内容正文:
宁远一中2025届高考临门模拟考
化学卷(二)
可能用到的相对原子质量H-1 B-11 C-12 O-16 Fe-56
第Ⅰ卷选择题
(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,只有一项符合题目要求。)
1. 闵恩泽院士在炼油催化应用科学领域做出卓越贡献,被称为“中国催化剂之父”。催化剂是化学反应的重要工具,下列物质类别中原则上一般不常作为催化剂的是
A. 非金属单质 B. 手性有机小分子 C. 金属配合物 D. 过渡元素的金属单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.非金属单质并不是常用的催化剂类型,通常,非金属单质更多地作为反应物或产物出现,而不是催化剂,A正确;
B.手性有机小分子可以作为催化剂,尤其是在不对称合成中,它们可以有效地促进特定立体化学产物的形成,B错误;
C.金属配合物是广泛使用的催化剂类型,特别是在有机合成中,它们可以提供特定的活性中心来促进反应,C错误;
D.过渡元素的金属单质:过渡元素的金属单质,如铂、钯等,是工业催化中常见的催化剂,用于各种类型的化学反应,包括加氢反应等,D错误;
故选A。
2. 有关实验操作、试剂保存或处理方法错误的是
A. 点燃前,需检验其纯度
B. 浓硝酸保存在棕色细口瓶中
C. 金属着火时使用泡沫灭火器灭火
D. 苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2为易燃气体,在点燃前需验纯,A正确;
B.溶液应盛放在细口瓶中,因为浓硝酸见光发生分解,需要避光保存,因此浓硝酸保存在棕色细口瓶中,B正确;
C.与二氧化碳反应,与水也可剧烈反应,故金属着火,不可以用泡沫灭火器灭火,可用沙土盖灭,C错误;
D.苯酚易溶于乙醇等有机物质中,苯酚沾到皮肤上后应立即用乙醇冲洗,稀释后再用水冲洗,D正确;
故答案选C。
3. 下列图示或化学用语正确的是
A. NH3分子的VSEPR模型为
B. 的系统命名:1,3,4-三甲苯
C. CaC2的电子式
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3分子中N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,含一对孤电子对,分子的空间构型为三角锥,故A错误;
B.以苯环上其中一个具有甲基的碳原子为1号,三个甲基编号最小的位置为1、2、4,因此该化合物的系统命名:1,2,4-三甲苯,故B错误;
C.CaC2由Ca2+和组成,包括碳碳三键,两个碳原子之间共享3对电子,因此其电子式为,故C正确;
D.基态Cr原子的价层电子排布为3d54s1,3d轨道有5个简并轨道排布5个电子,根据洪特规则,5个电子应以相同自旋方向排布在5个简并轨道上,即价层电子轨道表示式为,故D错误;
故答案为C。
4. 以下关于物质的分离提纯及测定叙述错误的是
A. X射线衍射实验可用于区分石英玻璃与水晶
B. 萃取、柱色谱法可用于中药中青蒿素的提取、分离
C. 丙烷的质谱图中,质荷比为43的峰归属于
D. 红外光谱可用于鉴别乙醇和二甲醚
【答案】C
【解析】
【详解】A.石英玻璃是非晶态二氧化硅,而水晶是晶态二氧化硅,X射线衍射实验能够通过检测晶体结构区分两者,晶体(水晶)会产生衍射峰,非晶态(石英玻璃)则呈现弥散图案,故A正确;
B.青蒿素的提取常用乙醚萃取法,柱色谱法则用于进一步分离纯化,两种方法均适用于中药中青蒿素的提取和分离,故B正确;
C.丙烷()的分子量为44,其质谱中分子离子峰()质荷比应为44,质荷比43的峰对应的是(失去一个H后的碎片),而非题目所述的完整丙烷分子离子(),故C错误;
D.乙醇含羟基(-OH),二甲醚含醚键(C-O-C),两者官能团不同,红外光谱中特征吸收峰差异明显,可用于鉴别,故D正确;
故答案为C。
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,与均含有个质子
B. 常温下,的溶液中,水电离出的数目为
C. 丁烷充分裂解,生成物中乙烷的分子数为
D. 中含有键数目最多为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,HF为液体,故不能计算其物质的量,A错误;
B.醋酸钠为强碱弱酸盐,促进水的电离,故水电离出的OH-数目为10-5NA,B错误;
C.5.8g丁烷的物质的量为0.1mol,但丁烷可能发生裂解生成乙烷和乙烯,也可能发生裂解生成甲烷和丙烯,所以充分裂解生成乙烷的分子数小于0.1NA,C错误;
D.C2H4O中含键最多是环乙醚,4.4gC2H4O的物质的量为0.1mol,故最多含0.7NA键,D正确;
故选D。
6. 非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解;中心原子有孤电子对时,孤电子对进攻的可发生亲电水解。亲核水解机理如图。下列说法错误的是
A. 图示过程只有极性键的断裂与生成
B. 图示过程中有2种杂化方式
C. 和均能发生亲核水解
D. 水解产物可能为和
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示中有H-O、Si-Cl极性键断开,有Si-O、H-Cl极性键生成,A正确;
B.SiCl4的Si杂化方式为sp3,与水分子中的O原子成键后,周围有5个共价键,杂化方式为sp3d,B正确;
C.C的最外层为L层,没有d轨道接受水中的孤电子对,的中心原子P上有孤电子对,发生亲电水解,二者均不能发生亲核水解,C错误;
D.中心原子N上有孤电子对,孤电子对进攻的可发生亲电水解,得到NH3和HClO,D正确;
答案选C。
7. 抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。下列说法错误的是
A. 抗坏血酸与补铁剂共同服用有利于铁元素的吸收
B. 抗坏血酸与脱氢抗坏血酸都能与溶液反应
