内容正文:
2025届高三全真模拟4化学学科试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Zn 65 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 物质转化和合成需要选择合适的原料。以油脂为原料适合制取或合成下列物质中的
A. 聚乙烯 B. 晶体硅 C. 氨基酸 D. 甘油
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚乙烯依赖石油化工中石油的裂解制得的乙烯为原料,不是以油脂为原料,A不合题意;
B.晶体硅需从硅矿石提炼,即以硅酸盐或者硅石为原料,不是以油脂为原料,B不合题意;
C.氨基酸需含氮物质(如蛋白质)为原料,不以油脂为原料,C不合题意;
D.甘油是油脂水解的直接产物,即可以以油脂为原料制得,D符合题意;
故答案为:D。
2. 一种制取CaF2的反应为CaF2+Na2CO3+SiO22NaF+CaSiO3+CO2↑。下列说法正确的是
A. CaF2的电子式为 B. 中子数为10的F可表示为:
C. 的空间构型为平面三角形 D. SiO2熔点高于CO2的原因是SiO2的摩尔质量大
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaF2是离子化合物,由和构成,其电子式为,A错误;
B.中子数为10的氟原子的质量数为10+9=19,符号为,B错误;
C.中C原子的价电子对数为,杂化类型为杂化,空间构型为平面三角形,C正确;
D.SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体,共价晶体中原子间以共价键结合,分子晶体中分子间存在范德华力,共价键的强度远大于范德华力,所以SiO2熔点高于CO2,而不是因为摩尔质量的原因,D错误;
故选C。
3. 实验室用铁屑制取FeCO3。下列相关原理、装置及操作均正确是
A.配制1.00mol/L的稀硫酸
B.溶解铁屑
C.制取较纯的FeCO3
D.分离获得FeCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】 A.配制1.00mol·L-1稀硫酸时,不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸(容量瓶不可用于稀释或溶解操作,会因放热导致刻度不准),A错误;
B.溶解铁屑用烧杯盛放稀硫酸和铁屑,加热可加快反应速率,玻璃棒搅拌使铁屑充分接触反应,装置及操作合理,B正确;
C.两种溶液能发生双水解反应:,无法制取较纯的碳酸亚铁,C错误;
D.分离FeCO3沉淀需过滤,图示过滤操作未用玻璃棒引流(液体易溅出,不符合“一贴二低三靠”),D错误;
故答案为:B。
4. 下列物质性质与用途或物质结构与性质具有对应关系的是
A. 白磷属于分子晶体,白磷易自燃
B. 与能形成分子间氢键,易液化
C. Mg有强还原性,可用于钢铁的电化学防护
D. 溶液呈酸性,可用于蚀刻覆铜印刷电路板
【答案】C
【解析】
【详解】A.白磷属于分子晶体,但自燃性与其化学性质活泼有关,和晶体类型无关,A错误;
B.易液化是由于其自身分子间氢键,而非与的氢键,B错误;
C.的强还原性使其可作牺牲阳极,用于钢铁的电化学防护,性质与用途对应正确,C正确;
D.蚀刻铜板依赖的氧化性,而非溶液酸性,D错误;
故答案选C。
5. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是
A. 工业制硫酸:黄铁矿
B. 侯氏制碱法:饱和
C. 工业制取镁:
D. 工业制高纯硅:(粗)
【答案】C
【解析】
【详解】A.黄铁矿的主要成分是FeS2,通入空气煅烧得到SO2,SO2催化氧化得到SO3,最后用98.3%的浓硫酸吸收生成发烟硫酸,流程可以实现,故A不选;
B.饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳气体生成溶解度较小的NaHCO3,NaHCO3不稳定,受热易分解生成Na2CO3,所以能实现转化,故B不选;
C.由于MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,HCl易挥发,故直接蒸干MgCl2溶液得不到无水MgCl2,流程不能实现,故C选;
D.工业制高纯硅过程中的物质转化为:焦炭还原石英砂得到粗硅,粗硅和HCl加热生成SiHCl3,H2高温还原SiHCl3得到高纯硅,故D不选;
答案选C。
阅读下列材料,完成下列小题:
(尿素)、、(乙醇)都是常见的含碳化合物。形成的与喀斯特地貌的形成有关。也是合成尿素的重要原料;可用作燃料电池的燃料。在催化下与反应,既可除去天然气中的,又可获得;淀粉发酵生成乙醇,乙醇是一种可再生能源(燃烧热为)。
6. 下列说法正确的是
