精品解析:湖南岳阳市岳阳县第一中学2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题
2026-08-30
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内容正文:
2026年高三上学期化学入学考试试题
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 化学与生活密切相关。下列日常生活场景中,相关措施正确的是
选项
A
B
C
D
场景
塑料的老化
食物氧化变质
金属的腐蚀
环境和物品消毒
措施
生产塑料时添加增塑剂
用生石灰作脱氧剂
被保护金属作原电池负极
用紫外线照射
A. A B. B C. C D. D
2. 利用下列装置进行实验,无法达到实验目的的是
A.分离植物油和水
B.证明溶于水
C.证明与水反应生成
D.制备无水
A. A B. B C. C D. D
3. 下列过程对应的反应方程式书写正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2气体:
B. 用一定浓度的H2C2O4溶液测定未知浓度的酸性KMnO4溶液:5C2O+2MnO+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
C. 向稀硫酸中加入Na2S2O3固体:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O
D. 工业制硝酸过程中氨的催化氧化反应:4NH3+3O22N2+6H2O
4. 在无色透明溶液中能大量共存,且加入过量稀硫酸时,有气体生成的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
5. 下列对性质的描述和解释都正确的是
选项
性质
解释
A
放在水晶片上的石蜡在不同方向熔化的快慢不同
晶体的导热性具有各向异性
B
热稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键,H2S分子间仅存在范德华力
C
在水中的溶解度:HCl>Cl2
HCl是电解质,Cl2不是电解质
D
键角大小:NF3中的F—N—F键角>BF3中的F—B—F键角
N的电负性大于B
A. A B. B C. C D. D
6. 某化合物结构如图所示,、、、、、、、为原子序数依次增大的短周期元素,其中基态原子的核外电子有5种不同的空间运动状态,且与同主族。下列说法正确的是
A. 的焰色为紫红色
B. 第一电离能:
C. 基态原子的单电子数:
D. 该化合物中、、的杂化方式相同
7. 乙醚(微溶于水,熔点:-116.2℃,沸点:34.5℃,空气中遇明火易爆炸)在医学上可用作麻醉剂。实验室合成乙醚的原理如下:2CH3CH2OHC2H5OC2H5+H2O。部分实验步骤如下:在干燥的三颈烧瓶中先加入12mL无水乙醇,再缓缓加入12mL浓硫酸混匀。在恒压滴液漏斗中加入25mL无水乙醇,按如图所示(夹持装置等略)连接好装置。用电热套加热,使反应温度迅速升到140℃,再由恒压滴液漏斗慢慢滴加无水乙醇进行实验。下列说法错误的是
A. 仪器a可以更换为球形冷凝管
B. b中放置冰水,便于冷凝乙醚
C. 用电热套而不用酒精灯加热,可避免乙醚蒸气燃烧或爆炸
D. 实验开始后升温过慢会使乙醇来不及反应而挥发,乙醚产率降低
8. 化合物M、N的转化关系如图所示,下列有关说法正确的是
A. N能发生消去反应和水解反应
B. 1个M分子中含有8个手性碳原子
C. M与金属钠反应最多可以产生
D. N使酸性高锰酸钾溶液褪色和溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
9. 下列实验操作对应的现象或结果及推出的结论均正确的是
选项
实验操作
现象或结果
结论
A
室温下,向2mL0.1mol/LMgSO4溶液中加入2mL0.1mol/LNaOH溶液,再滴加5~6滴0.1mol/LCuSO4溶液
白色沉淀转化为蓝色沉淀
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
B
向装有Ag2O固体的两支试管中分别加入稀硝酸和氨水
两支试管中黑色固体均溶解
Ag2O为两性氧化物
C
向Na2SiO3溶液中通入SO2气体
出现白色胶状沉淀
非金属性:S>Si
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热一段时间,冷却后向其中加入少量新制Cu(OH)2,加热
未见砖红色沉淀
在该实验条件下,淀粉未水解
A. A B. B C. C D. D
10. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动的电子
11. 碘是人体不可缺少的微量元素,采用离子交换法从卤水(富含I-)中提取碘的工艺流程如下。下列说法错误的是
A. “氧化1”的主要离子方程式为
B. 离子交换树脂的作用是富集碘元素
C. 理论上参加反应的n(Cl2):n(Na2SO3)=1:2
