高中化学试题

[化学—选修5：有机化学基础]

白藜芦醇（化合物I）具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。

回答下列问题：

（1）A中的官能团名称为_____。

（2）B的结构简式为_____。

（3）由C生成D的反应类型为_____。

（4）由E生成F的化学方程式为_____。

（5）已知G可以发生银镜反应，G的化学名称为_____。

（6）选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象_____。

（7）I的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_____种（不考虑立体异构）。

①含有手性碳（连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳）；

②含有两个苯环；

③含有两个酚羟基；

④可发生银镜反应。

[化学—选修3：物质结构与性质]

ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。

（2） $\mathit{Ca}{C}_2$俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____（填标号）。

a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键

（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是_____，硅原子的杂化轨道类型为_____。

（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：_____。

（5）结晶型 $\mathit{PbS}$可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中 $\mathit{Pb}$的配位数为_____。设 $N_A$为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为_____ $g\cdot c{m}^{-3}$（列出计算式）。

甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯 $\left(C_3{H}_6\right)$的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：

（1）已知如下热化学方程式：

$C{H}_4\left(g\right)+B{r}_2\left(g\right)=C{H}_3\mathit{Br}\left(g\right)+\mathit{HBr}\left(g\right)$ $\Delta H_1=-29\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$

$3C{H}_3+\mathit{Br}\left(g\right)=C_3{H}_6\left(g\right)+3\mathit{HBr}\left(g\right)$ $\Delta H_2=+20\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$

计算反应 $3C{H}_4\left(g\right)+3B{r}_2\left(g\right)=C_3{H}_6\left(g\right)+6\mathit{HBr}\left(g\right)$的 $\mathit{\Delta H}=$_____ $\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$。

（2） $C{H}_4$与 $B{r}_2$反应生成 $C{H}_3\mathit{Br}$，部分 $C{H}_3\mathit{Br}$会进一步溴化。将 $8\mathit{mmolC}{H}_4$和 $8\mathit{mmolB}{r}_2$。通入密闭容器，平衡时， $n\left(C{H}_4\right)$、 $n\left(C{H}_3\mathit{Br}\right)$与温度的关系见下图（假设反应后的含碳物质只有 $C{H}_4$、 $C{H}_3\mathit{Br}$和 $C{H}_{2}B{r}_2$）。

（i）图中 $C{H}_3\mathit{Br}$的曲线是_____（填“a”或“b”）。

（ii） $560°C$时， $C{H}_4$的转化 $\alpha =$_____， $n\left(\mathit{HBr}\right)=$_____ $\mathit{mmol}$。

（iii） $560°C$时，反应 $C{H}_3\mathit{Br}\left(g\right)+B{r}_2\left(g\right)=C{H}_{2}B{r}_2\left(g\right)+\mathit{HBr}\left(g\right)$的平衡常数 $K=$_____。

（3）少量 $I_2$可提高生成 $C{H}_3\mathit{Br}$的选择性。 $500°C$时，分别在有 $I_2$和无 $I_2$的条件下，将 $8\mathit{mmolC}{H}_4$和 $8\mathit{mmolB}{r}_2$，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量（n）随时间（t）的变化关系见下图。

（i）在 $11~19s$之间，有 $I_2$和无 $I_2$时 $C{H}_3\mathit{Br}$的生成速率之比 $\frac{v\left(有I_2\right)}{v\left(无I_2\right)}=$_____。

（ii）从图中找出 $I_2$提高了 $C{H}_3\mathit{Br}$选择性的证据：_____。

（ⅲ）研究表明， $I_2$参与反应的可能机理如下：

① $I_2\left(g\right)=\cdot I\left(g\right)+\cdot I\left(g\right)$

② $\cdot I\left(g\right)+C{H}_{2}B{r}_2\left(g\right)=\mathit{IBr}\left(g\right)+\cdot C{H}_2\mathit{Br}\left(g\right)$

③ $\cdot C{H}_2\mathit{Br}\left(g\right)+\mathit{HBr}\left(g\right)=C{H}_3\mathit{Br}\left(g\right)+\cdot \mathit{Br}\left(g\right)$

④ $\cdot \mathit{Br}\left(g\right)+C{H}_4\left(g\right)=\mathit{HBr}\left(g\right)+\cdot C{H}_3\left(g\right)$

⑤ $\cdot C{H}_3\left(g\right)+\mathit{IBr}\left(g\right)=C{H}_3\mathit{Br}\left(g\right)+\cdot I\left(g\right)$

