内容正文:
2025-2026学年高二(下)期中学业水平检测
化学
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 V 51 Cu 64 Au 197
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. 冬季气候寒冷,宜多吃肉类和根茎食物,补充人类活动所需能量。下列说法错误的是
A. 淀粉和纤维素互为同分异构体
B. 将碘酒滴在土豆片上,其表面出现蓝色
C. 液态植物油和氢气加成可制得人造脂肪
D. 饮用牛奶后出现乳糖不耐受的症状是因为肠道内缺乏乳糖酶
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉和纤维素的化学式均为,但二者的聚合度值不同,分子式不相同,不互为同分异构体,A错误;
B.土豆中富含淀粉,淀粉遇碘单质会变蓝,碘酒中含有碘单质,因此滴在土豆片上表面会出现蓝色,B正确;
C.液态植物油属于不饱和高级脂肪酸甘油酯,分子中含有碳碳双键,与氢气发生加成反应后可生成饱和的高级脂肪酸甘油酯,即人造脂肪,C正确;
D.乳糖需要在乳糖酶的催化作用下才能被分解吸收,若肠道内缺乏乳糖酶,饮用牛奶后无法分解乳糖,就会出现乳糖不耐受的症状,D正确;
故答案选A。
2. 下列表达正确的是
A. 聚氯乙烯的结构简式:
B. 与的质谱图中的最大质荷比不同
C. 中子数为117、质子数为78的铂原子:
D. 水分子的空间填充模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯是由氯乙烯(CH2=CHCl)发生加聚反应生成的高分子化合物,其结构简式为:;题目给出的结构简式写法正确,氯原子连接在碳链的侧基上,加聚产物的链节和聚合度表示无误;A正确;
B.CH3-O-CH3(二甲醚)和C2H5OH(乙醇)的分子式均为C2H6O,二者互为同分异构体,相对分子质量相同(均为46);质谱图中的最大质荷比等于分子的相对分子质量,因此二者的最大质荷比是相同的;B错误;
C.原子的表示方法为:,其中Z为质子数,A为质量数(A = Z + N,N为中子数);已知铂原子的质子数Z=78,中子数N=117,则质量数A=78+117=195,因此该原子的正确表示为:;题目中左下角的质子数写成了117,是错误的;C错误;
D.水分子的空间结构为V形(键角约104.5°),且氧原子的半径大于氢原子;题目中的模型为直线形,与水分子的实际空间结构不符,D错误;
故答案选A。
3. 下列物质因发生氧化反应而使溴水褪色的是
A. 苯 B. 苯酚 C. 乙烯 D. 乙醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯使溴水褪色是萃取过程,属于物理变化,未发生化学反应,A错误;
B.苯酚与溴水发生取代反应生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,属于取代反应,B错误;
C.乙烯含有碳碳双键,与溴水发生加成反应使溴水褪色,C错误;
D.乙醛含有醛基,具有还原性,和溴水发生反应,乙醛加氧被氧化为乙酸,属于氧化反应,溴水因此褪色,D正确;
故选D。
4. 羟胺(NH2OH)是有机合成中重要还原剂。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 羟胺中N元素的化合价为-1
B. 3.3g羟胺所含质子数目为1.8NA
C. 羟胺的电子式为
D. 1molNH2OH被足量氧气氧化,产物均无毒,该过程中转移的电子数目为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟胺(NH2OH)中,O元素显-2价、H元素显+1价,依据化合物中元素化合价的代数和为0的原则,可求出N元素的化合价为-1,A正确;
B.3.3g羟胺的物质的量为0.1mol,1个羟胺分子中含有18个质子,则0.1mol羟胺中所含质子数目为1.8NA,B正确;
C.在羟胺分子中,1个N原子与2个H原子、1个O原子形成三个共价键后,还剩余1对孤对电子,所以羟胺的电子式为,C错误;
D.1molNH2OH(N显-1价)被足量氧气氧化,产物为N2,则该过程中失去1mole-,则转移的电子数目为NA,D正确;
故选C。
5. 含有泥沙、可溶性杂质的苯甲酸固体,可通过重结晶法提纯。重结晶过程中,不需要用到的玻璃仪器是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】重结晶法包括加热溶解、趁热过滤、冷却结晶操作。涉及的主要玻璃仪器有:A烧杯、B漏斗、C玻璃棒等,不需要D分液漏斗,故D符合题意。
6. 已知某化合物A的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 化合物A的分子式为
B. 化合物A苯环上的一氯代物有7种
C. 化合物A与互为同系物
D. 与NaOH水溶液反应时,1 mol A最多消耗1 mol NaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.数出化合物A的原子:共15个C、14个H、2个O,分子式为,A正确;
B.左侧单取代苯环有3种等效氢,右侧苯环两个取代基无对称关系,有4种等效氢,苯环上一氯代物共种,B正确;
