内容正文:
化学试卷
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,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A. 净水剂明矾和二氧化氯用于净水时的原理不同 B. 新型陶瓷碳化硅和玻璃均属于硅酸盐材料
C. 葡萄酒中加入少量的起到杀菌和抗氧化的作用 D. 焦炭还原磁铁矿和石英砂可分别冶炼铁和硅
【答案】B
【解析】
【详解】A.明矾净水利用Al3+水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质,二氧化氯通过强氧化性杀菌消毒,原理不同,A正确;
B.碳化硅(SiC)是新型陶瓷,属于共价晶体,不属于硅酸盐材料,B错误;
C.SO2具有杀菌和抗氧化能力,可防止葡萄酒变质,C正确;
D.焦炭还原磁铁矿(Fe3O4)冶炼铁,还原SiO2(石英砂)冶炼硅,均利用碳的还原性,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. CaO2的电子式: B. 反式聚异戊二烯的结构简式:
C. NH3的VSEPR模型: D. NaCl溶液中的水合离子:
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaO2为过氧化钙,由Ca2+和过氧根离子()构成,过氧根离子中两个氧原子间存在共用电子对,正确电子式应为,题干中电子式表示为两个独立O2-,A错误;
B.反式聚异戊二烯的单体为异戊二烯,相同的原子或原子团位于双键两侧的为反式结构,反式聚异戊二烯的结构简式:,B错误;
C.NH3中N原子价层电子对数=,VSEPR模型为四面体形,题干图示符合,C正确;
D.NaCl溶液中,Na+(阳离子)吸引水分子带负电的氧端,Cl-(阴离子)吸引水分子带正电的氢端,题干图片中不符合水合离子特征,D错误;
故答案为:C。
3. 下列说法正确的是
A. 中和热测定时,应向内筒中少量多次缓慢加入溶液
B. 常温下,用试纸测定溶液的值为13
C. 、时,和的燃烧热不相等
D. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.中和热测定需要快速一次性加入溶液以减少热量散失,少量多次缓慢加入会导致误差,A错误;
B.NaClO溶液具有漂白性,能使pH试纸褪色,因此不能用试纸测定溶液的值,B错误;
C.燃烧热是单位物质的量的物质完全燃烧的焓变,与总物质的量无关,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等,C错误;
D.ΔH只与反应的始态和终态有关,与反应条件无关,在光照和点燃的ΔH相同,D正确;
故选D。
4. 、等均可作锂离子电池的电极材料,关于其组成元素说法错误的是
A. 第二周期第一电离能大于O的元素有2种 B. 和都位于周期表中d区
C. 基态O原子核外电子有5种空间运动状态 D. 的焰色试验与核外电子跃迁有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.第二周期第一电离能大于O的元素有N(价电子轨道半满)、F(核电荷数大,对最外层电子束缚力大)、Ne(价电子轨道全满)三种,而非2种,A错误;
B.Fe和Co均位于周期表d区,B正确;
C.基态O原子电子占据1s、2s、2p轨道,共1+1+3=5种空间运动状态,C正确;
D.Li的焰色试验是电子跃迁释放能量的结果,D正确;
故选A。
5. 下列说法正确的是
A. 分别与、S反应,产物中的化合价相同
B. 分别与浓硝酸、稀硝酸反应,生成的产物完全相同
C. 分别与和在加热条件下反应,生成氧化物的类型相同
D. 溶液分别与、反应,生成的气体相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe与Cl2反应生成FeCl3(Fe为+3价),与S反应生成FeS(Fe为+2价),化合价不同,A错误;
B.Cu与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,产物不同,B错误;
C.O2与Na加热生成Na2O2,Na2O2属于过氧化物,与Li加热生成Li2O,Li2O属于普通碱性氧化物,类型不同,C错误;
D.NaOH与Al反应生成H2,NaOH与Si反应也生成H2,气体相同,D正确;
故选D。
6. 由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了、、、、、等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是
A. 和都属于非极性分子 B. 、分子的空间结构不同
C. 和中心原子均采取杂化 D. 所有分子都只存在键,不存在键
