内容正文:
绝密★启用前
“天一大联考·齐鲁名校联盟”
2023—2024 学年高三年级第七次联考
化 学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O16 S 32 C l35.5 V 51
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列物质的应用中,不涉及氧化还原反应的是
A. 谷物发酵酿造食醋 B. 氯乙烷用于处理运动损伤
C. 用热的浓盐酸洗涤试管内壁的MnO2 D. 过氧乙酸(CH3COOOH)用于医疗器械杀菌
【答案】B
【解析】
【详解】A.谷物发酵酿造食醋,是淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下生成乙醇,乙醇氧化生成醋酸的过程,涉及氧化还原反应,A错误;
B.氯乙烷具有冷冻、麻醉作用,可对损伤处快速产生镇痛效果,B正确;
C.用热的浓盐酸洗涤试管内壁的MnO2,发生的反应为:,涉及氧化还原反应,C错误;
D.过氧乙酸(CH3COOOH)具有很强的氧化性和腐蚀性,可以迅速杀灭多种微生物,包括多种病毒,用于医疗器械杀菌,D错误;
故选B。
2. 古代文献中记载了很多化学研究成果,在实验室中模拟文献中加点步骤的操作,用到的主要仪器错误的是
选项
古代文献
主要仪器
A
《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之…截疟”
烧杯、玻璃棒
B
《本草纲目》中“(烧酒) 其法用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器盛滴露”
蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、接收器
C
《本草纲目》中“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面”
蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
D
《神农本草经》中“一丹二油;膏药成稠,三上三下,熬枯去渣…”
漏斗、烧杯、玻璃棒
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. “青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”意思是:青蒿一把,用2升水浸泡,搅碎过滤取汁液,全部喝下,“渍”为浸泡,主要用到烧杯和玻璃棒,A项正确;
B. 利用酒精与水的沸点不同进行分离,涉及蒸馏操作,需要用到蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、接收器,B项正确;
C. “烧灰”需要用到坩埚,不是蒸发皿,C项错误;
D. “去渣”中涉及过滤操作,D项正确;
故答案选C。
3. X、Y、Z和M是原子序数依次增大的短周期主族元素,X 是周期表中原子半径最小的,Y、Z为同周期相邻元素,Y原子的核外电子数等于 M原子的最外层电子数,Y、M原子的核外电子数之和为Z 原子的核外电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:M>Z>Y>X B. 简单氢化物的还原性:M>Z>Y
C. 简单氢化物沸点:Z>Y D. 同周期中第一电离能小于 Y 的元素有4种
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z和M是原子序数依次增大的短周期主族元素,X 是周期表中原子半径最小的,则X为H元素,Y、Z为同周期相邻元素,Y原子的核外电子数等于 M原子的最外层电子数,Y、M原子的核外电子数之和为Z 原子的核外电子数的3倍,推得,Y为N,Z为O,M为Cl。
【详解】A.一般电子层数越大,离子半径越大,当离子的电子层结构相同时,原子序数越小,半径越大,即离子半径大小为:Cl->N3->O2->H+,故A错误;
B.非金属性越强,其简单氢化物的还原性越弱,非金属性:O>Cl>N,则其简单氢化物的还原性Y > M >Z,故B错误;
C.Y的简单氢化物为氨气,Z的简单氢化物为水,水的沸点高于氨气,即简单氢化物的沸点为Z>Y,故C正确;
D.同一周期随着原子序数增大,第一电离能呈递增趋势,由于N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故同周期中第一电离能小于N的元素有锂、铍、硼、碳、氧5种,故D错误;
故选C。
4. 关于下列仪器使用的说法错误的是
A. 仪器①使用前,需要检查两处是否漏水
B. 仪器②可用于测定硫酸铜晶体中的结晶水含量
C. 仪器③和④可用于配制一定质量分数的CuSO4溶液
D. 仪器⑤可用于移取0.1mol⋅L-1Na2Cr2O7溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.分液漏斗使用前需要检验下方额活塞和上方的玻璃塞是否漏水,故A正确;
B.测定硫酸铜晶体中的结晶水需要在坩埚中加热,故B正确;
C.配制一定质量分数的CuSO4溶液,需要天平、烧杯、玻璃棒和量筒,不需要容量瓶,故C错误;
D.Na2Cr2O7溶液具有强氧化性,故选择酸式滴定管移取,故D正确。
答案选C。
5. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,疗效比一般药物强好几倍。实验室将 KF溶入18-冠-6(结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法错误的是
A. 用与用18-冠-6络合钾离子的效率不同
B. KF、18-冠-6 和乙腈均为极性分子,KF溶解度增大,与卤代烃充分接触
C. C-O-C 键角:∠1大于乙醚中的
D. 相同条件下,用代替 参与上述反应,反应速率会加快
【答案】B
【解析】
【详解】A.和18-冠-6的孔径不同,络合离子不同,故两者络合钾离子的效率不同,A正确;
B.KF为离子化合物,不是极性分子,B错误;
C.∠1中氧的孤电子对数为1、乙醚中氧的孤电子对数为2,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故C-O-C 键角:∠1大于乙醚中的,C正确;
D.中C-Br键较C-Cl键更容易断裂,则相同条件下,用代替 参与上述反应,反应速率会加快,D正确;
故选B。
6. 下列描述的事实不符合“量变引起质变”的哲学观点的是
A. 配制银氨溶液时,向硝酸银溶液中滴入氨水至生成的沉淀恰好溶解
B. 向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至生成的沉淀溶解
C. 向稀硝酸中逐渐加入铁粉,溶液由无色变为黄色,然后变为浅绿色
D. 用NaOH溶液吸收NO2时,NO2既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.配制银氨溶液时,向硝酸银溶液中滴入氨水至生成的沉淀恰好溶解,先反应生成AgOH沉淀,继续滴加氨水溶解AgOH生成氢氧化二氨合银溶液,符合“量变引起质变”的哲学观点,故A正确;
B.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至生成的沉淀溶解,先反应生成氢氧化铝沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液时溶解氢氧化铝生成偏铝酸钠溶液,符合“量变引起质变”的哲学观点,故B正确;
C.向稀硝酸中逐渐加入铁粉,溶液由无色变为黄色,然后变为浅绿色,过量硝酸将铁氧化为三价铁离子,后铁粉将铁离子还原为亚铁离子,符合“量变引起质变”的哲学观点,故C正确;
D.用NaOH溶液吸收NO2时,NO2既是氧化剂又是还原剂,只发生反应生成亚硝酸钠和硝酸钠,不符合“量变引起质变”的哲学观点,故D错误;
答案选D。
7. 合成某抗HTV 药物的中间体X和Y的结构如图所示,下列有关说法错误的是
A. 可用NaHCO3溶液区分X和Y
B. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C. X和Y均能发生取代反应和氧化反应
