内容正文:
厦门六中2025—2026学年第二学期 高二年期中阶段性测验
化学
满分100分 考试时间75分钟
注意事项:1.本卷满分100分,用时75分钟。请将答案写在答题卡上。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 P-31 S-32
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(10小题,每小题3.5分,共35分)
1. 下列有关化学用语表达正确的是
A. 丙炔的球棍模型:
B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C. 的空间填充模型:
D. 2-甲基-1-丙醇的键线式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙炔结构为,含碳碳三键,且三键及相连原子共直线,A错误;
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中与相连的,和醛基的之间形成的,醛基中与相连的无法形成氢键,正确的表示为,B错误;
C.氯乙烷中原子半径大小为,空间填充模型的原子相对大小、连接顺序均符合的结构,C正确;
D.2-甲基-1-丙醇的主链含3个碳原子,图示键线式主链含4个碳原子,对应物质为2-丁醇,D错误;
故选C。
2. 下列说法正确的是
A. 和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B. 等物质的量的乙烷和乙醇完全燃烧消耗氧气的量相等
C. 按系统命名法,的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D. 和互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲苯中溴原子可取代的位置分别为甲基上的氢原子,以及苯环上甲基的邻位、间位和对位上的氢原子,有4种一溴代物;2-甲基丁烷()分子中有4种化学环境不同的氢原子,因此其一溴代物有4种,A正确;
B.乙烷的化学式为C2H6,乙醇的化学式为C2H6O,则等物质的量的乙烷和乙醇完全燃烧消耗氧气的量不相等,乙醇中含氧,需要氧气更少,B错误;
C.该化合物在命名时主链选错,主链应选择包含碳原子数最多的碳链作为主链,正确的命名为2,3,4,4-四甲基己烷,C错误;
D.前者羟基与苯环直接相连,属于酚类化合物,后者羟基未与苯环直接相连,属于醇类化合物,酚与醇不是同系物,D错误;
故选A。
3. 有机物 俗称稗草烯,主要用于水稻田防除稗草。下列有关该有机物的说法正确的是
A. 属于烯烃
B. 可用 与Cl2在光照条件下反应直接制得纯净的该物质
C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 在一定条件下可发生聚合反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 该物质含有C、H、Cl元素,应为烃的衍生物,故A错误;
B.光照条件下与氯气反应,甲基、亚甲基中H原子均可被取代,无法控制反应得到 ,故B错误;
C.含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化,故C错误;
D.含有碳碳双键,可以发生加聚反应,故D正确;
故答案为D。
4. 化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物,部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX最多能和4molH2发生加成反应
B. Y分子中σ键和π键的数目比为7:1
C. Z分子中所有碳原子均在同一个平面上
D. Z不能使Br2的CCl4溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.X中有一个苯环,一个碳碳双键,两个羰基,所以1molX最多能和6molH2发生加成反应,A错误;
B.Y分子中有6个 σ键, 杂化的碳原子连接2个氢原子, 杂化的碳原子连接1个氢原子,共有8个σ键,有2个π键,所以Y分子中σ键和π键的数目比为14:2=7:1,B正确;
C.Z分子中有杂化的碳原子,且该碳原子连接了3个碳原子,故所有碳原子不可能在同一个平面上,C错误;
D.Z分子中有碳碳双键,能使Br2的CCl4溶液褪色,D错误;
故答案选B。
