江西科技学院附属中学2026年4月30日高二周练化学试卷

**基本信息** 试卷以2025年诺贝尔化学奖MOF材料、废旧锂离子电池回收为情境，融合物质结构分析、有机合成与实验探究，适配高二周测巩固基础与能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|13题/52分|物质结构（键角、杂化）、有机化学（同分异构体）、实验操作（萃取）|结合MOF材料考查元素推断，以苯制备溴苯实验验证反应类型| |填空题|2题/48分|工艺流程（锂回收）、晶胞计算、实验设计（环戊二烯基铁制备）|废旧电池回收流程分析晶胞密度，实验题考查升华分离与产率计算|

江西科技学院附属中学2026年4月30日高二周练试卷 化 学 一、单选题（每题4分，共52分） 1．从微观视角探析物质结构与性质是学习化学的有效方法之一、下列实例与解释不符的是（ ） 选项 实例 解释 A 铍和铝都能与NaOH溶液反应 根据对角线规则，铍和铝化学性质相似 B 冰的熔点高于HF HF分子间氢键强于分子间氢键 C 键角大于 中心原子杂化轨道类型不同 D CO的熔、沸点高于 CO是极性分子，是非极性分子，分子间作用力： 2．下列说法正确的是（ ） A．键角： B．极性： C．C—Cl键长： D．水中溶解性： 3．下列实验操作正确的是（ ） A．加热溶解粗苯甲酸，冷却结晶，过滤除去泥沙 B．用萃取碘水中的碘 C．分离甲烷与氯气取代反应得到的液体混合物 D．制备硫酸四氨合铜晶体 4．下图是实验室进行苯制备溴苯，并验证反应类型的实验，下列说法正确的是（ ） 第4题图 第5题图 A．分液漏斗中的试剂是苯和溴水的混合物 B．B中NaOH用于反应后萃取产品溴苯 C．CCl4中可观察到分层现象 D．反应结束后还需向D中加入AgNO3溶液或紫色石蕊才能验证反应类型 5．如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。下列说法正确的是（ ） A．CaC2中阴阳离子个数比为2:1 B．a中饱和食盐水的作用是加快反应速率 C．装置d、装置e中溶液褪色的原理相同 D．装置c中盛放的试剂为饱和硫酸铜溶液 6．下列叙述正确的是（ ） A．的名称是1，3，4-三甲基苯 B．光照下，与能生成 C．主链含5个碳原子的同分异构体为5种(不包括立体结构) D．3-乙基-3-己烯有顺、反异构体，能发生加成、氧化、取代反应 7．金属有机框架(metal-organic frameworks，简写为MOF)是一类金属离子或金属簇与有机配体形成的多孔配位聚合物，开创先河的三位科学家获得了2025年诺贝尔化学奖。MOF-5是以正电性的四面体金属簇为节点，有机阴离子配体(结构如图所示)为桥连单元结合形成的。其中W、X、Y为原子序数递增的短周期元素，Z为第四周期过渡元素，其基态原子无未成对电子。下列叙述正确的是（ ） 第7题图 第8题图 A．Z是第ⅡB族元素 B．电负性：X>Z>W C．X原子的轨道杂化类型为 D．W与X形成化合物的沸点均低于 8．配合物在一定条件下可发生结构转变，配合物1经加热可转变为配合物2，如上图所示。下列说法正确的是（ ） A．配合物1中的配体只有 B．配合物1与配合物2均为离子晶体 C．第一电离能：O>N>C D．转变过程中涉及配位键的断裂与形成 9．已知：  CO2↑+  ，下列说法正确的是（ ） A．物质A的名称为3－甲基－1，3－丁二烯 B．若1，3－丁二烯发生上述反应，产物为HOOCCOOH和CO2 C．苯也可以发生上述反应 D．该反应为氧化反应 10．下列说法不正确的是（ ） A．中最多有14个碳原子共面 B．与互为同分异构体的芳香化合物有5种 C．某单烯烃和氢气加成后得到饱和烃，该烯烃可能有2种结构(不考虑立体异构) D．已知萘分子的结构简式为，它的六氯代物有10种 11．金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：下列说法正确的是（ ） A．四氢二聚环戊二烯分子式为 B．金刚烷的二氯代物有6种 C．二聚环戊二烯与HBr加成反应最多得4种产物 D．上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色 12．