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文档简介
2023高考化学模拟试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是A.5.5g超重水(T2O)中含有的中子数目为3NAB.常温常压下,44gCO2与足量过氧化钠反应转移电子的数目为NAC.常温常压下,42gC2H4和C4H8混合气体中含有氢原子的数目为6NAD.0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有H+数目为0.2NA2、反应A+B→C+Q(Q>0)分两步进行,①A+B→X+Q(Q<0)②X→C+Q(Q>0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是()A. B.C. D.3、将0.48g镁粉分别加入10.0mL下列溶液,反应6小时,用排水法收集产生的气体,溶液组成与H2体积(已换算成标准状况)的关系如下表。下列说法不正确的是实验1234567溶液组成H2O1.0mol/LNH4Cl0.1mol/LNH4Cl1.0mol/LNaCl1.0mol/LNaNO30.8mol/LNH4Cl+0.2mol/LNH3·H2O0.2mol/LNH4Cl+0.8mol/LNH3·H2OV/ml1243334716014401349A.由实验2、3可得,浓度越大,镁和水反应速率越快B.由实验1、4、5可得,Cl-对镁和水的反应有催化作用C.由实验3、7可得,反应过程产生的Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应D.无论酸性条件还是碱性条件,都能加快镁和水的反应4、某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池总反应为:MnO2+12Zn+(1+x6)H2O+16ZnSO4⇌充电放电MnOOH+16ZnSO4[Zn(OH)其电池结构如图1所示,图2是有机高聚物的结构片段。下列说法中,不正确的是A.碳纳米管具有导电性,可用作电极材料B.放电时,电池的正极反应为:MnO2+e−+H+==MnOOHC.充电时,Zn2+移向Zn膜D.合成有机高聚物的单体是:5、对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5⇌NO3+NO2快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO3→2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是A.v(第一步的逆反应)<v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高6、油脂是重要的工业原料.关于“油脂”的叙述错误的是A.不能用植物油萃取溴水中的溴B.皂化是高分子生成小分子的过程C.和H2加成后能提高其熔点及稳定性D.水解可得到丙三醇7、钠碱循环法可脱除烟气中的SO2.在钠碱循环中,吸收液为Na2SO3溶液,当吸收液的pH降为6左右时,可采用三室膜电解技术使其再生,图为再生示意图。下列说法正确的是()A.a极为电池的阳极B.a极区吸收液再生的原理是HSO3﹣+H+═H2O+SO2↑C.b电极的电极反应式是HSO3﹣﹣2e﹣+H2O═SO42﹣+3H+D.b膜为阳离子交换膜8、下列实验操作合理的是()A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择甲基橙为指示剂B.用湿润的pH试纸测定CH3COONa溶液的pHC.用蒸馏的方法分离乙醇(沸点为78.3℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物D.向溶液中加入新制氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则证明溶液中一定含有Fe2+9、NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是A.标准状况下,5.6L一氧化氮和5.6L氧气混合后的分子总数为0.5NAB.等体积、浓度均为1mol/L的磷酸和盐酸,电离出的氢离子数之比为3:1C.一定温度下,1L0.50mol/LNH4Cl溶液与2L0.25mol/LNH4Cl溶液含NH4+的物质的量不同D.标准状况下,等体积的N2和CO所含的原子数均为2NA10、利用传感技术测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度(T)的关系,曲线如图,下列分析错误的是A.碳酸钠水解是吸热反应B.ab段说明水解平衡正向移动C.be段说明水解平衡逆向移动D.水的电离平衡也对pH产生影响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.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3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、科研工作者结合实验与计算机模拟来研究钌催化剂表面不同位点上合成氨反应历程,如图所示,其中实线表示位点A上合成氨的反应历程,虚线表示位点B上合成氨的反应历程,吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是A.由图可以判断合成氨反应属于放热反应B.氮气在位点A上转变成2N*速率比在位点B上的快C.整个反应历程中活化能最大的步骤是2N*+3H2→2N*+6H*D.从图中知选择合适的催化剂位点可加快合成氨的速率13、ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点11℃),实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示:已知下列反应:NaClO3+HCl→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O;NaClO2+Cl2→NaCl+ClO2(均未配平)。