内容正文:
临川一中2025-2026学年下学期期末考试
高二年级化学试卷
可能用到是相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Ca-40 V-51 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,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活、材料、环境密切相关,下列说法正确的是
A. 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐含有体积很大的阴、阳离子,易挥发
B. 仿生机器人的触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 汽车尾气污染大气,其中NO产生的原因主要是由于汽油燃烧不完全
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高可塑性、柔韧性,可用于生产食品包装袋
【答案】B
【解析】
【详解】A.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子液体,阴、阳离子间离子键作用力强,难挥发,A错误;
B.压电陶瓷是具有特殊压电功能的特种陶瓷,属于新型无机非金属材料,B正确;
C.汽车尾气中的NO是气缸高温环境下,空气中的和反应生成的,汽油不含氮元素,不完全燃烧不会产生NO,C错误;
D.聚氯乙烯本身及添加的增塑剂均有毒性,不可用于生产食品包装袋,D错误;
故选B。
2. 某有机物结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 1mol该有机物与H2在一定条件下能发生加成反应,最多消耗8molH2
B. 与足量H2加成后的产物中含有6个手性碳
C. 分子中所有原子不可能共平面
D. 能使酸性KMnO4稀溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol该有机物中只有2mol苯环与H2在一定条件下能发生加成反应,最多消耗6molH2,羧基和酯基不能与H2在一定条件下能发生加成反应,故A错误;
B.与足量H2加成后的产物中含有6个手性碳,如图示,故B正确;
C.分子中含有甲基,不可能所有原子共平面,故C正确;
D.分子中苯环上连有甲基,能使酸性KMnO4稀溶液褪色,故D正确;
故选A。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol金刚石中所含σ键数目为
B. 136 g 和混合固体中含的数目为
C. 标准状况下,11.2 L 和22.4 L 在光照下充分反应后的分子数为
D. 在0.1 mol/L的溶液中,所含阴离子数目大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.金刚石中每个碳原子形成4个σ键,每个σ键被2个碳原子共用,因此1 mol金刚石含σ键数目为,A错误;
B.固体中电离出和,不含,且和的摩尔质量均为136 g/mol,136 g混合固体总物质的量为1 mol,所含数目最多为,B错误;
C.甲烷与氯气的取代反应中,每一步反应前后分子总数均不变,初始总物质的量为,故充分反应后分子数仍为,C正确;
D.选项中仅给出溶液的浓度,未指明溶液体积,无法计算阴离子数目,D错误;
故选C。
4. 可降解聚合物Q可由有机物P和反应制备,转化关系如下:
已知:①;
②的结构式为。
依据上述信息,可知下列说法中不正确的是
A. P分子中的所有碳原子可能在同一平面内
B. Q中的官能团为
C. 由P制备Q的反应为加聚反应且原子利用率为100%
D. P、Q在一定条件下均能水解且所得产物相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.P分子中苯环侧链上的C之间形成的键为单键,可旋转,分子中的所有碳原子可能在同一平面内,A不符合题意;
B.Q中官能团为(酯基),B不符合题意;
C.由P制备高分子Q时,无其他产物生成,反应为加聚反应且原子利用率为100%,C不符合题意;
D.P在一定条件下与水反应生成,Q在一定条件下水解生成、,所得产物不完全相同,D符合题意;
故选D。
5. 下列实验设计或操作能达到实验目的的是
A.制备无水
B.检验产物中
C.冶炼金属镁
D.测定碳酸氢钠固体溶于水是吸热过程
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热蒸发溶液时,会发生水解,且加热时生成的HCl挥发,会促进水解,最终得到,灼烧后转化为,无法得到无水,A错误;
B.二氧化硫通入足量NaClO溶液会发生氧化还原反应,反应除生成外,还生成了。加入溶液后,是微溶于水的白色沉淀,和AgCl沉淀外观相似,会干扰的检验,B错误;
C.铝热反应的原理是用铝置换活泼性比铝弱的金属,Mg活泼性强于铝,不能用铝热法冶炼金属镁,工业冶炼镁采用电解熔融氯化镁的方法,C错误;
D.该装置为密闭体系,若碳酸氢钠溶于水吸热,会使锥形瓶内空气温度降低、内部压强减小,外界大气压会使U形管左侧红墨水液面升高,通过现象可以证明吸热过程,D正确。
6. 人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如图,下列说法不正确的是
