内容正文:
甘肃省白银市靖远县第一中学2025届高三下学期模拟预测化学试题
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,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。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 As 75 In 115
一、选择题: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. 我国新能源产业蓬勃发展。下列说法不正确的是
A. 新能源汽车中使用的芯片的主要材料是高纯硅
B. 甲烷燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点
C. 锂离子电池充电时,锂离子从阴极移向阳极
D. 太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置
2. 乙炔水化法、乙烯氧化法是工业上制备乙醛的两个重要方法,反应原理分别为、。下列叙述不正确的是
A. 基态O原子的价层电子轨道表示式: B. 键的极性:
C. 键角: D. 键长:
3. 酿造白酒必备五种粮食——高粱、大米、糯米、小麦、玉米,经过浸泡、发酵、蒸馏、陈放、调配等工艺。下列说法不正确的是
A. 淀粉是天然高分子物质 B. 发酵制醇阶段有产生
C. 蒸馏出的白酒不是纯净物 D. 发酵、蒸馏、陈放等过程均发生了氧化反应
4. 辛夷是一味中草药,其提取物乙酸龙脑酯的结构简式如图所示。下列有关乙酸龙脑酯的说法正确的是
A. 分子中含有2种官能团、4个手性碳原子 B. 其同分异构体中可能存在芳香族化合物
C. 分子中碳原子的杂化方式均为 D. 在酸性和碱性条件下均能发生取代反应
5. 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期主族元素,同周期,分子含有大键,原子的价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 是强酸 B. 第一电离能:
C. 是含有非极性键的共价化合物 D. 可形成分子晶体
6. CuBr是一种白色晶体,潮湿时受热易分解。实验室制备CuBr的反应原理为。用下列装置进行实验,其中能达到实验目的的是
A.制取
B.制取CuBr
C.收集气体
D.干燥CuBr
A. A B. B C. C D. D
7. 由下列实验事实得出的结论或达到的目的不正确的是
选项
实验事实
结论或目的
A
向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入无水乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,有深蓝色晶体析出
乙醇极性比水小,降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度
B
向1 mol·L-1的K2Cr2O7溶液中滴加适量KOH溶液,溶液变黄
溶液碱性增强,增大
C
室温下,将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应,向过滤后所得固体中加入足量盐酸,固体部分溶解,有无色无味气体产生
Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
D
将锌片与铁片用导线相连,插入酸化的3%NaCl溶液中,一段时间后向铁电极区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀
铁不一定被腐蚀
A. A B. B C. C D. D
8. 以高砷烟尘(主要成分为和,其中中的Pb显+2价或+4价,、均可与NaOH溶液发生非氧化还原反应)为原料制备砷酸钠晶体的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A. “碱浸”时,将还原为PbS而除去
B. “氧化”时加热溶液至沸腾更有利于加快反应速率
C. 滤液“氧化”过程中需要补充NaOH溶液
D. “系列操作”中的洗涤步骤为向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流下,重复次
9. 将气体和按体积之比通入管式反应器(如图1)中热解制,高于下发生如下两个反应(反应过程中用稀释):
I.
II.
