内容正文:
绝密★启用前
辽宁省名校联盟2025年高三3月份联合考试
化学(考后强化版)
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Br 80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 打造特色产业是持续推进乡村振兴战略的重要举措。下列说法正确的是
A. 吉林的雾凇闻名中国,雾是一种气溶胶,光束透过大雾可观察到丁达尔效应
B. 辽宁锦州满族刺绣是国家级非物质文化遗产,刺绣以家织布为底衬,制作家织布的棉花属于再生纤维
C. 红腐乳是吉林特产,制作红腐乳时添加的谷氨酸钠是防腐剂
D. 黑龙江安达市以奶酪为载体打造畜牧产业链,奶酪的主要成分属于糖类
2. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是
A. 基态铬原子的简化电子排布式:[Ar]3d44s2
B. 可表示原子、阳离子以及阴离子
C. 可表示乙烷
D. Cl2中化学键的电子云轮廓图:
3. 下列叙述正确的是
A.图①装置可用于干燥氯气
B.图②装置可用于制取氨气
C.图③操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡
D.图④装置可用于制备晶体
A. A B. B C. C D. D
4. 制备(S呈+2价)的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 参与反应,转移电子的数目为
B. 25℃、101kPa条件下,的分子数为
C. 由()与()组成的混合物中所含共价键的数目为
D. 常温下,1LpH为5的溶液中,由水电离出的数目为
5. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不正确或不具有对应关系的是
选项
劳动项目
化学知识
A
在金属制品表面刷漆
保护金属制品不被腐蚀
B
用珍珠做饰品
珍珠的主要成分是二氧化硅
C
处理废铁时先用热碱溶液清洗
除去废铁表面的油污
D
将金刚石制成切割工具
金刚石硬度大
A. A B. B C. C D. D
6. 某小组为了探究紫红色与草酸反应的产物,设计实验如下(夹持装置及尾气处理装置已略去):
按如图装置进行实验,观察到装置a中剧烈反应,产生大量气泡和黑色固体,用带火星的木条放在e管口处,木条复燃;装置b中澄清石灰水变浑浊。已知难溶于水。下列叙述正确的是
A. 装置c中的现象是溶液变蓝色
B. 由装置b中现象可推知,有生成
C. 由e处现象可证明草酸被氧化
D. 可用稀硝酸、KSCN溶液确定装置a中产生黑色固体的成分
7. 我国科研人员报导了识别的新型荧光探针L,其合成路线如下。已知:有芳香性,属于芳香环。
下列说法错误的是
A. P、Q和L中的碳原子均可能处于同一平面
B. P、Q和L均可能存在分子内氢键
C. L芳香环上氢原子发生氯代时,一氯代物有9种
D. P与互为同系物
8. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入几滴溶液
产生白色浑浊
溶液使鸡蛋清溶液盐析
B
向溴乙烷中加入NaOH溶液并加热一段时间,冷却后滴加溶液
产生淡黄色沉淀
溴乙烷在碱性条件下水解
C
加热浓硫酸、NaCl固体与固体的混合物
产生黄绿色气体
浓硫酸具有强氧化性
D
向溶液中滴加溶液
产生白色沉淀
与发生复分解反应生成
A. A B. B C. C D. D
9. 某科研组研究催化烷烃脱氢反应的机理(其过程如图所示),建立起系统的非金属催化反应理论体系,切实推动了绿色非金属纳米催化领域的发展。下列有关催化烷烃脱氢过程分析错误的是
A. 生成时总反应方程式为
B. 是反应的催化剂,、等均是反应的中间产物
C. 中碳碳双键比中碳碳单键的键长要长
D. 反应中O元素及部分C元素价态有变化
10. 用氧化烟气中的时,发生反应:。现向2L密闭容器中通入和发生上述反应,的浓度随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
B. 时刻,可能向容器中充入了一定量的
C. 时刻后,的平衡转化率为75%
D. 正反应速率:
11. X、Y、Z、M、W为原子半径依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数等于M的K、L层电子数之和;X、W的最外层电子数均等于M的K、L层电子数之差;考古研究中常利用Z的一种同位素测定分析古代人类食物结构。下列有关说法错误的是
A. 离子半径:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 最高价含氧酸的酸性:
D. 、的空间结构分别为三角锥形和平面三角形
12. 某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的实验如下。向一定浓度的酸性溶液中不断通入,在电极上生成尿素,其中双极膜中间层的解离为和,并在直流电场力作用下分别向两极迁移。电解原理如图所示,下列有关说法错误的是
A. 电极M为阴极,电极反应式为
B. 理论上每转移,阳极室质量减少8g
C. 若阳极室电解质溶液呈碱性,电解过程中pH逐渐降低
D. 膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
