内容正文:
2025年湖北省新高考信息卷(一)
化学
本试卷共8页。全卷满分100分,考试用时75分钟。
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.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,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 N—14 O—16 Cl—35.5 K—39 Cu—64
一、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 中国古代文物蕴含着瑰丽的中华历史文化。下列文物的主要成分是高分子有机物的是
A. 明红地黄彩云龙纹罐 B. 战国龙凤虎纹丝绸
C. 越王勾践剑 D. 唐兽首玛瑙杯
2. 从海带中提取碘的实验过程如图所示。下列说法错误的是
A. 第①步会用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚
B. 第③步实现了海带灰中的可溶性硫酸盐、碳酸盐等与碘的分离
C. 第④步发生反应离子方程式为
D. 第⑤步振荡萃取后上层溶液依然显黄色,可能的原因是萃取液用量不足
3. 除去下列物质中的少量杂质所选用的试剂和方法均正确的是
物质
杂质
除杂试剂
操作方法
A
HCl
饱和溶液
洗气
B
苯
苯酚
饱和溴水
过滤
C
乙醇
水
生石灰
蒸馏
D
乙酸乙酯
乙酸
NaOH溶液
分液
A. A B. B C. C D. D
4. 下列化学用语或图示表达错误是
A. 的名称:3-甲基戊烷
B. 的VSEPR模型:
C. 中C原子杂化轨道的电子云轮廓图:
D. 的形成过程:
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2LCH3CHO中含有π键的数目为0.5NA
B. 1mol基态Ni原子中含有未成对电子数为3NA
C. 100mL8mol/L浓硝酸与6.4g的Cu完全反应转移的电子数目为0.2NA
D. 工业合成氨的反应通入14gN2和14gH2充分反应后生成NH分子的数目为NA
6. 脱落酸是抑制植物生长的激素,因能促使叶子脱落而得名,其结构如图所示。下列有关脱落酸的说法正确的是
A. 分子式为 B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 分子中含有3种官能团 D. 同分异构体的结构中不可能含有苯环
7. 下列离子方程式书写正确且与所给事实相符的是
事实
离子方程式
A
将溶液与氨水-混合溶液反应,生成沉淀
B
向新制氯水中加入少量石灰石可增强溶液的漂白性
C
用石膏可改良盐碱地
D
邻羟基苯甲醛可使溴水褪色
A. A B. B C. C D. D
8. 硫化硅分子式为,遇水会发生水解。下列推测不合理的是
A. 与硫化钠作用可生成
B. 在空气中可以被点燃
C. 的空间结构名称为V形
D. 水解产物可能为和
9. 某离子液体的结构如图所示,其中A、E、M、L、Q为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. 该物质可用作锂离子电池的电解质
10. 硫酸肼()是化工生产中常用的还原剂。实验室以尿素、次氯酸钠、氢氧化钠和稀硫酸为原料制备硫酸肼,实验装置如图所示(夹持仪器已省略)。已知肼长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解;硫酸肼微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、二氯乙烷等有机溶剂。下列说法错误的是
A. 左侧三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为
B. 装置B中过滤得到的产物硫酸肼可用无水乙醇洗涤
C. 装置B中二氯乙烷的作用仅为降低产物的溶解度,促进其析出
D. 若分液漏斗中溶液的滴速过快,则硫酸肼的产率偏低
11. 普鲁士蓝的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为,铁氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,在小立方体的顶点,在小立方体的棱上(图中未画出),两端均与相连,小立方体中心空隙可容纳。普鲁士蓝的摩尔质量为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 普鲁士蓝的化学式为 B. 与距离最近且相等的有8个
C. 该晶体中含有共价键、配位键和离子键 D. 普鲁士蓝的密度为
12. 三氟化氯()是极强助燃剂,能发生自耦电离:,其分子的空间构型如图,下列推测合理的是
A. 分子的中心原子杂化轨道类型为
B. 与反应生成和
C. 分子是含有极性键的非极性分子
D. 比更易发生自耦电离
13. 研究发现,在下可利用与在复合催化剂表面的相互转化实现的储存与释放,其中释放的机理如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程中碳原子的杂化方式未发生过改变
B. 该过程涉及极性键的断裂与形成
C. 相同温度下,通过调节压强可在该催化剂表面实现的储存
D. 该过程的总反应的化学方程式为
14. “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合高效制的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是
