内容正文:
福建省厦门第一中学2026—2027学年
第一学期
高三年 化学学科第二次阶段性练习
第Ⅰ卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:Li7 C12 O16
一.选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A. “氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B. “黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C. “会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D. “镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
【答案】A
【解析】
【详解】A.所有燃烧反应均为放热反应,燃烧释放热量,属于放热反应,A正确;
B.碳纤维主要成分为碳单质,是人工合成的高性能材料,不属于天然高分子,B错误;
C.中子数=质量数-质子数,中子数为,中子数为,二者中子数不相同,C错误;
D.镁元素位于第三周期,铈为镧系元素,位于第六周期,二者不位于同周期,D错误;
故选A。
2. 镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①:每消耗生成分子的数目为
B. 反应②:每消耗生成数目为
C. 反应③:每消耗转移电子数目为
D. 溶液中,数目为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,据此回答。
【详解】A.由反应①为可知,每消耗,生成的物质的量为0.25 mol,则分子数为,A错误;
B.2.24L N2未指明在标准状况下,物质的量不一定为0.1mol,则生成的的数目不一定为,B错误;
C.4.4g的物质的量为,反应③为,C的化合价由+4价降低为0价,转移4个电子,故每消耗4.4g,转移的电子数为,C正确;
D.溶液的体积未知,无法计算,D错误;
故选C。
3. 化合物与可用作电解质饮料的配料。短周期元素M、R、L、T、Q、X原子序数依次增加,R、X同族,Q与X相邻,Q基态原子的3p轨道为半充满,则下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 金属性:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】Q基态原子3p轨道半充满,电子排布为,故Q为P;Q与X相邻且X原子序数更大,故X为S;R与X同族,故R为O;结合化合物为电解质配料为,T为Mg,原子序数依次增大规律,可推出M为H,L为Na,电解质为,据此解答。
【详解】A.同主族元素原子半径从上到下增大,故原子半径,即,A错误;
B.同周期主族元素从左到右金属性减弱,故金属性,即,B错误;
C.同周期元素第一电离能总体呈增大趋势,第ⅤA族p轨道半充满结构稳定,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能,即,C正确;
D.元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性,故酸性,即,D错误;
故选C。
4. 用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A. 溶液变棕黄色,体现的还原性
B. 浓硫酸的作用是吸收水分,干燥
C. U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有存在
D. 烧杯溶液中最终存在:
【答案】D
【解析】
【分析】Y形管中和盐酸反应生成氯气,与发生反应,生成使溶液变棕黄,饱和食盐水洗气瓶的作用是除去氯气中混有的氯化氢 , 长颈漏斗在这里起到了平衡气压的作用,防止装置堵塞导致压强过大,浓硫酸洗气瓶作用是干燥氯气,除去水蒸气。U型管中铁丝在氯气中剧烈燃烧,产生棕褐色的烟( )。 溶液用于吸收未反应完的有毒氯气,防止污染空气。
【详解】A.生成的与发生反应,生成使溶液变棕黄,化合价升高,作还原剂,体现还原性,A正确;
B.制得的中混有和水蒸气,饱和食盐水除去,浓硫酸吸收水分,干燥,防止后续加热时水蒸气影响反应,B正确;
C.加热条件下与反应生成,注入稀硫酸溶解后,溶液中含,遇溶液变红,可说明存在,C正确;
D.烧杯中为吸收后的溶液,根据电荷守恒,溶液中阴离子还有,正确的关系式为:,D错误;
故选D。
