精品解析:河南信阳高级中学新校(贤岭校区)2026-2027学年高三上学期10月阶段过关测试(二) 化学试题
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内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2026-2027学年高三上期10月阶段过关测试(二)
化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 CI-35.5 Co-59
一、选择题(每题只有一个正确答案。每题3分,共42分)
1. 化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 通常含硒的化合物有毒性,但微量硒元素有益健康
B. 聚丙烯酸钠是高分子材料,可用作吸水剂
C. 明矾可以净水,可用于饮用水杀菌消毒,二者净水原理相同
D. 硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
2. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述不正确的是
A. 复方氯乙烷气雾剂对于运动中急性损伤能起到镇痛效果
B. 利用高锰酸钾的氧化性,浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果保鲜
C. 由R4N+与组成的离子液体常温下呈液态,难挥发,是优良的溶剂
D. 制作宇航服通常会用到聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯能使溴水褪色
3. 下列事实与所给解释不相符的是
选项
事实
解释
A
原子光谱是离散的谱线
原子核外电子的能量是量子化的
B
手性催化剂可开发单一手性的药物
手性催化剂具有特定构型,只能与某种手性的分子结合生产特定手性的药物
C
淀粉—聚丙烯酸钠树脂具有强大的吸水和保水能力
具有强亲水性
D
用手指搓捻装有过饱和溶液“热袋”中的金属小铁片,“热袋”放出热量
金属小铁片与过饱和溶液发生化学反应,放出热量
A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法不正确的是
A. 聚乙炔掺杂后导电性能提高
B. 质谱仪可用于测定有机物的相对分子质量
C. 低密度聚乙烯支链较少
D. 冠醚可用于识别某些碱金属阳离子
5. 化学与生产、生活和科技密切相关,下列说法正确的是
A. 模仿壁虎足的结构制成的仿生胶带能与被黏着物之间形成化学键
B. 药皂中加入少量苯酚来杀菌消毒,利用了苯酚的强氧化性
C. 反无人机装备的高功率微波天线罩采用氮化铝陶瓷,耐高温、介电损耗低,属于新型无机非金属材料
D. 烫发药水能使头发中的二硫键()发生断裂和重组,该过程不涉及氧化还原反应
6. 碳捕集与封存(CCS)被认为是实现“双碳”目标并显著减少大气中排放的关键技术,在水合物层(又称可燃冰)注入液态,可以将从可燃冰中置换出来,既能封存又能完成对水合物资源的开采利用,方案安全可控。已知相关水合物信息如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法正确的是
A. 在水合物层,利用液态置换可以自发进行
B. 从焓变看在常温常压下就能自发地形成
C. 由于水分子笼是多种多样的,所以形成的气体水合物只能是非晶态
D. 水合物目前还不能连续开采,所以不属于化石燃料而属于新能源
7. 贝壳的内外层分别是两种不同的碳酸钙,外壳叫方解石,内层叫霰石,晶胞结构如图所示。已知,晶胞体积,。下列说法正确的是
A. 的VSEPR模型与空间结构模型相同
B. 方解石的晶胞中,有2种取向
C. 方解石和霰石的化学组成相同,两者的相互转化为物理变化
D. 晶胞密度:
8. 在卤水精制中,纳滤膜对、有很高的脱除率。一种网状结构的纳滤膜J的合成路线如图(图中表示链延长)。下列说法不正确的是
已知:
A. 合成J的反应为缩聚反应 B. 的核磁共振氢谱有3组峰
C. J具有网状结构与单体的结构有关 D. J有亲水性可能与其存在正负离子对有关
9. 在选择性透过离子A的交换膜中,具有许多贯穿膜两侧的孔隙,膜内部结构(阴影部分)放大图如图所示。与A相反电荷的离子B不能进入这些孔隙中。下列说法正确的是
A. 该交换膜是单体通过缩聚反应合成的
B. 单体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 该离子交换膜可允许阴离子透过
D. 该交换膜属于可降解高分子材料
10. C和Si为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释正确的是
A. 的熔点比的低,因为C的半径小于Si
B. 比易水解,因为范德华力:大于
C. 比的酸性强,因为后者的H—O键极性大
D. Si能形成稳定的而C不能,主要是因为Si的价层电子轨道更多且半径大
11. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征能解释其性质的是
选项
结构特征
性质
A.
聚乙炔是线型高分子材料
聚乙炔可用于制备导电高分子材料
B.
