精品解析:江西省西路七校2025-2026学年高三上学期10月第一次联考化学试题
2025-10-17
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内容正文:
江西省西路七校2026届高三第一次联考
化学
考试时间:2025年10月11日
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:O~16 P~31 K~39 Fe~56 Co-59 Ni~59 I~127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. X射线衍射实验可用于区分晶体与非晶体
B. 利用明矾可有效除去污水中含有的Cu2+、Hg2+等重金属离子
C. 凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用
D. 煤的气化、液化,石油的分馏都属于化学变化
2. 下列有关化学用语使用正确的是
A. 一氯甲烷的电子式:
B. 碳酸氢钠的水解:+H2O+H3O+
C. 聚异戊二烯的结构简式:
D. 中子数为8的氧原子:18O
3. 下列说法错误的是
A. 不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的碳酸氢钠溶液冲洗
B. 不慎将苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
C. 实验室制备氯气的实验中,需要注意:
D. 新制的氯水保存在带磨口玻璃塞的棕色细口试剂瓶中,并放在阴凉处
4. 磷化氢(PH3)是一种在空气中能自燃的剧毒气体,可通过以下流程制取:
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 31g白磷(P4)中所含P-P的数目为1.5NA
B. 标准状况下,H3PO2发生分解反应产生22.4L PH3时转移的电子数为4NA
C. 0.1 mol PH3中P的价层电子对数为0.4NA
D. 1L 1 mol·L-1 NaH2PO2溶液中含有的数目为NA
5. 下列离子方程式错误的是
A. 少量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O+Cl-+2H+
B. 电解饱和食盐水制Cl2:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C. 硫化亚铁溶于稀硫酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
D. NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合:2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+
6. 物质结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
可用CS2除去试管内残余的S
CS2是非极性分子,可以溶解硫
C
常温下,可用铁制容器盛装浓硝酸
铁的表面被浓硝酸氧化,产生了一层致密的氧化物薄膜
D
水的沸点比硫化氢
的高
氧原子的半径比硫原子的小,H—O键长比H—S键长短
A. A B. B C. C D. D
7. 用如图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是
A.验证金属锌保护铁
B.检验乙炔具有还原性
C.熔融纯碱
D.证明AgI的溶解度小于AgCl
A. A B. B C. C D. D
8. 由K、I、O组成的某化合物的立方晶胞如图所示。下列叙述错误的是
A. 该化合物的化学式为KIO3
B. 该晶体的密度的表达式为
C. a的坐标参数为
D. 该晶胞的另一种表示中,I处于各顶角,则K处于体心位置
9. 以铅酸蓄电池为电源,利用电解法获得NaOH与H3PO4的原理如图所示(双极膜是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜),下列说法正确的是
A. M膜为阴离子交换膜
B. 产品室2中产物为H3PO4
C. 电极a与铅酸蓄电池的正极相连
D. 双极膜共解离4 mol H2O时,理论上铅酸蓄电池中生成4 mol PbSO4
10. X、Y、Z、P、Q为原子序数依次增大的前三周期元素,其中只有一种是金属元素,X、Y、P位于三个不同周期,Y、Z处于不同主族,5种元素形成的化合物如图所示。
下列说法错误的是
A. P的基态原子中电子的空间运动状态有13种
B. 简单氢化物的空间结构:Y呈四面体形、Z呈三角锥形
C. 电负性大小顺序:Z>Y>P
D. 工业上不能用电解PQ3的方法制备单质P
11. 有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法正确的是
A. 依据红外光谱无法确证X、Y存在不同的官能团
B. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C. 有机物X存在顺反异构,有机物Y无顺反异构
D. 类比上述反应,的异构化产物不能发生银镜反应,但可发生加聚反应
12. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有等杂质)制备晶体的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:①难溶于冷水,易溶于热水。
② 。
③,
A. “浸取”时加入饱和NaCl溶液的目的是增大浓度,便于铅元素进入溶液
B. 加入MnO调pH时,使平衡正向移动,除去
C. “沉降”时加入冰水可使平衡逆向移动
D. 经“沉淀转化”后得到,若用1L溶液转化2mol沉淀(忽略溶液体积变化),则溶液的起始物质的量浓度不得低于2.000mol/L
13. 在Fe+催化下乙烷氧化的反应机理如图所示(图中为副反应)。下列说法正确的是
A. FeO+、N2均为反应中间体 B. X、Y中均既含极性键也含非极性键
C. 该机理涉及的反应均为氧化还原反应 D. 每生成1 mol CH3CHO,消耗的N2O大于2mol
