内容正文:
2025-2026学年度第二学期期末考试
高二年级 化学科(选择性考试)试题
注意:试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟
可能需要用到的相对原子质量:H1 Li7 B11 O16 Na23 Al27 S32 Mn55 Fe56 Cu64
第Ⅰ卷 选择题部分(共44分)
一、选择题(本题共16小题,第1-10题每小题2分,第11-16题每小题4分,共44分,每小题只有一个选项符合要求。)
1. 下列物品的主要成分属于天然有机高分子的是
A.冰糖
B.玻璃杯
C.棉花
D.水晶
A. A B. B C. C D. D
2. 化学用语是化学传递信息的基石,以下说法正确的是
A. 苯的分子式是 B. 的电子式是H-Cl-O
C. 是异戊烷的结构式 D. 邻二甲苯是乙苯的同系物
3. 家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是
A. 定期检验天然气灶具的管道:天然气是易燃易爆气体
B. 用牛油制作火锅底料:牛油是不饱和脂肪酸,属于高分子
C. 制作腌菜、酱菜时添加食盐:高浓度的溶液迫使微生物脱水失活
D. 用重油清洁剂(含有碱性物质)清洗厨房油烟机:油污可以在碱性环境下水解
4. 下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
将混有少量的通入装有饱和食盐水的洗气瓶中
除去中混有的
B
取少量样品于试管中,用足量稀盐酸酸化,观察没有明显现象,再滴加几滴溶液,观察是否有白色沉淀生成
检验溶液中是否有硫酸根离子
C
取少量苯酚稀溶液于试管中,逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察现象
苯酚的定性测定
D
取少量淀粉水解液于试管中,滴加溶液,水浴加热,观察是否产生银镜
检验淀粉水解产物是葡萄糖
A. A B. B C. C D. D
5. 以下实验错误的是
A.制溴苯并检验其产物有HBr
B.制备并收集纯净的氯气
C.实验室制氨气
D.制乙烯并检验其还原性
A. A B. B C. C D. D
6. 图1为某常见金属单质及其部分化合物的“价—类”二维图。下列推断不合理的是
A. a、b、c都可与硝酸反应制氢气
B. b、c均可与氢碘酸反应,但反应原理不同
C. h可同时实现饮用水的消毒与净化
D. 图2构成了原电池,a电极为该金属的单质,向a电极附近滴入铁氰化钾溶液,可能有蓝色浑浊a
7. 化学与生产生活密切相关。下列说法正确的是
A. 用CaSO4来减轻盐碱地(含Na2CO3)的碱性,利用了CaSO4溶于水显酸性
B. 聚乳酸作手术缝合线,利用了聚乳酸的生物相容性和可降解性
C. 牙膏中添加氟化物可预防龋齿,利用了氟化物的强氧化性
D. SiO2可用于生产光导纤维,利用了SiO2的导电性
8. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
熔点:CsCl高于S8
晶体类型
B
键角:PCl3大于PF3
孤电子对数
C
酸性:CF3COOH强于CCl3COOH
电负性差异
D
分解温度:H2O大于HI
键能大小
A. A B. B C. C D. D
9. 时,向溶液中逐滴加入溶液,相关曲线如图所示,下列有关微粒浓度关系,正确的是
A. A点:溶液中由水电离出的
B. B点:溶液中一定有
C. C点:,酸碱恰好完全中和,
D. D点:
10. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图所示,其中的每个原子均满足8电子稳定结构,晶胞的边长为acm,原子坐标A为(0,0,0),M为(0.5,0.5,0),D为(1,1,1)。下列有关说法正确的是
A. 磷化硼晶体的化学式为BP,属于离子晶体
B. C原子的坐标参数为(1,0.5,0.5)
C. 磷化硼晶体的熔点很低
D. 该晶胞中P原子与B原子的最近距离为
11. 氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
下列说法错误的是
A. 合成塔发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B. 氧化炉发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C. 实验室可用干燥的蓝色石蕊试纸检验氨气
D. 向吸收塔中通入的作用是氧化
12. 利用下列装置或仪器进行的相应实验能达到实验目的的是
装置或仪器
实验目的
A.分离蔗糖与氯化钠的混合溶液
B.制备气体
装置或仪器
实验目的
C.灼烧碳酸钙制氧化钙
D.仅用图中仪器进行萃取法提纯苯甲酸
A. A B. B C. C D. D
13. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物2
B. 产物1为苯的加成产物,产物2为苯的取代产物
C. 生成中间体时碳的杂化方式未发生改变
D. 该反应历程中的决速步骤的活化能(能垒)为261.9kJ·mol-1
14. 某离子化合物的结构如图所示。W、M、X、Y和Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Z元素价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 阴离子中存在配位键
