精品解析:河北省名校联盟2026-2027学年高三上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
高三化学考试
注意事项:
1.本试卷共100分考试时间75分钟
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 O-16 Na-23 Ni-59 Zn-65
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列叙述中,不涉及氧化还原反应的是
A. 利用煤干馏制备焦炭 B. 豆科植物的根瘤固氮
C. 将铝片投入冷浓硫酸中 D. 用碳酸钠处理硫酸钙型锅炉水垢
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,反应过程中存在元素化合价的升降,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.豆科植物根瘤固氮是将游离态的(元素为0价)转化为化合态的含氮化合物,元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.铝片投入冷浓硫酸发生钝化,本质是与浓硫酸发生氧化还原反应,表面生成致密的氧化膜,存在化合价变化,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.用碳酸钠处理硫酸钙型锅炉水垢的过程是沉淀转化反应,反应为,反应前后所有元素化合价均未发生变化,不涉及氧化还原反应,D符合题意;
故选D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 中子数为1的氢原子:
B. 的VSEPR模型:
C. HCl中共价键的电子云轮廓图:
D. 分子的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子的质量数等于质子数与中子数之和,氢元素质子数为1,中子数为1时质量数为2,对应原子应表示为,A错误;
B.中心C原子的价层电子对数为,模型为四面体形,图中模型包含3组成键电子对与1对孤电子对,符合该模型的结构,B正确;
C.HCl中共价键为极性键,由于电负性大于,成键电子云偏向原子,正确的电子云轮廓图为,C错误;
D.分子中两个原子间为三对共用电子,每个原子外侧有一对孤对电子,正确电子式为,D错误;
故选B。
3. 下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是
A. 乙酸和乙二酸:分别滴入适量酸性高锰酸钾溶液中
B. 和:用湿润的淀粉-KI试纸
C. 乙酸和甲酸甲酯:利用核磁共振仪分析结构
D. 等浓度的溶液和溶液:滴加KSCN溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸不与酸性高锰酸钾溶液反应,乙二酸(草酸)具有还原性,可被酸性高锰酸钾氧化使溶液紫色褪去,能够鉴别,A不符合题意;
B.和均具有氧化性,都可将氧化为,使湿润的淀粉-试纸变蓝,现象相同无法鉴别,B符合题意;
C.乙酸()和甲酸甲酯()为同分异构体,分子中氢原子的化学环境不同,对应的核磁共振氢谱的峰位置、化学位移存在明显差异,可通过核磁共振仪分析结构鉴别,C不符合题意;
D.溶液中存在游离的,滴加溶液会生成血红色的硫氰合铁配离子;溶液中与形成稳定的配离子,游离浓度极低,滴加溶液无血红色出现,现象不同可以鉴别,D不符合题意;
故选B。
4. 用下列化学知识解释对应实践活动,合理的是
选项
实践活动
化学知识
A
制作面点时加入食用纯碱
可与酸发生反应
B
钢闸门连接外接电源负极
牺牲阳极法进行金属防护
C
草酸钾可用作衣物除锈剂
草酸钾溶液因水解呈碱性
D
使用聚乳酸制作包装材料
聚乳酸可在自然界中降解
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.食用纯碱的成分为,并非化学知识中提及的(后者为小苏打),二者对应关系不匹配,A错误;
B.钢闸门连接外接电源负极的防护方法为外加电流阴极保护法,属于电解原理的应用;牺牲阳极法是基于原电池原理,连接更活泼的阳极金属实现防护,无需外接电源,二者对应关系不匹配,B错误;
C.草酸钾用作衣物除锈剂的原理是草酸根离子可与铁锈中的铁离子形成可溶性配合物,并非因为其水解呈碱性,碱性环境无法溶解铁锈,二者对应关系不匹配,C错误;
D.聚乳酸属于可降解高分子材料,可在自然界中逐步降解为无害物质,不会造成白色污染,因此适合制作包装材料,二者对应关系合理,D正确;
故选D。
5. 某医药合成中间体的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 所有碳原子处于同一平面上
C. 苯环上的一氯代物有2种 D. 能发生氧化、还原、水解反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据结构简式逐原子计数,结合不饱和度验证,该物质分子式为,A正确;
B.分子中所有环上的碳原子均为杂化,环结构为平面结构,羟甲基的碳原子直接与环上的杂化碳原子相连,该碳原子位于环平面内,因此所有碳原子可处于同一平面上,B正确;
C.苯环上存在4种化学环境均不相同的氢原子,因此苯环上的一氯代物有4种,不是2种,C错误;
D.分子中含羟甲基、碳碳双键,可发生氧化反应;含苯环、碳碳双键,可发生加氢还原反应;含内酯环(环酯结构),可发生水解反应,D正确。
阅读下列材料,完成下面小题。
