内容正文:
高三化学
本试卷满分100分,考试用时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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,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:H1 C12 N14 O16 Na23 Si28 S32 Ni59 As75 Ag108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 2024年7月第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。下列属于有机高分子材料的是
A. 篮球和排球运动鞋底—顺丁橡胶 B. 举重运动员使用的“镁粉”—碳酸镁
C. 奥林匹克烯()C19H12 D. 跳高运动员使用的撑杆—碳纤维
2. 下列化学用语不正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子的价电子轨道表示式:
C. 3,3-二甲基-1-戊烯的键线式:
D. 乙烯分子中C原子的杂化轨道示意图:
3. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 葡萄糖中含有的羟基数目为
B. 邻苯二酚可以与反应
C. 与含的盐酸溶液反应,转移电子数目为
D. 晶体中,六元环的个数为
4. 下列过程中,对应的反应方程式不正确的是
A
用作野外生氢剂
B
用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜
C
氧化铝溶于氢氧化钠溶液
D
将少量通入苯酚钠溶液中
+CO2+H2O+
A. A B. B C. C D. D
5. 下列说法不正确的是
A. 的二溴代物有9种
B. 有多种同分异构体,其中与氧气发生催化氧化后的产物中,与银氨溶液共热,会产生银镜现象的有4种
C. 存在顺反异构
D. 有机物最多有21个原子在同一平面上
6. 下列实验装置使用正确的是
A. 图①装置用于实验室制备 B. 图②装置用于吸氧腐蚀的探究实验
C. 图③装置用于测定生成氢气的速率 D. 图④装置用于实验室钠的燃烧
7. 我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,实现加氢制甲醇。其反应机理如图所示,用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是
A. 增大反应物或分压均能提高甲醇的产量
B. 氢化步骤的反应为
C. 增大催化剂的比表面积有利于提高平衡转化率
D. 催化剂表面甲醇及时脱附有利于二氧化碳的吸附
8. 异靛蓝及其衍生物是一类具有生理活性的染料,目前在有机半导体材料中有重要的应用。其部分合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 物质M中含3种官能团
B. 物质N与足量加成后,产物分子有个3手性碳
C. 向1mol N中加入足量NaOH溶液,最多与2mol NaOH反应
D. 物质K核磁共振氢谱有4组峰
9. 一种有机除草剂的分子结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,和同主族,与同周期,则错误的是
A. 元素电负性:
B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能:
D. 和的空间结构均为平面三角形
10. 酯在NaOH溶液中发生水解反应的历程如下:
已知:
①
②水解相对速率与取代基R的关系如下表:
取代基R
水解相对速率
1
290
7200
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ是与酯基中的碳氧双键发生亲核加成
B. 步骤Ⅲ说明酯在NaOH溶液中发生的水解反应是可逆的
C. 酯的水解速率:
D. 与反应、与反应,两者所得的醇中均不含
11. 向刚性密闭容器中,按物质的量之比3∶1充入和,发生反应:,反应相同的时间,转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 的转化率随温度的变化关系图与上图完全相同
B. 该反应的焓变
C. N点容器内压强为,则℃时反应的
D. M、N两点时两容器内压强相等
12. 一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. D点原子的分数坐标为
C. 该晶体的摩尔体积为
D. 晶胞中A、D间距离
13. 某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极,以室温离子液体为电解液,离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时,PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是
A. 充电时,PCT电极是阴极
B. 脱离PCT电极时,电池处于放电过程
C. 充电时,石墨电极发生反应
D. 0.5mol PCT完全反应,理论上嵌入石墨电极2mol
