内容正文:
长春市2025届高三质量监测(三)
化学
本试卷共8页。考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Zn65 Zr91
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列利用非物质文化遗产技艺生产的工艺品中,所含主要成分与其它选项不同的是
A. 黑龙江佳木斯赫哲族鱼皮镂刻粘贴画 B. 吉林长白山满族剪纸
C. 辽宁锦州满族刺绣布衣 D. 内蒙古根河鄂伦春族桦树皮画
【答案】A
【解析】
【详解】A.鱼皮的主要成分是动物蛋白(如胶原蛋白),主要成分为蛋白质;
B.剪纸来源于植物,主要成分为纤维素;
C.刺绣布衣主要成分为纤维素;
D.桦树皮画,主要成分为纤维素;
所含主要成分与其它选项不同的是A项,故选A。
2. 下列化学用语说法正确的是
A. 用于考古断代的核素:
B. 用电子式表示KCl的形成过程:
C. NH3分子类型:非极性分子
D. 防冻液中添加的醇的系统命名:丙二醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.用于考古断代的核素是14C,其具有放射性且半衰期稳定,而12C为稳定同位素,无放射性,不能用于断代,A错误;
B.用电子式表示KCl的形成过程为:, B正确;
C.NH3分子构型为三角锥形,结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.乙二醇熔点低,可以作为汽车的防冻液,非丙二醇,D错误;
故答案选B。
3. 下列实验操作或方法错误的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B. 用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
C. 用盐酸清洗焰色试验的铂丝
D. 用氯化铵溶液浸泡除去铁锈
【答案】A
【解析】
【详解】A.石灰水与Na2CO3发生反应生成CaCO3沉淀,与NaHCO3反应时也会生成CaCO3沉淀,无法鉴别,A错误;
B.Cl2在饱和食盐水中溶解度低,而HCl易溶于饱和食盐水,可用此法除去氯气中的HCl,B正确;
C.盐酸清洗铂丝后灼烧无残留物质,避免干扰焰色试验,C正确;
D.NH4Cl水解使NH4Cl溶液呈酸性,能与Fe2O3反应从而溶解铁锈,D正确;
答案选A。
4. 利用生石灰和焦炭制备乙炔的一种流程如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1molCaC2中含有的离子数为3NA
B. 标准状况下,11.2LC2H2中含有的π键数为NA
C. 反应①每生成1molCaC2,转移的电子总数为4NA
D. 反应②中,每生成1molC2H2,消耗的H2O分子数为NA
【答案】B
【解析】
【分析】该流程分为两步:
反应①:生石灰和焦炭在高温条件下发生反应,生成CaC2和CO。
反应②:CaC2与水发生反应生成氢氧化钙和C2H2,得到了目标产物乙炔。
【详解】A.CaC2由Ca2+和构成,1mol CaC2含1mol Ca2+和1mol ,共2mol离子,离子数为2NA,A错误;
B.标准状况下11.2L C2H2的物质的量为0.5mol,1个乙炔(H-C≡C-H)分子中含2个π键,0.5mol C2H2含π键数为0.5mol×2=1mol,即NA,B正确;
C.反应①为,C元素化合价从0价分别变为CaC2中-1价(2个C)和CO中+2价(1个C),生成1mol CaC2时转移2mol电子,转移电子总数为2 NA,C错误;
D.反应②为,生成1mol C2H2消耗2mol H2O,H2O分子数为2 NA,D错误;
故选B。
5. 实践出真知,下列实践项目对应的解释正确的是
选项
实践项目
化学知识
A
家务劳动:用洁厕灵清洗卫生间
盐酸具有挥发性
B
消防演练:用干粉灭火器灭火
Al3+和相互促进水解
C
社区服务:用84消毒液进行消毒
含氯消毒剂具有碱性
D
科学研究:开发耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.洁厕灵主要利用盐酸的酸性与水垢反应,而非挥发性,A错误;
B.干粉灭火器中Al3+与发生双水解生成CO2,B错误;
C.84消毒液的消毒原理是次氯酸的强氧化性,可以杀菌消毒,C错误;
D.铝金属单质常温下易钝化生成致密的氧化膜,故可以开发高端耐腐蚀镀铝钢板,D正确;
故选D。
6. 实验室制备并提纯乙酸乙酯的操作中,下列方法或装置不合理的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.该装置为制备乙酸乙酯的发生和收集装置,试管作为反应容器,加热时试管口向上倾斜(防止冷凝水回流),导管末端位于饱和Na2CO3溶液液面上(防止倒吸),装置合理,A正确;
B.该装置为分液漏斗振荡操作,提纯时需振荡使乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液充分接触,除去杂质,振荡时双手握住分液漏斗倒转振荡,操作合理,B正确;
C.该装置为分液操作,分液漏斗固定在铁架台上,“四槽小孔对齐”使内外气压相等,便于液体顺利流下,操作合理,C正确;
D.收集馏分时,应该用直形冷凝管,且冷凝水应该“下进上出”,D错误;
故答案选D。
7. 研究发现,纤维素难溶于水,但可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后会重新析出。下列说法正确的是
