精品解析:云南昆明市第一中学2027届高三上学期模拟预测 化学试题
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内容正文:
机密★启用前
【考试时间:9月29日14:30~17:10】
普通高中2027届高三复习诊断新卷(二)
化学
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上所粘贴的条形码中“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.答选择题时,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 B11 C12N 14 O16
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学助力科技强国。下列说法正确的是
A. 北斗组网卫星所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
B. 量子通信材料碳纳米管与金刚石互为同素异形体
C. “蛟龙”载人潜水器的耐压球壳使用了钛合金,钛合金的硬度比钛小
D. “华龙一号”核反应堆采用二氧化铀()陶瓷芯块,含有电子数为140
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中键的形成过程:
B. 的VSEPR模型:
C. 用电子式表示CsCl的形成过程:
D. 的系统命名为醛基戊烷
3. 硫及其化合物的部分转化关系如图。下列说法正确的是
A. 常温下,S单质易溶于酒精
B. 与硝酸反应的离子方程式为
C. 与反应生成S,体现了的氧化性
D. 工业上,与合成采取的条件是高温、高压、催化剂
4. 下列说法正确的是
A. 煤的液化属于物理变化
B. 麦芽糖属于二糖,水解产物为葡萄糖和果糖
C. 高铁酸钠()可作净水剂,其水溶液呈酸性
D. 以水杨酸为主要原料合成阿司匹林(乙酰水杨酸)的化学方程式:
5. 下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.开关闭合后铜件镀镍
B.收集及尾气处理
C.连接橡胶塞
D.制
A. A B. B C. C D. D
6. 某有机合成中间体的结构简式如图。下列有关该物质说法错误的是
A. 分子式为 B. 能与溴水发生加成反应
C. 可被酸性高锰酸钾溶液氧化 D. 分子中碳、溴、氮、氧原子共平面
7. 为探究铜的性质,进行下列实验(如图)。下列说法错误的是
A. 生成绿色溶液是因为存在配位平衡:
B. 调(),生成蓝色沉淀的悬浊液可用来检验醛基
C. 蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的反应不是氧化还原反应
D. 产生绿色火焰与铜的核外电子从高能级跃迁到低能级有关
8. 的浓溶液中含有,元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。基态X原子的最外层含有2个未成对电子,原子序数满足,基态Z原子的价层电子排布为。下列说法正确的是
A. Z是元素周期表d区元素 B. X的两种单质均为非极性分子
C. 稳定性及沸点: D. 电负性:
9. 用废磷酸(含有机杂质)制取的流程如下:
已知:①步骤a是通过加热把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒。
②、、。
下列说法错误的是
A. 步骤b要用到漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
B. 加入活性炭可除去不易炭化的有机杂质
C. 加入KOH至,可使的产率最大
D. 可依次用冰水、乙醇洗涤滤渣
10. 有存在时,在和的催化下,烯烃可被氧化为醛或酮,乙烯参与的反应过程如图所示,下列说法错误的是
A. Ⅰ中Pd的化合价为价
B. Ⅱ→Ⅲ过程中有极性键和非极性键的断裂
C. 若Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ反应中的水为,则可得到产物
D. 若烯烃为丙烯,则氧化产物仅为丙醛
11. 的晶胞如图所示,晶胞参数(pm),。下列说法错误的是
A. 的晶体类型为分子晶体
B. 晶胞中,的配位数为8
C. 一个晶胞中含有的H原子总数为24个
D. 晶体密度为
12. Guldi等科学家报道了轴分子分别以富勒烯和二苯基为终端,且含有肽键的分子梭,在不同极性的溶剂中,含二茂铁[,]的大环可在该分子梭两端移动,其变化过程如图。下列说法错误的是
A. 中含有键
B. 在非极性溶剂中,含二茂铁的大环与肽键形成的氢键较强
C. 在极性溶剂中,含二茂铁的大环与富勒烯之间存在较强的分子间作用力
D. 正向转化时,极性溶剂的极性强弱会影响含二茂铁大环的梭动速率
13. 将两个全钒液流储能电池串联后作为电源,用石墨作电极电解饱和NaCl溶液(消毒液发生器),通电时,尽量使被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,装置如图。下列说法错误的是
A. 室电极反应式为
B. 在串联的两个全钒电池中都是从左室移向右室
C. a极为电解池的阴极,其电极反应的产物是和
D. 当电路中通过0.1mol电子时,消毒液发生器中最多生成
