精品解析:山西太原市第五中学校2027届高三上学期9月开学质量检测 化学试卷
2026-09-13
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内容正文:
机密★启用前
2027届高三9月开学质量检测
化学
注意事项:
1.本试卷满分100分 , 考试时间75分钟。
2. 答题前 , 考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置。
3. 回答选择题时 , 选出每小题答案后 , 用 2B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。
4. 考试结束后 , 将本试题卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H=1 C=12 O=16 Na=23 Mg=24 S=32 Cl=35.5 Zn=65 Zr=91 Ba=137
一、单项选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项是符合题目要求。
1. 二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法错误的是
A. 二氧化硅高温下可与碳酸钙反应
B. 二氧化硅为酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液
D. 氢氟酸能雕刻玻璃,不能用玻璃瓶盛放氢氟酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化硅高温下可与、等发生反应,A项正确;
B.二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物,与水不反应,B项错误;
C.磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应,生成具有黏性的硅酸钠,容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起,C项正确;
D.氢氟酸能腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛装氢氟酸,常用塑料瓶盛装氢氟酸,D项正确;
故选B。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 电子式:
B. 甲醛(HCHO)分子球棍模型:
C. 价层电子排布式:
D. 火法炼锌化学方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的结构为,每个原子最外层应满足8电子稳定结构,正确电子式为,A错误;
B.甲醛()中为杂化,分子为平面三角形结构,与之间为双键,与两个之间为单键,该球棍模型符合其结构特点,B正确;
C.为28号元素,基态原子价层电子排布为,形成阳离子时先失去最外层轨道的电子,故价层电子排布式为,C错误;
D.火法炼锌的高温条件下,过量时还原的产物主要为,正确反应为,D错误;
故选B。
3. 巧设实验,方得真知。下列实验方案不合理的是
实验目的
A.制备H2S
B.吸收尾气中NH3
实验方案
实验目的
C.分离汽油和水
D.引发红色喷泉
实验方案
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.稀硝酸具有氧化性,会将FeS氧化生成Fe2(SO4)3,无法制备H2S,A错误;
B.由于NH3在水中溶解度大,所以CCl4起到防倒吸的作用,B正确;
C.汽油与水不互溶,可以采取分液的方式分离,C正确;
D.HCl在水中溶解度大,且甲基橙遇酸变红,图示装置可以由倒吸引发红色喷泉,D正确;
答案选A。
4. 甲、乙、丙、丁、戊是中学化学常见的五种无机物,其中甲、丙、戊含有同一种元素,转化关系如图(部分反应物或产物已略去)。已知甲为地壳中含量最高的金属单质,乙为强碱,固态丁俗称干冰。下列说法错误的是
A. 常温下,甲遇浓硫酸发生钝化
B. 丙属于离子化合物,但含有配位键
C. 若通入的丁过量,则生成的戊会进一步转化为可溶性盐
D. 戊受热分解生成高熔点氧化物并吸收大量热,可用作阻燃剂
【答案】C
【解析】
【分析】首先推断物质:甲为地壳中含量最高的金属单质,乙为强碱,固态丁俗称干冰,即;与强碱反应生成丙,丙为四羟基合铝酸盐(如),四羟基合铝酸盐与反应生成戊,戊为。
【详解】A.常温下,遇浓硫酸会生成致密氧化膜,发生钝化,A正确;
B.丙为四羟基合铝酸盐,属于离子化合物,其阴离子中与之间存在配位键,B正确;
C.为两性氢氧化物,仅能溶于强酸强碱,碳酸为弱酸,过量不能溶解,戊不会转化为可溶性铝盐,C错误;
D.受热分解生成高熔点的,且分解过程中吸收大量热,可用作阻燃剂,D正确;
故选C。
5. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且二者之间无因果关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
蔗糖溶于水形成均一、透明的溶液
蔗糖粒子的直径小于1 nm
B
钠投入水中会沉入底部并产生气泡
