内容正文:
2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
化学(三)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在试卷、答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标号。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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Fe-56
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. 我国历史悠久,文化底蕴深厚,不仅拥有大量的物质文化遗产,也拥有众多珍贵的非物质文化遗产。下列非物质文化遗产中主要由硅酸盐材料制成的是
A.泥塑
B.西河大鼓
C.皮影(戏)
D.龙凤贡面
A. A B. B C. C D. D
2. 化学实验的安全规范与试剂保存方法密切相关。下列叙述正确的是
A. 金属钠、镁等着火时,可用泡沫灭火器或水扑灭
B. 液溴应保存在玻璃塞的棕色细口瓶中,并在液面上加少量水形成水封
C. 做氢气还原三氧化钨(WO3)实验时,先点燃酒精灯,后通入氢气
D. 未用完的白磷丢入废液缸,避免白磷对环境造成危害
3. 下列化学用语错误的是
A. 基态Se原子M能层的电子排布式为
B. SO2的VSEPR模型为
C. 丙烷中碳原子的杂化轨道示意图:
D. HCl中键的形成过程:
4. VCl3在电子、光学和高分子材料等领域具有重要的应用。利用与反应制备的原理为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有的非极性键的数目为
B. 生成时转移电子的数目为
C. 含有的键的数目为
D. 基态硫原子含有的未成对电子数目为
5. 依据下列实验现象或实验目的,对应离子反应方程式正确的是
A. 将浓硫酸滴入一定量固体中产生红棕色气体:
B. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 利用悬浊液、氨气和二氧化碳制备硫酸铵:
D. 证明对的配位能力强于:
6. 某种化学品的结构如图所示,已知、、、、均为短周期主族元素,其中、、在同一周期,Z、同处另一周期,基态原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2:1.下列说法错误的是
A. 简单气态氢化物稳定性:
B. 与可以形成只含极性键的非极性分子
C. 同一周期中,第一电离能处在和之间的元素有1种
D. 简单离子半径:
7. 宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一。下列事实与解释不符的是
选项
事实
解释
A
相同条件下,沸点:O3>O2
O3相对分子质量更大,且为极性分子
B
氮原子间比磷原子间更易形成键
磷原子半径大,p轨道不易形成肩并肩重叠
C
中NH3内键角大于氨气中NH3内键角
两种氨分子中N原子杂化方式不同
D
第一电离能:Ca>Ga
Ca的4s能级电子能量低于Ga的4p能级电子能量
A. A B. B C. C D. D
8. NaH是一种强还原剂,与水蒸气接触后剧烈水解。化学实验小组利用下图装置制备NaH,下列说法正确的是
A. 装置的连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅲ→Ⅴ→Ⅱ
B. 碱石灰的作用为除去H2中混有的两种杂质
C. 点燃Ⅲ处酒精灯之前需在Ⅱ处收集H2并验纯
D. 若在Ⅱ处闻到臭鸡蛋气味则需要调快滴加盐酸的流速
9. 我国火力发电系统多采用的脱硫方式为石灰石—石膏法,工业上具体流程如下:
下列说法错误的是
A. 石灰石的“破碎”和“浆化”有利于燃煤废气与石灰石充分接触
B. “脱硫”可降低酸雨的产生,但不能减缓温室效应
C. “脱硫”时发生的氧化还原反应为
D. 脱硫后的浊液直接蒸干即可获得石膏
10. 一种利用生物基原料a合成高分子化合物f的路线如下:
已知:一个碳原子上连接两个羟基的物质不稳定。下列说法正确的是
A. b、c中的含氧官能团相同
B. d的核磁共振氢谱中有2组峰
C. 与e含有相同官能团的的同分异构体有4种(不包括立体异构)
D. 1molf完全水解得到d和e各1 mol
11. 某小组同学欲探究和HCHO的反应产物。将的NaOH溶液(过量)、的溶液和37%~40%的HCHO溶液按一定比例混合加热。实验记录如下。已知:。下列说法错误的是
实验
Ⅰ
Ⅱ
试剂用量
实验现象
砖红色固体生成,有少量气体产生
紫红色固体生成,有大量气体产生
A. 向Ⅰ中的砖红色固体中加入足量稀硫酸,仍有固体存在,说明砖红色固体中有Cu
B. 可用X射线衍射技术确认实验Ⅰ中砖红色固体含有
C. 取少量反应后的溶液,加入过量盐酸,未产生使澄清石灰水变浑浊的气体,可证明甲醛的氧化产物为HCOONa
D. 实验Ⅱ中Cu产生的主要原因为沉淀继续被过量的HCHO还原所致
12. 我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 与具有的总键能大于的总键能
B. 该反应的焓变:
C. 过渡态物质的稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 其他条件相同时的反应速率:使用催化剂AuF>使用催化剂
13. 二次电池“超钠F1”的电极材料分别为(普鲁士白)和(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是
A. 阳极材料为
B. 充电时,阴极的电极反应式可表示为
C. 放电时,电路中每转移1mol电子,嵌钠硬碳电极的质量增加23g
D. “超钠F1”在充、放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌
14. 某酸性有机物可用表示,易与结合形成配离子或分子,其配位反应及平衡常数如下:
,
,
,向溶液中加入足量溶液,再用溶液进行滴定,反应过程中各形态钴的分布分数与关系如图(X代表、、),其中。已知的。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示与的关系
B. 的
C. 点与点溶液比较:
