内容正文:
2025学年第二学期浙大附中5月模拟考
化学
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 O:16 Na:23 Al:27 P:31 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Cu:64 Zn:65
一、单选题(本大题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列物质属于强电解质的是
A. B. C. D. Al
2. 下列关于的说法正确的是
A. 可用作电镀铜时的电解液 B. 易溶于乙醇
C. 能与硫化钠溶液大量共存 D. 呈浅蓝色
3. 模型可以直观地反映微粒间的关系,下列模型错误的是
A. 稀盐酸中存在的氢键有
B. 硫氰化氢(HSCN)的球棍模型可能为
C. HI分子中的键可表示为
D. HClO分子的价层电子对互斥模型为
4. 异丙醇与反应:。表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 为氧化剂
B. 为还原产物
C. 发生氧化反应
D. 若生成的,转移的电子数为
5. 锑(Sb)的价电子排布式为,一种钠盐阴离子结构如图,下列说法正确的是
A. 锑位于元素周期表d区 B. 该阴离子中锑的化合价为+5
C. 该阴离子中存在极性键、配位键 D. 该钠盐熔点高于NaF
6. 结构决定性质,性质决定用途。对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
可用除去试管内残余的
是非极性分子,可以溶解硫
B
酸性:
为吸电子基团,为推电子基团,导致羧基中的羟基极性不同
C
冠醚能增大与环己烯的反应速率
冠醚通过与结合将带入有机相,使反应物充分接触,以增大反应速率
D
配位数:
电负性:F>Cl
A. A B. B C. C D. D
7. 下列实验操作或方法错误的是
A. 工业上用焚烧法处理甲苯与高锰酸钾反应后的大量有机废液
B. 色谱法能从植物色素中提取叶绿素、胡萝卜素等组分
C. 用乙醇萃取二硫化碳中的硫
D. 用酸式滴定管量取溶液
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 氢氧化二氨合银溶液中加入稀硫酸:
B. 向羟基乙酸溶液中滴入足量酸性高锰酸钾溶液:
C. 用石墨电极电解氯化铝溶液:
D. 浓溶液稀释,绿色溶液变蓝:
9. 甲醛用途广泛,可合成许多产品,下列说法不正确的是
A. 聚合物的链节可能为
B. 试剂为浓盐酸时,苯酚与甲醛反应可生成
C. 聚合物与甲醛发生加成反应生成维纶
D. 在碱存在下,苯酚与过量甲醛反应生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,继续反应生成网状结构的酚醛树脂
10. 实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中,用氨气和金属钠反应制得氨基钠()。
已知:常温下氨基钠为白色晶体,熔点210℃,沸点400℃,露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成和;金属钠熔点为,沸点;氨气在空气中不能燃烧。下列说法正确的是
A. 装置①试管中盛放固体
B. 实验时应先点燃装置③的酒精灯
C. 点燃主要去除的是挥发出的钠蒸气
D. 装置②和⑤中固体分别为碱石灰和
11. 、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,四种元素组成的是一种常见的电极材料,其晶胞结构示意图如图所示。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。的第一电离能高于同周期相邻元素,与的最外层电子数之和等于元素的最外层电子数,的价层电子中成对电子数与未成对电子数均为4。下列说法正确的是
A. 每个晶胞中含有的单元数为2
B. 的氢化物分子之间存在分子间氢键
C. 原子半径:
D. 简单氢化物的热稳定性:
12. 利用双极膜可设计多功能水系充放电电池,电池工作原理如图,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体被转化为乙烯等。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和。下列说法不正确的是
A. 放电时,Zn作负极
B. 放电时,生成电极反应:
C. 充电时,右池中的向左移动
D. 充电时,每转移,生成(标准状况)
13. 是无色晶体,易溶于水、乙醇、乙醚。下列说法不正确的是:
A. 在水中会缓慢分解生成和 B. 中的杂化方式是杂化
C. 可以发生聚合生成三聚氰胺 D. 中键和键个数比为
14. 科学家利用二芳基硅二醇(Ar-表示苯基)实现了环氧丙烷()与催化环加成反应生成碳酸丙烯酯()其反应机理如图。
下列说法错误的是
A. 碳酸丙烯酯水解可以获得1,2-丙二醇
B. 该反应的催化剂只有二芳基硅二醇
C. 物质B、C分子中都存在氢键,C中的氢键更强
D. 步骤2中,作为亲核试剂进攻环氧丙烷位阻较小的碳原子,实现开环生成中间体
