内容正文:
江苏省天一中学2025-2026学年第二学期期末考试
高一化学学科(平行班)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Na-23 N-14 K-39 I-127
第Ⅰ卷 选择题(共39分)
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关,下列说法不正确的是
A. 核酸检测是确认病毒类型的有效手段,核苷酸缩合聚合可以得到核酸
B. 向蛋白质溶液中加入溶液,出现盐析现象,可用于分离提纯蛋白质
C. 制作宇航服常用的材料有聚酯膜、聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯的单体属于卤代烃
D. 护航“神舟十五号”的主降落伞由高强度的芳纶纤维等制作而成,芳纶纤维属于合成纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.核酸是由核苷酸缩合聚合得到的生物大分子,核酸检测是确认病毒类型的有效手段,A正确;
B.属于重金属盐,会使蛋白质发生变性,不是盐析,变性是不可逆过程,不能用于分离提纯蛋白质,B错误;
C.聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,分子中含有氟元素,属于卤代烃,C正确;
D.芳纶纤维是人工合成的高分子材料,属于合成纤维,D正确;
故答案为:B。
2. 符号表征是学习和研究化学的重要工具。下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔的电子式:
B. HCHO中的碳原子杂化轨道示意图:
C. 甲烷分子的球棍模型为:
D. 2-甲基-1-丙醇的结构简式为:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙炔的电子式为,各原子均满足稳定结构,题给电子式书写正确,A正确;
B.中碳原子为杂化,杂化轨道呈平面三角形,键角约为,题给示意图键角为,属于杂化的特征,正确的示意图为,B错误;
C.甲烷分子的球棍模型中,碳原子半径应大于氢原子半径,题给图示中代表氢原子的球半径大于代表碳原子的球的半径,球棍模型为,C错误;
D.题给结构简式主链含4个碳原子,羟基连接在2号碳上,名称为2-丁醇,正确的结构简式为,D错误;
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 和互为同系物 B. 与互为同分异构体
C. 的一氯代物有8种 D. 与是同一种物质
【答案】C
【解析】
【详解】A.前者是苯酚属于酚类,后者是苯甲醇属于醇类,二者官能团种类不同,结构不相似,不互为同系物,A不符合题意;
B.两者分子式不同,不属于同分异构体,B不符合题意;
C.等效氢共有8种,一氯代物有8种,C符合题意;
D.两者互为顺反异构,所以不是同一种物质,D不符合题意;
故选C。
4. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 图1分离乙醇和水 B. 图2除去甲烷中的乙烯
C. 图3除去溴苯中的苯 D. 图4乙醇在加热制取乙烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇与水任意比互溶,混合后不会分层,不能用分液法分离,A错误;
B.乙烯会被酸性KMnO4氧化生成CO2,会引入新杂质CO2,无法得到纯净的甲烷,B错误;
C.溴苯与苯是互溶的液态混合物,过滤只能分离固体和液体混合物,无法分离互溶液体,C错误;
D.实验室制取乙烯,是浓硫酸与乙醇混合加热到170 ℃发生消去反应,装置中温度计插入反应液控温、加碎瓷片防止暴沸、酒精灯加热,装置符合要求,D正确;
故选D。
5. 下列有关有机化合物性质的比较错误的是
A. 密度:溴乙烷>水>邻二甲苯 B. 水溶性:乙醇>乙醛
C. 沸点: D. 碱性:
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴乙烷密度大于水;邻二甲苯属于烃类,烃的密度均小于水,因此密度顺序为:溴乙烷>水>邻二甲苯,A正确;
B.乙醇含有羟基,可与水分子形成氢键,能与水任意比互溶;乙醛的醛基仅可作为氢键受体,水溶性弱于乙醇,因此水溶性:乙醇>乙醛,B正确;
C.前者为邻羟基苯甲酸,可形成分子内氢键,减弱分子间作用力;后者为对羟基苯甲酸,仅能形成分子间氢键,分子间氢键会升高物质沸点,因此沸点应为:对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸,C错误;
D.前者为苯胺,后者为对硝基苯胺,硝基是强吸电子基团,会降低氨基氮原子的电子云密度,使氨基结合质子的能力减弱,碱性减弱,因此碱性:,D正确;
故选C。
6. 下列对应的反应方程式正确的是
A. 实验室制乙烯:
B. 甲苯和光照下的反应:
C. 苯的磺化反应:
D. 向苯酚悬浊液中滴加碳酸钠溶液,浊液变澄清:
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验室由乙醇和浓硫酸制乙烯的反应温度为170℃,140℃时主要发生取代反应生成乙醚,方程式错误,正确的方程式为,A错误;