D. 滴定过程始终存在关系:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钪是一种重要的稀土元素,含钪物质在电子工业、宇航和核技术、材料科学等领域有广泛应用。从冶炼钨锰铁合金所产熔渣中提取的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.冶炼钨锰铁合金所产熔渣主要成分如下表:
成分
铁及其氧化物
其他难溶于酸的杂质
质量分数/%
0.05~1.0
___________
Ⅱ.TiO2不溶于稀酸,溶于热的浓硫酸、浓盐酸、浓;“萃取”反应可表示为(HR表示P204中的有机物)。
Ⅲ.常温下,、;、。
(1)基态Sc原子的核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”后,TiO2转移到___________(填“浸液”或“浸渣”)中;该工序加入适量的作用为___________。
(3)水相1中提取所得MnSO4溶液经惰性电极电解可制备MnO2,其阳极反应式为___________。
(4)有机相2经再生可返回“萃取”工序再利用,再生适合选用的试剂为___________。
(5)“沉钪1”和“沉钪2”所得滤液中溶质___________(填“相同”或“不相同”);“沉钪1”时加入H2C2O4,能使溶液中的部分Fe2+转化为FeC2O4,其原因为___________(通过计算说明)。
(6)“灼烧2”反应的化学方程式为___________。
16. 安息香和二苯乙二酮不仅是重要的化工原料,还可作为自由基固化的光引发剂,并且在药物合成方面都有广泛的应用。某研究小组进行“二苯乙二酮的制备与产率计算”的课题研究,实验原理如下:
【查阅资料】
a.安息香的合成原料苯甲醛不稳定,易被氧化。
b.使用维生素作为催化剂时,在高浓度碱液中反应会导致催化过程中维生素的噻唑环开环失效。
c.采用三氯化铁作氧化剂合成二苯乙二酮,在加热回流过程中,反应体系受热不均,导致产品出现炭化的现象。
d.相关理化数据:
性质
物质
相对分子质量
密度/
溶解性
苯甲醛
106
1.06
难溶于水,易溶于乙醇
安息香
212
1.31
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
二苯乙二酮
210
1.52
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
碳酸氢钠
84
2.20(饱和溶液)
溶于水,不溶于乙醇
【实验方案】
二苯乙二酮的制备:
①分别量取一定量的苯甲醛与过量饱和溶液于分液漏斗中,振荡多次,静置分液,得到纯化的苯甲醛。
②向50mL烧瓶中加入0.90g维生素和1.75mL水,加入磁子,磁力搅拌使其溶解,再加入乙醇和纯化的苯甲醛。
③在磁力搅拌下缓慢滴加适量溶液,控制滴加时间5~30min。安装加热回流装置,再从室温逐步升至,恒温一定时间后,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得到安息香。
④在圆底烧瓶中依次加入合成的安息香、一定量的、水和冰醋酸后摇匀,在微波反应仪中进行微波辐射,反应完毕后加入40mL热水,冷却结晶、抽滤得浅黄色粗品,进一步提纯后得到精品。
回答下列问题:
(1)仪器X的作用是_______。
(2)请写出①中发生的主要反应的化学方程式_______。
(3)将烧瓶置于微波反应仪中反应的原因是_______。
(4)下列有关说法错误的是_______。
A. ①中分液后,取下层液体参与后续反应
B. 氧化剂不选择浓硝酸的原因可能是浓硝酸反应过程中易产生,污染环境
C. 进一步提纯二苯乙二酮采用的方法是重结晶,可选择乙醇作溶剂
D. 对产品结构进行表征,可采用红外光谱仪测定产品的相对分子质量
(5)抽滤的装置如图,安全瓶的作用是_______;抽滤相较于普通过滤装置的优点是_______。
(6)本实验中二苯乙二酮的产率为_______,若③中滴加速率过快,会导致产率_______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
17. 铁及其化合物化学性质丰富,应用广泛。一定温度下,FeCl3与KI混合溶液存在如下平衡(不考虑碘单质的挥发与阳离子的水解):
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)标准摩尔生成焓是指一定温度与标准压强(101 kPa)下由元素最稳定的单质生成1mol纯物质时的焓变。已知:常温下,与的标准摩尔生成焓分别为、,则在该条件下,分解转化为和的___________(用含、的式子表示)。
(2)关于上述平衡体系的说法正确的是___________(填标号)。
A. 加入CCl4,平衡时增大
B. 加入KI固体,平衡时的值增大
C. 升高温度,反应ⅰ速率增大,反应ⅱ速率减小
D. 加水稀释,溶液中离子总数增大
(3)当时(表示起始浓度,下同),部分相关微粒的物质的量浓度随时间的变化曲线如图:
①结合图中的变化分析,反应ⅰ的活化能___________(填“大于”或“小于”)反应II的活化能。
②内,上述体系中的平均反应速率___________(保留两位有效数字)。
(4)保持混合溶液中,平衡时,、与随起始投料比的变化曲线如图。计算反应ⅱ的平衡常数K=___________(结果保留三位有效数字)。
(5)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,晶胞结构如图所示。储氢时,H2分子在立方晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢气分子之间的距离为anm,为阿伏加德罗常数的值。
①完全储氢后的晶体密度为___________。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A.镁原子位于铁原子构成的四面体空隙中
B.与为同一种核素
C.完全储氢后,距离Fe等距离且最近的H2分子个数是6
D.在铁镁合金晶胞中,与铁原子等距离且最近的镁原子数有12个
18. 左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:
i.化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
ii.氯原子易与过渡金属形成配位键
iii.
iv.