下列说法正确的是A.a中通入的N2可用CO2或SO2代替 B.b中NaClO2可用饱和食盐水代替C.c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却 D.d中吸收尾气后只生成一种溶质14、已知:Br+H2HBr+H,其反应的历程与能量变化如图所示,以下叙述正确的是A.该反应是放热反应B.加入催化剂,E1-E2的差值减小C.H-H的键能大于H-Br的键能D.因为E1>E2,所以反应物的总能量高于生成物的总能量15、我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH<0,在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下:下列说法正确的是A.图示显示:起始时的2个H2O最终都参与了反应B.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程C.过程Ⅲ只生成了极性共价键D.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH16、只能在溶液中导电的电解质是()A.KOH B.CH3COONH4 C.SO2 D.CH3COOH17、如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A.硝酸铵 B.生石灰C.氯化铵 D.食盐18、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是A.2HClO2HCl+O2↑B.NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO219、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图,有关说法不正确的是()A.NaOH的电子式为B.加入的H2O2起氧化作用C.ClO2发生器中发生反应的离子方程式为2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣D.操作②实验方法是重结晶20、下列指定反应的化学用语表达正确的是()A锅炉水垢中的CaSO4用饱和Na3CO3溶液浸泡CO32﹣+CaSO4=CaCO3+SO42﹣B用铁电极电解饱和食盐水2Cl﹣+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH﹣C向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2OAl3++4NH3·H2O=AlO2—+4NH4++2H2ODKClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制取K2FeO43ClO﹣+2Fe(OH)3=2FeO42﹣+3Cl﹣+4H++H2OA.A B.B C.C D.D21、下列有关氨气的制备、干燥、收集和尾气处理错误的是A.图甲:实验室制氨气 B.图乙:干燥氨气C.图丙:收集氨气 D.图丁:实验室制氨气的尾气处理22、某烃的相对分子质量为86,如果分子中含有3个-CH3、2个-CH2-和1个,则该结构的烃的一氯取代物最多可能有(不考虑立体异构)()A.9种 B.8种 C.5种 D.4种二、非选择题(共84分)23、(14分)用于汽车刹车片的聚合物Y是一种聚酰胺纤维,合成路线如图:已知:(1)生成A的反应类型是_____。(2)试剂a是_____。(3)B中所含的官能团的名称是_____。(4)W、D均为芳香化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。①F的结构简式是_____。②生成聚合物Y的化学方程式是_____。(5)Q是W的同系物且相对分子质量比W大14,则Q有______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为_____、_____(写结构简式)(6)试写出由1,3﹣丁二烯和乙炔为原料(无机试剂及催化剂任用)合成的合成路线。(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。___________24、(12分)有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ:(1)化合物Ⅰ的分子式为_____________。(2)关于化合物Ⅱ,下列说法正确的有______(双选)。A.可以发生水解反应B.可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀C.可与FeCl3溶液反应显紫色D.可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应(3)化合物Ⅲ含有3个碳原子,且可发生加聚反应,按照途径1合成线路的表示方式,完成途经2中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线:_____________(标明反应试剂,忽略反应条件)。(4)化合物Ⅴ的核磁共振氢谱中峰的组数为_____________,以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物的羧酸类同分异构体共有_____________种(不考虑手性异构)。(5)化合物Ⅵ和Ⅶ反应可直接得到Ⅱ,则化合物Ⅶ的结构简式为:_____________。25、(12分)某研究小组在实验室以废铜屑(主要成分是Cu、CuO,含有少量的Fe、Fe2O3)为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],具体流程如下:已知:Cu2(OH)2CO3为绿色固体,难溶于冷水和乙醇,水温越高越易分解。(1)为加快废铜屑在稀硫酸中的溶解速率,可采取的措施为____(任写一种)。(2)“操作Ⅱ”中铜发生反应的离子方程式为___。(3)“调节pH”操作中加入的试剂为____(填化学式)。(4)洗涤Cu2(OH)2CO3沉淀的操作为____。(5)“操作Ⅲ”中温度选择55~60℃的原因是____;该步骤生成Cu2(OH)2CO3的同时产生CO2,请写出该反应的化学方程式:____。