内容正文:
2025届高三4月教学质量检测
化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Cl:35.5 Pt:195
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. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述正确的是
A. “滴水石穿”涉及了氧化还原反应
B. 二氧化硅是制造太阳能电池的常用材料
C. 纤维素分子中含有羟基,可以通过酯化反应得到醋酸纤维
D. “熔喷布”可用于制作N95型口罩,生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯,它属于纯净物
2. 下列化学用语正确的是
A. 异戊烷的键线式:
B. H2O2的球棍模型:
C. H2中共价键的电子云轮廓图:
D. 激发态锂原子的电子排布图可能为:
3. 完成下列实验,对应的玻璃仪器完全够用的是
选项
实验
玻璃仪器
A
粗盐提纯
烧杯、玻璃棒、酒精灯
B
用0.1000mol/L的NaOH标准液测定某盐酸的精确浓度
量筒、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯
C
区别稀硫酸与溶液
试管和胶头滴管
D
配制溶液
100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒
A. A B. B C. C D. D
4. 下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A. 有机化合物的构造异构主要包括碳架异构、位置异构和官能团异构
B. 含有醛基的有机化合物一定属于醛类物质
C. 甲基是推电子基团,使羧基中的羟基的极性减弱,故乙酸的酸性比甲酸的酸性弱
D. 根据质谱法可以判断有机化合物实验式可能是分子式
5. 淀粉是绿色植物光合作用的产物,由大量葡萄糖单元连接组成。如图是某一直链淀粉的结构示意图,下列说法错误的是
A. 直链淀粉遇碘变蓝色,与纤维素互为同分异构体
B. 葡萄糖单元通过脱水缩合形成醚键相互连接在一起
C. 直链淀粉通过分子内氢键形成螺旋状
D. 葡萄糖单元一般含三个羟基,可表示为
6. 下列离子方程式的书写正确的是
A. 用侯氏制碱法制备碳酸氢钠晶体:
B. 往溶液中滴加溶液至中性:
C. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
D. 将通入冷的石灰乳中制取漂白粉:
7. 向盛有溶液的试管里滴加几滴氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体。下列有关说法错误的是
A. 难溶物溶解的化学方程式为
B. 加入乙醇,是为了降低溶剂的极性,利于晶体的析出
C. 用玻璃棒摩擦试管壁,能加快晶体结晶的速度
D. 得到的深蓝色晶体是
8. 室温下,根据下列实验过程及现象,得出的相应实验结论错误的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向的溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
B
将等物质的量的AgCl、AgI分别投入到等体积饱和氨水中,AgCl能溶而AgI不溶
C
用pH试纸测0.01 mol/L的NaHC2O4溶液的酸碱性,试纸显红色
H2C2O4弱酸
D
为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
正反应活化能小于逆反应活化能
A. A B. B C. C D. D
9. 氮化硼纳米管具有极高导热率,广泛用于制备电绝缘导热聚合物复合材料。将碳纳米管替换成氮化硼纳米管,其制备方法为:。两种单层纳米管的理论结构如图,下列说法错误的是
A. 消耗转移,被还原
B. 第一电离能:
C. 在两种纳米管中,C、B和N的杂化方式均为
D. 从构成粒子与粒子间作用来看,两种纳米管都属于同一类型的晶体
10. 为了从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法错误的是
A. 电极互换以后,电路中电子的流向不会改变
B. 上图中电极4发生的反应为
C. 其它金属阳离子因半径较大,不易嵌入到电极1中
D. 理论上,图中右侧池电解液中富集时,电路中需通过2mol电子
11. 一种从废印刷电路板冶炼副产品粗溴盐(CBSBPs)中回收NaBr的绿色工艺流程如图,下列叙述错误的是
A. “氧化”中盐酸不可用稀硫酸代替
B. “操作1”和“操作2”均需要使用分液漏斗和烧杯
C. 流程中可循环利用
D. 该工艺中作还原剂,它与互为同分异构体
12. 六氯合铂酸铵[]晶体属于立方晶系,晶体结构如图所示,该立方晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中,中心离子的配位数为6
B. 每一个周围与它最近且距离相等的铂原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体中存在的化学键有离子键、共价键和配位键
