内容正文:
2022-2024 江苏高考化学真题分考点汇编
考点 化学与生活
1.(2022·全国·高考真题)生活中处处有化学,下列叙述正确的是
A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅 B.碳酸氢钠可做食品膨松剂
C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜 D.焰火中红色来源于钠盐灼烧
2.(2023·江苏·高考真题)我国提出2060年实现碳中和的目标,体现了大国担当。碳中和中的碳是指
A.碳原子 B.二氧化碳 C.碳元素 D.含碳物质
考点 化学用语
3.(2024·江苏·高考真题)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表第二周期的是
A.O B.P C.Ca D.Fe
4.(2024·江苏·高考真题)反应可用于壁画修复。下列说法正确的是
A.的结构示意图为 B.中既含离子键又含共价键
C.中S元素的化合价为 D.的空间构型为直线形
5.(2023·江苏·高考真题)反应应用于石油开采。下列说法正确的是
A.的电子式为 B.中N元素的化合价为+5
C.分子中存在键 D.为非极性分子
考点 有机化合物
6.(2022·全国·高考真题)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:
下列叙述正确的是
A.化合物1分子中的所有原子共平面 B.化合物1与乙醇互为同系物
C.化合物2分子中含有羟基和酯基 D.化合物2可以发生开环聚合反应
7.(2024·江苏·高考真题)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X分子中所有碳原子共平面 B.最多能与发生加成反应
C.Z不能与的溶液反应 D.Y、Z均能使酸性溶液褪色
8.(2023·江苏·高考真题)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X不能与溶液发生显色反应
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C.1molZ最多能与发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和溶液和2%银氨溶液进行鉴别
考点 化学实验基础、实验方案评价
9.(2023·江苏·高考真题)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A B.B C.C D.D
10.(2024·江苏·高考真题)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A
B
C
D
配制溶液
铁钉除油污
铁钉除锈
铁钉镀锌
A.A B.B C.C D.D
11.(2022·全国·高考真题)某白色粉末样品,可能含有、、和。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是
A. B. C. D.
12.(2023·江苏·高考真题)室温下,探究溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
向溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B
是否有还原性
向溶液中滴加几滴酸性溶液,观察溶液颜色变化
C
是否水解
向溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色变化
D
能否催化分解
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
A.A B.B C.C D.D
13.(2024·江苏·高考真题)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
用溶液分别中和等体积的溶液和溶液,消耗的溶液多
酸性:
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
向浓度均为的和混合溶液中滴加少量溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A.A B.B C.C D.D
14.(2022·全国·高考真题)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液
先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入少量新制的悬浊液
无砖红色沉淀
蔗糖未发生水解
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液
溶液红棕色变无色
气体中含有不饱和烃
D
加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片
试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红
氯乙烯加聚是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
考点 元素周期律、原子结构与性质
15.(2022·全国·高考真题)化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
16.(2023·江苏·高考真题)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
17.(2024·江苏·高考真题)明矾可用作净水剂。下列说法正确的是
A.半径: B.电负性:
C.沸点: D.碱性:
18.(2023·江苏·高考真题)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素,基态H原子的核外电子排布,使得H既可以形成又可以形成,还能形成、、、、等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得,如水煤气法制氢反应中,与足量反应生成和吸收131.3kJ的热量。在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如在催化剂作用下与反应可得到。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是
A.、、都属于氢元素
B.和的中心原子轨道杂化类型均为
C.分子中的化学键均为极性共价键
D.晶体中存在Ca与之间的强烈相互作用
考点 物质的转化
19.(2023·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B.工业制硝酸过程中的物质转化:
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D.实验室制备少量的原理:
20.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:溶液和
B.金属Mg制备:溶液
C.纯碱工业:溶液
D.硫酸工业:
考点 原电池、电解池
21.(2022·全国·高考真题)电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是
A.充电时,电池的总反应
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,正极发生反应
22.(2024·江苏·高考真题)碱性锌锰电池的总反应为,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,发生氧化反应
B.电池工作时,通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低,不利于电池放电
D.反应中每生成,转移电子数为
考点 离子方程式、化学方程式
23.(2023·江苏·高考真题)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素,基态H原子的核外电子排布,使得H既可以形成又可以形成,还能形成、、、、等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得,如水煤气法制氢反应中,与足量反应生成和吸收131.3kJ的热量。在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如在催化剂作用下与反应可得到。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列化学反应表示正确的是
A.水煤气法制氢:
B.催化加氢生成的反应:
C.电解水制氢的阳极反应:
D.与水反应:
(2024·江苏·高考真题)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性,如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。完成下列小题。
24.下列说法正确的是
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.与反应中,Ag催化能提高生成的选择性
