内容正文:
化学学科试卷
考试时间:75分钟试题满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-140-16Zn-65
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求。每小题3分,共45分。)
1、化学科学与技术在民族复兴过程中发挥着关键性的作用,下列叙述错误的是()
A.太阳能光伏产业所用的重要材料是硅
B.中国盛产的稀土元素的化合物可作一些重要反应的催化剂
C.留在月球上的中国国旗材料为芳纶纤维,属于有机高分子材料
D.海洋经济专属区的资源开发可获得Co、K、Au、Mg、B等金属
2、下列说法正确的是()
A.SO,的空间结构:平面三角形
B.甲酸甲酯的键线式:
C.H202的电子式:
H[::2-H
D.异丁烷的球棍模型:
3、下列离子方程式书写正确的是()
A.氯化铁溶液腐蚀铜板:Fe3+Cu=Fc2+Cu2+
B.稀硫酸中加氢氧化钡溶液至中性:Ba2+H+OH+SO42=BaSO4+H2O
C.将03通入KI溶液中:O3+2I+H2O=02+20H+2
D.向苯酚钠溶液中通入少量C02:2CH,0+C02十H20→2CH5OH十C032
4、用N代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(
)
A.1molC1H22分子中共价键总数为31NA
B.标准状况下,22.4L甲醇中含有的氧原子数为N
C.1mol氯化铁完全转化为氢氧化铁胶体后生成NA个胶粒
D.超氧化钾(KO2)与CO2反应生成碳酸钾和氧气,每生成1molO2,转移的电子数为2NA
5、下图物质是从葡萄中提取的一种有机物。关于该物质的说法错误的是()
A,该物质可发生取代反应、消去反应和加聚反应
B.1mol该物质与足量溴水反应,消耗3 molBr2
HO
C.该物质分子中含有6种官能团
D.该物质露置在空气中容易变质
COOH
OH
OH
6、制备芯片过程中用到的一种胶水的主要成份是聚乙烯醇肉桂酸酯,可通过如下反应制得,下列说法错
误的是(
)
CH2-CH+n
CH-CHCOOH
-千CH2一CH方+nH2O
A.该反应不属于缩聚反应
OH
0
O=CCH=CHT
B.聚乙烯醇的单体是乙烯醇
C.肉桂酸的所有碳原子可能共平面
聚乙烯醇
肉桂酸
聚乙烯醇肉桂酸酯
D.聚乙烯醇肉桂酸酯可溶于NaOH溶液中
7、下列方案设计、现象和结论都正确的是(
)
方案设计
现象
结论
向乙醇中加入适量浓硫酸制备乙烯,将产生
A
溶液紫红色褪去
乙烯能被酸性高锰酸钾氧化
的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液中
向尿液中加入新制的Cu(OH)2并加热
生成砖红色沉淀
尿液中含有葡萄糖
C
向碳酸钠溶液中加少量稀酸(H△)溶液
无明显气泡逸出
HA的酸性比碳酸的酸性弱
D
取一段铝条,伸入CuSO4溶液中
铝条表面无明显变化
铝的活泼性比铜弱
8、某药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主
族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是()
A.元素的非金属性:W>Z>X
B.Z的最高价氧化物的水化物是强酸
C.W的最简单氢化物与Z的单质混合后可产生白烟
D.Y和Z的化合物中,每个原子的最外层不一定都满足8电子结构
9、电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示,两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方
的抽气罩H抽出,液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述错误的是()
NaC进口
C1,出口
H
液态
熔融
金属钠
Na出口
D
阳极
A.电解得到的钠在熔融混合盐的上层,阴极上可能有少量的钙单质生成
B.电解时阴极的电极反应为Na+eNa,发生氧化反应
C.隔膜D可以防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠
D.氯化钙的作用是降低氯化钠的熔点
2
10、“大象牙膏”趣味实验常用HO2溶液、KI溶液、发泡剂进行反应,可迅速产生大量喷涌的泡沫。分步
反应机理如下。己知:反应①的活化能远大于反应②的活化能,总反应放热,均相催化比多相催化接触面
积更大,活化能降低幅度更大。下列有关该实验的叙述正确的是()
①H2O2+I厂=H20+10
②H202+I0=H0+O2↑+I
A.容器内局部温度过高,既能加快反应速率,又能提高H2O2平衡转化率
B.若将碘化钾溶液换成MO2固体,泡沫喷涌会更剧烈
C.IO一具有强氧化性,在反应过程中做中间产物
D.反应②为总反应的决速步骤
11、马来酸酐与呋喃发生双烯加成反应得到X和Y,反应过程的能量变化如下图。下列说法错误的是()
