精品解析:山东省部分学校2026-2027学年高三上学期10月标准学术能力诊断性测试 化学试题
2026-10-27
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内容正文:
标准学术能力诊断性测试2026年10月测试
化学试卷
本试卷共100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Ni 59 La 139
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国古籍中蕴含着丰富的化学知识。下列古籍所描述的变化中,不涉及氧化还原反应的是
A. 《梦溪笔谈》记载“信州铅山县有苦泉……挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜”
B. 《本草纲目》记载“玄明粉……以芒硝于风日中消尽水气,自成轻飘白粉也”
C. 《周易参同契》记载“胡粉投火中,色坏还为铅”
D. 《本经逢原》记载“盖矾()色绿,味酸,烧之则赤”
【答案】B
【解析】
【详解】A.烹胆矾得到单质铜时,元素化合价从降低为,存在元素化合价升降,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.该过程为芒硝()失去结晶水生成,所有元素化合价均无变化,不涉及氧化还原反应,B符合题意;
C.胡粉中元素为价,受热后生成单质,元素化合价降低为,存在元素化合价升降,涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.绿矾中元素为价,灼烧后生成红色的,元素化合价升高为,存在元素化合价升降,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
2. 化学应用体现在生活的方方面面,下列化学品使用不当的是
A. 牙膏中添加少量氟化物(如NaF、SnF2)有助于预防龋齿
B. 硫酸钙、葡萄糖酸内酯是制作豆腐常用的凝固剂
C. 向葡萄酒中添加适量既可杀菌也能防止一些成分被氧化
D. 向蚕丝织品中加入漂白液并滴加几滴白醋固色,以使其色泽更亮丽
【答案】D
【解析】
【详解】A.牙膏中添加的少量氟化物可使牙齿表面的羟基磷灰石转化为更耐酸腐蚀的氟磷灰石,能有效预防龋齿,使用合理,A不符合题意;
B.硫酸钙(石膏)是传统豆腐制作的凝固剂,葡萄糖酸-δ-内酯是内酯豆腐的常用凝固剂,均为合法合规的食品凝固剂,使用合理,B不符合题意;
C.具有还原性和抑菌作用,葡萄酒中适量添加可杀死杂菌同时防止营养成分被氧化,符合食品添加剂使用规范,使用合理,C不符合题意;
D.蚕丝织品的主要成分为蛋白质,漂白液的有效成分为次氯酸盐,在酸性条件下会生成具有强氧化性的次氯酸,会氧化破坏蛋白质结构,损伤蚕丝织品同时破坏原有色泽,使用不当,D符合题意;
故选D。
3. 实验室中下列做法正确的是
A. 眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B. 银镜反应后的试管使用浓氨水清洗
C. 浓硝酸保存在带有胶塞的棕色细口玻璃瓶中
D. 试管内壁上沾附的硫粉可用热碱溶液洗涤
【答案】D
【解析】
【详解】A.眼睛溅入酸液,大量水冲洗后应使用弱碱性的稀碳酸氢钠溶液冲洗,饱和碳酸钠溶液碱性过强,会损伤眼部组织,A错误;
B.银镜反应后试管内壁的金属银与浓氨水不发生反应,需用稀硝酸清洗,B错误;
C.浓硝酸具有强氧化性,会腐蚀橡胶塞,应保存在带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶中,C错误;
D.硫单质可与热碱溶液发生歧化反应(如),因此沾附的硫粉可用热碱溶液洗涤,D正确;
故选D。
4. 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验操作合理的是
A.测定NaOH溶液浓度
B.实验室铜件镀镍
C.向容量瓶中转移液体
D.的收集及尾气处理
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准溶液为酸性溶液,应使用酸式滴定管盛装,图示为碱式滴定管,橡胶管会被酸性溶液腐蚀,操作不合理,A错误;
B.铜件镀镍时,镀层金属镍片应连接电源正极作阳极,铜制镀件连接电源负极作阴极,图示电极连接错误,操作不合理,B错误;
C.向容量瓶中转移液体时用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以下内壁,符合实验操作规范,C正确;
D.饱和溶液中溶质溶解度小、浓度极低,无法充分吸收尾气,应选用溶液处理尾气,操作不合理,D错误;
故选C。
5. 下列反应离子方程式错误的是
A. 用酸性高锰酸钾溶液测定空气中SO2的含量:
B. 侯氏制碱法的主要反应:
C. 向亚硫酸氢钠溶液中加入少量过氧化钠:
D. 用醋酸除去水垢中的碳酸钙:
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,方程式电子、电荷、原子均守恒,A正确,不符合题意;
B.侯氏制碱法中溶解度较小,以沉淀形式析出,离子方程式符合反应事实,B正确,不符合题意;
C.过氧化钠少量时,反应生成的会与过量的反应,最终无剩余,给出的离子方程式不符合反应事实,正确的离子方程式为;C错误;
D.醋酸为弱酸、为难溶物,均保留化学式,反应符合事实,原子、电荷守恒,D正确;
故选C。
6. 下列实验中,对应的实验操作、现象以及结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液
