精品解析:四川省雅安市2025届高三第二次诊断性考试(4月二模)化学试卷
2025-04-27
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内容正文:
雅安市高2022级第二次诊断性考试试题
化学
全卷共100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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。非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:
一、单项选择题: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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列应用中所用到的物质与其化学性质无关的是
A. 石墨可以用作电极材料 B. 甲烷可以用作燃料电池的原料
C. 维生素C用作水果罐头中的抗氧化剂 D. 食用醋可以除去水壶中的水垢
2. 下列说法错误的是
A. “杯酚”分离和体现了超分子的分子识别特征
B. 淀粉、纤维素和蛋白质都属于天然有机高分子
C. 利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得人造脂肪
D. 天然橡胶硫化时由线型结构转变为网状结构
3. 下列有关概念、化学用语正确的是
A. 氢元素的三种核素:1H、2H、3H
B. 标准状况下,22.4L的N2中参与形成π键的电子数目为2NA
C. H2O2是一种绿色氧化剂,其是含有极性键的非极性分子
D. 10B的原子结构示意图为
4. 川芎是常用的中药,含有多种化学物质,其中一种的结构简式为,关于该有机物的下列说法中错误的是
A. 分子中有两个手性碳原子 B. 分子中碳原子的杂化类型有
C. 该有机物可与发生反应 D. 该有机物可与发生加成反应
5. 下列图示实验装置(部分夹持装置已略去)或操作正确且能达到相应实验目的的是
A. 图①模拟侯氏制碱法制备 B. 图②标准碱溶液滴定未知浓度酸溶液
C. 图③可用于将氯化镁溶液蒸发制取无水氯化镁 D. 图④可用四氯化碳萃取碘水中的碘
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 通入中:
B. 溶液中通足量:
C. 将等浓度的溶液与溶液按体积比混合反应:
D. 过量铁粉与稀硝酸反应:
7. 一种新型微孔材料由三种短周期元素组成。的质子数之和等于Z的质子数,X与Y同周期,X的第一电离能比同周期相邻两元素的小,基态Y原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. Z的氯化物属于离子化合物 D. Y的氢化物既具有氧化性又具有还原性
8. 合成高分子材料T的反应如下:
下列说法错误的是
A. 合成T的反应属于缩聚反应 B. T是可以降解的高分子材料
C. M可以发生分子内的酯化反应 D. 可与发生反应
9. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象和结论
A
将溴乙烷与氢氧化钠醇溶液混合加热,并将产生的气体通入溴水中
溶液褪色,证明气体成分为乙烯
B
向溶液中滴加2滴溶液,再滴加2滴溶液
产生白色沉淀后,又生成红褐色沉淀,证明在相同温度下:
C
向溶液中滴加稀硫酸
产生乳白色浑浊和刺激性气味气体,证明具有氧化性
D
向溶液中滴加几滴溶液,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口
红色石蕊试纸变蓝,说明溶液中存在
A. A B. B C. C D. D
10. 从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和,得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知:,。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时转化为和
C. “滤液2”中的浓度比的浓度大
D. 再生:
11. 下列关于的说法正确的是
A. 该物质中NH3中心原子采用sp2杂化
B. 根据理论,该物质中的空间结构为正四面体
C. NH3是含有极性键的极性分子,NH3能溶于CCl4也能溶于水
D. NH3的键角小于H2O的键角
12. 许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。例如,以丙烯为原料制备丙烯腈,再用丙烯腈电合成己二腈)。如下图所示为模拟工业电合成己二腈的装置图,下列说法不正确的是
A. 丙烯腈在阴极发生还原反应
B. 离子交换膜可以是质子交换膜
C. 若阳极产生(标况下)X气体,理论上阴极能生成己二腈
D. 与其他有机合成相比,电有机合成具有反应条件温和、反应试剂纯净、生产效率高等优点
13. 碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。(能垒:反应物与过渡态之间的能量差)
