内容正文:
武钢三中高三化学测验试题(2024.7.18)
可能用到的相对原子质量:H1 O16 Si28 Fe56 Ni59 Ge73
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例,运用化学知识对其进行的分析不合理的是
A. 四千余年前用谷物酿造出酒和醋,酿造过程中只发生水解反应
B. 商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
C. 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土
D. 屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效青蒿素,该过程包括萃取操作
2. 设NA表示阿伏加 德罗常数,下列说法正确的是( )
A. 常温下,60g SiO2分子中含有Si-O极性共价键的数目为4NA
B. 常温下,16.8g铁粉与足量的浓硝酸反应转移电子数为0.9NA
C. 叠氮化胺(NH4N3)发生爆炸反应NH4N3 ═ 2N2↑+2H2↑,则每收集标况下89.6L气体,爆炸时转移电子数为4NA
D. 0.1mol/L的Na2CO3溶液中H2CO3、HCO3-、CO32-的粒子总数为0.1NA
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A. 澄清透明酸性溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液:、、、
C 0.1mol/L溶液中:、、、
D. 使甲基橙变红色的溶液:、、、
4. 某绿色溶液A含有、、、、、、、和中的若干种。取该溶液进行如下实验(已知微溶于水,可溶于酸):
①向溶液中滴加溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀和绿色溶液B;
②取滤液B,先用酸化,再滴加溶液,有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是
A. 溶液A中一定存在、和
B. 溶液A中不存在、和,不能确定的存在
C. 第②步生成的白色沉淀只是AgCl
D. 溶液A中存在与中的一种或两种,且可用NaOH溶液判断
5. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
6. 下列“类比”合理的是
A. 与反应生成和,则与反应生成和
B. 与盐酸反应生成和,则与盐酸反应生成和
C. 与反应生成和,则溶液与反应生成和
D. 溶液与少量溶液反应生成和,则氨水与少量溶液反应生成和
7. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加氯水,观察溶液颜色变化
氯水中含有HClO
B
取5mL 0.1 溶液,向其中加入1mL 0.1 KI溶液,振荡,向上层清液滴加3~4滴KSCN溶液,观察溶液颜色变化
是可逆反应
C
用pH计测定、溶液的pH,比较溶液pH大小
C的非金属性比Si强
D
将NaClO溶液分别滴入品红溶液和滴加醋酸的品红溶液中,观察品红溶液颜色变化
pH对氧化性影响
A. A B. B C. C D. D
8. 溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. 还原工序逸出的用溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B. 除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C. 中和工序中的化学反应为
D. 参与反应的为1∶1∶1
9. 利用有机物、合成广谱抗菌药物的反应表示如下图。下列说法不正确的是
A. Y分子可以与乙二醇发生缩聚反应生成高聚物
B. X分子可与强碱中和,但是不可以与强酸中和
C. X和均能与酸性高锰酸钾溶液反应
D. 、合成的反应类型为取代反应
10. 室温下,将H2C2O4溶液和NaOH溶液按一定比例混合,可用于测定溶液中钙的含量。测定原理是①②,③用稀硫酸酸化的KMnO4溶液滴定②中H2C2O4。已知:室温下,,。下列说法正确的是
A. NaHC2O4溶液中:
B. NaOH完全转化为时,溶液中:
C. ①中反应静置后的上层清液中:
D. ③发生反应的离子方程式为:
11. 石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞结构如图所示,晶胞边长为a,M原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是
A. C60和石墨烯是同分异构体
B. C60周围等距且最近的C60的个数为4个
C. 该材料的化学式为M3C60
D. C60与C60的最短距离是a
12. 在恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应:A(g)+B(g)⇌D(g),右图表示A(g)的转化率在不同温度下与时间关系。已知速率方程为v正=k正·c(A)·c(B),v逆=k逆·c(D)(k是速率常数,只与温度有关)。下列说法错误的是
A. 该反应ΔH<0
B. T2时,升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数
C. M点:>
D. T1时,测得平衡体系中c(B)=0.50mol·L-1,则=16L·mol-1
13. 某有机合成中间体的结构如图所示,其组成元素W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法正确的是
