内容正文:
秘密★启用前
化学(一)试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与人类社会生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A. 工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
B. 燃料的脱硫脱氮、的回收利用和的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C. 所有的动、植物均无法吸收纤维素
D. 烟、雾都是气溶胶,但分散剂不一样
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业制取漂白粉的原料为氯气和石灰乳,澄清石灰水中溶解度极低、浓度太小,不适用于工业大规模生产,A错误;
B.酸雨主要由和的过量排放导致,燃料脱硫脱氮、回收利用、催化转化都能减少硫、氮氧化物的排放,是减少酸雨产生的有效措施,B正确;
C.反刍动物(如牛)体内有纤维素酶可分解吸收纤维素,并非所有动植物都无法吸收纤维素,C错误;
D.烟、雾都属于气溶胶,二者分散剂均为空气,仅分散质不同(烟的分散质是固体小颗粒,雾的分散质是小液滴),D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 1 mol雄黄(,结构为)含有个S-S键 B. 的电子式可表示为
C. 的结构示意图: D. 基态钙原子的电子排布式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.As最外层有5个电子需形成3个共价键,S最外层有6个电子需形成2个共价键,结构中不存在S-S键,1mol雄黄含S-S键数目为0,A错误;
B.是共价化合物,不存在阴阳离子,电子式不能加括号和标注离子电荷,应该为,B错误;
C.核外有10个电子,最外层电子数为8,图示为Na原子的结构示意图,应该为,C错误;
D.Ca是20号元素,基态钙原子的核外电子排布式为,D正确;
答案选D。
3. 下列化学方程式正确的是
A. 铜与浓硫酸反应:
B. 供氧:
C. 将氯气通入石灰乳中:
D. 覆铜板制作印刷电路板:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸加热反应时,浓硫酸体现强氧化性,还原产物为而非,该方程式产物错误,正确方程式为,A错误;
B.给出的过氧化钠与水反应的方程式未配平,原子不守恒,正确方程式为,B错误;
C.氯气通入石灰乳制取漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,给出的方程式产物正确、原子守恒,C正确;
D.与反应时,被还原为,不会生成单质,正确方程式为,D错误;
故答案选C。
4. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol 被还原为转移的电子数为
B. 个氧分子与个氢分子的质量比为
C. 常温下,的溶液中,水电离出的数为
D. 标准状况下,1 mol 和1 mol 所占的体积都约为22.4 L
【答案】A
【解析】
【详解】A.中为+6价,还原为时每个得到3个电子,1mol 含2mol ,共转移6 mol电子,即转移电子数为,A正确;
B.个氧分子和个氢分子的物质的量均为1mol,质量分别为32g和2g,质量比为,不是,B错误;
C.题目未给出溶液的体积,无法计算水电离出的的物质的量,无法确定数目,C错误;
D.标准状况下不是气态,1mol 的体积远小于22.4 L,D错误;
故答案选A。
5. 下列装置图(加热及夹持仪器已略去)不能达到相应实验目的的是
A. 装置①可实现喷泉实验 B. 装置②可实现除去气体中的少量
C. 利用装置③制取,并验证其还原性 D. 利用装置④蒸干硫酸铜溶液制备胆矾
【答案】D
【解析】
【详解】A.极易溶于水,挤压胶头滴管使水进入烧瓶后,烧瓶内压强快速降低,可形成喷泉,A不符合题意;
B.可与饱和溶液反应生成,且在饱和溶液中溶解度极低,洗气装置长进短出可除去杂质,B不符合题意;
C.和浓硫酸加热反应生成,能使酸性溶液褪色,可验证其还原性,气球可收集尾气防止污染,C不符合题意;
D.胆矾为,直接蒸干硫酸铜溶液会使结晶水失去,无法得到胆矾,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备,D符合题意;
故选D。
6. 关于下图化学方程式和三种物质,下列说法正确的是
A. 该反应为酚羟基的邻位氢原子与醛基的加成反应 B. 三种物质涉及6种官能团
C. 三种有机物均可发生酯化反应 D. 有两种物质有手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为酚羟基的对位氢原子与醛基的加成反应,变醛基为羟基,A错误;
B.三种物质涉及的官能团为羟基、醛基、羧基,共3种,B错误;
C.邻甲基苯酚含羟基、乙醛酸含羧基、生成物含羟基和羧基,羟基与羧基均可发生酯化反应,因此三种有机物都能发生酯化反应,C正确;
D.手性碳原子是连有4种不同基团的饱和碳原子,和OHC-COOH都不存在手性碳原子,中标*号的碳原子为手性碳原子,有手性碳原子的物质只有1种,D错误;
7. 某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产晶体的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A. 焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗2 mol B. 将获得的晶体加热可制得固体
