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2023年高考化学考前信息必刷卷05
全国乙卷地区专用
情境是联系问题和考查内容之间的载体,同时也隐含着某些解答问题的必要条件,能引起考生思考。立足化学科学特点,注重选取新材料、新药物、新催化技术等真实情境,呈现生产生活中的实际问题,这些试题情境充分体现了化学的时代性和应用性,使考生切切实实地感受到了“有用的化学”,解决实际问题还需进一步深化对信息获取加工、逻辑推理、归纳论证思维等关键能力,有利于提升对学科核心素养考查的有效性,进一步提高人才选拔质量。
近五年高考中选考题考查内容变化不大,几乎未变,试题强调以真实情境作为测试的载体,通过创设科学合理的问题情境,考查考生获到信息和应用信息的能力,进而考查考生在实际情境中分析、解决问题的能力,试题情境的创设紧密联系学生学习、生活实际,体现科学、技术、社会和环境发展的成果。
“物质结构与性质”试题以选考题的形式出现,分值为15分,纵观近年全国卷此题,各小题之间相对独立,主要考查“原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律;分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型、等电子体的分析与判断);晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、晶体中的粒子位置坐标、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)”这些考点。如下列的第35题等。
“有机合成与推断”试题以选考题的形式出现,分值为15分,该题仍将以新药品、新物质、新材料的合成路线为载体,考查的热点涉及:(1)某些物质的结构简式或名称;(2)反应类型或反应条件;(3)重要转化的有机化学方程式书写;(4)分子式的确定;(5)同分异构体书写与数目确定;(6)特定条件的有机物合成路线的设计等。如下列的第36题等。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ga-70 A s -75 Br-80 Ce-104 I-127 Ag-108 Ba-137 Pt-195
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
7.2022年12月,中国航天员乘组完成首次在轨交接,中国航天员“天宫”会师创造历史。下列说法不正确的是( )
A.运载火箭的燃料偏二甲肼(C2H8N2)在反应中作还原剂
B.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是SiO2,制造光纤也与SiO2有关
C.天和核心舱的霍尔发动机燃料Xe原子核中含77个中子
D.航天员的耳机使用的双层蛋白质皮革属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】A项,火箭升空过程中,燃料发生反应:C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4H2O提供能量,偏二甲肼中碳元素化合价从-1价升高到+4价,氮元素从-3价升高到0价,做还原剂,A正确;B项,太阳能电池帆板的主要成分是硅单质,B不正确; C项,原子核中含131-54=77个中子,C正确;D项,蛋白皮革主要成分为蛋白质,其属于有机物,也属于高分子材料,D正确;故选B。
8.口服羟甲香豆素,对治疗新冠安全有效,药物通过抑制透明质酸的合成,进而阻断新冠肺炎的进展,羟甲香豆素的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.羟甲香豆素中含有4种官能团
B.1 mol该物质可与5 mol H2发生加成反应
C.该物质在强碱溶液中可发生取代反应
D.二氢香豆素()与羟甲香豆素互为同系物
【答案】C
【解析】A项,由题干有机物结构简式可知,羟甲香豆素中含有酚羟基、酯基和碳碳双键3种官能团,A错误;B项,由题干有机物结构简式可知,羟甲香豆素中苯环和碳碳双键可以和H2加成,酯基不能和H2加成,则1 mol该物质可与4 mol H2发生加成反应,B错误;C项,由题干有机物结构简式可知,则羟甲香豆素中含有酚羟基、酯基,该物质在强碱溶液中可发生水解反应属于取代反应,C正确;D项,同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,二氢香豆素()与羟甲香豆素的官能团种类不同,即结构不相似,故不互为同系物,D错误;故选C。
9.研究小组为探究Na2S在空气中变质后的产物,进行如下实验并记录现象。
实验①:取Na2S样品加水溶解,得到澄清溶液a。
实验②:取少量溶液a,向其中加入过量盐酸,有臭鸡蛋气味的气体生成,且出现淡黄色浑浊。
实验③:将实验②中的浊液过滤,向滤液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
已知信息:i.Na2S溶液能溶解S,并生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S(臭鸡蛋气味);ii.易溶于水。
下列说法不正确的是( )
A.实验②中淡黄色浑浊可能是Sx2-与H+反应产生的
B.实验①和实验②说明Na2S样品中一定含有S
C.实验③中产生的白色沉淀是BaSO4
D.Na2S样品中可能含有Na2SO3
【答案】B
【解析】A项,由已知信息i可知,实验②中的淡黄色浑浊可能是Sx2-与H+反应产生的S,A正确;B项,若原Na2S样品中含有Na2SO3,在酸性条件下反应也能产生此现象,故不能说明该Na2S样品中一定含有S, B错误;C项,实验③是将实验②中的浊液过滤,滤液中含有过量的盐酸,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则白色沉淀是BaSO4,C正确;D项,实验③证明该Na2S样品中可能含有Na2SO3,也可能含有Na2SO4,D正确;故选B。