A. 难溶于水而易溶于,与分子极性相对较小有关
B. 中C原子的杂化轨道类型为
C. 尿素分子中C原子有孤对电子,能与形成配位键
D. 第一电离能:
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 向含的悬浊液中通入后变澄清:
B. 少量通入NaCN溶液:
C. 的燃烧:
D. 燃料电池的负极反应(溶液中电解质为KOH):
8. 验证淀粉水解的实验如下:
步骤1:取少量淀粉溶于水,充分搅拌后过滤,向滤液中加入少量稀硫酸并适当加热,反应一段时间后将溶液分成两等份。
步骤2:取其中一份溶液,滴加一定浓度的碘水,观察到溶液显蓝色。
步骤3:另取一份溶液,滴加稍过量的氢氧化钠溶液,充分振荡,再加入少量新制氢氧化铜悬浊液,加热,观察到有砖红色沉淀生成。下列有关说法正确的是
A. 根据实验判断淀粉已完全水解
B. 步骤3中产生砖红色沉淀,说明淀粉水解的产物具有氧化性
C. 如图所示的晶胞中Cu原子的配位数为8
D. 向新制氢氧化铜悬浊液中滴加氨水,悬浊液转变为深蓝色溶液,说明有铜氨配合物生成
【答案】6. A 7. B 8. D
【解析】
【6题详解】
A.为非极性分子,根据相似相溶原理,易溶于极性较小的溶剂。分子中乙基()为疏水基团,整体极性比水小,故更易溶于,与乙醇分子极性相对较小有关,A正确;
B.的结构为,中心C原子形成1个C=O双键和2个C-O单键,C的价层电子对数为3(无孤对电子),杂化轨道类型为,B错误;
C.尿素()中C原子与2个N原子、1个O原子形成共价键(C=O双键和2个C-N单键),C原子无孤对电子,无法提供孤电子对与铁离子形成配位键,C错误;
D.第二周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,由于N的2p能级处于半充满稳定结构,正确的顺序为I1(N)>I1(O)>I1(C),D错误;
故选A。
【7题详解】
A.为悬浊液中的固体,离子方程式中不可拆写,正确方程式为,A错误;
B.由于HCN的电离平衡常数介于碳酸的第一步电离平衡常数和第二步电离平衡常数之间,HCN的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间,少量CO2与NaCN反应生成HCN和NaHCO3,所给离子方程式正确,B正确;
C.燃烧热定义中应为液态(l),C错误;
D.碱性条件下,CH4燃料电池负极产物CO2会与OH⁻反应生成,正确的负极反应为,D错误;
故选B。
【8题详解】
A.步骤2中滴加碘水显蓝色,说明溶液中仍有淀粉剩余,淀粉不可能完全水解,A错误;
B.砖红色沉淀为,由(+2价Cu)被还原生成,说明水解产物(葡萄糖)具有还原性,B错误;
C.晶胞中,白色为铜,黑色为氧,每个周围有4个离其等距且最近,配位数为4,C错误;
D.新制悬浊液中滴加氨水,生成深蓝色的配合物,D正确;
故选D。
9. 科学家设计了一种以和为电极的可循环电池,电解质为等溶液,其工作原理如图所示,充电时,向电极方向移动,下列说法正确的是
A. 放电时电极上产生进入溶液
B. 放电时电极上的反应为
C. 充电时电极连接电源的正极
D. 当转化成时,溶液中减少
【答案】C
【解析】
【分析】由充电时氯离子向硫化铜电极方向移动可知,充电时,电极作阳极,电极作阴极;放电时,铜电极为负极,铜失去电子,发生氧化反应,生成二氯合亚铜离子,电极反应式为,硫化铜电极为正极,硫化铜得到电子,发生还原反应,生成,电极反应式为,据此分析;
【详解】A.放电时,硫化铜电极为正极,硫化铜得到电子,发生还原反应,和反应生成,溶液中数目减少,A错误;
B.放电时,铜电极为负极,铜失去电子,发生氧化反应,生成二氯合亚铜离子,电极反应式为,B错误;
C.充电时,电极作阳极,电极与直流电源正极相连,C正确;
D.放电时,铜电极为负极,铜失去电子,发生氧化反应,,硫化铜电极为正极,硫化铜得到电子,发生还原反应,生成,则当铜转化成二氯合亚铜离子时,转移电子,溶液中铝离子减少的物质的量为,D错误;
故选C。
10. 有机物Y可通过如下转化合成得到。下列说法正确的是
A. X中所有原子不可能位于同一平面
B. X→Y的转化反应类型为加成反应
C. Y分子存在顺反异构体
D. 1molY与NaOH溶液反应,最多可以消耗2 mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯环及碳氧双键均属于平面结构,根据单键可旋转特性,X中所有原子可能位于同一平面,A错误;
B.根据X、Y结构简式及反应条件可知,该反应原子利用率不是100%,应该是先加成羰基转化为羟基,然后消去引入碳碳双键,B错误;
C.形成碳碳双键的碳原子连接2个相同的原子团,无顺反异构体,C错误;
D.1molY中存在2mol酯基,可水解形成2mol羧基,与2 molNaOH反应,D正确;
答案选D。
11. 室温下,下列实验方案能达到实验目的的是
实验方案