在常压下反应相同时间后,不同温度下测得气体及的体积分数随温度的变化如图2。下列说法正确的是
A. 时,活化能:反应I<反应II
B. 曲线表示的体积分数随温度的变化关系
C. 体系中通入一定可以提高的产量
D. 低于、常压下,通入,平衡向右移动,的体积分数增大
10. 聚苯乙烯(PS)硝化后可得到硝基聚苯乙烯(),再经转化后可得到生产PVC的重要原料氨基聚苯乙烯(),基本合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 亲水性:
B. 合成PS的单体苯乙烯分子中含有3个键
C. 转化为的反应的原子利用率为
D. 生成的反应属于缩聚反应
11. 钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。下图是一种可充电钠离子电池的工作示意图,已知该电池的电解质溶液是溶液,化合物中Ni均显+2价。下列说法正确的是
A. 放电过程中,通过阳离子交换膜向N极区移动
B. 充电时,M极接电源正极
C. 电池工作时,N极的电极反应为
D. 若N极质量变化了23 g,则电路中转移的电子数为
12. 半导体材料砷化铟(InAs)是制备高速低功耗电子器件、红外光电子器件及自旋电子器件的理想材料。In是第IIIA族元素,下图为InAs的六方晶胞结构示意图,晶胞底部边长为,晶胞高为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. As和As之间的最短距离为 B. 晶胞中As和In的配位数分别为4、6
C. 晶胞中两种原子之间存在配位键 D. 晶胞密度为
阅读下列材料,完成下列各小题。
臭氧在催化下能将烟气中的分别氧化为和。
13. 下列说法错误的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 在水中的溶解度: D. 和中S的杂化方式相同
14. 下列说法正确的是
A. 相同条件下,比稳定 B. 和的空间结构相同
C. 键比键更易断裂 D. 含有σ键数目为12 mol
二、非选择题:
15. 亚硝酰硫酸()可以用在重氮化反应中,是白色片状、多孔或粒状晶体,遇水分解为硫酸、硝酸和NO,溶于浓硫酸而不分解。制备亚硝酰硫酸的原理为,。
实验室用如图所示装置(部分夹持仪器略)制备少量亚硝酰硫酸,并测定产品纯度。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为___________。
(2)按照气流从左到右的方向,上述仪器的连接顺序为___________(填仪器接口的字母,部分仪器可以重复使用)。
(3)B装置中浓硫酸的作用为___________。
(4)开始时反应缓慢,但某时刻反应速率明显加快,其原因可能是___________。
(5)测定亚硝酰硫酸的纯度
步骤I:准确称取20.00 g产品,在特定条件下配制成250 mL溶液。
步骤II:取25.00 mL I中溶液于250 mL烧瓶中,加入60.00 mL未知浓度的溶液(过量)和溶液,摇匀。
步骤III:向II反应后的溶液中加标准溶液进行滴定,消耗溶液20.00 mL。
步骤IV:把II中亚硝酰硫酸溶液换为蒸馏水(空白实验),重复上述步骤,消耗溶液的体积为60.00 mL。
①步骤II中发生反应的化学方程式为___________(产物中有硝酸)。
②滴定终点时的现象为___________。亚硝酰硫酸的纯度为___________(结果精确到)。
16. 铼(Re)是一种被广泛用于航空航天领域的金属。以钼精矿(主要成分有,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。
已知:“萃取”时,发生的反应为。
回答下列问题。
(1)Re位于元素周期表第六周期,与Mn同族,属于___________区元素,其基态原子的价电子排布式为___________。
(2)滤渣2的主要成分为和___________。
(3)下图是的X射线衍射图谱,则属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)“氧压碱浸”的主要产物有,水相1中的阴离子主要是和,则“调酸”步骤的目的是沉铝、沉硅和___________。
(5)写出“反萃取”生成的化学方程式:___________。上述流程中可循环再利用的物质是___________。
(6)滤渣3为,,“除磷”过程中按加入,充分反应后,欲使磷、镁浓度均低于,则最低应控制为___________。
17. 常用作脱硝催化剂,采用共沉淀法等比掺入金属M后,催化剂的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝的主要副产物为,主反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知:。则___________。
(2)某条件下对于反应Ⅰ,,,、为速率常数。当时,降低温度,变为,变为,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用某分子筛作催化剂,可脱除废气中的NO和,其反应历程如下图所示。图中生成X的离子方程式为___________,历程图中总反应的化学方程式为___________。
(4)将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面,不同温度下,在气体出口处测定相关物质浓度,得出NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化的关系如下图。
①选择,温度高于时NO的转化率下降的原因为___________。
②综合分析,该脱硝过程应选择的最佳催化剂为___________。
