冲刺抢分卷01 -备战2025年高考化学【三轮·冲刺抢分】考前仿真模拟卷(江苏专用)
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内容正文:
备战2025年高考化学【三轮·冲刺抢分】考前仿真模拟卷
冲刺抢分卷01
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
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,再选涂其它答案标号。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:H 1 B 11 C 12 N 14 Na 23 S 32 Ni 59
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A.天然橡胶 B.不锈钢 C.足球烯 D.光导纤维
2.下列化学用语表述不正确的是
A.次氯酸钠的电子式:
B.固体HF中的链状结构:
C.铜的基态原子的简化电子排布式:
D.的模型
3.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A.
B.
C.高纯度硅的制备:
D.工业制硫酸:
4.常用于实验室检验,其可由与反应制得。下列有关说法正确的是
A.基态原子的第一电离能:
B.元素K和均在周期表的d区
C.电负性:
D.和中和的配位数相同
阅读下列材料,完成5~7小题:
第ⅦA族元素及其化合物在自然界中广泛存在且有重要应用。是电负性最大的元素,常见含氟物质有(,沸点:)、、等;、均可用于自来水消毒,还可用于处理碱性含废水,易水解生成和;电解食盐水可制备、、、(沸点:)等多种物质,卤水中离子可被氧化,产物可用溶液吸收;分解用于循环制氢,完全分解生成和需吸收热量。
5.下列说法正确的是
A.晶体中存在和间强烈的相互作用
B.是极性分子
C.分子的空间结构为型,键角等于109°28′
D.中元素化合价为价
6.下列化学反应表示正确的是
A.用分解制氢:
B.用处理碱性含氰废水:
C.用溶液吸收:
D.用食盐水电解制备的阳极反应:
7.下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A.键能大于,的沸点高于
B.有强氧化性,可用于自来水消毒
C.为一元弱酸,可用于雕刻玻璃
D.单质易升华,可用于检验淀粉的存在
8.活性催化反应的部分机理如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.该反应平衡常数
C.反应前后碳原子杂化方式没有发生变化
D.吸附在表面的与中的羟基结合生成水
9.一种双膜二次电池,其示意图如下。下列说法正确的是
已知:①M、N均为多孔石墨烯电极;
②起始时I室(含储液罐)溶液中只含。
A.M极为电池的正极
B.充电过程中,II室中的溶液浓度逐渐增大
C.X膜、Y膜均为阴离子交换膜
D.放电后,I室中时,导线中传导电子
10.下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明具有氧化性
向溶液中滴加氢硫酸,观察现象
B
证明葡萄糖中含有羟基
向葡萄糖溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,观察现象
C
测定过氧化钠样品(含少量氧化钠)的纯度
向ag样品中加入足量水,测量产生的气体在标准状况下的体积
D
比较镁和铜的金属性强弱
用pH试纸分别测量等物质的量浓度和溶液的pH,比较pH的大小
A.A B.B C.C D.D
11.的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。下列说法错误的是
A.X物质名称是1,3-二丁烯
B.P可以使溴水褪色
C.P完全水解得到的产物的结构简式为
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
12.室温下,用含有少量的硫酸锌溶液制备的过程如下,已知:、,下列说法正确的是
A.“除锰”加入的溶液中:
B.“沉锌”的主要离子反应为:
C.“过滤”所得滤液中:
D.“过滤”所得滤液中:
13.马来酸,富马酸和苹果酸在水热条件下存在如下相互转化过程。190℃时,相关物质的物质的量分数随时间变化如图所示。6.5h后,苹果酸的物质的量分数不再随时间变化。下列说法错误的是
A.二元弱酸的第一级电离常数:(马来酸)(富马酸)
B.190℃时的平衡常数:K(反应①)(反应②)(反应③)
C.平均反应速率:(马来酸)(富马酸)(苹果酸)
D.1.25h后转化过程以反应③为主
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)稀土元素已成为发展尖端科学技术不可缺少的材料。以氟碳铈矿(含)为原料制备的工艺流程可表示为
(1)“硫酸酸浸”时不能使用硅酸盐容器,原因是 。
(2)“复盐分离”时先加入硫脲()还原酸浸液中等离子,生成二硫甲脒()和 ,硫脲和反应的离子方程式为 。
