内容正文:
佳一中2026-2027学年度高三学年第三次调研考试
化学试题
时间:75分钟 总分:100分
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 K-39 Fe-56 V-51 Sb-122
Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单选题(共15道小题,每题3分,共45分)
1. 科学家发现了一种新型二维材料——黑磷(结构片段如图),它有可能替代硅成为电子线路的基本材料。下列说法错误的是
A. 黑磷属于混合型晶体 B. 层状结构中P原子共平面
C. 黑磷可作半导体材料 D. P-P键的键能不完全相同
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态氧原子核外电子轨道表示式:
B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C. As的简化电子排布式:
D. 用电子云轮廓图表示中键的形成过程:
3. 下列方程式书写正确的是
A. 向中投入固体:
B. 向饱和溶液中通入过量的:
C. 向溶液中滴入至恰好沉淀完全:
D. 溶液中通入少量:
4. 下列实验装置不能达到实验目的的是
A.提纯乙酸乙酯
B.实验室制取
C.向容量瓶中转移溶液
D.制备溴苯并验证有HBr产生
A. A B. B C. C D. D
5. 下列事实的有关解释或评价合理的是
选项
事实
解释或评价
A
用洗涤剂清洗餐具
洗涤剂中的表面活性剂在水中会形成亲水基团向内、疏水基团向外的胶束
B
引入有机基团后变为,熔点降低,室温下呈液态
可用作溶剂、原电池的电解质
C
在食用油中加入叔丁基对苯二酚
叔丁基对苯二酚不易被氧化,是良好的食品抗氧化剂
D
蔗糖中的三个羟基被三个氯原子取代,可得到三氯蔗糖
与蔗糖甜度相当,糖尿病患者可食用的甜味剂
A. A B. B C. C D. D
6. 设是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体内氢键的数目为
B. 0.2 mol 中Xe的价层电子对数为
C. 中含有的键的数目为
D. 标准状况下,中含有极性共价键的数目为
7. 联苯[4]芳烃(无色液体)是通过4个亚甲基()将四个4,4-联苯酚桥连形成的,其结构如图甲,它能与化合物乙(淡黄色液体)结合形成棕黄色液体。联苯[3]芳烃(结构如图丙)无法与化合物乙结合。
下列说法错误的是
A. 化合物甲、丙均是超分子
B. 甲与乙的结合体现了超分子的识别功能
C. 化合物乙熔点较低且难挥发
D. 化合物丙的空腔小是不能结合乙的原因
8. 2,2-二甲基-1-丙醇消去反应机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 总反应为:
B. ③重排涉及C-C键的断裂与形成,生成了能量更低、更稳定的碳正离子
C. 若以2-甲基-2-丁烯为目标产物,该消去反应的原子利用率约为80%
D. 由该机理可知,能发生消去反应,理论上获得2种有机产物
9. 锑酸亚铁晶体的晶胞结构如图所示,其晶胞参数分别为、、,,以晶胞参数建立分数坐标系,原子填充在原子形成的八面体空隙中,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1个晶胞中含有12个氧原子
B. 距离体心原子最近的原子可能有10个
C. 晶胞中点原子的分数坐标为
D. 锑酸亚铁晶体的密度为
10. X、Y、Z、Q和元素的原子序数依次增大,且皆不在0族。和处于同一周期,的核外电子分布在4个原子轨道上,和的n p轨道电子数之和等于的轨道电子数,在化合物中两种离子的电子排布式相同,离子的层电子数比层和层电子数之和多2。下列叙述正确的是
A. 非金属性: B. 的氢化物难溶于水
C. 最高化合价: D. 的焰色为黄色
11. 高聚物G的合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应①中参加反应的A、B、D的物质的量之比为1∶1∶1
B. 若反应②的原子利用率为100%,则F的结构简式为
C. 1 mol G与足量溶液反应,最多消耗
D. 由聚乙二醇与甲醇发生分子间脱水反应可制得高分子化合物A
12. 依据下列实验操作和现象,得出的结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
检验肉桂醛衍生物()中存在碳碳双键
将该肉桂醛衍生物加入溴的四氯化碳溶液,溶液褪色
说明肉桂醛衍生物中有碳碳双键
B
将1-溴丁烷、与乙醇的混合液加热,并将气体产物通入酸性溶液中,
溶液褪色
证明有1-丁烯生成
C
向淀粉溶液加稀硫酸并加热,反应一段时间后,取少量水解液先加溶液再滴加碘水
溶液不变蓝
淀粉水解完全
D
向溶液中滴加溶液
出现白色沉淀
和发生了相互促进的水解反应
A. A B. B C. C D. D
13. 以下工业流程制备无机功能材料MnO2,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节,某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验。
针对上述工业流程,下列选项错误的是( )
A. 第①步加稀时,粗MnO2样品中的MnO、MnCO3转化为可溶性物质
B. 不考虑操作过程中的损失,本流程中的固体能全部循环,不需额外补充
C. 第②步反应的离子方程式
D. 实验室模拟上述工业流程中得到MnO2固体的操作必须用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
