内容正文:
汕头市2024~2025学年度普通高中教学质量监测
高二化学
本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上,再用2B铅笔把考号的对应数字涂黑。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16 Si-28 S-32 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷
一、单项选择题:每小题只有一个选项符合要求。
中国是茶的故乡,也是茶文化的发源地,中华茶文化冲出地球,我国航天员首次在太空泡茶,实现饮食多样化。据此完成下面小题。
1. 潮汕工夫茶享誉全球,下列潮汕工夫茶常用茶具中,材料属于硅酸盐的是
A.黑檀木茶盘
B.锡茶罐
C.陶瓷茶碗、茶杯
D.硅胶排水管
A. A B. B C. C D. D
2. 从种茶、采茶、泡茶到品茶,涉及众多化学知识,下列有关说法正确的是
A. 肥料:NH4NO3属于复合肥
B. 晴天温度高适合采茶,升温有利于水分蒸发
C. 智能泡茶机使用的芯片主要成分为SiO2
D. 检测茶水中是否含Fe2+,可用KSCN溶液
3. 茶叶种类繁多,其中绿茶含有多种矿物元素:氟、镁、钾、硒等,下列有关化学用语正确的是
A. 氟离子的结构示意图为:
B. 基态K的最高能级的电子云轮廓图为:
C. 中子数为45的硒原子为:
D. 基态Mg的电子排布式为:
4. 《茶经》被誉为“茶叶百科全书”,茶有九难,下列有关说法错误的是
A. 烘焙茶叶涉及化学变化
B. 木炭烧水煮茶时存在化学能转化为热能
C. 山泉水泡茶,山泉水富含矿物质,属于混合物
D. 沸水泡茶前测得沸水的pH=6.7,该沸水一定呈酸性
5. “光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列制茶项目与化学知识没有关联的是
选项
制茶项目
化学知识
A
杀青:高温破坏鲜叶中氧化酶的活性
高温可使蛋白质变性
B
发酵:茶多酚氧化为茶黄素、茶红素等
茶多酚具有还原性
C
检测:检测农药(C6H6Cl6) 残留
C6H6Cl6光照下能发生取代反应
D
封装:加入一小袋生石灰
生石灰能与水反应,常作干燥剂
A. A B. B C. C D. D
6. 茶道奉行:精行俭德。治壶、投茶、出浴、淋壶、烫杯、酾茶、品茶……皆求精。酾茶(冲茶)过程的原理与以下实验操作相似的是
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
7. 茶叶中的茶氨酸具有镇静安神作用,其分子结构如图所示。下列有关茶氨酸的叙述正确的是
A. 分子式为C7H11O3N
B. 可与硫酸、氢氧化钠溶液反应
C. 含有4种官能团
D. 分子中所有原子处于同一平面
【答案】1. C 2. B 3. D 4. D 5. C 6. A 7. B
【解析】
【1题详解】
A.黑檀木茶盘的材料是木材,其主要成分是纤维素等有机物,不属于硅酸盐,A错误;
B.锡茶罐的材料是金属锡,属于金属单质,不属于硅酸盐,B错误;
C.陶瓷是传统的硅酸盐材料,陶瓷茶碗、茶杯的主要成分是硅酸盐,C正确;
D.硅胶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐,D错误;
故选C。
【2题详解】
A.复合肥是指含有两种或两种以上营养元素的化肥,而NH4NO3中只含有氮元素,属于氮肥,不属于复合肥,A错误。
B.在晴天,茶树的生命活动较为旺盛,但蒸腾作用会消耗体内水分,而不消耗芳香物质,使得茶叶中的芳香物质得以保留,从而提升茶叶的香气,晴天温度高,湿度低,茶青容易干燥,可制作出香气足、口感好的茶叶,B正确;
C.智能泡茶机使用的芯片主要成分为硅,二氧化硅常用于制作光导纤维等,C错误;
D. Fe3+与KSCN溶液反应会使溶液变红,不能检测茶水中是否含Fe2+,D错误;
故选B。
【3题详解】
A.氟离子的核电荷数为9,核外有10个电子,其结构示意图应为 ,A错误;
B.基态K的最高能级为4s,4s轨道的电子云轮廓图为,B错误;
C.硒的质子数为34,中子数为45,则质量数为34 + 45 = 79,所以硒原子应表示为,C错误;
D.Mg是12号元素,基态Mg的电子排布式为,D正确;
故选D。
【4题详解】
A.烘焙茶叶的过程中,茶叶中的成分会发生复杂的化学反应,比如茶多酚的氧化等,所以涉及化学变化,A正确;
B.木炭燃烧是化学变化,在这个过程中化学能转化为热能,从而可以用来煮茶,B正确;
C.山泉水含有多种矿物质等物质,由多种物质组成,属于混合物,C正确;
D.pH值的大小与温度有关,通常我们说的pH = 7为中性是在常温(25℃)下。沸水的温度是100℃,在100℃时,水的离子积常数发生变化,此时pH = 6.7的水是中性的,而不是酸性,D错误;
故选D。
【5题详解】
A.氧化酶的化学本质是蛋白质,高温可使蛋白质变性,所以高温能破坏鲜叶中氧化酶的活性,该选项中制茶项目与化学知识有关联,A正确;
B.茶多酚氧化为茶黄素、茶红素等,在氧化反应中茶多酚被氧化,体现了茶多酚具有还原性,该选项中制茶项目与化学知识有关联,B正确;
C.检测农药(C6H6Cl6)残留,利用的是其特定的化学性质或检测方法,而C6H6Cl6光照下能发生取代反应与检测农药残留并无直接关联,该选项中制茶项目与化学知识没有关联,C错误;
D.生石灰(CaO)能与水反应,常作干燥剂,在封装茶叶时加入一小袋生石灰可防止茶叶受潮,该选项中制茶项目与化学知识有关联,D正确;