A. 纤维素是一种低聚糖
B. 纤维素与淀粉互为同系物
C. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
D. 纤维素溶于NaOH溶液是因为水解生成了葡萄糖
【答案】C
【解析】
【详解】A.低聚糖是由2-10个单糖单元组成的糖类,而纤维素是由成千上万个葡萄糖单元通过糖苷键连接形成的高分子化合物,属于多糖,A错误;
B.同系物需结构相似且分子组成相差n个CH2,淀粉和纤维素虽均为多糖,但糖苷键类型(淀粉为α-1,4,纤维素为β-1,4)及聚合度不同,结构不相似,不属于同系物,B错误;
C.纤维素单链含多个羟基(-OH),链间羟基可形成大量氢键,增强分子间作用力,导致其难以被水分子分散,故难溶于水,C正确;
D.纤维素水解需酸性条件或酶催化且为化学变化,而题目中“低温溶解、室温析出”为物理变化,未发生水解,溶解是因NaOH破坏链间氢键使纤维素链分散,D错误;
故选C。
8. 近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸-锌”电池,其工作原理如图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O在电场作用下解离为H+和,并分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 锌电极上的电势比催化电极上的低
B. M膜为阴离子膜
C. 放电过程中正极区的pH保持不变
D. 当双极膜中有2molH2O解离时,理论上锌电极质量减轻65g
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,锌电极中的Zn在碱性溶液中失去电子生成,故锌电极为负极;在催化电极上发生反应转化为,N元素化合价降低,发生还原反应,催化电极为正极。根据电池放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,双极膜中的OH-通过M膜向负极移动,则M膜为阴离子交换膜,H+通过N膜向正极移动,则N膜为阳离子交换膜;据此答题。
【详解】A.锌电极为负极,催化电极为正极,负极电势低于正极,锌电极上的电势比催化电极上的低,A正确;
B.双极膜解离的OH-向负极(锌电极)迁移,M膜允许阴离子通过,M膜为阴离子膜,B正确;
C.正极区发生反应:+ 8e⁻ + 10H⁺ =+ 3H2O,消耗H⁺;双极膜解离的H+向正极迁移,电路中转移8 mol电子时,正极消耗10 mol H+,双极膜迁移8 mol H+,H+的量减少,pH增大,C错误;
D.负极电极反应式为,双极膜有2mol H2O解离时,电路中转移2mol e-,此时反应1mol Zn,质量减轻65g,D正确;
故答案选C。
9. 抗流感药物玛巴洛沙韦(BM)的部分合成工艺路线如下图所示,下列说法正确的是
A. BXA中有四种官能团 B. BM中碳原子的杂化方式有三种
C. BM中不含手性碳原子 D. 碳酸钾可增大该反应的转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.BXA的官能团包括羟基、羰基、醚键、酰胺基、碳氟键,A错误;
B.BM中碳原子杂化方式:苯环及羰基碳为sp2杂化,饱和碳为sp3杂化,共两种,B错误;
C.如:BM中七元环上与N原子相连的C原子为手性碳(连接了四个不同的原子或基团),C错误;
D.由转化图可知反应生成HCl,碳酸钾可中和HCl,降低产物浓度使平衡正向移动,增大转化率,D正确;
故答案选D。
10. W、X、Y、Z四种短周期元素,原子序数依次增大,且Y、Z同主族。四种元素形成的盐(XW4)2Z2Y8是强氧化剂。(XW4)2Z2Y8中阴离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>Z
B. 简单离子半径:W<X<Y<Z
C. 最简单氢化物沸点:X>Y
D. (XW4)2Z2Y8具有强氧化性是因为Z元素呈+7价
【答案】A
【解析】
【分析】根据结构图,Y形成两条共价键,Z可形成两个双键和两个单键,且Y和Z同主族。可知Y、Z分别为O元素和S元素,由X和4个W形成+1价的离子可知W为H,X为N,因此W、X、Y、Z分别为H、N、O、S,据此解答。
【详解】A.X为N,Y为O,Z为S。第二周期中N的2p轨道为半充满状态,比较稳定,因此第一电离能:N>O,同主族第一电离能:O>S,故第一电离能X>Y>Z,A正确;
B.H+半径最小,N3-、O2-电子层结构相同,核电荷数:N<O,则半径:N3->O2-,S2-电子层数最多,半径最大,因此简单离子半径大小顺序为:W<Y<X<Z,B错误;
C.X的最简单氢化物为NH3,Y的最简单氢化物为H2O,NH3和H2O均为分子晶体,分子间均能形成氢键,H2O分子间氢键数较多,因此沸点H2O>NH3,即Y>X,C错误;
D.该盐为(NH4)2S2O8,阴离子S2O中S为+6价(过氧键中O为-1价),强氧化性源于过氧键,并非Z(S)呈+7价,D错误;
答案选A。
某实验小组经查阅资料完成了有关含铁化合物在溶液中的制备,具体流程如下:
请根据以上流程完成下面小题:
11. 下列说法正确的是
A. 用CO2代替N2也可以得到纯净的Fe(OH)2沉淀
B. 第一步反应生成Fe(OH)2沉淀的物质的量为0.024mol
C. 用KSCN溶液检验含产品M的混合液中的Fe2+
D. 生成产品N的离子方程式为
