精品解析:江苏省前黄中学2025届高三下学期攀登行动(二)化学
2025-06-19
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内容正文:
江苏省前黄中学2025届高三下学期攀登行动(二)
化学试卷
本试卷满分为100分,考试时间为75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Al-27 Fe-56 Zn-65 I-127 Pb-207
一、单选题(共13题,每题3分,共39分。每题仅一个选项符合题意。)
1. 中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平,近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法正确的是
A. X射线衍射法可直接确定石墨烯的晶体结构
B. 第一电离能:C<Si
C. 硅、锗属于同周期元素
D. 金刚石和锗常用作半导体材料
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. HON=NOH中N元素的化合价为+1
B. H2NOH分子含极性键和非极性键
C. H2O的电子式为:H:O:H
D. 中子数为8的氮原子:N
3. 观察下列结构示意图并结合相关信息,判断有关说法正确的是
名称或化学式
邻羟基苯甲醛
18-冠-6
N-甲基咪唑
结构示意图
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
C. 18-冠-6中O(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
D. N-甲基咪唑分子中σ键的数目为6
4. 实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取氯气 B. 用装置乙得到纯净干燥的Cl2
C. 用装置丙制取四氯化硅 D. 用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气
阅读下列材料,完成下面小题。
Cu和CuCl是许多有机反应的催化剂。Cu可作由CO2制CH3OH反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH<0的催化剂。CuCl是一种难溶于水、乙醇的白色固体,可溶于浓氨水,潮湿的环境中易被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl制备实验过程为将硫酸铜与氯化钠加水溶解,并用盐酸调节酸度,再加入铜粉一起加热,得到可溶性的配合物Na[CuCl2],经加水稀释、过滤、洗涤、干燥即得CuCl产品。
5. 下列有关说法正确的是
A. 基态Cu+的电子排布式为[Ar]3d94s1
B. [CuCl2]-中的配位键可以表示为[Cl←Cu→Cl]-
C. 分子稳定性H2O>NH3
D. CuCl晶胞(如图所示)中距离每个Cl-最近的Cu+有2个
6. 关于Cu催化CO2制CH3OH的反应,下列说法正确的是
A. 该反应在任意条件下均能自发进行
B. 该反应的平衡常数表达式为K=
C. 反应物所含的键能总和大于生成物所含的键能总和
D. 使用Cu作催化剂可以提高一定时间内CO2的转化率
7. 下列化学用语正确的是
A. Cu在Cl2中燃烧的化学方程式:2Cu+Cl22CuCl
B. Cu与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
C. CuCl在潮湿空气中氧化的化学方程式:4CuCl+O2+3H2O=2Cu2(OH)3Cl+Cl2
D. 制取Na[CuCl2]的离子方程式:Cu2++Cu+4Cl-2[CuCl2]-
8. 下列工业生产或处理过程涉及的物质转化关系不正确的是
A. 消除污染物:
B. 去除难溶物:
C. 合成聚合物:
D. 制备配合物:溶液
9. 有机物的合成路线如下,下列说法不正确的是
A. 的酸性比乙酸强 B. 、都有相同的产物生成
C. 最多可以消耗 D. 具有对映异构体
10. 2023年杭州亚运会期间使用的部分电子展示板中用到了一种可充电锌—空气电池,该电池放电时的工作原理如下图所示。下列说法错误的是
已知:Ⅰ室溶液中,锌主要以的形式存在,并存在电离平衡。
A. 放电时,Ⅰ室溶液中浓度增大
B. 放电时,若将Ⅱ室中的溶液换成海水,则一段时间后,可将海水适度淡化
C. 充电时,电极附近可能有产生
D. 充电时,每生成,Ⅲ室溶液质量理论上减少
11. 室温下,探究醋酸的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验结论
A
测定醋酸溶液的浓度
取一定体积的醋酸溶液,加入几滴甲基橙,用已知浓度的NaOH标准溶液滴定,根据消耗标准液的体积进行计算
