内容正文:
高三学情调研
化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cr:52
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项符合题意。
1. 大气中的氧是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氧气作反应物的是
A. 工业合成氨 B. 湿法炼铜
C. 从海水中提取镁 D. 接触法制硫酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业合成氨的反应为N2和H2生成NH3,氧气未参与,A错误;
B.湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu,反应不涉及氧气,B错误;
C.从海水中提取镁的主要步骤为沉淀Mg(OH)2、酸化生成MgCl2、电解MgCl2,氧气未作为反应物,C错误;
D.接触法制硫酸中,SO2催化氧化为SO3的反应为2SO2 + O2 → 2SO3,氧气是直接反应物,D正确;
故选D。
2. 反应可用于制备火箭推进剂。下列说法正确的是
A. 的球棍模型为
B. 的基态原子核外电子排布式为
C. NaClO的电子式:
D. 分子中含有键
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子为V形结构,氧原子半径大于氢原子,球棍模型中中心大球代表氧原子,两端小球代表氢原子,图中球的大小不符合水分子结构,A错误;
B.N是7号元素,基态原子核外电子排布式应为,B正确;
C.NaClO是离子化合物,其电子式应为,C错误;
D.根据N原子的成键特点,N2H4的结构式为,不含氮氮双键,D错误;
故选B。
3. 实验室进行制备和性质探究,下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A
B
C
D
制备
探究溶解性
探究氧化性
吸收尾气
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,题给装置缺少酒精灯,不能用于制备二氧化硫,故A错误;
B.二氧化硫易溶于水,将充满二氧化硫的烧瓶倒扣在水中,二氧化硫溶解导致试管中压强减小,水会进入试管中,则题给装置能用于探究二氧化硫的溶解性,故B正确;
C.二氧化硫具有弱氧化性,能与硫化钠溶液反应生成硫沉淀,则题给装置能用于探究二氧化硫的氧化性,故C正确;
D.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,则题给装置能用于吸收二氧化硫,防止污染空气,故D正确;
故选A。
4. H、Li、Na、K位于周期表中IA族。下列说法正确的是
A. 离子半径大小: B. 第一电离能:
C. 电负性大小: D. 为极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.H⁻和Li⁺的电子层结构相同,但H的原子序数更小,因此离子半径更大,A错误;
B.同一主族中,原子半径增大导致第一电离能减小,Li的第一电离能应大于Na,B错误;
C.H的非金属性强于K,电负性更大,C正确;
D.NaH由Na⁺和H⁻通过离子键结合,属于离子化合物而非极性分子,D错误;
故选C。
阅读材料,硼单质及其化合物有重要的应用。硼晶体熔点为,可形成多种卤化物。可与反应生成。可与反应生成乙硼烷(标准燃烧热为),其分子中一个硼与周围的四个氢形成正四面体,结构式为,乙硼烷易水解生成与,是一种一元弱酸,可作防腐剂。乙硼烷可与反应生成氨硼烷(),其在一定条件下可以脱氢,最终得到。乙硼烷也可与反应生成,是一种常用的还原剂。完成问题。
5. 下列说法正确的是
A. 硼晶体为分子晶体
B. 分子中键角小于分子中键角
C. 与中心原子均为杂化
D. 晶体中存在离子键、共价键、氢键
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 乙硼烷的制备:
B. 乙硼烷的水解:
C. 乙硼烷的燃烧:
D. 乙硼烷酸性条件下还原乙酸:
7. 下列物质的结构、性质、用途之间不具有对应关系的是
A. 电负性小于可用作还原剂 B. 有弱酸性,可用作防腐剂
C. 中有孤电子对,易与形成 D. 可以脱氢,可用作储氢材料
【答案】5. B 6. A 7. B
【解析】
【5题详解】
A.硼晶体熔点2076℃,分子晶体熔点低,硼晶体应为共价晶体,A错误;
B.中N有1对孤电子对,为三角锥形,键角约107°;中B无孤电子对,为正四面体,键角109°28′,分子中键角小于分子中键角,B正确;
C.中B形成3个共价键且无孤电子对,为杂化;中心原子B形成4个共价键,为杂化,C错误;
D.晶体中存在钠离子和离子之间的离子键、内部的B-H共价键,不存在氢键,D错误;
故选B。
【6题详解】
A.可与反应生成乙硼烷其方程式为:,A正确;
B.硼酸是弱酸不能拆成,正确的方程式:,B错误;
C.燃烧热中应该生成液态水不是气态水,正确的是:,C错误;
D.酸性条件下乙硼烷作为强还原剂,将乙酸还原为乙醇(),同时自身氧化生成硼酸(),方程式两边原子不守恒,正确的化学方程式为:,D错误;
故选A;
【7题详解】
A.B与H形成的简单化合物中,B显正价,B的电负性小于H,中H为-1价,体现出强还原性,易被氧化为0价,所以可用作还原剂,对应关系正确,A不符合题意;
B.有弱酸性,作防腐剂与弱酸性无关(防腐是抑制细菌,与酸性无直接关联),B符合题意;
C.中N原子含有孤电子对,中B有空轨道,二者易形成配合物,对应关系正确,C不符合题意;
