内容正文:
大庆实验中学实验二部2022级高三得分训练(四)
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 泱泱中华,历史何其悠久,文明何其博大。文物筑牢文明之基,国务院设立每年6月的第二个星期六为文化和自然遗产日,国家文物局将今年的活动主题定为“保护文物传承文明”。下列文物的材质属于无机非金属材料的是
A.商代玉凤
B.汉竹简
C.蓝印花布
D.民国武员外五绺髯皮影
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.商代玉凤材料为玉石,属于无机非金属材料,A正确;
B.汉竹简成分为纤维素,属于有机高分子材料,B不符合;
C.蓝印花布成分属于纤维素,属于有机高分子材料,C不符合;
D.民国武员外五绺髯皮影成分为蛋白质,属于有机高分子材料,D不符合;
答案选A
2. 下列化学用语或图示表示不正确的是
A. 气态二聚氟化氢分子[]:
B. 2-甲基-3-乙基戊烷的键线式:
C. ,Ⅰ和Ⅱ是同一物质
D. 晶体的微观投影图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HF分子间存在氢键,气态二聚氟化氢分子[]结构为:,A正确;
B.根据烷烃的命名规则,的名称为:2-甲基-3-乙基戊烷,B正确;
C.,Ⅰ和Ⅱ互为镜像异构,I和II是两种不同的物质,属于同分异构体,C错误;
D.晶体中每个Si原子周围与四个O原子成键,六个Si和六个O原子围成一个环,微观投影图:,D正确;
答案选C。
3. 下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A. 煤通过干馏得到煤油 B. 石油通过分馏得到乙烯
C. 油脂通过皂化反应得到甘油 D. 淀粉通过水解得到乙醇
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤干馏主要产物是焦炭、煤焦油、煤气等,而煤油属于石油分馏的产物,A错误;
B.石油分馏只能分离出汽油、柴油等馏分,乙烯需通过石油的裂解(非分馏)制得,B错误;
C.油脂皂化反应是油脂在碱性条件下的水解,产物为甘油和高级脂肪酸盐(肥皂),C正确;
D.淀粉水解最终生成葡萄糖,需进一步发酵才能生成乙醇,D错误;
故选C。
4. 实验室中可用下图流程制备晶体,为阿伏加德罗常数。下列说法错误的是
A. 当标况下消耗的体积为11.2L时,理论上有64g铜溶解
B. 1mol 离子中键的数目为16
C. 0.1mol/L的溶液中,数目为0.2
D. 若生成1mol ,转移的电子数为2
【答案】C
【解析】
【详解】A.当标况下消耗的体积为11.2L时,转移2mol电子,根据得失电子守恒,理论上有1mol铜溶解,即有64g铜溶解,故A正确;
B.中N-H键、NH3与Cu2+的配位键是键,1mol 离子中键的数目为16,故B正确;
C.没有明确溶液体积,不能计算0.1mol/L的溶液中数目,故C错误;
D.铜元素化合价由0升高为+2,若生成1mol ,转移的电子数为2,故D正确;
选C。
5. 属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A. 二聚体分子中Be的杂化轨道类型为
B. 单体分子的空间结构为直线形
C. 多聚体分子中存在配位键
D. Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
【答案】A
【解析】
【详解】A.二聚体分子中,Be周围有三个成键电子对,孤对电子对为0,为平面三角形,Be的杂化轨道类型为sp2,A错误;
B.Be的成键电子对为2,孤对电子对为0,故分子的空间结构为直线形,B正确;
C.多聚体分子中氯提供孤对电子,Be提供空轨道,形成配位键,C正确;
D.Be的价电子为2s2,为全满状态,故的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,D正确;
答案选A。
6. 加入可提高电池性能。该电池放电时某电极区域的物质转变过程如图。下列说法错误的是
A. 该电极放电时发生还原反应
B. 电路中每转移2mol ,生成1mol
C. SOICl和是反应过程中的中间产物
D. “步骤3”的反应为
【答案】B
【解析】
【详解】A.从物质转变过程图可知,该电极处SOCl2得到电子转化为其他物质,发生还原反应,A 选项正确;
B.总反应为4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,每转移4mol电子生成1molSO2,所以电路中每转移2mol电子,生成0.5molSO2,B选项错误;
C.从图中可以看出SOICl和I-在反应过程中先生成,后又参与反应被消耗,中间产物,C选项正确;
D.根据图中“步骤3”的物质转化关系,结合元素守恒和电荷守恒,可以写出反应方程式,D选项正确;
答案选B
7. 依据下列实验现象或实验目的,对应离子反应方程式正确的是
A. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
B. 证明对的配位能力强于:
C. 溴乙烷在热烧碱溶液中水解:
D. 联氨()是一种二元弱碱,在水溶液中发生水解的离子方程式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.草酸与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,草酸是弱酸不能拆成离子,反应的离子方程式为,A错误;
B.证明氨分子对铜离子的配位能力强于水分子的反应为氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为,B错误;
C.溴乙烷在热烧碱溶液中水解生成乙醇和NaBr,反应的离子方程式为:,C正确;
D.是强酸弱碱盐,水解显酸性,在水溶液中发生水解的离子方程式:,D错误;
答案选C。
8. 铼(Re)被誉为21世纪的超级金属,广泛应用于航天航空领域。一种由铼钼废渣(主要含、、和)为原料提取铼的工艺流程图如图:
已知:
①焙烧后的产物中有、,均难溶于水;
②硫酸酸浸后,生成、
③离子交换中采用阴离子交换树脂,存在平衡:(有机相)(有机相)
下列说法不正确的是
A. 已知Re和Mn同族,它们位于元素周期表d区
B. 若焙烧产物中无硫单质,则参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为19∶4
C. 洗脱步骤中,使用的试剂A可能是溶液
D. 已知混合液中存在反应,则“酸化”过程中溶液的pH越大,离子交换后铼的提取率越高