B
醋酸是否弱酸
向Al(OH)3悬浊液中滴加0.1mol/L的CH3COOH溶液,观察溶液是否澄清
C
检验体系中是否有未反应的醋酸
乙酸和乙醇在一定条件下发生酯化反应,待充分反应后,将体系中液体稀释,再加入饱和NaHCO3溶液
D
比较醋酸和HCO的酸性强弱
用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH,并比较大小
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,通过下列实验探究NaClO的性质。已知:Ka(HClO)=3×10-8,Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11。
实验1:测定0.1mol·L-1NaClO溶液的pH。
实验2:向0.1mol·L-1NaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7。
实验3:向0.1mol·L-1NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4:向0.1mol·L-1NaClO溶液中通入少量SO2,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A. 实验1所测NaClO溶液的pH>11
B. 实验2所得的溶液中:c(HClO)=2c(SO)
C. 实验3所得溶液中:c(CO)>c(HCO)
D. 实验4所得的溶液中:c(Ba2+)·c(SO)=Ksp(BaSO3)
13. 乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g);ΔH1=+173.3kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g);ΔH2
101kPa时,H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是
A. H2的平衡产率:曲线a<曲线b
B. 反应②的焓变ΔH2>0
C. Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D. H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要提高水醇比
二、选择题:共4题,共61分。
14. 从铜阳极泥(含、、、等)中回收贵金属的工艺流程如下:
(1)“酸浸”(已知柠檬酸化学式为,是一种三元弱酸)。
①只用稀硝酸也可氧化浸出生成和,反应的离子方程式为___________。
②添加柠檬酸可提高的浸出率,除因为形成外,还有___________。
③和柠檬酸协同浸出时,浓度过大使浸出率降低的原因是___________。
(2)“沉银”时转化为。中与配位的原子为___________。
(3)“氨浸”时反应为。该反应的平衡常数数值为___________。已知:;反应的平衡常数
(4)“还原”在碱性条件下进行。理论上获得的___________。
(5)“置换”后的溶液可制备晶体,该晶体分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(热量变化)如图所示。DSC曲线上650~850℃有两个吸热峰,可能发生的吸热反应为、___________。
15. 有机化合物H是一种利尿药物的中间体,其一种合成路线如图所示:
(1)AB所需的反应物及反应条件是___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)F的分子式为,F的结构简式为___________。
(4)写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有两个苯环,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
②含有四种不同化学环境的氢。
(5)已知:①甲苯中甲基为邻对位定位基,使新引入的基团在其邻对位;
②苯甲酸中羧基为间位定位基,使新引入的基团在其间位。
设计以,、为原料制备的合成路线___________。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
16. 含硫化合物在材料加工、实验室分析中有重要应用。
(1)材料可应用于太阳能电池。向脱硫废液(主要成分为和)中加入溶液回收。
①与、反应生成沉淀和的化学方程式为___________。
②控制溶液的pH,产率如图所示。时,产率随pH减小而降低的原因是___________。
(2)常用于织物漂白。测定样品溶液的浓度:量取25.00mL该溶液于锥形瓶中,加入溶液。待充分反应后,用标准溶液滴定过量的,平行滴定3次,平均消耗标准溶液22.80mL。实验过程中的反应如下:,。
