内容正文:
2025-2026学年青海省西宁市湟川中学高三(上)期中化学试卷
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1. 书法是中华文化之瑰宝,“无色而具画图的灿烂,无声而有音乐的和谐”,书法之美尽在笔墨纸砚之间(如图所示的王羲之的“平安贴”)。下列关于传统文房四宝的相关说法正确的是
A. 墨汁是一种水溶液 B. 宣纸是合成高分子材料
C. 砚石的成分与水晶相同 D. 制笔用的狼毫主要成分是蛋白质
【答案】D
【解析】
【详解】A.墨汁中分散质粒子直径在1至100纳米之间,属于胶体,故A错误;
B.宣纸的主要成分是天然纤维素,不是合成高分子材料,故B错误;
C.水晶的主要成分是二氧化硅,而砚石的成分为无机盐,故C错误;
D.狼毫为动物的毛,主要成分为蛋白质,故D正确;
综上所述答案为D。
2. 在水中水解生成和。下列化学用语表述不正确的是
A. 的结构示意图: B. 中子数为9的氧原子:
C. 的结构式: D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.镁原子的质子数为12,核外失去2个电子形成镁离子,其离子结构示意图为: ,A正确;
B.氧原子的质子数是8,中子数若为9,质量数应为17:,B错误;
C.氮原子最外层电子数为5,需共用3对电子,氢原子最外层电子数为1,需共用1对电子,因此分子中两个氮原子之间形成一个共价键,每个氮原子再分别与两个氢原子形成共价键,其结构式为: ,C正确;
D.氢氧根离子属于阴离子,电子式需加[ ],因此其电子式为: ,D正确;
答案选B。
3. 下列说法中,正确的是
A. Cu的摩尔质量是64g·mol-1
B. 常温常压下,1molH2O的体积是22.4L
C. 1molSO2中含有的原子数约为6.02×1023
D. 0.1mol·L-1KCl溶液中含有K+的物质的量是0.1mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cu的摩尔质量是64g·mol-1,故A正确;
B.常温常压下,水是液体,1molH2O的体积大约是18mL,故B错误;
C.1molSO2中含有的原子数约为3×6.02×1023=1.806×1024,故C错误;
D.没有溶液体积,不能计算0.1mol·L-1KCl溶液中含有K+的物质的量,故D错误;
选A。
4. 富马酸二甲酯对霉菌有特殊的抑菌效果,可由富马酸制得:
下列说法不正确的是
A. 富马酸最多可与发生中和反应
B. 富马酸中的所有碳原子共平面
C. 富马酸二甲酯可使酸性溶液褪色
D. 聚富马酸二甲酯的结构简式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.富马酸含2mol羧基,最多可与发生中和反应,A正确;
B.羧基中含碳氧双键,和碳碳双键通过单键相连,所有碳原子共平面,B正确;
C.富马酸二甲酯中含碳碳双键,可使酸性溶液褪色,C正确;
D.聚富马酸二甲酯的结构简式为:,D错误;
故选D。
5. 可降解有机高分子C合成原理如下:
下列说法不正确的是
A. A完全水解只能得到两种氨基酸 B. 单体B结构简式是
C. 有机物C可发生加成反应和水解反应 D. 该反应属于缩聚反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.A( )中2个肽键,完全水解生成的氨基酸相同,只能得到一种氨基酸,故A错误;
B.根据C的结构可知,A和B发生缩聚反应生成C,则单体B结构简式是,故B正确;
C.有机物C( )中含有肽键可发生水解反应,含有苯环,可发生加成反应,故C正确;
D.A()和B( )生成C( )的反应属于缩聚反应,故D正确;
故选A。
【点睛】本题的易错点为B的结构的判断,要注意A中不含羧基,说明C中端基上的碳氧双键是B提供的。
6. 查阅资料知:Bi位于周期表的第ⅤA族,是难溶于水的盐,有强氧化性;溶液中较稳定,无色;某实验小组探究含锰物质的化学性质,有关实验操作和现象如下:
①向稀硫酸酸化的溶液中加入适量,溶液变为紫红色
②继续滴加适量的,溶液紫红色恰好褪去,并有无色气泡产生
③再向反应液中加入适量的固体恰好反应完全,溶液又变为紫红色
发生的反应为:
④继续向③的反应液中滴加浓盐酸,有黄绿色气体生成
下列有关说法正确的是
A. 可与浓盐酸发生反应生成相应的最高价含氧酸
B. 根据上述现象可知氧化性
C. 分别用和氧化制取,二者转移电子数不同
D. ①中发生的反应方程式为:
【答案】D
【解析】
【分析】①向稀硫酸酸化的 MnSO4溶液中加入适量 NaBiO3,溶液变为紫红色,说明NaBiO3将Mn2+氧化为紫红色的,NaBiO3被还原为Bi3+,反应的离子方程式为:;
②继续滴加适量的 H2O2,溶液紫红色恰好褪去,并有无色气泡产生,说明将H2O2氧化为氧气,本身被还原为Mn2+,反应的离子方程式为:2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
③再向反应液中加入适量的 PbO2 固体恰好反应完全,溶液又变为紫红色,发生的反应为: ,PbO2能将Mn2+氧化为。
④继续向③的反应液中滴加浓盐酸,有黄绿色气体生成,发生的反应为高锰酸钾和浓盐酸的反应,生成了氯气和MnCl2。
【详解】A.根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,①中氧化性NaBiO3>,④中氧化性>Cl2,所以氧化性NaBiO3>Cl2,NaBiO3与浓盐酸发生反应时,会生成Bi3+和氯气,故A错误;
B.根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,,无法确定NaBiO3和PbO2的氧化性的强弱,故B错误;
C.分别用和氧化制取,和均将氧化为,则二者转移电子数相同,故C错误;
D.由以上分析可知,①中发生的反应方程式为:,故D正确;
故选D。
7. 下列实验过程可以达到实验目的的是
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.4000 mol·L−1的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,立即转移至250 mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取纯净氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧化钠溶于水放热,因此溶解后需要冷却到室温下再转移至容量瓶中,A错误;
B.氯化铁具有氧化性,能被维生素C还原为氯化亚铁,从而使溶液颜色发生变化,所以向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性,B正确;