10.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向盛有饱和Na2S2O3溶液的试管中滴加稀盐酸 溶液变浑浊且有气泡逸出 生成了S和H2S
B 向饱和食盐水中通入氨气至饱和后,再通入过量二氧化碳 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
C 加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170℃,将气体通入酸性KMnO4溶液 红色褪去 乙醇发生了消去反应生成了乙烯
D 室温下,用pH计测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液、CH3COONa溶液的pH NaClO溶液的pH较大 酸性:HClO>CH3COOH
【答案】B
【解析】A项,Na2S2O3溶液中滴加稀盐酸发生的反应为Na2S2O3+2HCl=2NaCl+H2O+S↓+SO2↑,可观察到溶液变浑浊且有气体生成,但生成的气体是SO2,而不是H2S,故A错误;B项,饱和食盐水中含有较多的Na+,通入氨气和二氧化碳后产生较多的HCO3-,析出NaHCO3晶体,故B正确;C项,无水乙醇容易挥发,加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170℃,产生的乙烯气体中含有挥发出的乙醇,而乙烯、乙醇都能使酸性KMnO4溶液褪色,因此酸性KMnO4溶液褪色不能说明乙醇发生了消去反应,故C错误;D项,NaClO溶液可使pH试纸褪色,可用pH计测定盐溶液的pH,故D错误;故选B。
11.化合物(ZX2Y4·W2Y)存在于一些植物的细胞液中,可用于陶瓷上釉。W、X、Y和Z为前20号元素,原子序数依次增大,且加和为35,XY2分子的总电子数为偶数,该化合物在N2或者O2气氛中的热重曲线如图所示,热分解时无刺激性气体逸出。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X B.Z和Y只能形成一种化合物
C.两种氛围中A→B段均发生了氧化还原反应 D.1000℃后得到固体产物属于盐
【答案】C
【解析】化合物(ZX2Y4·W2Y)存在于一些植物的细胞液中,则含有氢、碳、氧元素;该化合物在N2或者O2气氛中的热重曲线如图所示,热分解时无刺激性气体逸出,则不含有氮元素;W、X、Y和Z为前20号元素,原子序数依次增大,XY2分子的总电子数为偶数,W为氢、X为碳、Y为氧;原子序数加和为35,则Z为钙;故该物质为CaC2O4 H2O。A项,电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:Z>X >Y,A错误;B项,Z和Y能形成CaO、CaO2,B错误;C项,CaC2O4 H2O加热时首先失去结晶水,失去结晶水后质量保留百分数为,则A为CaC2O4,A→B段CaC2O4草酸钙受热在氧气中生成碳酸钙和二氧化碳、在氮气中生成碳酸钙和一氧化碳,反应均为氧化还原反应,C正确;D项,C的相对分子质量为14638.4%=56,则1000℃后得到固体产物为碳酸钙分解生成的氧化物氧化钙,不是盐,D错误;故选C。
12.一种汽车玻璃采用了电致变色技术,其工作原理如下图所示:在外接电源下,通过在膜材料内部发生氧化还原反应,实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节,下列有关说法错误的是( )
已知:WO3和Li4[Fe4(CN)6]3均无色透明;LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均为蓝色;
A.当A接电源正极时,脱离离子储存层
B.当A接电源负极时,电致变色层发生反应为:WO3+Li++e-=LiWO3
C.当B接电源正极时,膜的透射率降低,可以有效阻挡阳光
D.该凝胶电解质聚环氧乙烷的结构简式为,可以与水分子之间形成氢键,为水溶性聚合物
【答案】A
【解析】A项,当A接电源正极时,LiWO3失去电子发生氧化反应,LiWO3-e-=WO3+Li+,Li+向阴极运动,进入离子储存层,故A错误;B项,当A接电源负极时,A极为阴极,WO3得到电子发生还原反应,故电致变色层发生反应为:WO3+Li++e-=LiWO3,故B正确;C项,当B接电源正极时,B为阳极,Li4[Fe4(CN)6]3失去电子发生氧化反应生成Fe4[Fe(CN)6]3,膜变为蓝色,透射率降低,可以有效阻挡阳光,故C正确;D项,聚环氧乙烷中含有氧原子,可以与水分子之间形成氢键,为水溶性聚合物,故D正确;故选A。
13.如下图所示,只有未电离的HA分子可自由通过交换膜。常温下,往甲室和乙室中分别加入的NH4A溶液()和的HA溶液(),达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.常温下,HA的电离度约为0.1%
B.平衡后,甲、乙两室的pH相等
C.平衡后,甲室中NH3·H2O的物质的量浓度小于乙室中的物质的量浓度
D.若用等物质的量浓度的NaA溶液代替NH4A溶液,则通过交换膜的HA分子的量减少
【答案】C
