内容正文:
高三化学
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Co 59
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.现代科技的进步,既增强了综合国力,又增进了民生福祉。下列说法正确的是
A.神舟载人飞船使用了碳纤维复合材料制品,碳纤维与石墨互称为同位素
B.低渗氦耐辐照高纯石英玻璃可作激光陀螺仪的基材,该石英玻璃的主要成分是单质硅
C.新型热控涂层中含有二氧化钛和氧化锌,二氧化钛、氧化锌都是金属材料
D.新型无烟固体推进剂中含有硝酸铵,硝酸铵为离子晶体
2.化学用语是化学工作者的“语言”。下列化学用语表示错误的是
A.自由基·F的电子式:
B.SO2分子的VSEPR模型:
C.水溶液中,NaHCO3的电离方程式:
D.CH4中C-H的形成过程:
3.下列图示中,实验操作或方法符合规范且能达到相应目的的是
A.混合浓硫酸和乙醇
B.除去中的
C.测定的体积
D.加热溶液
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.Cl2与足量CH4反应,当消耗22.4 L(标准状况下)Cl2时,形成共价键的数目为2NA
B.在的NH4Cl溶液中,的数目小于NA
C.1 mol Na2O2与水反应,转移电子的数目为4NA
D.H2O的中子数比D2O的少NA
5.螯合物M是以Cu2+为中心通过螯合配位成环而形成的化合物,具有较强荧光性能,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.螯合物M中Cu2+提供孤电子对形成配位键 B.螯合物M中N原子均为sp3杂化
C.螯合物M中配位数大于配体种类数 D.电负性:N>O>H
6.下列对物质性质的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
冰的密度小于液态水
冰晶体中水分子通过氢键形成空间网状结构,分子间空隙大,导致密度减小
B
CO的熔点远高于N₂
CO为极性分子,而N₂为非极性分子
C
金属铜具有良好的导电性
铜晶体中存在可自由移动的电子
D
Na₂HPO₄溶液显碱性
的电离程度大于其水解程度
7.化合物X是从芫花中分离出的一种黄酮类药物,具有抗神经胶质瘤能力和抗癌作用,其结构如图所示。下列有关X的说法正确的是
A.分子中含有5种官能团 B.1 mol X与溴水反应时最多消耗4 mol Br2
C.根据结构推测,该分子可作为抗氧化剂 D.能形成分子间氢键,但不能形成分子内氢键
8.天蓝石是具有玻璃光泽的蓝色晶体,由原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z、Q组成。其中W元素与其他元素均不同周期。X、Y的基态原子s轨道电子总数均与自身的p轨道电子总数相等,Q的质子数等于Z所在族的族序数的5倍。下列说法正确的是
A.第一电离能:Z>Y B.YX为共价晶体
C.中心原子孤电子对个数:W2X<QW3 D.1 mol Q4分子中含有6 mol σ键
9.对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A.向CuSO4溶液中逐滴加入少量氨水:
B.BrCl溶于NaOH溶液:
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D.向硫酸铜溶液中加入过量的硫氢化钠溶液:
10.研究发现,使用储量丰富的非贵金属基Co-MoS2催化剂,能实现高效CO2加氢制甲酸,反应中两种路径的相对能量变化如图所示(已知:H2的相对能量为0,TS表示过渡态物质,*表示吸附态)。下列说法错误的是
A.通过路径1更容易实现CO2加氢制甲酸
B.路径2的进程中,决速步骤为
C.在不同路径中,总反应的焓变相同
D.和路径1相比,路径2中甲酸被催化剂吸附得到的吸附态更稳定
11.实验室合成环己酮缩乙二醇的步骤如下:在圆底烧瓶中按比例加入乙二醇、环己酮、带水剂(苯)、催化剂(浓硫酸),组装好实验装置(如图),边搅拌边加热回流,反应一段时间后,冷却,依次用蒸馏水、5% Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤并干燥有机层,对干燥后的有机层进行蒸馏并收集174~180℃的馏分(即产品)。
反应原理:
下列说法错误的是
A.实验时,圆底烧瓶中应加入沸石防止暴沸
B.第二次用蒸馏水洗涤的目的是除去硫酸和乙二醇
C.分水器中水层液面的变化情况可监控反应是否达到平衡
