资源描述
江苏省上饶市“山江湖”协作体2025-2026学年高三化学第一学期期末质量检测模拟试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,再选涂其它答案标号。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。
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、工业上电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式如下:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑.下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.Na+的结构示意图:
B.中子数为18的氯原子:Cl
C.NaOH的电子式:
D.Cl2的结构式:Cl=Cl
2、一氯甲烷等卤代烃跟苯的反应如图所示,(无机小分子产物略去)。下列说法正确的是
A.该反应属于化合反应
B.b的二氯代物有6种结构
C.1mol b加氢生成饱和烃需要6molH2
D.C5H11Cl的结构有8种
3、下列表示氮原子结构的化学用语规范,且能据此确定电子能量的( )
A. B.
C.1s22s22p3 D.
4、短周期元素 a、b、c、d的原子序数依次增大,由以上四种元素组成的一种化合物m在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物 n 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,另一种产物q 是无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体。下列说法正确的是( )
A.a、c、d三种元素形成的化合物一定会抑制水的电离
B.原子半径:a<b<c<d
C.b、c、d 的简单氢化物的热稳定性依次增强
D.m、n、q 三种物质均为共价化合物
5、一定温度下,10mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
3
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是()(溶液体积变化忽略不计)
A.反应至6min时,H2O2分解了50%
B.反应至6min时,c(H2O2)=0.20 mol·L-1
C.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)
D.4~6min的平均反应速率:v(H2O2)>3.3×10-2mol/(L·min)
6、NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.标准状况下,11.2 L的甲醇所含的氢原子数大于2NA
B.常温下,1 mol •L-1的Na2CO3溶液中CO32-的个数必定小于NA
C.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的分子个数为NA
D.1 mol苯分子中含有3NA个碳碳双键
7、如图是H3AsO4水溶液中含砷的各物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系。下列说法错误的是
A.NaH2AsO4溶液呈酸性
B.向NaH2AsO4溶液滴加 NaOH 溶液过程中,先增加后减少
C.H3AsO4和HAsO42-在溶液中不能大量共存
D.Ka3( H3AsO 4) 的数量级为10-12
8、无水MgBr2可用作催化剂。某兴趣小组同学采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,设计装置如图所示。已知:Mg与Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。下列说法正确的是( )
A.冷凝管中冷水进、出口方向错误
B.实验中可以用干燥的空气代替干燥的N2
C.为防止反应过于剧烈,不能用装置C代替装置B
D.装有无水CaCl2固体A的作用是吸收挥发的溴蒸气,防止污染环境
9、CuI是有机合成的一种催化剂,受热易氧化。实验室可通过向CuSO4与NaI的混合溶液中通入SO2制备CuI(2CuSO4+2NaI+SO2+2H2O2CuI↓+2H2SO4+Na2SO4)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是( )
