内容正文:
高三化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Ga-70 As-75
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 古籍承载着古人的智慧与经验。下列古籍中记载的物质的分类错误的是
A. 《抱朴子》——硫黄——非金属单质 B. 《天工开物》——生石灰——碱性氧化物
C. 《海药本草》——食盐——盐 D. 《千金方》——石膏——碱
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫黄化学式为S,属于非金属单质,A正确;
B.生石灰为CaO,与酸反应仅生成盐和水,属于碱性氧化物,B正确;
C.食盐主要成分为NaCl,由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于盐,C正确;
D.石膏化学式为,属于盐类,碱的定义是电离出的阴离子全部为的化合物,石膏不属于碱,分类错误,D错误;
故选D。
2. 电子科技大学一团队成功研制出全球首个氮化镓(GaN)量子光源芯片。下列叙述正确的是(已知:氮化镓(GaN)的熔点约为2500℃。)
A. GaN与晶体类型相同
B. GaN中含极性键和非极性键
C. 基态Ga原子的电子排布式:
D. 基态N原子的价层电子排布图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知的熔点约为,熔点极高,说明它属于共价晶体;而也是典型的共价晶体,二者晶体类型相同,A正确;
B.中只存在键,这是由不同种原子形成的共价键,属于极性键;不存在同种原子之间的非极性键,B错误;
C.Ga是31号元素,核外电子排布式为,选项中缺少了轨道的电子,电子排布式不完整,C错误;
D.基态N原子的价电子为,根据洪特规则,2p轨道的3个电子应分占不同轨道,且自旋平行,正确的价层电子排布图应为:,D错误;
故答案选A。
3. 研究人员利用分子筛封装金催化剂来制备丙,原理如图。下列叙述错误的是
A. 丙中碳原子有2种杂化方式 B. 甲能发生加成反应和氧化反应
C. 用银氨溶液可以区分甲、丙 D. 乙中氢键强度大于范德华力
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙中双键碳(碳碳双键的端位碳、醛基的碳原子)均为杂化,链中两个饱和亚甲基的碳原子为杂化,共2种杂化方式,A正确;
B.甲中含有碳碳双键和醛基,二者都可以与氢气发生加成反应;碳碳双键可被氧化、醛基也可被氧化,还可燃烧,因此能发生氧化反应,B正确;
C.甲和丙分子中都含有醛基(-CHO),都能与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应,因此无法用银氨溶液区分二者,C错误;
D.乙是乙醇,分子间同时存在氢键和范德华力,氢键属于较强的分子间作用力,强度大于范德华力,D正确;
故答案选C。
4. 吉林大学一团队在高温高压下通过后石墨相合成了六方金刚石,并发现其具有优异的性能。下列关于六方金刚石的说法正确的是
A. 石墨转化为六方金刚石发生的是物理变化
B. 六方金刚石因分子间作用力强而有良好的热稳定性
C. 六方金刚石的结构与立方金刚石完全相同,只是硬度更高
D. 六方金刚石因具有较强共价键和网状结构,而具有高硬度和强热稳定性
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨和六方金刚石是结构不同的不同物质,二者转化有新物质生成,属于化学变化,A错误;
B.六方金刚石属于共价晶体(原子晶体),不存在独立分子,因此没有分子间作用力,其热稳定性来源于碳原子间的强共价键,B错误;
C.六方金刚石属于六方晶系,立方金刚石属于立方晶系,二者结构并不相同,C错误;
D.六方金刚石是碳原子以强共价键连接形成的空间网状共价晶体,共价键键能大,因此具有高硬度和良好的热稳定性,D正确;
故选D。
5. 部分含硫化合物的转化关系如图所示。下列反应方程式错误的是
A. ①浓硫酸和NaCl粉末共热:
B. ②溶液和FeS反应制备:
C. ③浓硫酸和反应:
D. ④双氧水吸收
【答案】B
【解析】
【详解】A.①硫酸难挥发,浓硫酸和NaCl粉末共热生成硫酸氢钠和氯化氢气体,反应方程式为,A正确;
