内容正文:
驻马店高中高三下期第六次考试化学试题
注意事项:1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题3分 共计45分)
1. 江西文化源远流长。下列传统文化载体对应材料的主要成分不属于天然有机高分子的是
A.万载夏布织造:苎麻
B.萍乡傩舞面具:樟木
C.景德镇陶瓷:黏土
D.全丰花灯:剪纸
A. A B. B C. C D. D
2. 对化学物质进行分类,有助于化学的学习。下列说法错误的是
A. 是含有极性共价键的共价化合物
B. 纳米材料(直径范围)属于胶体
C. 石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料
D. 聚合物属于有机高分子材料
3. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 丙烯腈电解制己二腈,阴极电极反应式为:
B. 充电时,铅酸蓄电池的阳极电极反应式:
C. 酸性溶液测酒驾:
D. 用FeS做沉淀剂除去污水中的,原理为
4. 醋酸钙是优质的补钙成分,某实验小组探究醋酸钙遇到菠菜中的草酸发生的反应,用0.0100mol/LH2C2O4溶液滴定20.00mL0.0100mol/L(CH3COO)2Ca溶液,已知常温下水溶液中的分布分数[如]随变化曲线如图1;溶液中和关系如图2。下列说法错误的是
A. 曲线d表示
B. pH=5时,溶液中
C. 滴定过程中可发生反应
D. 滴定过程中始终存在:
阅读下列材料,完成下列小题。
火箭燃料的燃烧是发射的关键动力来源,一些传统火箭燃料在燃烧时会涉及含硫、氮元素的物质反应。随着航天技术的不断进步,科研人员正在研发更为环保、高效的火箭燃料和推进系统,致力于减少火箭发射过程中的产生,降低对环境的影响,同时保障火箭发射任务的顺利进行。偏二甲肼和是目前火箭发射常用的原料组合,二者混合时发生剧烈反应产生水、二氧化碳和氮气,并放出大量的热推动火箭飞行。
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 由和组成的混合气体中原子总数为
B. 中含质子总数为
C. 在某真空密闭容器中充入气体,容器中的分子总数小于
D. 和的反应中每生成时,生成键的数目为
6. 下列叙述正确的是
A. 中碳、氮原子均采用杂化
B. 键角:
C. 在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水
D. 均为极性分子
7. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同周期且相邻,X与W同族,W的核外电子总数等于X和Z的核外电子总数之和。下列说法正确的是
A. 元素的第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 中有键
D. 的空间结构为V形,属于含有极性键的极性分子
8. 某小组以铬铁矿粉[主要成分是,含少量等杂质]为主要原料制备的流程如图所示。
已知:为8时完全转化为硅酸沉淀,,溶液中离子浓度小于时认为沉淀完全。
下列说法错误的是
A. “焙烧”过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
B. “操作2”所得“滤渣”成分为和
C. “调”时,要调节溶液的最小值约为4.7
D. “操作1”到“操作4”,均需使用烧杯、漏斗和玻璃棒
9. 单液流电池属于沉积型电池,它不带要隔膜或离子交换膜,从而大幅降低了电池成本和电池设计的复杂性,一种单液流电池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,储液罐中溶液的不断增大
B. 充电时,电极与电源的正极相连
C. 放电时,正极反应式为
D. 充电时,若电极增重,电解质溶液增加离子数为
10. 如图装置可用于验证气体的某些化学性质,所得现象和结论均正确的是
选项
气体
试剂
试管中现象
结论
A
乙烯
溴水
溶液褪色
乙烯发生取代反应
B
X
澄清石灰水
溶液变浑浊
X是CO2
C
Cl2
溶液
溶液变棕黄色
氧化性
D
SO2
溶液
溶液变浑浊
生成沉淀
A. A B. B C. C D. D
11. 一种高性能发光材料的结构简式如图所示,下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 分子中不存在手性碳原子
C. 能与发生加成反应的官能团有两种 D. 在酸性水溶液中能形成羧基
12. 下列各组物质的鉴别方法不可行的是
A. 溴乙烷和乙醛:浓溴水 B. 和:试纸
C. 和:焰色试验 D. 稀和:溶液
13. 通常以四氯化碳为萃取剂对碘单质进行萃取、富集。将富集在四氯化碳中的碘单质利用化学转化法(NaOH溶液为萃取剂)重新富集在水中的方法称为反萃取法。反萃取时用到的装置为
