内容正文:
【考试时间:2025年4月25日19:00~20:15】
保山市2024~2025学年春季学期期中质量监测
高二化学试题卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第6页,第Ⅱ卷第6页至第10页。考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42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. “光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
化工工程师:焊接金属时用NH4Cl溶液除锈
水解使溶液呈酸性
B
水质检验员:用滴定法测水中Cl-含量
C
手工艺人:用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
HF可与SiO2反应
D
考古研究员:通过14C测定化石年代
C60与石墨烯互为同素异形体
A. A B. B C. C D. D
2. 下列有关化学用语的说法错误的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式为
B. 基态硫原子的价层电子轨道排布图:
C. 的名称是2-乙基丙烷
D. 氯化镁的形成过程:
3. 下列关于如图所示实验方案的说法正确的是
A. 用甲装置验证乙炔的生成
B. 用乙装置可验证金属性:Zn>Fe
C. 用丙装置可验证非金属性:
D. 丁装置中气体颜色不变
4. 下列关于有机物的说法正确的是
A. 等物质的量的乙烷和氯气混合,在光照条件下发生取代反应,产物为一氯乙烷和氯化氢
B. 丙烯分子中所有原子共平面
C. 甲苯和氯气在光照条件下生成2-氯甲苯
D. 乙炔在一定条件下和水反应可得到
5. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 向有沉淀的溶液中滴加氨水,沉淀消失:
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用惰性电极电解饱和食盐水:
6. 我国科学家成功制出了一种新型非线性光学晶体GFB.该晶体的化学式为为原子序数递增的短周期主族元素。位于同周期,最外层电子数之和为原子的价层电子排布式为,基态原子的价层电子运动状态数为5.下列说法正确的是
A. 元素与组成的化合物中的化合价为+3价
B. 的空间结构相同
C. 的最高价氧化物对应的水化物分子中的杂化轨道类型为
D. 最简单氢化物的沸点:
7. 已知:,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 上述反应每消耗转移电子数为1.2NA
B. 溶液中,含数为NA
C. 标准状况下,含有的分子数为NA
D. 分子易作为配体与形成含有σ键数为16NA
8. 硝基苯是一种重要的化工原料,密度比水大,难溶于水,易溶于乙醇、苯等有机溶剂。制备、提纯硝基苯的流程如图:
下列叙述错误的是
A. 配制混酸时,应将浓硝酸缓缓滴加到浓硫酸中,边滴加边搅拌
B. 步骤⑤的操作是“蒸馏”,使用的冷凝管为直形冷凝管
C. 流程中的作用是除去剩余的酸
D. 固体可以是无水、无水等
9. 乙基芳樟醇可用于制作各种花香型香精,其结构简式如图所示。下列有关说法错误的是
A. 乙基芳樟醇与1,3-丁二烯不属于同系物
B. 含有两种官能团,存在顺反异构
C. 能发生取代反应、加聚反应、氧化反应
D. 分子中存在极性共价键、非极性共价键、氢键等化学键
10. 对二甲苯是一种非常重要的有机原料,对二甲苯在我国市场的缺口很大。我国自主研发的一种绿色合成路线如图所示,下列有关说法正确的是
已知:
A. 化合物A、B、C、D四种物质均能与Br2/CCl4发生反应
B. 异戊二烯与Br2发生加成反应的产物可能有3种
C. 化合物A、C、D中碳原子的杂化方式相同
D. 过程①中没有其他副反应发生
11. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:咔唑比的沸点高
相对分子质量不同
B
热稳定性:强于
范德华力
C
酸性:弱于
吸电子效应
D
硬度:金刚石>碳化硅
晶体类型不同
A. A B. B C. C D. D
12. 晶体(晶胞结构如图甲)在的高压下和或反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体(其中一种晶胞结构如图乙,设晶胞棱长为)。代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 图甲中与等距离且最近的有8个
B. 若图乙中的原子坐标为的原子坐标为,则的原子坐标为
C. 图乙晶体的密度为
D. 图乙晶胞中钠原子的配位数为8
13. 我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为和,相应的产物为和。下列说法错误的是
