精品解析:河南省开封市2025届高三下学期第三次质量检测化学试题
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内容正文:
2025届高三年级第三次质量检测
化学
注意事项:
1.本试卷共两大题,18小题,考试时间75分钟,满分100分。
2.答题前,考生先将条形码粘贴在“贴条形码区”并将本人学校、班级、姓名、考号、考场和座号填写在相应位置。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写;作图时,可用2B铅笔,笔迹要清晰;选择题填涂时,必须用2B铅笔按图示规范填涂。
4.严格按题号所示的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效;在草稿纸、试卷纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Zn-65
一、选择题(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的)
1. 河南省作为文物大省,出土了大量珍贵文物。下列文物中,主要材质属于合金的是
A.贾湖骨笛
B.后母戊鼎
C.武则天金简
D.四神云气图
A. A B. B C. C D. D
2. 家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是
A. 用小苏打作膨松剂加工面包:碳酸钠可与酸反应
B. 用白醋清洗水壶中的水垢:乙酸具有酸性
C. 用纯碱清洗厨房油污:油脂在碱性环境下可水解
D. 用84消毒液对桌椅消毒:含氯消毒剂具有氧化性
3. 关于反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,下列图示或化学用语错误的是
A. 基态Na原子轨道表示式:
B. Cl2中共价键的电子云轮廓图:
C. H2O的空间填充模型:
D. NaCl固体溶解形成的水合离子:
4. 实验室安全至关重要。下列实验操作或处理方法错误的是
A. 用酒精灯直接加热蒸发皿
B. 金属钾着火,立即用湿抹布盖火
C. 苯酚不慎沾到手上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 制备乙烯时,向乙醇和浓硫酸的混合液中放入几片碎瓷片
5. 单质Z是一种常见的半导体材料,可由通过特定路线制备,已知为的氧化物,Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是
A. 可用来生产光导纤维
B. Z能与盐酸发生化学反应
C. 反应①的转化应在保护气中进行
D. 流程中涉及3个氧化还原反应
6. 合成某种镇痉利胆药物的中间反应如图所示。下列说法正确的是
A. 最多消耗
B. b分子中有1个手性碳原子
C. 在加热条件下可用新制氢氧化铜鉴别a和b
D. 等物质的量的和最多消耗氢氧化钠的物质的量之比为
7. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与微观解释不符的是
选项
实例
微观解释
A
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
的极性大于的极性,使的极性大于的极性,导致三氟乙酸羧基中的极性更大,更易电离出
C
碘易溶于四氯化碳而难溶于水
和均为非极性分子,为极性分子。根据“相似相溶”规律,易溶于而难溶于
D
18-冠-6能选择性识别钾离子
18-冠-6的空腔直径与钾离子直径适配
A. A B. B C. C D. D
8. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 酸性条件下与反应:
B. 亚硫酰氯滴入水中发生水解反应:
C. 氟化钠与羟基磷灰石发生反应:
D. 工业上用锌与氰化亚金钠制取金的反应:
9. 我国科学家研究发现稀土铈基催化剂可低温脱硝,其反应历程如图所示(“—”表示共价键,“□”代表空位)。下列说法错误的是
A. 历程中S原子的化合价保持不变
B. 历程②中每形成1 mol H2O,形成1mol“空位”
C. 历程中Ce、Ti原子形成的共价键数目保持不变
D. 反应中NH3与NO按物质的量比1:1发生反应
10. 一种应用于医药、化妆品制造的有机原料分子结构如图所示。其中R、Y、X、W、Z是原子半径依次递增的短周期主族元素,Y和Z同族且与R位于不同周期。下列说法正确的是
A. 第一电离能:W<X<Y
B. ZY3分子的中心原子为sp3杂化
C. WR2Y的空间结构为三角锥形
D. W2R2是某导电高分子材料的单体
11. 实验室利用如图所示装置制取并探究其性质。下列说法错误的是
A. 可观察到a处石蕊溶液先变红后褪色
B. 处酸性溶液褪色,说明具有还原性
C. 处产生黄色沉淀,说明具有氧化性
D. 若用浓硝酸代替70%硫酸,则无法制得气体
