【精品解析】四川成都市树德中学2025-2026学年高一下学期半期考试 化学试题

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四川成都市树德中学2025-2026学年高一下学期半期考试 化学试题
1.氢燃料公交车、光储充一体化充电站等绿色交通设施逐步投入使用。下列说法错误的是
A.氢能与潮汐能、波浪能均属于清洁能源
B.光储充一体化充电站光伏板的材料为
C.充电桩壳体聚碳酸酯是一种合成高分子材料
D.镧镍合金能吸收大量氢气以缓解储氢难题
【答案】B
【知识点】化学在解决能源危机中的重要作用;硅和二氧化硅;合金及其应用
【解析】【解答】A、氢能燃烧产物只有水,潮汐能、波浪能均来自自然界,使用过程不产生污染物,三者都属于清洁能源,故A正确;
B、光伏板依靠半导体材料实现光电转换,核心材料为晶体Si;是光导纤维的原料,不能用于光伏板,该说法存在事实错误,故B错误;
C、聚碳酸酯属于人工合成的有机高分子聚合物,常用来制作充电桩外壳,具备强度高、绝缘性好的特点,故C正确;
D、镧镍合金是储氢合金,能够大量吸附氢气,可有效缓解氢气储存运输困难的问题,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
清洁能源判断:能源利用全程无废气废渣等污染物排放即为清洁能源;
硅与二氧化硅用途区分:晶体硅用作太阳能电池、半导体芯片,二氧化硅用于光导纤维;
高分子材料分类:聚碳酸酯、塑料、合成橡胶、合成纤维均属于合成高分子材料;
储氢合金功能:镧镍合金等金属合金可吸附大量氢气,作为储氢材料。
2.下列化学用语表述错误的是
A.H、D、T的核外电子排布不同 B.甲醛的分子式:
C.的球棍模型: D.聚乙烯的链节:
【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A、H、D、T均为氢元素的同位素,质子数均为1,核外电子数都是1,核外电子排布完全相同,该表述存在错误,故A错误;
B、甲醛结构为,分子内含1个C、2个H、1个O,分子式写为,化学用语正确,故B正确;
C、中心碳原子连接2个H、2个Cl,氯原子半径大于氢原子,球棍模型为: ,故C正确;
D、乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,重复单元为 ,即聚乙烯链节,化学用语正确,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
同位素电子排布:同种元素不同同位素质子数、电子数相等,核外电子排布一致;
有机物分子式书写:统计分子内全部原子种类与数目得到分子式;
球棍模型识别:结合原子半径大小、成键数目判断对应有机物;
烯烃加聚链节判断:乙烯加聚断开碳碳双键,两个碳构成重复链节。
3.下列描述不能正确解释所反映事实的是
A.硝酸银溶液存于棕色瓶中,因其受光照易分解
B.油脂产生“哈喇”味,因其发生了加成反应
C.食品中加入苯甲酸,因其可以起到防腐作用
D.乙烯催化氧化制环氧乙烷,因其原子利用率高
【答案】B
【知识点】烯烃;油脂的性质、组成与结构;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、硝酸银见光易发生分解反应,棕色试剂瓶可以阻挡光线,因此硝酸银溶液需保存在棕色瓶中,解释合理,故 A 正确;
B、油脂放置久了产生哈喇味,是油脂中不饱和键被氧气氧化,发生氧化反应,并非加成反应,该解释与事实不符,故 B 错误;
C、苯甲酸能够抑制食品中微生物的生长繁殖,具备防腐效果,常作为食品防腐剂添加,解释合理,故 C 正确;
D、乙烯催化氧化生成环氧乙烷,该反应原子全部转化到目标产物中,原子利用率达到 100%,符合绿色化学理念,解释合理,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
见光易分解药品保存:硝酸银、浓硝酸等试剂需避光储存在棕色瓶;
油脂变质原理:油脂酸败产生异味是氧化反应,不是加成反应;
食品添加剂用途:苯甲酸及其钠盐属于常用酸性食品防腐剂;
绿色化学原子利用率:加成、环氧化类反应若无副产物,原子利用率 100%。
4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol石膏中所含的结晶水数目为
B.1 mol苯中所含的双键数目为
C.1 mol硝基()中所含的电子数为
D.1 mol氯乙烷中所含的极性键数目为
【答案】C,D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;有机物中的官能团;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、石膏的化学组成是,每1mol石膏晶体结合2mol水分子作为结晶水,因此1mol石膏中结晶水分子数目为,题干说法与组成不符,故A错误;
B、苯分子内六个碳原子形成均匀的离域大键,不存在单独、固定的碳碳双键,分子中双键数量为0,因此1mol苯不含3mol碳碳双键,故B错误;
C、硝基属于中性基团,不带电荷,氮原子核外有7个电子,每个氧原子核外有8个电子,单个硝基总电子数,则1mol硝基所含电子总数为,故C正确;
D、氯乙烷结构简式为,不同种原子之间形成的共价键属于极性键,分子内包含5根极性键、1根极性键,合计6根极性键,1mol氯乙烷中极性键数目为,故D正确;
故答案为:CD。
【分析】本题解题要点:
结晶水合物计量判断:石膏为二水合硫酸钙,化学式带2个结晶水,需根据化学式计量数判断结晶水物质的量;
苯的特殊化学键:苯不存在典型碳碳双键,六元环为共轭大π键,不能按3个双键计算;
中性基团电子计算方法:硝基不带电,直接累加组成原子的核外电子,无需额外增减电子;
极性共价键区分标准:成键两原子元素种类不同即为极性键,逐一统计分子内所有C-H、C-Cl键得到极性键总数。
5.某有机物结构如图所示。下列对于该有机物说法正确的是
A.分子式为
B.所有原子可能共平面
C.能发生氧化反应,不能发生取代反应
D.1 mol该有机物最多能与5 mol 加成
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;烯烃;取代反应;加成反应
【解析】【解答】A、逐个数出结构中碳原子共11个,结合碳四价规则补齐氢原子,氢原子总数为8,氧原子4个,该有机物分子式应为,选项中氢原子数目书写错误,故A错误;
B、分子内存在甲基,甲基中的碳原子为杂化,空间呈四面体结构,甲基上的氢原子无法与苯环、双键平面共面,因此不可能所有原子共平面,故B错误;
C、分子含有酚羟基、碳碳双键,均可被酸性高锰酸钾氧化,燃烧也属于氧化反应,能发生氧化反应;酚羟基邻对位氢、醛基、酯基、甲基在对应条件下均可发生取代反应,所以该物质既能氧化也能取代,故C错误;
D、1mol苯环消耗3mol ,1mol碳碳双键消耗1mol ,1mol醛基可消耗1mol ;内酯中的羰基不能与氢气加成,合计最多消耗5mol ,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
有机物分子式书写:数清骨架全部碳原子,利用碳四价饱和规律推算氢原子数量,核对氧原子得到准确分子式;
原子共面判断:只要存在饱和碳(甲基、亚甲基等),分子就无法全部原子共平面;
有机反应类型判断:酚、双键、醛基可发生氧化;苯环氢、烷基、酯基、酚羟基均可发生取代;
加成消耗量计算:苯环、碳碳双键、醛基羰基可加氢,酯、羧酸中的羰基不能和加成,分别统计可加成结构求和。
6.下列化学应用实例与方程式不匹配的是
A.烘焙糕点时以作膨松剂:
B.纯碱熔样致石英坩埚损坏:
C.用重铬酸钾检测酒驾:
D.煤制水煤气:
【答案】C
【知识点】原料与能源的合理利用;硅和二氧化硅;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水蒸气,大量气体可使糕点蓬松,方程式 与应用匹配,故A正确;
B、石英坩埚主要成分为,高温下二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳,会腐蚀损坏坩埚,方程式 与应用匹配,故B正确;
C、重铬酸钾检测酒驾时,乙醇被氧化为乙醛,并非直接生成,题干方程式产物书写错误,正确反应为: ,故C错误;
D、高温下碳与水蒸气反应生成CO和,该混合气体为水煤气,方程式 与应用匹配,故D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
膨松剂反应原理:碳酸氢铵受热分解产生多种气体,利用气体膨胀使糕点疏松;
高温硅酸盐反应:碱性碳酸盐高温可与酸性氧化物发生复分解反应;
重铬酸钾氧化乙醇:酸性重铬酸钾只能将乙醇氧化为乙醛,无法直接氧化至二氧化碳;
水煤气制备:灼热碳单质与水蒸气高温反应,生成一氧化碳与氢气的混合燃料气。
7.利用下列装置完成相应实验,不能达到实验目的的是
A.分离固体NaCl和 B.验证能与水反应
C.实验室制备乙酸乙酯 D.模拟煤的干馏
【答案】B
【知识点】煤的干馏和综合利用;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、受热易分解生成和,遇冷水烧瓶底部遇冷又重新化合为,热稳定性强受热不变化,加热后固体混合物中氯化铵升华分离,装置A可分离二者,故A正确;
B、装置B仅能观察到试管内液面上升,只能证明溶于水,无法证明与水发生化学反应,缺少验证生成物(亚硫酸)的步骤,不能达到实验目的,故B错误;
C、乙醇、乙酸在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度,导管不伸入溶液防倒吸,装置C可制备乙酸乙酯,故C正确;
D、隔绝空气加热煤,发生煤的干馏,产物煤焦油密度大于水在下层,上层水溶液,导出可燃气体,装置D可以模拟煤干馏实验,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
与分离思路:利用氯化铵受热分解、遇冷重新化合的升华特性实现固固分离;
与水反应验证思路:液面上升只能证明溶解,要证明化学反应需检验酸性物质生成(如加石蕊变红);
乙酸乙酯制备实验要点:加热酯化、饱和除杂、导管悬空防倒吸;
煤的干馏模拟实验要点:隔绝空气强热,产物分层,下层为重液态煤焦油,同时产生可燃焦炉气。
8.能满足下列物质直接转化关系,且推理正确的是
A.X可为Fe,可用KSCN检验盐N
B.X可为Na,过程③可用启普发生器
C.X可为S,过程①→③可工业制硫酸
D.X可为,Z可使淀粉碘化钾溶液变蓝
【答案】D
【知识点】氮族元素简介;含硫物质的性质及综合应用;二价铁离子和三价铁离子的检验;钠的氧化物
【解析】【解答】A、若X为,与反应生成铁的氧化物,铁的氧化物不能再和发生二次氧化得到更高价氧化物Z,无法满足“单质→低价氧化物→高价氧化物”连续两步氧化的转化关系,因此X不能为,故A错误;
B、若X为,第一步与生成,无法继续与直接氧化得到第二种氧化物Z,不匹配题干转化流程;同时过程③为氧化物与水反应:,固体粉末易漏、反应放热剧烈,不能使用启普发生器,故B错误;
C、X为时,反应①:,反应②:,反应③:,转化链条理论成立,但工业制备硫酸不能直接用水吸收,会形成硫酸酸雾降低吸收效率,工业采用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫,因此①~③流程不能直接用于工业制硫酸,故C错误;
D、X为时,反应①:,反应②:,Z为,与水反应生成,硝酸可与碱反应得到硝酸盐;具备强氧化性,能够将氧化为,碘单质遇淀粉变蓝,转化关系与物质性质描述均成立,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
连续两步氧化判断:对应单质必须能生成两种价态不同的氧化物,低价氧化物可被进一步氧化;
、排除依据:氧化钠无法二次氧化,铁不存在两种可连续被氧气氧化的氧化物;
工业制硫酸核心细节:禁止用水直接吸收,工业选用浓硫酸吸收,题干流程不符合工业生产实际;
氧化性检验原理:二氧化氮可氧化碘化钾生成碘单质,淀粉遇单质碘显蓝色,可用于定性检验。
9.下列关于有机物的除杂和鉴别的说法错误的是
A.除去乙烷中的乙烯:通入氢气和乙烯反应
B.除去乙醇中的乙酸:加入氧化钙后蒸馏
C.利用燃烧法鉴别乙烷、乙烯和乙炔
D.利用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)鉴别乙醇、乙醛和乙酸
【答案】A
【知识点】有机物的鉴别;乙酸的化学性质;物质的分离与提纯;有机物(官能团)的检验