钠与水发生置换反应产生氢气
C
节日燃放的焰火五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
石墨具有良好的导电性
石墨晶体中存在自由移动的电子
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蔗糖溶于水形成均一透明溶液,溶液的分散质粒子直径小于1 nm,陈述I、II均正确,二者存在因果关系,A不符合题意;
B.钠的密度小于水,投入水中会浮在水面,陈述I错误,B不符合题意;
C.节日燃放的焰火五彩缤纷是金属元素焰色反应的表现,源于电子跃迁的物理变化;碱金属原子最外层只有1个电子,容易失去最外层电子是其化学性质,两个陈述均正确,但无因果关联,C符合题意;
D.石墨晶体中存在自由移动的电子是石墨具有良好导电性的原因,陈述I、II均正确,二者存在因果关系,D不符合题意;
故选C。
6. X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期元素,在短周期中,M原子半径最大。Y和Z位于同周期且基态Y、Z原子都有2个单电子。MXYZ3常用于治疗代谢性酸中毒以及中和胃酸,缓解胃酸过多导致的胃痛、烧心、反酸等。也常用作食品加工的膨松剂,加热MXYZ3会发生反应:。下列叙述正确的是
A. 电负性:Z>X>Y
B. M2YZ3中阴离子空间构型为三角锥形
C. YZ2中σ键、π键数目之比为1:1
D. 常温下饱和溶液中:甲>乙
【答案】C
【解析】
【分析】在短周期中,M原子半径最大,为Na元素;Y和Z位于同周期且基态Y、Z原子都有2个单电子。MXYZ3常用于治疗代谢性酸中毒以及中和胃酸,MXYZ3为NaHCO3,X为H,Y为C,Z为O;
【详解】A.C元素的电负性强于H,O电负性强于C,故电负性O>C>H,故A错误;
B.M2YZ3中阴离子为CO,中心原子C的价电子对数为3+=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故B错误;
C.YZ2为CO2,分子中σ键、π键数目都是2个,数目之比为1:1,故C正确;
D.常温下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,故饱和溶液中:甲<乙,故D错误;
答案选C。
7. 某医药中间体的结构简式如图。关于该物质下列说法错误的是
A. 能发生消去反应
B. 能与HCN发生加成反应
C. 能使酸性溶液褪色
D. 1 mol该中间体最多能消耗2 mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质中氯原子的β碳连有氢原子,可发生消去反应,A正确;
B.该物质含有酮羰基,可与发生亲核加成反应,B正确;
C.该物质含有伯醇羟基,可被酸性氧化,能使溶液褪色,C正确;
D.该物质中只有氯原子能与反应,1 mol氯原子水解消耗1 mol ,醇羟基不与反应,故1 mol该中间体最多消耗1mol ,D错误;
故选D。
8. 直链淀粉的结构如图1所示(每一个六元环代表一个葡萄糖单元),淀粉水解液中,存在着环状和链状结构葡萄糖之间的平衡,其相互转变如图2所示。
下列说法正确的是
A. α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖的物理性质完全相同
B. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,二者互为同分异构体
C. 三种结构的葡萄糖均含有两种官能团,均能直接发生银镜反应
D. 直链淀粉呈螺旋空间结构,原因之一为链内葡萄糖单元的羟基可形成分子内氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖结构不同,物理性质(如旋光度、熔点等)存在差异,并非完全相同,A错误;
B.淀粉和纤维素的聚合度不同,分子式不相同,不互为同分异构体,B错误;
C.两种环状吡喃葡萄糖无游离醛基,不能直接发生银镜反应,C错误;
D.直链淀粉的葡萄糖单元含有多个羟基,链内羟基可形成分子内氢键,可稳定螺旋空间结构,D正确;
故选D。
9. 化合物Y是一种具有生物活性的含氧衍生物,由X合成Y的反应如下。下列说法正确的是
A. 化合物X可与甲醛发生缩聚反应
B. 1 mol化合物Y最多与反应
C. 化合物Y不存在顺反异构
D. 可以用酸性溶液鉴别X和Y
【答案】C
【解析】
【详解】A. 酚类化合物与甲醛发生缩聚反应时,需要酚羟基的邻位或对位上有活泼的氢原子,且单体至少需要有两个活性位点才能形成聚合物长链。观察化合物X的结构,酚羟基(-OH)的两个邻位均已被取代,仅剩下一个对位有氢原子。由于只有一个反应活性位点,它与甲醛反应最多只能形成二聚体,无法发生缩聚反应形成高分子,A错误;
B.1 mol Y中,苯环可与加成,侧链上的碳碳双键可与加成,侧链的羰基也可与加成,最多共消耗,B错误;
C. 产生顺反异构的条件是碳碳双键两端的碳原子必须各自连接两个不同的原子或基团。化合物Y中除苯环外的碳碳双键位于五元环内部。由于空间几何和环张力的限制,五元环内的双键只能以“顺式”构型存在,无法扭转形成反式构型,所以该物质不存在顺反异构体,C正确;