14. 醋酸铜(,表示)是可溶性配合物,室温下,醋酸铜溶液中pX与pH的关系如图(),X代表、、或HAc)。保持体系中Cu元素总物质的量、C元素总物质的量和溶液体积不变,忽略除以外的其他含铜难溶物。已知:HAc电离常数。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ是的变化曲线
B. 室温下,反应,
C. N点满足:
D. 室温下,
二、非选择题:本大题共4题,共58分。
15. 以绿柱石(主要成分为,含、、、等杂质)为原料制备的一种工艺如下:
已知:Be的化学性质与Al相似;。
回答下列问题:
(1)基态Be原子的价层电子排布图为_________。
(2)“预处理”的目的是破坏稳定的晶体结构,使铍易被浸出,包括①高温熔融(加入);②水淬(快速冷却);③细磨。其中与反应的产物为氧化物和,化学方程式为__________________;熔融物水淬时凝固为_________(填“晶态”或“玻璃态”)。
(3)“酸化浸出”所得滤渣的主要成分为_________、_________。
(4)加氨水调pH至8.0,所得滤液1中_________(忽略洗涤时的稀释)。
(5)铁渣在空气中煅烧的产物主要是,其用途为__________________(写出一种即可)。
(6)向滤液2中通入过量生成,该反应的离子方程式为__________________。
(7)与醋酸反应生成的结构如图,其中氧原子的化学环境只有2种。已知:键、键的键长分别约为 、 。判断该配合物中碳—氧键的键长为_________(填标号)。
a.小于 b.等于 c.大于 d.介于
16. 环己酮(,,无色透明液体,沸点)是重要的化工原料和溶剂。实验室可用氯铬酸吡啶盐(PCC,)氧化环己醇(,)制备,原理:,制备装置和实验步骤如下:
Ⅰ.制备:
向双颈烧瓶中加入磁子、16.2g(0.075mol)PCC和,开启搅拌,将仪器X中盛有的5.0g(0.050mol)环己醇溶液缓慢滴入,室温下反应,取一滴反应液点在淀粉试纸上,若试纸变蓝,则需加入适量亚硫酸钠。
Ⅱ.分离:
ⅰ.将双颈烧瓶中的混合物减压过滤、用洗涤滤渣,滤液转移到分液漏斗中,分别用稀盐酸、饱和、饱和NaCl溶液洗涤、分液。
ⅱ.有机层放入锥形瓶中,加入无水,间歇振摇、静置,至液体澄清透明,过滤。
ⅲ.将滤液转入旋转蒸发仪,蒸出(沸点),得到粗产物。
Ⅲ.提纯:
将粗产物进行蒸馏,收集馏分,得到产品4.2g。
已知:馏出物沸点高于时,必须用空气冷凝管,不可用直形水冷凝管,否则冷凝管内外温差过大可能炸裂。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为_________。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是_________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)制备步骤中,若环己醇滴加过快,检测到温度高于时,则暂停滴加,并用_________降温;反应液用淀粉试纸检测变蓝时,加入亚硫酸钠的作用是__________________。
(4)分离步骤ⅰ中,用饱和溶液洗涤有机相的目的是__________________;步骤ⅱ中加入无水的作用是__________________。
(5)提纯时,蒸馏装置中的冷凝管应选择下列中的_________(填标号)。
A. B.
C. D.
(6)环己酮的收率()为_________(精确到0.1%)。
17. 氢气是清洁的二次能源,氢能产业链包含制氢、储氢等环节。回答下列问题:
Ⅰ.制氢
工业上常用甲烷—水蒸气催化重整制备氢气,反应如下:
i.
ii.
(1)已知:、101kPa时,部分化学键的键能数据如下表:
化学键
(CO)
键能()
463
415
436
1072
计算_________。
(2)恒温、恒容,向催化重整反应体系中加入少量CaO,氢气的平衡产率_________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是__________________。
(3)在,条件下,甲烷—水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分物质的量分数与投料水碳比[]的计算结果如图所示。
①曲线a、b、c中,代表和的分别是_________、_________。
②水碳比为4时,的平衡转化率为_________;反应的平衡常数_________(用分压代替浓度,分压总压物质的量分数,列出计算式即可)。
Ⅱ.储氢
钛锰系储氢合金常温下能快速吸放氢气,其储氢反应为。不同温度下向体积相同的刚性密闭容器中分别加入一定量的氢气及足量的,起始压强均为。
(4)上述储氢反应自发进行的条件是_________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。某温度下,储氢反应5分钟时测得的转化率为2.5%,用的压强变化表示该温度下前5分钟的平均反应速率为_________。
18. 磷酸氯喹(氯喹二磷酸盐)是抗击疟疾、风湿等疾病的药物,其合成路线如下(略去部分试剂和反应条件,忽略立体化学,路线中Et代表):
回答下列问题:
(1)A的官能团名称为氨基、_________。
(2)中另一产物的结构简式为_________。
(3)中的作用为__________________。
(4)的化学方程式为__________________。
(5)的反应类型为_________。