A.制备SO2
B.制备CuI并制备少量含SO2的溶液
C.将CuI与母液分离并用装置制得的含SO2的溶液洗涤沉淀
D.加热干燥湿的CuI固体
10、科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置,总反应方程式为2CO2=2CO+O2,下列说法不正确的是
A.由图分析N电极为负极
B.OH-通过离子交换膜迁向右室
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强
D.阴极的电极反应式为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-
11、下列关于有机化合物的说法正确的是
A.除去乙醇中的少量水,方法是加入新制生石灰,经过滤后即得乙醇
B.HOCH2CH(CH3)2与(CH3)3COH属于碳链异构
C.除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇杂质,可加入足量烧碱溶液,通过分液即得乙酸乙酯
D.一个苯环上已经连有-CH3、-CH2CH3、-OH三种基团,如果在苯环上再连接一个-CH3,其同分异构体有16种
12、常温下2 mL 1 mol·L-1 NaHCO3溶液,pH约为8,向其中滴加等体积等浓度的饱和CaCl2溶液,有白色沉淀和无色气体生成。下列说法中正确的是
A.NaHCO3溶液中, c(H+) + c(Na+) = c(HCO3-) + c(CO32-) + c(OH-)
B.NaHCO3溶液中,c(Na+) > c(OH-)> c(HCO3-) > c(H+)
C.加热NaHCO3溶液,pH增大,一定是HCO3- 水解程度增大的结果
D.滴加饱和CaCl2溶液发生了反应:Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑
13、利用如图所示装置,以NH3作氢源,可实现电化学氢化反应。下列说法错误的是
A.a为阴极
B.b电极反应为:2NH3-6e-=N2+6H+
C.电解一段时间后,装置内H+数目增多
D.理论上每消耗1 mol NH3,可生成1.5mol
14、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.所含共价键数均为0.4NA的白磷(P4)和甲烷的物质的量相等
B.1 mol Na与O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物共失去NA个电子
C.1mol Na2O2固体中含有离子总数为4NA
D.25℃时,pH=13的氢氧化钠溶液中约含有NA个氢氧根离子
15、下列古诗文中对应的化学物质及相关说法均正确的是
A.A B.B C.C D.D
16、取10g碳酸钙高温加热一段时间后停止加热,测得剩余固体中钙元素的质量分数为50%,则下列判断正确的是
A.生成了2g二氧化碳 B.剩余固体质量为5g
C.生成了5.6g氧化钙 D.剩余碳酸钙的质量为8g
二、非选择题(本题包括5小题)
17、化合物H是一种高效除草剂,其合成路线流程图如下:
(1)E中含氧官能团名称为________和________。
(2)A→B的反应类型为________。
(3)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:________。
①不能发生水解反应,能与FeCl3溶液发生显色反应:
②分子中有4种不同化学环境的氢。
(4)F的分子式为C15H7ClF3NO4,写出F的结构简式:________。
(5)已知:—NH2与苯环相连时,易被氧化;—COOH与苯环相连时,再引入其他基团主要进入它的间位。请写出以A和D为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。__________
18、化合物G是一种药物合成的中间体,G的一种合成路线如下:
(1)写出A中官能团的电子式。_____________。
(2)写出反应类型:B→C___________反应,C→D__________反应。
(3) A→B所需反应试剂和反应条件为_______________________________。
(4) 写出C的符合下列条件同分异构体的结构简式:_________________________。(任写出3种)