C. 焙烧后的废气中含,其微粒的空间构型和VSEPR模型相同 D. 滤渣中含
【答案】D
【解析】
【分析】废渣在空气中焙烧,硫化铜转化为氧化铜和二氧化硫,铁转化为氧化铁,加入盐酸,反应生成CuCl2和FeCl3,调节pH至3~4,Fe3+转化为Fe(OH)3除去,过滤后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuCl2·2H2O晶体。
【详解】A.焙烧过程中发生反应:,由化学方程式可知,每消耗1 mol CuS则消耗1.5 mol O2,故A错误;
B.将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+水解生成的HCl会挥发而产生Cu(OH)2,无法得到CuCl2固体,故B错误;
C.SO2的价层电子对数为2+=2+1=3,VSEPR模型为平面三角形,孤对电子数为1,故空间构型为V形,故C错误;
D.调节pH时,Fe3+水解转化为Fe(OH)3沉淀而除去,故D正确;
答案为D。
8. 常温下,二氯化二硫()为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成的实验装置如图所示,下列说法错误的是
A. 装置B中所盛试剂为二氧化锰 B. 单质S是淡黄色固体,属于分子晶体
C. G和H中间插入装置D,其目的是防止H中的水蒸气进入G D. H的作用为吸收氯气的尾气
【答案】A
【解析】
【分析】该实验利用氯气与硫单质加热合成S2Cl2。装置A、B制备氯气,经C、D净化干燥后进入E与硫反应。生成的S2Cl2在G中冷凝收集。因产物易水解且氯气有毒,后续连接干燥装置防倒吸水解,并用氢氧化钠吸收尾气。
【详解】A.MnO2与浓盐酸反应需加热:,实验未提供加热,故B中不可能是MnO2,应为无需加热的氧化剂(如KMnO4),故A错误;
B.S单质是淡黄色固体,属于分子晶体,故B正确;
C.因为遇水易水解,必须隔绝水蒸气。H中NaOH溶液含水蒸气,G与H间插入D(浓硫酸)可阻断水汽进入G,故C正确;
D.有毒,需进行尾气处理,可用碱液吸收,如用NaOH吸收:,故D正确。
故选A。
9. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Q是元素周期表中电负性最大的元素,由这五种元素组成的某药物结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 简单氢化物的沸点: D. 化合物为极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】Q是元素周期表中电负性最大的元素,Q为F;结合原子序数大小及成键数目可知Y为C、Z为N、W为O、X为H,据此解答。
【详解】A.同周期原子半径从左到右逐渐减小,故,A错误;
B.同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但N的2p能级为半充满稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能:,B错误;
C.可形成分子间氢键,沸点高于,C正确;
D.化合物为非极性分子,D错误;
故选C。
10. 过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ是该反应的决速步骤 B. 可以形成分子间氢键
C. 反应过程中有非极性键的形成 D. 若与反应,生成的氘代甲醇有3种
【答案】B
【解析】
【详解】A.步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ,步骤Ⅰ是该反应的决速步骤,A错误;
B.甲醇中含有羟基,可形成分子间氢键,B正确;
C.根据反应可得,该过程有极性键的形成,C错误;
D.根据反应机理可知,若与反应,生成的氘代甲醇可能为或,共两种,D错误;
故选B。
11. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时,下列叙述正确的是
A. 电池工作时,b电极上发生还原反应
B. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为a→b
C. 消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D. 电池工作时a电极发生反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题中信息可知,葡萄糖在b电极转化为葡萄糖酸,碳元素化合价升高,失去电子,为负极,发生氧化反应,A错误;
B.原电池中阳离子从负极移向正极,故迁移方向为b→a,B错误;
C.根据总反应可知,1 mol 参加反应时转移2 mol电子,18 mg 的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;
D.a电极为正极,发生反应:,D正确。
故答案选D。
12. 氨是一种重要的化工原料,根据下图转化判断下列有关表述错误的是
A. 向饱和NaCl溶液中先通入,再通入过量的,然后降温过滤可制得乙
B. 丙与戊均为大气污染物
C. 戊与丁反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 浓硝酸应用棕色试剂瓶盛放
【答案】A
【解析】
【分析】氨气发生催化氧化生成NO和水,丙是NO、丁是;NO和氧气反应生成,戊是;和水反应生成硝酸和NO;氨气和氯化氢反应生成氯化铵,甲是;氨气、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,乙是碳酸氢钠。
【详解】A.向饱和NaCl溶液中先通入过量的,再通入生成碳酸氢钠沉淀,故A错误;
