内容正文:
2025年马鞍山市高三第一次教学质量监测
化学
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
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,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Ti-48 Se-79 Cd-112
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. 随着科技的迅速发展,化学在能源、材料等领域的科技支撑作用愈发显著。下列说法正确的是
A. 高温结构陶瓷所用的碳化硅、氮化硅材料,属于新型金属材料
B. 动力电池和超轻海绵中所用的石墨烯材料,属于共价晶体
C. 火箭使用的燃料偏二甲肼,属于烃类
D. 东方超环(人造太阳)使用(氘)、(氚),属于不同的核素
【答案】D
【解析】
【详解】A.高温结构陶瓷所用的碳化硅、氮化硅属于新型无机非金属材料,A错误;
B.石墨烯是单层碳原子构成的二维材料,其结构以共价键连接,但共价晶体通常指三维网状结构(如金刚石),石墨烯不属于传统共价晶体,B错误;
C.偏二甲肼中除了含有C、H元素外,还含有N元素,不属于烃类,C错误;
D.2H(氘)和3H(氚)质子数相同但中子数不同,属于不同核素,D正确;
故选D。
2. 下列各组物质的鉴别或检验方法中,可行的是
A. 用溶液鉴别溶液和溶液
B. 用湿润的淀粉-KI试纸鉴别和溴蒸气
C. 用酸性溶液检验苯中是否含有甲苯
D. 用硝酸酸化的溶液检验1-氯丁烷中的氯元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHCO3与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀,与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀,两者均产生白色沉淀,现象相似,无法鉴别,A不可行;
B.NO2和溴蒸气均具有氧化性,均能氧化碘离子生成碘单质,均能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,无法鉴别,B不可行;
C.甲苯可使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,可通过颜色变化检验苯中是否含甲苯,C可行;
D.1-氯丁烷属于非电解质,不会电离出Cl-,需水解生成Cl-后才能与硝酸酸化的AgNO3反应产生白色沉淀,直接用硝酸酸化的AgNO3溶液无法检验氯元素,D不可行;
故选C。
3. 化学知识广泛应用于农业生产。下列有关说法不正确的是
A. 乙烯可以调节植物生长,可用于催熟果实
B. 草木灰()和铵态氮肥不可混用,避免降低氮肥的效果
C. 熟石灰可以调节土壤的酸碱性,以利于农作物生长
D. 对周期表中金属与非金属的分界处元素进行研究,有助于制造出新品种的农药
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯是植物生长调节剂,能促进果实成熟,A正确;
B.草木灰水解呈碱性,与铵态氮肥混合会生成NH3逸出,导致肥效降低,B正确;
C.熟石灰(Ca(OH)2)可中和酸性土壤,调节土壤pH,C正确;
D.金属与非金属分界线元素多用于半导体材料,农药研发通常与非金属区(如Cl、S、P等)相关,D错误;
故选D。
4. 下列各组物质中,按照图示关系在一定条件下不能一步转化的是
选项
X
Y
Z
W
A
B
Al
C
S
FeS
D
HClO
HCl
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.可以有这一条路线:,A不符合题意;
B.Al与O2反应生成氧化铝,氧化铝不能一步转化为氢氧化铝,氢氧化铝与盐酸反应生成AlCl3,AlCl3不能一步转化为Al,B符合题意;
C.可以有这一条路线:,C不符合题意;
D.可以有这一条路线:,D不符合题意;
故答案选B。
5. 化合物A是制备某种药物的中间体,其结构如图,下列说法不正确的是
A. 分子中所有碳原子可能共平面 B. 可以发生取代、加成、氧化反应
C. 分子中氮原子的杂化方式有两种 D. 最多能和反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物A中含有,N原子和C原子均为sp3杂化,是立体的结构,所有C原子和N原子不可能都共平面,A错误;
B.化合物A中含有酰胺基,可以发生取代(水解)反应,含有苯环,可以发生加成反应,含有氨基,可以发生氧化反应,B正确;
C.化合物A中含有,N原子形成3个键和1个孤电子对,为sp3杂化,中N原子形成2个键和1个孤电子对,为sp2杂化,分子中氮原子的杂化方式有sp3、和sp2两种,C正确;
D.化合物A中含有1个酰胺基,最多能和反应,D正确;
故选A。
