摘要:
**基本信息**
2027届高三开学化学检测卷以科技前沿(如锌/溴液流电池)、环境治理(芬顿反应处理废水)、药物合成(兰地洛尔)等真实情境为载体,融合化学观念与科学思维,全面考查高三核心知识与综合应用能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|14/42|化学实验安全、物质结构、离子反应、配合物性质|结合“无机橡胶”制备情境考查短周期元素推断,体现结构决定性质的化学观念|
|实验题|1/14|1,2-二溴乙烷制备实验|考查装置作用、提纯步骤及产率计算,培养科学探究与实践能力|
|简答题|1/14|反应能量与平衡|以碘甲烷裂解制烯烃为背景,分析平衡移动与分压常数,强化科学思维|
|推断题|1/14|有机合成路线|结合兰地洛尔合成考查官能团转化与手性碳,关联真实药物研发|
|工艺流程题|1/16|废旧电池提锂工艺|设计酸浸、沉铝等步骤,考查元素分离与转化,渗透科学态度与责任|
内容正文:
2027届高三开学检测
化学
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
一、单选题(共14小题,共42分)
1.(3分)下列关于废弃物的处理方法中,正确的是
A.实验室未用完的钠、钾、白磷等不能放回原试剂瓶
B.不需要回收的含乙醇、溴乙烷的有机废液,可用焚烧法处理后直接排放
C.强氧化剂如、固体不能随意丢弃,可配成溶液后再进行常规处理
D.向铜和浓硫酸反应后的废液中加水稀释,再进行碱中和处理
2.(3分)一种高聚物被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y、Z为半径依次减小的三种短周期元素,X和Z同主族,其基态原子均有3个未成对电子,常温下0.1mol/L的HY溶液的pH为1,下列说法正确的是
A.Z的简单氢化物中,Z的杂化方式为sp3
B.X、Z的简单氢化物的沸点:
C.X的最高价氧化物的水化物为强酸
D.电负性:X>Y>Z
3.(3分)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是 ( )
A.溶液褪色
B.产生红色沉淀
C.溶液呈紫色
D.试纸变为蓝色
A.选项A B.选项B C.选项C D.选项D
4.(3分)下列离子方程式可正确解释相应变化的是
A.与反应:
B.固体溶于重水:
C.用硫氰化钾溶液检验溶液中的:
D.向氯化银悬浊液中滴加氨水:
5.(3分)二茂铁分子是由与环戊二烯离子()形成的一种金属有机配合物,其结构如图。下列说法错误的是
A.二茂铁中的Fe(Ⅱ)比Fe2+难被氧化
B.二茂铁中Fe2+与之间形成配位键
C.是制备二茂铁的原料,所有原子可能在同一平面上
D.与Br2的四氯化碳溶液混合,与Br2按物质的量比1:1反应的产物可能有两种
6.(3分)下列有关物质结构或性质的描述错误的是
A.图1为冠醚(18-冠-6)与形成的超分子,与O之间存在弱配位键
B.图2为某合金原子层状结构,原子层之间的相对滑动变难导致合金的硬度变大
C.图3为四氟硼酸盐离子液体,其熔点低于
D.图4为由两个硅氧四面体形成的简单阴离子,其化学式为
7.(3分)秋水仙碱是一种抗癌、治疗痛风的药物,有毒。新鲜黄花菜中含有秋水仙碱,直接煮食易引发恶心、腹泻等中毒症状,需经过焯水、蒸煮、晾晒等步骤去除毒素方可食用。秋水仙碱的结构简式如图所示,关于其结构和性质下列说法错误的是
A.秋水仙碱的分子式为
B.1mol秋水仙碱最多可与7mol发生加成反应
C.秋水仙碱分子中含有3种不同的官能团
D.秋水仙碱分子中含有1个手性碳原子,具有对映异构体
8.(3分)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为Zn2++2e-===Zn
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
9.(3分)环氧化合物是重要的有机合成中间体,以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷(的反应机理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.过程中Ⅱ是催化剂
B.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C.过程中Ti元素的化合价发生了变化