C.制反应中,能加快化学反应速率
D.与反应中,能减小该反应的焓变
25.下列化学反应表示正确的是
A.汽车尾气处理:
B.电催化为的阳极反应:
C.硝酸工业中的氧化反应:
D.和催化制二甲醚:
26.下列有关反应描述正确的是
A.催化氧化为,断裂键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键和键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为
考点 物质的性质与用途
27.(2023·江苏·高考真题)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素,基态H原子的核外电子排布,使得H既可以形成又可以形成,还能形成、、、、等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得,如水煤气法制氢反应中,与足量反应生成和吸收131.3kJ的热量。在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如在催化剂作用下与反应可得到。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。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.具有还原性,可作为氢氧燃料电池的燃料
B.氨极易溶于水,液氨可用作制冷剂
C.分子之间形成氢键,的热稳定性比的高
D.中的N原子与形成配位键,具有还原性
考点 溶液的酸碱度、化学平衡
28.(2023·江苏·高考真题)室温下,用含少量的溶液制备的过程如题图所示。已知,。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.“除镁”得到的上层清液中:
C.溶液中:
D.“沉锰”后的滤液中:
29.(2024·江苏·高考真题)室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体
D.实验3所得溶液中:
30.(2023·江苏·高考真题)金属硫化物()催化反应,既可以除去天然气中的,又可以获得。下列说法正确的是
A.该反应的
B.该反应的平衡常数
C.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D.该反应中每消耗,转移电子的数目约为
31.(2022·全国·高考真题)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
32.(2024·江苏·高考真题)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①
②
、下,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变
C.L6处的的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于的生成速率
33.(2023·江苏·高考真题)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A.反应的焓变
B.的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值
考点 有机物的推断与合成
34.(2023·江苏·高考真题)化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂,其合成路线如下:
(1)化合物A的酸性比环己醇的 (填“强”或“弱”或“无差别”)。
(2)B的分子式为,可由乙酸与反应合成,B的结构简式为 。
(3)A→C中加入是为了消耗反应中产生的 (填化学式)。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式: 。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性溶液褪色;加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰。
(5)G的分子式为,F→H的反应类型为 。
(6)写出以、和为原料制备的合成路线流图 (须用NBS和AIBN,无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
35.(2022·全国·高考真题)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式 。
(4)E中含氧官能团的名称为 。
(5)由G生成H的反应类型为 。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为 。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为 种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为 。
36.(2024·江苏·高考真题)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(2)中有副产物生成,该副产物的结构简式为 。
(3)的反应类型为 ;C转化为D时还生成和 (填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:与性质相似。写出以、、和为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
考点 化学原理
37.(2024·江苏·高考真题)氢能是理想清洁能源,氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图所示,反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有 ;含CO和各1mol的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得 。
(2)一定条件下,将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔,发生反应。海绵状的作催化剂,多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。
①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液,该反应的化学方程式为 。
②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于,出口处氨含量下降的原因是 。
(3)反应可用于储氢。
①密闭容器中,其他条件不变,向含有催化剂的溶液中通入,产率随温度变化如图所示。温度高于,产率下降的可能原因是 。
②使用含氨基物质(化学式为,CN是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢,可能机理如图所示,氨基能将控制在催化剂表面,其原理是 ;用重氢气(D2)代替H2,通过检测是否存在 (填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
38.(2023·江苏·高考真题)催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为 ;反应选用溶液而不选用溶液的原因是 。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是 ;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有 (用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有 。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为 。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是 。
39.(2022·全国·高考真题)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算热分解反应④的 。
(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是:利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是 ,缺点是 。
(3)在、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为 ,平衡常数 。
(4)在、反应条件下,对于分别为、、、、的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。
①越小,平衡转化率 ,理由是 。
②对应图中曲线 ,计算其在之间,分压的平均变化率为 。
考点 原子结构与性质
40.(2022·全国·高考真题)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a. b. c. d.
