内容正文:
四川师大附中2024-2025学年度三诊模拟二考试
高2022级化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Na:23
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
1. 化学是材料科学的基础。下列说法错误的是
A. 制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B. 可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
C. 制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D. 制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
2. 关于自然资源的开发和利用,下列说法不正确的是
A. 海底可燃冰倘若开发不当,可能加剧温室效应
B 对石油进行常压分馏,可分离出沥青、石蜡等产品
C. 海水淡化的常用方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等
D. 煤的干馏、煤的液化、煤的气化均为化学变化
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 对二苯酚:
B. 聚丙烯的链节为:
C. 的VSEPR构型为
D. HCl分子中键的形成:
4. 下列说法正确的是
A. 室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
B. 用核磁共振氢谱不能区分顺-2-丁烯和反-2-丁烯
C. 用溶液不能区分和
D. 乙酰胺在酸性或碱性条件下均能发生水解反应,且产物相同
5. 以表示阿伏伽德罗常数值,下列说法正确的是
A. 1 mol金刚石晶胞中含有C-C键数目为
B. 标况下,11.2 L乙烯中含有键的数量为
C. 常温下,中含有氢键数目为
D. 晶体中含有离子数目为
6. 下列离子方程式与化学事实相符的是
A. 等浓度、等体积的、氨水混合溶液反应生成沉淀:
B. 溶液中通入过量的气体:
C. 向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量气体:
7. 实验是探究化学过程的重要途径。下列装置能达到相应目的的是
A.制备胶体
B.测量气体的体积
C.将剩余钠放回试剂瓶
D.分离碘和氯化铵固体
A. A B. B C. C D. D
8. 室温下进行下列实验,操作、现象、结论均正确的是
实验操作和现象
结论
A
石蜡油强热,将产生的气体通入的溶液,溶液红棕色变无色
产生的气体为乙烯
B
向的NaCl溶液中滴加银氨溶液,无沉淀生成;向的NaBr溶液中滴加银氨,有淡黄色沉淀
C
向3mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
的氧化性比的强
D
用pH试纸测得:溶液的pH约为溶液的pH约为8
HClO电离出的能力比的强
A. A B. B C. C D. D
9. 下表中物质性质及其解释均正确的是
物质性质
解释
A
键角:
P电负性弱于,键电子向Cl原子偏移,键排斥力弱于键
B
pKa:
是吸电子基团,使得的电子云密变小,键极性变大,酸性变强
C
碱性:
是推电子基团,使得的电子云密度变大,碱性变弱
D
键能:
原子半径,使得键长更短,键能更大
A. A B. B C. C D. D
10. 中国科学院上海有机化学研究所人工合成青蒿素,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是
A. “乙→丙”发生了消去反应 B. 香茅醛不存在顺反异构现象
C. 甲分子有4个手性碳 D. 香茅醛能与氢气发生加成反应
11. 在化学反应中,相同的反应物在不同条件下会得到不同的产物。有机物和在碱性条件下发生反应生成P和Q,反应如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 中间体中含有配位键
B. 酸性溶液与甲苯的反应体系中加入Q可加快反应速率
C. KOH中的起到了“模板”作用,增大了生成Q的几率
D. M、N、Q的纯净物中,能形成氢键的物质只有M
12. 离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由五种短周期主族元素P、Q、X、Y、Z组成的某离子液体的结构如图所示。Q、X、Y、Z处于同一周期,基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,Q的一种同位素可用于文物年代的测定,基态X原子的p能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A. 基态Z原子的核外电子占据的最高能层有4个原子轨道
B. Y的最高价氧化物对应的水化物是一元酸
C. 同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有3种
D. Q、X分别与P形成的化合物的沸点:
13. 下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图,其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法正确的是
A. 电极Y是负极,电极反应为:
B. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得
C. c、d依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D. 电极a发生的反应是:
14. 工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物的两个竞争反应化学方程式如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