D.X含醛基、酚羟基,Y含碳碳双键,两者都能被酸性氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法鉴别,D错误;
故选C。
10. Wolff-Kishner-黄鸣龙反应是第一个以中国人命名的有机化学反应,其机理如下(R、R′均代表烃基)。下列有关说法错误的是
A. 过程①发生加成反应,过程②、③均发生消去反应
B. 过程④的过程中有无色无味气体生成
C. 过程⑤涉及σ键的断裂和生成
D. 应用该机理,2-甲基环己酮可以转变为甲基环己烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.过程①是羰基与肼的加成反应,过程②消去属于消去反应,但过程③为脱质子的酸碱反应及电子重排,无小分子消去,不属于消去反应,A错误;
B.过程④中生成,是无色无味气体,B正确;
C.过程⑤中水分子的键断裂,同时生成键,涉及键的断裂和生成,C正确;
D.该反应可将羰基()还原为亚甲基(),故2-甲基环己酮可转变为甲基环己烷,D正确;
故选A。
11. 温室气体N2O可作为温和的氧原子转移试剂。研究表明,气相中单核铁离子(Fe+)催化N2O氧化C2H6的反应历程如图所示(图中过程Ⅵ为副反应)。
下列叙述错误的是
A. N2O与X均为极性分子
B. Y的沸点高于CH3CHO
C. 反应历程中存在极性键的断裂和形成
D. 若用N218O代替N2O,含18O的生成物有2种
【答案】D
【解析】
【详解】A.为直线形结构但正负电荷中心不重合,属于极性分子,为,是V形极性分子,A正确;
B.依据原子守恒为,分子间可形成氢键,沸点高于无分子间氢键的,B正确;
C.根据示意图,反应历程中存在、等极性键的断裂,也存在、等极性键的形成,C正确;
D.根据示意图,若用代替,含的生成物有、、共3种,D错误;
故答案选D。
12. Sn/SnO2@NC电极使CO2还原催化性能得到了很大的提高,为高性能CO2还原催化剂的设计提供了新的思路,同时可充放电Zn-CO2电池的构建为绿色能源转换和存储系统提供了新的方案,如图所示。
下列说法正确的是
A. 该原电池中,CO2在负极发生还原反应
B. 电子由a极流出经过膜M向b极迁移
C. 每生成4.6gHCOOH时理论上转移0.4mol电子
D. a极反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】在可充放电Zn-CO2电池中,CO2→HCOOH,C元素由+4价降低为+2价,则b电极为正极,得电子发生还原反应;a电极为负极,Zn失电子发生氧化反应。
【详解】A.由分析可知,该原电池中,b电极为正极,CO2得电子发生还原反应,A不正确;
B.原电池工作时,a极为负极,b极为正极,电子由a极流出,沿导线向b极迁移,电子不能通过电解质溶液,则不能经过膜M,B不正确;
C.4.6gHCOOH的物质的量为=0.1mol,CO2+2e-+2H+=HCOOH,则每生成4.6gHCOOH时理论上转移0.2mol电子,C不正确;
D.a极为负极,Zn失电子产物与电解质反应生成[Zn(OH)4]2-,则电极反应式为,D正确;
故选D。
13. 科研人员设计一套耦合式电化学工艺,向碱性电解槽中投入固体后体系启动电解,整套装置、流程与转化关系如图所示。已知。下列叙述正确的是
A. 电极为阴极,发生还原反应
B. 电解池中阳离子会持续向Pt电极一侧定向移动
C. 反应装置中单质与水蒸气的转化,实现了化学能向电能的转化
D. 若电路转移电子,理论上阳极收集到气体
【答案】A
【解析】
【详解】A.Zn电极连接电源负极,是电解池的阴极,发生还原反应:,A正确;
B.电解池中阳离子遵循“阴移阳、阳移阴”规律,阳离子向阴极(Zn 电极)移动,B错误;
C.反应装置中 Zn 单质与水蒸气的反应,属于化学反应中热能转化为化学能,并非原电池类的化学能转化为电能,C错误;
D.阳极Pt为惰性电极,碱性环境下阳极反应为,转移2 mol电子时理论生成0.5 mol ,但选项未标注“标准状况”,无法直接用气体摩尔体积计算得到1.12 L的体积数值,且即使标注标准状况,转移2 mol电子生成O2的物质的量为0.5 mol,对应体积应为11.2 L,选项给出的1.12 L数值也错误,D错误;
故选A。
14. 电解质溶液的导电能力越强,电导率越大;难溶于水。25℃时,用标准溶液滴定10 mL 溶液,测得溶液的相对电导率()及随滴入标准溶液的体积的变化关系如图。已知:、。下列说法正确的是
A. a点溶液的
B. 随着标准溶液的加入,不断减小
C. c点溶液中存在:
D. d点溶液中存在:
【答案】D
【解析】
【分析】用滴定,两条曲线:电导率反映离子总浓度;,钡离子浓度越小,越大。 1. a→b(0‑10 mL):生成沉淀;b点(10 mL)恰好沉淀,溶质。离子减少,电导率快速下降;下降,快速上升。 2. b→c(10‑20 mL):和反应生成;c点(20 mL)恰好完全反应,溶质。稀释为主,电导率缓慢下降;钡离子来自沉淀溶解平衡,后半段基本不变。 3. c→d(20‑30 mL):继续滴加;d点(30 mL)与物质的量1:1。加入强电解质,离子增多,电导率回升;保持平稳。
【详解】A.a点是初始的溶液,b点加入时发生反应:,说明初始的浓度为,电离出的,25℃时,,大于12,A错误;