(5)、下,向恒温、恒压的密闭容器中通入、、(假设仅发生反应Ⅰ、Ⅱ)。达到平衡后测得的转化率为,体系中的物质的量为1.2 mol。则NO的转化率为___________,反应Ⅰ的___________(分压=总压物质的量分数)(写出计算式即可)。
18. 有机物G是一种选择性作用于受体的激动剂,其一种合成路线如图所示。
请回答下列问题:
(1)化合物A___________(填“能”或“不能”)形成分子内氢键,分子中碳原子的杂化方式为___________,化合物B中含氧官能团的名称为___________。
(2)按系统命名法,A的化学名称为___________。
(3)写出由B生成C的反应的化学方程式:___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)D转化为E的反应类型是___________。
(6)M在分子组成上比A多一个“”原子团,M同时具有如下结构与性质:
i.含有苯环且苯环上只有3个取代基
ii.能发生银镜反应
则M的可能结构有___________种(不考虑立体异构)。
(7)已知:。根据上述合成路线和相关信息,设计以和流程中相关试剂为原料制备的合成路线___________(其他试剂任选)。
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甘肃省白银市靖远县第一中学2025届高三下学期模拟预测化学试题
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,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。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 As 75 In 115
一、选择题: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. 我国新能源产业蓬勃发展。下列说法不正确的是
A. 新能源汽车中使用的芯片的主要材料是高纯硅
B. 甲烷燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点
C. 锂离子电池充电时,锂离子从阴极移向阳极
D. 太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置
【答案】C
【解析】
【详解】A.芯片的主要材料是高纯硅,A正确;
B.甲烷燃烧产物为二氧化碳和水,且反应放出大量的热,甲烷燃料电池效率高、污染小,B正确;
C.锂离子电池充电时,锂离子应从阳极(正极)移向阴极(负极),选项描述方向相反,C错误;
D.太阳能电池工作时,将光能转化为电能,D正确;
故选C。
2. 乙炔水化法、乙烯氧化法是工业上制备乙醛的两个重要方法,反应原理分别为、。下列叙述不正确的是
A. 基态O原子的价层电子轨道表示式: B. 键的极性:
C. 键角: D. 键长:
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态O原子价层电子排布为,2s轨道全充满(↑↓),2p轨道有3个轨道,4个电子按洪特规则分占不同轨道,其中一个轨道成对(↑↓),另两个轨道各1个电子(↑、↑),与图示一致,A正确;
B.键的极性取决于成键原子电负性差值,O电负性大于C,H-O键电负性差值大于H-C键,则极性H-O>H-C,B正确;
C.H2O中O为sp3杂化,含2对孤电子对,HC≡CH中C为sp杂化,为直线形分子,则键角H2O<HC≡CH,C错误;
D.乙烯含C=C键,乙炔含C≡C键,碳碳键长:双键>三键,故键长H2C=CH2>HC≡CH,D正确;
故选C 。
3. 酿造白酒必备五种粮食——高粱、大米、糯米、小麦、玉米,经过浸泡、发酵、蒸馏、陈放、调配等工艺。下列说法不正确的是
A. 淀粉是天然高分子物质 B. 发酵制醇阶段有产生
C. 蒸馏出的白酒不是纯净物 D. 发酵、蒸馏、陈放等过程均发生了氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉是由多个葡萄糖单元组成的高分子化合物,属于天然高分子物质,A正确;
B.发酵过程中,葡萄糖在无氧条件下转化为乙醇和二氧化碳,因此有产生,B正确;
C.蒸馏得到的白酒含有乙醇、水及其他微量成分(如酯类等),属于混合物,C正确;
D.蒸馏是物理分离过程,未发生化学反应;陈放中的酯化反应属于取代反应,并非氧化反应,D错误;
故答案为:D。
4. 辛夷是一味中草药,其提取物乙酸龙脑酯的结构简式如图所示。下列有关乙酸龙脑酯的说法正确的是
A. 分子中含有2种官能团、4个手性碳原子 B. 其同分异构体中可能存在芳香族化合物
C. 分子中碳原子的杂化方式均为 D. 在酸性和碱性条件下均能发生取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中官能团仅为酯基(-COO-),共1种;手性碳原子需连4个不同基团,结构中手性碳数量为3,A错误;
B.乙酸龙脑酯的不饱和度为3(酯基1个双键+双环2个环),芳香族化合物需含苯环(不饱和度4),同分异构体不饱和度需相同,无法形成苯环,B错误;
C.分子中酯基的羰基碳原子(C=O)杂化方式为,并非均为,C错误;
D.酯基在酸性条件下水解生成羧酸和醇,碱性条件下水解生成羧酸盐和醇,均属于取代反应,D正确;
故答案选D。
5. 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期主族元素,同周期,分子含有大键,原子的价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 是强酸 B. 第一电离能:
C. 是含有非极性键的共价化合物 D. 可形成分子晶体