D. Y与足量H2加成后,产物分子中含4个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.X分子中所含的基团与NaHCO3不反应,Y分子中含有的羧基能与NaHCO3反应并产生CO2气体,则可用NaHCO3溶液区分X和Y,A正确;
B.X分子中,N原子连接3个C原子,这4个原子不可能共平面,所以除氢原子外,X中其他原子也不可能共平面,B错误;
C.X和Y分子中均含有苯环,能发生取代反应和氧化反应,C正确;
D.Y与足量H2加成后的产物分子中,带“∗”的碳原子为手性碳原子,则含4个手性碳原子,D正确;
故选B。
8. 二苯铬[(C6H6)2Cr]可作烯烃聚合或异丙醇脱氢等反应的催化剂,工业上常用 Cr2O3为原料按如下流程制备二苯铬
已知:①COCl2、CCl4沸点分别为8.2℃、77 ℃;②二苯铬不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,在真空中 160℃时升华,在潮湿空气中易被氧化;③苯分子作配体时可提供三个配位原子。
下列说法正确的是
A. 为了向“转化”提供稳定的CCl4气流,可用水浴加热 CCl4并用氮气带出CCl4
B. 1mol[(C6H6)2Cr][AlCl4]中含有6NA个配位键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C. “还原”中,还需通入一定量N₂,主要目的是防止Na2S2O4被氧化
D. “还原”后,经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬
【答案】A
【解析】
【分析】Cr2O3与CCl4在转化步骤中反应生成CrCl3和COCl2气体, CrCl3在合成步骤中生成[(C6H6)2Cr][AlCl4],最后与NaOH和Na2S2O4的混合溶液反应生成(C6H6)2Cr。
【详解】A.CCl4沸点为77 ℃,可以采用水浴加热使其汽化,并用氮气带出CCl4气体,故A正确;
B.[(C6H6)2Cr][AlCl4]的苯分子作作配体时可提供三个配位原子,即两个苯分子可以形成6个配位键,AlCl中有一个配位键结合Cl-,故1mol[(C6H6)2Cr][AlCl4]中含有7NA个配位键,故B错误;
C.“还原”中,还需通入一定量N₂,主要目的是防止二苯铬被氧化,故C错误;
D.因为二苯铬不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,在真空中 160℃时升华,在潮湿空气中易被氧化,过滤后应该用乙醇或乙醚洗涤,干燥得到纯净的二苯铬,故D错误。
答案选A。
9. 广东省科学院测试分析研究所提出 Ni(OH)2和MoO3/Ni(OH)2均能催化甲醇氧化(MOR),其反应历程的片段如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 吸附CH₃OH效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2
B. MOR 的催化效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2
C. 反应历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成
D. 根据图像可知,MoO3/Ni(OH)2催化下总反应的焓变更小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,吸附了CH₃OH后,Ni(OH)2曲线能量更低,更稳定,表示吸附CH₃OH效果Ni(OH)2优于MoO3/Ni(OH)2,故A错误;
B.由图线可知,反应过程中,Ni(OH)2曲线的活化能比MoO3/Ni(OH)2曲线的活化能高,故催化效果Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2,故B正确;
C.从反应历程可知,断开的是C-H键,形成的是C-O,H-O键,都是极性键,故C错误;
D.催化剂不影响焓变,故两种催化剂下总反应的焓变相等,故D错误。
答案选B。
10. 液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点。全钒液流电池充电时的工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 放电时,电流流动方向:M电极→电解质溶液→N 电极
B. 放电时,M电极的电极反应式为
C. 充电时,该装置总反应的离子方程式为
D. 若M 电极的储罐起始时pH=1,工作一段时间后,pH 变为2,则理论上电路中转移电子数为0.09NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】
【分析】全钒液流电池充电时,氢离子向N极移动,则N为阴极、M为阳极,放电时,N为负极、M为正极。
【详解】A.放电时,N为负极、M为正极,电流流动方向:N电极→电解质溶液→M电极,A错误;
B.放电时,M电极为正极,得到电子发生还原反应,电极反应式为,B错误;
C.充电时,该装置为电解池装置,阳极氧化为、阴极还原为,总反应为的离子方程式为 ,C正确;
D.不确定溶液的体积,不能计算转移电子的量,D错误;
故选C。
二、选择题:本题共5 小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 根据下列操作和现象所得到的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
加热石蜡(石油分馏产品),将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色逐渐褪去
石蜡中含有烯烃
B
向 Na2CO3溶液中滴加等浓度的硼酸溶液,没有明显现象
H3BO3酸性弱于H2CO3
C
向苯酚溶液中滴加过量浓溴水、振荡、静置,先有白色沉淀,进而转化为黄色沉淀
三溴苯酚不溶于水,溶解 Br2而呈黄色
D
碱性条件下,在乙酸乙酯水解反应的体系中,用电导仪测定体系中单位时间内电导的变化。(已知:OH⁻的电导远大于 CH3COO⁻的电导,根据溶液电导的变化能求得OH⁻浓度的变化)
用电导的变化与单位时间的比值,可求出乙酸乙酯水解反应的速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A.直接给石蜡油加热,气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液逐渐褪色,说明生成了不饱和烃,但不饱和烃不一定是烯烃,A错误;
B.向 Na2CO3溶液中滴加等浓度的硼酸溶液,没有明显现象,说明未生成二氧化碳,H3BO3酸性弱于H2CO3,也有可能是因为加入的H3BO3的量不足,B错误;
C.向苯酚溶液中滴加过量浓溴水、振荡、静置,先有白色沉淀,说明三溴苯酚不溶于水,进而转化为黄色沉淀,说明溶解 Br2而呈黄色,C正确;
D.由乙酸乙酯的碱性水解方程式,已知:OH⁻的电导远大于 CH3COO⁻的电导,故用电导的变化与单位时间的比值,可求出乙酸乙酯水解反应的速率,D正确;
故选CD。
12. 钠-硫电池作为一种新型化学电源,体积小、容量大、寿命长、效率高,由熔融电极和固体电解质组成,其装置如图1 所示,正极区域填充 后的工作原理如图2所示。
已知: 的立方晶胞中,Co呈 +2和 +3 价,Co元素填充在氧原子围成的正四面体和正八面体空隙中,正四面体位于晶胞的顶点和面心,正八面体位于晶胞的八个小立方体的体心。
下列说法错误的是
A. 钠-硫电池在常温下就能将化学能转化为电能
B. 在 Co3+作用下,可将S8转化为 Na2S6
C. S8转化为Na2S2时电极反应式为S8+8Na⁺+8e=4Na2S2
D. 若将51.2gS8全部转化为 Na2S,理论上有1.6molNa+透过交换膜进入液态硫区域
【答案】AD
【解析】
【详解】A.钠-硫电池是由熔融电极和固体电解质组成,在常温下,钠为固体,不能进行放电工作,故A说法错误;