(6)下列将H转化为氯喹二磷酸盐的目的或作用分析,不合理的是_________(填标号);
a.成盐后可提高抗疟疾等药理活性和作用强度
b.成盐后增加水溶性,有利于口服药物在胃肠道中的溶解和吸收
c.成盐后化学性质更稳定,便于储存和运输,延长保质期
d.成盐后利于精确称量并控制剂量压制成片剂或制成注射液
从物质结构的角度解释H显碱性的原因是__________________。
(7)写出一种满足下列条件的G的芳香族同分异构体的结构简式_________。
①含有氰基;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③核磁共振氢谱显示3组峰,且峰面积比为2∶2∶1。
(8)已知:
①苯环连接氨基或氯原子时,新引入的基团主要进入其邻位或对位,苯环连接硝基时,新引入的基团主要进入其间位;
②。
以苯为原料制备A,写出合成路线___________________________(其他试剂任选)。
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【考试时间:9月29日14:30~17:10】
普通高中2027届高三复习诊断新卷(二)
化学
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上所粘贴的条形码中“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.答选择题时,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 B11 C12N 14 O16
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学助力科技强国。下列说法正确的是
A. 北斗组网卫星所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
B. 量子通信材料碳纳米管与金刚石互为同素异形体
C. “蛟龙”载人潜水器的耐压球壳使用了钛合金,钛合金的硬度比钛小
D. “华龙一号”核反应堆采用二氧化铀()陶瓷芯块,含有电子数为140
【答案】B
【解析】
【详解】A.光导纤维主要成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,A错误;
B.同素异形体是同种元素形成的不同单质,碳纳米管与金刚石都是由碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,B正确;
C.合金的硬度一般比成分金属大,故钛合金的硬度比钛的大,C错误;
D.原子的质子数=核外电子数,该铀原子左上角235是质量数、左下角95是质子数,因此其核外电子数为95,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中键的形成过程:
B. 的VSEPR模型:
C. 用电子式表示CsCl的形成过程:
D. 的系统命名为醛基戊烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCl分子中H的1s轨道与Cl的3p轨道沿键轴方向头碰头重叠形成s-pσ键,图示符合该成键过程,A正确;
B.OF2的中心原子O上的价层电子对数为,含有2对孤对电子,VSEPR模型为四面体,且中心原子氧原子半径大于氟原子半径,图示中心原子半径小于氟原子半径,B错误;
C.CsCl是离子化合物,其电子式中Cs+应标注正电荷,Cl−需要加中括号并标注负电荷,正确的形成过程为,C错误;
D.该结构中含有醛基,属于醛,醛命名时应选择包含醛基的最长碳链为主链,醛基碳原子编为1号碳,该物质主链共5个碳原子,2号碳上连有甲基,名称为2-甲基戊醛,D错误;
故选A。
3. 硫及其化合物的部分转化关系如图。下列说法正确的是
A. 常温下,S单质易溶于酒精
B. 与硝酸反应的离子方程式为
C. 与反应生成S,体现了的氧化性
D. 工业上,与合成采取的条件是高温、高压、催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,S单质易溶于二硫化碳,微溶于酒精,A错误;
B.硝酸有强氧化性,会将氧化为,正确离子方程式为,B错误;
C.与反应生成S,作氧化剂,体现了的氧化性,C正确;
D.工业上,利用与合成采取的条件是高温、常压、催化剂,D错误;
故选C。
4. 下列说法正确的是
A. 煤的液化属于物理变化
B. 麦芽糖属于二糖,水解产物为葡萄糖和果糖
C. 高铁酸钠()可作净水剂,其水溶液呈酸性
D. 以水杨酸为主要原料合成阿司匹林(乙酰水杨酸)的化学方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤的液化是把固体煤转化为液体燃料(油品)的过程,属于化学变化,A错误;
B.麦芽糖属于二糖,水解产物只有葡萄糖,B错误;
C.高铁酸钠()为强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,C错误;
D.合成阿司匹林的化学方程式为:,D正确。
5. 下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.开关闭合后铜件镀镍
B.收集及尾气处理
C.连接橡胶塞
D.制
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜件镀镍,铜制镀件接电源负极作阴极,镍作阳极,电解液中含Ni2+,A正确;
