河南省南阳市2023-2024学年高二下学期期末考试化学试卷(Word版附解析)
展开注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)。满分100分,考试时间75分钟。答题前务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时,必须用2B铅笔将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。
3.答非选择题时,必须用0.5mm黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5. 可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 Ca-40 Fe-56 Cu-64
第I卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 从科技前沿到日常生活,化学无处不在。下列说法正确的是
A. 长征五号运载火箭成功应用液氧煤油发动机,煤油是石油分馏所得纯净物
B. “天和”核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(C7H5NS2)属于有机高分子
C. 生活中人们用纯碱去污和用合成洗涤剂去污的原理相同
D. 浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果的保鲜
2. 用粒子轰击可得到一个中子和一种放射性核素,即。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数4倍。下列说法错误的是
A. b=13
B. 最高价含氧酸的酸性:X
D. 单质的沸点:X>Y
3. 下列实验处理正确的是
A. 向小苏打粉末中滴入柠檬酸,产生无色气体,说明柠檬酸的酸性比碳酸强
B. 向丙烯醛 中加入溴水,观察橙色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
C. 用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
D. 将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热,产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,证明溴乙烷发生消去反应生成乙烯
4. 下列有关原子结构或微粒间相互作用说法正确的是
A. 在多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B. N电子层中有4s、4p、4d、4f四个能级,共16个轨道, 可容纳32个电子, 故元素周期表第四周期有 32种元素
C. CH3OH分子中,碳原子与氧原子之间形成的共价键为 键
D. 油脂氢化后产生的人造脂肪中碳原子均为sp3杂化
5. 叙述1 和叙述2 均正确但二者相关性不匹配的是
A. AB. BC. CD. D
6. 甘油是重要的化工原料,工业上合成甘油的一种流程如下,下列有关说法正确的是
A. Y的结构简式为
B. 上述转化中有两个取代反应、一个加成反应
C. 的同分异构体有4种
D 可用酸性溶液区别X和W
7. 卡维地洛类药物(丁)可用于治疗原发性高血压、有症状的充血性心力衰竭。以甲为原料合成丁的方法如下图所示。下列说法正确的是
A. 试剂X可以是足量溶液B. 丙、丁互为同系物
C. 乙、丙、丁均能与NaOH溶液反应D. 戊的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
8. 某种合成医药、农药的中间体W结构如图所示,其中X、Y、Z、M、R均为短周期元素,原子序数依次增大。下列说法错误的是
A. Z2和YM为等电子体B. RM3的空间构型为平面三角形
C. W分子中R的杂化方式为sp2D. W分子中既存在极性共价键,又存在非极性共价键
9. 扎染是我国重要的非物质文化遗产,扎染用到的靛蓝已具有三千多年历史,战国时期荀况的“青,出于蓝而胜于蓝”就源于当时的染蓝技术。染色时发生以下反应,有关说法正确的是
A. 靛蓝耐碱、耐酸、耐氧化
B. 由靛白与碱反应生成靛白盐的反应可推知,靛白中的五元环有着类似于苯环的性质
C. 靛白分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键
D. 靛白分子中N原子是sp2杂化,靛白分子中存在N···H-O氢键
10. 环氧树脂黏合剂(A)因分子链的刚性和含有极性的环氧基团,而具有黏合强度高、收缩率低、化学性质稳定等优点,对金属、陶瓷、塑料及木材等均有较好的粘结力,具有”万能胶“的美誉。可由环氧氯丙烷(X)和双酚A(Y)在一定条件下合成。
下列说法错误的是
A. X 含有2种官能团
B. Y分子中最多能有25个原子共面
C X 和 Y 通过缩聚反应合成 A
D. 相同条件下,苯酚也可以和X反应生成结构与A相似的高分子
11. 实验室中用山梨酸和乙醇催化合成山梨酸乙酯的过程如下所示,下列说法错误的是
A. 反应时不能用水浴进行加热
B. 试剂a可以是5%NaOH溶液,目的是除去滤液1中的山梨酸和硫酸杂质
C. 操作①和操作③基本原理相同,操作②和操作④基本原理不同