C.向稀盐酸中加入锌粒,生成氢气,由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气,因此将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸即可,不需要通过KMnO4溶液,或者直接通过碱石灰,C错误;
D.反应的方程式为HSO3-+H2O2=SO42-+H++H2O,这说明反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D错误。
答案选B。
【点睛】明确相关物质的性质特点、发生的反应和实验原理是解答的关键。注意设计或评价实验时主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。本题中选项D是解答的易错点,学生往往只考虑物质的浓度不同,而忽略了实验结论需要建立在实验现象的基础上。
8. 研究“2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如图:
下列说法不正确的是
A. i中生成黄色沉淀的反应是:Ag++I-=AgI↓
B. 可依据i中现象推测,实验I中的棕黄色主要是I2引起的
C. 对照实验ii、iii,可推测ii中增大c(Fe2+),导致Fe2+还原性大于I-,平衡向左移动
D. 还原性:实验i中I->Fe2+,实验ii中I-<Fe2+,体现了离子浓度对物质还原性的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.i中生成黄色沉淀是碘化银沉淀,反应是:Ag++I-=AgI↓,故A正确;
B.依据i中现象推测,实验I中的棕黄色主要是I2引起的,故B正确;
C.对照实验ii、iii,可推测ii中增大c(Fe2+),导致Fe2+还原性大于I-,平衡向左移动,I2浓度降低导致颜色变浅,故C正确;
D.实验i中加入硝酸银溶液生成碘化银沉淀,c(I-)减小,平衡逆向移动,还原性I-<Fe2+;实验ii中加入硫酸亚铁溶液,c(Fe2+)增大,平衡逆向移动,说明还原性:I-<Fe2+,实验i、ii中均为还原性I-<Fe2+,无法体现离子浓度对物质还原性的影响,故D错误;
故选D。
9. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的质子数等于Y和W的最外层电子数之和,由这些元素形成的离子液体的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>Q>X
B. 化合物可促进水的电离
C. 该离子液体中,除X外各原子均满足8电子稳定结构
D. 简单氢化物的稳定性:Q>Z
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的质子数等于Y和W的最外层电子数之和,根据X形成一对共用电子对,Y形成4对,Z形成3对或4对,Q形成1对,W形成6对但为负一价离子,故可推知X为H元素,Y为C元素,Z为N元素,Q为F元素,W为P元素;
【详解】A.原子半径:Z(N)>Q(F)>X(H),A正确;
B.化合物为NH4F,为弱酸弱碱盐水解可促进水的电离,B正确;
C.该离子液体中,X为2电子稳定结构,P为12电子结构,其他原子均满足8电子稳定结构,C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则简单氢化物的稳定性:Q(HF)>Z(NH3),D正确;
答案选C。
10. 镧和可以形成一系列晶体材料,在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,中的每个再结合4个形成类似的结构,即得到晶体。下列说法正确的是
A. 晶体中周围等距紧邻的有4个
B. 晶体中和的最短距离:
C. 在晶胞中,形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D. 单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由的晶胞结构可知,La位于顶点和面心,若以顶点La研究,与其周围等距紧邻的有个,故A错误;
B.由晶胞结构可知,每个H结合4个H形成类似的结构,H和H之间的最短距离变小,则晶体中H和H的最短距离:,故B错误;
C.由题干信息可知,在晶胞中,每个H结合4个H形成类似的结构,这样的结构有8个,顶点数为4×8=32,且不是闭合的结构,故C错误;
D.1个晶胞中含有5×8=40个H原子,含H质量为g,晶胞的体积为(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3cm3,则单位体积中含氢质量的计算式为,故D正确;
答案选D。
11. 高纯镁砂(主要成分为)能制各种镁质耐火材料,以菱镁矿(主要成分为,含少量、和)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”中,几乎不发生反应,转化为硫酸盐,转化为;
②该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
11.1
下列说法错误的是
A. “焙烧”中,发生反应
B. 在“分步沉淀”时,用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出、、
C. 为加快反应速率,“分步沉淀”时的温度越高越好
D. “母液”经处理后可循环使用
【答案】C
【解析】
【分析】菱镁矿(主要成分为,含少量、和)加入硫酸铵焙烧去尾气,水浸后所得滤液调节pH=2.0,再加入氨水分步沉淀得到母液和滤渣通过一系列处理得到高纯镁砂;
【详解】A.依题意可知,氧化铝与硫酸铵“焙烧”时发生的反应为,选项A正确;
B.由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,向的滤液中加入氨水调节溶液pH为11.6时,铁离子首先沉淀,然后是铝离子沉淀,最后是镁离子沉淀,选项B正确;
C.一水合氨受热易分解,“分步沉淀”时温度太高会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,选项C错误;
D.母液为硫酸铵溶液,经处理可在“焙烧”阶段循环使用,选项D正确;
答案选C。
12. 温度为时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中均发生反应:⇌(正反应吸热)。实验测得:、为速率常数,受温度影响。
容器编号
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
下列说法正确的是
A. 容器Ⅱ达到平衡前
B. 达到平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于
C. 设K为该反应的化学平衡常数,则有
D. 当温度改变为时,若,则
【答案】D
【解析】
