内容正文:
长沙市实验中学2026届高三第二次阶段性测试
化学试卷
本试卷共8页,18题 满分:100分 时量:75分钟
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.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,将本试题卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 K:39 Ca:40 Cr:52 Fe:56
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、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等
B. 在规定范围内合理使用食品添加剂,也会对人体健康产生不良影响
C. 少量的某些可溶性盐如硫酸铵、氯化钠等,能促进蛋白质的溶解
D. 含氟牙膏中的能与牙釉质中的羟基磷灰石反应,生成更难溶的氟磷灰石预防龋齿
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. HCl中键的形成:
C. 2-丁烯的键线式:
D. 的电子式:
3. 结构决定性质,下列对有关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
熔点:
键能:
B
碱金属中Li的熔点最高
碱金属中各原子价电子数相同,Li的半径最小,金属键最强
C
NaCl焰色试验为黄色
与Na电子跃迁有关
D
“杯酚”能“识别”,而用于分离和
“杯酚”空腔大小适配
A. A B. B C. C D. D
4. 化学镀银反应的离子方程式为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 18g冰晶体中最多含有氢键的数目为
B. 含有电子的数目为
C. 消耗时,转移电子的数目为
D. 在,溶液中,,则的数目为
5. 下列实验装置或操作规范且能达到实验目的的是
A. 甲图证明苯环使羟基活化 B. 乙图用于除去溶液中的
C. 丙图制备无水 D. 丁图验证温度对水解平衡的影响
6. 下列方程式书写错误的是
A. 生铁发生吸氧腐蚀时的正极反应:
B. 王水溶解铜片:
C. 实验室制取氢氧化铁胶体:(胶体)
D. 焙烧黄铁矿制:
7. 原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z组成的一种分子结构如下图所示,W的核外电子数与电子层数相同,X、Y同周期,Z的价电子数等于W与X的价电子数之和。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的键角:
B. 简单氢化物的热稳定性:
C. 简单氢化物中化学键的极性:
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
8. 抗坏血酸(Ⅰ)能被氧化为脱氢抗坏血酸(Ⅱ)而发挥抗氧化作用,是常用的抗氧化剂。下列说法正确的是
A. Ⅰ与Ⅱ具有官能团的种类相同 B. Ⅰ与Ⅱ分子各含有2个手性碳原子
C. Ⅱ不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. Ⅰ中羟基键的极性:
9. 制备氰氨基钙的化学方程式为CaCO3+2HCN=CaCN2+CO2↑+H2↑+CO↑,设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 常温下,11.2 L CO2含原子的数目为3NA
B. 1 mol CaCN2中π键的数目为2NA
C. 反应生成1 mol CO时转移电子的数目为4NA
D. 碳酸钙和氰氨基钙中碳原子的杂化方式相同
10. 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
硬度:金刚石晶体硅
原子半径:
B
酸性:
电负性:
C
熔点:
离子电荷:,
D
沸点:
电离能:
A. A B. B C. C D. D
11. ()晶体具有良好双折射光学性能。该晶体中阴、阳离子形成“完美共面”的层状结构,层间的相互作用强度略小于氢键,层间距为d pm。下图给出了晶体单层结构,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该晶体属于离子晶体,具有较高的熔点和沸点
B. 该晶体阳离子中存在大键
C. 4.41g晶体中氢键(或N)数目为
D. 该晶体的密度为
12. 水微滴的气液界面处存在强电场,能使水分子发生均裂产生羟基自由基()和氢自由基()。利用水微滴的这种性质,某研究小组提出了一种在常温下由氨分解制氢方法,可能的反应机理如下图所示。根据上述反应机理,下列叙述正确的是
A. 反应中存在非极性共价键的断裂和形成 B. 每一步反应中氮元素的化合价均升高
C. 与中的氮原子杂化方式相同 D. 在反应③和⑤中均体现还原性