实验目的
A
向溶液中先滴加几滴新制氯水,再滴加几滴KSCN溶液,观察现象
验证氧化性:
B
向溶液中,滴入2滴NaOH溶液,产生白色沉淀,再滴入2滴溶液,白色沉淀逐渐变为蓝色
证明:
C
向甲苯中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
苯环对甲基产生影响
D
测定溶液的pH,测得溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.因I-的还原性强于Fe2+,向溶液中先滴加几滴新制氯水,Cl2不足量,Cl2先将I-氧化,而FeI2溶液过量,不能将Fe2+氧化,再滴加几滴KSCN溶液,溶液不变红,则不能验证氧化性:,故A错误;
B.氢氧化钠溶液少量,与加入的NaOH反应生成Mg(OH)2白色沉淀后溶液中不存在NaOH,在加入溶液出现蓝色沉淀,则说明,故B正确;
C.需要比较甲基与烷基相连化合物与酸性高锰酸钾溶液是否褪色,故C错误;
D.铵根离子和草酸根离子的物质的量不相等,pH<7不能说明,故D错误;
故答案为B。
12. 室温下,用溶液进行如下实验:
实验1:向溶液中加入等体积溶液。
实验2:向溶液中通入一定量,使溶液。
实验3:向溶液中加入等体积溶液。
已知:25℃时,。下列说法正确是
A. 溶液中:
B. 实验1所得溶液中:
C. 实验2所得溶液中:
D. 实验3中产生沉淀,可推知
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHC2O4溶液中,的电离(Ka2=6.4×10-5)强于水解(),由于Ka2>Kb,说明的电离程度大于水解程度,因此溶液中,A错误;
B.实验1生成Na2C2O4溶液,溶液呈碱性,发生水解(、),根据质子守恒:水电离的H+与OH-相等,水解消耗的H+以、形式存在,因此质子守恒式为:,并非,B错误;
C.实验2 中,通入NH3使溶液pH=7。溶液中存在电荷守恒:,由于pH=7,,因此电荷守恒式可简化为: ,同时,溶液中存在物料守恒:,联立可得质子守恒式:,C正确;
D.实验3中,NaHC2O4溶液与CaCl2等体积混合后,浓度均变为0.05 mol·L-1。电离生成,由,则,此时,沉淀生成的离子积,若产生CaC2O4沉淀,需满足Q > Ksp(CaC2O4),即Ksp(CaC2O4)≤9×10-5,D错误;
故选C。
13. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,CH4和 CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 曲线表示CH4的平衡转化率随温度的变化
B. 工业上为提高H2和CO的产率,需要研发低温下的高效催化剂
C. 高于900 K时,随着温度升高,平衡体系中逐渐减小
D. 恒压、800 K、n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,反应至CH4转化率达到 点的值,延长反应时间,CH4转化率能达到点的值
【答案】C
【解析】
【详解】A.当开始时n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,CO2同时参加两个反应:CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)、H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),这样在相同条件下CH4转化率小于CO2转化率,根据图知,相同温度下转化率:曲线A大于曲线B,所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化,A错误;
B.CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)和H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)为反应前后气体体积增大的吸热反应,升高温度,化学平衡向吸热的正向移动,H2和CO的产率高,所以应该研发高温下的高效催化剂,B错误;
C.这两个反应的正反应都是吸热反应,由于温度对吸热反应影响更大,且第一个反应的反应热更大,结合图像中曲线的斜率可知,当高于900K时,第一个反应正向进行的程度更大,因此随着温度升高,两个反应的化学平衡均正向移动,但平衡体系中逐渐减小,C正确;
D.恒压、800K、n(CH4):n(CO2)=1:1 条件下,反应至CH4达到X点时,未达到该条件下的平衡点,除了改变温度外,还可以通过改变生成物浓度使平衡正向移动,从而提高反应物转化率,随着时间的延长,当达到该条件下的平衡点,即通过800K温度延长线与曲线B交点,而不能使得CH4转化率达到Y点的值,D错误;
故合理选项是C。
非选择题(共4题,共61分)