B.氯气与CaCl2不反应,需用NaOH溶液吸收多余氯气,B错误;
C.连接橡胶塞和试管时,不能把试管竖直放在桌面上用力向下按压塞紧塞子,这样操作容易压破试管底部,造成玻璃划伤。应左手拿试管,让试管离开桌面,微微倾斜,右手拿带导管的橡胶塞(不是拿导管),转动着慢慢旋进试管口塞紧,C错误;
D.乙醇制乙烯需要浓硫酸脱水,D错误;
故选A。
6. 某有机合成中间体的结构简式如图。下列有关该物质说法错误的是
A. 分子式为 B. 能与溴水发生加成反应
C. 可被酸性高锰酸钾溶液氧化 D. 分子中碳、溴、氮、氧原子共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构简式,分子式为C6H6BrNO,A正确;
B.苯环不能与溴水加成,酚羟基的邻位氢可以被溴取代,B错误;
C.酚及苯胺均有较强的还原性,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,C正确;
D.溴、氮、氧原子均与苯环直接结合,与苯环共平面,D正确。
故答案选B。
7. 为探究铜的性质,进行下列实验(如图)。下列说法错误的是
A. 生成绿色溶液是因为存在配位平衡:
B. 调(),生成蓝色沉淀的悬浊液可用来检验醛基
C. 蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的反应不是氧化还原反应
D. 产生绿色火焰与铜的核外电子从高能级跃迁到低能级有关
【答案】B
【解析】
【分析】铜在浓盐酸和过氧化氢中氧化溶解:,生成绿色溶液,在绿色溶液中存在反应 ,蓝色与黄色混合为绿色,而后通过加入,使生成蓝色的沉淀,加入柠檬酸与浓氨水后,与发生络合反应并溶解,生成深蓝色的。
【详解】A.根据分析可知,生成绿色溶液是因为溶液中存在配位平衡: ,A正确;
B.图中生成氢氧化铜蓝色沉淀的悬浊液呈中性,而检验醛基的氢氧化铜悬浊液要呈碱性,B错误;
C.根据分析可知,生成深蓝色溶液的反应,是氢氧化铜蓝色沉淀与浓氨水络合溶解生成,不是氧化还原反应,C正确;
D.本质是发生焰色反应,绿色火焰与铜的电子从高能级跃迁到低能级有关,D正确;
故选B。
8. 的浓溶液中含有,元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。基态X原子的最外层含有2个未成对电子,原子序数满足,基态Z原子的价层电子排布为。下列说法正确的是
A. Z是元素周期表d区元素 B. X的两种单质均为非极性分子
C. 稳定性及沸点: D. 电负性:
【答案】C
【解析】
【分析】四种元素分别位于不同的前四周期,则W为氢;基态X原子的最外层含有2个未成对电子,则X为碳或氧,再根据化学式W[ZY2(XW)]可确定X为氧;原子序数满足Y=2X+W,则Y为氯;Z的价层电子排布是3d104s2,则Z为锌。
【详解】A.锌是元素周期表ds区元素,A错误;
B.X为O,其两种常见单质为和,其中为V形结构,正负电中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.非金属性越强,气态氢化物越稳定,水分子间存在氢键,沸点较高(100℃),故稳定性及沸点:W2X(H2O)>WY(HCl),C正确;
D.非金属性越强,电负性越大,故电负性:Y(Cl)<X(O),D错误;
故选C。
9. 用废磷酸(含有机杂质)制取的流程如下:
已知:①步骤a是通过加热把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒。
②、、。
下列说法错误的是
A. 步骤b要用到漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
B. 加入活性炭可除去不易炭化的有机杂质
C. 加入KOH至,可使的产率最大
D. 可依次用冰水、乙醇洗涤滤渣
【答案】C
【解析】
【分析】废磷酸中含有机杂质,先通过加热把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒,然后进行过滤得到粗磷酸,利用活性炭进行吸附过滤后得到磷酸溶液,加入后,结晶、过滤、洗涤得到,由此解答;
【详解】A.由分析可知,步骤b是过滤,需要漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台等仪器,A正确;
B.活性炭具有吸附能力,可有效去除上一步加热不易炭化的有机杂质,B正确;
C.要使的产率最大,需要溶液中含磷粒子中的质量分数最大,根据三元酸溶液中各含磷微粒的质量分数的变化规律可知,时的质量分数最大,根据,可知,此时,C错误;
D.用冰水洗涤,可除去水溶性杂质并减少的溶解损失,再用乙醇洗涤可带走滤渣表面水分,利于干燥,D正确;
故选C。
10. 有存在时,在和的催化下,烯烃可被氧化为醛或酮,乙烯参与的反应过程如图所示,下列说法错误的是
A. Ⅰ中Pd的化合价为价
B. Ⅱ→Ⅲ过程中有极性键和非极性键的断裂
C. 若Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ反应中的水为,则可得到产物
D. 若烯烃为丙烯,则氧化产物仅为丙醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅰ中乙烯是中性配体,3个氯为阴离子配体,可知Pd的化合价为+2价,A不符合题意;
B.Ⅱ→Ⅲ过程中有水分子中的O—H极性键和乙烯分子中的非极性键(π键)的断裂,B不符合题意;
