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文档简介
30/302022北京育才学校高三三模化学可能用到的相对原子质量:H1C12O16Na23N14第一部分本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。1.下列说法不正确的是A.原子光谱可用于鉴定氢元素 B.电解法可用于冶炼铝等活泼金属C.分馏法可用于提高石油中乙烯的产量 D.焰色试验可用于区分NaCl和KCl2.下列关于CH3COOH的化学用语或图示表达不正确的是
A.醋酸溶液呈酸性:CH3COOHCH3COO-+H+B一定条件下,CH3COOH与C2H518OH反应能生成C.0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1D.测定CH3COOH相对分子质量的质谱如图所示3.下列各项比较中,正确的是A.7.8gNa2O2中含有的离子数为0.4NAB.标准状况下,等体积乙烷和苯,所含分子数相等C.等物质的量的Fe和Cu分别与足量的Cl2反应,转移的电子数相等D.质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数不相同4.检验下列溶液是否变质,所选试剂合理的是选项ABCD溶液Na2SO3溶液.FeSO4溶液KI溶液NaOH溶液所选试剂BaCl2溶液KSCN溶液AgNO3溶液高锰酸钾溶液A.A B.B C.C D.D5.NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法不正确的是A.NH4Cl晶体属于离子晶体B.NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90°C.NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键D.每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为86.下列离子检验利用了氧化还原反应的是选项待检验离子检验试剂AFe3+KSCN溶液BSO稀盐酸、氯化钡溶液CI-Cl2、淀粉溶液DNH浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸A.A B.B C.C D.D7.研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物一光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示,下列说法不正确的是
A.紫外线作用下,NO2中有氮氧键发生断裂B.反应I的的方程式是2NO+O2=2NO2C.反应II中丙烯是还原剂D.经反应III,O2转化为了O38.铁、氮气、丙酮和乙醇可参与制备铁氮化合物(FexNy),以下说法不正确的是A.Fe元素位于元素周期表的第VIIIB族B.丙酮中碳原子采用sp2和sp3杂化C.1个N2分子中有1个σ键和2个π键D.乙醇的沸点高于丙烷,是因为乙醇分子间存在氢键9.酸醇树脂广泛用于涂料行业。一种酸醇树脂P的结构片段如下图所示(“”表示链延长)。下列说法不正确的是A.树脂P为线型高分子 B.树脂P可发生水解反应C.树脂P可由缩聚反应制得 D.合成树脂P的一种单体是甘油10.用如图装置(夹持装置已略去)进行制备及性质实验。下列说法不正确的是A.甲中制备利用了的分解反应B.乙中的集气瓶内a导管短、b导管长C.若将丙中的换成苯,仍能防止倒吸D.向收集好的中通人少量,可能观察到白烟11.我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合,实现协同转化。①单独制备:,不能自发进行。②单独脱除:,能自发进行协同转化装置如下图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列分析不正确的是A.反应②释放的能量可以用于反应①B.产生的电极反应:C.反应过程中不需补加稀D.协同转化总反应:12.常温下,向20mL0.2mol/LH2X溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液,溶液中各微粒物质的量分数随pH的变化如图所示,以下说法不正确的是A.由图可推测,H2X为弱酸B.滴加过程中发生的反应有:H2X+OH-=HX-+H2O,HX-+OH-=X2-+H2OC.水的电离程度:a点与b点大致相等D.若常温下Ka(HY)=1.1×10-2,HY与少量Na2X发生的反应是:2HY+X2-=H2X+2Y-13.如图为DNA分子的局部结构示意图,下列说法不正确的是A.DNA由多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成脱氧核糖核苷酸链构成B.图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的C.胸腺嘧啶()中含有酰胺基官能团D.DNA分子的四种碱基均含N—H键,一个碱基中的N—H键的H原子只能与另一个碱基中的N原子形成氢键14.探究乙醛的银镜反应,实验如下(水浴加热装置已略去,水浴温度均相同)。已知:i.银氨溶液用2%AgNO3溶液和稀氨水配制ii.[Ag(NH3)2]++2H2O⇌Ag++2NH3·H2O序号①②③④装置
