内容正文:
2024-2025学年上学期高三年级期末检测
化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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: 1 12 14 16 32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列有关文物的主要成分属于有机高分子材料的是
文物
名称
A.晋侯鸟尊(西周青铜酒器)
B.司马金龙墓出土的木制漆屏风
文物
名称
C.晋侯夫人组玉佩
D.程哲石碑
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.晋侯鸟尊是青铜制品,青铜为铜合金,属于金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.木制漆屏风的主要成分包含纤维素、天然漆等有机物,纤维素属于天然有机高分子材料,符合题意,B正确;
C.组玉佩的主要成分为硅酸盐类无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C错误;
D.程哲石碑的主要成分为碳酸钙、硅酸盐等无机非金属材料,不属于有机高分子材料,D错误;
故选B。
2. 劳动有助于“知行合一”。下列劳动项目与相应化学原理不匹配的是
选项
劳动项目
化学原理
A
在室内喷洒过氧乙酸溶液消毒
过氧乙酸()具有强氧化性
B
用热纯碱溶液清洗餐具的油污
油脂在热纯碱溶液中的水解产物能溶于水
C
用乙酸乙酯除去衣服上的油渍
乙酸乙酯在空气中燃烧生成和
D
在压面机轴承上涂一层黄油
将金属与空气隔离,避免金属发生腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧乙酸具有强氧化性,可使蛋白质变性达到消毒效果,劳动项目与原理匹配,A不符合题意;
B.热纯碱溶液中水解程度大,碱性更强,油脂在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,可清洗油污,劳动项目与原理匹配,B不符合题意;
C.用乙酸乙酯除油渍是利用相似相溶原理,油渍作为有机物可溶于有机溶剂乙酸乙酯,和乙酸乙酯燃烧生成和无关,劳动项目与原理不匹配,C符合题意;
D.在轴承上涂黄油可隔绝金属与空气、水的接触,避免金属发生腐蚀,劳动项目与原理匹配,D不符合题意;
故选C。
3. 下列各组物质的除杂方法中,不可行的是
A. 除去甲烷中的乙烯:依次通过酸性溶液、浓硫酸
B. 除去中的:依次通过饱和溶液、浓硫酸
C. 除去铁粉中的铝粉:用磁石吸取铁粉
D. 除去溶液中的:通入适量
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯与酸性溶液反应会生成新杂质,无法得到纯净甲烷,除杂方法不可行,A错误;
B.与饱和溶液反应生成,且饱和溶液能降低的溶解度,经浓硫酸干燥后可得纯净,除杂方法可行,B正确;
C.铁粉可被磁石吸引,铝粉无此性质,可实现二者分离,除杂方法可行,C正确;
D.适量可将氧化为,且不引入新杂质,除杂方法可行,D正确;
故选A。
4. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达错误的是
A. 分子的空间结构:
B. 形成键过程:
C. 亚铜氨溶液吸收生成的,加热可再生成亚铜氨溶液:
D. 在酸催化下,等物质的量的苯酚和甲醛合成线型结构的酚醛树脂的总反应方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子的空间结构为V形,分子空间结构仅表示成键原子的空间排布,不需要画出孤电子对,该图包含了孤电子对的电子云,属于价层电子对的空间构型,A错误;
B.的轨道和的轨道沿键轴方向头碰头重叠形成键,图示过程符合共价键成键规律,B正确;
C.加热时配合物不稳定,配体和释放,分解生成、和,反应式符合反应事实,C正确;
D.酸催化下等物质的量苯酚和甲醛发生缩聚反应生成线型酚醛树脂,反应式原子守恒、产物结构符合线型酚醛树脂的结构特点,D正确;
故选A。
5. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A. 洪特规则认为基态铜原子的价层电子进入能级达到全充满结构较稳定
B. VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构不可能相同
C. 杂化轨道是由1个轨道和2个轨道杂化而得
D. 中的配位键是由原子提供孤电子对、提供空轨道形成的键
【答案】B
【解析】
【详解】A.洪特规则的特例指出简并轨道全充满、半充满、全空时结构更稳定,基态铜原子价层电子排布为,能级全充满符合该规则,A正确;
B.当中心原子无孤电子对时,VSEPR模型与分子的空间结构一致,例如的两种结构均为正四面体,“不可能相同”的表述错误,B错误;
