内容正文:
高三自主考试
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷和草纸上无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 N 14 Na 23 Ca 40 Cu 64 Se 79
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 生活中处处存在化学变化与物理变化,下列叙述中,前者为物理变化,后者为化学变化的是
A. 家用净水器中活性炭除去水中异味;生石灰作食品干燥剂
B. 冬天窗户玻璃上凝结窗花;家里食盐放置空气中潮解
C. 漂白粉漂白衣物;橡胶制品老化开裂
D. 医疗上用酒精对皮肤消毒;海水晒盐得到粗食盐
【答案】A
【解析】
【详解】A.活性炭具有吸附性,能吸附除去水中异味,则除去水中异味的过程中没有新物质生成,属于物理变化;生石灰作干燥剂时发生的反应为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,有新物质生成,则生石灰作食品干燥剂属于化学变化,A符合题意;
B.冬天窗户玻璃上凝结窗花是水蒸气遇冷转化为固态水的过程,食盐放置空气中潮解是食盐中的氯化镁等吸收空气中的水分的过程,二者均无新物质生成,都属于物理变化,B不符合题意;
C.漂白粉漂白衣物利用次氯酸的强氧化性使有机色素漂白褪色的过程,橡胶制品老化是橡胶被氧化的过程,二者均有新物质生成,都属于化学变化,C不符合题意;
D.酒精对皮肤消毒会使蛋白质变性,用酒精对皮肤消毒的过程中有新物质生成,属于化学变化;海水晒盐是水分蒸发析出氯化钠,晒盐过程中没有新物质生成,属于物理变化,D不符合题意;
故选A。
2. 下列有关化学用语的说法正确的是
A. 中键的形成:
B. 杂化轨道示意图:
C. 中的键电子云轮廓图:
D. 基态最高能级的电子云轮廓图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.中的键是的轨道(球形)与的轨道(哑铃形)头碰头重叠形成的键,图示为键的形成过程,A错误;
B.杂化轨道是1个轨道和2个轨道杂化得到的3个能量相同的杂化轨道,呈平面三角形分布,键角为,与示意图一致,B正确;
C.中的键电子云为头碰头重叠,沿键轴呈轴对称分布,图示为肩并肩重叠形成的键的电子云轮廓图,C错误;
D.基态的价电子排布为,最高能级为,轨道电子云不是球形,图示为轨道的球形电子云,D错误;
故答案选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 硝基()与所含电子数均为
B. 与在光照下反应生成的分子数为
C. 标准状况下,含有氧原子数为
D. 乙二胺()中杂化的原子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.1 mol 硝基()的电子总数为;的物质的量为,1个分子电子总数也为23,所含电子数为,A正确;
B.与光照下的取代反应为连锁反应,会同时生成、、、四种有机物,因此生成的分子数小于,B错误;
C.标准状况下(乙醛)为液体,不能用标准状况气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定氧原子数目,C错误;
D.乙二胺分子中2个C原子均形成4个键,2个N原子均形成3个键且各含1对孤电子对,四种原子均为杂化,故1 mol 乙二胺中杂化的原子数为,D错误;
故选A。
4. 已知过二硫酸钾()和水的反应:及过二硫酸根()的结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中电子数目为
B. 与水反应,转移电子数目为
C. 将溶于水发生上述反应,所得溶液中数目小于
D. 的溶液中,物质的量浓度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下不是气态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法得到电子数为,A错误;
B.反应中,参与反应转移电子,故反应转移电子数目为,B错误;
C.完全反应生成,但水溶液中会发生电离,故所得溶液中数目小于,C正确;
D.的溶液中,物质的量浓度为,D错误;
故选C。
5. 诺氟沙星主要用于治疗敏感菌引起的各种感染,包括泌尿道、呼吸道、胃肠道等,其结构如下图,下列说法正确的是
A. 1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
B. 该有机物的分子式为
C. 该有机物能发生取代、加成、加聚反应
