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上海市格致中学2023-2024学年高二上学期期中考试 化学（等级考）试卷
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这是一份上海市格致中学2023-2024学年高二上学期期中考试 化学（等级考）试卷，共23页。试卷主要包含了化学反应速率的影响因素，化学与能源，化学平衡，天然气-清洁能源，口罩中的化学，烃的结构与性质等内容，欢迎下载使用。
1．（20分）实验试剂：0.6ml/LH2C2O4溶液、0.2ml/LKMnO4溶液、3ml/L稀硫酸、蒸馏水。
某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。
*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
（1）表中a的值为 。
（2）已知反应中H2C2O4转化为CO2，转化为Mn2+，每消耗1mlH2C2O4转移的电子数为 。
（3）为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C2O4）：n（KMnO4） 。
（4）根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4min内的化学反应速率为 。
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是 。
该小组甲周学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。
（6）甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中浓度变化情况，绘制出了如图所示的c（），请描述该曲线的变化趋势 ，由此可知该化学反应速率的变化趋势为 。
（7）针对图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。
假设1：生成物中某种微粒具有催化作用；
假设2： 。
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为 （填化学式）。
（9）若假设1成立，则t的取值范围是 。
二、化学与能源（本题共16分）
2．（16分）能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
（1）下列过程的能量变化与图相符的是 （双选）。
A．铝热反应
B．Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
C．铁在氯气中燃烧
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应
（2）工业上冶炼铝时，电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是 。
（3）下列装置中能够实现化学能转化为电能的是 。
某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。
（4）b电极为 极，a电极的电极反应式为 。
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，溶液质量增加 g。
（6）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如图所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 （填A或B）流向用电器。内电路中正离子向电极 （填A或B）移动。
三、化学平衡（本题共12分）
3．（12分）汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而，这些燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物，也会对人体健康和环境产生危害。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mlN2和1mlO2完全反应生成NO （填“吸收”或“放出”）的能量为 。
（2）某课题小组利用活性炭对NO进行吸附：C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g），向恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体，能说明该反应已达平衡状态的是 （双选）。
A．体系的压强不再变化
B．2v（NO）正═v（N2）逆
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．体系中活性炭的质量不再变化
（3）在上述实验条件下，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化曲线如图所示，NO的转化率随温度升高而增大的原因是 。由该曲线的变化趋势可推知NO的吸附反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（4）在上述实验条件下，1100K时，平衡时CO2的体积分数是 。
四、天然气-清洁能源（本题共14分）
4．（14分）在能源绿色低碳转型行动中，天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”，预计到2025年
（1）天然气的主要成分是 （写电子式），该分子的空间构型是 。
（2）将液化石油气（主要成分为C3H8）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要 （填“调小”或“调大”）风门。
CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知，CH4与Cl2反应的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如•Cl、•CH3）反应，包括以下几步：
Ⅰ．Cl22Cl⋅
Ⅱ．链传递：Cl⋅+CH4→⋅CH3+HCl，⋅CH3+Cl2→CH3Cl+Cl⋅，……
Ⅲ．链终止：2Cl⋅→Cl2，Cl⋅+⋅CH3→CH3Cl……
为探究光照对CH4与Cl2反应的影响，实验如下。
（3）由B和D得出的结论是 。
（4）根据上述机理，解释C中几乎没有氯代甲烷的原因 。
（5）早期的有机化合物结构理论认为，有机化合物的分子结构都是平面形的，按照这种理论丙烷 （填“有”或“没有”）同分异构体。
丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
（6）推知断裂﹣CH3中1mlC﹣H比断裂中1mlC﹣H所需能量 （填“大”或“小”）。
五、口罩中的化学（本题共18分）
5．（18分）近日，支原体肺炎频频出现在热搜榜上，而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播，戴口罩！戴口罩！戴口罩！
（1）口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 ，丙烯中最多有 个原子共平面。
（2）下列有关聚丙烯的说法正确的是 （双选）。
A．聚丙烯的最简式CH2
B．聚丙烯是纯净物
C．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧，耗氧量相同
（3）一种口罩的滤材被提前注入了电荷，并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在，该滤材对 成分的吸附效果较好。
A．SO2
B．胶体粒子
C．水蒸气
D．NO
（4）已知当不对称烯烃与含氢物质（如：HCl、H2O）加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上，写出丙烯与HCl发生加成时的主要产物的键线式 。
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是 （填元素符号），该元素的基态原子的价电子轨道表示式为 。
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为 ，该产物的系统命名是 ，M可能的结构共 种。
六、烃的结构与性质（本题共20分）
6．（20分）（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式是 。
如图表示某些烃分子的结构。
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是 （填名称）。C分子中不存在单双键交替结构，请写出一种事实判据 。
（3）D在一定条件下可以生成CH2＝CH﹣C≡CH，该反应的反应类型为 。
工业上常用下列流程制取重要化学原料C10H16Br2O2。流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8
（4）A的系统命名是 ，A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为 。
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为 ，反应②的化学方程式为 。
已知2﹣丁烯存在顺反异构体，其结构分别如图所示：
（6）A的一氯代物有 种（不包含顺反异构），若包含顺反异构，将会有 种一氯代物。
