山东省实验中学2024届高三下学期5月针对性考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.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。
3.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 C-12 O-16 Al-27 V-51
一、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. 《本草衍义》中对精制芒硝过程有如下叙述:“朴硝以水淋汁,澄清,再经熬炼减半,倾木盆中,经宿,遂结芒有廉棱者。”文中未涉及的操作方法是
A. 过滤 B. 溶解 C. 蒸发 D. 结晶
【答案】A
【解析】
【详解】朴硝以水淋汁,澄清,再经熬炼减半,倾木盆中,经宿,遂结芒有廉棱者;水淋为溶解过程,熬炼为蒸发、结晶过程,没有涉及过滤操作。
故选A。
2. 《内经》曰:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。合理膳食,能提高免疫力。下列说法错误的是( )
A. 蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
B. 食用油在酶作用下水解为高级脂肪酸和甘油
C. 苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH2COOH]是乙二酸的同系物
D. 天然蛋白质水解后均得到α-氨基酸,甘氨酸和丙氨酸两种分子间可生成两种二肽
【答案】C
【解析】
【详解】A.蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,二者分子式均为C6H12O6,互为同分异构体,故A正确;
B.食用油为油脂,油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在体内酶的催化作用下水解,生成高级脂肪酸和甘油,故B正确;
C.苹果酸含有羟基,乙二酸不含羟基,二者结构不相似,不属于同系物,故C错误;
D.天然蛋白质都是由α氨基酸缩聚而成的,水解均得到α-氨基酸;甘氨酸脱去氨基,丙氨酸脱去羟基为一种,甘氨酸脱去羟基、丙氨酸脱去氨基为一种,共两种,故D正确;
故答案为C。
【点睛】甘氨酸和丙氨酸分子间可以形成两种二肽,甘氨酸和甘氨酸有一种、丙氨酸和丙氨酸有一种,即两种氨基酸可以形成共4种二肽。
3. 以下是一些同学书写的某些原子的2p能级或3d能级中的电子排布情况,其中违反了洪特规则的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】洪特规则是指在同一个电子亚层中排布的电子,总是尽先占据不同的轨道,且自旋方向相同,以此进行判断。
【详解】A. 每个轨道最多只能容纳两个电子,且自旋相反配对,违反泡利不相容原理,故A不符合题意;
B. 遵循原子核外电子排布规律,故B不符合题意;
C.5个电子应先各占1个3d轨道,违反洪特规则:在同一个电子亚层中排布的电子,总是尽先占据不同的轨道,故C符合题意;
D. 同一轨道上电子自旋方向相同,违反泡利不相容原理,故D不符合题意;
答案选C。
【点睛】需要分清泡利原理和洪特规则,泡利原理指的是一个原子轨道最多容纳两个电子,且自旋状态相反,洪特规则是指在同一个电子亚层中排布的电子,总是尽先占据不同的轨道,且自旋方向相同,需要辨析清晰。
4. 实验室中,下列试剂的保存方法合理的是
A. 将与浓盐酸保存在同一药品橱 B. 少量锂单质用煤油贮存
C. 碘化银保存在无色广口瓶中 D. 铝箔保存在敞口容器中
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐酸易挥发,且与反应,不能保存在同一药品橱中,A项错误;
B.锂单质的密度小于煤油,不能用煤油贮存,B项错误;
C.碘化银见光分解,适合用棕色广口瓶保存,C项错误;
D.铝箔本身有抗腐蚀性,可保存在敞口容器中,D项正确。
故选D。
5. 下列事实与氢键无关的是
A. 相同压强下的沸点高于的沸点
B. 一定条件下,与可以形成
C. 羊毛制品水洗再晒干后变形
D. 和的结构和极性并不相似,但两者能完全互溶
【答案】B
【解析】
【详解】A.虽HF分子间的F-H…F氢键比H2O分子间的O-H…O氢键强,但一个水分子可以形成两个氢键,而知每个氟化氢分子只能形成一个氢键,所以相同压强下H2O的沸点高于HF的沸点,故A不选;
B.NH3 BF3中该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,B、N原子之间形成配位键,B原子含有3个σ 键一个配位键,与氢键无关,故B选;
C.羊毛制品含有电负性很大的氮原子,水洗与氢原子形成氢键,水洗再晒干后变形,故C不选;
D.H2O和CH3COCH3的结构和极性并不相似,但CH3COCH3能与水分子之间形成氢键,所以两者能完全互溶,故D不选。
答案选B。
6. 某锂盐的结构如图所示,其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素形成,与同一周期,与同族。下列性质规律按照依次递增的是