D. 该有机物与足量H₂加成后的产物分子中含有5个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol诺氟沙星结构中苯环上的氟原子水解消耗2molNaOH,羧基可消耗1molNaOH,则最多可消耗3molNaOH,A错误;
B.由诺氟沙星的结构简式可知,其分子式为,B错误;
C.该有机物含有碳氟键、羧基,能发生取代反应;含有苯环、碳碳双键、羰基,能发生加成反应;含有碳碳双键,能发生加聚反应,则该有机物能发生取代、加成、加聚反应,C正确;
D.与足量加成后的产物分子的结构简式为:,含有6个手性碳原子,D错误;
故选C。
6. 氯的含氧酸根离子有、、、等,关于它们的说法中不正确的是
A. 的空间结构为三角锥形
B. 、、中的氯原子都采取杂化,离子中相邻两个键间键角依次增大
C. 与的空间结构形同,都为直线形
D. 与的空间结构相同,对应的酸均为强电解质
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子的价层电子对数=,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,正确,A不符合题意;
B.、、中心原子的价层电子对数均为4,都采取杂化,孤电子对数分别为2、1、0,孤电子对斥力大于成键电子对,孤电子对越少键角越大,故相邻键键角依次增大,正确,B不符合题意;
C.中心原子价层电子对数为4,含2对孤电子对,空间结构为V形;中心C原子价层电子对数为2,无孤电子对,空间结构为直线形,二者结构不同,错误,C符合题意;
D.和二者的中心原子价层电子对数均为4且无孤电子对,二者均为正四面体形,对应的酸、均为强酸,属于强电解质,正确,D不符合题意;
答案选C。
7. 一种用于烧制陶瓷的黏土中含Al2Si2O5(OH)4、CaMg(CO3)2、MgSO4等物质。下列说法正确的是
A. 离子半径:r(Na+)>r(Al3+)>r(O2–) B. 电负性:χ(O)>χ(C)>χ(Si)
C. 熔点:CaO>MgO D. 第一电离能:I1(Si)>I1(Al)>I1(Mg)
【答案】B
【解析】
【详解】A.为电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则离子半径顺序为,A错误;
B.同周期主族元素电负性从左到右依次增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则电负性:,B正确;
C.离子晶体的熔点取决于金属的半径和电荷,Mg2+和Ca2+所带的电荷数一样,Mg2+的半径比Ca2+小,MgO的熔点比CaO高,C错误;
D.同周期元素的第一电离从左到右呈增大的趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素第一电离能大于相邻主族元素,则第一电离能:,D错误;
故选B。
8. 贵金属钯催化乙醇羰基化的反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅱ反应中有元素被氧化,且杂化方式发生变化
B. 根据反应过程,可得出所处环境不同,稳定性也不同
C. 该过程总反应的化学方程式可表示为:,金属钯作催化剂
D. 贵金属钯可将2-甲基-2-丙醇羰基化
【答案】D
【解析】
【分析】观察反应循环:乙醇()在上经I形成与等中间体,随后断裂/迁移形成含的环状中间体(Ⅱ阶段),最终生成并释放,再经作用生成再生(Ⅲ)。
【详解】A.Ⅱ反应中转化为,与羟基相连的元素化合价升高被氧化,该原子杂化方式由变为,杂化方式发生变化,A正确;
B.反应过程中仅与羟基相连的碳原子上的键断裂,说明所处环境不同,稳定性也不同,B正确;
C.该过程中为催化剂,总反应为,反应式符合总反应规律,金属钯作催化剂,C正确;
D.甲基丙醇中与羟基相连的碳原子上无氢原子,无法发生该催化羰基化反应,D错误;
故选D。
9. 不同含铜物质间可相互转化。下列离子方程式书写错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下被氧化为,被还原为,离子方程式电荷、原子、得失电子均守恒,A正确;
B.可溶性铜盐与强碱反应生成沉淀,离子方程式拆分和守恒均正确,B正确;
C.甲醛中C为0价,被氧化为时C变为+4价,1 mol 失去4 mol电子,2 mol 只能得到2 mol电子,得失电子不守恒,且氢原子也不守恒,离子方程式配平错误,正确方程式是:C错误;
D.与氨水反应生成配离子,离子方程式电荷、原子均守恒,D正确;
故选C。
10. 铝离子电池一般用离子液体做电解质,某离子液体的结构如图。下列说法错误的是
A. 阳离子中碳原子的杂化方式为