下列说法正确的是
A. 第2步的基元反应方程式为:
B. 使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C. 反应进程中决速步骤的能垒为
D. 升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向逆反应方向移动
14. 磷化铟晶体(相对分子质量为)的载流子迁移率大,可用于制造高速电子器件,如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为)如下图所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,图中a原子的分数坐标为,下列说法不正确的是
A. 其化学式为
B. 每个P周围紧邻且距离相等的P有4个
C. b原子的分数坐标为
D. 设为阿伏加德罗常数的值,则其晶体的密度为
15. 常温下,难溶物与在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,若定义其坐标图示:,表示或。下列说法正确的是
A. M表示的沉淀溶解平衡曲线
B. 常温下,的分散系在c点时为悬浊液
C. 的平衡常数
D. 向b点溶液中加入饱和溶液,析出固体
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16. 可用于红外光谱分析用溶剂、显像管生产等。以某矿渣(主要成分为 ,含有少量 等杂质)为原料制备 的工艺流程如图所示:
已知: ①Sb属于第 VA 族元素,主要化合价为 +3、+5 价。
② 常温下, 。
③ 微溶于水、 难溶于水,它们均为两性氧化物。
回答下列问题:
(1)基态 As 的简化电子排布式为___________;As、P、Cl三种元素最高价含氧酸酸性由强到弱的顺序为___________(用化学式表示)。
(2)“滤渣 1”的主要成分是 SbOCl,为了提高锑的利用率,将滤渣 1 用氨水浸取使其转化为 ,写出该反应的化学方程式:___________。
(3)已知“沉淀”阶段溶液中 。当“沉淀”后溶液中 时,该阶段是否有 沉淀生成?___________(通过计算说明,简要写出计算过程,不考虑溶液体积的变化)。
(4)已知 分子结构中含 1 个-OH,“除砷”时, 的氧化产物为 。
① 属于___________盐(填“正”或“酸式”)。 中磷原子的杂化类型为___________。
②“除砷”过程中生成 As 单质的离子方程式是___________。
(5)已知 在一定温度下发生分解,充分反应后,固体残留率为 ,则剩余固体氧化物的化学式为___________(已知:残留率 )。
17. 焦亚硫酸钠作为抗氧化剂、防腐剂,被广泛用于食品工业。
I.焦亚硫酸钠的制备
实验室制备少量可通过制备的过饱和溶液经结晶脱水制得。装置如下图所示,实验方案:控制反应温度在左右,向饱和溶液通入,并不断搅拌。装置C中溶液约为4时,停止反应。静置结晶,析出固体的反应液经减压蒸发、冷却结晶、减压抽滤、洗涤、干燥,可进一步获得固体。已知:①受热时易分解,久置空气中,易氧化变质。②与反应生成沉淀,与盐酸反应生成。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装浓硫酸的仪器名称是_______。
(2)装置B的作用之一是观察气体的流速。装置B中“试剂X”为_______(填字母)。
a.蒸馏水 b.饱和溶液 c.饱和溶液 d.饱和溶液
(3)装置C中反应的离子方程式为_______。
(4)析出固体的反应液需减压蒸发,其中减压蒸发是为了_______。
(5)在保存过程中易变质生成。检验是否变质的实验方案是_______(填操作和现象)。
Ⅱ.焦亚硫酸钠含量的测定
实验检测原理为:;。准确称取样品,快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中,加入乙酸溶液,立即盖上瓶塞,水封,缓缓摇动溶解后,置于暗处放置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗溶液。
(6)滴定终点现象是_______。
(7)通过计算判断该样品的质量分数是_______(结果保留1位小数)。
18. 氨是最基本的化工原料之一,工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应原理为。回答下列问题:
(1)相关化学键的键能数据:
化学键
键能
946
436.0
390.8
计算反应_______。
(2)根据工业合成氨的热化学方程式可知,_______温(填“高”或“低”,下同)有利于提高平衡转化率,_______温有利于提高反应速率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业合成氨通常采用。
(3)某合成氨速率方程为:,根据表中数据,_______。
实验
1
m
n
p
q
2
n
p
3
m
n
4
m
p
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为_______。(填字母)
