江苏省无锡市江阴市四校联考2023-2024学年高一下学期4月期中考试化学试题(原卷版+解析版)
展开可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Ba—137
一、单项选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列说法正确的是
A. 火星探测器上天线接收器外壳为钛合金,钛合金属于金属材料
B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能,电池板芯片的主要成分为
C. “旅程”足球中含有玻璃纤维,玻璃纤维是一种有机合成材料
D. “天宫”空间站航天员使用的双层蛋白皮革耳机,皮革属于无机物
【答案】A
【解析】
【详解】A.金属材料包括合金和纯金属。火星探测器上天线接收器外壳为钛合金,钛合金属于金属材料,A项正确;
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能,电池板芯片的主要成分为,作为半导体材料,而是光导纤维,B项错误;
C.玻璃纤维是一种无机非金属材料,不属于有机合成材料,C项错误;
D.皮革属于PU,属于有机合成材料,属有机物,D项错误。
故答案选A。
2. 下列物质的化学用语书写正确的是
A. 羟基的电子式:
B. 乙醇的结构式:
C. 乙炔的结构简式: CHCH
D. 丙烯的键线式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.羟基中氧与氢原子间共用1对电子对,O原子有1个单电子,电子式为,故A正确;
B.乙醇的结构式为,结构简式为CH3CH2OH,故B错误;
C.乙炔的结构简式:CH≡CH,故C错误;
D.丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,其键线式为,故D错误;
故选:A。
3. 设计实验验证木炭和浓硫酸反应的产物。下列装置和操作能达到实验目的的是
A. 用装置甲实现木炭与浓硫酸反应B. 用装置乙检验产物中的
C. 用装置丙检验产物中的水蒸气D. 用装置丁检验产物中的
【答案】B
【解析】
【分析】甲加热碳和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫,乙可以检验二氧化硫,丙可以验证水,澄清石灰水可以检验二氧化碳;
【详解】A.浓硫酸和木炭反应需要加热,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.二氧化硫具有还原性,能和高锰酸钾反应使其褪色,能达到实验目的,B符合题意;
C.甲乙溶液中都会带出水使无水硫酸铜变蓝色,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.未检验SO2是否全部除去,否则混合气体通过碳酸氢钠溶液会生成CO2干扰实验,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
4. 实验室制取并探究其还原性,下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取B. 用装置乙除去中的水蒸气
C. 用装置丙验证氨气具有还原性D. 用装置丁吸收尾气中的
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaOH与NH4Cl反应生成NH3∙H2O,不加热的情况下NH3∙H2O难以分解,一般不用于制备氨气,A错误;
B.NH3与浓H2SO4反应,浓硫酸不能干燥NH3,B错误;
C.NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O,黑色的CuO转化为红色的Cu,N元素的化合价升高,说明NH3具有还原性, C正确;
D.苯的密度比水的密度小,在上层,NH3直接通入下层的水,会发生倒吸,D错误;
故选C。
阅读下列材料,完成5~7题。
氮是参与生命活动的重要元素。自工业革命以来,人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量,如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物,从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环,合理使用含氮化合物,科学处理大气和水圈中的氮元素,保障地球生态安全,是化学学科的重要研究内容和责任。
5. 煤燃烧时,烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 燃煤过程中发生了氮的固定B. 燃煤温度越高污染越重
C. 含氧量越高越容易生成NOD. 煤燃烧不影响自然界氮循环
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃煤过程中氮气转化为一氧化氮,发生了氮的固定,A正确;
B.由图可知,随着温度升高,一氧化氮的含量升高,污染加重,B正确;
C.由图可知,从下到上氧气浓度升高,一氧化氮含量升高,则含氧量越高越容易生成NO,C正确;
D.由图可知,煤燃烧将氮气转化为一氧化氮,污染环境,影响了氮循环,D错误;
故选D。
6. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A. 常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸
B. 工业制硝酸过程中的物质转化:NH3NOHNO3
C. 氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D. 用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:NO + NO2 + 2OH- =2N + H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸,会发生钝化,故A正确;
