内容正文:
复旦附中2026届高三第二学期化学四月阶段检测
注意:
1.时间60分钟。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1-2个正确选项,未标注的试题,每小题只有1个正确选项。
一、新型超分子材料(共24分)
研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当快递员(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。
1. 在电镀中常用到含铅电解液,如Na2[PbCl4],该配合物的外界是___________。
2. 二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1。关于图结构,下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项)
A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种
C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子,具有分子识别的特性
3. 在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2),新的分子对Pb2+的结合能力减弱,试从结构角度解释原因:___________。
4. KMnO4氧化甲苯时,引入冠醚加快反应速率,原理如图3。分析图3,反应过程中的催化剂是___________。
A. K+ B. C. D.
富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子,科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。
5. 图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂,其合成原料有___________和___________。(填结构简式)
6. 富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示,分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连,则1mol C60分子中σ键数目为___________。
7. 金刚石与C60的晶胞结构如图6,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因:___________。
8. 充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”,成功合成了“纳米小车”分子,该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”,以运载药物,分子结构如下图7所示。下列说法正确的是___________。
A. 纳米小车属于烃类物质
B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式
C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶”
D. 纳米小车属于高分子化合物
一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。
已知:烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
9. (PPh3)内中心P原子的价层电子对空间构型是___________。
10. 比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。
C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。
11. 某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60,每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。
12. 若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹,晶胞边长为a nm,阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________ g·cm-3。
【答案】1. 2. A
3. F的电负性大,由于吸电子效应,使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱 4. C
5. ①. ②. CH3CHO
6.
7. ①. > ②. 金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,熔融时分别破坏共价键和分子间作用力,共价键强度大于分子间作用力,故金刚石熔点高于C60 8. C
9. 四面体形 10. <
11. 12 12.
【解析】
【分析】
【1题详解】
中与形成配位键,故为外界。
【2题详解】
A.二苯并-18-冠-6-醚呈立体对称性,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B.二苯并-18-冠-6-醚分子中,苯环上有2种不同化学环境的氢原子,亚甲基上也有2种不同化学环境的氢原子,故共有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种,B错误;
C.二苯并-18-冠-6-醚的分子式为,C错误;
D.二苯并-18-冠-6-醚是有机物不属于超分子,结合后的物质(图1)是超分子,具有分子识别的特性,D错误;
故选A。
【3题详解】
氟原子是吸电子基,使得冠醚分子中O原子给出电子对的能力减弱,导致在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子,新的分子对的结合能力减弱。
【4题详解】
