精品解析:湖南省沅澧共同体2024-2025学年高三下学期第一次模拟考试化学试题
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内容正文:
沅澧共同体2025届高三第一次模拟考试(试题卷)
化 学
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1N-14O-16K-39Fe-56Co-59Br-80Cs-133Pb-207
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学与生产、生活和社会息息相关,下列有关说法错误的是
A. 用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料
B. 鼓励并推广使用聚碳酸酯、聚丙烯等可自然降解材料
C. 推广使用风能、太阳能等新能源能够减少温室气体的排放
D. 载人飞船采用了太阳能刚性电池阵,将太阳能转化为电能供飞船使用
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态硒原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p4 B. COS的空间构型:V形
C. 的名称:2,2,4,4-四甲基己烷 D. NF3的电子式:
3. 下列实验事故的处理方法不合理的是
选项
实验事故
处理方法
A
易燃物钠、钾引起火灾
用泡沫灭火器灭火
B
不需回收利用的有机废液
用焚烧法处理
C
被玻璃碎片划伤
伤口处理清理干净后,可用双氧水或碘酒擦洗
D
氢氧化钠溶液溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸
A. A B. B C. C D. D
4. 下列相关反应方程式书写正确的是
A. 侯氏制碱法:2NaCl+2NH3+CO2+H2O=Na2CO3↓+2NH4Cl
B. 向KHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:H+++Ba2++OH-=H2O+BaSO4↓
C. 用Na2SO3溶液吸收少量的Cl2:3+Cl2+H2O=+2Cl-+2
D. 制备维纶:
5. 组成核酸的基本单元是核苷酸,腺嘌呤核苷酸的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 1mol腺嘌呤核苷酸最多消耗2molNaOH
B. 该分子中含有4个手性碳原子
C. 腺嘌呤核苷酸中N原子的杂化方式为sp2、sp3杂化
D. 该分子能发生氧化反应和消去反应
6. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
B
制作秋月梨电池
电解池原理
C
向葡萄酒中添加适量的SO2
SO2具有杀菌和抗氧化的作用
D
利用石墨烯材料开发新型电池
石墨烯电阻率低,热导率高
A. A B. B C. C D. D
7. 某学习小组对SO2通入Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,实验如下:
实验装置
实验①:烧杯A中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液25mL,再加入适量食用油,冷却至室温。
实验②:烧杯B中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液25mL。
实验
现象
烧杯
出现白色沉淀
出现白色沉淀
pH
传感器
下列叙述正确的是
A. 烧杯A中溶液经煮沸处理后,出现白色沉淀是BaSO3
B. 食用油可用苯或者CCl4代替
C. 实验②中仅发生:3SO2+2+2H2O+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO+4H+
D. 结合实验①和②的pH-t图像,说明O2在SO2的氧化过程中起到主要氧化作用
8. 超氧化钾(KO2)可用作潜水装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. 22.4LCO2中π键的数目为2NA
B. 1molKO2晶体中阴离子的数目为2NA
C. 在K2CO3溶液中,c(K+)<c()+c()
D. 该反应中每生成NA个O2时,转移电子的物质的量为1mol
9. 乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发生该反应。H2的移出率α不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A. 由图可知:α1>α2>α3
B. 该反应在高温可以自发进行
C. α2=50%,则A点体系中乙烯的体积分数约为60%
D. 若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6转化率
10. 由Cs+和[PbBr6]4-组成的晶体属于典型的钙钛矿结构,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为apm,NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为Cs4PbBr6
B. 与Cs+距离最近且相等的Br-有8个
C. 该晶体的密度为
D. 图2所示的结构,也是该晶体的一个晶胞
11. 亚氯酸钠(NaClO2)常用作消毒剂、漂白剂,受热易分解。一种制备亚氯酸钠的流程如下图:
下列叙述正确的是
A. “反应1”中,参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B. “反应2”中,还原剂可选用H2O2和FeI2
C. “母液”的成分中含有Na2SO4、Na2SO3、H2SO4
D. 为提高产品的产率,“结晶”过程中可采用减压蒸发、冷却结晶
12. 近日,大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热—电耦合催化室温空气直接转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示,已知石墨电极a上有气泡冒出,电解液为Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3),下列说法正确的是