14. 铁酸锌(ZnFe2O4)是一种重要的磁性材料,能溶于浓度较大的硫酸中。工业上常用焙烧含锌铁矿石、酸浸提纯的方法制备铁酸锌。
(1)铁酸锌(ZnFe2O4)的晶胞如图1所示,A中的Zn原子与O原子的个数比为_______。基态Zn2+的核外电子排布式为_______。
(2)锌铁矿石样品(其主要成分为ZnO、Fe2O3、FeCO3及少量SiO2)研磨、定量分析、焙烧。焙烧时FeCO3转化为ZnFe2O4的方程式为_______。该锌铁矿石在焙烧前需加入一定量的ZnO,其目的是_______。
(3)将焙烧后的烧渣放入不同浓度的硫酸中进行酸浸提纯,酸浸2h后,浸出渣中的ZnFe2O4含量随硫酸浓度的变化如图2所示,不同硫酸浓度下浸出渣的XRD图如图3所示,硫酸浓度为140g/L时滤渣中ZnFe2O4的百分含量高于60g/L的硫酸的原因是_______(用离子方程式表示)。向浓度为20g/L硫酸通入一定量的SO2,烧渣中ZnO的溶解速率明显加快,其原因是_______。
(4)为了测定酸浸提纯后的烧渣中ZnFe2O4含量,进行如下实验:称取2.000g样品,用10mol/L的硫酸充分溶解后配成1L溶液,取100.00mL该溶液滴加过量的SnCl2溶液(2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+),充分反应后除去过量的Sn2+,用0.0200mol·L-1 K2Cr2O7溶液滴定((6Fe2++14H++Cr2O=6Fe3++2Cr3++7H2O),达到滴定终点时消耗K2Cr2O7溶液12.00mL。请计算烧渣中ZnFe2O4的质量分数_______ (写出计算过程)。
【答案】(1) ①. 3:8 ②. [Ar]3d10
(2) ①. 2ZnO+4FeCO3+O22ZnFe2O4+4CO2 ②. 使得烧渣中的锌与铁满足一定物质的量之比
(3) ①. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ②. SO2溶于水电离出H+,H+浓度增大;SO2与溶液中Fe3+反应产生H+,使得溶液中H+浓度增大
(4)86.76%
【解析】
【小问1详解】
根据铁酸锌分子构成的情况分析,中的原子个数少于氧原子,所以黑球代表锌原子,白球代表氧原子。个锌原子位于的四个顶点,个锌原子位于体心;个氧原子全部位于体心。结合均摊法,锌原子个数为: ,氧原子个数为:,所以原子与原子的个数比为。基态锌原子的核外电子排布式为: ,则的核外电子排布式为:;
【小问2详解】
焙烧时转化为,铁的化合价升高,被氧气氧化,则氧元素化合价降低,结合得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为:。锌铁矿石在焙烧前需加入一定量的的目的是:使得烧渣中的锌与铁满足一定物质的量之比;
【小问3详解】
结合图可知,烧渣还含有一定量的,提高了硫酸浓度,使更多的溶于酸,所以使滤渣中的百分含量高于低浓度的硫酸,反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。向浓度为硫酸通入一定量的,烧渣中ZnO的溶解速率明显加快,其原因是:溶于水电离出,浓度增大;SO2与溶液中Fe3+反应产生H+,使得溶液中H+浓度增大;
【小问4详解】
由反应式可建立关系式:,则溶液中==,即,样品中含,,则烧渣中ZnFe2O4的质量分数为:。
15. 化合物F是制备汉防己甲素重要中间体,一种合成路线如下:
(1)A中所含官能团除醛基外还有_______。
(2)A→B的反应须经历,则反应类型依次为_______、_______。
(3)D→E的反应会有副产物产生,该副产物与E互为同分异构体,写出该副产物的结构简式_______。
(4)写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式_______。
①分子中含3种不同化学环境的氢原子
②一定条件下能与银氨溶液反应,且在碱性条件下能水解
(5)已知: (R、代表烃基或H,代表烃基)。
写出以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
【答案】(1)醚键、碳溴键
(2) ①. 加成反应 ②. 消去反应
(3) (4)或(或)
(5)或
【解析】
【分析】与在醋酸铵的条件下发生反应,氧原子被取代,生成,进而与反应下断双键,引入氨基,在、DCM的条件下氢原子被取代,二者脱去水分子生成D,D经过成环脱水后生成E,E断双键生成F。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,A结构中除了存在醛基,还有碳溴键和醚键。
【小问2详解】
与先发生醛基的加成反应得到含醇羟基的中间产物,再发生醇羟基的消去反应生成B;
【小问3详解】