(6)某同学为测定制得的产品中Cu2(OH)2CO3的质量分数,进行了如下操作:称取m1g产品,灼烧至固体质量恒重时,得到黑色固体(假设杂质不参与反应),冷却后,称得该黑色固体质量为m2g,则样品中Cu2(OH)2CO3的纯度为____(用含m1、m2的代数式表示)。26、(10分)亚氯酸钠常用作漂白剂。某化学小组设计实验制备亚氯酸钠,并进行杂质分析。实验I按图装置制备NaC1O2晶体已知:①C1O2为黄绿色气体,极易与水反应。②NaC1O2饱和溶液在低于38℃时析出NaC1O2·3H2O晶体,高于38℃时析出NaC1O2晶体,温度高于60℃时NaC1O2分解生成NaC1O3和NaCl。(1)装置A中b仪器的名称是____;a中能否用稀硫酸代替浓硫酸____(填“能”或“不能”),原因是____。(2)A中生成C1O2的化学反应方程式为____。(3)C中生成NaC1O2时H2O2的作用是____;为获得更多的NaC1O2,需在C处添加装置进行改进,措施为____。(4)反应后,经下列步骤可从C装置的溶液中获得NaC1O2晶体,请补充完善。i.55℃时蒸发结晶ii.__________ii.用40℃热水洗涤iv.低于60℃干燥,得到成品实验Ⅱ样品杂质分析(5)上述实验中制得的NaC1O2晶体中还可能含有少量中学常见的含硫钠盐,其化学式为____,实验中可减少该杂质产生的操作(或方法)是____(写一条)。27、(12分)苯甲醛是一种重要的化工原料,某小组同学利用如图所示实验装置(夹持装置已略去)制备苯甲醛。已知有机物的相关数据如下表所示:有机物沸点℃密度为g/cm3相对分子质量溶解性苯甲醛178.11.04106微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃苯甲醇205.71.04108微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃二氯甲烷39.81.33难溶于水,易溶于有机溶剂实验步骤:①向容积为500mL的三颈烧瓶加入90.0mL质量分数为5%的次氯酸钠溶液(稍过量),调节溶液的pH为9-10后,加入3.0mL苯甲醇、75.0mL二氯甲烷,不断搅拌。②充分反应后,用二氯甲烷萃取水相3次,并将有机相合并。③向所得有机相中加入无水硫酸镁,过滤,得到有机混合物。④蒸馏有机混合物,得到2.08g苯甲醛产品。请回答下列问题:(1)仪器b的名称为______,搅拌器的作用是______。(2)苯甲醇与NaClO反应的化学方程式为_______。(3)步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多,原因是____;步骤③中加入无水硫酸镁,若省略该操作,可能造成的后果是______。(4)步骤②中,应选用的实验装置是___(填序号),该操作中分离出有机相的具体操作方法是___。(5)步骤④中,蒸馏温度应控制在_______左右。(6)本实验中,苯甲醛的产率为________(保留到小数点后一位)。28、(14分)2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家,其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题:(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图Ⅰ所示)可用于ⅢB族元素对应离子的萃取,如La3+、Sc2+。写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式:____,其中电子占据的轨道数为_____个。(2)对叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底,其中羟基氧原子的杂化方式为_____,羟基间的相互作用力为_____。(3)不同大小的苯芳烃能识别某些离子,如:N3-、SCN−等。一定条件下,SCN−与MnO2反应可得到(SCN)2,试写出(SCN)2的结构式_______。(4)NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7°。如图[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释配合物中H-N-H键角变为109.5°的原因:____。(5)橙红色的八羰基二钴[Co2(CO)8]的熔点为52℃,可溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。该晶体属于___晶体,八羰基二钴在液氨中被金属钠还原成四羰基钴酸钠[NaCo(CO)4],四羧基钴酸钠中含有的化学键为_____。(6)已知C60分子结构和C60晶胞示意图(如图Ⅱ、图Ⅲ所示):则一个C60分子中含有σ键的个数为______,C60晶体密度的计算式为____g·cm−3。(NA为阿伏伽德罗常数的值)29、(10分)氟代硼酸钾(KBe2BO3F2)是激光器的核心材料,我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题:(1)氟代硼酸钾中非金属元素原子的电负性大小顺序是__。基态K+的电子排布式为__。(2)NaBH4是有机合成中常用的还原剂,其中的阴离子空间构型是__,中心原子的杂化方式为__。NaBH4中存在__(填标号)。a.离子键b.氢键c.σ键d.π键(3)BeCl2中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为__,其中Be的配位数为__。(4)第三周期元素氟化物的熔点如下表:化合物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点/℃99312611291-90-83-50.5解释表中氟化物熔点变化的原因:___。(5)CaF2的一种晶胞如图所示。Ca2+占据F-形成的空隙,若r(F-)=xpm,r(Ca2+)=ypm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则CaF2的密度ρ=__g·cm-3(列出计算表达式)。
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、D【解析】