14. 电位滴定法是根据滴定过程中电极电位变化来判断滴定终点的一种滴定分析方法,滴定终点时电极电位发生突变。常温下,利用盐酸滴定某溶液中磷酸钠的浓度,其电位滴定曲线与pH曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:磷酸、、
A. a点溶液中存在:
B. 选甲基橙作为滴定的指示剂,会使偏小
C. 时,溶液中
D. 水的电离程度:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 学习小组利用废银催化剂制备乙炔银()和酸性乙炔银()。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。
Ⅰ.制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。
(1)实验室制乙炔时,常用饱和食盐水代替水与电石反应,原因是___________。
(2)多次实验发现,制乙炔反应进行一段时间后,饱和食盐水不能顺利流下,后续制备乙炔实验中可采取的改进措施是___________。
(3)碳化钙的电子式___________。
Ⅱ.制备乙炔银,向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。
将废银催化剂分批加入浓硝酸中,采用空气搅拌,用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气,过滤除去不溶物,滤液中加入2%氨水至产生的沉淀溶解,向所得溶液中通入至不再有沉淀生成,过滤,洗涤沉淀,常温风干,将转入棕色试剂瓶中。
(4)写出生成乙炔银的化学方程式:___________。
(5)简述乙炔银洗涤的操作___________。
Ⅲ.制备酸性乙炔银()并测定其组成。
①制备酸性乙炔银,将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为。
②测定酸性乙炔银的组成,准确称取1.260g样品,用浓硝酸完全溶解后,定容得100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,以作指示剂,用0.1000mol/L标准溶液进行滴定(),终点时消耗标准溶液的体积为8.00mL。
(6)下列有关滴定的操作:
①用标准液润洗滴定管;
②用待测液润洗锥形瓶;
③向滴定管内注入标准溶液;
④检查滴定管是否漏水;
⑤开始滴定,眼睛注视滴定管液面变化,边滴边振荡;
⑥开始滴定,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,边滴边振荡;
⑦取定量待测液于锥形瓶并滴加指示剂;
⑧加入最后半滴标准液,锥形瓶内溶液变红色,且半分钟内不褪色,读数;
⑨加入最后半滴标准液,锥形瓶内出现红色沉淀,且半分钟内不消失,读数;
正确的操作顺序是___________。
A. ④①②③⑦⑥⑧ B. ④①③⑦⑥⑧ C. ④①③⑦⑤⑧ D. ①④③⑦⑥⑨
(7)n的数值为___________。
16. 砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在,废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下:
已知;
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被等还原;
Ⅳ.,。
回答下列问题;
(1)“沉砷”时,亚砷酸转化为的化学方程式为_____________________________。
(2)“沉砷”时产生的废气可用______________溶液吸收处理(填化学式)。
(3)“NaOH溶液浸取”后,所得“滤渣”的主要成分是_________(填化学式);此时溶液中存在平衡:,该反应的平衡常数K=_____________(保留2位小数)。
(4)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,反应的离子方程式为_____________________。
(5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换,原因是 ______________________________(从平衡移动的角度解释)。
(6)该流程最后一步用“还原”砷酸,发生反应的化学方程式为____________________。
(7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示,As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为a pm、a pm、c pm,则该晶体的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
17. 氢能是一种重要的绿色能源,在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅲ:,,
则_______。
②反应Ⅰ能自发进行的条件为_______。
(2)压强为100,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同的平衡产率。
