内容正文:
绝密★考试结束前
浙江省新阵地教育联盟2027届高三第一次学情诊断
化学试题卷
考生须知:
1.本卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 I-127
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 聚酯纤维属于
A. 高分子材料 B. 天然纤维 C. 无机非金属材料 D. 配合物
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 新戊烷的系统法命名:3-甲基丁烷
C. 基态原子的价层电子的电子排布图:
D. 2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的结构简式:
3. 是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A. 是一种离子化合物,属于强电解质
B. 具有还原性,可使溴水褪色
C. 可由气体与纯碱溶液反应制得
D. 溶液呈中性
4. 茶叶中富含钾、钙、镁、磷、硫等元素。依据元素周期律,下列说法不正确的是
A. 离子半径: B. 碱性:
C. 第一电离能: D. 热稳定性:
5. 三元催化剂可促进汽车尾气发生反应:,下列说法中正确的是
A. 汽车尾气中能全部转化为 B. 是氧化产物
C. 三元催化剂可提高反应平衡转化率 D. 该反应是吸热反应
6. 下列有关物质的结构与性质的说法不正确的是
A. 结构与金刚石结构相似,可用作制造耐高温陶瓷
B. 铝合金表面有致密的薄膜,能有效防止酸碱的腐蚀
C. 离子液体存在离子键,具有难挥发的优点
D. 网状结构的酚醛树脂受热不能软化,具有热固性
7. 下列教材相关实验的说法不正确的是
A. 在进行中和热测定时,需迅速混合酸碱溶液,防止热量散发
B. 培养明矾晶体时,采用自然冷却结晶有利于得到明矾大晶体
C. 稀溶液中加入几滴鸡蛋清溶液,振荡出现白色浑浊,蛋白质发生盐析
D. 向溶液中滴入2滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈无色且会析出少量淡黄色沉淀
8. 下列方程式不正确的是
A. 溶液与溶液混合:
B. 在过量空气中发生催化氧化:
C. 与冷的石灰乳反应制备漂白粉:
D. 环氧乙烷与反应转化为乙二醇:
9. 肉桂醛是一种食用香料,用途广泛。工业上可通过苯甲醛和乙醛反应进行制备:
(肉桂醛)
下列有关说法不正确的是
A. 肉桂醛能发生银镜反应
B. 制备过程中会生成副产物
C. 苯甲醛能与水分子产生分子间氢键(),易溶于水
D. 苯甲醛和肉桂醛与酸性高锰酸钾溶液反应均有苯甲酸生成
10. 下列说法正确的是
A.用于配制的溶液
B.探究铜与浓硫酸反应有生成
C.检验1-溴丙烷与的乙醇溶液共热产生丙烯
D.比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
A. A B. B C. C D. D
11. 硫元素可形成多种化合物。、二硫化氢()均有弱酸性,的燃烧热为。硫化物可以除去废水中的重金属离子。可以除去漂白液中的余氯(),也可以与反应生成氧化性较弱的。下列有关说法正确的是
A. 沸点高于,是因为可形成分子间氢键
B. 燃烧的热化学方程式:
C. 与水中余氯反应,被氧化为
D. 从物质结构的角度分析,的结构可能如图所示:
12. 工业火法冶炼得到的粗铜(主要杂质、、、、)通常采用电解精炼方式提纯,电解时电压一般控制在,该工艺可将铜的纯度提高至99.99%,实验室模拟装置图如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 阳极上主要发生反应:
B. 加入的溶液,可增强溶液导电性,同时抑制水解
C. 电解精炼过程中条件控制不当,阴极可能会析出、
D. 为加快精炼速率,可大幅提高电解电压,增大单位时间内铜的析出量
13. 卤键可表示为(其中D是电子的供体,D中含有孤电子对或电子;是电子的受体,其中是卤族元素,是、、卤族元素等),噻吩(结构如下图)是平面结构,分子中含有类似苯的大键,噻吩与ClF可通过卤键自组装形成如图两种稳定结构。下列说法错误的是
A. 噻吩中硫原子的价层电子对为4,杂化方式为
B. ClF中的原子带正电与噻吩形成卤键
C. 噻吩中大键的供电子能力强于
D. 加压或降温ClF可形成分子晶体
14. 乙酸与乙醇在酸催化条件下发生酯化反应的机理如下图所示,已知第(2)步是决速反应。下列说法不正确的是
A. 第(1)步质子化乙酸羰基,降低羰基碳原子电子云密度,利于后续与乙醇发生反应
B. 反应过程中羰基碳原子的杂化方式发生变化
C. 用和反应或和反应均可探究酯化反应断键规律
D. 若将乙醇换为叔丁醇[],受空间位阻影响,按此机理反应速率会减慢
15. 电镀铜工业废水含,生产中采用水解中和法处理。常温下,水溶液中含铜微粒、、、、的分布系数随的变化关系如图所示。
已知:,。
下列说法不正确的是
A. 曲线5代表的含铜微粒是
B. 曲线3和5的交叉点对应溶液的
C. 的平衡常数
D. 向溶液中逐滴滴入溶液至过量,先出现沉淀,后沉淀溶解
16. 葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
(葡萄糖)(葡萄糖酸)
