内容正文:
广州市真光中学2025届高三期末测试
高三化学
本试卷共9页,满分:100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 In-115
一、单选题
1. 燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
A. 青铜铺首主要成分是铜锡合金 B. 透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C. 石质浮雕主要成分是碳酸钙 D. 青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
2. 高分子物质与我们生活息息相关。下列说法错误的是
A. 糖原(成分类似于淀粉)可转化为葡萄糖
B. 聚合物是的加聚物
C. 畜禽毛羽(主要成分为角蛋白)完全水解可以得到氨基酸
D. 聚合物的单体是和
3. 下列表示不正确的是
A. 中子数为10的氧原子:
B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
4. 以熔融盐为电解液,以含和等的铝合金废料为阳极进行电解,实现的再生。该过程中
A. 阴极发生的反应为 B. 阴极上被氧化
C. 在电解槽底部产生含的阳极泥 D. 阳极和阴极的质量变化相等
5. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C. 图③装置用于测定中和反应的反应热
D. 图④装置用于制备乙酸乙酯
6. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 超重水()所含的电子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 过量C与充分反应转移电子数目为
D. 与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
B. 用绿矾()将酸性工业废水中的转化为
C. 用溶液能有效除去误食的
D. 用溶液将水垢中的转化为溶于酸的:
8. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
9. 橙花和橙叶经水蒸气蒸馏可得精油,X和Y是该精油中的两种化学成分。下列说法错误的是
A. X存在2个手性碳原子 B. X的脱水产物中官能团种类数大于2
C. Y不存在顺反异构体 D. Y在酸性条件下的水解产物属于羧酸和醇
10. 下列实验中,对应的现象以及结论都正确但两者不具有因果关系的是
选项
实验
现象
结论
A
向Na2CO3溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入硅酸钠溶液中
产生白色浑浊
酸性:盐酸>碳酸>硅酸
B
向某溶液中加入Cu和浓H2SO4
铜片溶解,试管口有红棕色气体产生
原溶液中含有NO
C
将镁片投到NH4Cl溶液中
产生大量气泡
NH4 Cl水解,溶液呈酸性
D
向浓度均为0.1 mol/L的MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入氨水
先出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
A. A B. B C. C D. D
11. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向溶液中加入溶液
黄色溶液变橙色
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体,分解达到平衡后再充入
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
C
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向乙酸乙酯中加入溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
12. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
13. 已知298K,101kPa时,。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为,关系如图所示。下列说法错误的是
A. T1>T2
B. T1下反应达到平衡时
C. 使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D. 使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
14. 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于溶液
D. 中提供电子对与形成配位键
15. 部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A. 若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B. 在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C. 加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D. 若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
16. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是
A. 电池总反应为
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入
D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
17. 侯德榜为我国纯碱工业发展做出了重要贡献。某兴趣小组开展如下探究:
I.在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置如下图所示。
(1)装置I中反应的离子方程式为_______。装置II洗气瓶中盛有_______溶液(填化学式)。写出纯碱在生产生活中一种用途_______。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为_______。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于_______(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B. C. D.
II.探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)①由_______(填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是_______(用含和的代数式表示)。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温,_______。