A. 电极的电势低于电极
B. 电池工作一段时间后,溶液、稀硫酸的均不变
C. 双极膜中向极迁移
D. 当消耗时,双极膜中解离水的物质的量为
14. 常温下,向的溶液中缓慢加入溶液,溶液、温度随的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,的平衡常数为
B. 点时,
C. 点时,
D. 点点过程中,由水电离出的逐渐增大
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 叠氮化钠常用作汽车安全气囊中的药剂。某化学小组在实验室制取叠氮化钠的实验装置(略去夹持仪器)如图所示。
实验流程如下:
制取制取制取分离提纯产品。
已知:的熔点为,沸点为,易水解、易氧化。易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。
回答下列问题:
(1)装置D中,盛装浓氨水的仪器的名称为______。
(2)装置B中试剂的名称为______。
(3)制取过程中需控制温度在,液体可选用______。
(4)由制备的化学方程式(不考虑盐的水解)为______。
(5)分离产品时,向产物中加入乙醇,减压浓缩结晶后,过滤,并用______洗涤,晾干。
(6)先点燃D处酒精灯,一段时间后,再点燃A处酒精喷灯,这样操作的原因是______。
(7)称取产品,配制成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入的溶液,充分反应后,再用的标准溶液滴定过量的,终点时消耗标准溶液。相关反应(假设杂质不参与反应)如下:
第一步:
第二步:
①滴加标准溶液至终点时,若滴定管玻璃尖嘴部分有气泡,则产品纯度______(填“偏大”或“偏小”)。
②该产品的纯度为______。
16. 银是在古代就被加以利用的金属之一,是一种重要的贵金属。工业上用银锰精矿(主要含、、等)制备银,同时获得二氧化锰的流程如图:
回答下列问题:
(1)的原子序数为47,与同族,则基态原子的价层电子排布式为______。
(2)“浸锰”步骤,为了提高浸出速率,可采取的措施有______(任写两条)。
(3)“浸锰”步骤中生成气体的主要成分为,为获得二氧化锰,向浸锰液中加入溶液,则该反应中(氧化剂):(还原剂)=______。
(4)已知“浸铁”步骤中保持不变,则的作用是______。
(5)“浸银”时发生反应,结合化学方程式,从平衡角度分析,选用氯化物浓溶液的原因是______。
(6)“沉银”步骤中,生成单质银的离子反应为______。
(7)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种配合物的结构如图所示。
该配合物中通过螯合作用与形成的配位键有______,该配合物中处于同周期的三种非金属元素,第一电离能比同周期相邻元素都低的是______(填元素符号)。
17. 良好生态环境是实现中华民族永续发展的内在要求,是增进民生福祉的优先领域,是建设美丽中国的重要基础。燃油汽车的尾气处理是汽车行业研究的重点之一。汽车尾气的处理: ,该反应的反应历程及反应物和生成物的相对能量如图所示:
(1)要提高汽车尾气处理的速率,关键在于提高反应______的速率(填序号),______,该反应在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)已知该反应的为速率常数,只与温度有关。达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数______(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
(3)刚性容器中,进料比按进行投料,的平衡转化率与温度、起始投料比的关系如下图所示,则、、的大小关系为______,一定温度一定压强下投料比等于______时生成物的体积分数最大。
(4)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比以一定的流速分别通过两种催化剂(和)进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如下图所示:
①催化剂Cat-2条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因是______。
②时,平衡脱氮率为,压强恒为,则______(为以分压表示的平衡常数,用含的代数式表示)。
18. 以苯、甲苯为原料合成化合物L,其合成路线如图。
已知:(为烃基,为卤素原子)。
回答下列问题:
(1)化合物B中的官能团名称为______,化合物J的化学名称为______。
(2)的反应类型为______。
(3)化合物D的结构简式为______。
(4)合成的过程中,步骤的作用是______。
(5)写出的化学方程式:______。