14. 以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ[比如A2的分布系数:δ(A2-)=]随滴加的NaOH溶液体积的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A. 曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B. H2A溶液的浓度为0.2000 mol·L-1
C. HA-的电离常数Ka≈1.0×10-2
D. 滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠(NaBiO3,Mr=280)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。
Ⅰ.制取铋酸钠
将白色且难溶于水的Bi(OH)3置于NaOH溶液中,在充分搅拌的情况下与Cl2反应制备NaBiO3,实验装置如图(加热和夹持仪器已略去)。
已知:NaBiO3粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
回答下列问题:
(1)图中盛装浓盐酸的仪器名称是_______。
(2)①A装置中制备气体的离子方程式为_______。
②B装置盛放的试剂是饱和食盐水,其作用是_______。
(3)C装置中发生反应的化学方程式为_______。
(4)反应结束后,应立即关闭K3和K1并停止对A装置加热,原因是_______。
(5)反应结束后,为从C装置中获得尽可能多的产品,需要的操作是_______,过滤、洗涤、干燥。
(6)实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是_______。
Ⅱ.产品纯度的测定
(7)为测定产品的纯度,取上述NaBiO3产品3.20 g,用足量硫酸和MnSO4稀溶液将其还原为Bi3+(已知:5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2+5Na++7H2O),再将其准确配制成100 mL溶液,取出10.00 mL;用0.100 mol·L-1 的H2C2O4标准溶液滴定生成的,滴定终点时消耗10.00 mL H2C2O4标准溶液,则该产品的纯度为_______%(结果保留一位小数)。
16. 钴及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。工业上以钴矿[主要成分为CoO、Co2O3、Co(OH)2,含少量的SiO2、Al2O3、FeO、MnO2等]为原料制取Co3O4,的工艺流程如图所示。
已知:①Fe2+的还原性强于Co2+;
②溶液中相关离子沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH如下表:
沉淀
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Co(OH)2
完全沉淀的pH
2.8
5.2
10.1
9.4
回答下列问题:
(1)基态Co原子的价层电子排布式为_______。
(2)“浸取”中,提高浸取率的措施有_______(写一条)。
(3)①在“调节pH=6”时,沉淀X的主要成分为_______。
②“浸取”中,Co2O3发生反应的离子方程式为_______。
③“氧化”中消耗H2O2的量明显偏高的原因可能是_______。
④由CoCO3生成Co3O4的化学方程式为_______。
(4)“萃取”中,配合物的结构存在如下转变,下列说法错误的是_______(填标号)。
A. 转变过程中只涉及配位键的断裂与形成 B. 配合物1内界中心原子配位数为6
C. 转变前后,Co的化合价发生变化 D. 两种配合物中均含有大π键
(5)钴盐可用于制备含镍钴的铁合金,一种合金X的立方晶胞如图所示。该晶胞中粒子个数比:Fe:Co:Ni=_______;设合金X的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体中Fe和Ni之间的最短距离为_______nm(列出计算式)。
17. F是合成某种抗癌靶向药物的中间体,一种合成F的路线如图所示。
已知:
回答下列问题
(1)A中最多有_______个原子共平面。
(2)D中含氧官能团的名称为_______;D→E的反应类型是_______。
(3)以下物质的酸性由强到弱依次为_______(填标号)。
A. B. C.
(4)C是一种链状二元酯,分子中有4种不同化学环境的氢。B→C转化中,反应②的化学反应方程式为_______。
(5)以F为原料合成化合物J的路线如下。H的结构简式为_______试剂X为_______。
(6)满足下列条件的E的同分异构体的结构简式为_______。
①含苯环;
②两个羟基不能连在同一个碳上;
③1 mol该物质和足量钠作用能产生2 mol H2;
④核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为4∶2∶2∶1。
18. 为实现“碳中和”和“碳达峰”,碳的循环利用是重要措施。
Ⅰ.工业上用Cu-ZnO作催化剂,通过反应①来生产甲醇,同时也会有副反应②发生。
反应①:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ/mol
(1)已知298K时,相关物质的相对能量如图所示,则ΔH1=_______kJ/mol。反应①在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)请比较CO2和H2O的键角,并解释原因:_______。
(3)一定条件下,向某密闭容器中充入一定量CO2和H2,发生反应①和反应②,下列说法正确的是_______(填标号)。
A. 反应②的活化能:Ea(正)>Ea(逆)
B. 平衡后,压缩容器容积,反应①平衡正向移动,反应②平衡不移动
C. 当容器中的甲醇的物质的量不再发生变化时,反应体系达到平衡状态
D. 选择合适的催化剂,并提高温度,一定可以加快反应速率