氟与氮、磷、硼等非金属元素均能形成化合物。与反应生成(结构为)和HF;具有较强的配位能力,可形成化合物六氟磷酸钠()、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐();极易水解生成硼酸{化学式为,在水溶液中可电离生成,的层状结构为}和HF;在一定条件下可与水形成晶体()。
6. 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24L HF中含极性键数目为
B. 62g硼酸晶体中所含氢键数目为
C. 1L硼酸溶液中含数目小于
D. 0.1mol中含有的价电子总数为
7. 下列说法错误的是
A. 沸点:六氟磷酸钠>1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐
B. 键角:
C. 晶体中含有共价键、配位键、氢键
D. 低温时溶解度低可能与其分子间存在氢键有关
【答案】6. C 7. B
【解析】
【6题详解】
A.标准状况下不是气态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,因此无法计算中极性键的数目,A错误;
B.的物质的量为,由其层状结构可知,每个分子可以形成6个分子间氢键,每个氢键由两个分子共享,晶体中所含氢键数目为,B错误;
C.为一元弱酸,在水溶液中部分电离,硼酸溶液中浓度远小于(水的电离程度很小,产生的可以忽略不计),故所含数目小于,C正确;
D.每个分子的价电子总数为3(的价电子)+ 3×7(的价电子)=24,所含价电子总数为,D错误;
故选C;
【7题详解】
A.六氟磷酸钠为离子晶体,阳离子为半径较小的,离子键强度大,沸点高;1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为离子液体,阳离子为体积大、电荷分散的有机阳离子,离子键强度弱,沸点低,故沸点:六氟磷酸钠 > 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,A正确;
B.中心为杂化,含有1对孤电子对,空间构型为三角锥形;的结构式为,中心为杂化,孤电子对处于平面内,孤电子对的排斥作用弱于中三角锥形的孤电子对排斥作用,因此键角:,B错误;
C.晶体中,与之间存在配位键,、为共价键,之间存在氢键,故晶体中含有共价键、配位键、氢键,C正确;
D.晶体为层状结构,分子间通过氢键连接形成大片层状结构,低温下分子间氢键不易被破坏,与水分子形成氢键的能力弱,故溶解度低,D正确;
故选B。
8. 酿酒过程中,葡萄糖转化为乙醇的反应过程如图所示。下列有关说法正确的是
A. 过程①:反应前后手性碳原子数不变
B. 过程②:产物中键与键数目之比为9:1
C. 酸性:比丙酸弱
D. 过程③前后有两个碳原子的杂化方式发生改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.过程①为开链葡萄糖转化为环状半缩醛葡萄糖,开链葡萄糖中手性碳原子为4个(醛基碳为杂化、的碳连接2个,无手性,其余碳原子为手性碳原子);成环后原醛基碳形成半缩醛结构,连接4个不同基团成为手性碳,总手性碳数为5(的碳连接2个,无手性,六元环上的碳原子均为手性碳原子),反应前后手性碳原子数发生改变,A错误;
B.过程②的产物为丙酮酸(),单键中含有1个键,双键中含有1个键和1个键;其结构中键总数为9个,键总数为2个(两个碳氧双键各含1个键),键与键数目之比为,B错误;
C.丙酮酸的羧基α位存在吸电子的羰基,可增强羧基键的极性,更易电离出,其酸性强于丙酸,C错误;
D.过程③的反应物丙酮酸中,甲基碳为杂化,酮羰基碳、羧基碳均为杂化;产物中乙醇的两个碳均为杂化,中的碳为杂化,其中原酮羰基碳从变为,原羧基碳从变为,共两个碳原子的杂化方式发生改变,D正确;
故选D。
9. 下列实验装置正确且能达到相应实验目的的是
实验装置
实验目的
A.探究苯环对甲基的影响
B.在铁片上镀镍
实验装置
实验目的
C.验证浓硫酸与铜反应的产物中含有Cu2+
D.利用HCl标准溶液测定氨水浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向苯、甲苯中分别滴加酸性溶液,振荡后苯不能使酸性溶液褪色,甲苯可使酸性溶液褪色,说明苯环的存在使侧链甲基活性增强、易被氧化,可探究苯环对甲基的影响,装置正确,能达到实验目的,A正确;
B.在铁片上镀镍时,待镀件铁片应作阴极连接电源负极,镀层金属镍片应作阳极连接电源正极,该装置中电极连接顺序错误,无法实现在铁片上镀镍,B错误;
C.铜与浓硫酸反应后的混合物中含有大量未反应的浓硫酸,稀释时需将冷却后的反应混合物沿烧杯壁缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌防止暴沸飞溅,该装置将水倒入反应后的混合物中,操作错误,易引发安全事故,不能达到实验目的,C错误;
D.滴定氨水时,滴定终点生成,溶液呈酸性,应选择变色范围在酸性区间的甲基橙作指示剂;酚酞的变色范围为8.2~10.0,处于碱性区间,用酚酞作指示剂会导致滴定终点提前,测定误差较大,不能达到实验目的,D错误;
故选A。
10. 将8mL0.01mol·L-1的FeCl3溶液与8mL0.02mol·L-1的KSCN溶液混合,所得红色溶液等分成4份,进行下列实验:
序号
实验内容
实验现象
①
不加试剂,作对照
由①→④,溶液红色依次变浅
②
注入4mL蒸馏水
③
注入4mL0.04mol·L-1的NH4Cl溶液
④
注入4mL0.04mol·L-1的KCl溶液
已知:(ⅰ)、(ⅱ)。
下列推断正确的是
A. 由①、②知,溶液红色变浅是反应ⅰ平衡逆向移动导致的
B. 由③、④知,阳离子种类不同一定引起实验结果不同
C. 对比③、④,可知:③<④
