内容正文:
2025届高三(上)入学考试化学试卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列关于古籍中的记载说法不正确的是( )
A. 《肘后备急方》“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”该过程属于化学变化
B. 《吕氏春秋•别类编》“金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚”体现了合金硬度方面特性
C. 《本草纲目》中“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”用到的实验方法是蒸馏
D. 《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应
2. 下列说法正确的是
A. 与溶液反应的离子方程式:
B. 溶液与溶液混合会发生水解反应:
C. 溶于水的电离方程式:
D. 的水解方程式:
3. 根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向2支均盛有2mL相同浓度的溶液的试管中,分别滴入2滴相同浓度的KCl、KI溶液,前者无明显现象,后者有黄色沉淀
B
将红热的木炭放入盛有浓硝酸的试管中,试管中有红棕色气体产生
木炭与浓硝酸反应产生
C
用pH试纸测得:溶液的pH约为9,溶液的pH约为8
电离出的能力比的强
D
向盛有相同浓度溶液的两支试管中,分别滴加淀粉溶液和溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀
溶液中可能存在平衡:
A. A B. B C. C D. D
4. 三氟乙酸乙酯是一种重要的含氟有机中间体,其结构如下。下列说法不正确的是
A. 分子中O和F的第一电离能:O<F
B. 分子中四个碳原子在同一条直线上
C. 分子中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型
D. 制备三氟乙酸乙酯的酸和醇均能与Na反应
5. 能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示的是
A. H2SO4和Na2CO3 B. HCl和BaCO3
C. CH3COOH和Na2CO3 D. HI和NaHCO3
6. W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3︰2,X与Z同主族,Z的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 气态氢化物的热稳定性: B. 第一电离能:
C. 原子半径: D. 电负性:
7. 化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如下,下列有关该化合物说法不正确的是
A. 一定条件下,能在NaOH溶液中水解
B. 分子中含有2种含氧官能团
C. 分子中含有3个手性碳原子
D. 1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
8. 由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性,不易保存,因此工业上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3),其工作原理如图所示(a、b两电极均为石墨电极,c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜),下列法说不正确的是( )
A. a电极连接电源负极
B. 左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度
C. 该电解池的工作原理实质是电解水
D. 制备1molKClO3,a、b两极共产生16.8L气体
9. 高铁铝土矿主要成分为、、等,一种通过高铁铝土矿制备金属铁和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “悬浮焙烧”时,铁矿磁化得到的主要为
B. “还原”时,1mol C发生反应一定转移4mol电子
C. 矿渣经处理后可加入到“碱溶”操作中
D. “沉淀”时,主要反应的离子方程式为
10. 如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应 B. Y与盐酸反应的产物不溶于水
C. Z中碳原子均采用杂化 D. 随增大,该反应速率不断增大
11. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动电子
12. 常温下,用 0.1000mol/L NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000mol/L某一元酸HA溶液,滴定曲线如图。下列说法正确的是
A. 该滴定过程既能用甲基橙又能用酚酞作指示剂
B. 点①所示溶液中:c(A-) >c(Na+)>c(H+) >c(OH-)
C. 点②所示溶液中:c(Na+) =c(HA) +c(A-)
D. 水的电离程度随着NaOH溶液的滴入不断增大
13. 一定条件下,分别向体积为1L的密闭容器中充入气体,发生反应:,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2molX+1molY
恒温
②
1molZ
恒温
③
1molZ
绝热
A. 曲线Ⅰ对应实验① B. 正反应为放热反应
C. 气体的总物质的量: D. b点平衡常数比c点平衡常数小
14. 不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①和②有机产物可通过红外光谱鉴别
B. 步骤③和④的反应均涉及手性碳原子
C. 步骤⑤的产物L脯氨酸是该反应的中间产物
D. 若用苯甲醛和作为原料,不能完成上述羟醛缩合反应
二、非选择题:共58分。
15. 实验室制取溴苯的装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5 mL Br2,静置,经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Br2, 维持体系微沸至Br2加完,70~ 80°C水浴15min。(诱导期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0的时期)反应结束后产品处理:
有关数据如下:
物质
苯
溴
溴苯
密度(g· cm-3)
088
3.12
1.50
沸点/°C
80
59
156
在水中的溶解性
不溶
微溶
不溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____________________。
(2)溴苯的制备需在无水条件下进行,原因是________________。
(3)A装置盛装_______( 填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现_____________ ( 填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I用10% NaOH溶液洗涤其离子反应方程式为________,有机层Ⅱ水洗的目的是____________。
(6)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是_______。
16. 硝酸厂废气、汽车尾气中的氮氧化物可污染大气,现有几种消除氮氧化物的方法如下:
目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)方法一:CH4催化还原法。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1
现有一混合气体中NO与NO2的体积比为3:1,用22.4L(标准状况下)甲烷气体催化还原该混合气体,恰好完全反应(已知生成物全部为气态),并放出1013.5kJ的热量,则ΔH2为_______;写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_______。
(2)方法二:活性炭还原法。
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,只生成甲和乙,甲和乙均为参与大气循环的气体,且反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
物质的量/mol
时间/min
NO
甲
乙
0
0.200
0
0
10
0.116
0.042
0.042
20
0.080
0.060
0.060
30
0.080
0.060
0.060
由以上信息可知:
①该原理的化学方程式为_______;
②该温度下的平衡常数K=_______。(保留小数点后两位有效数字)
③若20min后升高温度至T2℃,达到平衡后,若容器中NO、甲、乙的浓度之比为1:1:1,则该反应的ΔH_______0。(填">"、"<"、"=")
(3)方法三:NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) 每生成1molN2转移的电子数为_______。
(4)方法四:ClO2氧化氮氧化物。其转化流程如下:
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2+ H2O = NO2+ HNO3+ HCl,则反应Ⅱ的化学方程式是_______。
17. 镍及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用镍矿渣(主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和)制备的过程如图所示(已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表)。
金属离子
开始沉淀时的pH
6.8
2.2
75
9.4
沉淀完全时的pH
9.2
3.2
9.0
12.4
(1)的价电子排布式为_______;电离一个电子需要吸收的能量_______________(填“大于”或“小于”)。
(2)“酸溶”过程中,NiS发生反应的离子方程式为_________________________;如何判断已足量:______________________(写出具体操作过程)。
(3)滤渣1的成分有_______________。
(4)滤渣3的成分为和。若滤液1中,当滤液2中时,除钙率为_______________(忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知:、)
(5)“滤液2”加入碳酸钠溶液后所得沉淀可表示为。进行下列实验:称取干燥沉淀样品3.41g,隔绝空气加热,剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500℃~750℃条件下加热,收集到的气体产物只有一种,750℃以上残留固体为NiO),则该样品的化学式为_________________。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物形态与温度有如表关系。由溶液获得稳定的晶体的操作M依次是蒸发浓缩、_______________、过滤、洗涤、干燥。
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
280℃
晶体形态
多种结晶水合物
18. 聚乙烯醇肉桂酸酯(M)可用作光刻工艺中的抗腐蚀涂层,其合成路线如下:
已知:R1-CHO+R2-CH2CHO
(1)C是一种常用塑料的成分,它的名称为___________,M中的含氧官能团的名称为___________。
(2)E的分子式为___________;E→F的反应类型为___________。
(3)写出B→C转化的化学方程式:___________;
(4)G与新制氢氧化铜在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(5)满足下列条件的F的同分异构体有___________种,①属于芳香族化合物,苯环上一氯代物只有两种;②能发生水解反应和银镜反应。写出其中核磁共振吸收峰面积之比为6:2:1:1的有机物的结构简式___________(写出一种即可)。
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2025届高三(上)入学考试化学试卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