13. 常温下,AgX和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。横坐标中M代表或,图中虚线上各点的横坐标和纵坐标数值相等。下列说法正确的是
A. 点无AgX沉淀生成,有沉淀生成
B. 向点对应的溶质饱和溶液中蒸发部分水后,各离子浓度关系可能同时移动到点
C. 如向点所示AgX和各离子浓度饱和的混合溶液中,加入固体,则达新平衡时变大
D. AgX和的饱和溶液中,当时,有
14. 恒容反应器中,和均能催化反应:(羟基乙醛),反应历程如图所示,为中间体,为过渡态。
下列描述错误的是
A. 催化作用下,达平衡时羟基乙醛的产率较大
B. 催化作用下,“加氢”为决速步骤
C. 适当降低反应温度,有利于提升羟基乙醛的平衡转化率
D. 其它条件相同时,两种不同催化剂作用下,“插入”步骤的活化能相同
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 应用恒定电流电解法制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑,区别于有机合成方法,不需要苛刻的条件及复杂的步骤,也不会生成明显的毒副产物;具有绿色、操作简单、产率较高等优点。电化学合成路线如下:
实验步骤如下:
ⅰ.原料准备:称取苯甲酰肼()、氢氧化钾()、碘化钾()依次加入三颈瓶中,加入10mL甲醇作溶剂,放入磁力搅拌子。
ⅱ.装置搭建:连接铂片电极,室温下以60mA恒定电流电解1.5h(装置示意图如图所示)。
ⅲ.分离提纯:反应结束后,加入10mL饱和硫代硫酸钠溶液,用15mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,加入无水硫酸钠干燥,___________,蒸发除去溶剂。残余物用乙醇重结晶,干燥得白色固体产物43.3mg。
回答下列问题:
(1)铂片电极A为___________极。
(2)装置中铂片电极距三颈瓶底部保持一定的距离,目的是___________。
(3)通电后被氧化为(碘自由基),与苯甲酰肼反应得到目标产物。KI在反应中的作用为增强溶液导电性和___________。
(4)分离提纯步骤中“加入无水硫酸钠干燥,______,蒸发除去溶剂”空了一步操作,请补充该操作名称:___________。
(5)重结晶时乙醇不宜加太多,原因是___________;重结晶过程中应缓慢冷却结晶,目的是___________。
(6)本实验产率为___________。(2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑的摩尔质量为222g/mol,保留2位有效数字)
16. 某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含铜、碲、银等)为原料合成碲化镉(CdTe)量子点的流程如下:
回答下列问题:
(1)电解精炼铜时,富碲渣将在___________(填“阴”或“阳”)极区获得。基态原子的价电子排布式为___________。
(2)“硫酸酸浸”时,温度不宜过高的原因是___________,Te全部溶出转化为,该反应的化学方程式为___________,同时Cu转化为。
(3)“还原”工序中,NaCl作催化剂。研究表明,Te、Cu单位时间内沉淀率随NaCl溶液浓度的变化如图所示,则该步骤应选择的NaCl溶液适宜浓度为___________。
(4)是重要的还原剂,工业上合成方法之一是,在该反应中制备时转移___________mol电子。
(5)反应釜中加入柠檬酸钠作为包覆剂,利用柠檬酸钠的憎水基团修饰CdTe,亲水基团则用于增强其生物相容性,下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是___________(填字母序号)。
A 碳酸钠 B. 硬脂酸钠 C. 氯苯 D. 乙酸乙酯
(6)碲化镉薄膜电池是具有发展前景的太阳能技术之一、用如下装置可以完成碲的电解精炼。研究发现在低电流密度碱性的条件下,增加的浓度,可以促进Te的沉积。Te沉积的电极反应式为___________。
17. 厄贝沙坦是治疗高血压病的常用药物。一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
已知:优先与RCOCl反应:(注:R、表烃基)
回答下列问题:
(1)化合物C中的官能团名称分别为___________、___________。
(2)在N上引入“”的目的是保护“”不被反应,若其没有保护,则两个分子()相互反应生成的产物的结构简式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)化合物C→D的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中取代反应的化学方程式为___________。
(5)D中含N的五元环呈平面结构,则N的杂化方式为___________,与盐酸反应成盐,发生在___________号N原子上(填数字编号)。
(6)满足下列条件的A的同分异构体共有___________种[不考虑立体异构(即不考虑顺反、对映和构象异构)]。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色 ②可发生银镜反应 ③链状