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称_______,含氮官能团的电子式_______。
(2)F的结构简式_______,E→F过程中会生成一种高分子副产物,其结构简式为_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. J→K发生了取代反应,且形成了配位键
B. B→D的反应中,断裂的是化学键a
C. I中含有共价键和离子键两种作用
D. E中含有1个手性碳原子
(4)G与反应生成H和两种气体的化学方程式_______。
(5)已知:。A→B过程中氧化剂为过氧乙酸,而不选择在Ag催化下,用作氧化剂的原因_______。
(6)写出以为原料制备的合成路线_______。(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)
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2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
化学(三)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在试卷、答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标号。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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Fe-56
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. 我国历史悠久,文化底蕴深厚,不仅拥有大量的物质文化遗产,也拥有众多珍贵的非物质文化遗产。下列非物质文化遗产中主要由硅酸盐材料制成的是
A.泥塑
B.西河大鼓
C.皮影(戏)
D.龙凤贡面
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.泥塑以黏土为原料制作,黏土的主要成分为硅酸盐,属于硅酸盐材料,故选A;
B.西河大鼓的主要材料为皮革、木材等,皮革、木材是有机高分子材料,故不选B;
C.皮影主要制作材料为兽皮,属于有机高分子材料,不属于硅酸盐材料,故不选C;
D.龙凤贡面主要成分为淀粉,属于有机高分子材料,不属于硅酸盐材料,故不选D;
选A。
2. 化学实验的安全规范与试剂保存方法密切相关。下列叙述正确的是
A. 金属钠、镁等着火时,可用泡沫灭火器或水扑灭
B. 液溴应保存在玻璃塞的棕色细口瓶中,并在液面上加少量水形成水封
C. 做氢气还原三氧化钨(WO3)实验时,先点燃酒精灯,后通入氢气
D. 未用完的白磷丢入废液缸,避免白磷对环境造成危害
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钠可与水、CO2反应,镁可在CO2中燃烧,二者着火时不能用泡沫灭火器或水扑灭,应用沙土盖灭,A错误;
B.液溴易挥发且具有强氧化性,会腐蚀橡胶塞,因此保存在玻璃塞的棕色细口瓶中,液面上加少量水形成水封可减少溴的挥发,B正确;
C.氢气属于可燃性气体,若先点燃酒精灯再通入氢气,装置内氢气与空气混合加热易发生爆炸,应先通入氢气排尽装置内空气后再点燃酒精灯,C错误;
D.白磷着火点仅40℃,易自燃,丢入废液缸易引发火灾,未用完的白磷应放回原试剂瓶,D错误;
故选B。
3. 下列化学用语错误的是
A. 基态Se原子M能层的电子排布式为
B. SO2的VSEPR模型为
C. 丙烷中碳原子的杂化轨道示意图:
D. HCl中键的形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Se是34号元素,基态Se原子核外电子排布为,M能层为第三电子层(),电子排布式为,A正确;
B.中心S原子的价层电子对数为,因此VSEPR模型为平面三角形,与题图一致,B正确;
C.丙烷中所有碳原子均为饱和碳原子,全部采取杂化,杂化会形成4个夹角约的杂化轨道,题图是杂化(3个杂化轨道、夹角)的示意图,C错误;
D.HCl分子中,H的轨道与Cl的轨道沿键轴方向头碰头重叠,形成键,题图所示过程正确,D正确;
故选C。
4. VCl3在电子、光学和高分子材料等领域具有重要的应用。利用与反应制备的原理为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有的非极性键的数目为
B. 生成时转移电子的数目为
C. 含有的键的数目为
D. 基态硫原子含有的未成对电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.的摩尔质量为,物质的量为,其结构为,每个分子仅含1个非极性键,故非极性键数目为,A错误;
B.反应中生成时,有 S从价升高到价,共失电子,即总转移电子为,故生成转移电子数目为,B错误;
C.未指明处于标准状况,无法用计算其物质的量,无法确定键数目,C错误;
D.基态硫原子价电子排布为,轨道有2个未成对电子,基态硫原子未成对电子数目为,D正确;
故选D。
5. 依据下列实验现象或实验目的,对应离子反应方程式正确的是
A. 将浓硫酸滴入一定量固体中产生红棕色气体:
B. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 利用悬浊液、氨气和二氧化碳制备硫酸铵:
D. 证明对的配位能力强于:
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸和溴化钠固体反应产生红棕色气体为溴蒸气,该过程没有离子参加反应,不能用离子方程式表示反应的发生,故A错误;
B.草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应为草酸与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰二氧化碳和水,反应的离子方程式为,故B错误;
C.制备硫酸铵的反应为硫酸钙悬浊液与氨气和二氧化碳反应生成硫酸铵和碳酸钙,反应的离子方程式为,故C正确;
D.证明氨分子对铜离子的配位能力强于水分子的反应为氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为,故D错误;
故选C。
6. 某种化学品的结构如图所示,已知、、、、均为短周期主族元素,其中、、在同一周期,Z、同处另一周期,基态原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2:1.下列说法错误的是
A. 简单气态氢化物稳定性:
B. 与可以形成只含极性键的非极性分子
C. 同一周期中,第一电离能处在和之间的元素有1种
D. 简单离子半径:
【答案】C
【解析】
【分析】、、、、均为短周期主族元素,其中、、在同一周期,Z、同处另一周期,基态原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2:1,M能形成+3价阳离子,M为Al元素;Z能形成6个共价键,Z是S元素;X形成1个共价键,X是F元素;Y形成4个共价键,Y是C元素;W形成2个共价键,W是O元素。
【详解】A.非金属性F>O>S,简单气态氢化物稳定性:HF>H2O>H2S,故A正确;
B.C与O可以形成只含极性键的非极性分子CO2,故B正确;
C.同一周期中,第一电离能处在S和Al之间的元素有Mg、Si,故C错误;
D.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:S2->F-> Al3+,故D正确;
选C。
7. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列事实与解释不符的是
选项
事实
解释
A
相同条件下,沸点:O3>O2
O3相对分子质量更大,且为极性分子
B
氮原子间比磷原子间更易形成键
磷原子半径大,p轨道不易形成肩并肩重叠
C
中NH3内键角大于氨气中NH3内键角
两种氨分子中N原子杂化方式不同
D
第一电离能:Ca>Ga
Ca的4s能级电子能量低于Ga的4p能级电子能量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.O3属于分子晶体,相对分子质量大于O2,且O3为极性分子,分子间作用力大于O2,因此沸点更高,故不选A;
B.磷原子半径大于氮原子,p轨道距离原子核更远,难以发生肩并肩的有效重叠形成π键,因此N原子比P原子间更易形成π键,故不选B;
C.游离NH3和配离子中的NH3,N原子均为sp3杂化,游离NH3中N原子有1个孤电子对,配离子中的NH3中N原子不含孤电子对,所以中NH3内键角大于氨气中NH3内键角,解释错误,故选C;
D.Ca的价电子排布为4s²,是全满的稳定结构,4s能级电子能量低于Ga的4p能级电子,Ga的4p电子更易失去,因此第一电离能Ca>Ga,解释合理,故不选D;
选C。
8. NaH是一种强还原剂,与水蒸气接触后剧烈水解。化学实验小组利用下图装置制备NaH,下列说法正确的是
A. 装置的连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅲ→Ⅴ→Ⅱ
B. 碱石灰的作用为除去H2中混有的两种杂质
C. 点燃Ⅲ处酒精灯之前需在Ⅱ处收集H2并验纯
D. 若在Ⅱ处闻到臭鸡蛋气味则需要调快滴加盐酸的流速
【答案】C
【解析】
【分析】首先明确实验原理:I.利用Zn(含ZnS)和盐酸制备;II.收集验纯;III.纯净干燥的与Na加热反应制备NaH;IV.吸收空气中水蒸气;V.除去中混有的、HCl、水蒸气;NaH遇水蒸气剧烈水解,因此整个体系需要保证无水,且为可燃性气体,加热前需要排尽空气验纯。
【详解】A.装置I制得的中混有HCl、、水蒸气三种杂质,浓硫酸(装置IV)只能干燥,无法除去HCl和,还会与反应引入新杂质,且除杂干燥应在进入反应装置III之前完成,根据实验要求整个体系保证无水,且为可燃性气体,加热前需要排尽空气验纯,正确连接顺序应该是I→V→III→IV→II,A错误;
B.如果碱石灰用于除去中混有的杂质,可同时除去HCl、、水蒸气三种杂质,不是两种;如果碱石灰放在反应装置III后,作用是防止空气中的水蒸气进入III使NaH水解,B错误;
C.是可燃性气体,与空气混合加热会发生爆炸,因此点燃III处酒精灯加热前,必须先通排尽装置内空气,在II处收集验纯,确认纯净后才能加热,C正确;
D.臭鸡蛋气味是的气味,说明未被除杂装置完全吸收,原因是盐酸滴加速率太快,气流过快,杂质没有被充分吸收,因此需要调慢滴加盐酸的流速,使杂质被充分吸收,D错误;
故选C。
9. 我国火力发电系统多采用的脱硫方式为石灰石—石膏法,工业上具体流程如下:
下列说法错误的是
A. 石灰石的“破碎”和“浆化”有利于燃煤废气与石灰石充分接触
B. “脱硫”可降低酸雨的产生,但不能减缓温室效应
C. “脱硫”时发生的氧化还原反应为
D. 脱硫后浊液直接蒸干即可获得石膏
【答案】D
【解析】
【详解】A.石灰石破碎、浆化可以增大反应物接触面积,有利于燃煤废气和石灰石充分接触反应,A正确;
B.脱硫的作用是除去燃煤废气中的,是形成酸雨的主要污染物,因此可降低酸雨产生;温室效应是等温室气体引发的,脱硫过程不会减少排放,不能减缓温室效应,B正确;