C.同系物要求:结构相似(官能团种类、数目相同,属于同一类物质),分子组成相差个原子团。化合物A含2个苯环,另一物质(苯甲酸甲酯)只含1个苯环,且二者组成相差,不是的整数倍,不满足同系物定义,C错误;
D.A中只有1个普通醇酯基(不是酚酯),水解只生成1个羧基和1个醇羟基,只有羧基与NaOH反应,因此最多消耗,D正确;
故选C。
7. 已知共轭二烯烃与烯烃或炔烃可以发生反应生成六元环状化合物(DA反应)如下:
则异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)与丙烯发生上述反应,生成的产物的结构简式可能是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据1,3-丁二烯与乙烯反应知,1,3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂中间形成一个碳碳双键,边上两个半键与乙烯中的两个半键相连构成环状,类比1,3-丁二烯与乙烯的加成反应分析异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)与丙烯反应的产物;
【详解】异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)的结构简式为,丙烯的结构简式为,异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)与丙烯反应,异戊二烯的两个碳碳双键断裂,中间两个半键形成碳碳双键,边上两个半键与丙烯中的两个半键相连接形成环状,所以生成物是或,答案选D。
8. 实验室利用苯和溴在催化下制取溴苯,某兴趣小组设计了如图所示的流程提纯粗溴苯。已知:液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。
下列说法正确的是
A. 操作Ⅳ为分液
B. 加入溶液的目的是除去有机层①中的
C. 水层①中加入溶液后显红色,说明有机层①中已除尽
D. 操作V需要使用酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、球形冷凝管等玻璃仪器
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据流程可得到:操作Ⅳ是向有机层中加入固体无水进行干燥,然后通过过滤除去固体干燥剂,因此操作Ⅳ应为过滤而不是分液,A错误;
B.根据题意可得:有机层①中含有未反应的液溴,液溴有毒且会影响产品纯度。加入溶液可以使其转化为易溶于水的盐,从而通过分液除去,B正确;
C.水层①中加入溶液显红色,说明水层①中含有,这只能证明粗溴苯中原本含有的有一部分被水洗到了水层①中。但这并不能证明有机层①中的已经被完全除尽,可能仍有微量残留,C错误;
D.操作Ⅴ是蒸馏操作。蒸馏时需要使用直形冷凝管来冷凝收集馏分,而球形冷凝管通常用于回流操作,其内部结构容易残留液体,不适合用于蒸馏收集,D错误;
故答案选B。
9. X、Y、Z、M、R为五种短周期主族元素,且原子序数递增,由该五种元素组成的一种化合物如图所示。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:R<M B. Z的氢化物常温常压下一定为气体
C. 最高价含氧酸的酸性:Z<Y D. 该化合物中Y不满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【分析】R可以形成+1价阳离子,且五种短周期元素中R的原子序数最大,则R应为Na元素;X可以形成1个共价键,且原子序数最小,应为H元素;Z、Y都可以形成4个共价键,而该物质中阴离子为-1价,阴离子中有4个Z原子、1个Y原子,则应是Y原子得到一个电子后形成4个共价键,所以Y为B元素,Z为C元素,M可以形成2个共价键,应为O元素。
【详解】A.R、M的简单离子分别为Na+、O2-,所以含电子层数相同,但O2-的核电荷数更小,半径更大,A正确;
B.Z为C元素,碳的氢化物为烃,可能为气体、液体和固体,B错误;
C.C的非金属性强于B,所以碳酸酸性强于硼酸,C错误;
D.Y为B元素,根据结构简式可知硼满足8电子稳定结构,D错误;
综上所述答案为A。
10. Au-Cu系合金被广泛应用于催化作用。一种Au-Cu合金的立方晶胞如图所示。已知该晶胞中Cu与Au紧密接触,晶胞参数为a pm。下列说法正确的是
A. 该晶胞结构可通过核磁共振氢谱进行测定
B. 该合金中Au的物质的量分数约为75%
C. 若Cu原子半径为x pm,则Au原子半径为
D. 该Au-Cu合金密度为
【答案】C
【解析】
【分析】首先计算晶胞中原子数目:Au位于晶胞顶点,个数为;Cu位于晶胞面心,个数为。
【详解】A.晶体结构需要通过X射线衍射测定,核磁共振氢谱用于测定有机物中氢原子的种类与数目,不能测定晶胞结构,A错误;
B.Au的物质的量分数为,不是75%,B错误;
C.Au与Cu紧密接触,顶点Au到面心Cu的距离为面对角线长度的一半,面对角线总长为,因此,若,则,C正确;
D.晶胞质量,晶胞参数,晶胞体积,密度,D错误;
故选C。
11. 下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,加入新制氢氧化铜,加热
未观察到产生砖红色沉淀
蔗糖未水解成葡萄糖
B
电石与水反应生成的气体通入酸性溶液中
酸性溶液紫红色褪去
乙炔被酸性溶液氧化
C
