内容正文:
2026学年复旦大学附属中学高三化学综合测试
化学试卷
(考试时间60分钟 满分100分 考号:____________)
考生注意:
1.自备科学计算器等参加考试,请准确填写考号
2.选择题如无说明,则为单选,不定项题则有1~2个正确选项
3.试卷共7页,请作答在答题纸上
4.本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Cu-64
一、纳米氧化亚铜(本大题共17分)
纳米氧化亚铜(Cu2O)粒径在1~100nm之间,是一种重要的无机化工原料,在涂料、有色玻璃和催化剂领域有着广泛的应用。Cu2O属于离子晶体,晶体结构如图所示,Cu2O晶胞为立方体形,边长为4.26×10-8cm。
1. Cu在元素周期表中的位置是_____________。
2. 在普通玻璃中加入纳米Cu2O可制成红色玻璃。用光束照射该玻璃,在垂直方向上可以观察到________。
3. 在Cu2O晶胞中每个周围有_____个,计算Cu2O晶体的密度ρ=______g/cm3(保留2位小数)
4. 赤铜矿Cu2O在稀硫酸中浸出,得到硫酸铜溶液,该反应的离子方程式为_____________。
实验室常用还原法制备Cu2O。
5. 用葡萄糖,硫酸铜溶液,氢氧化钠固体制备Cu2O,请完善实验步骤方案:
实验目的:用葡萄糖,硫酸铜溶液,氢氧化钠固体制备Cu2O
实验步骤:
①_______________________________。
②向试管中加入适量(过量)的NaOH溶液,___________________。
③观察到产生________,则得新制Cu(OH)2悬浊液。
④向上述新制Cu(OH)2悬浊液中加入适量葡萄糖溶液,振荡混合均匀。
⑤将试管放入水浴中加热,不断缓慢滴加NaOH溶液。
⑥加热一段时间后,观察到试管中产生砖红色沉淀,即制备成功。
实验原理:__________________________________________________。
6. 在小题5实验步骤方案中,步骤⑤不断缓慢滴加NaOH溶液的目的是:____________________。
【答案】1. 第4周期ⅠB族
2. 一条光亮的通路 3. ①. 12 ②. 6.19
4. Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
5. ①. 将氢氧化钠固体溶于水配制成氢氧化钠溶液,另取一支试管加入适量硫酸铜溶液 ②. 边加边振荡 ③. 蓝色絮状沉淀 ④. 、
6. 调节pH,防止反应过程中碱性减弱,使得Cu2O歧化为Cu2+和Cu,降低Cu2O产率
【解析】
【1题详解】
的原子序数为29,核外电子排布式为,位于元素周期表第四周期第ⅠB族;
【2题详解】
题干指出纳米粒径在之间,分散在玻璃中形成了固溶胶,具有胶体的性质。当光束照射时会发生丁达尔效应,因此在垂直方向上可以观察到一条光亮的通路;
【3题详解】
观察晶胞结构可知,白色球()位于顶点和体心,个数为;阴影球()完全在晶胞内部,个数为4。这4个占据了8个四面体间隙中的4个,其空间排布等同于面心立方晶格的格点。在面心立方晶格中,每个格点周围距离最近的格点数为12,故每个周围有12个;晶胞中含有2个单元,晶胞体积。晶体密度;
【4题详解】
中的化合价为+1价,在稀硫酸中发生歧化反应,生成单质和,离子方程式为:;
【5题详解】
题目提供的试剂有葡萄糖、硫酸铜溶液和氢氧化钠固体。要制备新制悬浊液,首先需要将氢氧化钠固体配制成溶液。因此步骤①为:将氢氧化钠固体溶于水配制成氢氧化钠溶液,另取一支试管加入适量硫酸铜溶液;步骤②加入溶液,需要边加边振荡使其充分反应;步骤③中与反应会生成蓝色絮状沉淀。葡萄糖中的醛基在碱性加热条件下将新制还原为,化学方程式为:、;
【6题详解】
缓慢滴加溶液可以维持溶液的强碱性环境,防止反应过程中碱性减弱,使得Cu2O歧化为Cu2+和Cu,降低Cu2O产率。
二、磷酸亚铁锂(本大题共16分)
磷酸铁(FePO4)可用来制备锂离子电池的电极材料,工业上以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料,制备磷酸亚铁锂(LiFePO4),流程如下图所示:
已知:Ksp(Fe(OH)2)=1.6×10-14、Ksp(Al(OH)3)=1.3×10-33。
7. LiFePO4中,Li+的轨道表示式是___________。
8. 滤渣1可用来制造玻璃、光导纤维等材料,检验滤渣1洗涤干净的方法是____________________。
9. 流程中的氧化剂为双氧水,小张同学提出先加磷酸和氧化剂,再加氨水,从勒夏特列原理的角度分析这一操作的目的:__________________________________________________。
10. 若滤液1中含0.1mol·L-1Fe2+、0.001mol·L-1Al3+,为了使Al3+完全沉淀(即离子浓度≤1×10-5mol·L-1)且Fe2+不沉淀,应控制pH的范围为___________。
11. 请写出由FePO4制备LiFePO4的化学方程式,并用单线桥法标出电子转移方向和数目:
__________________________________________________。
磷酸铁锂电池放电时的工作原理示意图如下,电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为。
12. 放电时,N极电极反应式为_______________。
13. 隔膜是锂离子电池的重要内层组件,既为Li+的传输提供通道,又隔开正、负极防止短路,当前比较成熟的隔膜主要是聚乙烯等聚烯烃类。合成聚乙烯的单体分子是________(选填“极性分子”或“非极性分子”),其中σ键和π键的数目之比为___________。
【答案】7. 8. 取最后一次洗涤液,滴加氯化钡溶液,无明显现象,说明洗涤干净
9. 先加磷酸和双氧水,双氧水把氧化为后,磷酸与生成,再加氨水,氨水与氢离子反应,促进平衡正向移动,生成更多的
10. 4.7≤pH<7.6
11. 12.
