精品解析:云南省部分学校2026-2027学年高三上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-17
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内容正文:
2026—2027学年第一学期质量检测(10月)
高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:物质结构与性质+有机化学。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Ag-108 Cs-133
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学在科技发展中起到了重要的作用。下列相关说法错误的是
A. 我国第三代超导量子计算机传输信号的光纤主要成分为晶体硅
B. 激光武器光学窗口与波导的材料聚碳酸酯属于有机高分子材料
C. 航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点低于镍
D. 常用于机器人导电填料的碳纳米管、石墨烯互为同素异形体
【答案】A
【解析】
【详解】A.光导纤维的主要成分是SiO2,晶体硅是半导体材料,常用于制作芯片和太阳能电池等,不能用作光纤,A错误;
B.聚碳酸酯是有机高分子聚合物,属于有机高分子材料,B正确;
C.合金的熔点一般低于其成分纯金属,故镍基合金的熔点低于金属镍,C正确;
D.碳纳米管、石墨烯均由碳元素组成、结构不同的单质,互为同素异形体,D正确;
故答案为A。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 基态P原子的价电子轨道表示式:
B. 用电子式表示的形成:
C. 乙烯的空间填充模型:
D. 氯气分子键的形成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态P原子的价电子排布式为3s23p3,三个3p电子应分占三个3p轨道且自旋方向相同(平行),正确的轨道表示式为;图中3p电子的自旋方向并未全部相同,违反洪特规则,A错误;
B.BaCl2是离子化合物,形成时钡原子失去2个电子、两个氯原子各得到1个电子,用电子式表示其形成过程正确,B正确;
C.乙烯的空间填充模型应按原子相对大小填充、原子间紧密相接,正确的模型为;图中给出的是球棍模型,C错误;
D.氯气分子中两个氯原子各以3p轨道上的单电子头碰头重叠形成p−p σ键,其形成过程为;图中形成的是键,故D错误。
故答案为B。
3. 根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
纤维素
接入带有强亲水基团的支链
吸水能力增强
B
顺丁橡胶
硫化使其结构由线型转变为网状
强度提高
C
布洛芬
进行成酯修饰
对胃、肠道刺激减弱
D
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
硬度减小
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.纤维素接入强亲水基团支链后,亲水基团数量增多,吸水能力增强,A正确;
B.在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂,在一定的温度、压力条件下,使线型大分子转变为三维网状结构,网状结构相对线性结构具有更大的强度,B正确;
C.布洛芬含有羧基,酸性较强会刺激胃肠道,成酯修饰后游离羧基减少,刺激性减弱,C正确;
D.晶体硅为共价晶体,碳原子半径小于硅原子,C—Si键键长比Si—Si键短、键能更大,取代后硬度应增大而非减小,D错误;
故选D。
4. 我国学者把游离态氮固定在碳上,制得的可用于合成核酸的结构单元:(石墨),已知阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 12gC(石墨)中含有的的数目为
B. 22.4L(标准状况)含有的中子数为
C. 1mol中C的价层电子对数为
D. 生成1mol时,总反应转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.12 g C(石墨)的物质的量为1 mol,石墨中每个C原子与3个碳原子形成共价键,每个共价键被2个碳原子共用,故12 g C(石墨)中的数目为,A正确;
B.15N的质量数为15,质子数为7,中子数为8,因此1个15N2分子含16个中子,标准状况下22.4 L15N2的物质的量为1 mol, 含个中子,B正确;
C.在中,碳原子为sp杂化,与两个氮原子形成两个σ键,无孤对电子,价层电子对数为2,因此1 mol 该离子中碳的价层电子对数为,C错误;
D.反应15N2(石墨)+2LiH 中,氮元素由0价降至-3价,共得6个电子,碳元素由0价升至+4价,失4个电子,氢元素由-1价升至0价,共失2个电子,因此每生成1 mol H2,反应中共转移6 mol电子,电子数为,D正确;
故选C。
5. 苯妥英(M)为一种抗癫痫药,其结构简式如图所示,下列有关M的说法正确的是
A. 分子式为
B. 可以发生加成、取代、氧化及还原反应
C. 含有1种官能团,有且只有1个手性碳原子
D. 1molM与足量NaOH溶液反应得到的生成物中有2mol有机物
