内容正文:
2025学年第二学期高二年级期末测试
化学学科试题
1.本卷分选择题和非选择题两部分,共8页,共100分,时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 Si28 S32 Cl35.5 K39 Ca40 Fe56 Cu64 Br80 Ag108 Ba137
一、选择题Ⅰ(本大题共14小题,每小题2分,共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质对应的水溶液呈碱性的是
A. B. C. D.
2. 下列属于含非极性键的离子化合物的是
A.
B.
C.
D.
3. 下列说法正确的是
A. 乙醛的结构简式:
B. 基态Br原子的价电子排布式:
C. 甲基正离子()的电子式:
D. 的VSEPR模型:
4. 下列说法不正确的是
A. 第一电离能: B. 键的极性:
C. 原子半径: D. 熔点:金刚石>足球烯
5. 下列关于共价键的说法正确的是
A. 键能:
B. 键长:
C. 键角:
D. 分子中存在σ键和π键
6. 关于离子液体,下列说法不正确的是
A. 可作为溶剂
B. 具有难挥发、熔点低的优点
C. 所含有的σ键为
D. 阴离子中原子均满足8电子稳定结构
7. 下列说法不正确的是
A. 丙三醇是无色粘稠液体,可用于配制化妆品
B. 甜味剂甜度高,代谢后热量低,可全面代替糖类使用
C. 酰胺在酸性或碱性条件下加热均可水解
D. 煤“气化”、“液化”都属于化学变化
8. 下列说法正确的是
A. 已知 ,将氨气通入稀盐酸生成1 mol水时,放出的热量为57.3 kJ
B. 表示标准燃烧热的热化学方程式为:
C. 已知反应自发,则正反应活化能小于逆反应活化能
D. 已知 , ,则
9. 下列方程式不正确的是
A. 用惰性电极电解饱和溶液:
B. 向溶液中通入过量氨气:
C. 环氧乙烷与水直接化合制备乙二醇:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
10. 聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 乙烯分子键与键的比例为
B. 1,2-二氯乙烷中所有原子共平面
C. 过程①发生了消去反应
D. 氯乙烯与聚氯乙烯具有相同的官能团
11. 青蒿素是从黄花蒿中提取出来的高效抗疟药,为无色针状晶体,可溶于乙醇和乙醚,提取青蒿素的流程经历四个步骤。已知乙醚沸点为35℃。下列实验装置或操作不正确的是
A.步骤Ⅰ:粉碎
B.步骤Ⅱ:浸取
C.步骤Ⅲ:过滤
D.步骤Ⅳ:蒸馏
A. 利用上述装置将干燥后的黄花蒿碾碎
B. 利用上述装置将粉碎后的黄花蒿溶于乙醚中,加热可增加浸取率
C. 利用上述装置将溶有青蒿素的乙醚与不溶物分离
D. 利用上述装置进行蒸馏,得到青蒿素粗品
12. X、Y、Z、M四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的最外层电子数等于其周期数,且原子半径大于Y,Y的电负性在所有短周期主族元素中最大,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,Y与M同主族。下列说法正确的是
A. Z与M形成的物质是离子化合物
B. Y与M分别形成的简单氢化物,后者沸点更高
C. X的基态原子有2种空间运动状态
D. Z的最高价氧化物的水化物为强碱
13. 关于碘及其化合物,下列说法不正确的是
A. 原子半径,酸性
B. 掺杂的聚乙炔中具有与金属材料一样的导电性
C. 如图碘晶体中碘分子的排列有2种不同取向
D. IBr与性质相近,可发生反应:
14. 下列关于晶体的说法不正确的是
A. 图①:熔融态快速冷却形成水晶
B. 图②:液态水结冰时,由于氢键的作用,每个水分子紧邻的4个水分子构成四面体,体现氢键的方向性和饱和性
C. 图③:根据金属晶体的电子气理论,一小块钠可以看成是一个“巨分子”
D. 图④:氯化铯晶体熔点较高,一个周围有8个
二、选择题II(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求,不选、多选、错选均不得分)
15. 布洛芬结构如图,具有抗炎、镇痛、解热作用,但对胃、肠有刺激性。下列说法正确的是
A. 布洛芬易溶于水,能与水分子形成分子间氢键
B. 布洛芬与足量溶液反应,可产生(标准状况下)的
C. 布洛芬与足量加成后,产物分子中有2个手性碳
D. 布洛芬分子结构进行成酯修饰后,可降低对胃、肠道的刺激
16. 可作白色颜料和阻燃剂等。实验室中可利用的水解反应制取(的水解分三步进行,中间产物有等)。下列说法不正确的是
A. 为提高转化率,在水解反应后期可加入少量氨水
B. 的水解反应不是基元反应
C. 配制溶液的方法是将一定量溶于水中,并适当加热
D. 水解产生的离子方程式为
17. 傅-克烷基化可以简化用下图表示:
下列说法正确的是
A. 反应过程中,苯环中C的杂化类型未发生改变
B. 加入有利于烷基化反应进行
C. 用甲苯代替苯,较不易发生傅-克烷基化反应
D. 根据反应机理,可代替作烷基化反应的催化剂
18. 下列实验能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有HBr产生
B.用溴水证明电石与水反应生成乙炔
C.用于制取并检验乙烯
D.测定生成氢气的速率
A. A B. B C. C D. D
19. 在恒温条件下,向2 L刚性密闭容器中加入和,在催化剂条件下发生反应: 。反应达到平衡,此时,的转化率为α。下列说法不正确的是
A. 内反应速率为
B. 若其他条件不变,在恒压下进行该反应,则平衡时的转化率小于α
C. 升高温度,平衡逆向移动
D. 若其他条件不变,将刚性密闭容器的体积改为,新平衡气体颜色比原平衡深
20. 采用如图所示的间接电解法制备氯仿()。生成的原理为:。离子交换膜为交换膜,下列说法不正确的是
A. 阴极发生的反应:
B. 电解一段时间,阳极附近氯化钠的浓度减小
C. 冷水主要是防止逸出,增加的溶解度
D. 每生成,有个电子发生转移
21. 为验证侯氏制碱法的准确性,某兴趣小组将等物质的量浓度的与溶液等体积混合,析出晶体,过滤,所得滤液。下列离子浓度关系不正确的是
A.