①取用溶液时应选用的仪器是___________(填字母)。
A.25mL量筒 B.50mL量筒 C.25mL酸式滴定管 D.50mL酸式滴定管
②计算样品溶液的物质的量浓度___________(写出计算过程)。
(3)电解溶液可用于测定阿伏伽德罗常数,计算公式为。I为电解电流,t为电解时间,e取,为铜电极减少的质量,为铜的摩尔质量。
①请补充完整实验方案:___________。重复上述操作2~3次,按公式进行数据处理[实验中必须使用的试剂和仪器:纯铜片、铂丝、溶液、秒表、分析天平、直流电源(本实验过程中电流恒为1A)]。
②本实验中不采用铂电极增加的质量来测定,其原因是___________。
17. 电解水制氢时,阳极析氧反应需较高电压,研究其反应机理并运用协同制氢的方法来降低能耗、提升产氢效率具有重要意义。
(1)以为电解液,Pt作电极,阴极析氢反应可能经历两步。第二步反应为(*H表示吸附态氢原子)。写出第一步的电极反应方程式:___________。
(2)碱性条件下阳极负载的催化剂表面可能的反应机理如图-1所示。
①步骤3中M化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
②M可能为___________。(填序号)
A.Mg B.Al C.Ni D.Cr
③电解过程中,若阴极有扩散到催化剂表面,可能会导致催化剂催化效率下降甚至失去活性,其原因是___________。
(3)利用甘油()协同制氢可降低电解时所需电压,节约制氢成本。
①在阳极区添加一定量的甘油,电解一段时间后,阳极得到含碳产物的物质的量分别为,,理论上阴极产生的物质的量为___________。
②用与分别进行电催化协同制氢。对电解后的含碳产物进行表征,所得的NMR(核磁共振氢谱)分别如图-2,图-3所示。
电催化协同制氢所得含碳产物有___________。
③电解时,若电压过大,甘油的转化率会降低,其原因是___________。
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江苏省前黄中学2025届高三下学期攀登行动(二)
化学试卷
本试卷满分为100分,考试时间为75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Al-27 Fe-56 Zn-65 I-127 Pb-207
一、单选题(共13题,每题3分,共39分。每题仅一个选项符合题意。)
1. 中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平,近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法正确的是
A. X射线衍射法可直接确定石墨烯的晶体结构
B. 第一电离能:C<Si
C. 硅、锗属于同周期元素
D. 金刚石和锗常用作半导体材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.X射线衍射法能够通过分析衍射图谱确定晶体的结构,石墨烯作为晶体可用此方法确定结构,A正确;
B.同主族元素中,第一电离能随原子半径增大而减小,C(碳)的第一电离能大于Si(硅),B错误;
C.硅位于第三周期,锗位于第四周期,二者同主族但不同周期,C错误;
D.金刚石为绝缘体,而锗是半导体材料,D错误;
故选A。
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. HON=NOH中N元素的化合价为+1
B. H2NOH分子含极性键和非极性键
C. H2O的电子式为:H:O:H
D. 中子数为8的氮原子:N
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据O为-2价,H为+1价判断,N为+1价,A正确;
B.H2NOH分子只含极性键,不含非极性键,B错误;
C.H2O的电子式中O周围应该是8个电子,电子式:,C错误;
D.中子数为8的氮原子: ,D错误;
答案选A。
3. 观察下列结构示意图并结合相关信息,判断有关说法正确的是
名称或化学式
邻羟基苯甲醛
18-冠-6
N-甲基咪唑
结构示意图
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
C. 18-冠-6中O(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
D. N-甲基咪唑分子中σ键的数目为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢键是与N、O、F相连的氢原子与其它N、O、F原子间的较强分子间作用,图中所示形成氢键的氢原子是与氧原子相连形成的,故A错误;