(7)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以为原料合成的路线(无机试剂任选):___________。
18. 合成氨是化学工业的重要基础,传统合成氨和新型合成氨的反应原理分别如下:
Ⅰ.传统合成氨原理:
以氮气和氢气为原料反应, 。
(1)从化学反应限度的角度分析,合成氨的反应宜选择___________(填字母序号)。
A. 低温高压 B. 高温低压 C. 高温高压 D. 低温低压
(2)工业合成氨使用铁基催化剂时,通常选择在500℃和30MPa条件下进行反应,其原因是___________。
(3)合成氨的净速率方程可表示为:,(“”、“”为正、逆反应速率常数,随温度升高而增大)。
①该反应的平衡常数___________(用含“”、“”的式子表示);
②根据合成氨的净速率方程分析,反应速率并不是随温度的升高而单调地增大,如图所示。结合上述速率方程分析其原因为___________。
Ⅱ.新型合成氨原理:
以甲烷和氮气作为原料气,按一定流速充入反应釜中,在作催化剂并持续放电的条件下,发生的主要反应如下:,还可能发生甲烷碳化等副反应。
(4)当原料气流以通过催化剂发生反应时,在反应釜出口处检测到,则氨气的产率为___________。
(5)研究发现,其它条件相同时,原料气中后,氨气的产率明显下降,可能原因为___________。
(6)在其它条件相同的情况下,下列因素或措施会影响反应釜中氨气产率的是___________(填字母序号)。
A. 催化剂的选择性 B. 原料气流的流速
C. 分离出口气流中的氨气 D. 催化剂的表面积
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2025届高三4月教学质量检测
化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Cl:35.5 Pt:195
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. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述正确的是
A. “滴水石穿”涉及了氧化还原反应
B. 二氧化硅是制造太阳能电池的常用材料
C. 纤维素分子中含有羟基,可以通过酯化反应得到醋酸纤维
D. “熔喷布”可用于制作N95型口罩,生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯,它属于纯净物
【答案】C
【解析】
【详解】A.“滴水石穿”是碳酸钙与水和二氧化碳反应生成可溶性碳酸氢钙的过程,无元素化合价变化,不涉及氧化还原反应,A错误;
B.太阳能电池的成分为半导体材料晶体硅,不是二氧化硅,B错误;
C.纤维素含羟基(),可与乙酸酐发生酯化反应生成醋酸纤维,C正确;
D.聚丙烯是高分子化合物:,由不同聚合度(即n不同)的分子组成,属于混合物而非纯净物,D错误;
故答案为:C。
2. 下列化学用语正确的是
A. 异戊烷的键线式:
B. H2O2的球棍模型:
C. H2中共价键的电子云轮廓图:
D. 激发态锂原子的电子排布图可能为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.在键线式表示中,顶点和拐点表示C原子,线表示化学键,剩余价电子全部与H原子结合。该物质分子中主链上有5个C原子,在第2个C上有1个-CH3,分子中C原子已经达到结合H原子的最大数目,属于烷烃,其名称为2-甲基戊烷,不是异戊烷,A错误;
B.H2O2结构为H-O-O-H,但是4个原子不是在一条直线上,其球棍模型中原子应呈折线排列而非直线,B错误;
C.H2的共价键为H原子的s电子之间形成的s-sσ键,s电子的电子云轮廓是球形的,H2中共价键的电子云轮廓图为:,C错误;
D.Li是3号元素,Li原子有3个电子,基态锂原子电子排布式为1s22s1,图中ls电子分别进入2s和2p轨道中,为激发态锂原子D正确;
故合理选项是D。
3. 完成下列实验,对应的玻璃仪器完全够用的是
选项
实验
玻璃仪器
A
粗盐提纯
烧杯、玻璃棒、酒精灯
B
用0.1000mol/L的NaOH标准液测定某盐酸的精确浓度
量筒、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯
C
区别稀硫酸与溶液
试管和胶头滴管
D
配制溶液
100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.粗盐提纯需要溶解、过滤、蒸发,过滤需普通漏斗(玻璃仪器),但选项中未提供,仪器不够,A错误;
B.中和滴定需用滴定管、锥形瓶,量筒精度不足,选项中的仪器组合不准确,B错误;
C.通过互滴法可以区分稀硫酸与Na2CO3溶液,所用仪器只需试管和胶头滴管观察反应现象即可,仪器足够,C正确;
D.配制溶液需胶头滴管定容,选项中未提供,仪器不够,D错误;
故答案为:C。
4. 下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A. 有机化合物的构造异构主要包括碳架异构、位置异构和官能团异构
B. 含有醛基的有机化合物一定属于醛类物质
C. 甲基是推电子基团,使羧基中的羟基的极性减弱,故乙酸的酸性比甲酸的酸性弱