(葡萄糖酸)(葡萄糖酸钙)
相关物质的溶解性见下表:
物质名称
葡萄糖酸钙
葡萄糖酸
溴化钙
水中的溶解性
可溶于冷水
易溶于热水
可溶
易溶
乙醇中的溶解性
微溶
微溶
可溶
实验流程如下:
溶液悬浊液
下列说法不正确的是
A. 过程①控制主要保证一定的氧化速率,同时防止溴的挥发
B. 过程②可用或替代
C. 过程④加入乙醇,减小溶剂极性,促进葡糖酸钙析出
D. 过程⑤过滤前需将固液混合物提前静置片刻,让大颗粒固体自然沉降
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 含氟化合物应用广泛。
请回答下列问题:
(1)某含氟、铁、铯三种元素组成的化合物在电化学方面有良好的应用前景。其阴离子的结构和盐的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为________。
②化合物中Fe元素的化合价________。
③该晶体中,桥连F原子的作用是连接2个Fe,端基F仅连接1个Fe,则该晶体中桥联F与端基F的个数比为________。
(2)HF是一种有特殊性质的氢化物。
①HF的稀溶液表现为弱酸性、HF的浓溶液显强酸性,原因__________________。
②液态HF中加入可以部分解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:__________________。
(3)二氟氧铵阳离子,化学式,是一种高能、强氧化性的氮氧氟阳离子。
制备方法:以三氟氧化氮()为前体,无水HF作溶剂,脱去的一个F并生成盐:。
①该反应不能使用玻璃材质的容器,原因是__________;
②写出的结构式:__________;
③氧化性:________(填“大于”或“小于”),原因__________。
18. 乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过多种工业路线合成。
Ⅰ.利用煤化工合成气(和)直接合成法:
(1)该反应的________0(填“>”、“<”)。下图中能表示直接合成法反应的与温度()关系的是________。
A.① B.② C.③ D.④
(2)按化学计量比进料,固定平衡转化率,探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图所示:
已知:反应,,为各组分的物质的量分数。
下列有关说法不正确的是________。
A. 曲线代表的是
B. M、N、D三点对应的:
C. D点对应平衡体系中其
D. 升高温度同时增大压强,该反应平衡可能不移动
Ⅱ.间接合成法:用合成气和制备草酸二甲酯(,)经过乙醇酸甲酯(,)合成乙二醇(),具体反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
恒压、初始投料比一定、固定流速条件下,发生上述反应,出口处检测到的实际转化率及、、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示:
已知:某物质的选择性
(3)①已知曲线Ⅱ表示EG的选择性,则曲线________(填图中标号,下同)表示的转化率。
②,出口处的值为________。
(4)控制温度在左右的选择性最高,请说明温度过高选择性下降的原因________。
Ⅲ.电化学还原法
(5)在电解质溶液中,以为原料,在铜基催化剂上可电催化还原生成乙二醇。
①写出在酸性介质中生成乙二醇的电极反应式:____________________________。
②研究表明,铜基催化剂上电催化还原形成两个碳产物主要为乙烯、乙醇,乙二醇的产率极低,试用碰撞理论解释其原因____________________________。
19. 磷酸锌[,相对式量为385]是防锈颜料、牙科黏固粉、磷化处理剂。实验室采用“氨—碳酸铵浸取法”制备,流程如下:
已知:①磷酸锌是一种白色固体,其溶解度随温度升高而减小,以上开始分解;
②,,。
(1)仪器B的名称________。
(2)碳酸铵溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(3)制备时,通常在条件下进行,不采用更高温度的原因是________。
(4)制备磷酸锌:三颈烧瓶中装入溶液,分批加入稍过量的溶液,搅拌,维持、回流。反应装置中处试剂的作用是吸收氨气,则可选择________。
A. 无水 B. 碱石灰 C. 五氧化二磷 D. 浓硫酸
(5)一系列操作包括:趁热过滤、洗涤、脱水干燥。下列有关说法正确的是________。
A. “趁热过滤”主要为防止温度下降磷酸锌晶体析出,造成产率下降
B. “趁热过滤”可采用如图装置进行,布氏漏斗可用热水预热
C. “洗涤”磷酸锌晶体时应选用热水
D. 为加快干燥脱水速度,可在烘箱中进行干燥脱水
(6)测定产品的纯度:称取产品,加入浓酸,用容量瓶定容,移取试液于锥形瓶中,加入2滴二甲酚橙指示剂,用滴定,滴定三次,平均消耗。
已知:滴定反应中与以物质的量比反应,则产品的纯度是________(精确到)。
20. 是一种受体拮抗剂中间体,某研究小组通过如下流程制备化合物(部分流程及反应条件已省略):
已知:
①试剂a的分子式为:,其氢核磁共振只有一种氢,且无环状结构;
②试剂b的结构为:;
