内容正文:
2024—2025学年高二期末(下)测试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Zr:91
一、选择题:本题共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. 美食是幸福生活的重要组成部分。下列关于美食的叙述错误的是
A. 罗锅酱肉——肉的主要成分之一是蛋白质
B. 获嘉饸饹条——面的主要成分能转化成葡萄糖
C. 封丘卷尖——鸡蛋薄饼的主要成分是合成高分子
D. 牧野胡辣汤——胡辣汤中的辣椒和香叶的主要成分是纤维素
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 中子数为46的溴核素:
B. 金刚石的晶体类型:共价晶体
C. O的基态原子的轨道表示式:
D. 基态碱金属原子最外层电子云轮廓图:球形
3. 乙酰半胱氨酸咔啉(如图,Me为甲基)具有广泛的生物活性,能抗肿瘤、抗病毒等。下列有关该有机物的叙述错误的是
A. 有2种含氧官能团 B. 能发生加成和取代反应
C. 分子间存在氢键 D. 在碱性介质中生物活性更强
4. 厨房中处处有化学。下列说法错误的是
选项
生活情境
涉及化学知识
A
炖排骨汤时添加少量食醋
乙酸能促进钙质转化,有利于人体吸收
B
加工馒头时添加
受热分解产生气体,使馒头松软
C
腌制肉类时添加食盐
食盐有强氧化性,能杀菌保鲜食品
D
及时清洗铁锅并保持通风干燥
防止铁锅发生吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
5. 部分含氯物质的“价—类”关系如图所示。
下列事实和对应的离子方程式(或化学方程式)均正确的是
A. 用的溶液溶解试管中难溶的:
B. 向紫色石蕊溶液中通入,溶液先变红后褪色
C. 在含烧碱的溶液中滴加少量溶液产生红褐色沉淀
D. d和a的浓溶液共热后得到黄绿色气态单质和一种+4价氯的气态氧化物:
6. 某小组设计实验探究和铜的反应,实验装置如图,当硬质玻璃管中铜粉全部变为黑色时停止通入气体。下列叙述正确的是
A. 甲中硝酸表现氧化性和酸性
B. 可以用碱石灰替代乙中的
C. 用稀硝酸可检验黑色粉末中是否有
D. 丁装置的作用是吸收尾气中的、和
7. 某高校一团队设计合成了一系列的铜(Ⅰ)-索烃配合物(如图)。下列叙述错误的是
A. 基态价层电子排布式为
B. 该配合物中采用杂化,配位数为4
C. -索烃配合物可溶于水
D. X射线衍射实验可测定该配合物的分子结构
8. 奥运会举办期间,奥运五环(颜色呈现蓝、黄、黑、绿、红)旗在赛场上迎风飘扬。受此启发,某实验小组设计显色实验:在四个小烧杯中分别溶解了少量不同的化学物质,然后加入溶液,分别显示出与奥运五环五色中相近的四色,具体颜色如下表所示。下列叙述正确的是
编号
①
②
③
④
物质
X
酒石酸
亚硫酸氢钠
加后溶液颜色
红色
蓝色
黄色
浅绿色
已知:酒石酸的结构简式为。
A. ①中X一定是KSCN B. ②中显“蓝色”的物质是
C. ③中酒石酸显“黄色”是发生了消去反应 D. ④中因发生复分解反应而显“浅绿色”
9. 根据下列实验操作及现象,所得结论正确的是
选项
操作及现象
结论
A
向蔗糖中滴加浓硫酸,蔗糖变黑,并产生气体
浓硫酸只表现脱水性
B
向酸性溶液中滴加,溶液紫色褪去并产生气泡
乙二醇被氧化,生成的气体为
C
在和CuO的混合物中加入足量氨水,过滤得到红色粉末
CuO能溶于氨水
D
向某有机物中加入新制,共热,产生砖红色沉淀
该有机物一定是醛类
A. A B. B C. C D. D
10. 化合物常用于发酵粉加工、果蔬保鲜等,其中X、Y、Z、R、W均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。短周期中,基态Y原子未成对电子数最多,是18电子分子,W和Z位于同主族,极易与水反应生成强酸。下列叙述错误是
A. 沸点:
B. 第一电离能:
C. 简单离子半径:
D. 含离子键、共价键和配位键
11. 常温下,在溶液中加入KI溶液,发生反应:① 慢反应;② 快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。
下列叙述正确的是
A. 代表与的关系
B. 点时,转化率约为
C. 在反应①中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为2:1
D. 向混合液中滴加淀粉溶液,溶液可能不变蓝
12. 在催化剂作用下,制氢历程如图所示(代表过渡态,*代表物种吸附在催化剂表面),速率方程式为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。下列叙述错误的是
A. 甲醇分解制氢分5步反应进行,其中反应③和④的正反应是焓减反应
B. 控速反应方程式为
C. 制氢总反应为,正反应是熵增反应
D. 升高温度,平衡常数、速率常数都会增大
13. 羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图)。下列说法错误的是
A. a极为正极,c极为阴极
B. Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜q向Al电极移动
C. d极电极反应式为:
D. Ⅰ中双极膜中质量每减少18g,左侧溶液中硫酸质量减少98g
14. 常温下,向甲胺(,一元弱碱)溶液中滴加甲酸溶液,含N或R粒子的分布系数()与pH关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:;R表示HCOOH或。
A. 曲线Ⅲ代表与pH的关系
B. 时,
C.