现象一直无明显现象8min有银镜产生3min有银镜产生d中较长时间无银镜产生,e中有银镜产生下列说法不正确的是A.a与b中现象不同的原因是[Ag(NH3)2]+能氧化乙醛而Ag+不能B.c中发生的氧化反应为CH3CHO+3OH--2e-=CH3COO-+2H2OC.其他条件不变时,增大pH能增强乙醛的还原性D.由③和④可知,c与d现象不同的原因是c(Ag+)不同第二部分本部分共5题,共58分。15.青蒿素()是治疗疟疾的有效药物,白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。(1)提取青蒿素在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。①乙醚的沸点低于乙醇,原因是_______。②用乙醚提取效果更好,原因是_______。(2)确定结构①测量晶胞中各处电子云密度大小,可确定原子的位置、种类。比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小:_______。②图中晶胞的棱长分别为a、b、c,晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数;;青蒿素的相对分子质量为282)③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出分子空间结构的一种方法是_______。a.质谱法b.X射线衍射c.核磁共振氢谱d.红外光谱(3)修饰结构,提高疗效一定条件下,用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。①双氢青蒿素分子中碳原子杂化轨道类型为_______。②的空间结构为_______。双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好,治疗疟疾的效果更好。16.治疗抑郁症的药物帕罗西汀的合成路线如下。已知:i.ii.(1)A分子含有的官能团是______。(2)已知:B为反式结构。下列有关B的说法正确的是(填序号)______。a.核磁共振氢谱有5组峰b.能使酸性KMnO4溶液褪色c.存在含2个六元环的酯类同分异构体d.存在含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体(3)E→G的化学方程式是_____。(4)J分子中有3个官能团,包括1个酯基。J的结构简式是________。(5)L的分子式是C7H6O3。L的结构简式是________。(6)从黄樟素经过其同分异构体N可制备L。已知:i.ii.写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式:_________、_________、_________17.在双碳目标驱动下,大批量氢燃料客车在2022年北京冬奥会上投入使用。稳定氢源的获取是科学研究热点,对以下2种氢源获取方法进行讨论。Ⅰ.甲醇蒸汽重整制氢甲醇蒸汽重整制氢过程中有以下化学反应。编号反应方程式△H/kJ·mol-1R1甲醇蒸汽重整CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.24R2甲醇分解反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H2R3水汽反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3=-41.17R4积碳反应CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)△H<0CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)△H<02CO(g)C(s)+CO2(g)△H<0资料:产氢率和水碳比(S/C)的定义:①产氢率=②水碳比(S/C)表示反应物中H2O和CH3OH的比值,水碳比的变化是以CH3OH不变,改变H2O的物质的量加以控制。(1)理想产氢率=_______。(2)△H2=_______kJ·mol-1(3)针对R1进行讨论:其他条件不变,随着温度升高,n(H2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是_______。(4)其他条件不变,测得产物摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图所示。由图可知,在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大,原因是_______。(5)结合资料和图示,提出2条减少积碳的措施_______、_______。Ⅱ.电解液氨制氢氨分子中具有较高的含氢量,因此是制氢的优选原料。使用NaNH2非水电解质研究液氨电解制氢原理,装置示意图如图所示。资料:2NH3NH+NH(6)①某电极上发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH,该电极为_______(选填a或b)极。②写出另一极上发生的电极反应_______。③不考虑其它能量损耗,利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是_______mol。18.SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:____________。