C.杂化轨道是由同一能层的1个轨道和2个轨道杂化得到的3个能量相同的杂化轨道,C正确;
D.中的配位键由原子提供孤电子对、提供空轨道形成,配位键属于键,D正确;
故选B。
6. 盘尼西林是一种抗生素,它的键线式如图所示。下列叙述正确的是
A. 含4个手性碳原子
B. 盘尼西林最多能与反应
C. 不能发生取代反应
D. 红外光谱中出现了以上的吸收峰
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连接4个不同原子或基团的饱和碳原子,该分子中仅含有3个手性碳原子,如图,A错误;
B.1 mol该分子含有1 mol羧基、2 mol酰胺键,三者均能与反应,最多可消耗,B错误;
C.该分子含羧基、酰胺键、苯环,可发生酯化、水解、苯环卤代等多种取代反应,C错误;
D.该分子含、以及苯环上的键,上述键的伸缩振动吸收峰均在以上,因此红外光谱中会出现以上的吸收峰,D正确;
故选D。
7. 向溶液中滴加(或通入)过量的试剂,下列总反应的离子方程式书写错误的是
选项
试剂
现象
离子方程式
A
氨水
先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解得到深蓝色溶液
B
产生黑色沉淀
C
溶液
产生白色沉淀(只含2种元素),溶液变为棕黄色
D
溶液
产生绿色沉淀和气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸铜与过量氨水反应,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,后沉淀溶解得到含的深蓝色溶液,给出的总离子方程式符合反应事实,原子、电荷均守恒,A正确;
B.是弱酸,与反应生成难溶于酸的黑色沉淀,离子方程式中保留化学式,书写正确,B正确;
C.具有氧化性,可将氧化为(溶液呈棕黄色),自身被还原为,与结合生成白色沉淀,离子方程式符合反应事实,守恒关系正确,C正确;
D.Cu2+和过量发生双水解反应,生成的绿色沉淀是碱式碳酸铜,释放的气体是CO2而非H2,正确的总反应为,D错误;
故选D。
8. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
的沸点比高
分子间存在氢键
B
王水溶解金,而浓硝酸不溶
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
金属能导电,常作导线、电极
金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
D
石墨粉可作润滑剂
石墨中层与层之间存在微弱的范德华力
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子间存在氢键,分子间作用力强于无氢键的,因此沸点更高,A正确;
B.王水能溶解金的原因是浓盐酸提供高浓度的,与形成稳定的配位离子,降低了的电极电势,使能够被浓硝酸氧化,并非浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性,B错误;
C.金属晶体中存在自由电子,外加电场下自由电子定向移动产生电流,因此金属可导电,适合作导线、电极,C正确;
D.石墨为层状结构,层与层之间依靠微弱的范德华力结合,易发生相对滑动,因此石墨粉可作润滑剂,D正确;
故选B。
9. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,基态原子核外有3个能级且每个能级电子数相等,地壳中元素质量分数最大,基态原子的价层电子所在的能层有9个轨道。4种元素形成的化合物存在转化关系:,在食品工业中,常用于焙制糕点。下列说法正确的是
A. 电负性: B. 水溶液:
C. 第一电离能: D. 键角:
【答案】A
【解析】
【分析】基态有3个能级且各能级电子数相等,核外电子排布为,为;地壳中质量分数最大的为;为焙制糕点的小苏打,结合原子序数依次增大,得为,为。据此作答。
【详解】A.同周期主族元素电负性从左到右递增,H电负性小于C,则电负性,即,A正确;
B.为,水溶液为碳酸,;为,与水反应生成,溶液,故水溶液:,B错误;
C.Na是金属元素,易失电子,第一电离能远小于H,即,C错误;
D.为,为杂化,键角约;为,为杂化,键角约;为,为杂化,键角,故键角:,D错误;
故选A。
10. 已知:的沸点为,实验室用与反应制备肼()。某小组设计实验制备,装置如图所示。下列叙述错误的是
A. 可能是或生石灰,能促进逸出
B. 装置作安全瓶,装置用于吸收尾气中的
C. 制备实验结束后,采用分液操作分离产品
D. 装置中反应为
【答案】C
【解析】
【分析】装置A为氨气发生装置:向盛有固体X的烧瓶中滴加浓氨水,利用NaOH溶于水大量放热、同时增大溶液中浓度,或是生石灰(CaO)与水反应放热并消耗水,大幅降低的溶解度,促进浓氨水中的分解释放,快速制备氨气。 装置B为安全瓶(防倒吸装置):作为A和C之间的缓冲单元,可防止后续C装置中的液体因体系压强骤降倒吸入前端的氨气发生装置中,避免仪器炸裂、反应体系受干扰。E装置用于尾气处理。据此作答。