(2)①一氯乙烯分子中,C的一个 杂化轨道与Cl的轨道形成 键,并且Cl的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。
②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强;(ⅱ) 。
(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
(4)晶体中离子作体心立方堆积(如图所示),主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为,则晶体的摩尔体积 (列出算式)。
考点 化学工程与工艺
41.(2022·全国·高考真题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为 ,用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因 。
(2)在“脱硫”中,加入不能使铅膏中完全转化,原因是 。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。
(ⅰ)能被氧化的离子是 ;
(ⅱ)促进了金属Pb在醋酸中转化为,其化学方程式为 ;
(ⅲ)也能使转化为,的作用是 。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是 。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 。
42.(2024·江苏·高考真题)回收磁性合金钕铁硼()可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
(1)钕铁硼在空气中焙烧转化为、等(忽略硼的化合物),用盐酸酸浸后过滤得到溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率()随浸取时间变化如图所示。
①含铁滤渣的主要成分为 (填化学式)。
②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是 。
(2)含铁滤渣用硫酸溶解,经萃取、反萃取提纯后,用于制备铁酸铋。
①用含有机胺()的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的溶液,原理为:
(有机层)
已知:
其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围内,随水层pH增大,有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是 。
②反萃取后,经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比 。
(3)净化后的溶液通过沉钕、焙烧得到。
①向溶液中加入溶液,可转化为沉淀。该反应的离子方程式为 。
②将(摩尔质量为)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。时,所得固体产物可表示为,通过以上实验数据确定该产物中的比值 (写出计算过程)。
43.(2023·江苏·高考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体,生成,反应为,其平衡常数K与、、、的代数关系式为 ;下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有 (填序号)。
A.水浴加热氧化镁浆料
B.加快搅拌速率
C.降低通入气体的速率
D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃),氧化溶液中的离子方程式为 ;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中的氧化速率增大,其主要原因是 。
(3)制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中,搅拌下,使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是 ;补充完整制取晶体的实验方案:向含有少量、的溶液中, 。(已知:、在时完全转化为氢氧化物沉淀;室温下从饱和溶液中结晶出,在150~170℃下干燥得到,实验中需要使用MgO粉末)
44.(2023·江苏·高考真题)空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。
(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为 ;载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的,其原因是 。
(2)合成尿素[]是利用的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示,反应Ⅰ的 (填“=0”或“>0”或“<0”)。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外,还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[]和尿素转化为氰酸铵()等副反应。尿素生产中实际投入和的物质的量之比为,其实际投料比值远大于理论值的原因是 。
(3)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。
其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0,阴极主要还原产物为 (填化学式)。
②当电解电压为时,阴极由生成的电极反应式为 。
③当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为 (写出计算过程)。
45.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为 。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是 。
③为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
②实验表明溶解氧浓度过高,纳米Ag的抗菌性能下降,主要原因是 。
考点 物质的制备
46.(2022·全国·高考真题)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:
Ⅰ.取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
(2)长期存放的中,会出现少量白色固体,原因是 。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是 (写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为,写出反应的化学方程式 。
(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入应采取 的方法。
(6)Ⅲ中应采用 进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
A
C
C
D
D
D
C
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
B
B
C
D
D
B
A
B
A
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
C
C
B
C
D
B
A
C
D
C
题号
31
32
33
答案
B
C
D
1.B
【详解】A.铅笔芯的主要成分为石墨,不含二氧化铅,A错误;
B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解产生二氧化碳,能使面团松软,可做食品膨松剂,B正确 ;
C.青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜为是由铜和锌所组成的合金,两者均属于混合物,不是铜单质,C错误;
D.钠元素灼烧显黄色,D错误;
故选B。
2.B
【详解】碳中和中的碳是指二氧化碳,减少二氧化碳的排放和充分利用二氧化碳转化为其他物质是碳中和的核心,故选B。
【点睛】
3.A
【详解】A.O元素位于元素周期表第二周期ⅥA,A符合题意;
B.P元素位于元素周期表第三周期ⅤA,B不符合题意;