③PCC氧化法:可将伯/仲醇羟基氧化为醛/酮,氨基不被氧化。
(1)B中的官能团名称:________。
(2)试剂a的结构简式为:________。
(3)写出F→G的化学方程式________。
(4)下列选项不正确的是________。
A. A的碱性比E的强
B. 条件Ⅰ可用水溶液,也可选用过量盐酸
C. 作用是保护,防止其在硝化时被氧化
D. 是转化为时的催化剂,仅起到加快反应速率的作用
(5)含1个杂化的碳原子,分两步反应,且每步反应有同一产物生成,其中间产物的分子式为,写出的结构简式________。
(6)(Y)是重要的化工中间体。以苯甲醇和试剂a为有机原料,设计化合物Y的合成路线________(用流程图表示,无机试剂任选)。
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绝密★考试结束前
浙江省新阵地教育联盟2027届高三第一次学情诊断
化学试题卷
考生须知:
1.本卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 I-127
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 聚酯纤维属于
A. 高分子材料 B. 天然纤维 C. 无机非金属材料 D. 配合物
【答案】A
【解析】
【详解】聚酯纤维俗称涤纶,是由有机二元酸和二元醇经缩聚反应人工合成得到的有机高分子化合物,属于合成高分子材料。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 新戊烷的系统法命名:3-甲基丁烷
C. 基态原子的价层电子的电子排布图:
D. 2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.为离子化合物,电子式需标注阴阳离子电荷与阴离子的方括号,正确电子式为,选项中电子式书写不符合离子化合物规则,A错误;
B.新戊烷的结构为,最长碳链含3个碳原子,系统命名为2,2-二甲基丙烷,B错误;
C.基态原子的价层电子排布为,轨道容纳2个自旋相反的电子,轨道的2个电子分占不同简并轨道且自旋平行,符合泡利不相容原理与洪特规则,排布图书写正确,C正确;
D.硝基与苯环连接时为原子与苯环碳原子成键,2,4,6-三硝基甲苯的结构简式中硝基应写为与苯环相连,选项中硝基连接方式错误,D错误;
故选C。
3. 是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A. 是一种离子化合物,属于强电解质
B. 具有还原性,可使溴水褪色
C. 可由气体与纯碱溶液反应制得
D. 溶液呈中性
【答案】D
【解析】
【详解】A.由和通过离子键构成,属于离子化合物,在水溶液中可以完全电离,符合强电解质的定义,A正确;
B.中S元素为+4价,处于S的中间价态,具有还原性,可以和溴水发生氧化还原反应:,消耗溴单质使溴水褪色,B正确;
C.少量通入过量纯碱溶液中,发生反应,可以制得,C正确;
D.中的弱酸根会在水溶液中发生水解:,使溶液中,溶液呈碱性,D错误;
故选D。
4. 茶叶中富含钾、钙、镁、磷、硫等元素。依据元素周期律,下列说法不正确的是
A. 离子半径: B. 碱性:
C. 第一电离能: D. 热稳定性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.和的核外电子层结构完全相同(均为18电子构型),对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引作用越强,离子半径越小。的核电荷数为20,的核电荷数为16,因此离子半径应为,A错误;
B.元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强。同周期主族元素从左到右金属性递减,金属性,因此碱性,B正确;
C.第一电离能的递变规律为:同周期主族元素从左到右总体呈增大趋势,且的3p轨道为半充满的稳定结构,其第一电离能大于同周期相邻的;而为活泼碱金属,最外层仅1个电子,极易失去,第一电离能远小于非金属元素,因此第一电离能,C正确;
D.元素非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强。同周期主族元素从左到右非金属性递增,非金属性,因此热稳定性,D正确;
故选A。
5. 三元催化剂可促进汽车尾气发生反应:,下列说法中正确的是
A. 汽车尾气中能全部转化为 B. 是氧化产物
C. 三元催化剂可提高反应平衡转化率 D. 该反应是吸热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是可逆反应,可逆反应的反应物不可能完全转化为生成物,因此NO不能全部转化为N2,A错误;
B.反应中CO里C元素的化合价为+2价,反应后生成的CO2中C元素为+4价,C元素化合价升高、发生氧化反应,因此CO2是氧化产物,B正确;
C.催化剂只能通过降低反应活化能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,不会改变平衡状态,因此不能提高反应物的平衡转化率,C错误;
D.汽车尾气的该净化反应能自发进行,且典型的尾气催化转化反应为放热反应,并非吸热反应,D错误;