D. 由①→④推测,①中加入少量KCl固体,溶液红色不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.①为对照实验,②加入蒸馏水后,一方面溶液体积增大直接稀释有色物质,使其浓度降低,另一方面稀释使反应平衡逆向移动,进一步降低浓度,因此红色变浅并非仅由平衡逆向移动导致,A错误;
B.③加入溶液、④加入溶液,二者阳离子不同,实验结果存在差异,但阳离子种类不同一定引起实验结果不同的表述过于绝对,也可能是铵根离子水解使溶液显酸性,即溶液的pH不同导致实验结果不同,B错误;
C.溶液红色深浅与浓度正相关,由实验现象可知④的红色比③浅,即。两份溶液中初始铁元素总量相同,根据铁元素守恒,③中浓度更高,说明③中游离浓度更小,即:③<④,C正确;
D.①中加入少量KCl固体,溶液中浓度升高,会推动反应ⅱ正向进行,消耗,使反应ⅰ平衡逆向移动,红色会变浅,并非不变,D错误;
故选C。
11. 复旦大学开发的可注射植入的柔性纤维电池,能直接利用体液作电解质,通过钠离子的嵌入和脱出,可实现能量的存储和释放。放电时总反应为,其结构简图如图所示。
下列说法正确的是
A. 放电时,M极电极电势高于N极
B. 放电时,若转移,M极增重23g
C. 充电时,向N极移动
D. 充电时,N极的电极反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】放电时根据总反应,转化为,元素化合价升高,发生氧化反应,因此M极为原电池负极,电极反应为;转化为,元素化合价降低,发生还原反应,因此N极为原电池正极,电极反应为;充电时,总反应应为,N极为电解池阳极,发生氧化反应,电极反应为;M为电解池阴极,发生还原反应,电极反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,放电时,M极为原电池负极,N极为原电池正极,因此N极电势高于M极,A错误;
B.由分析可知,放电时,M极的电极反应为,转移时,M极脱出,质量减少,并非增重,B错误;
C.由分析可知,充电时,N极为电解池阳极,M为电解池阴极,电解池中阳离子向阴极移动,因此向M极移动,C错误;
D.由分析可知,充电时,N极电极反应为,D正确;
故选D。
12. 主族元素R、X、Y、Z分布在三个短周期,原子序数依次增大,基态Y原子的核外电子空间运动状态有6种;化合物[Y(XR3)6]Z2的晶胞结构如图所示(○位于形成的正四面体中心)。下列说法正确的是
A. 四种元素中,Z的原子半径最大
B. 最高价含氧酸的酸性:X>Z
C. 题给化合物晶体中,Z⁻周围最近且等距的Z⁻有6个
D. [Y(XR3)6]Z2的热稳定性高于YZ2
【答案】C
【解析】
【分析】主族元素R、X、Y、Z分布在三个短周期,原子序数依次增大,则R为H元素,基态Y原子的核外电子空间运动状态有6种,Y占6个原子轨道,[Y(XR3)6]2+带2个正电荷,可知Y显+2价,Y是Mg元素;X是第二周期元素,能形成XH3分子,XH3形成配位键,说明X中含有孤电子对,所以X是N元素;Z形成-1价离子,Z是Cl元素。
【详解】A. 电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以四种元素中,Mg的原子半径最大,故A错误;
B. 非金属性Cl>N,最高价含氧酸的酸性:HClO4>HNO3,故B错误;
C. 题给化合物晶体中,Cl⁻位于[Y(XR3)6]2+围成的四面体的体心,所以Cl-周围最近且等距的Cl⁻有6个,故C正确;
D. [Mg(NH3)6]2+的半径大于Mg2+,[Mg(NH3)6]2+与Cl-的离子键较弱,所以[Mg(NH3)6]Cl2的热稳定性低于MgCl2,故D错误;
选C。
13. 一定温度下,向容积固定的密闭容器中充入A(g)和B(g)发生反应Ⅰ、Ⅱ(均为放热反应),反应过程中A(g)及M(g)、N(g)的占比随时间的变化如图所示。已知(T为温度,R、C为常数且R>0)。
下列说法正确的是
A. 反应的焓变():反应Ⅰ<反应Ⅱ
B. 相同条件下,生成产物N(g)的活化能更低
C. 时间段,M(g)和N(g)的平均生成速率相等
D. 一定温度下,改变B(g)浓度可调节平衡后M(g)和N(g)的产出比
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图像可知最终平衡时N的占比远高于M,说明相同温度下反应Ⅱ的平衡常数远大于反应Ⅰ的平衡常数。根据公式,相同温度下越大,对应放热反应的越大,两个反应均为放热反应(),则生成N的反应Ⅱ的更小(更负),因此反应Ⅰ的焓变大于反应Ⅱ,A错误;
B.反应初期A、B浓度较高时,M的占比快速上升,N的占比上升缓慢,说明生成M的反应速率更快,对应活化能更低,生成N的活化能更高,B错误;
C.0∼min时间段,时刻M和N的占比相等,即两者的物质的量相等,初始时刻两者占比均为0,容器容积固定,故两者的浓度变化量相等,平均生成速率相等,C正确;
D.根据平衡关系,反应I的平衡常数,反应II的平衡常数,联立可得,温度一定时、为常数,平衡时M和N的浓度比为定值,与B的浓度无关,无法通过改变B的浓度调节两者的产出比,D错误;
故选C。
14. 室温下,分别向NaHA(H2A为二元弱酸)、RCl3两种盐溶液中滴加NaOH溶液,测得pM[p表示负对数,M表示或]随pOH的变化关系如图所示。已知溶液中某离子的浓度≤时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A. 常温下,的数量级为
B. NaHA溶液中:
C. R3+恰好沉淀完全时pH为8.7
D. a点对应的坐标为
