精品解析:陕西安康市2025-2026学年高三上学期教学质量检测化学试题
2026-07-17
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内容正文:
高三年级教学质量检测
化学
本试卷共8页,18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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:用签字笔直接写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。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 K-39 Zn-65
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. 2025年9月3日,阅兵式尽显我国国防科技硬核实力。下列材料属于新型无机非金属材料的是
A. 东风5C核导弹所采用的特种钢
B. 新型两栖装甲车采用的混杂增强铝基复合材料
C. 歼-35机身隐身涂层中含有的石墨烯
D. 防弹头盔采用的聚乙烯纤维
【答案】C
【解析】
【详解】A.特种钢是铁碳合金,属于金属材料,不属于无机非金属材料,A不符合题意;
B.铝基复合材料以金属铝为基体,属于金属材料,B不符合题意;
C.石墨烯是碳元素形成的新型单层片状结构的单质,属于新型无机非金属材料,C符合题意;
D.聚乙烯是有机高分子化合物,聚乙烯纤维属于有机高分子材料,D不符合题意;
故选C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子的价层电子排布式:
C. 的模型:
D. 顺式聚异戊二烯结构简式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.过氧化钙含有钙离子和过氧根离子,电子式为,A正确;
B.基态原子的价层电子排布遵循“洪特规则特例”,d能级全充满时体系能量更低更稳定,其价层电子排布式应为,B错误;
C.中原子的孤电子对数为,价层电子对数为,其VSEPR模型为平面三角形,选项图示为四面体形,且有1个孤电子对,C错误;
D.顺式聚异戊二烯的结构简式为,D错误;
答案选A。
3. 下列有关物质性质与用途的说法均正确且对应的是
A. 小苏打能与碱反应,可用作加工馒头的膨松剂
B. 维生素具有还原性,可用作食品抗氧化剂
C. 硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造光导纤维
D. 次氯酸钠溶液呈碱性,可用作消毒剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.小苏打(主要成分为)能与面团发酵生成的酸反应产生二氧化碳,可用作加工馒头的膨松剂,而非与碱反应,A错误;
B.维生素C具有还原性,能与氧气反应以防止食品氧化变质,可用作食品抗氧化剂,B正确;
C.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造半导体器件,制造光导纤维的材料是二氧化硅(),C错误;
D.次氯酸钠用作消毒剂是利用其强氧化性(杀菌消毒),而非碱性,D错误;
答案选B。
4. 科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. 图示三种有机物中均不存在手性碳原子
B. 美沙拉嗪能发生酯化反应
C. 水杨酸分子中所有原子有可能处于同一平面
D. 水杨酸最多能消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.连有四个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,图示三种有机物中均不存在手性碳原子,A项正确;
B.美沙拉嗪分子中含有羟基和羧基,能发生酯化反应,B项正确;
C.苯环为平面结构,中采取杂化,也是平面结构,单键可以旋转,所以水杨酸分子中所有原子可能处于同一平面,C项正确;
D.羧基能与反应,酚羟基不能与反应,故水杨酸最多能消耗,D项错误;
故选D。
5. 聚氧化乙烷()是一种固态电解质的重要组成部分,其在非晶态时的导电原理如图所示。下列说法正确的是
A. 聚氧化乙烷属于烃类
B. 迁移过程中存在锂氧键的断裂和形成
C. 传输过程发生氧化还原反应
D. 通过射线衍射实验可以测定聚氧化乙烷分子中所含化学键
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚氧化乙烷分子中含有氧原子,不属于烃类,A错误;
B.根据图示,的迁移依赖于材料中氧原子的配位环境,锂氧键的断裂和形成是迁移的关键机制,B正确;
C.根据图示,传输过程是离子的迁移过程,无元素化合价发生变化,未发生氧化还原反应,C错误;
D.射线衍射实验主要用于测定晶体的结构,通过红外光谱可以测定聚氧化乙烷分子中所含的官能团和化学键,D错误;
故答案选:B。
6. 结构决定性质,性质决定用途。下列对于化学事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发
