内容正文:
同安一中2025~2026学年高三年第一次质量检测
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:Mg- 24 Fe- 56
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 福建舰拥有世界上最先进的雷达系统,其雷达射频微波器件所用的碳化硅材料能实现电信号的可控改变。下列关于碳化硅的说法错误的是
A. C原子的杂化类型为 B. 属于高分子化合物
C. 熔点高、硬度大 D. 属于半导体材料
2. 对乙酰氨基酚是一种用于治疗疼痛与发热的药物,其分子结构如图示。下列说法正确的是
A. 分子式为
B. 含有2种官能团
C. 所有原子可能处于同一平面
D. 能与溴水发生加成反应
3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,基态Y原子的p轨道半充满,Z元素的一种单质是植物光合作用的产物之一,W与Z同主族。下列说法正确的是
A. 元素的第一电离能:Z>Y
B. 简单氢化物的键角:Y<Z
C. 简单氢化物的沸点: Z>W
D. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
4. 侯氏制碱法制取NaHCO3的反应原理为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.1molNaHCO3晶体中含离子数目为0.3NA
B. 标准状况下,2.24LCO2含σ键数目为0.2NA
C. 2L0.5mol•L-1NH4Cl溶液中,NH数目为NA
D. 1molN2与足量H2充分反应生成NH3,转移电子数目为6NA
5. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. pH=1的溶液:Na+、Mg2+、ClO-、SO
B. 0.1mol•L-1BaCl2溶液:K+、Na+、OH-、NO
C. 含大量NH的溶液:Na+、K+、OH-、NO
D. 无色溶液:Fe3+、K+、SCN-、SO
6. 亚氯酸钠()用于各种纤维和某些食品的漂白,其制备流程如下:
已知:下列有关离子反应错误的是
A. 溶液呈碱性的原因:
B. 用足量氨水吸收含的尾气:
C. 反应①中主要发生的反应:
D. 反应②中主要发生的反应:
7. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B. X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C. X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
8. 下列装置能达到实验目的的是
A 装置甲制备乙酸乙酯 B. 装置乙验证NH3溶解性
C. 装置丙证明苯与溴发生取代反应 D. 装置丁验证乙烯具有还原性
9. 利用绿矾()制备电极材料的前驱体的流程如下:
下列说法正确的是
A. 溶解过程中可抑制的水解
B. 可以用KSCN溶液判断反应是否完全
C. 过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、分液漏斗
D. 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
10. 常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液,滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A. 滴定时用酚酞作指示剂
B. ①点溶液中:2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. ②点溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
D ③点溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 碳酸锰(MnCO3)是制造高性能磁性材料主要原料。工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。
已知:①25℃时,Ksp(ZnS)=2.9×10-25,Ksp(NiS)=1.0×10-21;
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol•L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子Mn+
Al3+
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Ni2+
Mn2+
开始沉淀的pH
3.4
1.5
6.3
6.2
6.9
8.1
沉淀完全的pH
4.7
2.8
8.3
8.2
8.9
10.1
回答下列问题:
(1)基态锰原子的价电子排布式为______,CO的空间构型为______。
(2)硫化锰矿预先粉碎的目的是______。
(3)“氧化”中MnO2将Fe2+氧化成Fe3+的离子方程式为_______。
(4)“调pH”除铁、铝元素,溶液的pH范围应调节为:______≤pH<6.2,滤渣2的主要成分是______(填化学式)。
