精品解析:天津市双菱中学2026-2027学年高三上学期第一次月考 化学试卷
2026-10-20
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内容正文:
2026-2027学年度双菱中学高三第一次月考
化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间60分钟。
答题时,请将第Ⅰ卷每小题答案选出后,用2B铅笔涂在答题卡的相应位置上,若仅答在卷子上则不给分。
将第Ⅱ卷各题的答案直接答在答题卡相应位置上。
第Ⅰ卷 (选择题共36分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分)
1. 2026年4月1日,神舟二十一号航天员乘组化身“太空讲解员”针对第五届“天宫画展”向全国观众进行了在轨展示和介绍。下列有关说法错误的是
A. 画展所用纸张成分纤维素是纯净物
B. 宇航服保暖层所用的羊毛的主要成分属于蛋白质
C. 宇航服内衣层所用的棉纺织品属于天然高分子材料
D. 宇航服水冷层所用的聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得
2. 我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面,构建了具有高活性界面的新型催化剂,相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺,实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是
A. 元素位于元素周期表第族
B. 高温是为了提高的平衡转化率
C. 能降低合成氨反应的活化能
D. 实现了温和条件下氮的固定
3. 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为。下列说法正确的是
A. 基态S原子价层电子的轨道表示式为
B. 的价层电子对互斥模型为
C. 分子中键与键的个数比为1∶1
D. 分子的电子式为
4. 下列指定反应的方程式书写错误的是
A. 用溶液检验:
B. 海水提溴工艺中用SO2还原:
C. 碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
D. 银氨溶液中滴入稀盐酸:
5. 代表阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 中含σ键数目为
B. 25℃时,2 L 1 mol/L 溶液(pH=7)中的数目为
C. 电解精炼铜时,当阴极生成32 g铜,转移电子数一定为
D. 标准状况下,2.24 LSO3,中所含电子数为
6. 有机光电功能材料重要中间体X的一种合成反应如下:
下列说法错误的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. 中碳原子都是杂化
C. 存在顺反异构
D. 可发生聚合反应
7. 结构决定性质,对下列物质性质解释不正确的是
选项
性质
解释
A
稳定性:
的键能大于的键能
B
水中溶解性:
HCl是极性分子,是非极性分子
C
熔点:
、、、的组成和结构相似,范德华力逐渐增大
D
沸点:邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸
邻羟基苯甲酸形成分子间氢键,对羟基苯甲酸形成分子内氢键
A. A B. B C. C D. D
8. 南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进,研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示,放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是
A. 放电时Y极为正极
B. 放电时,X极的电极反应式为
C. 放电时,该装置转移4 mol电子,Y极吸收44 g CO2
D. 该装置不可将有机电解质换成水溶液
9. 根据下列实验操作及现象能推导出相应实验结论的是
A.非金属性:Cl>C>Si
B.具有还原性
C.用(杯酚)识别和,操作①②为分液,操作③为蒸馏
D.极易溶于水
A. A B. B C. C D. D
10. 某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A. 若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B. 若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C. 若制取,则丙可作气体收集装置
D. 若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
11. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
12. 天然活性成分黄酮醇的制备过程与实验装置如下(部分装置略):
在氛围中,依次向烧瓶中加入固体、甲醇和邻羟基苯乙酮,搅拌下滴加苯甲醛,加热回流,得到Ⅰ。冷却至,向反应液中加入和混合溶液,继续搅拌得到Ⅱ,产率为。若Ⅰ分离后再与和混合溶液反应,Ⅱ的产率为。下列说法正确的是
A. 装置为球形冷凝管,2为进水口 B. 氛围主要防止水蒸气的影响
C. 甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响 D. Ⅱ分子内羟基氧原子来自和
第Ⅱ卷 (非选择题共64分)
注意事项:第Ⅱ卷用蓝、黑色墨水的钢笔或圆珠笔直接答在答题纸上。
13. 通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整:_______。