(6)化合物含有苯环的同分异构体有______种,其中峰面积之比为的结构简式为______(任写一种)。
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【考试时间:2025年4月25日19:00~20:15】
保山市2024~2025学年春季学期期中质量监测
高二化学试题卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第6页,第Ⅱ卷第6页至第10页。考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42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. “光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
化工工程师:焊接金属时用NH4Cl溶液除锈
水解使溶液呈酸性
B
水质检验员:用滴定法测水中Cl-含量
C
手工艺人:用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
HF可与SiO2反应
D
考古研究员:通过14C测定化石年代
C60与石墨烯互为同素异形体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4Cl溶液中水解呈酸性,可溶解金属氧化物除锈,A关联正确;
B.用AgNO3滴定Cl-生成AgCl沉淀,是沉淀滴定法的原理,B关联正确;
C.HF与SiO2反应用于刻蚀石英,发生反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,C关联正确;
D.14C测定化石年代,基于其放射性衰变,而C60与石墨烯虽为同素异形体,但两者在放射性方面并无直接关联,D没有关联;
故选D。
2. 下列有关化学用语的说法错误的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式为
B. 基态硫原子的价层电子轨道排布图:
C. 的名称是2-乙基丙烷
D. 氯化镁的形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.顺-2-丁烯表示两个相同原子和原子团在碳碳双键的同一侧,其结构简式为:,A正确;
B.基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,轨道排布图:,B正确;
C.的名称是2-甲基丁烷,C错误;
D.氯化镁为离子化合物,形成过程:,D正确;
故合理选项是C。
3. 下列关于如图所示实验方案的说法正确的是
A. 用甲装置验证乙炔的生成
B. 用乙装置可验证金属性:Zn>Fe
C. 用丙装置可验证非金属性:
D. 丁装置中气体颜色不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.电石中的杂质会生成还原性的H2S等气体,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲装置不能验证乙炔的生成,A项错误;
B.乙装置构成原电池,若铁钉两端溶液变红,没有蓝色沉淀生成,则铁钉没有被腐蚀,说明锌为负极,铁为正极,金属性强弱为,B项正确;
C.丙装置中通过溴化钠溶液后得到的混合气中有和,和都能将硫化钠氧化为硫,不能证明非金属性强弱为,C项错误;
D.氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变,压强对该平衡无影响,但往里推活塞,气体体积减小,浓度增大,气体颜色变深,D项错误;
答案选B。
4. 下列关于有机物的说法正确的是
A. 等物质的量的乙烷和氯气混合,在光照条件下发生取代反应,产物为一氯乙烷和氯化氢
B. 丙烯分子中所有原子共平面
C. 甲苯和氯气在光照条件下生成2-氯甲苯
D. 乙炔在一定条件下和水反应可得到
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烷与Cl2在光照下发生取代反应为多步反应,即使等物质的量也会生成多种氯代物及HCl,产物不唯一,A错误;
B.丙烯中双键所在平面仅涉及两个C及其相连的H,甲基上的原子无法全部共平面,B错误;
C.甲苯在光照下发生侧链取代,生成甲基上的氯代物,而非苯环上取代,不能生成2-氯甲苯,C错误;
D.乙炔与水在催化剂作用下发生加成反应,然后中间产物结构异构化,从而生成乙醛(CH3CHO),D正确;
故选D。
5. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 向有沉淀的溶液中滴加氨水,沉淀消失:
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用惰性电极电解饱和食盐水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.AgCl与氨水反应生成可溶的[Ag(NH3)2]+,离子方程式书写正确,A正确;