14. 化学物质在生活、生产中应用广泛。下列说法正确的有
①、、等可用作奶粉营养强化剂
②石油经分馏后可以得到乙烯、丙烯等基本化工原料
③银镜反应后可以用氨水清洗试管内壁附着的
④氢氧化铝、小苏打、苏打均可用于治疗胃酸过多
⑤生活中常用泡沫灭火器灭火:
⑥明矾和均可用作净水剂,且净水原理相同
⑦聚苯经掺杂处理后有一定的导电性
⑧古代火法炼锌涉及的主要反应为:
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
15. 某磷废渣的主要成分为、和,一种对其进行分离的工艺流程如图。
下列说法错误的是
A. “焙烧”的目的是使、分解
B. “浸取”可能的反应为
C. “滤渣浮选”利用了和物理性质的差异
D. “滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂
Ⅱ卷 非选择题(共55分)
16. 纤维的制造与改性显著改善了人类的生活质量。
(1)1935年,因天然纤维供不应求、难以满足特定耐用需求,尼龙-66纤维诞生。
①氮元素位于元素周期表中的__________区,基态氮原子核外有__________种空间运动状态不同的电子。
②关于VA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是__________。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.分子为平面三角形
C.的半径小于的半径
D.电子排布为的P原子处于激发态
③下列说法正确的是__________。
a.第一电离能:
b.分子中,含有键的数目为
c.单体聚合形成尼龙66的过程中,破坏的化学键为极性共价键和氢键
(2)在纤维中引入银可使其具有抗菌作用。21世纪,负载纳米银的抗菌纤维已在生活中广泛应用。一种纳米银抗菌棉纤维的制备过程如下:
棉纤维甲硫氨酸接枝棉纤维纳米银抗菌棉纤维
①比较键角的大小:__________(填“>”、“<”或“=”)。
②研究表明,该纤维制成的织物经90次洗涤后,抗菌率仍保持在96%以上,从结构角度解释原因__________。
(3)的晶体结构属于型,其晶胞结构如图所示。
①若晶胞中周围与其距离相等且最近的个数为x,与距离相等且最近的个数为y,则____________________。
②已知晶体中,位于形成的八面体空隙中,且的填充率为100%。某种晶体中存在缺陷,当1个空缺,会有2个变为2个,晶体仍呈电中性。当晶体的化学式变为时,形成的八面体空隙中的填充率为____________________%。
17. 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、等)中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如下:
已知:
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和
②溶液中与可相互转化:,且为沉淀。
(1)钒原子的价层电子排布式为____________________。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为,写出反应的离子方程式:____________________。
(3)“氧化1”后,溶液中含有的金属阳离子主要有、、、,调节溶液的pH为2.8(即),可使沉淀完全。若溶液中,则此时____________________(填“有”或“无”)沉淀生成。(假设溶液体积不变,)。
(4)向反萃取后的水层中加入氧化,再加入得到沉淀。
①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为______________________________。
②“沉钒”时,通入氨气的作用是____________________。
③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示,由4个四面体(位于体心的V为+5价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为____________________。
(5)取进行煅烧获得,过程中减少的质量()随温度变化的曲线如图所示。
写出过程中的化学方程式:____________()
18. 三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾()常用作光敏剂,呈绿色,可溶于水,难溶于乙醇,见光易分解。某研究员以、溶液、乙醇、草酸溶液、草酸钾溶液为原料制备三水合草酸合铁酸钾晶体,并测定产品纯度,其装置如图所示。
实验步骤如下:
步骤ⅰ:向盛有3.00 g黄色晶体的三颈烧瓶中,加入溶液,加热至40℃左右,缓慢滴入过量的,一段时间后,出现红褐色沉淀。
步骤ⅱ:加热至沸腾,分两次缓慢加入溶液,至沉淀溶解,得到绿色溶液。
步骤ⅲ:加热浓缩、加入无水乙醇、结晶,抽滤干燥得7.860 g三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。
(1)仪器A的名称为___________。
(2)步骤ⅰ中,生成三水合草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物,该化合物为_____________(填化学式)。反应保持为的原因是________________________________________。