B.
C.
D. 向滤液中通入氨气,并加入食盐,有利于副产品析出
22. 组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是腺嘌呤核苷酸的结构,下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的戊糖相同,碱基不同
B. 碱基与戊糖缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C. 核酸分子中磷酸通过氢键实现互补配对
D. 核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
三、非选择题(本大题共4题,共48分)
23. 钴的化合物作为催化剂广泛应用于材料科学和医疗领域等。请回答:
(1)Co元素在元素周期表中的位置是________。
(2)钴酞菁M的结构简式如图所示,M含有与苯相似的大键,所有原子共平面。
①下列说法不正确的是________。
A.M中,钴离子的化合价为+2
B.2号和4号氮原子的孤电子对与钴离子空轨道形成配位键
C.Co、H、C、N原子电负性大小顺序为
D.M中N原子的杂化轨道类型为、
②一种钴离子形成的配离子结构如图所示,比较键角:该配离子________(填“>”、“<”或“=”),并解释原因:________________________。
(3)已知碱性:,则碱性:________(填“>”或“<”)。与少量稀硫酸溶液反应的化学方程式为________。
(4)某氮化铁晶胞结构如图所示(中间3个白球和两个黑球位于晶胞内部),该晶体化学式为________。
24. 的高效利用对缓解能源危机及实现“碳中和”目标具有重要意义。利用和氢气反应制备甲醇是一条重要途径,其原理为:
反应I: ,
反应II: 。
(1)反应I能自发进行的条件是________。
(2)下列措施能增大转化率的是________。
A. 减小体系压强
B. 增加混合气体中的百分含量
C. 恒温恒容下,按照原比例再加入和
D. 加入少量无水氯化钙固体
(3)按(总量为4 mol),投料于恒容的密闭容器中进行反应,的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示(忽略温度对催化剂的影响)。
根据图中数据,温度选择________K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
(4)雨水中含有来自大气的,溶于水的进一步与水反应并发生电离:
①
②
时,大气压强为,大气中的物质的量分数为y,溶液中浓度为。请计算在水中的溶解度________(用字母、p、y、m表示),并写出反应②的平衡常数________(同上)。
(5)常温常压下,向一定浓度的溶液中通入至饱和,经电解获得尿素。原理如图所示:请写出电解过程的总反应方程式:________;生成时,通过离子交换膜的数目为________。
25. 钛酸钡()广泛应用于电子陶瓷,以重晶石(,杂质主要有、等)为原料,采用下列路线可制备:
已知焙烧时主要反应:;可溶,难溶。
请回答:
(1)过滤时不需要用的下列仪器是________(填仪器名称)。
(2)用离子方程式表示滤液呈碱性的原因:________。
(3)下列有关说法不正确的是________。
A. 步骤II浸取过程应采用去离子水,且不含,否则会影响产率
B. 步骤IV酸解过程中的硝酸可以改成稀硫酸
C. 步骤V中溶液与硝酸钡溶液快速混合反应,有利于提高反应物的转化率
D. 步骤VI,加热搅拌不仅有利于提高反应速率,也有利于产物的沉淀
(4)有研究小组在焙烧时加入,钡元素的浸取率提高,可能原因是________。
(5)为测定重晶石和焦炭焙烧后硫化钡的含量,取m g焙烧后的物质置于烧杯中,加入50 ml水,微热,过滤。从下列选项中选择合适操作(操作不能重复使用)并排序:_______。
________→d→c→________→e→________。
a.用热水洗涤滤渣,合并洗涤液和滤液
b.用冷水洗涤滤渣,合并洗涤液和滤液
c.将滤液定容至250 mL容量瓶,取25.00 mL缓慢滴加至锥形瓶
d.向锥形瓶中加入40.00 ml酸化的碘标准溶液
e.向锥形瓶中加入适量淀粉指示剂
f.用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液中的蓝色恰好消失
g.用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液颜色呈淡黄色
(6)实验中碘标准浓度,硫代硫酸钠标准溶液浓度,所用体积为20.00 ml,已知:,请计算出焙烧后硫化钡的质量分数________(用m、、表示)。
26. 化合物G是一种激酶抑制剂的中间体,其一种合成路线如图所示。
请回答:
(1)B中的含氧官能团的名称是________。
(2)若Y的分子量为87,Y的结构简式为________。
(3)若X只有两种等效氢,写出过程①的化学反应方程式________。
(4)下列说法不正确的是________。
A. 反应③是取代反应
B. 物质C中最多有11个碳原子共平面
C. 物质G的分子式为
D. 过程②需控制低温并缓慢滴加浓硝酸,防止反应过于剧烈
(5)满足以下条件的A的同分异构体的结构简式为________(写2个即可)。
①含有苯环;
②与溶液反应呈紫色;
③1 mol该物质能与发生反应;
④核磁共振氢谱有4组峰。
(6)参考利用以上合成路线及反应条件,写出以乙醇、为原料制备的合成路线________(其他无机试剂和有机溶剂任选)。