甲同学补充做了一个实验,测定_______,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
18. 金属铟(In)因其优异性能,被广泛地应用于高新技术领域,某工厂从金属冶炼过程中产生的金属废渣(、、及少量不与酸反应的杂质)中回收铟的流程如下:
已知信息:①的性质与相似。
②室温下:,。
③溶液中某离子浓度小于,认为该离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“操作1”为_______。
(2)“中和”时加入,生成红褐色沉淀并有气体产生,该过程主要反应的离子方程式为_______。
(3)“酸浸2”后溶液中浓度为,则加入进行“中和”时,调节范围为_______。
(4)“电解”时,粗铟接直流电源的_______(填“正极”或“负极”)。
(5)可以与形成配合物,中含有键的数目为_______。
(6)磷化铟晶体的载流子迁移率大,可用于制造高速电子器件,如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为)如下图所示,其化学式为_______;以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,图中a原子的分数坐标为,则原子的分数坐标为_______;设为阿伏加德罗常数的值,则其晶体的密度为_______。
19. 银氨溶液(Tollens试剂)具有弱氧化性,能与醛发生银镜反应,通常用来鉴别醛和酮。
(1)乙醛的银镜反应a:
已知:
①反应a的_______。(用表示)
②乙酸的沸点明显高于乙醛,其可能原因是_______。
(2)实验室现取的溶液,边振荡边逐滴加入的稀氨水,产生少量白色沉淀,继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止,制得银氨溶液。
①在银氨溶液中继续滴加稀氨水,测得溶液中的物质的量分数随溶液中变化的关系如图所示。已知:忽略的水解,且溶液中的的总浓度以表示(下同);
络合物的累积生成常数可衡量金属离子M与配体L形成的络合物的稳定性。
由此分析,计算_______。
②下列说法正确的是_______。
A. 中含有键
B. 曲线A表示的变化趋势
C. 向银氨溶液中通入,溶液中减小
D. 在银氨溶液中,
(3)在(2)银氨溶液配制过程中测定溶液随氨水加入体积增加的变化曲线,如图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解,溶液中。
①此时溶液中_______。
②计算此时溶液中的的近似浓度(写出计算过程,保留两位有效数字,)。
________
③此时溶液中的物质的量浓度大小关系为_______。
20. 非天然氨基酸是一种重要的药物中间体,其合成路线之一如下:
(1)写出A含有的官能团的名称_______。
(2)原子利用率为,C的结构简式为_______。
(3)E中碳原子的杂化方式有_______。
(4)根据的机构特征,分析其化学性质,完成下表
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
_______
_______
消去反应
②
浓氢溴酸、加热
_______
_______
(5)写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式_______。
①含苯环且苯环只有一个取代基;
②红外光谱显示含氧官能团只有和;
③核磁共振氢谱显示有6组峰,峰面积比为。
(6)参照上述合成路线,设计以苯甲醛()为主要原料制备的合成路线(其他原料、试剂任选)。
①第一步反应是参与的反应,化学方程式为___________。
②最后一步反应的有机反应物为___________(写结构简式)。
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广州市真光中学2025届高三期末测试
高三化学
本试卷共9页,满分:100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 In-115
一、单选题
1. 燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
A. 青铜铺首主要成分是铜锡合金 B. 透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C. 石质浮雕主要成分是碳酸钙 D. 青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
【答案】D
【解析】
【详解】A.青铜铺首是青铜器,青铜的主要成分是铜锡合金,A正确;
B.透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸盐,B正确;
C.石质浮雕是汉白玉,汉白玉的主要成分是碳酸钙,C正确;
D.青花釉里红瓷盖罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸盐,D错误;
故选D。
2. 高分子物质与我们生活息息相关。下列说法错误的是
A. 糖原(成分类似于淀粉)可转化为葡萄糖
B. 聚合物是的加聚物
C. 畜禽毛羽(主要成分为角蛋白)完全水解可以得到氨基酸
D. 聚合物的单体是和
【答案】D
【解析】
【详解】A.成分类似于淀粉的糖原一定条件下能发生水解反应最终生成葡萄糖,故A正确,
B.乙烯分子中含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成高聚物聚乙烯,故B正确;
C.畜禽毛羽的主要成分为角蛋白,一定条件下能完全水解生成氨基酸,故C正确;
D.由结构简式可知,聚合物的单体是和HOCH2CH2OH,故D错误;
故选D。
3. 下列表示不正确的是
A. 中子数为10的氧原子:
B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.质子数为8,质量数为18,根据质量数=质子数+中子数,可算得中子数为10,A说法正确;
B.中心原子S价层电子对数:,其价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形,B说法正确;
C.为离子化合物,其电子式表示形成过程:,C说法正确;
D.有机物主链上有6个碳原子,第2、4号碳原子上连有甲基,命名为:2,4-二甲基己烷,D说法错误;
答案选D。
【点睛】
4. 以熔融盐为电解液,以含和等的铝合金废料为阳极进行电解,实现的再生。该过程中
A. 阴极发生的反应为 B. 阴极上被氧化
C. 在电解槽底部产生含的阳极泥 D. 阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【解析】
【分析】根据电解原理可知,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,该题中以熔融盐为电解液,含和等的铝合金废料为阳极进行电解,通过控制一定的条件,从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应,分别生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不参与反应,阴极区Al3+得电子生成Al单质,从而实现Al的再生,据此分析解答。