+nHOCH2CH2OH→
A. M的分子式为C15H10N2O2
B. 聚氨酯和蛋白质分子的某些化学性质相似
C. 聚氨酯在一定条件下能发生水解反应
D. 合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据M的结构简式,其分子式为C15H10N2O2,A正确;
B.聚氨酯和蛋白质分子中均含有酰胺基,则某些化学性质相似,如水解,B正确;
C.聚氨酯中含有酯基和酰胺基,在一定条件下能发生水解反应,C正确;
D.合成聚氨酯的反应中,M中的碳氮双键与乙二醇中羟基的H原子、O原子发生加成反应,属于加成聚合反应,D错误;
故选D。
7. 我国科学团队成功开发出一种直接、区域选择性的吡啶C-3位卤化新策略,用简单的醚溶剂效应打破了半个多世纪的合成瓶颈,下图为卤化合成路线及应用,
已知吡啶()与苯结构与性质相似,下列说法错误的是
A. 反应①和反应②反应类型相同 B. 有机物Z中C的杂化类型有2种
C. 甲基吡啶和苯胺互为同分异构体 D. 1 mol Y最多消耗2 mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①:吡啶环上的氢被溴原子取代,属于取代反应。;反应②:Y分子中的溴原子与发生取代反应, 所以反应①和反应②类型相同,A正确;
B.双键上的C原子是sp2杂化,单键上的饱和C原子是sp3杂化,因此杂化类型有2种,B正确;
C.甲基吡啶和苯胺的分子式(C6H7N)相同,结构不同,互为同分异构体,C正确;
D.有机物Y的结构中,除了1个酯基,还有溴原子;酯基水解消耗1 mol NaOH;溴原子在碱性条件下水解,生成酚羟基和HBr,HBr会与NaOH反应,消耗1 mol NaOH;生成的酚羟基在碱性条件下会与NaOH反应,再消耗1 mol NaOH。所以1 mol Y最多消耗3 mol NaOH,D错误;
故选D。
8. 前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,W的原子序数为T的原子序数的,基态T原子是前四周期中未成对电子数最多的,这五种元素组成的化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. T位于元素周期表第四周期第ⅥB族
B. 第一电离能:
C. 电负性:
D. 简单氢化物键角:
【答案】D
【解析】
【分析】已知基态 T 原子是前四周期中未成对电子数最多的,其价电子排布式为,所以T为Cr,原子序数为24;又因为W的原子序数为T的原子序数的,所以W为O;再结合前四周期元素 X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大以及第一步推断的信息,可知X为H,Y为C ,Z为N。
【详解】A.T为Cr,原子序数24,价电子排布,位于第四周期第ⅥB族,A正确;
B.第一电离能:T(Cr,金属)<Y(C)<W(O)<Z(N),因同周期第一电离能N>O>C(N的半满稳定),Cr的第一电离能远小于非金属,B正确;
C.电负性:X(H)<Y(C)<Z(N)<W(O),同周期从左到右电负性增大,H电负性最小,C正确;
D.简单氢化物键角:Y(中心原子sp3杂化,无孤对电子,键角:109°28′)>Z(中心原子sp3杂化,1对孤对电子,键角:107°)>W(中心原子sp3杂化,2对孤对电子,键角:104.5°),则Y>Z>W,D错误;
故答案选D。
9. 具有温和辛香味的肉桂醛合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 苯甲醇中所有原子共平面 B. 质谱仪无法区分苯甲醇和苯甲醛
C. 过程①中发生了加成、消去反应 D. 苯甲醛与肉桂醛互为同系物
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯甲醇分子中侧链碳为饱和碳原子,与其周围原子形成四面体,所有原子不可能共平面,A错误;
B.苯甲醇和苯甲醛的相对分子质量不同,质谱仪可以区分,B错误;
C.过程①中先发生了加成反应,碳链增长,后发生消去反应,形成碳碳双键,C正确;
D.肉桂醛含双键和醛基,苯甲醛含醛基,两者官能团种类不同,不是同系物,D错误;
故选C。
10. 已知醛或酮可与格氏试剂()发生加成反应,所得产物经水解可得醇如图所示:
(这里R、、表示烃基可以相同也可以不同,X代表卤素原子,下同)
若用此种方法制取2-甲基-2-丁醇,可选用的醛或酮与格氏试剂是
A. 与 B. 与
C. 丙酮与 D. 乙醛与()
【答案】A
【解析】
【详解】2-甲基-2-丁醇的结构简式为HOC(CH3)2CH2CH3,根据得到的醇HOC(CH3)2CH2CH3反推,应该是水解得到,应该是CH3CH2COCH3和CH3MgX制得,或者是CH3COCH3和CH3CH2MgX制得,故A正确;
故答案为A。
11. 卤代烃(RI)与端基炔(HR≡CR')催化偶联反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 反应中存在非极性键的断裂和形成
B. 若原料为苯乙炔和CH2=CHI,则偶联产物为
C. 偶联反应的原子利用率为100%