A. 元素的电负性 B. 第一电离能
C. 简单气态氢化物的还原性 D. 简单离子的半径
【答案】B
【解析】
【分析】因为其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素形成,与同一周期,与同族,根据结构中Y形成两个化学键,W形成六个化学键,Z形成一个化学键,则Y是O元素,W是S元素,Z是F元素,X形成两个化学键,且阴离子带一个单位负电荷,则X是N元素。
【详解】A.同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下,电负性逐渐减小,则电负性:,A错误;
B.同周期从左到右,元素的第一电离能有逐渐增大的趋势,第与第族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大, 同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,第一电离能:,B正确;
C.非金属性越强,简单气态氢化物的还原性越弱,即还原性:,C错误;
D.简单离子的半径:,D错误;
故选B。
7. 植物激素脱落酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 能发生消去反应 B. 能使灼热的氧化铜变红
C. 1mol该物质最多能与反应 D. 1mol该物质最多能与4molH2反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基所连的C相邻的C原子上有1个C上有H,可以发生消去反应,故A正确;
B.该物质-OH所连的C上没有H,羟基无法被氧化,不能使灼热的氧化铜变红,故B错误;
C.1mol该物质只含1mol羧基,最多只能与1mol碳酸钠反应,故C正确;
D.碳碳双键和酮羰基可以与H2加成,1mol该物质最多能与4molH2反应,故D正确;
故选B。
8. 硅和碳是重要的非金属元素,有关化学键键能如下表所示:
化学键
键能 356 413 336 226 318 452
下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 金刚石的熔点低于晶体硅
C. 由表可知化学键键能与键长成反比 D. 硅烷在种类和数量上都不如烷烃多
【答案】D
【解析】
【详解】A.C与Si是同主族元素,同种主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,简单氢化物的热稳定性逐渐减弱,所以热稳定性CH4>SiH4,A项错误;
B.金刚石与晶体硅都是共价晶体,共价晶体的熔沸点主要与共价键强度有关,由表可知,C-C键的键能大于Si-Si键,说明C-C键更稳定,金刚石的熔点比晶体硅高,B项错误;
C.共价键的键能与成键原子的核间距及成键原子的种类均有关,C项错误;
D.由表可知,C-C键的键能大于Si-Si键且C-H键的键能大于Si-H键,说明C-C键和C-H键更稳定,因而所形成的烷烃更稳定,种类和数量也更多,而Si-Si键和Si -H键键能低,易断裂,导致长链硅烷难以生成,限制了硅烷的种类和数量,D项正确;
答案选D。
9. 茴香油是淡黄色液体或晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,在水蒸气作用下易挥发,某茴香油的主要成分是含有酯基的芳香族化合物,实验室提取该茴香油的流程如下:
下列说法正确的是
A. 水蒸气蒸馏和减压蒸馏的原理相同
B. 馏出液加至饱和可以提高茴香油的提取率
C. 操作A是利用沸点差异进行分离
D. 有机层加入的无水可用碱石灰代替
【答案】B
【解析】
【分析】茴香籽粉与水经水蒸气蒸馏,使挥发性成分随水蒸气馏出,馏出液加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,然后使用乙醚萃取溶液中的茴香油,分液得到含有茴香油的有机层,干燥过滤得到粗品,蒸馏得到茴香油;
【详解】A.水蒸气蒸馏是将含有挥发性成分的植物原料与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气馏出,减压蒸馏是通过减小体系内压强而降低液体沸点达到分离提纯的目的,两者的蒸馏条件不同,原理不同,A错误;
B.向馏出液中加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,有利于提高茴香油的提取率,B正确;
C.加入乙醚萃取溶液中的茴香油,分液得到含有茴香油的有机层,利用的是茴香油在水和乙醚中的溶解度不同,以及乙醚和水的密度不同进行分离,C错误;
D.茴香油的主要成分是含有酯基的芳香族化合物,若将无水硫酸钠用碱石灰代替,茴香油会在碱石灰的作用下发生水解而无法制得茴香油,D错误;
故选B。
10. 电解能处理酸性工业废水中的乙醛,过程中电极反应存在如下物质间的转化:
①;②;③;④;⑤。
下列说法错误的是
A. 发生反应②⑤的电极电势较另一电极更高
B. 乙醛既体现氧化性又体现还原性
C. 当生成乙醇时,电路中转移电子
D. 电解过程中,电极附近溶液的:阴极阳极
【答案】C
【解析】
【详解】A.②,⑤,涉及化合价升高,电解时为阳极,电势高,A正确;
