安徽省蚌埠市2023年高三下学期第三次教学质量检查考试理综化学试题
一、单选题
1.(2023·蚌埠模拟)勤洗手是预防细菌和病毒感染简单而有效的方法。一种免洗洗手液成分为三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等,下列有关此洗手液的说法错误的是( )
A.应远离火源,避光存放
B.甘油可以起到保湿作用
C.其消毒原理与“84”消毒液的不同
D.启用后,可长期使用而不会降低消毒效果
【答案】D
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】A.该免洗洗手液成分为三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等,含有易燃物质,应远离火源,避光存放,A不符合题意;
B.甘油易溶于水,具有强的吸水性,因此可以起到保湿作用,B不符合题意;
C.“84”消毒液消毒的原理是利用其强养护性,三氯羟基二苯醚乙醇消毒的原理是破坏细菌或病毒的蛋白质结构,二者原理不同,C不符合题意;
D.启用后,若长时间不用,洗手液中的有效成分会挥发或发生变质,消毒效果降低,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等易燃;
B.甘油含有三个羟基,易溶于水,具有较强的吸水性;
C.“84”消毒液利用其强氧化性消毒,三氯羟基二苯醚乙醇消毒的原理是破坏细菌或病毒的蛋白质结构;
D.启用后,若长时间不用,洗手液中的有效成分会挥发或发生变质。
2.(2023·蚌埠模拟)某抗癌、抗癫痫药物中间体M的结构如图所示。下列有关M的说法正确的是( )
A.碳原子和氧原子的杂化方式均有两种
B.分子中最多有9个碳原子共面
C.与溴水发生反应时,1 mol M最多消耗4 mol Br2
D.可发生加成反应、氧化反应、水解反应
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.M分子中所有碳原子均为sp2杂化,A不符合题意;
B.苯环上及与苯环直接相连的碳原子共平面,则分子中最多有9个碳原子共面,B符合题意;
C.苯环上酚羟基的邻位和对位可与Br2发生取代反应,碳碳双键能与Br2发生加成反应,则1molM最多消耗3 molBr2,C不符合题意;
D.M分子中不含酯基,不能发生水解反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苯环和双键碳原子采用sp2杂化;
B.苯环和双键均为平面结构,单键可旋转;
C.酚羟基的邻位和对位可与Br2发生取代反应;
D.该物质不含能水解的官能团,不能发生水解反应。
3.(2023·蚌埠模拟)与锂离子电池相比,有机电池不依赖战略金属、充电速度更快且环境友好。如图是一种可降解的多肽电池。(假设离子交换膜仅允许通过)下列说法错误的是( )
A.放电时d为正极,充电时b为阴极
B.c电极的电极方程式为:
C.放电时,电路中每通过NA个电子,负极区质量增加149g
D.充电时,总反应方程式为:
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据反应,放电时,d电极失去电子,发生氧化反应,为负极,充电时,b电极接电源的负极,为阴极,A符合题意;
B.c电极为放电时的正极,得电子,发生还原反应,B不符合题意;
C.放电时,阴离子向负极移动,每通过个电子,就有1mol进入负极区,负极区质量增加149g,C不符合题意;
D.由反应可知,从左往右为放电反应,从右往左为充电反应,所以将电极反应相加得总反应为:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】放电时,d电极发生氧化反应,为负极,则电极c为正极,电极b与电源负极相连,为阴极,电极a与电源正极相连,为阳极。
4.(2023·蚌埠模拟)X、Y、Z、W是前4周期原子序数依次增大的主族元素,X在周期表中非金属性最强,Y的周期序数与族序数相等,Z原子次外层电子数是核外电子总数的一半,基态W原子核外16个轨道上填有电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
C.第一电离能:I1(W)
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:r(X)
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,第一电离能:I1(W)
故答案为:C。
【分析】X在周期表中非金属性最强,则X为F元素,Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al元素,Z原子次外层电子数是核外电子总数的一半,则Z为S元素。
5.(2023·蚌埠模拟)下列实验操作、现象和结论一致的是( )
选项 操作 现象 解释(或结论)
A 向补铁口服液中滴加几滴酸性KMnO4溶液 紫色褪去 补铁口服液中有Fe2+
B 向I2水中先加浓NaOH溶液,再加CCl4,振荡后静置 液体分层, 上层无色,下层紫红色 CCl4能萃取碘水中的碘,而NaOH溶液不能
C 向盛有1 mL乙酸乙酯的a、b两支试管中分别加入2 mL H2O、2 mLNaOH溶液,70 ~ 80℃热水浴 试管 a液体分层,酯层无明显 变化; 试管b酯层消失 乙酸乙酯在碱性条件下可以水解;
D 向Fe(NO3)3溶液中先加稀HNO3 ,再加NaCl 溶液黄色先褪去,再变为黄色 HNO3的强氧化性将Fe3+氧化为无色, Cl-的还原性再将其还原为Fe3+
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.、等还原性离子都能使酸性褪色,所以口服液中不一定是,A不符合题意;
B.向水中先加浓溶液,发生反应后没有剩余,再加CCl4,振荡后静置,溶液分层,但是没有紫色出现,B不符合题意;
C.向含有乙酸乙酯的试管 a加入2 mL H2O,酯层物明显变化,向含有乙酸乙酯的试管 b中加入2 mLNaOH溶液,70 ~ 80℃热水浴,酯层消失,则乙酸乙酯在碱性条件下可以水解,C符合题意;