5. 大面积单原子层二维金属制备过程示意图如下。下列说法错误的是
A. 位于周期表第四周期第ⅢA族,其简化电子排布式为
B. 蓝宝石砧座的硬度高,其主要成分可当作共价晶体
C. 常温常压下,等物质的量的能量高于晶体
D. 的一个基本结构单元为
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ga位于元素周期表第四周期第ⅢA族,电子排布式为,简化后的电子排布式为,A错误;
B.由于蓝宝石砧座的硬度高,符合共价晶体的性质特征,故其主要成分可当作共价晶体,B正确;
C.由图知,由制作的过程需要加热熔化并挤压,该过程为吸热过程,故等物质的量的能量高于晶体,C正确;
D.由大面积单原子层二维金属俯视放大图可知,为密排的二维结构,则一个基本结构单元为,D正确;
故选A。
6. 已知: 。基于该反应可实现粗铜(杂质不参与反应)的提纯,所用密封实验装置示意图如下图。下列说法不正确的是
A. 低温区放粗铜
B. 主要在高温区生成
C. 粗铜转化为纯铜的过程中,反应未达到平衡
D. 在收集纯铜处放置小纯铜片,有利于获得大纯铜片
【答案】A
【解析】
【分析】该反应的核心原理:勒夏特列原理在实际生产中的应用,将粗铜放置在高温区:平衡正向移动,粗铜发生反应转化为气体(CuCl)以便脱离杂质,生成的气体扩散到低温区后,由于温度降低,平衡向逆反应方向移动,重新生成纯净的Cu 固体析出,据此解答。
【详解】A.该反应正反应,高温利于平衡正向移动,使粗铜转化为气态,因此粗铜应放置在高温区,低温区为析出纯铜的区域,A错误;
B.高温区平衡正向移动,生成和,因此主要在高温区生成,B正确;
C.在整个密封装置中,由于存在温度梯度(高温区和低温区),各物质在两个区域之间不断发生定向迁移和反应。这是一个动态的物质传输过程,粗铜不断消耗,纯铜不断生成,整个系统并没有处于一个静态的、各处浓度不变的化学平衡状态,如果完全达到了化学平衡,宏观上的物质转移就会停止,C正确;
D.在低温收集区放置小的纯铜片,它可作为晶核引导还原出来的铜原子优先附着在其表面生长,从而更容易聚集成大块的纯铜,D正确;
故选A。
7. 已知存在如下平衡:① ;② 。研究在、和水溶液中的溶解性,实验如下。
资料:依据与的反应,以淀粉为指示剂,用标准溶液可准确测定水溶液中的浓度。下列说法不正确的是
A. 的现象符合相似相溶原理,可知
B. 三支试管中,的大小顺序:
C. 中,若增加的体积,则一定减小
D. 测中:取的下层溶液,加入水溶液后,依据资料方法测定
【答案】B
【解析】
【详解】A.为非极性分子,为非极性溶剂,水为极性溶剂,的萃取现象符合相似相溶原理;平衡①的平衡常数,大部分进入层,,故,A正确;
B.为饱和碘水,水层总浓度最大;加入后,大量转移到有机层,水层游离浓度大幅降低,因此:;向中滴入水溶液,发生平衡②:,消耗水层游离,促使平衡①逆向移动,有机层的向水层转移,减小,而为了维持不变,也要减小,故:, 因此三者顺序应为,B错误;
C.平衡①的平衡常数仅随温度变化,温度不变时为定值。增加体积,更多会从水层进入有机层,但水层游离浓度因体系稀释、平衡移动持续降低,由可知,有机层浓度一定减小,C正确;
D.取的下层溶液,加入水溶液后振荡,与反应生成完全进入水层,用标准溶液滴定水层的(滴定过程中会不断分解出参与反应),可测定总物质的量,进而计算,D正确;
故选B。
8. 一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液,难溶于该溶剂)。下列说法错误的是
A. 往电极材料中添加石墨,可增强其导电性
B. 正极反应式为
C. 放电时,从负极向正极移动
D. 每消耗负极材料,理论上外电路中通过了
【答案】B
【解析】
【分析】该扣式电池中,活泼金属作负极,作正极,以此解答。
【详解】A.石墨具有良好的导电性,添加到电极材料中可增强电极的导电性,A正确;
B.题干明确难溶于有机溶剂,无法电离出自由移动的,正极反应物是固体,正极反应应为,B错误;
C.原电池放电时,阳离子向正极移动,因此从负极向正极移动,C正确;
D.负极反应为,2.1g 的物质的量为,理论上外电路中通过,D正确;
故选B。
9. 化合物Ⅰ在机械力作用下转变为颜色不同的荧光化合物Ⅱ,此现象称为力致变色,过程如下所示。
下列说法正确的是
A. 机械力引起Ⅰ的碳碳键断裂 B. Ⅰ中四元环上的碳原子处于同一平面
C. 特定波长光照下Ⅰ与Ⅱ处于平衡状态 D. Ⅱ在酸性条件下不发生水解反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.机械力作用下化合物Ⅰ的四元环开环生成Ⅱ,过程中发生碳碳σ键断裂,A正确;