D. 根据质谱法可以判断有机化合物的实验式可能是分子式
【答案】B
【解析】
【详解】A.有机化合物的构造异构分为碳链异构、官能团异构、官能团位置异构三种,A正确;
B.含有醛基的化合物不一定是醛类,如葡萄糖含有醛基,但属于糖类,B错误;
C.甲基为推电子基团,可降低羧酸酸性,使乙酸的酸性弱于甲酸,C正确;
D.质谱法可以测定有机物的相对分子质量,结合实验式可确定分子式。若实验式的式量与相对分子质量相等,则实验式就是分子式,D正确;
故答案为:B。
5. 淀粉是绿色植物光合作用的产物,由大量葡萄糖单元连接组成。如图是某一直链淀粉的结构示意图,下列说法错误的是
A. 直链淀粉遇碘变蓝色,与纤维素互为同分异构体
B. 葡萄糖单元通过脱水缩合形成醚键相互连接在一起
C. 直链淀粉通过分子内氢键形成螺旋状
D. 葡萄糖单元一般含三个羟基,可表示为
【答案】A
【解析】
【详解】A.直链淀粉遇碘单质,溶液变为蓝色,利用淀粉的这一性质可检验淀粉或碘单质的存在。尽管淀粉与纤维素都是多糖,二者水解的最终产物都是葡萄糖,它们的分子式都可写成(C6H10O5)n,但它们聚合度n值不同,因此二者的分子式不同,故淀粉与纤维素不是同分异构体,A错误;
B.葡萄糖单元通过脱水缩合形成淀粉,羟基间脱水缩合形成醚键R1-O-R2,并通过醚键而相互连接,B正确;
C.直链淀粉分子内含有多个羟基,分子内羟基可形成氢键,导致物质分子弯曲缠绕形成螺旋状结构,C正确;
D.淀粉分子式是(C6H10O5)n,其中C6H10O5是葡萄糖单元,单糖单元中含有3个羟基,可表示为C6H7O2(OH)3,故整体淀粉分子结构也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n,D正确;
故合理选项是A。
6. 下列离子方程式的书写正确的是
A. 用侯氏制碱法制备碳酸氢钠晶体:
B. 往溶液中滴加溶液至中性:
C. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
D. 将通入冷的石灰乳中制取漂白粉:
【答案】B
【解析】
【详解】A.侯氏制碱法原理为向饱和食盐水中通入足量的、,利用溶解度差异生成沉淀和NH4Cl,则离子方程式为:,A错误;
B.溶液与溶液反应至中性时,与恰好完全反应,设为1mol,则需要2mol 的提供,此时的离子方程式为:,B正确;
C.邻羟基苯甲醛中,为邻对位定位基,邻位已有,则足量的浓溴水只能在的对位和另一邻位发生取代,应生成二溴取代产物,反应方程式为:,C错误;
D.石灰乳为Ca(OH)2悬浊液,不能拆为,正确离子方程式应为:,D错误;
故答案为:B。
7. 向盛有溶液的试管里滴加几滴氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体。下列有关说法错误的是
A. 难溶物溶解的化学方程式为
B. 加入乙醇,是为了降低溶剂的极性,利于晶体的析出
C. 用玻璃棒摩擦试管壁,能加快晶体结晶的速度
D. 得到的深蓝色晶体是
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu(OH)2溶解于过量氨水时,生成的是可溶的[Cu(NH3)4](OH)2,化学方程式正确,A正确;
B.乙醇极性弱,加入乙醇,降低了溶剂的极性,晶体溶解度减小,利于晶体的析出,B正确;
C.用玻璃棒摩擦试管壁,产生微小的固体作为晶种,能加快晶体结晶的速度,C正确;
D.得到深蓝色晶体是硫酸四氨合铜([Cu(NH3)4]SO4·H2O),非,D错误;
答案选D。
8. 室温下,根据下列实验过程及现象,得出的相应实验结论错误的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向的溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
B
将等物质的量的AgCl、AgI分别投入到等体积饱和氨水中,AgCl能溶而AgI不溶
C
用pH试纸测0.01 mol/L的NaHC2O4溶液的酸碱性,试纸显红色
H2C2O4是弱酸
D
为基元反应,将盛有NO2的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
正反应活化能小于逆反应活化能
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.在氧化还原反应中,物质的氧化性:氧化剂>氧化产物。溴水中Br2有氧化性,可以将S2-氧化为难溶于水的淡黄色S单质,因此看到溶液变浑浊,产生淡黄色沉淀。Br2得到电子被还原为Br-,发生反应:Br2+S2-=S+2Br-,在反应中Br2作氧化剂,S为氧化产物,故可以证明氧化性:Br2>S,A正确;
B.AgX在氨水溶液中存在平衡AgX(s)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+X-(aq)+2H2O(l),K=。将等物质的量AgCl、AgI分别投入到等体积饱和氨水中,AgCl能溶而AgI不溶,说明AgCl(s)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)+2H2O(l)的K值较大,而AgI(s)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+I-(aq)+2H2O(l)的K值很小,故Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),B正确;