15. 是一种重要的有机反应催化剂。以为原料制备的反应方程式为:。已知室温下:、。下列说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 向溶液中加入溶液可制备溶液.当时:
C. 向溶液中加入等体积溶液,产生浅蓝绿色沉淀,可推测
D. 加水稀释一定浓度的溶液,溶液中的值逐渐变小
16. 胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一,用该法制备纳米的过程如下:
CrCl3溶液 水溶胶改性胶体有机胶体有机溶胶产物纳米
(DBS指十二烷基苯磺酸钠),下列说法不正确的是
A. 加入稀盐酸的量过少或过多均不利于形成水溶胶
B. 形成水溶胶可以阻止粒子生长
C. 过程中添加DBS是作为表面活性剂,提升萃取效率
D. 萃取的目的是防止胶体在水相中聚沉
二、解答题(本大题共5小题,共52分)
17. 以为原料可制备系列含氮化合物。请回答:
(1)的晶胞示意图如图所示。
①在的晶胞中,每个周围最近邻且距离相等的有________个。
②写出电子式________;
③的VSEPR模型名称为________;比较键角:________(填“”、“”或“”)。
(2)N,N-二甲基甲酰胺()是良好的溶剂,可以按如下流程制备:
①将足量的加到卤代烃中,可制备,写出该反应的化学反应方程式________;
比较反应活性:________(填“>”、“<”或“=”)。
②中键与键数目之比为________;
③N,N-二甲基甲酰胺能与水互溶,请解释原因________;
④N,N-二甲基甲酰胺能与(结构式为)发生反应只生成一种产物X,其阳离子结构为,写出X中阴离子的结构式________。
18. 甲烷干重整(DRM,反应I)和甲烷蒸汽重整(SMR,反应Ⅱ)反应是化工生产领域利用温室气体制备化工原料的有效手段,涉及反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)已知标准摩尔生成焓()是指标准状态下,由稳定的单质生成化合物的焓变。依据表中数据,计算___________。
物质
CO
-110.5
-74.9
0
-241.8
(2)一定条件下,、都能与形成笼状结构,科学家通过置换的转换过程如下图所示。下列说法正确的是___________。
A. 笼状结构中水分子间主要靠氢键结合
B. E代表,F代表
C. 置换出的过程涉及化学键的断裂及形成
D. 可置换可燃冰中所有的分子
(3)研究表明,甲烷干重整(反应I)的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下:i.……;
ii.(可能为0,1,2,3,4)
iii.;
iv.,。
则反应i的方程式为___________;当与物质的量比为1∶1及2∶1时,体系中各物质的含量如下图所示(表示2个碳的烃类),当温度高于时,含量均高于的主要原因为___________。
(4)在, 条件下,发生反应Ⅱ的同时发生副反应,反应达到平衡时,体系中各组分摩尔分数(物质的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示:
和随水碳比的变化曲线分别是___________、___________(填序号)。当时,反应Ⅱ的压强平衡常数___________。(列出计算式即可,以分压表示,分压总压物质的量分数)
19. 甘氨酸亚铁[],是一种新型的铁营养强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如下:
已知:①甘氨酸、甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇、丙酮等有机溶剂
②异抗坏血酸易溶于水和乙醇、丙酮,有弱酸性和强还原性
③不同铁盐在有机溶剂中的溶解度如下表所示:
铁盐
乙醇的体积分数/%
丙酮的体积分数/%
100
90
80
70
60
50
40
100
90
80
70
60
50
40
- -
-
-
-
-
-
+ -
- -
-
-
-
-
-
+ -
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
- -
-
-
-
-
-
+ -
注:- -为不溶解;-为溶解不明显;+ -为溶解明显,+ +为全部溶解
请回答:
(1)如图所示合成装置中仪器b的名称是___________。
(2)流程中的亚铁盐和有机溶剂A应选择___________。
A. 乙醇 B. 丙酮
C. 乙醇 D. 丙酮
(3)合成过程中,本实验为了防止被氧化,采取的措施除通入N2,还有___________。
(4)步骤Ⅱ生成甘氨酸亚铁络合物的离子方程式___________。
(5)下列说法正确的是___________。
A. 滴入液体前,应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞
B. 步骤Ⅱ应采用水浴加热
C. 步骤Ⅲ中的分离方法是过滤
D. 步骤Ⅲ加入有机溶剂A的目的是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出,同时除去杂质
(6)合成过程需控制pH=5.5,试说明理由___________。
(7)产品分析:
①用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定产品甘氨酸亚铁的含量,进而计算产品甘氨酸亚铁的纯度,测定结果产品纯度总是大于100%,试分析主要原因可能是___________(滴定过程各项操作均正确)
②经查阅文献后,改用硫酸铈溶液滴定。称取5.000 g产品加酸溶解,用容量瓶配成250 mL溶液,移取25.00 mL于锥形瓶中,用0.1000 mol/L硫酸铈溶液滴定至终点。平行测定三次,平均消耗硫酸铈标准滴定溶液20.00 mL,计算产品中的纯度为___________。(每1 mL 0.1000 mol/L硫酸铈溶液相当于20.40 mg甘氨酸亚铁)
20. 化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)下列说法错误的是___________。
A. 化合物A可以发生加成反应和取代反应
B. 的目的是为了在苯环上引入-使硝基对位的碳正性更强,更容易被进攻
C. H的碱性强于
D. 化合物的反应为硝化反应,浓硫酸起到了吸水剂的作用
(4)写出的化学方程式:_______________。
(5)由生成的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)以乙烯和丙醛为原料,设计路线合成G___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
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2025学年第二学期浙大附中5月模拟考
化学
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 O:16 Na:23 Al:27 P:31 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Cu:64 Zn:65
一、单选题(本大题共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列物质属于强电解质的是
A. B. C. D. Al
【答案】B
【解析】
【详解】强电解质是在水溶液中或熔融状态中完全发生电离的电解质。是弱电解质,属于盐,是强电解质,是非电解质,Al是单质,不属于电解质,故答案为B。
2. 下列关于的说法正确的是
A. 可用作电镀铜时的电解液 B. 易溶于乙醇
C. 能与硫化钠溶液大量共存 D. 呈浅蓝色
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜氨离子可以缓慢产生,电镀效果更好(来自教材),A正确;
B.该物质是铜氨溶液中加乙醇析出的,所以不易溶于乙醇,B错误;
C.会转化为溶解度很小的CuS,C错误;
D.呈深蓝色,D错误;
故答案选A。
3. 模型可以直观地反映微粒间的关系,下列模型错误的是
A. 稀盐酸中存在的氢键有
B. 硫氰化氢(HSCN)的球棍模型可能为
C. HI分子中的键可表示为
D. HClO分子的价层电子对互斥模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀盐酸中含有大量水,水分子间存在氢键,H3O+和H2O之间的氢键为,A正确;
B.首先硫氰化氢(HSCN)分子中的S原子是sp3杂化,空间结构不是直线形,故硫氰化氢(HSCN)的球棍模型可能为,B错误;
C.HI分子中的键为:,C正确;
D.HClO分子中的氧原子是sp3杂化,价层电子对互斥模型为四面体形,D正确;
因此答案选B。
4. 异丙醇与反应:。表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 为氧化剂
B. 为还原产物
C. 发生氧化反应
D. 若生成的,转移的电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中为+6价,反应后生成中为+3价,元素化合价降低、得电子,作氧化剂,A正确;
B.异丙醇中发生去氢的氧化反应,对应的产物为氧化产物,还原产物是,B错误;
C.去氢、失电子被氧化,发生氧化反应,C正确;
D.每生成1mol,2mol从+6价变为+3价,共转移6mol电子,因此生成0.1mol转移电子数为,D正确;
答案选B。
5. 锑(Sb)的价电子排布式为,一种钠盐阴离子结构如图,下列说法正确的是
A. 锑位于元素周期表d区 B. 该阴离子中锑的化合价为+5
C. 该阴离子中存在极性键、配位键 D. 该钠盐熔点高于NaF
【答案】C
【解析】
【详解】A.锑(Sb)的价电子排布式为,位于元素周期表的p区,不是d区,A错误;
B.整个阴离子带2个单位负电荷,F 为-1价,设Sb的化合价为x,阴离子中F原子总数为8个,可得方程:,解得x等于3,所以该阴离子中锑的化合价为+3,B错误;
C.该阴离子中,Sb-F键是不同原子间的共价键,属于极性键;同时,中心Sb原子有空轨道,F原子有孤电子对,二者可以形成配位键,因此阴离子中同时存在极性键和配位键,C正确;
D.离子晶体的熔点与离子键有关,离子键与离子半径成反比、与离子电荷成正比。该钠盐的阴离子是复杂大阴离子,虽然其所带电荷数大于F-所带电荷,但是其离子半径过大,导致电荷分散,所以其离子键远小于NaF,因此熔点低于NaF,D 错误;
故答案选C。
6. 结构决定性质,性质决定用途。对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