B.Co3O4的立方晶胞中,Co呈+2价和+3价,Co元素填充在氧原子围成的正四面体和正八面体空隙中,正四面体位于晶胞的顶点和面心,正八面体位于晶胞的八个小立方体的体心,可知正八面体是正四面体的两倍,再根据Co3O4化学式,三价钴是二价钴的两倍,三价钴填充在八面体的空隙中,二价钴填充在正四面体空隙中,将S8转化为Na2S6时,图像中是在正八面体作用下,故为三价钴,故B说法正确;
C.该装置为化学电源,利用原电池工作原理,S8作正极,S8转化为Na2S2时电极反应式为S8+8Na++8e-=4Na2S2,故C说法正确;
D.51.2gS8为0.2mol,全部转化为Na2S,发生S8+16Na++16e-=8Na2S,可以计算出为3.2molNa+透过交换膜进入液态硫区域,故D说法错误;
答案为AD。
13. 合成杀虫剂氟铃脲的路线中可发生如图所示反应,下列有关说法错误的是
A. 该反应属于加成反应
B. 物质 M 中含有两种官能团
C. 含硝基和苯环(有三个取代基)的N 的同分异构体有 15 种
D. 若用乙二胺(NH2CH2CH2NH2)与COCl2发生反应可能会生成
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对比M、N的结构简式可知,M中2个“N-H”断裂,COCl2中2个“C-Cl”断裂,推出M与COCl2反应生成N和HCl,该反应不属于加成反应,故A说法错误;
B.根据M的结构简式,M中含有官能团是碳氟键、酰胺键,故B说法正确;
C.含硝基、苯环、氟原子,根据N的结构简式,同分异构体中含碳碳三键,苯环上有三个取代基,取代基如果是-F、-F、-C≡C-NO2,有6种结构;取代基如果是-F、-NO2、-C≡C-F,有10种结构,共有16种结构,故C说法错误;
D.根据A选项分析,以及M→N的实质,乙二胺与COCl2发生反应可能会生成,故D说法正确;
答案为AC。
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构~活性关系,经研究发现主要反应如下:
在T₁℃、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应,测得含氮元素占比[如N2的含氮元素占比与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响; Kp为用平衡时气体分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是
A. 曲线c表示的是氨气的含氮元素占比
B. 若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则 F点将移向 E点
C. Ⅰ点时,0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa⋅min⁻¹
D. 若95 min时达到平衡,则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应ii为快反应,曲线a表示物质快速减少,故表示NO,NH3快速增加,故曲线b表示氨气,曲线表示c氮气,A错误;
B.若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,反应Ⅱ会更快,生成NH3达到最高点所用时间短,NH3的占比更大,因此F点可能移向E点上方的某个点,B错误;
C.起始时,压强为100 kPa、 2 mol NO、6 mol H2,Ⅰ点时,由图知,NO的氮含量为6%,n(NO)=2mol×6%=0.12mol,NH3的氮含量为47%,n(NH3)=2mol×47%=0.94mol,N2的氮含量为47%,n(N2)=,由氧守恒得,n(H2O)=2mol-0.12mol=1.88mol,由氢守恒得,n(H2)= ,此时的总压为,氨气的分压为,则0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa⋅min⁻¹,C错误;
D.起始时,压强为100 kPa、 2 mol NO、6 mol H2,若95 min时达到平衡,则由图知,NO的氮含量为6%,n(NO)=2mol×6%=0.12mol,N2的氮含量为86%,n(N2)=,NH3的氮含量为100%-6%-86%=8%,n(NH3)=2mol×8%=0.16mol,由氧守恒得,n(H2O)=2mol-0.12mol=1.88mol,由氢守恒得,n(H2)= ,此时的总压为,分压分别为,,,则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为,D正确;
故选D。
15. 25℃时,用 NaOH 溶液分别滴定 HA、CuSO4、Al2(SO4)3三种溶液,pM[pM= -lgM,M 表示 随pH变化的关系如图所示。下列有关分析正确的是
已知: Ka (HA)=2×10-5;lg2=0.3。
A. ②代表滴定Al2(SO4)3溶液的变化关系
B. 根据图像可知,x=5.7
C. 水的电离程度:P 点>N点>Q点
D. 向Al2(SO4)3溶液中加入Cu(OH)2至pH=4,此时无Cu(OH)2固体剩余,则 Al3+沉淀率为99.85%
【答案】BD
【解析】
【分析】当,即,则,此时,,,则曲线③为随pH的变化曲线;,则,则,同理,,根据曲线的斜率可判断,曲线①为随pH的变化曲线,曲线②为随pH的变化曲线,
【详解】A.由分析知,②代表滴定CuSO4溶液的变化关系,故A错误;
B.曲线③为随pH的变化曲线,,,即,,则根据,解得,pH=5.7,x=5.7,故B正确;
C.Q点时,pH=5.7,溶液显酸性,此时HA未完全中和,当恰好为NaA溶液时,水的电离程度最大,从开始滴加NaOH溶液至恰好中和的过程中,水的电离程度是逐渐增大的,故水的电离程度:Q 点>P点>N点,故C错误;
D.曲线①为随pH的变化曲线,根据曲线与横坐标的交点可得,同理,曲线②为随pH的变化曲线,,当pH=4,,,根据方程式,可知溶解的,则Al3+沉淀率为,故D正确;
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 硼烷-四氢呋喃(BH3·THF,结构简式为)是一种硼氢化和还原性的试剂,易溶于四氢呋喃()、遇水剧烈反应放出氢气 工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题:
(1)BH3·THF 组成元素的电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。下列状态的硼中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A.1s22s22p1 B.1s22s2 C.1s22s12p1 D.1s22p2
(2)先将NaBH4和BF3溶于二乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3)中,充分溶解,再加入四氢呋喃,反应30 min、缘分离提纯即得较纯净的 BH3·THF,同时还有另一种产物 NaF。
①制备BH3·THF化学方程式为___________。
②制备过程中,BF3中B的杂化方式的变化是___________,上述物质中含配位键的是___________。
③二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度,其原因是___________。
(3)硼氢化钠在室温下是α型的立方晶体(如图甲所示),6.3GPa下转变为四方晶体(如图乙所示)。
①硼氢化钠的α型立方晶体中,离 最近的 有___________个,Na+填充在 围成___________ (填“正四面体”或“正八面体”)空隙中。
②硼氢化钠的四方晶体中,晶胞中 A、B间距离d=___________nm(用含 a的代数式表示)。
【答案】(1) ①. O>C>H>B ②. B
(2) ①. ②. ③. NaBH4、BH3·THF ④. 二乙二醇二甲醚和水都是极性分子,同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键
(3) ①. 12 ②. 正八面体 ③.