B.NO和均有毒,属于大气污染物,B正确;
C.和水反应生成硝酸和NO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,故C正确;
D.浓硝酸见光易分解且易挥发,应用棕色试剂瓶盛放,故D正确。
故选A。
13. 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其立方晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 基态Zn原子的价电子排布式为
B. 每个最近且等距离的有12个
C. 和的最小核间距为
D. 若A点原子的坐标为(0,0,0),则图乙中B点对应原子的坐标为
【答案】D
【解析】
【详解】A.Zn为30号元素,属于ds区,价电子排布式正确,A正确;
B.位于晶胞的顶点和面心,由几何位置可得每个最近且等距离的有12个,B正确;
C.由晶胞结构可知,和之间的最小核间距为体对角线的,即,C正确;
D.由晶胞的结构图甲和图乙可知,若A点原子的坐标为(0,0,0),则图乙中B点对应原子的坐标为,D错误;
故选D。
14. 某温度下,分别向10.00 mL 的KCl和溶液中滴加溶液,滴加过程中(M为或)与溶液体积的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化,)。下列说法错误的是
A. 曲线表示与的变化关系
B.
C. 的平衡常数
D. 相同实验条件下,若改为的KCl和溶液,则曲线中B点移到D点上方
【答案】C
【解析】
【详解】A.KCl和硝酸银反应的化学方程式为,铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式为,根据反应方程式可知,在相同浓度的KCl和溶液中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小得更快,所以代表与的变化关系,A正确;
B.为KCl的滴定曲线,C点时,则,此时氯化钾与硝酸银恰好沉淀完全,则,A点时,,则,则,B正确;
C.B点纵坐标的数值是4,则在沉淀溶解平衡中,,,平衡常数 ,C错误;
D.相同实验条件下同一种溶液的相同,平衡时溶液中,D对应的纵坐标数值是4.0,即曲线中B点移到D点上方,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 工业上以黄铜矿(主要成分为,含少量杂质等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾()。其主要工艺流程如图所示:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示。
沉淀物
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中得到的产物均为高价态,请写出其化学方程式:_______。
(2)滤渣1的主要成分是_______。
(3)试剂a是_______,反应Ⅱ中调节pH的范围为_______。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为_______、_______。反应Ⅴ中试剂b的作用是_______。
(5)“操作X”的具体操作是_______、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. CuO[或、、等] ②.
(4) ①. ②. ③. 将还原为
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
【分析】此工艺流程的目的主要是以黄铜矿为原料制备绿矾;黄铜矿在“反应I”工序中经细菌、过量稀硫酸和氧气的共同作用下,SiO2不参与反应,铜元素和铁元素分别转化为Cu2+和Fe3+进入溶液中,经过滤后SiO2为滤渣,Cu2+和Fe3+和过量的稀硫酸一起进入“反应II”工序中;之后经试剂a调节pH,Fe3+以滤渣1形式与Cu2+分离开,Cu2+进入“反应III”工序后由过量的试剂b置换出铜单质,试剂b和铜单质经试剂c浸取后,铜单质被过滤出来,试剂b以离子形式进入滤液中,后又经操作X得到绿矾;滤渣1进入“反应V”中又和稀硫酸、试剂b反应得到含的溶液,后进入滤液中也经“操作X”得到绿矾;
【小问1详解】
产物均为高价态,经细菌作用下与过量稀硫酸和氧气反应后,Cu元素在产物中为+2价,Fe元素在产物中为+3价,结合硫酸环境,对应的产物为CuSO4和;经配平得到方程式;
【小问2详解】
“反应II”工序中调pH后Fe3+以形式沉淀出来,则滤渣成分为;
【小问3详解】
调pH的目的是消耗环境中H+,使得Fe3+以形式沉淀出来,而溶液中的Cu2+不能形成Cu(OH)2沉淀,结合表格中数据可知“反应II”工序后,,结合除杂不引杂的思想调pH试剂可选择CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等,选择其中一个物质即可;
【小问4详解】
添加试剂b的目的是置换出Cu单质,不引入新杂质的思想下选择金属Fe,方程式为;此外“反应II”工序后溶液中仍有较多H+,则同时发生反应;“反应V”中与稀硫酸反应后得到Fe3+,试剂b的作用应为将Fe3+还原为,之后进入滤液中经“操作X”得到绿矾;
【小问5详解】
滤液溶质为FeSO4,绿矾晶体含有结晶水,则由溶液获得绿矾的“操作X”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
16. 硫酸亚铁铵俗名为摩尔盐,易溶于水,不溶于乙醇,在100~110℃时分解,可用于电镀。某实验小组用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制备硫酸亚铁铵晶体,并测定其含量,实验步骤如下:
Ⅰ.硫酸亚铁制备
取4 g废铁屑,用10%纯碱溶液煮沸10 min,过滤后水洗至中性。将废铁屑置于锥形瓶中加入30 mL ,置于200℃电热板上快速加热5 min启动反应,关闭电热板反应25 min,然后加20 mL热水,趁热过滤。
Ⅱ.硫酸亚铁铵制备
向所得滤液中加入13.2 g固体,加热溶解,充分搅拌,用调节pH至1~2,将所得液体转移至蒸发皿中,控温40~60℃蒸发至液面出现薄膜,冷却结晶,抽滤,洗涤,干燥得淡绿色晶体12.5 g。
Ⅲ.含量测定
称取制得的硫酸亚铁铵晶体于锥形瓶中,加水溶解并加入适量稀硫酸,用溶液滴定至终点,消耗10.00 mL 溶液。
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中用纯碱溶液煮沸铁屑的目的是_______。
(2)步骤Ⅰ中与酸反应须保持铁屑过量,目的是_______,判断该反应结束的现象是_______。
(3)步骤Ⅰ中“加20 mL热水和趁热过滤”的目的是_______。
(4)步骤Ⅱ中调节pH至1~2的目的是_______,洗涤所得晶体的实验操作为_______。
(5)步骤Ⅱ中适宜的加热方式是_______。
(6)计算产品中的质量分数为_______%(用含的式子表示)。
【答案】(1)除去铁屑表面的油污
(2) ①. 防止被氧化为 ②. 铁屑表面不再产生气泡
(3)防止结晶损失
(4) ①. 抑制水解 ②. 向过滤器中加入乙醇至浸没固体,待液体自然流下,重复操作2~3次
(5)水浴加热 (6)
【解析】
【小问1详解】
废铁屑表面常附着有油污(如机器润滑油等),纯碱(Na2CO3)是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性。加热煮沸可以促进水解,增强溶液的碱性。在碱性条件下,油脂会发生水解(皂化反应)生成可溶性物质,从而被除去;
【小问2详解】
①铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。在反应过程中,如果铁不足,生成的可能会被空气中的氧气氧化为。保持铁屑过量,可以利用铁将可能生成的还原为,从而确保溶液中主要存在的是,防止的生成;
②铁与稀硫酸反应会产生氢气,表现为有气泡产生。当反应结束时,硫酸被完全消耗,不再有气泡产生;
【小问3详解】
反应结束后,锥形瓶中的溶液含有硫酸亚铁和过量的铁屑,硫酸亚铁的溶解度随温度降低而减小,如果冷却后过滤,硫酸亚铁可能会结晶析出,导致产率降低,加入热水,可使硫酸亚铁充分溶解,趁热过滤可以分离出未反应的铁屑以及不溶性杂质;
【小问4详解】
①是弱碱阳离子,在水中会发生水解,加入硫酸调节pH,可以抑制的水解;
②硫酸亚铁铵晶体易溶于水,不溶于乙醇。为了洗去表面杂质且减少溶解损失,通常用少量冰水或无水乙醇洗涤。洗涤所得晶体的实验操作是:向过滤器中加入乙醇至浸没固体,待液体自然流下,重复操作2~3次;
【小问5详解】
控温40~60℃蒸发,温度低于100℃且需要均匀受热,便于控制温度,最适合的加热方式是水浴加热;
【小问6详解】
滴定反应为:,消耗高锰酸钾的物质的量为:,则消耗的物质的量为:,消耗的质量为:,则的质量分数为:。
17. 乙二醇是一种重要化工原料,煤化工路线中,利用合成气直接合成乙二醇,原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应如下:。实验测得不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298 K
355 K
400 K
平衡常数
1.0
请回答下列问题:
(1)该反应的_______0(填“>”或“<”),该反应自发进行的条件是_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
(2)按化学计量比进料,固定平衡转化率α,探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图:
代表的曲线为_______(填“”“”或“”);原因是_______。
(3)实验表明,在500 K时,即使压强(34 MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低,可能的原因是_______(答出1条即可)。
(4)在2 MPa、催化剂、固定气体流速条件下,用DMO合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应(DMO、MG分别代表、)。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
初始氢酯比,出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,则曲线_______(填图中标号)表示DMO的转化率。
②有利于提高a点DMO转化率的措施有_______(填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.延长原料与催化剂的接触时间 D.减小初始氢酯比
③a点的分压为_______(列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. ②. 该反应为气体体积减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大
(3)温度过高,反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高,催化剂的催化活性下降导致产率过低)
(4) ①. Ⅰ ②. AC ③.