A选项,5.5g超重水(T2O)物质的量,1个T2O中含有12个中子,5.5g超重水(T2O)含有的中子数目为3NA,故A正确,不符合题意;B选项,根据反应方程式2mol过氧化钠与2mol二氧化碳反应生成2mol碳酸钠和1mol氧气,转移2mol电子,因此常温常压下,44gCO2即物质的量1mol,与足量过氧化钠反应转移电子的数目为NA,故B正确,不符合题意;C选项,C2H4和C4H8混合气体可用通式法来分析,通式为CnH2n,42gC2H4和C4H8混合气体中含有氢原子物质的量,因此含有氢原子的数目为6NA,故C正确,不符合题意;D选项,0.1L0.5mol·L-1CH3COOH物质的量为0.05mol,醋酸是弱酸,部分电离,因此溶液中含有H+数目小于为0.05NA,故D错误,符合题意。综上所述,答案为D。【点睛】C2H4和C4H8混合气体可用通式法来分析含碳原子个数和含氢原子个数的思想。2、D【解析】
由反应A+B→C+Q(Q>0)可知,该反应是放热反应,A和B的能量之和大于C的能量;由①A+B→X+Q(Q<0)可知,该步反应是吸热反应,故X的能量大于A和B的能量之和;又因为②X→C+Q(Q>0)是放热反应,故X的能量之和大于C的能量,图象D符合,故选D。3、A【解析】
A、试验2、3中主要反应为:,由于试验2中的n(NH4+)大于试验3中的n(NH4+),而镁是过量的,所以不能得出浓度越大,反应速率越快的结论,故A符合题意;B、由试验1、2对比可知,反应速率加快,其原因有可能是Na+、Cl-具有催化作用,由试验4、5对比可知,Na+对反应无催化作用,由此可知,Cl-对镁和水的反应有催化作用,故B不符合题意;C、试验7中NH4Cl浓度较试验3高,产生氢气的速率应更快,但由表格可知,二者产生氢气的速率几乎相等,其原因在于试验7中加入了高浓度NH3·H2O,NH3·H2O与Mg2+反应生成了Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应,故C不符合题意;D、由试验1、2、7对比可知,无论酸性条件还是碱性条件,都能加快镁和水的反应,故D不符合题意;故答案为A。4、B【解析】
A.该电池以碳纳米管做电极材料,可知碳纳米管具有导电性,故A正确;B.原电池正极发生还原反应,根据放电时的总反应式,放电时MnO2得电子发生还原反应,所以电池的正极反应为:MnO2+e−+H2O==MnOOH+OH-,故B错误;C.充电时该装置为电解池,阳离子移向阴极,充电时Zn膜充当阴极,所以Zn2+移向Zn膜,故C正确;D.根据高聚物的结构单元,该高聚物为加聚产物,合成有机高聚物的单体是:,故D正确;选B。5、C【解析】
A.第一步反应为可逆反应且快速平衡,而第二步反应为慢反应,所以v(第一步的逆反应)﹥v(第二步反应),故A错误;B.由第二步、第三步可知反应的中间产物还有NO,故B错误;C.因为第二步反应为慢反应,故NO2与NO3的碰撞仅部分有效,故C正确;D.第三步反应为快速反应,所以活化能较低,故D错误;本题答案为:C。6、B【解析】
A、植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯,分子中含有双键能够与溴反应,A正确;B、皂化反应是油脂的碱性水解,反应的主要产物脂肪酸钠和甘油不是高分子化合物,B错误;C、油脂和H2加成后油脂中的不饱和高级脂肪酸甘油酯转化成饱和的高级脂肪酸甘油酯,其熔点及稳定性均得到提高,C正确;D、油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯,水解后可以得到甘油,即丙三醇,D正确。7、C【解析】
由示意图可知:Na+向a电极移动,HSO3﹣、SO42﹣向b电极移动,则a为阴极,b为阳极,据此解答。【详解】A.a极上氢离子被还原为氢气,发生还原反应,故a为阴极,故A错误;B.a极上氢离子得电子生成氢气,溶液中氢离子浓度降低,促进HSO3﹣电离生成SO32﹣,钠离子进入阴极室,吸收液就可以再生,故B错误;C.酸性条件,阴离子主要为HSO3﹣,b电极上HSO3﹣转化为SO42﹣,电极反应式为:HSO3﹣﹣2e﹣+H2O═SO42﹣+3H+,故C正确;D.b膜允许阴离子通过,故b膜为阴离子交换膜,故D错误。故选:C。8、A【解析】
A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液,滴定终点时溶液呈酸性,可选择甲基橙为指示剂,A选项正确;B.用湿润的pH试纸测定醋酸钠溶液的pH,相当于稀释醋酸钠溶液,由于醋酸钠呈碱性,所以会导致测定结果偏小,B选项错误;C.乙醇和苯的沸点相差不大,不能用蒸馏的方法分离,C选项错误;D.向溶液中加入新制氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变红色,只能说明Fe3+,但不能说明Fe3+一定是由Fe2+被氯水氧化而来,即不能证明溶液中一定含有Fe2+,D选项错误;答案选A。9、C【解析】
A.5.6L一氧化氮和5.6L氧气混合后发生反应2NO+O2=2NO2,2NO2N2O4,反应为气体分子数减少的反应,因此混合后的分子总数小于0.5NA,故A错误;B.磷酸为弱酸,不可完全电离出H+,故B错误;C.NH4+水解,浓度不同,水解程度不同,因此1L0.50mol/LNH4Cl溶液与2L0.25mol/LNH4Cl溶液含NH4+的物质的量不同,故C正确;D.标准状况下,等体积的N2和CO物质的量相等,所含的原子数相等,但不一定为2NA,故D错误;答案:C【点睛】易错选项A,忽略隐含反应2NO+O2=2NO2,2NO2N2O4。10、C【解析】
A.水解一定是吸热反应,A项正确;B.碳酸钠是弱酸强碱盐,水解使溶液显碱性,而升高温度使平衡正向移动,溶液的碱性增强,B项正确;C.水解是吸热的,温度不断升高只会导致平衡不断正向移动,此时溶液pH却出现反常下降,这是由于水本身也存在电离,温度改变对水的电离平衡造成了影响,C项错误;D.水本身也存在着一个电离平衡,温度改变平衡移动,因此对溶液的pH产生影响,D项正确;答案选C。11、D【解析】
A.CaO与水反应后,混合物成分沸点差异增大,应选蒸馏法分离,故A错误;B.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3官能团不同,属于类别异构,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;先固定—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;故答案为D。12、C【解析】
