内容正文:
2027届高三开学测试
化学
一、单选题(共14小题,共42分)
1. 下列实验中的颜色变化与氧化还原反应有关的是
选项
实验
现象
A
露置于空气中
淡黄色固体变成白色
B
通入溶液中
产生红褐色沉淀
C
足量KI溶液滴入AgCl悬浊液中
沉淀由白色逐渐变为黄色
D
向AgCl悬浊液中加入溶液
白色浑浊变为黑色
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.露置空气中,与或H2O反应生成或NaOH,同时生成,O的化合价从-1变为0()和-2(或NaOH产物),涉及氧化还原反应,颜色变化与之有关,A正确;
B.与溶液反应生成红褐色沉淀,是复分解反应,无元素化合价变化,与氧化还原反应无关,B错误;
C.KI与AgCl悬浊液生成AgI沉淀,属于沉淀转化,无元素化合价变化,与氧化还原反应无关,C错误;
D.AgCl与Na2S生成Ag2S黑色沉淀,属于沉淀转化,无元素化合价变化,与氧化还原反应无关,D错误;
故选A。
2. 下列说法正确的是
A.用装置蒸干硝酸铜溶液得硝酸铜晶体
B.用装置收集
C.用装置中的滴定管装NaOH溶液,滴定醋酸溶液
D.用装置溶解NaOH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.水解生成和,溶液加热时,易挥发,故直接蒸干溶液得不到硝酸铜晶体,A错误;
B.的密度和空气接近,不能用排空气法收集,B错误;
C.聚四氟乙烯活塞的滴定管为酸、碱性溶液通用的滴定管,可以用丙装置中的滴定管装溶液,滴定醋酸溶液,C正确;
D.固体不能在容量瓶中进行溶解,D错误;
故选C。
3. 加热时,浓硫酸与木炭发生反应:(浓)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含质子数为
B. 常温常压下,含σ键数目为
C. 的稀硫酸中含数目为
D. 与充分反应得到的分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.12g的12C的物质的量为1mol,每个12C原子含有6个质子,因此总质子数为6NA,A正确;
B.常温常压下,6.72L CO2的物质的量小于0.3mol,每个CO2分子含2个σ键,总σ键数小于0.6NA,B错误;
C.pH=1的稀硫酸中,浓度为0.1mol/L,1L溶液中数目为0.1NA,而非0.2NA,C错误;
D.SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应,无法完全转化,实际生成的SO3分子数小于NA,D错误;
故选A。
4. 某无色溶液中可能含有、、、、、等离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量:
(1)常温下用pH试纸检验,溶液的pH大于7;
(2)向溶液中加氯水,再加入振荡,静置,分液,CCl4层呈橙红色;
(3)向所得溶液中加入溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成;
(4)过滤,向滤液中加入溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。
下列说法正确的是
A. 实验(1)说明发生了反应:
B. 实验(2)中发生的离子反应只有
C. 实验(3)(4)发生的反应是、
D. 为确定该溶液是否含有,还要做焰色试验
【答案】C
【解析】
【分析】实验(1)常温下用pH试纸检验,溶液的pH大于7,说明原溶液中存在水解显碱性的,说明不含;实验(2)向溶液中加过量氯水,再加入振荡,静置,分液,层呈橙红色,则说明氯气氧化了,原溶液含有;实验(3)说明所得溶液中含有,一定是在实验(2)中被氯水氧化所得,可能是原溶液中本来就含有的;实验(4)说明所得滤液中含有,该离子可能是原溶液中本来就含有的,也可能是被还原所得;
【详解】A.说明原溶液中有水解呈碱性的,但其水解是分步进行的,正确的水解方程式应该是,A错误;
B.氯水过量,一定会还与发生氧化还原反应,也是离子反应,B错误;
C.实验(3)生成了不溶于酸的,实验(4)生成了沉淀,故发生了以上两个反应,C正确;
D.由分析,该溶液一定含有,则一定不存在,溶液要呈电中性,则一定含有,没必要使用焰色实验验证,D错误;
故答案为C。
5. 下列有关物质的结构、性质和用途说法正确的是
A. “杯酚”能分离和,体现了超分子的自组装特性
B. 可燃冰中甲烷分子与水分子间存在氢键
C. 冰晶体中水分子的空间利用率低于干冰晶体中的分子
D. 钾盐可用作紫色烟花的原料是因为电子跃迁到激发态过程中释放能量产生紫色光
【答案】C
【解析】
【详解】A.“杯酚”可以识别与其空腔直径吻合的分子;“杯酚”能分离C60和C70,体现了超分子的“分子识别“特性,A正确;