D.用5% Na2CO3溶液洗涤的目的是中和残留的酸
12.环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、4,4-联吡啶与环六糊精形成的超分子示意图及超分子聚合物。下列说法错误的是
A.环六糊精中含有手性碳原子
B.形成1 mol超分子聚合物需要(n+2) mol Ni2+
C.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
D.超分子聚合物中N原子与Ni2+形成了配位键
13.固态全锂硫电池应用于eVTOL(电动垂直起降航空器)、电动无人机,续航时间显著提升。一种全固体锂硫电池在一定条件下50次循环后容量保持率高达89.3%,库伦效率接近100%,该电池的结构示意图如图(其中LPS代表Li3PS4薄膜材料):
下列说法错误的是
A.放电时,硫电极的电极反应式为
B.该电池中合成的LPS的厚度不可控
C.充电时,Li+向Li电极移动
D.充电时,当有0.1 mol电子转移时,阴极增重0.7 g
14.在一定温度下,用NaOH溶液分别滴定CH3COOH、CuSO4、FeCl3三种溶液,pM与pH的变化关系如图所示。pM=-lgM,M表示c(Cu2+)、c(Fe3+)或。已知,lg2=0.3。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示-lgc(Fe3+)与pH的关系
B.该温度下,Cu(OH)2的溶度积数量级为10-20
C.该温度下,CH3COOH的电离平衡常数
D.的平衡常数K=8×1018
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(15分)某课外兴趣小组在学习课本探究内容“利用覆铜板制作图案”的过程中,提出能否用KSCN溶液检验“铜腐蚀液”中是否还存在Fe3+。通过与人工智能大模型对话,得知向“铜腐蚀液”中滴加KSCN溶液,溶液变为红色后颜色会褪去并立即产生白色沉淀,不能用KSCN溶液检验“铜腐蚀液”中是否存在Fe3+。为判断大模型的看法是否可信,他们设计了实验进行探究。回答下列问题:
(1)用覆铜板制作印刷电路板的原理为____________(填化学方程式)。
【探究一】向“铜腐蚀液”中滴加KSCN溶液,探究产生的白色沉淀的来源和成分。
基于对“铜腐蚀液”中微粒成分的分析,白色沉淀的来源可能为:
假设1:Fe2+与反应产生的;假设2:Cu2+与反应产生的。
(2)通过与人工智能对话,得知仅假设2成立,请设计实验判断大模型的看法是否可信。
已知:对本实验无干扰。
实验1:
实验2:______________________________________(用文字说明实验步骤即可)。
【查阅资料】(SCN)2被称为“拟卤素”,的还原性与的相当;少量与Cu2+可发生反应。
(3)通过实验验证了大模型对白色沉淀来源的看法是正确的,试写出Cu2+与生成白色沉淀的离子方程式:____________。
【探究二】探究Cu2+、Fe2+、KSCN体系的反应原理。
电极电对
0.77
0.15
0.78
0.77
(4)已知:若两种电极电对的标准电极电势()相等,则认为它们能发生可逆反应。试推测该体系中Fe2+参与的可逆反应为________。
(5)设计实验如图,已知前两步为构建Cu2+、Fe2+、KSCN的平衡体系。
通过实验可知,实质上的催化作用分别增强了________(填离子符号,下同)的还原性和________的氧化性。
【结论】
(6)通过上述实验探究,可知大模型关于不能用KSCN溶液检验“铜腐蚀液”中是否存在Fe3+的看法是__________(填“正确”或“不正确”)的,原因是__________。
16.(14分)科研人员采用绿色自催化工艺对某电子废弃物(主要含Fe、Cu、Au、Pd)进行联合回收Cu、Au、Pd的工艺流程如图。
已知:①的空间结构为平面正方形;在碱性条件下,可转化为Pd(OH)2沉淀。
②PMS为过一硫酸氢钾复合盐,可用表示,具有强氧化性。
回答下列问题:
(1)“破碎筛分”有利于提高“浸出1”步骤的_________(任写一条);中Pd的杂化方式为___________(填标号)。
A.sp3 B.dsp2 C.sp3d2 D.d2sp3
(2)“浸出1”为自催化浸出步骤,写出该步骤中Au与PMS、KCl混合溶液反应生成的离子方程式:___________。传统工艺上通常用王水或氰化物浸出Au、Pd,与传统工艺对比,上述工艺流程的优势为__________(从经济或环保角度分析,任写一条)。
