华南师范大学附属中学2024届高三下学期高考适应性练习
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 S-32 V-51 Cu-64 Sb-122
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 中华文化博大精深,蕴含着许多化学知识。下列说法正确的是
A. “何意百炼刚,化为绕指柔”中,经“百炼”的钢的硬度比纯铁的硬度小
B. “西真人醉忆仙家。飞佩丹霞羽化”中所呈现的丹霞地貌是由于岩层中含有
C. 杭州第19届亚运会吉祥物“琮琮”的名字源自良渚玉琮,玉琮的主要材质是铜锌合金
D. 明荷花纹玉壶的雕刻过程中发生了化学变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.合金的硬度比成分金属的硬度大,钢的硬度比纯铁的硬度大,故A项错误;
B.呈红棕色,故丹霞地貌是由于岩层中含有,故B项正确;
C.玉琮属于无机非金属材料,它的主要材质不是铜锌合金,故C项错误;
D.明荷花纹玉壶的雕刻过程中仅物质形态发生了变化,未发生化学反应,故D项错误。
故选B。
2. 1934年,约里奥—居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核)轰击金属铝,得到磷,开创了人工放射性核素的先河,其核反应为。下列化学用语正确的是
A. 基态A1原子的价层电子轨道表示式为
B. He没有共价键,不是非极性分子
C. 明矾的化学式为
D. 基态P原子中p能级的轨道总数为3
【答案】C
【解析】
【详解】A.Al位于第三周期第ⅢA族,基态Al原子价层电子轨道表示式为,A项错误;
B.He是单原子分子,虽然没有共价键,但仍属于非极性分子,B项错误;
C.明矾的化学式为或,C项正确;
D.基态原子的电子排布式为,p能级的轨道数为6,D项错误;
故选C。
3. 掌握化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列有关实验操作原理描述正确的是
A. 实验室配制邻苯二甲酸氢钾溶液,可选用规格的容量瓶
B. 除去苯中混有的苯酚,可加入溴水后过滤
C. 蒸馏、萃取、重结晶和色谱法都可用于分离、提纯有机物
D. 实验室用熟石灰与固体混合加热制取氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.无220mL规格的容量瓶,需要配制溶液,用到规格的容量瓶,故A错误;
B.溴水和苯酚发生反应生成的三溴苯酚不溶于水,但溶于苯,不能除杂,应用溶液进行分液除去苯中混有的苯酚,故B错误;
C.蒸馏、萃取、重结晶和色谱法都可用于分离、提纯有机物,故C正确;
D.受热分解可生成等,用熟石灰与固体混合加热制取氨气,故D错误;
故选C。
4. 类比迁移的思维方法可以推测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是
A. 分子的空间结构为三角锥形,则分子的空间结构也为三角锥形
B. 与浓硫酸共热可制,则与浓硫酸共热可制
C. 乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则乙二酸也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 将少量通入溶液中生成,则将少量通入溶液中生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.、均形成3个共用电子对,而每个氢原子或氯原子均需共用1个电子对,或者说,两种分子的中心原子均具有1个孤电子对、3个键,价层电子对数均为,所以两者的空间结构相同,均为三角锥形,故A项正确;
B.与浓硫酸共热生成,浓硫酸具有强氧化性,与共热时发生氧化还原反应,生成,故B项错误;
C.乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但乙二酸(草酸)有较强还原性、能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C项错误;
D.将少量通入溶液中生成和,将少量通入溶液中生成碳酸钙沉淀和,故D项错误;
故选A。
5. 药物结构的修饰有助于新药的开发与利用。由青蒿素可以获得双氢青蒿素,其变化过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 青蒿素、双氢青蒿素均能发生水解反应
B. 双氢青蒿素分子中所有碳原子不可能共面
C. 该过程中碳原子的杂化方式变为
D. 与青蒿素相比,双氢青蒿素具有更好的水溶性,疗效更佳
【答案】A
【解析】
【详解】A.青蒿素分子中含有酯基,能发生水解反应,而双氢青蒿素分子中不含酯基,不能发生水解反应,故A项错误;
B.饱和碳原子上连有3个及以上的碳原子时,所有碳原子不可能共面,故B项正确;
C.青蒿素结构修饰过程中发生还原反应,双键变为单键,碳原子的杂化方式变为,故C项正确;