①反应Ⅱ的平衡常数:_______(填“>”、“=”或“<”)
②的产率:C点_______B点(填“>”、“=”或“<”);
③A、B两点产率相等的原因是_______。
(3)压强为100下,1和3发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知:的选择性]
①573K时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量_______。
②表示选择性的曲线是_______(填标号)。
③573K时,反应Ⅱ的_______(保留到小数点后两位)。
18. 有机物G有扩张血管的功效,能起到降压作用,该物质的合成路线如图所示:
(1)由苯甲醛生成A的反应类型为_______。
(2)D中含有的官能团名称是_______。
(3)与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为_______。
(4)化合物F的结构简式为_______。
(5)写出A→B的化学方程式_______。
(6)符合下列条件的化合物A的同分异构体有_______种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有(结构与苯相似),无其他环。
②能发生银镜反应:
③谱检测表明:分子中有3种不同化学环境的氢原子
(7)已知,请设计以、为原料合成()的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
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高三化学
本试卷满分100分,考试用时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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,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:H1 C12 N14 O16 Na23 Si28 S32 Ni59 As75 Ag108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 2024年7月第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。下列属于有机高分子材料的是
A. 篮球和排球运动鞋底—顺丁橡胶 B. 举重运动员使用的“镁粉”—碳酸镁
C. 奥林匹克烯()C19H12 D. 跳高运动员使用的撑杆—碳纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.顺丁橡胶主要成分是顺式-1,4-聚丁二烯,属于有机高分子材料,故A符合;
B.碳酸镁属于无机物,故B不符;
C.属于小分子,故C不符;
D.碳纤维属于无机材料,故D不符;
故选A。
2. 下列化学用语不正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子的价电子轨道表示式:
C. 3,3-二甲基-1-戊烯的键线式:
D. 乙烯分子中C原子的杂化轨道示意图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.为共价化合物,电子式为,故A错误;
B.基态原子的价电子表示式;其价电子轨道表示式为,故B正确;
C.3,3-二甲基-1-戊烯的主链上含有5个C原子,在1、2号C原子上有碳碳双键;在3号原子上有2个甲基。在用键线式表示时,用顶点和折点表示原子,碳碳单键用一个小短线表示;碳碳双键用2个小短线表示,省去H原子,则其键线式结构表示为:,故C正确;
D.乙烯分子中C原子的杂化类型为杂化,故杂化轨道示意图:,故D正确;
故答案为A。
3. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 葡萄糖中含有的羟基数目为
B. 邻苯二酚可以与反应
C. 与含的盐酸溶液反应,转移电子数目为
D. 晶体中,六元环的个数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.每个葡萄糖分子含5个羟基,18.0 g葡萄糖所含羟基数为NA=0.5NA,A错误;
B.邻苯二酚中酚羟基邻、对位有4个,故邻苯二酚可以与反应,B错误;
C.4.6gNa物质的量为0.2mol,虽盐酸不足,但钠会继续和水反应,即0.2mol金属钠会全部转化为钠离子,故转移电子数目为0.2NA,C正确;
D.Si晶体6个硅原子形成一个六元环,每个硅原子被12个环共用,则晶体中硅原子和六元环个数比为2 : 1,2.8gSi晶体即0.1molSi晶体中,六元环的个数为0.2NA,D错误;
答案选C。
4. 下列过程中,对应的反应方程式不正确的是
A
用作野外生氢剂
B
用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜
C
氧化铝溶于氢氧化钠溶液
D
将少量通入苯酚钠溶液中
+CO2+H2O+