【解析】【解答】A、乙烷中混有乙烯,通入氢气与乙烯发生加成反应除去乙烯时,氢气的通入量难以精准控制,氢气不足则乙烯除不尽,氢气过量会引入新杂质,不符合除杂“不引入新杂质”的原则,正确除杂方法应为通入溴水洗气,该操作方案错误,故A错误;
B、向混有乙酸的乙醇中加入,会与乙酸发生反应生成高沸点乙酸钙,同时吸水,降低乙醇与体系的沸点差值,后续蒸馏可以分离出纯净乙醇,除杂方法合理,故B正确;
C、乙烷、乙烯、乙炔三者碳氢比例依次升高,燃烧时现象区分明显:乙烷燃烧火焰淡蓝色、无黑烟;乙烯燃烧火焰明亮、伴有少量黑烟;乙炔燃烧火焰明亮且产生大量浓黑烟,依靠燃烧现象可以完成鉴别,故C正确;
D、新制悬浊液分别与三种物质混合:乙醇不发生反应,无明显变化;乙酸能溶解氢氧化铜,蓝色沉淀消失,得到蓝色溶液;乙醛混合后加热煮沸,生成砖红色沉淀,三种物质现象各不相同,能够鉴别,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
有机物除杂核心原则:除去杂质时不能引入新杂质,试剂用量易控制,操作简便;烯烃除杂不能用氢气加成,优先选用溴水;
乙醇中乙酸除杂思路:碱性氧化物中和乙酸,提高盐的沸点,通过蒸馏分离低沸点乙醇;
燃烧法鉴别烃类原理:烃分子碳含量越高,燃烧黑烟越浓重,可依靠火焰、黑烟差异区分乙烷、乙烯、乙炔;
新制氢氧化铜鉴别醇、醛、羧酸:羧酸溶解沉淀,醛加热生成砖红色沉淀,醇无反应,现象互不干扰。
10.为回收利用含的废液,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,所需的玻璃仪器只有分液漏斗
C.步骤Ⅱ中,反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.该流程中,可以循环利用,提高利用率
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;常用仪器及其使用;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、步骤Ⅰ加入(或),发生歧化反应生成、进入水层溶液A,层无碘单质,上下两层均变为无色,描述正确,故A正确;
B、步骤Ⅰ为萃取分液操作,除分液漏斗外,还需要烧杯承接两层液体,玻璃仪器包含分液漏斗、烧杯,并非只有分液漏斗,说法存在错误,故B错误;
C、步骤Ⅱ加入酸(试剂X)发生归中反应:,中I元素化合价降低,作氧化剂;中I元素化合价升高,作还原剂,二者物质的量之比为,故C正确;
D、步骤Ⅰ分液分离出纯净,可再次投入废液回收流程循环使用,提高有机溶剂利用率,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
碘单质与碱歧化原理:碱性条件下歧化为碘离子、碘酸根,有机层褪色;
萃取分液仪器:标准分液操作必须配套分液漏斗、烧杯两种玻璃仪器;
碘归中反应电子守恒:碘酸根为氧化剂、碘离子为还原剂,根据化合价升降总数相等确定计量比;
工艺流程循环物质判断:分离得到的四氯化碳无杂质,可重复参与萃取步骤,实现循环利用。
11.下列针对相关实验的说法错误的是
选项 实验目的 实验方法或操作
A 检验乙醇被氧气氧化为乙醛 将乙醇蒸气与空气混合通过灼热铜网,得到的气体通入酸性溶液
B 检验淀粉是否完全水解 向淀粉溶液中加入少量硫酸,加热一段时间后,冷却,取少量水解液,再加入少量碘水
C 检验溶液中是否含有 向某溶液中加入适量NaOH浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
D 实现溴水富集 向分液漏斗中先后加入溴水与直馏汽油,充分振荡
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】铵离子检验;分液和萃取;蔗糖与淀粉的性质实验
【解析】【解答】A、乙醇蒸气本身具有还原性,能够直接使酸性溶液褪色,无法区分是乙醇还是反应生成的乙醛还原高锰酸钾,干扰乙醛的检验,该实验操作不能达到实验目的,故A错误;
B、淀粉遇碘单质变蓝,水解液冷却后滴加碘水,若溶液不变蓝说明淀粉完全水解,若变蓝说明还有淀粉剩余,操作可以检验淀粉是否完全水解,故B正确;
C、与浓溶液共热会释放,氨气溶于水显碱性,能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该操作是铵根离子标准检验方法,故C正确;
D、直馏汽油属于液态烷烃混合物,不溶于水,溴单质在汽油中溶解度远大于在水中,振荡后溴单质会转移至有机层,完成溴水富集,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
乙醛检验干扰分析:乙醇、乙醛均能被酸性高锰酸钾氧化,乙醇蒸气会干扰产物检验,需先除去乙醇再检验乙醛;
淀粉完全水解检验思路:利用碘与淀粉的特征显色反应,仅检验体系中是否残留淀粉;
铵根离子检验操作要点:必须加浓强碱并加热,依靠碱性气体使湿润红色石蕊试纸变色;
溴水富集萃取原理:直馏汽油不与溴发生反应,且与水互不相溶,可萃取溴单质实现富集。
12.含钛高炉渣富含、、MgO、CaO、、等氧化物,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法错误的是
A.“研磨、磁选”时可除去高炉渣中的铁元素
B.“酸浸”“碱浸”均发生氧化还原反应
C.若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,滤渣2的主要成分仍相同
D.若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,理论上氢氧化钠用量增大
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;物质的分离与提纯;铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A、具有磁性,磁选操作可以分离出含铁氧化物,因此研磨、磁选步骤能够除去高炉渣中的铁元素,故A正确;
B、酸浸时,、、、与稀盐酸发生复分解反应,无化合价变化;碱浸时与发生复分解反应,全程均无电子转移,不存在氧化还原反应,该说法错误,故B错误;
C、原流程酸浸滤渣1为、,碱浸溶解,滤渣2为;若先碱浸,、溶于,滤渣为、、,再酸浸除去、,最终滤渣2依旧是,主要成分不变,故C正确;
D、调换顺序后,原料中的、都会先和反应,消耗更多氢氧化钠,因此氢氧化钠用量会增大,故D正确;
故答案为:B。
【分析】将含钛高炉渣研磨粉碎后磁选,利用的磁性分离除去含铁杂质;剩余矿渣加入稀盐酸酸浸,、、与盐酸反应溶解,、不溶于稀酸,过滤得到滤渣1;向滤渣1中加入溶液碱浸,和强碱反应溶解,不与碱反应,再次过滤得到滤渣2,后续由进一步处理制取金属钛。
13.某化学兴趣小组准备利用下列装置进行的酸性强于HClO的验证实验,所有装置内的溶液均为过量,装置可根据实际需要选择使用,下列相关说法错误的是
A.漂白粉的保存应注意密封、避光、阴凉通风
B.装置A中的浓盐酸可以替换为70%的
C.选用连接顺序ACBEDF能达到实验目的
D.F中出现浑浊现象的原因是的酸性强于HClO
【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;二氧化硫的性质;性质实验方案的设计;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、漂白粉有效成分为,遇水、会生成,见光易分解,因此保存需要密封、避光、置于阴凉通风处,故A正确;
B、70%浓硫酸酸性强、难挥发,可与亚硫酸钠反应制备,能够替换浓盐酸,避免盐酸挥发带来杂质干扰,故B正确;
C、装置A制,C饱和亚硫酸氢钠除去挥发酸杂质,B碳酸氢钠生成(证明酸性),E酸性高锰酸钾除去剩余,D品红检验除尽,最后F漂白粉溶液,通过与漂白粉反应证明酸性,串联可证明酸性,连接顺序ACBEDF可行,故C正确;
D、通入漂白粉溶液发生氧化还原反应,具有强氧化性,将氧化为,生成白色浑浊,并非强酸制弱酸复分解反应,不能证明酸性强于,该说法错误,故D错误;
故答案为:D。
【分析】装置A中亚硫酸钠与酸反应制取,气体先通入饱和除去酸性挥发杂质;再通入溶液,利用强酸制弱酸生成,证明亚硫酸酸性强于碳酸;混合气体通入酸性完全吸收剩余,品红溶液检验是否除干净;最后将纯净通入漂白粉溶液,证明碳酸酸性强于次氯酸,间接验证酸性大于。
14.取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体,不考虑气体的溶解)。下列说法错误的是
A.OA段发生的反应为:
B.BC段反应产生的气体为
C.C点的溶质为和的混合物
D.原混合溶液中的物质的量浓度为
【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;铁的化学性质;无机物的推断;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、酸性环境中氧化性强于,OA段铁粉优先和硝酸根反应,对应离子方程式,投入11.2 g铁粉时硝酸根恰好完全消耗,A正确;
B、AB段发生归中反应,无气体生成;待耗尽后,BC段铁粉与氢离子反应,该阶段生成的气体是氢气,B正确;
C、OA段已将全部消耗完毕,C点体系阴离子只有硫酸根,溶质只有,不存在,C错误;
D、C点溶液溶质为,参与反应的铁粉总质量22.4 g,总物质的量,即溶液中;依据电荷守恒,,硫酸根全部来自,溶液体积0.2 L,因此,D正确;
故答案为:C。
【分析】稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐滴滴加铁粉,反应按照氧化性强弱分三个阶段依次进行:OA段酸性条件下优先氧化,生成与,此过程硝酸根完全消耗;AB段铁粉与体系内发生归中反应,只生成,全程无气体产生;BC段溶液中仅剩硫酸电离出的,与铁粉反应释放;到达C点时,、、均完全反应,溶液中仅存在一种溶质。
15.如图为对氨基苯甲酸()的一种合成路线。
已知:①苯环上原有取代基对新引入取代基位置的影响叫作定位效应,烷基为苯环上的邻、对位定位基,羧基为苯环上的间位定位基;②氨基性质和羟基相似。下列说法正确的是
A.反应③为加成反应
B.有机物B、D互为同系物
C.最终产物中含有杂质
D.调换反应②和反应③的先后顺序对最终产物无影响
【答案】C
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A、反应③中转化为,是还原反应,并非加成反应,故A错误;
B、有机物B官能团为甲基、硝基,有机物D官能团为羧基、氨基,二者官能团种类不同,不满足同系物定义,故B错误;
C、甲苯硝化时,甲基为邻对位定位基,会同时生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯,邻硝基甲苯经氧化、还原后生成邻氨基苯甲酸,因此最终产物中会混入该杂质,故C正确;
D、氨基还原性强,可被酸性氧化,若调换②③顺序,先还原硝基得到氨基,氧化甲基时氨基会被破坏,无法得到目标产物,对最终产物有明显影响,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕对氨基苯甲酸合成路线,结合苯环取代定位效应、有机反应类型、同系物判断、官能团性质分析:
定位规则:甲基是邻、对位定位基,甲苯硝化会生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯两种产物;羧基为间位定位基;氨基易被强氧化剂氧化,氧化甲基必须在还原硝基之前。
反应③是还原为,属于还原反应;
同系物要求官能团种类、数目相同,碳骨架相差若干;B含、,D含、,官能团完全不同,不是同系物;
甲苯硝化同时生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯,后续氧化、还原后会生成邻氨基苯甲酸杂质;
氨基易被酸性高锰酸钾氧化,若先还原硝基再氧化甲基,氨基会被破坏,无法得到目标产物。
16.填空
1.甲烷是最简单的有机物。
(1)下列气体的主要成分不是甲烷的是___________(填标号,下同)。
A. 沼气 B. 天然气 C. 煤气 D. 煤层气
(2)甲烷分子中键角为___________。
A. 60° B. 90° C. D. 120°
(3)甲烷与在光照条件下可得________种产物,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是________。