D. 溶液和盐酸等体积混合后的溶液中:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 常用于制造陶瓷、传感器、燃料电池等。以天然矿石锆英砂(主要成分为,还含少量、和)为原料生产的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:①常温下,。
②金属离子完全沉淀的标准为。
(1)锆和钛位于同族,锆位于元素周期表___________区。
(2)滤渣1的主要成分是___________(填化学式),滤渣2的用途有___________(列举一种即可)。
(3)“碱浸”时转化成,该反应的离子方程式为___________。
(4)“除杂”后的滤液中,则“调pH”时,调节pH的范围为___________,若用NaOH调pH,将滤液蒸干、灼烧得到的固体是___________(填化学式)。
(5)的晶胞如图所示,已知晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。
①称取置于坩埚中充分灼烧至恒重,测得固体的质量为2.46g,则___________,若坩埚不干燥,值___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②该晶体的密度为___________(用含、的代数式表示)。
16. 某小组设计实验制备苯胺。回答下列问题:
【反应方程式】4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4
【试剂】(,约0.076mol)硝基苯,13.5g(约0.24mol)还原性铁粉,冰醋酸,乙醚,精盐,氢氧化钠。
【查阅文献】 几种有机物性质如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
硝基苯
5.7
210.9
1.20
难溶于水,易溶于乙醚
苯胺
-6.2
184.4
1.02
难溶于水,易溶于乙醚
乙醚
-116.2
34.6
0.71
微溶于水
【简易制备流程】
【装置】(夹持装置略)
(1)步骤1中,在三颈烧瓶中放入13.5g还原性铁粉、25mL水及1.5mL冰醋酸,振荡使充分混合。加入冰醋酸的目的是___________。
(2)利用图1装置完成步骤2,仪器B的名称是___________,仪器A的进水口是___________(填“a”或“b”)口。
(3)步骤2中,三颈烧瓶放在陶土网上用小火加热煮沸约10min。稍冷却后,分批加入硝基苯,每次加完后要用力摇振,使反应物充分混合。当每次加入硝基苯时,均发生一阵较猛烈的反应,其原因是___________。加热回流半小时,振荡,回流液不再呈现硝基苯的黄色时停止回流。
(4)利用图2装置进行步骤3。
①安全管的作用是___________。
②将馏出液转入分液漏斗,分离出有机层和水层。水层用食盐饱和后,然后再用乙醚萃取。合并有机层和乙醚萃取液,加入NaOH固体,过滤得苯胺-乙醚液。分离出水层的操作是___________,食盐的作用是___________。
(5)步骤4:将苯胺-乙醚液加入蒸馏瓶中,先在水浴条件下蒸馏,收集乙醚,残留物用空气冷凝管蒸馏,收集馏分,产量约为5.0g。收集馏分的温度为___________℃左右。
(6)本实验产率约为___________(结果保留3位有效数字)。
17. 氟及其化合物在现代无机化学中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)在牙膏中添加NaF和可防治龋齿:。从溶解度角度分析,___________(填“”“”或“”)。
(2)和水蒸气反应生成和,转移1mol电子时放出热量156.35kJ。该反应的热化学方程式为___________。
(3)1886年法国化学家莫瓦桑在无水HF中电解制得单质氟,该电解池中阳极的电极反应式为___________。
(4)1809年,法国科学家盖吕•萨克把与混合物加热,却意外地制出了“氟酸气”。已知:,其中为含多个卤素原子的阳离子,为一个正四面体结构的阴离子。由此可知,的VSEPR模型名称为___________。
(5)已知:和的反应如下表所示。
反应的化学方程式
标准平衡常数
523K
673K
36.0
分压总压该组分的物质的量分数,对于反应,(其中,、、、为各组分的平衡分压)。
在恒容密闭反应器中充入和0.125molXe,平衡体系中、、的分压与温度的关系如图所示。
①制备的温度宜控制在___________K左右。
②523K时,用Xe和制备,为了使平衡体系中,则至少保持在___________kPa.