水流可被毛皮摩擦过的橡胶棒(带静电)吸引,不能
水能电离出和
C.
乳酸分子中含有羧基和羟基
乳酸可用于制备可降解塑料
D.
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
12. 利用甲和乙合成高比表面积的共价有机框架材料,该材料可用于干旱空气中的水分提取。已知图1虚线框内为该材料片段,图2为该材料的结构模型。下列说法错误的是
A. 甲既有氧化性又有还原性
B. 乙具有弱碱性
C. 该材料具有较强吸附水蒸气的能力
D. 理论上参加反应的甲、乙物质的量之比为1∶3
13. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用溶液刻蚀覆铜电路板:
B. 实验室用烧碱溶液吸收:
C. 用漂白液对自来水进行杀菌消毒:
D. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
14. 下列说法不正确的是
A. 尿素和甲醛发生缩聚反应生成脲醛树脂,用于生产电器开关
B. DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成
C. 不锈钢是在普通钢中添加铬、镍等元素,其耐腐蚀性增强
D. “特氟龙”的主要成分聚四氟乙烯的单体属于烃类
二、非选择题(共58分)
15. 高分子分离膜
(1)分离原理:只允许水及一些________通过,其余物质被截留在膜的另一侧,称为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分类:分离膜根据膜孔直径由大到小分为__________、__________、__________和__________等。正确答案为:__________。
A. 微滤膜 超滤膜 纳滤膜 反渗透膜
B. 微滤膜 纳滤膜 反渗透膜 超滤膜
C. 微滤膜 纳滤膜 超滤膜 反渗透膜
D. 微滤膜 超滤膜 反渗透膜 纳滤膜
(3)应用:高分子分离膜已广泛用于__________和__________的制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
16. 二氧化硅又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,部分转化过程如图所示。回答下面问题:
(1)碳元素和硅元素都位于周期表的________族,非金属性较强的是________(填元素符号),解释常温常压下是固体的原因:________,工业上制备粗硅的反应:,该反应能否比较碳和硅元素的非金属性强弱________(填“是”或“否”)。既可以和HF反应,又可以和NaOH溶液反应,是________氧化物(填“酸性”或“碱性”)。
(2)NaOH溶液需要盛放在有橡胶塞的试剂瓶中,原因是__________(用化学方程式表示,下同),利用HF溶液可以在玻璃表面上写字作画,原因是__________。制玻璃的原材料是石英()、纯碱()和大理石(),写出制玻璃时发生反应的化学方程式__________、__________。是一种新型无机非金属材料,是半导体领域未来代替硅基芯片的一种新型原材料,属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
17. CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。
Ⅰ.CO2的分离回收
乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20~40℃条件下,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐,升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中,部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐,对设备有强腐蚀性。N甲基二乙醇胺[(CH3)N(CH2CH2OH)2]水溶液吸收CO2时,生成氨基碳酸氢盐,较低温度即可实现吸收剂再生。
(1)写出“单乙醇胺水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸氢盐”的化学方程式_______________________。
(2)利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2,测得高于40℃时,单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是________________________。
(3)与N甲基二乙醇胺相比,单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是______________________。
Ⅱ.CO2的资源化利用
(4)通过CO2制备Ca(HCO3)2有潜在价值,但Ca(HCO3)2固体难以从其水溶液中分离。
①研究发现,Ca(HCO3)2固体析出过程中,溶剂的极性会削弱中O—H键的稳定性。为得到Ca(HCO3)2固体,可采取的合理措施为_____________________________。
②采用热重法可分析固体组成。依据下图,可判断所得固体主要是Ca(HCO3)2而不是CaCO3的理由是_________________________。
(5)CO2和H2可以制取CH3OH,在Cu-Pd合金表面,甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面,M为反应过程的中间产物)。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应,根据元素电负性的变化规律,推导M的结构简式:__________________。若用CH3OD代替CH3OH,则生成氢气的分子式为_______。催化剂长时间使用后,因有积炭而失去活性。为减少积炭,可采用的方法是_________________________。
18. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当快递员(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。
(1)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1。下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项)
