内容正文:
2025年普通高等学校招生全国统一考试
化学试题
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.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
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量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 A 127 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是
A. 酚醛树脂可用作神舟飞船外壳的烧蚀材料是基于其具有较强的热稳定性
B. 泡沫灭火器利用了和溶液的双水解反应
C. 用淀粉基塑料代替聚乙烯塑料,可以减少白色污染
D. 变质的油脂有“哈喇”味,是油脂发生氧化反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.酚醛树脂具有优异热稳定性和阻燃性,因此可用作航天器外壳的烧蚀材料,A正确;
B.泡沫灭火器的原理是碳酸氢钠()与硫酸铝溶液发生双水解反应生成和,而选项中为碳酸钠(),B错误;
C.淀粉基塑料可自然降解,替代难降解的聚乙烯塑料能减少白色污染,C正确;
D.油脂变质产生“哈喇”味是由于油脂结构中碳碳双键被氧化生成醛、酮等物质,属于氧化反应,D正确;
故选B。
2. 通过使用光催化剂,在光照下吸附降解室内空气中的游离甲醛,以达到去除甲醛净化空气的目的。原理为。下列说法错误的是
A. Ti元素位于元素周期表d区 B. 甲醛的电子式为:
C. 的结构式为O=C=O D. 的空间填充模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ti是22号元素,位于元素周期表第4周期第ⅣB族,故Ti元素位于元素周期表d区,A周期;
B.甲醛是共价分子,故甲醛的电子式为:,B错误;
C.CO2为共价分子,其中碳氧之间形成双键,故CO2的结构式为O=C=O ,C正确;
D.已知H2O为V形结构,且H的原子半径小于C,故H2O的空间填充模型为,D正确;
故答案为:B。
3. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HCl气体中,的数目为NA
B. 已知NaH2PO2为正盐,则1 mol H3PO2含羟基数为2 NA
C. 电解精炼铜时,当电路中通过NA个电子时,阳极溶解32 g铜
D. 4.6 g Na与0.5 L 0.1 mol·L-1稀硫酸充分反应,转移的电子数为0.2 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCl在标准状况下为气体,以分子形式存在,未电离,故数目为0,A错误;
B.为正盐,说明为一元酸,分子中仅含1个羟基,故1 mol含羟基数为NA,B错误;
C.电解精炼铜时,阳极溶解的金属包括铜和其他活泼金属杂质,无法通过转移电子数直接计算铜的质量,C错误;
D.4.6 g Na(0.2 mol)与稀硫酸反应时,无论硫酸电离产生的是否足量,Na(与水反应)均完全反应生成,每1 mol Na转移1 mol电子,故总转移电子数为0.2 NA,D正确;
故选D。
4. 下列化学反应表示不正确的是
A. Na2CO3溶液中通入过量SO2:+2SO2+H2O=2+CO2
B. 向H218O中投入Na2O2固体:2H218O+2Na2O2 =4Na++18O2↑+4OH-
C. 绿矾处理含铬废水:6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
D. 用银作阳极电极电解稀盐酸,阳极电极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl↓
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2CO3溶液中通入过量SO2生成NaHSO3和CO2,反应的离子方程式为:,A正确;
B.向H218O中投入Na2O2固体,反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,生成O2的氧原子均来源于Na2O2,故该反应离子方程式为:,B错误;
C.绿矾处理含铬废水时,作氧化剂,被还原为,作还原剂,被氧化为,反应的离子方程式为,C正确;
D.用银作阳极电极电解稀盐酸,阳极是活性电极,Ag失去电子生成,与反应生成沉淀,阳极的电极反应式为:,D正确;
故选B。
5. 某离子液体的结构如图,已知X、Q、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素,其阳离子有类似苯环的特殊稳定性,Q与W元素基态原子L层均有一个未成对电子,下列说法不正确的是
A. 原子半径大小:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 阳离子中的Z原子有两种不同的杂化方式
D. 该离子液体对有机物和无机物有良好的溶解性,且不易挥发
【答案】C
【解析】
【分析】Q与W元素基态原子L层均有一个未成对电子,原子序数依次增大,结合该离子液体的结构可知,Q为B元素,W为F元素,X、Q、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素,其阳离子有类似苯环的特殊稳定性,结合各原子形成的共价键数目,X1个、Y4个,Z3个,则X是H元素,Y是C元素,Z是N元素,即X是H元素,Q为B元素,Y是C元素,Z是N元素,W为F元素,以此解题。
【详解】A. Q为B元素,Y是C元素,Z是N元素,同周期越靠右,原子半径越小,则原子半径大小:,A正确;
