内容正文:
化学月考一
相对原子质量:H-1N-140-16Mg-24C1-35.5Mn-55Ga-70As-75Se-79
一、量子点的发现与合成
2023年诺贝尔化学奖授予三位在发现和合成量子点方面做出重要贡献的科学家。量子点是一种纳米级别的
半导体,其直径常在2-20nm之间,例如碳量子点、砷化镓(GaAs)量子点等。
1.我国化学家研究的一种新型复微合光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高
效分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是
H,
H,O,
H,0
氮化碳
碳量子点
H.O
A总反应为H0H+02
B.水分解过程中,H,0,作催化剂
C.复合光催化剂中两种纳米材料均属于共价化合物
D.若反应II是放热反应,则反应I一定是吸热反应
2.基态Ga原子核外有
种能量不同的电子,基态As原子的价电子排布式
3.N、P、As的气态氢化物沸点由高到低的顺序是」
(用氢化物分子式表示)。
4.砷化镓可由(CH)Ga和AsH在700℃时制得。(CH),Ga中镓原子的杂化方式为
一-。分子的AsH
空间构型为
5.砷化镓(GAs)的晶胞结构如图甲所示。将Mn参杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如图乙所
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示。下列说法错误的是
→Mn
Mn掺杂
○Mm
0.565nm
○Ga
Mn
●As
甲
乙
A图甲中,与G原子直接连接的As原子构成的几何形状为正四面体形
B.图甲中,与Ga原子等距离的Ga原子个数为12个
C.Ga的第一电离能小于As
D.稀磁性半导体材料中,Mn、As的原子个数比为1:2
6.已知砷化镓晶胞的边长为0.565nm,计算GaAs晶体的密度为
g/cm。
7.氮化镓(GN)和砷化镓(GaAs)是具有相似结构的共价晶体,试比较二者熔点的高低并说明理由。
二、尿素
尿素[C0H)]是世界上使用最为广泛的氮肥。同时,它与人体健康也有着密不可分的联系。
I.工业上利用合成氨工艺联合生产尿素,原理如下图所示。
CO
CH4+H,O◆
反应器I
反应器)◆-H,O
N
H
反应器Ⅲ
H,O
C0,
NH
(反应器IV)
CO(NH2)
8.尿素属于
A铵态氮肥
B.硝态氮肥
C.有机氮肥
D.复合肥
9.尿素分子内存在的化学键有
A极性键
B.离子键
C.氢键
D.非极性键
10.若反应器I和II中各有1.5mo1H0参加反应,理论上可获得
molH,
反应器IV中的总反应为2NH(g)+C0,(g)=C0(H)2(s)+H,0(g),该反应需要
两步才能完成,其能量变化如下图所示。
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◆能量(E)
2NH,(g)+CO,(g)
CO(NH)(s)+H,O(g)
59.5kJ-mol
nsu
H,NCOONH(s)
反应过程
11.第一步反应的平衡常数表达式=
12.(1)当升高温度,第二步反应的平衡常数将
A减小
B.增大
C.保持不变
D.条件不足,无法判断
(2)恒温恒容的密闭容器中,能说明总反应达到平衡状态的是
A.二氧化碳的生成速率和水的消耗速率相等
B.容器内气体的压强保持不变
C.容器内H、C02、H0的物质的量之比为2:1:1
D.单位时间内,每断裂3mo1N-H键,同时形成1mo10-H键
Ⅱ.碳-13无放射性,医学上用℃标记的尿素呼气诊断幽门螺旋杆菌感染,该检验比“℃呼气更安全。
13.关于℃的说法正确的是一。
A.1℃和4C互为同素异形体
B.4C也无放射性,主要用于考古断代
C.14℃比C多1个电子
D.℃与4C是两种不同的核素
Ⅲ.氨基酸在肝脏等组织代谢下产生尿素。当人体肾功能衰竭,血液中的尿素会逐渐累积而升高。医学上
常采用人工肾脏间接电化学法除去代谢产物中的尿素,用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。
14.(1)关于氨基酸的说法,错误的是
A.氨基酸是两性化合物,可与酸或碱反应
B.天然蛋白质最终水解产物仅有α-氨基酸
C.两分子氨基酸脱水形成二肽
D.氨基酸、多肽都具有酰胺键
(2)茚三酮显色法检验氨基酸非常灵敏。在
条件下,谷氨酸与茚三酮反应后能得到蓝紫色的
物质。(不定项)
A.加热
B.低温
C.弱酸性
D.弱碱性
人工肾脏间接电化学法除去代谢中尿素的原理如下图。
B
直流电源
C0+N2
NaCI溶液
NaCI溶液
NaCI-床素泥合溶湾
怖性电版
15.阳极室先后发生两个反应,一个发生在电极表面,另一个发生在电解液中。
(1)请依次书写电极反应式、化学反应方程式:
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和
(2)电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比无变化,原因是:
三、二氧化碳综合利用
2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”的承诺,体现了我国对环境的责任与担当。
I.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。(【为化学平衡常数)
①C02(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H20(g)
△H<0
K1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
△H<0
K2
③C02(g)+H2(g)=C0(g)+H20(g)
△H>0
K3
16.反应①自发进行的条件是
A.高温
B.低温
C.任意温度
17.K3=
(用含K1、K2的式子表示)。
18.将2mo1C02和1mo1H2充入某容积不变的绝热密闭容器中,只发生反应③。
下列不能判断反应③达到平衡的是
。(不定项)
A.容器内温度不再变化
B.混合气体的密度保持不变
C.容器内C02和H2两种气体的浓度之比不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
Ⅱ.甲烷水蒸气重整得到的CO2与H2,可以催化重整制备CH3OCH3,过程中存在反应:
④2C02(g)+6H2(g)=CH30CH3(g)+3H20(g)△K0
⑤C02(g)+H2(g)=C0(g)+H20(g)
△H0
19.向恒压容器中充入1mo1C02与3mo1H2,发生反应④和⑤,实验测得不同压强下C02的平衡转化率随
温度变化关系如图所示。P1、P2、P3由大到小的顺序为
P2
P3
T2温度/C
Ⅲ.在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
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CO.