A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种
C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子,具有分子识别的特性
(2)KMnO4氧化甲苯时,引入冠醚加快反应速率,原理如图3。分析图3,反应过程中的催化剂是___________。
A. K+ B. C. D.
富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子,科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。
(3)图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂,其合成原料有___________和___________。(填结构简式)
(4)富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示,分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连,则1mol C60分子中σ键数目为___________。
(5)金刚石与C60的晶胞结构如图6,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因:___________。
(6)充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”,成功合成了“纳米小车”分子,该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”,以运载药物,分子结构如图7所示。下列说法正确的是___________。
A. 纳米小车属于烃类物质
B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式
C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶”
D. 纳米小车属于高分子化合物
一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。
已知:烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
(7)比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。
C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。
(8)某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60,每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹,晶胞边长为a nm,阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________g·cm-3。
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2026-2027学年高三上期10月阶段过关测试(二)
化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 CI-35.5 Co-59
一、选择题(每题只有一个正确答案。每题3分,共42分)
1. 化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 通常含硒的化合物有毒性,但微量硒元素有益健康
B. 聚丙烯酸钠是高分子材料,可用作吸水剂
C. 明矾可以净水,可用于饮用水杀菌消毒,二者净水原理相同
D. 硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.硒属于人体必需的微量元素,少量硒对人体健康有益,但硒的多数化合物具有毒性,摄入过量会中毒,A正确;
B.聚丙烯酸钠是有机高分子化合物,含有大量亲水基团,吸水能力极强,常作为高吸水树脂,B正确;
C.明矾净水的原理是水解生成胶体,吸附水中悬浮杂质,无杀菌消毒作用;因具有强氧化性可杀菌消毒,二者净水原理不同,C错误;
D.硬铝是铝合金,具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强的优点,可用作飞机制造材料,D正确;
答案选C。
2. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述不正确的是
A. 复方氯乙烷气雾剂对于运动中急性损伤能起到镇痛效果
B. 利用高锰酸钾的氧化性,浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果保鲜
C. 由R4N+与组成的离子液体常温下呈液态,难挥发,是优良的溶剂
D. 制作宇航服通常会用到聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯能使溴水褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯乙烷沸点较低,喷到皮肤表面会快速汽化吸收大量热,使局部温度降低起到冷冻麻醉的效果,可缓解急性损伤的痛感,A正确;
