内容正文:
2025-2026学年高二年级下学期期末模拟卷
化 学
(考试时间:75分钟;试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:选择性必修1全册+选择性必修2全册+选择性必修3专题1-4。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 Mg-24 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.碘酒可用作医疗消毒剂,是因为碘酒能使蛋白质发生盐析
C.炒菜时加入少量的料酒(含乙醇)和食醋,可使菜变得香醇可口
D.酒厂蒸馏酒精的原理和实验室制备蒸馏水的原理相同
【答案】B
【解析】A.蚕丝属于蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,人造纤维无此气味,可用燃烧法区别二者,A项正确;B.碘酒消毒是,碘使病毒蛋白发生变性,B项错误;C.乙醇和乙酸可反应生成具有香味的乙酸乙酯,C项正确;D.酒厂蒸馏酒精的原理和实验室制备蒸馏水的原理都是蒸馏,属于物理变化,D项正确;故选:B。
2.下列化学用语表达错误的是
A.的空间结构为:
B.和的最外层电子排布图均为:
C.分子的球棍模型为:
D.分子中键的形成过程为:
【答案】C
【解析】A.PH3中P原子的价层电子对数为,含有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,A正确;B.Ca2+和Cl-的最外层电子数都是8,最外层电子排布图均为,B正确;C.臭氧分子的球棍模型为,C错误;D.Cl2分子中,氯原子的纺锤形p轨道,通过头碰头方式重叠形成σ键,图示表示正确,D正确;答案选C。
3.实验室模拟“侯氏制碱法”制取,下列有关实验装置能达到实验目的的是
A.图甲:制取气体 B.图乙:除去气体中混有的
C.图丙:从溶液中分离出晶体 D.图丁:加热固体制取
【答案】B
【解析】A.生成的气体会从长颈漏斗逸出,故A错误; B.与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,且碳酸氢钠溶液能降低气体的溶解度,故B正确;C.过滤时需用玻璃棒引流,故C错误;D.加热固体应用坩埚,故D错误;故选B。
4.X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的质子数是X的3倍。由以上5种元素组成的某种盐的结构如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:Z>W B.简单离子的半径:W>M
C.键角:∠2>∠1 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
【答案】B
【解析】已知X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,X为+1价阳离子且M的质子数是X的3倍,则X位于第IA族,短周期的第IA族元素有,符合要求的是X为Li、M为F;Y、Z、W分别在-1价阴离子中形成4、4、2个共价键,则Y为B、Z为C、W为O;据此解答。A.Z为C,W为O,同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O,即第一电离能顺序为N>O>C,因此第一电离能O<C,即W<Z,A错误;B.W的简单离子为O2-,M的简单离子为F-,二者电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,O的核电荷数小于F,因此离子半径O2->F-,即W>M,B正确;C.键角∠1对应结构中C=O双键与C-O单键的夹角,C原子为sp2杂化,键角约120°,∠2对应结构中B-O单键与B-O单键的夹角,B原子为sp3杂化,键角约109.5°,因此∠1>∠2,C错误。D.Y为B,Z为C,同周期主族元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,即非金属性C>B,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则酸性H2CO3>H3BO3,即Z>Y,D错误;故选B。
5.以含铬废液(主要含、、、、)为原料制备的流程如图。
已知:①时,,;②“调”时反应: 。下列说法错误的是
A.“滤渣”主要成分为
B.“氧化”时存在反应:
C.“加热”目的是除去过量,防止其在“调”时将氧化
D.若“调”后,则
【答案】C
【解析】含铬废液加入KOH溶液调节pH,将铬离子转化为氢氧化铬、铁离子转化为氢氧化铁,过滤后,向滤渣中加入过氧化氢、KOH将转化为,过滤分离出滤液,调节pH=1后结晶得到晶体;
A.由分析,氢氧化铬、氢氧化铁沉淀加入过氧化氢、KOH将转化为,过滤得到滤渣主要成分为,A正确; B.已知“氧化”时转化为,过氧化氢具有强氧化性,“氧化”时过氧化氢在碱性条件下将氧化为,反应为,B正确;C.酸性条件下,过氧化氢能将还原为,“加热”目的是除去过量,防止其在“调”时将还原为引入杂质,C错误;D.若“调”后,,则,D正确;故选C。
6.化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列实例与微观解释不符的是
选项
实例
微观解释
A
键能:键大于键的3倍
键中π键的强度比σ键的大
B
多数离子液体室温下呈液态
离子体积大,离子键弱
C
随原子序数递增,碱金属、卤素单质熔点变化趋势相反
两类单质的晶体类型不同
D
相同温度下,()()
形成分子内氢键:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.键中含1个σ键,2个π键,键能大于3个σ键,说明键中π键的强度比σ键的大,A正确;B.离子液体中因离子体积大,导致离子键弱,常温下呈液态,B正确;C.碱金属为金属晶体,随原子序数递增,金属键变弱,熔点降低,固态卤素单质为分子晶体,随原子序数递增,相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔点升高,C正确;D.邻羟基苯甲酸第一步电离羧基中的氢,因羟基为吸电子基,导致羧基中羟基的极性增强,相对易电离,另外,邻羟基苯甲酸分子内氢键主要是和,若为,其电离程度变小,D错误;故选D。
7.化合物Z是合成一种天然产物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.1 mol X最多能与发生加成反应
B.Y存在顺反异构体