B. 元素的单质在空气中燃烧生成
C. 氢化物的沸点:
D. 电负性:
15. 薰衣草香气中的两种成分a、b的结构简式(键线式)如图,下列关于二者的说法错误的是
A. a、 b互为同分异构体
B. a、b所有的碳原子一定共平面
C. a、b的含氧官能团是酯基
D. a、b的混合物可通过加成反应消耗
16. 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。一种以LiAlCl4离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,铝电极的电极反应式为:Al-3e-+7AlCl=4Al2Cl
B. 放电时,磷酸铁锂电极中锂元素被氧化
C. 充电时,电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极
D. 充、放电时,磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变
第Ⅱ卷 非选择题部分(共56分)
二、填空题(包括第17-20题,共56分)
17. 乙二酸()俗名草酸,是二元有机弱酸,结构简式为。易溶于乙醇和水,微溶于乙醚。实验室用淀粉水解液、浓硝酸、浓硫酸制取乙二酸的装置如图,
反应原理为
(1)图中装混酸的仪器是__________,冷凝管的冷凝水应从_______进。(填a或b)
(2)将反应后溶液冷却,过滤得到草酸晶体。若得到的草酸纯度较低,可用________方法进一步提纯。
A. 萃取 B. 重结晶 C. 过滤 D. 蒸馏
(3)将草酸配成的溶液,测得其值为1.49。的溶液不为1的原因是:_______________________________________。
(4)以下物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是_______。(填编号)
①乙醇②乙醛③乙酸④乙二酸⑤乙烯⑥乙炔⑦苯酚⑧甲苯⑨甲酸⑩甲酸甲酯
(5)探究草酸的性质,进行如下实验。
实验
装置
试剂a
现象
①
溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量溶液
产生气泡
③
酸性溶液
紫色溶液褪色
④
和浓硫酸
加热后产生有香味物质
实验①②说明草酸具有_____性。实验④的产物可能是______________。(写出1个产物的名称)
18. 深海多金属结核(主要含、、,有少量的、、)是一种重要的潜在战略资源。为实现其高值化和无害化利用,我国学者设计了一条从中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的低能耗工艺流程,如下图所示:
已知:①沉铁本质是铁离子水解产生氧化铁。
②以下为某温度时,各种金属离子浓度为时开始沉淀和完全沉淀时的。
开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
(1)写出一条提高浸出率的措施____________________________。
(2)“酸浸还原”时还原的离子方程式为______________________________________。
(3)“沉铁”过程中,加热到的主要原因是_____________________________________________。
(4)“沉铝”过程中无其他沉淀,则该溶液中________(选填“>”、“<”)。
(5)“第一次萃取”中,铜离子形成如图所示的配合物。铜离子易进入有机相的原因有_________。
A. 铜离子与氮形成配位键 B. 配位铜离子被还原
C. 配合物能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性
(6)“沉锰”时需缓慢向含的溶液中滴加氨水混合溶液,否则会发生以下反应而生成,该反应的平衡常数表达式为__________。
(7)碳酸锰经灼烧可得到和的多种氧化物,其中一种氧化物的晶胞如图所示。已知阿伏伽德罗常数的值为,该晶体的密度为__________(用含、、、的代数式表示)。
19. 尿素[]热解制备并利用进行脱硝反应(与反应)是科研领域的一个研究方向。回答下列问题:
Ⅰ.和混合热解制备时,发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
(1)已知、的燃烧热()分别为、,则的燃烧热__________。
(2)工业上将与混合,以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ。气体通过反应器时间为,测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。回答以下问题:
①时,内,的生成速率_________;的转化率约为__________(保留3位有效数字)。
②温度高于,的转化率随温度的升高而增大,解释其原因:____________________。
(3)一定温度和压强下,向某密闭容器中加入一定量的和发生反应ⅰ和ⅱ。体系达平衡时,测得体系中,,。
①反应ⅰ的平衡常数__________(用含a、b、c的代数式表示)。
②下列操作一定可以提高上述平衡体系中浓度的是__________(填字母)。
A.缩小容器容积 B.升高温度 C.加入更高效催化剂 D.分离出部分
Ⅱ.利用进行脱硝反应时发生如下反应:
主反应ⅲ.
ⅳ.
副反应ⅴ.
ⅵ.