B.水果释放的乙烯具有催熟作用,高锰酸钾具有强氧化性,可将乙烯氧化失效,因此浸泡过高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜,B正确;
C.该离子液体由和两种离子构成,离子间作用力较强,因此常温下呈液态且难挥发,是优良的极性溶剂,C正确;
D.聚四氟乙烯是四氟乙烯的加聚产物,分子中不存在碳碳双键,无法与溴发生加成反应,不能使溴水褪色,D错误;
故选D。
3. 下列事实与所给解释不相符的是
选项
事实
解释
A
原子光谱是离散的谱线
原子核外电子的能量是量子化的
B
手性催化剂可开发单一手性的药物
手性催化剂具有特定构型,只能与某种手性的分子结合生产特定手性的药物
C
淀粉—聚丙烯酸钠树脂具有强大的吸水和保水能力
具有强亲水性
D
用手指搓捻装有过饱和溶液“热袋”中的金属小铁片,“热袋”放出热量
金属小铁片与过饱和溶液发生化学反应,放出热量
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子光谱呈现离散的谱线,本质原因是原子核外电子的能量是量子化的,电子只能在特定能量的轨道间跃迁,释放/吸收的能量对应特定波长的光,因此得到离散谱线,事实与解释相符,A正确;
B.手性催化剂拥有特定的空间构型,根据手性匹配的原理,它只能选择性地和某种手性的反应物分子结合,从而生产特定手性的药物,所以手性催化剂可以开发单一手性的药物,事实和解释相符,B正确;
C.淀粉-聚丙烯酸钠树脂中,-COONa具有强吸水性,使得淀粉—聚丙烯酸钠树脂具有强大的吸水和保水能力,事实与解释相符,C正确;
D.用手指搓捻装有过饱和溶液“热袋”中的金属小铁片,“热袋”放出热量这是因为醋酸钠过饱和不稳定,受到搓捻等外界扰动时,醋酸钠结晶析出,结晶过程放热是物理过程,而非与金属反应,事实与解释不符,D错误;
故选D。
4. 下列说法不正确的是
A. 聚乙炔掺杂后导电性能提高
B. 质谱仪可用于测定有机物的相对分子质量
C. 低密度聚乙烯支链较少
D. 冠醚可用于识别某些碱金属阳离子
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙炔含有共轭大π键,掺杂后会生成电荷转移配合物,载流子浓度大幅提升,导电性能提高,A正确;
B.质谱仪检测得到的分子离子峰的质荷比数值对应有机物的相对分子质量,可用于相对分子质量测定,B正确;
C.低密度聚乙烯为高压聚合产物,支链较多,分子间排列疏松密度低,支链较少的是高密度聚乙烯,C错误;
D.不同冠醚的空腔尺寸不同,可与半径匹配的碱金属阳离子特异性结合,实现离子识别,D正确;
故选C。
5. 化学与生产、生活和科技密切相关,下列说法正确的是
A. 模仿壁虎足的结构制成的仿生胶带能与被黏着物之间形成化学键
B. 药皂中加入少量苯酚来杀菌消毒,利用了苯酚的强氧化性
C. 反无人机装备的高功率微波天线罩采用氮化铝陶瓷,耐高温、介电损耗低,属于新型无机非金属材料
D. 烫发药水能使头发中的二硫键()发生断裂和重组,该过程不涉及氧化还原反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.模仿壁虎足结构制成的仿生胶带,其黏附作用来自与被黏着物表面之间的分子间作用力(范德华力),并未形成化学键,A错误;
B.药皂中加入少量苯酚能杀菌消毒,利用的是苯酚使细菌蛋白质变性,而不是苯酚的强氧化性,B错误;
C.氮化铝陶瓷耐高温、介电损耗低,属于新型无机非金属材料,可用作高功率微波天线罩,C正确;
D.烫发时药水使头发中二硫键(−S−S−)断裂(硫被还原为 −SH)和重组(−SH 被氧化重新成键)都伴随电子转移,属于氧化还原反应,D错误。
故答案为C。
6. 碳捕集与封存(CCS)被认为是实现“双碳”目标并显著减少大气中排放的关键技术,在水合物层(又称可燃冰)注入液态,可以将从可燃冰中置换出来,既能封存又能完成对水合物资源的开采利用,方案安全可控。已知相关水合物信息如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法正确的是
A. 在水合物层,利用液态置换可以自发进行
B. 从焓变看在常温常压下就能自发地形成
C. 由于水分子笼是多种多样的,所以形成的气体水合物只能是非晶态
D. 水合物目前还不能连续开采,所以不属于化石燃料而属于新能源
【答案】A
【解析】
【详解】A.将反应Ⅰ和反应Ⅱ相加可得置换反应:,计算得,该反应熵变很小,通常温度下,可自发进行,A正确;
B.反应Ⅰ中反应物为液态物质,生成物为固体,,结合,根据,仅低温下反应自发,且常温常压下为气态,不符合反应Ⅰ的反应物状态,无法自发形成水合物,B错误;
C.气体水合物有固定组成和规整的笼状空间结构,属于晶体,并非只能是非晶态,C错误;
D.水合物(可燃冰)属于化石燃料,不属于新能源,D错误;
故选A。
7. 贝壳的内外层分别是两种不同的碳酸钙,外壳叫方解石,内层叫霰石,晶胞结构如图所示。已知,晶胞体积,。下列说法正确的是
A. 的VSEPR模型与空间结构模型相同
B. 方解石的晶胞中,有2种取向
C. 方解石和霰石的化学组成相同,两者的相互转化为物理变化
D. 晶胞密度:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心C原子的价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,二者相同,A正确;