C.X、Z可用溶液鉴别
D.用取代,则步骤Ⅱ的产物为
【答案】D
【解析】A.X分子中含有苯环和醛基,苯环可与3 mol 加成,醛基可与1 mol 加成,因此1 mol X最多能与发生加成反应,A错误;B.顺反异构体的形成条件是:碳碳双键两端的每个碳原子都连接2个不同的原子或基团;Y的结构中,双键的一个碳原子连接了2个H原子(),不满足顺反异构的条件,因此Y不存在顺反异构体,B错误;C.X和Z分子中均含有酚羟基,遇溶液均会发生显色反应,因此无法用溶液鉴别二者,C错误;D.用取代,则步骤Ⅰ为与发生取代反应生成,在加热条件下发生重排生成,D正确;故答案选D。
8.三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[,简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图示(*表示物质吸附在铜催化剂上),设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该历程中决速步骤为
B.该历程中的最大能垒(活化能)为
C.升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量
【答案】D
【解析】A.由题图可知,最后一步的能垒最大,为,即是决定反应速率的步骤,A错误;B.该历程中的最大能垒(活化能)为1.19eV,B错误;C.升高温度可以加快反应速率;由题图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,DMF的平衡转化率降低,C错误;D.由反应物和生成物的相对能量可知,若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量,D正确;故选D。
9.实验室可用苯乙酮采用间接电氯化法合成苯甲酸钾,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.a电极与电源的正极相连,发生氧化反应
B.反应过程中透过膜m从右侧进入左侧
C.在碱性条件下,与苯乙酮反应的离子方程式为
D.电路中转移2mol电子时,阴极区溶液质量减少2g
【答案】D
【解析】由图知,a极碘离子失电子生成碘单质,a极作阳极,则b极为阴极,水在阴极得电子生成氢气和氢氧根离子。A.a电极为阳极,与电源的正极相连,发生氧化反应,A正确;B.电解池中阴离子移向阳极,a极碘离子失电子生成碘单质,然后,为保持电荷守恒,需b极产生的透过膜m从右侧进入左侧,B正确;C.由图中信息可知,碱性条件下,与苯乙酮生成苯甲酸根离子和CHI3,然后配平,得离子方程式 ,C正确;D.阴极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电路中转移2mol电子,阴极区产生1mol H2,移向阳极区2molOH-,则阴极区溶液质量减少36g,D错误;故选D。
10.室温下,根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
铜丝在酒精灯外焰灼烧,再将赤热铜丝插入酒精灯内焰。观察到铜丝先由红色变为黑色,再由黑色变为红色
乙醇具有氧化性
B
向甲苯中滴加少量酸性溶液,振荡后红色消失(经检验,生成了苯甲酸)
苯环增强了甲基的活性,使其被氧化
C
用干燥洁净的玻璃棒分别蘸取少量醋酸钠、苯酚钠溶液点在pH试纸上,测得pH分别为8、9
酸性:醋酸苯酚
D
向苯和苯酚中分别加入等量饱和浓溴水,观察到前者分层,上层为橙红色;后者有白色沉淀产生
苯环使羟基变活泼
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.铜丝在外焰灼烧时与O2反应生成CuO(红色变黑色),插入内焰时CuO与乙醇反应,乙醇被氧化为乙醛,乙醇作还原剂,体现还原性,结论表述错误,A错误;
B.苯、甲烷均不能使酸性溶液褪色,而甲苯中甲基可被氧化为羧基,说明苯环增强了甲基的活性使其易被氧化,B正确;
C.未说明醋酸钠、苯酚钠溶液的浓度相等,盐的水解程度与浓度有关,无法仅通过pH比较对应酸的酸性强弱,C错误;
D.苯酚与浓溴水发生苯环上的取代反应生成三溴苯酚,说明羟基使苯环上的氢原子变活泼,结论表述错误,D错误;
故选B。
11.一种利用三元金属颗粒复合材料去除水体中硝酸盐的技术机理如图所示。下列说法中错误的是
A.若有最终完全转化为,则至少需要消耗
B.该机理中的三种金属只有铝给出电子,体现还原性
C.可以促进的脱氧,从而产生
D.金属铝表面的反应过程可表示为:
【答案】A
【解析】A.1 mol 完全转化为时,N元素化合价从+5降低到0,共得到5 mol电子,每摩尔 Al反应失去3 mol电子,根据电子守恒,至少需要 mol Al,而非 mol Al,A错误;B.由机理图可知,只有Al失电子生成,Cu、Pd均作为催化剂,没有给出电子,故只有铝体现还原性,B正确;C.由机理图可知,可与反应生成,促进的脱氧,C正确;D.该反应中Al失电子生成,得电子生成,配平后电子守恒、电荷守恒、原子守恒,反应式书写正确,D正确;故选A。
12.反应用于的存储与释放,在氢能载体或氮循环技术中具有潜在应用价值。晶体的立方晶胞如图,微粒1的分数坐标为。下列说法正确的是
A.白球()表示微粒
B.微粒2的分数坐标为
C.晶体密度为
D.白球位于灰球形成的四面体空隙中,且空隙利用率为100%
【答案】D
【解析】由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的白球个数为8,位于顶点和面心的灰球个数为:8×+6×=4,则由化学式可知,白球表示氯离子、灰球表示。A. 由分析可知,白球表示氯离子、灰球表示,A错误;B.在分数坐标系中,晶胞边长即为一个单位长度,由位于体对角线上的微粒1的分数坐标可知,位于体对角线上的微粒2的分数坐标为,B错误;C.设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=( a ×10-10)3d,解得d=,C错误;D.由晶胞结构和俯视图可知,晶胞中白球位于灰球形成的四面体空隙中,且8个四面体空隙中均容纳了白球,所以四面体空隙利用率为100%,D正确;故选D。
13.向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol M和2 mol N,发生如图1所示的反应,不同物质的物质的量随反应时间(t)的变化如图2所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是
A.反应③的活化能小于反应②的活化能