【详解】A.阴极应该发生得电子的还原反应,实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;
B.Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;
C.阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;
D.因为阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误;
故选C。
5. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C. 图③装置用于测定中和反应的反应热
D. 图④装置用于制备乙酸乙酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.图①装置没有加热装置,不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,A错误;
B.利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液,装置和操作正确,B正确;
C.图③装置用于测定中和反应的反应热,温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用,装置密封、隔热保温效果好,C正确;
D.图④装置用于制备乙酸乙酯,导管末端不伸入液面下,利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯,D正确;
故选A。
6. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 超重水()所含的电子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 过量C与充分反应转移电子数目为
D. 与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.超重水(为)所含的电子为0.1mol×10=1mol,电子数目为,A正确;
B.次氯酸根离子为弱酸根离子,水溶液中部分水解生成次氯酸和氢氧根离子,故溶液中的数目小于,B错误;
C.过量C与充分生成硅单质和CO,硅化合价由+4变为0,则反应转移电子数目为4,C错误;
D.甲烷与氯气发生取代反应为连锁反应,同时得到四种氯代产物和HCl,结合氯守恒,与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为,D错误;
故选A。
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
B. 用绿矾()将酸性工业废水中的转化为
C. 用溶液能有效除去误食的
D. 用溶液将水垢中的转化为溶于酸的:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气氧化苦卤得到溴单质,发生置换反应,离子方程式正确,A正确;
B.可以将氧化成,离子方程式正确,B正确;
C.结合生成沉淀,可以阻止被人体吸收,离子方程式正确,C正确;
D.与反应属于沉淀的转化,不能拆分,正确的离子方程式为CaSO4+=CaCO3+,D错误;
本题选D。
8. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【详解】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
9. 橙花和橙叶经水蒸气蒸馏可得精油,X和Y是该精油中的两种化学成分。下列说法错误的是
A. X存在2个手性碳原子 B. X的脱水产物中官能团种类数大于2
C. Y不存在顺反异构体 D. Y在酸性条件下的水解产物属于羧酸和醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.连接四种不同基团的碳为手性碳原子,如图,X中含有2个手性碳原子,故A正确;
B.X中醇羟基发生消去反应脱去一分子水,脱水产物为,只有碳碳双键这一种官能团,故B错误;
C.Y分子中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个相同的原子或原子团,所以不存在顺反异构,故C正确;
D.Y在酸性条件下的水解产物为HCOOH、,HCOOH含羧基属于羧酸、含羟基属于醇,故D正确;
故选:B。
10. 下列实验中,对应的现象以及结论都正确但两者不具有因果关系的是
选项
实验
现象
结论
A
向Na2CO3溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入硅酸钠溶液中
产生白色浑浊
酸性:盐酸>碳酸>硅酸
B
向某溶液中加入Cu和浓H2SO4
铜片溶解,试管口有红棕色气体产生
原溶液中含有NO
C
将镁片投到NH4Cl溶液中
产生大量气泡
NH4 Cl水解,溶液呈酸性
D
向浓度均为0.1 mol/L的MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入氨水
先出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 浓盐酸具有挥发性,生成的体中混有HCl, HCl也可以与硅酸钠溶液反应,所用不能得出正确结论,A符合题意;
B. 向某溶液中加入Cu和浓H2SO4,试管口有红棕色体产生,此气体为NO2,说明溶液中含有NO,B不符合题意;
C. 将镁片投到NH4Cl溶液中产生大量气泡,说明NH4Cl水解使溶液呈酸性,C不符合题意;
D. Ksp小的先沉淀,向浓度均为0.1 mol/L的MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀,说明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],D不符合题意;
故选A。
11. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向溶液中加入溶液
黄色溶液变橙色
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体,分解达到平衡后再充入
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
C
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向乙酸乙酯中加入溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 在K2CrO4溶液中存在平衡 ,且该溶液具有氧化性,HBr具有还原性,向溶液中加入溶液,可发生氧化还原反应生成Br2使溶液变为橙色,干扰探究浓度对化学平衡的影响,A错误;
B.反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体,分解达到平衡后再充入,不能改变反应混合物中各组分的浓度,因此气体颜色不变,但是不能由此得到改变压强平衡不移动的结论,因为容器的体积没有改变,B错误;
