预测卷01-冲刺高考化学大题突破+限时集训(浙江专用)
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(满分:52分 建议用时:55分钟)
17.(10分) 硒—钴—镧(La)三元整流剂在导电玻璃中应用广泛,且三种元素形成的单质及其化合物均有重要的应用。请回答下列问题:
(1)钴位于元素周期表中___(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区,与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数的元素为_________ (填元素符号)。
(2)“依布硒”是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式如图1所示。“依布硒”中碳原子的杂化类型为_________,元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序____________。
(3)硒的某种氧化物为链状聚合结构(如图2所示),该氧化物的化学式为___。SeO3的立体构型为____________。
(4)二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理可用图表示。已知光的波长与键能成反比,则图中实现光响应的波长:λ1____________(填“>”、“<”或“=”)λ2。
(5)[Co(15—冠—5)(H2O2)2+](“15一冠—5”是指冠醚的环上原子总数为15,其中O原子数为5)是一种配位离子,该配位离子的结构示意图如图3,该配位离子中含有的σ键数目为____________。全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图4所示,其化学式为____________。
【答案】(1) d(1分) V、As(1分)
(2) sp2(1分) N>O>Se(1 分)
(3) SeO2(1分) 平面三角形(1分)
(4) <(1分)
(5) 46(1 分) Cr2CoAl(2分)
【解析】(1)基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,位于元素周期表中d区,与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数(3个)的元素为V、As。(2)分子中不饱和碳原子以及苯环上的碳原子的杂化类型均为sp2,非金属性越强,第一电离能一般越大,氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为N>O>Se。(3)根据结构图可判断与Se结合的氧原子个数1+2×=2,所以该氧化物的化学式为SeO2。SeO3中中心原子的价层电子对数是3,且不含有孤对电子,其立体构型为平面三角形。(4)由于Se的原子半径比S的原子半径大,Se-Se键的键能比S-S键的键能小,断裂Se-Se键所需要的最低能量小,对应的光波的波长较长,所以图中实现光响应的波长:λ1<λ2。(5)单键都是σ键,氧原子和钴离子形成配位键,分子中还含有碳氢键、碳氧键、氢氧键,则该配位离子中含有的σ键数目为15+2×10+2×2+7=46。顶点粒子占,面上粒子占,棱上粒子占,内部粒子为整个晶胞所有,所以一个晶胞中含有Cr的数目为:8×+6×+4×1=8,一个晶胞中含有Co的数目:12×+1×1=4,一个晶胞中含有Al的数目为:4×1=4,所以晶体化学式为Cr2CoAl。
18.(10分)化合物X(Mr<300g·mol-1)由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验:
已知:混合溶液A由相对分子质量相差32的甲、乙两种溶质组成;X、甲和乙所含元素完全相同。
请回答:
(1)淡黄色沉淀B的化学式是_______,溶液E中所含溶质是_______(用化学式表示)。
(2)写出气体C生成白色沉淀D的离子方程式_______。
(3)写出X与KOH溶液反应的化学方程式_______。
(4)实验室常用_______(填写试剂名称)检验气体C的存在,请写出检验的过程_______。
【答案】(1) S(1分) KCl、HCl (2分)
(2) BaCl2+ SO2+H2O2= BaSO4↓+2H+(2分)
(3) 2K2S3O6+6KOH=4K2SO3+ K2S2O3+3H2O(2分)
(4)品红溶液(1分) 将一定量气体C通入品红溶液中,红色褪去,加热后又出现红色,则气体C为SO2(2分)
【解析】根据实验探究流程,化合物X和KOH溶液反应得到溶液A,向混合溶液A中加入过量盐酸,生成淡黄色沉淀,则B为S单质,生成的S单质的物质的量为,气体C和H2O2、BaCl2溶液反应生成沉淀,该沉淀为BaSO4,则气体C为SO2,生成BaSO4沉淀的物质的量为,则生成SO2的物质的量为0.05mol,溶液E的焰色反应是紫色,则溶液E中含有K+,则溶液E的溶质为KCl和HCl,混合溶液A由相对分子质量相差32的甲、乙两种溶质组成,X、甲和乙所含元素完全相同,X、甲、乙中含有K、S、O元素,则甲、乙为K2SO3、K2S2O3,溶液A和盐酸反应生成的S和SO2的物质的量之比为1:5,则物质X和KOH反应生成K2S2O3的物质的量为0.01mol,K2SO3的物质的量为0.04mol,消耗KOH的物质的量为0.06mol,根据反应消耗各物质的物质的量得到nX+6KOH=4K2SO3+K2SO3+3H2O,因为化合物X的Mr<300g·mol-1,所以X为K2S3O6,n=2。(1)淡黄色沉淀为S单质;溶液E中所含溶质是KCl、HCl;(2)SO2和H2O2、BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,离子方程式为BaCl2+ SO2+H2O2= BaSO4↓+2H+;(3) K2S3O6与KOH溶液反应的化学方程式为2K2S3O6+6KOH=4K2SO3+ K2S2O3+3H2O;(4)SO2具有漂白性,故实验室常用品红溶液检验SO2的存在,检验方法为:将一定量气体C通入品红溶液中,红色褪去,加热后又出现红色,则气体C为SO2。