B.C的电负性较小,甲烷与水不存在分子间氢键,故B错误;
C.冰和干冰都是分子晶体,水分子间存在氢键,由于氢键的方向性而使得水分子周围的水分子少,干冰中 CO2分子之间是范德华力,该力没有方向性而使得CO2分子周围尽可能多,故冰晶体中水分子的空间利用率低于干冰晶体中的CO2分子,C正确;
D.电子从激发态跃迁到基态的过程中释放能量,而不是跃迁到激发态的过程释放能量,D错误;
本题选C。
6. 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
【答案】C
【解析】
【详解】A.二茂铁中与配体形成稳定配位键,结构更稳定,比游离难被氧化,正确;
B.提供空轨道,作为配体提供电子,二者之间形成配位键,正确;
C.制备原料环戊二烯中存在杂化的饱和碳原子,为四面体结构,所有原子不可能共平面,错误;
D.环戊二烯属于共轭二烯烃,与按1:1反应时可发生1,2-加成或1,4-加成,产物有两种,正确;
故答案选C。
7. 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
【答案】C
【解析】
【分析】废水加入稀硫酸预处理,然后加入硫酸亚铁、过氧化氢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。
【详解】A.“预处理”过高会影响后续芬顿反应,导致铁元素沉淀,A正确;
B.与过氧化氢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;
C.“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;
D.“中和沉淀”中碱石灰用来调,生成、,所以产生的滤渣主要成分含有、,时,,则,,所以未达到出水水质要求,D正确;
故选C。
8. 亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A. 反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B. 若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C. 反应②中的H2O2可用NaClO2代替
D. 反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
【答案】C
【解析】
【详解】A选项,根据氧化还原反应原理,反应①阶段,NaClO3化合价降低1个价态,SO2化合价升高2个价态,根据升降守恒,则反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1,故A正确,不符合题意;
B选项,若反应①通过原电池来实现,ClO2是通过化合价降低得来,发生还原反应,因此ClO2是正极产物,故B正确,不符合题意;
C选项,反应②中H2O2化合价升高,ClO2与NaClO2是相邻价态,NaClO2的价态不可能升高,故C错误,符合题意;
D选项,反应②条件下,ClO2化合价降低得到NaClO2,作氧化剂,H2O2化合价升高,作还原剂,因此氧化性ClO2大于H2O2,故D正确,不符合题意。
综上所述,答案为C。
【点睛】利用氧化还原反应化合价升降守恒和氧化还原反应升降原理分析。
9. 常温下,浓度均为0.1 mol/L、体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 变化如图所示,下列叙述不正确的是
A. 酸性:HB<HA
B. 常温下,HB的电离常数的数量级为10-5
C. HB的电离程度:a<b
D. 将b、c两点的溶液加热,值变大
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示,0.1mol/L的HA溶液的pH=1,说明HA完全电离,所以HA为强酸,0.1mol/L的HB溶液的pH>2,说明HB在溶液中部分电离,所以HB是弱酸。
【详解】A. 根据分析可知,HA为强酸,所以HB是弱酸,即酸性:HB<HA,故A正确;
B. a点时,存在平衡:HB⇌H++B-,稀释100倍后,HB溶液的pH=4,溶液中c(B-)≈c(H+)=10-4mol/L,则Ka=,所以HB的电离常数的数量级为10-5,故B正确;
C. 稀释的倍数越大,溶液的浓度越小,越利于弱酸的电离,所以HB的电离程度:a<b,故C正确;
D. 升高温度促进弱酸的电离,所以HB中B-浓度增大,强酸的酸根离子浓度不变,所以A-的浓度不变,因此值变小,故D错误;
答案选D。
10. 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%
【答案】B
【解析】
