精品解析:广东省华南师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期综合测试(二)化学试题
2024-11-15
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内容正文:
2025届高三综合测试(二)
化学
本试卷共8页,共20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上,用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本大题共16小题,1~10每小题2分,11~16每小题4分,满分44分。在每小题列出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 南粤之地人杰地灵,文化灿烂。下列广东博物院馆藏文物中,材料的主要成分为有机高分子的是
A. 通雕蟹篓(木雕) B. 南朝青铜盘
C. 元白玉镂雕盖钮 D. 南宋鎏金腰带
2. 《厉害了,我的国》展示了中国科技举世瞩目的成就。下列说法不正确的是
A. “祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于烃类
B. “华龙一号”核电海外投产,其反应堆中含有的与互为同素异形体
C. “天和核心舱”电推进系统采用了氮化硼陶瓷,其属于新型无机非金属材料
D. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 人体中的蛋白质和核酸中都有氢键存在 B. 碳酸钡可用于肠胃X射线造影检查
C. 通过石油化工催化重整可得到芳香烃 D. 煤的干馏、气化、液化均为化学变化
4. 下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A. 硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液久置后变蓝:
B. 与水的反应:
C. 向溶液中加过量溶液:
D. 向溶液中通入过量的:
5. 电化学原理在生产生活中的用途十分广泛,下列说法正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀时,铁失去电子生成
B. 铅蓄电池在放电时,正极与负极质量均增加
C. 利用外加电流法保护闸门时,闸门与电源正极相连
D. 氯碱工业中电解饱和食盐水,选用阴离子交换膜
6. 某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量和泥沙)的提纯方案如下。下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ加热可以增大苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和防止苯甲酸析出
C. 操作Ⅲ是蒸发结晶
D. 以上提纯苯甲酸的方法是重结晶
7. 化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是
A. 乙酸甘油酯在碱性条件下水解,该反应可用于肥皂的生产
B. 加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
C. 制作豆腐时加入硫酸钙等凝固剂,可使豆浆中的蛋白质聚沉
D. 部分金属可在高温下用焦炭等还原金属矿物得到
8. 下列所示装置或操作能达到实验目的的是
A.比较金属活动性:
B.检验碳碳双键
C.制备晶体
D.在铁制品镀铜
A. A B. B C. C D. D
9. 下列有关乙醛的说法不正确的是
A. 可与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,断①键
B. ②为不饱和键,可与H2发生加成反应
C. 由电负性大小推断,与NH3加成生成CH3CH2ONH2
D. 受醛基影响,极性键③易断,可发生取代反应
10. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 分子所占体积是
B. 与足量S反应,转移的电子数为
C. 欲配制的溶液,可将溶于水中
D. 从的溶液中取出溶液,其中的数目为
11. 用如图装置在制作简单氢氧燃料电池过程中,下列操作步骤或说法不正确的是
A. 应先闭合,一段时间后,打开,再闭合
B. 当闭合时,右侧石墨表面变红
C. 当打开,闭合时,左侧电极反应式为
D. 过程中是先将电能转化为化学能,再将化学能转化为电能
12. 一定条件下,合成的反应历程如图所示。已知相同条件下,直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。(说明:过渡态中“……”表示化学键未完全断裂或形成),下列说法正确的是
A. 是该反应的催化剂
B. 该反应的
C. D为氘原子,在相同条件下发生上述反应,则其过渡态Ⅰ的能量比b高
D. 发生上述反应,只能获得
13. 羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,其制备原理为:。该反应在不同温度下达到化学平衡时,的转化率如图所示。下列说法正确的是
A. 由方程式可知和CO的转化率相等
B. 某温度下,反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态
C. 反应过程中和的分压之和一定保持不变