故选B。
6. 下列有关物质的结构与性质的说法不正确的是
A. 结构与金刚石结构相似,可用作制造耐高温陶瓷
B. 铝合金表面有致密的薄膜,能有效防止酸碱的腐蚀
C. 离子液体存在离子键,具有难挥发的优点
D. 网状结构的酚醛树脂受热不能软化,具有热固性
【答案】B
【解析】
【详解】A.SiC和金刚石都是原子晶体,结构相似,熔点高、硬度大,可制作耐高温陶瓷,A正确;
B.是两性氧化物,既能和酸反应,又能和强碱反应,所以不能防止酸碱腐蚀,B错误;
C.离子液体由和构成,存在离子键,离子化合物一般难挥发,C正确;
D.网状(体型)结构的酚醛树脂属于热固性塑料,受热不熔化、不能软化,D正确;
故答案选B。
7. 下列教材相关实验的说法不正确的是
A. 在进行中和热测定时,需迅速混合酸碱溶液,防止热量散发
B. 培养明矾晶体时,采用自然冷却结晶有利于得到明矾大晶体
C. 稀溶液中加入几滴鸡蛋清溶液,振荡出现白色浑浊,蛋白质发生盐析
D. 向溶液中滴入2滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈无色且会析出少量淡黄色沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定中和热时,酸碱溶液迅速混合可缩短操作时间,减少反应过程中向外界散失的热量,使测得的温度变化更接近实际值,A正确;
B.明矾的溶解度随温度降低而减小,采用自然冷却结晶时,降温较缓慢,明矾能够逐渐析出并使晶体充分生长,有利于得到大晶体,B正确;
C.蛋白质的盐析需要较高的无机盐浓度,少量无机盐反而能增大蛋白质在水中的溶解度。在稀溶液中加入几滴鸡蛋清溶液,不能使蛋白质因盐析而出现白色浑浊,C错误;
D.中的具有还原性,少量酸性高锰酸钾溶液中的被还原为,被氧化为硫单质,因此,滴入的高锰酸钾溶液褪色,溶液呈无色,并析出少量淡黄色硫沉淀,D正确;
故选C。
8. 下列方程式不正确的是
A. 溶液与溶液混合:
B. 在过量空气中发生催化氧化:
C. 与冷的石灰乳反应制备漂白粉:
D. 环氧乙烷与反应转化为乙二醇:
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸氢根与氢氧根反应生成碳酸根和水,该离子方程式符合反应事实,A正确;
B.NH3在过量空气、催化加热条件下的主反应是生成NO,而非NO2,正确反应为,B错误;
C.冷的石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,是工业制漂白粉的反应,C正确;
D.环氧乙烷的三元环在加热加压条件下和水发生加成反应,开环生成乙二醇,D正确;
故选B。
9. 肉桂醛是一种食用香料,用途广泛。工业上可通过苯甲醛和乙醛反应进行制备:
(肉桂醛)
下列有关说法不正确的是
A. 肉桂醛能发生银镜反应
B. 制备过程中会生成副产物
C. 苯甲醛能与水分子产生分子间氢键(),易溶于水
D. 苯甲醛和肉桂醛与酸性高锰酸钾溶液反应均有苯甲酸生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.肉桂醛结构含-CHO(醛基),醛基可以发生银镜反应,A正确;
B.该反应是羟醛缩合:乙醛自身也可以发生缩合,CH3CHO分子之间反应:,所以会生成CH3CH=CHCHO副产物,B正确;
C.苯甲醛分子里醛基的O原子,可以和水分子的O-H形成分子间氢键;但是苯甲醛有大的疏水苯环,苯甲醛微溶于水,不是易溶于水,C错误;
D.苯甲醛C6H5-CHO:醛基被酸性KMnO4氧化为羧基,得到苯甲酸。肉桂醛C6H5-CH=CH-CHO:醛基、碳碳双键都能被酸性高锰酸钾氧化,苯环侧链最终被氧化成羧基,生成苯甲酸,D正确;
故选C。
10. 下列说法正确的是
A.用于配制的溶液
B.探究铜与浓硫酸反应有生成
C.检验1-溴丙烷与的乙醇溶液共热产生丙烯
D.比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.5%是质量分数,配制5%的不需要容量瓶,用烧杯、量筒和玻璃棒,A错误;
B.铜与浓硫酸在试管中反应,浸有碱液的棉团用于吸收二氧化硫气体,品红用于检验二氧化硫,B正确;
C.乙醇具有挥发性,会与丙烯同时进入酸性高锰酸钾溶液中,两物质都能使酸性高锰酸钾褪色,C错误;
D.乙酸具有挥发性,锥形瓶中产生气泡证明酸性:乙酸大于碳酸,乙酸与二氧化碳同时进入试管,均能使苯酚钠生成苯酚,D错误;
故选B。
11. 硫元素可形成多种化合物。、二硫化氢()均有弱酸性,的燃烧热为。硫化物可以除去废水中的重金属离子。可以除去漂白液中的余氯(),也可以与反应生成氧化性较弱的。下列有关说法正确的是
A. 沸点高于,是因为可形成分子间氢键
B. 燃烧的热化学方程式:
C. 与水中余氯反应,被氧化为
D. 从物质结构的角度分析,的结构可能如图所示:
【答案】D
【解析】
【详解】A.和分子中的电负性都不够大,均无法形成分子间氢键。沸点更高是因为其相对分子质量更大,分子间范德华力更强,A错误;
B.燃烧热的定义是纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,完全燃烧的稳定产物中应为液态,该选项热化学方程式中为气态,不符合燃烧热的要求,B错误;