【详解】A.、生石灰遇水均放热,且使溶液中浓度增大,抑制电离,促进逸出,A正确;
B.装置B为空瓶,可防止C中溶液倒吸进入A,作安全瓶;装置E可吸收未反应的,防止污染空气,B正确;
C.与水互溶,不能用分液操作分离,应根据二者沸点差异采用蒸馏法分离产品,C错误;
D.和发生氧化还原反应,配平后方程式为,得失电子、原子均守恒,D正确;
故选C。
11. 部分含物质的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A. 标准状况下,含共用电子数为
B. 常温常压下,中含键数为
C. 反应1中完全反应时产物中含平面三角形离子数为
D. 反应2中生成还原产物时转移电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下的物质的量为,1个分子含3对N-H共用电子对,因此0.1mol的共用电子总数为,A错误;
B.的物质的量为,每个分子的三键中含2个键,故键数为,B错误;
C.反应1为,完全反应生成,其中平面三角形离子只有,物质的量为,数目为,C错误;
D.反应2配平为,归中反应中还原产物为得电子生成的,每生成还原产物转移电子,故生成还原产物时转移电子数为,D正确;
故选D。
12. 我国科学家唐军旺教授等开发出了和共修饰及第一个光催化甲烷氧化偶联流动体系,原理如图所示(“”表示“空穴”,驱动氧化反应)。
下列叙述正确的是
A. 含电子数约为
B. 当中时,
C. 阴极反应式为
D. 总反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】结合图示可得阳极反应为(或),阴极反应为,据此作答。
【详解】A.含有的电子数为,约为,A错误;
B.设,,根据化合物电中性,且,解得,B错误;
C.驱动氧化反应,题给反应为氧化反应,属于阳极反应;阴极发生得电子的还原反应,C错误;
D.将阳极反应和阴极反应相加,两侧同乘2可得给出的总反应,反应条件书写正确,D正确;
故选D。
13. 甲醇是一种潜在的储氢材料。在某催化剂作用下,制氢历程如图所示(代表过渡态,*代表物种被吸附在催化剂表面)。速率方程式为(为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度、压强无关)。
下列叙述错误的是
A. 甲醇分解制氢分5步反应,其中反应③和④均是焓减反应
B. 决速反应方程式为
C. 制氢总反应为 ,正反应是熵增反应
D. 升高温度,该反应平衡常数会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醇分解制氢有5个过渡态,对应5步反应;反应③产物相对能量低于反应物的,反应④产物相对能量低于反应物的,二者,均为焓减反应,A正确;
B.决速步是活化能最高的反应,活化能为过渡态与该步反应物的能量差,计算可知反应⑤活化能最高,为决速步,方程式为,选项给出的是反应②的方程式,不是决速步,B错误;
C.总反应焓变为终态与始态的能量差,,正反应气体分子数增多,属于熵增反应,C正确;
D.该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确;
故选B。
14. 常温下,某废水处理过程中始终保持饱和,即,通过调节使和形成硫化物而分离,体系中与的关系如图所示,表示、、和的浓度,单位为。已知,废水中。
下列说法正确的是
A. 曲线③代表和的关系
B. 常温下,
C. 常温下,
D. 常温下,反应的平衡常数
【答案】C
【解析】
【分析】对于H2S的电离,,变形得,pH每增大1,减小1,,变形得,pH每增大1,减小2,曲线④为,曲线①为。
对于金属离子的沉淀平衡,,则相同时,,即,因此pH增大、升高时,金属离子浓度降低、升高,曲线②为,曲线③为。
【详解】A.由分析,曲线③代表的是,不是,A错误;
B.观察曲线④,当时,,即,带入,观察a点,当时,,根据,计算得,因此,不满足大于,B错误;
C.取曲线①和③的交点a(3,14),此时、,即,因此,C正确;
D.反应的平衡常数,代入点b(3.9,12.2)得,因此,不是,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某种铜矿的主要成分是和,还含有少量杂质铁的氧化物和。研究人员设计了一种利用该铜矿制备蓝矾()的流程,如图所示:
已知:①时,相关物质的见下表:
物质
②常温下,溶液中时,可认为该离子完全除去。
回答下列问题:
(1)元素位于周期表第________周期第________族。
(2)提高“酸浸”反应速率的措施有将铜矿石粉碎为粉末状态、________________________(答一条);“滤渣”主要成分的化学式是________________________。
(3)“反应ⅰ”的离子方程式是______________________。
(4)“除杂”操作中加入的试剂最好是________(填标号)。
a. b. c.