D. 该反应的平衡常数随温度升高而增大
14. 向绝热恒容密闭容器中通入一定量与,发生反应:,其正反应速率随时间变化的曲线如下图(不考虑副反应的影响),下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 随t变化的曲线在时间段内与的趋势相同
C. 从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D. 其他条件不变时,在恒温条件下发生此反应,的平衡转化率增大
15. 继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中正确的是
已知上图左电池的电极材料为纳米,另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A. 放电时,作电池的负极 B. 该电池电解液一般由锂盐水溶液组成
C. 充电时,阳极中的转化为 D. 充电完成时,电池能被磁铁吸引
16. 研究人员利用电化学原理吸收废气中的,其工作原理如下图所示。
下列说法不正确的是
A. a电极为负极,c电极为阳极 B. b电极的电极反应式为:
C. 反应一段时间后,c极区溶液pH减小 D. 每吸收,理论上可以得到
二、非选择题:本大题共4小题,共56分。
17. 某小组探究被氧化的产物,设计了以下实验,向等量的铜粉和的固体混合物中分别加入等体积不同浓度的溶液,实验现象如下:
编号
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
已知:①易溶于溶液,发生反应:(红棕色);和氧化性几乎相同。
②铜元素被氧化可能存在的形式有(蓝色)、(无色)、(白色沉淀);
③(无色),易被空气氧化。
请回答:
(1)初始阶段,被氧化的反应速率:实验Ⅰ___________实验Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
(2)继续探究实验Ⅱ中铜被碘氧化的产物,进行以下实验:
①步骤一实验中使用的玻璃仪器主要有___________。加入萃取分液的目的是___________。
②用离子方程式表示步骤二中发生的反应___________。
(3)结合实验Ⅱ,推测实验Ⅰ中的白色沉淀可能是,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是___________。取实验Ⅰ中洗涤后的白色沉淀,加入足量溶液并充分振荡,现象为___________。
(4)上述实验结果表明,仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了能将氧化为。装置如图所示,物质a是___________;溶液b是___________;电势:a电极___________石墨电极(填“<”,“=”或“>”)。
18. 为充分利用资源,变废为宝,可从废旧CPU[含(金)、、和(铂)]中回收,其化工流程如图,回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”中,为了提高反应速率,可以采取的措施是___________(写出一种即可)。
(2)“酸浸氧化”中,若将稀改成稀,通入进行加热,也能浸出,写出反应的离子方程式___________。
(3)“酸溶”时,、分别转化为和,同时有生成。溶解的化学方程式是___________。
(4)“萃取分液”后的“水层”中可回收的金属元素是___________。
(5)从“还原分液”后的“有机层”中回收甲基异丁基甲酮,采用的方法是___________。
(6)理论上消耗草酸可得到的物质的量为___________mol。
(7)提取“滤液”中的会涉及反应,则该反应的平衡常数K的值为___________。已知:① ;②。
19. 异丙醇催化脱水生成丙烯,有关反应如下:
反应甲: ;
反应乙: 。
回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下:
共价键
C—H
C—C
C—O
H—O
C=C
键能/
a
b
c
d
m
计算C=C键能___________(用含a、b、c、d的计算式表示)。
(2)在恒温恒容条件下,向反应器中充入,若仅发生反应甲,则反应甲达到平衡后,再充入一定量,平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(3)在体积均为的Ⅰ、Ⅱ容器中充入,在不同条件下仅发生反应甲,测得的物质的量与时间关系如图所示。
①相对Ⅱ容器,Ⅰ容器只改变一个条件,该条件是___________,Ⅱ容器中内的平均速率为___________。
②Ⅰ容器中,反应进行时的正反应速率___________(填“>”“<”或“=”)时的逆反应速率。
(4)保持恒温恒压条件下,向反应器中投入和(为惰性气体),发生上述反应甲和反应乙,平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。
已知压强为,M点时,的选择性为80%,此时水蒸气与的物质的量之比为___________。反应甲的压强平衡常数___________kPa(列出计算式即可)。[已知的选择性]
20. 有机化合物Ⅶ的合成路线如图,请根据所学知识回答下列问题。
已知:
(1)化合物Ⅰ的名称为___________。
(2)根据化合物Ⅲ的结构特征,分析其可能的化学性质,完成下表。
反应试剂、条件
有机物的新结构
反应类型