故选C。
【6题详解】
泡茶时茶叶(固体)和茶水(液体)分离,是利用茶叶不溶于水的性质,将固体和液体分离,原理类似于过滤。
A.过滤操作,用于分离固体和液体,与泡茶中茶叶和茶水分离原理相似,A正确;
B.蒸发操作,用于从溶液中得到溶质,与泡茶原理不同,B错误;
C.分液操作,用于分离互不相溶的液体,与泡茶原理不同,C错误;
D.蒸馏操作,用于分离沸点不同的液体混合物,与泡茶原理不同,D错误;
故选A。
【7题详解】
A.根据茶氨酸的分子结构,其分子式应为C7H14O3N2,A错误;
B.茶氨酸分子中含有氨基,氨基具有碱性,可与硫酸发生反应;同时含有羧基,羧基具有酸性,可与氢氧化钠溶液发生中和反应,B正确;
C.茶氨酸分子中含有氨基、羧基、酰胺基这3种官能团, C错误;
D.由于茶氨酸分子中存在饱和碳原子,饱和碳原子的空间结构为四面体结构,所以分子中所有原子不可能处于同一平面,D错误;
故选B。
8. 京灶大桥主桥为钢一砼组合梁斜拉桥,钢铁部分使用高性能富锌底漆防腐,以下说法错误的是
A. 该防腐方法采用牺牲阳极法 B. 铁作电解池的阴极被保护
C. 发生电化学腐蚀时,电子由锌流向铁 D. 使用一段时间后需重新刷漆养护
【答案】B
【解析】
【详解】A.牺牲阳极法利用原电池原理,活泼金属(如锌)作为负极被腐蚀,铁做正极被保护,富锌底漆符合此原理,A正确;
B.牺牲阳极法属于原电池原理,而非电解池,铁在原电池中作为正极被保护,而非电解池的阴极,B错误;
C.电化学腐蚀时,电子从活泼金属锌(负极)流向铁(正极),C正确;
D.油漆会随时间老化或破损,需重新刷漆以维持防护效果,D正确;
故选B。
9. SO2具有漂白作用,实验室制取SO2并验证其性质,其中能达到预期目的的是
A.制备SO2
B.净化、干燥SO2
C.收集SO2
D.验证SO2的漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.稀硫酸与铜不反应,不能制取SO2,实验室通常用铜和浓硫酸在加热条件下反应制备SO2,故A不符合题意;
B.要净化、干燥SO2,应该先通过净化装置,再通过浓硫酸干燥,图中直接用浓硫酸,无法净化SO2,故B不符合题意;
C.SO2的密度比空气大,应该用向上排空气法收集,即长进短出,故C不符合题意;
D.通常用品红溶液验证SO2的漂白性,SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,故D符合题意;
故选D。
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2.8g Si中含有的电子数为1.4NA
B. 0.1mol SiO2中含有硅氧键的数目为0.2NA
C. 0.1mol/L 的Na2SiO3溶液含有Na+数目为0.2NA
D. 焦炭与石英反应制取粗硅,当产生2.24LCO时,转移的电子数为0.2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.2.8g Si的物质的量为0.1mol,每个Si原子含14个电子,总电子数为0.1×14=1.4NA,A正确;
B.SiO2中每个Si原子形成4个Si-O键,0.1mol SiO2含0.4NA个硅氧键,B错误;
C.未提供溶液体积,无法计算Na+的具体数目,C错误;
D.反应生成2.24L CO未说明是否处于标准状况,无法确定物质的量及转移电子数,D错误;
故选A。
11. 某食品增味剂其结构如图所示。已知W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z为地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z B. X、Y的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
C. R与W形成化合物的电子式为 D. XZ2和Z3的空间结构相同
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z为地壳中含量最高的元素,Z是O元素;W能形成1个共价键,W是H元素;X形成4个共价键,X是C元素;Y形成3个共价键,Y是N元素;R形成+1价阳离子,R是Na元素。
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:C<O<N,故A错误;
B.X对应的H2CO3为弱酸,故B错误;
C.Na与H形成化合物NaH是离子化合物,电子式为 ,故C正确;
D.CO2是直线形分子,O3是V形分子,故D错误;
选C。
12. 下列陈述I与陈述II均正确且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环使甲基更易被氧化
B
1mol/LCH3COONH4溶液pH值约为7
CH3COONH4是强电解质
C
工业合成氨中使用铁触媒调控反应
铁触媒能提高H2的平衡转化率
D
沸点:对羟基苯甲醛<邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲酸的空间对称性好,沸点低
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲苯的甲基被苯环活化,易被氧化为苯甲酸,I正确;苯环的活化作用是Ⅱ所述原因,因果关系成立,A符合题意;
B.CH3COONH4为强电解质(Ⅱ正确),但溶液pH≈7是因和CH3COO-水解程度相当,Ⅱ无法解释I,因果关系错误,B不符合题意;