【解析】
【小问1详解】
该反应平衡常数随温度升高而降低,故;同时该反应为气体分子数减小的反应,故,反应自发进行需。因项为正,故T较小时,该项值较小,而T较大时,该项值较大超过了的绝对值,使得为正,反应不能自发进行。故该反应自发进行的条件是低温。
【小问2详解】
该反应为气体体积减小的反应,温度相同时,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大,,故、、对应α为0.6、0.5、0.4。
【小问3详解】
根据表格中的平衡常数,反应温度在500 K时,平衡常数,此时平衡常数过小,导致乙二醇产率过低;或温度过高,催化剂的催化活性下降,导致乙二醇产率过低。
【小问4详解】
①根据图示的曲线,随着反应的温度升高曲线Ⅰ的变化趋势为上升后逐渐达到100%,由反应Ⅰ可知DMO的转化不可逆(转化率可达100%),故曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线;又已知Ⅱ为乙二醇的选择性曲线,观察曲线Ⅱ和曲线Ⅳ可知,随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇,故曲线Ⅳ为MG的选择性曲线,因此曲线Ⅲ为乙醇的选择性曲线。
②A.增大压强,化学反应速率加快,DMO的转化率增大,A符合题意;
B.根据图示,降低温度,DMO的转化率降低,B不符合题意;
C.a点时DMO的转化率为80%,尚未达到100%,延长原料和催化剂的反应时间可提高催化效率,从而加快反应速率,增大DMO的转化率,C符合题意;
D.减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降,DMO的转化率降低,D不符合题意。
故选AC。
③设初始时与DMO的投料分别为52.4 mol和1 mol,a点时DMO的实际转化率为80%,MG和乙二醇的选择性为50%,假设该反应分步进行,第一步发生DMO转化为MG,可写出如下关系
第二步反应,MG转化为乙二醇,可写出如下关系:
这时,体系中DMO的物质的量为0.2 mol、MG的物质的量为0.4 mol、的物质的量为50.0 mol、的物质的量为1.2 mol、乙二醇的物质的量为0.4 mol,体系中总物质的量为。则甲醇的分压为。
18. 有机物G.是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下。
请回答下列问题:
(1)A分子中的官能团名称为_______;A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)D在一定条件下可与NaOH溶液反应,1 mol D最多消耗NaOH的物质的量为_______。
(4)D→E的反应中会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为_______。
(5)F分子中手性碳原子数目为_______。
(6)F→G的过程中的作用是_______。
(7)写出一种同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式_______。
①含有3种不同化学环境的氢原子
②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与溶液发生显色反应
【答案】(1) ①. 酯基 ②. 、
(2)取代反应 (3)4 mol
(4) (5)1
(6)还原剂 (7)或
【解析】
【分析】A和B发生取代反应,生成C,C在氢氧化钠溶液中水解,然后酸化生成D,D在条件下成环生成E,E和乙二醇生成F,F还原生成G。
【小问1详解】
A分子中的官能团名称为酯基;A中烷基碳原子的杂化方式为杂化;酯基碳原子的杂化方式为杂化;
【小问2详解】
的反应为A脱去一个H原子后取代B的苯环上的溴原子,反应类型为取代反应;
【小问3详解】
D中含有两个羧基,可与发生中和反应;一个氯原子,可与发生水解反应(注:氯原子水解生成的酚羟基可发生中和反应额外消耗1 mol);1 mol D最多消耗NaOH的物质的量为4 mol;
【小问4详解】
D→E的反应实质为一个羧基脱去羟基后,与脱去氢原子的苯环上的碳原子相连,E的同分异构体即为D中另一个羧基脱去羟基然后成五元环,结构简式为;
【小问5详解】
手性碳原子是指连接四种不同基团的碳原子,F分子中仅右上角连接酯基的碳原子为手性碳原子;
【小问6详解】
F→G的过程中,将酯基还原为羟甲基,作还原剂;
【小问7详解】
G 的分子式为,其不饱和度为 6;G 的同分异构体在碱性条件下水解后酸化得到 X 和 Y,且,Y 含苯环且能与溶液发生显色反应,则 Y 含有酚羟基,因此该同分异构体是 X 与 Y 形成的酯;X 的相对分子质量为 60,据此可知 X 为,因此该同分异构体中含有 2 个基团,该基团不饱和度为 1,苯环的不饱和度为 4,不饱和度共为 6,则该同分异构体不含其他不饱和结构;其分子中含有 17 个氢原子,且氢原子只有 3 种不同化学环境,说明该分子具有高度对称性,2 个在苯环上处于对称位置;如果氯原子连在苯环侧链中的碳原子上,则无论如何安排都不能得到只含有 3 种不同化学环境的氢原子的结构,所以氯原子连在苯环上;除外,其他 11 个氢原子只有 2 种不同化学环境,则应含有一个只有 1 种化学环境的氢原子的取代基,该基团只能为,苯环上未被取代的 2 个对称的氢原子作为第 3 种化学环境的氢原子,由此可得符合条件的同分异构体为或。