1. 下列关于古籍中的记载说法不正确的是( )
A. 《肘后备急方》“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”该过程属于化学变化
B. 《吕氏春秋•别类编》“金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚”体现了合金硬度方面特性
C. 《本草纲目》中“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”用到的实验方法是蒸馏
D. 《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应
【答案】A
【解析】
【详解】A. “青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”类似于化学中的萃取操作,该过程为物理变化,A错误;
B. “金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚”,体现和合金的硬度比纯金属大,B正确;
C. “凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”用到的实验方法是蒸馏,C正确;
D. “凡石灰,经火焚炼为用”体现的是碳酸钙受热变为CaO和二氧化碳的分解反应,D正确;
故答案选A。
2. 下列说法正确的是
A. 与溶液反应的离子方程式:
B. 溶液与溶液混合会发生水解反应:
C. 溶于水的电离方程式:
D. 的水解方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.与溶液反应的离子方程式:,故A错误;
B.偏铝酸根离子结合氢离子能力强于碳酸根,故溶液与溶液混合发生不是水解反应,故B错误;
C.溶于水的电离方程式:,故C错误;
D.的水解生成碳酸和OH-,水解方程式:,故D正确;
故选D。
3. 根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向2支均盛有2mL相同浓度的溶液的试管中,分别滴入2滴相同浓度的KCl、KI溶液,前者无明显现象,后者有黄色沉淀
B
将红热的木炭放入盛有浓硝酸的试管中,试管中有红棕色气体产生
木炭与浓硝酸反应产生
C
用pH试纸测得:溶液的pH约为9,溶液的pH约为8
电离出的能力比的强
D
向盛有相同浓度溶液的两支试管中,分别滴加淀粉溶液和溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀
溶液中可能存在平衡:
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.其他条件相同时,对于相同类型的难溶电解质,Ksp小的先沉淀,向2支均盛有2mL相同浓度的 AgNO3溶液的试管中,分别滴入2滴相同浓度的KCl、KI溶液,只生成AgI黄色沉淀,说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),A正确;
B.浓硝酸受热易分解生成二氧化氮,因此将红热的木炭放入盛有浓硝酸的试管中,试管中有红棕色气体产生,二氧化氮不一定是木炭与浓硝酸反应产生的,也有可能是浓硝酸受热分解产生的,B错误;
C.两种盐溶液的浓度未知,无法根据钠盐溶液的pH定性判断其对应的酸的酸性强弱,C错误;
D.向盛有相同浓度KI3溶液的两支试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀,说明溶液中含有碘单质和碘离子,则KI3溶液中可能存在平衡:I⇌I-+I2,D正确;
答案选AD。
4. 三氟乙酸乙酯是一种重要的含氟有机中间体,其结构如下。下列说法不正确的是
A. 分子中O和F的第一电离能:O<F
B. 分子中四个碳原子在同一条直线上
C. 分子中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型
D. 制备三氟乙酸乙酯的酸和醇均能与Na反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.同周期从左往右第一电离能有增大趋势,所以分子中O和F的第一电离能:O<F,A正确;
B.有机物中有4个C,没有碳碳三键官能团,分子中四个碳原子不在同一条直线上,B错误;
C.形成双键的C为sp2杂化,余下三个C为sp3杂化,C正确;
D.制备三氟乙酸乙酯的三氟乙酸和乙醇均能与Na反应生成H2,D正确;
故选B。
5. 能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示的是
A. H2SO4和Na2CO3 B. HCl和BaCO3
C. CH3COOH和Na2CO3 D. HI和NaHCO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2SO4为强酸,完全电离出氢离子,Na2CO3为可溶性盐,完全电离出,能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示,故A正确;
B.BaCO3难溶于水,不能拆开写,故不能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示,故B错误;
C.CH3COOH是弱酸,不能拆开写,故不能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示,故C错误;
D.NaHCO3完全电离出钠离子和,为弱酸的酸式酸根离子,不能拆开写,故不能用离子方程式2H++=CO2↑+H2O表示,故D错误;
故选A。
6. W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3︰2,X与Z同主族,Z的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 气态氢化物的热稳定性: B. 第一电离能:
C. 原子半径: D. 电负性:
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,则W为H;Z的价电子排布式为3s23p4, Z为S;X与Z同主族,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3:2,X为O,Y为Si,R为Cl。
