内容正文:
麓山国际25届高三二模化学考试试卷
高三年级化学试卷
总分:100分 时量:75分钟
可能用到的相对原子质量:C12 H1 N14 O16 S32 Ag108
1. 化学让我们生活更美好,为减少化石能源依赖、缓解环境污染,如何清洁能源氢气的研究特别重要。2025年4月8,中国科学院金属研究所通过在二氧化钛中掺入价的金属钪,成功研发出金红石相二氧化钛光催化材料,分解水产生氢气。该材料在模拟太阳光下的产氢效率比传统二氧化钛高出15倍。下列说法错误的是
A. 催化剂二氧化钛中掺杂的钪元素属于稀土金属元素
B. 光催化分解水是将太阳能转化为化学能
C. 化石能源包括煤、石油、天然气,是不可再生能源
D. 煤中加入生石灰,能有效缓解因为二氧化碳过度排放而导致的“温室效应”
2. 下列说法不正确的是
A. 空间结构为平面四边形
B. 蟹、虾的坚硬外壳是主要成分甲壳质,是一种多糖
C. 共价键的键长越短,其对应的键能不一定越大
D. 含有三个原子的分子或离子,若空间结构相同,则价电子总数也相同
3. 下列情况处理方法不合理的是
情况
处理方法
A
蚂蚁叮咬
用肥皂水洗伤口
B
稀释浓氢氧化钠时,碱液溅到皮肤上
先用清水冲洗,再涂上硼酸溶液
C
电器着火
泡沫灭火器灭火
D
加热硫后的试管
用二硫化碳洗
A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法错误的
A. 双原子分子的化合物一定是极性分子
B. 分子晶体中只含有分子,离子晶体中只含有离子,共价晶体中只含有原子
C. 只含有非极性键的分子通常是非极性分子
D. …Y三个原子不在一条直线上,也能形成氢键
5. 一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下:
下列说法正确的是
A. 催化聚合也可生成
B. 双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
C. 生成的反应③为缩聚反应,同时生成
D. 在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
6. 下列离子方程式符合反应事实的是
A. 氯化铜溶液中滴入少量氨水:
B. NaCl溶液滴入酸性溶液:
C. 用铝热法还原金属:
D. 固体中加入、氨水转化成:
7. 下列实验操作正确且能达到实验目的是
选项
实验目的
实验操作
A.
验证非金属性:C>Si
向碳酸钠粉末中滴加盐酸,然后将产生的气体通入硅酸钠溶液,观察到有白色胶状物质生成
B.
配制250 mL 0.400 mol/LNaOH溶液
称取4.0 g NaOH固体溶于水,将其转入250 mL容量瓶中,加水至刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管定容
C.
比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小
向盛有2 mL 0.1mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴AgNO3溶液,振荡,然后再向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液
D.
验证HClO具有漂白性
将新制饱和氯水慢慢滴入含酚酞的稀NaOH溶液中,溶液红色褪去
A. A B. B C. C D. D
8. 常用于制作干粉灭火剂,某研究小组利用如图所示装置制备。向一定浓度的磷酸中通入,当溶液时,停止通入,即制得溶液。下列说法不正确的是
A. 装置中活塞的作用是防止倒吸
B. 通入时,容器壁会变热,说明存在的过程
C. 若不用传感器,还可选用甲基橙作指示剂
D. 若溶液达到9后继续通入,溶液中和的浓度均增大
9. 下列关于热化学反应的描述中正确的是
A. 已知 , ,则
B. 已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=-1.9 kJ·mol—1,则石墨更稳定
C. 已知在一定条件下, ;则和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) H=-57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1) H=-114.6kJ/mol
10. DMF是无色透明液体,不仅可以作为反应试剂,同时也是一种有机溶剂,如图是DMF的球棍模型。DMF由X、Y、Z、M四种原子序数依次增大的短周期元素组成,Y、Z、M元素位于同一周期,基态M原子的2p能级只有一对成对电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z<M
B. 最简单氢化物的稳定性:Z>M
C. 最简单氢化物的键角:Y<Z<M
D. X、Y、Z形成的最简单饱和有机物具有碱性
11. 通过电解法可制备氢碘酸,电解装置如图所示,其中双极膜(BPM)为阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的解离成和;A、B为离子交换膜,过程中极少量的因浓度差通过BPM膜。下列说法不正确的是
A. X电极产生氧气,Y电极产生氢气
B. 当两电极共释放出33.6L气体时(标准状况),可获得4molHI
C. B膜最好选择交换膜
D. 若撤去A膜,I-会在阳极失电子生成碘单质,沉积在阳极表面
12. 碘化银汞是一种离子晶体,低温时为型,高温时转化为具有空位(用□表示)结构的型,且导电性大幅增加。下列说法不正确的是
A. 型和型的化学式均为 B. 型转化为型的
C. 导电性增加与结构中的空位有关 D. 碘化银汞导电主要由于的迁移
13. 常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加VmL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液中分布系数δ[如δ(CH3COOH)=]与pH关系如图所示