D.丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100 %
10.(3分)芬顿反应处理苯酚废水效果显著。芬顿反应是利用与过氧化氢反应生成具有强氧化性的羟基自由基降解废弃物。现用该技术处理含柠檬酸镍的废水,出水水质要求镍离子浓度低于,其部分流程如图所示。
已知:①水合柠檬酸镍钾的化学式为;②柠檬酸()是三元酸;③常温下,;④“中和沉淀”的滤渣主要为、。
下列说法不正确的是
A.“预处理”通常为3.0~3.5,若过高会导致芬顿反应中铁元素沉淀
B.“芬顿氧化破络”步骤存在反应:
C.“芬顿氧化破络”步骤中被羟基自由基氧化而破坏了柠檬酸镍钾配合物
D.“水槽”中滤液未达到出水水质要求
11.(3分)用废磷酸(含有机杂质)制取,下列说法错误的是
已知:、、。
A.若浓磷酸不慎沾到手上,先用大量水冲洗,然后涂上溶液
B.若步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒,则步骤b的操作为过滤
C.为使产品中的物质的量分数最大,滴加KOH溶液调pH,最适pH为7.2
D.产品中钾元素的质量分数为29.01%,则产品中可能混有杂质
12.(3分)25℃时,用NaOH溶液分别滴定NaHA(为二元弱酸)、、三种盐溶液,pM[p表示负对数,M表示、、]随pOH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.NaHA溶液显碱性
B.的数量级为
C.a点对应的坐标为
D.当时,溶液中
13.(3分)下列探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
检验氯代烃中的氯元素:取适量试剂,先加NaOH溶液,加热、冷却后,滴加溶液,观察有无沉淀生成
探究氯代烃中有无氯元素
B
向甲苯中滴入少量浓溴水,充分振荡,静置,下层接近无色
可证明甲苯与溴发生了取代反应
C
向分子式为的有机物中,加入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色
不能确定该有机物中是否一定含有碳碳双键
D
在一支洁净试管中,加入1mL2%硝酸银溶液,滴加几滴2%氨水,再加入有机物,水浴加热,无银镜出现
可证明有机物中不含醛基
A.检验氯代烃中的氯元素:取适量试剂,先加NaOH溶液,加热、冷却后,滴加溶液,观察有无沉淀生成 探究氯代烃中有无氯元素
B.向甲苯中滴入少量浓溴水,充分振荡,静置,下层接近无色 可证明甲苯与溴发生了取代反应
C.向分子式为的有机物中,加入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色 不能确定该有机物中是否一定含有碳碳双键
D.在一支洁净试管中,加入1mL2%硝酸银溶液,滴加几滴2%氨水,再加入有机物,水浴加热,无银镜出现 可证明有机物中不含醛基
14.(3分)配合物,用表示)可催化醛烯烃基化,反应过程如图所示。
下列叙述错误的是
A.是反应的中间体
B.催化过程中的杂化类型发生改变
C.有机物中与原子之间一定是单键相连
D.醛烯烃基化反应为
二、实验题(共1小题,共14分)
15.(14分)1,2-二溴乙烷的制备原理是;某课题小组用如图所示的装置制备1,2-二溴乙烷(加热和夹持装置省略)。
回答下列问题:
(1) 仪器F与分液漏斗比较,优点是 ;装置C的作用是 。
(2)加热三颈烧瓶前,先将C与D连接处断开,再将三颈烧瓶在陶土网上加热,待温度升到约时,连接C与D,并迅速将A反应温度升温到,从F中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有4.00mL液溴()和3ml水的D试管,直至反应结束。(1,2-二溴乙烷的相对分子质量为188)。判断反应结束的现象是 。
(3) 将粗产品通过以下操作提纯得到1,2-二溴乙烷。
a.水洗涤 b.氢氧化钠溶液洗涤 c.水洗涤 d.用无水氯化钙干燥 e.过滤 f.蒸馏收集馏分,最后得到7.05g产品(1,2-二溴乙烷)
① 第二次水洗涤的目的是 。
② 为更好的控制蒸馏时的温度,蒸馏操作时,温度计水银球应位于 。(填序号)
A.蒸馏烧瓶混合液中 B.蒸馏烧瓶支管口
(4) 1,2-二溴乙烷沸点高于乙烷的原因是 。
(5) 依据实验数据计算该实验的产率为 %。
三、简答题(共1小题,共14分)
16.(14分)低碳烯烃是重要的化学品或有机反应中间体,碘甲烷在一定条件下可裂解制取低碳烯烃,其反应机理如下:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应的ΔH= kJ·mol-1,该反应的ΔS 0(填“>”“<”或“=”)。