【详解】A.元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,非金属性:S>Si,气态氢化物的热稳定性:H2S>SiH4,A正确;
B.同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,因此第一电离能:Cl>S>Si,B正确;
C.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半径:S>Cl>O,C错误;
D.根据同周期从左到右元素电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,因此电负性:S<Cl<O,D正确;
答案选C。
7. 化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如下,下列有关该化合物说法不正确的是
A. 一定条件下,能在NaOH溶液中水解
B. 分子中含有2种含氧官能团
C. 分子中含有3个手性碳原子
D. 1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质分子中含有肽键,因此一定条件下,能在NaOH溶液中水解反应,A正确;
B.根据物质分子结构简式可知分子中含有羰基和羧基两种含氧官能团,B正确;
C.手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子,根据物质结构简式可知该物质分子中含有3个手性C原子,用※可表示为,C正确;
D.分子结构中2个酰胺基和羧基可以与NaOH,则l mol该化合物最多与3 mol NaOH反应,D错误;
故合理选项是D。
8. 由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性,不易保存,因此工业上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3),其工作原理如图所示(a、b两电极均为石墨电极,c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜),下列法说不正确的是( )
A. a电极连接电源负极
B. 左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度
C. 该电解池的工作原理实质是电解水
D 制备1molKClO3,a、b两极共产生16.8L气体
【答案】D
【解析】
【分析】氯酸钠浓溶液进入后流出氯酸钠稀溶液,氯酸钾稀溶液进入后流出氯酸钾浓溶液,说明氯酸根经d膜向右移动,电解池中阴离子流向阳极,所以b电极为阳极,a电极为阴极。
【详解】A.根据分析可知a电极为阴极,与电源负极相连,故A正确;
B.阴极发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑,钠离子经c膜进入左池,所以NaOH溶液出口浓度大于入口浓度,故B正确;
C.阴极电离出的氢离子放电产生氢气,阳极氢氧根放电生成氧气,所以该电解池的工作原理实质是电解水,故C正确;
D.未指明温度和压强,无法计算气体的体积,故D错误;
故答案为D。
9. 高铁铝土矿主要成分为、、等,一种通过高铁铝土矿制备金属铁和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “悬浮焙烧”时,铁矿磁化得到的主要为
B. “还原”时,1mol C发生反应一定转移4mol电子
C. 矿渣经处理后可加入到“碱溶”操作中
D. “沉淀”时,主要反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】高铁铝土矿悬浮焙烧,铁矿磁化,铝矿活化得到高铝铁精矿和高活铝精矿,高铝铁精矿用碳还原得到铁;高活铝精矿用氢氧化钠溶液碱溶后,得到偏铝酸钠溶液,向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到氢氧化铝沉淀,煅烧得到氧化铝,据此解答。
【详解】A.四氧化三铁具有磁性,则“悬浮焙烧”时,铁矿磁化得到的主要为Fe3O4,故A正确;
B.“还原”时,生成铁和一氧化碳,则1molC发生反应转移2mol电子,故B错误;
C.矿渣中含有氧化铝,经处理后可加入到“碱溶”操作中,故C正确;
D.“沉淀”时,偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,则主要反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
10. 如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应 B. Y与盐酸反应的产物不溶于水
C. Z中碳原子均采用杂化 D. 随增大,该反应速率不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;
B.有机物Y中含有亚氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B错误;
C.有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C正确;
D.随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误;
故答案选C。
11. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动的电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力,空间结构与石墨类似,属于混合晶体,不含BN小分子,故A错误;
B.六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力,分子间作用力比较小,所以其质地较软,故B正确;
C.立方相氮化硼空间结构为网状结构,与金刚石类似,属于共价晶体,所以其熔点高、硬度大,故C正确;
D.晶体中存在可以自由移动的电子能导电,六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子,所以不导电,故D正确;
故答案选A。