C.催化剂仅加快反应速率,不影响平衡转化率(Ⅱ错误),C不符合题意;
D.邻羟基苯甲醛因分子内氢键沸点较低,对羟基苯甲醛因分子间氢键沸点更高,邻羟基苯甲醛形成分子间氢键,陈述I与陈述II没有因果关系,D不符合题意;
故选A。
13. 利用下图装置(已进行除氧处理)电解饱和食盐水并检验氯气的性质,其装置如图所示,下列有关说法不正确的是
A. 装置I中,可使用阳离子交换膜减少氯气被吸收
B. 装置Ⅱ中,产生黄色沉淀,说明氯气的氧化性大于硫
C. 装置Ⅲ中,通入足量的氯气后,其离子方程式为:
D. 装置Ⅳ中,品红溶液褪色,说明氯气具有漂白性
【答案】D
【解析】
【分析】装置I中,用Cu和C作电极电解饱和食盐水,发生反应:,阳极产生氯气,阴极产生氢气和氢氧化钠,生成的氯气通入装置Ⅱ中,发生反应:,装置Ⅲ中,通入足量的氯气后,氯气氧化溴化亚铁,发生反应:,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,装置Ⅳ中,品红溶液褪色,氯气有毒,会污染空气,因此用NaOH溶液吸收,防止污染空气。
【详解】A.装置I中,使用阳离子交换膜,只允许阳离子通过,能阻止氯气与阴极产生的氢氧化钠接触而被吸收,故A正确;
B.装置 Ⅱ 中,氯气与硫化钠反应生成硫单质,发生的反应为:,该反应中氯气为氧化剂,S为氧化产物,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氯气的氧化性大于硫,故B正确;
C.Fe2+和Br-都具有还原性,都能被氯气氧化,因此装置Ⅲ中,通入足量的氯气后,Fe2+和Br-都被氧化,发生的反应为,故C正确;
D.装置 IV 中,品红溶液褪色,是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,而不是氯气本身具有漂白性,故D错误;
故选D。
14. “价—类”二维图是高中化学学习元素化合物知识的重要工具。氮及其部分化合物的“价—类”二维图如图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应①属于氮的固定过程
B. 自然界可发生反应②,说明氮氮三键键能较小
C. 反应④可能同时产生Y物质
D. Z可作为化肥,与草木灰混合施用能增强肥效
【答案】C
【解析】
【分析】由题干价类二维图可知,X是氮化合价为-3价的氢化物,故为NH3,Y是氮化合价为+2价的氧化物,即为NO,Z是氮化合价为-3价的盐,即为铵盐,据此分析解题。
【详解】A.反应①为氨气被氧化为氮气,不属于氮的固定,A错误;
B.反应②是自然界中氮的循环(如雷电固氮),但氮氮三键键能极大,稳定性高,需高能量才能断裂,B错误;
C.二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,C正确;
D.草木灰溶液显碱性,Z为铵盐,与草木灰混合施用会生成氨气,会降低肥效,D错误;
故选C。
15. 乙烯在硫酸催化下制取乙醇的反应机理,能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 该反应过程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成
B. 第①步为反应进程的决速步骤
C. 相同条件下,比稳定
D. 升高温度和增大压强均能加快该反应的速率且提高乙烯的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应断裂了碳碳非极性键、C-H极性键,形成C-O极性键和O-H极性键,但是无非极性键的形成,故A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,慢反应是整个反应的决速步骤,由图可知,第①步的活化能最大,为该反应的决速步骤,故B正确;
C.物质的能量越低越稳定,由图可知,的能量高于,则比更稳定,故C错误;
D.由图可知,该反应反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,升高温度,该反应的平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率降低,故D错误;
故选B。
16. 电动汽车常用的液流电池是可再生清洁能源电池类型之一,一种锌铈液流电池放电状态的工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A. 放电时,电极a为负极,有H+穿过交换膜进入负极室
B. 放电时,当有2mol电子发生转移时,负极室溶液增重65g
C. 充电时,电极b发生的反应为:
D. 将电解液储存在储液罐中,可增大液流电池储能容量
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,放电时,电极a上,Zn失去电子发生氧化反应生成Zn2+,则电极a为负极,电极反应式为:,电极b为正极,电极反应式为:,充电时,电极a为阴极,电极b为阳极。
【详解】A.由分析可知,放电时,电极a为负极,原电池工作时,阳离子向正极移动,则有H+穿过交换膜进入正极室,故A错误;
B.放电时,电极a的电极反应式为,当有2mol电子发生转移时,有1mol锌溶解进入溶液,为了平衡电荷,有H+通过选择性离子交换膜向右侧迁移以保证电解质溶液呈电中性,所以负极室溶液增重的质量小于65g,故B错误;
C.充电时,电极b为阳极,发生氧化反应,电极反应为,故C错误;