离子键强于范德华力
B
杯酚可以分离和
杯酚与通过分子间作用力形成超分子
C
硬度:金刚石石墨
石墨中碳碳键键能小于金刚石中碳碳键键能
D
碱性:
为推电子基
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.离子液体是由阴、阳离子通过离子键形成的离子化合物,有机溶剂的分子间存在的作用力是范德华力,离子键强于范德华力,所以离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发,A正确;
B.杯酚可以分离C60和C70是因为杯酚能与C60通过分子间作用力形成超分子,B正确;
C.金刚石是共价晶体,晶体中原子间以共价键形成了空间网状结构,而石墨是层状结构的混合型晶体,晶体中层内存在共价键,层间存在较弱的分子间作用力,石墨的硬度由层间作用力决定,非层内共价键键能决定,金刚石晶体中的共价键强于石墨晶体中的分子间作用力,所以金刚石硬度大于石墨,C错误;
D.甲基为推电子基团,推电子效应增强了氮原子电子密度,更易与氢离子形成配位键,所以一水合甲胺的碱性大于一水合氨,D正确;
故选C。
7. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 用含铝粉和氢氧化钠的疏通剂疏通管道:
B. 溶液与少量溶液反应:
C. 用食醋去除水垢中的:
D. 用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该离子方程式正确描述了铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸根离子和氢气的过程,符合铝与强碱反应的原理,A正确;
B. 该离子方程式正确表示了碳酸氢钙溶液与少量氢氧化钠反应生成碳酸钙沉淀和水的净反应,电荷和原子守恒,B正确;
C. 食醋中的醋酸()是弱酸,在离子方程式中不应写成,应保留分子形式;正确写法应为,C错误;
D. 该离子方程式正确描述了银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水的过程,符合稀硝酸与金属反应的原理,D正确;
故选C
8. 2025年诺贝尔化学奖授予金属有机框架材料开发领域。MOF-5是其中最具代表性的材料之一,由(摩尔质量为)与对苯二甲酸根离子(,摩尔质量为)通过配位键连接,形成立方晶系结构,其中与同一配体相连的两个取向不同,MOF-5晶体内部的空腔可以吸附小分子。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 中氧原子为杂化
B. 已知粒子的分数坐标为,粒子的分数坐标为,则粒子的分数坐标
C. 该晶体的密度是
D. 在配体上引入、、均可以增强与之间的吸附作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.由的图示可知,每个氧原子与4个连接,构成正四面体,氧原子为杂化,说法正确,A不符合题意;
B.根据晶胞结构和、粒子的分数坐标,可得粒子的分数坐标应为,说法正确,B不符合题意;
C.由晶胞结构可知,每个重复单元中的个数为,的个数为,晶胞体积,所以密度,说法正确,C不符合题意;
D.、可与形成氢键,增强对的吸附作用,不能与形成氢键,不能增强对的吸附作用,说法错误,D符合题意;
答案选D。
9. 某新型漂白剂的结构如图所示,其组成元素均为短周期元素,其中、、、原子序数依次减小,与同周期,且、、的价层电子数之和等于的最外层电子数。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 、的电负性:
C. 第一电离能介于与之间的同周期元素有1种
D. 最高价氧化物对应的水化物的碱性:
【答案】C
【解析】
【分析】由结构图和已知信息分析,、、、原子序数依次减小,W能形成正2价离子,且原子序数较大,由此可知其原子最外层电子数为2,是,X、Y为第二周期元素,形成两个共价键,可能是,形成一个共价键,可能是或,形成四个共价键,阴离子整体带2个单位的负电荷,且与同周期,由此可得不是碳元素,说明该结构中形成的化学键中有配位键,根据、、的最外层电子数之和等于的最外层电子数,只能是,则是,该漂白剂的化学式为;
【详解】A.是,是,是,是,原子核外电子层数越多原子半径越大,同周期元素原子电子层数相同,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径大小关系为,说法正确,A不符合题意;
B.是,是,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,电负性,说法正确,B不符合题意;
C.是,是,第一电离能介于和之间的同周期元素有和两种,说法错误,C符合题意;
D.是,是,元素金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,同周期元素从左至右金属性逐渐减弱,同主族元素从上至下金属性逐渐增强,元素金属性,最高价氧化物对应的水化物的碱性,说法正确,D不符合题意;
答案选C。
10. 下列实验方案设计能达到相应实验目的的是
溶液
溶液
A.比较和的活动性