【解析】0.1mol/L NH4A溶液pH约为7,说明铵根离子和A—离子在溶液中的水解程度几乎相等,溶液中HA和一水合氨的浓度约为10—7mol/L,由只有未电离的HA分子可自由通过交换膜可知,甲室溶液中HA的浓度小于乙室,乙室中HA通过交换膜进入甲室,当两室溶液中HA浓度相等时,乙室的电离和甲室的水解都达到平衡。A项,由0.1mol/LHA溶液pH约为3可知,HA的电离度约为×100%=1%,故A错误;B项,当两室溶液中HA浓度相等时,乙室的电离和甲室的水解都达到平衡,由于甲室中的A—离子会抑制HA的电离,所以平衡后,甲、乙两室的溶液pH不相等,故B错误;C项,当两室溶液中HA浓度相等时,乙室的电离和甲室的水解都达到平衡,甲室中加入的HA抑制铵根离子的水解,溶液中一水合氨浓度小于10—7mol/L,乙室中HA的浓度减小,电离度增大,则乙室中A—离子浓度大于0.05mol/L×1%=0.0005mol/L,所以甲室中一水合氨的物质的量浓度小于乙室中A—离子的物质的量浓度,故C正确;D项,NaA溶液中A—离子的水解程度小于NH4A溶液,溶液中HA浓度小于NH4A溶液,所以若用等物质的量浓度的NaA溶液代替NH4A溶液,通过交换膜的HA分子的量增加,故D错误;故选C。
二、非选择题(本题包括5小题,共54分)
必做题(共39分)
26.(14分)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,可以用于光催化降解有机污染物,利用氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F,含Fe2O3、FeO等杂质)制CeO2的工艺流程如下:
已知:①滤渣I主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3;
②常温下,Ka1(H2CO3) =4.3×10-7,Ka2(H2CO3) =5.6×10-11, Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×1.0-28;
③Ce3 +在空气中易被氧化为Ce4+。
回答下列问题:
(1)CeCO3中Ce元素的化合价为_______。
(2)焙烧氟碳铈矿时,提高焙烧效率的措施有_______(写出两种);实验室进行焙烧操作时一般在_______中进行。
(3)CeCO3F在焙烧时发生反应的化学方程式为_______。
(4)上述流程中所加的盐酸要适当过量,其目的是_______;操作中可用硫酸和H2O2替换盐酸,其优点是_______。
(5)写出从滤液II中沉淀铈的离子方程式_______。Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5mol/L]时溶液的pH为5,则溶液中c(HCO3-)=_______mol/L(保留两位有效数字)。
【答案】(1)+2(1分)
(2) 矿石粉碎、增大气流速度、提高焙烧温度等(2分) 坩埚(1分)
(3)4CeCO3F+O23CeO2+ CeF4+ 4CO2(2分)
(4)避免Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀(2分) 避免产生污染性气体Cl2(2分)
(5) 2Ce3++6HCO3-= Ce2(CO3)3↓+3H2O+3CO2↑(2分) 0.18(2分)
【解析】氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F,含Fe2O3、FeO等杂质)经过焙烧后转化为CeO2、Fe2O3、CeF4,再加入稀盐酸和H3BO3,Fe2O3转化为FeCl3存在于滤液中,CeO2转化为CeCl3存在于滤液中,CeF4转化为沉淀Ce(BF4)3存在于滤渣中,Ce(BF4)3中加入KCl溶液,得到KBF4沉淀;调节滤液的pH使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀除去,滤液中的CeCl3和碳酸氢铵混合发生反应生成沉淀Ce2(CO3)3,煅烧沉淀得到CeO2。(1)CeCO3中Ce元素的化合价为+2价;(2)“焙烧”过程中可以加快反应速率,提高焙烧效率的方法是:矿石粉碎、增大气流速度、提高焙烧温度等;实验室进行焙烧操作时一般在坩埚中进行;(3)CeCO3F在焙烧时和氧气反应生成CeO2、CeF4和CO2,Ce元素由+3价上升到+4价,O元素由0价下降到-2价,根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为:4CeCO3F+O23CeO2+ CeF4+ 4CO2;(4)上述流程中所加的盐酸要适当过量,目的是避免Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;上述流程中盐酸可用硫酸和H2O2替换,避免产生污染性气体Cl2;(5)“沉铈”过程中发生的反应是离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成Ce(OH)3和CO2,反应的离子方程式为:2Ce3++6HCO3-= Ce2(CO3)3↓+3H2O+3CO2↑;已知常温下Ka1(H2CO3) =4.3×10-7,Ka2(H2CO3) =5.6×10-11, Ksp[Ce2(CO3)3]= =1.0×1.0-28,,Ka2= ,。
27.(14分)一种以磷铁渣(主要含,以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)、KMnO4为原料制备磷酸锰[Mn3(PO4)2]的实验过程如下:
(1)溶解。将一定量的磷铁渣加入如图装置所示的三颈烧瓶中,维持温度60℃,边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液,反应后有、Mn2+和H3PO4生成。反应后过滤。
①写出FeP反应的离子方程式:_______。
②实验中当观察到某种现象时可不再加入KMnO4溶液,该现象是:_______。
③FePO4难溶于水,反应Fe3++H3PO4FePO4+3H+的平衡常数为_______。[已知,H3PO4的电离平衡常数、、]
④实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的pH。pH过大会降低的浸出率和消耗过多的KMnO4,原因是_______。