现将充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下发生反应,不同温度下反应相同时间,有关物质的量关系变化曲线分别如图所示:
已知:NO选择性
下列说法不正确的是
A. 400℃时,主要发生反应Ⅱ
B. 由图分析工业上用氨催化氧化制备,最佳温度约为840℃
C. 520℃时,NO的选择性约为33%
D. 840℃时,存在某一时刻:
15. 湿法提银工艺中,浸出的需加入进行沉淀。时,平衡体系中含微粒的分布系数[如]随的变化曲线如图所示。
已知:。下列叙述错误的是
A. 随着增大,的溶解度先减小后增大
B. 时,的平衡常数
C. 当时,溶液中
D. 时,随着的不断加入,溶液中的比值逐渐减小
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
16. Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中,利用氨浸工艺可提取Ni、Co,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:①氨性溶液由和配制。
②常温下,与形成可溶于水的配离子
③易被空气氧化为;
④;部分氢氧化物的如下表:
氢氧化物
回答下列问题:
(1)活性MgO可与水反应,化学方程式为___________。
(2)常温下,的氨性溶液中,___________(填“>”“<”或“”)。
(3)“氨浸”时,由转化为的离子方程式为___________。
(4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰。
①属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了Ni、Co的浸取速率,其原因是___________。
③“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。
④由可制备晶体,其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距,为整数,则Co在晶胞中的位置为___________;晶体中一个AI周围与其最近的O的个数为___________。
17. 三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂,易潮解、易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用和(沸点76.8℃)在高温下制备无水,同时生成气体。可利用下面装置模拟制取三氯化铬(为气流控制开关)。
原理:
已知:①气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
②碱性条件下,可将氧化为(黄色);
酸性条件下,将(橙色)还原(绿色)。
步骤如下:
ⅰ.连接装置,检查装置气密性,装入药品并通入;
ⅱ.加热反应管至400℃;
ⅲ.控制开关,加热,温度保持在之间;
ⅳ.加热石英管继续升温至650℃,直到丙中反应基本完成,切断管式炉的电源;
ⅴ.停止乙装置水浴加热,继续通一段时间;
ⅵ.装置冷却后,结束制备实验。
回答下列问题:
(1)下列实验图标中与本实验无关的是___________(填代号)。
A. B. C. D.
(2)步骤ⅴ的操作:继续通一段时间,其目的是___________。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是___________。
(4)装置己中反应的化学方程式为___________。
(5)测定产品中质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取产品,在强碱性条件下,加入过量的溶液,小火加热使完全转化为,继续加热一段时间;
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸(浓磷酸的作用是防止指示剂提前变色),使转化为,再加适量的蒸馏水将溶液稀释至100mL;
Ⅲ.取25.00mL溶液,加入适量浓硫酸混合均匀,滴入2滴试亚铁灵作指示剂,用新配制的标准溶液滴定至终点,重复2~3次,平均消耗标准溶液21.00mL。
①产品中的质量分数为___________%。
②在强碱性条件下与反应的离子反应方程式为___________。
③下列操作将导致产品中质量分数测定值偏高的是___________(填标号)。
A.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间
B.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
C.步骤Ⅲ中装溶液的滴定管未润洗
D.步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视
18. 硫化氢广泛存在于自然界,且在生产中发挥着重要作用。
(1)天然气中普遍含有,和重整制氢的反应为:
①的空间结构为___________。___________(用含的代数式表示)。
②恒温恒容条件下,投料,只发生反应ⅰ,可作为平衡标志的是___________。
A.混合气体摩尔质量保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.保持不变 D.的体积分数不再变化
③在金属硫化物的催化下发生反应ⅰ,催化机理如图,请将机理图补充完整:为___________,Y为___________。
(2)可用于沉淀工业废水中重金属离子,发生反应ⅱ:(为或),室温下,往含有某种重金属离子的酸性废水中持续通入,维持,调节溶液的pH。测得溶液中与溶液pH的关系如图。
已知:室温下,的。
①根据图中信息判断,___________(填“>”“<”或“=”)。