B.反应①的平衡常数大于反应②的平衡常数
C.升高温度,可提高平衡时产物中X的占比
D.平衡后,若再充入0.20 mol Y、0.40 mol Z,反应③的v正<v逆
【答案】B
【解析】X:初始0,平衡时0.20 mol;
Z:初始0,平衡时0.72 mol;
Y:初始0,平衡时0.08 mol,设反应②生成的Y为n,反应③消耗的Y为2,则,n=1.52 mol。A.由图像可知,反应开始后反应②的斜率大于反应③的斜率,说明反应②的反应速率大于反应③的反应速率,反应速率越快活化能越小,因此反应②的活化能小于反应③的活化能,A错误;B.反应①:K1==,反应②:K2==,K1K2,B正确;C.题目没有给出反应热,无法判断温度对平衡的影响,因此不能确定升高温度是否能提高X的占比,C错误;D.反应③平衡常数:K3=,再充入后c(Y)=0.28 mol/L,c(Z)=1.12 mol/L,浓度商:Q=<K3,平衡正向移动,,D错误;故选B。
14.常温下,向含、的混合溶液中缓缓加入适量NaOH固体(过程中未见沉淀产生),测得溶液中、分布系数、随pH变化如图所示。
已知:;;
;与反应生成
下列说法正确的是
A.ⅰ是~pH关系曲线
B.反应平衡常数的数量级为
C.pH为7~8时,的值不变
D.时,溶液中
【答案】D
【解析】向溶液中加入NaOH,pH升高,发生反应,故随pH增大而增大,而,故随pH增大持续减小。含铜粒子的分布系数:随pH增大、配位反应进行,浓度不断降低,因此随pH增大持续下降,且下降速率最快;随配位进行,先增加后减少,因此分布系数先升后降。结合图像可得:是曲线,是曲线,是曲线。A.根据分析,是曲线,是曲线,A错误;B.该反应的平衡常数表达式为,从图中曲线i和iii的交点可知,当pH约为6.5时, ,此时,从曲线ii可知,p()约为2.5,即 ,将这些值代入平衡常数表达式:,该平衡常数的数量级为,B错误;C.初始溶液中 ,根据 元素物料守恒:;为时,与配位生成,先增大后减小,故先减小后增大,并非不变,C错误;D.时,,由,代入得: ;由图像知 时,的分布系数远小于 的分布系数,即 ,因此顺序为: ,D正确;故选D。
第II卷(非选择题 共58分)
15.(16分)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯。
实验步骤:
①准备好甲苯和混酸(浓硫酸与浓硝酸按体积比3:1配制混合);
②在三颈烧瓶中加入甲苯,按图所示装置装好药品和其它仪器;
③通过分液漏斗向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌 (磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为,反应大约至三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。相关物质的性质如表:
有机物
密度
沸点
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
(1)该实验所使用的三颈烧瓶规格合理的是___________。
A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL
(2)仪器A的名称为_______,下口为_______口(填编号)。
A.进水 B.出水
(3)实验过程中常采用的控温方法是_______。
A.直接加热 B.水浴加热
(4)反应结束后能否直接向三颈烧瓶中加入冷水进行冷却分离有机层?_______。(填“能”或“不能”)原因是_______。
(5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式_______。
(6)实验需要精准的控温,若温度过高,会使一硝基甲苯产率降低,可能的原因是_______。
分离产物的方案如下:
(7)操作I的名称为___________,操作VI的名称为___________。
(8)操作Ⅲ中加入溶液的目的是___________。
【答案】(1)B(1分)
(2)球形冷凝管(1分) A(1分)
(3)B(2分)
(4)不能(1分) 反应混合液中有浓硫酸,稀释时将混合液缓慢加入水中,防止液体飞溅(2分)
(5)+HNO3(浓) +H2O(2分)
(6)实验时反应温度过高,导致浓硝酸大量挥发,反应不充分,也可能是反应温度过高,发生了较多副反应(2分)
(7)分液(1分) 蒸馏(1分)
(8)除去有机物中残留的混酸(2分)
【解析】该实验利用甲苯与浓硫酸、浓硝酸的混酸在50℃的水浴加热条件下制得一硝基甲苯;反应混合液经分液得到有机混合液,有机混合液经水洗、氢氧化钠溶液洗涤、水洗、干燥得到一硝基甲苯,一硝基甲苯经蒸馏最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯。
(1)该实验加入的是15mL甲苯和40mL混酸,总体积为55mL,反应容器中液体的体积一般占容器容积的,因此选择的规格为100mL;
(2)仪器A的名称为球形冷凝管;冷凝水应从下口进,能使液体充满整个容器,冷凝效果更好,故答案选A;
(3)实验过程中,为控制温度约为50℃,且使反应受热均匀,常采用水浴加热,故答案为:B;
(4)反应结束后不能直接向三颈烧瓶中加入冷水进行冷却分离有机层,原因为反应混合液中含有浓硫酸、浓硝酸,直接向其中加入冷水会剧烈放热而导致酸液飞溅,应将反应混合液缓慢倒入冷水中,且边加边搅拌,防止剧烈放热;
(5)
甲苯与混酸水浴加热发生取代反应生成邻硝基甲苯和水,化学方程式为:+HNO3(浓) +H2O;
(6)实验后在三颈瓶中收集到的产物较少说明实验时反应温度过高,导致浓硝酸大量挥发、分解,反应不充分,也可能是反应温度过高,发生了较多副反应;
(7)操作Ⅰ为混合液经分液得到有机混合液和无机混合液,故为分液,操作Ⅵ为一硝基甲苯利用物质的沸点不同,经蒸馏得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯,故为蒸馏;
(8)反应中加入混酸,因此操作Ⅲ中加入5%NaOH溶液的目的是除去有机物中残留的混酸。
16.(16分) 镓(Ga)的发现、提取及应用对科学与技术的发展意义重大。
(1)科学家是通过_______(填字母)实验发现镓元素的。
A.原子光谱 B.分子光谱 C.X-射线衍射
(2)镓元素在地壳中含量低,常存在于立方晶型的硫化锌矿中。
①GaAs晶体的晶胞结构如图-1所示,Ga的配位数为_______。
②从结构角度分析GaAs存在于ZnS晶格内的原因:(ⅰ)两种晶体中离子的排列方式相同;(ⅱ)_______。