D. “吹碘”鼓入热空气是利用了I2易升华的性质
12. 气相体系中Fe+可催化烷烃氧化生成醛,其反应历程如图所示(X为一种小分子),已知:在这个过程中还存在Ⅲ→Ⅰ的副反应。
下列说法错误的是
A. 在整个反应历程中存在π键的断裂和形成
B. Ⅲ→Ⅳ的反应为非氧化还原反应
C. 主反应的总反应为C2H6+2N2OCH3CHO+H2O+2N2
D. Ⅲ→Ⅰ的副反应可能会生成副产物乙醇
13. 不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B. 步骤③和④的反应均涉及手性碳原子
C. 步骤⑤的产物L脯氨酸是该反应的中间产物
D. 若用苯甲醛和作为原料,不能完成上述羟醛缩合反应
14. 常温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液,得到溶液的pH与V(NaOH)、-lg X[X=或]的关系如图所示。
下列说法错误的是
A. m表示pH与-lg的变化关系
B. V(NaOH)=30 mL时,溶液显酸性
C. M点时,c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-)
D. 整个滴定过程中N点对应的溶液中水的电离程度最大
二、解答题(共58分)
15. 有机化合物H是合成药品的重要中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
(1)A的名称为___________,G中的含氧官能团名称是___________。
(2)写出B→C的化学反应方程式___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F中手性碳原子有___________个。
(5)满足下列条件的B的同分异构体还有___________种(不考虑立体异构):
①与B具有完全相同的官能团;
②氟原子连在苯环。
(6)根据上述路线中的相关知识,以E等为原料,合成有机物Z的路线如下:
①X与E反应生成Y的同时,还生成了少量有机副产物,其结构简式为___________(填标号)。
A. B. C.
②W的结构简式为___________。
16. 以含杂质的钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)2,还含有少量SiO2、CuO、FeO及MnO2杂质]为原料制取草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工艺流程如图所示。
已知:常温下,有关沉淀数据如表所示(假设溶液中各金属离子起始浓度为0.01 mol·L-1,“完全沉淀”时,金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。
沉淀
Mg(OH)2
Co(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时pH
8.6
7.9
5.2
1.8
7.5
完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
9.0
回答下列问题:
(1)基态Co原子的价层电子排布式是________________。
(2)“浸取”得到的浸出液中主要含有Co2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+和SO,写出“浸取”时,MnO2发生反应的离子方程式:____________________________________。
(3)进行“氧化”步骤的目的是__________________________________________________________。
(4)“调节pH”中,当溶液中的Cu2+恰好完全沉淀时,溶液中的Fe3+浓度为________mol·L-1.若这一步使用氨水代替NaOH溶液作为沉淀剂,会使得Cu2+沉淀效率降低,原因是__________________________________________。
(5)“提纯除锰”分为萃取和反萃取两步,先向调节pH后的溶液中加入某有机酸萃取剂(HA)2,发生反应:Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+,Mn2+不发生该反应,从而实现Co2+的分离提纯,则将Co2+反萃取回水溶液得到CoSO4溶液时,应加入_________________(填化学式)溶液。
(6)以草酸钴为原料可以合成众多含钴的新型材料。一种钛酸钴材料的立方晶胞结构如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该钛酸钴晶体的密度为___________________g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
17. 化合物G是制备一种抗菌药的中间体,实验室以芳香化合物A为原料制备G的一种合成路线如图所示(部分试剂和条件已略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是_________________。