A. B. C. D.
14. 由Ca、C、N三种元素组成的一种晶胞结构如图1所示,图2为该晶胞的俯视图。该晶胞体积为Vcm3,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 该晶体的化学式为CaCN2 B. 该晶胞中含2molσ键
C. 阴离子团的配位数为6 D. 该晶体的密度
15. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构如图1,腔内壁具有疏水性,可包合某些分子形成超分子。如在水溶液中,将环六糊精中一个“-CH2OH”基团换成大小合适的“-C6H4C(CH3)3”可进入环糊精空腔内部,如图2所示。下列说法错误的是
A. -C6H4C(CH3)3是疏水基团,和腔内壁不是强相互作用
B. 上述结合时排挤水分子,增加了水分子间的氢键,降低了体系的能量
C. 上述过程使无序的自由水减少,是一个熵减的过程
D. 多个更换基团的环六糊精,可以自发进行组装,形成长链结构
16. 我国自2024年10月1日起开始施行《稀土管理条例》,稀土(RE)包括钪(Sc)、钇(Y)和镧系共17种元素。一种从稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中分离稀土金属的工艺流程如下:
已知:①月桂酸和均难溶于水。
②该工艺流程中稀土金属离子保持价;的。
③开始溶解时的pH为9,有关金属离子沉淀的相关pH见下表:
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2∼7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)的基态电子排布式与______原子的基态电子排布式相同;稀土元素位于周期表中的______区(填标号)。
A.s B.p C.d D.ds E.f
(2)“氧化”步骤的主要目的是转化,发生反应的离子方程式为______。
(3)“沉淀除杂”前调pH的适宜范围是______,滤渣的成分有______。
(4)“沉淀RE”后,滤液中浓度为。为确保滤饼中检测不到Mg元素,滤液中应低于______。
(5)稀土元素La的一种合金是较好的储氢材料,贮氢后的合金用于制作镍氢二次电池,该电池的总反应是(碱性介质),写出其放电时负极的电极反应式:______。
17. 为橙黄色晶体,微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇。以溶液、浓氨水和活性炭为原料制备,装置如图所示。
已知:①不易被氧化,具有强氧化性;
②具有较强的还原性,性质稳定;
③。
回答下列问题:
(1)盛装溶液和氨水的仪器名称为___________。
(2)实验步骤Ⅰ:在三颈烧瓶中将、、活性炭、蒸馏水混合并加热至50℃,先滴加___________,待所有试剂添加完毕后,维持温度在50℃左右反应一段时间,得到溶液。温度维持在50℃左右的原因是___________。
(3)实验步骤Ⅱ:向所得溶液中加入浓盐酸,冷却析出晶体,过滤、洗涤、干燥得到产品。洗涤时使用的洗涤剂依次有冷的盐酸、冰水、乙醇,最后使用乙醇洗涤的目的是___________。
(4)制备的总化学方程式为___________。
(5)纯度的测定:
Ⅰ.称取样品,加入20.00mL较浓NaOH溶液,加热使全部转化为,写出生成的离子方程式:___________。冷却后加和20.00mL浓盐酸,加蒸馏水准确配成100.00mL溶液。
Ⅱ.用移液管移取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴加2滴___________作指示剂,用标准溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗标准溶液17.05mL,样品的纯度为___________%(结果保留三位有效数字)。
18. 氮氧化物可以引发多种污染问题,用氢气转化氮氧化物有产物无污染、转化成本低的优点而日益受到重视。回答下列问题:
(1)已知有关化学键的键能数据如下表:
化学键
H—H
N≡O
N≡N
H—O
键能/()
436
632
x
464
①氢气转化NO的热化学方程式为,该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下更有利于自发进行;表格中x=___________。
②将等物质的量的NO、充入恒容密闭容器中,恒温条件下发生反应。下列描述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.容器内的分压不再改变
B.