①能水解;②能发生银镜反应;③六元环结构,且环上只有一个碳原子连有取代基。
(5)写出F的结构简式_______________________。
(6)利用学过的知识,写出由甲苯()和为原料制备的合成路线。(无机试剂任用)_____________________。
19、某实验小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。
(1)实验一:用如图装置(夹持装置已略,气密性已检验)制备SO2,将SO2通入Cu(OH)2悬浊液的反应中。B中出现少量红色沉淀;稍后,B中所得溶液呈绿色,与CuSO4溶液、CuCl2溶液的颜色有明显不同。
①排除装置中的空气,避免空气对反应干扰的操作是_____,关闭弹簧夹。
②打开分液漏斗旋塞,A中发生反应的方程式是_____。
(2)实验二:为确定红色固体成分,进行以下实验:
①在氧气流中煅烧红色固体的目的是_____。
②根据上述实验可得结论:该红色固体为_____。
(3)实验三:为探究B中溶液呈绿色而不是蓝色的原因,实验如下:
i.向4mL1mol/L的CuSO4溶液中通入过量SO2,未见溶液颜色发生变化。
ii.取少量B中滤液,加入少量稀盐酸,产生无色刺激性气味的气体,得到澄清的蓝色溶液。再加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。
查阅资料:SO2在酸性条件下还原性较差。
①实验i的目的_____。
②根据上述实验可得结论:溶液显绿色的原因是溶液中含有较多Cu(HSO3)2。小组同学通过进一步实验确认了这种可能性,在少量1mol/L的CuSO4溶液中加入_____溶液,得到绿色溶液。
(4)综上实验可以得出:出现红色沉淀的原因是:_____;(用离子方程式表示)溶液呈现绿色的原因是:_____。(用化学方程式表示)
20、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,在水中溶解度较大,遇酸放出ClO2,是一种高效的氧化剂和优质漂白剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示:
已知:
①ClO2的熔点为-59℃、沸点为11℃,极易溶于水,遇热水、见光易分解;气体浓度较大时易发生分解,若用空气、CO2、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低。
②2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O
请回答:
(1)按上图组装好仪器后,首先应该进行的操作是____;装置B的作用是___;冰水浴冷却的主要目的不包括_(填字母)。
a.减少H2O2的分解 b.降低ClO2的溶解度 c.减少ClO2的分解
(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料,写出三颈烧瓶中生成ClO2的化学方程式: ____。
(3)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还因为_____。空气的流速过慢或过快都会影响NaClO2的产率,试分析原因:________。
(4)该套装置存在的明显缺陷是_________。
(5)为防止生成的NaClO2固体被继续还原为NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是_(填字母)
A.过氧化钠 B.硫化钠 C.氯化亚铁 D.高锰酸钾
(6)若mg NaClO3(s)最终制得纯净的n g NaClO2(s),则NaClO2的产率是_×100%。
21、《汉书•景帝纪》记载,我国用锌的历史可追溯到西汉或更早。请回答:
(1)基态Zn原子的价层电子轨道表达式为___;占据最高能层的电子,其电子云轮廓图形状为____。
(2)与相邻元素Ga相比,元素Zn的第一电离能较大的原因为___。
(3)Zn2+可与CN-、二苯硫腙等形成稳定配合物。
①CN-的结构式为___。
②每个二苯硫腙分子中,采取sp2杂化的原子有___个。
(4)卤化锌的熔点如表所示:
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI2
熔点/℃
872
275
394
446
①ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的熔点呈表中变化规律的原因____。