(4)实验表明,其他条件一定时,去除率(R)随氨氮比[,c代表反应器入口相关气体的浓度]的变化如图。当时,去除率为负值,可能原因为:主要发生反应ⅲ,同时反应ⅴ进行的程度_____反应ⅳ进行的程度,导致出口浓度高于进口浓度。(填“>”或“<”)
20. 化合物ⅴ是心血管药物奥扎格雷钠的关键中间体,一种由乙醇为原料的合成路线如下图所示(部分反应条件略去)。
已知:+R2-CH2-CHO
(1)化合物ⅲ中官能团的名称是_______________、_______________
(2)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有_______________。
A. 化合物ⅰ到ⅱ的转化中存在C原子杂化方式的改变
B. 化合物ⅲ中所有C原子一定共平面
C. 化合物ⅳ存在手性碳原子
D. 化合物ⅴ可以发生水解反应和酯化反应
(3)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备化合物ⅱ。若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为_______________(写结构简式)
(4)化合物ⅳ的某芳香族同分异构体,不能与溶液发生显色反应,核磁共振氢谱图上有五组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1,其结构简式为_______________________(任写一种)
(5)以和为有机原料,利用合成路线中ⅱ→ⅲ的原理,合成高分子的单体,基于设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步反应所得有机产物的结构简式为_____________。
②若最后一步反应是酯的生成,则反应的化学方程式为________________________(注明反应条件)。
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2025-2026学年度第二学期期末考试
高二年级 化学科(选择性考试)试题
注意:试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟
可能需要用到的相对原子质量:H1 Li7 B11 O16 Na23 Al27 S32 Mn55 Fe56 Cu64
第Ⅰ卷 选择题部分(共44分)
一、选择题(本题共16小题,第1-10题每小题2分,第11-16题每小题4分,共44分,每小题只有一个选项符合要求。)
1. 下列物品的主要成分属于天然有机高分子的是
A.冰糖
B.玻璃杯
C.棉花
D.水晶
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰糖的主要成分为蔗糖,化学式为,相对分子质量较小,属于有机小分子,不属于高分子,A错误;
B.玻璃杯的主要成分为硅酸盐、等,属于无机非金属材料,不属于有机高分子,B错误;
C.棉花的主要成分为纤维素,化学式为,n值很大,是自然界天然存在的有机高分子,C正确;
D.水晶的主要成分为,属于无机氧化物,不属于有机高分子,D错误;
故选C。
2. 化学用语是化学传递信息的基石,以下说法正确的是
A. 苯的分子式是 B. 的电子式是H-Cl-O
C. 是异戊烷的结构式 D. 邻二甲苯是乙苯的同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯的分子式为,表述正确,A正确;
B.的电子式为,结构式为,B错误;
C.是3-甲基戊烷的键线式,C错误;
D.邻二甲苯和乙苯分子式均为,二者互为同分异构体,D错误;
故选A。
3. 家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是
A. 定期检验天然气灶具的管道:天然气是易燃易爆气体
B. 用牛油制作火锅底料:牛油是不饱和脂肪酸,属于高分子
C. 制作腌菜、酱菜时添加食盐:高浓度的溶液迫使微生物脱水失活
D. 用重油清洁剂(含有碱性物质)清洗厨房油烟机:油污可以在碱性环境下水解
【答案】B
【解析】
【详解】A.天然气主要成分为甲烷,属于易燃易爆气体,定期检查管道可避免泄漏引发安全事故,A正确;
B.牛油属于高级脂肪酸甘油酯,不属于不饱和脂肪酸,且油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,B错误;
C.高浓度溶液渗透压远高于微生物细胞液渗透压,会使微生物脱水失活,可起到防腐作用,C正确;
D.油污的主要成分为油脂,油脂在碱性环境下可发生水解反应生成易溶于水的物质,从而被除去,D正确;
因此答案选B。
4. 下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
将混有少量的通入装有饱和食盐水的洗气瓶中
除去中混有的
B
取少量样品于试管中,用足量稀盐酸酸化,观察没有明显现象,再滴加几滴溶液,观察是否有白色沉淀生成
检验溶液中是否有硫酸根离子
C
取少量苯酚稀溶液于试管中,逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察现象
苯酚的定性测定
D
取少量淀粉水解液于试管中,滴加溶液,水浴加热,观察是否产生银镜
检验淀粉水解产物是葡萄糖
