内容正文:
南山中学实验学校2025年高考冲刺(二)
化 学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Ce 140 Pb 207
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 在明代宋应星所著的《天工开物》中,有关火法炼锌的工艺记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团,冷定毁罐取出。……即倭铅也。……然后以其似铅而性猛,故名之曰倭云”(注:炉甘石的主要成分是碳酸锌)。下列说法正确的是
A. 工业上金属Mg的冶炼方法与锌的冶炼方法一样
B. 古代火法炼锌涉及的主要反应为:
C. 煤炭和薪均只含C、H、O三种元素
D. 火法炼锌时需往泥罐中注入大量空气
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业上冶炼Mg采用电解熔融的方法,冶炼Zn采用热还原法,二者冶炼方法不同,A错误;
B.炉甘石主要成分为,高温下先分解为和:,被C还原为Zn:,总反应为,B正确;
C.煤炭和薪柴中除C、H、O元素外,还含有S、N等元素以及无机矿物质,并非只含C、H、O三种元素,C错误;
D.火法炼锌需要还原环境,注入大量空气会消耗还原剂C,还可能氧化生成的Zn,因此不能通入大量空气,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 1-丙醇的结构简式:
B. 的VSEPR模型
C. 的电子云图:
D. 基态原子的原子结构示意图为
【答案】B
【解析】
【详解】A.存在同分异构体(可表示1-丙醇或2-丙醇),1-丙醇的结构简式为,A错误;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,即,B正确;
C.分子中的化学键为s-s σ键,σ键电子云沿键轴对称,电子云图为,C错误;
D.基态原子的核外电子排布式为,故各层上的电子数依次为2、8、14、2,所以Fe的原子结构示意图为,D错误;
故选B。
3. 已知可以看作中的一个O被S代替的产物。设为阿伏加德罗常数的值,下列关于反应:的说法正确的是
A. 中含的数目为
B. 标准状况下的中心S原子含有的孤电子对数目为
C. 溶液中含有的数目为
D. 上述反应生成32 g S时,转移的电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.可看作中一个O被S取代,的硫酸根中仅含2个键,故1 mol 中的数目为,A错误;
B.标准状况下物质的量为0.1 mol,中心S原子孤电子对数为,故孤电子对数目为,B错误;
C.溶液中溶质物质的量为0.1 mol,且会发生水解,故数目小于,C错误;
D.该反应为的歧化反应,中平均为价,生成(物质的量为)时,对应生成:1个从价降为价,共得到电子;1个从价升为价,共失去电子,转移电子数等于得电子总数(或失电子总数),因此转移电子数目为,D正确;
故选D。
4. 下列过程中,对应的离子方程式书写错误的是
A
曾青得铁则化为铜
B
侯氏制碱法中第一步先制得小苏打
C
用除去溶液中的
D
葡萄糖发生银镜反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.曾青得铁则化为铜是铁与铜离子发生置换反应生成铜和亚铁离子,离子方程式,A正确;
B.侯氏制碱法是向饱和食盐水中通氨气和,参与反应,且生成的溶解度小以沉淀形式析出,正确离子方程式为,B错误;
C.水解显酸性,与水解产生的反应,促进完全水解生成沉淀,C正确;
D.葡萄糖中的醛基和银氨溶液加热发生银镜反应,离子方程式配平、产物都正确,D正确;
故选B。
5. 下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A. ()分子中共价键数目与孤电子对数目之比为
B. 白磷()是正四面体结构,键角是
C. 呋喃()所有原子共平面,则呋喃中含大键
D. 氨水中最主要的氢键存在形式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.()分子中共价键数目为8,分子中每个S采用杂化,每个S的孤电子对数目为,分子含有的孤电子对数目为,故分子中共价键数目与孤电子对数目之比为,A错误;
B.白磷()是正四面体结构,P原子处于正四面体的顶点位置,故键角是60°,B错误;
C.呋喃()的结构为含氧五元杂环,所有原子共平面,故所有原子均为杂化;O原子未杂化的p轨道提供2个电子,4个C原子各提供1个p电子,总共6个电子,形成5中心6电子的离域大π键;即,C正确;
D.氨水中,电负性、半径:O>N,所以O的氢键给质子能力更强,故氨水中最主要的氢键是(即水分子的O-H与NH3分子中的N之间),D错误;
故选C。
6. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备乙烯并探究其性质
B.氢氧化铁胶体的制备
C.配制银氨溶液
D.制取并验证乙炔的性质