D.与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,故水溶性更好,疗效更好,故D项正确;
故选A。
6. 常温下,。下列有关离子大量共存的分析正确的是
选项 粒子组 分析
A 醋酸钠和醋酸的混合溶液中,当时:、、、 不能大量共存,原因是醋酸较多,醋酸能与和反应
B 的氨水中:、、 不能大量共存,原因是
C 常温下,的溶液中:、、 能大量共存,原因是这三种离子之间不发生反应
D 用惰性电极电解时,一开始就能产生氧气的溶液中:、、、 能大量共存,原因是在酸性或碱性溶液中这四种离子之间不发生反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸钠和醋酸的混合溶液中,当时,醋酸较多,醋酸能与和反应,不能大量共存,故A项正确;
B.氨水的主要成分是一水合氨,一水合氨是弱碱,正确的离子方程式为,故B项错误;
C.根据可知,时,会生成沉淀,不能大量存在,故C项错误;
D.与不能大量共存,D项错误;
故选A。
7. 磷酰氯是有机合成的催化剂,其制取原理为或,分子的空间结构模型如图所示。下列说法错误的是
A. 分子中所有的原子都满足8电子稳定结构
B. 中含有键的数目为(为阿伏加德罗常数的值)
C. 常用作干燥剂,但不可以用来干燥氨气
D. 可与反应生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.由分子结构图可知,中原子与原子形成4个共用电子对,其中1个共用电子对由原子单独提供,、原子均满足8电子稳定结构,故A正确;
B.的物质的量为,个分子中存在16个键,则键的数目为,故B错误;
C.是酸性干燥剂,不能用来干燥碱性气体,故C正确;
D.可与发生反应:,故D正确;
故选B。
8. 下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中、、、四种元素位于同一主族的相邻周期,的电负性大于,工业上利用沸点差异从空气中分离出的单质。是短周期元素,与的价电子数之和与的质子数相同,与的电子结构相同。下列说法错误的是
A. 分子中W、Y的杂化轨道类型不相同
B. 第一电离能:
C. 的氢化物的VSEPR模型为四面体形
D. 简单离子半径:
【答案】B
【解析】
【分析】此题可以从成键数出发进行推断,、、和均能与其他原子共用3个电子对,则它们均为第VA族元素;工业上利用沸点差异从空气中分离出的单质,则是;是短周期元素,且与的电子结构相同,则是,是;的电负性大于,则为、为。
【详解】A.为,的价层电子对数为3,采用杂化,为,的价层电子对数为4,采用杂化,故A正确;
B.第一电离能:,即,故B错误;
C.是,中的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故C正确;
D.简单离子半径:,即,故D正确;
故选B。
【点睛】首先根据题设条件推出、、、、分别是什么元素,然后确定它们在元素周期表中的位置关系,最后根据元素周期律等知识对各选项做出判断。
9. 化学反应原理与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法正确的是
A. 某温度下,反应已达到平衡,压缩体积后达到新平衡时,的浓度增大
B. 合成氨的反应塔与外加电源的正极相连,并维持一定的电压可以钝化防腐
C. 工业上用合成,增加氧气的量可提高的利用率
D. 已知反应 ,则完全破坏等质量的和中的化学键,需要的能量更多
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的平衡常数,压缩体积后达到新平衡时,平衡常数不变,故浓度不变,故A项错误;
B.合成氨的反应塔与外加电源的负极相连,并维持一定的电压可以钝化防腐,属于外加电流法,故B项错误;
C.工业上用与反应合成,对于可逆反应,增加一种反应物的量,可以增大另一种反应物的转化率,故C项正确;
D.该反应为吸热反应,则的能量更高,断键需要的能量更少,D项错误;
故选C。
10. 室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,。下列说法正确的是
A. 吸收烟气后的溶液中:
B. 用的溶液吸收,当溶液的时,溶液中:
C. 检测“氧化”操作得到的产物的实验方案:滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则说明已被氧化
D. “沉淀”操作得到上层清液中:
【答案】A
【解析】
【分析】溶液吸收烟气后得到和的混合溶液,然后加入碳酸钙得到亚硫酸钙沉淀,过滤分离,最后经氧气氧化为石膏。
【详解】A.吸收烟气后的溶液为和的混合溶液,则,故A正确;
B.用的溶液吸收,当溶液的时,根据电荷守恒可知,由于,则,故溶液中,故B错误;
C.首先需排除亚硫酸根离子的干扰,先加过量盐酸,开始无沉淀,再滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则说明已被氧化,故C错误;
D.有沉淀产生,说明上层清液为饱和溶液,则,故D项错误;
故选A。
