内容正文:
青岛十九中2024-2025学年度第一学期期中模块检测
高三化学试题
说明:1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。满分100分。答题时间90分钟。
2.请将第Ⅰ卷题目的答案选出后用2B铅笔涂在答题纸对应题目的代号上;第Ⅱ卷用黑色签字笔将正确答案写在答题纸对应的位置上,答在试卷上作废。
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 I-127
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每题只有一个选项符合题意。
1. 下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 新制氯水久置后,颜色变浅
B. 切开的苹果断面变黄
C. 染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间再清洗褪色
D. 向黄色的铬酸钾()溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色
2. 化学与生活息息相关。下列关于各“剂”在应用过程中的说法错误的是
A. 明矾可用于自来水的“消毒剂” B. 热纯碱溶液常作厨房的“洗涤剂”
C. 活性铁粉在食品袋中作“去氧剂” D. 生石灰可作食品袋中的“干燥剂”
3. 下列化学用语正确的是
A. 的模型:
B. 乙炔分子的空间填充模型:
C. 基态原子的轨道表示式:
D. 中键形成过程:
4. 金刚石有重要的应用,科学家不断研究制备金刚石的方法。
方法Ⅰ:C(石墨)C(金刚石)
方法Ⅱ:(金刚石)
下列说法正确的是
A. 金刚石和石墨互称为同位素
B. 金刚石和石墨中粒子间的作用力类型相同
C. 键长:Si-C键<C-C键(金刚石)
D. 熔点:SiC<C(金刚石)
5. 物质的性质决定用途,下列前后对应关系正确的是
A. 溶液显酸性,可除燃气中的
B. 溶液显碱性,可除废水中的
C. 活性炭具有还原性,可吸附自来水中的悬浮物
D. 具有氧化性,可用于水的高效消毒杀菌
6. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A. 用甲装置制备并收集CO2
B. 用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C. 用丙装置制备无水MgCl2
D. 用丁装置在铁上镀铜
7. 有关有机物检测,下列说法不正确的是
A. 用的溶液鉴别己烯和乙醛
B. 通过X射线衍射可确定青蒿素的分子结构
C. 无法用谱鉴别与
D. 高分辨率质谱仪可根据高精度的相对分子质量直接确定有机物的分子式
8. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
9. 磷酰氯(POCl3)是有机合成的催化剂,可用以下方法制取:或,P4O10的分子空间结构模型如图所示。下列说法不正确的是
A. P4O10是非极性分子
B. PCl3的空间构型是三角锥形
C. P4O10分子中所有的键角都相等
D. POCl3可与CH3CH2OH反应生成
10. 标况下,的溶解度约为1∶1,,。室温下溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示。向碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加氯化钡溶液,溶液中与的关系如图2所示。下列说法正确的是
A. 饱和碳酸的浓度约为
B. a对应的溶液中存在:
C. a→b的过程中,溶液中一直增大
D. b点对应溶液的pH为8.25
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 实验探究是化学学习方法之一,下列实验设计、现象和实验结论都正确的是
实验设计
现象
实验结论
A
将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3;
②Cu(NO3)2和浓HNO3混合溶液
①无色变黄色
②蓝色变绿色
Cu和浓HNO3反应后溶液是绿色主要原因是
溶有NO2
B
将含有二氧化硫的气体通入酸性高锰酸钾中,然后加入足量氯化钡溶液
紫红色变浅,
有白色沉淀
产生
通过测定白色沉淀的质量,可推算二氧化硫的物质的量
C
向Na[Al(OH)4]溶液中滴
加NaHSO3溶液
有白色沉淀
生成
[Al(OH)4]-和发生互相促进的水解反应
D
将25℃ 0.1 mol/L Na2SO3溶液加热到40℃,用传感器监测溶液pH变化
溶液的pH
逐渐减小
温度升高,Na2SO3水解平衡正向移动
A. A B. B C. C D. D
12. 氧化锌是一种常用的化学添加剂,以钢铁厂锌灰(主要成分为ZnO,含少量的CuO、、等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. 浸取过程中ZnO转变为的离子方程式为
B. 过滤1所得滤液中大量存在的离子有、、
C. 蒸出物用水吸收后可返回至浸取单元循环使用
D. 浸取和蒸氨的操作均应在较高温度下进行
13. 浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈[],装置如图所示(实验前,隔膜两侧溶液均为100mL,铜电极质量均为100g)。下列说法不正确的是
A. 极为负极,其电极反应为
B. 隔膜为阴离子交换膜
C. 上述装置理论上可制备0.4 mol己二腈
D. 生成己二腈的电极反应式为:
14. 相同温度和压强下,研究Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如下图。
下列说法不正确的是
