内容正文:
高三化学试题
相对原子质量:H1 O16 N14 C12 Cl35.5 S16 Mn55 Cr52
第I卷:单选题:每小题请选出最佳选项。(每小题3分,共14题,42分)
1. 泱泱中华,历史何其悠久,文明何其博大。文物筑牢文明之基,国务院设立每年6月的第二个星期六为文化和自然遗产日,国家文物局将今年的活动主题定为“保护文物传承文明”。下列文物的材质属于无机非金属材料的是
A.铜奔马
B.汉竹简
C.莲花形玻璃托盏
D.垂鳞纹秦公铜鼎
A. A B. B C. C D. D
2. 化学与生活、生产息息相关。下列说法正确的是
A. 太阳能光伏板转换太阳能为电能,其材料主要是硅,属于无机非金属材料
B. 维C和补铁药同服,主要是维C抑制Fe2+水解
C. 霓虹灯的发光原理是电子由基态向激发态跃迁时以光的形式释放能量
D 工业上通过电解NaCl溶液生产金属钠
3. 下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂可发生皂化反应
B
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
乙酸具有挥发性
C
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有强氧化性
D
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾富含N、P、K等元素
A. A B. B C. C D. D
4. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 高铁酸钾溶液与浓盐酸反应:
B. 铝与氢氧化钠溶液:
C. 向碳酸钠溶液中滴加少量新制氯水:
D. 向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫:
5. 下图所示化合物是合成心血管药物缬沙坦的中间体,下列有关其说法正确的是
A. 分子中所有的碳原子可能共平面
B. 该分子化合物不存在对映异构体
C. 该化合物与足量发生加成反应,产物分子有2个手性碳原子
D. 该物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应、水解反应
6. 工业上可用如下反应:将丁烷经过催化裂解转化为更有工业价值的乙烯。下列说法正确的(为阿伏加德罗常数的值)
A. 乙烷中的轨道与的轨道相互重叠形成键
B. 室温,下,乙烯中的键数目为
C. 丁烷放入密闭容器充分反应后,所得的混合物中含有的电子数目为
D. 每生成乙烯,转移的电子数为
7. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
8. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象
结论
A
向酸性KMnO4溶液中加入草酸,紫色褪去
草酸具有还原性
B
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加
电池正在充电
C
向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀
D
为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
正反应活化能大于逆反应活化能
A. A B. B C. C D. D
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
、、键角依次减小
孤电子对与成键电子对斥力大于成键电子对之间的斥力
B
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
C
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
A. A B. B C. C D. D
10. 化合物M是一种新型抗生素关键中间体类似物,其合成路线如下(略去部分试剂和反应条件)。已知化合物K虚线圈内所有原子共平面。下列说法错误的是
A. Q的化学名称为2-甲基-1-丙醇 B. 在酸性条件下,M可发生水解
C. K中氮原子的杂化方式为sp2 D. 形成M时,氮原子与L中碳原子a成键
11. 阿司匹林片的有效成分是乙酰水杨酸()。某实验小组设计实验方案如下:
下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ研碎的目的为了加快乙酰水杨酸的溶解
B. 操作Ⅱ可观察到溶液显红色,操作Ⅴ可观察到溶液显紫色
C. 操作Ⅲ目的为了促进酯基的水解,可用足量溶液替代
D. 操作Ⅳ为了中和过量硫酸,否则不易检出酚羟基
12. 钒被誉为“合金的维生素”。从含和的废液中提取高纯度V的流程如下:
已知:“调pH”约为5.0,此时钒主要以形式存在;“热还原”中,加入硅铁合金,铁、硅均可作还原剂。下列叙述正确的是
A. 滤渣的主要成分为,气体X是
B. “沉钒”时pH越大,沉钒率越大
C. 实验室中“热解”需要的仪器主要有三脚架、酒精灯、蒸发皿、泥三角
D. “热还原”中硅参与的总反应为
13. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿c轴将原子投影到ab平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 基态Mn的价电子排布式为
B. 晶体中的配位数是6