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCl极易溶于饱和食盐水,且饱和食盐水中高浓度的可降低的溶解度,能除去中混有的HCl,A正确;
B.先加足量稀盐酸可排除、、等离子的干扰,再加溶液产生白色沉淀则说明存在,可检验硫酸根离子,B正确;
C.苯酚与饱和溴水反应生成不溶于水的三溴苯酚白色沉淀,可用于苯酚的定性测定,C正确;
D.淀粉水解一般以稀硫酸作催化剂,水解液呈酸性,而银镜反应需要在碱性条件下进行,未先加碱中和过量的酸直接加溶液,无法发生银镜反应,不能检验水解产物葡萄糖,D错误;
故选D。
5. 以下实验错误的是
A.制溴苯并检验其产物有HBr
B.制备并收集纯净的氯气
C.实验室制氨气
D.制乙烯并检验其还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯和液溴在铁粉催化下发生取代反应生成溴苯和HBr,挥发的Br2被CCl4吸收避免干扰HBr检验,HBr与AgNO3溶液反应生成淡黄色AgBr沉淀,倒扣漏斗可防倒吸,装置合理,A正确;
B.MnO2与浓盐酸加热制得的Cl2混有HCl和水蒸气,饱和食盐水除HCl、浓硫酸干燥除水,氯气密度大于空气用长进短出的向上排空气法收集,NaOH溶液吸收尾气,可制备纯净氯气,B正确;
C.加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制氨气,试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流炸裂试管,向下排空气法收集氨气,管口塞棉花可减少对流,装置合理,C正确;
D.乙烯需要乙醇和浓硫酸共热170℃制备,该装置中电石和水反应制取的是乙炔,无法制得乙烯,不能达到实验目的,D错误;
故选D。
6. 图1为某常见金属单质及其部分化合物的“价—类”二维图。下列推断不合理的是
A. a、b、c都可与硝酸反应制氢气
B. b、c均可与氢碘酸反应,但反应原理不同
C. h可同时实现饮用水的消毒与净化
D. 图2构成了原电池,a电极为该金属的单质,向a电极附近滴入铁氰化钾溶液,可能有蓝色浑浊a
【答案】A
【解析】
【分析】根据图1,该常见金属有+2价和+3价的氧化物,那么该金属为铁,a为铁,b为FeO,c为,d为,e为, f为亚铁盐,g为铁盐,h为高铁酸盐如。
【详解】A.铁、FeO、都可以和硝酸反应,其中铁、FeO和硝酸反应,一般生成的气体是一氧化氮或二氧化氮气体,而不生成氢气,和硝酸反应不生成气体,生成硝酸铁和水,A符合题意;
B.氢碘酸是强酸,FeO和氢碘酸发生复分解反应,化学方程式为:; 和氢碘酸发生氧化还原反应:, 反应原理不同,B不符合题意;
C.h为高铁酸盐如,具有强氧化性,可用于饮用水的杀菌、消毒,其还原产物为铁离子,铁离子水解生成胶体,可吸附水中的悬浮颗粒杂质,起到净水的作用,C不符合题意;
D.图2中a电极为铁,作原电池负极时发生反应,a电极附近滴入铁氰化钾溶液,与铁氰化钾反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀,D不符合题意;
故选A。
7. 化学与生产生活密切相关。下列说法正确的是
A. 用CaSO4来减轻盐碱地(含Na2CO3)的碱性,利用了CaSO4溶于水显酸性
B. 聚乳酸作手术缝合线,利用了聚乳酸的生物相容性和可降解性
C. 牙膏中添加氟化物可预防龋齿,利用了氟化物的强氧化性
D. SiO2可用于生产光导纤维,利用了SiO2的导电性
【答案】B
【解析】
【详解】A.用CaSO4来减轻盐碱地(含Na2CO3)的碱性,是因为CaSO4和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,降低碳酸根离子浓度,故A错误;
B.聚乳酸能水解为乳酸,聚乳酸作手术缝合线,利用了聚乳酸的生物相容性和可降解性,故B正确;
C.氟化物可将羟基磷酸钙转化为氟磷酸钙,所以牙膏中添加氟化物可预防龋齿,故C错误;
D.SiO2可用于生产光导纤维,是因为SiO2具有优良的光学性能,故D错误;
选B。
8. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
熔点:CsCl高于S8
晶体类型
B
键角:PCl3大于PF3
孤电子对数
C
酸性:CF3COOH强于CCl3COOH
电负性差异
D
分解温度:H2O大于HI
键能大小
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.CsCl形成离子晶体,S8形成分子晶体,离子晶体中离子键键能高于分子晶体中的范德华力,则CsCl的熔点高于S8,A正确;
B.PCl3、PF3中,P原子的价层电子对数都为=4,都发生sp3杂化,P原子的最外层都有1个孤电子对,由于氟的电负性大于氯,PF3中共用电子对离P原子更远,排斥力更小,键角更小,所以键角:PCl3大于PF3,即与F、Cl的电负性差异有关,B错误;
C.因为F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C的极性,使得F3C-的吸电子能力大于Cl3C-的吸电子能力,导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,所以酸性:CF3COOH强于CCl3COOH,C正确;