5. X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的质子数是X的3倍。由以上5种元素组成的某种盐的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>W B. 简单离子的半径:W>M
C. 键角:∠2>∠1 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
【答案】B
【解析】
【分析】已知X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,X为+1价阳离子且M的质子数是X的3倍,则X位于第IA族,短周期的第IA族元素有,符合要求的是X为Li、M为F;Y、Z、W分别在-1价阴离子中形成4、4、2个共价键,则Y为B、Z为C、W为O;据此解答。
【详解】A.Z为C,W为O,同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O,即第一电离能顺序为N>O>C,因此第一电离能O<C,即W<Z,A错误;
B.W的简单离子为O2-,M的简单离子为F-,二者电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,O的核电荷数小于F,因此离子半径O2->F-,即W>M,B正确;
C.键角∠1对应结构中C=O双键与C-O单键的夹角,C原子为sp2杂化,键角约120°,∠2对应结构中B-O单键与B-O单键的夹角,B原子为sp3杂化,键角约109.5°,因此∠1>∠2,C错误。
D.Y为B,Z为C,同周期主族元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,即非金属性C>B,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则酸性H2CO3>H3BO3,即Z>Y,D错误;
故选B。
6. 下列实验装置及相应说法正确的是
A. 装置A中甲烷和氯气在光照条件下反应生成的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明是酸性气体
B. 装置B用于实验室制备溴苯并验证该反应为取代反应
C. 装置C用于除去甲烷中的乙烯杂质
D. 装置D中收集的气体可以使溴水褪色,说明生成了乙炔(电石为,含杂质)
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷和氯气光照下反应生成的混合气体中含,使湿润的蓝色石蕊试纸变红,为中性气体,A错误;
B.苯和溴反应生成的挥发物中含溴蒸气,经或苯吸收后,通入溶液的气体为反应生成的,与反应生成浅黄色沉淀,可验证反应为取代反应,B正确;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成,会引入新的杂质,不能用于除去甲烷中的乙烯,C错误;
D.电石含杂质,与稀硫酸反应生成,也能与溴发生反应使溴水褪色,无法说明生成了乙炔,D错误;
故选 B。
7. 苯硝化反应的部分过程如下图。若用氘代苯()进行该反应(反应机理相同),反应速率无明显变化。下列说法正确的是
已知:键能大于键能。
A. 反应的中间体结构中,仍存在大键
B. 反应过程中,苯环上碳原子杂化方式未发生过改变
C. 用氘代苯反应时,步骤i中有键的断裂与形成
D. 用氘代苯反应时,总反应速率主要由步骤ⅱ决定
【答案】A
【解析】
【详解】A.中间体结构中形成正离子需失去一个电子,所以仍然存在大键,A正确;
B.反应过程中,苯环上碳原子在中间体时连有硝基的碳杂化方式变为杂化,B错误;
C.由图可知步骤i中没有C-D键的断裂与形成,C错误;
D.两步反应中ⅱ断C-H键,C-D键能大于C-H键能,若用氘代苯而反应速率无明显变化,说明不是决速步骤,故过程的反应速率主要由决定,D错误;
故选A。
8. 环己烯是重要的化工原料,实验室用环己醇制备环己烯流程如下。下列说法错误的是
A. 环己醇的沸点高于环己烯,主要原因是环己醇分子间存在氢键
B. 饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度,利于分层
C. 分液时,无机相和有机相依次从分液漏斗下口放出和上口倒出
D. 操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、温度计、锥形瓶、蒸馏烧瓶等
【答案】D
【解析】
【详解】A.环己醇分子含羟基,分子间可形成氢键,环己烯分子间无氢键,因此环己醇沸点高于环己烯,A正确;
B.饱和食盐水离子浓度大,可降低环己烯在水相中的溶解度,减少产物损失,利于分层,B正确;
C.环己烯密度小于水,分液时无机相为下层,从分液漏斗下口放出,有机相为上层,从上口倒出,C正确;