D.与形成络合物,颜色变化不是因为将其氧化,加入,的存在影响配合物的种类,颜色发生了变化不是因为还原,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯离子也能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
B.碘能与氢氧化钠反应;
C.乙酸乙酯在碱性条件下发生水解;
D.与形成络合物。
6.(2023·蚌埠模拟)1889 年,Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=(R,C均为常数)。已知2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ,经历反应1和反应2两步:
反应1:2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2:N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65. 7 kJ·mol-1
两步反应的活化能Ea1 < Ea2。某课题组通过实验绘制出两步反应lnK、lnk随 的变化曲线如图所示(K表示平衡常数) ,下列说法中错误的是( )
A.2molNO与1molO2充分反应,放出热量小于112kJ
B.曲线③表示的是k2随的变化关系
C.温度越高,单位时间内NO的转化率可能越低
D.相同条件下,O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.反应1:2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2:N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65.7 kJ·mol-1
由盖斯定律可知,反应1+2得:2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH2=-112kJ·mol-1,反应可逆反应,故2molNO与1molO2充分反应,放出热量小于112kJ,故A不符合题意;
B.由分析可知,曲线④表示的是k2随的变化关系,故B符合题意;
C.反应为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,则单位时间内NO的转化率可能越低,故C不符合题意;
D.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;两步反应的活化能Ea1 < Ea2,相同条件下,O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据盖斯定律分析;
B.依据曲线变化分析;
C.依据影响化学平衡的因素分析;
D.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应。
7.(2023·蚌埠模拟)百里酚蓝(以下记为H2A)是一种有机弱酸,结构如图1所示,其电离平衡可表示为:
25℃时0.1 mol·L-1溶液中,H2A、HA-、A2-的分布分数 δ与pH的变化关系如图2所示。 已知: δ(A2-) =
下列说法错误的是( )
A.溶液由黄色变为蓝色原因是酚羟基发生了变化
B.δ(HA-)=
C.pH=7.0:c(HA-) >c(A2-) >c(H2A) >c(H+) =c(OH- )
D.NaOH 滴定CH3COOH,可用H2A作指示剂,溶液由红色变为橙色且半分钟内不复原即为滴定终点
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据结构可知,百里酚蓝为二元弱酸,其中酚羟基更加难以电离,根据信息可知,溶液由黄色变为蓝色原因是酚羟基发生了变化,A不符合题意;
B.根据 可知,,,将其代入,B不符合题意;
C.根据分析结合图示可知,pH=7.0:c(HA-) >c(A2-) >c(H2A) >c(H+) =c(OH- ),C不符合题意;
D.滴定终点为醋酸钠溶液,溶液显碱性,根据题给信息可知,此时溶液应该橙色变蓝色,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据官能团结构,百里酚蓝为二元弱酸,其中酚羟基更加难以电离分析;
B.根据 ,利用,分析;
C.根据图示分析;
D.依据滴定终点为醋酸钠溶液,溶液显碱性分析。
二、非选择题
8.(2023·蚌埠模拟)实验室制取溴苯的装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5 mL Br2,静置,经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Br2, 维持体系微沸至Br2加完,70~ 80℃水浴15min。(诱导期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0的时期)反应结束后产品处理:
有关数据如下:
物质 苯 溴 溴苯
密度(g· cm-3) 0.88 3.12 1.50
沸点/℃ 80 59 156
在水中的溶解性 不溶 微溶 不溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)溴苯的制备需在无水条件下进行,原因是 。
(3)A装置盛装 ( 填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现 ( 填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I用10% NaOH溶液洗涤其离子反应方程式为 ,有机层Ⅱ水洗的目的是 。
(6)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是 。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)催化剂FeBr3 遇水发生水解,失去催化活性
(3)AgNO3溶液
(4)体系中不再有红棕色的溴蒸气
(5)Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O;除去Na+、Br-、BrO-等无机离子
