精品解析:甘肃武威市天祝藏族自治县第一中学2025-2026学年高三下学期学科素养评价练习 化学(四)试题
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内容正文:
2026年学科素养评价练习
化学(四)
本试卷共8页,18题。全卷满分100分,建议用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 V 51 Ni 59
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 文物是历史的见证者,下列历史文物的主要材质为有机高分子的是
A.玻璃器
B.白玉龟钮印章
C.云梦秦简
D.嵌烤花剑
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.玻璃的主要成分为硅酸盐类无机非金属材料,A不符合题意;
B.白玉的主要成分属于硅酸盐或二氧化硅类无机矿物,属于无机非金属材料,B不符合题意;
C.竹简的主要材质为竹子,属于有机高分子,C符合题意;
D.剑的主要材质为金属及其合金,属于金属材料,D不符合题意;
故选C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为19的硫原子:
B. 用电子式表示HBr的形成过程:
C. 顺-1,2-二苯基乙烯的结构简式
D. 三氯化磷分子的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫的原子序数为16,中子数为19,则该硫原子的质量数为。原子符号的左上角标质量数,左下角标质子数,故应表示为,A错误;
B.H原子和Br原子的最外层分别有1个和7个电子,二者各提供1个电子形成共用电子对,从而形成共价化合物HBr。原图将这一过程表示为电子转移并生成和,不符合HBr的成键方式。正确的形成过程为,B错误;
C.碳碳双键两端的碳原子各连接一个H原子和一个苯基,两个相同的苯基位于碳碳双键的同侧,符合顺式结构的特点,其结构简式为,C正确;
D.中P原子的价电子数为5,与3个Cl原子形成3个共价单键,孤电子对数为,价层电子对数为。因此,其VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构为三角锥形;原图只有3个方向,未体现孤电子对占据的第4个方向。正确的VSEPR模型为,D错误;
故选C。
3. 奎宁又名金鸡纳碱,是一种治疗和预防疟疾的药物,其结构简式如图所示。已知:吡啶环()和苯环性质相似,也具有芳香性。下列关于奎宁的说法错误的是
A. 可以发生消去反应
B. N原子的杂化方式相同
C. 1个该分子中含有4个手性碳原子
D. 1 mol奎宁最多与6 mol 发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基所连碳原子的邻位碳上有氢,故能发生消去反应,A项正确;
B.吡啶环和苯环性质相似,说明N原子的杂化轨道类型为sp2,而右上角的N原子价层电子对数为4,属于sp3杂化,因此两个N原子杂化方式不同,B项错误;
C.1个奎宁分子中含有4个手性碳原子,如图所示,C项正确;
D.吡啶环和苯环性质相似,说明能和氢气发生加成反应,又因为还含有1个碳碳双键,所以1 mol奎宁最多与5mol+1mol=6 mol 发生加成反应,D项正确;
答案选B。
4. 下列物质性质的类比正确的是
A. 分子的极性:,则分子的极性:
B. 密度:水>冰,则密度:
C. 沸点:,则沸点:
D. 酸性:,则酸性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.均为极性分子,N原子电负性大,所以分子极性大,、均为非极性分子,不能比较极性,A错误;
B.水结冰时所有水分子之间全部以氢键形成空间网状结构,密度减小,变为固体时,分子间距离变小,密度变大,B错误;
C.MgO、CaO均为离子晶体,半径小,MgO的离子键强,沸点高;、均为分子晶体,的相对分子质量大,范德华力大,沸点高,C错误;
D.羧酸的α位连接的卤原子电负性越强,吸电子诱导效应越强,越容易分散羧基电离出的负电荷,酸性越强。F的电负性大于Cl,因此酸性强于,同理酸性强于,D正确;
故答案选D。
5. 由下列实验装置和试剂能达到相应实验目的的是
A.测定化学反应速率
B.验证溴乙烷发生消去反应
C.用裂化汽油萃取碘水中的碘
D.实验室制发生装置
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.应该使用分液漏斗盛放稀硫酸,A错误;
B.溴乙烷发生消去反应时,生成的是NaBr,故硝酸银溶液中无现象,无法证明发生消去反应,B错误;
C.裂化汽油中有烯烃,可与碘发生加成反应,C错误;
D.铜片与浓硝酸常温下反应制取,D正确;
故选D。