(3)步骤ⅲ加入无水乙醇的目的是______________________________。
(4)是新一代蓝晒工艺的感光剂。
①在光照条件下发生分解,有、和一种气体生成。写出分解反应的化学方程式:____________________________。
②与__________(填字母)溶液混合光照,可生成蓝色物质。
A. B. C. D.
(5)测定三草酸合铁酸钾晶体的纯度:
小组同学准确称取了产品,配成了250 mL溶液,取25 mL该溶液于锥形瓶中,加入少量稀硫酸,用标准液滴定至终点,进行了三次平行实验,平均消耗标准液(杂质不与标准液反应)。
①滴定终点的现象是______________________________。
②三草酸合铁酸钾晶体的纯度为______________________________。
③若终点读数时仰视读数,会使测定结果____________________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
19. 有机物A含苯环,核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为2∶1∶1,可用于合成治疗失眠症的药物佐匹克隆(J),其合成路线如图所示:
已知:Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.吡啶()是一种碱性的芳香化合物。
(1)A的名称为____________________。
(2)B的结构简式为____________________。
(3)已知物质a的结构为,则D→E反应的化学方程式为____________________。
(4)G→J的反应类型为____________________。
(5)下列说法正确的是____________________(填字母)。
a.A能形成分子内氢键
b.D的分子式为
c.G中杂化的碳原子有10个
d.、、的碱性依次减弱
(6)A可通过M()得到,则M满足下列条件的同分异构体有____________________种。
①属于芳香化合物,分子中含有一个六元环;
②不能发生水解反应
③具有酸碱两性,且能与溶液反应;
其中核磁共振氢谱有4组峰(峰面积比为2∶2∶2∶1)的同分异构体结构简式为_____(任写一种)。
(7)以A为原料合成PAI塑料的路线如图:
参照流程的信息分析,K、M的结构简式分别为____________________、____________________。
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佳一中2026-2027学年度高三学年第三次调研考试
化学试题
时间:75分钟 总分:100分
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 K-39 Fe-56 V-51 Sb-122
Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、单选题(共15道小题,每题3分,共45分)
1. 科学家发现了一种新型二维材料——黑磷(结构片段如图),它有可能替代硅成为电子线路的基本材料。下列说法错误的是
A. 黑磷属于混合型晶体 B. 层状结构中P原子共平面
C. 黑磷可作半导体材料 D. P-P键的键能不完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.黑磷为层状结构,层内P原子间以共价键结合,层与层之间靠范德华力结合,和石墨类似,属于混合型晶体,A正确;
B.黑磷中每个P原子形成3个P-P键,还剩余1对孤电子对,P为sp3杂化,结合结构示意图可知,黑磷层为褶皱型结构,所有P原子不共平面,B错误;
C.题干明确说明黑磷有可能替代硅(硅是常见半导体材料)成为电子线路材料,可推知黑磷可作半导体材料,C正确;
D.由图可知,黑磷中存在两种不同键长的P-P键(222.4pm和224.4pm),P原子的成键环境不完全相同,键能也不完全相同,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态氧原子核外电子轨道表示式:
B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C. As的简化电子排布式:
D. 用电子云轮廓图表示中键的形成过程:
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态氧原子电子排布为,轨道表示式符合泡利不相容原理和洪特规则,A正确;
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中与相连的,和醛基的之间形成的结构,邻羟基苯甲醛的分子内氢键应表示为,B错误;
C.为33号元素,简化电子排布式应为,C错误;
D.中是两个的轨道头碰头重叠形成的键,不存在键,且图示为轨道肩并肩重叠形成键的过程,与成键情况不符,D错误;
故选A。
3. 下列方程式书写正确的是
A. 向中投入固体:
B. 向饱和溶液中通入过量的:
C. 向溶液中滴入至恰好沉淀完全:
D. 溶液中通入少量:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应时发生歧化反应,中的氧全部来自,不会生成,进入中,正确的离子方程式为,A错误;
B.相同温度下溶解度小于,向饱和溶液中通入过量会析出沉淀,正确的离子方程式为,B错误;
C.向溶液中滴入至恰好沉淀完全时,与按物质的量反应,同时与反应,离子方程式为,C正确;
D.与水反应生成和,酸性弱于,不能与反应生成,产物应为而非,正确的离子方程式为,D错误;
故选C。
4. 下列实验装置不能达到实验目的的是
A.提纯乙酸乙酯
B.实验室制取
C.向容量瓶中转移溶液
D.制备溴苯并验证有HBr产生
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙酸可与饱和溶液反应,且乙酸乙酯在饱和溶液中溶解度极低,可通过分液操作提纯乙酸乙酯,装置合理,A不符合题意;
B.实验室加热和固体制取,密度小于空气,采用向下排空气法收集,试管口塞棉花可防止氨气与空气对流,装置合理,B不符合题意;
C.向容量瓶转移溶液时用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以下内壁,操作规范,C不符合题意;