【分析】根据容器Ⅰ中各物质的平衡浓度,可以列“三段式”如下:
,因此温度下,该反应的平衡常数;
【详解】A.容器Ⅱ中浓度商,,反应向正方向进行,因此,A错误;
B.根据分析,容器Ⅰ中NO体积分数为50%,容器Ⅲ相当于起始加入和,相对于容器Ⅰ,平衡时NO体积分数减小,故小于50%,B错误;
C.当时,平衡状态建立,则有,平衡常数,C错误;
D.温度时,,正反应为吸热反应,升高温度,增大,故,D正确;
故选D。
13. 目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水,同时获得副产品A和B,模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜,在直流电作用下,双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成和,作为和的离子源。下列说法正确的是
A. X电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B. M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+
C. 每生成5.6L气体a,理论上获得副产品A和B各0.5mol
D. “双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
【答案】D
【解析】
【分析】由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知:X电极为电解池的阳极,电极反应式为:2+2e-=Cl2,Y电极为阴极,电极反应式为:2H++2e-=H2,电解总反应为:,精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室,与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠,所以M膜为阳离子交换膜,盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室,与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢,所以N为阴离子交换膜。
【详解】A.由图中氢氧根移动方向可知X电极为阳极,电极反应式为:2+2e-=Cl2,A错误;
B.由题意可知,精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室,与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠,所以M膜为阳离子交换膜,盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室,与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢,所以N为阴离子交换膜,BP双极膜的作用是选择性通过氢离子和氢氧根离子,B错误;
C.阳极反应式为:2+2e-=Cl2,电路中每生成标况下5.6L气体氯气,其物质的量为0.25mol,转移电子0.5mol,理论上获得副产品A(氢氧化钠溶液)和B(氯化氢溶液)各0.5mol,需标明标准状况,C错误;
D.“双极膜组”电渗析法从氯化钠溶液中获得酸(HCl)和碱(NaOH),由此可知:也可从M溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH),D正确;
故选D。
14. 将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:。取上述溶液(含),滴加溶液,的变化如下图所示。
注:b点溶液中甘氨酸以的形式存在下列说法不正确的是
A. 中解离出的能力:
B. b点溶液,推测中解离出的程度大于水解的程度
C. c点溶液中存在:
D. 由d点可知:的
【答案】C
【解析】
【分析】甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液,依次发生、,据此分析;
【详解】A.甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,生成物为,再向其中加氢氧化钠溶液,继续反应,b点溶液中甘氨酸以的形式存在,即-COOH更容易和氢氧化钠溶液反应,所以解离出H+的能力:,A正确;
B.b点溶液中甘氨酸以的形式存在,-COO-水解使溶液有呈碱性的趋势、电离使溶液有呈酸性的趋势,b点溶液pH<7,所以中解离出的程度大于-COO-水解的程度,B正确;
C.c点n(NaOH)>0.04mol,而溶液中n(Cl-)=0.04mol,所以n(NaOH)>n(Cl-),即c(NaOH)>c(Cl-),甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,向反应后的溶液中加氢氧化钠溶液,b点溶液中甘氨酸以的形式存在,此时与氢氧化钠恰好完全反应:,再加氢氧化钠溶液,发生反应:,生成,所以c点溶液中应是存在电荷守恒:,c点,故,c点溶液中存在:,C错误;
D.b点0.04molNaOH与0.04mol反应,生成0.04mol ,再加的0.02molNaOH与0.02mol反应,生成0.02mol,即d点溶液中与的物质的量相等,又pH=9.6,即c(H+)=10-9.6mol/L,所以的,D正确;
故选C。
二、流程题:本大题共1小题,共14分。
15. 利用粗硫酸镍晶体含、、、、、等离子制备溶液、硫酸镍晶体和胆矾的工艺流程如图:
已知:时,有关金属离子浓度为时形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为______。
(2)分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两页上,两个氧原子在书的夹缝上,书页夹角为,两个键与键的夹角为,则是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)向“溶液1”中通入稍过量的,发生主要反应的离子方程式为______、______。
(4)向“溶液2”中加入的原因是______(结合离子方程式解释)。
(5)若“溶液3”中浓度为,取等体积溶液与该溶液混合,反应结束时要使,则所加溶液的浓度至少为______(已知:室温)。
(6)室温下选择萃取剂HR,其萃取原理为:⇌,溶液的pH对几种离子的萃取率的影响如图1所示,则萃取锌时,应控制pH的范围为,原因是______,试剂 a为______溶液(填化学式)。
(7)由铁、钾、硒形成的一种超导材料,其长方体晶胞结构如图2所示。
①该超导材料的化学式是______。
②该晶胞在平面投影如图2所示,将图3补充完整______。
【答案】(1)
(2)极性 (3) ①. ②.