(3)一种以锌浸出液(含大量、、,少量、及微量)为原料制取金属Ga的工艺流程如下:
①若不经过“还原”,直接调节pH也能依次实现、及分步沉淀,但该方案会导致Ga严重损失,原因是_______。
②“酸溶”后的酸性溶液用有机萃取剂萃取。“萃取”前后溶液中金属元素的质量浓度如下表。已知铁的萃取率()为20%,镓的萃取率为_______(写出计算过程,计算结果保留三位有效数字)。
Ga
Fe
Zn
酸性溶液中元素的质量浓度(g/L)
0.28
2.5
19.5
有机相中元素的质量浓度(g/L)
0.175
0.35
5.382
③向萃取后的有机相中加入一定浓度的硫酸或盐酸,可实现金属元素反萃取。控制其它条件一定,实验测得Ga、Fe、Zn的反萃率随硫酸或盐酸浓度的变化如图-2所示。为尽可能实现Ga与Fe、Zn的分离,需要进行两次反萃取操作,操作中选用的酸依次为_______(注明酸的种类及浓度)。
(4)是制备光电材料的主要原料。一种制备的路径如下:
①X的化学式为_______。
②研究发现,不使用Hg,向合金中滴加,也可制得,且有生成。当参加反应的时,反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)A(2分)
(2)①4(2分) ②晶胞中离子核间距相当(2分)
(3)①生成的会吸附溶液中的(2分) ②89.3% (2分) ③盐酸、硫酸(2分)
(4)① (2分) ②(2分)
【解析】浸出液(含大量Zn2+、Fe3+、Fe2+,少量Al3+、Cu2+及微量Ga3+),加还原剂,将Fe3+还原为Fe2+,避免后续调pH时Fe(OH)3胶体吸附,造成镓损失;调pH使Ga3+以Ga(OH)3形式沉淀析出,同时Zn2+、Fe2+、Al3+仍留在溶液中;加入Zn粉置换,将溶液中Cu2+、残留Fe2+、Ga3+等置换为金属单质,富集到滤渣中,加入稀酸将滤渣中的Ga、Zn、Fe、Cu及Ga(OH)3溶解成溶液;加入萃取试剂,将Ga3+从Zn2+、Fe2+、Al3+混合液中萃取到有机相,加入反萃取剂,将有机相中的Ga3+反萃取到水相,得到富镓溶液,后续经一系列操作得到金属Ga。
(1)不同元素的原子具有不同的特征谱线,科学家通过原子光谱发现新元素;分子光谱用于研究分子结构,X射线衍射用于测定晶体结构,故选A。
(2)①每个Ga原子周围结合4个As原子,因此Ga的配位数为4;②两种晶体粒子排列方式相同,且晶胞参数(尺寸)相近,晶胞中离子核间距相当,因此GaAs可以存在于ZnS晶格中。
(3)①Ga是微量组分,即使pH有微小差异,也能实现分步沉淀。真正导致微量组分损失的核心,是大量生成的Fe(OH)3沉淀的强吸附作用,而非同步沉淀,故原因为:生成的Fe(OH)3会吸附溶液中的Ga3+;
②设萃取前原溶液体积为,萃取后有机相体积为,对于Fe,萃取率:,解得,Ga的萃取率:;
③第一次Ga反萃率必须越低越好。根据图-2右图确定先选用6mol/L盐酸,反萃后所有Ga均在有机相中,有机相中还有少量Fe。再根据图-2左图选择 80g·L-1硫酸,Fe反萃率为0,所有Fe均留在有机相,而接近100%的Ga进入水相,从而最大限度地实现了Ga与Fe和Zn的分离。
(4)①根据原子守恒,,产物X为;②反应物物质的量比,产物为、,根据原子可知生成物还有,故反应方程式为。
17.(12分)水煤气是一种重要的工业气体燃料和化工原料。
(1)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的和1 mol,发生下列反应生成水煤气:
i. ,
ii. ,
①反应的平衡常数______(用含和的代数式表示)。
②反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系______(填“吸收”或“放出”)热量______kJ(写出计算过程)。
(2)脱除和利用水煤气中的工艺如图所示:
①写出吸收塔中吸收的离子方程式:______。
②再生塔中通入水蒸气的作用有______。
③利用电化学原理可将电催化还原为CO。研究表明,装置中的AgCl/Ag电极通过电化学还原可在电极上析出Ag纳米颗粒,从而提升还原为CO的选择性。
已知:根据催化剂性质等实验条件的不同,电化学还原过程中会产生多种含碳产物,CO的选择性。
i.在如图所示装置中,电解时阴极发生的电极反应有______(用电极反应式表示)。
ii.装置中的AgCl/Ag电极还能使“转化为CO的反应”比“析氢反应”更具竞争优势,其可能原因有______。
【答案】(1) ①(2分) ②吸收 (1分) 31.2 kJ(1分)
(2)① (2分)
②提供热量,促进分解;减小气态物质中浓度,促进其逸出 (2分)
③i.、 (2分)
ii.AgCl中的氧化性强于电解质中的,优先放电;生成的Ag纳米颗粒可降低还原为CO的活化能,加快该反应的发生(2分)
【解析】吸收塔中离子方程式吸收生成,再生塔中分解生成逸出,进入右侧电解池中,电解池中AgCl/Ag电极反应为被还原为,得电子为电解池的阴极。
(1)①根据盖斯定律,总反应等于i+ii,当两反应方程式相加,平衡常数应相乘,最终得到总反应的平衡常数,所以反应的平衡常数;
②转化率50%:消耗,CO物质的量:设反应i消耗,生成x mol CO和x mol,反应ii消耗,消耗,生成和,平衡时CO的物质的量:,热量计算:反应i吸热:,反应ii放热:,总吸热:;
(2)①吸收塔中离子方程式吸收生成:;
②因为再生塔中分解需吸热,再生塔中水蒸气可以提供热量,促进分解,也可以减小气态物质中浓度,促进其逸出;
③电化学还原为,阴极得电子:,同时AgCl/Ag电极析出Ag:;
④装置中的AgCl/Ag电极还能使“转化为CO的反应”比“析氢反应”更具竞争优势,其可能原因有AgCl中的氧化性强于电解质中的,优先放电;生成的Ag纳米颗粒可降低还原为CO的活化能,加快该反应的发生。
18.(14分)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为_______,化合物A与足量溶液反应的化学方程式为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)关于化合物C的说法成立的有_______。
①与溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
③与D互为同系物 ④能与反应
(4)涉及的反应类型为_______。
(5)毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______、_______。
【答案】(1)醛基、酚羟基(2分) (2分)