A. HY和HM溶于水后均能完全电离 B. 由X、Z元素组成的化合物只含有离子键
C. 能从ZM溶液中置换出 D. 离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色
14. 298K时,向20.00mL溶液中滴加NaOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B. Y点对应的溶液中
C. 反应的平衡常数
D. W点到X点发生的主要反应的离子方程式为
15. 利用(Q)与电解转化法从烟气中分离的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极 B. 溶液中Q的物质的量保持不变
C. 在M极被还原 D. 分离出的从出口2排出
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。将转化为清洁能源是促进碳中和最直接有效的方法。
(1)还原制取的部分反应如下:
①
②
③
反应的___________。
(2)恒温条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,只发生如下反应:,反应4min时,测得CO的物质的量为0.8mol,下列有关说法正确的是___________。
A. 利用合适的催化剂可增大该反应的平衡常数
B. 容器内气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应达到平衡状态
C. 用浓度的变化表示该反应4min内的平均速率为
D. 其他条件不变,升高温度,CO的平衡转化率降低
(3)在一定条件下,向0.5L某恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:
①图甲中能表示该反应的平衡常数与温度之间的变化关系的是曲线___________ (填“m”或“n”),判断依据是___________。
②若、,测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图乙所示,(a) ___________ (填“>”“<”或“=”)(c);时,起始压强为2.5MPa,则___________(保留两位小数;为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③已知速率方程为,,、是速率常数,只受温度影响。图丙表示速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图乙中a点、c点的,其中表示c点的的是___________ (填“A”“B”“D”或“E”)。
17. 铜镍电镀废水处理后得到电镀污泥,利用以下T艺可制备硫酸镍晶体():
已知:①电镀污泥含有、、、和等。
②该工艺条件下,几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
开始沉淀的pH
6.3
2.2
4.3
7.2
完全沉淀的pH
9.6
3.2
5.6
8.4
③易溶于水,难溶于乙醇。
请回答下列问题:
(1)“酸浸”步骤中,为了提高浸出速率,可采取的措施有______(列举1条)。
(2)滤渣2的主要成分为______(填化学式)。
(3)若上述流程省去“氧化”步骤,造成的后果是____________。
(4)写出“沉镍”步骤中得到碱式碳酸镍[]的离子方程式:____________。
(5)一系列操作的实验步骤如下,请补充相关实验内容:
ⅰ.____________;
ⅱ.将沉淀转移至烧杯中,滴加稀硫酸直至沉淀恰好完全溶解;
ⅲ.蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得晶体;
ⅳ.用少量______洗涤晶体并晾干。
(6)在空气中煅烧26.3g,剩余固体的质量随时间变化的曲线如图所示,该曲线中D点所表示的氧化物中Ni、O的原子个数比为______。
18. 高纯二氧化锗主要用于生产光学及半导体用的锗材料等。在实验室以二氧化锗粗品(含和Ge及少量无关杂质)为原料制备,然后使其水解得到晶体,再加热干燥制得纯度较高的。实验制备的装置图如下(加热及夹持装置已略去):
ⅰ.相关物质的部分理化性质
物质
部分理化性质
Ge
不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液
熔点:1115℃,沸点:1200℃
熔点:-51.5℃,沸点:86.6℃;易水解
ⅱ.(未配平);
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;实验室用重铬酸钾与浓盐酸反应制备的离子方程式为___________。
(2)为了防止烧瓶中盐酸浓度下降,实验过程中需要通过装置a不断滴加浓盐酸。盐酸保持较高浓度的原因为___________。
(3)为达到最佳效果,水槽中加入冰水混合物,则仪器d的作用为___________;实验室中温度计有不同规格,本实验应可选用___________
A.-30~20℃ B.0~50℃ C.50~100℃ D.100~150℃
(4)将d中的液体与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12h,可得到晶体,此过程中的化学方程式为___________。
(5)纯度测定
称取样品,在加热条件下溶解,用将其还原为,用标准溶液滴定,消耗体积VmL,滴定指示剂为___________,样品纯度为___________%(实验条件下未被氧化)。