②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________。③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:________。④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60mg·L−1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1mLc1mol·L−1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L−1NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_________。(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:__________________15NNO+___________H2O19.实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。【实验I】向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加几滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH=1),溶液颜色变红(1)甲同学通过上述实验分析Fe2+具有_______(填“氧化”或“还原”)性。乙同学查阅资料发现Fe2+与SCN-也可发生反应,生成无色的配合物。为证实该性质,利用FeCO3进行如下实验。(2)FeCO3的制备:用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3,离子方程式为____。【实验II】验证Fe2+与SCN-发生反应(3)通过实验b排除了_______的干扰。(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是_______。丙同学设计实验进一步证明Fe2+可与SCN-反应。[实验III](5)上述实验中,d为c的对照实验。①X为_______。②实验能够证实Fe2+可与SCN-反应,则应观察到的现象是_______。(6)实验II中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低c(Fe3+)_______。
参考答案1.下列说法不正确的是A.原子光谱可用于鉴定氢元素 B.电解法可用于冶炼铝等活泼金属C.分馏法可用于提高石油中乙烯的产量 D.焰色试验可用于区分NaCl和KCl【答案】C【解析】【详解】A.不同原子都有各自的特征谱线,即为原子光谱,不同原子的原子光谱是不相同的,利用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱可鉴定氢元素,A正确;B.电解法是强有力的氧化还原手段,可使不易得电子的活泼金属阳离子发生还原反应生成金属单质,冶炼铝等活泼金属常用电解法,B正确;C.石油中不含乙烯,分馏石油不能得到乙烯。工业上常用裂解石油气反应产生乙烯,以提高乙烯的产量,C错误;D.钠离子焰色试验呈黄色,钾离子焰色试验呈紫色(透过钴玻璃观察),所以区分NaCl和KCl可用焰色试验,D正确;故合理选项是C。2.下列关于CH3COOH的化学用语或图示表达不正确的是
A.醋酸溶液呈酸性:CH3COOHCH3COO-+H+B.一定条件下,CH3COOH与C2H518OH反应能生成C.0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1D.测定CH3COOH相对分子质量的质谱如图所示【答案】D【解析】【详解】A.醋酸为弱酸,不完全电离,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+,A正确;B.乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯,根据酸去羟基醇去氢分析,乙酸乙酯的结构简式为:,B正确;C.醋酸溶液中存在分子和离子,故在0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,C正确;D.该质谱图中表示相对分子质量为46,而乙酸的相对分子质量为60,D错误;故选D。3.下列各项比较中,正确的是A.7.8gNa2O2中含有的离子数为0.4NAB.标准状况下,等体积乙烷和苯,所含分子数相等C.等物质的量的Fe和Cu分别与足量的Cl2反应,转移的电子数相等D.质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数不相同【答案】D【解析】【详解】A.7.8gNa2O2的物质的量为0.1mol,1个Na2O2含有2个Na+和1个O,所以7.8gNa2O2中含有的离子数为0.3NA,故A错误;B.同温同压条件下,相同体积的任何气体具有相同分子数,苯标况下为液体,不能使用阿伏加德罗定律,所以标准状况下,等体积乙烷和苯,所含分子数不相等,故B错误;C.1mol铁与足量氯气反应生成氯化铁,转移3mol电子,1mol铜与足量氯气反应生成氯化铜,转移2mol电子,故C错误;D.H2O和D2O(重水)的摩尔质量不同,所以质量相同的H2O和D2O(重水)的物质的量不同,所含的原子数不相同,故D正确;故答案选D。4.