(2)(2分)
(3)②④(2分)
(4)加成反应、还原反应(2分)
(5) (2分) (2分)
【解析】(1)由A的结构简式可知,A分子中含有醛基、酚羟基;
酚羟基可以与NaOH发生酸碱中和反应,每个A分子中含有2个-OH,则A与足量NaOH反应的化学方程式为;
(2)
对比A和C的结构简式可知,A的结构中2个-OH上的氢原子分别被-CH3和-Bn取代,结合两个反应所用的试剂分别为CH3I、BnBr可知,A与CH3I发生取代反应生成B();
(3)C中不含酚羟基,不能与溶液作用显色,①不成立;
C中含有醛基,可与新制氢氧化铜反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀,②成立;
C与D官能团不完全相同,结构不相似,不互为同系物,③不成立;
C中含有醛基,醛基中的碳氧双键可与HCN发生加成反应,④成立;
故选②④;
(4)的反应中,醛基中的碳氧双键断裂,得氢转化为醇羟基,因此涉及的反应类型有加成反应、还原反应;
(5)
多取代苯甲醛J的分子式为C9H10O4(=5),含有苯环(=4)和醛基(=1,由J的核磁共振氢谱图显示四组峰且峰面积比为1:1:2:6,对比E、F的结构简式、E+FG的反应条件结合可知,J分子中含有2个位置对称且处于间位的-OCH3,剩余1个O原子,含有羟基,则J的结构简式为;
由图给合成路线中反应BC、E+FGH毛兰菲可知,I的结构为。
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化 学
(考试时间:75分钟;试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:选择性必修1全册+选择性必修2全册+选择性必修3专题1-4。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 Mg-24 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.碘酒可用作医疗消毒剂,是因为碘酒能使蛋白质发生盐析
C.炒菜时加入少量的料酒(含乙醇)和食醋,可使菜变得香醇可口
D.酒厂蒸馏酒精的原理和实验室制备蒸馏水的原理相同
2.下列化学用语表达错误的是
A.的空间结构为:
B.和的最外层电子排布图均为:
C.分子的球棍模型为:
D.分子中键的形成过程为:
3.实验室模拟“侯氏制碱法”制取,下列有关实验装置能达到实验目的的是
A.图甲:制取气体 B.图乙:除去气体中混有的
C.图丙:从溶液中分离出晶体 D.图丁:加热固体制取
4.X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的质子数是X的3倍。由以上5种元素组成的某种盐的结构如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:Z>W B.简单离子的半径:W>M
C.键角:∠2>∠1 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
5.以含铬废液(主要含、、、、)为原料制备的流程如图。
已知:①时,,;②“调”时反应: 。下列说法错误的是
A.“滤渣”主要成分为
B.“氧化”时存在反应:
C.“加热”目的是除去过量,防止其在“调”时将氧化
D.若“调”后,则
6.化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列实例与微观解释不符的是
选项
实例
微观解释
A
键能:键大于键的3倍
键中π键的强度比σ键的大
B
多数离子液体室温下呈液态
离子体积大,离子键弱
C
随原子序数递增,碱金属、卤素单质熔点变化趋势相反
两类单质的晶体类型不同
D
相同温度下,()()
形成分子内氢键:
A.A B.B C.C D.D
7.化合物Z是合成一种天然产物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.1 mol X最多能与发生加成反应
B.Y存在顺反异构体
C.X、Z可用溶液鉴别
D.用取代,则步骤Ⅱ的产物为
8.三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[,简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图示(*表示物质吸附在铜催化剂上),设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该历程中决速步骤为
B.该历程中的最大能垒(活化能)为
C.升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量
9.实验室可用苯乙酮采用间接电氯化法合成苯甲酸钾,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.a电极与电源的正极相连,发生氧化反应
B.反应过程中透过膜m从右侧进入左侧
C.在碱性条件下,与苯乙酮反应的离子方程式为
D.电路中转移2mol电子时,阴极区溶液质量减少2g
10.室温下,根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
铜丝在酒精灯外焰灼烧,再将赤热铜丝插入酒精灯内焰。观察到铜丝先由红色变为黑色,再由黑色变为红色
乙醇具有氧化性
B
向甲苯中滴加少量酸性溶液,振荡后红色消失(经检验,生成了苯甲酸)
苯环增强了甲基的活性,使其被氧化
C
用干燥洁净的玻璃棒分别蘸取少量醋酸钠、苯酚钠溶液点在pH试纸上,测得pH分别为8、9
酸性:醋酸苯酚
D
向苯和苯酚中分别加入等量饱和浓溴水,观察到前者分层,上层为橙红色;后者有白色沉淀产生
苯环使羟基变活泼
A.A B.B C.C D.D
11.一种利用三元金属颗粒复合材料去除水体中硝酸盐的技术机理如图所示。下列说法中错误的是
A.若有最终完全转化为,则至少需要消耗
B.该机理中的三种金属只有铝给出电子,体现还原性
C.可以促进的脱氧,从而产生
D.金属铝表面的反应过程可表示为:
12.反应用于的存储与释放,在氢能载体或氮循环技术中具有潜在应用价值。晶体的立方晶胞如图,微粒1的分数坐标为。下列说法正确的是
A.白球()表示微粒
B.微粒2的分数坐标为
C.晶体密度为
D.白球位于灰球形成的四面体空隙中,且空隙利用率为100%
13.向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol M和2 mol N,发生如图1所示的反应,不同物质的物质的量随反应时间(t)的变化如图2所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是
