仿真卷02-【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷(江苏专用)
2024-10-15
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内容正文:
【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷
仿真卷02 (江苏专用)
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘写清楚,线条符号等须加黑加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
第Ⅰ卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1.“中国制造”走进了充满科技与浪漫的巴黎奥运会。下列属于新型无机非金属材料的是
A.足球内胆中植入的芯片 B.乒乓球的比赛用球所采用的树脂
C.“”手环所采用的硅橡胶 D.我国运动员领奖服所利用的再生纤维
2.实验室制备少量氮气的反应为。下列与该反应有关的化学用语表述错误的是
A.基态N原子的价层电子的轨道表示式为
B.的电子式为
C.NaCl的形成过程可表示为
D.的VSEPR模型为
3.下列装置能用于相应实验的是
A.粗盐水的过滤 B.制备Cl2
C.乙酸乙酯的制备与收集 D.模拟侯氏制碱法制备NaHCO3
4.实验室常用或来检验溶液中的存在,下列有关说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.基态的价电子排布式:
阅读下列材料,完成下面小题:
周期表中中的O、S、及其化合物应用广泛。是氧元素的3种核素,其中常用作示踪原子;实验证明在室温和常压下中含有分子,在放电的条件下得到得到电子生成,吸收的热量;钾的含氧化合物有等,和常用于潜水时的供氧剂。常温下,S在潮湿的空气中可以被缓慢氧化成,S可以用于制黑火药:。可以用于橡胶工业的硫化。单质具有半导体的特性,可以用于制作半导体材料。
5.下列有关说法正确的是
A.互称为同分异构体
B.中阴阳离子的个数比不同
C.分子中氧原子轨道杂化类型均为
D.的结构如图所示,属于非极性分子
6.下列化学反应表示正确的是
A.得到电子生成
B.与水的反应:
C.S在潮湿的空气中氧化成的反应:
D.酸性溶液与反应:
7.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.S具有还原性,可用于制造黑火药
B.分子中存在键,的沸点比低
C.是非金属元素,可以用于制作半导体材料
D.分子中O上有孤对电子对,可与形成配位键
8.K2FeO4可用作净水剂。K2FeO4在水中不稳定,会生成3,胶体;碱性条件下KClO氧化性大于K2FeO4。下列有关铁及其化合物的相关转化,在指定条件下能实现的是
A.
B.
C.
D.
9.我国科学家在全球范圃内首次实现了用人工合成淀粉,其转化过程如下图所示。下列说法不正确的是
A.大规模利用空气中的合成淀粉,有助于我国在2060年前实现“碳中和”的目标
B.过程Ⅲ的产物与互为同分异构体
C.利用光谱分析技术可以验证合成淀粉的组成、结构
D.实验室实现过程Ⅱ的转化可以使用酸性高锰酸钾溶液
10.工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为。下列说法正确的是
A.该反应
B.该反应的平衡常数
C.用E表示键能,该反应
D.该过程需要在无水条件下进行的原因:与水反应生成和HCl两种物质
11.室温下,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
向溶液中滴加少量溶液,再滴加少量淀粉溶液,观察溶液颜色变化
的氧化性比的强
B
将少量气体通入溶液中,观察实验现象
难溶于水
C
向溶液中滴加溶液,观察溶液颜色变化
具有氧化性
D
向、混合溶液中滴加少量溶液,观察沉淀的颜色
A.A B.B C.C D.D
12.已知时,和的饱和溶液中,a、b分别表示与溶液的变化关系。下列说法中正确的是
A.该温度下
B.当和沉淀共存时,溶液中
C.除去溶液中少量的,可加入适量或
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量,可转化为Y点对应的溶液
13.催化重整的反应:(Ⅰ)
主要副反应:(Ⅱ)
(Ⅲ) 。
在恒容反应器中按充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.其它条件不变,适当增大压强,平衡转化率降低