2023-2024学年上海市格致中学高二（上）期中化学试卷（等级考）
参考答案与试题解析
一、化学反应速率的影响因素（本题共20分）
1．（20分）实验试剂：0.6ml/LH2C2O4溶液、0.2ml/LKMnO4溶液、3ml/L稀硫酸、蒸馏水。
某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。
*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
（1）表中a的值为 3 。
（2）已知反应中H2C2O4转化为CO2，转化为Mn2+，每消耗1mlH2C2O4转移的电子数为 2NA 。
（3）为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C2O4）：n（KMnO4） ≥ 。
（4）根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4min内的化学反应速率为 0.00375ml•L﹣1•min﹣1或3.75×10﹣3ml•L﹣1•min﹣1 。
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是 其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快 。
该小组甲周学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。
（6）甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中浓度变化情况，绘制出了如图所示的c（），请描述该曲线的变化趋势 曲线的斜率先增大后减小 ，由此可知该化学反应速率的变化趋势为 反应速率随时间变化先增大后减小 。
（7）针对图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。
假设1：生成物中某种微粒具有催化作用；
假设2： 生成物中某种微粒不具有催化作用 。
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为 MnSO4 （填化学式）。
（9）若假设1成立，则t的取值范围是 ＜4 。
【分析】（1）依据控制变量的原则，控制溶液的总体积为10mL，则表中a的值为3；
（2）已知反应居H2C2O4转化为CO2，C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗1mlH2C2O4转移的电子的物质的量为2ml；
（3）依据电子守恒配平草酸和高锰酸钾的反应的方程式为5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，要让酸性高锰酸钾溶液褪色，H2C2O4的物质的量应大于或等于KMnO4的物质的量的2.5倍；
（4）实验中控制溶液的总体积为10mL，则实验3高锰酸钾溶液褪色后，H2C2O4浓度变化：Δc（H2C2O4）＝Δc（KMnO4），代入v（H2C2O4）＝计算反应速率；
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是：其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快；
（6）由图像可知：该曲线的变化趋势是曲线的斜率先增大后减小；由此可知该化学反应速率的变化趋势为：反应速率随时间变化先增大后减小；
（7）依据甲同学提出的假设，则假设2为生成物中某种微粒不具有催化作用；
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体MnSO4；
（9）速率加快，反应时间缩短。
【解答】解：（1）依据控制变量的原则，控制溶液的总体积为10mL，
故答案为：3；
（2）已知反应居H2C4O4转化为CO2，C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗1mlH5C2O4转移的电子的物质的量为4ml，则转移电子数为2NA，
故答案为：2NA；
（3）依据电子守恒配平草酸和高锰酸钾的反应的方程式为6H2C2O5+2KMnO4+8H2SO4＝K4SO4+2MnSO5+10CO2↑+8H4O，要让酸性高锰酸钾溶液褪色2C2O5和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C8O4）：n（KMnO4）必须大于等于，
故答案为：≥；
（4）实验中控制溶液的总体积为10mL，则实验3高锰酸钾溶液褪色后，H2C2O4浓度变化：Δc（H2C8O4）＝Δc（KMnO4）＝＝5.015ml•L﹣1，v（H2C5O4）＝＝＝0.00375ml•L﹣7•min﹣1＝3.75×10﹣7ml•L﹣1•min﹣1，
故答案为：6.00375ml•L﹣1•min﹣1或6.75×10﹣3ml•L﹣1•min﹣2；
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是：其他条件不变时4溶液的浓度，化学反应速率加快，
故答案为：其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快；
（6）由图像可知：该曲线的变化趋势是曲线的斜率先增大后减小；由此可知该化学反应速率的变化趋势为：反应速率随时间变化先增大后减小；
故答案为：曲线的斜率先增大后减小；反应速率随时间变化先增大后减小；
（7）依据甲同学提出的假设，则假设8为生成物中某种微粒不具有催化作用，
故答案为：生成物中某种微粒不具有催化作用；
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案4，
故答案为：MnSO3；
（9）速率加快，反应时间缩短，时间应小于4min，
故答案为：＜4。
【点评】本题考查化学反应原理，涉及化学反应速率的影响因素、化学反应速率的计算等，题目中等难度。
二、化学与能源（本题共16分）
2．（16分）能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
（1）下列过程的能量变化与图相符的是 BD （双选）。
A．铝热反应
B．Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
C．铁在氯气中燃烧
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应
（2）工业上冶炼铝时，电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是 AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3 。
（3）下列装置中能够实现化学能转化为电能的是 C 。
某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。
（4）b电极为 负 极，a电极的电极反应式为 2Fe3++2e﹣═2Fe2+ 。
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，溶液质量增加 13 g。
（6）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如图所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 A （填A或B）流向用电器。内电路中正离子向电极 B （填A或B）移动。
【分析】（1）反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应；
（2）氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电；
（3）装置中能够实现化学能转化为电能的是原电池反应原理，构成原电池的条件：活泼性不同的两个电极，电解质溶液，闭合回路；活泼的极为负极，不活泼的极为正极；
（4）根据反应“Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2”可知，反应中Zn被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，铁离子在正极发生还原反应，阳离子向正极移动，由此分析解答；
（5）结合电极反应和电子守恒计算；
（6）燃料电池中可燃物为负极，助燃极为正极，由图可知，电极A为负极，CO参与的电极反应式为CO﹣2e﹣+＝2CO2，电极B为正极。
【解答】解：（1）A．铝热反应为放热反应；
B．Ba（OH）2•8H7O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应，故B正确；
C．铁在氯气中燃烧为放热反应；
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应为吸热反应；
故答案为：BD；
（2）氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，所以冶炼铝用熔融氧化铝，
故答案为：AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电3；
（3）A、酒精不是电解质溶液，不能实现化学能转化为电能；
B、电极都为Cu，不可以构成原电池，故B错误；
C、存在活泼性不同的两电极：Zn和Ag；H2SO4的电解质溶液，构成了闭合回路，可以实现化学能转化为电能；
