精品解析:四川省广安中学2025-2026学年高三上学期“零诊”模拟考试 化学试题
2025-09-18
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内容正文:
四川省广安中学高2023级“零诊”模拟考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,用橡皮擦干净后、再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1C—12N—14O—16Na—23Si—28Ga—70
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活紧密相关,下列用途不正确的是
A. 山梨酸钾可用作果汁、汽水、罐头等食品的防腐剂
B. 用热的苏打溶液清洗厨房油污
C. SO2可用于葡萄酒和干果的防腐剂
D. 五氧化二磷、硅胶均可用作食品干燥剂
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 乙烯的球棍模型: B. AsH3的空间填充模型:
C. 的名称:1,3-二丁烯 D. H2O、D2O、T2O为同一物质
3. 中国的饮食文化源远流长,“八大菜系”久负盛名。下列有关说法正确的是
A. 川菜“酸辣土豆丝”的土豆主要成分是难以消化的纤维素
B. 湘菜“永州血鸭”的鸭血炒制过程涉及蛋白质的盐析
C. 粤菜“客家酿豆腐”中只含有植物性蛋白质
D. 鲁菜“糖醋鱼”的调料糖和醋属于纯净物
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 20gSiC晶体中含有的共价键数目为2
B. 0.2molHClO分子中含有的H—Cl键的数目为
C. 39gNa2O2与足量CO2充分反应,转移的电子数为
D. 1L1mol/L的NH4Br溶液中通入适量氨气后呈中性,此时溶液中的数目为
5. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中加入过量的NaOH溶液:
B. 向含有0.2molFeBr2溶液中通入0.3molCl2:
C. 向溶液中滴入,使反应完全:
D. 含氟牙膏可以防龋齿:
6. 下列事实与解释不对应的是
选项
事实
解释
A
键角:NF3<NCl3
电负性Cl<F
B
逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同
各步中的C—H键所处化学环境不同
C
沸点:H2O>NH3
平均1 mol H2O形成的氢键数目多于1 mol NH3
D
熔点:FeF3(1000℃)>FeCl3(300℃)
均为离子晶体,F-半径小于Cl-
A. A B. B C. C D. D
7. 布洛芬是非甾体抗炎药,用于缓解轻度至中度疼痛如头痛、关节痛、牙痛等。一种合成布洛芬的反应路线如下图所示,下列说法不正确的是.
A. 反应I为取代反应
B. 化合物Y的分子式为C12H16O
C. 化合物Z最多有16个原子共平面
D. 水中的溶解度:布洛芬<苯甲酸
8. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置可用于高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置可用于HF溶液滴定未知浓度的NaOH溶液
C. 图③证明羟基使苯环活化
D. 图④装置可用于制备乙酸乙酯
9. 我国科学家发现一种能用于“点击反应”的新分子,结构如图所示。X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Z是同一主族元素,M为地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:W>Y>M B. 简单离子半径:Z>X>Y
C. 电负性:Y>W>M D. 简单氢化物还原性:Z>W>Y
10. 工业上利用CO和H2O制备H2,利用计算机模拟的反应历程如下,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法不正确的是
A. 该反应的正反应活化能小于逆反应活化能
B. 反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为·OH+·H=H2O
C. 该反应高温自发进行
D. 使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率
11. KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法错误的是
A. “熔融”过程中发生的反应为
B. 可以用氢溴酸代替CO2
C. 滤渣1主要成分为Fe2O3
D. 滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
12. 某双离子电池如图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极,以室温离子液体、为电解液,离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时,PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是