C. Mn位于晶胞的顶角和面心
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
14. 下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)](X代表Cl-、Br-或CrO)
下列说法错误的是
A. 曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定达终点时,溶液中
第II卷:按要求填空(共4小题,共58分)
15. 实验室制备的装置如图所示(夹持装置略),易潮解、易升华,高温下易被氧气氧化。已知:能被氧化为。
回答下列问题:
(1)装置中发生反应的化学方程式为_______;实验操作的正确顺序为:连接装置检查装置气密性,装入药品;_______(填标号)。
a.加热反应管继续升温至,直至装置中反应完全,停止加热装置
b.关闭、,打开,水浴保持在之间
c.停止加热装置,打开、,关闭,继续通至中无液滴滴下
d.停止通入冷凝水
e.打开、、,通入并通入冷凝水
f.加热管式炉的反应管至
(2)仪器的名称为_______;、作用为_______;气体有毒,遇水产生两种酸性气体,装置中发生反应的化学方程式为_______;图示装置存在的缺陷是_______。
(3)称取样品配成溶液。移取于碘量瓶中,加入(足量)充分反应,加热煮沸,冷却后加入硫酸溶液和足量溶液,加入少量淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积。(已知:杂质不反应;)
①该样品中的质量分数为_______(用含、、的代数式表示)。
②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
16. 钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是_______;“滤渣1”中金属元素主要为_______。
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是_______。取少量反应后的溶液,加入化学试剂_______检验_______,若出现蓝色沉淀,需补加。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。
(4)“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式),残留的浓度为_______。
17. 含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现实意义。回答下列问题:
(1)回收航天员呼吸产生的可利用Bosch反应: ,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应中,,,则Bosch反应的___________。
(2)催化重整制意义重大。在体积相等的多个恒容密闭容器中,分别充入1和4只发生反应,在不同温度下反应相同时间,测得、、的转化率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。
①直线Ⅱ代表___________。
②反应的活化能___________(填“>”“<”或“=”)。
③b点时反应速率___________(填“>”“<”或“=”)。
④温度下反应达到平衡时,气体总压强为p,则温度下反应的___________(列出计算式)。
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
铜电极上产生的电极反应式为___________,若铜电极上只生成6.4g,则铜极区溶液质量变化了___________g。
18. 化合物I是药物合成的中间体,其合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)G中含氧官能团的名称为_________。
(2)B→C的反应类型为_________。
(3)F的结构简式为_________。
(4)G与足量的氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为__________。
(5)关于化合物I,下列说法正确是_______(填字母)。
a.I可以发生银镜反应,也可以与盐酸发生反应
b.1个I分子中含有2个手性碳原子
c.I分子含有杂化的原子个数为
d.I分子间只存在氢键,不存在范德华力
(6)符合下列条件的A的同分异构体有_______种。
①分子中含有苯环
②分子中含有,且与苯环直接相连
③可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热的条件下产生砖红色沉淀
(7)由合成路线如下(反应条件略去),其中J和K的结构简式分别为__________和___________。
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高三化学试题
相对原子质量:H1 O16 N14 C12 Cl35.5 S16 Mn55 Cr52
第I卷:单选题:每小题请选出最佳选项。(每小题3分,共14题,42分)
1. 泱泱中华,历史何其悠久,文明何其博大。文物筑牢文明之基,国务院设立每年6月的第二个星期六为文化和自然遗产日,国家文物局将今年的活动主题定为“保护文物传承文明”。下列文物的材质属于无机非金属材料的是
A.铜奔马