②ZnF2的熔点远高于其它三种卤化锌,其原因为___。
(5)ZnS的某种晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为dg.cm-3,S2-和Zn2+半径分别为apm、bpm,阿伏伽德罗常数的数值为NA。
①Zn2+的配位数为___。
②该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为__(列式即可)
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、B
【解析】
A、钠离子的质子数为11,钠离子失去了最外层电子,离子结构示意图为:,故A错误;
B、质量数=质子数+中子数,中子数为18的氯原子的质量数为35,故为Cl,故B正确;
C、氢氧化钠属于离子化合物,氢氧化钠的电子式为:,故C错误;
D、氯气分子中两个氯原子通过共用1对电子达到稳定结构,电子式为:,将共用电子对换成短线即为结构式,氯气结构式为:Cl-Cl,故D错误;
答案选B。
2、D
【解析】
A、一氯甲烷等卤代烃跟苯的反应生成甲苯和HCl;
B、甲苯的苯环上的二氯代物有6种,甲基上的氢也可以被取代;
C、1mol b加氢生成饱和烃需要3molH2;
D、戊烷的同分异构体有正、异、新三种,再分析氯的位置异构。
【详解】
A、一氯甲烷等卤代烃跟苯的反应生成甲苯和HCl,属于取代反应,故A错误;
B、甲苯的苯环上的二氯代物有6种,甲基上的氢也可以被取代,故B错误;
C、1mol b加氢生成饱和烃需要3molH2,故C错误;
D、戊烷的同分异构体有正、异、新三种,再分析氯的位置异构分别有3种、4种、1种,故D正确。
故选D。
易错点B,区别“甲苯的苯环上的二氯代物”和“甲苯的的二氯代物”是两种不同的条件,后者甲基上的氢也可以被取代。
3、C
【解析】
A. 表示N原子的原子结构示意图,只能看出在原子核外各个电子层上含有的电子数的多少,不能描述核外电子运动状态,故A错误;
B. 表示N原子的电子式,可以知道原子的最外电子层上有5个电子,不能描述核外电子运动状态,故B错误;
C. 表示N原子的核外电子排布式,不仅知道原子核外有几个电子层,还知道各个电子层上有几个电子轨道及核外电子运动状态,能据此确定电子能量,故C正确;
D. 表示N原子的轨道表示式,原子核外的电子总是尽可能的成单排列,即在2p的三个轨道上各有一个电子存在,这样的排布使原子的能量最低,故D错误;
故答案为:C。
4、C
【解析】
短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,由以上四种元素组成的一种化合物m在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物n是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,n为NH3, 另一种产物q是无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体,q为CO2,结合原子序数可知a为H,b为C, c为N, d为O,以此解答该题。
【详解】
由以上分析可知a为H,b为C,c为N,d为O元素,
A、a、c、d三种元素形成的化合物如为硝酸铵,则水解促进水的电离,选项A错误;
B、同周期元素从左到右原子半径减小,原子核外电子层数越多,半径越小,则原子半径b>c>d>a,选项B错误;
C、元素的非金属性b<c<d,非金属性越强,对应的简单氢化物的热稳定性越强,选项C正确;
D、m为碳酸铵或碳酸氢铵,为离子化合物,含有离子键,选项D错误。
答案选C。
5、D
【解析】
A.0~6min时间内,生成氧气为=0.001mol,由2H2O22H2O+O2,可知△c(H2O2)==0.2mol/L,则H2O2分解率为×100%=50%,故A正确;
B.由A计算可知,反应至6 min时c(H2O2)=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L,故B正确;
C.0~6min时间内,生成氧气为=0.001mol,由2H2O22H2O+O2,可知△c(H2O2)==0.2mol/L,所以v(H2O2)=≈0.033mol/(L•min),故C正确;
D.由题中数据可知,0~3 min生成氧气的体积大于3~6min生成氧气的体积,因此,4~6 min的平均反应速率小于0~6min时间内反应速率,故D错误;