12. 如下图所示,研究发现Fe(OH)2沉淀为层状结构,Fe2+占据由密堆积构成的所有的八面体空隙,单片层通过八面体共用顶点连接而成。Fe(OH)2经氧化得到产品M,经测定其中Fe2+和Fe3+的个数比为2∶1。下列说法错误的是
A. 基态Fe2+价层电子排布式为3d6
B. Fe(OH)2沉淀和产品M中层间的作用力均只含离子键
C. 经空气氧化后,产品M中层状结构带有正电荷
D. 产品M的化学式为Fe4(Ⅱ)Fe2(Ⅲ)(OH)12SO4
【答案】11. D 12. B
【解析】
【分析】①在氮气保护和搅拌下,向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,氮气保护是为了防止Fe2+被氧化,硫酸亚铁与氢氧化钠溶液发生反应得到含氢氧化亚铁沉淀的混合液,保持通氮气升温至40℃后,将气体切换为空气,此时氢氧化亚铁在有氧气存在的条件下发生氧化反应,得到含产品M的混合液,进一步得到含FeOOH的混合液,停止通空气,补充适量氢氧化钠并调控温度,最终得到黑色磁性产品N,这种黑色磁性含铁化合物为四氧化三铁;
②氢氧化亚铁沉淀具有层状结构,Fe2+占据由密堆积形成的所有八面体空隙,单片层通过八面体共用顶点连接而成,层间存在离子键和氢键,产品M是氢氧化亚铁被空气氧化后的产物,其中Fe2+和Fe3+的个数比为2:1,经空气氧化后,部分Fe2+变为Fe3+,由于Fe3+所带正电荷比Fe2+多,层状结构会带有正电荷,设Fe2+个数为4,Fe3+个数为2,结合结构特点和原子守恒,个数为12,硫酸根离子个数设为y,根据化合物中各元素化合价代数和为零,(+2)×4+(+3)×2+(-1)×12+(-2)×y=0,解得y=1,可推出化学式为 Fe4(Ⅱ)Fe2(Ⅲ)(OH)12SO4,据此解答。
【11题详解】
A.CO2为酸性气体,会与NaOH反应,不能起到保护气防止Fe2+被氧化的作用,无法得到纯净的Fe(OH)2沉淀,A错误;
B.由图可知二价铁离子的物质的量为0.04mol,氢氧根离子物质的量为0.032mol,根据方程式Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,可知生成Fe(OH)2为0.016mol,B错误;
C.KSCN用于检验Fe3+,检验Fe2+应用铁氰化钾溶液,C错误;
D.产品N为Fe3O4,FeOOH与Fe2+、OH-反应生成Fe3O4,结合原子、电荷守恒,离子方程式为, D正确;
故答案选D。
【12题详解】
A.Fe是26号元素,基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2,失去2个电子形成后,基态Fe2+价层电子排布式为3d6,,A正确;
B.Fe(OH)2沉淀和产品M中,层间除了离子键,还存在OH-间构成的氢键,B错误;
C.经空气氧化后,部分Fe2+变为Fe3+,阳离子所带正电荷数增加,层状结构带有正电荷,C正确;
D.已知产品M中Fe2+和Fe3+的个数比为2:1,结合分析知,其化学式为Fe4(Ⅱ)Fe2(Ⅲ)(OH)12SO4,D正确;
故答案选B。
13. 锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为
B. 晶胞中与O的配位数分别为8和4
C. 该氧化物的密度为
D. 若p处坐标为,则q处的坐标参数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据“均摊法”,晶胞中含4个Zr、个O,则立方氧化锆的化学式为,A项正确;
B.根据体心的氧原子可知晶胞中O的配位数分别为4,因此依据化学式可知的配位数为8,B项正确;
C.晶胞中含4个Zr、8个O,则晶体密度为,C项错误;
D.根据晶胞的位置可知,p处坐标为,则q处的坐标参数为,D项正确;
答案选C。
14. DTD是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。目前DTD主要由强氧化剂氧化ES合成,我国科学家利用电化学方法合成DTD的原理如图所示。下列说法正确的是
A. ES分子中所有原子共平面
B. DTD和ES都属于酯类化合物
C. 阴极反应式为
D. 电解时H+通过质子交换膜向碳极板N方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示,锰离子在碳极板N上失电子发生氧化反应生成高锰酸根离子,碳极板N是阳极;碳极板M是阴极,氢离子在阴极得电子生成氢气。
【详解】A.ES分子中含有饱和碳原子,该碳原子为杂化,呈四面体结构,ES分子中所有原子不可能共平面,A错误;
B.DTD是硫酸乙二醇酯,ES是亚硫酸乙二醇酯,都属于酯类化合物,B正确;
C.阴极发生还原反应,而该反应式中Mn元素化合价从+2升高到+7,失去电子,为氧化反应,为阳极反应式;氢离子在阴极得电子生成氢气,阴极反应式为,C错误;
D.根据分析,碳极板M为阴极,碳极板N为阳极;电解池中阳离子向阴极移动,通过质子交换膜向碳极板M方向移动,D错误;
故选B。
15. 常温下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中的pc(M2+)和MA2饱和溶液中的分布系数δ(A)随pH的变化关系如下图所示。
已知:
①HA和H2B分别为一元酸和二元酸
②M2+不发生水解;
③
下列说法正确的是
A. 曲线I是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B. 的平衡常数约为
C.