B.溶度积只与温度有关,温度不变,加入的过程中保持不变,不会随试剂加入不断减小,B错误;
C.根据物料守恒: 含微粒总物质的量:,微粒分配:一部分在沉淀中,一部分在溶液中。,同理对于:,两式相减得到:,又因为加入了,所以,即,代入上式并除以总体积,得到浓度关系:整理得:,选项中漏掉了前面的系数2,C错误;
D.d点加入,可等效为体系中含等物质的量的和:不水解,浓度最大;由可算出的水解常数,水解程度远小于的电离程度,因此;溶液中仅来自和的微弱水解,浓度最小,最终离子浓度顺序为,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 黄酮醇是一种天然活性成分,具有防治心血管疾病、抗氧化、抗炎等功效。其制备原理为:
相关物质信息如下:
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度
其他性质
邻羟基查尔酮
224
86~89
396.6
1.191
常温下为黄色针状结晶;醇溶液中,颜色随着pH的增大而加深,时,呈深红色
黄酮醇
238
171~172
393.7
1.367
常温下为淡黄色至黄色针状结晶或粉末,遇碱性溶液可成盐溶解
实验装置如图所示(夹持和加热装置已省略):
实验步骤:
步骤I:向仪器a中依次加入0.8 g氢氧化钠固体、60mL甲醇、1.2mL(0.01mol)邻羟基苯乙酮、1.5mL(0.015mol)苯甲醛,放入磁力搅拌子,将仪器a置于磁力搅拌器中,75℃搅拌回流至溶液颜色变为鲜红色。
步骤II:待上述反应液冷却至室温后,加入氢氧化钠溶液和4.8mL30%过氧化氢溶液,10℃下搅拌反应约2.5 h,得到鲜黄色反应液。
步骤III:向仪器a内滴加盐酸,调节反应液的pH到6~7,然后倒入30mL冰水,搅拌均匀,减压抽滤,并用蒸馏水洗涤4~5次,得到黄色固体,置于烘箱中在40℃下干燥,得到粗产品约为1.785g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________________,球形冷凝管的出水口为__________(填“1”或“2”)。
(2)步骤I中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)步骤III中倒入30mL冰水的目的是__________________________________________________。
(4)下列有关实验的说法中正确的有__________(填字母)。
a.步骤II中冷却到室温后再加过氧化氢溶液,目的是减少过氧化氢的分解浪费
b.为了防止过氧化氢参与的反应太剧烈,应将过氧化氢溶液一次性快速加入
c.减压抽滤的优点是过滤速度快,固液分离效果好,利于干燥
d.为了洗去残留在黄酮醇粗品上的水分,可再用乙醇洗涤
e.黄酮醇遇碱性溶液可成盐,是因为羟基O上的孤电子对可以和整个大键共轭体系发生共轭,氢氧键极性增强,解离出,溶解于碱性溶液中
(5)根据实验数据,计算黄酮醇的产率为__________;若要进一步提纯黄酮醇,可采用的实验方法是______________________________。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 2
(2) (3)降低黄酮醇在水溶液中的溶解度,促使产品充分析出
(4)ace (5) ①. 75% ②. 重结晶
【解析】
【小问1详解】
该反应容器有三个瓶口,为三颈烧瓶;球形冷凝管的冷却水遵循“下进上出”原则,保证冷凝管充满冷却水、冷凝效果好,因此位置靠上的2为出水口。
【小问2详解】
步骤I是邻羟基苯乙酮和苯甲醛在NaOH、甲醇、75℃条件下发生羟醛缩合,生成邻羟基查尔酮和水,化学方程式为;
【小问3详解】
黄酮醇遇碱性成盐,调节pH到6~7后黄酮醇转化为游离态的有机物,在水溶液中溶解度低,加入冰水可进一步降低其溶解度,让更多产品析出,提升产率。
【小问4详解】
a.过氧化氢高温易分解,冷却到室温再加过氧化氢可避免其受热分解,减少浪费,a正确;
b.过氧化氢一次性快速加入会导致反应瞬间过于剧烈,放热难以控制,b错误;
c.减压抽滤(吸滤)的特点就是过滤速率快,固液分离更彻底,得到的滤饼含液量少,便于后续干燥,c正确;
d.乙醇会溶解黄酮醇,用乙醇洗涤会造成产品大量损失,d错误;
e.黄酮醇的羟基与大π键发生p-π共轭,使O-H键极性增强,易解离出,因此可与碱成盐溶解,e正确;
故选ace。
【小问5详解】
邻羟基苯乙酮的物质的量为0.01 mol,是限量反应物,理论生成黄酮醇的物质的量也为0.01 mol,理论质量为,实际得到1.785 g,产率为;黄酮醇是具有固定熔点的针状结晶固体,进一步提纯固体有机粗品的常用方法为重结晶。
16. 金属三氟甲磺酸盐是重要的有机合成路易斯酸催化剂。实验室以和(三氟甲磺酸)为原料制备无水的装置如下(部分装置省略)。
制备原理:。
已知:的沸点为,易溶于水、乙醚(沸点为)和氯仿(沸点为);易溶于水,难溶于氯仿。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_________。
(2)是一种超强酸,则盛装该试剂的包装瓶上必须贴有的危险化学品安全标识是_________(填标号)。
a. b. c. d.
