内容正文:
高二化学试卷
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Ca-40
选择题部分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意。)
1. 金秀矿是2025年获批的全新天然矿物,含有Ni、Bi、As、S等元素,其中属于短周期元素的是
A. Ni B. Bi C. As D. S
2. 氯化铁是一种常见的盐,下列说法不正确的是
A. 氯化铁水溶液呈酸性
B. 氯化铁可由Fe与Cl2反应生成
C. 氯化铁溶液可以用于制作印刷铜电路板
D. 氯化铁是弱电解质
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 甲酸甲酯的结构简式:HCOOCH3
B. SO3分子的VSEPR模型:
C. 乙烷的空间填充模型:
D. 钙离子的结构示意图:
4. 关于反应3SiO2+6C+2N26CO+Si3N4,下列说法中正确的是
A. N2中的N元素得电子 B. SiO2是还原剂
C. CO是还原产物 D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
5. 亚甲基蓝三水合物(C16H18N3SCl·3H2O)常用作染色剂,下列说法不正确的是
A. 沸点:CH4<NH3 B. 酸性:HClO4>H2SO4
C. 原子半径:C>N>O D. 电负性:O<N
6. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. S8()单质在CS2(S=C=S)中溶解度大
B. 普通玻璃为非晶体,能自发呈现多面体外形
C. 二氧化硅晶体熔点高硬度大,可用于生产光导纤维
D. 明矾水解可以产生氢氧化铝胶体,可用作自来水的消毒剂
7. 下列说法不正确的是
A. 在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用
B. 实验室中将未用完的钠块放回原试剂瓶
C. 用苯萃取溴水中的溴时,将分液漏斗中的上层液体从下口放出
D. 用pH试纸检验氨气、氯化氢气体时,要润湿
8. 下列有关反应方程式不正确的是
A. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
B. 铁和水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
C. 用NaOH溶液吸收尾气中的NO2:2NO2+2OH-=++H2O
D. 用乙醇处理废弃的Na:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
9. 化合物W是合成抗病毒药物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X不能使溴水褪色
B. Z分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为3:8
C. 1 mol Y最多能和3 mol H2发生加成反应
D. W属于芳香烃
10. 在检验草木灰浸出液性质的实验中,下列操作不正确的是
A.浸取草木灰
B.过滤草木灰浊液
C.测量浸出液pH
D.检验浸出液中钾离子
A. A B. B C. C D. D
11. 氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2OHOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O=HF+H2O2。下列说法正确的是
A. H2O分子的空间结构为V形
B. HOF中氟元素的化合价为+1
C. 反应①中有非极性键的断裂和形成
D. HF中H-F键的键能小于H2O中O-H键的键能
12. NH2OH是一种重要的还原剂,能够和AgBr反应生成一种气体单质。下列说法正确的是
A. NH2OH呈碱性的原因是在水中能够发生电离NH2OH+H2O⇌+OH-
B. NH2OH的配位能力强于H2NNH2
C. 同浓度NH3OHCl和NH4Cl溶液,NH4Cl水溶液酸性更强
D. NH2OH和AgBr反应的化学方程式为2NH2OH+2AgBr=2Ag↓+N2↑+2HBr+2H2O
13. 2025年化学诺贝尔奖——金属有机框架(MOF)是一类由金属离子/金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的晶态多孔材料。它可以应用在电催化还原CO2中,装置原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 电极a为阳极
B. 电极b的电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O
C. 电催化过程中装置内酸碱性保持不变
D. 电极a上生成1 mol O2时,理论上可以还原22.4 L(标准状况下)CO2
14. 钒催化剂对H2O2氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A. ·OH中的氧元素化合价为+1价,X为OH-
B. 步骤②为吸热反应
C. 在催化循环中起催化剂作用
D. 用Fe3+检验苯酚中的官能团需要在较强的酸性环境中进行
15. 文献报道:室温下(没有CO2影响下),CaCO3饱和溶液的pH=8.3,溶解度为0.0022g。已知:H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,Ka(HCN)=5×10-10
下列说法正确的是
A. Ksp(CaCO3)=4.84×10-8
B. 饱和CaCO3溶液中c()>c()
C. 1×10-5mol·L-1的NaCN溶液中c(HCN)>c(CN-)