B.Ⅰ中四元环为环丁烷结构,环上碳原子均为sp3杂化,所有碳原子不可能处于同一平面,B错误;
C.化学平衡要求正逆反应在相同条件下同时进行,该过程正向反应条件为机械力,逆向反应条件为特定波长光照,反应条件不同,不属于可逆反应,二者不处于平衡状态,C错误;
D.Ⅱ中含有酰胺键,酸性条件下可发生水解反应生成羧酸和铵盐,D错误;
故选A。
10. 物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则下列说法正确的是
A. 时,体系中物质的质量:
B. 图b中数据满足关系:
C. 体系中,反应先达到平衡
D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
【答案】B
【解析】
【分析】由题图a可知,生成C的活化能小,则反应速率快;相同质量B具有的能量比C低,B相对稳定,则反应足够时间,生成B的量增多,故在题图b中浓度逐渐减小的为A,开始生成速率快的为C,最终生成较多的为B。
【详解】A.设初始加入A的质量为,浓度为,A、B、C互为同分异构体,则摩尔质量相同,等质量时物质的量相等,由题图b可知,时,B、C的浓度相等,则,恒容容器,则气体体积不变,故可得,时,A的转化率未知,无法确定与的关系,A错误;
B.根据A项分析可知,时,,根据原子守恒有,时,A、B的浓度相等,则,设此时C的浓度为,即,可得,由题图b可知时C的浓度大于时C的浓度,即,,则,B正确;
C.A生成B的反应和A生成C的反应是平行反应,应同时达到平衡,C错误;
D.根据题图a可知的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,B的物质的量减小,而总的物质的量不变,故B的体积分数减小,D错误;
故选B。
第Ⅱ卷
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
11. 赤铁矿主要成分为(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁()的低碳新工艺流程如下:
已知:25℃时,的电离常数;。
回答下列问题:
(1)铁的基态价电子轨道表示式为________。
(2)预处理将赤铁矿中部分转化为,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹,加快“酸浸”速率,其原因是__________________。
(3)酸浸液中加入,被氧化成的离子方程式为________。
(4)“酸浸”条件:为的混合酸,。混合酸中盐酸的作用是____________________(答两条即可)。
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH至2.00生成沉淀,无沉淀。基于,该溶液中浓度不大于________,此时滤液中的主要成分为________(填化学式)。
(6)沉淀煅烧得到,质量符合锂电池材料的工业规格。时,得到的沉淀中含、等少量杂质,煅烧沉淀得到的目标产物中Fe与P原子个数比为1.02∶1。此时,产物中杂质是________(填化学式)。
【答案】(1) (2)矿石产生微裂纹,增大固液接触面积,便于酸液渗透,加快浸出反应速率
(3)
(4)提供大量,增强体系酸性,促进氧化铁矿物溶解;提供,与形成稳定配离子,促进铁元素浸出;同时不引入杂质,不干扰后续沉淀生成(任选两条)
(5) ①. ②.
(6)
【解析】
【分析】该工艺流程以赤铁矿(主要成分为,含少量Si、Al、Mg的氧化物)为原料制备电池级磷酸铁,先将赤铁矿与碳在650℃预处理活化,部分转化为,矿石产生微裂纹,随后加入混合酸进行酸浸,过滤除去滤渣,向酸浸液中加入,将氧化为,再加入调节pH沉淀得到,最后将该沉淀在650℃煅烧得到目标产物。
【小问1详解】
铁元素的原子序数为26,基态铁原子电子排布式为,价电子轨道表示式为;
【小问2详解】
预处理将赤铁矿中部分转化为,造成晶格畸变,矿石内部产生大量微裂纹,增大固体矿石与酸液的接触面积,同时便于酸液渗入矿石内部,有效加快酸浸时的浸出反应速率;
【小问3详解】
酸浸液中被氧化生成,被还原为,结合环境中大量与,根据得失电子守恒、电荷守恒与原子守恒配平,离子方程式为;
【小问4详解】
混合酸中盐酸可以提供大量,增强体系酸性,促进氧化铁矿物的溶解;盐酸同时提供,能与形成稳定配离子,降低溶液中游离浓度,推动铁元素浸出;不引入杂质,不会干扰后续沉淀的生成。
【小问5详解】
已知,,,由,代入计算;加入氨水调节pH,溶液中阳离子主要为,阴离子主要为,滤液主要成分为;