B.③;④,两种转化,乙醛既体现氧化性又体现还原性,B正确;
C.当生成乙醇时,同时又有其它复反应发生,④;⑤,所以电路中转移电子数目不一定为,C错误;
D.电解液为酸性,电解过程中氢离子在阴极得电子,pH值增大,溶液的pH:阴极>阳极,D正确;
故选C。
二、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目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 完成下列各组实验,所选仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
选项 实验目的 玻璃仪器 试剂
A 检验葡萄糖中的醛基 试管、胶头滴管、酒精灯 葡萄糖溶液、银氨溶液
B 除去苯中的苯酚 分液漏斗、烧杯 氢氧化钠溶液
C 从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质 胶头滴管、分液漏斗、烧杯 氢氧化钠溶液、稀硫酸
D 检验纤维素的水解产物 试管、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯 脱脂棉、蒸馏水、稀硫酸、新制氢氧化铜悬浊液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.用银氨溶液检验葡萄糖中醛基的反应为葡萄糖溶液与银氨溶液水浴加热条件下反应生成葡萄糖铵、银、氨气和水,实验所需的试剂的顺序为硝酸银溶液、浓氨、葡萄糖溶液、蒸馏水,所需仪器为试管、烧杯、酒精灯、胶头滴管,A错误;
B.苯和苯酚混合物放于烧杯中,加入氢氧化钠溶液,和苯酚反应生成苯酚钠,和苯不互溶,用分液漏斗分离即可,所用的仪器有烧杯、分液漏斗,B正确;
C.D.碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠浓溶液,碘发生歧化反应生成碘化钠和次碘酸钠,用分液漏斗分液回收四氯化碳,水相中加入硫酸,酸性条件下碘化钠和次碘酸钠发生归中反应生成碘沉淀,过滤获取碘单质,本选项需要过滤装置,C错误;
D.纤维素水解通常使用浓硫酸破坏其结构,水解液需加NaOH溶液中和过量的酸,然后用新制氢氧化铜悬浊液检验水解产物,缺少氢氧化钠溶液,D错误;
故选B。
12. 有机物的异构化反应如图所示。
已知:羟基直接连在双键上不稳定会异构化成羰基或醛基。下列说法正确的是
A. 依据红外光谱可确定存在不同的官能团
B. 中的所有碳原子一定共平面
C. 含醛基且有手性碳原子的的同分异构体有5种(不考虑立体异构)
D. 类比上述反应,一定条件下异构化的产物能发生银镜反应
【答案】AD
【解析】
【详解】A.红外光谱可以确定官能团的种类,A正确;
B.X中用“*”标记的*C原子为甲基模型,该碳原子连接的碳原子和氧原子最多只能有一个在双键所在的平面上,与氧原子相连的乙基上的碳原子可以旋转,则X中的所有碳原子不一定共平面,B错误;
C.Y为C7H14O,不饱和度为1,含有—CHO,其他原子饱和,可看成—CHO取代了碳骨架上的H原子所得的产物,其中具有手性碳原子的碳骨架结构为共六种,,C错误;
D.异构化烯醇,由于羟基连在碳碳双键上不稳定会异构化生成,可发生银镜反应,D正确;
故选AD。
13. 己二腈是合成尼龙-66的中间体。利用丙烯腈()电解制备己二腈的原理如图1所示;己二腈、丙腈()的生成速率与季铵盐浓度的关系如图2所示。
下列说法错误的是
A. 季铵盐作电解质,并有利于丙烯腈的溶解
B. 电解过程中稀硫酸的浓度逐渐减小
C. 生成己二腈的电极反应式为
D. 季铵盐的浓度为时,电解1h通过质子交换膜的为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.季铵盐属于盐类,能电离,作电解质,根据装置图可判断丙烯腈可溶于季铵盐溶液中,所以还有利于丙烯腈的溶解,A正确;
B.阳极是水电离出的氢氧根放电,反应是为4OH――4e-=2H2O+O2↑,生成氢离子通过质子交换膜进入阴极室,电解过程中阳极室溶剂减少,硫酸的物质的量不变,因此电解过程中稀硫酸的浓度逐渐增大,B错误;
C.丙烯晴在阴极得到电子生成己二腈,生成己二腈的电极反应式为,C正确;
D.生成丙腈的电极反应式为,季铵盐的浓度为时,己二腈和丙腈的生成速率分别为3.4×10-3 mol/h和0.8×10-3 mol/h,则每小时通过质子交换膜的氢离子的物质的量最少为3.4×10-3 mol/h×1h×2+0.8×10-3 mol/h×1h×2=8.4×10-3mol,D错误;
答案选BD。
14. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:① ②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的NaClO混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法不正确的是
A. 的数值为9.75×10-3
B. 时, c(Cl-)> 4c(NO)
C. 时,x越大,生成的量越少
D. x
【解析】
【详解】A.x1时,氨的去除率为100%、总氮残留率为5,,95%的氨气参与反应①、有5%的氨气参与反应②,反应①消耗,参与反应②消耗,,A正确;