D、没有形成闭合回路，不能实现化学能转化为电能；
故答案为：C；
（4）Zn为负极，发生氧化反应，所以b是负极﹣＝Zn6+，a是正极，则铁离子在a极上发生还原反应3++2e﹣═7Fe2+，
故答案为：负；2Fe3++2e﹣═2Fe6+；
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，反应的锌物质的量4.2ml，
故答案为：13；
（6）电极A为负极，电极B为正极，外电路上电子移动的方向应从电极A流向用电器，阴离子向负极（A极）移动，
古语答案为：A；B。
【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
三、化学平衡（本题共12分）
3．（12分）汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而，这些燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物，也会对人体健康和环境产生危害。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mlN2和1mlO2完全反应生成NO 吸收 （填“吸收”或“放出”）的能量为 630kJ 。
（2）某课题小组利用活性炭对NO进行吸附：C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g），向恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体，能说明该反应已达平衡状态的是 CD （双选）。
A．体系的压强不再变化
B．2v（NO）正═v（N2）逆
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．体系中活性炭的质量不再变化
（3）在上述实验条件下，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化曲线如图所示，NO的转化率随温度升高而增大的原因是 升温反应速率增大，所以NO转化率增大 。由该曲线的变化趋势可推知NO的吸附反应是 放热 （填“吸热”或“放热”）反应。
（4）在上述实验条件下，1100K时，平衡时CO2的体积分数是 20% 。
【分析】（1）N2（g）+O2（g）＝2NO（g）ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和；
（2）当正反应速率等于逆反应速率，各组分浓度不再改变，说明此时反应达到平衡状态，再结合“变量不变即为平”分析；
（3）最高点之前反应未达平衡，升温反应速率增大；达到最高点后，再升高温度，NO的转化率下降，说明升高温度，平衡逆向移动；
（4）1100K时，NO的转化率为40%，列化学平衡三段式计算平衡时CO2的体积分数。
【解答】解：（1）N2（g）+O2（g）＝5NO（g）ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和＝（946+948）kJ/ml﹣2×632kJ/ml＝+630kJ/ml，1mlN3和1mlO2完全反应生成NO 吸收的能量为 630kJ，
故答案为：吸收；630kJ；
（2）A．该反应是气体体积不变的反应，不能说明反应达到平衡状态；
B．v（NO）正═5v（N2）逆才说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．该反应混合气体的质量是变量，则混合气体的平均相对分子质量是变量，说明反应达到平衡状态；
D．随着反应进行，当活性炭的质量不再变化，故D正确；
故答案为：CD。
（3）1050K前，反应未达平衡，所以NO转化率增大，再升高温度，说明升高温度，则该反应为放热反应，
故答案为：升温反应速率增大，所以NO转化率增大；
（4）1100K时，NO的转化率为40%，设起始NO物质的量为2aml，
C（s）+8NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）
起始（ml） 4a 0
转化（ml） 0.4a 0.4a
平衡（ml） 6.2a 0.8a
平衡时CO2的体积分数是 ×100%＝20%，
故答案为：20%。
【点评】本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动影响等知识点，侧重考查获取并运用信息的能力，明确三段式在化学平衡计算中的灵活运用是解本题关键，题目难度中等。
四、天然气-清洁能源（本题共14分）
4．（14分）在能源绿色低碳转型行动中，天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”，预计到2025年
（1）天然气的主要成分是 （写电子式），该分子的空间构型是 正四面体形 。
（2）将液化石油气（主要成分为C3H8）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要 调小 （填“调小”或“调大”）风门。
CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知，CH4与Cl2反应的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如•Cl、•CH3）反应，包括以下几步：
Ⅰ．Cl22Cl⋅
Ⅱ．链传递：Cl⋅+CH4→⋅CH3+HCl，⋅CH3+Cl2→CH3Cl+Cl⋅，……
Ⅲ．链终止：2Cl⋅→Cl2，Cl⋅+⋅CH3→CH3Cl……
为探究光照对CH4与Cl2反应的影响，实验如下。
（3）由B和D得出的结论是 光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4 。
（4）根据上述机理，解释C中几乎没有氯代甲烷的原因 黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递 。
（5）早期的有机化合物结构理论认为，有机化合物的分子结构都是平面形的，按照这种理论丙烷 有 （填“有”或“没有”）同分异构体。
丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
（6）推知断裂﹣CH3中1mlC﹣H比断裂中1mlC﹣H所需能量 大 （填“大”或“小”）。
【分析】（1）天然气的主要成分是甲烷，该分子的空间构型是正四面体形；
（2）C3H8完全燃烧的方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O、甲烷完全燃烧的方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，1ml丙烷完全燃烧需要5mlO2、1ml甲烷完全燃烧需要3mlO2；
（3）光照的物质不同，只有光照氯气才能发生反应，再结合CH4氯代的机理分析；
（4）将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合几乎无氯代甲烷，说明一段时间后不存在•Cl；
（5）若丙烷是平面形结构，则、 属于不同的结构；
（6）ΔH＝断开化学键吸收的热量﹣形成化学键放出的热量，两个反应都是形成H﹣Cl，断开化学键不一样。
【解答】解：（1）天然气的主要成分是甲烷，电子式为，该分子的空间构型是正四面体形，
故答案为：；正四面体形；
（2）C3H8完全燃烧的方程式为C5H8+5O33CO2+6H2O、甲烷完全燃烧的方程式为CH4+8O2CO2+4H2O，1ml丙烷完全燃烧需要4mlO2、1ml甲烷完全燃烧需要2mlO2，将液化石油气（主要成分为C3H7）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，
故答案为：调小；
（3）光照的甲烷时反应不能进行，只有光照氯气才能发生反应2而不是CH4，
故答案为：光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4；
（4）将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间7混合几乎无氯代甲烷，说明黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递，
故答案为：黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递；
（5）若丙烷是平面形结构，则、 属于不同的结构，所以存在同分异构体，
故答案为：有；
（6）都是形成H﹣Cl键，由图可知中C﹣H键的反应放出的热量大于断开﹣CH3中C﹣H键的反应放出的热量，根据ΔH＝断开化学键吸收的热量﹣形成化学键放出的热量3中C﹣H键能比中C﹣H键能大，
故答案为：大。
【点评】本题以甲烷为载体考查反应机理、反应热和焓变等知识点，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确反应机理内涵、反应热的计算方法等知识点是解本题关键，题目难度不大。
五、口罩中的化学（本题共18分）
5．（18分）近日，支原体肺炎频频出现在热搜榜上，而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播，戴口罩！戴口罩！戴口罩！
（1）口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 nCH2＝CHCH3 ，丙烯中最多有 7 个原子共平面。
（2）下列有关聚丙烯的说法正确的是 AD （双选）。
A．聚丙烯的最简式CH2
B．聚丙烯是纯净物