B.由图,1、2是水分子中的键角,3是硫酸根离子中的键角,水分子中心原子氧原子和硫酸根离子中心原子硫原子都是sp3杂化,但是2中水分子中有两对孤对电子对氢氧键排斥,使键角变小,1中有1对孤对电子与铁形成配位键,只有一对孤对电子排斥,键角稍大于2,3无孤对电子排斥,键角为109°28',键角最大,故大小顺序为3>1>2,故B正确;
C.A中冠醚与K+之间并非离子键,而是通过配位键结合,故C错误;
D.两原子形成共价键,有且仅有一根为σ键,故N-甲基咪唑分子中σ键的数目为12,D错误;
本题选B。
4. 实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取氯气 B. 用装置乙得到纯净干燥的Cl2
C. 用装置丙制取四氯化硅 D. 用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水,用装置甲制取氯气,故不选A;
B.制取纯净干燥的Cl2,应该先除杂后干燥,故选B;
C.SiC+2Cl2SiCl4+C,用装置丙制取四氯化硅,故不选C;
D.SiCl4沸点为57.6℃,用冰水收集SiCl4,为防止SiCl4水解,用碱石灰吸收尾气,故不选D;
选B。
阅读下列材料,完成下面小题。
Cu和CuCl是许多有机反应的催化剂。Cu可作由CO2制CH3OH反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH<0的催化剂。CuCl是一种难溶于水、乙醇的白色固体,可溶于浓氨水,潮湿的环境中易被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl制备实验过程为将硫酸铜与氯化钠加水溶解,并用盐酸调节酸度,再加入铜粉一起加热,得到可溶性的配合物Na[CuCl2],经加水稀释、过滤、洗涤、干燥即得CuCl产品。
5. 下列有关说法正确的是
A. 基态Cu+的电子排布式为[Ar]3d94s1
B. [CuCl2]-中的配位键可以表示为[Cl←Cu→Cl]-
C. 分子稳定性H2O>NH3
D. CuCl晶胞(如图所示)中距离每个Cl-最近的Cu+有2个
6. 关于Cu催化CO2制CH3OH的反应,下列说法正确的是
A. 该反应在任意条件下均能自发进行
B. 该反应的平衡常数表达式为K=
C. 反应物所含的键能总和大于生成物所含的键能总和
D. 使用Cu作催化剂可以提高一定时间内CO2的转化率
7. 下列化学用语正确的是
A. Cu在Cl2中燃烧的化学方程式:2Cu+Cl22CuCl
B. Cu与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
C. CuCl在潮湿空气中氧化的化学方程式:4CuCl+O2+3H2O=2Cu2(OH)3Cl+Cl2
D. 制取Na[CuCl2]的离子方程式:Cu2++Cu+4Cl-2[CuCl2]-
【答案】5. C 6. D 7. D
【解析】
【5题详解】
A.基态Cu原子的价电子排布式为:;基态的电子排布式为,A错误;
B.在中,是提供孤电子跟进行配位,则其配位键可以表示为,B错误;
C.由于O的电负性比N强,则O的非金属性比N强,得到分子稳定性,C正确;
D.CuCl晶胞中的配位数为4,则有与每个最近距离的个数为4个,D错误;
故答案为:C。
【6题详解】
Cu催化CO2制CH3OH的反应::
A.该反应的,,根据能自发可知,该反应在低温时能自发,A错误;
B.该反应的平衡常数表达式为,B错误;
C.该反应为放热反应,则反应物所含的键能总和小于生成物所含的键能总和,C错误;
D.使用Cu作催化剂可以加快反应速率,缩短达到平衡的时间,可以提高一定单位时间内CO2的转化率,D正确;
故答案为:D。
【7题详解】
A.具有强氧化性,能将Cu氧化为+2价,燃烧的化学方程式:,A错误;
B.Cu与浓硫酸反应需要加热,反应的化学方程式:,B错误;
C.根据题干信息,CuCl在潮湿的环境中易被氧气氧化为,同时还生成HCl,反应的化学方程式:,C错误;
D.根据题干信息,CuCl制备实验过程为将硫酸铜与氯化钠加水溶解,并用盐酸调节酸度,再加入铜粉一起加热,得到可溶性的配合物,则反应的离子方程式:,D正确;
故答案为:D。
8. 下列工业生产或处理过程涉及的物质转化关系不正确的是
A. 消除污染物:
B. 去除难溶物:
C. 合成聚合物:
D. 制备配合物:溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.消除二氧化硫污染物的反应为二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵溶液与空气中的氧气反应生成硫酸铵,则物质转化关系能实现,故A正确;
B.难溶碳酸钙的溶解度小于微溶的硫酸钙,所以用硫酸钠溶液难以将碳酸钙转化为硫酸钙,且硫酸钙与盐酸不反应,故B错误;