(4)⇌,加入消耗,使水解平衡正向移动,将转化为沉淀除去
(5)或
(6) ①. pH太小,的萃取率低,pH太大,、可能以氢氧化物形式沉淀出来 ②.
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】由流程图可知,粗硫酸镍(含、、、、、等离子)加水浸后,向溶液1中通入气体,转化为CuS沉淀除去,同时可与硫化氢发生氧化还原反应生成和S单质,过滤后得到溶液2和滤渣1,滤渣1为CuS和S,滤液1中含有含、、、;向溶液2中加入和,将滤液中氧化为,用调节溶液pH值,使转化为氢氧化铁沉淀除去,再进行过滤得到溶液3;向其中加入,使溶液3中的转化为沉淀除去,再次进行过滤得到溶液4;向溶液4中加入有机萃取剂,使溶液4中的转移至有机相中分液分离和,分液后溶液5为硫酸镍溶液,水溶液进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等操作得到产品硫酸镍晶体,据此分析解题。
【小问1详解】
Fe是26号元素,基态Fe原子电子排布为,失去4s轨道的2个电子得到,因此核外电子排布式为;
【小问2详解】
的分子结构不对称,正电中心和负电中心不重合,因此属于极性分子;
【小问3详解】
通入的目的是除去,是难溶于酸的沉淀;同时作为还原剂,会将溶液中残留的还原为,对应离子方程式为: 、 ;
【小问4详解】
向溶液2中加入和,将滤液中氧化为,发生水解:,加入,消耗,使的水解平衡正向移动,有利于形成沉淀而被除去;
【小问5详解】
等体积混合后溶液体积变为原来2倍,混合后初始浓度为,反应结束要求,根据,得平衡时, 沉淀消耗的 ,因此混合后总,由于等体积混合,则原溶液中,故所加溶液的浓度至少为;
【小问6详解】
由题目信息可知,pH太小, 萃取率低,pH太大, 、可能以氢氧化物形式沉淀出来;根据萃取平衡,反萃取需要增大浓度使平衡逆向移动,同时目标产物为,因此选择硫酸作为反萃取试剂,不会引入杂质;
【小问7详解】
①K位于顶点和体内,个数为,Se位于棱上和体内,个数为,Fe位于面上,个数为,原子个数比,化学式为;
②投影补充:K位于顶点和体内,Se位于棱上和体内,Fe位于面上,按照xy平面投影得到。
三、实验题:本大题共1小题,共14分。
16. 正丁醚是一种无色透明有机溶剂,几乎不溶于水,化学性质稳定,且安全性很高,在有机合成和萃取剂等领域具有广泛的应用。实验室制备正丁醚的反应原理如下:
主反应:
副反应:
已知:正丁醇沸点为117℃,正丁醚沸点为142℃;正丁醇能溶于50%硫酸,而正丁醚溶解很少。
实验装置如图所示(夹持、加热装置略):
实验步骤:
I.制备:
i.在双颈圆底烧瓶中加入正丁醇,少量多次加入浓硫酸,充分振荡混合,并加入沸石,组装好装置,温度计玻璃球插入液面下。
ii.先在分水器中加入水,开始加热回流。反应开始后,分水器内液体出现分层:下层为水,上层有机相积到支管后会返回反应烧瓶中,继续加热到烧瓶内温度在135℃左右,约。
iii.当反应完成时停止加热。
II.分液蒸馏提纯:
iv.待反应物冷却后,将混合物连同分水器中的水一起倒入盛有水的分液漏斗中,充分振摇,静置后分出下层的水,上层得到粗制正丁醚。
v.用硫酸分两次洗涤,再用水洗涤(下层水,上层有机层),分出上层正丁醚;加入无水氯化钙充分振荡;最后将产物进行蒸馏,收集139~142℃的馏分,得到无色液体。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为________。
(2)浓硫酸要少量多次加入并振荡均匀,其原因是________。
(3)实验中分水器的作用是________,判断反应已经完成的标志是________。
(4)用50%硫酸洗涤的目的是________;加入无水氯化钙的目的是________。
(5)分液时会出现乳化(分液界面不清晰),加入饱和食盐水可消除乳化,解释原因:________。
(6)实验中分出水的量超过理论数值,分析其主要原因为________。
(7)本实验的产率最接近于________(填字母)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
【答案】(1)球形冷凝管
(2)避免浓硫酸局部浓度过大,出现反应物炭化,影响产率
(3) ①. 除去反应生成的水,促进反应正向进行,提高产率 ②. 分水器中水层液面保持不变
(4) ①. 除去正丁醇 ②. 除去水
(5)增大水层密度,拉大液体的两相密度差,使混合物更易分层(或增强溶液的极性,降低正丁醚溶解度,有利于分层)
(6)温度升高,发生副反应,单分子正丁醇脱水
(7)c
【解析】
【分析】正丁醇在浓硫酸、135℃左右发生分子间脱水生成正丁醚和水,得到含有正丁醚的混合液,经一系列分液蒸馏提纯得到正丁醚,据此解答。
【小问1详解】
由仪器构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管;
【小问2详解】
浓硫酸具有脱水性,实验过程中要少量多次加入并振荡均匀,其原因是:避免浓硫酸局部浓度过大,出现反应物炭化,影响产率;
【小问3详解】
主反应为可逆反应,且生成水,用分水器除去反应生成的水,可使其平衡正向移动,提高产率,则实验中分水器的作用是:除去反应生成的水,促进反应正向进行,提高产率;反应已经完成时,分水器中水层液面不再发生变化,则判断反应已经完成的标志是:分水器中水层液面保持不变;
【小问4详解】