12. 摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电子流向:电解质溶液
B. 极上的电极反应式为
C. 若电源为铅蓄电池,则极为电极
D. 每处理,理论上阳极区溶液质量减少
13. 利用测压法在刚性反应器中研究30℃时分解反应:
其中二聚为的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强随时间的变化如下表所示[时,完全分解]:
0
30
60
120
200
1200
1500
32.5
37.2
39.8
43.6
46.8
58.5
59.6
60.8
下列说法正确的是
A. 内,
B. 30℃时,反应的平衡常数
C. 若提高反应温度至40℃,则完全分解后体系压强
D. 研究表明,分解的反应速率,时,测得体系中,则此时
14. 常温下,用盐酸滴定溶液,所得溶液、和的分布分数[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如的分布分数]与滴加盐酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线代表
B. M点加入盐酸体积为
C. 的电离常数的数量级为
D. 应选酚酞作为指示剂,滴定终点溶液由红色变为无色
二、非选择题(共4小题,58分)
15. 以炼锌烟尘(主要成分为,含少量和)为原料,可以制取金属锌和氯化锌,主要工艺流程如下:
已知:①与的化学性质相似。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如下:
金属离子
开始沉淀的
1.5
6.3
6.2
沉淀完全的
2.8
8.3
8.2
回答下列问题:
(1)根据金属的“电子气理论”,锌晶体中每个原子贡献________个电子形成自由移动的“电子气”,赋予金属良好的导电性和延展性。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示,则该晶胞的质量为________(用表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)“碱溶”过程中加入溶液发生反应的化学方程式为________;滤渣1的主要成分有________。
(4)若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率,可采取的措施有________(任写一条)。
(5)“氧化”过程中加入溶液发生反应的离子方程式为________。
(6)下列所给试剂中,“调”的试剂X可以是________(填字母序号);若“氧化”后溶液中,则应调整的范围是________。
a. b. c. d.
16. 双水杨醛缩乙二胺铁(II)(化学式为)作为一种催化剂,常用于苯酚的羟基甲基化反应。双水杨醛缩乙二胺铁(II)的制备流程如图所示:
已知:①水杨醛:微溶于水,易溶于乙醇;
②乙二胺:溶于水、乙醇,温度过高会引起爆炸;
③双水杨醛缩乙二胺铁(II)是一种有机铁配合物,为一种红色晶体,可溶于一些有机溶剂,如乙醇、甲醇和二甲基甲酰胺。在常温下相对稳定,但对光、热和氧气敏感。
【双水杨醛缩乙二胺的合成】
步骤I:在三颈烧瓶中加入水杨醛,用甲醇溶解。
步骤II:持续磁力搅拌,缓慢滴加溶有乙二胺的无水乙醇溶液,80℃下回流。
步骤III:冰水浴冷却,抽滤,得黄色片状粗产品。经提纯得双水杨醛缩乙二胺亮黄色片状晶体。
【双水杨醛缩乙二胺铁(II)的合成】
步骤IV:溶解于甲醇中。
……
部分装置如图所示。
回答下列问题:
(1)双水杨醛缩乙二胺铁(II)配合物的中心离子是________,配体是________,配位数为________。
(2)步骤II中保持温度在80℃的原因是________。
(3)a处最宜选用的仪器是________(填“直形冷凝管”或“球形冷凝管”);导管末端伸入水中的作用是________。
(4)步骤IV后的操作如下:
A.将甲醇溶液迅速加入三颈烧瓶中,溶液很快转为红色
B.反应一段时间后,停止通入
C.过滤得红色溶液,静置于烧杯中
D.将双水杨醛缩乙二胺置于三颈烧瓶中,加入甲醇,晶体全部溶解
E.向冷凝管中通入冷凝水
F.通入,并调节氮气流速至稳定
G.数日后析出红色片状晶体,室温干燥,称重得产品
正确的操作顺序为________。
(5)该实验中双水杨醛缩乙二胺铁(II)的产率为________(保留3位有效数字)。
17. 氢能是理想清洁能源,其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
【制氢】
甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)________。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________(填字母序号)。
a.
