内容正文:
峨眉二中高2023级高三下3月检测化学科试题
满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、考号和班级。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将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。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回。
可能用到的相对原子质量:N=14 O=16 Na=23 S=32 Ga=70 Ba=137 W=184
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中记载了古代化学研究成果。下列关于文献记载内容的说法错误的是
A. 《客中作》出自唐代诗人李白,其中“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光”,“香”的原因之一是美酒含有酯类物质
B. 《本草纲目》中记载:“此即地霜也,所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁,后乃煎炼而成”,涉及重结晶操作
C. 《抱朴子》中“丹砂()烧之成水银,积变又还成丹砂”,描述的是升华和凝华过程
D. 《本草经集注》记载“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起…云是真硝石也”,涉及利用物理方法(焰色试验)鉴别钾盐
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列有关表述错误的是
A. H2O2是一种绿色氧化剂,其电子式为
B. 的化学名称是3-甲基-3-戊烯
C. H2O的VSEPR模型为
D. 基态N原子的价层电子的轨道表示式为
3. 阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 的NaF溶液中阳离子总数为NA
B. 的溶液中,的数目为0.1 NA
C. 的稀硫酸中含数目为0.1 NA
D. 在的溶液中,的数目为0.1 NA
4. 下列根据实验操作及现象书写的离子方程式正确的是
实验
操作及现象
①
向碘水中通入,棕黄色褪去
②
向溶液中加入过量氨水,得到无色溶液
③
向溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为黄色
④
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加饱和溴水,产生白色沉淀,溶液变为无色
A. 实验①:
B. 实验②:
C. 实验③:
D. 实验④:
5. HCHO用作农药和消毒剂,能制酚醛树脂、脲醛树脂、维纶和染料等。除去HCHO的某机理如图所示,下列说法不正确的是
A. 可降低该反应活化能
B. 反应①∼④均是氧化还原反应
C. 反应②既有极性键断裂也有极性键的生成
D. 该机理总反应为
6. 部分含钠、铁的物质“价一类”关系如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,能实现的转化
B. 在高温下,d与或水蒸气反应生成e
C. 用KSCN溶液可检验e是否变质
D. 工业上,电解饱和食盐水可以制备a
7. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
8. 某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A. 是反应的催化剂 B. 步骤①发生了键断裂
C. 反应速率:历程历程I D. 反应热:历程历程I
9. 我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是
A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B. 在外电路中,电子从电极1流向电极4
C. 电极3的反应为:
D. 理论上,每通过2mol电子,可产生
10. 晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当时,其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 与W最近且等距的O有6个 B. x增大时,W的平均价态升高
C. 密度为时, D. 空位数不同,吸收的可见光波长不同
11. 某离子液体的结构如图所示,其阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,对纤维素有很好的溶解性。W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y是组成有机物的基本骨架元素,Q的单质可与水反应生成氧气。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 阴离子中X不满足8电子稳定结构
C. 基态原子的未成对电子数:
D. WQ属于酸,不能与任何酸性氧化物反应
12. 化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得:
下列说法不正确的是
A. X分子中所有碳原子可能共平面
B. X分子中含有1个手性碳原子
C. Y存在顺反异构
D. 该反应类型为取代反应
13. 二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐,在细胞线粒体中有推动电子传递、清除自由基等生理功能。制备顺式和反式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的方法如下图所示。
已知:的二元取代物有两种结构。下列说法正确的是
A. 与的配位能力:
B. 中Cu(Ⅱ)的杂化方式为
C. 0.5mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含有8molσ键