D.O的原子半径小于I,O的电负性大于I,则O-H键能大于I-H键能,所以分解温度:H2O大于HI,D正确;
故选B。
9. 时,向溶液中逐滴加入溶液,相关曲线如图所示,下列有关微粒浓度关系,正确的是
A. A点:溶液中由水电离出的
B. B点:溶液中一定有
C. C点:,酸碱恰好完全中和,
D. D点:
【答案】D
【解析】
【详解】A.A点为溶液,、,抑制水电离,水电离出的等于水电离出的,所以由水电离出的,A错误;
B.B点溶液呈碱性,,根据电荷守恒可知,所以,B错误;
C.若mL,此时溶质为CH3COONa,发生水解反应:,pH应大于7,,不符合C点pH=7的条件,C错误;
D.D点溶液中溶质为等浓度的醋酸钠、醋酸,根据电荷守恒,物料守恒 ,可得 ,D正确;
故选D。
10. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图所示,其中的每个原子均满足8电子稳定结构,晶胞的边长为acm,原子坐标A为(0,0,0),M为(0.5,0.5,0),D为(1,1,1)。下列有关说法正确的是
A. 磷化硼晶体的化学式为BP,属于离子晶体
B. C原子的坐标参数为(1,0.5,0.5)
C. 磷化硼晶体的熔点很低
D. 该晶胞中P原子与B原子的最近距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中P位于顶点和面心,数目为,B位于晶胞内,数目为4,则磷化硼晶体的化学式为BP,由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,属于共价晶体,A错误;
B.根据A、B、D的坐标参数可知C坐标参数为(1,0.5,0.5),B正确;
C.磷化硼晶体是共价晶体,熔点高,C错误;
D.P原子与B原子的最近距离为晶胞的体对角线的,则为,D错误;
故选B。
11. 氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
下列说法错误的是
A. 合成塔发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B. 氧化炉发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C. 实验室可用干燥的蓝色石蕊试纸检验氨气
D. 向吸收塔中通入的作用是氧化
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成塔内发生反应,反应中断裂、中的非极性键,生成中的极性键,A正确;
B.氧化炉内发生反应,其中为氧化剂,为还原剂,二者物质的量之比为5∶4,B正确;
C.氨气为碱性气体,需要和水反应生成,才能电离出使指示剂变色,且检验氨气应使用湿润的红色石蕊试纸(遇氨变蓝),干燥的蓝色石蕊试纸无法检验氨气,C错误;
D.吸收塔中通入可将NO氧化,最终使氮元素完全转化为硝酸,提高原料利用率,D正确;
故选C。
12. 利用下列装置或仪器进行的相应实验能达到实验目的的是
装置或仪器
实验目的
A.分离蔗糖与氯化钠的混合溶液
B.制备气体
装置或仪器
实验目的
C.灼烧碳酸钙制氧化钙
D.仅用图中仪器进行萃取法提纯苯甲酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蔗糖和氯化钠都可透过半透膜,无法利用渗析法分离,A错误;
B.铜片和浓硝酸反应生成,无法制备,B错误;
C.碳酸钙高温分解可制得氧化钙,酒精喷灯可提供反应所需的高温,且铁坩埚与碳酸钙、氧化钙都不反应,可达到实验目的,C正确;
D.萃取操作必须使用分液漏斗,所给仪器中不含分液漏斗,无法完成实验,D错误;
故选C。
13. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物2
B. 产物1为苯的加成产物,产物2为苯的取代产物
C. 生成中间体时碳的杂化方式未发生改变
D. 该反应历程中的决速步骤的活化能(能垒)为261.9kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成产物2的反应的活化能更低,因此反应速率更快,且产物2的能量更低更稳定,以上2个角度均有利于产物2, A正确;
B.产物1是打开双键生成的,故是加成产物,产物2生成了小分子硫酸,故是取代产物, B正确;
C.中间产物的六元环中与相连的C为杂化,而作为原料苯的苯环上的碳原子为sp2杂化,杂化方式发生了改变,C错误;
D.第一步反应的正反应的活化能大于第二步反应的逆反应的活化能,故第一步反应为该反应的决速步骤,活化能(能垒)为261.9kJ·mol-1,D正确;
故答案选C。
14. 某离子化合物的结构如图所示。W、M、X、Y和Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Z元素价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 阴离子中存在配位键
B. 元素的单质在空气中燃烧生成
C. 氢化物的沸点:
D. 电负性:
【答案】A
【解析】
【分析】、、、和是原子序数依次增大的短周期主族元素,元素价层电子排布式为,Z为N,W形成一条共价键,W为H,X、Y均形成四条共价键,且X原子序数小于Y,故X为B,Y为C;M为+1价阳离子,原子序数介于H与B之间,故M为Li,据此分析;