12. 常温下,用 0.1000mol/L NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000mol/L某一元酸HA溶液,滴定曲线如图。下列说法正确的是
A. 该滴定过程既能用甲基橙又能用酚酞作指示剂
B. 点①所示溶液中:c(A-) >c(Na+)>c(H+) >c(OH-)
C. 点②所示溶液中:c(Na+) =c(HA) +c(A-)
D. 水的电离程度随着NaOH溶液的滴入不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.结合“用 0.1000mol/L NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000mol/L某一元酸HA溶液”,恰好完全反应时消耗NaOH溶液20mL,由图知反应后溶液pH大于7,常温下,溶液显碱性,推知用酚酞作指示剂,A项错误;
B.由题可知点①溶质为等量的HA和NaA,由图知溶液显酸性(c(H+) >c(OH-)),则HA的电离程度大于A-的水解程度,则c(A-) >c(Na+)>c(H+) >c(OH-),B项正确;
C.由电荷守恒知c(Na+)+c(H+) =c(OH-)+ c(A-),又点②pH=7,则c(H+) =c(OH-),推知c(Na+) = c(A-),则c(Na+) <c(HA) +c(A-),C项错误;
D.加入NaOH溶液生成NaA,则A-的水解促进水的电离,当酸碱恰好完全反应后,继续滴加NaOH溶液,则OH-会抑制水的电离,D项错误;
故选B。
13. 一定条件下,分别向体积为1L的密闭容器中充入气体,发生反应:,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2molX+1molY
恒温
②
1molZ
恒温
③
1molZ
绝热
A. 曲线Ⅰ对应实验① B. 正反应为放热反应
C. 气体的总物质的量: D. b点平衡常数比c点平衡常数小
【答案】C
【解析】
【详解】A.恒温恒容条件下,气体的压强之比等于气体物质的量之比,故起始时实验②与实验③的压强相等,实验①的压强是实验②与实验③的3倍,则曲线Ⅰ对应实验①,故A正确;
B.实验①与实验②的温度相等,根据等效平衡可知,实验①与实验②最终会达到相同的平衡状态,故曲线II对应实验②,则曲线III对应实验③,实验②与实验③充入的Z一样多,实验③比实验②达到平衡所用的时间长,则实验③温度较低,反应速率较慢,说明Z生成X和Y是吸热反应,则正反应为放热反应,故B正确;
C.根据pV=nRT,c、d两点的压强相同,V相同,由于从逆向建立平衡,逆向是吸热,c点的温度比d点低,则c点的气体物质的量更多,故气体的总物质的量:,故C错误;
D.若都在恒温条件进行,根据B的分析,反应为放热反应,c点温度较低,所以达到平衡时③(c)比①或②(b)更往正向移动,K更大,D正确;
故选C。
14. 不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B. 步骤③和④的反应均涉及手性碳原子
C. 步骤⑤的产物L脯氨酸是该反应的中间产物
D. 若用苯甲醛和作为原料,不能完成上述羟醛缩合反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.①和②的有机产物分别为、 ,两者含有不同的官能团,可通过红外光谱鉴别,A正确;
B.同一碳原子连接四个不同原子或者原子团的碳原子为手性碳原子,步骤③和④的生成物均有手性碳原子,B正确;
C.L-脯氨酸在步骤①参与反应,在步骤⑤又生成,是该反应的催化剂,C错误;
D.的酮羰基碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生步骤②的转化,所以不能完成上述羟醛缩合反应,D正确;
故选:C。
二、非选择题:共58分。
15. 实验室制取溴苯装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5 mL Br2,静置,经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Br2, 维持体系微沸至Br2加完,70~ 80°C水浴15min。(诱导期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0的时期)反应结束后产品处理:
有关数据如下:
物质
苯
溴
溴苯
密度(g· cm-3)
0.88
3.12
1.50
沸点/°C
80
59
156
在水中的溶解性
不溶
微溶
不溶
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____________________。
(2)溴苯的制备需在无水条件下进行,原因是________________。
(3)A装置盛装_______( 填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现_____________ ( 填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I用10% NaOH溶液洗涤其离子反应方程式为________,有机层Ⅱ水洗的目的是____________。
(6)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是_______。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)催化剂FeBr3 遇水发生水解,失去催化活性
(3)AgNO3溶液 (4)体系中不再有红棕色的溴蒸气
(5) ①. Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O ②. 除去Na+、Br-、BrO-等无机离子
(6)蒸馏
【解析】
【分析】本题是一道常见有机物制备类的实验题,在溴化铁的催化作用下苯和溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,其中挥发出来的溴蒸汽和溴化氢在经过四氯化碳的时候溴蒸汽被除掉,在洗气瓶A中用硝酸银检验产物中的溴化氢,最后注意尾气处理,以此解题。
【小问1详解】
由图可知仪器a的名称是球形冷凝管;
小问2详解】
该反应中需要催化剂溴化铁,而溴化铁容易水解,故答案为:催化剂FeBr3遇水发生水解,失去催化活性;
【小问3详解】
