内容正文:
高三化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Cu 64
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. 龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中,主要材质为金属材料的是
A.玉猪龙
B.圆明园十二生肖兽首·龙首
C.盐步老龙
D.云龙纹瓷瓶
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.玉猪龙的主要材质为玉石,属于无机非金属材料,A错误;
B.圆明园十二生肖兽首·龙首的主要材质为铜合金,属于金属材料,B正确;
C.盐步老龙为传统龙舟,主要材质为木材,属于天然有机材料,C错误;
D.云龙纹瓷瓶的主要材质为陶瓷,属于无机非金属材料,D错误;
故选B。
2. 用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和包含以下实验操作,其中错误的是
A.溶解
B.沉淀
C.过滤
D.蒸发结晶
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶解时用玻璃棒搅拌可加速粗盐溶解,操作规范,A正确;
B.滴加沉淀剂时胶头滴管垂直悬空于烧杯上方,可避免污染试剂,操作规范,B正确;
C.过滤操作缺少玻璃棒引流,不符合过滤“一贴二低三靠”的操作要求,C错误;
D.蒸发结晶时用玻璃棒不断搅拌,可防止局部过热导致液滴飞溅,操作规范,D正确;
故选C。
3. 有氧条件下,在V2O5的催化作用下NO可被NH3还原为N2,反应的化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1 mol基态V中含有的成对电子数为2.2NA
B. 22.4 L NH3分子中含键的数目为3NA
C. 0.1 mol O2与0.2 mol NO混合后分子总数为0.3NA
D. 每生成2.8 g N2,转移的电子数为0.3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态V原子的电子排布式为,3d轨道上的3个电子排布在三个简并轨道上,不成对,每个V原子成对电子数为20个,0.1 mol V中含成对电子数为,A错误;
B.未指明气体处于标准状况,无法确定22.4 L 的物质的量,无法计算键数目,B错误;
C.和恰好反应生成,且存在平衡,分子总数小于,远小于,C错误;
D.2.8 g 的物质的量为0.1 mol,由反应方程式可知,中的N被氧化(化合价由-3升高至0),中的N(化合价由+2降低为0)和中的O(化合价由0降低为-2)被还原,每生成4 mol 转移电子的物质的量为12 mol,故生成0.1 mol 转移电子数为,D正确;
故选D。
阅读材料,回答下列小题:
铁及其化合物在工业生产中应用广泛。铁粉可用作食品保存脱氧剂,磁性材料大多数是含铁的化合物,聚合硫酸铁铝{}可用作净水剂,十二水合硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]是合成氯乙酸异丙酯()的催化剂。
4. 下列说法错误的是
A. 基态硫原子的价电子轨道表示式为
B. 中子数为10的氧原子表示为
C. 氢氧根离子的电子式为
D. 的空间结构为四面体形
5. 氯乙酸异丙酯可由氯乙酸(ClCH2COOH)和异丙醇()合成。下列说法错误的是
A. 酸性: B. 键角:
C. 第一电离能: D. 为极性分子,易溶于水
【答案】4. A 5. A
【解析】
【4题详解】
A.基态硫原子价电子为,价电子轨道表示式应包含轨道的成对电子,该选项仅给出轨道部分,表述不完整,应为,A错误;
B.氧原子质子数为8,中子数为10时质量数为18,核素表示为,B正确;
C.中原子最外层达8电子稳定结构,为2电子稳定结构,带1个单位负电荷,给出的电子式书写正确,C正确;
D.中心原子的价层电子对数为,原子采取杂化,无孤电子对,空间结构为四面体形,D正确;
故选A;
【5题详解】
A.是吸电子基团,可使羧基的键极性增强,电离能力更强,故酸性:,A错误;
B.和的中心原子均为杂化,中的原子不含孤电子对,中原子含2对孤电子对,孤电子对之间的排斥作用较大,故键角:,B正确;
C.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,原子轨道半充满为稳定结构,第一电离能大于,故第一电离能:,C正确;