(2)C的名称是__________________。
(3)C→D转化的试剂和反应条件是__________________________。
(4)D中官能团的名称是___________________。
(5)E的结构简式是_________________。
(6)写出F→G的反应方程式:__________________________。
(7)C的一种同分异构体H满足下列条件:①能够发生银镜反应;②能够与FeCl3溶液发生显色反应;③核磁共振氢谱上共有5组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1,则H的结构简式是______________________。
(8)根据所学知识和上述信息,写出以溴乙烷为原料制备2⁃丁烯(CH3CH=CHCH3)的合成路线,无机试剂任选___________________________。
18. 化合物H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:① RCHO+R'CHO
②RCHO+R'CH2CHO +H2O
③
请回答下列问题:
(1)芳香化合物B的名称为___________。
(2)H的分子式是___________,H含有的官能团的名称是___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)X的结构简式为___________。
(5)写出D生成E的第①步反应的化学方程式___________。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1。
(7)写出用为原料制备化合物的合成路线,其他无机试剂任选___________。
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2026年高三上学期化学入学考试试题
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 化学与生活密切相关。下列日常生活场景中,相关措施正确的是
选项
A
B
C
D
场景
塑料的老化
食物氧化变质
金属的腐蚀
环境和物品消毒
措施
生产塑料时添加增塑剂
用生石灰作脱氧剂
被保护金属作原电池负极
用紫外线照射
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.防止塑料的老化应该添加防老剂,不是增塑剂,A错误;
B.生石灰能够吸水防潮,不能作脱氧剂,B错误;
C.被保护金属作原电池正极,可保护金属不被腐蚀,C错误;
D.紫外线可以是蛋白质发生变性,故可用紫外线照射进行环境和物品消毒,D正确;
故答案为:D。
2. 利用下列装置进行实验,无法达到实验目的的是
A.分离植物油和水
B.证明溶于水
C.证明与水反应生成
D.制备无水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.植物油和水互不相溶,可利用分液漏斗进行分液操作分离,A正确;
B.氨气极易溶于水,将氨气通入水中,会使试管内压强迅速减小,外界大气压将水压入试管,形成喷泉,且溶液可充满整个试管,B正确;
C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,C正确;
D.MgCl2溶液中存在水解平衡:,加热蒸发时HCl挥发促使水解平衡正向移动,可以得到,最终灼烧得到的是MgO,而非无水MgCl2。若要制备无水MgCl2,需要在HCl氛围加热氯化镁溶液得到无水氯化镁,D错误;
故选D。
3. 下列过程对应的反应方程式书写正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2气体:
B. 用一定浓度的H2C2O4溶液测定未知浓度的酸性KMnO4溶液:5C2O+2MnO+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
C. 向稀硫酸中加入Na2S2O3固体:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O
D. 工业制硝酸过程中氨的催化氧化反应:4NH3+3O22N2+6H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚酸性弱于碳酸、强于碳酸氢根。向苯酚钠溶液通入少量,产物为苯酚和,不会生成。正确离子方程式:,A错误;
B.草酸属于弱电解质,书写离子方程式不能拆成,必须保留分子形式。正确离子方程式:,B错误;
C.在酸性条件发生歧化反应,硫元素一部分化合价降低生成单质硫沉淀,一部分化合价升高生成二氧化硫,离子方程式书写完全正确,C正确;
D.氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应,被氧化生成和水,不是,正确化学方程式:,D错误;
故选C。