【解析】
【小问1详解】
①电负性:同周期从左到右依次增大,同主族从上到下依次减小,所以O、C、B、H元素的电负性由小到大的顺序是:O>C>H>B,故答案为:O>C>H>B;
②A项中1s22s22p1为B的基态原子,能量高,失去一个电子所需能量较小;
B项中1s22s2,属于能量最低的全满结构,不易失电子,电离最外层一个电子所需能量最大;
C项中1s22s12p1为B+的激发态,不稳定,能量高,失去电子所需能量较小所需能量较小;
D项中1s22p2 是一种不稳定的状态,能量高,失去电子所需能量较小所需能量较小;
故本题答案为B;
【小问2详解】
①根据题干可知:将NaBH4、BF3和二乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3)、四氢呋喃,生成BH3·THF和 NaF。化学方程式为:,故答案为:;
②制备过程中,BF3中B原子价电子对数,为sp2杂化,硼烷-四氢呋喃中B原子为sp2杂化,故答案为: ;
③上述物质中含配位键的是NaBH4、BH3·THF,故答案为:NaBH4、BH3·THF;
④二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度,是因为二乙二醇二甲醚和水都是极性分子,同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键,故答案为:二乙二醇二甲醚和水都是极性分子,同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键;
【小问3详解】
①根据NaBH4的晶胞结构,以体心的为研究对象,与其等距离(距离为)最近的有12个,故答案为:12;
②根据硼氢化钠的α型立方晶体,可以看出填充在、围成的正八面体中,故答案为:正八面体;
③硼氢化钠的四方晶体中,B的坐标为(,,),A的坐标为(0,0,0),晶胞中 A、B间距离,故答案为:
17. V2O3常用于玻璃、陶瓷中作染色剂,含钼合金钢具有韧性好、高温塑性强等优点,可用于制造机床结构部件。工业上常用钼钒混合矿(主要成分为 MoS2、V2O5,还含 SiO2、Al2O3、PbS、NiS等杂质)提取高熔点金属单质钼和 V2O3,其工艺流程如图所示。
已知:①“焙烧”时将金属元素转化为氧化物, SiO2、MoO3、V2O5、Al2O3和 PbO 均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而 NiO不行。
②“气体X”为混合气体,经处理后得“气体Y”。
③当溶液中某离子浓度 ≤1×10-5mol⋅L-1时,可认为该离子沉淀完全;PbS和Pb(OH) 2的Ksp分别为10-28,10ᵃ;Pb(OH) 2 (s)+OH⁻(aq)⇌[Pb(OH) 3]⁻(aq) K=10 b。
④“滤渣Ⅳ”主要成分(NH4)2MoO4⋅2H2MoO4。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,采用逆流式投料,且分批加入钼钒混合矿、碳酸钠粉末,其目的是___________,MoS2参与反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“气体X”经洗气操作可获得较纯净的“气体 Y”,洗气时选择的试剂是___________,“滤渣Ⅲ”的主要成分是___________(填化学式)。
(3)“沉铅”过程中,总反应为[Pb(OH)3]- (aq)+S2-(aq)=PbS(s)+3OH- (aq)则该反应的平衡常数K=___________。
(4)“ 沉钒”后,经过滤、洗涤、平燥,将所得固体进行煅烧,当固体质量减少 16.8t时,理论上制得V2O3的质量为___________t。
(5)“滤渣Ⅳ”中需要加入稍过量的 Al还原(NH4)2MoO₄⋅2H2MoO4制 Mo,加入稍过量 Al的原因是___________。
【答案】(1) ①. 增大气体与固体接触面积,同时增大容器底部氧气浓度,加快反应速率,使钼钒混合矿充分反应 ②. 7:2
(2) ①. 饱和NaHCO3溶液 ②. H2SiO3、Al(OH)3
(3)1028+a-b
(4)30 (5)Al与氧气反应放出大量的热,过量Al将(NH4)2MoO4∙2H2MoO4全部还原,同时防止Mo被氧气氧化
【解析】
【分析】根据已知:①“焙烧”时将金属元素转化为氧化物,则MoS2、PbS、NiS分别与氧气反应生成MoO3、PbO、NiO,硫元素被氧化为SO2,碳酸钠与金属氧化物反应生成二氧化碳,“气体X”为混合气体即含有SO2、CO2, 已知SiO2、MoO3、V2O5、Al2O3和 PbO 均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而 NiO不行,因此水浸后滤渣I为NiO,滤液成分为Na2SiO3、Na2MoO4、NaVO3、Na[Al(OH)4]、Na[Pb(OH) 3],加入Na2S提供S2-与[Pb(OH) 3]-反应生成PbS沉淀成为滤渣II的成分,气体Y为CO2,与Na2SiO3、Na[Al(OH)4]分别反应生成H2SiO3、Al(OH)3作为滤渣III的成分,加入NH4Cl与NaVO3反应沉钒得到NH4VO3,沉钼得到“滤渣Ⅳ”主要成分是(NH4)2MoO4⋅2H2MoO4,Al还原(NH4)2MoO₄⋅2H2MoO4制 Mo;
【小问1详解】
“焙烧”时,采用逆流式投料,且分批加入钼钒混合矿、碳酸钠粉末,其目的是增大气体与固体接触面积,同时增大容器底部氧气浓度,加快反应速率,使钼钒混合矿充分反应;MoS2与氧气、碳酸钠反应时生成Na2MoO4、SO2、CO2,其中氧元素化合价降低,氧气做氧化剂,MoS2做还原剂,反应方程式为:2MoS2+7O2+2Na2CO3= 2Na2MoO4+4SO2+2CO2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为7:2;
【小问2详解】
根据分析,“气体X” 含有SO2、CO2,经洗气操作可获得较纯净的“气体 Y”为CO2,洗气时选择的试剂是饱和NaHCO3溶液;通入CO2与Na2SiO3、Na[Al(OH)4]分别反应生成H2SiO3、Al(OH)3作为滤渣III的成分;
【小问3详解】
根据已知③当溶液中某离子浓度 ≤1×10-5mol⋅L-1时,可认为该离子沉淀完全;I:PbS(s)⇌ Pb2+(aq)+S2-(aq) Ksp=10-28,II:Pb(OH) 2(s)⇌ Pb2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=10ᵃ,III:Pb(OH) 2 (s)+OH⁻(aq)⇌[Pb(OH) 3]⁻(aq) K=10b,反应II-III-I可得总反应为[Pb(OH)3]- (aq)+S2-(aq)=PbS(s)+3OH- (aq),则该反应的平衡常数K=10ᵃ÷10-28÷10”=1028+a-b;
【小问4详解】
煅烧时钒元素从+5降低至+3,则氮元素化合价需从-3升高至0价,发生反应方程式为,固体质量减少为氮气、氨气和水的质量,每减少252g则生成3mol V2O3即3mol×150g/mol=450g,则当固体质量减少 16.8t时,理论上制得V2O3的质量为t;
【小问5详解】
Al还原(NH4)2MoO₄⋅2H2MoO4制 Mo,加入稍过量Al的原因是:Al与氧气反应放出大量的热,过量Al将(NH4)2MoO4∙2H2MoO4全部还原,同时防止Mo被氧气氧化。
18. 二氯化二硫(S2Cl2)常温下为黄色液体,能与苯、醚和四氯化碳等有机溶剂混溶,超过100°C 时分解为相应单质,300℃时完全分解,工业上常用作橡胶的低温硫化剂和黏接剂。实验室利用下列装置(部分加热、夹持仪器已略去)将干燥 Cl2通入 CS2 中于 98 ℃条件下制备S2Cl2:3Cl2+CS2=S2Cl2+CCl4
相关物质性质如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(g·cm-3)