C.漂白液中的是强氧化剂,会将中的氧化到更高价态,不可能生成氧化性较弱的(亚硫酸根还具有较强还原性,会继续被氧化),实际反应中会被氧化为硫酸根,C错误;
D.根据题干信息,和反应生成,硫代硫酸根的结构为一个中心连3个和1个,两个硫代硫酸根脱去2个电子后通过键连接,其结构可能为,符合成键规律,D正确;
故选D。
12. 工业火法冶炼得到的粗铜(主要杂质、、、、)通常采用电解精炼方式提纯,电解时电压一般控制在,该工艺可将铜的纯度提高至99.99%,实验室模拟装置图如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 阳极上主要发生反应:
B. 加入的溶液,可增强溶液导电性,同时抑制水解
C. 电解精炼过程中条件控制不当,阴极可能会析出、
D. 为加快精炼速率,可大幅提高电解电压,增大单位时间内铜的析出量
【答案】D
【解析】
【分析】电解精炼铜时,粗铜为阳极,阳极上金属失电子变成离子进入溶液,比金属铜活泼的金属Zn、Fe、Ni会先于Cu失电子,比Cu活泼性差的Au、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥。故阳极的电极反应顺序为:Zn-2e-= Zn2+、Fe-2e-= Fe2+、Ni-2e-= Ni2+、Cu-2e-= Cu2+(主);精铜为阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu。
【详解】A.粗铜电解时,阳极的Zn、Fe等比Cu活泼的杂质会优先放电,但粗铜中Cu的占比远高于杂质,因此阳极的主要反应是,A正确;
B.是强电解质,在溶液中完全电离可增强离子浓度,提升溶液导电性;同时会发生水解,硫酸电离出的可增大溶液中浓度,抑制水解,B正确;
C.若电解条件控制不当、电压过高,阴极的得电子顺序不再仅由主导:当溶液中浓度大幅降低时,、也可能在阴极获得电子,析出和Ni,C正确;
D.若大幅提高电解电压,会导致阳极的Ag、Au等原本不放电的杂质也可能发生反应,同时阴极会提前析出Ni、等杂质,无法得到高纯度的精铜,违背电解精炼的目的,D错误;
故选D。
13. 卤键可表示为(其中D是电子的供体,D中含有孤电子对或电子;是电子的受体,其中是卤族元素,是、、卤族元素等),噻吩(结构如下图)是平面结构,分子中含有类似苯的大键,噻吩与ClF可通过卤键自组装形成如图两种稳定结构。下列说法错误的是
A. 噻吩中硫原子的价层电子对为4,杂化方式为
B. ClF中的原子带正电与噻吩形成卤键
C. 噻吩中大键的供电子能力强于
D. 加压或降温ClF可形成分子晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.题干已知噻吩是平面结构且存在类似苯的大π键,则S原子需要拿出1个p轨道的电子参与形成大π键,因此S的价层电子对为3(2个σ键+1对未参与大π键的孤电子对),杂化方式为,A错误;
B.F的电负性远大于Cl,ClF中共用电子对强烈偏向F,使Cl原子端带部分正电荷,作为卤键的电子受体,与电子供体形成卤键,B正确;
C.由图可知,ClF未与噻吩中的硫原子形成卤键,而是与噻吩的大π键形成卤键,因此大π键供电子能力强于S,C正确;
D.ClF是由分子构成的物质,与类似,加压、降温可以让分子间通过分子间作用力结合形成分子晶体,D正确;
故选A。
14. 乙酸与乙醇在酸催化条件下发生酯化反应的机理如下图所示,已知第(2)步是决速反应。下列说法不正确的是
A. 第(1)步质子化乙酸羰基,降低羰基碳原子电子云密度,利于后续与乙醇发生反应
B. 反应过程中羰基碳原子的杂化方式发生变化
C. 用和反应或和反应均可探究酯化反应断键规律
D. 若将乙醇换为叔丁醇[],受空间位阻影响,按此机理反应速率会减慢
【答案】C
【解析】
【详解】A.第(1)步H+结合乙酸羰基的氧原子,质子化后羰基氧带正电,会强烈吸引羰基碳的电子,降低羰基碳原子的电子云密度,增强羰基碳的亲电性,更利于亲核试剂乙醇进攻该碳原子,A正确;
B.初始乙酸的羰基碳原子为sp2杂化;反应过程中乙醇进攻羰基碳后,该碳原子连接4个单键,变为sp3杂化;后续消去水分子后重新形成羰基,又变回sp2杂化,杂化方式确实发生变化,B正确;
C.酯化反应的本质是“酸脱羟基、醇脱氢”,若使用和反应,酸催化条件下质子化的羧酸中两个氧原子等价,会发生同位素交换,导致同时出现在水和乙酸乙酯中,无法通过同位素示踪结果判断断键规律,因此不能用于探究酯化反应断键规律,C错误;
D.该机理的决速步是第(2)步,需要醇作为亲核试剂进攻质子化乙酸的羰基碳;叔丁醇的中心碳连接3个甲基,空间位阻远大于乙醇,难以进攻羰基碳,按该机理的反应速率会明显减慢,D正确;
故选C。
15. 电镀铜工业废水含,生产中采用水解中和法处理。常温下,水溶液中含铜微粒、、、、的分布系数随的变化关系如图所示。
已知:,。
下列说法不正确的是
A. 曲线5代表的含铜微粒是
B. 曲线3和5的交叉点对应溶液的
C. 的平衡常数
D. 向溶液中逐滴滴入溶液至过量,先出现沉淀,后沉淀溶解
【答案】C
【解析】
【分析】含铜微粒在酸性环境下主要以Cu2+形式存在,曲线1表示Cu2+的分布系数。随pH上升,[Cu(OH)]+、Cu(OH)2、[Cu(OH)3]-分布系数依次先上升后下降,碱性环境下,含铜微粒主要以[Cu(OH)4]2-形式存在,故曲线2表示[Cu(OH)]+的分布系数,曲线3表示Cu(OH)2的分布系数,曲线4表示[Cu(OH)3]-的分布系数,曲线5表示[Cu(OH)4]2-的分布系数。
