内容正文:
昆明市第三中学高2027届高二年级下学期期中考试
化学试题卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号填写在答题卡上,并用铅笔认真填涂考号。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 Fe-56 S-32 Cu-64
一、单项选择题: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. 化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是
A. “昆明金殿太和宫”的主殿材质是青铜,青铜属于合金
B. 使用含氟牙膏能预防龋齿
C. 使用食品添加剂会降低食品本身营养价值
D. 可用食醋除去水垢中的碳酸钙
【答案】C
【解析】
【详解】A.青铜是铜与锡、铅等金属熔合形成的合金材料,A正确;
B.含氟牙膏中的 可与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更耐酸腐蚀的氟磷灰石,因此能预防龋齿,B正确;
C.合理使用食品添加剂不会降低食品营养价值,营养强化类食品添加剂(如加碘盐中的碘酸钾)还可提升食品的营养水平,该说法错误,C错误;
D.食醋中的醋酸酸性强于碳酸,可发生反应,将难溶的碳酸钙转化为可溶性盐除去,D正确;
故答案选C。
2. 化学用语能很好地表达“宏观辨识与微观探析”。下列化学用语表达正确的是
A. 甘油的键线式:
B. 分子的球棍模型:
C. 用电子式表示KCl的形成过程:
D. 与反应时电子的转移情况:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甘油为丙三醇,键线式为,A错误;
B.的空间构型为V形,球棍模型为,B错误;
C.KCl为离子化合物,由和通过离子键形成,用电子式表示KCl的形成过程为,C错误;
D.与反应时,中O元素化合价从-1价升高至氧气中的0价和从-1价降低至中的-2价,用双线桥表示电子的转移情况为,D正确;
故答案选D。
3. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入过量产生沉淀:
B. 少量溶液与过量氢氧化钠溶液反应生成沉淀:
C. 溶液遇到闪锌矿转变为铜蓝
D. 溶液与过量氨水反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该离子方程式表示SO2被氧化生成BaSO4沉淀,过量,则与的个数比应为1:2,正确的离子方程式为,A错误;
B.在过量NaOH条件下,应生成Mg(OH)2沉淀而非MgCO3,因Mg(OH)₂溶解度更小,正确的离子方程式为,B错误;
C.该离子方程式表示沉淀转化反应,该反应描述了难溶盐之间的复分解反应,硫化铜的溶解度更小,因此可以发生反应,C正确;
D.氨水为弱碱,不能溶解Al(OH)3生成[Al(OH)4]-,应生成Al(OH)3沉淀,正确的离子方程式为,D错误;
故答案选C。
4. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A.保护铁件
B.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的中和热
C.蒸干溶液得固体
D.排除碱式滴定管中的气泡
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图装置会形成原电池,铁件失电子为负极被氧化,形成原电池会加快反应速率,故装置无法保护铁件,A不符合题意;
B.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的中和热需要用环形玻璃搅拌棒使酸碱充分反应,且大小烧杯杯口需要齐平减少热量散失,B不符合题意;
C.Fe3+发生水解,FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl,由于温度升高以及溶液的蒸发促使HCl挥发,反应不断向着生成Fe(OH)3的方向进行,由于Fe(OH)3不稳定,受热会分解生成Fe2O3,所以蒸干FeCl3溶液无法得到FeCl3固体,故C不符合题意;
D.图为排除碱式滴定管中的气泡的正确操作,故D符合题意;
故本题选D。
5. 除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质),选用的试剂和除杂方法均正确的是
选项
物质
试剂
除杂方法
A
C2H4(乙醇)
酸性KMnO4溶液
洗气
B
C2H2(H2S)
硫酸铜溶液
洗气
C
苯(苯酚)
溴水
过滤
D
溴乙烷(Br2)
热NaOH溶液
分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4既可以氧化乙醇,也可以氧化乙烯,除杂试剂错误,A错误;
B.H2S与硫酸铜溶液反应生成CuS沉淀,而乙炔不与硫酸铜反应,通过洗气法可除去H2S,B正确;
C.苯酚和溴水反应生成的2,4,6-三溴苯酚是有机物,与苯(有机溶剂)互溶,无法通过过滤分离,会引入新的杂质;可使用氢氧化钠溶液(苯酚转化成易溶于水的苯酚钠,而苯不溶),分液即可,C错误;
D.溴单质能与热氢氧化钠溶液反应,但溴乙烷在热NaOH溶液中会发生水解反应,生成乙醇而被消耗,D错误;