A. 由图1可知,Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl2+Cl-=Cl
B. 随NaCl溶液浓度增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆移,Cl2溶解度减小
C. 随盐酸浓度增加Cl2与H2O的反应被抑制,生成Cl3-为主要反应从而抑制Cl2溶解
D. 由上述实验可知,H+浓度增大促进 Cl2溶解,由此推知在稀硫酸中,随硫酸浓度增大Cl2的溶解度会增大
15. 向溶液中滴入氨水至得到深蓝色的透明溶液。滴加氨水过程中,测得与铜元素相关微粒的分布系数与的变化关系如图所示。已知:;比如
下列说法正确的是
A. 与形成配位键的能力:
B. 时,
C. 时,
D. 的平衡常数为
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
16. 金属及其化合物广泛应用于生产、生活等多个领域。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子的电子排布图为_______,中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______(填元素符号)。是强还原剂,中含有键与键的数目之比为_______。
(2)独立的分子中,键角为,如图是离子的部分结构以及其中键角。请解释离子中键角变为的原因是_______。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为_______(填序号)。
a.sp b.sp2 c.sp3 d.dsp2
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水,原因可能是_______。
(4)晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O围成的正四面体空隙和如3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中,则晶体中有_______的正八面体空隙填充阳离子。晶胞的八分之一是图示结构单元,晶体密度为,阿伏加德罗常数为,则该晶胞参数a=_______pm。(写出表达式)
17. 具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如图所示。
已知:①Fries重排反应:。
②-DMSO是有机化学中的一种氧化偶联试剂,可以选择性地将某些原子(如、、等)偶联起来转化为键、键、键等。
回答下列问题:
(1)化合物E中含氧官能团的名称是___________,A→B的反应类型是___________。
(2)合成路线中C的结构简式为___________。
(3)请写出的化学反应方程式:___________。
(4)结合平衡移动原理,分析反应时使用作为溶剂的原因是___________。
(5)化合物X是B的同分异构体,满足以下条件的X有___________种(不考虑立体异构):
①苯环上有三个取代基。
②1molX常温下可以和2molNaOH发生反应且不与反应。
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的物质为___________。(写出一种即可)
(6)利用邻苯二酚合成肾上腺素的一种路线如图所示:
结合以上信息,写出反应N→Q的化学方程式:___________。
18. 稀土针铁硼永磁材料广泛应用于新能源汽车、节能环保家电、国防军事等工业领域。工业上以钕铁硼废料[含钕(,质量分数为)、]为主要原料回收高纯度钕的工艺流程如下。
已知:①的稳定价态为价;的活动性较强,与稀硫酸反应产生;硼难溶于稀硫酸。钕离子可与过量生成可溶性配合物;
②常温下,。回答下列问题:
(1)常温下,“沉钕”过程中调节溶液的为2.3,钕全部以沉淀完全。若溶液中,_____(填“有”或“无”)沉淀生成;酸性太强会使“沉钕”不完全,原因是_____。
(2)“沉淀”过程得到晶体。此过程中,草酸实际用量与理论计算量的比值和沉钕率的关系如图所示,对沉钕率变化趋势进行解释:_____。
(3)“滤液2”的溶质主要为_____(填化学式);“滤液3”中的_____(填化学式)可在上述流程中循环利用。
(4)“一系列操作”包括_____;空气中“煅烧”时生成无毒的气体,反应的化学方程式为_____。
19. “消洗灵”是具有消毒、杀菌、漂白和洗涤等综合功效的固体粉末,消毒原理与“84消毒液”相似,化学组成可以表示为Na10P3O13Cl·5H2O(磷酸三钠次氯酸钠)。实验室制备装置和过程如图:
回答下列问题:
(1)X试剂的名称为____,C中采用多孔球泡的目的是____,D装置的作用是____。
(2)检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是____,若生成1molNa10P3O13Cl·5H2O,理论上至少消耗____molHCl。
(3)“消洗灵”消毒时对金属腐蚀性小,原因是在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,对金属良好的保护作用,在空气中对镁合金消毒,磷酸钠溶液使镁合金表面形成含有Mg3(PO4)2·Mg(OH)2的保护层,写出反应的化学方程式____。
(4)产品纯度测定(Na10P3O13Cl·5H2O的摩尔质量为656.5g·mol-1)。
①取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液;
②取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入10mL2mol·L-1稀硫酸、25mL0.1mol·L-1碘化钾溶液(过量),此时溶液出现棕色;