②计算___________。
③图像线性关系解析式为___________(用表示)。
19. 大豆素(化合物C)的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)B的化学名称为___________。
(2)写出C中含氧官能团的名称___________。
(3)反应生成E需要消耗___________mol氢气。
(4)由E生成F的化学方程式为___________。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,
则反应2)的反应类型为___________。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有___________种。
a.含有苯环的醛或酮
b.不含过氧键()
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为
(7)联系F→H、C→D的合成路线,以丙烯和为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线___________。(其余无机试剂任选)
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四川师大附中2024-2025学年度三诊模拟二考试
高2022级化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Na:23
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
1. 化学是材料科学的基础。下列说法错误的是
A. 制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B. 可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
C. 制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D. 制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮化铝是一种高温结构陶瓷,属于新型的无机非金属材料,A正确;
B.可降解聚乳酸塑料的推广应用,可以减少难以降解塑料的使用,从而减少“白色污染”,B正确;
C.“涤纶”“锦纶”“腈纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维,属于有机高分子材料,C正确;
D.天然橡胶的单体为异戊二烯,合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键,通过加聚反应合成制得橡胶,D错误;
故选D。
2. 关于自然资源的开发和利用,下列说法不正确的是
A. 海底可燃冰倘若开发不当,可能加剧温室效应
B. 对石油进行常压分馏,可分离出沥青、石蜡等产品
C. 海水淡化的常用方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等
D. 煤的干馏、煤的液化、煤的气化均为化学变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷也一种温室效应气体,海底可燃冰开发不当,释放到空气中,会造成温室效应加剧,A正确;
B.重油经减压分馏可以得到石蜡、沥青等,B错误;
C.蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法均为海水淡化常用技术,C正确;
D.煤的干馏(分解反应)、液化(转化为液体燃料)、气化(生成气体燃料)均涉及化学变化,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 对二苯酚:
B. 聚丙烯的链节为:
C. VSEPR构型为
D. HCl分子中键的形成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.对二苯酚应为苯环对位(1,4位)连接两个羟基,结构简式为,A错误;
B.聚丙烯由丙烯(CH2=CH-CH3)加聚而成,链节应含甲基支链,正确链节为,B错误;
C.SO2中S的价层电子对数=3(2成键电子对+1孤电子对),VSEPR构型为平面三角形,C错误;
D.HCl的σ键由H的1s轨道与Cl的3p轨道(含单电子)头碰头重叠形成,HCl分子中键的形成:,D正确;
故选D。
4. 下列说法正确的是
A. 室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
B. 用核磁共振氢谱不能区分顺-2-丁烯和反-2-丁烯
C. 用溶液不能区分和
D. 乙酰胺在酸性或碱性条件下均能发生水解反应,且产物相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.丙三醇分子中含有3个羟基,能与水分子形成较多的氢键,所以在水中的溶解度较大;苯酚分子中含有1个羟基,能与水分子形成一定的氢键,溶解度比丙三醇小;\(1 -\)氯丁烷属于卤代烃,难溶于水,所以室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷,A正确;
B.顺-2-丁烯和反-2-丁烯分子中氢原子的化学环境不同,用核磁共振氢谱可以区分,B错误;
C.与溶液反应会产生二氧化碳气体,而(乙酸乙酯)与溶液不互溶,会出现分层现象,所以用溶液能区分和,C错误;
D.乙酰胺在酸性条件下水解生成乙酸和铵盐,在碱性条件下水解生成乙酸盐和氨气,产物不同,D错误;
故选A。
5. 以表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol金刚石晶胞中含有C-C键数目为
B. 标况下,11.2 L乙烯中含有键的数量为
C. 常温下,中含有氢键数目为