C.一定条件下乙炔与氯化氢发生加成反应生成氯乙烯,一定条件下氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,则物质转化关系能实现,故C正确;
D.硫酸铜溶液能与过量氨水反应生成硫酸四氨合铜,向反应后的溶液中加入乙醇降低硫酸四氨合铜的溶解度,过滤、洗涤、干燥能达到制备一水硫酸四氨合铜的实验目的,故D正确;
故选B。
9. 有机物的合成路线如下,下列说法不正确的是
A. 的酸性比乙酸强 B. 、都有相同的产物生成
C. 最多可以消耗 D. 具有对映异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.羰基为吸电子基团,使得中羧基上的H更易电离,故酸性比乙酸强,A正确;
B.、都是取代反应,都生成了氯化氢,所以都有相同的产物生成,B正确;
C.Z中含有酚酯基, 水解会消耗,C错误;
D.中含手性碳原子,具有对映异构体,D正确;
故选C。
10. 2023年杭州亚运会期间使用的部分电子展示板中用到了一种可充电锌—空气电池,该电池放电时的工作原理如下图所示。下列说法错误的是
已知:Ⅰ室溶液中,锌主要以的形式存在,并存在电离平衡。
A. 放电时,Ⅰ室溶液中浓度增大
B. 放电时,若将Ⅱ室中的溶液换成海水,则一段时间后,可将海水适度淡化
C. 充电时,电极附近可能有产生
D. 充电时,每生成,Ⅲ室溶液质量理论上减少
【答案】C
【解析】
【分析】该电池中,Zn为负极失电子生成,Pt/C电极为正极,正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子。Ⅱ室NaCl溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,Ⅱ室中氯离子通过阴离子交换膜进入Ⅰ室。
【详解】A.放电时,锌作负极,失电子生成,溶液中浓度增大,电离平衡正向移动,浓度增大,A正确;
B.放电时,电解质溶液中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室,故海水可以得到淡化,B正确;
C.充电时,电极为阴极,其电极反应为,没有氯气生成,C错误;
D.充电时,电极为阳极,电极反应式为,每生成转移电子,同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,Ⅲ室溶液质量理论上减少,故充电时,每生成,Ⅲ室溶液质量理论上减少,D正确;
故答案选C。
11. 室温下,探究醋酸的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验结论
A
测定醋酸溶液的浓度
取一定体积的醋酸溶液,加入几滴甲基橙,用已知浓度的NaOH标准溶液滴定,根据消耗标准液的体积进行计算
B
醋酸是否弱酸
向Al(OH)3悬浊液中滴加0.1mol/L的CH3COOH溶液,观察溶液是否澄清
C
检验体系中是否有未反应的醋酸
乙酸和乙醇在一定条件下发生酯化反应,待充分反应后,将体系中液体稀释,再加入饱和NaHCO3溶液
D
比较醋酸和HCO的酸性强弱
用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH,并比较大小
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲基橙的变色范围在酸性区域(pH 3.1~4.4),而醋酸与NaOH的滴定终点为碱性(pH>7),应使用酚酞作为指示剂。使用甲基橙会导致终点判断错误,无法准确测定醋酸浓度,A错误;
B.Al(OH)3溶于强酸或弱酸的条件是H+浓度足够。0.1mol/L醋酸解离的H+浓度较低(约0.0013mol/L),但若实验中Al(OH)3溶解,仅能说明H+浓度足够,无法区分醋酸是强酸还是弱酸,B错误;
C.酯化反应后体系中可能残留硫酸(催化剂),加入NaHCO3会与硫酸反应产生CO2,干扰对未反应乙酸的检测,无法准确检验醋酸的存在,C错误;
D.若Na2CO3溶液的pH高于CH3COONa溶液,说明水解程度更大,对应的酸性弱于CH3COOH。该实验能直接比较两者酸性强弱,D正确;
答案选D。
12. 室温下,通过下列实验探究NaClO的性质。已知:Ka(HClO)=3×10-8,Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11。
实验1:测定0.1mol·L-1NaClO溶液的pH。
实验2:向0.1mol·L-1NaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7。
实验3:向0.1mol·L-1NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4:向0.1mol·L-1NaClO溶液中通入少量SO2,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确的是