13. 重晶石的主要成分是,我国学者以重晶石为原料设计氯化钡晶体和羰基硫的联合生产以实现节能减排,其工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “焙烧”反应中转移电子的物质的量为
B. “操作”过程中需持续通入
C. 气体2的主要成分为和
D. 先将硫黄汽化,有利于提高合成反应的产率
14. 贮氢合金的多功能应用,特别是贮氢合金在电池领域的工业化,激起了人们对贮氢合金的高度重视。以下为La-Ni相(p图所示)及La-Mg-Ni相(p图的m、n结构中顶点的La被Mg代替)形成的两种晶体的晶胞结构(已知:La、Ni原子半径分别为,,La-Ni相晶胞参数为,相晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为),下列有关说法错误的是
A. 相的化学式为
B. 相的晶胞密度为
C. 相中原子空间利用率为
D. 相中与Mg等距且最近的Mg有12个
15. 常温下,在、和HR混合液中滴加NaOH溶液,pM与pH关系如图所示。已知:,M代表或。该条件下,。
下列叙述正确的是
A. Y代表,Z代表
B. 常温下,
C. 在含的溶液中滴加稀NaOH溶液先生成
D. 常温下,的平衡常数K为1000
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 碳酸锂和氧化钴均是电池行业的基础原料。从某废锂电池(工作原理为)正极材料中回收碳酸锂和氧化钴的工业流程如下:
已知:①废锂电池正极由Li1-xCoO2附着在铝箔上构成;
②常温下,Ksp(CoC2O4)=4.0×10-6;溶液中离子浓度≤10-5 mol/L时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)从原料回收效率角度分析,若拆解前未进行“放电处理”会造成的后果为_______;放电时负极反应式为_______。
(2)能提高“正极碱浸”效率的具体操作为_______(任写2条)。
(3)“酸浸”时发生反应的化学方程式为_______;工业上进行“酸浸”工序时需要控制温度为40℃,原因为_______。
(4)若所得“滤液2”中c(Co2+)=0.1 mol/L,则完全沉淀Co2+,需要加入的等体积(NH4)2C2O4溶液的浓度不低于_______(溶液混合时体积变化忽略不计)。
(5)在空气中“煅烧”CoC2O4的化学方程式为_______。
(6)由滤液3中沉淀Li2CO3后,洗涤时用热水而不用冷水的原因可能为_______。
17. 2,6-二溴吡啶()是合成阿伐斯汀的中间体。实验室制备2,6-二溴吡啶的装置如下(部分加热及夹持装置已省略):
实验步骤:①在三颈瓶中加入74.2g(相当于0.5mol)2,6-二氯吡啶、105.0g无水乙酸(沸点),充分溶解;②加热三颈瓶至,缓慢通入245g(相当于3.0mol)溴化氢气体,充分反应;③利用如下装置将所得反应液减压蒸馏(其中毛细玻璃管连通空气使少量空气进入,螺口夹能调节空气进气量)回收52.4g冰醋酸,冷却至室温,析出结晶,经操作Y得到母液,再回收溶剂,冷却,析出结晶,经操作Y,合并两次结晶,空气干燥,得到111.1g产品。
回答下列问题:
(1)盛装五氧化二磷的仪器的名称是_______。装置B的作用是_______。
(2)装置A中生成两种酸式盐且两种盐的物质的量之比为,写出装置A中发生反应的化学方程式:_______。
(3)装置C的加热方式宜选择_______(填字母)。
a.热水浴加热 b.直接加热 c.油浴加热 d.沙浴加热
(4)操作Y需要用到的玻璃仪器有_______(填名称)。
(5)减压蒸馏时,毛细玻璃管的主要作用是_______,和普通蒸馏装置相比较,克氏蒸馏头的优点是_______。收集溶剂时温度计示数_______(填“高于”“低于”或“等于”)。
(6)该上述实验的理论产率约为_______(填字母)。
a.75.6% b.87.4% c.93.8% d.96.5%
(7)已知某些环状结构及单双键交替的共轭结构可以形成大键,大键可用符号表示,其中n代表参与形成大键的原子数,m代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则2,6-二溴吡啶()中的大键应表示为_______。
18. 丙烯是重要的化工原料,时,耦合丙烷制备丙烯发生如下反应:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
(1)部分化学键的键能如下,计算_______。
化学键
能量/()
344
436
615
409.25
463
(2)丙烷直接脱氢也可制备丙烯,发生反应Ⅲ: ,在压强为的恒压容器中分别通入丙烷和进行反应Ⅰ、丙烷进行反应Ⅲ,的平衡转化率随温度的变化如图所示。
①_______0(填“>”或“<”),b点正反应速率和c点逆反应速率的大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。
②a点的平衡转化率比b点高的原因为_______。
③根据图示计算,800K时b点曲线对应反应的平衡常数_______kPa。
(3)研究表明,在Pt催化剂表面发生直接脱氢制备的反应机理如下:
步骤1.;
步骤2.;
步骤3._______;
步骤4.;
步骤5.。
①请补全步骤3:_______。
②实验表明在催化剂表面直接脱氢,的选择性低,结合反应历程图解释其原因:_______,如果对Pt催化剂活性位点进行调节可解决这一问题。
