内容正文:
高三化学试题卷
注意事项:
1.考试时间:75分钟,满分:100分,试题卷总页数:6页;
2.作答前,务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上;
3.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效;
4.需要填涂的地方,一律用2B铅笔涂满涂黑。需要书写的地方一律用0.5毫米黑色签字笔。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mg 24 Br 80 Zr 91
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意。)
1. 化学与生活密切相关,下列叙述不正确的是
A. 硅胶可以作袋装食品的干燥剂
B. “血液透析”利用了胶体的性质
C. 维生素C作为某些食物的抗氧化剂是由于其难以被氧化
D. 我国基本实现乡村公路村村通,生产水泥的主要原料是石灰石和黏土
【答案】C
【解析】
【详解】A.硅胶多孔、吸水能力强且无毒,可作袋装食品的干燥剂,表述正确,A正确;
B.血液属于胶体,不能透过半透膜,血液透析利用半透膜除去血液中的代谢废物,利用了胶体的渗析性质,表述正确,B正确;
C.维生素C作为抗氧化剂,是因为其具有强还原性,很容易被氧化,从而保护其他食物成分不被氧化,并非难以被氧化,表述错误,C错误;
D.工业生产水泥的主要原料是石灰石和黏土,表述正确,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子排布式:
B. 羟基的电子式:
C. 乙烯的空间填充模型:
D. 基态硅原子的轨道表示式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的原子序数为20,基态原子的电子排布式为,因此的电子排布式为,A正确;
B.羟基的氧原子最外层有6个电子,和氢原子形成1对共用电子对后,还剩余一个单电子,电子式书写正确,B正确;
C.乙烯分子为平面结构,且碳原子的原子半径大于氢原子,对应的空间填充模型符合要求,C正确;
D.的基态原子的电子排布式为,应为三条轨道,正确的轨道表示式为,D错误;
故选D。
3. 可用于制备(一元弱酸)。下列叙述正确的是
A. 含有三键 B. 只含有离子键
C. 的水溶液显酸性 D. 的空间构型为直线形
【答案】D
【解析】
【详解】A.等电子体定义:原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子,具有相似的化学键特征,空间结构相似,(叠氮根)和的价电子数均为16,原子总数均为3,故和是等电子体,内部存在离域大π键,不存在独立的氮氮三键,而是类似()这样的结构,A错误;
B.中,和之间是离子键,但内部的3个N原子之间存在共价键(由A项分析可知),因此既含离子键也含共价键,B错误;
C.题干明确说明是一元弱酸,因此是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解使溶液显碱性,而非酸性,C错误;
D.与属于等电子体,等电子体具有相似的空间结构,已知中心碳采取sp杂化,为直线形分子,因此中心氮也采取sp杂化,空间构型也为直线形,D正确;
故选D。
4. 下列离子反应方程式书写正确的是
A. 溴与冷的溶液反应:
B. 向次氯酸钙溶液中通入足量二氧化碳:
C. 高锰酸钾与浓盐酸制氯气的反应:
D. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴与冷的溶液反应环境为碱性环境,产物不可能出现,正确的离子方程式为,A错误;
B.由于碳酸的酸性强于,向次氯酸钙溶液中通入足量二氧化碳,生成和,离子方程式书写正确,B正确;
C.该离子方程式电荷未配平,正确的离子方程式为,C错误;
D.酸性条件下,会将氧化为,自身被还原为,不会生成,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
5. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
B. 二氧化硫具有漂白性,可以使溴水褪色
C. 苯酚具有弱酸性,可用于制作酚醛树脂
D. 乙醇易挥发,医用酒精可用于消毒杀菌