D→E的反应会有副产物产生,该副产物与E互为同分异构体,结合D到E的断键和成键情况可知,该副产物可能是D中溴原子所连碳的对位断裂C-H键与分子内的酰胺基发生反应生成,则该副产物结构简式为:。
【小问4详解】
根据信息,要发生银镜反应需要有醛基,要在碱性环境下水解需要有酯基,结合三种环境的氢原子可知同分异构有或(或)。
【小问5详解】
醛基与CH3NO2发生加成反应后经消去生成含硝基的烯烃(-CH=CH-NO2),进而利用图中所给流程的第二步转化为氨基得到中间产物①,所给原料与氯气发生1,4加成,再与氢气发生加成可生成②,①与②在(5)所给条件下可以发生取代并成环,得到产物,故流程为;也可让所给原料与氯气发生1,4加成生成,直接与①发生取代反应,成环后在于氢气加成,故流程为。
16. 超高石灰铝工艺处理高氯()废水,操作简单,成本低。涉及的主要反应如下:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
转化为弗氏盐沉淀而除去。已知:溶液中等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去;、在碱性较强情况下还会生成沉淀。
(1)①一定体积的高氯废水中加入石灰乳和溶液,与废水中反应生成弗氏盐的离子方程式为_______。
②投入的原料选用,而不选用的原因为_______。
(2)室温下,平衡时溶液,体系中最终存在和沉淀。已知;。此时溶液中和的浓度比为_______。
(3)投料中的量与去除率如图1所示。钙氯摩尔比大于后,继续增加,去除率不升反而略降的原因为_______。
(4)测定废水中的含量
已知水溶液中可用精确浓度的溶液滴定,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为(白色),滴定装置如图2所示。
①二苯偶氮碳酰肼()分子中的N原子与通过配位键形成含有五元环的紫红色物质,写出该物质的结构简式:_______(须标出配位键)。
②补充完整实验方案:准确量取25.00mL水样(水样中浓度约为)于锥形瓶中,调节pH为2.5~3.5,将溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,_______。(必须使用的试剂:二苯偶氮碳酰肼)
【答案】(1) ①. ②. 部分与反应,减少了其与的反应,使去除率降低;与生成沉淀
(2)
(3)加,使溶液的碱性增强,生成了,使生成的减少;浓度增大反应Ⅱ平衡逆向移动,使去除率不升反而略微下降
(4) ①. 或 ②. 向锥形瓶中滴加2~3滴二苯偶氮碳酰肼,振荡,向锥形瓶中慢慢滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴溶液时,颜色变为紫红色,且30s内颜色不褪色;记录滴加溶液的体积,重复上述操作2~3次
【解析】
【小问1详解】
①已知石灰乳在离子方程式书写时不能拆,故一定体积的高氯废水中加入石灰乳和溶液,与废水中Cl-反应生成弗氏盐的离子方程式为:。
②由题干信息可知,溶液中等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去,若投入的原料用硫酸铝导致与反应从而减少了其与的反应,降低了的去除率,且与结合生成沉淀。
【小问2详解】
室温下,平衡时溶液pH=12,即溶液中,体系中最终存在和沉淀,即此时溶液中:,,此时溶液中和的浓度比为和的浓度比为。
【小问3详解】
钙氯摩尔比大于6:1后,继续增加,使溶液的碱性增强,和生成了沉淀,使生成的减少;浓度增大反应Ⅱ平衡逆向移动,使去除率不升反而略微下降。
【小问4详解】
①已知二苯偶氮碳酰肼()分子中每个N均含有孤电子对,则该物质的N原子与通过配位键形成含有五元环(即含有5个原子的环)的紫红色物质,该物质的结构简式为:或;
②根据中和滴定的操作原理可知,准确量取25.00mL水样(水样中Cl-浓度约为)于锥形瓶中,调节pH值为2.5~3.5,将溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,向锥形瓶中滴加2~3滴二苯偶氮碳酰肼作指示剂,振荡,向锥形瓶中慢慢滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴溶液时,颜色变为紫红色,且30s内颜色不褪色即为滴定终点:记录滴加溶液的体积,重复上述操作2~3次。
17. 乙烯是常用化工原料,其制备、利用和转化具有重要意义。
(1)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①若起始加入和的物质的量分别为、,仅考虑上述反应,达到平衡时体系中所有含碳物质与起始物质之间存在的等量关系为:___________(X用具体物质化学式表示)。
②实际投料比采用,而不采用3:1的原因是___________。
(2)乙烯催化氧化制乙醛和环氯乙烷(),发生以下反应:
ⅰ.