C.容器内混合气体的密度不再变化
D.容器内体系的混乱度不再变化
(2)目前氢气还原氮氧化物通常用金属铑(Rh)作催化剂,已知金属铑属于立方晶系,其晶胞中铑原子位于顶点及每个面的中心,晶胞参数为y pm。则铑原子的配位数为___________;金属铑晶体的密度为___________(阿伏加德罗常数的值为)。
(3)研究表明,反应按如下机理进行(a、b、c均为正数):
① 快平衡
② 慢平衡
③ 快平衡
上述反应机理中,速率控制步骤为___________(填步骤前的标号),___________b(填“>”“=”或“<”)。
(4)向体积为2L的恒温密闭容器中充入2mol 和2mol NO,起始压强为p kPa,发生反应。容器中的物质的量随时间的变化关系如图所示。
该反应的___________(化为最简式)。
19. 某新型药物P的合成路线如下。
(1)A与溶液反应显紫色。A中含官能团的名称是_______。
(2)C→D所需的试剂和条件为_______。
(3)D→E的化学方程式是_______。
(4)H→I的过程中还产生了,I和的化学计量比是_______。
(5)下列说法正确的是_______(填序号)。
a.E→F在条件下进行,推测能吸收HBr,提高F的产率
b.F→G过程中,转化为,则
c.K→L的反应类型是取代反应
(6)已知:M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变,生成1molP的同时还生成3mol甲醇。P分子中含两个六元环和一个五元环,P的结构简式是_______。
(7)已知:,由Ⅰ经过三步反应合成J,路线如下。
其中第一步只断裂键,写出中间产物Q、R的结构简式_______、_______。
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驻马店高中高三下期第六次考试化学试题
注意事项:1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题3分 共计45分)
1. 江西文化源远流长。下列传统文化载体对应材料的主要成分不属于天然有机高分子的是
A.万载夏布织造:苎麻
B.萍乡傩舞面具:樟木
C.景德镇陶瓷:黏土
D.全丰花灯:剪纸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】苎麻、樟木、剪纸的主要成分为纤维素,A、B、D项不符合题意;
黏土主要含有无机盐和水,C项符合题意;
答案选C。
2. 对化学物质进行分类,有助于化学的学习。下列说法错误的是
A. 是含有极性共价键的共价化合物
B. 纳米材料(直径范围)属于胶体
C. 石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料
D. 聚合物属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.在熔融状态下不能导电,是含有极性共价键的共价化合物,A正确;
B.胶体属于混合物,纳米材料不属于分散系,不属于胶体,B错误;
C.石墨烯、碳纳米管和碳纤维都是由碳元素组成的,属于无机非金属材料,C正确;
D.聚合物是由单体通过聚合反应形成的高分子化合物,聚合物属于有机高分子材料,D正确;
故选B。
3. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 丙烯腈电解制己二腈,阴极电极反应式为:
B. 充电时,铅酸蓄电池的阳极电极反应式:
C. 酸性溶液测酒驾:
D. 用FeS做沉淀剂除去污水中的,原理为
【答案】B
【解析】
【详解】A.2mol丙烯腈和2mol氢离子得到2mol电子制1mol己二腈,阴极电极反应式为:,故A正确;
B.充电时,铅酸蓄电池的阳极反应为硫酸铅发生氧化反应生成二氧化铅,电极反应式:,故B错误;
C.具有氧化性,乙醇有还原性,反应生成乙酸和Cr3+,离子方程式为:,故C正确;
D.HgS的Ksp小于FeS,发生沉淀的转化,离子方程式为,故D正确;
故答案为B。
4. 醋酸钙是优质的补钙成分,某实验小组探究醋酸钙遇到菠菜中的草酸发生的反应,用0.0100mol/LH2C2O4溶液滴定20.00mL0.0100mol/L(CH3COO)2Ca溶液,已知常温下水溶液中的分布分数[如]随变化曲线如图1;溶液中和关系如图2。下列说法错误的是
A. 曲线d表示
B. pH=5时,溶液中
C. 滴定过程中可发生反应
D. 滴定过程中始终存在:
【答案】D
【解析】
【分析】已知H2C2O4H++,H++,(CH3COO)2Ca=2CH3COO-+Ca2+,故随着溶液pH的增大,H2C2O4浓度逐渐减小,浓度先增大后减小,的浓度增大,CH3COOH浓度逐渐减小,CH3COO-浓度逐渐增大,且H2C2O4酸性强于CH3COOH,由此可知,a为H2C2O4、b为、c为、d为CH3COOH、e为CH3COO-,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,曲线d表示,A正确;