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高总反应速率
(4)在催化剂作用下,按的投料比投入,发生反应生成,平衡时混合气中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示。
①该反应的平衡常数_______(填“<”“=”或“>”)。
②、压强为时,的转化率为_______%(保留三位有效数字),此时反应的压强平衡常数_______。[为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]
19. 某研究小组按下列路线合成胃动力药M。
(1)化合物A的名称_______。
(2)化合物B的含氧官能团名称是_______。
(3)化合物C的结构简式是_______。
(4)写出生成M的化学方程式_______。
(5)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有苯环
②核磁共振氢谱和红外光谱测出:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基和丁基
(6)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()设计该合成路线如下:
A
请写出A、B、C的结构简式(无机物写化学式)_______;_______;_______。
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雅安市高2022级第二次诊断性考试试题
化学
全卷共100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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。非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:
一、单项选择题: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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列应用中所用到的物质与其化学性质无关的是
A. 石墨可以用作电极材料 B. 甲烷可以用作燃料电池的原料
C. 维生素C用作水果罐头中的抗氧化剂 D. 食用醋可以除去水壶中的水垢
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨可以用作电极材料是因为其能够导电,而石墨的导电性是其物理性质,不需要发生化学变化即可体现,因此与其化学性质无关,A选;
B.甲烷在燃料电池中通过氧化反应释放能量,依赖其可燃性,与其化学性质有关,B不选;
C.维生素C作为抗氧化剂,通过自身被氧化(还原性)保护其他物质,属于化学性质,C不选;
D.醋中的乙酸与水垢(碳酸钙等)发生化学反应,依赖酸性,属于化学性质,D不选;
故选A。
2. 下列说法错误的是
A. “杯酚”分离和体现了超分子的分子识别特征
B. 淀粉、纤维素和蛋白质都属于天然有机高分子
C. 利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得人造脂肪
D. 天然橡胶硫化时由线型结构转变为网状结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.选择空腔大小适合C60的 “杯酚”能够分离C60和C70,体现了超分子的分子识别特征,故A正确;
B.淀粉、纤维素和蛋白质相对分子质量都大于一万,都属于天然有机高分子,故B正确;
C.利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得甘油以及肥皂的主要成分--高级脂肪酸盐,故C错误;
D.天然橡胶硫化时,硫原子在线型分子间形成交联,转化为网状结构,改善性能,故D正确;
故选C。
3. 下列有关概念、化学用语正确的是
A. 氢元素的三种核素:1H、2H、3H
B. 标准状况下,22.4L的N2中参与形成π键的电子数目为2NA
C. H2O2是一种绿色氧化剂,其是含有极性键的非极性分子
D. 10B的原子结构示意图为
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢元素有三种核素,它们的质量数分别为1、2、3,可表示为:1H、2H、3H,A正确;
B.标准状况下,N2的结构式为N≡N,其1个N2分子中含有1个σ键和2个π键,22.4L的N2的物质的量为1mol,则参与形成π键的电子数目为4NA,B不正确;
C.H2O2的结构式为H-O-O-H,其分子中含有极性键,结构为书页型,为极性分子,C不正确;
D.10B的核电荷数为5,原子结构示意图为,D不正确;
故选A。
4. 川芎是常用的中药,含有多种化学物质,其中一种的结构简式为,关于该有机物的下列说法中错误的是
A. 分子中有两个手性碳原子 B. 分子中碳原子的杂化类型有