(6)蒸馏
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由图可知仪器a的名称是球形冷凝管;
(2)该反应中需要催化剂溴化铁,而溴化铁容易水解,故答案为:催化剂FeBr3遇水发生水解,失去催化活性;
(3)苯和溴反应生成溴苯和溴化氢,其中溴化氢可以和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀,故A装置盛装AgNO3溶液;
(4)溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色,当诱导期结束后溴蒸汽就消耗完了,则红棕色消失,故答案为:体系中不再有红棕色的溴蒸气;
(5)单质溴容易溶解在有机溶剂中,单质溴可以和氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠,或者生成溴化钠和溴酸钠,故离子方程式为:Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O;溶液中的离子容易溶解在水中,故有机层Ⅱ水洗的目的是除去Na+、Br-、BrO-等无机离子;
(6)有机层Ⅲ的主要成分是苯和溴苯的混合物,两者沸点不同,故分离两者的操作方法为:蒸馏。
【分析】(1)依据仪器构造确定名称;
(2)依据催化剂溴化铁容易水解分析;
(3)依据溴离子的检验选择试剂;
(4)利用溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色分析;
(5)单质溴和氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水;依据相似相溶原理分析;
(6)互溶但是沸点相差较大的液体分离用蒸馏法。
9.(2023·蚌埠模拟)可利用炼锌矿渣(主要含Ga2O3·3Fe2O3,ZnO·Fe2O3)制备半导体材料GaN并分离Fe和Zn ,其工艺流程如图所示:
已知:①镓又称为“类铝”,其性质与铝类似;
②一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示:
金属离子 Fe3+ Ga3+ Zn2+ Fe2+
开始沉淀 1.7 3.0 5.5 8.0
沉淀完全 3.2 4.9 8.0 9.6
萃取率(%) 99 97 ~98. 5 0 0
回答下列问题:
(1)过滤后,滤液的主要成分是 (填化学式)。
(2)固体M为 ,其作用是 。
(3)反萃取的离子方程式为 。
(4)合成得到的产物是( CH3 )3Ca,经化学气相沉积(类似于取代反应) ,副产物为 (填名称)。
(5)GaN晶体结构如图所示,其中Ga原子采取 堆积,N原子填在Ga原子所形成的正四面体空隙中,则正四面体空隙的填隙率为 。(填隙率=)
【答案】(1)ZnSO4
(2)Fe;将Fe3+转化为Fe2+ ,避免Fe3+被萃取
(3)Ca3++4OH- =[ Ga(OH)4]-或Ga3+ +4OH- = + 2H2O
(4)甲烷
(5)六方最密;50%
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;无机物的推断;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)由分析可知,过滤后,滤液的主要成分是ZnSO4。
(2)由萃取率表,Fe3+的萃取率为99%,Fe2+为0%,故为了使铁元素不进入有机层而达到萃取的目的,需要将Fe3+还原为Fe2+,则加入的固体X为还原剂,不引入新杂质,故X为Fe,目的为使Fe3+还原为Fe2+,通过萃取分液除去铁元素。
(3)由分析可知,分液后,用氢氧化钠溶液进行反萃取,由于Ga与Al同主族,化学性质相似,Ga3+转化为GaO进入水层,该过程的离子方程式为:Ca3++4OH- =[ Ga(OH)4]-或Ga3+ +4OH- = + 2H2O。
(4)以合成的三甲基镓[Ga(CH3)3]为原料,使其与NH3发生反应得到GaN和另一种气态产物,根据原子守恒可知,气态物质为甲烷化学式为CH4,名称为甲烷。
(5)GaN晶体结构如图所示,其中Ga原子采取六方最密堆积,由晶胞图分析可知,N原子填充在Ga形成的正四面体空隙中,一个晶胞中共有8个正四面体空隙,N原子填充了4个,所以填充率为50%。
【分析】(1)依据流程图,利用反应物和产物的性质判断;
(2)依据萃取率表,加入还原剂,且不引入新杂质分析;
(3)利用已知 ① 信息分析
(4)根据原子守恒分析;
(5)依据晶体结构图分析。
10.(2023·蚌埠模拟)能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)在298K、100kPa时,已知:
C(s,石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1
在298K时由C(s,石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为 。
(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1
副反应:CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1
工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右,其主要原因为 。
(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ,保持总压为100kPa发生反应:
CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当=1时,NO的平衡转化率~;T2时NO平衡转化率~的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是 。
A.气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~的关系是 (填“I”或“II”),T1 T2(填“>”或“<”)。