6. 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的中子数和电子数均为
B. 常温下的溶液,由水电离出的数目为
C. 一定条件下,1mol氢气与1mol碘单质充分反应后,分子总数为
D. 50g质量分数为的甲醇水溶液中含氢原子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.每个OD-有9个中子,每个OD-中有10个电子,则1mol OD-含中子数为,电子数为,A错误;
B.常温下pH=9时,CH3COONa溶液中水电离出的OH-浓度为,但题目未给出溶液体积,无法计算物质的量,B错误;
C.反应为可逆反应,反应前后气体分子总数不变,无论反应程度如何,分子总数始终为,C正确;
D.50g质量分数为64%的甲醇水溶液中,含甲醇32g,物质的量为1mol,1molCH3OH中含有4molH,水的质量为18g,1molH2O中含有2molH,则总氢原子数为,D错误;
故选C。
7. 下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是
A. 在水中的溶解度比的大,是由于分子具有微弱的极性
B. 的沸点高于,是由于4个键的键能之和大于2个键的键能之和
C. 的键角小于,是由于中Cl原子半径大于中F原子半径,键长更长
D. 酸性强于,是由于的羧基中羟基极性更大
【答案】A
【解析】
【详解】A.O3分子为极性分子,但极性较弱,O2为非极性分子,水是极性溶剂,因此O3溶解度更大,A正确;
B.SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,沸点差异由晶体类型决定,则的沸点高于,B错误;
C.NCl3和NF3结构相似,电负性:F﹥Cl,电负性越大,成键电子对之间的斥力较小,键角越小,则键角:NCl3﹥NF3,C错误;
D.电负性越大,吸引电子能力较强,电负性:F﹥Cl,使得CH2FCOOH的羧基中羟基极性更强,更易电离出氢离子,所以CH2FCOOH酸性强于CH2ClCOOH,D错误;
故选A。
8. AlBr3的二聚体溶于CH3CN生成[Al(CH3CN)2Br2]Br (结构如图)。下列说法不正确的是
A. 基态Br原子价电子排布式为3d104s24p5 B. 该物质中Al为+3价
C. 基态原子的第一电离能:N>C D. 1mol该配合物中含14molσ键
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知Br是35号元素,属于主族元素,故基态Br原子价电子排布式为4s24p5,A错误;
B.由题干物质结构可知,该物质中Br-和CH3CN为配体,故可推知Al为+3价,B正确;
C.已知同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,则基态原子的第一电离能:N>C,C正确;
D.已知单键均为σ键,双键为1个σ键和1个π键,结合题干物质结构式可知,1mol该配合物中含14molσ键,D正确;
故答案为:A。
9. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
比较醋酸和次氯酸的酸性强弱
相同温度下,分别用pH计测定饱和醋酸溶液与饱和次氯酸溶液的pH,对比pH大小
B
证明具有还原性
将酸性高锰酸钾溶液滴入饱和溶液中,观察溶液是否褪色
C
检验蔗糖在酸性条件下是否水解
向蔗糖水解液中先加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加入新制的,加热,观察现象。
D
除去乙酸乙酯中的乙酸
向混合溶液中加入NaOH溶液,振荡,分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.饱和醋酸溶液与饱和次氯酸溶液的浓度未知,不能通过测定溶液pH值,比较酸性强弱,A错误;
B.FeCl2饱和溶液中Cl-和Fe2+均能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使其褪色,干扰实验结果,无法证明Fe2+的还原性,B错误;
C.蔗糖水解后需加入NaOH溶液调节溶液pH值,使其在碱性条件下,加入新制Cu(OH)2加热,若出现砖红色沉淀,则证明水解,C正确;
D.乙酸乙酯在NaOH溶液中会水解,导致产物损失,应向混合溶液中加入饱和碳酸钠溶液,振荡,分液,D错误;
故选C。
10. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应:。反应历程如图所示,为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是
A. 使用催化剂Ⅰ时,反应过程中Y能达到的最高浓度更大
B. 使用催化剂Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
C.