(5)“除杂”的目的是除去Zn2+和Ni2+,若“除杂”后滤液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol•L-1,则c(Zn2+)=_______mol•L-1。
(6)“沉锰”中发生反应的离子方程式为_______。
(7)锰可与CO形成金属羰基配合物Mn2(CO)10(熔点154℃)。其结构如图所示。则Mn2(CO)10晶体中微粒间作用力有______(填标号)。
a.配位键 b.极性键 c.范德华力 d.离子键
12. 碘酸钙可用作防臭剂、药物和食品添加剂等。实验室制备六水合碘酸钙[]并测定碘酸钙的方法如下。
Ⅰ.六水合碘酸钙的制备
已知:。
①按图组装好仪器,加入试剂,加热,反应完全后,停止加热;
②将反应液转移至烧杯并置于冷水浴中,搅拌下依次滴入和溶液,析出白色沉淀;
③过滤,用冷水、无水乙醇依次洗涤白色沉淀,干燥,重结晶得到产品
(1)仪器a的名称为___________,装置b的作用是___________。
(2)步骤①中加热方式是___________,判断反应完全的现象是___________。
(3)步骤②中发生反应的化学方程式为___________。
(4)步骤③中用无水乙醇洗涤滤渣的优点是___________。
Ⅱ.测定碘酸钙的
称取m g样品并配成饱和溶液,取该溶液于碘量瓶,加过量KI溶液和稀,加入指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。测定过程中发生下列反应:,。
(5)指示剂为___________(填试剂),滴定终点现象为___________。
(6)的___________。
13. 化合物I是除草剂茚草酮的中间体,其合成路线如图:
回答下列问题:
(1)A中电负性最大的元素为_______,D中碳原子的杂化轨道类型为______。
(2)B在水中溶解度比C大,原因是______。
(3)B→C的反应类型为______。
(4)E的化学名称为______,H的官能团名称为______。
(5)F→G的化学方程式为______。
(6)D+H→I的制备过程中,K2CO3可以提高原料利用率,原因是______。
(7)J为B的同分异构体,写出满足下列条件的J的结构简式______(任写一种)。
①含有苯环;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③核磁共振氢谱为四组蜂,峰面积比为6:2:2:1
14. 氢能是理想清洁能源,氢能产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
I.甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1=+90.6kJ•mol-1
ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ•mol-1
iii.CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H3
(1)△H3=_______kJ•mol-1。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是______(填标号)。
A. v正(CH3OH)=2v逆(H2)
B. 容器内的压强不再变化
C. 容器内混合气体的密度不再变化
D. 单位时间内,断裂3molC-H键的同时生成2molH-H键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成n(CH3OH):n(H2O)=1:1时,体系中CH3OH的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是______,理由是______。
②温度为250℃、压强为p2时,该反应的平衡常数Kp=______(Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
II.氢气的安全储存是氢能应用的关键。
(4)铁镁合金是储氢密度较高的储氢材料,其立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中与Fe距离最近且等距离的Mg的个数为_______。
②若该晶胞参数为anm,设阿伏加德罗常数值为NA,则该晶体的密度为______g•cm-3(列出计算式)。
③若该晶体储氢时,H2分子位于晶胞的体心和棱的中点位置,则含48gMg的铁镁合金可储存标准状况下H2的体积约为______L。
(5)如图所示电解池装置可实现有机物的电化学储氢。
①电极B为电解池的______(填“阴极”或“阳极”)。
②电解池工作时H+向______移动(填“电极A”或“电极B”)。
③电极A的电极反应式为______。
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同安一中2025~2026学年高三年第一次质量检测
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:Mg- 24 Fe- 56
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 福建舰拥有世界上最先进的雷达系统,其雷达射频微波器件所用的碳化硅材料能实现电信号的可控改变。下列关于碳化硅的说法错误的是