溶液变为血红色
该Fe(NO3)2试样不一定变质
B
向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热,一段时间后,再加入少量新制的氢氧化铜悬浊液并加热
没有明显现象
淀粉没有水解
C
取某溶液少量,加入盐酸酸化的氯化钡溶液
出现白色沉淀
该溶液中一定含有大量的
D
向溶液先滴加溶液,再滴加溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性条件下具有氧化性,可将氧化为,即使试样未变质,滴加溶液也会变红,因此试样不一定变质的结论正确,A正确;
B.淀粉水解后溶液呈酸性,需先加中和过量的硫酸,否则新制会与硫酸反应,无法检验水解产物葡萄糖,不能得出淀粉未水解的结论,B错误;
C.加入盐酸酸化的溶液,生成的白色沉淀可能是,不能证明溶液中一定存在,C错误;
D.反应中过量,过量的可直接与反应生成浅蓝色沉淀,并非沉淀转化得到,不能比较二者溶度积大小,D错误;
故选A。
7. 已知L、M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态原子L的核外电子有4种空间运动状态,基态原子M的s电子与p电子总数相等,X为所在周期原子半径最大的主族元素,Y与Z最高价氧化物对应的水化物均为强酸。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 对应氢化物沸点:
C. YM3分子空间构型为平面正三角形
D. Z与M形成的某化合物可用于杀菌消毒
【答案】B
【解析】
【分析】基态原子L的核外电子有4种空间运动状态,说明核外有4个不同的原子轨道,电子排布为1s22s22p2,对应L为C;基态M原子的s电子与p电子总数相等,原子序数大于C,电子排布为1s22s22p4,对应M为O;X是所在周期原子半径最大的主族元素,且原子序数大于O,属于第三周期,对应X为Na;Y、Z原子序数大于Na,最高价氧化物对应水化物为强酸的短周期主族元素,对应Y为S、Z为Cl。
【详解】A.第一电离能同主族从上到下递减,故;同周期从左到右第一电离能总体递增,故,即,A正确;
B.L为C,C的氢化物为烃类,相对分子质量较大的固态烃沸点远高于O的氢化物(、),因此氢化物沸点不一定,B错误;
C.为,中心原子价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为平面正三角形,C正确;
D.Cl与O形成的具有强氧化性,可用于杀菌消毒,D正确;
故选B。
8. 溴氰菊酯是一种人工合成的高效、对昆虫具有强烈杀灭作用的杀虫剂,其结构如下。下列对该有机物的叙述正确的是
A. 该有机物常温下难溶于水,在碱性介质中很稳定
B. 该有机物中C原子存在、两种杂化方式
C. 该有机物的分子式为
D. 该有机物分子中有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物属于酯类,无亲水基团,常温下难溶于水,但分子中含有酯基,在碱性介质中会发生水解反应,不稳定,A错误;
B.该有机物中氰基()中的原子为杂化,苯环、双键上的为杂化,饱和为杂化,共三种杂化方式,B错误;
C.根据结构计算可得该有机物的分子式为,选项给出的分子式中原子数目错误,C错误;
D.手性碳原子是连有四个不同基团的饱和碳原子,该分子中环丙烷上连不同取代基的2个、以及连氰基的1个均为手性碳,如图所示:,共3个,D正确;
故选D。
9. 咪唑结构简式如图所示,是组氨酸等生物活性分子的核心结构单元。已知咪唑环具有平面结构;参与形成离域大键的原子需为或杂化,且具有未杂化的p轨道。下列说法不正确的是
A. 咪唑分子C、N原子杂化方式相同
B. 咪唑与金属离子配位时,①处N比②处N更易作为配位原子
C. 咪唑分子中参与形成大键的电子数为6
D. 咪唑可以形成分子间氢键,故沸点远高于噻吩()
【答案】B
【解析】
【详解】A.咪唑为平面结构,所有、原子均为杂化,杂化方式相同,A正确;
B.①处的孤对电子参与形成离域大键,难以给出;②处的孤对电子位于未参与大键的轨道,更易作为配位原子,故②处比①处更易配位,B错误;
C.咪唑环上3个各提供1个p电子,②处提供1个p电子,①处提供2个p电子,参与大键的电子总数为6,C正确;
D.咪唑含键,可形成分子间氢键,噻吩无法形成分子间氢键,故咪唑沸点远高于噻吩,D正确;
故选B。
10. 密闭容器中,以活性炭为催化剂,由和先制得,继续与制备。反应如下:。已知466K时,平衡体系内、、的物质的量分数随的变化如图所示。下列说法中正确的是
A. 与反应的化学方程式为
B. 曲线①表示
C. 466K时,反应的平衡常数
D. 升高温度,图中①与②的新交点可变为a处
【答案】C
【解析】
【分析】先整理反应: 反应I(不可逆): ,反应Ⅱ(可逆):,反应前后气体分子数不变,平衡不受压强影响。分析各物质对应的曲线:横坐标为,投料比增大,占比逐渐升高,因此的物质的量分数一直增大,对应一直上升的曲线①; 是中间产物,随着增加,反应Ⅱ不断消耗,因此的物质的量分数一直减小,对应一直下降的曲线③; 是产物,投料比从1到2时,占比逐渐升高,投料比大于2后,过量,总物质的量增加,占比逐渐降低,因此的物质的量分数先升后降,对应曲线②。
【详解】A.当投料比为1.0时,,说明反应物完全转化为,没有剩余气体,故SCl2与O2的反应为不可逆反应,化学方程式应为,A错误;
B.根据分析可知,曲线①代表;对应曲线③,B错误;
C.当时,曲线①()和曲线③()相交于,即。设初始,,完全反应,总物质的量,因此: ,。 反应Ⅱ的平衡常数,C正确;