C.时,的体积分数不断减小,是由于反应Ⅲ生成的量小于反应Ⅱ消耗的量
D.时,在容器中加入、以及催化剂进行重整反应,测得的平衡转化率为,则反应Ⅰ的平衡常数等于81
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(15分)单质As可广泛应用于大规模集成电路、航空航天及医疗设备等领域。一种从精炼铜的阳极泥[主要成分为、、Cu、Au、Ag等]中回收单质As的工艺流程如图所示。
已知:“常压氯化酸浸”时,主要发生的反应有:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
回答下列问题:
(1)“常压氯化酸浸”前,应将阳极泥、浓、浓、、等混合,进行“浆化”(研磨与搅拌)处理,目的是 。
(2)“常压氯化酸浸”时,需不断通入空气,目的是:①充分溶解Cu并减少的生成,该反应的离子方程式为 ;②将氧化生成更易溶于水的,该反应的化学方程式为 。“酸浸渣”中除含Au、Ag外,还含有 。
(3)“常压氯化酸浸”时,为保证As的浸出率,需调节反应溶液的酸度和初始的浓度至一定值。因此,工业生产时,需加入一定浓度的浓、浓和准确称量的。控制溶液的酸度一定时,测得As的浸出率随初始质量浓度()的变化关系如图所示。
由图可知,最佳初始质量浓度为 。工业生产时,若加入的浓和过多,可能造成的后果是 。
(4)“选择性还原”时,加入的可使中的As被选择性还原为单质As,若氧化产物为,则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)砷化镓()是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①晶体中As原子的配位数为 ;
②晶胞中As原子围成的正四面体的个数为 。
15.(16分)化合物H是一种有机材料中间体。实验室由苯制备H的一种合成路线如下:
已知:①
②
③
请回答下列问题:
(1)有机物H的分子式为 ,该分子中所含官能团的名称为 。
(2)A的结构简式为 。
(3)B+C→D经过两步反应,其反应类型依次分别为 、 。
(4)F→G的第①步反应的化学方程式为 。
(5)E有多种同分异构体,符合下列条件的有 种(不包括E),其中核磁共振氢谱为的结构简式为 。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色,②含“”基团
(6)写出以甲醛和乙醛为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选)。
16. (15分)某小组通过分光光度法测定形成配合物时的配位数。已知:
a.邻菲罗啉(,用phen表示)是常见的多齿配体(一个配体中有两个或两个以上配位原子的配体),能与多种过渡金属阳离子形成稳定配合物。如下列反应(橙红色,能吸收波长为的光)。
b.根据朗伯一比尔定律,其它条件相同时,溶液吸光度A与其物质的量浓度c成正比,可在吸光度最高点测得配合物配比。
I.配制溶液
(1)用晶体配制含的溶液,一定不需要用到下列仪器中的 (填标号)。
另准确配制的邻菲罗啉溶液备用。
Ⅱ.测定吸光度
取若干试管编号,按照下表用量混合反应溶液,并依次测定波长为时溶液的吸光度。
编号
V(缀冲溶液)
V(蒸馏水)
1
0.00
1.20
1.20
0.60
2
0.06
1.14
1.20
0.60
3
a
1.08
1.20
0.60
……
n
1.20
0.00
1.20
0.60
(2)由邻菲罗啉的结构知,中的配位原子是 。混合时需要加入缓冲溶液使溶液的保持在合适范围,若过高,会造成 ;若过低,会造成 。
(3)表格中a的数值为 。所测定的结果如下图所示,可求得配位数 。
III.结果分析
该小组同学发现实验过程中实测的吸光度与文献数值有一定偏差,继续探究原因。
查阅资料:也能与phen配位,形成淡蓝色配合物。
(4)提出猜想:在配制溶液时,可能发生反应 (用离子方程式表示),影响实验测定。
(5)甲同学提出,为排除上述干扰,可在配制溶液时,加入少量某种物质。该物质可以是_______(填标号)。
A.铜粉 B.铁粉 C.维生素C D.铁氯化钾
17. (15分)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
反应a:
反应b:
回答下列问题:
(1)反应 kJ/mol,该反应正向自发的条件为 (填“高温”或“低温”)自发。
(2)在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态,甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示,曲线x对应的 。