A. 1 molPCT完全反应,理论上有2 mol嵌入石墨电极
B. 放电时,石墨电极电势高于PCT电极
C. 嵌入电极时,电池处于充电过程
D. 充电时,PCT电极反应式为
13. 某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式:K2Sb
B. K可看成填入Sb围成的正八面体和正四面体空隙中,其比值为1:2
C. 与K最近且距离相等的K有12个
D. 若A原子坐标为(0,0,0),则B原子坐标为
14. 在恒压密闭容器中,充入起始量一定的CO2和H2,发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
达平衡时,CO2转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性],下列说法不正确的是
A. 曲线①表示的是CO的选择性随温度的变化
B. 升高温度,CH3OCH3的平衡产率降低
C. 温度高于300℃时,主要发生反应Ⅱ
D. 同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择在低温高压条件下反应
15. 甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的甘氨酸盐酸盐中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定过程中溶液的pH与NaOH溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 水的电离程度:Q<X
B. Q→P过程中:逐渐减小
C. P点的溶液中:
D. 当V(NaOH)=20 mL时,混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl
二、非选择题(本题包括4小题,兵55分)
16. 氨基磺酸(H2NSO3H,摩尔质量为97g/mol)是一种无味、无毒的固体强酸,可用于制备金属清洗剂等,微溶于乙醇,260℃时分解,溶于水时存在反应:。实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸。已知:NH2OH性质不稳定,室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解,加热时爆炸。根据下列装置回答相关问题:
(1)气流从左至右,导管接口连接顺序为a→_______(装置可以重复使用)
(2)实验过程中,先旋开______(填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞,装置C应采用_______来控制温度。
(3)实验完毕后,采用_____操作分离C装置中的混合物,乙醇洗涤粗产品的目的是_____。
(4)产品纯度测定。准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液,取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉—碘化钾溶液做指示剂,用0.08000mol·L-1的NaNO2标准溶液进行滴定至终点,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2,NaNO2的还原产物也为N2。
滴定时发生反应的化学方程式为______,滴定终点为_______,氨基磺酸粗品的纯度=______(保留2位小数)。
17. 镍酸锂(LiNiO2)是一种具有潜力的锂离子材料。以镍催化剂废渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料制备镍酸锂的流程如下。
已知,,萃取Cu2+的反应原理为。
(1)滤渣1为________。
(2)“除铁”步骤中发生反应的离子方程式为________。
(3)“除钙”步骤中,若溶液中,加入等体积的NH4F溶液,则c(NH4F)至少为________,Ca2+开始沉淀。此时pH不能过低的原因是_______。
(4)“萃取”时发生反应(RH为萃取剂),一定条件下,萃取平衡时,,则Ni2+的萃取率为_________。反萃取获得NiSO4,加入的试剂为__________。
(5)如图是一种可充电的镍锌电池示意图,使用KOH和K2Zn(OH)4作为电解质溶液,则电池放电时正极反应式为________。充电时,NiOOH电极与外接电源的_____(填“正”或“负”)极相连。
18. 研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。请回答下列问题:
(1)已知: ,CO(g)燃烧热为283 kJ/mol。表示催化剂作用下同时处理汽车尾气中NO、CO污染生成无毒无害的气态物质的热化学方程式:______。
(2)工业上用C还原NO2来减少它对空气的污染,发生反应为:
①一定温度下在恒容密闭容器中加入1 mol NO2和足量C,下列能说明该反应达平衡的是______(填序号)。
A.气体密度不变
B.气体平均摩尔质量不变
C.NO2与N2的物质的量之比保持不变
D.