B.由分析可知,当pH=1.2时,c(H2C2O4)=c(),则Ka1(H2C2O4)=10-1.2,当pH=4.2时,c()=c(),则Ka2(H2C2O4)=10-4.2,故pH=5时,溶液中,B正确;
C.由题干图1可知,pH<2.8左右时溶液中仍然具有H2C2O4,此时溶液中几乎不含CH3COO-,故滴定过程中可发生反应,C正确;
D.根据电荷守恒可知,存在:,根据物料守恒有:2c(Ca2+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),滴定过程中生成草酸钙沉淀,钙离子浓度减小,即,,,化简得,即,当草酸滴入量足够多时,溶液中钙离子浓度极低,醋酸浓度增大,最终会出现:,D错误;
故答案为:D。
阅读下列材料,完成下列小题。
火箭燃料的燃烧是发射的关键动力来源,一些传统火箭燃料在燃烧时会涉及含硫、氮元素的物质反应。随着航天技术的不断进步,科研人员正在研发更为环保、高效的火箭燃料和推进系统,致力于减少火箭发射过程中的产生,降低对环境的影响,同时保障火箭发射任务的顺利进行。偏二甲肼和是目前火箭发射常用的原料组合,二者混合时发生剧烈反应产生水、二氧化碳和氮气,并放出大量的热推动火箭飞行。
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 由和组成的混合气体中原子总数为
B. 中含质子总数为
C. 在某真空密闭容器中充入气体,容器中的分子总数小于
D. 和的反应中每生成时,生成键的数目为
6. 下列叙述正确的是
A. 中碳、氮原子均采用杂化
B. 键角:
C. 在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水
D. 均为极性分子
【答案】5. C 6. B
【解析】
【5题详解】
A.未说明混合气体所处的温度和压强,该状态下的气体摩尔体积未知,无法计算,A错误;
B.质子数等于原子序数,中含有34个质子,的物质的量为=0.1mol,含质子总数为,B错误;
C.46gNO2的物质的量为=1 mol,但NO2存在部分转化为N2O4的平衡:2NO2N2O4,导致分子总数减少,故容器中分子数小于,C正确;
D.反应中每生成时,生成2molH2O,生成键的数目为,D错误;
故选C。
【6题详解】
A.中含有酰胺基,存在碳氧双键,C原子采用杂化,A错误;
B.中心原子价层电子对数为2+=2,N原子杂化方式为sp,键角为180°,中心原子价层电子对数为2+=2.5,N原子杂化方式为sp2,为V形结构,含有离域π键,键角大于120°小于180°,中心原子价层电子对数为3+=3,N原子杂化方式为sp2,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,键角为120°,则键角:,B正确;
C.水为极性溶剂,乙醇极性较弱,在乙醇中的溶解度远远小于在水中的溶解度,C错误;
D.中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,为非极性分子,D错误;
故选B。
7. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同周期且相邻,X与W同族,W的核外电子总数等于X和Z的核外电子总数之和。下列说法正确的是
A. 元素的第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 中有键
D. 的空间结构为V形,属于含有极性键的极性分子
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同周期且相邻,则X、Y、Z位于第二周期,W位于第三周期, X与W同族,设X的原子序数为a,则Y、Z、W的原子序数分别为a+1,a+2,a+8,W的核外电子总数等于X和Z的核外电子总数之和,则a=6.由题意可推知,X为C,Y为N,Z为O,W为。
【详解】A.元素的第一电离能:,A错误;
B.简单氢化物的稳定性:,B正确;
C.中含有键,C错误;
D.的空间结构为直线形,属于含有极性键的非极性分子,D错误。
故答案选B。
8. 某小组以铬铁矿粉[主要成分是,含少量等杂质]为主要原料制备的流程如图所示。
已知:为8时完全转化为硅酸沉淀,,溶液中离子浓度小于时认为沉淀完全。
下列说法错误的是
A. “焙烧”过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
B. “操作2”所得“滤渣”成分为和
C. “调”时,要调节溶液的最小值约为4.7
D. “操作1”到“操作4”,均需使用烧杯、漏斗和玻璃棒
