内容正文:
2025年天津市十二区重点学校高三毕业班联考(一)
化学试卷
第I卷
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间60分钟。
以下数据可供解题时参考:
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 Cl-35.5 Cu-64
一、选择题(本题共12个小题,每小题3分,共36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. 化学学科在科技强国方面做出了巨大贡献,下列有关说法正确的是
A. “长征七号”采用了液氧煤油发动机,煤油是纯净物
B. “福建舰”航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯是乙烯的同系物
C. “天宫”空间站使用的太阳能电池板材料的主要成分是硅单质
D 火星车超薄隔热外衣——纳米气凝胶,粒子直径小于
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 和:互为同素异形体
B. 中子数为8的氮原子:
C. 的电子式:
D. 2-甲基-1-丁醇的键线式:
3. 下列说法不正确的是
A. 苯甲酸钠常用作食品防腐剂
B. 硫酸铝可用于去除污水中的细小悬浮物
C. 碳酸氢铵、碳酸氢钠等常用作食品膨松剂
D. 淀粉、蛋白质和油脂都属于天然有机高分子化合物
4. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 键角:
C. 第一电离能: D. 简单离子半径:
5. 常温下,在下列给定条件的各溶液中,一定能大量共存的是
A. 加入溶液显红色溶液中:
B. 与铝反应产生的溶液中:
C. 澄清透明溶液中:
D. 的溶液:
6. 工业上用(分子结构:)与甲烷为原料制备,发生反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中键和键数量之比为
B. 既是氧化剂又是还原剂
C. 生成标准状况下的气体,断开键数为
D. 若该反应转移电子数,则被还原的有
7. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 与70%的浓硫酸混合:
B. 与足量的浓溶液混合:
C. 通入水中:
D. 用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:
8. 下列实验能达到实验目的的是
A. 方案甲可制取无水
B. 方案乙用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
C. 海带中提取碘的实验中灼烧碎海带
D. 方案丁可判断溶度积:
9. 有关下列物质的说法正确的是
A. X射线衍射法可以确定该分子中的键长和键角等相关信息
B. 完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个
C. 该物质能发生消去反应,且产物存在顺反异构体
D. 该物质完全水解最多消耗物质的量是
10. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A. (含氧酸)酸性强于
B. 浓溶液和浓溶液反应可以得到
C. a的沸点高于
D. 工业上通过来制备
11. 关于模块化电化学合成NaClO、H2O2的演示图如下,下列说法错误的是
A. 电源a为正极
B. H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解
C. 总反应为:
D. 充分电解后,将m、n对调,能继续合成产物,多次循环实现可持续生产
12. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度(M代表、、、)随pH变化曲线如图所示,其中,虚线④代表的曲线。已知。下列有关说法正确的是
A. 的电离常数的数量级为
B. 时,
C. 水的电离程度:
D. A点时,
第II卷
二、非选择题(共64分)
13. 新型化学电源能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。
I.锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。
①元素、P、F中电负性最大是___________(填元素符号)。
②基态F原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)为提高锂电池的安全性,科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下,阴离子为。
该阳离子中,“”原子的杂化轨道类型为___________杂化,的空间构型是___________。
Ⅱ.氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点,应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义,以下是两种常见的储氢材料。
(3)氰基配合物
①在周期表中的位置___________。
②钴离子的配位数是___________,配位原子是___________(写元素符号)。
③氰基配合物中存在的化学键有___________。