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.制备乙烯时,浓硫酸与乙醇加热至170℃生成乙烯反应为,温度计应该插入溶液中,A不符合题意;
B.制备氢氧化铁胶体应向沸水中滴加饱和溶液,而溶液中不易挥发,无法得到氢氧化铁胶体,B不符合题意;
C.配制银氨溶液应向硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水至沉淀恰好溶解,操作顺序错误,C不符合题意;
D.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中含杂质,通过硫酸铜溶液除去气体,再通过酸性溶液,溶液褪色,可以验证乙炔的性质,D符合题意;
故选D。
7. 通过下列实验操作、现象不能得出对应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将盐酸酸化的溶液加水稀释
溶液黄色逐渐变绿色,最终变为蓝色
溶液中存在:
B
将灼热的木炭投入浓硝酸中
有红棕色气体产生
浓硝酸能氧化木炭
C
向5mL等浓度的、混合溶液中滴加2滴溶液
出现黄色沉淀
D
常温下向两支盛有等浓度等体积的溶液的试管中,分别同时滴加等体积、
前者先变浑浊
盐酸浓度越大,化学反应速率越大
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.盐酸酸化的溶液中存在平衡,加水稀释平衡正向移动,黄色的逐渐转化为蓝色的,与现象一致,A不符合题意;
B.浓硝酸受热会自行分解生成红棕色,无法确定实验中来自木炭与浓硝酸的反应,不能得出浓硝酸能氧化木炭的结论,B符合题意;
C.等浓度的和中滴加少量,优先生成黄色沉淀,说明溶解度更小,可得,C不符合题意;
D.两组实验只有盐酸浓度不同,其他条件完全一致,盐酸浓度大的先出现浑浊,说明反应物浓度越大,化学反应速率越大,D不符合题意;
故选B。
8. ,当、和按一定比例混合时,平衡转化率α随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A. 升高温度,该反应的化学反应速率不一定加快
B. ,活化能
C. 催化剂能改变反应路径,改变反应的活化能,但不影响反应热
D. 增大压强平衡正向移动,压强平衡常数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应使用了催化剂,若温度过高导致催化剂活性降低,反应速率可能减慢,因此升高温度反应速率不一定加快,A正确;
B.该反应正反应气体分子数减少,相同温度下压强越大转化率越高,故;由图像可知升温转化率降低,正反应放热,,故,B正确;
C.催化剂通过改变反应路径改变反应活化能,但不改变反应的始态和终态,因此不影响反应热,C正确;
D.压强平衡常数仅与温度有关,温度不变时压强平衡常数不变,增大压强不会使压强平衡常数增大,D错误;
故选D。
9. 复旦大学研制出一种物质,它能够通过“打针”的方式修复锂电池。该物质由原子序数依次增大的X、Y、Z、W短周期元素和锂元素组成,X的一种核素可用于考古年代的确定。Y的基态原子s轨道电子数等于p轨道电子数。Z原子的半径在同周期中是最小的。其中X、Y、Z位于同一周期,W原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A. 电负性和第一电离能均有:
B. 该物质含有的元素均位于p区
C. 该物质的熔点大于LiZ的熔点
D. 和排放到空气中都能形成酸雨
【答案】A
【解析】
【分析】的核素可用于考古断代,为元素;且X、Y、Z位于同一周期,的基态原子轨道与轨道电子数相等,电子排布为,为元素;与、同周期且原子半径最小,为元素;的原子序数是的倍,为元素,据此分析。
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性增大,第一电离能呈增大趋势(ⅡA、ⅤA族反常),故电负性:,第一电离能:,A正确;
B.Li位于s区,C、O、F、S位于p区,该物质含Li元素,不全在p区,B错误;
C.两者均为离子晶体,该锂盐的阴离子体积大、电荷分散,晶格能远小于LiF,因此该物质的熔点小于LiF的熔点,C错误;
D.溶于水形成碳酸,酸性较弱,不能形成酸雨,排放到空气中能形成酸雨,D错误;
故选A。
10. 英国南安普敦大学Pletcher课题组提出铅液流电池。它是一种沉积型液流电池,电解液为甲基磺酸铅和甲基磺酸(均为强电解质),特点是无隔膜、单一电解质、成本低等。其放电时的装置如图所示,下列说法错误的是
A. 充电时,储液罐中甲基磺酸铅的浓度减小
B. 放电时,电解质溶液的pH减小
C. 充电时,电极每增重23.9g,电路中转移电子数为
D. 放电时,电子从Pb电极流出
【答案】B
【解析】
【分析】放电(原电池)时,Pb电极中Pb失电子生成进入溶液,电极反应式为:,Pb电极为负极;电极是正极,得电子生成和水,电极反应式为:,总放电反应:。充电(电解池)是放电的逆过程,总反应:,转化为和沉积在电极上。
【详解】A.充电时,溶液中的转化为和沉积在电极上,储液罐中减少,因此甲基磺酸铅浓度减小,A正确;
B.由总放电反应可知,放电过程消耗,浓度降低,溶液增大,不是减小,B错误;