D.异丙醇含羟基,可与水分子形成氢键,属于极性分子,易溶于水,D正确;
故选A。
6. 以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A. N的分子式为C4H8O2 B. M与R互为同分异构体
C. 丁内酯可发生水解反应 D. N分子中所有原子可能共平面
【答案】D
【解析】
【详解】A.由N分子的结构简式可知,其含有4个、8个、2个,分子式为,A正确;
B.M的分子式为,R是1,4-丁二醇消去1分子的产物,分子式也为,二者结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.丁内酯属于环状酯类物质,酯基可以发生水解反应,C正确;
D.N分子中存在多个杂化的饱和碳原子,为四面体空间结构,所有原子不可能共平面,D错误;
故选D。
7. 是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
【答案】C
【解析】
【详解】A.在氧气中高温煅烧生成和,对应化学方程式,配平、产物均正确,A正确;
B.和发生铝热反应置换出,对应化学方程式,符合反应规律,B正确;
C.与溶液反应时,将氧化为,自身被还原为,正确离子方程式为,选项所给方程式得失电子、电荷均不守恒,C错误;
D.与反应生成蓝色的沉淀,离子方程式书写正确,D正确;
故选C。
8. 某矿石中含有四种位于不同的前四周期的元素X、Y、Z、W,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态原子中,X为元素周期表中半径最小的原子,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z的最高能层中s能级电子数与p能级电子数相等,W位于元素周期表的ds区,且有一个未成对电子。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 基态原子未成对电子数:
C. Y与Z形成的化合物属于分子晶体 D. W与Y形成的两种化合物WY和W2Y颜色相同
【答案】B
【解析】
【分析】元素推断:首先推出四种元素:X是周期表半径最小的原子,为(第一周期);Y最外层电子数是电子层数的3倍,只能为第二周期元素,电子层数为2、最外层电子数为6,为(第二周期);Z原子序数大于,最高能层s能级与p能级电子数相等,价电子排布为,为(第三周期);W位于前四周期ds区、有1个未成对电子,价电子排布为,为(第四周期),符合题干要求。
【详解】A.是,是,稳定性:。元素非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性,故氢化物稳定性,A错误;
B.基态原子电子排布为,能级有2个未成对电子;基态Si原子电子排布为,能级也有2个未成对电子,二者未成对电子数相等,B正确;
C.Y和Z分别为与,形成的属于共价(原子)晶体,不是分子晶体,C错误;
D.WY是为黑色固体,是为砖红色固体,二者颜色不同,D错误;
故选B。
9. 环己烷与溴在加热条件下反应的部分机理如图。下列说法错误的是
A. 环己烷的二溴代物有4种
B. 在链转移阶段会发生反应
C. 反应中既有极性共价键的断裂和形成,又有非极性共价键的断裂和形成
D. 根据反应机理分析,生成物中可能含有副产物
【答案】A
【解析】
【详解】A.若不考虑立体异构,环己烷二溴代物有1,1-二溴环己烷、1,2-二溴环己烷、1,3-二溴环己烷、1,4-二溴环己烷共4种,但若考虑顺反异构、手性异构则共有9种,题干未明确说明忽略立体异构,该说法错误,A错误;
B.链转移阶段可夺取溴环己烷中连溴碳原子上的氢原子,生成和连溴的环己基自由基(),该反应可以发生,B正确;
C.反应中断裂的键有非极性键、极性键,形成的键有极性键、和非极性键(链终止),符合描述,C正确;
D.链终止阶段两个环己基自由基()可以结合生成副产物,D正确;
故选A。
10. 下列方案设计、现象和结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究脱氧剂(主要成分是Fe粉)是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
无明显现象,说明脱氧剂没有变质
B
探究电解质的强弱
用pH计测量醋酸溶液、盐酸的pH
盐酸的pH小,CH3COOH是弱电解质
C
检验卤代烃中含有的卤素
加热卤代烃与NaOH水溶液的混合液,充分反应后,加入盐酸酸化,然后滴加AgNO3溶液
有白色沉淀生成,说明卤代烃中含氯元素
