上海市敬业中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题（原卷版+解析版）

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考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写班级、姓名、考号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有 1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不给分，有2个正确选项的，漏选1个给一半分，错选不给分；未特别标注的试题，每小题只有Ⅰ个正确选项。
相对原子质量： H-1 O-16 Na-23 Cl-35.5
一、烷烃的性质
1. 某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应，实验装置如下图所示：
（1）实验过程中可观察到的现象有_______。
A. 试管内液面上升，最终充满试管
B. 试管内气体颜色逐渐变深
C. 试管内壁出现油状液滴
D. 试管内液体变为红色
（2）用饱和食盐水而不用水的原因是_______。
（3）请写出实验中反应生成一氯甲烷的化学方程式：_______。
【答案】（1）CD （2）降低Cl2在水中的溶解度，抑制氯气和水的反应
（3）CH4+Cl2CH3Cl+HCl
【解析】
【小问1详解】
A．甲烷和氯气发生取代反应的产物中含有难溶于水的气体一氯甲烷，所以液体不能充满试管，故A错误；
B．氯气和甲烷发生取代反应，氯气的量减少，所以试管内气体颜色逐渐变浅，故B错误；
C．甲烷和氯气发生取代反应，产物中有难溶于水的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳液体，试管内壁出现油状液滴，故C正确；
D．氯气和甲烷发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，氯化氢溶于水使溶液显酸性，滴有石蕊的食盐水显红色，故D正确；
故答案为：CD；
【小问2详解】
氯气在饱和食盐水的溶解度小，用饱和食盐水而不用水的原因降低Cl2在水中的溶解度，并抑制氯气和水的反应；
【小问3详解】
氯气和甲烷发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl。
2. 若某链状烷烃的相对分子质量为72，该烷烃的分子式为_______。
【答案】C5H12
【解析】
【详解】烷烃的通式为CnH2n+2，某链状烷烃的相对分子质量为72，则14n+2=72，n=5，该烷烃的分子式为C5H12。
3. 有机物C2H6O、C2H5Cl、CH3CH=CH2、C4H10中，与甲烷互为同系物的是_______。
【答案】C4H10
【解析】
【详解】C4H10与甲烷都属于烷烃，结构相似，分子组成相差3个CH2，C4H10与甲烷互为同系物。
4. 下列物质的沸点，按由高到低的顺序排列是：_______。
① ② ③十一烷 ④
【答案】④>③>①>②
【解析】
【详解】属于碘代烷烃，沸点最高，①、②、③都是烷烃，碳原子数③>①>②，沸点③>①>②；沸点从高到低排序为：④>③>①>②；
5. 在C8H18的同分异构体中，一氯代物种数最少的是_____(用结构简式表示)，该物质的系统命名为____。
【答案】 ①. ②. 2,2,3,3-四甲基丁烷
【解析】
【详解】在C8H18的同分异构体中，一氯代物种数最少的也就是等效氢种数最少的，结构简式为，只有一种等效氢，主链上4个碳原子，从左边编号，2号位和3号位各有2个甲基，系统名称为：2,2,3,3-四甲基丁烷。
二、电化学的应用
电化学反应在实际生活生产中十分常见，如金属的腐蚀及防护，利用电化学合成物质、处理废水等等。
6. 按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示。t1~t2之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，其正极反应式为_______。
【答案】 ①. 吸氧 ②. O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】