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.CaH2作野外生氢剂是由于CaH2能与水反应生成氢氧化钙和氢气,化学方程式为,A项正确;
B.银与稀硝酸反应生成一氧化氮,用稀硝酸除去试管内壁银镜,离子方程式为,B项错误;
C.氧化铝是两性氧化物,与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,化学方程式为,C项正确;
D.向苯酚钠溶液中通入二氧化碳,生成苯酚和碳酸氢钠,离子方程式为,D项正确;
答案选B。
5. 下列说法不正确的是
A. 的二溴代物有9种
B. 有多种同分异构体,其中与氧气发生催化氧化后的产物中,与银氨溶液共热,会产生银镜现象的有4种
C. 存在顺反异构
D. 有机物最多有21个原子在同一平面上
【答案】A
【解析】
【详解】A.的二溴代物有、有10种,A错误;
B.与氧气发生催化氧化后的产物中,与银氨溶液共热,会产生银镜现象说明含有醛基,则该物质含有-CH2OH结构,满足条件的同分异构体有:、 、、,共4种,B正确;
C.存在顺反异构:(顺式)、 (反式),C正确;
D.苯环、碳碳双键是平面型结构,碳碳三键是直线型结构,与它们相连的原子共平面,一定在一个平面上,由于单键可以旋转,有机物最多有21个原子在同一平面上,D正确;
故选A。
6. 下列实验装置使用正确的是
A. 图①装置用于实验室制备 B. 图②装置用于吸氧腐蚀的探究实验
C. 图③装置用于测定生成氢气的速率 D. 图④装置用于实验室钠的燃烧
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵分解后生成氨气和氯化氢,二者遇冷后又会生成氯化铵,且收集氨气时试管口应有一小团棉花,故A错误;
B.若导管内有一段水柱,说明:反应中消耗氧气、铁发生吸氧腐蚀,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故B正确;
C.浓盐酸会挥发,所得氢气中混有氯化氢,则难以确定实际生成的氢气的体积,且没有计时器,不能测定生成氢气的速率,故C错误;
D.玻璃表面皿里不适合做钠的燃烧实验,故D错误;
故选B。
7. 我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,实现加氢制甲醇。其反应机理如图所示,用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是
A. 增大反应物或分压均能提高甲醇的产量
B. 氢化步骤的反应为
C. 增大催化剂的比表面积有利于提高平衡转化率
D. 催化剂表面甲醇及时脱附有利于二氧化碳的吸附
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应机理图可知总反应为,增大反应物或分压均能提高甲醇的产量,A正确;
B.根据反应机理图可知氢化步骤的反应为,B正确;
C.增大催化剂的比表面积有利于提高反应速率,不能提高平衡转化率,C错误;
D.催化剂表面甲醇及时脱附后有空位,有利于二氧化碳的吸附,D正确;
故选C。
8. 异靛蓝及其衍生物是一类具有生理活性的染料,目前在有机半导体材料中有重要的应用。其部分合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 物质M中含3种官能团
B. 物质N与足量加成后,产物分子有个3手性碳
C. 向1mol N中加入足量NaOH溶液,最多与2mol NaOH反应
D. 物质K核磁共振氢谱有4组峰
【答案】C
【解析】
【详解】A.物质M中含溴原子、酰胺基、(酮)羰基3种官能团,A正确;
B.物质N与足量加成后生成,手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,其中含有3个手性碳原子,位置为,B正确;
C.N中含有酰胺基、溴原子,且溴原子水解后会产生1个酚羟基,则向1molN中加入足量NaOH溶液,最多与3molNaOH反应,C错误;
D.K的结构对称,含有4种环境的H原子,核磁共振氢谱有4组峰,D正确;
故选C。
9. 一种有机除草剂的分子结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,和同主族,与同周期,则错误的是
A. 元素电负性:
B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能:
D. 和的空间结构均为平面三角形
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和E同主族,Z与W同周期,E形成五个价键,所以为Ⅴ族元素,形成三个价键,和同主族,所以为Ⅴ族元素,因为,为;形成两个价键,所以W为ⅥA族元素,W为O,Y形成四个价键,所以Y为ⅣA族元素,Y为C,X形成一个价键,所以X为H,可知为、为、为、为、为。
【详解】A.同周期从左到右元素的电负性增强,,A正确;
B.、、均是共价化合物,和结构相似,但中存在氢键,故沸点高于,中每个分子平均含两个氢键,中每个分子平均含一个氢键,故简单氢化物沸点:,B正确;
C.同周期元素,第一电离能从左到右增大,但的能级有3个电子,处于半充满、较稳定,故的第一电离能大于的第一电离能,故第一电离能:,C错误;
D.和的空间结构均为平面三角形,D正确;
故选C。