13. 锌-碘氧化还原液流电池是可再生能源大规模储能的关键技术,该电池放电过程如下图所示。我国研究人员利用添加淀粉胶体的方法解决了传统锌-碘氧化还原液流电池因负极自放电(即电极材料直接与电解质反应)而使电池效率降低、容量衰减的问题。下列说法错误的是
A. 电池总反应可表示为:
B. 应在负极区的电解质溶液中添加淀粉胶体
C. 负极自放电反应:
D. 多孔聚丙烯膜的孔隙大小的数量级不超过
14. Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、无色的[FeF6]3-配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子;Co2+不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是
A. Fe第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3)
B. Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成
C. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2+
D. [Fe(H2O)6]3+中H-O-H的键角与H2O分子中H-O-H的键角相等
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. (三草酸合铁酸钾,)为亮绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇,实验室制备步骤如下:
Ⅰ.将7.84g()溶于30mL水中,加入适量,搅拌下加入25mL饱和溶液,加热至沸腾,静置,待黄色的完全沉淀后,过滤、洗涤。
Ⅱ.将沉淀转移入三颈烧瓶中,并加入过量的饱和溶液,加热至40℃,缓慢滴入溶液,边滴边搅拌,溶液中有红褐色沉淀产生,此时体系变为亮绿色透明溶液,可趁热过滤。
Ⅲ.取滤液加入乙醇,并冷却结晶。待结晶完全后,减压过滤,用乙醇洗涤晶体两次,在空气中干燥片刻,称量晶体质量为4.36g。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,加入作用为_____。
(2)①装置图中仪器A的名称为_____。
②步骤Ⅱ中,发生如下反应,配平化学方程式(将化学计量数填于空白处)_____。
_________________________
(3)步骤Ⅲ中,冷却结晶时加入乙醇作用为_____。
(4)本实验的产率是_____%(保留三位有效数字)。
(5)有同学认为在步骤Ⅱ中,若向反应后的溶液中加入饱和溶液,可提高产品的产率,他的说法是否正确及原因:_____。
(6)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量ag样品于锥形瓶中,溶解后加稀酸化,用溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_____。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀酸化,用溶液滴定至终点,消耗溶液VmL。该晶体中铁的质量分数为_____(写最简表达式)。
16. 某高铬型钒渣含、、、、、等物质,从中分离提取钒铬的工艺流程如下:
已知:时,。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时会生成和,写出生成的化学方程式___________。
(3)滤渣2的主要成分是和,则滤渣1的主要成分为___________。
(4)时,测得“沉钒”时,滤液中,为使“沉钒”时,钒元素的沉降率达到96 %,应调节溶液中至少___________。
(5)“还原”时,溶液中的发生反应的离子方程式为___________可与反应生成,但的熔点()比的熔点()低得多,这是因为___________。
(6)某含铬化合物立方晶胞如图所示,则该晶胞中,离O最近的Cr有___________个。
17. 多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
(1)Ⅰ中官能团的名称是___________;A的结构简式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)的反应为取代反应,该反应的化学方程式为___________。
(4)芳香族化合物M是I的同分异构体,写出一种符合下列条件的M的结构简式:___________。
A.能与反应生成 B.核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为
(5)J与反应生成K的过程中,会有以下转化(如下图):
已知中间产物1含有三个六元环,则中间产物1的结构简式为___________。依据以上流程信息,结合所学知识,设计以、和为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机试剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。