(3)恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法错误的是 (填标号)。
A.CaO与CO2的反应可促进Fe3O4氧化CO的平衡右移
B.Fe3O4和CaO都可以循环利用
C.H2在过程ii将Fe3O4还原为单质铁
D.过程ii产生的H2O最终被CaO吸收了
②过程ⅱ平衡后通入He,CO的物质的量的变化是 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,发生反应a和b.某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。
①结合图3分析图4,R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是 。
②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法正确的是 (填标号)。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率
B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高
C.改变催化剂提高CH4转化率,R值一定增大
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【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷
仿真卷02 (江苏专用)
参考答案
第Ⅰ卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1.A
2.B
3.C
4.A
5.C
6.C
7.D
8.C
9.D
10.C
11.A
12.C
13.B
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(15分)
(1)是使反应物充分混合,增大接触面积,提高浸取率(2分)
(2) (2分) (2分) (1分)
(3)溶液的酸度、初始的浓度都会影响As的浸出率,需严格调控溶液的酸度和的浓度(2分) 继续增大溶液的酸度和质量浓度,既对As的浸出率没有实质性影响,又增大对设备的腐蚀程度(2分)
(4)(2分)
(5)4(1分) 8(1分)
15.(16分)
(1)(1分) 羧基、碳碳双键(2分)
(2)(2分)
(3)加成反应(1分) 消去反应(1分)
(4)(2分)
(5)11 (2分) (2分)
(6)(3分)
16. (15分)
(1)AC(2分)
(2)N (1分) 沉淀(2分) 邻菲罗啉的氮原子质子化,配位能力降低(2分)
(3)0.12(2分) 6(2分)
(4)(2分)
(5)C(2分)
17. (15分)
(1) (2分) 高温(2分)
(2)1.0(2分)
(3)D (2分) 升高(2分)
(4)温度升高,开始时反应a的反应速率更快;温度接近600℃,CH4转化率接近100%,温度继续升高,反应b继续进行 (3分) B(2分)
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【赢在高考·仿真10卷】备战2025年高考化学模拟卷
仿真卷02 (江苏专用)
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘写清楚,线条符号等须加黑加粗。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
第Ⅰ卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1.“中国制造”走进了充满科技与浪漫的巴黎奥运会。下列属于新型无机非金属材料的是
A.足球内胆中植入的芯片 B.乒乓球的比赛用球所采用的树脂
C.“”手环所采用的硅橡胶 D.我国运动员领奖服所利用的再生纤维
【答案】A
【详解】A.足球内胆中植入的芯片是硅单质,属于新型无机非金属材料,故A项符合题意;
B.乒乓球的比赛用球所采用的ABS树脂,属于有机高分子材料,故B项不符合题意;
C.“PARIS 2024”手环所采用的硅橡胶,属于有机高分子材料,故C项不符合题意;
D.我国运动员领奖服所利用的再生纤维,属于有机高分子材料,故D项不符合题意;
故本题选A。
2.实验室制备少量氮气的反应为。下列与该反应有关的化学用语表述错误的是
A.基态N原子的价层电子的轨道表示式为
B.的电子式为
C.NaCl的形成过程可表示为