【答案】D
【解析】
【分析】铼钼废渣(主要含ReS2、MoS2、FeS2和SiO2)加入CaO在空气中焙烧得到Ca(ReO4)2、CaMoO4、、,加硫酸酸浸,生成、、Fe3+和滤渣(硫酸钙与硅酸),调pH除铁离子,酸化后利用离子交换将铼转移至有机相,加入氯化铵洗脱,得到,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品,据此分析;
【详解】A.Mn核外价电子排布式为3d54s2,位于d区,与Mn同族,Re也位于d区(Re是75号元素,核外价电子排布式为5d56s2,位于d区),A正确;
B.焙烧后转化为,化学方程式为4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4,氧化剂(O2)与还原剂(ReS2)的物质的量之比为19∶4,B正确;
C.根据分析可知,洗脱步骤中,使用的试剂A可能是溶液,C正确;
D.已知混合液中存在反应,则“酸化”过程中溶液的pH越大,c(H+)越少,平衡逆向移动,使Mo元素转变为阴离子,被阴离子交换树脂吸附,从而降低Re的提取率,D错误;
故选D。
9. 原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、M,在一定条件下形成结构如图所示的一种团簇分子。X是宇宙中含量最多的元素,Y元素基态原子的价层电子排布是,Z元素基态原子最外层电子数与最内层电子数相等,M元素基态原子最外层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是
A. 该团簇分子的分子式为 B. 基态原子第一电离能:Y>Z>M
C. 工业上主要采用电解水溶液法制备M的单质 D. 常温下Z的单质能溶于水
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期元素,X是宇宙中含量最多的元素,X是H元素;Y元素基态原子的价层电子排布是,n=2,Y是O元素;Z元素基态原子最外层电子数与最内层电子数相等,Z是Mg元素;M元素基态原子最外层电子数等于其电子层数,M是Al元素,据此回答。
【详解】A.由团簇分子结构可知,该团簇分子分子式为,A错误;
B.同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA、ⅤA族大于同周期相邻元素,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,所以基态原子第一电离能Y>Z>M,B正确;
C.M为Al,是活泼金属,工业上用电解熔融的Al2O3来制取Al单质,C错误;
D.常温下Mg单质不与水反应,也不能溶于水,D错误;
答案选B。
10. 根据下列实验方案、现象,结论正确的是
选项
实验方案及现象
实验结论
A
常温下,将铁片放入浓硝酸中没有明显现象
常温下,Fe与浓硝酸不反应
B
向亚硫酸钠试样中滴入盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
试样已氧化变质
C
室温下,用pH计分别测定等浓度的溶液和溶液的pH,前者大于后者
中O—H键的极性更强
D
1-溴丁烷和NaOH醇溶液混合后加热,将产生的气体通过酸性溶液,酸性溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,将铁片放入浓硝酸中没有明显现象,是因为浓硝酸使铁片钝化,即在铁片表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止浓硝酸与内部金属进一步反应,并不是没有反应,A不符合题意;
B.酸性溶液中ClO-离子氧化亚硫酸根离子,生成白色沉淀为硫酸钡,不能证明试样已氧化变质,B不符合题意;
C.pH值越大,溶液中H+浓度越小,用pH计分别测定等浓度的溶液和溶液的pH,前者大于后者,说明等浓度的情况下,电离出的氢离子数小于电离出的氢离子数,即酸性大于,则中O—H键的极性更强,C符合题意;
D.挥发的乙醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化,则酸性KMnO4溶液褪色,不能说明1-溴丁烷发生了消去反应,故D不符合题意;
故选C。
11. 某大学实验室研究出一种微生物电解池产甲烷技术(原理如图所示),它以微生物为催化剂,以外界输入的较小电能为能量来源,将乙酸、地沟油等有机物转化为甲烷,电解池工作时,下列叙述正确的是
A. 该生物电解池在高温环境下能够加快反应速率
B. 若有机物为乙酸,则a电极为阴极
C. a电极产生16mol电子时,b电极产生的甲烷气体少于32g
D. 在电场驱动下由b电极通过中间隔膜迁移至a电极
【答案】C
【解析】
【详解】A.高温环境下生物催化剂活性细菌失去活性,不具有催化作用,反应速率会降低,A错误;
B.乙酸生成CO2发生氧化反应,a电极为阳极,B错误;
C.b极上发生CO2+8H++8e-=CH4+2H2O和8H++8e-=4H2两个反应,若只有CO2+8H++8e-=CH4+2H2O反应发生,16mol电子生成2molCH4,质量为32g,还有8H++8e-=4H2发生,故生成的甲烷的质量少于32g,C正确;
D.电解过程中阳离子向阴极移动,H+通过交换膜向b电极迁移,D错误;
答案选C。
12. 对甲氧基乙酰苯胺是合成染料和药物的中间体,其逆合成分析如下:
已知:①X的碱性强于苯胺;②苯的硝化反应为亲电取代,苯环电子云密度越大,越有利于邻、对位的取代。
下列说法正确的是
A. W的碱性强于X的碱性
B. Y可以通过氧化反应转化为X
C. Z转化为Y的反应比苯的硝化反应更难发生
D. 乙酸也可以使用乙酸酐替代
【答案】D
【解析】
【分析】由逆合成分析可知,硝化反应得到,还原得到,与乙酸反应得到对氧甲基乙酰苯胺。
【详解】A.X结构中含有氨基,具有碱性,W结构中含有的是酰胺基,碱性弱于X,A错误;
B.Y中有硝基,X中含有氨基,硝基转化为氨基通过还原反应得到,B错误;
C.苯的硝化反应为亲电取代,苯环电子云密度越大,越有利于邻、对位的取代,Z中有甲氧基,甲氧基对苯环的影响使苯环邻、对位上H原子容易被取代,Z转化为Y的反应比苯的硝化反应更容易发生,C错误;
D.X与乙酸反应得到W,X与乙酸酐反应也可以生成W,乙酸也可以使用乙酸酐替代,D正确;
答案选D。
13. 和两种温室气体的共活化转化对实现碳中和有重要意义,它们和反应可以生成乙酸乙烯酯()已知: △H。在密闭容器中,不同压强下三种气体按物质的量之比为1∶1∶1发生反应,平衡时乙酸乙烯酯的物质的量分数随温度变化曲线如图1.