B.汉竹简
C.莲花形玻璃托盏
D.垂鳞纹秦公铜鼎
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜奔马的主要成分为金属材料,故A错误;
B.汉竹简主要成分为纤维素,属于天然有机高分子材料,故B错误;
C.莲花形玻璃托盏主要成分为玻璃,属于无机非金属材料,故C正确;
D.垂鳞纹秦公铜鼎主要成分为金属材料,故D错误;
故答案为C。
2. 化学与生活、生产息息相关。下列说法正确的是
A. 太阳能光伏板转换太阳能为电能,其材料主要是硅,属于无机非金属材料
B. 维C和补铁药同服,主要是维C抑制Fe2+水解
C. 霓虹灯的发光原理是电子由基态向激发态跃迁时以光的形式释放能量
D. 工业上通过电解NaCl溶液生产金属钠
【答案】A
【解析】
【详解】A.太阳能光伏板的主要材料是硅,硅属于半导体,归类为无机非金属材料,A正确;
B.维生素C的作用是抗氧化,防止被氧化为,而非抑制水解,B错误;
C.霓虹灯发光是电子从激发态返回基态时释放能量(发光),而非从基态跃迁到激发态(此过程需吸收能量),C错误;
D.工业制钠通过电解熔融NaCl,而非NaCl溶液(电解溶液会生成Cl2、H2和NaOH),D错误;
故选A。
3. 下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂可发生皂化反应
B
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
乙酸具有挥发性
C
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有强氧化性
D
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾富含N、P、K等元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.油脂在碱性条件下水解生成硬脂酸钠和甘油,称为皂化反应,故油脂水解可用于制造肥皂,故A正确;
B.白醋中含有的乙酸有弱酸性,但比碳酸的酸性强,可用于清洗水壶中的水垢,与乙酸具有挥发性无关,故B错误;
C.84消毒液的有效成分是NaClO,利用其强氧化性,能使蛋白质变性,可用于对图书馆桌椅消毒,故C正确;
D.N、P、K为肥效元素,而厨余垃圾含N、P、K等元素,则可作肥料,故D正确;
故选B。
4. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 高铁酸钾溶液与浓盐酸反应:
B. 铝与氢氧化钠溶液:
C. 向碳酸钠溶液中滴加少量新制氯水:
D. 向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫:
【答案】A
【解析】
【详解】A.高铁酸钾溶液与浓盐酸反应:,A错误;
B.铝与氢氧化钠反应生成四氢氧化铝酸钠和氢气,根据得失电子守恒,离子方程式为,B正确;
C.根据酸性:,碳酸钠与少量新制氯水()的反应可看成2步,①,②,,①+②得到离子方程式,C正确;
D.向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫()看成2步,①;②,①+②得到离子方程式,D正确;
故答案为:A。
5. 下图所示化合物是合成心血管药物缬沙坦的中间体,下列有关其说法正确的是
A. 分子中所有的碳原子可能共平面
B. 该分子化合物不存在对映异构体
C. 该化合物与足量发生加成反应,产物分子有2个手性碳原子
D. 该物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应、水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子中,圈中的碳原子为sp3杂化,类似于甲烷的结构,即一个碳原子最多和与它相连的两个原子共平面,因此所有碳原子不可能共平面,故A错误;
B.如图可知,该化合物中存在手性碳原子,因此存在对映异构体,故B错误;
C.该物质与足量氢气加成之后的产物为:,连接四个不同基团的原子为手性碳原子,因此产物中含有的手性碳原子有:,共有3个手性碳原子,故C错误;
D.该物质中含有苯环、甲基等均可以发生取代反应,该物质可以发生燃烧,发生的是氧化反应,含有苯环等可以发生加成反应,含有的酯基可以发生水解反应,故D正确;
故选D。
6. 工业上可用如下反应:将丁烷经过催化裂解转化为更有工业价值的乙烯。下列说法正确的(为阿伏加德罗常数的值)
A. 乙烷中的轨道与的轨道相互重叠形成键
B. 室温,下,乙烯中的键数目为
C. 丁烷放入密闭容器充分反应后,所得的混合物中含有的电子数目为
D. 每生成乙烯,转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烷中C的sp3杂化轨道与H的1s轨道相互重叠形成C-H键,A错误;
B.不是标准状况,不可计算乙烯的物质的量,B错误;
C.反应前后元素守恒,0.1mol丁烷含有0.4molC,电子数为2.4mol,0.1mol丁烷含有1molH,电子数为1mol,所以所得的混合物中含有的电子数目为3.4NA,C正确;
D.根据方程式可知,整个反应转移1mol电子,生成1mol乙烯,D错误;
故选C。
7. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;
故选C。
8. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象