【答案】B
【解析】
【详解】A.O3为V形结构,正负电中心不重合,属于极性分子;H2S的中心S原子价电子对数为,有2对孤电子对,为V形结构,正负电中心不重合,也属于极性分子,A项错误;
B.SOCl2中S原子的价层电子对数为,空间结构为三角锥形;COCl2中C原子的价层电子对数为,空间结构为平面三角形,二者空间结构不同,B项正确;
C.NH3中心N原子价层电子对数为,有1对孤电子对,采取sp³杂化,BF3中心B原子价层电子对数为,无孤电子对,采取sp²杂化,C项错误;
D.O3含离域π键,CH3COOH含羧基中的π键,SOCl2含S=O中的π键,并非所有分子都只含σ键,D项错误;
故答案选B。
7. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶于足量溶液,所得溶液中和数目之和为
B. 浓硫酸与足量铜加热充分反应,转移电子数为
C. 由和组成的混合气体中含有的原子总数为
D. 常温下,浓硝酸与足量铁充分反应,生成的气体分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.未说明是否为标准状况,11.2 L Cl2的物质的量无法确定,且Cl2与NaOH反应时氯元素转化为Cl⁻和ClO⁻,但总物质的量仍为0.5 mol(若为标准状况),但题目未明确条件,A错误;
B.浓硫酸与Cu反应时,随浓度降低反应停止,实际转移电子数小于0.2 NA,B错误;
C.NO2和N2O4的最简式均为NO2,4.6 g混合气体对应0.1 mol NO2,含0.3 mol原子,总原子数为0.3NA,C正确;
D.常温下浓硝酸使Fe钝化,反应停止,生成气体分子数远小于3NA,D错误;
故选C。
8. 下列实验装置可以达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.制备NH3并测量其体积
C.熔化纯碱
D.乙醇脱水制乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中仪器正确且齐全、保温措施正确,由图示实验装置能够测定中和反应的反应热,A正确;
B.生石灰与浓氨水能够制得少量的NH3,但由于NH3极易溶于水,不能用排水法收集或测量NH3的体积,B错误;
C.由于Na2CO3在高温下能与Al2O3和SiO2等反应,故熔化纯碱时不能用瓷坩埚,应该使用铁坩埚,C错误;
D.实验室制备乙烯时,温度计测量反应液的温度,即乙醇脱水制乙烯时温度计应该插入反应液中,D错误;
故选A。
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用溶液吸收:
B. 乙酰胺在盐酸溶液中加热发生水解反应:
C. 水杨酸溶液中加入少量碳酸钠:
D. 电解饱和氯化镁溶液的总反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液吸收生成和,正确离子方程式为,A错误;
B.乙酰胺在盐酸酸性条件下水解,生成乙酸和,正确离子方程式为,B错误;
C.水杨酸含羧基(-COOH)和酚羟基(-OH),羧基酸性强于酚羟基,少量碳酸钠时,仅羧基与反应,正确离子方程式为,C错误;
D.电解饱和氯化镁溶液,阳极Cl⁻放电生成Cl2,阴极H2O放电生成H2与OH⁻,同时OH-与Mg2+结合为Mg(OH)2沉淀,总反应离子方程式为,D正确;
故选D。
10. 根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入几滴硝酸银溶液,出现白色沉淀,再加入足量蒸馏水,沉淀不溶解
蛋白质发生了变性
B
将缠绕的铜丝灼烧后反复插入盛有乙醇的试管中,然后滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇催化氧化生成乙醛
C
将苯、液溴、铁粉混合后产生的气体通入溶液中,产生淡黄色沉淀
苯与液溴发生了取代反应
D
向苯和苯酚的混合溶液中滴加足量浓溴水、振荡,无白色沉淀
溶液中无苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.硝酸银是重金属盐,能使蛋白质变性,向鸡蛋清溶液中加入硝酸银溶液出现白色沉淀,再加入足量蒸馏水沉淀不溶解,说明蛋白质发生了变性,A项正确;
B.乙醇和乙醛均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则溶液褪色不能说明乙醇催化氧化生成了乙醛,B项错误;
C.苯与液溴在铁粉作催化剂条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,同时液溴易挥发,挥发的溴也能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,所以不能说明苯与液溴发生了取代反应,C项错误;