【详解】按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示，根据图示信息可知，t1~t2之间锥形瓶中的O2的体积分数和容器的压强均减小，说明该阶段主要发生吸氧腐蚀，钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：吸氧；O2+2H2O+4e-=4OH-。
7. 金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe 作阳极置于一定浓度的H2SO4 溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该过程中阳极的电极反应_______。
【答案】3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【解析】
【详解】将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，该阳极上Fe失电子和水反应生成Fe3O4、H+，电极反应式为3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。
8. 氯碱工业能耗大，通过如图的结构可大幅度降低能耗。
（1）离子交换膜应选择_______离子交换膜 (填“正”或“负”)。
（2）反应的总化学方程式为_______。
（3）当电路中通过0.2ml电子时， 右侧溶液质量_____(填“增加”或“减少”) _______g。
【答案】（1）正 （2）
（3） ①. 增加 ②. 6.2
【解析】
【小问1详解】
①A电极上氯离子放电生成氯气，剩余钠离子，B电极上O2得电子和水反应生成OH-，钠离子和氢氧根离子构成NaOH溶液，钠离子从左侧通过交换膜进入右侧，应该是正离子交换膜；
【小问2详解】
A电极上氯离子放电生成氯气，B电极上O2得电子生成OH-，钠离子和氢氧根离子构成NaOH溶液，总反应方程式为；
【小问3详解】
当电路中通过0.2ml电子时，钠离子通过离子交换膜进入右侧溶液中，1个电子带1个单位负电荷、1个钠离子带1个单位正电荷，所以进入右侧溶液的钠离子的物质的量为0.2ml,根据转移电子守恒知，消耗n(O2)==0.05ml，右侧溶液质量增加的质量为钠离子和氧气的质量，为0.2ml×23g/ml+0.05ml×32g/ml=6.2g。
三、石油化工及其产品
9. 门捷列夫很早就认识到石油作为精细化工品原料的重要性， 曾指出：“石油不是燃料。要是把石油当燃料来烧，还不如直接在灶膛里烧钞票”。原油经过加工，可以生产出丰富多样的化工产品。
（1）石油分馏可得到直馏汽油，重油裂化可以得到裂化汽油，区分直馏汽油和裂化汽油可采用的方法是_______。
下图是以石油为原料制备某些化工产品的部分流程。
（2）反应②的化学方程式为_______。
（3）B分子式为C3H5Cl，且分子中无甲基，则B的结构简式为_______，反应④化学方程式为_______。
【答案】（1）加入溴水或酸性高锰酸钾，褪色的是裂化汽油；
（2）nCH2=CHCl
（3） ①. CH2=CH-CH2Cl ②. CH2=CH-CH2Cl+Br2→CH2BrCHBrCH2Cl
【解析】
【分析】由流程可知，反应①为乙炔与氯化氢的加成反应，生成A为CH2=CHCl,反应②为A发生加聚反应生成聚氯乙烯，根据反应④的产物结构，反应③为丙烯中甲基上H的取代反应，B分子中无甲基，所以B为CH2=CH-CH2Cl,反应④为CH2=CH-CH2Cl与溴发生加成反应，以此来解答；
【小问1详解】
直馏汽油主要成分为烷烃等，裂化汽油含烯烃，可通过溴水或酸性高锰酸钾区分直馏汽油和裂化汽油，褪色是裂化汽油，故答案为：加入溴水或酸性高锰酸钾，褪色的是裂化汽油；
【小问2详解】
反应②为氯乙烯的加聚反应，反应的化学方程式为nCH2=CHCl ；
【小问3详解】
根据上面的分析可知，B为CH2=CH-CH2Cl；反应④中3-氯-1-丙烯与溴水发生加成反应，其反应的化学方程式是CH2=CH-CH2Cl+Br2→CH2BrCHBrCH2Cl。
10. 丙烯二聚体CH2=CHCH2CH(CH3)2 是合成“人工肺” (ECMO)设备膜丝的重要原料，下列关于丙烯二聚体说法正确的是
A. 加聚产物能使溴水褪色
B. 与互为同分异构体
C. 与足量氢气完全加成，所得产物的一氯代物有5种
D. 完全燃烧时耗氧量与等质量的丙烯不同
【答案】C
【解析】
【详解】A．丙烯二聚体只有1个碳碳双键，加聚产物不含不饱和键，则加聚产物不能使溴水褪色，故A错误；
B．丙烯二聚体为链状单烯烃，为环烯，二者不饱和度不同，分子式不同，不互为同分异构体，故B错误；
C．催化加氢生成CH3CH2CH2CH (CH3)2，含5种H，则一氯代物有5种，故C正确；
