精品解析:湖南邵阳市2027届高三上学期第一次考试 化学试题
2026-09-12
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内容正文:
邵阳市2027届高三第一次联考试题卷
化学
本试卷共8页,18个小题。满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡上“条形码粘贴区”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.保持答题卡的整洁。考试结束后,只交答题卡,试题卷自行保存。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Si—28 S—32 K—39 Ti—48 Fe—56 Au—197
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,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 中国陶瓷历史悠久,其制作过程包括选矿粉碎、坯料成型、釉料配制(含铅丹)、高温烧制和彩绘装饰(用、等氧化物着色)等工艺。下列说法错误的是
A. 选矿粉碎属于物理变化
B. 铅丹中元素的化合价为+2价和+4价
C. 高温烧制过程中,坯料中的碳酸钙分解属于氧化还原反应
D. 彩绘用的、均为金属氧化物
2. 下列化学用语正确的是
A. 表示中子数为44的溴原子
B. 和互为同素异形体
C. 的电子式:
D. 分子的球棍模型:
3. 化学是以实验为基础的科学。下列实验能达到实验目的的是
A.实验室制氯气
B.蒸干溶液制固体
C.由海水制取蒸馏水
D.测稀硫酸浓度
A. A B. B C. C D. D
4. 化学反应广泛应用于生产生活。下列反应方程式书写错误的是
A. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B. 用稀硫酸除去铜表面的氧化铜:
C. 用氯化铁溶液腐蚀铜制印刷电路板:
D. 用氯气与石灰乳制漂白粉:
5. 一种可制造光学镜片的聚合物,其合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 与加成后得到的分子,核磁共振氢谱有2组峰
B. Y分子中所有原子可能处于同一平面
C. 1 molZ与足量溶液反应,最多生成
D. 此反应属于缩聚反应
6. 物质结构决定性质。根据物质的有关性质,下列解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
钾钠合金用作原子反应堆的导热剂
钾钠合金熔点低,常温下为液态,导热性能好且沸点较高
B
熔点:
属于离子晶体;、、属于分子晶体,且相对分子质量逐渐减小
C
、、的键角依次减小
中心C原子的杂化方式依次为、、杂化
D
在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
分子中含有非极性键,属于非极性分子,“相似相溶”
A. A B. B C. C D. D
7. 、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。最外层电子数是次外层电子数的2倍,的轨道上有2个未成对电子,的简单阳离子是第三周期半径最小的金属阳离子。某种配离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 简单氢化物沸点:
B. 第一电离能:;简单离子半径:
C. Y的最高价含氧酸酸性强于X最高价含氧酸酸性
D. 配离子的中心离子的配位数为3
8. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向等浓度的、混合溶液中逐滴加入少量溶液
先产生白色沉淀
相同条件下,
B
将少量溴水滴入足量苯中,振荡后静置
上层呈橙红色,下层接近无色
苯与溴单质发生取代反应
C
蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴充分加热,冷却后加入足量溶液调至碱性,再加入新制悬浊液,振荡
未出现砖红色沉淀
蔗糖未发生水解
D
常温下,用计测定NaHA溶液的pH值
pH=5.2
溶液呈酸性,的电离程度大于水解程度
A. A B. B C. C D. D
9. 硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法错误的是
A. 中阳离子的价层电子排布式:
B. 步骤Ⅰ中,空气从沸腾炉底部鼓入,主要目的是增大反应物的接触面积
C. 步骤Ⅱ中,使用催化剂能降低该反应的活化能,从而提高的平衡转化率
D. 步骤Ⅲ中,用98.3%浓硫酸吸收,是为了防止形成酸雾,提高吸收效率
10. 高铁酸盐在水处理等领域有广泛应用,高铁酸根()具有强氧化性,可以杀菌消毒。一种含和的高铁酸盐晶体的晶胞结构如图,M、N原子的分数坐标分别为、,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 晶体最简化学式为
B. 晶体的密度为
C. 晶胞中的分数坐标
D. 的结构与相似,该晶胞中键的键长有2种,则两种键的数目之比为
11. 我国科学工作者制备了一种电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于将污水中的还原为,其工作原理如图所示。研究证明,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。下列说法错误的是
A. 放电时,从正极区向负极区移动,放电后负极区升高
B. 放电时,金属铝电极质量减少,正极可还原
C. 充电时,电极接外接电源的正极,发生氧化反应
D. 充电时,阴极反应为
12. 还原1,1-二溴-1-烯烃机理如图所示。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂
B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 结合键具有选择性
D. 该反应的总反应为
13. 若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中,一定温度下发生如下反应:
ⅰ:
ⅱ:
达到平衡时的体积分数为0.25,下列说法错误的是
A. 混合气体中不再变化时,不能确定体系达到平衡状态
B. 平衡时,的转化率为
C. 该温度时,
D. 若其他条件不变,容器体积变为,再次平衡时不变
14. 常温时,将联氨溶液滴入的稀盐酸中,溶液中由水电离出的氢离子浓度随滴入联氨溶液体积()的变化如图所示(联氨的电离方程式为,,常温时,,)。下列说法错误的是
A. 的溶液
B. 该反应中稀盐酸的浓度为
C. 点,点
D. 点对应溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 酰胺类化合物在医药合成中有重要应用。实验室以二苯甲醇和乙腈为原料制备N-二苯甲基乙酰胺。反应原理如下:
已知:
1.乙腈沸点较低,易挥发;N-二苯甲基乙酰胺(Mr=225)为无色晶体,熔点147℃,难溶于冷水,微溶于冷乙醇,易溶于热乙醇。
2.在空气氛围下进行反应,二苯甲醇(Mr=184)易被氧化成副产物二苯甲酮,二苯甲酮易溶于乙醇。用对甲苯磺酸或者作催化剂,二苯甲醇先失去-OH形成较稳定的碳正离子,再与乙腈反应生成产物。
实验步骤如下:
ⅰ.在密闭Schlenck耐压反应管中加入二苯甲醇0.92 g、乙腈1.30 mL、对甲苯磺酸0.048 g,加热反应2 h,实验装置如图所示。
ⅱ.反应结束后冷却至室温,将反应液倒入冷水中,抽滤,得到粗产品。
ⅲ.将粗产品加入乙醇和水的混合液中,加热使其溶解,趁热过滤;滤液冷却后析出晶体,经过一系列操作得到产品0.90 g。
回答下列问题:
(1)二苯甲醇失去-OH形成碳正离子,该碳正离子价层电子对数是________。
(2)本实验选用密闭Schlenck耐压反应管的优点是_______________。反应结束后需冷却至室温再开盖,从压强角度分析原因是_________________________。
(3)步骤ⅲ提纯实验装置如图所示:
①该提纯方法称为_____________。
②“趁热过滤”的目的是_____________。
③下列叙述正确的是_________(填字母标号)。
a.加热溶解时,溶剂越多,最终获得产品质量越多
b.趁热过滤后,若缓慢自然降温,更易得到颗粒较大的晶体
c.二苯甲酮杂质熔点低,冷却结晶时会大量析出混入产品
(4)采用碘单质作催化剂,得到的粗产品中有碘单质残留。采用乙醇、1%硫代硫酸钠混合溶液溶解,硫代硫酸钠的作用是_________________。
(5)该实验中N-二苯甲基乙酰胺的产率为_________。
16. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含Au、Ag、、FeS2、SiO2和少量等)中提取金的一种工艺如下:
已知:①“浸取”时,矿粉中的金属硫化物、金属氧化物全部溶解,同时硫元素被通入的空气氧化为硫单质;
②Au、Ag在强氧化性氯化体系中可转化为可溶性的配离子和。
回答问题:
(1)“浸取”步骤中,为加快浸取速率,可采取的措施有______________________________(写两点),在浸取时,发生反应的化学方程式是______________________________。
(2)“除、”时,加入浓NaOH溶液并加热。S与NaOH反应:,此反应中,每转移,被氧化的的质量为_____。
(3)“X”包含多个步骤,需同时加入盐酸和溶液。一定条件下,、浸取率随溶液中的变化如图所示。为尽可能提高Au、Ag的提取率和纯度,先控制浓度为_____(填“”或“”或“”,下同)浸取,过滤除去中的,再控制浓度为________浸取。
(4)“沉金”步骤中,向含有的滤液中加入和溶液,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。
(5)某杂冠醚可选择性地与废液中的形成如图所示的物质。该物质为_________(填“小分子”或“高分子”或“超分子”),其选择性识别是因为该杂冠醚与有配位作用且冠醚空腔直径与直径大小相匹配。
(6)金的晶胞为立方晶胞,如图所示,已知:NA为阿伏加德罗常数的值,金的密度为。
①该晶胞中金原子的配位数是_________。
②该晶胞边长为_________。
17. 艾多昔酚(F)是重要的抗肿瘤、抗骨质疏松药物。其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)化合物D的官能团名称是____________________。
(2)写出B的结构简式____________________。
(3)E到F的反应类型是____________________。
(4)C→D化学方程式为____________________。
(5)H为A的同系物,比A的相对分子质量大14,化合物H的同分异构体中,满足下列条件的有_________种(不考虑立体异构)。写出其中一种核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为的结构简式_________。
①能发生银镜反应且能发生水解;②属于芳香族化合物。
(6)针枞酚()是一种利胆药物。参照上述信息,设计以苯和乙酸为原料制备针枞酚的合成路线:_________________________(其他无机试剂任选)。
18. 高纯多晶硅是微电子和太阳能电池等领域的关键材料,其生产广泛采用氢还原法,该方法的主要反应有(忽略其他副反应):
反应1
反应2
(1)反应1在低温时不自发进行,则_________0(填“>”或“<”或“=”)。
(2)在恒压密闭容器中进行反应,平衡时各气体占总气体的物质的量分数为。体系压强为时,与温度的关系如图所示。
①在1320K时,_________。
②时,若起始通入和,达到平衡时的转化率为60%,为7.6 mol,则反应2的平衡常数为_________kPa(保留小数点后两位,分压=总压×物质的量分数)
③若体系压强由升高到,则与的曲线交点相对点将向_________移动(填“高温”或“低温”),其原因是_____________________________。
(3)在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料(),电解装置如图:
①阳极的电极反应式为______________。
②若产生CO气体的体积为4.48 L(标准状况)时,理论上,电极A可生成___________gTiSi.