D.由题意可知,可以脱氢,可用作储氢材料,对应关系正确,故D不符合题意;
故选B。
8. 利用太阳能电池电解得到高纯的装置如题图所示。下列说法正确的是
A. 电解时由极区向极区迁移
B. 电解时极区溶液中增多
C. 电极上的电极反应式为:
D. 外电路每通过电子,电极上产生
【答案】C
【解析】
【分析】由图,碱性条件下,氨气发生氧化反应生成氮气:,则a为阳极,水发生还原反应生成氢气:,b为阴极;
【详解】A.电解池中阳离子向阴极移动,但装置中隔膜为阴离子交换膜,只允许阴离子通过,无法通过交换膜迁移,A错误;
B.b极为阴极,电极反应为,生成的OH⁻会通过阴离子交换膜向阳极(a极)迁移以补充阳极消耗的OH⁻,因此b极区n(OH⁻)不变,B错误;
C.由分析,结合碱性环境(KOH溶液),电极反应式为,C正确;
D.b极阴极反应为,生成1mol转移2mol电子,外电路通过0.01mol电子时,生成的物质的量为0.005mol,D错误;
故选C。
9. 化合物是合成抗肿瘤药物异甘草素的重要中间体,其合成路线如下:
下列有关化合物X、和的说法正确的是
A. 中滴加浓溴水,最多消耗
B. 能发生加成、氧化和消去反应
C. 分子中,碳氧键和碳氧键的数目比为
D. 与足量的氢气加成后的产物分子中含有3个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.X为间苯二酚(1,3-二羟基苯),苯环上酚羟基的邻对位(2、4、6位)有3个活泼氢,与浓溴水发生取代反应,1molX最多消耗,A正确;
B.Y含苯环(加成)、酚羟基(氧化),但不能发生消去反应,B错误;
C.Y中碳氧π键仅存在于羰基(C=O)中(1个),碳氧σ键包括羰基C-Oσ键(1个)和2个酚羟基C-Oσ键(共3个),π键:σ键=1:3,C错误;
D.Z加氢后产物分子中含有手性碳原子,共4个,D错误;
故选A。
10. 将转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。我国学者提出的催化加氢合成的机理如题图(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)所示。下列说法不正确的是
A. 反应①②过程中,碳元素化合价不断降低
B. 反应③中存在共价键的断裂和生成
C. 反应机理表明参与了合成的反应
D. 催化加氢合成总反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.CO2中碳元素化合价为+4价,反应①②中碳元素转化为含碳中间体(如*CO、*CH2O等),化合价依次降低(如+4→+2→0),碳元素化合价不断降低,A正确;
B.反应③为中间物种(如*CH2O、*H、*OH等)转化为CH3OH的过程,存在H-H键断裂(H2参与)、C-H键和O-H键生成,存在共价键的断裂和生成,B正确;
C.机理图中显示有H2O作为产物或反应物出现(如步骤②或③中生成H2O),表明H2O参与了CO2合成CH3OH的反应,C正确;
D.CO2催化加氢合成CH3OH的总反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),反应前气体分子数为4,反应后为2,气体分子数减少,混乱度减小,ΔS<0,D错误;
故选D。
11. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色,为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成的红色微粒是
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化,据此分析;
【详解】A.①中滴加浓盐酸,Cl⁻浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,生成更多黄色的,溶液黄色加深,A正确;
B.KSCN与反应生成红色硫氰合铁配合物,通式为(n=1~6),②中红色微粒为此配合物,B正确;
C.②中红色为,③中加入NaF后,F⁻与形成更稳定的无色,导致解离,游离浓度降低,故c():②>③,C正确;
D.①中溶液含,其稳定性弱于,氧化性未被显著削弱,可能氧化I⁻生成I2,淀粉遇I2变蓝;而④中稳定,氧化性极弱无法氧化I⁻,二者情况不同,D错误;
故选D。
12. 室温下,用溶液制备的过程如下图所示。
已知:,,
下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. 混合过程中,会发生的反应为:
D. 过滤后的滤液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.,,即的水解能力小于的水解能力,因此溶液中,A错误;
B.溶液中质子守恒为,B错误;
C.混合过程中,发生电离生成H+和,Fe2+与生成FeCO3沉淀,NH3与H+反应生成,反应离子方程式为,C正确;
D.过滤后的滤液为饱和FeCO3溶液,因此滤液中,D错误;
故选C。
13. 苯乙烯是重要的有机化工原料,工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应:
反应Ⅰ:C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g);ΔH>0
反应Ⅱ:C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g);ΔH<0
反应Ⅲ:C6H5C2H5(g)C6H6(g)+C2H4(g);ΔH>0