A. 相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B. 阴极反应:
C. 电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D. 阳极反应:
15. 已知某二胺是一种二元弱碱,在水中电离原理类似于氨。常温下,向溶液中滴加稀盐酸,测得溶液中、、的分布系数随pH的变化如图所示,已知。下列说法正确的是
A. 曲线①表示的分布系数随pH的变化
B. 点对应的溶液中存在关系式:
C. 的平衡常数
D. 常温下,将等体积、等物质的量浓度的溶液与稀盐酸混合,混合溶液中:
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2·6H2O)”的工艺流程如下:
(1)锶与钙元素同主族。金属锶应保存在_______中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。
(2)天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶,该过程的化学方程式为__________。
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是______。
(4)“重结晶”时蒸馏水用量(以质量比mH2O:mSrO表示)对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为____________,当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是_____。
质量mH2O:mSrO
4:1
5:1
6:1
7:1
8:1
9:1
10:1
Sr(OH)2·8H2O纯度%
98.64
98.68
98.65
98.64
98.63
98.63
98.65
Sr(OH)2·8H2O产率%
17.91
53.36
63.50
72.66
92.17
89.65
88.93
(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42-含量约为1%,“净化”过程中常使用SrCl2除杂,写出该过程的离子方程式__________。
(6)将精制氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间,下列判断MgCl2是否反应完全的最简易可行的方法是______(填标号)。
A 反应器中沉淀量不再增加 B 测定不同时间反应液pH
C 测定Sr2+浓度变化 D 向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
(7)若需进一步获得无水氯化锶,必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,此时获得产物化学式为________。
17. 道诺霉素是一种可以减缓或终止癌细胞生长的化疗药物,其中间体I的合成路线如图所示:
已知:①;
②。
请回答下列问题:
(1)有机物A的化学名称为_______。
(2)反应的目的是_______。
(3)反应的化学方程式为_______。
(4)有机物D中官能团的名称为_______。
(5)写出有机物F的结构简式:_______。
(6)有机物A有多种同分异构体,其中满足下列条件的有_______种。
①能发生银镜反应;②能与溶液发生显色反应。
(7)设计以苯甲醛和为原料合成的路线(选择碳原子数少于4的有机物作合成试剂,溶剂及无机试剂任选):_______。
18. 某化学兴趣小组利用如图所示实验装置(夹持及加热仪器已省略)在实验室制备并测定其纯度。
回答下列问题:
(1)与分液漏斗相比,使用滴液漏斗a的优点是_______。
(2)装置B中发生反应的离子方程式为_______。
(3)某同学认为该装置的设计有缺陷,改进措施为_______,否则会使产率偏低。
(4)测定所得样品的纯度:该小组同学认为可以利用一定质量的样品与过量在酸性条件下发生反应,再以淀粉溶液为指示剂,用标准溶液滴定生成的,测定样品的纯度。
①到达滴定终点时,溶液的颜色为_______。
②在接近滴定终点时,使用“半滴操作”可提高测定的准确度,其操作方法是将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,_______(请在横线上补全操作),继续摇动锥形瓶,观察溶液的颜色变化。
③在进行方案可行性分析时,实验发现在KI溶液和稀硫酸的混合溶液中加入溶液,最终得到了无色溶液而没有得到预设中的碘溶液,可能的原因是_______。
④有同学提出可以使用质量分析法测定样品的纯度:称量样品、,混合加热至质量不再改变,剩余固体的质量为,则样品的纯度为_______(用含m、n、p的代数式表示)。
19. 甲烷化反应即氢气和碳氧化物反应生成甲烷的反应,该反应有利于实现碳循环利用,涉及的反应如下。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)根据下表所给键能数据计算_______。
化学键
键能
745
436
413
463
(2)恒温条件下,向某刚性密闭容器中充入和,若只发生反应Ⅰ,下列事实能说明反应达到平衡状态是_______(填序号)。
A. 容器内和的物质的量之比不变
B. 容器内CO的体积分数不变
C. 容器内气体的密度不变
D. 相同时间内,每生成的同时生成