(2)除铁。向所得滤液中加入萃取剂(由磷酸酯和煤油混合而成,磷酸酯易溶于煤油,难溶于水)萃取溶液中的。萃取结束后取有机层,经过反萃取操作,可回收萃取剂重复使用。已知萃取剂中磷酸酯(用表示)萃取溶液中时发生如下反应:Fe3++3(HA)2 (有机层) Fe(HA2)3+ (有机层),反萃取回收萃取剂的方法是_______。
(3)制Mn3(PO4)2。请补充完整由萃取后所得水层中Mn2+、H3PO4制纯净Mn3(PO4)2。固体的实验方案:取萃取后所得水层溶液100 mL[其中],_______,干燥沉淀,得Mn3(PO4)2。固体。(已知溶液的pH对所得沉淀中锰磷比[]和的沉淀率影响如图所示。实验中需使用的实验试剂有:0.1 mol·L-1 H3PO4、NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液)
【答案】(1) 5FeP+8MnO4-+39H+=5Fe3++8Mn2++H3PO4+12H2O(2分)
三颈烧瓶中加入KMnO4溶液后红色不消失(2分) 1.92 (2分)
pH过大,Fe3+水解生成Fe(OH)3或转化为FePO4沉淀造成Fe的浸出率低,KMnO4转化为MnO2,氧化等量的FeP消耗的KMnO4更多(3分)
(2)向萃取后所得有机层中(分批次)加入一定量的硫酸,充分振荡后静置分液,取有机层(2分)
(3)向其中滴加50 mL 0.1 mol·L-1 H3PO4,再滴加NaOH溶液,至溶液pH=7,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液中加入盐酸和BaCl2溶液无沉淀生成(3分)
【解析】将磷铁渣(主要含FeP、以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)在维持温度60℃,边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液,反应后有Fe3+、Mn2+和H3PO4生成,硫酸是为了保持体系的酸度,防止生成FePO4,过滤得到滤液和滤渣,去掉滤渣主要成分为SiO2,萃取法除铁,最后制备制Mn3(PO4)2。。(1)①向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液,反应后有Fe3+、Mn2+和H3PO4生成。可知FeP在酸性条件下被KMnO4氧化,配平离子方程式为:5FeP+8MnO4-+39H+=5Fe3++8Mn2++H3PO4+12H2O;②三颈烧瓶中加入KMnO4参加反应,紫红色褪去,当三颈烧瓶中加入KMnO4溶液后红色不消失说明反应已完全。答案:三颈烧瓶中加入KMnO4溶液后红色不消失;③反应Fe3++H3PO4FePO4+3H+的平衡常数为;④实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的pH,pH过大,Fe3+水解生成Fe(OH)3或转化为FePO4沉淀造成Fe的浸出率低,KMnO4转化为MnO2,氧化等量的FeP消耗的KMnO4更多;(2)Fe3++3(HA)2 (有机层) Fe(HA2)3+ (有机层)+3H+,加入硫酸,平衡向逆方向移动,Fe3+进入水层,分液,有机层回收利用即可;(3)分析题中图像可知,在pH为7,沉淀中锰磷比接近3∶2,Mn的沉淀率最大。取萃取后所得水层溶液100 mL,向其中滴加50 mL 0.1 mol·L-1 H3PO4,再滴加NaOH溶液,至溶液pH=7,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液中加入盐酸和BaCl2溶液无沉淀生成。
28.(15分)氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用,乙醇—水催化重整可获得氢气。主要发生以下反应。
反应I:C2H5OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g),ΔH1=+255.7kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),ΔH2=-41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH3=___________。
(2)压强为100kPa,体积为1L的密闭容器中充入1molC2H5OH(g)和3molH2O(g)发生上述反应平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示(已知:CO的选择性=。
①表示CO2的选择性的是曲线___________(填“a”或“b”);温度升高,CO2的选择性变化的原因是___________。
②300°C时,生成氢气的物质的量为___________mol。
③500°C时,反应I的标准平衡常数,其中为标准压强(100kPa),P(C2H5OH)、P(H2O)、P(H2)和P(CO)为各组分的平衡分压,则=___________(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)。
(3)为提高氢气的平衡产率,可采取的措施为___________。
(4)生物乙醇辅助电解可以得到纯氢,其反应过程如图所示,电极b接电源的___________极(填“正”或“负”),阳极的电极反应式为___________。
【答案】(1)+173.3kJ/mol(2分)
(2) a(2分) 温度升高,反应II平衡逆移,消耗CO2,生成CO,CO2选择性不断减小(2分) 3.42 (2分) 或2.3(2分)
(3)增大水蒸气的浓度(2分,其它合理答案均可) (2分)
(4) 负(1分) C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+(2分)