③ ,___________(填“大于”或“小于”)0,判断依据是___________。
④温度为时,在2L恒容密闭容器中充入1.0molXe和,达到平衡时Xe的转化率为,且产物的分布系数:。则反应的平衡常数为___________。
18. 某药物中间体H合成路线如图所示。回答下列问题:
已知:—Ph为苯基,—Et为乙基。
(1)A中所含元素中电负性最大的是___________(填元素符号);H中的官能团名称是___________。
(2)C→D中,另一产物的结构简式为___________。
(3)E→G的反应类型是___________。
(4)依据A→B的原理,由A和X可合成F,反应的化学方程式为___________。
(5)K为D的同分异构体,满足下列条件的K有___________种。
a.属于芳香族化合物;b.1mol有机物最多能消耗4molNaOH;c.苯环上只有5个取代基。其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为6:1:2:2:1的结构简式为___________。
(6)肉桂酸()主要用作香精香料、食品添加剂。和为原料合成肉桂酸,设计合成路线___________(其他试剂自选)。
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2024—2025学年高二期末(下)测试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Zr:91
一、选择题:本题共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. 美食是幸福生活的重要组成部分。下列关于美食的叙述错误的是
A. 罗锅酱肉——肉的主要成分之一是蛋白质
B. 获嘉饸饹条——面的主要成分能转化成葡萄糖
C. 封丘卷尖——鸡蛋薄饼的主要成分是合成高分子
D. 牧野胡辣汤——胡辣汤中的辣椒和香叶的主要成分是纤维素
【答案】C
【解析】
【详解】A. 肉类的主要成分为蛋白质,A正确;
B. 面食中的淀粉经水解可转化为葡萄糖,B正确;
C. 鸡蛋中的蛋白质是天然高分子,合成高分子需人工合成(如塑料),C错误;
D. 辣椒和香叶的主要成分是纤维素,D正确。
故选C。
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 中子数为46的溴核素:
B. 金刚石的晶体类型:共价晶体
C. O的基态原子的轨道表示式:
D. 基态碱金属原子最外层电子云轮廓图:球形
【答案】A
【解析】
【详解】A.中子数为46,质子数为35的溴核素为,A错误;
B.金刚石硬度大,熔点高,属于共价晶体,B正确;
C.O是8号元素,基态O原子的轨道表示式为,C正确;
D.基态碱金属原子最外层电子排布式为,电子云轮廓图为球形,D正确;
故选A。
3. 乙酰半胱氨酸咔啉(如图,Me为甲基)具有广泛的生物活性,能抗肿瘤、抗病毒等。下列有关该有机物的叙述错误的是
A. 有2种含氧官能团 B. 能发生加成和取代反应
C. 分子间存在氢键 D. 在碱性介质中生物活性更强
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物含有羧基和酰胺基,A正确;
B.由于含有碳碳双键和羧基,可以发生加成和取代反应,B正确;
C.分子中含有等基团,容易在分子间形成氢键,C正确;
D.在碱性介质中,羧基和酰胺基会与碱反应,结构被破坏,生物活性减弱,D错误;
故选D。
4. 厨房中处处有化学。下列说法错误的是
选项
生活情境
涉及的化学知识
A
炖排骨汤时添加少量食醋
乙酸能促进钙质转化,有利于人体吸收
B
加工馒头时添加
受热分解产生气体,使馒头松软
C
腌制肉类时添加食盐
食盐有强氧化性,能杀菌保鲜食品
D
及时清洗铁锅并保持通风干燥
防止铁锅发生吸氧腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酸可以帮助钙等物质溶解到汤里,有利于人体吸收,A正确;
B.碳酸氢铵受热易分解,化学反应方程式为:,B正确;
C.食盐(NaCl)通过高浓度形成渗透压,使微生物细胞脱水死亡,起到防腐的作用,而非依靠强氧化性,C错误;
D.铁在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀,及时清洗铁锅并保持通风干燥,防止吸氧腐蚀发生,D正确;
故答案选C。
5. 部分含氯物质的“价—类”关系如图所示。
下列事实和对应的离子方程式(或化学方程式)均正确的是
A. 用的溶液溶解试管中难溶的:
B. 向紫色石蕊溶液中通入,溶液先变红后褪色