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知,向铬铁矿粉中加入纯碱后,通入氧气高温焙烧得到含有氧化铁、铬酸钠、四羟基合铝酸钠、硅酸钠的焙烧渣;向焙烧渣中加入水浸取、过滤得到氧化铁和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH,将溶液中的四羟基合铝酸钠、硅酸钠转化为氢氧化铝、硅酸沉淀,铬酸钠转化为重铬酸钠,过滤得到含有氢氧化铝、硅酸的滤渣和重铬酸钠溶液;向溶液中加入氢氧化钠溶液,将重铬酸钠转化为铬酸钠,向得到的铬酸钠溶液中加入硫磺,碱性条件下铬酸钠溶液与硫反应生成氢氧化铬沉淀、硫代硫酸钠和水,过滤得到硫代硫酸钠溶液和氢氧化铬;氢氧化铬受热分解生成氧化铬。
【详解】A.在“焙烧”时发生的氧化还原反应为,在反应中作氧化剂,作还原剂,二者物质的量之比为,A正确;
B.“焙烧”过程中,与反应生成和,“调”时加入稀硫酸生成沉淀和沉淀,故“滤渣”成分为和,B正确;
C.加入稀硫酸“调”时,所得“滤渣”成分为和为8时完全转化为硅酸沉淀,要使沉淀完全,则,溶液中,则,故“调”时,要调节溶液的最小值为4.7,C正确;
D.“操作1”到“操作3”为过滤,“操作4”为灼烧,“操作4”不需要用到烧杯和漏斗,D错误;
故选D。
9. 单液流电池属于沉积型电池,它不带要隔膜或离子交换膜,从而大幅降低了电池成本和电池设计的复杂性,一种单液流电池工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,储液罐中溶液的不断增大
B. 充电时,电极与电源的正极相连
C. 放电时,正极反应式为
D. 充电时,若电极增重,电解质溶液增加离子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电池放电时发生的,总反应为,放电过程中不断消耗硫酸,不断增大,故A正确;
B.放电时,电极作正极,则充电时,电极与电源的正极相连,故B正确;
C.放电时,PbO2电极作正极,则电极反应式为,故C正确;
D.充电时,总反应为电极增重时,电解质溶液增加离子数为,故D错误;
故选D。
10. 如图装置可用于验证气体的某些化学性质,所得现象和结论均正确的是
选项
气体
试剂
试管中现象
结论
A
乙烯
溴水
溶液褪色
乙烯发生取代反应
B
X
澄清石灰水
溶液变浑浊
X是CO2
C
Cl2
溶液
溶液变棕黄色
氧化性
D
SO2
溶液
溶液变浑浊
生成沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将乙烯通入溴水中,乙烯和溴发生加成反应而使溴水褪色,A项错误;
B.也能使澄清石灰水变浑浊,因此该气体不一定是,B项错误;
C.将氯气通入氯化亚铁溶液中,发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3,溶液由浅绿色变为棕黄色,说明氧化性:Cl2>FeCl3,C项正确;
D.通入溶液中,酸性环境下,溶于水生成的被氧化为,生成的沉淀是,D项错误;
故选C。
11. 一种高性能发光材料的结构简式如图所示,下列有关该物质的说法错误的是
A. 分子式为 B. 分子中不存在手性碳原子
C. 能与发生加成反应的官能团有两种 D. 在酸性水溶液中能形成羧基
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据该物质的结构简式,可知分子式是,故A错误;
B.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,分子中不存在手性碳原子,故B正确;
C.氰基和碳碳双键两种官能团均能与发生加成反应,故C正确;
D.氰基在酸性水溶液中发生水解反应生成羧基,故D正确;
选A。
12. 下列各组物质的鉴别方法不可行的是
A. 溴乙烷和乙醛:浓溴水 B. 和:试纸
C. 和:焰色试验 D. 稀和:溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓溴水与溴乙烷混合时,发生了萃取,下层出现橙红色,浓溴水与乙醛溶液发生化学反应,溴水的橙色褪去,现象不同,可以鉴别,A不符合题意;
B.溶液能使试纸褪色,不能,现象不同,可以鉴别,B不符合题意;
C.钾元素和钡元素在焰色试验中的火焰颜色不同,该鉴别方法可行,C不符合题意;
D.溶液与溶液虽然能反应,但没有明显现象,与溶液不反应,该鉴别方法不可行,D符合题意;
故选D。
13. 通常以四氯化碳为萃取剂对碘单质进行萃取、富集。将富集在四氯化碳中的碘单质利用化学转化法(NaOH溶液为萃取剂)重新富集在水中的方法称为反萃取法。反萃取时用到的装置为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】反萃取法是萃取法的反向应用,使用分液漏斗、烧杯、铁架台等仪器,D项符合题意;
答案选D。
14. 由Ca、C、N三种元素组成的一种晶胞结构如图1所示,图2为该晶胞的俯视图。该晶胞体积为Vcm3,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 该晶体的化学式为CaCN2 B. 该晶胞中含2molσ键
C. 阴离子团的配位数为6 D. 该晶体的密度