19. 化合物G是一些三唑类药物的重要中间体,其某种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称为___________。
(2)E中含氧官能团的名称是___________。
(3)E→F的反应类型是___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)A→B的化学方程式为___________。
(6)芳香族化合物M是C的同分异构体,则符合下列条件的M的结构有___________种。
①分子中除苯环不含其他的环 ②能发生银镜反应
(7)在以和为原料制备的合成路线中(无机试剂和溶剂任选),第三步的有机产物的结构简式为___________。
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武钢三中高三化学测验试题(2024.7.18)
可能用到的相对原子质量:H1 O16 Si28 Fe56 Ni59 Ge73
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例,运用化学知识对其进行的分析不合理的是
A. 四千余年前用谷物酿造出酒和醋,酿造过程中只发生水解反应
B. 商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
C. 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土
D. 屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,该过程包括萃取操作
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查的是化学知识在具体的生产生活中的应用,进行判断时,应该先考虑清楚对应化学物质的成分,再结合题目说明判断该过程的化学反应或对应物质的性质即可解答。
【详解】A.谷物中的淀粉在酿造中发生水解反应只能得到葡萄糖,葡萄糖要在酒化酶作用下分解,得到酒精和二氧化碳。酒中含有酒精,醋中含有醋酸,显然都不是只水解就可以的,选项A不合理;
B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎属于青铜器,青铜是铜锡合金,选项B合理;
C.陶瓷的制造原料为黏土,选项C合理;
D.屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,是利用青蒿素在乙醚中溶解度较大的原理,将青蒿素提取到乙醚中,所以属于萃取操作,选项D合理。
【点睛】萃取操作有很多形式,其中比较常见的是液液萃取,例如:用四氯化碳萃取碘水中的碘。实际应用中,还有一种比较常见的萃取形式是固液萃取,即:用液体溶剂萃取固体物质中的某种成分,例如:用烈酒浸泡某些药材。本题的选项D就是一种固液萃取。
2. 设NA表示阿伏加 德罗常数,下列说法正确的是( )
A. 常温下,60g SiO2分子中含有Si-O极性共价键的数目为4NA
B. 常温下,16.8g铁粉与足量的浓硝酸反应转移电子数为0.9NA
C. 叠氮化胺(NH4N3)发生爆炸反应NH4N3 ═ 2N2↑+2H2↑,则每收集标况下89.6L气体,爆炸时转移电子数为4NA
D. 0.1mol/L的Na2CO3溶液中H2CO3、HCO3-、CO32-的粒子总数为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2是原子晶体,没有分子,A错误;
B.常温下,铁与浓硝酸发生钝化,B错误;
C.根据生成89.6L气体,可知生成了2molH2,所以转移了4mol电子,C正确;
D.没有溶液的体积,无法计算粒子总数,D错误;
答案选C。
【点睛】原子晶体只存在原子,离子晶体只存在离子,均没有分子。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A. 澄清透明的酸性溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液:、、、
C. 0.1mol/L溶液中:、、、
D. 使甲基橙变红色的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.澄清透明的酸性溶液中:、、、相互不反应,可以大量共存,故A符合题意;
B.由水电离的的溶液可能是酸溶液或碱溶液,若是酸溶液,在酸性条件下可以与I-反应,不能大量共存;若是碱溶液,不能大量共存,故B不符合题意;
C.与要反应,不能大量共存,故C不符合题意;
D.使甲基橙变红色的溶液显酸性,不能大量共存,故D不选符合题意;
答案选A。
4. 某绿色溶液A含有、、、、、、、和中的若干种。取该溶液进行如下实验(已知微溶于水,可溶于酸):
①向溶液中滴加溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀和绿色溶液B;
②取滤液B,先用酸化,再滴加溶液,有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是
A. 溶液A中一定存在、和
B. 溶液A中不存在、和,不能确定的存在
C. 第②步生成的白色沉淀只是AgCl
D. 溶液A中存在与中的一种或两种,且可用NaOH溶液判断
【答案】B
【解析】
【分析】溶液呈绿色,则一定含有Fe2+与Cu2+中的一种或两种,与Fe2+、Cu2+反应的和不能大量存在;