(2) 向密闭容器中充入一定量的碘甲烷,维持容器内P0=0.1 MPa,平衡时C2H4、C3H6和C4H8的物质的量分数与温度的关系如图所示。
① 曲线X表示的物质为 。
② 从平衡移动的角度分析:800 K后,曲线Y表示的物质的量分数增大的原因是 。
③ T1时,碘甲烷的转化率α= ,反应3的分压平衡常数Kp= MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
④ 0.1 MPa,800 K时,若要提高C4H8的平衡产率,可以采取的措施为 (任写一条)。
(3) 乙烯在工业上常用于合成1-辛烯,1-辛烯是合成聚烯烃、表面活性剂、增塑剂等的重要原料。下表是不同催化剂体系下乙烯合成1-辛烯的反应性能数据。
催化剂体系
反应条件
催化活性[g/(mol M·h)]
1-辛烯选择性(w%)
镍系催化剂
60℃,2.0 MPa
1.45×104
17.1
四元铬系催化剂
50℃,4.0 MPa
4.50×103
79.3
负载铬系催化剂
50℃,4.0 MPa
1.90×103
81.4
(注:催化活性指每摩尔催化剂金属在单位时间内能够得到产物的质量)
从表中数据来看,工业上合成1-辛烯最好采用 系催化剂。
四、推断题(共1小题,共14分)
17.(14分)兰地洛尔(化合物J)能改善快速性心律失常,具有高选择性,可应用于医学临床手术。J的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知:
①BPO为过氧化物,NBS为溴化试剂;
②
回答以下问题:
(1) A的名称为 。
(2) 合成路线中设计A→B这一步的目的是 。
(3) D→E中,第一步反应的化学方程式为 。
(4) G中所含有的官能团是羟基和 、 。
(5) 物质J的高选择性与其结构相关,其所含手性碳数目为 个。
(6) F的同分异构体同时满足下列条件的有 种。
①含有酚羟基;②含有酯基;③苯环上只有2个取代基
(7) 制备化合物I,分为两步:
写出M和I的结构简式 、 。
五、工艺流程题(共1小题,共16分)
18.(16分)一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4,含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺,部分流程如下:
已知:①磷酸铁锂电池反应为LixCy+Li1-xFePO4LiFePO4+Cy;
②“沉铝”时,滤渣中含Na3Li3Al2F12和少量NH4Fe3P6O20。
回答下列问题:
(1)废旧电池粉碎前一般需先放电,正极反应式为 。
(2)“酸浸Ⅰ”时,除粉碎外,可提高酸浸速率的措施有 (任写两种)。该过程有H3PO4生成,LiFePO4溶解的化学方程式为 。
滤渣的主要成分为 。
(3)“沉铝”时,NH4Fe3P6O20中Fe元素的化合价为 。
(4)“焙烧”时产生的HF,用 吸收后,产物可以循环利用。
(5)“除杂”时,在一定pH范围内,会发生反应AlPO4+3Li++3OH-Al(OH)3+Li3PO4(平衡常数为a L6· mol-6)。若溶液中c(Li+)为b mol· L-1,不考虑其他离子参与反应,为防止Li+沉淀,c(OH-)需小于 mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。
(6)滤液2中,溶质除Na2CO3外,主要含 (填化学式)。
(7)滤液1需先加入H2O2溶液,再加入氨水除杂,最后回收Li3PO4。H2O2的作用是 。取少量加H2O2溶液后的滤液1,滴加 ,若产生蓝色沉淀,则需补加H2O2溶液。
第1页 共2页 ◎ 第2页 共2页
学科网(北京)股份有限公司
$
2027届高三开学检测
化学
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
一、单选题
1.C【解析】钠、钾、白磷属于易燃易爆危险化学品,随意丢弃易引发安全事故,未用完的需放回原试剂瓶,A错误;溴乙烷含有溴元素,焚烧后生成含溴有毒气体,污染大气,不能直接焚烧排放,B错误;、等强氧化性固体若与还原剂接触易发生爆炸,配成低浓度溶液后氧化性减弱,可进行常规处理,C正确;铜和浓硫酸反应后的废液含有大量未反应的硫酸,稀释时应将废液沿容器壁缓慢倒入水中稀释,再进行碱中和,D错误。故选C。