B.②溶液和FeS反应生成和硫酸钠、硫酸亚铁,反应的离子方程式为,B错误;
C.③浓硫酸具有强氧化性,浓硫酸和反应生成二氧化硫和水,反应方程式为,C正确;
D.④双氧水具有氧化性,双氧水吸收SO2生成硫酸,反应方程式为,D正确;
故选B。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 含有的中子数为
B. 溶液含有的数小于
C. 1 mol乙硫醇()含有的采用杂化的原子数为
D. 含有的极性键数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.的中子数为,H的常见同位素不含中子,1mol 含有的中子数为,A错误;
B.是弱酸,在水溶液中部分电离,因此1 L 溶液中的物质的量小于0.1 mol,数目小于,B正确;
C.乙硫醇中2个饱和碳原子均为杂化,S原子价层电子对数为4,也为杂化,共3个杂化的原子,1 mol对应数目为,C正确;
D.12.0 g的物质的量为,每个原子形成4个极性键,故极性键数为,D正确;
故答案为A。
7. 按图示组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当Ⅲ中溶液由浅绿色变为深棕色时,将铜丝拉出液面。下列叙述错误的是
已知:(aq,深棕色)。
A. Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体
B. Ⅱ中溶液变浑浊,说明发生了复分解反应
C. 进入Ⅲ中的气体有NO
D. 若用浓硫酸代替浓硝酸,则Ⅱ中溶液不会变浑浊
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,故Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体,A正确;
B.Ⅱ中溶液为Na2S溶液,进入Ⅱ中的气体为NO2,NO2与水反应生成HNO3(3NO2+H2O =2HNO3 + NO),HNO3具有强氧化性,会将S2-氧化为S单质(3S2-+8H++2=3S↓+2NO↑+4H2O),该反应为氧化还原反应,而非复分解反应,B错误;
C.由3NO2+H2O=2HNO3 + NO可知,NO2与水反应会生成NO,因此进入Ⅲ中的气体含有NO,C正确;
D.若用浓硫酸代替浓硝酸,铜与浓硫酸在常温下不反应(需加热),无气体生成,Ⅱ中Na2S溶液不会与气体反应,因此不会变浑浊,D正确;
答案选B。
8. 短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,这四种元素可以组成一种化合物M(如图)。基态X原子最外层电子数等于其电子层数的3.5倍。下列叙述错误的是
A. 电负性:X<Z<R
B. 最简单氢化物的沸点:X>R>Y
C. M分子中σ键、π键数目之比为11:3
D. 上述四种元素形成的单质中,Y单质的熔点最高
【答案】A
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R原子序数依次增大,基态X原子最外层电子数是电子层数的3.5倍。 最外层电子数为整数,因此电子层数只能为2,得最外层电子数=3.5×2=7,故X为F(氟,原子序数9)。 结合成键规律和原子序数顺序:Y共形成4个共价键,原子序数大于9,故Y为Si(硅,原子序数14);Z共形成3个共价键,原子序数大于Si,故Z为P(磷,原子序数15);R形成双键,原子序数大于P,故R为S(硫,原子序数16)。
【详解】A.同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,F是电负性最强的元素,因此电负性顺序为:Z(P)<R(S)<X(F),X为F元素,Z为P元素,故电负性X>Z,A错误;
B.最简单氢化物分别为HF(X)、SiH4(Y)、H2S(R):HF存在分子间氢键,沸点最高;H₂S相对分子质量大于SiH₄,沸点高于SiH₄,因此沸点顺序:HF>H2S>SiH4,即X>R>Y,正确;
C.σ键和π键计算:单键均为σ键,1个双键含1个σ键和1个π键。 总σ键:4个X-Z单键(4)+4个Z-Y单键(4)+2个Y-R双键(2)+1个Z-Z双键(1)=共11个σ键; 总π键:2个Y-R双键(2)+1个Z-Z双键(1)=共3个π键; 因此σ键:π键=11:3,正确;