D. 反应达到平衡时,升高温度,Z的浓度增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该反应经过两个历程,在第一个历程中使用催化剂Ⅰ活化能较低,反应速率较快,第二个历程中使用催化剂Ⅰ活化能较高,反应速率较慢,所以使用催化剂Ⅰ时,反应过程中Y所能达到最高浓度更大,A正确;
B.由图可知,使用催化剂Ⅱ时,活化能更高,反应速率更慢,反应体系更慢达到平衡,B错误;
C.由图可知,的能量比的能量低,故该反应的热化学方程式为 ,C正确;
D.由图可知,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,Z的浓度增大,D正确;
故答案选B。
11. 科学家把钠离子电池形象地比喻成“摇椅电池”,钠离子在摇椅的两端,即电池的正负极之间来回奔跑,其电化学原理如图,总反应为(,M为过渡金属),下列说法不正确的是
A. 单位质量的负极材料,钠离子电池可以提供的电量比锂离子电池少
B. 放电时,正极上发生的电极反应为
C. 充电时,从过渡金属氧化物脱嵌,经电解质嵌入石墨烯纳米片中
D. 充电时,外电路中每转移,理论上石墨烯纳米片将增重2.3g
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,放电时,石墨烯纳米电极为负极,NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和Na1-XC6,电极反应式为,过渡金属氧化物为正极,在钠离子作用下,Na1-xMO2在正极得到电子发生还原反应生成NaMO2,电极反应式为,充电时,石墨烯纳米电极与直流电源负极相连,做电解池的阴极,过渡金属氧化物与正极相连,做阳极,据此分析;
【详解】A.金属钠的摩尔质量大于金属锂,单位质量的钠失去电子的物质的量小于金属锂,则钠离子电池提供的电量少于锂离子电池,A正确;
B.根据反应,放电时,正极得电子,电极反应为,B正确;
C.由分析可知,放电时,钠离子从石墨烯纳米片中脱嵌,经电解质嵌入过渡金属氧化物,C正确;
D.由分析可知,充电时,石墨烯纳米电极与直流电源负极相连,做电解池阴极,Na1-XC6在钠离子作用下得到电子发生还原反应生成NaC6,电极反应式为Na1-XC6+xNa++xe-=NaC6,由电极反应式可知,外电路中每转移0.2mole-,理论上石墨烯纳米片将增重0.2mol×23gmol=4.6g,D错误;
故选D。
12. 的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 图甲曲线b中,0~20min内平均反应速率
B. 图甲表明pH相同时,起始浓度越大,分解速率越大
C. 图乙表明可通过适当增大溶液的浓度,来增大分解的速率
D. 可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲曲线b可知,0~20 min内过氧化氢浓度变化量为,根据,可知,故0~20 min内氧气浓度变化量为,平均反应速率,A正确;
B.图甲表示曲线的pH均等于13,但起始浓度不同,起始浓度越大,相同时间内被消耗的量越多,分解速率越大,B正确;
C.图乙中曲线所表示的溶液的浓度不同,增大溶液的浓度,分解的速率加快,C正确;
D.溶液和溶液中阴离子不相同,无法排除阴离子对催化效果的干扰,D错误;
故答案选:D。
13. 某温度下,向20.00mL0.1000mol/L的丙酸(以HA表示)溶液中滴加0.1000mol/L的NaOH溶液,测得混合溶液的温度T、pH随加入NaOH溶液的体积V的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点溶液中,由水电离出的
B. c点溶液中,
C. e点溶液中,
D. 滴加的过程中,可能出现
【答案】C
【解析】
【详解】A.a点未加入NaOH溶液,0.1mol/LHA溶液的pH为3,c(H+)=10-3mol/L,溶液中OH-全部是由水电离出来的,此时温度低于25℃,KW<10-14,则由水电离出的,A错误;
B.c点溶液中加入不到20mL0.1000mol/L的NaOH溶液,得到HA、NaA溶液,电荷守恒为:,此时pH=7,但温度不是25℃,因此不是中性溶液,即,,B错误;
C.e点溶液中加入30mL0.1000mol/L的NaOH溶液,由电荷守恒可知:,由物料守恒可知,,联立消去c(Na+)可得,由于A-会发生水解产生HA,且水解是微弱的,则c(HA)<c(A-),则,即,C正确;
D.当NaOH少量时,溶液为HA和NaA的混合溶液,少量A-水解产生OH-,则,当刚好完全反应时,溶液为NaA溶液,少量A-水解产生OH-,则,当NaOH过量时,溶液为NaOH和NaA的混合溶液,则溶液中一定存在,D错误;
故选C。