A. 电解时,电流由电极a经导线流入电极b
B. 电解时,阳极区的pH将升高
C. 电解时,当电极a上产生22.4LO2(标准状况)时,阴极区将产生1molHNO3
D. 电解时,阴极区O2发生的反应的离子方程式为O2+2e-+2H+=H2O2
13. 常温下,向10.0mL0.1mol·L-1H3PO3溶液中滴加0.1mol·L-1氨水VmL,溶液中含P或含N粒子分布系数(δ)与pH的关系如图所示。已知:
下列叙述正确的是
A. 常温下,Kb(NH3·H2O)=10-9.24
B. 当氨水的体积V=5.0mL时,c(H2PO)>c(H3PO3)
C. b点溶液中:c()=c(OH—)+3c(HPO)
D. d点溶液中:c(H2PO)>c(H3PO3)>c()>c(OH—)
14. 1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br—进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成,反应进程中的能量变化如下图所示,已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A. 从0℃升至40℃,1,3-丁二烯的平衡转化率增大
B. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
C. 0℃时,两种产物的比例为“70:30”是由于生成1,2-加成产物的活化能比生成1,4-加成产物的活化能小而导致的
D. 40℃时,1,3-丁二烯与HBr在该体系下反应,1,2-加成产物的浓度会缓慢增大
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 三硝酸六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)6](NO3)3在配位化学、分析化学和工业催化中起到重要作用,某实验小组制备三硝酸六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)6](NO3)3的过程分为两步:
Ⅰ.以CoCl2为原料来制备[Co(NH3)6]Cl3,化学方程式为:,其设计如图装置(夹持仪器及加热装置已省略)。已知:Co2+在pH为7.6时开始生成Co(OH)2沉淀。
Ⅱ.制备[Co(NH3)6](NO3)3:待I反应结束后,过滤,向滤液中加入硝酸铵,冷却结晶、洗涤、干燥,最终得到产品。
回答下列问题:
(1)装置B中盛放H2O2溶液的仪器名称为___________。
(2)多孔球泡的作用是___________。
(3)装置B中反应温度不宜过高的原因是___________。
(4)装置B中的NH4Cl溶液除做反应物外,另一个作用是___________。
(5)在[Co(NH3)6](NO3)3中,比较NH3键角__________键角(填“>、<或=”),试说明原因___________。
(6)现有样品[Co(NH3)6]Cl3•nH2O,为测定n值进行如下实验:
①实验I:称取m1g产品,加入足量NaOH溶液蒸出NH3,再加入稀硫酸充分溶解,得到含Co3+溶液。
②向含Co3+溶液加入过量KI溶液将Co3+还原成Co2+,再滴加几滴淀粉溶液,并用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定Co2+达终点时消耗VmL(滴定过程中I2将S2O氧化为S4O,Cl-不反应)。
③实验Ⅱ:另取m1g样品,在坩埚中加热至恒重(整个过程没有刺激性气味的气体产生),得到固体质量为m2g。则n=___________(用含c、V、m1、m2的代数式表示);实验②中滴定至终点的现象是___________。
16. 以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3和SiO2)为原料制备纳米Fe3O4的流程如下:
已知:Asp[Fe(OH)3]=10-39Ksp[Fe(OH)2]=10-17Ksp[Al(OH)3]=10-33
(1)“酸浸”时能够加快浸取速率的操作有___________(任写两种);基态Fe原子的价电子排布式是___________。
(2)“滤渣1”的成分是___________。
(3)“还原”过程发生反应的离子方程式是___________;假设还原后的溶液中金属离子的浓度均为0.1mol•L-1,则“调pH”的范围为___________。(保留两位有效数字)
(4)若不经“还原”,直接“调pH”,会导致___________。
(5)工业上用电解法制备Fe3O4,工作原理如图所示,已知:低共熔溶剂可传导O2-,阳极由Cl-进行放电。
①甲电极为___________极;
②电解过程中若乙电极生成Cl2的体积是3.36L(标准状况下),则理论上甲电极生成的Fe3O4的质量为___________。
17. 托吡司他是用于治疗高尿酸血症的常用药物,一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
已知:
请回答下列问题:
(1)化合物A中的含氧官能团名称是___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)E→F的化学方程式为___________。
(4)已知:含氮物质的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则a、b、c三种物质的碱性顺序由大到小为___________,其中a物质的孤电子对位于___________轨道上。
(5)I是C的同系物,其相对分子质量比C多14,在I的同分异构体中同时满足下列条件的有___________种。
①遇FeCl3溶液显紫色;②取代基不超过3个,且分子中存在—CONH2
(6)以和甲醇为有机原料,设计的合成路线(无机试剂任选) ___________。
18. 挥发性有机化合物的减排与控制已成为我国当前阶段大气污染治理的重点工作之一,通过催化氧化法去除其中乙酸乙酯的过程如下:
I.CH3COOCH2CH3(g)+5O2(g)4CO2(g)+4H2O(g)∆H1<0(主反应)
II.CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)∆H2>0
III.CH3COOH(g)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)∆H3<0
IV.CH3CH2OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)∆H4<0
(1)反应CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)∆H2=___________(用含∆H1、∆H3和∆H4的代数式表示)。
(2)在绝热恒容的条件下,将1mol乙酸乙酯和2mol水蒸气通入刚性容器中,只发生反应Ⅱ.下列叙述能证明此反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.乙酸乙酯与水蒸气的物质的量之比保持不变
d.反应的温度保持不变
(3)将反应Ⅱ生成的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂,分离其中的CH3COOH(g)和CH3CH2OH(g),Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图1所示。20~40min,CH3CH2OH(g)浓度比增大而CH3COOH(g)浓度比几乎为0的原因是___________。
(4)压强一定时,将n(乙酸乙酯):n(氧气):n(水)=1:5:1的混合气体通入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ.不同温度下,平衡时各含碳物质(CH3COOCH2CH3、CH3COOH、CH3CH2OH和CO2)的百分含量S随温度变化如图所示,曲线c代表S(CH3COOH)随温度的变化。
已知:。
①代表S(CH3COOCH2CH3)随温度变化的曲线是___________(填“a”“b”或“d”),S(CH3COOCH2CH3)在温度T2至T3间变化的原因是___________。
②温度为T2时,二氧化碳的体积分数是___________(保留一位小数)。
③若n(CH3COOCH2CH3):n(O2):n(H2O)=1:10:1,则将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
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沅澧共同体2025届高三第一次模拟考试(试题卷)
化 学
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1N-14O-16K-39Fe-56Co-59Br-80Cs-133Pb-207
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学与生产、生活和社会息息相关,下列有关说法错误的是
A. 用于火箭发动机的碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料
B. 鼓励并推广使用聚碳酸酯、聚丙烯等可自然降解材料
C. 推广使用风能、太阳能等新能源能够减少温室气体的排放
D. 载人飞船采用了太阳能刚性电池阵,将太阳能转化为电能供飞船使用
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳化硅陶瓷材料具备耐高温的特点,是一种新型无机非金属材料,A正确;
B.聚碳酸酯含酯基、可自然降解,聚丙烯只含碳碳单键和碳氢键,性质稳定,不能自然降解、会引起白色污染,B错误;
C.使用风能、太阳能等新能源,可减少化石燃料的使用,能够减少温室气体的排放,C正确;
D.载人飞船采用了太阳能刚性电池阵,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化为电能供飞船使用,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 基态硒原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p4 B. COS的空间构型:V形
C. 的名称:2,2,4,4-四甲基己烷 D. NF3的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Se是34号元素,简化电子排布式:[Ar]3d104s24p4,A错误;
B.COS的孤电子对数为,σ键电子对数为2,故其空间构型为直线形,B错误;
C.主链有6个碳,在2号、4号碳分别连两个甲基,系统命名为2,2,4,4-四甲基己烷,C正确;
D.NF3属于共价化合物,其电子式为,D错误;
故选C。
3. 下列实验事故的处理方法不合理的是
选项
实验事故
处理方法
A
易燃物钠、钾引起火灾
用泡沫灭火器灭火
B
不需回收利用的有机废液
用焚烧法处理
C
被玻璃碎片划伤
伤口处理清理干净后,可用双氧水或碘酒擦洗
D
氢氧化钠溶液溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.金属钠、钾着火生成过氧化钠、过氧化钾等,与二氧化碳反应生成氧气,所以不能用泡沫灭火器灭火,可以使用砂子灭火,故A错误;
B.有机物可燃烧产生二氧化碳等,则实验室产生的不具有回收利用价值的有机废液,可用焚烧法处理,减少污染,故B正确;
C.双氧水或碘酒具有杀菌消毒的作用,所以创伤时清理干净伤口后,可用双氧水或碘酒擦洗,故C正确;
D.NaOH溶液溅到皮肤上,立即用水冲洗,然后涂上稀硼酸溶液,故D正确;
答案选A。
4. 下列相关反应方程式书写正确的是
A. 侯氏制碱法:2NaCl+2NH3+CO2+H2O=Na2CO3↓+2NH4Cl
B. 向KHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:H+++Ba2++OH-=H2O+BaSO4↓
C. 用Na2SO3溶液吸收少量的Cl2:3+Cl2+H2O=+2Cl-+2
D. 制备维纶:
【答案】C
【解析】