C.Ca元素位于元素周期表第四周期ⅡA,C不符合题意;
D.Fe元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,D不符合题意;
综上所述,本题选A。
4.C
【详解】
A.核外有18个电子,其结构示意图为,A错误;
B.是共价化合物,其中只含共价键,B错误;
C.中O元素化合价为-2,S元素的化合价为+6,C正确;
D.中的O的杂化类型为,O有2个孤电子对,因此的空间构型为V形,D错误;
综上所述,本题选C。
5.C
【详解】
A.的电子式为 ,A错误;
B.中N元素的化合价为+3,B错误;
C.分子中存在键,C正确;
D.为V形分子,分子中正负电荷中心未重合,为极性分子,D错误。
故选C。
【点睛】
6.D
【详解】A.化合物1分子中还有亚甲基结构,其中心碳原子采用sp3杂化方式,所以所有原子不可能共平面,A错误;
B.结构相似,分子组成上相差n个CH2的有机物互为同系物,上述化合物1为环氧乙烷,属于醚类,乙醇属于醇类,与乙醇结构不相似,不是同系物,B错误;
C.根据上述化合物2的分子结构可知,分子中含酯基,不含羟基,C错误;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D正确;
答案选D。
7.D
【详解】A.X中饱和的C原子sp3杂化形成4个单键,具有类似甲烷的四面体结构,所有碳原子不可能共平面,故A错误;
B.Y中含有1个羰基和1个碳碳双键可与H2加成,因此最多能与发生加成反应,故B错误;
C.Z中含有碳碳双键,可以与的溶液反应,故C错误;
D.Y、Z中均含有碳碳双键,可以使酸性溶液褪色,故D正确;
故选D。
8.D
【详解】A.X中含有酚羟基,能与溶液发生显色反应,A错误;
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键,B错误;
C.Z中1mol苯环可以和发生加成反应,1mol醛基可以和发生加成反应,故1molZ最多能与发生加成反应,C错误;
D.X可与饱和溶液反应产生气泡,Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和溶液和2%银氨溶液进行鉴别,D正确。
故选D。
【点睛】
9.C
【详解】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;
B.除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;
C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;
D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
故选C。
【点睛】
10.A
【详解】A.配制一定物质的量浓度的溶液时,溶质要放在烧杯中溶解,不能直接放在容量瓶中溶解,A不正确;
B.油污的主要成分是油脂,油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,因此,铁钉放在溶液中加热后可以除去其表面的油污,B正确;
C.铁锈的主要成分是,其可溶于盐酸,因此,将铁钉放在盐酸中可以除去其表面的铁锈,C正确;
D.该装置为电解池,铁钉与电源负极相连作阴极,锌片与电源的正极相连作阳极,电解质溶液为溶液,因此,该装置为电镀装置,可以实现铁钉上镀锌,D正确;
综上所述,本题选A。
11.A
【详解】由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2O+2H+=S↓+H2O+SO2↑,离心分离,③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分析,该样品中确定存在的是:Na2SO4、Na2S2O3,
答案选A。
12.B
【详解】A.检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验,A错误;
B.向溶液中滴加几滴酸性溶液,若观察溶液紫色褪去,说明有还原性,B正确;
C.发生水解反应使溶液显酸性,应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液,观察溶液颜色变化,C错误;
D.向溶液中滴加几滴溶液,若产生气泡有可能是的催化作用,D错误。
故选B。
【点睛】
13.B
【详解】A.H2SO4是二元酸,CH3COOH是一元酸,通过该实验无法说明H2SO4和CH3COOH酸性的强弱,故A错误;
B.向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明发生反应:,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性:,故B正确;
C.和均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀种类,无法比较和溶度积常数的大小,故C错误;
D.比较和结合能力,应在相同条件下测定相同浓度溶液和溶液的pH,但题中未明确指出两者浓度相等,故D错误;
故选B。
14.C
【详解】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,溴离子被氧化为溴单质,但氯水过量,再加入淀粉KI溶液,过量的氯水可以将碘离子氧化为碘单质,无法证明溴单质的氧化性强于碘单质,A错误;
B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性,若不加氢氧化钠,未反应的稀硫酸会和新制氢氧化铜反应,则不会产生砖红色沉淀,不能说明蔗糖没有发生水解,B错误;
C.石蜡油加强热,产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.聚氯乙烯加强热产生能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体,说明产生了氯化氢,不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应的方向进行的反应,而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同,D错误;
答案选C。
15.D
【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。
【详解】A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;
B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;
C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去4个H2O,故C错误;
D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。
综上所述,答案为D。
16.D
【详解】A.同主族元素原子半径从上往下原子半径增大,故原子半径:,A错误;
B.同周期主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:,B错误;
C.晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合晶体,C60为分子晶体,C错误;
D.周期表中元素Si附近存在许多准金属,可在其周围寻找半导体材料,D正确。
故选D。
【点睛】
17.B
【详解】A.有2个电子层,而有3个电子层,因此,的半径较大,A错误;
B.同一主族的元素,其电负性从上到下依次减小,O和S都是ⅥA的元素,O元素的电负性较大,B正确;
C.虽然的相对分子质量较大,但是分子间可形成氢键,因此的沸点较高,C错误;
D.元素的金属性越强,其最高价的氧化物的水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因此的碱性较强,D错误;
综上所述,本题选 B。
18.A
【详解】A.、、都属于氢元素,三者互为同位素,统称为氢元素,A正确;
B.和的中心原子轨道杂化类型均为,B错误;
C.分子中的化学键既存在O-H极性共价键,也存在O-O非极性共价键,C错误;
D.晶体中存在Ca2+与之间的离子键,为强烈相互作用,D错误。
故选A。
【点睛】
19.B
【详解】A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成NO2,A正确;
B.氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;