19. 有机物F是制备某种抗病毒药物的中间体,其合成路线如下:
已知:(X代表卤原子,R、均为烃基或氢原子)。
回答下列问题:
(1)A的名称为_______;反应②需要加入的试剂为_______。
(2)①和④的反应类型分别为_______、_______。
(3)反应③的化学方程式为_______。
(4)酸性:D_______(填“>”或“<”)乙酸,原因为_______。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.苯环上只有1个取代基
ⅱ.能与溶液反应生成
ⅲ.1mol该物质能与足量Na反应生成
其中,含有两个手性碳的同分异构体的结构简式为_______(任写1种)。
(6)如下图,其中M和N的结构简式为_______和_______。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
绝密★启用前
辽宁省名校联盟2025年高三3月份联合考试
化学(考后强化版)
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Br 80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 打造特色产业是持续推进乡村振兴战略的重要举措。下列说法正确的是
A. 吉林的雾凇闻名中国,雾是一种气溶胶,光束透过大雾可观察到丁达尔效应
B. 辽宁锦州满族刺绣是国家级非物质文化遗产,刺绣以家织布为底衬,制作家织布的棉花属于再生纤维
C. 红腐乳是吉林特产,制作红腐乳时添加的谷氨酸钠是防腐剂
D. 黑龙江安达市以奶酪为载体打造畜牧产业链,奶酪的主要成分属于糖类
【答案】A
【解析】
【详解】A.雾是水蒸气在空气中形成的一种气溶胶,具有胶体的性质,能够使光线发生散射作用而沿直线传播,故光束透过大雾可观察到丁达尔效应,A项正确;
B.棉花的主要成分是纤维素,属于天然纤维,B项错误;
C.味精的化学名称为谷氨酸钠,可以增加食品的鲜味,是一种常见的增味剂,C项错误;
D.奶酪的主要成分是蛋白质,不属于糖类,D项错误;
选A。
2. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是
A. 基态铬原子的简化电子排布式:[Ar]3d44s2
B. 可表示原子、阳离子以及阴离子
C. 可表示乙烷
D. Cl2中化学键的电子云轮廓图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cr是24号元素,根据构造原理,可知基态铬原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1,A错误;
B.当y=8时,则该微粒是核外有18个电子的粒子,x可能小于18、等于18,也可能大于18,因此该微粒可能为氯离子、硫离子、氩原子、钾离子、钙离子等,B正确;
C.由于原子半径:C>H,C原子有4个价电子,可以形成4个共价键,H原子只能形成1个共价键,因此可表示乙烷的球棍模型,C正确;
D.Cl是17号元素,Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,Cl2中两个Cl原子的最外层的2个3p电子以“头碰头”形成Cl-Cl单键为σ共价键,其化学键的电子云轮廓图为,D正确;
故合理选项是A。
3. 下列叙述正确的是
A.图①装置可用于干燥氯气
B.图②装置可用于制取氨气
C.图③操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡
D.图④装置可用于制备晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.碱石灰的成分为氧化钙和氢氧化钠,氯气能与氢氧化钠反应,故不能用碱石灰干燥氯气,A错误;
B.不能直接加热NH4Cl制备NH3,因为NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,试管口温度较低又会结合重新生成NH4Cl,B错误;
C.溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,需装在酸式滴定管中,不能装在碱式滴定管,C错误;
D.不溶于乙醇,故按图④装置可用于制备晶体,D正确;
答案选D。
4. 制备(S呈+2价)的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 参与反应,转移电子的数目为
B. 25℃、101kPa条件下,的分子数为
C. 由()与()组成的混合物中所含共价键的数目为
D. 常温下,1LpH为5的溶液中,由水电离出的数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据化学方程式可知,6mol得到的电子数为8mol,所以即0.3mol参与反应转移的电子数为,故A错误;
B.不是标准状况,25℃、101kPa条件下,的分子数小于,故B错误;
C.()与()中每个S原子平均形成一个共价键,32g该混合物中所含共价键数目为,故C正确;
D.铵根水解促进水的电离,常温下,1LpH为5的溶液中,由水电离出的数目为,故D错误;
故选C。
5. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不正确或不具有对应关系的是
选项
劳动项目
化学知识
A
在金属制品表面刷漆