D. pH=4时,MB饱和溶液中存在
【答案】C
【解析】
【分析】含MA2(s)的MA2饱和溶液中存在如下平衡:、,往饱和溶液中加酸,两平衡都发生正向移动,HA的分布系数δ(HA)不断增大,A-的分布系数δ(A-)不断减小,c(M2+)不断增大,pc(M2+)不断减小,曲线Ⅱ表示MA2中pc(M2+)随pH变化曲线,Ⅲ曲线表示HA的分布系数随pH变化曲线,曲线Ⅳ表示A-的分布系数随pH变化曲线,曲线Ⅰ表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线,A错误;
B.δ(A)中HA与A-交点处δ=0.5,此时pH=3,的平衡常数约为,B错误;
C.从图中可以看出,MB饱和溶液中,c(M2+)=10-5mol/L,由于c(M2+)不随pH发生变化,则H2B为二元强酸,c(B2-)=10-5mol/L,所以,C正确;
D.由C分析可知,H2B为二元强酸,溶液中不存在HB- ,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 某工厂采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4,流程如下:
已知:①共沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4。
②相关物质的Ksp如下:
Fe(OH)2
MgF2
MnF2
CaF2
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的方法为__________(答出一条即可)。
(2)滤渣①成分为__________(填化学式)。
(3)滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+,写出该工艺条件下Fe粉与MnO2反应的离子方程式__________(不考虑Fe与H2SO4的反应)。
(4)“除杂”前滤液①调节pH不宜过低的原因是__________;pH过高则会生成__________。
(5)滤液②中Mn2+的浓度为0.30,Fe2+的浓度为0.25,“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%,则物质A应为__________(填“FeSO4”或“MnSO4”)。
(6)“焙烧”过程中通入Ar的目的为__________;该过程中除产品外,还有H2O和两种气体生成,“焙烧”过程的化学反应方程式为__________。
【答案】(1)适当升温(或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌)
(2)CaSO4、SiO2
(3)Fe+MnO2+4H+=Fe2++Mn2++2H2O
(4) ①. pH过低时,易生成HF,不利于生成MgF2和CaF2沉淀 ②. Mn(OH)2、Fe(OH)2[或氢氧化锰、氢氧化亚铁]
(5)FeSO4 (6) ①. 防止Fe2+被氧化 ②. Mn0.5Fe0.5C2O4+LiH2PO4LiMn0.5Fe0.5PO4 +CO↑+CO2↑+H2O
【解析】
【分析】由题给流程可知,向铁粉和软锰矿中加入硫酸溶液酸浸,二氧化锰与铁和硫酸溶液反应生成硫酸锰、硫酸亚铁和水,CaMg(CO3)2和氧化铁与硫酸溶液反应生成硫酸钙、硫酸镁、硫酸铁,二氧化硅不参与反应,过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中加入氟化锰,将溶液中的钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀,过滤得到含有氟化钙、氟化镁的滤渣和滤液;向滤液中加入硫酸亚铁调节溶液中硫酸亚铁的浓度后,加入草酸铵溶液,将溶液中的锰离子、亚铁离子转化为Mn0.5Fe0.5C2O4沉淀,过滤得到滤液和Mn0.5Fe0.5C2O4;氩气氛围中Mn0.5Fe0.5C2O4和磷酸二氢锂焙烧得到正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4。
【小问1详解】
适当升温、适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌等措施能提高算计的浸取速率;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣①的成分为硫酸钙、二氧化硅;
【小问3详解】
由分析可知,铁粉与二氧化锰的反应为二氧化锰与铁和硫酸溶液反应生成硫酸锰、硫酸亚铁、硫和水,反应的离子方程式为Fe+MnO2+4H+=Fe2++Mn2++2H2O;
【小问4详解】
氢氟酸为弱酸,若“除杂”前滤液①调节pH过低,溶液酸性过强会使氟化锰转化为氢氟酸,不利于溶液中的钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀;若溶液pH过高,溶液碱性过强会使溶液中的亚铁离子、锰离子转化为氢氧化锰、氢氧化亚铁沉淀,不利于共沉淀的发生;