D.将电解液储存在储液罐中,增大了电解液的量,从而可增大液流电池储能容量,故D正确;
故选D。
第II卷
二、非选择题:
17. 铜氨配合物常用作杀虫剂、媒染剂,也是广谱杀菌剂和植物生长激素。某化学兴趣小组在实验室探究硫酸四氨合铜的制备。
I.配制CuSO4溶液
(1)配制的CuSO4溶液,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有___________(填标号)。需要称量胆矾的质量为___________g。
Ⅱ.制备溶液
(2)的配位原子是___________(填元素符号),中心离子的基态价电子排布式为___________。
(3)实验ii中生成蓝色沉淀的离子方程式为:___________。
(4)实验i中蓝色沉淀不溶解,说明Cu(OH)2和NH3之间不易发生反应,即反应 难以进行。
查阅相关资料
请通过计算说明该反应难以进行(一般认为K>105时,反应基本能完全进行;时,则反应很难进行):___________。
(5)探究实验现象不同的原因。
①提出猜想
猜想a:Na+影响 的生成。
猜想b:NH促进 的生成。
②实验验证 为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验。
序号
操作
现象
iii
将实验i中的浊液a过滤,洗涤沉淀,将固体平均分成两份于试管中。
滴加过量的氨水
蓝色沉淀不溶解
iv
滴加过量的氨水,再加入少量___________(化学式)固体
蓝色沉淀溶解,溶液呈深蓝色。
③实验结论 猜想b成立。
④从平衡移动的角度,结合化学用语解释为什么NH促进 的生成:___________。
Ⅲ.制备硫酸四氨合铜晶体
(6)在乙醇-水的混合溶剂中溶解度随乙醇体积分数的变化如图所示。从实验 ii所得深蓝色溶液中加入乙醇,获得晶体的最佳乙醇体积分数为___________。
A.0.1~0.3 B.0.5~0.7 C.0.9~1.0
【答案】(1) ①. BD ②. 12.5
(2) ①. N ②. 3d9
(3)Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH
(4)反应的平衡常数K = K1×Ksp[Cu(OH)2] = 7.24×1012×2.8×10-20 = 2.03×10-7 < 10-5,故反应难以进行
(5) ①. NH4Cl ②. NH与OH⁻结合生成NH3·H2O,使反应Cu(OH)2 + 4NH3[Cu(NH3)4]2+ + 2OH⁻中c(OH⁻)降低,平衡正向移动
(6)B
【解析】
【分析】实验i中硫酸铜与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,滴加过量氨水,沉淀不溶解;实验ii中硫酸铜与氨水反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,滴加过量氨水,沉淀溶解,生成溶液;实验iii和iv为对比实验,得出的结论为NH促进 的生成,故iv应增大NH离子浓度,故除添加过量的氨水,再加入少量NH4Cl固体。
【小问1详解】
固体溶解在烧杯中进行,溶液配制在500mL容量瓶中,故配制的CuSO4溶液,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有BD;需要称量胆矾的质量为:;
【小问2详解】
的配体是NH3,配位原子是N,中心离子的基态价电子排布式为:3d9;
【小问3详解】
实验ii中Cu2+与一水合氨反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,离子方程式为:Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH;
【小问4详解】
反应的平衡常数K = K1×Ksp[Cu(OH)2]=7.24×1012×2.8×10-20= 2.03×10-7<10-5,反应难以进行,答案为:反应的平衡常数K = K1×Ksp[Cu(OH)2] = 7.24×1012×2.8×10-20 = 2.03×10-7 < 10-5,故反应难以进行;
【小问5详解】
表格中实验得出的结论是:NH促进 的生成,故对比实验应增大NH离子浓度,故除添加过量的氨水,再加入少量NH4Cl固体;NH促进生成的原因为:NH与OH⁻结合生成NH3·H2O,使反应Cu(OH)2 + 4NH3[Cu(NH3)4]2+ + 2OH⁻中c(OH⁻)降低,平衡正向移动;
【小问6详解】
由图可知,在乙醇-水的混合溶剂中溶解度随乙醇体积分数的增大而降低,乙醇体积分数为0.5~0.7时的溶解度已经很低,故获得晶体的最佳乙醇体积分数为:B。
18. 广东是我国稀散金属铟产业的重要基地,铟可广泛应用于信息通讯、新能源、现代航空、现代军事等高新技术领域。以高铟渣为原料(主要含In2O3、As2O3、SnO、PbS、ZnS,以及Fe、Cu的氧化物)提取铟的工艺流程如下:
已知:浸液1中主要阳离子为
(1)In2O3中In的化合价为___________,为提高“一段氧化”时的浸取速率,可采取的措施为___________(写出一条)。
(2)“一段氧化”过程中,硫元素均转化为硫酸盐,ZnS发生反应的化学方程式为___________。
(3)净化步骤中,采用亚硫酸钠还原后再加入硫化钠反应的净化方式,硫化钠用量对In回收率及Cu、Sn、As杂质脱除率的影响结果如图所示(硫化钠过量系数为硫化钠试剂加入量与理论加入量之比,过量系数越大,表明加入的硫化钠越多)。由图可知,应选取的硫化钠过量系数为___________。