C．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧，耗氧量相同
（3）一种口罩的滤材被提前注入了电荷，并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在，该滤材对 B 成分的吸附效果较好。
A．SO2
B．胶体粒子
C．水蒸气
D．NO
（4）已知当不对称烯烃与含氢物质（如：HCl、H2O）加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上，写出丙烯与HCl发生加成时的主要产物的键线式 。
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是 O （填元素符号），该元素的基态原子的价电子轨道表示式为 。
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为 CH3CH2CH2CH3 ，该产物的系统命名是 正丁烷 ，M可能的结构共 2 种。
【分析】（1）CH2＝CHCH3发生加聚反应生成聚丙烯，丙烯相当于乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代，甲烷中最多有3个原子共平面，单键可以旋转；
（2）A．聚丙烯的最简式中C、H原子个数之比为1：2；
B．聚丙烯中n不同，相对分子质量不同；
C．聚丙烯中不含碳碳双键；
D．等质量的丙烯和聚丙烯中n（CH2）相同；
（3）带电荷的材料，对胶体有较强的吸附作用；
（4）丙烯与HCl发生加成时的主要产物为CH3CHClCH3；
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是O元素，该元素的基态原子的价电子为其2s、2p轨道上的电子；
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为CH3CH2CH2CH3，该产物的系统命名是正丁烷，M可能为1﹣丁烯、2﹣丁烯。
【解答】解：（1）CH2＝CHCH3发生加聚反应生成聚丙烯，反应方程式为nCH7＝CHCH3，丙烯相当于乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代，甲烷中最多有3个原子共平面，所以丙烯分子中最多有8个原子共平面，
故答案为：nCH2＝CHCH3；2；
（2）A．聚丙烯的最简式中C，最简式为CH2，故A正确；
B．聚丙烯中n不同，所以属于混合物；
C．聚丙烯中不含碳碳双键，故C错误；
D．等质量的丙烯和聚丙烯中n（CH2）相同，所以完全燃烧时耗氧量相同；
故答案为：AD；
（3）带电荷的材料，对胶体有较强的吸附作用，可以被吸引，
故答案为：B；
（4）丙烯与HCl发生加成时的主要产物为CH2CHClCH3，其键线式为，
故答案为：；
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是O元素、2p轨道上的电子，
故答案为：O；；
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为CH3CH2CH2CH7，该产物的系统命名是正丁烷，M可能为CH2＝CHCH2CH8、CH3CH＝CHCH3，则M的结构共8种，
故答案为：CH3CH2CH3CH3；正丁烷；2。
【点评】本题考查有机物的结构和性质、原子核外电子排布等知识点，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确官能团及其性质的关系、同系物的概念、有机物的命名方法等知识点是解本题关键，题目难度不大。
六、烃的结构与性质（本题共20分）
6．（20分）（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式是 C（CH3）4 。
如图表示某些烃分子的结构。
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是 乙炔 （填名称）。C分子中不存在单双键交替结构，请写出一种事实判据 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C﹣C单键与C＝C双键的交替结构 。
（3）D在一定条件下可以生成CH2＝CH﹣C≡CH，该反应的反应类型为 加成反应 。
工业上常用下列流程制取重要化学原料C10H16Br2O2。流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8
（4）A的系统命名是 2﹣甲基﹣1，3﹣丁二烯 ，A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为 4：1 。
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为 ，反应②的化学方程式为 +Br2→ 。
已知2﹣丁烯存在顺反异构体，其结构分别如图所示：
（6）A的一氯代物有 4 种（不包含顺反异构），若包含顺反异构，将会有 6 种一氯代物。
【分析】（1）相对分子质量为72，根据烷烃的通式CnH2n+2分析，沸点最低说明支链最多；
（2）A为甲烷、B为乙烯、C为苯、D为乙炔；
（3）乙炔发生自身加成反应生成该物质；
流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8，A为CH2＝C（CH3）CH＝CH2，A和B发生信息中的反应，B为CH2＝CHCOOCH2CH3；根据反应②
产物的分子式知，C10H16Br2O2的结构简式为；
（4）A的主链上含有4个碳原子，甲基位于2号碳原子上，碳碳双键位于1号和2号、3号和4号碳原子之间，连接碳碳双键的碳原子采用sp2杂化，饱和碳原子采用sp3；
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物结构简式为，反应②为碳碳双键和溴的加成反应；
（6）A中含有几种氢原子，其一氯代物就有几种（不包含顺反异构）；碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时，存在顺反异构。
【解答】解：（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃根据烷烃的通式CnH2n+2分析，有12n+6n+2＝72，根据支链越多沸点越高分析3）5，
故答案为：C（CH3）4；
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是乙炔，说明苯分子中不含碳碳双键，
故答案为：乙炔；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以证明苯环结构中不存在C﹣C单键与C＝C双键的交替结构；
（3）某乙炔发生自身加成反应生成CH2＝CH﹣C≡CH，
故答案为：加成反应；
（4）A为CH2＝C（CH3）CH＝CH3，A的系统命名是2﹣甲基﹣1，7﹣丁二烯3杂化，连接碳碳双键的碳原子采用sp2杂化，所以A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为4：4，
故答案为：2﹣甲基﹣1，6﹣丁二烯；
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为，反应②的化学方程式为+Br2→，
故答案为：；+Br2→；
（6）A中含有3种氢原子，所以A的一氯代物有4种（不包含顺反异构），将会有6种一氯代物，
故答案为：8；6。
【点评】本题考查了有机物的结构和性质、有机物推断等知识点，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确官能团及其性质的关系、物质之间的转化关系是解本题关键，题目难度不大。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/11/29 14:28:27；用户：15290311958；邮箱：15290311958；学号：48861359编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
1
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
2
3.0
a
2.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
加入少量固体
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
4
3.0
2.0
3.0
2.0
﹣
t
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后，光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照，然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
1
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6.4
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a
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2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
加入少量固体
