内容正文:
化学(一)
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mg 24 Fe 56 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. 化学与生活息息相关。下列叙述中没有涉及氧化还原反应的是
A. 医用酒精消毒 B. 木材燃烧
C. 植物油久置变质 D. 铝制品切口变暗
【答案】A
【解析】
【详解】A.医用酒精消毒是破坏细菌、病毒细胞膜内部的蛋白质分子的空间结构,进而失去生理活性(即使细菌、病毒的蛋白质变性),该过程中各元素的化合价没有变化,未涉及氧化还原反应,A符合题意;
B.木材燃烧生成是氧化还原反应,B不符合题意;
C.植物油久置变质是因被氧气氧化,C不符合题意;
D.铝制品切口变暗是金属被氧化,D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙烯的空间填充模型: B. 聚丙烯的结构简式:
C. 中子数为18的氯核素: D. 氯化钙的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯为CH2=CH2,空间填充模型:,A错误;
B.丙烯为CH2=CHCH3,聚丙烯的结构简式为,B错误;
C.Cl的质子数为17,故中子数为18的氯核素为,C错误;
D.为离子化合物,电子式为,D正确;
故选D。
3. 规范操作是实验安全的保障。下列做法正确的是
A. 实验室制取时,没有在通风橱内进行 B. 闻气体气味时,将鼻孔靠近集气瓶口
C. 金属钠着火时,用干燥的细沙覆盖扑灭 D. 取用石灰石等块状固体时,直接用手拿
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯气有毒,易挥发、有毒试剂的取用或制备一般在通风橱中操作,A错误;
B.闻气体气味时,是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的气体飘进鼻孔,B错误;
C.钠能与水和反应,金属钠着火时,不能用湿抹布或泡沫灭火器扑灭,能用干燥的细沙覆盖扑灭,C正确;
D.取用块状固体试剂时,一般用镊子夹取,不能用手直接拿,以免危害健康和污染试剂,D错误;
故选C。
4. 化合物X具有广谱抗菌活性,其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. X的分子式为
B. 1 mol X最多消耗6 mol NaOH
C. X与足量加成后的产物分子中含5个手性碳原子
D. X在一定条件下能与HCHO发生缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.X分子含1个氮原子,氢原子总数应为奇数,选项给出分子式 中氢为偶数,A错误;
B.1 mol X含2 mol酚羟基可消耗2 mol ,1 mol酚酯基水解生成1 mol酚羟基和1 mol羧基可消耗2 mol ,1 mol酰胺键水解消耗1 mol ,1 mol羧基消耗1 mol ,总消耗的物质的量为 ,B正确;
C.X与足量加成后,苯环转化为环己基、碳碳双键转化为单键,产物分子中含6个连有4个不同基团的饱和碳原子即手性碳原子,C错误;
D.酚与发生缩聚反应要求酚羟基的邻、对位至少有2个活泼氢,该分子中酚羟基仅有1个邻位含氢,无法发生缩聚反应,D错误;
故选B。
5. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是周期表中电负性最大的元素,基态Y原子p轨道电子数等于s轨道的电子数之和,Z的周期数与主族序数相等,W的最高价氧化物分子气态时呈平面正三角形。下列说法正确的是
A. 简单离子半径: B. X的最高化合价为
C. 最简单氢化物的热稳定性: D. Y、Z的第一电离能:
【答案】A
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是周期表中电负性最大的元素,X是F元素;基态Y原子p轨道电子数等于s轨道的电子数之和,即电子排布式为1s22s22p63s2,则Y为Mg元素;Z的周期数与主族序数相等,Z为Al元素;W的最高价氧化物分子气态时呈平面正三角形的为SO3,故W为S元素。
【详解】A.一般而言,电子层数越多的半径越大,当半径相同时,核电荷数大的半径大,则简单离子半径:,A项正确;
B.F元素没有正价,B项错误;