B.甲苯与在光照条件下发生取代反应时,氯原子取代甲基上的氢原子,而非苯环上的氢,产物错误,正确的方程式为,B错误;
C.苯与浓硫酸()在加热条件下发生磺化反应,生成苯磺酸和水,反应方程式正确,C正确;
D.苯酚酸性弱于碳酸、强于碳酸氢根,与碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,不会生成,方程式错误,正确的方程式为,D错误;
故本题选C。
7. 下列物质性质差异是由基团之间的相互影响造成的是
A. 苯酚能和NaOH溶液反应而环己醇不能
B. 能发生消去反应而不能
C. 裂化汽油可以使溴水褪色而直馏汽油不能
D. 丙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色而丙烷不能
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯酚中的羟基受到苯环的影响,O-H键极性增强,更易电离出显酸性,可与溶液反应;环己醇中羟基连接烷基,无该影响,不具有酸性,不能与反应,性质差异由基团之间的相互影响造成,A正确;
B.中羟基所连碳的邻位碳上存在氢原子(β-H),可发生消去反应,不存在邻位碳,没有β-H,无法发生消去反应,性质差异由分子本身是否存在β-H导致,与基团相互影响无关,B错误;
C.裂化汽油中含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴水褪色,直馏汽油的组成为饱和烷烃,不含碳碳双键,性质差异由官能团种类不同导致,与基团相互影响无关,C错误;
D.丙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,丙烷为饱和烷烃,不含碳碳双键,性质差异由官能团种类不同导致,与基团相互影响无关,D错误;
故选A。
8. 物质Ⅳ经常用于有机合成中,以苯为原料合成Ⅳ的路经如下图,下列说法不正确的是
A. 化合物Ⅲ的分子式为
B. 化合物Ⅲ、Ⅳ都只有一种官能团
C. 反应①是加成反应,反应③是消去反应
D. 化合物Ⅱ、Ⅳ都可以使酸性反应褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物Ⅲ的分子式为,A错误;
B.化合物Ⅲ只有一种官能团为碳溴键,Ⅳ只有一种官能团为碳碳双键,B正确;
C.反应①是苯与CH3CH=CH2的加成反应,反应③是消去反应,C正确;
D.化合物Ⅱ为苯的同系物,Ⅳ中含碳碳双键,都可以使酸性反应褪色,D正确;
故答案选A。
9. 钴(Co)在化学上称为铁系元素,其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是
A. 色胺酮分子中所含元素(除H外),第一电离能由大到小的顺序为
B. 色胺酮分子中N原子杂化类型不同
C. 色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D. X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过配位键作用与色胺酮钴配合物相结合
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于相邻的O,故除H外第一电离能顺序为,A正确;
B.由结构简式可知,色胺酮分子中形成双键的氮原子的杂化方式为sp2杂化,另一个N原子分别与3个C原子形成3个σ键,孤电子对数为1,为sp3杂化,B正确;
C.由结构简式可知,色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键,其配位数为4,C正确;
D.甲醇分子中的羟基可以形成氢键,则X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个甲醇分子说明甲醇通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合,D错误;
故选D。
10. 化合物Z为一种镇痛药物的中间体。
下列说法不正确的是
A. X能与饱和的溶液反应
B. 的反应,还有HCl生成
C. Y分子中所有碳原子可能共平面
D. Z与足量加成后的产物中含有5个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中含有酚羟基,其能与饱和的溶液反应生成碳酸氢钠和酚钠,A正确;
B.根据元素守恒可知,的反应,还有HCl生成,B正确;
C.Y分子中苯环的6个碳原子、与苯环碳原子直接相连的羰基碳原子、以及与羰基碳原子相连的乙基的α-碳原子可以共平面;饱和碳原子是四面体结构,两个乙基的末端也可通过单键旋转进入苯环平面;故所有碳原子可能共平面,C正确;
D.Z与足量加成后的产物中含有6个手性碳原子如图所示,D错误;
故答案为D。
11. 下列实验操作及现象与所得实验结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
氯代甲烷溶于水显酸性
B
向丙烯醇溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