A. 实验1所测NaClO溶液的pH>11
B. 实验2所得的溶液中:c(HClO)=2c(SO)
C. 实验3所得溶液中:c(CO)>c(HCO)
D. 实验4所得的溶液中:c(Ba2+)·c(SO)=Ksp(BaSO3)
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaClO是强碱弱酸盐,ClO-发生水解ClO-+H2OHClO+OH-,Kh=≈3.33×10-7,由于水解程度较小,c(OH-)= c(HClO),Kh==3.33×10-7,得c(OH-)≈1.82×10-4mol/L,而pH=11时c(OH-)=10-3mol/L,故NaClO溶液的pH<11,故A错误;
B.向0.1mol/LNaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7,此时溶液中c(H+)= c(OH-)。溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+ c(OH-)+2c(SO),因为c(H+)= c(OH-),所以c(Na+)=c(ClO-) + 2c(SO)。又NaClO溶液中存在c(Na+)= c(ClO-)+ c(HClO)。结合上述两个等式可得c(HClO)=2c(SO),故B正确;
C.向0.1mol/LNaClO溶液中通入少量CO2,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,所以反应后溶液中溶质为NaHCO3和HClO,溶液中不存在大量的CO,应该是c(CO)<c(HCO),选项C错误;
D.向0.1mol/LNaClO溶液中通入少量SO2,发生反应NaClO+SO2+H2O=NaCl+H2SO4,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀BaSO4,说明溶液中存在SO,而不是SO,所以不存在c(Ba2+)·c(SO)=Ksp(BaSO3)的关系,选项D错误;
故选B。
13. 乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g);ΔH1=+173.3kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g);ΔH2
101kPa时,H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是
A. H2的平衡产率:曲线a<曲线b
B. 反应②的焓变ΔH2>0
C. Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D. H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要提高水醇比
【答案】A
【解析】
【详解】A.若选择图像上温度相同,投料比不同Q、P两个点可知,P点投料比高,则氢气的平衡产率大,所以氢气的平衡产率为:曲线a大于曲线b,A错误;
B.反应①为吸热反应,在图像中选择c、d点分析,如图:,c、d点氢气的平衡产率相等原因为:c点温度高于d点,升高温度,反应①平衡正向移动,氢气的量增大,反应②在消耗氢气,说明升高温度,反应②消耗的氢气恰好可以抵消掉反应①新增的氢气,说明反应②是吸热反应,,B正确;
C.Q点处与P点处温度相同,则平衡常数相等,C正确;
D.根据图像可知,H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,横坐标往右边移动,要提高水醇比,D正确;
故选A。
二、选择题:共4题,共61分。
14. 从铜阳极泥(含、、、等)中回收贵金属的工艺流程如下:
(1)“酸浸”(已知柠檬酸化学式为,是一种三元弱酸)。
①只用稀硝酸也可氧化浸出生成和,反应的离子方程式为___________。
②添加柠檬酸可提高的浸出率,除因为形成外,还有___________。
③和柠檬酸协同浸出时,浓度过大使浸出率降低的原因是___________。
(2)“沉银”时转化为。中与配位的原子为___________。
(3)“氨浸”时反应为。该反应的平衡常数数值为___________。已知:;反应的平衡常数
(4)“还原”在碱性条件下进行。理论上获得的___________。
(5)“置换”后的溶液可制备晶体,该晶体分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(热量变化)如图所示。DSC曲线上650~850℃有两个吸热峰,可能发生的吸热反应为、___________。
【答案】(1) ①. ②. 增大c(H+),加快热HNO3氧化Pd的速率 ③. 氧化柠檬酸,使柠檬酸浓度下降
(2)O (3)1.98×10-3
(4)4:1 (5)
【解析】