13. ①. 非极性分子 ②. 5:1
【解析】
【分析】硫铁矿(主要成分是,含少量、和)在空气中焙烧,与氧气反应生成和二氧化硫;、、和混合固体加稀硫酸溶解,其中不溶于硫酸,进入滤渣1;其他金属氧化物溶于硫酸生成、、;过滤后,滤液1调节pH,并加入还原剂,被还原为,转化为沉淀,过滤进入滤渣2中;滤液2为,加入氧化剂,将氧化为,再加磷酸和氨水,反应生成沉淀,与、混合煅烧生成,据此分析解答。
【7题详解】
Li+的轨道表示式是;
【8题详解】
滤渣1中残留有,检验滤渣1洗涤干净可检验洗涤液中是否含有,操作方法为:取最后一次洗涤液,滴加氯化钡溶液,无明显现象,说明洗涤干净;
【9题详解】
先加磷酸和双氧水,双氧水把氧化为后,磷酸与生成,再加氨水,氨水与氢离子反应,促进平衡正向移动,生成更多的;
【10题详解】
为了使完全沉淀,则,c(H+)=,pH≈4.7;不沉淀,则,c(H+)=,pH=7.6,则应控制pH的范围为4.7≤pH<7.6;
【11题详解】
1mol反应得1mol电子,1mol反应失2mol电子,根据得失电子守恒及元素守恒得:,单线桥标出电子转移方向和数目:;
【12题详解】
电池反应式为,由图可知,放电时,M极为负极,电极反应式为,N极为正极,电极反应式为;
【13题详解】
乙烯是合成聚乙烯的单体分子,乙烯分子正负电荷的中心重合,是非极性分子,乙烯结构式,其中单键是σ键,双键中有一个σ键和一个π键,则σ键和π键的数目之比为5:1。
三、尿素(本大题共19分)
尿素是一种重要的氮肥。工业上以和为原料合成尿素,发生反应I,II,其中反应过程中的能量变化如下图:
反应I:(氨基甲酸铵)
反应Ⅱ:
总反应Ⅲ:_______________________________________。
已知:肥效
14. 下列关于尿素的说法正确的是________。
A. 尿素含有的化学键有极性键,氢键 B. 生成尿素的反应属于氮的固定
C. 尿素属于铵态氮肥 D. 尿素的肥效值δ约为46.7%
15. 的电子式为___________。反应物中,第一电离能最大的元素为__________。(填元素名称)
16. 总反应III的热化学方程式为_____________________________。
17. 下列说法正确的是________。(不定项选择)
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 恒压,降低氨碳比,反应I中的平衡转化率会降低
C. 由图可知,反应I是总反应的决速步
D. 及时分离产物,平衡向正反应方向移动,可提高产量
18. 总反应III的自发条件为________。
A.高温自发 B.低温自发 C.永不自发
19. 下列有关提高反应速率的措施与原理,正确的有________。(不定项选择)
A. 升高温度,更多分子被活化,使得单位体积内活化分子总数增加
B. 增大反应物浓度,使得单位体积内活化分子百分数增加
C. 使用高效催化剂,使得单位体积内活化分子总数增加
D. 增大压强,使得单位体积内活化分子百分数增加
研究反应I的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2 L的密闭容器中,在T℃下分解:,时达到化学平衡。随时间t变化曲线如图所示。
20. 可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。(不定项选择)
A. 混合气体的平均摩尔质量不变 B. 密闭容器中总压强不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变 D. 密闭容器中氮气的体积分数不变
21. 在0~时间内该化学反应速率___________。
22. 若其他条件不变,时将容器体积压缩到1 L,时达到新的平衡。请在图中画出~时间内随时间t变化的曲线________。
【答案】14. D 15. ①. ②. 氮
16. 17. A
18. B 19. AC 20. BC
21.