②维持温度不变,在一容器中充入1 mol NO2和足量C,相同时间内测得NO2转化率随压强变化如图所示。
若反应开始容器体积为1 L,G点CO2的浓度为_____,G点的平衡常数K=_____。若恒温恒容下,此时再向G点体系中充入一定量NO2,达平衡后,与原平衡相比NO2的平衡转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量之比1:1以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
a点是否为对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由:_______。
(4)下图是氮化镓的一种晶体结构,已知该晶体密度为d g·cm-3,表示阿伏加德罗常数的值。
Ga原子配位数为______,镓氮原子间最短距离为______nm。
19. 化合物G是合成某抗帕金森病药物的中间体,某研究小组利用如下线路合成G:
已知:R—Cl+X-→R—X+C1-(X=OH-、CN-、CH3O-)。
回答下列问题:
(1)A的名称为________,D的官能团名称为________。
(2)化合物C的结构简式为______。
(3)C→D的化学方程式为_______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)写出同时符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:________(任写两种)。
①属于芳香族化合物,且苯环上有—Cl;
②1mol该分子最多能与2molNaHCO3反应;
③分子中不同化学环境的氢原子个数比为2:2:2。
(6)设计从甲苯合成A的路线,用流程图表示:__________(无机试剂任选)。
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四川省广安中学高2023级“零诊”模拟考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,用橡皮擦干净后、再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1C—12N—14O—16Na—23Si—28Ga—70
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活紧密相关,下列用途不正确的是
A. 山梨酸钾可用作果汁、汽水、罐头等食品的防腐剂
B. 用热的苏打溶液清洗厨房油污
C. SO2可用于葡萄酒和干果的防腐剂
D. 五氧化二磷、硅胶均可用作食品干燥剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.山梨酸钾可作食品防腐剂,A正确:
B.水解使溶液显碱性,可促进油污水解,B正确;
C.能杀死细菌,可作防腐剂,C正确;
D.五氧化二磷与水生成有毒的偏磷酸,不可用作食品干燥剂,D错误。
故选D。
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 乙烯的球棍模型: B. AsH3的空间填充模型:
C. 的名称:1,3-二丁烯 D. H2O、D2O、T2O为同一物质
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯为平面结构,球棍模型:,A正确;
B.AsH3中心原子含一对孤电子对,为三角锥形,所以空间填充模型:,B正确;
C.含有两个双键,所以名称为1,3-丁二烯,C错误;
D.H2O、D2O、T2O为同一物质都是水,属于同一物质,D正确;
故选C。
3. 中国的饮食文化源远流长,“八大菜系”久负盛名。下列有关说法正确的是
A. 川菜“酸辣土豆丝”的土豆主要成分是难以消化的纤维素
B. 湘菜“永州血鸭”的鸭血炒制过程涉及蛋白质的盐析
C. 粤菜“客家酿豆腐”中只含有植物性蛋白质
D. 鲁菜“糖醋鱼”的调料糖和醋属于纯净物
【答案】B
【解析】
【详解】A.土豆的主要成分是淀粉,不是纤维素,A错误;
B.在烹饪过程中,加入盐可以导致蛋白质的盐析,B正确;
C.豆腐是由大豆制成的,大豆确实含有植物性蛋白质。然而,酿豆腐中还可能包含其他食材,如肉类,这些食材可能提供动物性蛋白质,C错误;
D.醋属于混合物,D错误;
故选B。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 20gSiC晶体中含有的共价键数目为2
B. 0.2molHClO分子中含有的H—Cl键的数目为
C. 39gNa2O2与足量CO2充分反应,转移的电子数为
D. 1L1mol/L的NH4Br溶液中通入适量氨气后呈中性,此时溶液中的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体是,晶体含共价键,所以含有共价键数目是,A正确;
B.分子的结构式为:,不含有键,B错误;
C.与足量充分反应,方程式为:,过氧化钠是,在此反应中,作氧化剂和还原剂的过氧化钠各占一半,所以转移电子数为:,C正确;
D.在含有的溶液中通入适量氨气后,溶液中存在的电荷守恒关系为:,溴离子不水解,其物质的量为,通入适量氨气后溶液呈中性,则,说明,故溶液中的数目为,D正确;
故选B。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中加入过量的NaOH溶液:
B. 向含有0.2molFeBr2溶液中通入0.3molCl2:
C. 向溶液中滴入,使反应完全:
D. 含氟牙膏可以防龋齿:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向溶液中加入过量的NaOH溶液,氢氧化镁的溶解度比碳酸镁小,应生成氢氧化镁,正确的离子反应为:,A错误。
B.还原性:,若全部反应共转移,若完全反应转移,故和全部参与反应,正确的离子方程式为:,B错误;
C.向溶液中滴入使反应完全,此时,离子方程式为,C错误;
D.含氟牙膏可以防龋齿是利用沉淀转化,形成更难溶的沉淀保护牙齿,该方程是书写正确,D正确;
故选D。
6. 下列事实与解释不对应的是
选项
事实
解释
A
键角:NF3<NCl3
电负性Cl<F
B
逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同
各步中的C—H键所处化学环境不同
C
沸点:H2O>NH3
平均1 mol H2O形成的氢键数目多于1 mol NH3
D
熔点:FeF3(1000℃)>FeCl3(300℃)
均为离子晶体,F-半径小于Cl-
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.电负性Cl<F,成键电子对更远离中心原子,键角更小,A正确;
B.各步中的C—H键所处化学环境不同,逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同,B正确;
C.等物质的量形成的氢键数目多于,故沸点:,C正确;
D.熔点1000℃,说明为离子晶体,熔点300℃,说明为分子晶体,D错误。
故选D。
7. 布洛芬是非甾体抗炎药,用于缓解轻度至中度疼痛如头痛、关节痛、牙痛等。一种合成布洛芬的反应路线如下图所示,下列说法不正确的是.