C.充电时,电极(阳极)反应为,每生成,电极增重,转移电子。因此增重时,转移电子,电子数为,C正确;
D.放电时电极为负极,原电池中电子从负极流出,因此电子从电极流出,D正确;
故选B。
11. 高聚物A在生物医学上有广泛应用。以甲基丙烯酸-羟乙酯(HEMA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料合成高聚物A的路线如下。下列说法正确的是
A. HEMA存在顺反异构现象
B. NVP分子中含有的官能团为氨基、碳碳双键、酮羰基
C. HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A
D. 高聚物A分子中含较多的-OH,因此具有吸湿性
【答案】D
【解析】
【详解】A.HEMA中左侧双键碳连接两个氢原子,因此不存在顺反异构现象,A错误;
B.NVP分子所含官能团为碳碳双键、酰胺键,B错误;
C.HEMA和NVP都含有碳碳双键,两者通过加聚反应生成高聚物A,C错误;
D.是亲水基团,高聚物A分子中含有较多羟基,因此具有吸湿性,D正确;
故选D。
12. 研究表明晶胞的氧缺陷可以有效促进吸湿性加氢过程中的活化。图1为理想晶胞,图2为氧缺陷晶胞。下列说法错误的是
A. 图1晶胞沿x、y、z轴方向投影均为
B. 图1中填充在构成的四面体空隙中
C. 若图2中与的个数比为2:3,则的空缺率为25%
D. 若晶胞参数为,图1晶胞的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1为萤石型结构,位于顶点和面心,沿x、y、z轴方向投影时,位于投影图的顶点、边中点和中心,位于四个斜线位置,投影图为:,A正确;
B.图1为萤石型结构,位于顶点和面心,四面体空隙共个,恰好填满个,因此填充在四面体空隙中,B正确;
C.根据均摊法,图2中个数为,理想晶胞中总个数为8,当与个数比为2:3时,实际个数为6,空缺2个,空缺率为,C正确;
D. 位于顶点和面心,数目为 ;位于晶胞内部,数目为,晶胞质量为,晶胞体积为,计算得密度为,D错误;
故选D。
13. 可用于合成钠基正极材料,其工艺如图所示,下列说法错误的是
A. 已知该工艺经“还原”得到的是,是纯净物
B. “焙烧”步骤中,理论上消耗的物质
C. “还原”和“焙烧”产生的尾气相同且均可用NaOH吸收循环利用
D. 正极材料放电完全后进行充电,充电时发生的是氧化反应
【答案】C
【解析】
【分析】被C还原成,再与碳酸钠、氧气反应生成。
【详解】A.是具有固定组成的化合物,属于纯净物,A正确;
B.焙烧的反应物为、、,产物为和,根据电子守恒、原子守恒配平方程式,,可得,B正确;
C.还原步骤中,还原得到,尾气主要为,焙烧步骤尾气为,二者成分不同;且CO不能与NaOH反应,无法被吸收循环利用,C错误;
D.是放电时的正极,放电时正极发生还原反应;充电时,原正极作为电解池的阳极,阳极发生失电子的氧化反应,D正确;
故选C。
14. 伯醇(记为)和叔醇(记为)发生酯化反应的机理如下图所示,下列说法错误的是
A. 两个历程中均起到催化剂的作用
B. 两种酯化反应的机理均属于酸脱羟基醇脱氢
C. 两个历程中均有碳原子的杂化轨道类型发生改变
D. 用标记醇,根据的存在情况可确定反应机理
【答案】B
【解析】
【详解】A.两个反应历程中,在反应前期被消耗,反应后期重新生成,反应前后质量和性质不变,因此均起到催化剂的作用,A正确;
B.只有伯醇酯化符合酸脱羟基醇脱氢的规律;叔醇酯化机理中,叔醇先质子化,再脱去得到,即叔醇脱羟基,羧酸脱氢,两种机理不完全相同,B错误;
C.两个历程中,羧酸中羧基碳原子为杂化,反应过程中会形成连接4个单键的中间体,变为杂化;叔醇机理中,叔醇的中心碳还会从杂化变为的杂化,两个过程均存在碳原子杂化类型的改变,C正确;
D.若用标记醇羟基:伯醇酯化时,会进入酯产物中;叔醇酯化时,会进入水产物中,因此可以根据的存在位置确定反应机理,D正确;
故选B。
15. 常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为。已知初始浓度,所有含碳物质的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 线Ⅰ表示的变化情况
B. 的电离平衡常数
C. 时,
D. 时,
【答案】D
【解析】
【分析】随着pH增大,CH3COOH的摩尔分数减小、CH3COO-的摩尔分数增大,正向移动,CH3COOAg(aq) 的摩尔分数增大,当氢氧根离子浓度增大到一定程度时生成AgOH沉淀,逆向移动,CH3COOAg(aq)减小,所以线I表示CH3COOH的变化情况、线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况、线Ⅲ表示CH3COOAg(aq)的变化情况。
【详解】A.根据分析,线I表示CH3COOH的变化情况,A正确;
B.根据图示,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时pH=m,所以CH3COOH的电离平衡常数,,B正确;