D. 以酚酞为指示剂可以用标准氢氧化钠溶液滴定HCN的浓度
16. 卡尔费休法是测定微量水分的极佳方法。其基本原理是利用I2氧化SO2时,需要消耗定量的H2O(I2+SO2+2H2O⇌2HI+H2SO4),根据消耗标准液中I2的量进行计算。滴定时的标准液含有I2、SO2、吡啶(其分子式为C5H5N,是一种有机碱)、及CH3OH的混合液,称其为费休试剂,费休试剂颜色为棕色。下列说法不正确的是
A. 费休法滴定中用到的所有容器都需干燥
B. 当溶液出现棕色时且半分钟内颜色不再改变即达到滴定终点
C. 费休试剂中C5H5N仅作为溶剂
D. 费休试剂中SO2的物质的量应该大于I2的物质的量
非选择题部分
二、非选择题
17. 完成下面各题:
(1)X的晶胞结构如图所示,回答下列问题:
①X的化学式为___________;C原子的配位数为___________。
②X的晶体类型是___________。
(2)已知在NaHSO3溶液中还存在以下平衡:。离子中存在硫硫单键。H2SO3的K1=1.3×10-2 K2=6.5×10-8。
请回答以下问题:
①下列说法不正确的是___________。
A.第一电离能O>S
B.离子半径S2->K+>Ca2+
C.基态氧原子2p轨道中所有电子具有相同的能量
D.是一种常见的配体离子,其中所有原子都具有配位能力
②在NaHSO3溶液中c(Na+)=___________(填写的所有微粒中均要含有硫元素)。
③下列说法正确的是___________。
A.可通过小心低温蒸发浓缩的方法从NaHSO3溶液中获取NaHSO3晶体
B.离子中硫元素的化合价不相同
C.0.1mol·L-1的Na2S2O5水溶液呈酸性
D.向Na2S2O5水溶液加入稀盐酸会产生SO2气体
(3)穴醚在碱金属阴离子(碱化物)的研究中起着重要的作用,其中第一个被报道出的碱化物是钠阴离子(Na-),由钠与穴醚[2,2,2]在CH3CH2NH2存在下反应形成。已知:穴醚[2,2,2]具有比冠醚更强的碱金属离子识别能力。请回答下列问题:
①碱性CH3CH2NH2___________NH3(填“>”、“<”或“=”)。
②比较键角∠HNH:CH3CH2NH2___________NH3(填“>”、“<”或“=”)。
③写出生成钠阴离子的方程式:___________(穴醚[2,2,2]用R来表示)。
(4)写出化合物KH(NO3)2中阴离子的结构简式(涉及到N和O之间的共价键一律用“—”来表示)___________。
18. 乙烯的产量可用来衡量一个国家的石油化学工业的发展水平。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
(1)C2H6氧化脱氢反应制乙烯分成两步:
反应Ⅰ:2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) 1=-209.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) 2=178.1kJ·mol-1
请回答:
①反应Ⅱ自发进行的条件是___________(填“高温”或者“低温”)。
②计算:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 3=___________kJ·mol-1。
(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g) 4,C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,下列说法正确的是___________。
A. 由图可知4<0
B. 700℃,0.6MPa比600℃,0.5MPa平衡转化率高
C. 使用高效催化剂,可降低反应活化能,提高平衡转化率
D. 及时分离出氢气,有利于平衡向生成乙烯的方向移动
(3)一定温度和压强下,向密闭容器中投入乙烷发生反应C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g),测得C2H6的平衡转化率为25.0%,求该反应的平衡常数Kx=___________(Kx是以平衡时各物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)通过Cu+修饰的分子筛能有效将C2H6和C2H4的混合气体分离。请写出Cu+的价层电子排布式___________。
(5)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以乙烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。请写出该燃料电池的负极电极反应式___________。
19. 苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
硝基苯
123
5.9
210.9
1.20
不溶于水,易溶于乙醚
苯胺
93
-6.3
184.0
1.02
微溶于水,易溶于乙醚
乙酸
60
16.6
117.9
1.05
与水互溶
乙醚
74
-116.3
34.5
0.71
微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5g铁粉、25.0mL水及1.50mL乙酸,加热煮沸10min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20mL(0.08mol)硝基苯,再加热回流30min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺-水馏出液;