D.该反应,升高温度,平衡逆向移动,相同投料比下,升高,曲线①整体上移,新交点必定在原曲线①的上方:而图中a点位于原曲线①的下方,故新交点不可能变为a处,D错误;
故选C。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,部分选对但不全得2分,有错选或不选得0分。
11. 对下列事实解释正确的是
事实
解释
A
熔融条件下,金属Na与KCl反应可制备金属K
,K的沸点低于Na,K(g)脱离体系,生成物浓度降低,平衡正向移动
B
向溶液中滴加溶液,黄色变橙色
,增大,使上述平衡向正反应方向移动
C
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
聚丙烯酸钠()能够发生水解
D
酸性:
F电负性强,键极性大,使三氟乙酸羧基中的羟基极性变大,易电离
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.工业上利用Na制备K的原理是K沸点低于Na,反应中K变为气态脱离体系,生成物浓度降低,平衡正向移动,A正确;
B.酸性条件下具有强氧化性,会与发生氧化还原反应,并非和的平衡移动,B错误;
C.聚丙烯酸钠可作高吸水性树脂是因为含有大量亲水基团,可与水分子结合,不是因为能发生水解,C错误;
D.F的电负性远大于H,键极性强,吸电子诱导效应使三氟乙酸羧基中键极性增大,更易电离出,故酸性,D正确;
故选AD。
12. 天然活性成分黄酮醇的制备原理如下,其中NaOH为I→Ⅱ反应的催化剂。下列说法中正确的是
A. 由Ⅰ生成Ⅱ的反应过程分为两步,第二步发生消去反应
B. 邻羟基苯乙酮分子中甲基碳原子上的H主要受苯环影响,具有一定的活泼性
C. 是否使用甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响
D. 有机物Ⅲ中有三种官能团
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由Ⅰ生成Ⅱ为羟醛缩合反应,第一步是羰基α碳进攻醛基的亲核加成反应,第二步发生消去水的消去反应,反应分两步,A正确;
B.邻羟基苯乙酮甲基上的H是羰基的α-H,其活泼性主要受吸电子的羰基影响,并非主要受苯环影响,B错误;
C.甲醇是该反应的溶剂,可溶解有机物和催化剂NaOH,若不使用甲醇,反应物与催化剂无法充分接触,反应难以进行,对产率有显著影响,C正确;
D.有机物Ⅲ含醚键、羟基、酮羰基、碳碳双键共4种官能团,D错误;
故选AC。
13. 一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法原理如下:将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解,待提取完成后,将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解,即得纯净的。其工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A. 释放电解槽中,中的钛被还原
B. 释放电解槽中的阳极反应为
C. 提取电解槽中,每提取,理论上可回收
D. 提取电解槽中既可以提供和,同时提供酸性环境避免提前沉淀
【答案】BD
【解析】
【分析】提取电解槽中,每提取,电路中转移,由阳极反应;释放电解槽中,失去电子生成,元素化合价升高,被氧化,左侧为阳极,右侧为阴极。
【详解】A.释放电解槽中,失去电子生成,元素化合价升高,被氧化,A错误;
B.释放电解槽中左侧电极为阳极,失电子释放,给出的电极反应式电荷、原子均守恒,符合反应事实,B正确;
C.提取电解槽中,每提取,电路中转移,由阳极反应可知,转移时生成,故转移时理论上可回收,C错误;
D.可电离出,可电离产生,且电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,浓度较低,可避免提前沉淀,D正确;
故选BD。
14. 铜阳极泥中富含Cu、Ag、Au等多种元素,研究人员设计了一种从铜阳极泥中回收Ag、Au的化工流程如图所示,其中“浸出液2”中主要溶质为。下列说法中正确的是
A. “浸出液1”的主要成分为溶液
B. “浸取2”中HCl、与Au反应,与Ag不反应
C. “还原”操作中若有生成,有被氧化
D. “电沉积”过程析出Ag后剩余的溶液可循环利用
【答案】AD
【解析】
【分析】“浸取1”中发生反应的化学方程式为Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O,“浸取2”时,单质Au转化为HAuCl4,Ag转化为AgCl,浸出液3中主要含有[Ag(S2O3)2]3-,通过电沉积得到银,“还原”时,N2H4将HAuCl4还原为Au;
【详解】A.浸取1中,Cu与硫酸、H2O2发生反应Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O,Ag、Au不反应进入浸渣,因此浸出液1主要成分为CuSO4溶液,A正确;
B.浸取2中,会被氧化,与结合生成沉淀,Ag参与了反应,B错误;
C.题目未说明N2H4处于标准状况下,无法根据体积计算其物质的量,C错误;
D.电沉积析出Ag后,剩余溶液中含有,可返回浸取3工序循环利用,D正确;
故选AD。
15. 为的水溶液中存在平衡:、。溶液中、、与pH的关系如下图所示。已知,,下列叙述不正确的是
A. 曲线P表示的是与pH关系曲线
B. 曲线m与n交点的横坐标约为3.14
C.