18. 氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)298K时,燃烧生成放热121kJ,蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中,能提高平衡转化率的是___________(填标号)。
A.增加用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除 D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,和反应,达平衡时,的转化率为,的物质的量为0.65mol,平衡体系中的物质的量为___________。恒温恒压条件下,和反应达平衡时,的转化率为a,CO2的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数___________(写出含有a、b的计算式;对于反应,,x为物质的量分数)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在___________(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中,放电的电极反应式为___________。
(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为___________(用b~j等代号表示)。
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长沙市实验中学2026届高三第二次阶段性测试
化学试卷
本试卷共8页,18题 满分:100分 时量:75分钟
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.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,将本试题卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 K:39 Ca:40 Cr:52 Fe:56
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、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等
B. 在规定范围内合理使用食品添加剂,也会对人体健康产生不良影响
C. 少量的某些可溶性盐如硫酸铵、氯化钠等,能促进蛋白质的溶解
D. 含氟牙膏中的能与牙釉质中的羟基磷灰石反应,生成更难溶的氟磷灰石预防龋齿
【答案】B
【解析】
【详解】A.淀粉经酯化反应可引入酯基,改变其性质,确实可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料,A正确;
B.食品添加剂在规定的范围和用量下使用是安全的,不会对人体产生不良影响,B错误;
C.少量可溶性盐(如硫酸铵、氯化钠)通过盐溶作用可促进蛋白质溶解,C正确;
D.F⁻与羟基磷灰石反应生成更耐酸的氟磷灰石,保护牙齿,D正确;
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. HCl中键的形成:
C. 2-丁烯的键线式:
D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaCl溶液中存在水合钠离子和水合氯离子,水分子中存在O—H极性键,O带部分负电荷、H带部分正电荷。氯离子半径大于钠离子,氯离子带负电荷,钠离子带正电荷,则水合钠离子中钠离子吸引的是水分子中的氧原子端、水合氯离子中氯离子吸引的是水分子中的氢原子端,NaCl溶液中的水合离子:、,A错误;
B.H的1s轨道的电子与Cl的3p轨道以“头碰头”的形式形成σ键,图示符合HCl的形成过程,B正确;
C.图示键线式表示的物质分子中含有2个碳碳双键,属于二烯烃。由于物质分子中含有4个C原子,两个碳碳双键分别位于1、2号C原子之间及3、4号C原子之间,故其名称应该为1,3-丁二烯,C错误;
D.过氧化钙是由钙离子和过氧根离子结合而成离子化合物,其电子式为,D错误;
故选B。
3. 结构决定性质,下列对有关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
熔点:
键能:
B
碱金属中Li的熔点最高
碱金属中各原子价电子数相同,Li的半径最小,金属键最强
C
NaCl焰色试验为黄色
与Na电子跃迁有关
D
“杯酚”能“识别”,而用于分离和
“杯酚”空腔大小适配
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.熔点低于的真正原因是为分子晶体(范德华力作用),为共价晶体(共价键作用),而非直接比较和键能,A错误;