向少量乙酸乙酯中加入NaOH溶液,加热一段时间
液体分层现象消失
乙酸乙酯在NaOH溶液中彻底水解
D
向硫酸四氨合铜水溶液中加入
析出深蓝色晶体
降低了溶剂的极性,促使晶体析出
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蔗糖水解后,应先加NaOH溶液中和稀硫酸至碱性,再加入新制悬浊液检验葡萄糖,否则稀硫酸会与反应,无法生成沉淀,无法检验蔗糖是否水解,A错误;
B.电石与水反应生成的乙炔中混有等还原性杂质,也能还原酸性使其褪色,不能证明是乙炔被氧化,B错误;
C.乙酸乙酯不溶于水且密度小于水,与NaOH溶液混合时会出现分层。在碱性条件下加热,乙酸乙酯发生水解反应,生成可溶于水的乙酸钠和乙醇,该反应不可逆。随着水解反应进行,酯层逐渐减少,当酯几乎完全水解后,分层现象消失,溶液变为均一透明状态,C正确;
D.不溶于水,向溶液中加入,不会降低溶剂整体极性,无法析出晶体,D错误;
故答案选C。
12. 25℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸混合液中逐滴滴入0.1 mol/L NaOH溶液。已知:醋酸的;用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围为4.3~9.7。下列说法错误的是
A. 恰好中和时,溶液呈碱性
B. 滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,仅发生
C. 滴定过程中,
D. pH=7时,
【答案】B
【解析】
【详解】A.恰好中和时,溶液中的溶质为NaCl和,会发生水解反应:,使溶液呈碱性,A正确;
B.若仅发生,则加入20 mL NaOH溶液时盐酸恰好完全反应,此时溶液中醋酸浓度为,根据题干信息,计算得,此时溶液pH= ,说明pH升高到4.3的过程中醋酸也参与了反应,B错误;
C.根据题干信息,混合溶液中盐酸和醋酸的浓度相等,根据物料守恒,滴定过程中始终存在,C正确;
D.溶液中存在电荷守恒: ,当pH=7时,,代入上式则有 ,因此则有 。同时,,当pH=7时, ,则有。由选项C分析可知,滴定过程中始终存在:,则 ,综上则有,D正确;
故答案选B。
13. 二茂铁广泛应用于航天、化工等领域中,其电合成装置和合成原理如下图所示。其中电解液为溶解有NaBr和环戊二烯的N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)溶液。已知:二茂铁中与两个平面环通过配位键相连。
下列说法错误的是
A. Fe电极连接电源正极
B. 可以将DMF更换为
C. 合成二茂铁的总反应为:
D. 每生成2.24 L(标准状况),有0.2 mol C原子改变了杂化方式
【答案】B
【解析】
【详解】A.要生成二茂铁,Fe需要被氧化为,发生反应,因此Fe电极为阳极,必须连接电源正极,A正确;
B.钠离子在阴极上得电子发生还原反应生成钠单质,而乙醇能与钠发生反应生成乙醇钠和氢气,干扰二茂铁的合成,B错误;
C.根据题目信息,铁和环戊二烯反应生成二茂铁和氢气,总反应为,该反应符合原子守恒与电子守恒,C正确;
D.标准状况下2.24L为0.1mol,生成0.1mol需要消耗0.2mol环戊二烯,每个环戊二烯分子中有1个碳原子为杂化;反应生成后,该碳原子变为杂化,因此,生成0.1mol时,有0.2molC原子改变杂化方式,D正确;
故此题选B。
14. 已知可以实现有机增环反应的某种反应历程如下:
下列说法正确的是
A. 反应a→b的原子利用率不足100%
B. 反应c→d可能的脱水消去产物有3种
C. d与足量氢气加成后的分子中含有2个手性碳原子
D. 和经上述反应可生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.a与生成b,为加成反应,原子的利用率为100%,A错误;
B.在反应 c→d 中,羟基脱水消去时,由于相邻碳原子上只有两种化学环境不同的氢原子,因此理论上仅能生成两种双键位置不同的产物:、,不存在第三种消去产物,B错误;
C.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,d与足量氢气加成后的分子为(—Et为乙基,星号为手性碳),含有3个手性碳原子,C错误;
D.和在碱性环境中先转化为,在碱性环境中再转化为,发生消去反应生成,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:共58分。
15. 可作为化学工业中的催化剂,广泛应用于冶金等行业,工业上以石煤(含有、、、等)为原料制备的一种工艺流程如下:
已知:①偏钒酸铵()是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水;
②偏铝酸钠()溶于水生成;
③、沉淀生成和溶液的pH如表所示:
物质
溶液 pH
开始沉淀
完全沉淀
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
2.2
5.1
7.1
8.1
3.3
4.7
8.7
12.8
(1)写出基态V原子的价电子排布式:___________。
(2)“钠化焙烧”中,会转变为偏钒酸钠,同时有黄绿色气体生成,其化学方程式为___________。