D.操作a为蒸馏,蒸馏时需使用直形冷凝管,球形冷凝管用于冷凝回流,会残留馏分,不适合蒸馏收集馏分,D错误;
故选 D。
9. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知H+参与了反应,反应前后不变,因此H+是反应的催化剂,A正确;
B.化合物A的一溴代物有6种,分别是:、、、、、,B错误;
C.步骤III可知C转化到D,苯基发生了迁移,甲基没有迁移,说明苯基的迁移能力强于甲基,C正确;
D.化合物E中有酚羟基可以发生氧化反应,苯环可以发生加成反应和取代反应,D正确;
答案选B。
10. 一种新型锂离子电池常用的正极材料为锰酸锂(相对分子质量为),其晶胞如下图甲所示。甲可看作是由下图中相邻A、B两种基本单元交替结合而成(顶面的已标注,其余位置的未画出),、、均位于单元中体对角线上离顶点处,已知晶体的晶胞参数(晶胞边长)为。
下列说法错误的是
A. 中的和的个数比为
B. 图B中锰离子(或)与的最近距离为
C. 晶体的密度表达式为
D. 图甲中箭头所指的B单元中离标★最近的的原子分数坐标为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据晶胞的组成,可算出晶胞中个数为,个数为,和个数为,根据电荷守恒可得Mn3+与Mn4+个数比为1:1,A正确;
B.由晶胞结构可知,图B中锰离子(或)与的最近距离为,B错误;
C.晶胞的“化学式”为,根据一个晶胞含8个,其晶体的密度表达式为,C正确;
D.箭头所指位置的分数坐标为,D正确;
故答案选B。
第Ⅱ卷(填空题)
二、填空题(4大题,共65分)
11. Ⅰ.二乙酸-1,4-环己二醇酯可通过下列路线合成:
(1)A的化学名称是____________。
(2)反应④的化学方程式______________。
(3)C中官能团的名称为________,最终合成产品的分子式为_________。
(4)反应⑦的化学方程式__________。
(5)整个合成步骤中,属于加成反应的是_________(填序号)。
Ⅱ.有机物F是一种重要的有机化工中间体,由有机物A()制备F的合成路线如下:
已知:①Diels-Alder反应:
②(X为卤素原子),
(6)物质E中含氧官能团的名称__________。
(7)B→C的反应类型为_______反应。
(8)已知C→D的过程中发生了Diels-Alder反应,写出有机物X的结构简式_____________。
(9)D→E的过程中D物质中与“”相邻碳原子上的C-H键易断裂的原因是___________。
(10)满足下列条件的F的同分异构体的结构简式为_____________。
①属于芳香族化合物
②能发生银镜反应
③有4种等效氢,其中氢的数目比为6∶6∶1∶1
(11)有机物A可由基础化工原料W经过以下合成路线获得,则M和P的结构简式分别为___________、___________。
【答案】(1)环己烯 (2)+2NaOH+2NaCl+2H2O
(3) ①. 碳溴键 ②. C10H16O4
(4) (5)③⑤⑥
(6)羟基、酮羰基 (7)消去
(8) (9)为吸电子基,相邻碳原子上的C-H键极性变大,更容易断裂
(10) (11) ①. CH3CH2Br ②.
【解析】
【分析】Ⅰ部分:反应①:环己烷与Cl₂发生取代反应生成一氯环己烷;反应②:一氯环己烷在NaOH醇溶液中发生消去反应,得到产物A为环己烯;反应③:环己烯与Cl2发生碳碳双键的加成反应,生成邻二氯环己烷(B);反应④:邻二氯环己烷发生消去反应,脱去2分子HCl得到1,3-环己二烯;反应⑤:1,3-环己二烯与Br2发生1,4-加成反应,在共轭二烯的两端引入溴原子,得到1,4-二溴-2-环己烯;反应⑥:该产物的碳碳双键与H2发生加成反应,得到C为1,4-二溴环己烷;反应⑦:1,4-二溴环己烷在NaOH水溶液中发生卤代烃的水解(取代)反应,生成1,4-环己二醇(D);反应⑧:1,4-环己二醇与乙酸在浓硫酸催化下发生取代反应,最终得到目标产物二乙酸-1,4-环己二醇酯。
Ⅱ部分:该路线以分子式为的烯烃A(2-甲基-2-丁烯)为起始原料,结合已知信息逐步合成双环结构的F:第一步:A在低温碱性高锰酸钾条件下发生双键的邻二羟基化,得到邻二醇B;B在加热条件下发生2分子羟基的消去反应,脱去2分子水,生成共轭二烯烃2,3-二甲基-1,3-丁二烯(C);结合已知Diels-Alder反应,C作为双烯体,与炔烃X发生环加成得到双环产物D,通过D的结构可反推X为炔烃衍生物;D中羰基相邻的α-C上的C-H键受羰基吸电子效应影响易断裂,发生分子内的格氏类成环反应,构建五元环骨架,得到含羟基、羰基的E;E发生羟基的消去反应,脱去1分子水形成新的碳碳双键,最终得到产物F。