①___________
②___________
银氨溶液、加热
③___________
氧化反应
(3)化合物Ⅲ→化合物Ⅳ的反应类型是___________。
(4)化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的反应方程式为___________。
(5)化合物Ⅵ含有的官能团的名称为___________。
(6)化合物X为化合物Ⅲ的同分异构体,写出符合下列条件的X的结构简式:___________(写出1种)。
①不含环状结构;②能发生银镜反应;③在核磁共振氢谱上只有3组峰。
(7)以2-丙醇为原料,参考上述信息,制备。写出该合成路线___________(无机试剂任选)。
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2025届高三综合测试(二)
化学
本试卷共8页,共20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上,用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本大题共16小题,1~10每小题2分,11~16每小题4分,满分44分。在每小题列出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 南粤之地人杰地灵,文化灿烂。下列广东博物院馆藏文物中,材料的主要成分为有机高分子的是
A. 通雕蟹篓(木雕) B. 南朝青铜盘
C. 元白玉镂雕盖钮 D. 南宋鎏金腰带
【答案】A
【解析】
【详解】A.通雕蟹篓的主要成分是纤维素,是有机高分子,故A选;
B.南朝青铜盘的主要成分是合金,故B不选;
C.元白玉镂雕盖钮的主要成分是硅酸盐,故C不选;
D.鎏金腰带是由金属材料制成,故D不选;
答案选A。
2. 《厉害了,我的国》展示了中国科技举世瞩目的成就。下列说法不正确的是
A. “祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于烃类
B. “华龙一号”核电海外投产,其反应堆中含有的与互为同素异形体
C. “天和核心舱”电推进系统采用了氮化硼陶瓷,其属于新型无机非金属材料
D. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
【答案】B
【解析】
【详解】A.正十一烷只由C、H两种元素组成,属于烃类,A正确;
B.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;同素异形体是同种元素组成的单质;与互为同位素,B错误;
C.氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料,C正确;
D.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪,故可用X射线衍射仪测定磷酸盐晶体的结构,D正确;
故选B。
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 人体中的蛋白质和核酸中都有氢键存在 B. 碳酸钡可用于肠胃X射线造影检查
C. 通过石油化工催化重整可得到芳香烃 D. 煤的干馏、气化、液化均为化学变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.蛋白质的二级结构(如α-螺旋、β-折叠)的稳定存在氢键的作用;核酸包括DNA和RNA,DNA双螺旋结构的稳定存在氢键的作用,RNA是单链,但其自身折叠等过程也有局部的碱基配对通过氢键相连,所以人体中的蛋白质和核酸中都有氢键存在,A正确;
B.碳酸钡可与胃酸(主要成分是盐酸)反应,生成的氯化钡是可溶性重金属盐,会使人中毒,用于肠胃X射线造影检查的是硫酸钡,因为硫酸钡不溶于胃酸,对人体无害,B错误;
C.石油化工催化重整是在催化剂作用下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程,在这个过程中可以得到芳香烃,C正确;
D.煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程;煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等;煤的液化是指将煤转化为液体燃料(如合成甲醇等)的过程,这三个过程都有新物质生成,均为化学变化,D正确;
故选B。
4. 下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A. 硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液久置后变蓝:
B. 与水的反应:
C. 向溶液中加过量溶液:
D. 向溶液中通入过量的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液久置后,I-被O2氧化为I2,I2使淀粉变蓝,A正确;
B.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,,B错误;
C.少量的物质完全反应,按照少量物质电离出离子的物质的量之比进行反应,溶液中加过量溶液,碳酸氢根离子完全被反应生成碳酸钙沉淀和水:,C错误;
D.向溶液中通入过量的,发生氧化还原反应,ClO-全部被还原为Cl-,参加反应SO2被氧化为硫酸根离子,并转化为CaSO4沉淀:,D错误;