结论
A
向酸性KMnO4溶液中加入草酸,紫色褪去
草酸具有还原性
B
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加
电池正在充电
C
向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀
D
为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
正反应活化能大于逆反应活化能
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向酸性KMnO4溶液中加入草酸,紫色褪去,则表明KMnO4被还原,草酸具有还原性,A符合题意;
B.铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加,则负极Pb转化为PbSO4,正极PbO2转化为PbSO4,电池正在放电,B不符合题意;
C.Ksp(AgCl)=c(Ag+)∙c(Cl-)、Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)∙c(),向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀,只能说明生成AgCl沉淀时所需的c(Ag+)更小,不能直接比较Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2CrO4)的相对大小,C不符合题意;
D.为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅,表明平衡正向移动,正反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,D不符合题意;
故选A。
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
、、键角依次减小
孤电子对与成键电子对斥力大于成键电子对之间的斥力
B
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
C
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.CO2中心原子C为sp杂化,无孤对电子,键角180°,CH2O中的碳原子sp2杂化,无孤对电子,键角大约120°,CCl4中碳原子sp3杂化,无孤对电子,键角大约1109.5°,键角依次减小,但与孤对电子无关,解释不符合,故A错误;
B.原子光谱是不连续的线状谱线,说明原子的能级是不连续的,原子能级是量子化的,故B正确;
C.甘油即丙三醇,分子中有3个羟基,分子间可以形成更多的氢键,且O元素的电负性较大,分子间形成的氢键较强,因此甘油是黏稠液体,故C正确;
D.石墨晶体属于混合晶体,在石墨的平面结构中,每个碳原子和相邻的三个碳原子形成共价键,形成六元环的网状结构,每个碳原子价电子4个,其中利用三个sp2杂化轨道连接三个碳原子,还有一个p电子未参与杂化,层内碳原子的这些2p电子相互平行,相邻碳原子间的p轨道相互重叠形成π键,这些电子可以自由移动,因此能导电,故D正确;
故答案选A。
10. 化合物M是一种新型抗生素关键中间体的类似物,其合成路线如下(略去部分试剂和反应条件)。已知化合物K虚线圈内所有原子共平面。下列说法错误的是
A. Q的化学名称为2-甲基-1-丙醇 B. 在酸性条件下,M可发生水解
C. K中氮原子的杂化方式为sp2 D. 形成M时,氮原子与L中碳原子a成键
【答案】D
【解析】
【详解】A.Q为饱和一元醇,命名时,从靠近羟基碳原子的一端开始编号,即羟基碳原子的位次为“1”,则其化学名称为2-甲基-1-丙醇,A正确;
B.M分子中,左侧环上存在酯基和酰胺基,在酸性条件下两种官能团都发生水解反应,B正确;
C.题中信息显示,化合物K虚线圈内所有原子共平面,则N原子的最外层孤电子对未参与杂化,而是与苯环的大π键共轭,N原子的杂化方式为sp2,C正确;
D.对照L和M的结构可以看出,形成M时,L分子中18O与b碳原子之间的共价键断裂,则氮原子与L中碳原子b成键,D错误;
故选D。
11. 阿司匹林片的有效成分是乙酰水杨酸()。某实验小组设计实验方案如下:
下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ研碎的目的为了加快乙酰水杨酸的溶解
B. 操作Ⅱ可观察到溶液显红色,操作Ⅴ可观察到溶液显紫色
C. 操作Ⅲ目的为了促进酯基的水解,可用足量溶液替代
D. 操作Ⅳ为了中和过量硫酸,否则不易检出酚羟基
【答案】C
【解析】
【分析】阿司匹林片的有效成分是乙酰水杨酸(),含有羧基和酯基,溶解分成两份,一份加入石蕊溶液,溶液变红,另一份加入稀硫酸,酯基水解,滴加碳酸氢钠,羧基反应产生气泡,再滴加氯化铁溶液,酚羟基显示特征紫色;
【详解】A.研碎的目的是为了加快溶解,故A正确;
B.根据分析可知操作Ⅱ紫色石蕊在酸性溶液中显红色,操作Ⅴ可观察到溶液显紫色,故B正确;
C.操作Ⅲ稀硫酸为了促进酯的水解,如果用替代,需要中和过量的溶液,否则与反应,无法形成紫色溶液,故C错误;
D.(紫色),过量使平衡逆向移动,故D正确;
故答案为C。
12. 钒被誉为“合金的维生素”。从含和的废液中提取高纯度V的流程如下:
已知:“调pH”约为5.0,此时钒主要以形式存在;“热还原”中,加入硅铁合金,铁、硅均可作还原剂。下列叙述正确的是
A. 滤渣的主要成分为,气体X是