(3)“调pH”分两步操作完成。第一步:向水浸后溶液中加入稀硫酸“沉铝”,调节pH的范围为,过滤;第二步:继续向滤液中滴加稀硫酸,调节pH的范围为___________,过滤得到粗。
(4)“沉钒”时,加入精制溶液,若温度超过后沉钒率会下降,可能的原因是___________。
(5)已知,室温下,,向偏钒酸铵的悬浊液中加入,当溶液中时,溶液中的___________。
(6)测定产品中的纯度:
称取产品,先用硫酸溶解,得到溶液。再加入溶液,发生反应。最后用 酸性溶液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积为(假设杂质不参与反应)。
①溶液应选用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装。
②滴定终点的颜色变化为:溶液由浅黄色变为___________。
③产品中的质量分数是___________%。
【答案】(1)3d34s2
(2)O2+2V2O5+4NaCl=2Cl2+4NaVO3 (3)5.1-7.1
(4)氯化铵不稳定受热易分解 (5)0.8mol/L
(6) ①. 酸式 ②. 浅紫红色 ③. 91%
【解析】
【分析】石煤加入氯化钠、空气焙烧,氧气具有氧化性,将钒转化为偏钒酸钠,氧化铝转化为偏铝酸钠,氧化铁不反应,水浸除去固体杂质,得到溶液含有偏钒酸钠、偏铝酸钠,加入稀硫酸调节pH的范围为8.1-8.7,过滤除去氢氧化铝沉淀,继续向滤液中滴加稀硫酸,调节pH的范围为5.1-7.1,将钒转化为V2O5沉淀,过滤得到粗V2O5,加入氢氧化钠碱溶后溶液加入精制氯化铵得到钒的沉淀,煅烧得到V2O5;
【小问1详解】
钒为23号元素,基态V原子价电子排布式:3d34s2;
【小问2详解】
“钠化焙烧”过程中V2O5会转变为偏钒酸钠,同时有黄绿色气体生成为氯气,氯元素化合价升高,则反应中氧气参与反应氧元素化合价降低,其化学方程式为O2+2V2O5+4NaCl=2Cl2+4NaVO3;
【小问3详解】
由图表可知,pH在8.1-8.7时,V2O5完全溶解而氢氧化铝未溶解,故第一步向水浸后溶液中加入稀硫酸“沉铝”,调节pH的范围为8.1-8.7,过滤除去氢氧化铝沉淀;pH在5.1时,V2O5完全沉淀,在7.1时沉淀开始溶解,故第二步继续向滤液中滴加稀硫酸,调节pH的范围为5.1-7.1,将钒转化为V2O5沉淀,过滤得到粗V2O5;
【小问4详解】
“沉钒”时加入精制NH4Cl溶液,若温度超过80℃以后沉钒率将会下降,其原因是氯化铵不稳定受热易分解,温度过高氯化铵会分解,浓度降低,导致沉钒率下降;
【小问5详解】
当溶液中c(Ca2+)=1mol/L时,溶液中的c()===2×10-3 mol/L,则c()==mol/L=0.8mol/L;
【小问6详解】
①高锰酸钾溶液有强氧化性,所以应当用酸式滴定管盛装;
②高锰酸钾溶液为紫红色,当最后一滴标准液加入后,溶液变为浅紫红色且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点;
③用0.2mol/L酸性KMnO4溶液滴定过量的硫酸亚铁铵,反应为5Fe2+++8H+=5Fe3++ Mn2++4H2O,则与KMnO4反应的(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.2mol/L×25.00×10-3L×5=2.5×10-2mol;与(VO2)2SO4反应的(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.5mol/L×100.00×10-3L-2.5×10-2mol =0.025mol;根据+2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O,结合钒元素守恒可知,2.5g产品中V2O5的物质的量为0.025mol÷2=0.0125mol,则产品中V2O5的质量分数是。×100%=91%。
16. 阿司匹林即乙酰水杨酸,是一种历史悠久的解热镇痛药,可通过水杨酸和乙酸酐反应制备:
已知:主要试剂和产品的物理常数如下:
名称
水杨酸
乙酸酐
乙酰水杨酸
相对分子质量
138
102
180
密度(g/cm³)
1.44
1.10
1.35
水溶性
微溶
反应生成乙酸
微溶
Ⅰ.乙酰水杨酸的合成和纯化
步骤一:在25 mL三颈烧瓶中依次加入水杨酸(1.38 g),乙酸酐(3.0 mL)和浓硫酸(2滴),于90℃的热水浴中,磁力搅拌下加热回流约15 min。
步骤二:将三颈烧瓶放在冷水浴中,搅拌下缓缓加入15 mL水,晶体完全析出后,抽滤,洗涤,干燥后,得到乙酰水杨酸粗产品。
步骤三:将粗产品投入饱和NaHCO₃溶液,完全溶解,置于冰水浴中,滴加20%盐酸,边加边搅拌,调节pH至3~4,使固体完全析出。经抽滤、冰水洗涤、低温干燥,称重得到乙酰水杨酸1.46 g。
(1)水杨酸中C原子的杂化类型为___________;乙酰水杨酸最多有___________个碳原子共平面。
(2)“步骤一”中,温度计液泡应置于___________(填字母)。
A.冷凝管下端 B.反应液中 C.热水浴中
(3)“步骤二”中,抽滤的优点为___________。
(4)“步骤三”中,控制pH不低于3的原因是___________。
(5)检验产品中是否残留水杨酸的方法为:取少量产品,溶入几滴乙醇中,___________。
(6)该实验乙酰水杨酸的产率为___________(保留3位有效数字)。