A. B. C. D.
Ⅱ.甲烷作为化工原料可用于生成甲醇。
(4)等质量的甲烷和甲醇耗氧量较多的是________。
(5)实验发现将Na投入甲醇中会出现上下跳动的现象,原因是________。
(6)以纳米级为催化剂,向硫酸酸化的90℃的溶液中通入甲烷,可直接生成甲醇,离子方程式为________。
(7)将煤隔绝空气在1500℃加热1小时可得到甲烷和焦炭,该过程称为________;工业上常利用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率来衡量煤的化学活性,其关键步骤为:将焦炭与反应后的气体,先后通入足量氢氧化钡溶液和足量银氨溶液,均可生成沉淀,则沉淀依次为________和________(填化学式)。
【答案】(1) C
(2) C
(3) 5 D
(4) (或甲烷)
(5) 钠的密度比甲醇大,先下沉;反应生成的氢气附着使其上浮,氢气逸出后又下沉,如此往复
(6)
(7) 煤的干馏 Ag
【知识点】煤的干馏和综合利用;甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)沼气、天然气、煤层气的主要可燃成分都是甲烷;而煤气是水蒸气和炽热煤炭反应制得,主要成分是一氧化碳与氢气,几乎不含甲烷,因此主要成分不是甲烷的选C。
故答案为:C;
(2)甲烷分子中心碳原子采取sp3杂化,分子空间构型为标准正四面体结构,四个C-H键完全等价,相邻两个H-C-H的键角固定为109°28',对应选项C。
故答案为:C;
(3)甲烷和氯气在光照条件下会发生多步连续取代反应,依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,同时每一步都会生成氯化氢,加起来一共有5种产物;反应生成的氯化氢极易溶于饱和食盐水,会使试管内部压强减小,液面明显上升,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳常温下是油状液体附着在试管内壁,符合该现象的装置为D。
故答案为:5;D;
(4)有机物完全燃烧时,同等质量前提下,分子中氢元素质量分数越高,消耗氧气的总量越多;甲烷只含碳、氢,甲醇额外含有氧元素,甲烷的氢元素占比远高于甲醇,因此等质量时甲烷耗氧量更多。
故答案为:(或甲烷);
(5)金属钠的密度大于液态甲醇,钠刚投入甲醇时会直接沉入液面下方;钠能和甲醇缓慢反应生成氢气,大量微小氢气泡会吸附包裹在钠的表面,增大整体浮力,带动钠向上浮到液面;气泡逸散到空气中后,浮力减小,钠又会重新下沉,如此反复,肉眼观察到钠上下跳动。
故答案为: 钠的密度比甲醇大,先下沉;反应生成的氢气附着使其上浮,氢气逸出后又下沉,如此往复 ;
(6)在90℃、纳米催化、硫酸酸化的酸性环境中,甲烷作为还原剂被过二硫酸根氧化生成甲醇,过二硫酸根被还原为硫酸根;根据原子守恒、电荷守恒配平离子方程式,标注反应温度与催化剂条件:
故答案为: ;
(7)将煤炭隔绝空气、高温加热分解,得到甲烷、焦炭、煤焦油、粗氨水等产物的化工工艺,该过程称为煤的干馏;焦炭与二氧化碳高温反应后,混合气体里含有未完全反应的和生成的CO;混合气体先通入足量氢氧化钡溶液,与反应生成碳酸钡白色沉淀;剩余CO通入足量银氨溶液,CO发生银镜反应,析出银单质Ag沉淀。
故答案为:煤的干馏;;
【分析】(1) 本题考查常见燃料的组分区分,熟记四类气体的原料与主要成分,煤气为水煤气,原料是碳和水蒸气,产物不含甲烷,其余三种气体开采自地下,核心成分为甲烷,据此筛选答案。
(2) 本题考查甲烷分子空间结构基础知识点,正四面体构型的特征键角为109°28',区分平面三角形、直线型等结构的键角,直接匹配对应选项。
(3) 考查甲烷氯代反应全部产物,光照取代为连锁分步反应,四种氯代烃外加氯化氢共5种;结合氯化氢水溶性、多氯代甲烷物理状态分析实验现象,匹配液面上升、管壁有油滴的装置。
(4) 本题考查有机物燃烧耗氧规律,等质量物质比较氢元素质量分数,氢含量越高耗氧越多,对比甲烷、甲醇元素组成,判断甲烷耗氧量更大。
(5) 结合密度大小关系、钠与醇的置换反应、浮力变化三个知识点,分步解释钠上浮、下沉交替出现的完整过程。
(6) 先判断氧化剂、还原剂与对应产物,体系为酸性环境,根据得失电子守恒配平离子,补充温度、催化剂条件,完整书写氧化还原离子方程式。
(7) 熟记煤干馏的定义(隔绝空气高温分解);分析混合气组分,二氧化碳与钡盐生成碳酸盐沉淀,一氧化碳还原银氨溶液析出金属银,写出对应沉淀化学式。
17.硫酸锰是一种重要的化工中间体,一种以高硫锰矿(主要成分为和FeS,主要杂质为:、,还含有少量Fe、Al、Cu、Ni等元素的氧化物或硫化物)为原料制取硫酸锰的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)杂质Ca元素位于元素周期表第   周期,第   族。
(2)为提高“酸浸”过程中的效率,可采取的措施为   。
(3)若高硫锰矿不经“焙烧”直接用“酸浸”,会产生的污染物是   (填化学式)。
(4)已知“滤渣2”中含有Fe元素和Al元素,则加入的试剂A可能为   (填化学式),写出“氧化”步骤对应的离子方程式   。
(5)与“滤渣4”主要成分相同的天然矿物的名称是   ,“滤渣3”的主要成分有   (填化学式)。
(6)“碳化结晶”生成的离子方程式为   ,“碳化结晶”需选择合适的温度,原因是   。
【答案】(1)四;ⅡA
(2)适当提高酸浸温度或适当增大硫酸浓度或粉碎原料等
(3)
(4)或;或
(5)萤石;CuS、NiS
(6);温度过高碳酸氢铵分解,温度太低反应速率太慢
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1) Ca元素原子序数为20,核外电子排布为2、8、8、2,电子层数为4,最外层电子数为2,对应元素周期表第四周期第ⅡA族。
故答案为:四;ⅡA;
(2) 提升固液反应酸浸效率,可从增大接触面积、加快粒子运动、提高反应物浓度三个角度处理:将矿石粉碎增大固液接触面积、适当升高反应温度加快离子扩散、适度提高硫酸浓度提升氢离子浓度,均能加快浸出反应速率。
故答案为: 适当提高酸浸温度或适当增大硫酸浓度或粉碎原料等 ;
(3) 矿石中含有FeS硫化物,不经过焙烧直接加硫酸酸浸,硫化亚铁会和硫酸发生复分解反应,生成有毒硫化氢气体,造成大气污染。
故答案为:;
(4) 中和除杂得到含Fe、Al的滤渣,需要先把溶液中氧化为,便于后续调pH沉淀除去;可选不引入新杂质的氧化剂或者;
氧化亚铁离子:;
氧化亚铁离子:。
故答案为:或 ;或 ;
(5) 氟化除杂加入,沉淀为,天然矿物中对应萤石;
硫化除杂加入,溶液中、与硫离子结合生成难溶硫化物,滤渣3主要成分为、。
故答案为: 萤石; CuS、NiS;
(6) 碳化结晶时与发生双水解,生成碳酸锰沉淀、二氧化碳与水,离子方程式: ;
温度控制存在双重影响:温度过高受热易分解,原料损耗;温度过低离子运动缓慢,反应进行速率过低,产率下降,因此需要选择适中温度。
故答案为:;温度过高碳酸氢铵分解,温度太低反应速率太慢;
【分析】高硫锰矿(、,含、及少量Fe、Al、Cu、Ni氧化物/硫化物)先焙烧,再加酸浸,形成滤渣1;酸浸液加或氧化为,投入调pH,、转化氢氧化物滤渣2除去;滤液加,、沉淀为、滤渣3;再加入除,生成滤渣4;锰盐滤液加入碳化结晶析出,经酸溶、浓缩结晶,得到产物。
(1) 依据钙原子核外电子层数判断周期,依靠最外层电子数结合主族划分规则确定主族序数。
(2) 考查影响固液浸出反应速率的外界条件,围绕接触面积、温度、反应物浓度三个核心影响因素作答。
(3) 矿石含金属硫化物,硫化物与强酸反应生成硫化氢有毒气体,结合未焙烧的条件判断污染物。
(4) 先明确氧化步骤目的是将二价铁转化为三价铁,选择无杂质引入的氧化剂;再根据得失电子守恒、电荷守恒书写氧化还原离子方程式。
(5) 由氟化除杂试剂推出滤渣4为氟化钙,匹配对应天然矿物名称;硫化除杂除去铜、镍离子,写出对应难溶硫化物化学式。
(6) 利用碳酸氢根与锰离子双水解规律书写沉淀离子方程式;从碳酸氢铵热不稳定性、低温反应速率慢两个维度解释温度需要严格控制的原因。
(1)Ca为20号元素,位于元素周期表第四周期第IIA族;
(2)酸浸时提高效率,可从增大接触面积、提高反应速率等方面考虑,如适当提高酸浸温度、适当增大硫酸浓度、将矿石粉碎等;
(3)若不经焙烧直接用H2SO4酸浸,矿石中的FeS等硫化物会与酸反应生成有毒气体H2S,造成污染;
(4)①滤液2中含有Fe2+和Al3+,氧化步骤是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续水解沉淀除铁,因此氧化剂A可为MnO2或H2O2;
若用MnO2作氧化剂,离子方程式为:MnO2+ 2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H2O,
若用H2O2作氧化剂,离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O;
(5)①滤渣4与主要成分相同的天然矿物是萤石,主要成分为CaF2;
②加入(NH4)2S后,Cu2+、Ni2+与S2-生成难溶硫化物沉淀,因此滤渣3的主要成分为CuS、NiS;
(6)① “碳化结晶”时,Mn2+与碳酸氢根反应生成MnCO3沉淀,同时放出CO2,离子方程式为:;
② “碳化结晶”需要选择适合温度,是因为温度过高会使碳酸氢铵分解,温度过低反应速率太慢。
18.乳酸正丙酯易溶于乙醚,广泛应用于涂料、化妆品及生物溶剂领域。某小组同学欲通过实验研究乳酸的结构,并制备乳酸正丙酯。
【实验1】研究乳酸的结构
ⅰ.确定分子式。借助相关仪器测得乳酸的分子式为。
ⅱ.确定官能团。乳酸分子的官能团为和,并进行如下实验验证。
序号 待验证官能团 检测试剂 实验现象 实验结论
① ___________ 产生无色气泡 含有
② Cu, ___________ 含有
(1)实验①中,检测试剂为   。
(2)实验②中,铜丝表面的现象为   。
ⅲ.确定结构简式。
(3)实验②的氧化产物只有两种不同化学环境的氢原子,则乳酸的结构简式为   。
【实验2】制备乳酸正丙酯
为实现乳酸正丙酯的绿色制备及反应过程可视化,利用如图装置(部分夹持装置略)进行实验。
ⅰ.将40 g乳酸、24 g正丙醇(标记)和硫酸氢钠固体投入三颈烧瓶中,向小孔冷凝柱中装入变色硅胶,加热至102~105℃,反应回流6 h。
ⅱ.变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