4. 在无色透明溶液中能大量共存,且加入过量稀硫酸时,有气体生成的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.和结合生成硅酸沉淀,不能大量共存,A项错误;
B.加入过量稀硫酸时,没有气体生成,B项错误;
C.、、、可以共存,且加入硫酸后碳酸根离子可以和氢离子反应生成二氧化碳气体,C项正确;
D.为黄色,且和亚硫酸氢根离子不共存,不符合题意,D项错误;
故选C。
5. 下列对性质的描述和解释都正确的是
选项
性质
解释
A
放在水晶片上的石蜡在不同方向熔化的快慢不同
晶体的导热性具有各向异性
B
热稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键,H2S分子间仅存在范德华力
C
在水中的溶解度:HCl>Cl2
HCl是电解质,Cl2不是电解质
D
键角大小:NF3中的F—N—F键角>BF3中的F—B—F键角
N的电负性大于B
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水晶属于晶体,晶体具有各向异性,晶体在不同方向上导热性能不一样。石蜡放在水晶片上,不同方向熔化快慢不同,正是体现晶体导热性的各向异性,性质描述与解释均正确,A正确;
B.热稳定性属于化学性质,由分子内共价键强弱决定;氧的非金属性强于硫,键键能大于键,所以更稳定。氢键是分子间作用力,只影响熔、沸点这类物理性质,不影响分子的热稳定性,B错误;
C.是极性分子,根据相似相溶原理,极易溶于极性溶剂水;是非极性分子,在水中溶解度小。溶解度大小和是否为电解质没有关系,属于单质,既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.中心采取杂化,存在一对孤电子对,孤电子对对成键电子对挤压,键角小于;中心采取杂化,无孤电子对,平面三角形,键角。二者键角差异根源是杂化方式与孤电子对,不是电负性,D错误;
故选A。
6. 某化合物结构如图所示,、、、、、、、为原子序数依次增大的短周期元素,其中基态原子的核外电子有5种不同的空间运动状态,且与同主族。下列说法正确的是
A. 的焰色为紫红色
B. 第一电离能:
C. 基态原子的单电子数:
D. 该化合物中、、的杂化方式相同
【答案】A
【解析】
【分析】已知X、T、Y、Z、M、Q、W、R是原子序数依次增大的短周期元素,基态Q原子有5种不同空间运动状态,核外电子共占据5个轨道,电子占据1s、2s和2p能级,Q为第二周期元素,Q与W同主族,W为第三周期元素,结合结构示意图,Q形成2个共价键、W形成6个共价键,由此可知,Q应为氧元素、W为硫元素,R是原子序数大于硫的元素,且R形成1个共价键,可得R为氯元素,X的原子序数最小,且只形成1个共价键,可知X为氢元素,T能形成正一价离子,且原子序数小于氧,T为锂元素,Y、Z、M原子序数大于3、小于8,根据成键情况分析,M形成3个共价键,Y、Z形成4个共价键,且Y的原子序数小于Z,可得M为氮元素,Z为碳元素,Y为硼元素;
【详解】A.T为,碱金属中的焰色反应为紫红色,A正确;
B.Z为碳、M为氮、Q为氧,同周期元素从左至右第一电离能逐渐增大,但氮原子2p能级为半充满结构,其第一电离能高于相邻主族元素原子,即M>Q>Z,B错误;
C.W为硫,基态硫原子单电子数为2,X为氢,基态氢原子单电子数为1,R为氯,基态氯原子单电子数为1,即基态原子单电子数W>X=R,C错误;
D.Y(原子)形成4个键,杂化方式为杂化;Z(原子)形成2个键,杂化方式为杂化,M(原子)一个形成3个键且有1个孤电子对、一个形成1个键且有1个孤电子对,杂化方式为、杂化,杂化方式不同,D错误;
答案选A。
7. 乙醚(微溶于水,熔点:-116.2℃,沸点:34.5℃,空气中遇明火易爆炸)在医学上可用作麻醉剂。实验室合成乙醚的原理如下:2CH3CH2OHC2H5OC2H5+H2O。部分实验步骤如下:在干燥的三颈烧瓶中先加入12mL无水乙醇,再缓缓加入12mL浓硫酸混匀。在恒压滴液漏斗中加入25mL无水乙醇,按如图所示(夹持装置等略)连接好装置。用电热套加热,使反应温度迅速升到140℃,再由恒压滴液漏斗慢慢滴加无水乙醇进行实验。下列说法错误的是
A. 仪器a可以更换为球形冷凝管
B. b中放置冰水,便于冷凝乙醚
C. 用电热套而不用酒精灯加热,可避免乙醚蒸气燃烧或爆炸
D. 实验开始后升温过慢会使乙醇来不及反应而挥发,乙醚产率降低
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验中直形冷凝管用于冷凝分离乙醚,不能用球形冷凝管代替,否则冷凝的乙醚会残留在球形冷凝管的玻璃球内,不利于分离乙醚,A错误;
B.由题干信息可知,乙醚的熔点:-116.2℃,沸点:34.5℃,b中放置冰水,便于冷凝乙醚,B正确;
C.由题干信息可知,乙醚在空气中遇明火易爆炸,故用电热套而不用酒精灯加热,可避免乙醚蒸气燃烧或爆炸,C正确;
D.实验开始后升温过慢会使乙醇来不及反应而挥发,乙醚产率降低,D正确;
故答案为:A。
8. 化合物M、N的转化关系如图所示,下列有关说法正确的是
A. N能发生消去反应和水解反应
B. 1个M分子中含有8个手性碳原子