D.苯与浓溴水不发生取代反应,制备溴苯需使用液溴,同时挥发的溴蒸气也可进入溶液反应生成淡黄色沉淀,无法验证的产生,装置不能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
5. 下列事实的有关解释或评价合理的是
选项
事实
解释或评价
A
用洗涤剂清洗餐具
洗涤剂中的表面活性剂在水中会形成亲水基团向内、疏水基团向外的胶束
B
引入有机基团后变为,熔点降低,室温下呈液态
可用作溶剂、原电池的电解质
C
在食用油中加入叔丁基对苯二酚
叔丁基对苯二酚不易被氧化,是良好的食品抗氧化剂
D
蔗糖中的三个羟基被三个氯原子取代,可得到三氯蔗糖
与蔗糖甜度相当,糖尿病患者可食用的甜味剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.洗涤剂中的表面活性剂在水中形成的胶束为亲水基团向外、疏水基团向内,通过疏水基团包裹油污实现清洁,A错误;
B.引入乙基得到,阳离子半径增大导致晶格能降低,熔点下降室温下呈液态,属于离子液体,既可作溶剂,也可电离出自由移动离子作原电池电解质,B正确;
C.叔丁基对苯二酚作食品抗氧化剂的原理是其含有酚羟基,自身易被氧化从而消耗氧气,保护食用油不被氧化,C错误;
D.三氯蔗糖甜度约为蔗糖的600倍,并非与蔗糖甜度相当,D错误;
故选B。
6. 设是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体内氢键的数目为
B. 0.2 mol 中Xe的价层电子对数为
C. 中含有的键的数目为
D. 标准状况下,中含有极性共价键的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.物质的量为,冰晶体中每个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子共用,每个水分子平均形成2个氢键,因此氢键数目为,A错误;
B.该物质中的价层电子对数,该物质中的价层电子对总物质的量为,数目为,B正确;
C.每个中,4个含12个键,4个配位键为键,含4个键,共20个键,因此中键数目为,C错误;
D.标准状况下物质的量为,1个含4个极性共价键,故极性共价键数目为,D错误;
故选B。
7. 联苯[4]芳烃(无色液体)是通过4个亚甲基()将四个4,4-联苯酚桥连形成的,其结构如图甲,它能与化合物乙(淡黄色液体)结合形成棕黄色液体。联苯[3]芳烃(结构如图丙)无法与化合物乙结合。
下列说法错误的是
A. 化合物甲、丙均是超分子
B. 甲与乙的结合体现了超分子的识别功能
C. 化合物乙熔点较低且难挥发
D. 化合物丙的空腔小是不能结合乙的原因
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物甲、丙均为通过共价键形成的单一有机大环分子,超分子是两种及以上分子通过分子间作用力结合形成的聚集体,故甲、丙不属于超分子,A错误;
B.甲可选择性结合乙,而丙无法结合乙,该过程体现了超分子的识别功能,B正确;
C.乙为离子型化合物,属于离子液体,具有熔点较低、难挥发的特征,C正确;
D.联苯[3]芳烃丙的空腔尺寸小于联苯[4]芳烃甲,无法容纳乙分子,是其不能结合乙的原因,D正确;
故选A。
8. 2,2-二甲基-1-丙醇消去反应机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 总反应为:
B. ③重排涉及C-C键的断裂与形成,生成了能量更低、更稳定的碳正离子
C. 若以2-甲基-2-丁烯为目标产物,该消去反应的原子利用率约为80%
D. 由该机理可知,能发生消去反应,理论上获得2种有机产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.总反应反应物为,为催化剂,产物为和,符合反应机理和原子守恒,A正确;
B.步骤③重排过程中甲基发生迁移,存在键的断裂与形成,不稳定的伯碳正离子重排为更稳定、能量更低的叔碳正离子,B正确;
C.2-甲基-2-丁烯相对分子质量为,反应物相对分子质量为,原子利用率为,C正确;
D.该醇发生消去反应时,生成碳正离子后存在两种不同的重排路径,每种重排得到的碳正离子消去均可得到2种产物,理论上共获得4种有机产物,D错误;
故选D。
9. 锑酸亚铁晶体的晶胞结构如图所示,其晶胞参数分别为、、,,以晶胞参数建立分数坐标系,原子填充在原子形成的八面体空隙中,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1个晶胞中含有12个氧原子
B. 距离体心原子最近的原子可能有10个
C. 晶胞中点原子的分数坐标为
D. 锑酸亚铁晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.内部10个,上、下面均摊得到个,共12个氧原子,A正确;
B.棱上有8个原子,距体心原子距离相等,如果内部2个原子到体心原子距离也相等,那么距离体心原子最近的原子就有10个,B正确;
C.结合已知原子分数坐标可知,分数坐标以晶胞边长为单位,nm为M实际高度,对应坐标应为,C错误;
D.原子个数为,原子个数为,该晶胞结构对应的化学式为,根据、、可推出,D正确;
故答案为C。
10. X、Y、Z、Q和元素的原子序数依次增大,且皆不在0族。和处于同一周期,的核外电子分布在4个原子轨道上,和的n p轨道电子数之和等于的轨道电子数,在化合物中两种离子的电子排布式相同,离子的层电子数比层和层电子数之和多2。下列叙述正确的是
A. 非金属性: B. 的氢化物难溶于水
C. 最高化合价: D. 的焰色为黄色
【答案】C
【解析】
【分析】X核外电子占4个原子轨道,电子排布为,X为;X、Y同第二周期,X的电子数为2,X与Y的电子数之和等于Z的电子数,且Z不在0族,故Y的电子数为3,Y为,Z的电子数为5,Z为;中两离子电子排布相同,为18电子,故Q为(也为18电子,形成符合1:1组成);的M层电子数比K、L层之和()多2,即M层有12电子,电子排布为,W为。
【详解】A.X为C,Z为Cl,C的最高价含氧酸为,Cl的最高价含氧酸为,酸性强于,因此非金属性弱于,即,A错误;
B.Y为N,氢化物为,能和水分子形成氢键,其极易溶于水,B错误;
C.Y为,最高化合价为;W为,最高化合价为,因此最高化合价,即,C正确;