C. 在含烧碱的溶液中滴加少量溶液产生红褐色沉淀
D. d和a的浓溶液共热后得到黄绿色气态单质和一种+4价氯的气态氧化物:
【答案】D
【解析】
【分析】根据“价—类”二维图,为,为,为、为。
【详解】A.难溶于水,盐酸与反应生成,A项错误:
B.是弱酸,离子方程式中不拆为离子形式,离子方程式:,B项错误;
C.电荷不守恒、得失电子不守恒,正确的离子方程式为,C项错误;
D.和浓盐酸发生反应,黄绿色气体是,+4价氯的氧化物为,离子方程式为,D项正确;
答案选D。
6. 某小组设计实验探究和铜的反应,实验装置如图,当硬质玻璃管中铜粉全部变为黑色时停止通入气体。下列叙述正确的是
A. 甲中硝酸表现氧化性和酸性
B. 可以用碱石灰替代乙中的
C. 用稀硝酸可检验黑色粉末中是否有
D. 丁装置的作用是吸收尾气中的、和
【答案】A
【解析】
【分析】铜和浓硝酸反应生成二氧化氮,通过乙装置干燥后进入装置丙中,二氧化氮和铜反应,最后用氢氧化钠处理尾气,以此解题。
【详解】A.浓硝酸与铜反应方程式为:,体现了硝酸的氧化性和酸性,A正确;
B.乙装置的作用是干燥二氧化氮,如果用碱石灰替代五氧化二磷,碱石灰会消耗产生的二氧化氮,B错误;
C.稀硝酸与反应均只生成硝酸铜,稀硝酸与氧化亚铜生成一氧化氮气体与空气接触变成红棕色气体,但是也有可能是剩余的单质铜与稀硝酸生成的一氧化氮气体,故无法判断黑色粉末中是否含,C错误;
D.溶液不能吸收,可以吸收,方程式为:,,D错误;
故选A。
7. 某高校一团队设计合成了一系列的铜(Ⅰ)-索烃配合物(如图)。下列叙述错误的是
A. 基态的价层电子排布式为
B. 该配合物中采用杂化,配位数为4
C. -索烃配合物可溶于水
D. X射线衍射实验可测定该配合物的分子结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu为29号元素,基态Cu原子的核外电子排布式为:,失去1个电子形成,失去的是4s电子,所以基态的价层电子排布式为:,A正确;
B.与4个氮形成配位键且为非平面结构,故采用杂化,B错误;
C.-索烃配合物中含有-NH-等结构,能与水形成氢键,可溶于水,C正确;
D. X射线衍射实验可用于测定晶体的结构,包括分子的空间结构等,所以可测定该配合物的分子结构,D正确;
故选B。
8. 奥运会举办期间,奥运五环(颜色呈现蓝、黄、黑、绿、红)旗在赛场上迎风飘扬。受此启发,某实验小组设计显色实验:在四个小烧杯中分别溶解了少量不同的化学物质,然后加入溶液,分别显示出与奥运五环五色中相近的四色,具体颜色如下表所示。下列叙述正确的是
编号
①
②
③
④
物质
X
酒石酸
亚硫酸氢钠
加后溶液颜色
红色
蓝色
黄色
浅绿色
已知:酒石酸的结构简式为。
A. ①中X一定是KSCN B. ②中显“蓝色”的物质是
C. ③中酒石酸显“黄色”是发生了消去反应 D. ④中因发生复分解反应而显“浅绿色”
【答案】B
【解析】
【详解】A.X与Fe3+结合显红色,通常需要SCN-生成Fe(SCN)2+等,但X不一定是KSCN,也可能是其他含SCN-的盐(如NaSCN),因此“一定是”不准确,A错误;
B.Fe3+与K4[Fe(CN)6]中的[Fe(CN)6]4-反应生成KFe[Fe(CN)6](普鲁士蓝),呈现蓝色,B正确。
C.酒石酸含多个羟基和羧基,与Fe3+形成黄色络合物,而非发生消去反应,C错误;
D.亚硫酸氢钠()将Fe3+还原为Fe2+(浅绿色),属于氧化还原反应,而非复分解反应,D错误;
故选B。
9. 根据下列实验操作及现象,所得结论正确的是
选项
操作及现象
结论
A
向蔗糖中滴加浓硫酸,蔗糖变黑,并产生气体
浓硫酸只表现脱水性
B
向酸性溶液中滴加,溶液紫色褪去并产生气泡
乙二醇被氧化,生成的气体为
C
在和CuO的混合物中加入足量氨水,过滤得到红色粉末
CuO能溶于氨水
D
向某有机物中加入新制,共热,产生砖红色沉淀
该有机物一定是醛类
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸使蔗糖脱水炭化,同时与碳发生氧化反应生成气体,浓硫酸既表现脱水性又表现强氧化性,A错误;
B.酸性氧化乙二醇时,溶液褪色是因被还原为Mn2+,产生的气体应为CO2而非H2,B错误;
C.Fe2O3不溶于氨水,而CuO在足量浓氨水中可溶解生成,过滤后剩余的红色粉末为Fe2O3,说明CuO确实溶解,C正确;
D.新制Cu(OH)2与醛基反应生成砖红色沉淀,但甲酸、甲酸酯等物质也能发生此反应,D错误;
故选C。
10. 化合物常用于发酵粉加工、果蔬保鲜等,其中X、Y、Z、R、W均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。短周期中,基态Y原子未成对电子数最多,是18电子分子,W和Z位于同主族,极易与水反应生成强酸。下列叙述错误的是