C.,;CH3COOH的电离平衡常数,pH=n时,,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),,C正确;
D.根据物料守恒,pH=10时溶液中还存在AgOH,c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.06 mol/L,c(CH3COOAg)+c(Ag+)<0.06mol/L,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选题(本题包括4小题,共55分)
16. 钪(Sc)是地壳中含量极少的稀土元素,在照明、合金和催化剂等领域有重要应用,钛铁矿的主要成分为,还含有少量的、、等,从钛铁矿中提取的流程如下图所示,根据题意回答下列问题:
(1)的熔点为2480℃,其在熔融状态下可导电,该物质的晶体类型为________。
(2)水解后溶液3中的阳离子有________。
(3)调节pH时加入的试剂为________。
(4)稀硫酸“酸浸”后Ti元素转化为,其水解生成沉淀的离子方程式为________。
(5)将洗钪所得沉淀在空气中进行灼烧,产生的气体为________,该气体不可以在高温时用生石灰进行吸收的原因是________。
(6)第二次“酸溶”后,溶液中含有的,通过调pH可将转化为沉淀,溶液的pH值至少要控制在3.7以上,为________(忽略溶液体积变化)。
(7)Ta也是一种含量极少的稀土元素,通过电解制备Ta的原理如下图所示:极发生反应的电极反应式为________。
【答案】(1)离子晶体
(2)
(3)草酸 (4)
(5) ①. 二氧化碳 ②. 高温下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,则高温下生石灰氧化钙不能吸收二氧化碳
(6)
(7)
【解析】
【分析】钛铁矿加稀硫酸酸浸后,二氧化硅不反应,滤渣1为二氧化硅,得到溶液1加铁粉,将三价铁还原为二价铁,结晶析出硫酸亚铁晶体,过滤得到溶液2,溶液2中水解生成沉淀,沉淀煅烧,得到二氧化钛,水解溶液3中主要含有,加草酸生成沉淀,沉淀“酸溶”得到溶液4中含有,通过调pH可将转化为沉淀,最后灼烧得到氧化钪;
【小问1详解】
的熔点为2480℃,其在熔融状态下可导电,符合离子晶体特点,该物质的晶体类型为离子晶体;
【小问2详解】
由分析,水解后溶液3中的阳离子有Sc3+,此外还含水解生成的氢离子,以及未除尽的亚铁离子,故为:Sc3+、H+、Fe2+;
【小问3详解】
由题意,调节pH时得到沉淀,则加入的试剂为草酸;
【小问4详解】
水解生成沉淀,结合质量守恒,同时生成氢离子,离子方程式为:;
【小问5详解】
洗钪所得沉淀在空气中进行灼烧,结合质量守恒,产生的气体主要是二氧化碳,该气体不可以在高温时用生石灰进行吸收的原因是高温下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,则高温下生石灰氧化钙不能吸收二氧化碳;
【小问6详解】
溶液的pH值至少要控制在3.7以上,则pOH要小于10.3,则;
【小问7详解】
通过电解制备Ta,则极为阴极,得到电子被还原为Ta,发生反应的电极反应式为。
17. 利用生产高能燃料和高附加值化学品,有利于实现碳资源的有效循环。由制甲醇、乙醇具有重要的经济效益,回答下列问题:
(1)单个分子加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径,反应历程中的相对能量变化如图所示。
①催化加氢制甲醇(涉及物质均为气态)的热化学方程式为________(的单位用表示,用表示阿伏加德罗常数的值),该反应在________(填“较高”“较低”)温度下自发进行。
②下列说法正确的是________(填标号)。
A.分压越大,该物质的速率越大
B.甲酸盐路经更有利于加氢制甲醇
C.当时,反应达到平衡状态
D.使用高活性催化剂可增加活化分子的百分数,降低反应活化能,加快反应速率
(2)在催化加氢制甲醇过程中同时发生竞争反应 ,在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示。
①体系温度升高,的平衡选择性________(填“增大”或“减小”)。
②300℃后转化率随温度升高而升高的原因是________。
③在压强为的恒温恒压密闭容器中加入和反应,经10min达到平衡,的转化率为20%,生成CO的物质的量为0.1mol,从开始到平衡用甲醇(g)表示反应速率为________。在该温度下的压强平衡常数________(列出计算式,分压总压×物质的量分数)。
(3)和合成乙醇的反应为。已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,和为常数)。分别使用催化剂a、b、c进行合成乙醇的反应,依据实验数据获得如图所示曲线。催化效果最好的催化剂为________(填“a”或“b”或“c”)。
【答案】(1) ①. ②. 较低 ③. BD
(2) ①. 减小 ②. 主反应放热,竞争反应吸热,温度升高,主反应逆向移动使CO2增多,竞争反应正向消耗CO2,高温下竞争反应占主导地位 ③. ④.