【分析】铜阳极泥(含、、、等)用硝酸和柠檬酸酸浸,Cu和Au不溶于硝酸和柠檬酸存在于滤渣中,滤液中存在Ag+和Pd2+,加入NaCl将Ag+转化为AgCl,过滤后AgCl用氨水碱浸转化为,加入N2H4·H2O将还原为Ag,滤液中加入Cu置换出Pd。
【小问1详解】
①只用稀硝酸也可氧化浸出生成和,该反应中N元素由+5价下降到+2价,Pb元素由0价上升到+2价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式为:;
②柠檬酸是一种三元弱酸,添加柠檬酸可提高的浸出率,除因为形成外,还有增大c(H+),加快热HNO3氧化Pd的速率;
③柠檬酸化学式为,具有还原性,和柠檬酸协同浸出时,浓度过大使浸出率降低的原因是:氧化柠檬酸,使柠檬酸浓度下降。
【小问2详解】
柠檬酸的结构简式为,H原子不含孤电子对,C原子形成4个共价键,不含孤电子对,O原子含有孤电子对,可以提供电子形成配位键,中与配位的原子为O。
【小问3详解】
“氨浸”时反应为,该反应的平衡常数数值为=1.98×10-3。
【小问4详解】
“还原”在碱性条件下进行,N2H4·H2O将还原为Ag,N元素由-2价上升到0价,Ag元素化合价由+1价下降到0价,根据得失电子守恒可知4:1。
【小问5详解】
DSC曲线上650~850℃有两个吸热峰,说明此时发生热分解反应,从TG 图像可以看出,质量减少量为原质量的一半,说明有固体CuO剩余,还有其他气体产出,此时气体产物为SO2、SO3、 O2,可能出现的化学方程式为、。
15. 有机化合物H是一种利尿药物的中间体,其一种合成路线如图所示:
(1)AB所需的反应物及反应条件是___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)F的分子式为,F的结构简式为___________。
(4)写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有两个苯环,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
②含有四种不同化学环境的氢。
(5)已知:①甲苯中甲基为邻对位定位基,使新引入的基团在其邻对位;
②苯甲酸中羧基为间位定位基,使新引入的基团在其间位。
设计以,、为原料制备的合成路线___________。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
【答案】(1)Cl2、FeCl3
(2)取代反应 (3)
(4)或 (5)
【解析】
【分析】A到B发生苯环上的氯代,所需的反应物及反应条件是:Cl2、FeCl3;B到C发生还原反应,C到D氨基和羧基发生取代反应生成酰胺基,D发生氧化反应得到E,F的分子式为:,根据E和G的结构简式可知F为:,E发生水解反应得到F,F与发生取代反应得到G,G与乙醛反应得到H。
【小问1详解】
根据分析,AB所需的反应物及反应条件是:Cl2、FeCl3;
【小问2详解】
的反应类型为:取代反应;
【小问3详解】
F的结构简式为:;
【小问4详解】
H的同分异构体满足:①含有两个苯环,能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明含碳碳双键;②含有四种不同化学环境的氢,满足条件的结构简式为:或;
【小问5详解】
甲苯发生硝化反应得到,发生氧化反应得到,与反应得到,发生还原反应得到,与HCHO发生反应得到,故合成路线为:。
16. 含硫化合物在材料加工、实验室分析中有重要应用。
(1)材料可应用于太阳能电池。向脱硫废液(主要成分为和)中加入溶液回收。
①与、反应生成沉淀和的化学方程式为___________。
②控制溶液的pH,产率如图所示。时,产率随pH减小而降低的原因是___________。
(2)常用于织物漂白。测定样品溶液的浓度:量取25.00mL该溶液于锥形瓶中,加入溶液。待充分反应后,用标准溶液滴定过量的,平行滴定3次,平均消耗标准溶液22.80mL。实验过程中的反应如下:,。
①取用溶液时应选用的仪器是___________(填字母)。
A.25mL量筒 B.50mL量筒 C.25mL酸式滴定管 D.50mL酸式滴定管
②计算样品溶液的物质的量浓度___________(写出计算过程)。
(3)电解溶液可用于测定阿伏伽德罗常数,计算公式为。I为电解电流,t为电解时间,e取,为铜电极减少的质量,为铜的摩尔质量。
①请补充完整实验方案:___________。重复上述操作2~3次,按公式进行数据处理[实验中必须使用的试剂和仪器:纯铜片、铂丝、溶液、秒表、分析天平、直流电源(本实验过程中电流恒为1A)]。
②本实验中不采用铂电极增加的质量来测定,其原因是___________。
【答案】(1) ①. ②. 当时,溶液中强酸会使发生歧化反应,浓度下降,导致CuSCN产率随pH减小而下降
(2) ①. D ②.