【小问5详解】
由化学式可知,Mn0.5Fe0.5C2O4沉淀中亚铁离子、锰离子的物质的量比为1:1,由题意可知,共沉淀时,发生沉淀的亚铁离子与锰离子的物质的量比为:≈0.81<1,所以物质A应为硫酸亚铁;
【小问6详解】
亚铁离子具有还原性,已被空气中的氧气氧化,所以“焙烧”过程中需要通入氩气,防止亚铁离子被氧化;由分析可知,“焙烧”过程中发生的反应为氩气氛围中Mn0.5Fe0.5C2O4和磷酸二氢锂焙烧反应生成正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4、一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式为Mn0.5Fe0.5C2O4+LiH2PO4LiMn0.5Fe0.5PO4 +CO↑+CO2↑+H2O。
17. 二氧化碳是理想的碳资源,利用其制备苯甲酸(熔点122.4℃,微溶于水,易溶于酒精、四氢呋喃和热水)的装置图及原理如下:
实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶加入2.0g(0.083mol)打磨过的镁条、一小粒碘和搅拌磁子,在滴液漏斗中混合7.0mL(0.066mol)溴苯和16mL四氢呋喃(THF,易挥发,易燃)。通过三通阀连接氮气钢瓶和抽真空装置,抽换气三次。
步骤2:开动搅拌磁子,缓缓滴入溴苯的四氢呋喃溶液,温水浴保持溶液呈微沸状态,直至镁条的量不再变化,降温备用。
步骤3:①将CO2通过导气针加入到反应体系中,在0℃下反应3h。②缓慢滴加饱和氯化铵溶液,充分反应后分离提纯,得到含有少量不溶性杂质的苯甲酸粗产品,再通过在水中 的方法提纯后干燥,最终得到纯净的苯甲酸6.1g。
(1)仪器A的名称为_________。
(2)步骤1通氮气时,三通阀的孔路位置应调节为D,抽真空时应调节为 。
A. B. C. D.
(3)四氢呋喃()中的少量水分会对苯基溴化镁的制备产生影响,以下操作或试剂可有效降低四氢呋喃含水量的是 。
A. 过滤 B. 金属钠 C. 无水MgSO4 D. 通入乙烯
(4)步骤3中在水中提纯苯甲酸的方法是_________。
(5)该实验用电热套加热,不可用明火直接加热的原因是_________。
(6)步骤3中反应①为加成反应,写出该步反应的化学方程式_________。
(7)经计算,本实验的产率是_________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)球形冷凝管 (2)C (3)BC
(4)重结晶 (5)四氢呋喃易燃易挥发,明火加热存安全隐患
(6)+CO2
(7)75.8%
【解析】
【分析】向三颈烧瓶中加入镁条、碘,在恒压滴液漏斗中混合溴苯和四氢呋喃,真空条件下发生反应生成苯基溴化镁,通入二氧化碳反应,缓慢滴加饱和氯化铵溶液,充分反应后分离提纯得到粗产品
【小问1详解】
据实验装置图可知仪器A的名称为:球形冷凝管。
【小问2详解】
抽真空时需要将真空泵与下端三颈烧瓶连接,故四个选项中,C选项符合题意;
【小问3详解】
A.水与四氢呋喃均为液体,过滤是分离固液混合物,A错误;
B.Na能与水反应生成不溶于四氢呋喃的氢氧化钠和氢气,可有效降低四氢呋喃含水量,B正确;
C.无水MgSO4能吸收水分,可以做干燥剂,可有效降低四氢呋喃含水量,C正确;
D.乙烯不与水反应,无法除水,D错误;
故选BC。
【小问4详解】
苯甲酸易溶于热水中,可以利用溶解度不同来进行提纯,该方法为重结晶。
【小问5详解】
据实验步骤提示,四氢呋喃易燃易挥发,如果用明火加热存在很大的安全隐患。
【小问6详解】
步骤3中①的反应为苯基溴化镁与二氧化碳发生加成反应生成中间产物,最终转化成苯甲酸,故加成后得到羧基结构,则该步反应的化学方程式为:+CO2 。
【小问7详解】
根据实验步骤可知,反应中取了0.066mol溴苯和0.083mol镁反应,镁过量则按溴苯的量来计算,根据守恒可得关系式,1mol溴苯~1mol苯甲酸,可得理论生成的苯甲酸的物质的量为0.066mol,则本实验的产率为:。
18. 二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。
I.二氧化碳加氢制乙烯
已知H2(g)的燃烧热为286;的燃烧热为1411。
(1)写出二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的热化学方程式________。
(2)该反应________(填写“低温”、“高温”或“任意温度”)时能自发进行。
II.二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有:
i.
ii.
iii.
已知:生成物M的选择性
(3)在恒温(T>100℃)恒容条件下,将一定量的CO2、H2通入密闭容器中,控制条件只发生反应i。下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填选项)。
A.
B.