D. 若反应在碱性溶液中进行,则一定可以提高产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.该偶联反应的原理为R'C≡CH+RI→R'C≡CR+HI,有C-C非极性键的形成,但没有非极性键的断裂,A错误;
B.若原料为苯乙炔和,苯乙炔中与碳碳三键相连的C-H断裂,中C-I键断裂,偶联产物为,B正确;
C.由流程可知,转化图中右侧存在反应R'C≡CH+CuI→R'C≡CCu+HI,该偶联反应的原理为R'C≡CH+RI→R'C≡CR+HI,反应物的原子没有完全转化为生成物,则原子利用率不为100%,C错误;
D.若反应在碱性溶液中进行,卤代烃(RI)可能发生水解反应生成R-OH,反应物浓度减小,不一定提高产率,D错误;
故选B。
12. 下列关于物质的结构、性质及解释均正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
键角:<
水分子中上孤电子对数比氨分子中上的少
B
熔沸点:
半径比小,比离子键键能大
C
的键长小于的键长
的键能小于的键能
D
水溶液碱性:
F原子电负性大,使得羟基极性增大,酸性增强,对应的盐碱性则减弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.水分子中心氧原子有2对孤电子对,氨分子中心氮原子只有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力更大,键角,A错误;
B.对电子的吸引能力强,使得共价性显著,属于分子晶体,而属于离子晶体,一般离子晶体的熔沸点高于分子晶体,所以,熔沸点,与离子键键能大小无关,B错误;
C.共价键键长越短,键能越大,键长小于,则键能大于,C错误;
D.F电负性大,其吸电子效应使的酸性强于。酸的酸性越强,其对应盐的水解程度越弱,溶液碱性越弱,所以水溶液碱性。题干中的解释核心逻辑正确,D正确;
答案选D。
13. 硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料,原理如图(A、B为多孔石墨电极,C、D为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 电极为负极,电极反应式为
B. 膜为阳离子交换膜,透过膜向电极移动
C. 、分别为和
D. 若制备硫酸,需要标准状况下体积为
【答案】B
【解析】
【分析】根据装置图,生成氢气的一极为阴极,所以电极D为阴极,得到电子,发生还原反应,其电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,电极C为阳极,失去电子,发生氧化反应,其电极反应式为:-2e-+H2O =+2H+;电极A为负极,二氧化硫失去电子生成硫酸根离子,发生氧化反应,其电极反应式为:SO2-2e-+2H2O==+4H+;电极B为正极,氧气得到电子,发生还原反应,其电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.电极A为负极,二氧化硫失去电子生成硫酸根离子,发生氧化反应,其电极反应为:SO2-2e-+2H2O=+4H+,A正确;
B.C是阳极,亚硫酸根通过膜P,在C极上发生氧化反应生成硫酸根,故膜P是阴离子交换膜,B错误;
C.根据分析,溶液、分别为和,C正确;
D.甲和乙池中都生成了H2SO4,转移相同的电子数,两池中转移电子数相同,故各生成98g硫酸,转移2mol电子,需要氧气0.5mol,状况下体积为11.2L,D正确;
答案选B。
14. 常温下,相同浓度的、、的水溶液中,酸分子的分布分数α [如]随pH的变化曲线如图所示(已知b代表)。下列叙述错误的是
A. a代表的分布分数随的变化
B. 常温下,向浓度均为和的混合溶液中加入NaOH固体至pH=7,此时溶液中
C. 常温下,向和的混合溶液中加入固体至,此时溶液中
D. 常温下,向溶液中加入固体,使溶液中,此时
【答案】C
【解析】
【详解】A.是吸电子基团,受此影响:,结合图可知,酸分子的分布分数为50%时,酸分子和酸根离子浓度相等,则,故、、,A正确;
B.向浓度均为和的混合溶液中加入固体时,先被中和,即,存在电荷守恒,至时,故溶液中,B正确;
C.,则,此时溶液中,C错误;
D.向溶液中加入固体,由电荷守恒知,当溶液中,溶液中和浓度相等,常温下,,,,,D正确。
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠()是分析化学中的常用试剂,不溶于水,具有强氧化性,可定性检验等。某研究小组利用如图装置制备铋酸钠(夹持装置略)。
(1)的制备
向溶液中,缓慢滴加浓NaOH溶液并不断搅拌,产生大量乳白色沉淀,冷却至室温后,继续缓慢滴加浓NaClO溶液并不断搅拌,反应一段时间,产生黄色浑浊。冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品。
①仪器a的名称为___________,实验中使用的NaOH溶液盛装在带___________的试剂瓶中(“橡皮塞”或“玻璃塞”)。
②上述制备过程中,参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
③与用普通漏斗过滤相比,用如图装置进行抽滤的主要优点是___________。
④判断产品沉淀已经洗净的方法___________。