D.苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚,三溴苯酚能溶于苯,所以向苯和苯酚的混合溶液中滴加足量浓溴水、振荡,无白色沉淀,不能说明溶液中无苯酚,D项错误;
故答案选A。
11. 在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:① ② ③。反应历程如图所示。相同条件下,下列说法正确的是
A. 相同条件下,物质比物质稳定
B. 平衡后压缩容器,物质E的物质的量减少
C. 的反应热
D. 反应①比反应②和③更快达到化学平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A.物质的稳定性取决于自身能量,能量越低越稳定。反应①中产物为N(g)和H2O(g),=产物总能量 - M(g)能量,无法仅凭此比较M和N的单独能量,所以无法确定M与N的稳定性,A错误;
B.压缩容器,体系压强增大,反应①和③的平衡均逆向移动,导致M的浓度增大,从而促使反应②的平衡正向移动,物质E的物质的量增加,B错误;
C.目标反应为,由反应②×2:;反应③×2:,两式相减得目标反应,,C正确;
D.反应速率取决于活化能,活化能越低反应越快。由反应历程图,反应①活化能最大,速率最慢,达到平衡最晚,D错误;
故选C。
12. 高分子材料Q的合成路线如图所示,下列说法正确的是
A. 生成X的反应为取代反应 B. 物质Y为
C. Z在水中的溶解度大于W D. 制备Q时消耗W与Y的物质的量之比为
【答案】D
【解析】
【分析】由流程乙炔和乙酸生成X,X催化生成Z,则X为乙炔和乙酸加成生成的,W和Y生成Q,结合Q结构,Y为乙醛。
【详解】A.生成X的反应为乙炔(HC≡CH)与乙酸(CH3COOH)的加成反应(三键打开一个π键,引入 –OOCCH3和H),并非取代反应,A错误;
B. X为乙酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)加热水解得到乙烯醇,乙烯醇不稳定结构异化变为乙醛,且结合上述分析可知, Y应为乙醛,B错误;
C.Z为聚乙酸乙烯酯(含疏水酯基 –OOCCH3),W为聚乙烯醇(含亲水羟基 -OH),羟基与水形成氢键,故W在水中溶解度大于Z,C错误;
D.W为聚乙烯醇,结构简式,含n个羟基(-OH);Y为乙醛,1分子乙醛和两个羟基反应脱去1分子水,因此生成Q时需n个 -OH与个Y反应,故W与Y的物质的量之比为1: =2:n,D正确;
故选D。
13. 库仑测硫仪可以测定待测气体中的含量,其工作原理如图所示。检测前,溶液中为一定值,电解池不工作。通入待检气体后,溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束。下列说法错误的是
A. 电解池开始工作时,阳极电极反应式:
B. 测定过程中若阳极反应生成,会影响到待测气体中的含量
C. 通入待测气体后发生反应:
D. 测得电解过程转移电子,则待测气体中的含量为
【答案】B
【解析】
【分析】由电解装置可得,左侧连接电源正极,则为阳极,阳极发生氧化反应,I⁻失去电子生成,反应式为,溶解并将还原,导致浓度降低,电解池随之工作以恢复其浓度;右侧连接电源负极,为阴极,阴极发生还原反应,H+得到电子生成H2,反应式为。
【详解】A.阳极发生氧化反应,I⁻失去电子生成,反应式为,以恢复浓度,A正确;
B.若阳极生成I2,I2会与溶液中I⁻结合为(),生成1mol 仍转移2mol电子(),电子转移量不变,不影响SO2含量测定,B错误;
C.SO2被氧化为,被还原为I⁻,结合得失电子守恒和原子守恒,反应式为,C正确;
D.由反应式为得,消耗1mol SO2反应转移2mol电子,电解过程中转移电子b mol,则,SO2质量为32b g,含量为,D正确;
故选B。
14. 某温度下,在恒容密闭容器中加入发生反应,有数据如下表:
时间段
/
产物Z的平均生成
速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法正确的是
A. 时,Z的浓度小于 B. 时,加入,此时
C. 时,Y的体积分数约为 D. 时,X的物质的量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.随着反应进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,所以1min时Z的平均生成速率大于0~2min内的平均速率0.20 ,故1 min时Z的浓度应大于=,A项错误;