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾溶于水电离出的发生水解反应生成胶体,该胶体具有强吸附性,能吸附水中悬浮的杂质使之沉降,因此可用于净水,性质和用途存在对应关系,A符合题意;
B.使溴水褪色体现的是其还原性(和发生氧化还原反应),方程式为,和漂白性无关,性质与用途无对应关系,B不符合题意;
C.苯酚用于制酚醛树脂是因为苯酚能和甲醛发生缩聚反应,和其弱酸性没有对应关系,C不符合题意;
D.医用酒精消毒杀菌的原理是乙醇能使细菌蛋白质变性,和乙醇易挥发的性质没有对应关系,D不符合题意;
故选A。
6. 在和的混合物溶液中加入,恰好使溶液中的完全沉淀;若加入足量强碱并加热可得到氨气,则原溶液中的浓度(不考虑水解)为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由混合溶液中加入,恰好使溶液中的离子完全沉淀,则:,钡离子的物质的量为4.0mol,正好沉淀,说明硫酸根离子也是4.0mol,由加入足量强碱并加热可得到,则,说明有铵根离子为2.0mol,根据电中性原则,与铵根离子结合的硫酸根为1.0mol,则与硫酸铝结合的硫酸根为4.0mol-1.0mol=3.0mol,则铝离子的物质的量为2.0mol,所以铝离子浓度为,C正确;
故选C。
7. 下列实验仪器或装置的选择正确的是
用瓷坩埚加热熔化固体
蒸馏用冷凝管
除去中的
用量筒量取盐酸
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.瓷坩埚主要成分中含有,在高温下会和发生反应,会腐蚀坩埚,因此不能用瓷坩埚加热熔化固体,A错误;
B.蒸馏应采用直形冷凝管,球形冷凝管一般用于回流,蒸馏若使用球形冷凝管会导致液体残留,B错误;
C.极易溶于饱和溶液,而在饱和溶液中的溶解度较小,可以用于除去中的,同时采用长进短出的方式进行洗气,通气顺序正确,C正确;
D.量筒的精度为,无法实现量取盐酸的精度要求,D错误;
故选C。
8. 木黄酮是一种重要的有机染料,其结构如下图。下列关于木黄酮叙述不正确的是
A. 分子式为
B. 分子中存在4种官能团
C. 该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 该物质与足量溶液反应,最多可消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知该物质的分子式为,A正确;
B.根据结构简式可知,该物质官能团有酚羟基、醚键、碳碳双键和羰基,共4种,B正确;
C.溴水和酚羟基发生邻位和对位取代,该分子中3个酚羟基共有4个邻、对为空位可进行取代,同时碳碳双键也可以和溴水发生加成反应,因此该物质与足量溴水反应,最多可消耗,C正确;
D.该物质中只有酚羟基可以和溶液反应,该分子共有3个酚羟基,因此该物质与足量溶液反应,最多可消耗,D错误;
故选D。
9. 下列关于实验安全图标表示的意义不正确的是
A. 加热 B. 护目镜 C. 洗手 D. 锐器
【答案】A
【解析】
【详解】A.图标是热烫(高温警告),代表当心高温、热烫,防止烫伤,并不是“加热”的实验安全标识,表述错误,A错误;
B.图标为护目镜造型,代表实验需佩戴护目镜,表述正确,B正确;
C.图标为手在水龙头下,代表实验结束后需要洗手,表述正确,C正确;
D.图标为锐器,用于提醒当心尖锐物品扎伤或割伤,表述正确,D正确;
故选A。
10. 2025年6月我国新疆库拜盆地发现大型宇海锆石砂矿,锆()是重要的战略金属,可以从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值,点坐标为。下列叙述不正确的是
A. 原子的配位数为8 B. 点坐标为
C. 该氧化物的化学式为 D. 该氧化物的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.把立方晶胞切分成8个小立方体,由点坐标为可知Zr原子位于小立方体的体心,故周围等距离紧邻的O原子共有8个,因此Zr的配位数为8,A正确;
B.已知q点坐标为,结合晶胞的坐标轴取向,p点在x、y方向的位置,z方向的位置,因此p点坐标为,B正确;
C.用均摊法计算晶胞内原子数:O原子位于晶胞顶点、面心、棱心和体心,总数为;Zr原子全部位于晶胞内部,共4个,因此氧化物中Zr和O的个数比为,化学式为,而非,C错误;
D.晶胞参数的单位为pm,,因此晶胞体积;晶胞的质量为,密度,D正确;
故选C。
11. 已知某酸为三元弱酸。在浓度为的溶液中,下列叙述正确的是
A. 溶液中浓度最大的离子是
B.