Ⅱ.CH4-CO2重整反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),易发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。某温度下,将等物质的量的CH4(g)和CO2(g)充入起始压强为p0 kPa的恒容密闭容器中发生反应,达平衡时,测得某种反应物的转化率为20%,另一种为40%。
(4)平衡时总压为_______。
(5)该温度下,平衡时n(CO):n(H2)=_______,CH4-CO2重整反应的分压平衡常数KP=_______(kPa)2(用含p0的式子表示)。(已知:气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数KP)
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江西省西路七校2026届高三第一次联考
化学
考试时间:2025年10月11日
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:O~16 P~31 K~39 Fe~56 Co-59 Ni~59 I~127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. X射线衍射实验可用于区分晶体与非晶体
B. 利用明矾可有效除去污水中含有的Cu2+、Hg2+等重金属离子
C. 凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用
D. 煤的气化、液化,石油的分馏都属于化学变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.X射线衍射实验中,晶体因内部有序结构会产生明锐衍射峰,而非晶体无此特征,因此可以区分,A正确;
B.明矾净水主要依靠Al(OH)3胶体吸附悬浮物,但对Cu2+、Hg2+等重金属离子无法有效去除,需其他方法处理,B错误;
C.食品添加剂在合法合规使用下是安全的,该说法过于绝对,C错误;
D.煤的气化[C+H2O(g)CO+H2]、液化(如煤制甲醇)是化学变化,但石油分馏仅为物理分离过程,D错误;
故选A。
2. 下列有关化学用语使用正确的是
A. 一氯甲烷的电子式:
B. 碳酸氢钠的水解:+H2O+H3O+
C. 聚异戊二烯的结构简式:
D. 中子数为8的氧原子:18O
【答案】C
【解析】
【详解】A.一氯甲烷的电子式为,A错误;
B.碳酸氢钠的水解:+H2O+OH-,B错误;
C.聚异戊二烯的结构简式:,C正确;
D.质量数=质子数+中子数,氧原子质子数为8,当中子数为8时,氧原子应表示为16O,D错误;
故选C。
3. 下列说法错误的是
A. 不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的碳酸氢钠溶液冲洗
B. 不慎将苯酚沾到皮肤上,先后用乙醇、水冲洗
C. 实验室制备氯气的实验中,需要注意:
D. 新制的氯水保存在带磨口玻璃塞的棕色细口试剂瓶中,并放在阴凉处
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸沾到皮肤,立即用大量水冲洗,再用3%~5%碳酸氢钠溶液中和,操作正确;A正确;
B.苯酚易溶于乙醇,先用乙醇溶解苯酚,再用水冲洗,处理方法正确;B正确;
C.实验室制备氯气时,不用小刀等尖锐仪器,不需要,C错误;
D.氯水含HClO,见光易分解,需棕色细口瓶避光、阴凉处存放,酸性溶液用磨口玻璃塞,D正确;
故选C。
4. 磷化氢(PH3)是一种在空气中能自燃的剧毒气体,可通过以下流程制取:
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 31g白磷(P4)中所含P-P的数目为1.5NA
B. 标准状况下,H3PO2发生分解反应产生22.4L PH3时转移的电子数为4NA
C. 0.1 mol PH3中P的价层电子对数为0.4NA
D. 1L 1 mol·L-1 NaH2PO2溶液中含有的数目为NA
【答案】D
【解析】
【分析】白磷与NaOH溶液发生歧化反应,得到PH3和NaH2PO2溶液,NaH2PO2溶液与稀硫酸反应得到H3PO2,H3PO2发生分解反应得到PH3和H3PO4。
【详解】A.白磷(P4)的结构简式为,1个P4分子含6个P-P键。31g P4的物质的量为=0.25mol,含P-P键数目为0.25mol×6=1.5NA,A正确;
B.H3PO2中P为+1价,分解生成PH3(P为-3价)和H3PO4(P为+5价),反应为2H3PO2=PH3↑+H3PO4。生成1mol PH3转移4mol电子,标准状况下22.4L PH3为1mol,转移电子数4NA,B正确;
C.PH3中P的价层电子对数=σ键数(3)+孤电子对数(1)=3+=4,0.1mol PH3中价层电子对数为0.1×4=0.4NA,C正确;
D.NaH2PO2溶液中为弱酸根(H3PO2为一元弱酸),会发生水解,故1L 1mol·L-1溶液中数目小于NA,D错误;
故选D。
5. 下列离子方程式错误的是
A. 少量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O+Cl-+2H+
B. 电解饱和食盐水制Cl2:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C. 硫化亚铁溶于稀硫酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
D. NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合:2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+
【答案】A
【解析】
【详解】A.少量SO2通入NaClO溶液中发生氧化还原反应,反应生成的H+会与过量的ClO-反应生成弱电解质HClO,反应的离子方程式为: ,A错误;
B.电解饱和食盐水制Cl2的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,B正确;
C.硫化亚铁的溶度积较大,能溶于稀硫酸,反应的离子方程式为FeS+2H+=Fe2++H2S↑,C正确;