11. 新型绿色电池中使用了最新研发的RhSANs(单原子纳米酶)作为电极活性物质的催化剂,使葡萄糖和氧气之间的反应顺利地构成了原电池,其工作原理如图所示。下列关于葡萄糖/燃料电池的说法错误的是
A. 电极为燃料电池的负极,发生氧化反应
B. 电极放电后,附近溶液的增大
C. 电极的电极反应为
D. 该燃料电池消耗标准状况下时,理论上可转化葡萄糖
【答案】C
【解析】
【分析】本题是原电池原理的考查,电极上转化为,六元环中的化合价由-1升高到+1,发生氧化反应,电极为负极,电极上的氧气转化为水,发生还原反应,电极为正极,据此回答。
【详解】A.电极上转化为,六元环中的化合价由-1升高到+1,发生氧化反应,电极为负极,故A项正确;
B.电极上的氧气转化为水,发生还原反应,电极为正极,电极反应为,反应过程中电极上消耗,溶液的增大,故B项正确;
C.六元环中的化合价由-1升高到+1,则每摩尔参加反应应该转移2mol电子,故C错误;
D.总反应为22,该燃料电池中消耗的同时消耗葡萄糖,其质量为,故D项正确;
故选C
12. 探究氮、硫及其化合物的性质,下列实验方案、现象和结论都正确的是
选项 实验方案 现象 结论
A 将样品溶于稀硫酸后,滴加溶液 溶液变红 已被氧化变质
B 向溶液和盐酸反应后的溶液中加入紫色石蕊试液 溶液变红 说明盐酸已经过量
C 向两个同规格的烧瓶中分别充入同比例的和的混合气体,并分别浸泡于热水和冷水中 一段时间后,两个烧瓶内的颜色深浅不同 的转化存在限度
D 常温下,分别测定浓度均为的和溶液的 前者小于后者 说明
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将溶液溶于稀硫酸,酸性条件下硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子,结论不合理,故A错误;
B.溶液和盐酸发生反应:,生成的溶于水生成亚硫酸,亚硫酸使溶液呈酸性,加入紫色石蕊试液后溶液变红,不能说明盐酸已经过量,故B错误;
C.向两个同规格的烧瓶中分别充入同比例的和的混合气体,并分别浸泡于热水和冷水中,一段时间后,两个烧瓶内的颜色深浅不同,说明温度影响平衡移动,的转化存在限度,不能完全转化,故C正确;
D.常温时的溶液的为7,是因为和的水解程度相同,常温时溶液的大于7,是因为水解使溶液呈碱性,前者小于后者,不能说明,故D错误。
故选C。
13. 钒作为一种重要的战略性资源,在高科技尖端科学与军工领域有着广泛的用途。钒主要制成钒铁,用作钢铁合金,它具有能细化钢铁基体晶粒的作用,可从其氧化物中提取。如图是某种钒的氧化物晶体的立方晶胞。已知:该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. V位于元素周期表的第VB族
B. 该氧化物的化学式为
C. 若点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为
D. 晶胞中距离最近的两个钒原子的核间距为
【答案】D
【解析】
【详解】A.是23号元素,有4个电子层,其价电子排布式为,则位于元素周期表的第VB族,故A正确;
B.根据均摊法可知,的个数为,的个数为,该氧化物的化学式为,故B正确;
C.根据原点坐标与原子所在位置及晶胞参数的关系可求晶胞中任意一个原子的分数坐标,若a点原子的分数坐标为,则位于体心的b点原子的分数坐标为,故C正确;
D.假设晶胞参数为,根据晶胞密度,可得晶胞参数,晶胞中距离最近的两个钒原子的核间距为面对角线的一半,面对角线的一半为,即,故D错误;
故选D。
14. 与同为第族元素,溶液中及其与形成的微粒的浓度分数随溶液变化的关系如图所示。已知的溶液的约为3.4,常温下,向溶液中滴加醋酸溶液,关于该过程的说法正确的是
A. 的浓度分数一直不变
B. 反应的平衡常数的数量级为
C. 时,
D. 当溶液中与的浓度相等时,
【答案】B
【解析】
【分析】向溶液中不断滴加醋酸溶液,随着溶液的减小,与醋酸电离产生的会不断反应产生、、、。
【详解】A.向溶液中不断滴加醋酸溶液,随着溶液的减小,与醋酸电离产生的会不断反应产生、、、,因此的浓度分数一直减小,A错误;
B.反应的平衡常数,由图可知,在溶液左右时,,此时,所以该反应的平衡常数的数量级为,B正确;
C.常温下,溶液显中性,,根据溶液中存在的电荷守恒可得关系式:,故,C错误;
D.由图可知,当溶液中与的浓度相等时,溶液,说明的浓度远大于的浓度,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 山梨酸正丁酯具有解毒作用,可以减轻肝脏负担,促进肝细胞修复,保护肝脏健康。实验室用如图所示装置(夹持、加热装置省略)制备山梨酸正丁酯,其方法原理如下:
可能用到的有关数据如下表所示。
物质 相对分子质量 密度 沸点 水溶性
山梨酸 112 1.204 228 易溶
正丁醇 74 0.8089 117 溶
山梨酸正丁酯 168 0.926 195 难溶
乙醚 74 0.714 34.6 难溶
实验步骤:
①在三颈烧瓶中加入山梨酸、正丁醇、少量催化剂和几粒沸石,水浴加热三颈烧瓶,使反应体系保持微沸。