a.离子键 b.范德华力 c.极性共价键 d.氢键
(4)金属氢化物
是非常有潜力的储氢材料,其晶胞形状为立方体,边长为,如下图所示。
①晶胞中H原子个数为___________。
②已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为___________。(列出含M、、a的计算式即可)
14. 螺环化合物具有刚性结构,结构稳定,在不对称催化、发光材料、农药、高分子粘合剂等方面有重要应用。螺环化合物的合成路线如下:
已知:①
②
③
(1)由A生成B的反应类型为___________,B中官能团的名称为羟基、___________。
(2)写出物质A发生银镜反应的化学方程式___________。
(3)物质E的名称为___________。
(4)关于上述合成路线中的物质的说法正确的是___________。
a.D的分子式为
b.F分子中所有碳原子不可能在同一平面上
c.物质F一定条件下可以发生取代、加聚和氧化反应
d.H的酸性比其一氯代物W()强
(5)物质G的结构简式为___________。
(6)H的同分异构体X中,同时具有如下结构和性质的有___________种。(注:不含结构)
①含有苯环且苯环上有4个取代基
②遇氯化铁溶液发生显色反应
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为
任写其中一种核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式___________。
(7)参照题目合成路线,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线___________(无机试剂任选)。
15. 三氯化氧磷是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应:,制备并测定产品含量。
资料卡片:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
76.1
137.5
遇水剧烈水解,易与反应
1.25
105.8
153.5
遇水剧烈水解,放热,能溶于
78.8
119
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)仪器E的名称是___________,仪器A中的试剂是___________。
(2)实验室制备的离子方程式为___________。
(3)反应装置图虚框中未画出的仪器最好选择___________(填“F”或“G”)。
(4)该反应一般控制在的范围内进行,其原因是___________,因此装置C最好选择的加热方式是___________。
(5)上述过程制得粗品经分离提纯去除后,进行如下操作,测定此时的含量:准确称取样品在水解瓶中摇动至完全水解并稀释至,取于锥形瓶中,加的溶液,再加少量硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点,做平行实验,平均消耗标准溶液。
已知:。
①水解的化学方程式为___________。
②判断滴定终点的现象为___________。
③的纯度为___________%(保留四位有效数字)。
④实验中,若不加硝基苯,测定的纯度将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
16. 钒是一种重要的过渡金属,其化合物具有多样的化学性质和广泛的应用。
I.工业上常采用碳热还原氮化法制备氮化钒,相关热化学方程式及平衡常数如下
①
已知反应①经由以下两个基元反应分两步完成:
②
③
(1)反应①的___________,该反应正向能自发进行的原因是___________。
(2)若反应①、②、③分别在不同容器中独立发生,对于一定条件下的指定反应,下列有关叙述正确的是___________(填字母)。
a.反应①:恒温恒容时,容器内的压强不再变化时,可判断该反应达到平衡
b.反应②:其他条件不变时缩小容积,增大压强,再次平衡时将增大
c.反应③:恒温恒容时,向密闭容器通入,则平衡向正向移动,氮气的转化率下降
d.三个反应的平衡常数的关系是,且温度升高,K值增大
(3)工业上利用反应①制备时会产生大量有害气体,以和为原料可以生产甲醇,其化学反应方程式为:。下,在恒容密闭容器中充入和合成,测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示:
图1
①前5分钟内,___________。
②时,改变的外界条件可能是___________。
③下,在恒容密闭容器中充入和,此时反应将___________(填“向左进行”“向右进行”“达到平衡”或“无法判断”)。
II.一种高性能的碱性硼化钒空气电池如图2所示,其中在电极上发生反应:。
图2
(4)该电池工作时,正极区的值___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。使用该电池作为直流电源,用惰性电极电解溶液,当溶液的质量减轻,电解过程中转移电子的物质的量是___________。
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2025年天津市十二区重点学校高三毕业班联考(一)
化学试卷
第I卷
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间60分钟。