D.NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+,D正确;
故选A。
6. 物质结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
可用CS2除去试管内残余的S
CS2是非极性分子,可以溶解硫
C
常温下,可用铁制容器盛装浓硝酸
铁的表面被浓硝酸氧化,产生了一层致密的氧化物薄膜
D
水的沸点比硫化氢
的高
氧原子的半径比硫原子的小,H—O键长比H—S键长短
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.甘油分子间存在较多氢键,增强了分子间作用力,导致其黏稠,A正确;
B.CS2是非极性分子,单质硫也是非极性分子,根据相似相溶原理,CS2可溶解硫,B正确;
C.浓硝酸使铁钝化,表面形成致密氧化膜阻止进一步反应,C正确;
D.水的沸点高主要因分子间氢键作用强,而非仅因键更短,D错误;
故选D。
7. 用如图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是
A.验证金属锌保护铁
B.检验乙炔具有还原性
C.熔融纯碱
D.证明AgI的溶解度小于AgCl
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 溶液能氧化铁电极,应该将反应后的溶液取出后再滴入溶液检验亚铁离子,A错误;
B.电石与饱和食盐水反应生成乙炔的同时,会产生H2S等还原性杂质气体,H2S也能使酸性KMnO4溶液褪色,干扰乙炔还原性的检验,B错误;
C.纯碱(Na2CO3)熔融时不与铁反应,铁坩埚可用于熔融纯碱,C正确;
D.KCl与过量AgNO3混合后,溶液中存在大量Ag+,滴入KI溶液时,Ag+直接与I-反应生成AgI沉淀,并非AgCl沉淀转化为AgI,无法证明AgI溶解度小于AgCl,D错误;
故答案选:C。
8. 由K、I、O组成的某化合物的立方晶胞如图所示。下列叙述错误的是
A. 该化合物的化学式为KIO3
B. 该晶体的密度的表达式为
C. a的坐标参数为
D. 该晶胞的另一种表示中,I处于各顶角,则K处于体心位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶胞中I原子位于体心,个数为1,O原子位于面心,个数为,K原子位于顶点,个数为,所以化学式为KIO3,A正确;
B.该晶体的密度为,B错误;
C.由图可知a原子位于侧面面心位置,所以a的坐标参数为,C正确;
D.I在顶点(个)时,K需为1个,体心位置符合(1个),D正确;
故答案选:B。
9. 以铅酸蓄电池为电源,利用电解法获得NaOH与H3PO4的原理如图所示(双极膜是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜),下列说法正确的是
A. M膜为阴离子交换膜
B. 产品室2中产物为H3PO4
C. 电极a与铅酸蓄电池的正极相连
D. 双极膜共解离4 mol H2O时,理论上铅酸蓄电池中生成4 mol PbSO4
【答案】B
【解析】
【分析】由题意及OH-的移动方向知,产品室1的产品是NaOH,说明原料室中Na+往左移动,故M膜为阳离子交换膜,电极a是阴极,连接铅蓄电池的负极;产品室1的产品是NaOH,则产品室2的产品是H3PO4,说明向右移动到产品室2中,则N膜为阴离子交换膜,双极膜向左解离生成H+,从而得到H3PO4,据此分析解答。
【详解】A.由分析知,M膜允许Na⁺通过,Na⁺为阳离子,故M膜为阳离子交换膜,A错误;
B.由分析知,产品室2的产品是H3PO4,B正确;
C.由分析知,Na⁺往电极a移动,说明电极a是阴极,连接铅蓄电池的负极,C错误;
D.根据电荷守恒,当两个双极膜共解离4 mol H2O时,转移2 mol ;铅酸蓄电池放电时Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O~2,当转移2 mol 时,生成2 mol PbSO4,D错误;
故选B。
10. X、Y、Z、P、Q为原子序数依次增大的前三周期元素,其中只有一种是金属元素,X、Y、P位于三个不同周期,Y、Z处于不同主族,5种元素形成的化合物如图所示。
下列说法错误的是
A. P的基态原子中电子的空间运动状态有13种
B. 简单氢化物的空间结构:Y呈四面体形、Z呈三角锥形
C. 电负性大小顺序:Z>Y>P
D. 工业上不能用电解PQ3的方法制备单质P
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、P、Q为原子序数依次增大的前三周期元素,其中只有一种是金属元素,X、Y、P位于三个不同周期,X是H元素;Q形成-1价阴离子,Q是Cl元素;Y、Z能形成4个共价键,Y、Z处于不同主族,Z形成1个配位键,则Y是C、Z是N,只有一种是金属元素,P是金属元素,Z与P形成配位键,P与2个Cl形成共价键后带1个正电荷,则P显+3价,P是Al元素。
【详解】A.P为Al元素,基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p¹,占据原子轨道数为7,电子空间运动状态7种,A错误;
B.Y为C,其简单氢化物为CH4,C的价层电子对数为,不含孤电子对,空间结构为正四面体形;Z为N,其简单氢化物为NH3,N的价层电子对数为,含1个孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确;
C.元素电负性同周期从左到右增大,所以,电负性:N>C;非金属元素电负性一般大于金属元素,所以,C>Al;综上,电负性:N>C>Al,C正确;
D.AlCl3是共价化合物,熔融状态不导电,工业上用电解熔融Al2O3冶炼Al,D正确;
选A。
11. 有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法正确的是
A. 依据红外光谱无法确证X、Y存在不同的官能团
B. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C. 有机物X存在顺反异构,有机物Y无顺反异构