B.Li的熔点最高是因碱金属中Li原子半径最小,金属键最强,B正确;
C.焰色试验颜色由钠原子的电子跃迁释放特定波长光导致,C正确;
D.“杯酚”空腔大小与匹配,符合超分子识别原理,D正确;
故答案选A。
4. 化学镀银反应的离子方程式为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 18g冰晶体中最多含有氢键的数目为
B. 含有电子的数目为
C. 消耗时,转移电子的数目为
D. 在,溶液中,,则的数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰中每个水分子形成4个氢键,但每个氢键被2个分子共享,18g冰(1mol)含氢键数目为2NA,A错误;
B.1mol 含电子数为(2×1+15+2×8+1)×NA=34NA,B错误;
C.反应中每消耗6mol OH-对应转移4mol电子(4mol Ag+被还原),转移电子数为4NA,C正确;
D.1L溶液中,即。根据物料守恒,溶液中钠离子的物质的量等于总磷元素物质的量的3倍,即。由于会水解,溶液中存在等离子,所以总磷元素的物质的量大于,即大于1mol。因此,Na数目大于,D错误;
故答案为C。
5. 下列实验装置或操作规范且能达到实验目的的是
A. 甲图证明苯环使羟基活化 B. 乙图用于除去溶液中的
C. 丙图制备无水 D. 丁图验证温度对水解平衡的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.饱和溴水与苯酚反应是苯环上发生取代反应,说明羟基使苯环活化,A错误;
B.氯气和亚铁离子反应生成氯化铁,引入氯离子新杂质,B错误;
C.氯化镁易水解,故需要在氯化氢气流中加热脱去结晶水,避免发生水解,C正确;
D.加热试管中液体体积要小于试管容积的三分之一,D错误;
故选C。
6. 下列方程式书写错误的是
A. 生铁发生吸氧腐蚀时的正极反应:
B. 王水溶解铜片:
C. 实验室制取氢氧化铁胶体:(胶体)
D. 焙烧黄铁矿制:
【答案】C
【解析】
【详解】A.生铁发生吸氧腐蚀时,O2在正极得到电子生成OH-,电极方程式为:,A正确;
B.王水是浓盐酸(HCl)和浓硝酸(HNO₃)按体积比为3:1组成的混合物,王水和铜反应生成、NO和H2O,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:,B正确;
C.实验室通过将饱和三氯化铁溶液滴入沸水中来制备氢氧化铁胶体,离子方程式为:,C错误;
D.和O2反应生成Fe2O3和SO2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:,D正确;
故选C。
7. 原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z组成的一种分子结构如下图所示,W的核外电子数与电子层数相同,X、Y同周期,Z的价电子数等于W与X的价电子数之和。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的键角:
B. 简单氢化物的热稳定性:
C. 简单氢化物中化学键的极性:
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z,化合物中Z形成5个共价键,可知Z为P元素、W的核外电子数与电子层数相同,且原子序数最小,W为H元素;Z的价电子数等于W与X的价电子数之和,可计算出X的价电子数为4,因此X为C元素;X、Y同周期,可能为O或N元素,以此来解答。
【详解】A.X为C,简单氢化物为CH4(键角109°28′);Y为O(或N),简单氢化物为H2O(104.5°)或NH3(107°)。CH4键角大于H2O或NH3,A正确;
B.非金属性Y(O或N)>X(C)>Z(P),简单氢化物热稳定性:Y>H2O(或NH3)>X(CH4)>Z(PH3),B正确;
C.化学键极性取决于电负性差值:Y(O-H:1.24或N-H:0.84)>X(C-H:0.35)>Z(P-H:0.01),则极性Y>X>Z,C错误;
D.Z为P,最高价氧化物对应水化物为H3PO4;X为C,对应H2CO3。酸性H3PO4>H2CO3,D正确;
【点睛】 点评 本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,把握原子序数、化学键来推断元素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大。
8. 抗坏血酸(Ⅰ)能被氧化为脱氢抗坏血酸(Ⅱ)而发挥抗氧化作用,是常用的抗氧化剂。下列说法正确的是
A. Ⅰ与Ⅱ具有官能团的种类相同 B. Ⅰ与Ⅱ分子各含有2个手性碳原子
C. Ⅱ不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. Ⅰ中羟基键的极性:
【答案】BD
【解析】