D.四种单质:F₂是分子晶体,P、S单质均为分子晶体,Y的单质Si是原子晶体,共价键键能大,熔点远高于分子晶体,因此Y单质熔点最高,正确;
故选A。
9. 某大学科研团队在离子液体催化与环氧化物合成环状碳酸酯方面取得了重要成就。利用两种具有共同三乙基辛基膦阳离子和的AHA-ILs来催化与环氧丙烷(PO)生成碳酸丙烯酯(PC)的历程如图(Ts表示过渡态)。下列说法正确的是
A. 反应过程中只断裂了一个碳氧π键
B. 反应达到平衡时,升高温度,PC的浓度增大
C. 催化剂为[Inda]时,PC的生成速率更快
D. 催化剂为[2-CNPyr]时,Int1→Int2为决速步骤
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应历程可知,反应过程中两个碳氧π键发生了断裂,A项错误;
B.该反应为放热反应,反应达到平衡时,升高温度,PC的浓度减小,B项错误;
C.由图,催化剂为[Inda]时,反应活化能更低,PC的生成速率更快,C项正确;
D.催化剂为[2-CNPyr]时,为决速步骤,D项错误;
故答案为:C。
10. 纳米材料常作锂离子电池的活性材料,一种固相法制备的流程如图所示。下列叙述错误的是
A. “研磨”的目的是增大固体接触面积
B. 是金属氧化物,也是碱性氧化物
C. 实验室“焙烧”时需要使用坩埚
D. “焙烧”时V元素的化合价未发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.研磨可使固体颗粒变小,增大反应物间的接触面积,加快反应速率,A正确;
B.V2O5由金属元素V和氧元素组成,属于金属氧化物;但碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物,由题知,,V2O5与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,B错误;
C.焙烧是高温加热固体的操作,实验室中常用坩埚盛放固体进行焙烧,C正确;
D.V2O5中V元素的化合价为+5价,Li3VO4中V元素的化合价为+5价(Li为+1价,O为-2价,设V化合价为x,则3×(+1)+x+4×(-2)=0,解得x=+5),反应前后V元素化合价均为+5价,未发生变化,D正确;
故答案为B。
11. GaAs是一种重要的半导体材料,晶胞结构如图1,其晶胞边长为a nm,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(晶胞结构如图2)。已知:A原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法错误的是
A. 图1中Ga的配位数为4
B. B原子的分数坐标为
C. GaAs晶体的密度为
D. 稀磁性半导体材料中Ga、As的原子个数比为27:32
【答案】D
【解析】
【详解】A.GaAs属于类似金刚石型结构,每个Ga原子周围最近邻有4个As原子,所以图1中Ga的配位数为4,A正确;
B.已知A点坐标为(0,0,0),结合晶胞图可知,B原子位于晶胞内部,沿x、y、z三个方向的分数坐标分别为、、,B原子的分数坐标为,B正确;
C.GaAs晶胞中含有4个Ga原子和4个As原子,相当于4个GaAs。GaAs的摩尔质量约为70+75=145 g·mol−1,所以一个晶胞质量为,晶胞体积为 (a×10−7)3 =a3×10−21 cm3,密度为,C正确;
D.根据均摊法,稀磁性半导体材料中Ga原子的个数为4,As原子的个数为,则Ga、As的原子个数比为 32:27,D项错误;
故答案选D。
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验某食盐中是否添加了
取少量食盐溶于水,滴加淀粉溶液,观察溶液是否变蓝
B
探究浓度对化学反应速率的影响
向2支盛有溶液的试管中,分别加入溶液和溶液,观察浑浊出现的快慢
C
验证HClO的酸性弱于
将气体通入饱和NaClO溶液中,观察是否有沉淀生成
D
除去中混有的少量气体
将混合气体依次通过盛有饱和溶液、浓硫酸的洗气瓶
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉只有遇碘单质才会变蓝,食盐中的是碘酸根,不含碘单质,滴加淀粉不会变蓝,无法检验,A不符合题意;
