内容正文:
正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届高三模考试卷(三)
化学
本试卷共8页,18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡,上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 O16 Si28 Cu64 I127 La139
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。
1.2026年3月22日,捷龙三号运载火箭,采用“一箭十星”方式将空间组成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A. 液氮-液氢 B. 液氧-液氢 C. 液态-肼 D. 液氧-煤油
【答案】A
【解析】
【详解】A.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;
B.氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;
C.肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态-肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;
D.煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意;
综上所述,本题选A。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. HClO的电子式:
B. 中子数为10的氧原子:O
C. NH3分子的VSEPR模型:
D. 基态N原子的价层电子排布图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO中O元素呈负化合价,在结构中得到H和Cl共用的电子,因此HClO的电子式为,A正确;
B.中子数为10,质子数为8的O原子其相对原子质量为10+8=18,其原子表示为O,B正确;
C.根据VSEPR模型计算,NH3分子中有1对孤电子对,N还连接有3和H原子,因此NH3的VSEPR模型为四面体型,C错误;
D.基态N原子的价层电子排布为2s22p3,其电子排布图为,D正确;
故答案选C。
3. 一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键 B. 基态原子的第一电离能:
C. 基态原子未成对电子数: D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.由晶体结构图可知,中的的与中的形成氢键,因此,该晶体中存在氢键,A说法正确;
B.同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N,B说法不正确;
C.B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,C说法不正确;
D.为平面结构,则其中的C和N原子轨道杂化类型均为;中B与4个O形成了4个σ键,B没有孤电子对,则B的原子轨道杂化类型为;中O分别与B和C形成了2个σ键,O原子还有2个孤电子对,则O的原子轨道的杂化类型均为;综上所述,晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同,D说法不正确;
综上所述,本题选A。
4. 一种以和为电极、水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,可插入层间形成。下列说法错误的是
A. 放电时为正极
B. 放电时由负极向正极迁移
C. 充电总反应:
D. 充电阳极反应:
【答案】C
【解析】
【分析】由题中信息可知,该电池中Zn为负极、为正极,电池的总反应为。
【详解】A.由题信息可知,放电时,可插入层间形成,发生了还原反应,则放电时为正极,A说法正确;
B.Zn为负极,放电时Zn失去电子变为,阳离子向正极迁移,则放电时由负极向正极迁移,B说法正确;
C.电池在放电时的总反应为,则其在充电时的总反应为,C说法不正确;
D.充电阳极上被氧化为,则阳极的电极反应为,D说法正确;
综上所述,本题选C。
5. 下列有关物质结构和性质的说法错误的是
A. 含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B. 邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C. 酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D. 冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.有手性异构体的分子被称为手性分子,当分子中存在两个或两个以上的手性碳原子时,会出现内消旋体,这种含有内消旋体的分子不是手性分子,A错误;
B.邻羟基苯甲醛中含有分子内氢键,分子内氢键可以降低物质的熔沸点,因此邻羟基苯甲醛的熔沸点低于对羟基苯甲醛的熔沸点,B正确;
C.酰胺在酸性条件下反应生成羧酸和胺,在碱性条件下反应生成羧酸盐和氨气,二者均为水解反应,C正确;
D.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体,冠醚(18-冠-6)的空穴大小为260~320pm,可以适配K+(276pm)、Rb+(304pm),冠醚与离子之间以配位的形式结合,D正确;
故答案选A。
6. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心,可将与转化为肼(),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A. 、和均为极性分子
B. 反应涉及、键断裂和键生成
C. 催化中心的被氧化为,后又被还原为
D. 将替换为,反应可得
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH2OH,NH3,H2O的电荷分布都不均匀,不对称,为极性分子,A正确;
B.由反应历程可知,有N-H,N-O键断裂,还有N-H键的生成,B正确;
C.由反应历程可知,反应过程中,Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+,后面又得到电子生成Fe2+,C正确;
D.由反应历程可知,反应过程中,生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3,所以将NH2OH替换为ND2OD,不可能得到ND2ND2,得到ND2NH2和HDO,D错误;
故选D。
7. 日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z>W
B. 原子半径:X<Y<Z<W
C. Y和W的单质都能与水反应生成气体
D. Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
【答案】C
【解析】