(3)在硫酸介质中可被磷酸二异辛酯()萃取, Ce(III)不被萃取。萃取“酸浸液”中,制取的流程如下:
①磷酸二异辛酯在煤油中通过氢键形成对称的环状二聚体,较大的烃基会使与之连接的氧原子难以形成氢键,该环状二聚体结构式可表示为 。
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),本题实验条件下。向20mL含的酸浸液中加入10mL萃取剂,充分振荡,静置后,水层中 。
③反萃取时有机层加的作用是 。
(4)铈的价电子排布式为和之间可进行可逆电荷转移。通常具有面心立方晶体结构,高温下,失去氧形成氧空位,结构如图。每失去,理论上有 转化为。
15.(15分)阿斯巴甜(G)是一种广泛使用的非糖类甜味食品工业的添加剂。它具有高甜度的特性,大约是蔗糖的200倍,因此只需少量就能产生甜味,同时具有含热量极低的优点。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
已知:。
根据上述合成路线回答下列问题:
(1)物质A的化学名称是 。
(2)A→B的反应类型是 。
(3)物质C与M()中,酸性较强的是 (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有 个手性碳原子,写出其中含氮官能团的名称 。
(5)写出D→E的化学方程式: 。
(6)H是C的同分异构体,符合下列条件的H共有 种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液显紫色 ②能发生银镜反应和水解反应 ③苯环上有四个取代基
其中核磁共振显示氢原子个数比为的是 (写出一种即可)。
(7)参照上述路线,写出由丙酮和甲醇合成有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路线(其他无机试剂任选) 。
16.(15分)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)。
17.(15分)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源,制氢方法是当前研究的热点,制氢方法很多,如甲烷与水蒸气重整制氢、硼氢化钠()水解制氢等。
(1)甲烷水蒸气重整制氢:总反应为,其涉及如下两步反应:
I.
II.
①下列措施中一定能提高平衡产率的是 。
A.选择合适的催化剂 B.不断移走
C.向体系中投入少量CaO D.恒温恒容下通入气体Ar
②已知总反应需在高温下才能自发进行,其推断过程是 。
③温度为T℃时,在恒压为2MPa的密闭容器中按投料,平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示,用各组分气体平衡时的分压代替物质的量浓度表示反应I的压强平衡常数 (结果保留两位小数,已知分压=总压×物质的量分数)。
组分
0.04
0.32
0.50
0.08
(2)水解制氢:常温下,自水解过程缓慢,需加入催化剂提高其产氢速率。在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。已知:浓度较大时,易以形式结晶析出。
①其他条件不变时,以代替催化释氢,所得气体的分子式为 。
②若与反应,其离子方程式为 。
③其他条件相同时,溶液的浓度对制氢速率的影响如图。溶液中质量分数超过10%后制氢速率下降,可能的原因是 。
(3)转化为后,电解溶液又可制取,实现物质的循环利用,电解装置如图所示。
①阴极上的电极反应式是 。
②若电路中转移,理论生成的质量为 g。
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(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
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,再选涂其它答案标号。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:H 1 B 11 C 12 N 14 Na 23 S 32 Ni 59
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.A
2.C
3.B
4.D
5.A
6.D
7.B
8.C
9.C
10.B
11.A
12.D
13.C
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)
(1)氢氟酸会腐蚀硅酸盐
(2)2
(3) 0.01 将四价铈还原为三价铈,使其进入水层
(4)2x
15.(15分)
(1)苯乙醛
(2)加成反应
(3)C
(4)2 氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16 或
(7)
16.(15分)