D. 晶体中含有离子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.一个金刚石晶胞中含有8个碳原子 ,每个碳原子与周围4个碳原子形成共价键,每个C-C键为2个碳原子共用,故一个晶胞中含有的C-C键数目为个,则1 mol金刚石晶胞中含有的C-C键数目为16 NA,A错误;
B.乙烯中C-H键为sp2杂化轨道与H的1s轨道形成的σ键,但键特指纯s与纯p轨道间的键,杂化轨道参与的键不属此类,B错误;
C.冰中每个水分子平均形成2个氢键,1 mol冰中含有2个氢键,常温下水为液态,由于分子热运动,部分氢键会断裂,因此1 mol水中含有的氢键数目小于2,C错误;
D.NaHSO4晶体中,1 mol NaHSO4解离为1 mol Na+和1 mol,总离子数为2NA,D正确;
故答案选D。
6. 下列离子方程式与化学事实相符的是
A. 等浓度、等体积的、氨水混合溶液反应生成沉淀:
B. 溶液中通入过量的气体:
C. 向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量气体:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe2+与在氨水存在下反应生成FeCO3时,需NH3·H2O参与,正确方程式为,A错误;
B.Fe3+与过量H2S反应时,Fe3+被还原为Fe2+,H2S被氧化为S,H+生成,方程式符合氧化还原反应规律,B正确;
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大时,是产生沉淀只有硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为:,C错误;
D.酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>,产物应为而非,正确方程式为,D错误;
故答案选B。
7. 实验是探究化学过程的重要途径。下列装置能达到相应目的的是
A.制备胶体
B.测量气体的体积
C.将剩余钠放回试剂瓶
D.分离碘和氯化铵固体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备胶体时应向沸腾的蒸馏水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,不能用自来水,自来水中杂质会使得胶体聚沉,A错误;
B.NO2与水反应(3NO2+H2O=2HNO3+NO),不能用排水法测量其体积,B错误;
C.钠的性质非常活泼,随意丢弃易发生事故,实验室中剩余的钠要放回试剂瓶,钠的密度大于煤油,可放回盛装煤油的试剂瓶中,C正确;
D.氯化铵受热易分解生成氨气和氯化氢,遇冷后氨气和氯化氢又重新化合生成氯化铵,碘易升华,加热碘和氯化铵固体混合物后,升华的碘遇冷重新变为固体,所以不能用该方法分离碘和氯化铵固体,D错误;
故选C。
8. 室温下进行下列实验,操作、现象、结论均正确的是
实验操作和现象
结论
A
石蜡油强热,将产生的气体通入的溶液,溶液红棕色变无色
产生的气体为乙烯
B
向的NaCl溶液中滴加银氨溶液,无沉淀生成;向的NaBr溶液中滴加银氨,有淡黄色沉淀
C
向3mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
的氧化性比的强
D
用pH试纸测得:溶液的pH约为溶液的pH约为8
HClO电离出的能力比的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.石蜡油高温裂解生成的气体可能包含多种不饱和烃(如乙烯、丙烯等),无法确定气体仅为乙烯,结论不准确,A错误;
B.NaCl溶液中未生成AgCl沉淀,而NaBr溶液中生成AgBr沉淀,说明AgBr的Ksp更小,B错误;
C.溴水将I⁻氧化为I2,淀粉变蓝,证明Br2的氧化性强于I2,结论正确,C正确;
D.比较盐溶液水解程度时,应采用相同浓度的溶液。实际上,由于醋酸的酸性强于次氯酸,根据“越弱越水解”规律,等浓度下溶液的pH应高于溶液。题干描述的现象与事实不符,D错误;
故选C。
9. 下表中物质性质及其解释均正确的是
物质性质
解释
A
键角:
P电负性弱于,键电子向Cl原子偏移,键排斥力弱于键
B
pKa:
是吸电子基团,使得的电子云密变小,键极性变大,酸性变强
C
碱性:
是推电子基团,使得的电子云密度变大,碱性变弱
D
键能:
原子半径,使得键长更短,键能更大
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.N的电负性高于P,导致N-Cl键的电子更靠近N,成键电子对之间的排斥力更强,键角更大,A正确;
B.F为吸电子基团,甲基为推电子基团,三氟乙酸中羧基中羟基的极性大于乙酸羧基中羟基的极性,三氟乙酸的酸性强于乙酸,pKa:,B错误;
C.甲基推电子效应增强N的电子云密度,碱性增强,使其更容易结合质子,碱性:,C错误;
D.F原子半径小,电子云密度大,F原子之间的排斥力大,则F—F键不稳定,则F—F键的键能小于Cl-Cl键的键能,D错误;
故选A。
10. 中国科学院上海有机化学研究所人工合成青蒿素,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是
A. “乙→丙”发生了消去反应 B. 香茅醛不存在顺反异构现象
C. 甲分子有4个手性碳 D. 香茅醛能与氢气发生加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.“乙→丙”羟基氧化成了羰基,发生了氧化反应,A错误;
B.香茅醛碳碳双键的同一个碳上连了两个甲基,不存在顺反异构现象,B正确;
C.甲分子有个手性碳位置如图:,C正确;
D.香茅醛含有一个和一个,可以和氢气发生加成反应,D正确;
故选A。
11. 在化学反应中,相同的反应物在不同条件下会得到不同的产物。有机物和在碱性条件下发生反应生成P和Q,反应如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 中间体中含有配位键