C.非金属性:F>S,最简单氢化物的热稳定性:,C项错误;
D.镁第一电离能失去的是3s轨道的电子,铝第一电离能失去的是3p轨道的电子,3p轨道的电子能量高,更易失去,故第一电离能:,D项错误;
故选A。
6. 下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A. 氨易溶于水,可用作制冷剂
B. NaClO溶液呈碱性,可用于杀菌消毒
C. 具有氧化性,可用于保温瓶内胆镀银
D. 的熔、沸点较低,可用作火箭、导弹的液体燃料
【答案】C
【解析】
【详解】A.液氨气化时吸收大量的热,可用作制冷剂,A不符合题意;
B.NaClO具有强氧化性,可用于杀菌消毒,B不符合题意;
C.具有氧化性,能被还原为单质银,可用于保温瓶内胆镀银,C符合题意;
D.与过氧化氢、液氧等反应时放出大量的热,可用作火箭、导弹的液体燃料,D不符合题意;
故答案选C。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向NaClO溶液中通入少量:
B. 向溶液中滴加NaHS溶液:
C. 向饱和溶液中通入过量CO2:
D. 向溶液中滴加溶液至沉淀完全:
【答案】B
【解析】
【详解】A.少量通入NaClO溶液中,被NaClO氧化,反应的离子方程式为,A项错误;
B.向溶液中滴加NaHS溶液,HS-被氧化为硫单质,反应的离子方程式为,B项正确;
C.向饱和溶液中通入过量,有晶体析出,反应的离子方程式为,C项错误;
D.中含有和,完全沉淀需要消耗,由知,总反应方程式为 ,D项错误。
8. 物质的结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是
性质差异
结构因素
A
沸点:正丁烷()高于异丁烷()
分子间氢键
B
熔点:(399℃,易升华)低于(714℃)
离子键强弱
C
酸性:强于
羟基极性
D
溶解性:易溶于水,难溶于水
范德华力
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.正丁烷和异丁烷形成的晶体都是分子晶体,两者互为同分异构体,同分异构体中支链越多,范德华力越小,沸点越低,A错误;
B.为共价化合物,形成的晶体为分子晶体,熔点较低,为离子化合物,形成的晶体为离子晶体,熔点较高,熔点差异的原因是晶体类型不同,B错误;
C.由于电负性:,键极性大于键,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,C正确;
D.与形成分子间氢键使得溶解性增强,而不能,D错误;
故选C。
9. 由下列实验操作和现象能得出相应结论的是
实验操作
现象
结论
A
取少量葡萄酒加热,将产生的气体通入酸性溶液
酸性溶液褪色
葡萄酒中含有
B
向溶液中通入气体
出现黑色沉淀
酸性:
C
向的溶液中滴加稀硫酸酸化的溶液,再滴加KSCN溶液
溶液先变黄色,再变为红色
氧化性:
D
强碱性条件下,将有机物与新制氢氧化铜悬浊液加热至沸腾
出现红色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热葡萄酒时挥发的乙醇具有还原性,可使酸性溶液褪色,无法证明葡萄酒中含有,A不符合题意;
B.向溶液中通入气体生成黑色沉淀,是因为难溶于稀硫酸,该反应不能证明酸性,B不符合题意;
C.溶液中滴加稀硫酸酸化的溶液后,酸性条件下也具有强氧化性,也能将氧化为,无法证明氧化性,C不符合题意;
D.强碱性条件下,有机物与新制悬浊液共热生成红色沉淀,说明有机物含醛基或甲酸酯基,与结论表述一致,D符合题意;
故选D。
10. 下列实验方案设计合理的是
A.用pH试纸测定新制氯水的pH
B.用托盘天平称取4.0 g NaOH
C.蒸干溶液制无水固体
D.对含有的尾气进行处理
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.因氯水中HClO具有漂白性,不能利用pH试纸测量pH,应选用pH计,A不符合题意;
B.氢氧化钠是腐蚀性固体,要用小烧杯或称量瓶称量,B不符合题意;
C.水解生成和HCl,蒸发结晶时盐酸挥发,能促进水解完全,不能得到无水固体,C不符合题意;
D.可以和NaOH溶液反应,可用于吸收,D符合题意;
故选D。
11. 固态储氢材料具有不易泄露、不易爆炸等优点。如图是铁镁储氢材料的立方晶胞,晶胞参数为a nm;氢原子通过与铁镁形成化学键储存在晶体中,并位于以铁原子为中心的正八面体顶点处。下列说法正确的是