答案选D。
6、A
【解析】
A.甲醇在标况下为液体,1.2 L的甲醇的物质的量大于2.5mol,故所含有的氢原子数大于2NA,A正确;
B.没有指明碳酸钠的体积,不能计算出碳酸根离子的个数是否小于NA,B错误;
C.随着反应的进行浓硫酸的浓度会降低,铜不与稀硫酸反应,故2mol H2SO4不能完全反应,生成的SO2的分子个数会小于NA,C错误;
D.苯分子中不含有碳碳双键,D错误;
故答案为A。
7、B
【解析】
A. 由图像知,H2AsO4-溶液pH小于7,则NaH2AsO4溶液呈酸性,故A正确;
B. ,向NaH2AsO4溶液滴加 NaOH溶液,c(H+)逐渐减小,则过程中,逐渐减少,故B错误;
C. 由图示知,酸性条件下H3AsO4可以大量存在,在碱性条件下HAsO42-能大量存在,则它们在溶液中不能大量共存,故C正确;
D. 由图知,pH=11.5时,c(HAsO42-)=c(AsO43-),Ka3( H3AsO 4)= ,故D正确;
故选B。
8、C
【解析】
A. 冷凝管下口进水,上口出水,方向正确,故A错误;
B. 空气中含氧气会和镁发生反应生成氧化镁会阻碍镁与溴单质的反应,故B错误;
C. 将装置B改为C装置,当干燥的氮气通入,会使气压变大,将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热存在安全隐患,不能更换,故C正确;
D. 仪器A为干燥管,用于吸收空气中的水分,故D错误;
正确答案是C。
9、D
【解析】
A.Cu与浓硫酸在加热时发生反应生成SO2,图中固液加热装置可制备,A正确;
B.硫酸铜与NaI发生氧化还原反应生成CuI、SO2,可用该装置制备CuI并制备少量含SO2的溶液,B正确;
C.分离沉淀与溶液,可选该装置进行过滤,C正确;
D.加热干燥湿的CuI固体,由于CuI易被氧化,因此不能用该装置加热,D错误;
故合理选项是D。
10、C
【解析】
电池内部,电子向负极迁移,结合图可知,N电极为负极,P电极为正极。
【详解】
A.由分析可知,N电极为负极,A正确;
B.右边的装置与太阳能电池相连,为电解池,左边Pt电极与电池负极相连,为阴极,右边Pt电极与电池正极相连,为阳极,电解池中,阴离子向阳极移动,故OH-通过离子交换膜迁向右室,B正确;
C.总反应方程式为2CO2=2CO+O2,电解质溶液pH不变,碱性不变,C错误;
D.CO2在阴极得电子生成CO,结合电解质、电荷守恒、原子守恒可写出阴极反应式为:CO2+H2O+2e-=CO+2OH-,D正确。
答案选C。
11、D
【解析】
分析:A.CaO与水反应后生成氢氧化钙,氢氧化钙是离子化合物,增大了沸点差异;B.碳链异构是碳链的连接方式不同,-OH的位置不同是位置异构;C.乙酸乙酯能够在NaOH溶液中水解; D.可看成二甲苯(、、)苯环上的H原子被-CH2CH3、-OH取代。
详解:A.CaO与水反应后,增大沸点差异,应选蒸馏法分离,故A错误; B. -OH的位置不同,属于位置异构,故B错误;
C.乙酸乙酯与NaOH反应,不能除杂,应选饱和碳酸钠溶液、分液,故C错误;D.一个苯环上已经连有-CH3、-CH2CH3、-OH三种基团,如果在苯环上再连接一个-CH3,看成二甲苯(、、)苯环上连有-CH2CH3、-OH,中-OH在甲基的中间时乙基有2种位置,-OH在甲基的邻位时乙基有3种位置,-OH在两个甲基的间位时乙基有2种位置,共7种;中先固定-OH,乙基有3种位置,有3种同分异构体;先固体-OH在邻位时乙基有3种位置,固定-OH在间位时乙基有3种位置,有6种;则同分异构体有7+3+6=16种,故D正确;故选D。
12、D
【解析】
A. 根据电荷守恒可知,NaHCO3溶液中, c(H+) + c(Na+) = c(HCO3-) + 2c(CO32-) + c(OH-),A项错误;
B. 常温下2 mL 1 mol·L-1 NaHCO3溶液,pH约为8,溶液显碱性,溶液中HCO3-水解程度大于其电离程度,c(Na+)> c(HCO3-) > c(OH-) > c(H+),B项错误;
C. 加热NaHCO3溶液,可能分解为碳酸钠,碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,pH会增大,C项错误;
D. 向碳酸氢钠溶液中滴加几滴饱和CaCl2溶液,有白色沉淀生成为碳酸钙沉淀,促进了碳酸氢根离子的电离,离子方程式为:Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑,D项正确;
答案选D。