19.(10分)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g),若只发生反应:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1,测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时,只考虑改变一个条件)。
(1)①CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g),说明该反应自发进行的原因:____________________。
②反应在10min时的平衡常数K=__________ (列出数学计算式,不必算出结果)。
(2)第6min时改变的条件是__。
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图像____________________。
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1,反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,其原因是____________________。
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰,为了回收CO2有人设计了图3流程,体现了“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式:____________________。
【答案】(1)该反应△H>0,△S>0,高温自发(2分) (2分)
(2)升高温度(1分)
(3) (2分)
(4)t时刻后,CO2的浓度较高,副反应的活化能低,反应速率快,CO2与CH4反应转化更多的CH3COOH,所以CO2的产率比乙酸低(2分)
(5)CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑(1分)
【解析】(1)①由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知,△H>0,且该反应是一个气体体积增大的反应,△S>0,该反应自发进行必须满足△H-T△S<0,所以需要高温;②由题中图示可知,起始是c(CH4)起=1.8 mol·L-1,c(H2O)起=3.6mol·L-1,10min时平衡状态,各浓度为c(CH4)平=0.7mol·L-1,c(H2O)平=1.4 mol·L-1,X为1.1 mol·L-1,则CH4变化了1.1 mol·L-1,H2O变化了2.2 mol·L-1,由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)可得,X为CO2,生成了1.1 mol·L-1,H2生成了4.4mol·L-1,平衡常数K==;(2)由题中图像可知,0~4min,CH4由1.8 mol·L-1到1.3 mol·L-1,变化了0.5 mol·L-1,6~9min,CH4由1.3 mol·L-1到0.7 mol·L-1,变化了0.6 mol·L-1,所以第6min~9min时的反应速率比0~4min时的大,且平衡向正反应方向移动,说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量,再根据第9min平衡时甲烷浓度为0.7 mol·L-1,水蒸气浓度为1.4 mol·L-1,说明甲烷消耗1.1mol,水蒸气消耗2.2mol,所以不可能为增加水蒸气的量,因此改变的条件只可能为升高温度;(3)由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知,升高温度,平衡正向移动,X为CO2的变化浓度,所以CO2的浓度增大,到9min时达到新的平衡,CO2的浓度为1.1 mol·L-1,图像为; (4)由题中信息可知,反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ·mol-1,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,是因为t时刻后,CO2的浓度较高,副反应的活化能低,反应速率快,CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH,所以CO2的产率比乙酸低;(5)由题中图示信息可知,整个流程,体现了“绿色化学”思想,即原子的利用率百分之百,所以步骤Ⅲ是CH3COONa与碱石灰中NaOH反应,生成CH4和Na2CO3,其化学方程式为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑。
20.(10分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)仪器C的名称是___________。
(2)对下列实验操作进行排序:检查装置气密性并加入WO3;先通入氮气;一段时间后,加热管式炉,改通H2→___________。
①以干燥的接收装置替换E;
②在B处加装盛有碱石灰的干燥管;
③再次通入氮气;
④停止通H2;
⑤冷却;
⑥加热,通Cl2(所有步骤均选用且不重复)
(3)操作③再次通入氮气的目的是___________。
(4)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;
②开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;
③再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为___________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
④滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过IO3-离子交换柱发生反应:WO42-+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO3-;交换结束后,向所得含IO3-的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:___________。(写出该离子反应方程式)。反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL。则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为___________(其中第③题中样品质量以m g代入计算结果)。