D.的VSEPR模型为
【答案】B
【详解】
A.N元素的原子序数为7,基态原子的价电子排布式为2s22p3,轨道表示式为,A正确;
B.N2的电子式为,B错误;
C.氯化钠是离子化合物,用电子式表示NaCl的形成过程为,C正确;
D.H2O中心原子O原子上的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,D正确;
故答案选B。
3.下列装置能用于相应实验的是
A.粗盐水的过滤 B.制备Cl2
C.乙酸乙酯的制备与收集 D.模拟侯氏制碱法制备NaHCO3
【答案】C
【详解】A.过滤操作中漏斗末端应紧贴烧杯内壁,A错误;
B.浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气时应该加热,B错误;
C.制备乙酸乙酯时应用饱和碳酸钠溶液接收,饱和碳酸钠溶液的作用是吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,C正确;
D.侯氏制碱法制备NaHCO3的过程中,应该先向饱和食盐水中通入氨气使溶液显碱性,再通入CO2,D错误;
故选C。
4.实验室常用或来检验溶液中的存在,下列有关说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.基态的价电子排布式:
【答案】A
【详解】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则钾离子的离子半径小于硫离子,故A正确;
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则碳元素的电负性小于氮元素,故B错误;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素;同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,则氧元素的第一电离能大于硫元素,所以氮元素的第一电离能大于硫元素,故C错误;
D.铁元素的原子序数为26,基态铁离子的价电子排布式为3d5,故D错误;
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题:
周期表中中的O、S、及其化合物应用广泛。是氧元素的3种核素,其中常用作示踪原子;实验证明在室温和常压下中含有分子,在放电的条件下得到得到电子生成,吸收的热量;钾的含氧化合物有等,和常用于潜水时的供氧剂。常温下,S在潮湿的空气中可以被缓慢氧化成,S可以用于制黑火药:。可以用于橡胶工业的硫化。单质具有半导体的特性,可以用于制作半导体材料。
5.下列有关说法正确的是
A.互称为同分异构体
B.中阴阳离子的个数比不同
C.分子中氧原子轨道杂化类型均为
D.的结构如图所示,属于非极性分子
【答案】C
【解析】A.O2、O3、O4由同种元素组成的不同种单质,互称为同素异形体,故A项错误;
B.K2O、K2O2中阴阳离子的个数比均为1:2,故B项错误;
C.H2O中心原子的价电子对数为:2+=4,为sp3杂化;H2O2中心原子的价电子对数为:2+=4,为sp3杂化,故C项正确;
D.根据S2Cl2的结构如图可知,其分子结构不对称,正负电荷重心不重合,属于极性分子,故D项错误;
故本题选C;
6.下列化学反应表示正确的是
A.得到电子生成
B.与水的反应:
C.S在潮湿的空气中氧化成的反应:
D.酸性溶液与反应:
【答案】C
【解析】A.1mol O(g)得到电子生成1molO2-(g),吸收752kJ的热量,则,故A项错误;
B.KO2与水反应生成KOH和O2,方程式为:,故B项错误;
C.S在潮湿的空气中氧化成H2SO4的反应方程式为,故C项正确;
D.酸性溶液与反应的化学方程式为,故D项错误;
故本题选C;
7.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.S具有还原性,可用于制造黑火药
B.分子中存在键,的沸点比低
C.是非金属元素,可以用于制作半导体材料
D.分子中O上有孤对电子对,可与形成配位键
【答案】D
【解析】A.S制黑火药反应过程中生成K2S,S元素化合价降低,体现氧化性,故A项错误;
B.N2和O2都属于分子晶体,沸点与分子间作用力有关,与化学键无关,故B项错误;
C.Se单质具有半导体的特性,可以用于制作半导体材料,是因为其位于元素周期表金属元素与非金属元交界处,与其是非金属无关,故C项错误;
D.H+可以提供空轨道,与能提供孤电子对的O结合为H3O+,故D项正确;
故答案选D。