6. 劳动创新美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用溶液刻蚀铜质电路板
金属性:
B
用酒精擦拭餐桌消毒
酒精能使蛋白质变性
C
用铁粉作脱氧剂保存零食
铁粉具有还原性
D
工业合成氨使用铁触媒作催化剂
催化剂能加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用溶液刻蚀铜质电路板,发生反应为与金属性,没有关联,A符合题意;
B.酒精消毒是基于其使蛋白质变性的性质,B不符合题意;
C.铁粉脱氧是利用铁的还原性,C不符合题意;
D.催化剂能够降低反应的活化能,从而加快反应速率,所以在合成氨工业中,使用铁触媒作为催化剂,以提高生产效率,D不符合题意;
故选A。
7. W、T、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子序数和原子半径的关系如图所示。W与Z同主族,W是地壳中含量最多的元素,X是同周期简单离子半径最小的元素,Y原子的最外层电子数是内层电子数的一半。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. Z的一种氧化物是常用的氧化性漂白剂
C. 简单氢化物的热稳定性:
D. T、Z形成的化合物为共价化合物
【答案】B
【解析】
【分析】首先推导元素:W是地壳中含量最多的元素,为;W与Z同主族且为短周期元素,Z为;T原子序数大于,且与原子半径相近,为第二周期的;X为第三周期元素,同周期简单离子半径最小,为;Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的一半,Y为。
【详解】A.、、电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,A正确;
B.Z为,其氧化物为化合型漂白剂,漂白过程不涉及氧化还原,无漂白性,不存在可用作氧化性漂白剂的氧化物,B错误;
C.非金属性,非金属性越强简单氢化物热稳定性越强,故氢化物稳定性,C正确;
D.和均为非金属元素,二者形成的、等均为共价化合物,D正确;
故选B。
8. 下列选项中由结构不能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
电子气在电场中定向移动
金属具有良好的导电性
B
冠醚在酸性条件下环上的电子密度降低
酸性条件下,可实现冠醚与金属离子的脱附
C
基态的价层电子排布式为
在水溶液中不稳定
D
钾与钠的原子结构不同
钾与钠焰色试验火焰的颜色不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子气的定向移动直接解释了金属的导电性,结构能推出性质,A正确;
B.冠醚在酸性条件下,环上的电子密度降低,冠醚环与金属离子之间的电性作用也随之降低,故酸性条件下,可实现冠醚与金属离子的脱附,B正确;
C.基态的价层电子排布式为,说明在晶体中较为稳定,无法推测出在水溶液中不稳定,C错误;
D.钾与钠的原子结构不同,使得其电子跃迁能量有所不同,故二者焰色试验火焰的颜色不同,D正确;
故答案选C。
9. 下列对于四组物质的性质比较相关原因解释正确的是
选项
性质比较
解释
A
氧化性:
金属活动顺序表中铁位于铜的前面
B
与金属钠反应速率:苯酚>乙醇
碳原子数越多,羟基越活泼
C
稳定性:
氮氮三键的键能大于氧氧键的键能
D
酸性:
Cl的非金属性比S的非金属性强
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属活动顺序表中铁位于铜的前面,说明铁单质比铜单质更容易失去电子,铁单质金属性更强,氧化性:<,但不能证明氧化性:,A项错误;
B.苯环对羟基产生影响,导致苯酚中的羟基更活泼,与碳原子多少无关,B项错误;
C.分子中的氮氮三键的键能更大,不容易断,所以分子性质稳定,C项正确;
D.Cl的非金属性比S的非金属性强,HCl的酸性比的酸性强,这两个结论均正确,但二者没有因果关系,D项错误;
故选C。
10. 钛酸钡是一种强介电化合物材料,具有高介电常数和低介电损耗,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一、利用可以制备钛酸钡,实验流程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤①反应的化学方程式为
B. 溶液和溶液加入顺序可以互换
C. 步骤③中可以用NaOH溶液检验沉淀是否洗涤干净
D. 步骤④隔绝空气煅烧产生的两种气体物质的量之比为
【答案】A
【解析】
【分析】以四氯化钛溶液为起始原料,先向其中先后加入氨水和草酸溶液发生反应,生成配盐的溶液;接着向该配盐溶液中加入氯化钡溶液,发生复分解反应析出沉淀;之后经过过滤、洗涤、烘干操作除去沉淀表面附着的可溶性杂质并脱除游离水分,最后将所得固体隔绝空气煅烧,草酸根发生氧化还原分解,最终得到目标产物钛酸钡粉体。