(3)在不同的压强下,按照的投料比进行投料,若只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ,测得的平衡转化率随温度的变化如图1所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②温度高于时,三条曲线几乎重合的原因是_______。
(4)恒温条件下,向某刚性密闭容器中充入和,已知起始压强为,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,平衡时的转化率为,的物质的量为,则反应Ⅰ的_______(用分压表示,分压=总压物质的量分数)。
(5)电解法可以直接将转化为(如图2所示),时,向阴极室加入KCl溶液,电解过程中和的法拉第效率[已知]随KCl溶液的浓度的变化如图3所示。
①生成的电极反应式是_______。
②结合图像,推测KCl可能的作用是_______。
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2025年湖北省新高考信息卷(一)
化学
本试卷共8页。全卷满分100分,考试用时75分钟。
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.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,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 N—14 O—16 Cl—35.5 K—39 Cu—64
一、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 中国古代文物蕴含着瑰丽的中华历史文化。下列文物的主要成分是高分子有机物的是
A. 明红地黄彩云龙纹罐 B. 战国龙凤虎纹丝绸
C. 越王勾践剑 D. 唐兽首玛瑙杯
【答案】B
【解析】
【详解】A.明红地黄彩云龙纹罐是陶瓷材质,属于无机非金属材料,A不符合题意;
B.战国龙凤虎纹丝绸主要成分是蛋白质,属于有机高分子材料,B符合题意;
C.越王勾践剑是青铜器,属于合金,C不符合题意;
D.唐兽首玛瑙杯是玛瑙材质,属于无机非金属材料,D不符合题意;
故选B。
2. 从海带中提取碘的实验过程如图所示。下列说法错误的是
A. 第①步会用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚
B. 第③步实现了海带灰中的可溶性硫酸盐、碳酸盐等与碘的分离
C. 第④步发生反应的离子方程式为
D. 第⑤步振荡萃取后上层溶液依然显黄色,可能的原因是萃取液用量不足
【答案】B
【解析】
【分析】由流程可知,①为坩埚中灼烧,②为溶解、浸泡,通过过滤以后,分离出含碘离子的溶液,④中将氧化为,方程式为:,⑤中加有机溶剂萃取、分液,⑥中蒸馏分离出碘,以此来解答。
【详解】A.灼烧海带需要用到酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角等,A项正确;
B.第③步中碘以的形式存在,过滤只能将不溶性杂质除去,不能使可溶性硫酸盐、碳酸盐等与碘分离,B项错误;
C.第④步是过氧化氢将碘离子氧化为碘单质,离子方程式为,C项正确;
D.第⑤步中加入萃取液后萃取液在下层,上层出现黄色可能是萃取液用量不足,D项正确;
故选B。
3. 除去下列物质中的少量杂质所选用的试剂和方法均正确的是
物质
杂质
除杂试剂
操作方法
A
HCl
饱和溶液
洗气
B
苯
苯酚
饱和溴水
过滤
C
乙醇
水
生石灰
蒸馏
D
乙酸乙酯
乙酸
NaOH溶液
分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.应用饱和溶液除去中的HCl,A项错误;
B.苯酚与饱和溴水反应生成的三溴苯酚能溶于苯,因此不能利用过滤方法除去,B项错误;
C.生石灰与水反应生成氢氧化钙,通过蒸馏的方法可分离出乙醇,C项正确;
D.乙酸乙酯在强碱性环境下容易水解,因此不能用氢氧化钠溶液除杂,D项错误;
故选C。
4. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 的名称:3-甲基戊烷
B. 的VSEPR模型:
C. 中C原子杂化轨道的电子云轮廓图:
D. 的形成过程:
【答案】B
【解析】
【详解】A.主链上有5个碳原子,3号位有1个甲基,名称为3-甲基戊烷,故A正确;
B.SO2的中心原子S原子的价层电子对数为2+,含有1对孤电子对,其VSEPR模型为,故B错误;
C.中C原子为sp3杂化,杂化轨道的电子云轮廓图:,故C正确;
D.为离子化合物,用电子式表示形成过程为:,故D正确;
答案选B
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2LCH3CHO中含有π键的数目为0.5NA
B. 1mol基态Ni原子中含有未成对电子数为3NA
C. 100mL8mol/L浓硝酸与6.4g的Cu完全反应转移的电子数目为0.2NA
D. 工业合成氨的反应通入14gN2和14gH2充分反应后生成NH分子的数目为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,乙醛为液态,无法计算11.2LCH3CHO的物质的量,A项错误;
B.基态Ni原子的价层电子排水式为3d84s2,含有2个未成对电子,1mol基态Ni原子中含有未成对电子数为2NA,B项错误;
C.100mL8mol/L浓硝酸与6.4g的Cu反应,由方程式Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知浓硝酸过量,6.4gCu即0.1molCu完全反应转移电子数目为0.2 NA,C项正确;