B. Y是C元素,Z是N元素,其中氨气可以形成分子间氢键,沸点较高,故简单氢化物的沸点:,B正确;
C. 阳离子有类似苯环的特殊稳定性,则阳离子中Z均为sp2杂化,C错误;
D.该物质是离子化合物,不易挥发,阳离子具有有类似苯环的特殊稳定性,能溶于有机溶剂中,阴离子部分为无机离子,能溶于无机溶剂中,则对无机物、有机化合物等不同物质均具有良好的溶解性,可作诸多反应的溶剂,D正确;
故选C。
6. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
酸性:远强于
羟基极性
B
热稳定性:大于
分子间作用力
C
沸点:大于
中的键能大于中的键能
D
溶解性:水中,大于
分子极性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性:远强于 表明比易发生电离,也就是前者羟基的极性比后者羟基的极性强羟基极性,A正确;
B.热稳定性:大于 ,表明H-F键的键能大于H-Cl,氢键只影响二者的熔沸点,不影响二者的热稳定性,B错误;
C.沸点:大于,由于存在分子间氢键,与键能无关,C错误;
D.为极性分子,为非极性分子,H2O为极性分子,若根据相似相溶规律,水中的溶解性: 应小于,事实上氯气水溶液中存在平衡,氯气在水中溶解度比一氧化碳大,D错误;
故选A。
7. 阿司匹林大规模生产、使用、丢弃会在水体中高残留,给人类生活带来隐患。环糊精其空腔可与阿司匹林结合成超分子,从而使阿司匹林从水体中分离和去除。环糊精是一类由葡萄糖单元相连形成的闭环低聚糖分子,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸
B. 阿司匹林最多可消耗
C. 环糊精分子中圈出的六元环为平面六边形结构
D. 阿司匹林与环糊精通过共价键结合形成超分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.由阿司匹林的结构简式可知其化学式名称为乙酰水杨酸,故A正确;
B.阿司匹林中含1个羧基和一个酯基,且酯基水解生成酚羟基结构,则最多可消耗,故B错误;
C.环糊精分子中圈出的六元环是由多个饱和碳原子和饱和O原子形成,多个碳原子连接呈锯齿链状结构,不是平面六边形结构,故C错误;
D.阿司匹林与环糊精通过氢键结合形成超分子,故D错误;
故选:A。
8. 根据实验设计方案进行实验,观察到相关现象。下列方案设计、结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象
结论
A
判断AlCl3的化学键类型
将AlCl3固体溶于水进行导电性实验
AlCl3溶液可导电
AlCl3中含有离子键
B
探究碘在不同溶剂中的溶解性
在装有碘的CCl4溶液的试管中加入等体积浓KI溶液,振荡
分层,下层紫红色变浅,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力小于在CCl4中的溶解能力
C
比较F-与SCN-结合Fe3+的能力
向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡
溶液颜色无明显变化
结合Fe3+能力:F->SCN-
D
比较CH3COOH与H2SO3的酸性
分别测定等物质的量浓度的CH3COONH4与(NH4)2SO3溶液的pH
前者pH小
酸性:H2SO3>CH3COOH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.AlCl3溶液导电只能说明其在水溶液中能电离,但无法证明其含有离子键。AlCl3是共价化合物,熔融态不导电,A错误;
B.下层紫红色变浅说明碘从CCl4转移到上层KI溶液,形成,表明碘在浓KI中的溶解能力更大,结论与现象矛盾,B错误;
C.Fe3+少量时未显红色(Fe(SCN)3的特征颜色),说明F⁻优先结合Fe3+,证明F-结合能力更强,C正确;
D.两种盐中浓度不同,且水解干扰pH测定,无法直接推断H2SO3与CH3COOH的酸性强弱,D错误;
故选C。
9. 是用途广泛的三种金属,根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是
A. 过量在中燃烧发生反应①后可直接发生反应②
B. 检验反应③后溶液中是否含,可用酸性溶液
C. 等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应④和⑤,生成的分子数之比为
D. 教材中探究反应⑥,实验需要标注的图标有
【答案】D
【解析】
【详解】A.过量在中燃烧只发生反应①,反应②可以在溶液中进行,A错误;
B.乳酸铁中,含有羟基,具有还原性也可以使酸性溶液褪色,B错误;
C.根据关系式法,,,等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应,生成的分子数之比为,C错误;
D.铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,实验过程中需要加热需要明火并防热烫,带护目镜,二氧化硫有毒需要排风,离开实验室前要清洗双手,D正确;
故选D。
10. 一种双阴极微生物燃料电池的工作原理如图所示(燃料为C2H4O2)。下列说法正确的是
A. 放电时,缺氧阴极和好氧阴极相当于原电池的负极
B. 若“厌氧阳极”转移1 mol电子,则理论上消耗C2H4O2为7.5 g
C. “缺氧阴极”的电极反应式为:
D. 放电时,“缺氧阴极”区域质量增加,“好氧阴极”区域质量减轻
【答案】B
【解析】
【详解】A.原电池中,阴极发生还原反应(得电子),为正极;负极发生氧化反应(失电子)。缺氧阴极和好氧阴极均为得电子的正极,A错误;