B.2 min时Z的浓度为=,则Y为0.20 mol/L。加入0.20 mol Z后,Z的浓度变为0.60 mol/L,设该温度下平衡常数为K,根据表中数据,可知在4 min时生成0.6 mol Z,在6 min时还是生成0.6 mol Z,Z的浓度保持不变,所以该反应在4 min时达到平衡,此时c(Z)=0.60 mol/L,c(Y)= 0.30 mol/L,K= c2(Z)×c(Y)= 0.602×0.30=0.108,此时浓度商Qc=c2(Z)×c(Y)=0.602×0.20=0.072,小于平衡常数,反应正向进行,v正(Z)>v逆(Z),B项正确;
C.Y与Z的物质的量之比恒为1:2,体积分数始终为=33.3%,C项错误;
D.时反应达到平衡状态,平衡时Z的物质的量为0.60 mol,对应消耗X的量为0.60 mol,剩余X为2.0−0.60=1.40 mol,D项错误;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺,部分流程如图所示:
已知:①为阿伏加德罗常数的值;
②熔点,沸点;
③分解温度:, ,高于。
回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;俗称砒霜,剧毒,法医常用“马氏试砷法”检测砒霜中毒,将锌、盐酸与被检验试样混合,再将生成的砷化氢()气体导入热玻璃管,在热玻璃管内分解,产生亮黑色砷镜,即可证明是砒霜中毒。砒霜与锌、盐酸反应的化学方程式为_______,若生成标准状况下,则转移的电子数目为_______。
(2)设计“焙烧”温度为,理由为_______。
(3)“酸浸”得到的“浸出渣”成分是_______(填化学式)。
(4)的溶解度曲线如图所示。从“水浸”得到的溶液中回收的实验操作为_______、趁热过滤、洗涤、干燥。取一定质量的进行热重分析,已知时固体失重率为,则该温度下固体的化学式为_______(填序号)。
A. B. C. D.
(5)某含化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料,室温下该化合物晶胞如图所示,晶胞参数。该晶体中与最近且等距离的的数目为_______;晶体密度为_______(用带有晶胞参数的最简式表示)。
【答案】(1) ①. 第四周期第VA族 ②. ③.
(2)使硫酸铜分解,硫酸锌和硫酸铅不分解,同时使变为气态便于后续分离
(3)
(4) ①. 蒸发浓缩、范围内冷却结晶 ②. C
(5) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】该工艺流程是从铜冶炼烟尘中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺。
焙烧环节铜冶炼烟尘经过焙烧,其中的S会与氧气反应生成SO2气体;As2O3由于熔点314℃、沸点460℃,在焙烧温度下会变为气态,随后经冷凝可得到As2O3。
焙烧后的产物进行水浸,锌的硫酸盐可溶于水,从而得到ZnSO4溶液,实现锌的初步分离。
水浸后的剩余物质进行酸浸,利用酸的作用,使铜的化合物溶解进入浸出液,后续可从浸出液中提取铜。
焙烧产生的SO2气体进入制酸系统,可用于制备硫酸等,实现资源的循环利用。
【小问1详解】
砷的原子序数为 33,核外有 4 个电子层,最外层有 5 个电子,所以在元素周期表中的位置为第四周期第 ⅤA 族。
盐酸、锌粉、试样混合,发生反应生成气体、,反应中元素从0价升为+2价,中元素从+3价降为-3价,参加反应转移电子,再结合元素守恒可得,化学方程式为。
生成转移电子,所以生成转移的电子数目为。
【小问2详解】
根据已知信息,沸点为, CuSO4分解温度为, ZnSO4分解温度为。“焙烧” 温度为,既可以使变为气体,便于后续冷凝分离;又能使CuSO4分解,保证ZnSO4、PbSO4不分解,从而实现砷与铜、锌、铅化合物的分离。
【小问3详解】
酸浸时,硫酸铅不溶于硫酸,氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜,过滤分离,浸出渣为硫酸铅。
【小问4详解】
从 “水浸” 得到的溶液中回收,根据溶解度曲线,的溶解度随温度变化有特定规律,要得到该晶体,实验操作为蒸发浓缩、范围内冷却结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。
设的物质的量为,由锌原子个数守恒知,当六水硫酸锌受热分解生成硫酸锌、氧化锌时,残重率分别为、,由时固体失重率为,残重率为49.9%,介于和之间,结合题给选项可知,该温度下所得固体的化学式为,故选C。
【小问5详解】
由晶胞图可知,位于体心,个数为1,位于顶点,个数为1,位于棱心,个数为,该化合物的化学式为。由于晶胞参数,该晶体中与最近且等距离的原子的数目为4。该晶体密度计算式为。
16. 水泥中氯元素含量超标会腐蚀钢筋,导致结构膨胀开裂,降低建筑物承载能力。利用“磷酸蒸馏—汞盐滴定法”测定水泥中少量氯元素(全部以表示)含量装置如图所示。