(2)分子中键角小于,从结构角度解释原因:_______。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是_______。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为_______。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,和反应生成而不生成。分析原因:_______。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由:_______。
14. 有机物N()是一种用于合成健脾,祛风,散寒药物的中间体,其合成路线如下
已知:(可以是-COR或-COOR)
回答下列问题:
(1)4.4 g A完全燃烧产生和O。A的实验式是_______。
(2)A→B、B→C的反应类型分别为_______、_______。
(3)C含有的官能团名称是_______。
(4)E的系统命名是_______。
(5)D→F的化学方程式是_______。
(6)M的分子式是_______。
(7)M→N反应所需试剂及条件是_______。
(8)B有多种同分异构体,其中既能发生银镜反应又能发生水解反应的结构简式是_______。
(9)将C→D的多步反应流程图补充完整(标明反应条件):_______。
15. 可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
(1)的制备
保护下,将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量),继续加热回流,冷却至室温,离心分离,经洗涤得产品。
①仪器a的名称为_______;保护的目的是_______。
②生成的化学方程式为_______。
③为除去产品中残留的S,洗涤选用的试剂是_______(填“”或“”)。
(2)的含量测定
产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用溶液将还原至,终点为无色:用冰水迅速冷却,再以二苯胺磺酸钠为指示剂,用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是_______。
②甲基橙指示终点的过程及作用原理是_______。
③若称取的产品为,标准溶液浓度为,用量为,的摩尔质量为,则产品中质量分数为_______(写最简表达式)。
④下列操作可能导致测定结果偏高的是_______。
A.还原时溶液滴加过量
B.热的溶液在空气中缓慢冷却
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
16. 半导体是人工智能技术发展的关键材料。硅单质是应用最为广泛的半导体材料。工业上将粗硅氯化、精馏后得到和的混合物,然后用还原得到高纯硅。还原过程中发生的主要反应为:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)的沸点为,晶体的类型为___________。已知相关化学键键能数据如下,则___________。
化学键
键能
226
381
436
431
(2)恒温条件下,将等物质的量的和通入容积一定的密闭容器中,发生反应ⅱ,下列描述能说明反应ⅱ已经达到平衡状态的是___________(填标号)。若实验测得反应ⅱ中,(为速率常数),则达到平衡后,仅加入催化剂,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
A.和的转化率之比保持不变
B.
C.单位时间内,反应物断裂的非极性键和生成物断裂的非极性键数目相等
D.容器内混合气体的密度保持不变
(3)在温度下,将、和加入容积固定的密闭容器中,在催化条件下发生反应i、ⅱ。测得的转化率及体系内的压强随时间的变化关系如图所示。
①温度下,反应达到平衡时的转化率为___________;
②温度下,反应ⅱ的压强平衡常数的计算式为___________。
(4)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。Zn还原的反应如下:
反应1:,
反应2:,
反应3:,
实际制备过程选择反应3,理由是___________、___________。
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2026-2027学年度双菱中学高三第一次月考
化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间60分钟。
答题时,请将第Ⅰ卷每小题答案选出后,用2B铅笔涂在答题卡的相应位置上,若仅答在卷子上则不给分。
将第Ⅱ卷各题的答案直接答在答题卡相应位置上。
第Ⅰ卷 (选择题共36分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分)
1. 2026年4月1日,神舟二十一号航天员乘组化身“太空讲解员”针对第五届“天宫画展”向全国观众进行了在轨展示和介绍。下列有关说法错误的是
A. 画展所用纸张成分纤维素是纯净物
B. 宇航服保暖层所用的羊毛的主要成分属于蛋白质
C. 宇航服内衣层所用的棉纺织品属于天然高分子材料
D. 宇航服水冷层所用的聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得
【答案】A
【解析】
【详解】A.纤维素的组成为,其中聚合度的数值不固定,纤维素是由不同聚合度的分子组成的混合物,不是纯净物,A错误;
B.羊毛的主要成分为天然蛋白质,B正确;
C.棉纺织品的主要成分是纤维素,属于天然有机高分子材料,C正确;
D.氯乙烯含有碳碳双键,可通过加聚反应生成聚氯乙烯,D正确;
故选A。
2. 我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面,构建了具有高活性界面的新型催化剂,相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺,实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是
A. 元素位于元素周期表第族
B. 高温是为了提高的平衡转化率
C. 能降低合成氨反应的活化能
D. 实现了温和条件下氮的固定
【答案】B
【解析】