(1) 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)过滤 ①③
(3)抽滤瓶 过滤速度快,固液分离更彻底
(4)71.9%
17.(15分)
(1)BC 总反应=反应I+反应II,,该反应为气体分子数增多的反应,可知,根据,该反应,可知该反应高温下可自发进行。 2.34
(2) 浓度较大时,易以形式结晶析出,覆盖在催化剂表面,阻碍与催化剂活性位的接触,制氢速率下降
(3) 76
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冲刺抢分卷01
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
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,再选涂其它答案标号。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:H 1 B 11 C 12 N 14 Na 23 S 32 Ni 59
一、选择题:本题共13小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A.天然橡胶 B.不锈钢 C.足球烯 D.光导纤维
【答案】A
【详解】A.天然橡胶是聚异戊二烯的高聚物,含有碳氢等元素,属于有机高分子化合物,所以主要成分是有机物,A正确;
B.不锈钢是铁、铬、镍等金属的合金,属于金属材料,不属于有机物,B错误;
C.足球烯(C60)是由碳元素组成的单质,属于无机非金属材料,不属于有机物,C错误;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,不属于有机物,D错误;
故选A。
2.下列化学用语表述不正确的是
A.次氯酸钠的电子式:
B.固体HF中的链状结构:
C.铜的基态原子的简化电子排布式:
D.的模型
【答案】C
【详解】A.次氯酸钠是离子化合物,O原子得到Na原子失去的一个电子,O和Cl原子再形成一对共用电子,则次氯酸钠的电子式为:,A正确;
B.在固体HF中,一个HF分子中的氢原子与另一个HF分子中的氟原子之间形成分子间氢键,多个HF分子通过氢键作用连接成链状结构:,B正确;
C.铜是29号元素,铜的基态原子电子排布为:,则其简化电子排布式为:,C错误;
D.的中心原子S周围的价层电子对数为:3+=4,有1对孤电子对,则的模型为:,D正确;
故选C。
3.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A.
B.
C.高纯度硅的制备:
D.工业制硫酸:
【答案】B
【详解】A.氯气具有强氧化性,与有可变化合价的金属反应时,直接将金属元素氧化到最高价,铁与氯气反应生成氯化铁,不能得到氯化亚铁,即不能一步实现,故A错误;
B.氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨气,氨气、二氧化碳和饱和氯化钠 溶液反应生成碳酸氢钠,物质之间的转化能一步实现,故B正确;
C.高纯度硅的制备:①、②、③,故C错误;
D.和在点燃的条件下反应生成,不能直接生成,则不能一步实现,故D错误;
故答案为B。
4.常用于实验室检验,其可由与反应制得。下列有关说法正确的是
A.基态原子的第一电离能:
B.元素K和均在周期表的d区
C.电负性:
D.和中和的配位数相同
【答案】D
【详解】A.已知同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故基态原子的第一电离能为:,A错误;
B.根据原子核外电子最后进入的能级将元素周期表分为五个区,其中元素K位于s区,位于周期表的d区,B错误;
C.已知同一周期从左往右元素电负性依次增大,非金属的电负性强于金属,故电负性:,C错误;
D.和中和的配位数相同,均为6,D正确;
故答案为:D。
阅读下列材料,完成5~7小题:
第ⅦA族元素及其化合物在自然界中广泛存在且有重要应用。是电负性最大的元素,常见含氟物质有(,沸点:)、、等;、均可用于自来水消毒,还可用于处理碱性含废水,易水解生成和;电解食盐水可制备、、、(沸点:)等多种物质,卤水中离子可被氧化,产物可用溶液吸收;分解用于循环制氢,完全分解生成和需吸收热量。
5.下列说法正确的是
A.晶体中存在和间强烈的相互作用
B.是极性分子
C.分子的空间结构为型,键角等于109°28′
D.中元素化合价为价
6.下列化学反应表示正确的是
A.用分解制氢:
B.用处理碱性含氰废水:
C.用溶液吸收:
D.用食盐水电解制备的阳极反应:
7.下列物质的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是
A.键能大于,的沸点高于
B.有强氧化性,可用于自来水消毒
C.为一元弱酸,可用于雕刻玻璃
D.单质易升华,可用于检验淀粉的存在
【答案】5.A 6.D 7.B
【解析】5.A.氟化钠是只含有离子键的离子晶体,晶体中存在钠离子和氟离子间强烈的相互作用,故正确;