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液中滴加氢氧化钠溶液,减小,增加,因此随着pOH的增加而增加,即为线①。当向溶液中滴加氢氧化钠溶液时,产生沉淀,存在沉淀溶解平衡,故有则,因此,直线斜率为-3,故②为,据此分析题目。
【详解】A.由于,因此,即,根据图中线段①与横坐标交点计算得出,故, 数量级为,A正确;
B.溶液中存在电荷守恒:由于,那么可知远小于,则溶液显酸性,即,因此,B正确;
C.根据分析可知直线②的表达式:,代入点计算得到,当恰好完全沉淀,即有,代入溶度积表达式,计算得到,此时,C错误;
D.由分析以及选项A可知,线①的表达式写为,根据分析以及选项C可知,线②的表达式写为。图中a点即线①和②的交点,即,代入求得,,即a点坐标为,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 稀土元素是国防科技中的关键战略材料,从富磷矿中提取稀土元素的流程如下:
已知:①富磷矿的主要成分为,含少量(RE代表稀土元素)和Fe、Si元素的氧化物;
②可与多种过渡金属离子形成可溶性配合物。
回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表第__________周期__________族。
(2)“酸浸”时发生反应生成两种酸,其中一种酸能与反应。该酸与反应的化学方程式为_____________________________。
(3)①流程中设计“萃取”环节的主要目的是____________________,但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
②中性磷酸酯类萃取剂有和等,其结构分别如图所示,萃取的原理是与萃取剂中的P=O结构形成配位键。从结构角度解释萃取的能力强于的原因是________________________________。
(4)“反萃取”的目的是分离稀土元素与铁元素,金属离子沉淀率随pH变化如图所示:
先加入,发生反应的离子方程式为__________________________________;再通入氨气,将溶液pH调为__________时RE和Fe元素的分离效果较好(生成的沉淀主要是)。
(5)“净化”时,加入硫酸生成的沉淀是__________(填化学式)。
(6)“沉RE”时,测得的沉淀率随的变化情况如图所示。
沉淀的离子方程式为______________________;大于1.6时,沉淀率下降的原因是___________________________。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ
(2)
(3) ①. 富集RE元素 ②. 丁基链长大于甲基,其推电子能力大于甲基,使中的氧原子的负电荷密度增大,配位能力增强
(4) ①. ②. 2
(5)
(6) ①. ②. 浓度过大,与形成可溶性配合物
【解析】
【分析】富磷矿加入硝酸酸浸,二氧化硅不反应得到滤渣1,稀土元素、铁、钙元素进入滤液,加入萃取剂萃取出稀土元素,然后加入亚硫酸钠将三价铁转化为二价铁,通入氨气,调节pH分离出含有稀土的固相,再加入硝酸溶解,加入硫酸除去钙元素得到硫酸钙滤渣2,滤液加入草酸分离出草酸稀土;
【小问1详解】
Fe的原子序数为26,核外电子排布为,属于元素周期表第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
酸浸时和硝酸反应生成和HF两种酸,其中HF可与发生反应生成四氟化硅和水,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
①萃取的核心作用是将水相中的转移到有机相,实现稀土元素的富集,同时和大部分不被萃取的杂质分离;
②烷基属于推电子基团,碳链更长的丁基推电子能力强于甲基,使中的氧原子的负电荷密度增大,配位能力增强,更易和结合;
【小问4详解】
加入是利用亚硫酸根的还原性将还原为,避免调pH时铁和稀土共沉淀,反应的离子方程式为;从沉淀率图像可知,pH为2时,几乎完全沉淀,而还原得到的几乎不沉淀,分离效果最好;
【小问5详解】
酸溶后溶液中含有大量,加入硫酸后会生成微溶的沉淀,作为滤渣2除去;
【小问6详解】
草酸和稀土离子反应生成难溶的稀土草酸盐沉淀,离子方程式为;当草酸过量太多时浓度过大,与 形成可溶性配合物,导致沉淀率下降。
16. 葡萄糖酸锌具有抗氧化和增强免疫作用,是一种常用的补锌剂。葡萄糖酸锌易溶于热水,不溶于乙醇和氯仿。实验室可用葡萄糖酸钙与硫酸锌直接制备葡萄糖酸锌,步骤为:先配制浓溶液,再向浓溶液中缓慢加入葡萄糖酸钙粉末,90℃保温20min;静置、趁热减压抽滤,弃去滤渣。将滤液进行脱色,然后转入仪器X中,小火加热浓缩至黏稠状;冷却至室温,加入95%乙醇溶液,析晶、抽滤,得葡萄糖酸锌粗品。经重结晶、50℃下烘干,获得葡萄糖酸锌纯品。
回答下列问题:
(1)下列仪器中,制备葡萄糖酸锌粗品时不需要使用的是________(填名称)。
(2)制备葡萄糖酸锌粗品过程中,需控温90℃的原因是_______________。
(3)实验中趁热减压抽滤的优点是_____________________;加入95%乙醇溶液的作用为_____________。
(4)将滤液转入仪器X前可以用________(填名称)进行脱色。
(5)含量测定。称取0.500g上述纯品,用25.00mL水溶解,依次加入氨-氯化铵缓冲液和铬黑T指示剂,用0.050 mol·L⁻¹的EDTA(用表示)溶液滴定(反应式为),达到滴定终点时消耗EDTA标准溶液18.60mL;用25.00mL水,不加葡萄糖酸锌,重复上述实验,消耗EDTA标准溶液0.10mL。