D. 类比上述反应,的异构化产物不能发生银镜反应,但可发生加聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题干图示有机物X、Y的结构简式可知,X含有碳碳双键和醚键,Y含有碳碳双键和酮羰基,红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰,故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团,A错误;
B.由题干图示有机物X的结构简式可知,X分子中存在两个碳碳双键所在的平面,单键可以任意旋转,故除氢原子外,X中其他原子可能共平面,B正确;
C.X中3和3'均存在2个氢原子,无顺反异构,Y中1'由2个氢原子,无顺反异构,C错误;
D.由题干信息可知,类比上述反应,的异构化产物为:,含有碳碳双键和醛基,故可发生银镜反应和加聚反应,D错误;
故答案为B。
12. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有等杂质)制备晶体的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:①难溶于冷水,易溶于热水。
② 。
③,
A. “浸取”时加入饱和NaCl溶液的目的是增大浓度,便于铅元素进入溶液
B. 加入MnO调pH时,使平衡正向移动,除去
C. “沉降”时加入冰水可使平衡逆向移动
D. 经“沉淀转化”后得到,若用1L溶液转化2mol沉淀(忽略溶液体积变化),则溶液的起始物质的量浓度不得低于2.000mol/L
【答案】D
【解析】
【分析】分析题干与流程图可知,原料为方铅矿(主要成分为PbS、含杂质FeS2),目标产物为,铅元素为流程转化中的主元素,Fe、S等元素在作为杂质被除去,PbS在“浸取”过程中转化成能溶于水的,又通过冰水降温在“沉降”过程中转化为难溶于冷水的而分离出来,与硫酸反应生成。
【详解】A.“浸取”时盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中,故A正确;
B.加入MnO调pH时,使平衡正向移动,使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,故B正确;
C.△H>0反应吸热,加入冰水温度降低,使平衡逆向移动,故C正确;
D.沉淀转化的离子方程式为,该反应的平衡常数K= =8.89×102,沉淀转化后c(Cl-)=4mol/L,则沉淀转化后溶液中c(SO)为=0.018mol/L,反应生成的PbSO4为2mol,则初始的H2SO4的物质的量至少为2.018mol,则溶液的起始物质的量浓度不得低于2.018mol·L-1,故D错误;
故选D。
13. 在Fe+催化下乙烷氧化的反应机理如图所示(图中为副反应)。下列说法正确的是
A. FeO+、N2均为反应中间体 B. X、Y中均既含极性键也含非极性键
C. 该机理涉及的反应均为氧化还原反应 D. 每生成1 mol CH3CHO,消耗的N2O大于2mol
【答案】D
【解析】
【分析】由反应机理的示意图可知,反应中N2O、C2H6为反应物,CH3CHO、N2和X为生成物,Fe+为反应的催化剂,FeO+为中间产物,主反应的总方程式为C2H6+2N2OCH3CHO+ 2N2+X,由质量守恒定律可知,X为H2O;转化中会发生副反应[(C2H5)Fe(OH)]+ →Fe++Y,由质量守恒定律可知,Y为C2H6O,据此分析选项。
【详解】A.由分析可知,FeO+为中间产物,N2为生成物,A错误;
B.由分析可知,X为H2O,Y为C2H6O,H2O中只含有极性共价键,不含有非极性键, B错误;
C.由图可知,FeO+发生的反应为C2H6+FeO+→[(C2H5)Fe(OH)]+,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,C错误;
D.根据主反应方程式,生成1 mol CH3CHO理论上消耗2 mol N2O。因部分中间体[(C2H5)Fe(OH)]+发生了副反应,也消耗了N2O,故要生成1 mol CH3CHO,实际消耗的N2O大于2 mol,D正确;
故选D。
14. 以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ[比如A2的分布系数:δ(A2-)=]随滴加的NaOH溶液体积的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A. 曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)
B. H2A溶液的浓度为0.2000 mol·L-1
C. HA-的电离常数Ka≈1.0×10-2
D. 滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
【答案】C
【解析】
【分析】根据图象,曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐减小,曲线②代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐增大,粒子的分布系数只有1个交点;当加入40mLNaOH溶液时,溶液的pH在中性发生突变,且曲线②代表的粒子达到最大值接近1;没有加入NaOH时,pH为1,说明H2A第一步完全电离,第二步部分电离,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)= =0.1000mol/L,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A错误;
B.滴定终点时,n(NaOH)=2n(H2A)。由图可知终点V(NaOH)=40mL,n(NaOH)=0.1000mol/L×0.04L=0.004mol,则n(H2A)=0.002mol,c(H2A)==0.1000mol/L,B错误;
C.由分析可知,H2A第一步完全电离,第二步部分电离,根据图像,当V(NaOH)=0时,HA-的分布系数为0.9,溶液的pH=1,A2-的分布系数为0.1,则HA-的电离平衡常数=≈1.0×10-2,C正确;