b.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
c.容器内混合气体的密度不再变化
d.单位时间内,断裂键的同时生成键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成时,体系中的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是________,理由是________。
②温度为250℃、压强为时,该反应的平衡常数________(为用气体的物质的量分数表示的平衡常数,物质的量分数,保留两位有效数字)。
【储氢】
(4)催化储氢:在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①下列有关说法正确的是________(填字母序号)。
a.这种储氢方式便于运输
b.储氢过程中被氧化
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”
d.释氢过程中,每消耗放出的
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内,催化加氢的转化率下降的原因可能是________(写出一条即可)。
18. 环氧树脂因具备卓越的机械性能、绝缘性能以及对各类材料的优良粘结性能,在涂料、胶黏剂等领域已得到广泛应用。一种新型环氧树脂G的合成路线如下:
已知:2
回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为________,B的化学名称为________。
(2)C生成D的化学方程式为________(任写其中一种),D中官能团的名称为________。
(3)E的二氯代物有多种同分异构体,能同时满足以下条件的有________种。
①能发生银镜反应
②含苯环且苯环上有三个取代基
其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为________(写出其中一种即可)。
(4)与足量饱和溴水反应时,最多可消耗的物质的量为________。
(5)关于该合成路线,下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.由制成的聚丙烯塑料()无毒,可制成日常用品
b.化合物存在顺反异构现象
c.向盛有少量的试管中滴加溶液,可观察到白色沉淀
d.上述合成路线中,反应的原子利用率为100%
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2025届高三年级第三次质量检测
化学
注意事项:
1.本试卷共两大题,18小题,考试时间75分钟,满分100分。
2.答题前,考生先将条形码粘贴在“贴条形码区”并将本人学校、班级、姓名、考号、考场和座号填写在相应位置。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写;作图时,可用2B铅笔,笔迹要清晰;选择题填涂时,必须用2B铅笔按图示规范填涂。
4.严格按题号所示的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效;在草稿纸、试卷纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Zn-65
一、选择题(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的)
1. 河南省作为文物大省,出土了大量珍贵文物。下列文物中,主要材质属于合金的是
A.贾湖骨笛
B.后母戊鼎
C.武则天金简
D.四神云气图
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.贾湖骨笛主要消费为钙质盐类,不是合金,A不合题意;
B.后母戊鼎是商代青铜器,是铜和锡的合金,B符合题意;
C.武则天金简主体为金,是金属单质,不属于合金,C不合题意;
D.四神云气图为壁画或织物,属于有机高分子材料,不是合金, D不合题意;
故答案为:B。
2. 家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是
A. 用小苏打作膨松剂加工面包:碳酸钠可与酸反应
B. 用白醋清洗水壶中的水垢:乙酸具有酸性
C. 用纯碱清洗厨房油污:油脂在碱性环境下可水解
D. 用84消毒液对桌椅消毒:含氯消毒剂具有氧化性
【答案】A
【解析】
【详解】A.小苏打为碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,所以可用作膨松剂,A符合题意;
B.醋酸能够与氢氧化镁、碳酸钙反应生成可溶性醋酸盐,可用白醋清洗水壶中的水垢,体现了乙酸具有酸性,B不合题意;
C.碳酸钠为强碱弱酸盐,水解显碱性,油脂在碱性环境下可水解,所以用纯碱清洗厨房油污,C不合题意;
D.84消毒液为含氯消毒剂,具有氧化性,可用于杀菌消毒,D不合题意;
故答案为:A。
3. 关于反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,下列图示或化学用语错误的是
A. 基态Na原子轨道表示式:
B. Cl2中共价键的电子云轮廓图:
C. H2O的空间填充模型:
D. NaCl固体溶解形成的水合离子:
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态Na的原子序数为11,核外电子排布式是1s22s22p63s1,轨道表示式为,A正确;