苯和溴反应生成溴苯和溴化氢,其中溴化氢可以和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀,故A装置盛装AgNO3溶液;
【小问4详解】
溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色,当诱导期结束后溴蒸汽就消耗完了,则红棕色消失,故答案为:体系中不再有红棕色的溴蒸气;
【小问5详解】
单质溴容易溶解在有机溶剂中,单质溴可以和氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠,或者生成溴化钠和溴酸钠,故离子方程式为:Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO+3H2O;溶液中的离子容易溶解在水中,故有机层Ⅱ水洗的目的是除去Na+、Br-、BrO-等无机离子;
【小问6详解】
有机层Ⅲ的主要成分是苯和溴苯的混合物,两者沸点不同,故分离两者的操作方法为:蒸馏。
16. 硝酸厂废气、汽车尾气中的氮氧化物可污染大气,现有几种消除氮氧化物的方法如下:
目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)方法一:CH4催化还原法。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1
现有一混合气体中NO与NO2的体积比为3:1,用22.4L(标准状况下)甲烷气体催化还原该混合气体,恰好完全反应(已知生成物全部为气态),并放出1013.5kJ的热量,则ΔH2为_______;写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_______。
(2)方法二:活性炭还原法。
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,只生成甲和乙,甲和乙均为参与大气循环的气体,且反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
物质的量/mol
时间/min
NO
甲
乙
0
0.200
0
0
10
0.116
0.042
0.042
20
0.080
0.060
0.060
30
0.080
0.060
0.060
由以上信息可知:
①该原理的化学方程式为_______;
②该温度下的平衡常数K=_______。(保留小数点后两位有效数字)
③若20min后升高温度至T2℃,达到平衡后,若容器中NO、甲、乙的浓度之比为1:1:1,则该反应的ΔH_______0。(填">"、"<"、"=")
(3)方法三:NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) 每生成1molN2转移的电子数为_______。
(4)方法四:ClO2氧化氮氧化物。其转化流程如下:
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2+ H2O = NO2+ HNO3+ HCl,则反应Ⅱ的化学方程式是_______。
【答案】(1) ①. -1160kJ/mol ②. CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1
(2) ①. C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ②. 0.56 ③. >
(3)3NA (4)2NO2+4Na2SO3=N2+4Na2SO4
【解析】
【小问1详解】
22.4L标准状况下的甲烷物质的量为1mol,设混合气体中NO2 xmol,NOymol,根据①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2,列方程为3x=y、x+y=4,解得x=1,y=3,根据+(|ΔH2|×)×3=1013.5kJ/mol,解得ΔH2=-1160kJ/mol;根据盖斯定律,(①+②)÷2+③×2=(-574 kJ·mol-1-1160kJ/mol)÷2+(-44 kJ·mol-1)×2=-955 kJ·mol-1,因此CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1。
【小问2详解】
①C与NO反应生成两种参与大气循环的气体,该气体是氮气和CO2,所以化学方程式为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g);
②反应达平衡时,各气体的物质的量为NO:0.080mol,N2:0.06mol,CO2:0.06mol,反应前后气体不变,可设容器的体积为1L,根据C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),K=;
③20min时,容器中NO、甲、乙的浓度为0.08、0.06、0.06,20min后,升高温度,各物质的浓度之比为1:1:1,说明平衡正向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向进行,则该反应的ΔH>0。
【小问3详解】
根据2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)可知生成2mol氮气转移6mol电子,每生成1molN2转移的电子数为3NA。
【小问4详解】
根据物质转化的流程图可知,向反应后的物质中加入Na2SO3水溶液,生成N2,说明NO2中N元素的化合价降低,做氧化剂,而Na2SO3中的硫元素化合价升高,做还原剂生成Na2SO4,则反应Ⅱ的化学方程式为2NO2+4Na2SO3=N2+4Na2SO4。
17. 镍及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用镍矿渣(主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和)制备的过程如图所示(已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表)。
金属离子
开始沉淀时的pH
6.8
2.2
7.5
9.4
沉淀完全时的pH
9.2
3.2
9.0
12.4
(1)的价电子排布式为_______;电离一个电子需要吸收的能量_______________(填“大于”或“小于”)。