B.x>x1时,反应①也生成氯离子,所以,B正确;
C.x>x1时,x越大,氨总去除率不变,氮残余率增大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少,C正确;
D.x
15. 常温下,向10mL一定浓度的硝酸银溶液中,逐滴加入0.1mol·L-1的氨水,反应过程中-1gc(Ag+)或-1gc[Ag(NH3)]与加入氨水体积的关系如图。下列说法错误的是
A. 原硝酸银溶液的浓度是0.1mol·L-1
B. 反应生成氢氧化银的Ksp(AgOH)的数量级为10-8
C. 溶液b点NH4+的浓度小于溶液c点的浓度
D. 溶液m点c()>c(Ag+)+c[Ag(NH3)]+c()
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.b点完全反应,此时加入的氨水为10mL,氨水的浓度0.1mo/L,原硝酸银溶液也为10mL,根据方程式可知,硝酸银溶液的浓度为0.1molL,A正确;
B.由图可知b点二者完全反应,Ag+完全沉淀,存在沉淀溶解平衡AgOH ( s ) =Ag+( aq ) +OH- ( aq ),所以可以近似地认为c (Ag+ ) =c ( OH- ),此时-1g c( Ag+) =4,则c (Ag+ ) =c ( OH- )=110-4mol ,Ksp ( AgOH ) =c( Ag+)×(OH-)=110-8,B正确;
C.b点溶液溶质为AgOH, b到d过程发生反应,随着氨水的加入,并没有引入铵根离子,虽然碱性增强铵根离子的水解受到抑制,但溶液的体积增加的幅度更大,所以铵根离子的浓度减小,即b点铵根离子的浓度大于溶液c点铵根离子的浓度, C错误;
D.m点溶液存在电荷守恒此时加入了过量氨水,溶液应呈碱性,即c ( OH-) > c ( H+ ) ,则c()
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 钒及其化合物在化工、冶金等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为___________,基态结构中含有电子的能级有___________个。
(2)钒氧化物是化学工业中最佳催化剂之一,工业上采用加热分解得到催化剂。中原子杂化方式为___________,中不存在的化学键类型有___________(填标号)。
A.配位键 B.离子键 C.金属键 D.氢键 E.键
(3)酸性条件下,可聚合得到多种复杂阴离子。一种阴离子(如图甲所示)由4个四面体(位于体心的为价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为___________;另外一种阴离子(如图乙所示)由8个四面体(位于体心的为价)通过共用顶点氧原子构成十六元环,且环的上下各连接一个四方锥(位于体心的为价),其化学式为___________。
(4)钒铝合金广泛用于航天航空领域。一种钒铝合金晶体结构与类似,其晶胞参数为,该合金中与原子距离最近且相等的有___________个,原子与其次临近的距离___________,该合金的密度___________为阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式)。
【答案】(1) ①. ②. 6
(2) ①. ②. C
(3) ①. ②.
(4) ①. 12 ②. ③.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
钒元素位于周期表中23号,V2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,价层电子排布式为3d3,V3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,能级有6个;
【小问2详解】
中原子存在3个键,孤对电子为0,原子杂化方式为sp2,中存在配位键(铵根离子)、离子键(阴阳离子间)、氢键(铵根离子)、键(中处于同一平面,都有相互平行的P轨道,形成键),不存在的化学键类型有金属键,其余均存在,故选C;
【小问3详解】
由图可以看出,4个,个数乘以4,减去4个交点O,又知道为价,O为-2价,得;8个,个数乘以8,减去8个交点O,上下有,个数乘以2,减去8个交点O,8个V价,2个为,会得到;
【小问4详解】
的晶体结构为面心立方堆积,钒如果位于中心,距离它最近的钒原子位于棱上,12条棱,所以有12个;钒原子的最近距离为面心的一半,次于最近距离即为棱长;密度。
17. 一种利用硫铁矿(主要成分是,含少量和)制备的工艺流程如图:
已知:①。
②时相关物质的见下表,当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。
物质
回答下列问题:
(1)从“焙烧”到“氧化”要经历“酸浸还原过滤除铝”4道工序。若“酸浸”工序用硫酸,“还原”工序加入。“还原”工序的离子方程式为___________,滤渣的成分是___________(填化学式,下同);“除铝”工序可加入的难溶物质是___________,除净铝离子需要调节的最小为___________(保留一位小数)。