⑤称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)牛角管或尾接管(1分) (2)⑤④①②③⑥(2分)
(3)排尽装置中的氢气,避免氢气和氯气在加热条件下发生反应(1分)
(4)m3+m1-2m2(2分) IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O(1分) (2分) 不变(1分)
【解析】分析实验装置可知,检查装置气密性并加入WO3,先通N2,排除装置中的空气,再通入氢气,发生还原反应生成钨单质,为防止逸出氢气对环境造成影响,应在B后侧放置燃烧的酒精灯用于除去氢气,之后改通氯气,加热条件下发生反应:W+3Cl2WCl6,结合提示可知,产物极易水解,故将E改为干燥管,目的是吸收空气中的水蒸气,防止产品水解,碱石灰呈碱性,也可以用于吸收多余的氯气。(1)根据装置图中仪器B的结构可知其名称是牛角管或尾接管;(2)对下列实验操作进行排序:检查装置气密性并加入WO3;先通入氮气;一段时间后,加热管式炉,改通H2,在加热时发生反应:WO3+3H2W+3H2O,当该反应完全后,⑤冷却;④停止通H2;①以干燥的接收装置替换E;②在B处加装盛有碱石灰的干燥管;③再次通入氮气;⑥加热,通Cl2(所有步骤均选用且不重复),此时发生反应:W+3Cl2WCl6,就制取得到六氯化钨(WCl6),故合理操作顺序为:⑤④①②③⑥;(3)操作③再次通入氮气的目的是排尽装置中的氢气,避免氢气和氯气在加热条件下发生反应;(4)①根据分析,称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1 g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1分钟,盖紧称重m2 g,则挥发出的CS2的质量为(m1-m2)g,再开盖加入待测样品并计时1分钟,又挥发出(m1-m2)g的CS2,盖紧称重为m3 g,则样品质量为m(样品)=m3 g+2(m1-m2)g-m1 g=(m1+m3-2m2)g;②滴定时发生反应:WO42-+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO3-;交换结束后,向所得含IO3-的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,依据反应可得关系式:WO42-~2IO3-~6I2~12S2O32-,故样品中n(WCl6)=n(WO42-)=n(S2O32-)=cV×10-3 mol,m(WCl6)=cV×10-3 mol×Mg/mol=,故样品中WCl6的质量分数为:;若将样品质量用m表示,则 样品中WCl6的质量分数为;称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,挥发的CS2的质量增大,导致m3偏小,而WCl6的质量不变,故滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将不变。
21.(12分)吉非替尼(I)是一种抗癌药物,其合成路线如下:
已知:
I.R-CHOR-CN
II. R-CN R-CH2-NH2
III. +HO-R
(1)下列说法正确的是___________。
A.1molB最多可以和5molH2加成
B.D生成E的反应属于还原反应
C.1molF生成G的过程中有2molH2O生成
D.H中含有手性碳原子
(2)已知G中含有“C=O”,请写出G的键线式:___________;
(3)请写出B生成C的反应方程式:___________;
(4)写出有机物A满足下列条件的同分异构体:___________;
①可以使FeCl3显色;②不能发生银镜反应;③核磁共振氢谱中有5个峰;
④仅有苯环一个环状结构,且苯环上的一氯代物有两种;
(5)以和为原料合成,无机试剂以及已知信息中作为反应条件的试剂任选,请写出合成路线:___________。
【答案】(1)ABC(2分) (2) (2分)
(3)→+HCl(2分)
(4) (3分)
(5) (3分)
【解析】根据已知信息A发生取代反应生成B的结构简式为,B和发生取代反应生成C,依据I的结构简式可判断C的结构简式为,根据D的分子式可知C发生硝化反应生成D为,D发生还原反应生成E为,E发生已知信息的反应生成F为,已知G中含有“C=O”,则依据G的分子式可知G的结构简式为,G和SOCl2发生反应生成H为,H发生取代反应生成I。(1)A项,B的结构简式为,-CN为碳氮三键能与氢气按1:2加成、苯环能与氢气发生加成反应,1molB最多可以和5mol加成,说法正确,A选;B项,D为,E为, D生成E的反应属于还原反应,说法正确,B选;C项,F为, G的结构简式为,F与甲酸反应生成肽键、生成C=N时各生成1molH2O,1molF生成G的过程中有2molH2O生成,说法正确,C选;D项,所连四个不同基团的饱和碳原子为手性碳原子,H中没有手性碳原子,说法不正确,D不选;故选ABC。(2)G分子式为C16H21O4N3,已知G中含有“C=O”,结合分析可知G的键线式:。(3)B的结构简式为,B和发生取代反应生成C, C的结构简式为,B生成C的反应方程式为:→+HCl。(4)A的分子式为C8H8O3,不饱和度为5,A的同分异构体满足下列条件:①可以使FeCl3显色,则含有酚羟基;②不能发生银镜反应、则无醛基、不含甲酸酯基;③核磁共振氢谱中有5个峰、分子内有5种氢原子;④仅有苯环一个环状结构,且苯环上的一氯代物有两种、则苯环上有2种氢原子;当苯环上有2个不同取代基时,处于对位,存在的同分异构体为 和,当苯环上有3个取代基时,其中有2个取代基相同且处于对称位置,存在的同分异构体为和 ;(5)以和为原料合成,可利用已知信息迁移,先发生酰胺中的氨基和醇羟基取代反应,再在NaBH4作用下反应、最后把羟基转变为醚键,具体为:1,2-二溴乙烷,先在氢氧化钠溶液、加热下水解生成乙二醇,在KOH作用下发生信息反应得到、与乙二醇在DMF下发生反应信息反应3生成,在NaBH4下发生信息反应得到,在浓硫酸、加热下的2个羟基之间生成醚键,则合成路线图为:。
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