A. 沸点:
B. 第一电离能:
C. 简单离子半径:
D. 含离子键、共价键和配位键
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、R、W均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。短周期中,基态Y原子未成对电子数最多,则Y为N,分子含18个电子,则X为H,由W、Z同主族,极易与水反应生成强酸,可知Z为O,W为S;由化合价代数和为0可知,R最外层有3个电子,结合原子序数大小顺序可知R为Al,所以该化合物为,据此解答。
【详解】A.由分析知,Y为N,Z为O,X为H,H2O分子间氢键数目多于NH3,沸点更高,A正确;
B.N的第一电离能大于O(因N的2p轨道半充满更稳定),B错误;
C.N3-、O2-、Al3+核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故离子半径Y(N3-)>Z(O2-)>R(Al3+),C正确;
D.中含与的离子键、内的共价键和配位键,D正确;
故选B。
11. 常温下,在溶液中加入KI溶液,发生反应:① 慢反应;② 快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。
下列叙述正确的是
A. 代表与的关系
B. 点时,转化率约为
C. 在反应①中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为2:1
D. 向混合液中滴加淀粉溶液,溶液可能不变蓝
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,只减小,故L1代表;只增大,故L2代表,代表;
【详解】A.由分析可知,L2代表与的关系,A错误;
B.设转化浓度的改变分别为xmol/L、ymol/L,利用三段式法计算:①;
②,b点时:(aq)=,(aq)=,解得,,转化率约为,B正确;
C.反应①一半转化成CuI,另一半→,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶1,C错误;
D.根据平衡移动,体系中一定有和存在,滴加淀粉溶液,溶液可能变蓝,D错误;
故选B。
12. 在催化剂作用下,制氢历程如图所示(代表过渡态,*代表物种吸附在催化剂表面),速率方程式为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。下列叙述错误的是
A. 甲醇分解制氢分5步反应进行,其中反应③和④的正反应是焓减反应
B. 控速反应方程式为
C. 制氢总反应为,正反应是熵增反应
D. 升高温度,平衡常数、速率常数都会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,反应③和④是放热过程,正反应是焓减反应,A正确;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,化学反应取决于慢反应,由图可知,反应⑤的活化能最大,控速反应方程式为,B错误;
C.由图可知,甲醇的分解反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,,,正反应是熵增反应,C正确;
D.反应为吸热反应,升高温度,平衡常数(K)增大,速率常数(k) 只与温度、催化剂有关,温度升高会增大,D正确;
故选B。
13. 羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图)。下列说法错误的是
A. a极为正极,c极为阴极
B. Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜q向Al电极移动
C. d极的电极反应式为:
D. Ⅰ中双极膜中质量每减少18g,左侧溶液中硫酸质量减少98g
【答案】D
【解析】
【分析】装置I中,b电极为Al电极,能与NaOH发生氧化反应生成四羟基合铝酸钠,为负极,电极反应式为:,则a为正极,PbO2电极得电子,电极反应式为,Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜q向Al电极移动,Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜p向PbO2电极移动,电极c与b相连,为阴极,电极反应式为:,电极d与a相连,为阳极,电极反应式为,生成羟基自由基()将苯酚氧化为和,据此回答。