B.证明与反应存在一定的限度
C.验证苯环活化了羟基
D.探究浓度对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下,将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池,Al和NaOH溶液发生氧化还原反应作负极,Mg和NaOH溶液不反应作正极,所以不能通过该反应判断Mg与Al的金属活动性,A不符合题意;
B.与发生的反应为,混合液中,,过量,若反应完全,应被耗尽,滴加溶液后若变红,说明仍有剩余,证明反应存在限度,能得出结论,B符合题意;
C.饱和溴水与苯只发生了萃取,但苯酚与溴水发生取代反应,说明羟基对苯环有影响,是羟基活化了苯环,C不符合题意;
D.浓硫酸稀释时会放出热量,使温度升高,因此不能探究浓度对反应速率的影响,D不符合题意;
故选B。
11. 如图所示是部分短周期元素的单质及其化合物在一定条件下(或溶液中)的转化关系。已知、、、是非金属单质,且在常温常压下都是气体;化合物的焰色试验为黄色,其热溶液可除油污;化合物和常温常压下呈气态。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 能使酚酞溶液变红
B. 可用作潜水艇中的供氧剂
C. 在中燃烧产生苍白色火焰
D. 在催化剂作用下,与足量的充分反应,转移电子
【答案】D
【解析】
【分析】化合物的焰色试验为黄色,说明含有元素,化合物的热溶液可除油污,可推知是,能与反应得到非金属气体单质与,可推知为,为,而与反应得到,可推知为,与反应得到,则属于酸,由非金属气体单质与在光照条件下得到,则为,、分别是、中的一种,和在通常状况下呈气态,二者反应得到铵盐,可推知为,为,为,则为,铵盐为。
【详解】A.的水溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,A正确;
B.与或反应生成,可用作潜水艇供氧剂,B正确;
C.在中燃烧产生苍白色火焰,C正确;
D.与催化氧化:,中化合价由价变为价,转移电子,D错误;
故选D。
12. 实验室利用反应制备辛烯醛的流程如下,利用如图所示的装置进行“减压蒸馏”步骤。
已知:正丁醛的沸点为;辛烯醛沸点为(在沸点时略有分解),密度为,不溶于水。
下列关于上述流程的说法错误的是
A. 进行减压蒸馏时,温度计的示数应为
B. “操作Ⅰ”为分液,“操作Ⅱ”为过滤
C. 克氏蒸馏头能防止液体冲入冷凝管
D. 加热回流时温度计插入液面以下
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知,78~82℃条件下正丁醛在2%氢氧化钠溶液中发生羟醛缩合生成辛烯醛;反应得到的溶液经分液得到氢氧化钠溶液和粗辛烯醛;向粗辛烯醛中加入蒸馏水洗涤、分液除去水层;向洗涤后的粗辛烯醛中加入无水硫酸钠干燥除去水分,过滤得到干燥的粗辛烯醛;干燥的粗辛烯醛通过减压蒸馏除去正丁醛得到纯净的辛烯醛。
【详解】A.由题给信息可知,减压蒸馏的目的是防止117℃防止辛烯醛略有分解,所以进行减压蒸馏时,物质的沸点降低,温度计的示数应低于117℃,A错误;
B.由分析可知,操作Ⅰ是分液分离有机层和水层;操作Ⅱ是过滤得到干燥的粗辛烯醛,B正确;;
C.由实验装置图可知,克氏蒸馏头弯管的主要作用是防止减压蒸馏时液体因剧烈沸腾而进入冷凝管,可以避免对收集产物的污染,C正确;
D.加热回流时为控制反应液温度在78~82℃,温度计应插入液面以下,D正确;
故选A。
13. “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题,科技工作者设计耦合高效制的方法,部分反应机理和电化学装置如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 装置中离子交换膜最好为阴离子交换膜
B. 在一定电压下,电极上可能产生氧气
C. 阳极反应式:
D. 电解制得22.4 L(标准状况)时,理论上通过离子交换膜的离子的数目为
【答案】D
【解析】
【分析】由图示可知,装置中有电源,属于电解池,电极上转化为,发生氧化反应,所以电极为阳极,电极为阴极,为阳极反应物,结合反应机理可知,阳极反应式为,水在阴极得电子生成氢气,阴极反应式为;
【详解】A.由电极反应式可知,电解过程中阴极生成,负电荷增多,阳极负电荷减少,要使电解质溶液呈电中性,应通过离子交换膜向阳极移动,装置中离子交换膜为阴离子交换膜,说法正确,A不符合题意;
B.电极是阳极,一定条件下在阳极失电子发生氧化反应生成氧气,说法正确,B不符合题意;
C.由分析可知,阳极反应式为,说法正确,C不符合题意;
D.电解制得22.4 L(标准状况)时,阴极和阳极均产生0.5 mol,理论上电路中转移的电子为,通过离子交换膜的数目为,说法错误,D符合题意;
答案选D。
14. 常温下,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图1所示。难溶盐和在浓度始终为的溶液中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图2所示(为金属离子和的浓度)。下列说法正确的是
A.
B. 直线②表示的是与的关系
C.