保护金属制品不被腐蚀
B
用珍珠做饰品
珍珠的主要成分是二氧化硅
C
处理废铁时先用热碱溶液清洗
除去废铁表面的油污
D
将金刚石制成切割工具
金刚石硬度大
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.在金属制品表面刷漆,能隔绝金属制品与空气中的氧气、水等物质接触,从而保护金属制品不被腐蚀,A正确;
B.用珍珠做饰品,但珍珠的主要成分是碳酸钙,而不是二氧化硅,B错误;
C.纯碱水溶液因的水解而显碱性,且升高温度,水解程度增大,使溶液的碱性增强。油污能与碱性物质反应生成可溶性物质,因此处理废铁时先用热碱溶液清洗,除去废铁表面的油污,C正确;
D.金刚石是共价晶体,金刚石中的C-C共价键键长很短,键能很大,导致金刚石硬度大,所以可将金刚石制成切割工具,D正确;
故选B。
6. 某小组为了探究紫红色与草酸反应的产物,设计实验如下(夹持装置及尾气处理装置已略去):
按如图装置进行实验,观察到装置a中剧烈反应,产生大量气泡和黑色固体,用带火星的木条放在e管口处,木条复燃;装置b中澄清石灰水变浑浊。已知难溶于水。下列叙述正确的是
A. 装置c中的现象是溶液变蓝色
B. 由装置b中现象可推知,有生成
C. 由e处现象可证明草酸被氧化
D. 可用稀硝酸、KSCN溶液确定装置a中产生黑色固体的成分
【答案】A
【解析】
【分析】a中H2C2O4和K2FeO4发生氧化还原反应生成CO2、O2和黑色固体,CO2中混有挥发出来的H2C2O4也可使b中的澄清石灰水变浑浊,c中O2和KI反应生成I2和H2O,溶液变蓝色,d中浓硫酸干燥O2,据此解答。
【详解】A.装置a中产生氧气,装置c中发生的反应为,溶液变蓝色,A正确;
C.草酸会挥发,能与澄清石灰水产生沉淀,不能说明有产生,B错误;
C.木条复燃,说明H2C2O4和K2FeO4发生氧化还原反应生成了O2,不能说明H2C2O4中O元素化合价上升,不能证明草酸被氧化,C错误;
D.硝酸会氧化亚铁离子,不能确定黑色固体中是否含价、价铁,D错误;
故选A。
7. 我国科研人员报导了识别的新型荧光探针L,其合成路线如下。已知:有芳香性,属于芳香环。
下列说法错误的是
A. P、Q和L中的碳原子均可能处于同一平面
B. P、Q和L均可能存在分子内氢键
C. L芳香环上氢原子发生氯代时,一氯代物有9种
D. P与互为同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.、、碳氮双键、苯环、均为平面结构,且苯环对位4原子共直线,由于单键可以旋转,故P、Q和L中的碳原子均可能处于同一平面,故A正确;
B.P中羟基氢和醛基氧、Q中氨基氢和芳环氮、L中羟基氢和芳环氮均可形成分子内氢键,故B正确;
C.苯环和均是芳香环,由结构可知,L中苯环和上有9种不同化学环境的氢原子,即,故C正确;
D.P中有醛基,中没有醛基,即两者所含官能团不同,不互为同系物,故D错误;
故答案选D。
8. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入几滴溶液
产生白色浑浊
溶液使鸡蛋清溶液盐析
B
向溴乙烷中加入NaOH溶液并加热一段时间,冷却后滴加溶液
产生淡黄色沉淀
溴乙烷在碱性条件下水解
C
加热浓硫酸、NaCl固体与固体的混合物
产生黄绿色气体
浓硫酸具有强氧化性
D
向溶液中滴加溶液
产生白色沉淀
与发生复分解反应生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.属于重金属盐,能使蛋白质发生变性,A错误;
B.向溴乙烷中加入NaOH溶液并加热一段时间,冷却后直接滴加溶液,溶液会与NaOH溶液反应生成氢氧化银分解得到褐色沉淀,应先加稀硝酸酸化再滴加硝酸银,B错误;
C.,反应中表现氧化性的物质是,C错误;
D.向溶液中滴加溶液,发生反应:,该反应属于复分解反应,D正确;
故选D。
9. 某科研组研究催化烷烃脱氢反应的机理(其过程如图所示),建立起系统的非金属催化反应理论体系,切实推动了绿色非金属纳米催化领域的发展。下列有关催化烷烃脱氢过程分析错误的是
A. 生成时总反应方程式为
B. 是反应的催化剂,、等均是反应的中间产物
C. 中碳碳双键比中碳碳单键的键长要长
D. 反应中O元素及部分C元素价态有变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应过程可知,和O2反应生成和时,总反应方程式为,A正确;
B.此反应过程中先和发生反应,后续又生成,说明是催化剂,而、等均是反应的中间产物,B正确;
C.分子中两个成键原子的核间距离定义为键长,碳碳双键的键能大于碳碳单键,则碳碳双键的键长小于碳碳单键的键长,C错误;
D.反应中O元素化合价降低,部分C元素化合价升高,D正确;
故选C。
10. 用氧化烟气中的时,发生反应:。现向2L密闭容器中通入和发生上述反应,的浓度随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
B. 时刻,可能向容器中充入了一定量的
C. 时刻后,的平衡转化率为75%
D. 正反应速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中气体的总质量和总物质的量均不变,故混合气体的平均相对分子质量始终不变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.向容器中充入一定量的,会使平衡逆向移动,SO3的浓度在1.50mol/L的基础上会逐渐减小,与图像不符,B错误;