②回流后,停止加热和搅拌,反应液冷却至室温。
③滤去催化剂和沸石,将滤液倒入水中,加入乙醚,倒入分液漏斗中,分液。
④分离出的有机层先用的溶液洗涤至中性,再用水洗涤分液,收集有机层。
⑤在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤。
⑥将滤液进行蒸馏,除去杂质得到山梨酸正丁酯。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________;仪器B的作用是___________,冷却水由___________(填“”或“n”)口通入。
(2)洗涤、分液过程中,加入溶液的目的是___________;若改为加入过量的浓溶液,是否可行?___________(填“可行”或“不可行”),原因是___________。
(3)在步骤⑤中加入少量无水的目的是___________。
(4)在步骤⑥中进行蒸馏,蒸馏至时除去的杂质是___________。
(5)本实验中,山梨酸正丁酯的产率是___________(精确至)。
(6)碳元素能形成许多物质,干冰的晶胞结构如图所示,若该晶胞边长为,则干冰晶体的密度为___________。(已知:,为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1) ①. 恒压(分液)漏斗 ②. 冷凝回流 ③.
(2) ①. 除去剩余的山梨酸 ②. 不可行 ③. 在浓的氢氧化钠溶液中,山梨酸正丁酯会水解生成山梨酸钠和正丁醇,导致山梨酸正丁酯的产率降低
(3)吸水,干燥有机物
(4)乙醚和正丁醇 (5)
(6)
【解析】
【分析】在三颈烧瓶中加入山梨酸、正丁醇、少量催化剂和几粒沸石,水浴加热三颈烧瓶,使反应体系保持微沸。回流后,停止加热和搅拌,反应液冷却至室温。滤去催化剂和沸石,将滤液倒入水中,加入乙醚,倒入分液漏斗中,分液。分离出的有机层先用的溶液洗涤至中性,再用水洗涤分液,收集有机层。在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤。将滤液进行蒸馏,除去杂质得到山梨酸正丁酯。
【小问1详解】
根据仪器结构可知,仪器A的名称为恒压(分液)漏斗,仪器B的作用为冷凝回流;冷却水由n口通入。
【小问2详解】
山梨酸中含有羧基,能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水,洗涤、分液过程中,加入的溶液的目的是除去剩余的山梨酸;不能改为浓的氢氧化钠溶液,因为在浓的氢氧化钠溶液中山梨酸正丁酯会水解生成山梨酸钠和正丁醇,导致山梨酸正丁酯的产率降低;
【小问3详解】
无水能吸水生成硫酸镁晶体,在有机层中加入少量无水的目的是干燥有机物;
【小问4详解】
在有机层中加入少量无水除水后,山梨酸正丁酯中含有的主要杂质为乙醚和正丁醇,所以蒸馏的主要目的是除去这两种杂质;
【小问5详解】
山梨酸的物质的量,正丁醇的物质的量,由反应方程式可知,正丁醇完全反应生成山梨酸正丁酯,理论上山梨酸正丁酯的质量,则产率为;
【小问6详解】
干冰分子在晶胞的位置为顶点和面心,平均每个晶胞含有的干冰分子个数为,则晶胞密度。
16. 某研究小组以硫化铜精矿(含、元素的杂质)为主要原料制备粉,其流程如下:
已知:①硫化铜精矿在酸性条件下与氧气的反应为。
②金属氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如下表所示。
金属氢氧化物
开始沉淀的 1.9 4.2 6.2
沉淀完全的 3.2 6.7 8.2
回答下列问题:
(1)步骤I中通入采用高压的原因是___________。
(2)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 步骤I中过滤得到的滤渣中含有S
B. 步骤II中用调节约至4,使、沉淀完全
C. 步骤III中增大溶液的酸度不利于生成
D. 为加快过滤速率,需用玻璃棒对漏斗中的沉淀进行充分搅拌
(3)步骤I、III需要使用高压反应釜装置(如图)。步骤III中,首先关闭出气口,向高压反应釜中通入固定流速的,然后通过控制气阀或,维持反应釜中的压强为。请给出反应过程中的操作排序:___________。
____________________。
a.开启气阀 b.开启气阀,通入高压 c.关闭气阀
d.开启气阀 e.开启气阀,通入高压 f.关闭气阀
g.开启搅拌器 h.拆下罐体
(4)步骤III中高压可以从滤液中置换出金属,而无法置换出金属。请结合方程式说明其原因:___________。
(5)现取样品,加热分解,分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。生成的温度范围为___________,时发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)高压条件下,可增大溶液中的浓度,提高反应速率 (2)AC
(3)f,b,d,h (4)的还原性强于铜,故发生反应,而的还原性强于,故反应无法发生
(5) ①. 680~1000℃ ②.