ⅱ.2(g)
常压下,将一定比例、混合气体匀速通过装有催化剂的反应器,不同温度下测得的相关数据见下表[乙醛的选择性]:
温度/℃
90
110
130
150
乙烯转化率/%
8
13
29
60
乙醛选择性/%
78
70
65
57
①90~150℃范围内,乙醛产率随温度升高而___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②90~150℃范围内,乙醛选择性随温度升高而降低的原因是___________。
③150℃时,控制反应温度和时间不变,能提高环氧乙烷选择性的措施是___________。
(3)在果蔬储存和运输中,一种转化反应的部分机理如图所示(表示活性氧)。研究表明,催化剂表面酸性强的桥羟基()是催化氧化的活性位点,而酸性弱的硅羟基和铝羟基()则不显示催化活性。
①从键的极性角度,分析桥羟基酸性更强的原因是___________。
②生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降,其原理是___________。
【答案】(1) ①. ②. 防止更多的CO2将乙烷转化为CO,使乙烯产率下降
(2) ①. 增大 ②. 温度升高和催化剂活性变化共同作用,使反应ⅱ的速率增幅大于反应ⅰ的速率增幅 ③. 使用对反应ⅱ选择性更高的催化剂、及时分离环氧乙烷
(3) ①. 桥羟基中O同时受到Si(IV)与Al(III)吸引,使O-H键极性增强 ②. H2O结合桥羟基电离出的H+生成H3O+(或H2O中氧原子与桥羟基中氢原子形成氢键)
【解析】
【小问1详解】
①若起始加入和的物质的量分别为、,达到平衡时,根据C原子守恒可知;
②CO2可以和乙烷反应生成CO和H2,实际投料比采用,而不采用3:1的原因是:防止更多的CO2将乙烷转化为CO,使乙烯产率下降。
【小问2详解】
①假设乙烯的投入量为1mol,由表格数据可知,90~150℃范围内,升高温度,生成乙醛的物质的量分别为1mol×8%×78%=0.0624mol(90℃)、1mol×13%×70%=0.091mol(110℃)、1mol×29%×65%=0.1885mol(130℃)、1mol×60%×57%=0.342mol(150℃),乙醛产率增大;
②90~150℃范围内,乙醛选择性随温度升高而降低的原因是温度升高和催化剂活性变化共同作用,使反应ⅱ的速率增幅大于反应ⅰ的速率增幅;
③增大反应ⅱ的反应速率或使其平衡正向移动,可以提高环氧乙烷选择性,则150℃时,控制反应温度和时间不变,能提高环氧乙烷选择性的措施是:使用对反应ⅱ选择性更高的催化剂、及时分离环氧乙烷。
【小问3详解】
①Si(IV)与Al(III)具有吸电子效应,会导致羟基的极性增大,从键的极性角度,分析桥羟基酸性更强的原因是:桥羟基中O同时受到Si(IV)与Al(III)吸引,使O-H键极性增强;
②催化剂表面酸性强的桥羟基是催化氧化的活性位点,生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降,其原理是:H2O结合桥羟基电离出的H+生成H3O+(或H2O中氧原子与桥羟基中氢原子形成氢键)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2025届高三全真模拟4化学学科试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Zn 65 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 物质转化和合成需要选择合适的原料。以油脂为原料适合制取或合成下列物质中的
A. 聚乙烯 B. 晶体硅 C. 氨基酸 D. 甘油
2. 一种制取CaF2反应为CaF2+Na2CO3+SiO22NaF+CaSiO3+CO2↑。下列说法正确的是
A. CaF2电子式为 B. 中子数为10的F可表示为:
C. 的空间构型为平面三角形 D. SiO2熔点高于CO2的原因是SiO2的摩尔质量大
3. 实验室用铁屑制取FeCO3。下列相关原理、装置及操作均正确的是
A.配制1.00mol/L的稀硫酸
B.溶解铁屑
C.制取较纯的FeCO3
D.分离获得FeCO3
A. A B. B C. C D. D
4. 下列物质性质与用途或物质结构与性质具有对应关系的是
A. 白磷属于分子晶体,白磷易自燃
B. 与能形成分子间氢键,易液化
C. Mg有强还原性,可用于钢铁的电化学防护
D. 溶液呈酸性,可用于蚀刻覆铜印刷电路板
5. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是
A. 工业制硫酸:黄铁矿