B. 酸性溶液与甲苯的反应体系中加入Q可加快反应速率
C. KOH中的起到了“模板”作用,增大了生成Q的几率
D. M、N、Q的纯净物中,能形成氢键的物质只有M
【答案】B
【解析】
【详解】A.中间体结构中存在K+,K+有空轨道,周围的O原子(来自M和N中的醚键或羟基)提供孤对电子,形成配位键,A正确;
B.酸性KMnO4溶液中H+浓度高,Q(大环醚类)的O原子易质子化(-OH+),失去孤对电子,无法络合K+,不能作为相转移催化剂促进甲苯与KMnO4的反应,B错误;
C.K+通过配位作用将M和N的链段组织成环状结构,引导反应生成大环Q,起到“模板”作用,增大生成Q的几率,C正确;
D.M含羟基(-OH)可形成氢键;N(含Cl和醚键)、Q(大环醚)均无O-H/N-H/F-H键,不能形成氢键,D正确;
故答案选B。
12. 离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由五种短周期主族元素P、Q、X、Y、Z组成的某离子液体的结构如图所示。Q、X、Y、Z处于同一周期,基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,Q的一种同位素可用于文物年代的测定,基态X原子的p能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A. 基态Z原子的核外电子占据的最高能层有4个原子轨道
B. Y的最高价氧化物对应的水化物是一元酸
C. 同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有3种
D. Q、X分别与P形成的化合物的沸点:
【答案】D
【解析】
【分析】Q的一种同位素用于文物年代的测定,Q为C元素;Q、X、Y、Z处于同一周期,Z形成1个价键,说明Z为第VIIA族元素,则Z为F元素,由阴离子带一个单位的负电荷可知,Y为第IIIA族元素,则Y为B元素,基态X原子的p能级处于半充满状态,与Q、Y、Z处于同一周期,则X为N元素;基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,则P为H元素。
【详解】A.Z为F元素,基态Z原子的核外电子占据的最高能层为L层,有4个原子轨道,A正确;
B.Y为B元素,Y的最高价氧化物对应的水化物是硼酸,硼酸为一元酸,B正确;
C.X为N元素,Y为B元素,同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有:、、共3种,C正确;
D.Q为C元素,X为N元素, P为H元素,Q与P形成的有机化合物包括所有烃,沸点有的高有的低,无法比较其沸点,D错误;
故选D。
13. 下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图,其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法正确的是
A. 电极Y是负极,电极反应为:
B. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得
C. c、d依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D. 电极a发生的反应是:
【答案】D
【解析】
【分析】根据电子的流向可以判断出X极为负极,b电极为阴极,阴极反应产生OH-,需中间的Na+移向b极,故d应为阳离子交换膜;Y极为正极,a电极为阳极,阳极反应产生H+,需中间Na2SO4溶液中的移向a极,故c应为阴离子交换膜。
【详解】A.由电子的移动方向可知,Y电极为正极,氯化银在负极得到电子发生还原反应生成银和氯离子,电极反应式为,A错误;
B.题目未提供浓差电池工作时的电量、溶液体积等关键数据,无法计算生成NaOH的具体质量,B错误;
C.电解池中,a极为阳极(生成H2SO4),阳极反应产生H+,需中间Na2SO4溶液中的移向a极,故c应为阴离子交换膜;b极为阴极(生成NaOH),阴极反应产生OH⁻,需中间的Na⁺移向b极,故d应为阳离子交换膜。则c、d依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C错误;
D.电极a为电解池阳极,发生氧化反应,水失电子生成O2和H+,反应式为2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+,D正确;
故答案选D。
14. 工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物的两个竞争反应化学方程式如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
现将充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下发生反应,不同温度下反应相同时间,有关物质的量关系变化曲线分别如图所示:
已知:NO选择性
下列说法不正确的是
A. 400℃时,主要发生反应Ⅱ
B. 由图分析工业上用氨催化氧化制备,最佳温度约为840℃
C. 520℃时,NO的选择性约为33%
D. 840℃时,存在某一时刻:
【答案】D
【解析】
【详解】A.400℃时,根据图像可知N2的物质的量大于NO,说明副反应Ⅱ占主导,主要发生反应Ⅱ,A正确;
B.工业制备HNO3需NO产率最高,840℃时NO的物质的量达到峰值,此时NO产率最大,为最佳温度,B正确;
C.520℃时,图像中NO和N2的物质的量相等,设均为a mol。根据N守恒,反应的NH3为n(NO)+2n(N2)=a+2a=3a mol,NO选择性=生成NO的NH3/反应的NH3=,C正确;