【详解】A.结合原子守恒可以写出步骤①反应的化学方程式为
,A正确;
B.步骤①中加入溶液先生成配离子,然后再加入氯化钡溶液,可避免生成沉淀,B错误;
C.洗涤液中浓度很小,只利用加入NaOH产生的方法,无法检验出,应该用硝酸银溶液检验洗涤液中是否存在,C错误;
D.步骤④隔绝空气煅烧时只有C元素化合价变化,生成CO和,根据得失电子守恒,二者物质的量之比为,D错误;
故选A。
11. 利用电化学原理可以同时处理含的无机废水和含有机物(以含乳酸为例)的有机废水,工作原理如图所示,电解最后得到浓盐酸。下列说法错误的是
A. 石墨电极1为阴极
B. 石墨电极2的电极反应式为
C. 膜1为阴离子交换膜
D. 理论上电路中每转移12 mol电子,石墨电极2区域质量减少132 g
【答案】D
【解析】
【分析】该电解池中石墨电极2中,乳酸()中碳元素平均化合价为0价,生成时碳元素为+4价,反应失去电子,因此石墨电极2为阳极,电极反应式为;产生的通过膜2流向中间室,膜2为阳离子交换膜;石墨电极1中中铜元素从+2价降低到中的0价,因此石墨电极1为阴极,电极反应为;产生的通过膜1流向中间室,膜1为阴离子交换膜,由此解答;
【详解】A.由分析可知,石墨电极1为阴极,A正确;
B.由分析可知,石墨电极2为阳极,电极反应为,B正确;
C.由分析可知,膜1为阴离子交换膜,C正确;
D.电路中转移电子时,根据电极反应可知,石墨电极2区域生成
(质量为)逸出,同时生成的(质量为)透过膜2进入中间室,总共减少质量为,D错误;
故选D。
12. 下列根据实验操作、现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向电石中加入饱和食盐水,产生的气体通入溴水中
溴水褪色
电石与水反应产生了乙炔
B
向盛有未知溶液的试管中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
溶液中有白色沉淀产生
该未知溶液中存在
C
向盛有CuS、ZnS的混合物的试管加入足量稀硫酸,不断振荡
溶液未出现蓝色、固体质量减少
溶度积:
D
向盛有淀粉溶液的试管中加入适量稀硫酸,水浴加热,冷却至室温后加入NaOH溶液调至碱性,再加入碘水
溶液未变蓝色
淀粉完全水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与水反应产生的乙炔气体中有杂质,也可以使溴水褪色,故不能证明电石与水反应产生了乙炔,A错误;
B.检验,应该是先向溶液中加入盐酸,无现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,不能直接加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有干扰,B错误;
C.ZnS可溶于稀硫酸,CuS不溶于稀硫酸,说明ZnS提供的)大,溶度积:,C正确;
D.NaOH与发生反应,不能在碱性条件下加入碘水检验淀粉,D项错误;
故选C。
13. 化合物乙是合成氢化橙酮衍生物的中间体,可由如图所示转化制得。下列说法正确的是
A. 乙分子中所有碳原子一定共平面
B. 甲分子中含有两种含氧官能团
C. 可以用溴的四氯化碳溶液鉴别甲和乙
D. 甲的同分异构体中可以存在“”
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙中有饱和碳原子,单键可以旋转,故所有碳原子不一定共平面,A错误;
B.甲分子中含有酮羰基、醚键、酯基三种含氧官能团,B错误;
C.乙分子中合有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,甲与溴不反应,C正确;
D.由碳原子成键特点和碳、氢个数可知,甲的不饱和度为11,的不饱和度为12,故甲的同分异构体中一定不存在,D错误;
故选C。
14. 常温下,假设1 L水溶液中和初始物质的量浓度均为0.01 mol/L。平衡条件下,体系中全部四种含铬物种的物质的量分数随pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含铅物种的存在形式为、和;含铬物种的存在形式为、、、(不考虑重铬酸及其酸根离子)。常温下,,,的电离常数、。下列说法正确的是
A. ,
B. 甲线所示物种为
C. b = 6.5
D. pH由a变化到b的过程中,溶液中水的电离程度先增大后减小
【答案】D
【解析】
【分析】体系中存在和两步电离平衡。随着pH增大,两步电离平衡均向右移动,生成的与结合形成沉淀,因此中间较大pH范围内占比接近1的丙线表示。pH继续增大,浓度增大,逐渐转化为,释放出,故右侧逐渐增大至接近1的丁线表示。其余甲、乙两线分别对应两种酸性含铬物种。第一步电离满足,该比值随pH增大而增大;图中甲线在M点左侧高于乙线,在M点右侧低于乙线,因此甲线表示,乙线表示。M点表示这两种酸性物种的物质的量相等,N点表示与的物质的量分数均约为0.50。