A. 该储氢材料的化学式为MgFe B. 与镁原子最近的铁原子有8个
C. 储氢后晶体密度为 D. 晶胞中Fe与Mg的最短距离为
【答案】C
【解析】
【分析】首先用均摊法计算晶胞内各原子个数,Mg位于晶胞内部,共8个,Fe位于晶胞顶点和面心,个数为,确定储氢材料的最简式为。氢原子位于以Fe为中心的正八面体顶点,对应晶胞的棱心和体心位置,均摊得H个数为。结合晶胞参数、原子相对位置,推导配位数、最短距离、密度等物理量。
【详解】A.晶胞中个数为8,个数为4,最简式为,A错误;
B.以体心为中心,最近的为相邻面心,共4个,B错误;
C.储氢后晶胞质量为 ,晶胞体积为,密度,C正确;
D.在面心,在晶胞内部,最短距离为体对角线的四分之一,即 ,D错误;
故选 C。
12. 某化学实验小组以铅蓄电池为电源模拟对含二甲胺的工业废水进行处理,反应原理如图1所示(a池发生反应的微观过程如图2所示,转化过程中b池溶质的物质的量不变)。下列说法错误的是
A. 工作时铅蓄电池的铅电极连接N极 B. 阴极电极反应式:
C. 离子交换膜为阴离子交换膜 D. 转移6 mol 时,理论上阳极区生成1 mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图2知,M极为阳极,则N极为阴极,故工作时铅蓄电池的铅电极(负极)与N极相连,A项正确;
B.阴极电极反应式:,B项正确;
C.工作过程中b池溶质的物质的量不变,阴极区生成的定向移动到阳极区”修改为“阳极区进行氧化反应消耗,阴极区进行还原反应生成,为保持电荷守恒,从阴极区通过离子交换膜移向阳极区,C项正确;
D.当转移6 mol电子时,生成,碱性条件下生成,根据方程式 可知,理论上阳极区生成,D项错误。
13. 在三唑()水溶液微滴表面反应可生成HCOOH,可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 三唑能降低该反应的焓变
B. 换成,可生成
C. 反应过程中有非极性键形成和断裂
D. 常温常压、无催化剂条件下,与反应可生成HCOOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.由机理图可知,在反应过程中三唑作为催化剂,能降低反应的活化能,但不能改变焓变,A错误;
B.由机理图可知,中的氧原子是来自,而不是来自,B错误;
C.由机理图可知,反应过程中伴随有氮氮双键的断裂和中键的形成,故有非极性键的断裂和形成,C正确;
D.由机理图可知,反应是在三唑的催化下进行的,若无催化剂,常温常压下与反应生成,D错误;
故选C。
14. 常温下,在、和HR混合液中滴加NaOH溶液,pM与pH关系如图所示。已知:,M代表或或。该条件下,。下列说法错误的是
A. X代表,Z代表
B. 常温下,
C. 在含、的溶液中滴加稀NaOH溶液先生成
D. 常温下, )的平衡常数K为1000
【答案】C
【解析】
【分析】pH升高时,溶液中浓度增大,、浓度减小,对应 随pH升高而增大。HR的电离平衡正向移动,随pH升高而增大,对应随pH升高而减小,因此下降曲线Z代表,上升曲线X、Y分别对应两种金属离子。已知 ,相同pH下,浓度大于浓度,对应pM更小,因此Y代表,X代表。
【详解】A.pH升高时增大对应pM减小,Z为下降曲线代表,相同pH下,浓度更小pM更大,X为pM更大的上升曲线代表,A正确;
B.pH=4时X曲线对应pM=0,计算得,B正确;
C.未说明、的起始浓度相等,无法判断哪种离子的离子积先达到对应溶度积,不一定先析出,C错误;
D.pH=7时Y曲线pM=1,则Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,pH=5时Z曲线pM=0,则HR的Ka=10-5,目标反应平衡常数 ,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 乳酸亚铁固体是一种补铁剂,它易溶于水,难溶于乙醇,其水溶液易被氧化,可由乳酸与反应制得。回答下列问题:
Ⅰ.制备。
在还原性气氛中,用亚铁盐与溶液制备,装置如图所示。已知碳酸亚铁干燥品在空气中比较稳定,而潮湿品在空气中易被氧化为
(1)仪器A的名称为_______,选用稀硫酸而不用浓硫酸的主要原因是_______。
(2)实验操作:向气密性良好的装置中添加药品,打开活塞1、3,关闭活塞2,反应一段时间后,关闭活塞1,_______(补充操作),装置C中出现白色沉淀同时有大量气泡生成。装置C中发生反应的离子方程式为_______。