D. 的溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】已知HF溶液中存在的平衡:、。当溶液中pH增大时,c(H+)减小,该平衡正向移动,c(HF)减小,对应M曲线;c()先增大后减小,对应曲线P,所以M、N、P分别为c(HF)~pH、c()~pH 、c()~pH关系曲线,根据以上分析完成该题。
【详解】A.根据分析,曲线P表示的是与pH关系曲线,A正确;
B.pH=4时,c(HF)=,c()=,,曲线M与N交点,,,pH约为3.14,B正确;
C.pH=4时,c(HF)=,c()=,c()=,,C正确;
D.已知HF总浓度为,因HF为弱电解质故初始的,pH>1,在pH大于1的溶液中需加入其他酸(如HA),有电荷守恒,故,D 错误;
故选D。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 镍(Ni)是重要的过渡金属,镧(La)是稀土元素中的典型代表,二者均广泛应用于功能材料的设计与开发。由La和Ni组成的钙钛矿型复合氧化物在电催化、传感器及固体氧化物燃料电池中备受关注。某种镍酸镧电催化剂的立方晶胞如图所示,回答下列问题。
(1)镍酸镧晶体的化学式为___________,其中La的配位数(紧邻的O原子数)为___________,Ni的配位数(紧邻的O原子数)为___________。
(2)研究发现,镍酸镧晶胞的不同截面(如图①和图②)的催化活性不同,其中催化活性:①>②,则镍酸镧电催化剂中主要起催化作用的金属原子为___________,该元素位于元素周期表中第___________周期第___________族,该基态原子与基态O原子中未成对电子数之比为___________。
(3)若该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则在该晶胞中La与O的最小核间距___________cm(用含、的代数式表示)。
(4)利用离子半径相近的碱土金属进行部分异价取代,是实现对材料电子结构、缺陷化学及催化性能进行精细调控的经典策略之一、若将镍酸镧晶体中一半的替换为,为保持晶体的电中性,部分Ni会由+3价变为+4价,则该晶体中与的个数比为___________。
【答案】(1) ①. LaNiO3 ②. 12 ③. 6
(2) ①. Ni ②. 四 ③. Ⅷ ④. 1∶1
(3)
(4)1∶1
【解析】
【小问1详解】
根据晶胞结构图可知,Ni原子位于立方体的8个顶点,其个数为 ;O原子位于12条棱的中心,其个数为 ;La原子位于体心,其个数为 。因此该晶体的化学式为 。La原子位于体心,紧邻的O原子位于12条棱的中心,故La的配位数为12;Ni原子位于顶点,紧邻的O原子位于相交于该顶点的棱的中心,空间中每个顶点连接6条棱,故Ni的配位数为6。
【小问2详解】
截面①为晶胞的表面,包含Ni和O原子;截面②为经过体心且平行于表面的截面,包含La和O原子。由于催化活性①>②,说明主要起催化作用的金属原子是Ni。Ni是28号元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。基态Ni原子的价电子排布式为 ,3d轨道上有2个未成对电子;基态O原子的电子排布式为 ,2p轨道上也有2个未成对电子。因此二者未成对电子数之比为 。
【小问3详解】
晶胞的摩尔质量 ,一个晶胞的质量 。设晶胞边长为 ,则晶胞体积 ,解得 。La原子位于体心,O原子位于棱心,La与O的最小核间距 为体心到棱心的距离,即 。
【小问4详解】
将一半的 替换为 后,晶体的化学式可表示为 。根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,设Ni的平均化合价为 ,则 ,解得 。由于Ni由+3价和+4价组成,且平均化合价为+3.5,说明 与 的个数相等,即个数比为 。
17. 赤铁矿主要成分为(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁()的低碳新工艺流程如下:
已知:25℃时,;可与形成配离子。
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中产生的滤渣的主要成分为___________。
(2)已知和的离子半径分别为76 pm和65 pm。在“预处理”过程中加入碳粉的目的是___________,微裂纹增大接触面积,加快“酸浸”速率。
(3)“酸浸”需使用到为的混合酸,混合酸中盐酸除增大氢离子浓度外,还能___________(从平衡移动角度分析),提高原料浸出率。
(4)“氧化”过程中酸浸液中加入的主要目的是___________;实际操作中用量通常高于理论值,其可能的原因是___________。(填写一条即可)
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH至2.00生成沉淀,无沉淀。根据数据判定该溶液中浓度不大于___________,此时滤液中金属阳离子主要为___________(填化学式)。
(6)沉淀煅烧得到。若温度过高产品中检测到少量红棕色杂质,写出生成该杂质的化学方程式___________。
【答案】(1)SiO2
(2)将赤铁矿中部分转化为,离子半径增大,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹
(3)提供,与形成稳定配离子,促进铁元素浸出
(4) ①. 将铁元素由价氧化为价 ②. 在催化作用下发生分解
(5) ①. ②. 、
(6)
【解析】
【分析】赤铁矿主要成分为,含少量、、等元素的氧化物。预处理时加入少量碳粉,使部分被还原,转化为,因半径大于,晶格膨胀产生微裂纹,加快后续酸浸。酸浸时用-混合酸,、、的氧化物溶解,不溶进入滤渣;与形成,促进含铁氧化物溶解。酸浸液中经氧化为,再加氨水调,使与生成沉淀,、留在滤液中。沉淀经煅烧得。
【小问1详解】
赤铁矿中的氧化物为,不与盐酸、磷酸反应,故酸浸滤渣主要成分为。
【小问2详解】
已知离子半径76pm大于的65pm,高温下碳粉还原部分为半径更大的,会破坏赤铁矿原本致密的晶体结构,产生晶格缺陷,最终使矿石内部形成微裂纹,增大后续酸浸的接触面积,加快溶解速率。
【小问3详解】
题目明确给出可与形成配离子,高浓度的会结合体系中的,降低游离浓度,推动的酸溶平衡正向移动,提升铁元素的浸出率。
【小问4详解】
后续生成,其中铁为+3价,故加入的主要目的是将氧化为。实际操作中用量高于理论值,可能是因为不稳定,部分自身分解,或受等催化分解而损耗。
【小问5详解】
沉淀pH=2.00时,溶液中,因此,对应。根据的溶度积公式,代入数据可得: ,即体系中游离浓度不大于该数值时,不会生成沉淀。此时、不沉淀,滤液中金属阳离子主要为、。
【小问6详解】
红棕色杂质为,温度过高时发生分解,+3价Fe元素转化为红棕色的,同时磷元素以气态形式脱离体系,化学方程式。
18. M是一种人工合成的高效农用杀菌剂,其合成路线如下(部分试剂及反应条件略):
已知:,注:为异氰基。
回答下列问题:
(1)B中的含氧官能团名称为___________。
(2)芳香化合物A的分子式为,其结构简式为___________。
(3)B与C发生取代反应生成D的同时还有乙醇生成,有机物C的化学名称为___________。
(4)F的结构简式为___________。
(5)G与银氨溶液反应的化学方程式为___________。
(6)A的同分异构体中,同时满足以下条件的有机物有___________种,其中核磁共振氢谱显示四组峰(峰面积比为1∶2∶2∶4)的有机物结构简式为___________。
①含 ②苯环上连有 ③不含其它官能团
【答案】(1)羟基、醚键
(2) (3)甲酸乙酯
(4) (5) (6) ①. 9 ②. 或
【解析】
【分析】芳香化合物A的分子式为,化合物B的分子式为,故A中含有-CN,A的结构简式为;B()与C发生取代反应生成D()的同时还有乙醇()生成,根据元素守恒可知有机物C的碳原子数是3,且可以生成乙醇,故化合物C为甲酸乙酯;根据化合物E的结构中含有酰胺基可知B与C生成新的酰胺基,D的结构简式为;化合物D与3-溴丙炔反应生成化合物E,该反应属于取代反应同时生成HBr;根据已知信息,化合物F中的异氰基与化合物G中的醛基反应生成含有的结构,故化合物F的结构简式为,化合物G的结构简式为。
【小问1详解】
B中的含氧官能团名称为羟基、醚键。
【小问2详解】
根据分析,A的结构简式为。
【小问3详解】
根据分析化合物C的名称为甲酸乙酯。
【小问4详解】
根据分析,F的结构简式为。
【小问5详解】
G中含有醛基,与银氨溶液反应的化学方程式为。
【小问6详解】
A的分子式为,结构简式为,不饱和度为6。要求①含,②苯环上连有 ,③不含其它官能团说明含有2个醇羟基。若为苯环的二取代,结构为(含邻、间、对共3种),若为苯环上的三取代,有-CN、2个,共6种,综上共9种。
其中核磁共振氢谱显示四组峰(峰面积比为1∶2∶2∶4)的有机物结构简式为和。
19. 氨硼烷(化学式)因储氢容量较高且在室温下性质稳定,被认为是一种有应用前景的固态储氢材料。实验室中通常利用与的气相反应来合成该化合物,具体操作流程如下:
①按图Ⅰ组装好仪器,检查装置气密性。
②向反应装置内通入大量氮气。
③通入氮气和氨气的混合气后,再缓慢通入氮气和乙硼烷的混合气体,同时将反应温度控制在℃以下,得到粗产品。
④纯化,得到产品氨硼烷。
已知:①电负性:N>H>B;
②是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅱ中装置M的名称是___________。
(2)步骤②中先通入氮气的目的是___________。
(3)步骤③中控制反应温度在-10℃以下的方式是___________,应该保持气体___________过量(填“”或“”)。
(4)粗产品中可能存在结构为的杂质,该杂质中含有的化学键的类型有___________(填标号)。
a.离子键 b.非极性共价键 c.氢键 d.配位键
(5)氨硼烷与水在酸性条件下发生氧化还原反应,有硼酸和氢气生成,则该反应的离子方程式为___________。利用图Ⅱ装置测定的体积,反应结束后,下列操作顺序为___________(填标号)。
a.调节水准管使量气管、水准管液面相平
b.将反应后装置内气体冷却到室温
c.视线与凹液面最低点保持相平读数
(6)常温常压下硼酸()晶体结构为层状,其二维平面结构如图所示。晶体中平均含有___________mol氢键。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)排尽装置内空气,避免 与氧气接触自燃或与水蒸气反应
(3) ①. 冰盐浴 ②.