【详解】A.侯氏制碱法是在饱和氨盐水中通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体,同时生成氯化铵:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,A错误;
B.KHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性,则氢离子恰好和氢氧根离子生成水,钡离子完全转化为硫酸钡沉淀,硫酸根离子过量转化为硫酸钾,离子方程式:2H+++Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓,B错误;
C.Na2SO3溶液吸收少量的Cl2,氯气氧化亚硫酸根离子生成硫酸根离子,同时生成氯离子、亚硫酸氢根离子,C正确;
D.制备维纶:,D错误;
故选C。
5. 组成核酸的基本单元是核苷酸,腺嘌呤核苷酸的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 1mol腺嘌呤核苷酸最多消耗2molNaOH
B. 该分子中含有4个手性碳原子
C. 腺嘌呤核苷酸中N原子的杂化方式为sp2、sp3杂化
D. 该分子能发生氧化反应和消去反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.在碱性条件下,磷酯键会发生水解,1个腺嘌呤核苷酸含有1个磷酯键,且磷酸基团中的羟基也可以与NaOH反应,则1mol腺嘌呤核苷酸最多消耗3molNaOH,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,则该分子中含有4个手性碳原子,如图中标注有“*”的碳原子:,B正确;
C.该分子中—NH2中的氮原子、形成双键的N原子分别为sp3杂化、sp2杂化,C正确;
D.该分子含羟基,能发生氧化反应和消去反应(羟基相连碳原子的邻碳含氢原子),D正确;
故选A。
6. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
B
制作秋月梨电池
电解池原理
C
向葡萄酒中添加适量的SO2
SO2具有杀菌和抗氧化的作用
D
利用石墨烯材料开发新型电池
石墨烯电阻率低,热导率高
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体内部质点排列具有有序性,使晶体有各向异性,有关联,A不符合题意;
B.利用原电池原理来探究制成水果电池,不是电解池原理,没有关联,B符合题意;
C.SO2具有还原性,葡萄酒中添加适量的SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用,有关联,C不符合题意;
D.石墨烯具有电阻率低、热导率高的特点,在电池研发中,电阻率低有利于减小电池内阻,提高电池的充放电性能;热导率高有利于散热,保证电池在工作过程中的稳定性,有关联,D不符合题意;
故选B。
7. 某学习小组对SO2通入Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,实验如下:
实验装置
实验①:烧杯A中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液25mL,再加入适量食用油,冷却至室温。
实验②:烧杯B中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液25mL。
实验
现象
烧杯
出现白色沉淀
出现白色沉淀
pH
传感器
下列叙述正确的是
A. 烧杯A中溶液经煮沸处理后,出现白色沉淀是BaSO3
B. 食用油可用苯或者CCl4代替
C. 实验②中仅发生:3SO2+2+2H2O+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO+4H+
D. 结合实验①和②的pH-t图像,说明O2在SO2的氧化过程中起到主要氧化作用
【答案】D
【解析】
【分析】将70%H2SO4滴入Na2SO3中,发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2经过缓冲瓶进入右侧的烧杯中与待测溶液混合,烧杯中的食用油可以隔绝空气,pH传感器可以实时获取溶液的pH数据通过控制变量法来探究与溶液的反应;A烧杯中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀说明二氧化硫通入水中可生成亚硫酸,硝酸根离子(酸性环境)具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子与Ba2+形成硫酸钡沉淀,离子方程式为,B烧杯中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,结合pH的变化,其原因是SO2被氧气、硝酸根氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀,同时氧气氧化为主,据此分析;
【详解】A.根据分析可知白色沉淀是BaSO4,A错误;
B.食用油可用苯代替,CCl4密度比水大,不能浮在液面上隔绝空气,不可代替,B错误;
C.实验②中发生的反应有:O2+2SO2+2Ba2++2H2O=2BaSO4↓+4H+、3SO2+2+2H2O+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO+4H+,C错误;
D.结合实验①和②的pH-t图像,有O2参加的反应中pH变化比无氧参加的大,且用时短,说明O2在氧化反应中起到主要氧化作用,D正确;
故选D。
8. 超氧化钾(KO2)可用作潜水装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. 22.4LCO2中π键的数目为2NA
B. 1molKO2晶体中阴离子的数目为2NA
C. 在K2CO3溶液中,c(K+)<c()+c()
D. 该反应中每生成NA个O2时,转移电子的物质的量为1mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.未注明气体状态,无法计算,A错误;
B.KO2晶体由和构成,1mol中含有1mol和1mol,离子的数目为2,B错误;