C. 混合气体的密度不变
D. 混合气体的平均相对分子质量不变
(4)在恒压(5.0MPa)密闭容器中充入4molH2和1molCO2制取二甲醚,CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响):
①在220℃条件下,平衡时CH3OH的选择性为________。反应ii的平衡常数Kp=________(保留三位有效数字)。
②温度高于280℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。
III.用GaN做催化剂时制备二甲醚的部分反应机理如图甲,在GaN(110)界面上的反应历程如图乙,其反应方程式为(*表示吸附态),在GaN(100)界面上除生成两种吸附微粒外还有水蒸气。
(5)图乙表示的反应历程中,决速步骤为 。
A. b0→b1 B. b1→b2 C. b2→b3 D. b3→b4
(6)GaN(100)界面上的反应方程式为________。
【答案】(1)
(2)低温 (3)D
(4) ①. 15% ②. 24.9 ③. 反应iΔH1<0,反应iiiΔH>0,温度高于280oC后,升高温度,反应iii右移程度大于反应i左移程度,使CO2的平衡转化率上升 (5)D
(6)CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g)
【解析】
【小问1详解】
燃烧热的热化学反应方程式为,的燃烧热的热化学反应方程式为,二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的反应可看出是氢气燃烧热的热化学反应方程式的燃烧热的热化学反应方程式,根据盖斯定律计算的=,故答案为
【小问2详解】
该反应为放热反应,同时气体分子数减小,即,,低温时,所以该反应在低温时能自发进行;故答案为低温。
【小问3详解】
A.反应进行到某个时刻时,恰好为,不能说明反应达平衡状态,A错误;
B.时,未指明正逆反应,不能说明反应达平衡状态, B错误;
C.反应i反应前后物质均为气体,反应过程中气体总质量不变,恒容条件下气体总体积不变,则混合气体密度始终保持不变,混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态,C错误;
D.反应i反应前后物质均为气体,反应过程中气体总质量不变,反应前后气体物质量不断变化,则混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达平衡状态,D正确;
故答案选D。
【小问4详解】
①在220℃条件下,平衡转化率为40%,CO的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%,则的选择性为1-5%-80%=15%,4 molH2和1 molCO2参加反应到达平衡时,转化的物质的量为0.4 mol平衡时CO的物质的量为=0.02 mol,二甲醚的物质的量为=0.16 mol,则有0.02 mol 参与反应iii,消耗0.02 mol,有0.38 mol与反应i,消耗1.14 mol,则平衡时,的物质的量为(4-1.14-0.02) mol=2.84mol,的物质的量为(0.38+0.16+0.02)mol=0.56 mol,的物质的量为mol=0.06 mol,故反应ii的平衡常数==24.9,故答案为15%;24.9。
②反应i ΔH1<0,反应iii ΔH>0,温度高于280oC后,升高温度,反应iii右移程度大于反应i左移程度,使CO2的平衡转化率上升,故答案为反应i ΔH1<0,反应iii ΔH>0,温度高于280oC后,升高温度,反应iii右移程度大于反应i左移程度,使CO2的平衡转化率上升
【小问5详解】
在反应历程中,反应过程的能垒最高(活化能最大),反应速率最慢,该步骤为反应的决速步骤,由图乙可知,b3→b4活化能最大,反应速率最慢,为决速步骤,则答案选D;
【小问6详解】
在GaN(110)界面上发生的反应为,同时除生成自由基外还有水蒸气产生,则GaN(100)界面上的反应为CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g),故答案为CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g)。
19. 维生素B6在自然界分布广泛,是维持蛋白质正常代谢必要的维生素,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。
(2)B中官能团名称分别为_________、_________。
(3)已知C的核磁共振氢谱只有一组峰,B→D的化学方程式为_________。
(4)F的结构简式为_________。
(5)I→J的反应类型为_________。
(6)同时满足以下条件的B的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①能与NaHCO3溶液反应
②能与O2发生催化氧化生成醛
(7)D和E转化为F的路线如下:
其中化合物M、N的结构简式分别为_________、_________。
【答案】(1)乙氧基乙酸
(2) ①. 醚键 ②. 酯基
(3) (4) (5)还原反应
(6)12 (7) ①. ②.