10. 酯在NaOH溶液中发生水解反应的历程如下:
已知:
①
②水解相对速率与取代基R的关系如下表:
取代基R
水解相对速率
1
290
7200
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ是与酯基中的碳氧双键发生亲核加成
B. 步骤Ⅲ说明酯在NaOH溶液中发生的水解反应是可逆的
C. 酯的水解速率:
D. 与反应、与反应,两者所得的醇中均不含
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应历程,步骤Ⅰ是与酯基中的碳氧双键发生亲核加成,A正确;
B.步骤Ⅲ说明酯在NaOH溶液中发生的水解反应是不可逆的,B错误;
C.F的电负性强于Cl,对电子的吸引力比的强,使酯的水解速率增大,故酯的水解速率;,C正确;
D.与反应,根据信息①可知,第一步反应后既存在于羟基中也存在于中,随着反应进行,最终存在于羧酸盐中,同理与反应,最终也存在于羧酸盐中,两者所得醇中均不含,D正确;
本题选B。
11. 向刚性密闭容器中,按物质的量之比3∶1充入和,发生反应:,反应相同的时间,转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 的转化率随温度的变化关系图与上图完全相同
B. 该反应的焓变
C. N点容器内压强为,则℃时反应的
D. M、N两点时两容器内压强相等
【答案】D
【解析】
【分析】刚性密闭容器中,按物质的量之比3∶1充入和,发生反应:,投入物质的量之比是3∶1,反应物的系数也是3∶1,题目中所给图是反应相同时间的转化率图,不是平衡时的转化率图。
【详解】A.反应的投料比恰好等于系数比,所以转化率随温度的变化关系图与转化率随温度的变化关系图完全相同,故A项正确;
B.反应开始时,转化率随温度升高而增大,反应达到平衡后,随温度升高,转化率减小,所以该反应的焓变,故B项正确;
C.N点容器内压强为,℃平衡时转化率为50%,假设起始时充入,列三段式如下:
初始/mol 1 3
转化/mol 0.5 1.5 0.25 1
平衡/mol 0.5 1.5 0.25 1
平衡时分压
反应的,故C项正确;
D.M、N两点对应的温度不同,所以两容器内压强不相等,故D项错误;
答案选D。
12. 一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为
B. D点原子的分数坐标为
C. 该晶体的摩尔体积为
D. 晶胞中A、D间距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为8×+4×+1=4,位于面上、棱上的In原子个数为6×+4×=4,位于体内的Te原子个数为8×1=8,所以该晶体的化学式为,故A正确;
B.由位于顶点A和体心B的原子的分数坐标分别为(0,0,0)、可知,位于体对角线处、面对角线处的D点原子的分数坐标为,故B正确;
C.以上分析可知,晶胞中含4个Cu、4个In、8个Te,该晶体的摩尔体积为,故C正确;
D.A的分数坐标为(0,0,0)、D点原子的分数坐标为,则晶胞中A、D间距离为,故D错误;
故答案为:D。
13. 某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极,以室温离子液体为电解液,离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时,PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是
A. 充电时,PCT电极是阴极
B. 脱离PCT电极时,电池处于放电过程
C. 充电时,石墨电极发生反应
D. 0.5mol PCT完全反应,理论上嵌入石墨电极2mol
【答案】C
【解析】
【分析】已知充电时,PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极,石墨电极为阳极,则放电时,PCT电极为负极,石墨电极为正极。
【详解】A.已知充电时,PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极,A正确;
B.充电时,PCT电极为阴极,阳离子向阴极移动,向电极移动,因此,脱离PCT电极时,电池处于放电过程,B正确;
C.充电时,石墨电极发生氧化反应,嵌入电极,反应式为:,C错误;
D.由图可知,完全反应时C22H10O4+4e-=C22H10O,PCT完全反应,转移2mol电子,理论上嵌入石墨电极2mol ,D正确;
故选C。
14. 电位滴定法是根据滴定过程中电极电位变化来判断滴定终点的一种滴定分析方法,滴定终点时电极电位发生突变。常温下,利用盐酸滴定某溶液中磷酸钠的浓度,其电位滴定曲线与pH曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:磷酸、、
A. a点溶液中存在:
B. 选甲基橙作为滴定的指示剂,会使偏小
C. 时,溶液中
D. 水的电离程度:
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,0-a段发生的反应为Na3PO4+HCl=Na2HPO4+NaCl,a点所得溶液为磷酸氢钠和氯化钠的混合溶液,a-b段发生的反应为Na2HPO4+HCl=NaH2PO4+NaCl,b点所得溶液为磷酸二氢钠和氯化钠的混合溶液,b-c段发生的反应为NaH2PO4+HCl=H3PO4+NaCl,c点所得溶液为磷酸和氯化钠的混合溶液。