C.
D. 第二步电离平衡常数表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaH2A是强电解质,在溶液中完全电离出Na+和H2A-,H2A-会发生微弱的电离和水解,因此浓度最大的离子是Na+,并非H2A-,A错误;
B.根据物料守恒,初始加入的0.1 mol/L NaH2A中,所有含A元素的粒子总浓度等于初始浓度,即,B正确;
C.该式为电荷守恒式,但遗漏了水电离出的,正确的电荷守恒应为,C错误;
D.的第二步电离是,对应的电离平衡常数表达式应为,选项给出的是其倒数,D错误;
故选B。
12. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,、同周期并相邻,基态原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素在焰色试验中颜色为黄色,W原子在同周期主族元素中原子半径最小,下列叙述正确的是
A. 是非极性分子 B. 简单氢化物的沸点:
C. W元素形成的单质具有漂白性 D. Y与Z形成的化合物只含离子键
【答案】B
【解析】
【分析】基态Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Y为O;X、Y同周期并相邻,原子序数X<Y,则X为N;Z元素在焰色试验中颜色为黄色,则Z为Na;W原子序数大于Na,W在同周期主族元素中原子半径最小,则W为Cl,据此分析解答。
【详解】A.为,分子空间结构为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B.X、Y的简单氢化物依次为、,二者分子间均存在氢键,常温下水为液态,氨气为气态,故沸点:,即,B正确;
C.W的单质为,本身没有漂白性,氯气与水反应生成的具有漂白性,C错误;
D.Y与Z形成的化合物为、,中既有离子键,又有非极性共价键,D错误;
故选B。
13. 某化学兴趣小组设计的微型储能电池原理如图所示。下列叙述不正确的是
A. 放电时负极质量增加
B. 储能过程中化学能转变为电能
C. 放电时上方通过质子交换膜移向下方
D. 充电总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为二次储能电池,放电时作原电池:电极为负极,发生氧化反应;多孔碳电极为正极,发生还原反应。充电时作电解池:电极为阴极,发生还原反应;多孔碳电极为阳极,发生氧化反应,据此分析解答。
【详解】A.放电时装置为原电池,负极失去电子,与结合生成,转化为,电极固体质量增加,A正确;
B.储能过程是充电过程,属于电解池,能量转化为电能转化为化学能,B错误;
C.放电时为原电池,阳离子向正极移动;上方为负极,下方多孔碳一侧为正极,向正极(下方)迁移,C正确;
D.充电时,阴极反应:,阳极反应:,两式相加得到充电总反应:,D正确;
故选B。
14. 三氯氢硅()和二氯二氢硅()都是生产半导体的重要原料。二者可以通过如下反应转化: 。其它条件相同时,在 和 时,的转化率随时间变化情况如图所示。下列叙述正确的是
A. 上述反应的
B. 图像中、两点的速率大小为
C. 增大反应体系压强一定可以缩短反应达到平衡的时间
D. 时,若的平衡转化率为,则反应平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】由温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短,可判断曲线a对应343 K、曲线b对应323 K;温度升高,平衡转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,,据此分析解答。
【详解】A.由图像可知,温度更高的343 K条件下,的平衡转化率比323 K时更大,根据平衡移动原理,升高温度平衡向吸热方向移动,说明正反应是吸热反应,即,A错误;
B.a点处于343 K,b点处于323 K;a、b两点转化率相同,反应物剩余浓度相等,温度越高反应速率越快,因此a点的正反应速率更大,即,B错误;
C.增大体系压强的方式如果是加入惰性气体,容器体积不变时各反应气体的浓度不发生改变,反应速率不会提升,无法缩短达到平衡的时间,C错误;
D.假设初始时的浓度为,根据平衡转化率22%,可列三段式: ,平衡常数,D正确;
故选D。
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 以工业废渣硼镁泥为原料制取的工艺流程如下图所示:
已知硼镁泥的主要成分如下表:
、
(不溶于稀酸)
30%~40%
20%~25%
5%~15%
2%~3%
1%~2%
1%~2%
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式是________。
(2)硼镁泥进行“酸解”时加入的酸是________(填写化学式,下同),“滤渣1”主要含有________。
(3)向“滤液1”中加入次氯酸钙的作用是____________,发生反应的离子方程式为________________。
(4)分离“滤渣3”应趁热过滤的原因是________________。
(5)“系列操作”包含____________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 、 、
(3) ①. 将氧化为,便于后续通过调节生成除去 ②.