【小问6详解】
煅烧后产物中与原子个数比为,的物质的量多于,说明体系存在不含磷的铁的氧化物杂质,原料沉淀中含有、,高温煅烧会转化为,故杂质化学式为。
12. 配合物应用广泛。某兴趣小组对铜的配合物进行探究实验。
(1)氨水的制备:需选择的装置有________。
A. B. C. D.
(2)制备铜氨溶液,以其为电解液在铁件表面镀铜,铁件连接直流电源________极。
(3)铜氨配合物的制备与表征:向溶液中滴加氨水至过量,得深蓝色溶液,加入乙醇,析出固体,过滤,________,晾干得产物Q。用________测试Q,可观察到尖锐的衍射峰或分立的斑点,说明Q为晶体;进一步确认其组成为 。
(4)探究铜氨配合物与酸的反应:
①查阅资料:向铜氨溶液中滴加硫酸,依次发生反应:
(a)
(b)
②理论预测:据①可知,若向Q的溶液中连续滴加硫酸,反应(a)、(b)消耗酸的体积分别为和,则 。
③设计方案:测量反应体系的pH随加入硫酸体积V的变化,以获得和。
④进行实验
序号
实验内容
(i)
用足量水溶解Q,发现得不到澄清溶液,测得体系呈碱性。体系呈碱性的原因为铜氨配离子的解离及________。(用方程式表示)
(ii)
称取w克Q于烧杯中,移取稀氨水使Q完全溶解,得待测液
(iii)
搅拌下,向待测液中滴加溶液,测量并记录数据
(iv)
移取上述稀氨水,用________溶液滴至终点,记录体积为
⑤数据处理:由(iii)所得曲线呈现两次pH突变,对应的终点V依次为和 ,则________(用、、表示)。
⑥结果讨论:多次实验结果均为 。与AI对话后提出假设:(iii)的过程中生成的沉淀除外还含有。
a.验证存在:取洗净的沉淀少许,用稀盐酸完全溶解,________,初步说明假设成立。
b.探讨沉淀组成:某次实验结果为 ,则第一个终点时, ________。
⑦实验总结:实验过程中的反应比①中所述的复杂,可继续探究。
【答案】(1)AB (2)负
(3) ①. 洗涤 ②. X射线衍射仪
(4) ①. 、 ②. ③. ④. 滴加溶液,若产生白色沉淀 ⑤. 18
【解析】
【小问1详解】
实验室制备氨气可采用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法,或将浓氨水滴加到固体氢氧化钠、碱石灰或生石灰上。
A.氯化铵和氢氧化钠溶液反应生成氨气,加热利于氨气的逸出,符合制备气体的要求,A符合题意;
B.装置中使用了倒扣的漏斗,能有效防止倒吸,适合用于吸收氨气制备氨水,B符合题意;
C.装置中的 是酸性干燥剂,会与碱性气体氨气反应,不能用于干燥氨气,C不符合题意;
D.装置是萃取装置,与制备氨水无关,D不符合题意;
故选AB。
【小问2详解】
在铁件表面镀铜,铁件作为待镀件,应作电解池的阴极,连接直流电源的负极。镀层金属铜作阳极,连接电源正极。
【小问3详解】
向溶液中滴加氨水,加入乙醇析出固体后,过滤得到的固体表面会附着杂质,需要进行洗涤,然后晾干得到产物Q。晶体与非晶体的重要区别在于内部微粒排列是否有序。用X射线衍射仪测试Q,若观察到尖锐的衍射峰,说明Q为晶体。
【小问4详解】
④(i) 用足量水溶解Q,得不到澄清溶液,说明有沉淀生成,同时体系呈碱性。题目已指出原因是铜氨配离子的解离,解离出的溶于水会形成一水合氨,一水合氨发生电离产生,使溶液呈碱性。对应的方程式为: ,。
(iv) 空白对照滴定:步骤(ii)中加入了稀氨水使Q完全溶解。为了在后续滴定中扣除这部分氨水消耗硫酸的量,需要做一个空白实验。即移取上述稀氨水,用与滴定待测液相同浓度的溶液进行滴定,记录体积为。
⑤ 滴定过程中,加入的硫酸首先与溶液中的游离氨水反应,然后与铜氨配合物反应生成沉淀(反应 a),最后溶解沉淀(反应 b)。滴定稀氨水消耗硫酸体积为。滴定待测液时,出现两次pH突变。第一个突变点():此时氨水已被完全中和,且铜氨配合物刚好完全转化为沉淀。因此,与铜氨配合物发生反应a消耗的硫酸体积 。第二个突变点():此时沉淀刚好完全溶解。因此,与沉淀发生反应 b 消耗的硫酸体积。所以。
⑥ a. 验证存在:取洗净的沉淀,用稀盐酸完全溶解。检验的常规操作是加入可溶性钡盐。因此,应 滴加溶液,若产生白色沉淀,初步说明假设成立。
b. 探讨沉淀组成:假设生成的沉淀除外还含有。反应a的总过程是转化为沉淀。对于的生成:。每生成,消耗。对于的生成:由于体系中存在,且来自配合物,可推导反应为。每生成,消耗。反应b是沉淀溶解:。每溶解,消耗。。每溶解 ,消耗 。设 , 。反应a消耗的 物质的量对应体积 。反应 b 消耗的 物质的量对应体积 。已知 ,即:,化简得:。,,所以,第一个终点时,。
13. 利用1,2-二氯乙烷与乙炔生产氯乙烯的主要反应为:
反应I.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)①已知298 K时,各物质的标准摩尔生成焓如表。
物质
标准摩尔生成焓/
-126
+227
+37
反应Ⅲ.________。