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秘密★启用前
化学(一)试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与人类社会生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A. 工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
B. 燃料的脱硫脱氮、的回收利用和的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C. 所有的动、植物均无法吸收纤维素
D. 烟、雾都是气溶胶,但分散剂不一样
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 1 mol雄黄(,结构为)含有个S-S键 B. 的电子式可表示为
C. 的结构示意图: D. 基态钙原子的电子排布式为
3. 下列化学方程式正确的是
A. 铜与浓硫酸反应:
B. 供氧:
C. 将氯气通入石灰乳中:
D. 覆铜板制作印刷电路板:
4. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol 被还原为转移的电子数为
B. 个氧分子与个氢分子的质量比为
C. 常温下,的溶液中,水电离出的数为
D. 标准状况下,1 mol 和1 mol 所占的体积都约为22.4 L
5. 下列装置图(加热及夹持仪器已略去)不能达到相应实验目的的是
A. 装置①可实现喷泉实验 B. 装置②可实现除去气体中的少量
C. 利用装置③制取,并验证其还原性 D. 利用装置④蒸干硫酸铜溶液制备胆矾
6. 关于下图化学方程式和三种物质,下列说法正确的是
A. 该反应为酚羟基的邻位氢原子与醛基的加成反应 B. 三种物质涉及6种官能团
C. 三种有机物均可发生酯化反应 D. 有两种物质有手性碳原子
7. 某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产晶体的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A. 焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗2 mol B. 将获得的晶体加热可制得固体
C. 焙烧后的废气中含,其微粒的空间构型和VSEPR模型相同 D. 滤渣中含
8. 常温下,二氯化二硫()为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成的实验装置如图所示,下列说法错误的是
A. 装置B中所盛试剂为二氧化锰 B. 单质S是淡黄色固体,属于分子晶体
C. G和H中间插入装置D,其目的是防止H中的水蒸气进入G D. H的作用为吸收氯气的尾气
9. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Q是元素周期表中电负性最大的元素,由这五种元素组成的某药物结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 简单氢化物的沸点: D. 化合物为极性分子
10. 过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ是该反应的决速步骤 B. 可以形成分子间氢键
C. 反应过程中有非极性键的形成 D. 若与反应,生成的氘代甲醇有3种
11. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时,下列叙述正确的是
A. 电池工作时,b电极上发生还原反应
B. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为a→b
C. 消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D. 电池工作时a电极发生反应:
12. 氨是一种重要的化工原料,根据下图转化判断下列有关表述错误的是
A. 向饱和NaCl溶液中先通入,再通入过量的,然后降温过滤可制得乙
B. 丙与戊均为大气污染物
C. 戊与丁反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. 浓硝酸应用棕色试剂瓶盛放
13. 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其立方晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 基态Zn原子的价电子排布式为
B. 每个最近且等距离的有12个
C. 和的最小核间距为
D. 若A点原子的坐标为(0,0,0),则图乙中B点对应原子的坐标为
14. 某温度下,分别向10.00 mL 的KCl和溶液中滴加溶液,滴加过程中(M为或)与溶液体积的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化,)。下列说法错误的是
A. 曲线表示与的变化关系
B.