(4)浸液2中As元素主要以H3AsO3形式存在,在“还原净化”中转化为AsH3气体的离子方程式为___________。
(5)“萃取回收铟”过程中,发生反应:In3+(水相)+3HA(有机相)InA3(有机相)+3H+(水相),该操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、___________,有机萃取剂HA通过阳离子交换形成稳定的配位键进行萃取,根据以下P204和P507的结构,可以得出萃取剂___________(填“P204”或“P507”)的酸性更强,更有利于In的萃取。
(6)磷化铟InP是半导体领域的重要原料,其晶体结构如图甲所示,图乙为俯视图,图中a原子的坐标为(0,0,0),b原子为则c原子的坐标为___________,若InP的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为___________g/cm3 (列出计算式即可)。
【答案】(1) ①. +3 ②. 粉碎高铟渣(或升高温度、搅拌等)
(2)ZnS + H2O2 + H2SO4 = ZnSO4 + S↓ + 2H2O
(3)1.0 (4)H3AsO3 + 3SO = AsH3↑ + 3SO
(5) ①. 分液漏斗 ②. P204
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】高铟渣主要含In2O3、As2O3、SnO、PbS、ZnS,以及Fe、Cu的氧化物,加入过氧化氢进行氧化得滤液1,主要阳离子为;加入硫酸进行溶解,生成难溶性硫酸铅;浸出液中加入亚硫酸钠进行还原,在加入硫化钠进行沉淀,得含的净化液,最终进行萃取回收。
【小问1详解】
根据化合物各元素化合价代数和为0,In2O3中In的化合价为+3价;提高“一段氧化”时的浸取速率,可通过粉碎高铟渣、升高温度、搅拌等方式实现;
【小问2详解】
“一段氧化”过程中,硫元素均转化为硫酸盐,ZnS发生反应的化学方程式:ZnS + H2O2 + H2SO4 = ZnSO4 + S↓ + 2H2O;
【小问3详解】
根据题干信息可知,流程中In回收率及Cu、Sn、As杂质脱除率应尽量高,当硫化钠过量系数大于1.0后In回收率降低程度较大,所以应选取的硫化钠过量系数为1.0;
【小问4详解】
浸液2中As元素主要以H3AsO3形式存在,在“还原净化”中转化为AsH3气体,根据得失电子守恒及电荷守恒,离子方程式:H3AsO3 + 3SO = AsH3↑ + 3SO;
【小问5详解】
“萃取回收铟”过程中,需使用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗;有机萃取剂HA通过阳离子交换形成稳定的配位键进行萃取,根据P204和P507的结构可知,P204分子中非羟基氧原子数目更多,其吸引电子能力较强导致羟基的极性更强,更容易电离出氢离子,故P204酸性更强;
【小问6详解】
c原子位于体对角线处,结合a、b原子坐标可知,c原子位置如图所示:,c原子坐标为;In位于晶胞顶角和面心位置,个数为,P位于晶胞体内,个数为4,若InP的摩尔质量为Mg/mol,则晶胞密度:。
19. 工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。
I.NH3选择性催化还原脱硝是去除NOₓ的有效方法。
已知:
(1)脱硝反应i. =___________(用、、表示),已知反应<0,该反应属于___________(填“高温自发”或“低温自发”。)反应。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中发生反应i,测得各气体物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,5min内,用NO表示的反应速率为___________。反应达平衡后,下列说法正确的有___________(填字母序号)。
a.增加NO的浓度,NH3的平衡转化率增大
b.加入催化剂,可以提高NO的平衡去除率
c.温度降低,正逆反应速率都减小
d.恒容条件下通入氦气增大压强,平衡正向移动
Ⅱ.对含CO的烟气,可用CO还原法脱硝,实现“以废治废”。
(3)在一定温度下,将2mol NO(g)与 2mol CO(g)通入 2L 密闭容器中,发生反应ⅱ.测得容器中压强随时间变化情况如下表所示:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
总压/kPa
10
9.6
9.3
9.1
9
9
平衡时CO的转化率为___________,该反应的压强平衡常数Kp=___________(Kp是以组分分压表示的平衡常数;分压总压物质的量分数,Kp计算结果保留两位有效数字)。
(4)某科研小组研究了催化剂在制备时沉淀剂的选择对铁基催化剂催化反应ii活性的影响,测得脱硝率随温度变化曲线如图所示。则在200℃时,活化能较大的是___________(填“a”或“b”)。
Ⅲ.使用无隔膜电解法对海水进行电解,再用循环喷淋模式可实现船舶烟气的脱硝,其电解原理如图所示。
(5)该装置中,阴极的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. ②. 低温自发
(2) ①. ②. ac
(3) ①. 40% ②.