②上述三个反应的(K为平衡常数仅与温度有关,且满足范特霍夫方程(,R与C为常数)随(T为温度)的变化如图。曲线c下降的原因是________,代表反应Ⅲ的曲线是________(填“a”“b”或“c”)。
(2)①某温度下,在压强为的恒压密闭反应器中,按投料,采用含Ru催化剂催化反应Ⅰ和Ⅱ。当完全转化,乙炔转化率为92%时,反应Ⅱ各物质分压表示的反应商________。
②氯乙烯与乙炔在含Ru催化剂上有竞争吸附。已知乙炔的键电子可与Ru形成配位键,推测氯乙烯中的________可与Ru形成配位键。
(3)我国科研人员将多种含Cu、Au的催化剂进行内置串联(如图),使乙炔转化率接近100%。
等物质的量的、、
、
①Au位于第六周期且与Cu同族,基态Au原子的价电子排布式为________。
②反应器位置1中的生成、、和。在位置2引入新催化剂,将存活时间短的和变成*H和*Cl,进一步与乙炔反应生成氯乙烯。两种不同催化剂的部分反应历程如图。位置2应选择催化剂________(填“A”或“B”),选择依据是________。位置3主要发生的反应为________(写化学方程式)。
TS表示过渡态
*表示吸附态
a:
b:
c:
d:
【答案】(1) ①. -27 ②. 曲线c对应反应I,反应I的正反应为吸热反应,随着增大(即温度降低),平衡逆向移动,平衡常数减小,减小 ③. a
(2) ①. ②. 碳碳双键(或键)、氯原子上的孤电子对
(3) ①. ②. A ③. 催化剂A中由b转化为d的最大能垒(或活化能)更低,反应速率更快 ④.
【解析】
【分析】由标准摩尔生成焓可求反应Ⅲ的焓变 ΔH3 = −27 kJ⋅mol−1;反应Ⅰ为吸热反应(ΔH1>0)、反应Ⅱ为放热反应(ΔH2<0),由 ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 得 ΔH2 = ΔH3 − ΔH1 < ΔH3,故 |ΔH2| > |ΔH3|。由范特霍夫方程知 lnK 与 1/T 成直线关系、其斜率与 −ΔH 成正比,故吸热的反应Ⅰ对应下降的曲线 c,放热的反应Ⅱ、Ⅲ分别对应较陡的 b 与较缓的 a。恒压体系中由转化率求出各物质的量即可求分压反应商。由带过渡态的反应历程图比较由吸附态 b 生成氯乙烯的最大能垒,可判断催化剂的选择。
【小问1详解】
①由标准摩尔生成焓计算反应Ⅲ的焓变:ΔH3 = 2ΔfH(C2H3Cl) − ΔfH(C2H4Cl2) − ΔfH(C2H2),代入数据得 2×37 + 126 − 227 = −27,故 ΔH3 = −27 kJ⋅mol−1。
②由表中数据得 ΔH3 = −27 kJ⋅mol−1;反应Ⅰ为吸热反应(ΔH1>0)、反应Ⅱ为放热反应(ΔH2<0),由 ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 得 ΔH2 = ΔH3 − ΔH1 < ΔH3,故 |ΔH2| > |ΔH3|。由范特霍夫方程,lnK 与 1/T 成直线关系、其斜率与 −ΔH 成正比:ΔH>0 的反应Ⅰ斜率为负,对应下降的曲线 c;ΔH<0 的反应Ⅱ、Ⅲ斜率为正,且斜率绝对值随 |ΔH| 增大而增大,反应Ⅱ 的 |ΔH| 更大,故 b 较陡代表反应Ⅱ、a 较缓代表反应Ⅲ,代表反应Ⅲ的曲线是 a。
【小问2详解】
①设起始 C2H2、C2H4Cl2、N2 均为 1 mol。反应Ⅰ中 C2H4Cl2 完全转化,生成 1 mol C2H3Cl 和 1 mol HCl;反应Ⅱ中乙炔转化率 92%,故消耗 0.92 mol C2H2 和 0.92 mol HCl、生成 0.92 mol C2H3Cl。终态各物质的量:n(C2H2)=0.08 mol、n(HCl)=0.08 mol、n(C2H3Cl)=1.92 mol、n(N2)=1 mol,总物质的量 = 3.08 mol。恒压 p 下各组分分压与其物质的量成正比,Qp 为 C2H3Cl 分压除以 C2H2 与 HCl 分压之积,代入得 1.92×3.08÷(0.08×0.08×p),即 924 除以 p,单位为 (kPa)−1。
②乙炔以碳碳三键的 π 电子与 Ru 形成配位键;氯乙烯中含碳碳双键(π 键),其 π 电子可与 Ru 的空轨道配位,氯原子上的孤电子对也可向 Ru 配位,故氯乙烯中碳碳双键(π 键)的 π 电子及氯原子上的孤电子对可与 Ru 形成配位键。
【小问3详解】
①基态 Cu 原子的价电子排布式为 3d104s1,Au 与 Cu 同族(第ⅠB族)且位于第六周期,由洪特规则特例,其基态原子的价电子排布式为 5d106s1。
②位置2需把存活时间短的 ⋅H、⋅Cl 转变为吸附态 *H、*Cl(对应吸附态 b,即 *C2H2 + *Cl + *H)后再与乙炔反应生成氯乙烯;由反应历程图,催化剂 A 由 b 经过渡态生成氯乙烯(d)的最大能垒远低于催化剂 B,活化能更小、反应速率更快,故位置2应选择催化剂 A。位置3主要发生反应Ⅱ,即乙炔与 HCl 在催化剂作用下加成生成氯乙烯,化学方程式为 。
