内容正文:
辽宁省名校联盟2025届高三下学期高考模拟卷(调研卷)
化学试题(三)
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:H1 B11 C12 N14 O16 Na23 Mg24 S32 Ni59
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. 辽宁博物馆是新中国建立第一座博物馆,藏品总量达11.5万件,以辽宁地区考古出土文物和传世的历史艺术类文物为主体。下列藏品的主要成分属于有机材料的是
藏品
选项
A.商父乙铜爵
B.三联玉璧
C.中和木琴
D.饕餮纹彩绘陶鬲
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语使用错误的是
A. 的系统命名为4-甲基己烷
B. CH3COOC2H5的空间填充模型为
C. Cl2形成的σ键电子云轮廓图为
D. SO2的VSEPR模型为
3. 生活离不开化学,下列说法正确的是
A. 不锈钢广告牌上的图形或文字是用氯化亚铁溶液蚀刻而成
B. 二氧化硅属于半导体材料,可用于制成光伏电站、人造卫星和电动汽车的硅太阳能电池
C. 氨、硫酸、硝酸的合成使用了催化剂,可使反应速率增大几个到十几个数量级
D. 用于化工生产的纤维素、淀粉、油脂和煤、石油等原料,均属于可再生的生物质资源
4. 以碳酸锰铜矿(主要成分为、,还含有、等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写正确的是
A. 碳酸锰铜矿加入稀硫酸中主要发生的反应:
B. 加入将转化为:
C. 若向溶液中通入氨气除去:
D. 若向溶液中加入除去:
5. 毛果芸香碱用于治疗原发性青光眼,其结构简式如下。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子式为
B. 能与酸反应生成盐,但不能与碱反应生成盐
C. 既可以形成分子间氢键也可以形成分子内氢键
D. 该物质存在手性碳原子
6. 某制肼法是以氨为氮源,用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼()。其反应装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是
A. 可用装置d代替装置a制备氨气
B. 装置a中碱石灰能够吸水并放出热量,有利于氨气的逸出
C. 烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸
D. 双口烧瓶中发生反应的离子方程式为
7. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
金属具有良好的导电性
金属晶体中电子气在电场中定向移动
B
甲苯与高锰酸钾溶液反应实验中加入冠醚(18-冠-6)可以缩短褪色时间
18-冠-6与相互作用,使高锰酸钾间接“溶于”甲苯中,增大与甲苯接触的机会
C
臭氧在四氯化碳中比在水中溶解度大
臭氧和四氯化碳均为非极性分子,水为极性分子
D
烟花中加入一些金属盐如钠盐、铜盐、钡盐等,使烟花呈现五颜六色
金属原子的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量激发态乃至基态时,以光的形式释放能量
A. A B. B C. C D. D
8. 下列实验操作或实验装置完全正确且能达到实验目的的是
选项
实验操作或实验装置
实验目的
A
向2mL0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加0.1mol·L-1ZnSO4溶液至不再有白色沉淀产生,再滴加几滴0.1mol·L-1CuSO4溶液,出现黑色沉淀
验证溶度积:
B
用pH试纸测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH,比较溶液pH大小
验证酸性:CH3COOH>HClO
C
分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水,振荡,观察溶液颜色的变化
验证氧化性:Cl2>Br2>I2
D
验证热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠
A. A B. B C. C D. D
9. 醋酸纤维以纤维素为原料通过乙酰化反应制得,触摸柔滑、舒适,光泽、性能均接近桑蚕丝。纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。用纤维素制备三醋酸纤维的反应如下,下列有关说法错误的是(已知:Ac—代表CH3CO—)
A. 纤维素的乙酰化反应属于取代反应
B. 当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,质量增加129n g
C. 纤维素与淀粉不互为同分异构体
D 二醋酸纤维比三醋酸纤维吸湿性更好
10. 以离子液体为液态电解质,可以大幅度提高电池的安全性。一种功能性离子液体的阴离子结构如图所示,其组成元素X、Y、Z、W、M为原子半径逐渐增大的五种短周期主族元素,且只有一种元素与其他元素属于不同周期。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的稳定性:Y<M B. 化合物ZX3中各原子均满足8e-稳定结构
C. 氢化物的沸点:Y>Z>W D. 第一电离能:Y>Z>W
11. 一种新型储氢材料[Mg(NH3)6](BH4)2的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿z轴方向的投影如图2所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A. 与的空间结构相同
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占用率为
C. 晶体中存在离子键、共价键和配位键
D. 晶体的密度为
12. 黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是分布最广的铜矿物,由黄铜矿为原料制备铜和铁红的工业流程如图所示(已知:“溶浸”时,产生的CuCl难溶于水,但能溶于浓盐酸得到[CuCl2]-)。下列有关说法错误的是
A. “溶浸”时,FeCl3溶液也可以用酸性强的稀硫酸代替
B. “滤渣”的主要成分为CuCl和S
C. 操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为过滤
D. “稀释”时发生的离子反应:[CuCl2]-=CuCl+Cl-
13. 糠酸和糠醇是化工重要原料,某发明以双极膜(中间夹层的向两极室提供和)技术,通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 电极与电源的负极连接
B. 左侧电极室溶液增大
C. 右侧电极室的总反应为
D. 若电路转移电子总数为,则理论上至少消耗糠醛的质量为
14. 常温下,与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:
;
;
;
。
分别代表、、、、的随变化的关系。
已知:为逐级平衡常数,为累积平衡常数,如。下列有关说法正确的是
A. 和分别为和随的变化
B. 若O点的横坐标为-2.8,则可以计算
C. 时,
D.