④将苯胺-水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入装置Ⅱ的圆底烧瓶,先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180-185℃馏分,得到5.58g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是下图中的___________(填标号;备注:下图中A、B容器均为玻璃塞)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺-水馏出液用NaCl饱和的原因是___________。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于___________层(填“上”或“下”)。
(5)下列叙述正确的是___________。
A. 可用红外光谱判断苯胺中是否含有硝基苯
B. 蒸馏烧瓶可选用酒精灯加热
C. 蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴是为了防止其挥发损失并提高冷凝效率
D. 蒸馏回收乙醚时,接收器的胶管c通下水道或通室外
(6)回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是___________。
(7)计算苯胺的产率为___________。
20. 有机物G是治疗神经疼痛药物的中间体,其中一种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)化合物E中的官能团名称是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A. 在水中的溶解度:化合物A小于CH3CH2OH
B. 化合物E中不含手性碳原子
C. 化合物C中最多只有6个碳原子共平面
D. 化合物B能发生消去反应
(3)化合物D的结构简式___________。
(4)写出F→G的化学方程式___________。
(5)H是F的同系物,且相对分子质量比F小14,写出符合下列条件的H的同分异构体___________(不考虑立体异构体)。
①含有苯环和-CH2CHO;②苯环有四个取代基;③核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为6:3:2:2:1)。
(6)已知:,设计一条以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
合成路线流程图示例:
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高二化学试卷
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Ca-40
选择题部分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意。)
1. 金秀矿是2025年获批的全新天然矿物,含有Ni、Bi、As、S等元素,其中属于短周期元素的是
A. Ni B. Bi C. As D. S
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ni(镍)原子序数为28,位于元素周期表第四周期,属于长周期元素,A错误;
B.Bi(铋)原子序数为83,位于元素周期表第六周期,属于长周期元素,B错误;
C.As(砷)原子序数为33,位于元素周期表第四周期,属于长周期元素,C错误;
D.S(硫)原子序数为16,位于元素周期表第三周期,属于短周期元素,D正确;
故选D。
2. 氯化铁是一种常见的盐,下列说法不正确的是
A. 氯化铁水溶液呈酸性
B. 氯化铁可由Fe与Cl2反应生成
C. 氯化铁溶液可以用于制作印刷铜电路板
D. 氯化铁是弱电解质
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铁是强酸弱碱盐,水溶液中发生水解:,使溶液中,溶液呈酸性,A正确;
B.氯气具有强氧化性,Fe与在点燃条件下反应:,可直接生成氯化铁,B正确;
C.具有氧化性,可与Cu发生反应:,能腐蚀铜箔,因此氯化铁溶液可用于制作印刷铜电路板,C正确;
D.氯化铁属于盐类,在水溶液中能够完全电离为自由移动的离子,属于强电解质,D错误;
故答案选D。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 甲酸甲酯的结构简式:HCOOCH3
B. SO3分子的VSEPR模型:
C. 乙烷的空间填充模型:
D. 钙离子的结构示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲酸甲酯中含酯基,结构简式:HCOOCH3,A正确;
B.的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp2杂化,无孤对电子,VSEPR模型为平面三角形,B错误;
C.乙烷为CH3CH3,空间填充模型:,C正确;
D.钙离子为钙原子失去2个电子形成的,结构示意图:,D正确;
故选B。
4. 关于反应3SiO2+6C+2N26CO+Si3N4,下列说法中正确的是
A. N2中的N元素得电子 B. SiO2是还原剂
C. CO是还原产物 D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
【答案】A
【解析】
【详解】A.中N元素化合价从0价降低为中的-3价,得到电子,A正确;
B.中Si、O元素化合价在反应前后均未发生变化,既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;
C.C元素化合价从0价升高为中的+2价,发生氧化反应,是氧化产物,C错误;