D.Q为,焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃),钠的焰色为黄色,D错误;
故选C。
11. 高聚物G的合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 反应①中参加反应的A、B、D的物质的量之比为1∶1∶1
B. 若反应②的原子利用率为100%,则F的结构简式为
C. 1 mol G与足量溶液反应,最多消耗
D. 由聚乙二醇与甲醇发生分子间脱水反应可制得高分子化合物A
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①中A的端羟基与B发生取代反应,D的碳碳双键发生加聚,再与B发生取代,根据E的结构简式,参加反应的A、B、D的物质的量之比为,A错误;
B.②的原子利用率为100%,为加成反应,根据E和G的结构简式可知,F的结构简式为,B错误;
C.G中主链上存在1个酯基发生水解反应,消耗;n个重复单元中的酰胺基发生水解反应,消耗;五元环中的环状酸酐结构发生水解反应后消耗;侧链上的溴原子发生水解反应,消耗,一共消耗,C错误;
D.根据A的结构简式可知,聚乙二醇和甲醇发生取代反应生成A和水,实现分子间脱水得到高分子化合物A,D正确;
故选D。
12. 依据下列实验操作和现象,得出的结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
检验肉桂醛衍生物()中存在碳碳双键
将该肉桂醛衍生物加入溴的四氯化碳溶液,溶液褪色
说明肉桂醛衍生物中有碳碳双键
B
将1-溴丁烷、与乙醇的混合液加热,并将气体产物通入酸性溶液中,
溶液褪色
证明有1-丁烯生成
C
向淀粉溶液加稀硫酸并加热,反应一段时间后,取少量水解液先加溶液再滴加碘水
溶液不变蓝
淀粉水解完全
D
向溶液中滴加溶液
出现白色沉淀
和发生了相互促进的水解反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该肉桂醛衍生物中的醛基和羧基都不与溴的四氯化碳反应,只有碳碳双键可与发生加成反应使溶液褪色,因此可以证明存在碳碳双键,A正确;
B.反应中挥发的乙醇具有还原性,也可使酸性溶液褪色,未除去乙醇的情况下无法证明生成了1-丁烯,B错误;
C.加入的溶液会与碘单质反应,消耗,即使溶液中存在淀粉也不会变蓝,无法证明淀粉水解完全,C错误;
D.反应原理是电离出的与结合生成沉淀,二者水解均生成,并非发生相互促进的水解反应,D错误;
故选A。
13. 以下工业流程制备无机功能材料MnO2,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节,某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验。
针对上述工业流程,下列选项错误的是( )
A. 第①步加稀时,粗MnO2样品中的MnO、MnCO3转化为可溶性物质
B. 不考虑操作过程中的损失,本流程中的固体能全部循环,不需额外补充
C. 第②步反应的离子方程式
D. 实验室模拟上述工业流程中得到MnO2固体的操作必须用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
【答案】B
【解析】
【详解】粗MnO2(含有较多的MnO2和MnCO3)样品加入硫酸,MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,同时产生二氧化碳,向硫酸锰中加入氯酸钠,反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到NaCl和氯酸钠的溶液,蒸发浓缩结晶可以得到氯酸钠的固体循环利用;
A.MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,故A正确;
B.Cl2通入热的NaOH溶液中除生成NaClO3,还生成NaCl,则流程中NaClO3固体不可能完全循环利用,故B错误;
C.第②步MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,依据得失电子守恒可以配平,所以反应的化学方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,故C正确;
D.过滤所需的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,流程中得到MnO2固体操作必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,故D正确;
故答案为B。
14. 化学物质在生活、生产中应用广泛。下列说法正确的有
①、、等可用作奶粉营养强化剂
②石油经分馏后可以得到乙烯、丙烯等基本化工原料
③银镜反应后可以用氨水清洗试管内壁附着的
④氢氧化铝、小苏打、苏打均可用于治疗胃酸过多
⑤生活中常用泡沫灭火器灭火:
⑥明矾和均可用作净水剂,且净水原理相同
⑦聚苯经掺杂处理后有一定的导电性
⑧古代火法炼锌涉及的主要反应为:
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】C
【解析】
【详解】①为钙营养强化剂、为铁营养强化剂、为锌营养强化剂,均可用作奶粉营养强化剂,①正确;
②石油分馏是物理变化,产物为饱和烃类混合物(石油气、汽油、煤油等),乙烯、丙烯是石油裂解的产物,②错误;
③与氨水不反应,银镜反应后试管内壁的应用稀硝酸清洗,③错误;
④苏打为,碱性较强,会损伤胃黏膜,不可用于治疗胃酸过多,仅氢氧化铝()、小苏打()可用于治疗胃酸过多,④错误;
⑤泡沫灭火器的反应原理是与发生双水解,正确的离子反应为,⑤错误;
⑥明矾净水是水解生成胶体吸附悬浮杂质,是利用强氧化性杀菌消毒,二者净水原理不同,⑥错误;
⑦一些高分子的共轭大键体系为电荷传递提供了通路,聚苯经过掺杂后具有一定的导电性能,⑦正确;
⑧火法炼锌时,高温先分解为和,再与过量在高温下反应生成和,总反应符合给出的化学方程式,⑧正确;
正确的为①⑦⑧;正确的个数为3个,故选C。
15. 某磷废渣的主要成分为、和,一种对其进行分离的工艺流程如图。
下列说法错误的是
A. “焙烧”的目的是使、分解
B. “浸取”可能的反应为
C. “滤渣浮选”利用了和物理性质的差异
D. “滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂
【答案】A
【解析】