③在=1、T2时,CH4的平衡分压为 。已知:该反应的标准平衡常数 ,其中=100 kPa,p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、 p(N2)和p( H2O)为各组分的平衡分压,则该温度下 = 。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
【答案】(1)2C(s,石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·mol-1
(2)温度低于500 ℃ ,反应速率低;温度高于500 ℃ ,对副反应影响较大,化学平衡向生成CO的方向移动程度增大,不利于甲烷的生成
(3)C;II;>;45 kPa;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)设①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1;
②H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1;
利用盖斯定律将①×2+②-③×可得:
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=(-393.5kJ/mol)×2+×(-571.6kJ/mol)-×(-2599 kJ/mol)=+226.7kJ/mol;
(2)加氢合成甲烷时,温度低于500℃时,反应速率低,温度高于500℃,对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g),正反应吸热,平衡向生成CO的方向移动程度增大,都不利于甲烷的生成,故答案为:温度低于500 ℃ ,反应速率低;温度高于500 ℃ ,对副反应影响较大,化学平衡向生成CO的方向移动程度增大,不利于甲烷的生成;
(3)①A.该反应前后气体计量系数不变,故气体体积也始终不变,则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡,A不正确;
B.由选项A可知,该反应前后气体计量系数不变,且所有的反应物和产物都是气体,则该反应体系的密度始终不变,则混合气体的平均相对分子质量保持不变,不能证明反应达到平衡,B不正确;
C.随着反应的进行一氧化氮在减少,氮气在增大,则一直在变化,故不再变化可以证明反应达到平衡,C正确;
故答案为:C;
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知,随着的增大,即增大NO的投入量,平衡正向移动,CH4的转化率增大而NO的转化率却减小,由图3所示信息可知,曲线II表示T3K下NO平衡转化率~的关系,由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知,升高温度平衡逆向移动,则NO的转化率减小,由图中曲线I表示=1时NO平衡转化率~关系图,从图中所示信息可知,T越大,则越小,NO的转化率越小,故Tl>T2,故答案为:II;>;
由题干图示信息可知,在=1、T2K下,NO的转化率为40%,根据三段式分析可知,,则该反应平衡时CH4的体积分数为=10%,则此时CH4的平衡分压分别为:p(CH4)==45kPa,p(NO)==30kPa,p(CO2)==5kPa,p(N2)==10kPa,p(H2O)==10kPa,故该反应的标准平衡常数==,故答案为:45kPa;。
【分析】(1)利用盖斯定律分析;
(2)依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
(3)①利用“变者不变即平衡”;
②增大一种反应物的量,可提高其它反应物的转化率,自身的转化率反应降低;
③利用三段式法计算。
11.(2023·蚌埠模拟)受体拮抗剂是指能与受体结合,但不具备内在活性的一类物质。 某受体拮抗剂的中间体G的合成路线如下:
已知:①
②R-CN R-COOH
请回答:
(1)化合物C的分子式是 ,其含氧官能团的名称是 。
(2)由A生成B的反应类型是 。
(3)已知:碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳。写出化合物G与足量H2发生加成反应产物的结构简式,并田*标出其中的手性碳原子 。
(4)化合物M是比B少一个碳原子的同系物,请写出符合以下四个条件的同分异构体的结构简式 。
①遇FeCl3溶液发生显色反应
②苯环上连有两个取代基
③核磁共振氢谱有5组吸收峰
④1 mol物质与足量NaHCO3溶液反应最多产生1 mol CO2
(5)写出E→F的化学方程式 。
(6)以化合物等为原料,设计合成化合物的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) 。
【答案】(1)C11H12O2;羰基、醚键
(2)还原反应
(3)
(4)
(5)+NaCN+NaCl
(6)
【知识点】有机物的合成;羧酸简介;酮
【解析】【解答】(1)根据化合物C的结构简式,分子式为:,分子中含有的含氧官能团为:羰基、醚键;
(2)由A和B的结构简式分析,A生成B,脱氧加氢,为还原反应;
(3)化合物G与氢气发生加成反应,生成,手性碳原子为:;
(4)化合物M,比B少了一个C原子,①遇FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有酚羟基结构,②苯环上连有两个取代基,③核磁共振氢谱有5组吸收峰,另一个取代基在酚羟基的对位上,④1 mol物质与足量溶液反应最多产生,分子中含有1个,综上所述,符合条件M的结构简式为:;
(5)E与发生取代反应生成F,发生反应的化学方程式为:+NaCN+NaCl;
(6)根据题目的合成信息,以化合物等为原料,设计合成化合物的路线为:。
【分析】(1)根据结构简式确定分子式,根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)手性碳是碳原子连接4个不同的原子或原子团的物质分析;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(5)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