【解析】(1)由方程式可以看出,最终得到;(2)从反应Ⅱ产生CO2为放热反应,升高温度该反应平衡逆向即CO2含量降低,选择性降低。而反应I为吸热反应且产生CO,随着温度升高该反应平衡正向CO增加,CO的选择性增加。答案为a;CO转化为CO2为放热反应升温平衡逆向,CO2选择性降低。CO2的选择性=0.15n(CO2)=0.85n(CO)。300℃平衡C2H5OH的转化率为60%,即n(CO2)+n(CO)=0.6×2mol=1.2mol,得出n(CO)=0.18mol,n(CO2)=1.02mol。则 n(H2)=3.06+0.36=3.42mol。答案为3.42mol。500℃时,乙醇的转化率为80%则n(CO2)+n(CO)=80%×2mol=1.6mol。选择性为50%,n(CO2)=n(CO)=0.8mol。则建立三段式为:
由以上得知,平衡时n(H2)=2.4+1.6=4mol,n(C2H5OH) =0.2mol,n(H2O)=3-0.4-1.2=1.4mol。则P总(平衡)= ,,,,。则。(3)由乙醇参与的两个反应均为吸热反应,且气体增加的反应,升温或者降低压强或者增加H2O的浓度均能使这两个反应平衡正向,H2的产率增加。(4)由图知,H2O变为H2发生了还原反应,则为电解池的阴极与电源的负极相连。而a极为阳极,电极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。
选做题(每小题15分)
35.【选修3-物质结构与性质】(15分)
配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物,其抗癌机理是在Cu转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合,破坏DNA的结构阻止癌细胞增殖,如图1所示:
(1)基态Cu原子价层电子的电子排布图为_______,Cu属于_______区元素。
(2)①鸟嘌呤分子中所含第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______。
②在Pt(NH3)2Cl2中,配体与铂(II)的结合能力:Cl_______NH3(选填“>”或“<”)。
③与NH3互为等电子体的分子和离子有_______、_______(各举一例)。
(3)碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(II)的简称,属第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。碳铂的结构如图2所示:
①碳铂中含有的作用力有_______(填字母)。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.配位键 D.离子键 E.金属键 F.σ键 G.π键
②碳铂分子中采用sp3和sp2杂化的原子个数比_______。
(4)已知顺铂和反铂互为同分异构体,两者的结构和性质如下表。
顺铂 反铂
结构
25°C时溶解度/g 0.2577 0.0366
①推测Pt( NH3) 2Cl2中Pt的杂化轨道类型不是sp3,依据是_______。
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
(5)铂晶胞为正方体,晶胞参数为apm,晶胞结构如图3所示。
①晶胞中铂(Pt) 原子的配位数为 _______。
②紧邻的两个Pt原子的距离为_______ pm, 晶体的摩尔体积Vm =_______cm3·mol-1(用含a的代数式表示,阿伏伽德罗常数为NA,单位物质的量的物质所具有的体积叫做摩尔体积)。
【答案】(1) (1分) ds(1分)
(2) N>O>C(1分) < (1分) PH3(1分) H3O+(1分)
(3) ABCFG (2分) 4:1(1分)
(4) 若Pt的杂化轨道类型为sp3,则Pt(NH3)2Cl2为四面体结构,不存在同分异构现象(1分) 顺铂是极性分子,反铂是非极性分子(1分)
(5) 12 (1分) a (1分) (2分)
【解析】(1)基态Cu原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,价层电子的电子式为:3d104s1,排布图为:,属于ds区的元素;(2)①鸟嘌呤分子中所含第二周期元素有:C、N、O,同周期元素,第一电离能从左到右逐渐增大,但是N元素的夹层电子为3p3,半充满稳定状态,所以第一电离能由大到小的顺序为: N>O>C;②NH3具有较强的电子捕获能力,可以与Pt形成更紧密的配位键,所以在Pt(NH3)2Cl2中,配体与铂(II)的结合能力:Cl < NH3 ;③根据等电子体的原则,原子个数相等,价电子总数相等,与NH3互为等电子体的分子和离子有PH3和H3O+;(3)①根据图2信息,在该分子中含有:A.极性共价键 B. 非极性共价键 C.配位键 F.σ键 G.π键;故选ABCFG;②碳铂分子中采用sp3的原子为:4个碳原子、2个氧原子,2个氮原子共8个原子,sp2杂化的原子为:2个碳原子,所以原子个数比:4:1;(4)①若Pt的杂化轨道类型为sp3,则Pt(NH3)2Cl2为四面体结构,不存在同分异构现象;②根据相似相容原理,因为水为极性分子,顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是顺铂也是极性分子;(5)①立方体的边长为a,Pt原子之间最近且相等的距离为,共有12个原子满足,所以配位数为12;②Pt原子之间最近且相等的距离为;③晶胞中Pt的个数为:,,晶胞的体积为:,所以摩尔体积为:。
36.【选修5-有机化学基础】(15分)
Q()是一种重要有机合成中间体,工业上常用的流程如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)D中含氧官能团的名称为_______。
(3)由C生成D的反应类型为_______。
(4)X的化学式为__________;化合物 F 的结构简式___________。
