内容正文:
大庆实验中学2024年高三得分训练(八)
化学试题
可能用到的相对原子质量:
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分,共45分)
1. 化学与生产、生活等息息相关,人类生活品质的提升离不开科技的进步,下列有关说法不正确的是
A. 含有增塑剂的聚氯乙烯膜不可以直接用来包装食品
B. 利用合成脂肪酸,实现了无机小分子向有机高分子的转变
C. 食品中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
D. 核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,核酸属于生物大分子
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的球棍模型: B. NaCl晶体的晶胞:
C. 丁二烯键线式: D. 基态Cr原子的价层电子轨道式:
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,1mol溶于稀氨水使溶液呈中性,数目为
B. 在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为
C. 平均聚合度为n的聚乙烯中,碳碳双键的数目为
D. 电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总体积为44.8L,则转移电子数为
4. 某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期,基态X原子的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 电负性:Z>Y>X>W B. X、Y、Z均位于元素周期表的p区
C. 该阴离子中铜元素的化合价为 D. 由W和Y构成的化合物不可能为离子化合物
5. 高分子材料PPDO具有优良的生物降解性、相容性和吸收性,是一种优良的医用缝合线,可通过如下反应来制备:
下列有关说法错误的是
A. K发生开环聚合反应生成M
B. K分子中含有醚键和酯基两种官能团
C. PPDO在人体内最终会降解代谢成和
D. 1mol M与足量NaOH溶液反应,消耗1mol NaOH
6. 下列装置中,对应试剂、操作、方法或原理正确的是
A. 装置①探究浓硫酸与铜生成气体有漂白性
B. 装置②检验浓硫酸与木炭共热反应生成的产物
C. 装置③是铜锌稀硫酸原电池的工作原理图
D. 装置④验证N、C、Si的非金属性强弱
7. 为尽快实现碳中和,科研小组设计了电化学方法吸收转化空气中的,将其转化为可利用的有机物质.下列有关说法正确的是
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. a极为阴极,双极膜中的阳离子向a极移动
C. 阴极的电极反应式:
D. 理论上消耗,生成标准状况下的X
8. 某矿石主要成分为,含有、等杂质。以该矿石为原料制备的工艺流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 在实验室模拟进行“焙烧”可以选用石英坩埚
B. 滤渣1只含有
C. 物质Y可选用,也可选用氨水
D. “沉铈”时消耗的与物质的量之比为2∶3
9. 对于超分子聚合物和材料的组装而言,B—N配位键的动态性质和易于调节的特性起着重要作用。某种超分子的结构如图。下列叙述错误的是
已知:Me—为甲基。
A. 该超分子中涉及的元素均为p区元素
B. 第一电离能:F>N>O>C>B
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B—N配位键中,N原子提供孤电子对
10. 甲酸甲酯作为潜在储氢材料受到关注,科学家发现使用配合物催化剂可以使甲酸甲酯温和释氢,其可能的反应过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成 B. 将替换为,反应可得
C. I中的配体数为4 D. 总反应为
11. 一种基于ZnO的锌基催化剂,可高效催化丙烷转化为丙酸。立方ZnO的晶胞如图,晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 与最近的有12个
B. 之间的最短距离为
C. 该ZnO晶体的摩尔体积为
D. 若坐标取向不变,将m点平移至原点,则n点位于晶胞xy面的面心
12. 实验室中初步分离环己烷、苯酚、苯甲酸混合液流程如下。下列说法错误的是
A. 环己烷、苯酚、苯甲酸粗产品依次由①、②、③获得
B. 若试剂a为碳酸钠,可以通过观察气泡现象控制试剂用量
C. “操作X”为蒸馏,“试剂b”可选用盐酸或
D. 试剂c可以选用盐酸或硫酸
13. 水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象,造成电池容量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知PBS膜只允许通过。下列说法错误的是
A. 放电时,0.6mol 参加反应,理论上负极减少13g
B. 充电时,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少87g
C. 放电时的总反应:
D. PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示。下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-123.5kJ·mol-1
B. 400℃前CO2实际转化率增大的主要原因是:温度升高,反应Ⅱ平衡正移
C. 降低体系温度,CH4的平衡选择性增大