B.一氧化氮和水不反应,故B错误;
C.氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间可以相互转化,构成了自然界“氮循环”的一部分,故C正确;
D.氢氧化钠与一氧化氮、二氧化氮反应生成亚硝酸钠和水,其反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2+H2O,故D正确;
故选:B。
7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 氮气为无色气体,可用作焊接金属的保护气
B. 硝酸受热易分解,可用于制NH4NO3
C. 液氨汽化时吸收大量热,可用作制冷剂
D. 氨气易液化,可用于工业制硝酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮气性质稳定,可用作焊接金属的保护气,与颜色无关,故A错误;
B.硝酸为酸,与氨水反应生成硝酸铵,可用于制NH4NO3,与硝酸受热易分解的性质无关,故B错误;
C.液氨汽化时吸收大量的热,具有制冷作用,常用作制冷剂,故C正确;
D.氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮被氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,与氨气易液化无关,故D错误;
故选:C。
8. 下列有机物的系统命名法正确的一组是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.应该是4-甲基-2-戊炔,A错误;
B.该有机物的名称为3-甲基-1-戊烯,B错误;
C.根据有机物的命名原则,该有机物为2-甲基-2,4-己二烯,C正确;
D.该有机物的名称为2,2,4-三甲基戊烷,D错误;
答案选C。
9. 下列各物质中,一定是同系物的是( )
A. C3H6和2—甲基—1—丁烯B. 3,3—二甲基—1—丁炔和3—甲基—1—戊炔
C. 和D. C4H10和C9H20
【答案】D
【解析】
【分析】同系物是结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,据此分析。
【详解】A、C3H6不一定是丙烯,还可能是环丙烷,故和2-甲基1-丁烯不一定是同系物,选项A错误;
B、3,3-二甲基-1-丁炔和3-甲基-1-戊炔的分子式均为C6H10,故互为同分异构体,选项B错误;
C、和在分子组成上不相差一个或若干个CH2原子团,故不是同系物,选项C错误;
D、C4H10和C9H20均为烷烃,故结构相似,在分子组成上相差5个CH2原子团,故互为同系物,选项D正确。答案选D。
10. 具有解热镇痛作用及消炎用途的药物“芬必得”的主要成分如图,对其叙述正确的是
A. 苯的同系物B. 属于芳香烃C. 属于羧酸类D. 属于酯类
【答案】C
【解析】
【分析】
由结构可知,分子中含有苯环,羧基,由此分析。
【详解】A.苯的同系物中只含有C、H元素,该分子结构简式中含“”,不是苯的同系物,故A不符合题意;
B.芳香烃中只含C、H元素,该分子结构简式中含“”,不属于芳香烃,故B不符合题意;
C.该分子结构简式中含“”, 属于羧酸类,故C符合题意;
D.该分子不含酯基,不酯类,故D不符合题意;
答案选C。
11. 研究物质性质的基本程序之一就是“预测物质的性质”。下列预测不正确的是
A. 乙炔与苯具有相同的最简式,故等质量的苯和乙炔完全燃烧,消耗O2的质量相同
B. CH3CH3为乙烷,该物质可以看作是甲烷分子中的一个氢原子被CH3取代的结果,该物质能与氯气发生取代反应
C. 某有机化合物可以表示为,该物质能够使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 分子式为C4H8的烃一定能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙炔和苯的最简式都是CH,等质量的苯和乙炔中n(CH)相同,所以等质量的苯和乙炔完全燃烧,消耗O2的质量相同,故A正确;
B.乙烷相当于甲烷分子中的1个氢原子被甲基取代,所以乙烷具有类似甲烷的性质,则乙烷能发生取代反应,故B正确;
C.该物质中含有碳碳双键,所以能和溴发生加成反应生成无色物质,则该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色,故C正确;
D.分子式为C4H8的烃可能是烯烃也可能是环烷烃,烯烃能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,环烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误;
故选:D。
12. 化合物Z是X和Br2反应的主产物,反应机理如下:
下列说法错误的是
A. X中所有碳原子共平面
B. X和HBr按物质的量比为1∶1发生加成反应时,其产物有2种结构
C. Z存顺反异构体
D. Z与足量H2加成后的产物分子中有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.X为苯丙炔,所有碳原子共面,A正确;
B.苯丙炔和HBr加成,溴原子可以选择左边的碳,也可以选择右边的碳,故产物有两种,B正确;
C.Z中双键碳上连有两个溴原子和两个不同的基团,存在顺反异构,图示为反式结构,C正确;
D.Z和氢气完全加成之后的产物为,其中手性碳原子为,共有2个,D错误;
故选D。
13. 室温下,探究0.1 ml·L-1 Na2SO3溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀硝酸可氧化亚硫酸钠生成硫酸根离子,干扰硫酸根离子的检验,应滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液检验,故A错误;