【详解】A.由分析可知,a极为正极,c极为阴极,A正确;
B.由分析可知,Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜q向Al电极移动,Ⅰ中双极膜中解离出的透过膜p向PbO2电极移动,B正确;
C.由分析可知,电极d与a相连,为阳极,电极反应式为,C正确;
D.电解水生成的羟基自由基()氧化苯酚生成二氧化碳和水,因此I池为原电池,Ⅱ池为电解池,PbO2电极的电极反应式为,消耗1molH2SO4时还需双极膜中的H2O解离出2mol 参与反应,双极膜中质量每减少 18g,有1mol由水解离出的参与反应,则左侧溶液中硫酸质量减少49g,D错误;
故选D。
14. 常温下,向甲胺(,一元弱碱)溶液中滴加甲酸溶液,含N或R粒子的分布系数()与pH关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:;R表示HCOOH或。
A. 曲线Ⅲ代表与pH的关系
B. 时,
C
D. 溶液和盐酸等体积混合后的溶液中:
【答案】B
【解析】
【分析】根据电离常数表达式可知,,,、增大,pH增大,故曲线I、Ⅱ分别代表、与pH的关系,曲线Ⅲ、Ⅳ分别代表、与pH的关系,据此回答。
【详解】A.由分析知,曲线Ⅲ代表与pH的关系,A正确;
B.由图像中a、b点坐标可计算得,,当甲胺与甲酸恰好完全反应()时,溶液显碱性,又,结合溶液呈碱性可知,,B错误;
C.由可得:,C正确;
D.将溶液和盐酸等体积混合后,所得混合液中,,,,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 常用于制造陶瓷、传感器、燃料电池等。以天然矿石锆英砂(主要成分为,还含少量、和)为原料生产的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:①常温下,。
②金属离子完全沉淀的标准为。
(1)锆和钛位于同族,锆位于元素周期表___________区。
(2)滤渣1的主要成分是___________(填化学式),滤渣2的用途有___________(列举一种即可)。
(3)“碱浸”时转化成,该反应的离子方程式为___________。
(4)“除杂”后的滤液中,则“调pH”时,调节pH的范围为___________,若用NaOH调pH,将滤液蒸干、灼烧得到的固体是___________(填化学式)。
(5)的晶胞如图所示,已知晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。
①称取置于坩埚中充分灼烧至恒重,测得固体质量为2.46g,则___________,若坩埚不干燥,值___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②该晶体的密度为___________(用含、的代数式表示)。
【答案】(1)d (2) ①. 、 ②. 制造硅胶或作催化剂载体
(3)
(4) ①. ②. 、
(5) ①. 2 ②. 无影响 ③.
【解析】
【分析】由题给流程可知,锆英砂加入氢氧化钠碱浸,氧化铁、氧化铜不反应称为滤渣1,反应生成锆酸钠和硅酸钠,氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,向滤液加入稀盐酸使得硅酸钠转化为硅酸沉淀、部分四羟基合铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣2,过滤滤液调节pH,将锆酸钠转化为沉淀,其灼烧分解制得。
【小问1详解】
钛位于d区,锆和钛位于同族,锆位于元素周期表d区。
【小问2详解】
由分析,滤渣1的主要成分是、,滤渣2含硅酸,用途有制造硅胶或作催化剂载体;
小问3详解】
“碱浸”时和氢氧化钠转化成和硅酸钠,该反应的离子方程式为;
【小问4详解】
“除杂”后的滤液中,“调pH”时使得完全沉淀,而不能生成氢氧化铝沉淀,完全沉淀时,,pOH=11,pH=3;氢氧化铝开始生产沉淀时,,pOH=10,pH=4;调节pH的范围为,若用NaOH调pH,将滤液蒸干得到氢氧化铝沉淀和氯化钠、灼烧氢氧化铝分解为氧化铝,故得到的固体是、。
【小问5详解】
①称取置于坩埚中充分灼烧至恒重,测得固体的质量为2.46g,减少1.44g质量为水的质量,结合氢元素守恒,则,n=2;初始称量样品质量时与坩埚无关,故坩埚不干燥,值无影响。
②根据“均摊法”,晶胞中含个Zr、8个O,则晶体密度为。
16. 某小组设计实验制备苯胺。回答下列问题:
【反应方程式】4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4