15. 以物质X、Y为原料合成Z涉及的反应如下:
反应ⅰ:;
反应ⅱ:(均为正数)。
将1molX、3molY置于压强为的恒压密闭容器中进行上述反应,平衡时X的转化率、Z和M的选择性[已知:Z或M的选择性随温度的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 代表的转化率随温度的变化曲线
B. 若从体系中分离出,则反应速率一定降低,X的转化率增大
C. K点时进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等
D. K点对应温度下的分压为分压的2倍
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素,锇、铱不溶于一般的强酸中,甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下列问题:
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”,写出一种能促进“熔矿”的措施:_______;“熔矿”时Os2O3发生反应的化学方程式为_______。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是_______。
(3)加入NaOH溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质,该反应的离子方程式为_______,可使所得单质在“_______”操作中循环使用。
(4)得到铱粉过程中,需向含铱溶液中加入Na2S溶液,除去Ru、Pt等元素,同时加入一定量盐酸调节溶液pH,但pH不宜过低的原因是_______。
(5)IrO2的晶胞如图所示,M代表_______(填“Ir”或“O”);若M点的坐标为(0,0,0),N点的坐标为(0.19,0.19,0.5),则P点坐标为_______。
17. TMC(,M=256g·mol-1)与Ni2+形成的配合物对电解水反应有催化作用。配位数为6的Ni2+大环配合物,极大地简化了配合物的制备流程。TMC的硫氰化镍大环配合物的制备原理为(X代表SCN-),其制备包括以下两步:
步骤Ⅰ.目标配体镍盐的制备
称量4.6g硝酸镍,转移至100mL烧杯中。向烧杯中加入约25mL无水乙醇,搅拌,使硝酸镍充分溶解,得到硝酸镍的乙醇溶液。称量8.1g硫氰化钠,溶解于约50mL的无水乙醇中,得到硫氰化钠的乙醇溶液。将硝酸镍与硫氰化钠溶液混合,静置约30min,至硝酸钠沉淀完全。_______,得到硫氰化镍的乙醇溶液。
步骤Ⅱ.TMC的硫氰化镍配合物的制备
称量2.56gTMC配体,转移至试管中。向试管内加入约10mL无水乙醇,振荡,使TMC充分溶解,得到TMC的乙醇溶液。向足量硫氰化镍溶液中缓慢滴加TMC溶液,观察到蓝紫色针状晶体形成,该沉淀即TMC硫氰化镍配合物。静置约15min,使反应充分。减压过滤分离出产物,洗涤2~3次,将产物转移至表面皿中,干燥约30min,得到产品3.10g。
(1)请写出步骤Ⅰ发生的化学方程式:_______;此反应能发生的原因为_______。
(2)步骤I横线处进行的操作为_______,步骤I在实验室操作中下列仪器用不到的为_______(填序号)。
①容量瓶②玻璃棒③滴定管④托盘天平⑤漏斗
(3)步骤Ⅱ中利用如图所示装置对得到TMC的硫氰化镍配合物进行过滤、洗涤操作,仪器X的名称为_______;利用此装置过滤与普通过滤相比,其优点是_______。
(4)此实验中的产率为_______(保留三位有效数字)。
18. 甲醇水蒸气重整制氢反应时,先发生甲醇重整反应生成CO2和H2,然后发生逆变换反应生成CO,主要反应如下:
ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)⇌3H2(g)+CO2(g) ΔH1;
ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1。
(1)反应ⅰ中1分子甲醇在反应路径的反应历程与相对能量关系如图所示。
①已知1eV≈1.6×10-22kJ。计算ΔH1=_______kJ·mol-1(结果保留1位小数)。
②相同条件下_______(填“路径Ⅰ”或“路径Ⅱ”)更利于生成氢气,写出路径Ⅰ的决速步骤的反应方程式:_______。
(2)CeO2掺杂于铜基催化剂中,得到改性催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中表现出较高的催化活性和稳定性。课题组利用探究催化剂CuO/CeO2-X(X代表制催化剂时反应保留时时长为3、6、12、24h)制作最佳效果,在相同时间t min内,不同温度时,向2L刚性容器中加入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)测定甲醇的转化率如图所示。
①曲线的变化趋势的原因是_______;最佳催化剂CuO/CeO2-X中的X为_______(填数字)。
②M点时用CH3OH(g)表示的反应ⅰ的平均速率为_______。若反应达到平衡时,测得反应体系内n(CO2)和n(CO)分别为0.3mol和0.6mol,则反应Ⅰ的平衡常数K=_______(mol·L-1)2(保留两位小数)。
19. 联苯双酯是治疗病毒性肝炎和药物性肝损伤引起转氨酶升高的常用药物。其一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_______;D的官能团名称为_______。