下列叙述错误的是
A. L1曲线代表δ(CH3COOH)与pH关系 B.
C. V=10时溶液中 D. V=5时溶液的pH<7
14. 如图所示电化学装置,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法不正确的是
A. 2与3相连,b电极周围pH增大
B. 1与2相连,电池反应为
C. 1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D. 1与2、1与3相连,a电极均为e-流入极
二、非选择题(每空2分,共58分)
15. 叠氮化钠()在防腐、有机合成和汽车行业有着广泛的用途。用氨基钠()制取叠氮化钠的化学方程式为。实验室用下列装置制取叠氮化钠并测定其纯度。
已知:①氨基钠()熔点为208℃,易潮解和氧化;
②有强氧化性,不与酸、碱反应;
③Sn的常见化合价为、。
回答下列问题:
(1)仪器的连接顺序为a→______→c→d→______→b(仪器不能重复使用,每空1分)。装置B中生成无污染性气体,写出B中发生的离子方程式________,实现装置D的作用还可选择的试剂(装置任选)为______(填序号)。
①硅胶 ② ③NaOH溶液 ④
(2)制备时,正确的操作顺序是______(填序号)。
①检验装置气密性并添加药品 ②打开分液漏斗上端玻璃塞并旋转活塞
③关闭分液漏斗活塞 ④打开C中加热套 ⑤装置C停止加热
(3)装置A中反应除生成装置C中需要的物质外,还生成NaCl等。其反应的化学方程式是__________。
(4)纯度测定:取mg反应后装置C中所得固体,用如图所示装置测定产品的纯度(原理为:加入NaClO溶液将氧化成,测定的体积,从而计算产品纯度)。
反应结束读数时,若F中液面低于球形干燥管液面,则测定结果______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
16. 广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备的工艺如下:
已知:ⅰ.“焙烧”后,固体中主要含有,,,;“酸浸”后钒以形式存在,“中和还原”后钒以形式存在。
ⅱ.对四价钒()具有高选择性,且萃取而不萃取。
ⅲ.多钒酸铵微溶于冷水,易溶于热水
ⅳ.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
11.9
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
13.9
10.1
回答下列问题:
(1)“中和还原”时,参与反应的离子方程式:__________。
(2)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图所示。指出适宜的工艺条件为______。若在得到多钒酸铵后,使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是__________。
(3)流程中可循环使用的物质有______。
(4)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源,经三道工序可回收溶液。请根据题给信息,参照上述工艺流程,将下列工艺流程补充完整_______(可选用的试剂:、NaClO、MnO、、)。
已知、的分别为、,当“沉钙”后mol·L-1时,理论上______mol·L-1。
17. 化合物H是科学家正在研制的一种新药物,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A的分子式为______,分子中最多有______个原子在同一个平面。
(2)化合物B的官能团名称为______。
(3)写出化合物G结构简式为______。
(4)反应⑤的化学方程式为_________。
(5)⑦反应类型分别是______。
(6)化合物I是D的同分异构体,满足下列条件的I有______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.1mol I与足量溶液反应最多产生标况下气体44.8L
ⅱ.苯环上有三个取代基,2个氯原子直接连在苯环上相邻位置
(7)某药物中间的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中N、Z的结构简式分别为______、______。
18. 和的重整制氢涉及如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)______,该反应能______(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)一定温度下,向容积不等的恒容密闭容器中分别通入等量的发生反应Ⅰ,经过相同时间,测得各容器中的转化率与容器容积的关系如图所示,下列说法正确的是______。
A. b、c点的
B. 正反应速率
C. a点所示条件下满足
D. 在a点再通入,平衡后的转化率将增大
(3)在恒压下按组成通入混合气体,反应相同时间后,、和的体积分数随温度的变化关系如图甲所示,测得平衡状态下的收率和的转化率随温度的变化曲线如图乙所示。
[已知:收率,的收率]
①时,的体积分数为______,在范围内,其他条件不变,随着温度升高,的体积分数先增大而后减小,其原因可能是______。
②计算,的收率______。保持恒压和投料比不变,不通入,则相同温度下转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。计算时反应Ⅰ的相对压力平衡常数为______(列式表示)。
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麓山国际25届高三二模化学考试试卷