ⅲ.酯化结束后,常压蒸馏至110℃左右,收集到的馏分经处理后循环使用。
ⅳ.减压蒸馏至120℃左右,收集馏分,获得乳酸正丙酯粗品。
相关物质在常温常压下的沸点如下表:
物质 乳酸 正丙醇 乳酸正丙酯
沸点/℃ 227.6 97.2 168
(4)步骤ⅰ:酯化结束后,存在的物质有   种。
(5)步骤ⅱ:变色硅胶吸水,其作用除指示反应进程外,还有   。
(6)步骤ⅲ:收集到的可循环使用的物质主要是   (填名称)。
(7)提纯粗产品的所有操作如下,请排序   (填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相⑤加入干燥剂吸水
(8)步骤(7)中获得精制产品16.0 g,则该实验的产率为   (列出计算式,不用化简)。
【答案】;由红色变为黑色后又变为红色;;2;吸收加热时生成的水,提高乳酸正丙酯的产率;正丙醇;②④⑤③①;
【知识点】有机物中的官能团;羧酸简介;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 检验羧基,利用羧酸酸性比碳酸强,与碳酸氢钠反应释放二氧化碳无色气泡,因此选用试剂。
故答案为:;
(2) 铜丝先在氧气中加热生成黑色,热氧化铜与羟基发生催化氧化,重新被还原为红色铜单质,现象为铜丝由红变黑,冷却接触乳酸后又变回红色。
故答案为:由红色变为黑色后又变为红色;
(3) 乳酸分子式,含、;催化氧化产物只有两种等效氢,说明羟基连在中间碳原子上,结构简式为 。
故答案为:;
(4) 酯化反应遵循酸脱羟基、醇脱氢,标记全部留在正丙醇与生成的乳酸正丙酯中,共2种含的物质。
故答案为:2;
(5) 酯化反应可逆,变色硅胶可吸收反应生成的水,平衡正向移动,推动酯化反应充分进行,提升乳酸正丙酯产率,同时硅胶颜色变化能直观判断反应进度。
故答案为: 吸收加热时生成的水,提高乳酸正丙酯的产率 ;
(6) 表格中正丙醇沸点97.2℃,步骤iii常压蒸馏110℃,该温度下蒸出的物质为未完全反应的正丙醇,可回收循环投入酯化反应。
故答案为:正丙醇;
(7) 粗品提纯流程:先乙醚萃取分液②,重复萃取合并有机相④;有机相加干燥剂吸水⑤;过滤除去固体干燥剂③;最后减压蒸馏提纯酯①,顺序为②④⑤③①。
故答案为:②④⑤③①;
(8) 先计算原料物质的量:乳酸,正丙醇,正丙醇为限量反应物;乳酸正丙酯摩尔质量134 g/mol,理论产量为,实际产量16.0 g,产率算式:。
故答案为:;
【分析】实验分为两大板块,实验 1 先通过试剂检验乳酸分子中的羧基、羟基官能团,再结合氧化产物等效氢条件推导乳酸完整结构简式;实验 2 以乳酸、标记 8O 的正丙醇为原料,硫酸氢钠作催化剂加热回流发生酯化,变色硅胶吸收生成的水推动反应正向进行;反应结束后先常压蒸馏回收未反应的正丙醇循环使用,再减压蒸馏得到粗酯;粗酯经乙醚多次萃取分液、干燥剂干燥、过滤除固体干燥剂、减压蒸馏提纯得到精制乳酸正丙酯,最后以正丙醇为限量原料计算产品产率。
(1) 依托羧基酸性检验原理,羧酸与碳酸氢钠反应生成气泡,区分其他官能团检验试剂,确定碳酸氢钠为检测试剂。
(2) 结合醇的催化氧化实验流程,铜先被氧气氧化成氧化铜,热氧化铜与醇羟基反应还原出单质铜,梳理完整颜色变化现象。
(3) 结合分子式、两种官能团,再根据氧化产物等效氢种类限制碳骨架,确定羟基连接在二号碳上,写出乳酸结构简式。
(4) 依据酯化反应断键规律,醇中氧原子不进入水分子,仅存在于醇与酯两种有机物内,统计含标记氧的物质数目。
(5) 从可逆平衡移动角度分析,硅胶吸水减少生成物水,平衡正向移动,兼顾显色指示反应进度与提高产率双重作用。
(6) 对照各物质沸点数据,110℃低于乳酸、酯的沸点,仅正丙醇在此温度蒸出,判断可循环物质。
(7) 按“萃取除水相→干燥除微量水→过滤除干燥剂→蒸馏提纯”的有机物提纯逻辑,对操作步骤排序。
(8) 先对比两种原料物质的量找出限量反应物,算出理论最大产量,用实际产量除以理论产量得到产率计算式。
19.聚β-羟基丁酸酯(PHB)是一种用途广泛的可降解塑料,其两种降解路线(醇解与热解)如下图所示(部分反应试剂、反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为   ,其官能团的名称为   、   。
(2)若反应①中原子利用率为100%,则反应物x为   (填化学式)。
(3)反应②存在先碱化后酸化的过程,写出用NaOH碱化的化学方程式   。
(4)M是化合物Ⅱ的同分异构体,符合下列条件的M的结构有   种(不考虑立体异构)。
①1 mol M与足量钠反应生成1 mol ②M可与反应生成
③有两个连在同一碳上
(5)一定条件下,以化合物Ⅲ为原料可合成四元环酯,该四元环酯的结构简式为   。
(6)化合物Ⅲ可通过如下路径合成:
已知:
①化合物V中共面的原子最多有   个。
②根据以上信息推测,以下流程图中:有机物M的结构简式为   ,有机物N的结构简式为   。
【答案】(1);碳碳双键;羧基
(2)
(3)
(4)3
(5)
(6)10;;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1) 化合物Ⅰ结构为,清点分子内C、H、O原子数目,分子式是;分子中存在碳碳双键、羧基两种官能团。
故答案为: ; 碳碳双键 ; 羧基 ;
(2) 反应①原子利用率100%,属于加成反应;对比反应物Ⅰ()和产物Ⅲ()的原子组成,产物比反应物多2个H、1个O,因此反应物x为。
故答案为: ;
(3) 化合物Ⅱ是乳酸甲酯,分子内含酯基,与加热发生酯的水解反应,酯键断裂生成乳酸钠与甲醇,化学方程式:
故答案为: ;
(4) 化合物Ⅱ分子式,结合三个限定条件推导:①1 mol M和足量Na生成1 mol ,分子含1个羟基;②能和反应释放,分子含1个羧基;③存在同一个碳原子连接两个;固定骨架后排布剩余基团,符合全部条件的同分异构体共3种, 如图、、;
故答案为:3;
(5) 化合物Ⅲ同时带有羟基、羧基,两分子Ⅲ发生分子间酯化反应脱去两分子水,形成四元环状内酯,环由2个碳原子、2个氧原子构成,结构简式: ;
故答案为: ;
(6) ①根据题干烯烃酸性高锰酸钾氧化断键规则,化合物V( )含有羰基结构,羰基平面内原子可通过单键旋转共面,最多有10个原子处于同一平面;
②环状烯烃在酸性高锰酸钾、加热条件下双键断裂,生成1,4-环己烷二甲酸( ),即有机物M;M和甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,两个羧基全部转化为酯基,得到二甲酯有机物N( )。
故答案为:10; ;
【分析】PHB 塑料有两条降解路径:热解得到不饱和羧酸 Ⅰ,Ⅰ 加水加成生成羟基羧酸 Ⅲ;醇解和甲醇反应生成乳酸甲酯 Ⅱ,Ⅱ 经碱性水解酸化后也得到 Ⅲ。
再以 Ⅲ 为原料推导同分异构体、合成四元环内酯;另外给出烯烃酸性氧化规则,结合反应推导氧化产物 V、二元羧酸 M 和二甲酯 N。
(1) 先写出Ⅰ完整结构简式,逐个统计碳、氢、氧原子得到分子式;观察结构里的不饱和键与含氧基团,识别碳碳双键、羧基两种官能团。
(2) 原子利用率100%对应加成反应,对比反应物Ⅰ和产物Ⅲ的原子数量差,补足缺少的氢、氧原子推出反应物水。
(3) 酯类在强碱加热环境下发生水解,酯键断开,羧基与钠离子结合生成羧酸盐,同时释放甲醇,依据原子守恒配平完整方程式。
(4) 由题干条件锁定分子必须含1个羟基、1个羧基,再固定“同一个碳连两个甲基”的特征骨架,采用定骨架移官能团的方法计数同分异构体。
(5) Ⅲ兼具羟基与羧基,两分子互相发生酯化脱去两分子水,首尾相连形成四元环状内酯,按照碳氧闭环规则书写环状结构。
(6) ①利用题目给出的烯烃氧化断键信息分析V的平面结构,借助碳碳单键可旋转的特点判断最多共面原子数目;
②环烯烃双键完全氧化断裂生成两端带羧基的二元羧酸M,羧酸与甲醇酯化生成二甲酯N。
(1)化合物Ⅰ结构为,分子式为,分子内含碳碳双键、羧基两种官能团;
(2)反应①原子利用率100%,属于加成反应,由原子守恒可得反应物为;
(3)Ⅱ在加热条件下发生酯的水解反应,化学方程式:;
(4)Ⅱ分子式,限定条件:可与反应说明含,有机物与钠生成说明另含1个,两个连在同一个碳原子上,符合条件共3种结构如图、、;
(5)两分子Ⅲ发生酯化反应,生成四元环酯,结构为;
(6)①Ⅴ为,该分子含两处羰基平面结构,羰基及相连碳原子固定共面,碳碳单键可自由旋转。羧基平面可通过旋转能与羰基平面重合,异丙基中心碳在羰基平面,1个甲基有一个碳原子和一个氢原子可转入平面,最多10个原子共平面;
②环二烯烃被酸性高锰酸钾氧化断裂双键生成丁二酸,M与甲醇浓硫酸加热酯化生成。
1 / 1四川成都市树德中学2025-2026学年高一下学期半期考试 化学试题
1.氢燃料公交车、光储充一体化充电站等绿色交通设施逐步投入使用。下列说法错误的是
A.氢能与潮汐能、波浪能均属于清洁能源
B.光储充一体化充电站光伏板的材料为
C.充电桩壳体聚碳酸酯是一种合成高分子材料
D.镧镍合金能吸收大量氢气以缓解储氢难题
2.下列化学用语表述错误的是
A.H、D、T的核外电子排布不同 B.甲醛的分子式:
C.的球棍模型: D.聚乙烯的链节:
3.下列描述不能正确解释所反映事实的是
A.硝酸银溶液存于棕色瓶中,因其受光照易分解
B.油脂产生“哈喇”味,因其发生了加成反应
C.食品中加入苯甲酸,因其可以起到防腐作用
D.乙烯催化氧化制环氧乙烷,因其原子利用率高
4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol石膏中所含的结晶水数目为
B.1 mol苯中所含的双键数目为
C.1 mol硝基()中所含的电子数为
D.1 mol氯乙烷中所含的极性键数目为
5.某有机物结构如图所示。下列对于该有机物说法正确的是
A.分子式为
B.所有原子可能共平面
C.能发生氧化反应,不能发生取代反应
D.1 mol该有机物最多能与5 mol 加成
6.下列化学应用实例与方程式不匹配的是
A.烘焙糕点时以作膨松剂:
B.纯碱熔样致石英坩埚损坏:
C.用重铬酸钾检测酒驾:
D.煤制水煤气:
7.利用下列装置完成相应实验,不能达到实验目的的是
A.分离固体NaCl和 B.验证能与水反应
C.实验室制备乙酸乙酯 D.模拟煤的干馏
8.能满足下列物质直接转化关系,且推理正确的是
A.X可为Fe,可用KSCN检验盐N
B.X可为Na,过程③可用启普发生器
C.X可为S,过程①→③可工业制硫酸
D.X可为,Z可使淀粉碘化钾溶液变蓝
9.下列关于有机物的除杂和鉴别的说法错误的是
A.除去乙烷中的乙烯:通入氢气和乙烯反应
B.除去乙醇中的乙酸:加入氧化钙后蒸馏