故选A。
5. 电化学原理在生产生活中的用途十分广泛,下列说法正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀时,铁失去电子生成
B. 铅蓄电池在放电时,正极与负极质量均增加
C. 利用外加电流法保护闸门时,闸门与电源正极相连
D. 氯碱工业中电解饱和食盐水,选用阴离子交换膜
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁发生电化学腐蚀时,铁失去电子生成Fe2+,故A错误;
B.铅蓄电池在放电时,正极与负极均生成硫酸铅沉淀,质量均增加,故B正确;
C.利用外加电流法保护闸门时,闸门与电源负极相连,使闸门作阴极被保护,故C错误;
D.氯碱工业中电解饱和食盐水,需要选用阳离子交换膜,只允许阳离子(如Na⁺)通过,阻止阴离子(如Cl⁻、OH⁻)和气体通过,阳极室的氯离子放电生成氯气,阴极室的氢离子放电生成氢气,避免氯气和OH-反应,D错误;
故选B。
6. 某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量和泥沙)的提纯方案如下。下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ加热可以增大苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和防止苯甲酸析出
C. 操作Ⅲ是蒸发结晶
D. 以上提纯苯甲酸的方法是重结晶
【答案】C
【解析】
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤除去泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸,该提纯方法为重结晶。
【详解】A.苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水,操作Ⅰ中加热是为了增加苯甲酸的溶解度,A正确;
B.由分析可知,操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出,NaCl含量少,通常不结晶析出,B正确;
C.苯甲酸的溶解度随温度变化比较大,NaCl的溶解度随温度变化比较小,操作Ⅲ可以通过冷却结晶分离出苯甲酸,C错误;
D.由分析可知,以上提纯苯甲酸的方法是重结晶,D正确;
故选C。
7. 化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是
A. 乙酸甘油酯在碱性条件下水解,该反应可用于肥皂的生产
B. 加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
C. 制作豆腐时加入硫酸钙等凝固剂,可使豆浆中的蛋白质聚沉
D. 部分金属可在高温下用焦炭等还原金属矿物得到
【答案】A
【解析】
【详解】A.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,但乙酸甘油酯不是高级脂肪酸甘油酯,故乙酸甘油酯在碱性条件下水解反应不可用于肥皂的生产,A错误;
B.混凝剂聚合氯化铝在污水中能水解成Al(OH)3胶体,Al(OH) 3胶体能吸附污水中细小悬浮物,使其聚集成较大颗粒而沉降下来,B正确;
C.豆浆为胶体,加入氯化镁、硫酸钙等电解质能使豆浆中的蛋白质聚沉,C正确;
D.根据金属活泼性的不同,可以采用不同的方法冶炼金属,大部分金属(主要是中等活泼的金属)的冶炼是通过高温下发生氧化还原反应来完成的,即热还原法,常用的还原剂有焦炭等,D正确;
故选A。
8. 下列所示装置或操作能达到实验目的的是
A.比较金属活动性:
B.检验碳碳双键
C.制备晶体
D.在铁制品镀铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Al是两性金属,可以和NaOH溶液反应,Mg不和NaOH溶液反应,该原电池中Al为负极,Mg为正极,不能比较金属活动性:,A错误;
B.检验丙烯醛(CH2=CHCHO)中碳碳双键,需要向丙烯醛水溶液中加入过量银氨溶液,将醛基氧化为羧基,然后调节溶液呈酸性,否则溴水会和碱反应,也会褪色,再加入溴水,观察溴水是否褪色,B错误;
C.会在加热蒸发过程中完全水解生成Al(OH)3,所以应在HCl气流中加热蒸发,抑制其水解,C错误;
D.电镀时,镀件做阴极,镀层金属做阳极,镀层金属的盐溶液做电解质溶液,该装置能实现铁制品镀铜,D正确;
故选D。
9. 下列有关乙醛的说法不正确的是
A. 可与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,断①键
B. ②为不饱和键,可与H2发生加成反应
C. 由电负性大小推断,与NH3加成生成CH3CH2ONH2
D. 受醛基影响,极性键③易断,可发生取代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.—CHO被氧化生成—COOH,则与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,断①键,A正确;
B.醛基与氢气发生加成反应生成羟基,则②为不饱和键,可与H2发生加成反应,B正确;
C.O的电负性大于N的电负性,即O带负电荷,NH3中H带正电荷,则与NH3加成生成CH3—CHOH—NH2,C错误;
D.受醛基的影响,甲基上H易被取代,则极性键③易断,可发生取代反应,D正确;