D.工业合成氨反应为可逆反应,0.5molN2与过量H2反应生成NH3分子的数目小于NA,D项错误;
故选C。
6. 脱落酸是抑制植物生长的激素,因能促使叶子脱落而得名,其结构如图所示。下列有关脱落酸的说法正确的是
A. 分子式为 B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 分子中含有3种官能团 D. 同分异构体的结构中不可能含有苯环
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据脱落酸的结构可知,脱落酸的分子式为,A项错误;
B.脱落酸中含有连接4个碳原子的饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能共平面,B项正确;
C.该分子中含有4种官能团,分别为酮羰基、羟基、羧基、碳碳双键,C项错误;
D.由脱落酸分子结构可知,其不饱和度为6,故其同分异构体的结构中可能含有苯环,D项错误;
故选B。
7. 下列离子方程式书写正确且与所给事实相符的是
事实
离子方程式
A
将溶液与氨水-混合溶液反应,生成沉淀
B
向新制氯水中加入少量石灰石可增强溶液的漂白性
C
用石膏可改良盐碱地
D
邻羟基苯甲醛可使溴水褪色
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中有氨水,因此不可能生成,正确的离子方程式为:,A错误;
B.可与氯气和水反应生成的HCl反应,而使氯气和水的反应平衡正向移动,增大HClO的浓度,可增强溶液的漂白性,B正确;
C.石膏的主要成分为,微溶于水,不能拆成离子形式,C错误;
D.溴水也可氧化邻羟基苯甲醛中的醛基,D错误;
故选B。
8. 硫化硅分子式为,遇水会发生水解。下列推测不合理的是
A. 与硫化钠作用可生成
B. 在空气中可以被点燃
C. 的空间结构名称为V形
D. 水解产物可能为和
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子类似于是CO2分子,由此推出与硫化钠作用可生成,故A正确;
B.分子,其中硅元素化合价为+4,硫元素化合价为-2价,故硫元素可以被空气中氧气氧化,因此可以被点燃,故B正确;
C.分子中成键电子对数为2,孤电子对数为0,因此为sp杂化类型,其空间结构名称为直线形,故C错误;
D.分子遇水后水解,其中硅元素化合价为+4,硫元素化合价为-2价,因此水解产物可能为和,故D正确;
故答案选C。
9. 某离子液体的结构如图所示,其中A、E、M、L、Q为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. 该物质可用作锂离子电池的电解质
【答案】A
【解析】
【分析】A和E形成单键,E最多形成四键,A、E、M、L、Q为元素周期表中原子序数依次增大的短周期主族元素,则A是H元素,E是C元素,M和C元素形成三个共价键,M最多形成了四个共建键,结合整个离子带一个正电荷,可推测M是N元素,L和Q形成一个共价键,可知L是F元素,Q最多形成6个共价键,且整个离子带一个负电荷,可推测Q是P元素,则A、E、M、L、Q分别是H、C、N、F、P等五种元素,据此分析解答。
【详解】A.经分析M、L 、E分别是N、F 、C三种元素,同周期元素从左到右,元素第一电离能呈增大趋势,N由于最高能级电子半满,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能:,故A错误;
B.经分析分别是F 、N、C三种元素,它们的氢化物沸腾需克服分子间作用力,HF、NH3能形成分子间氢键且HF分子间氢键更强,CH4不形成分子间氢键,故简单氢化物的沸点:,故B正确;
C.经分析分别是N、P、C三种元素,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性N>P>C,则最高价氧化物对应的水化物的酸性:,故C正确;
D.离子液体有自由移动的离子,可导电且不含水,可用作锂离子电池的电解质,故D正确。
答案A。
10. 硫酸肼()是化工生产中常用的还原剂。实验室以尿素、次氯酸钠、氢氧化钠和稀硫酸为原料制备硫酸肼,实验装置如图所示(夹持仪器已省略)。已知肼长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解;硫酸肼微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、二氯乙烷等有机溶剂。下列说法错误的是
A. 左侧三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为
B. 装置B中过滤得到的产物硫酸肼可用无水乙醇洗涤
C. 装置B中二氯乙烷的作用仅为降低产物的溶解度,促进其析出
D. 若分液漏斗中溶液的滴速过快,则硫酸肼的产率偏低
【答案】C
【解析】
【分析】本题为实验制备硫酸肼,由制备方案可知,装置A中尿素溶液和次氯酸钠、氢氧化钠混合溶液在催化剂存在的条件下反应制取肼,装置B中用硫酸吸收肼制备硫酸肼,由信息可知,肼易溶于水,不能直接通入水中,硫酸肼不溶于二氯乙烷,可用二氯乙烷防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液,装置C用于尾气处理。
【详解】A.左侧三颈烧瓶中加入了尿素、次氯酸钠和氢氧化钠,而右侧三颈烧瓶中加入了稀硫酸,可推测左侧三颈烧瓶中生成,然后将其通入右侧三颈烧瓶中制备硫酸肼,因此,左侧三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为,A项正确;