③滴入3滴5%指示剂溶液,用0.05mol·L-1硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行滴定三次,平均消耗20.00mL。已知:2S2O+I2=S4O+2I-,需用的指示剂是____,达到滴定终点的现象为____,产品的纯度为____(用含a的代数式表示)。若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会造成纯度测定值____(填“偏大”“偏小”或“不变”)
20. 处理、回收和利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题:
(1)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应: _______;该总反应的决速步是反应_______(填“①”或“②”),判断的理由是_______。
(2)已知:的速率方程为,k为速率常数(与温度有关)。为提高反应速率,可采取的措施是_______(填序号)。
A. 升温 B. 恒容时,再充入
C. 恒压时,再充入 D. 恒压时,再充入
(3)在总压为的恒容密闭容器中,充入一定量的和发生上述反应,不同条件下达到平衡,时的转化率与的变化曲线和时的转化率与的变化曲线如图3所示:
①表示的转化率随的变化曲线为_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②_______(填“”或“”),判断的理由是_______。
③已知:该反应的标准平衡常数,其中为标准压强,、、和为各组分的平衡分压,则时,该反应的标准平衡常数_______(计算结果保留两位有效数字,)。
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青岛十九中2024-2025学年度第一学期期中模块检测
高三化学试题
说明:1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。满分100分。答题时间90分钟。
2.请将第Ⅰ卷题目的答案选出后用2B铅笔涂在答题纸对应题目的代号上;第Ⅱ卷用黑色签字笔将正确答案写在答题纸对应的位置上,答在试卷上作废。
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 I-127
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每题只有一个选项符合题意。
1. 下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 新制氯水久置后,颜色变浅
B. 切开的苹果断面变黄
C. 染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间再清洗褪色
D. 向黄色的铬酸钾()溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色
【答案】D
【解析】
【详解】A.新制氯水中,次氯酸见光易分解,导致溶液中的可逆反应正向移动,溶液中Cl2被消耗,颜色变浅,涉及到两个可逆反应,A不符合题意;
B.切开的苹果断面变黄是因为苹果中的二价Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+,B不符合题意;
C.双氧水有弱氧化性,可以与有色物质发生氧化还原反应,C不符合题意;
D.铬酸钾溶液中存在可逆反应,加入硫酸,H+浓度增大,平衡正移,因此溶液由黄色变为橙色,不涉及氧化还原反应,D符合题意。
故选D。
2. 化学与生活息息相关。下列关于各“剂”在应用过程中的说法错误的是
A. 明矾可用于自来水的“消毒剂” B. 热纯碱溶液常作厨房的“洗涤剂”
C. 活性铁粉在食品袋中作“去氧剂” D. 生石灰可作食品袋中的“干燥剂”
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾是常用净水剂,其原理是:明矾内的铝离子水解后生成氢氧化铝胶体,具有吸附作用,可以吸附水中的杂质形成沉淀而使水澄清,但不具有杀菌消毒作用,故A错误;
B.碳酸钠水溶液显示碱性,加热会使得碱性更强,能除去油脂,则热纯碱溶液常作厨房的“洗涤剂”,故B正确;
C.铁粉具有还原性,铁粉可以吸收水分和氧气,在食品袋中作“去氧剂”,故C正确;
D.生石灰能够吸收水分,可作食品袋中的“干燥剂”,故D正确;
故选A。
3. 下列化学用语正确的是
A. 的模型:
B. 乙炔分子的空间填充模型:
C. 基态原子的轨道表示式:
D. 中键形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.中心原子S的价层电子对数为,没有孤电子对,VSEPR模型是平面三角形,与图不相符,故A项错误;
B.乙炔分子的空间填充模型为:,球棍模型为:,故B项错误;
C.基态原子的价层电子排布式为,轨道表示式为, 故C项错误;
D.HCl中σ键为s-pσ键,头碰头进行重叠,形成过程:,故D项正确;
故本题选D。
4. 金刚石有重要的应用,科学家不断研究制备金刚石的方法。
方法Ⅰ:C(石墨)C(金刚石)
方法Ⅱ:(金刚石)
下列说法正确的是
A. 金刚石和石墨互称为同位素
B. 金刚石和石墨中粒子间的作用力类型相同
C. 键长:Si-C键<C-C键(金刚石)
D. 熔点:SiC<C(金刚石)
【答案】D
【解析】
【详解】A.金刚石和石墨是C元素的不同单质,互称为同素异形体,A错误;
B.金刚石和石墨中粒子间的作用力类型不相同,前者为共价键,后者为共价键和分子间作用力,B错误;
C.原子半径:C<Si,则键长:Si-C键>C-C键(金刚石),C错误;
D.共价晶体的熔沸点与共价键的键能有关,原子半径:C<Si,则键长:Si-C键>C-C键(金刚石),键能:Si-C键<C-C键(金刚石),熔点:SiC<C(金刚石),D正确;