马来酸酐
A.刚开始生成X更容易,达平衡后Y为主要产物
B.X分子中有4个手性碳原子,X为手性分子
C.可用红外光谱法区分马来酸酐和呋喃
D.1molY最多能消耗2 mol NaOH
12、普通石英砂含有少量CaCO3、Al2O,、Fe2O3杂质,工业上以普通石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程
如下:
X溶液高纯水
焦炭
HCI
HCI、H
高纯H,
较纯
高纯
提纯
石英砂
制取
粗硅业
合成
合成气
提纯
SiHCL
还原
级
→高纯硅
石英砂
粗硅
硅
SiHC
SiHCI
SiHCL
粉
滤液
可燃性气体
SiC,其他杂质
HCI
合成SiHCI3:300℃、0.1MPa发生反应有Si+3HC=SiHCI3+H2、Si+4HCI一SiCl4+2H2
下列叙述错误的是()
A.“提纯石英砂”所用X溶液可以选硫酸
B.“制取粗硅的化学方程式为Si0+2C高温si+2C01
C.“合成SiHC"的反应中体现了HC的氧化性
D.上述流程中HC1和H均可循环利用
3
13、Co,O4(M=241)晶体的晶胞如图所示(阳离子略去),O2围成正四面体空隙和正八面体空隙,Co3O4
中有一半的Co*填充在正四面体空隙中,Co2+和另一半Co3*填充在正八面体空隙中,晶胞参数为pm,
阿伏加德罗常数为N。下列说法正确的是()
A.晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为1:2
B.正四面体空隙的填充率为25%
C.02周围紧邻的02数目为6个
241
13
D.岛体密度为N,X日×108gcm
10
02的排列方式
14、一种新型的锌碘单液流电池的原理如图所示。下列说法错误的是()
◆ab
M
N
A
B
烃
C☒
孔
电解质
Zn←→Zm2K*←→2
储罐
毡
电
CI
电
极
极
循环泵
离子交换膜
A.M为阴离子交换膜
B.放电时A电极反应式为:Zn一2e=Zn2+
C.充电时电解质储罐中离子总浓度减小
D.充电时,A极增重65g时,C区增加离子数为2N
15、某些难溶性铅盐可用作涂料,如铅白(PbCO)和黄色的Pbl2。室温下,PbCO3和Pb2在不同的溶液中
分别达到溶解平衡时一gc(Pb2)与一lgc(CO32或-gc(I)的关系如图所示。下列说法错误的是()
-lg c(Pb)
13.1
12
9
8
p
3
L
0
3469.1213.115
-lgc(C03)或-lgc0)
A.L,对应的是一lgc(Pb2*)与一lgc(IT)的关系变化
B.Ksp(Pb)的数量级为108
C.相同条件下,水的电离程度p点小于q点
D.p点溶液中加入N2CO3浓溶液,不能得到白色沉淀
4
二、非选择题(共55分)
16.(14分)利用锌浸出渣(主要成分有ZnO、Ga2O3、Ge02、还有Fe0、Fe2O、Bi2O3等杂质)制备半导体原
材料镓和锗的流程如下:
稀H,SO
70%浓H2S01单宁酸
SOCh
高纯水
浸渣
华酸浸2→沉锘
洗涤粗Gc02
焙烧
贺反应一服术一还园商纯钻
①
②
NaClO
NaOH→降铁浓缩
过量NaOH溶液
含秘渣
(BiO)SOr
中和、酸溶HGaC1溶液
电解—金属镓
ZS047H20
已知:
1单宁酸是一种有机沉淀剂,可与四价锗络合形成沉淀;
II.K[Fe(OH)]=1x10,K.[Zn(OH)]=1x107
Ⅲ镓与铝的性质相似,但高纯度的镓难溶于酸或碱。
回答下列问题:
(1)“浸渣”主要成分有Ga203、
(2)“降铁浓缩中c(Zn2+)为0.1molL,则除Fe+时应控制pH的范围是
(已知:当溶液中某离
子浓度小于1.0×105molL时,可认为该离子沉淀完全)。
(3)若用H2R表示单宁酸,“沉锗”的反应原理为Ge++2H,R、GCR2↓+4H,该操作中需调节pH为2.5,
pH不能过高或过低,原因是
(4)HGaCl44与过量氢氧化钠反应的化学方程式为
“电解时阴极的电极反应式为
(5)步骤①②③”目的为
,“还原”过程中参与反应的H2体积为67.2L(标准状况下),
则理论上步骤①中消耗SOC12物质的量为
mol。
17.(I3分)Co(II)Salen]常用于模拟研究金属蛋白质的载氧机理。回答下列问题:
L.按如图装置制备[Co()Salen]
Co(CH,COO),溶液
热水浴
水杨醛+乙二胶+95%乙醇
5
己知:i、Co2+在溶液中易被氧化为Co3+;
ii、[Co()Salen]的合成路线如下:
OH
Co(CHCOO)
CHO
反应X
OH HO
反应Y
水杨醛
双水杨醛缩乙二胺
[Co(ID)Salen]
实验步骤:
①在仪器a中加入水杨醛(1.6mL)、乙二胺(0.5mL)及95%乙醇(80mL),室温搅拌4~5min,生成亮黄色双水
杨醛缩乙二胺晶体:
②打开止水夹,通N2:
③通冷凝水,加热使晶体溶解,将醋酸钴溶液(15mL)加入仪器中,生成胶状沉淀,继续保持微沸,有暗
红色晶体析出,回流结束:
④冷却、抽滤、洗涤、干燥,制得产品。