【小问1详解】
一氯环己烷在NaOH乙醇溶液中发生卤代烃的消去反应,脱去1分子HCl生成环己烯。
【小问2详解】
反应④是邻二氯代环己烷在强碱醇溶液、加热条件下发生消去反应,脱去2分子HCl生成共轭二烯烃1,3-环己二烯,化学方程式为+2NaOH+2NaCl+2H2O。
【小问3详解】
C是1,4-二溴环己烷,官能团为碳溴键;通过数数,可得最终合成产品的分子式为。
【小问4详解】
反应⑦是卤代烃的水解(取代)反应,1,4-二溴环己烷在NaOH水溶液中加热,溴原子被羟基取代生成1,4-环己二醇,化学方程式为。
【小问5详解】
反应①环己烷与氯气取代得氯代环己烷;反应②为消去;反应③环己烯与加成得邻二氯代物;反应④为消去;反应⑤1,3-环己二烯与发生1,4-加成;反应⑥碳碳双键与加成;反应⑦为取代水解;反应⑧为酯化(取代),因此加成反应为③⑤⑥。
【小问6详解】
观察E的结构,含氧官能团为酮羰基和羟基。
【小问7详解】
B为邻二醇,在、加热条件下脱去2分子水,生成共轭二烯烃C,属于消去反应。
【小问8详解】
根据Diels-Alder反应的规律,C是共轭双烯,对比D的结构,亲双烯体X的结构简式为。
【小问9详解】
羰基为强吸电子基团,会降低邻位C-H键的键能,相邻碳原子上的C-H键极性变大,C-H键易断裂。
【小问10详解】
芳香族含苯环,能银镜反应说明含醛基,4种等效氢且比例6:6:1:1,说明分子高度对称,存在两组等效的甲基,每组各含2个等效甲基,分别对应6个氢、一个等效醛基、苯环上剩余1个等效氢,结构简式为。
【小问11详解】
逆推最终产物A为2-甲基-2-丁烯,P在加热条件下消去水得到A,因此P为2-甲基-2-丁醇();结合已知格氏试剂与丙酮的反应,N为乙基溴化镁,因此M为溴乙烷(),W为乙烯。
12. 对甲苯磺酸是一种白色晶体,熔点107℃,易溶于醇、醚和水,是用途广泛的化工原料。实验室利用磺化反应制备对甲苯磺酸,实验装置如图所示。
(1)写出制备对甲苯磺酸的化学方程式:_____________。
(2)冷凝水从________口进入(填“x”或“y”)。
(3)装置中分水器的作用是___________。
(4)在三颈烧瓶中需要加入沸石,其作用是___________。
(5)对甲苯磺酸的电离常数,苯磺酸的电离常数,据此判断酸性:对甲苯磺酸_____苯磺酸(填“>”或“<”)。从结构的角度解释它们酸性差异的原因:____________。
(6)对甲苯磺酸可做酯化反应的催化剂,催化合成丙酸乙酯()。将12g丙酸()、1 g对甲苯磺酸和11 g乙醇()加入三颈烧瓶中,加热进行反应。反应结束后将反应液过滤,分别经水、碳酸钠溶液、饱和食盐水洗涤,加入无水硫酸镁干燥后进行蒸馏。
①写出该酯化反应的化学方程式:_________。
②下列仪器中,洗涤有机相和分离有机相时均需使用的是________(填名称)。
③已知“蒸馏”操作中收集到馏分15.3 g,则该实验丙酸乙酯的产率为___________(精确至0.1%)。
④写出使用对甲苯磺酸代替浓硫酸做酯化反应催化剂的优点____________。
【答案】(1) (2)x
(3)分离出生成的水,使平衡正向移动,提高产率;观察反应是否充分进行
(4)防止暴沸 (5) ①. < ②. 甲基为推电子基团,增加了苯环电子密度,降低了磺酸基中 O–H 的极性,从而减弱了酸性
(6) ①. ②. 分液漏斗 ③. 75.0% ④. 用对甲苯磺酸代替浓硫酸做酯化反应催化剂的优点是:对甲苯磺酸没有强氧化性,减少副反应的发生,污染小,对设备的腐蚀性小(其他合理答案也可)
【解析】
【小问1详解】
由图示可知,该实验利用甲苯与浓硫酸发生磺化反应制备对甲苯磺酸,反应条件为加热,故化学方程式为;
【小问2详解】
球形冷凝管中要充满冷凝水,应从x口进入;
【小问3详解】
该制备反应会生成水,可以将生成的水分离出来,使反应正向移动,还可以通过观察分水器液面是否上升,来判断反应进行的程度。故装置中分水器的作用为①:分离出生成的水,使平衡正向移动,提高产率;②:观察反应是否充分进行;
【小问4详解】
反应物和生成物都为液体或气体,直接加热容易发生暴沸,故需要加入沸石防止暴沸;
【小问5详解】
对甲苯磺酸的电离常数小于苯磺酸的电离常数,则酸性:对甲苯磺酸<苯磺酸;
甲基为推电子基团,可以增加苯环电子密度,降低了磺酸基中O–H的极性,使H更难脱离,从而减弱了酸性;
【小问6详解】
①使用丙酸和乙醇,在对甲苯磺酸催化下共热,发生酯化反应的化学方程式为;
②洗涤有机相时,使用分液漏斗将有机相与水相混合后分液,分离有机相时,使用分液漏斗将有机相与水相分开,故两步操作均需要用到分液漏斗;