故选B。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 32 g S在足量的氧气中充分燃烧,转移的电子数目为
B. 1 mol分子式为的有机物最多含有键的数目为
C. 溶液中,的数目为
D. 标准状况下,2.24 L NO与充分反应,生成物的分子数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫在足量的氧气中燃烧生成 ,硫元素从0价升至+4价,每个硫转移4个电子;32 g硫的物质的量为1mol,故转移电子数为 ,A正确;
B.分子式为 的有机物可为烯烃或环烷烃,1个烯烃(如丁烯)分子中含11个键,1个环烷烃(如环丁烷或甲基环丙烷)分子中含12个键;所以1 mol分子式为的有机物最多含有键的数目为 ,而非 ,B错误;
C. 完全电离为 和 ,但 为弱酸根离子,会发生水解反应(),导致 实际数目小于,C错误;
D.NO与发生反应 ,标准状况下,2.24 L NO与恰好完全反应生成0.1 mol ,但 在标准状况下会发生反应部分二聚为 ,导致生成物分子数目小于 ,D错误;
故答案选A。
7. 中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下,下列关于绿原酸判断正确的是
A. 1mol绿原酸与足量金属钠反应,最多消耗5molNa
B. 绿原酸分子中不含手性碳原子
C. 绿原酸分子中所有碳原子可能共平面
D. 1mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗4mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mol绿原酸中含5mol羟基和1mol羧基,最多能消耗6molNa,故A错误;
B.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子,如图所示,,故B错误;
C.由结构简式可知绿原酸分子中含有与3个碳原子直接相连的饱和碳原子,所有碳原子不可能共面,故C错误;
D.绿原酸中含酚羟基使得苯环邻位和对位上的氢原子变得活泼,容易发生取代,消耗3molBr2,含1mol碳碳双键能与1mol溴单质发生加成反应,最多消耗4mol溴单质,故D正确;
故选D。
8. 下列实验操作和现象,结论均正确的是
选项
操作和现象
结论
A
常温下,用pH计分别测定等体积溶液和溶液的pH,pH均为7
两种溶液中水的电离程度相同
B
向溶液中滴加溶液,充分反应后加入,取上层溶液滴加KSCN溶液,溶液变红色
与KI反应存在限度
C
向溶有的溶液中通入气体X,出现白色沉淀;向溶液中滴加酚酞,溶液变为浅红色
X有强氧化性;
D
向溶液中滴入3滴溶液,再滴入4滴溶液,先产生白色沉淀,后产生红褐色沉淀
同温度下的:
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中醋酸根离子和铵根离子水解均促进水的电离,盐溶液浓度越大,对水的电离的促进程度越强,故两种溶液中水的电离程度不同,A错误;
B.该反应中过量,充分反应后滴加溶液变红说明仍有剩余,证明与的反应为可逆反应,存在限度,B正确;
C.若通入的气体为氨气,也可与溶有的溶液反应生成亚硫酸钡白色沉淀,不一定具有强氧化性,向溶液中滴加酚酞,溶液变为浅红色,溶液呈碱性,说明的水解程度大于电离程度,,则,C错误;
D.能通过该沉淀转化现象只能说明氢氧化镁的溶解度大于氢氧化铁,和的溶度积表达式类型不同,不能直接比较二者大小,D错误;
故选B。
9. 烯烃与卤化氢HX反应时,反应过程中物质和能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A. 中间体I比中间体Ⅱ更稳定
B. 过渡态越稳定,所需活化能越低,反应越易进行
C. 丙烯与HBr反应过程涉及非极性键的断裂和极性键的形成
D. 该条件下,丙烯与HBr反应产物以1-溴丙烷为主
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,中间体I的相对能量比中间体Ⅱ的相对能量更低,则中间体I更稳定,A正确;
B.过渡态越稳定,所需活化能越低,反应速率越快,反应越易进行,B正确;
C.丙烯与HBr反应,断裂了丙烯中的碳碳非极性键和HBr中的H-Br极性键,形成了极性的C-H键和C-Br键,因此过程涉及非极性键的断裂和极性键的形成,C正确;
D.从能量图看,生成中间体I的活化能更低,反应更易进行,中间体I对应产物为2-溴丙烷,而非1-溴丙烷,因此该条件下反应产物以2-溴丙烷为主,D错误;
故答案选D。
10. 某种离子液体的结构如图所示(阳离子中的X原子未绘出),其中是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z同周期且相邻,W为金属元素且W的原子序数等于Y和Z的原子序数之和。和形成的化合物是胃酸的主要成分。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 原子半径:
C. 分子极性: D. X、Z、Q三种元素可形成离子化合物
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,和形成的化合物是胃酸的主要成分,则为为Cl,由X为H,Q为Cl,可知W为第三周期主族金属元素。根据阴离子结构为,可确定W为Al。再根据W的原子序数等于Y和Z的原子序数之和,且Y、Z为第二周期相邻主族元素,可推断出Y为C,Z为N。