B.探究浓度对反应速率的影响,必须控制其他条件(如反应物浓度、体积、温度等)完全相同,该方案中溶液体积不确定,溶液的浓度也不确定,无法达到实验目的,B不符合题意;
C.向次氯酸钠溶液中通入二氧化碳生成次氯酸和碳酸氢钠,没有沉淀生成,无法通过观察沉淀验证酸性强弱,C不符合题意;
D.可与饱和反应生成,而在饱和溶液中溶解度很小,之后经浓硫酸干燥可得到纯净的,能达到除杂目的,D符合题意;
故选D。
13. 研究人员利用两相电解液中溴析出反应的高选择性串联光电化学使C—H活化,在有机相中实现。工作原理是光照射Ta3N5光电极,产生电子和空穴(h+),启动两极反应。下列叙述正确的是
A. a极发生还原反应
B. a极的电极反应式为2Br-+2h+=Br2
C. 一段时间后水相中c(HBr)逐渐增大
D. 收集到0.2molH2时产生0.4 mol有机产品
【答案】B
【解析】
【分析】由题干图示信息可知,光照射Ta3N5光电极,产生电子和空穴(h+),a电极上Br-与空穴(h+)反应生成Br2,发生氧化反应,a电极为阳极,b电极上H+得到电子,生成H2,发生还原反应,b电极为阴极,电解质中的H+由阳极区移向阴极区,据此分析解题。
【详解】A.由题干图示信息可知,a极失去电子,发生氧化反应,A错误;
B.由分析可知,a极的电极反应式为2Br-+2h+=Br2,B正确;
C.有机相中,,水相中HBr电离出和,在b极被消耗,返回a极被氧化,形成闭合循环,因此理论上,水相中HBr浓度基本保持不变,C错误;
D.根据电子守恒可知,收集到0.2molH2时,理论上阳极生成0.2molBr2,根据有机反应式可知,生成0.2 mol有机产物,D错误。
14. 常温下,向溶液中滴加溶液,混合溶液的pH与HCOOH滴定率的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 该实验在滴定终点时宜选择酚酞作指示剂
B. b点时加入NaOH溶液的体积为10 mL
C. 常温下,HCOOH的电离常数
D. c点:
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴定终点时生成甲酸钠,甲酸钠溶液呈碱性,酚酞的变色范围是,所以该实验在滴定终点时宜选择酚酞作指示剂,故A正确;
B.b点时甲酸滴定率为0.5,说明有一半的甲酸参与反应,由于所用NaOH溶液和HCOOH溶液浓度相等,则消耗的NaOH溶液体积为甲酸溶液体积的一半,即。故B正确;
C.b点时甲酸滴定率为0.5,溶液中,根据甲酸的电离常数,此时,由图知b点pH=3.75,所以,故C错误;
D.c点时甲酸滴定率为1.0,此时恰好反应生成甲酸钠,甲酸钠溶液中甲酸根离子水解使溶液呈碱性,所以溶液中离子浓度大小为,故D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一氧化二氯()是常用的消毒剂和氧化剂,某实验小组在常温常压下利用和湿润的粉末反应制备,实验装置如图。回答下列问题:
已知:的沸点为3.8℃,液态呈棕黄色。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B装置中的试剂是___________(填名称);D装置中冰水浴的作用是___________。
(3)实验结束后,向F装置中滴加酚酞溶液,可能出现的实验现象是___________。
(4)有同学提出,E、F装置可以用___________(填字母)装置代替,达到简化实验的目的。
(5)当C装置的硬质玻璃管中完全反应时停止通入氯气。经检测固体产物仅为两种盐。为了测定其组成进行如下实验:
实验a
取m g固体产物,加入足量硝酸,滴加溶液恰好完全反应,生成白色沉淀
实验b
取8m g固体产物,装入大试管,加热至完全反应,将气体依次通过足量的浓硫酸、碱石灰,测得浓硫酸净增0.18 g,碱石灰净增0.44 g
①根据上述实验数据分析,8m g固体产物中各成分的化学式及物质的量分别为___________、___________。
②C装置中发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 饱和食盐水 ②. 降低温度,液化产物,减少产物损失
(3)溶液先变为红色,后变为无色
(4)J (5) ①. NaCl、0.02 mol ②. 、0.02 mol ③.