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构数出原子总数,M的分子式为,A错误;
B.分子中的苯环可以与氢气发生加成反应(同时也属于还原反应);苯环可以与氯气在氯化铁催化下发生取代反应、酰胺基可在酸性或碱性条件下水解(属于取代反应);有机物可以燃烧(属于氧化反应),因此加成、取代、氧化、还原反应均能发生,B正确;
C.M中含有酰胺基,该分子只有1个饱和碳原子,但该碳原子连接两个完全相同的苯基,该结构中并不存在手性碳原子,C错误;
D.与足量的NaOH溶液反应,酰胺基发生水解,得到的生成物中只有有机物,其余为无机物(碳酸钠、氨气),D错误;
故选B。
6. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,为直线形分子,X、Z位于同一主族,且Z的原子序数等于W、X与Y的原子序数之和。下列叙述正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X B. 电负性:X>Y>W
C. Z的单质在固态时属于共价晶体 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z>X
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,为直线形分子,那么 W为,X为,X、Z位于同一主族, Z为,Z的原子序数等于W、X与Y的原子序数之和,Y为。
【详解】A.同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小,故原子半径,同主族从上到下原子半径增大,故,即原子半径,A错误;
B.同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大,电负性N>C,即电负性为,B错误;
C.Z为,其单质晶体硅为共价晶体,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。
7. 下列事实对应微观解释正确的是
选项
事实
微观解释
A
三氯乙酸的酸性比三氟乙酸弱
电负性:
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
石墨能导电
石墨中存在可自由移动的碳离子
D
与形成配合物
中的B有空轨道接受中N的孤电子对
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性递增,同主族从上到下电负性递减,电负性实际为F>Cl。三氟乙酸酸性更强的原因是F的吸电子诱导效应强于Cl,羧基中键极性更大更易电离,酸性更强,A错误;
B.是共价晶体,熔化时破坏的是空间网状的共价键;干冰是分子晶体,熔化仅破坏分子间范德华力,因此熔点远高于干冰,B错误;
C.石墨为层状结构,层内每个C原子采取杂化,剩余1个未参与杂化的p轨道上的单电子形成贯穿整个层的大π键,存在可自由移动的电子而非自由移动的碳离子,因此可以导电,C错误;
D.中B原子为杂化,存在空轨道,中N原子有一对孤电子对,二者可通过配位键形成,D正确;
故选D。
8. 下列方程式与所给事实不相符合的是
A. 乙酰胺与盐酸混合共热:
B. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
C. 将少量通入苯酚钠溶液:
D. 将通入冷的石灰乳中制备漂白粉:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酰胺在酸性条件下水解生成乙酸和铵根离子,乙酰胺、水、醋酸均为弱电解质,不能拆写,该离子方程式符合反应事实与书写规则,A不符合题意;
B.邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水,邻羟基苯甲醛中酚羟基的邻、对位与浓溴水发生取代反应,同时醛基 (—CHO)被氧化为羧基(—COOH),方程式:,B不符合题意;
C.酸性强弱顺序为苯酚,因此少量通入苯酚钠溶液中,反应只能生成苯酚和,无法得到,方程式:,C符合题意;
D.石灰乳为悬浊液,不能拆分为,离子方程式为= ,D不符合题意;
故选C。
9. 下列装置(部分夹持装置已略去)能达到实验目的的是
A.模拟石油的分馏
B.验证乙二酸晶体(熔点101℃)分解产物中的
C.检验乙醇消去反应的有机产物
D.乙醇萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.模拟石油的分馏:图中为蒸馏装置,温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口相平,用于测量馏分的温度,能达到实验目的,故A正确。
B.验证乙二酸晶体分解产物中的CO2:乙二酸晶体的熔点为101℃,受热分解前先熔化,图中试管口低于盛放乙二酸晶体处,熔融物会流向管口,应使试管口略向上倾斜;且装置没有处理分解生成的一氧化碳尾气,不能达到实验目的,故B错误。
C.检验乙醇消去反应的有机产物:乙醇发生消去反应时,应将反应液迅速升温并控制在170℃,图中没有温度计测量反应液温度,不能保证发生消去反应,不能达到实验目的,故C错误。
D.乙醇萃取碘水中的碘:乙醇与水互溶,不能作为萃取剂萃取碘水中的碘,不能达到实验目的,故D错误。
故答案为A。
10. 某碳酸酯Q可形成聚合物P,反应如图所示。下列说法错误的是
A. Q中存在手性碳原子,P可以降解
B. xmolQ反应生成P,同时生成mmol
C.