【详解】A.同周期主族元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,因此第一电离能:(即),A正确;
B.原子半径比较:电子层数越多,半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。因此原子半径:(即),B正确;
C.为,是极性分子;为,是非极性分子。所以分子极性:(即),而非,C错误;
D.X(H)、Z(N)、Q(Cl)三种元素可形成离子化合物,如,D正确;
故答案选C。
11. 一种制备的工艺路线如图所示,“还原”过程中需及时补加以保持反应在碱性条件下进行。已知高温条件下,的稳定性强于。下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分为
B. “试剂X”可以为或
C. “还原”过程中反应的离子方程式为
D. 高温条件下,的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为
【答案】D
【解析】
【分析】根据流程图,“酸溶”中生成、,为了不引入杂质,可以用或调节溶液,将转化为除去,在碱性条件下加入溶液,发生反应:。
【详解】A.根据流程图,“酸溶”中生成、,调节溶液,将转化为除去,A正确;
B.为了不引入杂质,可以用或调节溶液,B正确;
C.在碱性条件下加入溶液,发生反应:,C 正确;
D.高温条件下,的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为,具有全充满的稳定结构,D项错误;
故答案选D。
12. 科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol
C. 充电时,电池总反应为
D. 充电时,阳极室溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】
【分析】由题可知,放电时,CO2转化为HCOOH,即CO2发生还原反应,故放电时右侧电极为正极,左侧电极为负极,Zn发生氧化反应生成;充电时,右侧为阳极,H2O发生氧化反应生成O2,左侧为阴极,发生还原反应生成Zn,以此分析解答。
【详解】A.放电时,负极上Zn发生氧化反应,电极反应式为:,故A正确,不选;
B.放电时,CO2转化为HCOOH,C元素化合价降低2,则1molCO2转化为HCOOH时,转移电子数为2mol,故B正确,不选;
C.充电时,阳极上H2O转化为O2,负极上转化为Zn,电池总反应为:,故C正确,不选;
D.充电时,阳极的电极反应式为:,溶液中H+浓度增大,溶液中c(H+)•c(OH-)=KW,温度不变时,KW不变,因此溶液中OH-浓度降低,故D错误,符合题意;
答案选D。
13. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其立方晶胞结构如图1所示,晶胞棱长为,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,如图2所示,H原子和Fe原子之间的最短距离等于晶胞棱长的,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 铁镁合金的化学式为,储氢后晶体的化学式为
B. 图1中的晶胞在yz平面的投影为
C. 铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为
D. 储氢后晶体的密度
【答案】B
【解析】
【详解】A.合金晶胞中有8个Mg原子,Fe原子位于晶胞的顶点、面心,晶胞中Fe原子数目,合金的化学式为,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,则H原子数目为个,储氢后晶体的化学式为,A项错误;
B.根据图1晶胞结构可知,该晶胞在yz平面的投影为,B项正确;
C.铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为,C项错误;
D.储氢后晶体的化学式为,则晶胞质量,晶胞体积,则密度,D项错误;
故答案选B。
14. 常温下,向盐酸中缓慢滴入相同浓度的氨水,混合溶液中某两种离子的浓度随加入氨水的体积的变化关系如图所示。已知常温下。下列说法正确的是
A. 若已知点,则的
B. 图中滴加氨水过程中,水的电离程度先增大后减小
C. 当氨水时,
D. 点:
【答案】C
【解析】
【分析】向盐酸中滴入同浓度氨水的过程中,和浓度减小,和浓度增大;当(氨水)时,溶质为,溶液呈酸性,接近于,所以递减曲线代表,递增曲线代表。由此解题。
【详解】A.由于两条曲线分别代表随加入氨水的体积的变化关系,点,此时,,所以错误;
B.当(氨水)时恰好完全反应生成,在刚开始滴加氨水到体积为20 mL的这个过程中水的电离程度不断增大,B错误;
C.当(氨水)时,溶液中的溶质,根据电荷守恒有,根据元素守恒有,两式联立可得正确;
D.点氨水与盐酸恰好完全反应生成,部分发生水解生成和,溶液呈酸性,同时水发生电离,则,则,因此,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一种银铟矿主要成分为等物质,从该获得稀有金属的工艺流程如图所示:
该工艺条件下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表:
金属离子
开始沉淀的
2.2
2.1
2.6
4.6
6.24
7.1
完全沉淀()的
3.2
3.4
4.3
6.6
8.24
9.1
(1)“浸出”前须粉碎矿石,其中原因之一是为了___________(填“加快”或“减慢”)反应速率。
(2)“浸出”过程中金、银、铜分别转化为进入溶液,同时生成硫。其中位于元素周期表第___________周期第___________族,反应中作___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)高温水蒸气除铁利用了易水解的性质,高温是为了___________(填“促进”或“抑制”)水解
(4)“二次还原”得到的滤渣主要成分是和___________(写化学式)。
(5)“二次中和得到的滤渣除少量外,主要成分还有和___________。
(6)“分铅锌”步骤中,维持饱和水溶液的浓度为,为使沉淀完全(沉淀完全是指离子浓度小于或等于),需控制溶液的不小于___________。[已知:;;]
【答案】(1)加快 (2) ①. 四 ②. IB ③. 氧化剂 (3)促进 (4)Cu
(5)Ga(OH)3 (6)1.24
【解析】
【分析】由题给流程可知,向银铟矿中加入氯化钠、盐酸、次氯酸钠混合溶液浸出,将金属元素转化为可溶的化合物,过滤得到滤渣和滤液;向滤液通入水蒸气将铁元素转化为氧化铁,过滤得到氧化铁和滤液;向滤液中加入碳酸钙调节溶液pH为1.8,向反应后的溶液中加入铜,将溶液中的金元素、银元素转化为金、银,过滤得到金、银和滤液;向滤液中加入铁,将溶液中的铜元素、铅元素转化为铜、铅,过滤得到含有铜、铅的滤渣和滤液;向液中加入碳酸钙调节溶液pH为4.5,将溶液中铁元素、铟元素、镓元素转化为氢氧化铁、氢氧化铟、氢氧化镓沉淀,过滤得到含有氢氧化铟、氢氧化镓的滤渣和滤液;向滤液中通入硫化氢,将铅元素、锌元素转化为硫化铅、硫化锌沉淀,过滤得到硫化铅、硫化锌和贫液。
【小问1详解】
反应物接触面积越大,反应速率越快,故“浸出”前须粉碎矿石,其中原因之一是为了加快反应速率;
【小问2详解】
铜元素原子序数为29,位于元素周期表第四周期IB族,由题目已知,“浸出”过程中CuS转化为S,硫元素化合价升高被氧化,金由单质转化为,金元素化合价升高被氧化,故反应中NaClO作氧化剂;
【小问3详解】
水解吸热,加热促进水解,故高温是为了促进FeCl3水解;
【小问4详解】
由分析可知,二次还原加入铁的目的是将溶液中的铜元素转化为铜单质,则滤渣的主要成分为铜、铅和过量的铁;
【小问5详解】
由分析可知,二次中和加入碳酸钙调节溶液pH为4.5的目的是将溶液中铁元素、铟元素、镓元素转化为氢氧化铁、氢氧化铟、氢氧化镓沉淀,则滤渣的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铟、氢氧化镓;
【小问6详解】
由题意,Zn2+沉淀完全,则c(Zn2+)≤1×10−5mol/L,故c(S2-)≥=3.0×10−20mol/L,由H2S的电离可知,K1(H2S)=,K2(H2S)=,故K1(H2S)×K2(H2S)==1×10−20,其中c(H2S)=0.01mol/L,可求得c(H+)≤mol/L=mol/L,故pH不小于-lgc(H+)=1.24。
16. 苏合香是我国中草药之一,《名医别录》记载“味甘,温,无毒。主辟恶,温疟,痫痓。去三虫,除邪,另人无梦魇”,苏合香的香味和驱虫抗真菌作用与肉桂酸乙酯分不开,某小组同学围绕肉桂酸乙酯展开如下实验:
Ⅰ.肉桂酸组成和结构的测定
已知肉桂酸中只含C、H、O三种元素,现利用“燃烧法”测定肉桂酸的组成,装置如图。将14.8 g肉桂酸充分燃烧,经测定无水氯化钙增重7.2 g,碱石灰增重39.6 g(燃烧后所有产物均被完全吸收,且已排除空气对测量数据的干扰)。经质谱仪得质谱图如下:
(1)结合谱图,通过计算得出肉桂酸的分子式为______。
(2)结合上图红外光谱,核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为2:2:1:1:1:1,得出肉桂酸的结构简式为______。
Ⅱ.利用肉桂酸制备肉桂酸乙酯
①加料:向100 mL仪器A中加入30.0 mL乙醇(约0.5 mol)和11.9 mL肉桂酸(约0.1 mol),再加入一定量的对甲基苯磺酸(强酸,无氧化性),摇匀,加沸石并固定于铁架台上。
②加热:油浴加热至80℃温度,反应2 h后停止加热。
③减压蒸馏:取下A组装精馏装置,减压蒸馏,蒸出未反应的乙醇和反应生成的少量水,得到含有催化剂的粗产品。
④除杂:在粗产品中加入10%的溶液。
⑤水洗静置:用水洗涤三次,得到淡黄色油状液体,加入无水硫酸镁后过滤,即得肉桂酸乙酯。
⑥称量:量取产品体积,经计算其质量为13.8 g。
部分装置如图。回答下列问题:
(3)仪器A的名称为______;冷凝管的进水口为______(填“a”或“b”)口。
(4)使用分水器的优点是______。
(5)推测对甲基苯磺酸在反应中起______作用,合成肉桂酸乙酯方程式为______。
(6)第④步除杂过程中,加入10%的溶液的目的是______。
(7)该产品的产率为______(保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2) (3) ①. 三颈烧瓶 ②. b
(4)分离出水,促进反应平衡正向移动,提高产品的产率
(5) ①. 催化剂 ②.