【详解】A.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;
B.过程中存在中O-O非极性键的断裂,以及中非极性键的形成;还存在极性键的断裂,以及极性键的形成,B正确;
C.过程中Ti的化学键()始终是4个,配位键不会改变Ti的化合价,故元素的化合价不变,C错误;
D.反应生成了,且存在的分解反应,原子利用率小于100%,D错误;
故选B。
11. 一种辅助的电池能有效地将转化成化工原料,该电池工作原理如图所示,其中多孔碳电极上的产物为,作为催化剂,催化过程分2步进行,反应Ⅰ:,下列说法不正确的是
A. 多孔碳电极有利于气体扩散至电极表面
B. 催化反应的反应Ⅱ:
C. 常用的离子液体是,阳离子以单个形式存在具有良好的溶解性能,则与N原子相连的、被H原子替换后溶解性能更佳
D. 当有0.1mol 穿过隔膜时,可以处理13.2g
【答案】C
【解析】
【分析】该电池为原电池,Al为负极(失电子生成),多孔碳电极为正极(得电子生成,作催化剂),
【详解】A.多孔碳电极具有疏松多孔结构,比表面积大,有利于气体扩散接触电极表面,A正确;
B. 是总反应的催化剂,总正极反应为;已知第一步反应为,总反应减去第一步反应(配平后)可得第二步反应:,B正确;
C.阳离子以单个形式存在具有良好的溶解性能,将与相连的、替换为后,能形成分子间氢键,从而难以以单个分子的形式存在,溶解性降低,C错误;
D.负极Al生成时,总转移电子为;正极生成时,每个中从价变为价,每个得到,因此可处理,质量为,D正确;
故选C。
12. 有机物Ⅰ生成酰胺的反应历程如图所示:
已知:R、代表烷基。下列说法错误的是
A. 能加快反应速率
B. 从图中历程可知,物质Ⅵ比Ⅴ稳定
C. 发生上述反应生成的主要产物是
D. 步骤Ⅱ→Ⅲ的历程中,键比键更容易断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,Ⅰ转化为Ⅱ时,氢离子是反应的反应物,Ⅲ转化为Ⅳ时,氢离子是反应的生成物,则氢离子是反应的催化剂,能降低反应的活化能,加快反应速率,故A正确;
B.由结构简式可知,Ⅴ中羟基直接连在不饱和碳原子上,结构不稳定,会转化为结构稳定的Ⅵ,所以物质Ⅵ比Ⅴ稳定,故B正确;
C.由结构简式可知,发生上述反应生成的主要产物是或,不能转化为,故C错误;
D.由结构简式可知,发生键断裂转化为,所以C-R′键比键更容易断裂,故D正确;
故选C。
13. 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. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.卤代烃水解后应该加入硝酸进行酸化,否则氢氧化钠存在影响卤素离子检验,A错误;
B.向甲苯中滴入少量浓溴水,充分振荡,静置,下层接近无色,是因为甲苯萃取了水中的溴,导致水层成无色,不是发生取代反应,B错误;
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, 可能该有机物中含有碳碳双键,也可能是含有醛基,所以不能确定该有机物中是否一定含有碳碳双键,C正确;
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,是因为氨水不足,D错误;
故选C。
14. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 投料比x代表
B. 曲线c代表乙酸的分布分数
C. ,
D. L、M、N三点的平衡常数:
【答案】D
【解析】
【分析】题干明确指出,图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、,若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分数越高,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数,据此分析可知AB均正确,可知如此假设错误,则可知投料比x代表,曲线a或曲线b表示,曲线c或曲线d表示,据此作答。
【详解】A.根据分析可知,投料比x代表,故A错误;
B.根据分析可知,曲线c表示CH3COOCH3分布分数,故B错误;
C.甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应,若反应为吸热,则任何条件下都不能自发,所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应,则ΔH1<0;当同一投料比时,观察可知T1时大于T2时,由T2>T1可知,温度越高则越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,,故C错误;