C. 该有机物可与发生反应 D. 该有机物可与发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物中的手性碳原子位置如图,,即有两个手性碳原子,A正确;
B.双键碳原子采用杂化,饱和碳原子采用杂化,根据图可知,该分子中没有采用杂化的碳原子,B错误;
C.该分子中酯基能和(物质的量之比)反应,醇羟基和不反应,所以该物质可与发生反应,C正确;
D.碳碳双键和氢气以物质的量之比反应,酯基中碳氧双键和氢气不反应,该分子中含有两个碳碳双键,所以该物质最多消耗氢气,D正确;
故选B。
5. 下列图示实验装置(部分夹持装置已略去)或操作正确且能达到相应实验目的的是
A. 图①模拟侯氏制碱法制备 B. 图②标准碱溶液滴定未知浓度酸溶液
C. 图③可用于将氯化镁溶液蒸发制取无水氯化镁 D. 图④可用四氯化碳萃取碘水中的碘
【答案】D
【解析】
【详解】A.侯氏制碱法中为增大CO2的溶解性,应该将CO2通入含有NH3的饱和食盐水中,A错误;
B.标准碱溶液应该盛放在碱式滴定管中,B错误;
C.将氯化镁溶液蒸发由于HCl挥发会促进MgCl2完全水解生成Mg(OH)2,Mg(OH)2受热分解又会得到MgO,C错误;
D.碘单质在四氯化碳中的溶解度大于水中的溶解度,可以用四氯化碳萃取碘水中的碘,D正确;
故选D。
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 通入中:
B. 溶液中通足量:
C. 将等浓度的溶液与溶液按体积比混合反应:
D. 过量铁粉与稀硝酸反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.次氯酸是弱酸,通入中:,故A错误;
B.溶液中通足量生成硫酸钠、氯化钠和硫酸,反应的离子方程式为:,故B错误
C.将等浓度的溶液与溶液按体积比混合反应时生成一水合氨、硫酸钡沉淀和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:,故C正确;
D.过量铁粉与稀硝酸反应,生成亚铁盐:,故D错误;
故选C。
7. 一种新型微孔材料由三种短周期元素组成。的质子数之和等于Z的质子数,X与Y同周期,X的第一电离能比同周期相邻两元素的小,基态Y原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. Z的氯化物属于离子化合物 D. Y的氢化物既具有氧化性又具有还原性
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z三种短周期元素,X与Y同周期,Y原子核外能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则Y可能为,为氧元素或镁元素,X、Y的质子数之和等于Z的质子数,若Y为三周期,由于第三周期两种元素的原子序数和最小为11+12=23,的质子数之和等于Z的质子数,则对应的元素Z不是短周期元素,所以Y为第二周期的氧元素,X的第一电离能比同周期相邻两原子小,Y为氧元素,则X为硼,那么Z为铝元素。
【详解】A.一般电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:,A错误;
B.同一周期,从左到右元素电负性递增;同一主族,自上而下元素电负性递减,故电负性大小为:,B错误;
C.的氯化物为氯化铝,属于共价化合物,C错误;
D.的氢化物为过氧化氢或水,水中氢元素化合价能降低、氧元素化合价能升高,水既具有氧化性又具有还原性,过氧化氢中氧元素化合价处于中间价,既能升高又能降低,过氧化氢既具有氧化性又具有还原性,D正确;
故选D。
8. 合成高分子材料T的反应如下:
下列说法错误的是
A. 合成T的反应属于缩聚反应 B. T是可以降解的高分子材料
C. M可以发生分子内的酯化反应 D. 可与发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.M和N物质通过羟基和羧基发生缩聚反应,生成高分子化合物T,A正确;
B.由羟基酸缩聚得到的聚酯(类似聚乳酸等)均较易水解降解,B正确;
C.M分子含有羟基和羧基,在一定条件下,可以发生分子内的酯化反应,C正确;
D.N中只含有一个羧基,可与发生反应,D错误;
故选D。
9. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象和结论
A
将溴乙烷与氢氧化钠醇溶液混合加热,并将产生的气体通入溴水中
溶液褪色,证明气体成分为乙烯
B
向溶液中滴加2滴溶液,再滴加2滴溶液
产生白色沉淀后,又生成红褐色沉淀,证明在相同温度下:
C
向溶液中滴加稀硫酸
产生乳白色浑浊和刺激性气味气体,证明具有氧化性
D
向溶液中滴加几滴溶液,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口
红色石蕊试纸变蓝,说明溶液中存在
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.将溴乙烷与氢氧化钠醇溶液混合加热,并将产生的气体通入溴水中,溶液褪色,说明乙烯与溴发生加成反应,证明气体成分为乙烯,故A正确;