D. 顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强
14. 一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。
下列说法错误的是
A. “电炉煅烧”必须隔绝空气 B. 浸渣的主要成分是
C. “炉气水洗”使溶于水而与分离 D. “中和沉淀”需要控制溶液的
15. 室温下,向溶液中通入,测得体系中与的关系如图所示,为、的浓度,单位为,忽略溶液体积的变化。
已知:当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。
下列说法正确的是
A. 曲线表示的与的关系
B. 点时,
C. 若使全部转化为,调节的范围为
D. 若使点溶液中全部转化为,需要加入
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、,还有少量等杂质)制备氮化镓的流程如图:
已知:
①“碱浸”后溶液的主要成分为、、;
②。
回答下列问题:
(1)镓与铝同主族且相邻,其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为___________
(2)“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2,该反应的化学方程式为___________。
(3)“沉淀”步骤中,滤渣2的主要成分是___________(写化学式)。
(4)步骤①中通入过量气体A,发生沉铝反应的离子方程式为___________。
(5)取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中,产生NH3被H3BO3溶液完全吸收,用的盐酸滴定,消耗盐酸VmL,则样品的纯度是___________(用含m、c、V的式子表示)。
(6)一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为___________。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________。
③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类,可采用的方法是___________。
A.X射线衍射法 B.质谱法 C.红外光谱法
17. 硫酸铜铵可用作杀虫剂等,其晶体组成可表示为。某学习小组为探究其组成进行了如下实验。
Ⅰ.溶液的配制
将硫酸铜铵晶体研细,准确称量20.000 g,在烧杯中加入适量水溶解,用容量瓶配制成500 mL溶液。
Ⅱ.组成的测定
①SO定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入烧杯中,加入过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液,使SO完全沉淀,经过滤、洗涤、干燥至恒重,得到BaSO4固体并记录质量。重复四次实验,结果分别为1.066 g、1.164 g、1.165 g和1.166 g。
②Cu2+定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入锥形瓶中,调节溶液的pH至3~4,加入过量的KI溶液,用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅黄色,加入指示剂,充分摇动后继续滴定至终点。重复四次实验,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL。
已知:
(1)研细晶体的仪器名称为___________。
(2)配制500 mL溶液定容时,操作的正确顺序为___________(填序号)。
a.将蒸馏水注入容量瓶
b.改用胶头滴管滴加蒸馏水
c.观察到液面离刻度线1~2 cm
d.至凹液面与刻度线相切
(3)分析时,洗涤沉淀能否用稀硫酸作为洗涤试剂?___________(填“能”或“不能”)。实验得到BaSO4的平均质量为___________。
(4)分析Cu2+时:①选用的指示剂为___________;②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为___________;③达到滴定终点的标志为___________。
(5)硫酸铜铵晶体中元素Cu的质量分数为___________。
(6)判断下列操作的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”);
①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则所配溶液浓度___________;
②若在滴定终点读数时,俯视液面,则Cu2+含量的测定结果___________。
(7)根据上述实验和结果,能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式?说明理由。___________(填“能”或“不能”),理由是________________。
18. 我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆纤维素_______乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
①已知 则_______。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.的体积分数不再变化
D.单位时间内生成,同时消耗
③反应后从混合气体分离得到,最适宜的方法为_______。
(3)恒压100kPa下,向密闭容器中按投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如:乙酸选择性]