冠醚在水相中结合转移到有机相中,通过静电吸附作用促进向有机相转移,把甲苯氧化为苯甲酸根离子后进入水相,通过静电吸引促进结合的冠醚进入水相,脱附得到冠醚。引入冠醚可促进向有机相转移,加快反应速率,故该反应过程中的催化剂为冠醚,故选C。
【5题详解】
酚醛树脂是由苯酚和甲醛通过缩聚反应获得,图4分子的合成原理类似酚醛树脂,故合成原料有和CH3CHO。
【6题详解】
富勒烯分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连,根据均摊法,每个碳原子的键个数个,故富勒烯分子中的键个数个,1mol C60分子中σ键数目为。
【7题详解】
金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,熔融时分别破坏共价键和分子间作用力,共价键强度大于分子间作用力,故金刚石熔点高于C60。
【8题详解】
A.纳米小车中含有C、H、O原子,属于烃的衍生物,不属于烃,A错误;
B.纳米小车中含有的中的碳原子为饱和碳原子,杂化方式为杂化,苯环上的碳原子为杂化。碳碳三键上的碳原子为sp杂化,B错误;
C.纳米小车的“车轮”围绕Y轴方向的“车轴”旋转,从而驱动小车沿X方向“行驶”,C正确;
D.纳米小车不属于高分子化合物,分子量小于1万,且没有重复结构单元,D错误;
故选C。
【9题详解】
该有机物中心P原子含有3条σ键和1对孤对电子,价电子数为4,价层电子对空间构型是四面体形。
【10题详解】
与均是配体,能通过电子与中心金属原子形成配位键,由60个碳原子构成球形结构,碳原子为杂化,杂化的碳原子与3个碳形成σ键,,未参与杂化的p轨道上的电子形成离域键,具有更大的电子云,因此配位能力更强。配体与Pt的配位能力大小:
<。
【11题详解】
晶胞中的小黑球代表M,分别位于棱心(12个)、体内(8个)和体心(1个),根据均摊法个数为。
【12题详解】
该物质的化学式为,根据晶胞中有12个M可得密度。
二、探究工业硫及纯度测定(共21分)
工业硫是制造硫酸、化肥、橡胶硫化剂等基础化工产品的核心原料,还在冶金、医药等多个领域发挥着不可或缺的作用。
13. 下列关于硫叙述正确的是___________(不定项)。
A. 硫的非金属性较强,所以主要以化合态存在于自然界
B. 3.2g S与6.4g Cu反应能得到9.6g纯净CuS
C. 通过二硫键(-S-S-)将线型高分子硫化交联,交联程度越大弹性越好
D. 相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,热效应(硫蒸气)<(硫固体)
14. 写出基态S2-最高能级的轨道表示式:___________。
15. 乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,推测其与乙醇相比,沸点较高的是___________(写结构式)。
为探究工业硫的性质并测定其纯度进行如下实验(忽略杂质反应)
I.性质探究:
实验一:向试管加入工业硫、KOH水溶液,持续振荡;淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解。
实验二:向试管加入工业硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解。
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业硫研成粉末,称取mg置于圆底烧瓶中,加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85℃ 加热回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下滴加足量 30% H2O2,加热至 110℃,保持 20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用 c mol·L-1HCl 标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业硫,做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
已知:25℃时,H2S的Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-13;H2SO3的Ka1=1.2×10-2,K a2=6.2×10-8。
加入工业晶硫实验数据
空白实验数据
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
滴定前读数/mL
0.00
24.98
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
滴定后读数/mL
24.98
49.78
25.00
25.02
39.98
40.02
39.10
40.00
16. 若“实验一”中S过量,则反应时会生成。可看成是中的一个O被S替换形成的产物,则的空间构型为 ___________,能与 Ag+形成配合物离子,其中配位原子是 ___________。(Ag+的配位数为2)
17. “实验一”中0.3 mol S 与0.8 mol KOH 充分反应,若向反应后溶液中加入含0.3 mol HCl 的盐酸,得到100 mL 溶液,在25℃ 时,则该溶液的pH最接近___________。
A. 14 B. 13 C. 12 D. 11
18. “实验二”中淡黄色固体溶解的化学反应方程式为___________。
19. 下列有关“纯度测定”实验的操作表述中正确的是___________。
A. 步骤①中蒸馏除去乙醇需要用到仪器球形冷凝管
B. 步骤②可用水浴加热,使受热均匀
C. 步骤②中应缓慢滴加H2O2溶液
D. 步骤③中指示剂也可用石蕊试液
20. 测得工业硫的纯度为 ___________。
二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键(在特定条件下断开并能复原的化学键),其光响应原理可用如图表示,已知光的波长与其能量成反比。
21. 图中实现光响应的波长:λ1___________(填“>”或“<”或“=”) λ2,其原因是___________。
【答案】13. AD 14.
15. 16. ①. 四面体形 ②. S 17. B
18. 19. C
20.