(6)中和催化剂对甲基苯磺酸、肉桂酸
(7)78.4%
【解析】
【小问1详解】
从质谱图可以看出,肉桂酸的相对分子质量为148,14.8 g 肉桂酸的物质的量为,充分燃烧的产物可使无水氯化钙增重7.2 g,使碱石灰增重39.6 g,反应生成的物质的量为,生成的物质的量为,则0.1 mol分子中O的物质的量为,综上,0.1 mol 肉桂酸分子中含有0.8 mol H原子,0.9 mol C原子,和0.2 mol O原子,则该化合物的分子式为;
【小问2详解】
由红外谱图可以看出,该化合物含有苯环,且为苯环单取代,即苯环上只有1个H被取代,此时苯环上的H原子在核磁共振氢谱中显示3组峰,且峰面积之比为2:2:1,取代基上的H原子的峰面积之比为1:1:1。同时,该分子中含有-OH、C=O、C=C和C-O基团,则苯环取代基的结构为:,肉桂酸的结构简式为:;
【小问3详解】
仪器A的名称为三颈烧瓶;冷凝管通常下进上出,以确保冷凝充分,因此,冷凝管的进水口为b;
【小问4详解】
使用分水器可以将反应生成的水及时除去,降低生成物浓度,促进平衡向正反应方向进行;
【小问5详解】
对甲苯磺酸是强酸,能够电离出,在反应过程中,促进肉桂酸中的羧基活化,使其更容易与乙醇反应生成肉桂酸乙酯和,同时释放出,对甲苯磺酸的质量和性质在反应前后没有变化,因此,对甲苯磺酸是反应催化剂,该反应方程式为:;
【小问6详解】
反应中使用的对甲苯磺酸和肉桂酸均属于酸,可以与生成对应的可溶性钾盐,可在步骤⑤中通过水洗除去,便于得到纯净的肉桂酸乙酯;
【小问7详解】
由第(5)问分析可知,该反应方程式为:,根据题干信息,反应过程中乙醇过量,根据肉桂酸的物质的量可知肉桂酸乙酯的理论产量,则该产品的产率
17. 在温和条件下,将CO转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将CO高选择性合成,该流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)反应器中的催化剂()所含元素电负性由大到小的顺序是___________。
(2)CO放电生成的电极反应式为___________。
(3)在反应器中,发生如下反应:
反应i:
反应ii:
计算反应的___________,该反应___________(填标号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.高温低温均自发 D.高温低温均不自发
(4)恒温恒容条件下,可提高反应器中转化率的措施有___________(填标号)。
a.增加原料中的量 b.增加原料中的量
c.通入Ar气 d.增加反应器入口处CO的量
(5)一定温度下,CO、和(体积比为X:2:1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应ⅰ和ⅱ。有CO存在时,反应ⅱ的反应进程如图1所示。随着X的增加,的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。
①根据图1,写出生成的决速步反应式___________;的选择性大于的原因是___________。
②结合图2,当时,混合气体以较低的流速经过恒容反应器时,反应近似达到平衡,随着的增大,的转化率减小的原因是___________;当时,该温度下反应ⅱ的___________(保留两位小数)。
【答案】(1)O>Si>Ni
(2)2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH-
(3) ①. ②. B
(4)b (5) ①. ②. 由共同中间体生成的路径需要经过一个能量很高的过渡态TSⅢ,生成则不用,且的能量更低更稳定,反应更容易沿着能量更低,阻力更小的路径进行,因此选择性更高; ③. 总压不变,x增大,CO占比升高,C2H4和H2的分压降低,反应i、ii均为气体分子数减少的反应,平衡逆向移动,因此C2H4转化率减小 ④. 0.16
【解析】
【小问1详解】
电负性规律:非金属元素电负性大于金属,同周期主族元素从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,因此电负性O>Si>Ni;
【小问2详解】
碱性条件下,CO得电子生成的电极反应式为2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH-;
【小问3详解】
根据盖斯定律,目标反应=反应ii-反应i,;该反应ΔH<0,正反应气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=ΔH−TΔS,低温下ΔG<0,反应自发,因此选B;
【小问4详解】
a.增加的量,平衡正向移动,但转化率降低,a错误;
b.增加的量,平衡正向移动,转化率升高,b正确;
c.恒温恒容通入Ar气,各反应物浓度不变,平衡不移动,转化率不变,c错误;
d.恒温恒容条件下,通入不参与反应的CO气,虽然体系总压强增大,但各反应组分的分压(或浓度)不变,化学平衡不移动,转化率不变,d错误;
故选b;
【小问5详解】
①决速步为活化能(能垒)最大的步骤,由图1可知生成的过程中TSⅡ对应的活化能最大,对应反应为;由共同中间体生成的路径需要经过一个能量很高的过渡态TSⅢ,生成则不用,且的能量更低更稳定,反应更容易沿着能量更低,阻力更小的路径进行,因此选择性更高;