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2025学年第二学期高二年级期末测试
化学学科试题
1.本卷分选择题和非选择题两部分,共8页,共100分,时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 Si28 S32 Cl35.5 K39 Ca40 Fe56 Cu64 Br80 Ag108 Ba137
一、选择题Ⅰ(本大题共14小题,每小题2分,共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质对应的水溶液呈碱性的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.为强碱弱酸盐,的电离程度大于水解程度,溶液中,水溶液呈酸性,A错误;
B.为强碱弱酸盐,的水解程度大于电离程度,溶液中,水溶液呈碱性,B正确;
C.为强酸弱碱盐,水解使溶液中,水溶液呈酸性,C错误;
D.为强酸强碱盐,阴阳离子均不发生水解,溶液中,水溶液呈中性,D错误;
故选B。
2. 下列属于含非极性键的离子化合物的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.是由和构成的离子化合物,中仅含极性共价键,不含非极性键,A错误;
B.是仅含共价键的共价化合物,不属于离子化合物,B错误;
C.是由和构成的离子化合物,中的共价键均为不同种原子间的极性共价键,不含非极性键,C错误;
D.是由和构成的离子化合物,中含有碳碳非极性共价键,D正确;
故答案选D。
3. 下列说法正确的是
A. 乙醛的结构简式:
B. 基态Br原子的价电子排布式:
C. 甲基正离子()的电子式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.醛基正确写法为,乙醛的结构简式应为,A错误;
B.Br为主族元素,价电子为最外层电子,价电子排布式为,B错误;
C.甲基正离子中C原子带1个正电荷,最外层剩余3个电子,与3个H原子分别形成1对共用电子对,无孤电子对,给出的电子式符合其结构,C正确;
D.中N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,题图所示的三角锥形是的空间构型(去掉孤电子对后的结构),不是VSEPR模型,D错误;
故答案选C。
4. 下列说法不正确的是
A. 第一电离能: B. 键的极性:
C. 原子半径: D. 熔点:金刚石>足球烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.同周期元素第一电离能总体随原子序数增大而增大,的原子序数大于,故第一电离能;价电子为全满稳定结构,第一电离能大于,同主族元素从上至下第一电离能逐渐减小,即第一电离能,所以有第一电离能,说法正确,A不符合题意;
B.键的极性与成键原子电负性差值正相关,电负性,碳原子与卤原子的电负性差,键的极性应为,说法错误,B符合题意;
C.同周期元素随原子序数增大,核电荷数对核外电子吸引增强,原子半径减小,、均为第三周期元素,原子序数小于,所以,原子半径,说法正确,C不符合题意;
D.金刚石是共价晶体,熔化需要破坏共价键,足球烯是分子晶体,熔化只需破坏弱的分子间作用力,所以,熔点金刚石高于足球烯,说法正确,D不符合题意;
答案选B。
5. 下列关于共价键的说法正确的是
A. 键能:
B. 键长:
C. 键角:
D. 分子中存在σ键和π键
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯原子的原子半径小于溴原子,氯氯键的键长小于溴溴键,键长越小,键能越大,所以氯氯键的键能大于溴溴键,A正确;
B.键能越大,共价键键长越短,碳碳双键键能大于碳碳单键,因此键长:碳碳单键>碳碳双键,B错误;
C.二者中心原子均为杂化,且孤对电子数目均为1对;中心原子电负性越大,对成键电子对的排斥力越大,键角越大;电负性,因此键角:,C错误;
D.乙醇分子中的共价键均为单键,所以分子中只存在σ键,不存在π键,D错误;
故选A。
6. 关于离子液体,下列说法不正确的是
A. 可作为溶剂
B. 具有难挥发、熔点低的优点
C. 所含有的σ键为
D. 阴离子中原子均满足8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.离子液体室温下为液态,由离子构成,可作为很多反应的溶剂,A正确;
B.离子液体室温呈液态,故熔点低,为离子化合物,粒子间以离子键结合,作用力强,因此具有难挥发的特点,B正确;
C.中中心与6个形成6个单键,单键均为σ键,因此1 mol 含有6 mol键,C正确;
D.阴离子中,中心原子的价层电子数为:自身价电子5+负电荷1+成键得到的6个电子=12,不满足8电子稳定结构,D错误;
故答案为D。
7. 下列说法不正确的是
A. 丙三醇是无色粘稠液体,可用于配制化妆品
B. 甜味剂甜度高,代谢后热量低,可全面代替糖类使用
C. 酰胺在酸性或碱性条件下加热均可水解
D. 煤“气化”、“液化”都属于化学变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙三醇俗称甘油,是无色粘稠液体,具有良好吸湿性,可用于配制化妆品起到保湿作用,A不符合题意;
B.甜味剂甜度高、代谢后热量低,但糖类是人体必需的六大营养物质之一,是人体主要的供能物质,且过量摄入甜味剂存在健康风险,因此不能全面代替糖类使用,B符合题意;
C.酰胺在酸性条件下加热水解生成羧酸和铵盐,在碱性条件下加热水解生成羧酸盐和,两种条件下均可发生水解反应,C不符合题意;