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为_______。
②由图中信息可知,乙酸可能是_______(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则_______,平衡常数_______(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
19. 甲型流感(Influenza A virus)是由病毒引起的呼吸道传染病,对人类致病性高。奥司他韦被称为流感特效药,具有抗病毒的生物学活性,其主流合成路线如图所示:
已知:①
② (R为烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)A的名称为________;其中碳原子的杂化方式是________。F中含氧官能团的名称为________。
(2)B→D的化学方程式为________。
(3)E→F的反应分两步进行,第一步反应是加成反应,第二步的反应类型是________。
(4)有关奥司他韦(M),下列说法错误的是________。
A. 其官能团种类为5种
B. 它能发生加成反应、银镜反应
C. 奥司他韦分子可形成分子内氢键
D. 1 mol奥司他韦最多消耗3 mol NaOH
(5)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①链状结构;②能与饱和溶液反应产生气体;③含。
(6)请结合题中流程和已知信息,将下列合成路线补充完整________。
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峨眉二中高2023级高三下3月检测化学科试题
满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、考号和班级。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将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。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回。
可能用到的相对原子质量:N=14 O=16 Na=23 S=32 Ga=70 Ba=137 W=184
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中记载了古代化学研究成果。下列关于文献记载内容的说法错误的是
A. 《客中作》出自唐代诗人李白,其中“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光”,“香”的原因之一是美酒含有酯类物质
B. 《本草纲目》中记载:“此即地霜也,所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁,后乃煎炼而成”,涉及重结晶操作
C. 《抱朴子》中“丹砂()烧之成水银,积变又还成丹砂”,描述的是升华和凝华过程
D. 《本草经集注》记载“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起…云是真硝石也”,涉及利用物理方法(焰色试验)鉴别钾盐
【答案】C
【解析】
【详解】A.酒放置时间长,少量的乙醇被氧化为乙酸,乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,乙酸乙酯等酯类物质具有香味,所以产生香味主要是因为美酒含有酯类物质,选项A正确;
B.KNO3溶解度受温度的影响变化大,冬天温度低时从溶液中结晶析出,将得到的晶体再溶解于水中,升高温度蒸发溶剂,得到高温下KNO3的饱和溶液,再降温,KNO3又从溶液中结晶析出,这种制取KNO3方法就是重结晶法,选项B正确;
C.根据题意,丹砂(HgS)烧之成水银--即红色的硫化汞(即丹砂)在空气中灼烧有汞生成,发生化学反应,不是升华和凝华过程,选项C错误;
D.鉴别KNO3和Na2SO4,利用钾元素和钠元素的焰色反应不同,钠元素焰色反应为黄色,钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色,选项D正确;
答案选C。
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列有关表述错误的是
A. H2O2是一种绿色氧化剂,其电子式为
B. 的化学名称是3-甲基-3-戊烯
C. H2O的VSEPR模型为
D. 基态N原子的价层电子的轨道表示式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O2为共价化合物,电子式需体现所有价电子,O原子最外层有6个电子,每个O形成两个共价键后还各有两对孤对电子,正确电子式为,A正确;
B.由系统命名法,的化学名称是3-甲基-2-戊烯,B错误;
C.水分子的价层电子对数是,含有2对孤电子对,模型为四面体形,C正确;
D.N为7号元素,其基态原子价层电子排布式为:2s22p3,则基态N原子的价层电子的轨道表示式:,D正确;
故选B。
3. 阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 的NaF溶液中阳离子总数为NA
B. 的溶液中,的数目为0.1 NA
C. 的稀硫酸中含数目为0.1 NA
D. 在的溶液中,的数目为0.1 NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.1 L 1 mol/L的NaF溶液中,Na+物质的量为1 mol,但阳离子还包括水电离的H+,故阳离子总数大于NA,A错误;
B.pH=1的HCOOH溶液中,c(H+)=0.1 mol/L,但未指定溶液体积,无法计算H+的具体数目,B错误;
C.1.0L pH=1的稀硫酸中,c(H+)=0.1 mol/L,n(H+)=0.1 mol,故H+数目为0.1NA,C正确;