B.少量Ba(HCO3)2与过量NaHSO4反应时,与H+的物质的量应为2:2,而选项中为1:1,比例错误,正确的离子方程式为,B错误;
C.Br2与SO2在水中发生氧化还原反应,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,方程式正确,C正确;
D.电解饱和食盐水时,Cl-在阳极失电子生成Cl2,H2O在阴极得电子生成OH-和H2,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出生成Cl2、H2和OH-的离子方程式正确,D正确;
故选B。
6. 我国科学家成功制出了一种新型非线性光学晶体GFB.该晶体的化学式为为原子序数递增的短周期主族元素。位于同周期,最外层电子数之和为原子的价层电子排布式为,基态原子的价层电子运动状态数为5.下列说法正确的是
A. 元素与组成的化合物中的化合价为+3价
B. 的空间结构相同
C. 的最高价氧化物对应的水化物分子中的杂化轨道类型为
D. 最简单氢化物的沸点:
【答案】A
【解析】
【分析】Y原子价层电子排布式为,由于p轨道填充电子时,同能层s能级填满,故n=2,当n=2时,价层电子排布式为,符合短周期主族元素,所以Y为B;基态R原子价层电子运动状态数为5,价层电子数等于运动状态数,R与Y(B)同周期,也在第二周期,价层电子数是5的是N(氮),所以R为N;Y(B)、Z、R(N)、M 位于同周期(第二周期 ),且原子序数递增,可知Z为C元素,4种元素原子最外层电子数之和为19,可得M最外层电子数=19-3-4-5=7,所以M为F元素,X原子序数比Y小,且不在第二周期,故X为H元素。
【详解】A.元素X(H)、Y(B)与Na组成的化合物即,该化合物中Na显+1价,H显-1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可求得B的化合价+3价,故A正确;
B.为,中心原子B的价层电子对数=3,无孤电子对,其空间结构为平面三角形。为,中心原子B的价层电子对数,无孤电子对,空间结构为正四面体形,二者空间结构不同,故B错误;
C.R为N元素,其最高价氧化物对应的水化物为。中N原子的价层电子对数,所以N的杂化轨道类型为,故C错误;
D.R(N)的最简单氢化物为,M(F)的最简单氢化物为。和分子间都存在氢键,但分子间氢键更强,所以最简单氢化物的沸点R<M,故D错误;
故选A。
7. 已知:,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 上述反应每消耗转移电子数为1.2NA
B. 溶液中,含数为NA
C. 标准状况下,含有的分子数为NA
D. 分子易作为配体与形成含有σ键数为16NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应中每8mol NH3有2mol被氧化生成N2,转移6mol电子,故1mol NH3转移0.75mol电子,0.4mol NH3转移电子数为0.4×0.75NA=0.3NA,而非1.2NA,A错误;
B.NH4Br溶液中会水解,实际数目小于1mol,因此数小于NA,B错误;
C.标准状况下Br2为液态,不能用气体摩尔体积计算分子数,C错误;
D.每个NH3分子含3个N-H σ键,与Cu2+形成1个配位键(σ键),共4个σ键,1mol [Cu(NH3)4]2+含4×4mol=16mol σ键,即16NA,D正确;
故选D。
8. 硝基苯是一种重要的化工原料,密度比水大,难溶于水,易溶于乙醇、苯等有机溶剂。制备、提纯硝基苯的流程如图:
下列叙述错误的是
A. 配制混酸时,应将浓硝酸缓缓滴加到浓硫酸中,边滴加边搅拌
B. 步骤⑤的操作是“蒸馏”,使用的冷凝管为直形冷凝管
C. 流程中的作用是除去剩余的酸
D. 固体可以是无水、无水等
【答案】A
【解析】
【分析】苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物发生取代反应生成硝基苯,分液,粗产品1主要含硝基苯、硝基苯和少量酸,粗产品1依次用蒸馏水、碳酸钠、蒸馏水洗涤,除去酸,加干燥剂氯化钙、硫酸镁等,过滤,粗产品2含硝基苯和苯,蒸馏的产品硝基苯。
【详解】A.配制浓硝酸、浓硫酸的混酸时,应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中,边滴加边搅拌,故A错误;
B.步骤⑤是分离苯和硝基苯,操作是“蒸馏”,蒸馏使用的冷凝管为直形冷凝管,故B正确;
C.碳酸钠能中和酸,流程中的作用是除去剩余的酸,故C正确;
D.固体的作用是干燥粗产品,可以是无水、无水等,故D正确;
选A。
9. 乙基芳樟醇可用于制作各种花香型香精,其结构简式如图所示。下列有关说法错误的是
A. 乙基芳樟醇与1,3-丁二烯不属于同系物
B. 含有两种官能团,存在顺反异构