A. 反应I为取代反应
B. 化合物Y的分子式为C12H16O
C. 化合物Z最多有16个原子共平面
D. 水中的溶解度:布洛芬<苯甲酸
【答案】C
【解析】
【分析】化合物X与发生取代反应生成化合物Y,化合物Y中的酮羰基与氢气发生加成反应生成醇羟基,即化合物Z。
【详解】A.化合物X与发生取代反应生成化合物Y,A正确;
B.化合物Y的分子式为C12H16O,B正确;
C.化合物Z中苯环上的12个原子共平面,按照碳碳单键的旋转,还有5个原子可以与苯环共平面,最多17个原子共平面,C错误;
D.布洛芬中碳原子数量多,疏水基比苯甲酸的大,水溶性小于苯甲酸,D正确。
故选C。
8. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置可用于高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置可用于HF溶液滴定未知浓度的NaOH溶液
C. 图③证明羟基使苯环活化
D. 图④装置可用于制备乙酸乙酯
【答案】B
【解析】
【详解】A.图①装置可用于高锰酸钾和浓盐酸在常温下反应制氯气,A正确;
B.HF会腐蚀玻璃,图②装置不可用于HF溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,B错误;
C.苯酚与溴水产生白色沉淀,反应发生在苯环,证明羟基使苯环活化,C正确;
D.制备乙酸乙酯时发生装置管口向上,收集装置导管不能伸入液面以下,D正确。
故选B。
9. 我国科学家发现一种能用于“点击反应”的新分子,结构如图所示。X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Z是同一主族元素,M为地壳中含量最高的金属元素。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:W>Y>M B. 简单离子半径:Z>X>Y
C. 电负性:Y>W>M D. 简单氢化物还原性:Z>W>Y
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Z是同一主族元素,Z能形成6个化学键,则Y为氧,Z为硫;W形成1个共价键,为氯;X形成3个共价键,为氮;M为Al元素。
【详解】A.同一周期元素,第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,O的第一电离能大于Cl,第一电离能:O>Cl>Al,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,简单离子半径:S2->N3->O2-,B正确;
C.一般非金属性越强,电负性越大,电负性:O>Cl>Al,C正确;
D.简单氢化物还原性与非金属性相反,非金属性Y(O)>W(Cl)>Z(S),则简单氢化物还原性:H2S>HCl>H2O,D正确;
故答案选A。
10. 工业上利用CO和H2O制备H2,利用计算机模拟的反应历程如下,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法不正确的是
A. 该反应的正反应活化能小于逆反应活化能
B. 反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为·OH+·H=H2O
C. 该反应高温自发进行
D. 使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率
【答案】C
【解析】
【分析】明确选项中的“该反应”指,从始末状态可知,该反应是放热反应。将图中信息整理得到(因部分H2从未参与反应,故省略):
(吸附在催化剂表面)
(历经过渡态Ts1)
(历经过渡态Ts2)
(吸附在催化剂表面)
(历经过渡态Ts3)
(脱离催化剂表面)
【详解】A.该反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,A正确;
B.反应历程中反应速率最快步骤为活化能最小的那步,即·OH+·H=H2O,B正确;
C.该反应为放热反应但熵变未知(反应前后气体分子系数不变),故只能确定该反应在低温条件可自发进行,C错误;
D.反应未达平衡时,使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率,D正确;
故选C。
11. KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法错误的是