可用除去试管内残余的
是非极性分子,可以溶解硫
B
酸性:
为吸电子基团,为推电子基团,导致羧基中的羟基极性不同
C
冠醚能增大与环己烯的反应速率
冠醚通过与结合将带入有机相,使反应物充分接触,以增大反应速率
D
配位数:
电负性:F>Cl
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据相似相溶原理,非极性分子可以溶解非极性的硫单质,解释正确,A正确;
B.是吸电子基团,使羧基中 极性增强,更易电离出,酸性更强;是推电子基团,使羧基中 极性减弱,酸性更弱,解释正确,B正确;
C.冠醚作为相转移催化剂,与结合后将带入有机相,增大了环己烯与氧化剂的接触面积,加快反应速率,C正确;
D.配位数不同的原因是半径小于,原子周围可容纳更多半径更小的,和、 的电负性大小无关,D错误;
故答案为D。
7. 下列实验操作或方法错误的是
A. 工业上用焚烧法处理甲苯与高锰酸钾反应后的大量有机废液
B. 色谱法能从植物色素中提取叶绿素、胡萝卜素等组分
C. 用乙醇萃取二硫化碳中的硫
D. 用酸式滴定管量取溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.焚烧法可将可燃有机废液氧化为无害物质,是工业处理有机废液的常用方法,A正确;
B.色谱法利用不同组分在固定相和流动相中的分配系数差异实现分离,可分离植物色素中的叶绿素、胡萝卜素等组分,B正确;
C.萃取要求萃取剂与原溶剂互不相溶,乙醇与二硫化碳可互溶,无法实现萃取,C错误;
D.溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,需用酸式滴定管量取,且滴定管精度可达0.01 mL,可量取溶液,D正确;
故选C。
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 氢氧化二氨合银溶液中加入稀硫酸:
B. 向羟基乙酸溶液中滴入足量酸性高锰酸钾溶液:
C. 用石墨电极电解氯化铝溶液:
D. 浓溶液稀释,绿色溶液变蓝:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是强电解质,在水中完全电离为和,稀硫酸足量时与生成微溶的沉淀,正确的离子方程式为+,A错误;
B.乙二酸即草酸(),酸性溶液足量时,反应生成的乙二酸会继续被氧化为,产物不符合反应事实,且该方程式电荷、原子配平均存在问题,B错误;
C.电解氯化铝溶液时,生成的会与溶液中的结合生成沉淀,不会大量存在,正确的离子方程式为2+,C错误;
D.浓溶液中存在平衡,为黄色而为蓝色,溶液为绿色,稀释时平衡正向移动,溶液由绿色变蓝,D正确;
故选D。
9. 甲醛用途广泛,可合成许多产品,下列说法不正确的是
A. 聚合物的链节可能为
B. 试剂为浓盐酸时,苯酚与甲醛反应可生成
C. 聚合物与甲醛发生加成反应生成维纶
D. 在碱存在下,苯酚与过量甲醛反应生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,继续反应生成网状结构的酚醛树脂
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲醛与聚乙烯醇反应得到维纶,聚合物X为聚乙烯醇,其链节为,A正确;
B.浓盐酸为酸性催化剂,苯酚与甲醛在酸性条件下反应可生成,B正确;
C.聚合物X(聚乙烯醇)与甲醛反应生成维纶时会脱去小分子水,属于缩合反应,不是加成反应,C错误;
D.碱性条件下,过量甲醛可与苯酚反应生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,进一步反应可得到网状结构的酚醛树脂,D正确;
故选C。
10. 实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中,用氨气和金属钠反应制得氨基钠()。
已知:常温下氨基钠为白色晶体,熔点210℃,沸点400℃,露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成和;金属钠熔点为,沸点;氨气在空气中不能燃烧。下列说法正确的是
A. 装置①试管中盛放固体
B. 实验时应先点燃装置③的酒精灯
C. 点燃主要去除的是挥发出的钠蒸气
D. 装置②和⑤中固体分别为碱石灰和
【答案】D
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置①中氯化铵和氢氧化钙共热反应制备氨气,装置②中盛有的碱石灰用于干燥氨气,装置③中金属钠与氨气反应制备氨基钠,装置④用于冷凝回流挥发出的氨基钠,装置⑤中盛有的五氧化二磷用于吸收未反应的氨气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置③中导致氨基钠与水蒸气反应,点燃的目的是除去反应生成的氢气,防止氢气逸出而发生意外事故。
【详解】A.仅加热固体时,分解产生的和会在试管口重新化合为,无法得到氨气;实验室制氨气需要和固体混合加热,A错误;
B.实验需要先点燃①的酒精灯,利用生成的氨气排尽装置内空气,防止金属钠被氧气氧化、防止氨基钠遇水蒸气变质,再点燃③的酒精灯,B错误;