高三年级化学试卷
总分:100分 时量:75分钟
可能用到的相对原子质量:C12 H1 N14 O16 S32 Ag108
1. 化学让我们的生活更美好,为减少化石能源依赖、缓解环境污染,如何清洁能源氢气的研究特别重要。2025年4月8,中国科学院金属研究所通过在二氧化钛中掺入价的金属钪,成功研发出金红石相二氧化钛光催化材料,分解水产生氢气。该材料在模拟太阳光下的产氢效率比传统二氧化钛高出15倍。下列说法错误的是
A. 催化剂二氧化钛中掺杂的钪元素属于稀土金属元素
B. 光催化分解水是将太阳能转化为化学能
C. 化石能源包括煤、石油、天然气,是不可再生能源
D. 煤中加入生石灰,能有效缓解因为二氧化碳过度排放而导致的“温室效应”
【答案】D
【解析】
【详解】A.钪元素是第29号元素,属于稀土金属元素,A正确;
B.能量变化形式是光能变为化学能,B正确;
C.煤、石油、天然气为三大化石能源,均为化石能源,C正确;
D.生石灰与二氧化碳反应生成碳酸钙,高温条件下碳酸钙又会分解成生石灰和二氧化碳,并不能降低二氧化碳的排放,D错误;
故选D。
2. 下列说法不正确的是
A. 空间结构为平面四边形
B. 蟹、虾的坚硬外壳是主要成分甲壳质,是一种多糖
C. 共价键的键长越短,其对应的键能不一定越大
D. 含有三个原子的分子或离子,若空间结构相同,则价电子总数也相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.XeF₄的中心原子氙有8个价电子,与4个氟原子形成4个σ键后,剩余2对孤电子对。根据VSEPR理论,其电子对构型为八面体(价层电子对数为6),分子构型为平面正方形(4个F原子位于平面,2对孤电子对垂直于平面),A不符合题意;
B.甲壳质是由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键连接而成的含氮多糖,B不符合题意;
C.通常键长越短,键能越大但存在例外,例如:F-F键长比Cl-Cl短,但Cl-Cl键能更高,C不符合题意;
D. 和 分子的中心原子价层电子对数依次为、,空间构形都是 V 形,(价电子总数 = 6 + 1×2 = 8),(价电子总数 = 6 + 6×2 = 18),D符合题意;
故选D。
3. 下列情况处理方法不合理的是
情况
处理方法
A
蚂蚁叮咬
用肥皂水洗伤口
B
稀释浓氢氧化钠时,碱液溅到皮肤上
先用清水冲洗,再涂上硼酸溶液
C
电器着火
泡沫灭火器灭火
D
加热硫后的试管
用二硫化碳洗
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蚂蚁叮咬时分泌的蚁酸(酸性)可用碱性的肥皂水中和,缓解症状,A正确;
B.氢氧化钠是强碱,先用大量清水冲洗可稀释碱液,减少伤害,硼酸是弱酸,再涂上硼酸溶液可中和残留碱液,避免进一步灼伤,B正确;
C.泡沫灭火器含大量水分,而电器着火时可能带电,水分会导致触电或短路,扩大危险,C错误;
D.硫磺(S)不溶于水,但易溶于二硫化碳(CS2),可溶解残留硫单质,便于清洗,D正确;
故选C。
4. 下列说法错误的
A. 双原子分子的化合物一定是极性分子
B. 分子晶体中只含有分子,离子晶体中只含有离子,共价晶体中只含有原子
C. 只含有非极性键的分子通常是非极性分子
D. …Y三个原子不在一条直线上,也能形成氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.双原子的化合物分子都是极性分子,如HCl、一氧化碳等,A正确;
B.只含有分子的晶体是分子晶体,共价晶体中只含有原子,但离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,B错误;
C.只含非极性键的分子中正负电荷重心一定重合,一定是非极性分子,C正确;
D.“X—H…Y”三原子不在一条直线上时,能形成分子内的氢键,D正确;
故选B。
5. 一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下:
下列说法正确的是
A. 催化聚合也可生成
B. 双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
C. 生成的反应③为缩聚反应,同时生成
D. 在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
【答案】A
【解析】
【详解】A.题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成,根据题干中的反应机理可知,也可以通过缩聚反应生成,A正确;
B.同系物之间的官能团种类与数目均相同,双酚中有2个酚羟基,故其不是苯酚的同系物,B错误;
C.生成的反应③为缩聚反应,同时生成,C错误;
D.为聚硫酸酯,酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应,因此比聚苯乙烯易降解,D错误;
故答案为A。
6. 下列离子方程式符合反应事实的是
A. 氯化铜溶液中滴入少量氨水:
B. NaCl溶液滴入酸性溶液:
C. 用铝热法还原金属:
D. 固体中加入、氨水转化成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铜溶液中滴入少量氨水生成氢氧化铜沉淀:,A错误;
B.NaCl溶液滴入酸性溶液生成氯气:2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,B错误;
C.铁的活泼性比铝弱,Fe和Al2O3不反应,C错误;
D.固体中加入、氨水,沉淀转化成:,D正确;
故选D。
7. 下列实验操作正确且能达到实验目的是
选项
实验目
实验操作
A.