B.厌氧阳极中C2H4O2(摩尔质量60 g/mol)氧化为CO2,C元素从0价升至+4价,1分子C2H4O2含2个C,共失8e-。转移1mol电子时,消耗C2H4O2的物质的量为mol,质量为,B正确;
C.缺氧阴极还原为N2,N从+5价降为0价,2个N得10e-,结合质子交换膜(H+移动),反应式应为,而非生成OH-(碱性条件),C错误;
D.缺氧阴极:反应式应为,即进入,逸出气体,质量减轻;好氧阴极:O2和H+结合生成H2O,质量增加,D错误;
故答案选B。
11. 氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料,研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构、晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,。氨硼烷的超晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是
A. 氨硼烷中N和B的杂化方式均为
B. 氨硼烷能溶于水
C. 氨硼烷分子内存在配位键
D. 氨硼烷晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,N和B的杂化方式均为sp3,A正确;
B.氨硼烷与水分子能形成氢键,所以氨硼烷能溶于水,B正确;
C.氨硼烷N有孤电子对,B有空轨道,因此氨硼烷分子能形成BN配位键,C正确;
D.lmolNH3BH3的2×2×2超晶胞中含有16molNH3BH3,质量为g,体积为 2a×2b×2c×10-30cm-3,故氨硼烷晶体的密度为,D错误;
故答案选D。
12. Rh(I)-Ru(III)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和各基元反应活化能垒如图所示。其中Cat。表示催化剂,TS和TN分别表示各基元反应的过渡态和产物。下列说法错误的是
A. 反应中Ru的成键数目不变
B. 该羰基化反应每消耗1molCH3COOCH3生成1molCH3COOH
C. 由CH3I生成CH3OI经历了4个基元反应,其中第四步是决速步骤
D. Rh(I)-Ru(III)双金属配合物降低了反应的活化能,不改变反应在该条件下的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理图可知,Ru都是与2个Cl和2个I形成4个键,A项正确;
B.由反应机理可知,总反应为CO+H2O+CH3COOCH32CH3COOH,该羰基化反应每消耗1 mol CH3COOCH3生成2 mol CH3COOH,B项错误;
C.由各基元反应活化能垒图可知,由CH3I生成CH3OI经历了4个基元反应,其中第四步即产物TN3→Cat.+CH3COI的活化能最大,是决速步骤,C项正确;
D.Rh(Ⅰ)-Ru(Ⅲ)双金属配合物为催化剂,催化剂可以降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变反应的焓变,D项正确;
故选B。
13. 研究表明,水在超临界状态下呈现许多特殊性质。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中X为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。下列说法错误的是
A. 乙醇的超临界水氧化过程中,CO是中间产物,CO2是最终产物
B. 乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C. 随温度升高,XCO峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大
D. T=550℃条件下,3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,速率关系为:2v(乙醇)=v(CO)=v(CO2)
【答案】D
【解析】
【详解】A.观察x-t图像可知,CO先增加后减少,一直在增加,说明CO为中间产物,为最终产物,A正确;
B.乙醇氧化过程可视为两步反应:乙醇→CO(第一步)、CO→(第二步)。图乙中乙醇的物质的量分数在初始阶段快速下降,说明第一步速率快;CO的物质的量分数达到峰值后缓慢下降,说明第二步速率慢,B正确;
C.随着温度的升高乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大,但CO是中间产物,为乙醇不完全氧化的结果,CO峰值出现的时间提前,且峰值更高,说明乙醇氧化为CO速率必须加快,且大于CO的氧化为的速率,C正确;
D.℃条件下,3s-8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,乙醇和CO的量都在减少,在增多,设消耗速率为x,生成速率为y,,3-8s区间,CO宏观“净速率”在减小,即消耗量比生成量多故,,所以,、、数值关系为,D错误;
故选D。
14. 常温下,在两个等体积的容器中,各取20 mL 0.2 mol·L-1 Na2S溶液和40mL 0.1mol·L-1 NaHS溶液,分别滴加0.2mol/L稀盐酸,利用pH计和压力传感器检测绘制曲线如图所示。(已知H2S达到某浓度后,会放出H2S气体,溶液体积变化可忽略不计)。下列说法错误的是
A. 滴定时,c点可用甲基橙,d点可用酚酞作指示剂
B. 图中曲线①和④表示Na2S溶液和稀盐酸反应
C. 反应达到滴定终点时,两溶液压力传感器检测的数值相等
D. 0.1 mol·L-1 NaHS溶液中:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