【详解】A.硼原子最外层有三个电子,和3个H形成三个普通的共价键,同时N提供孤对电子,B提供空轨道,形成一个配位键,A正确;
B.Li单质在空气中燃烧只能生成,B错误;
C.未限定为最简单氢化物时,碳的氢化物(烃类)沸点既有低于的情况,也有高于的情况,无法得出沸点的结论,C错误;
D.电负性,同周期(左→右),逐渐增大;同主族(上→下),逐渐减小,电负性顺序为,D错误;
故选A。
15. 薰衣草香气中的两种成分a、b的结构简式(键线式)如图,下列关于二者的说法错误的是
A. a、 b互为同分异构体
B. a、b所有的碳原子一定共平面
C. a、b的含氧官能团是酯基
D. a、b的混合物可通过加成反应消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.a和b分子式相同、结构不同,互为同分异构体,A正确;
B.a、b中均存在sp3杂化的饱和碳原子与2个C以上成键,因此所有碳原子不可能一定共平面,B错误;
C.a、b中的含氧官能团均为R结构,即酯基,C正确;
D.每个a、b分子都含有2个碳碳双键,碳碳双键与按发生加成反应,故混合物可消耗,D正确;
故选B。
16. 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴、阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。一种以LiAlCl4离子液体为电解质的铝-磷酸铁锂二次电池放电时工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,铝电极的电极反应式为:Al-3e-+7AlCl=4Al2Cl
B. 放电时,磷酸铁锂电极中锂元素被氧化
C. 充电时,电子由Al电极经离子液体流向磷酸铁锂电极
D. 充、放电时,磷酸铁锂电极中铁元素质量、价态均保持不变
【答案】A
【解析】
【分析】以离子液体为电解质的铝一磷酸铁锂二次电池放电时铝为负极,失电子发生氧化反应,根据图像可知转化为,负极电极反应式为:,磷酸铁锂为正极,铁元素被还原,电极反应式为:;则充电时,铝电极为阴极,磷酸铁锂为阳极,据此分析;
【详解】A.由分析可知,铝电极为负极,发生反应:,故A正确;
B.放电时,磷酸铁锂电极为正极,由电极反应可知,锂元素化合价不变,铁元素被还原,故B错误;
C.电子不经过电解液,充电时,电子由电源负极流出,流入Al电极,再经磷酸铁锂电极流出,流入电源正极,故C错误;
D.放电时磷酸铁锂电极中三价铁被还原为二价铁,充电时则相反,故D错误;
故选A。
第Ⅱ卷 非选择题部分(共56分)
二、填空题(包括第17-20题,共56分)
17. 乙二酸()俗名草酸,是二元有机弱酸,结构简式为。易溶于乙醇和水,微溶于乙醚。实验室用淀粉水解液、浓硝酸、浓硫酸制取乙二酸的装置如图,
反应原理为
(1)图中装混酸的仪器是__________,冷凝管的冷凝水应从_______进。(填a或b)
(2)将反应后溶液冷却,过滤得到草酸晶体。若得到的草酸纯度较低,可用________方法进一步提纯。
A. 萃取 B. 重结晶 C. 过滤 D. 蒸馏
(3)将草酸配成的溶液,测得其值为1.49。的溶液不为1的原因是:_______________________________________。
(4)以下物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是_______。(填编号)
①乙醇②乙醛③乙酸④乙二酸⑤乙烯⑥乙炔⑦苯酚⑧甲苯⑨甲酸⑩甲酸甲酯
(5)探究草酸的性质,进行如下实验。
实验
装置
试剂a
现象
①
溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量溶液
产生气泡
③
酸性溶液
紫色溶液褪色
④
和浓硫酸
加热后产生有香味物质
实验①②说明草酸具有_____性。实验④的产物可能是______________。(写出1个产物的名称)
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. a (2)B
(3)草酸是弱酸,不能完全电离
(4)③ (5) ①. 酸 ②. 乙二酸乙酯或乙二酸二乙酯
【解析】
【分析】装置A中淀粉水解液与混酸发生已知反应生成草酸,装置B为安全瓶,防止溶液倒吸,装置C中的氢氧化钠用于吸收NO、NO2,防止空气污染。
【小问1详解】
图中装混酸的仪器为分液漏斗,用于控制液体滴加;为了达到最佳的冷凝效果,冷凝管冷却水方向应为“下进上出”,因此,冷凝水应从下口 “a ”进。
【小问2详解】
草酸是易溶于水的固体,对于含有杂质的固体可溶物,实验室通常采用重结晶的方法进行进一步提纯,利用物质在不同温度下溶解度的差异来去除杂质。故选 B。
【小问3详解】
是二元酸,如果它是强酸,的溶液完全电离出的 浓度应为 ,此时 。但实际测得 ,说明溶液中 浓度小于 ,证明乙二酸在水中不能完全电离,属于弱酸。
【小问4详解】
酸性 具有强氧化性。①乙醇、②乙醛、④乙二酸(被氧化为 )、⑤乙烯、⑥乙炔、⑦苯酚、⑧甲苯均能被酸性高锰酸钾氧化,使其褪色。
⑨甲酸和⑩甲酸甲酯的结构中含有醛基(),也能被酸性高锰酸钾氧化使其褪色。
③乙酸中的碳原子已处于较高氧化态,性质稳定,不能被酸性高锰酸钾氧化。故选 ③。