故选择D。
5. 物质的性质决定用途,下列前后对应关系正确的是
A. 溶液显酸性,可除燃气中的
B. 溶液显碱性,可除废水中的
C. 活性炭具有还原性,可吸附自来水中的悬浮物
D. 具有氧化性,可用于水的高效消毒杀菌
【答案】D
【解析】
【详解】A.脱除燃气中H2S利用了FeCl3的氧化性,与FeCl3溶液显酸性无关,故A错误;
B.除去废水中Cu2+利用了Cu2+能与S2-生成不溶于水的CuS沉淀,与Na2S溶液显碱性无关,故B错误;
C.活性炭作自来水的净化剂是利用了其吸附作用,与活性炭具有还原性无关,故C错误;
D.具有氧化性,可以使病毒中蛋白质变性,可用于水的高效消毒杀菌,故D正确。
答案选D。
6. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A. 用甲装置制备并收集CO2
B. 用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C. 用丙装置制备无水MgCl2
D. 用丁装置在铁上镀铜
【答案】C
【解析】
【详解】A. CO2密度大于空气,应采用向上排空气法收集,A错误;
B. 苯与溴在溴化铁作用下反应,反应较剧烈,反应放热,且溴易挥发,挥发出来的溴单质能与水反应生成氢溴酸,所以验证反应生成的HBr,应先将气体通过四氯化碳,将挥发的溴单质除去,B错误;
C. MgCl2能水解,在加热时通入干燥的HCl,能避免MgCl2的水解,C正确;
D. 电解时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,所以丁装置铁为阳极,失去电子,生成二价铁离子,铜为阴极,溶液中的铜离子得到电子,得到铜,D错误。
答案选C。
【点睛】本题为实验题,结合物质的性质和电解的原理进行解题,掌握常见物质的制备方法,注意水解的知识点。
7. 有关有机物检测,下列说法不正确的是
A. 用的溶液鉴别己烯和乙醛
B. 通过X射线衍射可确定青蒿素的分子结构
C. 无法用谱鉴别与
D. 高分辨率质谱仪可根据高精度的相对分子质量直接确定有机物的分子式
【答案】C
【解析】
【详解】A.己烯和溴发生加成反应生成无色物质而使溴的四氯化碳溶液褪色,乙醛和溴的四氯化碳溶液不反应,溶液不褪色,现象不同,可以鉴别,A正确;
B.通过X射线晶体衍射,可以测定青蒿素分子的空间结构,B正确;
C.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3中H的种类均为3,但核磁共振氢谱的位移不同,则用核磁共振氢谱可鉴别,C错误;
D.高分辨质谱仪能区别质量上仅差千分之几个质量单位的分子。采用它可以精确的测量分子离子的质荷比,因此可利用元素的精确质量及丰度求算其元素的组成,从而确定其分子式,D正确;
故选C。
8. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A项,该化合物分子中含有羧基、醇羟基、醚键和碳碳双键4种官能团,故A项错误;
B项,该物质中含有羧基和羟基,既可以与乙醇发生酯化反应,也可以与乙酸发生酯化反应,反应类型相同,故B项正确;
C项,分枝酸一个分子中含两个羧基,故1mol分枝酸最多能与2mol NaOH发生中和反应,故C项错误;
D项,该物质使溴的四氯化碳溶液褪色的原理是溴与碳碳双键发生加成反应,而是使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,原理不同,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
【点睛】本题考查了有机化合物的结构与性质,包含了通过分析有机化合物的结构简式,判断有机化合物的官能团、反应类型的判断、有机物的性质,掌握官能团的性质是解题的关键。
9. 磷酰氯(POCl3)是有机合成的催化剂,可用以下方法制取:或,P4O10的分子空间结构模型如图所示。下列说法不正确的是
A. P4O10是非极性分子
B. PCl3的空间构型是三角锥形
C. P4O10分子中所有的键角都相等
D. POCl3可与CH3CH2OH反应生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.为空间对称结构,是非极性分子,A不符合题意;
B.的中心原子P的价层电子对数为,由于中心P原子有一对孤对电子,其空间构型是三角锥形,B不符合题意;
C.P4O10是非极性分子存在P-O单键和P=O双键,键角不等,C符合题意;
D.可与发生反应:+3→+3HCl,D不符合题意;
故答案选C。
10. 标况下,的溶解度约为1∶1,,。室温下溶液中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示。向碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加氯化钡溶液,溶液中与的关系如图2所示。下列说法正确的是
A. 饱和碳酸的浓度约为
B. a对应的溶液中存在:
C. a→b的过程中,溶液中一直增大
D. b点对应溶液的pH为8.25
【答案】D
【解析】
【详解】A.标况下,的溶解度约为1∶1,则1L水中溶解1LCO2,物质的量为,,饱和碳酸的浓度约为,选项A错误;
B.a点对应溶液中,,则,由A可知溶液pH约为10.25,溶液中,溶液中存在电荷守恒关系式,则,选项B错误;
C.==,a→b的过程中,逐渐增大,逐渐减小,Ka1不变,则逐渐减小,选项C错误;
D.b点对应溶液=2,则,由得,,pH8.25,选项D正确;
答案选D。
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 实验探究是化学学习方法之一,下列实验设计、现象和实验结论都正确的是
实验设计
现象
实验结论
A
将NO2通入下列溶液至饱和:①浓HNO3;
②Cu(NO3)2和浓HNO3混合溶液