【分析】磷废渣主要含、、,先在600℃下焙烧,该温度仅分解释放并生成,与不分解,焙烧产物加入溶液,75℃、pH=6.0条件下浸取,与反应生成并释放,过滤后得到含的滤液与含、的滤渣,滤渣添加油脂浮选剂,依靠两种固体表面润湿性物理性质差异浮选分离出,剩余,滤液可通入流程自产的与配成碳酸盐沉淀剂,使转化为沉淀完成镁的分离回收。
【详解】A.分解温度高于,焙烧时仅分解,未分解,且后续浮选得到,故“焙烧”目的不是使分解,A错误;
B.焙烧后分解生成,溶液呈酸性,加热条件下与反应生成、和,反应式符合反应规律,B正确;
C.浮选是利用和表面润湿性等物理性质的差异进行分离,C正确;
D.流程中焙烧产生、浸取产生,二者通入水中可生成碳酸盐作为沉淀剂,与滤液中反应生成,D正确;
故选A。
Ⅱ卷 非选择题(共55分)
16. 纤维的制造与改性显著改善了人类的生活质量。
(1)1935年,因天然纤维供不应求、难以满足特定耐用需求,尼龙-66纤维诞生。
①氮元素位于元素周期表中的__________区,基态氮原子核外有__________种空间运动状态不同的电子。
②关于VA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是__________。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.分子为平面三角形
C.的半径小于的半径
D.电子排布为的P原子处于激发态
③下列说法正确的是__________。
a.第一电离能:
b.分子中,含有键的数目为
c.单体聚合形成尼龙66的过程中,破坏的化学键为极性共价键和氢键
(2)在纤维中引入银可使其具有抗菌作用。21世纪,负载纳米银的抗菌纤维已在生活中广泛应用。一种纳米银抗菌棉纤维的制备过程如下:
棉纤维甲硫氨酸接枝棉纤维纳米银抗菌棉纤维
①比较键角的大小:__________(填“>”、“<”或“=”)。
②研究表明,该纤维制成的织物经90次洗涤后,抗菌率仍保持在96%以上,从结构角度解释原因__________。
(3)的晶体结构属于型,其晶胞结构如图所示。
①若晶胞中周围与其距离相等且最近的个数为x,与距离相等且最近的个数为y,则____________________。
②已知晶体中,位于形成的八面体空隙中,且的填充率为100%。某种晶体中存在缺陷,当1个空缺,会有2个变为2个,晶体仍呈电中性。当晶体的化学式变为时,形成的八面体空隙中的填充率为____________________%。
【答案】(1) ①.
p ②.
5 ③.
AD ④.
b (2) ①.
②.
与纤维结构上的配位原子形成了稳定的配位键
(3) ①.
②.
91
【解析】
【小问1详解】
①原子的核外电子排布式为 ,最后填入的电子在p轨道,因此位于元素周期表的p区;其核外电子占据了、和3个轨道,共计5个轨道,即有5种空间运动状态不同的电子;
② A.原子的核外电子排布式为 ,根据洪特规则,轨道上的3个电子分别单占不同的轨道,且自旋方向相同,A正确;
B.分子中原子的价电子对数为,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形,B错误;
C.同种元素的不同价态阳离子,电荷数越大半径越小,故 半径大于 ,C错误;
D.基态原子的核外电子排布式为 ,电子跃迁到轨道形成 ,属于激发态,D正确;
故选AD;
③ a.原子的轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能大于,正确顺序应为 ,a错误;
b. 分子中含有氮氮三键(1个 键和2个 键), 含有 个 键,b正确;
c.氢键属于分子间作用力,不属于化学键,c错误;
故选b;
【小问2详解】
① 中原子的价电子对数为,有一对孤电子对, 中原子的价电子对数为,无孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,使得 的键角被压缩,故键角 ;
②由图可知,在纳米银抗菌棉纤维中,与纤维结构上的配位原子形成了稳定的配位键,结合十分牢固,因此在多次洗涤后银不易流失,仍能保持较高的抗菌率;
【小问3详解】
① 晶体属于 型结构,以顶点 为例,与其距离相等且最近的 位于面心,共有 个,即 ;与其距离相等且最近的 位于棱心和体心,共有6个,即 ,故 ;
②设 中 和 的物质的量分别为 和 ,根据晶体呈电中性(化合价代数和为0),可列方程组:,,解得 、;在 型晶体中, 形成的八面体空隙数目与 数目相等,因此 的填充率为 。
17. 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、等)中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如下:
已知:
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和
②溶液中与可相互转化:,且为沉淀。
(1)钒原子的价层电子排布式为____________________。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为,写出反应的离子方程式:____________________。
(3)“氧化1”后,溶液中含有的金属阳离子主要有、、、,调节溶液的pH为2.8(即),可使沉淀完全。若溶液中,则此时____________________(填“有”或“无”)沉淀生成。(假设溶液体积不变,)。
(4)向反萃取后的水层中加入氧化,再加入得到沉淀。
①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为______________________________。
②“沉钒”时,通入氨气的作用是____________________。
③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示,由4个四面体(位于体心的V为+5价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为____________________。
(5)取进行煅烧获得,过程中减少的质量()随温度变化的曲线如图所示。
写出过程中的化学方程式:____________()
【答案】(1)
(2)
(3)无 (4) ①. ②. 使平衡正向移动,将VO转化为,同时增大NH的浓度 ③.