③12g丙酸的物质的量为,11 g乙醇的物质的量为,故丙酸为少量,理论上生成0.2 mol 丙酸乙酯,实际上收集到馏分15.3 g,则丙酸乙酯的产率为;
④浓硫酸具有强氧化性,可能导致制备过程中发生较多副反应,产率下降,且对甲苯磺酸酸性较弱,可以减小对实验设备的腐蚀。故用对甲苯磺酸代替浓硫酸做酯化反应催化剂的优点是:对甲苯磺酸没有强氧化性,减少副反应的发生,污染小,对设备的腐蚀性小。
13. 鸟粪石通常产于低纬度海岛,主要是海鸟所产生的大量粪便与未被消化的鱼骨等,经过极长期的累积所形成,含有丰富的N、P、Mg等元素,是制作氮、磷肥的良好原料。回答下列问题:
(1)基态P原子核外电子的空间运动状态有_________种,基态N原子价层电子排布图为_______。
(2)下列状态的Mg原子或离子失去一个电子所需能量最高的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(3)具有无限链状结构的离子M部分结构如图1所示,离子M的化学式为________,中心原子Mg的价层电子对数为_________。
(4)生物体内存在的NADH(图2),可与某价态钒元素作用为(图3)和,则钒的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”),NADH的熔点低于NADCl(氯化物)的原因是________。
(5)某鸟粪石晶体为正交晶系,其晶胞结构如图所示(为了便于观察,省略部分顶点的),晶胞参数分别为a、b、c pm,,密度为。
①1号填充在围成的____________(填“四面体”“八面体”或“立方体”)空隙中
②代表阿伏加德罗常数的值,____________(用含a、b、c和ρ的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 9 ②.
(2)a (3) ①. ②. 6
(4) ①. 降低 ②. NADH分子之间的作用力小于NADCl分子之间的作用力(或NADH属于分子晶体,NADCl属于离子晶体)
(5) ①. 八面体 ②.
【解析】
【小问1详解】
P元素的原子序数为15,电子排布式为,电子空间运动状态有种;
基态N原子的价层电子排布式为,价层电子排布图为;
【小问2详解】
基态Mg原子的电子排布式为,b与d选项表示Mg,失去一个电子需要克服第一电离能,a与c选项表示,失去一个电子需要克服第二电离能,第二电离能一定大于第一电离能,而s轨道中的电子较稳定,失去s轨道的电子需要更多能量,故失去一个电子所需能量最高的是a选项;
【小问3详解】
选择其中一个最小单元研究,其结构含有1个、1个和个,故离子M的化学式为;
中心原子Mg连接6根键,其价层电子对数即为6;
【小问4详解】
可与某价态钒元素作用为,的化合价升高,则钒的化合价降低;
的晶体类型为分子晶体,为离子晶体,分子之间的作用力小于中阴阳离子之间的作用力,故的熔点低于;
【小问5详解】
①位于晶胞顶点和体心,则4个顶点和2个体心的可以构成一个八面体,而位于八面体中心;
②该晶胞中位于晶胞顶点和体心,含有个,位于面上和晶胞体内,有个,也位于面上和晶胞体内,有个,故该晶体的化学式为,对应晶胞中含2个该结构单元,晶体密度,则。
14. 锗是一种重要的稀散金属,主要用于电子工业、光导纤维等领域。某锌浸渣中含有、、、、等,利用锌浸渣提取锗的实验流程如下图所示:
已知:①部分含锗微粒的存在形式与pH的关系为:
主要存在形式
②常温下,该工艺条件中,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如下表所示。
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀
7.5
2.3
6.2
沉淀完全
9.0
3.2
8.0
③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(结构为:)形成配离子
回答下列问题:
(1)基态锗原子的核外电子排布式为_________,“滤渣”主要成分为_________(填化学式)。
(2)Fe2O3在“还原浸出”步骤中发生反应的化学方程式为_________。
(3)物质A属于碱性氧化物,其化学式为_________。
(4)“沉锗”时,需控制pH在5~6.2之间,原因是_________;当pH=6时,Zn2+未产生沉淀,则浸出液中不超过_________。
(5)“酸溶”后,溶液的pH为1.8,向溶液中加入酒石酸萃取剂,酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子。
①若pH升高,锗的萃取率下降,原因是_________。