B.观察方解石晶胞结构可知,的取向有4种,B错误;
C.方解石和霰石是碳酸钙的不同晶型,属于不同物质,二者转化过程存在旧键断裂和新键生成,属于化学变化,C错误;
D.二者晶胞中的数目相同,晶胞质量相同,根据,方解石晶胞体积更大,故密度,D错误;
故选A。
8. 在卤水精制中,纳滤膜对、有很高的脱除率。一种网状结构的纳滤膜J的合成路线如图(图中表示链延长)。下列说法不正确的是
已知:
A. 合成J的反应为缩聚反应 B. 的核磁共振氢谱有3组峰
C. J具有网状结构与单体的结构有关 D. J有亲水性可能与其存在正负离子对有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.由已知可知,合成J的反应过程中除生成高聚物外,还有小分子生成,属于缩聚反应,A正确;
B.由J的结构可知,为,分子内共有4种化学环境不同的氢原子,核磁共振氢谱应有4组峰,B错误;
C.单体含有3个可参与反应的酰氯基团,聚合时可在多个方向形成化学键,因此J的网状结构与的结构有关,C正确;
D.J中含有的正负离子可与水分子结合形成水合离子,因此其亲水性可能与存在正负离子对有关,D正确;
故选B。
9. 在选择性透过离子A的交换膜中,具有许多贯穿膜两侧的孔隙,膜内部结构(阴影部分)放大图如图所示。与A相反电荷的离子B不能进入这些孔隙中。下列说法正确的是
A. 该交换膜是单体通过缩聚反应合成的
B. 单体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 该离子交换膜可允许阴离子透过
D. 该交换膜属于可降解高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.由高聚物的结构可知,其分子链是由单体通过加聚反应合成的,故A错误;
B.单体中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;
C.由高聚物的结构可知,该交换膜中含有带正电荷的基团会吸引阴离子并允许其透过孔隙,故C正确;
D.由高聚物的结构可知,其结构中不含易水解、易降解的官能团,不属于可降解高分子材料,故D错误;
故选C。
10. C和Si为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释正确的是
A. 的熔点比的低,因为C的半径小于Si
B. 比易水解,因为范德华力:大于
C. 比的酸性强,因为后者的H—O键极性大
D. Si能形成稳定的而C不能,主要是因为Si的价层电子轨道更多且半径大
【答案】D
【解析】
【详解】A.的熔点比的低,是因为两者晶体类型不同,是分子晶体,微粒间作用力为分子间作用力,熔点很低,为共价晶体,微粒间作用力为共价键,熔点很高,A错误;
B.Si原子半径大于C,键长大于键长,键能更小,更易断裂,且有空的3d轨道可接受的孤电子对,故比易水解,B错误;
C.比的酸性强,因为前者的键极性大,C错误;
D.能形成稳定的而不能,主要是因为的价层电子轨道更多且半径大,D正确。
故答案选D。
11. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征能解释其性质的是
选项
结构特征
性质
A.
聚乙炔是线型高分子材料
聚乙炔可用于制备导电高分子材料
B.
水流可被毛皮摩擦过的橡胶棒(带静电)吸引,不能
水能电离出和
C.
乳酸分子中含有羧基和羟基
乳酸可用于制备可降解塑料
D.
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙炔可导电是因为分子中存在单双键交替的共轭键,与其是线型高分子无因果关系,A错误;
B.水流被带静电的橡胶棒吸引是因为是极性分子,是非极性分子,与水能电离出和无关,B错误;
C.乳酸分子同时含有羧基和羟基,可发生缩聚反应生成聚乳酸,聚乳酸含酯基可水解降解,该结构特征能解释乳酸可制备可降解塑料的性质,C正确;
D.的价层电子对数为,无孤对电子,因此N采用sp杂化,键角为180°;的价层电子对数为,无孤对电子,因此N采用sp2杂化,键角为120°;二者键角差异由杂化类型不同导致,并非孤电子对斥力的影响,的价层电子对数为,含1对孤对电子,键角大于是孤对电子的影响,故、、的键角依次减小是由杂化类型和孤对电子共同影响的,性质与解释不相符,D错误;
故选C。
12. 利用甲和乙合成高比表面积的共价有机框架材料,该材料可用于干旱空气中的水分提取。已知图1虚线框内为该材料片段,图2为该材料的结构模型。下列说法错误的是
A. 甲既有氧化性又有还原性
B. 乙具有弱碱性
C. 该材料具有较强吸附水蒸气的能力
D. 理论上参加反应的甲、乙物质的量之比为1∶3
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲中有醛基,可与氢气发生加成反应体现氧化性,可被氧气氧化体现还原性,A正确;
B.乙中含有氨基,有弱碱性,B正确;
C.该材料中含有亚胺键等极性基团,且含有羟基可与水分子形成氢键,有较强的吸水性,C正确;
D.醛基与氨基1:1发生缩合反应,一个甲分子中含有3个醛基,一个乙分子中含有2个氨基,故理论上参加反应的甲、乙物质的量之比为2∶3,D错误;
故选D。
13. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 用溶液刻蚀覆铜电路板:
B. 实验室用烧碱溶液吸收:
C. 用漂白液对自来水进行杀菌消毒:
D. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该离子方程式电荷不守恒,正确的应为,A错误;
B.与烧碱溶液发生歧化反应,该离子方程式的电荷、原子、得失电子均守恒,B正确;
C.由于酸性,反应生成而非,正确的应为,C错误;
D.为强酸,离子方程式中应拆为和,正确的应为,D错误;
故选B。
14. 下列说法不正确的是
A. 尿素和甲醛发生缩聚反应生成脲醛树脂,用于生产电器开关
B. DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成
C. 不锈钢是在普通钢中添加铬、镍等元素,其耐腐蚀性增强
D. “特氟龙”的主要成分聚四氟乙烯的单体属于烃类
【答案】D
【解析】
【详解】A.尿素与甲醛发生缩聚反应可生成热固性脲醛树脂,其绝缘性能优异,可用于生产电器开关,A正确;
B.DNA分子复制过程中,解旋阶段会断裂双链间的氢键,碱基互补配对阶段会形成新的氢键,存在氢键的断裂和形成,B正确;
C.普通钢中添加铬、镍等元素制成不锈钢,改变了金属内部结构,耐腐蚀性显著增强,C正确;
D.聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯(),烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机物,四氟乙烯含氟元素,不属于烃类,D错误;
故选D。
二、非选择题(共58分)
15. 高分子分离膜
(1)分离原理:只允许水及一些________通过,其余物质被截留在膜的另一侧,称为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分类:分离膜根据膜孔直径由大到小分为__________、__________、__________和__________等。正确答案为:__________。
A. 微滤膜 超滤膜 纳滤膜 反渗透膜
B. 微滤膜 纳滤膜 反渗透膜 超滤膜
C. 微滤膜 纳滤膜 超滤膜 反渗透膜
D. 微滤膜 超滤膜 反渗透膜 纳滤膜
(3)应用:高分子分离膜已广泛用于__________和__________的制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
【答案】(1)小分子物质 (2)A
(3) ①. 海水淡化 ②. 饮用水的制取
【解析】
【小问1详解】
分离膜依靠孔径的选择性实现分离功能,仅允许水及小分子物质通过,大分子、胶体等其他物质被截留在膜的另一侧形成浓缩液,最终实现原液的净化、分离与浓缩。
【小问2详解】
本小题考查高分子分离膜的分类规则,分类依据为膜孔的尺寸大小,按照膜孔径由大到小的顺序,分离膜可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜四类,故选A。
【小问3详解】
本小题考查高分子分离膜的应用场景,该类膜的应用范围广泛,其中典型的规模化应用包括海水淡化、饮用水制取,同时也可应用于果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
16. 二氧化硅又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,部分转化过程如图所示。回答下面问题:
(1)碳元素和硅元素都位于周期表的________族,非金属性较强的是________(填元素符号),解释常温常压下是固体的原因:________,工业上制备粗硅的反应:,该反应能否比较碳和硅元素的非金属性强弱________(填“是”或“否”)。既可以和HF反应,又可以和NaOH溶液反应,是________氧化物(填“酸性”或“碱性”)。
(2)NaOH溶液需要盛放在有橡胶塞的试剂瓶中,原因是__________(用化学方程式表示,下同),利用HF溶液可以在玻璃表面上写字作画,原因是__________。制玻璃的原材料是石英()、纯碱()和大理石(),写出制玻璃时发生反应的化学方程式__________、__________。是一种新型无机非金属材料,是半导体领域未来代替硅基芯片的一种新型原材料,属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
【答案】(1) ①. ⅣA ②. C ③. 二氧化硅是共价晶体,呈空间网状结构 ④. 否 ⑤. 酸性
(2) ①. ②. ③. ④. ⑤. 共价
【解析】
【小问1详解】
碳和硅的最外层电子数均为4,因此都位于周期表第ⅣA族;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,因此非金属性强于;属于共价晶体,内部、原子以共价键形成空间立体网状结构,熔沸点极高,因此常温常压下为固体;制备粗硅的反应是高温下的特殊置换反应,反应中表现还原性,不符合非金属性比较的判断依据(非金属性看单质氧化性、最高价氧化物对应水化物酸性等),因此不能比较二者非金属性强弱;酸性氧化物的定义是能与碱反应仅生成盐和水的氧化物,与反应属于特性反应,不生成对应盐和水,因此为酸性氧化物;
【小问2详解】
玻璃的主要成分含,会与反应生成有粘性的硅酸钠:,将玻璃塞与瓶口粘结,因此溶液需用橡胶塞;可以与反应生成气态:,因此可以刻蚀玻璃;制玻璃时,高温下二氧化硅分别与碳酸钠、碳酸钙反应生成对应的硅酸盐和二氧化碳:、;中和均为非金属元素,二者以共价键结合,因此属于共价化合物。
17. CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。
Ⅰ.CO2的分离回收
乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20~40℃条件下,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐,升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中,部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐,对设备有强腐蚀性。N甲基二乙醇胺[(CH3)N(CH2CH2OH)2]水溶液吸收CO2时,生成氨基碳酸氢盐,较低温度即可实现吸收剂再生。
(1)写出“单乙醇胺水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸氢盐”的化学方程式_______________________。
(2)利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2,测得高于40℃时,单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是________________________。
(3)与N甲基二乙醇胺相比,单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是______________________。
Ⅱ.CO2的资源化利用
(4)通过CO2制备Ca(HCO3)2有潜在价值,但Ca(HCO3)2固体难以从其水溶液中分离。
①研究发现,Ca(HCO3)2固体析出过程中,溶剂的极性会削弱中O—H键的稳定性。为得到Ca(HCO3)2固体,可采取的合理措施为_____________________________。
②采用热重法可分析固体组成。依据下图,可判断所得固体主要是Ca(HCO3)2而不是CaCO3的理由是_________________________。
(5)CO2和H2可以制取CH3OH,在Cu-Pd合金表面,甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面,M为反应过程的中间产物)。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应,根据元素电负性的变化规律,推导M的结构简式:__________________。若用CH3OD代替CH3OH,则生成氢气的分子式为_______。催化剂长时间使用后,因有积炭而失去活性。为减少积炭,可采用的方法是_________________________。
【答案】(1)
(2)温度升高,CO2溶解度下降,单乙醇氨基碳酸盐发生分解
(3)单乙醇胺水溶液吸收CO2生成稳定性强的碳酸盐,吸收液再生能耗大;副产物单乙醇氨基甲酸盐对设备有强腐蚀性
(4) ①. 选择极性小的溶剂(或用乙醇作溶剂) ②. CaCO3固体加热分解只有一次失重阶段(或一个失重台阶),且固体残留率为56%;Ca(HCO3)2固体加热分解会有两次失重阶段(或两个失重台阶),且固体残留率分别为62%、35%,与图所示更接近
(5) ①. ②. H2和HD ③. 适当增加水蒸气的用量
【解析】
【小问1详解】
单乙醇胺()中含有氨基,具有碱性;溶于水生成碳酸,两者发生类似酸碱中和的反应;化学方程式:。
【小问2详解】
温度升高,CO2溶解度下降,单乙醇氨基碳酸盐发生分解;
【小问3详解】
单乙醇胺水溶液吸收CO2生成稳定性强的碳酸盐,吸收液再生能耗大;副产物单乙醇氨基甲酸盐对设备有强腐蚀性;
【小问4详解】
①为了降低溶剂极性并促使无机盐析出,可以向水溶液中加入与水互溶但极性较小的有机溶剂(如乙醇),这不仅能保护,还能降低的溶解度使其结晶析出。
②CaCO3固体加热分解只有一次失重阶段(或一个失重台阶),且固体残留率为56%;Ca(HCO3)2固体加热分解会有两次失重阶段(或两个失重台阶),且固体残留率分别为62%、35%,与图所示更接近;
【小问5详解】
步骤Ⅱ是甲醛与水的加成反应;根据电负性规律,氧的电负性大于碳,故键中C显正电性、O显负电性;中H显正电性、显负电性;加成时,带正电的H加在O上,带负电的加在C上,生成甲二醇,结构简式为。
观察机理图,步骤Ⅰ中脱去两个氢原子生成和,这两个氢分别来自甲基和羟基。若用代替,脱去的是一个H和一个D,故第一步生成的氢气为。
后续步骤Ⅲ和Ⅳ中,中间体继续脱氢,脱下的均是普通的H原子,故后续生成的氢气为。因此生成的氢气分子式为HD和。催化重整过程中,碳氢化合物深度裂解会产生积炭。在工业上,通常通过增加反应物中水蒸气的比例,将表面的积炭转化为气体带走,从而保持催化剂活性。
18. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当快递员(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。
(1)二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1。下列关于二苯并-18-冠-6-醚说法正确的是___________。(不定项)