C.在溶液中,会发生水解反应:,,在K2CO3溶液中,c(K+)=2[c()+c()+c()],c(K+)>c()+c(),C错误;
D.在反应中,中氧元素化合价为价 ,生成中氧元素为0价,4mol参与反应时,生成3mol,转移电子数为3mol(6mol的价的氧变成0价,转移3mol电子),那么每转移1mol电子,生成的物质的量为1mol, D正确;
故选D。
9. 乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发生该反应。H2的移出率α不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A. 由图可知:α1>α2>α3
B. 该反应在高温可以自发进行
C. α2=50%,则A点体系中乙烯的体积分数约为60%
D. 若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.分离出氢气会促进平衡正向移动,从而提高乙烷的转化率,因此氢气的移出率越高,乙烷的平衡转化率越大,则,A正确;
B.由图可知,相同的H2的移出率,温度升高,乙烷的平衡转化率升高,平衡正向移动,故为吸热反应,正反应为气体体积增大反应,即熵增反应,,反应自发要求,则该反应在高温可以自发进行,B正确;
C.乙烷的起始量为1mol,A点乙烷的平衡转化率为60%,结合已知条件列三段式:,,则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.6×(1-50%)=0.3,A点体系中乙烯的体积分数约为,C错误;
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,相当于增加体积,压强减小,平衡正向移动,可提高C2H6转化率,D正确;
故选C。
10. 由Cs+和[PbBr6]4-组成的晶体属于典型的钙钛矿结构,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为apm,NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为Cs4PbBr6
B. 与Cs+距离最近且相等的Br-有8个
C. 该晶体的密度为
D. 图2所示的结构,也是该晶体的一个晶胞
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的为Cs+离子、个数为,位于体心的为Pb2+离子、个数为1,位于面心的为Br-离子、个数为,则该物质的化学式为CsPbBr3,A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的Cs+离子与位于面心的3个Br-离子距离最近,顶点Cs+离子周围有8个晶胞、面心的Br-离子被2个晶胞共用,则与Cs+距离最近且相等的Br-有个,B错误;
C.结合A分析,晶体密度为,C错误;
D.晶胞是构成晶体的最基本的结构单元,可以前后左右上下平移得到相同结构并能与其无隙并置;由图,图2所示的结构,也是该晶体的一个晶胞,D正确;
故选D。
11. 亚氯酸钠(NaClO2)常用作消毒剂、漂白剂,受热易分解。一种制备亚氯酸钠的流程如下图:
下列叙述正确的是
A. “反应1”中,参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
B. “反应2”中,还原剂可选用H2O2和FeI2
C. “母液”的成分中含有Na2SO4、Na2SO3、H2SO4
D. 为提高产品的产率,“结晶”过程中可采用减压蒸发、冷却结晶
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知,氯酸钠溶于硫酸溶液得到酸性氯酸钠溶液,向溶液中通入二氧化硫,二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成硫酸钠和二氧化氯,反应生成的二氧化氯与还原剂和氢氧化钠混合溶液反应亚氯酸钠,亚氯酸钠溶液经减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到亚氯酸钠产品。
【详解】A.由分析可知,反应1为二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成硫酸钠和二氧化氯,反应的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,反应中氯元素的化合价降低被还原,氯酸钠是反应的氧化剂,硫元素的化合价升高被氧化,二氧化硫是还原剂,则参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1,故A错误;
B.由分析可知,反应2为加入还原剂将二氧化氯还原为NaClO2,可以用H2O2作还原剂,因为其氧化产物为O2,不能选用碘化亚铁,否则会导致产品中混入杂质,故B错误;
C.由分析可知,氯酸钠溶于硫酸溶液得到酸性氯酸钠溶液,向溶液中通入二氧化硫,二氧化硫与氯酸钠溶液反应生成硫酸钠和二氧化氯,则“母液”的成分中含有硫酸钠和硫酸,不可能含有亚硫酸钠,故C错误;
D.由题意可知,亚氯酸钠受热易分解,所以实际生产时为提高产品的产率,“结晶”过程中可采用减压蒸发、冷却结晶,故D正确;
故选D。
12. 近日,大连化物所邓德会团队实现了基于均多相融合的热—电耦合催化室温空气直接转化制HNO3反应的新过程。电解装置如图所示,已知石墨电极a上有气泡冒出,电解液为Li2SO4/H2SO4溶液(pH=3),下列说法正确的是
A. 电解时,电流由电极a经导线流入电极b
B. 电解时,阳极区的pH将升高
C. 电解时,当电极a上产生22.4LO2(标准状况)时,阴极区将产生1molHNO3
D. 电解时,阴极区O2发生的反应的离子方程式为O2+2e-+2H+=H2O2
【答案】D
【解析】
【分析】石墨电极b上酸性条件下氧气得到电子发生还原反应生成过氧化氢,铁离子得到电子发生还原反应生成生成亚铁离子,电极b为阴极,放电生成的过氧化氢与亚铁离子反应生成铁离子和▪OH,▪OH与氮气反应生成硝酸;石墨电极a为阳极,石墨电极a上有气泡冒出,说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。