(3)装置B中盛放浓硫酸,其在整个实验系统中的作用除了观察气体流速外,更重要的是______________________________________________________。
(4)装置C中采用倒置漏斗而不直接用导管插入水中的原因是__________________。
(5)反应过程中缓缓持续通入干燥的目的是___________________________。
(6)反应结束后,向反应液中加入无水乙醚,析出固体。过滤,用无水乙醚洗涤、干燥,得粗产物。查阅文献可知,加入乙醚时会发生副反应生成鎓盐,该过程会剧烈放热。为了防止局部过热,加入乙醚时宜采取的措施有_____________________________________________(答一条)。
(7)粗产物提纯后,得到产品。
①粗产物提纯时,加入氯仿并煮沸,过滤。煮沸的作用是使鎓盐杂质分解挥发出乙醚,并使_________,从而通过过滤将产物分离。
②已知,则该实验中产品的产率为_________%(保留一位小数)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)b (3)防止C装置中的水蒸气进入A装置中
(4)防止倒吸 (5)将生成的HCl气体排出,促进反应正向进行
(6)冰水浴冷却(或缓慢滴加、不断搅拌)
(7) ①. 溶解在氯仿中 ②.
【解析】
【分析】由图,三颈烧瓶中发生,将产生的气体通过浓硫酸的洗气瓶,多余的气体用水吸收。
【小问1详解】
根据装置图,仪器a的名称是球形冷凝管。
【小问2详解】
是超强酸,具有强腐蚀性,因此选腐蚀性标识,故答案选b。
【小问3详解】
防止C装置中的水蒸气进入A装置中,避免产物溶于水。
【小问4详解】
氯化氢极易溶于水,倒置漏斗防止倒吸。
【小问5详解】
将生成的HCl气体排出,促进反应正向进行。
【小问6详解】
由于该过程会剧烈放热。为了防止局部过热,加入乙醚时宜采取冰水浴冷却(或缓慢滴加、不断搅拌)。
【小问7详解】
根据已知信息,产物难溶于氯仿,杂质易溶解在氯仿中,因此使溶解在氯仿中,过滤将产物固体分离;由图,原料,根据反应的化学方程式,。则需要为0.06 mol,而为0.17 mol,因此过量,用计算,,则理论产物,产率为:。
17. 利用催化加氢合成是实现碳资源循环利用的有效途径,使用催化剂可显著提高反应的活性和抗积碳能力。相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)________。
(2)在相同温度和压强下,改变起始投料比。
①随着的增大,的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②随着的增大,的选择性[选择性]提高,结合反应Ⅰ和Ⅱ解释可能的原因是________。
(3)某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入4 mol 和7 mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ。5 min时测得、的选择性为50%,此时反应Ⅱ的浓度商________。
(4)一定温度下,催化甲烷化两条路径的关键基元反应活化能(单位:)如表(吸附态物种用*标记):
途径①:CO路径
途径②:甲酸盐路径
分步加氢,各步
分步加氢,各步
根据表中数据判断,催化甲烷化主要遵循途径________(填“①”或“②”)。
(5)在制备催化剂时,常加入乙二胺()作为络合剂,形成稳定的五元环状配合物,有效阻止活性组分金属Ni团聚。
①Ni位于元素周期表中________区。
②常温下乙二胺的沸点(116.9℃)显著高于相对分子质量相近的正丙胺(,沸点48.6℃),原因是________。
③立方晶胞结构如图。
已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶体中Zr原子与O原子的最短距离为________nm(列计算式)。
【答案】(1)-206
(2) ①. 增大 ②. 反应Ⅰ是消耗分子数更多的反应,随着增大,浓度升高,更有利于消耗H2更多的反应Ⅰ正向移动,反应Ⅱ正向移动程度远小于反应Ⅰ,生成CH4的CO2占总转化CO2的比例升高 (3)0.75 (4)②
(5) ①. d ②. 乙二胺分子中含有两个氨基,比正丙胺能形成更多的分子间氢键 ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ,因此。
【小问2详解】
①增大起始投料比,相当于在量不变时增大的浓度,两种反应均为作为反应物的平衡体系,的平衡转化率会随浓度提升而增大。
②选择性代表转化的中用于生成的比例,浓度提升对消耗更多的反应Ⅰ促进作用更强,减少了通过反应Ⅱ转化为的占比。
【小问3详解】
容器体积为2 L,5 min时。根据选择性为50%,设生成的物质的量为,则反应Ⅰ生成的为;反应Ⅱ生成的等于生成的的物质的量,且转化的总为,因此反应Ⅱ生成的为。总物质的量为,得。5 min时各物质浓度:,,,,因此。
【小问4详解】
总反应的速率由活化能最高的慢基元步骤决定,途径①的最高活化能为,远高于途径②的最高活化能,途径②整体反应速率更快,是主要遵循的路径。
【小问5详解】
①Ni是28号元素,价电子排布为,属于元素周期表的d区。
②二者相对分子质量接近,范德华力差异小,氢键数量的差异是沸点差距大的主要原因。