(3) ①. (a) 用分析天平准确称量干燥后的纯铜片初质量m0;
(b) 将铜片(作阳极)和铂丝(作阴极)分别接到直流电源两极,浸入盛有CuSO₄溶液的电解槽中;
(c)接通电路并保持电流I=1A不变,用秒表记录电解时间t;
(d) 电解结束后取出铜片,用蒸馏水洗净、干燥,复称其质量m1;
(e) 计算Δm = m0-m1,并按给定公式求得阿伏伽德罗常数;重复2~3次取平均值。 ②. 阴极(铂丝)上析出的铜容易出现附着不牢容易脱落、铂丝上发生副反应析出氢气等
【解析】
【小问1详解】
①与、反应生成沉淀和的化学方程式为:;
②当时,溶液中强酸会使发生歧化反应:,浓度下降,导致CuSCN产率随pH减小而下降;
【小问2详解】
①溶液显酸性,故取用溶液时应选用的仪器是50mL酸式滴定管,故选D;
②根据已知得,则,由于,则,;
【小问3详解】
①(a) 用分析天平准确称量干燥后的纯铜片初质量m0;
(b) 将铜片(作阳极)和铂丝(作阴极)分别接到直流电源两极,浸入盛有CuSO₄溶液的电解槽中;
(c)接通电路并保持电流I=1A不变,用秒表记录电解时间t;
(d) 电解结束后取出铜片,用蒸馏水洗净、干燥,复称其质量m1;
(e) 计算Δm = m0-m1,并按给定公式求得阿伏伽德罗常数;重复2~3次取平均值。
②之所以“不采用铂电极增加的质量”来测NA,是因为阴极(铂丝)上析出的铜容易出现附着不牢容易脱落,或铂丝上存在副反应,如生成氢气等,实际操作中难以精确且稳定地称量铂电极的增加质量,从而导致误差较大,因此一般通过称量阳极(纯铜片)的失质量来进行更可靠的测定。
17. 电解水制氢时,阳极析氧反应需较高电压,研究其反应机理并运用协同制氢的方法来降低能耗、提升产氢效率具有重要意义。
(1)以为电解液,Pt作电极,阴极析氢反应可能经历两步。第二步反应为(*H表示吸附态氢原子)。写出第一步的电极反应方程式:___________。
(2)碱性条件下阳极负载的催化剂表面可能的反应机理如图-1所示。
①步骤3中M化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
②M可能为___________。(填序号)
A.Mg B.Al C.Ni D.Cr
③电解过程中,若阴极有扩散到催化剂表面,可能会导致催化剂催化效率下降甚至失去活性,其原因是___________。
(3)利用甘油()协同制氢可降低电解时所需电压,节约制氢成本。
①在阳极区添加一定量的甘油,电解一段时间后,阳极得到含碳产物的物质的量分别为,,理论上阴极产生的物质的量为___________。
②用与分别进行电催化协同制氢。对电解后的含碳产物进行表征,所得的NMR(核磁共振氢谱)分别如图-2,图-3所示。
电催化协同制氢所得含碳产物有___________。
③电解时,若电压过大,甘油的转化率会降低,其原因是___________。
【答案】(1)
(2) ①. 不变 ②. CD ③. H2将金属氧化物还原为金属单质,改变了催化剂结构,催化活性下降
(3) ①. 0.78 ②. CH3OH、13CH3OH、H13COO-、HCOO- ③. 电压过大时,水和甘油在阳极催化剂表面竞争放电
【解析】
【小问1详解】
碱性条件下电解水的阴极反应式为,第二步为,则第一步为。
【小问2详解】
①分析如图所示:;
②M 呈现+1、+2和+3价态,且M-O存在配位键,M提供空轨道,另外,在元素周期表的过渡金属 区域寻找催化剂,故符合条件的是Ni和 Cr,故答案为CD;
③H2具有还原性,能将M-O氧化物还原为M,使催化剂组成和结构改变,降低了催化剂的活性。
【小问3详解】
①CH2OHCHOHCH2OH在阳极区发生歧化反应生成0.03mol CH3OH和0.6mol HCOO-,得电子数为,失电子数为,阴极水得到2mol电子生成1mol H2,根据得失电子守恒:0.04mol+n(H2)×2=1.6mol,n(H2)=0.78mol;
②由题干图像可知,化学位移48.1ppm处有CH3OH 和13CH3OH,说明CH3OH来源于伯碳,因此可以生成CH3OH、13CH3OH、H13COO-、HCOO-四种微粒;
③电压过大时,H2O在阳极失去电子生成O2和H*,与甘油竞争放电,故使甘油的转化率降低。
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