验证非金属性:C>Si
向碳酸钠粉末中滴加盐酸,然后将产生的气体通入硅酸钠溶液,观察到有白色胶状物质生成
B.
配制250 mL 0.400 mol/LNaOH溶液
称取4.0 g NaOH固体溶于水,将其转入250 mL容量瓶中,加水至刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管定容
C.
比较Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小
向盛有2 mL 0.1mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴AgNO3溶液,振荡,然后再向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液
D.
验证HClO具有漂白性
将新制饱和氯水慢慢滴入含酚酞的稀NaOH溶液中,溶液红色褪去
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸具有挥发性,白色胶状物质可能是挥发的HCl和硅酸钠溶液反应生成的,不能说明碳酸酸性强于硅酸,不能验证非金属性:C>Si,A错误;
B.将溶液转入250mL容量瓶中,应用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒两到三次,将洗涤液注入容量瓶中,再加水至离刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管定容,B错误;
C.过量,滴加2滴溶液后,全部转化为白色沉淀,然后再向其中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,C正确;
D.新制氯水中含有和,滴入含酚酞的稀后,溶液红色褪去,可能是发生酸碱中和反应,不能验证具有漂白性,D错误;
故选C。
8. 常用于制作干粉灭火剂,某研究小组利用如图所示装置制备。向一定浓度的磷酸中通入,当溶液时,停止通入,即制得溶液。下列说法不正确的是
A. 装置中活塞的作用是防止倒吸
B. 通入时,容器壁会变热,说明存在的过程
C. 若不用传感器,还可选用甲基橙作指示剂
D. 若溶液达到9后继续通入,溶液中和的浓度均增大
【答案】C
【解析】
【分析】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[],实验原理为2NH3+H3PO4=;
【详解】A.由于NH3极易溶于水,因此可选择打开活塞K2以平衡气压,防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;A正确;
B.通入时,容器壁会变热,说明反应放出热量,存在的过程,B正确;
C.当pH为时,可制得,说明溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,而不是甲基橙,C错误;
D.继续通入NH3,(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加,D正确;
故选C。
9. 下列关于热化学反应的描述中正确的是
A. 已知 , ,则
B. 已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=-1.9 kJ·mol—1,则石墨更稳定
C. 已知在一定条件下, ;则和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) H=-57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1) H=-114.6kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)为2molC完全燃烧生成CO2,2C(s)+O2(g)=2CO(g)为2molC不完全燃烧生成CO,完全燃烧放出的热量更多,因此ΔH1﹤ΔH2,A错误;
B.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。金刚石转化为石墨放出能量,说明等物质的量的金刚石的能量比石墨高,即石墨比金刚石更稳定,B正确;
C.合成氨反应是可逆反应,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol,将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,不能生成1molNH3,故放出热量小于46.2 kJ,C错误;