B. 离子液体导电性良好的原因是离子浓度大且能自由移动
C. 该化合物中阴离子的空间结构为正四面体形
D. 阳离子中键角与分子中键角相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.阳离子为,其中甲基的碳原子均形成4个键,无孤电子对,杂化方式为,A正确;
B.离子液体中存在大量阴阳离子,离子浓度大且可自由移动,因此导电性良好,B正确;
C.阴离子为,中心Al原子的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为正四面体形,C正确;
D.阳离子中中心N原子形成4个键,无孤电子对,为杂化,中中心N原子形成3个键,有1对孤电子对,为杂化,孤电子对-成键电子对的排斥力大于成键电子对-成键电子对的排斥力,因此阳离子中的大于中的,二者不相等,D错误;
故选D。
11. 苯甲醛是重要的化工原料。实验室由甲苯氧化制备苯甲醛的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A. 氧化甲苯的反应过程中不断搅拌可加快反应速率
B. 从甲苯经氧化后得到的混合物分离出的X为
C. 操作I是利用甲苯和苯甲醛在水中的溶解度不同使二者分离
D. 实验过程中,可循环使用的物质有稀硫酸、甲苯
【答案】C
【解析】
【分析】甲苯在稀硫酸作用下,被三氧化二锰氧化为苯甲醛,自身还原为硫酸锰,所以结晶过滤得到的固体盐类X为硫酸锰,油水经过分液分离得到的稀硫酸可以循环利用,得到的“油”是甲苯和苯甲醛的混合物,经过蒸馏得到产品苯甲醛,而甲苯可以循环利用,回答下列问题;
【详解】A.氧化甲苯的反应过程中不断搅拌可加快反应速率,A不符合题意;
B.由分析可知:从甲苯经氧化后得到的混合物分离出的X为MnSO4,B不符合题意;
C.由分析可知:操作I是利用甲苯和苯甲醛沸点不同使二者分离,C符合题意;
D.由分析可知:实验过程中,可循环使用的物质有稀硫酸、甲苯,D不符合题意;
故答案选C。
12. 下列有关实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 图甲:装置进行石油的分馏
B. 图乙:利用分水器提高乙酸乙酯的产率
C. 图丙:实验室制备溴苯
D. 图丁:比较乙酸、碳酸、苯酚三者酸性强弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.石油分馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝水应下进上出,图中温度计位置错误、冷凝水进出方向颠倒,无法达到实验目的,A错误;
B.乙酸与乙醇生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,分水器可分离出反应生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯产率,装置正确可达到实验目的,B正确;
C.实验室制备溴苯需要苯与液溴在催化下反应,苯与溴水不发生取代反应,无法制备溴苯,C错误;
D.乙酸易挥发,挥发的乙酸也能与苯酚钠反应生成苯酚,无法证明碳酸酸性强于苯酚,不能达到实验目的,D错误;
答案选B。
13. 下列关于有机化合物的说法中正确的是
A. 辅酶()分子中含有13个甲基
B. 的同分异构体中,能与反应产生的有8种
C. 与等物质的量发生加成反应,可能的产物有4种
D. 是手性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据辅酶的结构简式可知,辅酶的右侧还含有一个甲基,故共有14个甲基,A错误;
B.能与反应产生,则含有-COOH,的结构为:CH3CH2CH2CH2COOH、、、共有4种,B错误;
C.中含有三个碳碳双键,与等物质的量的溴单质可发生1,4-加成,也可发生1,2-加成,不考虑顺反异构可生成4种产物:、、、,C正确;
D.中无手性碳原子,故不是手性分子,D错误;
故选C。
14. 利用超分子的分子识别功能分离和的原理如下图所示:
已知:杯酚分子平面看高度对称,但其是碗状立体结构,分子上端、下端、四周电荷分布不均匀。下列说法正确的是
A. 适配“杯酚”的空腔大小且与“杯酚”分子之间形成配位键
B. 分子极性大小:氯仿>甲苯
C. “杯酚”可通过化合物与甲醛在一定条件下经过加成反应制得
D. 化合物的名称为:4-羟基叔丁苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.适配杯酚空腔,二者依靠分子间作用力形成超分子,不存在配位键(配位键需要一方提供孤电子对、一方提供空轨道,二者均为分子,不满足成键条件),A错误;