实验步骤:
①蒸馏:准确称取水泥试样,置于石英蒸馏管中,向其中加入适量磷酸。鼓入空气,在蒸馏。
②滴定:将D中所有溶液全部转入锥形瓶中,加入二苯偶氨氮碳酰肼指示剂(可与其生成桃红色物质),用滴定至终点,记录消耗的体积,发生反应:。按上述步骤进行空白试验,记录所用的体积。
回答下列问题:
(1)基态氯离子的价电子排布式为_______,为达到最佳的冷凝效果,图中C虚框中应选择_______(填“直形”或“球形”)冷凝管。
(2)蒸馏过程中反应的离子方程式为_______。
(3)反应过程中持续通入空气的目的是_______。
(4)水泥试样中氯离子的质量分数为_______(用含m、、的最简式表示)。
(5)若水泥样品中含有少量,其他操作不变,测定结果会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是_______。
(6)电位滴定法是利用溶液电位突变指示终点的滴定法,比上述滴定方法更加准确。水泥预处理得到含的待测液,用硝酸汞标准液滴定,电位滴定装置测量瞬时电位E(与溶液中离子浓度成正比关系),并记录硝酸汞消耗的体积V。则下列滴定终点图像正确的是_______(填序号)。
【答案】(1) ①. ②. 球形
(2)
(3)将蒸馏出的全部赶入稀硝酸中,使其被充分吸收
(4)
(5) ①. 不变 ②. 蒸馏出的硫化氢会被硝酸氧化,不影响的消耗
(6)AC
【解析】
【分析】空气进入装有硝酸银溶液的A装置,A装置起到净化空气、除去空气中可能含有的氯离子等杂质的作用,净化后的空气经单向阀进入石英蒸馏管B中,使水泥样品中的氯离子在磷酸存在下转化为氯化氢气体被蒸馏出来,蒸馏出的氯化氢气体进入装置C,被装置C下方D中的稀硝酸吸收,形成含氯离子的溶液,向吸收了氯化氢的稀硝酸溶液中加入含汞离子的溶液,汞离子与氯离子发生反应,当氯离子完全反应后,继续滴加汞离子溶液,过量的汞离子可与二苯偶氮碳酰肼生成桃红色物质,以此作为滴定终点的判断依据,通过消耗汞盐溶液的量来计算水泥中氯离子的含量,据此分析解答。
【小问1详解】
氯为17号元素,基态氯离子的价电子排布式为;球形冷凝管的冷凝效果较好,能使蒸汽充分冷凝回流,所以能达到最佳的冷凝效果;
【小问2详解】
蒸馏过程中磷酸与水泥中少量氯元素(全部以表示)在加热条件下反应生成HCl和,离子方程式为。
【小问3详解】
反应生成HCl气体,持续通入空气,将蒸馏出的全部赶入稀硝酸中,使其被充分吸收,提高测量准确度。
【小问4详解】
根据滴定原理,,,则,,水泥试样中氯离子的质量分数。
【小问5详解】
蒸馏时与磷酸反应生成硫化氢,硫化氢具有还原性,能够被硝酸氧化,不会形成HgS沉淀,不影响的消耗,测定结果不变。
【小问6详解】
在用硝酸汞标准液滴定含的待测液过程中,随着硝酸汞的加入,溶液中离子浓度等情况发生变化,从而导致电位E改变,滴定终点时,浓度会发生突变,使得电位E也会有明显的突跃,相当于图像的斜率,在滴定终点出现一个峰值,故答案为AC。
17. 苯乙烯是一种重要的化工原料,工业上常采用乙苯为原料制得。利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯:。
(1)近期有科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了一个乙苯在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注):
_______(,计算结果保留整数)。
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应下,控制投料比分别为、、,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:
①图中的曲线是_______(填曲线标号)。
②图中M点的正反应速率和N点的逆反应速率大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)一种提高乙苯转化率的催化剂-钯膜(只允许透过)反应器,其工作原理如图所示。
①该系统中持续通入的作用为_______。
②和下,一定量的乙苯通入无钯膜反应器,若乙苯的平衡转化率为,该反应的压强平衡常数_______;相同条件下,若换成“钯膜反应器”,乙苯的平衡转化率提高到,则出口a和b的氢气质量比为_______。
(4)含苯乙烯的废水的排放会对环境造成严重的污染,现采用电解法进行处理,其工作原理如图。电解液是含苯乙烯和硫酸的废水,苯乙烯()完全被氧化成和。
①电极M为_______(填“阳”或“阴”)极。
②电极N的电极反应式为_______。
【答案】(1)
(2) ①. a ②. <
(3) ①. 及时将氢气从反应器中分离,提高乙苯转化率 ②. ③.