①加入一定量缓冲溶液可控制溶液pH在9~10的原因是_________________。
②纯品中锌元素的质量分数为_____(保留2位有效数字)。
(6)利用__________测定葡萄糖酸锌中特定化学键,以验证产物的结构。
a.元素分析仪 b.核磁共振仪 c.红外光谱仪 d.X射线衍射仪
【答案】(1)容量瓶、坩埚
(2)温度过低,反应速率慢且葡萄糖酸锌易析出;温度过高,葡萄糖酸锌易发生副反应
(3) ①. 加快过滤速度,防止过滤时因降温而使葡萄糖酸锌损失 ②. 降低混合溶剂极性,减小葡萄糖酸锌的溶解度,促使其从水溶液中析出
(4)活性炭 (5) ①. ①滴定反应产生少量酸时,氨与反应生成,消耗使pH基本不变 ②. 12%
(6)c
【解析】
【小问1详解】
制备粗品的过程涉及溶解、反应、抽滤、浓缩等操作,烧杯可用于配制溶液、作反应容器,玻璃棒可用于搅拌引流;容量瓶仅用于精确配制一定物质的量浓度的溶液,本实验粗品制备不需要;坩埚用于高温灼烧固体,本实验无高温灼烧步骤,因此二者不需要。
【小问2详解】
90℃是兼顾反应速率、产物稳定性的适宜温度,低温下反应速率低,且葡萄糖酸锌溶解度随温度降低明显减小易提前析出;高温会破坏葡萄糖酸锌结构,发生副反应。
【小问3详解】
趁热减压抽滤可以加快过滤速率,同时防止温度降低后葡萄糖酸锌结晶析出进入滤渣,造成产物损失;
加入95%乙醇的作用:葡萄糖酸锌不溶于乙醇,加入乙醇可以降低葡萄糖酸锌的溶解度,促使其充分析出 解析:减压抽滤本身比常压过滤速度快,趁热操作是为了利用葡萄糖酸锌易溶于热水的性质,避免产物冷却析出被滤除;利用葡萄糖酸锌不溶于乙醇的特性,加乙醇改变溶剂极性,大幅降低产物溶解度实现析晶。
【小问4详解】
活性炭疏松多孔,有较强的吸附性,用活性炭吸附滤液中的有色杂质,实现脱色效果。
【小问5详解】
氨-氯化铵缓冲液属于酸碱缓冲对,滴定反应产生时,氨与结合为,可消耗生成的 ,维持溶液pH稳定在9~10区间。
②有效消耗EDTA体积为:V=18.60mL-0.10mL=18.50mL,根据反应计量比n(Zn²⁺)=n(EDTA)=0.050mol/L×0.01850L=9.25×10⁻⁴mol,锌元素质量为9.25×10⁻⁴mol×65g/mol≈0.0601g,纯品中锌元素的质量分数为。
【小问6详解】
红外光谱仪的作用就是测定有机物中的特定化学键/官能团,以此验证产物结构;元素分析仪仅能测元素种类含量,核磁共振仪测氢原子种类环境,X射线衍射仪测晶体空间结构,故选c。
17. 脱硝(将氮氧化物转化为氮气)是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)早期是利用还原法将还原为进行脱除。
已知:①
②
则的。
(2)汽车尾气的脱硝反应为。一定温度下,在密闭容器中加入1mol CO和1mol NO发生此脱硝反应。
①若密闭容器的容积可变。下列能表示该反应达到平衡状态的是_____(填标号)。
a.容器内气体密度不变 b.正、逆反应速率均为零
c.容器内压强不变 d.NO和N2的消耗速率之比为2:1
②若密闭容器的容积恒定(起始压强为),部分物质的体积分数随时间变化如图1所示:
平衡时__________;min之后,再充入和达到平衡,与原平衡相比,的值__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)柴油车尾气处理中,快速脱硝反应原理为。当尾气中时,会发生快速脱硝反应。
①在催化剂作用下,脱除率与温度的关系如图2所示。M点后,脱除率降低的原因有多种。下列推断不合理的是__________(填标号)。
a.平衡常数变大 b.副反应增多 c.催化剂活性降低
②控制其他条件相同,分别将下列两组混合气体投入反应器中反应(该条件下与不发生反应),测得A组的脱除率明显低于B组。
混合气体物质的量
A组
4mol NH3+4mol NO+1mol O2
B组
4mol NH3+2mol NO+2mol NO2
A组脱除率低的原因可能是____________________________。
(4)铜铈催化剂(基中添加,和都具有储释氧能力)协同催化在处理汽车尾气时催化性能更为优异。为探究CO主要是吸附在还是表面活性位点上,通过实验获得的结果如图3所示。由图推断,CO主要吸附在__________(填“”或“”)表面活性位点上;过多,CO转化率下降的原因可能是___________________________。
【答案】(1)−1805.9
(2) ①. ad ②. 4 ③. 增大
(3) ①. a ②. 该条件下反应的反应速率小,产生的较少
(4) ①. CuO ②. CuO过多,活性位点被稀释,减少了CuO与的协同作用或还原生成的铜覆盖在催化剂表面,降低催化剂活性
【解析】
【小问1详解】
已知:① ② 根据盖斯定律,目标反应可由① - 5×②得到,因此;
【小问2详解】
①a.恒温恒压条件下,反应前后气体总质量不变,但正反应是气体分子数减小的反应,容器体积会减小,导致气体密度增大,当密度不变时,说明体积不再变化,反应达到平衡,正确;
b.化学平衡是动态平衡,正逆反应速率相等但不为零,错误;
c.恒压容器中压强始终不变,不能作为平衡标志,错误;
d..NO的消耗速率代表正反应速率,的消耗速率代表逆反应速率,两者之比等于化学计量数之比2:1,即,说明正逆反应速率相等,达到平衡,正确;
故选ad;
②初始加入的NO和CO均为,设平衡时生成的为,则平衡时NO、CO、、的物质的量分别为、、、,总物质的量为,由图1可知,时上升曲线的体积分数(25%)是下降曲线(12.5%)的2倍,若上升曲线为,则,解得,此时NO和体积分数均为31.25%,与图不符;若上升曲线为,则,解得,此时NO和体积分数均为,与图相符,因此平衡时,,,再充入等比例的反应物,相当于在原恒容平衡基础上加压,平衡正向移动,NO的转化率增大,因此的值增大;