性质
CS2
-109
47
1.26
不溶于水
S2Cl2
-76
137
1.68
遇水生成HCl、SO2、S,和 HCl不反应
S
113
444
1.96
不溶于水
CCl4
-23
77
1.59
不溶于水
请回答下列问题:
Ⅰ.制备并提纯 S2Cl2
(1)仪器A 的名称是___________,装置甲中发生反应的离子方程式为___________,选择必需装置,按气流从左往右的方向,合理的连接顺序是___________(填仪器接口字母)。
(2)该实验操作步骤如下,操作步骤先后顺序是③___________(用序号表示)。
①打开仪器A 的活塞 ②关闭仪器A 的活塞 ③通入冷水 ④关闭冷水 ⑤用酒精灯加热装置丙 ⑥熄灭装置丙中酒精灯
(3)装置丙中,选择最适宜的加热方式是___________(填“水浴”或“油浴”),实验结束后,将锥形瓶中液体转入到仪器①中,选择合适仪器并组装装置提纯S2Cl2 (加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧___________(填序号)。
Ⅱ.产品纯度的测定
实验步骤如下:
①取mg市售 S2Cl2 (杂质不参与反应)溶于过量的V₁mL0.1mol⋅L-1NaOH溶液中,充分反应后过滤,将滤液配制成250 mL溶液;
②取出25.00 mL 于锥形瓶中,滴入几滴酚酞,用0.010 0 mol·L-1盐酸标准液滴定剩余的 NaOH,滴定至终点时记录数据,重复以上实验三次,平均使用盐酸V2mL。
(4)市售S2Cl2,纯度为___________(用含 m、V1、V2的代数式表示)。
(5)下列操作导致测得市售 S2Cl2纯度偏大的是___________(填字母)。
A.步骤①中,配制250 mL 溶液时,定容时俯视
B.锥形瓶用待测液润洗
C.滴定前,尖嘴无气泡,滴定结束后,尖嘴有气泡
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 ②. ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O ③. a→bc→fg→hj
(2)①⑤⑥②④ (3) ①. 油浴 ②. ⑥⑩③⑤
(4)
(5)C
【解析】
【分析】本题是实验制备二氯化二硫,其原理是Cl2+CS2S2Cl2+CCl4,装置甲制备氯气,S2Cl2遇水发生反应,需要干燥氯气,装置乙的作用是干燥氯气,装置丙是反应制备S2Cl2,因S2Cl2遇水发生反应,且氯气有毒,需要尾气处理,丙应连接丁装置,据此分析;
【小问1详解】
根据仪器A的特点,仪器A的名称是恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;装置甲制备氯气,其发生反应离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;选择必需装置,S2Cl2易与水反应,因此选择装置丁为尾气处理同时防止外界水进入,不选用装置戊,根据上述分析,连接顺序是a→bc→fg→hj;故答案为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;a→bc→fg→hj;
【小问2详解】
该实验操作步骤先通冷凝水,营造冷凝环境,然后通入气体,排尽装置中的空气后,加热装置丙,发生反应,停止实验时,先停止加热,再停止通气,最后关闭冷凝水,操作先后顺序为③①⑤⑥②④;故答案为①⑤⑥②④;
【小问3详解】
根据题中所给信息,装置丙需要加热到98℃,如果水浴加热,大量水转化为水蒸气,会带走一部分能量,很难稳定在98℃,因此选择加热方式为油浴加热;二氯化二硫能与四氯化碳互溶,因此制得的S2Cl2中含CCl4等杂质,选择蒸馏方法进行分离,S2Cl2遇水生成HCl、S、SO2,因此还需要防止外界水蒸气的影响,因此选择仪器是①⑨⑧⑥⑩③⑤;故答案为油浴;⑥⑩③⑤;
【小问4详解】
S2Cl2遇水生成HCl、S、SO2,其反应为2S2Cl2+2H2O=4HCl+3S+SO2,氢氧化钠分别与HCl、SO2反应,则二氯化二硫与氢氧化钠溶液总反应为2S2Cl2+6NaOH=4NaCl+3S+Na2SO3+3H2O,氢氧化钠总物质的量为V1×10-3L×0.1mol/L,反应后剩余的NaOH物质的量等于消耗盐酸物质的量,即为V2×10-3L×0.01mol/L,因此二氯化二硫的出浓度为=;故答案为;
【小问5详解】
A.步骤①中,配制20mL溶液定容时俯视,此时溶液浓度偏大,消耗盐酸体积V2偏大,根据问题(4)可知,导致结果偏小,故A不符合题意;
B.锥形瓶用待测液润洗,消耗盐酸体积增大,根据问题(4)可知,导致结果偏小,故B不符合题意;
C.滴定前,尖嘴无气泡,滴定结束后,尖嘴有气泡,导致V2偏小,根据问题(4)可知,导致结果偏大,故C符合题意;
答案为C。
19. 磷酸氯喹治疗新冠肺炎具有一定的疗效,可由氯喹与磷酸制备。下图是制备氯喹的一种合成路线:
已知:①R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH;
②和苯酚相似,具有酸性。
③
回答下列问题:
(1)C 的化学名称为___________,D 中含氧官能团的名称为___________。
(2)完成合成X的路线:
(3)F的结构简式为___________,写出F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(4)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.含有苯环,无其他环状结构 ii.苯环上有一个碳氯键 iii.含有氰基(-CN)
(5)已知:2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。写出以环己烯和乙二胺(NH2CH2CH2NH2)为原料制备的合成路线:___________(其他试剂任选)。
【答案】(1) ①. 乙二酸二乙酯 ②. 酮羰基、酯基
(2)
(3) ①. ②. +4NaOH+NaCl+CH3CH2OH+2H2O
(4)29 (5)
【解析】
【分析】B与乙醇在浓硫酸条件下发生酯化反应,结合C的分子组成可知B为HOOC-COOH,则A为HOCH2CH2OH,C为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,C与乙酸乙酯发生已知①中的取代反应生成D为,D与X生成E,结合E的结构及X的分子式可知X为,E在一定条件下生成F,F生成G,结合G的结构可知F应为,F碱性水解后酸化得到G,G发生脱羧反应后再发生羟基取代反应得到H,H与反应得到氯喹,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,C为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,则C的化学名称为乙二酸二乙酯;D为,则D中含氧官能团的名称为酮羰基、酯基。
【小问2详解】
X为,由反应条件,可确定加入Fe/HCl前的反应物为,由制取,反应条件为浓硫酸、浓硝酸、加热,则合成X的路线:。
【小问3详解】
F的结构简式为,F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:+4NaOH+NaCl+CH3CH2OH+2H2O。
【小问4详解】
H为,满足下列条件:i.含有苯环,无其他环状结构;ii.苯环上有一个碳氯键;iii.含有氰基(-CN)的H的同分异构体中,含有、-CN、-CCl=CH2,与苯环连接共有10种;、-CN、-CH=CHCl,与苯环连接也有10种;、-C(CN)=CHCl组合有3种;、-CH=C(CN)Cl组合有3种;、-CCl=CHCN组合有3种,共有29种(不考虑立体异构)。
【小问5详解】
已知2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。先将环己烯用酸性高锰酸钾溶液氧化为己二酸,再与甲醇酯化,得己二酸二甲酯,利用已知①的性质成环,再与乙二胺(NH2CH2CH2NH2)发生已知③的反应,故设计流程如下:。
