精品解析:河南安阳市文峰区2025-2026学年高三上学期期末考试 化学试卷
2026-09-26
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2份
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内容正文:
高三化学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Zn-65
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. 中国博物馆的馆藏承载着古老的华夏文明。下列相关文物的主要材质不属于无机非金属材料的是
A.人面鱼纹彩陶盆
B.红山玉龙
C.《宪宗元宵行乐图》绢卷
D.击鼓说唱俑
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.人面鱼纹彩陶盆主要材质为陶瓷,属于硅酸盐类无机非金属材料,A不符合题意;
B.红山玉龙主要材质为玉石,成分为无机硅酸盐或氧化物,属于无机非金属材料,B不符合题意;
C.《宪宗元宵行乐图》绢卷主要材质为蚕丝,主要成分是蛋白质,属于有机高分子材料,不属于无机非金属材料,C符合题意;
D.击鼓说唱俑主要材质为陶瓷,属于硅酸盐类无机非金属材料,D不符合题意;
故选C。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 用电子式表示H2S的形成过程:
B. 基态S2-的价电子轨道表示式:
C. 二氧化硫分子的球棍模型:
D. 反-3 -氯丙烯酸键线式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2S是共价化合物,原子形成分子过程中不发生电子转移,不形成离子,正确的形成过程为,A项错误;
B.基态S2-是S原子得到两个电子形成的,每个轨道都有两个自旋方向相反的电子,B项正确;
C.SO2中S的价层电子对数为,有一对孤电子对,是V形结构,且中间S原子半径大于O,C项错误;
D.的-Cl和-COOH在碳碳双键的同一侧,为顺-3-氯丙烯酸,D项错误。
故选B。
3. X是海水中的一种主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化(略去部分物质和反应条件)。下列说法错误的是
A. X→Y反应必需加入强还原剂 B. X溶液通过加热蒸发可以得到固体X
C. Z常在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源 D. Q可以通过化合反应制备
【答案】A
【解析】
【分析】海水中的主要成分是 NaCl(白色),Y是Na。
【详解】A.电解熔融钠盐得到Na,不需要加入强还原剂,A项错误;
B.NaCl溶液可以直接加热蒸发得到固体钠盐,B项正确;
C.Z是Na2O2,常在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,C项正确;
D.Na2O+CO2=Na2CO3,是化合反应,D项正确。
故选A。
4. 下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.测定中和反应的反应热
B.验证FeCl3对H2O2分解反应的催化作用
C.制备并较长时间观察到Fe(OH)2
D.测定钠与水的反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定中和反应的反应热需要玻璃搅拌器将内筒中的酸碱混合均匀,A错误;
B.验证FeCl3对H2O2分解反应的催化作用,必须与未加入FeCl3溶液的实验温度相同,B错误;
C.Fe为阳极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,石墨为阴极,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,然后Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,煤油能隔绝空气,故能制备并较长时间观察到Fe(OH)2,C正确;
D.钠与水反应过于剧烈,且钠块直接置于锥形瓶底部易炸裂仪器,D错误;
故选C。
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 磷酸一氢钠水解:
B. 用稀醋酸浸泡氧化铜:
C. 磁性氧化铁溶于氢碘酸:
D. 向热的铜粉和稀硫酸混合物中通入足量氧气,溶液变蓝:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的水解反应为,选项给出的为的电离方程式,A错误;
B.醋酸为弱电解质,离子方程式中需保留化学式,不可拆分为,离子方程式为,B错误;
C.与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘单质和水,离子方程式为,C错误;
D.铜与稀硫酸、氧气反应时,为氧化剂氧化生成,配平后离子方程式为,D正确;