21. ①. < ②. Se的原子半径比S大,Se-Se键的键长长,所以键能比S-S键键能小,对应的光波波长较长
【解析】
【分析】实验一中,向试管中加入工业硫和KOH水溶液,持续振荡,淡黄色固体(硫)完全溶解,发生的反应为:6KOH+3S=2K2S+K2SO3+3H2O,继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,是因为K2SO3与BaCl2反应生成了BaSO3白色沉淀,加足量盐酸后沉淀完全溶解,是因为BaSO3能与盐酸反应,生成氯化钡、二氧化硫气体和水;
实验二中,向试管中加入工业硫、KOH水溶液和双氧水,持续振荡,淡黄色硫完全溶解;继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加足量盐酸后沉淀不溶解,则沉淀是BaSO4,进一步说明反应过程中生成了硫酸根离子。
【13题详解】
A.硫的非金属性较强,性质活泼,所以主要以化合态存在于自然界,故A正确;
B.S与Cu反应生成Cu2S,故B错误;
C.通过二硫键(-S-S-)将线型高分子硫化交联,交联密度过高会导致分子链运动受限,材料变硬、变脆,弹性下降,故C错误;
D.相同条件下,硫蒸气的能量大于硫固体,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,热效应(硫蒸气)<(硫固体),故D正确;
选AD。
【14题详解】
基态S2-的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,最高能级为3p,轨道表示式为;
【15题详解】
乙醇分子间能形成氢键,乙硫醇(C2H5SH)分子间不能形成氢键,与乙醇相比,乙醇沸点较高,沸点较高的是。
【16题详解】
中S原子的价层电子对数为 ,S原子无孤电子对,为正四面体结构,可看成是中的一个O被S替换形成的产物,则的空间构型为四面体形;能与 Ag+形成配合物离子,S原子电负性小于O,所以其中配位原子是S。
【17题详解】
“实验一”中0.3 mol S与0.8 mol KOH 充分反应,根据反应方程式6KOH+3S=2K2S+K2SO3+3H2O,消耗0.6molKOH,生成0.2molK2S、0.1mol K2SO3,剩余0.2molKOH,若向反应后溶液中加入含0.3 mol HCl 的盐酸, HCl先与KOH反应,再与K2S反应,得到100 mL溶液,所得溶液中含有0.1molK2S、0.1molKHS、0.1mol K2SO3、0.3molKCl,c(S2-)≈c(HS-),在25℃ 时,Ka2(H2S)=1.0×10-13,即 ,所以= ,则该溶液的pH最接近13,选B。
【18题详解】
“实验二”中淡黄色固体S被双氧水氧化为硫酸钾,反应的化学反应方程式为;
【19题详解】
A.步骤①中蒸馏除去乙醇需要用直形冷凝管,故A错误;
B.步骤②加热到 110℃,可用油浴加热,使受热均匀,故B错误;
C.为使反应充分进行,步骤②中应缓慢滴加H2O2溶液,故C正确;
D.石蕊变色范围过宽且颜色变化不明显,所以步骤③中指示剂不用石蕊试液,故D错误;
选C。
【20题详解】
首先计算空白实验中消耗HCl的平均体积V(空白),空白实验有效数据为第5、6、8组,V(空白)= ;加入工业硫时,第2次消耗HCl的体积为49.78mL-24.98mL=24.80mL,实验的有效数据为第1、3、4组,消耗V(样品)=,根据反应KOH+HCl=KCl+H2O,与硫反应的KOH的物质的量等于空白实验中HCl的物质的量减去样品实验中HCl的物质的量,即n(KOH)=c[V(空白)- V(样品)]×10-3mol,由6KOH+3S=2K2S+K2SO3+3H2O可知,n(S)=c[V(空白)- V(样品)]×10-3mol;则工业品硫的纯度为。
【21题详解】
Se的原子半径比S大,Se-Se键的键长较长,所以键能比S-S键键能小,对应的光波波长较长,所以λ1<λ2。
三、溴己新的合成(共19分)
溴己新(I)又称必嗽平,常用作祛痰药,可通过下列路线合成。
22. 有机物A可以通过煤的干馏获得,下列有关说法正确的是___________。
A. 煤的干馏属于物理变化
B. 甲苯分子中的所有原子都在同一平面上
C. 浓溴水可以鉴别甲苯、环己烯和苯酚
D. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因是甲基活化了苯环
23. 反应①所需的试剂是___________。
24. 写出F中非含氧官能团的名称:___________。
25. 反应②与反应⑥的反应类型分别为___________、___________。
26. 写出反应⑤的反应方程式:___________。
27. 检验H中的氯原子的实验方法为___________。
28. K是D的同系物且相对分子质量少14,请写出满足下列条件的K的结构简式:___________。
i.可发生银镜反应;ii.硝基与苯环直接相连;iii.1H-NMR显示的氢原子种类最少。
29. 在药物制剂中,盐酸溴己新是常见的制剂形式,请写出一条将溴己新制成盐酸盐的优势:___________。
30. 请写出以2-丁烯和为原料制备的合成路线。___________
【答案】22. C 23. 浓HNO3、浓H2SO4
24. 碳溴键、氨基 25. ①. 氧化反应 ②. 取代反应
26. 27. 取样,加入氢氧化钠水溶液,加热,冷却后加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则有氯原子
28. 29. 成盐后药物水溶性增加,易于人体吸收(或增强化学稳定性,延长药品保质期)
30.