D. 若控制条件使减小,则P中的醚键在官能团中的比例升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察Q的五元环结构,环上连接甲基的碳原子,连接的四个基团完全互不相同,符合手性碳原子的定义,因此Q中存在手性碳原子;P中含有酯基,可发生水解反应,可以降解,A正确;
B.根据反应图示,每1分子Q开环后若完全脱除CO2,会释放1分子CO2,对应聚合物P中1个下标为n的重复单元;下标为m的重复单元是Q开环后未脱除CO2的部分,不会释放CO2,因此总释放的CO2的物质的量等于n的数值,即x mol Q反应生成P时,同时生成n mol CO2,B错误;
C.根据原子守恒,总共有x mol Q参与反应,其中m mol Q转化为P中m个未脱CO2的链段,n mol Q转化为P中n个脱除CO2的链段,因此总单体数满足x=m+n,C正确;
D.使减小,即n增加,则基团的数量会增加,则醚键在官能团中的比例升高,D正确;
故选B。
11. 将18-冠-6醚晶体加入甲苯和的混合溶液中,和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 进入甲苯层是因为静电作用
B. 18-冠-6醚晶体能溶于水主要是由于氧原子与水形成氢键
C. 18-冠-6醚与结合时,由提供孤电子对,冠醚中O原子提供空轨道
D. 18-冠-6醚与形成的晶体的结构可用X射线衍射实验测定
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知18-冠-6醚晶体对有识别作用,18-冠-6醚与形成配离子,通过静电作用吸引带负电的,让原本不溶于非极性甲苯的随配离子进入甲苯层,A正确;
B.18-冠-6醚结构中的氧原子带有孤电子对,可以和水分子的氢原子形成氢键,这是其能溶于水的重要原因,B正确;
C.形成配位键时,是冠醚中含有孤电子对的O原子提供孤电子对,有空轨道的提供空轨道,二者形成配位键,C错误;
D.X射线衍射实验是高中阶段测定晶体结构的标准方法,D正确;
故选C。
12. 氢键催化作为一种模拟酶催化的生物概念,借助催化剂中的氢键作用,调控底物结合并稳定过渡态,从而实现高效和高选择性的有机反应。依据该原理,γ-戊内酯经开环和脱羧反应,可制得1-丁烯,反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂,可降低反应的活化能
B. 反应历程中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂和形成
C. 总反应的化学方程式:
D. 若将代替参与反应,则一定制得
【答案】D
【解析】
【分析】题图显示,内酯的羰基氧通过氢键与酸性氢结合,环内醚氧与Nb位点配位,两个活性位点协同固定并活化底物,促使C—O键断裂,后续脱羧断开C—C键并形成C=C键。
【详解】A.参与反应并在后续反应中又生成,为该反应的催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,A正确;
B.由反应历程,开环时有极性C—O键断裂,并伴随O—H键形成或断裂;脱羧时有非极性C—C键断裂,生成烯烃时形成非极性C=C键,B正确;
C.由反应历程,总反应为γ-戊内酯催化反应生成1-丁烯和二氧化碳,化学方程式:,C正确;
D.更换后的六元环内酯虽然只比原五元环内酯多一个亚甲基,所画总式在原子数上可以配平,但图示催化要求两个含氧部位与两个活性位点形成特定的双位点结合。改变环的大小会改变两个氧原子的相对位置和底物构象,不能仅根据碳数守恒推出该六元环内酯仍按同一路径生成图示1-戊烯,正确结论是由所给机理不能确定该六元环内酯生成图示1-戊烯,D错误;
故选D。
13. 葡萄糖酸锌可用于缓解小儿厌食症,实验室中利用间接法合成葡萄糖酸锌的相关实验装置和步骤如下:
步骤1:葡萄糖酸的制备。将葡萄糖酸钙置于甲中的三颈烧瓶中,滴加稀硫酸,开启电动搅拌器,加热反应1小时。将三颈烧瓶中的混合物趁热过滤,得到葡萄糖酸溶液。
步骤2:纯化葡萄糖酸。将葡萄糖酸溶液转移到乙中离子交换柱中,除去溶液中残留的和。
步骤3:向纯化后的葡萄糖酸溶液中加入ZnO并搅拌,过滤除去过量的ZnO,向滤液中加入95%的乙醇溶液,待晶体析出后,抽滤、洗涤、干燥获得产品。
下列说法错误的是
A. 葡萄糖酸易溶于水的原因之一是葡萄糖酸中羟基和羧基与水能够形成氢键
B. 步骤1中趁热过滤的目的是除去混合物中的
C. 步骤2中,乙中阴离子交换树脂中的与发生交换,可避免引入新的杂质
D. 步骤3中,向滤液中加入95%的乙醇溶液增大了溶剂的极性,降低了葡萄糖酸锌的溶解度
【答案】D
【解析】
【分析】实验核心目的为间接法合成,按实验步骤梳理全流程逻辑:步骤1中与稀硫酸反应生成葡萄糖酸和微溶的,加热反应后趁热过滤,可除去杂质同时避免温度降低导致葡萄糖酸析出;步骤2中阳离子交换树脂吸附残留,阴离子交换树脂吸附残留,提纯得到葡萄糖酸溶液;步骤3中葡萄糖酸与反应生成,加入95%乙醇可降低溶剂极性,使溶解度降低析出,后经抽滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】A.葡萄糖酸分子中含有多个羟基和羧基,均可与水分子形成分子间氢键,因此易溶于水,A正确;
B.步骤1中与稀硫酸反应生成微溶的,趁热过滤可避免温度降低导致葡萄糖酸析出,同时除去杂质,B正确;
C.步骤2中阴离子交换树脂中的与发生交换,置换出的与溶液中的结合生成,不会引入新的杂质,C正确;