(4)ad (5) ①. ②. b→a→c
(6)3
【解析】
【分析】本实验以和为原料制备氨硼烷(),步骤①:组装好仪器后,由于后续涉及气体反应,必须先检查装置的气密性;步骤②:通入排尽装置内的空气,防止在空气中发生自燃;步骤③:控制反应物比例与温度,保持过量以提高的转化率,并防止有毒气体逸出;步骤④:对粗产品进行纯化,最终得到纯净的。
【小问1详解】
装置M带有连通漏斗和三颈烧瓶的支管,可平衡压强使液体顺利滴下,为恒压滴液漏斗。
【小问2详解】
已知乙硼烷是强还原性有毒气体,遇水剧烈反应、在空气中可自燃,通入惰性氮气可彻底除去装置内的O2和H2O,避免副反应和危险。
【小问3详解】
要维持-10℃的低温,可采用冰盐浴;由于是一种强还原性的有毒气体,实验中保持过量,可保证有毒的完全反应,防止未反应的有毒气体逸出污染环境。
【小问4详解】
由结构简式可知,该杂质由阴阳离子构成,阴阳离子之间存在离子键;阳离子中B原子有空轨道,中N有孤电子对,可形成配位键,同时结构内还存在普通极性共价键;该结构没有同种原子形成的非极性共价键,且氢键不属于化学键,故选ad。
【小问5详解】
酸性条件下氨硼烷和水发生氧化还原反应生成硼酸和氢气,结合电子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式;排水量气的标准操作顺序为:先将气体冷却至室温,再调节水准管使两边液面相平,保证内部气体压强等于大气压,最后视线与凹液面最低点相平读数,避免体积测量误差;即b→a→c。
【小问6详解】
每个分子的3个-OH分别可以和相邻的3个分子形成氢键,每1个氢键由2个分子共同分摊,因此1mol 晶体中含有的氢键为。
20. 丙烯广泛应用于塑料、医药、农业等领域,二氧化碳利用技术潜力巨大,利用氧化丙烷制备丙烯对实现碳达峰碳中和有重要意义。反应如下:
Ⅰ:
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)___________。
(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M,按通入混合气体,已知该温度下每克催化剂催化生成的平均速率为,则反应2 h后得到_________g。下列描述中不能说明该体系达到平衡状态的是___________(不定项选择,填序号)。
a.反应体系中
b.反应体系中混合气体的压强不再改变
c.反应体系中混合气体的密度不再改变
d.反应体系中混合气体的平均摩尔质量不再改变
(3)已知反应历程中催化剂M对C-H键的断裂具有更好的选择性;同系列反应中,随产物吸附增强,活化能呈降低趋势。催化剂M表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),则反应③对应的活化能数值为___________eV。
①
②
③
④
(4)一定压强下,向装有适量催化剂M的密闭容器中通入和,当二者物质的量均为1 mol时,不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图乙所示:
①图乙中代表的曲线为___________。
②若减小容器体积,增大压强,保持其他条件不变,达平衡时,x点对应组分的物质的量___________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 0.504 ②. ac
(3)2.09 (4) ①. N ②. 减小 ③. x点代表的组分为,该反应体系中发生的主要反应为气体分子数增大的反应,增大压强,反应Ⅰ平衡向逆反应方向移动, 物质的量减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅰ =反应Ⅱ +反应Ⅲ,因此 ,解得 。
【小问2详解】
反应2 h后生成的物质的量为,其质量为;
a.根据反应Ⅱ和Ⅲ的化学方程式可知,体系中生成的物质的量等于生成的总量,而生成的一部分剩余,一部分在反应Ⅲ中转化为,故始终存在 ,该等式成立不能说明反应达到平衡状态,a符合题意;
b.该反应体系在恒容条件下进行,且反应前后气体总分子数不断增加,当混合气体的压强不再改变时,说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡状态,b不符合题意;
c.恒容密闭容器中气体总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,c符合题意;
d.气体总质量不变,但反应前后气体总物质的量在变化,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,说明反应达到平衡状态,d不符合题意;
故选ac。
【小问3详解】
催化剂M对C-H键断裂选择性更好,说明断裂C-H键的反应活化能更低,断裂C-C键的反应活化能更高:反应①③是断裂C-C键,反应②④是断裂C-H键;根据“产物吸附越强活化能越低”,反应④断裂C-H生成吸附态的,比反应②断裂C-H生成的产物吸附性更强,活化能更低,因此0.80eV对应反应④,0.94eV对应反应②;剩余两个高活化能的C-C断裂反应中,反应①断裂丙烷的C-C键活化能更高为3.26eV,因此反应③的活化能为2.09eV。
【小问4详解】
①设反应Ⅱ消耗,反应Ⅲ消耗,则平衡时,,;由于反应Ⅱ和Ⅲ均为吸热反应,升高温度平衡均正向移动,生成物的物质的量均增大,对应图中上升的曲线K、M、N;因为(否则氢气物质的量为负),所以 最大,曲线K代表 ,在650℃时,由曲线K可知,由曲线L(代表剩余的)可知 ,即,此时,,因此曲线M代表,曲线N代表(和);
②x点在曲线K上,代表的组分为,减小容器体积即增大体系压强,由于反应Ⅱ为气体分子数增大的反应,增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动,从而导致的物质的量减小。
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化学试卷
本试卷共100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Ni 59 La 139
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国古籍中蕴含着丰富的化学知识。下列古籍所描述的变化中,不涉及氧化还原反应的是