20. Kvisle等人使用MgO=SiO2催化剂研究乙醇转化为1,3-丁二烯的反应机理如下。
反应I: ΔH1=+48kJ/mol
反应II: ΔH2=-98kJ/mol
反应III: ΔH3
已知:①H2O(g)⇌ H2O(l) ΔH=-44kJ/mol
②pA(g)+qB(g)⇌mC(g)+nD(g) 100kPa
回答下列问题:
(1)已知:在一定条件下,C2H5OH(g)、CH3CHO(g )⋅CH2=CH2 (g)和CH2=CHCH=CH2 (g)的燃烧热或摩尔燃烧焓(ΔH)分别为akJ⋅mol-1、bkJ⋅mol-1、ckJ⋅mol-1和d kJ⋅mol-1,则ΔH ₃=___________kJ·mol-1,从体系能否自发进行的角度分析,反应Ⅰ在___________(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的C2H5OH(g)和 N2,控制温度为T₁℃、起始压强为10 MPa下发生上述三个反应,反应进行 2 h 达到平衡,测得容器内压强为14 MPa,CH3CHO(g)、CH2=CH2 (g)和CH2=CHCH=CH2 (g)的压强满足以下关系。p(CH3CHO):p(CH2=CH2): p(CH2=CHCH=CH2)=1:3:2,,则1,3-丁二烯的产率为___________,反应Ⅲ的平衡常数 ___________
(3)在T2℃、15 MPa反应条件下,向 A、B、C三个容器中通入 分别为1:1、1:3、1:7的混合气体,若只发生反应Ⅰ,测得C2H5OH(g)转化率随时间的变化如表所示。
10 min
20 min
30 min
40 min
50 min
A
4.1%
7.8%
10.9%
13.8%
13.8%
B
4.7%
8.9%
12.9%
16.8%
20.3%
C
50%
9.5%
13.8%
17.9%
21.9%
①当反应进行到20 min时,三个容器中平均反应速率 从大到小的顺序是___________。根据表格中数据可得出的结论是___________。
【答案】(1) ①. (b+c+44-d) ②. 高温
(2) ①. 40% ②. 4.67
(3) ①. υ(A)>υ(B)>υ(C) ②. 在相同温度和压强下,相同时间时,n(C2H5OH):n(N2)越小,C2H5OH(g)转化率越大(合理即可)
【解析】
小问1详解】
由已知条件知:
① ;
②;
③;
④ H2O(g)⇌ H2O(l) ΔH=-44kJ/mol;
根据盖斯定律:反应III=①+②-③-④可得,ΔH3=(b+c-d+44)kJ•mol-1;故答案:ΔH3=(b+c-d+44)kJ•mol-1;
反应I: ΔH1=+48kJ/mol ,该反应气体分子数增大,则ΔS>0,由ΔH1>0,该反应自发进行判据ΔG=ΔH-TΔS<0,高温条件自发进行;故答案:高温;
【小问2详解】
向恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的C2H5OH(g)和 N2,起始压强为10 MPa,则C2H5OH(g)和 N2的起始压强分别为5MPa,同时发生上述三个反应
则平衡时总压为:5-px-py+ px-pz+ px+py-pz+py+pz+pz+5=14;px+py=4;测得容器内p(CH3CHO):p(CH2=CH2): p(CH2=CHCH=CH2)=1:3:2,计算得:pz=1MPa,px=1.5MPa,py=2.5MPa,根据碳原子守恒可知,1,3-丁二烯的理论产量为2.5 MPa,产率为,故答案:40%;
,
故答案:4.67;
【小问3详解】
在T2℃、15 MPa反应条件下, A、B、C三个容器中通入 分别为1:1、1:3、1:7的混合气体,则A、B、C三个容器的体积之比等于物质的量之比,VA:VB:VC=2:4:8=1:2:4,反应进行到20 min时,A、B、C三个容器的转化率之比=7.8%:8.9%:9.5%,转化C2H5OH的物质的量之比=7.8%:8.9%:9.5%,A、B、C三个容器中平均反应速率 即为,故A、B、C三个容器中平均反应速率:υ(A)>υ(B)>υ(C);故答案:υ(A)>υ(B)>υ(C);
根据表格中数据可得出:在相同温度和压强下,相同时间时,n(C2H5OH):n(N2)越小,C2H5OH(g)转化率越大(合理即可)。
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“天一大联考·齐鲁名校联盟”
2023—2024 学年高三年级第七次联考
化 学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O16 S 32 C l35.5 V 51
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列物质的应用中,不涉及氧化还原反应的是
A. 谷物发酵酿造食醋 B. 氯乙烷用于处理运动损伤
C. 用热的浓盐酸洗涤试管内壁的MnO2 D. 过氧乙酸(CH3COOOH)用于医疗器械杀菌
2. 古代文献中记载了很多化学研究成果,在实验室中模拟文献中加点步骤的操作,用到的主要仪器错误的是
选项
古代文献
主要仪器
A
《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之…截疟”
烧杯、玻璃棒
B
《本草纲目》中“(烧酒) 其法用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器盛滴露”
蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、接收器
C
《本草纲目》中“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面”
蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
D
《神农本草经》中“一丹二油;膏药成稠,三上三下,熬枯去渣…”
漏斗、烧杯、玻璃棒
A. A B. B C. C D. D
3. X、Y、Z和M是原子序数依次增大的短周期主族元素,X 是周期表中原子半径最小的,Y、Z为同周期相邻元素,Y原子的核外电子数等于 M原子的最外层电子数,Y、M原子的核外电子数之和为Z 原子的核外电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:M>Z>Y>X B. 简单氢化物的还原性:M>Z>Y
C. 简单氢化物沸点:Z>Y D. 同周期中第一电离能小于 Y 的元素有4种
4. 关于下列仪器使用的说法错误的是
A. 仪器①使用前,需要检查两处是否漏水
B. 仪器②可用于测定硫酸铜晶体中的结晶水含量
C. 仪器③和④可用于配制一定质量分数的CuSO4溶液
D. 仪器⑤可用于移取0.1mol⋅L-1Na2Cr2O7溶液
5. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,疗效比一般药物强好几倍。实验室将 KF溶入18-冠-6(结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法错误的是
A. 用与用18-冠-6络合钾离子的效率不同
B. KF、18-冠-6 和乙腈均为极性分子,KF溶解度增大,与卤代烃充分接触
C. C-O-C 键角:∠1大于乙醚中的
D. 相同条件下,用代替 参与上述反应,反应速率会加快
6. 下列描述的事实不符合“量变引起质变”的哲学观点的是
A. 配制银氨溶液时,向硝酸银溶液中滴入氨水至生成的沉淀恰好溶解
B. 向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至生成的沉淀溶解
C. 向稀硝酸中逐渐加入铁粉,溶液由无色变为黄色,然后变为浅绿色
D. 用NaOH溶液吸收NO2时,NO2既是氧化剂又是还原剂