13、C
【解析】
根据图像可知,b极氨气中的N原子化合价由-3变为0价,得电子为电解池的阳极,则b极为阴极,化合价降低得电子;电解质溶液中的氢离子向阴极移动;
【详解】
A.分析可知, a为阴极得电子,A正确;
B. b电极氨气中的N原子化合价由-3变为0价,生成氮气和氢离子,其电极反应为:2NH3-6e-=N2+6H+,B正确;
C. 电解一段时间后,b电极消耗溶液中的氢离子,装置内H+数目不变,C错误;
D. 理论上每消耗1 mol NH3,消耗溶液中3mol氢离子,发生加成反应,可生成1.5mol,D正确;
答案为C
14、B
【解析】
A、P4和甲烷空间结构都是正四面体,P4的空间结构是,1mol白磷中有6molP-P键,甲烷的空间结构为,1mol甲烷中4molC-H键,0.4NA共价键,当含有共价键的物质的量为0.4mol时,白磷的物质的量为0.4/6mol,甲烷的物质的量为0.4/4mol,故A错误;
B、无论是Na2O还是Na2O2,Na的化合价为+1价,1molNa都失去电子1mol,数目为NA,故B 正确;
C、由Na2O2的电子式可知,1molNa2O2固体中含有离子总物质的量为3mol,个数为3NA,故C错误;
D、题中未给出溶液的体积,无法计算OH-的物质的量,故D错误,答案选B。
15、B
【解析】
A.羽毛的成分是蛋白质,蛋白质中含有C、H、O、N等元素,所以蛋白质燃烧时的产物为除了有CO2和H2O生成,还有其他物质生成,故A错误;
B.卖油翁的油指的是植物油,植物油中含有碳碳双键或碳碳三键,能使酸性的高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.砂糖的成分是蔗糖,不是淀粉,另外淀粉水解需要在酶或稀硫酸加热的作用下才能进行,C错误;
D.棉花的成分是纤维素,纤维素与淀粉都是混合物,它们之间不互为同分异构体,D错误
答案选B。
16、A
【解析】
原碳酸钙10g中的钙元素质量为:10g× ×100%=4g,反应前后钙元素质量不变,则剩余固体中钙元素质量仍为4g,则含钙50%的剩余固体质量==8g,根据质量守恒定律,反应生成二氧化碳的质量=10g-8g=2g,设生成的氧化钙质量是x,
= ,x=2.56g,
A.根据上述计算分析,生成了2g二氧化碳,故A正确;
B.根据上述计算分析,剩余固体质量为8g,故B错误;
C.根据上述计算分析,生成了2.56g氧化钙,故C错误;
D.根据上述计算分析,剩余碳酸钙的质量小于8g,故D错误;
答案选A。
易错点为D选项,加热分解后的产物为混合物,混合物的总质量为8g,则未反应的碳酸钙的质量小于8g。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、醚键 羧基 取代反应
【解析】
根据流程可知,B被酸性重铬酸钠氧化生成C,结合A的结构简式可知B为,在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应(也属于取代反应)生成和水;与发生反应生成分子式为C15H7ClF3NO4的F,F与发生反应生成,结构两者的结构简式可知F为,据此分析解答。
【详解】
根据流程可知,B被酸性重铬酸钠氧化生成C,结合A的结构简式可知B为,在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应(也属于取代反应)生成和水;与发生反应生成分子式为C15H7ClF3NO4的F,F与发生反应生成,结构两者的结构简式可知F为。
(1)E为,含氧官能团名称为醚键和羧基;
(2)A→B是在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应(也属于取代反应)生成和水;反应类型为取代反应;
(3)D为,满足条件①不能发生水解反应,能与FeCl3溶液发生显色反应,则不含有肽键及酯基,含有酚羟基;②分子中有4种不同化学环境的氢,则高度对称,若苯环上只有两个取代基则应为对位且有一个是酚羟基,则为;若苯环上有多个取代基,则为两个酚羟基且对称、一个醛基和一个氨基,符合条件的有、;
(4)F的结构简式为:;
(5)A()和D()为原料制备,在氯化铁的催化下与氯气发生取代反应生成,氧化得到,与在碳酸钾作用下反应生成,在浓硝酸、双氧水及冰醋酸作用下生成,合成路线流程图如下:。
本题考查有机合成及推断,解题的关键是分析反应类型、推出各有机物及反应原理,本题的难点是结合题中合成路线设计合理的合成方案,注意题中信息的解读。