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期主族元素,W形成1个单键且核电荷数最小,分子含有大键,则W为H,X为C;Y形成2个单键,核电荷数大于X(C),则Y为O,X、Y、Z同周期,则Z为F;Y原子的价电子数为Q原子价电子数的2倍,则Q为Al。
【详解】A.为H2C2O4(草酸),草酸是二元弱酸,并非强酸,A项错误;
B.X为C、Y为O、Z为F,同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势(Be>B,N>O例外),故第一电离能顺序为Z(F)>Y(O)>X(C),B项错误;
C.W2Y2为H2O2,结构式为H-O-O-H,分子中含O-O非极性共价键,且为共价化合物,C项正确;
D.Q2Y3为Al2O3,Al2O3是离子晶体,并非分子晶体,D项错误;
故答案选C。
6. CuBr是一种白色晶体,潮湿时受热易分解。实验室制备CuBr的反应原理为。用下列装置进行实验,其中能达到实验目的的是
A.制取
B.制取CuBr
C.收集气体
D.干燥CuBr
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.制取需要铜与浓硫酸在加热条件下反应,若装置中未提供加热装置(如酒精灯),则无法发生反应,A错误;
B.制取CuBr的反应需通入和NaBr的混合液中并水浴加热,装置中通过长导管进入混合液,水浴加热可控制温度避免CuBr分解,符合反应条件,B正确;
C.密度大于空气,应采用向上排空气法收集(长进短出),若装置中导管为短进长出,会导致直接逸出无法收集,C错误;
D.CuBr潮湿时受热易分解,直接用酒精灯加热干燥会导致其分解,D错误;
故答案选:B。
7. 由下列实验事实得出的结论或达到的目的不正确的是
选项
实验事实
结论或目的
A
向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入无水乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,有深蓝色晶体析出
乙醇极性比水小,降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度
B
向1 mol·L-1的K2Cr2O7溶液中滴加适量KOH溶液,溶液变黄
溶液碱性增强,增大
C
室温下,将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应,向过滤后所得固体中加入足量盐酸,固体部分溶解,有无色无味气体产生
Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
D
将锌片与铁片用导线相连,插入酸化的3%NaCl溶液中,一段时间后向铁电极区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀
铁不一定被腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇,乙醇极性比水小,根据相似相溶原理,硫酸四氨合铜的溶解度减小,有硫酸四氨合铜晶体析出,A正确;
B.K2Cr2O7溶液中存在平衡,加KOH,会消耗H+,促使转化为,B正确;
C.实验事实说明部分BaSO4转化为BaCO3,转化时有Q(BaCO3)>Ksp(BaCO3),不能说明Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3),C错误;
D.实验事实说明铁电极区有Fe2+产生,Fe2+可能产生于[Fe(CN)6]3-氧化铁单质,所以不一定是铁发生了电化学腐蚀,D正确;
故选C。
8. 以高砷烟尘(主要成分为和,其中中的Pb显+2价或+4价,、均可与NaOH溶液发生非氧化还原反应)为原料制备砷酸钠晶体的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A. “碱浸”时,将还原为PbS而除去
B. “氧化”时加热溶液至沸腾更有利于加快反应速率
C. 滤液“氧化”过程中需要补充NaOH溶液
D. “系列操作”中的洗涤步骤为向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流下,重复次
【答案】B
【解析】
【分析】向高砷烟尘中加入NaOH溶液和Na2S进行碱浸,均可与NaOH溶液发生非氧化还原反应,反应方程式为:、,对于,其中+4价的Pb具有氧化性,Na2S中的S2-具有还原性,会发生氧化还原反应,最终生成PbS和S等产物,反应方程式为:。抽滤时将不溶性的固体(PbS、S等)与滤液分离,得到滤液和滤渣(PbS、S)。向滤液中加入H2O2溶液,H2O2具有氧化性,会将滤液中可能存在的低价砷化合物(如NaAsO2)氧化为高价的砷酸钠(Na3AsO4),反应方程式为:,氧化后得到含Na3AsO4的溶液,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等系列操作,最终得到砷酸钠晶体。
【详解】A.Pb5O8中含+4价Pb,Na2S中S2-具有还原性,可将Pb4+还原为Pb2+,Pb2+与S2-结合生成PbS沉淀,S2-被氧化为S单质,滤渣为PbS和S,反应方程式为:,A项正确;
B.“氧化”时使用H2O2作氧化剂,H2O2受热易分解(加热至沸腾会导致大量H2O2分解为O2和H2O),反而降低氧化效率,不利于反应,B项错误;
C.滤液中被H2O2氧化为,反应可能在碱性条件下进行(如,消耗OH-,需补充NaOH以维持碱性环境,C项正确;
D.洗涤晶体时,向漏斗中加水至浸没固体,待水自然流下,重复2~3次,为正确洗涤操作,D项正确;
故答案选B。
9. 将气体和按体积之比通入管式反应器(如图1)中热解制,高于下发生如下两个反应(反应过程中用稀释):
I.