C.若Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ反应中的水为H218O,关键是Ⅱ→Ⅲ引入含18O的羟基,该羟基最终被氧化为羰基,故可得到产物,C不符合题意;
D.若烯烃为丙烯,则Ⅲ的结构将变为或,氧化产物为丙酮()或丙醛(),D符合题意;
故选D。
11. 的晶胞如图所示,晶胞参数(pm),。下列说法错误的是
A. 的晶体类型为分子晶体
B. 晶胞中,的配位数为8
C. 一个晶胞中含有的H原子总数为24个
D. 晶体密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞图可知,NH3BH3的晶体由NH3BH3分子通过分子间作用力堆积而成,属于分子晶体,A正确;
B.由晶胞图可知,该晶胞中,与体心NH3BH3距离相等且最近的NH3BH3有8个(顶点),故NH3BH3的配位数为8,B正确;
C.观察晶胞结构图可知,NH3BH3分子位于晶胞的8个顶点和1个体心。利用均摊法计算,一个晶胞中含有的NH3BH3分子数为2个。每个NH3BH3分子中含有6个H原子,因此一个晶胞中含有的H原子总数为12个,C错误;
D.该晶胞的体积为a2c×10−30cm3,该晶胞中含有2个NH3BH3分子,故晶体密度为×1030g·cm−3,D正确;
故选C。
12. Guldi等科学家报道了轴分子分别以富勒烯和二苯基为终端,且含有肽键的分子梭,在不同极性的溶剂中,含二茂铁[,]的大环可在该分子梭两端移动,其变化过程如图。下列说法错误的是
A. 中含有键
B. 在非极性溶剂中,含二茂铁的大环与肽键形成的氢键较强
C. 在极性溶剂中,含二茂铁的大环与富勒烯之间存在较强的分子间作用力
D. 正向转化时,极性溶剂的极性强弱会影响含二茂铁大环的梭动速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe(C5H5)2中是碳环的大π键电子与铁配位形成夹心配合物,若含有Fe—Cσ键,则结构应为,A错误;
B.在非极性溶剂中,含二茂铁的大环在含二苯基的二肽附近且形成较强的氢键,B正确;
C.在极性溶剂中,含二茂铁的大环靠近富勒烯,说明两者之间存在较强的分子间作用力(包括芳香环之间的π-π堆叠作用),C正确;
D.正向转化时,极性溶剂会削弱甚至破坏大环与肽键之间的氢键,促使大环向富勒烯端梭动,所用极性溶剂的极性强弱会影响含二茂铁大环的梭动速率,D正确;
故选A。
13. 将两个全钒液流储能电池串联后作为电源,用石墨作电极电解饱和NaCl溶液(消毒液发生器),通电时,尽量使被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,装置如图。下列说法错误的是
A. 室电极反应式为
B. 在串联的两个全钒电池中都是从左室移向右室
C. a极为电解池的阴极,其电极反应的产物是和
D. 当电路中通过0.1mol电子时,消毒液发生器中最多生成
【答案】D
【解析】
【分析】电解饱和食盐水时,在阳极产生,和在阴极产生,为了尽量使被完全吸收,应在b极产生,b为阳极,电极反应式为;a为阴极,电极反应为;与a相连的惰性电极为负极,发生氧化反应,电极反应为;与b相连的惰性电极为正极,发生还原反应,电极反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,室为电源正极,电极反应为,A正确;
B.原电池中会向正极移动,在两个串联的全钒电池中,正极均在右侧,因此都是从左室移向右室,B正确;
C.由分析可知,a极为电解池的阴极,电极反应为,产物为和,C正确;
D.由分析可知,阳极电极反应式为,当电路中通过电子时,产生的物质的量为,制备消毒液的反应为,理论上生成的的物质的量为,其质量为,D错误;
故选D。
14. 醋酸铜(,表示)是可溶性配合物,室温下,醋酸铜溶液中pX与pH的关系如图(),X代表、、或HAc)。保持体系中Cu元素总物质的量、C元素总物质的量和溶液体积不变,忽略除以外的其他含铜难溶物。已知:HAc电离常数。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ是的变化曲线
B. 室温下,反应,
C. N点满足:
D. 室温下,
【答案】D
【解析】
【分析】初始状态分析:溶液为0.10mol/L的CuAc2。体系中c(Cu)= 0.10mol/L,总(Ac)= 0.20mol/L;低pH值(酸性较强)时:Ac-主要与H+结合形成HAc,因此HAc的浓度最大,接近0.20 mol/L。此时pX=-lg(0.20)≈0.7;观察图像,曲线Ⅲ的起点约为0.7,因此Ⅲ为HAc的曲线。由于Ac-浓度极低,铜元素主要以游离的Cu2+形式存在,其浓度略小于0.10 mol/L。此时pX=-lg(0.10)=1.0。观察图像,曲线Ⅱ的起点约为1.1(略大于1.0代表),因此Ⅱ为Cu2+的曲线。剩下的曲线Ⅰ代表CuAc+的曲线,据此解答;
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表Cu2+的曲线,A错误;
B.反应的平衡常数表达式,由M点可知,曲线Ⅰ和Ⅱ相交,此时c(CuAc+)=c(Cu2+),c(HAc)=10−0.86mol·L−1,c(H+)=10−3.46mol·L−1,K=c(Ac−)===10−2.15,B错误;