C. 1个脱氢抗坏血酸分子与足量H2反应后有5个手性碳原子
D. 脱氢抗坏血酸的含一种官能团的芳香同分异构体仅有1种
【答案】C
【解析】
【详解】A.抗坏血酸含有碳碳双键,能够被氧化,与补铁剂共同服用时,能将三价铁转化为更有利于吸收的二价铁,A正确;
B.抗坏血酸与脱氢抗坏血酸都含有酯基,都能与溶液反应,B正确;
C.同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,1个脱氢抗坏血酸分子与足量H2反应后有4个手性碳原子,如图所示:,C错误;
D.脱氢抗坏血酸分子式为,不饱和度为4,含一种官能团的芳香同分异构体只有1种,D正确;
故选C。
8. 黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°),Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法正确的是
A. Ⅰ中Au的配位数是8 B. Ⅱ中最小核间距Au-Cu<Cu-Cu
C. Ⅲ为18K金 D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1:1、1:3、3:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.Au的配位数指距离相等且最近的Cu的个数,Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°),Au处于体心,与Au等距离最近的Cu有4个,Ⅰ中Au的配位数是4, A错误;
B.设Ⅱ的晶胞参数为a,Au-Cu的核间距为,Cu-Cu的最小核间距为,最小核间距,B错误;
C.由24K金的质量分数为100%,则18K金的质量分数为:,Ⅲ中Au和Cu原子个数比值为,则Au的质量分数为:,C错误;
D.I中,Au处于内部,Cu处于晶胞的八个顶点,其原子个数比为1: =1:1;Ⅱ中,Au处于立方体的八个顶点,Cu处于面心,其原子个数比为;Ⅲ中,Au处于立方体的面心,Cu处于顶点,其原子个数比为,D正确;
故选D。
9. 短周期元素X,Y,Z,M的原子序数依次增大,他们组成一种团簇分子,结构如图所示。X、M的族序数等于周期数,Y原子最外层电子数是其电子总数的。下列说法错误的是
A. 其分子式为
B. X和Y可以组成原子个数比为和离子化合物
C. 工业上常电解熔融的制取M单质
D. Y、M,Z的离子半径:
【答案】B
【解析】
【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,X、M的族序数等于周期数,则可能为H、Be、Al三种中的两种,由于X原子序数最小且只能形成一条共价键,故X为H元素,而M的原子序数最大且能形成3条共价键,故M为Al元素,Y原子的最外层电子数是其电子总数的,根据最外层电子数不超过8,则Y为O元素;Z的原子序数:O<Z<Al,而半径大于Al,故Z位于第三周期,可能为Na或Mg,但根据团簇分子的结构可知,Z与3个氧原子形成了3条共价键,故为Mg,其中两条是σ键,一条是配位键,综上所述,X为H元素、Y为O元素、Z为Mg元素、M为Al元素:
【详解】A.由团簇分子结构可知,该团簇分子的分子式为 X2Z2M2Y6,A正确;
B.X和Y可以组成原子个数比为和的化合物,两种化合物都是共价化合物,B错误;
C.铝性质活泼,工业上常电解熔融的制取M(Al)单质,C正确;
D.由分析可知,Y为O、Z为Mg、M为Al,对应的离子为,三种离子电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故对应的三种离子半径依次递减,D正确;
故选B。
10. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mol·L−1FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,反应达平衡后,向溶液中继续加水
溶液先变红,加水后颜色变浅
减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,反应达到平衡后再充入100mLAr
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,增大压强,平衡不移动,物质浓度保持不变
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液
单位时间内产生的气体增多
使用催化剂可加快反应速率,使平衡正向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应达到平衡后加水稀释,可能是因为Fe(SCN)3浓度减小,所以溶液颜色变浅,不能说明是浓度影响平衡移动,故A错误;
B.反应为反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容条件下反应达到平衡后再充入100mLAr,参与反应的各气体浓度不变,平衡不发生移动,气体颜色不变,无法探究压强对平衡移动的影响,故B错误;
C.反应为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,故C正确;
D.向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液,Zn和CuSO4溶液反应置换出Cu,形成Zn-Cu原电池,加快反应速率,不是催化剂的作用,且加入催化剂不能使平衡发生移动,故D错误;
故选C。
11. 邻二醇在酸催化作用下发生分子内重排脱水生成酮(或醛),反应如图所示。
下列说法错误的是
A. 反应物与乙二醇不是互为同系物
B. 反应物中不存在手性C原子
C. 通过核磁共振氢谱能验证反应产物的主、次关系
D. 类比上述反应,酸性条件下能转化为
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物中含有苯环结构,属于芳香醇,与乙二醇不是同系物,A正确;