D
比较Na2CO3和NaHCO3的碱性强弱
相同温度下,向等浓度的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中分别滴入3滴酚酞溶液,观察现象
观察到红色较深的是Na2CO3,说明Na2CO3碱性强于NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若脱氧剂部分变质,样品中含有的粉会将变质生成的还原为,滴加溶液也无明显现象,无法说明脱氧剂没有变质,A错误;
B.未控制醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,变量不唯一,无法通过大小判断电解质强弱,B错误;
C.加入盐酸酸化会引入,干扰卤代烃中卤素的检验,应使用硝酸酸化,C错误;
D.相同温度、相同浓度下,弱酸根离子水解程度越大溶液碱性越强,滴入酚酞后红色越深,溶液红色更深,说明其碱性强于,方案设计、现象和结论均正确,D正确;
故选D。
11. 二硫化亚铁(FeS2)因其高理论比容量和电压平台而被广泛应用于热电池(一种需要达到一定温度才能工作的电池)。一种金掺杂的FeS2()热电池的结构如图所示。电池放电后有、生成。下列说法正确的是
A. 放电时,LiB电极为电池的负极,发生还原反应
B. 常温下,电池不能工作的原因是LiF、LiCl和LiBr为共价化合物
C. 放电时,电极上发生的反应为
D. 放电时,电解质溶液中Li+由电极向LiB电极移动
【答案】C
【解析】
【分析】生成,发生了还原反应,故为正极,LiB为负极。
【详解】A.放电时LiB电极为负极,负极发生失电子的氧化反应,A错误;
B.LiF、LiCl、LiBr均为离子化合物,常温下为固体,无自由移动的离子无法导电,因此常温下电池不能工作,B错误;
C.放电时电极为正极,得电子,结合迁移的生成,电极反应为,C正确;
D.放电时电解质中阳离子向正极移动,即由电极向电极移动,D错误;
故选C。
12. 镉(Cd)与锌同族,与Cd2+有关的配离子转化如图:
已知:en为H2NCH2CH2NH2,双齿配体。
下列说法错误的是
A. 基态Cd的能层中,N层含有的电子数为18
B. 与Cd2+的配位能力:
C. 晶体锌和镉均为金属晶体
D. CH3NH2与en作为配体时,配位原子不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cd与Zn同族,位于第五周期IIB族,基态核外电子排布为,N层()包含,共18个电子,A正确;
B.由转化关系可知en可将从配离子中置换出来,且en为双齿配体存在螯合效应,双齿配体形成的环状结构更稳定,配位能力更强,B正确;
C.Zn、Cd均为金属单质,形成的晶体属于金属晶体,C正确;
D.和en的配位原子均为提供孤电子对的原子,配位原子相同,D错误;
故答案选D。
13. 天然硫化铜俗称铜蓝,晶体由S2-、、Cu+、Cu2+构成,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 基态Cu原子的价电子排布为3d94s2
B. 一个晶胞中含有2个Cu+
C. 晶体中S2-与的数目之比为1∶1
D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【分析】由俯视图可知,俯视图中处于顶点位置的S可能处于晶胞的顶点或棱上,结合晶胞图像可知该S处于棱上,且该S实际存在形式为,个数为,俯视图中处于面点位置的S可能处于晶胞的体内或者面心上,结合晶胞图像可知该S处于体内,且该S实际存在形式为,个数为2,因此晶胞中S的总价态为;由晶胞可知,Cu位于晶胞的体内,个数为6;据此解答。
【详解】A.Cu为第29号元素,基态Cu原子价电子排布为,A错误;
B.由分析知,晶胞中含有2个和2个,设晶胞中数目为、数目为,则,根据晶体中化合价之和为0,则,可计算得,即一个晶胞含4个,B错误;
C.由分析知,晶胞中含有2个和2个,二者数目比为1:1,C正确;
D.该晶胞为六方晶胞,底面是边长为、夹角60°的菱形,底面积,晶胞体积,据分析,1个晶胞含6个Cu原子和6个S原子,晶胞总质量,故密度,D错误;
故选C。
14. 常温下,H2S溶液中含硫粒子的分布系数及CuS、Cu2S饱和溶液中、与pH的关系如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.CuS、Cu2S饱和溶液随pH变化过程中,c(HS-)保持0.1 mol·L-1不变。
下列叙述错误的是
A. 曲线⑤代表与pH的关系
B.