【小问5详解】
实验①中草酸使滴有酚酞的 溶液褪色并产生沉淀,发生中和反应;实验②中草酸与 反应产生气泡(),说明其酸性强于碳酸。这两个实验共同说明草酸具有酸性;实验④中草酸与乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应。由于草酸()是二元酸,它可以与一分子乙醇反应生成单酯(乙二酸乙酯),也可以与两分子乙醇反应生成双酯(乙二酸二乙酯)。两者均带有香味,写出其中一个名称即可。
18. 深海多金属结核(主要含、、,有少量的、、)是一种重要的潜在战略资源。为实现其高值化和无害化利用,我国学者设计了一条从中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的低能耗工艺流程,如下图所示:
已知:①沉铁本质是铁离子水解产生氧化铁。
②以下为某温度时,各种金属离子浓度为时开始沉淀和完全沉淀时的。
开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
(1)写出一条提高浸出率的措施____________________________。
(2)“酸浸还原”时还原的离子方程式为______________________________________。
(3)“沉铁”过程中,加热到的主要原因是_____________________________________________。
(4)“沉铝”过程中无其他沉淀,则该溶液中________(选填“>”、“<”)。
(5)“第一次萃取”中,铜离子形成如图所示的配合物。铜离子易进入有机相的原因有_________。
A. 铜离子与氮形成配位键 B. 配位铜离子被还原
C. 配合物能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性
(6)“沉锰”时需缓慢向含的溶液中滴加氨水混合溶液,否则会发生以下反应而生成,该反应的平衡常数表达式为__________。
(7)碳酸锰经灼烧可得到和的多种氧化物,其中一种氧化物的晶胞如图所示。已知阿伏伽德罗常数的值为,该晶体的密度为__________(用含、、、的代数式表示)。
【答案】(1)适当提高温度/适当提高硫酸浓度/粉碎/搅拌
(2)
(3)防止形成胶体,吸附其他金属离子,造成产率下降
(4)< (5)AD
(6)
(7)
【解析】
【分析】深海多金属结核主要含、、,还含有少量的、、,加入和酸浸还原金属元素转化为可溶性硫酸盐,不反应的成为滤渣。滤液中含有、、、、,加入空气将氧化为,再调节pH并加热到200℃,使铁离子水解直接得到。溶液中继续加入将转化为沉淀,过滤后溶液中继续加入萃取剂将从水溶液中萃取出来,经过处理得到溶液。萃余液1加入混合萃取剂将从溶液中萃取出来,经过处理得到电池级镍钴锰混合溶液。萃余液2加入碳酸氢铵生成碳酸锰。
【小问1详解】
适当提高温度或适当提高硫酸浓度或粉碎或搅拌都能提高浸出率。
【小问2详解】
中Fe为+3价,被还原为+2价;被氧化为。根据得失电子守恒:Fe元素降1价,S元素升2价,故系数为2,系数为1;再结合原子守恒和电荷守恒配平:。
【小问3详解】
已知金属氢氧化物胶体具有吸附性,加热至的作用:防止形成胶体,吸附其他金属离子,造成产率下降。
【小问4详解】
沉铝控制pH=5.2,由表格知 c(Cu2+)=0.01 mol/L时开始沉淀的pH=4.7,由于“沉铝”过程中无其他沉淀,说 明Cu2+未沉淀,则该溶液中c(Cu2+)<0.01mol/L。
【小问5详解】
A. 铜离子可以与氮形成配位键可以使铜离子易进入有机相,正确;B. 配位铜离子化合价不变,错误;C. 配合物能形成分子间氢键与铜离子易溶于有机相无关;D. 配体带有长烷基链,烷基疏水,使配合物易溶于有机相、难溶于水相,正确;故选AD。
【小问6详解】
该反应的平衡常数表达式为。
【小问7详解】
MnO2晶胞中含有Mn的个数为8×+1=2,O原子个数为2+4×=4,晶胞的体积为abc×10-30cm3,故晶体密度为。
19. 尿素[]热解制备并利用进行脱硝反应(与反应)是科研领域的一个研究方向。回答下列问题:
Ⅰ.和混合热解制备时,发生如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
(1)已知、的燃烧热()分别为、,则的燃烧热__________。
(2)工业上将与混合,以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ。气体通过反应器时间为,测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。回答以下问题:
①时,内,的生成速率_________;的转化率约为__________(保留3位有效数字)。
②温度高于,的转化率随温度的升高而增大,解释其原因:____________________。
(3)一定温度和压强下,向某密闭容器中加入一定量的和发生反应ⅰ和ⅱ。体系达平衡时,测得体系中,,。
①反应ⅰ的平衡常数__________(用含a、b、c的代数式表示)。
②下列操作一定可以提高上述平衡体系中浓度的是__________(填字母)。
A.缩小容器容积 B.升高温度 C.加入更高效催化剂 D.分离出部分
Ⅱ.利用进行脱硝反应时发生如下反应:
主反应ⅲ.
ⅳ.
副反应ⅴ.
ⅵ.