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察晶胞可知,底面有两种角度: 和 ,顶点上钙原子对晶胞贡献率分别为、,同理,棱上贡献率分别 和,故1个晶胞中钙的个数为,的个数为,其化学式为CaCN2,A正确;
B.阴离子团的结构式为,1个双键中有1个σ键、1个π键,1个晶胞中含3个阴离子、6个键σ,B错误;
C.以晶胞中右下方的进行分析,距离最近的钙离子个数为6,其配位数为6,C正确;
D.结合A选项,1个晶胞中有3个NaCN2,该晶体的密度,D正确;
故选B。
15. 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构如图1,腔内壁具有疏水性,可包合某些分子形成超分子。如在水溶液中,将环六糊精中一个“-CH2OH”基团换成大小合适的“-C6H4C(CH3)3”可进入环糊精空腔内部,如图2所示。下列说法错误的是
A. -C6H4C(CH3)3是疏水基团,和腔内壁不是强相互作用
B. 上述结合时排挤水分子,增加了水分子间的氢键,降低了体系的能量
C. 上述过程使无序的自由水减少,是一个熵减的过程
D. 多个更换基团的环六糊精,可以自发进行组装,形成长链结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.强相互作用指原子或原子团之间形成化学键。环六糊精中一个“-CH2OH”基团换成大小合适的“-C6H4C(CH3)3”可进入环糊精空腔内部,这不是化学键,A正确;
B.排挤出水分子,使得腔外更多水分子聚集,增加了水分子间的氢键,降低体系的能量,B正确;
C.排挤出水分子,使呈自由状态的水分子数增加,无序度增加,是熵增的过程,C错误;
D.基团换成“后可进入到下一个环六糊精的空腔,从而形成链状结构,D正确;
故选C。
16. 我国自2024年10月1日起开始施行《稀土管理条例》,稀土(RE)包括钪(Sc)、钇(Y)和镧系共17种元素。一种从稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中分离稀土金属的工艺流程如下:
已知:①月桂酸和均难溶于水。
②该工艺流程中稀土金属离子保持价;的。
③开始溶解时的pH为9,有关金属离子沉淀的相关pH见下表:
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2∼7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)的基态电子排布式与______原子的基态电子排布式相同;稀土元素位于周期表中的______区(填标号)。
A.s B.p C.d D.ds E.f
(2)“氧化”步骤的主要目的是转化,发生反应的离子方程式为______。
(3)“沉淀除杂”前调pH的适宜范围是______,滤渣的成分有______。
(4)“沉淀RE”后,滤液中浓度为。为确保滤饼中检测不到Mg元素,滤液中应低于______。
(5)稀土元素La的一种合金是较好的储氢材料,贮氢后的合金用于制作镍氢二次电池,该电池的总反应是(碱性介质),写出其放电时负极的电极反应式:______。
【答案】(1) ①. Ar ②. CE
(2)
(3) ①. 4.7~6.2 ②. 、
(4)
(5)
【解析】
【分析】稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中加入“酸浸”将各金属转化为离子,再加入过氧化氢将氧化为,调pH将、转化为对应的氢氧化物沉淀而除去,再向滤液中加月桂酸钠将稀土金属元素转化为沉淀,再向其滤饼中加入盐酸并加热搅拌、冷却结晶以除去月桂酸,得到RECl3,据此解答。
【小问1详解】
Sc为21号元素,基态核外有18个电子,其电子排布式与Ar原子的基态电子排布式相同;稀土元素包括d区的Sc、Y和f区的镧系元素,故选CE;
【小问2详解】
“氧化”步骤中被过氧化氢氧化为,同时过氧化氢被还原生成水,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
据分析,“沉淀除杂”目的是将、转化为对应的氢氧化物沉淀而除去,因此调节pH范围应使和完全沉淀,而不使沉淀,因此pH的适宜范围是4.7~6.2,此时滤渣的成分有、;
【小问4详解】
为使得滤饼中检测不到Mg元素,则加入月桂酸钠后未开始沉淀,则,即;
【小问5详解】
根据电池的总反应式(碱性介质),放电时负极上失去电子被氧化生成,则电极反应式为:。
17. 为橙黄色晶体,微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇。以溶液、浓氨水和活性炭为原料制备,装置如图所示。
已知:①不易被氧化,具有强氧化性;
②具有较强的还原性,性质稳定;
③。
回答下列问题:
(1)盛装溶液和氨水的仪器名称为___________。