(5)“除杂”操作时加入试剂,将溶液中的完全转化为氢氧化物沉淀时,溶液的________;当恰好完全转化为氢氧化物沉淀时,溶液中,则是否发生反应生成沉淀;________________________________(通过计算做出判断)。
(6)后续工艺流程优化时,将“酸浸”与“反应ⅰ”进行了合并,该工艺流程改进的优点是________________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ
(2) ①. 适当增大硫酸的浓度或适当升高温度等(答出1条即可) ②. 、
(3)
(4)b (5) ①. 2.8 ②. ,则没有发生反应生成沉淀(合理即可)
(6)“酸浸”与“反应ⅰ”合并,将氧化为,提高了原料的利用率(合理即可)
【解析】
【分析】铜矿的主要成分是和,还含有少量杂质铁的氧化物和;酸浸,和铁的氧化物转化为相应的盐溶液,酸浸歧化生成和,二氧化硅、不反应过滤掉,滤渣a的主要成分是、Cu,滤液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁,加入试剂X调节pH除去铁,滤渣b的主要成分是,经过系列操作干燥得晶体。
【小问1详解】
Fe的原子序数为26,核外电子排布为,对应周期表第四周期第Ⅷ族,属于过渡金属元素;
【小问2详解】
提高固液反应速率的常见措施有:将固体粉碎、适当增大硫酸的浓度或适当升高温度等;酸浸后滤渣a的主要成分为、Cu。
【小问3详解】
“反应ⅰ”是滤液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁的反应,离子方程式是;
【小问4详解】
a.会引入杂质,a不符合题意;
b.CuO可以消耗溶液中的升高pH,且反应生成,不会引入新杂质,b符合题意;
c.会引入杂质,生成微溶的混入体系,c不符合题意;
故选b。
【小问5详解】
完全沉淀时,,代入 可得,结合常温下,得,因此。此时溶液中,计算离子积: ,因此不会生成沉淀。
【小问6详解】
“酸浸”与“反应ⅰ”合并,将氧化为,提高了原料的利用率,省去了两步操作之间的转移、静置等冗余步骤,既简化了流程、提升生产效率,也能减少中间产物的损耗,降低生产的能耗与试剂消耗。
16. 磺化聚苯乙烯(简称)具有亲水性和离子导电性,使其成为能制备燃料电池的电解质膜材料等。实验室中通过聚苯乙烯的苯环磺化可制备少量的。
[制备]在烧杯中依次加入二氯乙烷()、乙酸酐[](),控制溶液温度低于,边搅拌边分批加入浓硫酸(),即得溶液。
已知部分物质的性质如下表:
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
二氯乙烷
83.5
1.257
易溶于有机溶剂
乙酸酐
140
1.087
[制备磺化聚苯乙烯]
ⅰ.反应原理:。
ⅱ.制备装置如图所示(其中夹持装置略去)。
ⅲ.操作步骤:①控制反应温度为,向盛有聚苯乙烯和二氯乙烷混合物的三颈烧瓶中缓缓滴入溶液,控制恒温一段时间,待溶液呈浅棕色时,停止加热;②将所得液体混合物缓缓滴入到烧杯中的沸水内,得到淡黄色的目标产物颗粒;③过滤、洗涤、干燥即得目标产物。
[测定纯度]称取一定量目标产物样品,加入到锥形瓶中,再加入苯和甲醇混合液溶解,加入指示剂,用一定浓度的-甲醇标准溶液滴定至终点。
回答下列问题:
(1)制备中用不到的实验仪器是________(填标号)。
(2)制备中二氯乙烷的作用是________________________________________;浓硫酸需分批加入到二氯乙烷、乙酸酐混合溶液中,该“分批加入”操作的目的是________________________________________________________________________________。
(3)乙酸酐与浓硫酸反应生成的化学方程式是________________________。
(4)制备磺化聚苯乙烯实验装置中,仪器的名称是________,冷水从________(填“”或“”)口排出。
(5)“控制反应温度为”的加热方法一般采用水浴加热,该加热方式的优点是________________________________________________________________________________________。
(6)测定纯度时,向锥形瓶中加入干燥的样品配成溶液,样品溶液与标准溶液的反应可表示为,滴定过程中消耗的标准溶液。该制备方法所得样品的纯度为________。若盛装标准液的碱式滴定管开始时尖嘴处有气泡,而滴定结束后,气泡消失,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)cd (2) ①. 作溶剂(合理即可) ②. 该反应放热,分批加入浓硫酸可以控制反应温度低于10℃,防止反应过于剧烈,避免副反应发生