C. 常温下,
D. 0.1 mol·L-1 NaHS溶液中,
【答案】C
【解析】
【分析】 H2S是二元弱酸,分布系数曲线中:交点a处,对应,由得;交点b处,对应,由得。分析右侧金属离子浓度曲线(验证A选项) 已知恒定,结合,可知pH越大[越小],越大,金属阳离子浓度越小、越大。 对CuS:,变形得,即pH=; 对同样可得pH=,因此曲线斜率大的是Cu2S,曲线⑤代表,据此解答。
【详解】A.根据分析,曲线⑤代表与pH的关系,A正确;
B.x点是曲线①和曲线③的交点,此时,根据Ka1×Ka2=,所以mol/L,pH=10.5,即x=10.5,B正确;
C.取点:对应体系,时,代入,得。 取点:对应CuS体系,时,代入,得。任意时刻,C错误;
D.NaHS溶液中,的电离常数为,水解常数,水解程度远大于电离程度,因此,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,被广泛应用于制造医药品、染料、表面活性剂等。某兴趣小组在实验室利用SO2和Cl2反应合成SO2Cl2。
已知:SO2Cl2的熔点为,沸点为,易水解,受热易分解。
(1)仪器X的名称为__________,干燥管中盛装的碱石灰的作用是__________。
(2)装置乙中长颈漏斗的作用是______________________________。
(3)写出装置甲中发生反应的离子方程式:________________________________________。
(4)SO2Cl2易水解,写出SO2Cl2遇水发生反应并产生白雾的化学方程式:__________________。
(5)装置丁中三颈烧瓶置于冰盐水中,其原因是________________________________________。
(6)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸,请你设计实验验证其中含有硫酸:__________(写出实验方案及相关实验现象。可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、紫色石蕊试液)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 防止空气中的水蒸气进入导致产物水解,同时吸收未反应的尾气
(2)平衡气压,防止堵塞
(3)
(4)
(5)防止SO2Cl2分解和气化
(6)取少量工业品硫酰氯于试管中,充分加热后冷却,加水稀释。向少量所得溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,另取少量所得溶液,向其中滴加紫色石蕊试液,溶液变红
【解析】
【分析】利用浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气,通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,再利用浓硫酸干燥,进入三颈烧瓶中与二氧化硫在活性炭作用下反应制备SO2Cl2,冰盐水冷却、冷凝管冷凝,碱石灰防止多余氯气排放到空气中;
【小问1详解】
根据仪器的构造可知,仪器X的名称为球形冷凝管,氯气有毒,SO2Cl2易水解,干燥管中盛装的碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入导致产物水解,同时吸收未反应的尾气;
【小问2详解】
装置乙中长颈漏斗的作用是平衡气压,防止堵塞;
【小问3详解】
装置甲中利用浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气,同时生成氯化锰、氯化钾和水,发生反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
SO2Cl2易水解,SO2Cl2遇水发生反应并产生白雾,生成物为硫酸和氯化氢,反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
SO2Cl2的熔点为,沸点为,受热易分解,装置丁中三颈烧瓶置于冰盐水中,其原因是防止SO2Cl2分解和气化;
【小问6详解】
硫酰氯溶于水会产生硫酸,因此需要首先除去硫酰氯,根据已知信息硫酰氯受热易分解可知验证其中含有硫酸的方案为:取少量工业品硫酰氯于试管中,充分加热后冷却,加水稀释。向少量所得溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,另取少量所得溶液,向其中滴加紫色石蕊试液,溶液变红。
16. BiVO4是一种光催化材料。工业利用废钒催化剂(主要含有V2O5、CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等)与铜铋矿(主要含CuFeS2、Bi2S3,还含少量Al2O3、SiO2)制备BiVO4的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.离子浓度时视为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)Bi与N同主族,位于第6周期,则铋元素在元素周期表中属于________区,其基态价电子排布式为________。
(2)滤渣的主要成分是________________(填化学式),“酸化”后的溶液中存在,则在“还原”时发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)反萃取剂应选用__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。
(4)“酸溶”时有黄色固体(S)生成,则Bi2S3与足量FeCl3的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(5)常温下,“调pH”得到的沉淀为BiOCl。
①BiOCl叫氯氧化铋而不叫次氯酸铋,从化合价角度分析,其原因为________________________________________。
②BiOCl在水中存在平衡: K。当Bi3+(aq)恰好完全转化为BiOCl(s)时,此时溶液中,________mol4·L-4
(6)该流程中生成BiVO4的化学方程式为________________________________________。
【答案】(1) ①. p ②. 6s26p3
(2) ①. CaSO4、SiO2 ②.