22.
【解析】
【分析】合成尿素时,气态氨与二氧化碳先反应生成固态氨基甲酸铵,氨基甲酸铵再转化为固态尿素和水蒸气。反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热;将两步反应相加,可消去两步中生成和消耗的氨基甲酸铵,得到总反应,反应热也相应相加。能量图中的、表示各步反应前后的能量差,而各步正反应的活化能应从该步反应物的能级量至相应峰顶,二者不能混淆。
研究氨基甲酸铵分解时,反应为。开始时容器中只有氨基甲酸铵固体,生成气体的物质的量始终满足,因此。固体分解会使气体的物质的量和质量增加,应根据气相中实际变化的量判断平衡。图中第一次平衡时;改变容积后的浓度变化,需要分别考虑压缩瞬间的体积变化和随后发生的平衡移动。
【14题详解】
A.尿素分子中的碳氧键、碳氮键和氮氢键均为极性共价键。尿素分子之间可以形成氢键,但氢键不属于化学键,A错误;
B.氮的固定是将游离态的氮转变为化合态的氮。题中氨与二氧化碳合成尿素,反应物中的氮已经处于化合态,不属于氮的固定,B错误;
C.铵态氮肥中的氮以的形式存在,尿素中不含,属于有机氮肥,C错误;
D.根据尿素的化学式,其相对分子质量为,氮元素的质量分数为,D正确;
故选D;
【15题详解】
碳原子有4个价电子,氧原子有6个价电子。二氧化碳分子中,碳原子分别与两个氧原子共用两对电子,每个氧原子还保留两对孤电子对,使各原子均达到8电子稳定结构,因此二氧化碳的电子式为。反应物和含有氢、碳、氮、氧四种元素,其第一电离能大小关系为;氮原子的能级处于半充满状态,较稳定,第一电离能大于同周期相邻的氧元素,因此第一电离能最大的元素是氮;
【16题详解】
题给两步反应分别为:
。
。
根据盖斯定律,将两式相加,消去氨基甲酸铵,反应热为,因此总反应Ⅲ的热化学方程式为:
;
【17题详解】
A.氨基甲酸铵在反应Ⅰ中生成,又在反应Ⅱ中被消耗,且不出现在相加后的总反应中,因此是合成尿素反应的中间产物,A正确;
B.降低氨碳比表示二氧化碳的相对用量增加,不能据此断言氨的平衡转化率降低。例如,在氨过量的投料条件下,恒压时适当增加二氧化碳的相对用量,可以提高氨的平衡转化率,B错误;
C.图中的是反应Ⅰ放出的能量,是反应Ⅱ吸收的能量,二者不是活化能。比较各步反应物能级到对应峰顶的高度可知,反应Ⅱ的正反应活化能较大,反应较慢,是总反应的决速步骤,C错误;
D.题中尿素为纯固体,在固体存在时,其浓度视为常量,分离部分固体尿素不会降低平衡表达式中有关物质的浓度,不能据此使平衡向正反应方向移动,D错误;
故选A;
【18题详解】
总反应Ⅲ的。反应中气态反应物的化学计量数之和为3,气态生成物的化学计量数为1,气体的物质的量减少,因此。由可知,温度较低、满足时,,反应能够自发进行,因此总反应Ⅲ在低温下自发。
故选B;
【19题详解】
A.升高温度,更多反应物分子获得足够能量成为活化分子,活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞频率增大,反应速率加快,A正确;
B.温度不变时,增大反应物浓度使单位体积内反应物分子总数增加,活化分子数也增加,但活化分子百分数不变,B错误;
C.使用合适的催化剂可以降低反应的活化能,使更多反应物分子达到反应所需的能量要求,单位体积内活化分子数增加,反应速率加快,C正确;
D.对于有气体参加的反应,压缩体积、增大压强可以增大反应物浓度,使单位体积内活化分子数增加,但温度不变时活化分子百分数不变,D错误;
故选AC;
【20题详解】
A.设有氨基甲酸铵分解,由可知,生成氨和二氧化碳。混合气体的平均摩尔质量为,与分解量无关,因此该值保持不变不能说明反应达到平衡,A错误;
B.容器的温度和容积不变,总压强与气体的总物质的量成正比。分解反应进行时气体的总物质的量增加,总压强增大;总压强保持不变,说明气体的总物质的量不再变化,反应达到平衡,B正确;
C.虽然密闭容器内物质的总质量不变,但固体分解时,固体的质量减少,气体的质量增加。混合气体的密度为气体质量与容器容积之比,容积不变时,气体密度随分解进行而增大;气体密度保持不变,说明气体质量不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.该分解反应生成氨和二氧化碳,不生成氮气,容器中氮气的体积分数始终为0,不能据此判断反应达到平衡,D错误;
故选BC;
【21题详解】
图中由0增大至。根据反应,氨的浓度变化量是二氧化碳的2倍,因此。横坐标的时间单位为s,以表示到达第一次平衡所用时间的秒数,则平均反应速率为;
【22题详解】