D.生成BaSO4沉淀时伴随额外热效应,H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH不等于单纯两倍的中和热,D错误;
故选B。
10. DMF是无色透明液体,不仅可以作为反应试剂,同时也是一种有机溶剂,如图是DMF的球棍模型。DMF由X、Y、Z、M四种原子序数依次增大的短周期元素组成,Y、Z、M元素位于同一周期,基态M原子的2p能级只有一对成对电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z<M
B. 最简单氢化物的稳定性:Z>M
C. 最简单氢化物的键角:Y<Z<M
D. X、Y、Z形成的最简单饱和有机物具有碱性
【答案】D
【解析】
【分析】第一步,提取关键信息。DMF的球棍模型,基态M原子的2p能级只有一对成对电子,Y、Z、M元素位于同一周期。第二步,根据信息推断元素。由关键信息知,M原子的核外电子排布式为,M元素为O元素,结合球棍模型可知白球为O;由图知大黑球可形成4个共价键,价电子数为4,其为C元素;大灰球形成3个共价键,结合原子序数大小可知,Z为N元素;小灰球的原子半径最小,只能形成1个共价键,为H元素。综上可知,X、Y、Z、M分别为H、C、N、O。第三步,逐项分析。
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但基态N原子价电子排布式为,2p能级为半充满较稳定状态,故第一电离能N>O>C,故A错误;
B.Z、M形成的最简单氢化物分别为和,同周期从左到右元素的非金属性依次增强,最简单氢化物的稳定性依次增强,故最简单氢化物的稳定性,故B错误;
C.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,孤电子对数越多,键角越小,键角,故C错误;
D.X、Y、Z三种元素形成的最简单饱和有机物为,含有氨基,具有碱性,故D正确;
故答案为D。
11. 通过电解法可制备氢碘酸,电解装置如图所示,其中双极膜(BPM)为阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的解离成和;A、B为离子交换膜,过程中极少量的因浓度差通过BPM膜。下列说法不正确的是
A. X电极产生氧气,Y电极产生氢气
B. 当两电极共释放出33.6L气体时(标准状况),可获得4molHI
C. B膜最好选择交换膜
D. 若撤去A膜,I-会在阳极失电子生成碘单质,沉积在阳极表面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知Y极为阴极,氢离子得电子生成氢气,X极为阳极,氢氧根失电子生成氧气,A项正确;
B.当两电极共释放出33.6L(标准状况)即mol气体时,由关系式可知,释放的氢气、氧气分别为1mol、0.5mol,转移2mol氢离子,可获得2molHI,可能有极少量的HI混在中流出,但生成HI的总数不会是4mol,B项错误;
C.结合反应过程中有NaOH生成,可知应有钠离子透过B膜移动,所以B膜最好选择交换膜,C项正确;
D.少量因浓度差通过BPM膜,若撤去A膜,会在阳极失电子生成碘单质,沉积在阳极表面,D项正确;
答案选B。
12. 碘化银汞是一种离子晶体,低温时为型,高温时转化为具有空位(用□表示)结构的型,且导电性大幅增加。下列说法不正确的是
A. 型和型的化学式均为 B. 型转化为型的
C. 导电性增加与结构中的空位有关 D. 碘化银汞导电主要由于的迁移
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据均摊法可知型中含为个,含为4个,含为个,化学式为,型中含为4个,含为个,化学式为,即型和型的化学式均为,A项正确;
B.型转化为型时,和混合分布,晶体结构的混乱度增大,,B项正确;
C.高温时型转为具有空位的型,离子迁移变得更加容易,导电性增加,C项正确;
D.由图可知空位出现在和的位置,主要为和迁移,且的半径较大,难以在半径较小的空位中迁移,D项错误;
答案选D。
13. 常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中滴加VmL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液中分布系数δ[如δ(CH3COOH)=]与pH关系如图所示。