证明丙烯醇中存在羟基
C
向某卤代烃中加入溶液,加热一段时间后冷却;加入足量稀硝酸酸化,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃中含有氯原子
D
乙醇与浓硫酸共热,产生的气体通酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷与氯气光照下反应生成的混合气体中含有,是使湿润的蓝色石蕊试纸变红,氯代甲烷不溶于水也不显酸性,A错误;
B.丙烯醇中的碳碳双键和羟基均能被酸性高锰酸钾溶液氧化使溶液褪色,无法证明存在羟基,B错误;
C.卤代烃在水溶液中加热发生水解反应生成卤素离子,加稀硝酸酸化排除过量的干扰,再滴加溶液产生白色沉淀,可证明卤代烃中含有氯原子,C正确;
D.乙醇与浓硫酸共热时,挥发的乙醇以及副反应生成的均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明生成了乙烯即无法证明乙醇发生消去反应,D错误;
故选C。
12. “从二氧化碳到淀粉的人工合成”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。实验室实现由到淀粉的合成路线如图,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有键
B. 其他条件相同,温度越高,反应②的反应速率越快
C. 反应③的原子利用率为100%
D. 淀粉的单体的结构是
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,CH3OH为液体,不能使用气体摩尔体积(22.4 L/mol)计算其物质的量。因此“22.4 L CH3OH含3 mol C-H σ键”的前提不成立,A错误;
B.反应②依赖醇氧化酶催化,而酶是蛋白质,其活性具有温度依赖性:在适宜温度范围内速率随温度升高而加快,但超过最适温度后酶会变性失活,反应速率反而下降。故“温度越高,速率越快”表述错误,B错误;
C.反应③由3分子甲醛在甲酰酶作用下生成1分子HOCH2COCH2OH,反应式为:,所有反应物原子均进入产物,无副产物,原子利用率为100%,C正确;
D.淀粉是由葡萄糖单元通过聚合反应形成的多糖,其单体为葡萄糖,选项给出的结构与葡萄糖的结构不一致,D错误。
故选C。
13. 以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯和为原料生产环氧丙烷()及发生副反应的反应机理如图所示(图中表示含硅物种)。下列说法不正确的是
A. Ⅰ是生产环氧丙烷及副反应的催化剂
B. 过程中有极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价未发生变化
D. 由丙烯和生产环氧丙烷的化学方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应机理图,在主反应和副反应历程中,都是Ⅰ先消耗再生成,Ⅰ为催化剂, A正确;
B.反应物中断裂的键有丙烯中的C=C非极性键、H2O2中的O-O非极性键和H-O极性键,产物中生成的键有环氧丙烷中的C-O极性键和O2中的O=O非极性键,过程中有极性键的断裂和形成,B正确;
C.整个转化过程中形成4个键或5个键,但其中的第五个键为配位键,配位键不影响化合价的变化,因此的化合价未发生变化,C正确;
D.根据题干机理图,由丙烯和生产环氧丙烷的主反应净反应为,D错误;
故选择D。
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 对叔丁基邻苯二酚是一种无色晶体,有毒,是工业上常用的一种阻聚剂,实验室可用邻苯二酚和甲基叔丁基醚在硫酸的催化下反应制备,反应原理及实验过程如下。
相关物质的物理性质如下:
物质
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
邻苯二酚
103
245
溶于水、乙醇等,易溶于丙酮、吡啶、碱溶液
甲基叔丁基醚
-110
55.2
易溶于乙醇、乙醚等,不溶于水
对叔丁基邻苯二酚
57
285
溶于甲醇、乙醚、四氯化碳等,难溶于冷水,微溶于热水
已知:实验过程中会生成3,5-二叔丁基邻苯二酚、磺化产物等副产物。
请回答:
(1)该反应的反应类型为_____________;操作1主要在如图装置中进行,仪器A的名称是_____________,使用仪器B的优点是___________________。
(2)反应中浓硫酸不宜过多的原因是______________。
(3)向混合液A中加入Na2CO3溶液的目的主要是除去混合液中的硫酸,调节pH,操作2的名称是______________,操作3的目的是______________。
(4)①将混合液B进行减压蒸馏的目的是______________。
②用重结晶法提纯对叔丁基邻苯二酚的操作顺序是______________(填序号,所有操作步骤都须用到)。
a.向粗产品中加入石油醚 b.用蒸馏水洗涤 c.加热充分溶解
d.加入活性炭脱色 e.冷却结晶 f.减压过滤 g.趁热过滤 h.干燥