D.乙醇的极性弱于水,向滤液中加入95%的乙醇溶液会降低溶剂的极性,从而降低葡萄糖酸锌的溶解度使其析出,并非增大溶剂极性,D错误;
故选D。
14. 一种新型超导材料的立方晶胞如图所示(长度),M点坐标为,R点坐标为。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为 B. N、P原子的核间距为pm
C. Q点在MR轴上的坐标为 D. 晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用均摊法计算晶胞中的原子个数,Cs:8个位于棱上,2个位于内部,总数为个;Ag:8个位于棱上、4个位于面心,总数为个;F:16个位于面心,4个位于晶胞内部,共个,晶胞中、、的个数比为,所以晶体化学式为,故A正确;
B.由题干,总高,得,M、N间的距离为面对角线的,即,连线P、M、N为直角三角形,N、P原子的核间距= ,故B错误;
C.Q距离的长度为,因此在轴的分数坐标为,故C正确;
D.由分析,每个晶胞含有4个,单个晶胞总质量为,晶胞体积为,代入密度公式得密度为,故D正确;
选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 下表列出了①~⑥六种元素在周期表中的位置。回答下列问题:
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
3
④
⑤
⑥
(1)元素②的最高正化合价是_______。元素⑤在周期表中的位置是_______。
(2)元素②和元素③的电负性:②_______③(填“”或“”);表中所列六种元素的单质,常温下为有色气体的是_______(填化学式)。
(3)①~⑥六种元素中简单离子半径最大的是_______(填离子符号);最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是_______(填化学式,下同),属于两性氢氧化物的是_______。
(4)元素④的最高价氧化物对应水化物的电子式为_______。
(5)元素③与元素④能形成原子个数比为1:1的化合物Y,Y常用于呼吸面具中作供氧剂,写出Y与水反应的化学方程式:_______。
【答案】(1) ①. +4 ②. 第三周期第ⅢA族
(2) ①. < ②.
(3) ①. - ②. HClO4 ③. Al(OH)3
(4) (5)=
【解析】
【分析】由周期表中的行、列位置可知,①~⑥依次对应、、、、、。据此结合主族元素价态、元素周期律及相应单质和化合物的性质作答。
【小问1详解】
②位于第二周期第ⅣA族,对应元素,其最高正化合价为+4;由表中⑤所在的行、列可直接判断,⑤位于第三周期第ⅢA族;
【小问2详解】
②为元素,③为元素,电负性:。六种元素的单质中,常温下只有是有色气体,呈黄绿色;
【小问3详解】
一般情况下,电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则简单离子半径最大的是-;元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物酸性越强,O没有最高正价,则酸性最强的是HClO4;属于两性氢氧化物的是Al(OH)3;
【小问4详解】
④为元素,其最高价氧化物为,对应水化物为。它由钠离子和氢氧根离子构成,其电子式为;
【小问5详解】
③为元素,④为元素。两者形成的原子个数比为1:1且可作供氧剂的化合物是,它与水反应生成氢氧化钠和氧气:=。
16. 碳元素具有丰富的化学性质,碳及其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中,核外存在_______对自旋相反的电子,该基态原子核外电子空间运动状态有_______种,基态原子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)我国科学家利用与Na、Mg等活泼金属反应合成了金刚石,为金刚石的合成提供了重要的研究思路。
①Mg、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______。
②的键是由碳的1个_______轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)早期以石墨为原料在高温高压条件下合成金刚石。图a为金刚石晶胞,图b为石墨的层状结构(虚线所示部分为其晶胞,如图c所示)。
①关于金刚石和石墨,下列说法正确的是_______(填标号)。
a.可以用X射线衍射鉴别金刚石和石墨
b.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型发生改变
c.硬度:金刚石>石墨,原因是碳碳键的键能:金刚石>石墨
②根据图中信息判断石墨晶体中层间没有化学键相连,依据是_______。
③金刚石的密度为,晶胞形状为立方体,边长为anm,阿伏加德罗常数的值为_______(用含ρ、a的关系式表示)。
(4)将与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在800℃下,能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是_______。
【答案】(1) ①. 2 ②. 4 ③.