检验下列溶液是否变质,所选试剂合理的是选项ABCD溶液Na2SO3溶液.FeSO4溶液KI溶液NaOH溶液所选试剂BaCl2溶液KSCN溶液AgNO3溶液高锰酸钾溶液A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】【详解】A.Na2SO3易被空气中的O2氧化为Na2SO4,检验需先加足量盐酸,再加BaCl2溶液,试剂选择不全,A项错误;B.Fe2+溶液中易被氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,试剂选择正确,B项正确;C.I-易被空气中的O2氧化为I2,检验I2需用淀粉试液,试剂选择错误,C项错误;D.NaOH溶液易吸收空气中的CO2形成Na2CO3杂质,所以选择澄清石灰水可检验溶液中是否有,试剂选择错误,D项错误;答案选B。5.NH4Cl的晶胞为立方体,其结构如下。下列说法不正确的是A.NH4Cl晶体属于离子晶体B.NH4Cl晶胞中H-N-H键角为90°C.NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键D.每个Cl-周围与它最近且等距离的的数目为8【答案】B【解析】【详解】A.氯化铵由铵根离子和氯离子构成,为离子晶体,A正确;B.铵根离子中N原子杂化方式为sp3杂化,键角为109。28',B错误;C.NH4Cl晶体中铵根和氯离子之间为离子键,氮原子和氢原子之间为共价键,C正确;D.根据晶胞结构可知每个Cl-周围与它最近且等距离的铵根离子的数目为8,在周围八个立方体体心位置,D正确;故选B。6.下列离子检验利用了氧化还原反应的是选项待检验离子检验试剂AFe3+KSCN溶液BSO稀盐酸、氯化钡溶液CI-Cl2、淀粉溶液DNH浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸A.A B.B C.C D.D【答案】C【解析】【详解】A.Fe3+与KSCN溶液发生络合反应,不是氧化还原反应,A不符合;B.SO与氯化钡溶液反应属于复分解反应,不是氧化还原反应,B不符合;C.氯气能把碘离子氧化为单质碘,属于氧化还原反应,碘遇淀粉显蓝色,C符合;D.浓NaOH溶液与铵盐发生的是复分解反应,不是氧化还原反应,D不符合;答案选C。7.研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物一光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示,下列说法不正确的是
A.紫外线作用下,NO2中有氮氧键发生断裂B.反应I的的方程式是2NO+O2=2NO2C.反应II中丙烯是还原剂D.经反应III,O2转化为了O3【答案】B【解析】【详解】A.由分析知,紫外线作用下,NO2反应生成,NO2中有氮氧键发生断裂,故A正确;B.根据图示可知,反应Ⅰ的化学方程式为,故B错误;C.由图示可知,反应Ⅱ发生氧化还原反应,其中是氧化剂,为还原剂,故C正确;D.反应中与氧气结合生成,则反应的方程式为,O2转化为了O3,故D正确;故答案为B。8.铁、氮气、丙酮和乙醇可参与制备铁氮化合物(FexNy),以下说法不正确的是A.Fe元素位于元素周期表的第VIIIB族B.丙酮中碳原子采用sp2和sp3杂化C.1个N2分子中有1个σ键和2个π键D.乙醇的沸点高于丙烷,是因为乙醇分子间存在氢键【答案】A【解析】【详解】A.铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,其价电子数为8,则铁元素位于第4周期VIII族,A错误;B.丙酮的结构为CH3COCH3,饱和碳原子采用sp3杂化,双键碳原子采用sp2杂化,B正确;C.N的结构式为NN,存在氮氮三键,有1个σ键和2个π键,C正确;D.乙醇和丙烷的相对分子质量相近,由于乙醇分子间存在氢键,故乙醇的沸点高于丙烷的沸点,D正确;故选A。9.酸醇树脂广泛用于涂料行业。一种酸醇树脂P的结构片段如下图所示(“”表示链延长)。下列说法不正确的是A.树脂P为线型高分子 B.树脂P可发生水解反应C.树脂P可由缩聚反应制得 D.合成树脂P的一种单体是甘油【答案】A【解析】【详解】A.线型高分子是指许多重复单元以共价键连接而成的线形结构高分子化合物,而体型或网状高分子化合物则是许多重复单元以共价键连接而成的网状结构高分子化合物,根据上述结构简式可知,该树脂P为网状高分子,A错误;B.树脂P中含有酯基,在一定条件下可发生水解反应,B正确;C.根据高分子的结构可逆推,该树脂P可由邻苯二甲酸和甘油(HOCH2CH(OH)CH2OH)发生脱水缩合反应而生成,C正确;D.根据C项分析可知,该分子的单体为邻苯二甲酸和甘油,D正确;故选A。10.用如图装置(夹持装置已略去)进行制备及性质实验。下列说法不正确的是A.甲中制备利用了的分解反应B.乙中的集气瓶内a导管短、b导管长C.若将丙中的换成苯,仍能防止倒吸D.向收集好的中通人少量,可能观察到白烟【答案】C【解析】【分析】该实验制备氨气利用碱石灰溶于水放热使氨水分解,氨气极易溶于水,不宜用排水法收集,其密度比空气小,可用排空气法收集。【详解】A.甲为氨气发生装置,利用氨水受热分解制备氨气的原理,故A正确;B.氨气密度比空气小,利用向下排空气法,故a短b长,故B正确;C.因为苯的密度比水小,苯在上层,故将四氯化碳换成苯后不能防止倒吸,故C错误;D.氨气与氯气反应可以生成氯化铵固体,产生大量白烟,故D正确;故选C。11.我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合,实现协同转化。①单独制备:,不能自发进行。