D. 加入无水MgSO4固体的目的是除去有机物中的水分
12. 荧光素(X)常用于钞票等防伪印刷,下列关于它的说法正确的是
A. l mlX与足量的NaOH 溶液在常温常压下反应,最多消耗 3ml NaOH
B. 1ml X 最多能与9 ml氢气反应
C. 1ml X 与足量的浓溴水反应, 最多消耗4ml Br2
D. 一定条件下,X能与甲醛发生缩聚反应
13. 铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,M为正极
B. 充电时,阴极反应式为
C. 若用该电池电解饱和食盐水,当有生成时,则有被氧化
D. 充电时,被氧化时,则有由左向右通过质子交换膜
14. 实验室制取 HF的原理为 ,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应: 。的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. F⁻位于Ca2+形成的正四面体空隙中
B. SiF4、H2O、三者的中心原子价层电子对数相等
C. CaF2的晶体密度为 为阿伏加德罗常数的值)
D. CaF2晶体中F⁻与Ca2+之间的最近距离为
15. 通过理论计算发现,与HBr发生加成反应时,通过不同的路径都可以生成有机物④,其反应过程及相对能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 中间产物③存在顺反异构
B. 对于“反应路径1”来说,该反应的决速步骤的活化能为34.7 kcal⋅ml
C. 由物质①生成物质②或物质③的反应过程中,断键吸收的能量之和均小于成键释放的能量之和
D. 物质的稳定性由强到弱的顺序为②>③>④
第II卷(非选择题 共55 分)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 电化学理论在钢铁防腐、废水处理中有着重要应用价值。请按要求回答下列问题
(1)下图为探究金属Fe腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________(填“左”或“右”)端,用电极反应式解释变红的原因:___________。
(2)碳钢在空气中容易被腐蚀,加入钼酸盐有利于缓蚀,其缓蚀原理是在钢铁表面形成 保护膜。要对密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用是___________。
(3)支撑海港码头基础的钢管桩,常采用如图所示的方法进行防腐,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
①该保护方法叫作___________。
②下列有关表述正确的是___________ (填字母)。
a.钢管桩被迫成为阴极而受到保护,其表面的腐蚀电流接近于零
b.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
c.通电后,调整外加电压,外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
d.通入的保护电流应根据环境变化进行调整
(4)利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物,在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂,实现高效工作,其作用原理图示如下:
铁电极的电极反应为___________。下列叙述正确的是___________(填字母)。
A.铁电极为正极,碳电极为负极
B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达,吸附能力大幅提高,有利于除污
C.碳电极上的反应环境为无溶解氧环境
D.铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出,被絮凝剂运输至碳电极表面
17. 间氯苯甲醛是重要的有机化工产品,沸点213.5℃,密度1.24g/mL。实验室制取间氯苯甲醛的反应原理为:
实验操作如下:
①向溶剂二氯乙烷中加催化剂,再滴加10.2mL苯甲醛,加热(39~40℃)、搅拌。
②通入干燥氯气反应,获得粗产品。
③粗产品经萃取、干燥、减压蒸馏,得到间氯苯甲醛8.5mL。
实验装置如下:
请回答下列问题:
(1)仪器B的名称是_______。
(2)该实验采用恒温加热,为控制反应温度,仪器A处可采用_______加热的方法。
(3)该实验要求无水操作,理由是_______。
(4)滴液漏斗外侧的玻璃导管的作用是_______。
(5)三组平行实验中苯甲醛转化率和选择性随时间的变化关系如下表:
其他条件不变时,反应(氯化)最佳时长为_______分钟。随着反应时间延长,选择性下降的原因是_______。
(6)已知苯甲醛密度1.04gmL,设苯甲醛的相对分子质量为a,间氯苯甲醛的相对分子质量为b,则间氯苯甲醛的产率为_______(写出表达式)。
18. 元素周期表前四周期的元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。对于它们的基态原子而言,A的核外电子总数与其电子层数相同;B的价电子层中有3个未成对电子;C的最外层电子数为其内层电子数的3倍;D与C同主族;E的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题。