【小问3详解】
①a.该脱硝反应为放热反应(),温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,因此a项推断不合理;
b.温度过高,容易发生更多副反应,消耗反应物或者生成氮氧化物,使脱除率下降,合理;
c .催化剂存在适宜温度,超过该温度后催化剂活性下降,反应速率降低,脱除率降低,合理;
故选a;
② A组中需要先发生反应,该条件下反应速率较慢,导致混合气体中达到快速脱硝所需的比例所需时间较长,从而使得整体的快速脱硝反应速率较慢,脱除率明显低于B组;
【小问4详解】
由图3可知,当催化剂仅为纯时,CO转化率为很低,而仅为纯时CO转化率较高,这说明CO主要是吸附在表面的活性位点上,由于该催化过程依赖和的协同催化,若过多,活性位点被稀释,减少了CuO与的协同作用或还原生成的铜覆盖在催化剂表面,降低催化剂活性,从而使CO转化率下降。
18. 瑞普替尼(K)是一种新一代靶向抗癌药,属于酪氨酸激酶抑制剂,合成路线如下:
已知:i.;
ii.,易与含活泼氢化合物(HY)发生反应(HY代表、、、等)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________________。
(2)A的化学名称为_________;B→D涉及的反应类型依次为________________。
(3)C也能发生类似E→F的反应,写出C在中反应的化学方程式:______________________________。
(4)D→E中的THF(四氢呋喃,结构简式为)被称为“万能溶剂”。下列物质可用来替代THF的是__________(填标号)。
a. b. c. d.
(5)M是B的同分异构体,同时满足下列条件的M共有_______种;
①除苯环外无其他环状结构;②氟原子直接与苯环相连;③核磁共振氢谱显示为5组峰。
其中,能与NaOH按物质的量之比1:2反应(不考虑F的水解)的M的结构简式为__________(写1种即可)。
(6)利用题给信息,设计由和制备的合成路线__________________________(无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)醛基、(酚)羟基
(2) ①. 4−氟苯酚(对氟苯酚) ②. 加成反应、消去反应
(3) (4)b
(5) ①. 13 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】A与多聚甲醛在氯化镁,TEA作用下生成B,B与C发生已知ⅰ反应,结合信息可知C为,D与格氏试剂CH3MgBr反应生成E,E酸性条件下水解得到F,F与G发生取代反应生成H,H经过一系列反应成环生成K。
【小问1详解】
B中含氧官能团名称为醛基、(酚)羟基。
【小问2详解】
A的结构简式为,名称为4−氟苯酚或对氟苯酚。结合已知i,B的醛基和C()的氨基先发生加成反应生成,再发生消去反应生成D。
【小问3详解】
参考E→F的酸性水解过程,C中含有的结构中S-N键在酸性环境中断裂,生成铵盐和,方程式为。
【小问4详解】
THF是醚类溶剂,不含活泼氢,可作为制备格氏试剂的惰性溶剂。a的乙醇含羟基活泼氢、c的结构含N-H活泼氢、d的端炔含炔基活泼氢,均会和格氏试剂反应;只有b乙醚属于醚类,无活泼氢,可替代THF,选b。
【小问5详解】
M是B()的同分异构体,需满足①除苯环外无其他环状结构;②氟原子直接与苯环相连;③核磁共振氢谱显示为5组峰;若苯环上取代基为-F、-OH、-CHO,共有10种结构、、(数字为羟基位置),除去B本身,剩余9种;若苯环上取代基为-F、-COOH,有2种结构、;若苯环上取代基为-F、-OOCH,有2种结构、;综上,共有13种结构满足要求。其中含有-OOCH的结构水解后产生酚羟基和羧基,二者均可消耗1分子氢氧化钠,即能与NaOH按物质的量之比1:2反应(不考虑F的水解)的M的结构简式为或。
【小问6详解】
参考题给信息,先由溴乙烷水解生成乙醇,乙醇催化氧化生成乙醛,乙醛与CH3NH2发生已知ⅰ反应生成;再由溴乙烷生成格氏试剂CH3CH2MgBr,CH3CH2MgBr与发生D到E的反应生成目标产物,具体合成路线为。
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高三化学考试
注意事项:
1.本试卷共100分考试时间75分钟
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 O-16 Na-23 Ni-59 Zn-65
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列叙述中,不涉及氧化还原反应的是
A. 利用煤干馏制备焦炭 B. 豆科植物的根瘤固氮
C. 将铝片投入冷浓硫酸中 D. 用碳酸钠处理硫酸钙型锅炉水垢
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 中子数为1的氢原子:
B. 的VSEPR模型:
C. HCl中共价键的电子云轮廓图:
D. 分子的电子式:
3. 下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是
A. 乙酸和乙二酸:分别滴入适量酸性高锰酸钾溶液中
B. 和:用湿润的淀粉-KI试纸
C. 乙酸和甲酸甲酯:利用核磁共振仪分析结构
D. 等浓度的溶液和溶液:滴加KSCN溶液