A.据图可知,始态*N2+3H2的相对能量为0eV,生成物*+2NH3的相对能量约为-1.8eV,反应物的能量高于生成物,所以为放热反应,故A正确;B.图中实线标示出的位点A最大能垒(活化能)低于图中虚线标示出的位点B最大能垒(活化能),活化能越低,有效碰撞几率越大,化学反应速率越大,故B正确;C.由图像可知,整个反应历程中2N*+3H2→2N*+6H*活化能几乎为零,为最小,故C错误;D.由图像可知氮气活化在位点A上活化能较低,速率较快,故D正确;故答案为C。13、C【解析】
根据实验装置和反应方程式可知,a中用盐酸和NaClO3反应制取ClO2,由于制取的ClO2中混有氯气和挥发出的氯化氢气体,可用b装置吸收氯气和氯化氢,再用c中的蒸馏水吸收ClO2,获得纯净ClO2溶液,d中的氢氧化钠用于吸收尾气,防止污染环境,据此分析解答。【详解】A.a中通入的N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验,可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置,继续实验,二氧化硫具有还原性,可将ClO2、NaClO3等物质还原,故A错误;B.b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体,用饱和食盐水可吸收氯化氢,但不能吸收氯气,故B错误;C.ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体,故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却,有利于吸收ClO2,故C正确;D.d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaCl和NaClO3,产物至少两种,故D错误;答案选C。【点睛】实验室制取某种气体,需要气体的发生装置,除杂装置,收集装置,尾气处理装置,此实验中可能产生的杂质气体是氯气和氯化氢气体,用饱和食盐水可以吸收氯化氢,无法吸收氯气,从氧化还原反应的角度分析物质的相互转化关系,要利用好题目所给的信息,ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应,根据它的性质选择冰水来收集。14、C【解析】
根据反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小来判断反应的热效应。反应的能量变化与反应途径无关,催化剂只改变反应速率,与该反应的能量变化无关。【详解】A.若反应物的总能量>生成物的总能量,则反应为放热反应;若反应物的总能量>生成物的总能量,则反应为吸热反应,此图中生成物总能量高于反应物,故该反应为吸热反应,A错误;B.E1-E2的差值即为此反应的焓变,催化剂只改变活化能,与焓值无关,B错误;C.此反应为吸热反应,故断开H-H键所需要的能量高于生成H-Br键放出的能量,C正确;D.因为E1>E2,所以反应物的总能量低于生成物的总能量,此反应吸收热量,D错误,故合理选项是C。【点睛】本题考查吸热反应和放热反应,在化学反应中,由于反应中存在能量的变化,所以反应物的总能量和生成物的总能量不可能相等,根据二者能量差异判断反应的热效应。15、A【解析】
A.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中1个水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ另一个水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了新的水分子,因此起始时的2个H2O最终都参与了反应,A项正确;B.根据反应过程示意图,过程Ⅰ、Ⅱ中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,B项错误;
C.过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2中的化学键为非极性键,C项错误;
D.催化剂不能改变反应的△H,D项错误;答案选A。【点睛】值得注意的是D选项,催化剂只能降低活化能,改变化学反应速率,不能改变反应的热效应。16、D【解析】
A.氢氧化钾是离子化合物,在水溶液或者熔融状态下均能导电,故不选A;B.醋酸铵是离子化合物,在水溶液或者熔融状态下均能导电,故不选;C.二氧化硫为非电解质,不能导电,故不选C;D.醋酸是共价化合物,只有在水溶液里能电离导电,故选D。17、B【解析】
A.硝酸铵与水混合时,吸收热量,温度降低,故A错误;B.生石灰(CaO)与水反应时放出热量,温度升高,故B正确;C.氯化铵与水混合时,吸收热量,温度降低,故C错误;D.食盐溶于水没有明显的热效应,温度变化不明显,故D错误;故答案为B。【点睛】考查常见的放热和吸热反应,明确物质的性质、掌握常见的放热反应和吸热反应是解决该类题目的关键,根据常见的放热反应有:大多数的化合反应,酸碱中和的反应,金属与酸的反应,金属与水的反应,燃烧反应,爆炸反应;常见的吸热反应有:大多数的分解反应,C、CO、H2还原金属氧化物,铵盐与碱的反应;结合题意可知水与固体碎片混合时放出热量,即为放热反应来解题。18、D【解析】
根据图得出阴影3为氧化还原反应,但不是置换反应、化合反应、分解反应。【详解】A.2HClO2HCl+O2↑,有化合价升降,是氧化还原反应,但是分解反应,故A不符合题意;B.NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑,没有化合价升降,故B不符合题意;C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,有化合价升降,是氧化还原反应,但是化合反应,故C不符合题意;D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,有化合价升降,是氧化还原反应,不属于置换反应、化合反应、分解反应,故D符合题意。综上所述,答案为D。19、B【解析】