②“反萃取”中加入的物质B为_________溶液(填化学式),主要反应的离子方程式为_________。
(6)晶体锗广泛运用于战机的红外搜索跟踪系统。如下图所示,Ge-Ⅰ的晶胞结构与金刚石晶胞相同,Ge-Ⅱ的晶胞中仅有两个小球位于晶胞体内。
①Ge-Ⅰ晶体中锗原子的配位数为_________;
②Ge-Ⅰ和Ge-Ⅱ晶胞中的原子个数比为________。
【答案】(1) ①. 3d104s24p2 ②. SiO2、PbSO4
(2)Fe2O3+SO2+H2SO4=2FeSO4+H2O
(3)CaO (4) ①. 使Ge元素转化为GeO2固体,且防止Zn2+沉淀 ②. 0.1
(5) ①. pH升高Ge4+转化为[Ge(OH)3]+或GeO2 ②. NaOH ③. [Ge(C4H4O6)3]2-+6OH-=++3H2O
(6) ①. 4 ②. 8∶7
【解析】
【分析】锌浸渣(含、、、、等)在SO2和作用下进行还原浸出,SO2作为还原剂,将中的+3价还原为+2,同时、等与酸反应溶解,沉淀不溶,不反应进入滤渣1;题中给出物质A为碱性氧化物,酸溶后得到石膏,则A为CaO,加入CaO进行沉锗,控制pH在5~6.2,使Ge4+以GeO2形式沉淀,而Fe2+、Zn2+留在滤液中;沉锗后的沉淀用酸溶,调节pH至1.8,使GeO2转化为Ge4+;再加入酒石酸和有机溶液萃取锗,让Ge4+与酒石酸形成络阴离子进入有机相;最后用NaOH溶液反萃取,使络阴离子转化为Na2GeO3,再进一步处理得到Ge。
【小问1详解】
Ge是32号元素,位于第四周期第ⅣA族,基态锗原子的核外电子排布式为3d104s24p2,还原浸出步骤加入硫酸,SiO2不与硫酸反应,PbSO4是难溶硫酸盐,“滤渣”主要成分为SiO2、PbSO4。
【小问2详解】
还原浸出中SO2作还原剂,将Fe2O3与硫酸反应生成的Fe3+还原为Fe2+,S元素被氧化为SO,Fe2O3在“还原浸出”步骤中发生反应的化学方程式为Fe2O3+SO2+H2SO4=2FeSO4+H2O。
【小问3详解】
题中给出物质A为碱性氧化物,酸溶后得到石膏,作用是调节pH沉锗,为避免引入难以除去的新杂质,其化学式为CaO。
【小问4详解】
结合已知条件:pH<5时锗不以GeO2形式析出,pH>6.2时达到Zn2+开始沉淀的pH,会造成锌离子沉淀损失,故“沉锗”时,需控制pH在5~6.2之间,原因是使Ge元素转化为GeO2固体,且防止Zn2+沉淀;根据Zn2+沉淀完全时pH=8.0、c(Zn2+)=10−5mol/L,可算出Ksp[Zn(OH)2]=10−5×(10-6)2= 10−17,pH=6时c(OH−)=10−8mol/L,代入得c(Zn2+)==1.0×10−1mol/L。当pH=6时,Zn2+未产生沉淀,则浸出液中不超过0.1。
【小问5详解】
①pH升高后锗不再以高浓度Ge4+形式存在,降低锗的萃取效率。若pH升高,锗的萃取率下降,原因是pH升高Ge4+转化为[Ge(OH)3]+或GeO2。
②反萃取最终得到Na2GeO3,需要pH>12的强碱性环境,“反萃取”中加入的物质B为NaOH溶液,强碱性条件下络合阴离子解离,生成,主要反应的离子方程式为[Ge(C4H4O6)3]2-+6OH-=++3H2O。
【小问6详解】
①金刚石型结构的原子配位数为4,Ge-Ⅰ晶胞与金刚石结构一致,故Ge-Ⅰ晶体中锗原子的配位数为4;
②Ge-Ⅰ晶胞中含8个顶点(8×=1)+6个面心(6×=3)+4个体内原子,总原子数为8;Ge-Ⅱ晶胞中含8个棱点(8×=2)+4个面心(4×=2)+2个面上(2×=1)+2个体内原子,总原子数为7;Ge-Ⅰ和Ge-Ⅱ晶胞中的原子个数比为8∶7。
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厦门六中2025—2026学年第二学期 高二年期中阶段性测验
化学
满分100分 考试时间75分钟
注意事项:1.本卷满分100分,用时75分钟。请将答案写在答题卡上。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 P-31 S-32
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(10小题,每小题3.5分,共35分)
1. 下列有关化学用语表达正确的是
A. 丙炔的球棍模型:
B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C. 的空间填充模型:
D. 2-甲基-1-丙醇的键线式:
2. 下列说法正确的是
A. 和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B. 等物质的量的乙烷和乙醇完全燃烧消耗氧气的量相等