【试剂】(,约0.076mol)硝基苯,13.5g(约0.24mol)还原性铁粉,冰醋酸,乙醚,精盐,氢氧化钠。
【查阅文献】 几种有机物性质如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
硝基苯
5.7
210.9
1.20
难溶于水,易溶于乙醚
苯胺
-6.2
184.4
1.02
难溶于水,易溶于乙醚
乙醚
-116.2
34.6
0.71
微溶于水
【简易制备流程】
【装置】(夹持装置略)
(1)步骤1中,在三颈烧瓶中放入13.5g还原性铁粉、25mL水及1.5mL冰醋酸,振荡使充分混合。加入冰醋酸的目的是___________。
(2)利用图1装置完成步骤2,仪器B名称是___________,仪器A的进水口是___________(填“a”或“b”)口。
(3)步骤2中,三颈烧瓶放在陶土网上用小火加热煮沸约10min。稍冷却后,分批加入硝基苯,每次加完后要用力摇振,使反应物充分混合。当每次加入硝基苯时,均发生一阵较猛烈的反应,其原因是___________。加热回流半小时,振荡,回流液不再呈现硝基苯的黄色时停止回流。
(4)利用图2装置进行步骤3。
①安全管的作用是___________。
②将馏出液转入分液漏斗,分离出有机层和水层。水层用食盐饱和后,然后再用乙醚萃取。合并有机层和乙醚萃取液,加入NaOH固体,过滤得苯胺-乙醚液。分离出水层的操作是___________,食盐的作用是___________。
(5)步骤4:将苯胺-乙醚液加入蒸馏瓶中,先在水浴条件下蒸馏,收集乙醚,残留物用空气冷凝管蒸馏,收集馏分,产量约为5.0g。收集馏分的温度为___________℃左右。
(6)本实验产率约为___________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)提供H+、除去铁粉表面的氧化物、增强铁粉的活性
(2) ①. 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 ②. b
(3)该反应是放热反应
(4) ①. 平衡气压 ②. 分液 ③. 降低苯胺的溶解度
(5)184.4 (6)70.7
【解析】
【分析】铁粉、水、冰醋酸混合后加入硝基苯,发生反应生成苯胺溶液,经过分离提纯,得到粗苯胺,再提纯,得到纯苯胺,据此分析解答。
【小问1详解】
步骤1中加入冰醋酸的目的是提供H+、除去铁粉表面的氧化物、增强铁粉的活性。
【小问2详解】
根据仪器B的结构可知,仪器B的名称是恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗,仪器A为球形冷凝管,冷却水从b口进,a口出,故进水口是b口。
【小问3详解】
因为该反应是放热反应,当每次加入硝基苯时,均发生一阵较猛烈的反应。
【小问4详解】
①安全管连通圆底烧瓶内外,作用是平衡气压。
②有机层和水层不互溶,出现分层,分离出水层的操作是分液,食盐的作用是降低苯胺的溶解度,便于苯胺析出。
【小问5详解】
苯胺的沸点为184.4℃,故收集馏分的温度为184.4℃左右。
【小问6详解】
根据化学方程式4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4的化学计量数可知,硝基苯的量不足,铁粉过量,故苯胺的理论产量为,故本实验产率约为。
17. 氟及其化合物在现代无机化学中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)在牙膏中添加NaF和可防治龋齿:。从溶解度角度分析,___________(填“”“”或“”)。
(2)和水蒸气反应生成和,转移1mol电子时放出热量156.35kJ。该反应的热化学方程式为___________。
(3)1886年法国化学家莫瓦桑在无水HF中电解制得单质氟,该电解池中阳极的电极反应式为___________。
(4)1809年,法国科学家盖吕•萨克把与混合物加热,却意外地制出了“氟酸气”。已知:,其中为含多个卤素原子的阳离子,为一个正四面体结构的阴离子。由此可知,的VSEPR模型名称为___________。
(5)已知:和的反应如下表所示。
反应的化学方程式
标准平衡常数
523K
673K
36.0
分压总压该组分的物质的量分数,对于反应,(其中,、、、为各组分的平衡分压)。
在恒容密闭反应器中充入和0.125molXe,平衡体系中、、的分压与温度的关系如图所示。
①制备的温度宜控制在___________K左右。
②523K时,用Xe和制备,为了使平衡体系中,则至少保持在___________kPa.