14. 某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成,其晶胞属于立方体构型,晶胞结构如下图所示,其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是
A. 晶体的化学式为CdSe B. 与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有6个
C. B原子的分数坐标为 D. 晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中Se的个数为4,Cd的个数为8×+6×=4,故化学式为CdSe,A正确;
B.晶胞中Cd的位置位于顶点和面心,所以晶胞中与Cd原子距离最近且相等的Cd原子应有12个,B错误;
C.根据晶胞中各原子的位置及点坐标,可得出B点坐标为(,,),C正确;
D.晶体的密度为,D正确;
故答案为:B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 纯净的是白色粉末状固体,俗称钛白,常用作高级颜料。一种由钛铁矿(主要含,其他杂质可忽略)制备的工艺流程如下:
已知:①萃取剂三烷基氧磷(TRPO)对Fe(Ⅲ)和Ti(Ⅳ)均有萃取能力,萃取剂叔胺(N235)对Fe(Ⅲ)有非常强的选择性。②高纯钛液()水解可得到偏钛酸()。③Ti(Ⅲ)可被氧化为Ti(Ⅳ)。回答下列问题:
(1)Ti的基态原子价电子排布式为_______。
(2)“冷冻结晶”的目的是_______;“转化”反应的离子方程式为_______。
(3)“萃取剂1”为_______(填“TRPO”或“N235”)。
(4)“喷雾水解”反应的化学方程式为_______。
(5)晶体与“反萃液1”混合后热水解制备磁性氧化铁的离子方程式为_______。
(6)溶液中Ti(Ⅳ)的含量可用硫酸铁铵标准溶液进行测定。取mg钛铁矿样品酸溶后在气氛中用铝片将Ti(Ⅳ)还原成Ti(Ⅲ)并配制成100ml溶液。取20.00ml待测液,以KSCN为指示剂,用标准溶液进行滴定,终点时消耗标准溶液的体积为。为了减少实验误差,另取20.00ml蒸馏水进行上述滴定,终点时消耗标准溶液的体积为。滴定终点的现象为_______,该钛铁矿中Ti的质量分数为_______%(用含m、c、、的代数式表示)。
【答案】(1)
(2) ①. 析出FeCl2晶体,减少溶液中含量,防止后续操作中消耗过多的H2O2和萃取剂 ②.
(3)N235 (4)
(5)
(6) ①. 滴入最后半滴(一滴)NH4Fe(SO4)2标准溶液,溶液由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色(不变色) ②.
【解析】
【分析】钛铁矿经浓盐酸酸浸溶解转化为可溶性的和,经冷冻结晶沉淀除去部分。为进一步除去铁元素,先加H2O2将氧化为,再经过萃取剂叔胺(N235)对Fe(Ⅲ)进行萃取得到“萃取液1”,最后由盐酸反萃取重新得到;再经过萃取2进一步除杂得到还有Ti(Ⅳ)的萃取液又由盐酸反萃取得到高纯钛液(),经水解可得到偏钛酸()后,经洗涤、煅烧得到钛白粉。
【小问1详解】
Ti是22号元素,其基态原子价电子排布式为。
【小问2详解】
“冷冻结晶”的目的是降低温度有利于析出FeCl2晶体,减少溶液中含量,防止后续操作中消耗过多的H2O2和萃取剂。“转化”工序中加入会将氧化为,反应的离子方程式为:。
【小问3详解】
结合流程可知“萃取1”的目的是分离除去Ti(Ⅳ)中的Fe(Ⅲ),再结合已知①可知“萃取剂1”为N235。
【小问4详解】
结合已知②高纯钛液()水解可得到偏钛酸() 可写出“喷雾水解”反应的化学方程式为:。
【小问5详解】
由分析可知“反萃液1”的主要成分是,晶体与“反萃液1”混合后热水解制备磁性氧化铁的离子方程式为:。
【小问6详解】
用标准溶液进行滴定的过程中发生:,由此可知达到滴定终点时不再消耗,溶液显红色,滴定终点的现象为滴入最后半滴(一滴)NH4Fe(SO4)2标准溶液,溶液由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色(不变色);根据可得。
16. 苯氧乙酸是制备除草剂(2,4-D)的原料。某小组设计方案制备苯氧乙酸(,熔点为98℃),制备原理为:
实验步骤:
步骤1:如图1装置(部分夹持及加热装置省略),在三颈烧瓶中加入3.8g氯乙酸()和5mL水,搅拌,逐滴滴加饱和溶液至溶液pH为7~8,搅拌10min。
步骤2:继续向三颈烧瓶中加入2.9g苯酚钠固体),沸水浴加热约0.5h,使反应完全。
步骤3:反应完毕后将三颈烧瓶内混合物趁热转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为2~3。
步骤4:在冰浴中冷却,析出固体,待结晶完全后,抽滤(如图2所示),将粗产物用冰水洗涤2~3次,在60~65℃干燥后称重,质量为3.4g。
回答下列问题:
(1)图1中仪器A名称是_______,冷凝管的出水口为_______(填“a”或“b”)。