B. 侯氏制碱法:饱和
C. 工业制取镁:
D. 工业制高纯硅:(粗)
阅读下列材料,完成下列小题:
(尿素)、、(乙醇)都是常见的含碳化合物。形成的与喀斯特地貌的形成有关。也是合成尿素的重要原料;可用作燃料电池的燃料。在催化下与反应,既可除去天然气中的,又可获得;淀粉发酵生成乙醇,乙醇是一种可再生能源(燃烧热为)。
6. 下列说法正确的是
A. 难溶于水而易溶于,与分子极性相对较小有关
B. 中C原子的杂化轨道类型为
C. 尿素分子中C原子有孤对电子,能与形成配位键
D. 第一电离能:
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 向含的悬浊液中通入后变澄清:
B. 少量通入NaCN溶液:
C. 的燃烧:
D. 燃料电池的负极反应(溶液中电解质为KOH):
8. 验证淀粉水解的实验如下:
步骤1:取少量淀粉溶于水,充分搅拌后过滤,向滤液中加入少量稀硫酸并适当加热,反应一段时间后将溶液分成两等份。
步骤2:取其中一份溶液,滴加一定浓度的碘水,观察到溶液显蓝色。
步骤3:另取一份溶液,滴加稍过量的氢氧化钠溶液,充分振荡,再加入少量新制氢氧化铜悬浊液,加热,观察到有砖红色沉淀生成。下列有关说法正确的是
A. 根据实验判断淀粉已完全水解
B. 步骤3中产生砖红色沉淀,说明淀粉水解的产物具有氧化性
C. 如图所示的晶胞中Cu原子的配位数为8
D. 向新制氢氧化铜悬浊液中滴加氨水,悬浊液转变为深蓝色溶液,说明有铜氨配合物生成
9. 科学家设计了一种以和为电极的可循环电池,电解质为等溶液,其工作原理如图所示,充电时,向电极方向移动,下列说法正确的是
A. 放电时电极上产生进入溶液
B. 放电时电极上的反应为
C. 充电时电极连接电源的正极
D. 当转化成时,溶液中减少
10. 有机物Y可通过如下转化合成得到。下列说法正确的是
A. X中所有原子不可能位于同一平面
B. X→Y的转化反应类型为加成反应
C. Y分子存在顺反异构体
D. 1molY与NaOH溶液反应,最多可以消耗2 mol NaOH
11. 室温下,下列实验方案能达到实验目的的是
实验方案
实验目的
A
向溶液中先滴加几滴新制氯水,再滴加几滴KSCN溶液,观察现象
验证氧化性:
B
向溶液中,滴入2滴NaOH溶液,产生白色沉淀,再滴入2滴溶液,白色沉淀逐渐变为蓝色
证明:
C
向甲苯中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
苯环对甲基产生影响
D
测定溶液pH,测得溶液
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,用溶液进行如下实验:
实验1:向溶液中加入等体积溶液。
实验2:向溶液中通入一定量,使溶液。
实验3:向溶液中加入等体积溶液。
已知:25℃时,。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 实验1所得溶液中:
C. 实验2所得溶液中:
D. 实验3中产生沉淀,可推知
13. CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,CH4和 CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 曲线表示CH4的平衡转化率随温度的变化
B. 工业上为提高H2和CO的产率,需要研发低温下的高效催化剂
C. 高于900 K时,随着温度升高,平衡体系中逐渐减小
D. 恒压、800 K、n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,反应至CH4转化率达到 点的值,延长反应时间,CH4转化率能达到点的值
非选择题(共4题,共61分)
14. 铁酸锌(ZnFe2O4)是一种重要的磁性材料,能溶于浓度较大的硫酸中。工业上常用焙烧含锌铁矿石、酸浸提纯的方法制备铁酸锌。
(1)铁酸锌(ZnFe2O4)晶胞如图1所示,A中的Zn原子与O原子的个数比为_______。基态Zn2+的核外电子排布式为_______。
(2)锌铁矿石样品(其主要成分为ZnO、Fe2O3、FeCO3及少量SiO2)研磨、定量分析、焙烧。焙烧时FeCO3转化为ZnFe2O4的方程式为_______。该锌铁矿石在焙烧前需加入一定量的ZnO,其目的是_______。
(3)将焙烧后的烧渣放入不同浓度的硫酸中进行酸浸提纯,酸浸2h后,浸出渣中的ZnFe2O4含量随硫酸浓度的变化如图2所示,不同硫酸浓度下浸出渣的XRD图如图3所示,硫酸浓度为140g/L时滤渣中ZnFe2O4的百分含量高于60g/L的硫酸的原因是_______(用离子方程式表示)。向浓度为20g/L硫酸通入一定量的SO2,烧渣中ZnO的溶解速率明显加快,其原因是_______。