B.向溶液中滴加2滴溶液,氢氧化钠过量,再滴加2滴溶液,氢氧化钠和氯化铁反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以产生白色沉淀后又生成红褐色沉淀,不能证明在相同温度下,故B错误;
C.向溶液中滴加稀硫酸,反应生成硫酸钠、S沉淀、SO2气体,中S元素化合价由+2升高为+4、由+2降低为0,硫酸中元素化合价不变,既不是氧化剂又不是还原剂,故C错误;
D.向溶液中滴加几滴溶液,氢氧化钠不足,且没有加热,不能放出氨气,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,红色石蕊试纸不变蓝,故D错误;
答案选A。
10. 从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和,得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知:,。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时转化为和
C. “滤液2”中的浓度比的浓度大
D. 再生:
【答案】B
【解析】
【分析】正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)中加入H2SO4、H2O2,Co3+被还原为Co2+,同时生成O2;Cu与H2O2、H2SO4作用转化为CuSO4;将反应后的溶液中加入NaOH溶液沉铜,Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀,过滤后,往滤液中继续加入NaOH溶液沉钴,此时Co2+转化为Co(OH)2沉淀;将滤液2经过一系列操作,最后制得Li2CO3,据此回答。
【详解】A.浸取” 时,加入H2O2,H2O2作还原剂,将LiCoO2中Co元素由+3价还原为+2价,所以正极材料成分是氧化剂,A错误;
B.“浸取” 时,在H2SO4和H2O2作用下,LiCoO2发生还原反应,转化为Li2SO4和CoSO4,B正确;
C.“沉铜”“沉钴” 时加入NaOH,, ,的溶度积远小于,在相同条件下Cu2+更易沉淀,所以 “滤液 2” 中Cu2+的浓度比Co2+的浓度小,C错误;
D.和Li2CO3在空气中煅烧生成LiCoO2,Co元素化合价升高,空气中氧气作氧化剂参与反应,反应方程式应为,D错误;
故选B。
11. 下列关于的说法正确的是
A. 该物质中NH3中心原子采用sp2杂化
B. 根据理论,该物质中的空间结构为正四面体
C. NH3是含有极性键的极性分子,NH3能溶于CCl4也能溶于水
D. NH3的键角小于H2O的键角
【答案】B
【解析】
【详解】A.该物质中,NH3的中心N原子最外层孤电子对数为=1,形成3个σ键,采用sp3杂化,A不正确;
B.中,中心S原子的最外层孤电子对数为=0,形成4个σ键,价层电子对数为4,发生sp3杂化,根据理论,该物质中的空间结构为正四面体,B正确;
C.NH3呈三角锥形,为含有极性键的极性分子,H2O为极性分子,CCl4为非极性分子,依据相似相溶原理,NH3难溶于CCl4,但能溶于水,C不正确;
D.NH3的中心N原子的最外层孤电子对数为=1,形成3个σ键,价层电子对数为4,发生sp3杂化,H2O的中心O原子的最外层孤电子对数为=2,形成2个σ键,价层电子对数为4,发生sp3杂化,由于孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子与成键电子间的排斥作用,所以NH3键角大于H2O的键角,D不正确;
故选B。
12. 许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。例如,以丙烯为原料制备丙烯腈,再用丙烯腈电合成己二腈)。如下图所示为模拟工业电合成己二腈的装置图,下列说法不正确的是
A. 丙烯腈在阴极发生还原反应
B. 离子交换膜可以是质子交换膜
C. 若阳极产生(标况下)X气体,理论上阴极能生成己二腈
D. 与其他有机合成相比,电有机合成具有反应条件温和、反应试剂纯净、生产效率高等优点
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为电解池,通过所给物质转化的关系,可知左侧阴极上丙烯腈发生还原反应生成己二腈:2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN,右侧为阳极,水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子:。
【详解】A.由分析,丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈,A正确;
B.由分析,阴极消耗氢离子,阳极生成的氢离子移向阴极区,离子交换膜应该为质子交换膜,B正确;
C.由分析,若阳极产生(标况下,为1mol)X氧气气体,转移4mol电子,理论上阴极能生成2mol己二腈,C错误;
D.在反应体系中,电子转移和化学反应两个过程同时进行,在反应条件、反应条件温和、生产效率、环境保护等方面,都优于其他有机合成法,D正确;