【详解】A.是3号元素,最外层只有1个电子,位于元素周期表第族,A正确;
B.合成氨反应,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率降低,高温的作用是使催化剂达到最佳活性温度,B错误;
C.是合成氨反应的催化剂,催化剂的作用原理是降低反应的活化能,C正确;
D.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态氮的过程,温和条件下催化和合成NH3,属于氮的固定,D正确;
故选B。
3. 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为。下列说法正确的是
A. 基态S原子价层电子的轨道表示式为
B. 的价层电子对互斥模型为
C. 分子中键与键的个数比为1∶1
D. 分子的电子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态S原子价电子排布为,根据洪特规则,3p轨道的4个电子应优先分占不同等价轨道,即1个p轨道填充2个电子,另外2个p轨道各填充1个单电子,选项中的轨道表示式违反洪特规则,正确的轨道表示式为,A错误;
B.中心N原子的价层电子对数为,无孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形:,B错误;
C.的结构式为,每个双键包含1个键和1个键,分子中共2个键、2个键,二者个数比为,C正确;
D.分子的电子式应为,孤电子对应分布在两个N原子的外侧,选项电子式书写错误,D错误;
故选C。
4. 下列指定反应的方程式书写错误的是
A. 用溶液检验:
B. 海水提溴工艺中用SO2还原:
C. 碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
D. 银氨溶液中滴入稀盐酸:
【答案】D
【解析】
【详解】A.用检验时生成特征蓝色沉淀,离子方程式书写正确,A正确;
B.还原时,得电子生成,失电子生成,离子方程式电荷、原子、得失电子均守恒,B正确;
C.溶解度远小于,可发生沉淀转化,反应方程式符合沉淀转化规律,C正确;
D.银氨溶液中滴入稀盐酸时,解离出的会与结合生成沉淀,所给方程式漏写参与的反应,书写错误,正确的方程式为 ,D错误;
故选D。
5. 代表阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 中含σ键数目为
B. 25℃时,2 L 1 mol/L 溶液(pH=7)中的数目为
C. 电解精炼铜时,当阴极生成32 g铜,转移电子数一定为
D. 标准状况下,2.24 LSO3,中所含电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1 mol 中,2个共含个键,2个配位键属于键,中含1个键,总键数目为,A错误;
B.是弱酸弱碱盐,溶液中和均发生相互促进的水解,溶液说明二者水解程度相等,浓度仍小于,2 L溶液中其数目小于,B错误;
C.电解精炼铜时阴极反应只有,32 g 的物质的量为,生成转移电子物质的量为,即转移电子数为,C正确;
D.标准状况下为固态,不能用标准状况下气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定所含电子数,D错误;
故选C。
6. 有机光电功能材料重要中间体X的一种合成反应如下:
下列说法错误的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. 中碳原子都是杂化
C. 存在顺反异构
D. 可发生聚合反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应属于加成反应,反应物的全部原子都转化为产物X,无其他副产物生成,原子利用率为100%,A正确;
B.X中的碳原子一部分属于苯环结构,另一部分属于碳碳双键结构,均为杂化,B正确;
C.顺反异构要求碳碳双键两端的每个碳原子都连接两种不同的基团,X中碳碳双键的末端碳原子连接2个氢原子,不存在顺反异构,C错误;
D.X中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,D正确;
故选C。
7. 结构决定性质,对下列物质性质解释不正确的是
选项
性质
解释
A
稳定性:
的键能大于的键能
B
水中溶解性:
HCl是极性分子,是非极性分子
C
熔点:
、、、的组成和结构相似,范德华力逐渐增大
D
沸点:邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸
邻羟基苯甲酸形成分子间氢键,对羟基苯甲酸形成分子内氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子半径:O<S,键能:>,稳定性:,故A正确;
B.为极性分子,HCl是极性分子,是非极性分子,根据相似相溶原理可知水中溶解性:,故B正确;
C.、、、均是由分子组成,它们的组成和结构相似,相对分子质量逐渐增大范德华力逐渐增大,熔沸点逐渐升高,故C正确;
D.邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,使沸点降低;对羟基苯甲酸形成分子间氢键,使沸点升高,沸点:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸沸点,故D错误;
故答案为:D。
8. 南开大学陈军院士团队通过对钾-二氧化碳电池正负极同时改进,研制了一种稳定高效且可循环利用的电池。该电池原理如图所示,放电时Y极有碳单质生成。下列说法错误的是
A. 放电时Y极为正极
B. 放电时,X极的电极反应式为
C. 放电时,该装置转移4 mol电子,Y极吸收44 g CO2
D. 该装置不可将有机电解质换成水溶液
【答案】C
【解析】
【分析】KSn合金X电极为负极,Y为正极,负极反应为,正极反应式为,放电总反应,则充电时,电解池的阴极反应为,阳极反应式为,据此解答。
【详解】A.放电时Y极转化为C单质,C元素化合价降低,发生还原反应,故Y极为正极,A正确;