B.四氟化硅分子中硅原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,分子的空间构型为结构对称的正四面体形,属于非极性分子,故错误;
C.次氯酸分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形,键角小于109°28′,故错误;
D.由三氯化氮发生水解反应生成氨气和次氯酸可知,三氯化氮分子中氯元素的化合价为+1价,故错误;
故选A;
6.A.由完全分解2mol碘化氢生成氢气和碘蒸气需吸收9.48kJ热量可知,碘化氢分解制氢的热化学方程式为,故错误;
B.由题意可知,氯气与碱性溶液中的氰酸根离子反应生成氯离子、氮气、碳酸根离子和水,反应的离子方程式为,故错误;
C.碳酸钠溶液与溴反应生成溴化钠、次溴酸钠和碳酸氢钠,反应的化学方程式为,故错误;
D.用食盐水电解制备氯酸钠时,碱性条件下氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯酸根离子和水,电极反应式为,故正确;
故选D;
7.A.氟化氢的沸点高于氯化氢是因为氟化氢能形成分子间氢键,而氯化氢不能形成分子间氢键,与氟化氢的键能大于氯化氢无关,故错误;
B.二氧化氯具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,可用于自来水消毒,故正确;
C.氢氟酸可用于雕刻玻璃是因为氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,与氢氟酸为弱酸无关,故错误;
D.碘可用于检验淀粉的存在是因为碘遇淀粉溶液变蓝色,与碘单质易升华无关,故错误;
故选B。
8.活性催化反应的部分机理如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.该反应平衡常数
C.反应前后碳原子杂化方式没有发生变化
D.吸附在表面的与中的羟基结合生成水
【答案】C
【详解】A.该自发反应熵减,按可知该反应为放热反应,则,A错误;
B.平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比;水为纯物质,故反应的平衡常数,B错误;
C.由反应可知,反应前后碳原子均为羧基中碳原子,故碳原子杂化方式始终为sp2杂化、杂化方式没有发生变化,C正确;
D.由图知,吸附在表面的与中的羟基中的氧结合生成水,D错误;
故选C。
9.一种双膜二次电池,其示意图如下。下列说法正确的是
已知:①M、N均为多孔石墨烯电极;
②起始时I室(含储液罐)溶液中只含。
A.M极为电池的正极
B.充电过程中,II室中的溶液浓度逐渐增大
C.X膜、Y膜均为阴离子交换膜
D.放电后,I室中时,导线中传导电子
【答案】C
【分析】由图可知,外电路连接用电器,为原电池,即放电,M极Sn2+失去电子发生氧化反应生成Sn4+,M为负极,N极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,N为正极,III室中溴离子进入II室,并继续向I室迁移,电池总反应为SnBr2+Br2=SnBr4;充电时,负极接外电源负极做阴极,即M为阴极,N为阳极;
A.由分析可知,M为电池负极,A错误;
B.放电时,III室溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,III室中溴离子进入II室,并继续向I室迁移,保证I室中溶液电中性,则充电过程相反,故充电过程中,II室中的溶液浓度不变,B错误;
C.由分析知,N极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,N为正极,III室中溴离子进入II室,并继续向I室迁移,故X膜、Y膜均为阴离子交换膜,C正确;
D.起始时I室(含储液罐)溶液中只含,放电后,I室中时,有amol Sn2+转化为Sn4+,转移电子amol,D错误;
故本题选C。
10.下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明具有氧化性
向溶液中滴加氢硫酸,观察现象
B
证明葡萄糖中含有羟基
向葡萄糖溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,观察现象
C
测定过氧化钠样品(含少量氧化钠)的纯度
向ag样品中加入足量水,测量产生的气体在标准状况下的体积
D
比较镁和铜的金属性强弱
用pH试纸分别测量等物质的量浓度和溶液的pH,比较pH的大小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.亚硫酸氢钠和硫化氢发生归中反应生成黄色的单质硫沉淀,亚硫酸氢钠表现氧化性,故A正确;
B.葡萄糖中含有羟基和醛基,均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,无法证明葡萄糖中含有羟基,故B错误;
C.过氧化钠和水反应生成氧气,通过测量氧气体积可知过氧化钠纯度,故C正确;