2.A
3.B【解析】乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;KOH溶液与CuSO4溶液发生复分解反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B错误;苯酚与FeCl3溶液发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:NH3+H2ONH3·H2O+OH-,试纸变为蓝色,D正确。
4.D【解析】与水反应,生成的中的O全部来自,进入中,不含,A错误;固体溶于重水,与电离出的结合生成和,离子方程式为,B错误;用硫氰化钾溶液检验溶液中的与反应生成,不是沉淀,离子方程式为,C错误;向氯化银悬浊液中滴加氨水,与氨水反应生成可溶性,离子方程式为,D正确。故选D。
5.C 6.D
7.C【解析】秋水仙碱的分子式为,A正确;秋水仙碱分子中的苯环、碳碳双键、酮羰基都能和氢气发生加成反应,1mol秋水仙碱最多可与7mol发生加成反应,B正确;秋水仙碱分子中含有醚键、酮羰基、碳碳双键、酰胺基,4种官能团,C错误;手性碳原子是连有四个不同原子或基团的碳原子,秋水仙碱分子中含有1个如图标*C手性碳原子,具有对映异构体,D正确。故选C 。
8.B【解析】由题意分析可知,放电时,N极为正极,故A正确;放电或充电时,左侧贮液器和右侧贮液器中溴化锌的浓度维持不变,故B错误;充电时,M极与直流电源的负极相连,作电解池的阴极,锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌,电极反应式为Zn2++2e-===Zn,故C正确;放电或充电时,交换膜允许锌离子和溴离子通过,维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变,故D正确。
9.B【解析】根据反应原理,Ⅰ先消耗再生成,是整个历程的催化剂,Ⅱ先生成,再消耗,是中间产物,A错误;过程中存在H2O2中O—O非极性键的断裂,以及O2中非极性键的形成,还存在O—H极性键的断裂,以及O—C极性键的形成,B正确;过程中Ti的化学键(Ti—O)始终是4个,配位键不会改变Ti的化合价,故Ti元素的化合价不变,C错误;反应生成了H2O,且存在H2O2的分解反应,原子利用率小于100%,D错误。
10.C【解析】废水加入稀硫酸预处理,加入FeSO4·7H2O、H2O2溶液通过芬顿反应氧化柠檬酸镍为镍离子,加入碱石灰中和沉淀处理后得到处理后水样。“预处理”过高会影响后续芬顿反应,导致铁元素沉淀,A正确;与H2O2反应生成具有强氧化性的羟基自由基,环境是酸性,则芬顿反应的离子方程式为,B正确;“芬顿氧化破络”存在反应,被氧化的是碳元素,镍元素的化合价没有变化,C错误;“中和沉淀”中碱石灰用来调,生成、,则滤渣主要成分含有、,时,,则,,故未达到出水水质要求,D正确。故选C。
11.C【解析】浓磷酸具有腐蚀性,不慎沾到皮肤上,先用大量水冲洗,再涂抹稀溶液中和残留酸,A正确;有机杂质炭化后生成不溶性的炭颗粒,分离固体炭和液体磷酸,步骤br操作为过滤,B正确;时,=10-2.2,===10-2.2,则,同理,时,,物质的量分数最大时,即,C错误;纯中K的质量分数为,产品中K的质量分数高于纯品;中K的质量分数为,高于,故产品混有会使钾的质量分数升高,D正确。故选C。
12.A【解析】的,对应斜率更大的曲线③;的,对应曲线②;曲线①表示,其值随增大而减小。由图像可知,当时,,,则,,,,即的电离程度大于水解程度,故NaHS溶液呈酸性,A错误;取曲线③上的点,此时,,。,的数量级为,B正确;设点的坐标为(x,y),则,,联立解得x=10,y=1.2,故点坐标为,C正确;时,,由电荷守恒可知,,因时溶液呈酸性,,故,D正确。故选A。
13.C
14.C【解析】由反应图示可知,在反应中先不断生成后又不断消耗,是反应的中间体,A正确;催化过程中形成的σ键数目发生改变,其杂化类型发生改变,B正确;有机物中与原子之间为三键,C错误;醛烯烃基化为、、,在催化剂下反应生成、、,故总反应为,D正确。故选C。
二、实验题
15.
(1) 平衡气压,使液体顺利滴下;吸收反应产生的SO2、CO2等酸性气体
(2) D中试管内混合溶液变成无色
(3) ① 洗去过量的NaOH和生成的NaBr等钠盐
② B
(4) 二者结构相似,1,2-二溴乙烷相对分子质量大,分子间作用力大
(5) 50
三、简答题
16.