A.反应③的活化能小于反应②的活化能
B.反应①的平衡常数大于反应②的平衡常数
C.升高温度,可提高平衡时产物中X的占比
D.平衡后,若再充入0.20 mol Y、0.40 mol Z,反应③的v正<v逆
14.常温下,向含、的混合溶液中缓缓加入适量NaOH固体(过程中未见沉淀产生),测得溶液中、分布系数、随pH变化如图所示。
已知:;;
;与反应生成
下列说法正确的是
A.ⅰ是~pH关系曲线
B.反应平衡常数的数量级为
C.pH为7~8时,的值不变
D.时,溶液中
第II卷(非选择题 共58分)
15.(16分)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯。
实验步骤:
①准备好甲苯和混酸(浓硫酸与浓硝酸按体积比3:1配制混合);
②在三颈烧瓶中加入甲苯,按图所示装置装好药品和其它仪器;
③通过分液漏斗向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌 (磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为,反应大约至三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。相关物质的性质如表:
有机物
密度
沸点
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
(1)该实验所使用的三颈烧瓶规格合理的是___________。
A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL
(2)仪器A的名称为_______,下口为_______口(填编号)。
A.进水 B.出水
(3)实验过程中常采用的控温方法是_______。
A.直接加热 B.水浴加热
(4)反应结束后能否直接向三颈烧瓶中加入冷水进行冷却分离有机层?_______。(填“能”或“不能”)原因是_______。
(5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式_______。
(6)实验需要精准的控温,若温度过高,会使一硝基甲苯产率降低,可能的原因是_______。
分离产物的方案如下:
(7)操作I的名称为___________,操作VI的名称为___________。
(8)操作Ⅲ中加入溶液的目的是___________。
16.(16分) 镓(Ga)的发现、提取及应用对科学与技术的发展意义重大。
(1)科学家是通过_______(填字母)实验发现镓元素的。
A.原子光谱 B.分子光谱 C.X-射线衍射
(2)镓元素在地壳中含量低,常存在于立方晶型的硫化锌矿中。
①GaAs晶体的晶胞结构如图-1所示,Ga的配位数为_______。
②从结构角度分析GaAs存在于ZnS晶格内的原因:(ⅰ)两种晶体中离子的排列方式相同;(ⅱ)_______。
(3)一种以锌浸出液(含大量、、,少量、及微量)为原料制取金属Ga的工艺流程如下:
①若不经过“还原”,直接调节pH也能依次实现、及分步沉淀,但该方案会导致Ga严重损失,原因是_______。
②“酸溶”后的酸性溶液用有机萃取剂萃取。“萃取”前后溶液中金属元素的质量浓度如下表。已知铁的萃取率()为20%,镓的萃取率为_______(写出计算过程,计算结果保留三位有效数字)。
Ga
Fe
Zn
酸性溶液中元素的质量浓度(g/L)
0.28
2.5
19.5
有机相中元素的质量浓度(g/L)
0.175
0.35
5.382
③向萃取后的有机相中加入一定浓度的硫酸或盐酸,可实现金属元素反萃取。控制其它条件一定,实验测得Ga、Fe、Zn的反萃率随硫酸或盐酸浓度的变化如图-2所示。为尽可能实现Ga与Fe、Zn的分离,需要进行两次反萃取操作,操作中选用的酸依次为_______(注明酸的种类及浓度)。
(4)是制备光电材料的主要原料。一种制备的路径如下:
①X的化学式为_______。
②研究发现,不使用Hg,向合金中滴加,也可制得,且有生成。当参加反应的时,反应的化学方程式为_______。
17.(12分)水煤气是一种重要的工业气体燃料和化工原料。
(1)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的和1 mol,发生下列反应生成水煤气:
i. ,
ii. ,
①反应的平衡常数______(用含和的代数式表示)。
②反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系______(填“吸收”或“放出”)热量______kJ(写出计算过程)。
(2)脱除和利用水煤气中的工艺如图所示:
①写出吸收塔中吸收的离子方程式:______。
②再生塔中通入水蒸气的作用有______。
③利用电化学原理可将电催化还原为CO。研究表明,装置中的AgCl/Ag电极通过电化学还原可在电极上析出Ag纳米颗粒,从而提升还原为CO的选择性。
已知:根据催化剂性质等实验条件的不同,电化学还原过程中会产生多种含碳产物,CO的选择性。
i.在如图所示装置中,电解时阴极发生的电极反应有______(用电极反应式表示)。
ii.装置中的AgCl/Ag电极还能使“转化为CO的反应”比“析氢反应”更具竞争优势,其可能原因有______。
18.(14分)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为_______,化合物A与足量溶液反应的化学方程式为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)关于化合物C的说法成立的有_______。
①与溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
③与D互为同系物 ④能与反应
(4)涉及的反应类型为_______。
(5)毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______、_______。
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2025-2026学年高二年级下学期期末模拟卷
化学·参考答案及评分标准
一、单项选择题:共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
C
B
B
C
D
D
D
D
B