⑥ $\cdot I\left(g\right)+\cdot I\left(g\right)=I_2\left(g\right)$

根据上述机理，分析 $I_2$提高 $C{H}_3\mathit{Br}$选择性的原因：_____。

$\mathit{CO}{\left(N{H}_2\right)}_2\cdot H_2{O}_2$（俗称过氧化脲）是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：

$\mathit{CO}{\left(N{H}_2\right)}_2+H_2{O}_2=\mathit{CO}{\left(N{H}_2\right)}_2\cdot H_2{O}_2$

（一）过氧化脲的合成

烧杯中分别加入 $25\mathit{mL}30\%H_2{O}_2\left(\rho =1.11g\cdot c{m}^{-3}\right)$、 $40\mathit{mL}$蒸馏水和 $12.0g$尿素，搅拌溶解。 $30°C$下反应 $40\min$，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体 $9.4g$。

（二）过氧化脲性质检测

I．过氧化脲溶液用稀 $H_{2}S{O}_4$酸化后，滴加 $\mathit{KMn}{O}_4$溶液，紫红色消失。

Ⅱ．过氧化脲溶液用稀 $H_{2}S{O}_4$酸化后，加入 $\mathit{KI}$溶液和四氯化碳，振荡，静置。

（三）产品纯度测定

溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成 $100\mathit{mL}$溶液。

滴定分析：量取 $25.00\mathit{mL}$过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀 $H_{2}S{O}_4$，用准确浓度的 $\mathit{KMn}{O}_4$溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。

回答下列问题：

（1）过滤中使用到的玻璃仪器有_____（写出两种即可）。

（2）过氧化脲的产率为_____。

（3）性质检测Ⅱ中的现象为_____。性质检则I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是_____。

（4）下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是_____，定容后还需要的操作为_____。

（5）“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是_____（填标号）。

A．	$\mathit{KMn}{O}_4$溶液置于酸式滴定管中
B．	用量筒量取 $25.00\mathit{mL}$过氧化脲溶液
C．	滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D．	锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度

（6）以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____（填标号）。

A．	容量瓶中液面超过刻度线
B．	滴定管水洗后未用 $\mathit{KMn}{O}_4$溶液润洗
C．	摇动锥形瓶时 $\mathit{KMn}{O}_4$溶液滴到锥形瓶外
D．	滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失

钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的 $+2$价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。

注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于 ${10}^{-5}\mathit{mol}\cdot L-1$，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。

已知：① $K_{\mathit{sp}}\left(\mathit{CuS}\right)=6.3\times {10}^{-36},K_{\mathit{sp}}\left(\mathit{ZnS}\right)=2.5\times {10}^{-22},K_{\mathit{sp}}\left(\mathit{CoS}\right)=4.0\times {10}^{-21}$。

②以氢氧化物形式沉淀时， $\lg \left[c\left(M\right)/\left(\mathit{mol}\cdot L^{-1}\right)\right]$和溶液 $\mathit{pH}$的关系如图所示。

回答下列问题：

（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_____。

（2）“酸浸”步骤中， $\mathit{CoO}$发生反应的化学方程式是_____。

（3）假设“沉铜”后得到的滤液中 $c\left(Z{n}^{2+}\right)$和 $c\left(C{o}^{2+}\right)$均为 $0.10\mathit{mol}\cdot L^{-1}$，向其中加入 $N{a}_{2}S$至 $Z{n}^{2+}$沉淀完全，此时溶液中 $c\left(C{o}^{2+}\right)$=_____ $\mathit{mol}\cdot L^{-1}$，据此判断能否实现 $Z{n}^{2+}$和 $C{o}^{2+}$的完全分离_____（填“能”或“不能”）。

（4）“沉锰”步骤中，生成 $1.0\mathit{molMn}{O}_2$，产生 $H^{+}$的物质的量为_____。

（5）“沉淀”步骤中，用 $\mathit{NaOH}$调 $\mathit{pH}=4$，分离出的滤渣是_____。

（6）“沉钴”步骤中，控制溶液 $\mathit{pH}=5.0~5.5$，加入适量的 $\mathit{NaClO}$氧化 $C{o}^{2+}$，其反应的离子方程式为_____。