C.利用燃烧法鉴别乙烷、乙烯和乙炔
D.利用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)鉴别乙醇、乙醛和乙酸
10.为回收利用含的废液,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,所需的玻璃仪器只有分液漏斗
C.步骤Ⅱ中,反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.该流程中,可以循环利用,提高利用率
11.下列针对相关实验的说法错误的是
选项 实验目的 实验方法或操作
A 检验乙醇被氧气氧化为乙醛 将乙醇蒸气与空气混合通过灼热铜网,得到的气体通入酸性溶液
B 检验淀粉是否完全水解 向淀粉溶液中加入少量硫酸,加热一段时间后,冷却,取少量水解液,再加入少量碘水
C 检验溶液中是否含有 向某溶液中加入适量NaOH浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
D 实现溴水富集 向分液漏斗中先后加入溴水与直馏汽油,充分振荡
A.A B.B C.C D.D
12.含钛高炉渣富含、、MgO、CaO、、等氧化物,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法错误的是
A.“研磨、磁选”时可除去高炉渣中的铁元素
B.“酸浸”“碱浸”均发生氧化还原反应
C.若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,滤渣2的主要成分仍相同
D.若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,理论上氢氧化钠用量增大
13.某化学兴趣小组准备利用下列装置进行的酸性强于HClO的验证实验,所有装置内的溶液均为过量,装置可根据实际需要选择使用,下列相关说法错误的是
A.漂白粉的保存应注意密封、避光、阴凉通风
B.装置A中的浓盐酸可以替换为70%的
C.选用连接顺序ACBEDF能达到实验目的
D.F中出现浑浊现象的原因是的酸性强于HClO
14.取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体,不考虑气体的溶解)。下列说法错误的是
A.OA段发生的反应为:
B.BC段反应产生的气体为
C.C点的溶质为和的混合物
D.原混合溶液中的物质的量浓度为
15.如图为对氨基苯甲酸()的一种合成路线。
已知:①苯环上原有取代基对新引入取代基位置的影响叫作定位效应,烷基为苯环上的邻、对位定位基,羧基为苯环上的间位定位基;②氨基性质和羟基相似。下列说法正确的是
A.反应③为加成反应
B.有机物B、D互为同系物
C.最终产物中含有杂质
D.调换反应②和反应③的先后顺序对最终产物无影响
16.填空
1.甲烷是最简单的有机物。
(1)下列气体的主要成分不是甲烷的是___________(填标号,下同)。
A. 沼气 B. 天然气 C. 煤气 D. 煤层气
(2)甲烷分子中键角为___________。
A. 60° B. 90° C. D. 120°
(3)甲烷与在光照条件下可得________种产物,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是________。
A. B. C. D.
Ⅱ.甲烷作为化工原料可用于生成甲醇。
(4)等质量的甲烷和甲醇耗氧量较多的是________。
(5)实验发现将Na投入甲醇中会出现上下跳动的现象,原因是________。
(6)以纳米级为催化剂,向硫酸酸化的90℃的溶液中通入甲烷,可直接生成甲醇,离子方程式为________。
(7)将煤隔绝空气在1500℃加热1小时可得到甲烷和焦炭,该过程称为________;工业上常利用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率来衡量煤的化学活性,其关键步骤为:将焦炭与反应后的气体,先后通入足量氢氧化钡溶液和足量银氨溶液,均可生成沉淀,则沉淀依次为________和________(填化学式)。
17.硫酸锰是一种重要的化工中间体,一种以高硫锰矿(主要成分为和FeS,主要杂质为:、,还含有少量Fe、Al、Cu、Ni等元素的氧化物或硫化物)为原料制取硫酸锰的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)杂质Ca元素位于元素周期表第   周期,第   族。
(2)为提高“酸浸”过程中的效率,可采取的措施为   。
(3)若高硫锰矿不经“焙烧”直接用“酸浸”,会产生的污染物是   (填化学式)。
(4)已知“滤渣2”中含有Fe元素和Al元素,则加入的试剂A可能为   (填化学式),写出“氧化”步骤对应的离子方程式   。
(5)与“滤渣4”主要成分相同的天然矿物的名称是   ,“滤渣3”的主要成分有   (填化学式)。
(6)“碳化结晶”生成的离子方程式为   ,“碳化结晶”需选择合适的温度,原因是   。
18.乳酸正丙酯易溶于乙醚,广泛应用于涂料、化妆品及生物溶剂领域。某小组同学欲通过实验研究乳酸的结构,并制备乳酸正丙酯。
【实验1】研究乳酸的结构
ⅰ.确定分子式。借助相关仪器测得乳酸的分子式为。
ⅱ.确定官能团。乳酸分子的官能团为和,并进行如下实验验证。
序号 待验证官能团 检测试剂 实验现象 实验结论
① ___________ 产生无色气泡 含有
② Cu, ___________ 含有
(1)实验①中,检测试剂为   。
(2)实验②中,铜丝表面的现象为   。
ⅲ.确定结构简式。
(3)实验②的氧化产物只有两种不同化学环境的氢原子,则乳酸的结构简式为   。
【实验2】制备乳酸正丙酯
为实现乳酸正丙酯的绿色制备及反应过程可视化,利用如图装置(部分夹持装置略)进行实验。
ⅰ.将40 g乳酸、24 g正丙醇(标记)和硫酸氢钠固体投入三颈烧瓶中,向小孔冷凝柱中装入变色硅胶,加热至102~105℃,反应回流6 h。
ⅱ.变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
ⅲ.酯化结束后,常压蒸馏至110℃左右,收集到的馏分经处理后循环使用。
ⅳ.减压蒸馏至120℃左右,收集馏分,获得乳酸正丙酯粗品。
相关物质在常温常压下的沸点如下表:
物质 乳酸 正丙醇 乳酸正丙酯
沸点/℃ 227.6 97.2 168
(4)步骤ⅰ:酯化结束后,存在的物质有   种。
(5)步骤ⅱ:变色硅胶吸水,其作用除指示反应进程外,还有   。
(6)步骤ⅲ:收集到的可循环使用的物质主要是   (填名称)。
(7)提纯粗产品的所有操作如下,请排序   (填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相⑤加入干燥剂吸水
(8)步骤(7)中获得精制产品16.0 g,则该实验的产率为   (列出计算式,不用化简)。
19.聚β-羟基丁酸酯(PHB)是一种用途广泛的可降解塑料,其两种降解路线(醇解与热解)如下图所示(部分反应试剂、反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为   ,其官能团的名称为   、   。
(2)若反应①中原子利用率为100%,则反应物x为   (填化学式)。
(3)反应②存在先碱化后酸化的过程,写出用NaOH碱化的化学方程式   。
(4)M是化合物Ⅱ的同分异构体,符合下列条件的M的结构有   种(不考虑立体异构)。
①1 mol M与足量钠反应生成1 mol ②M可与反应生成
③有两个连在同一碳上
(5)一定条件下,以化合物Ⅲ为原料可合成四元环酯,该四元环酯的结构简式为   。
(6)化合物Ⅲ可通过如下路径合成:
已知:
①化合物V中共面的原子最多有   个。
②根据以上信息推测,以下流程图中:有机物M的结构简式为   ,有机物N的结构简式为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】化学在解决能源危机中的重要作用;硅和二氧化硅;合金及其应用
【解析】【解答】A、氢能燃烧产物只有水,潮汐能、波浪能均来自自然界,使用过程不产生污染物,三者都属于清洁能源,故A正确;
B、光伏板依靠半导体材料实现光电转换,核心材料为晶体Si;是光导纤维的原料,不能用于光伏板,该说法存在事实错误,故B错误;
C、聚碳酸酯属于人工合成的有机高分子聚合物,常用来制作充电桩外壳,具备强度高、绝缘性好的特点,故C正确;
D、镧镍合金是储氢合金,能够大量吸附氢气,可有效缓解氢气储存运输困难的问题,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
清洁能源判断:能源利用全程无废气废渣等污染物排放即为清洁能源;
硅与二氧化硅用途区分:晶体硅用作太阳能电池、半导体芯片,二氧化硅用于光导纤维;
高分子材料分类:聚碳酸酯、塑料、合成橡胶、合成纤维均属于合成高分子材料;
储氢合金功能:镧镍合金等金属合金可吸附大量氢气,作为储氢材料。
2.【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A、H、D、T均为氢元素的同位素,质子数均为1,核外电子数都是1,核外电子排布完全相同,该表述存在错误,故A错误;
B、甲醛结构为,分子内含1个C、2个H、1个O,分子式写为,化学用语正确,故B正确;
C、中心碳原子连接2个H、2个Cl,氯原子半径大于氢原子,球棍模型为: ,故C正确;
D、乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,重复单元为 ,即聚乙烯链节,化学用语正确,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
同位素电子排布:同种元素不同同位素质子数、电子数相等,核外电子排布一致;
有机物分子式书写:统计分子内全部原子种类与数目得到分子式;
球棍模型识别:结合原子半径大小、成键数目判断对应有机物;
烯烃加聚链节判断:乙烯加聚断开碳碳双键,两个碳构成重复链节。
3.【答案】B
【知识点】烯烃;油脂的性质、组成与结构;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、硝酸银见光易发生分解反应,棕色试剂瓶可以阻挡光线,因此硝酸银溶液需保存在棕色瓶中,解释合理,故 A 正确;
B、油脂放置久了产生哈喇味,是油脂中不饱和键被氧气氧化,发生氧化反应,并非加成反应,该解释与事实不符,故 B 错误;