(2)的含量测定
称取0.2500 g 产品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和溶液,反应后溶液变为紫红色,加入10 mL 0.5 溶液(过量)至完全褪色,再用0.02 标准溶液滴定至终点,消耗体积V mL。
①已知可稳定存在于强酸性溶液中,加入足量稀硫酸和溶液时发生的离子方程式为___________。
②滴定终点时的现象为___________。
③的摩尔质量为M g/mol,则产品中的质量分数为___________(列计算式)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 橡皮塞 ③. 1:1 ④. 过滤速度更快,分离更彻底 ⑤. 取最后一次洗涤液于洁净的试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明已洗净
(2) ①. ②. 当滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为浅红色(或浅紫色),且半分钟内不变色 ③.
【解析】
【分析】向溶液中加入NaOH溶液产生白色沉淀,再加入浓NaClO溶液,发生反应:。
【小问1详解】
①根据仪器构造可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗;因为NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成具有黏性的硅酸钠,会使玻璃塞与瓶口黏在一起,所以实验中使用的NaOH溶液盛装在带橡皮塞的试剂瓶中。
②向溶液中加入NaOH溶液产生白色沉淀,再加入浓NaClO溶液,其中NaClO为氧化剂,氯得到2个电子;Bi(OH)3为还原剂,Bi元素的化合价由+3价升至+5价,失去2个电子,根据电子转移守恒,参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1。
③与普通漏斗过滤相比,抽滤的主要优点是过滤速度快、分离更彻底。
④若产品沉淀已经洗净,则洗涤液中不含,检验方法为:取最后一次洗涤液于试管中,加入稀酸化的溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀已洗净。
【小问2详解】
①已知可稳定存在于强酸性溶液中,加入足量稀硫酸和溶液时,将氧化为,自身被还原为,发生的离子方程式为。
②用溶液滴定过量的溶液,高锰酸钾氧化,发生的反应为,滴定终点时的现象为:当滴入最后半滴溶液,溶液由无色变为浅红色(或浅紫色),且半分钟内不褪色。
③根据反应:、,可得关系式:,n(Na2C2O4)总=0.5mol/L×0.01L=0.005mol,过量的与高锰酸钾反应的,则与反应的的物质的量n(NaBiO3)=(0.005-5×10-5V)mol,产品中的质量分数为。
16. 湿法冶金是提取复杂多金属矿中有价金属的重要手段。某研究小组以钒铅锌矿为原料[主要成分为PbZn(VO4)(OH)和FeO(OH)],采用硫酸浸出法综合回收钒,其工艺流程如下:
已知:
i.钒在酸性溶液中以形式存在,在温度高于30℃时易水解生成V2O5沉淀。
ii.浸出液中含有Zn2+、及少量Fe3+等。
iii.溶液中与可相互转化:+H2O+2H+。
回答下列问题:
(1)基态Pb原子的简化电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时PbZn(VO4)(OH)发生反应的离子方程式为_______。
(3)为了探究温度、液固比、时间等不同实验条件对钒铅锌矿中V、Zn等金属浸出率的影响,开展了一系列单变量实验。
①图1为实验在不同温度下所测V、Zn元素浸出率的变化,用离子方程式解释温度高于30℃后V元素浸出率下降的原因为_______。
②在硫酸浓度确定情况下,根据实验得出浸出率随液固比的变化(图2),最佳液固比为_______,原因是_______。
(4)已知萃取剂P204结构如图所示,则萃取时VO2+与P204之间形成_______(填“配位键”或“氢键”或“范德华力”)。
(5)①“氧化”步骤中加入NaClO3将VO2+转化为的离子方程式为_______。
②“沉钒”前若溶液中c()=0.1 mol·L−1,“沉钒”后,上层清液中c()=0.8 mol·L−1,则钒元素的沉降率=_______%[,反应过程中溶液的体积不变]。
【答案】(1)[Xe]4f145d106s26p2
(2)
(3) ①. ②. 3:1 ③. 液固比为3:1时,V、Zn浸出率已达到较高水平,大于3:1时,浸出率提升不明显,还会增大生产成本,降低单位体积处理量,小于3:1时,矿物浸出不充分,浸出率低
(4)配位键 (5) ①. ②. 98
【解析】
【分析】钒铅锌矿经磨矿增大接触面积后,用硫酸酸浸,使钒以、锌以Zn2+形式进入浸出液,同时生成PbSO4渣分离;经还原、P204 萃取分离锌(萃余液含锌),反萃取得到含钒溶液,再用NaClO3氧化VO2+为,加氨水、NH4Cl沉钒,最后煅烧分解制得V2O5。据此分析。
【小问1详解】
Pb为82号元素,第六周期第ⅣA族,稀有气体核外简写用Xe,所以基态Pb原子的简化电子排布式为[Xe]4f145d106s26p2;
【小问2详解】