B.Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道头碰头重叠形成的,共价键的电子云轮廓图为,B正确;
C.H2O是V形分子,且O原子半径大于H,其空间填充模型为,C正确;
D.NaCl溶于水形成水合阳、阴离子分别为水合钠离子和水合氯离子,其示意图为,D错误;
故答案为:D。
4. 实验室安全至关重要。下列实验操作或处理方法错误的是
A. 用酒精灯直接加热蒸发皿
B. 金属钾着火,立即用湿抹布盖火
C. 苯酚不慎沾到手上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 制备乙烯时,向乙醇和浓硫酸的混合液中放入几片碎瓷片
【答案】B
【解析】
【详解】A.蒸发皿可以直接加热,A正确;
B.钾与水反应生成KOH和H2,H2具有可燃性,所以金属钾着火,不能用湿抹布盖灭,应用沙土盖灭,B错误;
C.苯酚易溶于乙醇,苯酚不慎沾到手上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗,C正确;
D.制备乙烯时,向乙醇和浓硫酸的混合液中放入几片碎瓷片,可以防止发生暴沸,D正确;
故答案为:B。
5. 单质Z是一种常见的半导体材料,可由通过特定路线制备,已知为的氧化物,Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是
A. 可用来生产光导纤维
B. Z能与盐酸发生化学反应
C. 反应①的转化应在保护气中进行
D. 流程中涉及3个氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】单质Z是一种常见的半导体材料,X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,则X为二氧化硅、Y为硅化氢、Z为硅;由转化关系可知,反应①为二氧化硅与镁共热反应生成硅化镁,反应②为硅化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和硅化氢,反应③为硅化氢受热分解生成硅和氢气。
【详解】A.二氧化硅是典型的绝缘体,不具备导电性,但晶体对光具有全反射的特性,所以可用来生产光导纤维,故A正确;
B.硅的化学性质稳定,不能与盐酸反应,但在高温条件下能与氯化氢发生置换反应,故B错误;
C.反应物镁易与空气中的氧气反应生成氧化镁,且反应生成的硅化镁易与水反应生成易自燃的硅化氢,所以反应①的转化应在保护气中进行,故C正确;
D.由分析可知,反应①②③中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,故D正确;
故选B。
6. 合成某种镇痉利胆药物的中间反应如图所示。下列说法正确的是
A. 最多消耗
B. b分子中有1个手性碳原子
C. 在加热条件下可用新制氢氧化铜鉴别a和b
D. 等物质的量的和最多消耗氢氧化钠的物质的量之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.a中苯环和醛基都能与氢气发生加成反应,最多消耗,故A错误;
B.b分子中不含手性碳原子,故B错误;
C.a含有醛基,在加热条件下与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀Cu2O,故C正确;
D.a中酚羟基与氢氧化钠反应,b中酚羟基和酯基与氢氧化钠反应,等物质的量的和最多消耗氢氧化钠的物质的量之比为1:2,故D错误;
选C。
7. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与微观解释不符的是
选项
实例
微观解释
A
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
的极性大于的极性,使的极性大于的极性,导致三氟乙酸羧基中的极性更大,更易电离出
C
碘易溶于四氯化碳而难溶于水
和均为非极性分子,为极性分子。根据“相似相溶”规律,易溶于而难溶于
D
18-冠-6能选择性识别钾离子
18-冠-6的空腔直径与钾离子直径适配
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2+=2、孤对电子对数为0,分子的空间构型为直线形;甲醛分子中碳原子的价层电子对数为3+=3、孤对电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形;四氯化碳分子中碳原子的价层电子对数为4+=4、孤对电子对数为0,分子的空间构型为正四面体形,三种物质的中心碳原子都没有孤电子对,所以三者键角大小与碳原子的杂化方式有关,与孤电子对无关,故A错误;
B.氟元素的电负性大于氯元素,羧酸分子中碳氟键的极性大于碳氯键的极性,使的极性大于的极性,导致三氟乙酸羧基中氢氧键的极性更大,更易电离出氢离子,所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,故B正确;
C.碘和四氯化碳均为结构对称的非极性分子,水为结构不对称的极性分子,由“相似相溶”规律可知,非极性分子碘易溶于非极性溶剂四氯化碳而难溶于极性溶剂水,故C正确;
D.冠醚的环状空穴直接影响其识别能力,18-冠-6的空腔直径与钾离子直径适配,所以18-冠-6能选择性识别钾离子而形成超分子,故D正确;
故选A。
8. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 酸性条件下与反应:
B. 亚硫酰氯滴入水中发生水解反应:
C. 氟化钠与羟基磷灰石发生反应:
D. 工业上用锌与氰化亚金钠制取金的反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸性条件下亚铁离子与次氯酸根离子反应生成铁离子、氯离子和水,反应的离子方程式为,故A错误;
B.亚硫酰氯水解生成二氧化硫和盐酸,反应的离子方程式为,故B错误;
C.氟化钠溶液与羟基磷灰石反应生成氟磷灰石和氢氧化钠,反应的离子方程式为,故C错误;
D.工业上用锌与氰化亚金钠的反应为锌与氰化亚金钠溶液反应生成金和四氰合锌离子,反应的离子方程式为,故D正确;
故选D。
9. 我国科学家研究发现稀土铈基催化剂可低温脱硝,其反应历程如图所示(“—”表示共价键,“□”代表空位)。下列说法错误的是
A. 历程中S原子的化合价保持不变
B. 历程②中每形成1 mol H2O,形成1mol“空位”
C. 历程中Ce、Ti原子形成的共价键数目保持不变
D. 反应中NH3与NO按物质的量比1:1发生反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应历程图可知,S原子在循环过程中都形成4个共价键,成键数目一直没变,故S的化合价始终不变,A正确;
B.由图示反应历程可知,历程②中氨基中一个氢与氢氧键中的氧形成一个水,同时形成一个空位,B正确;
C.“□”代表空位,由图示反应历程可知,Ce、Ti形成的共价键数目发生变化,如生成N2+2H2O的过程中,C错误;
D.上述历程的总反应为O2+4NH3+4NO4N2+6H2O,反应中NH3与NO按物质的量比1:1发生反应,D正确;
故答案为:C。
10. 一种应用于医药、化妆品制造的有机原料分子结构如图所示。其中R、Y、X、W、Z是原子半径依次递增的短周期主族元素,Y和Z同族且与R位于不同周期。下列说法正确的是
A. 第一电离能:W<X<Y
B. ZY3分子的中心原子为sp3杂化
C. WR2Y的空间结构为三角锥形
D. W2R2是某导电高分子材料的单体
【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息可知,Y和Z同族,且Y和Z均形成2个共价键,Z的原子半径大于Y,则Y为O,Z为S,Y和Z与R位于不同周期,则R为H,X形成3个共价键,W可形成四个共价键,故X为N,W为C,综上所述,R、Y、X、W、Z分别为H、O、N、C、S,据此分析。
【详解】A.同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,因此第一电离能:N>O>C,A错误;
B.SO3中心原子的价电子对数为2+=3,为sp2杂化,B错误;
C.CH2O为HCHO,中心原子的价电子对数为3+=3,为sp2杂化,其空间结构为平面三角形,C错误;
D.聚乙炔可作为导电高分子材料,聚乙炔的单体为C2H2,D正确;
故答案为:D。
11. 实验室利用如图所示装置制取并探究其性质。下列说法错误的是
A. 可观察到a处石蕊溶液先变红后褪色
B. 处酸性溶液褪色,说明具有还原性
C. 处产生黄色沉淀,说明具有氧化性
D. 若用浓硝酸代替70%硫酸,则无法制得气体
【答案】A
【解析】
【分析】硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,溶于水与水反应生成H2SO3而使紫色石蕊试液变红,具有还原性,能将高锰酸钾还原而使溶液褪色,具有氧化性,和硫化钠生成淡黄色硫单质沉淀,尾气有毒,使用氢氧化钠溶液吸收;
【详解】A.溶于水与水反应生成H2SO3而使紫色石蕊试液变红,但不能漂白指示剂石蕊,A错误;
B.具有还原性,能将高锰酸钾还原而使溶液褪色,B正确;
C.具有氧化性,和硫化钠生成淡黄色硫单质沉淀,C正确;
D.浓硝酸具有强氧化性,能氧化亚硫酸钠为硫酸钠,不能制得二氧化硫气体,D正确;
故选A。
12. 摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电子流向:电解质溶液
B. 极上的电极反应式为
C. 若电源为铅蓄电池,则极为电极
D. 每处理,理论上阳极区溶液质量减少
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,P电极上,得到电子,被还原为Br-,发生还原反应,为阴极,则R极为阳极,外电源M极为负极,N极为正极,阳极上水失去电子,被氧化为氧气,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,P为阴极,R为阳极,M为负极,N为正极,电子不能经过电解质溶液,故电子流向:,,A错误;
B.由分析可知,P为阴极,P极上发生还原反应,该电极的电极反应式为,B正确;
C.由分析可知,N为正极,若电源为铅蓄电池,则极为PbO2电极,Pb电极是负极,C错误;
D.由B项分析可知,每处理,电路上转移电子为6mol,则理论上阳极区释放出1.5molO2,同时有6molH+经过质子交换膜由阳极区进入阴极区,故溶液质量减少1.5mol×32g/mol+6mol×1g/mol=54g,D错误;
故答案为:B。
13. 利用测压法在刚性反应器中研究30℃时分解反应:
其中二聚为的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强随时间的变化如下表所示[时,完全分解]:
0
30
60
120
200
1200
1500
32.5
37.2
39.8
43.6
46.8