(5)(或)
【解析】
【分析】向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸,将和与稀硫酸反应分别生成和,Fe2O3转化为Fe2(SO4)3,NiO转化为NiSO4,过滤后的滤渣1,主要成分为SiO2,加入FeSO4是将转化为,加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去,过滤得滤渣2,主要成分为Fe(OH)3,滤液2中加入萃取剂,萃取出含有钒微粒,再进行反萃取后得到含钒的溶液,加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒,经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀,过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5,据此分析解题。
【小问1详解】
钒为23号元素,钒原子的价层电子排布式为;
【小问2详解】
“还原转化”中加入的目的是将转化为,根据氧化还原反应配平可知,该反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
<,所以无沉淀生成;
【小问4详解】
①将氧化为的过程中,中氯元素得电子被还原为,根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为;
②溶液中存在平衡,通入氨气,溶液中OH-浓度增大,消耗了H+,该平衡正向移动,从而使尽可能都转化为,同时氨气与水反应生成,电离产生,增大浓度,有利于沉淀析出;
③由图可知, 4个四面体通过共用顶点氧原子构成八元环,V原子位于体心总数为4,O原子实际个数为4×4-4=12,V为价,其化学式为:;
【小问5详解】
234 g NH4VO3的物质的量为2 mol,n(V)=2 mol,A→B(C)质量减少34 g,则减少的是2 mol NH3的质量,故B(C)为HVO3(或H2V2O6),C →D质量减少(52-34)g =18 g,减少的是1 mol H2O,HVO3失重即变成钒的氧化物,234 g-52 g=182 g,含氧原子的物质的量:,因此D是V2O5,则C到D过程中的化学方程式:(或)。
18. 三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾()常用作光敏剂,呈绿色,可溶于水,难溶于乙醇,见光易分解。某研究员以、溶液、乙醇、草酸溶液、草酸钾溶液为原料制备三水合草酸合铁酸钾晶体,并测定产品纯度,其装置如图所示。
实验步骤如下:
步骤ⅰ:向盛有3.00 g黄色晶体的三颈烧瓶中,加入溶液,加热至40℃左右,缓慢滴入过量的,一段时间后,出现红褐色沉淀。
步骤ⅱ:加热至沸腾,分两次缓慢加入溶液,至沉淀溶解,得到绿色溶液。
步骤ⅲ:加热浓缩、加入无水乙醇、结晶,抽滤干燥得7.860 g三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。
(1)仪器A的名称为___________。
(2)步骤ⅰ中,生成三水合草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物,该化合物为_____________(填化学式)。反应保持为的原因是________________________________________。
(3)步骤ⅲ加入无水乙醇的目的是______________________________。
(4)是新一代蓝晒工艺的感光剂。
①在光照条件下发生分解,有、和一种气体生成。写出分解反应的化学方程式:____________________________。
②与__________(填字母)溶液混合光照,可生成蓝色物质。
A. B. C. D.
(5)测定三草酸合铁酸钾晶体的纯度:
小组同学准确称取了产品,配成了250 mL溶液,取25 mL该溶液于锥形瓶中,加入少量稀硫酸,用标准液滴定至终点,进行了三次平行实验,平均消耗标准液(杂质不与标准液反应)。
①滴定终点的现象是______________________________。
②三草酸合铁酸钾晶体的纯度为______________________________。
③若终点读数时仰视读数,会使测定结果____________________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) ①. ②. 防止温度过高过氧化氢分解,温度过低反应速率太慢
(3)降低三水合草酸合铁酸钾晶体的溶解度,使其充分析出,提高产率
(4) ①. ②. B
(5) ①. 当滴入最后半滴标准液时,溶液变为浅紫色,且半分钟内不褪色 ②. ③. 偏大
【解析】
【分析】本实验以为原料制备。步骤i中加入溶液并加热至40℃,滴加将氧化为,部分水解生成沉淀。步骤ii中加入溶解沉淀,使与配位生成目标产物。步骤iii中利用产物难溶于乙醇的性质,加入无水乙醇降低溶解度,促进晶体析出。最后通过酸性高锰酸钾滴定法测定产品纯度,滴定过程中与发生氧化还原反应,杂质不参与反应,通过消耗的的量计算产品纯度。