D. 450℃时,使用更高效催化剂,有可能使CO2平衡转化率达到X点
15. 溶液滴定溶液时,、各含磷元素微粒的和的关系如图。下列说法中正确的是
A. ①为与的关系
B. b点时,溶液中
C. 的
D. d点时,溶液中存在着
二、非选择题(55分)
16. 铟是一种稀有贵金属,广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、、、)中提取铟的工艺如图所示:
已知:焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在。
(1)铟(In)分布在元素周期表__________区,基态铟原子简化的核外电子排布式为__________。
(2)①“水浸”工艺中的滤渣除外,还含有__________。
②在其他条件一定时,“水浸”铟、铁的萃取率结果如图所示,则萃取所采用的最佳条件为:萃取时间__________,萃取温度__________。
(3)“还原铁”中发生反应的离子方程式为__________。
(4)通过萃取除铁、反萃取、置换等过程,可制备金属铟。已知能被有机萃取剂P204(简称)萃取,其萃取原理可表示为,平衡常数为K.已知与萃取率(E%)关系符合公式:。当pH=2.30时,萃取率为50%,若将萃取率提升到95%,应调节溶液的pH=__________(,忽略萃取剂浓度的变化,结果保留三位有效数字)。
(5)一种铜铟硒晶体(化学式为)的晶胞结构如图所示,晶胞中In和Se未标明,用A或者B代替。推断In是__________(填“A”或“B”),晶体中1mol Cu周围与它最近且等距离的A粒子的数目为__________。
17. 纳米CdSe(硒化镉)可作光学材料。我国科研人员合成出了尺寸可调,品质高的CdE(E=S,Se,Te)量子点,并发展成为如今镉基量子点合成的通用方法。
(1)CdSe量子点直径尺寸在8~12nm,所以CdSe量子点常被称为__________(填分散系名称)量子点。
(2)在一定条件下可由和Se反应生成,再由与反应制得CdSe颗粒,制备流程和生成的实验装置如图所示:
①仪器a的名称是__________。
②分离Cdse纳米颗粒不宜采用抽滤的方法,理由是__________。
(3)研究表明,CdSe的生成分两步:①在碱性条件下生成;②与反应生成CdSe。写出第②步反应的离子方程式__________。
(4)某化学小组通过实验探究了60℃下,其他条件相同时,反应时间、配位剂浓度分别对纳米颗粒平均粒径的影响,结果如图1、图2所示,
下列说法正确的是__________。
A. 改变反应温度和反应时间,可以得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒
B. 在图3所示的两种温度下,只有60℃反应条件下可得到2.7nm的CdSe纳米颗粒
C. 在其它条件不变时,若要得到较大的CdSe纳米颗粒,可采用降低温度的方法
D. 若要在60℃得到3.0nm的CdSe纳米颗粒,可尝试降低配位剂浓度的方法
(5)配位剂L是一种组成人体内蛋白质的氨基酸,其质谱图如图所示,分子中含硫质量分数为26.45%且巯基(—SH)与碳原子直接相连,则配位剂L的结构简式为__________。实验室中,还可以用__________(填现代仪器分析法名称)获得其化学键或官能团的信息。
(6)实验室常用氧化还原滴定法测定某样品中Se的质量分数,步骤如下:
Ⅰ.取0.8400g样品充分磨碎,加酸煮沸配成溶液,将溶液完全转移到250mL容量瓶中后定容。
Ⅱ.准确量取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入标准溶液25.00mL,向锥形瓶中再加入溶液,加入磷酸后再用滴定,消耗溶液10.00mL。
已知:Se的最高价含氧酸氧化较慢,在该滴定过程可忽略此反应。计算硒的质量分数__________(保留两位小数)。
18. CO和NO都是有毒气体,但新的研究表明,它们都是生命体系气体信号分子,在人体内具有重要的生理作用,是高中阶段常见的气体。
回答下列问题:.
(1)反应 是联合硝酸工业减少污染物排放的重要反应。该反应分为三步完成(都是双分子反应,即反应物都只有两种分子),前两步反应如下:
第1步:
第2步:
①写出第3步反应的热化学方程式:__________。
②基元反应,正反应速率。的正反应速率,总反应速率,是平衡转化率,是瞬时转化率,k、、均为速率常数,受温度影响,温度升高,速率常数增大。
Ⅰ.复杂反应分为多步进行时,决定反应速率的是最__________(填“快”或“慢”)的一步,3步基元反应中,活化能最高的一步是第__________步。
Ⅱ.温度升高,__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。在时,一系列温度下的总反应速率-时间曲线如图所示,分析图中曲线先升后降的原因:__________。
(2)用FeO冶炼Fe的过程涉及如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①将FeO和CO放入恒容密闭容器中,下列事实能说明反应Ⅰ和Ⅱ均已达到平衡状态的是__________(填选项字母)。
A.容器内气体的密度不再发生变化 B.CO的生成速率等于消耗速率
C.容器内气体总压强不再发生变化 D.容器内CO和的物质的量相等
②在一个体积可变的容器中,维持温度1200K不变(此时反应Ⅰ的分压平衡常数)。压缩容器体积,达到新平衡时,CO的分压__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。用压力传感器测得平衡时容器内压强为1200kPa,计算反应Ⅱ的分压平衡常数=__________kPa。