安徽省蚌埠市2023年高三下学期第三次教学质量检查考试理综化学试题
一、单选题
1.(2023·蚌埠模拟)勤洗手是预防细菌和病毒感染简单而有效的方法。一种免洗洗手液成分为三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等,下列有关此洗手液的说法错误的是( )
A.应远离火源,避光存放
B.甘油可以起到保湿作用
C.其消毒原理与“84”消毒液的不同
D.启用后,可长期使用而不会降低消毒效果
2.(2023·蚌埠模拟)某抗癌、抗癫痫药物中间体M的结构如图所示。下列有关M的说法正确的是( )
A.碳原子和氧原子的杂化方式均有两种
B.分子中最多有9个碳原子共面
C.与溴水发生反应时,1 mol M最多消耗4 mol Br2
D.可发生加成反应、氧化反应、水解反应
3.(2023·蚌埠模拟)与锂离子电池相比,有机电池不依赖战略金属、充电速度更快且环境友好。如图是一种可降解的多肽电池。(假设离子交换膜仅允许通过)下列说法错误的是( )
A.放电时d为正极,充电时b为阴极
B.c电极的电极方程式为:
C.放电时,电路中每通过NA个电子,负极区质量增加149g
D.充电时,总反应方程式为:
4.(2023·蚌埠模拟)X、Y、Z、W是前4周期原子序数依次增大的主族元素,X在周期表中非金属性最强,Y的周期序数与族序数相等,Z原子次外层电子数是核外电子总数的一半,基态W原子核外16个轨道上填有电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
C.第一电离能:I1(W)
5.(2023·蚌埠模拟)下列实验操作、现象和结论一致的是( )
选项 操作 现象 解释(或结论)
A 向补铁口服液中滴加几滴酸性KMnO4溶液 紫色褪去 补铁口服液中有Fe2+
B 向I2水中先加浓NaOH溶液,再加CCl4,振荡后静置 液体分层, 上层无色,下层紫红色 CCl4能萃取碘水中的碘,而NaOH溶液不能
C 向盛有1 mL乙酸乙酯的a、b两支试管中分别加入2 mL H2O、2 mLNaOH溶液,70 ~ 80℃热水浴 试管 a液体分层,酯层无明显 变化; 试管b酯层消失 乙酸乙酯在碱性条件下可以水解;
D 向Fe(NO3)3溶液中先加稀HNO3 ,再加NaCl 溶液黄色先褪去,再变为黄色 HNO3的强氧化性将Fe3+氧化为无色, Cl-的还原性再将其还原为Fe3+
A.A B.B C.C D.D
6.(2023·蚌埠模拟)1889 年,Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=(R,C均为常数)。已知2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ,经历反应1和反应2两步:
反应1:2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2:N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65. 7 kJ·mol-1
两步反应的活化能Ea1 < Ea2。某课题组通过实验绘制出两步反应lnK、lnk随 的变化曲线如图所示(K表示平衡常数) ,下列说法中错误的是( )
A.2molNO与1molO2充分反应,放出热量小于112kJ
B.曲线③表示的是k2随的变化关系
C.温度越高,单位时间内NO的转化率可能越低
D.相同条件下,O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著
7.(2023·蚌埠模拟)百里酚蓝(以下记为H2A)是一种有机弱酸,结构如图1所示,其电离平衡可表示为:
25℃时0.1 mol·L-1溶液中,H2A、HA-、A2-的分布分数 δ与pH的变化关系如图2所示。 已知: δ(A2-) =
下列说法错误的是( )
A.溶液由黄色变为蓝色原因是酚羟基发生了变化
B.δ(HA-)=
C.pH=7.0:c(HA-) >c(A2-) >c(H2A) >c(H+) =c(OH- )
D.NaOH 滴定CH3COOH,可用H2A作指示剂,溶液由红色变为橙色且半分钟内不复原即为滴定终点
二、非选择题
8.(2023·蚌埠模拟)实验室制取溴苯的装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5 mL Br2,静置,经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Br2, 维持体系微沸至Br2加完,70~ 80℃水浴15min。(诱导期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0的时期)反应结束后产品处理:
有关数据如下:
物质 苯 溴 溴苯
密度(g· cm-3) 0.88 3.12 1.50
沸点/℃ 80 59 156
在水中的溶解性 不溶 微溶 不溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)溴苯的制备需在无水条件下进行,原因是 。
(3)A装置盛装 ( 填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现 ( 填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I用10% NaOH溶液洗涤其离子反应方程式为 ,有机层Ⅱ水洗的目的是 。
(6)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是 。
9.(2023·蚌埠模拟)可利用炼锌矿渣(主要含Ga2O3·3Fe2O3,ZnO·Fe2O3)制备半导体材料GaN并分离Fe和Zn ,其工艺流程如图所示:
已知:①镓又称为“类铝”,其性质与铝类似;
②一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示:
金属离子 Fe3+ Ga3+ Zn2+ Fe2+
开始沉淀 1.7 3.0 5.5 8.0
沉淀完全 3.2 4.9 8.0 9.6
萃取率(%) 99 97 ~98. 5 0 0
回答下列问题:
(1)过滤后,滤液的主要成分是 (填化学式)。
(2)固体M为 ,其作用是 。
(3)反萃取的离子方程式为 。
(4)合成得到的产物是( CH3 )3Ca,经化学气相沉积(类似于取代反应) ,副产物为 (填名称)。
(5)GaN晶体结构如图所示,其中Ga原子采取 堆积,N原子填在Ga原子所形成的正四面体空隙中,则正四面体空隙的填隙率为 。(填隙率=)
10.(2023·蚌埠模拟)能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)在298K、100kPa时,已知:
C(s,石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1
在298K时由C(s,石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为 。
(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1
副反应:CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1
工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右,其主要原因为 。
(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ,保持总压为100kPa发生反应:
CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当=1时,NO的平衡转化率~;T2时NO平衡转化率~的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是 。
A.气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~的关系是 (填“I”或“II”),T1 T2(填“>”或“<”)。
③在=1、T2时,CH4的平衡分压为 。已知:该反应的标准平衡常数 ,其中=100 kPa,p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、 p(N2)和p( H2O)为各组分的平衡分压,则该温度下 = 。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
11.(2023·蚌埠模拟)受体拮抗剂是指能与受体结合,但不具备内在活性的一类物质。 某受体拮抗剂的中间体G的合成路线如下:
已知:①
②R-CN R-COOH
请回答:
(1)化合物C的分子式是 ,其含氧官能团的名称是 。
(2)由A生成B的反应类型是 。
(3)已知:碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳。写出化合物G与足量H2发生加成反应产物的结构简式,并田*标出其中的手性碳原子 。
(4)化合物M是比B少一个碳原子的同系物,请写出符合以下四个条件的同分异构体的结构简式 。
①遇FeCl3溶液发生显色反应
②苯环上连有两个取代基
③核磁共振氢谱有5组吸收峰
④1 mol物质与足量NaHCO3溶液反应最多产生1 mol CO2
(5)写出E→F的化学方程式 。
(6)以化合物等为原料,设计合成化合物的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】A.该免洗洗手液成分为三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等,含有易燃物质,应远离火源,避光存放,A不符合题意;
B.甘油易溶于水,具有强的吸水性,因此可以起到保湿作用,B不符合题意;
C.“84”消毒液消毒的原理是利用其强养护性,三氯羟基二苯醚乙醇消毒的原理是破坏细菌或病毒的蛋白质结构,二者原理不同,C不符合题意;
D.启用后,若长时间不用,洗手液中的有效成分会挥发或发生变质,消毒效果降低,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.三氯羟基二苯醚乙醇、甘油等易燃;
B.甘油含有三个羟基,易溶于水,具有较强的吸水性;
C.“84”消毒液利用其强氧化性消毒,三氯羟基二苯醚乙醇消毒的原理是破坏细菌或病毒的蛋白质结构;
D.启用后,若长时间不用,洗手液中的有效成分会挥发或发生变质。
2.【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.M分子中所有碳原子均为sp2杂化,A不符合题意;
B.苯环上及与苯环直接相连的碳原子共平面,则分子中最多有9个碳原子共面,B符合题意;
C.苯环上酚羟基的邻位和对位可与Br2发生取代反应,碳碳双键能与Br2发生加成反应,则1molM最多消耗3 molBr2,C不符合题意;
D.M分子中不含酯基,不能发生水解反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苯环和双键碳原子采用sp2杂化;
B.苯环和双键均为平面结构,单键可旋转;
C.酚羟基的邻位和对位可与Br2发生取代反应;
D.该物质不含能水解的官能团,不能发生水解反应。
3.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据反应,放电时,d电极失去电子,发生氧化反应,为负极,充电时,b电极接电源的负极,为阴极,A符合题意;
B.c电极为放电时的正极,得电子,发生还原反应,B不符合题意;
C.放电时,阴离子向负极移动,每通过个电子,就有1mol进入负极区,负极区质量增加149g,C不符合题意;
D.由反应可知,从左往右为放电反应,从右往左为充电反应,所以将电极反应相加得总反应为:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】放电时,d电极发生氧化反应,为负极,则电极c为正极,电极b与电源负极相连,为阴极,电极a与电源正极相连,为阳极。
4.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:r(X)
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,第一电离能:I1(W)