D.煤的气化是将煤转化为、等气态燃料的过程,煤的液化是将煤转化为甲醇等液态燃料的过程,二者均有新物质生成,属于化学变化,D不符合题意;
故答案选B。
8. 下列说法正确的是
A. 已知 ,将氨气通入稀盐酸生成1 mol水时,放出的热量为57.3 kJ
B. 表示标准燃烧热的热化学方程式为:
C. 已知反应自发,则正反应活化能小于逆反应活化能
D. 已知 , ,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1 mol液态水放出的热量,溶于水生成的是弱电解质,电离过程吸热,氨气通入稀盐酸中反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ,A错误;
B.标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,选项中热化学方程式中的物质的量为2 mol,不符合燃烧热的定义,B错误;
C.该反应正反应为气体分子数减少的反应,,反应能自发说明,由此可知,反应放热,又由可得正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;
D.解离为气态离子需要断裂共价键,,溶于水电离为水合离子的过程放热,,所以,,D错误;
答案选C。
9. 下列方程式不正确的是
A. 用惰性电极电解饱和溶液:
B. 向溶液中通入过量氨气:
C. 环氧乙烷与水直接化合制备乙二醇:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
【答案】A
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解饱和溶液时,生成的会与溶液中的结合生成沉淀,正确离子方程式为,A错误;
B.不溶于弱碱氨水,向溶液中通入过量氨气生成氢氧化铝沉淀和氯化铵, B正确;
C.环氧乙烷的三元环不稳定,在加热加压条件下与水发生开环加成反应生成乙二醇,C正确;
D.酸性强弱顺序为,因此向苯酚钠溶液中通入少量生成苯酚和碳酸氢钠,D正确;
故答案选A。
10. 聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 乙烯分子键与键的比例为
B. 1,2-二氯乙烷中所有原子共平面
C. 过程①发生了消去反应
D. 氯乙烯与聚氯乙烯具有相同的官能团
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式为,分子中含5个键(4个键、1个键)和1个键,二者比例为,A错误;
B.1,2-二氯乙烷中两个碳原子均为杂化,空间构型为四面体形,所有原子不可能共平面,B错误;
C.过程①中1,2-二氯乙烷脱去1分子HCl生成含碳碳双键的氯乙烯,符合消去反应的特征,C正确;
D.氯乙烯的官能团为碳碳双键、碳氯键,聚氯乙烯是氯乙烯加聚的产物,结构中无碳碳双键,仅含碳氯键,二者官能团不同,D错误;
故选C。
11. 青蒿素是从黄花蒿中提取出来的高效抗疟药,为无色针状晶体,可溶于乙醇和乙醚,提取青蒿素的流程经历四个步骤。已知乙醚沸点为35℃。下列实验装置或操作不正确的是
A.步骤Ⅰ:粉碎
B.步骤Ⅱ:浸取
C.步骤Ⅲ:过滤
D.步骤Ⅳ:蒸馏
A. 利用上述装置将干燥后的黄花蒿碾碎
B. 利用上述装置将粉碎后的黄花蒿溶于乙醚中,加热可增加浸取率
C. 利用上述装置将溶有青蒿素的乙醚与不溶物分离
D. 利用上述装置进行蒸馏,得到青蒿素粗品
【答案】B
【解析】
【详解】A.粉碎固体黄花蒿可使用研钵研磨,操作合理,A正确;
B.乙醚沸点仅为35℃且属于易燃物,用酒精灯直接敞口加热会使乙醚大量挥发,无法提高浸取率,还易引发火灾,应改为水浴加热,B错误;
C.分离溶有青蒿素的乙醚和不溶物用过滤操作,图示装置符合过滤“一贴二低三靠”的要求,C正确;
D.乙醚和青蒿素沸点差异大,可用蒸馏法分离,图示蒸馏装置温度计位置、冷凝装置等均合理,D正确;
故答案选B。
12. X、Y、Z、M四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的最外层电子数等于其周期数,且原子半径大于Y,Y的电负性在所有短周期主族元素中最大,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,Y与M同主族。下列说法正确的是
A. Z与M形成的物质是离子化合物
B. Y与M分别形成的简单氢化物,后者沸点更高
C. X的基态原子有2种空间运动状态
D. Z的最高价氧化物的水化物为强碱
【答案】C
【解析】
【分析】Y的电负性在所有短周期元素中最大,则Y是氟元素,X可能是第一周期的氢元素,或第二周期元素,Z、M是第三周期元素;X的最外层电子数等于其周期数,且原子半径大于氟,X是铍元素;Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和(4+9=13),Z是铝元素;Y和M同族,则M是氯元素,综上所述,X为铍元素()、Y为氟元素()、Z为铝元素()、M为氯元素();
【详解】A.Z()与M()形成的是共价化合物,不是离子化合物,A错误;
B.Y的简单氢化物为,M的简单氢化物为,分子间存在氢键,沸点高于,后者沸点更低,B错误;
C.X()基态原子电子排布为,占据2个s能级的原子轨道,有2种空间运动状态,C正确;
D.Z的最高价氧化物的水化物为,属于两性氢氧化物,不是强碱,D错误;
答案选C。
13. 关于碘及其化合物,下列说法不正确的是
A. 原子半径,酸性
B. 掺杂的聚乙炔中具有与金属材料一样的导电性