A. “熔融”过程中发生的反应为
B. 可以用氢溴酸代替CO2
C. 滤渣1主要成分为Fe2O3
D. 滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
【答案】B
【解析】
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO)加入氢氧化钾、空气碱熔,发生反应2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O,FeO与O2反应生成Fe2O3,滤渣1主要为Fe2O3,在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成KMnO4,MnO2和KHCO3,经过一系列反应得到产品,以此解答该题。
【详解】A.“熔融”过程中MnO2和KOH、O2反应生成K2MnO4和H2O,反应方程式为:,A正确;
B.由于KMnO4和K2MnO4均能与HBr发生氧化还原反应,故不能用氢溴酸替代CO2,B错误;
C.由分析可知,FeO与O2反应生成Fe2O3,滤渣1主要为Fe2O3,C正确;
D.滤渣2为MnO2,经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率,D正确;
故选B。
12. 某双离子电池如图。该电池以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极,以室温离子液体、为电解液,离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时,PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是
A. 1 molPCT完全反应,理论上有2 mol嵌入石墨电极
B. 放电时,石墨电极电势高于PCT电极
C. 嵌入电极时,电池处于充电过程
D. 充电时,PCT电极反应式为
【答案】A
【解析】
【分析】已知充电时,PCT电极发生还原反应,PCT电极为阴极,PCT在阴极得到电子发生还原反应:,石墨电极为阳极,发生氧化反应:,嵌入石墨电极。放电时,PCT电极为负极,石墨电极为正极。
【详解】A.由反应可知,PCT完全反应时,PCT中有4个—CO—可以得到4个电子,,1 molPCT完全反应,转移4 mol电子,理论上嵌入石墨电极4 mol,A错误;
B.已知充电时,PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极;放电时,PCT为负极,石墨电极为正极,正极电势高于负极,所以石墨电极电势高于PCT电极,B正确;
C.充电时,石墨电极为阳极,阴离子向阳极移动,嵌入电极时,电池处于充电过程,C正确;
D.充电时,PCT电极发生还原反应;,D正确;
故答案选A。
13. 某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式:K2Sb
B. K可看成填入Sb围成的正八面体和正四面体空隙中,其比值为1:2
C. 与K最近且距离相等的K有12个
D. 若A原子坐标为(0,0,0),则B原子坐标为
【答案】B
【解析】
【详解】A.K位于8个小立方体体心、12个棱心、1个体心,共有个;Sb位于8个顶点和6个面心,共有个,该晶体的化学式K3Sb,A错误;
B.K填入Sb围成的正八面体空隙为4个(1个体心和12个棱心×)和正四面体空隙8个(8个小立方体体心)中,比值4:8=1:2,B正确;
C.每个钾原子(选择1个棱心上的K)周围与它距离最近且相等的钾原子(位于面对角线)有8个,C错误;
D.在8个小立方体中,B原子位于右、上、后小立方体的体心,则B原子坐标为,D错误;
故选B。
14. 在恒压密闭容器中,充入起始量一定的CO2和H2,发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
达平衡时,CO2转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性],下列说法不正确的是
A. 曲线①表示的是CO的选择性随温度的变化
B. 升高温度,CH3OCH3的平衡产率降低
C. 温度高于300℃时,主要发生反应Ⅱ
D. 同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择在低温高压条件下反应
【答案】C
【解析】