【解析】
【分析】合成溴己新的起始原料为甲苯(A),甲苯经反应①硝化生成邻硝基甲苯(B),邻硝基甲苯在酸性高锰酸钾的作用下,甲基被氧化为羧基生成C,C的结构简式为;C与乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成D,D在Fe/HCl的作用下发生还原反应,硝基被还原为氨基生成E,E的结构简式为;E与在催化下发生取代反应生成F;F在作用下发生还原反应,将酯基还原为醇生成G,G与发生取代反应引入氯原子生成H,H与发生取代反应生成最终产物I。
【22题详解】
A.煤的干馏过程得到的产物为焦炭、煤焦油、出炉煤气等,属于化学变化,A错误;
B.甲苯分子中,甲基C原子采取sp3杂化,该C原子的空间结构为四面体形,与该碳原子相连的原子不可能都在同一平面上,B错误;
C.浓溴水不与甲苯反应,甲苯可将浓溴水中的溴萃取出来,出现分层现象,上层橙色、下层几乎无色,环己烯与浓溴水发生加成反应使浓溴水褪色,浓溴水能与苯酚发生取代反应生成白色沉淀,所以可以用浓溴水鉴别甲苯、环己烯和苯酚,C正确;
D.甲苯使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理是侧链甲基被氧化为羧基,被活化的是甲基而不是苯环,D错误;
故选C。
【23题详解】
反应①为硝化反应,所用试剂为浓硝酸和浓硫酸。
【24题详解】
F中所含官能团有酯基、氨基、碳溴键,其中非含氧官能团为氨基、碳溴键。
【25题详解】
由分析可知,反应②为酸性高锰酸钾参与的氧化反应;
反应⑥为H与发生取代反应生成I和HCl。
【26题详解】
反应⑤为苯环上的氢原子被溴取代,反应方程式为。
【27题详解】
检验H中的氯原子的实验方法为:取样加入氢氧化钠水溶液,加热后将侧链上的氯原子水解得到醇和NaCl,NaCl溶于水中,冷却后加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明反应后的水溶液中含有,说明原化合物中含有氯原子。
【28题详解】
K是D的同系物且分子量比D少14,所以K比D少一个原子团,D中官能团为酯基、硝基,K能发生银镜反应,说明K为甲酸酯;硝基与苯环直接相连,核磁共振氢谱中显示的氢原子种类最少,说明结构高度对称,推测K只有两个取代基且为对位取代,满足条件的结构简式为。
【29题详解】
成盐后具有离子化合物的特征,能够增大药物水溶性,易于人体吸收(或增强化学稳定性,延长药品保质期)。
【30题详解】
含氮环状结构可以根据题中反应H→I的原理,与(卤原子)发生取代反应引入;所以需要得到两端取代卤原子的化合物,该化合物可以通过2-丁烯与卤素加成后再发生消去反应得到1,3-丁二烯,再与卤素进行1,4-加成得到;目标产物为高分子化合物,最后通过加聚反应得到目标产物;设计合成路线如下:
。
四、乙醇绿色制氢(共19分)
我国科学家创新研发乙醇绿色制氢技术,在高效产氢的同时,还能高附加值生产乙酸,实现了能源与化工的协同发展。
一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现生产乙酸(沸点118℃),主要反应:
反应1:C2H5OH(g)CH3CHO(g)+H2(g) ΔH1=+68.7 kJ·mol-1 Kp1
反应2:C2H5OH(g)+H2O(g)2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH2
反应3:CH3CHO(g)+H2O(g)H2(g)+CH3COOH(g) ΔH3=-24.3 kJ·mol-1
31. 乙醇可由秸秆生产,主要过程为:秸秆→纤维素→___________(填物质名称)→乙醇。
32. 反应2的ΔH2=___________kJ·mol-1。
33. 反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为 ___________。
34. 一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是___________。(不定项)
A. 容器内的压强不再变化
B. 混合气体的密度不再变化
C. CH3COOH 的体积分数不再变化
D. 单位时间内生成 1 mol H2O,同时消耗 2 mol H2
若该密闭容器中只发生反应1,维持反应器总压为1.0MPa。
35. 投料比x= n(C2H5OH)/n(H2O) =1或2,水蒸气不参加反应,乙醇的平衡转化率α随温度的变化曲线如图,x=1时的曲线为___________。
36. T1℃时,该反应的平衡常数Kp1=___________MPa。(保留两位有效数字)