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 球形冷凝管 ③. 平衡气压,使液体顺利滴下
(2)浓硫酸过多,产品中磺化产物杂质含量增加:且会增加后续加入Na2CO3的量
(3) ①. 分液 ②. 萃取水层1中的对叔丁基邻苯二酚,减少产品的损失
(4) ①. 降低对叔丁基邻苯二酚的沸点,使其更易被蒸馏出来 ②. acdgefbh
【解析】
【分析】邻苯二酚与甲基叔丁基醚在浓硫酸作用下发生取代反应,生成对叔丁基邻苯二酚,混合溶液用碳酸钠溶液洗涤,除去多余的酸,分液后的有机层经过蒸馏、重结晶得到产品。
【小问1详解】
对比反应物与生成物的结构简式可知,该反应是叔丁基取代了苯环上的氢原子,所以反应类型为取代反应;结合实验装置可知A为球形冷凝管,B是恒压滴液漏斗,其优点是平衡气压,使液体能够顺利滴下;
【小问2详解】
浓硫酸在反应中作催化剂,若硫酸过多,则易与邻苯二酚等发生取代反应,生成磺化产物,使得杂质含量增加,且后续会增加碳酸钠的使用量,所以反应中浓硫酸不宜过多;
【小问3详解】
操作2是将水层和有机层分开,分离两种互不相容的液体,用分液的操作,所以操作2的名称是分液;水层1中还含有少量的对叔丁基邻苯二酚,加入乙醚萃取,并合并有机层,可以提高产品的产率,减少损失;
【小问4详解】
①将混合液B进行减压蒸馏的目的是:降低对叔丁基邻苯二酚的沸点,使其更容易被蒸馏出来;
②用重结晶法提纯对叔丁基邻苯二酚的操作是:先向粗产品中加入石油醚,加热充分溶解,加入活性炭,利用活性炭的吸附性进行脱色,然后趁热过滤出活性炭,再经过冷却结晶、减压过滤,得到晶体,用蒸馏水洗涤晶体,除去表面的杂质,干燥后即得到产品,所以操作的顺序为acdgefbh。
15. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料,可合成诸多有机物。
【应用一】聚氯乙烯(PVC)和用作汽油抗震剂的CH3CH2Cl的合成路线如下图。
(1)A有两种同分异构体,结构简式分别是_______、_______。
(2)B→D的反应类型是_______。
(3)E的结构简式是_______,W的分子式为_______。
(4)其合成聚氯乙烯(PVC)的反应方程式为_______。
【应用二】双烯合成即狄尔斯—阿尔德反应(Diels—Alder反应):,该反应用于构建六元环状烃。
(5)通过上述反应合成,所需反应物为_______。
(6)已知:烯烃在一定条件下发生氧化反应,碳碳双键断裂,如:被氧化为和;被氧化为和。被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物为_______。
【答案】(1) ①. CH3CH2CH2CH3 ②. (CH3)3CH
(2)加成反应 (3) ①. CH2=CHCl ②. HCl
(4)n CH2=CHCl
(5)和CH2=C(CH3)C(CH3)=CH2
(6)CH3COCH2COCH2CH(CH3)CH2CH2COCH2COCH3
【解析】
【应用一】根据A、B、D、E、M的分子式知,A为CH3CH2CH2CH3或(CH3)3CH、B为CH2=CH2、M为CH3CH3,结合D的分子式知,B发生加成反应生成D为ClCH2CH2Cl,D发生消去反应生成E和W,根据PVC的结构简式及E的分子式知,E发生加聚反应生成PVC,E为CH2=CHCl,W为HCl,HCl被氧化生成Cl2;M和氯气发生取代反应生成W和CH3CH2Cl,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,A有两种同分异构体,结构简式分别是CH3CH2CH2CH3或(CH3)3CH,故答案为:CH3CH2CH2CH3;(CH3)3CH;
【小问2详解】
由分析可知,B→D的化学方程式为:CH2=CH2+Cl2ClCH2CH2Cl,该反应的反应类型是加成反应;
【小问3详解】
由分析可知,E的结构简式是CH2=CHCl,W的分子式为HCl;
【小问4详解】
由分析可知,E的结构简式是CH2=CHCl,则其合成聚氯乙烯(PVC)的反应方程式为:n CH2=CHCl ;
【小问5详解】
根据题干双烯合成即狄尔斯—阿尔德反应(Diels—Alder反应)的信息可知,通过该反应合成的反应物是和CH2=C(CH3)C(CH3)=CH2,故答案为:和CH2=C(CH3)C(CH3)=CH2;
【小问6详解】
由题干信息可知,被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物为CH3COCH2COCH2CH(CH3)CH2CH2COCH2COCH3。
16. 化合物是一种医药中间体,以芳香化合物为原料制备的一种合成路线如下。
已知:
(1)A生成B所需的试剂和条件___________。
(2)B与新制的氢氧化铜反应的化学方程式:___________。
(3)D中含氧官能团的名称___________。
(4)有机物X的名称___________。
(5)由生成的反应类型为___________;中含有手性碳原子(连有四个不同原子或基团的碳原子)的数目为___________。