【详解】A.由电离常数可知,磷酸氢根离子在溶液中的水解常数Kh===>Ka3,磷酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,由分析可知,a点所得溶液为磷酸氢钠和氯化钠的混合溶液,则溶液中离子浓度的大小顺序为,故A正确;
B.氢氧化钠溶液与磷酸溶液完全反应生成磷酸钠和水,磷酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,则氢氧化钠溶液滴定磷酸溶液时,用甲基橙做指示剂,磷酸不可能完全反应,会使消耗氢氧化钠溶液的体积偏小,导致测得磷酸溶液的浓度偏小,故B正确;
C.由题意可知,电离常数Ka3==10-12.3,则溶液pH为12时,溶液中=<1,故C错误;
D.由电离常数可知,磷酸氢根离子在溶液中的水解常数Kh===>Ka3,磷酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,由分析可知,a点所得溶液为磷酸氢钠和氯化钠的混合溶液,则磷酸氢根离子在溶液中促进水的电离,由电离常数可知,磷酸二氢根离子在溶液中的水解常数Kh==<Ka2,磷酸二氢根离子在溶液中的水解沉淀小于电离程度,溶液呈酸性,由分析可知,b点所得溶液为磷酸二氢钠和氯化钠的混合溶液,则磷酸二氢根离子在溶液中抑制水的电离,所以a点水的电离程度大于b点,故D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 学习小组利用废银催化剂制备乙炔银()和酸性乙炔银()。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。
Ⅰ.制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。
(1)实验室制乙炔时,常用饱和食盐水代替水与电石反应,原因是___________。
(2)多次实验发现,制乙炔反应进行一段时间后,饱和食盐水不能顺利流下,后续制备乙炔实验中可采取的改进措施是___________。
(3)碳化钙的电子式___________。
Ⅱ.制备乙炔银,向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。
将废银催化剂分批加入浓硝酸中,采用空气搅拌,用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气,过滤除去不溶物,滤液中加入2%氨水至产生的沉淀溶解,向所得溶液中通入至不再有沉淀生成,过滤,洗涤沉淀,常温风干,将转入棕色试剂瓶中。
(4)写出生成乙炔银的化学方程式:___________。
(5)简述乙炔银洗涤的操作___________。
Ⅲ.制备酸性乙炔银()并测定其组成。
①制备酸性乙炔银,将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为。
②测定酸性乙炔银的组成,准确称取1.260g样品,用浓硝酸完全溶解后,定容得100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,以作指示剂,用0.1000mol/L标准溶液进行滴定(),终点时消耗标准溶液的体积为8.00mL。
(6)下列有关滴定的操作:
①用标准液润洗滴定管;
②用待测液润洗锥形瓶;
③向滴定管内注入标准溶液;
④检查滴定管是否漏水;
⑤开始滴定,眼睛注视滴定管液面变化,边滴边振荡;
⑥开始滴定,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,边滴边振荡;
⑦取定量待测液于锥形瓶并滴加指示剂;
⑧加入最后半滴标准液,锥形瓶内溶液变红色,且半分钟内不褪色,读数;
⑨加入最后半滴标准液,锥形瓶内出现红色沉淀,且半分钟内不消失,读数;
正确的操作顺序是___________。
A. ④①②③⑦⑥⑧ B. ④①③⑦⑥⑧ C. ④①③⑦⑤⑧ D. ①④③⑦⑥⑨
(7)n的数值为___________。
【答案】(1)电石与水反应剧烈,可减缓反应速率
(2)将分液漏斗替换成恒压滴液漏斗
(3) (4)C2H2+2Ag(NH3)2OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3‧H2O
(5)沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流尽,重复2~3次 (6)B
(7)6
【解析】
【分析】电石和饱和食盐水反应制取乙炔,用硫酸铜溶液吸收乙炔中的杂质。
【小问1详解】
电石与水反应剧烈,实验室制乙炔时,常用饱和食盐水代替水与电石反应,来减缓反应速率;
【小问2详解】
反应进行一段时间后,饱和食盐水不能顺利流下,后续实验中可采取的改进措施是将分液漏斗替换成恒压滴液漏斗;
【小问3详解】
碳化钙为离子化合物,其电子式为;
【小问4详解】
向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀,生成乙炔银的化学方程式为C2H2+2Ag(NH3)2OH+2H2O=Ag2C2↓+4NH3‧H2O;