【解析】
【分析】硫化铜精矿(含、元素的杂质)在高压氧气作用下,用硫酸浸取,硫酸与反应生成硫酸铜、、,被氧化为;加入氨气调节,使形成氢氧化铁沉淀,溶液中剩余 、;向滤液中通入高压氢气,根据金属活动性可知,被还原为 ,经过滤分离出来;溶液中剩余。
【小问1详解】
高压条件下,可增大溶液中的浓度,提高反应速率。
【小问2详解】
根据分析可知,步骤I中过滤得到的滤渣中含有,故A正确;步骤II中用调节约至,转化为沉淀,未达到沉淀时的,故B项错误;步骤III中用氢气还原,氢气失去电子被氧化为氢离子,增大溶液的酸度,不利于氢气失去电子还原,故正确;用玻璃棒对漏斗中的沉淀进行充分搅拌,可能导致滤纸破损,故D错误,故选AC。
【小问3详解】
结合装置图及步骤III可知,首先关闭出气口,向高压反应釜中通入固定流速的,然后通过控制气阀或,维持反应釜中的压强为,即。
【小问4详解】
步骤III中高压可以从滤液中置换出金属,而无法置换出金属。主要是因为:的还原性强于铜,故发生反应,而的还原性强于,故反应无法发生。
【小问5详解】
,当固体为时,,其质量为,根据图像可知,焙烧生成的温度范围是;时得到的产物中,,,则所得物质的化学式为,反应的化学方程式为。
17. 苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气作稀释剂、在催化剂存在的条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯,可能发生如下两个反应:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)已知:在、条件下,某些物质的相对能量变化关系如图所示。则上述反应中的___________。
(2)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,其原理如图所示。已知:移出率。
①若忽略副反应,维持体系总压强恒定,在温度为时,乙苯的平衡转化率为,的移出率为,则在该温度下主反应的平衡常数___________(用含、、的代数式表示)。[对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度,也可表示平衡常数,记作,如,为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表:
温度/℃ 增长百分数/% 移出率/% 700 950 1000
60 8.43 4.38 2.77
80 16.8 6.1 3.8
90 27 7.1 4.39
高温下副反应程度极小。当温度高于时 ,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大,原因是___________。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.膜反应器可降低主反应的活化能,提高主反应的选择性
(3)一种将电氧化法和电还原法联合处理含甲醛的废水的装置如图所示。
①阴极的电极反应为___________,阳极的电极反应为___________。
②当外电路通过电子时,理论上能处理的甲醛的质量为___________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 主反应为吸热反应,高于时,乙苯平衡转化率很大(或平衡常数很大),的移出率对平衡转化率的影响很小(或主反应为吸热反应,高于时 ,温度对于主反应的影响大于的移出率对平衡转化率的影响) ③. D
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,① ;② ;③;根据盖斯定律,由③-②+①得。
【小问2详解】
①设乙苯的起始量为1mol,可列出三段式:,由于的移出率为,剩余氢气的物质的量为,总压强为,将数据代入分压平衡常数,得。
②当温度高于时 ,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大,主要是因为主反应为吸热反应,高于时,乙苯的平衡转化率很大(或平衡常数很大),的移出率对平衡转化率的影响很小(或主反应为吸热反应,高于时 ,温度对于主反应的影响大于的移出率对平衡转化率的影响);
③A.该过程有副反应发生,生成的总物质的量与苯乙烯不相等,故A错误;B.主反应为可逆反应,始终有H2存在,故反应器中发生副反应,故B错误;C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,乙苯的转化率降低,故C错误;D.膜反应器可降低主反应的活化能,提高主反应的选择性,故D正确;故选D。
【小问3详解】
阴极上发生还原反应,阴极的电极反应为,;阳极上发生氧化反应,阳极的电极反应为,,当外电路通过电子时,理论上能处理甲醛,质量为。