19. 多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶抑制剂奥拉帕尼(J)的合成路线如下。
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)A为芳香族酯类化合物,A→B的化学方程式为__________。
(2)C→D发生了两步反应,反应类型依次为加成反应、__________。
(3)试剂a中含有的官能团有__________。(写结构简式)
(4)下列说法正确的是__________。
a.A的一种同分异构体既能发生银镜反应,又能遇溶液发生显色反应
b.H能与溶液反应
c.H→I的过程可能生成一种分子内含有7个六元环的副产物
d.I→J的过程利用了的碱性
(5)C的同分异构体中符合以下条件共有__________种。
①除苯环外无其他环状结构,苯环上的取代基不少于两个
②能发生银镜反应
(6)E经多步转化可得到G,路线如下。
M分子中含有2个六元环,P分子中含有3个六元环。M和P的结构简式分别为__________、__________。
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大庆实验中学2024年高三得分训练(八)
化学试题
可能用到的相对原子质量:
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分,共45分)
1. 化学与生产、生活等息息相关,人类生活品质的提升离不开科技的进步,下列有关说法不正确的是
A. 含有增塑剂的聚氯乙烯膜不可以直接用来包装食品
B. 利用合成脂肪酸,实现了无机小分子向有机高分子的转变
C. 食品中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
D. 核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,核酸属于生物大分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.含有增塑剂的聚氯乙烯薄膜具有一定的毒性,会危害人体身体健康,因此不能直接用来包装食品,A正确;
B.常见的脂肪酸相对分子质量虽然较大,但没有达到高分子化合物的范围,不属于有机高分子,B错误;
C.SO2具有还原性、漂白性,在食品中添加适量可起到漂白、防腐和抗氧化的作用,C正确;
D.核酸属于生物大分子,核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的球棍模型: B. NaCl晶体的晶胞:
C. 丁二烯的键线式: D. 基态Cr原子的价层电子轨道式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该模型为的空间充填模型而非球棍模型,A错误;
B.晶胞要求是“无隙并置”,B选项给出的立方体平移一个单位后,顶点并不能重叠,所以不是NaCl的晶胞,B错误;
C.丁二烯的键线式为,C错误;
D.Cr是第24号元素,价电子排布式为。根据洪特规则,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,所以Cr的3d能级的电子分占简并轨道且自旋平行,但4s与3d不是简并轨道,自旋方向不一定平行,D正确;
故选:D。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,1mol溶于稀氨水使溶液呈中性,数目为
B. 在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为
C. 平均聚合度为n的聚乙烯中,碳碳双键的数目为
D. 电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总体积为44.8L,则转移电子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.1molNH4NO3 中有1mol,NH4NO3溶于稀氨水中,溶液中存在电荷守恒:N(H+)+ N()=N(OH-)+N(),溶液呈中性,则N(H+)=N(OH-),所以N()= N()= NA,故A正确;
B.过氧化钠与水的反应中,生成0.1mol氧气转移了0.2mol电子,转移电子的数目为0.2NA,故B错误;
C.在聚乙烯分子中不存在碳碳双键,故平均聚合度为n的聚乙烯中,碳碳双键的数目为0,故C错误;
D.阴阳两极产生气体的总体积为未标明状态,无法计算其物质的量,故D错误;
故选A。
4. 某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期,基态X原子的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 电负性:Z>Y>X>W B. X、Y、Z均位于元素周期表的p区
C. 该阴离子中铜元素的化合价为 D. 由W和Y构成的化合物不可能为离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】基态X原子的价电子排布式为nsnnpn,基态X原子的价电子排布式为2s22p2,X为C元素,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,结合含铜催化剂阴离子的结构知,W为H,Y为N,Z为F。
【详解】A.同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,元素的非金属性越强、电负性越大,则电负性:Z>Y>X>W,A项正确;
B.C、N、F均位于元素周期表的p区,B项正确;
C.该阴离子为[Cu(CF3)3(CH2CN)]-,其中铜元素的化合价为+3价,C项正确;