【答案】A
【解析】
【分析】Na2S的水解程度应大于NaHS,且所用Na2S的浓度大于NaHS,所以未滴加HCl时,Na2S溶液的pH更大,即曲线①代表Na2S溶液和稀盐酸反应pH变化曲线,曲线②代表NaHS溶液和稀盐酸反应pH变化曲线;向Na2S溶液中滴加盐酸时,先发生Na2S+HCl=NaCl+NaHS、再发生NaHS+HCl=NaCl+H2S↑,而向NaHS溶液中滴加盐酸时开始时即发生NaHS+HCl=NaCl+H2S↑,即NaHS溶液中更先产生气体,所以曲线③代表向NaHS溶液中滴加盐酸时压强变化曲线,曲线④代表向Na2S溶液中滴加盐酸时压强变化曲线。
【详解】A.根据图分析,滴定时,c点溶液的在8.5左右,在酚酞的变色范围内,用酚酞作指示剂,d点溶液的在4左右,在甲基橙的变色范围内,用甲基橙作指示剂,A错误;
B.根据分析,曲线①代表Na2S溶液和稀盐酸反应pH变化曲线,曲线④代表向Na2S溶液中滴加盐酸时压强变化曲线,B正确;
C.根据已知条件,起始时,反应达到滴定终点时,产生的均为,并且反应后溶液的体积也相同,都是,所以压强相等,两溶液压力传感器检测的数值相等,C正确;
D.由图可知0.1 mol·L-1 溶液,溶液显碱性,说明的水解程度大于其电离程度,所以离子浓度:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-),D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 苯乙酮用于制香皂、纤维树脂等溶剂和塑料工业生产中的增塑剂,是一种重要的化工原料,可由苯经下述反应制备:
名称
相对分子量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·mL-1)
溶解性
乙酸酐
102
-73
140
1.087
与水反应(生成乙酸)
苯
78
5.5
80.1
0.879
微溶于水
苯乙酮
120
19.6
202
1.028
不溶于水
实验步骤如下:
步骤1:向图甲中的仪器A中迅速加入13g粉末状无水AlCl3和16mL(0.18mol)无水苯。在搅拌下将4 mL(0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到A中,控制乙酸酐滴加的速度(约10min)。加完后待反应稍缓和后在沸水浴中搅拌回流,直到不再有HCl气体逸出为止。
步骤2:将反应混合物冷却到室温,在搅拌下倒入装有18mL 37%的盐酸和30g碎冰的烧杯中(在通风橱中进行),若仍有固体不溶物,可补加37%的盐酸使之完全溶解。将混合物转入分液漏斗中,分出有机层,水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层,依次用15mL 10%NaOH溶液、15mL水洗涤,再用无水MgSO4干燥。
步骤3:先在水浴上蒸馏回收物质C,稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集馏分,产量约4.0g。
(1)装置甲中氯化钙的作用___________。
(2)步骤1中要逐滴滴加乙酸酐的原因是___________。
(3)步骤2中水层用苯萃取两次(每次8 mL),而不萃取一次(16mL)的目的是___________。用15mL 10%NaOH溶液洗涤主要是为了除去___________(填物质名称)。
(4)步骤3中在水浴上蒸馏回收的物质C为___________。
(5)本实验为收集产品用了减压蒸馏装置,如图乙所示,其中毛细管的作用是___________,蒸馏中需要控制一定温度,可能是___________(填序号)。
A.202 ℃ B.220 ℃ C.175 ℃
(6)本次实验苯乙酮的产率为___________(保留两位有效数字)。
【答案】(1)防止水蒸气进入反应器A中
(2)防止反应太过剧烈,产生副反应
(3) ①. 提高苯乙酮的萃取率 ②. 盐酸和乙酸
(4)苯 (5) ①. 防止暴沸 ②. C
(6)83%
【解析】
【小问1详解】
乙酸酐能与水反应生成乙酸,装置甲中氯化钙的作用是吸收水分,防止水蒸气进入反应器A中,故答案为防止水蒸气进入反应器A中。
【小问2详解】
因为醋酸酐与苯反应是放热反应,逐滴滴加乙酸酐目的是防止反应太过剧烈,产生副反应,故答案为防止反应太过剧烈,产生副反应。
【小问3详解】
步骤2中水层用苯萃取两次的目的是提高苯乙酮的萃取率;用15mL10% NaOH溶液洗涤的目的是除去盐酸、乙酸等酸性物质,故答案为提高苯乙酮的萃取率;盐酸和乙酸。
【小问4详解】
由表中信息可知,苯的沸点最低,步骤3中在水浴上蒸馏回收的物质C为苯,故答案为苯。
【小问5详解】
毛细管在减压蒸馏中可调节蒸馏体系的真空度,同时通入的气体在加热过程中起到搅拌作用,使得体系受热均匀防止暴沸;蒸馏中温度应该控制比苯乙酮的沸点低,比其他杂质的沸点高,应选C;故答案为防止暴沸,C。
【小问6详解】
由化学方程式可知,,0.04 mol醋酸酐和0.18 mol无水苯反应,无水苯过量,醋酸酐完全反应,则生成苯乙酮为0.04 mol,所以产率=,故答案为83%。
16. 铟(In)是一种典型的稀散金属,广泛应用于半导体、航空航天、电子光学材料等领域。以含铅烟灰[主要成分是PbO,还含有少量In2S3、InO、Zn3(AsO4)2,等物质]为原料制备粗铟的工艺流程如图所示。
已知:①“浸出液”中In3+和Zn2+的浓度分别为1.0×10-4 mol·L-1、1.0×10-3 mol·L-1.
②H2A2代表萃取剂,萃取时发生反应为。
③常温下,Ksp[In(OH)3]=1.0×10-34、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17.
回答下列问题:
(1)In位于元素周期表第五周期IIIA族,基态In原子的价电子排布式为___________。
(2)“热溶解”时,In2S3发生反应的化学方程式为___________。
(3)“浸渣”的主要成分是___________。
(4)“还原除砷”时,H3AsO4(弱酸)反应的离子方程式为___________。
(5)从平衡移动的角度解释“萃取”前“调pH”目的是___________;常温下,应调节pH不大于___________。
(6)“萃取”所得配合物的结构如图(R-代表2-乙基己基),该物质中存在的微粒间作用力类型有___________(填标号)。
A. 金属键 B. 氢键 C. 配位键 D. 范德华力
(7)工业上一般利用闪锌矿(主要成分是ZnS)为原料制备Zn。ZnS晶胞结构如图,该晶胞若沿体对角线投影,则Zn2+的投影图为___________(填选项)。
A. B. C. D.
【答案】(1)5s25p1
(2)
(3)PbSO4 (4)
(5) ①. 消耗溶液中H⁺,使萃取平衡正向移动 ②. 4 (6)BCD (7)B
【解析】
【分析】热溶解:含铟烟灰加入硫酸进行热溶解,此过程中In2S3与H2SO4发生反应,,经过后续处理得到“浸出液”,其中含有In3+、Zn2+等阳离子;
还原除砷:发生反应,将砷元素以As2O3等形式除去,同时可能有部分杂质被还原去除,得到“还原除砷”后的溶液;
调节pH:“萃取”前调pH,目的是抑制萃取时反应的逆向进行(因为该反应生成H+,增大H+浓度会使平衡逆向移动,不利于In3+萃取),可以将In3+从水相转移到有机相;反萃取:向有机相中加入硫酸和水进行反萃取,使上述萃取反应逆向进行,In3+重新进入水相,得到含In3+的溶液;
置换:向反萃取后的溶液中加入Zn,将In3+置换为In,经过后续提纯得到精铟;
“浸渣”则是热溶解后未溶解的固体杂质PbSO4等。
【小问1详解】
In位于元素周期表第五周期第ⅢA族,基态In原子的价电子排布式为5s25p1
【小问2详解】
根据分析可知,“热溶解”时,In2S3发生反应的化学方程式为:
【小问3详解】
根据分析可知,“浸渣”的主要成分是PbSO4,“水浸”时,铟的浸出率很高,工业上仍采用多级浸出,其优点是提高铟的萃取率。
【小问4详解】
“还原除砷”时,H3AsO4(弱酸)反应的离子方程式为。
【小问5详解】
从平衡移动的角度解释“萃取”前“调pH”目的是消耗溶液中H+,使萃取平衡正向移动(或降低溶液中H+的浓度,有利于In3+萃取),常温下,In3+的浓度分别为,,,应调节pH不大于4。
【小问6详解】
由图可知,该物质中存在的微粒间的作用力类型有氢键、配位键、范德华力,没有金属键。
【小问7详解】
由图2可知,晶胞中,Zn位于顶点和面心,该晶胞若沿体对角线投影,则Zn2+投影图为B。
17. 科学家利用金属层状复合催化剂进行了乙醇、水蒸气重整制氢的研究。其主要反应为:
反应I: ΔH1=+173.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ: ΔH2=+255.7 kJ·mol-1
(1)反应I自发进行的条件是___________。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)一定温度下,若在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是___________。
A. 选择合适的催化剂,可以加快反应速率,提高一段时间内C2H5OH(g)的转化率
B. 增大C2H5OH(g)的浓度可以提高C2H5OH(g)的平衡转化率
C. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
D. 向密闭容器中加入N2(g),容器中的压强增大,反应I、II均逆向移动
(3)研究发现,在压强为P0,平衡时CO2和CO的选择性及H2的体积分数随温度的变化如图所示。
注:
(ⅰ)表示H2的体积分数随温度的变化的曲线是___________(填①或②或③)。请分析说明曲线②随温度变化的原因___________。
(ⅱ)在密闭容器中,以投料比n(C2H5OH):n(H2O)=3:8通入混合气体,此时C2H5OH的转化率为66.67%,在点M处反应II的分压平衡常数KP=___________(只需列出计算表达式,不必化简。)。
(4)对乙醇、水蒸气重整制氢反应I进行反应机理分析如下,“*”表示催化剂表面的活性中心,请补充完成基元反应iii.
i.C2H6O(g)+(*)→C2H6O*
ii.C2H6O*+(*)→CH4O*+CH2*
iii. ___________
iv.CH2*+2H2O(g)→CO2(g)+3H2(g)+(*)
(5)利用如图所示装置(MEA为复杂的膜电极)电解乙醇制氢气,写出阳极电极反应式___________。
【答案】(1)高温 (2)AC
(3) ①. ② ②. 反应Ⅰ、Ⅱ正向均为吸热反应,升高温度均正向移动,H2体积分数上升,但在升温大于300℃后,温度对反应II的影响大于对反应I的影响,所以H2体积分数逐渐减小 ③.
(4)CH4O*+H2O(g)→CO2(g)+3H2(g)+(*)
(5)C2H5OH+3H2O-12e-=12H++2CO2
【解析】
【小问1详解】
ΔH1=+173.3 kJ·mol-1>0,气体物质的量增多,ΔS>0,根据 反应自发进行,反应I自发进行的条件是高温;
【小问2详解】
A.选择合适的催化剂,可以加快反应速率,一段时间内C2H5OH(g)的转化率增大,故A正确;
B.增大C2H5OH(g)的浓度,平衡正向移动,水的平衡转化率增大,C2H5OH(g)的平衡转化率减小,故B错误;
C.反应体系气体总质量不变,反应前后气体分子数不同,气体的平均相对分子质量是变量,若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡,故C正确;
D.向密闭容器中加入N2(g),容器中的压强增大,反应体系中各物质浓度不变,平衡不移动,故D错误;
选AC。
【小问3详解】
(ⅰ)CO、CO2的选择性和为1,CO、CO2的选择性相等时均为50%,所以①③表示CO、CO2的选择性,②表示H2的体积分数随温度的变化的曲线。反应Ⅰ、Ⅱ正向均为吸热反应,升高温度均正向移动,H2体积分数上升,但在升温大于300℃后,温度对反应II的影响大于对反应I的影响,所以H2体积分数逐渐减小。
(ⅱ) 以投料比n(C2H5OH):n(H2O)=3:8通入混合气体,设n(C2H5OH)=3mol,则n(H2O)=8mol,此时C2H5OH的转化率为66.67%,即消耗2mol乙醇,交点M处 CO选择性为50%,故生成的CO与CO2的物质的量相等,若假设反应按顺序进行,由图根据“三段式”:
平衡时气体总物质的量为1+4+2+10+2=19mol;
反应II的分压平衡常数KP=。
【小问4详解】
反应的总反应式是,将基元反应ⅰ、ⅱ、ⅳ叠加得叠加式,然后二式相减得到基元反应ⅲ.CH4O*+H2O(g)→CO2(g)+3H2(g)+(*);
【小问5详解】
根据图示,阳极乙醇失电子发生氧化反应生成二氧化碳,阳极电极反应式C2H5OH+3H2O-12e-=12H++2CO2。
18. 沙美特罗是目前治疗哮喘的新型药物,它的一种合成路线如下:
(1)物质G中非含氧官能团的名称:___________。物质B生成物质C的反应类型:___________。
(2)有机物E的结构简式为___________;反应④使用“MnO2+H+”而不是直接使用酸性高锰酸钾溶液的原因是___________。
(3)设计反应③和反应⑦的目的是___________。
(4)羟基的影响使苯环的邻、对位氢原子活性增强(甲基的影响忽略),反应②除了生成产物C,还会生成分子式为C9H12O3的副产物,写出该副产物的结构简式___________。
(5)满足下列条件的物质E的同分异构体有___________种,写出一种的结构简式___________。
①属于芳香族化合物 ②能在NaOH溶液作用下发生水解反应
③能发生银镜反应 ④不同化学环境的氢原子个数比为1:2:3:6
(6)已知:R-X+NaCN→R-CN+NaX(R表示烃基,X表示卤原子)。参照上述流程,设计以1,3-丁二烯为原料合成1,6-己二胺[H2N(CH2)6NH2]的合成路线___________。(无机试剂任选)
(合成路线可表示为:)
【答案】(1) ①. 氨基 ②. 加成反应
(2) ①. ②. 酸性高锰酸钾溶液能将甲基(或苯环侧链)直接氧化成羧基,从而得不到E
(3)保护羟基不被氧化(或不被破坏)
(4) (5) ①. 6 ②. 、、、、、(任写一种)
(6)CH2=CH-CH=CH2Br-CH2-CH=CH-CH2-BrNC-CH2-CH=CH-CH2-CNH2N-(CH2)6-NH2
【解析】
【分析】A和甲醇发生取代反应生成B,B和甲醛发生加成反应生成C,C和丙酮发生反应生成D,根据E的分子式、F的结构简式知,D中甲基发生氧化反应生成—CHO,则E为,E和HCN发生加成反应生成F,F中-CN发生还原反应生成G中氨基,G发生取代反应生成H,H发生取代反应生成沙美特罗。
小问1详解】
根据物质G结构简式可知:该物质分子中的非含氧官能团的名称为氨基﹔物质B生成物质C的反应类型为加成反应;
【小问2详解】
根据以上分析知,E的结构简式为;
酸性高锰酸钾溶液氧化性很强,能直接将苯环上的甲基氧化成羧基,从而不能得到E,因此需要使用氧化性小一些的MnO2作为氧化剂;
【小问3详解】
反应③中羟基与丙酮反应;反应⑦又得到羟基;因此目的是保护羟基不被氧化或不被破坏
【小问4详解】
根据分析可知,反应②为加成反应;C9H12O3为该反应的副产物,羟基和甲基均为邻、对位定位基,但题目中甲基的影响被忽略,因此副产物可能为:;
【小问5详解】
物质E为,在其同分异构体中,①属于芳香族化合物说明有苯环;②能在NaOH溶液作用下发生水解反应说明含有酯基;③能发生银镜反应说明物质分子中含有醛基;④不同化学环境的氢原子个数比为l:2:3:6,说明有两个对称的甲基和一个不对称的甲基,因此同分异构体有:、、、、、,共6种不同结构,可任写一种物质的结构简式;
【小问6详解】
合成H2N-(CH2)6-NH2可以用NC-CH2-CH=CH-CH2-CN与H2发生加成反应产生;NC-CH2-CH=CH-CH2-CN可以用Br-CH2-CH=CH-CH2-Br与NaCN反应制备;Br-CH2-CH=CH-CH2-Br可以用CH2=CH-CH=CH2与Br2发生1,4-加成反应制取,故合成路线为:CH2=CH-CH=CH2Br-CH2-CH=CH-CH2-BrNC-CH2-CH=CH-CH2-CNH2N-(CH2)6-NH2。
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2025年普通高等学校招生全国统一考试
化学试题
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.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
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量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 A 127 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是
A. 酚醛树脂可用作神舟飞船外壳的烧蚀材料是基于其具有较强的热稳定性
B. 泡沫灭火器利用了和溶液的双水解反应
C. 用淀粉基塑料代替聚乙烯塑料,可以减少白色污染
D. 变质的油脂有“哈喇”味,是油脂发生氧化反应
2. 通过使用光催化剂,在光照下吸附降解室内空气中的游离甲醛,以达到去除甲醛净化空气的目的。原理为。下列说法错误的是
A. Ti元素位于元素周期表d区 B. 甲醛的电子式为:
C. 的结构式为O=C=O D. 的空间填充模型为
3. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HCl气体中,的数目为NA
B. 已知NaH2PO2为正盐,则1 mol H3PO2含羟基数为2 NA
C. 电解精炼铜时,当电路中通过NA个电子时,阳极溶解32 g铜
D. 4.6 g Na与0.5 L 0.1 mol·L-1稀硫酸充分反应,转移的电子数为0.2 NA
4. 下列化学反应表示不正确的是
A. Na2CO3溶液中通入过量SO2:+2SO2+H2O=2+CO2
B. 向H218O中投入Na2O2固体:2H218O+2Na2O2 =4Na++18O2↑+4OH-
C. 绿矾处理含铬废水:6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
D. 用银作阳极电极电解稀盐酸,阳极电极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl↓
5. 某离子液体的结构如图,已知X、Q、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素,其阳离子有类似苯环的特殊稳定性,Q与W元素基态原子L层均有一个未成对电子,下列说法不正确的是
A. 原子半径大小:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 阳离子中的Z原子有两种不同的杂化方式
D. 该离子液体对有机物和无机物有良好的溶解性,且不易挥发
6. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配正确是
选项
性质差异
结构因素
A
酸性:远强于
羟基极性
B
热稳定性:大于
分子间作用力
C
沸点:大于
中的键能大于中的键能
D
溶解性:在水中,大于
分子极性
A. A B. B C. C D. D
7. 阿司匹林大规模生产、使用、丢弃会在水体中高残留,给人类生活带来隐患。环糊精其空腔可与阿司匹林结合成超分子,从而使阿司匹林从水体中分离和去除。环糊精是一类由葡萄糖单元相连形成的闭环低聚糖分子,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸
B. 阿司匹林最多可消耗
C. 环糊精分子中圈出的六元环为平面六边形结构
D. 阿司匹林与环糊精通过共价键结合形成超分子
8. 根据实验设计方案进行实验,观察到相关现象。下列方案设计、结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象