C. M与金属钠反应最多可以产生
D. N使酸性高锰酸钾溶液褪色和溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.N中连接羟基的碳原子相邻的碳原子上有氢原子,可发生消去反应,但不能发生水解反应,A项错误;
B.连接4个互不相同的基团的碳原子是手性碳原子,M分子中含有的手性碳原子用“*”标记为共8个,B项正确;
C.没有指明M的物质的量,与金属钠反应产生氢气的量不能确定,C项错误;
D.N中含碳碳双键和羟基,均可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,而使酸性高锰酸钾溶液褪色,使溴的四氯化碳溶液褪色发生加成反应,原理不同,D项错误;
故选B。
9. 下列实验操作对应的现象或结果及推出的结论均正确的是
选项
实验操作
现象或结果
结论
A
室温下,向2mL0.1mol/LMgSO4溶液中加入2mL0.1mol/LNaOH溶液,再滴加5~6滴0.1mol/LCuSO4溶液
白色沉淀转化为蓝色沉淀
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
B
向装有Ag2O固体的两支试管中分别加入稀硝酸和氨水
两支试管中黑色固体均溶解
Ag2O为两性氧化物
C
向Na2SiO3溶液中通入SO2气体
出现白色胶状沉淀
非金属性:S>Si
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热一段时间,冷却后向其中加入少量新制Cu(OH)2,加热
未见砖红色沉淀
在该实验条件下,淀粉未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向溶液中加入溶液,量不足,生成白色沉淀,体系中没有大量剩余,再滴入少量溶液,白色沉淀转化为蓝色沉淀。与沉淀类型相同,沉淀发生转化,说明溶解度更小的的溶度积更小,即,操作、现象、结论均正确,A正确;
B.向固体中分别加入稀硝酸和氨水,固体全部溶解。和硝酸反应生成盐与水,发生复分解反应;和氨水中的发生配位反应生成,并非与碱反应生成盐和水。所以不能证明是两性氧化物,B错误;
C.向硅酸钠溶液通入,析出白色硅酸胶状沉淀,说明酸性:。比较非金属性强弱,要对比元素最高价氧化物对应水化物的酸性,是的+4价含氧酸,不是硫的最高价含氧酸,因此不能据此推出非金属性,C错误;
D.淀粉在稀硫酸催化下水解,水解后溶液呈强酸性;直接加入新制,会优先和硫酸发生中和反应,无法和水解产物葡萄糖发生反应生成砖红色沉淀。实验操作缺少加碱中和硫酸这一步,不能说明淀粉没有水解,D错误;
故选A。
10. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动的电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力,空间结构与石墨类似,属于混合晶体,不含BN小分子,故A错误;
B.六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力,分子间作用力比较小,所以其质地较软,故B正确;
C.立方相氮化硼空间结构为网状结构,与金刚石类似,属于共价晶体,所以其熔点高、硬度大,故C正确;
D.晶体中存在可以自由移动的电子能导电,六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子,所以不导电,故D正确;
故答案选A。
11. 碘是人体不可缺少的微量元素,采用离子交换法从卤水(富含I-)中提取碘的工艺流程如下。下列说法错误的是
A. “氧化1”的主要离子方程式为
B. 离子交换树脂的作用是富集碘元素
C. 理论上参加反应的n(Cl2):n(Na2SO3)=1:2
D. “吹碘”鼓入热空气是利用了I2易升华的性质
【答案】C
【解析】
【分析】由题干流程图可知,向卤水中加入H2SO4后通入Cl2将I-转化为,用离子交换树脂吸附氧化生成的,再加入Na2SO3将再次转化为I-,加入NaCl和HCl进行离子交换树脂再生后,用KClO3氧化I-为I2,向溶液中吹入热空气将碘吹出,据此分析解题。
【详解】A.“氧化1”为Cl2和I-反应生成,硫酸是起酸化的作用,根据原子守恒和电荷守恒可得反应的离子方程式为:,A正确;
B.由于海水中碘离子的含量较低,如果直接提取碘,会浪费大量资源,通过离子交换树脂的“吸附”、“解脱”能达到富集碘元素的目的,B正确;
C.在整个流程中,氯气将I-氧化,亚硫酸钠又将含碘物质还原,根据电子守恒,Cl2得到电子,Na2SO3失去电子,Cl2~ 2e-,Na2SO3~ 2e-,从氧化还原反应的关系可知,理论上参加反应的n(Cl2):n(Na2SO3) =1:1,而不是1:2,C错误;
D.因为I2具有易升华的性质,所以“吹碘”时鼓入热空气可以将I2升华出来,D正确;
故答案为:C。
12. 气相体系中Fe+可催化烷烃氧化生成醛,其反应历程如图所示(X为一种小分子),已知:在这个过程中还存在Ⅲ→Ⅰ的副反应。
下列说法错误的是
A. 在整个反应历程中存在π键的断裂和形成