D.H和N构成的化合物NH4H为离子化合物,D项错误;
故选:D。
5. 高分子材料PPDO具有优良的生物降解性、相容性和吸收性,是一种优良的医用缝合线,可通过如下反应来制备:
下列有关说法错误的是
A. K发生开环聚合反应生成M
B. K分子中含有醚键和酯基两种官能团
C. PPDO在人体内最终会降解代谢成和
D. 1mol M与足量NaOH溶液反应,消耗1mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.对比K和M的结构简式可知,K 中断开酯基中C-O键后,再进行聚合反应生成M,A项正确;
B.根据K的结构式可知,K分子中含有醚键和酯基两种官能团,B项正确;
C.根据PPDO具有生物降解性、相容性和吸收性,及其结构式可知,其在人体内最终会降解代谢成水和二氧化碳,C项正确;
D.1mol M中含nmol酯基,与足量NaOH溶液反应,消耗nmol NaOH,D项错误;
故选:D。
6. 下列装置中,对应试剂、操作、方法或原理正确的是
A. 装置①探究浓硫酸与铜生成气体有漂白性
B. 装置②检验浓硫酸与木炭共热反应生成的产物
C. 装置③是铜锌稀硫酸原电池的工作原理图
D. 装置④验证N、C、Si的非金属性强弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.3的硫酸不是浓硫酸,所以无法与铜反应生成二氧化硫,A项错误;
B.浓硫酸与木炭共热反应生成二氧化碳和二氧化硫,用品红溶液检验二氧化硫,用高锰酸钾溶液除去二氧化硫,用澄清石灰水检验二氧化碳,B项正确;
C.铜锌稀硫酸原电池中Zn为负极,Cu为正极,装置③中电子流动方向不对,C项错误;
D.硝酸会挥发,可能是硝酸与硅酸钠溶液反应,无法比较出C和Si的非金属性强弱,D项错误;
故选B。
7. 为尽快实现碳中和,科研小组设计了电化学方法吸收转化空气中的,将其转化为可利用的有机物质.下列有关说法正确的是
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. a极为阴极,双极膜中的阳离子向a极移动
C. 阴极的电极反应式:
D. 理论上消耗,生成标准状况下的X
【答案】D
【解析】
【详解】A.该装置有外电源,是电解池,将电能转化为化学能,A错误;
B.由图知,b电极CO2转化为C3H6,碳元素化合价降低,得电子,故b为阴极,a为阳极,B错误;
C.b为阴极,CO2得电子转化为C3H6,电解质溶液中有碳酸氢根参与反应,电极反应式为3CO2+18+18e-=C3H6+18+6H2O,C错误;
D.由阴极电极反应式,消耗22gCO2,即0.5molCO2参与反应,转移电子3mol,阳极生成O2,氧元素从-2价变为0价,生成1mol氧气转移电子4mol,故0.5molCO2参与反应生成O2 0.75mol,标准状况下体积为16.8L,D正确;
本题选D。
8. 某矿石主要成分为,含有、等杂质。以该矿石为原料制备的工艺流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 在实验室模拟进行“焙烧”可以选用石英坩埚
B. 滤渣1只含有
C. 物质Y可选用,也可选用氨水
D. “沉铈”时消耗与物质的量之比为2∶3
【答案】C
【解析】
【分析】磷铈镧矿加入浓硫酸焙烧得到酸废气,主要为HF等,加水水浸除去滤渣Ⅰ主要为磷酸铁、硫酸钙等,滤液加入氯化铁溶液除磷得到滤渣Ⅱ主要为磷酸铁等;滤液加入氨水调节pH=4使得铁等转化为沉淀而除去,加入碳酸氢铵溶液沉铈得到和滤液。
【详解】A.焙烧后的酸性气体为HF,能和二氧化硅反应,不可以使用石英容器,A错误;
B.滤渣1的成分主要有生成的磷酸铁、硫酸钙,B错误;
C.物质Y和溶液中氢离子反应调节pH,使得溶液中铁离子转化为沉淀而除去,且不影响后续Ce的沉淀分离,故可选用,也可选用氨水,C正确;
D.“沉铈”时与反应生成沉淀和二氧化碳、水,反应为,与物质的量之比为1:3,D错误;
故选C。
9. 对于超分子聚合物和材料的组装而言,B—N配位键的动态性质和易于调节的特性起着重要作用。某种超分子的结构如图。下列叙述错误的是
已知:Me—为甲基。
A. 该超分子中涉及的元素均为p区元素
B. 第一电离能:F>N>O>C>B
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B—N配位键中,N原子提供孤电子对
【答案】A
【解析】
【详解】A.H元素不属于p区元素,故A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族原子s能级全充满、ⅤA族原子p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,同一主族,随着能层数的增加,第一电离能依次减小,因此第一电离能:F>N>O>C>B,故B正确;
C.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,具有分子识别和自组装的特征,故C正确;
D.该超分子形成的B—N配位键中,N原子提供孤电子对,B提供空轨道,故D正确;
故选:A。
10. 甲酸甲酯作为潜在的储氢材料受到关注,科学家发现使用配合物催化剂可以使甲酸甲酯温和释氢,其可能的反应过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成 B. 将替换为,反应可得
C. I中的配体数为4 D. 总反应为
【答案】A
【解析】
【详解】A.没有涉及非极性键的断裂,故A错误;
B.由Ⅰ→Ⅱ可知,与配合物催化剂作用,中H原子被取代得到H2,将替换为,根据反应原理,得HD,故B正确;
C.I中的配位数为6,但配体数为4,故C正确;
