精品解析:广西南宁市第二中学2025-2026学年高二下学期期末考试 化学试卷
2026-08-07
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内容正文:
南宁二中2025-2026学年度下学期高二期末考试
化学
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Hg-201
Ⅰ卷
一、选择题(共42分,14小题。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 南宁马山县被誉为“中国黑山羊之乡”,黑山羊的肉、毛均有较高利用价值。下列说法不正确的是
A. 羊的脂肪属于高分子化合物 B. 羊所食草料中的纤维素属于多糖
C. 羊毛制品的真伪可用灼烧时有无烧焦羽毛气味来甄别 D. 羊毛制品不宜用碱性洗涤剂清洗
【答案】A
【解析】
【详解】A.脂肪是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量较小,不属于相对分子质量达上万的高分子化合物范畴,A错误;
B.纤维素是由葡萄糖单元聚合形成的天然多糖,B正确;
C.羊毛主要成分为蛋白质,灼烧时有特征性烧焦羽毛气味,仿羊毛的化纤制品无该气味,可据此甄别真伪,C正确;
D.羊毛主要成分为蛋白质,在碱性条件下会变性而损坏面料,因此不宜用碱性洗涤剂清洗,D正确;
故选A。
2. 利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A.分离溴苯和苯
B.制取乙酸乙酯(必要时可加沸石)
C.制备并能较长时间不变色
D.用乙醇萃取中的
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示装置为蒸馏装置。溴苯和苯的沸点相差较大,理论上可以用蒸馏分离,但蒸馏时需要温度计测量馏分温度(温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处),而图中缺少温度计,A错误;
B.制取乙酸乙酯时,导管末端插入饱和碳酸钠溶液液面下会发生倒吸,该装置设计错误,B错误;
C.该装置为电解池,作阳极失电子生成,阴极水电离的得电子生成同时产生,二者结合生成,上层煤油隔绝空气可防止被氧化,能较长时间观察到白色沉淀,C正确;
D.乙醇与互溶,无法分层,不能作为萃取剂萃取中的,D错误;
故答案为C。
3. 科研人员开发了一种生产药物中间体三氟甲苯的方法:
设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 三氟甲苯中键数目为
B. 25℃时的三氟乙酸溶液中,由水电离的氢离子数目
C. 标准状况下,和组成的混合气体中,氢、氧原子总数为
D. 反应中每生成转移电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1 mol三氟甲苯中,苯环含6个键、5个键,连接的键1个,中含3个键,总计15个键,故1 mol三氟甲苯含键数目为,A错误;
B.25℃时的三氟乙酸溶液中,,水电离的浓度等于,但题目未给出溶液体积,无法计算水电离的氢离子数目,B错误;
C.标准状况下,和的混合气体总物质的量为1 mol,设物质的量为,则物质的量为,氢原子总数为,氧原子总数为,二者之和为,C正确;
D.物质的量为,根据反应式,生成1 mol 的同时生成1 mol ,元素从+1价变为0价,共得到2 mol电子,故转移电子数为,D错误;
故选C。
4. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 基态铁原子的价电子排布图:
B. 羟基的电子式:
C. 顺-2-丁烯的球棍模型:
D. 中心原子杂化轨道空间分布示意图
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态原子价电子排布为,符合洪特规则:轨道6个电子,1个轨道成对,其余4个轨道各1个单电子且自旋平行,轨道成对,排布图正确,A正确;
B.羟基为中性基团,原子最外层有1个单电子,与共用1对电子,剩余两对成对电子,电子式正确,B正确;
C.顺-2-丁烯的碳碳双键两侧的甲基位于双键同侧,球棍模型符合其结构特点,C正确;
D.中心原子价层电子对数为,为杂化,杂化轨道空间分布为四面体形,图示为平面三角形(对应杂化),D错误;
故选D。
5. 下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
键角:
中心原子杂化方式不同
B
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛可形成分子间氢键
C
用汽油洗去沾在衣服上的油漆
相似相溶
D
的熔点高于
Si-O键能大于C=O键能
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为,无孤电子对,采取杂化,键角为;中心原子价层电子对数为,无孤电子对,采取杂化,键角约为,二者键角差异来源于中心原子杂化方式不同,解释正确,A正确;
B.邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,分子间作用力较弱,沸点较低;对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,分子间作用力更强,沸点更高,解释正确,B正确;