B. Ⅲ→Ⅳ的反应为非氧化还原反应
C. 主反应的总反应为C2H6+2N2OCH3CHO+H2O+2N2
D. Ⅲ→Ⅰ的副反应可能会生成副产物乙醇
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,与反应生成和,和反应生成,发生反应生成副产物和,根据原子守恒可知,副产物可能为乙醇;发生反应生成和,根据原子守恒可知,为水;和反应生成和,发生反应生成乙醛和,主反应的总反应方程式为,以此解题;
【详解】A.Ⅳ转化到Ⅴ时碳碳双键变为碳碳单键,存在键断裂;Ⅰ转化到Ⅱ生成,Ⅲ转化到Ⅳ形成碳碳双键,存在键的形成,整个反应历程中确实存在键的断裂与形成,A正确;
B.Ⅲ→Ⅳ的转化过程中,铁元素化合价由价变化为价,有元素化合价发生改变,存在电子转移,该反应属于氧化还原反应,并非非氧化还原反应,B错误;
C.结合循环图,反应物是与,生成物是、、,作催化剂,配平得到总反应:,C正确;
D.题目说明存在Ⅲ→Ⅰ的副反应,依据原子守恒,中间体可能发生转化生成副产物乙醇,D正确;
故选B。
13. 不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B. 步骤③和④的反应均涉及手性碳原子
C. 步骤⑤的产物L脯氨酸是该反应的中间产物
D. 若用苯甲醛和作为原料,不能完成上述羟醛缩合反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.①和②的有机产物分别为、 ,两者含有不同的官能团,可通过红外光谱鉴别,A正确;
B.同一碳原子连接四个不同的原子或者原子团的碳原子为手性碳原子,步骤③和④的生成物均有手性碳原子,B正确;
C.L-脯氨酸在步骤①参与反应,在步骤⑤又生成,是该反应的催化剂,C错误;
D.的酮羰基碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生步骤②的转化,所以不能完成上述羟醛缩合反应,D正确;
故选:C。
14. 常温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液,得到溶液的pH与V(NaOH)、-lg X[X=或]的关系如图所示。
下列说法错误的是
A. m表示pH与-lg的变化关系
B. V(NaOH)=30 mL时,溶液显酸性
C. M点时,c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-)
D. 整个滴定过程中N点对应的溶液中水的电离程度最大
【答案】C
【解析】
【分析】二元弱酸的两步电离常数分别满足:,整理可得,两条直线均满足“等于相应的减去横坐标”。图中短直线与横轴交于1.4,长直线与横轴交于6.7,因此。所以直线表示与的关系,直线表示与的关系。滴定时,加入20.00 mL碱到达第一计量点,加入40.00 mL碱到达第二计量点。据此再结合物料守恒、电荷守恒和盐类水解判断各选项。
【详解】A.由第一步电离平衡可得,故确实表示与的变化关系,A正确;
B.初始的物质的量为2.00 mmol;当=30 mL时,加入的为3.00 mmol。反应后和各为1.00 mmol,二者浓度相等。由第二级缓冲关系可得,因此溶液显酸性,B正确;
C.点为第一计量点,溶液的主要溶质为。两性离子形成的溶液近似满足,此时溶液显酸性,故大于。根据电荷守恒:移项并利用大于,可得,题干中的不等式方向相反,C错误;
D.滴定过程中,溶质依次由转化为,再转化为。在第二计量点,溶液中的水解最明显,促进水的电离;继续加入后,过量的反而抑制水的电离。因此整个滴定过程中,点对应溶液中水的电离程度最大,D正确;
故选C。
【点睛】处理“滴定曲线+浓度比曲线”题时,可先由表达式推出与浓度比的线性关系,再利用横轴截距读取。判断计量点的粒子浓度关系时,不宜只凭化学计量数,应先判断溶液酸碱性,再写电荷守恒式;判断水的电离程度时,要牢记酸、碱抑制水的电离,能够水解的盐促进水的电离,而过量强碱会再次产生抑制作用。
二、解答题(共58分)
15. 有机化合物H是合成药品的重要中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
(1)A的名称为___________,G中的含氧官能团名称是___________。
(2)写出B→C的化学反应方程式___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F中手性碳原子有___________个。
(5)满足下列条件的B的同分异构体还有___________种(不考虑立体异构):
①与B具有完全相同的官能团;
②氟原子连在苯环。
(6)根据上述路线中的相关知识,以E等为原料,合成有机物Z的路线如下:
①X与E反应生成Y的同时,还生成了少量有机副产物,其结构简式为___________(填标号)。
A. B. C.
②W的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 4−氟苯甲醛或对氟苯甲醛 ②. 酰胺基、酯基
(2) (3) 或等
(4)2 (5)15
(6) ①. A ②.