②总压不变,x增大,CO占比升高,C2H4和H2的分压降低,反应i、ii均为气体分子数减少的反应,平衡逆向移动,因此C2H4转化率减小;
③ x=2时,设初始总物质的量为,,n(CO)=2mol,n(H2)=1mol,此时,C2H4转化率为,C4H10选择性为, 总转化C2H4的物质的量为,转化为C4H10的C2H4有, 转化为C4H8的C2H4有,则有
,
,
平衡时:,,n(C4H10)=0.72 mol,n(CO)=2 mol,n(H2)=0.28 mol,根据PV=nRT可知,平衡时的总压强为=67.6 kPa,则,, ,则。
18. 某芳香烃A是一种重要的有机化工原料。以它为初始原料经过如下转化可以合成扁桃酸、医药中间体G等多种物质。
①
②
③B为一元取代芳香烃衍生物
(1)C的名称是______。
(2)D生成E的反应类型为______。
(3)扁桃酸结构中含有一个手性碳,试设计一步反应使扁桃酸失去手性同时保持碳数不变:(写出反应方程式)______。
(4)F中含有官能团名称是______。
(5)由G到H所需试剂及反应条件为______。
(6)写出仅由单体I通过某种聚合反应所得高分子的结构简式______。
(7)化合物J是比I相对分子质量多14的I同系物,同时满足下列条件的J同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物,且分子中含有的环只有苯环
②能发生银镜反应和水解反应,1 mol J消耗2 mol NaOH
其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1的有机物结构简式为______。
【答案】(1)苯甲醇 (2)加成反应
(3)(合理即可) (4)醛基
(5)溴蒸气,光照 (6)
(7) ①. 19 ②.
【解析】
【分析】由题给信息可知A为芳香烃,结合A的分子式,可知A的结构简式为。在光照条件下与Cl2发生苯环侧链上的取代反应,Cl原子取代甲基中的氢原子,故B的结构简式为:。在NaOH水溶液、加热条件下发生卤代烃的水解,生成。在Cu、加热条件下可被O2氧化为。与HCN在催化剂作用下发生加成反应生成。根据已知条件①,可知在酸性条件下加热生成。对比A、B的分子式,结合G的结构简式,可知F为。被O2氧化为G,G与Br2发生取代反应生成H,H与HCHO发生反应,生成I,根据已知②,可知I的结构简式为:,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,C的结构简式为,其名称为苯甲醇。
【小问2详解】
D与HCN发生加成反应生成E,反应类型为加成反应。
【小问3详解】
使扁桃酸失去手性且C原子数不变可以考虑用O2氧化扁桃酸,使羟基转变为羰基,反应方程式为2+O22+2H2O。
【小问4详解】
由分析可知,F的结构简式为,其所含的官能团是醛基。
【小问5详解】
G与Br2蒸气在光照条件下发生苯环侧链上的取代反应生成H,反应条件为Br2蒸气、光照。
【小问6详解】
由分析可知,I的结构简式为,I可以发生加聚反应的得到高分子。
【小问7详解】
由化合物J是比I相对分子质量多14的I同系物,其分子式为:C10H10O2,根据限定条件①②,可知化合物J的同分异构体中含有苯环、酚酯基,还含有一个碳碳双键和一个饱和碳原子,当化合物J中苯环上含两个取代基时,则一个取代基是酚酯基,另一个取代基有三种结构:-CH=CH-CH3、CH2=CH-CH2-、,故化合物J中苯环上有两个取代基时,同分异构体的数目=3×3=9种;当化合物J中苯环上含三个取代基时,即取代基为:酚酯基、碳碳双键、甲基,其同分异构体有10种;故符合条件的同分异构体的个数为19种;其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1的有机物结构简式为。
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昆明市第三中学高2027届高二年级下学期期中考试
化学试题卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号填写在答题卡上,并用铅笔认真填涂考号。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 Fe-56 S-32 Cu-64
一、单项选择题: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. 化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是
A. “昆明金殿太和宫”的主殿材质是青铜,青铜属于合金
B. 使用含氟牙膏能预防龋齿
C. 使用食品添加剂会降低食品本身营养价值
D. 可用食醋除去水垢中的碳酸钙
2. 化学用语能很好地表达“宏观辨识与微观探析”。下列化学用语表达正确的是
A. 甘油的键线式:
B. 分子的球棍模型:
C. 用电子式表示KCl的形成过程:
D. 与反应时电子的转移情况:
3. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入过量产生沉淀:
B. 少量溶液与过量氢氧化钠溶液反应生成沉淀:
C. 溶液遇到闪锌矿转变为铜蓝
D. 溶液与过量氨水反应:
4. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A.保护铁件