(1)B、C、D中第一电离能从大到小的顺序是___________ (用元素符号表示)。
(2)E的价层电子轨道表示式为 ___________,该原子核外电子有___________种空间运动状态。
(3)这些元素形成的含氧酸中,酸根离子呈三角锥形结构的酸是___________(填化学式)。
(4)这五种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子呈狭长的八面体结构如图1所示。该化合物中阴离子为___________ (填化学式),该化合物加热时首先失去的组分是 ___________ (填化学式),判断理由是 ___________ 。
(5)C元素与E元素形成的一种化合物晶胞结构如图2所示。已知:A 原子坐标为(0,0,0),C 原子坐标为(1,1,1)。晶胞参数为a nm, 为阿伏加德罗常数的值。该化合物的化学式为___________,B 原子的坐标为___________,该晶体的密度为___________g⋅cm-3(写出表达式即可)。
19. 化合物G俗称依普黄酮,是一种抗骨质疏松药物的主要成分。以甲苯为原料合成该化合物的路线如下图所示:
已知:
(1)反应①的反应试剂及条件为___________。
(2)H的名称为___________。
(3)G中含氧官能团的名称为___________,反应B→C的反应类型为___________。
(4)F与足量的完全加成后所生成的化合物中手性碳原子的个数为___________。
(5)N的同分异构体中既能发生银镜反应又能发生水解反应的共有___________种。请写出其中核磁共振氢谱有五组峰的有机物在加热条件下,和足量的盐酸发生水解反应的化学方程式:___________。
(6)根据上述信息,设计以苯酚和为原料,制备的合成路线(无机试剂任选)___________。选项
叙述1
叙述2
A
熔点: 金刚石>晶体硅
原子半径:C
热稳定性:H2O>H2S
水分子间存在氢键
C
聚乙炔是一种常见的导电塑料
聚乙炔分子中存在共轭Π键
D
I2溶解度:CH3CH2OH>H2O
分子极性:H2O>CH3CH2OH
反应时间(min)
20
30
40
转化率(%)
76.32
89.62
93.00
选择性(%)
89.70
88.24
75.19
2024年春期高中二年级期终质量评估
化学试题
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)。满分100分,考试时间75分钟。答题前务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时,必须用2B铅笔将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。
3.答非选择题时,必须用0.5mm黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5. 可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 Ca-40 Fe-56 Cu-64
第I卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 从科技前沿到日常生活,化学无处不在。下列说法正确的是
A. 长征五号运载火箭成功应用液氧煤油发动机,煤油是石油分馏所得纯净物
B. “天和”核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(C7H5NS2)属于有机高分子
C. 生活中人们用纯碱去污和用合成洗涤剂去污的原理相同
D. 浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果的保鲜
【答案】D
【解析】
【详解】A. 煤油的主要成分是烃,是石油分馏所得多种碳氢化合物组成的混合物,A项错误;
B.有机高分子为相对分子质量达几万以上的有机物的分子; 2-巯基苯并噻唑(C₇H₅NS₂)的相对分子质量为: 12×7+1×5+14+32×2=167,不属于有机高分子,B项错误;
C.生活中人们用纯碱去油污是利用纯碱水解溶液显碱性,油脂在碱性条件下水解生成溶于水的物质,用合成洗涤剂去污是利用乳化原理,C项错误;
D.乙烯是植物生长调节剂,对水果蔬菜具有催熟作用,为延展水果的保鲜期,应除掉乙烯,乙烯含有不饱和键,用高锰酸钾可以氧化乙烯,所以浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果的保鲜,D项正确;
答案选D。
2. 用粒子轰击可得到一个中子和一种放射性核素,即。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数的4倍。下列说法错误的是
A. b=13
B. 最高价含氧酸的酸性:X
D. 单质的沸点:X>Y
【答案】C
【解析】
【分析】基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍,则X的核外电子排布为1s22s22p1,则X为B元素,由2+5=c,则Y的质子数为7,Y为N元素;