14. 羟基广泛存在于天然产物与药物的分子中。从化合物Ⅰ出发合成化合物Ⅲ。Ⅲ在化合物Ⅳ的辅助下,利用光催化实现羟基迁移,得目标产物Ⅶ。合成路线如下(部分条件及试剂略)。
(1)化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为________(写名称)。
(2)反应和的原子利用率均为100%。
①X分子的空间构型为________。
②Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,则Ⅱ的结构简式为________。
(3)Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与作用显色的共有________种。
(4)下列说法正确的有________。
A. 由Ⅰ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
B. 由Ⅰ到Ⅴ的转化中,有加成反应和消去反应发生
C. Ⅶ与浓硫酸共热,可生成存在顺反异构体的产物
D. 由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅳ可以循环利用
(5)某兴趣小组拟设计以环己烷为原料,经四步反应合成化合物Ⅲa(分子中不含手性碳原子)的路线。Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物Ⅶa。
①从Ⅲa出发,逐步逆推合成步骤:羟基腈⇒________⇒醇⇒________⇒环烷烃(填写有机化合物类别)。
②合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为________(注明反应条件);第四步所需无机试剂为________。
③ Ⅶa可与发生反应,其产物的结构简式为________。
【答案】(1)碳碳三键
(2) ①. V形 ②.
(3)6 (4)ACD
(5) ①. 酮 ②. 卤代烃 ③. ④. HCN ⑤.
【解析】
【分析】反应Ⅰ+X→Ⅱ和Ⅱ+H2→Ⅲ的原子利用率均为100%,这两个反应都是加成反应,Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,根据Ⅲ的结构简式知,Ⅱ中羰基和氢气发生加成反应生成Ⅲ中醇羟基,Ⅱ为,Ⅰ和H2O发生加成反应然后异构化生成Ⅱ,X为H2O;Ⅲ和Ⅳ发生酯化反应生成Ⅴ,在光和催化剂的作用下Ⅴ转化为Ⅵ,Ⅵ发生水解反应生成Ⅶ;据此分析;
【小问1详解】
化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为碳碳三键;
【小问2详解】
①X为H2O,H2O中氧原子的价层电子对个数为且含有两个孤电子对,则H2O分子的空间构型为V形,
②Ⅱ的结构简式为;
【小问3详解】
Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与FeCl3作用显色,说明苯环上含有酚羟基,如果取代基为-CH2CH2CH3、酚-OH,有邻间对3种位置异构;如果取代基为酚-OH、-CH(CH3)2,有邻间对3种位置异构,所以符合条件的同分异构体有6种;
【小问4详解】
A.由Ⅰ到Ⅲ的转化中,Ⅰ中碳碳三键转化为Ⅱ中碳氧双键,Ⅱ中碳氧双键转化为Ⅲ中C-O键,碳原子杂化类型由sp转化为sp2最终转化为sp3杂化,所以存在C原子杂化方式的改变,A正确;
B.由Ⅰ到V的转化中,依次是加成反应、加成反应、取代反应或酯化反应,没有消去反应发生,B错误;
C.Ⅶ与浓硫酸共热,醇羟基能发生消去反应生成碳碳双键,产物或,前者有顺反异构,后者没有顺反异构,C正确;
D.由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅵ发生水解反应生成Ⅶ和Ⅳ,Ⅳ可以循环利用,D正确;
故选ACD;
【小问5详解】
化合物Ⅲa(分子中不含手性碳原子),则化合物Ⅲa为,Ⅲa可由和HCN发生加成反应得到,可由发生催化氧化反应得到,可由发生水解反应得到,环己烷和氯气发生取代反应生成;
①从Ⅲa出发,逐步逆推合成步骤:羟基腈⇒酮⇒醇⇒卤代烃⇒环烷烃;
②合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为;第四步所需无机试剂为HCN的加成反应;
③1molⅦa可与2mol H2发生反应,-CN转化为-CH2NH2,其产物的结构简式为。
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福建省厦门第一中学2026—2027学年
第一学期
高三年 化学学科第二次阶段性练习
第Ⅰ卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:Li7 C12 O16