【解析】
【分析】A为与乙醇在浓硫酸作用下,发生酯化反应生成B为;B和C发生取代反应生成D为和CH3CH2OH,结合结构及题干信息,可知C为丙酮;D与E和氨气反应,生成F,F异构化生成G为,结合已知反应,可知F为;G与PCl3发生取代反应生成H为;H和浓硝酸发生取代反应生成I为;I中硝基、-CN发生还原反应生成J为;J经过系列反应生成维生素B6,据此分析
【小问1详解】
A为,则其化学名称为乙氧基乙酸(或2-乙氧基乙酸);
【小问2详解】
B为,则其官能团名称分别为醚键和酯基;
【小问3详解】
由分析可知,和丙酮发生取代反应生成和CH3CH2OH,化学方程式为;
【小问4详解】
由分析可知,F为;
【小问5详解】
I中硝基、-CN发生还原反应生成J,则反应类型为还原反应;
【小问6详解】
B为,其同分异构体:①能与反应,说明含有羧基,②能与发生催化氧化生成醛,说明含有羟基,且连在亚甲基上,则剩余5个碳原子构成主链,若主链为,当羟基在1号位,羧基可以在2、3、4、5号位置,共4种;若主链为,当羟基在1号位,羧基可以在2、3、4、5号位置,当羟基在5号位,羧基可以在1、3、4号位置,共7种;若主链为,当羟基在1号位,羧基可以在2号位置,共1种;总计12种;
【小问7详解】
E为与氨气发生取代反应,生成M为;M与D反应生成K;K发生分子内加成生成N,N脱水生成F为,可知N为。
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化学
本试卷共8页。考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Zn65 Zr91
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列利用非物质文化遗产技艺生产的工艺品中,所含主要成分与其它选项不同的是
A. 黑龙江佳木斯赫哲族鱼皮镂刻粘贴画 B. 吉林长白山满族剪纸
C. 辽宁锦州满族刺绣布衣 D. 内蒙古根河鄂伦春族桦树皮画
2. 下列化学用语说法正确的是
A. 用于考古断代的核素:
B. 用电子式表示KCl的形成过程:
C. NH3分子类型:非极性分子
D. 防冻液中添加的醇的系统命名:丙二醇
3. 下列实验操作或方法错误的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B. 用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
C. 用盐酸清洗焰色试验的铂丝
D. 用氯化铵溶液浸泡除去铁锈
4. 利用生石灰和焦炭制备乙炔的一种流程如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1molCaC2中含有的离子数为3NA
B. 标准状况下,11.2LC2H2中含有的π键数为NA
C. 反应①每生成1molCaC2,转移的电子总数为4NA
D. 反应②中,每生成1molC2H2,消耗的H2O分子数为NA
5. 实践出真知,下列实践项目对应的解释正确的是
选项
实践项目
化学知识
A
家务劳动:用洁厕灵清洗卫生间
盐酸具有挥发性
B
消防演练:用干粉灭火器灭火
Al3+和相互促进水解
C
社区服务:用84消毒液进行消毒
含氯消毒剂具有碱性
D
科学研究:开发耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
A. A B. B C. C D. D
6. 实验室制备并提纯乙酸乙酯的操作中,下列方法或装置不合理的是
A. B. C. D.
7. 研究发现,纤维素难溶于水,但可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后会重新析出。下列说法正确的是
A. 纤维素是一种低聚糖
B. 纤维素与淀粉互为同系物
C. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
D. 纤维素溶于NaOH溶液因为水解生成了葡萄糖
8. 近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸-锌”电池,其工作原理如图所示。图中“双极膜”中间层中的H2O在电场作用下解离为H+和,并分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 锌电极上的电势比催化电极上的低
B. M膜为阴离子膜
C. 放电过程中正极区的pH保持不变
D. 当双极膜中有2molH2O解离时,理论上锌电极质量减轻65g
9. 抗流感药物玛巴洛沙韦(BM)的部分合成工艺路线如下图所示,下列说法正确的是
A. BXA中有四种官能团 B. BM中碳原子的杂化方式有三种
C. BM中不含手性碳原子 D. 碳酸钾可增大该反应的转化率
10. W、X、Y、Z四种短周期元素,原子序数依次增大,且Y、Z同主族。四种元素形成的盐(XW4)2Z2Y8是强氧化剂。(XW4)2Z2Y8中阴离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>Z
B. 简单离子半径:W<X<Y<Z
C. 最简单氢化物的沸点:X>Y
D. (XW4)2Z2Y8具有强氧化性是因为Z元素呈+7价
某实验小组经查阅资料完成了有关含铁化合物在溶液中的制备,具体流程如下:
请根据以上流程完成下面小题:
11. 下列说法正确的是
A. 用CO2代替N2也可以得到纯净的Fe(OH)2沉淀
B. 第一步反应生成Fe(OH)2沉淀的物质的量为0.024mol
C. 用KSCN溶液检验含产品M的混合液中的Fe2+
D. 生成产品N的离子方程式为
12. 如下图所示,研究发现Fe(OH)2沉淀为层状结构,Fe2+占据由密堆积构成的所有的八面体空隙,单片层通过八面体共用顶点连接而成。Fe(OH)2经氧化得到产品M,经测定其中Fe2+和Fe3+的个数比为2∶1。下列说法错误的是
A. 基态Fe2+价层电子排布式为3d6
B. Fe(OH)2沉淀和产品M中层间的作用力均只含离子键
C. 经空气氧化后,产品M中层状结构带有正电荷
D. 产品M的化学式为Fe4(Ⅱ)Fe2(Ⅲ)(OH)12SO4
13. 锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为
B. 晶胞中与O的配位数分别为8和4
C. 该氧化物的密度为
D. 若p处坐标为,则q处的坐标参数为
14. DTD是一种提高锂离子电池充放电性能的电解液添加剂。目前DTD主要由强氧化剂氧化ES合成,我国科学家利用电化学方法合成DTD的原理如图所示。下列说法正确的是
A ES分子中所有原子共平面
B. DTD和ES都属于酯类化合物
C. 阴极反应式为
D. 电解时H+通过质子交换膜向碳极板N方向移动
15. 常温下,现有含MA2(s)的MA2饱和溶液和含MB(s)的MB饱和溶液。两份溶液中的pc(M2+)和MA2饱和溶液中的分布系数δ(A)随pH的变化关系如下图所示。
已知:
①HA和H2B分别为一元酸和二元酸
②M2+不发生水解;
③
下列说法正确的是
A. 曲线I是MA2饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线
B. 的平衡常数约为
C.