故选C。
13. 碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。(能垒:反应物与过渡态之间的能量差)
下列说法正确的是
A. 第2步的基元反应方程式为:
B. 使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C. 反应进程中决速步骤的能垒为
D. 升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图中反应历程可知,第2步基元反应为:,A正确;
B.使用催化剂可以提高反应速率,但是反应热不会变化,B错误;
C.反应进程中经过渡态的反应能垒最大,是决速步骤,其能垒为:,C错误;
D.由图可以看出,产物总能量高于反应物总能量,即,所以升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向正反应方向移动,D错误;
故选A。
14. 磷化铟晶体(相对分子质量为)的载流子迁移率大,可用于制造高速电子器件,如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为)如下图所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,图中a原子的分数坐标为,下列说法不正确的是
A. 其化学式为
B. 每个P周围紧邻且距离相等的P有4个
C. b原子的分数坐标为
D. 设为阿伏加德罗常数的值,则其晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中,In原子数目为4,P的原子数目,二者原子数目之比为1 : 1,则晶体的化学式InP,故A正确;
B.以顶角P原子分析,其周围紧邻且距离相等的P处于晶胞面心,每个顶角围为8个晶胞共用、每个面心为2个晶胞共用,则每个P周围紧邻且距离相等的P有= 12个,故B错误;
C.由几何知识可知,b原子到左侧面、后平面、下底面的距离分别为晶胞参数的、、,则b原子的分数坐标为(、、),故C正确;
D.1mol晶胞含有4molInP,1mol晶胞的质量为4molMrg/mol = 4Mrg,1mol晶胞体积为(m10-10cm)3NA,则晶体密度=, 故D正确;
答案选 B。
15. 常温下,难溶物与在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,若定义其坐标图示:,表示或。下列说法正确的是
A. M表示的沉淀溶解平衡曲线
B. 常温下,的分散系在c点时为悬浊液
C. 的平衡常数
D. 向b点溶液中加入饱和溶液,析出固体
【答案】D
【解析】
【分析】横坐标表示阳离子浓度的负对数,纵坐标表示金属阳离子浓度的负对数。Ksp(Y2X)=c2(Y+)∙c(X2-),Ksp(ZX)=c(Z2+)∙c(X2-),X2-改变相同量时,Y+浓度变化量大于Z2+浓度的变化量,所以N表示Y2X的溶解平衡曲线,M表示ZX的溶解平衡曲线。根据a点数据Ksp(ZX)=10-35.2,根据b点数据Ksp(Y2X)=10-49.2。
【详解】A.根据以上分析,N表示的沉淀溶解平衡曲线,故A错误;
B.常温下,c点在M斜线上方,在金属阳离子浓度不变时,纵坐标越大,表示相应的阴离子浓度越小,因此c点Qc=c(Z2+)∙c(X2-)<Ksp(ZX),因此c点形成的是ZX的不饱和溶液,故B错误;
C.的平衡常数,故C错误;
D.b为ZX的饱和溶液,向b点溶液中加入饱和溶液,X2-浓度增大,由于Ksp不变,ZX固体会析出,故D正确;
选D。
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16. 可用于红外光谱分析用溶剂、显像管生产等。以某矿渣(主要成分为 ,含有少量 等杂质)为原料制备 的工艺流程如图所示:
已知: ①Sb属于第 VA 族元素,主要化合价为 +3、+5 价。
② 常温下, 。
③ 微溶于水、 难溶于水,它们均为两性氧化物。
回答下列问题:
(1)基态 As 的简化电子排布式为___________;As、P、Cl三种元素最高价含氧酸酸性由强到弱的顺序为___________(用化学式表示)。
(2)“滤渣 1”的主要成分是 SbOCl,为了提高锑的利用率,将滤渣 1 用氨水浸取使其转化为 ,写出该反应的化学方程式:___________。
(3)已知“沉淀”阶段溶液中 。当“沉淀”后溶液中 时,该阶段是否有 沉淀生成?___________(通过计算说明,简要写出计算过程,不考虑溶液体积的变化)。
(4)已知 分子结构中含 1 个-OH,“除砷”时, 的氧化产物为 。
① 属于___________盐(填“正”或“酸式”)。 中磷原子的杂化类型为___________。
②“除砷”过程中生成 As 单质的离子方程式是___________。
(5)已知 在一定温度下发生分解,充分反应后,固体残留率为 ,则剩余固体氧化物的化学式为___________(已知:残留率 )。
【答案】(1) ①. [Ar] ②.
(2)
(3)根据 ,当 时, ,此时 ,故无 沉淀生成
(4) ①. 正 ②. ③.