(4)防止温度降低导致结晶析出,造成产率降低 (5)冷却结晶
【解析】
【分析】硼镁泥中主要含有、、、、、和 ,根据最终产物为可知,加入的酸为,酸解后,和 不溶于硫酸,和硫酸反应生成的微溶,因此滤渣1的主要成分为、 、;滤液中加入可以将氧化为,加入调节使和转化为和沉淀除去,滤渣2的主要成分为、;将滤液2加热浓缩后,趁热进行过滤得到溶液;再将溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到,由此解答;
【小问1详解】
铁的原子序数为26,基态铁原子的价层电子排布式为
【小问2详解】
由分析可知,加入的酸为;滤渣1的主要成分为、 、;
【小问3详解】
加入的作用是将氧化为,便于后续通过调节生成除去;在酸性条件下,将氧化为,自身被还原为,因此离子方程式为;
【小问4详解】
的溶解度随着温度降低会明显减小,若冷却后再过滤,会有大量的结晶析出进入滤渣造成产品损失,因此趁热过滤的原因是防止温度降低导致结晶析出,造成产率降低;
【小问5详解】
从已经加热浓缩后的热滤液中得到,需要冷却结晶后,再过滤、洗涤、干燥得到产物。
16. 无水极易潮解,可溶于醚、醇等极性有机溶剂,在有机合成中用途广泛,常用作路易斯酸催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水的装置如图,主要步骤如下:
步骤1:仪器中装入镁屑和足量无水乙醚;装置B中加入足量液溴。
步骤2:缓慢通入干燥的氮气。
步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4:室温下用苯溶解粗品,冷却至,析出晶体,过滤、洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至分解得 无水产品。
已知:①和反应剧烈且放出大量的热
②
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是______,实验中不能用干燥空气代替干燥,原因是______。
(2)该装置在设计上存在明显不足,改进方案是______。
(3)步骤2向装置B中缓慢通入氮气的目的是______。
(4)步骤3中,第一次过滤除去的物质是______。
(5)步骤4中洗涤晶体时使用______的______(填试剂名称),加热至使三乙醚合溴化镁分解,还有一个作用是______,无水的产率为______。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 干燥空气中的氧气会与镁屑反应生成氧化镁,消耗原料镁,干扰溴化镁的制备
(2)在装置A的冷凝管末端连接一个装有碱石灰的干燥管,既吸收尾气中未反应的溴蒸气防止污染空气,又阻挡外界水蒸气进入装置,避免无水潮解
(3)将装置B中挥发的溴蒸气缓慢吹入仪器A中,控制溴的通入速率,使镁与溴平缓反应,避免反应过于剧烈放出大量热引发危险
(4)未反应的镁屑 (5) ①. 0 ②. 苯 ③. 除去产物中残留的乙醚溶剂,同时避免无水接触水蒸气发生潮解 ④.