②单独脱除:,能自发进行协同转化装置如下图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列分析不正确的是A.反应②释放的能量可以用于反应①B.产生的电极反应:C.反应过程中不需补加稀D.协同转化总反应:【答案】D【解析】【分析】该装置为原电池,根据图中电子移动方向可知,左侧电极为负极,负极上SO2发生失电子的反应生成,右侧电极为正极,正极上O2发生得电子的反应生成H2O,负极反应式为,正极反应式为,所以协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH═H2O2+Na2SO4,原电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,据此分析解答。【详解】A.反应①不能自发进行,则反应①是吸热反应,反应②能自发进行,则反应②是放热反应,反应②释放能量可以用于反应①,A项正确;B.由图可知,生成H2O2的电极反应为,B项正确;C.H+、电子所带电荷数值相等,则右侧消耗H+的量等于迁移过来H+的量,硫酸的总量不变,所以反应过程中不需补加稀H2SO4,C项正确;D.负极反应式为,正极反应式为,则协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH═H2O2+Na2SO4,D项错误;故答案选D。12.常温下,向20mL0.2mol/LH2X溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液,溶液中各微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示,以下说法不正确的是
A.由图可推测,H2X为弱酸B.滴加过程中发生的反应有:H2X+OH-=HX-+H2O,HX-+OH-=X2-+H2OC.水的电离程度:a点与b点大致相等D.若常温下Ka(HY)=1.1×10-2,HY与少量Na2X发生的反应是:2HY+X2-=H2X+2Y-【答案】C【解析】【分析】在H2X溶液中滴加NaOH溶液首先发生反应H2X+OH-=HX-+H2O,该反应过程中H2X的浓度逐渐减小,HX-的浓度逐渐增大,然后发生HX-+OH-=X2-+H2O,HX-的浓度逐渐减小,X2-的浓度逐渐增大,根据反应过程及每个阶段中粒子种类的变化分析。【详解】A.由图和分析可知当X2-的浓度最大时酸碱恰好反应,溶液显碱性,说明盐是强碱弱酸盐,故H2X为弱酸,故A正确;B.由分析和图像可知滴加过程中发生的反应有:H2X+OH-=HX-+H2O,HX-+OH-=X2-+H2O,故B正确;C.由图像可知a点的溶质组成为等量的H2X和NaHX的混合溶液,b点为等量的NaHX和Na2X的混合溶液,H2X是酸抑制水的电离,Na2X为强碱弱酸盐促进水的电离,由此可知b点水的电离程度大于a点水的电离程度,故C错误;D.由图可得a点,b点,若常温下Ka(HY)=1.1×10-2,则酸性,根据强酸制弱酸原则,HY与少量Na2X发生的反应是:2HY+X2-=H2X+2Y-,故D正确;故答案为C。13.如图为DNA分子的局部结构示意图,下列说法不正确的是A.DNA由多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成B.图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的C.胸腺嘧啶()中含有酰胺基官能团D.DNA分子的四种碱基均含N—H键,一个碱基中的N—H键的H原子只能与另一个碱基中的N原子形成氢键【答案】D【解析】【详解】A.DNA由两条脱氧核苷酸链构成,脱氧核糖核苷酸链由多个脱氧核糖核苷酸分子通过分子间脱水形成磷酯键后聚合而成,A正确;B.图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的,B正确;C.如图所示,胸腺嘧啶中含有酰胺基官能团(-CO-NH-);C正确;D.如图所示,DNA分子的四种碱基均含N-H键,一个碱基中的N-H键的H原子能与另一个碱基中的N、O原子形成氢键,D错误;故选D。14.探究乙醛的银镜反应,实验如下(水浴加热装置已略去,水浴温度均相同)。已知:i.银氨溶液用2%AgNO3溶液和稀氨水配制ii.[Ag(NH3)2]++2H2O⇌Ag++2NH3·H2O序号①②③④装置
现象一直无明显现象8min有银镜产生3min有银镜产生d中较长时间无银镜产生,e中有银镜产生下列说法不正确的是A.a与b中现象不同的原因是[Ag(NH3)2]+能氧化乙醛而Ag+不能B.c中发生的氧化反应为CH3CHO+3OH--2e-=CH3COO-+2H2OC.其他条件不变时,增大pH能增强乙醛的还原性D.由③和④可知,c与d现象不同的原因是c(Ag+)不同【答案】A【解析】【详解】A.对比a、b,除了银离子与银氨离子的差别外,两者的pH不同。且b中碱性更强,a未发生银镜反应也可能由于碱性不够,因此无法得出银离子不能氧化乙醛。A选项错误;B.B选项正确;C.对比b、c,c中增大pH银镜产生得更快,说明增大pH增强乙醛的还原性。C选项正确;D.对比c、d,其他条件相同而d中NH3更多,导致平衡正向移动,Ag+减少d无银镜。当e中补加AgNO3时出现了银镜,正好验证了这一说法。D选项正确。答案选A。【点睛】探究实验注意控制单一变量;物质的氧化性或还原性与环境的pH相关。第二部分本部分共5题,共58分。15.