D.根据N守恒,n(剩余NH3)+n(NO)+2n(N2)=1 mol(初始N总量),则n(NO)+2n(N2)=1 mol-n(剩余NH3)。由于反应为可逆反应,NH3不能完全转化,n(剩余NH3)>0,故n(NO)+2n(N2)<1 mol,不存在该时刻,D错误;
故选D。
15. 湿法提银工艺中,浸出的需加入进行沉淀。时,平衡体系中含微粒的分布系数[如]随的变化曲线如图所示。
已知:。下列叙述错误的是
A. 随着增大,的溶解度先减小后增大
B. 时,的平衡常数
C. 当时,溶液中
D. 时,随着的不断加入,溶液中的比值逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,溶液中增大时,氯化银的分布系数δ先增大后不断减小,说明氯化银的溶解度起始时随着增大而不断减小,当溶液中银离子和氯离子形成络离子时,随着增大,氯化银的溶解度增大,即随着增大,的溶解度先减小后增大,故A正确;
B.由方程式可知,反应的平衡常数,由图可知,,溶液中,则平衡常数=100.2,故B正确;
C.由图可知,当时,,故C正确;
D.根据题中所给信息有,,则有,K只受温度影响,比值不变,故D错误;
故答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
16. Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中,利用氨浸工艺可提取Ni、Co,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:①氨性溶液由和配制。
②常温下,与形成可溶于水的配离子
③易被空气氧化为;
④;部分氢氧化物的如下表:
氢氧化物
回答下列问题:
(1)活性MgO可与水反应,化学方程式为___________。
(2)常温下,的氨性溶液中,___________(填“>”“<”或“”)。
(3)“氨浸”时,由转化为的离子方程式为___________。
(4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰。
①属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了Ni、Co的浸取速率,其原因是___________。
③“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。
④由可制备晶体,其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距,为整数,则Co在晶胞中的位置为___________;晶体中一个AI周围与其最近的O的个数为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)或
(4) ①. 晶体 ②. 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积 ③. HCl ④. 体心 ⑤. 12
【解析】
【分析】硝酸浸取液中加入活性氧化镁调节溶液pH为9.0,过滤,将钴镍铝转化为沉淀,得到滤液主要是硝酸镁,结晶纯化得到硝酸镁晶体,再热解得到氧化镁和硝酸;滤泥加入氨性溶液氨浸将钴镍转化为溶液,过滤,滤液进行镍钴分离,经过一系列得到氯化钴和饱和氯化镍溶液,向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体,据此分析;
【小问1详解】
MgO微溶于水,能够与水反应产生Mg(OH)2,该反应的化学方程式为:MgO+H2O=Mg(OH)2;
【小问2详解】
常温下,的氨性溶液中,,,,则>;
【小问3详解】
“氨浸”时Co(OH)3与NH3·H2O、反应产生[Co(NH3)6]2+、,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可知该反应的离子方程式为:或;
【小问4详解】
①滤渣中含有(NH4)Al(OH)2CO3,用X射线衍射图谱中,出现了(NH4)Al(OH)2CO3的明锐衍射峰,说明(NH4)Al(OH)2CO3属于晶体;
②使用(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率,这是由于(NH4)2CO3能够减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积,因此可以提高Ni、Co的浸取速率;
③NiCl2是强酸弱碱盐,该物质容易水解产生Ni(OH)2、HCl,在溶液中存在水解平衡:NiCl2+2H2ONi(OH)2+2HCl,导致得到的晶体不纯,为防止其水解,要通入HCl气体,以抑制其水解,故通入的酸性气体A是HCl;
④晶胞中数目为1,而数目为8×=1,数目为6×=3,结合化学式可知:代表O原子,而Al与O最小间距大于Co与O最小间距,则代表Al原子,代表Co原子,则Co在晶胞中的位置为体心;以顶点Al为分析对象,与之距离最近的O氧原子处于晶胞面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为=12。
17. 三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂,易潮解、易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用和(沸点76.8℃)在高温下制备无水,同时生成气体。可利用下面装置模拟制取三氯化铬(为气流控制开关)。
原理:
已知:①气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
②碱性条件下,可将氧化为(黄色);
酸性条件下,将(橙色)还原(绿色)。
步骤如下:
ⅰ.连接装置,检查装置气密性,装入药品并通入;
ⅱ.加热反应管至400℃;
ⅲ.控制开关,加热,温度保持在之间;
ⅳ.加热石英管继续升温至650℃,直到丙中反应基本完成,切断管式炉电源;
ⅴ.停止乙装置水浴加热,继续通一段时间;
ⅵ.装置冷却后,结束制备实验。
回答下列问题:
(1)下列实验图标中与本实验无关的是___________(填代号)。
A. B. C. D.
(2)步骤ⅴ的操作:继续通一段时间,其目的是___________。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是___________。
(4)装置己中反应的化学方程式为___________。
(5)测定产品中质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取产品,在强碱性条件下,加入过量的溶液,小火加热使完全转化为,继续加热一段时间;
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸(浓磷酸的作用是防止指示剂提前变色),使转化为,再加适量的蒸馏水将溶液稀释至100mL;
Ⅲ.取25.00mL溶液,加入适量浓硫酸混合均匀,滴入2滴试亚铁灵作指示剂,用新配制的标准溶液滴定至终点,重复2~3次,平均消耗标准溶液21.00mL。
①产品中的质量分数为___________%。
②在强碱性条件下与反应的离子反应方程式为___________。
③下列操作将导致产品中质量分数测定值偏高的是___________(填标号)。
A.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间
B.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
C.步骤Ⅲ中装溶液的滴定管未润洗
D.步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视
【答案】(1)D (2)将生成的全部吹入丁中收集;将全部吹入己中吸收
(3)升华的三氯化铬易凝华,堵塞导管或己未设置防倒吸装置
(4)
(5) ①. 88.76 ②. ③. CD
【解析】
【分析】整个实验流程围绕无水的制备、尾气处理以及产品质量分数的测定展开,具体如下:
无水的制备:连接好装置后,检查气密性,装入药品并通入N2,这一步是为了排尽装置内的空气,防止在后续高温反应中被氧气氧化,同时也避免装置内原有空气对实验的干扰。先加热反应管至400℃,然后控制开关,加热CCl4,温度保持在℃之间,使CCl4挥发成气体,与在高温下发生反应。之后加热石英管继续升温至650℃,直到丙中反应基本完成,切断管式炉的电源。停止乙装置水浴加热,继续通一段时间N2,目的是将装置内残留的有毒COCl2气体赶入己装置,使其被充分吸收,防止污染环境;同时防止空气进入,避免被氧化。最后装置冷却后,结束制备实验。反应生成的COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体,通过装置己中的NaOH溶液进行吸收,反应的化学方程式为COCl2 + 4NaOH = Na2CO3 + 2NaCl + 2H2O,从而防止污染空气。
产品中质量分数的测定:取产品,在强碱性条件下,加入过量的30%H2O2溶液,小火加热使完全转化为,继续加热一段时间以确保反应完全;冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸(浓磷酸防止指示剂提前变色),使转化为,再加水稀释溶液。取一定体积稀释后的溶液,加入适量浓硫酸混合均匀,滴入试亚铁灵作指示剂,用新配制的标准溶液滴定至终点,根据消耗的标准溶液体积,结合化学计量关系计算产品中的质量分数。
【小问1详解】
本实验涉及加热(管式炉、水浴加热)、气体操作(通N2、处理尾气)等。选项A是防触电标识,B是检查装置气密性操作(本实验需检查气密性),C是加热操作标识(本实验有加热),D是分液操作标识,本实验无分液操作。
故选D。
【小问2详解】
反应结束后,装置内残留、COCl2等气体,继续通N2可将这些有毒气体赶入后续装置中被充分吸收,防止污染环境,即将生成的全部吹入丁中收集;将全部吹入己中吸收。
【小问3详解】
由题意可知,升华的三氯化铬易凝华,整套装置的不足是三氯化铬凝华后会堵塞导管或己未设置防倒吸装置。
【小问4详解】
装置己中NaOH溶液吸收COCl2,COCl2水解生成CO2和HCl,NaOH与CO2、HCl反应,化学方程式为。
【小问5详解】
①在酸性条件下,被还原为,被氧化为。由得失电子守恒可知:,又因为,所以,即。已知标准溶液的浓度,体积,根据n = cV,可得。由,可知25.00mL溶液中。100 mL溶液中。CrCl3的摩尔质量M = 158.5 g/mol,则m(CrCl3)=0.028mol×158.5 g/mol = 4.438 g。产品质量为5.000 g,所以CrCl3的质量分数。
②强碱性条件下,H2O2将氧化为,H2O2被还原为H2O,离子方程式为。
③A.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间,H2O2未完全分解,后续酸性条件下H2O2会还原,使消耗的体积偏小,测定值偏低,A错误;
B.步骤Ⅱ中未加浓磷酸,指示剂提前变色,消耗的体积偏小,测定值偏低,B错误;
C.滴定管未润洗,溶液被稀释,消耗体积偏大,测定值偏高,C正确;
D.滴定前俯视(读数偏小)、滴定后平视(读数正常),导致消耗的体积偏大,测定值偏高,D正确;
故选CD。
18. 硫化氢广泛存在于自然界,且在生产中发挥着重要作用。
(1)天然气中普遍含有,和重整制氢的反应为:
①的空间结构为___________。___________(用含的代数式表示)。
②恒温恒容条件下,投料,只发生反应ⅰ,可作为平衡标志的是___________。
A.混合气体摩尔质量保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.保持不变 D.的体积分数不再变化
③在金属硫化物的催化下发生反应ⅰ,催化机理如图,请将机理图补充完整:为___________,Y为___________。
(2)可用于沉淀工业废水中重金属离子,发生反应ⅱ:(为或),室温下,往含有某种重金属离子的酸性废水中持续通入,维持,调节溶液的pH。测得溶液中与溶液pH的关系如图。
已知:室温下,的。
①根据图中信息判断,___________(填“>”“<”或“=”)。
②计算___________。
③图像线性关系的解析式为___________(用表示)。
【答案】(1) ①. V形 ②. ③. AD ④. ⑤.