故选 D。
6. 我国科研人员合成了一种可降解的自由基聚合物正极材料,该材料的单元结构如图所示,其由C和H及原子序数依次增大的另外四种短周期元素W、X、Y和Z组成;基态X原子的s轨道中电子总数与p轨道中电子总数相同;W、X、Y在同一周期;Z原子的质子数为W与X的核电荷数之和。下列说法正确的是
A. XY2为非极性分子 B. ZY5为共价晶体
C. 简单离子半径:W>Y D. 1个HCW分子中有1个π键
【答案】C
【解析】
【分析】由“W、X、Y在同一周期;Z原子的质子数为W与X的核电荷数之和”可知,W、X、Y在第二周期、Z在第三周期,基态X原子的s轨道中电子总数与p轨道中电子总数相同,X是O,在材料中为二价键,W失去一个电子后形成四价键,故W是N,则Y是F;Z是15号元素P,据此解答;
【详解】A.OF2中的氧原子价层有2个孤电子对,是V形结构,为极性分子,A错误;
B.PF5常温下是分子,属于分子晶体,B错误;
C.相同核外电子排布的简单离子,其核电荷数越少半径越大,故r(N3-)>r(F-),C正确;
D.1个HCN分子(含三键)中有2个π键,D错误;
故选C。
7. 贝诺酯具有解热、镇痛及抗炎作用,其结构如图所示。下列有关贝诺酯的说法错误的是
A. 分子中不含手性碳原子 B. 1mol贝诺酯最多能消耗3mol NaOH
C. 能发生加成反应、氧化反应 D. 能形成分子间氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中不含手性碳原子,A项正确;
B.两个酚酯基能与4个NaOH反应,1个酰胺基可以与1个NaOH反应,B项错误:
C.该酯类有机物可以和氢气发生加成反应,可以燃烧发生氧化反应。C项正确:
D.酰胺基能形成分子间氢键,D项正确。
故选B。
8. 某同学设计以下实验,探究简单配合物的转化和性质。已知[Cu(OH)4]2-为深蓝色,[CuCl4]2-为黄色,下列说法错误的是
A. ②→③转化的离子方程式为Cu(OH)2+2OH-=[Cu(OH)4]2-
B. ③到④现象说明③中深蓝色溶液中的铜具有氧化性
C. Cu(OH)2结合H+的能力可能比结合OH-的能力强
D. 若向⑤中加入过量的稀硝酸,同样可以得到⑥中的红色沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】梳理实验各步转化:①中与足量反应,②中蓝色沉淀为;②中加入浓生成深蓝色的,对应③的深蓝色溶液;③中加入乙醛加热反应,生成砖红色沉淀,对应④的现象;过滤得到⑤的砖红色固体为;⑤中加入过量浓盐酸,发生歧化反应生成和,与过量结合为黄色的,与溶液混合呈黄绿色,红色沉淀为。
【详解】A.②到③为与过量反应生成,离子方程式为,A正确;
B.③到④的反应中,元素化合价从+2价降低为+1价,被还原,说明③中深蓝色溶液中的铜具有氧化性,B正确;
C.可溶于硫酸,与反应,仅能在浓度更高的溶液中与结合为配离子,说明结合的能力可能比结合的能力强,C正确;
D.⑤中砖红色固体为,加入过量稀硝酸时,稀硝酸具有强氧化性,可将、全部氧化为,不会得到红色沉淀,D错误;
故选 D。
9. 一种锌的螯合物作为第三代有机锌源,被广泛应用于动物饲料领域,其结构如图1所示(H2O都是Zn2+的配体),在氮气气氛下的热重曲线如图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。下列说法正确的是
A. 该化合物的分子式为 B. 第一电离能和第二电离能均是N>O
C. 该化合物中存在离子键和氢键等化学键 D. 该化合物中Zn2+的配位数是6
【答案】D
【解析】
【分析】结合热重曲线可知,初始阶段固体失重质量分数为10.68%,对应失去全部结晶水。已知化合物相对分子质量为,其中结晶水总相对质量为,建立失重率等式求解确定结晶水个数。
【详解】A.由失重率关系可得,解得,该化合物分子式为,A错误;
B.第一电离能因的轨道半满稳定,故;失去1个电子后,价电子排布为,价电子排布为,的轨道为半满稳定结构,故第二电离能,B错误;
C.氢键不属于化学键,且该化合物为共价螯合物,不存在离子键,C错误;
D.该化合物中的配位原子包括配体提供的2个原子、2个原子,以及2个配位提供的原子,共6个配位原子,配位数为6,D正确;
故选D。
10. 我国科研人员研究发现,乙烯基自由基与羟基自由基反应过程中的能量变化如图所示(TS表示过渡态,IM表示中间产物,P表示产物)。下列说法正确的是
A. 该反应过程中决速步骤的活化能为
B. 与转化成P1、P2的反应都是放热反应
C. 相同条件下IM3转化为产物的速率:P2>P1
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.决速步骤应为活化能最大的步骤,由反应过程可知,为活化能最大的步骤,是决速步骤,其活化能为,A错误;
B.与的总能量均高于和反应的生成物总能量,因此生成、反应均为放热反应,B正确;
C.因→要经历过渡态,其吸收的能量比生成P1时高,反应速率更小,故相同条件下转化为产物的速率:P1>P2,C错误;
D.将生成物(、)转化为生成物(、、)的反应为,生成物的总能量-反应物的总能量=,D错误;