II.
在常压下反应相同时间后,不同温度下测得气体及的体积分数随温度的变化如图2。下列说法正确的是
A. 时,活化能:反应I<反应II
B. 曲线表示的体积分数随温度的变化关系
C. 体系中通入一定可以提高的产量
D. 低于、常压下,通入,平衡向右移动,的体积分数增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.低于T°C,未检测到CS2,反应II未发生因其活化能高,速率极慢,1000°C低于T°C,故活化能:反应I<反应II,A正确;
B.曲线a随温度升高持续增大,H2为两个反应的共同产物,生成量最多;曲线b先增后减,S2是反应I产物、反应II反应物,生成速率先大于消耗速率后反之,故a为H2,b为S2,B错误;
C.低于T°C时反应II不发生,通入CH4不参与反应,H2产量由反应I决定,此时通入CH4无法提高H2产量,C错误;
D.低于、常压下,只发生反应I而没有发生反应II,即不反应,而的体积分数保持不变,D错误;
故选A。
10. 聚苯乙烯(PS)硝化后可得到硝基聚苯乙烯(),再经转化后可得到生产PVC的重要原料氨基聚苯乙烯(),基本合成路线如图所示。
下列说法正确的是
A. 亲水性:
B. 合成PS的单体苯乙烯分子中含有3个键
C. 转化为的反应的原子利用率为
D. 生成的反应属于缩聚反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.氨基(-NH2)可与水分子形成氢键,亲水性较强;硝基(-NO2)为吸电子基团,形成氢键能力弱,亲水性较差,故亲水性:PS-NH2 > PS-NO2,A正确;
B.苯乙烯分子中,苯环含1个大π键,碳碳双键含1个π键,π键数目不是3个,B错误;
C.PS-NO2转化为PS-NH2为硝基还原反应,反应中除生成PS-NH2外,还会生成水等副产物,原子利用率小于100%,C错误;
D.生成PS-NO2的反应是PS中苯环上的氢被硝基取代,属于取代反应,而非缩聚反应,D错误;
故选A。
11. 钠离子电池相对于锂电池具有更好的安全性能。下图是一种可充电钠离子电池的工作示意图,已知该电池的电解质溶液是溶液,化合物中Ni均显+2价。下列说法正确的是
A. 放电过程中,通过阳离子交换膜向N极区移动
B. 充电时,M极接电源正极
C. 电池工作时,N极的电极反应为
D. 若N极质量变化了23 g,则电路中转移的电子数为
【答案】B
【解析】
【分析】分析Ti、Fe元素化合价易得出,Ti化合价降低,得电子,故M极区化合价降低为正极,其电极反应为:NaTi2(PO4)3+e−+Na+=Na2Ti2(PO4)3,N极区Fe化合价升高为负极,其电极反应为:Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+,以此解答。
【详解】A.由分析可知,放电时为原电池,M极为正极,N极为负极,阳离子向正极移动,通过阳离子交换膜向M极区移动,A错误;
B.充电时为电解池,原电池正极(M极)作阳极,接电源正极,B正确;
C.N极为负极,发生氧化反应(失电子),正确反应式应为Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+,C错误;
D.N极区Fe化合价升高为负极,其电极反应为:Na2NiFe(CN)6−e−=NaNiFe(CN)6+Na+,N极每转移1mol e-,失去1mol Na+(质量减少23g),故质量变化23g时转移电子数为,D错误;
故选B。
12. 半导体材料砷化铟(InAs)是制备高速低功耗电子器件、红外光电子器件及自旋电子器件的理想材料。In是第IIIA族元素,下图为InAs的六方晶胞结构示意图,晶胞底部边长为,晶胞高为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. As和As之间的最短距离为 B. 晶胞中As和In的配位数分别为4、6
C. 晶胞中两种原子之间存在配位键 D. 晶胞密度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.六方晶胞底面为正六边形,边长为a nm,As原子在同一层中相邻原子距离为a nm,A错误;