D.该反应氧化剂为,还原剂为,二者物质的量之比为,不是,D错误;
故答案选A。
5. 亚甲基蓝三水合物(C16H18N3SCl·3H2O)常用作染色剂,下列说法不正确的是
A. 沸点:CH4<NH3 B. 酸性:HClO4>H2SO4
C. 原子半径:C>N>O D. 电负性:O<N
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子间存在氢键,分子间作用力强于仅存在范德华力的,可知沸点,故A正确;
B.非金属性,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,故酸性,故B正确;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,C、N、O同属第二周期,原子序数依次增大,故原子半径C>N>O ,故C正确;
D.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,O的原子序数大于N,故电负性,故D错误;
因此答案选D。
6. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. S8()单质在CS2(S=C=S)中溶解度大
B. 普通玻璃为非晶体,能自发呈现多面体外形
C. 二氧化硅晶体熔点高硬度大,可用于生产光导纤维
D. 明矾水解可以产生氢氧化铝胶体,可用作自来水的消毒剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.S8单质与二硫化碳均为非极性分子,根据相似相溶,S8在CS2(S=C=S)中溶解度大,A正确;
B.普通玻璃为非晶体,不能自发呈现多面体外形,B错误;
C.二氧化硅用作光导纤维利用其对光全反射,而非其熔点和硬度大,C错误;
D.明矾与水生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂,但是其不能杀菌消毒,D错误;
故选A。
7. 下列说法不正确的是
A. 在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用
B. 实验室中将未用完的钠块放回原试剂瓶
C. 用苯萃取溴水中的溴时,将分液漏斗中的上层液体从下口放出
D. 用pH试纸检验氨气、氯化氢气体时,要润湿
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴定管属于精密计量仪器,使用前必须检查活塞处是否漏水,确认不漏水后方可使用,A正确;
B.钠性质极活泼,随意丢弃未用完的钠易引发火灾、爆炸等安全事故,需放回原试剂瓶保存,B正确;
C.苯的密度小于水,萃取溴后溴的苯溶液位于分液漏斗上层,分液操作中上层液体应从上口倒出,若从下口放出会被下层残留的液体污染,C错误;
D.气体本身无法电离出或,无法使干燥的pH试纸变色,需润湿试纸使气体溶解形成溶液后才可检验其酸碱性,D正确;
故答案选C。
8. 下列有关反应方程式不正确的是
A. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
B. 铁和水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
C. 用NaOH溶液吸收尾气中的NO2:2NO2+2OH-=++H2O
D. 用乙醇处理废弃的Na:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A.石灰乳为氢氧化钙悬浊液,书写离子方程式时不可拆写为,应写化学式,正确方程式为,A错误;
B.铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,符合反应事实、原子守恒,B正确;
C.与溶液发生歧化反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,电荷、原子、电子均守恒,C正确;
D.乙醇的羟基可与钠反应生成乙醇钠和氢气,符合反应规律,D正确;
答案选A。
9. 化合物W是合成抗病毒药物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X不能使溴水褪色
B. Z分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为3:8
C. 1 mol Y最多能和3 mol H2发生加成反应
D. W属于芳香烃
【答案】B
【解析】
【详解】A.X中含有碳碳双键,能使溴水褪色,A错误;
B.Z分子中饱和碳原子采取sp3杂化,共有3个,苯环、碳碳双键两端的碳原子采取sp2杂化,共有8个,故个数比为3:8, B正确;
C.根据Y的结构简式,1 mol Y最多能和4 mol H2发生加成反应,C错误;
D.W中含有氧,不是烃,D错误;
故选B。
10. 在检验草木灰浸出液性质的实验中,下列操作不正确的是
A.浸取草木灰
B.过滤草木灰浊液
C.测量浸出液pH
D.检验浸出液中钾离子
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浸取草木灰在烧杯中搅拌进行,A正确;
B.过滤草木灰浊液操作注意“一贴、二低、三靠”,图中操作正确,B正确;
C.测量浸出液pH,不能将pH试纸直接伸入浸出液,应用洁净干燥的玻璃棒蘸取浸出液,再滴至pH试纸上,待变色后与标准比色卡对照读数,C错误;
D.检验浸出液中进行焰色试验,观察颜色时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色,以滤去黄色的光,D正确;
故选C。
11. 氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2OHOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O=HF+H2O2。下列说法正确的是