(3)碳酸亚铁在潮湿空气中被氧化的化学方程式为_______。
Ⅱ.制备乳酸亚铁并测定其纯度。
将制得的加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸,经系列操作后得到产品。
称取5.0 g样品,灼烧至完全灰化,加盐酸溶解配成250 mL溶液,取25.00 mL于锥形瓶中,加入过量KI溶液充分反应,然后加入1~2滴淀粉溶液,用的标准溶液滴定,滴定终点时,测得消耗标准溶液20.00 mL。(已知:)
(4)制备乳酸亚铁时的加热方式为_______,加入少量铁粉的目的是_______。
(5)该样品中乳酸亚铁的质量分数为_______%(保留一位小数)。
(6)若用酸性溶液直接滴定样品,测得纯度偏高,可能的原因是_______(填字母)。
A.酸性溶液可以氧化乳酸根(或乳酸),导致标准液消耗量偏多
B.滴定管取待测液时,水洗后未用待测液润洗
C.滴定时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 稀硫酸和铁反应生成的可将装置C中的空气排尽,防止被氧化且生成的便于将溶液压入三颈烧瓶中,而浓硫酸遇铁会使铁钝化
(2) ①. 打开活塞2,关闭活塞3 ②.
(3)
(4) ①. 水浴加热 ②. 防止被氧化
(5)93.6 (6)AC
【解析】
【小问1详解】
仪器A为恒压滴液漏斗,可平衡漏斗与烧瓶内压强,使稀硫酸顺利滴下。常温下浓硫酸具有强氧化性,会使铁发生钝化,无法持续反应生成氢气;稀硫酸与铁反应生成的氢气可排尽装置内空气,防止生成的硫酸亚铁被氧化,同时生成的氢气使装置B内压强增大,可将生成的硫酸亚铁溶液压入装置C中参与反应。
【小问2详解】
反应一段时间后装置内空气已被氢气完全排尽,关闭活塞1,打开活塞2,关闭活塞3,装置B内压强持续增大,将硫酸亚铁溶液压入装置C中。装置C中亚铁离子与碳酸氢根离子发生互相促进的水解反应,生成碳酸亚铁沉淀、二氧化碳和水,离子方程式为。
【小问3详解】
潮湿的碳酸亚铁与空气中氧气、水反应生成氢氧化铁和二氧化碳,铁元素从+2价升高到+3价,氧元素从0价降低到-2价,配平后化学方程式为。
【小问4详解】
反应温度为75℃,低于水的沸点,故采用水浴加热的方式,可保证受热均匀、温度易于控制。乳酸亚铁中亚铁离子易被氧化,加入少量铁粉可将被氧化生成的三价铁离子还原为亚铁离子,防止被氧化,提高产物纯度。
【小问5详解】
根据反应关系可知~,故25.00mL待测液中 ,250mL溶液中 ,乳酸亚铁的摩尔质量为,故样品中乳酸亚铁的质量分数为 。
【小问6详解】
A.酸性高锰酸钾具有强氧化性,可氧化乳酸根或乳酸,导致消耗的标准液体积偏大,计算得到的亚铁离子含量偏高,测得纯度偏高,A正确;
B.滴定管水洗后未用待测液润洗,会导致待测液被稀释,取液中溶质物质的量偏小,消耗标准液体积偏小,测得纯度偏低,B错误;
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,读取的标准液体积偏大,计算得到的纯度偏高,C正确;
故选AC。
16. 草酸钴晶体()用途广泛,可用于指示剂、催化剂的制备等。利用水钴矿(主要成分为,含少量FeO、、MnO、MgO、CaO、SiO等)制备的工艺流程如下:
已知:常温下,部分金属阳离子沉淀时溶液的pH如表所示。
沉淀物
开始沉淀时pH
2.7
7.5
7.6
4.0
7.7
完全沉淀时pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
回答下列问题:
(1)“浸出”时为提高钴元素的浸取率,可以采取的措施为_______(填两条),发生反应的离子方程式为_______。
(2)“氧化”的目的是_______,调节pH的范围为_______。
(3)“除钙、镁”后过滤,滤液中的_______。[已知:该生产条件下,,]
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图甲所示。在pH接近于3.0条件下萃取的原因是_______。
(5)中钴元素为价,则碳元素的化合价为_______,草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。高温灼烧,其热重曲线如图乙所示。则D点对应固体的化学式为_______。
【答案】(1) ①. 将水钴矿粉碎、适当升高温度、搅拌、适当增大浓度 ②.