(4)为了测定酸浸提纯后的烧渣中ZnFe2O4含量,进行如下实验:称取2.000g样品,用10mol/L的硫酸充分溶解后配成1L溶液,取100.00mL该溶液滴加过量的SnCl2溶液(2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+),充分反应后除去过量的Sn2+,用0.0200mol·L-1 K2Cr2O7溶液滴定((6Fe2++14H++Cr2O=6Fe3++2Cr3++7H2O),达到滴定终点时消耗K2Cr2O7溶液12.00mL。请计算烧渣中ZnFe2O4的质量分数_______ (写出计算过程)。
15. 化合物F是制备汉防己甲素的重要中间体,一种合成路线如下:
(1)A中所含官能团除醛基外还有_______。
(2)A→B的反应须经历,则反应类型依次为_______、_______。
(3)D→E的反应会有副产物产生,该副产物与E互为同分异构体,写出该副产物的结构简式_______。
(4)写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式_______。
①分子中含3种不同化学环境的氢原子
②一定条件下能与银氨溶液反应,且在碱性条件下能水解
(5)已知: (R、代表烃基或H,代表烃基)。
写出以、和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
16. 超高石灰铝工艺处理高氯()废水,操作简单,成本低。涉及的主要反应如下:
Ⅰ.;
Ⅱ.。
转化为弗氏盐沉淀而除去。已知:溶液中等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去;、在碱性较强情况下还会生成沉淀。
(1)①一定体积的高氯废水中加入石灰乳和溶液,与废水中反应生成弗氏盐的离子方程式为_______。
②投入的原料选用,而不选用的原因为_______。
(2)室温下,平衡时溶液,体系中最终存在和沉淀。已知;。此时溶液中和的浓度比为_______。
(3)投料中的量与去除率如图1所示。钙氯摩尔比大于后,继续增加,去除率不升反而略降的原因为_______。
(4)测定废水中的含量
已知水溶液中可用精确浓度的溶液滴定,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为(白色),滴定装置如图2所示。
①二苯偶氮碳酰肼()分子中N原子与通过配位键形成含有五元环的紫红色物质,写出该物质的结构简式:_______(须标出配位键)。
②补充完整实验方案:准确量取25.00mL水样(水样中浓度约为)于锥形瓶中,调节pH为2.5~3.5,将溶液装入酸式滴定管中,调整管中液面至“0”刻度,_______。(必须使用的试剂:二苯偶氮碳酰肼)
17. 乙烯是常用化工原料,其制备、利用和转化具有重要意义。
(1)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①若起始加入和的物质的量分别为、,仅考虑上述反应,达到平衡时体系中所有含碳物质与起始物质之间存在的等量关系为:___________(X用具体物质化学式表示)。
②实际投料比采用,而不采用3:1的原因是___________。
(2)乙烯催化氧化制乙醛和环氯乙烷(),发生以下反应:
ⅰ.
ⅱ.2(g)
常压下,将一定比例、混合气体匀速通过装有催化剂的反应器,不同温度下测得的相关数据见下表[乙醛的选择性]:
温度/℃
90
110
130
150
乙烯转化率/%
8
13
29
60
乙醛选择性/%
78
70
65
57
①90~150℃范围内,乙醛产率随温度升高而___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②90~150℃范围内,乙醛选择性随温度升高而降低的原因是___________。
③150℃时,控制反应温度和时间不变,能提高环氧乙烷选择性的措施是___________。
(3)在果蔬储存和运输中,一种转化反应的部分机理如图所示(表示活性氧)。研究表明,催化剂表面酸性强的桥羟基()是催化氧化的活性位点,而酸性弱的硅羟基和铝羟基()则不显示催化活性。
①从键的极性角度,分析桥羟基酸性更强的原因是___________。
②生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降,其原理是___________。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$