以下数据可供解题时参考:
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 Cl-35.5 Cu-64
一、选择题(本题共12个小题,每小题3分,共36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. 化学学科在科技强国方面做出了巨大贡献,下列有关说法正确的是
A. “长征七号”采用了液氧煤油发动机,煤油是纯净物
B. “福建舰”航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯是乙烯的同系物
C. “天宫”空间站使用的太阳能电池板材料的主要成分是硅单质
D. 火星车超薄隔热外衣——纳米气凝胶,粒子直径小于
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤油是多种烃类的混合物,A错误;
B.石墨烯是一种碳单质,不是乙烯的同系物,B错误;
C.硅作为半导体材料可以将光能转化为电能,故可用于制作电池板材料,C正确;
D.纳米气凝胶是胶体,粒子直径在1~100nm之间,D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确是
A. 和:互为同素异形体
B. 中子数为8的氮原子:
C. 的电子式:
D. 2-甲基-1-丁醇的键线式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.和是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,互为同位素而不是同素异形体,A错误;
B.已知质量数等于质子数加中子数,故中子数为8的氮原子表示为:,B错误;
C.Na2O2为离子化合物,故其为电子式:,C正确;
D.根据醇的系统命名法可知,键线式为的醇的系统命名为:2-丁醇,D错误;
故答案为:C。
3. 下列说法不正确的是
A. 苯甲酸钠常用作食品防腐剂
B. 硫酸铝可用于去除污水中的细小悬浮物
C. 碳酸氢铵、碳酸氢钠等常用作食品膨松剂
D. 淀粉、蛋白质和油脂都属于天然有机高分子化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲酸钠常用作食品防腐剂,A正确;
B.硫酸铝电离出的Al3+,在水溶液中能够发生水解生成Al(OH)3胶体,可以通过吸附作用可用于去除污水中的细小悬浮物,B正确;
C.碳酸氢铵、碳酸氢钠等受热均能分解出无毒气体,也能与酸性物质反应生成无毒气体,故常用作食品膨松剂,C正确;
D.高分子是指相对分子质量成千上万的物质,故淀粉、蛋白质都属于天然有机高分子化合物,但油脂不属于高分子,D错误;
故答案为:D。
4. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 键角:
C. 第一电离能: D. 简单离子半径:
【答案】B
【解析】
【分析】侯氏制碱法工艺流程中的主反应为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,则W、X、Y、Z、Q、R分别代表H、C、N、O、Na、Cl。
详解】A.同周期元素从左到右,非金属性增强,气态氢化物稳定性增强,稳定性:H2O>NH3,故A错误;
B.H2O中O原子价电子对数为4,有2个孤电子对,水分子是V形分子,CO2中C原子价电子对数为2,CO2是直线形分子,键角H2O<CO2,故B正确;
C.N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能N>O,故C错误;
D.电子层数越多半径越大,简单离子半径:Cl->Na+,故D错误;
选B。
5. 常温下,在下列给定条件的各溶液中,一定能大量共存的是
A. 加入溶液显红色的溶液中:
B. 与铝反应产生的溶液中:
C. 澄清透明溶液中:
D. 的溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入溶液显红色溶液中含有Fe3+,Fe3+与C6H5OH发生显色反应,Fe3+能氧化I-,所以溶液中不能大量含有C6H5OH、I-,故不选A;
B.与铝反应产生的溶液显酸性或碱性,但酸性条件下有硝酸根的溶液,与铝反应不生成氢气,碱性条件下亚铁离子与氢氧根离子反应,故不选B;
C.澄清透明溶液中,相互之间不反应,能大量共存,故选C;
D.的溶液显酸性,酸性条件下发生氧化还原反应,故不选D;
选C。
6. 工业上用(分子结构:)与甲烷为原料制备,发生反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中键和键数量之比为
B. 既是氧化剂又是还原剂
C. 生成标准状况下的气体,断开键数为
D. 若该反应转移电子数,则被还原的有
【答案】C
【解析】
【详解】A.CS2的结构为:,一个双键中含有一个σ键、一个π键,因此1molCS2中含有2molσ键与2molπ键,因此σ键与π键数量比为1:1,故A错误;
B.反应中C元素化合价由CH4中-4价升至CS2中+4价,CH4做还原剂,S元素化合价由0价降至-2价,S8做氧化剂,故B错误;
C.标准状况下,11.2LH2S为0.5mol,1个S8中含有8个S-S键,根据可知,每生成0.5molH2S消耗0.125molS8,断裂1molS-S键,即断开键数为,故C正确;