【分析】反应I是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的选择性逐渐增大,因此曲线①是CO的选择性随温度变化的曲线,曲线②是CO2转化率随温度变化的曲线。
【详解】A.根据分析可知,曲线①是CO的选择性随温度变化的曲线,A正确;
B.反应1正向反应是吸热反应,反应Ⅱ正向反应是放热反应,升高温度,反应I正向移动,反应Ⅱ逆向移动,CH3OCH3的平衡产率降低,B正确;
C.根据分析,曲线①是CO的选择性随温度变化的曲线,曲线②是CO2转化率随温度变化的曲线,温度高于300℃时,曲线①随温度升高增大趋势大于曲线②,说明此时主要发生反应I,C错误;
D.反应Ⅱ正向反应是体积减小的放热反应,要同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择在低温高压条件下反应,D正确;
故选C。
15. 甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的甘氨酸盐酸盐中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定过程中溶液的pH与NaOH溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 水的电离程度:Q<X
B. Q→P过程中:逐渐减小
C. P点的溶液中:
D. 当V(NaOH)=20 mL时,混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示可知,X点对应的溶液酸性小于Q点,则溶液中氢离子浓度Q>X,氢离子浓度越大水的电离程度越弱,则水的电离程度Q<X,A正确;
B.可得,,Q→P过程中溶液pH增大,即c(H+)减小,K2不变,则逐渐减小,B正确;
C.由题干图示信息可知,P点对应加入的NaOH为15 mL,此时反应后的溶液中的溶质为等物质的量的NaOOCCH2NH和NaOOCCH2NH2,则此时溶液中有电荷守恒式为:+c(H+)+c(Na+)=+c(OH-)+c(Cl-),且c(Na+)>c(Cl-),故:+c(H+)<+c(OH-),C错误;
D.当V(NaOH)=20 mL时,NaOH和HOOCCH2NH3Cl恰好完全反应,化学方程式为:2NaOH+HOOCCH2NH3Cl=NaOOCCH2NH2+NaCl+H2O,所以混合溶液中的溶质主要为NaOOCCH2NH2和NaCl,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题包括4小题,兵55分)
16. 氨基磺酸(H2NSO3H,摩尔质量为97g/mol)是一种无味、无毒的固体强酸,可用于制备金属清洗剂等,微溶于乙醇,260℃时分解,溶于水时存在反应:。实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸。已知:NH2OH性质不稳定,室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解,加热时爆炸。根据下列装置回答相关问题:
(1)气流从左至右,导管接口连接顺序为a→_______(装置可以重复使用)
(2)实验过程中,先旋开______(填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞,装置C应采用_______来控制温度。
(3)实验完毕后,采用_____操作分离C装置中的混合物,乙醇洗涤粗产品的目的是_____。
(4)产品纯度测定。准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液,取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉—碘化钾溶液做指示剂,用0.08000mol·L-1的NaNO2标准溶液进行滴定至终点,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2,NaNO2的还原产物也为N2。
滴定时发生反应的化学方程式为______,滴定终点为_______,氨基磺酸粗品的纯度=______(保留2位小数)。
【答案】(1)f→g→d→e→f→g→b
(2) ①. A ②. 冰水浴
(3) ①. 过滤 ②. 洗去表面杂质,降低氨基磺酸的溶解损失,便于晶体干燥
(4) ①. ②. 当最后半滴标液滴入,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不改变,则为滴定终点 ③. 77.60%