A
D
B
D
二、非选择题:共4题,共58分。
15.(16分)
(1)B(1分)
(2)球形冷凝管(1分) A(1分)
(3)B(2分)
(4)不能(1分) 反应混合液中有浓硫酸,稀释时将混合液缓慢加入水中,防止液体飞溅(2分)
(5)+HNO3(浓) +H2O(2分)
(6)实验时反应温度过高,导致浓硝酸大量挥发,反应不充分,也可能是反应温度过高,发生了较多副反应(2分)
(7)分液(1分) 蒸馏(1分)
(8)除去有机物中残留的混酸(2分)
16.(16分)
(1)A(2分)
(2)①4(2分) ②晶胞中离子核间距相当(2分)
(3)①生成的会吸附溶液中的(2分) ②89.3% (2分) ③盐酸、硫酸(2分)
(4)① (2分) ②(2分)
17.(12分)
(1) ①(2分) ②吸收 (1分) 31.2 kJ(1分)
(2)① (2分)
②提供热量,促进分解;减小气态物质中浓度,促进其逸出 (2分)
③i.、 (2分)
ii.AgCl中的氧化性强于电解质中的,优先放电;生成的Ag纳米颗粒可降低还原为CO的活化能,加快该反应的发生(2分)
18.(14分)
(1)醛基、酚羟基(2分) (2分)
(2)(2分)
(3)②④(2分)
(4)加成反应、还原反应(2分)
(5) (2分) (2分)
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………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
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(考试时间:75分钟;试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:选择性必修1全册+选择性必修2全册+选择性必修3专题1-4。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量:H-1 C-12 O-16 N-14 Na-23 Mg-24 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A.用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B.碘酒可用作医疗消毒剂,是因为碘酒能使蛋白质发生盐析
C.炒菜时加入少量的料酒(含乙醇)和食醋,可使菜变得香醇可口
D.酒厂蒸馏酒精的原理和实验室制备蒸馏水的原理相同
2.下列化学用语表达错误的是
A.的空间结构为:
B.和的最外层电子排布图均为:
C.分子的球棍模型为:
D.分子中键的形成过程为:
3.实验室模拟“侯氏制碱法”制取,下列有关实验装置能达到实验目的的是
A.图甲:制取气体 B.图乙:除去气体中混有的
C.图丙:从溶液中分离出晶体 D.图丁:加热固体制取
4.X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的质子数是X的3倍。由以上5种元素组成的某种盐的结构如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:Z>W B.简单离子的半径:W>M
C.键角:∠2>∠1 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
5.以含铬废液(主要含、、、、)为原料制备的流程如图。
已知:①时,,;②“调”时反应: 。下列说法错误的是
A.“滤渣”主要成分为
B.“氧化”时存在反应:
C.“加热”目的是除去过量,防止其在“调”时将氧化
D.若“调”后,则
6.化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列实例与微观解释不符的是
选项
实例
微观解释
A
键能:键大于键的3倍
键中π键的强度比σ键的大
B
多数离子液体室温下呈液态
离子体积大,离子键弱
C
随原子序数递增,碱金属、卤素单质熔点变化趋势相反
两类单质的晶体类型不同
D
相同温度下,()()
形成分子内氢键:
A.A B.B C.C D.D
7.化合物Z是合成一种天然产物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.1 mol X最多能与发生加成反应
B.Y存在顺反异构体
C.X、Z可用溶液鉴别
D.用取代,则步骤Ⅱ的产物为
8.三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[,简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图示(*表示物质吸附在铜催化剂上),设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该历程中决速步骤为
B.该历程中的最大能垒(活化能)为
C.升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量
9.实验室可用苯乙酮采用间接电氯化法合成苯甲酸钾,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.a电极与电源的正极相连,发生氧化反应
B.反应过程中透过膜m从右侧进入左侧
C.在碱性条件下,与苯乙酮反应的离子方程式为
D.电路中转移2mol电子时,阴极区溶液质量减少2g
10.室温下,根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
铜丝在酒精灯外焰灼烧,再将赤热铜丝插入酒精灯内焰。观察到铜丝先由红色变为黑色,再由黑色变为红色
乙醇具有氧化性
B
向甲苯中滴加少量酸性溶液,振荡后红色消失(经检验,生成了苯甲酸)
苯环增强了甲基的活性,使其被氧化
C
用干燥洁净的玻璃棒分别蘸取少量醋酸钠、苯酚钠溶液点在pH试纸上,测得pH分别为8、9
酸性:醋酸苯酚
D
向苯和苯酚中分别加入等量饱和浓溴水,观察到前者分层,上层为橙红色;后者有白色沉淀产生
苯环使羟基变活泼
A.A B.B C.C D.D
11.一种利用三元金属颗粒复合材料去除水体中硝酸盐的技术机理如图所示。下列说法中错误的是
A.若有最终完全转化为,则至少需要消耗
B.该机理中的三种金属只有铝给出电子,体现还原性
C.可以促进的脱氧,从而产生
D.金属铝表面的反应过程可表示为:
12.反应用于的存储与释放,在氢能载体或氮循环技术中具有潜在应用价值。晶体的立方晶胞如图,微粒1的分数坐标为。下列说法正确的是
A.白球()表示微粒
B.微粒2的分数坐标为
C.晶体密度为