一.选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A. “氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B. “黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C. “会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D. “镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
2. 镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①:每消耗生成分子的数目为
B. 反应②:每消耗生成数目为
C. 反应③:每消耗转移电子数目为
D. 溶液中,数目为
3. 化合物与可用作电解质饮料的配料。短周期元素M、R、L、T、Q、X原子序数依次增加,R、X同族,Q与X相邻,Q基态原子的3p轨道为半充满,则下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 金属性:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
4. 用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A. 溶液变棕黄色,体现的还原性
B. 浓硫酸的作用是吸收水分,干燥
C. U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有存在
D. 烧杯溶液中最终存在:
5. 大面积单原子层二维金属制备过程示意图如下。下列说法错误的是
A. 位于周期表第四周期第ⅢA族,其简化电子排布式为
B. 蓝宝石砧座的硬度高,其主要成分可当作共价晶体
C. 常温常压下,等物质的量的能量高于晶体
D. 的一个基本结构单元为
6. 已知: 。基于该反应可实现粗铜(杂质不参与反应)的提纯,所用密封实验装置示意图如下图。下列说法不正确的是
A. 低温区放粗铜
B. 主要在高温区生成
C. 粗铜转化为纯铜的过程中,反应未达到平衡
D. 在收集纯铜处放置小纯铜片,有利于获得大纯铜片
7. 已知存在如下平衡:① ;② 。研究在、和水溶液中的溶解性,实验如下。
资料:依据与的反应,以淀粉为指示剂,用标准溶液可准确测定水溶液中的浓度。下列说法不正确的是
A. 的现象符合相似相溶原理,可知
B. 三支试管中,的大小顺序:
C. 中,若增加的体积,则一定减小
D. 测中:取的下层溶液,加入水溶液后,依据资料方法测定
8. 一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液,难溶于该溶剂)。下列说法错误的是
A. 往电极材料中添加石墨,可增强其导电性
B. 正极反应式为
C. 放电时,从负极向正极移动
D. 每消耗负极材料,理论上外电路中通过了
9. 化合物Ⅰ在机械力作用下转变为颜色不同的荧光化合物Ⅱ,此现象称为力致变色,过程如下所示。
下列说法正确的是
A. 机械力引起Ⅰ的碳碳键断裂 B. Ⅰ中四元环上的碳原子处于同一平面
C. 特定波长光照下Ⅰ与Ⅱ处于平衡状态 D. Ⅱ在酸性条件下不发生水解反应
10. 物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则下列说法正确的是
A. 时,体系中物质的质量:
B. 图b中数据满足关系:
C. 体系中,反应先达到平衡
D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
第Ⅱ卷
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
11. 赤铁矿主要成分为(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁()的低碳新工艺流程如下:
已知:25℃时,的电离常数;。
回答下列问题:
(1)铁的基态价电子轨道表示式为________。
(2)预处理将赤铁矿中部分转化为,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹,加快“酸浸”速率,其原因是__________________。
(3)酸浸液中加入,被氧化成的离子方程式为________。
(4)“酸浸”条件:为的混合酸,。混合酸中盐酸的作用是____________________(答两条即可)。
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH至2.00生成沉淀,无沉淀。基于,该溶液中浓度不大于________,此时滤液中的主要成分为________(填化学式)。
(6)沉淀煅烧得到,质量符合锂电池材料的工业规格。时,得到的沉淀中含、等少量杂质,煅烧沉淀得到的目标产物中Fe与P原子个数比为1.02∶1。此时,产物中杂质是________(填化学式)。