D. 的平衡常数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.的电离分两步:、,图1中,随着增大,逐渐转化为,再转化为,则第一个交点处,则,第二个交点处,则。结合分析可知,,A错误;
B.,溶液中,则当时,溶液中的,当时,溶液中的,假设直线①表示的是与的关系,利用点可计算出难溶盐的,利用点可计算出难溶盐的,所以假设错误,则直线①表示的是与的关系,B错误;
C.结合B项分析可知,直线①表示的是与的关系,利用点可计算出难溶盐的,C错误;
D.的平衡常数,结合B项分析可知,直线②表示的是与的关系,则,则,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
15. 二草酸合铜酸钾[,为价]是一种重要化工产品,可用于制备电子、催化等领域的功能材料。
Ⅰ.制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾
具体步骤如下:
①称取,加入一定量水,微热搅拌使其溶解,转移至锥形瓶;
②称取,将其分批加入上述锥形瓶中,搅拌,用水浴控制反应液温度低于,得到和的混合溶液;
③向上述锥形瓶中加入,置于已升温至的水浴中,搅拌,反应3分钟后得深蓝色澄清溶液,冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
已知:ⅰ.草酸易分解;
ⅱ.草酸与的反应放热。
回答下列问题:
(1)以下实验安全注意事项图标与本实验无关的是___________(填选项字母)。
(2)步骤①中,不需要用到下图中的仪器有___________(填仪器名称)。
(3)步骤②中,分批加入的目的是___________;与反应的化学方程式为___________。
(4)不同冷却方式下可得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾针状晶体、片状晶体或二者的混合物。研究表明,一般情况下,冷却时间越长,晶体颗粒越大。步骤③为了得到片状晶体,应采取最合理的冷却方式为___________(填选项字母)。
A. 冰水浴迅速冷却 B. 自来水水浴(约)冷却
C. 室温下(约)空气中冷却 D. 原热水浴中缓慢冷却
Ⅱ.产品纯度的测定
准确称取制得的产品,加入一定量浓氨水溶解,加水定容至,用移液管量取溶液于锥形瓶中,用硫酸调节溶液的至中性;加适量缓冲溶液,再加作指示剂,用的(可表示为)标准溶液滴定至终点(离子方程式为,其他离子不参与反应);平行实验,平均消耗标准溶液。
(5)下列有关滴定的操作:①用标准液润洗滴定管;②向滴定管内注入标准溶液;③检查滴定管是否漏水;④滴定;⑤滴加指示剂于待测液;⑥洗涤。正确的操作顺序是___________(填选项字母)。
A. ③⑥①②⑤④ B. ⑤①②⑥④③
C. ⑤④③②①⑥ D. ③①②④⑤⑥
(6)该产品的纯度为___________(用含、和的代数式表示)。
(7)测定过程会导致产品纯度偏低的情况是___________(填选项字母)。
A. 实验前锥形瓶中含有少量水
B. 摇动锥形瓶时有少量待测液溅出
C. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D. 读取标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】(1)E (2)容量瓶、分液漏斗
(3) ①. 控制反应速率,防止草酸分解(答案合理即可) ②. (4)D (5)A
(6) (7)BD
【解析】
【分析】草酸晶体加入水形成草酸溶液,草酸溶液微热,然后加入碳酸钾固体,可生成KHC2O4和草酸钾混合溶液,再加入氢氧化铜,继续水浴加热,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到目标产物二草酸合铜酸钾,以此解答该题。
【小问1详解】
本实验过程中不需要用到锐器,故与本实验无关的是图标E;
【小问2详解】
称取,加入一定量水,微热搅拌使其溶解,转移至锥形瓶,不用精确配制,因此只需要用到天平、烧杯和玻璃棒,不需要用到图中的仪器是容量瓶、分液漏斗;
【小问3详解】
已知草酸易分解,步骤②中与草酸反应会放热,分批加入可以控制反应速率,防止反应过于剧烈,同时也能防止因反应放热导致草酸分解;与在水浴中反应生成和水,反应的化学方程式为;
【小问4详解】
研究表明,一般情况下,冷却时间越长,晶体颗粒越大,片状晶体需要相对较长时间冷却,冰水浴迅速冷却、自来水水浴(约)冷却和室温下(约)空气中冷却需要的时间均不够长,原热水浴中缓慢冷却时间长,是得到片状晶体最合理的冷却方式,故选D项;
【小问5详解】
有关滴定的实验操作,首先是检查滴定管是否漏水,然后是洗涤滴定管,再润洗,向滴定管中注入标准溶液,然后向待测溶液中滴加指示剂,最后滴定,因此顺序是③⑥①②⑤④,故选A项;
【小问6详解】
根据离子方程式,的物质的量为,因此该产品的纯度为。
【小问7详解】
A.实验前锥形瓶中含有少量水,对实验无影响,A不符合题意;