C.曲线Ⅱ在O点后变为直线,满足线性关系:,则,说明N点Cu(OH)2尚未开始沉淀,N点溶液中含铜微粒有Cu2+、CuAc+、CuAc2,由元素守恒可知,c总(Cu)=0.10mol·L−1,得①式:c(Cu2+)+c(CuAc+)+c(CuAc2)=0.10mol·L−1,N点溶液中含Ac微粒有HAc、Ac−、CuAc+、CuAc2,c总(Ac)=0.20mol·L−1,得②式:c(HAc)+c(Ac−)+c(CuAc+)+2c(CuAc2)=0.20mol·L−1,两式相减得c(HAc)+c(Ac−)+c(CuAc2)=0.10+c(Cu2+),C错误;
D.O点为拐点,O点之后产生Cu(OH)2沉淀,需根据P点坐标计算,此时pH=5.75,,由HAc电离常数Ka得c(Ac−)=,由B选项反应的K==10−2.15,可计算==,,D正确;
故选D。
二、非选择题:本大题共4题,共58分。
15. 以绿柱石(主要成分为,含、、、等杂质)为原料制备的一种工艺如下:
已知:Be的化学性质与Al相似;。
回答下列问题:
(1)基态Be原子的价层电子排布图为_________。
(2)“预处理”的目的是破坏稳定的晶体结构,使铍易被浸出,包括①高温熔融(加入);②水淬(快速冷却);③细磨。其中与反应的产物为氧化物和,化学方程式为__________________;熔融物水淬时凝固为_________(填“晶态”或“玻璃态”)。
(3)“酸化浸出”所得滤渣的主要成分为_________、_________。
(4)加氨水调pH至8.0,所得滤液1中_________(忽略洗涤时的稀释)。
(5)铁渣在空气中煅烧的产物主要是,其用途为__________________(写出一种即可)。
(6)向滤液2中通入过量生成,该反应的离子方程式为__________________。
(7)与醋酸反应生成的结构如图,其中氧原子的化学环境只有2种。已知:键、键的键长分别约为 、 。判断该配合物中碳—氧键的键长为_________(填标号)。
a.小于 b.等于 c.大于 d.介于
【答案】(1) (2) ①. Be3Al2Si6O18+6CaCO33BeO+Al2O3+6CaSiO3+6CO2↑ ②. 玻璃态
(3) ①. SiO2(或H2SiO3) ②. CaSO4
(4)4×10−9 (5)用作油漆(或涂料、橡胶、油墨等)的红色颜料(或炼铁原料)
(6)
(7)d
【解析】
【分析】以绿柱石(主要成分为,含等杂质)为原料制备的一种工艺如下:“预处理”的目的是破坏稳定的晶体结构,使铍易被浸出,包括①高温熔融(加入),②水淬(快速冷却)得到玻璃态固体,结构疏松,后续硫酸更容易浸出,③细磨增大接触面积,其中与反应的产物为氧化物和,化学方程式为; 酸化浸出(加硫酸) 熔融产物里金属氧化物()和硫酸反应,生成可溶性硫酸盐:进入溶液, 滤渣:、(或);氨水调pH,都水解生成氢氧化物沉淀:铁的氢氧化物沉淀,滤液 1 是含 的溶液; NaOH 碱溶,性质类似,属于两性氢氧化物,和反应生成可溶性铍酸盐,同样两性,和生成, 铁的氢氧化物不溶于强碱,变成铁渣过滤除去,滤液:含、;煮沸沉铍,发生水解,煮沸促进水解,析出目标产物,留在滤液2中,实现和分离;
【小问1详解】
Be是4号元素,价层电子为最外层的2s轨道电子,价层电子排布图为2s轨道填充2个自旋相反的电子 ;
【小问2详解】
根据元素守恒,产物除外,剩余Be、Al转化为对应氧化物、,同时生成,配平即可;快速冷却时原子来不及有序排列,无法形成晶体,得到玻璃态物质;
【小问3详解】
酸化浸出时,熔融生成的与硫酸反应后转化为难溶的(或硅酸脱水变成),原料中的与硫酸反应生成微溶的,二者均为难溶物,成为滤渣主要成分;
【小问4详解】
pH=8.0时,溶液中,根据,代入数据得;
【小问5详解】
为红棕色固体,用作油漆(或涂料、橡胶、油墨等)的红色颜料(或炼铁原料);
【小问6详解】
滤液2中Al以形式存在,通入过量时生成沉淀和碳酸氢根,反应的离子方程式为,符合已知的Al与Be性质相似的转化规律;
【小问7详解】
该物质中醋酸根的两个碳氧键完全等价,形成共轭体系,不存在独立的C=O和C-O单键,键长介于 之间,故选d。
16. 环己酮(,,无色透明液体,沸点)是重要的化工原料和溶剂。实验室可用氯铬酸吡啶盐(PCC,)氧化环己醇(,)制备,原理:,制备装置和实验步骤如下:
Ⅰ.制备:
向双颈烧瓶中加入磁子、16.2g(0.075mol)PCC和,开启搅拌,将仪器X中盛有的5.0g(0.050mol)环己醇溶液缓慢滴入,室温下反应,取一滴反应液点在淀粉试纸上,若试纸变蓝,则需加入适量亚硫酸钠。
Ⅱ.分离:
ⅰ.将双颈烧瓶中的混合物减压过滤、用洗涤滤渣,滤液转移到分液漏斗中,分别用稀盐酸、饱和、饱和NaCl溶液洗涤、分液。
ⅱ.有机层放入锥形瓶中,加入无水,间歇振摇、静置,至液体澄清透明,过滤。
ⅲ.将滤液转入旋转蒸发仪,蒸出(沸点),得到粗产物。
Ⅲ.提纯:
将粗产物进行蒸馏,收集馏分,得到产品4.2g。
已知:馏出物沸点高于时,必须用空气冷凝管,不可用直形水冷凝管,否则冷凝管内外温差过大可能炸裂。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为_________。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是_________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)制备步骤中,若环己醇滴加过快,检测到温度高于时,则暂停滴加,并用_________降温;反应液用淀粉试纸检测变蓝时,加入亚硫酸钠的作用是__________________。