(1)A处应安装的仪器最好选择
(填字母)。
A.直形冷凝管心
少
B.球形冷凝管C
(2)步骤②的操作目的是
步骤③中“保持微沸”的目的是
(3)反应Y的化学反应方程式
(4)步骤③中“回流结束”后的操作顺序为
③(填序号)。
①停止通氮气②停止加热③关闭冷凝水
Ⅱ.按如图装置进行载氧量测定
(⑤)用氧气除去装置中的空气后,关闭K、K2,5分钟后记录数据,重复3次。每次读数前应先进行的操作
是:缓慢
(填“向上”或“向下”)移动水准调节器,至量气管与水准调节器中的液面相平。
(6[Co(I)Salen]在DMF(溶剂)中三次载氧量测定结果如下表:
K
0
序号
[Co()Salen]样品质量/g
吸氧体积/mL
具支试管
DMF
1
m
6.65
mg固体产物
2
m
6.88
量气管日
水准湖节器
6.67
载氧量=n(吸收的O,):n{[Co(I)Salen]}的计算式为
(己知:实验条件下的气体摩尔体积为'mL·mol;MCo(I)Salen]=325g·mor')。
6
18.(14分)氢气是一种清洁能源,利用乙醇催化重整制氢是实现双碳目标的重要手段。乙醇催化重整法制
氢过程涉及的反应有:
①C,H,OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)△H,=+255.7 kJ.mol
②C0(g)+H,0(g)、=C0,(g)+H2(g)△H2=-41.2 kJ.mol
③C,H,OH(g)+3H,O(g)=2C02(g)+6H2(g)△H
回答下列问题:
(1)AH,=
kJmo;反应①在
(填“低温”或“高温”)时能自发进行。
(2)在恒压150kPa的密闭容器中,将C,H,OH(g、H,O(g)和氩气分别按n(C,H,OH):n(H,O):n(Ar)为
1:3:1和1:3:2投料,发生上述3个反应,测得乙醇平衡转化率随温度的变化如图1所示。
100
80
60
N(573.62.5)
20
573
17K
图1
①表示n(C2H,OH:n(HO):n(Ar)=1:3:2投料的为
(填“L,”或“L2”)曲线,原因是
②N点时,C,H,OH的分压为kPa。
(3)将1molC,H,OH(g)和3molH2O(g)投入1L恒容密闭容器中发生上述3个反应,测得CO,和C0的选
n生成(C02)
择性、乙醇的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示。[CO2的选择性=
×100%]
n生成(CO)+n4成(CO,)
①表示CO选择性的曲线是
(填“ab”或“c)。
100
100
(T,80)
②TK时,反应②的平衡常数K=
(保留两位小数)。
80
80
60
(T,60)
6
40
20
20
C
0
T/K
图2
19.(14分)化合物F是制备一种祛痰药的中间体,其中一种合成路线如图所示(部分条件已省略):
CI
Br
CH3
Br
COCI
NaBH4-C
M(CH6O3)
H
Br
NO2
NH2
0
CH3
Br
B
D
CHa
Br
NH
OH
NH-
OH
N(C H]3NO)
>CH;
NaOH(aq)
Br
NH2
Br
E
已知:R-CO0HsoC4-R-COC1NaBH,
→R-CH2CI
回答下列问题:
(I)A含的官能团名称为
;反应B→C的反应类型为
(2)C→D为取代反应,除生成D外,还生成CH3COOH,进行该反应在合成路线中的作用是
(3)写出E→F的化学方程式
(4)N的同分异构体中含-CONH2的有
种(不考虑立体异构体),写出核磁共振氢谱显示3组峰的结构
简式为
0
(⑤)写出下述合成路线中P、Q的结构简式。
COOH
Br
COCI
Fe/HCI
Br()/FeQ
SOCl2
P
NH2
8
参考答案
1-15 DACAC BBABC BADDD
16.(14分)
(1)Ge02、Bi03(2)3≤pH<6或36
(3)若pH过高会生成Ge(OH)4,pH过低Ge4++2H,R、三GeR↓+4H逆向移动,均不利于生成GeR
(4)HGaC1+5NaOH=Na[Ga (OH)+4NaC1+H.O
[Ga(OH)T+3e=Ga+40H
(⑤)获得纯度更高的Ge0,
3 mol
17.(13分,除标注外每空2分)
(1)B(1分)
(2)通氮气防止二价钴被空气氧化为三价钴:
利用加热使胶体形成沉淀析出,便于后续过滤
4
+Co(CH,C00)2→
+2CHCOOH
OH HO
(5)②①
(5)向上
6.66×103×325
mx Vm
18.(14分)
(1)(+)173.3
高温
(2)①L1
恒压下,氩气体积分数增大,乙醇和水蒸气分压减小,平衡正向移动,乙醇的平衡转化率越大
②7.5
(3)c
9.33
19.(14分,除标注外每空2分)
(1)硝基(1分)
还原反应(1分)(2)保护氨基
NH
一OH
-OH
Br
NH-
NH2
(3)
C
+2NaOH→
++2CH,COONa
(4)8
(CH)CCH2CONH2
(5)
Br
COOH
COOH
NH,
NH
Br
1