③该晶胞为萤石型结构,1个晶胞含4个Zr原子、8个O原子,晶胞总质量,由得晶胞边长。Zr和O的最短距离为晶胞体对角线的1/4,即,单位转换为nm需乘,则晶体中Zr原子与O原子的最短距离为。
18. 萘氧啶是一种抗肿瘤药物,其一种合成路线如图所示。
已知:①。
②。
回答下列问题:
(1)萘氧啶中含氧官能团名称是_______。
(2)B的结构简式为_______;A→B的反应类型是_______。
(3)有机物X的名称是_______。
(4)写出G→H的化学方程式:_______。
(5)有机物Y的结构简式为_______。
(6)在E的芳香族同分异构体中,既能发生水解反应,又能发生银镜反应的结构有_______种;T是E的另一种同分异构体,它同时满足下列条件的结构简式可能为_______。提示:含过氧键(—O—O—)的有机物不稳定。
①遇FeCl3溶液不发生显色反应;
②红外光谱显示:不含C=O;
③苯环上一取代物只有2种;
④核磁共振氢谱有3组峰且峰的面积比为1:1:2。
【答案】(1)醚键 (2) ①. ②. 取代反应
(3)苯甲醛 (4)+HCN
(5) (6) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】A发生硝化反应(取代反应)生成B,B发生还原反应,硝基转化为氨基,根据C的结构简式,可知A为,B为,D发生水解反应生成E,根据E的分子式可知E为,E发生取代反应生成F,F与发生羟醛缩合反应生成G,G与HCN发生加成反应生成H,结合J的结构简式,H为,H发生水解生成J,J还原得到K,K在硫酸作用下生成L,根据已知①,L与Y先发生已知反应①,后发生消去反应,合成萘氧啶,根据萘氧啶的结构简式,可知Y为。
【小问1详解】
萘氧啶中含氧官能团名称是醚键;
【小问2详解】
根据分析,B的结构简式为;A→B的反应类型是取代反应;
【小问3详解】
F与发生羟醛缩合反应生成G,有机物X为,名称为苯甲醛;
【小问4详解】
G与HCN发生加成反应生成H,化学方程式为+HCN;
【小问5详解】
根据分析,有机物Y的结构简式为;
【小问6详解】
在E的芳香族同分异构体中,能发生银镜反应说明含有醛基,能发生水解反应说明含有酯基,考虑到B中只含2个O原子,则其同分异构体含甲酸酯基,若苯环上只含1个取代基HCOOCH2-,有1种同分异构体,若含2个取代基,HCOO-和-CH3,有邻间对3种,共有4种同分异构体;T是E的另一种同分异构体,含苯环、遇FeCl3溶液不发生显色反应,说明不含酚羟基,红外光谱显示:不含C=O,根据氢原子数目,可能含有醚环,核磁共振氢谱有3组峰且峰的面积比为1:1:2,扩大2倍得到2:2:4,说明含有2个相同的CH2,苯环上有2种氢,可能的结构简式为、,含过氧键(—O—O—)的有机物不稳定,则符合条件的结构简式为。
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化学
注意事项:
1.本试卷满分100分 , 考试时间75分钟。
2. 答题前 , 考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置。
3. 回答选择题时 , 选出每小题答案后 , 用 2B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。
4. 考试结束后 , 将本试题卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H=1 C=12 O=16 Na=23 Mg=24 S=32 Cl=35.5 Zn=65 Zr=91 Ba=137
一、单项选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项是符合题目要求。
1. 二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法错误的是
A. 二氧化硅高温下可与碳酸钙反应
B. 二氧化硅为酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液
D. 氢氟酸能雕刻玻璃,不能用玻璃瓶盛放氢氟酸
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 电子式:
B. 甲醛(HCHO)分子球棍模型:
C. 价层电子排布式:
D. 火法炼锌化学方程式:
3. 巧设实验,方得真知。下列实验方案不合理的是
实验目的
A.制备H2S
B.吸收尾气中NH3
实验方案
实验目的
C.分离汽油和水
D.引发红色喷泉
实验方案
A. A B. B C. C D. D
4. 甲、乙、丙、丁、戊是中学化学常见的五种无机物,其中甲、丙、戊含有同一种元素,转化关系如图(部分反应物或产物已略去)。已知甲为地壳中含量最高的金属单质,乙为强碱,固态丁俗称干冰。下列说法错误的是
A. 常温下,甲遇浓硫酸发生钝化
B. 丙属于离子化合物,但含有配位键
C. 若通入的丁过量,则生成的戊会进一步转化为可溶性盐
D. 戊受热分解生成高熔点氧化物并吸收大量热,可用作阻燃剂
5. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且二者之间无因果关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
蔗糖溶于水形成均一、透明的溶液
蔗糖粒子的直径小于1 nm