C.反应生成的H2是可燃气体,而氨气在空气中不能燃烧,所以点燃的目的是除去反应中生成的氢气,而不是挥发出来的钠蒸气,C错误;
D.装置②干燥氨气,盛放的物质为碱石灰,装置⑤用于吸收未反应的氨气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置③中导致氨基钠与水蒸气反应,盛放的物质为,D正确;
故选D。
11. 、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,四种元素组成的是一种常见的电极材料,其晶胞结构示意图如图所示。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。的第一电离能高于同周期相邻元素,与的最外层电子数之和等于元素的最外层电子数,的价层电子中成对电子数与未成对电子数均为4。下列说法正确的是
A. 每个晶胞中含有的单元数为2
B. 的氢化物分子之间存在分子间氢键
C. 原子半径:
D. 简单氢化物的热稳定性:
【答案】C
【解析】
【分析】根据题干信息可知:的价层电子中成对电子数与未成对电子数均为4,则价层电子轨道排布式为:,电子排布式为:,原子序数为26,则为元素;的第一电离能高于同周期相邻元素,则Z可能是Be、N、Mg、P,再根据与的最外层电子数之和等于元素的最外层电子数,且Y的原子序数小于Z,则Y和Z不能在同一周期,得到Y在第二周期,Z在第三周期,则Z不可能是Be、N元素,再结合围绕形成正四面体结构可推出为元素;由四种元素组成的是一种常见的电极材料,则该物质可能为:,将元素代入后发现都满足题设条件,则推断出为元素、为元素,据此分析解答。
【详解】A.根据晶胞图,位于8个顶点、4个棱心、4个面心,则的个数为:,可以推断出每个晶胞中含有的单元数为4,A错误;
B.的氢化物为:,分子间不存在氢键,B错误;
C.Li元素和O元素属于同一周期主族元素,从左向右原子半径逐渐减小,则有:,C正确;
D.Z元素和Y元素的简单氢化物分别为:和,非金属性,则热稳定性:,D错误;
故答案为:C。
12. 利用双极膜可设计多功能水系充放电电池,电池工作原理如图,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体被转化为乙烯等。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和。下列说法不正确的是
A. 放电时,Zn作负极
B. 放电时,生成电极反应:
C. 充电时,右池中的向左移动
D. 充电时,每转移,生成(标准状况)
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,放电时,锌为原电池负极,碱性条件下失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子,电极反应式为,右侧电极为正极,酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成乙烯,电极反应式为;充电时,锌与直流电源的负极相连,做电解池的阴极,电极反应式为,右侧电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为,则电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液。
【详解】A.由分析知,放电时,Zn作负极,A正确;
B.由分析知,放电时,生成电极反应:,B错误;
C.由分析知,充电时,左侧为阴极,故右池中的向左移动,C正确;
D.由分析知,充电时生产氧气的电极反应式为,每转移,生成0.01mol氧气,标准状况0.01mol氧气的体积为,D正确;
故选B。
13. 是无色晶体,易溶于水、乙醇、乙醚。下列说法不正确的是:
A. 在水中会缓慢分解生成和 B. 中的杂化方式是杂化
C. 可以发生聚合生成三聚氰胺 D. 中键和 键个数比为
【答案】B
【解析】
【分析】题中H2CN2应表示氰胺,其结构可写为H2N-C≡N。分子中含有-NH2和-C≡N结构,碳原子与一个N形成单键、与另一个N形成三键,价层电子对呈直线型分布,因此C为sp杂化。图中所示六元含氮环、连有3个-NH2的物质是三聚氰胺,可由H2CN2发生聚合得到;
【详解】A.H2CN2在水中可缓慢水解,最终生成H2CO3和NH3,A正确;
B.H2CN2的结构可表示为H2N-C≡N,C原子形成1个C-N单键和1个C≡N三键,价层电子对数为2,采取sp杂化,不是sp2杂化,B错误;
C.H2CN2可发生聚合反应,3个H2CN2分子聚合生成三聚氰胺,分子式为C3H6N6,C正确;
D.H2CN2中有2个N-Hσ键、1个C-Nσ键、1个C≡N中的σ键,共4个σ键;C≡N中还有2个π键,所以σ键和π键个数比为4:2=2:1,D正确;
故选B。
14. 科学家利用二芳基硅二醇(Ar-表示苯基)实现了环氧丙烷()与催化环加成反应生成碳酸丙烯酯()其反应机理如图。
下列说法错误的是
A. 碳酸丙烯酯水解可以获得1,2-丙二醇
B. 该反应的催化剂只有二芳基硅二醇
C. 物质B、C分子中都存在氢键,C中的氢键更强
D. 步骤2中,作为亲核试剂进攻环氧丙烷位阻较小的碳原子,实现开环生成中间体
【答案】B
【解析】
【详解】A.该环状碳酸酯中含有酯基,水解可以生成,A正确;