将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中,保持p=100 kPa,平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性=×100%。
下列说法正确的是
A. 曲线a代表的是苯的选择性
B. 620 ℃达平衡时,容器中H2的物质的量为0.664 mol
C. 600~640 ℃时,容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D. 其他条件不变,620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯,平衡时乙苯的转化率大于80%
【答案】B
【解析】
【分析】反应Ⅱ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,生成甲苯的物质的量减小,甲苯的选择性减小,则曲线a代表甲苯选择性;反应Ⅲ为吸热反应,随着温度的升高,平衡正向移动,生成苯的物质的量增大,故曲线b为苯的选择性,据此分析;
【详解】A.根据分析可知,曲线a代表的是甲苯的选择性,A错误;
B.620 ℃达平衡时,达到平衡时,乙苯的转化率为80%,苯的选择性为3%,甲苯的选择性为7%,反应开始时,乙苯的物质的量为1mol,则反应消耗的乙苯的物质的量为0.8mol,生成苯的物质的量为0.024mol,生成甲苯的物质的量为0.056mol,则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8mol-0.024mol-0.056mol=0.72mol,则反应Ⅰ生成氢气的物质的量为0.72mol,反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为0.056mol,则容器中氢气的物质的量为0.72mol-0.056mol=0.664mol;B正确;
C.600~640 ℃时,乙苯的转化率增大,甲苯和苯的选择性之和变化不大,故容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高而增大,C错误;
D.其他条件不变,620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯,相当于增大压强,反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动,平衡时乙苯的转化率小于80%,D错误;
故选B;
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 利用钒铬渣[主要成分为、及少量的]制取的工艺流程如题-1图。
(1)“酸浸”时,稀硫酸一般需过量,其目的是___________。
(2)“氧化1”:已知钒铬渣酸浸滤液初始温度大约在90℃左右。“氧化1”过程中用或作氧化剂时,氧化温度与沉钒率的关系如题-2图所示。
①该过程中,钒元素由转化为,则参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
②该过程中采用作氧化剂的优点是___________。
(3)“沉钒”过程中,调节使V(+5价)转化为,过滤,滤液中含。的结构式可表示为___________。
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(5)通过上述流程制取的可测定钒铬渣中含量。取由钒铬渣样品转化获得的(含少量)溶液,向其中加入溶液和足量溶液(铬元素的还原产物为),放于暗处,然后再加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定(),共用去标准液,求钒铬渣中的含量___________(其他杂质不参与反应,写出计算过程)。
【答案】(1)增大反应物浓度,提高浸取率、同时使溶液显酸性抑制Cr3+水解
(2) ①. 1:2 ②. 采用Na2S2O8作氧化剂,在相同温度时沉钒率高,且在90 ℃时可直接使用无需降温,节约能耗
(3) (4)10OH-+3H2O2+2Cr3+=8H2O+2
(5)六价铬和碘离子反应生成碘单质和三价铬,碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定;根据电子守恒可知,2Cr3+~3I2~6,根据铬元素守恒可知,Cr(OH)3的物质的量为n[Cr(OH)3]=2n(Na2Cr2O7)=2×0.00025mol=0.0005mol,钒铬渣中Cr(OH)3的含量×100%=2.5%
【解析】
【分析】钒铬渣加入稀硫酸酸浸,二氧化硅不反应成为滤渣,得到钒的盐溶液加入Na2S2O8氧化,钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4,调节pH得到V2O5•xH2O,滤液加入氢氧化钠、过氧化氢将铬元素氧化为,经过处理得到Na2Cr2O7,以此解答。
【小问1详解】
“酸浸”时,稀硫酸一般需过量,其目的是增大反应物浓度,提高浸取率、同时使溶液显酸性抑制Cr3+水解。
【小问2详解】
①该过程中,钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4,V化合价由+4变为+5,VOSO4作为还原剂转移1个电子,Na2S2O8或H2O2作氧化剂,Na2S2O8中O元素化合价由-1变为-2、H2O2中氧元素化合价由-1变为-2,作为氧化剂均转移2个电子,则根据电子守恒可知,参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2;