18、 加成 氧化 O2、Cu/△(或者CuO、△) CH3COCH2CH2OHCH3COCH2COOH
【解析】
(1)A的结构式为:其中的官能团是羟基,电子式为:;
(2)B中存在α-氢可以加到HCHO醛基氧上,其余部分加到醛基碳原子上生成C,故该反应时加成反应;C含有羟基,可以和酸性高锰酸钾会发生氧化反应生成D;
(3) A→B反应中羟基变成酮基,是氧化反应;
(4) C的分子式为C9H16O2,能水解且能发生银镜反应说明含有—OOCH的结构,含有醛基并且有六元环结构,且环上只有一个碳原子连有取代基;
(5)E和CH3CH2CH2Br在CH3CHONa和CH3CH2OH的条件下,CH3CH2CH2Br会取代中的α-氢,生成和HBr;
(6) 由甲苯()和为原料制备可以先将通过取代反应转化成;通过氧化反应转化成CH3COCH2COOH,和CH3COCH2COOH发生酯化反应可以生成目标产物。
【详解】
(1)A的结构式为:其中的官能团是羟基,电子式为:;
(2)B中存在α-氢可以加到HCHO醛基氧上,其余部分加到醛基碳原子上生成C,故该反应时加成反应;C含有羟基,可以和酸性高锰酸钾会发生氧化反应生成D;
(3) A→B反应中羟基变成酮基,是氧化反应,反应条件是:O2、Cu/△(或者CuO、△);
(4) C的分子式为C9H16O2,能水解且能发生银镜反应说明含有—OOCH的结构,含有醛基并且有六元环结构,且环上只有一个碳原子连有取代基,满足上述条件的同分异构体有、、和四种,写出三种即可;
(5)E和CH3CH2CH2Br在CH3CHONa和CH3CH2OH的条件下,CH3CH2CH2Br会取代中的α-氢,生成和HBr,故F的结构式为;
(6) 由甲苯()和为原料制备可以先将通过取代反应转化成;通过氧化反应转化成CH3COCH2COOH,和CH3COCH2COOH发生酯化反应可以生成目标产物,合成路线为: CH3COCH2CH2OHCH3COCH2COOH 。
19、打开弹簧夹,通入N2一段时间 H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O 将红色物质转化为氧化铜 Cu 排除溶解的SO2、H2SO3导致溶液显绿色的可能性 NaHSO3或KHSO3 SO2+Cu(OH)2+2OH-=Cu+SO42-+2H2O 2SO2+Cu(OH)2=Cu(HSO3)2
【解析】
(1)①为排出空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应先通入氮气,将空气排出;
②装置A中的反应是制备SO2的反应;
(2)将SO2通入Cu(OH)2悬浊液的反应中,B中出现少量红色沉淀,有可能是Cu、Cu2O或二者的混合物;
①在氧气流中煅烧红色固体的目的是将红色物质转化为氧化铜,有利于后续定量判断;
②由实验中物质的质量计算红色固体的平均摩尔质量,进而分析固体成分;
(3)①根据B中所得溶液中可能的成分等,实验i可以排除部分成分显绿色的可能性;
②确认Cu(HSO3)2使溶液呈绿色,需要在溶液中加入含有HSO3-离子的物质;
(4)出现红色沉淀的原因是生成了Cu;溶液呈现绿色的原因生成了含HSO3-离子的物质。
【详解】
(1)①为排出空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应先通入氮气,将空气排出,操作为:打开弹簧夹,通入N2一段时间,关闭弹簧夹;
②装置A中的反应是制备SO2的反应,化学方程式为H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)将SO2通入Cu(OH)2悬浊液的反应中,B中出现少量红色沉淀,有可能是Cu、Cu2O或二者的混合物;
①在氧气流中煅烧红色固体的目的是将红色物质转化为氧化铜,有利于后续定量判断;
②由实验可知n(CuO)==0.025mol,则红色固体的平均摩尔质量为=64g/mol,故红色固体为铜;
(3)①B中所得溶液中可能含有溶解的SO2,H2SO3,Cu(HSO3)2、CuSO4等,CuSO4在溶液中呈蓝色,而B 所得溶液呈绿色,实验i可以排除溶解的SO2、H2SO3导致溶液显绿色的可能性;
②确认Cu(HSO3)2使溶液呈绿色,需要在溶液中加入含有HSO3-离子的物质,故可加入NaHSO3或KHSO3;
(4)出现红色沉淀的原因是生成了Cu,离子方程式为:SO2+Cu(OH)2+2OH-=Cu+SO42-+2H2O;溶液呈现绿色的原因生成了含HSO3-离子的物质,离子方程式为2SO2+Cu(OH)2=Cu(HSO3)2.