58.5
59.6
60.8
下列说法正确的是
A. 内,
B. 30℃时,反应的平衡常数
C. 若提高反应温度至40℃,则完全分解后体系压强
D. 研究表明,分解的反应速率,时,测得体系中,则此时
【答案】D
【解析】
【分析】的分解不是可逆反应,时,完全分解;为放热反应,因此当完全分解后,产生的O2的压强必为16.25kPa,30℃时,反应,,65-y++16.25=60.8,y=40.9,,据此分析;
【详解】A.内,设分解了x,则生成的压强为2x,则生成的压强为,设有w的发生了转化,列三段式,,++=37.2,因二聚为的反应可以迅速达到平衡,即达到平衡状态,故,解得w=21.65,x=19.21,,A错误;
B.根据分析可知,30℃时,反应平衡常数,B错误;
C.为放热反应,升温,平衡逆向移动,压强会增大,C错误;
D.研究表明,分解的反应速率,时,测得体系中,则此时,则,D正确;
故选D。
14. 常温下,用盐酸滴定溶液,所得溶液、和的分布分数[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如的分布分数]与滴加盐酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线代表
B. M点加入盐酸体积为
C. 的电离常数的数量级为
D. 应选酚酞作为指示剂,滴定终点溶液由红色变为无色
【答案】C
【解析】
【分析】用盐酸滴定等浓度的氨水时,盐酸体积增大,溶液的pH减小、一水合氨的浓度减小、铵根离子浓度增大,则曲线a代表铵根离子分布分数与滴加盐酸体积的关系、曲线c代表一水合氨分布分数与滴加盐酸体积的关系、曲线b代表滴定过程中pH与滴加盐酸体积的关系;由图可知,M点溶液中一水合氨的浓度与铵根离子的浓度相等时,溶液pH为9.26,则一水合氨的电离常数Kb== c(OH—)=10—4.74。
【详解】A.由分析可知,曲线c代表一水合氨分布分数与滴加盐酸体积的关系,故A错误;
B.盐酸体积为12.5mL时,盐酸与氨水反应得到等浓度的一水合氨和氯化铵的混合溶液,由电离常数可知,铵根离子的水解常数Kh==<Kb=10—4.74,说明铵根离子在溶液中的水解程度小于电离程度,则溶液中铵根离子浓度大于一水合氨浓度;由图可知,M点溶液中一水合氨的浓度与铵根离子的浓度相等,所以M点加入盐酸体积小于12.5mL,故B错误;
C.由分析可知,一水合氨电离常数Kb=10—4.74,数量级为10-5,故C正确;
D.等浓度的盐酸与氨水恰好反应生成氯化铵和水,氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性,所以滴定时应选突变范围在酸性范围的甲基橙作为指示剂,滴定终点溶液由黄色变为橙色,故D错误;
故选C。
二、非选择题(共4小题,58分)
15. 以炼锌烟尘(主要成分为,含少量和)为原料,可以制取金属锌和氯化锌,主要工艺流程如下:
已知:①与的化学性质相似。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如下:
金属离子
开始沉淀的
1.5
6.3
6.2
沉淀完全的
2.8
8.3
8.2
回答下列问题:
(1)根据金属的“电子气理论”,锌晶体中每个原子贡献________个电子形成自由移动的“电子气”,赋予金属良好的导电性和延展性。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示,则该晶胞的质量为________(用表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)“碱溶”过程中加入溶液发生反应的化学方程式为________;滤渣1的主要成分有________。
(4)若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率,可采取的措施有________(任写一条)。
(5)“氧化”过程中加入溶液发生反应的离子方程式为________。
(6)下列所给试剂中,“调”的试剂X可以是________(填字母序号);若“氧化”后溶液中,则应调整的范围是________。
a. b. c. d.
【答案】(1)2 (2)
(3) ①. ②. 和
(4)适当增大盐酸浓度(或搅拌、适当升高温度等)
(5)
(6) ①. abc ②.
【解析】
【分析】由题给流程可知,向炼锌烟尘加入氢氧化钠溶液碱浸,将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠,氧化亚铁和氧化铜与氢氧化钠溶液不反应,过滤得到含有氧化铜、氧化亚铁的滤渣和滤液;电解四羟基合锌酸钠溶液,在阴极得到锌;向炼锌烟尘加入盐酸酸浸,金属氧化物转化为可溶的金属氯化物,向反应后的溶液中加入锌粉,将溶液中的铜离子转化为铜,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;向滤液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,向反应后的溶液中加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8—6.2的范围内,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和氯化锌溶液。
【小问1详解】
锌元素的原子序数为30,基态原子的价电子排布式为3d104s2,根据金属的“电子气理论”,锌晶体中每个原子贡献最外层2个电子形成自由移动的“电子气”,赋予金属良好的导电性和延展性,故答案为:2;