【解析】
【小问1详解】
A装置用于制取Cl2,浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,MnO2作氧化剂,Cl-被氧化为Cl2,因此化学方程式为;
【小问2详解】
B装置的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,常用试剂为饱和食盐水;因为HCl易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小。D装置是冰水浴,由于Cl2O沸点只有3.8 ℃,易挥发,所以冰水浴可以降低温度,使产物液化,减少产物损失;
【小问3详解】
F中NaOH溶液吸收尾气中的,反应生成、,溶液呈碱性使酚酞变红,次氯酸钠具有漂白性,最终会使红色褪去。
【小问4详解】
E、F装置主要用于尾气处理,既要防止空气中水蒸气进入,又要吸收多余的氯气等尾气。可用装有碱石灰的干燥管代替,因为碱石灰既能吸收酸性气体Cl2、Cl2O,也能吸收水蒸气,所以选J;
【小问5详解】
①由实验a:固体中,则8m g固体中,全部来自,故。 由实验b:浓硫酸增重为水的质量,;碱石灰增重为的质量,,产物中只有加热分解满足,分解反应为,故。
②C装置中湿润Na₂CO3与Cl2反应生成Cl2O,同时生成NaCl和NaHCO3,根据(5)①可知NaCl和NaHCO3物质的量相等,再结合原子守恒配平,反应方程式为:。
16. 铬黄()难溶于水,常作黄色颜料。工业上,以草酸泥渣(主要成分为和)和铬矿渣(主要成分为,含少量)为原料制备铬黄的流程如图所示。回答下列问题:
已知常温下,。
(1)基态Cr原子的价层电子排布式为___________,Pb和Ge位于同主族,Pb位于元素周期表___________区。
(2)“氧化焙烧”中,制备至少需要的质量为___________g。
(3)利用滤渣___________(填“1”或“2”)经一系列操作可以制备高纯度铁红。
(4)“焙烧”时转化成PbO,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。写出“焙烧”时和纯碱发生反应的化学方程式:___________。
(5)“合成”中,控制___________时,完全沉淀(提示:当离子浓度不大于时视为完全反应);分离时要洗涤,检验是否洗净的操作是___________。
(6)生活中,黄色画久置空气中易变暗或黑,其原因是遇空气中的会变为PbS。根据溶度积数据简述其转化原理:___________。
【答案】(1) ①. ②. p
(2)51 (3)1
(4)
(5) ①. ②. 取最后一次洗涤液于试管中,滴加盐酸和溶液,若不产生白色沉淀,表明已洗净,否则未洗净
(6),故相同条件下,易转化为更难溶的黑色PbS
【解析】
【分析】铬矿渣处理:氧化焙烧:加入和,将氧化为,将、转化成可溶性的、,不反应;水浸:用热水浸取焙烧产物,可溶性的、、进入溶液,不溶的形成滤渣1被除去;除杂(通入):向溶液中通入,调节pH使、转化为、沉淀,形成滤渣2被除去,得到较纯净的溶液;调节pH(稀硫酸):加入稀硫酸,将部分转化为,得到含铬的酸性溶液,为后续合成提供铬源;草酸泥渣处理:烘干粉碎:增大反应物接触面积,提高后续焙烧反应速率;焙烧(加纯碱):分解为PbO,与纯碱反应转化为PbO;水洗:除去可溶性杂质(如、未反应的),得到固体PbO;酸溶(硝酸):PbO与硝酸反应生成溶液,为后续合成提供铅源;
【小问1详解】
Cr为24号元素,因洪特规则半满稳定,价层电子排布为;Pb位于第六周期第ⅣA族,属于元素周期表的p区;
【小问2详解】
生成1 mol时,Cr从+3价升高到+6价,共失去3 mol电子;中+5价N被还原为中0价,1 mol得5 mol电子,由电子转移守恒得需要为0.6 mol,质量为;
【小问3详解】
铬矿渣氧化焙烧后,不溶于水,水浸后进入滤渣1,Al、Si、Cr的钠盐可溶进入滤液,因此滤渣1含,可制备高纯度铁红;
【小问4详解】
根据题意,产物为PbO和能使澄清石灰水变浑浊的,结合元素守恒配平得反应方程式为:;
【小问5详解】
完全沉淀时,由得;沉淀表面杂质含,因此通过检验洗涤液中是否含判断是否洗净,操作为:取最后一次洗涤液于试管中,滴加盐酸和溶液,若不产生白色沉淀,表明已洗净,否则未洗净;
【小问6详解】
沉淀转化规律为:溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的同类型沉淀,远小于,因此会转化为溶度积更小的黑色PbS,使颜料变暗变黑。
17. 绿色能源是未来能源发展的方向,氢能是一种绿色能源。利用甲烷催化制氢气是目前常用的方法之一,主要反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)___________;反应i的___________(填“>”“<”或“=”)0;该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)以Ni-MgO为催化剂,在恒容密闭容器中充入一定量的(,仅发生反应ii,测得的生成速率随温度的变化关系如图所示。
①在该催化剂作用下,最适宜的温度是___________℃。
②800~900℃下,温度升高而的生成速率降低的原因是___________。
(3)恒定压强时,将的混合气体充入反应器中,发生反应i和反应iii,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①代表的物质的量分数与温度的关系的曲线是___________(填标号)。
②600℃下,的平衡转化率为___________%(保留3位有效数字)。
③600℃下,反应iii的___________(保留3位有效数字,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. > ③. 高温
(2) ①. 800 ②. 催化剂催化活性降低
(3) ①. B ②. 40.7 ③. 2.08
【解析】
【小问1详解】
ii.
iii.