【解析】
【分析】实验室可用羟胺()和反应制备氨基磺酸,实验室利用70%浓硫酸和亚硫酸钠反应制取,因为性质不稳定,加热时爆炸,室温下同时吸收水蒸气和时迅速分解,所以制取的需要排除装置内空气和干燥。
【小问1详解】
实验室利用70%浓硫酸和亚硫酸钠反应制取,从a口出来后经干燥装置D(f口进g口出),再让进入C装置(d口进e口出),为防止空气中的水蒸气再连接一个干燥装置D(f口进g口出),最后连接尾气处理装置B((b口进c口出),气流从左至右,导管接口连接顺序为a→f→g→d→e→f→g→b。
【小问2详解】
实验过程中,先旋开A装置的分液漏斗活塞,让气体将整个装置充满;NH2OH性质不稳定,室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解,加热时爆炸故装置C应采用冰水浴控制温度。
【小问3详解】
氨基磺酸是一种无味、无毒的固体,故用过滤方法分离装置C中的混合物;乙醇沸点低,用来洗涤粗产品的目的是洗去表面杂质,降低氨基磺酸的溶解损失,便于晶体干燥。
【小问4详解】
氨基磺酸与反应生成氮气和,滴定时发生反应的化学方程式为;
淀粉—碘化钾溶液做指示剂,滴定终点为:当最后半滴标液滴入,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不改变,则为滴定终点;
根据方程式,,氨基磺酸纯度为。
17. 镍酸锂(LiNiO2)是一种具有潜力的锂离子材料。以镍催化剂废渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料制备镍酸锂的流程如下。
已知,,萃取Cu2+的反应原理为。
(1)滤渣1为________。
(2)“除铁”步骤中发生反应的离子方程式为________。
(3)“除钙”步骤中,若溶液中,加入等体积的NH4F溶液,则c(NH4F)至少为________,Ca2+开始沉淀。此时pH不能过低的原因是_______。
(4)“萃取”时发生反应(RH为萃取剂),一定条件下,萃取平衡时,,则Ni2+的萃取率为_________。反萃取获得NiSO4,加入的试剂为__________。
(5)如图是一种可充电的镍锌电池示意图,使用KOH和K2Zn(OH)4作为电解质溶液,则电池放电时正极反应式为________。充电时,NiOOH电极与外接电源的_____(填“正”或“负”)极相连。
【答案】(1)SiO2、CaSO4
(2)
(3) ①. ②. 酸性过强,F-与H+结合生成HF,F-浓度降低导致除钙不完全
(4) ①. 80% ②. 稀硫酸
(5) ①. ②. 正
【解析】
【分析】镍催化剂废渣加入稀硫酸酸浸,镍、锌、铁、钙转化为相应的盐溶液,二氧化硅不反应成为滤渣1,过滤后加入次氯酸钠溶液将氧化为并沉淀除去,生成的沉淀即为滤渣2,过滤后加入氟化铵溶液生成氟化钙沉淀除去钙,即滤渣3为,过滤加入有机萃取剂萃取出,然后向水层溶液中加入碳酸钠溶液得到镍的沉淀,含镍沉淀中加入通入空气在900℃时高温煅烧反应生成镍酸锂,据此分析解题。
【详解】(1)不溶于稀,与生成沉淀,所以滤渣1为、。
(2)“除铁”即加入次氯酸钠溶液将氧化为并生成沉淀,故该步骤中发生反应的离子方程式为:。
(3)离子积 ,等体积混合,浓度为原来的。设,,则,得出 ,“除钙”步骤是加入氟化铵溶液将转化为沉淀而除去,pH不能过低,pH小,酸性过强,与结合生成HF,使浓度降低,导致除钙不完全。
(4)一定条件下,萃取平衡时,被萃取的即形成的的物质的量是残留在溶液中的4倍,则的萃取率为。反萃取,使平衡逆向移动,需加入,为了不引入杂质,所以加入稀硫酸,得到溶液。
(5)根据电池的工作原理,Zn是活泼的一极为负极,电子从Zn电极流向另一极,负极反应式为,正极反应为NiOOH得到电子,发生还原反应生成:,充电时电池的正极连接电源的正极。
18. 研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。请回答下列问题:
(1)已知: ,CO(g)燃烧热为283 kJ/mol。表示催化剂作用下同时处理汽车尾气中NO、CO污染生成无毒无害的气态物质的热化学方程式:______。
(2)工业上用C还原NO2来减少它对空气的污染,发生反应为:
①一定温度下在恒容密闭容器中加入1 mol NO2和足量C,下列能说明该反应达平衡的是______(填序号)。
A.气体密度不变
B.气体平均摩尔质量不变
C.NO2与N2的物质的量之比保持不变
D.