37. 已知反应1的熵变ΔS= +115J·mol-1·K-1。假设焓变和熵变不随温度而变化,则反应1自发进行温度应高于___________K。(保留整数)
38. 该反应耗能较大,我国研究人员利用具有热催化和电催化活性的双功能催化剂,实现了乙醇制氢和乙醛的高效转化。其装置如图所示。则阳极区总的电极方程式为:___________。
若该密闭容器中只发生反应1、2,维持反应器总压为1.0MPa。
39. T2时,向密闭容器中按n(H2O):n(C2H5OH)=9:1投料,平衡时乙醇转化率为90%,乙酸选择性为80%,此时,反应1平衡常数Kp1′=___________MPa(保留两位有效数字);反应温度T2___________T1(填“<”、“>”或“=”)。
【答案】31. 葡萄糖
32. +44.4 33. 降温至78.5℃以下,收集气体 34. AC
35. M 36. 0.25
37. 597 38. CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+
39. ①. 0.27 ②. >
【解析】
【31题详解】
纤维素水解最终产物为葡萄糖,葡萄糖经发酵得到乙醇,因此该物质为葡萄糖。
【32题详解】
根据盖斯定律,反应+反应=反应,因此。
【33题详解】
乙醇、乙酸沸点较高,降低温度可液化,氢气沸点极低,仍为气态,因此降温冷凝,降至78.5℃以下,低于乙醇的沸点,使乙醇和乙酸冷凝成液态,此时氢气仍为气态,收集气体即可得到氢气。
【34题详解】
A.该体系中存在气体分子数增大的反应(如反应1、反应2),恒容下压强不变说明气体总物质的量不变,反应达到平衡,A正确;
B.反应物和生成物都为气体,总质量不变,恒容体积不变,密度始终不变,不能说明平衡,B错误;
C.体积分数不变,说明其浓度不变,反应达到平衡,C正确;
D.生成和消耗均为逆反应,不能说明正逆反应速率相等,D错误;
故选AC。
【35题详解】
投料比,比水蒸气含量更高,总压不变,相当于减压,反应1是气体分子数增大的反应,减压平衡正向移动,乙醇平衡转化率更高,因此对应曲线为M。
【36题详解】
设起始,,转化率,平衡时: ,,总,总压,因此: 。
【37题详解】
反应自发进行满足,代入数据:。
【38题详解】
阳极发生氧化反应,乙醇失电子生成乙醛和,配平后得电极反应式为。
【39题详解】
设起始,,转化乙醇,生成乙酸的乙醇为,生成乙醛的乙醇为,平衡时: ,,,,,,因此: ; 反应1为吸热反应,越大温度越高,,因此。
五、ZnS的制备与应用探究(共17分)
ZnS是一种重要的无机功能材料,其独特的光学和电学性质使其在光电、能源及资源回收等领域具有广泛应用。
I.制备ZnS
由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS过程如下:
已知:,,,,当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
40. 酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因:___________。
41. 通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01时,Cd2+是否可沉淀完全___________(填“完全”或“不完全”并写出计算过程)。
42. 沉锌前调节溶液pH至4~5,加入的氧化物为___________(填化学式)。
Ⅱ.回收砷
已知:酸性溶液中As主要以弱酸H3AsO3存在,如As2S3会逐渐水解:
酸性废液中加入ZnS,砷回收率随时间的变化如图。
43. 写出ZnS与H3AsO3反应生成As2S3的离子方程式:___________。
44. 反应4h后,砷回收率下降可能的原因是 ___________。
Ⅲ.制备光学、电学材料
纳米ZnS具有独特的光电效应。如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
45. 下列说法正确的是___________。
A. 区域A中的离子为Cu⁺
B. 区域B带正电
C. 纳米ZnS属于胶体
D. ZnS晶体中离Zn2+最近的Zn2+有12个
硫化锌(ZnS)是一种优良的锂离子电池电极材料,其在充电过程中晶胞组成变化如图。
46. 该锂离子电池中,ZnS做电池的___________极。
47. LixZnyS的化学式为___________(求出x,y的值)。
【答案】40. 通入O2,可将-2价硫元素转化为硫单质,有利于ZnS的沉淀溶解平衡正向进行,提高Zn2+的浸出率
41. 不完全 42. ZnO
43.