(2)试剂X_______。
(3)写出B→C的化学方程式:_______。
(4)C→D的反应类型为_______;E的结构简式为_______。
(5)有机物F为D的同分异构体,符合下列条件的F的结构有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构
ⅱ.1molF最多与5molNaOH反应
ⅲ.结构中只有两种官能团且苯环上有三个取代基
(6)设计的合成路线如下。其中M和N的结构简式为_______和_______。
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辽宁省名校联盟2025届高三下学期高考模拟卷(调研卷)
化学试题(三)
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:H1 B11 C12 N14 O16 Na23 Mg24 S32 Ni59
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. 辽宁博物馆是新中国建立的第一座博物馆,藏品总量达11.5万件,以辽宁地区考古出土文物和传世的历史艺术类文物为主体。下列藏品的主要成分属于有机材料的是
藏品
选项
A.商父乙铜爵
B.三联玉璧
C.中和木琴
D.饕餮纹彩绘陶鬲
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.商父乙铜爵主要材质属于金属,为金属材料,故A错误;
B.三联玉壁主要成分为透闪石等,为无机非金属材料,故B错误;
C.中和木琴的主要材质属于纤维素,属于有机材料,故C正确;
D.饕餮纹彩绘陶鬲主要材质属于硅酸盐,属于非金属材料,故D错误。
故选C。
2. 下列化学用语使用错误的是
A. 的系统命名为4-甲基己烷
B. CH3COOC2H5的空间填充模型为
C. Cl2形成的σ键电子云轮廓图为
D. SO2的VSEPR模型为
【答案】A
【解析】
【详解】A.,为了使编号最小,应从右往左定编号,系统命名为3-甲基己烷,故A错误;
B.的空间填充模型为,故B正确;
C.Cl2形成的σ键电子云轮廓图为,故C正确;
D.分子的价层电子对数=2+=3,S原子采取sp2杂化,VSEPR模型的名称为平面三角形,故D正确。
故选A。
3. 生活离不开化学,下列说法正确的是
A. 不锈钢广告牌上的图形或文字是用氯化亚铁溶液蚀刻而成
B. 二氧化硅属于半导体材料,可用于制成光伏电站、人造卫星和电动汽车的硅太阳能电池
C. 氨、硫酸、硝酸的合成使用了催化剂,可使反应速率增大几个到十几个数量级
D. 用于化工生产的纤维素、淀粉、油脂和煤、石油等原料,均属于可再生的生物质资源
【答案】C
【解析】
【详解】A.不锈钢广告牌通常使用氯化铁(FeCl3)溶液进行蚀刻,而非氯化亚铁(FeCl2),FeCl2的氧化性较弱,无法有效蚀刻不锈钢的致密氧化层,A错误;
B.半导体材料是单质硅(Si),而非二氧化硅(SiO2);二氧化硅是绝缘体,常用于光导纤维或玻璃,B错误;
C.合成氨(铁催化剂)、硫酸(V2O5催化SO2氧化)和硝酸(铂铑合金催化氨氧化)的工业过程均使用催化剂;催化剂显著降低反应活化能,使速率提升可达几个到十几个数量级(例如,合成氨无催化剂时几乎不反应,催化剂下速率大幅提升),C正确;
D.纤维素、淀粉、油脂属于可再生生物质资源,但煤、石油是化石燃料,不可再生,D错误;
故选C。
4. 以碳酸锰铜矿(主要成分为、,还含有、等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写正确的是
A. 碳酸锰铜矿加入稀硫酸中主要发生的反应:
B. 加入将转化为:
C. 若向溶液中通入氨气除去:
D. 若向溶液中加入除去:
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸锰、碳酸铜难溶,离子方程式应为:、,A错误;
B.加入将转化为:,B错误;
C.可溶于水,除去不能通入过量的氨气,离子方程式应为:,C错误;
D.若向溶液中加入除去,转化为更难溶的:,D正确;
故选D。
5. 毛果芸香碱用于治疗原发性青光眼,其结构简式如下。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子式为
B. 能与酸反应生成盐,但不能与碱反应生成盐
C. 既可以形成分子间氢键也可以形成分子内氢键
D. 该物质存在手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式,该有机物分子式为,A错误;
B.分子中含有氨基,能与酸反应生成盐,含有酯基,能与碱发生水解反应生成盐,B错误;
C.分子中N、O原子上没有连接H原子,不能形成分子内氢键,C错误;
D.手性碳原子连接4个不同的原子或基团,分子中存在手性碳原子,如图,D正确;
故选D。
6. 某制肼法是以氨为氮源,用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼()。其反应装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是
A. 可用装置d代替装置a制备氨气
B. 装置a中碱石灰能够吸水并放出热量,有利于氨气的逸出
C. 烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸
D. 双口烧瓶中发生反应的离子方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】a中浓氨水和碱石灰反应生成氨气,b中发生制取水合肼(),c用于吸收多余的氨气,氨气不溶于CCl4,可以防止倒吸,据此解答。
【详解】A.氯化铵分解生成氨气和HCl,NH3、HCl遇冷又生成氯化铵,不可用装置d代替装置a制备氨气,A错误;
B.装置a中碱石灰能够吸水并放出热量,使浓氨水生成氨气,有利于氨气的逸出,B正确;
C.氨气易溶于水,不溶于CCl4,烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸,C正确;
D.双口烧瓶中氨气被氧化生成产物,发生反应的离子方程式为,D正确;
故选A。
7. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
金属具有良好的导电性
金属晶体中电子气在电场中定向移动
B
甲苯与高锰酸钾溶液反应实验中加入冠醚(18-冠-6)可以缩短褪色时间
18-冠-6与相互作用,使高锰酸钾间接“溶于”甲苯中,增大与甲苯接触的机会
C
臭氧在四氯化碳中比在水中溶解度大
臭氧和四氯化碳均为非极性分子,水为极性分子
D
烟花中加入一些金属盐如钠盐、铜盐、钡盐等,使烟花呈现五颜六色
金属原子的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量激发态乃至基态时,以光的形式释放能量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属晶体中电子气在电场中定向移动,故金属具有良好的导电性,A正确;
B.18-冠-6与相互作用,使高锰酸钾间接“溶于”甲苯中,增大与甲苯接触的机会,加快反应速率,B正确;
C.臭氧是极性分子不是非极性分子,C错误;
D.金属原子的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量激发态乃至基态时,以光的形式释放能量,烟花中加入一些金属盐如钠盐、铜盐、钡盐等,灼烧时使烟花呈现五颜六色,D正确;
故选C
8. 下列实验操作或实验装置完全正确且能达到实验目的的是
选项
实验操作或实验装置
实验目的
A
向2mL0.1mol·L-1Na2S溶液中滴加0.1mol·L-1ZnSO4溶液至不再有白色沉淀产生,再滴加几滴0.1mol·L-1CuSO4溶液,出现黑色沉淀
验证溶度积:
B
用pH试纸测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH,比较溶液pH大小
验证酸性:CH3COOH>HClO
C
分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水,振荡,观察溶液颜色的变化
验证氧化性:Cl2>Br2>I2
D
验证热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向2mL0.1mol·L-1溶液中滴加0.1mol·L-1溶液至不再有白色沉淀产生,产生沉淀,说明反应完,再滴加几滴溶液,生成黑色沉淀,发生沉淀的转化生成,故证明Ksp()>Ksp(),故A正确;
B.溶液有漂白性,不可用pH试纸测pH,完成不了实验目的,故B错误;
C.分别向盛有4mL溶液和4mL溶液的两支试管中加入1mL氯水,振荡,观察溶液颜色的变化只能知道氧化性:,不能判断出的氧化性顺序,故C错误;
D.此装置中碳酸钠离热源远,碳酸氢钠近,根据澄清石灰水变浑浊情况没有说服性,故D错误;
故选A。
9. 醋酸纤维以纤维素为原料通过乙酰化反应制得,触摸柔滑、舒适,光泽、性能均接近桑蚕丝。纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。用纤维素制备三醋酸纤维的反应如下,下列有关说法错误的是(已知:Ac—代表CH3CO—)
A. 纤维素的乙酰化反应属于取代反应
B. 当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,质量增加129n g
C. 纤维素与淀粉不互为同分异构体
D. 二醋酸纤维比三醋酸纤维吸湿性更好
【答案】B
【解析】
【详解】A.纤维素的羟基中H被Ac—替代,属于取代反应,A正确;
B.当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,增加3n个Ac—,减少3n个H原子,质量增加126ng,B错误;
C.纤维素与淀粉的n值不同,不互为同分异构体,C正确;
D.二醋酸纤维比三醋酸纤维的羟基多,吸湿性更好,D正确;
故选B
10. 以离子液体为液态电解质,可以大幅度提高电池的安全性。一种功能性离子液体的阴离子结构如图所示,其组成元素X、Y、Z、W、M为原子半径逐渐增大的五种短周期主族元素,且只有一种元素与其他元素属于不同周期。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的稳定性:Y<M B. 化合物ZX3中各原子均满足8e-稳定结构
C. 氢化物的沸点:Y>Z>W D. 第一电离能:Y>Z>W
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意可推知,X、Y、Z、W 四种元素同处第二周期、原子半径由小到大依次为 X < Y < Z < W,且 M 只能在第三周期、原子半径最大。结合第二周期常见主族元素的原子半径顺序(<< < …),以及价键数目可知:X = , Y = , Z =,W = ,M =。
【详解】A.由上述推知Y = ,M =,由于非金属性大于,则其简单氢化物和二者的稳定性为 比 稳定,选项所述“Y<M”(意为的稳定性小于)错误,故A错误;