(3)酸性 (4)6∶1
(5) ①. 次氯酸根离子为负一价阴离子,BiOCl中Bi为价 ②.
(6)
【解析】
【分析】废钒催化剂加硫酸酸化,与硫酸反应生成,不与硫酸反应,二者成为滤渣;加入将还原为;依据已知反应,萃取得到含钒有机相,反萃取得到含水相;加入将氧化,再加沉钒得到。铜铋矿精矿加盐酸、酸溶,硫化物反应析出硫单质;调生成沉淀,沉淀经硝酸转化得到溶液;与反应生成目标产物,据此分析解答。
【小问1详解】
与同主族,位于第六周期第ⅤA族,属于区;主族元素价电子为最外层电子,基态价电子排布式为。
【小问2详解】
酸化时,不溶于稀硫酸,滤渣为;被还原为被氧化为,结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式:。
【小问3详解】
已知平衡:,反萃取需要平衡逆向移动,增大浓度,因此选用酸性溶液。
【小问4详解】
反应的化学方程式:。中化合价降低,作氧化剂;中化合价升高生成硫单质,作还原剂。依据电子守恒,可得氧化剂与还原剂物质的量之比为。
【小问5详解】
①次氯酸根中为+1价;中为+3价,为-1价,不含次氯酸根,因此命名为氯氧化铋。
②,,;沉淀完全,;平衡常数。
【小问6详解】
和反应生成,结合原子守恒配平,故化学方程式为:。
17. CO2的充分利用及其向其他化学品的转化,对环境和能源等意义重大。
Ⅰ.CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH),其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。
已知:常温下各物质的相对能量如图。
(1)H1=__________kJ·mol-1,该反应的活化能Ea(正)__________(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。
Ⅱ.利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(2)若10min时反应到达X点,则用CH4表示的平均反应速率为__________(用含p的分式表示,下同)kPa·min-1,X点对应的反应平衡常数__________(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(kPa)2。
(3)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体,在催化剂作用下发生反应,已知该条件下有副反应发生,测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、c、d三点最接近平衡的点是_____________。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是______________________________。
Ⅲ.采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示,工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。
(4)若用铅蓄电池作该电解装置的电源,则石墨电极应与铅蓄电池的__________(填“Pb”或“PbO2”)极相连。
(5)写出铜电极的电极反应式:____________________________________。
【答案】(1) ①. -173.7 ②. 小于
(2) ①. ②.