【解析】
【分析】本实验利用镁屑与液溴在三颈烧瓶中反应制备无水,化学性质活泼,易被氧气氧化;易挥发、有毒;极易潮解;镁与溴蒸气反应剧烈、放出大量热,缓慢通入氮气可以控制溴蒸气的通入量,从而控制反应速率,避免反应过于剧烈。实验装置中的球形冷凝管用于冷凝回流乙醚和溴蒸气,提高原料利用率;整套装置缺少尾气处理装置,需要在球形冷凝管上端连接装有碱石灰的球形干燥管。实验操作:先向三颈烧瓶内加入镁屑与无水乙醚,通入干燥氮气排尽装置内空气,再借助氮气将装置B中的溴蒸气平稳载入三颈烧瓶中;反应结束后过滤除去未反应的镁屑,滤液冷却析出三乙醚合溴化镁粗品,粗品经苯重结晶、低温过滤洗涤得到纯净的三乙醚合溴化镁,最后在条件下使其分解,得到无水,据此解答。
【小问1详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶;不能用干燥空气代替干燥的原因是:镁是活泼金属,干燥空气中的氧气会与镁屑发生反应生成,会消耗原料镁,同时干扰溴化镁的制备。
【小问2详解】
该实验体系中,液溴具有强挥发性和毒性,同时产物无水极易潮解,原装置没有尾气处理和防潮保护设计:一方面挥发的溴蒸气会污染空气,另一方面外界的水蒸气会进入反应体系导致产物潮解。因此改进方案是:在装置A的冷凝管顶端连接一个装有碱石灰(或无水氯化钙+碱石灰)的干燥吸收装置,既可以吸收未反应的溴蒸气防止污染空气,又可以阻挡外界空气中的水蒸气进入装置,避免无水潮解。
【小问3详解】
氮气作为载气,可以将装置B中挥发出来的溴蒸气平稳带入装置A中,同时控制溴的输入速率,避免和反应过于剧烈,因此目的是:将装置B中的溴蒸气缓慢吹入仪器A中,使溴与镁屑缓慢、充分反应,避免反应过于剧烈放出大量热带来安全隐患。
【小问4详解】
镁屑是固体反应物,反应后体系中生成的三乙醚合溴化镁可溶解在乙醚中,镁屑没有完全反应,难溶于乙醚,因此第一次过滤除去的是未参与反应的镁屑。
【小问5详解】
步骤4中洗涤晶体时,为了减少三乙醚合溴化镁的溶解损耗,使用0℃的苯,室温下用苯溶解粗品,低温下苯可以减少目标产物溶解,同时不会引入新的杂质;加热至160℃除了让三乙醚合溴化镁分解得到无水,还可以除去残留的乙醚溶剂,同时防止产物吸水潮解;计算产率:镁屑的物质的量为,根据Mg元素守恒,理论上生成无水的质量为,实际得到产品,因此产率为。
17. 我国碳达峰的目标是力争2030年前实现排放达到峰值,不再继续增长。因此,通过研发碳捕集技术降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于化石燃料及其它含碳化合物的燃烧。已知时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
(石墨,)
燃烧热()
-285.8
-393.5
-5518
则时和(石墨,)生成的热化学方程式为________。
(2)可以用溶液捕获。若所得溶液 ,则溶液_________(已知:时,的;);在密闭容器中,向含有催化剂的溶液中通入有生成,其离子方程式为________;其他条件不变,在相同时间内测得转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在~范围内,催化加氢的转化率迅速上升,其主要原因是________。
(3)高温下用捕集时发生反应:。在 时,将与 充入 的刚性容器中,反应平衡后水的物质的量分数为0.04,反应平衡常数K=______(保留两位有效数字)。
(4)某气态催化剂辅助的~电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能将转化成一种重要的化工原料。
已知电池的负极反应式为:,则正极的电极反应式为:________,若测得反应中有电子转移,则有________转化。
【答案】(1)9H2(g)+8C(石墨,s)=C8H18(l) ΔH=-202.2 kJ/mol
(2) ①. 10 ②. HCO+H2HCOO-+H2O ③. 升高温度,催化剂的活性增强,使反应速率加快,HCO的转化率增大
(3)0.013 (4) ①. 6CO2+6e-+2Al3+=Al2(C2O4)3 ②. 88
【解析】
【小问1详解】