C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为,C正确;
D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量,化学方程式为,D正确。
故选B。
【点睛】
20.A
【详解】A.电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2,H2和Cl2点燃反应生成HCl,故A的转化可以实现;
B.氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质,故B的转化不能实现;
C.纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3,然后NaHCO3受热分解为Na2CO3,故C的转化不能实现;
D.工业制备硫酸,首先黄铁矿和氧气反应生成SO2,但是SO2和水反应生成H2SO3,不能得到H2SO4,故D的转化不能实现;
故选A。
21.C
【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,结合图示,充电时金属Li电极为阴极,光催化电极为阳极;则放电时金属Li电极为负极,光催化电极为正极;据此作答。
【详解】A.光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应,充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确;
B.充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;
C.放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;
D.放电时总反应为2Li+O2=Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2,D正确;
答案选C。
22.C
【分析】Zn为负极,电极反应式为:,MnO2为正极,电极反应式为:。
【详解】A.电池工作时,为正极,得到电子,发生还原反应,故A错误;
B.电池工作时,通过隔膜向负极移动,故B错误;
C.环境温度过低,化学反应速率下降,不利于电池放电,故C正确;
D.由电极反应式可知,反应中每生成,转移电子数为,故D错误;
故选C。
23.B
【详解】A.水煤气法制氢的反应为吸热反应,其热化学方程式为 ,A错误;
B.由题意可知在催化剂作用下与反应可得到,根据原子守恒可得离子方程式为,B正确;
C.电解水制氢的阳极反应为,C错误;
D.与水反应化学方程式为,中H原子不守恒,D错误。
故选B。
【点睛】
24.C 25.D 26.B
【解析】24.A. 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂,能降低该反应的活化能,A错误;
B.根据题意,催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性,B错误;
C. MnO2是H2O2制O2反应的催化剂,能加快化学反应速率,C正确;
D. V2O5是SO2与O2反应的催化剂,能加快反应速率,但不能改变该反应的焓变,D错误;
故选C。
25.A. 该反应方程式配平错误,汽车尾气处理:,A错误;
B. 电催化为,N元素化合价降低,发生还原反应,应是在阴极发生反应,反应方程式是:,B错误;
C. 硝酸工业中发生催化氧化生成NO,NO进一步反应得到NO2后再与水反应制得硝酸,该氧化反应:,C错误;
D. 和催化制二甲醚:,D正确;
故选D。
26.A. 催化氧化为,断裂键和生成,A错误;
B. 根据题意,氯自由基催化O3分解氟氯烃破坏臭氧层,则氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程,B正确;
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键,丁烷是饱和烷烃,没有键,C错误;
D. 石墨碳原子轨道的杂化类型为转化为,金刚石碳原子轨道的杂化类型为,石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为,D错误;
故选B。
27.A
【详解】A.具有还原性,可与氧气反应,作为氢氧燃料电池的燃料,A正确;
B.液氨可用作制冷剂主要原因是液氨汽化吸热,和氨极易溶于水无关,B错误;
C.的热稳定性比的高主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键,和分子之间形成氢键无关,C错误;
D.具有还原性在于N本身可以失电子,且中无配位键,D错误。
故选A。
【点睛】
28.C
【详解】A.溶液中存在电荷守恒:,A错误;
B.“除镁”得到的上层清液中为的饱和溶液,有,故,B错误;
C.溶液中存在质子守恒:,故,C正确;
D.“沉锰”后的滤液中还存在F-、等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。
故选C。
【点睛】
29.D
【分析】实验1得到H2SO3溶液,实验2溶液的pH为4,实验2为NaHSO3溶液,实验3和酸性溶液反应的离子方程式为:。
【详解】A. 实验1得到H2SO3溶液,其质子守恒关系式为:,则 ,A错误;
B.实验2为pH为4,依据,则=,溶液,则,B错误;
C.NaHSO3溶液蒸干过程中会分解成Na2SO3、Na2SO3可被空气中O2氧化,故蒸干、灼烧得固体,C错误;
D.实验3依据发生的反应:,则恰好完全反应后,D正确;
故选D。
30.C
【详解】A.左侧反应物气体计量数之和为3,右侧生成物气体计量数之和为5, ,A错误;
B.由方程形式知, ,B错误;
C.由题图知,经过步骤Ⅰ后,中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力,C正确;
D.由方程式知,消耗同时生成,转移,数目为,D错误;
故选C。
【点睛】
31.B
【详解】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;
B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;
C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;
答案选B。
32.C
【详解】A.L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K不相等,A错误;
B.由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;
C.从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故 n总减小而n(H₂O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的 H2O的体积分数大于L5处,C正确;
D.L1处CO 的体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率,D错误;
故选C。
33.D
【详解】A.由盖斯定律可知反应的焓变,A错误;
B.为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的含量降低,故的平衡选择性随着温度的升高而降低,B错误;
C.由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,为最佳温度范围,C错误;
D.450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使平衡转化率达到X点的值,D正确。
故选D。
【点睛】
34.(1)强
(2)CH3COCl
(3)HCl
(4)
(5)取代反应
(6)
【分析】
与发生取代反应生成,可推知化学方程式为+CH3COCl→+HCl,可知B为CH3COCl;发生水解反应得到F:,与G:发生取代反应得到,可知化学方程式为+→+HBr,由此推知G为。
【详解】(1)
化合物A:中含有酚羟基,酚羟基酸性强于醇羟基,故化合物A的酸性比环己醇的强。
(2)由分析可知B的结构简式为CH3COCl。
(3)
A→C的化学方程式为+CH3COCl→+HCl,显碱性可以与HCl发生中和反应促进+CH3COCl→+HCl平衡正移,提供的产率,故A→C中加入是为了消耗反应中产生的HCl。
(4)