B.氯仿为极性分子,甲苯为弱极性分子,分子极性:氯仿甲苯,结合流程中杯酚易溶于氯仿、难溶于甲苯的现象,可通过相似相溶原理佐证,B正确;
C.杯酚由对叔丁基苯酚与甲醛反应制得,反应过程脱去小分子,属于缩合反应,不是加成反应,C错误;
D.该化合物以苯酚为母体,羟基对位为叔丁基,正确名称为4-叔丁基苯酚,D错误;
故选B。
15. 以丙烯()为原料制备甘油()的流程如下:
(资料:碳碳双键上的H原子不易发生取代反应。)下列说法正确的是
A. 的反应类型是取代反应,且物质A存在顺反异构体
B. 可用分液的方法从反应后的混合物中分离出甘油
C. 甘油分子中含有一个手性碳原子
D. 物质B是混合物,但制备过程中不需分离
【答案】D
【解析】
【分析】分析A的分子式,可知C3H6→A的反应类型为取代反应。对比A、B的分子式,可知B为A与HClO发生加成反应的过程。B在NaOH溶液存在条件下,发生反应生成C3H8O3,可知B中的Cl原子被-OH所取代,该过程为卤代烃的水解过程,据此解答。
【详解】A.为丙烯甲基上的氢原子被氯原子取代,属于取代反应;A的结构为,碳碳双键左端碳原子连接2个氢原子,不满足顺反异构的条件,不存在顺反异构体,A错误;
B.甘油含有多个羟基,可与水互溶,分液适用于分离不互溶的液体混合物,不能用分液的方法分离甘油,B错误;
C.甘油的结构为,中间碳原子连接2个相同的基团,不满足手性碳原子连接4个不同基团的要求,无手性碳原子,C错误;
D.A和氯水加成时,双键两端的碳原子可分别结合和,生成两种结构的,故B是混合物;两种产物在溶液中水解后均得到甘油,无需提前分离,D正确;
答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 生活中处处都有化学。化学与生产、生活息息相关,请回答下列问题:
(1)磁流体材料是电子材料的新秀,在一定条件下,将和的溶液按一定的比例混合,再滴入稍过量的溶液,可得到分散质粒子大小在之间的黑色磁流体。所得的磁流体分散系可以用____________来鉴别。
(2)某密闭容器中间有两个可自由滑动的隔板(厚度不计),如图所示。一定温度下向甲室中充入由、组成的混合气体,向乙室中充入气体,静止时隔板如图(保持温度不变)。实验测得甲室混合气体的质量为。
①甲室中气体的平均摩尔质量为__________。
②甲室中__________。
③如果将隔板a去掉,当与完全反应生成(固体,体积忽略不计且不影响隔板移动)并恢复原温度后,隔板b将静止于刻度“__________”(填数字)处。
(3)某混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则该混合溶液中__________。
(4)标准状况下将a L X气体(摩尔质量为)全部溶于水(水的密度为)中(假设气体与水不反应),所得溶液的密度为,则此溶液的物质的量浓度为__________。
【答案】(1)
丁达尔效应 (2) ①.
5 ②.
1:4 ③.
6 (3)
0.3 mol/L (4)
【解析】
【小问1详解】
分散质粒子直径在1~100 nm之间的分散系为胶体,丁达尔效应是胶体的特征性质,可用于鉴别胶体与其他分散系,黑色磁流体的粒子直径位于该范围,因此所得的磁流体分散系可以用丁达尔效应来鉴别。
【小问2详解】
同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,由图可知,乙室,故甲室总气体物质的量。
①平均摩尔质量;
②设、,列方程、,解得、,故物质的量之比为;
③与反应生成固体,剩余,加上不反应的,总气体物质的量为,同温同压下体积与物质的量成正比,原气体对应体积为8格,故气体对应体积为,故隔板b静止于刻度6处。
【小问3详解】
忽略水的电离,根据溶液电荷守恒,阳离子所带总正电荷浓度等于阴离子所带总负电荷浓度,即,代入数值:,解得。
【小问4详解】
标准状况下,溶质质量为,溶液总质量为,溶液体积,根据,代入化简得。
17. 一种从蒸硒渣(主要成分为、、、、和的化合物)中提取稀贵金属的工艺流程如图:
已知:①开始分解的温度为653℃,在315℃开始升华。
②“滤液1”含;“滤液3”中以形式存在。
③一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解。
回答下列问题:
(1)Se原子的简化核外电子排布式为____________;的晶体类型为____________;
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为________________________________________。从所得混合气体中分离的方法为________________________。