②由图可知,采用Na2S2O8作氧化剂,在相同温度时沉钒率高,且在90 ℃时可直接使用无需降温,节约能耗;而对过氧化氢而言温度过高会导致过氧化氢分解降低反应效率。
【小问3详解】
由五氧化二钒的化学式(V2O5)及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为+5价,其中O原子要形成2个共价键,则的结构式可表示为。
【小问4详解】
“氧化2”过程中Cr3+在碱性条件下被过氧化氢氧化为,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为10OH-+3H2O2+2Cr3+=8H2O+2。
【小问5详解】
n(Na2S2O3)=cV=0.100mol/L×0.015L=0.0015mol,根据“”得n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.0015mol=0.00075mol,根据“Na2Cr2O7+7H2SO4+6KI=Na2SO4+3K2SO4+Cr2(SO4)3+3I2+7H2O”得n(Na2Cr2O7)=n(I2)=×0.00075mol=0.00025mol,根据Cr原子守恒得n[Cr(OH)3]=2n(Na2Cr2O7)=2×0.00025mol=0.0005mol,钒铬渣中Cr(OH)3的含量=×100%=2.5%。
15. 以丁香酚为原料合成某药物中间体的路线如下:
已知:可以还原醛、酮、羧酸等。
(1)B中含氧官能团的名称是___________。
(2)的转化过程中,另一有机产物的结构简式是___________。
(3)的分子式为,中有化学式为的副产物生成,该副产物的结构简式为___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①分子中有3种不同化学环境的氢原子;
②能发生银镜反应,酸性水解后一种产物能与溶液发生显色反应。
(5)请写出以为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)酯基、醚键
(2)CH3COOH (3)
(4)或 (5)
【解析】
【分析】丁香酚在RhCl3、加热条件下发生反应生成A,A和(CH3CO)2O发生取代反应生成B,B发生氧化反应生成C,C在酸性环境中发生水解反应生成D,两分子D和丙酮先发生加成反应再发生消去反应生成E为,再发生还原反应生成F,以此解答。
【小问1详解】
由B的结构简式可知,含氧官能团的名称是酯基、醚键。
【小问2详解】
由分析可知,A和(CH3CO)2O发生取代反应生成B,结合A和B的结构简式可知,另一有机产物的结构简式是CH3COOH。
【小问3详解】
的分子式为,由分析可知,两分子D和丙酮先发生加成反应再发生消去反应生成E,若一分子D和丙酮先发生加成反应再发生消去反应则会生成化学式为的副产物,结构简式为:。
【小问4详解】
C的同分异构体满足条件:①分子中有3种不同化学环境的氢原子,说明其是对称的结构;②能发生银镜反应,酸性水解后一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中含有酯基,且水解后会产生酚羟基,结合C的结构简式可知,满足条件的同分异构体中苯环上有2个甲基和2个-OOCH且处于对称的位置,结构简式为:或。
【小问5详解】
由逆向合成法分析,可由发生酯化反应得到,可由发生还原反应得到,可由发生氧化反应得到,可由发生氧化反应得到,可由发生消去反应得到,合成路线为:。
16. 绿矾()外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味。受热能分解,且在空气中易被氧化。
(1)加热脱水后生成,与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉()和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量变化如题-1图所示。从能源及资源利用的角度分析,与分解相比,利用和联合制备铁精粉和硫酸工艺的优点是___________。
(2)柠檬酸亚铁()是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾与反应先制得,再通过下列反应制备:。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的。(开始沉淀的按金属离子浓度为计算)
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
1.1
3.2
3.0
5.0
5.8
8.8
①制备时,选用的加料方式是___________(填字母),请写出反应的离子方程式___________。
a.将溶液缓慢滴加到盛有溶液的反应容器中
b.将溶液缓慢滴加到盛有溶液的反应容器中
②将制得的加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,下搅拌反应。铁粉的作用是___________。
③反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是___________。
④最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是___________。