故选B。
11. 聚醚醚酮(PEEK)凭借260℃长期耐温、高强度、自润滑及生物相容性等特性,成为航空航天、医疗植入、半导体等领域的核心材料,其一种合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. Z的名称是1,3-苯二酚
B. PEEK含有两种含氧官能团
C. 常温下,PEEK在碱性环境中容易发生水解反应而降解
D. 已知X→Y经过两步反应,若第一步为取代反应,则第二步为消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.Z的名称是1,4-苯二酚,A错误;
B.PEEK含有酮羰基、醚键和羟基三种含氧官能团,B错误;
C.PEEK所含的酮羰基、醚键常温下不与碱溶液反应,故在碱性环境中不容易发生水解反应而降解,C错误;
D.X生成Y的过程为,第一步为取代反应,第二步为消去反应,D正确。
故选D。
12. OPM为绿氢生产提供了高效、稳定的催化途径,在PEM电解水(绿氢主流技术)中,OPM是提升阳极效率的关键路径,其机理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 总反应产生1mol O2的同时发生4mol电子转移 B. 反应过程中,存在O-H键的断裂
C. 反应过程中,M的化合价没有发生变化 D. 若以H218O为原料,则可能得到产物O18O
【答案】C
【解析】
【分析】根据反应物和生成物可知,该过程的总反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,总反应为,因此产生1mol 的同时发生4mol电子转移,A正确;
B.该反应过程中,转化为的过程中存在键的断裂,B正确;
C.该反应过程中存在键的断裂和形成,因此M的化合价发生变化,C错误;
D.根据反应过程可知,中的O一个来源于水,一个可能来源于的中,因此若以为原料,则可能得到产物,D正确;
故选C。
13. 调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。
已知:
氨基酸
谷氨酸
苏氨酸
精氨酸
pI
3.22
6.16
10.7
利用如图装置分离表中三种氨基酸、a、b、c、d为离子交换膜,进料室(b、c之间)溶液的pH控制为6.16,电极均为惰性电极。下列说法正确的是
A. 谷氨酸在进料室中以阳离子形式存在,产品2为谷氨酸
B. 电极电势:电极N>电极M
C. a、b、c、d离子交换膜依次为阳膜、阴膜、阳膜、阴膜
D. 电极M区的H2SO4溶液换成盐酸效果更好
【答案】C
【解析】
【分析】根据电源极性判断,电极M连接电源正极,为阳极,电极N连接电源负极,为阴极,阳极反应为,阴极反应为。进料室pH为6.16,结合各氨基酸的等电点可知,谷氨酸pI=3.22<6.16,主要以阴离子形式存在,苏氨酸pI=6.16,为不带电的两性离子,精氨酸pI=10.7>6.16,主要以阳离子形式存在。阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,谷氨酸阴离子向左移动进入产品1室,精氨酸阳离子向右移动进入产品2室,结合离子移动与电荷平衡要求,可判断各离子交换膜的类型。
【详解】A.进料室pH为6.16,谷氨酸的pI为3.22,溶液pH大于等电点,谷氨酸以阴离子形式存在,阴离子向阳极移动,产品1为谷氨酸,A错误;
B.电极M为阳极,电极N为阴极,阳极电势高于阴极电势,电极电势电极M>电极N,B错误;
C.M室生成的需通过a膜进入产品1室与谷氨酸阴离子结合,a为阳膜;谷氨酸阴离子需通过b膜进入产品1室,b为阴膜;精氨酸阳离子需通过c膜进入产品2室,c为阳膜;N室生成的需通过d膜进入产品2室与精氨酸阳离子结合,d为阴膜,C正确;
D.若将M区的溶液换成盐酸,阳极处会放电生成有毒的,且盐酸会被消耗,效果更差,D错误;
故选 C。
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域,常温下,利用下列实验探究草酸的性质:
实验1:pH=2的H2C2O4和HCl混合溶液中,与lgX[或]的关系如图所示。已知直线Ⅰ代表与的关系。
实验2:向溶液中加入溶液。已知25℃时,(假设溶液体积可以加和)。
下列说法错误的是
A. 实验1,混合溶液中可以存在
B. 的数量级为10-2
C. 实验2,溶液中有沉淀生成
D. 实验2,溶液中存在:
【答案】A
【解析】
【分析】根据①、②,可得③,由已知信息可知②式对应的曲线是Ⅰ,lgKa2=-3.8,③式对应的曲线是Ⅱ,lgKa1=-1.2,据此解答。
【详解】A.将lgKa1代入①中得,,不存在,A错误;
B.lgKa1=-1.2,Ka1=10-1.2,数量级为10-2,B正确;
C.两种溶液混合,溶液体积增大一倍,草酸和氯化钡的浓度变为原来的一半,所以混合溶液中c(H2C2O4)=c(BaCl2)=0.1 mol·L-1,H2C2O4主要发生第一步电离,,,则,,所以有沉淀生成,C正确;