下列说法正确的是
A.
B. 若上述反应在低温下才能自发,则反应达平衡后,升高温度有利于生成乙酸乙烯酯
C. 在600K、100kPa下,反应经t min后达平衡,此时间段内分压的平均变化率为30/t
D. 若和在不同催化剂作用下生成乙酸的反应历程如图2(*表示吸附态)所示,则除吸附与脱附外,两种反应历程均分2步进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应,相同温度下,压强增大,平衡正向移动,产物的物质的量分数增大,因此压强p1>100kPa,A错误;
B.反应的∆S<0,在低温下才能自发,说明∆H<0,反应为放热反应,则反应达平衡后,升高温度平衡逆向移动,不利于生成乙酸乙烯酯,B错误;
C.CO2的初始分压为100kPa,反应达到平衡时,乙酸乙烯酯的物质的量分数为0.9,则反应物的总物质的量分数为0.1,又因为反应物起始物质的量与化学计量数相等,则各反应物的物质的量分数为,因此各反应物的分压均为100kPa,故此时间段内CO2的分压平均变化率为=30/t (),C正确;
D.若和在不同催化剂作用下生成乙酸的反应历程,除吸附与脱附外,两种反应历程均分3步进行,D错误;
答案选C。
14. 是一种新型钠离子电池的正极材料,其相对分子质量为,如图立方体是其晶胞的1/8(未画出)。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为
B. 晶体中与每个距离最近且相等的有12个
C. 晶体的密度为
D. 可能在每个立方体的中心位置
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶体结构得到每个立方体中Fe3+有4,Fe2+有4,CN-有12,再结合电荷守恒,可知每个立方体的K+有0.5个,即晶胞中Fe3+有8,Fe2+有8,CN-有8,K+有0.5×8=4个,则化学式可以表示为,A错误;
B.以位于顶点的为研究对象,与距离最近且等距离的CN-有6个,分别位于的上下左右前后,B错误;
C.根据晶体结构得到每个立方体中Fe3+有4,Fe2+有4,CN-有12,K+有0.5个,晶体的密度表达式是=,C正确;
D.若K+位于每一个立方体的中心位置,则晶胞中K+的数目为8,据A项分析可知,晶胞中K+的数目为4,D错误;
答案选C。
15. 某实验小组用溶液或溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。假定滴定过程无生成。
已知:,25℃时,的,。下列说法正确的是
A. 溶液中存在:
B. b点所得溶液中:
C. 滴加溶液至中性时,溶液中:
D. f点所得溶液中,
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ka1、Ka2和Kw只与温度有关,25°C时=1.85+7.19<pKw=14,A错误;
B.b点时pH=1.85,c(H+)=10-1.85mol/L,=1.85,Ka1=10-1.85,Ka1==10-1.85,得出,根据物料守恒,溶液中+c()=0.1mol/L,加入HCl溶液后总体积变大,+c()<0.1mol/L,由于,则:,B正确;
C.滴加溶液至中性时,c(H+)=1.0×10-7mol/L,,得出Ka2=1.0×10-7.19,Ka2==10-7.19,c(H+)=1.0×10-7mol/L ,得出-0.19,,C错误;
D.f点的溶液中溶质只有Na2SO3,少量的亚硫酸根离子水解,溶液中离子浓度关系为:,D错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见价态有+3、+4,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。铈(Ce)的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有广泛应用。以氟碳铈矿(含、BaO、等)为原料制备的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Ce为58号元素,它在元素周期表中的位置为___________。
(2)“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和。写出“氧化焙烧”时发生的化学反应方程式:___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A. 中氟元素对应的氟原子基态的电子排布式为
B. “焙烧”中常采用高压空气、逆流操作
C. 酸浸过程中可以用稀盐酸代替稀硫酸
D. 已知室温下,,向水层中加入NaOH溶液,pH等于8时,完全生成沉淀(溶液中离子浓度时,可认为已除尽);
(4)“系列操作”包含如图几个过程:
已知:不能溶于有机物TBP;能和很多金属离子形成较为稳定的配合物,如能与结合成,也能与结合成;能溶于有机物TBP,且存在反应。“滤液A”中加入有机物TBP,该分离提纯方法的名称是___________。“有机层B”中发生反应的离子方程式为___________。洗氟液中添加的作用是___________。