C.NaHC2O4是H2C2O4的酸式盐,在溶液中存在电离平衡:H++和水解平衡:+H2OOH-+H2C2O4,电离产生H+使溶液显酸性,水解产生OH-使溶液显碱性,由于其电离程度大于水解程度,因此NaHC2O4溶液显酸性,能够使pH试纸变为红色,强酸的酸式盐NaHSO4只能电离产生H+,使溶液显酸性,因此可以使pH试纸变为红色,因此不能直接推断H2C2O4为弱酸,C错误;
D.将盛有该平衡反应的密闭烧瓶放入冷水中,气体温度降低,混合气体颜色变浅,c(NO2)减小,说明平衡正向移动,正反应是放热反应,故可证明该基元反应的正反应活化能<逆反应活化能,D正确;
故合理选项是C。
9. 氮化硼纳米管具有极高导热率,广泛用于制备电绝缘导热聚合物复合材料。将碳纳米管替换成氮化硼纳米管,其制备方法为:。两种单层纳米管的理论结构如图,下列说法错误的是
A. 消耗转移,被还原
B. 第一电离能:
C. 在两种纳米管中,C、B和N的杂化方式均为
D. 从构成粒子与粒子间作用来看,两种纳米管都属于同一类型的晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应中N2中N元素化合价由0价降低为BN中-3价,1molN2转移6mol电子,N2被还原,故A正确;
B.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族(N)因2p轨道半满稳定,第一电离能大于ⅥA族(O),正确顺序为N>O>C>B,故B错误;
C.单层纳米管类似石墨烯结构,C、B、N均形成3个σ键,杂化方式均为sp²,故C正确;
D.两种纳米管均由原子通过共价键构成,均为原子晶体,故D正确;
选B。
10. 为了从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法错误的是
A. 电极互换以后,电路中电子的流向不会改变
B. 上图中电极4发生的反应为
C. 其它金属阳离子因半径较大,不易嵌入到电极1中
D. 理论上,图中右侧池电解液中富集时,电路中需通过2mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】根据提取图形中电极1与电极4的组成可知,要从海水中提取锂,当提取开始时,要在电极1被吸收才能实现提取,故电极1发生的反应为:,则电极1为阴极;得到电极2为阳极,电极反应式为:;电极3为阴极,电极反应式为:;电极4为阳极,电极反应式为:;运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,又可以继续以上的电极反应交替进行,从而实现锂的富集,据此分析解答。
【详解】A.电源正负极不变,电子流向由电源负极流出,经外电路到阴极,再从阳极回到电源正极,电极互换仅改变电极材料,电源连接的电极位置不变,故电子流向不变,A正确;
B.根据分析,电极4为阳极,发生脱嵌的氧化反应:,符合锂离子脱嵌原理,B正确;
C.半径小易嵌入中,而、、等阳离子半径较大,难以嵌入电极1的中,从而实现选择性富集,C正确;
D.的富集来源于电极4的氧化脱嵌:,则每生成转移1mol电子,故富集需通过1mol电子,D错误;
故答案为D。
11. 一种从废印刷电路板冶炼副产品粗溴盐(CBSBPs)中回收NaBr的绿色工艺流程如图,下列叙述错误的是
A. “氧化”中盐酸不可用稀硫酸代替
B. “操作1”和“操作2”均需要使用分液漏斗和烧杯
C. 流程中可循环利用
D. 该工艺中作还原剂,它与互同分异构体
【答案】A
【解析】
【分析】向粗溴盐(CBSBPs)中加入盐酸和氯酸钠溶液,将溶液中的溴离子氧化为Br2,向溴水中加入四氯化碳萃取、分液得到水相和有机相;向有机相中加入碳酸钠溶液和尿素,碳酸钠溶液作用下尿素将Br2还原生成溴化钠,分液得到四氯化碳和溴化钠溶液;最后溴化钠溶液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到溴化钠固体。
【详解】A.“氧化”步骤中,NaClO3在酸性条件下将Br⁻氧化为Br2,H⁺可由盐酸或稀硫酸提供,且不会干扰后续Br2的萃取分离,盐酸可用稀硫酸代替,故A错误;
B.“操作1”是溴水与CCl4的萃取分液,“操作2”是还原后有机相与水相的分液,两者均为分液操作,需分液漏斗和烧杯,故B正确;
C.操作2分液得到的有机相为CCl4,可返回操作1循环用作萃取剂,故C正确;
D.还原步骤中Br2→Br⁻发生还原反应,作还原剂;与分子式均为CH4N2O,结构不同,互为同分异构体,故D正确;
选A。
12. 六氯合铂酸铵[]晶体属于立方晶系,晶体结构如图所示,该立方晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中,中心离子的配位数为6
B. 每一个周围与它最近且距离相等的铂原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体中存在的化学键有离子键、共价键和配位键
【答案】B
【解析】
【详解】A.中中心离子为Pt4+,配体为Cl−,配位数等于配体数目,即6,A正确;