本题注意实验三中判断使溶液显绿色的粒子时,要分别判断,逐一分析,每一步实验都要从实验目的角度分析设置的原因。
20、检查装置的气密性 防止倒吸 b 2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O NaClO2遇酸放出ClO2 空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解爆炸;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收,NaClO2的产率下降 没有处理尾气 A 或或(或其他合理答案)
【解析】
在装置内,NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2,发生反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O,生成的ClO2与O2的混合气随空气排出进入B装置;B装置的进、出气导管都很短,表明此装置为防倒吸装置,混合气进入C中,发生反应2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O,ClO2的熔点低,遇热水、见光易分解,所以应使用冰水浴,以降低气体的温度;气体浓度较大时易发生分解,若用空气、CO2、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低,则需控制气体的流速不能过慢,但过快又会导致反应不充分,吸收效率低。ClO2气体会污染大气,应进行尾气处理。
【详解】
(1)制取气体前,为防漏气,应在组装好仪器后,进行的操作是检查装置的气密性;由以上分析知,装置B的作用是防止倒吸;冰水浴冷却气体,可减少H2O2的分解、减少ClO2的分解,ClO2为气体,降温有利于气体的溶解,不可能降低ClO2的溶解度,所以主要目的不包括b。答案为:检查装置的气密性;防止倒吸;b;
(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料,三颈烧瓶中NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2,发生反应生成ClO2的化学方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。答案:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O;
(3)因为NaClO2遇酸会放出ClO2,所以装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还因为NaClO2遇酸放出ClO2,加碱可改变环境,使NaClO2稳定存在。空气的流速过慢或过快都会影响NaClO2的产率,原因是:空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解爆炸;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收,NaClO2的产率下降。答案为:NaClO2遇酸放出ClO2;空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解爆炸;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收,NaClO2的产率下降;
(4) ClO2气体会污染大气,应进行尾气处理,所以该套装置存在的明显缺陷是没有处理尾气。答案为:没有处理尾气;
(5)A.过氧化钠与水反应,可生成H2O2和NaOH,其还原能力与H2O2相似,A符合题意;
B.硫化钠具有强还原性,能将NaClO2固体还原为NaCl,B不合题意;
C.氯化亚铁具有较强还原性,能将NaClO2固体还原为NaCl,C不合题意;
D.高锰酸钾具有强氧化性,不能将NaClO2固体还原,D不合题意;
故选A。答案为:A;
(6)可建立如下关系式:NaClO3(s)—ClO2—NaClO2(s),从而得出NaClO2(s)的理论产量为:=g,NaClO2的产率是=×100%。答案为:或或(或其他合理答案)。
书写三颈烧瓶中NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2的方程式时,我们可先确定主反应物(NaClO3、H2O2)和主产物(ClO2、O2),然后配平,即得2NaClO3+H2O2——2ClO2↑+O2↑;再利用质量守恒确定其它反应物(H2SO4)和产物(Na2SO4、H2O),最后配平,即得2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。
21、 球形 Zn的价电子排布式是3d104s2,4s能级上电子处于全充满状态,较稳定,难以失去电子;而镓(31Ga)的价电子排布式为4s24p1,容易失去4p能级上的一个电子,故Ga的第一电离能比Zn的低 16 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均为分子晶体且结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强,故熔点依次升高 ZnF2属于离子晶体,熔化时需要破坏离子键,而其它三种晶体属于分子晶体,离子键的强度大于分子间作用力,故其熔点远高于其它三种卤化锌 4 ×100%
【解析】
(1)对于主族元素来说,价电子就是最外层电子,但对于Zn来说,它是副族(ⅡB),其价电子还与3d能级上的电子有关;当电子排布完成后,4s能级上的电子能量最高,4s能级电子云是球形;
(2)Zn与Ga在周期表中虽然是相邻元素,但价电子不一样,Zn的价电子排布式是3d104s2,而Ga的价电子排布式为4s24p1,结合洪特规则判断;
(3)①CN-与N2、CO是等电子体,它们的结构相似,其中N2的结构式为;
②双键碳和双键氮以及苯环碳均是sp2杂化;
(4)ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均为分子晶体且结构相似,而ZnF2属于离子晶体,它们的熔沸点由于晶体类型不同,影响它们熔沸点的作用力不同,应区别对待;
(5)这种ZnS晶胞不属于立方晶胞,上下两个底面是平行四边形,两个角呈120°、另两个角呈60°,这就决定了处于晶胞顶点上的8个S2-,有4个被12个晶胞共用,另4个被6个晶胞共用;处于棱上的4个Zn2+,有2个被6个晶胞共用、另2个被3个晶胞共用,这样就可以求出晶胞的组成。再根据密度与质量、体积的关系以及球的体积公式即可求得离子占晶胞体积的百分率。
【详解】
(1)Zn的原子序数为30,其价电子排布式为3d104s2,价层电子轨道表达式为:
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