结论
A
判断AlCl3的化学键类型
将AlCl3固体溶于水进行导电性实验
AlCl3溶液可导电
AlCl3中含有离子键
B
探究碘在不同溶剂中的溶解性
在装有碘的CCl4溶液的试管中加入等体积浓KI溶液,振荡
分层,下层紫红色变浅,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力小于在CCl4中的溶解能力
C
比较F-与SCN-结合Fe3+的能力
向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡
溶液颜色无明显变化
结合Fe3+的能力:F->SCN-
D
比较CH3COOH与H2SO3的酸性
分别测定等物质的量浓度的CH3COONH4与(NH4)2SO3溶液的pH
前者pH小
酸性:H2SO3>CH3COOH
A. A B. B C. C D. D
9. 是用途广泛的三种金属,根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是
A. 过量在中燃烧发生反应①后可直接发生反应②
B. 检验反应③后溶液中是否含,可用酸性溶液
C. 等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应④和⑤,生成的分子数之比为
D. 教材中探究反应⑥,实验需要标注的图标有
10. 一种双阴极微生物燃料电池的工作原理如图所示(燃料为C2H4O2)。下列说法正确的是
A. 放电时,缺氧阴极和好氧阴极相当于原电池的负极
B. 若“厌氧阳极”转移1 mol电子,则理论上消耗C2H4O2为7.5 g
C. “缺氧阴极”的电极反应式为:
D. 放电时,“缺氧阴极”区域质量增加,“好氧阴极”区域质量减轻
11. 氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料,研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构、晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,。氨硼烷的超晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是
A. 氨硼烷中N和B的杂化方式均为
B. 氨硼烷能溶于水
C. 氨硼烷分子内存在配位键
D. 氨硼烷晶体的密度为
12. Rh(I)-Ru(III)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和各基元反应活化能垒如图所示。其中Cat。表示催化剂,TS和TN分别表示各基元反应的过渡态和产物。下列说法错误的是
A. 反应中Ru的成键数目不变
B. 该羰基化反应每消耗1molCH3COOCH3生成1molCH3COOH
C. 由CH3I生成CH3OI经历了4个基元反应,其中第四步决速步骤
D. Rh(I)-Ru(III)双金属配合物降低了反应的活化能,不改变反应在该条件下的焓变
13. 研究表明,水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中X为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。下列说法错误的是
A. 乙醇的超临界水氧化过程中,CO是中间产物,CO2是最终产物
B. 乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C. 随温度升高,XCO峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大
D. T=550℃条件下,3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,速率关系为:2v(乙醇)=v(CO)=v(CO2)
14. 常温下,在两个等体积的容器中,各取20 mL 0.2 mol·L-1 Na2S溶液和40mL 0.1mol·L-1 NaHS溶液,分别滴加0.2mol/L稀盐酸,利用pH计和压力传感器检测绘制曲线如图所示。(已知H2S达到某浓度后,会放出H2S气体,溶液体积变化可忽略不计)。下列说法错误的是
A. 滴定时,c点可用甲基橙,d点可用酚酞作指示剂
B. 图中曲线①和④表示Na2S溶液和稀盐酸反应
C. 反应达到滴定终点时,两溶液压力传感器检测的数值相等
D. 0.1 mol·L-1 NaHS溶液中:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 苯乙酮用于制香皂、纤维树脂等溶剂和塑料工业生产中的增塑剂,是一种重要的化工原料,可由苯经下述反应制备:
名称
相对分子量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·mL-1)
溶解性
乙酸酐
102
-73
140
1.087
与水反应(生成乙酸)
苯
78
5.5
80.1
0.879
微溶于水
苯乙酮
120
19.6
202
1.028
不溶于水
实验步骤如下:
步骤1:向图甲中的仪器A中迅速加入13g粉末状无水AlCl3和16mL(0.18mol)无水苯。在搅拌下将4 mL(0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到A中,控制乙酸酐滴加的速度(约10min)。加完后待反应稍缓和后在沸水浴中搅拌回流,直到不再有HCl气体逸出为止。
步骤2:将反应混合物冷却到室温,在搅拌下倒入装有18mL 37%的盐酸和30g碎冰的烧杯中(在通风橱中进行),若仍有固体不溶物,可补加37%的盐酸使之完全溶解。将混合物转入分液漏斗中,分出有机层,水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层,依次用15mL 10%NaOH溶液、15mL水洗涤,再用无水MgSO4干燥。
步骤3:先在水浴上蒸馏回收物质C,稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集馏分,产量约4.0g。
(1)装置甲中氯化钙的作用___________。
(2)步骤1中要逐滴滴加乙酸酐的原因是___________。
(3)步骤2中水层用苯萃取两次(每次8 mL),而不萃取一次(16mL)的目的是___________。用15mL 10%NaOH溶液洗涤主要是为了除去___________(填物质名称)。
(4)步骤3中在水浴上蒸馏回收的物质C为___________。
(5)本实验为收集产品用了减压蒸馏装置,如图乙所示,其中毛细管的作用是___________,蒸馏中需要控制一定温度,可能是___________(填序号)。
A.202 ℃ B.220 ℃ C.175 ℃
(6)本次实验苯乙酮的产率为___________(保留两位有效数字)。
16. 铟(In)是一种典型的稀散金属,广泛应用于半导体、航空航天、电子光学材料等领域。以含铅烟灰[主要成分是PbO,还含有少量In2S3、InO、Zn3(AsO4)2,等物质]为原料制备粗铟的工艺流程如图所示。
已知:①“浸出液”中In3+和Zn2+的浓度分别为1.0×10-4 mol·L-1、1.0×10-3 mol·L-1.