B.硫酸肼不溶于乙醇,故可用无水乙醇洗涤,B项正确;
C.肼中含有两个氨基,类比氨气的性质,应极易溶于水,可能发生倒吸现象,而右侧三颈烧瓶中二氯乙烷处于下层,还具有防倒吸的作用,C项错误;
D.肼具有还原性,若分液漏斗中的溶液滴速过快,过量的可将肼氧化而导致硫酸肼的产率偏低,D项正确。
故选C。
11. 普鲁士蓝的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为,铁氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,在小立方体的顶点,在小立方体的棱上(图中未画出),两端均与相连,小立方体中心空隙可容纳。普鲁士蓝的摩尔质量为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 普鲁士蓝的化学式为 B. 与距离最近且相等的有8个
C. 该晶体中含有共价键、配位键和离子键 D. 普鲁士蓝的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶胞中位于体心和棱上,的数目为,位于顶点和面心,的数目为,位于晶胞内,的数目为4,根据化合物中正、负化合价的代数和为零可知,晶胞中的数目为,则晶胞中、、与的数目之比为,故普鲁士蓝的化学式为,A项正确;
B.由晶胞体心的可看出,与距离最近且相等的有6个,B项错误;
C.该晶体中含有,碳氮键属于共价键;内界的与形成配位键;、和形成离子键,C项正确;
D.1个晶胞中含有4个、4个、4个、24个,而1个晶胞的体积为,则晶胞的密度为,D项正确;
故选B。
12. 三氟化氯()是极强助燃剂,能发生自耦电离:,其分子的空间构型如图,下列推测合理的是
A. 分子的中心原子杂化轨道类型为
B. 与反应生成和
C. 分子是含有极性键的非极性分子
D. 比更易发生自耦电离
【答案】D
【解析】
【详解】A.三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5,杂化方式不可能为sp2杂化,故A错误;
B.由三氟化氯是极强助燃剂可知,三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁,故B错误;
C.由图可知,三氟化氯是结构不对称的三角锥形分子,属于含有极性键的极性分子,故C错误;
D.溴元素的电负性小于氯元素,溴氟键的极性强于氯氟键,则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离,故D正确;
故选D。
13. 研究发现,在下可利用与在复合催化剂表面的相互转化实现的储存与释放,其中释放的机理如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程中碳原子的杂化方式未发生过改变
B. 该过程涉及极性键的断裂与形成
C. 相同温度下,通过调节压强可在该催化剂表面实现的储存
D. 该过程的总反应的化学方程式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.步骤Ⅱ→Ⅲ中,碳原子由杂化变为杂化,A项错误;
B.该过程中涉及极性键的断裂和极性键的形成,B项正确;
C.相同温度下,增大压强可使反应平衡向消耗氢气的方向移动,实现氢气的储存,C项正确;
D.由题图可知,入环为反应物、出环为生成物,该过程的总反应的化学方程式为,D项正确;
故选A。
14. “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合高效制的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是
A. 相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
B. 阴极反应:
C. 电解时通过阴离子交换膜向b极方向移动
D. 阳极反应:
【答案】A
【解析】
【分析】据图示可知,b电极上HCHO 转化为HCOO-,而HCHO 转化为HCOO-为氧化反应,所以b电极为阳极,a电极为阴极,HCHO为阳极反应物,由反应机理可知:反应后生成的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知,在生成HCOOH的同时还生成了H-,生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和:HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气,即2H--2e-=H2↑,阴极水得电子生成氢气:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【详解】A.由以上分析可知,阳极反应:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-,即转移2mol电子时,阴、阳两极各生成1molH2,共2molH2,而传统电解水:,转移2mol电子,只有阴极生成1molH2,所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍,故A错误;
B.阴极水得电子生成氢气,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;