(5)写出H→T的方程式(不必注明条件)________________________________。
(6) 在G的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。
①与G分子中含有一种相同的官能团;
②1H-NMR 谱表明分子中有5种氢原子;
③能够发生银镜反应;
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:1:1)的结构简式为_______。
(7)已知:,写出由制备化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)。________________
【答案】(1)环已醇(1分) (2)酯基和酮基(1分) (3)取代反应(1分)
(4)CH2=CHCN(1分) (2分)
(5)→+H2O(2分)
(6)4(2分) 、 (2分)
(7)(3分)
【题意分析】本题考查有机合成与推断,意在考查考生对有机物官能团之间转化的理解、同分异构体的书写和合成路线的选择等。
【解题思路】(1)A的结构简式为,化学名称为环已醇;(2)D的结构简式为,含氧官能团的名称为酯基和酮基; (3)C()在C2H5ONa作用下发生取代反应生成D(); (4)比较流程中D、E的结构简式,可知X为CH2=CHCN;化合物 在碱性条件下水解先生成,酸化生成F,故F 的结构简式为;(5)根据H为,T为,故化学方程式为:→+H2O;(6)根据题意,G的同分异构体能够发生银镜反应,说明含有—CHO,另一官能团与G相同,应为—CN;结合1H-NMR 谱表明分子中有5种氢原子,可得出符合题意的同分异构的结构简式为、、、,共4种;上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:1:1的结构简式为、; (7)根据可知,它是由分子内发生酯化反应生成的,生成该物质的原物质为含有2个羟基和2个羧基的有机物;有机物含有碳原子数目为6个,而提供碳原子数为4个,需要增加2个碳才能满足条件,通过题给信息利用醛基与氢氰酸发生加成反应,在酸性条件下水解生成羧酸,就可以实现碳原子的个数增长;具体流程如下:
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2023年高考化学考前信息必刷卷05
全国乙卷地区专用
情境是联系问题和考查内容之间的载体,同时也隐含着某些解答问题的必要条件,能引起考生思考。立足化学科学特点,注重选取新材料、新药物、新催化技术等真实情境,呈现生产生活中的实际问题,这些试题情境充分体现了化学的时代性和应用性,使考生切切实实地感受到了“有用的化学”,解决实际问题还需进一步深化对信息获取加工、逻辑推理、归纳论证思维等关键能力,有利于提升对学科核心素养考查的有效性,进一步提高人才选拔质量。
近五年高考中选考题考查内容变化不大,几乎未变,试题强调以真实情境作为测试的载体,通过创设科学合理的问题情境,考查考生获到信息和应用信息的能力,进而考查考生在实际情境中分析、解决问题的能力,试题情境的创设紧密联系学生学习、生活实际,体现科学、技术、社会和环境发展的成果。
“物质结构与性质”试题以选考题的形式出现,分值为15分,纵观近年全国卷此题,各小题之间相对独立,主要考查“原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律;分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型、等电子体的分析与判断);晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、晶体中的粒子位置坐标、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)”这些考点。如下列的第35题等。
“有机合成与推断”试题以选考题的形式出现,分值为15分,该题仍将以新药品、新物质、新材料的合成路线为载体,考查的热点涉及:(1)某些物质的结构简式或名称;(2)反应类型或反应条件;(3)重要转化的有机化学方程式书写;(4)分子式的确定;(5)同分异构体书写与数目确定;(6)特定条件的有机物合成路线的设计等。如下列的第36题等。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ga-70 A s -75 Br-80 Ce-104 I-127 Ag-108 Ba-137 Pt-195
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
7.2022年12月,中国航天员乘组完成首次在轨交接,中国航天员“天宫”会师创造历史。下列说法不正确的是( )
A.运载火箭的燃料偏二甲肼(C2H8N2)在反应中作还原剂
B.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是SiO2,制造光纤也与SiO2有关
C.天和核心舱的霍尔发动机燃料Xe原子核中含77个中子
D.航天员的耳机使用的双层蛋白质皮革属于有机高分子材料
8.口服羟甲香豆素,对治疗新冠安全有效,药物通过抑制透明质酸的合成,进而阻断新冠肺炎的进展,羟甲香豆素的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.羟甲香豆素中含有4种官能团
B.1 mol该物质可与5 mol H2发生加成反应
C.该物质在强碱溶液中可发生取代反应
D.二氢香豆素()与羟甲香豆素互为同系物
9.研究小组为探究Na2S在空气中变质后的产物,进行如下实验并记录现象。
实验①:取Na2S样品加水溶解,得到澄清溶液a。
实验②:取少量溶液a,向其中加入过量盐酸,有臭鸡蛋气味的气体生成,且出现淡黄色浑浊。
实验③:将实验②中的浊液过滤,向滤液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