(3)“滤液3”中加,过滤得到,该反应的离子方程式为______________________________。
(4)“浸取4”中加氨水的目的是__________________________________________________。
(5)“试剂X”可选择__________(填字母)。
A. B. C.
(6)一种铜硒化合物具有优异的电化学性能,其晶胞结构如图所示(②Cu和●Se均在晶胞内部)。其中Cu元素以和存在,则②代表__________(填“”或“”)。该晶体的密度为,用含a和c的计算式表示阿伏加德罗常数为__________。
【答案】(1) ①. ②. 分子晶体
(2) ①. ②. 将混合气体冷却至315℃以下,使SeO2凝华分离
(3)
(4)使AgCl与氨水反应生成可溶性的银氨配离子,将银元素从固体中浸出,与其他难溶杂质分离 (5)B
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】该工艺流程以蒸硒渣为原料,首先在600℃浓硫酸条件下焙烧,将硫化物、硒化物等氧化,分离出SO2与可升华的SeO2;焙烧渣经70℃NaOH溶液浸取,将Te的化合物转化为进入滤液1实现Te的初步分离;剩余浸取渣加稀硫酸、NaCl溶液浸取,溶出铜等组分得到含铜盐的滤液2;之后向渣中加入稀H2SO4、NaClO3和NaCl溶液,将Au氧化为可溶性的[AuCl4]-进入滤液3,实现Au与Ag的分离;剩余含银渣用NaOH溶液和氨水浸取,利用配位反应将Ag转化为可溶性银氨配离子进入溶液,最后加入还原剂试剂X还原得到单质Ag,全程逐步分离提取硒、碲、金、银等稀贵金属。
【小问1详解】
Se是34号元素,位于第四周期第ⅥA族,简化核外电子排布用前一周期稀有气体Ar的排布作内层,则其原子的简化核外电子排布式为;根据已知信息315℃即可升华,熔沸点低,符合分子晶体的特征;
【小问2详解】
焙烧时浓硫酸作氧化剂,氧化CuSe中的Se元素,自身被还原为,结合产物配平反应;利用易升华的性质,降温即可让气态直接变为固体,与难冷凝的分离;
【小问3详解】
作为还原剂将中的+3价Au还原为单质Au,被氧化为,离子方程式为;
【小问4详解】
已知难溶金属化合物形成配合物后易溶解,浸取4的固体含AgCl,氨水可与AgCl配位生成可溶性的二氨合银配离子,实现银的浸出;
【小问5详解】
试剂X需要将中的+1价Ag还原为Ag单质,作还原剂,无强还原性,是强氧化剂,只有水合肼是常用的弱还原剂,可以将银氨配离子还原为银单质;
【小问6详解】
晶胞内Se共4个,①号Cu位于晶胞的顶点和面心,个数为个、②号Cu位于晶胞内部,共4个,总Cu为6个、Se为4个;设②Cu的化合价为x,①Cu的化合价数为y,有化合价代数和为0得,若②Cu为,解得、,符合电荷守恒,故②为;晶胞体积,晶胞质量,由,整理得。
18. 乙二胺四乙酸钙钠(化学式为;)为白色固体粉末,在水中易溶,在乙醇或乙醚中不溶,是一种金属解毒药。乙二胺四乙酸(EDTA,)受热易分解,能与多种金属离子结合成稳定的配合物,常用作滴定剂。实验室由EDTA制备乙二胺四乙酸钙钠的原理和步骤如下,回答下列问题。
步骤Ⅰ:称取EDTA 1.7 g和碳酸氢钠1.0 g置于圆底烧瓶中,加入蒸馏水溶解,称取氧化钙0.36 g(过量10%)缓慢加入烧瓶中至无气泡产生。
步骤Ⅱ:用调节值为7,维持温度在80~110℃,继续加热,冷却,抽滤除去不溶物。
步骤Ⅲ:滤液经蒸发浓缩,呈稠糖浆状,冷却后加入无水乙醇,转移至烧杯并置于冰水中。静置一段时间,减压过滤得到白色固体,于105℃干燥15 min,得到乙二胺四乙酸钙钠产品1.9 g。
(1)圆底烧瓶的规格最好选用_______________(填字母)。
A. B. C.
(2)乙二胺四乙酸钙钠中的配位数为__________;1个阴离子中含有_______________个配体;EDTA中碳原子无法作为配位原子的原因为______________________________。
(3)步骤Ⅰ反应时温度不宜过高,原因是________________________________________。
(4)步骤Ⅱ中抽滤装置如下,其优点是_______________________________________________。
(5)步骤Ⅲ中加入无水乙醇的作用是_______________________________________________。
(6)计算乙二胺四乙酸钙钠产品的产率为__________%(计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)B (2) ①. 6 ②. 1 ③. 碳原子最外层电子均已形成共价键,没有孤电子对
(3)防止EDTA和碳酸氢钠受热分解
(4)过滤速度快,能得到较干燥的固体
(5)降低乙二胺四乙酸钙钠的溶解度,促进其结晶析出
(6)87.3
【解析】
【分析】本实验以EDTA、碳酸氢钠和氧化钙为原料制备乙二胺四乙酸钙钠。步骤Ⅰ中EDTA与碳酸氢钠、氧化钙在水中反应生成目标产物;步骤Ⅱ通过调节pH、加热并抽滤除去不溶性杂质;步骤Ⅲ将滤液蒸发浓缩后,利用产物在乙醇中不溶的性质,加入无水乙醇促使产物结晶析出,最后经减压过滤和干燥得到纯净的产品。
【小问1详解】