在时刻,容器体积由2 L压缩至1 L,压缩瞬间气体的物质的量尚未变化,由可知,立即由增大至。随后压强增大使平衡向气体物质的量减小的方向移动,即氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵,逐渐减小。
对于反应,平衡常数为。设新平衡时,其中为物质的量浓度。由于气体始终满足,新平衡时;第一次平衡时则有。温度不变,平衡常数不变,所以,解得。因此后浓度由逐渐下降,在时回到,随后至保持不变,曲线为。
四、咖啡酸苯乙酯(本大题共20分)
咖啡酸苯乙酯(G)简称CPAE,是蜂胶的主要活性组分之一,对疱疹病毒有功效。以芳香族化合物A为原料制备G的路线如下:
已知:同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:①
23. 下列关于制备流程中的有机物,说法正确的有_______。(不定项选择)
A. 已知是氯元素同位素中相对丰度最大的,则化合物A丰度最大的分子离子峰m/z值为218
B. 化合物B中的碳原子杂化方式有,
C. 实验室欲测定化合物D的含氧官能团,可用紫外光谱
D. 试剂R的分子式为
E. 化合物G有1个手性碳原子
24. 化合物C在一定条件下可转化为化合物H()。化合物C的名称为_______,1mol化合物H最多与_______mol发生反应,最多有______个原子共直线.
25. 化合物F的反式异构体f的熔点比化合物F________(选填“高”或“低”),预测二者的电离平衡常数____(选填“>”或“=”或“<”),F→G的反应中浓硫酸的作用为__________________________。
26. J是D的同分异构体,若不考虑立体异构体,同时满足下列条件:
①最多能与3molNaOH溶液反应
②核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3:2:2:1
则J的结构简式为_____________。
27. 从结构的角度说明已知中的反应①为何会发生:__________________________。
28. 请结合相关信息,设计以与有机原料制备的合成路线____________________。
【答案】23. AD 24. ①. 3-溴-4-羟基苯甲醛 ②. 4 ③. 4
25. ①. 高 ②. < ③. 作催化剂;浓硫酸具有吸水性,消耗反应生成的水,促进平衡正向移动
26. 27. 氧的电负性很强,会把碳氧共用电子对强烈地拉向自己,导致碳原子周围电子云密度降低。因此两个羟基连在同一个碳上,空间上会互相拥挤、排斥。因此,这种结构在热力学上非常不稳定,于是脱去一分子水,以降低能量,达到稳定的状态
28. CH≡CHOHCCHO
【解析】
【分析】A发生水解反应然后酸化得到B,结合B的分子式知,B为,B和液溴发生取代反应生成C,C发生取代反应生成D,D转化生成E,E发生取代反应生成F,F和R发生酯化反应生成G,根据F和G的结构简式知,R为。
【23题详解】
A.化合物 A 的分子式:,相对丰度最大时取、、、,分子离子峰,A正确;
B.化合物B中苯环碳和醛基碳均为杂化,不存在杂化的碳原子,B错误;
C.实验室测定有机物的官能团通常采用红外光谱(IR),紫外光谱主要用于测定共轭体系,C错误;
D.由G(咖啡酸苯乙酯)的结构可知,试剂R为苯乙醇,分子式为,D正确;
E.化合物 G 中不存在连接 4 个不同原子或基团的饱和碳原子,无手性碳原子,E错误;
故选AD。
【24题详解】
化合物C的母体为苯甲醛,3号位溴取代、4号位羟基取代,命名为3-溴-4-羟基苯甲醛;当1molH与浓溴水反应时,共发生两类反应:酚羟基邻对位氢原子发生溴代反应(取代反应),可消耗3 mol;醛基的氧化反应(氧化还原反应):浓溴水有强氧化性,能氧化醛基:,消耗1mol。 综上,一共消耗;苯环为平面正六边形结构,其处于相对位置(1, 4 位)的两个碳原子及它们向外直接相连的两个外侧原子严格共线。 在化合物 H 中,1位醛基碳原子、1位苯环碳、4位苯环碳、4位酚羟基氧原子这4个原子共直线。
【25题详解】
反式异构体的熔点高于顺式,反式构型对称性更好,分子在晶格中排列更规整、堆积更紧密,分子间作用力更大,晶格能高,故熔点更高;顺式异构体中,苯环与羧基位于碳碳双键同侧,由于空间位阻使二者无法处于同一平面,降低了共轭给电子效应,羧基的吸电子诱导效应相对增强,导致其更容易电离出,因此顺式酸性强于反式,即 ;酯化反应中浓硫酸作催化剂加快反应速率,同时吸水使平衡正向移动,提高产率;
【26题详解】
消耗说明分子中含有1个酚酯基(1mol酚酯基水解消耗)和1个酚羟基(消耗);峰面积比为说明含4类H,结构较对称,符合题意的结构简式为;
【27题详解】
