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2025届高三高考化学二轮复习
“17-21”非选择题标准卷(五)
非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)回答下列问题
(1)(7分)钛铝合金是制造航空航天及武器装备热端部件的理想材料。
①基态Ti原子的价电子的轨道表示式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)。
②下列说法正确的是　　　　(2分)。
A.Al2H6分子中既存在共价键又存在离子键
B.化学键中离子键成分的百分数:Al2O3>MgO
C.第一电离能:Mg>Al
D.测定接近沸点的水蒸气的相对分子质量,测量值偏大的理由是存在相当量的水分子因氢键而相互缔合
③该合金的化学式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分),密度为
　　　　(2分) g·cm-3。
(2)(3分)碳和氧是构建化合物的常见元素。
某烃结构如图,结合图2所示信息,分析带星号碳的杂化方式为　　　　(1分);带星号碳碳之间的键长比一般碳碳单键的键长要长,请从碳成键轨道的成分角度分析其原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
18.(10分)NH3是重要的化工原料,可发生如下转化:
①+H2OCO2↑+2HCl↑;
②[Cu(NH3)2]+(无色)容易被空气氧化
(1)(2分)氨气溶于水后,经途径Ⅰ吸收硫酸工业尾气中的SO2,可得到氮肥硫酸铵,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2分)氨气可经途径Ⅱ的多步反应制得硝酸,下列有关说法正确的是　　　　。
A.工业生产得到的浓硝酸,常因溶解了Fe3+而略显黄色
B.氨气先经过催化氧化得到NO2,NO2再与水反应生成硝酸
C.浓硝酸与甘油在一定条件下反应生成C3H5(ONO2)3,该反应为酯化反应
D.工业上常用铁罐车或铝罐车运送浓硝酸,是因为常温下它们和浓硝酸不反应
(3)(1分)醋酸(熔点16.6 ℃)、硝酸(熔点-51.49 ℃)这两种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(1分)N2H4与NH3性质相似,写出足量N2H4与稀硫酸反应所得产物的化学式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)(2分)途径Ⅴ中NH3过量,用离子方程式解释途径Ⅵ中溶液颜色变化的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)(2分)NH3可与COCl2反应得到化合物A和一种无机盐,设计实验验证产物中分离出的化合物A中含有氮元素　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(10分)甲酸是一种有机化工原料,广泛用于农药、皮革、医药和橡胶等工业。请回答:
(1)(2分)活性Fe3O4-x催化反应H2(g)+HC(aq)HCOO-(aq)+H2O(l),进而可制得甲酸。该反应的ΔH　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0(填“>”或“<”),理由是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2分)某温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时,HCOOH已电离的弱电解质分子数的电离度α=　　　　(电离度α=×100%,用含Ka和x的代数式表示,可不化简)。
(3)(4分)某研究小组发现HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应如下:
Ⅰ.HCOOH(aq)CO(aq)+H2O(l)　ΔH1
Ⅱ.HCOOH(aq)CO2(aq)+H2(aq)　ΔH2
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。T ℃下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,分解产物均完全溶于水中。CO2、CO浓度与反应时间的变化关系如图所示。
①下列说法正确的是　　　　。
A.反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ
B.反应CO(aq)+H2O(l)CO2(aq)+H2(aq)　ΔH=ΔH1-ΔH2
C.混合体系达平衡后:c(CO)+c(CO2)=1.0 mol·L-1
D.若在起始溶液中加入盐酸,则CO达浓度峰值时,的值与未加盐酸时相同
②保持其他条件不变,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸,请在上图中画出CO的浓度与反应时间的变化关系图。
(4)(2分)一种由CO2电化学法合成甲酸盐的工作原理如图所示。电极b为　　　　极。电解一段时间后,若两侧电解液中K+的物质的量相差0.08 mol,则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为　　　　 L(假设产生的气体全部逸出)。
20.(10分)TiCl4是制备金属钛的重要中间体,某兴趣小组利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略),反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
已知:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 性质
TiCl4 -25 136.4 高温时能与O2反应,与HCl不发生反应。易水解成白色沉淀,能溶于有机溶剂。
请回答:
(1)(1分)装置A中盛放浓盐酸的仪器a名称是　　　　　　　　。
(2)(1分)装置B中冷凝水进口是　　　　(填“c”或“d”)。
(3)(2分)完善线框中装置排序:A→D→　　　　→　　　　→　　　　→F。
(4)(1分)仪器b中的固体X可以是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A.MnO2　　B.KMnO4　　C.CaCl2
(5)(2分)下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A.加热E装置前,应先进行装置A中反应或打开k通一段时间CO2
B.装置D中长导管起平衡气压和判断装置是否通畅的作用
C.装置D中盛有的试剂是饱和食盐水
D.该实验中存在的缺陷是没有进行CO的尾气处理
(6)(3分)测定所得TiCl4的纯度:取1.000 g TiCl4粗产品加入烧瓶,向安全漏斗中加入适量蒸馏水(装置如图),待充分反应后,将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,滴加几滴K2CrO4溶液做指示剂,用0.800 0 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点,消耗滴定液20.00 mL。常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12。
①实验中使用安全漏斗的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)。
②依据上述数据计算所得产品纯度是　　　　(2分)。
21.(12分)有机物G的结构简式为,G是合成药物奥美拉挫的重要中间体,实验室可以通过如下合成路线合成G。
回答下列问题:
(1)(1分)下列关于G的说法正确的有　　　　(填字母)。
a.易溶于水
b.能发生银镜反应
c.酸性、碱性环境下均能够发生水解反应
d.既能发生加成反应也能发生取代反应
(2)(2分)苯转化为A的反应条件与试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
写出B所含有的官能团名称　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)C→D、D→E的反应类型分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　。
(4)(2分)X能够与烧碱溶液反应,化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)(2分)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
①能够与FeCl3发生显色反应
②苯环上一溴代物仅有2种
(6)(3分)以甲苯为有机原料(无机试剂任选)合成,设计其合成路线。
参考答案
“17-21”非选择题标准卷(五)
17.(1)①
(2)sp2杂化　并环的碳碳单键是通过未杂化的两个p轨道形成的σ键,一般的碳碳单键是sp3杂化轨道头碰头形成,p轨道比sp3轨道要伸展的更长,因此带星号碳碳之间的键长长
18.(1)4NH3+O2+2SO2+2H2O2(NH4)2SO4　(2)C
(3)硝酸易形成分子内氢键,醋酸易形成分子间氢键,分子间氢键会使分子间作用力增大,故沸点较高　(4)(N2H5)2SO4
(5)4[Cu(NH3)2]++8NH3+O2+2H2O4[Cu(NH3)4]2++4OH-　(6)取少量A于试管中,加入足量浓NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明A中含有N元素
解析　氨气溶于水后,经途径Ⅰ吸收硫酸工业尾气中的SO2得到(NH4)2SO3,然后(NH4)2SO3被氧气氧化为(NH4)2SO4;氨气经催化氧化产生NO,NO继续被O2氧化生成NO2,NO2和水反应产生硝酸;氨气通入CuCl溶液中生成[Cu(NH3)2]+,溶液中[Cu(NH3)2]+和空气中的氧气发生氧化还原反应生成[Cu(NH3)4]2+,溶液变为深蓝色;氨气和COCl2反应生成CO(NH2)2,CO(NH2)2和NaClO发生反应生成N2H4,以此解答。(1)氨气溶于水后,经途径Ⅰ吸收硫酸工业尾气中的SO2得到(NH4)2SO3,然后(NH4)2SO3被氧气氧化为(NH4)2SO4,根据得失电子守恒和原子守恒配平该转化的总方程式为4NH3+O2+2SO2+2H2O2(NH4)2SO4。(2)A.工业生产得到的浓硝酸略显黄色是因为浓硝酸分解产生了NO2溶于溶液中,A错误;B.氨气经催化氧化产生NO,NO继续被O2氧化生成NO2,NO2和水反应产生硝酸,B错误;C.HNO3中含有羟基,甘油和浓HNO3在浓硫酸的催化吸水作用下发生酯化反应而得到C3H5(ONO2)3,C正确;D.工业上常用铁罐车或铝罐车运送浓硝酸,原因是常温下,铝和铁与浓硝酸发生钝化,在铝和铁的表面形成致密的氧化物薄膜,保护内部的铝和铁不与硝酸反应,不是Fe或Al不与浓硝酸反应,D错误;(3)醋酸(熔点16.6 ℃)、硝酸(熔点-51.49 ℃)这两种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的主要原因是硝酸易形成分子内氢键,醋酸易形成分子间氢键,分子间氢键会使分子间作用力增大,故沸点较高。(4)NH3与稀硫酸反应生成(NH4)2SO4,N2H4与NH3性质相似,足量N2H4与稀硫酸反应生成(N2H5)2SO4。(5)溶液中[Cu(NH3)2]+和空气中的氧气发生氧化还原反应生成[Cu(NH3)4]2+,溶液变为深蓝色,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为4[Cu(NH3)2]++8NH3+O2+2H2O4[Cu(NH3)4]2++4OH-。(6)NH3可与COCl2反应得到化合物A和一种无机盐,验证产物中分离出的化合物A中含有氮元素的操作为取少量A于试管中,加入足量浓NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明A中含有N元素。