D.CH4中-4价升至CS2中+4价,有,反应转移8NA个电子,即每消耗1 molCH4,甲烷化合价升高,是被氧化,故D错误;
故答案选C。
7. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 与70%的浓硫酸混合:
B. 与足量的浓溶液混合:
C. 通入水中:
D. 用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸:
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,离子方程式为:,A正确;
B.电荷不守恒,正确的离子方程式为:,B错误;
C.次氯酸是弱酸,不能拆,正确的离子方程式为:,C错误;
D.草酸是弱酸,不能拆,正确的是:,D错误;
故选A。
8. 下列实验能达到实验目的的是
A. 方案甲可制取无水
B. 方案乙用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
C. 海带中提取碘的实验中灼烧碎海带
D. 方案丁可判断溶度积:
【答案】B
【解析】
【详解】A.直接加热,促进镁离子水解生成氢氧化镁,得不到无水氯化镁,A错误;
B.用(杯酚)识别和,操作①②为分离不溶物和液体的操作,为过滤,操作③为利用物质沸点不同分离出氯仿的操作,为蒸馏,B正确;
C.灼烧碎海带用坩埚,装置甲不能灼烧碎海带,C错误;
D.实验中硫酸锌过量,硫离子和锌离子转化为硫化锌沉淀,加入硫酸铜,沉淀变为黑色,说明硫化锌沉淀转化为硫化铜沉淀,硫化铜更难溶,,D错误;
故选B。
9. 有关下列物质的说法正确的是
A. X射线衍射法可以确定该分子中的键长和键角等相关信息
B. 完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个
C. 该物质能发生消去反应,且产物存顺反异构体
D. 该物质完全水解最多消耗物质的量是
【答案】A
【解析】
【详解】A.X射线衍射法可以测定分子中内部结构,确定该分子中的键长和键角等相关信息,A正确;
B.分子中含有酰胺基、酯基,该物质完全水解后所得有机物为,其中只有与- NH2直接相连的碳原子为手性碳原子,即手性碳原子数目为1个,B错误;
C.分子中含有醇羟基,且与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,可以在浓硫酸、加热条件下发生消去反应得到,其碳碳双键一端含有2个氢原子,则不存在顺反异构体,C错误;
D.根据有机物的结构可知,分子中含有的-CONH-与-COO-可以和NaOH反应,则1 mol该有机物最多可与2 mol NaOH反应,D错误;
故选A。
10. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A. (含氧酸)酸性强于
B. 浓溶液和浓溶液反应可以得到
C. a的沸点高于
D. 工业上通过来制备
【答案】D
【解析】
【分析】根据含N及物质的分类与相应化合价关系图,a是NH3、b是N2、c是NO、d是NO2、e是HNO3及硝酸盐、a'是HCl、b'是Cl2、c'是HClO或次氯酸盐、d'是HClO3或氯酸盐、e'是HClO4或高氯酸盐。
【详解】A.Cl非金属性大于S,则HClO4酸性强于,故A正确;
B.浓盐酸和浓NaClO反应生成氯化钠、氯气、水,故B正确;
C.NH3能形成分子间氢键,NH3的沸点高于HCl,故C正确;
D.工业上制备,通过NH3→NO→NO2→,故D错误;
选D。
11. 关于模块化电化学合成NaClO、H2O2的演示图如下,下列说法错误的是
A. 电源a为正极
B. H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解
C. 总反应为:
D. 充分电解后,将m、n对调,能继续合成产物,多次循环实现可持续生产
【答案】A
【解析】
【分析】由题干电解池装置图可知,电解NaOH溶液时,左侧电极为O2转化为H2O2,电极反应为:O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-,发生还原反应是阴极,即a为电源负极,b为正极,即m电极为阳极,电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,而电解NaCl溶液时,右侧电极为Cl-转化为ClO-,电极反应为:Cl-+2OH- -2e=ClO-+H2O,发生氧化反应是阳极,即n电极为阴极,电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,电源a为负极,A错误;
B.由分析可知,生成H2O2的电极发生还原反应,且H2O2中O为-1价,则其可以继续得到电子转化为-2价的O,即H2O2实际浓度比理论浓度小的原因可能是其在电极上放电电解,B正确;
C.由分析可知,左侧电极反应为:O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-, m电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,而电解NaCl溶液时,右侧电极反应为:Cl-+2OH- -2e=ClO-+H2O, n电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,根据得失电子守恒得,该转化的总反应为:,C正确;