B.碳原子上连有四个不同的原子或原子团时,该碳原子为手性碳原子,反应物中有两个手性C原子,B错误;
C.主、次产物的氢原子种类不同,因此通过核磁共振氢谱可以验证反应产物的主、次关系,C正确;
D.类比邻二醇分子内重排脱水原理,酸性条件下可以转化为,D正确;
故选B。
12. 电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略,其装置如图所示。已知:酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是
A. 电极M的电势比电极N低
B. 电极N附近pH降低
C. M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO
D. 制备1mol乙酰胺,电路中至少转移12mol e-
【答案】D
【解析】
【分析】在碱性条件下,根据图示可知,M极发生电极反应:,,N极发生电极反应:,据此分析;
【详解】A.电极M上得电子,为阴极,N为阳极,M的电势比电极N低,A正确;
B.根据分析,电极N产生氢离子,附近pH降低,B正确;
C.根据分析,M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO,C正确;
D.根据分析,制备1mol乙酰胺,电路中至少转移14mol e-,D错误;
故选D;
13. 某实验小组用酸性条件下将氧化为的性质测定含量,为探究测定含量所需的条件,进行如下实验。下列说法错误的是
实验
试管
实验操作及现象
甲
0.002
无明显现象;加热至沸腾,后溶液变为紫色,再滴加溶液,立即生成棕黑色沉淀()
乙
0.05
无明显现象;加热至沸腾,生成大量棕黑色沉淀,静置,上层溶液未变紫色
A. 试管甲加热前无明显现象的原因是温度低反应速率慢
B. 试管甲现象推知氧化性:
C. 试管乙中溶液未变紫色的原因是太低
D. 以上实验表明测定含量时应控制反应温度,并且浓度和用量不宜太大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据试管甲的现象,加热至沸腾,后溶液变为紫色,开始无现象可能是因为温度低,A正确;
B.根据溶液变为紫色,说明将氧化为,则氧化性,再滴加溶液,立即生成棕黑色沉淀(),说明将Mn2+氧化为,氧化性,B正确;
C.甲、乙中相同,根据甲中现象,乙中加热至沸腾,生成大量棕黑色沉淀,可能是生成的与剩余的Mn2+发生归中反应生成,C错误;
D.根据甲、乙的实验现象,温度太低时反应无明显现象,浓度太大时也不能生成,因此需要控制反应温度,D正确;
故选C。
14. 草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ代表C2O
B. Ksp(CaC2O4)的数量级为10-8
C. lgc0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O)+c(Cl-)
D. CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)K≈10-3.0
【答案】D
【解析】
【分析】草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,随着lgc0(HCl)的增大,则c0(HCl)逐渐增大,溶液的酸性增强,溶液中c()减小、c()先增大后减小、c(H2C2O4)增大,所以曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示lgc()、lgc()、lgc(H2C2O4)。
【详解】A.由分析可知,A错误;
B.由图可知,当lgc0(HCl)=1时,,,=10-4.3,mol/L,,,由图可知,当lgc0(HCl)=1时,c(Ca2+)=c()=10-0.5mol/L,则Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)=1×10-8.6,数量级为10-9,B错误;
C.溶液中存在电荷守恒2,lgc0(HCl)=-4.1时,,则存在关系,C错误;
D.CaC2O4(s)+2H+(aq)⇌Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数K===10-3.0,D正确;
故选D。
15. 分别向恒温恒压密闭容器Ⅰ(T1、p1)、容器Ⅱ(T2、p2)中充入1molC3H8(g)发生反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) >0,反应过程中c(C3H8)随时间t的变化曲线如图所示。已知:v=kc(C3H8),T1、T2时反应速率常数分别为k1、k2,v(x)=v(y),t1时容器Ⅱ达到化学平衡状态。下列说法正确的是
A. 反应速率常数k1:k2=18:13
B. x点的活化分子数目多于z点
C. 减小容器Ⅰ的压强,可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同
D. 若容器Ⅱ初始充入1mol丙烷和5molAr,则平衡后,丙烷的转化率为75%
【答案】B
【解析】
【分析】从图像分析,初始物质浓度容器Ⅰ小于容器Ⅱ,说明容器体积Ⅰ大于Ⅱ,p1小于p2;x点,y点,由于v(x)=v(y),则k1大于k2,T1大于T2。
【详解】A.由分析可知,,k1:k2=13:11,A错误;
B.相同温度下,y点比z点大,,由,则,结合x点与z点相同,说明单位体积x点的活化分子数目多于z点,容器Ⅰ体积大于容器Ⅱ,则x点的活化分子数目多于z点,B正确;