B.放电时X极为负极,KSn中K失电子生成K⁺,电极反应式为,B正确;
C.Y极电极反应为,转移4mol电子时消耗3mol CO₂,质量为,不是44g,C错误;
D.X极KSn合金中的K性质活泼,可与水剧烈反应,故不可将有机电解质换成水溶液,D正确;
故选C。
9. 根据下列实验操作及现象能推导出相应实验结论的是
A.非金属性:Cl>C>Si
B.具有还原性
C.用(杯酚)识别和,操作①②为分液,操作③为蒸馏
D.极易溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.比较元素的非金属性,可依据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。盐酸不是氯元素最高价氧化物对应的水化物,因此不能根据判断氯、碳元素非金属性的强弱。此外,浓盐酸易挥发,产生的气体中混有氯化氢,氯化氢也能使硅酸钠溶液产生沉淀,反应为。装置中未除去氯化氢,试管中出现浑浊不能作为碳元素非金属性强于硅元素的可靠依据,故该实验不能推出所给非金属性顺序,A错误;
B.能与品红中的有色物质发生化合反应,生成无色物质,使品红溶液褪色。该现象体现的漂白性,不能据此证明其具有还原性,B错误;
C.杯酚与形成超分子,实现对和的识别。加入甲苯后,溶于甲苯,超分子不溶于甲苯,操作①应通过过滤分离超分子固体与含的甲苯溶液;再用氯仿处理超分子,杯酚溶于氯仿,不溶于氯仿,操作②应通过过滤分离固体与含杯酚的氯仿溶液。操作③可通过蒸馏回收氯仿,留下杯酚。因此操作①②均为过滤,操作③为蒸馏,C错误;
D.先打开止水夹,再挤出滴管中的水,烧瓶内的迅速溶于水,使烧瓶内气压明显降低。烧杯中的水在外界大气压作用下沿导管进入烧瓶,形成喷泉,该现象说明极易溶于水,D正确;
故选D。
10. 某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A. 若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B. 若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C. 若制取,则丙可作气体收集装置
D. 若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【解析】
【详解】A.氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确;
B.饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取,乙可盛饱和食盐水以除去,B正确;
C.氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;
D.氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D错误;
故选D。
11. 苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A. 曲线①是H2A的分布系数曲线
B. H2A的
C. 反应的平衡常数
D. pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【解析】
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。
【详解】A.由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;
B.由分析可知,时,,即,,B正确;
C.反应的平衡常数,C错误;
D.pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;
故选C。
12. 天然活性成分黄酮醇的制备过程与实验装置如下(部分装置略):
在氛围中,依次向烧瓶中加入固体、甲醇和邻羟基苯乙酮,搅拌下滴加苯甲醛,加热回流,得到Ⅰ。冷却至,向反应液中加入和混合溶液,继续搅拌得到Ⅱ,产率为。若Ⅰ分离后再与和混合溶液反应,Ⅱ的产率为。下列说法正确的是
A. 装置为球形冷凝管,2为进水口 B. 氛围主要防止水蒸气的影响
C. 甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响 D. Ⅱ分子内羟基氧原子来自和
【答案】C
【解析】
【详解】A.球形冷凝管通水遵循下进上出原则,图中1为下口,是进水口,2为上口,是出水口,A错误;
B.反应物中的酚类、醛类都易被空气中的氧气氧化,作为惰性氛围,主要作用是防止反应物被氧化,且装置末端已有干燥管防外界水蒸气进入,B错误;
C.由题干信息可知,不分离Ⅰ直接进行下一步反应,Ⅱ产率74%;分离出Ⅰ后再反应,产率仅20%。分离Ⅰ的过程会除去体系中的甲醇,产率大幅下降,说明甲醇对反应的产率有显著影响,C正确;
D.由流程可知,Ⅰ分子中的羟基氧转化为Ⅱ分子中六元坏中的氧原子,Ⅱ分子中还有一个羟基,该羟基氧原子来自氧化剂,只提供碱性环境,不提供氧原子,D错误;
故选C。
第Ⅱ卷 (非选择题共64分)
注意事项:第Ⅱ卷用蓝、黑色墨水的钢笔或圆珠笔直接答在答题纸上。
13. 通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整:_______。
(2)分子中键角小于,从结构角度解释原因:_______。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是_______。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为_______。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,和反应生成而不生成。分析原因:_______。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由:_______。
【答案】(1) (2)NH3中N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对,斥力较大
(3) ①. N ②.