B.In原子位于四个As原子形成的四面体的内部,所以In原子的配位数为4,,As原子位于四个In原子形成的四面体的内部,所以As原子的配位数为4,,B错误;
C.晶体中是ⅢA族元素,最外层电子数为3,As是VA族元素,最外层电子数为5,晶体中和的配位数均为4,则两种原子之间In提供空轨道、As提供孤对电子形成配位键,C正确;
D.结构中In原子位于顶点、面心和内部,故In原子的个数为,原子位于棱上和内部,故As原子的个数为,六方晶胞体积V=,代入得ρ,D正确;
故选CD。
阅读下列材料,完成下列各小题。
臭氧在催化下能将烟气中的分别氧化为和。
13. 下列说法错误的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 在水中的溶解度: D. 和中S的杂化方式相同
14. 下列说法正确的是
A. 相同条件下,比稳定 B. 和的空间结构相同
C. 键比键更易断裂 D. 含有σ键数目为12 mol
【答案】13. D 14. C
【解析】
【13题详解】
A.N、O同周期,原子半径N>O,H原子半径最小,则原子半径:,A正确;
B.N的第一电离能高于O(半充满结构稳定),O>S(同主族电离能递减),所以第一电离能:,B正确;
C.SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3易溶于水,O3的极性很弱,在水中的溶解度较小,所以在水中的溶解度:,C正确;
D.SO2中,中心S原子形成2个σ键,孤电子对数为=1,价层电子对数为3,发生sp2杂化,中,中心S原子形成4个σ键,孤电子对数为=0,价层电子对数为4,发生sp3杂化,杂化方式不同,D错误;
故选D。
【14题详解】
A.SO2呈V形,S显+4价,具有较强的还原性,呈正四面体结构,S显+6价,结构稳定,则高价态含氧酸根()更稳定,A错误;
B.中S发生sp3杂化,离子呈正四面体结构,中N原子发生sp2杂化,离子呈平面三角形结构,则和空间结构不同,B错误;
C.S的原子半径比N大,S-O键键长较长,键能较低,更易断裂,C正确;
D.1个中,σ键总数应为18(12个O-H键+6个配位键),则含有σ键数目为18 mol,D错误;
故选C。
二、非选择题:
15. 亚硝酰硫酸()可以用在重氮化反应中,是白色片状、多孔或粒状晶体,遇水分解为硫酸、硝酸和NO,溶于浓硫酸而不分解。制备亚硝酰硫酸的原理为,。
实验室用如图所示装置(部分夹持仪器略)制备少量亚硝酰硫酸,并测定产品纯度。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为___________。
(2)按照气流从左到右的方向,上述仪器的连接顺序为___________(填仪器接口的字母,部分仪器可以重复使用)。
(3)B装置中浓硫酸的作用为___________。
(4)开始时反应缓慢,但某时刻反应速率明显加快,其原因可能是___________。
(5)测定亚硝酰硫酸的纯度
步骤I:准确称取20.00 g产品,在特定条件下配制成250 mL溶液。
步骤II:取25.00 mL I中溶液于250 mL烧瓶中,加入60.00 mL未知浓度的溶液(过量)和溶液,摇匀。
步骤III:向II反应后的溶液中加标准溶液进行滴定,消耗溶液20.00 mL。
步骤IV:把II中亚硝酰硫酸溶液换为蒸馏水(空白实验),重复上述步骤,消耗溶液的体积为60.00 mL。
①步骤II中发生反应的化学方程式为___________(产物中有硝酸)。
②滴定终点时的现象为___________。亚硝酰硫酸的纯度为___________(结果精确到)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)
(3)溶解亚硝酰硫酸并防止其分解
(4)生成的对该反应有催化作用,使反应速率加快
(5) ①. ②. 溶液由浅紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复 ③.