D.白球位于灰球形成的四面体空隙中,且空隙利用率为100%
13.向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol M和2 mol N,发生如图1所示的反应,不同物质的物质的量随反应时间(t)的变化如图2所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是
A.反应③的活化能小于反应②的活化能
B.反应①的平衡常数大于反应②的平衡常数
C.升高温度,可提高平衡时产物中X的占比
D.平衡后,若再充入0.20 mol Y、0.40 mol Z,反应③的v正<v逆
14.常温下,向含、的混合溶液中缓缓加入适量NaOH固体(过程中未见沉淀产生),测得溶液中、分布系数、随pH变化如图所示。
已知:;;
;与反应生成
下列说法正确的是
A.ⅰ是~pH关系曲线
B.反应平衡常数的数量级为
C.pH为7~8时,的值不变
D.时,溶液中
第II卷(非选择题 共58分)
15.(16分)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯。
实验步骤:
①准备好甲苯和混酸(浓硫酸与浓硝酸按体积比3:1配制混合);
②在三颈烧瓶中加入甲苯,按图所示装置装好药品和其它仪器;
③通过分液漏斗向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌 (磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为,反应大约至三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。相关物质的性质如表:
有机物
密度
沸点
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
(1)该实验所使用的三颈烧瓶规格合理的是___________。
A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL
(2)仪器A的名称为_______,下口为_______口(填编号)。
A.进水 B.出水
(3)实验过程中常采用的控温方法是_______。
A.直接加热 B.水浴加热
(4)反应结束后能否直接向三颈烧瓶中加入冷水进行冷却分离有机层?_______。(填“能”或“不能”)原因是_______。
(5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式_______。
(6)实验需要精准的控温,若温度过高,会使一硝基甲苯产率降低,可能的原因是_______。
分离产物的方案如下:
(7)操作I的名称为___________,操作VI的名称为___________。
(8)操作Ⅲ中加入溶液的目的是___________。
16.(16分) 镓(Ga)的发现、提取及应用对科学与技术的发展意义重大。
(1)科学家是通过_______(填字母)实验发现镓元素的。
A.原子光谱 B.分子光谱 C.X-射线衍射
(2)镓元素在地壳中含量低,常存在于立方晶型的硫化锌矿中。
①GaAs晶体的晶胞结构如图-1所示,Ga的配位数为_______。
②从结构角度分析GaAs存在于ZnS晶格内的原因:(ⅰ)两种晶体中离子的排列方式相同;(ⅱ)_______。
(3)一种以锌浸出液(含大量、、,少量、及微量)为原料制取金属Ga的工艺流程如下:
①若不经过“还原”,直接调节pH也能依次实现、及分步沉淀,但该方案会导致Ga严重损失,原因是_______。
②“酸溶”后的酸性溶液用有机萃取剂萃取。“萃取”前后溶液中金属元素的质量浓度如下表。已知铁的萃取率()为20%,镓的萃取率为_______(写出计算过程,计算结果保留三位有效数字)。
Ga
Fe
Zn
酸性溶液中元素的质量浓度(g/L)
0.28
2.5
19.5
有机相中元素的质量浓度(g/L)
0.175
0.35
5.382
③向萃取后的有机相中加入一定浓度的硫酸或盐酸,可实现金属元素反萃取。控制其它条件一定,实验测得Ga、Fe、Zn的反萃率随硫酸或盐酸浓度的变化如图-2所示。为尽可能实现Ga与Fe、Zn的分离,需要进行两次反萃取操作,操作中选用的酸依次为_______(注明酸的种类及浓度)。
(4)是制备光电材料的主要原料。一种制备的路径如下:
①X的化学式为_______。
②研究发现,不使用Hg,向合金中滴加,也可制得,且有生成。当参加反应的时,反应的化学方程式为_______。
17.(12分)水煤气是一种重要的工业气体燃料和化工原料。
(1)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的和1 mol,发生下列反应生成水煤气:
i. ,
ii. ,
①反应的平衡常数______(用含和的代数式表示)。
②反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系______(填“吸收”或“放出”)热量______kJ(写出计算过程)。
(2)脱除和利用水煤气中的工艺如图所示:
①写出吸收塔中吸收的离子方程式:______。
②再生塔中通入水蒸气的作用有______。
③利用电化学原理可将电催化还原为CO。研究表明,装置中的AgCl/Ag电极通过电化学还原可在电极上析出Ag纳米颗粒,从而提升还原为CO的选择性。
已知:根据催化剂性质等实验条件的不同,电化学还原过程中会产生多种含碳产物,CO的选择性。
i.在如图所示装置中,电解时阴极发生的电极反应有______(用电极反应式表示)。
ii.装置中的AgCl/Ag电极还能使“转化为CO的反应”比“析氢反应”更具竞争优势,其可能原因有______。
18.(14分)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为_______,化合物A与足量溶液反应的化学方程式为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)关于化合物C的说法成立的有_______。
①与溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
③与D互为同系物 ④能与反应
(4)涉及的反应类型为_______。
(5)毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______、_______。
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