(3)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为、、)出发,制备绿矾。请结合题-2图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备晶体的实验步骤:向一定量烧渣中边搅拌边加入稍过量的稀硫酸充分反应,过滤,___________,得到晶体(实验室须遵循节约试剂用量的原则,可选用的试剂:铁粉、稀硫酸、溶液和冰水)。
【答案】(1)FeS2燃烧放热为FeSO4⋅H2O分解提供能量;反应产物是制备铁精粉或硫酸的原料
(2) ①. b ②. ③. 防止Fe2+被氧化 ④. 加入适量的柠檬酸 ⑤. 可以降低柠檬酸亚铁的溶解度,从而获得更多的产品
(3)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤,(向滤液中滴加稀硫酸酸化),加热 浓缩得到60°C饱和溶液,冷却至0℃结晶, 过滤,用少量冰水洗涤,低温干燥 或向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤, 充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至 固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅 拌后,过滤,(向滤液滴加稀硫酸酸化),加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶, 过滤,用少量冰水洗涤,低温干燥
【解析】
【分析】某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为、、)出发,制备绿矾。由于Fe2O3中含有SiO2、Al2O3杂质,酸溶后SiO2不溶,可过滤除去。溶液中主要有Fe3+及杂质Al3+,要除去杂质Al3+,由表中信息可知Al3+完全沉淀的pH=5.0,此时Fe3+完全沉淀,因此先加铁粉将Fe3+还原为Fe2+,再加入NaOH溶液调节pH=5.0,除去Al3+,由溶解度曲线可知,温度高于60 ℃时绿矾的溶解度下降,因此需配成60 ℃的饱和溶液再降温至0 ℃,过滤,由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大,故用冰水洗涤。
【小问1详解】
FeS2燃烧为放热反应,FeSO4⋅H2O分解为吸热反应,FeS2燃烧放出的热量可为FeSO4⋅H2O分解提供能量;另外,FeS2燃烧和FeSO4⋅H2O分解的产物如Fe2O3、SO2、SO3可以作为制备铁精粉或硫酸的原料。
【小问2详解】
①利用溶液和FeSO4溶液反应制备FeCO3,由于溶液呈碱性,若将溶液缓慢滴加到盛有溶液的反应容器中,可能会生成Fe(OH)2沉淀,FeSO4溶液为酸性,应该将溶液加入FeSO4溶液中,避免生成Fe(OH)2沉淀,故选b,溶液和FeSO4溶液反应制备FeCO3的同时还有CO2生成,根据电荷守恒、原子守恒,反应的离子方程式为:;
②因Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+,铁粉可以将Fe3+还原为Fe2+,制备柠檬酸亚铁过程中加入铁粉的目的就是防止Fe2+被氧化;
③除去过量的铁粉可直接加入适量的柠檬酸,反应也生成了需要的产品柠檬酸亚铁,不会引入杂质;
④最后的溶液经浓缩形成柠檬酸亚铁的饱和溶液,要得到尽可能多的柠檬酸亚铁晶体,可加入无水乙醇,可以降低柠檬酸亚铁的溶解度,从而获得更多的产品。
【小问3详解】
由于Fe2O3中含有SiO2、Al2O3杂质,酸溶后SiO2不溶,可过滤除去。溶液中主要有Fe3+及杂质Al3+,要除去杂质Al3+,由表中信息可知Al3+完全沉淀的pH=5.0,此时Fe3+完全沉淀,因此先加铁粉将Fe3+还原为Fe2+,再加入NaOH溶液调节pH=5.0,除去Al3+,由溶解度曲线可知,温度高于60 ℃时绿矾的溶解度下降,因此需配成60 ℃的饱和溶液再降温至0 ℃,过滤,由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大,故用冰水洗涤。
17. 研究燃煤烟气中的捕集和资源再利用技术对低碳经济有重大意义。
(1)利用反应 ,不能实现直接加氢合成,原因是___________。
(2)利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如题-1图所示。
①液相中发生转化:。的结构式为___________。
②已知:
反应的平衡常数___________。
③转化后的溶液通过反应解吸释放。向两份相同的转化后的溶液中分别加入等体积、等浓度的和溶液,加入溶液后释放效果更好的原因是___________。
(3)以过渡金属作催化剂,利用题-2图所示装置可实现“转化I”。
①写出阴极表面的电极反应方程式:___________。
②在金属催化剂表面发生转化的过程可能为(表示吸附在催化剂表面)。其中部分物种在催化剂表面的吸附构型如题-3图所示,反应历程中的相对能量如题-4图所示。与催化剂相比,掺杂了的复合催化剂更有利于的形成,可能原因是___________。
【答案】(1),,,反应无法自发进行
(2) ①. ②. ③. 等物质的量的可以和更多的配位,更有利于解吸反应正向进行,促进解吸
(3) ①. ②. Cu-Cs复合催化剂可提供更多的活性位点(Cu-Cs复合催化剂更有利于CO等中间体的吸附),且能降低反应的活化能,因此更有利于C2H4的形成
【解析】
【小问1详解】
该反应的根据反应可知,,故,反应无法自发进行。
【小问2详解】
①根据原子守恒,X能解吸出,判断X为碳酸氢根,结构式为:。
②反应的平衡常数;
③加入溶液后释放效果更好的原因是:等物质的量的可以和更多的配位,更有利于解吸反应正向进行,促进解吸;