(2) ①. 把氧化为 ②. [5.2~7.6)或
(3)或0.01
(4)此时,萃取率较低而、和基本萃取完全
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】用水钴矿(主要成分为,含少量FeO、、MnO、MgO、CaO、等)制备草酸钴,根据工业流程,在水钴矿中加入硫酸和亚硫酸钠,所得浸出液中含有的阳离子为:、、、、、、,不反应形成浸渣;浸出液加将氧化为;再加入碳酸钠溶液调节pH ,将、转化为、沉淀为滤渣1,过滤后的滤液中加是将、转化为、沉淀形成滤渣2;向滤液中加入萃取剂,将锰离子萃取,在萃取后的余液中加入草酸铵得到草酸钴,最后再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤得到草酸钴晶体。
【小问1详解】
提高浸取率的措施有将水钴矿粉碎、适当升高温度、搅拌、适当增大浓度等; 中+3价被还原为,被氧化为 ,离子方程式为 。
【小问2详解】
浸出后杂质铁以存在,沉淀pH较大,氧化为后可通过调pH除去;调节pH需要使、完全沉淀,而不沉淀,结合表格数据得到pH范围为[5.2~7.6)或。
【小问3详解】
对于型沉淀,,溶液中相同,因此 。
【小问4详解】
结合图甲,萃取的目的是除去杂质,保留,pH接近3.0时,杂质离子的萃取率高,可除去杂质,而萃取率低而萃取率高,能有效分离且钴元素损失少,留在溶液中 。
【小问5详解】
化合物中化合价代数和为0,设C化合价为x,+2+2x+4×(−2)=0,解得x=+3; 设1 mol 质量为59+2×12+4×16+2×18=183 g,D点剩余固体质量为183 g×43.9%≈80.3 g,1 mol Co质量为59 g,则剩余O质量为80.3 g−59 g=21.3 g,,,故固体为。
17. 甲醚()是一种清洁燃料,能替代柴油作车用能源,具有广阔的市场前景。一定条件下,通过的还原作用,可转化为,反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
反应Ⅲ: 。
回答下列问题:
(1)反应的_______。
(2)恒温恒容条件下,能说明反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A. B. 反应体系的总压强保持不变
C. 的百分含量保持不变 D. 容器内气体的密度保持不变
(3)将3 mol与1 mol通入体积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,反应过程中的平衡转化率(X)与含碳物质的平衡收率(Y)随温度变化如图甲所示。
已知:ⅰ.选择性 ;
ⅱ.收率 。
①520 K时,反应经10 min达平衡,0~10 min内的平均反应速率为_______;该温度下反应Ⅰ的压强平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,保留三位有效数字)。
②520 K时,甲醇的选择性为_______%(保留一位小数)。在520~532 K范围内甲醚的选择性随温度的升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)甲醚燃料电池的工作原理如图乙所示,质子交换膜两侧的溶液均为溶液。
①a极电极反应式为_______。
②当电路中有0.6 mol电子通过时,左右两侧溶液的质量差为_______g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
【答案】(1)(或) (2)AC
(3) ①. 0.0035 ②. ③. 20.8 ④. 减小
(4) ①. ②. 8.1
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知2×(反应Ⅰ+反应Ⅱ)+反应Ⅲ能得到反应,所以,;
【小问2详解】
A.反应平衡时,,根据反应,反应速率存在数量关系 ,变形可得,由可得,能判断反应达到平衡,A符合题意;
B.恒温恒容条件下,反应体系总压强与气体总物质的量成正比,反应前后气体物质的量不变,体系压强保持恒定,不能判断反应是否达到平衡,B不符合题意;
C.反应达到化学平衡状态,反应体系内各物质组分恒定,则的百分含量保持不变能判断反应是否达到平衡,C符合题意;
D.容器内气体密度等于气体质量除以体积,参与反应的物质均为气体,且恒容条件下容器内气体体积恒定,则气体密度恒定不变,不能判断反应是否达到平衡,D不符合题意;
答案选AC;
【小问3详解】
①由图可知,520K时,的平衡收率为14%,根据公式可得平衡时甲醚的物质的量 ,甲醚的平均反应速率;
根据平衡时物质平衡转化率和收率可得 、 、 ,由碳元素守恒可得 ,由氧元素守恒可得 ,由氢元素守恒可得 ,平衡时体系内 、 、 、 、 、 ,气体总物质的量 ,反应Ⅰ的压强平衡常数;