【详解】A.对于溶解平衡,有;对于溶解平衡,有。将前一平衡与后一平衡的逆过程相加,得到,其平衡常数为,A错误;
B.对于,有。随着pH增大,减小,该比值增大。图中越过M点后,乙线高于甲线且二者比值逐渐增大,因此甲线表示,乙线表示,B错误;
C.N点处丁线表示的的物质的量分数为0.50,故。此时存在沉淀,由其溶度积可得。N点约一半的铬以存在,也只有约一半的铅进入该沉淀;溶液中的量很小,其余铅以存在,因此两种沉淀共存。由,得到。常温下,故,C错误;
D.M点处,代入第一步电离平衡的表达式,得到,故。N点处,两种沉淀共存,由两种溶度积相除可得,因此。pH由增大到7时,溶液酸性逐渐减弱,酸对水电离的抑制作用减弱;pH继续由7增大到时,溶液碱性逐渐增强,碱对水电离的抑制作用增强,所以水的电离程度先增大后减小,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 二苄胺是无色至淡黄色油状液体,易溶于醇和醚,几乎不溶于水,使用时避免与氧化剂、酸性物质、酸性氯化物、酸酐接触。某学习小组用氯化苄()与苄胺()制取二苄胺(,),装置如图所示。
已知:相关物质的性质如下表所示:
氯化苄
苄胺
二苄胺
熔点、沸点180℃,具有刺激性气味,微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂
熔点、沸点185℃,与水、乙醇及乙醚混溶,有碱性,能吸收二氧化碳
熔点、沸点300℃,易溶于醇和醚,几乎不溶于水
白色结晶性粉末,具有较强的还原性
回答下列问题:
(1)的作用是__________,冷凝管的作用为_________。
(2)下列关于制备过程的说法正确的是_________(填选项字母)。
A. 微波反应器加热可改为水浴加热
B. 可用碱式滴定管量取氯化苄
C. a处的水温低于b处的水温
D. 冷却水的流向:b口进、a口出
(3)写出制取二苄胺的化学方程式:_________;的作用为_________(用化学方程式表示)。
(4)产物的分离提纯:将反应后的混合物过滤,向滤液中加入水,分液,将有机层进行后续处理,得到二苄胺。有机层的后续处理方法为_________。
(5)反应中苄胺的转化率为60.0%,二苄胺的选择性为95.0%,精制过程若无其他损失,则所得产品质量为_________g。
【答案】(1) ①. 做还原剂,防止二苄胺(苄胺)被氧化 ②. 冷凝回流、提高原料的利用率 (2)D
(3) ①. ②.
(4)(干燥)蒸馏 (5)11.229
【解析】
【分析】本实验以氯化苄与苄胺为原料,在CuCl催化、150~155℃微波加热条件下取代制备二苄胺,加入强还原性的可防止原料/产物被氧化,搭配球形冷凝管实现回流操作,减少易挥发的反应物损耗、提升原料利用率;反应生成的HCl会与碱性反应物苄胺成盐,加入可中和生成的HCl,避免苄胺成盐失活,推动反应正向进行,后续利用各组分沸点差异大、二苄胺几乎不溶于水的特性,通过过滤除不溶盐、水洗分液除去水溶性杂质后,对有机层蒸馏收集300℃左右的馏分即可得到纯品;
【小问1详解】
题中信息给出二苄胺使用时避免与氧化剂、酸性物质、酸性氯化物、酸酐接触,所以的作用为做还原剂,防止二苄胺被氧化;冷凝管的作用为冷凝回流、提高原料的利用率;
【小问2详解】
A.水浴加热最高温度是100℃,A项错误;
B.氯化苄能腐蚀碱式滴定管的橡胶管,故不能用碱式滴定管量取,B项错误;
C.冷凝管竖直使用时,从下口进冷水、从上口出水,所以a处水的温度高,C项错误
D.冷凝管竖直使用时,从下口进冷水、从上口出水,b口进、a口出,D项正确;
故选D;
【小问3详解】
制取二苄胺的化学方程式为;生成的HCl需要用吸收,防止苄胺和二苄胺与HCl反应,吸收HCl的反应方程式为;
【小问4详解】
将反应后的混合物过滤,除去无机盐,滤液中加入水,分液,有机层中含有二苄胺、氯化苄、苄胺,利用三者的沸点不同进行蒸馏处理;
【小问5详解】
反应物中0.1 mol苄胺少量,反应中苄胺的转化率为60.0%,二苄胺的选择性为95.0%时,生成二苄胺的物质的量为,质量为。
16. 五氧化二钒()是重要的催化剂,可用某钒矿石(含有、Fe、等)制备,工艺流程如图1所示:
已知:常温下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
8.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7(≥8.5溶解)
10.9
回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中位于_________区。
(2)写出“焙烧”步骤中生成的化学方程式:_________。