(2)实验步骤Ⅰ:在三颈烧瓶中将、、活性炭、蒸馏水混合并加热至50℃,先滴加___________,待所有试剂添加完毕后,维持温度在50℃左右反应一段时间,得到溶液。温度维持在50℃左右的原因是___________。
(3)实验步骤Ⅱ:向所得溶液中加入浓盐酸,冷却析出晶体,过滤、洗涤、干燥得到产品。洗涤时使用的洗涤剂依次有冷的盐酸、冰水、乙醇,最后使用乙醇洗涤的目的是___________。
(4)制备的总化学方程式为___________。
(5)纯度的测定:
Ⅰ.称取样品,加入20.00mL较浓NaOH溶液,加热使全部转化为,写出生成的离子方程式:___________。冷却后加和20.00mL浓盐酸,加蒸馏水准确配成100.00mL溶液。
Ⅱ.用移液管移取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴加2滴___________作指示剂,用标准溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗标准溶液17.05mL,样品的纯度为___________%(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) ①. 氨水 ②. 温度较低时反应速率较慢,温度较高时氨水挥发量和溶液分解量较大
(3)使产品快速干燥 (4)或
(5) ①. ②. 淀粉溶液 ③. 36.5
【解析】
【小问1详解】
盛装溶液和氨水的仪器名称为分液漏斗。
【小问2详解】
根据题给信息,性质稳定,故使用溶液将二价钴氧化为三价钴,可将转化为性质稳定的。所以,实验步骤Ⅰ:在三颈烧瓶中将、、活性炭、蒸馏水混合并加热至50℃,先滴加氨水,可使产物最终转化为性质稳定的。待所有试剂添加完毕后,维持温度在50℃左右反应一段时间,得到溶液。温度维持在50℃左右的原因是温度较低时反应速率较慢,温度较高时氨水挥发量和溶液分解量较大,不利于反应的进行,故答案是氨水;温度较低时反应速率较慢,温度较高时氨水挥发量和溶液分解量较大。
【小问3详解】
微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇,故在乙醇中溶解度最小,且乙醇易挥发,容易干燥处理。实验步骤Ⅱ:向所得溶液中加入浓盐酸,冷却析出晶体,过滤、洗涤、干燥得到产品。洗涤时使用的洗涤剂依次有冷的盐酸、冰水、乙醇,最后使用乙醇洗涤的目的是使产品更好析出,产品快速干燥。
【小问4详解】
以溶液、浓氨水和活性炭为原料制备,做氧化剂,做还原剂,发生氧化还原反应,根据电子守恒和原子守恒配平,制备的方程式是或。
【小问5详解】
称取样品,加入20.00mL较浓NaOH溶液,加热使全部转化为,发生非氧化还原反应,根据电荷守恒和原子守恒配平,生成的离子方程式:。冷却后加和20.00mL浓盐酸,由于具有强氧化性,与I-发生氧化还原反应生成单质碘,加蒸馏水准确配成100.00mL溶液。用移液管移取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴加2滴淀粉溶液做指示剂,溶液呈蓝色,用标准溶液滴定至终点,发生反应是,平行操作3次,平均消耗标准溶液17.05mL。根据钴元素守恒,反应的关系式是:~~~I2~,消耗的物质的量是,则25mL溶液中含的物质的量是,所取样品中含的物质的量是,则样品的纯度为=36.5%。
18. 氮氧化物可以引发多种污染问题,用氢气转化氮氧化物有产物无污染、转化成本低的优点而日益受到重视。回答下列问题:
(1)已知有关化学键的键能数据如下表:
化学键
H—H
N≡O
N≡N
H—O
键能/()
436
632
x
464
①氢气转化NO的热化学方程式为,该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下更有利于自发进行;表格中x=___________。
②将等物质的量的NO、充入恒容密闭容器中,恒温条件下发生反应。下列描述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.容器内的分压不再改变
B.
C.容器内混合气体的密度不再变化
D.容器内体系的混乱度不再变化
(2)目前氢气还原氮氧化物通常用金属铑(Rh)作催化剂,已知金属铑属于立方晶系,其晶胞中铑原子位于顶点及每个面的中心,晶胞参数为y pm。则铑原子的配位数为___________;金属铑晶体的密度为___________(阿伏加德罗常数的值为)。
(3)研究表明,反应按如下机理进行(a、b、c均为正数):
① 快平衡
② 慢平衡
③ 快平衡
上述反应机理中,速率控制步骤为___________(填步骤前的标号),___________b(填“>”“=”或“<”)。
(4)向体积为2L的恒温密闭容器中充入2mol 和2mol NO,起始压强为p kPa,发生反应。容器中的物质的量随时间的变化关系如图所示。
该反应的___________(化为最简式)。
【答案】(1) ①. 低温 ②. 946 ③. AD
(2) ①. 12 ②.