B.ZX3 对应为,原子最外层5个电子,与 3 个原子形成3个共价键后满足 8e⁻,原子亦满足 8e⁻ ,故各原子均满足 8e⁻ 稳定结构,故B正确;
C.Y、Z、W 的氢化物有很多,尤其W()的氢化物更多,固液气都有,故三者不好比较,故C错误;
D.原子2p轨道处于半充满,比较稳定,比大,故第一电离能并非 > >,故D错误。
故选B。
11. 一种新型储氢材料[Mg(NH3)6](BH4)2的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿z轴方向的投影如图2所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A. 与的空间结构相同
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占用率为
C. 晶体中存在离子键、共价键和配位键
D. 晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.空间结构为正四面体形,的空间结构为三角锥形,A错误;
B.根据图1,位于顶点和面心,晶胞中含有=4个,根据化学式[Mg(NH3)6](BH4)2,可知晶胞中有8个,晶体中由围成的正四面体空隙有8个,占用率为,B错误;
C.、间存在离子键,和中存在共价键和配位键,C正确;
D.晶体的密度为,D错误;
故选C。
12. 黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是分布最广的铜矿物,由黄铜矿为原料制备铜和铁红的工业流程如图所示(已知:“溶浸”时,产生的CuCl难溶于水,但能溶于浓盐酸得到[CuCl2]-)。下列有关说法错误的是
A. “溶浸”时,FeCl3溶液也可以用酸性强的稀硫酸代替
B. “滤渣”的主要成分为CuCl和S
C. 操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为过滤
D. “稀释”时发生的离子反应:[CuCl2]-=CuCl+Cl-
【答案】A
【解析】
【分析】氯化铁具有氧化性,能氧化黄铜矿,根据产物知反应I为CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl+2S,然后过滤得到固体CuCl和S和滤液,向滤液中加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+后,调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤得到沉淀洗涤干燥后灼烧即得到Fe2O3,向CuCl、S的混合物中加入浓盐酸,发生反应为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,过滤除去单质硫,滤液中再加入水发生反应生成CuCl,结合题目分析解答。
【详解】A.由题干流程图可知,“溶浸”时需将Cu2+转化为CuCl沉淀,故FeCl3溶液不可以用酸性强的稀硫酸代替,否则无法得到CuCl沉淀,A错误;
B.由分析可知,“滤渣”的主要成分为CuCl和S,B正确;
C.由分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为分离溶液和沉淀等不溶性固体,即均为过滤操作,C正确;
D.由分析可知,加入浓盐酸,发生反应为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,则“稀释”时发生的离子反应:[CuCl2]-=CuCl+Cl-,D正确;
故答案为:A。
13. 糠酸和糠醇是化工重要原料,某发明以双极膜(中间夹层的向两极室提供和)技术,通过电解法利用糠醛制备糠醇和糠酸盐()的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 电极与电源的负极连接
B. 左侧电极室溶液增大
C. 右侧电极室的总反应为
D. 若电路转移电子总数为,则理论上至少消耗糠醛的质量为
【答案】B
【解析】
【分析】由题干电解过程图示可知,X极上是将糠醛转化为糠醇,发生了还原反应,故X为阴极,与电源的负极相连,则Y为阳极,与电源的正极相连,双极膜中间夹层的H2O向两极室提供H+和OH-,H+移向X极,OH-移向Y极,X极电极反应为:+2+2=,Y极的电极反应为:-+ = +,然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐,反应为:+2+→+2,据此分析解题。
【详解】A.X极上是将糠醛转化为糠醇,发生了还原反应,故X为阴极,与电源的负极相连,故A正确;
B.左侧电极室X极电极反应为:+2+2=,消耗了,左侧电极室原来为,中性,后变成,中性,故不变,故B错误;
C.右侧电极室的Y极的电极反应为:2-2+2 =2 +2,然后生成的将糠醛氧化为糠酸盐,反应为:+2+→+2,二者相加得总反应为,故C正确;
D.若电路转移电子总数为,阳极和阴极各消耗1mol糠醛,共2mol,则理论上至少消耗糠醛的质量为,故 D正确;
故选B。
14. 常温下,与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:
;
;
;
。
分别代表、、、、的随变化的关系。
已知:为逐级平衡常数,为累积平衡常数,如。下列有关说法正确的是
A. 和分别为和随的变化
B. 若O点的横坐标为-2.8,则可以计算
C. 时,
D.