C.从上述分析可知,,再减小容器Ⅰ的压强,反应平衡正移,压强影响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,>0,,温度影响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,故在容器Ⅰ、容器Ⅱ分别处于温度下,减小容器Ⅰ的压强,不可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同,C错误;
D.容器Ⅱ(T2、p2)初始1molC3H8(g),,则容器容积为1L,t1时达到化学平衡状态,,根据三段式分析计算,
,,解得;平衡时气体,;温度不变,不变,若丙烷的转化率为75%时,计算,,此时,,此时不是平衡状态,即平衡后,丙烷的转化率不等于75%,D错误。
第Ⅱ卷非选择题
(本题共4小题,共55分)
16. 碲(Te)元素在可穿戴柔性热电器件领域有广泛应用,硒(Se)元素在光电材料中有广泛应用。从电解精炼铜阳极泥(主要成分是、、金属碲化物、金属硒化物等)中分离碲、硒元素,工艺流程如图所示。
已知:①,;
②碲单质不易与发生反应,硒单质高温下可与生成气体。
(1)Se的基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)“转化”时,使转化为,反应的离子方程式为___________。欲使该反应发生,应控制大于___________。(保留2位有效数字)
(3)“蒸硒”时,等金属硒化物在下反应,产生的烟气主要成分为和___________。
(4)盐酸浸碲液经浓缩后,碲以形式存在,可使用电化学还原法获得碲单质,该电极反应方程式为___________。
(5)利用杂质在固态碲和液态碲中溶解度不同,可通过区域熔炼将杂质富集到特定区域。如图所示,加热使熔化模块(熔融区)所在位置的碲棒熔化,模块移动后碲棒凝固。
杂质在碲单质中的分配系数()数据如下表。
杂质
Se
S
Cu
Au
As
分配系数
0.44
0.29
0.000013
0.10
0.0023
熔炼过程中碲纯度最高的区域为___________(填“前端”、“末端”或“熔融区”)。为提高碲棒中硒的去除率,可在___________(填化学式)气氛中进行熔炼提纯。
(6)硒的化合物在半导体和电池研发领域有重要用途,如可用于提升光电器件性能。晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心,形成如图所示的结构单元。
①在晶胞中的位置为___________;
②设两个的最短距离为,立方晶胞的密度为___________。(设为阿伏加德罗常数的值,列出计算式)
【答案】(1)4s24p4
(2) ①. ②.
(3)
(4)
(5) ①. 前端 ②.
(6) ①. 顶点和面心 ②.
【解析】
【分析】铜阳极泥酸浸后用碳酸钠溶液浸泡,将PbSO4转化为PbCO3,用HNO3溶解并转化为Pb(NO3)2,将脱铅阳极泥加浓硫酸焙烧蒸硒,得SeO2后再还原得硒,脱硒阳极泥用盐酸浸出,得到盐酸浸碲液,再用SO2还原,便得到碲。
【小问1详解】
Se位于第四周期ⅥA族,基态原子的价层电子排布式为4s24p4;
【小问2详解】
加入碳酸钠溶液,使转化为,反应的离子方程式为, K=,欲使该反应发生,大于≈;
【小问3详解】
蒸硒”时,等金属硒化物与浓硫酸发生氧化还原反应,产生的烟气主要成分为和;
【小问4详解】
在阴极得电子发生还原反应,电极反应方程式为;
【小问5详解】
根据表格中杂质在碲单质中的分配系数数据,可知杂质在液态碲中溶解度更大,熔融区向末端移动,将杂质溶解带走,前端区再次凝固,故熔炼过程中碲纯度最高的区域为前端;根据已知信息②,为提高碲棒中硒的去除率,可在气氛中进行熔炼提纯;
【小问6详解】
①晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心,可知晶胞中位于顶点和面心,位于晶胞内部,填充在构成的正四面体的体心,根据均摊法计算,一个晶胞中有4个,8个;
②两个的最短距离为,晶胞中面对角线长为2,设晶胞边长为xnm,则,x=,立方晶胞的密度为。
17. 铜氨纤维常用于高档丝织品,铜氨溶液可用于制作铜氨纤维。
(1)制备氮气:
实验室利用如图装置制备氨气,反应的化学方程式为___________。
(2)氨水浓度的测定:
将制得的氨气溶于水,取20.00mL该氨水,加入指示剂,用1.000mol·L-1盐酸滴定至终点,消耗盐酸22.00mL。
①该过程中需用到下图中的仪器有___________(填仪器名称)。
②该氨水的浓度为___________mol·L-1。
(3)配制铜氨溶液:
向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:I.___________;II.Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(4)探究铜氨离子形成的原因:
①查阅资料
Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=2.2×10-20
Cu2+(aq)+4NH3(aq)[Cu(NH3)4]2+(aq)K=7.24×1012
②提出猜想根据查阅的资料判断反应II难以进行。通过计算说明理由:___________。
③验证猜想设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
i.向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中加入足量___________1mol·L-1溶液
生成蓝色沉淀
ii.再向i中悬浊液滴加配制的氨水,振荡
___________
④实验小结猜想成立。
⑤教师指导Cu(OH)2+4NH3+2NH[Cu(NH3)4]2++2NH3·H2OK=1.13×103。
⑥继续探究:
步骤
现象
iii.向ii中继续滴加___________溶液
蓝色沉淀溶解,溶液变为深蓝色
⑦分析讨论结合方程式II,从平衡移动的角度解释步骤iii的现象___________。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) ①. 酸式滴定管、碱式滴定管 ②. 1.100