【解析】
【分析】本实验制备亚硝酰硫酸的原理是,。A装置用于制备二氧化硫,因为亚硝酰硫酸遇水分解为硫酸、硝酸和NO,故需要除去二氧化硫中的水蒸气,即通过C装置,然后将通入B装置中发生反应,为防止水蒸气进入B中,可利用C装置,因为二氧化硫对环境有污染,所以需要进行尾气处理,故用装置D除去多余的二氧化硫,据此解答。
【小问1详解】
仪器X的名称为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
【小问2详解】
由以上分析可知,装置的连接顺序应为,故答案为:;
【小问3详解】
由题干可知,溶于浓硫酸而不分解,因此B装置中浓硫酸的作用为溶解亚硝酰硫酸并防止其分解,故答案为:溶解亚硝酰硫酸并防止其分解;
【小问4详解】
开始时反应缓慢,某时刻反应速率明显加快,这个现象与酸性高锰酸钾溶液和草酸反应类似,作高锰酸钾与草酸反应的催化剂,因此引起该反应速率明显加快的原因可能是为该反应的催化剂,故答案为:生成的对该反应有催化作用,使反应速率加快;
【小问5详解】
①根据信息可知步骤II中发生反应的化学方程式为;
②用草酸钠标准溶液滴定高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,滴定终点的现象为滴入最后半滴标准液,溶液由浅紫色变为无色,且半分钟或30 s内不恢复;把II中亚硝酰硫酸换为蒸馏水,重复上述操作步骤,消耗草酸钠的体积为60 mL,根据得失电子守恒,有,解得,、草酸钠作还原剂,高锰酸钾作氧化剂,因此根据得失电子守恒,有,解得,则250 mL溶液中含有的物质的量为0.1 mol,故20.00 g产品中亚硝酰硫酸的纯度为,故答案为:溶液由浅紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复;。
16. 铼(Re)是一种被广泛用于航空航天领域的金属。以钼精矿(主要成分有,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。
已知:“萃取”时,发生的反应为。
回答下列问题。
(1)Re位于元素周期表第六周期,与Mn同族,属于___________区元素,其基态原子的价电子排布式为___________。
(2)滤渣2的主要成分为和___________。
(3)下图是的X射线衍射图谱,则属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)“氧压碱浸”的主要产物有,水相1中的阴离子主要是和,则“调酸”步骤的目的是沉铝、沉硅和___________。
(5)写出“反萃取”生成的化学方程式:___________。上述流程中可循环再利用的物质是___________。
(6)滤渣3为,,“除磷”过程中按加入,充分反应后,欲使磷、镁浓度均低于,则最低应控制为___________。
【答案】(1) ①. d ②.
(2)
(3)晶体 (4)为“萃取”提供反应所需的
(5) ①. (或) ②.
(6)
【解析】
【分析】“氧压碱浸”时、会生成、、,、、、分别生成、、、,过滤,滤渣1主要为,滤液中加硫酸调pH,除去、,同时提供氢离子以备后续萃取时需要,加入进行萃取,得到,分液后,向有机相1中加一水合氨进行“反萃取”,生成,分液后在水相2中,加入硫酸镁,与反应生成沉淀,过滤除去,再经过后续处理得到纯品,据此分析解答。
【小问1详解】
Mn的价电子排布式为,是与Mn同族的第六周期元素,属于d区元素,其价电子排布式为。
【小问2详解】
由上述分析可知,“调酸”步骤的目的是沉铝、沉硅和为“萃取”提供反应所需的,所以滤渣2的主要成分为,。
【小问3详解】
由的X射线衍射图谱可知,具有衍射峰,说明属于晶体。
【小问4详解】
在“调酸”步骤中,主要的目的是沉铝、沉硅,再根据“萃取”时,发生的反应可知要消耗,所以在“调酸”步骤还需要为“萃取”提供反应所需的。
【小问5详解】
“萃取”得到,分液后,向有机相1中加一水合氨进行“反萃取”,生成,“反萃取”的化学方程式为或,“反萃取”后有机相2为,流程中可循环再利用的物质是。
【小问6详解】
根据,“除磷”过程中按加入,使磷、镁浓度均低于,最低应控制为。
17. 常用作脱硝催化剂,采用共沉淀法等比掺入金属M后,催化剂的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝的主要副产物为,主反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知:。则___________。
(2)某条件下对于反应Ⅰ,,,、为速率常数。当时,降低温度,变为,变为,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用某分子筛作催化剂,可脱除废气中的NO和,其反应历程如下图所示。图中生成X的离子方程式为___________,历程图中总反应的化学方程式为___________。
(4)将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面,不同温度下,在气体出口处测定相关物质浓度,得出NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化的关系如下图。
①选择,温度高于时NO的转化率下降的原因为___________。
②综合分析,该脱硝过程应选择的最佳催化剂为___________。
(5)、下,向恒温、恒压的密闭容器中通入、、(假设仅发生反应Ⅰ、Ⅱ)。达到平衡后测得的转化率为,体系中的物质的量为1.2 mol。则NO的转化率为___________,反应Ⅰ的___________(分压=总压物质的量分数)(写出计算式即可)。
【答案】(1)-1656
(2)> (3) ①. ②.
