届天津市南开中学高三第四次月考线上考试 化学试题解析版Word下载.docx
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3.下列叙述正确的是
A.某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
C.反应活化能越高,该反应越易进行
D.不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
【分析】
本题是对化学理论进行的综合考查,需要对每一个选项的理论表述进行分析,转化为对应的化学原理,进行判断。
【详解】A.根据“越弱越水解”的原理,HA的Ka越小,代表HA越弱,所以A-的水解越强,应该是NaA的Kh(水解常数)越大。
选项A错误。
B.铁管镀锌层局部破损后,形成锌铁原电池,因为锌比铁活泼,所以锌为负极,对正极铁起到了保护作用,延缓了铁管的腐蚀。
选B正确。
C.反应的活化能越高,该反应进行的应该是越困难(可以简单理解为需要“翻越”的山峰越高,“翻越”越困难)。
选项C错误。
D.红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的,C2H5OH和CH3OCH3的官能团明显有较大差异,所以可以用红外光谱区分,选项D错误。
【点睛】反应的活化能是指普通分子达到活化分子需要提高的能量,则活化能越大,说明反应物分子需要吸收的能量越高(即,引发反应需要的能量越高),所以活化能越大,反应进行的就越困难。
从另一个角度理解,课本中表述为,活化能越大,反应的速率应该越慢,这样也可以认为活化能越大,反应越困难。
4.设NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.14g聚丙烯中含C-H键总数目为2NA
B.常温下,pH=13的NaOH溶液中含有的OH-数目为0.1NA
C.100mL12mol·
L-1浓硝酸与过量Cu反应转移电子的数目为0.6NA
D.电解精炼铜时,若阳极质量减少64g,则阴极得到电子的数目为2NA
【详解】A.聚丙烯的最简式为CH2,14g聚丙烯中含H:
,所有H均与C以单键相连,所以C-H键总数目为2NA,A选项正确;
B.没有提供体积,无法计算OH-数目,B选项错误;
L-1浓硝酸中HNO3的物质的量为:
100×
10-3L×
12mol·
L-1=1.2mol。
与过量Cu反应,先:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,参加反应的HNO3数目和转移电子的数目的关系为2:
1;
硝酸变稀后:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,参加反应的HNO3数目和转移电子的数目的关系为4:
3。
所以,转移电子的数目为0.6NA和0.9NA之间,C选项错误;
D.电解精炼铜时,阳极溶解的除了Cu还有比Cu活泼的金属,所以若阳极质量减少64g,则阴极得到电子的数目不为2NA,选项D错误;
【点睛】电解精炼铜时,粗铜作阳极,Cu和比Cu活泼的金属氧化溶解,比铜不活泼的成分形成阳极泥;
纯铜作阴极,只有Cu析出。
两极电子得失相等,但固体的质量变化不相等。
5.下列实验操作或装置能达到目的的是()
A
B
C
D
混合浓硫酸和乙醇
配制一定浓度的溶液
收集
气体
证明乙炔可使溴水褪色
A.AB.BC.CD.D
A、乙醇的密度小于浓硫酸;
B、容量瓶上的刻度与凹液面的最低处相切;
C、二氧化氮的密度大于空气;
D、乙炔中的杂质也能使溴水褪色。
【详解】A、乙醇的密度小于浓硫酸,混合时应将浓硫酸沿烧杯壁倒入乙醇中,边倒边搅拌,若顺序相反则容易引起液体飞溅,故A不能达到目的;
B、容量瓶上的刻度与凹液面的最低处相切,胶头滴管垂直位于容量瓶的正上方,故B能达到目的;
C、二氧化氮
密度大于空气,集气瓶中的导气管应长进短出,故C不能达到目的;
D、乙炔中的H2S等杂质也能使溴水褪色,应先通过一个盛碱液的洗气瓶将杂质除去,故D不能达到目的;
【点睛】本题考查实验装置和基本操作,易错点D,学生易忽略实验室用电石制乙炔中的H2S等还原性杂质也能使溴水褪色。
6.下列说法中正确的是()
A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B.PCl3分子是非极性分子
C.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
D.ClO4-的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致
【答案】D
【详解】A.稀有气体是单原子分子,没有σ键,A选项错误;
B.PCl3分子中心原子P为sp3杂化,有一对孤对电子,所以分子构型为三角锥形,是极性分子,B选项错误;
C.邻羟基苯甲醛的羟基和醛基形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,C选项错误;
D.ClO4-的价层电子对数为(7+1)÷
2=4,所以ClO4-VSEPR模型为正四面体;
中心原子Cl没有孤对电子,配位原子均为O,所以其空间立体构型也为正四面体,D选项正确;
答案选D。
【点睛】分子间氢键加强了分子之间的作用力,使物质熔、沸点升高,而分子内氢键不能加强分子之间的作用力。
7.[Zn(CN)4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是()
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,结构可表示为
【答案】C
【详解】A.Zn原子序数为30,位于ⅡB族,所以,Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10,A选项正确;
B.1分子HCHO含2个C-H键和1个C=O键,共有3个σ键,所以,1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol,B选项正确;