正丁醇能溶于50%硫酸,而正丁醚溶解很少,则用50%硫酸洗涤的目的是除去正丁醇;无水氯化钙具有吸水性,则加入无水氯化钙的目的是除去水;
【小问5详解】
分液时会出现乳化(分液界面不清晰),加入饱和食盐水可增大水层密度,拉大液体的两相密度差,从而消除乳化,其原因:增大水层密度,拉大液体的两相密度差,使混合物更易分层(或增强溶液的极性,降低正丁醚溶解度,有利于分层);
【小问6详解】
主反应中2分子正丁醇生成1分子水,副反应中正丁醇分子内脱水,1分子正丁醇即可生成1分子水,所以实验中分出水的量超过理论数值,其主要原因为:温度升高,发生副反应,单分子正丁醇脱水;
【小问7详解】
14.8g正丁醇的物质的量为,根据反应式理论上可以制取0.1mol正丁醚,即正丁醚的理论产量为,而正丁醚的实际产量为9.8g,则其产率为,故选c。
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
17. 乙炔(C2H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料,在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下表所示。
共价键
C≡C
H-C
C-C
H-H
键能/(kJ·mol−1)
812
413.4
347.7
436
根据上述键能估算:CH≡CH(g)+2H2(g)CH3CH3(g) ΔH1___________kJ·mol−1。
(2)科学家用计算机模拟了乙炔在钯表面催化加氢的反应机理,单个乙炔分子在催化剂表面的反应历程如图甲所示,吸附在钯表面的物质用*标注,TS代表过渡态。
总反应分多步基元反应,其中,决定总反应速率的基元反应的化学方程式是_________;引入Pt催化剂,总反应的焓变________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知CH2=CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2=-219.1kJ·mol−1。在反应器中充入一定量的C2H4(g)和H2(g),在铂催化剂作用下合成乙烷,测得C2H6(g)平衡体积分数(ψ)与温度、压强关系如图乙所示。
①图中X为__________(填“温度”或“压强”);X增大ψ降低的原因是___________。
②平衡常数M___________N(填“>”“<”或“=”,下同);Y1___________Y2。
(4)一定温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中充入1 mol C2H2(g)和3 mol H2(g),加入一定量催化剂,经a min达到平衡,乙炔平衡转化率为50%,乙烯的选择性为60%。
①反应开始到恰好达到平衡状态时,H2平均压强变化率为___________(用所给字母表示,数字保留1位小数)kPa/min。
②反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)的平衡常数Kp为___________ (kPa)-1(只列计算式)。提示:用分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数。。
【答案】(1)-317.3
(2) ①. C2H2+H2=C2H2✱+2H✱ ②. 不变
(3) ①. 温度 ②. 正反应放热,升温,平衡向逆反应方向移动 ③. = ④. >
(4) ①. ②. (或)
【解析】
【小问1详解】
反应热等于反应物的总键能与生成物化学键的键能的差,则反应的;
【小问2详解】
能垒大的基元反应决定总反应速率的基元反应,化学方程式是C2H2+H2=C2H2✱+2H✱;催化剂只能改变活化能不能改变焓变;
【小问3详解】
①根据上述分析可知反应:ΔH2=-219.1kJ·mol−1。,该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。正反应放热,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致乙烷的体积分数降低,故横坐标X对应的物理量为温度;
②化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变。根据上述①分析可知:横坐标为温度,点M、N的反应温度相同,所以化学平衡常数:M=N;Y对应的物理量为压强,在温度不变时,增大压强,化学平衡向气体体积的正反应方向移动,导致C2H6的含量增大。根据图像可知:M、N点对应温度相同,C2H6的含量:M>N,所以压强大小关系:Y1>Y2;
【小问4详解】
①开始时p(C2H2)=100kPa×=25kPa,p(H2)=100kPa-25kPa=75kPa。反应达到平衡时乙炔转化率是50%,此时n(C2H2)=0.5mol,由于乙烯的选择性为60%,则发生反应产生C2H4的物质的量是n(C2H4)=0.5 mol×60%=0.3mol,该反应消耗H2的物质的量是0.3 mol,发生反应产生C2H6的物质的量是n(C2H4)=0.5mol-0.3mol=0.2mol,该反应消耗H2的物质的量是2×0.2mol=0.4 mol,故平衡时n(H2)=3mol-0.3mol-0.4mol=2.3mol,n(总)=0.5mol+0.3mol+0.2mol+2.3mol=3.3mol,由于反应前后气体总压强不变,故平衡时各种气体的平衡分压分别是:,,,,则H2的分压变化率为kPa/min;