C.脱硫过程总反应为,反应中S、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,方程式配平正确,C正确;
D.石膏的成分为二水合硫酸钙,直接蒸干脱硫浊液会失去结晶水,且浊液含有杂质,无法直接得到纯净的石膏,D错误;
故选D。
10. 一种利用生物基原料a合成高分子化合物f的路线如下:
已知:一个碳原子上连接两个羟基的物质不稳定。下列说法正确的是
A. b、c中的含氧官能团相同
B. d的核磁共振氢谱中有2组峰
C. 与e含有相同官能团的的同分异构体有4种(不包括立体异构)
D. 1molf完全水解得到d和e各1 mol
【答案】B
【解析】
【分析】a是呋喃,a与b发生酰基化反应,生成c,c中乙酰基被氧化为羧基,得到d,d与e发生缩聚反应生成聚酯f,据此分析:
【详解】A.是乙酸酐,含氧官能团为酸酐基,为二乙酰基呋喃,含氧官能团为酮羰基和醚键,二者含氧官能团不同,A错误;
B.为2,5-呋喃二甲酸,分子结构高度对称,两个羧基中的氢化学环境完全相同,呋喃环上剩余的两个氢化学环境也完全相同,一共只有2种不同化学环境的氢,因此核磁共振氢谱有2组峰,B正确;
C.是1,4-丁二醇,分子式为,官能团为两个羟基,且题目说明“一个碳原子上连接两个羟基不稳定”,因此排除同碳连两个羟基的结构,稳定的同分异构体有:①直链丁烷碳骨架,有1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇,共3种,②异丁烷碳骨架,有2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,2-丙二醇,共2种,合计同分异构体共,C错误;
D.是高分子聚酯,1mol中含个重复单元,完全水解得到和,D错误;
答案选B。
11. 某小组同学欲探究和HCHO的反应产物。将的NaOH溶液(过量)、的溶液和37%~40%的HCHO溶液按一定比例混合加热。实验记录如下。已知:。下列说法错误的是
实验
Ⅰ
Ⅱ
试剂用量
实验现象
砖红色固体生成,有少量气体产生
紫红色固体生成,有大量气体产生
A. 向Ⅰ中的砖红色固体中加入足量稀硫酸,仍有固体存在,说明砖红色固体中有Cu
B. 可用X射线衍射技术确认实验Ⅰ中砖红色固体含有
C. 取少量反应后的溶液,加入过量盐酸,未产生使澄清石灰水变浑浊的气体,可证明甲醛的氧化产物为HCOONa
D. 实验Ⅱ中Cu产生的主要原因为沉淀继续被过量的HCHO还原所致
【答案】A
【解析】
【分析】利用HCHO的还原性,控制其比例可以将Cu(OH)2还原成不同价态的还原产物,实验一的有砖红色固体生成,则一定生成了砖红色的Cu2O,反应方程式可能为,则实验一中微过量的HCHO可能继续将部分Cu2O还原成Cu,同时生成少量H2,实验二由于HCHO超过量,将生成Cu2O全部还原为Cu,并产生大量H2。
【详解】A.加入稀硫酸后存在的固体可能为Cu2O遇酸分解生成的Cu,不能据此判断砖红色固体中一定有Cu,判断逻辑错误,A错误;
B.可以用X射线衍射技术确定实验I中砖红色固体的结构,进而判断是否为Cu2O,B正确;
C.HCHO被氧化的产物可能为HCOO-或,若加入盐酸,产生了使澄清石灰水变浑浊的气体,说明生成了,未观察到现象,说明氧化产物为HCOONa,C正确;
D.由分析知,D正确;
故选A。
12. 我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 与具有的总键能大于的总键能
B. 该反应的焓变:
C. 过渡态物质的稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 其他条件相同时的反应速率:使用催化剂AuF>使用催化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物的总能量的放热反应,故反应物中总键能小于生成物中的总键能,A错误;
B.由图可知,反应的焓变,B正确;
C.由图可知,过渡态1的相对能量高于过渡态2,物质的能量越高,越不稳定,所以过渡态1的稳定性小于过渡态2,C错误;
D.由图可知,使用催化剂AuF、催化剂时反应的活化能分别为109.34 kJ·mol-1、26.3 kJ·mol-1,则其他条件相同时的反应速率:使用催化剂AuF<使用催化剂,D错误;
故选B。
13. 二次电池“超钠F1”的电极材料分别为(普鲁士白)和(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是
A. 阳极材料为
B. 充电时,阴极的电极反应式可表示为
C. 放电时,电路中每转移1mol电子,嵌钠硬碳电极的质量增加23g
D. “超钠F1”在充、放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌
【答案】C
【解析】
【分析】充电时该装置为电解池,电解池中阳离子向阴极移动,由图中从左侧移向右侧,可得:充电时左侧为阳极,右侧(嵌钠硬碳)为阴极。
【详解】A.由上述推导,充电时阳极材料为,A正确;
B.充电时阴极发生得电子反应,结合生成嵌钠硬碳,电极反应式为,B正确;
C.放电时该装置为原电池,原电池的负极对应充电的阴极,即嵌钠硬碳为放电时的负极,负极发生失电子反应,脱出:。电路每转移电子,就有从嵌钠硬碳电极脱出,电极质量减少,不是增加,C错误;
D.充电时从阳极脱嵌、嵌入阴极;放电时从负极脱嵌、嵌入正极,充放电过程中在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,D正确;
故选C。