A. C原子的杂化类型为 B. 属于高分子化合物
C. 熔点高、硬度大 D. 属于半导体材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳化硅的结构类似于金刚石,其中C原子的杂化类型为,A正确;
B.碳化硅属于新型的无机非金属材料,B错误;
C.碳化硅的结构类似于金刚石,所以具有熔点高、硬度大的性质,C正确;
D.碳化硅熔点高、硬度大,可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料,D正确;
答案选B。
2. 对乙酰氨基酚是一种用于治疗疼痛与发热的药物,其分子结构如图示。下列说法正确的是
A. 分子式为
B. 含有2种官能团
C. 所有原子可能处于同一平面
D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式需计算各原子数目:C为苯环6C+酰胺基中羰基C和甲基C共8C;H为苯环剩余4H+羟基1H+氨基1H+甲基3H共9H,N1,O2,分子式应为C8H9NO2,A错误;
B.分子中含酚羟基(-OH)和酰胺基(-CONH-)两种官能团,B正确;
C.甲基(-CH3)中C为sp3杂化,呈四面体结构,其H原子不可能与苯环共面,且氨基N为sp3杂化,所有原子不可能共面,C错误;
D.分子中无碳碳双键等不饱和键,酚羟基与溴水发生取代反应而非加成反应,D错误;
故选B。
3. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,基态Y原子的p轨道半充满,Z元素的一种单质是植物光合作用的产物之一,W与Z同主族。下列说法正确的是
A. 元素的第一电离能:Z>Y
B. 简单氢化物的键角:Y<Z
C. 简单氢化物的沸点: Z>W
D. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】C
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,则X为H元素;基态Y原子的p轨道为半充满,则其轨道排布式为1s22s22p3,所以Y为N元素;Z单质是植物光合作用的产物之一,则Z为O元素;W与Z同族,则W为S元素。
【详解】A.由分析可知,Y为N元素,Z为O元素,同周期元素第一电离能呈增大趋势,但N最外层为半满稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能:N>O,故A项错误;
B.由分析可知,Y为N元素,Z为O元素,简单氢化物分别为NH3和H2O,均为sp3杂化,氨气的孤电子对数为1,水的孤电子对为2,则键角:NH3﹥H2O,故B项错误;
C.由分析可知,Z为O元素,W为S元素,其对应的简单气态氢化物为H2O、H2S,H2O中含有氢键,则沸点:H2O>H2S,故C项正确;
D.由分析可知,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,X、Y、Z三种元素可形成化合物,其水溶液呈碱性,故D项错误;
故本题选C。
4. 侯氏制碱法制取NaHCO3的反应原理为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.1molNaHCO3晶体中含离子数目为0.3NA
B. 标准状况下,2.24LCO2含σ键数目为0.2NA
C. 2L0.5mol•L-1NH4Cl溶液中,NH数目为NA
D. 1molN2与足量H2充分反应生成NH3,转移电子数目为6NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaHCO3晶体中含有1个Na+和1个,0.1molNaHCO3晶体中含离子数目为0.2NA,A错误;
B.CO2中含有2个碳氧双键,含有2个σ键,标准状况下,2.24LCO2的物质的量为0.1mol,含有σ键数目为0.2NA,B正确;
C.在水溶液中会发生水解,2L0.5mol•L-1NH4Cl溶液中,NH数目小于NA,C错误;
D.N2与H2反应生成NH3的过程是可逆的,1molN2与足量H2充分反应生成NH3的物质的量小于2mol,转移电子数目小于6NA,D错误;
故选B。
5. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. pH=1的溶液:Na+、Mg2+、ClO-、SO
B. 0.1mol•L-1BaCl2溶液:K+、Na+、OH-、NO
C. 含大量NH的溶液:Na+、K+、OH-、NO
D. 无色溶液:Fe3+、K+、SCN-、SO
【答案】B
【解析】
【详解】A.pH=1的溶液显酸性,氢离子与次氯酸根离子结合成弱酸HClO,不能大量共存,故A项不符合题意;
B.0.1mol•L-1BaCl2溶液中,四种离子之间相互不反应,可以大量共存,故B项符合题意;
C.含大量的溶液中,铵根离子和氢氧根离子不能大量共存,故C项不符合题意;
D.无色溶液中,含铁离子溶液为黄色,且铁离子与硫氰根离子络合溶液变为血红色,不能大量共存,故D项不符合题意;
故答案为B。
6. 亚氯酸钠()用于各种纤维和某些食品漂白,其制备流程如下:
已知:下列有关离子反应错误的是
A. 溶液呈碱性的原因:
B. 用足量氨水吸收含的尾气:
C. 反应①中主要发生的反应:
D. 反应②中主要发生的反应:
【答案】D
【解析】