②520K时甲醇的选择性 ;由图可得520K时,甲醚的选择性 ,532K时,甲醚收率变为15%,的消耗量为 ,甲醚的物质的量为 ,甲醚的选择性 ,温度升高,甲醚的选择性减小;
【小问4详解】
①甲醚燃料电池中通入甲醚的a电极作负极,发生氧化反应,通入氧气的b电极作正极,发生还原反应,负极(a极)甲醚失电子氧化成,电极反应式为,b极(正极)反应式为,答案为;
②根据负极反应式,转移0.6 mol电子,左侧溶液中反应消耗 甲醚,生成,逸出的质量为 ,由正极反应式,消耗氧气的质量为 ,同时有0.6 mol通过质子交换膜从左侧向右侧移动,左侧溶液质量变化为加入甲醚的质量减去逸出的质量和移向右侧的氢离子的质量,即 ,右侧溶液质量变化为反应消耗的氧气的质量加移入右侧溶液的氢离子的质量,即 ,左右两侧溶液的质量差为 。
18. 化合物H是一种药物中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)B与按物质的量之比反应生成三种不同的有机产物,除有机物C外,另外两种产物的结构简式为_______、_______,该反应类型为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)从结构角度解释,框线内碳上的氢原子易发生取代反应的原因是_______。
(5)符合下列条件的A的芳香族同分异构体有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为_______。
①能与溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应
(6)参考上述路线,以甲苯和F为原料,制备的合成路线图如下,X和Y的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. 取代反应
(3) (4)碳的相邻碳均为羰基碳,氧电负性很大,容易吸引电子,使得碳上的氢原子与碳之间电子云偏向碳,该氢原子容易被取代
(5) ①. 13 ②.
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】A与、HCl发生氯甲基化反应生成B,B中氯原子和酚羟基分别与乙酸酐发生取代反应生成C,C经过多步反应转化为D,D在HCl酸性条件下水解生成E,E与F发生取代反应生成G,结合E化学式、G结构,则E为,G中酯基发生取代成环得到H。
【小问1详解】
A()中苯环碳原子、羰基碳原子均为杂化;羰基相连的甲基碳原子是饱和碳,为杂化;
【小问2详解】
B()中含1个酚羟基和1个氯甲基,与2分子乙酸酐[]发生取代反应:酚羟基的氢原子被乙酰基( )取代、氯甲基的氯原子被乙酰氧基( )取代,除C外,另外两种有机产物为乙酸()和乙酰氯(),反应类型为取代反应;
【小问3详解】
D中酯基在酸性条件下发生水解反应得到E,E和F发生取代反应生成G,结合E的分子式和G的结构,可知E的结构简式为:;
【小问4详解】
α−碳相邻的两个酯羰基是吸电子基团,氧的电负性很大,容易吸引电子,使 上的键极性增强,活性增强,氢原子更容易被取代;
【小问5详解】
A的分子式为,其同分异构体需满足条件:①含酚羟基,②含醛基;则分两种情况:苯环连2个取代基:和,有邻、间、对3种;苯环连3个不同取代基:、、,定二移一,定醛基和羟基在苯环位置有邻、间、对三种,移动甲基位置如图、、,共10种; 总计种; 其中核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比,说明为对位二取代,结构简式为;
【小问6详解】
甲苯光照下与溴发生侧链卤代,生成即X;X与丙二酸二乙酯F()发生α氢的取代反应,生成即Y,Y酸性条件下水解后得到目标产物。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
化学(一)
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mg 24 Fe 56 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. 化学与生活息息相关。下列叙述中没有涉及氧化还原反应的是
A. 医用酒精消毒 B. 木材燃烧
C. 植物油久置变质 D. 铝制品切口变暗
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙烯的空间填充模型: B. 聚丙烯的结构简式:
C. 中子数为18的氯核素: D. 氯化钙的电子式:
3. 规范操作是实验安全的保障。下列做法正确的是
A. 实验室制取时,没有在通风橱内进行 B. 闻气体气味时,将鼻孔靠近集气瓶口
C. 金属钠着火时,用干燥的细沙覆盖扑灭 D. 取用石灰石等块状固体时,直接用手拿