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邵阳市2027届高三第一次联考试题卷
化学
本试卷共8页,18个小题。满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡上“条形码粘贴区”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.保持答题卡的整洁。考试结束后,只交答题卡,试题卷自行保存。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Si—28 S—32 K—39 Ti—48 Fe—56 Au—197
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,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 中国陶瓷历史悠久,其制作过程包括选矿粉碎、坯料成型、釉料配制(含铅丹)、高温烧制和彩绘装饰(用、等氧化物着色)等工艺。下列说法错误的是
A. 选矿粉碎属于物理变化
B. 铅丹中元素的化合价为+2价和+4价
C. 高温烧制过程中,坯料中的碳酸钙分解属于氧化还原反应
D. 彩绘用的、均为金属氧化物
【答案】C
【解析】
【详解】A.选矿粉碎过程仅改变矿石的形态大小,无新物质生成,属于物理变化,A正确;
B.可拆写为,因此元素存在+2价和+4价两种价态,B正确;
C.碳酸钙高温分解的反应为,反应前后所有元素化合价均未发生改变,不属于氧化还原反应,C错误;
D.、均由金属元素与氧元素组成,都属于金属氧化物,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语正确的是
A. 表示中子数为44的溴原子
B. 和互为同素异形体
C. 的电子式:
D. 分子的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子符号中质量数为79,质子数为35,中子数=质量数-质子数=79-35=44,可表示中子数为44的溴原子,A正确;
B.同素异形体是同种元素形成的结构不同的单质,和均为氢气,结构相同,属于同种物质,不互为同素异形体,B错误;
C.是共价化合物,不存在离子键,正确的电子式为,C错误;
D.题图为的比例模型(空间填充模型),球棍模型需要用短棍表示化学键,球棍模型为,D错误;
故选A。
3. 化学是以实验为基础的科学。下列实验能达到实验目的的是
A.实验室制氯气
B.蒸干溶液制固体
C.由海水制取蒸馏水
D.测稀硫酸浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氧化锰与浓盐酸加热可制取氯气,装置符合固液加热制气的要求,能达到实验目的,A正确;
B.蒸干溶液时,发生水解反应,加热过程中挥发促进水解正向进行,最终得到(灼烧后得到),无法制得固体,B错误;
C.该蒸馏装置的冷凝水接反(未下进上出),冷凝效果差,无法有效制取蒸馏水,且应该用锥形瓶收集蒸馏水,C错误;
D.是强碱,会腐蚀酸式滴定管的玻璃活塞,需盛放在碱式滴定管中,装置错误,不能达到测定稀硫酸浓度的目的,D错误;
故选A。
4. 化学反应广泛应用于生产生活。下列反应方程式书写错误的是
A. 氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B. 用稀硫酸除去铜表面的氧化铜:
C. 用氯化铁溶液腐蚀铜制印刷电路板:
D. 用氯气与石灰乳制漂白粉:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氟酸可与玻璃中的主要成分反应生成气体和水,反应方程式符合反应事实、原子守恒,A正确;
B.是碱性氧化物,可与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应方程式符合反应事实、原子守恒,B正确;
C.具有氧化性,可氧化生成和,离子方程式电荷守恒、原子守恒,符合反应事实,C正确;
D.石灰乳的主要成分为悬浊液,在离子方程式中不能拆分为,应写化学式,正确的离子方程式为,D错误;
故选D。
5. 一种可制造光学镜片的聚合物,其合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 与加成后得到的分子,核磁共振氢谱有2组峰
B. Y分子中所有原子可能处于同一平面
C. 1 molZ与足量溶液反应,最多生成
D. 此反应属于缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.与加成产物为,分子中有3种不同化学环境的氢,核磁共振氢谱有3组峰,A错误;
B.为苯乙烯,苯环、碳碳双键均为平面结构,二者可通过碳碳单键旋转处于同一平面,所有原子可能共平面,B正确;