D.由图可知,总反应为甲酸甲酯和水催化生成氢气和二氧化碳,,故D正确;
故答案选A。
11. 一种基于ZnO的锌基催化剂,可高效催化丙烷转化为丙酸。立方ZnO的晶胞如图,晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 与最近的有12个
B. 之间的最短距离为
C. 该ZnO晶体的摩尔体积为
D. 若坐标取向不变,将m点平移至原点,则n点位于晶胞xy面的面心
【答案】C
【解析】
【详解】A.将晶胞进行平移操作,即可找到与最近的有12个,故A正确;
B.将晶胞中m、n两点的Zn2+连线可得Zn2+之间的最短距离,该线段平行于xy面,将该线段投影至xy面,可知其长度为晶胞面对角线长度的一半,即,故B正确;
C.该ZnO晶体的摩尔体积为,故C错误;
D.根据图中所示坐标系,m点坐标为,n点坐标为,若将m点Zn2+平移至原点,晶胞中各点坐标均由(x,y,z)变为,因此n点坐标变为,即晶胞xy面的面心,故D正确;
故选:C。
12. 实验室中初步分离环己烷、苯酚、苯甲酸混合液的流程如下。下列说法错误的是
A. 环己烷、苯酚、苯甲酸粗产品依次由①、②、③获得
B. 若试剂a为碳酸钠,可以通过观察气泡现象控制试剂用量
C. “操作X”为蒸馏,“试剂b”可选用盐酸或
D. 试剂c可以选用盐酸或硫酸
【答案】B
【解析】
【分析】实验室中初步分离环己烷、苯酚、苯甲酸混合液,先向混合液中加入碳酸氢钠溶液,苯甲酸与碳酸氢钠反应生成苯甲酸钠进入水相I,苯甲酸钠用稀盐酸或硫酸调节pH酸化可以得到苯甲酸,进一步处理得产品③为苯甲酸,有机相I中有环己烷和苯酚,可以加入氢氧化钠或碳酸钠将苯酚转化为苯酚钠使其进入水相II,调节pH进一步处理后得产品②为苯酚,则有机相II为环己烷,通过洗涤、干燥等进一步处理可分离出产品①环己烷。
【详解】A.由分析,产品①、②、③依次为环己烷、苯酚、苯甲酸,A正确;
B.由分析,有机相I中有环己烷和苯酚,苯酚和碳酸钠反应得碳酸氢钠,不会产生CO2,没有气泡产生,B错误;
C.操作X是分离出环己烷,液态有机物分离,且沸点相差较大,可以用蒸馏,试剂b是将苯酚钠转化为苯酚,可以用盐酸或CO2,C正确;
D.试剂c是将苯甲酸钠转化为苯甲酸,强酸可以实现,故试剂c可以选用盐酸或硫酸,D正确;
故错误的选B。
13. 水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象,造成电池容量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知PBS膜只允许通过。下列说法错误的是
A. 放电时,0.6mol 参加反应,理论上负极减少13g
B. 充电时,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少87g
C. 放电时的总反应:
D. PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
【答案】B
【解析】
【分析】Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,产生的锰离子和剥落的正极材料发生反应,加入KI后,发生反应MnO2+3I-+4H+=Mn2++I+2H2O,I+2e-=3I-,碘离子为催化剂。
【详解】A.加入KI后,I-与剥落的MnO2反应生成的I,发生反应为MnO2+3I-+4H+=Mn2++ I+2H2O、I+2e-=3I-,如有0.6molI-参加反应,需得到电子0.4mol,理论上负极Zn减少0.2mol,质量为13g,A正确;
B.则充电时阳极电极反应式为3I--2e-= I、Mn2++2H2O-2e-= MnO2+4H+,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少的质量小于1molMnO2的质量,小于87g,B错误;
C.Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,放电时的总反应为MnO2+Zn+4H+= Zn2++ Mn2++2H2O,C正确;
D.PBS膜能够防止脱落的二氧化锰与锌接触构成微电池,减少锌的损耗,能有效抑制电池的自放电,D正确;
故选B。
14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示。下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-123.5kJ·mol-1
B. 400℃前CO2实际转化率增大的主要原因是:温度升高,反应Ⅱ平衡正移
C. 降低体系温度,CH4的平衡选择性增大
D. 450℃时,使用更高效催化剂,有可能使CO2平衡转化率达到X点
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,用反应Ⅰ-反应Ⅱ,可运算出目标反应CO(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH4(g)的反应热ΔH=-164.7kJ·mol-1-41.2kJ·mol-1=-205.9kJ·mol-1,A错误;
B.400℃前CO2实际转化率低于对应温度下的平衡转化率,结合题给信息“反应相同时间”,判断此时反应未达平衡,不能用平衡移动解释曲线变化,B错误;
C.生成CH4的反应Ⅰ是放热反应,降低体系温度,平衡正向移动;而不生成CH4的反应Ⅱ是吸热反应,降低体系温度,平衡逆向移动,则CH4的平衡选择性增大,C正确;
D.催化剂不影响化学平衡,故使用更高效催化剂也不可能提高CO2平衡转化率使其达到X点的值,D错误;
答案选C。
15. 溶液滴定溶液时,、各含磷元素微粒的和的关系如图。下列说法中正确的是
A. ①为的与的关系
B. b点时,溶液中
C.