(3)“滤渣1”成分为和MgO,则“酸浸”时加入双氧水和盐酸目的为_________。
(4)“净化Ⅰ”步骤中,通过加入适量(来调节溶液的pH,以确保“滤渣2”主要成分为和。为了使、沉淀完全,溶液的pH值应控制在_________~6.3之间。常温下,_________(已知:。
(5)“煅烧”步骤除了生成外,还生成_________(填化学式)。
(6)一种镍钒合金的四方晶胞结构如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。图中位于体心的V原子分数坐标为,则A点原子的分数坐标为_________。阿伏加德罗常数的值为,该合金的密度_________(用含a、b、的代数式表示)。
【答案】(1)d (2)
(3)溶解滤渣1并将转化为
(4) ①. 4.7 ②. 11.2
(5)、
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】以含、Fe、等组分的钒矿石为原料,先将钒矿石与粉末粉碎混合后,在足量空气氛围中进行焙烧,将低价钒氧化转化为,同时矿石中的Fe、等杂质也转化为对应钒酸盐、氧化物等产物;焙烧后的固体经水浸处理,可溶性的进入水溶液得到溶液,难溶性的、铁的钒酸盐、MgO等组分成为滤渣1;滤渣1加入双氧水和盐酸进行酸浸,双氧水将滤渣中的+2价铁完全氧化为,盐酸作为酸性介质溶解滤渣,得到含、、、的溶液,该溶液与之前水浸得到的溶液合并后进入净化Ⅰ步骤;净化Ⅰ中加入适量调节溶液pH,使、转化为氢氧化物沉淀,同时析出部分,得到以、、为主要成分的滤渣2,实现杂质的初步分离;分离出滤渣2的滤液1进入净化Ⅱ步骤,加入足量反应析出沉淀;最后将沉淀煅烧,最终得到目标产物。
【小问1详解】
钒是23号元素,核外电子排布为,最后填充的电子在3d轨道,属于元素周期表的d区;
【小问2详解】
焙烧时,在足量空气中被氧化为,提供并分解生成,化学方程式为;
【小问3详解】
盐酸作为酸可以溶解滤渣1得到含金属离子的溶液;双氧水是绿色氧化剂,将中的+2价Fe氧化为,便于后续沉铁,避免沉淀时pH过高导致V元素提前沉淀损失;
【小问4详解】
要使、完全沉淀,同时不溶解(已知pH≥8.5时溶解),结合表格数据,沉淀完全的pH为4.7,因此pH需控制在4.7~6.3之间; 已知初始浓度为,其开始沉淀的pH为8.9,即,,,因此;
【小问5详解】
煅烧分解生成,V元素化合价不变,根据原子守恒,剩余的N、H元素会生成和;
【小问6详解】
体心V的分数坐标为,说明晶胞以三条棱为x、y、z轴,A点位于体心V正下方的xy轴面上,z坐标为0,因此分数坐标为;用均摊法计算晶胞原子数:V原子共个,Ni原子共个,晶胞总质量为;晶胞体积为 ,则密度。
17. NO能够引发光化学烟雾,是大气污染源之一,解决NO对环境和大气的危害可以通过氧化还原反应转化成。除去CO与NO两种大气污染物时发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅰ中各物质的化学键键能数据如下表所示:
化学键
N≡O
C≡O
N≡N
C=O
键能(kJ/mol)
b
1070
946
803
则b = _________;a = _________。
②为了使污染物转变成对大气友好的,反应Ⅰ适合的反应条件是_________(填选项字母)。
A.低温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.高温高压
(2)向某绝热恒容密闭容器中充入1 mol NO(g)和1 mol CO(g),发生上述反应。下列事实能表明体系达到平衡状态的是_________(填选项字母)。
A.混合气体密度不随时间变化
B.混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C.反应的平衡常数不随时间变化
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数,p为物质的分压)。图1(lg k表示速率常数的对数)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示随变化关系的是斜线_________。时,反应Ⅰ的压强平衡常数_________(用代数式表示)。
(4)250℃时,将1 mol NO(g)和1 mol CO(g)充入某恒容密闭容器中,发生上述反应,在不同压强下达到平衡。测得平衡时,选择性、NO转化率及CO转化率随压强变化的曲线如图2所示[如]。
①表示NO转化率随压强变化的曲线为_________(填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)。
②平衡压强为100 kPa时,容器内的平衡压强与初始压强之比为_________。
【答案】(1) ①. 637 ②. −379 ③. A
(2)BC (3) ①. c ②.