(1) -145.6;<
(2) C3H6;升高温度,反应1向正向移动,反应2、3向逆向移动,所以C2H4含量增多,物质的量分数增大;80%;500;及时分离出C4H8
(3) 四元铬
【解析】(1)反应3×3-反应2×2得反应,由盖斯定律知,ΔH=3×ΔH3 -2×ΔH2=3×(-120.6 kJ·mol-1)-2×(-108.1 kJ·mol-1)=-145.6 kJ·mol-1,该反应为气体分子数减少的反应,ΔS<0;
(2)①反应1是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,反应2和反应3是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,C2H4的平衡浓度增加,曲线Y为C2H4,则曲线X应为C3H6;
②800K后,曲线Y表示的物质的量分数增大的原因为:升高温度,反应1平衡正向移动,反应2、3平衡向逆向移动,则C2H4物质的量分数增大;
③由图像可知,时,各物质的物质的量分数为:、,,设体系中总物质的量为。生成消耗了的;生成的消耗了的,反应1生成的总量为,。平衡时,n(HI)=2n生成(C2H4)=0.64n总。由n总=n(CH3I)平衡+n(HI)+n(C2H4)+n(C3H6)+n(C4H8)可得,n总=n(CH3I)平衡+0.64n总+0.04n总+0.08n总+0.08n总,解得,n(CH3I)平衡=0.16n总。则n初始(CH3I)=n消耗(CH3I)+n(CH3I)平衡=0.64n总+0.16n总=0.8n总,CH3I的转化率,反应3的分压平衡常数,,,MPa;
④反应是一个气体分子数减少的放热反应。要提高的平衡产率,应使平衡向右移动,可以采取的措施为降低温度、增大压强、及时分离出C4H8等;
(3)工业生产需要兼顾催化剂的活性和选择性。镍系催化剂,活性最高,选择性太低,副产物多,不经济;负载铬系催化剂,选择性最高,但活性最低,生产效率不高;四元铬系催化剂,活性和选择性都处于较高水平,故工业上最好采用四元铬系催化剂。
四、推断题
17.
(1) 对甲基苯酚或4-甲基苯酚
(2) 保护酚羟基
(3)
(4) 酯基;醚键
(5) 2
(6) 18
(7) ;
【解析】A()与、CH3COOH发生取代反应生成B,由C的结构简式式可知,B为,B发生取代反应生成C,C与在一定条件下发生取代反应生成D(),D依次发生酯基水解反应、酸化生成E(),E在加热条件下脱去CO2生成F(),F与发生取代反应生成G(),G与发生取代反应生成H() ,H与I反应生成J,由J的结构简式
可知,I的结构为。
(1) A的名称为对甲基苯酚或4-甲基苯酚;
(2) 酚羟基易被氧化,设计A→B这一步的目的是保护酚羟基,防止酚羟基在B转化成C的过程被氧化;
(3) D→E中,第一步反应是酯基发生水解反应,化学方程式为;
(4)由G的结构可知,其官能团有羟基、酯基、醚键;
(5) 手性碳原子是指与四个不同原子或基团的碳原子相连接的碳原子,如图2个标有*的碳原子为手性碳,
;
(6)满足条件的F的同分异构体结构中,含有酯基的一个取代基结构有、、、、、,有6种,与酚羟基的位置可以是邻、间、对,3种,共有种;
(7) 与M反应生成,结合M的分子式可知M为,与发生取代反应生成。
五、工艺流程题
18.
(1)xLi++Li1-xFePO4+xe-LiFePO4
(2)适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等(任写两种) 2LiFePO4+3H2SO4Li2SO4+2FeSO4+2H3PO4 石墨
(3)+3
(4)NaOH溶液(或Na2CO3溶液或NaHCO3溶液)
(5)
(6)Na2SO4
(7)将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续沉淀 铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液
【解析】原料为含LiFePO4,混有少量FePO4、石墨、Al杂质的废旧电池粉,首先经硫酸“酸浸Ⅰ”,不溶于酸的石墨作为滤渣除去,浸出Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、磷酸根等离子;随后调pH=2.7“沉铝”,“沉铝”后的滤液1可单独回收得到Li3PO4,“沉铝”滤渣经“焙烧”、“酸浸Ⅱ”、调pH除杂除去铁铝杂质后,最终加饱和碳酸钠溶液“沉锂”得到产品Li2CO3,焙烧产生的HF可吸收循环利用。
(2)“酸浸Ⅰ”时,LiFePO4与H2SO4反应生成Li2SO4、FeSO4和H3PO4,化学方程式为2LiFePO4+3H2SO4Li2SO4+2FeSO4+2H3PO4。
(3)在NH4Fe3P6O20中,设Fe化合价为x,N为+1价,P为+5价,O为-2价,化合价代数和为0,即+1+3x+6×(+5)+20×(-2)=0,解得x=+3,即Fe为+3价。
(4)根据“沉铝”时需要加入NaF可知,“焙烧”时产生的HF可用NaOH溶液或Na2CO3溶液或NaHCO3溶液吸收,生成的NaF可循环利用。
(5)反应AlPO4+3Li++3OH-Al(OH)3+Li3PO4的平衡常数K==a L6· mol-6,为防止生成Li3PO4沉淀,反应逆向进行,需满足Q>K,即>a L6· mol-6,带入c(Li+)为b mol· L-1,c3(OH-)<,c(OH-)<mol·L-1。
第1页 共2页 ◎ 第2页 共2页
学科网(北京)股份有限公司
$