由题意可得如下热化学方程式:①H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,②C(石墨,s) +O2(g)= CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,③C8H18(l) +O2(g)= 8CO2(g) + 9H2O(l)ΔH=-5518 kJ/mol,由盖斯定律可知,(反应①×9+反应②×8-反应③)得到反应:9H2(g)+8C(石墨,s)=C8H18(l) ,则反应的焓变为:ΔH=(-285.8 kJ/mol) ×9+ (-393.5 kJ/mol) ×8-(-5518 kJ/mol) =-202.2 kJ/mol,则生成C8H18(l)的热化学方程式为:9H2(g)+8C(石墨,s)=C8H18(l) ΔH=-202.2 kJ/mol;
【小问2详解】
由题意可知,碳酸的二级电离常数为:Ka2==5×10-11,则溶液中碳酸氢根离子浓度与碳酸根离子浓度为2:1时,溶液中氢离子浓度为:(5×10-11×2) mol/L=1×10-10 mol/L,则溶液的pH为10;由题意可知,在密闭容器中,向含有催化剂的碳酸氢钠溶液中通入氢气发生的反应为催化剂作用下溶液中的碳酸氢根离子与氢气反应生成甲酸根离子和水,反应的离子方程式为:HCO+H2HCOO-+H2O;由图可知,反应温度在40°C~58°C范围内,碳酸氢根离子催化加氢的转化率迅速上升的原因是升高温度,催化剂的活性增强,使反应速率加快,单位时间内消耗碳酸氢根离子的物质的量增大,导致碳酸氢根离子的转化率增大;
【小问3详解】
设610 K平衡时反应生成水蒸气的物质的量为x mol,由方程式可知,该反应是气体体积不变的反应,,由水蒸气的物质的量分数可得:=0.04,解得:x=0.01,由方程式可知,平衡时硫化氢、二氧化碳、COS的物质的量分别为:0.20 mol-0.01 mol=0.19 mol、0.05 mol-0.01 mol=0.04 mol、0.01 mol,则反应的平衡常数为:K=≈0.013;
【小问4详解】
由图可知,多孔碳电极是原电池的正极,铝离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成Al2(C2O4)3,电极反应式为:6CO2+6e-+2Al3+=Al2(C2O4)3,由电极反应式可知,反应中有2 mol电子转移时,转化的二氧化碳的质量为:2 mol×44 g/mol=88 g。
18. 化合物I是合成治疗心房颤动、心房扑动药物决奈达隆的一种中间体。通常可以通过以下方法合成:
(1)有机化合物A的名称为______,有机化合物C中官能团名称为________。
(2)B的结构简式为________,C→D的化学反应方程式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)同时满足下列条件的D的同分异构体有______种,写出其中一种同分异构体的结构简式___________。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应 ③分子中只有4种不同化学环境的氢
(5)已知:苯胺()易被氧化。请以邻硝基甲苯()和 为原料制备,写出制备的合成路线流程图________。(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)
【答案】(1) ①. 苯甲醚 ②. 醚键、氨基
(2) ①. ②. +(CH3CO)2O+CH3COOH
(3)消去反应 (4) ①. 3 ②. (或)
(5)
【解析】
【分析】A为苯甲醚,在浓硝酸、浓硫酸、加热条件下发生硝化反应;B在、条件下发生还原反应得到C,硝基还原为氨基,C中氨基与醚键处于对位,由此反推B的结构简式为;C与乙酸酐在加热条件下发生取代反应,氨基上的氢原子被乙酰基取代,对氨基进行保护,生成D;D与化合物在作用下生成E;E在作用下发生分子内环化反应生成F;F经还原,羰基转化为醇羟基得到G;G在对甲基苯磺酸、加热条件下,醇羟基与邻位氢发生分子内脱水,发生消去反应生成H;H在、加热条件下酰胺基发生水解,脱去乙酰基得到氨基,最终得到I,据此解答。
【小问1详解】
化合物A的结构是苯环上连接1个,对应的有机物名称为苯甲醚;化合物C的结构简式中,苯环上连有和,对应的官能团名称为醚键、氨基。
【小问2详解】
由C反推B的结构,C中的氨基由B中的硝基还原得到,C中氨基与醚键处于对位,因此B中硝基与醚键处于对位,B的结构简式为:。是C和乙酸酐发生取代反应,氨基上的氢原子被乙酰基取代,生成D和乙酸,反应方程式为:+(CH3CO)2O+CH3COOH。