(3) ①. b ②. 随着温度升高,发生的反应以副反应为主,而副反应为反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变对平衡移动没有影响
(4)PbO2 (5)2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O
【解析】
【小问1详解】
反应物的相对能量总和-生成物的相对能量总和=(-393.5kJ/mol×2mol)-(-235.3kJ/mol×1mol-241.8kJ/mol×3mol) =173.7k,故H1=-173.7kJ/mol;该反应为放热反应,活化能Ea(正)小于Ea(逆)。
【小问2详解】
设通入的CH4的物质的量为amol,列出三段式,平衡时,总物质的量为3.6amol,CH4的体积分数为,CH4的分压为pkpa。起始时CH4的分压为0.5pkpa,故0~10min用CH4表示的平均反应速率为;平衡时,H2与CO的分压均为。
【小问3详解】
①根据条件:相同压强下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂,由于催化剂只影响反应的快慢,在相同的温度和压力下,采用不同催化剂的同一反应达到平衡时的转化率均相同,在图像中表现为三条曲线最终趋于重合,即图中的a点;b、d、c三点中,b点离平衡点a最近,故b点最接近平衡;
②根据条件:相同温度下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,随温度升高,三条线自a点开始发生重合。由于主反应为气体分子数变化的反应,压强变化时,反应达到平衡的CO2转化率应该不同,但若随温度升高,副反应成为主要进行的反应,由于副反应前后气体分子数不变,此时反应平衡受压强的影响很小,因此在图像上表现为三条曲线随温度升高趋于重合。
【小问4详解】
根据图示可知,CO2在Cu电极发生还原反应,则Cu是阴极,石墨是阳极,故石墨与铅蓄电池的正极PbO2相连;
【小问5详解】
CO2在Cu电极发生还原反应,阴极电极方程式是2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。
18. 卟啉化合物在自然界中广泛存在,是生命过程中必不可少的一类化合物。一种八乙基()卟啉化合物(J)的合成路线如图。
已知:。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为____________________,C中含氧官能团的名称为________________。
(2)的反应类型为________反应。
(3)虚线框内的卟啉环为平面结构,则虚线框内N的杂化方式为________。
(4)写出A与B反应的化学方程式:____________________。
(5)K是C的同分异构体,写出满足下列条件的K的结构简式:____________________。
a.能与NaHCO3反应产生气体
b.能发生银镜反应
c.核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为
(6)根据题中信息,以和乙醇为原料,设计合成的路线____________________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 丙酸乙酯 ②. 酯基、酮羰基
(2)还原 (3)sp2
(4) (5) (6)
【解析】
【分析】A为乙酸乙酯,B为丙酸乙酯,二者在强碱乙醇钠()作用下发生反应,脱去一分子乙醇,得到C;C在酸性乙酸条件下与反应,得到D:。D与乙酰丙酮()发生反应,得到E;E的吡咯环上甲基位点发生亲电取代,被溴代,得到溴代产物F。F中的溴原子被二乙胺取代,得到G。多分子G发生反应,脱去二乙胺,得到H。H在条件下将其侧链的所有乙酰基()还原为乙基(),最终得到八乙基卟啉J。
【小问1详解】
B的结构为,按酯的系统命名法命名为丙酸乙酯;C的结构含(酮羰基)和(酯基)两类含氧官能团。
【小问2详解】
对比H和J的结构,H中的乙酰基()被还原转化为乙基(),属于还原反应。
【小问3详解】
卟啉环为平面共轭结构,所有N原子均形成平面的离域π体系,价层电子对数为3,因此采取杂化。
【小问4详解】
该反应是两个酯分子在强碱乙醇钠作用下发生反应,脱去1分子乙醇得到C,化学方程式为。
【小问5详解】
含(满足与反应产生气体)、含醛基(满足银镜反应),且氢谱峰面积9:1:1:1,对应3个等效甲基(叔丁基的9个H)、羧基H、醛基H、剩余1个次甲基H,结构为:。
【小问6详解】
发生已知条件的反应,生成,再发生取代将两个羧基变成酯基,再发生A与B发生的酯缩合反应类型,得到产物,合成路线为。
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高三化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Cu 64
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. 龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中,主要材质为金属材料的是
A.玉猪龙
B.圆明园十二生肖兽首·龙首
C.盐步老龙
D.云龙纹瓷瓶
A. A B. B C. C D. D