(4)实验表明,其他条件一定时,去除率(R)随氨氮比[,c代表反应器入口相关气体的浓度]的变化如图。当时,去除率为负值,可能原因为:主要发生反应ⅲ,同时反应ⅴ进行的程度_____反应ⅳ进行的程度,导致出口浓度高于进口浓度。(填“>”或“<”)
【答案】(1)-646.3
(2) ①. ②. 11.8% ③. 温度高于时,反应ⅰ已进行完全,升高温度,反应ⅱ的速率加快
(3) ①. ②. AD
(4)>
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律计算: 写出燃烧热的热化学方程式:
① ;
② ;
结合③ ;可知HNCO的燃烧反应可由①-②-③得到, 故HNCO的燃烧热。
【小问2详解】
由图可知,时,反应时间,则;
该条件下尿素转化率已达到,设生成的总浓度为,剩余浓度为,总浓度,解得,转化率;
② 升高温度,反应ⅱ速率加快,相同停留时间内反应未达到平衡,温度升高速率加快,转化量增加,因此转化率升高。
【小问3详解】
反应ⅱ生成的,说明消耗的,生成的;
总浓度反应ⅰ生成的,故反应ⅰ生成总浓度为,平衡时浓度;反应ⅰ的平衡常数;
A.缩小容器容积,体积减小,平衡逆向移动,但勒夏特列原理说明浓度仍比原平衡大,浓度升高,A正确;
B.总反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,浓度降低,B错误;
C.催化剂不改变平衡浓度,C错误;
D.分离产物,反应ⅱ平衡正向移动,浓度增大,D正确;
故选AD。
【小问4详解】
去除率为负值,说明出口浓度大于进口,即反应ⅴ(生成)的进行程度大于反应ⅳ(消耗)的进行程度。
20. 化合物ⅴ是心血管药物奥扎格雷钠的关键中间体,一种由乙醇为原料的合成路线如下图所示(部分反应条件略去)。
已知:+R2-CH2-CHO
(1)化合物ⅲ中官能团的名称是_______________、_______________
(2)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有_______________。
A. 化合物ⅰ到ⅱ的转化中存在C原子杂化方式的改变
B. 化合物ⅲ中所有C原子一定共平面
C. 化合物ⅳ存在手性碳原子
D. 化合物ⅴ可以发生水解反应和酯化反应
(3)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备化合物ⅱ。若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为_______________(写结构简式)
(4)化合物ⅳ的某芳香族同分异构体,不能与溶液发生显色反应,核磁共振氢谱图上有五组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1,其结构简式为_______________________(任写一种)
(5)以和为有机原料,利用合成路线中ⅱ→ⅲ的原理,合成高分子的单体,基于设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步反应所得有机产物的结构简式为_____________。
②若最后一步反应是酯的生成,则反应的化学方程式为________________________(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. 碳碳双键 ②. 醛基 (2)AB
(3)
(4)或或 (5) ①. ②.
+CH3OH+H2O
【解析】
【分析】该合成过程中,乙醇氧化得到乙醛;根据题给反应,乙醛在NaOH、加热条件下反应生成;成环生成;发生一系列反应生成。
【小问1详解】
化合物ⅲ的结构简式是,含有的官能团为碳碳双键、醛基。
【小问2详解】
A.化合物ⅰ是乙醇(),所有C均为杂化;转化为化合物ⅱ乙醛()后,醛基C变为杂化,存在杂化方式改变,A正确;
B.双键以及与双键直接相连的原子一定共平面,化合物ⅲ中,有2个碳原子构成碳碳双键,2个碳原子与碳碳双键直接相连,故所有碳原子一定共平面,B正确;
C.手性碳原子为连接4个不同基团的饱和碳原子,化合物ⅳ具有对称结构,不存在手性碳原子,C错误;
D.化合物ⅴ含酯基和溴原子,可发生水解反应,但无羟基或羧基,不能发生酯化反应,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
原子利用率100%,说明没有副产物生成,以此法制备属于加成反应,已知反应物之一为V形结构分子,反应为乙炔与水加成生成乙醛,故另一反应物为乙炔()。
【小问4详解】
化合物ⅳ分子式为,要求:芳香族(含苯环)、不能与显色(无酚羟基)、核磁共振氢谱5组峰,峰面积比,满足条件的化合物结构简式为或或。
【小问5详解】
目标高分子的单体为,利用ⅱ→ⅲ的羟醛缩合原理,两分子丙醛缩合得到烯醛,再氧化醛基为羧基,最后与甲醇酯化得到单体;
① 根据已知反应,第一步反应原料为丙醛,产物为;
② 最后一步为羧酸与甲醇的酯化反应,浓硫酸作催化剂,在加热条件下反应,根据酸脱羟基醇脱氢的规律,可得反应式为 +CH3OH+H2O。
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