D.根据电荷守恒:,D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 高纯度氧化镨(Pr6O11)可用于发光材料、晶体材料与电子陶瓷制造。由提炼稀土后的矿渣(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、Pr2O3、SiO2等)制备Pr6O11的工艺流程如图所示。
已知:常温下该体系中,金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下:
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
Pr3+
开始沉淀时的pH
5.4
2.2
7.5
8.0
沉淀完全时的pH
6.4
3.2
9.0
8.9
回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时将FeCl3固体溶解在浓盐酸中,然后稀释为需要的浓度,这种做法的目的是_______。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是S、_______(填化学式)。在“溶浸”过程中,Pr2O3、Pr2S3生成Pr3+的离子方程式分别是_______、_______。
(3)“调pH”的目的是除去铁,pH范围应控制在_______。
(4)用有机萃取剂HL萃取Pr3+的原理为,“反萃取”加入的X溶液是_______,理由是_______。
(5)已知镨元素的常见价态为+3、+4.将置于空气中灼烧,测得剩余固体质量与对应的温度如下表。制备最适宜的温度为_______℃。
温度/℃
280
560
775
1200
剩余固体质量/g
13.86
11.22
10.22
9.94
【答案】(1)防止水解产生沉淀
(2) ①. ②. ③.
(3)
(4) ①. ②. “反萃取”时,加使平衡逆向移动,最终得到的中的阴离子是,故X溶液是
(5)775
【解析】
【分析】提炼稀土后的矿渣主要有、、、、,加入和溶液,将氧化为单质,将氧化为和单质,不溶于,因此滤渣Ⅰ的主要成分是、;向滤液中加入将氧化为,然后加入调节使转化为沉淀除去;再除去多余的;利用多次萃取和反萃取得到,加入得到沉淀,进行灼烧得到,由此解答;
【小问1详解】
配制溶液时,发生水解,可以抑制水解产生沉淀;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分是、;
与反应生成和水,因此离子方程式为;将氧化为和单质,因此离子方程式为;
【小问3详解】
调节目的是除铁,需要使完全沉淀,并且不能使沉淀,根据表中数据可知,的范围是:;
【小问4详解】
“反萃取”需要将转化为,需要提高浓度使平衡逆向移动,由于最终得到的溶液为,加入的溶液为;
【小问5详解】
的物质的量为,根据镨元素守恒可知,生成的物质的量为 ,质量为,结合表中数据可知,对应的温度为775℃。
16. 二氯异氰尿酸钠[Na(CNO)3Cl2]是一种具有强氧化性、杀菌能力持久、毒性较小的高效杀菌剂。二氯异氰尿酸钠在20℃以上易溶于水,20℃以下微溶于水,难溶于有机溶剂,其溶液在温度较高时不稳定。某科研小组设计的二氯异氰尿酸钠的制备和产品有效氯含量的测定实验步骤如下:
Ⅰ.制备有效氯质量分数为10% -11%的NaClO溶液。
Ⅱ.利用如图装置,开启电磁搅拌器,向①中次氯酸钠溶液中滴加氰尿酸[( CNO)3H3](微溶于冷水,溶于热水、吡啶)的吡啶溶液,进行氯化反应生成二氯异氰尿酸钠;反应过程中,适当补充氯气以进一步提高产品中有效氯的含量。
Ⅲ.经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
Ⅳ.产品中有效氯含量的测定:准确称取样品溶于适量的稀硫酸中(二氯异氰尿酸钠在稀硫酸中可将氯元素全部转化为HClO),配成250mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点(恰好反应完全),消耗Na2S2O3标准溶液(已知)。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ中,仪器②的名称是_______,其中装有(CNO)3H3的吡啶溶液,吡啶的作用是_______(答一点)。
(2)步骤Ⅱ中,生成二氯异氰尿酸钠的同时还有NaOH生成,该反应的化学方程式为_______;反应过程中,补充氯气以进一步提高产品中有效氯含量的原因是_______。
(3)装置N的作用是_______。
(4)步骤Ⅳ中,滴定终点的标志是_______;假设杂质不参加反应,测定的样品中有效氯的含量_______%(用含的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 ②. 溶解(CNO)3H3;降低二氯异氰尿酸钠在水中的溶解
(2) ①. ②. 生成二氯异氰尿酸钠的反应会生成NaOH,通入的Cl2与NaOH反应生成NaClO,提高(CNO)3H3的利用率
(3)吸收尾气Cl2 (4) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复 ②.