(4) ①. ⅰ ②. 31∶40
【解析】
【小问1详解】
①反应焓变等于断开反应物中的化学键所吸收的能量减去形成生成物中的化学键所放出的能量。按反应Ⅰ的化学计量数,需断开2 mol 键和2 mol 键,形成1 mol 键和4 mol 键,故,解得。
将反应Ⅱ与反应Ⅲ相加,消去两侧的,得到反应Ⅰ。根据盖斯定律,,故。
②反应Ⅰ的正反应放热,降低温度有利于平衡正向移动;其正反应使气体分子数减少,增大压强也有利于平衡正向移动。因此,有利于生成的条件为低温高压。故选A;
【小问2详解】
A.反应物和生成物均为气体,密闭容器内气体总质量始终为。容器体积不变,由可知,无论是否达到平衡,混合气体密度都不变,A错误;
B.混合气体平均摩尔质量为,气体总质量不变,而反应Ⅰ、Ⅱ均使气体总物质的量发生变化。根据物料关系,,因此平均摩尔质量并非反应过程中的恒定量。反应Ⅲ虽不直接改变气体总物质的量,但会改变反应Ⅰ、Ⅱ中的共同组分,若反应Ⅲ仍发生净变化,反应Ⅰ、Ⅱ也不能维持平衡。因此,平均摩尔质量持续不随时间变化可以表明体系达到平衡,B正确;
C.反应的平衡常数只随温度变化。由(1)可知,三个反应的正反应均放热,绝热条件下,反应进行会引起体系温度变化,平衡常数也随之变化。当平衡常数持续不随时间变化时,说明体系温度保持稳定,可表明体系达到平衡,C正确;
故选BC;
【小问3详解】
升高温度,正、逆反应速率常数均增大;因此,随着增大,、均减小,对应图中的两条负斜率直线c、d。平衡时正、逆反应速率相等,即,所以,进而有。
反应Ⅰ的正反应放热,降低温度时增大,即随着增大,增大。图中c的斜率大于d的斜率,故正反应对应c,逆反应对应d。在处,c、d的纵坐标分别为、,所以;
【小问4详解】
①两种反应物的初始物质的量均为1 mol,而,故NO转化率始终不小于CO转化率,两条转化率曲线不能在相交前后交换大小关系。图中ⅲ与ⅰ、ⅱ均相交,且交点前后的高低关系发生改变,因此ⅲ不能是两条转化率曲线之一,ⅲ表示选择性。ⅰ始终位于ⅱ上方,故ⅰ表示NO转化率,ⅱ表示CO转化率。
②平衡压强为100 kPa时,曲线ⅰ上的E点对应右侧转化率纵轴的90%,因此反应的NO为。反应Ⅰ、Ⅱ每消耗2 mol NO,气体总物质的量均减少1 mol;反应Ⅲ不改变气体总物质的量。因此,平衡时气体总物质的量为。初始状态与平衡状态的温度相同、容器体积相同,气体压强之比等于总物质的量之比,故,即所求比值为31∶40。
18. J是一种用于医学新药的主要成分,它的一种合成路线如图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:ⅰ.;
ⅱ.。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_________,F中含有官能团的名称为_________。
(2)的反应类型为_________;J中手性碳原子的数目为_________。
(3)分两步完成,写出第一步反应的化学方程式:_________。
(4)满足下列条件的I的同分异构体的结构简式为_________。
①只有苯环一个环状结构,苯环上连有两个对位取代基。
②能与碳酸氢钠溶液反应产生气体,且存在顺反异构。
(5)参照上述合成路线,以、为原料(无机试剂任选)制备(如图所示),其中M、N分别为_________、_________。
【答案】(1) ①. 邻氨基苯甲酸(或2-氨基苯甲酸) ②. 醛基、(酚)羟基
(2) ①. 取代反应 ②. 1
(3) (4)、
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】结合已知和D的结构简式逆推可知B的结构简式为,C的结构简式为,G的酯基发生碱性水解,然后酸化可以得到H,所以H的结构简式为,结合J和E的结构简式可知I的结构简式为。
【小问1详解】
B的结构简式为,化学名称为邻氨基苯甲酸或2-氨基苯甲酸;F中含有官能团的名称为醛基和(酚)羟基;
【小问2详解】
根据E、I、J的结构简式可知,的反应类型为取代反应;由J的结构简式可知,其中含有1个手性碳原子;
【小问3详解】
G→H发生碱性水解,化学方程式为;
【小问4详解】
I的结构简式为。同分异构体中能与碳酸氢钠溶液反应产生气体则一定有羧基,存在顺反异构,则一定有碳碳双键,苯环上连两个对位取代基,结构简式为、;
【小问5详解】
结合信息可知,以、为原料制备的合成路线为。
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2026年学科素养评价练习
化学(四)
本试卷共8页,18题。全卷满分100分,建议用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 V 51 Ni 59
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 文物是历史的见证者,下列历史文物的主要材质为有机高分子的是
A.玻璃器
B.白玉龟钮印章
C.云梦秦简
D.嵌烤花剑
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为19的硫原子:
B. 用电子式表示HBr的形成过程:
C. 顺-1,2-二苯基乙烯的结构简式
D. 三氯化磷分子的VSEPR模型:
3. 奎宁又名金鸡纳碱,是一种治疗和预防疟疾的药物,其结构简式如图所示。已知:吡啶环()和苯环性质相似,也具有芳香性。下列关于奎宁的说法错误的是