故答案为:C。
【分析】X在周期表中非金属性最强,则X为F元素,Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al元素,Z原子次外层电子数是核外电子总数的一半,则Z为S元素。
5.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.、等还原性离子都能使酸性褪色,所以口服液中不一定是,A不符合题意;
B.向水中先加浓溶液,发生反应后没有剩余,再加CCl4,振荡后静置,溶液分层,但是没有紫色出现,B不符合题意;
C.向含有乙酸乙酯的试管 a加入2 mL H2O,酯层物明显变化,向含有乙酸乙酯的试管 b中加入2 mLNaOH溶液,70 ~ 80℃热水浴,酯层消失,则乙酸乙酯在碱性条件下可以水解,C符合题意;
D.与形成络合物,颜色变化不是因为将其氧化,加入,的存在影响配合物的种类,颜色发生了变化不是因为还原,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯离子也能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
B.碘能与氢氧化钠反应;
C.乙酸乙酯在碱性条件下发生水解;
D.与形成络合物。
6.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.反应1:2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2:N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65.7 kJ·mol-1
由盖斯定律可知,反应1+2得:2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH2=-112kJ·mol-1,反应可逆反应,故2molNO与1molO2充分反应,放出热量小于112kJ,故A不符合题意;
B.由分析可知,曲线④表示的是k2随的变化关系,故B符合题意;
C.反应为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,则单位时间内NO的转化率可能越低,故C不符合题意;
D.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;两步反应的活化能Ea1 < Ea2,相同条件下,O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据盖斯定律分析;
B.依据曲线变化分析;
C.依据影响化学平衡的因素分析;
D.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应。
7.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据结构可知,百里酚蓝为二元弱酸,其中酚羟基更加难以电离,根据信息可知,溶液由黄色变为蓝色原因是酚羟基发生了变化,A不符合题意;
B.根据 可知,,,将其代入,B不符合题意;
C.根据分析结合图示可知,pH=7.0:c(HA-) >c(A2-) >c(H2A) >c(H+) =c(OH- ),C不符合题意;
D.滴定终点为醋酸钠溶液,溶液显碱性,根据题给信息可知,此时溶液应该橙色变蓝色,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据官能团结构,百里酚蓝为二元弱酸,其中酚羟基更加难以电离分析;
B.根据 ,利用,分析;
C.根据图示分析;
D.依据滴定终点为醋酸钠溶液,溶液显碱性分析。
8.【答案】(1)球形冷凝管
(2)催化剂FeBr3 遇水发生水解,失去催化活性
(3)AgNO3溶液
(4)体系中不再有红棕色的溴蒸气
(5)Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O;除去Na+、Br-、BrO-等无机离子
(6)蒸馏
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由图可知仪器a的名称是球形冷凝管;
(2)该反应中需要催化剂溴化铁,而溴化铁容易水解,故答案为:催化剂FeBr3遇水发生水解,失去催化活性;
(3)苯和溴反应生成溴苯和溴化氢,其中溴化氢可以和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀,故A装置盛装AgNO3溶液;
(4)溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色,当诱导期结束后溴蒸汽就消耗完了,则红棕色消失,故答案为:体系中不再有红棕色的溴蒸气;
(5)单质溴容易溶解在有机溶剂中,单质溴可以和氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠,或者生成溴化钠和溴酸钠,故离子方程式为:Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O;溶液中的离子容易溶解在水中,故有机层Ⅱ水洗的目的是除去Na+、Br-、BrO-等无机离子;
(6)有机层Ⅲ的主要成分是苯和溴苯的混合物,两者沸点不同,故分离两者的操作方法为:蒸馏。
【分析】(1)依据仪器构造确定名称;
(2)依据催化剂溴化铁容易水解分析;
(3)依据溴离子的检验选择试剂;
(4)利用溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色分析;
(5)单质溴和氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水;依据相似相溶原理分析;
(6)互溶但是沸点相差较大的液体分离用蒸馏法。
9.【答案】(1)ZnSO4
(2)Fe;将Fe3+转化为Fe2+ ,避免Fe3+被萃取
(3)Ca3++4OH- =[ Ga(OH)4]-或Ga3+ +4OH- = + 2H2O
(4)甲烷
(5)六方最密;50%