B. “沉钒”时pH越大,沉钒率越大
C. 实验室中“热解”需要的仪器主要有三脚架、酒精灯、蒸发皿、泥三角
D. “热还原”中硅参与的总反应为
【答案】D
【解析】
【分析】含和的废液中加入盐酸,生成沉淀,加入沉钒后加热,生成、,中加入硅铁合金、生石灰发生热还原反应,生成金属钒,据此解答本题。
【详解】A.由分析可知,滤渣的主要成分为,气体X是NH3、,A项错误;
B.“沉钒”时pH越大,越容易发生副反应。导致降低,不利于生成,沉钒率降低,B项错误;
C.“热解”中固体分解生成、和。气体X为氨气和水蒸气,“热解”时使用的仪器是三脚架、酒精灯、坩埚、泥三角,C项错误;
D.中加入硅铁合金、生石灰发生热还原反应,生成金属钒和硅酸钙,反应的方程式为:,D项正确;
答案选D。
13. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿c轴将原子投影到ab平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 基态Mn的价电子排布式为
B. 晶体中的配位数是6
C. Mn位于晶胞的顶角和面心
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.为25号元素,其基态原子的核外电子排布式为,基态Mn的价电子排布式为,A正确;
B.据投影图可知,晶胞结构如图,晶体中的配位数是4,B错误;
C.投影图可知,晶胞结构如图,晶胞中位于面心和顶角,C正确;
D.据均摊法计算可知,晶胞中硫原子有4个,锰原子有,设晶胞棱长为a cm,,a=,最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半,即,D正确;
故答案为:B。
14. 下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
pAg=-lg[c(Ag+)/(mol·L-1)]
pX=-lg[c(Xn-)/(mol·L-1)](X代表Cl-、Br-或CrO)
下列说法错误的是
A. 曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定达终点时,溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得,根据②上的点(2.0,7.7),可求得,根据③上的点(6.1,6.1),可求得。
【详解】A.由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;
B.反应的平衡常数,故B正确;
C.当Cl-恰好沉淀完全时可以得到的饱和溶液,,则,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,故C正确;
D.以为指示剂,当Br-到达滴定终点时,开始形成Ag2CrO4砖红色沉淀,且半分钟内不消失,此时,,则,而此时银离子浓度并不为1 mol/L,故D错误;
故选D。
第II卷:按要求填空(共4小题,共58分)
15. 实验室制备的装置如图所示(夹持装置略),易潮解、易升华,高温下易被氧气氧化。已知:能被氧化为。
回答下列问题:
(1)装置中发生反应的化学方程式为_______;实验操作的正确顺序为:连接装置检查装置气密性,装入药品;_______(填标号)。
a.加热反应管继续升温至,直至装置中反应完全,停止加热装置
b.关闭、,打开,水浴保持在之间
c.停止加热装置,打开、,关闭,继续通至中无液滴滴下
d.停止通入冷凝水
e.打开、、,通入并通入冷凝水
f.加热管式炉的反应管至
(2)仪器的名称为_______;、作用为_______;气体有毒,遇水产生两种酸性气体,装置中发生反应的化学方程式为_______;图示装置存在的缺陷是_______。
(3)称取样品配成溶液。移取于碘量瓶中,加入(足量)充分反应,加热煮沸,冷却后加入硫酸溶液和足量溶液,加入少量淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积。(已知:杂质不反应;)
①该样品中的质量分数为_______(用含、、的代数式表示)。
②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 直形冷凝管 ②. 冷凝并收集未反应完的 ③. ④. 、之间导管易造成堵塞;E、F之间无干燥装置
(3) ①. ②. 偏小
【解析】
【分析】三氯化铬易潮解,高温下易被氧化,因此反应前需要除去装置内的空气,先通入氮气,氮气通过浓硫酸干燥后通入装置A中,除去装置中原有的空气,随后加热装置A使四氯化碳气化进入装置B中,在加热条件下与反应生成,未反应的四氯化碳经过冷凝后收集,生成的被溶液吸收。
【小问1详解】
根据分析可知,在装置B中的反应为:。反应时,应先将装置内空气排出,之后对其进行预加热,再将K1,K3关闭,对圆底烧瓶进行水浴加热,使氨气从K2进入反应装置。同时对硬质玻璃管继续加热,使反应进行。待B中反应结束后,停止加热,为将产物全部排出,开始继续通入氮气。综上所述,其顺序为:efbacd。
【小问2详解】
装置D为直形冷凝管,装置D、E的作用是为了冷凝并收集未反应完的。根据上述分析可知,COCl2与水反应得到的酸性气体为CO2和HCl,故其与氢氧化钠溶液的反应为:。由于B、C之间的导管较小,故气流可能会将Cr2O3粉末带入导管内,导致其堵塞。而且CrCl3易潮解,故E、F间需要加一个干燥装置。故整体缺陷为:B、C之间导管易造成堵塞;E、F之间无干燥装置。