①无色变黄色
②蓝色变绿色
Cu和浓HNO3反应后溶液是绿色主要原因是
溶有NO2
B
将含有二氧化硫的气体通入酸性高锰酸钾中,然后加入足量氯化钡溶液
紫红色变浅,
有白色沉淀
产生
通过测定白色沉淀的质量,可推算二氧化硫的物质的量
C
向Na[Al(OH)4]溶液中滴
加NaHSO3溶液
有白色沉淀
生成
[Al(OH)4]-和发生互相促进的水解反应
D
将25℃ 0.1 mol/L Na2SO3溶液加热到40℃,用传感器监测溶液pH变化
溶液的pH
逐渐减小
温度升高,Na2SO3水解平衡正向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO2通入浓HNO3显黄色,通入Cu(NO3)2和浓HNO3混合液显绿色,说明Cu与浓HNO3反应后的绿色主因是溶有NO2,A符合题意;
B.酸性高锰酸钾氧化SO2生成,但酸化可能引入额外,导致沉淀质量无法准确反映SO2的物质的量,B不符合题意;
C.电离出H⁺,与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀,属于酸碱中和而非水解反应,C不符合题意;
D.Na2SO3溶液加热后pH减小,是由于水的离子积常数Kw随温度升高而增大,以及Na2SO3可能被氧化为中性的Na2SO4等因素共同作用的结果。因此,不能简单地将pH减小的现象归因于水解平衡的移动,结论不严谨,D不符合题意;
故选A。
12. 氧化锌是一种常用的化学添加剂,以钢铁厂锌灰(主要成分为ZnO,含少量的CuO、、等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. 浸取过程中ZnO转变为的离子方程式为
B. 过滤1所得滤液中大量存在的离子有、、
C. 蒸出物用水吸收后可返回至浸取单元循环使用
D. 浸取和蒸氨的操作均应在较高温度下进行
【答案】BD
【解析】
【分析】浸取时,ZnO、CuO转化为、,、不反应,滤液1中含有、、NH4HCO3、 NH3•H2O,加入Zn粉时,发生反应,从而实现去除杂质,滤液2中主要含、NH4HCO3、 NH3•H2O,经过蒸氨沉锌操作获得沉淀Zn2(OH)2CO3,最后煅烧获得ZnO。
【详解】A.浸取过程中ZnO转变为,结合加入物质可得出离子反应方程式,进行配平即可得到,A正确;
B.CuO会发生和ZnO类似的反应,转化为,故过滤1所得滤液中不会大量存在,B错误;
C.蒸氨所得蒸出物为NH3,用水吸收后得到氨水,可返回至浸取单元循环使用,C正确;
D.浸取时温度不宜过高,因为温度过高氨水易挥发,不利于形成、,同时Zn2+、Cu2+水解程度增大,导致ZnO、CuO浸出率下降,D错误;
故选BD。
13. 浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈[],装置如图所示(实验前,隔膜两侧溶液均为100mL,铜电极质量均为100g)。下列说法不正确的是
A. 极为负极,其电极反应为
B. 隔膜为阴离子交换膜
C. 上述装置理论上可制备0.4 mol己二腈
D. 生成己二腈的电极反应式为:
【答案】C
【解析】
【分析】浓差电池中,Cu(2)失去电子,故电极为负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,Cu(1)电极为正极,电极上发生得电子的还原反应,电极反应为Cu2++2e-=Cu,则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上丙烯腈合成己二腈得电子,电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,Cu(2)失去电子,故电极为负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,A正确;
B.由分析可知,此电池为浓差电池,主要因为铜离子浓度不同形成的电势差,所以隔膜是阴离子交换膜,B正确;
C.当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕,此时溶液中,所以转移电子的物质的量是(3-1)mol/L×0.1L×2=0.4mol,由反应2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN可知,可制备0.2mol己二腈,C错误;
D.由分析可知,阴极上丙烯腈合成己二腈得电子,电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN,D正确;
答案选C。
14. 相同温度和压强下,研究Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如下图。
下列说法不正确的是
A. 由图1可知,Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl2+Cl-=Cl
B. 随NaCl溶液浓度增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆移,Cl2溶解度减小
C. 随盐酸浓度增加Cl2与H2O的反应被抑制,生成Cl3-为主要反应从而抑制Cl2溶解
D. 由上述实验可知,H+浓度增大促进 Cl2溶解,由此推知在稀硫酸中,随硫酸浓度增大Cl2的溶解度会增大
【答案】CD
【解析】
【分析】由图1可知随着氯化钠溶液浓度的增大,溶解的氯气的浓度变低,可知得出Cl2溶于NaCl溶液,发生了反应反应;由图2分析Cl2的浓度先降低后升高,随着盐酸浓度增加,Cl2与H2O的反应被抑制,生成Cl为主要反应,从而促进Cl2溶解。
【详解】A.由图1分析Cl2的浓度降低,Cl浓度升高,得出Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应,A正确;