【解析】
【分析】本次实验以二氯异氰尿酸钠的制备与有效氯含量测定为核心,装置M为10℃水浴反应器,三颈烧瓶中盛装10%~11%的溶液,仪器②为滴加装置,盛装的吡啶溶液,装置N为溶液吸收装置。制备阶段与发生氯化反应生成二氯异氰尿酸钠,后续经冷却结晶等操作得到粗产品,滴定阶段利用与反应生成,再用标准溶液滴定,通过关系式推导有效氯含量。
【小问1详解】
步骤Ⅱ中仪器②为恒压滴液漏斗,可平衡压强使液体顺利滴下。微溶于冷水,吡啶可溶解,同时可降低二氯异氰尿酸钠在水中的溶解,减少产品损失。
【小问2详解】
与反应生成、和,配平后反应的化学方程式为。反应生成的可与通入的反应生成,可继续与反应,提高的利用率,进一步提高产品中有效氯的含量。
【小问3详解】
有毒,直接排放会污染空气,装置N中溶液可吸收尾气中的,防止污染环境。
【小问4详解】
步骤Ⅳ中用淀粉作指示剂,淀粉遇变蓝色,滴定终点的标志为当滴入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复。
根据反应关系可得,25.00mL待测液中,250mL溶液中,有效氯为中氯元素的质量,其质量为,样品中有效氯的含量为。
17. 某科研团队在催化CO2加氢制甲醇的活性研究中取得新进展,通过物相结构调控引入碳化铁物相形成界面,从而实现高甲醇选择性。CO2生产甲醇(CH3OH)过程中发生的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ
回答下列问题:
(1)Zn元素位于元素周期表的_______区,基态Zn2+的价电子排布式为_______;
(2)碳化铁物相(FexCy)的晶胞结构以及左视图、正视图如图所示,该物质的化学式为_______。
(3)CH3OH(g)与H2O(g)在铜基催化剂上的反应过程如图所示。
反应Ⅲ的热化学方程式为_______,H2O的VSEPR模型名称为_______。
(4)将CO2(g)和H2(g)按投入恒压密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。已知:。
①温度高于时,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
②已知:为用浓度表示的平衡常数,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。该体系中反应的平衡常数的是反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),下该反应的平衡常数_______(结果保留两位小数)。
【答案】(1) ①. ds ②.