C.汽油和油漆都属于有机物,根据相似相溶原理,油漆易溶于汽油,因此可用汽油洗去衣服上的油漆,解释正确,C正确;
D.是共价晶体,熔化时需要破坏共价键,是分子晶体,熔化时仅需要克服分子间作用力,不需要破坏键,二者熔点差异和键能无关,解释错误,D错误;
故选D。
6. 布洛芬(图丁)是一种非甾体抗炎药,下面是其一条高产率的合成路线。下列说法错误的是
A. 甲中最多有8个碳原子共平面 B. 乙转化为丙为加成反应或还原反应
C. 甲乙丙丁均能使酸性高锰酸钾褪色 D. 丁含有1个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲的结构为异丁基苯。苯环上的6个碳原子在同一平面内,通过单键的旋转,与苯环相连的-CH2-中的碳原子、-CH(CH3)2中的叔碳原子以及其中一个甲基的碳原子可以与苯环共平面,因此最多有 6+1+1+1=9 个碳原子共平面。A错误;
B.乙的结构中含有羰基(C=O),在H2/Ni条件下被还原为羟基(-CH-OH),该反应是羰基与H2的加成反应,也属于还原反应(加氢还原),B正确;
C.甲中苯环侧链含有烷基,可被酸性KMnO4氧化,褪色;乙中苯环侧链的烷基可被氧化,褪色。丙中含有羟基(-CH-OH,醇羟基,且连接的碳上有氢),可被酸性KMnO4氧化,褪色。丁结构中,苯环侧链的烷基(与羧基相连的碳上有氢)可被酸性KMnO4氧化,褪色。因此甲乙丙丁均能使酸性高锰酸钾褪色,C正确;
D.手性碳原子是指连有4个不同基团的饱和碳原子。丁的结构中,与-COOH相连的碳原子,连接的基团为:苯环侧链、-COOH、-CH3、-H四个基团互不相同,因此该碳原子为手性碳,其他地方无手性碳原子,D正确;
故选A。
7. 下列离子方程式正确的是
A. 乙酸与乙醇反应:
B. 与过量碳酸钠溶液反应:
C. 硫化氢气体通入硫酸铜溶液中:
D. 苯乙烯加聚反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.酯化反应遵循酸脱羟基、醇脱氢的规律,应存在于乙酸乙酯中,正确的方程式为,A错误;
B.酸性顺序为羧基>碳酸>酚羟基>碳酸氢根,羧基和酚羟基均可与碳酸钠反应生成碳酸氢根(碳酸钠过量,不会产生),1mol邻羟基苯甲酸与2mol过量碳酸钠反应生成对应阴离子和2mol碳酸氢根,反应式书写正确,B正确;
C.硫化氢是弱电解质,离子方程式中不能拆写为,正确离子方程式为,C错误;
D.苯乙烯加聚时碳碳双键断开,生成物为,正确的方程式为,D错误;
故答案为B。
8. 工业上合成物质的结构如图所示,、、、、、是原子序数依次增大的前36号元素,、、为第二周期相邻元素,基态和原子均有2个单电子,、、、处于不同周期,的价电子数为9。下列有关说法中不正确的是
A. 的阳离子内的配位数为6 B. 电负性:d>e>b
C. 简单离子半径:e>d>c D. 简单氢化物的沸点:
【答案】C
【解析】
【分析】b、c、d是第二周期相邻元素,基态b和d均有2个单电子:第二周期具有2个单电子的元素为C(价电子排布)和O(价电子排布),因此b为C、d为O,相邻的c为N;a的原子序数最小,且结构中只能形成单键,a为H;a、b、e、M处于不同周期,e原子序数大于d(O),结构中e为-1价配体、还存在阴离子,因此e为Cl,对应阴离子为;M是前36号元素,根据题干可知M在第四周期,价电子数为9,故价电子排布为,M为Co。
【详解】A.观察Q的阳离子结构,中心Co周围直接成键的配位原子共6个(4个N原子、2个),配位数为6,A正确;
B.非金属性越强,电负性越大,电负性顺序为,即,B正确;
C.简单离子分别为(3个电子层)、、(均为10电子结构);其中拥有3个电子层的离子半径最大,电子层结构相同时核电荷数越小离子半径越大,因此离子半径顺序为(e>c>d),C错误;
D.d、c、b的简单氢化物分别为、、,分子间氢键更多沸点最高,存在分子间氢键沸点高于无氢键的,沸点顺序即,D正确;
故选C。
9. 黑辰砂是一种黑色结晶状物质,其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,晶体密度为。下列说法正确的是
A. 黑辰砂的化学式为,位于所构成的四面体空隙中
B. 周围距离最近且相等的有12个
C. 该晶胞中最近的之间的距离为
D. 若的原子分数坐标为(0,0,0),则的原子分数坐标为(,,)
【答案】B
【解析】
【详解】A.位于顶点与面心,晶胞内有个,位于所构成的四面体空隙中,晶胞内有个,化学式为,A错误;
B.采取面心立方堆积,面心立方中,每个周围距离最近且相等的有12个,B正确;
C.晶胞质量,晶胞边长,该晶胞中最近的之间的距离为,C错误;
D.若的原子分数坐标为(0,0,0),根据坐标轴可得:的原子分数坐标为(,,),D错误;
故选B。
10. 一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法错误的是
A. 电极电势
B. 反应中的物质的量不变
C. “反应Ⅱ”为
D. 每生成,可制得
【答案】C
【解析】
【分析】合成碳酸乙烯酯分两步反应,反应Ⅰ为,反应Ⅱ为;
二氧化铱电极上转化为,电极反应式为为反应Ⅰ和Ⅱ循环再生提供;镍电极上得电子生成和,电极反应式为。
【详解】A.二氧化铱电极上转化为,电极反应式为,为电解池的阳极,连接电源正极;镍电极上得电子生成和,电极反应式为,为电解池的阴极,连接电源负极;电源正极电势高于负极,因此电极电势为,A正确;