D.金属性越强,其最高价氧化物水化物的碱性也越强,金属离子越容易发生水解,溶液pH越小,因此可以用pH试纸测量等物质的量浓度和溶液的pH比较镁和铜的金属性强弱,故D正确;
故答案为B。
11.的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。下列说法错误的是
A.X物质名称是1,3-二丁烯
B.P可以使溴水褪色
C.P完全水解得到的产物的结构简式为
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
【答案】A
【详解】A.根据X的结构简式可知,X物质名称是1,3-丁二烯,A错误;
B.P中含有碳碳双键,可以和溴水中的溴发生加成反应,可以使溴水褪色,B正确;
C.根据P的结构可知,P是由缩聚产生的,则P完全水解得到的产物的结构简式为,C正确;
D.Y形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基,易水解,而Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链,与聚酯类高分子相比难以降解,D正确;
故选A。
12.室温下,用含有少量的硫酸锌溶液制备的过程如下,已知:、,下列说法正确的是
A.“除锰”加入的溶液中:
B.“沉锌”的主要离子反应为:
C.“过滤”所得滤液中:
D.“过滤”所得滤液中:
【答案】D
【分析】由题给流程可知,向含有少量锰离子的硫酸锌溶液中加入次氯酸钠溶液,将溶液中的锰离子转化为二氧化锰沉淀,过滤得到二氧化锰和滤液;向滤液中加入碳酸氢铵和氨水的混合溶液,将溶液中的锌离子转化为碳酸锌沉淀,过滤得到碳酸锌和滤液。
A.次氯酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(Cl—)+c(OH—),故A错误;
B.由分析可知,沉锌时加入碳酸氢铵和氨水的混合溶液的目的是将溶液中的锌离子转化为碳酸锌沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C.过滤所得滤液是碳酸锌的饱和溶液,氢氧化锌的不饱和溶液,则溶液中=<==5.0×10—7,故C错误;
D.碳酸氢铵溶液中存在物料守恒关系,碳酸氢铵和氨水的混合溶液中存在:,且溶液中的锌离子与碳酸氢根离子反应转化为碳酸锌沉淀,碳酸氢根离子被消耗,则离子浓度的关系为,故D正确;
故选D。
13.马来酸,富马酸和苹果酸在水热条件下存在如下相互转化过程。190℃时,相关物质的物质的量分数随时间变化如图所示。6.5h后,苹果酸的物质的量分数不再随时间变化。下列说法错误的是
A.二元弱酸的第一级电离常数:(马来酸)(富马酸)
B.190℃时的平衡常数:K(反应①)(反应②)(反应③)
C.平均反应速率:(马来酸)(富马酸)(苹果酸)
D.1.25h后转化过程以反应③为主
【答案】C
【详解】A.由图可知,马来酸属于顺式结构,电离出的H+与未电离的羧基中的氧原子可以形成分子内氢键,这种分子内氢键的形成使电离产生的阴离子更加稳定,从而有利于一级电离的进行,故第一级电离常数:(马来酸)(富马酸),A正确;
B.平衡时,, ,,故时的平衡常数:(反应①)>(反应②(反应③),B正确
C.根据物料守恒,,反应平均速率,则(马来酸)(富马酸)(苹果酸),C错误;
D.1.25h后,马来酸含量几乎为0,说明反应①、②基本完成,富马酸含量减少,苹果酸含量增大,说明以反应③为主,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共61分。
14.(16分)稀土元素已成为发展尖端科学技术不可缺少的材料。以氟碳铈矿(含)为原料制备的工艺流程可表示为
(1)“硫酸酸浸”时不能使用硅酸盐容器,原因是 。
(2)“复盐分离”时先加入硫脲()还原酸浸液中等离子,生成二硫甲脒()和 ,硫脲和反应的离子方程式为 。
(3)在硫酸介质中可被磷酸二异辛酯()萃取, Ce(III)不被萃取。萃取“酸浸液”中,制取的流程如下:
①磷酸二异辛酯在煤油中通过氢键形成对称的环状二聚体,较大的烃基会使与之连接的氧原子难以形成氢键,该环状二聚体结构式可表示为 。
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),本题实验条件下。向20mL含的酸浸液中加入10mL萃取剂,充分振荡,静置后,水层中 。
③反萃取时有机层加的作用是 。
(4)铈的价电子排布式为和之间可进行可逆电荷转移。通常具有面心立方晶体结构,高温下,失去氧形成氧空位,结构如图。每失去,理论上有 转化为。
【答案】
(1)氢氟酸会腐蚀硅酸盐
(2)2
(3) 0.01 将四价铈还原为三价铈,使其进入水层
(4)2x
【分析】氟碳铈矿氧化焙烧将Ce3+氧化为Ce4+,然后加入稀硫酸形成含Ce4+、的溶液,经过复盐分离,方法为硫脲还原酸浸液中离子为Ce3+,再加入生成难溶的复盐,经过一系列操作得到;