(4) ①. 阳 ②.
【解析】
【小问1详解】
焓变为状态函数,只与初态和末态有关,故。
【小问2详解】
①同温恒压条件下,初始乙苯与水蒸气的物质的量之比越低,乙苯分压越低,相当于减压,平衡朝气体分子数增多的方向(正方向移动),乙苯平衡转化率增大,所以a曲线为乙苯与水蒸气之比最小的曲线;②不妨设初始投入乙苯均为1 mol,则M点平衡时乙苯的分压为,N点平衡时乙苯分压为,在同温(500K),都为平衡状态(正反应速率等于逆反应速率)时分压越高,速率越快,所以v(M)正<v(N)逆。
【小问3详解】
①氢气为反应副产物,持续通入N2吹出H2使反应正向移动,提高转化率;②乙苯转化率为40%时,不妨设初始投入乙苯1 mol,则生成氢气0.4 mol,苯乙烯0.4 mol,乙苯剩余0.6 mol,总物质的量为0.6+0.4+0.4=1.4 mol该反应的平衡常数为,或0.19p;③换成钯膜反应器后,设有x mol H2透过钯膜从出口分离,设初始投入乙苯1 mol,则生成苯乙烯0.5 mol,氢气0.5 mol,剩余乙苯0.5 mol,出口b的氢气物质的量为(0.5-x) mol,留在反应器内的气体总物质的量为0.5-x+0.5+0.5=(1.5-x) mol。则有,解得x=,所以从a口分离的H2物质的量为,从b口分离的H2物质的量为,所以出口a与b的氢气质量比为9:8。
【小问4详解】
①电极M为阳极,苯乙烯被氧化生成CO2;②电极N发生的反应为。
18. 有机物I是合成某药物的中间体,可按图所示路线合成该有机物(部分反应条件及试剂已简化):
回答下列问题:
(1)的核磁共振氢谱有两组峰,其化学名称为_______。
(2)E中官能团的名称为_______。
(3)G的结构简式为_______。
(4)A到B的反应机理如图所示:
J到K的反应类型为_______,A到J的过程中,还生成少量J(分子中仅有2个甲基)的同分异构体,其结构简式为_______。
(5)A的同分异构体中,满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①含1个五元环;②含碳氧双键
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为的化合物为L,L与足量新制的反应的化学方程式为_______。
(6)以丙酮()和为原料,利用以上合成路线中的相关信息设计化合物的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)乙二醇(或1,2-乙二醇)
(2)酮羰基、醚键 (3)
(4) ①. 加成反应 ②.
(5) ①. 13 ②.