(2) ①. ②. 杂化
(3) ①. ab ②. 石墨的层间距()远大于石墨层内碳碳键键长() ③.
(4)氧气与焦炭反应生成还原性气体,将固固反应转化为固气反应,增大了反应物的接触面积,从而加快了反应速率
【解析】
【小问1详解】
基态原子电子排布式为,其中、轨道各有1对自旋相反的电子,2p轨道的2个电子分占不同轨道自旋平行,因此共2对自旋相反的电子;核外电子的空间运动状态由占据的原子轨道决定,共占据4个轨道,对应4种空间运动状态;价层电子为最外层的2s和2p电子,根据洪特规则得到上述轨道表示式:;
【小问2详解】
①同周期主族元素第一电离能整体随原子序数增大而增大,Cl的原子序数远大于Mg,且Mg的3s轨道全满的特殊稳定结构也无法抵消Cl的核电荷优势,因此第一电离能;
② 中C原子价层电子对数为,孤电子对为0,杂化方式为杂化,形成4个等价的杂化轨道,分别与4个Cl的3p轨道头碰头重叠形成σ键;
【小问3详解】
①a.金刚石和石墨是不同的晶体,X射线衍射实验可以区分不同晶体结构,a正确;
b.金刚石中C为杂化,石墨中C为杂化,杂化类型发生改变,b正确;
c.石墨层内碳碳键键长比金刚石的碳碳键更短,键能更大,石墨硬度小是因为层间靠弱的范德华力结合,c错误;
故选ab;
② 石墨的层间距为,远大于石墨层内碳碳键键长(),说明层间距离过大,无法形成化学键,则石墨晶体中层间没有化学键相连;
③ 金刚石晶胞中含有的C原子数为,晶胞质量,晶胞体积,由推导可得;
【小问4详解】
固体与固体直接反应时接触面积小,反应速率慢。通入空气后,焦炭与氧气反应生成气体,作为还原剂与反应,将固固反应转化为固气反应,大大增加了接触面积,从而迅速加快了反应速率,则通入空气的作用是氧气与焦炭反应生成还原性气体,将固固反应转化为固气反应,增大了反应物的接触面积,从而加快了反应速率。
17. 乙酰苯胺()为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称,可通过苯胺()和冰醋酸反应制得,反应装置如图甲所示(加热和固定装置省略)。
Ⅰ.查阅资料:苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解,其他物质的有关性质如下表:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20℃)
水
乙醇
苯胺
93
-6.3
184
3.4
任意比混溶
冰醋酸
60
16.6
118
任意比混溶
任意比混溶
乙酰苯胺
135
114.3
304
0.46(温度越高,溶解度越大)
36.9
Ⅱ.制备过程:
①往三颈烧瓶中先加入0.1g锌粒和15.0mL(0.26mol)冰醋酸,然后用仪器A滴加10.0mL(0.1mol)新制得的苯胺。
②苯胺滴加完毕,小火加热10min后再升高加热温度,使蒸气温度在一定范围内浮动1小时。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如图乙),洗涤晶体2~3次,干燥,获得粗产品。
⑤粗产品经过分离提纯后得到11.34g精产品。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______;有机制备实验中进行冷凝回流时常使用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是_______。
(2)装置甲中冷凝水应从_______端进入(填“M”或“N”)。
(3)苯胺和冰醋酸在加热的条件下制备乙酰苯胺的化学方程式为_______。
(4)步骤④中采用“减压过滤”的优点是_______。
(5)步骤⑤中粗产品进一步提纯,该提纯方法的名称是_______,其过程:将粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→_______(填操作名称)→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(6)本实验中乙酰苯胺的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 球形冷凝管的接触面积大,冷凝效果好
(2)N (3)
(4)过滤速度快,并能得到较干燥的产品
(5) ①. 重结晶 ②. 趁热过滤
(6)84.0%
【解析】
【分析】利用冰醋酸与苯胺反应制备乙酰苯胺,加入锌粒防止苯胺被氧化,小火加热10 min促使二者成盐,再升高温度回流1小时,让反应物充分脱水;倒入盛有冷水的烧杯中充分冷却,让乙酰苯胺晶体析出,冷却至室温,减压过滤、洗涤,得到粗产品;由于粗产品中含有杂质苯胺,需重结晶分离提纯得到精产品,据此分析;
【小问1详解】
仪器A带有平衡压强的侧管,可使苯胺顺利滴下,为恒压滴液漏斗;球形冷凝管的特殊球泡结构能扩大冷凝接触面积,提升回流冷凝的效率,提高反应物的利用率,更适合有机制备的回流操作,直形冷凝管一般用于蒸馏收集馏分;
【小问2详解】
冷凝管采用“下进上出”的通水原则,保证冷凝管内充满冷却水,逆流冷却效果更好,因此从下端N口进水;
【小问3详解】
苯胺的氨基和冰醋酸的羧基发生取代反应,生成乙酰苯胺和水,化学方程式为;
【小问4详解】