Ⅱ.合成乙酰水杨酸的反应温度探究
保持上述实验操作不变,将水浴温度分别设置为70℃、80℃、90℃,设置对照实验。反应相同时间后,将水杨酸、乙酰水杨酸和3组粗产品分别溶解在乙酸乙酯中,用毛细管各取少量溶液,点在硅胶板的同一条线上,在展开剂中展开,然后在紫外灯下观察各样品点展开后的位置,所得结果如图所示(圆点直径大小与物质含量成正比)。
(7)反应最适温度为___________。结合反应温度,解释图中A、B两点出现的原因___________。
【答案】(1) ①. sp2 ②. 9 (2)C
(3)过滤速度快,得到的晶体较干燥
(4)pH过低(酸性过强)会导致乙酰水杨酸水解
(5)滴加几滴FeCl3溶液,观察溶液颜色是否变为紫色 (6)81.1%
(7) ①. 80℃ ②. A为未反应的水杨酸,B为90℃时生成的副产物;温度过高(90℃)时,副反应增多(或产物水解),导致水杨酸的转化率降低,乙酰水杨酸的产率下降,并生成副产物B
【解析】
【小问1详解】
水杨酸的结构中,苯环上的C原子均为sp2杂化,羧基中的C原子也为sp2杂化,因此水杨酸中C原子的杂化类型为sp2杂化;
乙酰水杨酸的结构中,苯环的6个C原子、羧基的1个C原子、酯基中羰基的1个C原子以及酯基中甲基相连的羰基C原子,最多可全部共平面,共9个C原子(苯环6个 + 羧基1个 + 酯基的两个羰基C,共9个);
【小问2详解】
实验是在90℃的热水浴中加热,因此温度计需要测量水浴温度,液泡应置于热水浴中,选C;
【小问3详解】
抽滤(减压过滤)的优点是:过滤速度快,得到的沉淀较干燥(或可快速分离固液,减少产品在水中的溶解损失);
【小问4详解】
乙酰水杨酸(阿司匹林)的结构中含有酯基,酸性过强(pH过低)时,会导致乙酰水杨酸的酯基发生水解,重新生成水杨酸,降低产率,因此需控制pH不低于3,防止产品水解;
【小问5详解】
水杨酸中含有酚羟基,可与FeCl3溶液发生显色反应,因此方法为: 取少量产品,溶入几滴乙醇中,滴加几滴FeCl3溶液,若溶液变为紫色,则说明产品中残留水杨酸;若无明显现象,则说明无残留;
【小问6详解】
水杨酸的物质的量:n(水杨酸) == 0.01mol;乙酸酐的物质的量:n(乙酸酐) =≈0.0324mol,乙酸酐过量,理论产量以水杨酸计算;理论上生成乙酰水杨酸的物质的量为0.01mol,理论质量:m(理论) = 0.01mol×180g/mol = 1.80g;实际产量为1.46g,因此产率:产率=×100% ≈ 81.1%;
【小问7详解】
反应最适温度:从薄层色谱结果看,80℃时粗产品中乙酰水杨酸含量最高(圆点直径大,且杂质少),因此最适温度为80℃;
A、B两点的原因:A点(70℃粗产品):温度较低,反应速率慢,水杨酸未完全反应,因此存在水杨酸的斑点(A点);B点(90℃粗产品):温度过高,发生副反应或乙酰水杨酸水解,生成了其他副产物(如水杨酸聚合物或水解产物),因此出现新的杂质斑点(B点)。
17. 尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银()与在一定条件下反应制得,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是___________。
(2)二十世纪初,工业上以和为原料,在,下合成尿素。反应分两步进行,能量变化示意图如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
副反应:
①反应Ⅱ的___________0(填“>”“<”或“=”)。
②下列说法错误的是___________。
A.活化能:反应Ⅰ > 反应Ⅱ B.反应Ⅱ为放热反应
C.增大浓度可提高平衡转化率 D.增大浓度可减少副产物生成
③在密闭容器中投入和,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,忽略副反应。平衡时,转化率为,产率为,此时液体体积为。则反应Ⅱ中转化率为___________,反应Ⅱ的平衡常数为___________(保留2位小数)。注:产率
(3)以和含氮物质(如)为原料,在常温常压下电催化合成尿素,有助于实现碳中和并处理含氮废水。电解原理如图所示。
①b电极为___________极。
②写出生成尿素的电极反应式___________。
③当生成的尿素质量为时,反应消耗与生成的质量之差为___________。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. AB ③. 81.25% ④. 5.63
(3) ①. 阳 ②. ③. 1400
【解析】
【小问1详解】
氰酸银()与在一定条件下反应制得,根据元素守恒,产物还有AgCl沉淀,化学方程式为;
【小问2详解】
①反应Ⅱ中,1mol液态反应物生成2mol液态生成物,体系混乱度增大,熵增,故。
②A.活化能是反应物到活化峰的能量差,由图可知反应Ⅰ活化能反应Ⅱ活化能,A错误;
B.反应II中反应物能量低于生成物能量,为吸热反应,B错误;
C.反应Ⅰ:,增大反应物浓度,平衡正向移动,的平衡转化率提高,C正确;
D.副反应:,增大浓度,副反应平衡逆向移动,抑制副反应,减少副产物生成,D正确;
故错误选项为AB。
③初始投入:和,转化率为,则反应I消耗的量为,生成为0.8 mol,尿素产率为65%,理论完全转化生成1 mol尿素,因此实际生成尿素:,反应II中转化的为0.65 mol,初始生成的为0.8 mol,因此转化率为,