(3)Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH
(4) ①. 反应Ⅱ的平衡常数K’=Ksp×K=2.2×10−20×7.24×1012≈1.6×10−7,该反应平衡常数小于10−5,说明反应正向进行的程度小 ②. NaOH(或KOH) ③. 蓝色沉淀不溶解 ④. 硫酸铵(或氯化铵等铵盐均可) ⑤. 加入铵盐,c(OH−)减小,反应Ⅱ平衡正向进行,从而促使Cu(OH)2溶解生成[Cu(NH3)4]2+(或反应Ⅰ逆向进行,生成的Cu2+结合NH3的思路也可)
【解析】
【分析】实验室制取氨气选择氯化铵与氢氧化钙反应制取,方程式为:。氨水显碱性,可以和金属铜离子形成氢氧化铜沉淀,若继续加入氨水(保证铵根含量足够的情况下),可以形成配合物,据此分析作答,。
【17题详解】
实验室利用如图装置制备氨气,根据装置特点可知,是加热固体制取氨气,所以方程式为:。
【18题详解】
①开展盐酸滴定氨水的实验,量取氨水和盐酸,需要的仪器有碱式滴定管、酸式滴定管。
②根据方程式列式:,解得。
【19题详解】
向硫酸铜中滴加氨水,发生复分解反应,生成氢氧化铜沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,生成,溶液变为深蓝色,所以第一步的反应为:。
【20题详解】
①反应II是:,其平衡常数表达式为:,代入数据计算,说明正反应程度很小。
②向溶液中加入某溶液,生成蓝色沉淀,说明应该加入碱溶液,则可以加入。再向i中悬浊液滴加配制的氨水,振荡,由于反应很难进行,所以沉淀不溶解。
③根据方程式,氨水中含有氨气,要让该反应进行,应该加入含有铵根的物质,该物质是硫酸铵(或氯化铵等铵盐均可)。从平衡移动的角度解释步骤iii的现象:加入铵盐,减小,反应Ⅱ平衡正向进行,从而促使溶解生成(或反应Ⅰ逆向进行,生成的结合的思路也可)。
18. CO2催化加氢转化为CH3OH既能响应国家的“双碳”目标,又能缓解能源紧缺。该过程主要发生下列反应:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3<0
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数lnKx与温度T的变化关系见图。则ΔH3/ΔH2的数值范围是___________(填标号)。
A. <-1 B. -1-0 C. 0-1 D. >1
(2)3MPa下,以进气流量4.5mmol·min-1、n(CO2):n(H2)=1:3 持续通过装有0.5g催化剂的反应管中(仅发生上述反应Ⅰ、Ⅱ)。经相同时间测得CO2的转化率[α(CO2)]、CH3OH的选择性[S(CH3OH)]及CH3OH的时空收率[Y(CH3OH)]随温度(T)的变化关系如图:
已知:a.S(CH3OH)=n(转化为CH3OH的CO2)/n(消耗的CO2)×100%
b.Y(CH3OH)=CH3OH的产率×CO2的进气流量/催化剂的质量(mmol·h-1·g-1)
①该条件下,合成CH3OH的最佳温度是___________,图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是___________,280℃后,曲线b快速下降的可能原因是___________。
②280℃时,CO的选择性为___________,若Y(CH3OH)为4.95 mmol·h-1·g-1,则α(CO2)=___________(列出计算式即可)。
③一定条件下,将进气流量改为0.04mmol·min-1(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率),测得出气流量为0.038 mmol·min-1,α(CO2)为50%,此时反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________。
【答案】(1)C (2) ①. 280℃ ②. b ③. 反应未达平衡,CO2的转化率逐渐增大,反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ,故甲醇的选择性快速下降 ④. 22.5% ⑤. ⑥.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ可以看作是反应Ⅰ和反应Ⅱ的加和:,根据题目描述,,即 ,从图中可以看出,反应Ⅰ的随温度升高而增大,说明 ,反应Ⅱ的随温度升高而减小,说明 ,因此且 ,,所以 的范围为;
故答案为 C
【小问2详解】
①根据题干信息,甲醇的时空收率Y与甲醇的产率成正比,280℃时,Y最大,即甲醇产率最大,也就是说280℃是生成CH3OH的最佳温度;
故答案为:280℃
根据(1)题结论以及a、b两条曲线变化趋势可知,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,升高温度n(CH3OH)减小,转化为CH3OH的CO2减小,n(CO)增加,转化为CO的CO2增加,则S(CH3OH)降低,图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是b;
故答案为:b
280℃后,曲线b快速下降的可能反应未达平衡,升高温度,CO2的转化率逐渐增大,反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ,故甲醇的选择性快速下降;
故答案为:反应未达平衡,升高温度,CO2的转化率逐渐增大,反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ,故甲醇的选择性快速下降
②根据图像信息可知,280℃时,CH3OH的选择性为77.5,根据反应Ⅰ和反应Ⅱ以及元素守恒和选择性的表达式可得,,,,所以;