(6)芳香化合物是的同分异构体,任意写出一种同时满足下列条件的的结构简式:___________。
①分子中有五个碳原子在一条直线上
②能与溶液反应,且消耗
③苯环上的一氯代物只有一种
【答案】(1)、、加热
(2)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(3)羟基、羧基 (4)2-丁醇
(5) ①. 取代反应 ②. 2
(6)或或或
【解析】
【分析】根据物质结构简式可知:A→B时醇羟基转化为醛基,A发生氧化反应生成B;B和HOOCCH2COOH发生已知信息的反应生成C;C与HI发生取代反应生成D,由D的结构,结合反应条件,可知D分子中碳碳双键与氢气发生加成反应生成E,E与X在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应生成F,结合E、F结构简式的不同,可知有机物X为;F与发生取代反应生成G和HCl。
【小问1详解】
A生成B是羟基催化氧化生成醛基,所需的试剂和条件是O2、Cu、加热;
【小问2详解】
B中含有醛基,醛基在碱性加热条件下被新制氢氧化铜氧化为羧酸钠,与新制的氢氧化铜反应的化学方程式是+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。
【小问3详解】
该有机物含羟基、羧基两种官能团。
【小问4详解】
根据分析,有机物X的结构简式为,名称为2-丁醇。
【小问5详解】
由F生成G的反应过程中,断裂酚羟基中的O-H键和中的C-Cl键,形成化合物G,反应类型为取代反应。
G中含有手性碳原子,,数目为2。
【小问6详解】
芳香族化合物H是D的同分异构体,D分子式为C9H8O3,不饱和度为6,满足下列条件
①分子中有五个碳原子在一条直线上,说明含有碳碳三键且与苯环直接相连,此时不饱和度已经为6,说明苯环侧链已无羧基;②能与溶液反应,且消耗,说明一分子含有3个酚羟基;③苯环上的一氯代物只有一种说明苯环上只有一种氢原子。则连接在苯环上的取代基为3个-OH、1个-C≡CCH3或3个-OH、1个-C≡CH、1个-CH3,且-C≡CH和-CH3处于苯环的对位,则符合条件的同分异构体可能结构为或或或。
17. 硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4]SO4∙H2O呈深蓝色,是一种高效广谱杀菌剂。实验室以腐蚀印刷电路后的“烂板液”为原料进行制备,操作步骤如下:
步骤Ⅰ:将废铁片放入80 mL烂板液中,充分反应后,得到的粗铜用自来水洗干净,小火炒干。
步骤Ⅱ:称取3 g粗铜,大火灼烧,反应完成后放置冷却。
(1)步骤Ⅱ使用的主要仪器除酒精灯外还有___________。
(2)步骤Ⅲ必须控制pH≈4的原因是___________。
(3)下列说法正确的___________。
A. 基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d94s1
B. [Cu(NH3)4]SO4∙H2O晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
C. H2O与Cu2+的配位能力弱于NH3
D. [Cu(NH3)4]2+(平面正方形)中的两个NH3被两个Cl-取代,得到两种不同结构的产物
(4)步骤Ⅴ蓝色溶液中加入浓氨水先产生沉淀后得到深蓝色溶液。某实验小组做了补充实验:取少量深蓝色溶液,插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。下列说法正确的是___________。
A. 加入浓氨水产生沉淀的离子方程式是:Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓
B. 两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)<蓝色c(Cu2+)
C. 深蓝色溶液插入铁钉无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D. 加稀盐酸后,产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe=Cu+Fe2++4NH3↑
(5)操作Ⅴ过滤后得到的蓝色沉淀用95%的乙醇和浓氨水的混合溶液进行洗涤效果好,选择该洗涤剂的原因是___________。
(6)硫酸四氨合铜(Ⅱ)晶体([Cu(NH3)4]SO4∙H2O)纯度测定
步骤①:准确称取6.0g固体于烧杯中,加稀硫酸溶解,配制成250mL的溶液。
步骤②:量取上述溶液25.00mL于锥形瓶中,加入100mL水和KI固体(稍过量)
步骤③:用Na2S2O3标准溶液(0.1000mol/L)滴定至溶液呈淡黄色,加入淀粉溶液2mL,溶液变为蓝色,再加入10%KSCN溶液10.00mL,继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失,重复操作3次,平均用量为20.00mL。
已知:①[Cu(NH3)4]2+ ⇌Cu2++4NH3,2Cu2++4I- = 2CuI+I2,CuI沉淀表面易吸附I2.