(4)分离步骤ⅰ中,用饱和溶液洗涤有机相的目的是__________________;步骤ⅱ中加入无水的作用是__________________。
(5)提纯时,蒸馏装置中的冷凝管应选择下列中的_________(填标号)。
A. B.
C. D.
(6)环己酮的收率()为_________(精确到0.1%)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2)D
(3) ①. 冷水浴 ②. 还原多余的PCC
(4) ①. 除去残留的稀盐酸 ②. 干燥(或去除有机相中残留的水分) (5)A
(6)85.7%
【解析】
【分析】本实验以环己醇为原料,用氯铬酸吡啶盐(PCC,)氧化环己醇()制备环己酮,首先制备步骤中,将仪器X中盛有的5.0g(0.050mol)环己醇/20 mL溶液缓慢滴入,因为该氧化反应放热,缓慢滴加环己醇,可以控制反应速率,防止局部温度过高,减少副反应发生,保证PCC氧化剂过量,提高原料转化率,同时防止二氯甲烷暴沸、大量挥发,然后通过减压过滤、干燥、旋转蒸发仪蒸馏等步骤分离得到粗产品,最后经蒸馏提纯得到纯品,通过加入适量亚硫酸钠除去过量氧化剂;
【小问1详解】
该仪器带有连通烧瓶和漏斗的平衡管,可保证漏斗内液体顺利滴下,为恒压滴液漏斗,属于滴液漏斗的特殊类型;
【小问2详解】
二氯甲烷易挥发、PCC(六价铬)有毒→ 需要排风,反应放热,后续旋蒸加热→需要热汤图标,做化学实验均需佩戴护目镜 ,这三项都是本实验需要采取的安全措施,本实验无需使用锐器,故选D;
【小问3详解】
反应温度仅略高于室温,使用冷水浴即可快速平稳降温,淀粉-KI试纸变蓝说明体系中存在过量氧化性物质(将 氧化为),亚硫酸钠作为还原剂,可将多余的强氧化性杂质还原除去,防止后续氧化产物或其他试剂被氧化,实验中需严格控制反应温度以避免副反应,通过加入适量亚硫酸钠,除去过量氧化剂;
【小问4详解】
饱和是弱碱性溶液,可中和前一步稀盐酸洗涤后残留的酸性杂质;无水是常用的有机相干燥剂,作用是吸收有机层中混有的少量水分,干燥产物;
【小问5详解】
题干明确说明馏出物沸点高于140℃时必须使用空气冷凝管,不可使用水冷凝管,选项A为空气冷凝管,B是直形水冷凝管、C是球形水冷凝管、D是蛇形水冷凝管,因此选A;
【小问6详解】
环己醇的物质的量为0.050mol,是限制反应物,根据反应式1mol环己醇生成1mol环己酮,理论生成环己酮的质量为,实际产量为4.2g,因此收率为。
17. 氢气是清洁的二次能源,氢能产业链包含制氢、储氢等环节。回答下列问题:
Ⅰ.制氢
工业上常用甲烷—水蒸气催化重整制备氢气,反应如下:
i.
ii.
(1)已知:、101kPa时,部分化学键的键能数据如下表:
化学键
(CO)
键能()
463
415
436
1072
计算_________。
(2)恒温、恒容,向催化重整反应体系中加入少量CaO,氢气的平衡产率_________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是__________________。
(3)在,条件下,甲烷—水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分物质的量分数与投料水碳比[]的计算结果如图所示。
①曲线a、b、c中,代表和的分别是_________、_________。
②水碳比为4时,的平衡转化率为_________;反应的平衡常数_________(用分压代替浓度,分压总压物质的量分数,列出计算式即可)。
Ⅱ.储氢
钛锰系储氢合金常温下能快速吸放氢气,其储氢反应为。不同温度下向体积相同的刚性密闭容器中分别加入一定量的氢气及足量的,起始压强均为。
(4)上述储氢反应自发进行的条件是_________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。某温度下,储氢反应5分钟时测得的转化率为2.5%,用的压强变化表示该温度下前5分钟的平均反应速率为_________。
【答案】(1)+206
(2) ①. 增大 ②. CaO吸收CO2,直接影响反应ii使其平衡正移(合理即可)
(3) ①. b ②. a ③. 66.7% ④.