C.为聚合物,含有酯基,与足量溶液反应最多生成,C错误;
D.该反应为碳碳双键打开的加聚反应,无小分子副产物生成,不属于缩聚反应,D错误;
故选B。
6. 物质结构决定性质。根据物质的有关性质,下列解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
钾钠合金用作原子反应堆的导热剂
钾钠合金熔点低,常温下为液态,导热性能好且沸点较高
B
熔点:
属于离子晶体;、、属于分子晶体,且相对分子质量逐渐减小
C
、、的键角依次减小
中心C原子的杂化方式依次为、、杂化
D
在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
分子中含有非极性键,属于非极性分子,“相似相溶”
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.钾钠合金熔点低,常温下为液态,导热性能好且沸点较高,符合原子反应堆导热剂的使用要求,A正确;
B.属于离子晶体,熔点远高于分子晶体;、、均为分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力逐渐减弱,熔点依次降低,B正确;
C.中心为杂化,键角180°;中心为杂化,键角120°;中心为杂化,键角约109°28′,三者键角依次减小,C正确;
D.为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,解释中认为其是非极性分子的表述错误,D错误;
故选D。
7. 、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。最外层电子数是次外层电子数的2倍,的轨道上有2个未成对电子,的简单阳离子是第三周期半径最小的金属阳离子。某种配离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 简单氢化物沸点:
B. 第一电离能:;简单离子半径:
C. Y的最高价含氧酸酸性强于X最高价含氧酸酸性
D. 配离子的中心离子的配位数为3
【答案】C
【解析】
【分析】首先推断元素:最外层电子数是次外层2倍,为;的轨道有2个未成对电子且原子序数大于,为;原子序数介于、之间的主族元素为;第三周期半径最小的金属阳离子为,故为。
【详解】A.的简单氢化物为,的简单氢化物为,分子间存在氢键,沸点高于,简单氢化物沸点,A错误;
B.的轨道为半充满稳定结构,第一电离能;和电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,简单离子半径,B错误;
C.非金属性,非金属性越强最高价含氧酸酸性越强,酸性强于,C正确;
D.为双齿配体,每个配体提供2个配位原子,中心离子的配位数为,D错误;
故选C。
8. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向等浓度的、混合溶液中逐滴加入少量溶液
先产生白色沉淀
相同条件下,
B
将少量溴水滴入足量苯中,振荡后静置
上层呈橙红色,下层接近无色
苯与溴单质发生取代反应
C
蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴充分加热,冷却后加入足量溶液调至碱性,再加入新制悬浊液,振荡
未出现砖红色沉淀
蔗糖未发生水解
D
常温下,用计测定NaHA溶液的pH值
pH=5.2
溶液呈酸性,的电离程度大于水解程度
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.为型难溶物,为型难溶物,二者的溶度积表达式形式不一致,,,因此不能仅通过等浓度下沉淀先后顺序判断的大小,A错误;
B.苯与溴水在无催化剂条件下不发生取代反应,该现象是溴单质被苯萃取的物理变化,B错误;
C.葡萄糖与新制悬浊液反应生成砖红色沉淀需要加热条件,实验中未加热,无法证明蔗糖未水解,C错误;
D.既存在电离产生的过程,也存在水解产生的过程,常温下溶液呈酸性,说明的电离程度大于水解程度,D正确;
故选D。
9. 硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法错误的是
A. 中阳离子的价层电子排布式:
B. 步骤Ⅰ中,空气从沸腾炉底部鼓入,主要目的是增大反应物的接触面积
C. 步骤Ⅱ中,使用催化剂能降低该反应的活化能,从而提高的平衡转化率
D. 步骤Ⅲ中,用98.3%浓硫酸吸收,是为了防止形成酸雾,提高吸收效率
【答案】C
【解析】
【分析】黄铁矿中的与空气中的氧气反应生成和等氧化物,与氧气进行催化氧化反应生成,利用98.3%浓硫酸进行吸收得到,由此解答;
【详解】A.中的阳离子为,的价层电子排布为,原子失去4s轨道的2个电子得到,价层电子排布式为,A正确;