8.K2FeO4可用作净水剂。K2FeO4在水中不稳定,会生成3,胶体;碱性条件下KClO氧化性大于K2FeO4。下列有关铁及其化合物的相关转化,在指定条件下能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.铁与水蒸气在高温条件下发生反应会生成四氧化三铁,不是氧化铁,A错误;
B.氯化铁溶液在加热条件下水解平衡正向移动,蒸干会得到氢氧化铁,灼烧得到的是氧化铁,B错误;
C.铁与氯气加热可生成氯化铁,氯化铁在水溶液中加入铜会发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜,均能实现相互转化,C正确;
D.高铁酸钾在水中不稳定,生成氢氧化铁胶体被还原,根据氧化还原反应价态规律,铁的化合价降低,氧的化合价升高,可知得不到氢气,得到的为氧气,D错误;
故选C。
9.我国科学家在全球范圃内首次实现了用人工合成淀粉,其转化过程如下图所示。下列说法不正确的是
A.大规模利用空气中的合成淀粉,有助于我国在2060年前实现“碳中和”的目标
B.过程Ⅲ的产物与互为同分异构体
C.利用光谱分析技术可以验证合成淀粉的组成、结构
D.实验室实现过程Ⅱ的转化可以使用酸性高锰酸钾溶液
【答案】D
【详解】A.将二氧化碳合成淀粉可以减少二氧化碳的排放,有助于我国2060年前实现碳中和的目标,故A正确;
B.的分子式为C3H6O3,的分子式为C3H6O3,分子式相同但结构不同,两者互为同分异构体,故B正确;
C.利用光谱分析技术,比如红外光谱,可以验证合成淀粉的组成、结构,故C正确;
D.甲醇会被酸性高锰酸钾溶液为甲醛,但甲醛还可以继续被酸性高锰酸钾溶液氧化为甲酸,甲酸也可以被酸性高锰酸钾氧化为CO2,故D错误;
故答案选D。
10.工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为。下列说法正确的是
A.该反应
B.该反应的平衡常数
C.用E表示键能,该反应
D.该过程需要在无水条件下进行的原因:与水反应生成和HCl两种物质
【答案】C
【详解】A.该反应是气体分子总数增加的反应,,A错误;
B.Si为固体,不能出现在平衡常数表达式中,该反应,B错误;
C.,,,,根据,可知,C正确;
D.SiHCl3中Si为+4价,H、Cl为-1价,根据氧化还原反应规律和质量守恒可知与水反应生成、HCl、H2三种物质,D错误;
故答案为:C。
11.室温下,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
向溶液中滴加少量溶液,再滴加少量淀粉溶液,观察溶液颜色变化
的氧化性比的强
B
将少量气体通入溶液中,观察实验现象
难溶于水
C
向溶液中滴加溶液,观察溶液颜色变化
具有氧化性
D
向、混合溶液中滴加少量溶液,观察沉淀的颜色
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.淀粉遇碘单质变蓝,向混合溶液中滴加少量淀粉溶液,如果溶液变蓝,说明有碘单质生成,则发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2,从而判断出Fe3+的氧化性比I2强,能达到探究目的,A正确;
B.二氧化硫与氯化钡不反应,没有明显的实验现象,也不能得到BaSO3沉淀,因此不能达到探究目的,B错误;
C.高锰酸钾溶液具有强氧化性,将过氧化氢氧化成氧气,体现过氧化氢的还原性,不能达到探究目的,C错误;
D.题中没有指明NaCl、NaI物质的量浓度是否相等,因此无法观察沉淀颜色,判断Ksp大小关系,D错误;
故选A。
12.已知时,和的饱和溶液中,a、b分别表示与溶液的变化关系。下列说法中正确的是
A.该温度下
B.当和沉淀共存时,溶液中
C.除去溶液中少量的,可加入适量或
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量,可转化为Y点对应的溶液
【答案】C
【详解】A.已知时,和的饱和溶液中,a、b分别表示与溶液的变化关系,由X点数据可知,由(8,3.1)数据可知,所以该温度下,,A错误;
B.当和沉淀共存时,,B错误;
C.除去溶液中少量的,加入适量,可升高溶液的,而使沉淀而除去,也可以加入将还原出来而除去,C正确;
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量,溶液中会生成沉淀,溶液中铜离子的浓度会减小,而从X点到Y点铜离子浓度不变,D错误;
答案为C。
13.催化重整的反应:(Ⅰ)
主要副反应:(Ⅱ)
(Ⅲ) 。