(4) ①. 低温 ②. 0.025
【解析】
【小问1详解】
根据反应热 ,可得 ;
【小问2详解】
向体系中加入少量,会与体系中的反应生成,导致生成物的浓度降低,促使反应ii的平衡正向移动,生成更多的;同时反应ii正向移动消耗了,使浓度降低,促使反应i的平衡也正向移动,进一步生成。因此,氢气的平衡产率增大;
【小问3详解】
① 随着投料水碳比 的增加,体系中的物质的量分数逐渐增大,而的物质的量分数逐渐减小。结合图像可知,曲线呈上升趋势且数值较大,代表;曲线呈下降趋势,代表;② 设初始 ,,反应i转化了 ,反应ii转化了 ,平衡时各物质的量为:,,,,,总物质的量为 ;由图可知,水碳比为4时,(曲线)的物质的量分数为 ,即 ,解得 ,故的转化率为 ;此时的物质的量分数为 ,即 ,代入 解得 。平衡时 ,与 相等,故的物质的量分数也为 ;总反应 的平衡常数 ;
【小问4详解】
储氢反应 的 (放热)且 (气体分子数减少),根据吉布斯自由能判据 时反应自发,可知该反应在低温下自发进行;恒温恒容条件下,气体的压强变化与物质的量变化成正比;前5分钟消耗的压强 ,故用压强变化表示的平均反应速率 。
18. 磷酸氯喹(氯喹二磷酸盐)是抗击疟疾、风湿等疾病的药物,其合成路线如下(略去部分试剂和反应条件,忽略立体化学,路线中Et代表):
回答下列问题:
(1)A的官能团名称为氨基、_________。
(2)中另一产物的结构简式为_________。
(3)中的作用为__________________。
(4)的化学方程式为__________________。
(5)的反应类型为_________。
(6)下列将H转化为氯喹二磷酸盐的目的或作用分析,不合理的是_________(填标号);
a.成盐后可提高抗疟疾等药理活性和作用强度
b.成盐后增加水溶性,有利于口服药物在胃肠道中的溶解和吸收
c.成盐后化学性质更稳定,便于储存和运输,延长保质期
d.成盐后利于精确称量并控制剂量压制成片剂或制成注射液
从物质结构的角度解释H显碱性的原因是__________________。
(7)写出一种满足下列条件的G的芳香族同分异构体的结构简式_________。
①含有氰基;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③核磁共振氢谱显示3组峰,且峰面积比为2∶2∶1。
(8)已知:
①苯环连接氨基或氯原子时,新引入的基团主要进入其邻位或对位,苯环连接硝基时,新引入的基团主要进入其间位;
②。
以苯为原料制备A,写出合成路线___________________________(其他试剂任选)。
【答案】(1)碳氯键(或氯原子)
(2)CH3CH2OH(或EtOH)
(3)使羧酸根离子转化为羧基(或使—COONa转化为—COOH)
(4) (5)取代反应
(6) ①. a ②. H分子中的氮原子具有孤电子对,可作为碱性位点与氢离子结合(合理即可)
(7)、、、、、(任答其中一种)
(8)
【解析】
【分析】A→B 是两分子A与反应,生成亚胺结构B;B转化为C,C继续转化为D, 的反应中酯基先在碱性环境下水解为羧酸根,再酸化为羧基,发生脱羧反应,故E的结构简式是,F中羟基被氯原子取代得到G,是G的氯原子被取代得到H,H和磷酸反应得到有机盐,据此解答。
【小问1详解】
A的结构为间氯苯胺,苯环上同时连接氨基和氯原子,因此除氨基外的官能团为碳氯键。
【小问2详解】
反应中1分子和2分子A(间氯苯胺)反应生成B,三乙氧基甲烷的乙氧基被氨基取代,脱去3分子乙醇,因此另一产物为乙醇。
【小问3详解】
D在10%条件下发生酯的碱性水解,生成羧酸钠;加入后,可将羧酸钠转化为羧基。
【小问4详解】
E在250~270℃条件下发生脱羧反应,脱去1分子,生成F,化学方程式为。
【小问5详解】
G的氯原子被反应物的氨基取代,生成H和,属于取代反应。
【小问6详解】
a.成盐过程仅改变药物的物理性质(水溶性、稳定性、称量便利性等),不会直接提升药物本身的药理活性和作用强度,a不合理;
b.成盐后离子型化合物水溶性大幅提升,利于胃肠道溶解吸收,b合理;
c.盐类比游离碱性质更稳定,便于储存运输,c合理;
d.盐类理化性质更均一,便于精确称量控量,可压片或制备注射液,d合理;
H分子中的氮原子具有孤电子对,能够结合水电离出的(配位键),因此H显碱性。
【小问7详解】
G分子中除了苯环外,还剩余3个不饱和度,满足含有氰基,能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明结构中含有碳碳双键,则除了苯环外含有2个氯原子、1个-CN、1个碳碳双键,氢谱仅3组峰,峰面积比2:2:1,说明结构高度对称,满足条件的结构可以是:、、、、、。
【小问8详解】
根据题目给定的定位规则:硝基是间位定位基,先将苯硝化得到硝基苯,再对硝基苯进行氯化取代,氯原子会进入硝基的间位,得到间氯硝基苯;最后通过将硝基还原为氨基,即可得到目标产物A(间氯苯胺),该路线符合定位规则,无邻位副产物干扰,合成路线:。
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