B.位于晶胞的四面体空隙中,阴离子形成面心立方堆积(4个/晶胞),阳离子填充8个四面体空隙,每个四面体空隙中的周围最近且等距的Pt原子(中心)有4个,而非8个,B错误;
C.晶胞中含4个(NH4)2PtCl6单元,质量为g,体积为(a×10−10 cm)3=a3×10−30 cm3,密度ρ=,C正确;
D.晶体中NH4+与间为离子键,内N-H为共价键(含配位键),内Pt4+与Cl−为配位键,D正确;
故本题选B。
13. 常温下,AgX和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。横坐标中M代表或,图中虚线上各点的横坐标和纵坐标数值相等。下列说法正确的是
A. 点无AgX沉淀生成,有沉淀生成
B. 向点对应的溶质饱和溶液中蒸发部分水后,各离子浓度关系可能同时移动到点
C. 如向点所示的AgX和各离子浓度饱和的混合溶液中,加入固体,则达新平衡时变大
D. AgX和的饱和溶液中,当时,有
【答案】C
【解析】
【分析】由知,当增大一个单位时,减小一个单位,故曲线①表示沉淀溶解平衡曲线,曲线②表示沉淀溶解平衡曲线,曲线上方是不饱和溶液,曲线下方为过饱和溶液,据此回答问题。
【详解】A.由分析可知,a点位于曲线①(AgX)的下方和曲线②()沉淀溶解平衡曲线的上方,故a点为不饱和溶液,的过饱和溶液,有 沉淀生成,无沉淀生成,A错误;
B.b点对应饱和溶液,由图可知,b点,蒸发部分水后,沉淀析出,仍是饱和溶液,, B错误;
C.c点为和的饱和混合溶液, ,加入,后增大,增大,C正确;
D.根据c点坐标计算出,,当时,, D错误;
故答案选C。
14. 恒容反应器中,和均能催化反应:(羟基乙醛),反应历程如图所示,为中间体,为过渡态。
下列描述错误的是
A. 催化作用下,达平衡时羟基乙醛的产率较大
B. 催化作用下,“加氢”为决速步骤
C. 适当降低反应温度,有利于提升羟基乙醛的平衡转化率
D. 其它条件相同时,两种不同催化剂作用下,“插入”步骤的活化能相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,因此两种催化剂作用下达平衡时羟基乙醛的产率相同,故A错误;
B.决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤,催化下,“加氢”步骤活化能最大,为决速步骤,故B正确;
C.该反应的ΔH=终态能量-始态能量<0,为放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡正向移动,羟基乙醛的平衡转化率提高,故C正确;
D.活化能是过渡态与起始态的能量差,由图可知,两种不同催化剂作用下,“插入”步骤的起始态()与过渡态()能量相同,活化能相同,故D正确;
故答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 应用恒定电流电解法制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑,区别于有机合成方法,不需要苛刻的条件及复杂的步骤,也不会生成明显的毒副产物;具有绿色、操作简单、产率较高等优点。电化学合成路线如下:
实验步骤如下:
ⅰ.原料准备:称取苯甲酰肼()、氢氧化钾()、碘化钾()依次加入三颈瓶中,加入10mL甲醇作溶剂,放入磁力搅拌子。
ⅱ.装置搭建:连接铂片电极,室温下以60mA恒定电流电解1.5h(装置示意图如图所示)。
ⅲ.分离提纯:反应结束后,加入10mL饱和硫代硫酸钠溶液,用15mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,加入无水硫酸钠干燥,___________,蒸发除去溶剂。残余物用乙醇重结晶,干燥得白色固体产物43.3mg。
回答下列问题:
(1)铂片电极A为___________极。
(2)装置中铂片电极距三颈瓶底部保持一定的距离,目的是___________。
(3)通电后被氧化为(碘自由基),与苯甲酰肼反应得到目标产物。KI在反应中的作用为增强溶液导电性和___________。
(4)分离提纯步骤中“加入无水硫酸钠干燥,______,蒸发除去溶剂”空了一步操作,请补充该操作名称:___________。
(5)重结晶时乙醇不宜加太多,原因是___________;重结晶过程中应缓慢冷却结晶,目的是___________。
(6)本实验产率为___________。(2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑的摩尔质量为222g/mol,保留2位有效数字)
【答案】(1)阳 (2)确保铂片在反应过程中不被磁力搅拌子碰撞从而损坏
(3)作为氧化还原介质或催化剂
(4)过滤 (5) ①. 乙醇加入太多,影响回收率 ②. 减少杂质被包裹,提高产品纯度
(6)78%
【解析】
【分析】在电解池中,与电源正极相连的是阳极,发生氧化反应;与电源负极相连的是阴极,发生还原反应。反应结束后,加入10mL饱和硫代硫酸钠溶液,用15mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,加入无水硫酸钠干燥后,要分离出干燥剂无水硫酸钠,需要进行过滤操作,然后再蒸发除去溶剂。
【小问1详解】
在电解池中,与电源正极相连的是阳极,发生氧化反应;与电源负极相连的是阴极,发生还原反应。根据装置图铂片电极A连接电源正极,为阳极。