C. 如图碘晶体中碘分子的排列有2种不同取向
D. IBr与性质相近,可发生反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同主族元素,从上到下原子半径逐渐增大,则碘原子的原子半径大于溴原子,氢碘键的键长大于氢溴键,所以氢碘键的极性小于氢溴键,碘化氢在溶液中电离出氢离子的能力强于溴化氢,酸性强于溴化氢,A正确;
B.聚乙炔是含有共轭双键的高分子化合物,掺杂碘单质后可形成导电高分子化合物,具有类似金属的导电性,B正确;
C.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的碘分子和位于面心的碘分子的取向不同,所以晶胞中碘分子有2种不同取向,C正确;
D.溴元素的电负性大于碘元素,溴化碘分子中溴原子带负电荷、碘原子带正电荷,溴化碘与水反应时,溴原子与水分子中带正电荷的氢原子结合形成溴化氢,碘原子与带负电荷的羟基结合形成次碘酸,D错误;
故选D。
14. 下列关于晶体的说法不正确的是
A. 图①:熔融态快速冷却形成水晶
B. 图②:液态水结冰时,由于氢键的作用,每个水分子紧邻的4个水分子构成四面体,体现氢键的方向性和饱和性
C. 图③:根据金属晶体的电子气理论,一小块钠可以看成是一个“巨分子”
D. 图④:氯化铯晶体熔点较高,一个周围有8个
【答案】A
【解析】
【详解】A.熔融态快速冷却时,原子来不及有序排列,会形成非晶态的石英玻璃,缓慢冷却才能形成晶体状态的水晶,A错误;
B.氢键具有饱和性和方向性:1个水分子最多可与4个水分子形成氢键,且氢键有固定取向,因此液态水结冰时每个水分子紧邻的4个水分子构成四面体,体现了氢键的饱和性和方向性,B正确;
C.根据金属晶体的电子气理论,金属晶体中金属阳离子被自由电子气维系,整块金属可看作一个靠金属键结合的“巨分子”,C正确;
D.氯化铯属于离子晶体,熔点较高,其晶胞为体心立方结构,每个周围紧邻8个,配位数为8,D正确;
故答案选A。
二、选择题II(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求,不选、多选、错选均不得分)
15. 布洛芬结构如图,具有抗炎、镇痛、解热作用,但对胃、肠有刺激性。下列说法正确的是
A. 布洛芬易溶于水,能与水分子形成分子间氢键
B. 布洛芬与足量溶液反应,可产生(标准状况下)的
C. 布洛芬与足量加成后,产物分子中有2个手性碳
D. 布洛芬分子结构进行成酯修饰后,可降低对胃、肠道的刺激
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,布洛芬分子含有羧基,能与水分子形成分子间氢键,但烃基的憎水性强于羧基的亲水基,不易溶于水,A错误;
B.由结构简式可知,布洛芬分子含有羧基,能与碳酸钠溶液反应,但与足量的碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,不能生成二氧化碳,B错误;
C.由结构简式可知,布洛芬分子含有的苯环一定条件下能与氢气发生加成反应,加成产物含有如图*所示的1个手性碳原子:,C错误;
D.由结构简式可知,布洛芬分子含有羧基,电离出的氢离子会对胃、肠道有刺激性,成酯修饰后羧基转化为酯基,不能电离出氢离子,可降低对胃、肠道的刺激,D正确;
故选D。
16. 可作白色颜料和阻燃剂等。实验室中可利用的水解反应制取(的水解分三步进行,中间产物有等)。下列说法不正确的是
A. 为提高转化率,在水解反应后期可加入少量氨水
B. 的水解反应不是基元反应
C. 配制溶液的方法是将一定量溶于水中,并适当加热
D. 水解产生的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.水解会生成,加入氨水可中和,使水解平衡正向移动,提高转化率,A正确;
B.基元反应是一步完成的反应,题干明确水解分三步进行,因此不属于基元反应,B正确;
C.易发生水解,直接溶于水且加热会促进水解生成沉淀,无法得到溶液,正确配制方法是先将溶于浓盐酸抑制水解,再加水稀释至所需浓度,C错误;
D.该离子方程式满足原子守恒、电荷守恒,符合沉淀生成的反应事实,D正确;
故选C。
17. 傅-克烷基化可以简化用下图表示:
下列说法正确的是
A. 反应过程中,苯环中C的杂化类型未发生改变
B. 加入有利于烷基化反应进行
C. 用甲苯代替苯,较不易发生傅-克烷基化反应
D. 根据反应机理,可代替作烷基化反应的催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯中所有碳原子均为杂化;反应生成的中间体中,连接R和H的碳原子()形成4个单键,为杂化,杂化类型发生了改变,A错误;
B.是反应的催化剂,属于路易斯酸,是碱,会与反应生成,从而降低的催化活性,不利于烷基化反应进行,B错误;
C.甲基是给电子基团,会活化苯环,使苯环电子云密度升高,更易发生亲电取代反应(傅-克烷基化属于亲电取代),因此甲苯比苯更易发生傅-克烷基化,C错误;
D.该反应中的作用是作为路易斯酸,促进极化产生亲电的烷基物种,同样是路易斯酸,性质与类似,可以代替它作催化剂,D正确;
故答案为:D。
18. 下列实验能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有HBr产生
B.用溴水证明电石与水反应生成乙炔
C.用于制取并检验乙烯
D.测定生成氢气的速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯与液溴反应较剧烈且反应放热,溴易挥发,挥发出的溴单质与水反应生成HBr,也能与硝酸银溶液反应生成AgBr,在这里用CCl4吸收溴,可以检验溴代反应生成的HBr,A能达到实验目的;