(3)b
【解析】
【小问1详解】
①根据能量图示,反应物总能量为0 eV,产物总能量为-0.19 eV,因此ΔH = -0.19 eV/分子。将单位转换为eV·mol-1,需乘以阿伏加德罗常数NA,即ΔH = -0.19 NA eV·mol-1。热化学方程式为:;根据ΔG = ΔH - TΔS,ΔH < 0,ΔS < 0(反应前后气体分子数减少),因此低温下ΔG < 0,反应自发。
②A.CO2分压越大,反应速率不一定越大。因为CO2和H2需要在催化剂表面竞争吸附,若CO2分压过高,可能抑制H2吸附,导致速率下降,A错误;
B.从图中可以看出,甲酸盐路径的活化能更低,更有利于CO2加氢制甲醇,B正确;
C.平衡时化学反应速率之比等于化学计量数之比,应为,C错误;
D.催化剂增加活化分子的百分数,降低反应活化能,加快反应速率,D正确;
故选BD。
【小问2详解】
① 根据题目,CO2加氢制甲醇是放热反应,而竞争反应CO2+ H2⇌ CO + H2O是吸热反应。升高温度,主反应平衡左移,CH3OH的物质的量分数减小;副反应平衡右移,CO的物质的量分数增大。因此,曲线Ⅰ代表CH3OH,曲线Ⅱ代表CO,升高温度,平衡逆向移动,CH3OH产率下降,选择性减小。
② 主反应放热,竞争反应吸热,温度升高,主反应逆向移动使CO2增多,竞争反应正向消耗CO2,高温下竞争反应占主导地位,总CO2转化率升高。
③ 初始投料为1 mol CO2和3 mol H2,CO2转化率为20%,即消耗0.2 mol CO2。其中,生成CO的物质的量为0.1 mol,说明有0.1 mol CO2参与了副反应,另外0.1 mol CO2参与了主反应。
列出三段式求解:
主反应:
副反应:
将两反应合并,总变化为:CO2消耗:0.1 + 0.1=0.2 mol;H2消耗:0.3 + 0.1=0.4 mol;CH3OH生成:0.1 mol;CO生成:0.1 mol;H2O生成:0.1 + 0.1=0.2 mol。
平衡时各物质的量:n(CO2) = 0.8 mol;n(H2) = 2.6 mol;n(CH3OH) = 0.1 mol;n(CO) = 0.1 mol;n(H2O) = 0.2 mol。
总物质的量 = 0.8 + 2.6 + 0.1 + 0.1 + 0.2 = 3.8 mol。=0.1 mol,分压变化,=;根据分压公式,各组分分压为:p(CO2) = (0.8/3.8) p;p(H2) = (2.6/3.8) p;p(CH3OH) = (0.1/3.8) p;p(H2O) = (0.2/3.8) p。
主反应的Kp为:。
【小问3详解】
根据Arrhenius经验公式 ,图中 对 的直线斜率等于 。因此斜率绝对值越小,活化能 越小,反应速率常数 越大,催化效果越好。
通过图中数据点计算:曲线b:取两点 和 ,得斜率,故。曲线a和c:在相同温度区间内,下降更陡峭,说明其斜率绝对值更大,即。综上,催化剂b对应的活化能最小,在较宽温度范围内均保持较高反应速率,催化效果最优。
18. 实验室用苯甲酸和乙醇制备苯甲酸乙酯,苯甲酸乙酯稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。
物质
颜色、状态
沸点(℃)
密度
相对分子质量
苯甲酸
无色片状晶体
249
1.2659
122
苯甲酸乙酯
无色澄清液体
212.6
1.05
150
乙醇
无色澄清液体
78.3
0.7893
46
环己烷
无色澄清液体
80.8
0.7318
84
实验步骤如下:
①在反应容器中加入24.40g苯甲酸、100mL乙醇(过量)、30mL环己烷,以及5mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图1所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2h左右直至反应结束。
注:反应时环己烷—乙醇—水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来。
②将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入适量。
③用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏(装置如图2所示),低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为22.00mL。
(1)图1中仪器X的名称为________,图中三颈烧瓶最适宜规格为________(选填序号)。
A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
三颈烧瓶中主要反应的化学方程式为________。
(2)图1中分水器的作用是________。反应结束的标志是________。
(3)步骤②加入的作用是________。
(4)关于步骤③中的萃取分液操作叙述正确的是________(选填序号)。
A.若水层未用乙醚萃取,则测定结果偏高
B.振荡几次后需打开分液漏斗的下口活塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.液体分层后,将分液漏斗上口的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔
E.分液操作时,分液漏斗中的下层液体由下口放出,然后再将上层液体由下口放出
(5)与图2中Y处连接最合适的装置为下图中的________(选填序号)。
A. B. C. D.
(6)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. C ③. +C2H5OH+H2O
(2) ①. 不断分离除去水,减小生成物浓度,有利于平衡不断向正反应方向移动,提高苯甲酸乙酯的产率 ②. 分水器中水的量不再增加
(3)中和作催化剂的浓硫酸及未反应的苯甲酸
(4)BD (5)B
(6)
【解析】
【分析】用苯甲酸、乙醇在环己烷的溶液中浓硫酸催化作用下加热反应制备苯甲酸乙酯,然后对获得的粗产品进行分离提纯得到22.00mL纯净的苯甲酸乙酯;
【小问1详解】
仪器X的名称为球形冷凝管;使用时溶液的体积不宜超过容积的三分之二、不少于容积的三分之一,实验中总共加入100mL乙醇(过量)、30mL环己烷,以及5mL浓硫酸,共135mL,则最适宜规格为250mL,故选C;三颈烧瓶中主要反应为苯甲酸、乙醇在环己烷的溶液中浓硫酸催化作用下加热反应制备苯甲酸乙酯,化学方程式为:+C2H5OH+H2O;
【小问2详解】
酯化反应为可逆反应,使用分水器不断分离除去水,减小生成物浓度,有利于平衡不断向正反应方向移动,提高苯甲酸乙酯的产率;反应中生成水,反应结束的标志是分水器中水的量不再增加,则反应结束;
【小问3详解】
Na2CO3是具有碱性的强碱弱酸盐,能中和作催化剂的浓硫酸及未反应的苯甲酸;
【小问4详解】
A.若水层未用乙醚萃取,会导致部分产品未被回收,则测定结果偏低,A错误;
B.为防止分液漏斗中气压过大将玻璃塞弹出,振摇几次后需打开分液漏斗下口的活塞放气,B正确;
C.经几次振荡并放气后,分液漏斗应放置在带铁圈的铁架台上静置待液体分层,C错误;
D.液体分层后,将分液漏斗上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,以保证分液漏斗内外压强相等,内部液体顺利流出,D正确;
E.分液操作时,分液漏斗中的下层液体由下口放出,然后将上层液体从上口倾倒出来,E错误;
故选BD;
【小问5详解】
Y处连接的最合适装置应是冷凝装置,冷凝效果用直形冷凝管好,可排除A、D,C装置中锥形瓶中没有出气孔,故选B;
【小问6详解】
因为乙醇过量,则根据苯甲酸计算本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为。
19. 抗过敏药卢帕他定的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.
(1)D中含氧官能团的名称为________。
(2)A的结构简式为________。
(3)C→D的反应为:C先与M________(填名称)发生________(填反应类型)生成中间体,然后中间体互变异构转化为D.
(4)E→F的化学方程式为________。
(5)化合物G()也可用于合成中间体F,合成路线如下:
①G可与盐酸发生反应,生成有机物的结构简式为________。
②的同分异构体符合下列条件有________种。
ⅰ。含有苯环和—;
ⅱ。能够发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为________。
③I→F中除生成F和G外,还能生成一种含有七元环的副产物K,其结构简式为________。
【答案】(1)酰胺基 (2)
(3) ①. 苯酚 ②. 加成反应
(4) (5) ①. ②. 16 ③. ④.
【解析】
【分析】根据信息Ⅰ和化合物B的结构可知A为,A与SOCl2发生取代反应生成B;根据信息Ⅱ和C、D的结构为可知C→D的反应为:C首先与苯酚发生加成反应生成,然后发生互变异构生成D;B和D在一定条件下发生取代反应生成E和HCl;根据目标产物的结构及N的分子式可知,F为,N为,则E在n-BuLi(正丁基锂)的作用下发生分子内的取代反应生成F和,F与N发生取代反应生成目标产物卢帕他定;
【小问1详解】
由D结构,D中含氧官能团的名称为酰胺基;
【小问2详解】
据分析,A为;
【小问3详解】
由分析,C首先与M苯酚发生加成反应生成,然后发生互变异构生成D;
【小问4详解】
根据信息Ⅲ可知,-CO-NH-与C-X(X=Cl,Br,I)在n-BuLi(正丁基锂)的作用下生成-CO-C-和-NH-X,根据分析可知,E在n-BuLi(正丁基锂)的作用下发生分子内的取代反应生成F和,反应为:;
【小问5详解】
根据I的结构以及G→H→I反应中试剂的结构可推测G为苯胺,生成H为,H发生取代反应生成I,I生成F;
①G为苯胺,氨基具有碱性,可与盐酸发生反应,生成有机物的结构简式为。
②含7个碳、1个氮、2个氧、5个不饱和度,同分异构体符合下列条件:含有苯环和,能够发生银镜反应,则含醛基或为甲酸酯,若含2个取代基:-NH2、-OOCH或-O-NH2、-CHO,均存在邻间对3种,共6种;若含3个取代基:-OH、-NH2、-CHO,苯环上3个不同取代基,存在10种;合计16种;其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:2:1,则结构对称,结构简式为;
③苯环上有氯取代基后再发生反应易发生在氯的邻、对位,I→F+G为I中Cl的对位发生取代反应,因此另一种含有七元环的副产物K的生成反应为Cl的邻位发生取代反应,故K的结构简式为。
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南山中学实验学校2025年高考冲刺(二)
化 学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Ce 140 Pb 207
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 在明代宋应星所著的《天工开物》中,有关火法炼锌的工艺记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团,冷定毁罐取出。……即倭铅也。……然后以其似铅而性猛,故名之曰倭云”(注:炉甘石的主要成分是碳酸锌)。下列说法正确的是