平衡时各物质为,,,液体体积为0.5 L,因此浓度:,,,反应Ⅱ的平衡常数为 。
【小问3详解】
①电解池中,发生氧化反应的是阳极,还原反应的是阴极。b电极上失去电子生成O2,属于氧化反应,因此 b 电极为阳极。
②a电极为阴极,和在阴极发生还原反应生成尿素:中N为+5价,尿素N为-3价,每个N得8e-,2个N共得16e-;中C为+ 4价,尿素中C仍为+ 4价,化合价不变,因此电极反应为;
③1 kg尿素的物质的量:,根据C 守恒,1 mol尿素消耗1 mol,因此,根据电子守恒,生成 1 mol尿素转移16 mol电子,阳极每生成1 mol失去4 mol电子,因此生成O2的物质的量:,,因此。
18. 靛蓝是蓝草加工的产品,是人类所知最古老的染料之一,早在2000多年前的《荀子·劝学》篇中就有:“青取之于蓝而青于蓝……”这里的蓝就指的是蓝草。
I.1880年化学家拜耳和德鲁森发表了以甲苯为原料的靛蓝合成法,合成路线如下图所示:
已知:醛、酮或酯可与醛发生加成反应:
(1)B的名称为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)D中官能团的名称为___________。
(4)C的分子式为,其结构简式为___________。
(5)设计由D反应得到E的合成路线:
___________。
Ⅱ.1950年,美国化学家哈利和梅森在上述合成路线的基础上进行了改进,简化步骤的同时,产率也有很大提升,改进后的路线如下图所示:
(6)F→G的化学方程式为___________。
(7)满足下列要求的G的同分异构体有___________种;
①可在NaOH溶液中水解;②苯环上只有2个取代基。
其中核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为___________(写出一种)。
【答案】(1)苯甲醛 (2)氧化反应
(3)碳碳双键、羧基 (4)
(5)
(6)+HNO3+H2O
(7) ①. 9 ②. 或
【解析】
【分析】Ⅰ.由有机物的转化关系可知,在硫酸作用下,A与二氧化锰发生氧化反应生成B为,与发生题给信息反应生成C,C酸化得到D为,故可推知C为,D经一系列反应得到E,结合第(5)问可推知与浓硝酸发生反应生成,与溴水发生加成反应生成,在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应后酸化生成E,在氢氧化钠、葡萄糖作用下反应得到;
Ⅱ.由有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与浓硝酸发生硝化反应生成,则G为;在硫酸作用下,与二氧化锰发生氧化反应生成,在氢氧化钠作用下与反应生成J,J在碱性条件下反应生成,结合H与靛蓝的结构简式可推知J为;
【小问1详解】
B的结构简式为,名称为苯甲醛,故答案为:苯甲醛;
【小问2详解】
由分析可知,A→B的反应为在硫酸作用下,与二氧化锰发生氧化反应生成,故答案为:氧化反应;
【小问3详解】
D为,所含官能团的名称为碳碳双键、羧基;
【小问4详解】
C的分子式为,其结构简式为;
【小问5详解】
由分析可知,由D反应得到E的合成步骤为与溴水发生加成反应生成,在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应后酸化生成,合成路线为;
【小问6详解】
F→G是在浓硫酸作用下,与浓硝酸发生硝化反应生成和水,反应的化学方程式为+HNO3+H2O;
【小问7详解】
G为, G的同分异构体满足要求
①可在NaOH溶液中水解,含有酯基或酰胺基;②苯环上只有2个取代基,若其中一个为酯基,则为HCOO-,另一为-NH2,在苯环上有邻、间、对位,则有3种;若其中一个取代基为-CONH2,另一为-OH,在苯环上有邻、间、对位,则有3种;若其中一个取代基为HCONH-,另一为-OH,在苯环上有邻、间、对位,则有3种;故符合条件的同分异构体有9种;其中核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为或。
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2025-2026学年高二(下)期中学业水平检测
化学
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 V 51 Cu 64 Au 197
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. 冬季气候寒冷,宜多吃肉类和根茎食物,补充人类活动所需能量。下列说法错误的是
A. 淀粉和纤维素互为同分异构体
B. 将碘酒滴在土豆片上,其表面出现蓝色
C. 液态植物油和氢气加成可制得人造脂肪
D. 饮用牛奶后出现乳糖不耐受的症状是因为肠道内缺乏乳糖酶
2. 下列表达正确的是
A. 聚氯乙烯的结构简式:
B. 与的质谱图中的最大质荷比不同
C. 中子数为117、质子数为78的铂原子:
D. 水分子的空间填充模型:
3. 下列物质因发生氧化反应而使溴水褪色的是
A. 苯 B. 苯酚 C. 乙烯 D. 乙醛
4. 羟胺(NH2OH)是有机合成中重要还原剂。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 羟胺中N元素的化合价为-1