【详解】A.由分析可知,石墨电极a为阳极,石墨电极b为阴极,则电解时,电流由电极b经导线、电源、导线流入电极a,故A错误;
B.由分析可知,石墨电极a为阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,则阳极区溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH减小,故B错误;
C.由得失电子数目守恒可知,电解时,当电极a上产生标准状况下22.4L氧气时,阴极区将产生硝酸的物质的量为=0.8mol,故C错误;
D.由分析可知,石墨电极b为阴极,酸性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢,电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2,故D正确;
故选D。
13. 常温下,向10.0mL0.1mol·L-1H3PO3溶液中滴加0.1mol·L-1氨水VmL,溶液中含P或含N粒子分布系数(δ)与pH的关系如图所示。已知:
下列叙述正确的是
A. 常温下,Kb(NH3·H2O)=10-9.24
B. 当氨水的体积V=5.0mL时,c(H2PO)>c(H3PO3)
C. b点溶液中:c()=c(OH—)+3c(HPO)
D. d点溶液中:c(H2PO)>c(H3PO3)>c()>c(OH—)
【答案】BD
【解析】
【分析】a点代表c(H3PO3)=c(),则Ka1==c(H+)=10-1.43;b点代表c()=c(),则Ka2==c(H+)=10-6.54;c点代表c()=c(),Kb==c(OH-)=10-4.76,据此分析;
【详解】A.根据分析可知,常温下,Kb(NH3·H2O)=10-4.76,A错误;
B.当氨水的体积V=5.0mL时,溶质为等物质的量和H3PO3,H2PO的<Ka1,水解程度小于电离程度,故c(H2PO)>c(H3PO3),B正确;
C.b点溶液中:,c()=c(),故c()<c(OH—)+3c(HPO),C错误;
D.由图可知,当,d点溶液中:c(H2PO)>c(H3PO3)>c()>c(OH—),D正确;
故选BD。
14. 1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br—进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成,反应进程中的能量变化如下图所示,已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A. 从0℃升至40℃,1,3-丁二烯的平衡转化率增大
B. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
C. 0℃时,两种产物的比例为“70:30”是由于生成1,2-加成产物的活化能比生成1,4-加成产物的活化能小而导致的
D. 40℃时,1,3-丁二烯与HBr在该体系下反应,1,2-加成产物的浓度会缓慢增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,1,3-丁二烯与溴化氢的加成反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以从0℃升至40℃,1,3-丁二烯的平衡转化率减小,故A错误;
B.从0℃升至40℃,温度升高,正、逆化学反应速率均增大,故B错误;
C.由图可知,1,2-加成反应的活化能小于1,4-加成反应,反应速率快于1,4-加成反应,所以0℃时,两种产物的比例为“70:30”是由于生成1,2-加成产物的活化能比生成1,4-加成产物的活化能小而导致的,故C正确;
D.由题意可知,0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85可知,40℃时,1,3-丁二烯与溴化氢在该体系下反应,1,2-加成产物的浓度会缓慢减小,故D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 三硝酸六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)6](NO3)3在配位化学、分析化学和工业催化中起到重要作用,某实验小组制备三硝酸六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)6](NO3)3的过程分为两步:
Ⅰ.以CoCl2为原料来制备[Co(NH3)6]Cl3,化学方程式为:,其设计如图装置(夹持仪器及加热装置已省略)。已知:Co2+在pH为7.6时开始生成Co(OH)2沉淀。
Ⅱ.制备[Co(NH3)6](NO3)3:待I反应结束后,过滤,向滤液中加入硝酸铵,冷却结晶、洗涤、干燥,最终得到产品。
回答下列问题:
(1)装置B中盛放H2O2溶液的仪器名称为___________。
(2)多孔球泡的作用是___________。
(3)装置B中反应温度不宜过高的原因是___________。
(4)装置B中的NH4Cl溶液除做反应物外,另一个作用是___________。
(5)在[Co(NH3)6](NO3)3中,比较NH3键角__________键角(填“>、<或=”),试说明原因___________。
(6)现有样品[Co(NH3)6]Cl3•nH2O,为测定n值进行如下实验:
①实验I:称取m1g产品,加入足量NaOH溶液蒸出NH3,再加入稀硫酸充分溶解,得到含Co3+溶液。
②向含Co3+溶液加入过量KI溶液将Co3+还原成Co2+,再滴加几滴淀粉溶液,并用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定Co2+达终点时消耗VmL(滴定过程中I2将S2O氧化为S4O,Cl-不反应)。
③实验Ⅱ:另取m1g样品,在坩埚中加热至恒重(整个过程没有刺激性气味的气体产生),得到固体质量为m2g。则n=___________(用含c、V、m1、m2的代数式表示);实验②中滴定至终点的现象是___________。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)增大气体与溶液的接触面积,加快化学反应速率,使反应充分进行
