高中化学综合题

以葡萄糖为原料制得的山梨醇（A）和异山梨醇（B）都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。有葡萄糖为原料合成E的路线如下：

回答下列问题：

（1）葡萄糖的分子式为________.    

（2）A中含有的官能团的名称为________.    

（3）由B到C的反应类型为________.    

（4）C的结构简式为________.    

（5）由D到E的反应方程式为________.    

（6）F是B的同分异构体，7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳（标准状况），F的可能结构共有________种（不考虑立体异构）；其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3:1:1的结构简式为________.    

硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：

回答下列问题：

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________ 形。    

（2）根据价层电子对互斥理论， $H_{2}S$ ， $S{O}_2$ ， $S{O}_3$ 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。    

（3）图（a）为 $S_8$ 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为________。

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三氯分子。该分子中S原子的杂化轨道类型为________。    

（5） $Fe{S}_2$ 晶体的晶胞如图（c）所示，晶胞边长为 $anm$ , $Fe{S}_2$ 相对式量为M、阿伏伽德罗常数的值为 $N_A$ ， 其晶体密度的计算表达式为________ $g\cdot c{m}^{-3}$ ；晶胞中 $F{e}^{2+}$ 位于 ${S_2}^{2-}$ 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________ nm    

$C{H}_4-C{O}_2$ 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 $H_2$ ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1） $C{H}_4-C{O}_2$ 催化重整反应为： $C{H}_4\left(g\right)+C{O}_2\left(g\right)=2\mathit{CO}\left(g\right)+2H_2\left(g\right)$ 。

已知：

$C\left(s\right)+2H_2\left(g\right)=C{H}_4\left(g\right)$ $△H=-75\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$

$C\left(s\right)+O_2\left(g\right)=C{O}_2\left(g\right)$ $△H=-394\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$

$C\left(s\right)+\frac{1}{2}{O}_2\left(g\right)=\mathit{CO}\left(g\right)$ $△H=-111\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$

该催化重整反应的 $△H=$ ________ $\mathit{kJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1}$ 。有利于提高 $C{H}_4$ 平衡转化率的条件是________（填标号）。

A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入 $2\mathit{molC}{H}_4\cdot 1\mathit{molC}{O}_2$ 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 $C{O}_2$ 的转化率是50%，其平衡常数为________ $\mathit{mo}{l}^2\cdot L^{-2}$ 。

（2）反中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

		积碳反应 $C{H}_4\left(g\right)=C\left(s\right)+2H_2\left(g\right)$	消碳反应 $C{O}_2\left(g\right)+C\left(s\right)=2\mathit{CO}\left(g\right)$
$\mathit{\Delta HJ}(\mathit{KJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1})$		75	172
活化能/     $(\mathit{KJ}\cdot \mathit{mo}{l}^{-1})$	催化剂X	33	91
	催化剂Y	43	72

①由上表判断,催化剂X________Y(填"优于或劣于"),理由是________.在反应进料气组成,压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示,升高温度时,下列关于积碳反应,消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)

A．	$K_{积}$ 、 $K_{消}$ 均增加
B．	$V_{积}$ 减小、 $V_{消}$ 增加
C．	$K_{积}$ 减小、 $K_{消}$ 增加
D．	$v_{消}$ 增加的倍数比 $V_{积}$ 增加的倍数大

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 $v=k·p\left(C{H}_4\right)·{\left[p\right(C{O}_2\left)\right]}^{-0.5}$ (k为速率常数)。在 $p\left(C{H}_4\right)$ 一定时,不同 $P\left(C{O}_2\right)$ 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则 $P_a\left(C{O}_2\right)$ 、 $P_b\left(C{O}_2\right)$ 、 $P_c\left(C{O}_2\right)$ 从大到小的顺序为________

端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，成为Glaser反应． $2R﹣C\equiv C﹣H\stackrel{\mathrm{催化剂}}{\to }R﹣C\equiv C﹣C\equiv C﹣R+H_2$ 该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值．下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：

回答下列问题：

（1）B的结构简式为________，D的化学名称为________．

（2）①和③的反应类型分别为________、________．

（3）E的结构简式为________．用 $1molE$ 合成1，4﹣二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气________mol．

（4）化合物（________）也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为________．

（5）芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3：1，写出其中3种的结构简式________．

（6）写出用2﹣苯基乙醇为原料（其他无机试剂任选）制备化合物D的合成路线________．

以硅藻土为载体的五氧化二钒（ $V_2{O}_5$ ）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收 $V_2{O}_5$ 既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：

物质	$V_2{O}_5$	$V_2{O}_4$	$K_{2}S{O}_4$	$Si{O}_2$	$F{e}_2{O}_3$	$A{l}_2{O}_3$
质量分数/%	2.2～2.9	2.8～3.1	22～28	60～65	1～2	＜1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）"酸浸"时 $V_2{O}_5$ 转化为 $V{O_2}^{+}$ ， 反应的离子方程式为________，同时 $V_2{O}_4$ 转成 $V{O}^{2+}$ ． "废渣1"的主要成分是________．