(5)二氧化铈()作为一种脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,能将NO氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物[]。铈氧化物发生的可能变化如图所示。当1mol 氧化标准状况下5.6L NO后,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为___________。
【答案】(1)第六周期第ⅢB族
(2) (3)CD
(4) ①. 萃取 ②. ③. 铝离子能与氟离子结合成,推动萃取平衡正向移动
(5)2∶2∶7
【解析】
【分析】氟碳铈矿主要含CeFCO3、BaO、SiO2等,在富氧空气中“氧化焙烧”生成CeO2、CeF4和CO2,熔渣中加入硫酸“酸浸”时,BaO与H2SO4反应生成BaSO4,CeO2、CeF4转化成CeF3+,过滤后,滤液经系列操作,CeF3+转化成Ce3+,加入NaOH调节pH使Ce3+转化成Ce(OH)3沉淀,过滤后滤渣中加入NaClO将Ce(OH)3氧化成Ce(OH)4,煅烧Ce(OH)4得到CeO2。
【小问1详解】
Ce为58号元素,铈元素(Ce)是镧系金属,它在元素周期表中的位置为第六周期第ⅢB族。故答案为:第六周期第ⅢB族;
【小问2详解】
“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和。“氧化焙烧”时与氧气发生反应生成CeO2、CeF4和CO2,化学反应方程式:。故答案为:;
小问3详解】
A.F的原子序数为9,中氟原子基态的电子排布式为,故A正确;
B. “焙烧”中常采用高压空气、逆流操作,以增大气体与固体的接触面积,使其充分反应,故B正确;
C.盐酸具有挥发性和还原性,酸浸过程中不可以用稀盐酸代替稀硫酸,防止盐酸挥发腐蚀设备,被Ce4+氧化为氯气,故C错误;
D.向水层中加入NaOH溶液,pH等于8时,c(OH-)=10-6mol·L-1,c()= =10-2mol·L-1>,不能沉淀完全,故D错误;
故答案为:CD;
【小问4详解】
“滤液A”中加入有机物TBP,能溶于有机物TBP,该分离提纯方法的名称是萃取。“有机层B”中发生与双氧水反应生成Ce3+和氧气,反应的离子方程式为。洗氟液中添加的作用是铝离子能与氟离子结合成,推动萃取平衡正向移动。故答案为:萃取;;铝离子能与氟离子结合成,推动萃取平衡正向移动;
【小问5详解】
当1mol 氧化标准状况下5.6L NO后,转移电子数为 =0.5mol,根据得失电子守恒可知有0.5mol+4价铈降到+3价,令x=0.5mol,得y=1mol-0.5mol=0.5mol,由化合价代数和为0,可得2z=0.5mol×3+0.5mol×4=3.5mol,z=1.75mol,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为0.5mol∶0.5mol∶1.75mol=2∶2∶7。故答案为:2∶2∶7。
17. Heck反应是构建有机物C-C键的重要方法之一,实验室利用水相Heck反应合成3-苯基丙烯酸并测定其纯度的原理、步骤如下。
Ⅰ.3-苯基丙烯酸的制备:
实验原理:
实验步骤:
步骤ⅰ:在三颈烧瓶中加入17mg醋酸钯和38mg三聚氰胺,再加入50mL蒸馏水,室温搅拌6min;
步骤ⅱ:移取1.7mL(0.015mol)碘苯和1.2mL(0.018mol)丙烯酸,加入三颈烧瓶中,再缓慢加入3.2g 固体,在220℃下反应、回流45min;
步骤ⅲ:趁热过滤,将滤液转移至250mL烧杯中,搅拌下加入45mL 1盐酸,析出白色固体,减压过滤,用少量冷水洗涤,置于烘箱中烘干,称重。
Ⅱ.3-苯基丙烯酸纯度的测定:
①标定NaOH溶液的浓度:在锥形瓶中加入25.00mL 0.05mol/L的溶液,加入2~3滴指示剂,用待标定的NaOH溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗NaOH溶液的体积为a mL。
②在另一个锥形瓶中加入m g 3-苯基丙烯酸和10mL无水乙醇,再加入10mL蒸馏水、2~3滴指示剂,用已经标定浓度的NaOH溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗NaOH溶液的体积为b mL。
回答下列问题:
(1)制备过程中,所使用的三颈烧瓶的规格为___________mL。
A. 50 B. 100 C. 250 D. 500
(2)步骤ii中,加入固体的作用是___________。
(3)纯度的测定过程中,两次滴定均可使用___________作指示剂,滴定终点的现象为___________。
(4)纯度测定过程中,配制待标定的NaOH溶液时用到的仪器有___________ (填仪器名称),从下列仪器中选择。
A. B. C. D.
(5)纯度的测定过程中,涉及以下实验操作,其中操作规范的是___________。
a. b. c. d.