(3)温度过高会加快氨的挥发和的分解
(4)抑制的电离
(5) ①. < ②. 中N为杂化,且存在一对孤电子对,键角小于,中N为杂化,键角为,故的键角小于
(6) ①. ②. 最后半滴标准溶液滴入后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不恢复原来的颜色
【解析】
【分析】在装置A中将浓氨水滴入氧化钙生成氨气,将氨气通入CoCl2、NH4Cl混合液中得到[Co(NH3)6]Cl2,然后再加入H2O2溶液,在活性炭的催化作用下,溶液中[Co(NH3)6]Cl2被氧化生成[Co(NH3)6]Cl3,过滤,向滤液中加入硝酸铵,冷却结晶、洗涤、干燥,最终得到产品[Co(NH3)6](NO3)3,据此分析;
【小问1详解】
装置B中盛放H2O2溶液的仪器名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
多孔球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积,加快化学反应速率,使反应充分进行;
【小问3详解】
易分解,氨易挥发,温度过高会加快氨的挥发和的分解;
【小问4详解】
加入NH4Cl溶液,由于溶液中增大,可以抑制NH3·H2O的电离,防止碱性过强生成Co(OH)2沉淀,故答案为抑制的电离;
【小问5详解】
NH3中心原子的价层电子对数为,中N为杂化,且存在一对孤电子对,键角小于,中心原子的价层电子对数为,中N为杂化,键角为,故的键角小于;
【小问6详解】
发生反应、2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,得关系式2Co3+I22Na2S2O3,m1g样品中[Co(NH3)6]Cl3•nH2O的物质的量=cV×10-3mol,结晶水物质的量为mol,则n=;实验②中滴定至终点的现象是最后半滴标准溶液滴入后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不恢复原来的颜色。
16. 以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3和SiO2)为原料制备纳米Fe3O4的流程如下:
已知:Asp[Fe(OH)3]=10-39Ksp[Fe(OH)2]=10-17Ksp[Al(OH)3]=10-33
(1)“酸浸”时能够加快浸取速率的操作有___________(任写两种);基态Fe原子的价电子排布式是___________。
(2)“滤渣1”的成分是___________。
(3)“还原”过程发生反应的离子方程式是___________;假设还原后的溶液中金属离子的浓度均为0.1mol•L-1,则“调pH”的范围为___________。(保留两位有效数字)
(4)若不经“还原”,直接“调pH”,会导致___________。
(5)工业上用电解法制备Fe3O4,工作原理如图所示,已知:低共熔溶剂可传导O2-,阳极由Cl-进行放电。
①甲电极为___________极;
②电解过程中若乙电极生成Cl2的体积是3.36L(标准状况下),则理论上甲电极生成的Fe3O4的质量为___________。
【答案】(1) ①. 适当增大硫酸的浓度、搅拌、加热等 ②.
(2)
(3) ①. ②.
(4)比先沉淀,造成Fe元素的损失(答到“Fe元素的损失”即可给分)
(5) ①. 阴 ②. 69.6g
【解析】
【分析】硫铁矿在空气煅烧,生成气体X二氧化硫和氧化铁,加入稀硫酸酸浸,得到硫酸铁、硫酸铝,二氧化硅不反应成为滤渣1,滤液加入FeS还原铁离子为亚铁离子,同时生成硫单质,加入试剂Y调节溶液pH值使得铝转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣2,滤液加入氢氧化钠溶液得到沉淀,沉淀加热后加入氢气、水进行部分还原得到纳米Fe3O4;
【小问1详解】
“酸浸”时能够加快浸取速率的操作有适当增大硫酸的浓度、搅拌、加热等;铁为26号元素,基态Fe原子的价电子排布式是;
【小问2详解】
由分析知,滤渣1为;
【小问3详解】
“还原”过程加入FeS还原铁离子为亚铁离子,同时生成硫单质,离子方程式是;假设还原后的溶液中金属离子的浓度均为0.1mol•L-1,则“调pH”使得铝离子转化为沉淀而亚铁离子不成为沉淀 ,铝离子完全沉淀则,pOH=9.3,pH=4.7,亚铁离子开始沉淀时,pOH=8.0,pH=6.0,故“调pH”的范围为;
【小问4详解】
由于铁离子较铝离子更难溶,若不经“还原”,直接“调pH”,会导致比先沉淀,造成Fe元素的损失;
【小问5详解】
①用电解法制备Fe3O4,则甲电极上铁元素化合价降低、得到电子被还原,甲电极为阴极;
②电解过程中若乙电极生成Cl2的体积是3.36L(标准状况下,为0.15mol),,则转移电子0.3mol,Fe3O4可以认为是Fe2O3∙FeO,Fe2O3中铁化合价由+3变为+2转化为FeO,结合电子守恒、Fe3O4化学式,则转移电子0.3mol,生成0.3molFe3O4,故理论上甲电极生成的Fe3O4的质量为0.3mol×232g/mol=69.6g。
17. 托吡司他是用于治疗高尿酸血症的常用药物,一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
已知:
请回答下列问题:
(1)化合物A中的含氧官能团名称是___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)E→F的化学方程式为___________。
(4)已知:含氮物质的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则a、b、c三种物质的碱性顺序由大到小为___________,其中a物质的孤电子对位于___________轨道上。
(5)I是C的同系物,其相对分子质量比C多14,在I的同分异构体中同时满足下列条件的有___________种。
①遇FeCl3溶液显紫色;②取代基不超过3个,且分子中存在—CONH2
(6)以和甲醇为有机原料,设计的合成路线(无机试剂任选) ___________。
【答案】(1)羧基 (2)取代反应
(3) (4) ①. ②.