D.L、M、N三点对应副反应,且,升高温度平衡逆向移动,,故D正确;
故答案选D。
二、实验题(共2小题,共28分)
15. 氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以NH3和B2H6为原料制备NH3BH3,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,______。
②通入N2,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和B2H6的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得NH3BH3。
已知:①电负性:N>H>B。
②B2H6是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是______。
(2)补全实验步骤①:______。
(3)实验室制得的NH3中含有水,下列试剂中可用于干燥NH3的是______(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.P2O5
(4)实验过程中,NH3保持过量的原因是______。
(5)粗产品中可能有B2H6·2NH3(结构为),则B2H6·2NH3中含有的化学键的类型有______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,NH3BH3与水反应生成H3BO3和H2并放热,该反应的离子方程式为______。利用图Ⅱ装置测定H2的体积,反应结束后,下列操作会导致所测H2体积偏大的是______(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
(7)NH3BH3的晶胞如图所示,则一个晶胞中含有______个氢原子。
【答案】(1)
三颈烧瓶(或三颈瓶) (2)
检查装置的气密性 (3)b
(4)
提高的转化率,且防止有毒的逸出污染环境 (5)ab
(6) ①.
②. ac
(7)
12
【解析】
【分析】氨硼烷是潜在固体储氢材料,常温稳定。实验以和为原料制备NH3BH3,步骤①:按图Ⅰ组装好仪器,检查装置气密性,防止气体泄漏影响反应或引发危险。步骤②:通 N2 排空气,避免与氧气接触自燃,同时减少杂质干扰。步骤③控制反应物比例与温度,先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品;步骤④:粗产品需进一步纯化,得到纯净的。
【小问1详解】
图Ⅰ中仪器M的名称是三颈烧瓶。
【小问2详解】
该实验涉及气体的通入和反应,因此在组装好仪器后、装入药品和通入气体前,必须先检查装置的气密性。
【小问3详解】
是碱性气体。浓硫酸(选项a)和(选项c)均显酸性,会与发生反应,不能用于干燥;碱石灰(选项b)呈碱性,不与反应,可用于干燥。
【小问4详解】
根据题干已知信息,是一种强还原性的有毒气体。保持过量,一方面可以使充分反应,提高其转化率;另一方面可以防止未反应的有毒气体逸出,避免污染环境。
【小问5详解】
的结构为,该物质由阳离子和阴离子构成,阴阳离子之间存在离子键;在阴、阳离子内部,B-H、N-H以及B-N之间均存在共价键;氢键属于特殊的分子间作用力,不属于化学键。故选ab。
【小问6详解】
已知电负性 ,故在中,与B相连的H显-1价。在酸性条件下,-1价的H与水或酸中的+1价H发生归中反应生成,N原子结合生成,B原子转化为。根据电子转移和原子守恒,离子方程式为 。
a.反应放热,读数时气体未冷却至室温,气体受热膨胀,导致测定体积偏大,a正确;
b.水准管液面高于量气管液面,说明量气管内气体压强大于外界大气压,气体被压缩,导致测定体积偏小,b错误;
c.注入的稀硫酸占据了烧瓶内的部分空间,排出了等体积的气体,计算时若未减去注入硫酸的体积,会导致算出的
体积偏大,c正确;
故选ac。
【小问7详解】
观察晶胞结构图可知,分子位于晶胞的8个顶点和1个体心。利用均摊法计算,一个晶胞中含有的分子数为 个。每个分子中含有6个H原子,因此一个晶胞中含有的H原子总数为 个。
16. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料,生产苯乙烯有如下两种方法:
方法1:(g)(g)+H2(g)
方法2:(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g)
回答下列问题:
(1)采用方法1,在某温度,100kPa下,向容器中充入1mol乙苯气体,达平衡时转化率为50%,_______kPa;同温同压下,欲将转化率提高到60%,需充入________mol水蒸气作为稀释气。