在恒容反应器中按充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.其它条件不变,适当增大压强,平衡转化率降低
C.时,的体积分数不断减小,是由于反应Ⅲ生成的量小于反应Ⅱ消耗的量
D.时,在容器中加入、以及催化剂进行重整反应,测得的平衡转化率为,则反应Ⅰ的平衡常数等于81
【答案】B
【详解】A.由盖斯定律可知,反应Ⅱ×2—反应Ⅲ=反应Ⅰ,则反应,故A错误;
B.反应Ⅰ是气体体积增大的反应,其它条件不变,适当增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲烷平衡转化率降低,故B正确;
C.反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,水的体积分数增大,反应Ⅲ是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,水的体积分数减小,则600∼900℃时,水的体积分数不断减小,是由于反应Ⅱ生成水的量小于反应Ⅲ消耗的量,故C错误;
D.起始甲烷和二氧化碳的浓度都为1mol/L,若只发生主反应,二氧化碳的平衡转化率为75%时,甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气的平衡浓度分别为1mol/L—1mol/L×75%=0.25mol/L、1mol/L—1mol/L×75%=0.25mol/L、1mol/L×75%×2=1.5mol/L、1mol/L×75%×2=1.5mol/L,则主反应的平衡常数K==81,由方程式可知,由于副反应Ⅲ中消耗的氢气的量比二氧化碳多的多,所以主反应的平衡常数K小于81,故D错误;
故选B。
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(15分)单质As可广泛应用于大规模集成电路、航空航天及医疗设备等领域。一种从精炼铜的阳极泥[主要成分为、、Cu、Au、Ag等]中回收单质As的工艺流程如图所示。
已知:“常压氯化酸浸”时,主要发生的反应有:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
回答下列问题:
(1)“常压氯化酸浸”前,应将阳极泥、浓、浓、、等混合,进行“浆化”(研磨与搅拌)处理,目的是 。
(2)“常压氯化酸浸”时,需不断通入空气,目的是:①充分溶解Cu并减少的生成,该反应的离子方程式为 ;②将氧化生成更易溶于水的,该反应的化学方程式为 。“酸浸渣”中除含Au、Ag外,还含有 。
(3)“常压氯化酸浸”时,为保证As的浸出率,需调节反应溶液的酸度和初始的浓度至一定值。因此,工业生产时,需加入一定浓度的浓、浓和准确称量的。控制溶液的酸度一定时,测得As的浸出率随初始质量浓度()的变化关系如图所示。
由图可知,最佳初始质量浓度为 。工业生产时,若加入的浓和过多,可能造成的后果是 。
(4)“选择性还原”时,加入的可使中的As被选择性还原为单质As,若氧化产物为,则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)砷化镓()是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①晶体中As原子的配位数为 ;
②晶胞中As原子围成的正四面体的个数为 。
【答案】
(1)是使反应物充分混合,增大接触面积,提高浸取率(2分)
(2) (2分) (2分) (1分)
(3)溶液的酸度、初始的浓度都会影响As的浸出率,需严格调控溶液的酸度和的浓度(2分) 继续增大溶液的酸度和质量浓度,既对As的浸出率没有实质性影响,又增大对设备的腐蚀程度(2分)
(4)(2分)
(5)4(1分) 8(1分)
【详解】(1)原料混合后进行浆化处理,可以将原料分散,使反应物充分混合,增大接触面积,提高浸取率;
(2)①由于铜与浓硫酸反应会产生二氧化硫,需要通入氧气氧化二氧化硫形成三氧化硫,则铜与浓硫酸反应的离子方程式为;
②利用氧气将氧化生成更易溶于水的,发生氧化还原反应,反应化学方程式为;
③根据题目所给反应Ⅱ,硫化砷与硫酸铜反应会产生硫化铜沉淀,故酸浸渣除了Au、Ag外还有;
(3)“常压氯化酸浸”时,溶液的酸度、初始的浓度都会影响As的浸出率,需严格调控溶液的酸度和的浓度;As的浸出率随浓度的增大而增大,当达到,浸出率达到最大值,工业生产时,若加入过多浓和,可能造成的后果是:继续增大溶液的酸度和质量浓度,既对As的浸出率没有实质性影响,又增大对设备的腐蚀程度(或增加废水处理成本);
(4)“选择性还原”时,氧化产物为,,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为;