A. 《梦溪笔谈》记载“信州铅山县有苦泉……挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜”
B. 《本草纲目》记载“玄明粉……以芒硝于风日中消尽水气,自成轻飘白粉也”
C. 《周易参同契》记载“胡粉投火中,色坏还为铅”
D. 《本经逢原》记载“盖矾()色绿,味酸,烧之则赤”
2. 化学应用体现在生活的方方面面,下列化学品使用不当的是
A. 牙膏中添加少量氟化物(如NaF、SnF2)有助于预防龋齿
B. 硫酸钙、葡萄糖酸内酯是制作豆腐常用的凝固剂
C. 向葡萄酒中添加适量既可杀菌也能防止一些成分被氧化
D. 向蚕丝织品中加入漂白液并滴加几滴白醋固色,以使其色泽更亮丽
3. 实验室中下列做法正确的是
A. 眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B. 银镜反应后的试管使用浓氨水清洗
C. 浓硝酸保存在带有胶塞的棕色细口玻璃瓶中
D. 试管内壁上沾附的硫粉可用热碱溶液洗涤
4. 化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验操作合理的是
A.测定NaOH溶液浓度
B.实验室铜件镀镍
C.向容量瓶中转移液体
D.的收集及尾气处理
A. A B. B C. C D. D
5. 下列反应离子方程式错误的是
A. 用酸性高锰酸钾溶液测定空气中SO2的含量:
B. 侯氏制碱法的主要反应:
C. 向亚硫酸氢钠溶液中加入少量过氧化钠:
D. 用醋酸除去水垢中的碳酸钙:
6. 下列实验中,对应的实验操作、现象以及结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液
溶液变为血红色
该Fe(NO3)2试样不一定变质
B
向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热,一段时间后,再加入少量新制的氢氧化铜悬浊液并加热
没有明显现象
淀粉没有水解
C
取某溶液少量,加入盐酸酸化的氯化钡溶液
出现白色沉淀
该溶液中一定含有大量的
D
向溶液先滴加溶液,再滴加溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小
A. A B. B C. C D. D
7. 已知L、M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态原子L的核外电子有4种空间运动状态,基态原子M的s电子与p电子总数相等,X为所在周期原子半径最大的主族元素,Y与Z最高价氧化物对应的水化物均为强酸。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 对应氢化物沸点:
C. YM3分子空间构型为平面正三角形
D. Z与M形成的某化合物可用于杀菌消毒
8. 溴氰菊酯是一种人工合成的高效、对昆虫具有强烈杀灭作用的杀虫剂,其结构如下。下列对该有机物的叙述正确的是
A. 该有机物常温下难溶于水,在碱性介质中很稳定
B. 该有机物中C原子存在、两种杂化方式
C. 该有机物的分子式为
D. 该有机物分子中有3个手性碳原子
9. 咪唑结构简式如图所示,是组氨酸等生物活性分子的核心结构单元。已知咪唑环具有平面结构;参与形成离域大键的原子需为或杂化,且具有未杂化的p轨道。下列说法不正确的是
A. 咪唑分子C、N原子杂化方式相同
B. 咪唑与金属离子配位时,①处N比②处N更易作为配位原子
C. 咪唑分子中参与形成大键的电子数为6
D. 咪唑可以形成分子间氢键,故沸点远高于噻吩()
10. 密闭容器中,以活性炭为催化剂,由和先制得,继续与制备。反应如下:。已知466K时,平衡体系内、、的物质的量分数随的变化如图所示。下列说法中正确的是
A. 与反应的化学方程式为
B. 曲线①表示
C. 466K时,反应的平衡常数
D. 升高温度,图中①与②的新交点可变为a处
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,部分选对但不全得2分,有错选或不选得0分。
11. 对下列事实解释正确的是
事实
解释
A
熔融条件下,金属Na与KCl反应可制备金属K
,K的沸点低于Na,K(g)脱离体系,生成物浓度降低,平衡正向移动
B
向溶液中滴加溶液,黄色变橙色
,增大,使上述平衡向正反应方向移动
C
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
聚丙烯酸钠()能够发生水解
D
酸性:
F电负性强,键极性大,使三氟乙酸羧基中的羟基极性变大,易电离
A. A B. B C. C D. D
12. 天然活性成分黄酮醇的制备原理如下,其中NaOH为I→Ⅱ反应的催化剂。下列说法中正确的是
A. 由Ⅰ生成Ⅱ的反应过程分为两步,第二步发生消去反应
B. 邻羟基苯乙酮分子中甲基碳原子上的H主要受苯环影响,具有一定的活泼性
C. 是否使用甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响
D. 有机物Ⅲ中有三种官能团
13. 一种电化学回收废旧电极材料中有价成分的新方法原理如下:将在磷酸存在下处理得到的溶液经提取电解槽电解,待提取完成后,将储存电极转移到含LiCl溶液的释放电解槽电解,即得纯净的。其工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A. 释放电解槽中,中的钛被还原
B. 释放电解槽中的阳极反应为
C. 提取电解槽中,每提取,理论上可回收
D. 提取电解槽中既可以提供和,同时提供酸性环境避免提前沉淀
14. 铜阳极泥中富含Cu、Ag、Au等多种元素,研究人员设计了一种从铜阳极泥中回收Ag、Au的化工流程如图所示,其中“浸出液2”中主要溶质为。下列说法中正确的是
A. “浸出液1”的主要成分为溶液
B. “浸取2”中HCl、与Au反应,与Ag不反应
C. “还原”操作中若有生成,有被氧化
D. “电沉积”过程析出Ag后剩余的溶液可循环利用
15. 为的水溶液中存在平衡:、。溶液中、、与pH的关系如下图所示。已知,,下列叙述不正确的是
A. 曲线P表示的是与pH关系曲线
B. 曲线m与n交点的横坐标约为3.14
C.