C.HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化,-CN(-C≡N)中的C为sp杂化,C选项错误;
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,Zn为sp3杂化,配位原子形成正四面体,所以,[Zn(CN)4]2-结构可表示为
,D选项正确;
答案选C。
【点睛】一般,两原子间形成的共价键,有且只有1个σ键,如:
C=O双键含1个σ键、1个π键,C≡N叁键含1个σ键、2个π键。
8.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是()
A.碳酸钙粉末B.稀硫酸C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液
在氯水中存在反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,若反应使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强,据此分析解答。
【详解】A.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸钙粉末反应反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O,使化学平衡正向进行,导致次氯酸浓度增大,溶液漂白性增强,故A正确;
B.加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故B错误;
C.加入氯化钙溶液不发生反应,溶液对氯水起到稀释作用,平衡正向进行但次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故C错误;
D.加入二氧化硫的水溶液,二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故D错误。
【点晴】本题考查了氯气、次氯酸、氯水性质
分析,主要是化学平衡影响因素的理解应用,掌握基础是解题关键。
在氯水中存在反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,若反应使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强。
9.肉桂酸(
)是一种合成有机光电材料的中间体。
关于肉桂酸的下列说法正确的是
A.分子式为C9H9O2
B.不存在顺反异构
C.可发生加成、取代、加聚反应
D.与安息香酸(
)互
同系物
【详解】A.根据肉桂酸的结构式可知分子式为:
,A错误;
B.肉桂酸双键碳所连的两个原子团均不同,故存在顺反异构,B错误;
C.肉桂酸中苯环和碳碳双键可以发生加成反应,羧基可以发生取代反应,碳碳双键可以发生加聚反应,C正确;
D.肉桂酸中含碳碳双键,安息香酸中不含,故两者不是同系物,D错误;
【点睛】若有机物只含有碳氢两种元素,或只含有碳氢氧三种元素,那该有机物中的氢原子个数肯定是偶数,即可迅速排除A选项。
同系物结构要相似,即含有相同的官能团,肉桂酸和安息香酸含有官能团不同,排除D选项。
10.分子式为C5H12O,能与钠反应,且不含手性碳原子的有机化合物共有()
A.8种B.7种C.6种D.5种
【详解】能与钠反应,说明C5H12O含1个-OH,为戊醇,根据碳链异构、-OH位置异构,可写出8种异构体:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
,其中②、⑤、⑦含手性碳原子(用“*”标记)。
所以,分子式为C5H12O,能与钠反应,且不含手性碳原子的有机化合物共有5种,D选项正确;
【点睛】一般,同分异构体的书写,可从碳链异构、官能团异构、官能团位置异构三方面考虑。
另外,还要注意是否考虑空间异构及题给的限定条件。
11.N2O5在一定温度下可发生反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)ΔH>
0。
T1温度时,向密闭容器中通入N2O5气体,部分实验数据见下表:
时间/s
500
1000
1500
c(N2O5)/(mol·
L-1)
5.00
3.52
2.50
A.500s内NO2的生成速率为2.96×
10-3mol/(L·
s)
B.T1温度下该反应平衡时N2O5的转化率为29.6%
C.平衡后,其他条件不变,将容器体积变为原来的
,则c(N2O5)<
5.00mol/L
D.T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>
T2,则K1>
K2
由表中数据可知,T1温度时,向密闭容器中通入N2O5气体,500s之前未达平衡,1000s后已达平衡。
在此认识基础上,根据该反应的特点及题给数据,可对各选项作出判断。
【详解】A.500s内NO2的生成速率为(5.00-3.52)mol·
L-1÷
500s×
2=5.92×
s),A选项错误;
B.T1温度下该反应平衡时N2O5的浓度为2.50mol/L,转化率为(5.00-2.50)mol·
5.00mol/L=50%,B选项错误;
,平衡向逆向移动,则c(N2O5)>2×
2.50mol/L=5.00mol/L,C选项错误;
D.该反应ΔH>
0,为吸热反应,升高温度,平衡常数增大,所以,若T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,且T1>
K2,D选项正确;
【点睛】可逆反应的平衡常数受温度的影响:
放热反应的平衡常数随温度的升高而减小,吸热反应的平衡常数随温度的升高而增大。
12.在25℃时,将两个铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极逸出amol气体,同时有wgNa2SO4·
10H2O晶体析出,若温度不变,剩余溶液的溶质质量分数是()
A.
%B.
%C.
%D.