C.由电极反应式可知,电解过程中阴极生成OH-,负电荷增多,阳极负电荷减少,要使电解质溶液呈电中性,通过阴离子交换膜向阳极移动,即向b极方向移动,故C正确;
D.由以上分析可知,阳极反应涉及到:①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2,②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,由(①+②)×2得阳极反应为:,故D正确;
答案选A。
15. 已知某二胺是一种二元弱碱,在水中的电离原理类似于氨。常温下,向溶液中滴加稀盐酸,测得溶液中、、的分布系数随pH的变化如图所示,已知。下列说法正确的是
A. 曲线①表示的分布系数随pH的变化
B. 点对应溶液中存在关系式:
C. 的平衡常数
D. 常温下,将等体积、等物质的量浓度的溶液与稀盐酸混合,混合溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.是一种二元弱碱,其在水中的电离原理类似于氨,则其电离方程式为、,由电离方程式可知,溶液的pH越小,越小,则曲线③表示的分布系数随pH的变化,A项错误;
B.曲线①、曲线②分别表示、的分布系数随pH的变化,点为曲线①与曲线②的交点,即点对应的溶液中,再由该溶液的电荷守恒式可知,,B项正确;
C.由题图可知,的电离平衡常数、,的平衡常数,C项错误;
D.两溶液混合后,产物为,的电离平衡常数,水解平衡常数,电离平衡常数大于水解平衡常数,因此的电离程度大于水解程度,即,D项错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2·6H2O)”的工艺流程如下:
(1)锶与钙元素同主族。金属锶应保存在_______中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。
(2)天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶,该过程的化学方程式为__________。
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是______。
(4)“重结晶”时蒸馏水用量(以质量比mH2O:mSrO表示)对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为____________,当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是_____。
质量mH2O:mSrO
4:1
5:1
6:1
7:1
8:1
9:1
10:1
Sr(OH)2·8H2O纯度%
98.64
98.68
98.65
98.64
98.63
98.63
98.65
Sr(OH)2·8H2O产率%
17.91
53.36
63.50
72.66
92.17
89.65
88.93
(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42-含量约为1%,“净化”过程中常使用SrCl2除杂,写出该过程的离子方程式__________。
(6)将精制氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间,下列判断MgCl2是否反应完全的最简易可行的方法是______(填标号)。
A 反应器中沉淀量不再增加 B 测定不同时间反应液pH
C 测定Sr2+浓度变化 D 向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
(7)若需进一步获得无水氯化锶,必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,此时获得的产物化学式为________。
【答案】 ①. 煤油 ②. SrSO4+4CSrS+4CO↑ ③. Ca(OH)2,MgO ④. 8:1 ⑤. 随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小 ⑥. SO42-+Sr2+= SrSO4↓ ⑦. B ⑧. SrCl2·H2O
【解析】
【分析】流程图可知:工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质,高温煅烧生成对应的氧化物SrO、CaO、MgO、BaO,SrO与水反应生成Sr(OH)2,CaO与水反应生成Ca(OH)2,微溶于水,BaO与水反应生成Ba(OH)2,MgO难溶于水;过滤后滤渣的主要成分为Ca(OH)2,MgO;锶与钙元素同主族,均活泼,所以保存在煤油中;SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶和CO;SrCl2除SO42-杂质利用的是沉淀法;氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁,由于溶液pH变化明显,最简单的方法是测定不同时间反应液的pH;根据脱水失重的比例计算出失水的物质的量,进而求出化学式。据此分析。
【详解】(1)锶与钙元素同主族,且锶的金属性大于钙,易与水、乙醇等物质反应,故金属锶应保存在煤油中;答案为:煤油;
(2)根据氧化还原反应原理可知SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶和CO,化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑;答案为:SrSO4+4CSrS+4CO↑;