减压过滤利用抽气使吸滤瓶内形成负压,内外压强差加快过滤速率,同时能更充分地抽走晶体表面的液体,得到更干燥的固体产物;
【小问5详解】
根据乙酰苯胺在水中温度越高溶解度越大的性质,采用重结晶的方法提纯粗产品;加入活性炭脱色后,需要趁热过滤除去活性炭等不溶性杂质,防止温度降低后乙酰苯胺提前结晶析出,混入滤渣造成产物损失,重结晶过程:将粗产品溶于沸水配成饱和溶液→加少量蒸馏水(防止热过滤时晶体析出)→活性炭脱色→加热煮沸→趁热过滤(除去活性炭等不溶性杂质)→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥;
【小问6详解】
苯胺的物质的量为0.1 mol,冰醋酸过量,因此理论生成乙酰苯胺的物质的量为0.1 mol,理论生成乙酰苯胺的质量为,实际得到11.34 g,产率为。
18. 氟唑菌酰羟胺是新一代琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂,合成路线如下:
已知:ⅰ.A能与溶液反应产生。ⅱ.。
(1)B中含有的官能团为_______。
(2)B→D的化学方程式是_______。G的结构简式为_______。
(3)A的某种同分异构体与A含有相同官能团,其核磁共振氢谱也有两组峰,结构简式为_______。
(4)由K生成氟唑菌酰羟胺的反应类型为_______。
(5)M可通过如下路线合成:。已知:ⅲ.;ⅳ.。
①反应Ⅰ的化学方程式为_______。
②Q的结构简式为_______。
③设计步骤Ⅰ和Ⅳ的目的是_______。
【答案】(1)羟基、碳氯键
(2) ①. ②.
(3) (4)取代反应
(5) ①. ②. ③. 保护羧基,避免其与氨基或亚氨基发生反应
【解析】
【分析】合成氟唑菌酰羟胺的流程为:结合E的结构以及题目信息可知A中含苯环,A能与溶液反应产生,则A为,通过还原反应转化为B(),然后B在催化作用下与反应生成D(),将D与进行加成、消去反应后得到E,将E在ⅰ.作用下把还原为,然后在ⅱ.的作用下转化得到G(),将G与发生缩合反应得到J(),J在作用下被还原为K,最后将K与进行取代得到产品氟唑菌酰羟胺和水,据此解答。
【小问1详解】
B的结构为,则其官能团为羟基、碳氯键;
【小问2详解】
B→D是在Cu催化作用下将B中羟基氧化为醛基,反应方程式为:;根据分析,G的结构简式为;
【小问3详解】
A的某种同分异构体与A含有相同官能团,说明也有1个羧基和3个氯原子,其核磁共振氢谱也有两组峰,因为总氢原子为3个,羧基用掉1个,则苯环上有2个氢原子且处于对称位置,结合A的结构,可知A的同分异构体为;
【小问4详解】
含羧基,与K中氨基部分脱水形成含酰胺键的产物,属于取代反应;
【小问5详解】
将在浓硫酸作用下与乙醇酯化得到,然后在催化剂、水的作用下转化为,后再异构化为,再与Q作用,随后水解得到目标产物,逆推出Q为;
①反应Ⅰ是将在浓硫酸作用下与乙醇酯化得到,则反应的化学方程式为:;
②根据中间产物和最终目标产物可知,Q的结构简式为;
③根据起始产物和中间产物以及目标产物中羧基结构变化的差异可以得到设计步骤Ⅰ和Ⅳ的目的为:保护羧基,避免其与氨基或亚氨基发生反应。
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高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:物质结构与性质+有机化学。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Ag-108 Cs-133
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学在科技发展中起到了重要的作用。下列相关说法错误的是
A. 我国第三代超导量子计算机传输信号的光纤主要成分为晶体硅
B. 激光武器光学窗口与波导的材料聚碳酸酯属于有机高分子材料
C. 航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点低于镍
D. 常用于机器人导电填料的碳纳米管、石墨烯互为同素异形体
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 基态P原子的价电子轨道表示式:
B. 用电子式表示的形成:
C. 乙烯的空间填充模型:
D. 氯气分子键的形成:
3. 根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
纤维素
接入带有强亲水基团的支链
吸水能力增强
B
顺丁橡胶
硫化使其结构由线型转变为网状
强度提高
C
布洛芬
进行成酯修饰
对胃、肠道刺激减弱
D
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
硬度减小
A. A B. B C. C D. D
4. 我国学者把游离态氮固定在碳上,制得的可用于合成核酸的结构单元:(石墨),已知阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 12gC(石墨)中含有的的数目为
B. 22.4L(标准状况)含有的中子数为
C. 1mol中C的价层电子对数为