【分析】根据题中所给的信息,基态X原子s轨道上的电子式与p轨道上的电子式相同,可以推测X为O元素或Mg元素,由荧光粉的结构可知,X主要形成的是酸根,因此X为O元素;基态X原子中未成键电子数为2,因此Y的未成键电子数为1,又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大,故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合,故Y为F元素或Cl元素;Z原子的未成键电子数为3,又因其原子序大于Y,故Y应为F元素、Z其应为P元素;从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素,故其为Ca元素;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca,据此答题。
【详解】A.电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,根据其规律,同一周期从左到右依次增大,同一主族从上到下依次减小,故四种原子的电负性大小为:Y>X>Z>W,A错误;
B.同一周期原子半径从左到右依次减小,同一主族原子半径从上到下依次增大,故四种原子的原子半径大小为:Y<X<Z<W,B错误;
C.F2与水反应生成HF气体和O2,Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气,二者均可以生成气体,C正确;
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,几乎没有氧化性,D错误;
故答案选C。
8. 取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为),反应现象没有明显差别的是
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性溶液
D
溶液
溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向氨水中滴加溶液并振荡,由于开始时氨水过量,振荡后没有沉淀产生,发生的反应为;向溶液中滴加氨水并振荡,开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为;当氨水过量后,继续滴加氨水沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解,发生的反应为,因此,改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别,A不符合题意;
B.向中滴加溶液并振荡,由于开始时过量,振荡后没有沉淀产生,发生的反应为;向溶液中滴加并振荡,开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为;当过量后,继续滴加沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解,发生的反应为NaOH+Al(OH)3=NaAl(OH)4,因此,改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别,B不符合题意;
C.向溶液中滴加酸性溶液并振荡,由于开始时是过量的,可以被完全还原,可以看到紫红色的溶液褪为无色,发生的反应为;向溶液中滴加酸性溶液并振荡,由于开始时是过量的,逐渐被还原,可以看到紫红色的溶液逐渐变浅,最后变为无色,因此,改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别,C不符合题意;
D.向溶液中滴加溶液,溶液立即变为血红色;向溶液中滴加溶液,溶液同样立即变为血红色,因此,改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别,D符合题意;
综上所述,本题选D。
9. 葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是
A. 溴化钠起催化和导电作用
B. 每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C. 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D. 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,溴化钠是电解装置中的电解质,其电离产生的离子可以起导电作用,且在阳极上被氧化为,然后与反应生成和,再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和,溴离子在该过程中的质量和性质保持不变,因此,溴化钠在反应中起催化和导电作用,A说法正确;
B.由A中分析可知,2mol在阳极上失去2mol电子后生成1mol,1mol与反应生成1mol,1mol与1mol葡萄糖反应生成1mol葡萄糖酸,1mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄糖酸钙,因此,每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了4 mol电子,B说法不正确;
C.葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基,因此,其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯,C说法正确;
D.葡萄糖分子中的1号C原子形成了醛基,其余5个C原子上均有羟基和H;醛基上既能发生氧化反应生成羧基,也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成醇,该加成反应也是还原反应;葡萄糖能与酸发生酯化反应,酯化反应也是取代反应;羟基能与其相连的C原子的邻位C上的H()发生消去反应;综上所述,葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应,D说法正确;
综上所述,本题选B
10. 科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为。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. 晶体中与最近且距离相等的有8个
C. 晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D. 晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶胞结构可知,其中K个数:8×=1,其中Ca个数:1,其中B个数:12×=6,其中C个数:12×=6,故其最简化学式为,A正确;
B.根据晶胞结构可知,位于晶胞顶点,Ca2+位于体心,每个为8个晶胞共用,则晶体中与最近且距离相等的有8个,B正确;
C.根据晶胞结构可知,晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面,C错误;
D.根据选项A分析可知,该晶胞最简化学式为,则1个晶胞质量为:,晶胞体积为a3×10-30cm3,则其密度为,D正确;
故选C。