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质,高温煅烧生成对应的氧化物CaO、MgO、BaO,CaO与水反应生成Ca(OH)2,微溶于水,BaO与水反应生成Ba(OH)2,MgO难溶于水;过滤后滤渣的主要成分为Ca(OH)2,MgO;答案为:Ca(OH)2,MgO;
(4)根据图表信息得质量比为8:1时Sr(OH)2·8H2O的纯度和产率均相对较高;当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小;答案为:8:1;随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小;
(5)“净化”过程中常使用SrCl2除SO42-杂质,以生成沉淀的方式除杂,离子方程式为SO42-+Sr2+= SrSO4↓;答案为:SO42-+Sr2+= SrSO4↓;
(6)氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁,由于溶液pH变化明显,最简单的方法是测定不同时间反应液的pH;答案为:B;
(7)SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,失重为H2O的质量。假设SrCl2·6H2O的物质的量1mol,质量为267g,在170℃下预脱水,失重33.7%,失重的质量为267g×33.7%=90g,则失水的物质的量为5mol,则此时产物的化学式为SrCl2·H2O;答案为:SrCl2·H2O;
【点睛】周期表中元素性质呈现周期性规律变化,钙、锶和钡都是第ⅡA族元素,且金属性依次增强,所以根据常见钙、钡的性质推导锶的性质是解答此题的关键。如第五问沉淀法除去硫酸根离子,保存用煤油保存等;第七问求化学式,方法均是求出各个微粒的物质的量之比即可,此处是根据失重求出减少的水的量,再根据前后系数关系正确书写化学式。
17. 道诺霉素是一种可以减缓或终止癌细胞生长的化疗药物,其中间体I的合成路线如图所示:
已知:①;
②。
请回答下列问题:
(1)有机物A的化学名称为_______。
(2)反应的目的是_______。
(3)反应的化学方程式为_______。
(4)有机物D中官能团的名称为_______。
(5)写出有机物F的结构简式:_______。
(6)有机物A有多种同分异构体,其中满足下列条件的有_______种。
①能发生银镜反应;②能与溶液发生显色反应。
(7)设计以苯甲醛和为原料合成的路线(选择碳原子数少于4的有机物作合成试剂,溶剂及无机试剂任选):_______。
【答案】(1)2,5-二羟基苯甲醛
(2)保护酚羟基 (3)
(4)醚键、酮羰基(或羰基)
(5) (6)8
(7)
【解析】
【分析】A中酚羟基被转化为甲氧基得到B,B发生已知①反应原理转化为C,结合C化学式,C为,结合D化学式,可知C中碳碳双键和氢气加成得到D:,D转化为E,E转化为F,F发生已知②反应原理转化为G,由G逆向推出F为;G中甲氧基转化为酚羟基得到H,H生成I;
【小问1详解】
由A的结构简式,A的化学名称为2,5-二羟基苯甲醛。
【小问2详解】
酚羟基被转化为甲氧基,在G→H转化中甲氧基重新变为酚羟基,说明A→B的目的是保护酚羟基;
【小问3详解】
由分析,B发生已知①反应原理转化为C:,结合质量守恒,还会生成水,则反应B→C的化学方程式为。
【小问4详解】
D的结构简式为,含有的官能团为醚键和酮羰基。
【小问5详解】
由分析,F为。
【小问6详解】
A除苯环外含有1个碳、3个氧、1个不饱和度;能发生银镜反应的有和,能与溶液发生显色反应的为酚羟基。若苯环上的取代基为1个和2个,则苯环上3个取代基中2个相同,会有6种不同的结构,除去A本身,还有5种;若苯环上的取代基为1个和1个,则有邻间对3种不同的结构。综上可知,满足条件的A的同分异构体共有8种。
【小问7详解】
苯甲醛和发生反应原理转化为,再和乙二醇发生反应原理生成,其中碳碳双键发生加成得到目标产物,故为:。
18. 某化学兴趣小组利用如图所示实验装置(夹持及加热仪器已省略)在实验室制备并测定其纯度。
回答下列问题:
(1)与分液漏斗相比,使用滴液漏斗a的优点是_______。
(2)装置B中发生反应的离子方程式为_______。
(3)某同学认为该装置的设计有缺陷,改进措施为_______,否则会使产率偏低。
(4)测定所得样品的纯度:该小组同学认为可以利用一定质量的样品与过量在酸性条件下发生反应,再以淀粉溶液为指示剂,用标准溶液滴定生成的,测定样品的纯度。
①到达滴定终点时,溶液的颜色为_______。
②在接近滴定终点时,使用“半滴操作”可提高测定的准确度,其操作方法是将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,_______(请在横线上补全操作),继续摇动锥形瓶,观察溶液的颜色变化。
③在进行方案可行性分析时,实验发现在KI溶液和稀硫酸的混合溶液中加入溶液,最终得到了无色溶液而没有得到预设中的碘溶液,可能的原因是_______。
④有同学提出可以使用质量分析法测定样品的纯度:称量样品、,混合加热至质量不再改变,剩余固体的质量为,则样品的纯度为_______(用含m、n、p的代数式表示)。
【答案】(1)平衡压强,使浓盐酸顺利滴落,同时可防止浓盐酸挥发外泄
(2)
(3)在A、B装置间增加盛有饱和食盐水洗气瓶
(4) ①. 无色 ②. 用洗瓶以少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁 ③. 酸性条件下,的氧化性较强,可以将氧化到比0价更高的价态 ④.