【详解】A.根据分析,曲线5代表的含铜微粒是[Cu(OH)4]2-,A正确;
B.根据曲线3、4和曲线4、5的交点坐标,,,两式相乘,,在曲线3和5的交叉点,,此时,c(OH-)=10-2.4 mol/L,pH=14-pOH=11.6,B正确;
C.曲线1和曲线3的交点坐标为(7.3,0.33),故,已知,将其带入上式,得K=,C错误;
D.根据分析,随pH上升,Cu(OH)2的分布系数先上升后下降,故向硫酸铜溶液滴加过量氢氧化钠溶液,现象为先出现沉淀,然后沉淀溶解,D正确;
故本题选C。
16. 葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
(葡萄糖)(葡萄糖酸)
(葡萄糖酸)(葡萄糖酸钙)
相关物质的溶解性见下表:
物质名称
葡萄糖酸钙
葡萄糖酸
溴化钙
水中的溶解性
可溶于冷水
易溶于热水
可溶
易溶
乙醇中的溶解性
微溶
微溶
可溶
实验流程如下:
溶液悬浊液
下列说法不正确的是
A. 过程①控制主要保证一定的氧化速率,同时防止溴的挥发
B. 过程②可用或替代
C. 过程④加入乙醇,减小溶剂极性,促进葡糖酸钙析出
D. 过程⑤过滤前需将固液混合物提前静置片刻,让大颗粒固体自然沉降
【答案】B
【解析】
【分析】葡萄糖在55℃下被3%溴水氧化为葡萄糖酸,同时生成HBr;随后加入过量CaCO3中和生成的酸并提供钙离子,把葡萄糖酸转化为葡萄糖酸钙,过量的CaCO3经趁热过滤除去;再向滤液中加入乙醇降低溶剂极性,使微溶于乙醇的葡萄糖酸钙析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】A.过程①为葡萄糖被溴水氧化的反应,升温可加快氧化速率,但Br2易挥发;控制55℃既能保证一定的氧化速率,又能防止溴的挥发,A正确;
B.过程②加入过量CaCO3,既中和生成的HBr,又提供钙离子把葡萄糖酸转化为葡萄糖酸钙,且过量的CaCO3难溶、可趁热过滤除去;CaCl2是可溶强酸盐,不能中和葡萄糖酸,还会引入氯离子杂质且无法过滤除去,故不能用CaCl2替代CaCO3,B错误;
C.乙醇的极性小于水,过程④加入乙醇可减小溶剂极性,使在乙醇中微溶的葡萄糖酸钙溶解度降低而析出,C正确;
D.过程⑤过滤前先静置片刻,使晶体长大、大颗粒固体自然沉降,可减少滤纸堵塞、便于过滤和洗涤,D正确;
故答案为B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 含氟化合物应用广泛。
请回答下列问题:
(1)某含氟、铁、铯三种元素组成的化合物在电化学方面有良好的应用前景。其阴离子的结构和盐的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为________。
②化合物中Fe元素的化合价________。
③该晶体中,桥连F原子的作用是连接2个Fe,端基F仅连接1个Fe,则该晶体中桥联F与端基F的个数比为________。
(2)HF是一种有特殊性质的氢化物。
①HF的稀溶液表现为弱酸性、HF的浓溶液显强酸性,原因__________________。
②液态HF中加入可以部分解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:__________________。
(3)二氟氧铵阳离子,化学式,是一种高能、强氧化性的氮氧氟阳离子。
制备方法:以三氟氧化氮()为前体,无水HF作溶剂,脱去的一个F并生成盐:。
①该反应不能使用玻璃材质的容器,原因是__________;
②写出的结构式:__________;
③氧化性:________(填“大于”或“小于”),原因__________。
【答案】(1) ①. ②. +3 ③. 1:2
(2) ①. HF在稀溶液中仅部分电离;浓溶液中通过氢键发生缔合:,消耗游离的,促使HF的电离平衡正向移动,酸性显著增强 ②.
(3) ①. 玻璃中含,能与HF反应生成 ②. 或 ③. 大于 ④. F的电负性远大于Cl,吸电子能力更强,使中N原子正电性更高,得电子能力更强
【解析】
【小问1详解】
①左图中,两个Fe原子之间共有3个桥连F原子,每个Fe原子还分别连接3个端基F原子,因此一个阴离子单元含2个Fe原子和9个F原子。右图中,晶胞内部共有6个;沿c轴方向的四条棱上各有4个Fe原子,每个棱上的原子由4个晶胞共有,因此一个晶胞含有的Fe原子数为,相当于2个阴离子单元,含18个F原子。故Cs、Fe、F的个数比为,该晶体的化学式为。
②化合物中Cs元素为+1价,F元素为−1价。设Fe元素的化合价为,根据化合物中各元素化合价的代数和为零,有,解得,故Fe元素的化合价为+3。
③左图中,两个Fe原子之间的3个F原子均同时连接两个Fe原子,属于桥连F;两侧各有3个F原子只连接一个Fe原子,属于端基F。因此桥连F与端基F的个数比为。
【小问2详解】
①HF是弱酸,在稀溶液中存在电离平衡,仅部分电离,表现为弱酸性。浓溶液中HF与通过氢键缔合,存在平衡。该过程消耗游离的,促使HF的电离平衡正向移动,酸性显著增强。
②中的B原子可接受提供的孤电子对,形成含4个B—F键、呈正四面体形的;与此同时,一个HF分子提供的质子与另一个HF分子结合,形成。根据原子守恒和电荷守恒,并结合题干“部分解离”的条件,该过程的离子方程式为。