C. 按系统命名法,的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D. 和互为同系物
3. 有机物 俗称稗草烯,主要用于水稻田防除稗草。下列有关该有机物的说法正确的是
A. 属于烯烃
B. 可用 与Cl2在光照条件下反应直接制得纯净的该物质
C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 在一定条件下可发生聚合反应
4. 化合物Z是一种具有生理活性的多环呋喃类化合物,部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX最多能和4molH2发生加成反应
B. Y分子中σ键和π键的数目比为7:1
C. Z分子中所有碳原子均在同一个平面上
D. Z不能使Br2的CCl4溶液褪色
5. X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的质子数是X的3倍。由以上5种元素组成的某种盐的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>W B. 简单离子的半径:W>M
C. 键角:∠2>∠1 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
6. 下列实验装置及相应说法正确的是
A. 装置A中甲烷和氯气在光照条件下反应生成的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明是酸性气体
B. 装置B用于实验室制备溴苯并验证该反应为取代反应
C. 装置C用于除去甲烷中的乙烯杂质
D. 装置D中收集的气体可以使溴水褪色,说明生成了乙炔(电石为,含杂质)
7. 苯硝化反应的部分过程如下图。若用氘代苯()进行该反应(反应机理相同),反应速率无明显变化。下列说法正确的是
已知:键能大于键能。
A. 反应的中间体结构中,仍存在大键
B. 反应过程中,苯环上碳原子杂化方式未发生过改变
C. 用氘代苯反应时,步骤i中有键的断裂与形成
D. 用氘代苯反应时,总反应速率主要由步骤ⅱ决定
8. 环己烯是重要的化工原料,实验室用环己醇制备环己烯流程如下。下列说法错误的是
A. 环己醇的沸点高于环己烯,主要原因是环己醇分子间存在氢键
B. 饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度,利于分层
C. 分液时,无机相和有机相依次从分液漏斗下口放出和上口倒出
D. 操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、温度计、锥形瓶、蒸馏烧瓶等
9. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
10. 一种新型锂离子电池常用的正极材料为锰酸锂(相对分子质量为),其晶胞如下图甲所示。甲可看作是由下图中相邻A、B两种基本单元交替结合而成(顶面的已标注,其余位置的未画出),、、均位于单元中体对角线上离顶点处,已知晶体的晶胞参数(晶胞边长)为。
下列说法错误的是
A. 中的和的个数比为
B. 图B中锰离子(或)与的最近距离为
C. 晶体的密度表达式为
D. 图甲中箭头所指的B单元中离标★最近的的原子分数坐标为
第Ⅱ卷(填空题)
二、填空题(4大题,共65分)
11. Ⅰ.二乙酸-1,4-环己二醇酯可通过下列路线合成:
(1)A的化学名称是____________。
(2)反应④的化学方程式______________。
(3)C中官能团的名称为________,最终合成产品的分子式为_________。
(4)反应⑦的化学方程式__________。
(5)整个合成步骤中,属于加成反应的是_________(填序号)。
Ⅱ.有机物F是一种重要的有机化工中间体,由有机物A()制备F的合成路线如下:
已知:①Diels-Alder反应:
②(X为卤素原子),
(6)物质E中含氧官能团的名称__________。
(7)B→C的反应类型为_______反应。
(8)已知C→D的过程中发生了Diels-Alder反应,写出有机物X的结构简式_____________。
(9)D→E的过程中D物质中与“”相邻碳原子上的C-H键易断裂的原因是___________。
(10)满足下列条件的F的同分异构体的结构简式为_____________。
①属于芳香族化合物
②能发生银镜反应
③有4种等效氢,其中氢的数目比为6∶6∶1∶1
(11)有机物A可由基础化工原料W经过以下合成路线获得,则M和P的结构简式分别为___________、___________。