B.摇动锥形瓶时有少量待测液溅出,消耗标准溶液的体积偏小,导致产品纯度偏低,B符合题意;
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,会导致标准溶液的体积偏大,导致产品纯度偏高,C不符合题意;
D.读取标准溶液体积时,开始时仰视读数偏大,滴定结束时俯视读数偏小,导致标准溶液体积数值偏小,则计算产品纯度偏低,D符合题意;
故选BD。
16. 碳酸锰矿石是我国主要的锰矿资源。广泛用作合成工业的催化剂和氧化剂,用碳酸锰矿石(含有的主要杂质为铁、铝和硅的氧化物及)制的一种工艺流程如图所示:
已知:常温下溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀()时的如表所示:
相关离子
开始沉淀
1.5
6.5
3.3
7.8
完全沉淀
2.8
9.7
5.2
10.4
回答下列问题:
(1)“酸浸”工序中为提高酸浸速率,可采取的措施有___________(写出两种)。
(2)写出“滤渣1”的主要成分为___________(填化学式)。
(3)“氧化1”工序中加入的作用是___________(用离子方程式表示)。
(4)加氨水“调”时应控制值的范围是___________。
(5)从平衡角度分析,“沉钙”时加入稍过量的目的是___________。
(6)“氧化2”工序中混合气在金属离子催化作用下生成具有强氧化性的过一硫酸,已知在水溶液中的电离过程为、,则与反应生成的离子方程式为___________。
(7)“氧化2”工序后过滤、洗涤、干燥得到,为了确认已经洗净,取少量最后一次洗涤的滤液于试管中,___________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
【答案】(1)搅拌、适当升温(答案合理即可)
(2)、
(3)
(4)
(5)增大,使的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,促使钙离子沉淀更完全(答案合理即可)
(6)
(7)加入稀盐酸,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,证明已洗涤干净(答案合理即可)
【解析】
【分析】由题给流程可知,向碳酸锰矿石中加入硫酸溶液“酸浸”时,金属元素转化为硫酸盐,其中硫酸钙微溶于水,二氧化硅与硫酸溶液不反应,过滤得到含有二氧化硅和硫酸钙的“滤渣1”;向“酸浸”滤液中加入二氧化锰,将溶液中的氧化为,加入氨水调节溶液,将溶液中的、转化为、沉淀,过滤得到含有、的“滤渣2”;向“调”滤液中加入,将溶液中的转化为沉淀,过滤得到含有的“滤渣3”;向“沉钙”滤液中通入和空气的混合气体,将氧化为。
【小问1详解】
为提高“酸浸”速率,可以采取搅拌、适当升温、粉碎矿石、适当增大硫酸的浓度等措施;
【小问2详解】
“酸浸”时,金属元素转化为硫酸盐,其中硫酸钙微溶于水,二氧化硅与硫酸溶液不反应,过滤得到含有二氧化硅和硫酸钙的滤渣,故“滤渣1”的主要成分为和;
【小问3详解】
“氧化1”工序中加入将氧化为,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
加氨水“调”的目的是将和沉淀完全,但不能使沉淀,所以由所给溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀()时的可知,应控制值的范围是;
【小问5详解】
从平衡角度分析,“沉钙”时加入稍过量的目的是增大,使的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,促使钙离子沉淀更完全;
【小问6详解】
据信息可知,分步电离,第一步完全电离,第二步不能完全电离,所以与反应生成的离子方程式为;
【小问7详解】
“氧化2”工序所得滤液中含,证明洗涤干净应验证最后一次洗涤液中不含,操作、现象和结论为取少量最后一次洗涤的滤液于试管中,加入稀盐酸,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,证明已洗涤干净。
17. 在“双碳”目标的背景下,催化加氢制甲醇是实现碳资源循环利用的核心技术。具体反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: ;
反应iii: 。
回答下列问题:
(1)反应ⅱ的___________;反应iii在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)反应ⅲ的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注。
相对能量为时,对应物质的化学式为___________;该反应历程中决速步骤的基元反应方程式为___________。
(3)体系达到平衡状态时,下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.