故答案为:C。
10. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 分子所占体积是
B. 与足量S反应,转移的电子数为
C. 欲配制的溶液,可将溶于水中
D. 从的溶液中取出溶液,其中的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.CO气体所处状态未知,无法计算分子所占体积,A错误;
B.与S在加热条件下反应生成FeS,铁化合价由0价升高至+2价,则与足量S反应,转移的电子数为,B错误;
C.配制的NaCl溶液,应将58.5g NaCl溶于水配制成1L的NaCl溶液,而不是将溶于水中,C错误;
D.溶液具有均一性,从1mol/L的NaOH溶液中取出20mL,其浓度仍为1mol/L,故的数目为,即,D正确;
故选D。
11. 用如图装置在制作简单氢氧燃料电池过程中,下列操作步骤或说法不正确的是
A. 应先闭合,一段时间后,打开,再闭合
B. 当闭合时,右侧石墨表面变红
C. 当打开,闭合时,左侧电极反应式为
D. 过程中是先将电能转化为化学能,再将化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【分析】打开K2,闭合K1,连接外接直流电源作电解池,电解硫酸钠溶液,实质是电解水,左侧石墨为阳极,发生氧化反应生成氧气,右侧石墨为阴极,发生还原反应生成氢气;打开K1,闭合K2,作燃料电池,左侧石墨电极上氧气发生还原反应为正极,右侧石墨电极上氢气发生氧化反应为负极;
【详解】A.由上述分析知应先闭合,电解硫酸钠溶液生成氢气和氧气,一段时间后,打开,再闭合,作燃料电池,A正确;
B.当闭合时,为电解池,右侧为阴极,发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,则右侧石墨表面变红,B正确;
C.当打开,闭合时,为氢氧燃料电池,左侧电极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,C错误;
D.由分析,过程中是先将电能转化为化学能,再将化学能转化为电能,D正确;
故选C。
12. 一定条件下,合成的反应历程如图所示。已知相同条件下,直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。(说明:过渡态中“……”表示化学键未完全断裂或形成),下列说法正确的是
A. 是该反应的催化剂
B. 该反应的
C. D为氘原子,在相同条件下发生上述反应,则其过渡态Ⅰ的能量比b高
D. 发生上述反应,只能获得
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图知,FeO+参加反应后,并未生成,故FeO+是该反应的反应物,不是催化剂,A错误;
B.该反应的∆H=生成物的总能量-反应物的总能量,则,B错误;
C.已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢,反应的活化能变大,所以相同条件下,发生上述反应,反应速率会变慢,则其过渡态Ⅰ的能量比b高,C正确;
D.根据图可知,发生上述反应,可以获得、两种相对分子质量相等的有机产物,D错误;
答案选C。
13. 羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,其制备原理为:。该反应在不同温度下达到化学平衡时,的转化率如图所示。下列说法正确的是
A. 由方程式可知和CO的转化率相等
B. 某温度下,反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态
C. 反应过程中和的分压之和一定保持不变
D. 该反应的平衡常数随温度升高而增大
【答案】C
【解析】
【分析】由图像可知,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应随温度的升高,H2S的转化率降低,说明温度升高,平衡向逆反应方向移动,。
【详解】A.转化率=,由方程式可知H2S和CO的相等,但不知道起始物质的量是否相等,故转化率不一定相等,A项错误;
B.,反应物、生成物均为气体且反应前后分子数始终不变,故气体的总质量和总物质的量均保持不变,反应体系平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态,B项错误;
C.,,,由方程式可知,反应过程中n总始终不变,故,即反应过程中H2S和H2的分压之和一定保持不变,C项正确;
D.,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误;
故答案选C。
14. 向绝热恒容密闭容器中通入一定量与,发生反应:,其正反应速率随时间变化的曲线如下图(不考虑副反应的影响),下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 随t变化的曲线在时间段内与的趋势相同
C. 从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D. 其他条件不变时,在恒温条件下发生此反应,的平衡转化率增大
【答案】D
【解析】
【分析】如图所示,反应在绝热容器中进行,随着反应正向进行,反应物浓度减小,但b时间前v正增大,说明反应放热,容器内温度升高,温度对反应速率的影响起主导作用。b时间后,反应物浓度减小对速率的影响起主导作用,v正减小,据此答题。