B.溴水具有强氧化性,能氧化还原性的亚硫酸根离子,该实验说明亚硫酸根离子具有还原性,不是漂白性,故B错误;
C.亚硫酸钠溶液被酸性高锰酸钾溶液氧化,紫色褪去,可知亚硫酸根离子有还原性,故C正确;
D.在酸性溶液中可发生氧化还原反应生成S沉淀,则Na2SO3溶液中滴加几滴Na2S溶液无现象,不能证明亚硫酸钠具有氧化性,故D错误;
故选:C。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 下面是某校化学研究性学习小组探究足量锌与浓硫酸反应的实验:
Ⅰ.甲同学设计如图实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O,已知装置C中试剂过量。
(1)写出A中生成SO2的化学方程式___________。
(2)若按气体从左到右的流向,气体流经的各装置连接顺序是___________。
(3)E中干燥管的作用是___________。
(4)证明混合气体中含有H2的实验现象为___________。
Ⅱ.乙同学设计如下实验步骤测定44.8L(标准状况下)混合气体中SO2的体积分数。
(5)W溶液可以是___________(填序号)。
A.H2O2溶液 B.硫酸酸化的KMnO4溶液 C.溴水
(6)该混合气体中二氧化硫的体积分数为___________(用含m的代数式表示)。
【答案】(1)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)ADBFCE (3)防止空气中的水蒸气进入装置,干扰H2的检验
(4)E中黑色物质变为红色,且E中无水CuSO4变为蓝色
(5)AC (6)×100%
【解析】
【分析】验证锌和浓硫酸反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O,依次用无水硫酸铜检验水、用品红溶液检验二氧化硫、用氧化铜检验氢气;根据质量守恒定律,1ml二氧化硫被氧化为1ml硫酸,与氢氧化钡反应生成1ml硫酸钡沉淀。
【小问1详解】
A中锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、SO2、水,反应的化学方程式是Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O;
【小问2详解】
验证锌和浓硫酸反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O,依次用无水硫酸铜检验水、用品红溶液检验二氧化硫、用氧化铜检验氢气,若按气体从左到右的流向,气体流经的各装置连接顺序是ADBFCE;
【小问3详解】
E中无水硫酸铜检验氢气和氧化铜反应生成水,E中干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,干扰H2的检验;
【小问4详解】
氢气把氧化铜还原为铜,若混合气体中含有H2,E中黑色氧化铜变为红色铜,且E中无水CuSO4变为蓝色;
【小问5详解】
固体为硫酸钡,所以W具有氧化性,能把二氧化硫氧化为硫酸,由于酸性KMnO4溶液中含有硫酸, W溶液可以是H2O2溶液或溴水,选AC;
【小问6详解】
根据SO2~BaSO4,该混合气体中二氧化硫的体积分数为 ×100%。
15. 氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为_______;装置B内的试剂是_______。
②装置D中发生反应的离子方程式是_______,铜丝可抽动的优点是_______。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为_______。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=_______,c(NaOH)=_______。
②若一定体积的NOx被250mL2ml·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为_______。
【答案】(1) ①. Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O; ②. 碱石灰 ③. Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O ④. 可控制反应 ⑤. 4:3
(2) ①. 50% ②. 1.25ml·L-1 ③. 1.6
【解析】
【分析】
【小问1详解】
①用装置A加热氢氧化钙和氯化铵,制备NH3,其中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;装置B的作用是干燥氨气,U型管内的试剂是碱石灰,装置B内的试剂是碱石灰。故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;碱石灰;
②铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,装置D中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,反应生成的氮的氧化物是大气污染气体,铜丝可抽动的优点是可控制反应。故答案为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;可控制反应;
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,NH3还原NO2的化学方程式为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4:3。故答案为:4:3;
【小问2详解】
①用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=50%,c(NaOH)=1.25ml·L-1 。故答案为:50%;1.25ml·L-1;