【小问5详解】
洗涤乙炔银的操作为:沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流尽,重复2~3次;
【小问6详解】
滴定前先检查滴定管是否漏水,然后用标准液润洗滴定管、向滴定管内注入标准溶液,取一定量待测液于锥形瓶并滴加指示剂,开始滴定,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,边滴边振荡,当加入最后半滴标准液,锥形瓶内溶液变红色,且半分钟内不褪色时,读数,所以其操作为:④①③⑦⑥⑧,故答案为:B;
【小问7详解】
由可知,20mL溶液中n(Ag+)=n(SCN-)=(8.00×10-3L) ×0.1000mol/L=8×10-4mol,则200mL溶液中Ag+的物质的量为8×10-3mol,据银元素原子守恒可得mol,解得n=6。
16. 砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在,废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下:
已知;
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被等还原;
Ⅳ.,。
回答下列问题;
(1)“沉砷”时,亚砷酸转化为的化学方程式为_____________________________。
(2)“沉砷”时产生的废气可用______________溶液吸收处理(填化学式)。
(3)“NaOH溶液浸取”后,所得“滤渣”的主要成分是_________(填化学式);此时溶液中存在平衡:,该反应的平衡常数K=_____________(保留2位小数)。
(4)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,反应的离子方程式为_____________________。
(5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换,原因是 ______________________________(从平衡移动的角度解释)。
(6)该流程最后一步用“还原”砷酸,发生反应的化学方程式为____________________。
(7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示,As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为a pm、a pm、c pm,则该晶体的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】(1)
(2)(或NaOH等)
(3) ①. FeS ②. 0.13
(4)
(5)由于,加入过量的,溶液中增大,平衡正向移动,不利于沉砷
(6)
(7)
【解析】
【分析】含砷废水加入硫化亚铁生成As2S3沉淀,As2S3沉淀和过量的硫化亚铁加入氢氧化钠,As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O,浸取得到硫化亚铁滤渣和含Na3AsO3、Na3AsS3的滤液Ⅱ;滤液Ⅱ氧化脱硫生成硫单质和Na3AsO4,酸化后生成H3AsO4,砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能SO2被还原生成As2O3。
【小问1详解】
“沉砷”时,亚砷酸和FeS发生氧化还原反应转化为,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问2详解】
“沉砷”时产生的废气为 H2S气体,可用CuSO4溶液(或NaOH溶液等)吸收处理。
【小问3详解】
“NaOH溶液浸取"后,所得“滤渣”的主要成分是FeS。溶液中存在平衡:,平衡常数。
【小问4详解】
滤液Ⅱ氧化脱硫过程中,和O2发生氧化还原反应生成硫单质和Na3AsO4,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问5详解】
“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换,原因是:由于,加入过量的,溶液中增大,平衡正向移动,不利于沉砷。
【小问6详解】
该流程最后一步用“还原”砷酸生成,转化为,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问7详解】
该晶胞中,位于顶点和棱上的 Ni原子数为(4×+4×)+(2×+2×)=2,位于晶胞内部的As原子数为2。根据晶胞中“As原子位于紧邻 Ni原子构成的正三棱柱的体心"以及“晶胞参数为apm、apm、cpm”可知,该晶胞的底面面积=sin60°a2pm2= a2pm2。该晶体的密度为。
17. 氢能是一种重要的绿色能源,在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅲ:,,
则_______。
②反应Ⅰ能自发进行的条件为_______。
(2)压强为100,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同的平衡产率。