A. 工业上金属Mg的冶炼方法与锌的冶炼方法一样
B. 古代火法炼锌涉及的主要反应为:
C. 煤炭和薪均只含C、H、O三种元素
D. 火法炼锌时需往泥罐中注入大量空气
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 1-丙醇的结构简式:
B. 的VSEPR模型
C. 的电子云图:
D. 基态原子的原子结构示意图为
3. 已知可以看作中的一个O被S代替的产物。设为阿伏加德罗常数的值,下列关于反应:的说法正确的是
A. 中含的数目为
B. 标准状况下的中心S原子含有的孤电子对数目为
C. 溶液中含有的数目为
D. 上述反应生成32 g S时,转移的电子数目为
4. 下列过程中,对应的离子方程式书写错误的是
A
曾青得铁则化为铜
B
侯氏制碱法中第一步先制得小苏打
C
用除去溶液中的
D
葡萄糖发生银镜反应
A. A B. B C. C D. D
5. 下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A. ()分子中共价键数目与孤电子对数目之比为
B. 白磷()是正四面体结构,键角是
C. 呋喃()所有原子共平面,则呋喃中含大键
D. 氨水中最主要的氢键存在形式:
6. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备乙烯并探究其性质
B.氢氧化铁胶体的制备
C.配制银氨溶液
D.制取并验证乙炔的性质
A. A B. B C. C D. D
7. 通过下列实验操作、现象不能得出对应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将盐酸酸化的溶液加水稀释
溶液黄色逐渐变绿色,最终变为蓝色
溶液中存在:
B
将灼热的木炭投入浓硝酸中
有红棕色气体产生
浓硝酸能氧化木炭
C
向5mL等浓度的、混合溶液中滴加2滴溶液
出现黄色沉淀
D
常温下向两支盛有等浓度等体积的溶液的试管中,分别同时滴加等体积、
前者先变浑浊
盐酸浓度越大,化学反应速率越大
A. A B. B C. C D. D
8. ,当、和按一定比例混合时,平衡转化率α随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A. 升高温度,该反应的化学反应速率不一定加快
B. ,活化能
C. 催化剂能改变反应路径,改变反应的活化能,但不影响反应热
D. 增大压强平衡正向移动,压强平衡常数增大
9. 复旦大学研制出一种物质,它能够通过“打针”的方式修复锂电池。该物质由原子序数依次增大的X、Y、Z、W短周期元素和锂元素组成,X的一种核素可用于考古年代的确定。Y的基态原子s轨道电子数等于p轨道电子数。Z原子的半径在同周期中是最小的。其中X、Y、Z位于同一周期,W原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A. 电负性和第一电离能均有:
B. 该物质含有的元素均位于p区
C. 该物质的熔点大于LiZ的熔点
D. 和排放到空气中都能形成酸雨
10. 英国南安普敦大学Pletcher课题组提出铅液流电池。它是一种沉积型液流电池,电解液为甲基磺酸铅和甲基磺酸(均为强电解质),特点是无隔膜、单一电解质、成本低等。其放电时的装置如图所示,下列说法错误的是
A. 充电时,储液罐中甲基磺酸铅的浓度减小
B. 放电时,电解质溶液的pH减小
C. 充电时,电极每增重23.9g,电路中转移电子数为
D. 放电时,电子从Pb电极流出
11. 高聚物A在生物医学上有广泛应用。以甲基丙烯酸-羟乙酯(HEMA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料合成高聚物A的路线如下。下列说法正确的是
A. HEMA存在顺反异构现象
B. NVP分子中含有的官能团为氨基、碳碳双键、酮羰基
C. HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A
D. 高聚物A分子中含较多的-OH,因此具有吸湿性
12. 研究表明晶胞的氧缺陷可以有效促进吸湿性加氢过程中的活化。图1为理想晶胞,图2为氧缺陷晶胞。下列说法错误的是
A. 图1晶胞沿x、y、z轴方向投影均为
B. 图1中填充在构成的四面体空隙中
C. 若图2中与的个数比为2:3,则的空缺率为25%
D. 若晶胞参数为,图1晶胞的密度为
13. 可用于合成钠基正极材料,其工艺如图所示,下列说法错误的是
A. 已知该工艺经“还原”得到的是,是纯净物
B. “焙烧”步骤中,理论上消耗的物质
C. “还原”和“焙烧”产生的尾气相同且均可用NaOH吸收循环利用
D. 正极材料放电完全后进行充电,充电时发生的是氧化反应
14. 伯醇(记为)和叔醇(记为)发生酯化反应的机理如下图所示,下列说法错误的是
A. 两个历程中均起到催化剂的作用
B. 两种酯化反应的机理均属于酸脱羟基醇脱氢
C. 两个历程中均有碳原子的杂化轨道类型发生改变
D. 用标记醇,根据的存在情况可确定反应机理
15. 常温下水溶液体系中存在反应:,平衡常数为。已知初始浓度,所有含碳物质的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 线Ⅰ表示的变化情况
B. 的电离平衡常数
C. 时,
D. 时,
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选题(本题包括4小题,共55分)
16. 钪(Sc)是地壳中含量极少的稀土元素,在照明、合金和催化剂等领域有重要应用,钛铁矿的主要成分为,还含有少量的、、等,从钛铁矿中提取的流程如下图所示,根据题意回答下列问题:
(1)的熔点为2480℃,其在熔融状态下可导电,该物质的晶体类型为________。
(2)水解后溶液3中的阳离子有________。
(3)调节pH时加入的试剂为________。
(4)稀硫酸“酸浸”后Ti元素转化为,其水解生成沉淀的离子方程式为________。