A. 可以发生消去反应
B. N原子的杂化方式相同
C. 1个该分子中含有4个手性碳原子
D. 1 mol奎宁最多与6 mol 发生加成反应
4. 下列物质性质的类比正确的是
A. 分子的极性:,则分子的极性:
B. 密度:水>冰,则密度:
C. 沸点:,则沸点:
D. 酸性:,则酸性:
5. 由下列实验装置和试剂能达到相应实验目的的是
A.测定化学反应速率
B.验证溴乙烷发生消去反应
C.用裂化汽油萃取碘水中的碘
D.实验室制发生装置
A. A B. B C. C D. D
6. 劳动创新美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用溶液刻蚀铜质电路板
金属性:
B
用酒精擦拭餐桌消毒
酒精能使蛋白质变性
C
用铁粉作脱氧剂保存零食
铁粉具有还原性
D
工业合成氨使用铁触媒作催化剂
催化剂能加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
7. W、T、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子序数和原子半径的关系如图所示。W与Z同主族,W是地壳中含量最多的元素,X是同周期简单离子半径最小的元素,Y原子的最外层电子数是内层电子数的一半。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. Z的一种氧化物是常用的氧化性漂白剂
C. 简单氢化物的热稳定性:
D. T、Z形成的化合物为共价化合物
8. 下列选项中由结构不能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
电子气在电场中定向移动
金属具有良好的导电性
B
冠醚在酸性条件下环上的电子密度降低
酸性条件下,可实现冠醚与金属离子的脱附
C
基态的价层电子排布式为
在水溶液中不稳定
D
钾与钠的原子结构不同
钾与钠焰色试验火焰的颜色不同
A. A B. B C. C D. D
9. 下列对于四组物质的性质比较相关原因解释正确的是
选项
性质比较
解释
A
氧化性:
金属活动顺序表中铁位于铜的前面
B
与金属钠反应速率:苯酚>乙醇
碳原子数越多,羟基越活泼
C
稳定性:
氮氮三键的键能大于氧氧键的键能
D
酸性:
Cl的非金属性比S的非金属性强
A. A B. B C. C D. D
10. 钛酸钡是一种强介电化合物材料,具有高介电常数和低介电损耗,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一、利用可以制备钛酸钡,实验流程如图所示。下列说法正确的是
A. 步骤①反应的化学方程式为
B. 溶液和溶液加入顺序可以互换
C. 步骤③中可以用NaOH溶液检验沉淀是否洗涤干净
D. 步骤④隔绝空气煅烧产生的两种气体物质的量之比为
11. 利用电化学原理可以同时处理含的无机废水和含有机物(以含乳酸为例)的有机废水,工作原理如图所示,电解最后得到浓盐酸。下列说法错误的是
A. 石墨电极1为阴极
B. 石墨电极2的电极反应式为
C. 膜1为阴离子交换膜
D. 理论上电路中每转移12 mol电子,石墨电极2区域质量减少132 g
12. 下列根据实验操作、现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向电石中加入饱和食盐水,产生的气体通入溴水中
溴水褪色
电石与水反应产生了乙炔
B
向盛有未知溶液的试管中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
溶液中有白色沉淀产生
该未知溶液中存在
C
向盛有CuS、ZnS的混合物的试管加入足量稀硫酸,不断振荡
溶液未出现蓝色、固体质量减少
溶度积:
D
向盛有淀粉溶液的试管中加入适量稀硫酸,水浴加热,冷却至室温后加入NaOH溶液调至碱性,再加入碘水
溶液未变蓝色
淀粉完全水解
A. A B. B C. C D. D
13. 化合物乙是合成氢化橙酮衍生物的中间体,可由如图所示转化制得。下列说法正确的是
A. 乙分子中所有碳原子一定共平面
B. 甲分子中含有两种含氧官能团
C. 可以用溴的四氯化碳溶液鉴别甲和乙
D. 甲的同分异构体中可以存在“”
14. 常温下,假设1 L水溶液中和初始物质的量浓度均为0.01 mol/L。平衡条件下,体系中全部四种含铬物种的物质的量分数随pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含铅物种的存在形式为、和;含铬物种的存在形式为、、、(不考虑重铬酸及其酸根离子)。常温下,,,的电离常数、。下列说法正确的是
A. ,
B. 甲线所示物种为
C. b = 6.5
D. pH由a变化到b的过程中,溶液中水的电离程度先增大后减小
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 二苄胺是无色至淡黄色油状液体,易溶于醇和醚,几乎不溶于水,使用时避免与氧化剂、酸性物质、酸性氯化物、酸酐接触。某学习小组用氯化苄()与苄胺()制取二苄胺(,),装置如图所示。
已知:相关物质的性质如下表所示:
氯化苄
苄胺
二苄胺
熔点、沸点180℃,具有刺激性气味,微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂
熔点、沸点185℃,与水、乙醇及乙醚混溶,有碱性,能吸收二氧化碳
熔点、沸点300℃,易溶于醇和醚,几乎不溶于水
白色结晶性粉末,具有较强的还原性
回答下列问题:
(1)的作用是__________,冷凝管的作用为_________。
(2)下列关于制备过程的说法正确的是_________(填选项字母)。
A. 微波反应器加热可改为水浴加热
B. 可用碱式滴定管量取氯化苄
C. a处的水温低于b处的水温
D. 冷却水的流向:b口进、a口出
(3)写出制取二苄胺的化学方程式:_________;的作用为_________(用化学方程式表示)。
(4)产物的分离提纯:将反应后的混合物过滤,向滤液中加入水,分液,将有机层进行后续处理,得到二苄胺。有机层的后续处理方法为_________。
(5)反应中苄胺的转化率为60.0%,二苄胺的选择性为95.0%,精制过程若无其他损失,则所得产品质量为_________g。
16. 五氧化二钒()是重要的催化剂,可用某钒矿石(含有、Fe、等)制备,工艺流程如图1所示:
已知:常温下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
8.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7(≥8.5溶解)
10.9
回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中位于_________区。
(2)写出“焙烧”步骤中生成的化学方程式:_________。
(3)“滤渣1”成分为和MgO,则“酸浸”时加入双氧水和盐酸目的为_________。
(4)“净化Ⅰ”步骤中,通过加入适量(来调节溶液的pH,以确保“滤渣2”主要成分为和。为了使、沉淀完全,溶液的pH值应控制在_________~6.3之间。常温下,_________(已知:。
(5)“煅烧”步骤除了生成外,还生成_________(填化学式)。
(6)一种镍钒合金的四方晶胞结构如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。图中位于体心的V原子分数坐标为,则A点原子的分数坐标为_________。阿伏加德罗常数的值为,该合金的密度_________(用含a、b、的代数式表示)。
17. NO能够引发光化学烟雾,是大气污染源之一,解决NO对环境和大气的危害可以通过氧化还原反应转化成。除去CO与NO两种大气污染物时发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅰ中各物质的化学键键能数据如下表所示:
化学键
N≡O
C≡O
N≡N
C=O
键能(kJ/mol)
b
1070
946
803
则b = _________;a = _________。
②为了使污染物转变成对大气友好的,反应Ⅰ适合的反应条件是_________(填选项字母)。
A.低温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.高温高压
(2)向某绝热恒容密闭容器中充入1 mol NO(g)和1 mol CO(g),发生上述反应。下列事实能表明体系达到平衡状态的是_________(填选项字母)。
A.混合气体密度不随时间变化
B.混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C.反应的平衡常数不随时间变化
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数,p为物质的分压)。图1(lg k表示速率常数的对数)所示a、b、c、d四条斜线中,能表示随变化关系的是斜线_________。时,反应Ⅰ的压强平衡常数_________(用代数式表示)。
(4)250℃时,将1 mol NO(g)和1 mol CO(g)充入某恒容密闭容器中,发生上述反应,在不同压强下达到平衡。测得平衡时,选择性、NO转化率及CO转化率随压强变化的曲线如图2所示[如]。
①表示NO转化率随压强变化的曲线为_________(填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)。
②平衡压强为100 kPa时,容器内的平衡压强与初始压强之比为_________。
18. J是一种用于医学新药的主要成分,它的一种合成路线如图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:ⅰ.;
ⅱ.。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_________,F中含有官能团的名称为_________。
(2)的反应类型为_________;J中手性碳原子的数目为_________。
(3)分两步完成,写出第一步反应的化学方程式:_________。
(4)满足下列条件的I的同分异构体的结构简式为_________。
①只有苯环一个环状结构,苯环上连有两个对位取代基。
②能与碳酸氢钠溶液反应产生气体,且存在顺反异构。
(5)参照上述合成路线,以、为原料(无机试剂任选)制备(如图所示),其中M、N分别为_________、_________。
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