D. pH=4时,MB饱和溶液中存在
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 某工厂采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4,流程如下:
已知:①共沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4。
②相关物质的Ksp如下:
Fe(OH)2
MgF2
MnF2
CaF2
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的方法为__________(答出一条即可)。
(2)滤渣①成分为__________(填化学式)。
(3)滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+,写出该工艺条件下Fe粉与MnO2反应的离子方程式__________(不考虑Fe与H2SO4的反应)。
(4)“除杂”前滤液①调节pH不宜过低的原因是__________;pH过高则会生成__________。
(5)滤液②中Mn2+的浓度为0.30,Fe2+的浓度为0.25,“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%,则物质A应为__________(填“FeSO4”或“MnSO4”)。
(6)“焙烧”过程中通入Ar的目的为__________;该过程中除产品外,还有H2O和两种气体生成,“焙烧”过程的化学反应方程式为__________。
17. 二氧化碳是理想碳资源,利用其制备苯甲酸(熔点122.4℃,微溶于水,易溶于酒精、四氢呋喃和热水)的装置图及原理如下:
实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶加入2.0g(0.083mol)打磨过的镁条、一小粒碘和搅拌磁子,在滴液漏斗中混合7.0mL(0.066mol)溴苯和16mL四氢呋喃(THF,易挥发,易燃)。通过三通阀连接氮气钢瓶和抽真空装置,抽换气三次。
步骤2:开动搅拌磁子,缓缓滴入溴苯的四氢呋喃溶液,温水浴保持溶液呈微沸状态,直至镁条的量不再变化,降温备用。
步骤3:①将CO2通过导气针加入到反应体系中,在0℃下反应3h。②缓慢滴加饱和氯化铵溶液,充分反应后分离提纯,得到含有少量不溶性杂质苯甲酸粗产品,再通过在水中 的方法提纯后干燥,最终得到纯净的苯甲酸6.1g。
(1)仪器A的名称为_________。
(2)步骤1通氮气时,三通阀的孔路位置应调节为D,抽真空时应调节为 。
A. B. C. D.
(3)四氢呋喃()中的少量水分会对苯基溴化镁的制备产生影响,以下操作或试剂可有效降低四氢呋喃含水量的是 。
A. 过滤 B. 金属钠 C. 无水MgSO4 D. 通入乙烯
(4)步骤3中在水中提纯苯甲酸的方法是_________。
(5)该实验用电热套加热,不可用明火直接加热的原因是_________。
(6)步骤3中反应①为加成反应,写出该步反应的化学方程式_________。
(7)经计算,本实验的产率是_________(保留三位有效数字)。
18. 二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。
I.二氧化碳加氢制乙烯
已知H2(g)的燃烧热为286;的燃烧热为1411。
(1)写出二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的热化学方程式________。
(2)该反应________(填写“低温”、“高温”或“任意温度”)时能自发进行。
II.二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有:
i.
ii.
iii.
已知:生成物M的选择性
(3)在恒温(T>100℃)恒容条件下,将一定量的CO2、H2通入密闭容器中,控制条件只发生反应i。下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填选项)。
A.
B.
C. 混合气体的密度不变
D. 混合气体的平均相对分子质量不变
(4)在恒压(5.0MPa)密闭容器中充入4molH2和1molCO2制取二甲醚,CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响):
①在220℃条件下,平衡时CH3OH的选择性为________。反应ii的平衡常数Kp=________(保留三位有效数字)。
②温度高于280℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。
III.用GaN做催化剂时制备二甲醚部分反应机理如图甲,在GaN(110)界面上的反应历程如图乙,其反应方程式为(*表示吸附态),在GaN(100)界面上除生成两种吸附微粒外还有水蒸气。
(5)图乙表示的反应历程中,决速步骤为 。
A. b0→b1 B. b1→b2 C. b2→b3 D. b3→b4
(6)GaN(100)界面上的反应方程式为________。
19. 维生素B6在自然界分布广泛,是维持蛋白质正常代谢必要的维生素,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。
(2)B中官能团名称分别为_________、_________。
(3)已知C的核磁共振氢谱只有一组峰,B→D的化学方程式为_________。
(4)F的结构简式为_________。
(5)I→J的反应类型为_________。
(6)同时满足以下条件的B的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①能与NaHCO3溶液反应
②能与O2发生催化氧化生成醛
(7)D和E转化为F的路线如下:
其中化合物M、N的结构简式分别为_________、_________。
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