【详解】A.Ⅰ含羟基、碳碳双键、酯基,Ⅱ含羟基、酯基、羰基,官能团种类不同,A错误;
B.Ⅰ中连有4个不同基团的饱和碳(手性碳)有2个;Ⅱ中连有4个不同基团的饱和碳(手性碳)也有2个,如图(手性碳用“*”标注):,B正确;
C.Ⅱ含羟基(可被酸性高锰酸钾氧化),能使溶液褪色,C错误;
D.Ⅰ中a为饱和碳上的醇羟基,b为双键碳上的烯醇式羟基,双键碳电负性大于饱和碳,使b中O电子云密度更低,O-H键极性更大,即a < b,D正确;
故答案选BD。
9. 制备氰氨基钙的化学方程式为CaCO3+2HCN=CaCN2+CO2↑+H2↑+CO↑,设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 常温下,11.2 L CO2含原子的数目为3NA
B. 1 mol CaCN2中π键的数目为2NA
C. 反应生成1 mol CO时转移电子的数目为4NA
D. 碳酸钙和氰氨基钙中碳原子的杂化方式相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.不是标准状况,11.2 L CO2的物质的量无法确定,所含原子的数目无法确定,A错误。
B.CaCN2中的结构可能为[N≡C—N]2-(顾名思义,含有氰基—C≡N)或[N=C=N]2-(与CO2是等电子体,结构相似),无论哪一种,都含2个π键,所以1 mol CaCN2中π键的数目为2NA,B正确。
C.反应中化合价发生变化的元素是C、H,具体情况如下:。可以看到,1个C上升2价,2个H各下降1价,故反应生成1 mol CO时转移电子的数目为2NA,C错误。
D.CaCO3中的C,σ键电子对数为3,孤电子对数为,价层电子对数为3+0=3,对应的VSEPR模型是平面三角形,采取sp2杂化;CaCN2中的C,σ键电子对数为2,孤电子对数为,价层电子对数为2+0=2,对应的VSEPR模型是直线形,采取sp杂化;综上,两者杂化方式不同,D错误。
故选B。
10. 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
硬度:金刚石晶体硅
原子半径:
B
酸性:
电负性:
C
熔点:
离子电荷:,
D
沸点:
电离能:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.金刚石硬度大于晶体硅是因为C原子半径小于Si,键键能更大,原子半径差异正确解释了硬度差异,A正确;
B.酸性强于是因为Cl的电负性大于,导致键极性更强,更易解离,B正确;
C.熔点高于是因为和的电荷高于和,且离子半径更小,晶格能更大,C正确;
D.沸点高于的主要原因是分子间存在氢键,而电离能与沸点无直接关联,D错误;
故答案选D。
11. ()晶体具有良好双折射光学性能。该晶体中阴、阳离子形成“完美共面”的层状结构,层间的相互作用强度略小于氢键,层间距为d pm。下图给出了晶体单层结构,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该晶体属于离子晶体,具有较高的熔点和沸点
B. 该晶体阳离子中存在大键
C. 4.41g晶体中氢键(或N)数目为
D. 该晶体的密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该晶体由阴、阳离子构成,且为层状结构,层间的相互作用强度略小于氢键,属于混合晶体,A错误;
B.阳离子中含结构,可能为含N的平面六元环,各原子杂化,p轨道平行形成大π键,B正确;
C.4.41 g 晶体物质的量为,含0.02 mol 阳离子。每个阳离子有6个氢键,且每个氢键由2个阳离子共有,故0.02 mol 阳离子中氢键的数目为0.02×6÷2=0.06 mol,数目为0.06NA,C正确;
D.晶胞体积为,若二维晶胞含2个阴阳离子对,晶胞质量为g,密度,D正确;
故答案选A。
12. 水微滴的气液界面处存在强电场,能使水分子发生均裂产生羟基自由基()和氢自由基()。利用水微滴的这种性质,某研究小组提出了一种在常温下由氨分解制氢方法,可能的反应机理如下图所示。根据上述反应机理,下列叙述正确的是
A. 反应中存在非极性共价键的断裂和形成 B. 每一步反应中氮元素的化合价均升高
C. 与中的氮原子杂化方式相同 D. 在反应③和⑤中均体现还原性
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中形成的非极性共价键有H-H键(如H2)和N-N键(如N2H4中的N-N键),但断裂的共价键均为极性键(如N-H、O-H键),不存在非极性共价键的断裂,A错误;
B.反应②中,·NH2(N为-2价)转化为N2H4(N为-2价),氮元素化合价不变,并非每一步均升高,B错误;
C.NH3中N原子价层电子对数=3(成键)+1(孤对)=4,为sp3杂化;N2H4中每个N原子形成3个σ键(2个N-H、1个N-N),且有1对孤对电子,价层电子对数=4,也为sp3杂化,二者氮原子杂化方式相同,C正确;