B.阳极生成的在反应I中与反应转化为,后续反应Ⅱ又重新生成等物质的量的,循环参与反应,总体系中的物质的量不变,B正确;
C.由图可知,由于阴极产物为,且无离子交换膜,电池内为碱性介质,反应Ⅱ中反应物为和,产物为碳酸乙烯酯和,反应式为,C错误;
D.生成时,阴极得到电子;阳极生成需要失去电子,参与反应最终恰好生成碳酸乙烯酯,因此每生成可制得,D正确;
故选C。
11. 已知在溶液中与、或等可形成配位数为4的配离子。某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A. ②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B. 若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿色溶液
C. ④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D. ③中现象说明配体与的结合能力:
【答案】B
【解析】
【分析】中加入氨水,发生反应,生成的蓝色沉淀为;再继续加入氨水,发生反应,蓝色沉淀溶解,蓝色溶液中主要是;加入乙醇,溶解度减小,析出沉淀;加入浓盐酸,会与配体结合生成,配合物被破坏释放出,然后发生反应,形成了含的黄绿色溶液,由此解答;
【详解】A.由分析可知,②中沉淀为,④中沉淀为,二者不是同一种物质,A正确;
B.向⑤中加入稀硫酸,会与配体结合生成,配合物被破坏释放出,得到蓝色溶液,且稀硫酸不能提供高浓度,无法生成黄绿色的,不能得到黄绿色溶液,B错误;
C.向③的深蓝色溶液中加入乙醇后析出沉淀,说明该深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小,C正确;
D.③中由与结合的转化为与结合的,说明配体与的结合能力:,D正确;
故选B。
12. HCOOH催化释氢的一种反应机理和反应进程中相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述不正确的是
A. HCOOH催化释氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 在催化剂表面解离键比解离键更容易
C. HCOOD催化释氢反应除生成外,还生成HD
D. 由转化为,反应的活化能为0.62 eV
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图1可知,在催化释放氢的过程中涉及到反应物中羧基上极性键的断裂和生成物中非极性键的形成,A正确;
B.由图2可知,Ⅱ→Ⅲ过程中断裂键,Ⅲ→Ⅳ过程中断裂键,Ⅲ→Ⅳ的活化能大于Ⅱ→Ⅲ的活化能,则在催化剂表面解离C−H键比解离O−H键更困难,B错误;
C.由图1可知,在催化释放氢的过程是分子中的2个氢原子重新结合生成,同时生成,则进行催化释放氢反应时除生成外,还同时会生成HD,C正确;
D.由图2可知,由转化为过程中,反应的活化能为,D正确;
故选B。
13. 甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应①:
反应②:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
提示:CO的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线I代表的选择性
B. 反应①:(300℃)>(350℃)
C. 400℃时的体积分数约为
D. 其他条件不变,向体系中通入氩气,HCOOH的转化率下降
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像中CO的选择性曲线随温度升高从100%降至0%(标记“CO”的下降曲线),H2的选择性应与之互补(从0%升至100%)。曲线II为H2的选择性曲线,A错误;
B.反应①为吸热反应(),升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故(300℃)<(350℃),B错误;
C.400℃时,CO选择性为0,仅反应②发生,设初始HCOOH为1mol,由图可知,转化率α=90%,反应②生成CO2和H2各0.9mol,剩余HCOOH 0.1mol,总气体物质的量=0.1+0.9+0.9=1.9mol。CO₂体积分数为,C正确;
D.两反应均为气体体积增大的反应,恒压下通入氩气,相当于减压,平衡正向移动,HCOOH转化率增大,D错误;
故选C。
14. 常温下,向等浓度的和的混合溶液中滴加溶液,混合溶液的pH与变化关系如图所示[代表或]。
下列叙述错误的是
A. 的数量级为
B. M代表pH与的变化关系
C. 当时,电离度之比
D. 当混合溶液呈中性时,
【答案】CD
【解析】
【分析】,,则,由A、B点数据代入,则、,中氯原子数更多,使中羧基中氢氧键极性更大,更容易电离出氢离子,则M曲线为pH与的变化关系、N曲线pH与的变化关系;
【详解】A.由分析,的数量级为,A正确;
B.由分析,M代表pH与的变化关系,B正确;
C.,。 时,电离度,因此=,C错误;
D.向等浓度的和的混合溶液中滴加溶液,当混合溶液呈中性时,,由电荷守恒,,,由于和的Ka不同,则溶液中,,D错误;
故选CD。
Ⅱ卷
二、填空题(共58分,4小题)