12. 对甲苯磺酸是一种白色晶体,熔点107℃,易溶于醇、醚和水,是用途广泛的化工原料。实验室利用磺化反应制备对甲苯磺酸,实验装置如图所示。
(1)写出制备对甲苯磺酸的化学方程式:_____________。
(2)冷凝水从________口进入(填“x”或“y”)。
(3)装置中分水器的作用是___________。
(4)在三颈烧瓶中需要加入沸石,其作用是___________。
(5)对甲苯磺酸的电离常数,苯磺酸的电离常数,据此判断酸性:对甲苯磺酸_____苯磺酸(填“>”或“<”)。从结构的角度解释它们酸性差异的原因:____________。
(6)对甲苯磺酸可做酯化反应的催化剂,催化合成丙酸乙酯()。将12g丙酸()、1 g对甲苯磺酸和11 g乙醇()加入三颈烧瓶中,加热进行反应。反应结束后将反应液过滤,分别经水、碳酸钠溶液、饱和食盐水洗涤,加入无水硫酸镁干燥后进行蒸馏。
①写出该酯化反应的化学方程式:_________。
②下列仪器中,洗涤有机相和分离有机相时均需使用的是________(填名称)。
③已知“蒸馏”操作中收集到馏分15.3 g,则该实验丙酸乙酯的产率为___________(精确至0.1%)。
④写出使用对甲苯磺酸代替浓硫酸做酯化反应催化剂的优点____________。
13. 鸟粪石通常产于低纬度海岛,主要是海鸟所产生的大量粪便与未被消化的鱼骨等,经过极长期的累积所形成,含有丰富的N、P、Mg等元素,是制作氮、磷肥的良好原料。回答下列问题:
(1)基态P原子核外电子的空间运动状态有_________种,基态N原子价层电子排布图为_______。
(2)下列状态的Mg原子或离子失去一个电子所需能量最高的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(3)具有无限链状结构的离子M部分结构如图1所示,离子M的化学式为________,中心原子Mg的价层电子对数为_________。
(4)生物体内存在的NADH(图2),可与某价态钒元素作用为(图3)和,则钒的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”),NADH的熔点低于NADCl(氯化物)的原因是________。
(5)某鸟粪石晶体为正交晶系,其晶胞结构如图所示(为了便于观察,省略部分顶点的),晶胞参数分别为a、b、c pm,,密度为。
①1号填充在围成的____________(填“四面体”“八面体”或“立方体”)空隙中
②代表阿伏加德罗常数的值,____________(用含a、b、c和ρ的代数式表示)。
14. 锗是一种重要的稀散金属,主要用于电子工业、光导纤维等领域。某锌浸渣中含有、、、、等,利用锌浸渣提取锗的实验流程如下图所示:
已知:①部分含锗微粒的存在形式与pH的关系为:
主要存在形式
②常温下,该工艺条件中,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如下表所示。
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀
7.5
2.3
6.2
沉淀完全
9.0
3.2
8.0
③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(结构为:)形成配离子
回答下列问题:
(1)基态锗原子的核外电子排布式为_________,“滤渣”主要成分为_________(填化学式)。
(2)Fe2O3在“还原浸出”步骤中发生反应的化学方程式为_________。
(3)物质A属于碱性氧化物,其化学式为_________。
(4)“沉锗”时,需控制pH在5~6.2之间,原因是_________;当pH=6时,Zn2+未产生沉淀,则浸出液中不超过_________。
(5)“酸溶”后,溶液的pH为1.8,向溶液中加入酒石酸萃取剂,酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子。
①若pH升高,锗的萃取率下降,原因是_________。
②“反萃取”中加入的物质B为_________溶液(填化学式),主要反应的离子方程式为_________。
(6)晶体锗广泛运用于战机的红外搜索跟踪系统。如下图所示,Ge-Ⅰ的晶胞结构与金刚石晶胞相同,Ge-Ⅱ的晶胞中仅有两个小球位于晶胞体内。
①Ge-Ⅰ晶体中锗原子的配位数为_________;
②Ge-Ⅰ和Ge-Ⅱ晶胞中的原子个数比为________。
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