①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀,则溶液中含有,还有绿色滤液B,则溶液中含有H+,如氢氧化钡不足,则不能确定是否含有Mg2+;
②取滤液B,先用HNO3酸化,再滴加0.001mol/LAgNO3溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定存在Cl-,不能确定Na+是否存在,以此解答该题。
【详解】A.由以上分析可知溶液A中一定存在H+、和Cl-,故A正确;
B.反应①得到绿色滤液,说明溶液呈酸性,如氢氧化钡不足,则不能确定是否含有Mg2+,故B错误;
C.溶液中不存在,加入硝酸银,不生成Ag2CO3,第②步生成的白色沉淀只是AgCl,故C正确;
D.如含有亚铁离子,加入氢氧化钠,先生成白色絮状沉淀,迅速变灰绿色,最终变为红褐色,如含铜离子,可生成蓝色沉淀,现象不同,可鉴别,故D正确;
答案选B。
5. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH),电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,A正确;
B.铅酸电池在充电时阳极失电子,其电极式为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO,B错误;
C.K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D.TiCl4容易与水反应发生水解,反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-,D正确;
故答案选B。
6. 下列“类比”合理的是
A. 与反应生成和,则与反应生成和
B. 与盐酸反应生成和,则与盐酸反应生成和
C. 与反应生成和,则溶液与反应生成和
D. 溶液与少量溶液反应生成和,则氨水与少量溶液反应生成和
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下与不反应,A错误;
B.与盐酸反应生成和,与盐酸反应生成和,B正确;
C.溶液与反应生成,C错误;
D.氨水与少量溶液反应生成,D错误;
故选B。
7. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加氯水,观察溶液颜色变化
氯水中含有HClO
B
取5mL 0.1 溶液,向其中加入1mL 0.1 KI溶液,振荡,向上层清液滴加3~4滴KSCN溶液,观察溶液颜色变化
是可逆反应
C
用pH计测定、溶液的pH,比较溶液pH大小
C的非金属性比Si强
D
将NaClO溶液分别滴入品红溶液和滴加醋酸的品红溶液中,观察品红溶液颜色变化
pH对氧化性的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁离子不能被次氯酸氧化,A错误;
B.氯化铁与碘化钾反应后有剩余,故加入硫氰化钾显红色不能说明该反应为可逆反应,B错误;
C.碳酸钠和硅酸钠溶液的浓度未知,不能通过溶液的pH大小比较其碱性,进而说明碳和硅的非金属性强弱,C错误;
D.次氯酸钠和醋酸反应生成次氯酸,品红褪色较快,可知pH对次氯酸根离子氧化性的影响,D正确;
故选D。
8. 溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. 还原工序逸出的用溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B. 除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C. 中和工序中的化学反应为
D. 参与反应的为1∶1∶1
【答案】A
【解析】
【分析】由流程可知,氢溴酸中含有少量的溴,加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫,再加入硫酸除杂,得到的滤渣为硫酸钡和硫;加入碳酸锂进行中和,得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。
【详解】A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液中含有溴化钠和溴酸钠等物质,若直接返回还原工序,则产品中会有一定量的溴化钠,导致产品的纯度降低,A说法错误;
B.除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫,硫属于非极性分子形成的分子晶体,而硫酸钡属于离子晶体,根据相似相溶原理可知,硫可溶于煤油,而硫酸钡不溶于煤油,因此可用煤油进行组分分离,B说法正确;
C.中和工序中,碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为 Li2CO3+2HBr=CO2↑ +2LiBr +H2O,C说法正确;
D.根据电子转化守恒可知,溴和硫化钡反应时物质的量之比为1:1;根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知,n(BaS):n(H2SO4)为1:1,因此,参与反应的n(Br2): n(BaS):n(H2SO4)为1:1:1,D说法正确;
综上所述,本题选A。
9. 利用有机物、合成广谱抗菌药物的反应表示如下图。下列说法不正确的是
A. Y分子可以与乙二醇发生缩聚反应生成高聚物
B. X分子可与强碱中和,但是不可以与强酸中和
C. X和均能与酸性高锰酸钾溶液反应