②的压强平衡常数Kp==(kPa)-1(或)。
五、推断题:本大题共1小题,共16分。
18. H是合成某药物的中间体,一种由苯酚合成H的路线如图所示。回答下列问题:
(1)B的名称是_______, B→C的反应类型是_______。
(2)D中官能团的名称是_______。
(3)有机分子中N原子电子云密度越大,碱性越强。已知:烃氧基为推电子基。下列有机物中碱性最强的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(4)写出G→H的化学方程式:_______。
(5)在C的芳香族同分异构体中,同时满足下列条件的结构有_______种(不考虑立体异构)。
i.含3种官能团;ⅱ.苯环直接与氨基连接;iii.有机物能与反应。
(6)以甲为原料合成芳香族化合物丁的微流程如图:
已知:甲→乙的原子利用率为100%,甲仅含一种官能团。
①试剂X为非极性分子,则甲为_______(填结构简式)。
②丙在一定条件下可转化为乙,则丙转化为乙的反应条件为_______。
【答案】(1) ①. 邻硝基苯酚 ②. 取代反应
(2)氨基、醚键 (3)a
(4) (5)10
(6) ①. ②. NaOH水溶液,加热
【解析】
【分析】A发生硝化反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生还原反应生成D,由D逆推,可知A是、B是、C是;F和发生取代反应生成G,由G逆推,可知F是。
【小问1详解】
B是,名称是邻硝基苯酚;B是、C是,B→C是B中羟基中的H原子被基甲基代替,反应类型是取代反应。
【小问2详解】
根据D的结构简式,D中官能团的名称是氨基、醚键。
【小问3详解】
-OCH3为推电子基,-Cl、-F为吸电子基团,且F原子电负性大于Cl,所以N原子电子云密度a>c>b>d,N原子电子云密度越大,碱性越强。则碱性a>c>b>d,碱性最强的是a。
【小问4详解】
G→H是G在酸性条件下水解生成H,反应的化学方程式为。
【小问5详解】
C的芳香族同分异构体满足条件:i.含3种官能团;ⅱ.苯环直接与氨基连接;iii.有机物能与反应,同时满足条件的3种官能团分别为-NH2、-OH、-OOCH,三种不同官能团在苯环上的位置异构有10种。
【小问6详解】
①甲→乙的原子利用率为100%,甲仅含一种官能团,甲是,甲和氢气发生加成反应生成,则甲为。
②丙是卤代烃,卤代烃在碱性条件下发生水解反应可转化为醇,则丙转化为乙的反应条件为NaOH溶液,加热。
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2025-2026学年青海省西宁市湟川中学高三(上)期中化学试卷
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1. 书法是中华文化之瑰宝,“无色而具画图的灿烂,无声而有音乐的和谐”,书法之美尽在笔墨纸砚之间(如图所示的王羲之的“平安贴”)。下列关于传统文房四宝的相关说法正确的是
A. 墨汁是一种水溶液 B. 宣纸是合成高分子材料
C. 砚石的成分与水晶相同 D. 制笔用的狼毫主要成分是蛋白质
2. 在水中水解生成和。下列化学用语表述不正确的是
A. 的结构示意图: B. 中子数为9的氧原子:
C. 的结构式: D. 的电子式:
3. 下列说法中,正确的是
A. Cu的摩尔质量是64g·mol-1
B. 常温常压下,1molH2O的体积是22.4L
C. 1molSO2中含有的原子数约为6.02×1023
D. 0.1mol·L-1KCl溶液中含有K+的物质的量是0.1mol
4. 富马酸二甲酯对霉菌有特殊的抑菌效果,可由富马酸制得:
下列说法不正确的是
A. 富马酸最多可与发生中和反应
B. 富马酸中的所有碳原子共平面
C. 富马酸二甲酯可使酸性溶液褪色
D. 聚富马酸二甲酯的结构简式为
5. 可降解有机高分子C合成原理如下:
下列说法不正确的是
A. A完全水解只能得到两种氨基酸 B. 单体B结构简式是
C. 有机物C可发生加成反应和水解反应 D. 该反应属于缩聚反应
6. 查阅资料知:Bi位于周期表的第ⅤA族,是难溶于水的盐,有强氧化性;溶液中较稳定,无色;某实验小组探究含锰物质的化学性质,有关实验操作和现象如下:
①向稀硫酸酸化的溶液中加入适量,溶液变为紫红色
②继续滴加适量的,溶液紫红色恰好褪去,并有无色气泡产生
③再向反应液中加入适量的固体恰好反应完全,溶液又变为紫红色
发生的反应为:
④继续向③的反应液中滴加浓盐酸,有黄绿色气体生成
下列有关说法正确的是
A. 可与浓盐酸发生反应生成相应的最高价含氧酸
B. 根据上述现象可知氧化性
C. 分别用和氧化制取,二者转移电子数不同
D. ①中发生的反应方程式为:
7. 下列实验过程可以达到实验目的的是
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.4000 mol·L−1的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,立即转移至250 mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取纯净氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
A. A B. B C. C D. D