B. 3.3g羟胺所含质子数目为1.8NA
C. 羟胺的电子式为
D. 1molNH2OH被足量氧气氧化,产物均无毒,该过程中转移的电子数目为NA
5. 含有泥沙、可溶性杂质的苯甲酸固体,可通过重结晶法提纯。重结晶过程中,不需要用到的玻璃仪器是
A. B. C. D.
6. 已知某化合物A的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 化合物A的分子式为
B. 化合物A苯环上的一氯代物有7种
C. 化合物A与互为同系物
D. 与NaOH水溶液反应时,1 mol A最多消耗1 mol NaOH
7. 已知共轭二烯烃与烯烃或炔烃可以发生反应生成六元环状化合物(DA反应)如下:
则异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)与丙烯发生上述反应,生成的产物的结构简式可能是
A. B. C. D.
8. 实验室利用苯和溴在催化下制取溴苯,某兴趣小组设计了如图所示的流程提纯粗溴苯。已知:液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。
下列说法正确的是
A. 操作Ⅳ为分液
B. 加入溶液的目的是除去有机层①中的
C. 水层①中加入溶液后显红色,说明有机层①中已除尽
D. 操作V需要使用酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、球形冷凝管等玻璃仪器
9. X、Y、Z、M、R为五种短周期主族元素,且原子序数递增,由该五种元素组成的一种化合物如图所示。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:R<M B. Z的氢化物常温常压下一定为气体
C. 最高价含氧酸的酸性:Z<Y D. 该化合物中Y不满足8电子稳定结构
10. Au-Cu系合金被广泛应用于催化作用。一种Au-Cu合金的立方晶胞如图所示。已知该晶胞中Cu与Au紧密接触,晶胞参数为a pm。下列说法正确的是
A. 该晶胞结构可通过核磁共振氢谱进行测定
B. 该合金中Au的物质的量分数约为75%
C. 若Cu原子半径为x pm,则Au原子半径为
D. 该Au-Cu合金密度为
11. 下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,加入新制氢氧化铜,加热
未观察到产生砖红色沉淀
蔗糖未水解成葡萄糖
B
电石与水反应生成的气体通入酸性溶液中
酸性溶液紫红色褪去
乙炔被酸性溶液氧化
C
向少量乙酸乙酯中加入NaOH溶液,加热一段时间
液体分层现象消失
乙酸乙酯在NaOH溶液中彻底水解
D
向硫酸四氨合铜水溶液中加入
析出深蓝色晶体
降低了溶剂的极性,促使晶体析出
A. A B. B C. C D. D
12. 25℃时,向20 mL浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸混合液中逐滴滴入0.1 mol/L NaOH溶液。已知:醋酸的;用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围为4.3~9.7。下列说法错误的是
A. 恰好中和时,溶液呈碱性
B. 滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,仅发生
C. 滴定过程中,
D. pH=7时,
13. 二茂铁广泛应用于航天、化工等领域中,其电合成装置和合成原理如下图所示。其中电解液为溶解有NaBr和环戊二烯的N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)溶液。已知:二茂铁中与两个平面环通过配位键相连。
下列说法错误的是
A. Fe电极连接电源正极
B. 可以将DMF更换为
C. 合成二茂铁的总反应为:
D. 每生成2.24 L(标准状况),有0.2 mol C原子改变了杂化方式
14. 已知可以实现有机增环反应的某种反应历程如下:
下列说法正确的是
A. 反应a→b的原子利用率不足100%
B. 反应c→d可能的脱水消去产物有3种
C. d与足量氢气加成后的分子中含有2个手性碳原子
D. 和经上述反应可生成
二、非选择题:共58分。
15. 可作为化学工业中的催化剂,广泛应用于冶金等行业,工业上以石煤(含有、、、等)为原料制备的一种工艺流程如下:
已知:①偏钒酸铵()是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水;
②偏铝酸钠()溶于水生成;
③、沉淀生成和溶液的pH如表所示:
物质
溶液 pH
开始沉淀
完全沉淀
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
2.2
5.1
7.1
8.1
3.3
4.7
8.7
12.8
(1)写出基态V原子的价电子排布式:___________。
(2)“钠化焙烧”中,会转变为偏钒酸钠,同时有黄绿色气体生成,其化学方程式为___________。
(3)“调pH”分两步操作完成。第一步:向水浸后溶液中加入稀硫酸“沉铝”,调节pH的范围为,过滤;第二步:继续向滤液中滴加稀硫酸,调节pH的范围为___________,过滤得到粗。
(4)“沉钒”时,加入精制溶液,若温度超过后沉钒率会下降,可能的原因是___________。