(3)
(4) ①. 球形冷凝管 ②. a
(5)受热均匀,易于控制温度
(6) ①. 73.6% ②. 偏高
【解析】
【分析】本实验以制备磺化聚苯乙烯为核心,先在低于10℃条件下,以二氯乙烷为溶剂,让乙酸酐与分批加入的浓硫酸反应生成乙酰硫酸(),该操作可及时散出反应放热,避免局部温度过高引发副反应;后续以65℃水浴加热的方式,在三颈烧瓶中用该磺化试剂对聚苯乙烯的苯环进行磺化,水浴加热能保证受热均匀、温度平稳可控,搭配球形冷凝管回流冷凝易挥发的二氯乙烷,提升原料利用率;最后通过沸水析出产物、过滤洗涤干燥得到成品,采用NaOH标准溶液滴定磺化产物的磺酸基来测定纯度。据此作答。
【小问1详解】
制备的操作是在烧杯中依次加入试剂、搅拌、控温,用到玻璃棒(a)搅拌、量筒(b)量取液体、温度计(e)控温;圆底烧瓶(c)、容量瓶(d)在该步骤完全用不到;
【小问2详解】
二氯乙烷作为有机溶剂,可溶解互溶性有限的乙酸酐和浓硫酸,让反应物充分接触;浓硫酸与乙酸酐的反应放热,分批加入可以避免局部温度过高,维持体系温度低于10℃,保证反应平稳进行;
【小问3详解】
乙酸酐和浓硫酸发生取代反应,1个乙酰基从乙酸酐转移到硫酸上,生成乙酰硫酸()和乙酸,方程式为;
【小问4详解】
仪器B是球形冷凝管,作用是冷凝回流易挥发的有机溶剂;冷凝管采用下进上出的通水方式保证冷凝水充满,因此冷水从下口b进入,从上口a排出;
【小问5详解】
水浴加热的优点是受热均匀,易于控制温度;
【小问6详解】
,根据反应式,SPS的链节摩尔质量为,因此样品中SPS质量为,纯度为;
若滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,读取的标准液体积包含了气泡的体积,导致标准液体积读数偏大,最终计算得到的待测物含量偏高。
17. 烟气脱硝技术是环境科学研究的热点,在环保压力下,该技术在工业领域得到了广泛应用。回答下列问题:
(1)轿车尾气处理装置为三元催化转化器,转化器内和在催化剂作用下发生下列反应: 。该反应中相关物质的标准摩尔生成焓(标准摩尔生成焓是指在、条件下,由稳定单质生成化合物时的焓变)数据如下表:
90.0
0
则表格中的________。
(2)某科研小组模拟轿车尾气处理工艺进行试验,温度为时,在恒容密闭容器中按的比值充入混合气体,在催化剂作用下发生(1)中的反应,测得、的物质的量与时间的关系曲线如图所示。点坐标为(2,________),若平衡时体系内压强为,则时该反应的压强平衡常数________(为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)机动车尾气处理装置分为选择性催化还原系统()和氨逃逸捕集系统(),系统原理如图所示。尿素[]水溶液在加热管路中水解生成和另外一种气体,气体的电子式为________。在系统中,将氮的氧化物还原为无毒气体,则系统中氮的氧化物被还原的化学方程式是________________________;机动车尾气处理装置中的系统的意义是________________________。
(4)利用臭氧将氧化为,再利用转化为含氮产品,可实现废物的再利用。已知反应: 。两种温度下,反应过程中的浓度与时间的变化关系如图所示,则________(填“”或“”);时,温度为时的浓度比时的高,而时,温度为时的浓度比的高,原因是________________________________。
【答案】(1)
(2) ①. 0.2 ②. (合理即可)
(3) ①. ②. ③. 防止氨气逸出污染环境(合理即可)
(4) ①. ②. 时,反应未达到平衡状态,温度高,相同时间内反应物转化率高,故时浓度比的高;时,反应均达到平衡状态,因,温度高,则平衡转化率低,故时的浓度比的高(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
根据反应焓变与标准摩尔生成焓的关系:生成物总标准生成焓 - 反应物总标准生成焓; 代入数据:,解得。
【小问2详解】
初始投料比,结合图像初始时刻上方曲线物质的量为3.6 mol,下方为1.0 mol,可知上方曲线代表NO,下方代表CO。a点(2,2.8)对应2s时NO的物质的量为2.8 mol,NO反应了,根据反应计量比,CO同步消耗0.8 mol,因此d点2s时CO的物质的量为。平衡时NO为2.7 mol,列三段式:,得平衡时各物质的量:,,,,总物质的量为4.15 mol;代入压强平衡常数公式,总压为,分压为总压×物质的量分数,得。
【小问3详解】
尿素水解反应为:,因此气体X为,其电子式为;SCR系统中作为还原剂,将(N为+4价)还原为无毒的(N为0价),自身被氧化为,根据得失电子守恒配平得到该反应方程式:;ASC作为氨逃逸捕集系统,作用是除去SCR系统中未完全反应的氨气,防止氨气污染环境,让尾气达标排放。