【小问3详解】
①阴极表面二氧化碳发生还原反应生成乙烯,电极反应式为:;
②从图3中可以看出Cu-Cs复合催化剂可提供更多的活性位点、更有利于CO等中间体的吸附,且能降低反应的活化能,因此更有利于C2H4的形成,即可能原因是:Cu-Cs复合催化剂可提供更多的活性位点(Cu-Cs复合催化剂更有利于CO等中间体的吸附),且能降低反应的活化能,因此更有利于C2H4的形成。
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高三学情调研
化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cr:52
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项符合题意。
1. 大气中的氧是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氧气作反应物的是
A. 工业合成氨 B. 湿法炼铜
C. 从海水中提取镁 D. 接触法制硫酸
2. 反应可用于制备火箭推进剂。下列说法正确的是
A. 的球棍模型为
B. 的基态原子核外电子排布式为
C. NaClO的电子式:
D. 分子中含有键
3. 实验室进行制备和性质探究,下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A
B
C
D
制备
探究溶解性
探究氧化性
吸收尾气
A. A B. B C. C D. D
4. H、Li、Na、K位于周期表中IA族。下列说法正确的是
A. 离子半径大小: B. 第一电离能:
C. 电负性大小: D. 为极性分子
阅读材料,硼单质及其化合物有重要的应用。硼晶体熔点为,可形成多种卤化物。可与反应生成。可与反应生成乙硼烷(标准燃烧热为),其分子中一个硼与周围的四个氢形成正四面体,结构式为,乙硼烷易水解生成与,是一种一元弱酸,可作防腐剂。乙硼烷可与反应生成氨硼烷(),其在一定条件下可以脱氢,最终得到。乙硼烷也可与反应生成,是一种常用的还原剂。完成问题。
5. 下列说法正确的是
A. 硼晶体为分子晶体
B. 分子中键角小于分子中键角
C. 与中心原子均为杂化
D. 晶体中存在离子键、共价键、氢键
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 乙硼烷的制备:
B. 乙硼烷的水解:
C. 乙硼烷的燃烧:
D. 乙硼烷酸性条件下还原乙酸:
7. 下列物质的结构、性质、用途之间不具有对应关系的是
A. 电负性小于可用作还原剂 B. 有弱酸性,可用作防腐剂
C. 中有孤电子对,易与形成 D. 可以脱氢,可用作储氢材料
8. 利用太阳能电池电解得到高纯的装置如题图所示。下列说法正确的是
A. 电解时由极区向极区迁移
B. 电解时极区溶液中增多
C. 电极上的电极反应式为:
D. 外电路每通过电子,电极上产生
9. 化合物是合成抗肿瘤药物异甘草素的重要中间体,其合成路线如下:
下列有关化合物X、和的说法正确的是
A. 中滴加浓溴水,最多消耗
B. 能发生加成、氧化和消去反应
C. 分子中,碳氧键和碳氧键的数目比为
D. 与足量的氢气加成后的产物分子中含有3个手性碳原子
10. 将转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。我国学者提出的催化加氢合成的机理如题图(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)所示。下列说法不正确的是
A. 反应①②过程中,碳元素化合价不断降低
B. 反应③中存在共价键的断裂和生成
C. 反应机理表明参与了合成的反应
D. 催化加氢合成总反应的
11. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色,为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成的红色微粒是
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
12. 室温下,用溶液制备的过程如下图所示。
已知:,,
下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. 混合过程中,会发生的反应为:
D. 过滤后的滤液中:
13. 苯乙烯是重要的有机化工原料,工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应:
反应Ⅰ:C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g);ΔH>0
反应Ⅱ:C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g);ΔH<0
反应Ⅲ:C6H5C2H5(g)C6H6(g)+C2H4(g);ΔH>0
将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中,保持p=100 kPa,平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性=×100%。
下列说法正确的是
A. 曲线a代表的是苯的选择性
B. 620 ℃达平衡时,容器中H2的物质的量为0.664 mol
C. 600~640 ℃时,容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D. 其他条件不变,620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯,平衡时乙苯的转化率大于80%