B.电石与饱和水反应生成乙炔的同时,杂质CaS、Ca3P2等会生成H2S、PH3等还原性气体,这些气体也能使溴水褪色,干扰乙炔的检验(需先除杂),B不能达到实验目的;
C.乙醇消去制乙烯的副反应会生成等还原性杂质,也可使溴水褪色,干扰乙烯检验,不能达到实验目的,C不能达到实验目的;
D.浓盐酸有很强的挥发性,氯化氢气体也会对测量体积造成影响,该装置不能测定生成氢气的速率,D不能达到实验目的;
故选A。
19. 在恒温条件下,向2 L刚性密闭容器中加入和,在催化剂条件下发生反应: 。反应达到平衡,此时,的转化率为α。下列说法不正确的是
A. 内反应速率为
B. 若其他条件不变,在恒压下进行该反应,则平衡时的转化率小于α
C. 升高温度,平衡逆向移动
D. 若其他条件不变,将刚性密闭容器的体积改为,新平衡气体颜色比原平衡深
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成,根据反应计量数关系,同时生成,则,A正确;
B.该反应正方向为气体分子数减少的反应,恒容条件下平衡时体系压强减小,若改为恒压条件下进行,容器体积减小,相当于增大体系压强,平衡正向移动,则转化率大于,B错误;
C.该反应,正反应放热,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,C正确;
D.容器体积改为,即增大体系压强,浓度增大为原来的2倍,虽然平衡正向移动消耗部分,但根据勒夏特列原理,新平衡时浓度仍大于原平衡,为红棕色,故新平衡气体颜色更深,D正确;
故选B。
20. 采用如图所示的间接电解法制备氯仿()。生成的原理为:。离子交换膜为交换膜,下列说法不正确的是
A. 阴极发生的反应:
B. 电解一段时间,阳极附近氯化钠的浓度减小
C. 冷水主要是防止逸出,增加的溶解度
D. 每生成,有个电子发生转移
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,左侧连接外接电源的正极,为电解池的阳极,电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,则右侧为阴极,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【详解】A.由分析可知,阴极发生的反应为,A正确;
B.电解时阳极Cl-失电子生成Cl2,同时Na+通过离子交换膜移向阴极,因此阳极附近NaCl的浓度减小,B正确;
C.冷水可降低温度,抑制高温下副反应()的发生,故C错误;
D.根据反应,2Cl--2e-=Cl2↑,,生成1molCHCl3需要3molClO-,3molClO-由3molCl2与碱反应得到,生成3molCl2共转移6mol电子,故每生成,转移个电子,D正确;
故选C。
21. 为验证侯氏制碱法的准确性,某兴趣小组将等物质的量浓度的与溶液等体积混合,析出晶体,过滤,所得滤液。下列离子浓度关系不正确的是
A.
B.
C.
D. 向滤液中通入氨气,并加入食盐,有利于副产品析出
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据物料守恒,初始时与物质的量相等,水解生成,因此,A不符合题意;
B.不参与反应浓度最大,部分水解因此浓度小于,因析出剩余量较少,且电离程度很弱,浓度远小于,离子浓度顺序正确,B不符合题意;
C.由电荷守恒和物料守恒和,可得质子守恒为,选项中右边为,式子错误,C符合题意;
D.通入氨气增大浓度,加入食盐增大浓度,使溶解平衡向析出方向移动,有利于析出,D不符合题意;
故答案选C。
22. 组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是腺嘌呤核苷酸的结构,下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的戊糖相同,碱基不同
B. 碱基与戊糖缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C. 核酸分子中磷酸通过氢键实现互补配对
D. 核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,二者戊糖不同,碱基也不完全相同,A错误;
B.碱基与戊糖先缩合形成核苷,核苷再与磷酸缩合得到核苷酸,B错误;
C.核酸分子中是碱基通过氢键实现互补配对,磷酸构成核酸的分子骨架,不参与氢键配对,C错误;
D.核苷酸中的磷酸基团可与碱反应,含氮碱基可与酸反应,因此核苷酸在一定条件下既可以与酸反应,又可以与碱反应,D正确;
故选D。
三、非选择题(本大题共4题,共48分)
23. 钴的化合物作为催化剂广泛应用于材料科学和医疗领域等。请回答:
(1)Co元素在元素周期表中的位置是________。
(2)钴酞菁M的结构简式如图所示,M含有与苯相似的大键,所有原子共平面。
①下列说法不正确的是________。
A.M中,钴离子的化合价为+2
B.2号和4号氮原子的孤电子对与钴离子空轨道形成配位键
C.Co、H、C、N原子电负性大小顺序为
D.M中N原子的杂化轨道类型为、
②一种钴离子形成的配离子结构如图所示,比较键角:该配离子________(填“>”、“<”或“=”),并解释原因:________________________。
(3)已知碱性:,则碱性:________(填“>”或“<”)。与少量稀硫酸溶液反应的化学方程式为________。