C.反应为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C正确;
D.催化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动,D错误;
答案选C。
12. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
故选C。
13. 已知298K,101kPa时,。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为,关系如图所示。下列说法错误的是
A. T1>T2
B. T1下反应达到平衡时
C. 使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D. 使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大,即T1到T2平衡正向移动,而结合题干方程式可知,该反应正反应是一个放热反应,即降低温度平衡才是正向移动,即T1>T2,A正确;
B.T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25mol/L,即CO2的浓度改变量为:0.40mol/L-0.25mol/L=0.15mol/L,结合变化量之比等于化学计量系数之比可知,T1下反应达到平衡时,B正确;
C.在温度均为T1时,使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即催化剂1时的反应速率比催化剂2的更慢,说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大,C正确;
D.催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间是相同的,但温度不同,反应速率也不同,说明催化剂2和催化剂3的反应历程不相同,才能保证在不同温度下达到相同的平衡时间,D错误;
故答案为:D。
14. 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于溶液
D. 中提供电子对与形成配位键
【答案】A
【解析】
【分析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,则W为C元素;每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,由于配合物中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个不成对电子,其价电子排布式为,Z为Fe元素,为。
【详解】A.W、X、 Y、Z四种元素的单质中,N元素的单质形成分子晶体,Mg和Fe均形成金属晶体,C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A不正确;
B.X的简单氢化物是,其中心N原子价层电子对数为3+,N原子轨道杂化类型为,B正确;
C.Y的氢氧化物是,其属于中强碱,其难溶于水,难溶于溶液,但是,由于电离产生的可以破坏的沉淀溶解平衡,因此可以溶于溶液,C正确;
D.中的C原子提供孤电子对与形成配位键,D正确;
综上所述,本题选A。
15. 部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A. 若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B. 在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C. 加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D. 若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
【答案】B
【解析】
【详解】A.若a在沸水中可生成e,此时a为Mg,e为Mg(OH)2,即f为镁盐,a→f的反应有多种,可能为,该反应属于置换反应,可能为,该反应属于化合反应,综上a→f的反应不一定是化合反应,故A错误;
B.e能转化为d,此时e为白色沉淀,d为红褐色沉淀,说明在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化,故B正确;
C.由题意得,此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为胶体,c应为铁盐,加热铁盐的饱和溶液,也有可能直接得到沉淀,故C错误;
D.假设b为Al2O3,即d为,c为铝盐,Al2O3、与稀盐酸反应均生成铝盐,此时组成a的元素为Al,位于周期表p区;假设b为Fe2O3,即d为,c为铁盐,Fe2O3、与稀盐酸反应均生成铁盐,此时组成a的元素为Fe,位于周期表d区,故D错误;
故选B。
16. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是
A. 电池总反应为
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入
D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【解析】
【分析】由题中信息可知,b电极为负极,发生反应,然后再发生;a电极为正极,发生反应,在这个过程中发生的总反应为。
【详解】A.由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的在a电极上得电子生成,电极反应式为;b电极为电池负极, 在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为,则电池总反应为,A正确;
B.b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为,在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;
C.根据反应可知,参加反应时转移2 mol电子,的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;
D.原电池中阳离子从负极移向正极迁移,故迁移方向为b→a,D正确。
综上所述,本题选C。
17. 侯德榜为我国纯碱工业发展做出了重要贡献。某兴趣小组开展如下探究:
I.在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置如下图所示。
(1)装置I中反应的离子方程式为_______。装置II洗气瓶中盛有_______溶液(填化学式)。写出纯碱在生产生活中一种用途_______。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为_______。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于_______(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B. C. D.