(2)
(3) ①. ②. 四面体形
(4) ①. ,温度升高,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,温度高于时,以反应Ⅱ为主 ②. Ⅱ ③. 0.07
【解析】
【小问1详解】
基态Zn原子的价电子排布式是,位于元素周期表的ds区,基态是Zn原子失去2个最外层电子得到的,故其价电子排布式为。
【小问2详解】
根据碳化铁物相()的晶胞结构和左视图、正视图可知,C原子位于晶胞顶点和中心,个数为个,Fe原子位于晶胞内部和面心,个数为个,该物质的化学式为。
【小问3详解】
由反应机理图示可知,反应Ⅲ为,根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ,故,热化学方程式为;的中心O原子价层电子对数为,有2对孤电子对,VSEPR模型为四面体形。
【小问4详解】
①ΔH1<0、ΔH2>0,温度升高,反应I平衡逆向移动,反应II平衡正向移动,T1℃之后反应II平衡移动程度大于反应Ⅰ,故图像中温度高于T1℃时,CO2平衡转化率随温度升高而上升。
②反应Ⅱ的,故该体系中反应的平衡常数Kc=Kp的是反应Ⅱ.设投入的n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,T1℃下,列三段式:
,反应Ⅱ的平衡常数。
18. 是一种抗病毒药物,主要用于甲型和乙型流感的治疗与预防,其活性药物成分(API)的合成路线如下:
已知:①CH3SO2Cl的缩写为MsCl;E中R为(C2H5)2CH-。②(代表烃基)。回答下列问题:
(1)F中含氧官能团的名称是_______。E中碳原子的杂化类型是_______。
(2)由A生成B的化学方程式为_______。
(3)已知(C2H5)3N显碱性,C→D的过程中(C2H5)3N的作用是_______。
(4)G的结构简式为_______(写出一种即可)。
(5)的同分异构体中,不含碳碳双键,但能与金属钠反应产生气体的有_______种(不考虑立体异构);其中,核磁共振氢谱显示为四组峰且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为_______(写出一种即可)。
【答案】(1) ①. 酯基、醚键 ②. sp2、sp3
(2)+CH3OH+H2O
(3)与HCl反应,促使反应正向移动,增大产率
(4)或 (5) ①. 14 ②. 或
【解析】
【分析】对比A与B的分子组成变化,A所含羧基与甲醇发生酯化反应转化为甲酯基,羟基与碳骨架均不发生变化。B与2-乙基丁醛在酸性条件下反应,分子中邻位二羟基与醛基形成缩醛结构得到C,两个羟基被保护,碳骨架保持不变。对比C与D的结构,C中未参与缩醛形成的羟基与MsCl发生取代反应,羟基转化得到D。D经还原试剂处理得到E,官能团发生对应转化。E在碳酸氢钾的乙醇溶液中发生分子内取代反应,形成三元环氧结构得到F。结合已知反应,F中三元环氧结构与伯胺发生开环反应,环氧键断裂后氧转化为羟基,其中一个环碳原子连接胺基得到G,G经后续官能团转化最终得到API。
【小问1详解】
观察F的结构,分子中含氧官能团为酯基和醚键。观察E的结构,分子内碳碳双键碳原子与酯基羰基碳原子均形成双键,杂化类型为,所有饱和碳原子均以单键连接其他原子,杂化类型为。
【小问2详解】
A中羧基与甲醇发生酯化反应,生成羧酸甲酯与水,反应方程式为+CH3OH+H2O。
【小问3详解】
C生成D的反应为羟基的取代反应,反应过程中生成氯化氢。三乙胺显碱性,可与氯化氢发生反应,消耗反应生成物,使平衡正向移动,增大反应产率。
【小问4详解】
根据题给已知反应的规律,环氧结构可与伯胺发生开环反应,三元环氧键断裂,氧原子转化为羟基,两个成环碳原子均可连接胺基,对应两种开环产物结构,或 。
【小问5详解】
给定羰基化合物为3-戊酮,分子式为,不饱和度为1。同分异构体中不含碳碳双键,但能与金属钠反应产生气体,说明含有-OH,碳架为环形:五元环,1种;四元环,4种;三元环或或,9种,共14种。符合核磁共振氢谱峰面积比的结构中,6个等效氢对应两个化学环境完全相同的甲基,剩余氢分别为羟基氢1个,次甲基氢1个,亚甲基氢2个,对应结构为或 。
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高三化学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Zn-65
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. 中国博物馆的馆藏承载着古老的华夏文明。下列相关文物的主要材质不属于无机非金属材料的是
A.人面鱼纹彩陶盆
B.红山玉龙
C.《宪宗元宵行乐图》绢卷
D.击鼓说唱俑
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 用电子式表示H2S的形成过程:
B. 基态S2-的价电子轨道表示式:
C. 二氧化硫分子的球棍模型:
D. 反-3 -氯丙烯酸键线式:
3. X是海水中的一种主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化(略去部分物质和反应条件)。下列说法错误的是
A. X→Y反应必需加入强还原剂 B. X溶液通过加热蒸发可以得到固体X