科学家用与四(4-氰基苯基)甲烷[简写为]合成了一种MOF材料，其晶胞如图所示(设表示阿伏加德罗常数的值)，下列说法错误的是（ ） A．晶胞中的配位数为4 B．中，C原子的杂化方式为sp、、 C．中所有原子可能共面 D．若、的摩尔质量分别为、，则该晶体的密度为 13．吡啶（）和吡咯（）是重要的化工原料。它们与存在大键。下列说法错误的是（ ） A．吡啶中所有原子共平面 B．吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度 C．吡啶接受质子能力强于吡咯 D．4-甲基吡啶（）的二氯取代物有6种 2、 填空题（每空3分，共48分） 14．从某种废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiFePO4，含炭黑、铝箔等)选择性回收LiFePO4的工艺流程如下： （3）图 （4）图 已知：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小。回答下列问题： (1)“焙烧”时，反应去除的物质是___________；该工序中铝箔基本未发生反应，原因是___________________________。 (2)“浸取”时，LiFePO4主要发生反应的化学方程式为_________________________________________；浸取后的滤液中含有少量的醋酸铁，由其结构可知Fe3+的配体数为___________。 (3)“沉锂”时，尽可能使Li2CO3固体与滤液分离的操作方法为_____________________；该滤液可以进入___________步骤循环利用。 (4)LiFePO4的晶胞结构如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构，白色球代表Li，晶胞参数(单位：nm)，。电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，完全充满时则形成。 ①设为阿伏加德罗常数的值。LiFePO4的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。 ②若充电完成60%时，Li1-xFePO4中___________。 15．环戊二烯基铁是一种有机过渡金属化合物，常温下为橙黄色粉末，难溶于水，易溶于有机溶剂，温度超过能够升华，实验室制备环戊二烯基铁的装置和步骤如下： （5）图 实验步骤： 步骤1：在三颈烧瓶中加入10 mL乙二醇二甲醚(作溶剂)和研细的粉末，通入氮气并开启磁力搅拌器，然后加入环戊二烯(过量)； 步骤2：将溶于二甲基亚砜()中，并转入滴液漏斗中，将步骤1中的混合物猛烈搅拌，打开滴液漏斗将氯化亚铁的二甲基亚砜溶液在左右滴完； 步骤3：关闭滴液漏斗，在氮气保护下继续搅拌； 步骤4；将反应后的混合液倒入烧杯内，加入少量盐酸除去剩余的，再加入水，继续搅拌悬浊液，抽滤，并用蒸馏水洗涤产物次，最后将产物铺在表面皿上，置于真空干燥器内干燥。 回答下列问题：(1)仪器的作用是___________。 (2)二甲基亚砜在空气中燃烧生成、、的化学方程式为_____________________________。 (3)硅油的主要作用是_____________________________。 (4)步骤4中分离环戊二烯基铁也可采用如下方法，请将分离步骤补充完整：向反应后的混合液加入乙醚充分搅拌，然后转入___________(填仪器名称)中，依次用盐酸、蒸馏水各洗涤两次，待液体分层后_____________________(填完整操作过程)，将含有环戊二烯基铁的溶液在通风橱中蒸发得到环戊二烯基铁粗产品。 (5)可采用如图所示的简易装置分离提纯环戊二烯基铁。将颗粒状环戊二烯基铁放入蒸发皿中并小火加热，环戊二烯基铁在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是___________，装置中棉花的作用是___________。 (6)若最终制得环戊二烯基铁质量为，则产率为___________%(保留一位小数)。 《高二化学周练试卷4.30》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B D D C A D D A 题号 11 12 13 答案 B C D 1．