已知信息:i.Na2S溶液能溶解S,并生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S(臭鸡蛋气味);ii.易溶于水。
下列说法不正确的是( )
A.实验②中淡黄色浑浊可能是Sx2-与H+反应产生的
B.实验①和实验②说明Na2S样品中一定含有S
C.实验③中产生的白色沉淀是BaSO4
D.Na2S样品中可能含有Na2SO3
10.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向盛有饱和Na2S2O3溶液的试管中滴加稀盐酸 溶液变浑浊且有气泡逸出 生成了S和H2S
B 向饱和食盐水中通入氨气至饱和后,再通入过量二氧化碳 溶液变浑浊 析出了NaHCO3
C 加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170℃,将气体通入酸性KMnO4溶液 红色褪去 乙醇发生了消去反应生成了乙烯
D 室温下,用pH计测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液、CH3COONa溶液的pH NaClO溶液的pH较大 酸性:HClO>CH3COOH
11.化合物(ZX2Y4·W2Y)存在于一些植物的细胞液中,可用于陶瓷上釉。W、X、Y和Z为前20号元素,原子序数依次增大,且加和为35,XY2分子的总电子数为偶数,该化合物在N2或者O2气氛中的热重曲线如图所示,热分解时无刺激性气体逸出。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X B.Z和Y只能形成一种化合物
C.两种氛围中A→B段均发生了氧化还原反应 D.1000℃后得到固体产物属于盐
12.一种汽车玻璃采用了电致变色技术,其工作原理如下图所示:在外接电源下,通过在膜材料内部发生氧化还原反应,实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节,下列有关说法错误的是( )
已知:WO3和Li4[Fe4(CN)6]3均无色透明;LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均为蓝色;
A.当A接电源正极时,脱离离子储存层
B.当A接电源负极时,电致变色层发生反应为:WO3+Li++e-=LiWO3
C.当B接电源正极时,膜的透射率降低,可以有效阻挡阳光
D.该凝胶电解质聚环氧乙烷的结构简式为,可以与水分子之间形成氢键,为水溶性聚合物
13.如下图所示,只有未电离的HA分子可自由通过交换膜。常温下,往甲室和乙室中分别加入的NH4A溶液()和的HA溶液(),达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.常温下,HA的电离度约为0.1%
B.平衡后,甲、乙两室的pH相等
C.平衡后,甲室中NH3·H2O的物质的量浓度小于乙室中的物质的量浓度
D.若用等物质的量浓度的NaA溶液代替NH4A溶液,则通过交换膜的HA分子的量减少
二、非选择题(本题包括5小题,共54分)
必做题(共39分)
26.(14分)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,可以用于光催化降解有机污染物,利用氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F,含Fe2O3、FeO等杂质)制CeO2的工艺流程如下:
已知:①滤渣I主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3;
②常温下,Ka1(H2CO3) =4.3×10-7,Ka2(H2CO3) =5.6×10-11, Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×1.0-28;
③Ce3 +在空气中易被氧化为Ce4+。
回答下列问题:
(1)CeCO3中Ce元素的化合价为_______。
(2)焙烧氟碳铈矿时,提高焙烧效率的措施有_______(写出两种);实验室进行焙烧操作时一般在_______中进行。
(3)CeCO3F在焙烧时发生反应的化学方程式为_______。
(4)上述流程中所加的盐酸要适当过量,其目的是_______;操作中可用硫酸和H2O2替换盐酸,其优点是_______。
(5)写出从滤液II中沉淀铈的离子方程式_______。Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5mol/L]时溶液的pH为5,则溶液中c(HCO3-)=_______mol/L(保留两位有效数字)。
27.(14分)一种以磷铁渣(主要含,以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)、KMnO4为原料制备磷酸锰[Mn3(PO4)2]的实验过程如下:
(1)溶解。将一定量的磷铁渣加入如图装置所示的三颈烧瓶中,维持温度60℃,边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液,反应后有、Mn2+和H3PO4生成。反应后过滤。
①写出FeP反应的离子方程式:_______。
②实验中当观察到某种现象时可不再加入KMnO4溶液,该现象是:_______。
③FePO4难溶于水,反应Fe3++H3PO4FePO4+3H+的平衡常数为_______。[已知,H3PO4的电离平衡常数、、]
④实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的pH。pH过大会降低的浸出率和消耗过多的KMnO4,原因是_______。