A. 是非极性分子 B. 一氯代物有2种
C. 分子式为C20H20O6 D. 是超分子,具有分子识别的特性
(2)KMnO4氧化甲苯时,引入冠醚加快反应速率,原理如图3。分析图3,反应过程中的催化剂是___________。
A. K+ B. C. D.
富勒烯(C₆₀)是一种笼状分子,科学家开发了一些具有富勒烯识别功能的环状分子。
(3)图4分子可用来制备一种能识别C60的材料。该分子的合成原理类似于酚醛树脂,其合成原料有___________和___________。(填结构简式)
(4)富勒烯(C60)分子的球棍模型如图5所示,分子中每一个碳原子均与周围的3个C原子相连,则1mol C60分子中σ键数目为___________。
(5)金刚石与C60的晶胞结构如图6,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因:___________。
(6)充满想象力的科学家尝试用富勒烯作为“车轮”,成功合成了“纳米小车”分子,该分子在一定条件下可以通过σ键的旋转来“行驶”,以运载药物,分子结构如图7所示。下列说法正确的是___________。
A. 纳米小车属于烃类物质
B. 纳米小车中碳原子只有sp和sp2两种杂化形式
C. 纳米小车主要沿着X方向“行驶”
D. 纳米小车属于高分子化合物
一种金属富勒烯配合物合成过程如图8所示。
已知:烯烃、C60等因能提供 π 电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
(7)比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C2H4___________C60(填“>”、“<”或“=”)。
C60的碱金属(M = K、Rb、Cs)衍生物的晶胞结构如图9。
(8)某种C60的碱金属衍生物的化学式为M3C60,每个晶胞中含有的M原子的数目是___________。若该物质的摩尔质量为A g·mol⁻¹,晶胞边长为a nm,阿伏加德罗常数为NA。该晶体密度为___________g·cm-3。
【答案】(1)A (2)C
(3) ①. ②.
(4)
(5) ①. > ②. 金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,熔融时分别破坏共价键和分子间作用力,共价键强度大于分子间作用力,故金刚石熔点高于C60 (6)C (7)<
(8) ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.二苯并-18-冠-6-醚呈立体对称性,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B.二苯并-18-冠-6-醚分子中,苯环上有2种不同化学环境的氢原子,亚甲基上也有2种不同化学环境的氢原子,故共有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种,B错误;
C.根据二苯并-18-冠-6-醚的结构简式中、、原子的数目可知,其分子式为,C错误;
D.二苯并-18-冠-6-醚是有机物不属于超分子,结合后的物质(图1)是超分子,具有分子识别的特性,D错误;
故选A;
【小问2详解】
冠醚在水相中结合转移到有机相中,通过静电吸附作用促进向有机相转移,把甲苯氧化为苯甲酸根离子后进入水相,通过静电吸引促进结合的冠醚进入水相,脱附得到冠醚;引入冠醚可促进向有机相转移,加快反应速率,故该反应过程中的催化剂为冠醚,故选C;
【小问3详解】
酚醛树脂是由苯酚和甲醛通过缩聚反应获得,图4分子的合成原理类似酚醛树脂,因此合成原料为和;
【小问4详解】
根据球棍模型可知,富勒烯分子中每一个碳原子均与周围的3个碳原子相连,根据均摊法,每个碳原子的键个数为 个,故1个富勒烯分子中的键个数为 个,分子中键数目为;
【小问5详解】
金刚石是共价晶体,是分子晶体,熔融时分别破坏共价键和分子间作用力,共价键强度大于分子间作用力,因此金刚石熔点高于;
【小问6详解】
A.纳米小车中含有、、原子,属于烃的衍生物,不属于烃,A错误;
B.纳米小车中含有的中的碳原子为饱和碳原子,杂化方式为杂化,苯环上的碳原子为杂化,碳碳三键上的碳原子为杂化,B错误;
C.由图可知,纳米小车的“车轮”围绕Y轴方向的“车轴”旋转,从而驱动小车沿X方向“行驶”,C正确;
D.纳米小车相对分子质量小于,且没有重复结构单元,不属于高分子化合物,D错误;
故选C;
【小问7详解】
与均是配体,能通过电子与中心金属原子形成配位键,由60个碳原子构成球形结构,碳原子为杂化,杂化的碳原子与3个碳原子形成键,,未参与杂化的轨道上的电子形成离域键,具有更大的电子云,因此配位能力更强,配体与的配位能力大小:;
【小问8详解】
根据晶胞结构可知,每个晶胞中的数量为 ,的数量为 ;晶胞中含有4个单元,晶胞的质量为,晶胞的体积为,因此晶体的密度为。
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