(5)①晶体中距离Ga最近且距离相等的As原子数目位4,即Ga原子的配位数为4,砷化镓晶体中Ga、As原子个数比为,所以As的配位数也为4;
②每个顶点的As原子与其共用交点的3个面中心的As围成1个正四面体,晶胞共有8个顶点,故能围成8个正四面体。
15.(16分)化合物H是一种有机材料中间体。实验室由苯制备H的一种合成路线如下:
已知:①
②
③
请回答下列问题:
(1)有机物H的分子式为 ,该分子中所含官能团的名称为 。
(2)A的结构简式为 。
(3)B+C→D经过两步反应,其反应类型依次分别为 、 。
(4)F→G的第①步反应的化学方程式为 。
(5)E有多种同分异构体,符合下列条件的有 种(不包括E),其中核磁共振氢谱为的结构简式为 。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色,②含“”基团
(6)写出以甲醛和乙醛为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选)。
【答案】
(1)(1分) 羧基、碳碳双键(2分)
(2)(2分)
(3)加成反应(1分) 消去反应(1分)
(4)(2分)
(5)11 (2分) (2分)
(6)(3分)
【详解】(1)H的结构简式,分子式为,含有官能团为羧基、碳碳双键,故答案为:;羧基、碳碳双键;
(2)由分析可知A为,故答案为:;
(3)B为、C为CH3CHO,B+C→D经过两步反应,第一步发生醛的加成反应增长碳链且引入了羟基,第二步发生醇的消去反应,故答案为:加成反应;消去反应;
(4)F为,F发生消去反应生成G为的第一步反应为:,故答案为:;
(5)E为,E的同分异构体符合①能使溴的四氯化碳溶液褪色,②含“”基团说明含有碳碳双键和酯基,当苯环上含有一个取代基(顺反异构2种)、(顺反异构2种)、6种结构,含有两个取代基可能的组合、每个组合有三种邻间对位置的异构,两个组合共有种结构,不包括E的结构满足条件的结构有6+6-1=11种;其中核磁共振氢谱为的结构只有一个取代基,满足条件的结构为,故答案为:11;;
(6)甲醛和乙醛为原料制备化合物,对比原料和目标产物的结构发现碳链增长且引入了碳碳双键和酯基,故乙醛与甲醛通过羟醛缩合反应增长碳链并引入碳碳双键得到丙烯醛,丙烯醛被氢氧化铜氧化为丙烯酸,丙烯酸与甲醛与氢气加成得到的甲醇发生酯化反应得到,合成路线为:,故答案为:。
16. (15分)某小组通过分光光度法测定形成配合物时的配位数。已知:
a.邻菲罗啉(,用phen表示)是常见的多齿配体(一个配体中有两个或两个以上配位原子的配体),能与多种过渡金属阳离子形成稳定配合物。如下列反应(橙红色,能吸收波长为的光)。
b.根据朗伯一比尔定律,其它条件相同时,溶液吸光度A与其物质的量浓度c成正比,可在吸光度最高点测得配合物配比。
I.配制溶液
(1)用晶体配制含的溶液,一定不需要用到下列仪器中的 (填标号)。
另准确配制的邻菲罗啉溶液备用。
Ⅱ.测定吸光度
取若干试管编号,按照下表用量混合反应溶液,并依次测定波长为时溶液的吸光度。
编号
V(缀冲溶液)
V(蒸馏水)
1
0.00
1.20
1.20
0.60
2
0.06
1.14
1.20
0.60
3
a
1.08
1.20
0.60
……
n
1.20
0.00
1.20
0.60
(2)由邻菲罗啉的结构知,中的配位原子是 。混合时需要加入缓冲溶液使溶液的保持在合适范围,若过高,会造成 ;若过低,会造成 。
(3)表格中a的数值为 。所测定的结果如下图所示,可求得配位数 。
III.结果分析
该小组同学发现实验过程中实测的吸光度与文献数值有一定偏差,继续探究原因。
查阅资料:也能与phen配位,形成淡蓝色配合物。
(4)提出猜想:在配制溶液时,可能发生反应 (用离子方程式表示),影响实验测定。
(5)甲同学提出,为排除上述干扰,可在配制溶液时,加入少量某种物质。该物质可以是_______(填标号)。
A.铜粉 B.铁粉 C.维生素C D.铁氯化钾
【答案】
(1)AC(2分)
(2)N (1分) 沉淀(2分) 邻菲罗啉的氮原子质子化,配位能力降低(2分)
(3)0.12(2分) 6(2分)
(4)(2分)
(5)C(2分)
【详解】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;则配制500mL含的溶液,不需要用到下列仪器中圆底烧瓶、分液漏斗,故选AC;
(2)根据邻菲罗啉的结构,N原子形成2条键,提供一个单电子用于形成大π键,还剩余1对孤对电子可用于形成配位键,故的配位原子是N;若过高,会造成沉淀;若过低,会造成邻菲罗啉的氮原子质子化,配位能力降低;