A. H2O分子的空间结构为V形
B. HOF中氟元素的化合价为+1
C. 反应①中有非极性键的断裂和形成
D. HF中H-F键的键能小于H2O中O-H键的键能
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O中中心O原子价层电子对数为,含2对孤电子对,分子空间结构为V形,A正确;
B.F是电负性最大的元素,在化合物中只显-1价,HOF中F化合价为-1,B错误;
C.反应①中断裂F2中的F-F非极性键和H2O中的O-H极性键,生成物中所有化学键均为极性键,无非极性键形成,C错误;
D.F原子半径小于O,H-F键长比O-H键短,键长越短键能越大,故H-F键的键能大于O-H键,D错误;
故答案选A。
12. NH2OH是一种重要的还原剂,能够和AgBr反应生成一种气体单质。下列说法正确的是
A. NH2OH呈碱性的原因是在水中能够发生电离NH2OH+H2O⇌+OH-
B. NH2OH的配位能力强于H2NNH2
C. 同浓度NH3OHCl和NH4Cl溶液,NH4Cl水溶液酸性更强
D. NH2OH和AgBr反应的化学方程式为2NH2OH+2AgBr=2Ag↓+N2↑+2HBr+2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.呈碱性是由于其分子中的N原子结合水电离出的H+,其电离方程式为,A错误;
B.配位能力取决于N原子给出孤对电子的能力,中N连接吸电子基团,羟基的吸电子效应会降低N原子的电子云密度,削弱N给出孤对电子的能力,因此的配位能力弱于,B错误;
C.根据共轭酸碱规律:碱的碱性越弱,对应共轭酸的酸性越强。由于羟基的吸电子效应,的碱性弱于,因此的共轭酸酸性强于,同浓度下溶液的酸性比更强,C错误;
D.中N元素为价,被氧化后生成题干所述的气体单质,中被还原为单质,根据化合价升降守恒:生成,N元素总共升高价,还原,Ag元素总共降低价,配平后反应方程式为,D正确;
答案选D。
13. 2025年化学诺贝尔奖——金属有机框架(MOF)是一类由金属离子/金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的晶态多孔材料。它可以应用在电催化还原CO2中,装置原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 电极a为阳极
B. 电极b的电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O
C. 电催化过程中装置内酸碱性保持不变
D. 电极a上生成1 mol O2时,理论上可以还原22.4 L(标准状况下)CO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.a电极上转化为,O元素从−2价升高到0价,失电子发生氧化反应,因此a为阳极,b为阴极,A正确;
B.b为阴极,得电子还原为CO,酸性条件下配平后电极反应为,B正确;
C.阳极反应是水失电子生成氧气(),阴阳两极相加得到总反应方程式,总反应不消耗/生成和,装置内浓度不变,酸碱性保持不变,C正确;
D.根据C中的总反应方程式,生成1 mol氧气,理论还原2 mol二氧化碳即标况下44.8 L,D错误;
故选D。
14. 钒催化剂对H2O2氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A. ·OH中的氧元素化合价为+1价,X为OH-
B. 步骤②为吸热反应
C. 在催化循环中起催化剂作用
D. 用Fe3+检验苯酚中的官能团需要在较强的酸性环境中进行
【答案】B
【解析】
【分析】结合反应机理图可知和过氧化氢反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水;
【详解】A.·OH中的氧元素化合价为-1价,X为,故A错误;
B.步骤②苯环中大π键的断裂结合,为吸热反应,故B正确;
C.根据反应机理图,V的化合价在+4和+5之间变化。催化剂是反应前后种类和质量不变的物质,图中参与反应,最后又生成,所以是催化剂,是中间产物,故C错误;
D.强酸性条件会使酚羟基质子化为 -OH,失去提供孤对电子的能力,无法与铁离子形成配位络合物,导致显色反应不发生或极弱,故D错误;
故选B。
15. 文献报道:室温下(没有CO2影响下),CaCO3饱和溶液的pH=8.3,溶解度为0.0022g。已知:H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,Ka(HCN)=5×10-10
下列说法正确的是
A. Ksp(CaCO3)=4.84×10-8
B. 饱和CaCO3溶液中c()>c()
C. 1×10-5mol·L-1的NaCN溶液中c(HCN)>c(CN-)
D. 以酚酞为指示剂可以用标准氢氧化钠溶液滴定HCN的浓度
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩尔质量为100g/mol,溶解度0.0022g,对应1L溶液中溶解的物质的量为mol,若不考虑水解,实际水解使更小,远小于,故A错误;
B.第一步水解常数,pH=8.3时,由得,故,故B错误;
C.设平衡时,则,解一元二次方程得。所以平衡时,。因此,故C正确;
D.,用NaOH滴定HCN,滴定终点时生成NaCN,强碱弱酸盐,溶液呈碱性,但由于CN-水解程度较大,导致溶液的碱性较强,而酚酞的变色范围在pH8.2~10.0,滴定突越范围很小,滴定终点颜色变化不明显,无法用指示剂准确判断滴定终点,故以酚酞为指示剂不能用NaOH标准溶液滴定HCN,故D错误;
故答案选C。