(3)用萃取剂将Ce4+萃取到有机层,Ce3+不被萃取进入水层,有机层去氟后用硫酸反萃取得到Ce4+,用H2O2还原Ce4+为Ce3+,进入水层(含Ce3+),然后加入氧化剂在碱性环境下将其氧化为,再沉淀灼烧得到,据此进行分析。
(1)中Ce为+3价,氧化焙烧后Ce被氧化为+4价,硫酸酸浸后,溶液中存在F-、Ce4+,酸浸时不能使用硅酸盐容器,是因为H+与F-形成HF,会腐蚀硅酸盐;
(2)“复盐分离”时先加入硫脲(),将+4价的Ce还原为+3价,硫脲和反应的离子方程式为:2;
(3)①磷酸二异辛酯在煤油中通过氢键形成对称的环状二聚体,较大的烃基会使与之连接的氧原子难以形成氢键,该环状二聚体结构式可表示为;
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),。向20mL含的酸浸液中加入10mL萃取剂,充分振荡、静置后,水层中有
,解得;
③反萃取时加,可将+4价铈还原为+3价,使其进入水层;
(4)高温下,失去氧形成氧空位,每失去,根据得失电子守恒可知,理论上有2xmol转化为。
15.(15分)阿斯巴甜(G)是一种广泛使用的非糖类甜味食品工业的添加剂。它具有高甜度的特性,大约是蔗糖的200倍,因此只需少量就能产生甜味,同时具有含热量极低的优点。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
已知:。
根据上述合成路线回答下列问题:
(1)物质A的化学名称是 。
(2)A→B的反应类型是 。
(3)物质C与M()中,酸性较强的是 (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有 个手性碳原子,写出其中含氮官能团的名称 。
(5)写出D→E的化学方程式: 。
(6)H是C的同分异构体,符合下列条件的H共有 种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液显紫色 ②能发生银镜反应和水解反应 ③苯环上有四个取代基
其中核磁共振显示氢原子个数比为的是 (写出一种即可)。
(7)参照上述路线,写出由丙酮和甲醇合成有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路线(其他无机试剂任选) 。
【答案】
(1)苯乙醛
(2)加成反应
(3)C
(4)2 氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16 或
(7)
【分析】A →B是醛基和HCN发生亲核加成反应,可知B为,C→D根据提示可知D为,D在浓硫酸的条件下和甲醇酯化生成E为,E和F生成阿斯巴甜,以此解题;
(1)由A的结构简式可知,A的名称为苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反应类型为加成反应;
(3)C中羧基相邻碳原子上连有为吸电子基团,使羧基中O-H键极性增大,酸性增强,故C的酸性更强;
(4)连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中含有两个手性碳原子,如图,含氮官能团为氨基和酰胺基;
(5)D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇酯化生成E,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(6)能与氯化铁溶液显紫色、能发生银镜反应和水解反应,则结构中必含有酚羟基和甲酸酯结构,苯环上有四个取代基则剩余两个基团应为甲基。若苯环上只有两个甲基和一个酚羟基,则变换位置共有6种,再加入甲酸酯的结构,共有种。当两个甲基处在间位时,存在两种是重复的,则符合要求的同分异构体共有16种;
符合核磁共振氢谱显示氢原子个数比为的为或。
(7)丙酮与HCN发生亲核加成,水解后可以得到,浓硫酸条件下发生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯,在一定条件下发生加成聚合即得PMMA,合成路线为。
16.(15分)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) 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)过滤 ①③
(3)抽滤瓶 过滤速度快,固液分离更彻底
(4)71.9%
【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。
(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)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%。
17.(15分)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源,制氢方法是当前研究的热点,制氢方法很多,如甲烷与水蒸气重整制氢、硼氢化钠()水解制氢等。
(1)甲烷水蒸气重整制氢:总反应为,其涉及如下两步反应:
I.