D.·H中H为0价,反应③和⑤中·H最终转化为H2(H仍为0价),化合价未升高,未体现还原性,D错误;
故答案选C。
13. 锌-碘氧化还原液流电池是可再生能源大规模储能的关键技术,该电池放电过程如下图所示。我国研究人员利用添加淀粉胶体的方法解决了传统锌-碘氧化还原液流电池因负极自放电(即电极材料直接与电解质反应)而使电池效率降低、容量衰减的问题。下列说法错误的是
A. 电池总反应可表示为:
B. 应在负极区的电解质溶液中添加淀粉胶体
C. 负极自放电反应:
D. 多孔聚丙烯膜的孔隙大小的数量级不超过
【答案】B
【解析】
【分析】放电时,负极Zn失电子生成Zn2+,电极反应为,正极I2得电子生成I-,电极反应为;充电时阳极电极反应为:,阴极电极反应:,总反应,据此分析;
【详解】A.放电时,负极Zn失电子生成Zn2+,正极I2得电子生成I-,总反应为Zn+I2=ZnI2;充电时反应逆向进行,总反应,A正确;
B.负极自放电是Zn与正极区迁移来的氧化性物质(如)直接反应。淀粉与I2或形成稳定络合物,应在正极区添加淀粉胶体以阻止氧化性物质迁移,B错误;
C.自放电时Zn被氧化为Zn2+,被还原为,自放电反应:,C正确;
D.膜需阻止正负极活性物质混合,允许离子通过,孔隙大小应在纳米级(≤10-7m),D正确;
故选B。
14. Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、无色的[FeF6]3-配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子;Co2+不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是
A. Fe第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3)
B. Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成
C. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2+
D. [Fe(H2O)6]3+中H-O-H的键角与H2O分子中H-O-H的键角相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe3+的价电子排布式为3d5,3d轨道处于半满状态,电子的能量低,失电子困难,所以Fe的第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3),A正确;
B.Ⅰ中Fe(NO3)3溶于水后,Fe3+发生部分水解生成Fe(OH)3等,使溶液呈黄色,B正确;
C.先往溶液中加入足量的NaF溶液,再加入KSCN溶液,若溶液呈蓝色,则表明含有Co2+,否则不含Co2+,C正确;
D.[Fe(H2O)6]3+中H2O分子内O原子最外层只存在一对孤对电子,对H-O-H中O-H键的排斥作用减小,所以键角比H2O分子中H-O-H的键角大,D不正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. (三草酸合铁酸钾,)为亮绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇,实验室制备步骤如下:
Ⅰ.将7.84g()溶于30mL水中,加入适量,搅拌下加入25mL饱和溶液,加热至沸腾,静置,待黄色的完全沉淀后,过滤、洗涤。
Ⅱ.将沉淀转移入三颈烧瓶中,并加入过量的饱和溶液,加热至40℃,缓慢滴入溶液,边滴边搅拌,溶液中有红褐色沉淀产生,此时体系变为亮绿色透明溶液,可趁热过滤。
Ⅲ.取滤液加入乙醇,并冷却结晶。待结晶完全后,减压过滤,用乙醇洗涤晶体两次,在空气中干燥片刻,称量晶体质量为4.36g。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,加入作用为_____。
(2)①装置图中仪器A的名称为_____。
②步骤Ⅱ中,发生如下反应,配平化学方程式(将化学计量数填于空白处)_____。
_________________________
(3)步骤Ⅲ中,冷却结晶时加入乙醇作用为_____。
(4)本实验的产率是_____%(保留三位有效数字)。
(5)有同学认为在步骤Ⅱ中,若向反应后的溶液中加入饱和溶液,可提高产品的产率,他的说法是否正确及原因:_____。
(6)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量ag样品于锥形瓶中,溶解后加稀酸化,用溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_____。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀酸化,用溶液滴定至终点,消耗溶液VmL。该晶体中铁的质量分数为_____(写最简表达式)。
【答案】(1)降低溶液pH值,抑制水解
(2) ①. 恒压滴液漏斗 ②.