【小问2详解】
由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的锌离子个数为4,位于顶点和面心的氧离子个数为8×+6×=4,则晶胞的质量为g=,故答案为:;
【小问3详解】
由分析可知,加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠,反应的化学方程式为;滤渣1的主要成分为氧化铜、氧化亚铁,故答案为:;CuO和FeO;
【小问4详解】
适当增大盐酸浓度、搅拌、适当升高温度等措施能提高炼锌烟尘的“酸溶”速率,故答案为:适当增大盐酸浓度(或搅拌、适当升高温度等);
【小问5详解】
由分析可知,加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,反应的离子方程式为,故答案为:;
【小问6详解】
由分析可知,加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8—6.2的范围内的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,故答案为:abc;。
16. 双水杨醛缩乙二胺铁(II)(化学式为)作为一种催化剂,常用于苯酚的羟基甲基化反应。双水杨醛缩乙二胺铁(II)的制备流程如图所示:
已知:①水杨醛:微溶于水,易溶于乙醇;
②乙二胺:溶于水、乙醇,温度过高会引起爆炸;
③双水杨醛缩乙二胺铁(II)是一种有机铁配合物,为一种红色晶体,可溶于一些有机溶剂,如乙醇、甲醇和二甲基甲酰胺。在常温下相对稳定,但对光、热和氧气敏感。
【双水杨醛缩乙二胺的合成】
步骤I:在三颈烧瓶中加入水杨醛,用甲醇溶解。
步骤II:持续磁力搅拌,缓慢滴加溶有乙二胺的无水乙醇溶液,80℃下回流。
步骤III:冰水浴冷却,抽滤,得黄色片状粗产品。经提纯得双水杨醛缩乙二胺亮黄色片状晶体。
【双水杨醛缩乙二胺铁(II)的合成】
步骤IV:溶解于甲醇中。
……
部分装置如图所示。
回答下列问题:
(1)双水杨醛缩乙二胺铁(II)配合物的中心离子是________,配体是________,配位数为________。
(2)步骤II中保持温度在80℃的原因是________。
(3)a处最宜选用的仪器是________(填“直形冷凝管”或“球形冷凝管”);导管末端伸入水中的作用是________。
(4)步骤IV后的操作如下:
A.将甲醇溶液迅速加入三颈烧瓶中,溶液很快转为红色
B.反应一段时间后,停止通入
C.过滤得红色溶液,静置于烧杯中
D.将双水杨醛缩乙二胺置于三颈烧瓶中,加入甲醇,晶体全部溶解
E.向冷凝管中通入冷凝水
F.通入,并调节氮气流速至稳定
G.数日后析出红色片状晶体,室温干燥,称重得产品
正确的操作顺序为________。
(5)该实验中双水杨醛缩乙二胺铁(II)的产率为________(保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. ②. 双水杨醛缩乙二胺 ③. 4
(2)温度过低反应速率慢,温度过高乙二胺会引起爆炸
(3) ①. 球形冷凝管 ②. 液封,防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中
(4)
(5)70.0%
【解析】
【分析】水杨醛与乙二胺反应生成亮黄色的双水杨醛缩乙二胺片状晶体,将双水杨醛缩乙二胺置于三颈烧瓶中,加入甲醇,晶体全部溶解。向三颈烧瓶中通入氮气排出装置中的空气,加热三颈烧瓶,将甲醇溶液迅速加入三颈烧瓶中,溶液很快转为红色,过滤得红色溶液,数日后析出红色片状晶体,室温干燥,可得产品双水杨醛缩乙二胺(II)。
【小问1详解】
①分析双水杨醛缩乙二胺铁(II)的结构简式,中心离子是 ;
②根据配合物名称及结构,配体是双水杨醛缩乙二胺,配体是双水杨醛缩乙二胺;
③双水杨醛缩乙二胺中,2个氮原子和2个氧原子与配位,配位数为 4。
【小问2详解】
乙二胺温度过高会爆炸,温度过低则反应速率过慢。80℃ 既能保证反应顺利进行,又能避免因温度过高导致乙二胺爆炸。
【小问3详解】
①回流时,球形冷凝管冷凝面积大,更适合回流操作;
②双水杨醛缩乙二胺铁(II)容易被空气中的氧气氧化,导管末端伸入水中可形成液封,防止空气进入装置,避免产物被氧化。
【小问4详解】
步骤IV后的操作步骤为:D.将双水杨醛缩乙二胺置于三颈烧瓶中,加入甲醇,晶体全部溶解;F.通入,并调节氮气流速至稳定;E.向冷凝管中通入冷凝水;A.将甲醇溶液迅速加入三颈烧瓶中,溶液很快转为红色;B.反应一段时间后,停止通入;C.过滤得红色溶液,静置于烧杯中;G.数日后析出红色片状晶体,室温干燥,称重得产品。
【小问5详解】
双水杨醛缩乙二胺的物质的量:,双水杨醛缩乙二胺与双水杨醛缩乙二胺铁(II)反应比例为 1:1,故理论上双水杨醛缩乙二胺铁(II)的物质的量也为 0.0075 mol。双水杨醛缩乙二胺铁(II)的摩尔质量 M=322 g/mol,理论量 m =0.0075 mol×322 g/mol=2.415 g。产率 =。
17. 氢能是理想清洁能源,其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
【制氢】
甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)________。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________(填字母序号)。
a.