B
钠投入水中会沉入底部并产生气泡
钠与水发生置换反应产生氢气
C
节日燃放的焰火五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
石墨具有良好的导电性
石墨晶体中存在自由移动的电子
A. A B. B C. C D. D
6. X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期元素,在短周期中,M原子半径最大。Y和Z位于同周期且基态Y、Z原子都有2个单电子。MXYZ3常用于治疗代谢性酸中毒以及中和胃酸,缓解胃酸过多导致的胃痛、烧心、反酸等。也常用作食品加工的膨松剂,加热MXYZ3会发生反应:。下列叙述正确的是
A. 电负性:Z>X>Y
B. M2YZ3中阴离子空间构型为三角锥形
C. YZ2中σ键、π键数目之比为1:1
D. 常温下饱和溶液中:甲>乙
7. 某医药中间体的结构简式如图。关于该物质下列说法错误的是
A. 能发生消去反应
B. 能与HCN发生加成反应
C. 能使酸性溶液褪色
D. 1 mol该中间体最多能消耗2 mol NaOH
8. 直链淀粉的结构如图1所示(每一个六元环代表一个葡萄糖单元),淀粉水解液中,存在着环状和链状结构葡萄糖之间的平衡,其相互转变如图2所示。
下列说法正确的是
A. α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖的物理性质完全相同
B. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,二者互为同分异构体
C. 三种结构的葡萄糖均含有两种官能团,均能直接发生银镜反应
D. 直链淀粉呈螺旋空间结构,原因之一为链内葡萄糖单元的羟基可形成分子内氢键
9. 化合物Y是一种具有生物活性的含氧衍生物,由X合成Y的反应如下。下列说法正确的是
A. 化合物X可与甲醛发生缩聚反应
B. 1 mol化合物Y最多与反应
C. 化合物Y不存在顺反异构
D. 可以用酸性溶液鉴别X和Y
10. Wolff-Kishner-黄鸣龙反应是第一个以中国人命名的有机化学反应,其机理如下(R、R′均代表烃基)。下列有关说法错误的是
A. 过程①发生加成反应,过程②、③均发生消去反应
B. 过程④的过程中有无色无味气体生成
C. 过程⑤涉及σ键的断裂和生成
D. 应用该机理,2-甲基环己酮可以转变为甲基环己烷
11. 温室气体N2O可作为温和的氧原子转移试剂。研究表明,气相中单核铁离子(Fe+)催化N2O氧化C2H6的反应历程如图所示(图中过程Ⅵ为副反应)。
下列叙述错误的是
A. N2O与X均为极性分子
B. Y的沸点高于CH3CHO
C. 反应历程中存在极性键的断裂和形成
D. 若用N218O代替N2O,含18O的生成物有2种
12. Sn/SnO2@NC电极使CO2还原催化性能得到了很大的提高,为高性能CO2还原催化剂的设计提供了新的思路,同时可充放电Zn-CO2电池的构建为绿色能源转换和存储系统提供了新的方案,如图所示。
下列说法正确的是
A. 该原电池中,CO2在负极发生还原反应
B. 电子由a极流出经过膜M向b极迁移
C. 每生成4.6gHCOOH时理论上转移0.4mol电子
D. a极反应式为
13. 科研人员设计一套耦合式电化学工艺,向碱性电解槽中投入固体后体系启动电解,整套装置、流程与转化关系如图所示。已知。下列叙述正确的是
A. 电极为阴极,发生还原反应
B. 电解池中阳离子会持续向Pt电极一侧定向移动
C. 反应装置中单质与水蒸气的转化,实现了化学能向电能的转化
D. 若电路转移电子,理论上阳极收集到气体
14. 电解质溶液的导电能力越强,电导率越大;难溶于水。25℃时,用标准溶液滴定10 mL 溶液,测得溶液的相对电导率()及随滴入标准溶液的体积的变化关系如图。已知:、。下列说法正确的是
A. a点溶液的
B. 随着标准溶液的加入,不断减小
C. c点溶液中存在:
D. d点溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 黄酮醇是一种天然活性成分,具有防治心血管疾病、抗氧化、抗炎等功效。其制备原理为:
相关物质信息如下:
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度
其他性质
邻羟基查尔酮
224
86~89
396.6
1.191
常温下为黄色针状结晶;醇溶液中,颜色随着pH的增大而加深,时,呈深红色
黄酮醇
238
171~172
393.7
1.367
常温下为淡黄色至黄色针状结晶或粉末,遇碱性溶液可成盐溶解
实验装置如图所示(夹持和加热装置已省略):
实验步骤:
步骤I:向仪器a中依次加入0.8 g氢氧化钠固体、60mL甲醇、1.2mL(0.01mol)邻羟基苯乙酮、1.5mL(0.015mol)苯甲醛,放入磁力搅拌子,将仪器a置于磁力搅拌器中,75℃搅拌回流至溶液颜色变为鲜红色。
步骤II:待上述反应液冷却至室温后,加入氢氧化钠溶液和4.8mL30%过氧化氢溶液,10℃下搅拌反应约2.5 h,得到鲜黄色反应液。
步骤III:向仪器a内滴加盐酸,调节反应液的pH到6~7,然后倒入30mL冰水,搅拌均匀,减压抽滤,并用蒸馏水洗涤4~5次,得到黄色固体,置于烘箱中在40℃下干燥,得到粗产品约为1.785g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________________,球形冷凝管的出水口为__________(填“1”或“2”)。