44. 随着反应的进行,As2S3会逐步开始水解,且As2S3沉淀附着于ZnS表面,阻止了沉淀反应继续进行,所以砷回收率下降 45. D
46. 负 47. Li1.5Zn0.25S
【解析】
【分析】闪锌矿中含ZnS、FeS、少量硫化镉等,加入H2SO4、O2,酸浸后,ZnS、FeS、CdS分别转化为Zn2+、Fe3+、Cd2+,硫元素转化为硫单质,经过除铁、除镉除去Fe3+和Cd2+,调pH、沉锌后获得ZnS,据此解答;
【40题详解】
酸浸时,通入O2可将-2价S元素氧化成S,使ZnS的沉淀溶解平衡ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)正向移动,提高Zn2+浸出率。
【41题详解】
通入H2S除镉,当溶液pH=0、c(H2S)=0.01时,又因为,,,则,则此时,此时Cd2+的浓度大于,故Cd2+沉淀不完全。
【42题详解】
由2可知,除镉时溶液酸性较强,沉锌前调节溶液的pH至4~5,故应在不引入新杂质的同时消耗溶液中的H+,则加入的氧化物为ZnO,故答案为ZnO。
【43题详解】
根据质量守恒、电荷守恒和题给信息“酸性废液”,ZnS与H3AsO3反应除了生成As2S3外还有锌离子,故反应的离子方程式为:;
【44题详解】
生成As2S3沉淀附着于ZnS表面,阻止反应;随着反应的进行,溶液pH增大,溶液中H2S浓度减小,促使平衡正向移动,As2S3重新溶解,砷回收率下降。
【45题详解】
A.由题意得,晶胞掺杂过程中,应由半径相近的微粒进行替换,则区域A中,由代替S2-,A错误;
B.区域B中,由Cu+代替Zn2+,根据均摊法,区域B中含Zn2+:3个,Cu+:1个,S2-:,则,则区域B带负电,B错误;
C.胶体是分散系,是分散质分散在分散剂中形成的混合物,而纳米ZnS是纯净物,故纳米ZnS不是胶体,C错误;
D.ZnS晶体中Zn2+位于体内(4个互不相邻的晶胞小立方体的体心),则ZnS晶体中离Zn2+最近的Zn2+有12个,D正确;
选D。
【46题详解】
由题意知,在充电过程中,ZnS转化为LixZnyS,再转化为Li2S,则在充电时,ZnS发生的是还原反应,充电时的阴极对应放电时的负极,故在锂离子电池中,ZnS做电池的负极。
【47题详解】
由图知,晶胞中S2-的个数为=4,,又由电荷守恒可知,两者所带正电荷数之和为8,故,解得、,故Li+的个数为6,Zn2+的个数为1,而S2-的个数为4,则LixZnyS的化学式为Li1.5Zn0.25S。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
复旦附中2026届高三第二学期化学四月阶段检测
注意:
1.时间60分钟。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1-2个正确选项,未标注的试题,每小题只有1个正确选项。
一、新型超分子材料(共24分)
研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当快递员(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。
1. 在电镀中常用到含铅电解液,如Na2[PbCl4],该配合物的外界是___________。
2. 二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1。关于图结构,下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项)