的同分异构体碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性溶液褪色,说明其同分异构体为5,且该水解产物为苯甲酸;另一水解产物为丙醇,且加热条件下,铜催化该产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰,由此确定该醇为2-丙醇,由此确定的同分异构体为。
(5)
由分析可知F→H的反应为+→+HBr,该反应为取代反应。
(6)
结合F→H可设计以下合成路线:。
【点睛】
35.(1)3-氯丙烯
(2)
(3)+H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7) 10 、
【分析】
A发生氧化反应生成B,B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D,对比B、D的结构简式,结合C的分子式C8H7N,可推知C的结构简式为;D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E,E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,F中不含羧基,F的分子式为C11H10O2,F在E的基础上脱去1个H2O分子,说明E发生分子内酯化生成F,则F的结构简式为;F与(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G,G与SOCl2、甲苯反应生成H,H的分子式为C15H20ClNO,H与I反应生成J,结合G、J的结构简式知,H的结构简式为;I的分子式为C8H4KNO2,I是一种有机物形成的盐,则I的结构简式为;据此作答。
【详解】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,属于氯代烯烃,其化学名称为3-氯丙烯;答案为:3-氯丙烯。
(2)
根据分析,C的结构简式为;答案为:。
(3)
E的结构简式为,F的结构简式为,E生成F的化学方程式为+H2O;答案为:+H2O。
(4)
E的结构简式为,其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基;答案为:羟基、羧基。
(5)
G的结构简式为,H的结构简式为,G与SOCl2发生取代反应生成H;答案为:取代反应。
(6)
根据分析,I的结构简式为;答案为:。
(7)
E的结构简式为,E的分子式为C11H12O3,不饱和度为6;E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,结合分子式中O原子的个数,说明含1个羧基,能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置;故符合题意的同分异构体共有3+6+1=10种;上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1的结构简式为、;答案为:10;、。
36.(1)羰基
(2)
(3) 消去反应 N(CH3)3
(4)
(5)
【分析】A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH3)2NH发生取代反应,得到物质B,B中N原子在CH3I和Ag2O、H2O的先后作用下,引入一个CH3,得到物质C;C受热发生消去反应,+N(CH3)3同OH-与相邻C上的H发生消去反应生成H2O和N(CH3)3,生成碳碳双键得到物质D,D的碳碳双键在H2O2的碱溶液作用下发生反应,后再酸化引入两个羟基则得到物质E,两个羟基与CH3COCH3在HCl环境中脱去H2O得到物质F。
【详解】(1)根据题中A分子的结构可知,其含氧官能团有醚键和羰基;
(2)
A生成B的过程是甲醛与A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH3)2NH发生取代反应,结合副产物的分子式,可推断该副产物是一分子A结合了两分子的HCHO和(CH3)2NH,结构简式为。
(3)据分析,的反应类型为消去反应;C转化为D时还生成和N(CH3)3。
(4)
由题中F的结构简式可知其分子式是C13H16O4,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基,X分子中含有一个手性碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是,Z不能被银氨溶液氧化,则Z不含醛基,推断Z的结构简式是CH3COOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,则推断其结构简式是;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是。
(5)
结合物质E生成F的结构变化可推断与反应可生成目标产物的部分;产物的部分可由生成后与HCHO反应增长碳链得到,故设计合成路线:。
37.(1) C、H、Fe
(2) 多孔 Al2O3可作为气体吸附剂,含量过多会吸附生成的NH3;Al2O3含量大于2%时,α-Fe表面积减小,反应速率减小,产生NH3减少
(3) NaHCO3受热分解,导致HCOO-产率下降 -NH2可以与形成氢键 CN—NHD或DCOO—
【详解】(1)由图可知,反应器I中反应物为一氧化碳、氢气、氧化铁,生成物为二氧化碳、水、铁,发生的反应为、,则反应中化合价发生改变的元素为碳元素、氢元素、铁元素;由方程式可知,1mol一氧化碳和1mol氢气与氧化铁反应生成mol铁,反应器Ⅱ中铁与水反应生成四氧化三铁和氢气,反应的方程式为,由方程式可知,mol铁生成氢气的物质的量为mol×=mol,故答案为:C、H、Fe;;
(2)①由题意可知,吸收一氧化碳的反应为一氧化碳与和氨水的混合溶液反应生成,反应的化学方程式为,故答案为:;
②氧化铝含量大于2%,出口处氨含量下降说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气,由图可知,氧化铝含量大于2%时,催化剂α-Fe表面积减小,催化性能降低,导致反应速率减小,使得出口处氨含量下降,故答案为:多孔 Al2O3可作为气体吸附剂,含量过多会吸附生成的NH3;Al2O3含量大于2%时,α-Fe表面积减小,反应速率减小,产生NH3减少;
(3)①碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,温度高于70℃,碳酸氢钠受热分解,导致HCOO-产率下降,故答案为:NaHCO3受热分解,导致HCOO-产率下降;
②氨基和碳酸氢根离子可以形成氢键,形成的氢键将碳酸氢根离子控制在催化剂表面;由图可知,步骤Ⅱ发生的反应为氨基和碳酸氢根离子中的羟基发生取代反应生成水,氢气发生共价键断裂,氢原子被CN吸附,步骤Ⅲ发生的反应为碳氮键发生断裂,碳原子和氮原子分别与氢原子结合生成CN—NH2和HCOO—,则用D2代替氢气,得到的产物为CN—NHD和DCOO—,所以通过检测是否存在CN—NHD或DCOO—可确认反应过程中的加氢方式,故答案为:-NH2可以与形成氢键;CN—NHD或DCOO—。
38.(1) 制得的催化剂中不含Na+
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 促进充分沉淀
【详解】(1)在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为;反应选用溶液而不选用溶液的原因是制得的催化剂中不含Na+;
(2)反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是此温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消。反应温度高于380℃,NO转化率下降,有可能体系产生了NO,如。
(3)
提高钒元素浸出率的方法还有提高反应温度、延长浸出时间,已知具有八元环结构,且V连有五根共价键,结构式可表示为 。饱和溶液中存在溶解平衡,加过量溶液有利于增加铵根离子浓度,促进平衡向析出沉淀的方向移动,提高的含量,促进充分沉淀。
【点睛】
39.(1)170
(2) 副产物氢气可作燃料 耗能高
(3) 50% 4.76
(4) 越高 n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高 d 24.9
【详解】(1)已知:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ/mol
根据盖斯定律(①+②)×-③即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=170 kJ/mol;