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
4
3.0
2.0
3.0
2.0
﹣
t
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后，光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照，然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
1．（20分）实验试剂：0.6ml/LH2C2O4溶液、0.2ml/LKMnO4溶液、3ml/L稀硫酸、蒸馏水。
某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。
*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
（1）表中a的值为 。
（2）已知反应中H2C2O4转化为CO2，转化为Mn2+，每消耗1mlH2C2O4转移的电子数为 。
（3）为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C2O4）：n（KMnO4） 。
（4）根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4min内的化学反应速率为 。
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是 。
该小组甲周学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。
（6）甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中浓度变化情况，绘制出了如图所示的c（），请描述该曲线的变化趋势 ，由此可知该化学反应速率的变化趋势为 。
（7）针对图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。
假设1：生成物中某种微粒具有催化作用；
假设2： 。
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为 （填化学式）。
（9）若假设1成立，则t的取值范围是 。
二、化学与能源（本题共16分）
2．（16分）能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
（1）下列过程的能量变化与图相符的是 （双选）。
A．铝热反应
B．Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
C．铁在氯气中燃烧
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应
（2）工业上冶炼铝时，电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是 。
（3）下列装置中能够实现化学能转化为电能的是 。
某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。
（4）b电极为 极，a电极的电极反应式为 。
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，溶液质量增加 g。
（6）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如图所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 （填A或B）流向用电器。内电路中正离子向电极 （填A或B）移动。
三、化学平衡（本题共12分）
3．（12分）汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而，这些燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物，也会对人体健康和环境产生危害。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mlN2和1mlO2完全反应生成NO （填“吸收”或“放出”）的能量为 。
（2）某课题小组利用活性炭对NO进行吸附：C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g），向恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体，能说明该反应已达平衡状态的是 （双选）。
A．体系的压强不再变化
B．2v（NO）正═v（N2）逆
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．体系中活性炭的质量不再变化
（3）在上述实验条件下，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化曲线如图所示，NO的转化率随温度升高而增大的原因是 。由该曲线的变化趋势可推知NO的吸附反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（4）在上述实验条件下，1100K时，平衡时CO2的体积分数是 。
四、天然气-清洁能源（本题共14分）
4．（14分）在能源绿色低碳转型行动中，天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”，预计到2025年
（1）天然气的主要成分是 （写电子式），该分子的空间构型是 。
（2）将液化石油气（主要成分为C3H8）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要 （填“调小”或“调大”）风门。
CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知，CH4与Cl2反应的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如•Cl、•CH3）反应，包括以下几步：
Ⅰ．Cl22Cl⋅
Ⅱ．链传递：Cl⋅+CH4→⋅CH3+HCl，⋅CH3+Cl2→CH3Cl+Cl⋅，……
Ⅲ．链终止：2Cl⋅→Cl2，Cl⋅+⋅CH3→CH3Cl……
为探究光照对CH4与Cl2反应的影响，实验如下。
（3）由B和D得出的结论是 。
（4）根据上述机理，解释C中几乎没有氯代甲烷的原因 。
（5）早期的有机化合物结构理论认为，有机化合物的分子结构都是平面形的，按照这种理论丙烷 （填“有”或“没有”）同分异构体。
丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
（6）推知断裂﹣CH3中1mlC﹣H比断裂中1mlC﹣H所需能量 （填“大”或“小”）。
五、口罩中的化学（本题共18分）
5．（18分）近日，支原体肺炎频频出现在热搜榜上，而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播，戴口罩！戴口罩！戴口罩！
（1）口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 ，丙烯中最多有 个原子共平面。
（2）下列有关聚丙烯的说法正确的是 （双选）。
A．聚丙烯的最简式CH2
B．聚丙烯是纯净物
C．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧，耗氧量相同
（3）一种口罩的滤材被提前注入了电荷，并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在，该滤材对 成分的吸附效果较好。
A．SO2
B．胶体粒子
C．水蒸气
D．NO
（4）已知当不对称烯烃与含氢物质（如：HCl、H2O）加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上，写出丙烯与HCl发生加成时的主要产物的键线式 。
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是 （填元素符号），该元素的基态原子的价电子轨道表示式为 。
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为 ，该产物的系统命名是 ，M可能的结构共 种。
六、烃的结构与性质（本题共20分）
6．（20分）（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式是 。
如图表示某些烃分子的结构。
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是 （填名称）。C分子中不存在单双键交替结构，请写出一种事实判据 。
（3）D在一定条件下可以生成CH2＝CH﹣C≡CH，该反应的反应类型为 。
工业上常用下列流程制取重要化学原料C10H16Br2O2。流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8
（4）A的系统命名是 ，A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为 。
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为 ，反应②的化学方程式为 。
已知2﹣丁烯存在顺反异构体，其结构分别如图所示：
（6）A的一氯代物有 种（不包含顺反异构），若包含顺反异构，将会有 种一氯代物。