II.
①下列措施中一定能提高平衡产率的是 。
A.选择合适的催化剂 B.不断移走
C.向体系中投入少量CaO D.恒温恒容下通入气体Ar
②已知总反应需在高温下才能自发进行,其推断过程是 。
③温度为T℃时,在恒压为2MPa的密闭容器中按投料,平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示,用各组分气体平衡时的分压代替物质的量浓度表示反应I的压强平衡常数 (结果保留两位小数,已知分压=总压×物质的量分数)。
组分
0.04
0.32
0.50
0.08
(2)水解制氢:常温下,自水解过程缓慢,需加入催化剂提高其产氢速率。在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。已知:浓度较大时,易以形式结晶析出。
①其他条件不变时,以代替催化释氢,所得气体的分子式为 。
②若与反应,其离子方程式为 。
③其他条件相同时,溶液的浓度对制氢速率的影响如图。溶液中质量分数超过10%后制氢速率下降,可能的原因是 。
(3)转化为后,电解溶液又可制取,实现物质的循环利用,电解装置如图所示。
①阴极上的电极反应式是 。
②若电路中转移,理论生成的质量为 g。
【答案】
(1)BC 总反应=反应I+反应II,,该反应为气体分子数增多的反应,可知,根据,该反应,可知该反应高温下可自发进行。 2.34
(2) 浓度较大时,易以形式结晶析出,覆盖在催化剂表面,阻碍与催化剂活性位的接触,制氢速率下降
(3) 76
【详解】(1)①A.选择合适的催化剂,只能加快反应速率,对平衡无影响, A错误;
B.移除,降低的浓度,可使反应I、II平衡正向移动,H2(g)的平衡产率提高, B正确;
C.向体系中投入少量CaO,反应为:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2能与CO2反应产生CaCO3和H2O,可知体系中的CO2减小,可知反应Ⅱ、总反应平衡正向移动,H2(g)的平衡产率一定提高,C正确;
D.恒温恒容下通入Ar气,分压不变,平衡不移动,H2平衡产率不能提高,D错误;
故选BC;
②根据盖斯定律可知,总反应=反应I+反应II,,该反应为气体分子数增多的反应,可知,根据,该反应,可知该反应高温下可自发进行;
③由表格数据可知,平衡时CO的物质的量分数=1-0.04-0.32-0.50-0.08=0.06,600℃时反应I的压强平衡常数为;
(2)①由图可知,第一步转化过程中转化为BH3和H原子,H原子可结合生成H2,第二步转化中BH3与D2O分别脱氢生成HD,同时得到BH2OH,最终一步转化中B(OH)3结合D2O中-OD,同时得电子形成,D2O断键得到D原子,D原子结合生成D2,故所得气体的分子式为;
②与反应生成和,发生归中反应,其离子方程式为:;
③由于NaBH4浓度较高时,生成较多的,易以形式结晶析出,覆盖在催化剂表面,阻碍与催化剂活性位的接触,制氢速率下降;
(3)①由装置可知,阴极上得电子生成,电极反应式为:;
②电路中转移,则理论生成2mol,质量为2mol×38g/mol=76g。
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