16. 卡尔费休法是测定微量水分的极佳方法。其基本原理是利用I2氧化SO2时,需要消耗定量的H2O(I2+SO2+2H2O⇌2HI+H2SO4),根据消耗标准液中I2的量进行计算。滴定时的标准液含有I2、SO2、吡啶(其分子式为C5H5N,是一种有机碱)、及CH3OH的混合液,称其为费休试剂,费休试剂颜色为棕色。下列说法不正确的是
A. 费休法滴定中用到的所有容器都需干燥
B. 当溶液出现棕色时且半分钟内颜色不再改变即达到滴定终点
C. 费休试剂中C5H5N仅作为溶剂
D. 费休试剂中SO2的物质的量应该大于I2的物质的量
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定的是微量水分,若容器含水,会消耗反应物导致测定结果偏大,因此所有容器都需干燥,A正确;
B.滴定过程中,待测液中的水会消耗滴入的费休试剂中的,使棕色褪去,当水完全反应后,过量的会使溶液显棕色,半分钟不褪色即达到滴定终点,B正确;
C.吡啶是有机碱,可与、发生中和反应,使平衡正向移动,保证反应进行完全,并非仅作溶剂,C错误;
D.为保证待测液中的水完全反应时,能被充分消耗,费休试剂中需过量,因此的物质的量大于的物质的量,D正确;
故答案选C。
非选择题部分
二、非选择题
17. 完成下面各题:
(1)X的晶胞结构如图所示,回答下列问题:
①X的化学式为___________;C原子的配位数为___________。
②X的晶体类型是___________。
(2)已知在NaHSO3溶液中还存在以下平衡:。离子中存在硫硫单键。H2SO3的K1=1.3×10-2 K2=6.5×10-8。
请回答以下问题:
①下列说法不正确的是___________。
A.第一电离能O>S
B.离子半径S2->K+>Ca2+
C.基态氧原子2p轨道中所有电子具有相同的能量
D.是一种常见的配体离子,其中所有原子都具有配位能力
②在NaHSO3溶液中c(Na+)=___________(填写的所有微粒中均要含有硫元素)。
③下列说法正确的是___________。
A.可通过小心低温蒸发浓缩的方法从NaHSO3溶液中获取NaHSO3晶体
B.离子中硫元素的化合价不相同
C.0.1mol·L-1的Na2S2O5水溶液呈酸性
D.向Na2S2O5水溶液加入稀盐酸会产生SO2气体
(3)穴醚在碱金属阴离子(碱化物)的研究中起着重要的作用,其中第一个被报道出的碱化物是钠阴离子(Na-),由钠与穴醚[2,2,2]在CH3CH2NH2存在下反应形成。已知:穴醚[2,2,2]具有比冠醚更强的碱金属离子识别能力。请回答下列问题:
①碱性CH3CH2NH2___________NH3(填“>”、“<”或“=”)。
②比较键角∠HNH:CH3CH2NH2___________NH3(填“>”、“<”或“=”)。
③写出生成钠阴离子的方程式:___________(穴醚[2,2,2]用R来表示)。
(4)写出化合物KH(NO3)2中阴离子的结构简式(涉及到N和O之间的共价键一律用“—”来表示)___________。
【答案】(1) ①. N4C3 ②. 4 ③. 共价晶体
(2) ①. CD ②. c()+c(H2SO3)+c()+2c() ③. BCD
(3) ①. > ②. < ③. 2Na+R→[NaR]++Na-或2Na+R→[NaR]Na或2Na+R→[RNa]++Na-或2Na+R→[RNa]Na
(4)或
【解析】
【小问1详解】
由图,据“均摊法”,碳原子位于面上、氮原子内部,晶胞中含个C、4个N,化学式为N4C3;结构中1个氮周围最近且相邻的C为3个,结合化学式,则C原子的配位数为4;
X的晶体中通过共价键形成晶体,类型是共价晶体;
【小问2详解】
①A.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;第一电离能O>S,A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;离子半径S2->K+>Ca2+,B正确;
C.基态氧原子2p轨道中存在2个成对电子、2个单电子,电子不都具有相同的能量,C错误;
D.离子中存在硫硫单键,结构为[O2S-SO3]2-,其中与两个氧原子相连的硫原子有孤对电子,具有配位能力,但与三个氧原子相连的硫原子没有孤对电子,不具有配位能力,D错误;
故选CD;
②根据物料守恒,在NaHSO3溶液中c(Na+)= c()+c(H2SO3)+c()+2c()。
③A.NaHSO3溶液中还存在以下平衡:,则低温蒸发浓缩容易得到,且亚硫酸氢钠容易被空气中氧气氧化,故不可通过低温蒸发浓缩的方法从NaHSO3溶液中获取NaHSO3晶体,A错误;
B.离子结构为[O2S-SO3]2-,离子中存在S-S键,两个硫原子化学环境不同,化合价分别为+3和+5,B正确;
C.0.1mol·L-1的Na2S2O5水溶液中水解生成,的水解常数为,其电离大于水解,溶液呈酸性,C正确;
D.向Na2S2O5水溶液加入稀盐酸,Na2S2O5会和氢离子生成亚硫酸氢根离子,进一步和氢离子产生SO2气体,D正确;
故选BCD;
【小问3详解】
①乙基为推电子基团,使得CH3CH2NH2中N上电子云密度增大,更容易结合氢离子,故碱性CH3CH2NH2>NH3;
②CH3CH2NH2、NH3中N均为sp3杂化,CH3CH2NH2中N原子上的乙基空间位阻比NH3中的H原子大,对N-H成键电子对的排斥作用更强,导致∠HNH键角被压缩得更小,故∠HNH:CH3CH2NH2<NH3;
③已知:穴醚[2,2,2]具有比冠醚更强的碱金属离子识别能力,则R更容易结合钠阳离子,同时生成钠阴离子,生成钠阴离子的方程式:2Na+R→[NaR]++Na-或2Na+R→[NaR]Na或2Na+R→[RNa]++Na-或2Na+R→[RNa]Na;
【小问4详解】
化合物KH(NO3)2中阴离子为,其中2个硝酸根离子通过氢键结合在一起,结构简式或。