11. 常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 约为
B. 点a:
C. 点b:
D. 水的电离程度:
【答案】D
【解析】
【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,据此解答。
【详解】A.由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,==10-4.76,故A正确;
B.a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;
C.点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故C正确;
D.c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d点碱过量,会抑制水的电离,则水的电离程度c>d,故D错误;
答案选D。
12. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率:
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,则,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,则反应速率:,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
13. 向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如下图所示(其中M代表、、或)。
下列说法错误的是
A. 曲线I可视为溶解度随浓度变化曲线
B. 的溶度积常数
C. 反应平衡常数K的值为
D. 时,溶液中
【答案】A
【解析】
【分析】氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。
【详解】A.氨的浓度较小时AgCl(s) =Ag+(aq)+Cl-(aq),浓度较大时AgCl(s) +2NH3=(aq)+Cl-(aq),氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合,应该为曲线Ⅳ,故A错误;
B.由图可知,c(NH3)=10-1mol/L时,c(Cl-)=10-2.35mol/L, c(Ag+)=10-7.40mol/L,则氯化银的溶度积为10-2.35×10-7.40=10-9.75,故B正确;
C.由图可知,氨分子浓度对数为-1时,溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10-2.35mol/L和10-5.16mol/L,则的平衡常数K=
==,故C正确;
D.由分析可知,曲线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线,则时,溶液中,故D正确;
故选A。
14. 我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A. b电极反应式为
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电极与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负极相连,为电解池的阴极,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,电池总反应为2H2O2H2↑+O2↑,据此解答。
【详解】A.b电极反应式为b电极为阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A正确;
B.该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变,阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,为保持OH-离子浓度不变,则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室,即离子交换膜应为阴离子交换摸,故B正确;
C.电解时电解槽中不断有水被消耗,海水中的动能高的水可穿过PTFE膜,为电解池补水,故C正确;
D.由电解总反应可知,每生成1molH2要消耗1molH2O,生成H2的速率为,则补水的速率也应是,故D错误;
答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属对有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应,将块状转化成多孔型雷尼后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼的制备
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存和监测反应过程。
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是_______;
(2)操作(d)中,判断雷尼被水洗净的方法是_______;
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_______;
A. 丙酮 B. 四氯化碳 C. 乙醇 D. 正己烷
(4)向集气管中充入时,三通阀的孔路位置如下图所示:发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为_______;
(5)仪器M的名称是_______;
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入一段时间,目的是_______;
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是_______;
(8)判断氢化反应完全的现象是_______。
【答案】(1)2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑
(2)取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴酚酞,如果溶液不变粉红色,则证明洗涤干净,否则没有洗涤干净 (3)C
(4)B (5)恒压滴液漏斗
(6)排除装置中的空气,防止雷尼自燃
(7)管道中气流不稳,不利于监测反应过程
(8)集气管中液面不再改变
【解析】
【分析】本题一道工业流程兼实验的综合题,首先用氢氧化钠溶液溶解镍铝合金中的铝,过滤后先后用碱和水来洗涤固体镍,随后加入有机溶剂制得雷尼镍悬浮液,用于步骤2中邻硝基苯胺的催化氢化,以此解题。
【小问1详解】
铝可以和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑ ;
【小问2详解】
由于水洗之前是用碱洗,此时溶液显碱性,故可以用酸碱指示剂来判断是否洗净,具体方法为,取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴酚酞,如果溶液不变粉红色,则证明洗涤干净,否则没有洗涤干净;