②CuSCN比CuI更难溶。③I2+2S2O = S4O + 2I-。
硫酸四氨合铜晶体纯度是___________(写出计算过程)
【答案】(1)坩埚(泥三角、三脚架)
(2)pH值过低,沉淀不完全,除杂不充分,影响纯度;pH值不能过高,易生成沉淀,影响产量 (3)CD (4)B
(5)乙醇可使溶液极性减小,降低晶体在溶液中的溶解度,防止产物的溶解;浓氨水能防止配离子解离,从而能减小物质在洗涤过程中的损耗
(6)82%
【解析】
【分析】步骤Ⅰ将废铁片加入“烂板液“(含Cu2+的溶液)中置换出Cu,步骤Ⅱ中灼烧Cu生成CuO,步骤Ⅲ中CuO溶于稀硫酸,加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,调pH≈4可将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,过滤得到CuSO4溶液,步骤Ⅳ对CuSO4溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O,步骤V将CuSO4•5H2O溶解后加浓氨水,再加乙醇,过滤得到[Cu(NH3)4]SO4•H2O,据此解答。
【小问1详解】
步骤Ⅱ是将铜粉在空气中大火灼烧,使其转化为CuO,灼烧固体需要耐高温的坩埚,则步骤Ⅱ使用的主要仪器除酒精灯外还有坩埚(泥三角、三脚架);
【小问2详解】
结合分析可知,步骤Ⅲ中pH值过低,不能将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀除去,导致除杂不充分,影响纯度;pH值不能过高,否则Cu2+易生成Cu(OH)2沉淀,影响产量,则步骤Ⅲ必须控制pH≈4;
【小问3详解】
A.基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10,故A错误;
B.氢键是分子间作用力,氢键不属于化学键,故B错误;
C.最终得到深蓝色溶液的原因为生成了[Cu(NH3)4]2+,则[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+,说明H2O与Cu2+的配位能力弱于NH3,故C正确;
D.[Cu(NH3)4]2+为平面正方形结构,两个NH3被两个Cl-取代后,两个Cl-可能处于相邻或相对的位置,邻位和对位的结构不同,能得到两种不同结构的产物,故D正确;
答案为CD;
【小问4详解】
A.加入浓氨水产生沉淀的离子方程式是:Cu2+ + = Cu(OH)2↓+;故A错误;
B.深蓝色溶液中Cu2+主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,Cu2+浓度较低;蓝色溶液中Cu2+主要以简单离子形式存在,Cu2+浓度较高,则两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)<蓝色c(Cu2+),故B正确;
C.铁的钝化是在强氧化性酸(如浓硝酸、浓硫酸)作用下,在铁表面形成致密的氧化膜。深蓝色溶液中无强氧化性物质,插入铁钉无明显现象,是因为深蓝色溶液中Cu2+主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,Cu2+浓度较低,铁与Cu2+难以发生置换反应,而不是铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化,故C错误;
D.根据实验现象,加盐酸后[Cu(NH3)4]2+中NH3与H+结合生成,使Cu2+浓度增大,Cu2+和Fe反应生成Cu和Fe2+,同时Fe与H+反应生成H2,导致加稀盐酸后,产生气体、析出红色物质,D错误;
答案为B;
【小问5详解】
95%的乙醇是极性较小的溶剂,用95%的乙醇可降低晶体在溶液中的溶解度,同时浓氨水能防止配离子解离,所以操作Ⅴ过滤后得到的蓝色沉淀用95%的乙醇和浓氨水的混合溶液进行洗涤效果好,选择该洗涤剂的原因是:乙醇可使溶液极性减小,降低晶体在溶液中的溶解度,防止产物的溶解;浓氨水能防止配离子解离,从而能减小物质在洗涤过程中的损耗;
【小问6详解】
由已知2Cu2++4I-═2CuI↓+I2,I2+2S2O = S4O + 2I-可得2Cu2+~I2~2S2O,则25mL溶液中Cu2+的物质的量为0.020L×0.1mol/L=0.002mol,则样品中硫酸四氨合铜的物质的量为0.002mol×=0.02mol,硫酸四氨合铜的质量为0.02mol×246g/mol=4.92g,因此硫酸四氨合铜的纯度为=82%。
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江苏省天一中学2025-2026学年第二学期期末考试
高一化学学科(平行班)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Na-23 N-14 K-39 I-127
第Ⅰ卷 选择题(共39分)
一、单项选择题:本题包括13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、科技等密切相关,下列说法不正确的是
A. 核酸检测是确认病毒类型的有效手段,核苷酸缩合聚合可以得到核酸
B. 向蛋白质溶液中加入溶液,出现盐析现象,可用于分离提纯蛋白质
C. 制作宇航服常用的材料有聚酯膜、聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯的单体属于卤代烃