D. 、合成的反应类型为取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.Y分子含2个羧基,可与乙二醇发生缩聚反应生成高聚物,A正确;
B.X分子含有酚羟基,酯基,氨基等,与强酸、强碱均能发生反应,B错误;
C.X和Y均含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.X、Y合成M是羧基和氨基脱水缩合,是取代反应,D正确;
答案选B。
10. 室温下,将H2C2O4溶液和NaOH溶液按一定比例混合,可用于测定溶液中钙的含量。测定原理是①②,③用稀硫酸酸化的KMnO4溶液滴定②中H2C2O4。已知:室温下,,。下列说法正确的是
A. NaHC2O4溶液中:
B. NaOH完全转化为时,溶液中:
C. ①中反应静置后的上层清液中:
D. ③发生反应的离子方程式为:
【答案】A
【解析】
【详解】A. NaHC2O4溶液中,Kh()===1.69×10-13<:则的电离是主要的,水解是次要的,所以,A正确;
B.NaOH完全转化为时,溶液中存在电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),物料守恒:c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2C2O4),从而得出
,B不正确;
C.①中反应静置后的上层清液中,形成CaC2O4的饱和溶液,所以,C不正确;
D.③中,H2C2O4被KMnO4氧化为CO2,KMnO4被还原为Mn2+等,发生反应的离子方程式为:,D不正确;
故选A。
11. 石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞结构如图所示,晶胞边长为a,M原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是
A. C60和石墨烯是同分异构体
B. C60周围等距且最近C60的个数为4个
C. 该材料的化学式为M3C60
D. C60与C60最短距离是a
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.C60和石墨烯是C元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,A错误;
B.由晶胞结构可知:在一个晶胞中距离顶点的C60最近的C60有3个,分别位于通过该顶点的三个面心上。通过该顶点可形成8个晶胞,每个面心C60被重复了二次,故C60周围等距且最近的C60的个数为,B错误;
C.该晶胞中C60个数为:8×+6×=4,含有M数目为:12×+8+1=12,M:C60=12:4=3:1,所以该材料的化学式为M3C60,C正确;
D.由图可知在晶胞中C60与C60的最短距离是面对角线的一半。晶胞边长为a,晶胞面对角线为,则晶胞面对角线的一半为,D错误;
故合理选项是C。
12. 在恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应:A(g)+B(g)⇌D(g),右图表示A(g)的转化率在不同温度下与时间关系。已知速率方程为v正=k正·c(A)·c(B),v逆=k逆·c(D)(k是速率常数,只与温度有关)。下列说法错误的是
A. 该反应的ΔH<0
B. T2时,升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数
C. M点:>
D. T1时,测得平衡体系中c(B)=0.50mol·L-1,则=16L·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,T2先达到平衡,说明速率快,说明T2>T1,T2平衡时A的转化率低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,说正反应为放热反应,ΔH<0,A正确;
B.正反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,K值减小,说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数,B正确;
C.M点未达到平衡,则正反应速率大于逆反应速率,即,故,C正确;
D.T1时,A转化率为40%,c(B)=0.50molL,设A的初始物质的量浓度为xmolL,B的初始物质的量浓度为ymol/L,列出三段式:
则,D错误;
故选D。
13. 某有机合成中间体的结构如图所示,其组成元素W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法正确的是
A. HY和HM溶于水后均能完全电离 B. 由X、Z元素组成的化合物只含有离子键
C. 能从ZM溶液中置换出 D. 离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,结合结构可知,W能形成四个共用电子对,其最外层电子数为4,所以W为C;Z形成一个单位正电荷的阳离子,所以Z为Na;X可以形成双键,Y和M各形成一个共用电子对达到稳定结构,且M的原子序数等于X与Y的原子序数之和,所以X为O;Y为F;M为Cl;据此分析解题。
【详解】A.Y为F,M为Cl;HF为弱酸,溶于水部分电离,故A错误;
B.X为O,Z为Na;由X、Z元素组成的Na2O2有离子键,也有共价键,故B错误;
C.非常活泼,与水会剧烈反应,不能从NaCl溶液中置换出;故C错误;
D.为,具有还原性,酸性高锰酸钾具有氧化性,他们之间可以发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故答案选D。