实验中加入的蒸馏水为,反应液总体积略大于。加热时,圆底烧瓶中液体的体积一般不超过其容积的,且不少于,因此选用的圆底烧瓶最为合适,故选B。
【小问2详解】
由题干中的结构式可知,中心离子与配体中的2个氮原子和4个氧原子形成配位键,因此配位数为6;1个阴离子中只含有1个多齿配体;形成配位键的条件之一是配位原子必须具备孤电子对,而EDTA中的碳原子最外层电子均已参与形成共价键,没有孤电子对,因此无法作为配位原子。
【小问3详解】
题干信息指出“乙二胺四乙酸(EDTA)受热易分解”,且反应物碳酸氢钠受热也易分解产生二氧化碳,因此步骤Ⅰ中温度不宜过高,以防止EDTA和碳酸氢钠分解,导致原料损耗和产率降低。
【小问4详解】
抽滤(减压过滤)装置利用抽气泵使吸滤瓶内压强减小,与常压过滤相比,其优点是固液分离速度快,且能更快得到较干燥的固体。
【小问5详解】
根据题干信息“乙二胺四乙酸钙钠在水中易溶,在乙醇或乙醚中不溶”,在浓缩后的水溶液中加入无水乙醇,可以降低溶剂的极性,从而降低乙二胺四乙酸钙钠的溶解度,有利于产品结晶析出。
【小问6详解】
反应中EDTA的物质的量为,加入的碳酸氢钠和氧化钙均过量,故按EDTA的量进行计算。理论上生成乙二胺四乙酸钙钠的物质的量为,理论产量为。产品的实际产量为,则产率为。
19. 物质H是能阻断血栓形成的药物的中间体,它的一种合成路线如图所示。
已知:①;
②同一个碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:;
③或。
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称是_____________。
(2)C的结构简式是_____________。
(3)下列有关G的说法正确的是__________(填标号)。
A. 1个G分子中最多18个原子共平面
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 碳原子有3种杂化方式
D. 与足量加成后的产物中,1个分子含2个手性碳原子
(4)写出F→G的化学方程式:_________________________________。
(5)某同学设计以和乙醇为原料合成的路线,请将该路线补充完整:①_________________________;②_________________________;③_________________________。
【答案】(1)酰胺基 (2) (3)ABD
(4) (5) ①. CH2=CHCN ②. CH3CH2CH2NH2 ③. Cu或Ag,O2,△
【解析】
【分析】A为苯胺(),和乙酸在加热条件下发生酰胺化反应,氨基的活泼氢被乙酰基取代,得到B为乙酰苯胺();结合已知①的反应规律,B在催化下和丙酰氯()发生苯环上的取代反应,得到C();C在NaOH水溶液加热条件下发生酰胺的水解反应,乙酰氨基重新转化为氨基,得到D();D的羰基在催化剂、加成条件下被还原为羟基,最终得到E(),对应H结构中右侧的片段;该溴代苯并五元内酯在酸性加热条件下水解,结合已知②的规则,水解后内酯环断开、溴原子被羟基取代,最终得到F(),F结构为邻醛基苯甲酸;F中的羧基和甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,羧基转化为甲酯基,醛基保留,最终得到G();结合已知③的反应规则,在弱酸条件下,G的醛基和E的氨基先发生加成反应,再脱水生成亚胺结构,最终得到目标产物H;
【小问1详解】
B是乙酰苯胺,结构为,含有的官能团为酰胺基;
【小问2详解】
结合已知①的反应和G的结构,在B的酰胺基对位发生反应,在催化下与丙酰氯发生苯环上的取代反应,将丙酰基引入氨基的对位,得到C,结构简式为;
【小问3详解】
G的结构简式为:
A.G是邻醛基苯甲酸甲酯,苯环、两个羰基均为平面结构,可通过连接单键的旋转成为一个平面,-CH3单键可旋转,除C之外最多还有1个H落在平面上,最多18个原子可以共平面,A正确;
B.G含有醛基,具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使溶液褪色,B正确;
C.G中苯环碳、醛基碳、酯基碳均为sp2杂化,只有甲酯的甲基碳为sp3杂化,仅2种杂化方式,C错误;
D.G与足量H2加成后,苯环被还原为环己基、醛基变为-CH2OH,与酯基和-CH2OH的碳均连接四个不同的基团或原子,其余的均不是,故产物的手性碳原子数为2个,D正确;
故选ABD;
【小问4详解】
F的分子式为C8H6O3,结合已知②,邻溴代苯内酯水解后同一个碳上连两个羟基,脱水生成邻醛基苯甲酸,与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,生成G和水,化学方程式为;
【小问5详解】
乙炔与HCN催化加成得到CH2=CHCN,CH2=CHCN加氢将氰基还原为CH3CH2CH2NH2;乙醇在铜/银催化加热下被氧气氧化为乙醛,之后CH3CH2CH2NH2和乙醛按已知③的一定条件反应即可得到目标产物。
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高三自主考试
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷和草纸上无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 N 14 Na 23 Ca 40 Cu 64 Se 79