(2) ①. > ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
①的价层电子对数,其中孤电子对数为2,根据价层电子对互斥理论,其空间结构为V形;根据盖斯定律可知,反应i可由H2S分解反应的CH4分解反应的CS2分解反应的得到,因此;
②反应i为,以此进行分析。
A.反应前后气体总质量不变,但气体物质的量变化。根据,混合气体摩尔质量保持不变时,说明n不变,反应达到平衡,A正确;
B.恒温恒容,混合气体总质量不变,体积不变,根据,密度始终不变,不能作为平衡标志,B错误;
C.投料,且反应中与的化学计量数之比为,所以始终为,不能作为平衡标志,C错误;
D.的体积分数不再变化,说明各物质的量不再变化,反应达到平衡,D正确。
故答案选AD。
③根据催化机理结合反应i可知,X、Y为反应物,再结合机理图中催化剂结构的差异及原子守恒可知X为,Y为。
【小问2详解】
①根据反应ⅱ:可知,其平衡常数,已知的,则,由溶液中与溶液pH的关系图可知,当时,,,由此可得、,因此>;
②由,可得;
③由于,则,两边取负对数。
19. 大豆素(化合物C)的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)B的化学名称为___________。
(2)写出C中含氧官能团的名称___________。
(3)反应生成E需要消耗___________mol氢气。
(4)由E生成F的化学方程式为___________。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,
则反应2)的反应类型为___________。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有___________种。
a.含有苯环的醛或酮
b.不含过氧键()
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为
(7)联系F→H、C→D的合成路线,以丙烯和为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线___________。(其余无机试剂任选)
【答案】(1)4-羟基苯乙酸或对羟基苯乙酸
(2)(酮)羰基、醚键、(酚)羟基
(3)2 (4)+H2O
(5)取代反应 (6)4
(7)
【解析】
【分析】A ()与B()反应生成C(),C的分子式为C15H10O4,与(CH3CO)2O []发生取代反应生成D(C19H14O6),分子式增加了C4H4O2,由此可知D为,D与H2发生加成反应后生成E,D中碳碳双键与酮羰基可发生加成反应,可得E的结构为,E发生消去反应可生成F(),F发生氧化反应生成G(),最终生成H(),据此回答。
【小问1详解】
B的结构为,名称为对羟基苯乙酸或4-羟基苯乙酸;
【小问2详解】
C的结构为,含氧官能团的名称为(酮)羰基、醚键、(酚)羟基;
【小问3详解】
由分析可知,D为,E为,由D变为E的过程中D中的碳碳双键和酮羰基发生加成反应,因此1 mol D发生反应生成E需要消耗2 mol氢气;
【小问4详解】
E()发生消去反应可生成F(),反应方程式为+H2O;
【小问5详解】
由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,且产物为,H的结构为,由此可知反应2)为取代反应(水解反应);
【小问6详解】
化合物B的同分异构体为含有苯环的醛、酮,说明苯环上连有醛基和酮羰基,核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,符合条件的有机物为、、、共四种;
【小问7详解】
根据的结构可知,中含有两个酯基,可由1,2丙二醇()与(CH3CO)2O []发生反应生成,结合F→G、G→H的反应可知,丙烯发生F→G的反应生成,发生加成反应可生成,因此生成的路线可表示为。
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