故答案为:22.5%
,已知 ,进气流量4.5 mmol·min-1、n(CO2):n(H2)=1:3 ,所以 的进气流量为,根据单位换算,1h通入CO2的物质的量为,催化剂质量为 0.5 g,因此, =CO2转化率×CH3OH的选择性,280℃时甲醇的选择性为77.5%,所以,故;
故答案为:
③根据题意,该气体流速下的转化率为平衡转化率,若假设装置中起始时含有气体,那么起始时、,反应Ⅰ中,反应Ⅱ,则假设反应Ⅰ达到平衡后再发生反应Ⅱ并达到平衡,且平衡时n总=0.038xmmol,则有如下三段式;
反应Ⅰ的三段式为:
,
反应Ⅱ的三段式为:
,
根据平衡时转化率为50%,可知a=0.005x,n总=0.01x-a+a-b+0.03x-a-2b+a+b=0.04x-2b=0.038xmmol,解得b=0.001xmmol,则平衡时、、,,可以得到反应Ⅰ的;
故答案为:。
19. 左氧氟沙星是一种具有广谱抗菌作用的药物,其前体K的合成路线如下:
ⅰ.(其中DHP、PPTS是有机试剂缩写)
ⅱ.
ⅲ.
(1)B的系统命名是___________。
(2)已知试剂X的分子式为,X的结构简式为___________。
(3)F分子中官能团名称为羟基、醚键、硝基、___________。
(4)I中含有两个酯基、两个六元环,的反应类型为___________,的化学方程是___________。
(5)F的同分异构体中满足下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①为α-氨基酸;
②核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:3;
③1mol该物质与Na反应,消耗3mol Na;
④能与溶液发生显色反应。
(6)K的另一种制备途径如下:
写出M、P的结构简式___________、___________。
【答案】(1)2-羟基丙酸乙酯
(2) (3)碳氟键
(4) ①. 取代反应 ②.
(5)4 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】采用逆推法,由E的结构简式,参照A的分子式,可确定A为CH3CH(OH)COOH;A与C2H5OH发生酯化反应,生成B为CH3CH(OH)COOC2H5;依据已知ⅰ,可得出C为CH3CH(OPHT)COOC2H5;依据已知ⅱ可确定D为CH3CH(OPHT)CH2OH,由X的分子式为C6H2NO2F3,可确定X为;依据已知ⅰ,可确定F为;依据G的分子式,可确定G为;由已知ⅲ可得出H为;结合K的结构简式,H脱水得到I的结构简式为,再脱去C2H5OH,得到J的结构简式为,J发生酯基的水解反应,从而得到K;
【小问1详解】
B为CH3CH(OH)COOC2H5,系统命名是:2-羟基丙酸乙酯;
【小问2详解】
试剂X的分子式为C6H2NO2F3,由分析可得出,X的结构简式为;
【小问3详解】
F为,分子中官能团名称为羟基、醚键、碳氟键、硝基;
【小问4详解】
I中含有两个酯基、两个六元环,则I为,H()→I的反应类型为取代反应,I()→J()发生取代反应,化学方程式是→+C2H5OH;
【小问5详解】
F为,F的同分异构体中满足下列条件:“①为α-氨基酸;②能与FeCl3溶液发生显色反应;③1mol该物质与Na反应,消耗3molNa;④核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:3”有机物,结构简式可能为,共有4种(不考虑立体异构);
【小问6详解】
由流程图 ,参照原料和产品的结构,可逆推出P为,由已知ⅲ及N可脱去2个HF,可推出M为,从而得出M、P的结构简式为、。
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宁远一中2025届高考临门模拟考
化学卷(二)
可能用到的相对原子质量H-1 B-11 C-12 O-16 Fe-56
第Ⅰ卷选择题
(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,只有一项符合题目要求。)
1. 闵恩泽院士在炼油催化应用科学领域做出卓越贡献,被称为“中国催化剂之父”。催化剂是化学反应的重要工具,下列物质类别中原则上一般不常作为催化剂的是
A. 非金属单质 B. 手性有机小分子 C. 金属配合物 D. 过渡元素的金属单质
2. 有关实验操作、试剂保存或处理方法错误的是
A. 点燃前,需检验其纯度
B. 浓硝酸保存在棕色细口瓶中
C. 金属着火时使用泡沫灭火器灭火
D. 苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
3. 下列图示或化学用语正确的是
A. NH3分子的VSEPR模型为
B. 的系统命名:1,3,4-三甲苯
C. CaC2的电子式
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
4. 以下关于物质的分离提纯及测定叙述错误的是
A. X射线衍射实验可用于区分石英玻璃与水晶
B. 萃取、柱色谱法可用于中药中青蒿素的提取、分离
C. 丙烷的质谱图中,质荷比为43的峰归属于
D. 红外光谱可用于鉴别乙醇和二甲醚
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,与均含有个质子
B. 常温下,的溶液中,水电离出的数目为
C. 丁烷充分裂解,生成物中乙烷的分子数为
D. 中含有键数目最多为
6. 非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解;中心原子有孤电子对时,孤电子对进攻的可发生亲电水解。亲核水解机理如图。下列说法错误的是
A. 图示过程只有极性键的断裂与生成
B. 图示过程中有2种杂化方式
C. 和均能发生亲核水解
D. 水解产物可能为和
7. 抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。下列说法错误的是