【分析】由流程图可知,反应①为NaClO3和SO2在硫酸存在的条件下发生氧化还原反应生成ClO2和NaHSO4;反应②是ClO2在氢氧化钠存在条件下和H2O2发生反应生成产品NaClO2,根据元素化合价变化分析解答。
【详解】A.NaClO2溶液呈碱性是因为发生水解反应,水解方程式为:,故A项正确;
B.用足量氨水吸收含SO2的尾气,离子方程式为:,故B项错误;
C.反应①为NaClO3和SO2在硫酸存在的条件下发生氧化还原反应生成ClO2和NaHSO4,离子方程式为:,故C项正确;
D.反应②中发生主要反应为:ClO2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2,离子方程式为:,故D项错误;
故本题选D。
7. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B. X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C. X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝单质与O2生成Al2O3后无法再被O2氧化,无法形成氧化物2,且Al2O3与水反应需强酸/碱才能溶解,A错误;
B.硫燃烧生成SO2(氧化物1,使品红褪色),SO2氧化为SO3(氧化物2),SO3与水生成H2SO4,再与NaOH生成盐,转化关系成立,B正确;
C.钠与氧气常温反应生成Na2O(氧化物1),进一步氧化为Na2O2(氧化物2);Na2O2与水反应生成NaOH和O2,不会生成H2,C错误;
D.碳与氧气反应先生成CO,最终生成CO2,与水反应生成碳酸,与碱反应可生成盐,但Na2CO3热稳定性强于NaHCO3,D结论错误,D错误;
故选B。
8. 下列装置能达到实验目的的是
A. 装置甲制备乙酸乙酯 B. 装置乙验证NH3溶解性
C. 装置丙证明苯与溴发生取代反应 D. 装置丁验证乙烯具有还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸和乙醇发生酯化反应生成的乙酸乙酯不能用NaOH溶液收集,因为乙酸乙酯能够和NaOH溶液发生水解反应,A错误;
B.安装好装置后,打开橡皮管上的夹子,挤压滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,此时烧杯里的溶液通过玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,这一现象说明氨气极易溶于水,导致烧瓶内外形成压强差,使得烧杯内的溶液迅速进入烧瓶,B正确;
C.苯与液溴在三溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,由于溴也有挥发性,也会随着溴化氢一起进入硝酸银溶液,溴可以和水反应生成溴化氢,也会与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰了对实验结果的验证,C错误;
D.在浓硫酸作用下,酒精发生消去反应生成乙烯,由于乙醇具有挥发性,也会随着乙烯一起进入酸性高锰酸钾溶液,乙醇也具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰了对实验结果的验证,D错误;
故选B。
9. 利用绿矾()制备电极材料的前驱体的流程如下:
下列说法正确的是
A. 溶解过程中可抑制的水解
B. 可以用KSCN溶液判断反应是否完全
C. 过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、分液漏斗
D. 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】A
【解析】
【分析】“溶解”步骤中绿矾溶解到磷酸中,根据流程图可知,“反应”步骤中加NaClO、NaOH,将Fe2+氧化成Fe3+,同时得到磷酸铁沉淀,据此回答。
【详解】A.在水溶液中会发生水解,溶解过程中可以电离出氢离子,抑制的水解,A正确;
B.“反应”将Fe2+氧化成Fe3+,用KSCN溶液能检验是后氧化生成Fe3+,无法判断反应是否完全,B错误;
C.过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、普通漏斗,C错误;
D.“反应”中发生的反应方程式为, Fe2+的化合价升高,为还原剂,的化合价降低,为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,D错误;
故选A。
10. 常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液,滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A. 滴定时用酚酞作指示剂
B. ①点溶液中:2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. ②点溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
D. ③点溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,点①为0.10mol/L醋酸溶液与氢氧化钠中和一半的点,CH3COONa和CH3COOH的比为1:1,点②中性点,点③为醋酸溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成醋酸钠,据此回答。