B.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液的中和热
C.蒸干溶液得固体
D.排除碱式滴定管中的气泡
A. A B. B C. C D. D
5. 除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质),选用的试剂和除杂方法均正确的是
选项
物质
试剂
除杂方法
A
C2H4(乙醇)
酸性KMnO4溶液
洗气
B
C2H2(H2S)
硫酸铜溶液
洗气
C
苯(苯酚)
溴水
过滤
D
溴乙烷(Br2)
热NaOH溶液
分液
A. A B. B C. C D. D
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 32 g S在足量的氧气中充分燃烧,转移的电子数目为
B. 1 mol分子式为的有机物最多含有键的数目为
C. 溶液中,的数目为
D. 标准状况下,2.24 L NO与充分反应,生成物的分子数目为
7. 中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下,下列关于绿原酸判断正确的是
A. 1mol绿原酸与足量金属钠反应,最多消耗5molNa
B. 绿原酸分子中不含手性碳原子
C. 绿原酸分子中所有碳原子可能共平面
D. 1mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗4mol
8. 下列实验操作和现象,结论均正确的是
选项
操作和现象
结论
A
常温下,用pH计分别测定等体积溶液和溶液的pH,pH均为7
两种溶液中水的电离程度相同
B
向溶液中滴加溶液,充分反应后加入,取上层溶液滴加KSCN溶液,溶液变红色
与KI反应存在限度
C
向溶有的溶液中通入气体X,出现白色沉淀;向溶液中滴加酚酞,溶液变为浅红色
X有强氧化性;
D
向溶液中滴入3滴溶液,再滴入4滴溶液,先产生白色沉淀,后产生红褐色沉淀
同温度下的:
A. A B. B C. C D. D
9. 烯烃与卤化氢HX反应时,反应过程中物质和能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A. 中间体I比中间体Ⅱ更稳定
B. 过渡态越稳定,所需活化能越低,反应越易进行
C. 丙烯与HBr反应过程涉及非极性键的断裂和极性键的形成
D. 该条件下,丙烯与HBr反应产物以1-溴丙烷为主
10. 某种离子液体的结构如图所示(阳离子中的X原子未绘出),其中是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z同周期且相邻,W为金属元素且W的原子序数等于Y和Z的原子序数之和。和形成的化合物是胃酸的主要成分。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 原子半径:
C. 分子极性: D. X、Z、Q三种元素可形成离子化合物
11. 一种制备的工艺路线如图所示,“还原”过程中需及时补加以保持反应在碱性条件下进行。已知高温条件下,的稳定性强于。下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分为
B. “试剂X”可以为或
C. “还原”过程中反应的离子方程式为
D. 高温条件下,的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为
12. 科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol
C. 充电时,电池总反应为
D. 充电时,阳极室溶液中OH−浓度升高
13. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其立方晶胞结构如图1所示,晶胞棱长为,储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围,如图2所示,H原子和Fe原子之间的最短距离等于晶胞棱长的,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 铁镁合金的化学式为,储氢后晶体的化学式为
B. 图1中的晶胞在yz平面的投影为
C. 铁镁合金中Fe原子与Mg原子之间的最短距离为
D. 储氢后晶体的密度
14. 常温下,向盐酸中缓慢滴入相同浓度的氨水,混合溶液中某两种离子的浓度随加入氨水的体积的变化关系如图所示。已知常温下。下列说法正确的是
A. 若已知点,则的
B. 图中滴加氨水过程中,水的电离程度先增大后减小
C. 当氨水时,
D. 点:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一种银铟矿主要成分为等物质,从该获得稀有金属的工艺流程如图所示:
该工艺条件下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表:
金属离子
开始沉淀的
2.2
2.1
2.6
4.6
6.24
7.1
完全沉淀()的
3.2
3.4
4.3
6.6
8.24
9.1
(1)“浸出”前须粉碎矿石,其中原因之一是为了___________(填“加快”或“减慢”)反应速率。