【小问2详解】
如果铂片电极距离三颈瓶底部太近,可能会与瓶底的磁力搅拌子等发生碰撞,影响实验装置的正常运行。
【小问3详解】
已知通电后I-被氧化为(碘自由基),与苯甲酰肼反应得到目标产物,又转化为I-,从而循环反应,故KI除了增强溶液导电性,还作为氧化还原介质或催化剂。
【小问4详解】
加入无水硫酸钠干燥后,要分离出干燥剂无水硫酸钠,需要进行过滤操作,然后再蒸发除去溶剂。
【小问5详解】
重结晶时乙醇不宜加太多,是因为乙醇过多会导致目标产物在蒸发除去乙醇时损失过多,影响回收率。重结晶过程中缓慢冷却结晶,目的是使晶体缓慢生长,得到颗粒较大、纯度较高的晶体,避免快速冷却导致晶体颗粒小且夹杂杂质。
【小问6详解】
已知苯甲酰肼的物质的量为0.5 mmol,根据反应的化学计量关系,理论上生成目标产物(2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑)的物质的量也为0.25 mmol。
目标产物的摩尔质量为222g/mol,则理论产量。实际产量为43.3mg,则产率为(保留2位有效数字)。
16. 某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含铜、碲、银等)为原料合成碲化镉(CdTe)量子点的流程如下:
回答下列问题:
(1)电解精炼铜时,富碲渣将在___________(填“阴”或“阳”)极区获得。基态原子的价电子排布式为___________。
(2)“硫酸酸浸”时,温度不宜过高的原因是___________,Te全部溶出转化为,该反应的化学方程式为___________,同时Cu转化为。
(3)“还原”工序中,NaCl作催化剂。研究表明,Te、Cu单位时间内沉淀率随NaCl溶液浓度的变化如图所示,则该步骤应选择的NaCl溶液适宜浓度为___________。
(4)是重要的还原剂,工业上合成方法之一是,在该反应中制备时转移___________mol电子。
(5)反应釜中加入柠檬酸钠作为包覆剂,利用柠檬酸钠憎水基团修饰CdTe,亲水基团则用于增强其生物相容性,下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是___________(填字母序号)。
A. 碳酸钠 B. 硬脂酸钠 C. 氯苯 D. 乙酸乙酯
(6)碲化镉薄膜电池是具有发展前景的太阳能技术之一、用如下装置可以完成碲的电解精炼。研究发现在低电流密度碱性的条件下,增加的浓度,可以促进Te的沉积。Te沉积的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. 阳 ②.
(2) ①. 温度高时会分解 ②.
(3)30g/L (4)4 (5)B
(6)
【解析】
【分析】该工艺流程以富碲渣(含铜、碲、银等)为原料合成碲化镉(CdTe)量子点,加入30%“硫酸酸浸”富碲渣时,铜、碲溶解生成、,而银未溶解,以贵金属渣分离出去,浸出液在“还原”工艺通入、加入,主要发生转化为Te,得到的粗碲中含有少量铜,粗碲与精制碲生成,在“反应釜”中与柠檬酸钠、合成碲化镉(CdTe)量子点。
【小问1详解】
电解精炼铜得到富碲渣,其中含贵金属,而电解精炼铜时阳极产生阳极泥,含贵金属,故富碲渣应在阳极区得到;原子序数为52的Te元素在周期表中第五周期第ⅥA族,价电子数与O相同,为最外层电子,故Te原子的价电子排布式为。
【小问2详解】
“硫酸酸浸”时,做氧化剂,温度高时会分解;将Te氧化,根据得失电子守恒、元素守恒配平,化学方程式为:。
【小问3详解】
从图像分析可知,NaCl溶液为30g/L时,碲的沉淀率高,铜的沉淀率低,故选择的NaCl溶液适宜浓度为30g/L。
【小问4详解】
,在该反应中氢元素由0价变为价,生成转移16mol电子,故制备时转移4mol电子。
【小问5详解】
包覆剂应含亲水基和憎水基,硬脂酸钠满足该条件,B正确,而碳酸钠只含亲水基,氯苯和乙酸乙酯只含憎水基,不满足条件,A、C、D错误,故答案为:B。
【小问6详解】
转化为Te为还原反应,Te在阴极沉积,故电极反应式为。
17. 厄贝沙坦是治疗高血压病的常用药物。一种合成路线如下(部分试剂和条件省略):
已知:优先与RCOCl反应:(注:R、表烃基)
回答下列问题:
(1)化合物C中的官能团名称分别为___________、___________。
(2)在N上引入“”的目的是保护“”不被反应,若其没有保护,则两个分子()相互反应生成的产物的结构简式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)化合物C→D的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中取代反应的化学方程式为___________。
(5)D中含N的五元环呈平面结构,则N的杂化方式为___________,与盐酸反应成盐,发生在___________号N原子上(填数字编号)。
(6)满足下列条件的A的同分异构体共有___________种[不考虑立体异构(即不考虑顺反、对映和构象异构)]。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色 ②可发生银镜反应 ③链状