(3)“反萃取1”中草酸作还原剂,中Au元素被还原为单质,则该反应的离子方程式为_________。
(4)“浸出3”中通入空气的作用是__________。
(5)“萃取2”的萃取剂二正辛基硫醚通过离子缔合机理萃取,当水相pH过高时萃取率下降,原因是_________________。
17.(15分)CO2资源化利用是一个研究热点。例如通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为二甲醚(CH3OCH3)等化学产品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答下列问题:
(1)某科研小组采用电化学方法,利用太阳能驱动CO2转化为CH3OCH3,写出以NaHCO3溶液为电解质溶液时阴极的电极反应式:__________。
(2)该研究小组改用热化学方法:
反应Ⅰ(主反应):
反应Ⅱ(副反应):
①已知反应Ⅲ: 。则反应Ⅳ:
________。反应Ⅰ在_________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②将2 mol CO2、3 mol H2加入2 L含催化剂的恒容密闭容器中仅发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,CO2的平衡转化率和生成物的选择性(如CH3OCH3的选择性=)随温度的变化如图所示(不考虑其他因素影响)。
220℃下,反应体系在2 h后达到平衡,则0~2 h内,v(CH3OCH3)=_________,该温度下反应Ⅱ的平衡常数K=_________(保留两位有效数字);随温度升高,CO2平衡转化率先降低后升高的原因为_________。
(3)高分散双位点CoxOy/Al2O3催化剂在催化二氧化碳转化方面展现出多种应用潜力。CoxOy的晶胞由A区和B区组成(如图所示),该物质的化学式为_________,密度为_________(用含a、NA的代数式表示)。
18.(14分)泽布替尼(I)胶囊是我国自主研发并拥有自主知识产权的创新药,用于治疗多种B细胞恶性肿瘤(如套细胞淋巴瘤)和相关血液癌症(如慢性淋巴细胞白血病),其一种合成路线如图。
已知:①Boc基团为-COOC(CH3)3,是合成中常用的氨基保护基团;哌啶的结构为;L-DBTA为L-二苯甲酰酒石酸,是一种手性拆分试剂。
②红外光谱中部分官能团的吸收峰位置信息如表:
化合物类型
芳烃
芳醚
胺
氰类化合物
键型
吸收峰位置/()
3100~3010
1270~1000
3500~3000
2260~2215
回答下列问题:
(1)①下列有关A、B、C的说法正确的是________(填标号)。
a.A、B、C三种物质的红外光谱图中,仅A在附近有特征峰
b.C中所有碳原子均为sp2杂化
c.B中酰胺基的氮原子可与水分子形成氢键
②A→B的过程中氰基在酸性条件下水解得到酰胺的反应机理如下:
氰基酸性条件下水解生成酰胺的第一步,氰基氮原子先________(填“得到”或“失去”)质子,带正电荷,__________(填“增强”或“减弱”)氰基碳原子的亲电活性,促进水分子进攻氰基碳,最终重排得到酰胺。
(2)已知:的结构为。试分析上述合成路线中选用C而不选用的可能原因:___________。
(3)已知物质W为H的同分异构体。其中满足下列条件的W的结构有__________种(不考虑立体异构)。
①结构中含有环
②含-C-O-C-结构
(4)F→G(S构型)中会产生副产物(,R构型),可将转化为G回收。
①已知,合成Ⅰ的一种不需要二次拆分的方法(方法2)及本合成方法(方法1)的相关信息如表,但工业上最终选择方法1,结合表格信息,说明原因:____________。
方法
总产率
手性纯度
分离成本
方法1
单次19%,回收副产物后约35%
99.94%
仅需一次拆分,副产物可循环
方法2
70%
50%为S构型
需要多次柱层析,成本高
②已知:MnO2具有氧化性,可将G中①号饱和氮原子氧化为不饱和氮原子,而不氧化G中其他饱和氮原子。设计分三步由转化为G的合成路线如下:
第一步,进行氧化反应:以MnO2为氧化剂,得到有机产物的结构简式为__________(不体现构型)。
第二步,进行__________(填具体反应类型);得到的有机产物为F。
第三步,进行手性拆分:选用的手性拆分试剂为____________。
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