【解析】
【分析】利用A装置制取氯气,方程式为:,氯气进入B 装置发生反应:。据此分析作答。
【小问1详解】
滴液漏斗可平衡压强,使浓盐酸顺利滴落,同时可防止浓盐酸挥发外泄。
小问2详解】
将生成的通入装置B内制备,发生反应的离子方程式为。
【小问3详解】
因为浓盐酸有挥发性,会使反应生成的中混有HCl,进而使产率偏低,所以需在装置A、B间增加盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去中混有的。
【小问4详解】
①与过量在酸性条件下发生反应,再加入淀粉溶液作指示剂,溶液变为蓝色,用标准溶液滴定,到达终点时,溶液变成无色。
②“半滴操作”的操作方法是将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,用洗瓶以少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,继续摇动锥形瓶,观察溶液的颜色变化。
③酸性条件下,的氧化性较强,可以将氧化到比0价更高的价态,所以得到了无色溶液而没有得到预设中的碘溶液。
④作为催化剂,在加热条件下催化分解,化学方程式为,产生的的质量为,根据化学方程式计算出的质量为,所以样品的纯度为。
19. 甲烷化反应即氢气和碳氧化物反应生成甲烷的反应,该反应有利于实现碳循环利用,涉及的反应如下。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)根据下表所给键能数据计算_______。
化学键
键能
745
436
413
463
(2)恒温条件下,向某刚性密闭容器中充入和,若只发生反应Ⅰ,下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. 容器内和的物质的量之比不变
B. 容器内CO的体积分数不变
C. 容器内气体的密度不变
D. 相同时间内,每生成的同时生成
(3)在不同的压强下,按照的投料比进行投料,若只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ,测得的平衡转化率随温度的变化如图1所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②温度高于时,三条曲线几乎重合的原因是_______。
(4)恒温条件下,向某刚性密闭容器中充入和,已知起始压强为,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,平衡时的转化率为,的物质的量为,则反应Ⅰ的_______(用分压表示,分压=总压物质的量分数)。
(5)电解法可以直接将转化为(如图2所示),时,向阴极室加入KCl溶液,电解过程中和的法拉第效率[已知]随KCl溶液的浓度的变化如图3所示。
①生成的电极反应式是_______。
②结合图像,推测KCl可能的作用是_______。
【答案】(1) (2)D
(3) ①. ②. 温度高于时,反应Ⅱ为主反应,反应Ⅱ为反应前后气体分子数不变的反应,故的平衡转化率不受压强影响
(4)
(5) ①. ②. KCl可以抑制在阴极上得到电子,提高的法拉第效率
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅲ中断裂键及键的同时生成键及键,。
【小问2详解】
反应达到平衡状态的标志为“变量不变”。设达到平衡时生成的物质的量为,则有:,。
A.容器内和的物质的量之比始终不变,不是变量,A项错误;
B.CO的体积分数,容器内CO的体积分数始终不变,不是变量,B项错误;
C.刚性容器的体积不变,气体的总质量也不变,故容器内气体的密度为定值,C项错误;
D.相同时间内,每生成的同时生成,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D项正确。
故选D。
【小问3详解】
①反应Ⅱ为反应前后气体分子数不变的反应,恒温条件下,增大压强,平衡不移动;反应Ⅲ为反应前后气体分子数减少的反应,恒温条件下,增大压强,平衡正向移动,的平衡转化率增大。综上可知,恒温条件下,增大压强,的平衡转化率增大,故。
②温度高于时,三条曲线几乎重合,说明此时压强对平衡转化率几乎没有影响,说明此时反应Ⅱ为主反应。
【小问4详解】
用元素守恒法求解,设平衡时转化的CO的物质的量为,生成的和的物质的量分别为、,则有:,根据C元素守恒有,根据O元素守恒有,根据H元素守恒有,联立方程式解得、、。恒温恒容条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,起始时气体的总物质的量为,压强为,说明每气体对应的压强为,则反应Ⅰ的。
【小问5详解】
①阴极上得到电子转化为,电极反应式是。
②由题图3可知,随着KCl溶液的浓度的增大,的法拉第效率减小,是由阴极的得到电子生成的,与生成的反应形成竞争,加入KCl溶液可以抑制在阴极上得到电子,提高的法拉第效率。
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