乙烯
离子交换膜
20.阴极电极反应式为
装置中使用的是(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
IV.以C0,为原料加氢可以合成甲醇C02(g)+3H2(g)=CH0H(g)+H0(g),
该反应一般认为可通过如下两个步骤来实现:
⑥C02(g)+H2(g)=H,0(g)+C0(g)△H=+41kJ·mo1
⑦C0(g)+2H(g)=CH,0H(g)△H=-90kJ·mo1
21.总反应的C02(g)+3H2(g)=HOH(g)+H0(g〉△
22.若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
体个
体
能
能
量
CO+H,O+2H
CO+H,O+2H,
CO,+3H:CH,OH+HO
C0,+3H2
CH,OH+H,O
A.
反应进程
B
反应进程
体
体
系能
量
系能量
/C0+H,0+2H
C0,+3H2
CO+H,O+2H,
CH,OH+H,O
C02+3H2
CH,OH+H,O
C
反应进程
0
反应进程
将nH)/n(C0)=3的混合气体充入体积为VL的密闭容器中,相同时间内测得温度与转化率、产物选择性的
关系如图所示。(已知:CH,OH选择性=生成的CH,0H的物质的量/消耗的CO,的物质的量)
14
90
12
80
10
70
a(240.10)
60
●
50
210
230
250
270
温度/C
23.270℃以后C0,转化率随温度升高而增大的原因可能是
(任写一条)
24.有利于提高CH,0H选择性的反应条件可以是
(不定项)。
A.升高温度
B.减小压强
C.使用更合适的催化剂
D.原料气中掺入适量的C0
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四、制备红矾钠
工业上以铭铁矿(Fe0·Cr0,含Al0、Si0,等杂质)为主要原料制备红矾钠(NaCr0·2H0)的工艺流
程以及可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系分别如图a、b。当c≤1.0×10mol·L时,可认为已除尽。
已知:焙烧时将Fe0·Cr,0,转化为Na,Cr0,和Fe,O,还将A1、Si元素转化为NaA1(OH)4、NaSi0。
母液
铬铁矿
H.O
纯碱
H-SO
H-SO.
02
焙烧
浸取
中和
酸化
蒸发
冷却
结晶
结晶
滤渣
滤渣
副产品
Na2Cr2O2H2O
图a
0
S(g/100gH.O)
CrO
CrO
(
80Na,Cr,02H.0
Fe
60
Na-SO
/3)
3
AI(OH).T
40
41
9.6
20
Na.SO,10H,O
2.43.04.5
9.310.2
14
0204060807C
PH
图b
图c
25.焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行,其目的是
26.①“浸取”的滤渣的化学式为
中和时pH的理论范围为
②用平衡理论的角度结合化学方程式解释酸化的目的是
27.根据图c红矾钠和硫酸钠的溶解度曲线分析,“蒸发结晶”时的副产品为
28.某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴阳极,原理示意图如下。
几乎不含
六价的水
隔膜H
A
B
板
pH为3.5-6.5
C红,O为主的废水
①配平方程式,并标明电子转移的方向和数目
_Cr02+Fe2+
==Cr3'+Fe3"+
②不考虑气体溶解,若收集到H213.44L(标准状况下)时有
mo1Cr,02被还原.
③一段时间后产生Fe(OH),和Cr(OH),沉淀。若电解后溶液中c(Cr")=3.0X105mo1·L1,,则
c(Fe)=
己知:Kp[Fe(0H)3]=4.0×10-8mo1·L1,K[Cr(OH3]=6.0X101mo1·L
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五、抗肿瘤药物
抗肿瘤药物(G)的一种合成路线如下:
HO
CHO
CH2Br
HCHO
CsHoO3
LiAlH.CHOs
PBr3
HO
A
B
NaCN H/HO C,H.O,-
F
OCl
⊙
己知:I.RCHO LiAIH RCH,OH
SOCl2
II.R-COOH-
R'-NH2R-C-N-R
29.A中含氧官能团的名称
30.c的结构简式为
31.C→D的反应类型是
0
A.氧化反应
B.还原反应
C.加成反应
D.取代反应
32.如何检验D中的无氧官能团,写出实验步骤
33.E→G的化学方程式为
34.E有多种同分异构体,写出1种符合以下要求的E的同分异构体的结构简式一一。
①与FeCl溶液发生显色反应:
②能发生水解反应:
③核磁共振氢谱显示有5种氢,且峰面积之比为1:1:2:2:2。
35.鉴定G中官能团的光谱分析方法是
A.质谱
B.红外光谱
C.核磁共振氢谱D.原子发射光谱
36.G与足量H加成后的分子中有」
一个不对称碳原子。
A.4
B.5
C.6
D.7
CH-OH
37.参照上述流程,设计以苯甲醇(
)和苯胺(
)为原料制备
的合成路线。(其他无机试剂任选)》
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