【详解】A.由信息可知X和Y分别为B和N,则a=5,由质量守恒4+2×5=b+1,解得b=13,A正确;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,则非金属:B
D.常温下B单质为固体,N2为气体,则沸点:B>N2,D正确;
故选:C。
3. 下列实验处理正确的是
A. 向小苏打粉末中滴入柠檬酸,产生无色气体,说明柠檬酸的酸性比碳酸强
B. 向丙烯醛 中加入溴水,观察橙色褪去,能证明结构中存在碳碳双键
C. 用溴水除去混在苯中的己烯,分液得到纯净的苯
D. 将溴乙烷和NaOH的乙醇溶液混合加热,产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,证明溴乙烷发生消去反应生成乙烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.向小苏打粉末中滴入柠檬酸,产生的无色气体为二氧化碳,能够证明柠檬酸的酸性比碳酸的强,故A正确;
B.丙烯醛 中含有C=C、-CHO,-CHO能被溴单质氧化,C=C与溴单质发生加成反应,所以溶液颜色褪去,不能证明结构中存在碳碳双键,故B错误;
C.溴水与己烯反应产物可溶解在苯中,无法分液除去,引入新杂质,不符合除杂的原则,可利用蒸馏分离,故C错误;
D.将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热,产生气体通入酸性KMnO4溶液, 酸性KMnO4溶液褪色,由于乙醇有挥发性,它也有还原性,能够被高锰酸钾溶液氧化,因此不能证明产生了乙烯,故D错误;
答案选A。
4. 下列有关原子结构或微粒间相互作用说法正确的是
A. 在多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B. N电子层中有4s、4p、4d、4f四个能级,共16个轨道, 可容纳32个电子, 故元素周期表第四周期有 32种元素
C. CH3OH分子中,碳原子与氧原子之间形成的共价键为 键
D. 油脂氢化后产生的人造脂肪中碳原子均为sp3杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量,如2p轨道电子的能量小于3s轨道电子的能量,故A错误;
B.N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级,s能级1个轨道,p能级3个轨道,d能级5个轨道,f能级7个轨道,共16个轨道,每个轨道最多容纳2个电子,可容纳32个电子,但第四周期是包含18种元素,故B错误;
C.甲醇分子中碳原子和氧原子均为sp3杂化,故碳原子与氧原子之间形成的共价键类型为键,故C正确;
D.油脂氢化后产生的人造脂肪中的酯基碳原子为杂化,故D错误;
故答案选C。
5. 叙述1 和叙述2 均正确但二者相关性不匹配的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚石、硅都是共价晶体,它们的熔点取决于非极性键的键能大小,碳的原子半径小于硅,则碳碳键键能大于硅硅键,金刚石熔点高于硅,A项匹配;
B.热稳定性是化学性质,与分子间作用力无关,与键能、键长有关,B项不匹配;
C.因为聚乙炔形成了大的离域Π键共轭体系(与苯环的原理类似),Π电子可以在C原子之间比较自由的运动,所以导电,故聚乙炔是一种常见的导电塑料,C项匹配;
D.I2是非极性分子,根据相似相溶原理,I2在非极性溶剂或弱极性溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度,D项匹配;
答案选B。
6. 甘油是重要的化工原料,工业上合成甘油的一种流程如下,下列有关说法正确的是
A. Y的结构简式为
B. 上述转化中有两个取代反应、一个加成反应
C. 的同分异构体有4种
D. 可用酸性溶液区别X和W
【答案】B
【解析】
【分析】由流程可知,氯气取代X的甲基中氢生成Y:,Y加成生成Z:,Z发生取代反应生成甘油W;
【详解】A.Y的结构简式为,A错误;
B.上由分析可知,上述转化中有两个取代反应、一个加成反应,B正确;
C.其二氯取代物有2种,则第3个取代情况如图,,除Z本身外还有5种,C错误;
D.X含有碳碳双键、W含有羟基,均能和酸性高锰酸钾反应,故不能区分,D错误;
故选B。
7. 卡维地洛类药物(丁)可用于治疗原发性高血压、有症状的充血性心力衰竭。以甲为原料合成丁的方法如下图所示。下列说法正确的是
A. 试剂X可以是足量溶液B. 丙、丁互为同系物
C. 乙、丙、丁均能与NaOH溶液反应D. 戊的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】
【详解】A.试剂X只与羧基反应,不与酚羟基反应,则试剂X可以是碳酸氢钠溶液,A错误;
B.丙、丁官能团不完全相同,结构不相似,不互为同系物,B错误;
C.乙中含有酚羟基,丙中含有羧基,丁中含有酯基,均能与NaOH溶液反应,C正确;
D.戊的同分异构体可以是醇类和醚类,共有6种,D错误;
故选C。
8. 某种合成医药、农药的中间体W结构如图所示,其中X、Y、Z、M、R均为短周期元素,原子序数依次增大。下列说法错误的是
A. Z2和YM为等电子体B. RM3的空间构型为平面三角形
C. W分子中R的杂化方式为sp2D. W分子中既存在极性共价键,又存在非极性共价键