14. 298K时,向20.00mL溶液中滴加NaOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B. Y点对应的溶液中
C. 反应的平衡常数
D. W点到X点发生的主要反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.石蕊的变色范围为5~8,两个反应终点不在变色范围内,所以不能选取石蕊作指示剂,故A错误;
B.Y点电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),由图可知,Y点有c(HA-)=c(A2-),所以,故B错误;
C.W点c(H+)=10-2.3mol/L,Ka1=c(H+)=10-2.3;Y点c(H+)=10-9.7mol/L,Ka2=c(H+)=10-9.7,所以反应H2A+A2-⇌2HA-的平衡常数K=====107.4,故C正确;
D.由图可知,W点为等浓度的H2A和NaHA的混合溶液,第一反应终点溶液为NaHA溶液,所以W点到X点主要反应的离子方程式为H2A+OH-═HA-+H2O,故D错误;
答案选C
15. 利用(Q)与电解转化法从烟气中分离的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极 B. 溶液中Q的物质的量保持不变
C. 在M极被还原 D. 分离出的从出口2排出
【答案】C
【解析】
【分析】由题干信息可知,M极发生的是由Q转化为的过程,该过程是一个还原反应,故M极为阴极,电极反应为:+2H2O+2e-=+2OH-,故与M极相连的a电极为负极,N极为阳极,电极反应为:-2e-=+2H+,b极为电源正极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a为电源负极,A正确;
B.由分析可知,根据电子守恒可知,溶液中Q的物质的量保持不变,B正确;
C.由分析可知,整个过程CO2未被还原,在M极发生反应为CO2+OH-=,C错误;
D.由题干信息可知,M极上CO2发生反应为:CO2+OH-=被吸收,向阳极移动,N极上发生的反应为:+H+=H2O+CO2↑,故分离出的从出口2排出,D正确;
故答案为:C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。将转化为清洁能源是促进碳中和最直接有效的方法。
(1)还原制取的部分反应如下:
①
②
③
反应的___________。
(2)恒温条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,只发生如下反应:,反应4min时,测得CO的物质的量为0.8mol,下列有关说法正确的是___________。
A. 利用合适的催化剂可增大该反应的平衡常数
B. 容器内气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应达到平衡状态
C. 用浓度的变化表示该反应4min内的平均速率为
D. 其他条件不变,升高温度,CO的平衡转化率降低
(3)在一定条件下,向0.5L某恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:
①图甲中能表示该反应的平衡常数与温度之间的变化关系的是曲线___________ (填“m”或“n”),判断依据是___________。
②若、,测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图乙所示,(a) ___________ (填“>”“<”或“=”)(c);时,起始压强为2.5MPa,则___________(保留两位小数;为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③已知速率方程为,,、是速率常数,只受温度影响。图丙表示速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图乙中a点、c点的,其中表示c点的的是___________ (填“A”“B”“D”或“E”)。
【答案】(1)+15 (2)BD
(3) ①. m ②. 该反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热方向移动,平衡常数减小 ③. < ④. 9.88 ⑤. A
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,②-(2×③+①)可得+15;
【小问2详解】
A.平衡常数只受温度影响,A错误;
B.该反应为前后气体分子数改变的反应,平衡前,气体总质量不变,气体平均相对分子质量会发生变化,故当容器内气体的平均相对分子质量保持不变时,可以说明该反应达到平衡状态,B正确;
C.反应4min时,测得CO的物质的量为0.8mol,则消耗CO的物质的量为0.2mol,消耗氢气的物质的量为0.6mol,用氢气浓度的变化表示该反应4min内的平均速率为,C错误;
D.该反应为放热反应,其他条件不变,升高温度,平衡向逆向移动,CO的平衡转化率降低,D正确;
故选BD。
【小问3详解】
①该反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热方向移动,随温度升高平衡常数减小,故平衡常数K与温度T的变化关系应为图甲中曲线m;
②温度升高化学反应速率加快,图乙中a点温度小于c点温度,且c点比a点的氢气速率大,即c点生成物浓度较大,故v逆(a)< v逆(c);根据图乙所示T2时氢气平衡转化率为80%,故可列三段式为:
起始时压强为2.5MPa,平衡时压强为,
KP=;
③温度升高平衡向逆向反应方向移动,、均增大,但增大的程度比增大的程度大,从A、E两点进行选择,<,故c点的应为A点;
17. 铜镍电镀废水处理后得到电镀污泥,利用以下T艺可制备硫酸镍晶体():
已知:①电镀污泥含有、、、和等。
②该工艺条件下,几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
开始沉淀的pH
6.3
2.2
4.3
7.2
完全沉淀的pH
9.6
3.2
5.6
8.4
③易溶于水,难溶于乙醇。
请回答下列问题:
(1)“酸浸”步骤中,为了提高浸出速率,可采取的措施有______(列举1条)。
(2)滤渣2的主要成分为______(填化学式)。
(3)若上述流程省去“氧化”步骤,造成的后果是____________。
(4)写出“沉镍”步骤中得到碱式碳酸镍[]的离子方程式:____________。
(5)一系列操作的实验步骤如下,请补充相关实验内容:
ⅰ.____________;
ⅱ.将沉淀转移至烧杯中,滴加稀硫酸直至沉淀恰好完全溶解;
ⅲ.蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得晶体;
ⅳ.用少量______洗涤晶体并晾干。
(6)在空气中煅烧26.3g,剩余固体的质量随时间变化的曲线如图所示,该曲线中D点所表示的氧化物中Ni、O的原子个数比为______。
【答案】(1)搅拌(或适当升高温度)
(2)和
(3)滤液2中含有Fe2+杂质,产品中含铁元素
(4)
(5) ①. 过滤 ②. 无水乙醇
(6)4:5
【解析】
【分析】电镀污泥加硫酸溶浸,、、、和等等均能被酸溶解,成为离子进入溶液,加入双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,加入氢氧化钠溶液将铁离子和Cr3+,生成沉淀除去,冷却之后,加入Na2CO3沉镍,经过过滤,将沉淀转移至烧杯中,滴加稀硫酸直至沉淀恰好完全溶解;一系列操作得到;蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得晶体;晶体使用无水乙醇洗涤;据此答题。
【小问1详解】
“酸浸”步骤中,为了提高浸出速率,可采取的措施有搅拌或适当升高温度;故答案为搅拌(或适当升高温度);
【小问2详解】
加入氢氧化钠溶液将铁离子和Cr3+,生成沉淀除去,滤渣2的主要成分为和;故答案为和;
【小问3详解】
由表格数据可知,Ph<7.2时,沉淀不完全,若上述流程省去“氧化”步骤,造成的后果是滤液2中含有Fe2+杂质;故答案为滤液2中含有Fe2+杂质,产品中含铁元素;
【小问4详解】
沉镍步骤中得到碱式碳酸镍,离子方程式为;故答案为;
【小问5详解】
据分析可知,ⅰ为过滤;易溶于水,难溶于乙醇;所以ⅳ中操作为使用无水乙醇洗涤晶体;故答案为过滤;无水乙醇;
【小问6详解】
26.3g物质的量为,所以Ni的物质的量为0.1mol;在煅烧过程中,Ni的物质的量不变;由图可知,在C点时为NiO;D点固体重量为7.9;所以O的物质的量为;所以该固体物质为,所表示的氧化物中Ni、O的原子个数比为4:5;故答案为4:5。
【点睛】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离方法、为解答关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识及化学反应原理的综合应用,题目难度不大。
18. 高纯二氧化锗主要用于生产光学及半导体用的锗材料等。在实验室以二氧化锗粗品(含和Ge及少量无关杂质)为原料制备,然后使其水解得到晶体,再加热干燥制得纯度较高的。实验制备的装置图如下(加热及夹持装置已略去):
ⅰ.相关物质的部分理化性质
物质
部分理化性质
Ge
不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液
熔点:1115℃,沸点:1200℃
熔点:-51.5℃,沸点:86.6℃;易水解
ⅱ.(未配平);
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;实验室用重铬酸钾与浓盐酸反应制备的离子方程式为___________。
(2)为了防止烧瓶中盐酸浓度下降,实验过程中需要通过装置a不断滴加浓盐酸。盐酸保持较高浓度的原因为___________。
(3)为达到最佳效果,水槽中加入冰水混合物,则仪器d的作用为___________;实验室中温度计有不同规格,本实验应可选用___________
A.-30~20℃ B.0~50℃ C.50~100℃ D.100~150℃
(4)将d中的液体与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12h,可得到晶体,此过程中的化学方程式为___________。
(5)纯度测定
称取样品,在加热条件下溶解,用将其还原为,用标准溶液滴定,消耗体积VmL,滴定指示剂为___________,样品纯度为___________%(实验条件下未被氧化)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 ②. Cr2O+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(2)保证HCl氛围,防止GeCl4水解
(3) ①. 使GeCl4冷凝为液态 ②. C
(4)GeCl4+(n+2)H2O=FeO2•nH2O↓+4HCl
(5) ①. 淀粉溶液 ②.