“酸浸”时PbZn(VO4)(OH)发生反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
①已知高温水解生成沉淀,,进入浸渣,溶液钒减少,浸出率下降;
②在硫酸浓度确定情况下,根据图2分析可得:最佳液固比为3:1,原因是液固比为3:1时,V、Zn浸出率已达到较高水平,大于3:1时,浸出率提升不明显,还会增大生产成本,降低单位体积处理量,小于3:1时,矿物浸出不充分,浸出率低;
【小问4详解】
萃取剂P204与金属阳离子之间的主要作用力为配位键;
【小问5详解】
①“氧化”步骤中加入NaClO3将VO2+转化为的离子方程式为:;
②“沉钒”时,,。因为平衡时,,,所以。
17. 二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应:
i.
ii.
iii.
已知:生成物A的选择性
回答下列问题。
(1)已知反应的能垒越大,活化能越大。反应ii的反应历程如图所示。使用催化剂时,反应历程中决速步骤的能垒为___________eV。
(2)反应ii的焓变___________。甲醇可作燃料,酸性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。
(3)向体积为2 L的恒容密闭容器中分别充入5 mol 、4 mol ,仅发生反应ii和iii,反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示,同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。
①曲线a表示的平衡转化率,其先下降后上升的原因为___________。
②250℃时,t秒时反应ii中的反应速率___________。反应ii的平衡常数___________(250℃时甲醇与水均为气体)。
③试分析曲线a、b在温度高于280℃后趋于重合的原因___________。
【答案】(1)1.14
(2) ①. -49.5kJ·mol-1 ②. CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
(3) ①. 250℃以前以反应ⅱ为主,升温平衡逆向移动;250℃以后以反应ⅲ为主,温度升高平衡正向移动 ②. ③. L2·mol-2或0.0625L2·mol-2 ④. 温度越高反应速率越快,t秒内趋于平衡,CO2的实际转化率与平衡转化率越趋于一致
【解析】
【小问1详解】
决速步骤是能垒(活化能)最大的步骤;虚线为使用Ni6O4/In2O3催化时的能量变化,能垒为过渡态能量减去前一个中间体能量,最大能垒为:(-1.74eV)-(-2.88eV)=1.14eV;
【小问2详解】
根据盖斯定律,反应ⅰ+反应ⅲ=反应ⅱ,因此ΔH2=ΔH1+ΔH3=-90.7+41.2=-49.5kJ·mol-1;酸性甲醇燃料电池中,负极甲醇失电子,被氧化为二氧化碳,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+;
【小问3详解】
①反应ⅱ放热(ΔH2<0),反应ⅲ吸热(ΔH3>0);温度升高时,反应ⅱ平衡逆向移动使CO2转化率降低,反应ⅲ平衡正向移动使CO2转化率升高;250℃以前,反应ⅱ占主导,总转化率下降,250℃以后,反应ⅲ占主导,总转化率升高,因此先下降后上升;
②250℃时,实际CO2转化率为8%,总转化n(CO2)=5 mol×8%=0.4 mol,甲醇实际选择性为40%,故n(CH3OH)=0.4 mol×40%=0.16 mol,反应ii消耗n(H2)=3×0.16 mol=0.48mol,v(H2)=;平衡时CO2转化率为20%,总转化n(CO2)=5 mol×20%=1 mol,平衡甲醇选择性为50%,故n(CH3OH)=0.5 mol,则反应ⅱ消耗CO2的物质的量为0.5mol,反应ⅲ消耗CO2的物质的量也为0.5mol,平衡时各物质的物质的量为n(CO2)=4 mol,n(H2)=2 mol,n(CH3OH)=0.5 mol,n(H2O)=1 mol;平衡时各物质浓度:c(CO2)=2 mol/L,c(H2)=1 mol/L,c(CH3OH)=0.25 mol/L,c(H2O)=0.5 mol/L,K===L2·mol-2(或0.0625L2·mol-2);
③ 温度升高,反应速率显著加快,相同反应时间t内,反应已达到平衡状态,实际转化率等于平衡转化率,因此曲线趋于重合。
18. 化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:常压下,、、均不与热的溶液发生反应。
(1)B中含氧官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)常压下,与热的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①含有基团
②苯环上只有2个取代基
其中核磁共振氢谱图显示只有4组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为___________(写1种即可)。
(5)结合所学知识并参考上述合成路线,设计仅以正丙醇为碳源合成的路线__________(无机试剂任选)。
【答案】(1)酯基 (2)取代反应
(3) (4) ①. 9 ②.