15. 乙酰乙酸乙酯()是一种重要的有机合成中间体。实验室常利用Claisen酯缩合反应制备乙酰乙酸乙酯。反应原理、制备装置(省略夹持和加热装置)及有关数据如下:
反应原理:
制备装置:
有关数据:
物质名称
相对分子质量
沸点/℃
乙醇
46
78.3
乙酸乙酯
88
77.1
乙酰乙酸乙酯
130
180.4(95℃开始分解)
实验步骤:
ⅰ.制钠珠:在干燥的三颈烧瓶中加入金属钠和甲苯,加热冷凝回流至钠熔融。立即拆去冷凝管,用塞子塞紧烧瓶,趁热用力振摇,即得细粒状钠珠。稍经放置后钠珠沉入瓶底,再倾泻出甲苯。
ⅱ.加酯回流:迅速向烧瓶中加入足量乙酸乙酯和少量无水乙醇,温热回流,直至金属钠完全反应为止,得到含乙酰乙酸乙酯钠盐的橘红色透明液体。
ⅲ.酸化:稍冷后,在搅拌下滴加质量分数为50%的醋酸溶液,至反应液呈弱酸性。
ⅳ.分离提纯:将反应液转入分液漏斗,加入等体积饱和溶液,振摇,静置,分出乙酰乙酸乙酯层。水层用约乙酸乙酯萃取,萃取液和酯层合并后,加入无水固体。过滤后进一步提纯有机混合物,收集产物并称量。
回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中将钠先制备成钠珠的目的是_______________。盛放50%乙酸的仪器名称是____________。
(2)用冰醋酸配制质量分数为50%的醋酸溶液,下列仪器中不需要的是_____________________。
(3)步骤iv中加入饱和溶液的目的是_____________,加入无水固体的作用是_________。
(4)下列关于本实验说法错误的是__________(填字母)。
a.步骤ⅰ中的甲苯应用专用回收瓶回收,防止残留的少量钠引发火灾
b.反应前乙酸乙酯中含有少量的乙醇无需处理
c.步骤ⅰ中的甲苯可换成
d.步骤ⅳ中有机混合物可采用常压蒸馏进一步分离提纯
(5)乙酰乙酸乙酯()分子中标*号碳原子上的氢有一定酸性,其。从结构角度解释原因:________________________________。
(6)最终得到乙酰乙酸乙酯20.8 g,则上述实验中乙酰乙酸乙酯的产率为_________。
【答案】(1) ①. 增大固液接触面积,加快反应速率 ②. 恒压滴液漏斗
(2)BD (3) ①. 降低产物的溶解度(或增大水层密度,利于分层) ②. 干燥产物(干燥剂或除去产物中的水)
(4)cd (5)酮羰基和酯基是吸电子基团,导致亚甲基中的碳氢键极性增强,易于断裂
(6)80%
【解析】
【小问1详解】
钠珠的表面积更大,可以增大钠与乙醇的接触面积,加快反应速率;同时可防止钠块聚集放热导致局部过热或暴沸,提高反应安全性与均匀性;盛放50%乙酸的仪器名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
配制质量分数的溶液,步骤是计算、量取、溶解,需要的仪器有烧杯、量筒,不需要容量瓶(用于配制一定物质的量浓度的溶液)、坩埚(用于灼烧固体),所以选B(坩埚)、D(容量瓶);
【小问3详解】
步骤ⅳ中加入饱和NaCl溶液的目的:盐析,降低产物的溶解度,或增大水层密度、减少产物在水中的溶解利于分层;加入无水Na2SO4固体是干燥有机层,除去产物中的水分;
【小问4详解】
a.甲苯作为溶剂,可能残留微量钠,钠遇水或空气易燃,易引发火灾,必须专用回收瓶回收,a正确;
b.乙醇可与钠反应生成乙醇钠,作为反应物参与反应,无需处理,b正确;
c.钠的密度比CCl4小,钠会浮在表面,无法形成钠珠,不能用CCl4替代甲苯,c错误;
d.乙酰乙酸乙酯95℃开始分解,常压蒸馏会导致产物分解,应采用减压蒸馏(降低沸点,避免高温分解),d错误;
故选cd;
【小问5详解】
*号碳原子位于酮羰基和酯基之间,受两个强吸电子基团的影响,使得C-H键极性增强,H易于以H+形式离去;同时,脱氢后形成的碳负离子可被两个羰基共振稳定,因此表现出弱酸性;
【小问6详解】
加入的金属钠为4.6 g,则,加入足量乙酸乙酯,以金属钠的物质的量为基准计算理论产量即可,根据反应方程式可知,1 molNa~2 mol乙酸乙酯~1 mol乙酰乙酸乙酯,所以Na为限量试剂,理论上应生成0.2 mol乙酰乙酸乙酯,理论产量为,最终实际得到20.8 g乙酰乙酸乙酯,则产率为。
16. 一种通过阳极泥(主要成分为、、、等金属)制备锇酸钾晶体()并回收其他贵金属的工艺流程如下图
已知:1.王水是浓盐酸和浓硝酸体积比为3∶1的混合物
2.滤液①中主要含有的物质为、
3.微溶于冷水,难溶于乙醇
完成下列填空:
(1)在“酸浸”中会产生NO气体,请写出Au反应的化学方程式______________________________。
(2)通过“沉金”步骤可知,氧化性_____。(选填“<”、“>”或“=”)
(3)“还原”步骤中盐酸肼的化学式为N2H4·2HCl,则肼(N2H4)是一种_____分子。(选填“极性”或“非极性”)
(4)操作②后,需要用冰水、乙醇依次洗涤氯亚铂酸钾(K2PtCl6),乙醇洗涤目的是__________。
(5)“一系列处理”中需要加入过量溶液将溶液转化为晶体析出,试分析其原理:___________________________________________。晶体可用50%乙醇水溶液洗涤除杂,判断洗净的方法是_______________________________________。
(6)已知:Pt(Ⅱ)形成的配合物是平面结构。有、两种同分异构体,经实验测定,发现在水中A的溶解度比B大很多,则A的结构是______________________。