%
根据题意,电解的电极反应为:
阳极:
Cu–2e-=Cu2+,阴极:
2H++2e-=H2↑,总反应:
Cu+2H2O
Cu(OH)2+H2↑。
反应消耗了溶液中的H2O,析出晶体后的溶液仍为饱和溶液,且浓度与原溶液相等,则溶液损失的部分与原溶液浓度相同,也与剩余溶液的溶质质量分数相同。
根据产生的气体的物质的量计算出消耗的H2O结合析出的晶体的质量便可计算剩余溶液的溶质质量分数。
【详解】根据分析,电解消耗的H2O的质量为:
amol×
2×
18g∙mol-1=36ag,wgNa2SO4·
10H2O晶体中Na2SO4的质量为:
,则剩余溶液的溶质质量分数为
,C选项正确;
【点睛】温度不变时,饱和溶液析出晶体后的溶液仍为饱和溶液,原饱和溶液、析出晶体后的溶液和溶液减少的部分的关系:
浓度相同,但质量不一定相同。
二、填空题(共64分)
13.铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
Ⅰ.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。
从铝土矿中提炼Al2O3的流程如图:
(1)写出反应1中涉及的任意一个化学方程式____;
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____,已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,写出A过量时,反应2的离子方程式____;
Ⅱ.以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图:
(3)萤石(CaF2)的电子式____;
(4)若E为硫酸钙,D为最稳定的气态氢化物,则化合物C是____,写出由D制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式____。
【答案】
(1).2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
(2).CaSiO3(3).AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(4).
(5).H2SO4(6).12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O
I.铝土矿用NaOH溶液处理,Al2O3和SiO2溶解为NaAlO2和Na2SiO3,加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀,过滤后的滤液通入酸性气体,使NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,过滤出的Al(OH)3沉淀经煅烧得到Al2O3;
Ⅱ.萤石(CaF2)和难挥发酸共热得到HF气体,HF气体和Na2CO3、Al(OH)3反应便得到冰晶石Na3AlF6。
可在此基础上解各小题。
【详解】Ⅰ.
(1)反应1为Al2O3和SiO2和NaOH溶液反应,生成NaAlO2和Na2SiO3,反应的化学方程式为:
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。
答案为:
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O;
(2)滤液Ⅰ中含的Na2SiO3与加入的CaO反应生成CaSiO3沉淀;
气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,则A的摩尔质量为:
M=ρVm=1.96g/L×
22.4L∙mol-1=44g∙mol-1,气体A能与NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,故A为CO2。
反应2的离子方程式为:
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
CaSiO3;
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)CaF2是离子化合物,由F-和Ca2+构成,故CaF2的电子式为:
。
;
(4)最稳定的气态氢化物是HF,则D为HF;
若E为硫酸钙,化合物C是难挥发酸,则C是H2SO4;
根据已知物质和质量守恒,可写出由D(HF)制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为:
12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。
H2SO4;
【点睛】气体的摩尔质量:
,可根据关系
进行气体的摩尔质量和密度之间的互算。
14.化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为______________,E中官能团的名称为_______________________。
(2)A→B的反应类型为________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为___________________________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;
且1molW最多与2molNaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。
满足上述条件的W有________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为________________。
(5)F与G的关系为________(填序号)。
a.碳链异构b.官能团异构
c.顺反异构d.位置异构
(6)M的结构简式为_________________________________________________。
(7)参照上述合成路线,以
原料,采用如下方法制备医药中间体
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为________________。
【答案】
(1).1,6己二醇
(2).碳碳双键、酯基(3).取代反应(4).减压蒸馏(或蒸馏)(5).
(6).5(7).
(8).c(9).
(10).HBr,△(11).
(12).O2/Cu或Ag,△(13).
【详解】
(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。
明显E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。
(2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。
反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。
实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。
(3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为
注意反应可逆。
(4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。
其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;
1molW最多与2molNaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);
所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。
又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。
所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接HCOOCH2-有2种可能:
,每种可能上再连接-CH2Br,所以一共有5种:
其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是
(5)F为
,G为
,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M
,所以M为
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。
该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。
所以试剂与条件1是HBr,△;
将
取代为
,X为
试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;
氧化为
,所以Y为
【点睛】最后一步合成路线中,是不可以选择CH3CH2CHO和CH3CHBrCH3反应的,因为题目中的反应Br在整个有机链的一端的,不保证在中间位置的时候也能反应。
15.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,反应中H2O2的作用是_____。
写出操作①的名称:
_________。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
_______。
操作②用到的主要仪器名称为_____,其目的是(填序号)_________。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和______。
若操作③使用下图装置,图中存在的错误是_____。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜,阳极产物是_______。
操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是____________。
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是______。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是________。
【答案】
(1).作氧化剂
(2).过滤(3).Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2(4).分液漏斗(5).ab(6).RH(7).分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(8).O2、H2SO4(9).加热浓缩冷却结晶过滤(10).H2SO4(11).防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀
(1)废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤的方法,所以操作①为过滤。
反应Ⅰ是将铜转化为
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