同一个碳原子上连接两个羟基时,两个羟基的氧原子电负性大,强吸电子作用使中心碳原子正电荷密度过高,结构不稳定,两个羟基的-OH之间易脱去一分子水,形成更稳定的碳氧双键,得到羰基化合物;
【28题详解】
与水反应可制得乙炔(),从目标有机物分子中的碳原子数分析结合题干D到E的转化信息可知,乙炔转化后的产物应能与2个发生反应,则乙炔应转化为OHC—CHO,根据题干信息可知,同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:,则乙炔和发生加成反应生成,在NaOH水溶液中加热发生水解反应生成OHCCHO,由此得出制备己-3-烯二酸的合成路线:CH≡CHOHCCHO。
五、赖氨酸铜(本大题共28分)
调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI,已知:,谷氨酸的pI为3.22,丙氨酸的pI为6.02,赖氨酸的pI为9.74,可以利用如图装置从溶液中分离上述三种氨基酸,a、b为离子交换膜。
29. 小张同学在实验室用上图装置制备赖氨酸,关于该装置下列说法错误的是________。(不定项选择)
A. a应为阳离子交换膜,b应为阴离子交换膜
B. 原料室的pH应控制在6.02左右
C. 当电路中通过2mol电子时,该装置理论上可分离出谷氨酸和赖氨酸共2mol
D. 工作一段时间后,不需要补充H2SO4和NaOH
E. 实验后,可从产品室1得到赖氨酸
赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=。
30. 下列说法中错误的有________。(不定项选择)
A. 常温下0.1mol·L-1HR溶液中c(R-)<c(H2R+)
B. M点,c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C. P点,c(Cl-)+c(OH-)+c(HR)=c(H2R+)+2c(HR2+)+c(H+)
D. N点,向溶液中加入少量NaOH发生反应的离子方程式为H2R++OH-=H2O+HR
31. 用广泛pH试纸测定O点的pH值,用比色卡比对,可得O点pH值约为__________。
赖氨酸铜是一种氨基酸微量元素螯合物,由铜离子与赖氨酸(一种人体必需氨基酸)通过配位键结合而。它在饲料添加剂、动物营养和农业领域有广泛应用。其制备原理如下:
具体实验步骤如下:
I.将赖氨酸盐酸盐和蒸馏水加入仪器A中,搅拌至完全溶解,利用仪器B滴加浓氨水调节pH至8左右。
Ⅱ.利用仪器B和C交替滴加浓氨水与氯化铜溶液,使溶液pH保持在8左右,45℃水浴加热,反应1h。
Ⅲ.减压过滤,用乙醇溶液洗涤晶体,再用丙酮洗涤,干燥得蓝色粉末。
32. 赖氨酸铜中电负性最强的元素,其核外电子空间运动状态共有_____种,的电子排布式为_______.
33. 赖氨酸铜中和配位的氨基,与未配位的氨基相比,其键角H-N-H更大,理由是________________;写出与、、结合能力由强到弱的顺序___________。(用“>”连接)
34. 反应中溶液pH保持在8左右的原因为________________________________。
35. 步骤Ⅲ中,选择丙酮洗涤的原因为________________________________。
产品中铜含量的测定:小张同学称取mg赖氨酸铜产品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250mL溶液。随后他取25.00mL该溶液,加入足量KI固体和50mL水,以淀粉溶液为指示剂,立即用cmol/L Na2S2O3标准溶液滴定,平行测定三次,平均消耗Na2S2O3溶液体积VmL。
已知:在酸性介质中,配合物被破坏;,。
36. 本实验所需的定量仪器除电子天平外,还有_____________。
37. 该实验达到滴定终点的现象是__________________________。
38. 产品中铜元素的质量分数为________%(用含c、V的代数式表示)
39. 若测定结果偏大可能的原因是_______。(不定项选择)
A. 加入淀粉指示剂后没有立即滴定,耗时过久
B. 滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
C. 滴定管未用标准溶液cmol/L Na2S2O3润洗
D. 移取待测溶液滴定管未用待测液润洗
【答案】29. CE 30. BC 31. 10
32. ①. 5 ②. [Ar]3d9
33. ①. 孤电子对对成键电子对斥力大于成键电子对对成键电子对斥力,N原子的孤对电子与形成配位键后,N原子的电子云密度降低,N-H成键电子对之间斥力减小,使得键角增大 ②.