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、R均为短周期元素,原子序数依次增大;且由图可知,X只形成1个共价键,所以为H元素;Y形成4个共价键,所以为C元素;Z形成3个共价键,所以为N元素;M形成1个双键,所以为O元素;R形成了两个单键和两个双键,所以为S元素;据此分析解题。
【详解】A.Z2为N2;YM为CO;N2和CO均是含有14电子的双原子分子,为等电子体,故A正确;
B.RM3为SO3,三氧化硫分子中价层电子对数是3+0=3,空间构型为平面三角形,故B正确;
C.如图所示,W分子中R形成四个σ键且无孤电子对,杂化方式sp3,故C错误;
D.W分子中既存在极性共价键,如Y-X,Z-X;又存在非极性共价键,如Y-Y,故D正确;
故答案选C。
9. 扎染是我国重要的非物质文化遗产,扎染用到的靛蓝已具有三千多年历史,战国时期荀况的“青,出于蓝而胜于蓝”就源于当时的染蓝技术。染色时发生以下反应,有关说法正确的是
A. 靛蓝耐碱、耐酸、耐氧化
B. 由靛白与碱反应生成靛白盐的反应可推知,靛白中的五元环有着类似于苯环的性质
C. 靛白分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键
D. 靛白分子中N原子是sp2杂化,靛白分子中存在N···H-O氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.靛蓝含有亚胺基,显碱性,不与碱反应,但要和酸反应,不耐酸。靛蓝含有不饱和的碳碳双键,可以被高锰酸钾等氧化剂氧化,不耐氧化,故A错误;
B.靛白与碱反应以后,其羟基上的氢原子与碱反应,说明显酸性,该性质和苯酚性质相似,则靛白中的五元环有着类似于苯环的性质,故B正确;
C.靛蓝分子中的π键应该是p轨道“肩并肩”形成,故C错误;
D.靛白中的N原子属于饱和结构,属于sp3杂化,靛白分子中存在N···H-O氢键,故D错误;
答案选B。
10. 环氧树脂黏合剂(A)因分子链的刚性和含有极性的环氧基团,而具有黏合强度高、收缩率低、化学性质稳定等优点,对金属、陶瓷、塑料及木材等均有较好的粘结力,具有”万能胶“的美誉。可由环氧氯丙烷(X)和双酚A(Y)在一定条件下合成。
下列说法错误的是
A. X 含有2种官能团
B. Y分子中最多能有25个原子共面
C. X 和 Y 通过缩聚反应合成 A
D. 相同条件下,苯酚也可以和X反应生成结构与A相似的高分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.X 中含有醚键、碳氯键2种官能团,故A正确;
B.Y分子中两个苯环、羟基、与苯环相连的碳原子可能共平面,最多能有25个原子共面,故B正确;
C.X 和 Y 通过缩聚反应合成 A和氯化氢,故C正确;
D.苯酚中只有1个羟基,相同条件下,苯酚和X反应不能生成高分子化合物,故D错误;
选D。
11. 实验室中用山梨酸和乙醇催化合成山梨酸乙酯的过程如下所示,下列说法错误的是
A 反应时不能用水浴进行加热
B. 试剂a可以是5%NaOH溶液,目的是除去滤液1中的山梨酸和硫酸杂质
C. 操作①和操作③基本原理相同,操作②和操作④基本原理不同
D. 加入无水MgSO4固体的目的是除去有机物中的水分
【答案】B
【解析】
【分析】山梨酸和乙醇催化合成山梨酸乙酯,反应后过滤得到滤液1,加入饱和碳酸钠溶液洗涤后水洗分液得到有机层,加入无水硫酸镁干燥后过滤得到滤液2,蒸馏得到山梨酸乙酯;
【详解】A.水的沸点低于110℃,不能用水浴进行加热,A正确;
B.生成的酯在碱性条件下会发生水解反应,故不能用氢氧化钠溶液洗涤,B错误;
C.操作①和操作③均为分离固液的操作,为过滤,基本原理相同;操作②为萃取分液操作、操作④为蒸馏操作,基本原理不同,C正确;
D.加入无水MgSO4固体可以吸水做干燥剂,气目的是除去有机物中的水分,D正确;
故选B。
12. 荧光素(X)常用于钞票等防伪印刷,下列关于它的说法正确的是
A. l mlX与足量的NaOH 溶液在常温常压下反应,最多消耗 3ml NaOH
B. 1ml X 最多能与9 ml氢气反应
C. 1ml X 与足量的浓溴水反应, 最多消耗4ml Br2
D. 一定条件下,X能与甲醛发生缩聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mlX(1个X分子中含1个酚羟基、1个羧基)常温常压下与足量的NaOH溶液反应,最多消耗2mlNaOH,A错误;
B. 1mlX最多能与10ml氢气反应(酮羰基也能与H2加成),羧基不与氢气反应,B错误;
C.1mlX与足量的浓溴水反应,最多消耗5mlBr2(取代酚羟基邻位氢原子消耗2mlBr2、与碳碳双键加成消耗3mlBr2),C错误;
D. X能与甲醛发生缩聚反应(类似于苯酚与甲醛的缩聚反应),D正确;
答案选D。
13. 铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,M为正极
B. 充电时,阴极反应式为
C. 若用该电池电解饱和食盐水,当有生成时,则有被氧化
D. 充电时,被氧化时,则有由左向右通过质子交换膜
【答案】C
【解析】
【分析】由图示可知,放电时,正极反应式为,负极反应式为,因此M为正极、N为负极;充电时,阳极反应式为,阴极反应式为,因此M接电源正极为阳极、N接电源负极为阴极。