D.由分析可知,m电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,n电极反应为:NiOOH+H2O +e-= Ni(OH)2+OH-,故充分电解后,将m、n对调,能继续合成产物,多次循环实现可持续生产,D正确;
故答案为:A。
12. 常温下,往足量草酸钙固体与水的混合体系中加HCl或NaOH调节pH时溶质各微粒浓度(M代表、、、)随pH变化曲线如图所示,其中,虚线④代表的曲线。已知。下列有关说法正确的是
A. 的电离常数的数量级为
B. 时,
C. 水的电离程度:
D. A点时,
【答案】D
【解析】
【分析】CaC2O4为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,体系中存在一系列平衡,、、,所以在CaC2O4溶液中,,即①表示、②表示H2C2O4、③表示、④表示。
【详解】A.,,②③相交时,此时,可得Ka1=10-1.3,数量级为10-2,故A错误;
B.溶液pH=7时c(H+)=c(OH-),溶液中电荷守恒,但是没有考虑到加入盐酸或者氢氧化钠以后提供的氯离子或钠离子,所以错误,故B错误;
C.A点为溶液显酸性,B、C点酸性减弱,水的电离程度增大,故水的电离程度:,故C错误;
D.A点时c(H+)=10-1.3mol/L,c()=10-3mol/L,结合C点,Ka2==10-4.2,A点时,==10-2.9,则A点,c()=10-5.9mol/L,c(OH-)==10-12.7mol/L,即A点时,该离子浓度比较正确,故D正确;
故答案为:D。
第II卷
二、非选择题(共64分)
13. 新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。
I.锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。
①元素、P、F中电负性最大的是___________(填元素符号)。
②基态F原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)为提高锂电池的安全性,科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下,阴离子为。
该阳离子中,“”原子的杂化轨道类型为___________杂化,的空间构型是___________。
Ⅱ.氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点,应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义,以下是两种常见的储氢材料。
(3)氰基配合物
①在周期表中的位置___________。
②钴离子的配位数是___________,配位原子是___________(写元素符号)。
③氰基配合物中存在的化学键有___________。
a.离子键 b.范德华力 c.极性共价键 d.氢键
(4)金属氢化物
是非常有潜力的储氢材料,其晶胞形状为立方体,边长为,如下图所示。
①晶胞中H原子个数为___________。
②已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为___________。(列出含M、、a的计算式即可)
【答案】(1) ①. F ②.
(2) ①. ②. 正四面体形
(3) ①. 第四周期第族 ②. 6 ③. C ④. ac
(4) ①. 24 ②.
【解析】
【小问1详解】
①元素、P、F中,F是周期表中电负性最大的,所以电负性最大的是F;
②F的原子序数是9,所以基态F原子的价层电子轨道表示式为;
【小问2详解】
该阳离子中,“”原子成4个单键,故杂化轨道类型为sp3杂化,价层电子对数为,空间构型正四面体形;
【小问3详解】
①的原子序数为29,在周期表中第四周期第族;
②由分子式可知,钴离子的配位数是6,C和N相比,电负性更弱,更容易提供电子对,故配位原子是C;
③氰基配合物中存在的化学键有铜离子和间的离子键,CN之间的极性共价键,答案选ac;
【小问4详解】
①由图可知Fe位于晶胞的顶点和面心,个数为:,Mg位于体心,为8个,根据化学式Mg2FeH6可知该晶胞中含有Mg2FeH6的个数为4,因此含有的H原子个数是24;
②由上分析可知该晶胞含有Mg2FeH6的个数为4,因此该晶胞的质量是,晶体的密度为。
14. 螺环化合物具有刚性结构,结构稳定,在不对称催化、发光材料、农药、高分子粘合剂等方面有重要应用。螺环化合物的合成路线如下:
已知:①
②
③
(1)由A生成B的反应类型为___________,B中官能团的名称为羟基、___________。
(2)写出物质A发生银镜反应的化学方程式___________。
(3)物质E的名称为___________。
(4)关于上述合成路线中的物质的说法正确的是___________。
a.D的分子式为
b.F分子中所有碳原子不可能在同一平面上
c.物质F一定条件下可以发生取代、加聚和氧化反应
d.H的酸性比其一氯代物W()强
(5)物质G的结构简式为___________。
(6)H的同分异构体X中,同时具有如下结构和性质的有___________种。(注:不含结构)
①含有苯环且苯环上有4个取代基
②遇氯化铁溶液发生显色反应
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为