D．丙烯二聚体与丙烯中C、H的质量分数均相同，则完全燃烧与等质量丙烯耗氧量相同，故D错误。
答案选C。
11. 乙炔是最简单的炔烃，由乙炔可以制取苯。由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃。已知分子式为C₆H₆的结构有多种，其中的两种结构简式为：
Ⅰ．Ⅱ．
（1）定性方面(即化学性质方面)：物质能_______，而I不能。
A. 被酸性高锰酸钾溶液氧化
B. 与溴水发生加成反应
C 与溴发生取代反应
D. 与氢气发生加成反应
（2）定量方面 (消耗反应物的量的方面)：与足量H2加成时，结构与结构消耗氢气的物质的量之比为______。
【答案】（1）AB （2）3:2
【解析】
【小问1详解】
物质Ⅰ所含碳碳键，是一种介于C-C单键与C=C双键之间的一种特殊键，不能被被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能与溴水发生加成反应，物质Ⅱ含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，能与溴水发生加成反应。两种物质都能与溴发生取代反应，都能与氢气发生加成反应。综上所述，AB符合题意，答案为AB；
【小问2详解】
Ⅰ结构为苯，1ml能与3ml氢气发生加成反应，Ⅱ结构中分子中含有2个C=C双键，所以1ml能与2ml氢气发生加成反应，则与足量H2加成时，结构Ⅰ与结构Ⅱ消耗氢气的物质的量之比为3:2，故答案为：3:2。
四、以苯乙烯为原料的化工生产
12. 苯乙烯(A)是一种重要化工原料。以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品，如图所示。
（1）A 中所含官能团的名称是_______，A→B的反应类型是_______。
（2）在溴水、溴的四氯化碳溶液中分别加入过量的A，观察到的现象是_______。
（3）D→E的副产物是NaBr， 生成1mlE至少需要_______g NaOH。
（4）已知—C=C=C—的结构不稳定，写出D与足量的NaOH发生消去反应时的化学方程式_______。
（5）已知与四个互不相同原子或原子团相连的碳原子被称为“手性碳原子”。C中有_______个“手性碳原子” 。
（6）F的同分异构体中，含六元环的结构有___种 (不包括立体异构体和F本身)。
【答案】（1） ① 碳碳双键 ②. 加成反应
（2）在溴水中加入过量的A，溴水褪色，溶液分层，有机层在下层；在溴的四氯化碳溶液中加入过量的A，溶液褪色但是不分层
（3）120 （4）+3NaOH+3NaBr+3H2O
（5）1 （6）4
【解析】
【分析】A到F发生的是加成反应，A与Br2发生加成反应生成B，B与液溴在催化剂条件下反应生成C，为取代反应；C与氢气加成得到D，D发生水解反应生成E。
【小问1详解】
由A的结构简式，可知含有的官能团是碳碳双键，A→B的反应类型是加成反应；
【小问2详解】
水的密度比四氯化碳小；A中含有碳碳双键，与溴发生加成反应，产物难溶于水且密度比水大，易溶于四氯化碳；在溴水中加入过量的A，溴水褪色，溶液分层，有机层在下层；在溴的四氯化碳溶液中加入过量的A，溶液褪色但是不分层；
小问3详解】
D→E是卤代烃发生的水解反应，1ml D中含有3ml Br原子，水解消耗3ml的NaOH，质量为120g；
【小问4详解】
D与足量的NaOH发生消去反应时的化学方程式为：+3NaOH+3NaBr+3H2O；
【小问5详解】
与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子叫手性碳原子，则C中有1个手性碳原子；
【小问6详解】
F的同分异构体中，含六元环的结构有，共4种。
13. 在一定条件下，可以发生反应：
（1）写出由1，3-丁二烯合成 的化学方程式：_______。
（2）具有良好性能的工程塑ABS（）可由苯乙烯与其他物质聚合得到。写出除苯乙烯外的另两种单体的结构简式：_______、_______。
【答案】（1）2
（2） ①. CH2=CHCN ②. CH2=CH-CH=CH2
【解析】
【小问1详解】
由已知反应原理可知，由1，3-丁二烯合成 的化学方程式为：2。
【小问2详解】
凡链节主链只有碳原子并存在碳碳双键的高聚物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”，画线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换。由ABS的结构简式可知，其单体的结构简式为：、CH2=CHCN、CH2=CH-CH=CH2。