D. 生成1mol时,总反应转移的电子数为
5. 苯妥英(M)为一种抗癫痫药,其结构简式如图所示,下列有关M的说法正确的是
A. 分子式为
B. 可以发生加成、取代、氧化及还原反应
C. 含有1种官能团,有且只有1个手性碳原子
D. 1molM与足量NaOH溶液反应得到的生成物中有2mol有机物
6. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,为直线形分子,X、Z位于同一主族,且Z的原子序数等于W、X与Y的原子序数之和。下列叙述正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X B. 电负性:X>Y>W
C. Z的单质在固态时属于共价晶体 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z>X
7. 下列事实对应微观解释正确的是
选项
事实
微观解释
A
三氯乙酸的酸性比三氟乙酸弱
电负性:
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
石墨能导电
石墨中存在可自由移动的碳离子
D
与形成配合物
中的B有空轨道接受中N的孤电子对
A. A B. B C. C D. D
8. 下列方程式与所给事实不相符合的是
A. 乙酰胺与盐酸混合共热:
B. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
C. 将少量通入苯酚钠溶液:
D. 将通入冷的石灰乳中制备漂白粉:
9. 下列装置(部分夹持装置已略去)能达到实验目的的是
A.模拟石油的分馏
B.验证乙二酸晶体(熔点101℃)分解产物中的
C.检验乙醇消去反应的有机产物
D.乙醇萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
10. 某碳酸酯Q可形成聚合物P,反应如图所示。下列说法错误的是
A. Q中存在手性碳原子,P可以降解
B. xmolQ反应生成P,同时生成mmol
C.
D. 若控制条件使减小,则P中的醚键在官能团中的比例升高
11. 将18-冠-6醚晶体加入甲苯和的混合溶液中,和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 进入甲苯层是因为静电作用
B. 18-冠-6醚晶体能溶于水主要是由于氧原子与水形成氢键
C. 18-冠-6醚与结合时,由提供孤电子对,冠醚中O原子提供空轨道
D. 18-冠-6醚与形成的晶体的结构可用X射线衍射实验测定
12. 氢键催化作为一种模拟酶催化的生物概念,借助催化剂中的氢键作用,调控底物结合并稳定过渡态,从而实现高效和高选择性的有机反应。依据该原理,γ-戊内酯经开环和脱羧反应,可制得1-丁烯,反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂,可降低反应的活化能
B. 反应历程中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂和形成
C. 总反应的化学方程式:
D. 若将代替参与反应,则一定制得
13. 葡萄糖酸锌可用于缓解小儿厌食症,实验室中利用间接法合成葡萄糖酸锌的相关实验装置和步骤如下:
步骤1:葡萄糖酸的制备。将葡萄糖酸钙置于甲中的三颈烧瓶中,滴加稀硫酸,开启电动搅拌器,加热反应1小时。将三颈烧瓶中的混合物趁热过滤,得到葡萄糖酸溶液。
步骤2:纯化葡萄糖酸。将葡萄糖酸溶液转移到乙中离子交换柱中,除去溶液中残留的和。
步骤3:向纯化后的葡萄糖酸溶液中加入ZnO并搅拌,过滤除去过量的ZnO,向滤液中加入95%的乙醇溶液,待晶体析出后,抽滤、洗涤、干燥获得产品。
下列说法错误的是
A. 葡萄糖酸易溶于水的原因之一是葡萄糖酸中羟基和羧基与水能够形成氢键
B. 步骤1中趁热过滤的目的是除去混合物中的
C. 步骤2中,乙中阴离子交换树脂中的与发生交换,可避免引入新的杂质
D. 步骤3中,向滤液中加入95%的乙醇溶液增大了溶剂的极性,降低了葡萄糖酸锌的溶解度
14. 一种新型超导材料的立方晶胞如图所示(长度),M点坐标为,R点坐标为。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为 B. N、P原子的核间距为pm
C. Q点在MR轴上的坐标为 D. 晶体的密度为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 下表列出了①~⑥六种元素在周期表中的位置。回答下列问题:
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
3
④
⑤
⑥
(1)元素②的最高正化合价是_______。元素⑤在周期表中的位置是_______。
(2)元素②和元素③的电负性:②_______③(填“”或“”);表中所列六种元素的单质,常温下为有色气体的是_______(填化学式)。
(3)①~⑥六种元素中简单离子半径最大的是_______(填离子符号);最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是_______(填化学式,下同),属于两性氢氧化物的是_______。