（7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。

将 $0.10\mathit{mmolA}{g}_2\mathit{Cr}{O}_4$配制成 $1.0\mathit{mL}$悬浊液，向其中滴加 $0.10\mathit{mol}\cdot L^{-1}$的 $\mathit{NaCl}$溶液。 $\lg \left[C_m/\left(\mathit{mol}\cdot L^{-1}\right)\right]$（ $M$代表 $A{g}^{+}$、 $C{l}^{-}$或 $\mathit{Cr}{O}_4^{2-}$）随加入 $\mathit{NaCl}$溶液体积（ $V$）的变化关系如图所示。

下列叙述正确的是（ ）

A．	交点a处： $c\left(N{a}^{+}\right)=2c\left(C{l}^{-}\right)$
B．	$\frac{K_{\mathit{sp}}\left(\mathit{AgCl}\right)}{K_{\mathit{sp}}\left(A{g}_2\mathit{Cr}{O}_4\right)}={10}^{-2.21}$
C．	$V\le 2.0\mathit{mL}$时， $\frac{c\left(\mathit{Cr}{O}_4^{2-}\right)}{c\left(C{l}^{-}\right)}$不变
D．	$y_1=-7.82$， $y_2=-\lg 34$

科学家使用 $\delta -\mathit{Mn}{O}_2$研制了一种 $\mathit{Mn}{O}_2-\mathit{Zn}$可充电电池（如图所示）。电池工作一段时间后， $\mathit{Mn}{O}_2$电极上检测到 $\mathit{MnOOH}$和少量 $\mathit{ZnM}{n}_2{O}_4$。下列叙述正确的是（ ）

A．	充电时， $Z{n}^{2+}$向阳极方向迁移
B．	充电时，会发生反应 $\mathit{Zn}+2\mathit{Mn}{O}_2=\mathit{ZnM}{n}_2{O}_4$
C．	放电时，正极反应有 $\mathit{Mn}{O}_2+H_{2}O+e^{-}=\mathit{MnOOH}+O{H}^{-}$
D．	放电时， $\mathit{Zn}$电极质量减少 $0.65g$， $\mathit{Mn}{O}_2$电极生成了 $0.020\mathit{molMnOOH}$

W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于 $Y^{-}$的核外电子数，化合物 $W^{+}{\left[Z{Y}_6\right]}^{-}$可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是（ ）

A．	X和Z属于同一主族
B．	非属性： $X>Y>Z$
C．	气态氢化物的稳定性： $Z>Y$
D．	原子半径： $Y>X>W$

四瓶无色溶液 $N{H}_{4}N{O}_3$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $\mathit{Ba}{\left(\mathit{OH}\right)}_2$、 $\mathit{AlC}{l}_3$，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是（ ）

A．	a呈弱碱性
B．	f可溶于过量的b中
C．	c中通入过量的e可得到无色溶液
D．	b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸

我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸（ $\mathit{PLA}$）高分子材料的方法，其转化路线如下所示。

下列叙述错误的是（ ）

A．	$\mathit{PLA}$在碱性条件下可发生降解反应
B．	$\mathit{MP}$的化学名称是丙酸甲酯
C．	$\mathit{MP}$的同分异构体中含羧基的有 $3$种
D．	$\mathit{MMA}$可加聚生成高分子

下列过程对应的离子方程式正确的是（ ）

A．	用氢氟酸刻蚀玻璃： $\mathit{Si}{O}_3^{2-}+4F^{-}+6H^{+}=\mathit{Si}{F}_4\uparrow +3H_{2}O$
B．	用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板： $2F{e}^{3+}+3\mathit{Cu}=3C{u}^{2+}+2\mathit{Fe}$
C．	用硫代硫酸钠溶液脱氯： $S_2{O}_3^{2-}+2C{l}_2+3H_{2}O=2S{O}_3^{2-}+4C{l}^{-}+6H^{+}$
D．	用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙： $\mathit{CaS}{O}_4+C{O}_3^{2-}=\mathit{CaC}{O}_3+S{O}_4^{2-}$

人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是（ ）

A．	木材与煤均含有碳元素	B．	石油裂化可生产汽油
C．	燃料电池将热能转化为电能	D．	太阳能光解水可制氢

空气中 $C{O}_2$含量的控制和 $C{O}_2$资源利用具有重要意义。

（1）燃煤烟气中 $C{O}_2$的捕集可通过如图所示的物质转化实现。

“吸收”后所得的 $KHC{O}_3$溶液与石灰乳反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；载人航天器内，常用 $LiOH$固体而很少用 $KOH$固体吸收空气中的 $C{O}_2$，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）合成尿素 $[CO（N{H}_2{）}_2]$是利用 $C{O}_2$的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现