【小问3详解】
①制备过程使用无水HF作溶剂,玻璃中的能与HF反应,生成和水,反应方程式为。该反应会腐蚀玻璃,因此不能使用玻璃材质的容器。
②的价电子总数为。以N原子为中心,N与两个F原子分别形成一个单键,与O原子形成一个双键,再将其余电子分配为O和F上的孤电子对,各原子均满足8电子稳定结构,正电荷可标在N原子处,也可用方括号标明整个离子的电荷。因此,其结构式为或。
③F的电负性比Cl大,对成键电子的吸引能力更强。因此,与相比,中N原子的正电性更高,得电子能力更强,故的氧化性大于。
18. 乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过多种工业路线合成。
Ⅰ.利用煤化工合成气(和)直接合成法:
(1)该反应的________0(填“>”、“<”)。下图中能表示直接合成法反应的与温度()关系的是________。
A.① B.② C.③ D.④
(2)按化学计量比进料,固定平衡转化率,探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图所示:
已知:反应,,为各组分的物质的量分数。
下列有关说法不正确的是________。
A. 曲线代表的是
B. M、N、D三点对应的:
C. D点对应平衡体系中其
D. 升高温度同时增大压强,该反应平衡可能不移动
Ⅱ.间接合成法:用合成气和制备草酸二甲酯(,)经过乙醇酸甲酯(,)合成乙二醇(),具体反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
恒压、初始投料比一定、固定流速条件下,发生上述反应,出口处检测到的实际转化率及、、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示:
已知:某物质的选择性
(3)①已知曲线Ⅱ表示EG的选择性,则曲线________(填图中标号,下同)表示的转化率。
②,出口处的值为________。
(4)控制温度在左右的选择性最高,请说明温度过高选择性下降的原因________。
Ⅲ.电化学还原法
(5)在电解质溶液中,以为原料,在铜基催化剂上可电催化还原生成乙二醇。
①写出在酸性介质中生成乙二醇的电极反应式:____________________________。
②研究表明,铜基催化剂上电催化还原形成两个碳产物主要为乙烯、乙醇,乙二醇的产率极低,试用碰撞理论解释其原因____________________________。
【答案】(1) ①. < ②. B (2)AB
(3) ①. Ⅰ ②. 2
(4)温度过高时,原料已几乎完全转化,而反应③速率加快,更多乙二醇继续转化为乙醇,导致乙二醇的选择性下降
(5) ①. ②. 在铜基催化剂上生成乙二醇的活化能较高,能量达到活化能的粒子比例小,有效碰撞比例小,反应速率低,故产率极低
【解析】
【小问1详解】
反应后气体分子数减少,故,直接合成为放热反应,,因此随温度升高而增大,且纵轴截距为负,对应曲线②,选B;
【小问2详解】
A.同温度下,压强越大,平衡越向气体分子数减少的方向移动,转化率越大,故由左至右,、、分别对应、0.5、0.6,A错误;
B.M、N在同一条转化率曲线上,按相同计量比进料时,二者平衡组成相同,故,D、N同温度,相同,而,故,即,B错误;
C.D点对应,设起始时、,则平衡时、、,总物质的量为,,C正确;
D.升温使放热反应的平衡逆向移动,增压使平衡正向移动;若两种影响恰好抵消,平衡可不移动,D正确;
故选AB;
【小问3详解】
①随温度升高,继续转化为,其选择性下降,对应曲线Ⅳ;乙醇由反应③生成,其选择性随温度升高而增大,对应曲线Ⅲ,因此曲线Ⅰ表示的转化率;
②时,的转化率为,的选择性为,设起始为,则出口处,,;
【小问4详解】
高于时,转化率已接近;固定流速下,升温使反应③速率加快,更多继续转化为乙醇,故的选择性下降;
【小问5详解】
①中碳为价,乙二醇中碳的平均化合价为,每生成乙二醇需得到电子。酸性介质中用和配平,电极反应式为:;
②生成乙二醇的活化能较高,相同条件下能量达到活化能的粒子比例小,有效碰撞比例小,生成速率低,因此乙二醇的产率极低。
19. 磷酸锌[,相对式量为385]是防锈颜料、牙科黏固粉、磷化处理剂。实验室采用“氨—碳酸铵浸取法”制备,流程如下:
已知:①磷酸锌是一种白色固体,其溶解度随温度升高而减小,以上开始分解;
②,,。
(1)仪器B的名称________。
(2)碳酸铵溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(3)制备时,通常在条件下进行,不采用更高温度的原因是________。
(4)制备磷酸锌:三颈烧瓶中装入溶液,分批加入稍过量的溶液,搅拌,维持、回流。反应装置中处试剂的作用是吸收氨气,则可选择________。
A. 无水 B. 碱石灰 C. 五氧化二磷 D. 浓硫酸
(5)一系列操作包括:趁热过滤、洗涤、脱水干燥。下列有关说法正确的是________。
A. “趁热过滤”主要为防止温度下降磷酸锌晶体析出,造成产率下降
B. “趁热过滤”可采用如图装置进行,布氏漏斗可用热水预热
C. “洗涤”磷酸锌晶体时应选用热水
D. 为加快干燥脱水速度,可在烘箱中进行干燥脱水