4. 用下列化学知识解释对应实践活动,合理的是
选项
实践活动
化学知识
A
制作面点时加入食用纯碱
可与酸发生反应
B
钢闸门连接外接电源负极
牺牲阳极法进行金属防护
C
草酸钾可用作衣物除锈剂
草酸钾溶液因水解呈碱性
D
使用聚乳酸制作包装材料
聚乳酸可在自然界中降解
A. A B. B C. C D. D
5. 某医药合成中间体的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 所有碳原子处于同一平面上
C. 苯环上的一氯代物有2种 D. 能发生氧化、还原、水解反应
阅读下列材料,完成下面小题。
氟与氮、磷、硼等非金属元素均能形成化合物。与反应生成(结构为)和HF;具有较强的配位能力,可形成化合物六氟磷酸钠()、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐();极易水解生成硼酸{化学式为,在水溶液中可电离生成,的层状结构为}和HF;在一定条件下可与水形成晶体()。
6. 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24L HF中含极性键数目为
B. 62g硼酸晶体中所含氢键数目为
C. 1L硼酸溶液中含数目小于
D. 0.1mol中含有的价电子总数为
7. 下列说法错误的是
A. 沸点:六氟磷酸钠>1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐
B. 键角:
C. 晶体中含有共价键、配位键、氢键
D. 低温时溶解度低可能与其分子间存在氢键有关
8. 酿酒过程中,葡萄糖转化为乙醇的反应过程如图所示。下列有关说法正确的是
A. 过程①:反应前后手性碳原子数不变
B. 过程②:产物中键与键数目之比为9:1
C. 酸性:比丙酸弱
D. 过程③前后有两个碳原子的杂化方式发生改变
9. 下列实验装置正确且能达到相应实验目的的是
实验装置
实验目的
A.探究苯环对甲基的影响
B.在铁片上镀镍
实验装置
实验目的
C.验证浓硫酸与铜反应的产物中含有Cu2+
D.利用HCl标准溶液测定氨水浓度
A. A B. B C. C D. D
10. 将8mL0.01mol·L-1的FeCl3溶液与8mL0.02mol·L-1的KSCN溶液混合,所得红色溶液等分成4份,进行下列实验:
序号
实验内容
实验现象
①
不加试剂,作对照
由①→④,溶液红色依次变浅
②
注入4mL蒸馏水
③
注入4mL0.04mol·L-1的NH4Cl溶液
④
注入4mL0.04mol·L-1的KCl溶液
已知:(ⅰ)、(ⅱ)。
下列推断正确的是
A. 由①、②知,溶液红色变浅是反应ⅰ平衡逆向移动导致的
B. 由③、④知,阳离子种类不同一定引起实验结果不同
C. 对比③、④,可知:③<④
D. 由①→④推测,①中加入少量KCl固体,溶液红色不变
11. 复旦大学开发的可注射植入的柔性纤维电池,能直接利用体液作电解质,通过钠离子的嵌入和脱出,可实现能量的存储和释放。放电时总反应为,其结构简图如图所示。
下列说法正确的是
A. 放电时,M极电极电势高于N极
B. 放电时,若转移,M极增重23g
C. 充电时,向N极移动
D. 充电时,N极的电极反应式为
12. 主族元素R、X、Y、Z分布在三个短周期,原子序数依次增大,基态Y原子的核外电子空间运动状态有6种;化合物[Y(XR3)6]Z2的晶胞结构如图所示(○位于形成的正四面体中心)。下列说法正确的是
A. 四种元素中,Z的原子半径最大
B. 最高价含氧酸的酸性:X>Z
C. 题给化合物晶体中,Z⁻周围最近且等距的Z⁻有6个
D. [Y(XR3)6]Z2的热稳定性高于YZ2
13. 一定温度下,向容积固定的密闭容器中充入A(g)和B(g)发生反应Ⅰ、Ⅱ(均为放热反应),反应过程中A(g)及M(g)、N(g)的占比随时间的变化如图所示。已知(T为温度,R、C为常数且R>0)。
下列说法正确的是
A. 反应的焓变():反应Ⅰ<反应Ⅱ
B. 相同条件下,生成产物N(g)的活化能更低
C. 时间段,M(g)和N(g)的平均生成速率相等
D. 一定温度下,改变B(g)浓度可调节平衡后M(g)和N(g)的产出比
14. 室温下,分别向NaHA(H2A为二元弱酸)、RCl3两种盐溶液中滴加NaOH溶液,测得pM[p表示负对数,M表示或]随pOH的变化关系如图所示。已知溶液中某离子的浓度≤时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A. 常温下,的数量级为
B. NaHA溶液中:
C. R3+恰好沉淀完全时pH为8.7
D. a点对应的坐标为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 稀土元素是国防科技中的关键战略材料,从富磷矿中提取稀土元素的流程如下:
已知:①富磷矿的主要成分为,含少量(RE代表稀土元素)和Fe、Si元素的氧化物;
②可与多种过渡金属离子形成可溶性配合物。
回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表第__________周期__________族。
(2)“酸浸”时发生反应生成两种酸,其中一种酸能与反应。该酸与反应的化学方程式为_____________________________。
(3)①流程中设计“萃取”环节的主要目的是____________________,但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
②中性磷酸酯类萃取剂有和等,其结构分别如图所示,萃取的原理是与萃取剂中的P=O结构形成配位键。从结构角度解释萃取的能力强于的原因是________________________________。