7. 合成某抗HTV 药物的中间体X和Y的结构如图所示,下列有关说法错误的是
A 可用NaHCO3溶液区分X和Y
B 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C. X和Y均能发生取代反应和氧化反应
D. Y与足量H2加成后,产物分子中含4个手性碳原子
8. 二苯铬[(C6H6)2Cr]可作烯烃聚合或异丙醇脱氢等反应的催化剂,工业上常用 Cr2O3为原料按如下流程制备二苯铬
已知:①COCl2、CCl4沸点分别为8.2℃、77 ℃;②二苯铬不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,在真空中 160℃时升华,在潮湿空气中易被氧化;③苯分子作配体时可提供三个配位原子。
下列说法正确的是
A. 为了向“转化”提供稳定CCl4气流,可用水浴加热 CCl4并用氮气带出CCl4
B. 1mol[(C6H6)2Cr][AlCl4]中含有6NA个配位键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C. “还原”中,还需通入一定量N₂,主要目的是防止Na2S2O4被氧化
D. “还原”后,经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬
9. 广东省科学院测试分析研究所提出 Ni(OH)2和MoO3/Ni(OH)2均能催化甲醇氧化(MOR),其反应历程的片段如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 吸附CH₃OH效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2
B. MOR 的催化效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2
C. 反应历程中涉及极性键和非极性键断裂与形成
D. 根据图像可知,MoO3/Ni(OH)2催化下总反应的焓变更小
10. 液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点。全钒液流电池充电时的工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 放电时,电流流动方向:M电极→电解质溶液→N 电极
B. 放电时,M电极的电极反应式为
C. 充电时,该装置总反应的离子方程式为
D. 若M 电极的储罐起始时pH=1,工作一段时间后,pH 变为2,则理论上电路中转移电子数为0.09NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
二、选择题:本题共5 小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 根据下列操作和现象所得到的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
加热石蜡(石油分馏产品),将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色逐渐褪去
石蜡中含有烯烃
B
向 Na2CO3溶液中滴加等浓度的硼酸溶液,没有明显现象
H3BO3酸性弱于H2CO3
C
向苯酚溶液中滴加过量浓溴水、振荡、静置,先有白色沉淀,进而转化为黄色沉淀
三溴苯酚不溶于水,溶解 Br2而呈黄色
D
碱性条件下,在乙酸乙酯水解反应的体系中,用电导仪测定体系中单位时间内电导的变化。(已知:OH⁻的电导远大于 CH3COO⁻的电导,根据溶液电导的变化能求得OH⁻浓度的变化)
用电导的变化与单位时间的比值,可求出乙酸乙酯水解反应的速率
A. A B. B C. C D. D
12. 钠-硫电池作为一种新型化学电源,体积小、容量大、寿命长、效率高,由熔融电极和固体电解质组成,其装置如图1 所示,正极区域填充 后的工作原理如图2所示。
已知: 的立方晶胞中,Co呈 +2和 +3 价,Co元素填充在氧原子围成的正四面体和正八面体空隙中,正四面体位于晶胞的顶点和面心,正八面体位于晶胞的八个小立方体的体心。
下列说法错误的是
A. 钠-硫电池在常温下就能将化学能转化为电能
B. 在 Co3+作用下,可将S8转化为 Na2S6
C. S8转化为Na2S2时电极反应式为S8+8Na⁺+8e=4Na2S2
D. 若将51.2gS8全部转化为 Na2S,理论上有1.6molNa+透过交换膜进入液态硫区域
13. 合成杀虫剂氟铃脲的路线中可发生如图所示反应,下列有关说法错误的是
A. 该反应属于加成反应
B. 物质 M 中含有两种官能团
C. 含硝基和苯环(有三个取代基)的N 的同分异构体有 15 种
D. 若用乙二胺(NH2CH2CH2NH2)与COCl2发生反应可能会生成
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构~活性关系,经研究发现主要反应如下:
在T₁℃、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应,测得含氮元素占比[如N2的含氮元素占比与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响; Kp为用平衡时气体分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是
A. 曲线c表示的是氨气的含氮元素占比
B. 若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则 F点将移向 E点
C. Ⅰ点时,0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa⋅min⁻¹
D. 若95 min时达到平衡,则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为
15. 25℃时,用 NaOH 溶液分别滴定 HA、CuSO4、Al2(SO4)3三种溶液,pM[pM= -lgM,M 表示 随pH变化的关系如图所示。下列有关分析正确的是
已知: Ka (HA)=2×10-5;lg2=0.3。
A. ②代表滴定Al2(SO4)3溶液的变化关系
B. 根据图像可知,x=5.7
C. 水的电离程度:P 点>N点>Q点
D. 向Al2(SO4)3溶液中加入Cu(OH)2至pH=4,此时无Cu(OH)2固体剩余,则 Al3+沉淀率为99.85%
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 硼烷-四氢呋喃(BH3·THF,结构简式为)是一种硼氢化和还原性的试剂,易溶于四氢呋喃()、遇水剧烈反应放出氢气 工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题:
(1)BH3·THF 组成元素的电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。下列状态的硼中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A.1s22s22p1 B.1s22s2 C.1s22s12p1 D.1s22p2
(2)先将NaBH4和BF3溶于二乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3)中,充分溶解,再加入四氢呋喃,反应30 min、缘分离提纯即得较纯净的 BH3·THF,同时还有另一种产物 NaF。
①制备BH3·THF的化学方程式为___________。
②制备过程中,BF3中B的杂化方式的变化是___________,上述物质中含配位键的是___________。
③二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度,其原因是___________。
(3)硼氢化钠在室温下是α型的立方晶体(如图甲所示),6.3GPa下转变为四方晶体(如图乙所示)。