(7)在Cu-Au合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金,其立方晶胞结构如图,相邻原子间的最近距离之比,粒子个数最简比_________。
【答案】(1)
(2)> (3)极性
(4)除去晶体表面的水分,减少晶体溶解损失,便于干燥晶体
(5) ①. 的溶解度比更小,存在平衡:,加入过量溶液,增大浓度,平衡正向移动,有助于生成 ②. 取最后一次洗涤液,滴加1~2滴酚酞溶液,不变红,则说明洗净,反之则没有洗净
(6) (7)2∶1∶1
【解析】
【分析】阳极泥加入王水酸浸,得到的、进入滤液,滤渣的主要成分为含Os和Ru的混合物;向滤液中加入沉金得到Au,过滤后加入饱和KCl溶液将转化为的悬浊液,过滤后用盐酸肼还原,最后过滤、洗涤得到。
滤渣经一系列处理,先得到溶液,接下来加入过量的氢氧化钾溶液,析出溶解度更小的晶体。
【小问1详解】
王水酸浸时Au被浓硝酸氧化,结合高浓度Cl⁻形成稳定的四氯合金酸,硝酸的还原产物为NO,根据得失电子守恒和原子守恒配平得反应方程式为。
【小问2详解】
沉金步骤加入后,中的Au元素被还原为单质Au,但未被还原仍留在溶液中,说明的得电子能力强于,氧化性更强。
【小问3详解】
肼的结构可看作两个氨基直接相连,分子中N-N单键可旋转,整个分子的正电中心和负电中心不重合,属于极性分子。
【小问4详解】
乙醇与水互溶,用乙醇洗涤能带走晶体表面残余水分;且该晶体在乙醇中的溶解度较小,用乙醇洗涤可减少晶体损失;另外乙醇易挥发,便于后续快速干燥晶体。
【小问5详解】
的溶解度比更小,加入过量KOH溶液提供高浓度,使溶解平衡向结晶方向移动,因此会转化为晶体析出;由于析出过程加入碱液,取最后一次洗涤液,滴加1~2滴酚酞溶液,若溶液不变红,则可说明已经洗净;若变红,则未洗净。
【小问6详解】
为平面结构,反式结构中两个对位、两个对位,分子正负电中心重合,为非极性分子,如图;顺式结构中两个相邻、两个相邻,正负电中心不重合,为极性分子,如图;根据“相似相溶”原理,极性溶剂水对极性分子溶解度更大,因此A为顺式结构。
【小问7详解】
根据题给最近距离比例和原子半径大小关系,可知Cu在晶胞内部,Au在顶点和面心,Pd在棱心和体心,1个晶胞中Cu有8个,Au有个,Pd有个,故粒子个数最简比为。
17. 氢能作为一种清洁的可再生能源,具有很高的经济价值,重整工艺是制氢的理想选择。
Ⅰ.甲醇水蒸气重整制氢
主反应:①
副反应:②
③
(1)_______。
(2)研究发现,氧空位可提高甲醇水蒸气重整制氢催化剂的活性。将Cu2+替代CeO2晶格中的Ce4+,可形成固溶体催化剂。随Cu2+含量的增加,氧空位数目_____(填“增多”、“不变”或“减少”)。
(3)将一定量和的混合气充入密闭容器中,在催化剂作用下发生甲醇水蒸气重整制氢反应。不同温度下反应相同时间后,转化率、和的选择性变化如下图所示。
ⅰ.使用该催化剂发生甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳温度为_____________。
a.320℃ b.330℃ c.340℃ d.350℃
ⅱ.随温度升高,的选择性降低,CO的选择性增大的原因可能是________________________________。
Ⅱ.甲烷水蒸气重整制氢的主要反应有:
④
⑤
⑥
(4)一定温度下,向恒压密闭容器中通入一定量的和,发生上述反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_____(填标号)。
a.气体密度不变 b.气体总压强不变
c.的体积分数不变 d.和的物质的量相等
(5)温度为600℃,压强为的条件下,将的混合气通入密闭容器中发生甲烷水蒸气重整制氢反应,达平衡时的转化率为40%,CO的选择性为25%(的选择性)。
ⅰ.若温度不变,减小压强,则的值__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
ⅱ.反应⑤的分压平衡常数_____(保留2位有效数字,是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。
(6)微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物[]和,其如图所示请写出a极的电极反应式_____________________________________。
【答案】(1)+49.4
(2)增多 (3) ①. c ②. 催化剂的选择性发生了转变(或副反应为吸热反应,温度过高会使更多的和反应,使选择性降低,CO选择性增大)
(4)ac (5) ①. 减小 ②. 0.78
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应① = 反应③ - 反应②,因此;
【小问2详解】
将+2价的替代晶格中+4价的,为保持晶体电中性,每引入1个就会对应产生氧空位来平衡电荷,因此含量增加时,氧空位数目增多;
【小问3详解】
ⅰ.选择最佳温度需要兼顾高甲醇转化率、高选择性和低选择性:340℃时甲醇转化率已经很高,选择性处于较高水平,同时CO选择性仍较低,是综合最优的温度,故选c;
ⅱ.反应②、③均为吸热反应,升高温度平衡正向移动,且副反应(生成CO的反应)速率随温度升高增幅更大,因此随温度升高,CO选择性增大,的选择性相应降低;
【小问4详解】