C. 能发生取代反应、加聚反应、氧化反应
D. 分子中存在极性共价键、非极性共价键、氢键等化学键
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙基芳樟醇属于醇类,1,3-丁二烯属于烯类,二者不属于同系物,A正确;
B.含有碳碳双键和羟基两种官能团,右侧的双键存在顺反异构,B正确;
C.有羟基能发生取代反应,有碳碳双键能发生加聚反应、氧化反应,C正确;
D.氢键不属于化学键,D错误;
故答案为:D。
10. 对二甲苯是一种非常重要的有机原料,对二甲苯在我国市场的缺口很大。我国自主研发的一种绿色合成路线如图所示,下列有关说法正确的是
已知:
A. 化合物A、B、C、D四种物质均能与Br2/CCl4发生反应
B. 异戊二烯与Br2发生加成反应的产物可能有3种
C. 化合物A、C、D中碳原子的杂化方式相同
D. 过程①中没有其他副反应发生
【答案】C
【解析】
【详解】A.化合物A、B、C三种分子中均含有碳碳双键,均能与Br2发生加成反应,从而使Br2/CCl4褪色,但D()只能溶于Br2/CCl4,不能发生反应,A不正确;
B.异戊二烯与Br2发生加成反应,可能发生1,2-加成或3,4-加成或1,4-加成,也可能发生1,2,3,4-加成,则产物可能有4种,B不正确;
C.化合物A、C、D中,都存在形成双键的碳原子或苯环(均形成3个σ键)、只形成单键碳原子(形成4个σ键),所以都存在发生sp2杂化和sp3杂化的碳原子,C正确;
D.过程①中,还有另一个副反应发生,产物为,D不正确;
故选C。
11. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:咔唑比的沸点高
相对分子质量不同
B
热稳定性:强于
范德华力
C
酸性:弱于
吸电子效应
D
硬度:金刚石>碳化硅
晶体类型不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为分子间能形成氢键,分子间不能形成氢键,的沸点高,故A错误;
B.热稳定性:H2O>H2S,说明键能:H-O>H-S,与分子间是否存在氢键无关,氢键主要影响物理性质,故B错误;
C.CH2ClCOOH的酸性强于CH3COOH,因Cl的电负性比H大,吸电子效应更强,使O-H键极性增大,H+更易解离,故C正确;
D.金刚石和碳化硅均为原子晶体,晶体类型相同,金刚石硬度更高是因C-C键键长更短、键能更大,而非晶体类型差异,故D错误;
故答案为C。
12. 晶体(晶胞结构如图甲)在的高压下和或反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体(其中一种晶胞结构如图乙,设晶胞棱长为)。代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 图甲中与等距离且最近的有8个
B. 若图乙中的原子坐标为的原子坐标为,则的原子坐标为
C. 图乙晶体的密度为
D. 图乙晶胞中钠原子的配位数为8
【答案】B
【解析】
【详解】A.由体心为基点,图甲中与等距离且最近的有12个,A错误;
B.结合坐标轴,若图乙中的原子坐标为的原子坐标为,则的原子坐标为,B正确;
C.根据均摊法,该晶胞含有个Na+,含有个Cl-,化学式为NaCl3,图乙晶体的密度为,C错误;
D.图乙12个氯原子位于面上,所以钠原子周围有12个氯原子,即钠原子的配位数为12,D错误;
故选B。
13. 我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为和,相应的产物为和。下列说法错误的是
A. 电极的电势低于电极
B. 电池工作一段时间后,溶液、稀硫酸的均不变
C. 双极膜中向极迁移
D. 当消耗时,双极膜中解离水的物质的量为
【答案】B
【解析】
【分析】电极材料分别为和,相应的产物为和。则M为Zn,作负极,电极反应为,N为MnO2,为正极,电极反应为,根据原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,膜a为阴离子交换膜,OH-通过a进入左侧,膜b为阳离子交换膜,H+通过b进入右侧,据此解答。
【详解】A.电极为负极,电势低于电极,A正确;
B.结合中间层,M电极Zn失去电子转化为,电极反应为,转移2个电子消耗4个OH-,由中间层进入的OH-少于消耗的OH-,pH减小;N为MnO2,为正极,电极反应为,转移2个电子消耗四个氢离子,由中间层进入的H+少于消耗的H+,增大,B错误;
C.结合分析,双极膜中向极迁移,C正确;
D.M电极反应为,当消耗时,转移0.2mol电子,根据每分子水分解需要转移1个电子,解离为1个H+、1个OH-,双极膜中解离水的物质的量为,D正确;
故选B。
14. 常温下,向的溶液中缓慢加入溶液,溶液、温度随的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,的平衡常数为
B. 点时,