(2)步骤1中不能用NaOH溶液替代溶液的理由是_______。
(3)步骤2中发生反应的化学方程式为_______。
(4)步骤3“趁热转入”的目的是_______。
(5)步骤4中“抽滤”的优点是______(答2点);洗涤粗产物时用冰水的主要目的是_______。
(6)本实验产率约为_______%(结果保留1位小数)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) ②. a
(2)减少副产物,避免碳氯键(氯原子)水解
(3)
(4)避免产品提早析出,减少产品损失
(5) ①. 过滤快、固体较干燥等 ②. 减少产物溶解损失,提高产率
(6)89.5
【解析】
【分析】本实验制备苯氧乙酸,先让氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠,再让氯乙酸钠与加入的苯酚钠在沸水水浴中加热0.5h,氯乙酸钠与苯酚钠反应生成苯氧乙酸钠,利用强酸制弱酸原理,苯氧乙酸钠与盐酸反应生成苯氧乙酸,据此分析解答;
【小问1详解】
仪器A的名称是恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗),冷凝水从下进上出,冷凝管的出水口为a。
【小问2详解】
步骤1中如果用NaOH替代,碱性过强会导致碳氯键水解生成副产物,所以不能用NaOH溶液替代溶液。
小问3详解】
根据分析,步骤2中氯乙酸钠与苯酚钠反应生成苯氧乙酸钠,发生反应的化学方程式为。
【小问4详解】
步骤3“趁热转入”可以避免温度降低,析出产品,导致产品损失。
【小问5详解】
抽滤就是减压过滤,优点是:过滤速度快,便于固液分离,固体较干燥等。洗涤粗产物时用冰水的主要目的是减少产物溶解损失,提高产率。
【小问6详解】
根据题中所给数值,3.8g氯乙酸物质的量约为0.04mol,氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠的物质的量约为0.04mol,2.9g苯酚钠的物质的量为0.025mol,按照反应原理可知,苯酚钠不足,氯乙酸钠过量,则理论生成苯氧乙酸的物质的量为0.025mol,即质量为3.8g,产率为。
17. 为了降低大气中含量过高问题,科研人员尝试采用下列三种方式实现的转化。请回答有关问题。
Ⅰ.催化加氢合成乙烯
。已知:常见共价键的键能如下表。
化学键
键能/()
436
413
356
803
610
464
(1)_______。
(2)恒温恒容密闭容器中,分别充入和发生上述反应。下列可作为该反应达到平衡状态的判断依据有_______。
a.与的比值不变
b.断开键时,同时断开键
c.容器内气体的总压强不变
d.与的体积比为
Ⅱ.与催化脱氢合成乙烯
主反应:;副反应:。将和的混合气体在压强下置于不同密闭容器中反应,不同温度时乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[的选择性]如下图所示。
(3)_______(填“>”“<”“=”),理由是_______。
(4)在条件下,主反应的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用含的最简代数式表示)。
(5)条件下,随着温度的升高,选择性降低原因是_______。
Ⅲ.光电催化还原制备乙醇,简易装置如图所示。
(6)电解时,极的电极反应式为_______。
(7)当电路中通过2mol电子时,右侧溶液的质量减少_______g。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. < ②. 主副反应正反应气体系数都增大,增大压强,平衡逆向移动,故在相同的温度下,转化率大,说明压强越小
(4)
(5)温度升高乙烷的转化率逐渐增大,但乙烯选择性却逐渐降低,说明温度升高的过程中,反应Ⅱ占主导,且生成的CO抑制了反应I的进行
(6)
(7)18
【解析】
【小问1详解】
反应物键能之和―生成物键能之和,故,故答案为。
【小问2详解】
a.由题意知,初始与的比值为2:9,在反应过程中消耗的与的比值为1:3,反应过程中与的比值发生变化,当与的比值不变时,反应到达平衡,a正确;
b.断开键是消耗,断开键是消耗,正逆反应速率不等,b错误;
c.该反应是一个气体体积减小的反应,在恒温恒容条件下,容器内气体的总压强不变时,反应到达平衡,c正确;
d.与的体积比为仅表示某一刻状态,不能说明反应达到平衡,d错误;
故答案为ac。
【小问3详解】
主副反应正反应气体系数都增大的反应,相同温度下,增大压强,平衡均向逆反应方向移动,压强越大,乙烷的转化率越小,条件下乙烷的平衡转化率更小,故压强更大,故答案为:<;主副反应正反应气体系数都增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,故在相同的温度下,转化率大,说明压强越小。