D.在1L 0.1mol/L的NH4Cl溶液中,会水解,导致实际数目小于0.1NA,D错误;
故答案选C。
4. 下列根据实验操作及现象书写的离子方程式正确的是
实验
操作及现象
①
向碘水中通入,棕黄色褪去
②
向溶液中加入过量氨水,得到无色溶液
③
向溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为黄色
④
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加饱和溴水,产生白色沉淀,溶液变为无色
A. 实验①:
B. 实验②:
C. 实验③:
D. 实验④:
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验①中,碘水()与发生氧化还原反应,离子方程式正确,,与现象(棕黄色褪去)一致,A正确;
B.实验②中,AgNO3溶液加入过量氨水,首先生成AgOH沉淀(),但过量氨水会继续与AgOH反应生成银氨配合物[Ag(NH3)2]+,离子方程式为,沉淀溶解,最终无色溶液为银氨溶液,B选项仅写出第一步沉淀生成,未体现过量氨水的后续反应,B错误;
C.实验③中,电荷和得失电子都不守恒,正确离子方程式应为,C错误;
D.实验④中,苯酚与饱和溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,现象正确,但方程式不正确,正确的离子方程式应为 ,D错误;
故选A。
5. HCHO用作农药和消毒剂,能制酚醛树脂、脲醛树脂、维纶和染料等。除去HCHO的某机理如图所示,下列说法不正确的是
A. 可降低该反应活化能
B. 反应①∼④均是氧化还原反应
C. 反应②既有极性键断裂也有极性键的生成
D. 该机理总反应为
【答案】B
【解析】
【详解】A.除去HCHO的方程式是,由图知为该反应的催化剂,可降低该反应活化能,A正确;
B.反应④是,无化合价变化,不是氧化还原反应,B错误;
C.反应②,断裂极性键C—H键,形成了极性键O—H键,C正确;
D.该机理总反应为,D正确。
故选B。
6. 部分含钠、铁的物质“价一类”关系如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,能实现的转化
B. 在高温下,d与或水蒸气反应生成e
C. 用KSCN溶液可检验e是否变质
D. 工业上,电解饱和食盐水可以制备a
【答案】A
【解析】
【分析】根据价-类二维图可知a为,b为,c为NaOH;d为,e为FeO,f是。
【详解】A.a为,b为,c为NaOH,常温下,Na与反应生成,与水反应生成,A正确;
B.d为,e为FeO,在高温下,铁与水蒸气反应生成;Fe在氧气中燃烧生成,B错误;
C.铁离子遇KSCN溶液变红色,用盐酸和KSCN可确认FeO是否变质,C错误;
D.工业上,电解熔融NaCl可制备Na,而电解饱和食盐水可制备,D错误;
故选A。
7. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,故A错误;
B.实验室制取氯气,尾气应该选取氢氧化钠溶液,故B错误;
C.酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,故C正确;
D.实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,故D错误;
答案选C。
8. 某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A. 是反应的催化剂 B. 步骤①发生了键断裂
C. 反应速率:历程历程I D. 反应热:历程历程I
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在反应历程中先被消耗,后又生成,是反应的催化剂,A正确;
B.由图可知,步骤①中转化为,发生了键断裂,B正确;
C.由图可知,历程I中活化能最大为112.8kJ/mol(决速步),历程II中活化能最大为91.5kJ/mol(决速步),活化能越大,反应速率越慢,则反应速率:历程历程I,C正确;
D.由图可知,历程和历程I起始反应物和最终生成物相同,反应热相等,D错误;
故选D。
9. 我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是
A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B. 在外电路中,电子从电极1流向电极4
C. 电极3的反应为:
D. 理论上,每通过2mol电子,可产生
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,左侧为原电池,右侧为电解池,电极1为负极,发生氧化反应,电极反应式为:Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2,电极2为正极发生还原反应,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,右侧为电解池,电极3为阳极,产生氧气,电极4产生阴极,产生氢气。
【详解】A.催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率,提高催化效率,A正确;
B.根据分析,电极1是负极,电极4为阴极,电子从电极1流向电极4,B正确;
C.由分析可知,电极3为阳极,发生氧化反应,生成氧气,电极3的反应为:,C正确;
D.根据分析可知,电极2和电极4均产生氢气,理论上,每通过2mol电子,可产生2molH2,D错误;
答案选D。
10. 晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当时,其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 与W最近且等距的O有6个 B. x增大时,W的平均价态升高