B.恒温恒压条件下,混合气体的平均相对分子质量不再变化时,说明反应达到平衡状态
C.压缩容器,反应ⅱ平衡不移动,反应ⅲ平衡正向移动
(4)向恒容密闭容器中充入和,在催化剂、初始压强为条件下,只发生反应ⅰ和反应ⅱ,的平衡转化率与、的选择性随温度的变化如图所示,或的选择性。
①图中曲线代表___________(填化学式)的选择性。
②的平衡转化率在以后随温度升高而变大的原因为___________。
③条件下,反应达到平衡状态后,的物质的量为,反应ⅱ的___________[化为最简分数,已知:对于气相反应,用组分的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示平衡常数,记作,其中,为总压强,为平衡系统中的物质的量分数]。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. (或) ②. 或
(3)AB (4) ①. ②. 以后温度对反应ⅱ的影响更大(答案合理即可) ③.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知:反应ⅱ反应ⅰ反应iii,则;反应ⅲ是熵减的放热反应,根据复合判据可知,该反应在低温下能自发进行;
【小问2详解】
由图可知,过渡态为时,发生的反应为,则由原子守恒可知为或;反应的能垒越大,活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应历程中决速步骤,由图可知,决速步骤的能垒为,该步的基元反应方程式为或;
【小问3详解】
A.反应ⅰ反应ⅱ反应ⅲ,则,A项正确;
B.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,反应ⅰ和反应ⅲ都是气体体积减小的反应,恒温恒压条件下,混合气体平均相对分子质量增大,则混合气体平均相对分子质量不再变化说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡状态,B项正确;
C.压缩容器,压强增大,消耗CO,反应iii平衡正向移动,氢气物质的量减小量大于的物质的量减小量,所以反应ⅱ平衡逆向移动,C项错误;故选AB;
【小问4详解】
①反应ⅰ为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的选择性减小,反应ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的选择性增大,所以曲线表示一氧化碳的选择性,曲线代表甲醇的选择性;
②二氧化碳的平衡转化率在以后随温度升高而变大是因为以后温度对反应ⅱ的影响更大,升高温度,平衡向正反应方向移动,使得二氧化碳的转化率增大;
③设该条件下反应ⅰ中的物质的量变化量为,反应ⅱ中的物质的量变化量为,列三段式:,。由平衡体系中氢气的物质的量为可得:,由时甲醇的选择性和一氧化碳的选择性相等可得:,解联立方程可得,则平衡时二氧化碳、水蒸气、甲醇、一氧化碳的物质的量分别为、、、,气体的总物质的量为,所以反应ⅱ的。
18. 甲磺司特是一种在临床上治疗支气管哮喘和过敏性鼻炎等疾病的药物。的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
回答下列问题:
(1)中含氧官能团的名称为___________。
(2)的结构简式为___________。
(3)的反应类型为___________。
(4)由与反应生成的化学方程式为___________。
(5)和相比,的熔、沸点更高,原因为___________。
(6)同时满足下列条件的的同分异构体共有___________种。
a.核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为
b.红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物的的结构简式为___________(不考虑醚的水解)。
(7)根据以上信息,设计以、和原料合成的路线(其他无机试剂任选):___________。
【答案】(1)羟基、醚键、酰胺基
(2) (3)取代反应(或硝化反应)
(4) (5)分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6) ①. 6 ②.
(7)
【解析】
【分析】由流程图、由的反应条件和的结构简式可知,与甲醇发生酯化反应生成,则的结构简式为;与发生加成反应生成;在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成,则的结构简式为;与发生取代反应生成;由的分子式可知,的结构简式为;发生硝化反应生成,的结构简式为;在一定条件下发生水解反应生成,的结构简式为;与发生取代反应生成;与乙醇钠发生反应生成;发生硝基的还原反应生成,的结构简式为;与发生取代反应生成;与反应生成。
【小问1详解】
由的结构简式可知,中含氧官能团的名称为羟基、醚键、酰胺基;
【小问2详解】
由的反应条件和的结构简式可知,在碱性条件下酯基水解后酸化生成,则的结构简式为;
【小问3详解】
由反应条件可知,与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下生成,该反应为硝化反应或取代反应;
【小问4详解】
由分析可知,与的反应为取代反应,反应的化学方程式为;
【小问5详解】
由分析可知,的结构简式为,的结构简式为,分子中存在羟基,能形成分子间氢键,分子不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高;
【小问6详解】
的分子式为,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、和硝基之外没有其他不饱和结构,由题给信息,结构X中存在“”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和共占用3个原子,还剩余1个原子,因此剩余的原子只能插入两个相邻的原子之间,不考虑该原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该原子,如图:,(序号表示插入原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种;其中,能够水解生成()的的结构简式为;
【小问7详解】