【小问4详解】
温度越高反应速率越快,达到平衡的时间越短,从图像可知先达到平衡,因此;时,反应未达到平衡状态,温度高,相同时间内反应物转化率高,故时浓度比的高;时,反应均达到平衡状态,因,温度高,则平衡转化率低,故时的浓度比的高(合理即可)
18. 必嗽平是一种止咳平喘药,其一种合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)中含氧官能团的名称是________。
(2)从化学键角度分析,能与反应的原因是________________________________。必嗽平的溶解性________(填“大于”或“小于”),判断依据是________________________________________。
(3)上述流程中,设计、步骤的目的是________________________________________。
(4)写出的化学方程式:______________。
(5)在的芳香族同分异构体中,含且苯环上有2个取代基的结构有________种(不包括立体异构),其中,苯环上一氯代物有2种且含手性碳原子的结构简式为________。
【答案】(1)酰胺基 (2) ①. 中原子有孤电子对,能与氢离子形成配位键(合理即可) ②. 大于 ③. 必嗽平可看成是盐酸盐,溶解性增大(合理即可)
(3)保护氨基(合理即可)
(4) (5) ①. 6 ②.
【解析】
【分析】A为邻甲基苯胺,在氯仿作溶剂的条件下和液溴反应生成B,B的分子式为C7H7NBr2,A的分子式为C7H9N,再结合C的结构分析,故应发生的是取代反应,A中两个氢被溴取代,故B的结构简式为,B和乙酸酐加热反应生成C,C和NBS发生取代反应生成D,D和发生取代反应生成E,E在乙醇作溶剂的条件下和盐酸反应脱去乙酰基,生成F,F和盐酸成盐生成必嗽平。
【小问1详解】
根据C的结构简式可知含氧官能团为酰胺基。
【小问2详解】
F的结构中含有一个-NH2基团,氮原子上有孤对电子,可以与H+形成配位键,从而生成盐;必嗽平是F的盐酸盐,属于离子化合物。根据“相似相溶”原理,离子化合物在水中的溶解度通常大于中性分子,而且必嗽平中的Cl-可以与水分子形成氢键,进一步增强其水溶性,而F是中性分子,极性较弱,水溶性相对较低,故必嗽平的溶解性大于。
【小问3详解】
观察B→C:B中的-NH2被乙酰化为-NHCOCH3,这是为了保护氨基,防止其在后续反应中被氧化或发生其他副反应。再看E→F:E中的-NHCOCH3被水解为-NH2,这是脱保护的过程,恢复氨基的活性,以便后续与HCl成盐。
【小问4详解】
D→E是D中的-CH2Br与环己基甲胺发生取代反应,同时生成HBr,化学方程式为。
【小问5详解】
B的分子式为C7H7NBr2,不饱和度为4,故只含有苯环,含有-NH2,且苯环上只含有两个取代基,氨基可以直接连在苯环上,另外一个取代基只能为-CHBr2,共邻间对3种结构,另外氨基还可以连在另外一个碳上,因苯环上只有两个取代基,故另外一个溴也必须和氨基连在一个碳上,两个取代基分别为和-Br,共有邻间对3种同分异构体,故共有6种同分异构体,其中,苯环上一氯代物有2种且含手性碳原子的结构简式为。
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2024-2025学年上学期高三年级期末检测
化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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: 1 12 14 16 32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列有关文物的主要成分属于有机高分子材料的是
文物
名称
A.晋侯鸟尊(西周青铜酒器)
B.司马金龙墓出土的木制漆屏风
文物
名称
C.晋侯夫人组玉佩
D.程哲石碑
A. A B. B C. C D. D
2. 劳动有助于“知行合一”。下列劳动项目与相应化学原理不匹配的是
选项
劳动项目
化学原理
A
在室内喷洒过氧乙酸溶液消毒
过氧乙酸()具有强氧化性
B
用热纯碱溶液清洗餐具的油污
油脂在热纯碱溶液中的水解产物能溶于水
C
用乙酸乙酯除去衣服上的油渍
乙酸乙酯在空气中燃烧生成和
D
在压面机轴承上涂一层黄油
将金属与空气隔离,避免金属发生腐蚀
A. A B. B C. C D. D
3. 下列各组物质的除杂方法中,不可行的是
A. 除去甲烷中的乙烯:依次通过酸性溶液、浓硫酸
B. 除去中的:依次通过饱和溶液、浓硫酸
C. 除去铁粉中的铝粉:用磁石吸取铁粉
D. 除去溶液中的:通入适量
4. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达错误的是
A. 分子的空间结构:
B. 形成键过程:
C. 亚铜氨溶液吸收生成的,加热可再生成亚铜氨溶液:
D. 在酸催化下,等物质的量的苯酚和甲醛合成线型结构的酚醛树脂的总反应方程式:
5. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A. 洪特规则认为基态铜原子的价层电子进入能级达到全充满结构较稳定
B. VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构不可能相同
C. 杂化轨道是由1个轨道和2个轨道杂化而得
D. 中的配位键是由原子提供孤电子对、提供空轨道形成的键
6. 盘尼西林是一种抗生素,它的键线式如图所示。下列叙述正确的是
A. 含4个手性碳原子
B. 盘尼西林最多能与反应
C. 不能发生取代反应
D. 红外光谱中出现了以上的吸收峰
7. 向溶液中滴加(或通入)过量的试剂,下列总反应的离子方程式书写错误的是
选项
试剂
现象
离子方程式
A
氨水
先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解得到深蓝色溶液
B
产生黑色沉淀
C
溶液
产生白色沉淀(只含2种元素),溶液变为棕黄色
D
溶液
产生绿色沉淀和气体
A. A B. B C. C D. D
8. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
的沸点比高
分子间存在氢键
B
王水溶解金,而浓硝酸不溶
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
金属能导电,常作导线、电极
金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
D
石墨粉可作润滑剂
石墨中层与层之间存在微弱的范德华力
A. A B. B C. C D. D
9. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,基态原子核外有3个能级且每个能级电子数相等,地壳中元素质量分数最大,基态原子的价层电子所在的能层有9个轨道。4种元素形成的化合物存在转化关系:,在食品工业中,常用于焙制糕点。下列说法正确的是
A. 电负性: B. 水溶液:
C. 第一电离能: D. 键角:
10. 已知:的沸点为,实验室用与反应制备肼()。某小组设计实验制备,装置如图所示。下列叙述错误的是
A. 可能是或生石灰,能促进逸出
B. 装置作安全瓶,装置用于吸收尾气中的
C. 制备实验结束后,采用分液操作分离产品
D. 装置中反应为
11. 部分含物质的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A. 标准状况下,含共用电子数为
B. 常温常压下,中含键数为
C. 反应1中完全反应时产物中含平面三角形离子数为
D. 反应2中生成还原产物时转移电子数为
12. 我国科学家唐军旺教授等开发出了和共修饰及第一个光催化甲烷氧化偶联流动体系,原理如图所示(“”表示“空穴”,驱动氧化反应)。
下列叙述正确的是
A. 含电子数约为
B. 当中时,
C. 阴极反应式为
D. 总反应式为
13. 甲醇是一种潜在的储氢材料。在某催化剂作用下,制氢历程如图所示(代表过渡态,*代表物种被吸附在催化剂表面)。速率方程式为(为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度、压强无关)。
下列叙述错误的是
A. 甲醇分解制氢分5步反应,其中反应③和④均是焓减反应
B. 决速反应方程式为
C. 制氢总反应为 ,正反应是熵增反应
D. 升高温度,该反应平衡常数会增大
14. 常温下,某废水处理过程中始终保持饱和,即,通过调节使和形成硫化物而分离,体系中与的关系如图所示,表示、、和的浓度,单位为。已知,废水中。
下列说法正确的是
A. 曲线③代表和的关系
B. 常温下,
C. 常温下,
D. 常温下,反应的平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某种铜矿的主要成分是和,还含有少量杂质铁的氧化物和。研究人员设计了一种利用该铜矿制备蓝矾()的流程,如图所示:
已知:①时,相关物质的见下表:
物质
②常温下,溶液中时,可认为该离子完全除去。
回答下列问题:
(1)元素位于周期表第________周期第________族。
(2)提高“酸浸”反应速率的措施有将铜矿石粉碎为粉末状态、________________________(答一条);“滤渣”主要成分的化学式是________________________。
(3)“反应ⅰ”的离子方程式是______________________。
(4)“除杂”操作中加入的试剂最好是________(填标号)。
a. b. c.