18. 乙烯的产量可用来衡量一个国家的石油化学工业的发展水平。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
(1)C2H6氧化脱氢反应制乙烯分成两步:
反应Ⅰ:2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) 1=-209.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) 2=178.1kJ·mol-1
请回答:
①反应Ⅱ自发进行的条件是___________(填“高温”或者“低温”)。
②计算:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 3=___________kJ·mol-1。
(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g) 4,C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,下列说法正确的是___________。
A. 由图可知4<0
B. 700℃,0.6MPa比600℃,0.5MPa平衡转化率高
C. 使用高效催化剂,可降低反应活化能,提高平衡转化率
D. 及时分离出氢气,有利于平衡向生成乙烯的方向移动
(3)一定温度和压强下,向密闭容器中投入乙烷发生反应C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g),测得C2H6的平衡转化率为25.0%,求该反应的平衡常数Kx=___________(Kx是以平衡时各物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)通过Cu+修饰的分子筛能有效将C2H6和C2H4的混合气体分离。请写出Cu+的价层电子排布式___________。
(5)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以乙烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。请写出该燃料电池的负极电极反应式___________。
【答案】(1) ①. 高温 ②. -566 (2)BD
(3)
(4)3d10 (5)C2H6+7-14e-=9CO2+3H2O
【解析】
【小问1详解】
①反应Ⅱ为熵增的吸热反应,,反应能够自发进行,则自发进行的条件是高温。
②由盖斯定律可知,反应Ⅰ-2×Ⅱ可得反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),∆H3=(∆H1-2∆H2) =(-209.8kJ/mol) -2× (+178.1 kJ/mol) = -566kJ/mol;
【小问2详解】
A.由图,相同条件下,升高温度,乙烷平衡转化率增大,则平衡正向移动,说明反应为吸热反应,可知△H4>0,A错误;
B.由图,700℃,0.6MPa时,乙烷平衡转化率为50%,600℃,0.5MPa时,乙烷平衡转化率为20%,B正确;
C.使用高效催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率,但是不能提高平衡转化率,C错误;
D.及时分离出氢气,降低生成物浓度,有利于平衡正向移动,利于向生成乙烯的方向移动,D正确;
故选BD;
【小问3详解】
①设起始时投料中C2H6=1 mol,平衡时转化率为25 %,则反应乙烷0.25mol,结合方程式系数关系分析,平衡时,乙烷0.75mol、生成乙烯0.25mol、氢气0.25mol,总物质的量为1.25 mol,故各组分的物质的量分数乙烷0.60,乙烯、氢气均为0.20,;
【小问4详解】
铜为29号元素,失去1个电子形成Cu+,Cu+的价层电子排布式3d10;
【小问5详解】
燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以乙烷为燃料,以空气为氧化剂,则负极反应为乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,结合电解质为熔融碳酸钾,则碳酸根离子也会参与反应,反应为:C2H6+7-14e-=9CO2+3H2O。
19. 苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
硝基苯
123
5.9
210.9
1.20
不溶于水,易溶于乙醚
苯胺
93
-6.3
184.0
1.02
微溶于水,易溶于乙醚
乙酸
60
16.6
117.9
1.05
与水互溶
乙醚
74
-116.3
34.5
0.71
微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5g铁粉、25.0mL水及1.50mL乙酸,加热煮沸10min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20mL(0.08mol)硝基苯,再加热回流30min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺-水馏出液;
④将苯胺-水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入装置Ⅱ的圆底烧瓶,先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180-185℃馏分,得到5.58g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是下图中的___________(填标号;备注:下图中A、B容器均为玻璃塞)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺-水馏出液用NaCl饱和的原因是___________。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于___________层(填“上”或“下”)。