B.增大Cl-浓度,平衡逆移,所以随NaCl溶液浓度增大,Cl2溶解度减小,B正确;
C.由图2分析Cl2的浓度先降低后升高,随着盐酸浓度增加,Cl2与H2O的反应被抑制,生成Cl为主要反应,从而促进Cl2溶解,C错误;
D.由图2分析,H+浓度一直增大,但是溶解的Cl2的浓度先降低后升高,应该是发生了反应Cl2+Cl-=Cl,促进了Cl2溶解,而在稀硫酸只提供了H+,随硫酸浓度增大,平衡逆向移动,Cl2的溶解度会降低,D错误;
故选CD。
15. 向溶液中滴入氨水至得到深蓝色的透明溶液。滴加氨水过程中,测得与铜元素相关微粒的分布系数与的变化关系如图所示。已知:;比如
下列说法正确的是
A. 与形成配位键的能力:
B. 时,
C. 时,
D. 的平衡常数为
【答案】D
【解析】
【分析】结合题干和图像可知:向0.1mol/LCuSO4溶液中滴入1mol/L氨水至得到深蓝色的透明溶液,过程中含铜元素的微粒有:、、、、,各粒子分布系数与p(NH3)的关系,如图像所示;
【详解】A.硫酸铜溶液呈蓝色,是因为与水形成水合铜离子,滴入氨水后最终生成,说明更易与形成配位键,A不符合题意;
B.如图所示:时,,B不符合题意;
C.时,含铜元素的微粒有:、、,此时,,,若n(CuSO4)=amol, ,则,C不符合题意;
D.欲计算平衡常数,可以分别计算出、、、的平衡常数再相乘,计算上述四个反应平衡常数的方法:特殊坐标点即可以利用选择、3.5、2.9、2.1(上述四个点时各平衡常数)分别计算出上述四个反应的平衡常数分别为、、、,故的平衡常数为,D符合题意;
故答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
16. 金属及其化合物广泛应用于生产、生活等多个领域。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子的电子排布图为_______,中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______(填元素符号)。是强还原剂,中含有键与键的数目之比为_______。
(2)独立的分子中,键角为,如图是离子的部分结构以及其中键角。请解释离子中键角变为的原因是_______。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为_______(填序号)。
a.sp b.sp2 c.sp3 d.dsp2
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水,原因可能是_______。
(4)晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O围成的正四面体空隙和如3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中,则晶体中有_______的正八面体空隙填充阳离子。晶胞的八分之一是图示结构单元,晶体密度为,阿伏加德罗常数为,则该晶胞参数a=_______pm。(写出表达式)
【答案】(1) ①. ②. N>O>Co ③. 1 ∶1
(2)氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大
(3) ①. D ②. 顺式甘氨酸铜分子极性大,反式甘氨酸铜分子极性较小
(4) ①. 50% ②.
【解析】
【小问1详解】
Co是27号元素,基态Co原子的价层电子排布式是3d74s2,所以Co原子的价电子排布图为;金属元素的第一电离能小于非金属元素,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,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>Co;六氰合钴离子中配位键属于σ键,氰酸根离子中的碳氮三键中含有1个σ键和2个π键,离子中σ键与π键的数目之比为(6+6)∶6×2=1∶1,故答案为: ;N>O>Co;1∶1。
【小问2详解】
NH3中N原子上有孤电子对,氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大,故答案为:氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大。
【小问3详解】
①氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,则甘氨酸铜中Cu、与铜形成σ键的2个O、2个N处于同一平面,则铜原子的杂化类型为杂化(若为杂化,则该5个原子构成四面体),故答案为:D;
②由结构简式可知,顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,根据相似相溶原理可知顺式甘氨酸铜易溶于极性溶剂水,故答案为:顺式甘氨酸铜分子极性大,反式甘氨酸铜分子极性较小。
【小问4详解】
Fe3O4中有一半的Fe3+填充到正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充到正八面体空隙中,则有50%的正八面体空隙没有填充阳离子,由Fe3O4晶体的结构示意图可知,O2-位于该结构单元的8个顶点和6个面心,图示结构中O2-离子数目为8×+6×=4,则含有Fe3+和Fe2+的总数为3,晶胞中有8个图示结构单元,不妨取1mol这样的晶胞,则1mol晶胞的质量为m=8×(3×56+4×16) g=8×232 g,1mol晶胞即有6.02×1023个晶胞,1个晶胞的体积为V=(a×10-10)3 cm3,所以晶体密度为=5.18 g/cm3,所以该晶胞参数a=×1010pm,故答案为:。
17. 具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如图所示。
已知:①Fries重排反应:。