【小问3详解】
①整个反应的过程为,先让足量的过氧化钠和三氯化铬反应,离子方程式为:。再让碘化钾去还原生成的,再用硫代硫酸钠滴定生成的碘单质。其数量关系为: ~2~ 3 ~ 6。故有:,因只取了25mL的样品溶液,故总共的=。样品的质量分数为:;
②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则滴定终点读取的标准液体积偏小,则测定结果偏小。
16. 钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是_______;“滤渣1”中金属元素主要为_______。
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是_______。取少量反应后的溶液,加入化学试剂_______检验_______,若出现蓝色沉淀,需补加。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。
(4)“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式),残留的浓度为_______。
【答案】(1) ①. 增大固液接触面积,加快酸浸速率,提高浸取效率 ②. Pb
(2) ①. 将溶液中的氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素 ②. 溶液 ③.
(3) ①. ②.
(4) ①. 、 ②.
【解析】
【分析】由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有、、、、等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的;向滤液中加入将氧化为,然后加入ZnO调节pH=4使完全转化为,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为,滤液中的金属离子主要是、和;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂,将溶液中氧化为,在时形成沉淀,而则被还原为,还会与溶液中的发生归中反应生成,得到和的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答。
【小问1详解】
在原料预处理过程中,粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸的反应速率,提高浸取效率;由分析可知,“滤渣1”的主要成分为PbSO4,则“滤渣1”中金属元素主要为Pb;
【小问2详解】
酸浸液中含有、、、、等离子。由题表中数据可知,当完全沉淀时,未开始沉淀,而当完全沉淀时,已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且不沉淀,应先将氧化为,然后调节溶液的pH使完全水解转化为沉淀,因此,的作用是将氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用溶液检验,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在,需补加;
【小问3详解】
由分析可知,该过程发生两个氧化还原反应,根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(),结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式:、;
【小问4详解】
最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的、加入“氧化沉钴”时引入的,而阴离子是在酸浸时引入的,因此其中主要的盐有和。当溶液时,恰好完全沉淀,此时溶液中,则,则。“除钴液”的,即,则,此时溶液中。
17. 含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现实意义。回答下列问题:
(1)回收航天员呼吸产生的可利用Bosch反应: ,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应中,,,则Bosch反应的___________。
(2)催化重整制意义重大。在体积相等的多个恒容密闭容器中,分别充入1和4只发生反应,在不同温度下反应相同时间,测得、、的转化率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。
①直线Ⅱ代表___________。
②反应的活化能___________(填“>”“<”或“=”)。
③b点时反应速率___________(填“>”“<”或“=”)。
④温度下反应达到平衡时,气体总压强为p,则温度下反应的___________(列出计算式)。
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
铜电极上产生的电极反应式为___________,若铜电极上只生成6.4g,则铜极区溶液质量变化了___________g。
【答案】(1)-90 (2) ①. ②. < ③. > ④. 或(或其他正确计算式)
(3) ①. ②. 14.4
【解析】
小问1详解】