II.探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)①由_______(填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是_______(用含和的代数式表示)。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温,_______。
甲同学补充做了一个实验,测定_______,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
【答案】(1) ①. CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O ②. 饱和NaHCO3溶液 ③. 用作洗涤剂
(2)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl (3)B
(4) ①. < ②. -1<或-1<<A2 ③. 从升温,水解程度增大,水电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大 ④. 测定40℃时,纯水的pH
【解析】
【分析】装置Ⅰ制备二氧化碳,装置Ⅱ除二氧化碳中的氯化氢,装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤出碳酸氢钠、洗涤、干燥后在坩埚中灼烧得碳酸钠。
【小问1详解】
装置I中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。装置II的作用是除二氧化碳中的氯化氢,洗气瓶中盛有饱和NaHCO3溶液。纯碱在生产生活中一种用途用作洗涤剂。
【小问2详解】
反应一段时间,装置Ⅲ中试管内氯化钠、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
【小问3详解】
在坩埚中灼烧固体,将固体置于坩埚,在300℃下加热可制到纯碱,选B。
【小问4详解】
①25℃时,纯水呈中性,pH=7;溶液呈碱性pH>7,由<可说明,溶液水解呈碱性;实验2中溶液浓度为,实验3中溶液浓度为,稀释10倍,pH差小于1,说明稀释促进水解,在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是-1<或-1<<A2。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温,水解程度增大,水电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大,pH减小,所以实验结果为。
甲同学补充做了一个实验,测定40℃时,纯水的pH,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
18. 金属铟(In)因其优异性能,被广泛地应用于高新技术领域,某工厂从金属冶炼过程中产生的金属废渣(、、及少量不与酸反应的杂质)中回收铟的流程如下:
已知信息:①的性质与相似。
②室温下:,。
③溶液中某离子浓度小于,认为该离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“操作1”为_______。
(2)“中和”时加入,生成红褐色沉淀并有气体产生,该过程主要反应的离子方程式为_______。
(3)“酸浸2”后溶液中浓度为,则加入进行“中和”时,调节范围为_______。
(4)“电解”时,粗铟接直流电源的_______(填“正极”或“负极”)。
(5)可以与形成配合物,中含有键的数目为_______。
(6)磷化铟晶体的载流子迁移率大,可用于制造高速电子器件,如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为)如下图所示,其化学式为_______;以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,图中a原子的分数坐标为,则原子的分数坐标为_______;设为阿伏加德罗常数的值,则其晶体的密度为_______。
【答案】(1)蒸发浓缩冷却结晶,过滤洗涤干燥
(2)3+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
(3)3.0≤pH<5.0
(4)正极 (5)10
(6) ①. InP ②. ③.
【解析】
【分析】废渣在pH值5.0~5.4之间酸浸,ZnO溶于硫酸得到ZnSO4溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O;浸渣1是Fe2O3和In2O3及不溶于酸的杂质,再酸浸2,得到浸渣2是不溶于酸的杂质,溶液用Na2CO3中和,得到浸渣3是Fe(OH)3沉淀,溶液中的In3+被Zn还原得到粗铟,最后电解精炼得到精铟。
【小问1详解】
操作1是从溶液中得到ZnSO4·7H2O晶体,具体操作为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
【小问2详解】
“中和”时加入,Fe3+与发生双水解反应,生成红褐色沉淀Fe(OH)3和CO2气体,该过程主要反应的离子方程式为: 3+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
【小问3详解】
“酸浸2”后溶液中浓度为,则加入进行“中和”时,让Fe3+完全沉淀,浓度小于等于10-5mol/L,=c(Fe3+)×c3(OH-),10-5×c3(OH-)=1.0×10-38,得出c(OH-)≥10-11mol/L,c(H+)≤10-3mol/L,≥3,浓度为不沉淀,= c(In3+)×c3(OH-),0.1×c3(OH-)=1.0×10-28,得出c(OH-)<10-9mol/L,c(H+)>10-5mol/L,<5,调节范围为:3.0≤pH<5.0;
【小问4详解】