【小问3详解】
根据题给信息可知,邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行,在丙酮,四氯化碳,乙醇,正己烷中极性较强的为乙醇,故选C;
【小问4详解】
向集气管中充入时,氢气从左侧进入,向下进入集气管,则当由集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为气体由下方的集气管,向右进入装置Ⅱ,应该选B,而装置C方式中左侧会漏气,不符合题意,故选B;
【小问5详解】
由图可知,仪器M的名称是恒压滴液漏斗;
【小问6详解】
根据题给信息可知,雷尼暴露在空气中可以自燃,故反应前向装置Ⅱ中通入一段时间,目是排除装置中的空气,防止雷尼自燃;
【小问7详解】
如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,则会在三颈瓶中产生气泡,从而导致管道中气流不稳,不利于监测反应过程;
【小问8详解】
反应完成后,氢气不再被消耗,则集气管中液面不再改变。
16. 氨是最重要化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据图1数据计算反应的_______。
(2)研究表明,合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号),理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原,生成包裹的。已知属于立方晶系,晶胞参数,密度为,则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为,另一种为。(物质i的摩尔分数:)
①图中压强由小到大的顺序为_______,判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体的图是_______。
③图3中,当、时,氮气的转化率_______。该温度时,反应的平衡常数_______(化为最简式)。
【答案】(1)
(2) ①. (ⅱ) ②. 在化学反应中,最大的能垒为速率控制步骤,而断开化学键的步骤都属于能垒,由于的键能比H-H键的大很多,因此,在上述反应机理中,速率控制步骤为(ⅱ)
(3)
(4) ①. ②. 合成氨的反应为气体分子数减少的反应,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 ③. 图4 ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
在化学反应中,断开化学键要消耗能量,形成化学键要释放能量,反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差,因此,由图1数据可知,反应的。
【小问2详解】
由图1中信息可知,的,则的键能为;的,则H-H键的键能为。在化学反应中,最大的能垒为速率控制步骤,而断开化学键的步骤都属于能垒,由于的键能比H-H键的大很多,因此,在上述反应机理中,速率控制步骤为(ⅱ)。
【小问3详解】
已知属于立方晶系,晶胞参数,密度为,设其晶胞中含有的原子数为,则晶体密度,解之得,即晶胞中含有的原子数为。
【小问4详解】
①合成氨的反应中,压强越大越有利于氨的合成,因此,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知,在相同温度下,反应达平衡时氨的摩尔分数,因此,图中压强由小到大的顺序为,判断的依据是:合成氨的反应为气体分子数减少的反应,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知,在相同温度和相同压强下,图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体,反应混合物中各组分的浓度减小,各组分的分压也减小,化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动,因此,充入惰性气体不利于合成氨,进料组成中含有惰性气体的图是图4。
③图3中,进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol,达到平衡时氮气的变化量为x mol,则有:
当、时,,解之得,则氮气的转化率,平衡时、、的物质的量分别为、2、,其物质的量分数分别为、、,则该温度下因此,该温度时,反应的平衡常数。
17. 超纯是制备第三代半导体的支撑源材料之一,近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯方面取得了显著成果,工业上以粗镓为原料,制备超纯的工艺流程如下:
已知:①金属的化学性质和相似,的熔点为;
②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题:
(1)晶体的晶体类型是_______;
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在的原因是_______,阴极的电极反应式为_______;
(3)“合成”工序中的产物还包括和,写出该反应的化学方程式:_______;
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是_______;
(5)下列说法错误的是_______;
A. 流程中得到了循环利用
B. 流程中,“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C. “工序X”的作用是解配,并蒸出
D. 用核磁共振氢谱不能区分和
(6)直接分解不能制备超纯,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是_______;
(7)比较分子中的键角大小:_______(填“>”“<”或“=”),其原因是_______。
【答案】(1)分子晶体
(2) ①. 保证Ga为液体,便于纯Ga流出 ②. Ga3++3eˉ=Ga
(3)8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2+3+2;
(4)CH4 (5)D
(6)NR3沸点较高,易与Ga(CH3)3分离,Et2O的沸点低于Ga(CH3)3,一起气化,难以得到超纯Ga(CH3)3
(7) ①. > ②. Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,所以为平面结构,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,所以为四面体结构,故夹角较小
【解析】
【分析】以粗镓为原料,制备超纯,粗Ga经过电解精炼得到纯Ga,Ga和Mg反应生产Ga2Mg5,Ga2Mg5和CH3I、Et2O反应生成、MgI2和CH3MgI,然后经过蒸发溶剂、蒸馏,除去残渣MgI2、CH3MgI,加入NR3进行配体交换、进一步蒸出得到超纯,Et2O重复利用,据此解答。
【小问1详解】
晶体的沸点较低,晶体类型是分子晶体;
【小问2详解】
电解池温度控制在可以保证Ga为液体,便于纯Ga流出;粗Ga在阳极失去电子,阴极得到Ga,电极反应式为Ga3++3eˉ=Ga;