【详解】A.根据分析知,反应为放热反应,故,故A错误;
B.由分析可知,正反应速率增大,说明正反应为放热反应,且从A点到B点反应速率主要受温度影响;B点后正反应速率减小,说明此点后反应速率主要受浓度影响;而A到C点过程中生成物浓度一直在增大,即逆反应速率一直在增大,则随t变化的曲线在a~c时间段内与的趋势不相同,故B错误;
C.从A点到C点,反应一直正向进行,因此NO的分压一直增大,故C错误;
D.其他条件不变时,若在恒温条件下发生此反应,相当于降温,则平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,故D正确;
故答案选D。
15. 继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中正确的是
已知上图左电池的电极材料为纳米,另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A. 放电时,作电池的负极 B. 该电池电解液一般由锂盐水溶液组成
C. 充电时,阳极中的转化为 D. 充电完成时,电池能被磁铁吸引
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知该电池放电时负极反应式为,正极反应式为,充电时,阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反,以此解答该题。
【详解】A.根据分析,放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极,A错误;
B.锂属于活泼金属,会和水发生反应,所以不可以用锂盐水溶液作为电解液,B错误;
C.充电时,Fe作为阳极,发生反应,生成Fe2O3,,C正确;
D.充电时,Fe作为阳极生成Fe2O3,充电完成时,铁完全转化为Fe2O3,磁铁不可吸引Fe2O3,D错误;
故选C。
16. 研究人员利用电化学原理吸收废气中的,其工作原理如下图所示。
下列说法不正确的是
A. a电极为负极,c电极为阳极 B. b电极的电极反应式为:
C. 反应一段时间后,c极区溶液pH减小 D. 每吸收,理论上可以得到
【答案】D
【解析】
【分析】由图知,锌电极a为原电池为负极,电极反应式为,惰性电极b为原电池正极,电极反应式为,惰性电极c与电源正极相连,为电解池阳极,电极反应式为,氢离子经过质子交换膜移向惰性电极d,惰性电极d与电源负极相连,为阴极,电极反应式,据此回答。
【详解】A.由分析知,a电极为负极,c电极为阳极,A正确;
B.b电极的电极反应式为:,B正确;
C.c极的电极反应式为,即每转移4mol电子,有4molH+通过质子交换膜进入d极区,但c极区溶液中的水被消耗,因此pH减小,C正确;
D.根据电极反应式为,每吸收1molNO2生成1mol,转移1mol电子,电极上电子数目守恒,结合电极反应式:,理论上1mol不可能得到,D错误;
故选D。
二、非选择题:本大题共4小题,共56分。
17. 某小组探究被氧化的产物,设计了以下实验,向等量的铜粉和的固体混合物中分别加入等体积不同浓度的溶液,实验现象如下:
编号
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
已知:①易溶于溶液,发生反应:(红棕色);和氧化性几乎相同。
②铜元素被氧化可能存在的形式有(蓝色)、(无色)、(白色沉淀);
③(无色),易被空气氧化。
请回答:
(1)初始阶段,被氧化的反应速率:实验Ⅰ___________实验Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
(2)继续探究实验Ⅱ中铜被碘氧化的产物,进行以下实验:
①步骤一实验中使用的玻璃仪器主要有___________。加入萃取分液的目的是___________。
②用离子方程式表示步骤二中发生的反应___________。
(3)结合实验Ⅱ,推测实验Ⅰ中的白色沉淀可能是,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是___________。取实验Ⅰ中洗涤后的白色沉淀,加入足量溶液并充分振荡,现象为___________。
(4)上述实验结果表明,仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了能将氧化为。装置如图所示,物质a是___________;溶液b是___________;电势:a电极___________石墨电极(填“<”,“=”或“>”)。
【答案】(1)< (2) ①. (梨形)分液漏斗、烧杯 ②. 除去(或),防止干扰后续实验 ③. 或分开写、
(3) ①. (或) ②. 白色沉淀完全溶解,形成无色溶液
(4) ①. 铜 ②. 与溶液混合液 ③. <
【解析】
【分析】因I2溶解度较小,Cu与I2接触不充分,将I2转化为可以提高Cu与的接触面积,提高反应速率。该实验的实验目的是探究铜被碘氧化所得产物及铜元素的价态,实验Ⅰ说明等物质的量的铜与碘反应时,碘过量,铜与碘反应生成碘化亚铜白色沉淀,过量的碘与碘离子反应生成碘三离子,实验Ⅱ说明碘与足量的碘离子反应生成碘三离子,碘化亚铜与溶液中的碘离子反应生成无色的二碘合亚铜离子。加入四氯化碳,平衡逆向移动,浓度减小,浓度增加,浓度增加,加入氨水后转化为,被氧化为,故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。
【小问1详解】