反应Ⅰ： $2N{H}_3（g）+C{O}_2（g）═N{H}_{2}COON{H}_4（l）$

反应Ⅱ： $N{H}_{2}COON{H}_4（l）═CO（N{H}_2{）}_2（l）+H_{2}O（l）$

①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数（ $K$）与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的 $\Delta H$＿＿＿＿＿（填“ $＝0$”或“ $＞0$”或“ $＜0$”）。

②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[ $（N{H}_{2}CO{）}_{2}NH$]和尿素转化为氰酸铵（ $N{H}_{4}OCN$）等副反应。尿素生产中实际投入 $N{H}_3$和 $C{O}_2$的物质的量之比为 $n（N{H}_3）：n（C{O}_2）＝4：1$，其实际投料比值远大于理论值的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）催化电解吸收 $C{O}_2$的 $KOH$溶液可将 $C{O}_2$转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（ $FE\%$）随电解电压的变化如图乙所示。

$FE\%＝\frac{Q_X\left(\mathrm{生成还原产物所需要的电量}\right)}{Q_{总}\left(\mathrm{电解过程中通过的总电量}\right)}\times 100\%$

其中， $Q_X＝nF$， $n$表示电解生成还原产物 $X$所转移电子的物质的量， $F$表示法拉第常数。

①当电解电压为 $U_{1}V$时，电解过程中含碳还原产物的 $FE\%$为 $0$，阴极主要还原产物为＿＿＿＿＿（填化学式）。

②当电解电压为 $U_{2}V$时，阴极由 $HC{O_3}^{-}$生成 $C{H}_4$的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③当电解电压为 $U_{3}V$时，电解生成的 $C_2{H}_4$和 $HCO{O}^{﹣}$的物质的量之比为＿＿＿＿＿（写出计算过程）。

实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 $MgS{O}_4•H_{2}O$，其实验过程可表示为

（1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 $S{O}_2$气体，生成 $MgS{O}_3$，反应为 $Mg（OH{）}_2+H_{2}S{O}_3═MgS{O}_3+2H_{2}O$，其平衡常数 $K$与 $K_{sp}[Mg（OH{）}_2]、K_{sp}（MgS{O}_3）、K_{a1}（H_{2}S{O}_3）、K_{a2}（H_{2}S{O}_3）$的代数关系式为 $K＝$＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收 $S{O}_2$效率的有＿＿＿＿＿（填序号）。

A．	水浴加热氧化镁浆料
B．	加快搅拌速率
C．	降低通入 $S{O}_2$气体的速率
D．	通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 $S{O}_2$

（2）在催化剂作用下 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化为 $MgS{O}_4$。已知 $MgS{O}_3$的溶解度为 $0.57g（20℃）$， $O_2$氧化溶液中 $S{O_3}^{2-}$的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化的速率随 $pH$的变化如题图甲所示。在 $pH＝6～8$范围内，pH增大，浆料中 $MgS{O}_3$的氧化速率增大，其主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液充分反应。 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液的加料方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；补充完整制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体的实验方案：向含有少量 $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$的 $MgS{O}_4$溶液中，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（已知： $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$在 $pH\ge 5$时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从 $MgS{O}_4$饱和溶液中结晶出 $MgS{O}_4•7H_{2}O$， $MgS{O}_4•7H_{2}O$在 $150～170℃$下干燥得到 $MgS{O}_4•H_{2}O$，实验中需要使用 $MgO$粉末）

化合物 $I$是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如图：

（1）化合物A的酸性比环己醇的＿＿＿＿＿（填“强”或“弱”或“无差别”）。

（2）B的分子式为 $C_2{H}_{3}OCl$，可由乙酸与 $SOC{l}_2$反应合成，B的结构简式为＿＿＿＿＿。

（3）A→C中加入 $（C_2{H}_5{）}_{3}N$是为了结构反应中产生的＿＿＿＿＿（填化学式）。

（4）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：＿＿＿＿＿。碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使 $2\%$酸性 $KMn{O}_4$溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有 $1$个峰。

（5）G的分子式为 $C_8{H}_{8}B{r}_2$，F→H的反应类型为＿＿＿＿＿。

（6）写出以、和 $C{H}_2＝C{H}_2$为原料制备的合成路线流程图（须用 $NBS$和 $AlBN$，无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。