(5)23 (6)
【解析】
【分析】A发生已知信息的反应生成B,则B的结构简式为,B和甲醇发生取代反应生成C,结合C的分子式可知,C的结构简式为,C与反应生成D,结合D的分子式可知,D的结构简式为,E与甲醇发生加成反应生成F,结合F的分子式可知,F的结构简式为,D与F发生取代反应生成G,据此解答。
【小问1详解】
结合A的结构简式可知,A中的含氧官能团名称是羧基;
【小问2详解】
由分析可知,B→C的反应类型为取代反应;
【小问3详解】
E与甲醇发生加成反应生成F,化学方程式为;
【小问4详解】
苯环是吸电子基,减弱氮的电子云密度,烃基是推电子基,增大氮的电子云密度,故碱性强弱:b>c>a;
【小问5详解】
C的结构简式为,I是C的同系物,其相对分子质量比C多14,则I除了苯环外还剩余2个碳原子,2个氧原子,1个氯原子,1个不饱和度,满足①遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,②取代基不超过3个,且分子中存在—CONH2;
若含有两个取代基,可以是,共有邻、间、对三种;
若含有三个取代基,可以是、,苯环上3个不同的取代基共有10种同分异构体,故共计23种同分异构体;
【小问6详解】
结合题目合成G的过程可知,先水解生成与甲醇发生酯化反应生成,再与反应生成,与甲醇发生加成反应生成,与发生D+F→G的反应生成目标产物,具体合成路线为。
18. 挥发性有机化合物的减排与控制已成为我国当前阶段大气污染治理的重点工作之一,通过催化氧化法去除其中乙酸乙酯的过程如下:
I.CH3COOCH2CH3(g)+5O2(g)4CO2(g)+4H2O(g)∆H1<0(主反应)
II.CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)∆H2>0
III.CH3COOH(g)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)∆H3<0
IV.CH3CH2OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)∆H4<0
(1)反应CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)∆H2=___________(用含∆H1、∆H3和∆H4的代数式表示)。
(2)在绝热恒容的条件下,将1mol乙酸乙酯和2mol水蒸气通入刚性容器中,只发生反应Ⅱ.下列叙述能证明此反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.乙酸乙酯与水蒸气的物质的量之比保持不变
d.反应的温度保持不变
(3)将反应Ⅱ生成的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂,分离其中的CH3COOH(g)和CH3CH2OH(g),Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图1所示。20~40min,CH3CH2OH(g)浓度比增大而CH3COOH(g)浓度比几乎为0的原因是___________。
(4)压强一定时,将n(乙酸乙酯):n(氧气):n(水)=1:5:1的混合气体通入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ.不同温度下,平衡时各含碳物质(CH3COOCH2CH3、CH3COOH、CH3CH2OH和CO2)的百分含量S随温度变化如图所示,曲线c代表S(CH3COOH)随温度的变化。
已知:。
①代表S(CH3COOCH2CH3)随温度变化的曲线是___________(填“a”“b”或“d”),S(CH3COOCH2CH3)在温度T2至T3间变化的原因是___________。
②温度为T2时,二氧化碳的体积分数是___________(保留一位小数)。
③若n(CH3COOCH2CH3):n(O2):n(H2O)=1:10:1,则将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)cd (3)含键电子,与之形成较强的配位键,原先吸附剂吸附的被替代
(4) ①. b ②. 1至间,温度升高,反应Ⅰ平衡逆移,增大,反应Ⅱ平衡正移,减小,且反应Ⅱ占主导,所以减小 ③. 33.3% ④. 减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应II=反应Ⅰ-反应-Ⅲ反应Ⅳ,;
【小问2详解】
a.混合气体的平均相对分子质量的数值等于混合气体的平均摩尔质量的数值,但,气体的质量和物质的量不变,故为恒量,不能说明反应达平衡状态,a错误;
b.混合气体的密度,气体的质量和体积不变,故为恒量,不能说明反应达平衡状态,b错误;
c.乙酸乙酯,水蒸气初始量为、,而两物质以1:1反应,故乙酸乙酯与水蒸气的物质的量之比保持不变,能说明反应已达平衡状态,c正确;
d.反应为放热反应,反应的温度保持不变能说明反应已达平衡状态,d正确;
故选:cd;
【小问3详解】
根据信息可知,Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键,而含键电子,与之形成较强的配位键,原先吸附剂吸附的被替代;
【小问4详解】
①反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,反应III的,反应IV的,温度升高,反应Ⅱ的平衡正移、反应IV的平衡逆移,增大,曲线c代表S(CH3COOH)随温度的变化,故代表随温度的变化曲线为d;温度升高,反应Ⅰ的平衡逆移,反应III的平衡逆移,反应IV的平衡逆移,减小,曲线a代表S(CO2)随温度的变化,故代表随温度的变化曲线为b,且其百分含量S在温度至间变化的原因为:至间,温度升高,反应Ⅰ平衡逆移,增大,反应Ⅱ平衡正移,减小,且反应Ⅱ占主导,所以减小;
②温度为时,a代表随温度的变化曲线,设投入了1mol乙酸乙酯,故平衡时,,,。由三段式法可得:,,,(总),的体积分数是;
③若n(CH3COOCH2CH3):n(O2):n(H2O)=1:10:1,相当于增加水的分压,则将减小。
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