③ ,___________(填“大于”或“小于”)0,判断依据是___________。
④温度为时,在2L恒容密闭容器中充入1.0molXe和,达到平衡时Xe的转化率为,且产物的分布系数:。则反应的平衡常数为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)四面体形 (5) ①. 820 ②. 2000 ③. 小于 ④. 由图像可知,升高温度,减小,增大,平衡向左移动或根据表格数据,523K时目标反应的时的,升高温度,平衡常数减小,则平衡向左移动,正反应是放热反应 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
根据沉淀转化反应,说明溶解度,>,由于二者是同类型的沉淀,则>。
【小问2详解】
和水蒸气反应生成和,中氧元素从+2价降低到0价,水蒸气中氧元素从-2价升高到0价,则存在关系式,转移1mol电子时放出热量156.35kJ。则生成1mol氧气时放出热量1312.7kJ。该反应的热化学方程式为: 。
【小问3详解】
1886年法国化学家莫瓦桑在无水HF中电解制得单质氟,则该电解池中阳极上失去电子生成HF和F2,电极反应式为。
【小问4详解】
已知:,其中为含多个卤素原子的阳离子,为一个正四面体结构的阴离子、结合元素守恒可知为[BF4]-,则为[Cl2F]+, 中心原子为F,σ键电子对为2,中心原子上的孤电子对为2,价层电子对为4,中心原子为sp3杂化,由此可知,的VSEPR模型为四面体形。
【小问5详解】
①XeF4的平衡分压最大时的温度为最适宜温度;根据图示,制备的温度宜控制在820K左右。
②已知523K时,Xe(g)+2F2(g)XeF4(g) =1.0×108;Xe(g)+3F2(g) XeF6(g) =1.0×108;根据盖斯定律XeF4(g)+F2gXeF6(g) =1;已知=,当时,>20,且=100Kpa,所以>2000Kpa。
③ ,小于0,判断依据是:由图可知,升高温度,减小,增大,有利于XeF4生成,说明上述平衡逆向移动,则逆向反应吸热,所以ΔH小于0(或由表格中的平衡常数可知:目标反应在523K时=1.0,673K时为=0.018,升高温度,平衡常数减小,则平衡向左移动,ΔH小于0)。
④温度为时,在2L恒容密闭容器中充入1.0molXe和,达到平衡时Xe的转化率为,且产物的分布系数:,再结合分布系数之和为1.0,则平衡时各组成的物质的量如下表:
物质
Xe
F2
XeF6
XeF4
XeF2
物质的量/mol
则反应的平衡常数 。
18. 某药物中间体H的合成路线如图所示。回答下列问题:
已知:—Ph为苯基,—Et为乙基。
(1)A中所含元素中电负性最大的是___________(填元素符号);H中的官能团名称是___________。
(2)C→D中,另一产物的结构简式为___________。
(3)E→G的反应类型是___________。
(4)依据A→B的原理,由A和X可合成F,反应的化学方程式为___________。
(5)K为D的同分异构体,满足下列条件的K有___________种。
a.属于芳香族化合物;b.1mol有机物最多能消耗4molNaOH;c.苯环上只有5个取代基。其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为6:1:2:2:1的结构简式为___________。
(6)肉桂酸()主要用作香精香料、食品添加剂。和为原料合成肉桂酸,设计合成路线___________(其他试剂自选)。
【答案】(1) ①. O ②. 碳碳双键、酮羰基
(2)
(3)加成反应 (4)++H2O
(5) ①. 6 ②.
(6)
【解析】
【分析】A与甲醛先发生加成反应,再发生消去反应生成B,B与CH2(COOEt)2发生加成反应生成C,C与1)乙醇钠、2)水发生反应生成D,E与F发生加成反应生成G,据此分析解答。
【小问1详解】
A中所含元素为C、H、O,电负性最大的是O;根据H的结构简式可知,H中的官能团名称是碳碳双键、酮羰基。
【小问2详解】
对比C、D的结构可知,C→D另一产物的结构简式为。
【小问3详解】
对比E、F、G的结构简式可知,E→G的反应为F中碳碳双键发生的加成反应。
【小问4详解】
依据A→B的原理,由A和X可合成F,根据A、F的结构简式可知X为,反应的化学方程式为++H2O。
【小问5详解】
K为D的同分异构体,满足下列条件:a.属于芳香族化合物;b.1mol有机物最多能消耗4molNaOH;c.苯环上只有5个取代基。符合条件的结构应含有苯环、4个酚羟基、异丙基(或丙基),若4个酚羟基均相邻,另一取代基为异丙基(或丙基),有2种结构;若3个酚羟基相邻,另一酚羟基只有一个位置,取代基异丙基(或丙基),有2种结构;若2个酚羟基相邻,另2个酚羟基也相邻,取代基异丙基(或丙基),有2种结构。综上所述,共6种。其中核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为6:1:2:2:1的结构简式为。
【小问6详解】
发生水解反应生成,发生催化氧化生成,与乙醛按照A→B原理发生反应生成,被银氨溶液氧化、再酸化,生成,故设计合成路线。
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