C. 点时,
D. 点点过程中,由水电离出的逐渐增大
【答案】C
【解析】
【分析】酸碱中和反应放热,随着NaOH的加入,溶液温度逐渐升高,当NaOH过量后溶液温度又开始下降,故曲线Ⅰ表示温度随的变化关系;随着NaOH的加入,溶液pH逐渐增大,故曲线Ⅱ表示pH随的变化关系。
【详解】A.a点对应溶液中, 则,的平衡常数,A项错误;
B.,溶质为Na2X,对应d点,由元素守恒得c(Na+)=2c(HX-)+2c(X2-)+2c(H2X),B项错误;
C.c点时溶质为NaHX、Na2X,pH小于7,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-) +c(HX-)+2c(X2-),可得c(Na+)<c(HX-) +2c(X2-),C项正确;
D.点点过程中,溶液酸性先逐渐减小,由水电离的程度先增大,达到中性后,盐水解,导致由水电离出的逐渐增大,在d点达到最大,d点到e点过程中,碱过量,水解程度逐渐减小,水电离出的氢离子浓度减小,D项错误;
答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 叠氮化钠常用作汽车安全气囊中的药剂。某化学小组在实验室制取叠氮化钠的实验装置(略去夹持仪器)如图所示。
实验流程如下:
制取制取制取分离提纯产品。
已知:的熔点为,沸点为,易水解、易氧化。易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。
回答下列问题:
(1)装置D中,盛装浓氨水的仪器的名称为______。
(2)装置B中试剂的名称为______。
(3)制取过程中需控制温度在,液体可选用______。
(4)由制备的化学方程式(不考虑盐的水解)为______。
(5)分离产品时,向产物中加入乙醇,减压浓缩结晶后,过滤,并用______洗涤,晾干。
(6)先点燃D处酒精灯,一段时间后,再点燃A处酒精喷灯,这样操作的原因是______。
(7)称取产品,配制成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入的溶液,充分反应后,再用的标准溶液滴定过量的,终点时消耗标准溶液。相关反应(假设杂质不参与反应)如下:
第一步:
第二步:
①滴加标准溶液至终点时,若滴定管玻璃尖嘴部分有气泡,则产品纯度______(填“偏大”或“偏小”)。
②该产品的纯度为______。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)碱石灰 (3)植物油
(4)NaNH2+N2ONaN3+H2O
(5)乙醚 (6)排除装置内的空气,防止Na和O2等物质反应,同时防止生成的NaNH2水解和被氧化
(7) ①. 偏大 ②. 97.5%
【解析】
【分析】制取叠氮化钠的原理为,先通入氨气与钠先反应生成NaNH2和氢气,反应生成的NaNH2再与通入的N2O反应生成NaN3和H2O。
【小问1详解】
盛装浓氨水的仪器为圆底烧瓶。
【小问2详解】
产物易水解,故B中为碱石灰。
【小问3详解】
反应的温度为210~220℃,而水浴加热温度不超过100℃,因此最适宜的加热方式为油浴加热,选用植物油。
【小问4详解】
由题意可知,钠先与氨气反应生成NaNH2和氢气,生成的NaNH2再和N2O反应生成NaN3和水,因此生成NaN3的化学方程式为:NaNH2+N2ONaN3+H2O。
【小问5详解】
固体混合物中可能含有钠、NaNH2和NaN3,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,NaNH2与水反应生成NaOH和氨气,NaN3溶于水,加入乙醇降低NaN3的溶解度,使NaN3结晶析出,过滤分离,用乙醚洗涤,因为NaN3易溶于水、微溶于乙醇、不溶于乙醚,干燥得到NaN3固体,综上分析,用乙醚洗涤;
【小问6详解】
先点燃D处酒精灯,一段时间后,再点燃A处酒精喷灯,这样操作的原因是排除装置内的空气,防止Na和O2等物质反应,同时防止生成的NaNH2水解和被氧化。
【小问7详解】
①滴加溶液至终点时,若滴定管玻璃尖嘴部分有气泡,导致终点读数偏小,则所测过量的Ce4+的量偏少,计算的NaN3消耗的Ce4+的量偏多,所测NaN3的量偏多,则产品纯度偏大。
②根据用量可知,n(Fe2+)=0.1mol/L×10×10-3L=1×10-3mol;则剩余Ce4+的物质的量也为1×10-3mol;NaN3消耗的Ce4+的物质的量为0.1mol/L×40×10-3L-1×10-3mol=3×10-3mol,则2.0g样品中NaN3的物质的量为3×10-3mol,其纯度为。
16. 银是在古代就被加以利用的金属之一,是一种重要的贵金属。工业上用银锰精矿(主要含、、等)制备银,同时获得二氧化锰的流程如图:
回答下列问题:
(1)的原子序数为47,与同族,则基态原子的价层电子排布式为______。
(2)“浸锰”步骤,为了提高浸出速率,可采取的措施有______(任写两条)。