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 生活中处处存在化学变化与物理变化,下列叙述中,前者为物理变化,后者为化学变化的是
A. 家用净水器中活性炭除去水中异味;生石灰作食品干燥剂
B. 冬天窗户玻璃上凝结窗花;家里食盐放置空气中潮解
C. 漂白粉漂白衣物;橡胶制品老化开裂
D. 医疗上用酒精对皮肤消毒;海水晒盐得到粗食盐
2. 下列有关化学用语的说法正确的是
A. 中键的形成:
B. 杂化轨道示意图:
C. 中的键电子云轮廓图:
D. 基态最高能级的电子云轮廓图:
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 硝基()与所含电子数均为
B. 与在光照下反应生成的分子数为
C. 标准状况下,含有氧原子数为
D. 乙二胺()中杂化的原子数为
4. 已知过二硫酸钾()和水的反应:及过二硫酸根()的结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中电子数目为
B. 与水反应,转移电子数目为
C. 将溶于水发生上述反应,所得溶液中数目小于
D. 的溶液中,物质的量浓度为
5. 诺氟沙星主要用于治疗敏感菌引起的各种感染,包括泌尿道、呼吸道、胃肠道等,其结构如下图,下列说法正确的是
A. 1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
B. 该有机物的分子式为
C. 该有机物能发生取代、加成、加聚反应
D. 该有机物与足量H₂加成后的产物分子中含有5个手性碳原子
6. 氯的含氧酸根离子有、、、等,关于它们的说法中不正确的是
A. 的空间结构为三角锥形
B. 、、中的氯原子都采取杂化,离子中相邻两个键间键角依次增大
C. 与的空间结构形同,都为直线形
D. 与的空间结构相同,对应的酸均为强电解质
7. 一种用于烧制陶瓷的黏土中含Al2Si2O5(OH)4、CaMg(CO3)2、MgSO4等物质。下列说法正确的是
A. 离子半径:r(Na+)>r(Al3+)>r(O2–) B. 电负性:χ(O)>χ(C)>χ(Si)
C. 熔点:CaO>MgO D. 第一电离能:I1(Si)>I1(Al)>I1(Mg)
8. 贵金属钯催化乙醇羰基化的反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅱ反应中有元素被氧化,且杂化方式发生变化
B. 根据反应过程,可得出所处环境不同,稳定性也不同
C. 该过程总反应的化学方程式可表示为:,金属钯作催化剂
D. 贵金属钯可将2-甲基-2-丙醇羰基化
9. 不同含铜物质间可相互转化。下列离子方程式书写错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
10. 铝离子电池一般用离子液体做电解质,某离子液体的结构如图。下列说法错误的是
A. 阳离子中碳原子的杂化方式为
B. 离子液体导电性良好的原因是离子浓度大且能自由移动
C. 该化合物中阴离子的空间结构为正四面体形
D. 阳离子中键角与分子中键角相等
11. 苯甲醛是重要的化工原料。实验室由甲苯氧化制备苯甲醛的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A. 氧化甲苯的反应过程中不断搅拌可加快反应速率
B. 从甲苯经氧化后得到的混合物分离出的X为
C. 操作I是利用甲苯和苯甲醛在水中的溶解度不同使二者分离
D. 实验过程中,可循环使用的物质有稀硫酸、甲苯
12. 下列有关实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 图甲:装置进行石油的分馏
B. 图乙:利用分水器提高乙酸乙酯的产率
C. 图丙:实验室制备溴苯
D. 图丁:比较乙酸、碳酸、苯酚三者酸性强弱
13. 下列关于有机化合物的说法中正确的是
A. 辅酶()分子中含有13个甲基
B. 的同分异构体中,能与反应产生的有8种
C. 与等物质的量发生加成反应,可能的产物有4种
D. 是手性分子
14. 利用超分子的分子识别功能分离和的原理如下图所示:
已知:杯酚分子平面看高度对称,但其是碗状立体结构,分子上端、下端、四周电荷分布不均匀。下列说法正确的是
A. 适配“杯酚”的空腔大小且与“杯酚”分子之间形成配位键
B. 分子极性大小:氯仿>甲苯
C. “杯酚”可通过化合物与甲醛在一定条件下经过加成反应制得
D. 化合物的名称为:4-羟基叔丁苯
15. 以丙烯()为原料制备甘油()的流程如下:
(资料:碳碳双键上的H原子不易发生取代反应。)下列说法正确的是
A. 的反应类型是取代反应,且物质A存在顺反异构体
B. 可用分液的方法从反应后的混合物中分离出甘油
C. 甘油分子中含有一个手性碳原子
D. 物质B是混合物,但制备过程中不需分离
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 生活中处处都有化学。化学与生产、生活息息相关,请回答下列问题:
(1)磁流体材料是电子材料的新秀,在一定条件下,将和的溶液按一定的比例混合,再滴入稍过量的溶液,可得到分散质粒子大小在之间的黑色磁流体。所得的磁流体分散系可以用____________来鉴别。