【小问3详解】
G→H的过程中,G的结构简式中含有羟基,在对甲基苯磺酸加热的条件下,羟基和邻位的氢原子发生分子内脱水,形成碳碳双键,该反应类型为消去反应(或消除反应)。
【小问4详解】
D的一种同分异构体:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应,说明水解可生成酚羟基,应含有结构;③分子中只有4种不同化学环境的氢,应为对称结构,符合条件的同分异构体共有3种,结构简式依次为:、、;则其中一种同分异构体的结构简式为:(或)。
【小问5详解】
根据题干信息可知,苯胺中的氨基易被氧化,因此合成时需要先氧化甲基,再还原硝基得到氨基,最后发生酰化反应。邻硝基甲苯在酸性高锰酸钾、加热条件下甲基被氧化为羧基,生成邻硝基苯甲酸;邻硝基苯甲酸在条件下硝基还原为氨基,得到邻氨基苯甲酸;邻氨基苯甲酸与乙酸酐在加热条件下发生取代反应,得到目标产物,则合成路线流程为:。
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高三化学试题卷
注意事项:
1.考试时间:75分钟,满分:100分,试题卷总页数:6页;
2.作答前,务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上;
3.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效;
4.需要填涂的地方,一律用2B铅笔涂满涂黑。需要书写的地方一律用0.5毫米黑色签字笔。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mg 24 Br 80 Zr 91
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意。)
1. 化学与生活密切相关,下列叙述不正确的是
A. 硅胶可以作袋装食品的干燥剂
B. “血液透析”利用了胶体的性质
C. 维生素C作为某些食物的抗氧化剂是由于其难以被氧化
D. 我国基本实现乡村公路村村通,生产水泥的主要原料是石灰石和黏土
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子排布式:
B. 羟基的电子式:
C. 乙烯的空间填充模型:
D. 基态硅原子的轨道表示式:
3. 可用于制备(一元弱酸)。下列叙述正确的是
A. 含有三键 B. 只含有离子键
C. 的水溶液显酸性 D. 的空间构型为直线形
4. 下列离子反应方程式书写正确的是
A. 溴与冷的溶液反应:
B. 向次氯酸钙溶液中通入足量二氧化碳:
C. 高锰酸钾与浓盐酸制氯气的反应:
D. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
5. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
B. 二氧化硫具有漂白性,可以使溴水褪色
C. 苯酚具有弱酸性,可用于制作酚醛树脂
D. 乙醇易挥发,医用酒精可用于消毒杀菌
6. 在和的混合物溶液中加入,恰好使溶液中的完全沉淀;若加入足量强碱并加热可得到氨气,则原溶液中的浓度(不考虑水解)为
A. B. C. D.
7. 下列实验仪器或装置的选择正确的是
用瓷坩埚加热熔化固体
蒸馏用冷凝管
除去中的
用量筒量取盐酸
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
8. 木黄酮是一种重要的有机染料,其结构如下图。下列关于木黄酮叙述不正确的是
A. 分子式为
B. 分子中存在4种官能团
C. 该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 该物质与足量溶液反应,最多可消耗
9. 下列关于实验安全图标表示的意义不正确的是
A. 加热 B. 护目镜 C. 洗手 D. 锐器
10. 2025年6月我国新疆库拜盆地发现大型宇海锆石砂矿,锆()是重要的战略金属,可以从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值,点坐标为。下列叙述不正确的是
A. 原子的配位数为8 B. 点坐标为
C. 该氧化物的化学式为 D. 该氧化物的密度为
11. 已知某酸为三元弱酸。在浓度为的溶液中,下列叙述正确的是
A. 溶液中浓度最大的离子是
B.
C.