4. 化合物X具有广谱抗菌活性,其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. X的分子式为
B. 1 mol X最多消耗6 mol NaOH
C. X与足量加成后的产物分子中含5个手性碳原子
D. X在一定条件下能与HCHO发生缩聚反应
5. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是周期表中电负性最大的元素,基态Y原子p轨道电子数等于s轨道的电子数之和,Z的周期数与主族序数相等,W的最高价氧化物分子气态时呈平面正三角形。下列说法正确的是
A. 简单离子半径: B. X的最高化合价为
C. 最简单氢化物的热稳定性: D. Y、Z的第一电离能:
6. 下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A. 氨易溶于水,可用作制冷剂
B. NaClO溶液呈碱性,可用于杀菌消毒
C. 具有氧化性,可用于保温瓶内胆镀银
D. 的熔、沸点较低,可用作火箭、导弹的液体燃料
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向NaClO溶液中通入少量:
B. 向溶液中滴加NaHS溶液:
C. 向饱和溶液中通入过量CO2:
D. 向溶液中滴加溶液至沉淀完全:
8. 物质的结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是
性质差异
结构因素
A
沸点:正丁烷()高于异丁烷()
分子间氢键
B
熔点:(399℃,易升华)低于(714℃)
离子键强弱
C
酸性:强于
羟基极性
D
溶解性:易溶于水,难溶于水
范德华力
A. A B. B C. C D. D
9. 由下列实验操作和现象能得出相应结论的是
实验操作
现象
结论
A
取少量葡萄酒加热,将产生的气体通入酸性溶液
酸性溶液褪色
葡萄酒中含有
B
向溶液中通入气体
出现黑色沉淀
酸性:
C
向的溶液中滴加稀硫酸酸化的溶液,再滴加KSCN溶液
溶液先变黄色,再变为红色
氧化性:
D
强碱性条件下,将有机物与新制氢氧化铜悬浊液加热至沸腾
出现红色沉淀
A. A B. B C. C D. D
10. 下列实验方案设计合理的是
A.用pH试纸测定新制氯水的pH
B.用托盘天平称取4.0 g NaOH
C.蒸干溶液制无水固体
D.对含有的尾气进行处理
A. A B. B C. C D. D
11. 固态储氢材料具有不易泄露、不易爆炸等优点。如图是铁镁储氢材料的立方晶胞,晶胞参数为a nm;氢原子通过与铁镁形成化学键储存在晶体中,并位于以铁原子为中心的正八面体顶点处。下列说法正确的是
A. 该储氢材料的化学式为MgFe B. 与镁原子最近的铁原子有8个
C. 储氢后晶体密度为 D. 晶胞中Fe与Mg的最短距离为
12. 某化学实验小组以铅蓄电池为电源模拟对含二甲胺的工业废水进行处理,反应原理如图1所示(a池发生反应的微观过程如图2所示,转化过程中b池溶质的物质的量不变)。下列说法错误的是
A. 工作时铅蓄电池的铅电极连接N极 B. 阴极电极反应式:
C. 离子交换膜为阴离子交换膜 D. 转移6 mol 时,理论上阳极区生成1 mol
13. 在三唑()水溶液微滴表面反应可生成HCOOH,可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 三唑能降低该反应的焓变
B. 换成,可生成
C. 反应过程中有非极性键形成和断裂
D. 常温常压、无催化剂条件下,与反应可生成HCOOH
14. 常温下,在、和HR混合液中滴加NaOH溶液,pM与pH关系如图所示。已知:,M代表或或。该条件下,。下列说法错误的是
A. X代表,Z代表
B. 常温下,
C. 在含、的溶液中滴加稀NaOH溶液先生成
D. 常温下, )的平衡常数K为1000
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 乳酸亚铁固体是一种补铁剂,它易溶于水,难溶于乙醇,其水溶液易被氧化,可由乳酸与反应制得。回答下列问题:
Ⅰ.制备。
在还原性气氛中,用亚铁盐与溶液制备,装置如图所示。已知碳酸亚铁干燥品在空气中比较稳定,而潮湿品在空气中易被氧化为
(1)仪器A的名称为_______,选用稀硫酸而不用浓硫酸的主要原因是_______。
(2)实验操作:向气密性良好的装置中添加药品,打开活塞1、3,关闭活塞2,反应一段时间后,关闭活塞1,_______(补充操作),装置C中出现白色沉淀同时有大量气泡生成。装置C中发生反应的离子方程式为_______。
(3)碳酸亚铁在潮湿空气中被氧化的化学方程式为_______。
Ⅱ.制备乳酸亚铁并测定其纯度。
将制得的加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸,经系列操作后得到产品。