【详解】A.强碱滴定弱酸,选酚酞作指示剂,A正确;
B.①点溶液是反应的半点CH3COONa和CH3COOH的比为1:1,据物料守恒,2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正确;
C.电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),②点溶液为中性点,则c(Na+)=c(CH3COO-),C正确;
D.③点溶液为完全中和点,CH3COO-水解,离子浓度关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 碳酸锰(MnCO3)是制造高性能磁性材料的主要原料。工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。
已知:①25℃时,Ksp(ZnS)=2.9×10-25,Ksp(NiS)=1.0×10-21;
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol•L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子Mn+
Al3+
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Ni2+
Mn2+
开始沉淀的pH
3.4
1.5
6.3
6.2
6.9
8.1
沉淀完全的pH
47
2.8
8.3
8.2
8.9
10.1
回答下列问题:
(1)基态锰原子的价电子排布式为______,CO的空间构型为______。
(2)硫化锰矿预先粉碎的目的是______。
(3)“氧化”中MnO2将Fe2+氧化成Fe3+的离子方程式为_______。
(4)“调pH”除铁、铝元素,溶液的pH范围应调节为:______≤pH<6.2,滤渣2的主要成分是______(填化学式)。
(5)“除杂”的目的是除去Zn2+和Ni2+,若“除杂”后滤液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol•L-1,则c(Zn2+)=_______mol•L-1。
(6)“沉锰”中发生反应的离子方程式为_______。
(7)锰可与CO形成金属羰基配合物Mn2(CO)10(熔点154℃)。其结构如图所示。则Mn2(CO)10晶体中微粒间作用力有______(填标号)。
a.配位键 b.极性键 c.范德华力 d.离子键
【答案】(1) ①. 3d54s2 ②. 平面三角形
(2)增大接触面积,加快溶浸速率
(3)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(4) ①. 4.7 ②. Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)2.9×10-9
(6)Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(7)abc
【解析】
【分析】硫化锰矿(还含Fe、Al、Zn、Ni、Si等元),MnS矿和MnO2粉加入稀硫酸,MnO2具有氧化性,二者发生氧化还原反应生成MnSO4、S,同时溶液中还有难溶性的SiO2及难溶性的硅酸盐,所以得到的滤渣1为SiO2和S和难溶性的硅酸盐;然后向滤液中加入MnO2,将还原性离子Fe2+氧化生成Fe3+,再向溶液中加入氨水调节溶液的pH除铁和铝,所以滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3;根据流程图,结合表格数据,加入的Na2S和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀,“除杂”的目的是除去Zn2+和Ni2+,所以滤渣3为NiS和ZnS;最后向滤液中加入碳酸氢铵得到MnCO3沉淀,用稀硫酸溶解沉淀MnCO3得到硫酸锰,据此
【小问1详解】
锰为25号元素,基态锰原子的价电子排布式为:3d54s2;中心原子价电子对数为:,为sp2杂化,没有孤电子对,则其空间构型为:平面三角形;
【小问2详解】
硫化锰矿预先粉碎的目的是增大接触面积,加快溶浸速率;
【小问3详解】
“氧化”中MnO2将Fe2+氧化成Fe3+的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
【小问4详解】
“调pH”除铁、铝元素,溶液的pH应该大于这两种离子完全沉淀所需pH且小于其它离子生成沉淀的pH值,在pH=4.7时Fe3+和Al3+沉淀完全,在pH=6.2时Zn2+开始产生沉淀,为了只得到氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,需要溶液的pH范围为:4.7≤pH<6.2;由分析可知,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3
【小问5详解】
根据Ksp(NiS)=1.0×10-21,若“除杂”后滤液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol•L-1,则,Ksp(ZnS)=2.9×10-25,则;
【小问6详解】
锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀,促进碳酸氢根的电离,使溶液酸性增强,继而氢离子和碳酸氢根反应生成水、二氧化碳,离子方程式为:;
【小问7详解】
由结构式可知,则Mn2(CO)10晶体中微粒间作用力有C-O极性键、CO与Mn形成配位键、Mn与Mn之间存在金属键,分子之间存在范德华力,故答案为:abc。
12. 碘酸钙可用作防臭剂、药物和食品添加剂等。实验室制备六水合碘酸钙[]并测定碘酸钙的方法如下。
Ⅰ.六水合碘酸钙的制备
已知:。
①按图组装好仪器,加入试剂,加热,反应完全后,停止加热;
②将反应液转移至烧杯并置于冷水浴中,搅拌下依次滴入和溶液,析出白色沉淀;
③过滤,用冷水、无水乙醇依次洗涤白色沉淀,干燥,重结晶得到产品。
(1)仪器a的名称为___________,装置b的作用是___________。
(2)步骤①中加热方式是___________,判断反应完全的现象是___________。
(3)步骤②中发生反应的化学方程式为___________。
(4)步骤③中用无水乙醇洗涤滤渣优点是___________。
Ⅱ.测定碘酸钙的
称取m g样品并配成饱和溶液,取该溶液于碘量瓶,加过量KI溶液和稀,加入指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。测定过程中发生下列反应:,。
(5)指示剂___________(填试剂),滴定终点现象为___________。
(6)的___________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 除去尾气中氯气,避免污染环境
(2) ①. 水浴加热 ②. 三颈烧瓶内溶液颜色褪为无色
(3)
(4)减少产品的溶解损失,同时其挥发时可带走水分,便于干燥产品
(5) ①. 淀粉溶液 ②. 溶液由蓝色褪为无色,且半分钟内不恢复
(6)
【解析】
【小问1详解】
由图中仪器所示,仪器a的名称为球形冷凝管;三颈烧瓶中发生的反应会产生氯气,氯气有毒,所以装置b的作用是除去尾气中的氯气,避免污染环境;
【小问2详解】
由题目中该反应的温度可知,加热应该采取水浴加热;碘溶液有颜色,当反应快要结束时,碘应该反应完了,所以现象为三颈烧瓶内溶液颜色褪为无色;
【小问3详解】
向反应液中加入和溶液,有白色沉淀产生,即生成了,所以反应方程式为;
【小问4详解】
使用无水乙醇洗滤渣的优点首先可以减少产品的溶解损失,同时其挥发时可带走水分,便于干燥产品;
【小问5详解】
首先碘酸根和碘离子反应生成碘单质,利用消耗硫代硫酸钠的量从而推算出生成的碘单质的量,从而推出碘酸根的含量,因此指示剂选择淀粉溶液,达到滴定终点时,溶液中的碘单质应该恰好被消耗,所以滴定终点的现象为溶液由蓝色褪为无色,且半分钟内不恢复;
【小问6详解】
根据方程式可知:,,则,则,。
13. 化合物I是除草剂茚草酮的中间体,其合成路线如图:
回答下列问题:
(1)A中电负性最大的元素为_______,D中碳原子的杂化轨道类型为______。
(2)B在水中溶解度比C大,原因是______。
(3)B→C的反应类型为______。
(4)E的化学名称为______,H的官能团名称为______。
(5)F→G的化学方程式为______。
(6)D+H→I的制备过程中,K2CO3可以提高原料利用率,原因是______。
(7)J为B的同分异构体,写出满足下列条件的J的结构简式______(任写一种)。
①含有苯环;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③核磁共振氢谱为四组蜂,峰面积比为6:2:2:1
【答案】(1) ①. O(或氧) ②. sp2、sp3
(2)B分子含羟基,与水分子之间形成氢键,使其溶解度大于C
(3)消去反应 (4) ①. 邻二甲苯(或1,2-二甲苯) ②. 酮羰基(或羰基)
(5) +2CH3CH2OH +2H2O
(6)D和H反应生成HCl,K2CO3与HCl反应,促进平衡向产物方向移动
(7)、、
【解析】
【分析】A发生加成反应生成羟基得到B,B发生消去反应生成C,C发生取代反应生成D;E发生氧化反应生成F,F和乙醇发生酯化反应生成G,G发生取代反应转化为H,D与H发生取代反应生成I,据此分析。
【小问1详解】
A中含有C、H、O、Cl四种元素,其中电负性最大的元素为O(或氧),D中含有碳碳双键和-CH2-,碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3。
【小问2详解】
B在水中溶解度比C大,原因是:B分子含羟基,与水分子之间形成氢键,使其溶解度大于C。
【小问3详解】
由B和C的结构简式可知,B→C的过程中羟基转化为碳碳双键,发生了消去反应。
【小问4详解】
由E的结构简式可知,E的化学名称为邻二甲苯(或1,2-二甲苯),H的官能团名称为酮羰基(或羰基)。
【小问5详解】
F和乙醇发生酯化反应生成G,化学方程式为: +2CH3CH2OH +2H2O。
【小问6详解】
D与H发生取代反应生成I,同时有HCl生成,D+H→I的制备过程中,K2CO3可以提高原料利用率,原因是D和H反应生成HCl,K2CO3与HCl反应,促进平衡向产物方向移动。
【小问7详解】
J为B的同分异构体,满足条件:①含有苯环;②能与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中含有酚羟基;③核磁共振氢谱为四组蜂,峰面积比为6:2:2:1,说明其是对称的结构,含有2个对称的甲基;满足条件的J的结构简式为:、、。