A. 抗坏血酸与补铁剂共同服用有利于铁元素的吸收
B. 抗坏血酸与脱氢抗坏血酸都能与溶液反应
C. 1个脱氢抗坏血酸分子与足量H2反应后有5个手性碳原子
D. 脱氢抗坏血酸的含一种官能团的芳香同分异构体仅有1种
8. 黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°),Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法正确的是
A. Ⅰ中Au的配位数是8 B. Ⅱ中最小核间距Au-Cu<Cu-Cu
C. Ⅲ为18K金 D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1:1、1:3、3:1
9. 短周期元素X,Y,Z,M的原子序数依次增大,他们组成一种团簇分子,结构如图所示。X、M的族序数等于周期数,Y原子最外层电子数是其电子总数的。下列说法错误的是
A. 其分子式为
B. X和Y可以组成原子个数比为和离子化合物
C. 工业上常电解熔融的制取M单质
D. Y、M,Z的离子半径:
10. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mol·L−1FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,反应达平衡后,向溶液中继续加水
溶液先变红,加水后颜色变浅
减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,反应达到平衡后再充入100mLAr
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,增大压强,平衡不移动,物质浓度保持不变
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液
单位时间内产生的气体增多
使用催化剂可加快反应速率,使平衡正向移动
A. A B. B C. C D. D
11. 邻二醇在酸催化作用下发生分子内重排脱水生成酮(或醛),反应如图所示。
下列说法错误的是
A. 反应物与乙二醇不是互为同系物
B. 反应物中不存在手性C原子
C. 通过核磁共振氢谱能验证反应产物的主、次关系
D. 类比上述反应,酸性条件下能转化为
12. 电催化共还原CO2与NO2-制备乙酰胺(CH3CONH2)是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略,其装置如图所示。已知:酸性条件下极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法错误的是
A. 电极M的电势比电极N低
B. 电极N附近pH降低
C. M极存在电极反应:2CO2+10e-+7H2O=10OH-+CH3CHO
D. 制备1mol乙酰胺,电路中至少转移12mol e-
13. 某实验小组用酸性条件下将氧化为的性质测定含量,为探究测定含量所需的条件,进行如下实验。下列说法错误的是
实验
试管
实验操作及现象
甲
0.002
无明显现象;加热至沸腾,后溶液变为紫色,再滴加溶液,立即生成棕黑色沉淀()
乙
0.05
无明显现象;加热至沸腾,生成大量棕黑色沉淀,静置,上层溶液未变紫色
A. 试管甲加热前无明显现象的原因是温度低反应速率慢
B. 试管甲现象推知氧化性:
C. 试管乙中溶液未变紫色的原因是太低
D. 以上实验表明测定含量时应控制反应温度,并且浓度和用量不宜太大
14. 草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ代表C2O
B. Ksp(CaC2O4)的数量级为10-8
C. lgc0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O)+c(Cl-)
D. CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)K≈10-3.0
15. 分别向恒温恒压密闭容器Ⅰ(T1、p1)、容器Ⅱ(T2、p2)中充入1molC3H8(g)发生反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) >0,反应过程中c(C3H8)随时间t的变化曲线如图所示。已知:v=kc(C3H8),T1、T2时反应速率常数分别为k1、k2,v(x)=v(y),t1时容器Ⅱ达到化学平衡状态。下列说法正确的是
A. 反应速率常数k1:k2=18:13
B. x点的活化分子数目多于z点
C. 减小容器Ⅰ的压强,可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同
D. 若容器Ⅱ初始充入1mol丙烷和5molAr,则平衡后,丙烷的转化率为75%
第Ⅱ卷非选择题
(本题共4小题,共55分)
16. 碲(Te)元素在可穿戴柔性热电器件领域有广泛应用,硒(Se)元素在光电材料中有广泛应用。从电解精炼铜阳极泥(主要成分是、、金属碲化物、金属硒化物等)中分离碲、硒元素,工艺流程如图所示。
已知:①,;
②碲单质不易与发生反应,硒单质高温下可与生成气体。
(1)Se的基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)“转化”时,使转化为,反应的离子方程式为___________。欲使该反应发生,应控制大于___________。(保留2位有效数字)
(3)“蒸硒”时,等金属硒化物在下反应,产生的烟气主要成分为和___________。
(4)盐酸浸碲液经浓缩后,碲以形式存在,可使用电化学还原法获得碲单质,该电极反应方程式为___________。
(5)利用杂质在固态碲和液态碲中溶解度不同,可通过区域熔炼将杂质富集到特定区域。如图所示,加热使熔化模块(熔融区)所在位置的碲棒熔化,模块移动后碲棒凝固。