根据盖斯定律ii+ iii得=;反应i正反应气体物质的量增多,>0;该反应在高温下自发进行。
【小问2详解】
①在该催化剂作用下,800℃生成氢气的速率最快,所以最适宜的温度是800℃。
②800~900℃下,温度升高催化剂催化活性降低,所以的生成速率降低。
【小问3详解】
①将的混合气体充入反应器中,发生反应i和反应iii,升高温度,反应i正向移动,反应iii逆向移动,所以甲烷的物质的量减少,对应曲线C;是两个反应共同的产物,是主产物,平衡时其物质的量分数最大,对应曲线B;由投料比可知,最多与初始投入的水物质的量相同,曲线A对应,由平衡移动可知,CO物质的量分数也是上升的,对应曲线E,则曲线D对应。
②,设甲烷的投料为1mol、水的投料为3mol;转化的甲烷为xmol、转化的CO的物质的量为ymol;
平衡时气体总物质的量为1-x+3-x-y+x-y+y+3x+y=(4+2x)mol,甲烷的物质的量分数为0.04,即,解得x=mol;氢气的物质的量分数为0.5,即,解得y=,CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别是、、、,气体总物质的量为;600℃下,的平衡转化率为。
③600℃下,反应iii的,因该反应是气体分子数不变的反应,所以。
18. 罗美昔布(H)临床用于治疗风湿性关节炎、骨关节炎疼痛以及牙痛等,其某种合成路线如图。
已知:D与KOH反应的另一产物为。
请回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2)B中含有的官能团的名称为___________、___________。
(3)化合物D的结构简式为___________。
(4)E与足量氢气完全加成后的产物分子中,含有的手性碳原子的个数为___________;E→F的反应类型为___________。
(5)化合物X为B的同分异构体,则满足下列条件的X共有___________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环;②含有且N原子上只有1个H原子,不含;③苯环上有且仅有两个取代基。
(6)化合物合成路线如图。
M的结构简式为___________,反应④的化学方程式为___________。
【答案】(1)对甲基苯胺或4-甲基苯胺
(2) ①. 酰胺键或酰胺基或肽键 ②. 氯原子或碳氯键
(3) (4) ①. 3 ②. 取代反应
(5)9 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】罗美昔布(H)合成路线:A是对甲基苯胺,与氯乙酰氯反应生成酰胺B,说明引入了-COCH2Cl结构;B再与含Cl、F的苯酚反应,Cl被酚氧基取代生成醚C。C经过Smiles重排后得到D,D在KOH作用下断裂生成HOCH2COOK,同时得到二芳胺结构E;E再与草酰氯发生取代反应,引入-COCOCl结构生成F,随后分子内关环生成G;最后G在NH2NH2·H2O和水解条件下开环、脱氮,形成侧链-CH2COOH,得到目标产物H。
【小问1详解】
A为苯环上对位连有-CH3和-NH2的结构,因此其名称为对甲基苯胺(4-甲基苯胺);
【小问2详解】
B是由苯胺与酰氯反应得到的产物,分子中既含有酰胺键或酰胺基或肽键,又含有氯原子或碳氯键;
【小问3详解】
D由C经Smiles重排并在KOH条件下生成,同时另一产物为 HOCH₂COOK,说明发生分子内重排并引入羟乙基结构,因此其结构为含酰基及邻位卤代取代的芳香化合物,;
【小问4详解】
E与足量H2加成时仅芳环上的不饱和键参与反应,结合取代情况可判断生成物中有3个手性碳原子,手性碳原子在中*所示;E→F是酰氯参与引入酰基的过程,本质为取代反应;
【小问5详解】
由题设条件可知,X的苯环上的两个取代基可分为如下情况:①ClCH2CH2-、-NHCHO,②ClCH2-、-CH2NHCHO,③Cl-、-CH2CH2NHCHO,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对三种,故符合条件的 X 的结构有9种;
【小问6详解】
苯胺与环丙基氯发生亲核取代,生成N-环丙基苯胺,即;反应④中中间体在NH2NH2·H2O作用下发生肼解并断裂羰基结构,生成目标产物,同时放出N2并生成H2O,方程式为:。
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高三化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Ga-70 As-75
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 古籍承载着古人的智慧与经验。下列古籍中记载的物质的分类错误的是
A. 《抱朴子》——硫黄——非金属单质 B. 《天工开物》——生石灰——碱性氧化物
C. 《海药本草》——食盐——盐 D. 《千金方》——石膏——碱