(6)
【解析】
【分析】A和B发生已知信息中的羟醛缩合反应生成B,C2H6O2的不饱和度为0,即乙二醇,B和乙二醇反应可生成C,C经两步反应可得到D,D被酸性重铬酸钾氧化生成E,E和Ph3P=CH2反应生成F,F在酸性条件下水解得到G,结合G的分子式和H的结构知,G为,H经一系列反应可得有机物I。
【小问1详解】
根据分析,的核磁共振氢谱有两组峰,其化学名称为乙二醇(或1,2-乙二醇);
【小问2详解】
E()中含两种含氧官能团,名称为醚键和酮羰基;
【小问3详解】
根据分析,G的结构简式为;
【小问4详解】
反应过程中涉及:A发生加成反应生成J,J发生加成反应生成K,K发生消去反应生成B;与发生加成反应生成J()的过程中,还生成少量J的同分异构体,其结构简式为;
【小问5详解】
A的同分异构体中,含1个五元环且含碳氧双键的同分异构体包括:
①属于醛的同分异构体:;
②属于酮的同分异构体:;共13种;其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为的化合物L为,与足量新制的生成砖红色的氧化亚铜沉淀,反应的化学方程式为:;
【小问6详解】
以丙酮和甲醇为原料合成,则需要发生类似A→B反应,故先将甲醇氧化为甲醛,甲醛和丙酮发生羟醛缩合反应生成,再和丙酮发生类似A→B的反应生成,具体合成路线:。
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化学试卷
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,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A. 净水剂明矾和二氧化氯用于净水时的原理不同 B. 新型陶瓷碳化硅和玻璃均属于硅酸盐材料
C. 葡萄酒中加入少量的起到杀菌和抗氧化的作用 D. 焦炭还原磁铁矿和石英砂可分别冶炼铁和硅
2. 下列化学用语表示正确的是
A. CaO2的电子式: B. 反式聚异戊二烯的结构简式:
C. NH3的VSEPR模型: D. NaCl溶液中的水合离子:
3. 下列说法正确的是
A. 中和热测定时,应向内筒中少量多次缓慢加入溶液
B. 常温下,用试纸测定溶液的值为13
C. 、时,和的燃烧热不相等
D. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
4. 、等均可作锂离子电池的电极材料,关于其组成元素说法错误的是
A. 第二周期第一电离能大于O的元素有2种 B. 和都位于周期表中d区
C. 基态O原子核外电子有5种空间运动状态 D. 的焰色试验与核外电子跃迁有关
5. 下列说法正确的是
A. 分别与、S反应,产物中的化合价相同
B. 分别与浓硝酸、稀硝酸反应,生成的产物完全相同
C. 分别与和在加热条件下反应,生成氧化物的类型相同
D. 溶液分别与、反应,生成的气体相同
6. 由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了、、、、、等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是
A. 和都属于非极性分子 B. 、分子的空间结构不同
C. 和中心原子均采取杂化 D. 所有分子都只存在键,不存在键
7. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶于足量溶液,所得溶液中和数目之和为
B. 浓硫酸与足量铜加热充分反应,转移电子数为
C. 由和组成的混合气体中含有的原子总数为
D. 常温下,浓硝酸与足量铁充分反应,生成的气体分子数为
8. 下列实验装置可以达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.制备NH3并测量其体积
C.熔化纯碱
D.乙醇脱水制乙烯
A. A B. B C. C D. D
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用溶液吸收:
B. 乙酰胺在盐酸溶液中加热发生水解反应:
C. 水杨酸溶液中加入少量碳酸钠:
D. 电解饱和氯化镁溶液的总反应:
10. 根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入几滴硝酸银溶液,出现白色沉淀,再加入足量蒸馏水,沉淀不溶解
蛋白质发生了变性
B
将缠绕的铜丝灼烧后反复插入盛有乙醇的试管中,然后滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇催化氧化生成乙醛
C
将苯、液溴、铁粉混合后产生的气体通入溶液中,产生淡黄色沉淀
苯与液溴发生了取代反应
D
向苯和苯酚的混合溶液中滴加足量浓溴水、振荡,无白色沉淀
溶液中无苯酚
A. A B. B C. C D. D
11. 在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:① ② ③。反应历程如图所示。相同条件下,下列说法正确的是
A. 相同条件下,物质比物质稳定
B. 平衡后压缩容器,物质E的物质的量减少
C. 的反应热
D. 反应①比反应②和③更快达到化学平衡
12. 高分子材料Q的合成路线如图所示,下列说法正确的是
A. 生成X的反应为取代反应 B. 物质Y为
C. Z在水中的溶解度大于W D. 制备Q时消耗W与Y的物质的量之比为
13. 库仑测硫仪可以测定待测气体中的含量,其工作原理如图所示。检测前,溶液中为一定值,电解池不工作。通入待检气体后,溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束。下列说法错误的是
A. 电解池开始工作时,阳极电极反应式:
B. 测定过程中若阳极反应生成,会影响到待测气体中的含量
C. 通入待测气体后发生反应:
D. 测得电解过程转移电子,则待测气体中的含量为
14. 某温度下,在恒容密闭容器中加入发生反应,有数据如下表:
时间段
/
产物Z的平均生成
速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法正确的是
A. 时,Z的浓度小于 B. 时,加入,此时
C. 时,Y的体积分数约为 D. 时,X的物质的量为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺,部分流程如图所示:
已知:①为阿伏加德罗常数的值;
②熔点,沸点;
③分解温度:, ,高于。
回答下列问题:
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;俗称砒霜,剧毒,法医常用“马氏试砷法”检测砒霜中毒,将锌、盐酸与被检验试样混合,再将生成的砷化氢()气体导入热玻璃管,在热玻璃管内分解,产生亮黑色砷镜,即可证明是砒霜中毒。砒霜与锌、盐酸反应的化学方程式为_______,若生成标准状况下,则转移的电子数目为_______。
(2)设计“焙烧”温度为,理由为_______。
(3)“酸浸”得到的“浸出渣”成分是_______(填化学式)。
(4)的溶解度曲线如图所示。从“水浸”得到的溶液中回收的实验操作为_______、趁热过滤、洗涤、干燥。取一定质量的进行热重分析,已知时固体失重率为,则该温度下固体的化学式为_______(填序号)。