(5)“除杂”操作时加入试剂,将溶液中的完全转化为氢氧化物沉淀时,溶液的________;当恰好完全转化为氢氧化物沉淀时,溶液中,则是否发生反应生成沉淀;________________________________(通过计算做出判断)。
(6)后续工艺流程优化时,将“酸浸”与“反应ⅰ”进行了合并,该工艺流程改进的优点是________________________________________________________________________。
16. 磺化聚苯乙烯(简称)具有亲水性和离子导电性,使其成为能制备燃料电池的电解质膜材料等。实验室中通过聚苯乙烯的苯环磺化可制备少量的。
[制备]在烧杯中依次加入二氯乙烷()、乙酸酐[](),控制溶液温度低于,边搅拌边分批加入浓硫酸(),即得溶液。
已知部分物质的性质如下表:
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
二氯乙烷
83.5
1.257
易溶于有机溶剂
乙酸酐
140
1.087
[制备磺化聚苯乙烯]
ⅰ.反应原理:。
ⅱ.制备装置如图所示(其中夹持装置略去)。
ⅲ.操作步骤:①控制反应温度为,向盛有聚苯乙烯和二氯乙烷混合物的三颈烧瓶中缓缓滴入溶液,控制恒温一段时间,待溶液呈浅棕色时,停止加热;②将所得液体混合物缓缓滴入到烧杯中的沸水内,得到淡黄色的目标产物颗粒;③过滤、洗涤、干燥即得目标产物。
[测定纯度]称取一定量目标产物样品,加入到锥形瓶中,再加入苯和甲醇混合液溶解,加入指示剂,用一定浓度的-甲醇标准溶液滴定至终点。
回答下列问题:
(1)制备中用不到的实验仪器是________(填标号)。
(2)制备中二氯乙烷的作用是________________________________________;浓硫酸需分批加入到二氯乙烷、乙酸酐混合溶液中,该“分批加入”操作的目的是________________________________________________________________________________。
(3)乙酸酐与浓硫酸反应生成的化学方程式是________________________。
(4)制备磺化聚苯乙烯实验装置中,仪器的名称是________,冷水从________(填“”或“”)口排出。
(5)“控制反应温度为”的加热方法一般采用水浴加热,该加热方式的优点是________________________________________________________________________________________。
(6)测定纯度时,向锥形瓶中加入干燥的样品配成溶液,样品溶液与标准溶液的反应可表示为,滴定过程中消耗的标准溶液。该制备方法所得样品的纯度为________。若盛装标准液的碱式滴定管开始时尖嘴处有气泡,而滴定结束后,气泡消失,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
17. 烟气脱硝技术是环境科学研究的热点,在环保压力下,该技术在工业领域得到了广泛应用。回答下列问题:
(1)轿车尾气处理装置为三元催化转化器,转化器内和在催化剂作用下发生下列反应: 。该反应中相关物质的标准摩尔生成焓(标准摩尔生成焓是指在、条件下,由稳定单质生成化合物时的焓变)数据如下表:
90.0
0
则表格中的________。
(2)某科研小组模拟轿车尾气处理工艺进行试验,温度为时,在恒容密闭容器中按的比值充入混合气体,在催化剂作用下发生(1)中的反应,测得、的物质的量与时间的关系曲线如图所示。点坐标为(2,________),若平衡时体系内压强为,则时该反应的压强平衡常数________(为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)机动车尾气处理装置分为选择性催化还原系统()和氨逃逸捕集系统(),系统原理如图所示。尿素[]水溶液在加热管路中水解生成和另外一种气体,气体的电子式为________。在系统中,将氮的氧化物还原为无毒气体,则系统中氮的氧化物被还原的化学方程式是________________________;机动车尾气处理装置中的系统的意义是________________________。
(4)利用臭氧将氧化为,再利用转化为含氮产品,可实现废物的再利用。已知反应: 。两种温度下,反应过程中的浓度与时间的变化关系如图所示,则________(填“”或“”);时,温度为时的浓度比时的高,而时,温度为时的浓度比的高,原因是________________________________。
18. 必嗽平是一种止咳平喘药,其一种合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)中含氧官能团的名称是________。
(2)从化学键角度分析,能与反应的原因是________________________________。必嗽平的溶解性________(填“大于”或“小于”),判断依据是________________________________________。
(3)上述流程中,设计、步骤的目的是________________________________________。
(4)写出的化学方程式:______________。
(5)在的芳香族同分异构体中,含且苯环上有2个取代基的结构有________种(不包括立体异构),其中,苯环上一氯代物有2种且含手性碳原子的结构简式为________。
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