(6)测定产品的纯度:称取产品,加入浓酸,用容量瓶定容,移取试液于锥形瓶中,加入2滴二甲酚橙指示剂,用滴定,滴定三次,平均消耗。
已知:滴定反应中与以物质的量比反应,则产品的纯度是________(精确到)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)碱 (3)防止氨水分解、挥发 (4)AC (5)BCD
(6)96.25%
【解析】
【小问1详解】
图中仪器B带有活塞,用于向三颈烧瓶中滴加液体试剂,为分液漏斗(滴液漏斗);
【小问2详解】
比较弱酸根和弱碱阳离子的水解常数:的水解常数,的第一步水解常数,的水解程度远大于的水解程度,因此碳酸铵溶液呈碱性;
【小问3详解】
浓氨水易挥发,碳酸铵热稳定性差,高温下易分解;同时过渡金属的氨配合物稳定性随温度升高下降,高温会造成目标配离子分解,因此选择30℃的温和条件;
【小问4详解】
A.无水属于中性干燥剂,可与氨气形成配合物,A正确;
B.碱石灰为碱性干燥剂,无法吸收氨气,B错误;
C.五氧化二磷是酸性固体干燥剂,可与氨气反应吸收氨气,C正确;
D.浓硫酸为酸性液体试剂,虽可与氨气反应吸收氨气,但是E装置为球形干燥管不可盛装浓硫酸,D错误;
故选AC。
【小问5详解】
A.温度下降时磷酸锌溶解度增大,不会因降温析出晶体,趁热过滤的目的是除去低温下溶解度更小的杂质,防止杂质冷却析出混入产品,避免产品损失,A错误;
B.图示为抽滤(减压过滤)装置,趁热过滤采用抽滤装置时,提前用热水预热布氏漏斗,可避免过滤过程中温度骤降导致杂质析出,B正确;
C.磷酸锌的溶解度随温度升高而减小,因此洗涤磷酸锌晶体时应选用热水,避免在洗涤过程中造成磷酸锌晶体溶解造成的损失,C正确;
D.题目说明磷酸锌900℃以上才开始分解,200℃远低于分解温度,可在此温度下干燥脱去结晶水,加快干燥速率,D正确;
故选BCD。
【小问6详解】
滴定中,20 mL试液中对应的物质的量为,100 mL容量瓶定容后的总物质的量为,产品纯度为。
20. 是一种受体拮抗剂中间体,某研究小组通过如下流程制备化合物(部分流程及反应条件已省略):
已知:
①试剂a的分子式为:,其氢核磁共振只有一种氢,且无环状结构;
②试剂b的结构为:;
③PCC氧化法:可将伯/仲醇羟基氧化为醛/酮,氨基不被氧化。
(1)B中的官能团名称:________。
(2)试剂a的结构简式为:________。
(3)写出F→G的化学方程式________。
(4)下列选项不正确的是________。
A. A的碱性比E的强
B. 条件Ⅰ可用水溶液,也可选用过量盐酸
C. 作用是保护,防止其在硝化时被氧化
D. 是转化为时的催化剂,仅起到加快反应速率的作用
(5)含1个杂化的碳原子,分两步反应,且每步反应有同一产物生成,其中间产物的分子式为,写出的结构简式________。
(6)(Y)是重要的化工中间体。以苯甲醇和试剂a为有机原料,设计化合物Y的合成路线________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)酰胺基 (2)
(3)+3H2+2H2O (4)BD
(5) (6)
【解析】
【分析】A和乙酸发生取代反应生成B,B发生对位的硝化反应生成D,D发生水解反应生成E,E和试剂a()在作用下发生取代反应生成F(),以及后续产物G结构,可推得a为,则F的结构简式为,F中硝基还原为氨基生成G;I和在碱的条件下生成J,J→K为取代反应,K再进一步反应苯环上的被还原生成得到L,L与试剂b()进一步反应得到M,根据M的分子式可以确定M的结构简式为:,G与M经过三步反应得到目标产物X,据此解答。
【小问1详解】
B是苯胺与乙酸脱水生成的乙酰苯胺,结构中仅含酰胺基这一特征官能团;
【小问2详解】
结合E和a()在作用下生成F(),以及后续产物G的结构,可推得a为;
【小问3详解】
该步是硝基的催化加氢还原,将F中的硝基转化为氨基,生成G,副产物为水,化学方程式为108px x 126px+3H2+2H2O;
【小问4详解】
A.A是苯胺,E是对硝基苯胺,硝基是强吸电子基团,会降低氨基氮原子的电子云密度,使E的氨基结合质子能力弱于A,因此A的碱性更强,A正确;
B.若选用过量盐酸,氨基会质子化生成铵盐,同时酰胺类保护基在强酸性条件下也会水解脱除,无法仅实现D的乙酰氨基水解得到E,因此不能用过量盐酸,B错误;
C.苯胺的氨基极易被氧化,先通过乙酰化生成酰胺基保护氨基,可避免后续硝化反应中氨基被浓硝酸氧化,C正确;
D.三乙胺在J→K的反应中,不仅作为催化剂加快反应,还会中和反应生成的,推动反应正向进行,并非仅起催化作用,D错误;
故选BD。
【小问5详解】
L→M是L和试剂b()的两步反应,每步均生成同一产物;第一步氨基与1分子试剂b反应得到P,分子式恰好符合,第二步P再发生分子内/分子间消除脱除,生成含杂化碳原子的异氰酸酯结构M,所以P的结构简式为;
【小问6详解】
先将苯甲醇在铜、氧气、加热的条件下发生醇的催化氧化,生成苯甲醛,苯甲醛再与发生醛的加成反应,生成带有羟基和氰基的中间体,该中间体在催化剂、氢气条件下催化加氢,氰基被还原转化为,生成,,再经氧化羟基被氧化为羰基,生成,在和试剂a()条件下发生反应生成Y,完整的流程为。
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