提高KI浓度,便于提高的浓度,与Cu接触更加充分,Cu与的反应速率加快,故实验Ⅰ<实验Ⅱ;
【小问2详解】
①步骤一为萃取分液操作,实验中使用的玻璃仪器主要有(梨形)分液漏斗、烧杯。碘单质具有强氧化性,四氯化碳能萃取碘单质,加入萃取分液的目的是除去(或),防止干扰后续实验。
②已知,(无色),易被空气氧化;步骤二中溶液在加入氨水后转化为,被空气中氧气氧化为,故而产生无色溶液变为蓝色溶液,铜化合价由+1升高为+2,氧气中氧化合价由0降低为-2,结合电子守恒,反应为:(或、);
【小问3详解】
已知:易溶于溶液,发生反应:(红棕色),和氧化性几乎相同;实验Ⅰ中铜被氧化的反应为铜单质和碘单质发生氧化还原反应生成CuI,反应为:(或)。
已知,铜元素被氧化可能存在的形式有(无色),结合实验Ⅱ现象,则实验Ⅰ中洗涤后的白色沉淀,加入足量溶液并充分振荡,白色沉淀CuI被转化为而溶解,故现象为:白色沉淀完全溶解,形成无色溶液;
【小问4详解】
要验证能将氧化为,铜失去电子发生氧化反应,则需设计原电池负极材料为Cu,b为含碘单质的KI溶液,故物质a是铜,溶液b是与溶液混合液,a为负极、石墨为正极,则电势:a电极<石墨电极。
18. 为充分利用资源,变废为宝,可从废旧CPU[含(金)、、和(铂)]中回收,其化工流程如图,回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”中,为了提高反应速率,可以采取的措施是___________(写出一种即可)。
(2)“酸浸氧化”中,若将稀改成稀,通入进行加热,也能浸出,写出反应的离子方程式___________。
(3)“酸溶”时,、分别转化为和,同时有生成。溶解的化学方程式是___________。
(4)“萃取分液”后的“水层”中可回收的金属元素是___________。
(5)从“还原分液”后的“有机层”中回收甲基异丁基甲酮,采用的方法是___________。
(6)理论上消耗草酸可得到的物质的量为___________mol。
(7)提取“滤液”中的会涉及反应,则该反应的平衡常数K的值为___________。已知:① ;②。
【答案】(1)将废旧CPU粉碎或适当增大稀硝酸的浓度、升温、搅拌
(2)
(3)
(4)Pt (5)蒸馏
(6)0.4 (7)0.003
【解析】
【分析】废旧CPU[含Au(金)、Ag、Cu和Pt(铂)]用稀硝酸和氧气溶解过滤后得到含有Ag+和Cu2+的滤液和Pt、Au固体,固体“酸溶”时,Pt、Au分别转化为H2PtCl6和HAuCl4,同时有NO生成,用甲基异丁基甲酮萃取出HAuCl4, 再加入草酸溶液还原得到Au,以此解答。
【小问1详解】
提高反应速率的方式有升高温度,加入催化剂,增大浓度,将固体粉碎增大接触面积等,“酸浸氧化”中,为了提高反应速率,可以采取的措施是将废旧CPU粉碎、适当增大稀硝酸的浓度、升温、搅拌等。
【小问2详解】
“酸浸氧化”中,若将稀改成稀,通入进行加热,也能浸出,该反应中O元素由0价下降到-2价,Cu元素由0价上升到+2价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问3详解】
“酸溶”时,Pt、Au分别转化为H2PtCl6和HAuCl4,同时有NO生成,根据得失电子守恒和原子守恒配平Pt溶解的化学方程式是。
【小问4详解】
由分析可知“萃取分液”后的有机层中可以提取出Au,说明“水层”中可回收的金属是Pt,故答案为:Pt。
【小问5详解】
有机层中的液体沸点不同,从“还原分液”后的“有机层”中回收甲基异丁基甲酮,采用的方法是蒸馏,故答案为:蒸馏。
【小问6详解】
草酸和HAuCl4反应过程中Au元素由+3价下降到0价,C元素由+3价上升到+4,根据得失电子守恒得到关系式2HAuCl4~3H2C2O4,理论上消耗0.6mol草酸(H2C2O4)可得到Au的物质的量为0.4mol。
【小问7详解】
提取“滤液”中的Ag+会涉及反应,则该反应的平衡常数K===0.003。
19. 异丙醇催化脱水生成丙烯,有关反应如下:
反应甲: ;
反应乙: 。
回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下:
共价键
C—H
C—C
C—O
H—O
C=C
键能/
a
b
c
d
m
计算C=C键能___________(用含a、b、c、d的计算式表示)。
(2)在恒温恒容条件下,向反应器中充入,若仅发生反应甲,则反应甲达到平衡后,再充入一定量,平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(3)在体积均为的Ⅰ、Ⅱ容器中充入,在不同条件下仅发生反应甲,测得的物质的量与时间关系如图所示。
①相对Ⅱ容器,Ⅰ容器只改变一个条件,该条件是___________,Ⅱ容器中内的平均速率为___________。
②Ⅰ容器中,反应进行时的正反应速率___________(填“>”“<”或“=”)时的逆反应速率。
(4)保持恒温恒压条件下,向反应器中投入和(为惰性气体),发生上述反应甲和反应乙,平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。
已知压强为,M点时,的选择性为80%,此时水蒸气与的物质的量之比为___________。反应甲的压强平衡常数___________kPa(列出计算式即可)。[已知的选择性]
【答案】(1)
(2) ①. 正向 ②. 高温
(3) ①. 升温 ②. 0.02 ③. >
(4) ①. 1.25 ②.