D. 护航“神舟十五号”的主降落伞由高强度的芳纶纤维等制作而成,芳纶纤维属于合成纤维
2. 符号表征是学习和研究化学的重要工具。下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔的电子式:
B. HCHO中的碳原子杂化轨道示意图:
C. 甲烷分子的球棍模型为:
D. 2-甲基-1-丙醇的结构简式为:
3. 下列说法正确的是
A. 和互为同系物 B. 与互为同分异构体
C. 的一氯代物有8种 D. 与是同一种物质
4. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 图1分离乙醇和水 B. 图2除去甲烷中的乙烯
C. 图3除去溴苯中的苯 D. 图4乙醇在加热制取乙烯
5. 下列有关有机化合物性质的比较错误的是
A. 密度:溴乙烷>水>邻二甲苯 B. 水溶性:乙醇>乙醛
C. 沸点: D. 碱性:
6. 下列对应的反应方程式正确的是
A. 实验室制乙烯:
B. 甲苯和光照下的反应:
C. 苯的磺化反应:
D. 向苯酚悬浊液中滴加碳酸钠溶液,浊液变澄清:
7. 下列物质性质差异是由基团之间的相互影响造成的是
A. 苯酚能和NaOH溶液反应而环己醇不能
B. 能发生消去反应而不能
C. 裂化汽油可以使溴水褪色而直馏汽油不能
D. 丙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色而丙烷不能
8. 物质Ⅳ经常用于有机合成中,以苯为原料合成Ⅳ的路经如下图,下列说法不正确的是
A. 化合物Ⅲ的分子式为
B. 化合物Ⅲ、Ⅳ都只有一种官能团
C. 反应①是加成反应,反应③是消去反应
D. 化合物Ⅱ、Ⅳ都可以使酸性反应褪色
9. 钴(Co)在化学上称为铁系元素,其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是
A. 色胺酮分子中所含元素(除H外),第一电离能由大到小的顺序为
B. 色胺酮分子中N原子杂化类型不同
C. 色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D. X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过配位键作用与色胺酮钴配合物相结合
10. 化合物Z为一种镇痛药物的中间体。
下列说法不正确的是
A. X能与饱和的溶液反应
B. 的反应,还有HCl生成
C. Y分子中所有碳原子可能共平面
D. Z与足量加成后的产物中含有5个手性碳原子
11. 下列实验操作及现象与所得实验结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
氯代甲烷溶于水显酸性
B
向丙烯醇溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
证明丙烯醇中存在羟基
C
向某卤代烃中加入溶液,加热一段时间后冷却;加入足量稀硝酸酸化,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃中含有氯原子
D
乙醇与浓硫酸共热,产生的气体通酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
12. “从二氧化碳到淀粉的人工合成”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。实验室实现由到淀粉的合成路线如图,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有键
B. 其他条件相同,温度越高,反应②的反应速率越快
C. 反应③的原子利用率为100%
D. 淀粉的单体的结构是
13. 以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯和为原料生产环氧丙烷()及发生副反应的反应机理如图所示(图中表示含硅物种)。下列说法不正确的是
A. Ⅰ是生产环氧丙烷及副反应的催化剂
B. 过程中有极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价未发生变化
D. 由丙烯和生产环氧丙烷的化学方程式:
第Ⅱ卷 非选择题(共61分)
14. 对叔丁基邻苯二酚是一种无色晶体,有毒,是工业上常用的一种阻聚剂,实验室可用邻苯二酚和甲基叔丁基醚在硫酸的催化下反应制备,反应原理及实验过程如下。
相关物质的物理性质如下:
物质
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
邻苯二酚
103
245
溶于水、乙醇等,易溶于丙酮、吡啶、碱溶液
甲基叔丁基醚
-110
55.2
易溶于乙醇、乙醚等,不溶于水
对叔丁基邻苯二酚
57
285
溶于甲醇、乙醚、四氯化碳等,难溶于冷水,微溶于热水
已知:实验过程中会生成3,5-二叔丁基邻苯二酚、磺化产物等副产物。
请回答:
(1)该反应的反应类型为_____________;操作1主要在如图装置中进行,仪器A的名称是_____________,使用仪器B的优点是___________________。
(2)反应中浓硫酸不宜过多的原因是______________。