(5)
【解析】
【分析】整个合成路线从简单的取代苯乙酸出发,通过一系列反应构建复杂的环状药物中间体:A→B为酯化反应,化合物A含有羧基(−COOH),与甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应,生成酯 B,此步目的是保护羧基,为后续 α-碳原子的烷基化做准备;B→C为α-位取代反应,在有机强碱的作用下,酯基旁边的亚甲基(−CH2−)上的氢原子具有一定酸性,被碱脱去形成碳负离子,先后与碘甲烷(CH3I)和烯丙基溴(H2C=CHCH2Br)发生取代反应;步骤C引入了一个甲基;步骤D引入了一个烯丙基;D→E为还原与成环反应,使用特殊的还原剂和氧化催化剂,将酯基还原并与烯丙基部分发生反应,构建出一个含氧的五元环;E→F为偶联/成环反应,在钯(Pd)配合物的催化下,利用分子内的卤素原子(−Br)与另一个位置发生偶联,最终形成双环结构 F。
【小问1详解】
观察B的结构,原本A中的−COOH变成了−COOCH3,这种由酸和醇脱水形成的结构称为酯基;
【小问2详解】
从C到D的转化中,C分子α-位的氢原子被烯丙基(−CH2CH=CH2)所替换,同时生成了HBr,这种“一个原子或原子团被另一个原子或原子团代替”的反应属于取代反应;
【小问3详解】
E中含有的环状酯(内酯)结构在强碱加热条件下会发生水解,环状酯断开碳氧单键,羰基端变成羧酸钠(−COONa),另一端变成醇羟基(−OH),方程式如下:;
【小问4详解】
①A的结构简式为含有一个苯环、一个溴原子(−Br)、一个氟原子(−F)和一个羧基(−COOH)侧链,总分子式为 C8H6BrFO2,条件①提到的甲酸酯基占用了一个碳、两个氧和一个氢原子,条件②表明苯环上只有2个取代基,已知A分子共有8个碳原子,苯环占用6个,那么剩下的2个碳原子必须分配在两个取代基中,取代基1必然是一个卤素原子,取代基2则必须包含剩下的碳原子、另一个卤素原子以及甲酸酯基,将两个取代基在苯环上的位置进行组合,可以分为以下三类情况(每类都有邻、间、对3种位置):、、总计共9种;
②要使核磁共振氢谱只有4组峰,且比例为 1:1:2:2,分子必须具有高度的对称性,“2:2”信号是对位取代苯环的典型特征,当苯环1,4 位连接不同基团时,环上的2,6位氢对称,3,5 位氢对称,正好形成两组峰,每组2个氢;“1:1”信号代表侧链上的两个氢原子环境也各不相同,一个是甲酸酯基里的H(H−COO−),另一个是连在碳原子上的H(如−CH(Br)−),其结构简式可为;
【小问5详解】
目标分子是一个支链酯,我们可以将其拆解为“酸”的部分和“醇”的部分,根据题干信息,我们需要先做出一个简单的酯,再在α-碳原子上引入支链,具体步骤如下:
第一步:制备原料。由于只有正丙醇,我们需要通过氧化反应得到酸:CH3CH2CH2OHCH3CH2COOH
第二步:制备卤代烃(烷基化试剂)。为了后续在α-位引入丙基,我们需要溴代丙烷:CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
第三步:合成基础酯。将丙酸和正丙醇结合:CH3CH2COOH+CH3CH2CH2OH CH3CH2COOCH2CH2CH
第四步:信息迁移。参考题干中B→C或C→D的转化,使用“有机强碱”脱去α-位的氢,再与溴代丙烷反应:CH3CH2COOCH2CH2CH3目标产物
最终路线如下。
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临川一中2025-2026学年下学期期末考试
高二年级化学试卷
可能用到是相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Ca-40 V-51 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,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活、材料、环境密切相关,下列说法正确的是
A. 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐含有体积很大的阴、阳离子,易挥发
B. 仿生机器人的触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 汽车尾气污染大气,其中NO产生的原因主要是由于汽油燃烧不完全
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高可塑性、柔韧性,可用于生产食品包装袋
2. 某有机物结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 1mol该有机物与H2在一定条件下能发生加成反应,最多消耗8molH2
B. 与足量H2加成后的产物中含有6个手性碳
C. 分子中所有原子不可能共平面
D. 能使酸性KMnO4稀溶液褪色