34. 当溶液酸性强时,氨基多以形式存在,羧基则以形式存在,不利于配合物的生成;当溶液碱性强时,促进水解,会生成沉淀,也不利于配合物的生成
35. 乙醇和丙酮都是极性分子,由相似相溶原理,可知丙酮可洗去残留的乙醇溶液;乙醇含有分子间氢键,丙酮没有,其对沸点影响程度远大于范德华力,故丙酮更易挥发
36. 250 mL容量瓶、酸式滴定管(或移液管)、碱式滴定管
37. 当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后,溶液由蓝色刚好变为无色且半分钟内不恢复
38. 39. AC
【解析】
【29题详解】
A.左侧阳极室生成,向右侧阴极移动,要让谷氨酸(,时带负电)移向产品室1,a应为阳离子交换膜;右侧阴极室生成,向左侧移动,赖氨酸,时带正电,要让赖氨酸移向产品室2,b应为阴离子交换膜,A正确;
B.原料室控制在左右时,丙氨酸以电中性的两性离子存在,谷氨酸带负电、赖氨酸带正电,才能定向移动分离,B正确;
C.谷氨酸阴离子和赖氨酸阳离子各带1单位电荷,电路通过2 mol电子时,迁移2 mol电荷,即可分离出2 mol谷氨酸和2 mol赖氨酸,共4 mol,C错误;
D.阳极反应、阴极反应,实质是电解水,不需要额外补充和,D正确;
E.右侧阴极室生成,向左侧移动,赖氨酸,时带正电,赖氨酸移向产品室2,E错误;
故选CE;
【30题详解】
A.为赖氨酸的两性离子,其电离常数对应生成,水解常数,由分布系数图得,,即的水解程度大于电离程度,故,A正确;
B.根据M点溶质为H3RCl2、H2RCl、NaCl,则,B错误;
C.在P点根据电荷守恒,可得,又,则,C错误;
D.N点,此时体系中主要存在形态为和,加入少量的反应为,D正确;
故选BC;
【31题详解】
O点是赖氨酸的等电点,此时两性离子的分布系数最大,对应就是赖氨酸的,广泛试纸测得整数约为;
【32题详解】
赖氨酸铜中含有的元素为、、、、,电负性最强的是,的核外电子排布为,共占据个原子轨道,对应种不同空间运动状态的电子;原子电子排布为,失去个电子生成后电子排布为;
【33题详解】
未配位的氨基上有1对孤电子对,孤电子对对键的排斥力大于成键电子对之间的排斥力;配位后该孤电子对与成配位键,孤电子对的排斥作用消失(减弱),键角增大;结合实验中先加氨水调节、优先和 、配位的事实,可知结合能力顺序为;
【34题详解】
当溶液酸性强时,氨基多以形式存在,羧基则以形式存在,不利于配合物的生成;当溶液碱性强时,促进水解,会生成沉淀,也不利于配合物的生成,因此溶液保持在左右;
【35题详解】
乙醇和丙酮都是极性分子,由相似相溶原理,可知丙酮可洗去残留的乙醇溶液;乙醇含有分子间氢键,丙酮没有,其对沸点影响程度远大于范德华力,故丙酮更易挥发;
【36题详解】
配制一定物质的量浓度的溶液需要容量瓶,移取待测液需要使用酸式滴定管(或移液管),硫代硫酸钠标准液应用碱式滴定管进行滴定;
【37题详解】
淀粉遇生成的显蓝色,滴定终点时被完全反应,蓝色消失;因此实验达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴标准溶液后,溶液由蓝色刚好变为无色且半分钟内不恢复;
【38题详解】
根据反应关系,得待测液中,,故溶液中总的物质的量为,的质量为,质量分数为;
【39题详解】
A.久置后空气中会氧化 生成更多,消耗的体积偏大,结果偏大;
B.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,则小液滴未计入消耗体积,消耗的体积偏小,结果偏小;
C.滴定管未用标准液润洗,标准液被稀释,消耗的体积偏大,结果偏大;
D.移液管未用待测液润洗,待测液被稀释,取出的溶质偏少,消耗的体积偏小,结果偏小;
故选AC。
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2026学年复旦大学附属中学高三化学综合测试
化学试卷
(考试时间60分钟 满分100分 考号:____________)
考生注意:
1.自备科学计算器等参加考试,请准确填写考号
2.选择题如无说明,则为单选,不定项题则有1~2个正确选项
3.试卷共7页,请作答在答题纸上
4.本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Cu-64
一、纳米氧化亚铜(本大题共17分)
纳米氧化亚铜(Cu2O)粒径在1~100nm之间,是一种重要的无机化工原料,在涂料、有色玻璃和催化剂领域有着广泛的应用。Cu2O属于离子晶体,晶体结构如图所示,Cu2O晶胞为立方体形,边长为4.26×10-8cm。
1. Cu在元素周期表中的位置是_____________。
2. 在普通玻璃中加入纳米Cu2O可制成红色玻璃。用光束照射该玻璃,在垂直方向上可以观察到________。
3. 在Cu2O晶胞中每个周围有_____个,计算Cu2O晶体的密度ρ=______g/cm3(保留2位小数)
4. 赤铜矿Cu2O在稀硫酸中浸出,得到硫酸铜溶液,该反应的离子方程式为_____________。
实验室常用还原法制备Cu2O。
5. 用葡萄糖,硫酸铜溶液,氢氧化钠固体制备Cu2O,请完善实验步骤方案:
实验目的:用葡萄糖,硫酸铜溶液,氢氧化钠固体制备Cu2O
实验步骤:
①_______________________________。
②向试管中加入适量(过量)的NaOH溶液,___________________。
③观察到产生________,则得新制Cu(OH)2悬浊液。
④向上述新制Cu(OH)2悬浊液中加入适量葡萄糖溶液,振荡混合均匀。