粗铟电解精炼时,粗铟做阳极,精铟做阴极,粗铟接直流电源的正极;
【小问5详解】
中硫氧键为8NA,配位键为2NA,含有键的数目为10NA;
【小问6详解】
P原子位于立方晶胞的顶角和面心,1个晶胞中含有P的个数为8×+6×=4个,In都位于内部有4个,化学式为InP;b的坐标分数;晶体的密度为g/cm3= g/cm3。
19. 银氨溶液(Tollens试剂)具有弱氧化性,能与醛发生银镜反应,通常用来鉴别醛和酮。
(1)乙醛的银镜反应a:
已知:
①反应a的_______。(用表示)
②乙酸的沸点明显高于乙醛,其可能原因是_______。
(2)实验室现取的溶液,边振荡边逐滴加入的稀氨水,产生少量白色沉淀,继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止,制得银氨溶液。
①在银氨溶液中继续滴加稀氨水,测得溶液中的物质的量分数随溶液中变化的关系如图所示。已知:忽略的水解,且溶液中的的总浓度以表示(下同);
络合物的累积生成常数可衡量金属离子M与配体L形成的络合物的稳定性。
由此分析,计算_______。
②下列说法正确的是_______。
A. 中含有键
B. 曲线A表示的变化趋势
C. 向银氨溶液中通入,溶液中减小
D. 在银氨溶液中,
(3)在(2)银氨溶液配制过程中测定溶液随氨水加入体积增加的变化曲线,如图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解,溶液中。
①此时溶液中_______。
②计算此时溶液中的的近似浓度(写出计算过程,保留两位有效数字,)。
________
③此时溶液中的物质的量浓度大小关系为_______。
【答案】(1) ①. ②. 乙酸的分子结构中含有羟基,分子间能形成氢键
(2) ①. ②. CD
(3) ①. 0.10 ②. 根据元素质量守恒,此时溶液中,,则,解得 ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应a的反应热;乙酸的分子结构中含有羟基,分子间能形成氢键,故沸点明显高于乙醛;
故答案为:;乙酸的分子结构中含有羟基,分子间能形成氢键;
【小问2详解】
根据图像分析,曲线A为、曲线B为的物质的量分数随溶液中变化,时,与的物质的量分数相等,则,;
A.1个含有2个配位键和6个N-H键,则中含有键,A项错误;
B.由分析可知,曲线A表示的变化趋势,B项错误;
C.向银氨溶液中通入,根据图像可知,随溶液中增大,物质的量分数增大,的物质的量分数减小,则减小,C项正确;
D.在银氨溶液中,存在电荷守恒,银氨溶液显碱性,则,D项正确;
故答案为CD;
【小问3详解】
①C点加入的氨水体积为5mL,忽略溶液体积变化,总体积为30mL,根据元素质量守恒,;
②根据元素质量守恒,此时溶液中,,则,解得;
③C点对应溶液的,则,,,故。
20. 非天然氨基酸是一种重要的药物中间体,其合成路线之一如下:
(1)写出A含有的官能团的名称_______。
(2)原子利用率为,C的结构简式为_______。
(3)E中碳原子的杂化方式有_______。
(4)根据的机构特征,分析其化学性质,完成下表
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
_______
_______
消去反应
②
浓氢溴酸、加热
_______
_______
(5)写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式_______。
①含苯环且苯环只有一个取代基;
②红外光谱显示含氧官能团只有和;
③核磁共振氢谱显示有6组峰,峰面积比为。
(6)参照上述合成路线,设计以苯甲醛()为主要原料制备的合成路线(其他原料、试剂任选)。
①第一步反应是参与的反应,化学方程式为___________。
②最后一步反应的有机反应物为___________(写结构简式)。
【答案】(1)醛基、羧基
(2) (3)
(4) ①. 浓硫酸、加热 ②. ③. ④. 取代反应
(5) (6) ①. ②.
【解析】
【分析】合成氨基酸的流程为:将A:发生与加成反应,然后碱化生成B:,B和C发生加成反应生成D:,结合D的结构,C为:,D先加碱加热发生消去反应,然后酸化生成E:,E与发生还原反应生成最终产品AHPA:,据此信息解答。
【小问1详解】
A的结构为:,含有的官能团名称分别为:醛基、羧基。
【小问2详解】
由B:与C反应得到D:,根据原子利用率为,可得到C的结构简式为:。
【小问3详解】
E的结构简式为:,其中苯环和碳碳双键的碳原子杂化方式为,饱和碳原子杂化方式为。
【小问4详解】
在AHPA:中含有氨基、醇羟基和羧基,同时具有氨基、醇和羧酸的性质;
①AHPA发生消去反应属于醇的性质,则反应试剂、条件分别为浓硫酸、加热;同时AHPA中的氨基显碱性,还能与浓硫酸发生反应,因此反应形成的新结构为:;
②AHPA中的羟基会和浓氢溴酸在加热后发生取代反应,得到卤代烃的衍生物,氨基显碱性会与氢溴酸发生反应,因此反应形成的新结构为:。
【小问5详解】
的化学式为:,则满足下列条件的的同分异构体
①含苯环且苯环只有一个取代基:则剩余的4个C原子组成一个取代基;
②红外光谱显示含氧官能团只有和:共3个O原子,1个N原子,用了1个N和1个O,则剩余的2个O要形成2个才够;
③核磁共振氢谱显示有6组峰,峰面积比为:因只有一个取代基,则苯环氢原子有3组,面积比为,剩余的C原子与2个和1个,只能是才能满足,则满足上列条件的的同分异构体为:。
【小问6详解】
根据题目要求,苯甲醛()在碱性条件下与加成反应生成,然后在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成,最后发生加聚反应得到目标产物;合成路线为:;根据以上信息回答以下问题。
①第一步反应是参与的反应,根据流程得反应的化学方程式为:;
②最后一步反应的有机反应物的结构简式为:。
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