②-DMSO是有机化学中的一种氧化偶联试剂,可以选择性地将某些原子(如、、等)偶联起来转化为键、键、键等。
回答下列问题:
(1)化合物E中含氧官能团的名称是___________,A→B的反应类型是___________。
(2)合成路线中C的结构简式为___________。
(3)请写出的化学反应方程式:___________。
(4)结合平衡移动原理,分析反应时使用作为溶剂的原因是___________。
(5)化合物X是B的同分异构体,满足以下条件的X有___________种(不考虑立体异构):
①苯环上有三个取代基。
②1molX常温下可以和2molNaOH发生反应且不与反应。
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的物质为___________。(写出一种即可)
(6)利用邻苯二酚合成肾上腺素的一种路线如图所示:
结合以上信息,写出反应N→Q的化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. (酚)羟基、(酮)羰基 ②. 取代反应
(2) (3) (4)降低产物NaCl的溶解度,使生成E的平衡正向移动
(5) ①. 30 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】由信息①可知,B中含有,结合的反应条件,与在酸性条件下生成B()和,与AlCl3加热条件下生成,C为;对比D和E的结构简式可知,反应生成和;结合信息②可知, 发生羟醛缩合反应,F的结构简式为。
【小问1详解】
根据E的结构简式可知含氧官能团为(酚)羟基、(酮)羰基;由信息①可知,B中含有,结合的反应条件,与在酸性条件下生成B()和,该反应为取代反应,故答案为:(酚)羟基、(酮)羰基;取代反应;
【小问2详解】
结合信息①以及D的结构简式,可知C为,故答案为:;
【小问3详解】
结合信息②可知, 发生羟醛缩合反应,故答案为:;
【小问4详解】
对比D和E的结构简式可知,反应生成E和在乙醇中的溶解度较小,因此用乙醇作溶剂的原因是降低NaCl的溶解度,使反应正向移动,故答案为:降低产物NaCl的溶解度,使生成E的平衡正向移动;
【小问5详解】
化合物X中除苯环外有2个酚羟基,和一个基团,也即,而有、、共4种结构,也可以苯环上连接—OOCH和2个—CH3,再结合苯环XXY型有6种同分异构体,共计种同分异构体。其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的物质为或,故答案为:30;或;
【小问6详解】
根据合成路线可知,在的作用下和发生取代反应生成N,结构简式为,的反应方程式为,故答案为:。
18. 稀土针铁硼永磁材料广泛应用于新能源汽车、节能环保家电、国防军事等工业领域。工业上以钕铁硼废料[含钕(,质量分数为)、]为主要原料回收高纯度钕的工艺流程如下。
已知:①的稳定价态为价;的活动性较强,与稀硫酸反应产生;硼难溶于稀硫酸。钕离子可与过量生成可溶性配合物;
②常温下,。回答下列问题:
(1)常温下,“沉钕”过程中调节溶液的为2.3,钕全部以沉淀完全。若溶液中,_____(填“有”或“无”)沉淀生成;酸性太强会使“沉钕”不完全,原因是_____。
(2)“沉淀”过程得到晶体。此过程中,草酸实际用量与理论计算量的比值和沉钕率的关系如图所示,对沉钕率变化趋势进行解释:_____。
(3)“滤液2”的溶质主要为_____(填化学式);“滤液3”中的_____(填化学式)可在上述流程中循环利用。
(4)“一系列操作”包括_____;空气中“煅烧”时生成无毒的气体,反应的化学方程式为_____。
【答案】(1) ①. 无 ②. 酸性太强,H+与反应生成,导致浓度太小,沉淀不完全
(2)适当增大草酸的用量,可增加的浓度,有利于提高沉钕率;草酸浓度过大钕离子可与过量生成可溶性配合物,从而降低沉钕率
(3) ①. 、NaOH ②. H2SO4
(4) ①. 过滤、洗涤、干燥 ②.
【解析】
【分析】钕铁硼废料加入稀硫酸酸浸,其中硼不与稀硫酸反应,滤渣1为硼,随后加入NaH2PO4反应生成Nd(H2PO4)3沉淀,过滤滤液1中含有亚铁离子,再加入过量NaOH进行碱转化,加入稀硫酸溶解沉淀得到Nd3+,加入草酸溶液生成Nd2(C2O4)3·10H2O沉淀,灼烧Nd2(C2O4)3·10H2O得到Nd2O3,Nd2O3熔融电解得到Nd。
【小问1详解】
,因此不会有沉淀生成;酸浸后调整溶液的pH,若酸性太强,H+与反应生成,导致浓度太小,沉淀不完全。
【小问2详解】
适当增大草酸的用量,可增加的浓度,有利于形成,从而提高沉钕率,但草酸浓度过大时钕离子可与过量生成可溶性配合物,从而降低沉钕率;
【小问3详解】
Nd(H2PO4)3+9NaOH=Nd(OH)3+3Na3PO4+6H2O,“滤液2”的主要溶质有Na3PO4、NaOH。“滤液3”中含有硫酸,可循环使用;
【小问4详解】
“沉淀”过程得到晶体,然后进行过滤、洗涤、干燥得到 ;“沉钕”后的晶体在空气中充分煅烧生成无毒的气体,该气体为CO2,化学方程式为。
19. “消洗灵”是具有消毒、杀菌、漂白和洗涤等综合功效的固体粉末,消毒原理与“84消毒液”相似,化学组成可以表示为Na10P3O13Cl·5H2O(磷酸三钠次氯酸钠)。实验室制备装置和过程如图:
回答下列问题:
(1)X试剂的名称为____,C中采用多孔球泡的目的是____,D装置的作用是____。
(2)检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是____,若生成1molNa10P3O13Cl·5H2O,理论上至少消耗____molHCl。
(3)“消洗灵”消毒时对金属腐蚀性小,原因是在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜,对金属良好的保护作用,在空气中对镁合金消毒,磷酸钠溶液使镁合金表面形成含有Mg3(PO4)2·Mg(OH)2的保护层,写出反应的化学方程式____。