②H2A2代表萃取剂,萃取时发生反应为。
③常温下,Ksp[In(OH)3]=10×10-34、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17.
回答下列问题:
(1)In位于元素周期表第五周期IIIA族,基态In原子的价电子排布式为___________。
(2)“热溶解”时,In2S3发生反应的化学方程式为___________。
(3)“浸渣”的主要成分是___________。
(4)“还原除砷”时,H3AsO4(弱酸)反应的离子方程式为___________。
(5)从平衡移动的角度解释“萃取”前“调pH”目的是___________;常温下,应调节pH不大于___________。
(6)“萃取”所得配合物的结构如图(R-代表2-乙基己基),该物质中存在的微粒间作用力类型有___________(填标号)。
A. 金属键 B. 氢键 C. 配位键 D. 范德华力
(7)工业上一般利用闪锌矿(主要成分是ZnS)为原料制备Zn。ZnS晶胞结构如图,该晶胞若沿体对角线投影,则Zn2+的投影图为___________(填选项)。
A. B. C. D.
17. 科学家利用金属层状复合催化剂进行了乙醇、水蒸气重整制氢的研究。其主要反应为:
反应I: ΔH1=+173.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ: ΔH2=+255.7 kJ·mol-1
(1)反应I自发进行的条件是___________。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)一定温度下,若在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是___________。
A. 选择合适的催化剂,可以加快反应速率,提高一段时间内C2H5OH(g)的转化率
B. 增大C2H5OH(g)的浓度可以提高C2H5OH(g)的平衡转化率
C. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
D. 向密闭容器中加入N2(g),容器中的压强增大,反应I、II均逆向移动
(3)研究发现,在压强为P0,平衡时CO2和CO的选择性及H2的体积分数随温度的变化如图所示。
注:
(ⅰ)表示H2的体积分数随温度的变化的曲线是___________(填①或②或③)。请分析说明曲线②随温度变化的原因___________。
(ⅱ)在密闭容器中,以投料比n(C2H5OH):n(H2O)=3:8通入混合气体,此时C2H5OH的转化率为66.67%,在点M处反应II的分压平衡常数KP=___________(只需列出计算表达式,不必化简。)。
(4)对乙醇、水蒸气重整制氢反应I进行反应机理分析如下,“*”表示催化剂表面的活性中心,请补充完成基元反应iii.
i.C2H6O(g)+(*)→C2H6O*
ii.C2H6O*+(*)→CH4O*+CH2*
iii. ___________
iv.CH2*+2H2O(g)→CO2(g)+3H2(g)+(*)
(5)利用如图所示装置(MEA为复杂膜电极)电解乙醇制氢气,写出阳极电极反应式___________。
18. 沙美特罗是目前治疗哮喘的新型药物,它的一种合成路线如下:
(1)物质G中非含氧官能团的名称:___________。物质B生成物质C的反应类型:___________。
(2)有机物E的结构简式为___________;反应④使用“MnO2+H+”而不是直接使用酸性高锰酸钾溶液的原因是___________。
(3)设计反应③和反应⑦的目的是___________。
(4)羟基的影响使苯环的邻、对位氢原子活性增强(甲基的影响忽略),反应②除了生成产物C,还会生成分子式为C9H12O3的副产物,写出该副产物的结构简式___________。
(5)满足下列条件的物质E的同分异构体有___________种,写出一种的结构简式___________。
①属于芳香族化合物 ②能在NaOH溶液作用下发生水解反应
③能发生银镜反应 ④不同化学环境的氢原子个数比为1:2:3:6
(6)已知:R-X+NaCN→R-CN+NaX(R表示烃基,X表示卤原子)。参照上述流程,设计以1,3-丁二烯为原料合成1,6-己二胺[H2N(CH2)6NH2]的合成路线___________。(无机试剂任选)
(合成路线可表示:)
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