B.步骤Ⅰ为沸腾炉中煅烧黄铁矿,空气从底部鼓入可使矿粒处于沸腾状态,增大反应物接触面积,使反应更充分,B正确;
C.催化剂只能降低反应活化能、加快反应速率,不能改变化学平衡状态,无法提高的平衡转化率,C错误;
D.若用水吸收会反应放热形成酸雾,降低吸收效率,用98.3%浓硫酸吸收可避免酸雾形成,提高吸收效率,D正确;
故选C。
10. 高铁酸盐在水处理等领域有广泛应用,高铁酸根()具有强氧化性,可以杀菌消毒。一种含和的高铁酸盐晶体的晶胞结构如图,M、N原子的分数坐标分别为、,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 晶体最简化学式为
B. 晶体的密度为
C. 晶胞中的分数坐标
D. 的结构与相似,该晶胞中键的键长有2种,则两种键的数目之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 利用均摊法计算晶胞中各原子数目:Na:位于晶胞顶点,共8个,每个顶点原子贡献,总数为;K:位于晶胞棱上和体内,总数为3;Fe:全部位于晶胞体内,总数为2;O:全部位于晶胞体内,总数为8; 因此最简化学式为,A正确;
B.晶胞的摩尔质量:该晶胞包含1个最简式单元,总摩尔质量;晶胞体积:晶胞底面为边长的正方形,高为,体积;,B错误;
C.已知M、N是晶胞的体对角线端点,Q点位于晶胞右侧棱的中点:x坐标为0、y坐标为1、z坐标为,对应分数坐标,C正确;
D.与结构相似,为四面体构型,该晶胞共含2个、总计8根键,题目说明键键长共2种,结合晶胞内成键分布,两种键的数目比为,D正确;
故选B。
11. 我国科学工作者制备了一种电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于将污水中的还原为,其工作原理如图所示。研究证明,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。下列说法错误的是
A. 放电时,从正极区向负极区移动,放电后负极区升高
B. 放电时,金属铝电极质量减少,正极可还原
C. 充电时,电极接外接电源的正极,发生氧化反应
D. 充电时,阴极反应为
【答案】A
【解析】
【详解】A.放电时为原电池,阴离子向负极移动;负极反应为,每转移电子,消耗,仅迁移过来,负极区浓度降低,减小,A错误;
B.的物质的量为,每个失去,共转移电子;正极还原为时元素从价变为价,每个得到,故转移电子可还原,B正确;
C.放电时为正极,充电时该电极作阳极,接外接电源正极,发生失电子的氧化反应,C正确;
D.充电时阴极发生得电子的还原反应,为放电时负极反应的逆过程,反应式为,D正确;
故选A。
12. 还原1,1-二溴-1-烯烃机理如图所示。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂
B. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 结合键具有选择性
D. 该反应的总反应为
【答案】B
【解析】
【详解】A.先参与反应,最终又重新生成,在反应体系中循环,为该反应的催化剂,A正确;
B.反应过程中断裂的等均为极性键,生成的等均为极性键,不存在非极性键的断裂和形成,B错误;
C.中含有2个键,仅与其中1个结合发生反应,说明结合键具有选择性,C正确;
D.根据反应机理,反应物为和,生成物为和,总反应与选项给出的方程式一致,D正确;
故选B。
13. 若将焦炭与固体置于的恒容密闭容器中,一定温度下发生如下反应:
ⅰ:
ⅱ:
达到平衡时的体积分数为0.25,下列说法错误的是
A. 混合气体中不再变化时,不能确定体系达到平衡状态
B. 平衡时,的转化率为
C. 该温度时,
D. 若其他条件不变,容器体积变为,再次平衡时不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应ⅱ中与的生成计量数之比为,反应过程中始终等于,该比值不变无法判断体系是否平衡,A正确;
B.设反应ⅱ生成的浓度为,则平衡时,反应ⅰ的平衡常数仅和气体浓度有关,故,由体积分数为得,解得,反应ⅰ生成的总为,消耗的物质的量为,转化率为,B错误;
C.,C正确;
D.反应ⅰ的平衡常数,温度不变则不变,再次平衡时仍为,D正确。
14. 常温时,将联氨溶液滴入的稀盐酸中,溶液中由水电离出的氢离子浓度随滴入联氨溶液体积()的变化如图所示(联氨的电离方程式为,,常温时,,)。下列说法错误的是
A. 的溶液
B. 该反应中稀盐酸的浓度为
C. 点,点
D. 点对应溶液中存在:
【答案】D
【解析】
【详解】A.第一步水解的水解常数,水解程度极大;对近似计算得水解出的,因此溶液pH<3,A正确;
B.c点对应加入联氨溶液体积为,此时水的电离程度最大,说明联氨与HCl恰好完全反应生成正盐。联氨浓度为,因此,盐酸浓度,B正确;