D. d点时,溶液中存在着
【答案】B
【解析】
【分析】根据图中a点,=10ml时,溶液中溶质为n(H3PO4):n(NaH2PO4)=1:1,故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线,又因为随着pH变大,H3PO4浓度变小,故③为H3PO4,④为,又因为pH=2.12时,最小,故曲线②为,曲线①为,据此分析回答;
【详解】A.据分析可知①为的与的关系,A错误;
B. b点时,=20mL,此时溶质为NaH2PO4,此时溶液pH=5,证明电离程度大于水解程度,故溶液中,B正确;
C.a点,=10mL,溶液中溶质为c(H3PO4):c(NaH2PO4)=1:1,即c(H3PO4)=c(),;c点,=30ml,c():c()=1:1,即c()=c(),,,C错误;
D.d点时,溶质为Na2HPO4,溶液中存在电荷守恒,此时溶液pH为10,故,即,D错误;
故选B。
二、非选择题(55分)
16. 铟是一种稀有贵金属,广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、、、)中提取铟的工艺如图所示:
已知:焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在。
(1)铟(In)分布在元素周期表__________区,基态铟原子简化的核外电子排布式为__________。
(2)①“水浸”工艺中的滤渣除外,还含有__________。
②在其他条件一定时,“水浸”铟、铁的萃取率结果如图所示,则萃取所采用的最佳条件为:萃取时间__________,萃取温度__________。
(3)“还原铁”中发生反应的离子方程式为__________。
(4)通过萃取除铁、反萃取、置换等过程,可制备金属铟。已知能被有机萃取剂P204(简称)萃取,其萃取原理可表示为,平衡常数为K.已知与萃取率(E%)的关系符合公式:。当pH=2.30时,萃取率为50%,若将萃取率提升到95%,应调节溶液的pH=__________(,忽略萃取剂浓度的变化,结果保留三位有效数字)。
(5)一种铜铟硒晶体(化学式为)的晶胞结构如图所示,晶胞中In和Se未标明,用A或者B代替。推断In是__________(填“A”或“B”),晶体中1mol Cu周围与它最近且等距离的A粒子的数目为__________。
【答案】(1) ①. p ②.
(2) ①. 、 ②. 5min ③. 30℃
(3)
(4)2.73 (5) ①. A ②.
【解析】
【分析】高铟灰渣(主要含PbO、SiO2、FeAsO4·2H2O、In2O3) 加入硫酸溶液酸化焙烧,各金属元素转化成对应的硫酸盐,PbO转化为PbSO4,铁元素转化成Fe2O3,铟元素转化成In2(SO4)3,加水水浸时As2O3、SiO2、PbSO4不溶成为废渣,滤液中加Na2S2O3还原铁,将三价铁还原成Fe2+,再加P2O4萃取除铁得到含FeS4O6的水溶液,剩下的物质加硫酸溶液进行反萃取,分液后加Zn置换铟,反应过滤得粗铟。
【小问1详解】
In位于第五周期,第ⅢA,属于p区元素,其简化电子排布式为:;
小问2详解】
①加水水浸时As2O3、SiO2、PbSO4不溶成为废渣,所以“水浸”时,浸渣除了As2O3外,还含有:SiO2、PbSO4;
②由图可知,在其他条件一定时,“水浸”铟、铁所采用的最佳条件为:萃取时间5min,萃取温度30℃;
【小问3详解】
滤液中加Na2S2O3还原铁,将三价铁还原成Fe2+ ,所以“还原铁”时反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
由可知,当pH =2.30 时,萃取率为50%,则,可得,若将萃取率提升到95%,则,将lgK代入得,,所以,代入lg19=1.28可得-lg(H+)=,所以若将萃取率提升到95%,应调节溶液的pH=2.73;
【小问5详解】
晶胞中Cu位于8个顶点,4个面心和体心1个,个数为,A位于晶胞的4个棱,面心有6个,个数为,B位于晶胞的内部,有8个,结合晶胞化学式CuInSe2,可知A代表In,B代表Se;以体心Cu为观察对象,与它最近且等距离的In位于棱心和面心,共8个, 则晶体中1mol Cu周围与它最近且等距离的A粒子的数目为8NA。
17. 纳米CdSe(硒化镉)可作光学材料。我国科研人员合成出了尺寸可调,品质高的CdE(E=S,Se,Te)量子点,并发展成为如今镉基量子点合成的通用方法。
(1)CdSe量子点直径尺寸在8~12nm,所以CdSe量子点常被称为__________(填分散系名称)量子点。