C. Z常在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源 D. Q可以通过化合反应制备
4. 下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.测定中和反应的反应热
B.验证FeCl3对H2O2分解反应的催化作用
C.制备并较长时间观察到Fe(OH)2
D.测定钠与水的反应速率
A. A B. B C. C D. D
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 磷酸一氢钠水解:
B. 用稀醋酸浸泡氧化铜:
C. 磁性氧化铁溶于氢碘酸:
D. 向热的铜粉和稀硫酸混合物中通入足量氧气,溶液变蓝:
6. 我国科研人员合成了一种可降解的自由基聚合物正极材料,该材料的单元结构如图所示,其由C和H及原子序数依次增大的另外四种短周期元素W、X、Y和Z组成;基态X原子的s轨道中电子总数与p轨道中电子总数相同;W、X、Y在同一周期;Z原子的质子数为W与X的核电荷数之和。下列说法正确的是
A. XY2为非极性分子 B. ZY5为共价晶体
C. 简单离子半径:W>Y D. 1个HCW分子中有1个π键
7. 贝诺酯具有解热、镇痛及抗炎作用,其结构如图所示。下列有关贝诺酯的说法错误的是
A. 分子中不含手性碳原子 B. 1mol贝诺酯最多能消耗3mol NaOH
C. 能发生加成反应、氧化反应 D. 能形成分子间氢键
8. 某同学设计以下实验,探究简单配合物的转化和性质。已知[Cu(OH)4]2-为深蓝色,[CuCl4]2-为黄色,下列说法错误的是
A. ②→③转化的离子方程式为Cu(OH)2+2OH-=[Cu(OH)4]2-
B. ③到④现象说明③中深蓝色溶液中的铜具有氧化性
C. Cu(OH)2结合H+的能力可能比结合OH-的能力强
D. 若向⑤中加入过量的稀硝酸,同样可以得到⑥中的红色沉淀
9. 一种锌的螯合物作为第三代有机锌源,被广泛应用于动物饲料领域,其结构如图1所示(H2O都是Zn2+的配体),在氮气气氛下的热重曲线如图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。下列说法正确的是
A. 该化合物的分子式为 B. 第一电离能和第二电离能均是N>O
C. 该化合物中存在离子键和氢键等化学键 D. 该化合物中Zn2+的配位数是6
10. 我国科研人员研究发现,乙烯基自由基与羟基自由基反应过程中的能量变化如图所示(TS表示过渡态,IM表示中间产物,P表示产物)。下列说法正确的是
A. 该反应过程中决速步骤的活化能为
B. 与转化成P1、P2的反应都是放热反应
C. 相同条件下IM3转化为产物的速率:P2>P1
D.
11. 聚醚醚酮(PEEK)凭借260℃长期耐温、高强度、自润滑及生物相容性等特性,成为航空航天、医疗植入、半导体等领域的核心材料,其一种合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. Z的名称是1,3-苯二酚
B. PEEK含有两种含氧官能团
C. 常温下,PEEK在碱性环境中容易发生水解反应而降解
D. 已知X→Y经过两步反应,若第一步为取代反应,则第二步为消去反应
12. OPM为绿氢生产提供了高效、稳定的催化途径,在PEM电解水(绿氢主流技术)中,OPM是提升阳极效率的关键路径,其机理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 总反应产生1mol O2的同时发生4mol电子转移 B. 反应过程中,存在O-H键的断裂
C. 反应过程中,M的化合价没有发生变化 D. 若以H218O为原料,则可能得到产物O18O
13. 调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI(等电点)。
已知:
氨基酸
谷氨酸
苏氨酸
精氨酸
pI
3.22
6.16
10.7
利用如图装置分离表中三种氨基酸、a、b、c、d为离子交换膜,进料室(b、c之间)溶液的pH控制为6.16,电极均为惰性电极。下列说法正确的是
A. 谷氨酸在进料室中以阳离子形式存在,产品2为谷氨酸
B. 电极电势:电极N>电极M
C. a、b、c、d离子交换膜依次为阳膜、阴膜、阳膜、阴膜
D. 电极M区的H2SO4溶液换成盐酸效果更好
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域,常温下,利用下列实验探究草酸的性质:
实验1:pH=2的H2C2O4和HCl混合溶液中,与lgX[或]的关系如图所示。已知直线Ⅰ代表与的关系。
实验2:向溶液中加入溶液。已知25℃时,(假设溶液体积可以加和)。
下列说法错误的是
A. 实验1,混合溶液中可以存在
B. 的数量级为10-2
C. 实验2,溶液中有沉淀生成
D. 实验2,溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 高纯度氧化镨(Pr6O11)可用于发光材料、晶体材料与电子陶瓷制造。由提炼稀土后的矿渣(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、Pr2O3、SiO2等)制备Pr6O11的工艺流程如图所示。
已知:常温下该体系中,金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下:
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
Pr3+
开始沉淀时的pH
5.4
2.2
7.5
8.0
沉淀完全时的pH
6.4
3.2
9.0
8.9
回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时将FeCl3固体溶解在浓盐酸中,然后稀释为需要的浓度,这种做法的目的是_______。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是S、_______(填化学式)。在“溶浸”过程中,Pr2O3、Pr2S3生成Pr3+的离子方程式分别是_______、_______。
(3)“调pH”的目的是除去铁,pH范围应控制在_______。
(4)用有机萃取剂HL萃取Pr3+的原理为,“反萃取”加入的X溶液是_______,理由是_______。
(5)已知镨元素的常见价态为+3、+4.将置于空气中灼烧,测得剩余固体质量与对应的温度如下表。制备最适宜的温度为_______℃。
温度/℃
280
560
775
1200
剩余固体质量/g
13.86
11.22
10.22
9.94
16. 二氯异氰尿酸钠[Na(CNO)3Cl2]是一种具有强氧化性、杀菌能力持久、毒性较小的高效杀菌剂。二氯异氰尿酸钠在20℃以上易溶于水,20℃以下微溶于水,难溶于有机溶剂,其溶液在温度较高时不稳定。某科研小组设计的二氯异氰尿酸钠的制备和产品有效氯含量的测定实验步骤如下:
Ⅰ.制备有效氯质量分数为10% -11%的NaClO溶液。
Ⅱ.利用如图装置,开启电磁搅拌器,向①中次氯酸钠溶液中滴加氰尿酸[( CNO)3H3](微溶于冷水,溶于热水、吡啶)的吡啶溶液,进行氯化反应生成二氯异氰尿酸钠;反应过程中,适当补充氯气以进一步提高产品中有效氯的含量。
Ⅲ.经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
Ⅳ.产品中有效氯含量的测定:准确称取样品溶于适量的稀硫酸中(二氯异氰尿酸钠在稀硫酸中可将氯元素全部转化为HClO),配成250mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点(恰好反应完全),消耗Na2S2O3标准溶液(已知)。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ中,仪器②的名称是_______,其中装有(CNO)3H3的吡啶溶液,吡啶的作用是_______(答一点)。
(2)步骤Ⅱ中,生成二氯异氰尿酸钠的同时还有NaOH生成,该反应的化学方程式为_______;反应过程中,补充氯气以进一步提高产品中有效氯含量的原因是_______。
(3)装置N的作用是_______。
(4)步骤Ⅳ中,滴定终点的标志是_______;假设杂质不参加反应,测定的样品中有效氯的含量_______%(用含的代数式表示)。
17. 某科研团队在催化CO2加氢制甲醇的活性研究中取得新进展,通过物相结构调控引入碳化铁物相形成界面,从而实现高甲醇选择性。CO2生产甲醇(CH3OH)过程中发生的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ
回答下列问题:
(1)Zn元素位于元素周期表的_______区,基态Zn2+的价电子排布式为_______;
(2)碳化铁物相(FexCy)的晶胞结构以及左视图、正视图如图所示,该物质的化学式为_______。
(3)CH3OH(g)与H2O(g)在铜基催化剂上的反应过程如图所示。
反应Ⅲ的热化学方程式为_______,H2O的VSEPR模型名称为_______。
(4)将CO2(g)和H2(g)按投入恒压密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。已知:。
①温度高于时,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
②已知:为用浓度表示的平衡常数,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。该体系中反应的平衡常数的是反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),下该反应的平衡常数_______(结果保留两位小数)。
18. 是一种抗病毒药物,主要用于甲型和乙型流感的治疗与预防,其活性药物成分(API)的合成路线如下:
已知:①CH3SO2Cl的缩写为MsCl;E中R为(C2H5)2CH-。②(代表烃基)。回答下列问题:
(1)F中含氧官能团的名称是_______。E中碳原子的杂化类型是_______。
(2)由A生成B的化学方程式为_______。
(3)已知(C2H5)3N显碱性,C→D的过程中(C2H5)3N的作用是_______。
(4)G的结构简式为_______(写出一种即可)。
(5)的同分异构体中,不含碳碳双键,但能与金属钠反应产生气体的有_______种(不考虑立体异构);其中,核磁共振氢谱显示为四组峰且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为_______(写出一种即可)。
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