②维持温度不变,在一容器中充入1 mol NO2和足量C,相同时间内测得NO2转化率随压强变化如图所示。
若反应开始容器体积为1 L,G点CO2的浓度为_____,G点的平衡常数K=_____。若恒温恒容下,此时再向G点体系中充入一定量NO2,达平衡后,与原平衡相比NO2的平衡转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量之比1:1以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
a点是否为对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由:_______。
(4)下图是氮化镓的一种晶体结构,已知该晶体密度为d g·cm-3,表示阿伏加德罗常数的值。
Ga原子配位数为______,镓氮原子间最短距离为______nm。
【答案】(1)
(2) ①. ABC ②. ③. ④. 减小
(3)a点不是对应温度下的平衡脱氮率,理由是该反应为放热反应,温度越低平衡转化率越高,根据曲线Ⅱ可知,a点对应的温度低于450℃,其平衡转化率应该高于450℃下的平衡转化率
(4) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
已知CO的燃烧热为283 kJ/mol,热化学方程式为:① ;② 。根据盖斯定律分析①×2-②得到 ,所以该反应的热方程式为: 。
【小问2详解】
①A.该反应的气体质量在发生变化,容器体积不变,则气体密度在变化,根据“变到不变,平衡出现”原则,反应达到平衡,A符合题意;
B.该反应的气体的物质的量在发生变化,气体质量也在变化,属于变量,当气体平均摩尔质量不变,达到平衡,B符合题意;
C.二氧化氮是反应物,其量在减少;氮气是产物,量在增加,属于变量,当NO2与N2的物质的量之比保持不变,达到平衡,C符合题意;
D.未指明反应进行的方向,无法判断是否平衡,D不符合题意;
故选ABC。
② 根据题意,列出三段式:,根据, , ,, , ,结合平衡常数表达式:,带入计算得。在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,反应物浓度增大,与原平衡相比,等效于加压,压强增大,平衡逆向移动,NO2的平衡转化率减小。
【小问3详解】
a点不是对应温度下的平衡脱氮率,理由是该反应为放热反应,降温,平衡正向移动,温度越低平衡转化率越高,根据曲线Ⅱ可知,450℃时脱氮率比a点高,a点对应的温度低于450℃,其平衡转化率应该高于450℃下的平衡转化率。
【小问4详解】
Ga原子个数为,氮原子个数位于晶胞内,一共有4个氮原子,所以每个晶胞中含有4个GaN,根据密度计算公式可得:,则晶胞的边长为,镓氮原子间最短距离为体对角线的,为。
19. 化合物G是合成某抗帕金森病药物的中间体,某研究小组利用如下线路合成G:
已知:R—Cl+X-→R—X+C1-(X=OH-、CN-、CH3O-)。
回答下列问题:
(1)A的名称为________,D的官能团名称为________。
(2)化合物C的结构简式为______。
(3)C→D的化学方程式为_______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)写出同时符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:________(任写两种)。
①属于芳香族化合物,且苯环上有—Cl;
②1mol该分子最多能与2molNaHCO3反应;
③分子中不同化学环境的氢原子个数比为2:2:2。
(6)设计从甲苯合成A的路线,用流程图表示:__________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 对氯苯乙酸(4-氯苯乙酸) ②. 碳氯键、硝基、酰胺基
(2) (3) (4)还原反应
(5)、、(任写两个)
(6)
【解析】
【分析】根据B的分子式,结合A的结构简式,由D逆推,可知B是;和反应生成C,根据C的分子式可知、C是;C和M反应生成D,由C和D的结构简式可知M是;D被还原为E,根据E的分子式可知E是 ;E中硝基被还原为氮基,F是。
【小问1详解】
A的名称为对氯苯乙酸(4-氯苯乙酸);D中含碳氯键、硝基、酰胺基三种官能团。
【小问2详解】
化合物C的结构简式为。
【小问3详解】
与发生取代反应生成和HCl,反应方程式:。
【小问4详解】
E→F的反应是将硝基还原为氨基,反应类型为还原反应。
【小问5详解】
①属于芳香族化合物,且苯环上有—Cl。
②1mol该分子最多能与反应,说明结构中含有2个羧基。
③分子中不同化学环境的氢原子个数比为2:2:2,说明结构对称;
则符合要求的结构:、、。
【小问6详解】
甲苯与氯气在氯化铁催化作用下生成,与氯气光照条件下反应生成,与—CN发生取代反应生成,水解得到,则合成路线为。
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