B 【详解】A．根据对角线规则，铍和铝在周期表中处于对角线位置，化学性质相似，均能与NaOH溶液反应，A不符合题意； B．单个分子间氢键键能确实强于，但冰中每个分子平均可形成2个分子间氢键，每个分子平均仅形成1个分子间氢键，冰的总分子间作用力更强，熔点更高，题干给出的解释无法说明冰熔点高于的事实，B符合题意； C．中心原子价层电子对数为3，采取杂化，键角为120°；中心原子价层电子对数为4，采取杂化，含1对孤电子对，键角约107°，二者杂化轨道类型不同导致键角不同，C不符合题意； D．和相对分子质量均为28，为极性分子，为非极性分子，极性分子的分子间作用力更强，故熔沸点更高，不符合题意； 故答案选B。 2．B 【详解】A．SO3中心S为杂化，无孤电子对，为平面三角形结构；中心S为杂化，含1对孤电子对，为三角锥形结构，孤对电子对成键电子的排斥作用更强，故键角，A错误； B．是直线形结构，正负电荷中心重合，为非极性分子；是V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，偶极矩不为0，故极性，B正确； C．中与Cl相连的C为杂化，C-Cl为普通单键；（氯乙烯）中含有一个碳碳双键和一个Cl，氯原子的p电子和碳碳双键的π电子云会形成共轭体系，会使C-Cl键键长变短，，故C-Cl键长：，C错误； D．为V形极性分子，为非极性分子，根据相似相溶原理，极性溶剂水更易溶解极性分子，故水中溶解性，D错误； 故选B。 3．B 【详解】A．除去粗苯甲酸中的泥沙需要趁热过滤，若冷却结晶后再过滤，苯甲酸会结晶析出与泥沙一同被滤除，无法达到除杂目的，A错误； B．碘在中溶解度远大于在水中的溶解度，且与水不互溶，可使用分液漏斗进行萃取操作，装置合理，B正确； C．蒸馏操作时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处，且冷凝水应下口进上口出，C错误； D．硫酸四氨合铜晶体受热易分解，不能用蒸发结晶的方法制备，应采用冷却结晶或加入乙醇析出晶体的方法，D错误； 故选B。 4．D 【分析】 分液漏斗中的苯和液溴的混合液滴入试管A中，发生+Br2HBr+反应，通过装置C中四氯化碳除去生成HBr气体中混有的溴蒸气和苯，用装置D吸收，反应完全后将试管A中液体滴入B中除去未反应的溴，检验D中若含有溴化氢即可证明苯与液溴发生取代反应，据此分析。 【详解】A．制取溴苯需要苯和液溴，溴水与苯不反应，所以分液漏斗中的试剂是苯和液溴的混合物，A错误； B．由分析知，B中NaOH的作用为除去溴苯中混有的溴，溴苯不溶于NaOH溶液，故NaOH不能萃取溴苯，B错误； C．由分析知，CCl4用于除去溴蒸气和苯，溴蒸气和苯均易溶于CCl4，不会出现分层现象，C错误； D．由分析知，该实验装置C已将挥发出的溴蒸气完全除去，从而排除了溴与水反应(Br2+ H2O ⇌ HBr + HBrO)生成H+和Br-的干扰，反应结束后检验D中是否含有溴化氢才能验证反应类型，向D中加入AgNO3溶液若产生淡黄色沉淀，证明有Br-，即有溴化氢生成，向D中加入紫色石蕊试液，溶液变红，证明有H+，即有溴化氢生成，从而证明反应为取代反应，D正确； 故答案为：D； 5．D 【详解】A．由和构成，阴阳离子个数比为，A错误； B．电石与水反应剧烈，饱和食盐水可降低水的浓度，减慢电石与水的反应速率，而非加快，B错误； C．装置中溴的四氯化碳溶液褪色是因为乙炔与溴发生加成反应，装置中酸性高锰酸钾溶液褪色是因为乙炔被氧化，褪色原理不同，C错误； D．电石与水反应生成的乙炔中含等杂质，这些气体也能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰乙炔性质的检验，装置中盛放饱和硫酸铜溶液除去这些杂质气体，D正确； 故选D。 6．C 【详解】A．对苯的同系物命名，编号位次和应最小，正确名称：1，2，4-三甲基苯，A不符合题意； B．烷烃与氯气光照下发生取代反应是连续反应，乙烷与氯气在光照下反应生成多种氯代物，如一氯代乙烷、二氯代乙烷、三氯代乙烷、四氯代乙烷、五氯代乙烷和六氯代乙烷，故一氯代乙烷小于1 mol，B不符合题意； C．