任写其中一种核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式___________。
(7)参照题目合成路线,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. 醛基
(2)
(3)丙二酸二乙酯 (4)b
(5) (6) ①. 6 ②. 或
(7)
【解析】
【分析】根据已知①,乙醛和甲醛在氢氧化钠作用下生成B,B与氢气发生加成反应生成C,根据C的结构简式,可知B是 ;F在碱性条件下发生水解反应,酸化后生成G,G是。
【小问1详解】
根据已知①,乙醛和甲醛在氢氧化钠作用下生成,由A生成B的反应类型为加成反应;中官能团的名称为羟基、醛基。
【小问2详解】
乙醛和银氨溶液反应生成乙酸铵、银、氨气、水,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
根据物质E的结构简式,E的名称为丙二酸二乙酯;
【小问4详解】
a.根据D的结构简式,D的分子式为,故a错误;
b.F分子中有3个碳原子通过单键与4个碳原子相连,根据甲烷的结构可知,所有碳原子不可能在同一平面上,故b正确;
c.物质F含有酯基,一定条件下可以发生取代反应,不含碳碳双键,不能发生加聚反应,故c错误;
d.Cl原子是吸电子基团,氯原子使羧基中O-H键极性增强,所以H的酸性比其一氯代物W()弱,故d错误;
选b。
【小问5详解】
F在碱性条件下发生水解反应,酸化后生成G,G是。
【小问6详解】
①含有苯环且苯环上有4个取代基;
②遇氯化铁溶液发生显色反应,含有酚羟基;
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为,含酚羟基个数为1;符合条件的结构有、、、、、,共6种;
其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为或。
【小问7详解】
乙醇氧化为乙醛,乙醛和苯甲醛在碱性条件下反应生成,和1,4-丁二烯发生加成反应生成,在一定条件下发生加聚反应生成,合成路线为。
15. 三氯化氧磷是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应:,制备并测定产品含量。
资料卡片:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
76.1
137.5
遇水剧烈水解,易与反应
1.25
105.8
153.5
遇水剧烈水解,放热,能溶于
78.8
119
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)仪器E的名称是___________,仪器A中的试剂是___________。
(2)实验室制备的离子方程式为___________。
(3)反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择___________(填“F”或“G”)。
(4)该反应一般控制在的范围内进行,其原因是___________,因此装置C最好选择的加热方式是___________。
(5)上述过程制得粗品经分离提纯去除后,进行如下操作,测定此时的含量:准确称取样品在水解瓶中摇动至完全水解并稀释至,取于锥形瓶中,加的溶液,再加少量硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点,做平行实验,平均消耗标准溶液。
已知:。
①水解的化学方程式为___________。
②判断滴定终点的现象为___________。
③的纯度为___________%(保留四位有效数字)。
④实验中,若不加硝基苯,测定的纯度将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. (球形)干燥管 ②. 饱和溶液
(2)
(3)G (4) ①. 温度太低,反应速率太慢;温度太高,等物质会挥发(的溶解度降低)利用率降低 ②. 水浴加热
(5) ①. ②. (加入最后半滴标准液),溶液恰好呈(血)红色,且半分钟溶液红色不褪去 ③. 76.75 ④. 偏小
【解析】
【分析】由实验装置图和实验原理可知,装置A中盛有饱和食盐水,除去氯气中混有的氯化氢,装置B中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷,干燥氯气,装置D中盛有浓硫酸,干燥二氧化硫,装置C为三氯化氧磷的制备装置,装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷,防止三氯化氧磷受热挥发,盛有碱石灰的干燥管E的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时吸收空气中水蒸气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解。
【小问1详解】
仪器E的名称是(球形)干燥管;由分析可知,装置A中盛有饱和食盐水,除去氯气中混有的氯化氢;
【小问2详解】
实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式是:;
【小问3详解】
反应装置图的方框中未画出的仪器的主要作用是冷凝、回流,为增强冷凝效果不能选用直形冷凝管,应选择球形冷凝管,故选G;
【小问4详解】