19.(1)<　反应的ΔS<0且自发,则ΔH<0　(2)
(3)①AD　②　(4)阴　1.12
解析　(1)ΔH-TΔS<0反应能够自发进行;反应为熵减反应,反应能够自发进行,则反应为放热反应,焓变小于0;(2)HCOOHHCOO-+H+某温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,设初始甲酸浓度为c mol·L-1,HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时,则c(1-α)=x,c= mol·L-1,则平衡时甲酸、甲酸根离子、氢离子浓度分别为x mol·L-1、 mol·L-1,Ka=,α=;(3)①A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,由题干可知,反应初期,反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,则反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ,A正确;B.由盖斯定律可知,Ⅱ-Ⅰ得反应:CO(aq)+H2O(l)CO2(aq)+H2(aq),则ΔH=ΔH2-ΔH1,B错误;C.根据碳元素守恒,混合体系达平衡后:c(CO)+c(CO2)+c(HCOOH)=1.0 mol·L-1,C错误;D.对反应Ⅰ,K=,平衡常数只受温度影响,则在起始溶液中加入盐酸,CO达浓度峰值时的值与未加盐酸时相同,D正确;②H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用,反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸,会使得产生CO的浓度峰值稍大且使得时间提前,故图示为
;(4)由图可知,b极二氧化碳发生还原反应生成甲酸盐,则b为阴极;电解过程中,钾离子向阴极移动,若两侧电解液中K+的物质的量相差0.08 mol,则转移电子0.04 mol,阳极放电发生氧化反应生成氧气和二氧化碳,4HC-4e-4CO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体0.05 mol,在标准状况下的总体积为1.12 L。
20.(1)恒压滴液漏斗　(2)c　(3)E　B　C　(4)B　(5)ABD
(6)①防止水解产生的HCl挥发导致测量误差　②76.00%
解析　利用Cl2与TiO2反应制备TiCl4。A为制备Cl2的装置,E、B分别为制备、收集TiCl4的装置,因TiCl4易水解,要求制备和收集过程无水,故在E前、B后都要加干燥装置,所以C、D中盛放试剂为浓硫酸;F中盛放NaOH溶液目的是除去未反应的Cl2;(1)装置A中盛放浓盐酸的仪器a名称是恒压滴液漏斗;(2)为了好的冷凝效果,装置B中冷凝水应该下进上出,进口是c;(3)A为制备Cl2的装置,E、B分别为制备、收集TiCl4的装置,因TiCl4易水解,要求制备和收集过程无水,故在E前、B后都要加干燥装置,所以C、D中盛放试剂为浓硫酸;F中盛放NaOH溶液目的是除去未反应的Cl2;则装置排序:A→D→E→B→C→F;(4)A中常温下X和浓盐酸反应生成氯气,则仪器b中的固体X可以是高锰酸钾固体,故选B;(5)A.加热E装置前,应先进行装置A中反应或打开k通一段时间CO2,排除装置中空气的干扰,正确;B.装置D中长导管与大气相通,起平衡气压和判断装置是否通畅的作用,正确;C.TiCl4易水解,要求制备和收集过程无水,故在E前、B后都要加干燥装置,所以C、D中盛放试剂为浓硫酸干燥剂,错误;D.CO有毒,该实验中存在的缺陷是没有进行CO的尾气处理,正确;(6)①TiCl4水解产生HCl易挥发且极易溶于水,安全漏斗在本实验中的作用除加水外,还有液封的作用,吸收挥发的HCl气体,避免HCl的损失导致测量误差;②由氯元素守恒可知,TiCl4~4HCl~4AgNO3,产品的纯度为×100%=76%。
21.(1)d　(2)FeCl3、Cl2　硝基、碳氯键(氯原子)
(3)还原反应　取代反应
(4)+NaOH+NaCl
(5)、
(6)
解析　由有机物的转化关系可知,氯化铁做催化剂作用下与氯气发生取代反应生成,浓硫酸作用下与浓硝酸发生硝化反应生成,则B为;甲醇钠作用下与甲醇发生取代反应生成,则C为;与铁、盐酸发生还原反应生成,则D为;一定条件下与乙酸发生取代反应生成,经多步转化得到,与生成,则X为。(1)a.由结构简式可知,G分子中不含有亲水基,难溶于水,故错误;b.由结构简式可知,G分子中不含有醛基,不能发生银镜反应,故错误;c.由结构简式可知,G分子中不含有酯基或酰胺基,酸性、碱性环境下均不能够发生水解反应,故错误;d.由结构简式可知,G分子中含有苯环,一定条件下能发生加成反应,也能发生取代反应,故正确;(2)苯转化为A的反应条件与试剂是氯化铁做催化剂作用下与氯气发生取代反应生成和氯化氢;B的结构简式为,官能团为硝基和碳氯键;(3)C→D的反应为与铁、盐酸发生还原反应生成,D→E的反应为一定条件下与乙酸发生取代反应生成和水;(4)X的结构简式为,在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成和氯化钠,反应的化学方程式为+NaOH+NaCl;(5)由分析可知,D的结构简式为,的同分异构体能够与氯化铁溶液发生显色反应说明分子中含有酚羟基,则苯环上一溴代物仅有2种的结构简式为、;(6)由有机物的转化关系可知,以甲苯为有机原料合成的合成步骤为浓硫酸作用下甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成对硝基甲苯,对硝基甲苯与铁、盐酸发生还原反应生成对甲基苯胺;甲苯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成苯甲酸,一定条件下苯甲酸与对甲基苯胺发生取代反应生成,合成路线为
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