(2)“氧化”步骤中,加入的试剂最好为___________(填标号)。
A. B. C. D.
能判断是否氧化彻底的试剂为___________(填化学式)。
(3)“沉铁"步骤反应的平衡常数。
(4)“高温煅烧”时主要反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. ②. 、 ③. ④. 4.7
(2) ①. B ②. 或
(3)
(4)
【解析】
【分析】硫铁矿(主要成分是,含少量和)通入空气煅烧生成铝、铁氧化物和二氧化硫,矿石中二氧化硅不反应;酸浸过程中铝、铁的氧化物和稀硫酸反应转化为相应的盐溶液,二氧化硅不和稀硫酸反应,加入FeS将铁离子转化为亚铁离子同时生成硫单质,过滤除去硫和过量FeS以及二氧化硅,即滤渣为、;滤液加入FeO调节pH值除去铝得到滤渣,滤液加入过氧化氢,将亚铁离子转化为三价铁离子,再加入(NH4)2HPO4沉铁,得到磷酸铁,最后高温煅烧Li2CO3、H2C2O4、FePO4的混合物生成LiFePO4,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,若“酸浸”工序用硫酸,“还原”工序加入FeS,即用FeS还原Fe3+,将Fe3+还原为Fe2+、FeS中S氧化为S,故“还原”工序的离子方程式为:2Fe3++FeS=3Fe2++S,过滤得到滤渣的成分是、;由分析可知,“除铝”工序可加入的难溶物质是FeO,除净铝离子即Al3+浓度小于等于10-5mol/L,则此时溶液中c(OH-)≥==4.6×10-10mol/L,则c(H+)≤==2.17×10-5mol/L,故需要调节的最小pH为-lg(2.17×10-5)=5-0.33=4.7;
【小问2详解】
由分析可知,“氧化”步骤中是将Fe2+氧化为Fe3+,加入HNO3将产生有毒有害气体,加入Ca(ClO)2、KMnO4将引入杂质离子,加入H2O2时其还原产物为H2O,不引入新的杂质,故加入的试剂“R”最佳是H2O2,判断是否氧化彻底即检验氧化后的产物中是否含有Fe2+,故该试剂为或;
【小问3详解】
由题干流程图可知,“沉铁”步骤反应为:Fe3++FePO4↓+H+,该反应的平衡常数:K=====3.0×109;
【小问4详解】
“高温煅烧”时,发生的主要反应即Li2CO3、H2C2O4和FePO4生成LiFePO4和CO2,根据氧化还原反应配平可得该反应化学方程式为:;
18. 醋酸钴与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物具有可逆载氧能力,能模拟金属蛋白的载氧作用,在催化氧化反应中应用广泛,合成反应如图。回答下列问题:
(1)合成装置如图所示。先通入一段时间的氮气,再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液,加热回流。
A处应安装的仪器是___________(填名称,下同),B处应安装的仪器是___________;装置C的作用是___________,通氮气的目的是___________。
(2)回流,沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作:
①停止通氮气 ②停止加热 ③关闭冷凝水
正确的操作顺序为___________(填标号)。充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物。
(3)测定的载氧能力。将的(相对分子质量为)加入圆底烧瓶中,在恒压漏斗中加入(配合物在中可吸氧),如图搭建装置。
①检查仪器气密性的操作为:先关闭___________,然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是___________。
②调整水平仪高度,待___________(填现象)时,记录量气管水位的体积刻度为。将加入圆底烧瓶,待吸氧反应结束并规范操作后,记录量气管水位的体积刻度为。已知大气压为,氧气的压强为,温度为。配合物载氧量的计算式为___________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 恒压(滴液)漏斗 ③. 液封 ④. 排尽装置中的氧气
(2)②③① (3) ①. 活塞1和活塞2 ②. 液面差恒定 ③. 量气管水位与水平仪水位齐平 ④.
【解析】
【分析】由题意可知,制备配合物的操作为:氮气保护作用下,向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液,加热回流1h,待沉淀转化为暗红色晶体后停止加热、关闭冷凝水、停止通氮气,充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物。
【小问1详解】
由实验装置图可知,A处的装置为起冷凝回流作用的球形冷凝管,B处装置为便于醋酸钴的乙醇溶液顺利流下的恒压滴液漏斗,装置C的作用是:起液封的作用,防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中,通氮气的目的是排尽装置中的氧气;
【小问2详解】
由分析可知,回流结束后的操作为停止加热、关闭冷凝水、停止通氮气,充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物。即②③①;
【小问3详解】
由实验装置图可知,检查装置气密性的操作为关闭活塞1和活塞2,然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差,若液面差恒定,说明装置不漏气;调整水平仪高度,待量气管水位与水平仪水位齐平时,记录量气管水位的体积刻度;根据PV=nRT知,,,则。
19. 草酸二甲酯的热催化加氢是生产乙二醇、乙醇酸甲酯的重要工艺,主要反应如下:
.
.
.