(2)采用方法1,维持体系总压100kPa,向乙苯中充入氮气(不参与反应),不同投料比(乙苯和的物质的量之比,分别为1∶0、1∶1、1∶5、1∶9)下乙苯的平衡转化率随反应温度的变化如图。投料比为1∶1的曲线是________(填“”、“”、“”或“”),该投料比下反应t min达到平衡,乙苯的反应速率为_______________。
(3)采用方法2,乙苯和经催化剂吸附后才能发生反应,反应历程如下图。
①催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大。根据反应历程分析,催化剂表面碱性太强,会降低乙苯转化率的原因是________________。
②相同温度下,投料比[]远大于10∶1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因除了乙苯的浓度过低外,还可能是________。
【答案】(1) ①. 33.3或 ②. 1.1
(2) ①. ②. 或
(3) ①. 催化剂表面碱性太强,带负电荷的氢氧根离子较多,不利于吸附;碱性物质和二氧化碳反应,导致吸附在催化剂表面的二氧化碳减少,从而降低了乙苯的转化率 ②. 过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低
【解析】
【小问1详解】
在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应,乙苯的平衡转化率为50%,可列三段式:,平衡时混合气体总物质的量为1.5mol,则有:,设此时容器的体积为V,当乙苯的平衡转化率为60%,设充入H2O(g)物质的量为xmol,可列三段式:,乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.6mol,混合气的总物质的量为(1.6+x)mol,在恒温、恒压时,体积之比等于物质的量之比,此时容器的体积为;两次平衡温度相同,平衡常数相等,则=,,解得x=1.1,即需要向反应器中充入1.1mol水蒸气作为稀释气,故答案为:33.3或;1.1。
【小问2详解】
正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入氮气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动,投料比m越大,乙苯的平衡转化率越小,结合图像可知,投料比m为1:9的曲线是m4,投料比m为1:5的曲线是m3,投料比m为1:1的曲线是m2,投料比m为1:0的曲线是m1,故答案为:m2;
乙苯和的物质的量之比为1∶1,则初始时乙苯的,反应t min达到平衡,温度为500K,乙苯的平衡转化率为28%,假设乙苯初始的物质的量为1mol,可列三段式:,平衡时混合气体总物质的量为,,则反应速率为:,故答案为:或。
【小问3详解】
①催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大,根据反应历程可知,催化剂表面需要活化吸附,该微粒带负电荷,如果催化剂表面碱性太强,则带负电荷的氢氧根离子较多,不利于吸附,且碱性物质会和二氧化碳反应导致吸附在催化剂表面的二氧化碳发生反应从而降低了乙苯的转化率,故碱性太强使乙苯转化率降低,故答案为:催化剂表面碱性太强,带负电荷的氢氧根离子较多,不利于吸附;碱性物质和二氧化碳反应,导致吸附在催化剂表面的二氧化碳减少,从而降低了乙苯的转化率;
②乙苯和CO2经催化剂吸附后才能发生上述反应I,投料比远大于10:1时,CO2过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低,所以乙苯的消耗速率明显下降,故答案为:过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低。
三、推断题(共1小题,共15分)
17. 有机物G是一种治疗心脏病的特效药物,可用下列流程合成。
(1)A的名称为_______,B→C的反应类型为_______。
(2)C中有_______个手性碳原子。
(3)E中官能团名称为______。
(4)C和F反应生成G的化学方程式为___________________________。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________。
①苯环上只有1个取代基 ②不能与反应产生
(6)以乙醇为原料制备的合成路线如下:,其中M、N的结构简式分别为:_______________,___________________。
【答案】(1) ①. 间甲苯酚(或3-甲基苯酚) ②. 加成反应(或还原反应)
(2)3 (3)醛基
(4)++H2O
(5) ①. 13 ②.