C、苯甲酸能够抑制食品中微生物的生长繁殖,具备防腐效果,常作为食品防腐剂添加,解释合理,故 C 正确;
D、乙烯催化氧化生成环氧乙烷,该反应原子全部转化到目标产物中,原子利用率达到 100%,符合绿色化学理念,解释合理,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
见光易分解药品保存:硝酸银、浓硝酸等试剂需避光储存在棕色瓶;
油脂变质原理:油脂酸败产生异味是氧化反应,不是加成反应;
食品添加剂用途:苯甲酸及其钠盐属于常用酸性食品防腐剂;
绿色化学原子利用率:加成、环氧化类反应若无副产物,原子利用率 100%。
4.【答案】C,D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;有机物中的官能团;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、石膏的化学组成是,每1mol石膏晶体结合2mol水分子作为结晶水,因此1mol石膏中结晶水分子数目为,题干说法与组成不符,故A错误;
B、苯分子内六个碳原子形成均匀的离域大键,不存在单独、固定的碳碳双键,分子中双键数量为0,因此1mol苯不含3mol碳碳双键,故B错误;
C、硝基属于中性基团,不带电荷,氮原子核外有7个电子,每个氧原子核外有8个电子,单个硝基总电子数,则1mol硝基所含电子总数为,故C正确;
D、氯乙烷结构简式为,不同种原子之间形成的共价键属于极性键,分子内包含5根极性键、1根极性键,合计6根极性键,1mol氯乙烷中极性键数目为,故D正确;
故答案为:CD。
【分析】本题解题要点:
结晶水合物计量判断:石膏为二水合硫酸钙,化学式带2个结晶水,需根据化学式计量数判断结晶水物质的量;
苯的特殊化学键:苯不存在典型碳碳双键,六元环为共轭大π键,不能按3个双键计算;
中性基团电子计算方法:硝基不带电,直接累加组成原子的核外电子,无需额外增减电子;
极性共价键区分标准:成键两原子元素种类不同即为极性键,逐一统计分子内所有C-H、C-Cl键得到极性键总数。
5.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;烯烃;取代反应;加成反应
【解析】【解答】A、逐个数出结构中碳原子共11个,结合碳四价规则补齐氢原子,氢原子总数为8,氧原子4个,该有机物分子式应为,选项中氢原子数目书写错误,故A错误;
B、分子内存在甲基,甲基中的碳原子为杂化,空间呈四面体结构,甲基上的氢原子无法与苯环、双键平面共面,因此不可能所有原子共平面,故B错误;
C、分子含有酚羟基、碳碳双键,均可被酸性高锰酸钾氧化,燃烧也属于氧化反应,能发生氧化反应;酚羟基邻对位氢、醛基、酯基、甲基在对应条件下均可发生取代反应,所以该物质既能氧化也能取代,故C错误;
D、1mol苯环消耗3mol ,1mol碳碳双键消耗1mol ,1mol醛基可消耗1mol ;内酯中的羰基不能与氢气加成,合计最多消耗5mol ,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
有机物分子式书写:数清骨架全部碳原子,利用碳四价饱和规律推算氢原子数量,核对氧原子得到准确分子式;
原子共面判断:只要存在饱和碳(甲基、亚甲基等),分子就无法全部原子共平面;
有机反应类型判断:酚、双键、醛基可发生氧化;苯环氢、烷基、酯基、酚羟基均可发生取代;
加成消耗量计算:苯环、碳碳双键、醛基羰基可加氢,酯、羧酸中的羰基不能和加成,分别统计可加成结构求和。
6.【答案】C
【知识点】原料与能源的合理利用;硅和二氧化硅;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水蒸气,大量气体可使糕点蓬松,方程式 与应用匹配,故A正确;
B、石英坩埚主要成分为,高温下二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳,会腐蚀损坏坩埚,方程式 与应用匹配,故B正确;
C、重铬酸钾检测酒驾时,乙醇被氧化为乙醛,并非直接生成,题干方程式产物书写错误,正确反应为: ,故C错误;
D、高温下碳与水蒸气反应生成CO和,该混合气体为水煤气,方程式 与应用匹配,故D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
膨松剂反应原理:碳酸氢铵受热分解产生多种气体,利用气体膨胀使糕点疏松;
高温硅酸盐反应:碱性碳酸盐高温可与酸性氧化物发生复分解反应;
重铬酸钾氧化乙醇:酸性重铬酸钾只能将乙醇氧化为乙醛,无法直接氧化至二氧化碳;
水煤气制备:灼热碳单质与水蒸气高温反应,生成一氧化碳与氢气的混合燃料气。
7.【答案】B
【知识点】煤的干馏和综合利用;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、受热易分解生成和,遇冷水烧瓶底部遇冷又重新化合为,热稳定性强受热不变化,加热后固体混合物中氯化铵升华分离,装置A可分离二者,故A正确;
B、装置B仅能观察到试管内液面上升,只能证明溶于水,无法证明与水发生化学反应,缺少验证生成物(亚硫酸)的步骤,不能达到实验目的,故B错误;
C、乙醇、乙酸在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度,导管不伸入溶液防倒吸,装置C可制备乙酸乙酯,故C正确;
D、隔绝空气加热煤,发生煤的干馏,产物煤焦油密度大于水在下层,上层水溶液,导出可燃气体,装置D可以模拟煤干馏实验,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
与分离思路:利用氯化铵受热分解、遇冷重新化合的升华特性实现固固分离;
与水反应验证思路:液面上升只能证明溶解,要证明化学反应需检验酸性物质生成(如加石蕊变红);
乙酸乙酯制备实验要点:加热酯化、饱和除杂、导管悬空防倒吸;
煤的干馏模拟实验要点:隔绝空气强热,产物分层,下层为重液态煤焦油,同时产生可燃焦炉气。
8.【答案】D
【知识点】氮族元素简介;含硫物质的性质及综合应用;二价铁离子和三价铁离子的检验;钠的氧化物
【解析】【解答】A、若X为,与反应生成铁的氧化物,铁的氧化物不能再和发生二次氧化得到更高价氧化物Z,无法满足“单质→低价氧化物→高价氧化物”连续两步氧化的转化关系,因此X不能为,故A错误;
B、若X为,第一步与生成,无法继续与直接氧化得到第二种氧化物Z,不匹配题干转化流程;同时过程③为氧化物与水反应:,固体粉末易漏、反应放热剧烈,不能使用启普发生器,故B错误;
C、X为时,反应①:,反应②:,反应③:,转化链条理论成立,但工业制备硫酸不能直接用水吸收,会形成硫酸酸雾降低吸收效率,工业采用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫,因此①~③流程不能直接用于工业制硫酸,故C错误;
D、X为时,反应①:,反应②:,Z为,与水反应生成,硝酸可与碱反应得到硝酸盐;具备强氧化性,能够将氧化为,碘单质遇淀粉变蓝,转化关系与物质性质描述均成立,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
连续两步氧化判断:对应单质必须能生成两种价态不同的氧化物,低价氧化物可被进一步氧化;
、排除依据:氧化钠无法二次氧化,铁不存在两种可连续被氧气氧化的氧化物;
工业制硫酸核心细节:禁止用水直接吸收,工业选用浓硫酸吸收,题干流程不符合工业生产实际;
氧化性检验原理:二氧化氮可氧化碘化钾生成碘单质,淀粉遇单质碘显蓝色,可用于定性检验。
9.【答案】A
【知识点】有机物的鉴别;乙酸的化学性质;物质的分离与提纯;有机物(官能团)的检验
【解析】【解答】A、乙烷中混有乙烯,通入氢气与乙烯发生加成反应除去乙烯时,氢气的通入量难以精准控制,氢气不足则乙烯除不尽,氢气过量会引入新杂质,不符合除杂“不引入新杂质”的原则,正确除杂方法应为通入溴水洗气,该操作方案错误,故A错误;
B、向混有乙酸的乙醇中加入,会与乙酸发生反应生成高沸点乙酸钙,同时吸水,降低乙醇与体系的沸点差值,后续蒸馏可以分离出纯净乙醇,除杂方法合理,故B正确;
C、乙烷、乙烯、乙炔三者碳氢比例依次升高,燃烧时现象区分明显:乙烷燃烧火焰淡蓝色、无黑烟;乙烯燃烧火焰明亮、伴有少量黑烟;乙炔燃烧火焰明亮且产生大量浓黑烟,依靠燃烧现象可以完成鉴别,故C正确;
D、新制悬浊液分别与三种物质混合:乙醇不发生反应,无明显变化;乙酸能溶解氢氧化铜,蓝色沉淀消失,得到蓝色溶液;乙醛混合后加热煮沸,生成砖红色沉淀,三种物质现象各不相同,能够鉴别,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
有机物除杂核心原则:除去杂质时不能引入新杂质,试剂用量易控制,操作简便;烯烃除杂不能用氢气加成,优先选用溴水;
乙醇中乙酸除杂思路:碱性氧化物中和乙酸,提高盐的沸点,通过蒸馏分离低沸点乙醇;
燃烧法鉴别烃类原理:烃分子碳含量越高,燃烧黑烟越浓重,可依靠火焰、黑烟差异区分乙烷、乙烯、乙炔;
新制氢氧化铜鉴别醇、醛、羧酸:羧酸溶解沉淀,醛加热生成砖红色沉淀,醇无反应,现象互不干扰。
10.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;常用仪器及其使用;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、步骤Ⅰ加入(或),发生歧化反应生成、进入水层溶液A,层无碘单质,上下两层均变为无色,描述正确,故A正确;
B、步骤Ⅰ为萃取分液操作,除分液漏斗外,还需要烧杯承接两层液体,玻璃仪器包含分液漏斗、烧杯,并非只有分液漏斗,说法存在错误,故B错误;
C、步骤Ⅱ加入酸(试剂X)发生归中反应:,中I元素化合价降低,作氧化剂;中I元素化合价升高,作还原剂,二者物质的量之比为,故C正确;
D、步骤Ⅰ分液分离出纯净,可再次投入废液回收流程循环使用,提高有机溶剂利用率,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
碘单质与碱歧化原理:碱性条件下歧化为碘离子、碘酸根,有机层褪色;
萃取分液仪器:标准分液操作必须配套分液漏斗、烧杯两种玻璃仪器;
碘归中反应电子守恒:碘酸根为氧化剂、碘离子为还原剂,根据化合价升降总数相等确定计量比;
工艺流程循环物质判断:分离得到的四氯化碳无杂质,可重复参与萃取步骤,实现循环利用。
11.【答案】A
【知识点】铵离子检验;分液和萃取;蔗糖与淀粉的性质实验
