能的原因:________(填离子方程式)。
④由方案Ⅱ是否能得出可将氧化为的结论?____(填“能”或“不能”)。
⑤为了改善溶液的稳定性,延长高铁酸钾处理水的作用时间,可添加一定浓度的次氯酸钠。在不同浓度NaClO作用下高铁酸钾随反应时间的分解率如图所示:
次氯酸钠溶液可提高高铁酸钾溶液稳定性的原因是______。
18. 尿素是含氮量较高的固体氮肥。回答下列问题:
(1)基态氮原子核外电子占据的最高能级共有_____个原子轨道。
(2)研究发现,高温高压下,合成尿素反应过程中存在如下液相平衡体系:
主反应:(主反应反应进程中的能量变化如图所示);
副反应:。
①主反应的焓变为_____(用含、、、的代数式表示)。
②平衡体系内,部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图所示,代表的是____(填“a”或“b”);时,_____(填“>”“<”或“”);随着的增大,与趋于一致,原因是__________。
(3)工业上通过反应 合成尿素,研究小组在恒容密闭容器中对该反应进行跟踪,测得的平衡转化率与起始投料比[,分别为1、2、3]和温度的关系如图所示(不考虑水的蒸气压):
若℃下,从反应开始至达到M点历时,测得M点对应的总压强为akPa,则内,分压的平均变化速率为_____(用含、的代数式表示),N点对应条件下的分压平衡常数为_____(用含a的代数式表示,写出计算过程)。
19. 托品醇是副交感神经抑制剂阿托品的关键中间体之一,其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称为________;B中的官能团名称为________。
(2)托品酮的一种同分异构体中存在六元环状结构和碳碳双键,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为6:6:1,请写出满足条件的结构简式:________。
(3)关于上述合成路线,下列说法错误的有________(填选项字母)。
A.托品酮和托品醇均含有手性碳原子
B.由A、B和C转化为D的过程中,有键的断裂与形成
C.C中碳原子均采用杂化
(4)根据托品醇的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表:
序号
反应试剂、条件
反应形成的新有机结构
反应类型
a
________
取代反应或酯化反应
b
浓硫酸、加热
________
消去反应
(5)参照上述合成路线,以甲醇和为原料合成。基于你设计的合成路线,回答以下问题:
①若第一步反应涉及氧化反应,该反应的化学方程式为________。
②最后一步反应为化合物M和醛类物质的反应,化合物M的结构简式为________。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$