A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种
C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子,具有分子识别的特性
3. 在二苯并-18-冠-6-醚中引入氟原子(如图2),新的分子对Pb2+的结合能力减弱,试从结构角度解释原因:___________。
4. KMnO4氧化甲苯时,引入冠醚加快反应速率,原理如图3。分析图3,反应过程中的催化剂是___________。
A. K+ B. C. D.
富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子,科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。
5. 图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂,其合成原料有___________和___________。(填结构简式)
6. 富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示,分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连,则1mol C60分子中σ键数目为___________。
7. 金刚石与C60的晶胞结构如图6,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因:___________。
8. 充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”,成功合成了“纳米小车”分子,该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”,以运载药物,分子结构如下图7所示。下列说法正确的是___________。
A. 纳米小车属于烃类物质
B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式
C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶”
D. 纳米小车属于高分子化合物
一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。
已知:烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
9. (PPh3)内中心P原子的价层电子对空间构型是___________。
10. 比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。
C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。
11. 某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60,每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。
12. 若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹,晶胞边长为a nm,阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________ g·cm-3。
二、探究工业硫及纯度测定(共21分)
工业硫是制造硫酸、化肥、橡胶硫化剂等基础化工产品的核心原料,还在冶金、医药等多个领域发挥着不可或缺的作用。
13. 下列关于硫叙述正确的是___________(不定项)。
A. 硫的非金属性较强,所以主要以化合态存在于自然界
B. 3.2g S与6.4g Cu反应能得到9.6g纯净CuS
C. 通过二硫键(-S-S-)将线型高分子硫化交联,交联程度越大弹性越好
D. 相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,热效应(硫蒸气)<(硫固体)
14. 写出基态S2-最高能级的轨道表示式:___________。
15. 乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,推测其与乙醇相比,沸点较高的是___________(写结构式)。
为探究工业硫的性质并测定其纯度进行如下实验(忽略杂质反应)
I.性质探究:
实验一:向试管加入工业硫、KOH水溶液,持续振荡;淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解。
实验二:向试管加入工业硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解。
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业硫研成粉末,称取mg置于圆底烧瓶中,加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85℃ 加热回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下滴加足量 30% H2O2,加热至 110℃,保持 20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用 c mol·L-1HCl 标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业硫,做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
已知:25℃时,H2S的Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-13;H2SO3的Ka1=1.2×10-2,K a2=6.2×10-8。
加入工业晶硫实验数据
空白实验数据
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
滴定前读数/mL
0.00
24.98
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
滴定后读数/mL
24.98
49.78
25.00
25.02
39.98
40.02
39.10
40.00
16. 若“实验一”中S过量,则反应时会生成。可看成是中的一个O被S替换形成的产物,则的空间构型为 ___________,能与 Ag+形成配合物离子,其中配位原子是 ___________。(Ag+的配位数为2)
17. “实验一”中0.3 mol S 与0.8 mol KOH 充分反应,若向反应后溶液中加入含0.3 mol HCl 的盐酸,得到100 mL 溶液,在25℃ 时,则该溶液的pH最接近___________。