14. 某酸性有机物可用表示,易与结合形成配离子或分子,其配位反应及平衡常数如下:
,
,
,向溶液中加入足量溶液,再用溶液进行滴定,反应过程中各形态钴的分布分数与关系如图(X代表、、),其中。已知的。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示与的关系
B. 的
C. 点与点溶液比较:
D. 滴定过程始终存在关系:
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液中加入足量溶液,再用溶液进行滴定,随着pH增大,H⁺浓度降低,反应正向移动,逐渐转化为,最终转化为。即随着pH增大分布分数逐渐减小,CoA分布分数先增大后减小,分布分数逐渐增大,曲线Ⅰ表示δ()与的关系,曲线II表示δ()与的关系;曲线Ⅲ表示δ()与的关系,据此分析。
【详解】A.根据分析可知曲线Ⅲ表示δ()与的关系,A错误;
B.已知反应1:,
反应2:,,将反应1+反应2得到反应,则平衡常数,B错误;
C.M点,则,得;N点,则,得。由的,得,故,C正确;
D.溶液中阳离子有、H⁺、K⁺,阴离子有Cl⁻、OH⁻、HA⁻、A2-、,电荷守恒关系式为,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钪是一种重要的稀土元素,含钪物质在电子工业、宇航和核技术、材料科学等领域有广泛应用。从冶炼钨锰铁合金所产熔渣中提取的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.冶炼钨锰铁合金所产熔渣主要成分如下表:
成分
铁及其氧化物
其他难溶于酸的杂质
质量分数/%
0.05~1.0
___________
Ⅱ.TiO2不溶于稀酸,溶于热浓硫酸、浓盐酸、浓;“萃取”反应可表示为(HR表示P204中的有机物)。
Ⅲ.常温下,、;、。
(1)基态Sc原子的核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”后,TiO2转移到___________(填“浸液”或“浸渣”)中;该工序加入适量的作用为___________。
(3)水相1中提取所得MnSO4溶液经惰性电极电解可制备MnO2,其阳极反应式为___________。
(4)有机相2经再生可返回“萃取”工序再利用,再生适合选用的试剂为___________。
(5)“沉钪1”和“沉钪2”所得滤液中溶质___________(填“相同”或“不相同”);“沉钪1”时加入H2C2O4,能使溶液中的部分Fe2+转化为FeC2O4,其原因为___________(通过计算说明)。
(6)“灼烧2”反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)或
(2) ①. 浸渣 ②. 将+3价铁和MnO2还原
(3)
(4)硫酸 (5) ①. 不相同 ②. 反应的平衡常数
,平衡常数较大,反应正向进行程度较大
(6)
【解析】
【分析】熔渣用硫酸进行酸浸,Sc2O3、铁的氧化物、MnO2(被Na2SO3还原为Mn2+)等进入浸液,TiO2等不溶物进入浸渣。浸液经P204萃取,Sc3+进入有机相,Fe2+、Mn2+等留在水相1。有机相1经反萃取,Sc3+回到水相2,有机相再生利用。水相2经沉钪、灼烧、溶解、再次沉钪、灼烧等步骤纯化,最终得到高纯Sc2O3。
【小问1详解】
Sc为21号元素,基态Sc原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d14s2;
【小问2详解】
根据已知信息Ⅱ,“TiO2不溶于稀酸,溶于热的浓硫酸、浓盐酸、浓 NaOH”,酸浸工序使用的是稀硫酸(为了后续萃取),因此TiO2不会溶解,而是留在固体残渣中,熔渣中含有MnO2和铁氧化物。MnO2不溶于非还原性稀酸,加入Na2SO3可以将其还原为可溶的Mn2+,同时将可能存在的Fe3+还原为Fe2+,便于后续分离,故答案为:浸渣;将+3价铁和MnO2还原;
【小问3详解】
MnSO4溶液经惰性电极电解制备MnO2时,Mn2+在阳极失电子,生产MnO2沉淀,故答案为:;
【小问4详解】
“萃取”反应可表示为,“反萃取”加入NaOH溶液将ScR3转化为Sc(OH)3和RNa,则有机相2再生适合选用的试剂为硫酸(溶液),故答案为:硫酸;
【小问5详解】
①“沉钪1”所得滤液中溶质为HCl和过量的H2C2O4,还含有Fe2+,“沉钪2”所得滤液中溶质除HCl和H2C2O4外,还含有Fe3+,故两滤液中溶质不相同,故答案为:不相同;
②关于Fe2+转化为FeC2O4的原因,需要计算反应的平衡常数,结合及,可得,则,由于平衡常数较大(K>1),说明该反应正向进行的程度较大,
故答案为:反应的平衡常数,平衡常数较大,反应正向进行程度较大;
【小问6详解】
“灼烧2”中,Sc2(C2O4)3与O2反应生成Sc2O3和CO2,故可写出反应方程式为:。
16. 安息香和二苯乙二酮不仅是重要的化工原料,还可作为自由基固化的光引发剂,并且在药物合成方面都有广泛的应用。某研究小组进行“二苯乙二酮的制备与产率计算”的课题研究,实验原理如下:
【查阅资料】
a.安息香的合成原料苯甲醛不稳定,易被氧化。
b.使用维生素作为催化剂时,在高浓度碱液中反应会导致催化过程中维生素的噻唑环开环失效。
c.采用三氯化铁作氧化剂合成二苯乙二酮,在加热回流过程中,反应体系受热不均,导致产品出现炭化的现象。
d.相关理化数据:
性质
物质
相对分子质量
密度/
溶解性
苯甲醛
106
1.06
难溶于水,易溶于乙醇
安息香
212
1.31
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
二苯乙二酮
210
1.52