(4) ①. 催化剂活性下降(或副反应增多) ②.
(5) ①. 75% ②.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅱ-反应Ⅰ=目标反应,则;
【小问2详解】
反应Ⅰ为放热反应,降低温度,正、逆反应速率和速率常数均减小,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,则正反应速率常数大于逆反应速率常数;
【小问3详解】
由方程式可知,生成X的反应为与一氧化氮反应生成、氢离子、氮气和水,则X为氮气和水,反应的离子方程式为;总反应为催化剂作用下氨气与一氧化氮和二氧化氮反应生成氮气和水,反应的化学方程式为;
【小问4详解】
①由图可知,选择时,下随温度升高NO的转化率逐渐增大,温度高于时NO的转化率下降,则温度高于时NO的转化率下降的原因可能是温度过高,催化剂的活性下降所致,也可能是副反应增多所致;
②由图可知,在温度相对较低时催化效率高,一氧化氮的转化率较高、氮气的选择性高、一氧化二氮的生成量低,所以最佳催化剂为;
【小问5详解】
反应开始时通入、、,达到平衡后测得的转化率为,体系中的物质的量为1.2 mol,则参加反应的的物质的量为0.6 mol,参加反应的的物质的量为2.8 mol,产物只有水和氮气。根据H元素守恒可知,生成水的物质的量为。根据O元素守恒可知,平衡时NO物质的量为4mol+2mol×2-4.2mol-(2-0.6)mol×2=1mol,所以参加反应的NO的物质的量为4mol-1mol=3 mol,根据N守恒,生成的物质的量为2.9 mol。NO的转化率为。反应Ⅰ的,,,,,所以反应Ⅰ的平衡常数。
18. 有机物G是一种选择性作用于受体的激动剂,其一种合成路线如图所示。
请回答下列问题:
(1)化合物A___________(填“能”或“不能”)形成分子内氢键,分子中碳原子的杂化方式为___________,化合物B中含氧官能团的名称为___________。
(2)按系统命名法,A的化学名称为___________。
(3)写出由B生成C的反应的化学方程式:___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)D转化为E的反应类型是___________。
(6)M在分子组成上比A多一个“”原子团,M同时具有如下结构与性质:
i.含有苯环且苯环上只有3个取代基
ii.能发生银镜反应
则M的可能结构有___________种(不考虑立体异构)。
(7)已知:。根据上述合成路线和相关信息,设计以和流程中相关试剂为原料制备的合成路线___________(其他试剂任选)。
【答案】(1) ①. 不能 ②. ③. 醛基、醚键
(2)2,5-二氯苯甲醛
(3) (4) (5)取代反应
(6)16 (7)
【解析】
【分析】根据合成路线推测,A→B发生取代反应,B→C发生加成反应,C的结构简式为,C与氢气发生还原反应生成D,D的结构简式为,D与ClCOCH2Cl发生取代反应生成E,E与NaN3发生取代反应生成F,F在一定条件下与HCl反应生成G。
【小问1详解】
根据合成路线推知,发生取代反应,发生加成反应,C的结构简式为;C与氢气发生还原反应生成D,D的结构简式为;D与发生取代反应生成E,E与发生取代反应生成F,F在一定条件下与HCl反应生成G。
【小问2详解】
根据系统命名法,苯环上与醛基相连的碳原子为1号碳原子,A的化学名称为2,5-二氯苯甲醛。
【小问3详解】
发生加成反应,。
【小问4详解】
根据分析可知D的结构简式为:
【小问5详解】
,反应类型为取代反应。
【小问6详解】
根据信息可知,分子中有醛基,若苯环上有3个不同的取代基,分别为,则有10种同分异构体,如果有2个氯原子直接连在苯环上时,则三个取代基为:,则有6种同分异构体,共16种。
【小问7详解】
先用和CH3NO2发生加成反应生成,然后硝基被还原为氨基生成,再发生已知:的反应,最终合成,合成路线为:。
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