【详解】A.放电时,正极反应式为,因此M为正极,故A正确;
B.根据分析可知,充电时,阴极反应式为,故B正确;
C.电解饱和食盐水时,生成氯气的电极反应式为,生成,未知气体的状态,无法进行计算,故C错误;
D.充电时,阳极反应式为,即被氧化,即失去电子,溶液保持电中性,则电池中有通过交换膜由左(阳极)通过质子交换膜向右(阴极)迁移,故D正确;
故答案选C。
14. 实验室制取 HF的原理为 ,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应: 。的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. F⁻位于Ca2+形成的正四面体空隙中
B. SiF4、H2O、三者的中心原子价层电子对数相等
C. CaF2的晶体密度为 为阿伏加德罗常数的值)
D. CaF2晶体中F⁻与Ca2+之间的最近距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.CaF2晶体中Ca2+为面心立方最密堆积,位于Ca2+围成正四面体的空隙中,A正确;
B.SiF4中心原子Si价层电子对数:,H2O中心原子O价层电子对数:,中心原子S价层电子对数:,B正确;
C.根据晶胞结构可知,个数为,个数为8,则晶胞密度:,C正确;
D.CaF2晶体中Ca2+为面心立方最密堆积,位于Ca2+围成的正四面体的空隙中,最近距离为立方晶胞体对角线长的,即,D错误;
答案选D。
15. 通过理论计算发现,与HBr发生加成反应时,通过不同的路径都可以生成有机物④,其反应过程及相对能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 中间产物③存在顺反异构
B. 对于“反应路径1”来说,该反应的决速步骤的活化能为34.7 kcal⋅ml
C. 由物质①生成物质②或物质③的反应过程中,断键吸收的能量之和均小于成键释放的能量之和
D. 物质的稳定性由强到弱的顺序为②>③>④
【答案】C
【解析】
【详解】A.中间产物③中双键碳原子的一端均连接两个氢原子,不存在顺反异构,A项错误;
B.对于反应路径1来说,该反应的决速步骤为物质②→物质④,该步骤的活化能为45.6 kcal·ml-1,B项错误;
C.由图可知物质①的总能量大于物质②或物质③的总能量,则由物质①生成物质②或物质③都为放热反应,故断键吸收的能量之和均小于成键释放的能量之和,C项正确;
D.由图可知,物质②、③、④具有的相对能量大小为:②>③>④,能量越高物质越不稳定,故物质的稳定性由强到弱的顺序为④>③>②,D项错误。
答案选C。
第II卷(非选择题 共55 分)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 电化学理论在钢铁防腐、废水处理中有着重要应用价值。请按要求回答下列问题
(1)下图为探究金属Fe腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________(填“左”或“右”)端,用电极反应式解释变红的原因:___________。
(2)碳钢在空气中容易被腐蚀,加入钼酸盐有利于缓蚀,其缓蚀原理是在钢铁表面形成 保护膜。要对密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用是___________。
(3)支撑海港码头基础的钢管桩,常采用如图所示的方法进行防腐,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
①该保护方法叫作___________。
②下列有关表述正确的是___________ (填字母)。
a.钢管桩被迫成为阴极而受到保护,其表面的腐蚀电流接近于零
b.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
c.通电后,调整外加电压,外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
d.通入的保护电流应根据环境变化进行调整
(4)利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物,在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂,实现高效工作,其作用原理图示如下:
铁电极的电极反应为___________。下列叙述正确的是___________(填字母)。
A.铁电极为正极,碳电极为负极
B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达,吸附能力大幅提高,有利于除污
C.碳电极上的反应环境为无溶解氧环境
D.铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出,被絮凝剂运输至碳电极表面
【答案】(1) ①. 左 ②.
(2)替代空气中的氧气起氧化剂的作用(或利于在钢铁表面形成保护膜)
(3) ①. 外加电流阴极保护法(阴极电保护法) ②. ad
(4) ①. ②. BC
【解析】
【小问1详解】
铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀,正极反应为,使左端附近液c(OH−)>c(H+),溶液呈碱性,所以左端变红;