【答案】D
【解析】
【分析】图片中横轴是,反映浓度对各种物种存在状态的影响,由与水反应生成的主要配合物的方程式可知,刚开始随着增大,水解平衡右移,逐渐减小,逐渐增大,则是随的变化,是随的变化,依次类推,随着增大,图片中分别代表、、、、的随变化的关系,
【详解】A.由分析可知,是随的变化,是随的变化,A错误;
B.若O点的横坐标为-2.8,由图可知,此时溶液中、浓度相等,根据平衡常数,题中给的是,B错误;
C.时,,,由图可知,此时溶液中各离子浓度:,C错误;
D.由题目所给信息可知,为累积平衡常数,,以此类推,,,D正确;
故选D。
15. 以物质X、Y为原料合成Z涉及的反应如下:
反应ⅰ:;
反应ⅱ:(均为正数)。
将1molX、3molY置于压强为的恒压密闭容器中进行上述反应,平衡时X的转化率、Z和M的选择性[已知:Z或M的选择性随温度的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 代表的转化率随温度的变化曲线
B. 若从体系中分离出,则反应速率一定降低,X的转化率增大
C. K点时进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等
D. K点对应温度下的分压为分压的2倍
【答案】D
【解析】
【分析】Z和M的选择性之和应为100%,温度升高,反应ⅰ平衡逆向移动,Z的选择性降低,反应ⅱ平衡正向移动,M的选择性升高,代表Z的选择性,代表M的选择性,代表的转化率随温度的变化曲线,据此回答。
【详解】A.代表的转化率随温度的变化曲线,A错误;
B.从体系中分离出W(g),要保持恒压,容器的体积一定减小,反应物的浓度增大,反应速率增大,且反应向正方向进行,X的转化率增大,B错误;
C.K点时代表Z和M的选择性相等,但是两个反应的速率常数不一定相同,所以,两个反应的反应速率不一定相同,C错误;
D.K点对应温度下Z和M的选择性相等,说明生成Z和M的物质的量相等,根据反应ⅰ和ⅱ的化学计量系数,可知生成W的物质的量是Z的2倍,的分压为分压的2倍,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素,锇、铱不溶于一般的强酸中,甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下列问题:
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”,写出一种能促进“熔矿”的措施:_______;“熔矿”时Os2O3发生反应的化学方程式为_______。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是_______。
(3)加入NaOH溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质,该反应的离子方程式为_______,可使所得单质在“_______”操作中循环使用。
(4)得到铱粉过程中,需向含铱溶液中加入Na2S溶液,除去Ru、Pt等元素,同时加入一定量盐酸调节溶液pH,但pH不宜过低的原因是_______。
(5)IrO2的晶胞如图所示,M代表_______(填“Ir”或“O”);若M点的坐标为(0,0,0),N点的坐标为(0.19,0.19,0.5),则P点坐标为_______。
【答案】(1) ①. 将锇铱矿粉碎 ②.