主链含5个碳原子的同分异构体有2，2‑二甲基戊烷：、2，3-二甲基戊烷：、2，4-二甲基戊烷：、3，3-二甲基戊烷：、3-乙基戊烷：，C符合题意； D．3-乙基-3-己烯的结构简式为，双键上同一个碳原子连接2个乙基，故它没有顺反异构体，D不符合题意； 故选C。 7．A 【分析】W、X、Y为原子序数递增的短周期元素，由有机配离子结构可知，W连一个化学键达到稳定结构，X连四个键达到稳定结构，Y连两个化学键达到稳定状态，则W为H，X为C，Z为第四周期过渡元素，其基态原子无未成对电子，则基态原子Z的价电子排布式为，Z为Zn，题干中金属簇为，在常见的MOF-5结构中该节点为，故Y为O元素，据此进行分析。 【详解】A．由分析知，Z为Zn，基态原子的价电子排布式为，是第ⅡB族元素，A正确； B．由分析知，X为C，Z为Zn，W为H，电负性顺序为即X >W>Z，B错误； C．由有机配离子的结构可知，X形成一个双键和两个单键，轨道杂化类型为，C错误； D．由分析知，W为H，X为C，Y为O，则为，C和H形成的化合物为烃，通常状况下，烃有气态、液态和固态，相对分子质量较大的烃的沸点高于，D错误； 故答案为A。 8．D 【详解】 A．配合物1中，中氧原子提供孤电子对，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，与形成配位键，则配合物1中含有2种配体：与，A错误； B．配合物1是离子晶体，配合物2是分子晶体，B错误； C．同周期元素从左到右，第一电离能呈现增大的趋势。氮原子2p轨道处于半充满状态，结构相对比较稳定，第一电离能较大，则第一电离能：N>O>C，C错误； D．配合物1中，2个水分子中的氧原子与Co(Ⅱ)间配位键断裂，配合物2硫酸根中的2个氧原子与Co(Ⅱ)形成配位键，D正确； 故选D。 9．D 【详解】A．物质A的名称为2－甲基－1，3－丁二烯，故A项错误; B．1，3－丁二烯发生上述反应，生成乙二酸和CO2，继续被氧化得到产物，故B项错误； C．苯环中无碳碳双键，不能发生该反应，故C项错误； D．高锰酸钾氧化碳碳双键，故D正确。 答案为：D。 10．A 【详解】A．-CH-中单键经旋转可最多保证两个苯环与该碳原子共面，则最多共面的碳原子有13个，A项错误； B．该物质的分子式为C7H8O，除了苯环考虑一个O和C引起的官能团异构及在苯环上的位置异构，有以下几种：苯甲醇、苯甲醚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚，B项正确； C．寻找该烯烃的结构，即是在该碳架上添加双键，有1、2号位置，所以该烯烃有两种结构，C项正确； D．六氯代物与该物质的二氯代物种数相同，二氯代物有共10种，则六氯代物也有10种，D项正确； 故选A。 11．B 【详解】A．根据四氢二聚环戊二烯的键线式，其含有的碳原子数是10个，含有的H原子数是16，则其分子式是，故A错误； B．金刚烷的二氯代物有如图所示共6种， 、 、、 、 、，故B正确； C．二聚环戊二烯含有两个双键，若加成时只加成一个双键，有4种结构，若两个双键均被加成，有3种结构，所以最多有7种，故C错误； D．四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键，不能与溴发生加成，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故D错误； 答案B。 12．C 【详解】A．从晶胞结构可以看出，每个周围有4个中的N原子与其成键，因此的配位数为4，A正确； B．在中，氰基（）中的C原子为杂化；苯环中的C原子为杂化；中心C原子连接4个苯环，为杂化。因此C原子的杂化方式有、、，B正确； C．的中心C原子为杂化，空间构型为四面体，因此四个苯环不可能共平面，分子中所有原子不可能共面，C错误； D．由晶胞结构可知，位于顶点和内部，个数为；位于表面，个数为，即晶胞中含2个和2个。晶胞体积，因此晶胞密度，D正确； 故答案选C。 13．D 【详解】A．吡啶与苯类似，存在大π键，C、N原子均sp2杂化，所有原子共平面，A项正确； B．吡啶分子中的氮原子具有较高的电负性，可以形成氢键，这使得吡啶分子与水分子之间的相互作用增强，从而提高了其在水中的溶解度，而苯分子由于缺乏极性，与水分子的相互作用较弱，导致其在水中的溶解度较低，B项正确； C．