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol金刚石中所含σ键数目为
B. 136 g 和混合固体中含的数目为
C. 标准状况下,11.2 L 和22.4 L 在光照下充分反应后的分子数为
D. 在0.1 mol/L的溶液中,所含阴离子数目大于
4. 可降解聚合物Q可由有机物P和反应制备,转化关系如下:
已知:①;
②的结构式为。
依据上述信息,可知下列说法中不正确的是
A. P分子中的所有碳原子可能在同一平面内
B. Q中的官能团为
C. 由P制备Q的反应为加聚反应且原子利用率为100%
D. P、Q在一定条件下均能水解且所得产物相同
5. 下列实验设计或操作能达到实验目的的是
A.制备无水
B.检验产物中
C.冶炼金属镁
D.测定碳酸氢钠固体溶于水是吸热过程
A. A B. B C. C D. D
6. 人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如图,下列说法不正确的是
+nHOCH2CH2OH→
A. M的分子式为C15H10N2O2
B. 聚氨酯和蛋白质分子的某些化学性质相似
C. 聚氨酯在一定条件下能发生水解反应
D. 合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
7. 我国科学团队成功开发出一种直接、区域选择性的吡啶C-3位卤化新策略,用简单的醚溶剂效应打破了半个多世纪的合成瓶颈,下图为卤化合成路线及应用,
已知吡啶()与苯结构与性质相似,下列说法错误的是
A. 反应①和反应②反应类型相同 B. 有机物Z中C的杂化类型有2种
C. 甲基吡啶和苯胺互为同分异构体 D. 1 mol Y最多消耗2 mol NaOH
8. 前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,W的原子序数为T的原子序数的,基态T原子是前四周期中未成对电子数最多的,这五种元素组成的化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. T位于元素周期表第四周期第ⅥB族
B. 第一电离能:
C. 电负性:
D. 简单氢化物键角:
9. 具有温和辛香味的肉桂醛合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 苯甲醇中所有原子共平面 B. 质谱仪无法区分苯甲醇和苯甲醛
C. 过程①中发生了加成、消去反应 D. 苯甲醛与肉桂醛互为同系物
10. 已知醛或酮可与格氏试剂()发生加成反应,所得产物经水解可得醇如图所示:
(这里R、、表示烃基可以相同也可以不同,X代表卤素原子,下同)
若用此种方法制取2-甲基-2-丁醇,可选用的醛或酮与格氏试剂是
A. 与 B. 与
C. 丙酮与 D. 乙醛与()
11. 卤代烃(RI)与端基炔(HR≡CR')催化偶联反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 反应中存在非极性键的断裂和形成
B. 若原料为苯乙炔和CH2=CHI,则偶联产物为
C. 偶联反应的原子利用率为100%
D. 若反应在碱性溶液中进行,则一定可以提高产率
12. 下列关于物质的结构、性质及解释均正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
键角:<
水分子中上孤电子对数比氨分子中上的少
B
熔沸点:
半径比小,比离子键键能大
C
的键长小于的键长
的键能小于的键能
D
水溶液碱性:
F原子电负性大,使得羟基极性增大,酸性增强,对应的盐碱性则减弱
A. A B. B C. C D. D
13. 硫酸的制备可以采用电化学方法进行。以和为原料,原理如图(A、B为多孔石墨电极,C、D为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 电极为负极,电极反应式为
B. 膜为阳离子交换膜,透过膜向电极移动
C. 、分别为和
D. 若制备硫酸,需要标准状况下体积为
14. 常温下,相同浓度的、、的水溶液中,酸分子的分布分数α [如]随pH的变化曲线如图所示(已知b代表)。下列叙述错误的是
A. a代表的分布分数随的变化
B. 常温下,向浓度均为和的混合溶液中加入NaOH固体至pH=7,此时溶液中
C. 常温下,向和的混合溶液中加入固体至,此时溶液中
D. 常温下,向溶液中加入固体,使溶液中,此时
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠()是分析化学中的常用试剂,不溶于水,具有强氧化性,可定性检验等。某研究小组利用如图装置制备铋酸钠(夹持装置略)。
(1)的制备
向溶液中,缓慢滴加浓NaOH溶液并不断搅拌,产生大量乳白色沉淀,冷却至室温后,继续缓慢滴加浓NaClO溶液并不断搅拌,反应一段时间,产生黄色浑浊。冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品。