【解析】
【小问1详解】
焓变=反应物总键能-生成物总键能,结合反应甲,则(7a+2b+c+d)-()6a+b+m+2d=+52,则()。
【小问2详解】
在恒温恒容条件下,向反应器中充入,若仅发生反应甲,则反应甲达到平衡后,再充入一定量,的浓度增大,平衡正向移动;正反应气体物质的量增多△S>0,又△H>0,由于反应能自发进行,则该反应在高温下可自发进行。
【小问3详解】
①反应甲为吸热反应,升高温度,平衡正向移动;相对Ⅱ容器,Ⅰ容器只改变一个条件,Ⅰ容器达到平衡时丙烯的物质的量多,且达到平衡用时少,Ⅰ容器只改变一个条件,则该条件是升高温度;Ⅱ容器中内生成0.4mol ,的平均速率为;
②Ⅰ容器中,反应进行后,丙烯的物质的量继续增多,说明异丙醇的物质的量继续减少,时异丙醇的物质的量大于时异丙醇的物质的量,则时正反应速率大于时正反应速率,时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,所以反应进行时的正反应速率大于15min时的逆反应速率;
【小问4详解】
M点时,设的投料为1mol、Ar的投料为1.5mol,的转化率为60%,的选择性为80%,则参与反应甲的的物质的量为1mol×60%×80%=0.48mol、参与反应乙的的物质的量为1×60%-0.48=0.12mol,容器中的物质的量为0.4mol、的物质的量为0.48mol、C6H12(g)的物质的量为0.12mol÷2=0.06mol、H2O(g)的物质的量为0.48mol+0.12mol=0.6mol、Ar的物质的量为1.5mol,则气体总物质的量为3.04mol,此时水蒸气与的物质的量之比为0.6mol:0.48mol=1.25;反应甲的压强平衡常数。
20. 有机化合物Ⅶ的合成路线如图,请根据所学知识回答下列问题。
已知:
(1)化合物Ⅰ的名称为___________。
(2)根据化合物Ⅲ的结构特征,分析其可能的化学性质,完成下表。
反应试剂、条件
有机物的新结构
反应类型
①___________
②___________
银氨溶液、加热
③___________
氧化反应
(3)化合物Ⅲ→化合物Ⅳ的反应类型是___________。
(4)化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的反应方程式为___________。
(5)化合物Ⅵ含有的官能团的名称为___________。
(6)化合物X为化合物Ⅲ的同分异构体,写出符合下列条件的X的结构简式:___________(写出1种)。
①不含环状结构;②能发生银镜反应;③在核磁共振氢谱上只有3组峰。
(7)以2-丙醇为原料,参考上述信息,制备。写出该合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1)一溴乙酸(或2-溴乙酸)
(2) ①. 、催化剂、加热 ②. 加成反应(或还原反应) ③. 或
(3)加成反应 (4)
(5)羰基 (6)、、、
(7)
【解析】
【分析】I与乙醇发生酯化反应得到Ⅱ,Ⅱ和Ⅵ发生信息反应②得到Ⅶ,结合Ⅶ的结构简式和Ⅵ的分子式C12H16O,可以推知Ⅵ为,Ⅴ与氢气加成得到Ⅵ,则Ⅴ为,Ⅳ→Ⅴ脱去水,Ⅲ和发生加成反应生成Ⅳ,以此解答。
【小问1详解】
由I的结构简式可知,化合物Ⅰ的名称为一溴乙酸(或2-溴乙酸)。
【小问2详解】
Ⅲ为苯甲醛,根据其结构特征,所含醛基可与H2在催化剂、加热下发生加成反应或还原反应得到苯甲醇,醛基能和银氨溶液发生银镜反应生成 (或),属于氧化反应。
【小问3详解】
由分析可知,Ⅲ→Ⅳ是醛和酮的加成反应。
【小问4详解】
Ⅳ→Ⅴ是醇羟基在浓硫酸加热下发生了消去反应,反应方程式为。
【小问5详解】
由分析可知,化合物Ⅵ为:,含有官能团的名称为羰基。
【小问6详解】
化合物Ⅲ为苯甲醛,分子式为C7H6O,不饱和度为5,化合物X为化合物Ⅲ的同分异构体,符合下列条件的:①不含环状结构,则不含苯环等各种环;②能发生银镜反应,则含醛基;③在核磁共振氢谱上只有3组峰,分子内有3种氢原子。则符合条件的X的结构简式可以为:、、、(写出1种)。
【小问7详解】
以2-丙醇为原料,参考上述信息,制备。可利用信息反应②由2-溴丙烷和丙酮反应合成目标产物,丙酮可由2-丙醇在铜作催化剂、加热下发生催化氧化生成,2-溴丙烷由2-丙醇和HBr在加热下发生取代反应生成,则该合成路线为:。
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