⑤将试管放入水浴中加热,不断缓慢滴加NaOH溶液。
⑥加热一段时间后,观察到试管中产生砖红色沉淀,即制备成功。
实验原理:__________________________________________________。
6. 在小题5实验步骤方案中,步骤⑤不断缓慢滴加NaOH溶液的目的是:____________________。
二、磷酸亚铁锂(本大题共16分)
磷酸铁(FePO4)可用来制备锂离子电池的电极材料,工业上以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料,制备磷酸亚铁锂(LiFePO4),流程如下图所示:
已知:Ksp(Fe(OH)2)=1.6×10-14、Ksp(Al(OH)3)=1.3×10-33。
7. LiFePO4中,Li+的轨道表示式是___________。
8. 滤渣1可用来制造玻璃、光导纤维等材料,检验滤渣1洗涤干净的方法是____________________。
9. 流程中的氧化剂为双氧水,小张同学提出先加磷酸和氧化剂,再加氨水,从勒夏特列原理的角度分析这一操作的目的:__________________________________________________。
10. 若滤液1中含0.1mol·L-1Fe2+、0.001mol·L-1Al3+,为了使Al3+完全沉淀(即离子浓度≤1×10-5mol·L-1)且Fe2+不沉淀,应控制pH的范围为___________。
11. 请写出由FePO4制备LiFePO4的化学方程式,并用单线桥法标出电子转移方向和数目:
__________________________________________________。
磷酸铁锂电池放电时的工作原理示意图如下,电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为。
12. 放电时,N极电极反应式为_______________。
13. 隔膜是锂离子电池的重要内层组件,既为Li+的传输提供通道,又隔开正、负极防止短路,当前比较成熟的隔膜主要是聚乙烯等聚烯烃类。合成聚乙烯的单体分子是________(选填“极性分子”或“非极性分子”),其中σ键和π键的数目之比为___________。
三、尿素(本大题共19分)
尿素是一种重要的氮肥。工业上以和为原料合成尿素,发生反应I,II,其中反应过程中的能量变化如下图:
反应I:(氨基甲酸铵)
反应Ⅱ:
总反应Ⅲ:_______________________________________。
已知:肥效
14. 下列关于尿素的说法正确的是________。
A. 尿素含有的化学键有极性键,氢键 B. 生成尿素的反应属于氮的固定
C. 尿素属于铵态氮肥 D. 尿素的肥效值δ约为46.7%
15. 的电子式为___________。反应物中,第一电离能最大的元素为__________。(填元素名称)
16. 总反应III的热化学方程式为_____________________________。
17. 下列说法正确的是________。(不定项选择)
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 恒压,降低氨碳比,反应I中的平衡转化率会降低
C. 由图可知,反应I是总反应的决速步
D. 及时分离产物,平衡向正反应方向移动,可提高产量
18. 总反应III的自发条件为________。
A.高温自发 B.低温自发 C.永不自发
19. 下列有关提高反应速率的措施与原理,正确的有________。(不定项选择)
A. 升高温度,更多分子被活化,使得单位体积内活化分子总数增加
B. 增大反应物浓度,使得单位体积内活化分子百分数增加
C. 使用高效催化剂,使得单位体积内活化分子总数增加
D. 增大压强,使得单位体积内活化分子百分数增加
研究反应I的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2 L的密闭容器中,在T℃下分解:,时达到化学平衡。随时间t变化曲线如图所示。
20. 可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。(不定项选择)
A. 混合气体的平均摩尔质量不变 B. 密闭容器中总压强不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变 D. 密闭容器中氮气的体积分数不变
21. 在0~时间内该化学反应速率___________。
22. 若其他条件不变,时将容器体积压缩到1 L,时达到新的平衡。请在图中画出~时间内随时间t变化的曲线________。
四、咖啡酸苯乙酯(本大题共20分)
咖啡酸苯乙酯(G)简称CPAE,是蜂胶的主要活性组分之一,对疱疹病毒有功效。以芳香族化合物A为原料制备G的路线如下:
已知:同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:①
23. 下列关于制备流程中的有机物,说法正确的有_______。(不定项选择)
A. 已知是氯元素同位素中相对丰度最大的,则化合物A丰度最大的分子离子峰m/z值为218
B. 化合物B中的碳原子杂化方式有,
C. 实验室欲测定化合物D的含氧官能团,可用紫外光谱
D. 试剂R的分子式为
E. 化合物G有1个手性碳原子
24. 化合物C在一定条件下可转化为化合物H()。化合物C的名称为_______,1mol化合物H最多与_______mol发生反应,最多有______个原子共直线.