【小问2详解】
空气中氧气氧化钼酸盐在钢铁表面形成FeMO4-Fe2O3保护膜,在密闭式环境中,需加入NaNO2,替代空气中氧气起氧化剂的作用;
【小问3详解】
①依图示,该防腐利用了外接直流电源,属于外加电流法防腐,高硅铸铁为惰性辅助阳极起到传递电流作用;
②a.外接直流电源的负极与钢管桩连接,钢管桩被迫成为阴极而受到保护,其表面的腐蚀电流接近于零,a正确;
b.高硅铸铁惰性辅助阳极起到传递电流作用,也可用石墨代替,b错误;
c.外电路中的电子被强制从外接直流电源的负极流向钢管桩,高硅铸铁上海水中阴离子失去电子流向外接直流电源的正极,与海水中离子的移动构成整个防腐电流回路,c错误;
d.当环境发生变化时,通入的保护电流应根据环境变化进行调整,d正确;
故选ad;
【小问4详解】
根据原理图示,Fe电极上Fe失电子被氧化成Fe2+,电极方程式为;
A.Fe电极上发生失电子的氧化反应,铁电极为负极,碳电极为正极,A项错误;
B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达,具有较大的表面积,吸附能力大幅提高,有利除污,B项正确;
C.图示碳电极的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,反应环境应为无溶解氧环境,C项正确;
D.铁碳混合材料工作过程中电子从负极(铁电极)流出,经外电路运输至碳电极表面,D项错误;
答案选BC。
17. 间氯苯甲醛是重要的有机化工产品,沸点213.5℃,密度1.24g/mL。实验室制取间氯苯甲醛的反应原理为:
实验操作如下:
①向溶剂二氯乙烷中加催化剂,再滴加10.2mL苯甲醛,加热(39~40℃)、搅拌。
②通入干燥氯气反应,获得粗产品。
③粗产品经萃取、干燥、减压蒸馏,得到间氯苯甲醛8.5mL。
实验装置如下:
请回答下列问题:
(1)仪器B的名称是_______。
(2)该实验采用恒温加热,为控制反应温度,仪器A处可采用_______加热的方法。
(3)该实验要求无水操作,理由是_______。
(4)滴液漏斗外侧的玻璃导管的作用是_______。
(5)三组平行实验中苯甲醛转化率和选择性随时间的变化关系如下表:
其他条件不变时,反应(氯化)的最佳时长为_______分钟。随着反应时间延长,选择性下降的原因是_______。
(6)已知苯甲醛密度1.04gmL,设苯甲醛的相对分子质量为a,间氯苯甲醛的相对分子质量为b,则间氯苯甲醛的产率为_______(写出表达式)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)水浴加热 (3)三氯化铝易水解,氯水能氧化苯甲醛,所以该实验要求无水操作
(4)平衡仪器A、C内气压,使C内液体能顺利流下
(5) ①. 30 ②. 发生副反应,间氯苯甲醛转化为其他物质
(6)
【解析】
【小问1详解】
仪器B的名称是球形冷凝管。
【小问2详解】
实验采用恒温加热,由于温度控制为39~40℃,为控制反应温度,仪器A处可采用水浴加热的方法。
【小问3详解】
由于三氯化铝易水解,氯水能氧化苯甲醛,所以该实验要求无水操作
【小问4详解】
滴液漏斗外侧的玻璃导管的作用是平衡仪器A、C内气压,使C内液体能顺利流下。
【小问5详解】
根据表中数据可知其他条件不变时,反应进行到30min时转化率和选择性都相对较高,所以反应(氯化)的最佳时长为30分钟。随着反应时间延长,选择性下降的原因是发生副反应,间氯苯甲醛转化为其他物质(间氯苯甲醛进一步氯化)。
【小问6详解】
已知苯甲醛密度1.04g/mL,苯甲醛的物质的量是,理论上生成间氯苯甲醛的质量是,则间氯苯甲醛的产率为。
18. 元素周期表前四周期的元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。对于它们的基态原子而言,A的核外电子总数与其电子层数相同;B的价电子层中有3个未成对电子;C的最外层电子数为其内层电子数的3倍;D与C同主族;E的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题。
(1)B、C、D中第一电离能从大到小的顺序是___________ (用元素符号表示)。
(2)E的价层电子轨道表示式为 ___________,该原子核外电子有___________种空间运动状态。
(3)这些元素形成的含氧酸中,酸根离子呈三角锥形结构的酸是___________(填化学式)。
(4)这五种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子呈狭长的八面体结构如图1所示。该化合物中阴离子为___________ (填化学式),该化合物加热时首先失去的组分是 ___________ (填化学式),判断理由是 ___________ 。
(5)C元素与E元素形成的一种化合物晶胞结构如图2所示。已知:A 原子坐标为(0,0,0),C 原子坐标为(1,1,1)。晶胞参数为a nm, 为阿伏加德罗常数的值。该化合物的化学式为___________,B 原子的坐标为___________,该晶体的密度为___________g⋅cm-3(写出表达式即可)。
【答案】(1)N>O>S
(2) ①. ②. 15
(3)H2SO3 (4) ①. ②. H2O ③. (由于电负性N
(5) ①. Cu2O ②. (,,) ③.