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;无机物的推断;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)由分析可知,过滤后,滤液的主要成分是ZnSO4。
(2)由萃取率表,Fe3+的萃取率为99%,Fe2+为0%,故为了使铁元素不进入有机层而达到萃取的目的,需要将Fe3+还原为Fe2+,则加入的固体X为还原剂,不引入新杂质,故X为Fe,目的为使Fe3+还原为Fe2+,通过萃取分液除去铁元素。
(3)由分析可知,分液后,用氢氧化钠溶液进行反萃取,由于Ga与Al同主族,化学性质相似,Ga3+转化为GaO进入水层,该过程的离子方程式为:Ca3++4OH- =[ Ga(OH)4]-或Ga3+ +4OH- = + 2H2O。
(4)以合成的三甲基镓[Ga(CH3)3]为原料,使其与NH3发生反应得到GaN和另一种气态产物,根据原子守恒可知,气态物质为甲烷化学式为CH4,名称为甲烷。
(5)GaN晶体结构如图所示,其中Ga原子采取六方最密堆积,由晶胞图分析可知,N原子填充在Ga形成的正四面体空隙中,一个晶胞中共有8个正四面体空隙,N原子填充了4个,所以填充率为50%。
【分析】(1)依据流程图,利用反应物和产物的性质判断;
(2)依据萃取率表,加入还原剂,且不引入新杂质分析;
(3)利用已知 ① 信息分析
(4)根据原子守恒分析;
(5)依据晶体结构图分析。
10.【答案】(1)2C(s,石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·mol-1
(2)温度低于500 ℃ ,反应速率低;温度高于500 ℃ ,对副反应影响较大,化学平衡向生成CO的方向移动程度增大,不利于甲烷的生成
(3)C;II;>;45 kPa;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)设①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1;
②H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1;
利用盖斯定律将①×2+②-③×可得:
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=(-393.5kJ/mol)×2+×(-571.6kJ/mol)-×(-2599 kJ/mol)=+226.7kJ/mol;
(2)加氢合成甲烷时,温度低于500℃时,反应速率低,温度高于500℃,对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g),正反应吸热,平衡向生成CO的方向移动程度增大,都不利于甲烷的生成,故答案为:温度低于500 ℃ ,反应速率低;温度高于500 ℃ ,对副反应影响较大,化学平衡向生成CO的方向移动程度增大,不利于甲烷的生成;
(3)①A.该反应前后气体计量系数不变,故气体体积也始终不变,则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡,A不正确;
B.由选项A可知,该反应前后气体计量系数不变,且所有的反应物和产物都是气体,则该反应体系的密度始终不变,则混合气体的平均相对分子质量保持不变,不能证明反应达到平衡,B不正确;
C.随着反应的进行一氧化氮在减少,氮气在增大,则一直在变化,故不再变化可以证明反应达到平衡,C正确;
故答案为:C;
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知,随着的增大,即增大NO的投入量,平衡正向移动,CH4的转化率增大而NO的转化率却减小,由图3所示信息可知,曲线II表示T3K下NO平衡转化率~的关系,由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知,升高温度平衡逆向移动,则NO的转化率减小,由图中曲线I表示=1时NO平衡转化率~关系图,从图中所示信息可知,T越大,则越小,NO的转化率越小,故Tl>T2,故答案为:II;>;
由题干图示信息可知,在=1、T2K下,NO的转化率为40%,根据三段式分析可知,,则该反应平衡时CH4的体积分数为=10%,则此时CH4的平衡分压分别为:p(CH4)==45kPa,p(NO)==30kPa,p(CO2)==5kPa,p(N2)==10kPa,p(H2O)==10kPa,故该反应的标准平衡常数==,故答案为:45kPa;。
【分析】(1)利用盖斯定律分析;
(2)依据影响反应速率和化学平衡的因素分析;
(3)①利用“变者不变即平衡”;
②增大一种反应物的量,可提高其它反应物的转化率,自身的转化率反应降低;
③利用三段式法计算。
11.【答案】(1)C11H12O2;羰基、醚键
(2)还原反应
(3)
(4)
(5)+NaCN+NaCl
(6)
【知识点】有机物的合成;羧酸简介;酮
【解析】【解答】(1)根据化合物C的结构简式,分子式为:,分子中含有的含氧官能团为:羰基、醚键;
(2)由A和B的结构简式分析,A生成B,脱氧加氢,为还原反应;
(3)化合物G与氢气发生加成反应,生成,手性碳原子为:;
(4)化合物M,比B少了一个C原子,①遇FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有酚羟基结构,②苯环上连有两个取代基,③核磁共振氢谱有5组吸收峰,另一个取代基在酚羟基的对位上,④1 mol物质与足量溶液反应最多产生,分子中含有1个,综上所述,符合条件M的结构简式为:;
(5)E与发生取代反应生成F,发生反应的化学方程式为:+NaCN+NaCl;
(6)根据题目的合成信息,以化合物等为原料,设计合成化合物的路线为:。
【分析】(1)根据结构简式确定分子式,根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)手性碳是碳原子连接4个不同的原子或原子团的物质分析;
(4)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(5)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。