【解析】
【分析】Cl2与二氧化锗粗品在烧瓶中反应生成GeCl4,控制温度计的温度在86.6℃左右,使GeCl4汽化,在d中收集GeCl4并使其水解得到,最后NaOH的作用是进行尾气处理,吸收剩余的Cl2;
【小问1详解】
仪器a的名称为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;实验室用重铬酸钾与浓盐酸反应制备氯气的离子方程式为Cr2O+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
【小问2详解】
为了防止烧瓶中盐酸浓度下降,实验过程中需要通过装置a不断滴加浓盐酸。盐酸保持较高浓度的原因为保证HCl氛围,防止GeCl4水解;
【小问3详解】
则仪器d的作用为使GeCl4冷凝为液态;结合信息中GeCl4的理化性质可知,其沸点为86.6℃,可收集86℃~100℃的馏分,所选温度计的规格50℃~100℃为宜,答案为C;
【小问4详解】
将d中的液体与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12h,可得到GeO2⋅nH2O晶体,该过程中发生水解反应,化学方程式为GeCl4+(n+2)H2O=FeO2•nH2O↓+4HCl;
【小问5详解】
结合信息可知,滴定终点生成碘,故用淀粉作为指示剂。配平方程3Ge2++IO+6H+═3Ge4++I-+3H2O;IO+5I-+6H+═3I2+3H2O,得到关系式:3Ge2+~IO,消耗标准液中n(KIO3)=cV×10-3mol,m(GeO2)=3n(KIO3)×M(GeO2)=105×3cV×10-3g,故样品纯度为=。
19. 化合物G是一些三唑类药物的重要中间体,其某种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称为___________。
(2)E中含氧官能团的名称是___________。
(3)E→F的反应类型是___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)A→B的化学方程式为___________。
(6)芳香族化合物M是C的同分异构体,则符合下列条件的M的结构有___________种。
①分子中除苯环不含其他的环 ②能发生银镜反应
(7)在以和为原料制备的合成路线中(无机试剂和溶剂任选),第三步的有机产物的结构简式为___________。
【答案】(1)氯苯 (2)酮羰基、硝基
(3)氧化反应 (4)
(5)+HNO3+H2O
(6)17 (7)
【解析】
【分析】由E逆推,可知B是、D是;
(6)①分子中除苯环不含其他的环,②能发生银镜反应,说明含有醛基,符合条件的M苯环上可能有-CH3、-CHO、-Cl三个取代基,苯环上可能有-CH2Cl、-CHO两个取代基,苯环上可能有-CHClCHO一个取代基;
(7)和水发生加成反应生成,氧化为,和过氧乙酸反应生成,水解为。
【小问1详解】
A是,名称为氯苯;
【小问2详解】
E的结构简式是,含氧官能团的名称是酮羰基、硝基;
【小问3详解】
E→F,分子中氧原子数增多,反应类型是氧化反应;
【小问4详解】
由E逆推,可知D是;
【小问5详解】
A→B是氯苯发生硝化反应生成,化学方程式为+HNO3+H2O;
【小问6详解】
C的结构简式为,其同分异构体:
①分子中除苯环不含其他的环;
②能发生银镜反应,说明含有醛基;
符合条件的M苯环上可能有-CH3、-CHO、-Cl三个取代基,共有10种位置;
苯环上可能有-CH2Cl和-CHO两个取代基、-CH2CHO和-Cl两个取代基各有3种位置;
苯环上可能有-CHClCHO一个取代基,有1种位置;
共17种;
【小问7详解】
和水发生加成反应生成,氧化为,和过氧乙酸反应生成,水解为,合成路线为,则第三步的有机产物的结构简式为。
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