8. 研究“2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如图:
下列说法不正确的是
A. i中生成黄色沉淀的反应是:Ag++I-=AgI↓
B. 可依据i中现象推测,实验I中的棕黄色主要是I2引起的
C. 对照实验ii、iii,可推测ii中增大c(Fe2+),导致Fe2+还原性大于I-,平衡向左移动
D. 还原性:实验i中I->Fe2+,实验ii中I-<Fe2+,体现了离子浓度对物质还原性的影响
9. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的质子数等于Y和W的最外层电子数之和,由这些元素形成的离子液体的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>Q>X
B. 化合物可促进水的电离
C. 该离子液体中,除X外各原子均满足8电子稳定结构
D. 简单氢化物的稳定性:Q>Z
10. 镧和可以形成一系列晶体材料,在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,中的每个再结合4个形成类似的结构,即得到晶体。下列说法正确的是
A. 晶体中周围等距紧邻的有4个
B. 晶体中和的最短距离:
C. 在晶胞中,形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D. 单位体积中含氢质量的计算式为
11. 高纯镁砂(主要成分为)能制各种镁质耐火材料,以菱镁矿(主要成分为,含少量、和)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”中,几乎不发生反应,转化为硫酸盐,转化为;
②该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
11.1
下列说法错误的是
A. “焙烧”中,发生反应
B. 在“分步沉淀”时,用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出、、
C. 为加快反应速率,“分步沉淀”时的温度越高越好
D. “母液”经处理后可循环使用
12. 温度为时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中均发生反应:⇌(正反应吸热)。实验测得:、为速率常数,受温度影响。
容器编号
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
下列说法正确的是
A. 容器Ⅱ达到平衡前
B. 达到平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于
C. 设K为该反应的化学平衡常数,则有
D. 当温度改变为时,若,则
13. 目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水,同时获得副产品A和B,模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜,在直流电作用下,双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成和,作为和的离子源。下列说法正确的是
A. X电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B. M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+
C. 每生成5.6L气体a,理论上获得副产品A和B各0.5mol
D. “双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
14. 将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:。取上述溶液(含),滴加溶液,的变化如下图所示。
注:b点溶液中甘氨酸以的形式存在下列说法不正确的是
A. 中解离出的能力:
B. b点溶液,推测中解离出的程度大于水解的程度
C. c点溶液中存在:
D. 由d点可知:的
二、流程题:本大题共1小题,共14分。
15. 利用粗硫酸镍晶体含、、、、、等离子制备溶液、硫酸镍晶体和胆矾的工艺流程如图:
已知:时,有关金属离子浓度为时形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为______。
(2)分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两页上,两个氧原子在书的夹缝上,书页夹角为,两个键与键的夹角为,则是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)向“溶液1”中通入稍过量的,发生主要反应的离子方程式为______、______。
(4)向“溶液2”中加入的原因是______(结合离子方程式解释)。
(5)若“溶液3”中浓度为,取等体积溶液与该溶液混合,反应结束时要使,则所加溶液的浓度至少为______(已知:室温)。
(6)室温下选择萃取剂HR,其萃取原理为:⇌,溶液的pH对几种离子的萃取率的影响如图1所示,则萃取锌时,应控制pH的范围为,原因是______,试剂 a为______溶液(填化学式)。
(7)由铁、钾、硒形成的一种超导材料,其长方体晶胞结构如图2所示。
①该超导材料的化学式是______。