【小问4详解】
由图可知,在条件下,和反应到达平衡时,乙烷的平衡转化率为,乙烯的选择性为,则到达平衡时乙烷的转化量为,乙烯的物质的量为,列三段式,平衡时气体的总物质的量为,主反应的压强平衡常数=,故答案为。
【小问5详解】
由图可知,温度升高乙烷的转化率逐渐增大,但乙烯选择性却逐渐降低,说明温度升高的过程中,反应Ⅱ占主导,且生成的CO抑制了反应I的进行,故答案为温度升高乙烷的转化率逐渐增大,但乙烯选择性却逐渐降低,说明温度升高的过程中,反应Ⅱ占主导,且生成的CO抑制了反应I的进行。
【小问6详解】
由装置图知,电极上二氧化碳转化为乙醇,电极反应式为,故答案为。
【小问7详解】
由装置图可知,右侧电极()上水转化为,电极反应式为,为阳极,右侧溶液质量减轻是因为释放出氧气和从右侧移向左侧,当转移电子时,产生氧气,同时向左侧移动,即为18g,故答案为18。
18. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默病的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为;②(为烃基,、为烃基或H)。回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为______。A在酸性条件下水解生成的芳香化合物的名称为______。
(2)D→E反应的化学方程式为_______。
(3)F结构简式为____________。F的同分异构体中,符合下列条件的共有_______种。
①与溶液发生显色反应②核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为
(4)H→I反应生成的另一产物的结构简式为_______。
(5)参照上述合成路线,设计以和为原料,制备的合成路线_______。(其他无机试剂任选)
【答案】(1) ①. (酚)羟基、酯基 ②. 3,4,5-三羟基苯甲酸
(2)2
(3) ①. ②. 3
(4)
(5)
【解析】
【分析】根据有机物A的结构和有机物C的结构,有机物A与CH3I反应生成有机物B,根据有机物B的分子式可以得到有机物B的结构,即,有机物B与BnCl反应生成有机物C,有机物C发生还原反应生成有机物D,有机物D发生氧化反应生成有机物E,根据有机物E的结构和有机物D的分子式可以得到有机物D的结构,即,有机物E与有机物F发生已知信息②反应生成有机物G,有机物G发生还原反应生成有机物H,根据有机物H与有机物G的分子式可以得到有机物G的结构,即,同时也可得到有机物F的结构,即,随后有机物H与HCOOCH2CH3反应生成有机物I。由此分析解题。
【小问1详解】
根据A的结构简式()可知,A中含有两种官能团:(酚)羟基、酯基;A中含有酯基,在酸性条件下水解生成的芳香化合物为,名称为3,4,5-三羟基苯甲酸;
【小问2详解】
有机物D发生氧化反应生成有机物E,反应的化学方程式为2;
【小问3详解】
根据分析,F的结构简式为。F的同分异构体中,与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为,说明有4种氢原子,氢原子数目之比为(分子中需含2个甲基),符合条件的F的同分异构体共有3种,结构简式分别为:、、;
【小问4详解】
H→I的反应为H原子被醛基代替,其类型为取代反应,除生成I外,生成的另一产物的结构简式为;
【小问5详解】
先发生催化氧化生成,发生E→G的反应生成,发生加成反应生成;具体路线为。
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化学
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
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,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Ti-48 Se-79 Cd-112
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. 随着科技的迅速发展,化学在能源、材料等领域的科技支撑作用愈发显著。下列说法正确的是
A. 高温结构陶瓷所用的碳化硅、氮化硅材料,属于新型金属材料
B. 动力电池和超轻海绵中所用的石墨烯材料,属于共价晶体
C. 火箭使用的燃料偏二甲肼,属于烃类
D. 东方超环(人造太阳)使用的(氘)、(氚),属于不同的核素
2. 下列各组物质的鉴别或检验方法中,可行的是
A. 用溶液鉴别溶液和溶液
B. 用湿润的淀粉-KI试纸鉴别和溴蒸气
C. 用酸性溶液检验苯中是否含有甲苯
D. 用硝酸酸化的溶液检验1-氯丁烷中的氯元素
3. 化学知识广泛应用于农业生产。下列有关说法不正确的是
A. 乙烯可以调节植物生长,可用于催熟果实
B. 草木灰()和铵态氮肥不可混用,避免降低氮肥的效果