【解析】【解答】A、乙醇蒸气本身具有还原性,能够直接使酸性溶液褪色,无法区分是乙醇还是反应生成的乙醛还原高锰酸钾,干扰乙醛的检验,该实验操作不能达到实验目的,故A错误;
B、淀粉遇碘单质变蓝,水解液冷却后滴加碘水,若溶液不变蓝说明淀粉完全水解,若变蓝说明还有淀粉剩余,操作可以检验淀粉是否完全水解,故B正确;
C、与浓溶液共热会释放,氨气溶于水显碱性,能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该操作是铵根离子标准检验方法,故C正确;
D、直馏汽油属于液态烷烃混合物,不溶于水,溴单质在汽油中溶解度远大于在水中,振荡后溴单质会转移至有机层,完成溴水富集,故D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
乙醛检验干扰分析:乙醇、乙醛均能被酸性高锰酸钾氧化,乙醇蒸气会干扰产物检验,需先除去乙醇再检验乙醛;
淀粉完全水解检验思路:利用碘与淀粉的特征显色反应,仅检验体系中是否残留淀粉;
铵根离子检验操作要点:必须加浓强碱并加热,依靠碱性气体使湿润红色石蕊试纸变色;
溴水富集萃取原理:直馏汽油不与溴发生反应,且与水互不相溶,可萃取溴单质实现富集。
12.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;物质的分离与提纯;铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A、具有磁性,磁选操作可以分离出含铁氧化物,因此研磨、磁选步骤能够除去高炉渣中的铁元素,故A正确;
B、酸浸时,、、、与稀盐酸发生复分解反应,无化合价变化;碱浸时与发生复分解反应,全程均无电子转移,不存在氧化还原反应,该说法错误,故B错误;
C、原流程酸浸滤渣1为、,碱浸溶解,滤渣2为;若先碱浸,、溶于,滤渣为、、,再酸浸除去、,最终滤渣2依旧是,主要成分不变,故C正确;
D、调换顺序后,原料中的、都会先和反应,消耗更多氢氧化钠,因此氢氧化钠用量会增大,故D正确;
故答案为:B。
【分析】将含钛高炉渣研磨粉碎后磁选,利用的磁性分离除去含铁杂质;剩余矿渣加入稀盐酸酸浸,、、与盐酸反应溶解,、不溶于稀酸,过滤得到滤渣1;向滤渣1中加入溶液碱浸,和强碱反应溶解,不与碱反应,再次过滤得到滤渣2,后续由进一步处理制取金属钛。
13.【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;二氧化硫的性质;性质实验方案的设计;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、漂白粉有效成分为,遇水、会生成,见光易分解,因此保存需要密封、避光、置于阴凉通风处,故A正确;
B、70%浓硫酸酸性强、难挥发,可与亚硫酸钠反应制备,能够替换浓盐酸,避免盐酸挥发带来杂质干扰,故B正确;
C、装置A制,C饱和亚硫酸氢钠除去挥发酸杂质,B碳酸氢钠生成(证明酸性),E酸性高锰酸钾除去剩余,D品红检验除尽,最后F漂白粉溶液,通过与漂白粉反应证明酸性,串联可证明酸性,连接顺序ACBEDF可行,故C正确;
D、通入漂白粉溶液发生氧化还原反应,具有强氧化性,将氧化为,生成白色浑浊,并非强酸制弱酸复分解反应,不能证明酸性强于,该说法错误,故D错误;
故答案为:D。
【分析】装置A中亚硫酸钠与酸反应制取,气体先通入饱和除去酸性挥发杂质;再通入溶液,利用强酸制弱酸生成,证明亚硫酸酸性强于碳酸;混合气体通入酸性完全吸收剩余,品红溶液检验是否除干净;最后将纯净通入漂白粉溶液,证明碳酸酸性强于次氯酸,间接验证酸性大于。
14.【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;铁的化学性质;无机物的推断;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、酸性环境中氧化性强于,OA段铁粉优先和硝酸根反应,对应离子方程式,投入11.2 g铁粉时硝酸根恰好完全消耗,A正确;
B、AB段发生归中反应,无气体生成;待耗尽后,BC段铁粉与氢离子反应,该阶段生成的气体是氢气,B正确;
C、OA段已将全部消耗完毕,C点体系阴离子只有硫酸根,溶质只有,不存在,C错误;
D、C点溶液溶质为,参与反应的铁粉总质量22.4 g,总物质的量,即溶液中;依据电荷守恒,,硫酸根全部来自,溶液体积0.2 L,因此,D正确;
故答案为:C。
【分析】稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐滴滴加铁粉,反应按照氧化性强弱分三个阶段依次进行:OA段酸性条件下优先氧化,生成与,此过程硝酸根完全消耗;AB段铁粉与体系内发生归中反应,只生成,全程无气体产生;BC段溶液中仅剩硫酸电离出的,与铁粉反应释放;到达C点时,、、均完全反应,溶液中仅存在一种溶质。
15.【答案】C
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同系物
【解析】【解答】A、反应③中转化为,是还原反应,并非加成反应,故A错误;
B、有机物B官能团为甲基、硝基,有机物D官能团为羧基、氨基,二者官能团种类不同,不满足同系物定义,故B错误;
C、甲苯硝化时,甲基为邻对位定位基,会同时生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯,邻硝基甲苯经氧化、还原后生成邻氨基苯甲酸,因此最终产物中会混入该杂质,故C正确;
D、氨基还原性强,可被酸性氧化,若调换②③顺序,先还原硝基得到氨基,氧化甲基时氨基会被破坏,无法得到目标产物,对最终产物有明显影响,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕对氨基苯甲酸合成路线,结合苯环取代定位效应、有机反应类型、同系物判断、官能团性质分析:
定位规则:甲基是邻、对位定位基,甲苯硝化会生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯两种产物;羧基为间位定位基;氨基易被强氧化剂氧化,氧化甲基必须在还原硝基之前。
反应③是还原为,属于还原反应;
同系物要求官能团种类、数目相同,碳骨架相差若干;B含、,D含、,官能团完全不同,不是同系物;
甲苯硝化同时生成邻硝基甲苯、对硝基甲苯,后续氧化、还原后会生成邻氨基苯甲酸杂质;
氨基易被酸性高锰酸钾氧化,若先还原硝基再氧化甲基,氨基会被破坏,无法得到目标产物。
16.【答案】(1) C
(2) C
(3) 5 D
(4) (或甲烷)
(5) 钠的密度比甲醇大,先下沉;反应生成的氢气附着使其上浮,氢气逸出后又下沉,如此往复
(6)
(7) 煤的干馏 Ag
【知识点】煤的干馏和综合利用;甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)沼气、天然气、煤层气的主要可燃成分都是甲烷;而煤气是水蒸气和炽热煤炭反应制得,主要成分是一氧化碳与氢气,几乎不含甲烷,因此主要成分不是甲烷的选C。
故答案为:C;
(2)甲烷分子中心碳原子采取sp3杂化,分子空间构型为标准正四面体结构,四个C-H键完全等价,相邻两个H-C-H的键角固定为109°28',对应选项C。
故答案为:C;
(3)甲烷和氯气在光照条件下会发生多步连续取代反应,依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,同时每一步都会生成氯化氢,加起来一共有5种产物;反应生成的氯化氢极易溶于饱和食盐水,会使试管内部压强减小,液面明显上升,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳常温下是油状液体附着在试管内壁,符合该现象的装置为D。
故答案为:5;D;
(4)有机物完全燃烧时,同等质量前提下,分子中氢元素质量分数越高,消耗氧气的总量越多;甲烷只含碳、氢,甲醇额外含有氧元素,甲烷的氢元素占比远高于甲醇,因此等质量时甲烷耗氧量更多。
故答案为:(或甲烷);
(5)金属钠的密度大于液态甲醇,钠刚投入甲醇时会直接沉入液面下方;钠能和甲醇缓慢反应生成氢气,大量微小氢气泡会吸附包裹在钠的表面,增大整体浮力,带动钠向上浮到液面;气泡逸散到空气中后,浮力减小,钠又会重新下沉,如此反复,肉眼观察到钠上下跳动。
故答案为: 钠的密度比甲醇大,先下沉;反应生成的氢气附着使其上浮,氢气逸出后又下沉,如此往复 ;
(6)在90℃、纳米催化、硫酸酸化的酸性环境中,甲烷作为还原剂被过二硫酸根氧化生成甲醇,过二硫酸根被还原为硫酸根;根据原子守恒、电荷守恒配平离子方程式,标注反应温度与催化剂条件:
故答案为: ;
(7)将煤炭隔绝空气、高温加热分解,得到甲烷、焦炭、煤焦油、粗氨水等产物的化工工艺,该过程称为煤的干馏;焦炭与二氧化碳高温反应后,混合气体里含有未完全反应的和生成的CO;混合气体先通入足量氢氧化钡溶液,与反应生成碳酸钡白色沉淀;剩余CO通入足量银氨溶液,CO发生银镜反应,析出银单质Ag沉淀。
故答案为:煤的干馏;;
【分析】(1) 本题考查常见燃料的组分区分,熟记四类气体的原料与主要成分,煤气为水煤气,原料是碳和水蒸气,产物不含甲烷,其余三种气体开采自地下,核心成分为甲烷,据此筛选答案。
(2) 本题考查甲烷分子空间结构基础知识点,正四面体构型的特征键角为109°28',区分平面三角形、直线型等结构的键角,直接匹配对应选项。
(3) 考查甲烷氯代反应全部产物,光照取代为连锁分步反应,四种氯代烃外加氯化氢共5种;结合氯化氢水溶性、多氯代甲烷物理状态分析实验现象,匹配液面上升、管壁有油滴的装置。
(4) 本题考查有机物燃烧耗氧规律,等质量物质比较氢元素质量分数,氢含量越高耗氧越多,对比甲烷、甲醇元素组成,判断甲烷耗氧量更大。
(5) 结合密度大小关系、钠与醇的置换反应、浮力变化三个知识点,分步解释钠上浮、下沉交替出现的完整过程。
(6) 先判断氧化剂、还原剂与对应产物,体系为酸性环境,根据得失电子守恒配平离子,补充温度、催化剂条件,完整书写氧化还原离子方程式。
(7) 熟记煤干馏的定义(隔绝空气高温分解);分析混合气组分,二氧化碳与钡盐生成碳酸盐沉淀,一氧化碳还原银氨溶液析出金属银,写出对应沉淀化学式。
17.【答案】(1)四;ⅡA
(2)适当提高酸浸温度或适当增大硫酸浓度或粉碎原料等
(3)
(4)或;或
(5)萤石;CuS、NiS
(6);温度过高碳酸氢铵分解,温度太低反应速率太慢
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1) Ca元素原子序数为20,核外电子排布为2、8、8、2,电子层数为4,最外层电子数为2,对应元素周期表第四周期第ⅡA族。