(2)根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol,因此,克劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此,高温热分解方法的优点是:可以获得氢气作燃料;但由于高温分解H2S会消耗大量能量,所以其缺点是耗能高;
(3)假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,根据三段式可知:
平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为,所以平衡常数Kp==≈4.76kPa;
(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
②n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图象可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。
40.(1) ad d
(2) sp2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短
(3) CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
(4) 电解质
【详解】(1)F的原子序数为9,其基态原子电子排布式为1s22s22p5,
a.1s22s22p43s1,基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上,属于氟原子的激发态,a正确;
b.1s22s22p43d2,核外共10个电子,不是氟原子,b错误;
c.1s22s12p5,核外共8个电子,不是氟原子,c错误;
d.1s22s22p33p2,基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上,属于氟原子的激发态,d正确;
答案选ad;
而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高,因此能量最高的是1s22s22p33p2,答案选d;
(2)
①一氯乙烯的结构式为,碳为双键碳,采取sp2杂化,因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Clσ键;
②C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,C-Cl键的键长越短,一氯乙烷中碳采取sp3杂化,一氯乙烯中碳采取sp2杂化,一氯乙炔中碳采取sp杂化,sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔,同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短,一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( ),一氯乙炔中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成2套3中心4电子的大π键( ),因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;
(3)CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高;
(4)由题意可知,在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,因此α-AgI晶体是优良的离子导体,在电池中可作为电解质;每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个,依据化学式AgI可知,银离子个数也为2个,晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积V=a3pm3=(50410-12)3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm===m3/mol。
41.(1) PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq) 反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==3.4105>105,PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==0.04<<105,反应正向进行的程度有限
(3) Fe2+ Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O 作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
【分析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
【详解】(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,Ksp(PbCO3)=7.410-14,Ksp(PbSO4)=2.510-8,反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈3.4105>105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
(iii)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
42.(1) Fe2O3 浸出初期,c(H+)较大,Fe2O3溶解使铁的浸出率升高,一段时间后,溶液酸性减弱,水解生成沉淀,使铁的浸出率下降
(2) 随水层pH增大,的浓度减小,的化学平衡向正反应方向移动,的化学平衡逆向移动,该平衡逆向移动引起浓度的增大,进一步促进萃取平衡向萃取方向移动,导致的浓度增大,因此,有机层中Fe元素含量迅速增多 2:1
(3) 2:1
【详解】(1)①由图可知,Fe的浸出率比Nd的浸出率低很多,因此大多数铁元素在浸取过程中以氧化铁的形式存在,则含铁滤渣的主要成分是未反应的Fe2O3;
②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是:浸出初期,Fe2O3溶解,Fe的浸出率增大,一段时间后随着Nd的浸出率增大,溶液中的的浓度逐渐减小,逐渐增大导致水解生成进入滤渣,Fe的浸出率又减小。
(2)①减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动,因此,其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围内,随水层pH增大,的浓度减小,的化学平衡向正反应方向移动,又的浓度减小使平衡逆向移动,引起浓度的增大,进一步促进平衡向萃取方向移动,导致的浓度增大,因此,有机层中Fe元素含量迅速增多。
②由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe原子的数目为;原子全部在晶胞的面上,共有,因此,其中原子数目比2:1。
(3)①向溶液中加入溶液,和相互促进对方水解生成沉淀和,该反应的离子方程式为。
②的物质的量为,其在氮气氛围中焙烧后,金属元素的质量和化合价均保持不变,因此,=;时剩余固体的质量为7.60,固体减少的质量为,由于碱式盐在受热分解时易变为正盐,氢氧化物分解得到氧化物和,碳酸盐分解得到氧化物和,因此,可以推测固体变为时失去的质量是生成和的质量;根据H元素守恒可知,固体分解时生成的质量为,则生成的质量为-=,则生成的物质的量为,由C元素守恒可知,分解后剩余的的物质的量为4×10-5mol-=,因此可以确定该产物中的比值为。
43.(1) BD
(2) pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率
(3) 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液 分批加入少量氧化镁粉末,搅拌,直至用pH试纸测得pH≥5,过滤;将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170℃干燥。