①根据题干可知,反应①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394kJ/mol,反应②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=-242kJ/mol,目标反应可由反应②×2-反应①得到,ΔH=(-242×2+394)kJ/mol=-90kJ/mol;
【小问2详解】
图中信息可知,温度越高,则越小,曲线I和曲线Ⅱ是与温度关系,曲线Ⅲ是H2转化率与温度关系,从后往前看,温度升高,曲线Ⅲ中从最高点到a点,氢气转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,逆反应方向是吸热反应,正反应方向是放热反应,则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度即大于,则代表曲线的是Ⅱ、代表曲线的是I;
①由上述分析可知,直线Ⅱ代表曲线;
②由上述分析可知,正反应方向是放热反应,反应的活化能<;
③图像从右向左看,升高温度,氢气转化率升高,当到达最高点之后,再升高温度,氢气转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则最高点是平衡点,b点尚未平衡,则b点时反应速率>;
④T2温度下,a点时,反应达到平衡状态,体系压强为p,列三段式,
平衡时气体的总物质的量为,
则;
【小问3详解】
铜电极发生还原反应转化为,电极反应式为:;其中生成CH4的电极反应式为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,若铜电极上只生成6.4g CH4,其物质的量n(CH4)=0.4 mol,则反应物消耗0.4molCO2,同时有3.2molH+通过质子交换膜,故则铜极区溶液质量增加了。
18. 化合物I是药物合成的中间体,其合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)G中含氧官能团的名称为_________。
(2)B→C的反应类型为_________。
(3)F的结构简式为_________。
(4)G与足量的氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为__________。
(5)关于化合物I,下列说法正确的是_______(填字母)。
a.I可以发生银镜反应,也可以与盐酸发生反应
b.1个I分子中含有2个手性碳原子
c.I分子含有杂化的原子个数为
d.I分子间只存在氢键,不存在范德华力
(6)符合下列条件的A的同分异构体有_______种。
①分子中含有苯环
②分子中含有,且与苯环直接相连
③可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热的条件下产生砖红色沉淀
(7)由合成的路线如下(反应条件略去),其中J和K的结构简式分别为__________和___________。
【答案】(1)酯基、酰胺基
(2)加成(还原)反应
(3) (4) (5)ab
(6)13 (7) ①. ②.
【解析】
【分析】A和甲醇发生酯化反应生成B,则B的结构简式为:,B和氢气发生加成(还原)反应生成C,C和D脱去HCl发生取代反应生成E,E和氢气在催化剂作用下发生加成反应(碳氮三键被加成)生成F(),F在一定条件下生成环状化合物G,G被还原生成H,H发生催化氧化生成I(),据此解答。
【小问1详解】
由G的结构简式可知,G中含氧官能团的名称为酯基、酰胺基;
【小问2详解】
由分析可知,B→C的反应类型为加成(还原)反应;
【小问3详解】
由分析可知,F的结构简式为F;
【小问4详解】
G中酯基和酰胺基均可以与氢氧化钠溶液发生水解反应,则G与足量的氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为:
;
【小问5详解】
由分析可知,I的结构简式为:,则:
a.I中含有醛基,可以发生银镜反应;I中N原子上有孤电子对,能与氢离子结合,也可以与盐酸发生反应,a正确;
b.连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则1个I分子中含有2个手性碳原子,如图中标注“*”的碳原子:,b正确;
c.I分子中除醛基之外的碳原子,剩下的8个碳原子均采取杂化,且2个N原子也采取杂化,即1个I分子含有杂化的原子为10,则 I分子含有杂化的原子个数为,c错误;
d.I分子中存在氨基,分子间存在氢键,也存在范德华力,d错误;
故选ab;
小问6详解】
A的分子式为C7H5O4N,A的同分异构体分子中含有苯环;含有,且与苯环直接相连;可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热的条件下产生砖红色沉淀,即含有醛基。则苯环上可能有2个取代基:和,2个取代基位于邻位、间位、对位,此时有3种同分异构体;苯环上也可能有3个取代基:、-CHO和-OH,-NO2和-CHO相邻时,羟基有四个位置;-NO2和-CHO相间时,羟基有四个位置;-NO2和-CHO相对时,羟基有两个位置,此时有10种同分异构体。综上,符合条件的A的同分异构体共有3+10=13种;
【小问7详解】
根据题目中所给出的反应路线可知,中氨基和苯甲酸甲酯发生取代反应生成J:,J中酯基、酰胺基被还原得到K:,最后K中羟基被催化氧化为醛基,得到目标产物,则J和K的结构简式分别为:和。
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