下列叙述错误的是
A. L1曲线代表δ(CH3COOH)与pH关系 B.
C. V=10时溶液中 D. V=5时溶液的pH<7
【答案】C
【解析】
【详解】A.随pH增大,醋酸电离中性进行,增大,减小, 可知曲线代表与关系,故A正确;
B.根据M点时pH=4.75,,故B正确;
C.时溶液的溶质为,醋酸根离子水解生成醋酸分子和氢氧根离子,,溶液呈碱性,故,故C错误;
D.时溶液为含等浓度和的混合液,,电离程度大于水解程度,所以溶液呈酸性,故D正确;
选C。
14. 如图所示电化学装置,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法不正确的是
A. 2与3相连,b电极周围pH增大
B. 1与2相连,电池反应为
C. 1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D. 1与2、1与3相连,a电极均为e-流入极
【答案】C
【解析】
【详解】A.2与3相连,c电极质量增大,则c极发生反应Ag-e-+I-=AgI,c极为负极,则b极为正极,发生反应2H++2e-=H2↑,b电极消耗H+,周围pH增大,A正确;
B.1与2相连,a电极质量减小,则a电极发生反应AgCl+e-=Ag+Cl-,a极为正极,b极为负极,发生反应H2-2e-=2H+,依据得失电子守恒,将两电极反应调整得失电子守恒后相加,即得电池反应为,B正确;
C.1与3相连时,由于AgI的溶解度更小,AgCl易转化为AgI,则a极为正极,c电极为负极,a电极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-,c电极反应为Ag-e-+I-=AgI,所以a电极减小的质量小于c电极增大的质量,C不正确;
D.由前面分析可知,1与2时,a极为正极,1与3相连时,a极也为正极,则a电极均为e-流入极,D正确;
故选C。
二、非选择题(每空2分,共58分)
15. 叠氮化钠()在防腐、有机合成和汽车行业有着广泛的用途。用氨基钠()制取叠氮化钠的化学方程式为。实验室用下列装置制取叠氮化钠并测定其纯度。
已知:①氨基钠()熔点为208℃,易潮解和氧化;
②有强氧化性,不与酸、碱反应;
③Sn的常见化合价为、。
回答下列问题:
(1)仪器的连接顺序为a→______→c→d→______→b(仪器不能重复使用,每空1分)。装置B中生成无污染性气体,写出B中发生的离子方程式________,实现装置D的作用还可选择的试剂(装置任选)为______(填序号)。
①硅胶 ② ③NaOH溶液 ④
(2)制备时,正确的操作顺序是______(填序号)。
①检验装置气密性并添加药品 ②打开分液漏斗上端玻璃塞并旋转活塞
③关闭分液漏斗活塞 ④打开C中加热套 ⑤装置C停止加热
(3)装置A中反应除生成装置C中需要的物质外,还生成NaCl等。其反应的化学方程式是__________。
(4)纯度测定:取mg反应后装置C中所得固体,用如图所示装置测定产品的纯度(原理为:加入NaClO溶液将氧化成,测定的体积,从而计算产品纯度)。
反应结束读数时,若F中液面低于球形干燥管液面,则测定结果______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. g→h(或h→g) ②. e→f ③. ④. ①④
(2)①②④⑤③ (3)
(4)偏高
【解析】
【分析】根据反应原理,利用NH3OHCl与NaNO3溶液反应产生一氧化二氮,经过E中的碱石灰吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气,进入装置C中与NaNH2反应制备NaN3,D用于防止B中水蒸气进入C中干扰实验,B用于尾气处理,据此分析解题。
【小问1详解】
根据分析,仪器的连接顺序为a→g→h→c→d→e→f→b;
B中盐酸酸化的SnCl2吸收N2O气体,发生氧化还原反应,生成无毒的N2和Sn4+离子,离子方程式为:;
D的作用吸收水蒸气,防止水蒸气进入C装置,硅胶和CaCl2具有吸水性,答案选①④;
【小问2详解】
制备时,先检查装置的气密性并添加药品,然后打开分液漏斗上端玻璃塞并旋转活塞生成N2O气体排出空气,打开C中加热套进行反应,完毕后停止加热,最后关闭分液漏斗活塞,正确的操作顺序为:①②④⑤③;
【小问3详解】
装置A中反应除生成装置C中需要的物质N2O外,还生成NaCl等。其反应的化学方程式:;
【小问4详解】
若G的初始读数为V1mL、末读数为V2mL,本实验条件下气体摩尔体积为VmL·mol-1,生成N2体积为(V1-V2)mL,由关系式2NaN3~3N2列式得产品中NaN3的质量分数:%,反应结束读数时,若F中液面低于球形干燥管液面,则测定结果偏高。
16. 广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备的工艺如下:
已知:ⅰ.“焙烧”后,固体中主要含有,,,;“酸浸”后钒以形式存在,“中和还原”后钒以形式存在。
ⅱ.对四价钒()具有高选择性,且萃取而不萃取。
ⅲ.多钒酸铵微溶于冷水,易溶于热水
ⅳ.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
11.9
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
13.9
10.1
回答下列问题:
(1)“中和还原”时,参与反应的离子方程式:__________。
(2)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图所示。指出适宜的工艺条件为______。若在得到多钒酸铵后,使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是__________。
(3)流程中可循环使用的物质有______。
(4)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源,经三道工序可回收溶液。请根据题给信息,参照上述工艺流程,将下列工艺流程补充完整_______(可选用的试剂:、NaClO、MnO、、)。
已知、的分别为、,当“沉钙”后mol·L-1时,理论上______mol·L-1。
【答案】(1)
(2) ①. 温度:820℃左右(800℃~830℃之间均可);硫酸加入量:6%(6%~6.5%之间均可) ②. 降低多钒酸铵的溶解度,减少损失
(3)(或氨水)、有机溶剂
(4) ①. MnO ②.