青蒿素()是治疗疟疾的有效药物,白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。(1)提取青蒿素在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。①乙醚的沸点低于乙醇,原因是_______。②用乙醚提取效果更好,原因是_______。(2)确定结构①测量晶胞中各处电子云密度大小,可确定原子的位置、种类。比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小:_______。②图中晶胞的棱长分别为a、b、c,晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数;;青蒿素的相对分子质量为282)③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出分子空间结构的一种方法是_______。a.质谱法b.X射线衍射c.核磁共振氢谱d.红外光谱(3)修饰结构,提高疗效一定条件下,用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。②的空间结构为_______。双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好,治疗疟疾的效果更好。【答案】(1)①.乙醇分子间能形成氢键②.乙醚沸点低,蒸馏时所需温度较低,青蒿素不易分解(2)①.O>C>H②.③.b(3)①.sp3②.正四面体【解析】【小问1详解】①乙醚的结构简式为C2H5OC2H5,乙醇的结构简式为C2H5OH,乙醇分子间能形成氢键,乙醚分子间不能形成氢键,故乙醚的沸点低于乙醇;②青蒿素溶于乙醇和乙醚,对热不稳定,用乙醚提取青蒿素后,乙醚沸点低,蒸馏时所需温度较低,青蒿素不易分解,故用乙醚提取效果更好。【小问2详解】①元素的电负性越强,其原子核附近电子云密度越大;电负性:O>C>H,原子核附近电子云密度:O>C>H;②青蒿素晶胞含有4个青蒿素分子,晶胞质量m=,晶胞体积V=a10-7cmb10-7cmc10-7cm=abc10-21cm3,晶体的密度ρ===;③a.质谱法可以测定有机物的相对分子质量,a不符合题意;b.通过晶体的X射线衍射实验,可以确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出物质的空间结构,b符合题意;c.核磁共振氢谱法可确定有机物中氢原子的种类和相对数目,c不符合题意;d.红外光谱法可用于鉴定有机物中所含的各种官能团和化学键,d不符合题意;故选b。小问3详解】①如图所示,双氢青蒿素分子中碳原子均为饱和碳原子,这些碳原子轨道杂化类型为sp3;②种,B原子的孤对电子数为0,价层电子对数为4,根据价层电子互斥理论可知,该离子的空间结构为正四面体。16.治疗抑郁症的药物帕罗西汀的合成路线如下。已知:i.ii.(1)A分子含有的官能团是______。(2)已知:B为反式结构。下列有关B的说法正确的是(填序号)______。a.核磁共振氢谱有5组峰b.能使酸性KMnO4溶液褪色c.存在含2个六元环的酯类同分异构体d.存在含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体(3)E→G的化学方程式是_____。(4)J分子中有3个官能团,包括1个酯基。J的结构简式是________。(5)L的分子式是C7H6O3。L的结构简式是________。(6)从黄樟素经过其同分异构体N可制备L。已知:i.ii.写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式:_________、_________、_________【答案】(1)氟原子、醛基(2)abc(3)NC-CH2-COOH+HOCH2CH3NC-CH2-COOCH2CH3+H2O(4)(5)(6)①.②.③.【解析】【分析】A与CH2(COOH)2发生信息i中反应生成B,则A中含有醛基,由A的分子式、D与G加成产物结构,结合转化中其它有机物的分子式,可知A中含有苯环,且-CHO与-F处于对位,故A为,(2)中已知B为反式结构,则B为,B与乙醇发生酯化反应生成D为。逆推可知G为NC-CH2COOC2H5、E为NC-CH2COOH。(4)中J分子中有3个官能团,包括1个酯基,对J前、后有机物结构,结合J的分子式可知,生成J的过程中形成了含有酰胺键的六元环,而J中-COOC2H5转化为-CH2OH生成,故J的结构简式为,发生信息ii中转化生成M,M中酰胺键被还原转化为帕罗西汀,可推知M为,结合(5)中L的分子式是C7H6O3,可推知L为;(6)由本题信息可知:异构化为,先经过①O3、②Zn/H2O氧化生成,再用H2O2氧化生成,最后水解生成。【小问1详解】根据分析可知A结构简式为,A分子中含有的官能团为氟原子、醛基;【小问2详解】a.B的结构简式为,分子中含有5种化学环境不同的氢,其核磁共振氢谱有5组峰,a正确;b.B分子中含有碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色,b正确;c.存在含2个六元环的酯类同分异构体,如、等,c正确;d.