C.时刻前,的平衡转化率为=75%,时刻改变条件后的浓度增大但之后不发生变化,说明平衡并没有发生移动,因此时刻后,的平衡转化率依然为75%,C正确;
D.c点的浓度最大,且为平衡状态,因此正反应速率:,D错误;
故选C。
11. X、Y、Z、M、W为原子半径依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数等于M的K、L层电子数之和;X、W的最外层电子数均等于M的K、L层电子数之差;考古研究中常利用Z的一种同位素测定分析古代人类食物结构。下列有关说法错误的是
A. 离子半径:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 最高价含氧酸的酸性:
D. 、的空间结构分别为三角锥形和平面三角形
【答案】C
【解析】
【分析】考古研究中利用Z的同位素,测定分析古代人类食物结构,则Z为C,X、Y、Z、M、W为原子半径依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数等于M的K、L层电子数之和,K、L层电子数之和小于8,则M的第二层电子数小于6、为第二周期元素,M的半径比碳原子大,则M的原子序数小于6,X、W的最外层电子数均等于M的K、L层电子数之差,若M的L层电子数为3、则为B,X、W位于同一主族,W位于第三周期,X的半径最小,则说明X为H,W为Na,Y的最外层电子数为5,为N,均可满足,若M的L层电子数为1、则为Li,则Y为B,B的半径比C大,不符合题中原子半径的条件,综上,X为H,Y为N,Z为C,M为B,W为Na,
【详解】A.和的电子层数相等,核电荷数越大,半径越小,则离子半径:,A正确;
B.简单氢化物中,NaH为离子化合物,沸点最高,分子间可以形成氢键,沸点:,则简单氢化物的沸点:,B正确;
C.非金属性:,元素非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强,则最高价含氧酸酸性:,C错误;
D.中心原子价层电子对数为3+=4,中心原子价层电子对数为3+=3,、的空间结构分别为三角锥形和平面三角形,D正确;
故选C。
12. 某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的实验如下。向一定浓度的酸性溶液中不断通入,在电极上生成尿素,其中双极膜中间层的解离为和,并在直流电场力作用下分别向两极迁移。电解原理如图所示,下列有关说法错误的是
A. 电极M为阴极,电极反应式为
B. 理论上每转移,阳极室质量减少8g
C. 若阳极室电解质溶液呈碱性,电解过程中pH逐渐降低
D. 膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】装置图可知,N电极上氢氧根离子失电子生成O2,N为电解池的阳极,则M为电解池的阴极,a为原电池的负极,b为原电池的正极;
【详解】A.电极M为阴极,硝酸根发生还原反应生成,电极反应式为,A正确;
B.电极N上氢氧根离子失电子生成O2,电极反应式为,转移时,阳极室质量减少,同时有向阳极室迁移,质量增加17g,最终溶液质量增加9g,B错误;
C.阳极室发生反应:,消耗的数目应该等于迁移进入的的数目,但是生成水,使溶液中浓度减小,pH降低,C正确;
D.需向阴极迁移,因此膜X为阳离子交换膜,膜Y为阴离子交换膜,D正确;
故选B。
13. 重晶石的主要成分是,我国学者以重晶石为原料设计氯化钡晶体和羰基硫的联合生产以实现节能减排,其工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “焙烧”反应中转移电子的物质的量为
B. “操作”过程中需持续通入
C. 气体2的主要成分为和
D. 先将硫黄汽化,有利于提高合成反应的产率
【答案】D
【解析】
【分析】由流程可知,焙烧时发生BaSO4 (s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s),杂质SiO2也会与C发生反应产生SiC或Si单质,得到的产物经盐酸酸浸过滤后可得到滤液,主要成分为BaCl2和HCl,滤渣为Si单质,气体为H2S,再将滤液进行结晶即可得到氯化钡晶体,得到的H2S经过热解得到硫黄和H2,硫黄与焙烧产生的CO合成COS,据此分析解答。
【详解】A.未明确反应物用量,无法计算转移电子的物质的量,故A错误;
B.不水解,“操作”过程中无需持续通入,故B错误;
C.根据分析可知,气体2的主要成分为,故C错误;
D.将硫黄汽化,可增大反应物的接触面积,有利于提高合成反应的产率,故D正确;
故答案选D。
14. 贮氢合金的多功能应用,特别是贮氢合金在电池领域的工业化,激起了人们对贮氢合金的高度重视。以下为La-Ni相(p图所示)及La-Mg-Ni相(p图的m、n结构中顶点的La被Mg代替)形成的两种晶体的晶胞结构(已知:La、Ni原子半径分别为,,La-Ni相晶胞参数为,相晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为),下列有关说法错误的是
A. 相的化学式为
B. 相的晶胞密度为
C. 相中原子空间利用率为
D. 相中与Mg等距且最近的Mg有12个
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据均摊法计算,相晶胞中La的数目为,Ni的数目为16,因此化学式为,A正确;