C. 的平衡常数
D. 相同实验条件下,若改为的KCl和溶液,则曲线中B点移到D点上方
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 工业上以黄铜矿(主要成分为,含少量杂质等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾()。其主要工艺流程如图所示:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示。
沉淀物
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中得到的产物均为高价态,请写出其化学方程式:_______。
(2)滤渣1的主要成分是_______。
(3)试剂a是_______,反应Ⅱ中调节pH的范围为_______。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为_______、_______。反应Ⅴ中试剂b的作用是_______。
(5)“操作X”的具体操作是_______、过滤、洗涤、干燥。
16. 硫酸亚铁铵俗名为摩尔盐,易溶于水,不溶于乙醇,在100~110℃时分解,可用于电镀。某实验小组用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制备硫酸亚铁铵晶体,并测定其含量,实验步骤如下:
Ⅰ.硫酸亚铁制备
取4 g废铁屑,用10%纯碱溶液煮沸10 min,过滤后水洗至中性。将废铁屑置于锥形瓶中加入30 mL ,置于200℃电热板上快速加热5 min启动反应,关闭电热板反应25 min,然后加20 mL热水,趁热过滤。
Ⅱ.硫酸亚铁铵制备
向所得滤液中加入13.2 g固体,加热溶解,充分搅拌,用调节pH至1~2,将所得液体转移至蒸发皿中,控温40~60℃蒸发至液面出现薄膜,冷却结晶,抽滤,洗涤,干燥得淡绿色晶体12.5 g。
Ⅲ.含量测定
称取制得的硫酸亚铁铵晶体于锥形瓶中,加水溶解并加入适量稀硫酸,用溶液滴定至终点,消耗10.00 mL 溶液。
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中用纯碱溶液煮沸铁屑的目的是_______。
(2)步骤Ⅰ中与酸反应须保持铁屑过量,目的是_______,判断该反应结束的现象是_______。
(3)步骤Ⅰ中“加20 mL热水和趁热过滤”的目的是_______。
(4)步骤Ⅱ中调节pH至1~2的目的是_______,洗涤所得晶体的实验操作为_______。
(5)步骤Ⅱ中适宜的加热方式是_______。
(6)计算产品中的质量分数为_______%(用含的式子表示)。
17. 乙二醇是一种重要化工原料,煤化工路线中,利用合成气直接合成乙二醇,原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应如下:。实验测得不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298 K
355 K
400 K
平衡常数
1.0
请回答下列问题:
(1)该反应的_______0(填“>”或“<”),该反应自发进行的条件是_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
(2)按化学计量比进料,固定平衡转化率α,探究温度与压强的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图:
代表的曲线为_______(填“”“”或“”);原因是_______。
(3)实验表明,在500 K时,即使压强(34 MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低,可能的原因是_______(答出1条即可)。
(4)在2 MPa、催化剂、固定气体流速条件下,用DMO合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应(DMO、MG分别代表、)。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
初始氢酯比,出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,则曲线_______(填图中标号)表示DMO的转化率。
②有利于提高a点DMO转化率的措施有_______(填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.延长原料与催化剂的接触时间 D.减小初始氢酯比
③a点的分压为_______(列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
18. 有机物G.是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下。
请回答下列问题:
(1)A分子中的官能团名称为_______;A中碳原子的杂化方式为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)D在一定条件下可与NaOH溶液反应,1 mol D最多消耗NaOH的物质的量为_______。
(4)D→E的反应中会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为_______。
(5)F分子中手性碳原子数目为_______。
(6)F→G的过程中的作用是_______。
(7)写出一种同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式_______。
①含有3种不同化学环境的氢原子
②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与溶液发生显色反应
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