(5)
【解析】
【分析】以某矿渣(主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3,矿渣用盐酸浸出,Sb2O3、CuO、As2O3分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、AsCl3,过滤除去难溶性杂质,滤液中加入Na2S,沉淀Cu2+,过滤得到滤渣3为CuS,滤液中加入NaH2PO2除去AsCl3,发生氧化还原反应生成As单质和磷酸,电解SbCl3制得金属Sb,用氯气氯化Sb制得SbCl3。
【小问1详解】
As的原子序数为33,则核外电子数为33,简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3;
As位于第VA族,同周期元素自左到右,非金属性逐渐增大,同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减小,As、P、Cl三种元素的非金属性从大到小的顺序为Cl>P>As,As、P、Cl三种元素最高价含氧酸酸性从大到小的顺序为HClO4>H3PO4>H3AsO4;
【小问2详解】
“滤渣1”的主要成分是SbOCl,将滤渣1用氨水浸取使SbOCl转化为Sb2O3,即SbOCl和NH3∙H2O反应生成Sb2O3、NH4Cl和H2O,化学方程式为:;
【小问3详解】
根据 ,当 时, ,此时 ,Qc<Ksp,故无 沉淀生成;
【小问4详解】
①已知 分子结构中含 1 个-OH,次磷酸为一元中强酸,NaH2PO2的化学名称为次磷酸钠,属于正盐;
H3PO4中磷原子的价层电子对数为4+=4,磷原子的杂化类型为sp3;
②“除砷”过程中AsCl3和NaH2PO2反应生成As,NaH2PO2的氧化产物为H3PO4,P元素化合价升高,As元素化合价降低,根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为:;
【小问5详解】
的摩尔质量为299g/mol,假设有299g含有1mol的Sb,质量为122g,高温分解剩余固体为氧化物的质量为299g×51.5%≈154g,氧元素的质量为154g-122g=32g,n(Sb):n(O)=1:=1:2,剩余氧化物的化学式为SbO2。
17. 焦亚硫酸钠作为抗氧化剂、防腐剂,被广泛用于食品工业。
I.焦亚硫酸钠的制备
实验室制备少量可通过制备的过饱和溶液经结晶脱水制得。装置如下图所示,实验方案:控制反应温度在左右,向饱和溶液通入,并不断搅拌。装置C中溶液约为4时,停止反应。静置结晶,析出固体的反应液经减压蒸发、冷却结晶、减压抽滤、洗涤、干燥,可进一步获得固体。已知:①受热时易分解,久置空气中,易氧化变质。②与反应生成沉淀,与盐酸反应生成。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装浓硫酸的仪器名称是_______。
(2)装置B的作用之一是观察气体的流速。装置B中“试剂X”为_______(填字母)。
a.蒸馏水 b.饱和溶液 c.饱和溶液 d.饱和溶液
(3)装置C中反应的离子方程式为_______。
(4)析出固体的反应液需减压蒸发,其中减压蒸发是为了_______。
(5)在保存过程中易变质生成。检验是否变质的实验方案是_______(填操作和现象)。
Ⅱ.焦亚硫酸钠含量的测定
实验检测原理为:;。准确称取样品,快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中,加入乙酸溶液,立即盖上瓶塞,水封,缓缓摇动溶解后,置于暗处放置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗溶液。
(6)滴定终点现象是_______。
(7)通过计算判断该样品的质量分数是_______(结果保留1位小数)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)c (3)
(4)防止常压蒸发温度过高,造成分解
(5)取少量样品于试管中,先加足量稀盐酸至无色气泡出现,再加溶液,若产生白色沉淀,说明样品已变质,若无白色沉淀产生,则未变质
(6)当滴加最后半滴溶液时,溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟内不变蓝
(7)
【解析】
【分析】浓硫酸与亚硫酸钠反应制取二氧化硫,装置的作用之一是观察气体的流速,所以要确保二氧化硫与锥形瓶中的溶液不反应,所以选择饱和亚硫酸氢钠溶液。气体进入以后,与饱和碳酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,静置,得到亚硫酸氢钠晶体,然后再通过一系列操作,得到焦亚硫酸钠固体,过量的二氧化硫气体用装置氢氧化钠溶液吸收。
【小问1详解】
装置A中盛装浓硫酸的仪器名称是恒压滴液漏斗。
【小问2详解】
装置的作用之一是观察气体的流速,所以要确保二氧化硫与锥形瓶中的溶液不反应,所以选择饱和亚硫酸氢钠溶液,故选。
【小问3详解】
装置中二氧化硫和碳酸钠首先反应生成亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为:。
【小问4详解】
亚硫酸氢钠固体受热易分解,减压蒸发是为了防止常压蒸发温度过高,造成分解。
【小问5详解】
在保存过程中易变质生成,所以为了检验其是否变质,检验的离子为,所以操作方法是:取少量样品于试管中,先加足量稀盐酸至无色气泡出现,再加溶液,若产生白色沉淀,说明样品已变质,若无白色沉淀产生,则未变质。
【小问6详解】
开始滴定时,溶液中含有碘单质及淀粉溶液,溶液显蓝色。随着标准溶液的滴入,不断被消耗,溶液的蓝色逐渐变浅,当滴加最后半滴标准溶液,溶液由蓝色变为无色(或溶液蓝色消失),半分钟内溶液不再变为蓝色时,停止滴加,此时达到滴定终点。
【小问7详解】
,根据可知碘的物质的量为:,则与反应的的物质的量为:,根据可得:,所以样品中的质量分数是:。
18. 氨是最基本的化工原料之一,工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应原理为。回答下列问题:
(1)相关化学键的键能数据:
化学键
键能
946
436.0
390.8
计算反应_______。
(2)根据工业合成氨的热化学方程式可知,_______温(填“高”或“低”,下同)有利于提高平衡转化率,_______温有利于提高反应速率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业合成氨通常采用。
(3)某合成氨速率方程为:,根据表中数据,_______。
实验
1
m
n
p
q
2
n
p
3
m
n
4
m
p
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为_______。(填字母)
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高总反应速率
(4)在催化剂作用下,按的投料比投入,发生反应生成,平衡时混合气中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示。
①该反应的平衡常数_______(填“<”“=”或“>”)。
②、压强为时,的转化率为_______%(保留三位有效数字),此时反应的压强平衡常数_______。[为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]
【答案】(1)
(2) ①. 低 ②. 高
(3) ①. ②.