2023-2024学年上海市格致中学高二（上）期中化学试卷（等级考）
参考答案与试题解析
一、化学反应速率的影响因素（本题共20分）
1．（20分）实验试剂：0.6ml/LH2C2O4溶液、0.2ml/LKMnO4溶液、3ml/L稀硫酸、蒸馏水。
某小组利用上述试剂来探究“浓度对H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液反应速率的影响”，进行了如下实验。
*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
（1）表中a的值为 3 。
（2）已知反应中H2C2O4转化为CO2，转化为Mn2+，每消耗1mlH2C2O4转移的电子数为 2NA 。
（3）为了能观察到溶液紫色褪去，加入到试管中的H2C2O4和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C2O4）：n（KMnO4） ≥ 。
（4）根据实验3中数据计算，用H2C2O4浓度变化表示0～4min内的化学反应速率为 0.00375ml•L﹣1•min﹣1或3.75×10﹣3ml•L﹣1•min﹣1 。
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是 其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快 。
该小组甲周学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化，借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况。
（6）甲同学采用仪器分析方法监测了实验3中浓度变化情况，绘制出了如图所示的c（），请描述该曲线的变化趋势 曲线的斜率先增大后减小 ，由此可知该化学反应速率的变化趋势为 反应速率随时间变化先增大后减小 。
（7）针对图中所示化学反应速率变快的现象，甲同学提出了以下假设，请完成假设2。
假设1：生成物中某种微粒具有催化作用；
假设2： 生成物中某种微粒不具有催化作用 。
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体最优选择为 MnSO4 （填化学式）。
（9）若假设1成立，则t的取值范围是 ＜4 。
【分析】（1）依据控制变量的原则，控制溶液的总体积为10mL，则表中a的值为3；
（2）已知反应居H2C2O4转化为CO2，C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗1mlH2C2O4转移的电子的物质的量为2ml；
（3）依据电子守恒配平草酸和高锰酸钾的反应的方程式为5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，要让酸性高锰酸钾溶液褪色，H2C2O4的物质的量应大于或等于KMnO4的物质的量的2.5倍；
（4）实验中控制溶液的总体积为10mL，则实验3高锰酸钾溶液褪色后，H2C2O4浓度变化：Δc（H2C2O4）＝Δc（KMnO4），代入v（H2C2O4）＝计算反应速率；
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是：其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快；
（6）由图像可知：该曲线的变化趋势是曲线的斜率先增大后减小；由此可知该化学反应速率的变化趋势为：反应速率随时间变化先增大后减小；
（7）依据甲同学提出的假设，则假设2为生成物中某种微粒不具有催化作用；
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案，下表中加入的少量固体MnSO4；
（9）速率加快，反应时间缩短。
【解答】解：（1）依据控制变量的原则，控制溶液的总体积为10mL，
故答案为：3；
（2）已知反应居H2C4O4转化为CO2，C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗1mlH5C2O4转移的电子的物质的量为4ml，则转移电子数为2NA，
故答案为：2NA；
（3）依据电子守恒配平草酸和高锰酸钾的反应的方程式为6H2C2O5+2KMnO4+8H2SO4＝K4SO4+2MnSO5+10CO2↑+8H4O，要让酸性高锰酸钾溶液褪色2C2O5和KMnO4的物质的量需要满足的关系为：n（H2C8O4）：n（KMnO4）必须大于等于，
故答案为：≥；
（4）实验中控制溶液的总体积为10mL，则实验3高锰酸钾溶液褪色后，H2C2O4浓度变化：Δc（H2C8O4）＝Δc（KMnO4）＝＝5.015ml•L﹣1，v（H2C5O4）＝＝＝0.00375ml•L﹣7•min﹣1＝3.75×10﹣7ml•L﹣1•min﹣1，
故答案为：6.00375ml•L﹣1•min﹣1或6.75×10﹣3ml•L﹣1•min﹣2；
（5）分析表中实验数据，可以得到的结论是：其他条件不变时4溶液的浓度，化学反应速率加快，
故答案为：其他条件不变时，增大KMnO4溶液的浓度，化学反应速率加快；
（6）由图像可知：该曲线的变化趋势是曲线的斜率先增大后减小；由此可知该化学反应速率的变化趋势为：反应速率随时间变化先增大后减小；
故答案为：曲线的斜率先增大后减小；反应速率随时间变化先增大后减小；
（7）依据甲同学提出的假设，则假设8为生成物中某种微粒不具有催化作用，
故答案为：生成物中某种微粒不具有催化作用；
（8）为验证假设1是否成立，甲同学设计了如下实验方案4，
故答案为：MnSO3；
（9）速率加快，反应时间缩短，时间应小于4min，
故答案为：＜4。
【点评】本题考查化学反应原理，涉及化学反应速率的影响因素、化学反应速率的计算等，题目中等难度。
二、化学与能源（本题共16分）
2．（16分）能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。
（1）下列过程的能量变化与图相符的是 BD （双选）。
A．铝热反应
B．Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
C．铁在氯气中燃烧
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应
（2）工业上冶炼铝时，电解熔融A2O3而不电解熔融AlCl3的原因是 AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3 。
（3）下列装置中能够实现化学能转化为电能的是 C 。
某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。
（4）b电极为 负 极，a电极的电极反应式为 2Fe3++2e﹣═2Fe2+ 。
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，溶液质量增加 13 g。
（6）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如图所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 A （填A或B）流向用电器。内电路中正离子向电极 B （填A或B）移动。
【分析】（1）反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应；
（2）氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电；
（3）装置中能够实现化学能转化为电能的是原电池反应原理，构成原电池的条件：活泼性不同的两个电极，电解质溶液，闭合回路；活泼的极为负极，不活泼的极为正极；
（4）根据反应“Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2”可知，反应中Zn被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，铁离子在正极发生还原反应，阳离子向正极移动，由此分析解答；
（5）结合电极反应和电子守恒计算；
（6）燃料电池中可燃物为负极，助燃极为正极，由图可知，电极A为负极，CO参与的电极反应式为CO﹣2e﹣+＝2CO2，电极B为正极。
【解答】解：（1）A．铝热反应为放热反应；
B．Ba（OH）2•8H7O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应，故B正确；
C．铁在氯气中燃烧为放热反应；
D．碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应为吸热反应；
故答案为：BD；
（2）氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，所以冶炼铝用熔融氧化铝，
故答案为：AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电3；
（3）A、酒精不是电解质溶液，不能实现化学能转化为电能；
B、电极都为Cu，不可以构成原电池，故B错误；
C、存在活泼性不同的两电极：Zn和Ag；H2SO4的电解质溶液，构成了闭合回路，可以实现化学能转化为电能；
D、没有形成闭合回路，不能实现化学能转化为电能；
故答案为：C；
（4）Zn为负极，发生氧化反应，所以b是负极﹣＝Zn6+，a是正极，则铁离子在a极上发生还原反应3++2e﹣═7Fe2+，
故答案为：负；2Fe3++2e﹣═2Fe6+；
（5）若电路中有0.4ml电子通过时，反应的锌物质的量4.2ml，