(4)b (5)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,脱硝反应i的。已知反应,根据的反应能自发,并且,所以该反应为低温自发的反应。
【小问2详解】
反应i是,根据图像中两种反应物达到平衡时,减少的比值是,结合方程式系数关系可知氨气反应了,一氧化氮反应了,。
a.增加 NO 浓度会使平衡向消耗 NO 方向移动,使 NH3 的平衡转化率增大,a正确;
b.催化剂只改变反应速率,不改变平衡转化率,b错误;
c.降温时正逆反应速率均减小,c正确;
d.向恒容体系通入惰性气体不改变各组分浓度,平衡不移动,d错误;
故选ac。
【小问3详解】
根据表中数据可知,在第20分钟以后,反应达到平衡。根据压强与物质的量关系,计算平衡时混合气体的总物质的量,列式:。设一氧化碳反应了,据此列出三段式:,,解得,所以平衡时CO的转化率为:。该反应的压强平衡常数。
【小问4详解】
从催化剂 a、b 在 200 ℃时的 NO 转化率比较可知,活化能较大的是曲线转化率较低的 b。
【小问5详解】
根据物质化合价变化情况可知,硝酸根得到电子,转化为氮气,右侧是阴极,电极反应式是:。
20. 抗癌药物吉非替尼合成路线如下。
(1)A中官能团除醚键、羟基外还含有___________(写名称),A→B的反应类型是___________。
(2)C的结构简式为___________。
(3)B→C的制备过程中,下列说法正确的是___________(填序号)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的甲醇不利于提高B 的平衡转化率
b.反应过程中有C—O键的断裂与形成
c.反应过程中有碳原子由sp2杂化转变sp3杂化
d.利用饱和NaHCO3溶液可分离混合物中的B和C
e.B和C存在手性分子
(4)对化合物B,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
___________
___________
②
___________
___________
加成反应
(5)写出符合下列条件的A的同分异构体的结构简式___________。
a.苯环上一氯代物有两种 b.不能电离出氢离子
c.既能发生银镜反应又能发生水解 d.核磁共振氢谱出现5组峰
(6)有机物M( )可用于合成医药中间体,现以邻二甲苯、乙烯为原料合成有机物M,基于你设计的合成路线,写出最后一步反应的化学方程式:___________。
(已知:)
【答案】(1) ①. 醛基 ②. 氧化反应
(2) (3)bd
(4) ①. 液溴; ②. 取代反应 ③. H2;Ni做催化剂、加热 ④.
(5) (6)+2C2H5OH+2H2O
【解析】
【分析】B和CH3OH发生酯化反应生成C,C发生取代反应生成D,由D的结构简式和C的分子式可以推知C为,D发生硝化反应生成E,E发生还原反应生成F,硝基转换为氨基,则F为。
【小问1详解】
由A的结构简式知,A中含氧官能团的名称是醚键、羟基、醛基;A→B是将醛基氧化为羧基,反应类型是氧化反应;
【小问2详解】
由上述分析可知,C的结构简式为;
【小问3详解】
a.依据平衡移动原理,加入过量的甲醇可以使该酯化反应平衡正向移动,有利于提高B的转化率,故a不正确;
b.反应类型为酯化,原理是酸脱羟基醇脱氢,生成酯基,有有C—O键的断裂与形成,故b正确;
c.反应过程中C的杂化方式没有变化,故c不正确;
d.含羧基可以和饱和碳酸氢钠溶液反应,不与饱和碳酸氢钠溶液反应,且不溶于饱和碳酸氢钠溶液,利用饱和碳酸氢钠溶液可分离混合物中的B和C,故d正确;
e.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故B和C中均没有手性碳原子,都不是手性分子,故e不正确;
答案为bd;
【小问4详解】
①B发生取代反应生成,反应试剂为液溴、;
②B中只有环可以发生加成反应,试剂是H2,条件是Ni为催化剂、加热,生成的产物是;
【小问5详解】
A的结构简式为,其同分异构体满足条件为:a.苯环上一氯代物有两种,苯环上应该是两个对位的取代基;b.不能电离出氢离子,不含有羧基和酚羟基;c.既能发生银镜反应又能发生水解,一个为甲酸酯基;d.核磁共振氢谱出现5组峰,说明有5种等效氢;满足条件的是:。
【小问6详解】
邻二甲苯先发生氧化反应生成,再发生已知信息的反应得到,乙烯与水发生加成反应得到乙醇,与乙醇发生酯化反应生成M,故最后一步反应的化学方程式为+2C2H5OH+2H2O。
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高二化学
本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上,再用2B铅笔把考号的对应数字涂黑。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:C-12 H-1 O-16 Si-28 S-32 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷
一、单项选择题:每小题只有一个选项符合要求。
中国是茶的故乡,也是茶文化的发源地,中华茶文化冲出地球,我国航天员首次在太空泡茶,实现饮食多样化。据此完成下面小题。
1. 潮汕工夫茶享誉全球,下列潮汕工夫茶常用茶具中,材料属于硅酸盐的是
A.黑檀木茶盘
B.锡茶罐
C.陶瓷茶碗、茶杯
D.硅胶排水管
A. A B. B C. C D. D
2. 从种茶、采茶、泡茶到品茶,涉及众多化学知识,下列有关说法正确的是
A. 肥料:NH4NO3属于复合肥
B. 晴天温度高适合采茶,升温有利于水分蒸发
C. 智能泡茶机使用的芯片主要成分为SiO2
D. 检测茶水中是否含Fe2+,可用KSCN溶液
3. 茶叶种类繁多,其中绿茶含有多种矿物元素:氟、镁、钾、硒等,下列有关化学用语正确的是
A. 氟离子的结构示意图为:
B. 基态K的最高能级的电子云轮廓图为:
C. 中子数为45的硒原子为:
D. 基态Mg的电子排布式为:
4. 《茶经》被誉为“茶叶百科全书”,茶有九难,下列有关说法错误的是