(2)“酸溶”过程中,NiS发生反应的离子方程式为_________________________;如何判断已足量:______________________(写出具体操作过程)。
(3)滤渣1的成分有_______________。
(4)滤渣3的成分为和。若滤液1中,当滤液2中时,除钙率为_______________(忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知:、)
(5)“滤液2”加入碳酸钠溶液后所得沉淀可表示为。进行下列实验:称取干燥沉淀样品3.41g,隔绝空气加热,剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500℃~750℃条件下加热,收集到的气体产物只有一种,750℃以上残留固体为NiO),则该样品的化学式为_________________。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。由溶液获得稳定的晶体的操作M依次是蒸发浓缩、_______________、过滤、洗涤、干燥。
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
280℃
晶体形态
多种结晶水合物
【答案】(1) ①. ②. 大于
(2) ①. ②. 取反应后少量滤液于试管中,滴加溶液,若无蓝色沉淀产生,说明已足量
(3)、、S
(4)99.7% (5)
(6)冷却至30.8℃~53.8℃之间结晶
【解析】
【分析】镍矿渣主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和,“酸溶”后过滤,则滤液中主要含有Ni2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、等离子,滤渣1中含有CaSO4、S、SiO2;“调pH”则Fe3+水解沉淀,Ca2+和生成CaCO3,滤液中含有Ni2+、Mg2+、等离子;滤液1加入NaF,则生成的滤渣3的成分为和,滤液2含有Ni2+、等离子;滤液2加入Na2CO3,Ni2+沉淀析出,进一步处理获得硫酸镍溶液,硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到。
【小问1详解】
Ni失去2个电子后,价电子只剩d轨道的8个电子,故的价电子排布式为3d8,;因再失去一个电子后为半充满状态,能量更低,更稳定,因此更容易失去一个电子,失去时所需要吸收的能量也更少。
【小问2详解】
“酸溶”过程中,酸性条件下,NiS被氧化为S沉淀,发生反应的离子方程式为
;要证明氯酸钠已足量,只需证明溶液中已经没有亚铁离子,因此方法为取反应后少量滤液于试管中,滴加溶液,若无蓝色沉淀产生,说明已足量。
【小问3详解】
镍矿渣主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和,向其中加入硫酸和氯酸钠,与硫酸反应生成,NiS与硫酸和氯酸钠共同反应生成和S,FeO与硫酸和氯酸钠共同反应生成,与硫酸反应生成,MgO与硫酸反应生成,CaO与硫酸反应生成,与硫酸不反应,则过滤得到的滤渣1含、、S。
【小问4详解】
当滤液2中时,,此时溶液中,除钙率为。
【小问5详解】
750℃以上残留固体为NiO,可知,500℃~750℃条件下加热,收集到的气体产物只有一种,说明发生反应NiCO3加热分解为了NiO和CO2,固体质量减少,说明反应生成二氧化碳的质量为0.44g,则;根据镍元素守恒,,则,该样品的化学式为。
【小问6详解】
从溶液中获得晶体的操作一般是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,依据表中数据可知当温度为30.8℃~53.8℃,晶体以形式存在,因此冷却结晶时应在30.8℃~53.8℃之间冷却结晶。
18. 聚乙烯醇肉桂酸酯(M)可用作光刻工艺中的抗腐蚀涂层,其合成路线如下:
已知:R1-CHO+R2-CH2CHO
(1)C是一种常用塑料的成分,它的名称为___________,M中的含氧官能团的名称为___________。
(2)E的分子式为___________;E→F的反应类型为___________。
(3)写出B→C转化的化学方程式:___________;
(4)G与新制氢氧化铜在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(5)满足下列条件的F的同分异构体有___________种,①属于芳香族化合物,苯环上一氯代物只有两种;②能发生水解反应和银镜反应。写出其中核磁共振吸收峰面积之比为6:2:1:1的有机物的结构简式___________(写出一种即可)。
【答案】 ① 聚氯乙烯 ②. 酯基 ③. C7H6O ④. 加成反应 ⑤. nCH2=CHCl ⑥. +2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O ⑦. 4种 ⑧. 或
【解析】
【分析】根据化合物D的结构逆推可知C是 ,B发生加聚反应产生C,则B是CH2=CHCl;A与HCl发生加成反应产生B,则A是CH≡CH。根据D、M结构不同,可知H与D发生酯化反应产生M,所以H结构简式是 ;G与新制Cu(OH)2 发生氧化反应产生H,则G是;F与浓硫酸共热发生消去反应产生G,则F是;E与CH3CHO发生信息的加成反应产生F,可知E是。然后根据物质性质分析解答。
【详解】(1) B是CH2=CHCl,B发生加聚反应产生C ,C是一种常用塑料的成分,它的名称为聚氯乙烯,根据M的结构简式可知M中的含氧官能团的名称为酯基。
(2)E的结构式为:,分子式为C7H6O;E与CH3CHO发生信息的加成反应产生F ,E→F的反应类型为加成反应。
(3) B发生加聚反应产生C ,B→C转化的化学方程式:nCH2=CHCl;
(4)G与新制氢氧化铜在加热条件下生成砖红色沉淀,反应的化学方程式:+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。
(5)满足①属于芳香族化合物,苯环上一氯代物只有两种;②能发生水解反应和银镜反应,其结构为:,共4种,其中核磁共振氢谱有4个吸收峰且峰,其中核磁共振吸收峰面积之比为6:2:1:1的有机物的结构简式:或。
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