五、一种重要的有机弱酸——柠檬酸
14. 柠檬酸是一种重要的工业原料，化学式可表示为 属于三元弱酸。 25℃时，柠檬酸的电离常数分别为：
（1）25℃时， 不同pH范围内， 和 所占的比例 (该微粒浓度与四种微粒浓度之和的比值)如下图所示，则其中代表 的曲线是_______。
（2）25℃时，0.1ml·L-1下列溶液中微粒的浓度关系正确的是_______。
A. Na3Cit溶液中，
B. Na3Cit溶液中，
C. NaH2Cit溶液中，
D. Na2HCit溶液中，
（3）已知25℃时，碳酸的电离常数为：向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液，请写出反应的化学方程式_______。
【答案】（1）Z （2）BC
（3）
【解析】
【小问1详解】
随着溶液pH增大，柠檬酸H3Cit被碱中和依次生成H2Cit-、HCit2-和Cit3-，H3Cit所占比例减小，H2Cit-逐渐增大，达到最大后又逐渐减小，同时HCit2-逐渐增大，达到最大值，又减小，同时Cit3-，逐渐增大，X为H3Cit,Y为H2Cit-，Z为HCit2-，M为Cit3-，答案为Z；
【小问2详解】
A．根据电荷守恒，Na3Cit溶液中，[Na+]+[H+]=[OH-]+[H2Cit-]+2[HCit2-]+3[Cit3-]，故A错误；
B．Na3Cit溶液显碱性，溶液中[OH-]＞[H+]，故B正确；
C．NaH2Cit溶液中存在物料守恒，[Na+]=[H3Cit]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-]，故C正确；
D．由图像可知，Na2HCit溶液显酸性，[OH-]＜[H+]，故D错误；
故答案为：BC；
【小问3详解】
已知25℃时，碳酸的电离常数为：Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11，柠檬酸的电离常数如下：Ka1=7.4×10-4、Ka2=1.7×10-5、Ka3=4.0×10-7，酸性强弱为：H3Cit＞H2Cit-＞H2CO3＞HCit2-＞，向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液，反应的化学方程式为：NaH2Cit+NaHCO3=CO2↑+H2O+Na2HCit。
15. 柠檬酸亚铁是一种高效补铁剂。利用硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3及少量CaO、Al2O3)制备柠檬酸亚铁的工艺流程如图。
已知常温下：

；

（1）滤渣1为_______。(填化学式)
（2）“沉铝”过程中，为了使铝充分沉淀的同时减少铁的损失，需要精确控制氨水的加入量。已知溶液中 认为已经沉淀完全。请计算：Al3+恰好沉淀完全时，溶液中=_______(写出计算过程，结果保留2位有效数字)计算过程：_______。
（3）“沉铁”过程需控制温度在35℃以下，可能原因是_______。
（4）“合成”过程中，需加入少量的抗氧化剂，下列试剂合适的是_______。
A. FeSO4B. FeC. CuD. H2O2
【答案】（1）CaSO4
（2） ①. ②. Al3+恰好沉淀完全时， 故
（3）防止 NH4HCO3受热分解, 降低产率 (合理即可) （4）B
【解析】
【分析】向硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3及少量CaO、Al2O3)中加入硫酸酸浸会生成硫酸铁、硫酸钙、硫酸铝和水，硫酸钙微溶于水，过滤得滤渣1为硫酸钙，加入铁粉后，铁粉将铁离子还原为亚铁离子，过滤得滤渣2为铁粉，加入氨水调节pH使铝离子沉淀完全，加入NH4HCO3使亚铁离子沉淀完全，再加入柠檬酸合成得柠檬酸亚铁，据此分析。
【小问1详解】
由分析知，滤渣1为CaSO4；
【小问2详解】
Ksp[Al(OH)3]=[Al3+]×[OH-]3=1.3×10-33，已知溶液中[Al3+]≤10-5ml•L-1，认为已经沉淀完全，Al3+恰好沉淀时，溶液中[OH-]==ml/L5.1×10-10ml/L；
【小问3详解】
“沉铁”过程需控制温度在35℃以下，可能原因是：防止NH4HCO3受热易分解，降低产率；
【小问4详解】
“合成”过程中，加入柠檬酸与亚铁离子生成柠檬酸亚铁，亚铁离子易被氧化为铁离子，需加入少量的抗氧化剂Fe,可以防止亚铁离子被氧化，且不引入新的杂质，故答案为：B。