(7)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以为原料合成的路线(无机试剂任选):___________。
【答案】(1) ①. 氨基 ②. 酰胺基
(2) (3)取代反应
(4)C4H9COCl++HCl
(5) ①. 杂化 ②. 1
(6)8 (7)
【解析】
【分析】A与反应得到B,B在硫酸和氨气在作用下生成C,C在和作用下转化成D,D和结合生成E;
F和发生取代反应生成G,G苯环上甲基的氢原子在作用下被取代,生成H;
E和H、、加热条件下发生取代反应生成I,I和反应生成厄贝沙坦;
【小问1详解】
①化合物C中的官能团名称为氨基、酰胺基;
【小问2详解】
根据合成路线可知在N上引入“”的目的是保护“”不被反应,若其没有保护,则两个分子()相互反应,溴原子被另外一分子中含有N的基团取代,生成的产物的结构简式为;
【小问3详解】
G→H的反应是甲基中的H被Br代替,故反应类型为取代反应。
【小问4详解】
首先是酰氯变成酰胺,发生取代反应,然后是另外一个酰胺基与羰基发生加成反应,生成的羟基再发生消去反应,其中取代反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
①根据D中含N的五元环呈平面结构,故两个N的杂化方式都为杂化;
②D中含N的五元环中,受羰基的吸电子影响,2号氮原子的孤电子对不易给出,碱性降低,故与盐酸反应成盐时首先与1号氮原子结合;
【小问6详解】
A的化学式为:,满足①能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明有碳碳双键;②可发生银镜反应,说明有醛基;根据分析A的链状同分异构体共有8种。
【小问7详解】
以苯甲醛制备,需增长碳链和增加氨基,两者可以同时进行,在进行水解得到羧基,反应流程为:。
18. 合成氨是化学工业的重要基础,传统合成氨和新型合成氨的反应原理分别如下:
Ⅰ.传统合成氨原理:
以氮气和氢气为原料反应, 。
(1)从化学反应限度的角度分析,合成氨的反应宜选择___________(填字母序号)。
A. 低温高压 B. 高温低压 C. 高温高压 D. 低温低压
(2)工业合成氨使用铁基催化剂时,通常选择在500℃和30MPa条件下进行反应,其原因是___________。
(3)合成氨的净速率方程可表示为:,(“”、“”为正、逆反应速率常数,随温度升高而增大)。
①该反应的平衡常数___________(用含“”、“”的式子表示);
②根据合成氨的净速率方程分析,反应速率并不是随温度的升高而单调地增大,如图所示。结合上述速率方程分析其原因为___________。
Ⅱ.新型合成氨原理:
以甲烷和氮气作为原料气,按一定流速充入反应釜中,在作催化剂并持续放电的条件下,发生的主要反应如下:,还可能发生甲烷碳化等副反应。
(4)当原料气流以通过催化剂发生反应时,在反应釜出口处检测到,则氨气的产率为___________。
(5)研究发现,其它条件相同时,原料气中后,氨气的产率明显下降,可能原因为___________。
(6)在其它条件相同的情况下,下列因素或措施会影响反应釜中氨气产率的是___________(填字母序号)。
A. 催化剂的选择性 B. 原料气流的流速
C. 分离出口气流中的氨气 D. 催化剂的表面积
【答案】(1)A (2)500℃时催化剂活性高;30MPa压强下综合经济效益高
(3) ①. ②. 低温时,升温对影响大于影响,高温时,升温对影响大于影响,使反应速率随温度升高先增大后减小
(4)40% (5)过量甲烷发生碳化,催化剂表面被积碳覆盖,反应速率下降 (6)ABD
【解析】
【小问1详解】
合成氨的反应是气体分子数减小的放热反应,从化学反应限度的角度分析,增加压强、降低温度有利于反应正向移动,故反应宜选择低温高压的条件,选A;
【小问2详解】
合成氨属于放热反应,降温有利于平衡正移,而工业采用在500℃的条件下进行反应,考虑的是催化剂活性,合成氨是气体体积减小的反应,增大压强化学平衡正移,但压强过大,对设备的要求也高,故工业采用30 MPa下进行反应,主要考虑的是经济效益。
【小问3详解】
①达到平衡时,正逆反应速率相等,合成氨的净速率为0,即
,
,,
又,则;
②根据合成氨的净速率方程分析,由速率方程可知,增大反应速率增大,增大反应速率减小,随着温度的升高,均增大,按照一定氮氢比投料,当控制氮气转化率不变时,反应速率并不是随温度的升高而单调地增大,其原因为:低温时,升温对影响大于影响,高温时,升温对影响大于影响,使反应速率随温度升高先增大后减小。
【小问4详解】
原料气中时,设甲烷的物质的量为3mol,氮气的物质的量为1mol,氮气反应了xmol,
;解得。根据甲烷的量计算,理论上氨气的最大产量为1mol,氨气的产率为。
【小问5详解】
题干中提示可能发生甲烷碳化等副反应,当原料气中甲烷的比例升高时,甲烷发生碳化,催化剂表面被积碳覆盖,反应速率下降。
【小问6详解】
A.催化剂的表面积和选择性都会影响反应速率,从而影响氨气的产率,A选;
B.气体流速的快慢,影响原料气在反应釜中的浓度和反应时间,从而影响氨气产率,B选;
C.反应釜出口气流中再分离氨气,不影响反应釜中氨气的产率,C不选;
D.结合A选项可知,催化剂的表面积影响氨气的产率,D选;
故选ABD。
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