B.催化剂在反应开始时参与反应,最终又生成该物质;中间产物是反应过程中生成、反应结束时又消耗的物质。由机理可知,二芳基硅二醇和在整个过程中起到了催化作用,B错误;
C.物质B、C中均存在氢键;C中带负电的氧原子对键的电子云吸引力更强,导致氢原子的正电性更高,形成的氢键强度比B中更强,C正确;
D.步骤2中,作为亲核试剂,优先进攻环氧丙烷位阻较小的端位碳原子,使环氧丙烷开环,生成中间体C,D正确;
故选B。
15. 是一种重要的有机反应催化剂。以为原料制备的反应方程式为:。已知室温下:、。下列说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 向溶液中加入溶液可制备溶液.当时:
C. 向溶液中加入等体积溶液,产生浅蓝绿色沉淀,可推测
D. 加水稀释一定浓度的溶液,溶液中的值逐渐变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中存在质子守恒,A错误;
B.当与恰好反应生成时,存在物料守恒,当时NaOH量不足,故,B错误;
C.等体积浓度均为,则,产生浅蓝绿色沉淀,说明,C错误;
D.,加水稀释溶液,c(H+)减少,温度不变Ka2不变,故减小,D正确;
故选D。
16. 胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一,用该法制备纳米的过程如下:
CrCl3溶液 水溶胶改性胶体有机胶体有机溶胶产物纳米
(DBS指十二烷基苯磺酸钠),下列说法不正确的是
A. 加入稀盐酸的量过少或过多均不利于形成水溶胶
B. 形成水溶胶可以阻止粒子生长
C. 过程中添加DBS是作为表面活性剂,提升萃取效率
D. 萃取的目的是防止胶体在水相中聚沉
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入稀盐酸过少时, 大部分仍为沉淀,无法形成足量胶体;加入过多时, 完全反应生成溶液,得不到水溶胶,因此均不利于形成水溶胶,A正确;
B.水溶胶中的胶粒吸附Cr3+带正电,同种电荷相互排斥,减少粒子间有效碰撞;同时胶粒表面的水化层起空间位阻作用,阻碍粒子合并,从而阻止粒子长大,B正确;
C.DBS(十二烷基苯磺酸钠)是阴离子表面活性剂,可吸附在水溶胶粒子表面,使粒子表面由亲水变为亲油,更易进入有机相,提升萃取效率,C正确;
D.萃取的主要目的是将胶体粒子从水相转移到有机相,同时除去水相中的可溶性杂质,D错误;
故答案为D。
二、解答题(本大题共5小题,共52分)
17. 以为原料可制备系列含氮化合物。请回答:
(1)的晶胞示意图如图所示。
①在的晶胞中,每个周围最近邻且距离相等的有________个。
②写出电子式________;
③的VSEPR模型名称为________;比较键角:________(填“”、“”或“”)。
(2)N,N-二甲基甲酰胺()是良好的溶剂,可以按如下流程制备:
①将足量的加到卤代烃中,可制备,写出该反应的化学反应方程式________;
比较反应活性:________(填“>”、“<”或“=”)。
②中键与键数目之比为________;
③N,N-二甲基甲酰胺能与水互溶,请解释原因________;
④N,N-二甲基甲酰胺能与(结构式为)发生反应只生成一种产物X,其阳离子结构为,写出X中阴离子的结构式________。
【答案】(1) ①. 12 ②. ③. 四面体形 ④. <
(2) ①. ②. < ③. 1:7 ④. N,N-二甲基甲酰胺是极性分子,水是极性溶剂,相似相溶;N,N-二甲基甲酰胺能与水形成分子间氢键 ⑤. (或)
【解析】
【小问1详解】
① 该晶胞中,位于顶点和面心,数目为,全部位于晶胞内部,数目为,二者个数比为,符合化学式,晶胞结构类似闪锌矿型。将晶胞向三维空间扩展后,可计数得到每个周围紧邻且等距的共12个;
②是离子化合物,由和构成;中N原子与2个H原子形成共价键,N原子最外层还有2对孤对电子,满足8电子稳定结构:;
③计算中心N原子的价层电子对数=σ键数+孤电子对数,因此VSEPR模型为四面体形;键角比较:中N原子只有1对孤对电子,中有2对孤对电子;孤电子对越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,因此键角;
【小问2详解】
① 根据原子守恒配平可得方程式为;该反应为亲核取代反应,卤代烃中离去基团的离去能力越强,反应活性越高;键键能大更稳定,离去能力强于,因此反应活性;
②甲酸甲酯中所有单键均为键,双键含1个键和1个键,计数可得分子中共1个键、7个键,因此数目比为;
③N,N-二甲基甲酰胺是极性分子,水是极性溶剂,符合相似相溶规律;且N,N-二甲基甲酰胺的羰基氧可以与水分子形成分子间氢键,因此能与水互溶;
④ 原N,N-二甲基甲酰胺中羰基氧脱离羰基C,C结合1个Cl,N带1个正电荷得到题目给出的阳离子。脱离的氧结合到的P上,给出1个Cl给C,最终P带1个单位负电荷,得到阴离子二氯磷酸根,结构式为(或)。
18. 甲烷干重整(DRM,反应I)和甲烷蒸汽重整(SMR,反应Ⅱ)反应是化工生产领域利用温室气体制备化工原料的有效手段,涉及反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)已知标准摩尔生成焓()是指标准状态下,由稳定的单质生成化合物的焓变。依据表中数据,计算___________。
物质
CO
-110.5
-74.9
0
-241.8