12. 配合物应用广泛。某兴趣小组对铜的配合物进行探究实验。
(1)氨水的制备:需选择的装置有________。
A. B. C. D.
(2)制备铜氨溶液,以其为电解液在铁件表面镀铜,铁件连接直流电源________极。
(3)铜氨配合物的制备与表征:向溶液中滴加氨水至过量,得深蓝色溶液,加入乙醇,析出固体,过滤,________,晾干得产物Q。用________测试Q,可观察到尖锐的衍射峰或分立的斑点,说明Q为晶体;进一步确认其组成为 。
(4)探究铜氨配合物与酸的反应:
①查阅资料:向铜氨溶液中滴加硫酸,依次发生反应:
(a)
(b)
②理论预测:据①可知,若向Q的溶液中连续滴加硫酸,反应(a)、(b)消耗酸的体积分别为和,则 。
③设计方案:测量反应体系的pH随加入硫酸体积V的变化,以获得和。
④进行实验
序号
实验内容
(i)
用足量水溶解Q,发现得不到澄清溶液,测得体系呈碱性。体系呈碱性的原因为铜氨配离子的解离及________。(用方程式表示)
(ii)
称取w克Q于烧杯中,移取稀氨水使Q完全溶解,得待测液
(iii)
搅拌下,向待测液中滴加溶液,测量并记录数据
(iv)
移取上述稀氨水,用________溶液滴至终点,记录体积为
⑤数据处理:由(iii)所得曲线呈现两次pH突变,对应的终点V依次为和 ,则________(用、、表示)。
⑥结果讨论:多次实验结果均为 。与AI对话后提出假设:(iii)的过程中生成的沉淀除外还含有。
a.验证存在:取洗净的沉淀少许,用稀盐酸完全溶解,________,初步说明假设成立。
b.探讨沉淀组成:某次实验结果为 ,则第一个终点时, ________。
⑦实验总结:实验过程中的反应比①中所述的复杂,可继续探究。
13. 利用1,2-二氯乙烷与乙炔生产氯乙烯的主要反应为:
反应I.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)①已知298 K时,各物质的标准摩尔生成焓如表。
物质
标准摩尔生成焓/
-126
+227
+37
反应Ⅲ.________。
②上述三个反应的(K为平衡常数仅与温度有关,且满足范特霍夫方程(,R与C为常数)随(T为温度)的变化如图。曲线c下降的原因是________,代表反应Ⅲ的曲线是________(填“a”“b”或“c”)。
(2)①某温度下,在压强为的恒压密闭反应器中,按投料,采用含Ru催化剂催化反应Ⅰ和Ⅱ。当完全转化,乙炔转化率为92%时,反应Ⅱ各物质分压表示的反应商________。
②氯乙烯与乙炔在含Ru催化剂上有竞争吸附。已知乙炔的键电子可与Ru形成配位键,推测氯乙烯中的________可与Ru形成配位键。
(3)我国科研人员将多种含Cu、Au的催化剂进行内置串联(如图),使乙炔转化率接近100%。
等物质的量的、、
、
①Au位于第六周期且与Cu同族,基态Au原子的价电子排布式为________。
②反应器位置1中的生成、、和。在位置2引入新催化剂,将存活时间短的和变成*H和*Cl,进一步与乙炔反应生成氯乙烯。两种不同催化剂的部分反应历程如图。位置2应选择催化剂________(填“A”或“B”),选择依据是________。位置3主要发生的反应为________(写化学方程式)。
TS表示过渡态
*表示吸附态
a:
b:
c:
d:
14. 羟基广泛存在于天然产物与药物的分子中。从化合物Ⅰ出发合成化合物Ⅲ。Ⅲ在化合物Ⅳ的辅助下,利用光催化实现羟基迁移,得目标产物Ⅶ。合成路线如下(部分条件及试剂略)。
(1)化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为________(写名称)。
(2)反应和的原子利用率均为100%。
①X分子的空间构型为________。
②Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,则Ⅱ的结构简式为________。
(3)Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与作用显色的共有________种。
(4)下列说法正确的有________。
A. 由Ⅰ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
B. 由Ⅰ到Ⅴ的转化中,有加成反应和消去反应发生
C. Ⅶ与浓硫酸共热,可生成存在顺反异构体的产物
D. 由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅳ可以循环利用
(5)某兴趣小组拟设计以环己烷为原料,经四步反应合成化合物Ⅲa(分子中不含手性碳原子)的路线。Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物Ⅶa。
①从Ⅲa出发,逐步逆推合成步骤:羟基腈⇒________⇒醇⇒________⇒环烷烃(填写有机化合物类别)。
②合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为________(注明反应条件);第四步所需无机试剂为________。
③ Ⅶa可与发生反应,其产物的结构简式为________。
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