②若一定体积的NOx被0.250mL2ml·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,n(NaOH)=0.250L×2ml·L-1=0.5ml,溶液质量增加19.8g,即NOx的质量,M==(14+16x)g/ml , 则x的值为1.6。故答案为:1.6。
16. 有机物X是一种重要有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
(1)有机物X的质谱图为:
则该有机物X的相对分子质量是___________。
(2)将10.0 g X在足量O2中充分燃烧,并使其产物 依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液,发现无水CaCl2增重7.2 g,KOH浓溶液增重22.0 g。试计算有机物X的分子式,并写出计算过程___________。
(3)经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比是3∶1.则有机物X的结构简式是___________。
(4)写出的名称:___________
(5)写出与互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的结构简式为:___________。
【答案】(1)100 (2)C5H8O2
(3)(CH3)2C(CHO)2
(4)3,3-二甲基-1-丁炔
(5)
【解析】
【小问1详解】
质谱图中质荷比最大数值即为相对分子质量,由质谱图可知有机物X的相对分子质量是100,故答案为:100;
小问2详解】
发现无水CaCl2增重7.2g,10.0g X中水的物质的量==0.4ml,10.0g X中氢元素的物质的量=0.4ml×2=0.8ml,KOH浓溶液增重22.0g是二氧化碳的质量,根据碳原子守恒知,碳元素的物质的量==0.5ml,剩余部分是氧元素,氧元素的质量为10.0g-0.8×1g-0.5×12g=3.2g,则氧元素的物质的量为=0.2ml,则该分子中碳、氢、氧元素的个数之比0.5ml:0.8ml:0.2ml=5:8:2,则有机物X的分子式是C5H8O2;
【小问3详解】
有机物X中含有醛基,有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,则分子中含有2中环境的氢原子,则其结构简式为:(CH3)2C(CHO)2;
【小问4详解】
该炔烃中两个甲基位于3号碳原子上,且为丁炔,名称为3,3-二甲基-1-丁炔,故答案为:3,3-二甲基-1-丁炔;
【小问5详解】
的分子式为C9H12,含4个不饱和度,其同分异构体的一溴代物只有两种的芳香烃,由于苯环含4个不饱和度和6个碳原子,故另外3个碳原子形成侧链后是饱和的,故须是3个甲基且结构对称,即1,3,5-三甲基苯。
17. 苯乙烯()是重要的有机化工原料,以下是合成苯乙烯的一种路线:
回答下列问题:
(1)苯乙烯中官能团名称为___________。
(2)写出反应的类型: 反应①___________,反应②___________。
(3)写出反应③的化学方程式:___________。由苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式:___________。
(4)芳香族化合物X是的同分异构体,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,则X的结构简式为___________(任写一种)。
(5)由苯制备环己烯的路线如下,请在框中填写相应的主要产物及反应条件:___________。
【答案】(1)碳碳双键
(2) ①. 加成反应 ②. 取代反应
(3) ①. ②.
(4) 或 (5)
【解析】
【分析】反应①:苯和乙烯在磷酸作用下发生加成反应生成乙苯,反应②:氯化铝作用下加热,氯乙烷发生取代反应生成乙苯,反应③:在光照条件下与溴蒸气反应生成HBr,反应④:加热条件下在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成苯乙烯;
小问1详解】
苯乙烯含有-CH=CH2,官能团为碳碳双键,故答案为:碳碳双键;
【小问2详解】
反应①是苯和CH2=CH2反应生成乙苯,属于加成反应,反应②中苯和CH3CH2Cl反应生成乙苯和HCl,属于取代反应,故答案为:加成反应;取代反应;
【小问3详解】
乙苯的支链上发生取代反应生成,反应条件为光照,反应方程式为+Br2 +HBr;苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯,反应方程式为n ;
【小问4详解】
芳香族化合物X分子中有3种不同化学环境的氢原子,说明结构为轴对称,则X的结构简式为 或 ;
【小问5详解】
在FeBr3催化作用下与液溴反应生成溴苯和HBr,在催化剂作用下与H2发生加成反应生成,加热条件下在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成环己烯,合成路线如图:。A.2−甲基−3−戊炔
B.3−乙基−1−丁烯
C.2−甲基−2,4−己二烯
D.2,2,3−三甲基戊烷
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
向2 mL Na2SO3溶液中滴加几滴稀硝酸酸化,再滴加Ba(NO3)2溶液,观察沉淀生成情况
B
是否具有漂白性
向溴水中滴加足量Na2SO3溶液,观察溶液颜色变化
C
是否有还原性
向2 mL Na2SO3溶液中滴加5~6滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化
D
是否有氧化性
向2 mL Na2SO3溶液中滴加几滴Na2S溶液,观察沉淀生成情况
A
B
C
D
E
F
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