①反应Ⅱ的平衡常数:_______(填“>”、“=”或“<”)
②的产率:C点_______B点(填“>”、“=”或“<”);
③A、B两点产率相等的原因是_______。
(3)压强为100下,1和3发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知:的选择性]
①573K时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量_______。
②表示选择性的曲线是_______(填标号)。
③573K时,反应Ⅱ的_______(保留到小数点后两位)。
【答案】(1) ①. ②. 高温
(2) ①. = ②. < ③. B点温度高于A点,升高温度,反应II逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ、反应Ⅲ正向移动产生的量相等
(3) ①. -0.6 ②. c ③. 14.04
【解析】
【小问1详解】
观察知,反应Ⅲ=反应Ⅰ+2反应Ⅱ,则,; 的反应能自发进行,反应Ⅰ的,,则反应Ⅰ能自发进行的条件为高温。
【小问2详解】
①A、D两点的温度相同,则反应Ⅱ的平衡常数:=;
②每条曲线表示氢气相同的平衡产率,则在C点所在曲线上取一个点与B点温度相同,标为点E,E点与B点相比温度相同,但是E点的小于B点的,而增大时,三个反应均会正向移动,氢气的产率增大,因此的产率:C点<B点;
③A、B两点产率相等的原因是B点温度高于A点,升高温度,反应II逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ、反应Ⅲ正向移动产生的量相等。
【小问3详解】
①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,随着温度的升高,反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO,故温度升高CO的选择性增大,CO2的选择性减小,由于CO的选择性+CO2的选择性=1,则表示CO2选择性的曲线为a,表示选择性的曲线是c,表示乙醇的转化率的曲线是b。573K时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量-1mol=-0.6。
②结合①中分析知,表示选择性的曲线是c。
③573K时,CO2的选择性为85%,CO的选择性为15%,乙醇的转化率为0.6,则平衡时n(CO2)+n(CO)=1mol×0.6×2=1.2mol,n(CO)= 1.2mol×15%= 0.18mol,n(CO2)= 1.2mol×85%= 1.02mol,设反应Ⅰ中转化了xmol,反应Ⅱ中CO转化了ymol,反应Ⅲ中转化了zmol,则,,,那么x+z=0.6,2x-y=0.18,y+2z=1.02,平衡时n(H2O)=3-x-y-3z=3-(x+z)-(y+2z)=3-0.6-1.02=1.38mol,n(H2)=4x+y+6z=4(x+z)+(y+2z)=2.4+1.02=3.42mol,气体的总物质的量为0.4+1.38+1.02+0.18+3.42=6.4mol,故反应Ⅱ的。
18. 有机物G有扩张血管的功效,能起到降压作用,该物质的合成路线如图所示:
(1)由苯甲醛生成A的反应类型为_______。
(2)D中含有的官能团名称是_______。
(3)与足量的溶液反应,最多消耗的物质的量为_______。
(4)化合物F的结构简式为_______。
(5)写出A→B的化学方程式_______。
(6)符合下列条件的化合物A的同分异构体有_______种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有(结构与苯相似),无其他环。
②能发生银镜反应:
③谱检测表明:分子中有3种不同化学环境的氢原子
(7)已知,请设计以、为原料合成()的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)取代反应
(2)氨基、酯基、碳碳双键
(3)3mol (4)
(5) (6) ①. 4 ②. 、、、
(7)
【解析】
【分析】苯甲醛经硝化可得A,结合B的结构,故A的结构简式为:,A与反应生成B;C为乙醛,乙醛经羟醛缩合可得,经催化氧化可得,与甲醇酯化后再氨气反应可得D,E与F反应生成G,结合E与G的结构简式可知F为;
【小问1详解】
根据B的结构简式,可知硝基在间位,故苯甲醛与硝酸反应生成A,故反应类型为:取代反应;
【小问2详解】
D中的官能团为:氨基、酯基、碳碳双键;
【小问3详解】
E中含有两个酯基和一个氯原子,每个酯基消耗一个氢氧化钠,一个氯原子水解消耗一个氢氧化钠,故1molE可与3mol氢氧化钠反应;
【小问4详解】
E与F反应生成G,结合E与G的结构简式可知F为;
【小问5详解】
A与反应生成B,结合B的结构简式可知发生反应为:;
【小问6详解】
根据分析可知,A的结构简式为:,故A的同分异构体为:、、、,共4种;
【小问7详解】
乙醛经羟醛缩合可得,经催化氧化可得,与甲醇酯化后再氨气反应可得D,故其反应流程为:
。
【点睛】
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