(5)下列叙述正确的是___________。
A. 可用红外光谱判断苯胺中是否含有硝基苯
B. 蒸馏烧瓶可选用酒精灯加热
C. 蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴是为了防止其挥发损失并提高冷凝效率
D. 蒸馏回收乙醚时,接收器的胶管c通下水道或通室外
(6)回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是___________。
(7)计算苯胺的产率为___________。
【答案】(1)A (2)a
(3)利用盐析效应,加入NaCl可降低苯胺的溶解度,使其析出,提升产率;促进液体分层
(4)上 (5)ACD
(6)避免冷凝水残留影响后续高温蒸馏时冷凝管的效率或防止高温下冷凝管因温差过大破裂
(7)75%
【解析】
【分析】由硝基苯制苯胺过程中,由于反应比较剧烈,故硝基苯需从上方缓慢加入;反应完成后,改用蒸馏装置,将苯胺-水蒸馏出,苯胺在水中有一定的溶解度,加入固体,可使溶解在水中的大部分苯胺就以油状物析出,分液分离出有机层,水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,加入粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液,再次蒸馏得到苯胺,据此解答。
【小问1详解】
根据表格中硝基苯的熔沸点,可知常温下硝基苯是液体,故应用细口瓶保存,故选A。
【小问2详解】
装置Ⅰ中冷凝管的进水口在下方,出水口在上侧,故进水口为a。
【小问3详解】
步骤④中将苯胺-水馏出液用NaCl饱和的原因是利用盐析效应,加入NaCl可降低苯胺的溶解度,使其析出,提升产率;促进液体分层。
【小问4详解】
根据表格中乙醚的密度小于水,故步骤④中第二次分液,醚层位于上层。
【小问5详解】
A.红外光谱可检测物质中的官能团即化学键,用红外光谱判断苯胺中是否含有硝基苯,A正确;
B.蒸馏烧瓶不能直接用酒精灯加热,可垫上陶土网加热,B错误;
C.乙醚沸点低,蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴是为了防止其挥发损失并提高冷凝效率,C正确;
D.乙醚是一种有毒物质,蒸馏回收乙醚时,接收器的胶管c通下水道或通室外,D正确;
【小问6详解】
回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,避免冷凝水残留影响后续高温蒸馏时冷凝管的效率或防止高温下冷凝管因温差过大破裂。
【小问7详解】
根据反应原理可知,0.08 mol硝基苯理论上可制备0.08 mol苯胺,理论产量=,实际产量是5.58 g,产率。
20. 有机物G是治疗神经疼痛药物的中间体,其中一种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)化合物E中的官能团名称是___________。
(2)下列说法正确的是___________。
A. 在水中的溶解度:化合物A小于CH3CH2OH
B. 化合物E中不含手性碳原子
C. 化合物C中最多只有6个碳原子共平面
D. 化合物B能发生消去反应
(3)化合物D的结构简式___________。
(4)写出F→G的化学方程式___________。
(5)H是F的同系物,且相对分子质量比F小14,写出符合下列条件的H的同分异构体___________(不考虑立体异构体)。
①含有苯环和-CH2CHO;②苯环有四个取代基;③核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为6:3:2:2:1)。
(6)已知:,设计一条以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
合成路线流程图示例:
【答案】(1)碳碳双键、羟基 (2)AB
(3) (4)2+O22+2H2O
(5)、 (6)
【解析】
【分析】B到C()发生取代反应,除生成C外,还生成小分子溴化钠,根据D()到E的过程与分子式判断,D中三键发生加成反应生成E,从F()到G发生了醇的催化氧化,可以反推F的结构简式,由此分析;
【小问1详解】
观察E的结构,共有两个官能团,分别是碳碳双键、羟基;
【小问2详解】
A.两有机物亲氧基团均为羟基,疏水基团均为烃基,疏水基团越长,越难溶于水,A正确;
B.手性碳原子要求连有4个不同基团,E中所有连接四条单键的饱和碳原子均至少连2个氢,不存在手性碳原子,B正确;
C.C中含有苯环,且有一个碳原子与苯环直接相连,至少有7个碳原子共面,C错误;
D.与溴原子相邻的碳原子在苯环上,无法进行消去反应,D错误;
故选AB;
【小问3详解】
由分析可知,D的结构简式为;
【小问4详解】
由分析可知,F到G发生了醇的催化氧化反应,故方程式为2+O22+2H2O;
【小问5详解】
H的分子式为C11H14O,共有5个不饱和度,条件要求有苯环和-CH2CHO,不饱和度用尽,余下3个饱和碳原子,要求苯环上有四个取代基,只能是3个甲基,峰面积比为6:3:2:2:1,则有两个甲基对称,故结构仅有两种、;
【小问6详解】
通过观察目标,判断目标右侧来源于,左侧需要有两个双键,但原料物质仅有一个双键,需要通过先加成后消去的方法增加双键官能团的数量,故反应流程为。
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