(3) ①. ② ②. >
(4)
【解析】
【小问1详解】
①正反应气体物质的量减少,,,所以该反应在低温条件下更有利于自发进行;焓变=反应物总键能-生成物总键能,,,故答案为:低温;946;
②A.容器内的分压不再改变,说明的浓度不变,反应一定达到平衡状态,A项符合题意;
B.,不能判断浓度是否发生改变,反应不一定平衡,B项不符合题意;
C.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,容器内混合气体的密度不再变化,反应不一定达到平衡状态,C项不符合题意;
D.反应前后气体物质的量不同,容器内体系的混乱度不再变化,说明气体物质的量不再改变,反应一定达到平衡状态,D项符合题意;
故选AD;
【小问2详解】
已知金属铑属于立方晶系,铑原子位于顶点及每个面的中心,则铑原子的配位数为12;根据均摊原则,晶胞中Rh的个数为,金属铑晶体的密度为。,故答案为:12;;
【小问3详解】
慢反应决定总反应速率,上述反应机理中,速率控制步骤为②;根据盖斯定律①+②+③得 ,,故答案为:②;>;
【小问4详解】
根据图像,反应达到平衡状态生成1mol ,则同时生成0.5mo 、消耗1mol 、消耗1mol NO,平衡时NO、、、的物质的量分别为1mol、1mol、0.5mol、1mol,压强比等于物质的量之比,平衡时气体总压强为kPa,该反应的,故答案为:。
19. 某新型药物P的合成路线如下。
(1)A与溶液反应显紫色。A中含官能团的名称是_______。
(2)C→D所需的试剂和条件为_______。
(3)D→E的化学方程式是_______。
(4)H→I的过程中还产生了,I和的化学计量比是_______。
(5)下列说法正确的是_______(填序号)。
a.E→F在条件下进行,推测能吸收HBr,提高F的产率
b.F→G过程中,转化为,则
c.K→L的反应类型是取代反应
(6)已知:M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变,生成1molP的同时还生成3mol甲醇。P分子中含两个六元环和一个五元环,P的结构简式是_______。
(7)已知:,由Ⅰ经过三步反应合成J,路线如下。
其中第一步只断裂键,写出中间产物Q、R的结构简式_______、_______。
【答案】(1)(酚)羟基、氟原子(碳氟键)
(2)浓硝酸、浓硫酸、加热
(3)+H2O +CO2 ↑+ C2H5OH
(4)1:2 (5)abc
(6) (7) ①. ②.
【解析】
【分析】A与溶液反应显紫色,所以A中含有酚羟基,再结合A的分子式和D的结构可以得出A的结构是,结合B的分子式与D的结构,可以得出B为,结合D的结构与C的分子式可以得到C的结构是,D在酸性加热的条件下生成E,所以E为,F经过还原反应生成G,结合F的结构和G的分子式可以得到G为。J反应生成K,结合J的结构和K的分子式,可以得到K为,根据M和G的结构,可以推断出L的结构为。M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变,生成1molP的同时还生成3mol甲醇。P分子中含两个六元环和一个五元环,P的结构简式是。
【小问1详解】
A与溶液反应显紫色,所以A中含有酚羟基,再结合分子式和D的结构,A中还含有氟原子,所以A中的官能团为:酚羟基、氟原子。
【小问2详解】
由分析可知C的结构,对比C、D结构,C发生硝化反应生成D,所以C→D所需的试剂和条件为:浓硝酸、浓硫酸、加热。
【小问3详解】
由分析可知,D在酸性环境下加热生成E,化学方程式为:+H2O +CO2 ↑+ C2H5OH
【小问4详解】
由题中流程可知,H→I的过程中还产生了CH3OH,结合H、CH3C(OCH3)3和I的结构简式可以推知,I与生成CH3OH的化学计量比为1∶2。
【小问5详解】
选项a.E和C3H7Br发生取代反应生成F,同时生成了HBr,该反应在Na2CO3/DMF条件下进行,推测Na2CO3能吸收HBr,提高F的产率,a正确;
选项b.F发生还原反应生成G,硝基转化为氨基,N元素化合价下降了6,若Sn2+转化为Sn4+,Sn元素化合价上升2,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶3,b正确;
选项c.由分析可知,K和SOCl2发生取代反应生成L,c正确;
故选abc。
【小问6详解】
M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变,生成1molP的同时还生成3mol甲醇,结合H和CH3C(OCH3)3反应生成I的反应原理,可知CH3C(OCH3)3提供的三个─OCH3基在成环时逐一被替换放出CH3OH,最终P分子含有两个六元环和一个五元环,则P分子的结构简式为。
【小问7详解】
I与NH2OH加成时只断裂NH2OH中的O-H键,先得到加成产物Q,随后失去CH3OH生成中间体R,最后发生异构化关环得到J。Q、R的结构式分别是对I分子上“C≡N”部位被“─NHOH”加成并经进一步移除甲醇后所形成的相应含N、O五元杂环前体,则Q为,R为。
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