称取5.0 g样品,灼烧至完全灰化,加盐酸溶解配成250 mL溶液,取25.00 mL于锥形瓶中,加入过量KI溶液充分反应,然后加入1~2滴淀粉溶液,用的标准溶液滴定,滴定终点时,测得消耗标准溶液20.00 mL。(已知:)
(4)制备乳酸亚铁时的加热方式为_______,加入少量铁粉的目的是_______。
(5)该样品中乳酸亚铁的质量分数为_______%(保留一位小数)。
(6)若用酸性溶液直接滴定样品,测得纯度偏高,可能的原因是_______(填字母)。
A.酸性溶液可以氧化乳酸根(或乳酸),导致标准液消耗量偏多
B.滴定管取待测液时,水洗后未用待测液润洗
C.滴定时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
16. 草酸钴晶体()用途广泛,可用于指示剂、催化剂的制备等。利用水钴矿(主要成分为,含少量FeO、、MnO、MgO、CaO、SiO等)制备的工艺流程如下:
已知:常温下,部分金属阳离子沉淀时溶液的pH如表所示。
沉淀物
开始沉淀时pH
2.7
7.5
7.6
4.0
7.7
完全沉淀时pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
回答下列问题:
(1)“浸出”时为提高钴元素的浸取率,可以采取的措施为_______(填两条),发生反应的离子方程式为_______。
(2)“氧化”的目的是_______,调节pH的范围为_______。
(3)“除钙、镁”后过滤,滤液中的_______。[已知:该生产条件下,,]
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图甲所示。在pH接近于3.0条件下萃取的原因是_______。
(5)中钴元素为价,则碳元素的化合价为_______,草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。高温灼烧,其热重曲线如图乙所示。则D点对应固体的化学式为_______。
17. 甲醚()是一种清洁燃料,能替代柴油作车用能源,具有广阔的市场前景。一定条件下,通过的还原作用,可转化为,反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
反应Ⅲ: 。
回答下列问题:
(1)反应的_______。
(2)恒温恒容条件下,能说明反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A. B. 反应体系的总压强保持不变
C. 的百分含量保持不变 D. 容器内气体的密度保持不变
(3)将3 mol与1 mol通入体积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,反应过程中的平衡转化率(X)与含碳物质的平衡收率(Y)随温度变化如图甲所示。
已知:ⅰ.选择性 ;
ⅱ.收率 。
①520 K时,反应经10 min达平衡,0~10 min内的平均反应速率为_______;该温度下反应Ⅰ的压强平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,保留三位有效数字)。
②520 K时,甲醇的选择性为_______%(保留一位小数)。在520~532 K范围内甲醚的选择性随温度的升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)甲醚燃料电池的工作原理如图乙所示,质子交换膜两侧的溶液均为溶液。
①a极电极反应式为_______。
②当电路中有0.6 mol电子通过时,左右两侧溶液的质量差为_______g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
18. 化合物H是一种药物中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)B与按物质的量之比反应生成三种不同的有机产物,除有机物C外,另外两种产物的结构简式为_______、_______,该反应类型为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)从结构角度解释,框线内碳上的氢原子易发生取代反应的原因是_______。
(5)符合下列条件的A的芳香族同分异构体有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为_______。
①能与溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应
(6)参考上述路线,以甲苯和F为原料,制备的合成路线图如下,X和Y的结构简式分别为_______和_______。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$