故答案为：13；
（6）电极A为负极，电极B为正极，外电路上电子移动的方向应从电极A流向用电器，阴离子向负极（A极）移动，
古语答案为：A；B。
【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
三、化学平衡（本题共12分）
3．（12分）汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而，这些燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物，也会对人体健康和环境产生危害。
（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mlN2和1mlO2完全反应生成NO 吸收 （填“吸收”或“放出”）的能量为 630kJ 。
（2）某课题小组利用活性炭对NO进行吸附：C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g），向恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体，能说明该反应已达平衡状态的是 CD （双选）。
A．体系的压强不再变化
B．2v（NO）正═v（N2）逆
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．体系中活性炭的质量不再变化
（3）在上述实验条件下，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化曲线如图所示，NO的转化率随温度升高而增大的原因是 升温反应速率增大，所以NO转化率增大 。由该曲线的变化趋势可推知NO的吸附反应是 放热 （填“吸热”或“放热”）反应。
（4）在上述实验条件下，1100K时，平衡时CO2的体积分数是 20% 。
【分析】（1）N2（g）+O2（g）＝2NO（g）ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和；
（2）当正反应速率等于逆反应速率，各组分浓度不再改变，说明此时反应达到平衡状态，再结合“变量不变即为平”分析；
（3）最高点之前反应未达平衡，升温反应速率增大；达到最高点后，再升高温度，NO的转化率下降，说明升高温度，平衡逆向移动；
（4）1100K时，NO的转化率为40%，列化学平衡三段式计算平衡时CO2的体积分数。
【解答】解：（1）N2（g）+O2（g）＝5NO（g）ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和＝（946+948）kJ/ml﹣2×632kJ/ml＝+630kJ/ml，1mlN3和1mlO2完全反应生成NO 吸收的能量为 630kJ，
故答案为：吸收；630kJ；
（2）A．该反应是气体体积不变的反应，不能说明反应达到平衡状态；
B．v（NO）正═5v（N2）逆才说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．该反应混合气体的质量是变量，则混合气体的平均相对分子质量是变量，说明反应达到平衡状态；
D．随着反应进行，当活性炭的质量不再变化，故D正确；
故答案为：CD。
（3）1050K前，反应未达平衡，所以NO转化率增大，再升高温度，说明升高温度，则该反应为放热反应，
故答案为：升温反应速率增大，所以NO转化率增大；
（4）1100K时，NO的转化率为40%，设起始NO物质的量为2aml，
C（s）+8NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）
起始（ml） 4a 0
转化（ml） 0.4a 0.4a
平衡（ml） 6.2a 0.8a
平衡时CO2的体积分数是 ×100%＝20%，
故答案为：20%。
【点评】本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动影响等知识点，侧重考查获取并运用信息的能力，明确三段式在化学平衡计算中的灵活运用是解本题关键，题目难度中等。
四、天然气-清洁能源（本题共14分）
4．（14分）在能源绿色低碳转型行动中，天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”，预计到2025年
（1）天然气的主要成分是 （写电子式），该分子的空间构型是 正四面体形 。
（2）将液化石油气（主要成分为C3H8）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要 调小 （填“调小”或“调大”）风门。
CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知，CH4与Cl2反应的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如•Cl、•CH3）反应，包括以下几步：
Ⅰ．Cl22Cl⋅
Ⅱ．链传递：Cl⋅+CH4→⋅CH3+HCl，⋅CH3+Cl2→CH3Cl+Cl⋅，……
Ⅲ．链终止：2Cl⋅→Cl2，Cl⋅+⋅CH3→CH3Cl……
为探究光照对CH4与Cl2反应的影响，实验如下。
（3）由B和D得出的结论是 光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4 。
（4）根据上述机理，解释C中几乎没有氯代甲烷的原因 黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递 。
（5）早期的有机化合物结构理论认为，有机化合物的分子结构都是平面形的，按照这种理论丙烷 有 （填“有”或“没有”）同分异构体。
丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
（6）推知断裂﹣CH3中1mlC﹣H比断裂中1mlC﹣H所需能量 大 （填“大”或“小”）。
【分析】（1）天然气的主要成分是甲烷，该分子的空间构型是正四面体形；
（2）C3H8完全燃烧的方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O、甲烷完全燃烧的方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，1ml丙烷完全燃烧需要5mlO2、1ml甲烷完全燃烧需要3mlO2；
（3）光照的物质不同，只有光照氯气才能发生反应，再结合CH4氯代的机理分析；
（4）将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合几乎无氯代甲烷，说明一段时间后不存在•Cl；
（5）若丙烷是平面形结构，则、 属于不同的结构；
（6）ΔH＝断开化学键吸收的热量﹣形成化学键放出的热量，两个反应都是形成H﹣Cl，断开化学键不一样。
【解答】解：（1）天然气的主要成分是甲烷，电子式为，该分子的空间构型是正四面体形，
故答案为：；正四面体形；
（2）C3H8完全燃烧的方程式为C5H8+5O33CO2+6H2O、甲烷完全燃烧的方程式为CH4+8O2CO2+4H2O，1ml丙烷完全燃烧需要4mlO2、1ml甲烷完全燃烧需要2mlO2，将液化石油气（主要成分为C3H7）灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，
故答案为：调小；
（3）光照的甲烷时反应不能进行，只有光照氯气才能发生反应2而不是CH4，
故答案为：光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4；
（4）将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间7混合几乎无氯代甲烷，说明黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递，
故答案为：黑暗中发生2Cl•→Cl2，一段时间后体系中几乎无Cl•存在，无法进行链传递；
（5）若丙烷是平面形结构，则、 属于不同的结构，所以存在同分异构体，
故答案为：有；
（6）都是形成H﹣Cl键，由图可知中C﹣H键的反应放出的热量大于断开﹣CH3中C﹣H键的反应放出的热量，根据ΔH＝断开化学键吸收的热量﹣形成化学键放出的热量3中C﹣H键能比中C﹣H键能大，
故答案为：大。
【点评】本题以甲烷为载体考查反应机理、反应热和焓变等知识点，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确反应机理内涵、反应热的计算方法等知识点是解本题关键，题目难度不大。
五、口罩中的化学（本题共18分）
5．（18分）近日，支原体肺炎频频出现在热搜榜上，而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播，戴口罩！戴口罩！戴口罩！
（1）口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 nCH2＝CHCH3 ，丙烯中最多有 7 个原子共平面。
（2）下列有关聚丙烯的说法正确的是 AD （双选）。
A．聚丙烯的最简式CH2
B．聚丙烯是纯净物
C．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧，耗氧量相同
（3）一种口罩的滤材被提前注入了电荷，并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在，该滤材对 B 成分的吸附效果较好。
A．SO2
B．胶体粒子
C．水蒸气
D．NO