(6)3-苯基丙烯酸(摩尔质量为148g/mol)的纯度为___________(用含m、a、b的百分数表达式表示)。
(7)以下操作导致3-苯基丙烯酸纯度测定结果偏低的是___________。
A. 配制待标定的NaOH溶液时,称量时间过长
B. 标定NaOH溶液的浓度时,滴定管水洗后未用NaOH溶液润洗
C. 摇动锥形瓶时3-苯基丙烯酸溶液滴到锥形瓶外
D. 滴定3-苯基丙烯酸时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1)B (2)提供碱性条件,使反应正向进行,提高产率(或答消耗生成的HI,促使反应正向进行,提高产率)
(3) ①. 酚酞 ②. 当滴入最后半滴NaOH溶液,锥形瓶内溶液颜色由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色
(4)量筒、烧杯 (5)acd
(6)(或) (7)BC
【解析】
【分析】碘苯和丙烯酸发生取代反应生成3-苯基丙烯酸和HI,碳酸钠的作用是与生成的HI反应,使反应向正反应方向进行,提高产率,同时会与3-苯基丙烯酸反应生成3-苯基丙烯酸钠,后续再酸化生成3-苯基丙烯酸;
【小问1详解】
在该实验中一共需要加入液体体积约为52.9mL,三颈烧瓶使用时装入的液体体积不宜少于容积的,不宜多于容积的,所以容积规格最合适的为100mL,故答案为:B;
【小问2详解】
由分析可知,Na2CO3可与3-苯基丙烯酸以及HI反应,减少生成物HI的量,使反应正向进行,提高产率;
【小问3详解】
两次滴定均是强碱滴定弱酸,滴定终点溶液呈碱性,选择酚酞为指示剂;则滴定终点的现象为当滴入最后半滴NaOH溶液,锥形瓶内溶液颜色由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色;
【小问4详解】
配制待标定的NaOH溶液时用到的仪器有量筒、烧杯即可;
【小问5详解】
用NaOH滴定H2C2O4、3-苯基丙烯酸,用碱式滴定管滴定,c是碱式滴定管排气泡操作,d是滴定中的操作,a是接近终点时,滴入最后半滴的操作,b是酸式滴定管,不能使用,故答案是a、c、d;
【小问6详解】
由关系式:2NaOH~H2C2O4可知c(NaOH)==,3-苯基丙烯酸是一元酸,则关系式:NaOH~3-苯基丙烯酸,得到n(3-苯基丙烯酸)=,则样品纯度为:(或);
【小问7详解】
A.NaOH是待标定的溶液,配制待标定的NaOH溶液时,称量时间过长,NaOH具有吸水性,造成所称量的NaOH质量减少,标定出的NaOH浓度偏小,滴定时消耗的NaOH体积偏多,对滴定结果无影响,A不符合;
B.标定NaOH溶液的浓度时,滴定管水洗后未用NaOH溶液润洗,造成标定的NaOH浓度偏小,结果偏低,B符合;
C.摇动锥形瓶时3-苯基丙烯酸溶液滴到锥形瓶外,溶质质量减小,消耗的NaOH溶液体积小,结果偏低,C符合;
D.滴定3-苯基丙烯酸时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,消耗的NaOH体积偏大,结果偏高,D不符合;
答案选BC。
18. 近年来页岩气的开发让丙烷的产量进一步上升,将丙烷转化为高附加值产品丙烯是实现碳基能源高效利用的关键技术之一,具有广阔的使用前景及巨大的经济效益。请回答下列问题:
【方法一】丙烷在催化条件下直接脱氢。
反应Ⅰ:
(1)已知:
化学键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/
348
615
413
436
计算丙烷直接脱氢反应的___________,该反应在___________(选填“高温”、“低温”、“任何温度下”)条件下能自发进行。
(2)为提高丙烯的产率,设计了一种管状反应器,工作原理如图所示,该反应器能提高丙烯产率的原因是___________。
(3)已知、,其中、为速率常数。883K,100kPa时,,,在容器中投入一定量的,仅发生反应Ⅰ,反应达到平衡时,___________。(,保留小数点后一位,下同)
(4)已知速率常数k与温度T的关系可表示为:。其中为反应活化能,,A为常数。丙烷直接脱氢速率常数与的图像如图所示,则___________。
【方法二】催化丙烷氧化脱氢
丙烷直接脱氢虽已工业化,但该反应对温度要求较高,且高温会带来催化剂积炭的问题,导致催化剂的活性降低,丙烷氧化脱氢很好的解决了这些问题。
反应Ⅱ:
(5)反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如下:
①
②……
③
④
第②步的反应历程为___________。
(6)科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下的转化率和的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
的产率/%
4.7
9.5
12.8
18.5
①表中的转化率随温度升高而上升的原因可能是___________。
②已知:的选择性。上述条件下,510℃时,的选择性为___________。(保留小数点后一位)
【答案】(1) ①. ②. 高温
(2)氢气通过选择性透过膜,经Ar气吹扫,降低氢气浓度,使平衡正向移动
(3)
(4)38.2 (5)
(6) ①. 温度升高,反应速率加快,相同时间内反应的越多,故的转化率增大 ②. 65.1%
【解析】
【小问1详解】
反应的焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则ΔH1=348kJ·mol-1×2+413kJ·mol-1×8-(615kJ·mol-1+413kJ·mol-1×6+348kJ·mol-1+436kJ·mol-1)=+123kJ·mol-1;反应I的,反应能自发进行的条件是,则在高温条件下自发进行;
【小问2详解】
通过选择性透过膜层再经Ar吹扫,脱离平衡体系,降低氢气浓度,平衡正向移动,所以丙烯的产率提高;