【解析】
【分析】A与CH3CHO在催化剂作用下反应生成B,B中醛基催化氧化生成C为 ,C与乙醇在浓硫酸作催化剂加热条件下发生酯化反应生成D,D与E发生加成反应生成F,根据F的结构简式和E的分子式可推知E为。F与氢气在催化剂作用下反应生成G,G与LiAlH4反应生成H。
【小问1详解】
根据A的结构简式可知,其名称为4-氟苯甲醛或对氟苯甲醛。根据G的结构简式可知,其中含氧官能团名称为酰胺基、酯基。
【小问2详解】
根据B→C发生氧化反应,C→D发生酯化反应,推得C为,B→C的化学反应方程式为。
【小问3详解】
根据分析可知,E为或。
【小问4详解】
如图数字所示,F中手性碳原子有2个。
【小问5详解】
根据题意,同分异构体中含有①C=C、②-CHO、③等片段。①②片段连接一起,有-CH=CHCHO、两种,分别处于苯环上氟原子的邻、间、对位置,有同分异构体6种,其中-CH=CHCHO与氟原子处于对位是B本身,减掉1种。若①②片段均连接在苯环上,F和碳碳双键为图示位置时,醛基有4个位置,F和碳碳双键为图示位置时,醛基有4个位置,F与碳碳双键为图示位置时,醛基有2个位置,因此共有5+4+4+2=15种。
【小问6详解】
①E断键为H原子和部分,分别加成到X( )的1、2号双键碳原子上。如果加到X的1号碳原子上,得到本题的产物Y;如果加到X的2号碳原子上,得到本题的副产物,即本题的答案选A。
②根据题意G→H反应是被还原为,所以W→Z发生的是同样的反应,即将Z中部位改写为即可,答案为。
16. 以含杂质的钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)2,还含有少量SiO2、CuO、FeO及MnO2杂质]为原料制取草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工艺流程如图所示。
已知:常温下,有关沉淀数据如表所示(假设溶液中各金属离子起始浓度为0.01 mol·L-1,“完全沉淀”时,金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。
沉淀
Mg(OH)2
Co(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时pH
8.6
7.9
5.2
1.8
7.5
完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
9.0
回答下列问题:
(1)基态Co原子的价层电子排布式是________________。
(2)“浸取”得到的浸出液中主要含有Co2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+和SO,写出“浸取”时,MnO2发生反应的离子方程式:____________________________________。
(3)进行“氧化”步骤的目的是__________________________________________________________。
(4)“调节pH”中,当溶液中的Cu2+恰好完全沉淀时,溶液中的Fe3+浓度为________mol·L-1.若这一步使用氨水代替NaOH溶液作为沉淀剂,会使得Cu2+沉淀效率降低,原因是__________________________________________。
(5)“提纯除锰”分为萃取和反萃取两步,先向调节pH后的溶液中加入某有机酸萃取剂(HA)2,发生反应:Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+,Mn2+不发生该反应,从而实现Co2+的分离提纯,则将Co2+反萃取回水溶液得到CoSO4溶液时,应加入_________________(填化学式)溶液。
(6)以草酸钴为原料可以合成众多含钴的新型材料。一种钛酸钴材料的立方晶胞结构如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该钛酸钴晶体的密度为___________________g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
【答案】(1)3d74s2
(2)
(3)将Fe2+氧化为Fe3+,便于在调节pH时转化为Fe(OH)3沉淀除去
(4) ①. 10-16.7 ②. Cu2+可与NH3反应生成可溶的[Cu(NH3)4]2+,无法被完全沉淀
(5)H2SO4 (6)
【解析】
【分析】向钴矿中加入溶液和稀硫酸,钴的氧化物/氢氧化物与硫酸反应溶解,同时作为还原剂,将氧化性的(来自)、还原为、;杂质不溶于酸,进入浸出渣被除去,浸出液中含。加入溶液,将浸出液中的氧化为,便于后续通过调pH分步沉淀除杂。加入溶液,控制pH范围,使、分别转化为、沉淀除去,而仍留在溶液中。加入有机酸萃取剂,进入有机相、留在水相实现分离,再通过反萃取将重新转移到水相得到纯净的溶液。向溶液中加入,反应析出草酸钴晶体。
【小问1详解】
Co是27号元素,属于第四周期第Ⅷ族,价层电子包含最外层的4s轨道和次外层的3d轨道电子,排布符合洪特规则特例,为。
【小问2详解】
浸取体系加入了还原剂和稀硫酸,氧化性的在酸性条件下将氧化为,自身被还原为,离子方程式为。
【小问3详解】
根据表格数据,完全沉淀的pH为9.0,和开始沉淀的pH7.9非常接近,若不氧化,调pH除杂时会同步沉淀造成损失;而完全沉淀pH仅为2.8,远低于开始沉淀的pH,可在不损失的前提下除去铁杂质。
【小问4详解】
恰好完全沉淀时,离子浓度为,对应pH=6.7,此时溶液中;先由完全沉淀(pH=2.8,)算出,代入pH=6.7的,可得。氨水可与反应生成可溶性的铜氨配离子,导致溶液中游离的浓度降低,无法完全生成沉淀。
【小问5详解】
萃取平衡为,反萃取需要让平衡逆向移动,同时最终要得到溶液,因此加入稀硫酸,增大溶液中浓度,使平衡左移,重新进入水相得到。
【小问6详解】