(4)“反萃取”的目的是分离稀土元素与铁元素,金属离子沉淀率随pH变化如图所示:
先加入,发生反应的离子方程式为__________________________________;再通入氨气,将溶液pH调为__________时RE和Fe元素的分离效果较好(生成的沉淀主要是)。
(5)“净化”时,加入硫酸生成的沉淀是__________(填化学式)。
(6)“沉RE”时,测得的沉淀率随的变化情况如图所示。
沉淀的离子方程式为______________________;大于1.6时,沉淀率下降的原因是___________________________。
16. 葡萄糖酸锌具有抗氧化和增强免疫作用,是一种常用的补锌剂。葡萄糖酸锌易溶于热水,不溶于乙醇和氯仿。实验室可用葡萄糖酸钙与硫酸锌直接制备葡萄糖酸锌,步骤为:先配制浓溶液,再向浓溶液中缓慢加入葡萄糖酸钙粉末,90℃保温20min;静置、趁热减压抽滤,弃去滤渣。将滤液进行脱色,然后转入仪器X中,小火加热浓缩至黏稠状;冷却至室温,加入95%乙醇溶液,析晶、抽滤,得葡萄糖酸锌粗品。经重结晶、50℃下烘干,获得葡萄糖酸锌纯品。
回答下列问题:
(1)下列仪器中,制备葡萄糖酸锌粗品时不需要使用的是________(填名称)。
(2)制备葡萄糖酸锌粗品过程中,需控温90℃的原因是_______________。
(3)实验中趁热减压抽滤的优点是_____________________;加入95%乙醇溶液的作用为_____________。
(4)将滤液转入仪器X前可以用________(填名称)进行脱色。
(5)含量测定。称取0.500g上述纯品,用25.00mL水溶解,依次加入氨-氯化铵缓冲液和铬黑T指示剂,用0.050 mol·L⁻¹的EDTA(用表示)溶液滴定(反应式为),达到滴定终点时消耗EDTA标准溶液18.60mL;用25.00mL水,不加葡萄糖酸锌,重复上述实验,消耗EDTA标准溶液0.10mL。
①加入一定量缓冲溶液可控制溶液pH在9~10的原因是_________________。
②纯品中锌元素的质量分数为_____(保留2位有效数字)。
(6)利用__________测定葡萄糖酸锌中特定化学键,以验证产物的结构。
a.元素分析仪 b.核磁共振仪 c.红外光谱仪 d.X射线衍射仪
17. 脱硝(将氮氧化物转化为氮气)是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)早期是利用还原法将还原为进行脱除。
已知:①
②
则的。
(2)汽车尾气的脱硝反应为。一定温度下,在密闭容器中加入1mol CO和1mol NO发生此脱硝反应。
①若密闭容器的容积可变。下列能表示该反应达到平衡状态的是_____(填标号)。
a.容器内气体密度不变 b.正、逆反应速率均为零
c.容器内压强不变 d.NO和N2的消耗速率之比为2:1
②若密闭容器的容积恒定(起始压强为),部分物质的体积分数随时间变化如图1所示:
平衡时__________;min之后,再充入和达到平衡,与原平衡相比,的值__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)柴油车尾气处理中,快速脱硝反应原理为。当尾气中时,会发生快速脱硝反应。
①在催化剂作用下,脱除率与温度的关系如图2所示。M点后,脱除率降低的原因有多种。下列推断不合理的是__________(填标号)。
a.平衡常数变大 b.副反应增多 c.催化剂活性降低
②控制其他条件相同,分别将下列两组混合气体投入反应器中反应(该条件下与不发生反应),测得A组的脱除率明显低于B组。
混合气体物质的量
A组
4mol NH3+4mol NO+1mol O2
B组
4mol NH3+2mol NO+2mol NO2
A组脱除率低的原因可能是____________________________。
(4)铜铈催化剂(基中添加,和都具有储释氧能力)协同催化在处理汽车尾气时催化性能更为优异。为探究CO主要是吸附在还是表面活性位点上,通过实验获得的结果如图3所示。由图推断,CO主要吸附在__________(填“”或“”)表面活性位点上;过多,CO转化率下降的原因可能是___________________________。
18. 瑞普替尼(K)是一种新一代靶向抗癌药,属于酪氨酸激酶抑制剂,合成路线如下:
已知:i.;
ii.,易与含活泼氢化合物(HY)发生反应(HY代表、、、等)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________________。
(2)A的化学名称为_________;B→D涉及的反应类型依次为________________。
(3)C也能发生类似E→F的反应,写出C在中反应的化学方程式:______________________________。
(4)D→E中的THF(四氢呋喃,结构简式为)被称为“万能溶剂”。下列物质可用来替代THF的是__________(填标号)。
a. b. c. d.
(5)M是B的同分异构体,同时满足下列条件的M共有_______种;
①除苯环外无其他环状结构;②氟原子直接与苯环相连;③核磁共振氢谱显示为5组峰。
其中,能与NaOH按物质的量之比1:2反应(不考虑F的水解)的M的结构简式为__________(写1种即可)。
(6)利用题给信息,设计由和制备的合成路线__________________________(无机试剂和有机溶剂任选)。
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