碳碳双键与碳碳三键的不饱和度不相同,不存在含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体,d错误;故合理选项是abc;【小问3详解】E为NC-CH2COOH,E与C2H5OH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生G为NC-CH2COOC2H5和水,该反应为可逆反应,则E→G的化学反应方程式为:NC-CH2-COOH+HOCH2CH3NC-CH2-COOCH2CH3+H2O;【小问4详解】J分子中含有3个官能团,由分析可知,J的结构简式是;【小问5详解】根据分析可知L结构简式是;【小问6详解】由本题中信息可知:异构化为,先经过①O3、②Zn/H2O氧化生成,再用H2O2氧化生成,最后水解生成,故N、P、Q依次为、、。17.在双碳目标驱动下,大批量氢燃料客车在2022年北京冬奥会上投入使用。稳定氢源的获取是科学研究热点,对以下2种氢源获取方法进行讨论。Ⅰ.甲醇蒸汽重整制氢甲醇蒸汽重整制氢过程中有以下化学反应。编号反应方程式△H/kJ·mol-1R1甲醇蒸汽重整CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.24R2甲醇分解反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H2R3水汽反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3=-41.17R4积碳反应CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)△H<0CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)△H<02CO(g)C(s)+CO2(g)△H<0资料:产氢率和水碳比(S/C)的定义:①产氢率=②水碳比(S/C)表示反应物中H2O和CH3OH的比值,水碳比的变化是以CH3OH不变,改变H2O的物质的量加以控制。(1)理想产氢率=_______。(2)△H2=_______kJ·mol-1(3)针对R1进行讨论:其他条件不变,随着温度升高,n(H2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是_______。(4)其他条件不变,测得产物摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图所示。由图可知,在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大,原因是_______。(5)结合资料和图示,提出2条减少积碳的措施_______、_______。Ⅱ.电解液氨制氢氨分子中具有较高的含氢量,因此是制氢的优选原料。使用NaNH2非水电解质研究液氨电解制氢原理,装置示意图如图所示。资料:2NH3NH+NH(6)①某电极上发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH,该电极为_______(选填a或b)极。②写出另一极上发生的电极反应_______。③不考虑其它能量损耗,利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是_______mol。【答案】(1)3(2)+90.41(3)①.增大②.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,n(H2)增大(4)R1、R2均为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,n(H2)增大,同时R4为放热反应,随着温度升高,平衡逆向进行,n(H2)也增大,R3为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向进行,n(H2)减小,R1、R2、R4影响大于R3(5)①.升高温度②.增加水碳比(6)①.b②.6-6e-=N2↑+4NH3③.2【解析】【小问1详解】根据甲醇蒸汽重整反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,每产生3mol氢气消耗1mol甲醇,则产氢率=;【小问2详解】根据已知信息,R1=R2+R3,由盖斯定律可得,△H2=△H1-△H3=(+49.24kJ/mol)-(-41.17kJ/mol)=+90.41kJ/mol;【小问3详解】已知R1:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.24kJ/mol,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,n(H2)增大;【小问4详解】由反应可知,R1、R2均为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,n(H2)增大,同时R4(积碳反应)前两步为放热反应,随着温度升高,平衡逆向进行,n(H2)也增大,R3为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向进行,n(H2)减小,R1、R2、R4影响大于R3,因此在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大;【小问5详解】若要减少积碳,需使反应R4逆向进行,由于R4为放热反应,故可采取升高温度的方式使反应逆向进行,减少积碳;也可以增大水碳比,使H2O的物质的量增大,平衡逆向进行,积碳减少;【小问6详解】①由装置可知,a连电池的正极,为阳极,失去电子发生氧化反应,b连电池的负极,为阴极,得到电子发生还原反应,故发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH的电极是阴极,即电极b;②a为阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为6-6e-=N2↑+4NH3;③由阴极反应式6NH3+6e-=3H2↑+6NH可知,2e-~H2,则利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是2mol。