C. 密度为时, D. 空位数不同,吸收的可见光波长不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.W位于立方体的顶角,以顶角W为例,在此晶胞内,离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在3条棱的棱心,由于该顶角在8个晶胞里,而棱上的原子被4个晶胞共有,所以与W最近且距离相等的O原子有,故A正确;
B.O元素化合价为-2价,负化合价总数为-6,设W元素的平均化合价为y,据正负化合价代数和为0可得:-6+y+x=0,y=6-x,x的值增大y减小,即W元素的平均化合价降低,故B错误;
C.时,立方晶胞中W个数为、O个数为,若x=0.5,晶胞质量为,晶胞体积为,则密度,所以密度为时,x=0.5,故C正确;
D.晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,即空位数不同,吸收的可见光波长不同,故D正确;
故答案为:B。
11. 某离子液体的结构如图所示,其阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,对纤维素有很好的溶解性。W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y是组成有机物的基本骨架元素,Q的单质可与水反应生成氧气。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 阴离子中X不满足8电子稳定结构
C. 基态原子的未成对电子数:
D. WQ属于酸,不能与任何酸性氧化物反应
【答案】A
【解析】
【分析】Y是组成有机物的基本骨架元素,则Y为C;Q的原子序数大于C,形成1个共价键,且离子液体的阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,说明Q的电负性较大,则Q为F;Z能形成3个共价键或4个共价键,原子序数大于C,小于F,则Z为N;X的原子序数小于C,且形成XF,则X为B,W的原子序数最小,结合成键特点,则W为H。
【详解】A.N的2p电子处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能C<N,A正确;
B.B原子核外有3个价电子,4个F提供4个电子,又带1个单位的负电荷,故B满足8电子稳定结构,B错误;
C.结合分析可知,X、Z、Q分别为B(1s22s22p1)、N(1s22s22p3)、F(1s22s22p5),有未成对电子数分别为1、3、1,则未成对电子数X=Q<Z,C错误;
D.HF为弱酸,可与SiO2反应,D错误;
故答案为:A。
12. 化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得:
下列说法不正确的是
A. X分子中所有碳原子可能共平面
B. X分子中含有1个手性碳原子
C. Y存在顺反异构
D. 该反应类型为取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.与-NH2 相连的C原子为四面体结构,则所有C原子不可能共面,A错误;
B.X分子中存在1个手性碳原子,,B正确;
C.碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体,因此Y分子存在顺反异构体,C正确;
D.该反应中X的氨基(-NH2)与Y的羧基(-COOH)脱水生成酰胺键(-CONH-),属于羧基中羟基被-NH-取代的反应,即取代反应,D正确;
故选A。
13. 二甘氨酸合铜(Ⅱ)是最早被发现的电中性内配盐,在细胞线粒体中有推动电子传递、清除自由基等生理功能。制备顺式和反式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的方法如下图所示。
已知:的二元取代物有两种结构。下列说法正确的是
A. 与的配位能力:
B. 中Cu(Ⅱ)的杂化方式为
C. 0.5mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含有8molσ键
D. 顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强
【答案】D
【解析】
【详解】A.为强配体,的孤对电子与形成的配位键更稳定,所以能取代中的生成,故配位能力,A错误;
B.的二元取代物有两种结构,说明其空间构型为平面四边形(四面体二元取代物仅一种),杂化方式为而非,B错误;
C.二甘氨酸合铜(Ⅱ)中,每个甘氨酸配体含8个键:、1个C=O(其中1个σ键、1个π键),2个配体共16个键,加4个配位键,共20个键,所以二甘氨酸合铜(Ⅱ)中含键,C错误;
D.顺式配合物中相同基团在相邻位置,整体呈不对称,极性大;而反式异构由于结构更对称,极性较弱,故顺式二甘氨酸合铜(Ⅱ)的极性比反式的强,D正确;
故选D。
14. 一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。
下列说法错误的是
A. “电炉煅烧”必须隔绝空气 B. 浸渣的主要成分是
C. “炉气水洗”使溶于水而与分离 D. “中和沉淀”需要控制溶液的
【答案】C
【解析】
【分析】主要成分为和的高钾磷矿,与焦炭经电炉煅烧生成、、气体、气体,炉气水洗,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,尾气为不溶于水的CO,燃烧生成CO2,用于中和沉淀;炉渣经水浸,浸渣主要成分为不溶于水的,浸液中通入CO2,生成,过滤经燃烧得;滤液主要成分为,据此分析;
【详解】A.“电炉煅烧”时生成,可与氧气反应,故必须隔绝空气,A正确;
B.根据分析可知,浸渣的主要成分是,B正确;
C.“炉气水洗”因、CO均不溶于水,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,使与分离,C错误;
D.“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸,不会溶解生成的(只溶于强酸强碱中),但需要控制溶液的,防止生成,D正确;