18. 化合物是一种抗艾滋病药物,某课题组设计的一条合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称为___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法错误的是___________(填字母)。
a.的过程是为了保护
b.的反应类型是消去反应
c.可通过红外光谱法区别和
d.的分子式是,易溶于水
(4)的化学方程式是___________。
(5)N()是该抗艾滋药物另一种合成路线的中间体,符合下列条件的N的同分异构体有___________种。
①有两个六元环,其中一个是苯环
②H-NMR谱显示有5种不同化学环境的氢原子
③和不能连接在同一个碳原子上
(6)以和为原料,设计一条合成的路线(无机试剂、有机溶剂任选) ___________。
【答案】(1)碳氯键、酰胺基
(2) (3)bd
(4)
(5)6 (6)
【解析】
【分析】由合成路线分析可知,B为,D为,M为F为。
【小问1详解】
B中所含官能团为碳氯键、酰胺基。
【小问2详解】
A到B发生取代反应,故B的结构简式为。
【小问3详解】
a.A中含有氨基,容易被次氯酸氧化,则的过程是为了保护,a正确;b.消去反应会产生不饱和结构,的反应没有产生不饱和结构,故不是消去反应,故b错误;c.和含有的官能团不同,可以用红外光谱法区别,c正确;d.由结构可知,的分子式是,难溶于水,故d错误;故选bd。
【小问4详解】
为取代反应,其化学方程式是。
【小问5详解】
N的结构简式为,其同分异构体中有两个六元环,其中一个是苯环,说明没有其他不饱和结构,H-NMR谱显示有5种不同化学环境的氢原子,说明其结构对称,应为对位结构,和不能连接在同一个碳原子上,则满足条件的同分异构体为、,共6种。
【小问6详解】
根据提给信息,可设计合成路线为:。华南师范大学附属中学2024届高三下学期高考适应性练习
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 S-32 V-51 Cu-64 Sb-122
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 中华文化博大精深,蕴含着许多化学知识。下列说法正确是
A. “何意百炼刚,化为绕指柔”中,经“百炼”的钢的硬度比纯铁的硬度小
B. “西真人醉忆仙家。飞佩丹霞羽化”中所呈现的丹霞地貌是由于岩层中含有
C. 杭州第19届亚运会吉祥物“琮琮”的名字源自良渚玉琮,玉琮的主要材质是铜锌合金
D. 明荷花纹玉壶的雕刻过程中发生了化学变化
2. 1934年,约里奥—居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核)轰击金属铝,得到磷,开创了人工放射性核素的先河,其核反应为。下列化学用语正确的是
A. 基态A1原子的价层电子轨道表示式为
B. He没有共价键,不是非极性分子
C. 明矾的化学式为
D. 基态P原子中p能级的轨道总数为3
3. 掌握化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列有关实验操作原理描述正确的是
A. 实验室配制邻苯二甲酸氢钾溶液,可选用规格的容量瓶
B. 除去苯中混有的苯酚,可加入溴水后过滤
C. 蒸馏、萃取、重结晶和色谱法都可用于分离、提纯有机物
D. 实验室用熟石灰与固体混合加热制取氨气
4. 类比迁移的思维方法可以推测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是
A. 分子的空间结构为三角锥形,则分子的空间结构也为三角锥形
B. 与浓硫酸共热可制,则与浓硫酸共热可制
C. 乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则乙二酸也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 将少量通入溶液中生成,则将少量通入溶液中生成
5. 药物结构的修饰有助于新药的开发与利用。由青蒿素可以获得双氢青蒿素,其变化过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 青蒿素、双氢青蒿素均能发生水解反应
B. 双氢青蒿素分子中所有碳原子不可能共面
C. 该过程中碳原子的杂化方式变为
D. 与青蒿素相比,双氢青蒿素具有更好的水溶性,疗效更佳
6. 常温下,。下列有关离子大量共存的分析正确的是
选项 粒子组 分析
A 醋酸钠和醋酸的混合溶液中,当时:、、、 不能大量共存,原因是醋酸较多,醋酸能与和反应
B 的氨水中:、、 不能大量共存,原因是
C 常温下,的溶液中:、、 能大量共存,原因是这三种离子之间不发生反应
D 用惰性电极电解时,一开始就能产生氧气的溶液中:、、、 能大量共存,原因是在酸性或碱性溶液中这四种离子之间不发生反应
A. A B. B C. C D. D
7. 磷酰氯是有机合成的催化剂,其制取原理为或,分子的空间结构模型如图所示。下列说法错误的是