C.c点为溶液,由于水解程度最大,最大地促进了水的电离,且溶液呈酸性,pH<7,所以b点溶液也应呈酸性,;d点为和的混合溶液,水电离出的,溶液呈中性,pH=7 ,C正确;
D.c点溶质为,根据质子守恒:水电离出的总量等于水电离出的总量,且会被结合为、,因此存在关系,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 酰胺类化合物在医药合成中有重要应用。实验室以二苯甲醇和乙腈为原料制备N-二苯甲基乙酰胺。反应原理如下:
已知:
1.乙腈沸点较低,易挥发;N-二苯甲基乙酰胺(Mr=225)为无色晶体,熔点147℃,难溶于冷水,微溶于冷乙醇,易溶于热乙醇。
2.在空气氛围下进行反应,二苯甲醇(Mr=184)易被氧化成副产物二苯甲酮,二苯甲酮易溶于乙醇。用对甲苯磺酸或者作催化剂,二苯甲醇先失去-OH形成较稳定的碳正离子,再与乙腈反应生成产物。
实验步骤如下:
ⅰ.在密闭Schlenck耐压反应管中加入二苯甲醇0.92 g、乙腈1.30 mL、对甲苯磺酸0.048 g,加热反应2 h,实验装置如图所示。
ⅱ.反应结束后冷却至室温,将反应液倒入冷水中,抽滤,得到粗产品。
ⅲ.将粗产品加入乙醇和水的混合液中,加热使其溶解,趁热过滤;滤液冷却后析出晶体,经过一系列操作得到产品0.90 g。
回答下列问题:
(1)二苯甲醇失去-OH形成碳正离子,该碳正离子价层电子对数是________。
(2)本实验选用密闭Schlenck耐压反应管的优点是_______________。反应结束后需冷却至室温再开盖,从压强角度分析原因是_________________________。
(3)步骤ⅲ提纯实验装置如图所示:
①该提纯方法称为_____________。
②“趁热过滤”的目的是_____________。
③下列叙述正确的是_________(填字母标号)。
a.加热溶解时,溶剂越多,最终获得产品质量越多
b.趁热过滤后,若缓慢自然降温,更易得到颗粒较大的晶体
c.二苯甲酮杂质熔点低,冷却结晶时会大量析出混入产品
(4)采用碘单质作催化剂,得到的粗产品中有碘单质残留。采用乙醇、1%硫代硫酸钠混合溶液溶解,硫代硫酸钠的作用是_________________。
(5)该实验中N-二苯甲基乙酰胺的产率为_________。
【答案】(1)3 (2) ①. 防止低沸点乙腈挥发损失,提高乙腈的利用率;隔绝空气,防止二苯甲醇被氧化 ②. 根据反应的化学方程式可知,反应温度为130℃,管内气体的压强远大于外界大气压强,若不冷却至室温,开盖时液体会喷出,易引发安全事故
(3) ①. 重结晶 ②. 除去不溶性杂质,防止产物在过滤过程中因温度下降而提前析出 ③. b
(4)除去残留的碘单质
(5)80%
【解析】
【小问1详解】
中心原子的价层电子对数=成键电子对+孤电子对,该碳正离子的中心碳原子与2个苯环的碳原子、1个氢原子成键,共形成3个键,成键电子对为3;中心碳原子带1个单位正电荷,价电子数为4-1=3,3个价电子全部参与形成键,不存在孤电子对,孤电子对数为0,因此该碳正离子价层电子对数为3+0=3。
【小问2详解】
密闭Schlenck耐压反应管的优点:反应物乙腈沸点低,易挥发,密闭装置可防止乙腈挥发损失,提高乙腈的利用率;同时,反应物二苯甲醇在空气中易被氧化,密闭装置可隔绝空气,防止二苯甲醇被氧化生成副产物,提高目标产物的产率。
反应结束后需冷却至室温再开盖,从压强角度分析原因是:根据反应的化学方程式可知,反应温度为130℃,在加热条件下,装置内气体受热膨胀,管内压强远大于外界大气压强,若未冷却至室温就开盖,装置内高压会造成液体喷出,易引发安全事故,冷却至室温后,装置内压强与大气压强接近,开盖可避免安全隐患。
【小问3详解】
①该实验的操作流程为:将粗产品加热溶解在溶剂中,趁热过滤除去不溶性杂质,再冷却滤液使目标产物N-二苯甲基乙酰胺结晶析出,该提纯方法称为重结晶,适用于提纯溶解度随温度变化差异较大的固体混合物。
②目标产物N-二苯甲基乙酰胺难溶于冷水,微溶于冷乙醇,易溶于热乙醇,所以“趁热过滤”的目的是除去不溶性杂质,防止过滤时温度降低,目标产物N-二苯甲基乙酰胺提前结晶析出而损失,提高产率。
③a.加热溶解时,溶剂的量需要控制在合适范围内,若溶剂过多,冷却结晶时会有更多目标产物残留在母液中,最终获得产品质量反而减少, a错误;
b.趁热过滤后,若缓慢自然降温,晶体有充足的时间生长,更易得到颗粒较大的晶体;若快速降温,只能得到细小的晶体,b正确;
c.根据已知信息二苯甲酮杂质易溶于乙醇,冷却结晶时仍溶解在溶剂中,不会大量析出混入产品,c错误;
故答案选b。
【小问4详解】
得到的粗产品中有碘单质残留,碘单质有氧化性,硫代硫酸钠有还原性,二者可发生氧化还原反应,将难溶于水的碘单质转化为易溶于水的离子,因此硫代硫酸钠的作用是除去粗产品中残留的碘单质。
【小问5详解】
根据反应:,对甲苯磺酸是催化剂,乙腈是反应物也是溶剂(过量),理论上生成产物N-二苯甲基乙酰胺的物质的量等于二苯甲醇的物质的量,, ,