(4)某氮化铁晶胞结构如图所示(中间3个白球和两个黑球位于晶胞内部),该晶体化学式为________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2) ①. CD ②. > ③. 该配离子中,的孤电子对与形成配位键,孤电子对变成成键电子对,对成键电子对的斥力减小,故的键比中的大
(3) ①. < ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
Co(钴)的原子序数为27,根据核外电子排布规律,其位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。
【小问2详解】
① A.根据结构简式,M中钴与1、3号两个氮原子形成共价键(钴显正电性,2个氮原子显负电性),与2、4号两个氮原子形成配位键,故钴离子的化合价为+2价,A正确,不符合题意;
B.2号和4号氮原子提供孤电子对,钴离子提供空轨道,形成配位键,B正确;
C.电负性大小顺序应为,C错误;
D.题干指出M中所有原子共平面,且含有大键,说明N原子均参与了共轭体系,全部采用杂化,不存在杂化,D错误;
故答案为CD。
② 分子中N原子有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,使得键角被压缩;形成配离子后,N原子的孤电子对与原子形成配位键,孤电子对变为成键电子对,排斥作用减弱,因此键角变大。
【小问3详解】
为吸电子基团,导致()中N原子上的电子云密度降低,结合质子的能力减弱,故碱性。为二元弱碱,与少量稀硫酸反应时碱过量,生成正盐,化学方程式为。
【小问4详解】
根据六方晶胞结构图,铁原子(白球)位于顶点、面心和体内,利用均摊法计算其个数为:
。氮原子(黑球)全部位于晶胞内部,个数为2。铁原子与氮原子个数比为,故该晶体的化学式为。
24. 的高效利用对缓解能源危机及实现“碳中和”目标具有重要意义。利用和氢气反应制备甲醇是一条重要途径,其原理为:
反应I: ,
反应II: 。
(1)反应I能自发进行的条件是________。
(2)下列措施能增大转化率的是________。
A. 减小体系压强
B. 增加混合气体中的百分含量
C. 恒温恒容下,按照原比例再加入和
D. 加入少量无水氯化钙固体
(3)按(总量为4 mol),投料于恒容的密闭容器中进行反应,的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示(忽略温度对催化剂的影响)。
根据图中数据,温度选择________K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
(4)雨水中含有来自大气的,溶于水的进一步与水反应并发生电离:
①
②
时,大气压强为,大气中的物质的量分数为y,溶液中浓度为。请计算在水中的溶解度________(用字母、p、y、m表示),并写出反应②的平衡常数________(同上)。
(5)常温常压下,向一定浓度的溶液中通入至饱和,经电解获得尿素。原理如图所示:请写出电解过程的总反应方程式:________;生成时,通过离子交换膜的数目为________。
【答案】(1)低温 (2)CD
(3)553 (4) ①. ②.
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
反应I的,正反应是气体分子数减少的反应,熵变。根据反应自发的判据,低温条件下满足,因此反应I自发进行的条件是低温。
【小问2详解】
A.减小体系压强,反应I平衡逆向移动(反应I正方向气体分子数减少);反应II气体分子数不变,平衡不移动,故CO2总的转化率降低,A错误;
B.增加混合气体中CO2的百分含量,平衡正向移动,但CO2转化率降低,H2转化率升高,B错误;
C.恒温恒容下按原比例再加入CO2和H2,相当于增大压强,反应I平衡正向移动,CO2总转化率增大,C正确;
D.加入无水氯化钙固体,会吸收反应生成的H2O,两个反应平衡均正向移动,CO2转化率增大,D正确;
故选CD。
【小问3详解】
初始,达到平衡时甲醇的产量,根据图示数据,计算473 K、513 K、553 K三温度下甲醇的产量分别为:,,,可得553 K温度下,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
【小问4详解】
根据分压定律,由反应①可得,CO2(g)的分压, 代入可得,溶解的CO2的浓度为,由反应②可知,因此溶液中CO2总的溶解度为;
由反应②的方程式可得,将,代入可得,。
【小问5详解】
由图示可知,左室反应为,为电解池阴极;则右室为阳极,反应式为,由两电极反应式,根据得失电子守恒可得电解过程的总反应离子方程式为:,反应后溶液呈碱性,化学方程式可写为:;
根据阴极电极反应式可得,生成1 mol时,转移16 mol电子,故通过离子交换膜的H+的数目为16NA。
25. 钛酸钡()广泛应用于电子陶瓷,以重晶石(,杂质主要有、等)为原料,采用下列路线可制备:
已知焙烧时主要反应:;可溶,难溶。
请回答:
(1)过滤时不需要用的下列仪器是________(填仪器名称)。
(2)用离子方程式表示滤液呈碱性的原因:________。
(3)下列有关说法不正确的是________。
A. 步骤II浸取过程应采用去离子水,且不含,否则会影响产率
B. 步骤IV酸解过程中的硝酸可以改成稀硫酸
C. 步骤V中溶液与硝酸钡溶液快速混合反应,有利于提高反应物的转化率
D. 步骤VI,加热搅拌不仅有利于提高反应速率,也有利于产物的沉淀
(4)有研究小组在焙烧时加入,钡元素的浸取率提高,可能原因是________。