a.恒压密闭容器中,反应前后气体分子数不相等,容器体积随反应进行发生变化,气体总质量不变,因此气体密度不变时说明容器体积不再改变,反应达到平衡,a符合题意;
b.容器为恒压体系,气体总压强始终保持恒定,不能判断平衡,b不符合题意;
c.的体积分数不变,说明的物质的量不再变化,反应达到平衡,c符合题意;
d.和物质的量相等仅为某一特定时刻的状态,和起始投料、反应程度有关,不能说明浓度不再变化,无法判断平衡,d不符合题意;
故选ac。
【小问5详解】
ⅰ.反应⑤的,温度不变不变,的值只需要分析即可,减小压强平衡向气体分子数增大的方向移动,反应④、⑥是气体分子数增大的反应,均正向移动,增大,减小,增大,因此的值减小;
ⅱ.设起始,,转化率为40%,则反应的为0.4 mol,根据C元素守恒,;结合CO选择性25%,得,则;由O原子守恒:总O为6.5 mol,,得;由H原子守恒:总H为,得,,反应⑤的,总压约去后代入物质的量计算得;
【小问6详解】
a极为负极,有机物发生氧化反应生成,结合质子交换膜允许通过的环境,配平得到该电极反应式为。
18. 有机物是一种用于治疗多发性骨髓瘤的药品,其合成路线如图:
已知:M的结构简式为
回答下列问题:
(1)A的名称为______________,B中含氧官能团的名称为_______________。
(2)F→G的反应类型为____________________;
(3)G中N原子的杂化方式是______________;
(4)请写出的反应方程式____________________________________________。
(5)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体有_____种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶2∶2∶2的结构简式为_____________________________。
a.分子中含有苯环 b.与苯环直接相连
(6)参照上述合成路线和信息,以、为原料,用不超过三步的反应设计合成的路线____________________________________。(有机溶剂及无机试剂任选)
【答案】(1) ①. 邻二甲苯 ②. 硝基
(2)还原反应 (3)
(4) (5) ①. 16 ②.
(6)
【解析】
【分析】根据A和B的分子式并C的结构简式可得,A为邻二甲苯,A→B的反应为硝化反应,故B为;C→D为酯化反应,故D为,D在NBS作用下发生取代反应生成E,E与M发生取代反应生成F、甲醇和HBr,F与H2发生还原反应生成G,G在一定条件下生成H;
【小问1详解】
由上述分析可知,A为邻二甲苯;B为,其含氧官能团为硝基;
【小问2详解】
F→G的反应中硝基被还原为氨基,故反应类型为还原反应;
【小问3详解】
G结构上的N原子均形成3个单键,故均为sp3杂化;
【小问4详解】
由上述分析可知,E与M发生取代反应生成F、甲醇和HBr,反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
依据信息可知,符合条件的B的同分异构体中含苯环、(与苯环直接相连)。若该同分异构体为苯的二取代衍生物,则另一个取代基可能为①-CH2OH、②-OCH3,有邻、对、间三种位置异构,共种;若该同分异构体为苯的三取代衍生物,则另两个取代基为-OH和-CH3,共有10种位置异构,符合条件的B的同分异构体共有16种;其中核磁共振氢谱中峰面积之比为3:2:2:2的结构简式为;
【小问6详解】
根据反应物和产物的结构比较可知,反应物中羧基与甲醇发生酯化反应,碳碳双键与溴化氢发生加成反应,硝基被还原为氨基,故合成路线为。
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南宁二中2025-2026学年度下学期高二期末考试
化学
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Hg-201
Ⅰ卷
一、选择题(共42分,14小题。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 南宁马山县被誉为“中国黑山羊之乡”,黑山羊的肉、毛均有较高利用价值。下列说法不正确的是
A. 羊的脂肪属于高分子化合物 B. 羊所食草料中的纤维素属于多糖
C. 羊毛制品的真伪可用灼烧时有无烧焦羽毛气味来甄别 D. 羊毛制品不宜用碱性洗涤剂清洗
2. 利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A.分离溴苯和苯
B.制取乙酸乙酯(必要时可加沸石)
C.制备并能较长时间不变色
D.用乙醇萃取中的
A. A B. B C. C D. D
3. 科研人员开发了一种生产药物中间体三氟甲苯的方法:
设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 三氟甲苯中键数目为
B. 25℃时的三氟乙酸溶液中,由水电离的氢离子数目
C. 标准状况下,和组成的混合气体中,氢、氧原子总数为
D. 反应中每生成转移电子数为
4. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 基态铁原子的价电子排布图:
B. 羟基的电子式:
C. 顺-2-丁烯的球棍模型:
D. 中心原子杂化轨道空间分布示意图
5. 下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