D.用酚酞作指示剂,酚酞变色的pH范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),则c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠(NaBiO3,Mr=280)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。
Ⅰ.制取铋酸钠
将白色且难溶于水的Bi(OH)3置于NaOH溶液中,在充分搅拌的情况下与Cl2反应制备NaBiO3,实验装置如图(加热和夹持仪器已略去)。
已知:NaBiO3粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
回答下列问题:
(1)图中盛装浓盐酸的仪器名称是_______。
(2)①A装置中制备气体的离子方程式为_______。
②B装置盛放的试剂是饱和食盐水,其作用是_______。
(3)C装置中发生反应的化学方程式为_______。
(4)反应结束后,应立即关闭K3和K1并停止对A装置加热,原因是_______。
(5)反应结束后,为从C装置中获得尽可能多的产品,需要的操作是_______,过滤、洗涤、干燥。
(6)实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是_______。
Ⅱ.产品纯度的测定
(7)为测定产品的纯度,取上述NaBiO3产品3.20 g,用足量硫酸和MnSO4稀溶液将其还原为Bi3+(已知:5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2+5Na++7H2O),再将其准确配制成100 mL溶液,取出10.00 mL;用0.100 mol·L-1 的H2C2O4标准溶液滴定生成的,滴定终点时消耗10.00 mL H2C2O4标准溶液,则该产品的纯度为_______%(结果保留一位小数)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) ①. ②. 除去挥发出来的HCl气体
(3)
(4)防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解
(5)(在冰/冷水中)冷却结晶
(6)除去A装置中残留的Cl2
(7)87.5
【解析】
【分析】装置A为氯气发生装置,利用MnO2和浓盐酸共热制备氯气,经装置B除杂后进入装置C参与反应,装置D为尾气处理装置,吸收未反应完的Cl2,据此作答。
【小问1详解】
图中盛装浓盐酸的仪器名称是恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
①利用MnO2和浓盐酸加热制备Cl2的离子方程式为;②饱和食盐水的作用是除去挥发出来的HCl气体,防止NaBiO3遇酸分解;
【小问3详解】
C装置中发生Bi(OH)3在NaOH溶液中被Cl2氧化成NaBiO3的反应,根据得失电子守恒,反应化学方程式为;
【小问4详解】
NaBiO3遇酸溶液迅速分解,为防止Cl2过量使C装置中的溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,所以反应结束后,应立即关闭K3和K1,并停止对A装置加热;
【小问5详解】
NaBiO3粉末呈浅黄色,不溶于冷水,反应结束后,为从C装置中获得尽可能多的产品,需要在冰水(冷水)中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,不可蒸发浓缩,NaBiO3遇沸水也分解;
【小问6详解】
氯气有毒,为防止氯气污染空气,实验完毕后,打开K2,向A装置中加入NaOH溶液的主要作用是除去A装置中残留的Cl2;
【小问7详解】
草酸与酸性高锰酸钾反应的离子方程式为,根据两个离子方程式建立关系式:5NaBiO3~2~5H2C2O4,当达到滴定终点时,消耗0.100 mol/L的H2C2O4标准溶液10.00 mL,即,该产品的纯度为。
16. 钴及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。工业上以钴矿[主要成分为CoO、Co2O3、Co(OH)2,含少量的SiO2、Al2O3、FeO、MnO2等]为原料制取Co3O4,的工艺流程如图所示。
已知:①Fe2+的还原性强于Co2+;
②溶液中相关离子沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH如下表:
沉淀
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Co(OH)2
完全沉淀的pH
2.8
5.2
10.1
9.4
回答下列问题:
(1)基态Co原子的价层电子排布式为_______。
(2)“浸取”中,提高浸取率的措施有_______(写一条)。
(3)①在“调节pH=6”时,沉淀X的主要成分为_______。
②“浸取”中,Co2O3发生反应的离子方程式为_______。
③“氧化”中消耗H2O2的量明显偏高的原因可能是_______。
④由CoCO3生成Co3O4的化学方程式为_______。
(4)“萃取”中,配合物的结构存在如下转变,下列说法错误的是_______(填标号)。
A. 转变过程中只涉及配位键的断裂与形成 B. 配合物1内界中心原子配位数为6
C. 转变前后,Co的化合价发生变化 D. 两种配合物中均含有大π键
(5)钴盐可用于制备含镍钴的铁合金,一种合金X的立方晶胞如图所示。该晶胞中粒子个数比:Fe:Co:Ni=_______;设合金X的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体中Fe和Ni之间的最短距离为_______nm(列出计算式)。
【答案】(1)3d74s2
(2)搅拌(或粉碎钴矿或提高浸取温度等)
(3) ①. Fe(OH)3、Al(OH)3 ②. Co2O3++4H+=2Co2++2H2O+ ③. 生成的Fe3+能催化H2O2分解 ④. 6CoCO3+O22Co3O4+6CO2 (4)AC
(5) ①. 1:3:1 ②.