【小问3详解】
“合成”工序中的产物还包括和,该反应的化学方程式8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2+3+2;
【小问4详解】
“残渣”含,经纯水处理,能产生可燃性气体CH4;
【小问5详解】
A.根据分析,流程中得到了循环利用,A正确;
B. 容易和水反应,容易被氧化,则流程中,“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行,B正确;
C. “配体交换”得到,“工序X”先解构后蒸出,C正确;
D.二者甲基的环境不同,核磁共振氢谱化学位移不同,用核磁共振氢谱能区分和,D错误;
故选D;
【小问6详解】
直接分解时由于Et2O的沸点较低,与Ga(CH3)3一起蒸出,不能制备超纯,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是,根据题给相关物质沸点可知,NR3沸点远高于Ga(CH3)3,与Ga(CH3)3易分离;
【小问7详解】
分子中键角>,其原因是Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,所以为平面结构,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,所以为四面体结构,故夹角较小。
18. 含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是_______、_______;
(3)物质G所含官能团的名称为_______、_______;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为_______;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是_______(写标号):
① ② ③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中。除H2C=C=CH-CHO外,还有_______种;
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线_______(无机试剂任选)。
【答案】(1) (2) ①. 消去反应 ②. 加成反应
(3) ①. 碳碳双键 ②. 醚键
(4) (5)③>①>②
(6)4 (7)
【解析】
【小问1详解】
有机物A与Br2反应生成有机物B,有机物B与有机物E发生取代反应生成有机物F,结合有机物A、F的结构和有机物B的分子式可以得到有机物B的结构式,即。
【小问2详解】
有机物F转化为中间体时消去的是-Br和,发生的是消去反应,中间体与呋喃反应生成有机物G时,中间体中的碳碳三键发生断裂与呋喃中的两个双键发生加成反应,故答案为消去反应、加成反应。
【小问3详解】
根据有机物G的结构,有机物G中的官能团为碳碳双键、醚键。
【小问4详解】
根据上述反应流程分析,与呋喃反应生成,继续与HCl反应生成有机物J,有机物J的结构为。
【小问5详解】
对比三种物质,③中含有电负性较高的F原子,使-CF3变成吸电子基团,将整个有机物的电子云朝着-CF3方向转移,使-SO3H基团更容易失去电子,故其酸性最强;②中含有的-CH3为推电子基团,使得整个有机物的电子云朝着-SO3H方向移动,使-SO3H基团更不容易失去电子。因此,上述三种物质的酸性大小为③>①>②。
【小问6详解】
呋喃是一种重要的化工原料,其同分异构体中可以发生银镜反应,说明其同分异构体中含有醛基,这样的同分异构体共有4种,分别为:CH3-C≡C-CHO、CH≡C-CH2-CHO、、。
【小问7详解】
甲苯和溴在FeBr3的条件下生成对溴甲苯和邻溴甲苯,因题目中欲合成邻溴甲苯,因此需要对甲基的对位进行处理,利用题目中流程所示的步骤将甲苯与硫酸反应生成对甲基苯磺酸,再将对甲基苯磺酸与溴反应生成,再将中的磺酸基水解得到目标化合物,具体的合成流程为:答案:
1
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2027届高三模考试卷(三)
化学
本试卷共8页,18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡,上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 O16 Si28 Cu64 I127 La139
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. 2026年3月22日,捷龙三号运载火箭,采用“一箭十星”方式将空间组成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A 液氮-液氢 B. 液氧-液氢 C. 液态-肼 D. 液氧-煤油
2.下列化学用语表述错误的是( )
A.的电子式:
B.中子数为10的氧原子:
C.分子的VSEPR模型:
D.基态原子的价层电子排布图:
3. 一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A. 该晶体中存在N-H…O氢键 B. 基态原子的第一电离能:
C. 基态原子未成对电子数: D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
4. 一种以和为电极、水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,可插入层间形成。下列说法错误的是
A. 放电时为正极
B. 放电时由负极向正极迁移
C. 充电总反应:
D. 充电阳极反应:
5.下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
6. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心,可将与转化为肼(),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A. 、和均为极性分子
B. 反应涉及、键断裂和键生成
C. 催化中心的被氧化为,后又被还原为
D. 将替换为,反应可得
7.日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为。已知:和为原子序数依次增大的前20号元素,为金属元素。基态原子轨道上的电子数和轨道上的电子数相等,基态原子的未成对电子数之比为。下列说法正确的是( )
A.电负性:
B.原子半径:
C.和的单质都能与水反应生成气体
D.元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
8.取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为),反应现象没有明显差别的是( )
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性溶液
D
溶液
溶液
A.A B.B C.C D.D
9.葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是( )
A.溴化钠起催化和导电作用