(5)已知,室温下,,向偏钒酸铵的悬浊液中加入,当溶液中时,溶液中的___________。
(6)测定产品中的纯度:
称取产品,先用硫酸溶解,得到溶液。再加入溶液,发生反应。最后用 酸性溶液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积为(假设杂质不参与反应)。
①溶液应选用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装。
②滴定终点的颜色变化为:溶液由浅黄色变为___________。
③产品中的质量分数是___________%。
16. 阿司匹林即乙酰水杨酸,是一种历史悠久的解热镇痛药,可通过水杨酸和乙酸酐反应制备:
已知:主要试剂和产品的物理常数如下:
名称
水杨酸
乙酸酐
乙酰水杨酸
相对分子质量
138
102
180
密度(g/cm³)
1.44
1.10
1.35
水溶性
微溶
反应生成乙酸
微溶
Ⅰ.乙酰水杨酸的合成和纯化
步骤一:在25 mL三颈烧瓶中依次加入水杨酸(1.38 g),乙酸酐(3.0 mL)和浓硫酸(2滴),于90℃的热水浴中,磁力搅拌下加热回流约15 min。
步骤二:将三颈烧瓶放在冷水浴中,搅拌下缓缓加入15 mL水,晶体完全析出后,抽滤,洗涤,干燥后,得到乙酰水杨酸粗产品。
步骤三:将粗产品投入饱和NaHCO₃溶液,完全溶解,置于冰水浴中,滴加20%盐酸,边加边搅拌,调节pH至3~4,使固体完全析出。经抽滤、冰水洗涤、低温干燥,称重得到乙酰水杨酸1.46 g。
(1)水杨酸中C原子的杂化类型为___________;乙酰水杨酸最多有___________个碳原子共平面。
(2)“步骤一”中,温度计液泡应置于___________(填字母)。
A.冷凝管下端 B.反应液中 C.热水浴中
(3)“步骤二”中,抽滤的优点为___________。
(4)“步骤三”中,控制pH不低于3的原因是___________。
(5)检验产品中是否残留水杨酸的方法为:取少量产品,溶入几滴乙醇中,___________。
(6)该实验乙酰水杨酸的产率为___________(保留3位有效数字)。
Ⅱ.合成乙酰水杨酸的反应温度探究
保持上述实验操作不变,将水浴温度分别设置为70℃、80℃、90℃,设置对照实验。反应相同时间后,将水杨酸、乙酰水杨酸和3组粗产品分别溶解在乙酸乙酯中,用毛细管各取少量溶液,点在硅胶板的同一条线上,在展开剂中展开,然后在紫外灯下观察各样品点展开后的位置,所得结果如图所示(圆点直径大小与物质含量成正比)。
(7)反应最适温度为___________。结合反应温度,解释图中A、B两点出现的原因___________。
17. 尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银()与在一定条件下反应制得,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是___________。
(2)二十世纪初,工业上以和为原料,在,下合成尿素。反应分两步进行,能量变化示意图如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
副反应:
①反应Ⅱ的___________0(填“>”“<”或“=”)。
②下列说法错误的是___________。
A.活化能:反应Ⅰ > 反应Ⅱ B.反应Ⅱ为放热反应
C.增大浓度可提高平衡转化率 D.增大浓度可减少副产物生成
③在密闭容器中投入和,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,忽略副反应。平衡时,转化率为,产率为,此时液体体积为。则反应Ⅱ中转化率为___________,反应Ⅱ的平衡常数为___________(保留2位小数)。注:产率
(3)以和含氮物质(如)为原料,在常温常压下电催化合成尿素,有助于实现碳中和并处理含氮废水。电解原理如图所示。
①b电极为___________极。
②写出生成尿素的电极反应式___________。
③当生成的尿素质量为时,反应消耗与生成的质量之差为___________。
18. 靛蓝是蓝草加工的产品,是人类所知最古老的染料之一,早在2000多年前的《荀子·劝学》篇中就有:“青取之于蓝而青于蓝……”这里的蓝就指的是蓝草。
I.1880年化学家拜耳和德鲁森发表了以甲苯为原料的靛蓝合成法,合成路线如下图所示:
已知:醛、酮或酯可与醛发生加成反应:
(1)B的名称为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)D中官能团的名称为___________。
(4)C的分子式为,其结构简式为___________。
(5)设计由D反应得到E的合成路线:
___________。
Ⅱ.1950年,美国化学家哈利和梅森在上述合成路线的基础上进行了改进,简化步骤的同时,产率也有很大提升,改进后的路线如下图所示:
(6)F→G的化学方程式为___________。
(7)满足下列要求的G的同分异构体有___________种;
①可在NaOH溶液中水解;②苯环上只有2个取代基。
其中核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为___________(写出一种)。
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