(2)一定条件下,、都能与形成笼状结构,科学家通过置换的转换过程如下图所示。下列说法正确的是___________。
A. 笼状结构中水分子间主要靠氢键结合
B. E代表,F代表
C. 置换出的过程涉及化学键的断裂及形成
D. 可置换可燃冰中所有的分子
(3)研究表明,甲烷干重整(反应I)的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下:i.……;
ii.(可能为0,1,2,3,4)
iii.;
iv.,。
则反应i的方程式为___________;当与物质的量比为1∶1及2∶1时,体系中各物质的含量如下图所示(表示2个碳的烃类),当温度高于时,含量均高于的主要原因为___________。
(4)在, 条件下,发生反应Ⅱ的同时发生副反应,反应达到平衡时,体系中各组分摩尔分数(物质的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示:
和随水碳比的变化曲线分别是___________、___________(填序号)。当时,反应Ⅱ的压强平衡常数___________。(列出计算式即可,以分压表示,分压总压物质的量分数)
【答案】(1) (2)A
(3) ①. ②. 温度高于1100℃时高温分解产生C和,额外增加的量
(4) ①. ② ②. ③ ③. 。
【解析】
【小问1详解】
根据标准摩尔生成焓的定义,反应焓变,对于反应Ⅱ:,代入数据:;
【小问2详解】
A.笼状结构中水分子间主要靠氢键结合,A正确;
B.科学家可通过置换,由图可知,E代表,F代表,B错误;
C.置换出的过程涉及水分子笼结构的变化及分子间相互作用,不涉及化学键的断裂与形成,C错误;
D.由图可知,部分位于小笼中,无法进入小笼置换所有分子,D错误;
故选A;
【小问3详解】
由题干信息可知,反应I为,根据总反应I,结合机理ii、iii、iv可知,总反应I可由i+ii+iii+2iv(CO脱附)+2iv(H2生成)得到,由此可推导出反应i的方程式为:;
由反应I方程式可知,若只发生反应I则体系中的和含量相等,而题干图像信息可知,当与物质的量比为1:1及2:1时,体系中含量一直几乎为0,则由于高温分解产生和,额外增加的量,导致当温度高于1100℃时,含量均高于;
【小问4详解】
投料水碳比增加,的量增加,可以提高转化率,但的转化率下降,所以随着水碳比增加,的物质的量分数升高,则①为;的物质的量分数明显下降,则②为;由于的量增加,又使与反应生成和,所以物质的量分数降低,则③为;投料水碳比时,根据图中信息可知,、,则:,反应Ⅱ 的压强平衡常数:。
19. 甘氨酸亚铁[],是一种新型的铁营养强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如下:
已知:①甘氨酸、甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇、丙酮等有机溶剂
②异抗坏血酸易溶于水和乙醇、丙酮,有弱酸性和强还原性
③不同铁盐在有机溶剂中的溶解度如下表所示:
铁盐
乙醇的体积分数/%
丙酮的体积分数/%
100
90
80
70
60
50
40
100
90
80
70
60
50
40
- -
-
-
-
-
-
+ -
- -
-
-
-
-
-
+ -
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
- -
-
-
-
-
-
+ -
注:- -为不溶解;-为溶解不明显;+ -为溶解明显,+ +为全部溶解
请回答:
(1)如图所示合成装置中仪器b的名称是___________。
(2)流程中的亚铁盐和有机溶剂A应选择___________。
A. 乙醇 B. 丙酮
C. 乙醇 D. 丙酮
(3)合成过程中,本实验为了防止被氧化,采取的措施除通入N2,还有___________。
(4)步骤Ⅱ生成甘氨酸亚铁络合物的离子方程式___________。
(5)下列说法正确的是___________。
A. 滴入液体前,应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞
B. 步骤Ⅱ应采用水浴加热
C. 步骤Ⅲ中的分离方法是过滤
D. 步骤Ⅲ加入有机溶剂A的目的是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出,同时除去杂质
(6)合成过程需控制pH=5.5,试说明理由___________。
(7)产品分析:
①用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定产品甘氨酸亚铁的含量,进而计算产品甘氨酸亚铁的纯度,测定结果产品纯度总是大于100%,试分析主要原因可能是___________(滴定过程各项操作均正确)
②经查阅文献后,改用硫酸铈溶液滴定。称取5.000 g产品加酸溶解,用容量瓶配成250 mL溶液,移取25.00 mL于锥形瓶中,用0.1000 mol/L硫酸铈溶液滴定至终点。平行测定三次,平均消耗硫酸铈标准滴定溶液20.00 mL,计算产品中的纯度为___________。(每1 mL 0.1000 mol/L硫酸铈溶液相当于20.40 mg甘氨酸亚铁)
【答案】(1)三颈烧瓶 (2)C
(3)加入异抗坏血酸 (4) (5)BCD