A. B. C. D.
(5)某含化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料,室温下该化合物晶胞如图所示,晶胞参数。该晶体中与最近且等距离的的数目为_______;晶体密度为_______(用带有晶胞参数的最简式表示)。
16. 水泥中氯元素含量超标会腐蚀钢筋,导致结构膨胀开裂,降低建筑物承载能力。利用“磷酸蒸馏—汞盐滴定法”测定水泥中少量氯元素(全部以表示)含量装置如图所示。
实验步骤:
①蒸馏:准确称取水泥试样,置于石英蒸馏管中,向其中加入适量磷酸。鼓入空气,在蒸馏。
②滴定:将D中所有溶液全部转入锥形瓶中,加入二苯偶氨氮碳酰肼指示剂(可与其生成桃红色物质),用滴定至终点,记录消耗的体积,发生反应:。按上述步骤进行空白试验,记录所用的体积。
回答下列问题:
(1)基态氯离子的价电子排布式为_______,为达到最佳的冷凝效果,图中C虚框中应选择_______(填“直形”或“球形”)冷凝管。
(2)蒸馏过程中反应的离子方程式为_______。
(3)反应过程中持续通入空气的目的是_______。
(4)水泥试样中氯离子的质量分数为_______(用含m、、的最简式表示)。
(5)若水泥样品中含有少量,其他操作不变,测定结果会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是_______。
(6)电位滴定法是利用溶液电位突变指示终点的滴定法,比上述滴定方法更加准确。水泥预处理得到含的待测液,用硝酸汞标准液滴定,电位滴定装置测量瞬时电位E(与溶液中离子浓度成正比关系),并记录硝酸汞消耗的体积V。则下列滴定终点图像正确的是_______(填序号)。
17. 苯乙烯是一种重要的化工原料,工业上常采用乙苯为原料制得。利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯:。
(1)近期有科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了一个乙苯在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注):
_______(,计算结果保留整数)。
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应下,控制投料比分别为、、,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:
①图中的曲线是_______(填曲线标号)。
②图中M点的正反应速率和N点的逆反应速率大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)一种提高乙苯转化率的催化剂-钯膜(只允许透过)反应器,其工作原理如图所示。
①该系统中持续通入的作用为_______。
②和下,一定量的乙苯通入无钯膜反应器,若乙苯的平衡转化率为,该反应的压强平衡常数_______;相同条件下,若换成“钯膜反应器”,乙苯的平衡转化率提高到,则出口a和b的氢气质量比为_______。
(4)含苯乙烯的废水的排放会对环境造成严重的污染,现采用电解法进行处理,其工作原理如图。电解液是含苯乙烯和硫酸的废水,苯乙烯()完全被氧化成和。
①电极M为_______(填“阳”或“阴”)极。
②电极N的电极反应式为_______。
18. 有机物I是合成某药物的中间体,可按图所示路线合成该有机物(部分反应条件及试剂已简化):
回答下列问题:
(1)的核磁共振氢谱有两组峰,其化学名称为_______。
(2)E中官能团的名称为_______。
(3)G的结构简式为_______。
(4)A到B的反应机理如图所示:
J到K的反应类型为_______,A到J的过程中,还生成少量J(分子中仅有2个甲基)的同分异构体,其结构简式为_______。
(5)A的同分异构体中,满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①含1个五元环;②含碳氧双键
其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为的化合物为L,L与足量新制的反应的化学方程式为_______。
(6)以丙酮()和为原料,利用以上合成路线中的相关信息设计化合物的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
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