2. 电子科技大学一团队成功研制出全球首个氮化镓(GaN)量子光源芯片。下列叙述正确的是(已知:氮化镓(GaN)的熔点约为2500℃。)
A. GaN与晶体类型相同
B. GaN中含极性键和非极性键
C. 基态Ga原子的电子排布式:
D. 基态N原子的价层电子排布图:
3. 研究人员利用分子筛封装金催化剂来制备丙,原理如图。下列叙述错误的是
A. 丙中碳原子有2种杂化方式 B. 甲能发生加成反应和氧化反应
C. 用银氨溶液可以区分甲、丙 D. 乙中氢键强度大于范德华力
4. 吉林大学一团队在高温高压下通过后石墨相合成了六方金刚石,并发现其具有优异的性能。下列关于六方金刚石的说法正确的是
A. 石墨转化为六方金刚石发生的是物理变化
B. 六方金刚石因分子间作用力强而有良好的热稳定性
C. 六方金刚石的结构与立方金刚石完全相同,只是硬度更高
D. 六方金刚石因具有较强共价键和网状结构,而具有高硬度和强热稳定性
5. 部分含硫化合物的转化关系如图所示。下列反应方程式错误的是
A. ①浓硫酸和NaCl粉末共热:
B. ②溶液和FeS反应制备:
C. ③浓硫酸和反应:
D. ④双氧水吸收
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 含有的中子数为
B. 溶液含有的数小于
C. 1 mol乙硫醇()含有的采用杂化的原子数为
D. 含有的极性键数为
7. 按图示组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当Ⅲ中溶液由浅绿色变为深棕色时,将铜丝拉出液面。下列叙述错误的是
已知:(aq,深棕色)。
A. Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体
B. Ⅱ中溶液变浑浊,说明发生了复分解反应
C. 进入Ⅲ中的气体有NO
D. 若用浓硫酸代替浓硝酸,则Ⅱ中溶液不会变浑浊
8. 短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,这四种元素可以组成一种化合物M(如图)。基态X原子最外层电子数等于其电子层数的3.5倍。下列叙述错误的是
A. 电负性:X<Z<R
B. 最简单氢化物的沸点:X>R>Y
C. M分子中σ键、π键数目之比为11:3
D. 上述四种元素形成的单质中,Y单质的熔点最高
9. 某大学科研团队在离子液体催化与环氧化物合成环状碳酸酯方面取得了重要成就。利用两种具有共同三乙基辛基膦阳离子和的AHA-ILs来催化与环氧丙烷(PO)生成碳酸丙烯酯(PC)的历程如图(Ts表示过渡态)。下列说法正确的是
A. 反应过程中只断裂了一个碳氧π键
B. 反应达到平衡时,升高温度,PC的浓度增大
C. 催化剂为[Inda]时,PC的生成速率更快
D. 催化剂为[2-CNPyr]时,Int1→Int2为决速步骤
10. 纳米材料常作锂离子电池的活性材料,一种固相法制备的流程如图所示。下列叙述错误的是
A. “研磨”的目的是增大固体接触面积
B. 是金属氧化物,也是碱性氧化物
C. 实验室“焙烧”时需要使用坩埚
D. “焙烧”时V元素的化合价未发生变化
11. GaAs是一种重要的半导体材料,晶胞结构如图1,其晶胞边长为a nm,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料(晶胞结构如图2)。已知:A原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法错误的是
A. 图1中Ga的配位数为4
B. B原子的分数坐标为
C. GaAs晶体的密度为
D. 稀磁性半导体材料中Ga、As的原子个数比为27:32
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验某食盐中是否添加了
取少量食盐溶于水,滴加淀粉溶液,观察溶液是否变蓝
B
探究浓度对化学反应速率的影响
向2支盛有溶液的试管中,分别加入溶液和溶液,观察浑浊出现的快慢
C
验证HClO的酸性弱于
将气体通入饱和NaClO溶液中,观察是否有沉淀生成
D
除去中混有的少量气体
将混合气体依次通过盛有饱和溶液、浓硫酸的洗气瓶
A. A B. B C. C D. D
13. 研究人员利用两相电解液中溴析出反应的高选择性串联光电化学使C—H活化,在有机相中实现。工作原理是光照射Ta3N5光电极,产生电子和空穴(h+),启动两极反应。下列叙述正确的是
A. a极发生还原反应
B. a极的电极反应式为2Br-+2h+=Br2
C. 一段时间后水相中c(HBr)逐渐增大
D. 收集到0.2molH2时产生0.4 mol有机产品
14. 常温下,向溶液中滴加溶液,混合溶液的pH与HCOOH滴定率的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 该实验在滴定终点时宜选择酚酞作指示剂
B. b点时加入NaOH溶液的体积为10 mL