B.如图,相晶胞结构内4个La被Mg代替,因此化学式为,晶胞的质量为,晶胞的体积为,故密度为,B正确;
C.已知:La、Ni原子半径分别为,,La-Ni相晶胞参数为,La原子的体积为,Ni原子的体积为,La-Ni相晶胞,相晶胞中La的数目为,Ni的数目为16,相中原子空间利用率为,C错误;
D.La、Mg的相对位置类似于金刚石碳原子分布位置,因此相中与Mg等距且最近的Mg有12个,D正确;
故选C。
15. 常温下,在、和HR混合液中滴加NaOH溶液,pM与pH关系如图所示。已知:,M代表或。该条件下,。
下列叙述正确的是
A. Y代表,Z代表
B. 常温下,
C. 在含的溶液中滴加稀NaOH溶液先生成
D. 常温下,的平衡常数K为1000
【答案】D
【解析】
【分析】根据图像中数据可知,X、Y直线斜率相等,说明变化趋势相同。由的组成类型相同,pM和pH变化关系相同,说明Z代表任选一组数据计算溶度积:,,由于的溶度积大于,所以X代表,Y代表,据此解答。
【详解】A.由分析可知,X代表,Y代表,A错误;
B.由分析可知,Y代表,任选一组数据计算溶度积,如pH=10,pM=7时,c(OH-)=10-4mol/L,c()=1.0×10-7mol/L,则,B错误;
C.没有限制起始离子浓度相等,滴加氢氧化钠溶液,不一定先析出,C错误;
D.的平衡常数,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 碳酸锂和氧化钴均是电池行业的基础原料。从某废锂电池(工作原理为)正极材料中回收碳酸锂和氧化钴的工业流程如下:
已知:①废锂电池正极由Li1-xCoO2附着在铝箔上构成;
②常温下,Ksp(CoC2O4)=4.0×10-6;溶液中离子浓度≤10-5 mol/L时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)从原料回收效率角度分析,若拆解前未进行“放电处理”会造成的后果为_______;放电时负极反应式为_______。
(2)能提高“正极碱浸”效率的具体操作为_______(任写2条)。
(3)“酸浸”时发生反应的化学方程式为_______;工业上进行“酸浸”工序时需要控制温度为40℃,原因为_______。
(4)若所得“滤液2”中c(Co2+)=0.1 mol/L,则完全沉淀Co2+,需要加入的等体积(NH4)2C2O4溶液的浓度不低于_______(溶液混合时体积变化忽略不计)。
(5)在空气中“煅烧”CoC2O4的化学方程式为_______。
(6)由滤液3中沉淀Li2CO3后,洗涤时用热水而不用冷水的原因可能为_______。
【答案】(1) ①. 负极材料上嵌着大量Li,所以不放电会导致Li的损失 ②. LixC6-xe-=C6+xLi+
(2)将正极材料粉碎、搅拌、适当升高温度、适当增大NaOH溶液浓度等
(3) ①. 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O ②. 低于40℃时反应速率太慢,高于后会加速分解
(4)0.9 mol/L
(5)
(6)Li2CO3的溶解度随温度升高而减小
【解析】
【分析】根据废旧电池工作原理可知:LixC6为负极,Li1-xCoO2为正极,经放电处理后,正极材料Li1-xCoO2转化为LiCoO2,然后进行拆解,然后用NaOH溶液碱浸正极材料,其表面附着的Al能够与NaOH溶液反应形成Na[Al(OH)4]进入溶液中,然后向正极材料中加入H2SO4、H2O2,发生反应:2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O,LiCoO2转化为CoSO4进入溶液,再过滤,向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液,使CoSO4形成CoC2O4沉淀而与溶液分离,将CoC2O4沉淀煅烧,反应产生Co2O3、CO2;滤液中的Li+经处理产生Li2CO3沉淀分离处理。
【小问1详解】
从原料回收效率角度分析,若拆解前未进行“放电处理”,负极材料上嵌着大量Li,所以不放电处理会导致Li的损失;
放电时负极LixC6发生氧化反应,电极反应式为:LixC6-xe-=C6+xLi+;
【小问2详解】
正极材料Li1-xCoO2是固体物质,要提高“正极碱浸”效率的具体操作可以为:将正极材料粉碎、搅拌、适当升高温度、适当增大NaOH溶液浓度等;
【小问3详解】
“酸浸”时H2O2为还原剂,Li1-xCoO2放电转化的LiCoO2为氧化剂,发生反应产生CoSO4、Li2SO4、O2、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可知该反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O;
工业上进行“酸浸”工序时需要控制温度为40℃,这是由于当温度低于40℃时反应速率太慢,但当温度高于40℃后又会加速H2O2分解,故“酸浸”工序时需要控制温度为40℃;
【小问4详解】
由Ksp(CoC2O4)=4.0×10-6,可知要使Co2+沉淀完全,c(Co2+)≤10-5 mol/L,则混合后溶液中c()>=0.4 mol/L,由于是加入等体积(NH4)2C2O4溶液,混合后溶液中离子浓度会减小一半,若所得“滤液2”中c(Co2+)=0.1 mol/L,沉淀0.1 mol/L Co2+还需要0.1 mol/L,所以原溶液浓度c()>0.4 mol/L×2+0.1 mol/L=0.9 mol/L;