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
碳酸氢钠
84
2.20(饱和溶液)
溶于水,不溶于乙醇
【实验方案】
二苯乙二酮的制备:
①分别量取一定量的苯甲醛与过量饱和溶液于分液漏斗中,振荡多次,静置分液,得到纯化的苯甲醛。
②向50mL烧瓶中加入0.90g维生素和1.75mL水,加入磁子,磁力搅拌使其溶解,再加入乙醇和纯化的苯甲醛。
③在磁力搅拌下缓慢滴加适量溶液,控制滴加时间5~30min。安装加热回流装置,再从室温逐步升至,恒温一定时间后,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得到安息香。
④在圆底烧瓶中依次加入合成的安息香、一定量的、水和冰醋酸后摇匀,在微波反应仪中进行微波辐射,反应完毕后加入40mL热水,冷却结晶、抽滤得浅黄色粗品,进一步提纯后得到精品。
回答下列问题:
(1)仪器X的作用是_______。
(2)请写出①中发生的主要反应的化学方程式_______。
(3)将烧瓶置于微波反应仪中反应的原因是_______。
(4)下列有关说法错误的是_______。
A. ①中分液后,取下层液体参与后续反应
B. 氧化剂不选择浓硝酸的原因可能是浓硝酸反应过程中易产生,污染环境
C. 进一步提纯二苯乙二酮采用的方法是重结晶,可选择乙醇作溶剂
D. 对产品结构进行表征,可采用红外光谱仪测定产品的相对分子质量
(5)抽滤的装置如图,安全瓶的作用是_______;抽滤相较于普通过滤装置的优点是_______。
(6)本实验中二苯乙二酮的产率为_______,若③中滴加速率过快,会导致产率_______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)冷凝回流
(2) (3)使反应体系受热均匀,避免产物炭化 (4)AD
(5) ①. 防倒吸 ②. 加快过滤速率,使产品更干燥
(6) ①. 80.0% ②. 偏低
【解析】
【分析】苯甲醛与维生素B1、NaOH反应制备安息香,安息香与FeCl3制备二苯乙二酮,反应后有黄色产品析出,过滤,冷水洗涤、75%乙醇重结晶,得二苯乙二酮晶体。
【小问1详解】
仪器为球形冷凝管,用于冷凝回流。
【小问2详解】
苯甲醛容易被氧化为苯甲酸,将取出的苯甲醛与碳酸氢钠溶液混合,能除去其中混有的苯甲酸,达到纯化苯甲醛的目的,反应原理:。
【小问3详解】
【查阅资料】中提到“在加热回流过程中,由于反应体系受热不均,导致产品炭化的现象并未得到有效解决”,反应体系放置于微波反应仪中,能使反应体系受热均匀,避免产物炭化。
【小问4详解】
A.①中溶液为较饱和的碳酸氢钠溶液与苯甲醛,苯甲醛密度较小,处于上层,应取上层液体参与后续反应,A错误;
B.氧化剂不选择浓硝酸的原因可能是浓硝酸反应过程中易产生,污染环境,B正确;
C.二苯乙二酮粗品中可能混有未反应完全的安息香,结合溶解性数据,可用乙醇作溶剂进行重结晶,C正确;
D.可采用红外光谱仪测定产物中的化学键和官能团,用质谱仪测定产品的相对分子质量,D错误;
故答案为AD。
【小问5详解】
装置图中,右侧水流流动时产生的气体压强差,会显著减小吸滤瓶中的气压,安全瓶能起到防倒吸的作用;相较于普通过滤装置,抽滤能加快过滤速率,且过滤效果更好,使产品更干燥。
【小问6详解】
产率=实际产量÷理论产量,实际生成的二苯乙二酮的物质的量,根据反应原理,理论生成的二苯乙二酮的物质的量=苯甲醛的物质的量÷2,,,产率;滴加NaOH速率过快,会导致溶液局部碱性过强,已知“在高浓度碱液中反应,会导致催化过程中维生素的噻唑环开环失效”,催化效果降低,产品产率降低。
17. 铁及其化合物化学性质丰富,应用广泛。一定温度下,FeCl3与KI混合溶液存在如下平衡(不考虑碘单质的挥发与阳离子的水解):
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)标准摩尔生成焓是指一定温度与标准压强(101 kPa)下由元素最稳定的单质生成1mol纯物质时的焓变。已知:常温下,与的标准摩尔生成焓分别为、,则在该条件下,分解转化为和的___________(用含、的式子表示)。
(2)关于上述平衡体系的说法正确的是___________(填标号)。
A. 加入CCl4,平衡时增大
B. 加入KI固体,平衡时的值增大
C 升高温度,反应ⅰ速率增大,反应ⅱ速率减小
D. 加水稀释,溶液中离子总数增大
(3)当时(表示起始浓度,下同),部分相关微粒的物质的量浓度随时间的变化曲线如图:
①结合图中的变化分析,反应ⅰ的活化能___________(填“大于”或“小于”)反应II的活化能。
②内,上述体系中的平均反应速率___________(保留两位有效数字)。
(4)保持混合溶液中,平衡时,、与随起始投料比的变化曲线如图。计算反应ⅱ的平衡常数K=___________(结果保留三位有效数字)。
(5)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,晶胞结构如图所示。储氢时,H2分子在立方晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢气分子之间的距离为anm,为阿伏加德罗常数的值。
①完全储氢后的晶体密度为___________。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A.镁原子位于铁原子构成的四面体空隙中
B.与为同一种核素
C.完全储氢后,距离Fe等距离且最近的H2分子个数是6
D.在铁镁合金晶胞中,与铁原子等距离且最近的镁原子数有12个
【答案】(1) (2)BD
(3) ①. 大于 ②.