(3)降低溶剂的极性,有利于降低三草酸合铁酸钾的溶解度,增加产率
(4)66.6 (5)正确,加入的饱和溶液能与溶液中的和反应,生成,提高产品的产率,反应方程式为
(6) ①. 滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色,且半分钟内颜色不褪色 ②. (28cV/a)%
【解析】
【分析】(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O溶于30mL水后加入作用为降低溶液pH值,抑制水解,加入饱和溶液,得黄色的沉淀,加入过量草酸钾和双氧水发生,生成K3[Fe(C2O4)3]溶液,趁热过滤,取滤液加入乙醇,并冷却结晶得K3[Fe(C2O4)3]•3H2O,以此来解答。
【小问1详解】
步骤Ⅰ中,加入作用为降低溶液pH值,抑制水解,故答案为:降低溶液pH值,抑制水解;
【小问2详解】
①装置图中仪器A的名称为恒压滴液漏斗,故答案为:恒压滴液漏斗;
②步骤Ⅱ中,中亚铁升1价生成铁离子,铁离子与草酸根离子生成,中-1价的氧降1价,根据原子守恒及得失电子守恒,配平化学方程式为,故答案为:;
【小问3详解】
步骤Ⅲ中,冷却结晶时加入乙醇作用为降低溶剂的极性,有利于降低三草酸合铁酸钾的溶解度,增加产率,故答案为:降低溶剂的极性,有利于降低三草酸合铁酸钾的溶解度,增加产率;
【小问4详解】
7.84g()的物质的量为 =0.02mol,根据反应方程式可得n{K3[Fe(C2O4)3]}=mol,产率为 =66.6%,故答案为:66.6;
【小问5详解】
有同学认为在步骤Ⅱ中,若向反应后的溶液中加入饱和溶液,可提高产品的产率,他的说法正确,因为加入的饱和溶液能与溶液中的和反应,生成,提高产品的产率,反应方程式为,故答案为:正确,加入的饱和溶液能与溶液中的和反应,生成,提高产品的产率,反应方程式为;
【小问6详解】
①称量ag样品于锥形瓶中,溶解后加稀酸化,用溶液滴定至终点,草酸将高锰酸根离子还原,紫红色褪去,滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色,且半分钟内颜色不褪色,故答案为:滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色,且半分钟内颜色不褪色;
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中,则铁离子转化为亚铁离子,关系式:5Fe2+~,晶体中铁的质量分数的表达式为 =,故答案为:(28cV/a)%。
16. 某高铬型钒渣含、、、、、等物质,从中分离提取钒铬的工艺流程如下:
已知:时,。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时会生成和,写出生成的化学方程式___________。
(3)滤渣2的主要成分是和,则滤渣1的主要成分为___________。
(4)时,测得“沉钒”时,滤液中,为使“沉钒”时,钒元素的沉降率达到96 %,应调节溶液中至少___________。
(5)“还原”时,溶液中的发生反应的离子方程式为___________可与反应生成,但的熔点()比的熔点()低得多,这是因为___________。
(6)某含铬化合物立方晶胞如图所示,则该晶胞中,离O最近的Cr有___________个。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)0.2 (5) ①. ②. CrCl3是分子晶体,CrF3是离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点
(6)
【解析】
【分析】在通入空气条件下,二氧化硅和碳酸钠反应得到硅酸钠,四氧化三铁被完全氧化为氧化铁,则和碳酸钠转化为,中+3价的铬被氧化成+6价的,加入硫酸酸浸,硅酸钠转变为硅酸白色沉淀,同时氧化铁、氧化铝、、皆溶于酸得到四种离子,调pH使转化为氢氧化铁和氢氧化铝析出;接下来用硫酸铵溶液“沉钒”,加入亚硫酸钠的目的是还原,将其转变为+3价的后调pH析出,据此来分析本题即可。
【小问1详解】
铬是第24号元素,基态铬原子的电子排布为,故价层电子排布式为。
【小问2详解】
焙烧时,中+3价的铬被氧化成+6价的,故方程式为:。
【小问3详解】
根据分析可知则滤渣1的主要成分为。
【小问4详解】
测得“沉钒”时,滤液中,为使“沉钒”时,钒元素的沉降率达到96 %,即最终溶液中,应调节溶液中。
【小问5详解】
“还原”时,溶液中的发生反应的离子方程式为:;的熔点()比的熔点()低得多,这是因为CrCl3是分子晶体,CrF3是离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。
【小问6详解】
O位于面心,Cr位于体心,故离O最近的Cr有2个。
17. 多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
(1)Ⅰ中官能团的名称是___________;A的结构简式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)的反应为取代反应,该反应的化学方程式为___________。
(4)芳香族化合物M是I的同分异构体,写出一种符合下列条件的M的结构简式:___________。
A.能与反应生成 B.核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为
(5)J与反应生成K的过程中,会有以下转化(如下图):
已知中间产物1含有三个六元环,则中间产物1的结构简式为___________。依据以上流程信息,结合所学知识,设计以、和为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机试剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1) ①. 酰胺基、酮羰基 ②.
(2)还原反应 (3)++CH3OH
(4) (5) ①. ②.