(4)元素④的最高价氧化物对应水化物的电子式为_______。
(5)元素③与元素④能形成原子个数比为1:1的化合物Y,Y常用于呼吸面具中作供氧剂,写出Y与水反应的化学方程式:_______。
16. 碳元素具有丰富的化学性质,碳及其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中,核外存在_______对自旋相反的电子,该基态原子核外电子空间运动状态有_______种,基态原子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)我国科学家利用与Na、Mg等活泼金属反应合成了金刚石,为金刚石的合成提供了重要的研究思路。
①Mg、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______。
②的键是由碳的1个_______轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)早期以石墨为原料在高温高压条件下合成金刚石。图a为金刚石晶胞,图b为石墨的层状结构(虚线所示部分为其晶胞,如图c所示)。
①关于金刚石和石墨,下列说法正确的是_______(填标号)。
a.可以用X射线衍射鉴别金刚石和石墨
b.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型发生改变
c.硬度:金刚石>石墨,原因是碳碳键的键能:金刚石>石墨
②根据图中信息判断石墨晶体中层间没有化学键相连,依据是_______。
③金刚石的密度为,晶胞形状为立方体,边长为anm,阿伏加德罗常数的值为_______(用含ρ、a的关系式表示)。
(4)将与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在800℃下,能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是_______。
17. 乙酰苯胺()为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称,可通过苯胺()和冰醋酸反应制得,反应装置如图甲所示(加热和固定装置省略)。
Ⅰ.查阅资料:苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解,其他物质的有关性质如下表:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20℃)
水
乙醇
苯胺
93
-6.3
184
3.4
任意比混溶
冰醋酸
60
16.6
118
任意比混溶
任意比混溶
乙酰苯胺
135
114.3
304
0.46(温度越高,溶解度越大)
36.9
Ⅱ.制备过程:
①往三颈烧瓶中先加入0.1g锌粒和15.0mL(0.26mol)冰醋酸,然后用仪器A滴加10.0mL(0.1mol)新制得的苯胺。
②苯胺滴加完毕,小火加热10min后再升高加热温度,使蒸气温度在一定范围内浮动1小时。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如图乙),洗涤晶体2~3次,干燥,获得粗产品。
⑤粗产品经过分离提纯后得到11.34g精产品。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______;有机制备实验中进行冷凝回流时常使用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是_______。
(2)装置甲中冷凝水应从_______端进入(填“M”或“N”)。
(3)苯胺和冰醋酸在加热的条件下制备乙酰苯胺的化学方程式为_______。
(4)步骤④中采用“减压过滤”的优点是_______。
(5)步骤⑤中粗产品进一步提纯,该提纯方法的名称是_______,其过程:将粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→_______(填操作名称)→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(6)本实验中乙酰苯胺的产率为_______(保留三位有效数字)。
18. 氟唑菌酰羟胺是新一代琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂,合成路线如下:
已知:ⅰ.A能与溶液反应产生。ⅱ.。
(1)B中含有的官能团为_______。
(2)B→D的化学方程式是_______。G的结构简式为_______。
(3)A的某种同分异构体与A含有相同官能团,其核磁共振氢谱也有两组峰,结构简式为_______。
(4)由K生成氟唑菌酰羟胺的反应类型为_______。
(5)M可通过如下路线合成:。已知:ⅲ.;ⅳ.。
①反应Ⅰ的化学方程式为_______。
②Q的结构简式为_______。
③设计步骤Ⅰ和Ⅳ的目的是_______。
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