(5)为测定重晶石和焦炭焙烧后硫化钡的含量,取m g焙烧后的物质置于烧杯中,加入50 ml水,微热,过滤。从下列选项中选择合适操作(操作不能重复使用)并排序:_______。
________→d→c→________→e→________。
a.用热水洗涤滤渣,合并洗涤液和滤液
b.用冷水洗涤滤渣,合并洗涤液和滤液
c.将滤液定容至250 mL容量瓶,取25.00 mL缓慢滴加至锥形瓶
d.向锥形瓶中加入40.00 ml酸化的碘标准溶液
e.向锥形瓶中加入适量淀粉指示剂
f.用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液中的蓝色恰好消失
g.用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液颜色呈淡黄色
(6)实验中碘标准浓度,硫代硫酸钠标准溶液浓度,所用体积为20.00 ml,已知:,请计算出焙烧后硫化钡的质量分数________(用m、、表示)。
【答案】(1)分液漏斗、圆底烧瓶
(2) (3)BC
(4)与结合生成沉淀,使溶解平衡正向移动,促进BaS在水中的溶解
(5)agf (6)或
【解析】
【分析】焙烧主要发生与碳粉的反应,生成可溶于水的;焙烧后的烧渣经水浸取后过滤,滤液中主要含;杂质(、)及过量的炭粉形成滤渣;向滤液中加入硝酸溶解,得到溶液,将溶液浓缩结晶得到硝酸钡晶体;硝酸钡晶体溶于水后,加入加热搅拌形成钛酸钡凝胶;钛酸钡凝胶经烧结得到。
【小问1详解】
过滤需要烧杯(承接滤液)、玻璃棒(引流),不需要分液漏斗(用于分液)和圆底烧瓶(加热/反应容器)
【小问2详解】
滤液中溶质为可溶的BaS,为弱酸阴离子,水解使溶液显碱性,水解的离子方程式:;
【小问3详解】
A.若水中含CO2会与BaS反应生成BaCO3沉淀,使Ba损失,产率降低,A正确;
B.若将硝酸改为稀硫酸,Ba2+会与生成BaSO4沉淀,无法得到硝酸钡晶体,B错误;
C.快速混合会导致局部反应物浓度过高,生成沉淀包裹未反应的离子,降低反应物转化率,C错误;
D.加热搅拌可以加快反应速率,同时促进钛酸钡水解沉淀,D正确;
故选BC;
【小问4详解】
在焙烧时加入,与结合生成沉淀,使溶解平衡正向移动,促进BaS在水中的溶解,提高钡元素的浸取率;
【小问5详解】
BaS溶解度随温度升高而增大,热水洗涤减少损失,然后合并洗涤液与滤液,故选a;向锥形瓶中加入过量碘标准液(d);将滤液定容后取25mL滴入锥形瓶(c);先用硫代硫酸钠滴定至溶液呈淡黄色,淀粉不能过早加入,防止吸附I2导致碘被包裹,影响终点判断,故选g;加入淀粉指示剂(e);继续滴定至蓝色消失达到终点(选f);
所以顺序为:a→d→c→g→e→f;
【小问6详解】
实验原理:过量的I2与发生反应:,再用滴定剩余的I2,反应式为,根据反应关系可得:BaS~~I2,I2~2, ,,则25mL溶液中=,250mL溶液中,M(BaS)=169 g/mol,因此质量分数为=或。
26. 化合物G是一种激酶抑制剂的中间体,其一种合成路线如图所示。
请回答:
(1)B中的含氧官能团的名称是________。
(2)若Y的分子量为87,Y的结构简式为________。
(3)若X只有两种等效氢,写出过程①的化学反应方程式________。
(4)下列说法不正确的是________。
A. 反应③是取代反应
B. 物质C中最多有11个碳原子共平面
C. 物质G的分子式为
D. 过程②需控制低温并缓慢滴加浓硝酸,防止反应过于剧烈
(5)满足以下条件的A的同分异构体的结构简式为________(写2个即可)。
①含有苯环;
②与溶液反应呈紫色;
③1 mol该物质能与发生反应;
④核磁共振氢谱有4组峰。
(6)参考利用以上合成路线及反应条件,写出以乙醇、为原料制备的合成路线________(其他无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)醚键、羰基
(2) (3) (4)BC
(5) (6)
【解析】
【分析】A()与X发生取代反应生成B(),X只有两种等效氢,则结构对称,则X为,B与HNO3发生取代反应生成C(),C与Y反应生成D(),Y的分子量为87,Y的结构式为,D中加入DMF-DMA试剂反应生成E(),E中加入Fe、HCl和80%EtOH反应生成F(),加入POCl3和DMF反应生成G()。
【小问1详解】
B()中含氧官能团为醚键和羰基。
【小问2详解】
C()与Y取代反应生成 D(),则Y为 (的分子量为4×12+9+14+16=87),符合要求。
【小问3详解】
X只有两种等效氢,为1,3-二氯丙烷();反应为A的酚羟基与1,3-二氯丙烷发生取代脱HCl,得到B,反应方程式为。
【小问4详解】
A.反应③中Cl被取代,属于取代反应,A正确;
B.C中共12个碳原子,碳碳单键可旋转,所有12个碳原子均可共平面,B错误;
C.G()的分子式为,C错误;
D.反应②为硝化反应,反应放热,控制低温缓慢滴加可防止反应剧烈,D正确;
故答案为BC。
【小问5详解】
A分子式为,其同分异构体含苯环,与溶液反应呈紫色,含酚羟基;1 mol该物质能与2 mol发生反应,共有两个可与NaOH反应的基团,核磁共振氢谱仅4组峰,分子中有4种等效氢,结构对称,当两个可与NaOH反应的基团分别为酚羟基(-OH)、-COOH时,结构为或,当两个可与NaOH反应的基团都为酚羟基(-OH)时,结构为或。
【小问6详解】
根据D→E的过程,加入DMF-DMA试剂反应生成,根据E→F的过程,加入Fe、HCl和80%EtOH反应生成,加入发生酯化反应生成,故合成路线为。
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