2. 用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和包含以下实验操作,其中错误的是
A.溶解
B.沉淀
C.过滤
D.蒸发结晶
A. A B. B C. C D. D
3. 有氧条件下,在V2O5的催化作用下NO可被NH3还原为N2,反应的化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1 mol基态V中含有的成对电子数为2.2NA
B. 22.4 L NH3分子中含键的数目为3NA
C. 0.1 mol O2与0.2 mol NO混合后分子总数为0.3NA
D. 每生成2.8 g N2,转移的电子数为0.3NA
阅读材料,回答下列小题:
铁及其化合物在工业生产中应用广泛。铁粉可用作食品保存脱氧剂,磁性材料大多数是含铁的化合物,聚合硫酸铁铝{}可用作净水剂,十二水合硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]是合成氯乙酸异丙酯()的催化剂。
4. 下列说法错误的是
A. 基态硫原子的价电子轨道表示式为
B. 中子数为10的氧原子表示为
C. 氢氧根离子的电子式为
D. 的空间结构为四面体形
5. 氯乙酸异丙酯可由氯乙酸(ClCH2COOH)和异丙醇()合成。下列说法错误的是
A. 酸性: B. 键角:
C. 第一电离能: D. 为极性分子,易溶于水
6. 以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A. N的分子式为C4H8O2 B. M与R互为同分异构体
C. 丁内酯可发生水解反应 D. N分子中所有原子可能共平面
7. 是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
8. 某矿石中含有四种位于不同的前四周期的元素X、Y、Z、W,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态原子中,X为元素周期表中半径最小的原子,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z的最高能层中s能级电子数与p能级电子数相等,W位于元素周期表的ds区,且有一个未成对电子。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 基态原子未成对电子数:
C. Y与Z形成的化合物属于分子晶体 D. W与Y形成的两种化合物WY和W2Y颜色相同
9. 环己烷与溴在加热条件下反应的部分机理如图。下列说法错误的是
A. 环己烷的二溴代物有4种
B. 在链转移阶段会发生反应
C. 反应中既有极性共价键的断裂和形成,又有非极性共价键的断裂和形成
D. 根据反应机理分析,生成物中可能含有副产物
10. 下列方案设计、现象和结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究脱氧剂(主要成分是Fe粉)是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
无明显现象,说明脱氧剂没有变质
B
探究电解质的强弱
用pH计测量醋酸溶液、盐酸的pH
盐酸的pH小,CH3COOH是弱电解质
C
检验卤代烃中含有的卤素
加热卤代烃与NaOH水溶液的混合液,充分反应后,加入盐酸酸化,然后滴加AgNO3溶液
有白色沉淀生成,说明卤代烃中含氯元素
D
比较Na2CO3和NaHCO3的碱性强弱
相同温度下,向等浓度的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中分别滴入3滴酚酞溶液,观察现象
观察到红色较深的是Na2CO3,说明Na2CO3碱性强于NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
11. 二硫化亚铁(FeS2)因其高理论比容量和电压平台而被广泛应用于热电池(一种需要达到一定温度才能工作的电池)。一种金掺杂的FeS2()热电池的结构如图所示。电池放电后有、生成。下列说法正确的是
A. 放电时,LiB电极为电池的负极,发生还原反应
B. 常温下,电池不能工作的原因是LiF、LiCl和LiBr为共价化合物
C. 放电时,电极上发生的反应为
D. 放电时,电解质溶液中Li+由电极向LiB电极移动
12. 镉(Cd)与锌同族,与Cd2+有关的配离子转化如图:
已知:en为H2NCH2CH2NH2,双齿配体。
下列说法错误的是
A. 基态Cd的能层中,N层含有的电子数为18
B. 与Cd2+的配位能力:
C. 晶体锌和镉均为金属晶体
D. CH3NH2与en作为配体时,配位原子不同
13. 天然硫化铜俗称铜蓝,晶体由S2-、、Cu+、Cu2+构成,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 基态Cu原子的价电子排布为3d94s2
B. 一个晶胞中含有2个Cu+
C. 晶体中S2-与的数目之比为1∶1
D. 该晶体的密度为
14. 常温下,H2S溶液中含硫粒子的分布系数及CuS、Cu2S饱和溶液中、与pH的关系如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.CuS、Cu2S饱和溶液随pH变化过程中,c(HS-)保持0.1 mol·L-1不变。
下列叙述错误的是
A. 曲线⑤代表与pH的关系
B.