【解析】
【分析】钒矿石经破碎、焙烧后,固体中主要含有,,,;加稀硫酸酸浸,钙离子转化为CaSO4经过滤除去,滤液中钒以形式存在,加氨水和铁粉中和还原,该工序pH低于7.0,发生反应,铁离子和铁反应生成亚铁离子,过滤除去过量Fe,所得滤液经有机溶剂萃取、反萃取后,进入水相,加NaClO3氧化将转化为,加氨水沉钒,生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5;
【小问1详解】
“中和还原”时,铁粉为还原剂,还原为,铁化合价由0变为+2、V化合价由+5变为+4,结合电子守恒,反应为;
【小问2详解】
结合图1、2所示进行分析可知,适宜的工艺条件为温度:820℃左右,硫酸加入量:6%(6%~6.5%之间均可),此时钒的浸出率最高;洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤,目的是降低多钒酸铵的溶解度,减少溶解损失;
【小问3详解】
循环使用的物质具有“既消耗,又生成”的特点,根据流程图可发现有机溶剂具有该特点;分析“煅烧”反应:,可知(或氨水)在流程中也可循环使用;故为:(或氨水)、有机溶剂;
【小问4详解】
“萃取”分离后,所得“水相”中的金属离子有、和少量的,欲得到溶液,需除去杂质、,第一道工序已经除去,说明后续工序应除去;又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH,可知需将氧化为,为了不引入杂质离子,氧化剂可选择溶液,再调溶液的pH,使转变成沉淀,为了不引入杂质离子,利用MnO调pH,所以补充完整的流程图为:,故为 MnO。
已知常温下、的分别为、,若上述水相“沉钙”后mol·L-1,根据,沉钙但锰离子不沉淀,则理论上不超过。
17. 化合物H是科学家正在研制的一种新药物,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A的分子式为______,分子中最多有______个原子在同一个平面。
(2)化合物B的官能团名称为______。
(3)写出化合物G的结构简式为______。
(4)反应⑤的化学方程式为_________。
(5)⑦反应类型分别是______。
(6)化合物I是D的同分异构体,满足下列条件的I有______种(不考虑立体异构)。
ⅰ.1mol I与足量溶液反应最多产生标况下气体44.8L
ⅱ.苯环上有三个取代基,2个氯原子直接连苯环上相邻位置
(7)某药物中间的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中N、Z的结构简式分别为______、______。
【答案】(1) ①. ②. 14
(2)羧基、碳氯键 (3)
(4)+2H2O
(5)取代反应 (6)6
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】(A)发生氧化反应生成(B),在加热条件下分子内脱水生成(C),在酸性条件下与甲醇反应生成(D),。在作用下生成(E),发生氧化反应生成(F),发生如信息所示的反应转化为(G),在酸性条件下和ROH反应生成(H),据此分析;
【小问1详解】
化合物A的结构简式为,其分子式为;根据苯的平面正六边形结构可知,苯分子中12个原子共平面,即分子中8个碳原子和两个Cl原子共平面,根据甲烷的四面体结构可知,甲基上最多还有一个H在苯环所决定的平面上,所以该分子中最多有个原子在同一平面;
【小问2详解】
化合物B的结构简式为,其官能团名称为羧基、碳氯键;
【小问3详解】
已知:,则在H2O2作用下发生如信息所示的反应转化为的G的结构简式为;
【小问4详解】
反应⑤为的羟基发生氧化反应转化为醛基生成,其化学方程式为+O2+2H2O;
【小问5详解】
⑦反应是在酸性条件下和ROH反应生成(H),对比两者的结构简式可知,相当于R取代了羟基的H,所以反应的类型取代反应;
【小问6详解】
D的结构简式为,满足条件的同分异构体I中有2个羧基,苯环上有2个相邻的Cl原子,还有两个饱和碳原子,但2个羧基和2个饱和碳原子形成一个整体侧链,分别为去标记1或2的碳原子上的1个H原子得到的基团:、,即侧链有3种,而这三种侧链在苯环上分别都有两种不同的位置,,所以符合要求的同分异构体共有种;
【小问7详解】
中羟基先氧化为醛基生成M,然后M的醛基氧化为羧基,生成,接着分子内脱水生成,最后转化为,即其中N、Z的结构简式分别为、。