N-H键中电子对向N原子方向偏移，所以吡咯具有一定酸性，与吡啶相比，不易与质子结合，所以吡啶接受质子能力强于吡咯，C项正确； D．4－甲基吡啶的二氯取代物有7种，分别为、、、、、、，D项错误； 故选D。 14．(1) 炭黑 铝箔表面存在致密的氧化膜 (2) 3 (3) 趁热过滤 除杂 (4) 2：3 【分析】废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，含炭黑、粘结剂、铝箔等)在空气中焙烧，炭黑、粘结剂转化为二氧化碳除去，剥离出铝箔后，加入双氧水和乙酸浸取，得到浸渣和含和少量的浸出液，向浸出液中加入氢氧化钠除去少量的铁离子后，加入碳酸钠将转化为沉淀，过滤后，将、葡萄糖、混合后在氮气氛围下高温烧结制得，据此分析。 【详解】（1）正极材料中的炭黑在空气中焙烧，与氧气反应生成​被除去；铝高温下被氧气氧化，表面生成致密氧化铝薄膜，隔绝氧气，阻止内部铝继续反应，因此铝箔基本不发生反应。 （2）浸取时​中被​​氧化为，生成​沉淀和醋酸锂，化学方程式为；从结构看，直接与6个氧原子形成配位键，则配位数为6，每个醋酸根有2个氧与配位，故配体数为3。 （3）已知​​溶解度随温度升高而减小，高温下​​溶解度更小，析出更多，因此选择趁热过滤分离；沉锂后滤液中含醋酸盐，溶液呈碱性，可返回除杂步骤循环调节pH，使得铁元素转化为。 （4）①如图所示，白色球代表Li，由个，根据化学式可知该晶胞中含4个​单元，​摩尔质量为，晶胞体积为，因此密度为； ②完全充电时脱出全部Li，充电完成60%即脱出60%的Li，化学式为，设、，根据电荷守恒：，且，解得、，因此。 15．(1)冷凝回流有机物，提高原料利用率 (2) (3)液封，防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中，吸收挥发出来的有机物 (4) 分液漏斗 先将水层从分液漏斗下口放出，再将环戊二烯基铁的乙醚溶液从上口倒出 (5) 升华 防止环戊二烯基铁挥发进入空气中，减缓与空气的对流 (6)11.4 【分析】由题中信息可知，过量的环戊二烯和在碱性条件下、适当的有机溶剂中可以发生反应制得环戊二烯基铁，Fe2+具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化，故反应过程中要持续通入氮气。为防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中，并吸收挥发出来的有机物，连接冷凝管的玻璃管要用硅油液封。计算产率时，要以不过量的氯化亚铁晶体为基准计算出理论产量。 【详解】（1）仪器a为球形冷凝管，其作用是冷凝回流有机物，提高原料利用率。 （2） 二甲基亚砜在空气中燃烧生成、、的化学方程式为：。 （3）从冷凝管中挥发出的有机物会污染空气，若有氧气从冷凝管进入系统会降低二环戊二烯基合铁的产率，因此，硅油的主要作用是：液封，防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中，吸收挥发出来的有机物。 （4）环戊二烯基铁[ Fe(C5H5)2]难溶于水，易溶于有机溶剂。因此，步骤4中分离环戊二烯基铁也可采用如下方法：向反应后的混合液加入10 mL乙醚（ρ= 0.71g• cm-3） 充分搅拌，然后转入分液漏斗中，依次用盐酸、水各洗涤两次； 乙醚的密度比水小，待液体分层后，上层为有机层，下层为水层，先将水层从分液漏斗下口放出，再将环戊二烯基铁的乙醚溶液从上口倒出，将含有环戊二烯基铁的溶液在通风橱中蒸发得到环戊二烯基铁粗产品， 故答案为：分液漏斗；先将水层从分液漏斗下口放出，再将环戊二烯基铁的乙醚溶液从上口倒出。 （5）环戊二烯基铁在温度超过100 °C时能够升华，将颗粒状环戊二烯基铁放入蒸发皿中并小火加热，环戊二烯基铁在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是升华； 装置中棉花的作用是：防止环戊二烯基铁挥发进入空气中，减缓与空气的对流。 （6）环戊二烯过量，的物质的量为，，则理论上可以制得二环戊二烯基合铁的物质的量为，质量为1.40g，若最终制得环戊二烯基铁质量为0.16g，则产率为11.4％。 1 1 学科网（北京）股份有限公司 $