(2)步骤I中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)步骤III中倒入30mL冰水的目的是__________________________________________________。
(4)下列有关实验的说法中正确的有__________(填字母)。
a.步骤II中冷却到室温后再加过氧化氢溶液,目的是减少过氧化氢的分解浪费
b.为了防止过氧化氢参与的反应太剧烈,应将过氧化氢溶液一次性快速加入
c.减压抽滤的优点是过滤速度快,固液分离效果好,利于干燥
d.为了洗去残留在黄酮醇粗品上的水分,可再用乙醇洗涤
e.黄酮醇遇碱性溶液可成盐,是因为羟基O上的孤电子对可以和整个大键共轭体系发生共轭,氢氧键极性增强,解离出,溶解于碱性溶液中
(5)根据实验数据,计算黄酮醇的产率为__________;若要进一步提纯黄酮醇,可采用的实验方法是______________________________。
16. 金属三氟甲磺酸盐是重要的有机合成路易斯酸催化剂。实验室以和(三氟甲磺酸)为原料制备无水的装置如下(部分装置省略)。
制备原理:。
已知:的沸点为,易溶于水、乙醚(沸点为)和氯仿(沸点为);易溶于水,难溶于氯仿。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_________。
(2)是一种超强酸,则盛装该试剂的包装瓶上必须贴有的危险化学品安全标识是_________(填标号)。
a. b. c. d.
(3)装置B中盛放浓硫酸,其在整个实验系统中的作用除了观察气体流速外,更重要的是______________________________________________________。
(4)装置C中采用倒置漏斗而不直接用导管插入水中的原因是__________________。
(5)反应过程中缓缓持续通入干燥的目的是___________________________。
(6)反应结束后,向反应液中加入无水乙醚,析出固体。过滤,用无水乙醚洗涤、干燥,得粗产物。查阅文献可知,加入乙醚时会发生副反应生成鎓盐,该过程会剧烈放热。为了防止局部过热,加入乙醚时宜采取的措施有_____________________________________________(答一条)。
(7)粗产物提纯后,得到产品。
①粗产物提纯时,加入氯仿并煮沸,过滤。煮沸的作用是使鎓盐杂质分解挥发出乙醚,并使_________,从而通过过滤将产物分离。
②已知,则该实验中产品的产率为_________%(保留一位小数)。
17. 利用催化加氢合成是实现碳资源循环利用的有效途径,使用催化剂可显著提高反应的活性和抗积碳能力。相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)________。
(2)在相同温度和压强下,改变起始投料比。
①随着的增大,的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②随着的增大,的选择性[选择性]提高,结合反应Ⅰ和Ⅱ解释可能的原因是________。
(3)某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入4 mol 和7 mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ。5 min时测得、的选择性为50%,此时反应Ⅱ的浓度商________。
(4)一定温度下,催化甲烷化两条路径的关键基元反应活化能(单位:)如表(吸附态物种用*标记):
途径①:CO路径
途径②:甲酸盐路径
分步加氢,各步
分步加氢,各步
根据表中数据判断,催化甲烷化主要遵循途径________(填“①”或“②”)。
(5)在制备催化剂时,常加入乙二胺()作为络合剂,形成稳定的五元环状配合物,有效阻止活性组分金属Ni团聚。
①Ni位于元素周期表中________区。
②常温下乙二胺的沸点(116.9℃)显著高于相对分子质量相近的正丙胺(,沸点48.6℃),原因是________。
③立方晶胞结构如图。
已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶体中Zr原子与O原子的最短距离为________nm(列计算式)。
18. 萘氧啶是一种抗肿瘤药物,其一种合成路线如图所示。
已知:①。
②。
回答下列问题:
(1)萘氧啶中含氧官能团名称是_______。
(2)B的结构简式为_______;A→B的反应类型是_______。
(3)有机物X的名称是_______。
(4)写出G→H的化学方程式:_______。
(5)有机物Y的结构简式为_______。
(6)在E的芳香族同分异构体中,既能发生水解反应,又能发生银镜反应的结构有_______种;T是E的另一种同分异构体,它同时满足下列条件的结构简式可能为_______。提示:含过氧键(—O—O—)的有机物不稳定。
①遇FeCl3溶液不发生显色反应;
②红外光谱显示:不含C=O;
③苯环上一取代物只有2种;
④核磁共振氢谱有3组峰且峰的面积比为1:1:2。
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