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 利用钒铬渣[主要成分为、及少量的]制取的工艺流程如题-1图。
(1)“酸浸”时,稀硫酸一般需过量,其目的是___________。
(2)“氧化1”:已知钒铬渣酸浸滤液初始温度大约在90℃左右。“氧化1”过程中用或作氧化剂时,氧化温度与沉钒率的关系如题-2图所示。
①该过程中,钒元素由转化为,则参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
②该过程中采用作氧化剂的优点是___________。
(3)“沉钒”过程中,调节使V(+5价)转化为,过滤,滤液中含。的结构式可表示为___________。
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(5)通过上述流程制取的可测定钒铬渣中含量。取由钒铬渣样品转化获得的(含少量)溶液,向其中加入溶液和足量溶液(铬元素的还原产物为),放于暗处,然后再加入几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定(),共用去标准液,求钒铬渣中的含量___________(其他杂质不参与反应,写出计算过程)。
15. 以丁香酚为原料合成某药物中间体的路线如下:
已知:可以还原醛、酮、羧酸等。
(1)B中含氧官能团的名称是___________。
(2)的转化过程中,另一有机产物的结构简式是___________。
(3)的分子式为,中有化学式为的副产物生成,该副产物的结构简式为___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①分子中有3种不同化学环境的氢原子;
②能发生银镜反应,酸性水解后一种产物能与溶液发生显色反应。
(5)请写出以为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. 绿矾()外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味。受热能分解,且在空气中易被氧化。
(1)加热脱水后生成,与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉()和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量变化如题-1图所示。从能源及资源利用的角度分析,与分解相比,利用和联合制备铁精粉和硫酸工艺的优点是___________。
(2)柠檬酸亚铁()是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾与反应先制得,再通过下列反应制备:。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的。(开始沉淀的按金属离子浓度为计算)
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
1.1
3.2
3.0
5.0
5.8
8.8
①制备时,选用的加料方式是___________(填字母),请写出反应的离子方程式___________。
a.将溶液缓慢滴加到盛有溶液的反应容器中
b.将溶液缓慢滴加到盛有溶液的反应容器中
②将制得的加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,下搅拌反应。铁粉的作用是___________。
③反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是___________。
④最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是___________。
(3)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为、、)出发,制备绿矾。请结合题-2图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备晶体的实验步骤:向一定量烧渣中边搅拌边加入稍过量的稀硫酸充分反应,过滤,___________,得到晶体(实验室须遵循节约试剂用量的原则,可选用的试剂:铁粉、稀硫酸、溶液和冰水)。
17. 研究燃煤烟气中的捕集和资源再利用技术对低碳经济有重大意义。
(1)利用反应 ,不能实现直接加氢合成,原因是___________。
(2)利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如题-1图所示。
①液相中发生转化:。的结构式为___________。
②已知:
反应的平衡常数___________。
③转化后的溶液通过反应解吸释放。向两份相同的转化后的溶液中分别加入等体积、等浓度的和溶液,加入溶液后释放效果更好的原因是___________。
(3)以过渡金属作催化剂,利用题-2图所示装置可实现“转化I”。
①写出阴极表面的电极反应方程式:___________。
②在金属催化剂表面发生转化的过程可能为(表示吸附在催化剂表面)。其中部分物种在催化剂表面的吸附构型如题-3图所示,反应历程中的相对能量如题-4图所示。与催化剂相比,掺杂了的复合催化剂更有利于的形成,可能原因是___________。
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