ClO2发生器中发生反应生成ClO2和NaHSO4,反应后通入空气,可将ClO2赶入吸收器,加入NaOH、过氧化氢,可生成NaClO2,过氧化氢被氧化生成氧气,经冷却结晶、重结晶、干燥得到NaClO2.3H2O,以此解答该题。【详解】A.书写电子式时原子团用中括号括起来,NaOH的电子式,故A正确;B.在吸收塔中二氧化氯生成亚氯酸钠,氯元素化合价由+4变为+3,化合价降低做氧化剂,有氧化必有还原,H2O2做还原剂起还原作用,故B不正确;C.ClO2发生器中发生反应的离子方程式为2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣,故C正确;D.将粗晶体进行精制,可以采用重结晶,故D正确;故选:B。20、A【解析】
A、锅炉水垢中的CaSO4用饱和Na3CO3溶液浸泡:CO32﹣+CaSO4=CaCO3+SO42﹣,A正确;B、用铁电极电解饱和食盐水,阳极铁失去电子,转化为亚铁离子,阴极氢离子得到电子转化为氢气,得不到氯气,B错误;C、氨水不能溶解氢氧化铝,向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,C错误;D、溶液显碱性,产物不能出现氢离子,KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制取K2FeO4:4OH-+3ClO﹣+2Fe(OH)3=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O,D错误;答案选A。21、D【解析】
A.实验室通过加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制氨气,故A正确;B.氨气是碱性气体,可以用碱石灰干燥氨气。故B正确;C.氨气的密度比空气小,于空气中的物质不反应,可以用排空气法收集,用图示装置收集氨气需要短进长出,故C正确;D.氨气极易溶于水,用图示装置进行氨气的尾气处理,会产生倒吸,故D错误;故选D。【点睛】本题的易错点为C,要注意理解瓶口向上排空气法的原理。22、A【解析】
某烷烃相对分子质量为86,则该烷烃中含有碳原子数目为:N==6,为己烷;3个-CH3、2个-CH2-和1个,则该己烷分子中只能含有1个支链甲基,不会含有乙基,其主链含有5个C,满足条件的己烷的结构简式为:①CH3CH(CH3)CH2CH2CH3,②CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,其中①分子中含有5种位置不同的H,即含有一氯代物的数目为5;②分子中含有4种位置不同的H,则其一氯代物有4种,所以该结构的烃的一氯取代物最多可能有:5+4=9种。故选A.。【点睛】烃的等效氢原子有几种,该烃的一元取代物的数目就有几种;在推断烃的二元取代产物数目时,可以采用一定一动法,即先固定一个原子,移动另一个原子,推算出可能的取代产物数目,然后再变化第一个原子的位置,移动另一个原子进行推断,直到推断出全部取代产物的数目,在书写过程中,要特别注意防止重复和遗漏。二、非选择题(共84分)23、取代反应浓硝酸、浓硫酸氯原子、硝基+(2n-1)H2O10【解析】
苯与氯气在氯化铁作催化剂条件下得到A是,A转化得到B,B与氨气在高压下得到,可知B→引入氨基,A→B引入硝基,则B中Cl原子被氨基取代生成,可推知B为,试剂a为浓硝酸、浓硫酸;还原得到D为;乙醇发生消去反应生成E为CH2=CH2,乙烯发生信息中加成反应生成F为,W为芳香化合物,则X中也含有苯环,X发生氧化反应生成W,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子,结合W的分子式,可知W为、则X为,W与D发生缩聚反应得到Y为。(6)CH2=CHCH=CH2和HC≡CH发生加成反应生成,和溴发生加成反应生成,发生水解反应生成。【详解】(1)生成A是苯与氯气反应生成氯苯,反应类型是:取代反应,故答案为:取代反应;(2)A→B发生硝化反应,试剂a是:浓硝酸、浓硫酸,故答案为:浓硝酸、浓硫酸;(3)B为,所含的官能团是:氯原子、硝基,故答案为:氯原子、硝基;(4)①由分析可知,F的结构简式是:,故答案为:;②生成聚合物Y的化学方程式是:,故答案为:;(5)Q是W()的同系物且相对分子质量比W大14,则Q含有苯环、2个羧基、比W多一个CH2原子团,有1个取代基为﹣CH(COOH)2;有2个取代基为﹣COOH、﹣CH2COOH,有邻、间、对3种;有3个取代基为2个﹣COOH与﹣CH3,2个﹣COOH有邻、间、对3种位置,对应的﹣CH3,分别有2种、3种、1种位置,故符合条件Q共有1+3+2+3+1=10种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为、,故答案为:10;、;(6)CH2=CHCH=CH2和HC≡CH发生加成反应生成,和溴发生加成反应生成,发生水解反应生成,其合成路线为,故答案为:。【点睛】本题考查有机物的推断与合成,充分利用转化中物质的结构、反应条件、反应信息进行分析,侧重考查学生分析推理能力,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,熟练掌握官能团的性质与转化,是有机化学常考题型。24、C12H9BrADCH2=CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH344【解析】