A. 烘焙茶叶涉及化学变化
B. 木炭烧水煮茶时存在化学能转化为热能
C. 山泉水泡茶,山泉水富含矿物质,属于混合物
D. 沸水泡茶前测得沸水的pH=6.7,该沸水一定呈酸性
5. “光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列制茶项目与化学知识没有关联的是
选项
制茶项目
化学知识
A
杀青:高温破坏鲜叶中氧化酶的活性
高温可使蛋白质变性
B
发酵:茶多酚氧化为茶黄素、茶红素等
茶多酚具有还原性
C
检测:检测农药(C6H6Cl6) 残留
C6H6Cl6光照下能发生取代反应
D
封装:加入一小袋生石灰
生石灰能与水反应,常作干燥剂
A. A B. B C. C D. D
6. 茶道奉行:精行俭德。治壶、投茶、出浴、淋壶、烫杯、酾茶、品茶……皆求精。酾茶(冲茶)过程的原理与以下实验操作相似的是
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
7. 茶叶中的茶氨酸具有镇静安神作用,其分子结构如图所示。下列有关茶氨酸的叙述正确的是
A. 分子式为C7H11O3N
B. 可与硫酸、氢氧化钠溶液反应
C. 含有4种官能团
D. 分子中所有原子处于同一平面
8. 京灶大桥主桥为钢一砼组合梁斜拉桥,钢铁部分使用高性能富锌底漆防腐,以下说法错误的是
A. 该防腐方法采用牺牲阳极法 B. 铁作电解池的阴极被保护
C. 发生电化学腐蚀时,电子由锌流向铁 D. 使用一段时间后需重新刷漆养护
9. SO2具有漂白作用,实验室制取SO2并验证其性质,其中能达到预期目的的是
A.制备SO2
B.净化、干燥SO2
C.收集SO2
D.验证SO2的漂白性
A. A B. B C. C D. D
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2.8g Si中含有的电子数为1.4NA
B. 0.1mol SiO2中含有硅氧键的数目为0.2NA
C. 0.1mol/L 的Na2SiO3溶液含有Na+数目为0.2NA
D. 焦炭与石英反应制取粗硅,当产生2.24LCO时,转移的电子数为0.2NA
11. 某食品增味剂其结构如图所示。已知W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z为地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z B. X、Y的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
C. R与W形成化合物的电子式为 D. XZ2和Z3的空间结构相同
12. 下列陈述I与陈述II均正确且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环使甲基更易被氧化
B
1mol/LCH3COONH4溶液pH值约为7
CH3COONH4是强电解质
C
工业合成氨中使用铁触媒调控反应
铁触媒能提高H2的平衡转化率
D
沸点:对羟基苯甲醛<邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲酸的空间对称性好,沸点低
A. A B. B C. C D. D
13. 利用下图装置(已进行除氧处理)电解饱和食盐水并检验氯气的性质,其装置如图所示,下列有关说法不正确的是
A. 装置I中,可使用阳离子交换膜减少氯气被吸收
B. 装置Ⅱ中,产生黄色沉淀,说明氯气的氧化性大于硫
C. 装置Ⅲ中,通入足量的氯气后,其离子方程式为:
D. 装置Ⅳ中,品红溶液褪色,说明氯气具有漂白性
14. “价—类”二维图是高中化学学习元素化合物知识的重要工具。氮及其部分化合物的“价—类”二维图如图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应①属于氮的固定过程
B. 自然界可发生反应②,说明氮氮三键键能较小
C. 反应④可能同时产生Y物质
D. Z可作为化肥,与草木灰混合施用能增强肥效
15. 乙烯在硫酸催化下制取乙醇的反应机理,能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 该反应过程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成
B. 第①步为反应进程的决速步骤
C. 相同条件下,比稳定
D. 升高温度和增大压强均能加快该反应的速率且提高乙烯的平衡转化率
16. 电动汽车常用的液流电池是可再生清洁能源电池类型之一,一种锌铈液流电池放电状态的工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A. 放电时,电极a为负极,有H+穿过交换膜进入负极室
B. 放电时,当有2mol电子发生转移时,负极室溶液增重65g
C. 充电时,电极b发生的反应为:
D. 将电解液储存在储液罐中,可增大液流电池储能容量
第II卷
二、非选择题:
17. 铜氨配合物常用作杀虫剂、媒染剂,也是广谱杀菌剂和植物生长激素。某化学兴趣小组在实验室探究硫酸四氨合铜的制备。
I.配制CuSO4溶液
(1)配制的CuSO4溶液,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有___________(填标号)。需要称量胆矾的质量为___________g。
Ⅱ.制备溶液
(2)的配位原子是___________(填元素符号),中心离子的基态价电子排布式为___________。
(3)实验ii中生成蓝色沉淀的离子方程式为:___________。
(4)实验i中蓝色沉淀不溶解,说明Cu(OH)2和NH3之间不易发生反应,即反应 难以进行。
查阅相关资料
请通过计算说明该反应难以进行(一般认为K>105时,反应基本能完全进行;时,则反应很难进行):___________。
(5)探究实验现象不同的原因。
①提出猜想
猜想a:Na+影响 的生成。
猜想b:NH促进 的生成。
②实验验证 为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验。