A. 分子中所有的原子都满足8电子稳定结构
B. 中含有键的数目为(为阿伏加德罗常数的值)
C. 常用作干燥剂,但不可以用来干燥氨气
D. 可与反应生成
8. 下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中、、、四种元素位于同一主族的相邻周期,的电负性大于,工业上利用沸点差异从空气中分离出的单质。是短周期元素,与的价电子数之和与的质子数相同,与的电子结构相同。下列说法错误的是
A. 分子中W、Y的杂化轨道类型不相同
B. 第一电离能:
C. 的氢化物的VSEPR模型为四面体形
D. 简单离子半径:
9. 化学反应原理与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法正确的是
A. 某温度下,反应已达到平衡,压缩体积后达到新平衡时,的浓度增大
B. 合成氨的反应塔与外加电源的正极相连,并维持一定的电压可以钝化防腐
C. 工业上用合成,增加氧气的量可提高的利用率
D. 已知反应 ,则完全破坏等质量和中的化学键,需要的能量更多
10. 室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,。下列说法正确的是
A. 吸收烟气后的溶液中:
B. 用的溶液吸收,当溶液的时,溶液中:
C. 检测“氧化”操作得到的产物的实验方案:滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,则说明已被氧化
D. “沉淀”操作得到的上层清液中:
11. 新型绿色电池中使用了最新研发的RhSANs(单原子纳米酶)作为电极活性物质的催化剂,使葡萄糖和氧气之间的反应顺利地构成了原电池,其工作原理如图所示。下列关于葡萄糖/燃料电池的说法错误的是
A. 电极为燃料电池的负极,发生氧化反应
B. 电极放电后,附近溶液的增大
C. 电极的电极反应为
D. 该燃料电池消耗标准状况下时,理论上可转化葡萄糖
12. 探究氮、硫及其化合物的性质,下列实验方案、现象和结论都正确的是
选项 实验方案 现象 结论
A 将样品溶于稀硫酸后,滴加溶液 溶液变红 已被氧化变质
B 向溶液和盐酸反应后溶液中加入紫色石蕊试液 溶液变红 说明盐酸已经过量
C 向两个同规格的烧瓶中分别充入同比例的和的混合气体,并分别浸泡于热水和冷水中 一段时间后,两个烧瓶内的颜色深浅不同 的转化存在限度
D 常温下,分别测定浓度均为的和溶液的 前者小于后者 说明
A. A B. B C. C D. D
13. 钒作为一种重要的战略性资源,在高科技尖端科学与军工领域有着广泛的用途。钒主要制成钒铁,用作钢铁合金,它具有能细化钢铁基体晶粒的作用,可从其氧化物中提取。如图是某种钒的氧化物晶体的立方晶胞。已知:该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. V位于元素周期表的第VB族
B. 该氧化物的化学式为
C. 若点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为
D. 晶胞中距离最近的两个钒原子的核间距为
14. 与同为第族元素,溶液中及其与形成的微粒的浓度分数随溶液变化的关系如图所示。已知的溶液的约为3.4,常温下,向溶液中滴加醋酸溶液,关于该过程的说法正确的是
A. 的浓度分数一直不变
B. 反应的平衡常数的数量级为
C. 时,
D. 当溶液中与的浓度相等时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 山梨酸正丁酯具有解毒作用,可以减轻肝脏负担,促进肝细胞修复,保护肝脏健康。实验室用如图所示装置(夹持、加热装置省略)制备山梨酸正丁酯,其方法原理如下:
可能用到的有关数据如下表所示。
物质 相对分子质量 密度 沸点 水溶性
山梨酸 112 1.204 228 易溶
正丁醇 74 0.8089 117 溶
山梨酸正丁酯 168 0926 195 难溶
乙醚 74 0.714 34.6 难溶
实验步骤:
①在三颈烧瓶中加入山梨酸、正丁醇、少量催化剂和几粒沸石,水浴加热三颈烧瓶,使反应体系保持微沸。
②回流后,停止加热和搅拌,反应液冷却至室温。
③滤去催化剂和沸石,将滤液倒入水中,加入乙醚,倒入分液漏斗中,分液。
④分离出的有机层先用的溶液洗涤至中性,再用水洗涤分液,收集有机层。
⑤在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤。
⑥将滤液进行蒸馏,除去杂质得到山梨酸正丁酯。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________;仪器B的作用是___________,冷却水由___________(填“”或“n”)口通入。
(2)洗涤、分液过程中,加入溶液的目的是___________;若改为加入过量的浓溶液,是否可行?___________(填“可行”或“不可行”),原因是___________。