【小问5详解】
在空气中“煅烧”CoC2O4,反应产生Co2O3、CO2,根据电子守恒、原子守恒,可知该反应的化学方程式为:;
【小问6详解】
由滤液3中沉淀Li2CO3后,洗涤时用热水而不用冷水的原因可能为Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,用热水洗涤就可以减少Li2CO3由于洗涤而造成的损耗。
17. 2,6-二溴吡啶()是合成阿伐斯汀的中间体。实验室制备2,6-二溴吡啶的装置如下(部分加热及夹持装置已省略):
实验步骤:①在三颈瓶中加入74.2g(相当于0.5mol)2,6-二氯吡啶、105.0g无水乙酸(沸点),充分溶解;②加热三颈瓶至,缓慢通入245g(相当于3.0mol)溴化氢气体,充分反应;③利用如下装置将所得反应液减压蒸馏(其中毛细玻璃管连通空气使少量空气进入,螺口夹能调节空气进气量)回收52.4g冰醋酸,冷却至室温,析出结晶,经操作Y得到母液,再回收溶剂,冷却,析出结晶,经操作Y,合并两次结晶,空气干燥,得到111.1g产品。
回答下列问题:
(1)盛装五氧化二磷的仪器的名称是_______。装置B的作用是_______。
(2)装置A中生成两种酸式盐且两种盐的物质的量之比为,写出装置A中发生反应的化学方程式:_______。
(3)装置C的加热方式宜选择_______(填字母)。
a.热水浴加热 b.直接加热 c.油浴加热 d.沙浴加热
(4)操作Y需要用到的玻璃仪器有_______(填名称)。
(5)减压蒸馏时,毛细玻璃管的主要作用是_______,和普通蒸馏装置相比较,克氏蒸馏头的优点是_______。收集溶剂时温度计示数_______(填“高于”“低于”或“等于”)。
(6)该上述实验的理论产率约为_______(填字母)。
a.75.6% b.87.4% c.93.8% d.96.5%
(7)已知某些环状结构及单双键交替的共轭结构可以形成大键,大键可用符号表示,其中n代表参与形成大键的原子数,m代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则2,6-二溴吡啶()中的大键应表示为_______。
【答案】(1) ①. 球形干燥管 ②. 干燥HBr
(2)
(3)c (4)烧杯、玻璃棒、漏斗
(5) ①. 减压蒸馏时,通过毛细玻璃管进入装置内少量空气,形成气泡;另外,气泡逸出推动液体汽化,起搅拌作用(平衡气压,防暴沸;兼起搅拌作用) ②. 避免烧瓶中液体进入冷凝管 ③. 低于
(6)c (7)
【解析】
【分析】A装置中浓磷酸和NaBr反应生成HBr气体,经B中五氧化二磷干燥后通入C中与2,6-二氯吡啶反应得产品。
【小问1详解】
盛装五氧化二磷的仪器的名称是球形干燥管;装置B中五氧化二磷的作用是干燥HBr;
【小问2详解】
因为装置A中生成两种酸式盐且两种盐的物质的量之比为;则两种酸式盐为和,根据原子守恒得方程式为:;
【小问3详解】
因为加热温度为110℃,所以宜选择油浴加热,即选c;
【小问4详解】
操作Y分离母液和晶体,该操作为过滤,需要用到的玻璃仪器为:烧杯、玻璃棒、漏斗;
【小问5详解】
减压蒸馏时,通过毛细玻璃管进入装置内少量空气,形成气泡;另外,气泡逸出推动液体汽化,起搅拌作用。克氏蒸馏头离支管口有一段距离,和普通蒸馏装置相比较,克氏蒸馏头的优点是:避免烧瓶中液体进入冷凝管;因为通过减压蒸馏回收冰醋酸,并且无水乙酸的沸点是,所以收集溶剂时温度计示数低于;
【小问6详解】
根据投料可知,3.0mol溴化氢过量,以0.5mol 2,6-二氯吡啶的量为依据计算,理论上生成2,6-二溴吡啶的物质的量为0.5mol,产率约为,故选c项;
【小问7详解】
中碳、N价电子总数为,环中N有1个孤电子对,环中有3个C—H键、2个C—Br键,6个共价键(4个C—C键、2个C—N键),则形成大键的电子为,故大键应表示为。
18. 丙烯是重要的化工原料,时,耦合丙烷制备丙烯发生如下反应:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
(1)部分化学键的键能如下,计算_______。
化学键
能量/()
344
436
615
409.25
463
(2)丙烷直接脱氢也可制备丙烯,发生反应Ⅲ: ,在压强为的恒压容器中分别通入丙烷和进行反应Ⅰ、丙烷进行反应Ⅲ,的平衡转化率随温度的变化如图所示。
①_______0(填“>”或“<”),b点正反应速率和c点逆反应速率的大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。
②a点的平衡转化率比b点高的原因为_______。
③根据图示计算,800K时b点曲线对应反应的平衡常数_______kPa。
(3)研究表明,在Pt催化剂表面发生直接脱氢制备的反应机理如下:
步骤1.;
步骤2.;
步骤3._______;
步骤4.;
步骤5.。
①请补全步骤3:_______。
②实验表明在催化剂表面直接脱氢,的选择性低,结合反应历程图解释其原因:_______,如果对Pt催化剂活性位点进行调节可解决这一问题。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. > ③. 在温度和总压一定时,充入气体可降低气体的分压,同时与反应生成的反应而降低的分压,两者均可使平衡正向移动,因此a点平衡转化率高 ④.