D. 的溶液中
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 镍(Ni)是重要的过渡金属,镧(La)是稀土元素中的典型代表,二者均广泛应用于功能材料的设计与开发。由La和Ni组成的钙钛矿型复合氧化物在电催化、传感器及固体氧化物燃料电池中备受关注。某种镍酸镧电催化剂的立方晶胞如图所示,回答下列问题。
(1)镍酸镧晶体的化学式为___________,其中La的配位数(紧邻的O原子数)为___________,Ni的配位数(紧邻的O原子数)为___________。
(2)研究发现,镍酸镧晶胞的不同截面(如图①和图②)的催化活性不同,其中催化活性:①>②,则镍酸镧电催化剂中主要起催化作用的金属原子为___________,该元素位于元素周期表中第___________周期第___________族,该基态原子与基态O原子中未成对电子数之比为___________。
(3)若该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则在该晶胞中La与O的最小核间距___________cm(用含、的代数式表示)。
(4)利用离子半径相近的碱土金属进行部分异价取代,是实现对材料电子结构、缺陷化学及催化性能进行精细调控的经典策略之一、若将镍酸镧晶体中一半的替换为,为保持晶体的电中性,部分Ni会由+3价变为+4价,则该晶体中与的个数比为___________。
17. 赤铁矿主要成分为(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁()的低碳新工艺流程如下:
已知:25℃时,;可与形成配离子。
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中产生的滤渣的主要成分为___________。
(2)已知和的离子半径分别为76 pm和65 pm。在“预处理”过程中加入碳粉的目的是___________,微裂纹增大接触面积,加快“酸浸”速率。
(3)“酸浸”需使用到为的混合酸,混合酸中盐酸除增大氢离子浓度外,还能___________(从平衡移动角度分析),提高原料浸出率。
(4)“氧化”过程中酸浸液中加入的主要目的是___________;实际操作中用量通常高于理论值,其可能的原因是___________。(填写一条即可)
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH至2.00生成沉淀,无沉淀。根据数据判定该溶液中浓度不大于___________,此时滤液中金属阳离子主要为___________(填化学式)。
(6)沉淀煅烧得到。若温度过高产品中检测到少量红棕色杂质,写出生成该杂质的化学方程式___________。
18. M是一种人工合成的高效农用杀菌剂,其合成路线如下(部分试剂及反应条件略):
已知:,注:为异氰基。
回答下列问题:
(1)B中的含氧官能团名称为___________。
(2)芳香化合物A的分子式为,其结构简式为___________。
(3)B与C发生取代反应生成D的同时还有乙醇生成,有机物C的化学名称为___________。
(4)F的结构简式为___________。
(5)G与银氨溶液反应的化学方程式为___________。
(6)A的同分异构体中,同时满足以下条件的有机物有___________种,其中核磁共振氢谱显示四组峰(峰面积比为1∶2∶2∶4)的有机物结构简式为___________。
①含 ②苯环上连有 ③不含其它官能团
19. 氨硼烷(化学式)因储氢容量较高且在室温下性质稳定,被认为是一种有应用前景的固态储氢材料。实验室中通常利用与的气相反应来合成该化合物,具体操作流程如下:
①按图Ⅰ组装好仪器,检查装置气密性。
②向反应装置内通入大量氮气。
③通入氮气和氨气的混合气后,再缓慢通入氮气和乙硼烷的混合气体,同时将反应温度控制在℃以下,得到粗产品。
④纯化,得到产品氨硼烷。
已知:①电负性:N>H>B;
②是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅱ中装置M的名称是___________。
(2)步骤②中先通入氮气的目的是___________。
(3)步骤③中控制反应温度在-10℃以下的方式是___________,应该保持气体___________过量(填“”或“”)。
(4)粗产品中可能存在结构为的杂质,该杂质中含有的化学键的类型有___________(填标号)。
a.离子键 b.非极性共价键 c.氢键 d.配位键
(5)氨硼烷与水在酸性条件下发生氧化还原反应,有硼酸和氢气生成,则该反应的离子方程式为___________。利用图Ⅱ装置测定的体积,反应结束后,下列操作顺序为___________(填标号)。
a.调节水准管使量气管、水准管液面相平
b.将反应后装置内气体冷却到室温
c.视线与凹液面最低点保持相平读数
(6)常温常压下硼酸()晶体结构为层状,其二维平面结构如图所示。晶体中平均含有___________mol氢键。
20. 丙烯广泛应用于塑料、医药、农业等领域,二氧化碳利用技术潜力巨大,利用氧化丙烷制备丙烯对实现碳达峰碳中和有重要意义。反应如下:
Ⅰ:
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)___________。
(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M,按通入混合气体,已知该温度下每克催化剂催化生成的平均速率为,则反应2 h后得到_________g。下列描述中不能说明该体系达到平衡状态的是___________(不定项选择,填序号)。
a.反应体系中
b.反应体系中混合气体的压强不再改变
c.反应体系中混合气体的密度不再改变
d.反应体系中混合气体的平均摩尔质量不再改变
(3)已知反应历程中催化剂M对C-H键的断裂具有更好的选择性;同系列反应中,随产物吸附增强,活化能呈降低趋势。催化剂M表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),则反应③对应的活化能数值为___________eV。
①
②
③
④
(4)一定压强下,向装有适量催化剂M的密闭容器中通入和,当二者物质的量均为1 mol时,不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图乙所示:
①图乙中代表的曲线为___________。
②若减小容器体积,增大压强,保持其他条件不变,达平衡时,x点对应组分的物质的量___________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为___________。
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