C. 熟石灰可以调节土壤酸碱性,以利于农作物生长
D. 对周期表中金属与非金属的分界处元素进行研究,有助于制造出新品种的农药
4. 下列各组物质中,按照图示关系在一定条件下不能一步转化的是
选项
X
Y
Z
W
A
B
Al
C
S
FeS
D
HClO
HCl
A. A B. B C. C D. D
5. 化合物A是制备某种药物的中间体,其结构如图,下列说法不正确的是
A. 分子中所有碳原子可能共平面 B. 可以发生取代、加成、氧化反应
C. 分子中氮原子的杂化方式有两种 D. 最多能和反应
6. 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的中子数和电子数均为
B. 常温下溶液,由水电离出的数目为
C. 一定条件下,1mol氢气与1mol碘单质充分反应后,分子总数为
D. 50g质量分数为的甲醇水溶液中含氢原子数目为
7. 下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是
A. 在水中溶解度比的大,是由于分子具有微弱的极性
B. 的沸点高于,是由于4个键的键能之和大于2个键的键能之和
C. 的键角小于,是由于中Cl原子半径大于中F原子半径,键长更长
D. 酸性强于,是由于的羧基中羟基极性更大
8. AlBr3的二聚体溶于CH3CN生成[Al(CH3CN)2Br2]Br (结构如图)。下列说法不正确的是
A. 基态Br原子价电子排布式为3d104s24p5 B. 该物质中Al为+3价
C. 基态原子的第一电离能:N>C D. 1mol该配合物中含14molσ键
9. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
比较醋酸和次氯酸的酸性强弱
相同温度下,分别用pH计测定饱和醋酸溶液与饱和次氯酸溶液的pH,对比pH大小
B
证明具有还原性
将酸性高锰酸钾溶液滴入饱和溶液中,观察溶液是否褪色
C
检验蔗糖在酸性条件下是否水解
向蔗糖水解液中先加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加入新制的,加热,观察现象。
D
除去乙酸乙酯中的乙酸
向混合溶液中加入NaOH溶液,振荡,分液
A. A B. B C. C D. D
10. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应:。反应历程如图所示,为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是
A. 使用催化剂Ⅰ时,反应过程中Y能达到的最高浓度更大
B. 使用催化剂Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
C.
D. 反应达到平衡时,升高温度,Z的浓度增大
11. 科学家把钠离子电池形象地比喻成“摇椅电池”,钠离子在摇椅的两端,即电池的正负极之间来回奔跑,其电化学原理如图,总反应为(,M为过渡金属),下列说法不正确的是
A. 单位质量的负极材料,钠离子电池可以提供的电量比锂离子电池少
B. 放电时,正极上发生的电极反应为
C. 充电时,从过渡金属氧化物脱嵌,经电解质嵌入石墨烯纳米片中
D. 充电时,外电路中每转移,理论上石墨烯纳米片将增重2.3g
12. 的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 图甲曲线b中,0~20min内平均反应速率
B. 图甲表明pH相同时,起始浓度越大,分解速率越大
C. 图乙表明可通过适当增大溶液的浓度,来增大分解的速率
D. 可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果
13. 某温度下,向20.00mL0.1000mol/L的丙酸(以HA表示)溶液中滴加0.1000mol/L的NaOH溶液,测得混合溶液的温度T、pH随加入NaOH溶液的体积V的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点溶液中,由水电离出的
B. c点溶液中,
C. e点溶液中,
D. 滴加的过程中,可能出现
14. 某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成,其晶胞属于立方体构型,晶胞结构如下图所示,其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是
A. 晶体的化学式为CdSe B. 与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有6个
C. B原子的分数坐标为 D. 晶体的密度为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 纯净的是白色粉末状固体,俗称钛白,常用作高级颜料。一种由钛铁矿(主要含,其他杂质可忽略)制备的工艺流程如下:
已知:①萃取剂三烷基氧磷(TRPO)对Fe(Ⅲ)和Ti(Ⅳ)均有萃取能力,萃取剂叔胺(N235)对Fe(Ⅲ)有非常强的选择性。②高纯钛液()水解可得到偏钛酸()。③Ti(Ⅲ)可被氧化为Ti(Ⅳ)。回答下列问题:
(1)Ti的基态原子价电子排布式为_______。
(2)“冷冻结晶”的目的是_______;“转化”反应的离子方程式为_______。
(3)“萃取剂1”为_______(填“TRPO”或“N235”)。
(4)“喷雾水解”反应的化学方程式为_______。
(5)晶体与“反萃液1”混合后热水解制备磁性氧化铁的离子方程式为_______。
(6)溶液中Ti(Ⅳ)的含量可用硫酸铁铵标准溶液进行测定。取mg钛铁矿样品酸溶后在气氛中用铝片将Ti(Ⅳ)还原成Ti(Ⅲ)并配制成100ml溶液。取20.00ml待测液,以KSCN为指示剂,用标准溶液进行滴定,终点时消耗标准溶液的体积为。为了减少实验误差,另取20.00ml蒸馏水进行上述滴定,终点时消耗标准溶液的体积为。滴定终点的现象为_______,该钛铁矿中Ti的质量分数为_______%(用含m、c、、的代数式表示)。
16. 苯氧乙酸是制备除草剂(2,4-D)的原料。某小组设计方案制备苯氧乙酸(,熔点为98℃),制备原理为:
实验步骤:
步骤1:如图1装置(部分夹持及加热装置省略),在三颈烧瓶中加入3.8g氯乙酸()和5mL水,搅拌,逐滴滴加饱和溶液至溶液pH为7~8,搅拌10min。
步骤2:继续向三颈烧瓶中加入2.9g苯酚钠固体),沸水浴加热约0.5h,使反应完全。
步骤3:反应完毕后将三颈烧瓶内混合物趁热转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为2~3。
步骤4:在冰浴中冷却,析出固体,待结晶完全后,抽滤(如图2所示),将粗产物用冰水洗涤2~3次,在60~65℃干燥后称重,质量为3.4g。
回答下列问题:
(1)图1中仪器A名称是_______,冷凝管的出水口为_______(填“a”或“b”)。
(2)步骤1中不能用NaOH溶液替代溶液理由是_______。
(3)步骤2中发生反应的化学方程式为_______。
(4)步骤3“趁热转入”的目的是_______。
(5)步骤4中“抽滤”的优点是______(答2点);洗涤粗产物时用冰水的主要目的是_______。
(6)本实验产率约为_______%(结果保留1位小数)。
17. 为了降低大气中含量过高问题,科研人员尝试采用下列三种方式实现的转化。请回答有关问题。
Ⅰ.催化加氢合成乙烯
。已知:常见共价键的键能如下表。
化学键
键能/()
436
413
356
803
610
464
(1)_______。
(2)恒温恒容密闭容器中,分别充入和发生上述反应。下列可作为该反应达到平衡状态的判断依据有_______。
a.与的比值不变
b.断开键时,同时断开键
c.容器内气体的总压强不变
d.与体积比为
Ⅱ.与催化脱氢合成乙烯
主反应:;副反应:。将和的混合气体在压强下置于不同密闭容器中反应,不同温度时乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[的选择性]如下图所示。
(3)_______(填“>”“<”“=”),理由是_______。
(4)在条件下,主反应的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用含的最简代数式表示)。
(5)条件下,随着温度的升高,选择性降低原因是_______。
Ⅲ.光电催化还原制备乙醇,简易装置如图所示。
(6)电解时,极的电极反应式为_______。
(7)当电路中通过2mol电子时,右侧溶液的质量减少_______g。
18. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默病的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:①Bn为;②(为烃基,、为烃基或H)。回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为______。A在酸性条件下水解生成的芳香化合物的名称为______。
(2)D→E反应的化学方程式为_______。
(3)F的结构简式为____________。F的同分异构体中,符合下列条件的共有_______种。
①与溶液发生显色反应②核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为
(4)H→I反应生成的另一产物的结构简式为_______。
(5)参照上述合成路线,设计以和为原料,制备的合成路线_______。(其他无机试剂任选)
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