(3) ①. ②. 脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高
【解析】
【小问1详解】
由反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应:,该反应的反应物的总键能-生成物的总键能===,由盖斯定律得:,则==;
【小问2详解】
①由图可知,温度升高,的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,则反应Ⅲ为吸热反应,即;b点和c点对应的反应体系中,的平衡转化率相等,但b点的温度较高,b点正反应速率大于c点正反应速率,由于体系处于平衡状态,即,因此;
②a点可看作是在反应体系中充入气体,则a点的平衡转化率比b点高的原因为:在温度和总压一定时,充入气体可降低气体的分压,同时与反应生成的反应而降低的分压,两者均可使平衡正向移动,因此a点的平衡转化率高;
③由图可知,800K时b点的平衡转化率为0.2,列三段式:
由于该体系为恒压体系,则平衡时,,则此时分压平衡常数;
【小问3详解】
①研究表明,在Pt催化剂表面发生直接脱氢制备,总反应为:+,结合其它步骤的反应机理,补全步骤3为:;
②由反应历程图可知,脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高,因此更容易发生脱氢反应而形成积碳,从而导致的选择性降低,所以在催化剂表面直接脱氢,的选择性低,结合反应历程图其原因为:脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高。
19. 有机物F是制备某种抗病毒药物的中间体,其合成路线如下:
已知:(X代表卤原子,R、均为烃基或氢原子)。
回答下列问题:
(1)A的名称为_______;反应②需要加入的试剂为_______。
(2)①和④的反应类型分别为_______、_______。
(3)反应③的化学方程式为_______。
(4)酸性:D_______(填“>”或“<”)乙酸,原因为_______。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.苯环上只有1个取代基
ⅱ.能与溶液反应生成
ⅲ.1mol该物质能与足量Na反应生成
其中,含有两个手性碳的同分异构体的结构简式为_______(任写1种)。
(6)如下图,其中M和N的结构简式为_______和_______。
【答案】(1) ①. 邻羟基苯甲醛(或2-羟基苯甲醛) ②. NaOH溶液或溶液
(2) ①. 加成反应 ②. 取代反应
(3)+CH3CH2OH+H2O
(4) ①. > ②. Cl的电负性较大,吸电子能力较强,导致羧基中O—H键的极性增强,较易电离
(5) ①. 13 ②. 、或
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据合成路线A→B的变化可知,A与发生加成反应生成B(),由此可知,A的结构为,B()中含有酚羟基,显弱酸性,与或反应生成C(),由F的结构可知,F可由和E发生已知条件中的取代反应,D与发生酯化反应生成E,故D的结构为,与发生反应生成E()。
【小问1详解】
A的结构为,名称为邻羟基苯甲醛(或2-羟基苯甲醛);B()中含有酚羟基,显弱酸性,与或溶液反应生成C(),故反应②需要加入的试剂为溶液或溶液;
【小问2详解】
由分析可知反应①为加成反应,反应②为取代反应;
【小问3详解】
反应③为与发生反应生成E(),反应方程式为+CH3CH2OH+H2O;
【小问4详解】
D为,与相比较,D的结构为Cl取代了甲基中的H原子,由于Cl的电负性较大,对电子的吸引力较强,导致羧基中键的极性增强,更容易电离出,因此酸性D>乙酸;
【小问5详解】
B为,它的同分异构体中苯环上有一个取代基,即有结构,能与溶液反应生成,说明结构中含有,1mol该物质能与足量Na反应生成,说明结构中除了外,还含有1个,由此可得符合条件的同分异构体有:结构中加入羟基有3种结构,结构中加入羟基有3种结构,中加入羟基有3种结构,中加入羟基有1种结构,中加入羟基有3种结构,综上,同分异构体共3+3+3+1+3=13种;其中存在两个手性碳的结构有:、、(任写一种);
【小问6详解】
与反应生成M(),CH2=CH2与发生加成反应,生成N(),M()与N()在一定条件发生反应生成。故M为,N为。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$