（2）"氧化"中欲使 $3mol$ 的 $V{O}^{2+}$ 变为 $V{O_2}^{+}$ ， 则需要氧化剂 $KCl{O}_3$ 至少为________mol．

（3）"中和"作用之一是使钒以 $V_4{O_{12}}^{4﹣}$ 形式存在于溶液中．"废渣2"中含有________．

（4）"离子交换"和"洗脱"可简单表示为： $4ROH+V_4{O_{12}}^{4﹣}\underset{\mathrm{洗脱}}{\overset{\mathrm{离子交换}}{\leftrightharpoons }}{R}_4{V}_4{O}_{12}+4O{H}^{﹣}$ （以ROH为强碱性阴离子交换树脂）．为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性（填"酸""碱""中"）．

（5）"流出液"中阳离子最多的是________．

（6）"沉钒"得到偏钒酸铵（ $N{H}_{4}V{O}_3$ ）沉淀，写出"煅烧"中发生反应的化学方程式________．

卤沙唑仑 $W$ 是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图：

已知：（ⅰ） + +HCl

（ⅱ） + +H ₂O

回答下列问题：

（1） $A$ 的化学名称是 　　。

（2）写出反应③的化学方程式 　　。

（3） $D$ 具有的官能团名称是 　　。（不考虑苯环）

（4）反应④中， $Y$ 的结构简式为 　　。

（5）反应⑤的反应类型是 　　。

（6） $C$ 的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有 　　种。

（7）写出 $W$ 的结构简式 　　。

过渡金属元素铬 $（\mathit{Cr}）$ 是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：

（1）对于基态 $\mathit{Cr}$ 原子，下列叙述正确的是 　　（填标号）。

A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为 $\left[\mathit{Ar}\right]3d^{5}4s^1$

B． $4s$ 电子能量较高，总是在比 $3s$ 电子离核更远的地方运动

C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

（2）三价铬离子能形成多种配位化合物。 $[\mathit{Cr}（N{H}_3{）}_3（H_{2}O{）}_2\mathit{Cl}{]}^{2+}$ 中提供电子对形成配位键的原子是 　　，中心离子的配位数为 　　。

（3） $[\mathit{Cr}（N{H}_3{）}_3（H_{2}O{）}_2\mathit{Cl}{]}^{2+}$ 中配体分子 $N{H}_3$ 、 $H_{2}O$ 以及分子 $P{H}_3$ 的空间结构和相应的键角如图所示。

$P{H}_3$ 中 $P$ 的杂化类型是 　　    。 $N{H}_3$ 的沸点比 $P{H}_3$ 的 　　 ，原因是 　　    。 $H_{2}O$ 的键角小于 $N{H}_3$ 的，分析原因 　         　。

（4）在金属材料中添加 $\mathit{AlC}{r}_2$ 颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。 $\mathit{AlC}{r}_2$ 具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是 　　原子。设 $\mathit{Cr}$ 和 $\mathit{Al}$ 原子半径分别为 $r_{\mathit{Cr}}$ 和 $r_{\mathit{Al}}$ ，则金属原子空间占有率为 　       　%（列出计算表达式）。

一氯化碘 $（\mathit{ICl}）$ 是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

（1）历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是 $\mathit{ICl}$ ，从而错过了一种新元素的发现。该元素是 　　。

（2）氯铂酸钡 $（\mathit{BaPtC}{l}_6）$ 固体加热时部分分解为 $\mathit{BaC}{l}_2$ 、Pt和 $C{l}_2$ ， $376.8℃$ 时平衡常数 $K_p\text{'}＝1.0\times 10^{4}P{a}^2$ 。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量 $\mathit{BaPtC}{l}_6$ ，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在 $376.8℃$ ，碘蒸气初始压强为 $20.0\mathit{kPa}$ 。 $376.8℃$ 平衡时，测得烧瓶中压强为 $32.5\mathit{kPa}$ ，则 $P_{\mathit{ICl}}＝$ 　　 $\mathit{kPa}$ ，反应 $2\mathit{ICl}（g\mathit{）＝}C{l}_2（g）+I_2（g）$ 的平衡常数 $K＝$ 　　（列出计算式即可）。

（3）McMorris 测定和计算了在 $136～180℃$ 范围内下列反应的平衡常数 $K_p$ ：

$2\mathit{NO}（g）+2\mathit{ICl}（g）\rightleftharpoons 2\mathit{NOCl}（g）+I_2（g）$     $K_{P1}$

$2\mathit{NOCl}（g）\rightleftharpoons 2\mathit{NO}（g）+C{l}_2（g）$     $K_{P2}$

得到 $\mathit{lg}{K}_{P1}～\frac{1}{T}$ 和 $\mathit{lg}{K}_{P2}～\frac{1}{T}$ 均为线性关系，如图所示：