【分析】本实验的目的是为了制取,首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体,生成,然后使一定量的浆料与溶液充分反应生成硫酸镁,在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝,将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170℃干燥即可得到;
【详解】(1)已知下列反应:
① K
②
③
④
⑤
⑥
根据盖斯定律,①=②-③+④+⑤-⑥,故K=;
A.加热可加快反应速率,但温度升高,SO2在水中溶解度降低,且会导致H2SO3受热分解,不一定能提高吸收SO2效率,A错误;
B.加快搅拌速率,可以使反应物充分接触,提高吸收SO2效率,B正确;
C.降低通入SO2气体的速率,SO2可与MgO浆料充分接触,但会降低反应速率,不一定能提高吸收SO2效率,C错误;
D.多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触,能提高吸收SO2效率,D正确;
故选BD。
(2)根据题意,O2氧化溶液中的,被氧化为,1molO2氧化2mol,故氧化溶液中的离子方程式为:;
pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率;
(3)在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时,应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中,通过滴液漏斗滴加液体,H2SO4溶液的滴加速率要慢,以免H2SO4过量;
根据题意,首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质,需要用到的试剂为MgO粉末,操作细节为分批加入少量MgO粉末,以免pH过高,不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5,然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;接着需要从溶液中得到,根据题目信息,室温下结晶只能得到,因此需要在150~170℃下干燥得到,操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170℃干燥。
【点睛】
44.(1) 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳
(2) <0 适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高
(3) H2 或 每生成1mol转移12mole-,每生成1mol转移2mole-,故电解生成的和的物质的量之比为
【详解】(1)由图可知“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳,产物KOH可回收利用,故化学方程式为。载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的的原因为相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳。
(2)由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK减小,说明温度升高平衡逆向移动,故正反应为放热反应,其<0。实际投料比值远大于理论值的原因是适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高。
(3)当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0,说明二氧化碳为得电子,为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为时,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由生成的电极反应式为或。当电解电压为时,电解过程中还原产物的为24%,还原产物的为8%,每生成1mol转移12mole-,每生成1mol转移2mole-,故电解生成的和的物质的量之比为。
【点睛】
45.(1)
(2) 铁还原AgCl成Ag,形成铁银原电池,未接触的AgCl在Ag表面得电子被还原成银 用蒸馏水洗涤滤渣至取最后一次洗涤滤液加硝酸银溶液(和稀硝酸)无沉淀产生;转移滤渣至烧杯中,打开通风设备;向烧杯中边加稀HNO3边搅拌至无气泡产生;若无固体残留,则氯化银转化完全(若有固体残留,则氯化银转化不完全)
(3) 纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降
【详解】(1)浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀,此时,;
(2)①沉淀中埋入铁圈并压实,铁将AgCl转化为单质Ag,反应的化学方程式为:;
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是:铁还原AgCl成Ag,形成铁银原电池,未接触的AgCl在Ag表面得电子被还原成银;
③判断AgCl是否完全转化,即检验混合物中是否含有AgCl,若AgCl完全转化,则剩余固体全部为银,可完全溶于稀硝酸,若AgCl未完全转化,剩余AgCl不能溶于稀硝酸,则可用稀硝酸检验,稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物,反应需在通风设备中进行,反应后的溶液中存在氯离子,若未将滤渣洗净,氯离子会干扰实验,所以首先需要检验氯离子是否洗净,实验方案补充为:用蒸馏水洗涤滤渣至取最后一次洗涤滤液加硝酸银溶液(和稀硝酸)无沉淀产生;转移滤渣至烧杯中,打开通风设备;向烧杯中边加稀HNO3边搅拌至无气泡产生;若无固体残留,则氯化银转化完全(若有固体残留,则氯化银转化不完全)。
(3)①纳米Ag溶解时被氧化为Ag+,离子方程式为:;
②溶解氧浓度过高,纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降,抗菌性能下降。
46.(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2)风化失去结晶水生成无水硫酸铜
(3)CuO
(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
(5)缓慢加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
【分析】取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀氢氧化铜,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀,过滤,向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液,将和混合溶液加热至80-85℃,加入氧化铜固体,全部溶解后,趁热过滤,将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
【详解】(1)由固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
(2)含结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成无水硫酸铜,无水硫酸铜为白色固体。
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。
(4)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成、、CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为:3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
(5)为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减缓反应速率,将碳酸钾进行缓慢加入并搅拌。
(6)Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃,应采取水浴加热,使液体受热均匀。
(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
答案第1页,共2页
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