(3)“浸锰”步骤中生成气体的主要成分为,为获得二氧化锰,向浸锰液中加入溶液,则该反应中(氧化剂):(还原剂)=______。
(4)已知“浸铁”步骤中保持不变,则的作用是______。
(5)“浸银”时发生反应,结合化学方程式,从平衡角度分析,选用氯化物浓溶液的原因是______。
(6)“沉银”步骤中,生成单质银的离子反应为______。
(7)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种配合物的结构如图所示。
该配合物中通过螯合作用与形成的配位键有______,该配合物中处于同周期的三种非金属元素,第一电离能比同周期相邻元素都低的是______(填元素符号)。
【答案】(1)4d105s1
(2)粉碎矿石、升高温度、适当增加稀硫酸的浓度等
(3)2:3 (4)作氧化剂,将FeS2氧化为S
(5)增大溶液中Cl−的浓度,有利于平衡正向移动,提高银元素的转化率
(6)2[AgCl2]−+Fe=2Ag+4Cl−+Fe2+
(7) ①. 2 ②. B
【解析】
【分析】是用银锰精矿(主要含、、等)制备银并获得的工业流程,步骤如下:1.浸锰:银锰精矿加入稀硫酸,发生反应,与稀硫酸主要发生复分解反应,产生气体,浸锰滤饼(主要含未反应的、等)和浸锰液(含等)。后续浸锰液可用于制备。2.浸铁反应:向浸锰滤饼加入溶液,利用的氧化性,将氧化生成和S单质,浸铁滤饼中主要含生成的S和未反应的,浸铁液(含等 )。3.浸银反应:向浸铁滤饼加入、、溶液,发生反应,含Ag的化合物被溶解,进入浸银液,不溶物成为浸银渣。4.沉银反应:向浸银液加入过量铁粉,利用Fe的还原性,将还原为Ag 单质(沉银),沉银经处理可得到银粉。
【小问1详解】
位于第四周期ⅠB族,价层电子排布式为,与同族,位于第五周期ⅠB族,根据电子排布规律,基态原子的价层电子排布式为;
故答案为:;
【小问2详解】
为提高浸出速率,可从影响反应速率因素中的温度、浓度、接触面积等入手,比如:升高温度、增大稀硫酸浓度、将银锰精矿粉碎、搅拌等(任写两条);
故答案为:粉碎矿石、升高温度、适当增加稀硫酸的浓度等;
【小问3详解】
浸锰液中含,加入溶液制备,反应中中Mn从+7价降低到+4价(作氧化剂),从+2价升高到+4价(作还原剂)。根据得失电子守恒:,即,所以;
故答案为:2:3;
【小问4详解】
“浸铁”步骤中不变,中具有氧化性,能氧化中的氧化为S等,所以其作用是作氧化剂,将氧化;
故答案为:作氧化剂,将氧化为S;
【小问5详解】
反应,选用氯化物浓溶液,浓度大,根据勒夏特列原理,与结合生成,降低浓度,使平衡正向移动,提高溶解率;
故答案为:增大溶液中Cl−的浓度,有利于平衡正向移动,提高银元素的转化率;
【小问6详解】
“沉银”是铁粉与反应生成,离子方程式为;
故答案为:
【小问7详解】
螯合作用是多个配位原子与中心离子成环。观察结构,与螯合的配位键是;该配合物中同一周期的三种非金属元素为B、C、N,第一电离能比同周期相邻元素都低的是B;
故答案为:2;B;
17. 良好生态环境是实现中华民族永续发展的内在要求,是增进民生福祉的优先领域,是建设美丽中国的重要基础。燃油汽车的尾气处理是汽车行业研究的重点之一。汽车尾气的处理: ,该反应的反应历程及反应物和生成物的相对能量如图所示:
(1)要提高汽车尾气处理的速率,关键在于提高反应______的速率(填序号),______,该反应在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)已知该反应的为速率常数,只与温度有关。达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数______(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
(3)刚性容器中,进料比按进行投料,的平衡转化率与温度、起始投料比的关系如下图所示,则、、的大小关系为______,一定温度一定压强下投料比等于______时生成物的体积分数最大。
(4)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比以一定的流速分别通过两种催化剂(和)进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如下图所示:
①催化剂Cat-2条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因是______。
②时,平衡脱氮率为,压强恒为,则______(为以分压表示的平衡常数,用含的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ① ②. −620.4kJ/mol ③. 低温
(2)< (3) ①. m1<m2<m3(或m3>m2>m1) ②. 1:1
(4) ①. 超过450℃,催化剂活性降低,反应速率减慢,相同时间内脱氮率下降 ②.