(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可写出其分子式为C12H9Br;(2)根据化合物Ⅱ的结构简式,其含有酯基,可发生水解反应,含有苯环,发生苯环上的硝化反应,没有醛基,不可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀,没有酚羟基,不可与FeCl3溶液反应显紫色,所以A、D正确,选择AD;(3)根据Ⅵ的结构简式及途径Ⅰ的信息,可推出Ⅴ的结构简式为BrCH2CH2COOCH2CH3,从而可知Ⅴ是由Ⅳ与乙醇发生酯化反应得到,可推出Ⅳ的结构简式为BrCH2CH2COOH,而化合物Ⅲ含有3个碳原子,且可发生加聚反应,从而可知化合物Ⅲ的结构简式为CH2=CHCOOH,故合成路线可表示为:CH2=CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH3;(4)化合物Ⅴ的结构为BrCH2CH2COOCH2CH3,每个碳原子上的氢都相同,不同碳原子上的H原子不相同,所以应有4组峰;以氢原子H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物的结构简式为CH3CH2COOCH2CH3,其属于羧酸类的结构应为C4H9COOH,C4H9—为丁基,丁基有4种不同的结构的H原子,所以C4H9COOH的同分异构体共有4种;(5)根据题目信息,有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ,因此化合物Ⅵ为BrZnCH2CH2COOCH2CH3,则要合成Ⅱ,Ⅶ为酰氯,根据Ⅱ的结构及途径Ⅰ合成化合物药物Ⅱ的方式,可推知Ⅶ的结构为。25、搅拌(或适当升温等合理答案即可)H2O2+2H++Cu=Cu2++2H2OCuO或Cu(OH)2或Cu(OH)2CO3等合理答案即可加人洗涤剂至浸没沉淀且液面低于滤纸边缘,待液体自然流下后,重复2~3次温度过低,反应速率太慢,温度过高,Cu2(OH)2CO3易分解2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑×100%【解析】
废铜屑(主要成分是Cu、CuO,含有少量的Fe、Fe2O3),加入稀硫酸浸取,CuO、Fe、Fe2O3与稀硫酸反应,形式含有Cu2+、Fe2+、Fe3+的溶液,铜单质不与硫酸反应,再加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,同时铜单质与双氧水在酸性条件下反应生成铜离子,再调节溶液pH值,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,过滤后得到主要含有硫酸铜的滤液,将溶液温度控制在55~60℃左右,加入碳酸钠,滤液中产生Cu2(OH)2CO3晶体,再经过过滤、冷水洗涤,干燥,最终得到Cu2(OH)2CO3,以此解题。【详解】(1)为加快废铜屑在稀硫酸中的溶解速率,可进行搅拌、加热、增大硫酸浓度等方法;(2)“操作Ⅱ”中,铜单质与双氧水在酸性条件下反应生成铜离子,离子方程式为H2O2+2H++Cu=Cu2++2H2O;(3)“调节pH”操作目的是将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,由于废铜屑使用酸浸溶解,需要加入碱性物质中和多余的酸,在不引入新的杂质的情况下,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu(OH)2CO3等合理答案即可;(4)洗涤Cu2(OH)2CO3沉淀的操作为过滤,合理操作为:加人洗涤剂至浸没沉淀且液面低于滤纸边缘,待液体自然流下后,重复2~3次;(5)根据题目已知:Cu2(OH)2CO3为难溶于冷水和乙醇,水温越高越易分解。“操作Ⅲ”中温度选择55~60℃的既可以加快反应速率同时也可防止制得的Cu2(OH)2CO3不被分解,该步骤中向含有硫酸铜的滤液中加入碳酸钠生成Cu2(OH)2CO3的同时产生CO2,该反应的化学方程式:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑
;(6)m1g产品,灼烧至固体质量恒重时,得到黑色固体(假设杂质不参与反应),发生的反应为:Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
,灼烧至固体质量恒重时剩余固体为氧化铜和杂质,根据反应方程式计算:设样品中Cu2(OH)2CO3的质量为xg。Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O22262xm1-m2=,解得:x=,则样品中Cu2(OH)2CO3的纯度为×100%=×100%。【点睛】本题是工艺流程题中的实验操作和化学原理结合考查,需结合反应速率的影响因素,实际操作步骤具体分析,还应熟练元素化合物的知识。26、蒸馏烧瓶不能ClO2极易与稀硫酸中的水反应,影响NaC1O2产率2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O作还原剂将C装置放置于水浴中进行反应,控制温度在38℃~60℃趁热过滤(或38℃以上过滤)Na2SO4控制浓硫酸滴速(或缓慢滴加浓硫酸或混合固体混合物时加入过量的NaC1O3等)【解析】
装置A中制备得到ClO2,所以A中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成ClO2和Na2SO4,二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2,A中可能发生Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2
被带入C中与NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3与H2O2
反应生成Na2SO4,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl;装置B的作用是安全瓶,有防倒吸作用,从装置C的溶液获得NaClO2晶体,需要蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,装置D是吸收多余气体防止污染。据此解答。【详解】(1)根据仪器构造,装置A中b仪器的名称是蒸馏烧瓶;A中反应为氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠,本身被还原为二氧化氯。由信息可知,C1O2极易与水反应,所以a中不能用稀硫酸代替浓硫酸,防止ClO2与稀硫酸中的水反应,影响NaC1O2产率。故答案为蒸馏烧瓶;不能;ClO2极易与稀硫酸中的水反应,影响NaC1O2产率;(2)A中氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠,本身被还原为二氧化氯,反应的化学方程式应为2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O,