回答下列问题:
(1)草酸二甲酯热催化加氢生成乙二醇反应的。
(2)计算表明,反应在研究的温度范围内平衡常数大于,可以认为反应Ⅲ几乎不可逆,为了限制反应对乙二醇产率的影响,可采取的最佳措施是___________(填标号)。
A. 升高反应体系的温度 B. 适当增大反应投料中氢气的比例
C. 增大反应体系的压强 D. 选择合适的催化剂进行反应
(3)在选定催化剂后研究投料比和压强对反应平衡的影响。测得在、的等温等压条件下,原料草酸二甲酯的转化率及产物的选择性投料比的变化关系如图甲所示()。
当投料比大于80时,乙醇酸甲酯选择性降低,原因是___________;当投料比为60时,若草酸二甲酯的转化率为,且该条件下不发生反应,则最终收集的流出气中甲醇蒸气的分压为___________(保留小数点后两位)。
(4)在等压、投料比为50的条件下,及各产物的选择性随温度变化关系如图乙所示。当反应温度高于时,乙二醇的选择性降低,原因是___________;根据图乙数据,画出乙醇酸甲酯的产率随温度的变化图像___________(标出产率最高时的数据)。
【答案】(1) (2)D
(3) ①. 增大投料比,反应平衡正向移动,乙醇酸甲酯的选择性降低 ②. 0.03
(4) ①. 温度升高,副反应发生,乙醇选择性提高,导致乙二醇选择性降低 ②.
【解析】
小问1详解】
草酸二甲酯热催化加氢生成乙二醇反应可由题方程式Ⅰ+Ⅱ可得,即
【小问2详解】
该反应为放热反应,增加反应体系温度会让平衡逆向移动和加快反应速率,但是根据题意该平衡几乎不可逆,且加快乙二醇的反应速率会加快,A不符合题意,故错误;增加反应投料中氢气的的比例会使平衡正向移动和加快反应速率,同时乙二醇转化率也会提高,B不符合题意,故错误;该反应,所以增大体系压强平衡不会发生移动,但是会加快反应速率,乙二醇消耗加快,C不符合题意,故错误;选择合适催化剂降低该反应速率,降低乙二醇消耗,可以有效提高乙二醇产率,D符合题意,故正确。
【小问3详解】
增大投料比,反应Ⅰ反应平衡正向移动,乙醇酸甲酯产量升高,所以反应Ⅱ平衡也正向移动,乙醇酸甲酯的选择性降低;投料比为60时,草酸二甲酯的转化率为90%,且该条件下反应Ⅲ不参与反应,由图可知=50%,设初始时,,可得以下三段式:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
结合反应Ⅰ和反应Ⅱ,最终可得、、、、,即,所以
【小问4详解】
温度大于478K时,反应Ⅲ发生,乙二醇发生反应生成乙醇,乙醇选择性升高,导致乙二醇选择性降低;由反应Ⅰ可知与的系数比为1:1,理论产量等于初始时,可得公式:,当%时,%,,此时产率为33.6%;同理,由图%时产率为47.5%;%时产率为19.2%;%,%时产率为4.0%;%,%时产率为0%。图像如下:
20. 合成造影剂碘海醇的一种合成路线如图:
已知:①;
②;
③。
回答下列问题:
(1)的过程涉及两步反应,其中第一步反应类型为___________,第二步反应所需的试剂及条件是___________;符合下列条件的B的同分异构体有___________种。
①能发生银镜反应和水解反应;
②苯环上连有硝基,无过氧键;
③含有三种化学环境的氢原子,且苯环上有2种不同化学环境的氢原子。
(2)化学方程式为___________;化合物D的结构简式是___________;中官能团有___________种,符合化合物的结构简式有___________种。
(3)综合上述信息,写出由乙酸乙酯和为原料制备的合成路线___________。
【答案】(1) ①. 氧化反应; ②. 浓硝酸,浓硫酸,加热 ③. 3
(2) ①. ②. ③. 3 ④. 2
(3)
【解析】
【分析】结合流程信息,由碘海醇和H的结构简式及J的分子式可推出J为 或 ,由G逆推出F为,结合E、F分子式可推出E为 ,再根据C、D的分子式推出C为 ,D为,那么B为,因A到B涉及两步反应,则A为,据此分析
【小问1详解】
化合物A为 ,B为,A到B过程中苯环上的甲基被氧化成羧基,然后又引入了一个硝基,故两步反应的反应类型依次为氧化反应、硝化反应(或取代反应);硝化反应所需的试剂及条件是:浓硝酸,浓硫酸,加热;B为,①能发生银镜反应和水解反应说明含有醛基和酯基;②苯环上连有硝基,无过氧键;③含有三种化学环境的氢原子,且苯环上有2种不同化学环境的氢原子。、、B的同分异构体有3种;
【小问2详解】
转化,转化为,是酯化反应,化学方程式为:;D为;E为 ,其中官能团为硝基、羟基、酰胺键3种官能团;由碘海醇和H的结构简式及J的分子式可推出J为 或 2种;
【小问3详解】
根据已知信息知,要合成,需先得到和,而利用乙酸乙酯制备,可由对硝基甲苯经三步反应获得,具体合成路线为:。山东省实验中学2024届高三5月针对性考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.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。
3.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 C-12 O-16 Al-27 V-51
一、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. 《本草衍义》中对精制芒硝过程有如下叙述:“朴硝以水淋汁,澄清,再经熬炼减半,倾木盆中,经宿,遂结芒有廉棱者。”文中未涉及的操作方法是
A. 过滤 B. 溶解 C. 蒸发 D. 结晶
2. 《内经》曰:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。合理膳食,能提高免疫力。下列说法错误的是( )
A. 蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
B. 食用油在酶作用下水解为高级脂肪酸和甘油
C. 苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH2COOH]是乙二酸的同系物
D. 天然蛋白质水解后均得到α-氨基酸,甘氨酸和丙氨酸两种分子间可生成两种二肽
3. 以下是一些同学书写的某些原子的2p能级或3d能级中的电子排布情况,其中违反了洪特规则的是( )