【解析】
【小问1详解】
反应①整个反应分为三个基元反应阶段,①NO(g)+NO(g)= ΔH =+199.4kJ/mol;反应②+CO(g)=CO2(g)+N2O(g) ΔH = -513.2kJ/mol;反应③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH = -306.6kJ/mol;由盖斯定律可知,由①+②+③可得2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH =+199.4kJ/mol+( -513.2kJ/mol)+ (-306.6kJ/mol)= -620.4kJ/mol;由于反应①所需活化能最高,则总反应速率由第一阶段反应决定,故关键在于提高反应①的速率。该反应的△S<0,△H<0,故低温可自发进行。
【小问2详解】
该反应的正反应为放热反应,升高温度使化学平衡向吸热的逆反应方向移动,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,浓度不变,故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
【小问3详解】
m=,增大CO的量,平衡正向移动,但CO的转化率减小,则投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为m1<m2<m3;反应的物质的量之比等于系数比即1;1时,生成物的体积分数最大;
【小问4详解】
①温度过高,催化剂活性降低,反应速率减慢,相同时间内脱氮率会下降。
②设450℃时,一氧化氮和一氧化碳的起始物质的量都为2mol,由一氧化氮的平衡脱氮率为50%可知,平衡时一氧化氮、一氧化碳、氮气、二氧化碳的物质的量分别为2mol-2mol×50%=1mol、2mol-2mol×50%=1mol、2mol×50%×=0.5mol、2mol×50%=1mol,由压强恒为p可知,一氧化氮、一氧化碳、氮气、二氧化碳的平衡分压分别为、、、,则分压平衡常数KP=。
18. 以苯、甲苯为原料合成化合物L,其合成路线如图。
已知:(为烃基,为卤素原子)。
回答下列问题:
(1)化合物B中的官能团名称为______,化合物J的化学名称为______。
(2)的反应类型为______。
(3)化合物D的结构简式为______。
(4)合成的过程中,步骤的作用是______。
(5)写出的化学方程式:______。
(6)化合物含有苯环的同分异构体有______种,其中峰面积之比为的结构简式为______(任写一种)。
【答案】(1) ①. 碳碳双键 ②. 邻硝基甲苯
(2)加成反应 (3)
(4)使硝基进入邻位,提高化合物J的产率
(5) (6) ①. 13 ②. 或
【解析】
【分析】由流程,A和乙炔发生加成反应生成B,B和HBr发生加成反应生成C,C中溴元素被取代转化为羟基得到D;G发生取代反应引入磺酸基得到H,H发生硝化反应生成I,I酸性条件转化为J,J中甲基氧化为羧基得到K,K、D发生酯化反应得到L;
【小问1详解】
由结构,化合物B中的官能团名称为碳碳双键,化合物J的化学名称为邻硝基甲苯;
【小问2详解】
A和乙炔发生加成反应生成B,为加成反应;
【小问3详解】
由分析,D为;
【小问4详解】
合成的过程中,首先引入磺酸基占位,在引入硝基后再除去磺酸基,故步骤的作用是使硝基进入邻位,提高化合物J的产率;
【小问5详解】
H发生硝化反应生成I,反应为:;
【小问6详解】
C为,其含有苯环的同分异构体,若为1个取代基,可以为-CH2CH2Br;若为2个取代基,可以为-Br和-CH2CH3、-CH2Br和-CH3,均存在邻间对3种,有6种;若为3个取代基,可以为-Br和-CH3和-CH3,苯环上3个取代基中2个相同,有6种;故共13种;其中峰面积之比为,则含有2个甲基,且结构对称,结构简式为或。
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