键角:
中心原子杂化方式不同
B
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛可形成分子间氢键
C
用汽油洗去沾在衣服上的油漆
相似相溶
D
的熔点高于
Si-O键能大于C=O键能
A. A B. B C. C D. D
6. 布洛芬(图丁)是一种非甾体抗炎药,下面是其一条高产率的合成路线。下列说法错误的是
A. 甲中最多有8个碳原子共平面 B. 乙转化为丙为加成反应或还原反应
C. 甲乙丙丁均能使酸性高锰酸钾褪色 D. 丁含有1个手性碳原子
7. 下列离子方程式正确的是
A. 乙酸与乙醇反应:
B. 与过量碳酸钠溶液反应:
C. 硫化氢气体通入硫酸铜溶液中:
D. 苯乙烯加聚反应:
8. 工业上合成物质的结构如图所示,、、、、、是原子序数依次增大的前36号元素,、、为第二周期相邻元素,基态和原子均有2个单电子,、、、处于不同周期,的价电子数为9。下列有关说法中不正确的是
A. 的阳离子内的配位数为6 B. 电负性:d>e>b
C. 简单离子半径:e>d>c D. 简单氢化物的沸点:
9. 黑辰砂是一种黑色结晶状物质,其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,晶体密度为。下列说法正确的是
A. 黑辰砂的化学式为,位于所构成的四面体空隙中
B. 周围距离最近且相等的有12个
C. 该晶胞中最近的之间的距离为
D. 若的原子分数坐标为(0,0,0),则的原子分数坐标为(,,)
10. 一种无膜电合成碳酸乙烯酯()的工作原理如图。下列说法错误的是
A. 电极电势
B. 反应中的物质的量不变
C. “反应Ⅱ”为
D. 每生成,可制得
11. 已知在溶液中与、或等可形成配位数为4的配离子。某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A. ②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B. 若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿色溶液
C. ④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中小
D. ③中现象说明配体与的结合能力:
12. HCOOH催化释氢的一种反应机理和反应进程中相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述不正确的是
A. HCOOH催化释氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 在催化剂表面解离键比解离键更容易
C. HCOOD催化释氢反应除生成外,还生成HD
D. 由转化为,反应的活化能为0.62 eV
13. 甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应①:
反应②:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
提示:CO的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线I代表的选择性
B. 反应①:(300℃)>(350℃)
C. 400℃时的体积分数约为
D. 其他条件不变,向体系中通入氩气,HCOOH的转化率下降
14. 常温下,向等浓度的和的混合溶液中滴加溶液,混合溶液的pH与变化关系如图所示[代表或]。
下列叙述错误的是
A. 的数量级为
B. M代表pH与的变化关系
C. 当时,电离度之比
D. 当混合溶液呈中性时,
Ⅱ卷
二、填空题(共58分,4小题)
15. 乙酰乙酸乙酯()是一种重要的有机合成中间体。实验室常利用Claisen酯缩合反应制备乙酰乙酸乙酯。反应原理、制备装置(省略夹持和加热装置)及有关数据如下:
反应原理:
制备装置:
有关数据:
物质名称
相对分子质量
沸点/℃
乙醇
46
78.3
乙酸乙酯
88
77.1
乙酰乙酸乙酯
130
180.4(95℃开始分解)
实验步骤:
ⅰ.制钠珠:在干燥的三颈烧瓶中加入金属钠和甲苯,加热冷凝回流至钠熔融。立即拆去冷凝管,用塞子塞紧烧瓶,趁热用力振摇,即得细粒状钠珠。稍经放置后钠珠沉入瓶底,再倾泻出甲苯。
ⅱ.加酯回流:迅速向烧瓶中加入足量乙酸乙酯和少量无水乙醇,温热回流,直至金属钠完全反应为止,得到含乙酰乙酸乙酯钠盐的橘红色透明液体。
ⅲ.酸化:稍冷后,在搅拌下滴加质量分数为50%的醋酸溶液,至反应液呈弱酸性。
ⅳ.分离提纯:将反应液转入分液漏斗,加入等体积饱和溶液,振摇,静置,分出乙酰乙酸乙酯层。水层用约乙酸乙酯萃取,萃取液和酯层合并后,加入无水固体。过滤后进一步提纯有机混合物,收集产物并称量。
回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中将钠先制备成钠珠的目的是_______________。盛放50%乙酸的仪器名称是____________。
(2)用冰醋酸配制质量分数为50%的醋酸溶液,下列仪器中不需要的是_____________________。
(3)步骤iv中加入饱和溶液的目的是_____________,加入无水固体的作用是_________。
(4)下列关于本实验说法错误的是__________(填字母)。