故答案为2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;(3)C中二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2,氯元素化合价从+4价降到+3价,二氧化氯被还原,所以C中生成NaC1O2时H2O2的作用是作还原剂;由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以为获得更多的NaC1O2,将C装置放置于水浴中进行反应,控制温度在38℃~60℃。故答案为作还原剂;将C装置放置于水浴中进行反应,控制温度在38℃~60℃;(4)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,为防止析出晶体NaClO2•3H2O,应趁热过滤,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃进行洗涤,低于60℃干燥,所缺步骤为趁热过滤(或38℃以上过滤)。故答案为趁热过滤(或38℃以上过滤);(5)A中可能发生Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2
被带入C中与NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3与H2O2
反应生成Na2SO4,所以制得的NaC1O2晶体中混有Na2SO4;为减少Na2SO4产生,应尽量减少生成SO2,采取的操作可以是控制浓硫酸滴速(或缓慢滴加浓硫酸或混合固体混合物时加入过量的NaC1O3等)。故答案为Na2SO4;控制浓硫酸滴速(或缓慢滴加浓硫酸或混合固体混合物时加入过量的NaC1O3等)。27、球形冷凝管使物质充分混合+NaClO→+NaCl+H2O防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低产品中混有水,纯度降低③打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞178.1℃67.9%【解析】
(1)根据图示结合常见的仪器的形状解答;搅拌器可以使物质充分混合,反应更充分;(2)根据实验目的,苯甲醇与NaClO反应生成苯甲醛;(3)次氯酸钠具有强氧化性,除了能够氧化苯甲醇,也能将苯甲醛氧化;步骤③中加入无水硫酸镁的目的是除去少量的水;(4)步骤②中萃取后要进行分液,结合实验的基本操作分析解答;(5)步骤④是将苯甲醛蒸馏出来;(6)首先计算3.0mL苯甲醇的物质的量,再根据反应的方程式计算理论上生成苯甲醛的质量,最后计算苯甲醛的产率。【详解】(1)根据图示,仪器b为球形冷凝管,搅拌器可以使物质充分混合,反应更充分,故答案为球形冷凝管;使物质充分混合;(2)根据题意,苯甲醇与NaClO反应,苯甲醇被氧化生成苯甲醛,次氯酸钠本身被还原为氯化钠,反应的化学方程式为+NaClO→+NaCl+H2O,故答案为+NaClO→+NaCl+H2O;(3)次氯酸钠具有强氧化性,除了能够氧化苯甲醇,也能将苯甲醛氧化,因此步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多;步骤③中加入无水硫酸镁的目的是除去少量的水,提高产品的纯度,若省略该操作,产品中混有水,纯度降低,故答案为防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低;产品中混有水,纯度降低;(4)步骤②中,充分反应后,用二氯甲烷萃取水相3次,萃取应该选用分液漏斗进行分液,应选用的实验装置是③,分液中分离出有机相的具体操作方法为打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞,故答案为③;打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞;(5)根据相关有机物的数据可知,步骤④是将苯甲醛蒸馏出来,蒸馏温度应控制在178.1℃左右,故答案为178.1℃;(6)根据+NaClO→+NaCl+H2O可知,1mol苯甲醇理论上生成1mol苯甲醛,则3.0mL苯甲醇的质量为1.04g/cm3×3.0cm3=3.12g,物质的量为,则理论上生成苯甲醛的质量为×106g/mol=3.06g,苯甲醛的产率=×100%=67.9%,故答案为67.9%。28、1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d110sp3氢键N≡C—S—S—C≡N氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大分子离子键、配位键、极性键904×12×60×1030/(a3×NA)【解析】
(1)Sc是21号元素,根据泡利原理书写其电子排布式;s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级只有1个电子,占有1个轨道,据此计算总的轨道数;(2)依据杂化轨道理论作答;羟基中含电负性较强的O,根据化学键特点回答;(3)根据等电子体原理分析作答;(4)键对电子间的排斥作用小于孤对电子与键对电子间的排斥作用,据此作答;(5)根据给定的物理性质判断晶体类型;【详解】(1)Sc是21号元素,核外电子排布式为[Ar]3d14s2,则Sc2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d1;s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级只有1个电子,占有1个轨道,因此电子占据的轨道有1+1+3+1+3+1=10个,故答案为1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d1;10;(2)羟基的中心原子氧原子,有2个σ键,2个孤电子对,其杂化轨道数为2+2=4,因此杂化类型是sp3,羟基键通过氢键联系到一起,故答案为sp3;氢键;(3)N3-、SCN-与CO2互为等电子体,因此SCN-的空间构型为直线型,(SCN)2的结构式应为N≡C-S-S-C≡N,故答案为N≡C-S
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