(5)将洗钪所得沉淀在空气中进行灼烧,产生的气体为________,该气体不可以在高温时用生石灰进行吸收的原因是________。
(6)第二次“酸溶”后,溶液中含有的,通过调pH可将转化为沉淀,溶液的pH值至少要控制在3.7以上,为________(忽略溶液体积变化)。
(7)Ta也是一种含量极少的稀土元素,通过电解制备Ta的原理如下图所示:极发生反应的电极反应式为________。
17. 利用生产高能燃料和高附加值化学品,有利于实现碳资源的有效循环。由制甲醇、乙醇具有重要的经济效益,回答下列问题:
(1)单个分子加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径,反应历程中的相对能量变化如图所示。
①催化加氢制甲醇(涉及物质均为气态)的热化学方程式为________(的单位用表示,用表示阿伏加德罗常数的值),该反应在________(填“较高”“较低”)温度下自发进行。
②下列说法正确的是________(填标号)。
A.分压越大,该物质的速率越大
B.甲酸盐路经更有利于加氢制甲醇
C.当时,反应达到平衡状态
D.使用高活性催化剂可增加活化分子的百分数,降低反应活化能,加快反应速率
(2)在催化加氢制甲醇过程中同时发生竞争反应 ,在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示。
①体系温度升高,的平衡选择性________(填“增大”或“减小”)。
②300℃后转化率随温度升高而升高的原因是________。
③在压强为的恒温恒压密闭容器中加入和反应,经10min达到平衡,的转化率为20%,生成CO的物质的量为0.1mol,从开始到平衡用甲醇(g)表示反应速率为________。在该温度下的压强平衡常数________(列出计算式,分压总压×物质的量分数)。
(3)和合成乙醇的反应为。已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,和为常数)。分别使用催化剂a、b、c进行合成乙醇的反应,依据实验数据获得如图所示曲线。催化效果最好的催化剂为________(填“a”或“b”或“c”)。
18. 实验室用苯甲酸和乙醇制备苯甲酸乙酯,苯甲酸乙酯稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。
物质
颜色、状态
沸点(℃)
密度
相对分子质量
苯甲酸
无色片状晶体
249
1.2659
122
苯甲酸乙酯
无色澄清液体
212.6
1.05
150
乙醇
无色澄清液体
78.3
0.7893
46
环己烷
无色澄清液体
80.8
0.7318
84
实验步骤如下:
①在反应容器中加入24.40g苯甲酸、100mL乙醇(过量)、30mL环己烷,以及5mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图1所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2h左右直至反应结束。
注:反应时环己烷—乙醇—水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来。
②将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入适量。
③用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏(装置如图2所示),低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为22.00mL。
(1)图1中仪器X的名称为________,图中三颈烧瓶最适宜规格为________(选填序号)。
A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
三颈烧瓶中主要反应的化学方程式为________。
(2)图1中分水器的作用是________。反应结束的标志是________。
(3)步骤②加入的作用是________。
(4)关于步骤③中的萃取分液操作叙述正确的是________(选填序号)。
A.若水层未用乙醚萃取,则测定结果偏高
B.振荡几次后需打开分液漏斗的下口活塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.液体分层后,将分液漏斗上口的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔
E.分液操作时,分液漏斗中的下层液体由下口放出,然后再将上层液体由下口放出
(5)与图2中Y处连接最合适的装置为下图中的________(选填序号)。
A. B. C. D.
(6)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为________(结果保留3位有效数字)。
19. 抗过敏药卢帕他定的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.
(1)D中含氧官能团的名称为________。
(2)A的结构简式为________。
(3)C→D的反应为:C先与M________(填名称)发生________(填反应类型)生成中间体,然后中间体互变异构转化为D.
(4)E→F的化学方程式为________。
(5)化合物G()也可用于合成中间体F,合成路线如下:
①G可与盐酸发生反应,生成有机物的结构简式为________。
②的同分异构体符合下列条件有________种。
ⅰ。含有苯环和—;
ⅱ。能够发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为________。
③I→F中除生成F和G外,还能生成一种含有七元环的副产物K,其结构简式为________。
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