14. 氢能是理想清洁能源,氢能产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
I.甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1=+90.6kJ•mol-1
ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ•mol-1
iii.CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H3
(1)△H3=_______kJ•mol-1。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是______(填标号)。
A. v正(CH3OH)=2v逆(H2)
B. 容器内的压强不再变化
C. 容器内混合气体的密度不再变化
D. 单位时间内,断裂3molC-H键的同时生成2molH-H键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成n(CH3OH):n(H2O)=1:1时,体系中CH3OH的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是______,理由是______。
②温度为250℃、压强为p2时,该反应的平衡常数Kp=______(Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
II.氢气的安全储存是氢能应用的关键。
(4)铁镁合金是储氢密度较高的储氢材料,其立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中与Fe距离最近且等距离的Mg的个数为_______。
②若该晶胞参数为anm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为______g•cm-3(列出计算式)。
③若该晶体储氢时,H2分子位于晶胞的体心和棱的中点位置,则含48gMg的铁镁合金可储存标准状况下H2的体积约为______L。
(5)如图所示电解池装置可实现有机物的电化学储氢。
①电极B为电解池的______(填“阴极”或“阳极”)。
②电解池工作时H+向______移动(填“电极A”或“电极B”)。
③电极A的电极反应式为______。
【答案】(1)+49.4 (2)B
(3) ①. p3>p2>p1 ②. 该反应为气体分子数目增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小 ③.
(4) ①. 8 ②. ③. 22.4
(5) ①. 阳极 ②. 电极A ③. +6H++6e-=
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应i+反应ii可得反应iiiCH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g),△H3=△H1+△H2=+49.4 kJ•mol-1;
【小问2详解】
A.v正(CH3OH)=2v逆(H2),不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.反应i是气体体积增大的反应,反应过程中容器内压强增大,当容器内的压强不再变化时,说明反应达到平衡,B选;
C.该反应过程中气体总质量和总体积不变,容器内混合气体的密度是定值,当容器内混合气体的密度不再变化时,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.单位时间内,断裂3molC-H键的同时生成2molH-H键,都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,D不选;
故选B。
【小问3详解】
①该反应为气体分子数目增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,则图中的压强由大到小的顺序是p3>p2>p1;
②根据已知条件列出“三段式”,假设甲醇和水的起始物质的量为1mol,,该反应的平衡常数Kp=。
【小问4详解】
①以面心的Fe原子为研究对象,由晶胞结构可知,晶胞中与Fe距离最近且等距离的Mg的个数为8;
②该晶胞中含有=4个Fe原子,8个镁原子,若该晶胞参数为anm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为;
③若该晶体储氢时,H2分子位于晶胞的体心和棱的中点位置,则H2分子的个数为=4,1个晶胞储存的H2的个数为4个,一个晶胞有4个Mg2Fe,则含48gMg的该储氢合金晶胞的物质的量为0.25mol,即储存了1mol的H2,在标准状况下体积为22.4L;
【小问5详解】
①由图可知,苯在电极A发生还原反应生成环己烷,则电极A为阴极,电极B为电解池的阳极;
②电解池工作时阳离子向阴极反应,则H+向电极A移动;
③苯在电极A发生还原反应生成环己烷,电极A的电极反应式为:+6H++6e-= 。
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