b.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
c.容器内混合气体的密度不再变化
d.单位时间内,断裂键的同时生成键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成时,体系中的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是________,理由是________。
②温度为250℃、压强为时,该反应的平衡常数________(为用气体的物质的量分数表示的平衡常数,物质的量分数,保留两位有效数字)。
【储氢】
(4)催化储氢:在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①下列有关说法正确的是________(填字母序号)。
a.这种储氢方式便于运输
b.储氢过程中被氧化
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”
d.释氢过程中,每消耗放出的
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内,催化加氢的转化率下降的原因可能是________(写出一条即可)。
【答案】(1)
(2)b (3) ①. ②. 该反应为气体体积增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,的平衡转化率减小 ③. 21
(4) ①. ac ②. 储氢过程放热,80℃∼120℃范围内升温平衡逆向移动;升温催化剂活性降低(一条即可)
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应i+反应ii可得反应iiiCH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g),△H3=△H1+△H2=+49.4 kJ•mol-1;
【小问2详解】
a.v正(CH3OH)=2v逆(H2),不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,a不选;
b.反应i是质量不变的反应,反应过程中容器内气体的物质的量增大,当容器内的混合气体的平均相对分子质量不再变化时,说明反应达到平衡,b选;
c.该反应过程中气体总质量和总体积不变,容器内混合气体的密度是定值,当容器内混合气体的密度不再变化时,不能说明反应达到平衡,c不选;
d.单位时间内,断裂3molC-H键的同时生成2molH-H键,都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,d不选;
故选b。
【小问3详解】
①该反应为气体分子数目增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,则图中的压强由大到小的顺序是p3>p2>p1;
②根据已知条件列出“三段式”,假设甲醇和水的起始物质的量为1mol,,
该反应的平衡常数Kx=。
【小问4详解】
①a.这种储氢方式将气体变为液体,便于运输,a正确;
b.储氢过程中氢气被氧化,被还原,b错误;
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”,c正确;
d.不确定是标况,不能确定氢气体积,d错误;
故选ac。
②储氢过程放热,80℃~120℃范围内升温平衡逆向移动;升温可能超过催化剂活性温度,导致催化剂活性降低;温度升高分解,导致浓度降低,催化加氢的转化率下降。
18. 环氧树脂因具备卓越的机械性能、绝缘性能以及对各类材料的优良粘结性能,在涂料、胶黏剂等领域已得到广泛应用。一种新型环氧树脂G的合成路线如下:
已知:2
回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为________,B的化学名称为________。
(2)C生成D的化学方程式为________(任写其中一种),D中官能团的名称为________。
(3)E的二氯代物有多种同分异构体,能同时满足以下条件的有________种。
①能发生银镜反应
②含苯环且苯环上有三个取代基
其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为________(写出其中一种即可)。
(4)与足量饱和溴水反应时,最多可消耗的物质的量为________。
(5)关于该合成路线,下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.由制成的聚丙烯塑料()无毒,可制成日常用品
b.化合物存在顺反异构现象
c.向盛有少量的试管中滴加溶液,可观察到白色沉淀
d.上述合成路线中,反应的原子利用率为100%
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 3-氯丙烯
(2) ①.
(或) ②. 醚键 碳氯键
(3) ①. 16 ②. 或
(4)
(5)ad
【解析】
【分析】A是丙烯,丙烯与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成B(CH2=CHCH2Cl),B再与HClO发生碳碳双键上的加成反应,生成的C为或,C与NaOH反应生成D(),苯酚与E()反应生成F,F与D反应生成G。
【小问1详解】
A是丙烯,丙烯与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成B(CH2=CHCH2Cl)为3-氯丙烯;
【小问2详解】
B(CH2=CHCH2Cl)与HClO发生碳碳双键上的加成反应,生成的C为或,C生成D的化学方程式为
或
D()官能团的名称为醚键,碳氯键;
【小问3详解】
E的二氯代物有多种同分异构体,
①能发生银镜反应,说明含有—CHO;
②含苯环且苯环上有三个取代基,若苯环上的三个取代基为—CHO、—CH2Cl、—Cl的同分异构体有10种,若苯环上的三个取代基为—CH2CHO、—Cl、—Cl的同分异构体有6种,所以一共有16种,其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为或;
【小问4详解】
中两个酚羟基的邻位都能与足量饱和溴水反应,所以最多可消耗的物质的量为;
【小问5详解】
a.A是丙烯,由制成的聚丙烯塑料()无毒,可制成日常用品,a正确;
b.化合物B(CH2=CHCH2Cl)左侧碳原子链接两个相同的氢原子,不存在顺反异构现象,b错误;
c. D()中没有氯离子,所以向盛有少量的试管中滴加溶液,无明显现象,c错误;
d.上述合成路线中,反应为加成反应,原子利用率为100% ,d正确;
答案为ad。
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