A. B. C. D.
4. 实验室中,下列试剂的保存方法合理的是
A. 将与浓盐酸保存在同一药品橱 B. 少量锂单质用煤油贮存
C. 碘化银保存在无色广口瓶中 D. 铝箔保存在敞口容器中
5. 下列事实与氢键无关的是
A. 相同压强下的沸点高于的沸点
B 一定条件下,与可以形成
C. 羊毛制品水洗再晒干后变形
D. 和的结构和极性并不相似,但两者能完全互溶
6. 某锂盐的结构如图所示,其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素形成,与同一周期,与同族。下列性质规律按照依次递增的是
A. 元素的电负性 B. 第一电离能
C. 简单气态氢化物的还原性 D. 简单离子的半径
7. 植物激素脱落酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 能发生消去反应 B. 能使灼热的氧化铜变红
C. 1mol该物质最多能与反应 D. 1mol该物质最多能与4molH2反应
8. 硅和碳是重要的非金属元素,有关化学键键能如下表所示:
化学键
键能 356 413 336 226 318 452
下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 金刚石的熔点低于晶体硅
C. 由表可知化学键键能与键长成反比 D. 硅烷在种类和数量上都不如烷烃多
9. 茴香油是淡黄色液体或晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,在水蒸气作用下易挥发,某茴香油的主要成分是含有酯基的芳香族化合物,实验室提取该茴香油的流程如下:
下列说法正确的是
A. 水蒸气蒸馏和减压蒸馏的原理相同
B. 馏出液加至饱和可以提高茴香油的提取率
C. 操作A是利用沸点差异进行分离
D. 有机层加入的无水可用碱石灰代替
10. 电解能处理酸性工业废水中的乙醛,过程中电极反应存在如下物质间的转化:
①;②;③;④;⑤。
下列说法错误的是
A. 发生反应②⑤的电极电势较另一电极更高
B. 乙醛既体现氧化性又体现还原性
C. 当生成乙醇时,电路中转移电子
D. 电解过程中,电极附近溶液的:阴极阳极
二、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目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 完成下列各组实验,所选仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
选项 实验目的 玻璃仪器 试剂
A 检验葡萄糖中的醛基 试管、胶头滴管、酒精灯 葡萄糖溶液、银氨溶液
B 除去苯中的苯酚 分液漏斗、烧杯 氢氧化钠溶液
C 从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质 胶头滴管、分液漏斗、烧杯 氢氧化钠溶液、稀硫酸
D 检验纤维素的水解产物 试管、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯 脱脂棉、蒸馏水、稀硫酸、新制氢氧化铜悬浊液
A. A B. B C. C D. D
12. 有机物的异构化反应如图所示。
已知:羟基直接连在双键上不稳定会异构化成羰基或醛基。下列说法正确的是
A. 依据红外光谱可确定存在不同的官能团
B. 中的所有碳原子一定共平面
C. 含醛基且有手性碳原子的的同分异构体有5种(不考虑立体异构)
D. 类比上述反应,一定条件下异构化的产物能发生银镜反应
13. 己二腈是合成尼龙-66的中间体。利用丙烯腈()电解制备己二腈的原理如图1所示;己二腈、丙腈()的生成速率与季铵盐浓度的关系如图2所示。
下列说法错误的是
A. 季铵盐作电解质,并有利于丙烯腈溶解
B. 电解过程中稀硫酸的浓度逐渐减小
C. 生成己二腈的电极反应式为
D. 季铵盐的浓度为时,电解1h通过质子交换膜的为
14. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:① ②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的NaClO混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法不正确的是
A. 的数值为9.75×10-3
B. 时, c(Cl-)> 4c(NO)
C. 时,x越大,生成的量越少
D x
A. 原硝酸银溶液的浓度是0.1mol·L-1
B. 反应生成氢氧化银的Ksp(AgOH)的数量级为10-8
C. 溶液b点NH4+的浓度小于溶液c点的浓度
D. 溶液m点c()>c(Ag+)+c[Ag(NH3)]+c()
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 钒及其化合物在化工、冶金等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为___________,基态结构中含有电子的能级有___________个。
(2)钒氧化物是化学工业中最佳催化剂之一,工业上采用加热分解得到催化剂。中原子杂化方式为___________,中不存在化学键类型有___________(填标号)。
A.配位键 B.离子键 C.金属键 D.氢键 E.键