(2)除铁。向所得滤液中加入萃取剂(由磷酸酯和煤油混合而成,磷酸酯易溶于煤油,难溶于水)萃取溶液中的。萃取结束后取有机层,经过反萃取操作,可回收萃取剂重复使用。已知萃取剂中磷酸酯(用表示)萃取溶液中时发生如下反应:Fe3++3(HA)2 (有机层) Fe(HA2)3+ (有机层),反萃取回收萃取剂的方法是_______。
(3)制Mn3(PO4)2。请补充完整由萃取后所得水层中Mn2+、H3PO4制纯净Mn3(PO4)2。固体的实验方案:取萃取后所得水层溶液100 mL[其中],_______,干燥沉淀,得Mn3(PO4)2。固体。(已知溶液的pH对所得沉淀中锰磷比[]和的沉淀率影响如图所示。实验中需使用的实验试剂有:0.1 mol·L-1 H3PO4、NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液)
28.(15分)氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用,乙醇—水催化重整可获得氢气。主要发生以下反应。
反应I:C2H5OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g),ΔH1=+255.7kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),ΔH2=-41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH3=___________。
(2)压强为100kPa,体积为1L的密闭容器中充入1molC2H5OH(g)和3molH2O(g)发生上述反应平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示(已知:CO的选择性=。
①表示CO2的选择性的是曲线___________(填“a”或“b”);温度升高,CO2的选择性变化的原因是___________。
②300°C时,生成氢气的物质的量为___________mol。
③500°C时,反应I的标准平衡常数,其中为标准压强(100kPa),P(C2H5OH)、P(H2O)、P(H2)和P(CO)为各组分的平衡分压,则=___________(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)。
(3)为提高氢气的平衡产率,可采取的措施为___________。
(4)生物乙醇辅助电解可以得到纯氢,其反应过程如图所示,电极b接电源的___________极(填“正”或“负”),阳极的电极反应式为___________。
选做题(每小题15分)
35.【选修3-物质结构与性质】(15分)
配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物,其抗癌机理是在Cu转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合,破坏DNA的结构阻止癌细胞增殖,如图1所示:
(1)基态Cu原子价层电子的电子排布图为_______,Cu属于_______区元素。
(2)①鸟嘌呤分子中所含第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______。
②在Pt(NH3)2Cl2中,配体与铂(II)的结合能力:Cl_______NH3(选填“>”或“<”)。
③与NH3互为等电子体的分子和离子有_______、_______(各举一例)。
(3)碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(II)的简称,属第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。碳铂的结构如图2所示:
①碳铂中含有的作用力有_______(填字母)。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.配位键 D.离子键 E.金属键 F.σ键 G.π键
②碳铂分子中采用sp3和sp2杂化的原子个数比_______。
(4)已知顺铂和反铂互为同分异构体,两者的结构和性质如下表。
顺铂 反铂
结构
25°C时溶解度/g 0.2577 0.0366
①推测Pt( NH3) 2Cl2中Pt的杂化轨道类型不是sp3,依据是_______。
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
(5)铂晶胞为正方体,晶胞参数为apm,晶胞结构如图3所示。
①晶胞中铂(Pt) 原子的配位数为 _______。
②紧邻的两个Pt原子的距离为_______ pm, 晶体的摩尔体积Vm =_______cm3·mol-1(用含a的代数式表示,阿伏伽德罗常数为NA,单位物质的量的物质所具有的体积叫做摩尔体积)。
36.【选修5-有机化学基础】(15分)
Q()是一种重要有机合成中间体,工业上常用的流程如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)D中含氧官能团的名称为_______。
(3)由C生成D的反应类型为_______。
(4)X的化学式为__________;化合物 F 的结构简式___________。
(5)写出H→T的方程式(不必注明条件)________________________________。
(6) 在G的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。
①与G分子中含有一种相同的官能团;
②1H-NMR 谱表明分子中有5种氢原子;
③能够发生银镜反应;
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:1:1)的结构简式为_______。
(7)已知:,写出由制备化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)。________________