(4) ①. < ②. 33.3 ③. 或
【解析】
【小问1详解】
由△H=反应物的键能-生成物的键能可知,该反应△H=[946kJ/mol+(436.0kJ/mol×3)]-2×(390.8kJ/mol×3)=-90.8 kJ/mol,故答案为-90.8;
【小问2详解】
合成氨反应是放热反应,要提高平衡转化率,即要使反应平衡正向移动,应降低温度,其他条件一定时,升高温度,可以提供更高的能量,使活化分子百分数增大,反应速率加快;故答案为:低;高;
【小问3详解】
将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得:①q=k·mα·nβ·pγ,③10q=k·mα·nβ·(0.1p)γ,可得γ=-1,合成氨过程中,不断分离出氨,即降低体系中c(NH3),生成物浓度下降,平衡向正反应方向移动,同时及时分离出氨气,空出活性位点,继续供合成氨使用,可以提高总反应速率(或由合成氨速率方程为:可知,总反应速率与浓度呈反比),a正确,c正确;反应主产物即氨不能使催化剂中毒,b错误,故答案为:-1;ac;
【小问4详解】
①平衡常数之和温度有关,该反应为放热反应,温度越高,平衡逆向移动,平衡常数越小,所以K(a)<K(b);
②根据,由图可知达到平衡时氨气的物质的量分数为20%,
平衡时氨气的物质的量分数为,解得x=mol,则×100%≈33.3%;由数据可知,平衡是氨气的物质的量分数为20%,而平衡时N2和H2物质的量之比为1:3,则平衡是氮气的物质的量分数为20%,氢气的物质的量分数为60%,=,故答案为:<;33.3;或。
19. 某研究小组按下列路线合成胃动力药M。
(1)化合物A的名称_______。
(2)化合物B的含氧官能团名称是_______。
(3)化合物C的结构简式是_______。
(4)写出生成M的化学方程式_______。
(5)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有苯环
②核磁共振氢谱和红外光谱测出:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基和丁基
(6)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()设计该合成路线如下:
A
请写出A、B、C的结构简式(无机物写化学式)_______;_______;_______。
【答案】(1)对甲基苯酚
(2)羟基、醛基 (3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4)+HCl+
(5) (6) ①. ②. SOCl2 ③.
【解析】
【分析】A催化氧化生成B,由B和D的结构简式,可逆推出C为ClCH2CH2N(CH3)2;与SOCl2发生取代反应,生成等;F与发生取代反应,生成M和HCl,采用逆推法,可推出F为;再由D、F逆推,可得出E为。
【小问1详解】
化合物A为,名称为:对甲基苯酚。
【小问2详解】
化合物B为,含氧官能团名称是:羟基、醛基。
【小问3详解】
由分析可知,化合物C的结构简式是ClCH2CH2N(CH3)2。
【小问4详解】
与F()反应,生成M()和HCl,化学方程式为+HCl+。
【小问5详解】
D为,同时符合下列条件:“①分子中含有苯环;②核磁共振氢谱和红外光谱测出:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基和丁基”的化合物D的同分异构体分子中,除含苯环外,还应含有-OC(CH3)3和-CONH2,或-C(CH3)3和-OOCNH2,且两取代基位于苯环的对位,则结构简式为。
【小问6详解】
从流程图可以看出,苯甲醛()催化氧化可生成苯甲酸();依据流程图,A与B(SOCl2)发生取代反应生成;采用逆推法,可确定C为。从而得出A、B、C的结构简式依次为:、SOCl2、。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
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