【解析】
【分析】A的分子式为,结合物质化学式,从D的结构简式逆推可知,B是,A的结构简式为:,C的结构简式为,C水解生成D,根据G的结构简式,可知F的结构简式为,E的结构简式为,F到G失水发生取代反应形成环状结构,G到I发生氧化反应,I与;(7)中反应生成J,J转化为K, J到K反应过程,结合题目中已知i可知,与先发生加成反应,生成中间产物1 ,再发生消去反应生成中间产物2 ,中间产物2再发生已知信息ii的反应生成中间产物3,最后中间产物3失水生成K,据此分析解题。
【小问1详解】
I为,官能团的名称是酰胺基、酮羰基;由分析得A的结构简式为;
【小问2详解】
E的结构简式为,F的结构简式为,E→F硝基被还原为氨基发生还原反应;
【小问3详解】
由分析可知,B的结构简式为:,C的结构简式为,B→C的反应为取代反应,则该反应的化学方程式为:+ ;
【小问4详解】
由题干I的结构简式可知,I的分子式为:,不饱和度为:7,芳香族化合物M是I的同分异构体,符合下列条件A.能与反应即分子含有羧基,B.核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为2:2:1即分子为对称分子,则M的结构简式为:;
【小问5详解】
由分析得中间产物1 ;与氢气发生加成反应生成,与反应生成,与发生反应iii生成,故合成路线为 。
18. 氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)298K时,燃烧生成放热121kJ,蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中,能提高平衡转化率的是___________(填标号)。
A.增加用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除 D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,和反应,达平衡时,的转化率为,的物质的量为0.65mol,平衡体系中的物质的量为___________。恒温恒压条件下,和反应达平衡时,的转化率为a,CO2的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数___________(写出含有a、b的计算式;对于反应,,x为物质的量分数)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在___________(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中,放电的电极反应式为___________。
(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为___________(用b~j等代号表示)。
【答案】(1)H2(g)+O2(g)=H2O(1) H= -286 kJ•mol-1
(2) ①. BC ②. 3.35mol ③.
(3)负 (4)CH4- 8e-+ 4O2-= CO2+2 H2O
(5)abehj
【解析】
【小问1详解】
298K时,燃烧生成放热121kJ,则① ;
蒸发吸热44kJ,则②;
根据盖斯定律①-②得表示燃烧热的热化学方程式为。
【小问2详解】
①A.增加用量,水的转化率增大,甲烷的转化率降低,故不选A;
B.恒温恒压下通入惰性气体,相当于减压,反应Ⅰ正向移动,甲烷的转化率增大,故选B;
C.移除,反应Ⅰ正向移动,甲烷的转化率增大,故选C;
D.加入催化剂,平衡不移动,甲烷的转化率不变,故不选D;
选BC;
②恒温恒压条件下,和反应,达平衡时,的转化率为,参加反应的CH4的物质的量为0.9 mol,的物质的量为0.65mol,根据碳元素守恒,反应生成CO的物质的量为0.9-0.65=0.25 mol,根据氧元素守恒,参加反应的水的物质的量为0.65 mol×2+0.25 mol=1.55 mol,根据氢元素守恒,平衡体系中的物质的量为。恒温恒压条件下,和反应达平衡时,的转化率为a,CO2的物质的量为b mol,参加反应的CH4的物质的量为a,平衡体系中甲烷的物质的量为(1-a) mol;的物质的量为bmol,根据碳元素守恒,反应生成CO的物质的量为(a-b) mol,根据氧元素守恒,参加反应的水的物质的量为b mol×2+(α-b) mol=(α+b) mol,平衡体系中水的物质的量为(1-a-b) mol,根据氢元素守恒,平衡体系中的物质的量为,则反应Ⅰ的平衡常数 ;
【小问3详解】
氢氧燃料电池中氢气失电子发生氧化反应,氢气在负极发生反应。
【小问4详解】
在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中,在负极失电子生成二氧化碳和水,负极的电极反应式为CH4- 8e-+ 4O2-= CO2+2 H2O。
【小问5详解】
由图示可知,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,能垒越低,活化能越小,越容易进行,则可行的途径为a→b→e→h→j。
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