(4) ①. E2<E1,温度低时更容易生成 ②. [Mg(NH3)6]Cl2是吸热反应,也是气体分子数增加的反应,升温、减压有利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3
【解析】
【小问1详解】
Mg是第12号元素,其基态最外层电子的电子排布式为3s2,故其基态原子最外层轨道表示式为:。
【小问2详解】
NH3中N原子的键电子对数为3、孤电子对数为=1,价层电子对数为4,N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对,斥力较大,故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′。
【小问3详解】
①的内界为,故其配体为NH3,由于N原子有孤电子对,所以配位原子为N;
②根据均摊法,该晶胞中的个数为,的个数为8,故每个晶胞中含有4个,则晶体的密度为。
【小问4详解】
①由MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可知,E2<E1,温度低时更容易生成;
②根据MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可知[Mg(NH3)6]Cl2是吸热反应,该反应也是气体分子数增加的反应,故升温、减压有利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3。
14. 有机物N()是一种用于合成健脾,祛风,散寒药物的中间体,其合成路线如下
已知:(可以是-COR或-COOR)
回答下列问题:
(1)4.4 g A完全燃烧产生和O。A的实验式是_______。
(2)A→B、B→C的反应类型分别为_______、_______。
(3)C含有的官能团名称是_______。
(4)E的系统命名是_______。
(5)D→F的化学方程式是_______。
(6)M的分子式是_______。
(7)M→N反应所需试剂及条件是_______。
(8)B有多种同分异构体,其中既能发生银镜反应又能发生水解反应的结构简式是_______。
(9)将C→D的多步反应流程图补充完整(标明反应条件):_______。
【答案】(1)
(2) ①. 加成反应 ②. 消去反应
(3)碳碳双键、醛基 (4)2-甲基-2-丙醇
(5) (6)
(7)H2 催化剂 加热
(8)、
(9)
【解析】
【分析】该合成以乙醛(A)为起始原料,先经羟醛加成得到B,B发生消去反应得到C,C经多步官能团转化得到D,D与E发生酯化反应得到F(CH3C≡CCOOC(CH3)3),F再与G在膦催化剂条件下发生题给已知的环加成反应得到中间体M,最终M经碳碳双键加成氢化,得到目标产物药物中间体N()。
【小问1详解】
各元素物质的量:,,,,故实验式为。
【小问2详解】
A为乙醛,2分子乙醛羟醛加成得到B(3-羟基丁醛),属于加成反应;B中羟基消去得到碳碳双键,生成C,属于消去反应。
【小问3详解】
C为,官能团为碳碳双键和醛基。
【小问4详解】
E为,主链为3个碳的丙醇,2位连甲基、羟基,系统命名为2-甲基-2-丙醇。
【小问5详解】
D为,与发生酯化反应生成F,化学方程式为。
【小问6详解】
数出M中碳原子共16个,氧原子共3个,不饱和度为4,计算得氢原子为24,故分子式为。
【小问7详解】
M→N是M中碳碳双键与氢气加成得到N,所需试剂条件为氢气、催化剂、加热。
【小问8详解】
B分子式为,既能银镜又能水解,说明为甲酸酯,符合条件的同分异构体为、。
【小问9详解】
C含碳碳双键和醛基,要得到三键和羧基,先氧化醛基为羧基,让双键和溴加成,最后消去两分子HBr得到三键,经酸化得到D,流程为。
15. 可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
(1)的制备
保护下,将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量),继续加热回流,冷却至室温,离心分离,经洗涤得产品。
①仪器a的名称为_______;保护的目的是_______。
②生成的化学方程式为_______。
③为除去产品中残留的S,洗涤选用的试剂是_______(填“”或“”)。
(2)的含量测定
产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用溶液将还原至,终点为无色:用冰水迅速冷却,再以二苯胺磺酸钠为指示剂,用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是_______。
②甲基橙指示终点的过程及作用原理是_______。
③若称取的产品为,标准溶液浓度为,用量为,的摩尔质量为,则产品中质量分数为_______(写最简表达式)。
④下列操作可能导致测定结果偏高的是_______。
A.还原时溶液滴加过量
B.热的溶液在空气中缓慢冷却
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 防止Fe2+被氧气氧化 ③. FeS+SFeS2 ④. CS2
(2) ①. 浓盐酸、锡粒 ②. 当加入还原剂SnCl2后,甲基橙得电子,由氧化态变为还原态,颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 ③. % ④. AC
【解析】
【小问1详解】
①仪器a的名称为三颈烧瓶;N2和FeS不反应,能防止Fe2+被氧气氧化,故答案为:三颈烧瓶;防止Fe2+被氧气氧化;
②反应物是S、FeS,反应条件是加热,生成物是FeS2,反应方程式为FeS+SFeS2;