(2)在一定条件下可由和Se反应生成,再由与反应制得CdSe颗粒,制备流程和生成的实验装置如图所示:
①仪器a的名称是__________。
②分离Cdse纳米颗粒不宜采用抽滤的方法,理由是__________。
(3)研究表明,CdSe的生成分两步:①在碱性条件下生成;②与反应生成CdSe。写出第②步反应的离子方程式__________。
(4)某化学小组通过实验探究了60℃下,其他条件相同时,反应时间、配位剂浓度分别对纳米颗粒平均粒径的影响,结果如图1、图2所示,
下列说法正确的是__________。
A. 改变反应温度和反应时间,可以得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒
B. 在图3所示的两种温度下,只有60℃反应条件下可得到2.7nm的CdSe纳米颗粒
C. 在其它条件不变时,若要得到较大的CdSe纳米颗粒,可采用降低温度的方法
D. 若要在60℃得到3.0nm的CdSe纳米颗粒,可尝试降低配位剂浓度的方法
(5)配位剂L是一种组成人体内蛋白质的氨基酸,其质谱图如图所示,分子中含硫质量分数为26.45%且巯基(—SH)与碳原子直接相连,则配位剂L的结构简式为__________。实验室中,还可以用__________(填现代仪器分析法名称)获得其化学键或官能团的信息。
(6)实验室常用氧化还原滴定法测定某样品中Se的质量分数,步骤如下:
Ⅰ.取0.8400g样品充分磨碎,加酸煮沸配成溶液,将溶液完全转移到250mL容量瓶中后定容。
Ⅱ.准确量取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入标准溶液25.00mL,向锥形瓶中再加入溶液,加入磷酸后再用滴定,消耗溶液10.00mL。
已知:Se的最高价含氧酸氧化较慢,在该滴定过程可忽略此反应。计算硒的质量分数__________(保留两位小数)。
【答案】(1)胶体 (2) ①. 球形冷凝管 ②. 抽滤不宜用于胶状沉淀或颗粒太小的沉淀
(3) (4)AD
(5) ① ②. 红外光谱法
(6)94.05%
【解析】
【分析】本题给出了制备CdSe颗粒的流程,结合题目图像和信息,对CdSe颗粒相关性质进行解答即可,重点考查了制备过程中Se这一物质的制备及定量分析,需结合实验基础操作、滴定反应实验、氧化还原的计算等知识点进行分析解答。
【小问1详解】
CdSe量子点直径尺寸在8~12nm,介于1~100nm胶体粒子的直径范围,所以CdSe量子点常被称为胶体量子点;
【小问2详解】
①由仪器构造可知a为球形冷凝管;
②Cdse纳米颗粒直径达胶体粒子级别,抽滤不宜用于胶状沉淀或颗粒太小的沉淀;
【小问3详解】
②与反应生成CdSe,反应离子方程式为:;
【小问4详解】
由图3可知,改变反应温度和反应时间,可以改变颗粒平均粒径,得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒,故A正确;
图3中100℃时也可以得到2.7nm的CdSe纳米颗粒,只是反应时间较短,故B错误;
由图3可知,相同反应时间内,温度越高所得颗粒直径越大,因此若要得到较大的CdSe纳米颗粒,应采用较高温度条件,故C错误;
由图4可知降低配位剂浓度有利于提高颗粒平均直径,故D正确;
【小问5详解】
配位剂L是一种天然氨基酸,即氨基酸,结合质谱图可知其相对分子质量为121,分子中含硫质量分数为26.45%,含S相对质量为32,则1分子中含1个S原子,即含1个-SH,巯基(—SH)与碳原子直接相连,则配位剂L的结构简式为;实验室中,可以用红外光谱法获得其化学键或官能团的信息。
【小问6详解】
H2SeO3溶液与KMnO4反应,再用Fe2+消耗过量KMnO4,最后用KMnO4滴定过量Fe2+,通过得失电子守恒,可以得到关系为KMnO4~5Fe2+,通过得失电子守恒,可以得到关系5 H2SeO3~2KMnO4,利用题目已知数据可知过量的n(Fe2+)=5n(KMnO4)=0.02mol·L-1×0.01L×5=1×10-3mol,则消耗过量KMnO4的n(Fe2+)=0.06mol·L-1×0.025L-1×10-3mol=5×10-4mol,过量KMnO4的n(KMnO4)=n(Fe2+)=1×10-4mol,则与H2SeO3反应的n(KMnO4)= 0.02mol·L-1×0.025L-1×10-4mol =4×10-4mol,则n(H2SeO3)=n(KMnO4)=1×10-3mol,则硒的质量分数为×100%=94.05%。
18. CO和NO都是有毒气体,但新的研究表明,它们都是生命体系气体信号分子,在人体内具有重要的生理作用,是高中阶段常见的气体。
回答下列问题:.