(6) ①. CH3CH(OH)CH2CHO ②. CH3CH=CHCHO
【解析】
【分析】根据A、C的结构简式及B的分子式、反应条件可知,A和丙烯发生加成反应生成B为,B与发生加成(或还原)反应生成C。D发生加成反应生成E,E发生氧化反应生成F,根据F的分子式知,F为,根据G的分子式知,C和F发生酯化反应生成G为。
【小问1详解】
A的名称为3-甲基苯酚(或间甲基苯酚),由分析可知B→C的反应类型为加成(或还原)反应;
【小问2详解】
由C的结构可知,C中有3个手性碳原子:;
【小问3详解】
根据E的结构可知,官能团为醛基;
【小问4详解】
C和F的反应为酯化反应,化学方程式为:+ ;
【小问5详解】
B为:,①苯环上只有一个取代基、②不能与钠反应产生氢气,说明不含羟基,应该含有醚键,如果苯环直接连接醚键,形成的醚键结构简式有、、、;如果醚键不直接相连,符合条件的结构相当于苯环取代醚中的一个氢原子,含4个碳原子的醚、、,苯环能取代的氢原子种类依次是4、3、2,则符合条件的同分异构体有13种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为9:2:2:1的同分异构体的结构简式为:;
【小问6详解】
两分子乙醛在稀氢氧化钠作用下发生羟醛缩合反应生成M,则M为, M在浓硫酸作用下发生消去反应生成N为,N中的碳碳双键和醛基均与氢气发生加成反应得到。
四、工艺流程题(共1小题,共15分)
18. 氟硅酸钠()是一种白色固体,可用作搪瓷和玻璃的助熔剂、乳白剂,也是人工合成冰晶石的原料之一,一种由萤石(主要成分为,含有少量)制取氟硅酸钠的工艺流程如下:
已知:①氟硅酸()是一种可溶性强酸,可由在水溶液中与HF反应得到。在pH的水溶液中剧烈分解生成硅胶和氟化物。
②部分物质的溶度积如下表:
物质
PbS
回答下列问题:
(1)“酸浸1”可选择在______________(填标号)容器中进行。
A. 石英 B. 陶瓷 C. 聚四氟乙烯 D. 铝
(2)“酸浸1”时使用过量浓硫酸保证转化完全,则“滤渣”的主要成分是______________(填化学式)。
(3)“酸浸2”时可由两步反应得到,写出第一步反应的化学方程式:______________。
(4)“净化”时加入PbO的目的是______________。Pb属于______________区元素,基态Pb的简化电子排布式是______________。
(5)“复分解”时不能加入过多纯碱,原因是______________。
(6)该工艺得到的产品常包裹有少量,可能有重金属残留的风险。一种改进方案是在“净化”后通入深度除铅。为了使溶液中,理论上需控制溶液pH至少为______________。(的饱和浓度为,电离常数)
【答案】(1)C (2)
(3)
(4) ①. 除去溶液中的 ②. p ③.