(4)
(5) ①. 或 ②. AC
【解析】
【分析】反应Ⅰ为,反应Ⅱ为,结合平衡移动原理分析外界条件改变时平衡移动方向与组分浓度变化。反应前期浓度无明显升高,浓度持续上升,说明反应Ⅱ速率更快,活化能更小;结合0~90min内的浓度变化,根据I元素守恒计算的总消耗浓度,得到平均反应速率。当时,结合初始总浓度得到和的初始浓度,再结合交点处各组分的平衡浓度,代入反应Ⅱ的平衡常数表达式计算得到。
【小问1详解】
标准摩尔生成焓对应反应为,。目标反应为,根据盖斯定律,该反应的焓变,因此1mol 分解的焓变为。
【小问2详解】
A.加入,会萃取溶液中的,使溶液中减小,反应Ⅰ平衡正向移动,平衡时减小,A错误;
B.加入KI固体,增大,反应Ⅰ平衡正向移动,增大,反应Ⅱ平衡正向移动,温度不变,反应Ⅱ的平衡常数不变,因此,增大,因此该比值增大,B正确;
C.升高温度,反应Ⅰ和反应Ⅱ的速率均增大,C错误;
D.加水稀释,离子浓度减小,平衡向离子数增多的方向移动,因此溶液中离子总数增大,D正确;
故选BD。
【小问3详解】
①前期反应Ⅰ生成被反应Ⅱ快速消耗,浓度无明显升高,浓度持续上升,说明反应Ⅱ的反应速率更快,活化能更小,因此反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能。
②0~90min内,升高到,结合I元素守恒与反应计量关系,的总消耗浓度约为,平均反应速率。
【小问4详解】
当时,总起始浓度,因此。交点处,,结合反应计量关系推导得平衡时,因此反应Ⅱ的平衡常数。
【小问5详解】
①最近的两个分子之间的距离为a nm,该距离为立方体面面对角线的一半,因此晶胞棱长。晶胞中Fe原子位于顶点和面心,数目为;Mg原子位于体内,数目为8;分子位于体心和棱心,数目为。晶胞的质量为,晶胞体积为,因此晶体密度为,化简可得。
A.Fe原子构成面心立方最密堆积,四面体空隙数目为8,与晶胞内Mg原子数目相等,因此镁原子位于铁原子构成的四面体空隙中,A正确;
B.与的质子数相同、中子数不同,为不同核素,B错误;
C.Fe原子位于顶点和面心,等距离且最近的分子位于棱心和体心,配位数为6,C正确;
D.铁镁合金晶胞中,与铁原子等距离且最近的镁原子数为8,D错误;
故选AC。
18. 左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:
i.化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
ii.氯原子易与过渡金属形成配位键
iii.
iv.
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称_______,含氮官能团的电子式_______。
(2)F的结构简式_______,E→F过程中会生成一种高分子副产物,其结构简式为_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A. J→K发生了取代反应,且形成了配位键
B. B→D的反应中,断裂的是化学键a
C. I中含有共价键和离子键两种作用
D. E中含有1个手性碳原子
(4)G与反应生成H和两种气体的化学方程式_______。
(5)已知:。A→B过程中氧化剂为过氧乙酸,而不选择在Ag催化下,用作氧化剂的原因_______。
(6)写出以为原料制备的合成路线_______。(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)
【答案】(1) ①. 羟基 ②.
(2) ①. ②. (3)BD
(4)+SOCl2+SO2+HCl
(5)催化剂Ag易与氯原子形成配位键,导致催化剂中毒,反应效率低
(6)
【解析】
【分析】B和C反应生成D,由D逆推,可知C是;化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳,根据F的分子式,可知E发生分子内酯化反应生成F,F是;G与SOCl2发生取代反应生成H,根据G的结构简式,可知H是;H和I反应生成J,根据H、J的结构简式,可推出I是;
【小问1详解】
根据D的结构简式,D中含氧官能团的名称羟基,含氮官能团是-CN,电子式为。
【小问2详解】
根据以上分析,F的结构简式,E中含有羧基、羟基,分子间脱水缩合生成高分子,E→F过程中生成的高分子副产物的结构简式为。
【小问3详解】
A. J→K发生了取代反应,且氨基中N与HCl中的H形成配位键,故A正确;
B. B→D的反应中,中的化学键b断裂,故B错误;
C. 根据以上分析,I是,含有共价键和离子键两种作用,故C正确;
D. 中含有2个手性碳原子(*标出),故D错误;
选BD。
【小问4详解】
与发生取代反应生成和SO2、HCl,反应的化学方程式为+SOCl2+SO2+HCl;
【小问5详解】
知:。催化剂Ag易与氯原子形成配位键,导致催化剂中毒,反应效率低,所以A→B过程中氧化剂为过氧乙酸,而不选择在Ag催化下,用作氧化剂。
【小问6详解】
根据信息,苯乙烯和HBr发生加成反应生成,和NaCN发生取代反应生成,水解为 ,合成路线为 。
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