①仪器a的名称为___________,实验中使用的NaOH溶液盛装在带___________的试剂瓶中(“橡皮塞”或“玻璃塞”)。
②上述制备过程中,参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
③与用普通漏斗过滤相比,用如图装置进行抽滤的主要优点是___________。
④判断产品沉淀已经洗净的方法___________。
(2)的含量测定
称取0.2500 g 产品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和溶液,反应后溶液变为紫红色,加入10 mL 0.5 溶液(过量)至完全褪色,再用0.02 标准溶液滴定至终点,消耗体积V mL。
①已知可稳定存在于强酸性溶液中,加入足量稀硫酸和溶液时发生的离子方程式为___________。
②滴定终点时的现象为___________。
③的摩尔质量为M g/mol,则产品中的质量分数为___________(列计算式)。
16. 湿法冶金是提取复杂多金属矿中有价金属的重要手段。某研究小组以钒铅锌矿为原料[主要成分为PbZn(VO4)(OH)和FeO(OH)],采用硫酸浸出法综合回收钒,其工艺流程如下:
已知:
i.钒在酸性溶液中以形式存在,在温度高于30℃时易水解生成V2O5沉淀。
ii.浸出液中含有Zn2+、及少量Fe3+等。
iii.溶液中与可相互转化:+H2O+2H+。
回答下列问题:
(1)基态Pb原子的简化电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时PbZn(VO4)(OH)发生反应的离子方程式为_______。
(3)为了探究温度、液固比、时间等不同实验条件对钒铅锌矿中V、Zn等金属浸出率的影响,开展了一系列单变量实验。
①图1为实验在不同温度下所测V、Zn元素浸出率的变化,用离子方程式解释温度高于30℃后V元素浸出率下降的原因为_______。
②在硫酸浓度确定情况下,根据实验得出浸出率随液固比的变化(图2),最佳液固比为_______,原因是_______。
(4)已知萃取剂P204结构如图所示,则萃取时VO2+与P204之间形成_______(填“配位键”或“氢键”或“范德华力”)。
(5)①“氧化”步骤中加入NaClO3将VO2+转化为的离子方程式为_______。
②“沉钒”前若溶液中c()=0.1 mol·L−1,“沉钒”后,上层清液中c()=0.8 mol·L−1,则钒元素的沉降率=_______%[,反应过程中溶液的体积不变]。
17. 二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应:
i.
ii.
iii.
已知:生成物A的选择性
回答下列问题。
(1)已知反应的能垒越大,活化能越大。反应ii的反应历程如图所示。使用催化剂时,反应历程中决速步骤的能垒为___________eV。
(2)反应ii的焓变___________。甲醇可作燃料,酸性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。
(3)向体积为2 L的恒容密闭容器中分别充入5 mol 、4 mol ,仅发生反应ii和iii,反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示,同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。
①曲线a表示的平衡转化率,其先下降后上升的原因为___________。
②250℃时,t秒时反应ii中的反应速率___________。反应ii的平衡常数___________(250℃时甲醇与水均为气体)。
③试分析曲线a、b在温度高于280℃后趋于重合的原因___________。
18. 化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:常压下,、、均不与热的溶液发生反应。
(1)B中含氧官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)常压下,与热的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①含有基团
②苯环上只有2个取代基
其中核磁共振氢谱图显示只有4组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为___________(写1种即可)。
(5)结合所学知识并参考上述合成路线,设计仅以正丙醇为碳源合成的路线__________(无机试剂任选)。
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