故选C。
15. 室温下,向溶液中通入,测得体系中与的关系如图所示,为、的浓度,单位为,忽略溶液体积的变化。
已知:当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。
下列说法正确的是
A. 曲线表示的与的关系
B. 点时,
C. 若使全部转化为,调节的范围为
D. 若使点溶液中全部转化为,需要加入
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液中通入,首先与水生成一水合氨,随后会与过量的形成稳定的四氨合铜络合离子()。此过程中涉及两个平衡:络合平衡(),沉淀溶解平衡(),就此解答。
【详解】A.随着通入增多,溶液pOH减小(碱性增强),浓度增大,其应减小;曲线a随pOH减小而减小,符合的变化,非曲线b,A错误;
B.根据物料守恒,中,而铜元素的存在形式包括、,可能还含有沉淀。因此物料守恒为:,,则B错误;
C.据图可知,当要使时,,因此。若要完全沉淀(),则,此时。若,浓度增大,会与结合生成,无法将完全沉淀,即若要使全部转化为,调节的范围为 ,C正确;
D.N点浓度为0.1 mol/L,转化为需H⁺的物质的量,对应物质的量为;但还需要一定的保证能稳定存在,则需要的物质的量应大于,D错误;
故答案选C。
【点睛】题目中给出的:当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全,C项解题用此条件。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、,还有少量等杂质)制备氮化镓的流程如图:
已知:
①“碱浸”后溶液的主要成分为、、;
②。
回答下列问题:
(1)镓与铝同主族且相邻,其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为___________
(2)“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2,该反应的化学方程式为___________。
(3)“沉淀”步骤中,滤渣2的主要成分是___________(写化学式)。
(4)步骤①中通入过量气体A,发生沉铝反应的离子方程式为___________。
(5)取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中,产生NH3被H3BO3溶液完全吸收,用的盐酸滴定,消耗盐酸VmL,则样品的纯度是___________(用含m、c、V的式子表示)。
(6)一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为___________。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________。
③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类,可采用的方法是___________。
A.X射线衍射法 B.质谱法 C.红外光谱法
【答案】(1)或
(2)
(3)H2SiO3 (4)
(5)
(6) ①. sp2 ②. 6 ③. B
【解析】
【分析】粉煤灰(主要成分为、、,还有少量等杂质)与纯碱焙烧后得到Na2GaO2、Na2SiO3、Na2AlO2和A气体CO2,加入稀的NaOH溶液浸取,得到滤渣1氧化铁沉淀,滤液中含有、、,“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解,则滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀,此时溶液中存在铝离子和镓离子,加入NaOH将镓离子、铝离子转化为、,调pH值通入二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀,通入二氧化碳后得到氢氧化镓,再与氢氧化钠溶液混合应,得到[Ga(OH)4]﹣,最终得到GaN,据此解答。
【小问1详解】
镓为31号元素,基态镓原子的电子排布式为或;
【小问2详解】
“焙烧”后镓元素均转化为可溶性钠盐NaGaO2,则反应的化学方程式为;
【小问3详解】
由分析可知,滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀;
【小问4详解】
步骤①中通入过量气体A生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3发生反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
根据质量守恒和题中信息,建立关系式为,样品的纯度为;
【小问6详解】
①观察化合物的结构,N原子参与形成大π键,其价层电子对数为3(形成两个单键并有一对孤对电子),采用sp2杂化;
②由图可知,化合物Ⅱ中Ga与6个原子配位,则配位数为6;
③互为同位素的原子,质子数相同但中子数不同,故质量数不同,质谱图可测定相对分子质量,故可通过质谱图确定该配合物中Ga的同位素种类,故选B。
17. 硫酸铜铵可用作杀虫剂等,其晶体组成可表示为。某学习小组为探究其组成进行了如下实验。
Ⅰ.溶液的配制
将硫酸铜铵晶体研细,准确称量20.000 g,在烧杯中加入适量水溶解,用容量瓶配制成500 mL溶液。
Ⅱ.组成的测定
①SO定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入烧杯中,加入过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液,使SO完全沉淀,经过滤、洗涤、干燥至恒重,得到BaSO4固体并记录质量。重复四次实验,结果分别为1.066 g、1.164 g、1.165 g和1.166 g。