(3)向混合液A中加入Na2CO3溶液的目的主要是除去混合液中的硫酸,调节pH,操作2的名称是______________,操作3的目的是______________。
(4)①将混合液B进行减压蒸馏的目的是______________。
②用重结晶法提纯对叔丁基邻苯二酚的操作顺序是______________(填序号,所有操作步骤都须用到)。
a.向粗产品中加入石油醚 b.用蒸馏水洗涤 c.加热充分溶解
d.加入活性炭脱色 e.冷却结晶 f.减压过滤 g.趁热过滤 h.干燥
15. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料,可合成诸多有机物。
【应用一】聚氯乙烯(PVC)和用作汽油抗震剂的CH3CH2Cl的合成路线如下图。
(1)A有两种同分异构体,结构简式分别是_______、_______。
(2)B→D的反应类型是_______。
(3)E的结构简式是_______,W的分子式为_______。
(4)其合成聚氯乙烯(PVC)的反应方程式为_______。
【应用二】双烯合成即狄尔斯—阿尔德反应(Diels—Alder反应):,该反应用于构建六元环状烃。
(5)通过上述反应合成,所需反应物为_______。
(6)已知:烯烃在一定条件下发生氧化反应,碳碳双键断裂,如:被氧化为和;被氧化为和。被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物为_______。
16. 化合物是一种医药中间体,以芳香化合物为原料制备的一种合成路线如下。
已知:
(1)A生成B所需的试剂和条件___________。
(2)B与新制的氢氧化铜反应的化学方程式:___________。
(3)D中含氧官能团的名称___________。
(4)有机物X的名称___________。
(5)由生成的反应类型为___________;中含有手性碳原子(连有四个不同原子或基团的碳原子)的数目为___________。
(6)芳香化合物是的同分异构体,任意写出一种同时满足下列条件的的结构简式:___________。
①分子中有五个碳原子在一条直线上
②能与溶液反应,且消耗
③苯环上的一氯代物只有一种
17. 硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4]SO4∙H2O呈深蓝色,是一种高效广谱杀菌剂。实验室以腐蚀印刷电路后的“烂板液”为原料进行制备,操作步骤如下:
步骤Ⅰ:将废铁片放入80 mL烂板液中,充分反应后,得到的粗铜用自来水洗干净,小火炒干。
步骤Ⅱ:称取3 g粗铜,大火灼烧,反应完成后放置冷却。
(1)步骤Ⅱ使用的主要仪器除酒精灯外还有___________。
(2)步骤Ⅲ必须控制pH≈4的原因是___________。
(3)下列说法正确的___________。
A. 基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d94s1
B. [Cu(NH3)4]SO4∙H2O晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
C. H2O与Cu2+的配位能力弱于NH3
D. [Cu(NH3)4]2+(平面正方形)中的两个NH3被两个Cl-取代,得到两种不同结构的产物
(4)步骤Ⅴ蓝色溶液中加入浓氨水先产生沉淀后得到深蓝色溶液。某实验小组做了补充实验:取少量深蓝色溶液,插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。下列说法正确的是___________。
A. 加入浓氨水产生沉淀的离子方程式是:Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓
B. 两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)<蓝色c(Cu2+)
C. 深蓝色溶液插入铁钉无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D. 加稀盐酸后,产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe=Cu+Fe2++4NH3↑
(5)操作Ⅴ过滤后得到的蓝色沉淀用95%的乙醇和浓氨水的混合溶液进行洗涤效果好,选择该洗涤剂的原因是___________。
(6)硫酸四氨合铜(Ⅱ)晶体([Cu(NH3)4]SO4∙H2O)纯度测定
步骤①:准确称取6.0g固体于烧杯中,加稀硫酸溶解,配制成250mL的溶液。
步骤②:量取上述溶液25.00mL于锥形瓶中,加入100mL水和KI固体(稍过量)
步骤③:用Na2S2O3标准溶液(0.1000mol/L)滴定至溶液呈淡黄色,加入淀粉溶液2mL,溶液变为蓝色,再加入10%KSCN溶液10.00mL,继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失,重复操作3次,平均用量为20.00mL。
已知:①[Cu(NH3)4]2+ ⇌Cu2++4NH3,2Cu2++4I- = 2CuI+I2,CuI沉淀表面易吸附I2.
②CuSCN比CuI更难溶。③I2+2S2O = S4O + 2I-。
硫酸四氨合铜晶体纯度是___________(写出计算过程)
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