由晶胞图可知,Co位于晶胞顶点,总个数为;Ti位于晶胞体心,个数为1;O位于晶胞面心,总个数为,因此晶胞组成为,1个晶胞的质量为。晶胞边长为,晶胞体积为,因此密度。
17. 化合物G是制备一种抗菌药的中间体,实验室以芳香化合物A为原料制备G的一种合成路线如图所示(部分试剂和条件已略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是_________________。
(2)C的名称是__________________。
(3)C→D转化的试剂和反应条件是__________________________。
(4)D中官能团的名称是___________________。
(5)E的结构简式是_________________。
(6)写出F→G的反应方程式:__________________________。
(7)C的一种同分异构体H满足下列条件:①能够发生银镜反应;②能够与FeCl3溶液发生显色反应;③核磁共振氢谱上共有5组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1,则H的结构简式是______________________。
(8)根据所学知识和上述信息,写出以溴乙烷为原料制备2⁃丁烯(CH3CH=CHCH3)的合成路线,无机试剂任选___________________________。
【答案】(1)氧化反应
(2)邻甲基苯甲酸(或2-甲基苯甲酸)
(3)Br2(g)/光照[Br2(g)/高温、Br2(g)/500 ℃等答案也可,Br2(g)可以写为Br2]
(4)
碳溴键、羧基 (5)
(6) (7) (8)CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCH3
【解析】
【分析】结合A和B的结构简式可知A生成B是在甲苯中甲基的邻位引入醛基,B中醛基氧化为羧基得到C,C中甲基上的H被Br取代得到D,结合已知信息可以确定E为,F为,对比F和G可知,F生成G是碳碘键的消去反应。
【小问1详解】
B生成C是由醛基氧化为羧基,反应类型为氧化反应。
【小问2详解】
化合物C中含有苯环、甲基和羧基,属于羧酸类,甲基和羧基位于苯环的邻位,命名为:邻甲基苯甲酸或2-甲基苯甲酸。
【小问3详解】
C生成D是在甲基上的H被Br取代,属于烷烃的取代反应,条件为Br2(g)/光照。或其他合理答案。
【小问4详解】
化合物D中的官能团为碳溴键、羧基。
【小问5详解】
根据分析E的结构简式为。
【小问6详解】
根据分析化合物F中含有碳碘键,可在NaOH的醇溶液中发生消去反应,方程式为:。
【小问7详解】
H能够发生银镜反应,说明其中含有醛基或甲酸酯基;能够与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中含有酚羟基,结合分子式中只有两个氧原子,可确定其分子中含有一个醛基和一个酚羟基,且除苯环和醛基外还 含有一个碳原子,又因为核磁共振氢谱上共有5组峰,峰面积之比为2:2:2:1:1,可确定苯环上酚羟基与-CH2CHO 结构,故其结构简式为。
【小问8详解】
对比原料溴乙烷和目标产物的结构可知,要制备2-丁烯,可先利用溴乙烷经水解、催化氧化反应制得乙 醛,再参考已知信息第一步,由乙醛和溴乙烷在一定条件下反应生成2-丁烯,合成路线为。
18. 化合物H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:① RCHO+R'CHO
②RCHO+R'CH2CHO +H2O
③
请回答下列问题:
(1)芳香化合物B的名称为___________。
(2)H的分子式是___________,H含有的官能团的名称是___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)X的结构简式为___________。
(5)写出D生成E的第①步反应的化学方程式___________。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1。
(7)写出用为原料制备化合物的合成路线,其他无机试剂任选___________。
【答案】 ①. 苯甲醛 ②. C14H14O2 ③. 碳碳双键、羧基 ④. 加成反应 ⑤. ⑥. +2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H2O ⑦. 、(写出任意一种即可) ⑧.
【解析】
【分析】根据信息①可知反应生成和,根据信息②和反应生成,和新制氢氧化铜加热反应,在酸化得到,和溴单质发生加成反应生成,发生消去反应,再根据信息③和H的结构简式得到G为,根据信息③知和反应生成H。
【详解】(1)芳香化合物B()的名称为苯甲醛;故答案为:苯甲醛。
(2)根据H的结构简式得到H的分子式是C14H14O2,H含有的官能团的名称是碳碳双键、羧基;故答案为:C14H14O2;碳碳双键、羧基。
(3)根据G生成H的结构简式得到该反应类型为加成反应;故答案为:加成反应。
(4)根据前面分析得到X的结构简式为;故答案为:。
(5)D()在氢氧化钠溶液碱性环境下和新制氢氧化铜加热条件下反应生成羧酸钠、氧化亚铜和水,其生成E的第①步反应的化学方程式+2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H2O;故答案为:。
(6)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出,说明含有羧基;②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,且峰面积之比为6∶2∶1∶1,因此符合条件的同分异构体的结构简式、(写出任意一种即可);故答案为:、(写出任意一种即可)。
(7)和溴单质发生加成反应生成,发生消去反应生成,和发生反应生成,其合成路线为:;故答案为:。
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