(2)某密闭容器中间有两个可自由滑动的隔板(厚度不计),如图所示。一定温度下向甲室中充入由、组成的混合气体,向乙室中充入气体,静止时隔板如图(保持温度不变)。实验测得甲室混合气体的质量为。
①甲室中气体的平均摩尔质量为__________。
②甲室中__________。
③如果将隔板a去掉,当与完全反应生成(固体,体积忽略不计且不影响隔板移动)并恢复原温度后,隔板b将静止于刻度“__________”(填数字)处。
(3)某混合溶液中含有离子:、、、,测得、和的物质的量浓度依次为:、、,则该混合溶液中__________。
(4)标准状况下将a L X气体(摩尔质量为)全部溶于水(水的密度为)中(假设气体与水不反应),所得溶液的密度为,则此溶液的物质的量浓度为__________。
17. 一种从蒸硒渣(主要成分为、、、、和的化合物)中提取稀贵金属的工艺流程如图:
已知:①开始分解的温度为653℃,在315℃开始升华。
②“滤液1”含;“滤液3”中以形式存在。
③一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解。
回答下列问题:
(1)Se原子的简化核外电子排布式为____________;的晶体类型为____________;
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为________________________________________。从所得混合气体中分离的方法为________________________。
(3)“滤液3”中加,过滤得到,该反应的离子方程式为______________________________。
(4)“浸取4”中加氨水的目的是__________________________________________________。
(5)“试剂X”可选择__________(填字母)。
A. B. C.
(6)一种铜硒化合物具有优异的电化学性能,其晶胞结构如图所示(②Cu和●Se均在晶胞内部)。其中Cu元素以和存在,则②代表__________(填“”或“”)。该晶体的密度为,用含a和c的计算式表示阿伏加德罗常数为__________。
18. 乙二胺四乙酸钙钠(化学式为;)为白色固体粉末,在水中易溶,在乙醇或乙醚中不溶,是一种金属解毒药。乙二胺四乙酸(EDTA,)受热易分解,能与多种金属离子结合成稳定的配合物,常用作滴定剂。实验室由EDTA制备乙二胺四乙酸钙钠的原理和步骤如下,回答下列问题。
步骤Ⅰ:称取EDTA 1.7 g和碳酸氢钠1.0 g置于圆底烧瓶中,加入蒸馏水溶解,称取氧化钙0.36 g(过量10%)缓慢加入烧瓶中至无气泡产生。
步骤Ⅱ:用调节值为7,维持温度在80~110℃,继续加热,冷却,抽滤除去不溶物。
步骤Ⅲ:滤液经蒸发浓缩,呈稠糖浆状,冷却后加入无水乙醇,转移至烧杯并置于冰水中。静置一段时间,减压过滤得到白色固体,于105℃干燥15 min,得到乙二胺四乙酸钙钠产品1.9 g。
(1)圆底烧瓶的规格最好选用_______________(填字母)。
A. B. C.
(2)乙二胺四乙酸钙钠中的配位数为__________;1个阴离子中含有_______________个配体;EDTA中碳原子无法作为配位原子的原因为______________________________。
(3)步骤Ⅰ反应时温度不宜过高,原因是________________________________________。
(4)步骤Ⅱ中抽滤装置如下,其优点是_______________________________________________。
(5)步骤Ⅲ中加入无水乙醇的作用是_______________________________________________。
(6)计算乙二胺四乙酸钙钠产品的产率为__________%(计算结果保留一位小数)。
19. 物质H是能阻断血栓形成的药物的中间体,它的一种合成路线如图所示。
已知:①;
②同一个碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:;
③或。
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称是_____________。
(2)C的结构简式是_____________。
(3)下列有关G的说法正确的是__________(填标号)。
A. 1个G分子中最多18个原子共平面
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 碳原子有3种杂化方式
D. 与足量加成后的产物中,1个分子含2个手性碳原子
(4)写出F→G的化学方程式:_________________________________。
(5)某同学设计以和乙醇为原料合成的路线,请将该路线补充完整:①_________________________;②_________________________;③_________________________。
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