(1)反应 是联合硝酸工业减少污染物排放的重要反应。该反应分为三步完成(都是双分子反应,即反应物都只有两种分子),前两步反应如下:
第1步:
第2步:
①写出第3步反应的热化学方程式:__________。
②基元反应,正反应速率。的正反应速率,总反应速率,是平衡转化率,是瞬时转化率,k、、均为速率常数,受温度影响,温度升高,速率常数增大。
Ⅰ.复杂反应分为多步进行时,决定反应速率的是最__________(填“快”或“慢”)的一步,3步基元反应中,活化能最高的一步是第__________步。
Ⅱ.温度升高,__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。在时,一系列温度下的总反应速率-时间曲线如图所示,分析图中曲线先升后降的原因:__________。
(2)用FeO冶炼Fe的过程涉及如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①将FeO和CO放入恒容密闭容器中,下列事实能说明反应Ⅰ和Ⅱ均已达到平衡状态的是__________(填选项字母)。
A.容器内气体的密度不再发生变化 B.CO的生成速率等于消耗速率
C.容器内气体总压强不再发生变化 D.容器内CO和的物质的量相等
②在一个体积可变的容器中,维持温度1200K不变(此时反应Ⅰ的分压平衡常数)。压缩容器体积,达到新平衡时,CO的分压__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。用压力传感器测得平衡时容器内压强为1200kPa,计算反应Ⅱ的分压平衡常数=__________kPa。
【答案】(1) ①. ②. 慢 ③. 1 ④. 变小 ⑤. 温度升高,增大,变小,低于490℃时。增大占主导,反应速率加快,高于490℃时,变小占主导,反应速率减慢
(2) ①. ABC ②. 不变 ③. 600kPa
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,第3步反应=总反应-第1步-第2步,热化学方程式为; 。
②Ⅰ.复杂反应决定反应速率的肯定是基元反应中的慢反应,根据可知,第1步是慢反应,活化能最高;
Ⅱ.总反应放热,温度升高,平衡逆向移动,平衡转化率变小;温度升高,增大,变小,结合图象不难得出:低于490℃时,增大占主导,反应速率加快,高于490℃时,变小占主导,反应速率减慢;
【小问2详解】
①反应I和反应I相互干扰,只能同时达到平衡状态,如果没有达到平衡状态,容器内CO和的CO2量都会发生变化,气体的密度和总压会随之变化,所以A、C均可以作为达到平衡状态的标志;B中说明CO的物质的量不再发生变化,也能作为达到平衡状态的标志;而CO和的物质的量相等,无法判断接下来是否仍相等,不能作为达到平衡状态的标志;故选ABC。
②平衡常数,因为温度不变,也不会变化,所以平衡时CO的分压也不变。根据及,可得分压,即。
19. 多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶抑制剂奥拉帕尼(J)的合成路线如下。
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)A为芳香族酯类化合物,A→B的化学方程式为__________。
(2)C→D发生了两步反应,反应类型依次为加成反应、__________。
(3)试剂a中含有的官能团有__________。(写结构简式)
(4)下列说法正确的是__________。
a.A的一种同分异构体既能发生银镜反应,又能遇溶液发生显色反应
b.H能与溶液反应
c.H→I的过程可能生成一种分子内含有7个六元环的副产物
d.I→J的过程利用了的碱性
(5)C的同分异构体中符合以下条件共有__________种。
①除苯环外无其他环状结构,苯环上的取代基不少于两个
②能发生银镜反应
(6)E经多步转化可得到G,路线如下。
M分子中含有2个六元环,P分子中含有3个六元环。M和P的结构简式分别为__________、__________。
【答案】(1) (2)取代反应
(3)—CN、、—CHO
(4)bcd (5)14
(6) ① ②.
【解析】
【分析】结合流程以及分子式可推知A为,A在酸性条件下水解生成B,B中的醇结构在Cu催化下被氧化为C,C先发生加成反应再发生取代反应生成D,D和反应生成E,E与N2H4反应生成G,G中-CN结构在一定条件下转化为-COOH而生成H,H再发生取代反应生成I,I再次发生取代反应生成J。
【小问1详解】
据分析,A为再酸性条件下发生水解,方程式为;
【小问2详解】
据分析,C→D发生了两步反应,反应类型依次为加成反应、取代反应;
【小问3详解】
试剂a为,其官能团为—CN、、—CHO;
【小问4详解】
a.A的结构简式为除去苯环外不饱和度为2,只有2个C,不可能同时存在醛基和酚羟基的同分异构体,a错误;
b.H中有-COOH能与溶液反应,b正确;
c.H→I的过程2分子H与1分子脱水生成的分子内含有7个六元环,c正确;
d.I→J的过程利用了的碱性,将生成的HCl消耗,使反应平衡正向移动,d正确。
故选bcd。
【小问5详解】
C为,其同分异构体满足①除苯环外无其他环状结构,苯环上的取代基不少于两个;②能发生银镜反应,说明含有醛基或-OOCH,若苯环上有两个取代基可以是-CHO和-COOH,则有间位、对位两种;若为-CHO和-OOCH,有邻、间、对三种;若为-OH和,有邻、间、对三种;若苯环上有3个取代基则为2个-CHO和1个羟基,在苯环上有6种位置结构;共14种;
【小问6详解】
E为和N2H4发生取代反应生成M,再发生异构化生成N,N分子内部羰基发生加成反应生成P,P中脱去1分子水得到G。
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