②Cu2+定量分析:取25.00 mL硫酸铜铵溶液放入锥形瓶中,调节溶液的pH至3~4,加入过量的KI溶液,用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅黄色,加入指示剂,充分摇动后继续滴定至终点。重复四次实验,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL。
已知:
(1)研细晶体的仪器名称为___________。
(2)配制500 mL溶液定容时,操作的正确顺序为___________(填序号)。
a.将蒸馏水注入容量瓶
b.改用胶头滴管滴加蒸馏水
c.观察到液面离刻度线1~2 cm
d.至凹液面与刻度线相切
(3)分析时,洗涤沉淀能否用稀硫酸作为洗涤试剂?___________(填“能”或“不能”)。实验得到BaSO4的平均质量为___________。
(4)分析Cu2+时:①选用的指示剂为___________;②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为___________;③达到滴定终点的标志为___________。
(5)硫酸铜铵晶体中元素Cu的质量分数为___________。
(6)判断下列操作的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”);
①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则所配溶液浓度___________;
②若在滴定终点读数时,俯视液面,则Cu2+含量的测定结果___________。
(7)根据上述实验和结果,能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式?说明理由。___________(填“能”或“不能”),理由是________________。
【答案】(1)研钵 (2)acbd
(3) ①. 不能 ②. 1.165 g
(4) ①. 淀粉溶液 ②. 将悬挂在滴定管尖嘴处的液体,轻轻靠一下锥形瓶内壁,随即用少量蒸馏水淋下 ③. 溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;
(5)16% (6) ①. 偏低 ②. 偏低
(7) ①. 能 ②. 由电荷守恒可以确定NH的物质的量,由质量守恒可以确定H2O的物质的量,进而推算出最简整数比,得出化学式
【解析】
【分析】该实验的实验目的是用滴定法测定杀虫剂硫酸铜铵晶体的组成。
【小问1详解】
实验室研细晶体的仪器为研钵;
【小问2详解】
配制500 mL溶液定容的操作为将蒸馏水注入容量瓶,观察到液面离刻度线1~2 cm,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至凹液面与刻度线相切,操作的正确顺序为acbd;
【小问3详解】
分析硫酸根离子时,不能用稀硫酸洗涤,否则硫酸根离子会与附在沉淀表面的钡离子转化为硫酸钡沉淀,导致所测硫酸钡的质量偏大;由题给数据可知,第一次实验测得数据偏差较大,应舍去,则硫酸钡的平均质量为=1.165 g;
【小问4详解】
由题意可知,分析铜离子时,应选用淀粉溶液作指示剂,当溶液中的碘与硫代硫酸钠溶液完全反应时,溶液会由蓝色变为无色,临近滴定终点时,需改为半滴滴加,具体操作为将悬挂在滴定管尖嘴处的液体,轻轻靠一下锥形瓶内壁,随即用少量蒸馏水淋下,达到滴定终点的标志为溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;
【小问5详解】
由方程式可得如下转化关系:2Cu2+-I2-2S2O,滴定消耗25.00 mL0.1000 mol/L 硫代硫酸钠溶液,则硫酸铜铵晶体中元素铜的质量分数为=16%;
【小问6详解】
①若在配制硫酸铜铵溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出会使溶质的物质的量偏小,导致所配溶液浓度偏低;
②若在滴定终点读数时,俯视液面会使消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏小,导致所测铜离子含量的测定结果偏低;
【小问7详解】
由题意可知,实验测得硫酸根离子和铜离子的物质的量,则由电荷守恒可以确定硫酸铜铵晶体中铵根离子的物质的量,由质量守恒可以确定结晶水的物质的量,由物质的量之比等于微粒个数之比可以得出硫酸铜铵晶体的化学式,所以根据上述实验和结果能否推断出硫酸铜铵晶体的化学式。
18. 我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆纤维素_______乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
①已知 则_______。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.的体积分数不再变化
D.单位时间内生成,同时消耗
③反应后从混合气体分离得到,最适宜的方法为_______。
(3)恒压100kPa下,向密闭容器中按投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如:乙酸选择性]
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为_______。
②由图中信息可知,乙酸可能是_______(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则_______,平衡常数_______(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)葡萄糖 (2) ①. +44.4 ②. AC ③. 降温冷凝后收集气体
(3) ①. 乙酸选择性最大且反应速率较快 ②. 产物1 ③. 36:5 ④.
【解析】
【小问1详解】
纤维素水解得到葡萄糖,葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇;
【小问2详解】