25. 化合物F的反式异构体f的熔点比化合物F________(选填“高”或“低”),预测二者的电离平衡常数____(选填“>”或“=”或“<”),F→G的反应中浓硫酸的作用为__________________________。
26. J是D的同分异构体,若不考虑立体异构体,同时满足下列条件:
①最多能与3molNaOH溶液反应
②核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3:2:2:1
则J的结构简式为_____________。
27. 从结构的角度说明已知中的反应①为何会发生:__________________________。
28. 请结合相关信息,设计以与有机原料制备的合成路线____________________。
五、赖氨酸铜(本大题共28分)
调节pH可使溶液中的氨基酸主要以两性离子存在,两性离子整体呈电中性,此时溶液的pH为该氨基酸的pI,已知:,谷氨酸的pI为3.22,丙氨酸的pI为6.02,赖氨酸的pI为9.74,可以利用如图装置从溶液中分离上述三种氨基酸,a、b为离子交换膜。
29. 小张同学在实验室用上图装置制备赖氨酸,关于该装置下列说法错误的是________。(不定项选择)
A. a应为阳离子交换膜,b应为阴离子交换膜
B. 原料室的pH应控制在6.02左右
C. 当电路中通过2mol电子时,该装置理论上可分离出谷氨酸和赖氨酸共2mol
D. 工作一段时间后,不需要补充H2SO4和NaOH
E. 实验后,可从产品室1得到赖氨酸
赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=。
30. 下列说法中错误的有________。(不定项选择)
A. 常温下0.1mol·L-1HR溶液中c(R-)<c(H2R+)
B. M点,c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C. P点,c(Cl-)+c(OH-)+c(HR)=c(H2R+)+2c(HR2+)+c(H+)
D. N点,向溶液中加入少量NaOH发生反应的离子方程式为H2R++OH-=H2O+HR
31. 用广泛pH试纸测定O点的pH值,用比色卡比对,可得O点pH值约为__________。
赖氨酸铜是一种氨基酸微量元素螯合物,由铜离子与赖氨酸(一种人体必需氨基酸)通过配位键结合而。它在饲料添加剂、动物营养和农业领域有广泛应用。其制备原理如下:
具体实验步骤如下:
I.将赖氨酸盐酸盐和蒸馏水加入仪器A中,搅拌至完全溶解,利用仪器B滴加浓氨水调节pH至8左右。
Ⅱ.利用仪器B和C交替滴加浓氨水与氯化铜溶液,使溶液pH保持在8左右,45℃水浴加热,反应1h。
Ⅲ.减压过滤,用乙醇溶液洗涤晶体,再用丙酮洗涤,干燥得蓝色粉末。
32. 赖氨酸铜中电负性最强的元素,其核外电子空间运动状态共有_____种,的电子排布式为_______.
33. 赖氨酸铜中和配位的氨基,与未配位的氨基相比,其键角H-N-H更大,理由是________________;写出与、、结合能力由强到弱的顺序___________。(用“>”连接)
34. 反应中溶液pH保持在8左右的原因为________________________________。
35. 步骤Ⅲ中,选择丙酮洗涤的原因为________________________________。
产品中铜含量的测定:小张同学称取mg赖氨酸铜产品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250mL溶液。随后他取25.00mL该溶液,加入足量KI固体和50mL水,以淀粉溶液为指示剂,立即用cmol/L Na2S2O3标准溶液滴定,平行测定三次,平均消耗Na2S2O3溶液体积VmL。
已知:在酸性介质中,配合物被破坏;,。
36. 本实验所需的定量仪器除电子天平外,还有_____________。
37. 该实验达到滴定终点的现象是__________________________。
38. 产品中铜元素的质量分数为________%(用含c、V的代数式表示)
39. 若测定结果偏大可能的原因是_______。(不定项选择)
A. 加入淀粉指示剂后没有立即滴定,耗时过久
B. 滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
C. 滴定管未用标准溶液cmol/L Na2S2O3润洗
D. 移取待测溶液滴定管未用待测液润洗
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