(4)产品纯度测定(Na10P3O13Cl·5H2O的摩尔质量为656.5g·mol-1)。
①取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液;
②取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入10mL2mol·L-1稀硫酸、25mL0.1mol·L-1碘化钾溶液(过量),此时溶液出现棕色;
③滴入3滴5%指示剂溶液,用0.05mol·L-1硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行滴定三次,平均消耗20.00mL。已知:2S2O+I2=S4O+2I-,需用的指示剂是____,达到滴定终点的现象为____,产品的纯度为____(用含a的代数式表示)。若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会造成纯度测定值____(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1) ①. 饱和食盐水 ②. 增大反应物的接触面积,加快反应速率 ③. 吸收Cl2尾气,防止污染大气
(2) ①. 打开b活塞 ②. 3.2
(3)4Mg+2Na3PO4+2O2+4H2O=Mg3(PO4)2·Mg(OH)2+6NaOH
(4) ①. 淀粉溶液 ②. 当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后,溶液蓝色褪去且30s不恢复原色 ③. % ④. 偏大
【解析】
【分析】A中浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,饱和食盐水吸收挥发出的氯化氢气体,氢氧化钠溶液与氯气反应生成次氯酸钠,D装置的作用是吸收Cl2尾气,防止污染大气,据此分析解题。
【小问1详解】
X试剂的名称为饱和食盐水吸收挥发出的氯化氢气体;C中采用多孔球泡的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率;氯气有毒,D装置的作用是吸收Cl2尾气,防止污染大气;
【小问2详解】
检验装置的气密性,加入药品,打开A中分液漏斗活塞,稍后,关闭a的活塞,然后进行的操作是打开b活塞,观察液滴是否滴落;HCl-Cl2-NaClO-Na10P3O13Cl·5H2O,若生成1molNa10P3O13Cl·5H2O,理论上至少消耗3.2molHCl;
【小问3详解】
磷酸钠溶液与镁、氧气、水反应生成Mg3(PO4)2·Mg(OH)2和氢氧化钠,方程式为:4Mg+2Na3PO4+2O2+4H2O=Mg3(PO4)2·Mg(OH)2+6NaOH;
【小问4详解】
③需用的指示剂是淀粉溶液,因为碘单质遇到淀粉溶液变蓝,达到滴定终点的现象为当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后,溶液蓝色褪去且30s不恢复原色;Na10P3O13Cl·5H2O- I2又因为2S2O+ I2=S4O+2I-,则Na10P3O13Cl·5H2O-2S2O,产品的纯度为%;若滴定前滴定管中含有气泡,滴定结束无气泡会造成滴定液体积偏大,纯度测定值偏大。
20. 处理、回收和利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题:
(1)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应: _______;该总反应的决速步是反应_______(填“①”或“②”),判断的理由是_______。
(2)已知:的速率方程为,k为速率常数(与温度有关)。为提高反应速率,可采取的措施是_______(填序号)。
A. 升温 B. 恒容时,再充入
C. 恒压时,再充入 D. 恒压时,再充入
(3)在总压为的恒容密闭容器中,充入一定量的和发生上述反应,不同条件下达到平衡,时的转化率与的变化曲线和时的转化率与的变化曲线如图3所示:
①表示的转化率随的变化曲线为_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②_______(填“”或“”),判断的理由是_______。
③已知:该反应的标准平衡常数,其中为标准压强,、、和为各组分的平衡分压,则时,该反应的标准平衡常数_______(计算结果保留两位有效数字,)。
【答案】(1) ①. ②. ① ③. 反应①的活化能是1,反应②的活化能是,反应②的活化能更小,故反应①是总反应的决速步 (2)AC
(3) ①. Ⅱ ②. ③. 曲线Ⅰ表示的转化率随的变化,由于,则越大,T越小,的转化率越大,故 ④. 0.64
【解析】
【小问1详解】
总反应: ;该总反应的决速步是活化能最大的步骤,反应①活化能最大的是149.6,反应②活化能最大的是108.22,速控步是反应①;
【小问2详解】
A. 升温可以加快反应速率符合题意;
B. 恒容时,再充入,根据速率方程,该反应的反应速率与CO的浓度无关,因此增大CO浓度不会增大反应速率,不符合题意;
C. 恒压时,再充入,该过程中N2O的浓度变大,反应速率加快,符合题意;
D. 恒压时,再充入,相当于减小CO和二氧化碳、浓度,反应速率减慢,不符合题意;
故选:AC;
【小问3详解】
①CO物质的量不变时,物质的量越多其转化率越低,符合的曲线为Ⅱ,
②曲线与Ⅰ为时的转化率与的变化曲线,曲线Ⅰ表示的转化率随的变化,由于,则越大,T越小,的转化率越大,故;
③已知:该反应的标准平衡常数,其中为标准压强,、、和为各组分的平衡分压,则时,
该反应的标准平衡常数为0.64。
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