C. 常温下,HCOOH的电离常数
D. c点:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一氧化二氯()是常用的消毒剂和氧化剂,某实验小组在常温常压下利用和湿润的粉末反应制备,实验装置如图。回答下列问题:
已知:的沸点为3.8℃,液态呈棕黄色。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B装置中的试剂是___________(填名称);D装置中冰水浴的作用是___________。
(3)实验结束后,向F装置中滴加酚酞溶液,可能出现的实验现象是___________。
(4)有同学提出,E、F装置可以用___________(填字母)装置代替,达到简化实验的目的。
(5)当C装置的硬质玻璃管中完全反应时停止通入氯气。经检测固体产物仅为两种盐。为了测定其组成进行如下实验:
实验a
取m g固体产物,加入足量硝酸,滴加溶液恰好完全反应,生成白色沉淀
实验b
取8m g固体产物,装入大试管,加热至完全反应,将气体依次通过足量的浓硫酸、碱石灰,测得浓硫酸净增0.18 g,碱石灰净增0.44 g
①根据上述实验数据分析,8m g固体产物中各成分的化学式及物质的量分别为___________、___________。
②C装置中发生反应的化学方程式为___________。
16. 铬黄()难溶于水,常作黄色颜料。工业上,以草酸泥渣(主要成分为和)和铬矿渣(主要成分为,含少量)为原料制备铬黄的流程如图所示。回答下列问题:
已知常温下,。
(1)基态Cr原子的价层电子排布式为___________,Pb和Ge位于同主族,Pb位于元素周期表___________区。
(2)“氧化焙烧”中,制备至少需要的质量为___________g。
(3)利用滤渣___________(填“1”或“2”)经一系列操作可以制备高纯度铁红。
(4)“焙烧”时转化成PbO,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。写出“焙烧”时和纯碱发生反应的化学方程式:___________。
(5)“合成”中,控制___________时,完全沉淀(提示:当离子浓度不大于时视为完全反应);分离时要洗涤,检验是否洗净的操作是___________。
(6)生活中,黄色画久置空气中易变暗或黑,其原因是遇空气中的会变为PbS。根据溶度积数据简述其转化原理:___________。
17. 绿色能源是未来能源发展的方向,氢能是一种绿色能源。利用甲烷催化制氢气是目前常用的方法之一,主要反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)___________;反应i的___________(填“>”“<”或“=”)0;该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)以Ni-MgO为催化剂,在恒容密闭容器中充入一定量的(,仅发生反应ii,测得的生成速率随温度的变化关系如图所示。
①在该催化剂作用下,最适宜的温度是___________℃。
②800~900℃下,温度升高而的生成速率降低的原因是___________。
(3)恒定压强时,将的混合气体充入反应器中,发生反应i和反应iii,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①代表的物质的量分数与温度的关系的曲线是___________(填标号)。
②600℃下,的平衡转化率为___________%(保留3位有效数字)。
③600℃下,反应iii的___________(保留3位有效数字,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
18. 罗美昔布(H)临床用于治疗风湿性关节炎、骨关节炎疼痛以及牙痛等,其某种合成路线如图。
已知:D与KOH反应的另一产物为。
请回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2)B中含有的官能团的名称为___________、___________。
(3)化合物D的结构简式为___________。
(4)E与足量氢气完全加成后的产物分子中,含有的手性碳原子的个数为___________;E→F的反应类型为___________。
(5)化合物X为B的同分异构体,则满足下列条件的X共有___________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环;②含有且N原子上只有1个H原子,不含;③苯环上有且仅有两个取代基。
(6)化合物合成路线如图。
M的结构简式为___________,反应④的化学方程式为___________。
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