②该晶胞在平面投影如图2所示,将图3补充完整______。
三、实验题:本大题共1小题,共14分。
16. 正丁醚是一种无色透明有机溶剂,几乎不溶于水,化学性质稳定,且安全性很高,在有机合成和萃取剂等领域具有广泛的应用。实验室制备正丁醚的反应原理如下:
主反应:
副反应:
已知:正丁醇沸点为117℃,正丁醚沸点为142℃;正丁醇能溶于50%硫酸,而正丁醚溶解很少。
实验装置如图所示(夹持、加热装置略):
实验步骤:
I.制备:
i.在双颈圆底烧瓶中加入正丁醇,少量多次加入浓硫酸,充分振荡混合,并加入沸石,组装好装置,温度计玻璃球插入液面下。
ii.先在分水器中加入水,开始加热回流。反应开始后,分水器内液体出现分层:下层为水,上层有机相积到支管后会返回反应烧瓶中,继续加热到烧瓶内温度在135℃左右,约。
iii.当反应完成时停止加热。
II.分液蒸馏提纯:
iv.待反应物冷却后,将混合物连同分水器中的水一起倒入盛有水的分液漏斗中,充分振摇,静置后分出下层的水,上层得到粗制正丁醚。
v.用硫酸分两次洗涤,再用水洗涤(下层水,上层有机层),分出上层正丁醚;加入无水氯化钙充分振荡;最后将产物进行蒸馏,收集139~142℃的馏分,得到无色液体。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为________。
(2)浓硫酸要少量多次加入并振荡均匀,其原因是________。
(3)实验中分水器的作用是________,判断反应已经完成的标志是________。
(4)用50%硫酸洗涤的目的是________;加入无水氯化钙的目的是________。
(5)分液时会出现乳化(分液界面不清晰),加入饱和食盐水可消除乳化,解释原因:________。
(6)实验中分出水的量超过理论数值,分析其主要原因为________。
(7)本实验的产率最接近于________(填字母)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
17. 乙炔(C2H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料,在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下表所示。
共价键
C≡C
H-C
C-C
H-H
键能/(kJ·mol−1)
812
413.4
347.7
436
根据上述键能估算:CH≡CH(g)+2H2(g)CH3CH3(g) ΔH1___________kJ·mol−1。
(2)科学家用计算机模拟了乙炔在钯表面催化加氢的反应机理,单个乙炔分子在催化剂表面的反应历程如图甲所示,吸附在钯表面的物质用*标注,TS代表过渡态。
总反应分多步基元反应,其中,决定总反应速率的基元反应的化学方程式是_________;引入Pt催化剂,总反应的焓变________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知CH2=CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2=-219.1kJ·mol−1。在反应器中充入一定量的C2H4(g)和H2(g),在铂催化剂作用下合成乙烷,测得C2H6(g)平衡体积分数(ψ)与温度、压强关系如图乙所示。
①图中X为__________(填“温度”或“压强”);X增大ψ降低的原因是___________。
②平衡常数M___________N(填“>”“<”或“=”,下同);Y1___________Y2。
(4)一定温度下,保持总压强为100 kPa,向反应器中充入1 mol C2H2(g)和3 mol H2(g),加入一定量催化剂,经a min达到平衡,乙炔平衡转化率为50%,乙烯的选择性为60%。
①反应开始到恰好达到平衡状态时,H2平均压强变化率为___________(用所给字母表示,数字保留1位小数)kPa/min。
②反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)的平衡常数Kp为___________ (kPa)-1(只列计算式)。提示:用分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数。。
五、推断题:本大题共1小题,共16分。
18. H是合成某药物的中间体,一种由苯酚合成H的路线如图所示。回答下列问题:
(1)B的名称是_______, B→C的反应类型是_______。
(2)D中官能团的名称是_______。
(3)有机分子中N原子电子云密度越大,碱性越强。已知:烃氧基为推电子基。下列有机物中碱性最强的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(4)写出G→H的化学方程式:_______。
(5)在C的芳香族同分异构体中,同时满足下列条件的结构有_______种(不考虑立体异构)。
i.含3种官能团;ⅱ.苯环直接与氨基连接;iii.有机物能与反应。
(6)以甲为原料合成芳香族化合物丁的微流程如图:
已知:甲→乙的原子利用率为100%,甲仅含一种官能团。
①试剂X为非极性分子,则甲为_______(填结构简式)。
②丙在一定条件下可转化为乙,则丙转化为乙的反应条件为_______。
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