先与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生硝化反应生成,再在的条件下与发生还原反应生成;与发生取代反应生成,最后与发生取代反应生成,具体设计路线如下:。
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化学
本试卷共8页,18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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:用签字笔直接写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。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 K-39 Zn-65
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. 2025年9月3日,阅兵式尽显我国国防科技硬核实力。下列材料属于新型无机非金属材料的是
A. 东风5C核导弹所采用的特种钢
B. 新型两栖装甲车采用的混杂增强铝基复合材料
C. 歼-35机身隐身涂层中含有的石墨烯
D. 防弹头盔采用的聚乙烯纤维
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子的价层电子排布式:
C. 的模型:
D. 顺式聚异戊二烯结构简式:
3. 下列有关物质性质与用途的说法均正确且对应的是
A. 小苏打能与碱反应,可用作加工馒头的膨松剂
B. 维生素具有还原性,可用作食品抗氧化剂
C. 硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造光导纤维
D. 次氯酸钠溶液呈碱性,可用作消毒剂
4. 科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. 图示三种有机物中均不存在手性碳原子
B. 美沙拉嗪能发生酯化反应
C. 水杨酸分子中所有原子有可能处于同一平面
D. 水杨酸最多能消耗
5. 聚氧化乙烷()是一种固态电解质的重要组成部分,其在非晶态时的导电原理如图所示。下列说法正确的是
A. 聚氧化乙烷属于烃类
B. 迁移过程中存在锂氧键的断裂和形成
C. 传输过程发生氧化还原反应
D. 通过射线衍射实验可以测定聚氧化乙烷分子中所含化学键
6. 结构决定性质,性质决定用途。下列对于化学事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发
离子键强于范德华力
B
杯酚可以分离和
杯酚与通过分子间作用力形成超分子
C
硬度:金刚石石墨
石墨中碳碳键键能小于金刚石中碳碳键键能
D
碱性:
为推电子基
A. A B. B C. C D. D
7. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 用含铝粉和氢氧化钠的疏通剂疏通管道:
B. 溶液与少量溶液反应:
C. 用食醋去除水垢中的:
D. 用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:
8. 2025年诺贝尔化学奖授予金属有机框架材料开发领域。MOF-5是其中最具代表性的材料之一,由(摩尔质量为)与对苯二甲酸根离子(,摩尔质量为)通过配位键连接,形成立方晶系结构,其中与同一配体相连的两个取向不同,MOF-5晶体内部的空腔可以吸附小分子。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 中氧原子为杂化
B. 已知粒子的分数坐标为,粒子的分数坐标为,则粒子的分数坐标
C. 该晶体的密度是
D. 在配体上引入、、均可以增强与之间的吸附作用
9. 某新型漂白剂的结构如图所示,其组成元素均为短周期元素,其中、、、原子序数依次减小,与同周期,且、、的价层电子数之和等于的最外层电子数。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 、的电负性:
C. 第一电离能介于与之间的同周期元素有1种
D. 最高价氧化物对应的水化物的碱性:
10. 下列实验方案设计能达到相应实验目的的是
溶液
溶液
A.比较和的活动性
B.证明与反应存在一定的限度
C.验证苯环活化了羟基
D.探究浓度对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
11. 如图所示是部分短周期元素的单质及其化合物在一定条件下(或溶液中)的转化关系。已知、、、是非金属单质,且在常温常压下都是气体;化合物的焰色试验为黄色,其热溶液可除油污;化合物和常温常压下呈气态。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 能使酚酞溶液变红
B. 可用作潜水艇中的供氧剂
C. 在中燃烧产生苍白色火焰
D. 在催化剂作用下,与足量的充分反应,转移电子
12. 实验室利用反应制备辛烯醛的流程如下,利用如图所示的装置进行“减压蒸馏”步骤。
已知:正丁醛的沸点为;辛烯醛沸点为(在沸点时略有分解),密度为,不溶于水。
下列关于上述流程的说法错误的是
A. 进行减压蒸馏时,温度计的示数应为
B. “操作Ⅰ”为分液,“操作Ⅱ”为过滤
C. 克氏蒸馏头能防止液体冲入冷凝管
D. 加热回流时温度计插入液面以下
13. “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”需要较高电压、反应速率缓慢等问题,科技工作者设计耦合高效制的方法,部分反应机理和电化学装置如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 装置中离子交换膜最好为阴离子交换膜
B. 在一定电压下,电极上可能产生氧气
C. 阳极反应式:
D. 电解制得22.4 L(标准状况)时,理论上通过离子交换膜的离子的数目为
14. 常温下,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图1所示。难溶盐和在浓度始终为的溶液中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图2所示(为金属离子和的浓度)。下列说法正确的是
A.
B. 直线②表示的是与的关系
C.