(2)AlCl3 (3) ①. ②. 氧化挥发
(4)避免酸性过强,产生H2S气体,污染空气,且浪费原料
(5) ①. Ir ②. (0.81,0.81,0.5)
【解析】
【分析】锇铱矿和过量Al高温融合,发生铝热反应后固体混合物的成分为Ir、Os、Al、Al2O3;用盐酸完全溶解Al和氧化铝后过滤,所得溶渣为Ir、Os,将溶渣在空气中高温氧化挥发,用NaOH溶液吸收OsO4得Na2OsO4溶液,沉锇后,再经还原即可得到锇粉;同时氧化挥发后的残渣Ⅰ的主要成分为Ir,经系列操作可得铱粉,据此分析解题。
【小问1详解】
从反应速率的影响因素考虑,能促进“熔矿”的措施是:将锇铱矿粉碎;由分析可知,“熔矿”时Os2O3和铝发生置换反应,反应的化学方程式为;
【小问2详解】
结合分析可知,“酸溶”时,用盐酸完全溶解Al和氧化铝,则得到溶液的主要溶质是AlCl3;
【小问3详解】
在该过程中,Os的价态由+8价降低到+6价,根据氧化还原的规律,以及题中的信息可知,该反应的离子方程式为:;根据流程可知,可使所得单质在“氧化挥发”操作中循环使用;
【小问4详解】
由于该使用过程中使用了硫化钠,硫化钠可以和酸反应生成硫化氢,会污染环境,则答案为:避免酸性过强,产生H2S气体,污染空气,且浪费原料;
【小问5详解】
根据均摊的原则,M代表的原子个数是8×+1=2,N代表的原子的个数是4×+2=4,结合分子式IrO2,则M代表Ir;若M点的坐标为(0,0,0),N点的坐标为(0.19,0.19,0.5),则P点坐标为(1-0.19,1-0.19,0.5),即P点坐标为(0.81,0.81,0.5)。
17. TMC(,M=256g·mol-1)与Ni2+形成的配合物对电解水反应有催化作用。配位数为6的Ni2+大环配合物,极大地简化了配合物的制备流程。TMC的硫氰化镍大环配合物的制备原理为(X代表SCN-),其制备包括以下两步:
步骤Ⅰ.目标配体镍盐的制备
称量4.6g硝酸镍,转移至100mL烧杯中。向烧杯中加入约25mL无水乙醇,搅拌,使硝酸镍充分溶解,得到硝酸镍的乙醇溶液。称量8.1g硫氰化钠,溶解于约50mL的无水乙醇中,得到硫氰化钠的乙醇溶液。将硝酸镍与硫氰化钠溶液混合,静置约30min,至硝酸钠沉淀完全。_______,得到硫氰化镍的乙醇溶液。
步骤Ⅱ.TMC的硫氰化镍配合物的制备
称量2.56gTMC配体,转移至试管中。向试管内加入约10mL无水乙醇,振荡,使TMC充分溶解,得到TMC的乙醇溶液。向足量硫氰化镍溶液中缓慢滴加TMC溶液,观察到蓝紫色针状晶体形成,该沉淀即TMC硫氰化镍配合物。静置约15min,使反应充分。减压过滤分离出产物,洗涤2~3次,将产物转移至表面皿中,干燥约30min,得到产品3.10g。
(1)请写出步骤Ⅰ发生的化学方程式:_______;此反应能发生的原因为_______。
(2)步骤I横线处进行的操作为_______,步骤I在实验室操作中下列仪器用不到的为_______(填序号)。
①容量瓶②玻璃棒③滴定管④托盘天平⑤漏斗
(3)步骤Ⅱ中利用如图所示装置对得到的TMC的硫氰化镍配合物进行过滤、洗涤操作,仪器X的名称为_______;利用此装置过滤与普通过滤相比,其优点是_______。
(4)此实验中的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. ②. 硝酸钠在乙醇中难溶解,以沉淀方式生成,符合复分解反应条件
(2) ①. 过滤 ②. ①③
(3) ①. 抽滤瓶 ②. 过滤速度快,固液分离更彻底
(4)71.9%
【解析】
【分析】由题干的信息可知,制备TMC的硫氰化镍大环配合物,通过两步实现,首先由硝酸镍和硫氰化钠在乙醇的试剂中反应生成硝酸钠沉淀和硫氰化镍的乙醇溶液,过滤得到硫氰化镍的乙醇溶液,再由硫氰化镍与TMC配体在乙醇中反应生成TMC硫氰化镍配合物沉淀,通过过滤分离出来。
【小问1详解】
由分析可知,硝酸镍和硫氰化钠在乙醇的试剂中反应生成硝酸钠沉淀和,反应的化学方程式为,由于硝酸钠在乙醇中难溶解,以沉淀方式生成,符合复分解反应条件,故该反应可以发生;
【小问2详解】
由于反应生成了硝酸钠沉淀和硫氰化镍的乙醇溶液,分离方法是过滤,在步骤I中称量4.6g硝酸镍和8.1g硫氰化钠需要托盘天平,搅拌需要玻璃棒,过滤需要漏斗、烧杯、玻璃棒,故不需要用到的是①容量瓶和③滴定管;
【小问3详解】
仪器X的名称为抽滤瓶,利用抽滤装置过滤与普通过滤相比,其优点是过滤速度快,固液分离更彻底;
【小问4详解】
4.6g硝酸镍的物质的量约为,8.1g硫氰化钠的物质的量为,结合方程式,可知生成的为0.025mol,2.56gTMC配体的物质的量为0.01mol,根据可知理论上生成的产物为0.01mol,质量为0.01mol=4.31g,产率为71.9%。
18. 甲醇水蒸气重整制氢反应时,先发生甲醇重整反应生成CO2和H2,然后发生逆变换反应生成CO,主要反应如下:
ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)⇌3H2(g)+CO2(g) ΔH1;
ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1。
(1)反应ⅰ中1分子甲醇在反应路径的反应历程与相对能量关系如图所示。
①已知1eV≈1.6×10-22kJ。计算ΔH1=_______kJ·mol-1(结果保留1位小数)。
②相同条件下_______(填“路径Ⅰ”或“路径Ⅱ”)更利于生成氢气,写出路径Ⅰ的决速步骤的反应方程式:_______。
(2)CeO2掺杂于铜基催化剂中,得到改性催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中表现出较高的催化活性和稳定性。课题组利用探究催化剂CuO/CeO2-X(X代表制催化剂时反应保留时时长为3、6、12、24h)制作最佳效果,在相同时间t min内,不同温度时,向2L刚性容器中加入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)测定甲醇的转化率如图所示。
①曲线的变化趋势的原因是_______;最佳催化剂CuO/CeO2-X中的X为_______(填数字)。
②M点时用CH3OH(g)表示的反应ⅰ的平均速率为_______。若反应达到平衡时,测得反应体系内n(CO2)和n(CO)分别为0.3mol和0.6mol,则反应Ⅰ的平衡常数K=_______(mol·L-1)2(保留两位小数)。
【答案】(1) ①. +49.0 ②. 路径Ⅱ ③.