(3)控制变量的实验探究中要注意变量的唯一性,通过控制变量进行对比实验研究某一因素对实验结果的影响;实验中要保持溶液的总体积相同,则表格中a的数值为0.12;由图可知,v(Fe3+)=0.3mL,时吸光度数值最大,此时结合表格数据可知,V(phen)=0.9mL,由可知,,则x=3,1个邻菲罗啉分子两个N作为都可以提供孤对电子形成配位键,则配体数为3,配位数为6;
(4)配制溶液时,Fe2+离子被氧气氧化为Fe3+,离子方程式为;
(5)为避免Fe2+离子被氧气氧化,排除其他干扰,可以加入还原性物质,故从B和C中选择,若加入铁粉,铁和铁离子生成亚铁离子,导致溶液中亚铁离子浓度增大,使得平衡正向移动,导致实验误差,故选择维生素C;
17. (15分)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
反应a:
反应b:
回答下列问题:
(1)反应 kJ/mol,该反应正向自发的条件为 (填“高温”或“低温”)自发。
(2)在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态,甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示,曲线x对应的 。
(3)恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法错误的是 (填标号)。
A.CaO与CO2的反应可促进Fe3O4氧化CO的平衡右移
B.Fe3O4和CaO都可以循环利用
C.H2在过程ii将Fe3O4还原为单质铁
D.过程ii产生的H2O最终被CaO吸收了
②过程ⅱ平衡后通入He,CO的物质的量的变化是 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,发生反应a和b.某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。
①结合图3分析图4,R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是 。
②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法正确的是 (填标号)。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率
B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高
C.改变催化剂提高CH4转化率,R值一定增大
【答案】
(1) (2分) 高温(2分)
(2)1.0(2分)
(3)D (2分) 升高(2分)
(4)温度升高,开始时反应a的反应速率更快;温度接近600℃,CH4转化率接近100%,温度继续升高,反应b继续进行 (3分) B(2分)
【详解】(1)由盖斯定律可得,反应等于反应a+2×反应b,则;该反应的,,由可知,该反应在高温条件下,则该反应正向自发的条件为高温自发。
(2)在相同温度下,进料比越大,达到平衡时甲烷的质量分数越小,根据关系图可知,曲线x对应的。
(3)①由图2反应ii可知,与的反应使的浓度减小,二氧化碳是氧化反应的产物,二氧化碳浓度减小,促使平衡右移,A正确;和既做反应物,右可以做生成物,两者可以循环使用,B正确;由反应ii可知,铁元素化合价降低,被还原为铁单质,只有氢气当中氢元素化合价升高,做还原剂,将四氧化三铁还原为铁单质,C正确;由反应iii可知,反应ii中产生的未被吸收,而是在反应iii中排出,D错误;②通入,分解反应正向移动,导致增大,促使铁还原二氧化碳反应正移,故过程ii平衡后通入He,CO的物质的量升高。
(4)①结合图3和图4可知,600℃以下,甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率,反应a的反应速率更快,该阶段R减小,600℃以上,甲烷的转化率接近百分之百,二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率,该阶段R增大;②R值提高是由于催化剂X选择性地提高反b的速率,使单位时间内反b中CO2的转化率增大,A错误;根据表中数据可知,温度越低,甲烷的转化率越低,而R越大,增大的倍数比大,含氢产物中占比越高,B正确;改变催化剂使反应有选择性按反应a而提高甲烷的转化率,若二氧化碳的转化率减小,R值不一定增大,C错误。
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