D. 第二步电离平衡常数表达式为
12. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,、同周期并相邻,基态原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素在焰色试验中颜色为黄色,W原子在同周期主族元素中原子半径最小,下列叙述正确的是
A. 是非极性分子 B. 简单氢化物的沸点:
C. W元素形成的单质具有漂白性 D. Y与Z形成的化合物只含离子键
13. 某化学兴趣小组设计的微型储能电池原理如图所示。下列叙述不正确的是
A. 放电时负极质量增加
B. 储能过程中化学能转变为电能
C. 放电时上方通过质子交换膜移向下方
D. 充电总反应:
14. 三氯氢硅()和二氯二氢硅()都是生产半导体的重要原料。二者可以通过如下反应转化: 。其它条件相同时,在 和 时,的转化率随时间变化情况如图所示。下列叙述正确的是
A. 上述反应的
B. 图像中、两点的速率大小为
C. 增大反应体系压强一定可以缩短反应达到平衡的时间
D. 时,若的平衡转化率为,则反应平衡常数
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 以工业废渣硼镁泥为原料制取的工艺流程如下图所示:
已知硼镁泥的主要成分如下表:
、
(不溶于稀酸)
30%~40%
20%~25%
5%~15%
2%~3%
1%~2%
1%~2%
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式是________。
(2)硼镁泥进行“酸解”时加入的酸是________(填写化学式,下同),“滤渣1”主要含有________。
(3)向“滤液1”中加入次氯酸钙的作用是____________,发生反应的离子方程式为________________。
(4)分离“滤渣3”应趁热过滤的原因是________________。
(5)“系列操作”包含____________、过滤、洗涤、干燥。
16. 无水极易潮解,可溶于醚、醇等极性有机溶剂,在有机合成中用途广泛,常用作路易斯酸催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水的装置如图,主要步骤如下:
步骤1:仪器中装入镁屑和足量无水乙醚;装置B中加入足量液溴。
步骤2:缓慢通入干燥的氮气。
步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4:室温下用苯溶解粗品,冷却至,析出晶体,过滤、洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至分解得 无水产品。
已知:①和反应剧烈且放出大量的热
②
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是______,实验中不能用干燥空气代替干燥,原因是______。
(2)该装置在设计上存在明显不足,改进方案是______。
(3)步骤2向装置B中缓慢通入氮气的目的是______。
(4)步骤3中,第一次过滤除去的物质是______。
(5)步骤4中洗涤晶体时使用______的______(填试剂名称),加热至使三乙醚合溴化镁分解,还有一个作用是______,无水的产率为______。
17. 我国碳达峰的目标是力争2030年前实现排放达到峰值,不再继续增长。因此,通过研发碳捕集技术降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于化石燃料及其它含碳化合物的燃烧。已知时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
(石墨,)
燃烧热()
-285.8
-393.5
-5518
则时和(石墨,)生成的热化学方程式为________。
(2)可以用溶液捕获。若所得溶液 ,则溶液_________(已知:时,的;);在密闭容器中,向含有催化剂的溶液中通入有生成,其离子方程式为________;其他条件不变,在相同时间内测得转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在~范围内,催化加氢的转化率迅速上升,其主要原因是________。
(3)高温下用捕集时发生反应:。在 时,将与 充入 的刚性容器中,反应平衡后水的物质的量分数为0.04,反应平衡常数K=______(保留两位有效数字)。
(4)某气态催化剂辅助的~电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能将转化成一种重要的化工原料。
已知电池的负极反应式为:,则正极的电极反应式为:________,若测得反应中有电子转移,则有________转化。
18. 化合物I是合成治疗心房颤动、心房扑动药物决奈达隆的一种中间体。通常可以通过以下方法合成:
(1)有机化合物A的名称为______,有机化合物C中官能团名称为________。
(2)B的结构简式为________,C→D的化学反应方程式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)同时满足下列条件的D的同分异构体有______种,写出其中一种同分异构体的结构简式___________。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应 ③分子中只有4种不同化学环境的氢
(5)已知:苯胺()易被氧化。请以邻硝基甲苯()和 为原料制备,写出制备的合成路线流程图________。(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)
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