【解析】
【分析】A、B、C、D、E为前四周期元素,且原子序数依次增大,其中A的核外电子总数与其周期数相同,则A为H元素;而E的最外层只有1个电子,次外层有18个电子,E只能位于第四周期,核外电子数为2+8+18+1=29,推知E为Cu元素;C的最外层电子数为其内层电子数的3倍,由于最外层电子数不超过8,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故C为O元素;D与C同族,推知D为S元素;B的原子序数小于氧,且B的价电子层中的未成对电子有3个,其价电子排布式为2s22p3,故B为N元素,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,B为N、C为O、D为S,根据同主族自上而下第一电离能减小,而N元素原子2p轨道为半满稳定状态,其第一电离能大于氧元素,则N、O、S中第一电离能由大到小的顺序是N>O>S; 故答案为:N>O>S;
【小问2详解】
由分析可知,E是Cu元素,是29号元素,其处于周期表中第四周期第IB族,属于过渡元素,价电子包括3d、4s电子,Cu的价层电子排布式为3d104s1,则其价层电子轨道表示式为:,核外有29个电子,核外电子占有15个原子轨道,则该原子核外电子有15种空间运动状态,故答案为:;15;
【小问3详解】
由分析可知,这些元素可形成含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4,酸根呈三角锥形结构,说明中心原子价层电子对数为4、孤电子对数为1,中N原子孤电子对数==1、价层电子对数=1+2=3,离子空间构型为V形;中N原子孤电子对数==0、价层电子对数=0+3=3,离子空间构型为平面三角形;中S原子孤电子对数==1、价层电子对数=1+3=4,离子空间构型为三角锥形;中S原子孤电子对数==0、价层电子对数=0+4=4,离子空间构型为正四面体形,故答案为:H2SO3;
【小问4详解】
H、N、O、S、Cu种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,说明阴离子的中心原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,所以阴离子为离子,阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示),阳离子的配位数是6,其中氨分子个数是4、水分子个数是2,其化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,O元素电负性比N的强,H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O,故答案为:; H2O;(由于电负性N
【小问5详解】
由分析可知,C为O,E为Cu,结合C元素与E元素形成的一种化合物晶胞结构图所示信息可知,一个晶胞中含有C即O的个数为:8×+1=2,E即Cu的个数为:4,该化合物的化学式为Cu2O,已知:A 原子坐标为(0,0,0),C 原子坐标为(1,1,1)。晶胞参数为a nm, NA为阿伏加德罗常数的值,则B 原子的坐标为(,,),一个晶胞的质量为:g,一个晶胞的体积为:(a×10-7)3cm3,则该晶体的密度为g⋅cm-3,故答案为:Cu2O;(,,);。
19. 化合物G俗称依普黄酮,是一种抗骨质疏松药物的主要成分。以甲苯为原料合成该化合物的路线如下图所示:
已知:
(1)反应①的反应试剂及条件为___________。
(2)H的名称为___________。
(3)G中含氧官能团的名称为___________,反应B→C的反应类型为___________。
(4)F与足量的完全加成后所生成的化合物中手性碳原子的个数为___________。
(5)N的同分异构体中既能发生银镜反应又能发生水解反应的共有___________种。请写出其中核磁共振氢谱有五组峰的有机物在加热条件下,和足量的盐酸发生水解反应的化学方程式:___________。
(6)根据上述信息,设计以苯酚和为原料,制备的合成路线(无机试剂任选)___________。
【答案】(1)、光照
(2)1,3﹣苯二酚(或间苯二酚)
(3) ①. 醚键、酮羰基(或羰基) ②. 取代反应
(4)5 (5) ①. 3 ②.
(6)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成,与NaCN发生取代反应生成,酸性条件下发生水解反应生成,一定条件下D与发生取代反应生成E,则H为;催化剂作用下E与HC(OC2H5)3发生取代反应F,氢氧化钠作用下F与发生取代反应生成G。
【小问1详解】
由分析可知,反应①为甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成和氯化氢;
【小问2详解】
由分析可知,H为,名称为1,3﹣苯二酚(或间苯二酚);
【小问3详解】
G中含氧官能团的名称为醚键、酮羰基,B为,与NaCN发生取代反应生成,反应B→C的反应类型为取代反应;
【小问4详解】
F中苯环、酮羰基、碳碳双键能与足量的完全加成,连接四种不同基团的碳为手性碳原子,则所生成的化合物中手性碳原子为5个,如图所示:;
【小问5详解】
N含一个O原子和一个N原子,一个环则不饱和度为1,其同分异构体中既能发生银镜反应具有醛基的性质,又能发生水解反应则含有酰胺基,结构为,同分异构体有、、共有3种,其中核磁共振氢谱有五组峰的有机物是,在加热条件下,和足量的盐酸发生水解反应的化学方程式:;
【小问6详解】
由题给信息可知,以苯酚和为原料制备的合成步骤为:与HCl发生取代反应生成,与NaCN发生取代反应生成,酸性条件下发生水解反应生成,一定条件下与苯酚发生取代反应生成,合成路线为。
选项
叙述1
叙述2
A
熔点: 金刚石>晶体硅
原子半径:C
热稳定性:H2O>H2S
水分子间存在氢键
C
聚乙炔是一种常见的导电塑料
聚乙炔分子中存在共轭Π键
D
I2溶解度:CH3CH2OH>H2O
分子极性:H2O>CH3CH2OH
反应时间(min)
20
30
40
转化率(%)
76.32
89.62
93.00
选择性(%)
89.70
88.24
75.19
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