故答案为:四;ⅡA;
(2) 提升固液反应酸浸效率,可从增大接触面积、加快粒子运动、提高反应物浓度三个角度处理:将矿石粉碎增大固液接触面积、适当升高反应温度加快离子扩散、适度提高硫酸浓度提升氢离子浓度,均能加快浸出反应速率。
故答案为: 适当提高酸浸温度或适当增大硫酸浓度或粉碎原料等 ;
(3) 矿石中含有FeS硫化物,不经过焙烧直接加硫酸酸浸,硫化亚铁会和硫酸发生复分解反应,生成有毒硫化氢气体,造成大气污染。
故答案为:;
(4) 中和除杂得到含Fe、Al的滤渣,需要先把溶液中氧化为,便于后续调pH沉淀除去;可选不引入新杂质的氧化剂或者;
氧化亚铁离子:;
氧化亚铁离子:。
故答案为:或 ;或 ;
(5) 氟化除杂加入,沉淀为,天然矿物中对应萤石;
硫化除杂加入,溶液中、与硫离子结合生成难溶硫化物,滤渣3主要成分为、。
故答案为: 萤石; CuS、NiS;
(6) 碳化结晶时与发生双水解,生成碳酸锰沉淀、二氧化碳与水,离子方程式: ;
温度控制存在双重影响:温度过高受热易分解,原料损耗;温度过低离子运动缓慢,反应进行速率过低,产率下降,因此需要选择适中温度。
故答案为:;温度过高碳酸氢铵分解,温度太低反应速率太慢;
【分析】高硫锰矿(、,含、及少量Fe、Al、Cu、Ni氧化物/硫化物)先焙烧,再加酸浸,形成滤渣1;酸浸液加或氧化为,投入调pH,、转化氢氧化物滤渣2除去;滤液加,、沉淀为、滤渣3;再加入除,生成滤渣4;锰盐滤液加入碳化结晶析出,经酸溶、浓缩结晶,得到产物。
(1) 依据钙原子核外电子层数判断周期,依靠最外层电子数结合主族划分规则确定主族序数。
(2) 考查影响固液浸出反应速率的外界条件,围绕接触面积、温度、反应物浓度三个核心影响因素作答。
(3) 矿石含金属硫化物,硫化物与强酸反应生成硫化氢有毒气体,结合未焙烧的条件判断污染物。
(4) 先明确氧化步骤目的是将二价铁转化为三价铁,选择无杂质引入的氧化剂;再根据得失电子守恒、电荷守恒书写氧化还原离子方程式。
(5) 由氟化除杂试剂推出滤渣4为氟化钙,匹配对应天然矿物名称;硫化除杂除去铜、镍离子,写出对应难溶硫化物化学式。
(6) 利用碳酸氢根与锰离子双水解规律书写沉淀离子方程式;从碳酸氢铵热不稳定性、低温反应速率慢两个维度解释温度需要严格控制的原因。
(1)Ca为20号元素,位于元素周期表第四周期第IIA族;
(2)酸浸时提高效率,可从增大接触面积、提高反应速率等方面考虑,如适当提高酸浸温度、适当增大硫酸浓度、将矿石粉碎等;
(3)若不经焙烧直接用H2SO4酸浸,矿石中的FeS等硫化物会与酸反应生成有毒气体H2S,造成污染;
(4)①滤液2中含有Fe2+和Al3+,氧化步骤是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续水解沉淀除铁,因此氧化剂A可为MnO2或H2O2;
若用MnO2作氧化剂,离子方程式为:MnO2+ 2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H2O,
若用H2O2作氧化剂,离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O;
(5)①滤渣4与主要成分相同的天然矿物是萤石,主要成分为CaF2;
②加入(NH4)2S后,Cu2+、Ni2+与S2-生成难溶硫化物沉淀,因此滤渣3的主要成分为CuS、NiS;
(6)① “碳化结晶”时,Mn2+与碳酸氢根反应生成MnCO3沉淀,同时放出CO2,离子方程式为:;
② “碳化结晶”需要选择适合温度,是因为温度过高会使碳酸氢铵分解,温度过低反应速率太慢。
18.【答案】;由红色变为黑色后又变为红色;;2;吸收加热时生成的水,提高乳酸正丙酯的产率;正丙醇;②④⑤③①;
【知识点】有机物中的官能团;羧酸简介;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 检验羧基,利用羧酸酸性比碳酸强,与碳酸氢钠反应释放二氧化碳无色气泡,因此选用试剂。
故答案为:;
(2) 铜丝先在氧气中加热生成黑色,热氧化铜与羟基发生催化氧化,重新被还原为红色铜单质,现象为铜丝由红变黑,冷却接触乳酸后又变回红色。
故答案为:由红色变为黑色后又变为红色;
(3) 乳酸分子式,含、;催化氧化产物只有两种等效氢,说明羟基连在中间碳原子上,结构简式为 。
故答案为:;
(4) 酯化反应遵循酸脱羟基、醇脱氢,标记全部留在正丙醇与生成的乳酸正丙酯中,共2种含的物质。
故答案为:2;
(5) 酯化反应可逆,变色硅胶可吸收反应生成的水,平衡正向移动,推动酯化反应充分进行,提升乳酸正丙酯产率,同时硅胶颜色变化能直观判断反应进度。
故答案为: 吸收加热时生成的水,提高乳酸正丙酯的产率 ;
(6) 表格中正丙醇沸点97.2℃,步骤iii常压蒸馏110℃,该温度下蒸出的物质为未完全反应的正丙醇,可回收循环投入酯化反应。
故答案为:正丙醇;
(7) 粗品提纯流程:先乙醚萃取分液②,重复萃取合并有机相④;有机相加干燥剂吸水⑤;过滤除去固体干燥剂③;最后减压蒸馏提纯酯①,顺序为②④⑤③①。
故答案为:②④⑤③①;
(8) 先计算原料物质的量:乳酸,正丙醇,正丙醇为限量反应物;乳酸正丙酯摩尔质量134 g/mol,理论产量为,实际产量16.0 g,产率算式:。
故答案为:;
【分析】实验分为两大板块,实验 1 先通过试剂检验乳酸分子中的羧基、羟基官能团,再结合氧化产物等效氢条件推导乳酸完整结构简式;实验 2 以乳酸、标记 8O 的正丙醇为原料,硫酸氢钠作催化剂加热回流发生酯化,变色硅胶吸收生成的水推动反应正向进行;反应结束后先常压蒸馏回收未反应的正丙醇循环使用,再减压蒸馏得到粗酯;粗酯经乙醚多次萃取分液、干燥剂干燥、过滤除固体干燥剂、减压蒸馏提纯得到精制乳酸正丙酯,最后以正丙醇为限量原料计算产品产率。
(1) 依托羧基酸性检验原理,羧酸与碳酸氢钠反应生成气泡,区分其他官能团检验试剂,确定碳酸氢钠为检测试剂。
(2) 结合醇的催化氧化实验流程,铜先被氧气氧化成氧化铜,热氧化铜与醇羟基反应还原出单质铜,梳理完整颜色变化现象。
(3) 结合分子式、两种官能团,再根据氧化产物等效氢种类限制碳骨架,确定羟基连接在二号碳上,写出乳酸结构简式。
(4) 依据酯化反应断键规律,醇中氧原子不进入水分子,仅存在于醇与酯两种有机物内,统计含标记氧的物质数目。
(5) 从可逆平衡移动角度分析,硅胶吸水减少生成物水,平衡正向移动,兼顾显色指示反应进度与提高产率双重作用。
(6) 对照各物质沸点数据,110℃低于乳酸、酯的沸点,仅正丙醇在此温度蒸出,判断可循环物质。
(7) 按“萃取除水相→干燥除微量水→过滤除干燥剂→蒸馏提纯”的有机物提纯逻辑,对操作步骤排序。
(8) 先对比两种原料物质的量找出限量反应物,算出理论最大产量,用实际产量除以理论产量得到产率计算式。
19.【答案】(1);碳碳双键;羧基
(2)
(3)
(4)3
(5)
(6)10;;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1) 化合物Ⅰ结构为,清点分子内C、H、O原子数目,分子式是;分子中存在碳碳双键、羧基两种官能团。
故答案为: ; 碳碳双键 ; 羧基 ;
(2) 反应①原子利用率100%,属于加成反应;对比反应物Ⅰ()和产物Ⅲ()的原子组成,产物比反应物多2个H、1个O,因此反应物x为。
故答案为: ;
(3) 化合物Ⅱ是乳酸甲酯,分子内含酯基,与加热发生酯的水解反应,酯键断裂生成乳酸钠与甲醇,化学方程式:
故答案为: ;
(4) 化合物Ⅱ分子式,结合三个限定条件推导:①1 mol M和足量Na生成1 mol ,分子含1个羟基;②能和反应释放,分子含1个羧基;③存在同一个碳原子连接两个;固定骨架后排布剩余基团,符合全部条件的同分异构体共3种, 如图、、;
故答案为:3;
(5) 化合物Ⅲ同时带有羟基、羧基,两分子Ⅲ发生分子间酯化反应脱去两分子水,形成四元环状内酯,环由2个碳原子、2个氧原子构成,结构简式: ;
故答案为: ;
(6) ①根据题干烯烃酸性高锰酸钾氧化断键规则,化合物V( )含有羰基结构,羰基平面内原子可通过单键旋转共面,最多有10个原子处于同一平面;
②环状烯烃在酸性高锰酸钾、加热条件下双键断裂,生成1,4-环己烷二甲酸( ),即有机物M;M和甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,两个羧基全部转化为酯基,得到二甲酯有机物N( )。
故答案为:10; ;
【分析】PHB 塑料有两条降解路径:热解得到不饱和羧酸 Ⅰ,Ⅰ 加水加成生成羟基羧酸 Ⅲ;醇解和甲醇反应生成乳酸甲酯 Ⅱ,Ⅱ 经碱性水解酸化后也得到 Ⅲ。
再以 Ⅲ 为原料推导同分异构体、合成四元环内酯;另外给出烯烃酸性氧化规则,结合反应推导氧化产物 V、二元羧酸 M 和二甲酯 N。
(1) 先写出Ⅰ完整结构简式,逐个统计碳、氢、氧原子得到分子式;观察结构里的不饱和键与含氧基团,识别碳碳双键、羧基两种官能团。
(2) 原子利用率100%对应加成反应,对比反应物Ⅰ和产物Ⅲ的原子数量差,补足缺少的氢、氧原子推出反应物水。
(3) 酯类在强碱加热环境下发生水解,酯键断开,羧基与钠离子结合生成羧酸盐,同时释放甲醇,依据原子守恒配平完整方程式。
(4) 由题干条件锁定分子必须含1个羟基、1个羧基,再固定“同一个碳连两个甲基”的特征骨架,采用定骨架移官能团的方法计数同分异构体。
(5) Ⅲ兼具羟基与羧基,两分子互相发生酯化脱去两分子水,首尾相连形成四元环状内酯,按照碳氧闭环规则书写环状结构。
(6) ①利用题目给出的烯烃氧化断键信息分析V的平面结构,借助碳碳单键可旋转的特点判断最多共面原子数目;
②环烯烃双键完全氧化断裂生成两端带羧基的二元羧酸M,羧酸与甲醇酯化生成二甲酯N。
(1)化合物Ⅰ结构为,分子式为,分子内含碳碳双键、羧基两种官能团;
(2)反应①原子利用率100%,属于加成反应,由原子守恒可得反应物为;
(3)Ⅱ在加热条件下发生酯的水解反应,化学方程式:;
(4)Ⅱ分子式,限定条件:可与反应说明含,有机物与钠生成说明另含1个,两个连在同一个碳原子上,符合条件共3种结构如图、、;
(5)两分子Ⅲ发生酯化反应,生成四元环酯,结构为;
(6)①Ⅴ为,该分子含两处羰基平面结构,羰基及相连碳原子固定共面,碳碳单键可自由旋转。羧基平面可通过旋转能与羰基平面重合,异丙基中心碳在羰基平面,1个甲基有一个碳原子和一个氢原子可转入平面,最多10个原子共平面;
②环二烯烃被酸性高锰酸钾氧化断裂双键生成丁二酸,M与甲醇浓硫酸加热酯化生成。
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