(6)pH过低,会与H2NCH2COOH中的氨基反应,不利于形成使产率下降,pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀
(7) ①. 氨基被高锰酸钾氧化、杂质甘氨酸被高锰酸钾氧化 ②. 81.60%
【解析】
【分析】在甘氨酸饱和溶液中加入亚铁盐,由于亚铁盐易被氧化,所以加入异抗坏血酸,通入氮气,保护亚铁离子,然后加入氢氧化钠溶液调节pH并水浴加热形成甘氨酸亚铁络合物[(H2NCH2COO)2Fe],再加入乙醇,析出甘氨酸亚铁络合物[(H2NCH2COO)2Fe]的粗产品,再加入水进一步提纯得到甘氨酸亚铁;
【小问1详解】
合成装置中仪器b的名称是三颈烧瓶,答案为:三颈烧瓶;
【小问2详解】
有机溶剂A的选择标准是甘氨酸亚铁不易溶于,但亚铁盐易溶于,所以根据已知条件亚铁盐为:,溶剂为乙醇,所以C正确;
故选C;
【小问3详解】
异抗坏血酸有强还原性,所以合成过程中,本实验为了防止被氧化,采取的措施除通入N2,还有加入异抗坏血酸,答案为:加入异抗坏血酸;
【小问4详解】
步骤Ⅱ中甘氨酸和亚铁离子,在加入氢氧化钠条件下生成甘氨酸亚铁络合物,答案为:;
【小问5详解】
A.滴液漏斗a是恒压滴液漏斗,滴入液体前,不需打开上口玻璃塞,A错误;
B. 步骤Ⅱ需要控制温度在一个确定的值,所以应采用水浴加热,B正确;
C.步骤Ⅲ中加入乙醇后,产物在其中溶解度小形成沉淀,所以分离方法是过滤,C正确;
D. 步骤Ⅲ加入有机溶剂A的目的是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出,同时杂质溶解其中达到除杂的目的,D正确;
故选BCD;
【小问6详解】
pH过低,会与H2NCH2COOH中的氨基反应,不利于形成使产率下降,pH过高,亚铁离子水解会生成氢氧化亚铁沉淀,答案为:pH过低,会与H2NCH2COOH中的氨基反应,不利于形成使产率下降,pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀;
【小问7详解】
①甘氨酸亚铁中氨基会被氧化,可能存在的杂质甘氨酸也能被高锰酸钾氧化,答案为:氨基被高锰酸钾氧化、杂质甘氨酸被高锰酸钾氧化;
②根据每1 mL 0.1000 mol/L硫酸铈溶液相当于20.40 mg甘氨酸亚铁,所以当消耗硫酸铈标准滴定溶液20.00 mL时相当于甘氨酸亚铁,则原溶液中甘氨酸亚铁的质量为, 产品中的纯度为,答案为:81.60%。
20. 化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)下列说法错误的是___________。
A. 化合物A可以发生加成反应和取代反应
B. 的目的是为了在苯环上引入-使硝基对位的碳正性更强,更容易被进攻
C. H的碱性强于
D. 化合物的反应为硝化反应,浓硫酸起到了吸水剂的作用
(4)写出的化学方程式:_______________。
(5)由生成的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)以乙烯和丙醛为原料,设计路线合成G___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)酯基和醚键
(2) (3)CD
(4) (5) (6)
【解析】
【分析】A与在作用下得到B,据此可推断A的结构为,B与发生取代反应得到C,C在浓硝酸、浓硫酸作用下发生硝化反应,由F的结构可知C中Cl的对位被取代,故D的结构为,D与发生取代反应得到E, E的结构为,E在Fe、HCl作用下,硝基被还原为氨基得到F,F与G发生信息反应,最终得到H,最后H与乙酰氯发生取代反应、且结构互变(信息反应)得到I,据此分析。
【小问1详解】
根据I的结构可知,含氧官能团为酯基和醚键;
【小问2详解】
由分析可知,D的结构为
【小问3详解】
A.化合物A含苯环,可发生加成反应;含甲基、酰氯基,可发生取代反应,A正确;
B.引入硝基,硝基为吸电子基,使苯环电子云密度降低,硝基对位的碳正性增强,更易被进攻,B正确;
C.H和I中右侧的杂环具有类似苯环的芳香性,则氮原子为sp2杂化,两个N原子的价层电子对数均为3,对于H中N原子,有3个键,则3个sp2杂化轨道均各有1个电子用于形成键,p轨道上有1对孤电子对用于形成大π键,对于I中N原子,有2个键,则2个sp2杂化轨道各有1个电子用于形成键,则第3个sp2杂化轨道有1对孤电子对,具有一定的碱性,故H的碱性弱于I,C错误;
D.为硝化反应,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂,D错误;
故选CD;
【小问4详解】
H中发生异构化生成,和在作用下发生取代反应,生成I和HCl, 化学方程式: ;
【小问5详解】
由分析可知,F与G先发生信息反应得到中间体J,故J的结构简式为;
【小问6详解】
以乙烯和丙醛为原料合成目标产物3-戊酮(G),可采用如下路线:首先乙烯与溴化氢发生加成反应生成溴乙烷,,溴乙烷再与金属镁在无水乙醚中反应制得格氏试剂,;随后丙醛与乙基溴化镁在无水乙醚中发生反应,经酸性水解得到3-戊醇;最后3-戊醇在铜催化、加热条件下与氧气发生氧化反应,生成目标产物3-戊酮,,故合成路线为: 。
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