①硼氢化钠的α型立方晶体中,离 最近的 有___________个,Na+填充在 围成___________ (填“正四面体”或“正八面体”)空隙中。
②硼氢化钠的四方晶体中,晶胞中 A、B间距离d=___________nm(用含 a的代数式表示)。
17. V2O3常用于玻璃、陶瓷中作染色剂,含钼合金钢具有韧性好、高温塑性强等优点,可用于制造机床结构部件。工业上常用钼钒混合矿(主要成分为 MoS2、V2O5,还含 SiO2、Al2O3、PbS、NiS等杂质)提取高熔点金属单质钼和 V2O3,其工艺流程如图所示。
已知:①“焙烧”时将金属元素转化为氧化物, SiO2、MoO3、V2O5、Al2O3和 PbO 均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而 NiO不行。
②“气体X”为混合气体,经处理后得“气体Y”。
③当溶液中某离子浓度 ≤1×10-5mol⋅L-1时,可认为该离子沉淀完全;PbS和Pb(OH) 2的Ksp分别为10-28,10ᵃ;Pb(OH) 2 (s)+OH⁻(aq)⇌[Pb(OH) 3]⁻(aq) K=10 b。
④“滤渣Ⅳ”主要成分是(NH4)2MoO4⋅2H2MoO4。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,采用逆流式投料,且分批加入钼钒混合矿、碳酸钠粉末,其目的是___________,MoS2参与反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“气体X”经洗气操作可获得较纯净的“气体 Y”,洗气时选择的试剂是___________,“滤渣Ⅲ”的主要成分是___________(填化学式)。
(3)“沉铅”过程中,总反应为[Pb(OH)3]- (aq)+S2-(aq)=PbS(s)+3OH- (aq)则该反应的平衡常数K=___________。
(4)“ 沉钒”后,经过滤、洗涤、平燥,将所得固体进行煅烧,当固体质量减少 16.8t时,理论上制得V2O3的质量为___________t。
(5)“滤渣Ⅳ”中需要加入稍过量的 Al还原(NH4)2MoO₄⋅2H2MoO4制 Mo,加入稍过量 Al的原因是___________。
18. 二氯化二硫(S2Cl2)常温下为黄色液体,能与苯、醚和四氯化碳等有机溶剂混溶,超过100°C 时分解为相应单质,300℃时完全分解,工业上常用作橡胶的低温硫化剂和黏接剂。实验室利用下列装置(部分加热、夹持仪器已略去)将干燥 Cl2通入 CS2 中于 98 ℃条件下制备S2Cl2:3Cl2+CS2=S2Cl2+CCl4
相关物质性质如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(g·cm-3)
性质
CS2
-109
47
1.26
不溶于水
S2Cl2
-76
137
1.68
遇水生成HCl、SO2、S,和 HCl不反应
S
113
444
1.96
不溶于水
CCl4
-23
77
1.59
不溶于水
请回答下列问题:
Ⅰ.制备并提纯 S2Cl2
(1)仪器A 的名称是___________,装置甲中发生反应的离子方程式为___________,选择必需装置,按气流从左往右的方向,合理的连接顺序是___________(填仪器接口字母)。
(2)该实验操作步骤如下,操作步骤先后顺序是③___________(用序号表示)。
①打开仪器A 的活塞 ②关闭仪器A 的活塞 ③通入冷水 ④关闭冷水 ⑤用酒精灯加热装置丙 ⑥熄灭装置丙中酒精灯
(3)装置丙中,选择最适宜的加热方式是___________(填“水浴”或“油浴”),实验结束后,将锥形瓶中液体转入到仪器①中,选择合适仪器并组装装置提纯S2Cl2 (加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧___________(填序号)。
Ⅱ.产品纯度的测定
实验步骤如下:
①取mg市售 S2Cl2 (杂质不参与反应)溶于过量的V₁mL0.1mol⋅L-1NaOH溶液中,充分反应后过滤,将滤液配制成250 mL溶液;
②取出25.00 mL 于锥形瓶中,滴入几滴酚酞,用0.010 0 mol·L-1盐酸标准液滴定剩余的 NaOH,滴定至终点时记录数据,重复以上实验三次,平均使用盐酸V2mL。
(4)市售S2Cl2,纯度为___________(用含 m、V1、V2的代数式表示)。
(5)下列操作导致测得市售 S2Cl2纯度偏大的是___________(填字母)。
A.步骤①中,配制250 mL 溶液时,定容时俯视
B.锥形瓶用待测液润洗
C.滴定前,尖嘴无气泡,滴定结束后,尖嘴有气泡
19. 磷酸氯喹治疗新冠肺炎具有一定的疗效,可由氯喹与磷酸制备。下图是制备氯喹的一种合成路线:
已知:①R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH;
②和苯酚相似,具有酸性
③
回答下列问题:
(1)C 的化学名称为___________,D 中含氧官能团的名称为___________。
(2)完成合成X的路线:
(3)F的结构简式为___________,写出F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(4)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.含有苯环,无其他环状结构 ii.苯环上有一个碳氯键 iii.含有氰基(-CN)
(5)已知:2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。写出以环己烯和乙二胺(NH2CH2CH2NH2)为原料制备的合成路线:___________(其他试剂任选)。
20. Kvisle等人使用MgO=SiO2催化剂研究乙醇转化为1,3-丁二烯的反应机理如下。
反应I: ΔH1=+48kJ/mol
反应II: ΔH2=-98kJ/mol
反应III: ΔH3
已知:①H2O(g)⇌ H2O(l) ΔH=-44kJ/mol
②pA(g)+qB(g)⇌mC(g)+nD(g) 100kPa
回答下列问题:
(1)已知:在一定条件下,C2H5OH(g)、CH3CHO(g )⋅CH2=CH2 (g)和CH2=CHCH=CH2 (g)的燃烧热或摩尔燃烧焓(ΔH)分别为akJ⋅mol-1、bkJ⋅mol-1、ckJ⋅mol-1和d kJ⋅mol-1,则ΔH ₃=___________kJ·mol-1,从体系能否自发进行的角度分析,反应Ⅰ在___________(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的C2H5OH(g)和 N2,控制温度为T₁℃、起始压强为10 MPa下发生上述三个反应,反应进行 2 h 达到平衡,测得容器内压强为14 MPa,CH3CHO(g)、CH2=CH2 (g)和CH2=CHCH=CH2 (g)的压强满足以下关系。p(CH3CHO):p(CH2=CH2): p(CH2=CHCH=CH2)=1:3:2,,则1,3-丁二烯的产率为___________,反应Ⅲ的平衡常数 ___________
(3)在T2℃、15 MPa反应条件下,向 A、B、C三个容器中通入 分别为1:1、1:3、1:7的混合气体,若只发生反应Ⅰ,测得C2H5OH(g)转化率随时间的变化如表所示。
10 min
20 min
30 min
40 min
50 min
A
4.1%
7.8%
10.9%
13.8%
13.8%
B
4.7%
8.9%
12.9%
16.8%
20.3%
C
5.0%
9.5%
13.8%
17.9%
21.9%
①当反应进行到20 min时,三个容器中平均反应速率 从大到小的顺序是___________。根据表格中数据可得出的结论是___________。
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