杂质在碲单质中的分配系数()数据如下表。
杂质
Se
S
Cu
Au
As
分配系数
0.44
0.29
0.000013
0.10
0.0023
熔炼过程中碲纯度最高的区域为___________(填“前端”、“末端”或“熔融区”)。为提高碲棒中硒的去除率,可在___________(填化学式)气氛中进行熔炼提纯。
(6)硒的化合物在半导体和电池研发领域有重要用途,如可用于提升光电器件性能。晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心,形成如图所示的结构单元。
①在晶胞中的位置为___________;
②设两个的最短距离为,立方晶胞的密度为___________。(设为阿伏加德罗常数的值,列出计算式)
17. 铜氨纤维常用于高档丝织品,铜氨溶液可用于制作铜氨纤维。
(1)制备氮气:
实验室利用如图装置制备氨气,反应的化学方程式为___________。
(2)氨水浓度的测定:
将制得的氨气溶于水,取20.00mL该氨水,加入指示剂,用1.000mol·L-1盐酸滴定至终点,消耗盐酸22.00mL。
①该过程中需用到下图中的仪器有___________(填仪器名称)。
②该氨水的浓度为___________mol·L-1。
(3)配制铜氨溶液:
向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:I.___________;II.Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(4)探究铜氨离子形成的原因:
①查阅资料
Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=2.2×10-20
Cu2+(aq)+4NH3(aq)[Cu(NH3)4]2+(aq)K=7.24×1012
②提出猜想根据查阅的资料判断反应II难以进行。通过计算说明理由:___________。
③验证猜想设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
i.向4mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中加入足量___________1mol·L-1溶液
生成蓝色沉淀
ii.再向i中悬浊液滴加配制的氨水,振荡
___________
④实验小结猜想成立。
⑤教师指导Cu(OH)2+4NH3+2NH[Cu(NH3)4]2++2NH3·H2OK=1.13×103。
⑥继续探究:
步骤
现象
iii.向ii中继续滴加___________溶液
蓝色沉淀溶解,溶液变为深蓝色
⑦分析讨论结合方程式II,从平衡移动的角度解释步骤iii的现象___________。
18. CO2催化加氢转化为CH3OH既能响应国家的“双碳”目标,又能缓解能源紧缺。该过程主要发生下列反应:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3<0
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数lnKx与温度T的变化关系见图。则ΔH3/ΔH2的数值范围是___________(填标号)。
A. <-1 B. -1-0 C. 0-1 D. >1
(2)3MPa下,以进气流量4.5mmol·min-1、n(CO2):n(H2)=1:3 持续通过装有0.5g催化剂的反应管中(仅发生上述反应Ⅰ、Ⅱ)。经相同时间测得CO2的转化率[α(CO2)]、CH3OH的选择性[S(CH3OH)]及CH3OH的时空收率[Y(CH3OH)]随温度(T)的变化关系如图:
已知:a.S(CH3OH)=n(转化为CH3OH的CO2)/n(消耗的CO2)×100%
b.Y(CH3OH)=CH3OH的产率×CO2的进气流量/催化剂的质量(mmol·h-1·g-1)
①该条件下,合成CH3OH的最佳温度是___________,图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是___________,280℃后,曲线b快速下降的可能原因是___________。
②280℃时,CO的选择性为___________,若Y(CH3OH)为4.95 mmol·h-1·g-1,则α(CO2)=___________(列出计算式即可)。
③一定条件下,将进气流量改为0.04mmol·min-1(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率),测得出气流量为0.038 mmol·min-1,α(CO2)为50%,此时反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________。
19. 左氧氟沙星是一种具有广谱抗菌作用的药物,其前体K的合成路线如下:
ⅰ.(其中DHP、PPTS是有机试剂缩写)
ⅱ.
ⅲ.
(1)B的系统命名是___________。
(2)已知试剂X的分子式为,X的结构简式为___________。
(3)F分子中官能团名称为羟基、醚键、硝基、___________。
(4)I中含有两个酯基、两个六元环,的反应类型为___________,的化学方程是___________。
(5)F的同分异构体中满足下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①为α-氨基酸;
②核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:3;
③1mol该物质与Na反应,消耗3mol Na;
④能与溶液发生显色反应。
(6)K的另一种制备途径如下:
写出M、P的结构简式___________、___________。
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