D. 的平衡常数为
二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
15. 二草酸合铜酸钾[,为价]是一种重要化工产品,可用于制备电子、催化等领域的功能材料。
Ⅰ.制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾
具体步骤如下:
①称取,加入一定量水,微热搅拌使其溶解,转移至锥形瓶;
②称取,将其分批加入上述锥形瓶中,搅拌,用水浴控制反应液温度低于,得到和的混合溶液;
③向上述锥形瓶中加入,置于已升温至的水浴中,搅拌,反应3分钟后得深蓝色澄清溶液,冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
已知:ⅰ.草酸易分解;
ⅱ.草酸与的反应放热。
回答下列问题:
(1)以下实验安全注意事项图标与本实验无关的是___________(填选项字母)。
(2)步骤①中,不需要用到下图中的仪器有___________(填仪器名称)。
(3)步骤②中,分批加入的目的是___________;与反应的化学方程式为___________。
(4)不同冷却方式下可得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾针状晶体、片状晶体或二者的混合物。研究表明,一般情况下,冷却时间越长,晶体颗粒越大。步骤③为了得到片状晶体,应采取最合理的冷却方式为___________(填选项字母)。
A. 冰水浴迅速冷却 B. 自来水水浴(约)冷却
C. 室温下(约)空气中冷却 D. 原热水浴中缓慢冷却
Ⅱ.产品纯度的测定
准确称取制得的产品,加入一定量浓氨水溶解,加水定容至,用移液管量取溶液于锥形瓶中,用硫酸调节溶液的至中性;加适量缓冲溶液,再加作指示剂,用的(可表示为)标准溶液滴定至终点(离子方程式为,其他离子不参与反应);平行实验,平均消耗标准溶液。
(5)下列有关滴定的操作:①用标准液润洗滴定管;②向滴定管内注入标准溶液;③检查滴定管是否漏水;④滴定;⑤滴加指示剂于待测液;⑥洗涤。正确的操作顺序是___________(填选项字母)。
A. ③⑥①②⑤④ B. ⑤①②⑥④③
C. ⑤④③②①⑥ D. ③①②④⑤⑥
(6)该产品的纯度为___________(用含、和的代数式表示)。
(7)测定过程会导致产品纯度偏低的情况是___________(填选项字母)。
A. 实验前锥形瓶中含有少量水
B. 摇动锥形瓶时有少量待测液溅出
C. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D. 读取标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
16. 碳酸锰矿石是我国主要的锰矿资源。广泛用作合成工业的催化剂和氧化剂,用碳酸锰矿石(含有的主要杂质为铁、铝和硅的氧化物及)制的一种工艺流程如图所示:
已知:常温下溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀()时的如表所示:
相关离子
开始沉淀
1.5
6.5
3.3
7.8
完全沉淀
2.8
9.7
5.2
10.4
回答下列问题:
(1)“酸浸”工序中为提高酸浸速率,可采取的措施有___________(写出两种)。
(2)写出“滤渣1”的主要成分为___________(填化学式)。
(3)“氧化1”工序中加入的作用是___________(用离子方程式表示)。
(4)加氨水“调”时应控制值的范围是___________。
(5)从平衡角度分析,“沉钙”时加入稍过量的目的是___________。
(6)“氧化2”工序中混合气在金属离子催化作用下生成具有强氧化性的过一硫酸,已知在水溶液中的电离过程为、,则与反应生成的离子方程式为___________。
(7)“氧化2”工序后过滤、洗涤、干燥得到,为了确认已经洗净,取少量最后一次洗涤的滤液于试管中,___________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
17. 在“双碳”目标的背景下,催化加氢制甲醇是实现碳资源循环利用的核心技术。具体反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: ;
反应iii: 。
回答下列问题:
(1)反应ⅱ的___________;反应iii在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)反应ⅲ的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注。
相对能量为时,对应物质的化学式为___________;该反应历程中决速步骤的基元反应方程式为___________。
(3)体系达到平衡状态时,下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.
B.恒温恒压条件下,混合气体的平均相对分子质量不再变化时,说明反应达到平衡状态
C.压缩容器,反应ⅱ平衡不移动,反应ⅲ平衡正向移动
(4)向恒容密闭容器中充入和,在催化剂、初始压强为条件下,只发生反应ⅰ和反应ⅱ,的平衡转化率与、的选择性随温度的变化如图所示,或的选择性。
①图中曲线代表___________(填化学式)的选择性。
②的平衡转化率在以后随温度升高而变大的原因为___________。
③条件下,反应达到平衡状态后,的物质的量为,反应ⅱ的___________[化为最简分数,已知:对于气相反应,用组分的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示平衡常数,记作,其中,为总压强,为平衡系统中的物质的量分数]。
18. 甲磺司特是一种在临床上治疗支气管哮喘和过敏性鼻炎等疾病的药物。的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
回答下列问题:
(1)中含氧官能团的名称为___________。
(2)的结构简式为___________。
(3)的反应类型为___________。
(4)由与反应生成的化学方程式为___________。
(5)和相比,的熔、沸点更高,原因为___________。
(6)同时满足下列条件的的同分异构体共有___________种。
a.核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为
b.红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物的的结构简式为___________(不考虑醚的水解)。
(7)根据以上信息,设计以、和原料合成的路线(其他无机试剂任选):___________。
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