(2)“浸出”过程中金、银、铜分别转化为进入溶液,同时生成硫。其中位于元素周期表第___________周期第___________族,反应中作___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)高温水蒸气除铁利用了易水解的性质,高温是为了___________(填“促进”或“抑制”)水解
(4)“二次还原”得到的滤渣主要成分是和___________(写化学式)。
(5)“二次中和得到的滤渣除少量外,主要成分还有和___________。
(6)“分铅锌”步骤中,维持饱和水溶液的浓度为,为使沉淀完全(沉淀完全是指离子浓度小于或等于),需控制溶液的不小于___________。[已知:;;]
16. 苏合香是我国中草药之一,《名医别录》记载“味甘,温,无毒。主辟恶,温疟,痫痓。去三虫,除邪,另人无梦魇”,苏合香的香味和驱虫抗真菌作用与肉桂酸乙酯分不开,某小组同学围绕肉桂酸乙酯展开如下实验:
Ⅰ.肉桂酸组成和结构的测定
已知肉桂酸中只含C、H、O三种元素,现利用“燃烧法”测定肉桂酸的组成,装置如图。将14.8 g肉桂酸充分燃烧,经测定无水氯化钙增重7.2 g,碱石灰增重39.6 g(燃烧后所有产物均被完全吸收,且已排除空气对测量数据的干扰)。经质谱仪得质谱图如下:
(1)结合谱图,通过计算得出肉桂酸的分子式为______。
(2)结合上图红外光谱,核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为2:2:1:1:1:1,得出肉桂酸的结构简式为______。
Ⅱ.利用肉桂酸制备肉桂酸乙酯
①加料:向100 mL仪器A中加入30.0 mL乙醇(约0.5 mol)和11.9 mL肉桂酸(约0.1 mol),再加入一定量的对甲基苯磺酸(强酸,无氧化性),摇匀,加沸石并固定于铁架台上。
②加热:油浴加热至80℃温度,反应2 h后停止加热。
③减压蒸馏:取下A组装精馏装置,减压蒸馏,蒸出未反应的乙醇和反应生成的少量水,得到含有催化剂的粗产品。
④除杂:在粗产品中加入10%的溶液。
⑤水洗静置:用水洗涤三次,得到淡黄色油状液体,加入无水硫酸镁后过滤,即得肉桂酸乙酯。
⑥称量:量取产品体积,经计算其质量为13.8 g。
部分装置如图。回答下列问题:
(3)仪器A的名称为______;冷凝管的进水口为______(填“a”或“b”)口。
(4)使用分水器的优点是______。
(5)推测对甲基苯磺酸在反应中起______作用,合成肉桂酸乙酯方程式为______。
(6)第④步除杂过程中,加入10%的溶液的目的是______。
(7)该产品的产率为______(保留三位有效数字)。
17. 在温和条件下,将CO转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将CO高选择性合成,该流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)反应器中的催化剂()所含元素电负性由大到小的顺序是___________。
(2)CO放电生成的电极反应式为___________。
(3)在反应器中,发生如下反应:
反应i:
反应ii:
计算反应的___________,该反应___________(填标号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.高温低温均自发 D.高温低温均不自发
(4)恒温恒容条件下,可提高反应器中转化率的措施有___________(填标号)。
a.增加原料中的量 b.增加原料中的量
c.通入Ar气 d.增加反应器入口处CO的量
(5)一定温度下,CO、和(体积比为X:2:1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应ⅰ和ⅱ。有CO存在时,反应ⅱ的反应进程如图1所示。随着X的增加,的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。
①根据图1,写出生成的决速步反应式___________;的选择性大于的原因是___________。
②结合图2,当时,混合气体以较低的流速经过恒容反应器时,反应近似达到平衡,随着的增大,的转化率减小的原因是___________;当时,该温度下反应ⅱ的___________(保留两位小数)。
18. 某芳香烃A是一种重要的有机化工原料。以它为初始原料经过如下转化可以合成扁桃酸、医药中间体G等多种物质。
①
②
③B为一元取代芳香烃衍生物
(1)C的名称是______。
(2)D生成E的反应类型为______。
(3)扁桃酸结构中含有一个手性碳,试设计一步反应使扁桃酸失去手性同时保持碳数不变:(写出反应方程式)______。
(4)F中含有官能团名称是______。
(5)由G到H所需试剂及反应条件为______。
(6)写出仅由单体I通过某种聚合反应所得高分子的结构简式______。
(7)化合物J是比I相对分子质量多14的I同系物,同时满足下列条件的J同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物,且分子中含有的环只有苯环
②能发生银镜反应和水解反应,1 mol J消耗2 mol NaOH
其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1的有机物结构简式为______。
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