C. 常温下,
D. 0.1 mol·L-1 NaHS溶液中,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,被广泛应用于制造医药品、染料、表面活性剂等。某兴趣小组在实验室利用SO2和Cl2反应合成SO2Cl2。
已知:SO2Cl2的熔点为,沸点为,易水解,受热易分解。
(1)仪器X的名称为__________,干燥管中盛装的碱石灰的作用是__________。
(2)装置乙中长颈漏斗的作用是______________________________。
(3)写出装置甲中发生反应的离子方程式:________________________________________。
(4)SO2Cl2易水解,写出SO2Cl2遇水发生反应并产生白雾的化学方程式:__________________。
(5)装置丁中三颈烧瓶置于冰盐水中,其原因是________________________________________。
(6)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸,请你设计实验验证其中含有硫酸:__________(写出实验方案及相关实验现象。可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、紫色石蕊试液)。
16. BiVO4是一种光催化材料。工业利用废钒催化剂(主要含有V2O5、CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等)与铜铋矿(主要含CuFeS2、Bi2S3,还含少量Al2O3、SiO2)制备BiVO4的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.离子浓度时视为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)Bi与N同主族,位于第6周期,则铋元素在元素周期表中属于________区,其基态价电子排布式为________。
(2)滤渣的主要成分是________________(填化学式),“酸化”后的溶液中存在,则在“还原”时发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)反萃取剂应选用__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。
(4)“酸溶”时有黄色固体(S)生成,则Bi2S3与足量FeCl3的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(5)常温下,“调pH”得到的沉淀为BiOCl。
①BiOCl叫氯氧化铋而不叫次氯酸铋,从化合价角度分析,其原因为________________________________________。
②BiOCl在水中存在平衡: K。当Bi3+(aq)恰好完全转化为BiOCl(s)时,此时溶液中,________mol4·L-4
(6)该流程中生成BiVO4的化学方程式为________________________________________。
17. CO2的充分利用及其向其他化学品的转化,对环境和能源等意义重大。
Ⅰ.CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH),其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。
已知:常温下各物质的相对能量如图。
(1)H1=__________kJ·mol-1,该反应的活化能Ea(正)__________(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。
Ⅱ.利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(2)若10min时反应到达X点,则用CH4表示的平均反应速率为__________(用含p的分式表示,下同)kPa·min-1,X点对应的反应平衡常数__________(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(kPa)2。
(3)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体,在催化剂作用下发生反应,已知该条件下有副反应发生,测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、c、d三点最接近平衡的点是_____________。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是______________________________。
Ⅲ.采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示,工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。
(4)若用铅蓄电池作该电解装置的电源,则石墨电极应与铅蓄电池的__________(填“Pb”或“PbO2”)极相连。
(5)写出铜电极的电极反应式:____________________________________。
18. 卟啉化合物在自然界中广泛存在,是生命过程中必不可少的一类化合物。一种八乙基()卟啉化合物(J)的合成路线如图。
已知:。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为____________________,C中含氧官能团的名称为________________。
(2)的反应类型为________反应。
(3)虚线框内的卟啉环为平面结构,则虚线框内N的杂化方式为________。
(4)写出A与B反应的化学方程式:____________________。
(5)K是C的同分异构体,写出满足下列条件的K的结构简式:____________________。
a.能与NaHCO3反应产生气体
b.能发生银镜反应
c.核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为
(6)根据题中信息,以和乙醇为原料,设计合成的路线____________________(用流程图表示,无机试剂任选)。
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