(5)加入过多纯碱会使得溶液pH过高,使氟硅酸根离子分解生成硅胶和氟化物,导致产率和纯度下降
(6)1.4
【解析】
【分析】萤石粉(主要成分为,含有少量)加浓硫酸并加热,硫酸与、少量发生复分解反应生成和CaSO4,过滤,加超纯水吸收并合并滤液得粗制氢氟酸,其中含硫酸、少量,向其中加粉末,大量与HF反应生成,并进一步反应生成;加入净化,溶液中残留的转化为沉淀;净化后的溶液为比较纯净的溶液,再加入纯碱复分解,与Na2CO3反应生成产品沉淀。
【小问1详解】
(1)“酸浸1”过程中含有大量HF,石英和陶瓷中含有SiO2,和Al都能与HF反应,聚四氟乙烯材料耐酸碱且不与HF反应,故选C;
【小问2详解】
(2)“滤渣”的主要成分为CaSO4;
【小问3详解】
(3)“酸浸2”时第一步反应为,第二步反应为;
【小问4详解】
(4)为微溶物,且溶液中有过量硫酸,故溶液中残留有的较小,加入PbO可除去溶液中残余的。Pb是第六周期第IVA族元素,属于p区元素,基态Pb的简化电子排布式是;
【小问5详解】
(5)由已知信息可知,在的水溶液中剧烈分解生成硅胶和氟化物,且PbCO3极难溶,若纯碱投入过量使溶液pH过高,会使分解,导致产率和纯度下降;
【小问6详解】
(6),当时,的平衡常数,则最大值为最小值为,故,即pH最小值为1.4。
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2027届高三开学测试
化学
一、单选题(共14小题,共42分)
1. 下列实验中的颜色变化与氧化还原反应有关的是
选项
实验
现象
A
露置于空气中
淡黄色固体变成白色
B
通入溶液中
产生红褐色沉淀
C
足量KI溶液滴入AgCl悬浊液中
沉淀由白色逐渐变为黄色
D
向AgCl悬浊液中加入溶液
白色浑浊变为黑色
A. A B. B C. C D. D
2. 下列说法正确的是
A.用装置蒸干硝酸铜溶液得硝酸铜晶体
B.用装置收集
C.用装置中的滴定管装NaOH溶液,滴定醋酸溶液
D.用装置溶解NaOH
A. A B. B C. C D. D
3. 加热时,浓硫酸与木炭发生反应:(浓)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含质子数为
B. 常温常压下,含σ键数目为
C. 的稀硫酸中含数目为
D. 与充分反应得到的分子数为
4. 某无色溶液中可能含有、、、、、等离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量:
(1)常温下用pH试纸检验,溶液的pH大于7;
(2)向溶液中加氯水,再加入振荡,静置,分液,CCl4层呈橙红色;
(3)向所得溶液中加入溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成;
(4)过滤,向滤液中加入溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。
下列说法正确的是
A. 实验(1)说明发生了反应:
B. 实验(2)中发生的离子反应只有
C. 实验(3)(4)发生的反应是、
D. 为确定该溶液是否含有,还要做焰色试验
5. 下列有关物质的结构、性质和用途说法正确的是
A. “杯酚”能分离和,体现了超分子的自组装特性
B. 可燃冰中甲烷分子与水分子间存在氢键
C. 冰晶体中水分子的空间利用率低于干冰晶体中的分子
D. 钾盐可用作紫色烟花的原料是因为电子跃迁到激发态过程中释放能量产生紫色光
6. 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
7. 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
8. 亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A. 反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B. 若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C. 反应②中的H2O2可用NaClO2代替
D. 反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
9. 常温下,浓度均为0.1 mol/L、体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 变化如图所示,下列叙述不正确的是
A. 酸性:HB<HA
B. 常温下,HB的电离常数的数量级为10-5
C. HB的电离程度:a<b
D. 将b、c两点的溶液加热,值变大
10. 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%
11. 一种辅助的电池能有效地将转化成化工原料,该电池工作原理如图所示,其中多孔碳电极上的产物为,作为催化剂,催化过程分2步进行,反应Ⅰ:,下列说法不正确的是
A. 多孔碳电极有利于气体扩散至电极表面
B. 催化反应的反应Ⅱ:
C. 常用的离子液体是,阳离子以单个形式存在具有良好的溶解性能,则与N原子相连的、被H原子替换后溶解性能更佳
D. 当有0.1mol 穿过隔膜时,可以处理13.2g
12. 有机物Ⅰ生成酰胺的反应历程如图所示:
已知:R、代表烷基。下列说法错误的是
A. 能加快反应速率
B. 从图中历程可知,物质Ⅵ比Ⅴ稳定
C. 发生上述反应生成的主要产物是
D. 步骤Ⅱ→Ⅲ的历程中,键比键更容易断裂
13. 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. A B. B C. C D. D
14. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 投料比x代表
B. 曲线c代表乙酸的分布分数
C. ,
D. L、M、N三点的平衡常数:
二、实验题(共2小题,共28分)
15. 氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以NH3和B2H6为原料制备NH3BH3,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,______。
②通入N2,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和B2H6的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得NH3BH3。
已知:①电负性:N>H>B。
②B2H6是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是______。
(2)补全实验步骤①:______。
(3)实验室制得的NH3中含有水,下列试剂中可用于干燥NH3的是______(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.P2O5
(4)实验过程中,NH3保持过量的原因是______。
(5)粗产品中可能有B2H6·2NH3(结构为),则B2H6·2NH3中含有的化学键的类型有______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,NH3BH3与水反应生成H3BO3和H2并放热,该反应的离子方程式为______。利用图Ⅱ装置测定H2的体积,反应结束后,下列操作会导致所测H2体积偏大的是______(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
(7)NH3BH3的晶胞如图所示,则一个晶胞中含有______个氢原子。
16. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料,生产苯乙烯有如下两种方法:
方法1:(g)(g)+H2(g)
方法2:(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g)
回答下列问题:
(1)采用方法1,在某温度,100kPa下,向容器中充入1mol乙苯气体,达平衡时转化率为50%,_______kPa;同温同压下,欲将转化率提高到60%,需充入________mol水蒸气作为稀释气。
(2)采用方法1,维持体系总压100kPa,向乙苯中充入氮气(不参与反应),不同投料比(乙苯和的物质的量之比,分别为1∶0、1∶1、1∶5、1∶9)下乙苯的平衡转化率随反应温度的变化如图。投料比为1∶1的曲线是________(填“”、“”、“”或“”),该投料比下反应t min达到平衡,乙苯的反应速率为_______________。
(3)采用方法2,乙苯和经催化剂吸附后才能发生反应,反应历程如下图。
①催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大。根据反应历程分析,催化剂表面碱性太强,会降低乙苯转化率的原因是________________。
②相同温度下,投料比[]远大于10∶1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因除了乙苯的浓度过低外,还可能是________。
三、推断题(共1小题,共15分)
17. 有机物G是一种治疗心脏病的特效药物,可用下列流程合成。
(1)A的名称为_______,B→C的反应类型为_______。
(2)C中有_______个手性碳原子。
(3)E中官能团名称为______。
(4)C和F反应生成G的化学方程式为___________________________。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________。
①苯环上只有1个取代基 ②不能与反应产生
(6)以乙醇为原料制备的合成路线如下:,其中M、N的结构简式分别为:_______________,___________________。
四、工艺流程题(共1小题,共15分)
18. 氟硅酸钠()是一种白色固体,可用作搪瓷和玻璃的助熔剂、乳白剂,也是人工合成冰晶石的原料之一,一种由萤石(主要成分为,含有少量)制取氟硅酸钠的工艺流程如下:
已知:①氟硅酸()是一种可溶性强酸,可由在水溶液中与HF反应得到。在pH的水溶液中剧烈分解生成硅胶和氟化物。
②部分物质的溶度积如下表:
物质
PbS
回答下列问题:
(1)“酸浸1”可选择在______________(填标号)容器中进行。
A. 石英 B. 陶瓷 C. 聚四氟乙烯 D. 铝
(2)“酸浸1”时使用过量浓硫酸保证转化完全,则“滤渣”的主要成分是______________(填化学式)。
(3)“酸浸2”时可由两步反应得到,写出第一步反应的化学方程式:______________。
(4)“净化”时加入PbO的目的是______________。Pb属于______________区元素,基态Pb的简化电子排布式是______________。
(5)“复分解”时不能加入过多纯碱,原因是______________。
(6)该工艺得到的产品常包裹有少量,可能有重金属残留的风险。一种改进方案是在“净化”后通入深度除铅。为了使溶液中,理论上需控制溶液pH至少为______________。(的饱和浓度为,电离常数)
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