【小问3详解】
反应达到平衡时,,则,;设投料amol,消耗bmol,则:,,,,则;
【小问4详解】
,,A为常数,则图像的斜率与活化能有关,将点(1.09,0.85)和点(1.14,0.75)代入,,,两式相减,可得活化能;
【小问5详解】
根据反应历程可知,·C3H7、HO2·是第二步的反应物,H2O2是第二步的生成物,根据总反应方程式推出C3H6为第二步的生成物,因此第二步的方程式为;
【小问6详解】
①达到化学平衡之前,温度越高,反应速率越快,相同时间内反应掉的越多,故的转化率越大;
②上述条件下,510℃时,的选择性为65.1%。
19. 聚合物(W是链节中的部分结构)是一类重要的功能高分子材料,功能高分子聚合物X的转化路线如下:
已知:
①A可由与HBrO反应得到。
②
③(,,,代表烃基)
回答下列问题:
(1)X所含的官能团名称是___________。
(2)A的名称是___________。
(3)写出G在NaOH的乙醇溶液中生成H的化学方程式:___________。
(4)该转化路线中反应①-⑤的原子利用率一定不是100%的反应步骤是___________。(填反应序号)
(5)N存在多种同分异构体,满足以下条件的有___________种。
①含有苯环②含有两个乙氧基()
其中符合核磁共振氢谱中峰面积之比1∶1∶2∶2∶4∶6的结构简式为___________。
(6)反应⑤在Ru的催化作用下,N能生成聚合物X,据此反应推测,若某有机物P也能通过该反应生成X,且同时生成乙烯,则有机物P的结构简式是___________。
【答案】(1)酯基、碳碳双键
(2)2-溴-1-丙醇(或2-溴丙醇)
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4)③ (5) ①. 10 ②.
(6)
【解析】
【分析】由已知结合流程,A()中含有醇羟基和溴原子,且连在不同碳原子上;A→B发生醇的催化氧化,B→C也发生氧化,则B含有醛基、C含有羧基;A→B→C的反应中并没有改变溴原子,所以B、C中也含有溴原子;由C→D的反应条件可得,发生消去反应,结合A的分子式可推出D为:CH2=CHCOOH;结合Q的结构简式、D→E的反应条件及已知②可得,E为CH2=CHCOOCH2CH3,H为;再结合F的分子式及F→G的条件可得,F为,G为,据此分析解题。
【小问1详解】
由信息③可知,催化剂Ru条件下生成聚合物 X,所以X所含的官能团名称是酯基、碳碳双键;
【小问2详解】
A可由与HBrO加成得到, A的名称是2-溴-1-丙醇(或2-溴丙醇);
【小问3详解】
G为,H为,所以G发生消去反应生成的H,G在NaOH的乙醇溶液中生成H的化学方程式:+2NaOH+2NaBr+2H2O
【小问4详解】
反应①发生氧化反应,B中醛基被氧化成C中羧基,原子利用率是100%反应;反应②④是加成反应,原子利用率是100%反应;反应⑤是在Ru的催化作用下,N只生成了聚合物X,原子利用率是100%反应;反应③是消去反应,生成小分子,原子利用率 < 100%;
【小问5详解】
根据题意,N的同分异构体要含有苯环,含有两个乙氧基,(),则N的同分异构体可以是:、、、、、、、、、,共10种;通过分析N的10种同分异构体,其中符合核磁共振氢谱中峰面积之比1∶1∶2∶2∶4∶6的结构简式为;
【小问6详解】
有机物P也能在Ru的催化作用下生成X(),且同时生成乙烯,则P中含有的两个双键要在对位上,通过聚合时两个双键断裂形成主链,并生成乙烯得出P的结构简式为
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大庆实验中学实验二部2022级高三得分训练(四)
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 泱泱中华,历史何其悠久,文明何其博大。文物筑牢文明之基,国务院设立每年6月的第二个星期六为文化和自然遗产日,国家文物局将今年的活动主题定为“保护文物传承文明”。下列文物的材质属于无机非金属材料的是
A.商代玉凤
B.汉竹简
C.蓝印花布
D.民国武员外五绺髯皮影
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表示不正确的是
A. 气态二聚氟化氢分子[]:
B. 2-甲基-3-乙基戊烷的键线式:
C. ,Ⅰ和Ⅱ是同一物质
D. 晶体的微观投影图:
3. 下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A. 煤通过干馏得到煤油 B. 石油通过分馏得到乙烯
C. 油脂通过皂化反应得到甘油 D. 淀粉通过水解得到乙醇
4. 实验室中可用下图流程制备晶体,为阿伏加德罗常数。下列说法错误的是
A. 当标况下消耗的体积为11.2L时,理论上有64g铜溶解
B. 1mol 离子中键的数目为16
C. 0.1mol/L的溶液中,数目为0.2
D. 若生成1mol ,转移的电子数为2
5. 属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A. 二聚体分子中Be的杂化轨道类型为
B. 单体分子的空间结构为直线形
C. 多聚体分子中存在配位键
D. Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
6. 加入可提高电池性能。该电池放电时某电极区域的物质转变过程如图。下列说法错误的是
A. 该电极放电时发生还原反应
B. 电路中每转移2mol ,生成1mol
C. SOICl和是反应过程中的中间产物
D. “步骤3”的反应为
7. 依据下列实验现象或实验目的,对应离子反应方程式正确的是
A. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
B. 证明对的配位能力强于:
C. 溴乙烷热烧碱溶液中水解:
D. 联氨()是一种二元弱碱,在水溶液中发生水解的离子方程式:
8. 铼(Re)被誉为21世纪的超级金属,广泛应用于航天航空领域。一种由铼钼废渣(主要含、、和)为原料提取铼的工艺流程图如图:
已知:
①焙烧后的产物中有、,均难溶于水;
②硫酸酸浸后,生成、
③离子交换中采用阴离子交换树脂,存在平衡:(有机相)(有机相)
下列说法不正确的是
A. 已知Re和Mn同族,它们位于元素周期表的d区
B. 若焙烧产物中无硫单质,则参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为19∶4
C. 洗脱步骤中,使用的试剂A可能是溶液
D. 已知混合液中存在反应,则“酸化”过程中溶液的pH越大,离子交换后铼的提取率越高
9. 原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、M,在一定条件下形成结构如图所示的一种团簇分子。X是宇宙中含量最多的元素,Y元素基态原子的价层电子排布是,Z元素基态原子最外层电子数与最内层电子数相等,M元素基态原子最外层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是
A. 该团簇分子的分子式为 B. 基态原子第一电离能:Y>Z>M
C. 工业上主要采用电解水溶液法制备M的单质 D. 常温下Z的单质能溶于水
10. 根据下列实验方案、现象,结论正确的是
选项
实验方案及现象
实验结论
A
常温下,将铁片放入浓硝酸中没有明显现象
常温下,Fe与浓硝酸不反应
B
向亚硫酸钠试样中滴入盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
试样已氧化变质
C
室温下,用pH计分别测定等浓度的溶液和溶液的pH,前者大于后者
中O—H键的极性更强
D
1-溴丁烷和NaOH醇溶液混合后加热,将产生的气体通过酸性溶液,酸性溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
11. 某大学实验室研究出一种微生物电解池产甲烷技术(原理如图所示),它以微生物为催化剂,以外界输入的较小电能为能量来源,将乙酸、地沟油等有机物转化为甲烷,电解池工作时,下列叙述正确的是
A. 该生物电解池在高温环境下能够加快反应速率
B. 若有机物为乙酸,则a电极为阴极
C. a电极产生16mol电子时,b电极产生的甲烷气体少于32g
D. 在电场驱动下由b电极通过中间隔膜迁移至a电极
12. 对甲氧基乙酰苯胺是合成染料和药物的中间体,其逆合成分析如下:
已知:①X的碱性强于苯胺;②苯的硝化反应为亲电取代,苯环电子云密度越大,越有利于邻、对位的取代。
下列说法正确的是
A. W的碱性强于X的碱性
B. Y可以通过氧化反应转化为X
C. Z转化为Y的反应比苯的硝化反应更难发生
D. 乙酸也可以使用乙酸酐替代
13. 和两种温室气体的共活化转化对实现碳中和有重要意义,它们和反应可以生成乙酸乙烯酯()已知: △H。在密闭容器中,不同压强下三种气体按物质的量之比为1∶1∶1发生反应,平衡时乙酸乙烯酯的物质的量分数随温度变化曲线如图1.
下列说法正确的是
A.
B. 若上述反应在低温下才能自发,则反应达平衡后,升高温度有利于生成乙酸乙烯酯
C. 在600K、100kPa下,反应经t min后达平衡,此时间段内分压的平均变化率为30/t
D. 若和在不同催化剂作用下生成乙酸的反应历程如图2(*表示吸附态)所示,则除吸附与脱附外,两种反应历程均分2步进行
14. 是一种新型钠离子电池的正极材料,其相对分子质量为,如图立方体是其晶胞的1/8(未画出)。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为
B. 晶体中与每个距离最近且相等的有12个
C. 晶体的密度为
D. 可能在每个立方体的中心位置
15. 某实验小组用溶液或溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。假定滴定过程无生成。
已知:,25℃时,的,。下列说法正确的是
A. 溶液中存在:
B. b点所得溶液中:
C. 滴加溶液至中性时,溶液中:
D. f点所得溶液中,
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见价态有+3、+4,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。铈(Ce)的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有广泛应用。以氟碳铈矿(含、BaO、等)为原料制备的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Ce为58号元素,它在元素周期表中的位置为___________。
(2)“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和。写出“氧化焙烧”时发生的化学反应方程式:___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A. 中氟元素对应的氟原子基态的电子排布式为
B. “焙烧”中常采用高压空气、逆流操作
C. 酸浸过程中可以用稀盐酸代替稀硫酸
D. 已知室温下,,向水层中加入NaOH溶液,pH等于8时,完全生成沉淀(溶液中离子浓度时,可认为已除尽);
(4)“系列操作”包含如图几个过程:
已知:不能溶于有机物TBP;能和很多金属离子形成较为稳定的配合物,如能与结合成,也能与结合成;能溶于有机物TBP,且存在反应。“滤液A”中加入有机物TBP,该分离提纯方法的名称是___________。“有机层B”中发生反应的离子方程式为___________。洗氟液中添加的作用是___________。