③S难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,所以洗涤选用的试剂是CS2,故答案为:CS2;
【小问2详解】
①SnCl2比FeCl3易水解,且易被氧化,配制和保存SnCl2溶液时需要抑制水解,SnCl2水解生成HCl,需要将SnCl2溶于浓盐酸中,以抑制其水解,再加水稀释到需要的浓度,同时向溶液中加入锡粒防止其被氧化,故答案为:浓盐酸、锡粒;
②甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色),产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+终点为无色,溶液呈酸性,则甲基橙显红色,则甲基橙为氧化态;加入SnCl2后,SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+,溶液呈无色,则甲基橙变为还原态,故答案为:当加入还原剂SnCl2后,甲基橙得电子,由氧化态变为还原态,颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色;
③Fe2+被K2Cr2O7氧化为Fe3+,被还原为Cr3+,关系式为6Fe2+~,n(FeS2)=n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×cmol/L×10-3VL=6×10-3cVmol,产品中FeS2质量分数为;
④A.还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,测定值偏高,故A正确;
B.热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却,导致部分Fe2+被氧化Fe3+,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,测定值偏低,故B错误;
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,测定值偏高,故C正确;
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,测定值偏低,故D错误;
故答案为:AC。
16. 半导体是人工智能技术发展的关键材料。硅单质是应用最为广泛的半导体材料。工业上将粗硅氯化、精馏后得到和的混合物,然后用还原得到高纯硅。还原过程中发生的主要反应为:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)的沸点为,晶体的类型为___________。已知相关化学键键能数据如下,则___________。
化学键
键能
226
381
436
431
(2)恒温条件下,将等物质的量的和通入容积一定的密闭容器中,发生反应ⅱ,下列描述能说明反应ⅱ已经达到平衡状态的是___________(填标号)。若实验测得反应ⅱ中,(为速率常数),则达到平衡后,仅加入催化剂,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
A.和的转化率之比保持不变
B.
C.单位时间内,反应物断裂的非极性键和生成物断裂的非极性键数目相等
D.容器内混合气体的密度保持不变
(3)在温度下,将、和加入容积固定的密闭容器中,在催化条件下发生反应i、ⅱ。测得的转化率及体系内的压强随时间的变化关系如图所示。
①温度下,反应达到平衡时的转化率为___________;
②温度下,反应ⅱ的压强平衡常数的计算式为___________。
(4)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。Zn还原的反应如下:
反应1:,
反应2:,
反应3:,
实际制备过程选择反应3,理由是___________、___________。
【答案】(1) ①. 分子晶体 ②.
(2) ①. D ②. =
(3) ①. 90% ②.
(4) ①. 温度高,反应速率快 ②. 更易于硅的分离
【解析】
【小问1详解】
①沸点较低,是分子晶体;
②焓变=反应物键能总和-生成物键能总和=(4×381+2×436-4×431-2×226) =+220
【小问2详解】
①A.反应ⅱ中,和的化学计量数相同,不管是否平衡,二者转化率之比都不改变,A不符题意;
B.当,才能说明反应达到平衡,B不符题意;
C.平衡时,当反应掉1 mol H2时,反应物断裂1 mol非极性键,同时生成1 mol硅,1 mol硅含有2 mol非极性键,反应物断裂的非极性键和生成物断裂的非极性键数目应为1:2,C错误;
D.反应有固体参与,当体积不变时,容器内混合气体的密度保持不变,即固体质量不再变化,可以说明平衡,D正确;
故选择D;
②加入催化剂不改变K大小,故不变,催化剂对和增大倍数相同;
【小问3详解】
①设反应i中被消耗a mol,反应ii中被消耗b mol,由图信息,氢气的转化率为60%,则消耗氢气1.8 mol,由反应化学计量数得:2a+b=1.8;反应前总压强为 ,反应后为 ,根据压强之比等于物质的量之比,气体总物质的量为5×=6.35,气体减少量为:a+b=6.35-5=1.35,解得a=0.45,b=0.9,可知转化率为90%;
②根据最后气体的总压强,得到气体总物质的量为5×=6.6 mol,设反应i中被消耗a mol,反应ii中被消耗b mol,同①得到a=0.8 mol,b=0.8 mol,则,,,其中P为总压,;
【小问4详解】
①反应物Zn为气态,反应速率较反应1更快,更充分;②反应3的产物氯化锌为气态,与固态产物Si易于分离,可获得高纯度的硅。
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