(3)在步骤⑤中加入少量无水的目的是___________。
(4)在步骤⑥中进行蒸馏,蒸馏至时除去的杂质是___________。
(5)本实验中,山梨酸正丁酯的产率是___________(精确至)。
(6)碳元素能形成许多物质,干冰的晶胞结构如图所示,若该晶胞边长为,则干冰晶体的密度为___________。(已知:,为阿伏加德罗常数的值)
16. 某研究小组以硫化铜精矿(含、元素的杂质)为主要原料制备粉,其流程如下:
已知:①硫化铜精矿在酸性条件下与氧气的反应为。
②金属氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如下表所示。
金属氢氧化物
开始沉淀的 1.9 4.2 6.2
沉淀完全的 3.2 6.7 8.2
回答下列问题:
(1)步骤I中通入采用高压的原因是___________。
(2)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 步骤I中过滤得到的滤渣中含有S
B. 步骤II中用调节约至4,使、沉淀完全
C. 步骤III中增大溶液的酸度不利于生成
D. 为加快过滤速率,需用玻璃棒对漏斗中的沉淀进行充分搅拌
(3)步骤I、III需要使用高压反应釜装置(如图)。步骤III中,首先关闭出气口,向高压反应釜中通入固定流速的,然后通过控制气阀或,维持反应釜中的压强为。请给出反应过程中的操作排序:___________。
____________________
a.开启气阀 b.开启气阀,通入高压 c.关闭气阀
d.开启气阀 e.开启气阀,通入高压 f.关闭气阀
g.开启搅拌器 h.拆下罐体
(4)步骤III中高压可以从滤液中置换出金属,而无法置换出金属。请结合方程式说明其原因:___________。
(5)现取样品,加热分解,分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。生成的温度范围为___________,时发生反应的化学方程式为___________。
17. 苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气作稀释剂、在催化剂存在的条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯,可能发生如下两个反应:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)已知:在、条件下,某些物质的相对能量变化关系如图所示。则上述反应中的___________。
(2)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,其原理如图所示。已知:移出率。
①若忽略副反应,维持体系总压强恒定,在温度为时,乙苯的平衡转化率为,的移出率为,则在该温度下主反应的平衡常数___________(用含、、的代数式表示)。[对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度,也可表示平衡常数,记作,如,为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表:
温度/℃ 增长百分数/% 移出率/% 700 950 1000
60 8.43 4.38 2.77
80 16.8 6.1 3.8
90 27 7.1 4.39
高温下副反应程度极小。当温度高于时 ,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大,原因是___________。
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.膜反应器可降低主反应的活化能,提高主反应的选择性
(3)一种将电氧化法和电还原法联合处理含甲醛的废水的装置如图所示。
①阴极的电极反应为___________,阳极的电极反应为___________。
②当外电路通过电子时,理论上能处理的甲醛的质量为___________。
18. 化合物是一种抗艾滋病药物,某课题组设计的一条合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称为___________。
(2)D的结构简式是___________。
(3)下列说法错误的是___________(填字母)。
a.的过程是为了保护
b.的反应类型是消去反应
c.可通过红外光谱法区别和
d.的分子式是,易溶于水
(4)的化学方程式是___________。
(5)N()是该抗艾滋药物另一种合成路线的中间体,符合下列条件的N的同分异构体有___________种。
①有两个六元环,其中一个是苯环
②H-NMR谱显示有5种不同化学环境的氢原子
③和不能连接在同一个碳原子上
(6)以和为原料,设计一条合成的路线(无机试剂、有机溶剂任选) ___________。