B.每生成葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了电子
C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
10.科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为.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.晶体中与最近且距离相等的有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为
11.常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.约为
B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
12.向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
13. 向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如下图所示(其中M代表、、或)。
下列说法错误的是
A. 曲线I可视为溶解度随浓度变化曲线
B. 溶度积常数
C. 反应的平衡常数K的值为
D. 时,溶液中
14. 我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A. b电极反应式为
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D. 海水为电解池补水的速率为
二、非选择题:本题共4小题,共58分.
15.(14分)金属对有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应,将块状转化成多孔型雷尼后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼的制备
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存和监测反应过程。
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是_________;
(2)操作(d)中,判断雷尼被水洗净的方法是_________;
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_________;
A.丙酮 B.四氯化碳 C.乙醇 D.正己烷
(4)向集气管中充入时,三通阀的孔路位置如下图所示:发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为_________;
(5)仪器M的名称是_________;
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入一段时间,目的是_________;
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是_________;
(8)判断氢化反应完全的现象是_________.
16. 氨是最重要化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据图1数据计算反应的_______。
(2)研究表明,合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号),理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原,生成包裹的。已知属于立方晶系,晶胞参数,密度为,则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为,另一种为。(物质i的摩尔分数:)
①图中压强由小到大的顺序为_______,判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体的图是_______。
③图3中,当、时,氮气的转化率_______。该温度时,反应的平衡常数_______(化为最简式)。
17.(15分)超纯是制备第三代半导体的支撑源材料之一,近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯方面取得了显著成果,工业上以粗镓为原料,制备超纯的工艺流程如下:
已知:①金属的化学性质和相似,的熔点为;
②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题:
(1)晶体的晶体类型是_________;
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在的原因是_________,阴极的电极反应式为_________;
(3)“合成”工序中的产物还包括和,写出该反应的化学方程式:_________;
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是_________;
(5)下列说法错误的是_________;
A.流程中得到了循环利用
B.流程中,“合成”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C.“工序X”的作用是解配,并蒸出
D.用核磁共振氢谱不能区分和
(6)直接分解不能制备超纯,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯的理由是_________;
(7)比较分子中的键角大小:_________(填“>”“<”或“=”),其原因是_________.
18.(15分)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化),
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_________;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是_________、_________;
(3)物质G所含官能团的名称为_________、_________;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为_________;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是_________(写标号):
① ② ③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中。除外,还有_________种;
(7)甲苯与溴在催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线_________(无机试剂任选)。
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学科网(北京)股份有限公司
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