【解析】
【分析】加稀硫酸溶解后,氢氧化物及金属氧化物溶于硫酸,同时加入Na2SO3,MnO2和Co2O3被还原成Mn2+和Co2+,SiO2不与硫酸反应,经过滤除去;向滤液中加入H2O2溶液,将Fe2+氧化为Fe3+;然后加入NaOH溶液调节pH=6,Al3+、Fe3+转化为氢氧化物沉淀而除去;滤液经萃取和反萃取后,向反萃取液中加入NH4HCO3沉钴,过滤得到CoCO3,CoCO3经灼烧生成Co3O4,据此解答。
【小问1详解】
钴是27号元素,基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2;
【小问2详解】
“酸浸”中,提高浸取率的措施有搅拌、粉碎钴矿、提高浸取温度等;
【小问3详解】
①由分析可知,沉淀X的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3;
②“浸取”过程中,Co2O3与硫酸、Na2SO3反应生成CoSO4和Na2SO4,离子方程式为Co2O3++4H+=2Co2++2H2O+;
③“氧化”过程中,生成的Fe3+能催化H2O2分解;
④CoCO3在高温条件下与空气中的氧气反应生成Co3O4,反应的化学方程式为6CoCO3+O22Co3O4+6CO2;
【小问4详解】
A.配合物1中有离子键,配合物2中没有离子键,故转变过程中一定涉及离子键的断裂,A错误;
B.根据配合物1的结构图,中心原子Co与5个氧原子、1个氮原子形成配位键,内界中心原子配位数为6,B正确;
C.配合物1和配合物2中Co的化合价都是+2价,转变前后,Co的化合价没有发生变化,C错误;
D.两种配合物中,类似苯环的含N环状结构中有大π键,D正确。
【小问5详解】
由晶胞图可知,Fe、Co、Ni分别位于晶胞的顶角、棱上、体心,
Fe原子个数为8×=1,Co原子个数为12×=3,Ni原子个数为1,
该晶胞中粒子个数比Fe:Co:Ni=1:3:1;
Fe和Ni分别位于晶胞的顶角、体心,最短距离为体对角线长度的,
设晶胞参数为a nm,由于晶体密度,
则晶胞参数为nm,则Fe和Ni之间的最短距离为nm。
17. F是合成某种抗癌靶向药物的中间体,一种合成F的路线如图所示。
已知:
回答下列问题
(1)A中最多有_______个原子共平面。
(2)D中含氧官能团的名称为_______;D→E的反应类型是_______。
(3)以下物质的酸性由强到弱依次为_______(填标号)。
A. B. C.
(4)C是一种链状二元酯,分子中有4种不同化学环境的氢。B→C转化中,反应②的化学反应方程式为_______。
(5)以F为原料合成化合物J的路线如下。H的结构简式为_______试剂X为_______。
(6)满足下列条件的E的同分异构体的结构简式为_______。
①含苯环;
②两个羟基不能连在同一个碳上;
③1 mol该物质和足量钠作用能产生2 mol H2;
④核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为4∶2∶2∶1。
【答案】(1)13 (2) ①. 酯基、(酮)羰基 ②. 加成反应
(3)BAC (4)
(5) ①. ②. H2
(6)
【解析】
【分析】化合物A(苯酚)在Ni催化下与H2发生加成反应生成B(),B经过氧化、酯化得到C,C通过已知反应生成D, 则C的结构简式为CH3CH2OOCCH2CH2CH2CH2COOCH2CH3,D与在乙醇钠作用下发生加成反应生成E,E在乙醇钠条件下环化得到F,再经过一系列反应得到最终产物J,据此作答。
【小问1详解】
苯酚中所有原子均能共平面,即最多有13个原子共平面;
【小问2详解】
D中含氧官能团的名称为酯基、(酮)羰基;D()中C-H键(红色标示)断裂对的碳碳双键进行加成得到E,因此反应类型为加成反应;
【小问3详解】
-CF3为吸电子基团,能够增强酚羟基O-H键极性,从而加强其酸性;-C(CH3)3为推电子基团,能减弱酚羟基O-H键极性,从而减弱其酸性;因此酸性由强到弱依次为BAC;
【小问4详解】
C(C10H18O4)是一种链状二元酯,分子中有4种不同化学环境的氢,从C→D进行已知反应逆推,C的结构简式为CH3CH2OOCCH2CH2CH2CH2COOCH2CH3。B→C转化中,反应②为酯化反应,其化学反应方程式为;
【小问5详解】
F→G条件为NaOH/Δ,G→H条件为H+,从F的结构能推出F→H为酯的碱性水解之后酸化得到对应的酸的反应,H的结构简式为;J为环状酯,说明I→J为酯化反应,I的结构简式为,因此H→I为还原反应,试剂X为H2;
【小问6详解】
E的不饱和度Ω=4,因此构成苯环后,没有其他不饱和结构;1 molE的同分异构体和足量钠作用能产生2 mol H2,说明结构中含有四个羟基;核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为4∶2∶2∶1,根据分子式得到4种H原子个数分别为8、4、4、2,故满足条件的E的同分异构体为。
18. 为实现“碳中和”和“碳达峰”,碳的循环利用是重要措施。
Ⅰ.工业上用Cu-ZnO作催化剂,通过反应①来生产甲醇,同时也会有副反应②发生。
反应①:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ/mol
(1)已知298K时,相关物质的相对能量如图所示,则ΔH1=_______kJ/mol。反应①在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)请比较CO2和H2O的键角,并解释原因:_______。
(3)一定条件下,向某密闭容器中充入一定量CO2和H2,发生反应①和反应②,下列说法正确的是_______(填标号)。
A. 反应②的活化能:Ea(正)>Ea(逆)
B. 平衡后,压缩容器容积,反应①平衡正向移动,反应②平衡不移动
C. 当容器中的甲醇的物质的量不再发生变化时,反应体系达到平衡状态
D. 选择合适的催化剂,并提高温度,一定可以加快反应速率
Ⅱ.CH4-CO2重整反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),易发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。某温度下,将等物质的量的CH4(g)和CO2(g)充入起始压强为p0 kPa的恒容密闭容器中发生反应,达平衡时,测得某种反应物的转化率为20%,另一种为40%。
(4)平衡时总压为_______。
(5)该温度下,平衡时n(CO):n(H2)=_______,CH4-CO2重整反应的分压平衡常数KP=_______(kPa)2(用含p0的式子表示)。(已知:气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数KP)
【答案】(1) ①. -49.5 ②. 低温
(2)键角:CO2>H2O,CO2中C为sp杂化,H2O中O为sp3杂化 (3)AC
(4)1.2p0 kPa
(5) ①. 3:1 ②.
【解析】
【小问1详解】
反应焓变等于生成物能量总和减去反应物能量总和,则ΔH1=[(-200.5)+(-242)-(-393)] kJ/mol=-49.5 kJ/mol,ΔG=ΔH-TΔS<0的反应能自发进行,反应①为放热的熵减反应,在低温下能自发进行;
【小问2详解】
CO2中C的价层电子对数为,C为sp杂化,H2O中O的价层电子对数为,O为sp3杂化,故键角CO2>H2O;
【小问3详解】
A.反应②的ΔH2=+41.0 kJ/mol,ΔH等于正反应活化能减去逆反应活化能,则活化能:Ea(正)>Ea(逆),A正确;
B.平衡后,压缩容器容积,反应①平衡正向移动,CO2、H2、H2O的浓度会发生改变,进而也会使反应②发生移动,B错误;
C.容器内甲醇的物质的量随着反应的进行发生变化,当不再变化时,反应体系达到平衡状态,C正确;
D.提高温度幅度过大可能会使催化剂失活,不一定能加快反应速率,D错误;
故选AC;
【小问4详解】
假设甲烷、二氧化碳的投料均为1 mol,二氧化碳参与两个反应,结合反应中系数关系可知,二氧化碳的转化率为40%、甲烷的转化率为20%,结合两个反应列三段式可得,该温度下平衡时二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氢气、水的物质的量分别为0.6 mol、0.8 mol、0.6 mol、0.2 mol、0.2 mol,平衡时总的物质的量为2.4 mol,则平衡时总压为×p0 kPa=1.2p0 kPa;
【小问5详解】
该温度下,平衡时n(CO):n(H2)=0.6:0.2=3:1,CH4-CO2重整反应的分压平衡常数Kp=。
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