序号
操作
现象
iii
将实验i中的浊液a过滤,洗涤沉淀,将固体平均分成两份于试管中。
滴加过量的氨水
蓝色沉淀不溶解
iv
滴加过量的氨水,再加入少量___________(化学式)固体
蓝色沉淀溶解,溶液呈深蓝色。
③实验结论 猜想b成立。
④从平衡移动的角度,结合化学用语解释为什么NH促进 的生成:___________。
Ⅲ.制备硫酸四氨合铜晶体
(6)在乙醇-水的混合溶剂中溶解度随乙醇体积分数的变化如图所示。从实验 ii所得深蓝色溶液中加入乙醇,获得晶体的最佳乙醇体积分数为___________。
A.0.1~0.3 B.0.5~0.7 C.0.9~1.0
18. 广东是我国稀散金属铟产业的重要基地,铟可广泛应用于信息通讯、新能源、现代航空、现代军事等高新技术领域。以高铟渣为原料(主要含In2O3、As2O3、SnO、PbS、ZnS,以及Fe、Cu的氧化物)提取铟的工艺流程如下:
已知:浸液1中主要阳离子为
(1)In2O3中In的化合价为___________,为提高“一段氧化”时的浸取速率,可采取的措施为___________(写出一条)。
(2)“一段氧化”过程中,硫元素均转化为硫酸盐,ZnS发生反应的化学方程式为___________。
(3)净化步骤中,采用亚硫酸钠还原后再加入硫化钠反应的净化方式,硫化钠用量对In回收率及Cu、Sn、As杂质脱除率的影响结果如图所示(硫化钠过量系数为硫化钠试剂加入量与理论加入量之比,过量系数越大,表明加入的硫化钠越多)。由图可知,应选取的硫化钠过量系数为___________。
(4)浸液2中As元素主要以H3AsO3形式存在,在“还原净化”中转化为AsH3气体的离子方程式为___________。
(5)“萃取回收铟”过程中,发生反应:In3+(水相)+3HA(有机相)InA3(有机相)+3H+(水相),该操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、___________,有机萃取剂HA通过阳离子交换形成稳定的配位键进行萃取,根据以下P204和P507的结构,可以得出萃取剂___________(填“P204”或“P507”)的酸性更强,更有利于In的萃取。
(6)磷化铟InP是半导体领域的重要原料,其晶体结构如图甲所示,图乙为俯视图,图中a原子的坐标为(0,0,0),b原子为则c原子的坐标为___________,若InP的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为___________g/cm3 (列出计算式即可)。
19. 工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。
I.NH3选择性催化还原脱硝是去除NOₓ的有效方法。
已知:
(1)脱硝反应i. =___________(用、、表示),已知反应<0,该反应属于___________(填“高温自发”或“低温自发”。)反应。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中发生反应i,测得各气体物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,5min内,用NO表示的反应速率为___________。反应达平衡后,下列说法正确的有___________(填字母序号)。
a.增加NO的浓度,NH3的平衡转化率增大
b.加入催化剂,可以提高NO的平衡去除率
c.温度降低,正逆反应速率都减小
d.恒容条件下通入氦气增大压强,平衡正向移动
Ⅱ.对含CO的烟气,可用CO还原法脱硝,实现“以废治废”。
(3)在一定温度下,将2mol NO(g)与 2mol CO(g)通入 2L 密闭容器中,发生反应ⅱ.测得容器中压强随时间变化情况如下表所示:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
总压/kPa
10
9.6
9.3
9.1
9
9
平衡时CO的转化率为___________,该反应的压强平衡常数Kp=___________(Kp是以组分分压表示的平衡常数;分压总压物质的量分数,Kp计算结果保留两位有效数字)。
(4)某科研小组研究了催化剂在制备时沉淀剂的选择对铁基催化剂催化反应ii活性的影响,测得脱硝率随温度变化曲线如图所示。则在200℃时,活化能较大的是___________(填“a”或“b”)。
Ⅲ.使用无隔膜电解法对海水进行电解,再用循环喷淋模式可实现船舶烟气的脱硝,其电解原理如图所示。
(5)该装置中,阴极的电极反应式为___________。
20. 抗癌药物吉非替尼合成路线如下。
(1)A中官能团除醚键、羟基外还含有___________(写名称),A→B的反应类型是___________。
(2)C的结构简式为___________。
(3)B→C的制备过程中,下列说法正确的是___________(填序号)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的甲醇不利于提高B 的平衡转化率
b.反应过程中有C—O键的断裂与形成
c.反应过程中有碳原子由sp2杂化转变sp3杂化
d.利用饱和NaHCO3溶液可分离混合物中的B和C
e.B和C存在手性分子
(4)对化合物B,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
___________
___________
②
___________
___________
加成反应
(5)写出符合下列条件的A的同分异构体的结构简式___________。
a.苯环上一氯代物有两种 b.不能电离出氢离子
c.既能发生银镜反应又能发生水解 d.核磁共振氢谱出现5组峰
(6)有机物M( )可用于合成医药中间体,现以邻二甲苯、乙烯为原料合成有机物M,基于你设计的合成路线,写出最后一步反应的化学方程式:___________。
(已知:)
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