（4）已知当不对称烯烃与含氢物质（如：HCl、H2O）加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上，写出丙烯与HCl发生加成时的主要产物的键线式 。
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是 O （填元素符号），该元素的基态原子的价电子轨道表示式为 。
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为 CH3CH2CH2CH3 ，该产物的系统命名是 正丁烷 ，M可能的结构共 2 种。
【分析】（1）CH2＝CHCH3发生加聚反应生成聚丙烯，丙烯相当于乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代，甲烷中最多有3个原子共平面，单键可以旋转；
（2）A．聚丙烯的最简式中C、H原子个数之比为1：2；
B．聚丙烯中n不同，相对分子质量不同；
C．聚丙烯中不含碳碳双键；
D．等质量的丙烯和聚丙烯中n（CH2）相同；
（3）带电荷的材料，对胶体有较强的吸附作用；
（4）丙烯与HCl发生加成时的主要产物为CH3CHClCH3；
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是O元素，该元素的基态原子的价电子为其2s、2p轨道上的电子；
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为CH3CH2CH2CH3，该产物的系统命名是正丁烷，M可能为1﹣丁烯、2﹣丁烯。
【解答】解：（1）CH2＝CHCH3发生加聚反应生成聚丙烯，反应方程式为nCH7＝CHCH3，丙烯相当于乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代，甲烷中最多有3个原子共平面，所以丙烯分子中最多有8个原子共平面，
故答案为：nCH2＝CHCH3；2；
（2）A．聚丙烯的最简式中C，最简式为CH2，故A正确；
B．聚丙烯中n不同，所以属于混合物；
C．聚丙烯中不含碳碳双键，故C错误；
D．等质量的丙烯和聚丙烯中n（CH2）相同，所以完全燃烧时耗氧量相同；
故答案为：AD；
（3）带电荷的材料，对胶体有较强的吸附作用，可以被吸引，
故答案为：B；
（4）丙烯与HCl发生加成时的主要产物为CH2CHClCH3，其键线式为，
故答案为：；
（5）环氧乙烷常用于口罩的灭菌处理，环氧乙烷中非金属性最强的元素是O元素、2p轨道上的电子，
故答案为：O；；
（6）丙烯的某种同系物（M）与氢气加成后所得产物结构为CH3CH2CH2CH7，该产物的系统命名是正丁烷，M可能为CH2＝CHCH2CH8、CH3CH＝CHCH3，则M的结构共8种，
故答案为：CH3CH2CH3CH3；正丁烷；2。
【点评】本题考查有机物的结构和性质、原子核外电子排布等知识点，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确官能团及其性质的关系、同系物的概念、有机物的命名方法等知识点是解本题关键，题目难度不大。
六、烃的结构与性质（本题共20分）
6．（20分）（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式是 C（CH3）4 。
如图表示某些烃分子的结构。
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是 乙炔 （填名称）。C分子中不存在单双键交替结构，请写出一种事实判据 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C﹣C单键与C＝C双键的交替结构 。
（3）D在一定条件下可以生成CH2＝CH﹣C≡CH，该反应的反应类型为 加成反应 。
工业上常用下列流程制取重要化学原料C10H16Br2O2。流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8
（4）A的系统命名是 2﹣甲基﹣1，3﹣丁二烯 ，A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为 4：1 。
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为 ，反应②的化学方程式为 +Br2→ 。
已知2﹣丁烯存在顺反异构体，其结构分别如图所示：
（6）A的一氯代物有 4 种（不包含顺反异构），若包含顺反异构，将会有 6 种一氯代物。
【分析】（1）相对分子质量为72，根据烷烃的通式CnH2n+2分析，沸点最低说明支链最多；
（2）A为甲烷、B为乙烯、C为苯、D为乙炔；
（3）乙炔发生自身加成反应生成该物质；
流程中的A为天然橡胶的单体，分子式为C5H8，A为CH2＝C（CH3）CH＝CH2，A和B发生信息中的反应，B为CH2＝CHCOOCH2CH3；根据反应②
产物的分子式知，C10H16Br2O2的结构简式为；
（4）A的主链上含有4个碳原子，甲基位于2号碳原子上，碳碳双键位于1号和2号、3号和4号碳原子之间，连接碳碳双键的碳原子采用sp2杂化，饱和碳原子采用sp3；
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物结构简式为，反应②为碳碳双键和溴的加成反应；
（6）A中含有几种氢原子，其一氯代物就有几种（不包含顺反异构）；碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时，存在顺反异构。
【解答】解：（1）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃根据烷烃的通式CnH2n+2分析，有12n+6n+2＝72，根据支链越多沸点越高分析3）5，
故答案为：C（CH3）4；
（2）A、B、C、D四种有机物中，有四个原子共线的是乙炔，说明苯分子中不含碳碳双键，
故答案为：乙炔；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以证明苯环结构中不存在C﹣C单键与C＝C双键的交替结构；
（3）某乙炔发生自身加成反应生成CH2＝CH﹣C≡CH，
故答案为：加成反应；
（4）A为CH2＝C（CH3）CH＝CH3，A的系统命名是2﹣甲基﹣1，7﹣丁二烯3杂化，连接碳碳双键的碳原子采用sp2杂化，所以A中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为4：4，
故答案为：2﹣甲基﹣1，6﹣丁二烯；
（5）A与B反应生成的另一种含六元环的化合物的结构简式为，反应②的化学方程式为+Br2→，
故答案为：；+Br2→；
（6）A中含有3种氢原子，所以A的一氯代物有4种（不包含顺反异构），将会有6种一氯代物，
故答案为：8；6。
【点评】本题考查了有机物的结构和性质、有机物推断等知识点，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确官能团及其性质的关系、物质之间的转化关系是解本题关键，题目难度不大。
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室温下，试管中所加试剂用量/mL
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
1
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
2
3.0
a
2.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
加入少量固体
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
4
3.0
2.0
3.0
2.0
﹣
t
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后，光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照，然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
1
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6.4
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5.2
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2.0
3.0
2.0
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编号
室温下，试管中所加试剂用量/mL
加入少量固体
t*/min
V（H2C2O4）
V（H2O）
V（KMnO4）
V（H2SO4）
4
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2.0
3.0
2.0
﹣
t
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后，光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照，然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
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