【小问1详解】
根据仪器A的构造特征,带有玻璃活塞,可控制滴加液体的速率,其名称为分液漏斗。
【小问2详解】
步骤i中将氧化为,在弱碱性条件下生成红褐色沉淀,因此该铁的化合物为。温度过高时过氧化氢易分解,温度过低时反应速率太慢,因此反应保持为40℃。
【小问3详解】
三水合草酸合铁酸钾晶体可溶于水,难溶于乙醇,加入无水乙醇可降低混合溶剂中水的比例,降低目标产物的溶解度,使其充分析出,提高产率。
【小问4详解】
①分解时Fe元素化合价从+3降低为+2,C元素化合价部分从+3升高为+4,生成,根据得失电子守恒和原子守恒配平,反应方程式为。
②分解产物中含有,需选择与反应生成蓝色沉淀的试剂。
A.与发生氧化还原反应,无蓝色沉淀生成,A错误。
B.与反应生成蓝色沉淀,B正确。
C.与反应生成红色溶液,与不反应,C错误。
D.与反应生成白色沉淀,后续变为灰绿色、红褐色,无蓝色沉淀生成,D错误。
故选B。
【小问5详解】
①滴定终点时,过量的使溶液显浅紫色,因此滴定终点的现象为当滴入最后半滴标准液时,溶液变为浅紫色,且半分钟内不褪色。
②滴定反应的离子方程式为,三次平行实验平均消耗的物质的量为,则25mL溶液中,250mL溶液中。1 mol 中含有3 mol ,因此晶体的物质的量为,的摩尔质量为491 ,因此晶体的纯度为。
③滴定管的零刻度位于上端,终点读数时仰视读数,读取的标准液体积偏大,因此计算得到的纯度测定结果偏大。
19. 有机物A含苯环,核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为2∶1∶1,可用于合成治疗失眠症的药物佐匹克隆(J),其合成路线如图所示:
已知:Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.吡啶()是一种碱性的芳香化合物。
(1)A的名称为____________________。
(2)B的结构简式为____________________。
(3)已知物质a的结构为,则D→E反应的化学方程式为____________________。
(4)G→J的反应类型为____________________。
(5)下列说法正确的是____________________(填字母)。
a.A能形成分子内氢键
b.D的分子式为
c.G中杂化的碳原子有10个
d.、、的碱性依次减弱
(6)A可通过M()得到,则M满足下列条件的同分异构体有____________________种。
①属于芳香化合物,分子中含有一个六元环;
②不能发生水解反应
③具有酸碱两性,且能与溶液反应;
其中核磁共振氢谱有4组峰(峰面积比为2∶2∶2∶1)的同分异构体结构简式为_____(任写一种)。
(7)以A为原料合成PAI塑料的路线如图:
参照流程的信息分析,K、M的结构简式分别为____________________、____________________。
【答案】(1)1,2-苯二胺(或邻苯二胺)
(2) (3) (4)取代反应
(5)acd (6) ①. 16 ②. 或
(7) ①. ②. 或
【解析】
【分析】已知含苯环,其核磁共振氢谱有组峰,且峰面积之比为,由此可知含有三种不同环境的氢原子且的结构对称,结合的分子式可知,的结构简式为;和乙二醛发生“已知I”的取代反应,生成,的结构简式为;发生氧化反应后,再经脱水生成,根据的分子式()、物质的结构简式()、的分子式()、的结构简式以及“已知Ⅱ”的反应,可推出的结构简式为;脱去一个水分子生成,根据的结构简式可知的结构简式为;根据和的分子式可知,在的作用下和氢发生加成反应生成,的结构简式为;和发生取代反应生成。
【小问1详解】
根据分析可知的结构简式为,故的名称为1,2-苯二胺或邻苯二胺;
【小问2详解】
根据分析可知,的结构简式为;
【小问3详解】
根据分析可知,反应的化学方程式为;
【小问4详解】
根据分析可知,的反应类型为取代反应,该反应过程为;
【小问5详解】
a.的结构简式为,该分子中两个氨基可形成分子内氢键,a正确;
b.根据的结构简式(),可知其分子式为,b错误;
c.的结构简式为,其中除了与羟基相连的碳原子是杂化,其他碳原子都是杂化,杂化的碳原子一共有个,c正确;
d.氨基为碱性基团,其N原子上的电子云密度越大,与溶液中氢离子结合能力越强,其碱性越强,甲基为供电子基团,会使N上电子云密度增大,碱性增强,氯原子为吸电子基团,会使N上电子云密度减小,碱性减弱,故、、的碱性强弱顺序为>>,d正确;
故答案选acd;
【小问6详解】
“属于芳香化合物,分子中含有一个六元环”说明分子中含有苯环或吡啶(根据“已知Ⅲ”),“不能发生水解反应”说明分子中不含有酯基,“具有酸碱两性,且能与溶液反应”说明分子中含有氨基、羧基,符合前述条件的同分异构体为、、、、、、、、、、、、、、、,一共种;“核磁共振氢谱有组峰(峰面积比为)”说明分子中有四种环境不同的氢原子,且这些氢原子数量之比为,符合前述条件的同分异构体为、;
【小问7详解】
由有机物的转化关系可知,与SOCl2发生取代反应生成或,则K为、L为或;或与一定条件下发生缩聚反应生成,或,则M为或;或发生分子内脱水反应生成。
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