因若温度太低,反应速率太慢,若温度太高,PCl3等物质受热挥发,降低三氯化氧磷的产率,所以实验时用水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃;
【小问5详解】
①水解可生成两种酸,分析可知应为磷酸和盐酸,反应的化学方程式为;
②达到滴定终点时,KSCN有剩余,遇生成,溶液变为红色,现象是滴入最后半滴KSCN溶液,溶液恰好呈(血)红色,且半分钟内不褪色;
③由题意可知,溶液与中的氯离子反应生成氯化银,过量的溶液被标准溶液滴定,则KSCN消耗的物质的量为,水解出的氯离子和KSCN共消耗的溶液20.00mL,则水解出的氯离子的物质的量为,的物质的量为 ,所以的质量百分含量为。
④Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),所以若无硝基苯覆盖沉淀表面,滴定剩余Ag+时,会有部分AgCl沉淀转化为AgSCN,导致消耗的KSCN标准液偏大,即计算出的剩余Ag+偏多,结合③可知测定POCl3的质量分数将偏小。
16. 钒是一种重要的过渡金属,其化合物具有多样的化学性质和广泛的应用。
I.工业上常采用碳热还原氮化法制备氮化钒,相关热化学方程式及平衡常数如下
①
已知反应①经由以下两个基元反应分两步完成:
②
③
(1)反应①的___________,该反应正向能自发进行的原因是___________。
(2)若反应①、②、③分别在不同容器中独立发生,对于一定条件下的指定反应,下列有关叙述正确的是___________(填字母)。
a.反应①:恒温恒容时,容器内的压强不再变化时,可判断该反应达到平衡
b.反应②:其他条件不变时缩小容积,增大压强,再次平衡时将增大
c.反应③:恒温恒容时,向密闭容器通入,则平衡向正向移动,氮气的转化率下降
d.三个反应的平衡常数的关系是,且温度升高,K值增大
(3)工业上利用反应①制备时会产生大量有害气体,以和为原料可以生产甲醇,其化学反应方程式为:。下,在恒容密闭容器中充入和合成,测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示:
图1
①前5分钟内,___________。
②时,改变的外界条件可能是___________。
③下,在恒容密闭容器中充入和,此时反应将___________(填“向左进行”“向右进行”“达到平衡”或“无法判断”)。
II.一种高性能的碱性硼化钒空气电池如图2所示,其中在电极上发生反应:。
图2
(4)该电池工作时,正极区的值___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。使用该电池作为直流电源,用惰性电极电解溶液,当溶液的质量减轻,电解过程中转移电子的物质的量是___________。
【答案】(1) ①. ②. (熵增或正向气体增多)
(2)a (3) ①. 0.2 ②. 增大H2物质的量或浓度 ③. 向右进行
(4) ①. 变大 ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,反应① = 反应② + 反应③,所以;
②该反应的,在高温时,反应能自发进行。
【小问2详解】
a.反应①前后气体物质的量不相等,恒温恒容时,容器内压强不再变化,说明气体物质的量不变,反应达到平衡,a正确;
b.反应②平衡常数,温度不变平衡常数不变,其他条件不变时缩小容积,增大压强,再次平衡时c(CO)不变,b错误;
c.反应③恒温恒容通,反应物浓度增大,温度不变平衡常数不变,平衡时氮气浓度不变,故转化的氮气浓度增大,故无法判断氮气转化率下降,c错误;
d.根据盖斯定律反应① = 反应② + 反应③,平衡常数关系应为,反应①、③是放热反应,温度升高平衡逆向移动,K值减小,反应②是吸热反应,温度升高平衡正向移动,K值增大,d错误;
故答案选a。
【小问3详解】
①前5分钟内,CO浓度变化量为,根据化学计量数之比,,;
②0~5min内v(CO)==0.1mol/(L▪min),10~12min内v(CO)==0.12mol/(L▪min),故10 min时改变的条件能加快反应速率,并使平衡向正反应方向移动,改变的外界条件可能是增大H2物质的量或浓度;
③时,在1L恒容密闭容器中充入、和,此时浓度商,所以反应向右进行。
【小问4详解】
①在碱性硼化钒 - 空气电池中,电极发生失电子的氧化反应,为负极;正极上是氧气得电子发生还原反应,电极反应式为。由于正极生成了,所以正极区的增大,pH值变大;
②用惰性电极电解溶液,总反应为。每转移4mol电子,溶液减少的质量为和的质量之和,即。已知溶液质量减轻7.6g ,设转移电子物质的量为n ,则,解得n = 0.19mol;用惰性电极电解溶液,总反应为,溶液质量减轻是因为生成了Cu和,设生成Cu的物质的量为,生成的物质的量为,根据反应可知,n(Cu):n() = 2:1,且溶液减轻的质量为64x + 32y,已知n()=,若完全反应,生成Cu的物质的量为0.05mol,生成的物质的量为0.025mol,此时溶液减轻的质量为,说明反应完后水还在继续电解反应过程中:
,此过程溶液减轻质量为,水继续电解的质量为7.6g - 4g = 3.6g,,根据反应可知电解水转移电子的物质的量为,电解溶液转移电子的物质的量为,所以整个电解过程中转移电子的物质的量是0.1mol+0.4mol = 0.5mol。
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