①由图可知， $\mathit{NOCl}$ 分解为 $\mathit{NO}$ 和 $C{l}_2$ 反应的 $\mathit{\Delta H}$ 　　 $0$ （填"大于"或"小于"）。

②反应 $2\mathit{ICl}（g\mathit{）＝}C{l}_2（g）+I_2（g）$ 的 $K＝$ 　　（用 $K_{P1}、K_{P2}$ 表示）；该反应的 $\mathit{\Delta H}$ 　　 $0$ （填"大于"或"小于"），写出推理过程 　           　。

（4）Kistiakowsky曾研究了 $\mathit{NOCl}$ 光化学分解反应，在一定频率（v）光的照射下机理为：

$\mathit{NOCl}+hv\to \mathit{NOCl}*$

$\mathit{NOCl}+\mathit{NOCl}*\to 2\mathit{NO}+C{l}_2$

其中 $\mathit{hv}$ 表示一个光子能量， $\mathit{NOCl}*$ 表示 $\mathit{NOCl}$ 的激发态。可知，分解 $1\mathit{mol}$ 的 $\mathit{NOCl}$ 需要吸收 　　 $\mathit{mol}$ 的光子。

维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α﹣生育酚（化合物E）含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。

已知以下信息：

a）

b）

c）

回答下列问题：

（1）A的化学名称为 　 　。

（2）B的结构简式为 　　。

（3）反应物C含有三个甲基，其结构简式为 　　。

（4）反应⑤的反应类型为 　　。

（5）反应⑥的化学方程式为 　　。

（6）化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有 　   个 （不考虑立体异构体，填标号）。

（ⅰ）含有两个甲基；（ⅱ） 含有酮羰基（但不含C＝C＝O）； （ⅲ） 不含有环状结构。

（a） 4 （b） 6 （c） 8 （d） 10

其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为 　　。

有些离子方程式能表示一类反应，而有些离子方程式却只能表示一个反应。
某同学在进行归纳总结时研究发现：
HCO₃^-＋Ca^2＋＋OH^－===CaCO₃↓＋H₂O能表示（金属离子仅限Na⁺与Ca²⁺）“向NaHCO₃溶液中加入过量澄清石灰水”对应的离子方程式；
也可表示：                                                   对应的离子方程式
更可表示：                                                   对应的离子方程式

[生物——选修3：现代生物科学技术]
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。

（1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。
（2）图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为_________,二者需用________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有________有关。 
（3）子代大鼠如果________和__________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。

[生物——选修1：生物技术实践]
许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。
回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用____(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是_____。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是______，原理是_______。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是______。常用于分离油层和水层的器皿是______。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是______，除去固体硫酸钠的常用方法是_______。

下图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO₂浓度与时间关系的曲线。请分析回答：

（1）图甲中的a点表示______，c点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有               。
（2）图乙所示的该植物细胞代谢情况，可用图甲中a、b、c、d四点中的哪一点来表示？
           。
（3）在光照强度大于____klx时，植物才会表现出生长现象。在相同温度下，将该植物的叶片置于8 klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100 cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为            mg。
（4）若图甲曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点将____（左移、右移、不变）。
（5）由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是________点，光合速率与呼吸速率相等的点是______，j点与e点相比植物体内有机物含量将_______（增加、减少、不变）。

在小鼠中，有一复等位基因：A控制黄色，纯合子致死；a₁控制鼠色，野生型；a₂控制非鼠色（黑色）。这一复等位基因系列位于常染色体上，A对a₁、a₂为显性，a₁对a₂为显性。AA个体在胚胎期死亡。请回答：
（1）若Aa₂（黄）×a₁a₁（鼠色）交配，其子代的表现型是               。
（2）假定进行很多Aa₂×a₁a₂的杂交，平均每窝生8只小鼠。在同样条件下，进行很多Aa₂×Aa₂杂交，预期每窝平均生____只小鼠，其表现型及比例为             。
（3）一只黄色雄鼠（A_）与几只鼠色雌鼠（a₁a₂）杂交，在子代中____（能、不能）同时得到鼠色和非鼠色小鼠。原因是                                  。

下图甲是某高等动物细胞亚显微结构示意图，图乙是该动物体内5个不同分裂时期细胞图。请据图回答以下问题。

（1）②上的         在细胞互相识别时起重要作用。K⁺在进入甲细胞时，需要消耗细胞质基质以及[    ]         （填序号和名称）提供的能量，这表明K⁺的跨膜运输方式是         。
（2）细胞中蛋白质的“装配车间”是[    ]         （填序号和名称）。甲图中[    ]
        （填序号和名称）是膜面积最大的细胞器，为多种酶提供了大量的附着位点，有利于膜上化学反应的进行。
（3）在乙图中：[⑩]染色体上有         条脱氧核苷酸链。含有四个染色体组的细胞分裂图像是         （填字母），D所示的细胞和体细胞在染色体组成上的最大区别是              。乙图中代表减数分裂的细胞在减数分裂中出现的先后顺序
是               （填字母）。