该实验中N-二苯甲基乙酰胺的产率。
16. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含Au、Ag、、FeS2、SiO2和少量等)中提取金的一种工艺如下:
已知:①“浸取”时,矿粉中的金属硫化物、金属氧化物全部溶解,同时硫元素被通入的空气氧化为硫单质;
②Au、Ag在强氧化性氯化体系中可转化为可溶性的配离子和。
回答问题:
(1)“浸取”步骤中,为加快浸取速率,可采取的措施有______________________________(写两点),在浸取时,发生反应的化学方程式是______________________________。
(2)“除、”时,加入浓NaOH溶液并加热。S与NaOH反应:,此反应中,每转移,被氧化的的质量为_____。
(3)“X”包含多个步骤,需同时加入盐酸和溶液。一定条件下,、浸取率随溶液中的变化如图所示。为尽可能提高Au、Ag的提取率和纯度,先控制浓度为_____(填“”或“”或“”,下同)浸取,过滤除去中的,再控制浓度为________浸取。
(4)“沉金”步骤中,向含有的滤液中加入和溶液,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。
(5)某杂冠醚可选择性地与废液中的形成如图所示的物质。该物质为_________(填“小分子”或“高分子”或“超分子”),其选择性识别是因为该杂冠醚与有配位作用且冠醚空腔直径与直径大小相匹配。
(6)金的晶胞为立方晶胞,如图所示,已知:NA为阿伏加德罗常数的值,金的密度为。
①该晶胞中金原子的配位数是_________。
②该晶胞边长为_________。
【答案】(1) ①. 适当升温、搅拌、适当增大HCl浓度等(写两点即可) ②.
(2)48 (3) ①. ②.
(4)2∶3 (5)超分子
(6) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】以金精矿 (含Au、Ag、、FeS2、SiO2和少量等)为原料,先加入盐酸并通入空气浸取,矿粉中的金属硫化物与金属氧化物溶解,硫元素被空气氧化为单质硫,过滤后得到含有 S、SiO2、Au、Ag 的滤渣;向滤渣中加入浓NaOH溶液并加热,S和SiO2与碱反应溶解,过滤除去,得到金银粉体;金银粉体进入工序X,依次加入盐酸和H2O2,控制不同过氧化氢浓度分步浸取,先使用低浓度H2O2浸出 Ag并过滤除去,再换高浓度H2O2浸出Au,Au转化为进入滤液;最后向含金配离子的滤液中加入和NaOH进行沉金,被还原得到单质金,过滤分离出金。
【小问1详解】
加快浸取速率措施:将矿粉粉碎、适当升高温度或适当增大盐酸浓度、搅拌等; FeS2浸取, O2作氧化剂,S被氧化为单质S,在盐酸环境反应方程式为:;
【小问2详解】
反应中,3 mol S参与反应,其中2 mol S化合价降低被还原;1 mol S化合价升高被氧化,转移4 mol e-。每转移4 mol e-,被氧化的S物质的量为1 mol;转移6 mol e-,被氧化S物质的量, ;
【小问3详解】
由图像可知:低浓度时 Ag 优先浸出,Au浸出率低;高浓度Au浸出;先只浸出 Ag,除去 Ag:选;除Ag后,再提高浓度浸取Au:选;
【小问4详解】
沉金(Au 为 + 3 价,作为氧化剂被还原为Au 单质,每个 Au 得3e-);(S为+4价,作为还原剂被氧化为+6价,每个S失2e-);根据电子守恒:;所以;
【小问5详解】
杂冠醚与Ag+依靠分子间的非共价作用(配位作用)形成的聚集体,属于超分子;
【小问6详解】
金的晶胞为面心立方晶胞,以顶点金原子为例,与距离最近且相等的原子数共有12个,所以配位数为12;晶胞内Au原子数:,设晶胞边长a cm,,所以,,晶胞边长为:。
17. 艾多昔酚(F)是重要的抗肿瘤、抗骨质疏松药物。其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)化合物D的官能团名称是____________________。
(2)写出B的结构简式____________________。
(3)E到F的反应类型是____________________。
(4)C→D化学方程式为____________________。
(5)H为A的同系物,比A的相对分子质量大14,化合物H的同分异构体中,满足下列条件的有_________种(不考虑立体异构)。写出其中一种核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为的结构简式_________。
①能发生银镜反应且能发生水解;②属于芳香族化合物。
(6)针枞酚()是一种利胆药物。参照上述信息,设计以苯和乙酸为原料制备针枞酚的合成路线:_________________________(其他无机试剂任选)。
【答案】(1)碳碘键、羰基