18. 和的重整制氢涉及如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)______,该反应能______(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)一定温度下,向容积不等的恒容密闭容器中分别通入等量的发生反应Ⅰ,经过相同时间,测得各容器中的转化率与容器容积的关系如图所示,下列说法正确的是______。
A. b、c点的
B. 正反应速率
C. a点所示条件下满足
D. 在a点再通入,平衡后的转化率将增大
(3)在恒压下按组成通入混合气体,反应相同时间后,、和的体积分数随温度的变化关系如图甲所示,测得平衡状态下的收率和的转化率随温度的变化曲线如图乙所示。
[已知:的收率,的收率]
①时,的体积分数为______,在范围内,其他条件不变,随着温度升高,的体积分数先增大而后减小,其原因可能是______。
②计算,的收率______。保持恒压和投料比不变,不通入,则相同温度下转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。计算时反应Ⅰ的相对压力平衡常数为______(列式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 高温 (2)BC
(3) ①. ②. 950℃~1100℃时,反应Ⅰ占主导,速率增幅大,生成多;1100℃~1150℃时反应Ⅱ占主导,速率增幅大,消耗多 ③. 20% ④. 减小 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ,根据盖斯定律可知,;
,时,反应可以自发进行,该反应,,可知高温能自发进行;
【小问2详解】
A.容器体积越小,压强越大,反应速率越大,达平衡所需时间越短,故a、b点为平衡点,c点为非平衡点,a、b点的Q=K,A选项错误;
B.容器体积越小,压强越大,反应速率越大,故正反应速率a>c,B选项正确;
C.a点为平衡点,故a点所示条件下满足v正(H2S)=2v逆(S2),C选项正确;
D.在a点再通入H2S,平衡后H2S的转化率将减小,D选项错误;
故答案选BC;
【小问3详解】
在恒压100kPa下按组成n(H2S):n(CH4):n(Ar)=1:1:4.7通入混合气体,由图甲知,1050℃时,CS2的体积分数为0.1%,S2体积分数为1.6%,列三段式如下:
n总=1-2x-2y+1-y-z+y+z+2x+2y+4z+x-y+4.7=6.7+x-y+4z,CS2的体积分数=, S2的体积分数=,由H2体积分数=可知,H2体积分数=2×S2的体积分数+4×CS2的体积分数=3.6%;
950℃~1100℃时,反应Ⅰ占主导,速率增幅大,生成S2(g)多;1100℃~1150℃时反应Ⅱ占主导,速率增幅大,消耗S2(g)多,故在950℃~1150℃范围内,其他条件不变,随着温度升高,S2(g)的体积分数先增大而后减小;
T1℃时,H2S的转化率为32%,S2的收率为4%,设起始投料H2S为1mol,则反应的H2S为0.32mol,S2和CS2中总的S原子为0.32mol,S2中的S原子为0.04mol,则CS2中S原子为0.28mol,CS2中C原子为0.14mol,则消耗的CH4为0.14mol,H2中总的H原子为0.32mol×2+0.14×4=1.2mol,则H2的收率为;
保持恒压100kPa和投料比n(H2S):n(CH4)=1:1不变,不通入Ar,容器的体积减小,则平衡向左进行,相同温度下H2S转化率减小;
T1℃时,H2S的转化率为32%,S2的收率为4%,设起始投料H2S为1mol,则反应的H2S为0.32mol,剩余的H2S为0.68mol,S2和CS2中总的S原子为0.32mol,S2中的S原子为0.0128mol,S2为0.0064mol,约为0.006mol,则CS2中S原子为0.3072mol,CS2为0.1536mol,CS2中C原子为0.1536mol,则消耗的CH4为0.1536mol,剩余的CH4为0.8464mol,H2中总的H原子为0.32mol×2+0.1536×4=1.2544mol,H2为0.6272mol,约为0.6mol,体系总的物质的量为7mol,反应Ⅰ的相对压力平衡常数为。
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