(2) ①. 其它条件相同,温度升高,反应速率增大,相同时间内甲醇转化率增大 ②. 6 ③. ④. 2.57
【解析】
【小问1详解】
①由图,CH3OH(g)+H2O(g)⇌3H2(g)+CO2(g)中反应物的能量低于生成物,为吸热反应,反应焓变为;
②相同条件下路径Ⅱ的活化能更小,更利于生成氢气;活化能大的一步是慢反应,是决速步骤,路径I的决速步骤的反应方程式:;
【小问2详解】
①曲线的变化趋势的原因是,其它条件相同,温度升高,反应速率增大,相同时间内甲醇转化率增大;根据图示,最佳催化剂CuO/CeO2-X中的X为6;
②M点甲醇转化率为55%,则反应0.55mol甲醇,则用CH3OH(g)表示的反应ⅰ在t min内的平均速率为;若反应达到平衡时,测得反应体系内n(CO2)和n(CO)分别为0.3mol和0.6mol,则存在:
则平衡时甲醇、水、氢气、二氧化碳分别为0.1mol、2.7mol、2.1mol、0.3mol,反应i的平衡常数。
19. 联苯双酯是治疗病毒性肝炎和药物性肝损伤引起转氨酶升高的常用药物。其一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_______;D的官能团名称为_______。
(2)试剂X_______。
(3)写出B→C的化学方程式:_______。
(4)C→D的反应类型为_______;E的结构简式为_______。
(5)有机物F为D的同分异构体,符合下列条件的F的结构有_______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构
ⅱ.1molF最多与5molNaOH反应
ⅲ.结构中只有两种官能团且苯环上有三个取代基
(6)设计的合成路线如下。其中M和N的结构简式为_______和_______。
【答案】(1) ①. 3,4,5-三羟基苯甲酸 ②. 酯基、醚键
(2)CH3OH (3)2+(CH3)2SO42+H2SO4
(4) ①. 取代反应 ②.
(5)16 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】由已知结合流程可得,没食子酸与CH3OH发生酯化反应(取代反应)生成;中1个酚羟基发生取代反应生成,与CH2Cl2发生取代反应生成,根据联苯双酯的结构简式和E的分子式,推知与Br2发生取代反应生成E为,再在一定条件下转化生成联苯双酯;
【小问1详解】
A的系统命名为3,4,5-三羟基苯甲酸;根据D的结构简式,D的官能团名称为酯基、醚键;
【小问2详解】
根据分析,试剂X为CH3OH;
【小问3详解】
根据分析,B→C的化学方程式:2+(CH3)2SO42+H2SO4;
【小问4详解】
根据分析,C→D的反应类型为取代反应;E的结构简式为;
【小问5详解】
遇氯化铁能发生显色反应,且除苯环外无其他环状结构,结构中只有两种官能团,1molF最多与5molNaOH反应,可知含有酚羟基和酚羟基形成的酯基,苯环上三个取代基可以为-OH、-OOCCH3、-OOCCH3或-OH、-OOCH、-OOCCH2CH3,三个取代基为-OH、-OOCCH3、-OOCCH3,有6种同分异构体,三个取代基为-OH、-OOCH、-OOCCH2CH3,有10种同分异构体,故符合要求的同分异构体共16种;
【小问6详解】
根据题中E到联苯双酯,由逆推N为,M为。
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