(5)二氧化铈()作为一种脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,能将NO氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物[]。铈氧化物发生的可能变化如图所示。当1mol 氧化标准状况下5.6L NO后,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为___________。
17. Heck反应是构建有机物C-C键的重要方法之一,实验室利用水相Heck反应合成3-苯基丙烯酸并测定其纯度的原理、步骤如下。
Ⅰ.3-苯基丙烯酸的制备:
实验原理:
实验步骤:
步骤ⅰ:在三颈烧瓶中加入17mg醋酸钯和38mg三聚氰胺,再加入50mL蒸馏水,室温搅拌6min;
步骤ⅱ:移取1.7mL(0.015mol)碘苯和1.2mL(0.018mol)丙烯酸,加入三颈烧瓶中,再缓慢加入3.2g 固体,在220℃下反应、回流45min;
步骤ⅲ:趁热过滤,将滤液转移至250mL烧杯中,搅拌下加入45mL 1盐酸,析出白色固体,减压过滤,用少量冷水洗涤,置于烘箱中烘干,称重。
Ⅱ.3-苯基丙烯酸纯度的测定:
①标定NaOH溶液的浓度:在锥形瓶中加入25.00mL 0.05mol/L的溶液,加入2~3滴指示剂,用待标定的NaOH溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗NaOH溶液的体积为a mL。
②在另一个锥形瓶中加入m g 3-苯基丙烯酸和10mL无水乙醇,再加入10mL蒸馏水、2~3滴指示剂,用已经标定浓度的NaOH溶液滴定至终点,平行操作3次,平均消耗NaOH溶液的体积为b mL。
回答下列问题:
(1)制备过程中,所使用的三颈烧瓶的规格为___________mL。
A. 50 B. 100 C. 250 D. 500
(2)步骤ii中,加入固体的作用是___________。
(3)纯度的测定过程中,两次滴定均可使用___________作指示剂,滴定终点的现象为___________。
(4)纯度测定过程中,配制待标定的NaOH溶液时用到的仪器有___________ (填仪器名称),从下列仪器中选择。
A. B. C. D.
(5)纯度的测定过程中,涉及以下实验操作,其中操作规范的是___________。
a. b. c. d.
(6)3-苯基丙烯酸(摩尔质量为148g/mol)的纯度为___________(用含m、a、b的百分数表达式表示)。
(7)以下操作导致3-苯基丙烯酸纯度测定结果偏低的是___________。
A. 配制待标定的NaOH溶液时,称量时间过长
B. 标定NaOH溶液的浓度时,滴定管水洗后未用NaOH溶液润洗
C. 摇动锥形瓶时3-苯基丙烯酸溶液滴到锥形瓶外
D. 滴定3-苯基丙烯酸时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
18. 近年来页岩气开发让丙烷的产量进一步上升,将丙烷转化为高附加值产品丙烯是实现碳基能源高效利用的关键技术之一,具有广阔的使用前景及巨大的经济效益。请回答下列问题:
【方法一】丙烷在催化条件下直接脱氢。
反应Ⅰ:
(1)已知:
化学键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/
348
615
413
436
计算丙烷直接脱氢反应的___________,该反应在___________(选填“高温”、“低温”、“任何温度下”)条件下能自发进行。
(2)为提高丙烯的产率,设计了一种管状反应器,工作原理如图所示,该反应器能提高丙烯产率的原因是___________。
(3)已知、,其中、为速率常数。883K,100kPa时,,,在容器中投入一定量的,仅发生反应Ⅰ,反应达到平衡时,___________。(,保留小数点后一位,下同)
(4)已知速率常数k与温度T的关系可表示为:。其中为反应活化能,,A为常数。丙烷直接脱氢速率常数与的图像如图所示,则___________。
【方法二】催化丙烷氧化脱氢
丙烷直接脱氢虽已工业化,但该反应对温度要求较高,且高温会带来催化剂积炭问题,导致催化剂的活性降低,丙烷氧化脱氢很好的解决了这些问题。
反应Ⅱ:
(5)反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如下:
①
②……
③
④
第②步的反应历程为___________。
(6)科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下转化率和的产率如下:
反应温度/℃
465
480
495
510
的转化率/%
5.5
12.1
17.3
28.4
的产率/%
4.7
95
12.8
18.5
①表中的转化率随温度升高而上升的原因可能是___________。
②已知:的选择性。上述条件下,510℃时,的选择性为___________。(保留小数点后一位)
19. 聚合物(W是链节中的部分结构)是一类重要的功能高分子材料,功能高分子聚合物X的转化路线如下:
已知:
①A可由与HBrO反应得到。
②
③(,,,代表烃基)
回答下列问题:
(1)X所含的官能团名称是___________。
(2)A的名称是___________。
(3)写出G在NaOH的乙醇溶液中生成H的化学方程式:___________。
(4)该转化路线中反应①-⑤的原子利用率一定不是100%的反应步骤是___________。(填反应序号)
(5)N存在多种同分异构体,满足以下条件的有___________种。
①含有苯环②含有两个乙氧基()
其中符合核磁共振氢谱中峰面积之比1∶1∶2∶2∶4∶6的结构简式为___________。
(6)反应⑤在Ru的催化作用下,N能生成聚合物X,据此反应推测,若某有机物P也能通过该反应生成X,且同时生成乙烯,则有机物P的结构简式是___________。
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