18.SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:____________。②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________。③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:________。④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60mg·L−1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1mLc1mol·L−1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L−1NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_________。(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:__________________15NNO+___________H2O【答案】①.CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑②.8NH3+6NO27N2+12H2O③.2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4④.⑤.BaO⑥.8∶1⑦.415NO+4NH3+3O2⑧.4⑨.6【解析】【分析】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,结合原子守恒配平书写化学方程式;②反应器中NH3还原NO2生成氮气和水,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式;③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4,此反应中SO2是还原剂,氧气是氧化剂,结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式;④涉及反应为2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),以此计算;(2)①由图a可知储存NOx的物质是BaO;②第一步反应中H2被氧化生成水,化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价,生成氨气,结合得失电子数目相等计算;③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO,由N元素守恒可知15NO与NH3应为1:1,结合电子得失相等配平。【详解】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,反应物为尿素和水,反应生成物为氨气和水,原子守恒书写化学方程式为:CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑;②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水,反应化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O;③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4,此反应中SO2是还原剂,氧气是氧化剂,反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO4;④涉及反应为2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,反应中n(H2SO4)=v1×c1×10-3mol,n(NaOH)=v2×c2×10-3mol,由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),则n(NH3)=(2v1×c1×10-3-v2×c2×10-3)mol,则m(CO(NH2)2)=×(2v1×c1×10-3-v2×c2×10-3)mol×60g/mol=(0.06v1c1-0.03v2c2)g,尿素溶液中溶质的质量分数是×100=;(2)①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再还原为N2,则储存NOx的物质为BaO;②第一步反应中H2被氧化生成水,化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价,生成氨气,则1molBa(NO3)2生成氨气转移16mol电子,参加反
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