①反应Ⅰ-反应Ⅱ得到“已知反应”,根据盖斯定律=-24.3kJ·mol-1+68.7 kJ·mol-1=+44.4 kJ·mol-1;
②恒温恒容下发生:
A.该反应是气体总物质的量增大的反应,容器内的压强不再变化,说明气体总物质的量不再改变,说明反应达到平衡状态,A符合题意;
B.体积自始至终不变,气体总质量自始至终不变,则气体密度不是变量,混合气体的密度不再变化,不能说明反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.的体积分数不再变化,说明其物质的量不再改变,反应已达平衡,C符合题意;
D.单位时间内生成,同时消耗均是逆反应速率,不能说明反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
答案选AC;
③可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气,最适宜的方法为降温冷凝后收集气体;
【小问3详解】
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为乙酸选择性最大且反应速率较快;
②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58eV,生成产物2的最大能垒为0.66eV,生成产物3的最大能垒为0.81eV,图1中乙酸的选择性最大,说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大,则乙酸可能是产物1;
③设投料n(H2O)=9mol,n(乙醇)=1mol,密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则平衡时生成的乙酸的物质的量=90%×80%×1=0.72mol,n平(乙醇)=1mol×10%=0.1mol,恒温恒压下,各组分的分压之比=各组分的物质的量之比,故0.72:0.1=36:5;列三段式、,则平衡时乙醇、H2O(g)、氢气、乙酸、乙醛的物质的量分别为0.1mol、8.28mol、1.62mol、0.72mol、0.18mol,气体总物质的量为0.1mol+8.28mol+1.62mol+0.72mol+0.18mol=10.9mol,则kPa。
19. 甲型流感(Influenza A virus)是由病毒引起的呼吸道传染病,对人类致病性高。奥司他韦被称为流感特效药,具有抗病毒的生物学活性,其主流合成路线如图所示:
已知:①
② (R为烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)A的名称为________;其中碳原子的杂化方式是________。F中含氧官能团的名称为________。
(2)B→D的化学方程式为________。
(3)E→F的反应分两步进行,第一步反应是加成反应,第二步的反应类型是________。
(4)有关奥司他韦(M),下列说法错误的是________。
A. 其官能团种类为5种
B. 它能发生加成反应、银镜反应
C. 奥司他韦分子可形成分子内氢键
D. 1 mol奥司他韦最多消耗3 mol NaOH
(5)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①链状结构;②能与饱和溶液反应产生气体;③含。
(6)请结合题中流程和已知信息,将下列合成路线补充完整________。
【答案】(1) ①. 丙烯酸 ②. sp2 ③. 酰胺基(或内酰胺基)
(2) (3)取代反应; (4)BD
(5)8; (6)M:·(环戊二烯酮),N:(双环[2.2.1]庚-5-烯-2-酮);
【解析】
【分析】A 的分子式为 ,与 在催化剂作用下生成酯 B,说明 A 中含有羧基;结合 B 的结构可知,A 是丙烯酸,结构为,B 是丙烯酸三氟乙酯。B 再与 C 反应生成六元环化合物 D,结合题给信息“二烯和烯烃可发生加成反应”,可判断 C 是 1,3-丁二烯,B 与 C 发生 Diels-Alder 加成反应生成 D。D 中的酯基再与反应转化为酰胺,得到 E。E 中既有碳碳双键,又有酰胺基,在 和一定条件下,先发生双键加碘,再由分子内氨基进攻发生取代成环,得到含碘内酰胺 F。随后 F 中的酰胺氮与 反应,引入Boc保护基生成G;G在一定条件下进一步转化为H,说明发生了消除或重排等环系转化。最后 H 经过多步反应得到奥司他韦 M。
【小问1详解】
①据分析A的名称为丙烯酸;
②丙烯酸分子中有碳碳双键和羧基,三个碳原子都处于平面结构,其中碳碳双键上的两个碳和羧基中的羰基碳均为sp2杂化,因此全都是sp2杂化;
③观察F的结构,它是一个双环化合物,其中的五元环含有一个-NH-C(=O)-结构。因此其含氧官能团的名称是酰胺基;
【小问2详解】
由分析可知,C的结构简式CH2=CH-CH=CH2,B→D的化学方程式为:;
【小问3详解】
由分析知,第一步为碘单质和碳碳双键的加成反应生成,第二步为在环上的取代反应生成和HI,故答案为:取代反应;
【小问4详解】
A.M中含有酰胺基、氨基、醚键、酯基、碳碳双键,A正确;
B.M中含有碳碳双键,可以发生加成反应,但不含醛基,因此不能发生银镜反应,B错误;
C.奥司他韦分子中氨基上的H原子为活泼H,同时含有电负性大的O原子,且处于相邻位置,可形成分子内氢键,C正确;
D.1 mol M分子中含1 mol 酰胺基,消耗1 mol NaOH,1 mol酯基消耗1 mol NaOH,一共2 mol,D错误;
故答案选BD;
【小问5详解】
由②得同分异构体中含有羧基,由③得,含有-CF3基团,再结合①得,母体为丙烯,取代基为羧基和-CF3,即找出丙烯的不同两种取代基的同分异构体,羧基位于链端:、、,一共有8种,故答案为:8;
【小问6详解】
分子中同时含有酮羰基和醛基,在稀 NaOH 溶液作用下可以发生分子内羟醛缩合,脱水后生成环戊烯酮结构 M;随后 M 与图中的烯烃发生成环反应,构建桥环结构 N;最后 N 在、催化剂和加热条件下发生加氢还原,使羰基转化为羟基,并得到。
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