(2) (3)消去反应
(4) (5) ①. 14 ②. (或)
(6)
【解析】
【分析】A为苯乙酸(),羧酸与氯化亚砜()发生反应,的羟基被氯原子取代,生成酰氯B()。B和碘苯在催化下发生取代反应,酰氯的酰基取代碘苯苯环上对位的氢,得到含羰基的C。C在、50%NaOH条件下发生取代反应,引入乙基,得到D。D的羰基在作用下发生加成反应,羰基转化为羟基,得到叔醇类中间体E。E的羟基在浓HCl/CH3CH2OH/NaOH条件下发生消去反应,脱去一分子水形成碳碳双键,最终得到目标产物艾多昔酚F。
【小问1详解】
观察D的结构,含与苯环直接相连的羰基(C=O),以及苯环上连接的碳碘键。
【小问2详解】
A是苯乙酸(),与反应时,羧酸的羟基被氯原子取代,生成酰氯,结构简式为。
【小问3详解】
E到F发生消去反应。
【小问4详解】
该反应为取代反应,C的羰基α位(亚甲基)在强碱NaOH作用下生成碳负离子,与溴乙烷发生亲电取代,在α位引入乙基得到D,化学方程式为。
【小问5详解】
A是苯乙酸(),H是A的同系物且相对分子质量大14,即多1个,属于芳香酸类同系物,分子式为。H的同分异构体能发生银镜反应且能水解,说明含甲酸酯基;属于芳香族化合物,含苯环。苯环上1个取代基:、,共2种;苯环上2个取代基:组合为和(邻、间、对3种)、和(邻、间、对3种),共6种;苯环上3个取代基:、、,两个甲基在苯环的位置有邻、间、对三种情况,对应的甲酸酯基插入后共6种;共2+6+6=14种。其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为(或)。
【小问6详解】
乙酸与反应生成乙酰氯;苯和液溴在(或Fe)催化下发生取代反应得到溴苯;两者在催化下发生傅-克酰基化反应得到;其中溴原子在碱性条件下水解酸化得到酚羟基,最终得到对羟基苯乙酮,合成路线为。
18. 高纯多晶硅是微电子和太阳能电池等领域的关键材料,其生产广泛采用氢还原法,该方法的主要反应有(忽略其他副反应):
反应1
反应2
(1)反应1在低温时不自发进行,则_________0(填“>”或“<”或“=”)。
(2)在恒压密闭容器中进行反应,平衡时各气体占总气体的物质的量分数为。体系压强为时,与温度的关系如图所示。
①在1320K时,_________。
②时,若起始通入和,达到平衡时的转化率为60%,为7.6 mol,则反应2的平衡常数为_________kPa(保留小数点后两位,分压=总压×物质的量分数)
③若体系压强由升高到,则与的曲线交点相对点将向_________移动(填“高温”或“低温”),其原因是_____________________________。
(3)在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料(),电解装置如图:
①阳极的电极反应式为______________。
②若产生CO气体的体积为4.48 L(标准状况)时,理论上,电极A可生成___________gTiSi.
【答案】(1)> (2) ①. 0.02 ②. 12.89 ③. 高温 ④. 两个反应均为气体分子数增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,相同温度下比原压强更大,更小,升温使平衡正向移动,减小、增大,可使二者相等,因此交叉点位于高温区域(合理即可)
(3) ①. ②. 3.8
【解析】
【小问1详解】
反应自发进行的判据为。反应1中,反应物气体总物质的量为2,生成物气体总物质的量为3,是气体分子数增多的反应,因此;低温时反应不自发,说明低温下数值小,要满足,则必须大于0。
【小问2详解】
①1320 K时所有气体的物质的量分数之和为1:,,因此。
②起始,转化率60%即反应了0.6 mol,剩余为;已知平衡时。 根据H元素守恒,体系中H的总物质的量为,设平衡时,则,解得;由的消耗量可知反应1消耗的物质的量为,故反应2消耗的物质的量为,平衡时,平衡总气体物质的量,总压100 kPa,反应2的。
③反应1和反应2的正反应均是气体分子数增大的反应,增大压强,两个平衡均逆向移动,HCl的物质的量分数降低、的物质的量分数升高;由于两个反应的正反应均为吸热反应,升高温度平衡正向移动,才能让增大、减小,使二者重新相等,因此交点向高温移动。
【小问3详解】
①石墨电极为阳极,阳极上C和迁移过来的反应生成CO,发生氧化反应,配平得到该电极反应式为。
②标况下4.48 L CO为0.2 mol,阳极生成1 mol CO转移2 mol电子,0.2 mol CO转移0.4 mol电子;阴极生成1 mol TiSi时,+4价Ti和+4价Si共得到8 mol电子,由电子守恒得关系式:8e- ~ TiSi,因此生成TiSi的物质的量为0.05 mol,质量为。
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