A. 14 B. 13 C. 12 D. 11
18. “实验二”中淡黄色固体溶解的化学反应方程式为___________。
19. 下列有关“纯度测定”实验的操作表述中正确的是___________。
A. 步骤①中蒸馏除去乙醇需要用到仪器球形冷凝管
B. 步骤②可用水浴加热,使受热均匀
C. 步骤②中应缓慢滴加H2O2溶液
D. 步骤③中指示剂也可用石蕊试液
20. 测得工业硫的纯度为 ___________。
二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键(在特定条件下断开并能复原的化学键),其光响应原理可用如图表示,已知光的波长与其能量成反比。
21. 图中实现光响应的波长:λ1___________(填“>”或“<”或“=”) λ2,其原因是___________。
三、溴己新的合成(共19分)
溴己新(I)又称必嗽平,常用作祛痰药,可通过下列路线合成。
22. 有机物A可以通过煤的干馏获得,下列有关说法正确的是___________。
A. 煤的干馏属于物理变化
B. 甲苯分子中的所有原子都在同一平面上
C. 浓溴水可以鉴别甲苯、环己烯和苯酚
D. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因是甲基活化了苯环
23. 反应①所需的试剂是___________。
24. 写出F中非含氧官能团的名称:___________。
25. 反应②与反应⑥的反应类型分别为___________、___________。
26. 写出反应⑤的反应方程式:___________。
27. 检验H中的氯原子的实验方法为___________。
28. K是D的同系物且相对分子质量少14,请写出满足下列条件的K的结构简式:___________。
i.可发生银镜反应;ii.硝基与苯环直接相连;iii.1H-NMR显示的氢原子种类最少。
29. 在药物制剂中,盐酸溴己新是常见的制剂形式,请写出一条将溴己新制成盐酸盐的优势:___________。
30. 请写出以2-丁烯和为原料制备的合成路线。___________
四、乙醇绿色制氢(共19分)
我国科学家创新研发乙醇绿色制氢技术,在高效产氢的同时,还能高附加值生产乙酸,实现了能源与化工的协同发展。
一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现生产乙酸(沸点118℃),主要反应:
反应1:C2H5OH(g)CH3CHO(g)+H2(g) ΔH1=+68.7 kJ·mol-1 Kp1
反应2:C2H5OH(g)+H2O(g)2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH2
反应3:CH3CHO(g)+H2O(g)H2(g)+CH3COOH(g) ΔH3=-24.3 kJ·mol-1
31. 乙醇可由秸秆生产,主要过程为:秸秆→纤维素→___________(填物质名称)→乙醇。
32. 反应2的ΔH2=___________kJ·mol-1。
33. 反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为 ___________。
34. 一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是___________。(不定项)
A. 容器内的压强不再变化
B. 混合气体的密度不再变化
C. CH3COOH 的体积分数不再变化
D. 单位时间内生成 1 mol H2O,同时消耗 2 mol H2
若该密闭容器中只发生反应1,维持反应器总压为1.0MPa。
35. 投料比x= n(C2H5OH)/n(H2O) =1或2,水蒸气不参加反应,乙醇的平衡转化率α随温度的变化曲线如图,x=1时的曲线为___________。
36. T1℃时,该反应的平衡常数Kp1=___________MPa。(保留两位有效数字)
37. 已知反应1的熵变ΔS= +115J·mol-1·K-1。假设焓变和熵变不随温度而变化,则反应1自发进行温度应高于___________K。(保留整数)
38. 该反应耗能较大,我国研究人员利用具有热催化和电催化活性的双功能催化剂,实现了乙醇制氢和乙醛的高效转化。其装置如图所示。则阳极区总的电极方程式为:___________。
若该密闭容器中只发生反应1、2,维持反应器总压为1.0MPa。
39. T2时,向密闭容器中按n(H2O):n(C2H5OH)=9:1投料,平衡时乙醇转化率为90%,乙酸选择性为80%,此时,反应1平衡常数Kp1′=___________MPa(保留两位有效数字);反应温度T2___________T1(填“<”、“>”或“=”)。
五、ZnS的制备与应用探究(共17分)
ZnS是一种重要的无机功能材料,其独特的光学和电学性质使其在光电、能源及资源回收等领域具有广泛应用。
I.制备ZnS
由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS过程如下:
已知:,,,,当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
40. 酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因:___________。
41. 通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01时,Cd2+是否可沉淀完全___________(填“完全”或“不完全”并写出计算过程)。
42. 沉锌前调节溶液pH至4~5,加入的氧化物为___________(填化学式)。
Ⅱ.回收砷
已知:酸性溶液中As主要以弱酸H3AsO3存在,如As2S3会逐渐水解:
酸性废液中加入ZnS,砷回收率随时间的变化如图。
43. 写出ZnS与H3AsO3反应生成As2S3的离子方程式:___________。
44. 反应4h后,砷回收率下降可能的原因是 ___________。
Ⅲ.制备光学、电学材料
纳米ZnS具有独特的光电效应。如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
45. 下列说法正确的是___________。
A. 区域A中的离子为Cu⁺
B. 区域B带正电
C. 纳米ZnS属于胶体
D. ZnS晶体中离Zn2+最近的Zn2+有12个
硫化锌(ZnS)是一种优良的锂离子电池电极材料,其在充电过程中晶胞组成变化如图。
46. 该锂离子电池中,ZnS做电池的___________极。
47. LixZnyS的化学式为___________(求出x,y的值)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$