a.步骤ⅰ中的甲苯应用专用回收瓶回收,防止残留的少量钠引发火灾
b.反应前乙酸乙酯中含有少量的乙醇无需处理
c.步骤ⅰ中的甲苯可换成
d.步骤ⅳ中有机混合物可采用常压蒸馏进一步分离提纯
(5)乙酰乙酸乙酯()分子中标*号碳原子上的氢有一定酸性,其。从结构角度解释原因:________________________________。
(6)最终得到乙酰乙酸乙酯20.8 g,则上述实验中乙酰乙酸乙酯的产率为_________。
16. 一种通过阳极泥(主要成分为、、、等金属)制备锇酸钾晶体()并回收其他贵金属的工艺流程如下图
已知:1.王水是浓盐酸和浓硝酸体积比为3∶1的混合物
2.滤液①中主要含有的物质为、
3.微溶于冷水,难溶于乙醇
完成下列填空:
(1)在“酸浸”中会产生NO气体,请写出Au反应的化学方程式______________________________。
(2)通过“沉金”步骤可知,氧化性_____。(选填“<”、“>”或“=”)
(3)“还原”步骤中盐酸肼的化学式为N2H4·2HCl,则肼(N2H4)是一种_____分子。(选填“极性”或“非极性”)
(4)操作②后,需要用冰水、乙醇依次洗涤氯亚铂酸钾(K2PtCl6),乙醇洗涤目的是__________。
(5)“一系列处理”中需要加入过量溶液将溶液转化为晶体析出,试分析其原理:___________________________________________。晶体可用50%乙醇水溶液洗涤除杂,判断洗净的方法是_______________________________________。
(6)已知:Pt(Ⅱ)形成的配合物是平面结构。有、两种同分异构体,经实验测定,发现在水中A的溶解度比B大很多,则A的结构是______________________。
(7)在Cu-Au合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金,其立方晶胞结构如图,相邻原子间的最近距离之比,粒子个数最简比_________。
17. 氢能作为一种清洁的可再生能源,具有很高的经济价值,重整工艺是制氢的理想选择。
Ⅰ.甲醇水蒸气重整制氢
主反应:①
副反应:②
③
(1)_______。
(2)研究发现,氧空位可提高甲醇水蒸气重整制氢催化剂的活性。将Cu2+替代CeO2晶格中的Ce4+,可形成固溶体催化剂。随Cu2+含量的增加,氧空位数目_____(填“增多”、“不变”或“减少”)。
(3)将一定量和的混合气充入密闭容器中,在催化剂作用下发生甲醇水蒸气重整制氢反应。不同温度下反应相同时间后,转化率、和的选择性变化如下图所示。
ⅰ.使用该催化剂发生甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳温度为_____________。
a.320℃ b.330℃ c.340℃ d.350℃
ⅱ.随温度升高,的选择性降低,CO的选择性增大的原因可能是________________________________。
Ⅱ.甲烷水蒸气重整制氢的主要反应有:
④
⑤
⑥
(4)一定温度下,向恒压密闭容器中通入一定量的和,发生上述反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_____(填标号)。
a.气体密度不变 b.气体总压强不变
c.的体积分数不变 d.和的物质的量相等
(5)温度为600℃,压强为的条件下,将的混合气通入密闭容器中发生甲烷水蒸气重整制氢反应,达平衡时的转化率为40%,CO的选择性为25%(的选择性)。
ⅰ.若温度不变,减小压强,则的值__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
ⅱ.反应⑤的分压平衡常数_____(保留2位有效数字,是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。
(6)微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物[]和,其如图所示请写出a极的电极反应式_____________________________________。
18. 有机物是一种用于治疗多发性骨髓瘤的药品,其合成路线如图:
已知:M的结构简式为
回答下列问题:
(1)A的名称为______________,B中含氧官能团的名称为_______________。
(2)F→G的反应类型为____________________;
(3)G中N原子的杂化方式是______________;
(4)请写出的反应方程式____________________________________________。
(5)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体有_____种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶2∶2∶2的结构简式为_____________________________。
a.分子中含有苯环 b.与苯环直接相连
(6)参照上述合成路线和信息,以、为原料,用不超过三步的反应设计合成的路线____________________________________。(有机溶剂及无机试剂任选)
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