(3)酸性条件下,可聚合得到多种复杂阴离子。一种阴离子(如图甲所示)由4个四面体(位于体心的为价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为___________;另外一种阴离子(如图乙所示)由8个四面体(位于体心的为价)通过共用顶点氧原子构成十六元环,且环的上下各连接一个四方锥(位于体心的为价),其化学式为___________。
(4)钒铝合金广泛用于航天航空领域。一种钒铝合金晶体结构与类似,其晶胞参数为,该合金中与原子距离最近且相等的有___________个,原子与其次临近的距离___________,该合金的密度___________为阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式)。
17. 一种利用硫铁矿(主要成分是,含少量和)制备的工艺流程如图:
已知:①。
②时相关物质的见下表,当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。
物质
回答下列问题:
(1)从“焙烧”到“氧化”要经历“酸浸还原过滤除铝”4道工序。若“酸浸”工序用硫酸,“还原”工序加入。“还原”工序的离子方程式为___________,滤渣的成分是___________(填化学式,下同);“除铝”工序可加入的难溶物质是___________,除净铝离子需要调节的最小为___________(保留一位小数)。
(2)“氧化”步骤中,加入的试剂最好为___________(填标号)。
A. B. C. D.
能判断是否氧化彻底的试剂为___________(填化学式)。
(3)“沉铁"步骤反应的平衡常数。
(4)“高温煅烧”时主要反应化学方程式为___________。
18. 醋酸钴与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物具有可逆载氧能力,能模拟金属蛋白的载氧作用,在催化氧化反应中应用广泛,合成反应如图。回答下列问题:
(1)合成装置如图所示。先通入一段时间的氮气,再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液,加热回流。
A处应安装的仪器是___________(填名称,下同),B处应安装的仪器是___________;装置C的作用是___________,通氮气的目的是___________。
(2)回流,沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作:
①停止通氮气 ②停止加热 ③关闭冷凝水
正确的操作顺序为___________(填标号)。充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物。
(3)测定的载氧能力。将的(相对分子质量为)加入圆底烧瓶中,在恒压漏斗中加入(配合物在中可吸氧),如图搭建装置。
①检查仪器气密性的操作为:先关闭___________,然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是___________。
②调整水平仪高度,待___________(填现象)时,记录量气管水位的体积刻度为。将加入圆底烧瓶,待吸氧反应结束并规范操作后,记录量气管水位的体积刻度为。已知大气压为,氧气的压强为,温度为。配合物载氧量的计算式为___________。
19. 草酸二甲酯的热催化加氢是生产乙二醇、乙醇酸甲酯的重要工艺,主要反应如下:
.
.
.
回答下列问题:
(1)草酸二甲酯热催化加氢生成乙二醇反应的。
(2)计算表明,反应在研究的温度范围内平衡常数大于,可以认为反应Ⅲ几乎不可逆,为了限制反应对乙二醇产率的影响,可采取的最佳措施是___________(填标号)。
A. 升高反应体系的温度 B. 适当增大反应投料中氢气的比例
C. 增大反应体系的压强 D. 选择合适的催化剂进行反应
(3)在选定催化剂后研究投料比和压强对反应平衡的影响。测得在、的等温等压条件下,原料草酸二甲酯的转化率及产物的选择性投料比的变化关系如图甲所示()。
当投料比大于80时,乙醇酸甲酯的选择性降低,原因是___________;当投料比为60时,若草酸二甲酯的转化率为,且该条件下不发生反应,则最终收集的流出气中甲醇蒸气的分压为___________(保留小数点后两位)。
(4)在等压、投料比为50的条件下,及各产物的选择性随温度变化关系如图乙所示。当反应温度高于时,乙二醇的选择性降低,原因是___________;根据图乙数据,画出乙醇酸甲酯的产率随温度的变化图像___________(标出产率最高时的数据)。
20. 合成造影剂碘海醇的一种合成路线如图:
已知:①;
②;
③。
回答下列问题:
(1)的过程涉及两步反应,其中第一步反应类型为___________,第二步反应所需的试剂及条件是___________;符合下列条件的B的同分异构体有___________种。
①能发生银镜反应和水解反应;
②苯环上连有硝基,无过氧键;
③含有三种化学环境的氢原子,且苯环上有2种不同化学环境的氢原子。
(2)化学方程式为___________;化合物D的结构简式是___________;中官能团有___________种,符合化合物的结构简式有___________种。
(3)综合上述信息,写出由乙酸乙酯和为原料制备的合成路线___________。