内容正文:
邵东一中2025年下学期高三第三次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量H:1 C:12 N:14 O:16 Cl:35.5 Cu 64 S:32 Fe:56
一、单选题
1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是
A. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度,超分子以共价键连接其他分子
B. 催化电解工业废水中的硝酸盐制取氨气,实现了氮的固定
C. 弹道二维晶体管有优异的光学性能,其成分是一种合金材料
D. 全氟磺酸质子膜广泛用于水电解制氢,磺酸基具有很好的亲水性
【答案】D
【解析】
【详解】A.超分子内的分子间作用力属于非共价键,A错误;
B.将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定,B错误;
C.Se是非金属,故不是合金材料,C错误;
D.水电解制氢膜是一种固体聚合物电解质,是一种带有离子交换功能端基的全氟磺酸树脂均质膜,具有优良的耐热性能、力学性能、电化学性能以及化学稳定性能,磺酸基具有很好的亲水性,可在强酸、强碱、强氧化剂介质等苛刻条件下使用,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 分子的空间结构模型:
C. HClO的电子式为
D. 的名称:乙二酸二乙酯
【答案】D
【解析】
【详解】A.丙烯的结构简式应体现碳碳双键,其结构简式为CH2=CHCH3,C3H6是分子式,A错误;
B.NH3分子的空间结构模型是三角锥形,空间结构模型不能标出孤电子对,B错误;
C.HClO的结构式为H-O-Cl,正确的电子式为,C错误;
D.酯命名为某酸某酯,D是乙二酸与乙醇形成的二酯,名称为乙二酸二乙酯,D正确;
故答案选D。
3. 用下列装置进行相应实验,操作规范且能达到实验目的的是
A.水热法制备
B.对氨气进行尾气吸收
C.用纯碱和稀硫酸制备二氧化碳
D.准确测定中和反应的反应热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.TiCl4可以水解生成TiO2·xH2O,加热可以促进水解,从而制备TiO2·xH2O,A正确;
B.氨气极易溶于水,尾气吸收需防倒吸。图示装置中苯在上层(密度小于水),氨气不溶于苯,若导管插入苯层,氨气会直接逸出无法吸收;若插入水层则会倒吸,B错误;
C.纯碱(碳酸钠)为粉末状固体,会通过多孔隔板的孔漏入液体中,无法通过关闭活塞控制反应停止,该装置适用于块状固体与液体反应,C错误;
D.由实验装置图可知,测定中和热的装置中缺少环形玻璃搅拌器,不能使酸碱完全混合反应,所以题给装置无法达到准确测定中和反应的反应热的实验目的,D错误;
故选A。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 4.6gNO2中含有的分子数为0.1NA
B. 1L1mol·L-1[Ag(NH3)2]OH溶液中含Ag+的数目为NA
C. 0.8molFeI2与71gCl2充分反应后,转移的电子数为2.4NA
D. 标准状况下,11.2LN2和C2H2的混合气体中含有π键的数目为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化氮与四氧化二氮存在转化:2NO2⇌N2O4,4.6gNO2中含有的分子数小于0.1NA,故A错误;
B.[Ag(NH3)2]OH溶液,银主要以[Ag(NH3)2]-形式存在,所以1L1mol•L-1[Ag(NH3)2]OH溶液中含Ag+的数目小于NA,故B错误;
C.0.8mol FeI2与71gCl2充分反应后,氯气物质的为1mol,Cl2少量,完全反应生成2mol氯离子,转移的电子数为2NA,故C错误;
D.1个氮气分子和1个乙炔分子都含有2个π键,所以标准状况下,11.2LN2和C2H2的混合气体中含有π键的数目为:×2×NAmol-1=NA,故D正确;
答案选D。
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用惰性电极电解溶液:
B. 泡沫灭火器原理:
C. 向溶液中加入足量溶液:
D. 将通入石灰乳中制漂白粉:
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解溶液时,会与生成的结合成沉淀,方程式错误,A错误;
B.泡沫灭火器原理是与的双水解,而选项B中误用,B错误;
C.与足量反应时与按1:1中和生成,与结合为沉淀,C正确;
D.石灰乳中的为悬浊液,不能拆为,应保留化学式,D错误;
综上所述,答案选C。
6. 2025年3月,我国科研团队在国际顶级学术期刊《科学》(Science)发表论文称发现了一种全新的植物抗病化合物——芥酸酰胺,其结构简式如图所示。下列关于芥酸酰胺的说法错误的是
A. 存在顺反异构
B. 所有碳原子一定处于同一直线上
C. 既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D. 1 mol芥酸酰胺最多能与2 mol H2发生加成反应
【答案】BD
【解析】
【详解】A.芥酸酰胺分子中含有碳碳双键,且双键两端的碳原子均连接不同的基团(如一端为长链烷基,另一端为氢原子),满足顺反异构的条件,存在顺反异构,A正确;
B.根据乙烯的结构可知,所有碳原子一定不处于同一直线上,B错误;
C.分子中酰胺基(-CONH2)的氨基(-NH2)具有碱性,能与盐酸反应生成盐;酰胺基在碱性条件下可水解生成羧酸盐和氨,能与NaOH溶液反应,C正确;
D.1 mol芥酸酰胺中含1 mol碳碳双键,可与1 mol H2加成;酰胺基中的碳氧双键难以被H2催化加氢还原,故最多能与1 mol H2发生加成反应,D错误;
故选BD。
7. 如图所示是硫元素的“价-类”二维图,下列说法正确的是
A. 硫单质在加热条件下与溶液反应生成f和h
B. e、g在空气中均易变质
C. d的浓溶液具有吸水性,可用于干燥氨气
D. b有漂白性,因而可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫单质(S)在加热条件下与NaOH溶液发生歧化反应:,产物为硫化钠(h,Na2S)和亚硫酸钠(g,Na2SO3),而非硫酸钠(f,Na2SO4),A错误;
B.e为亚硫酸(H2SO3,+4价酸),g为亚硫酸钠(Na2SO3,+4价钠盐),二者均具有较强还原性,在空气中易被O2氧化(H2SO3→H2SO4,Na2SO3→Na2SO4),均易变质,B正确;
C.d为硫酸(H2SO4,+6价酸),浓硫酸虽有吸水性,但氨气(NH3)为碱性气体,会与硫酸反应生成(NH4)2SO4,不能用浓硫酸干燥氨气,C错误;
D.b为二氧化硫(SO2,+4价氧化物),SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其还原性(被氧化为),而非漂白性(漂白性是与有色物质结合生成不稳定无色物质),D错误;
故答案为B。
8. 以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “灼烧”可在石英坩埚中进行
B. “母液”中的溶质仅有、
C. “结晶”过程宜采用蒸发结晶的方法
D. “转化”过程中的反应方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】灼烧过程中氯酸钾将氧化为,浸取,向溶液中通入足量二氧化碳,发生歧化反应生成和,过滤,得到滤液,再加热浓缩、冷却结晶,得到晶体。
【详解】A.能与反应,会腐蚀石英坩埚,故A错误;
B.“结晶”过程中析出,但不可能完全析出,则“母液”中的溶质有、、,故B错误;
C.由于受热容易分解,“结晶”过程宜采用加热浓缩、冷却结晶的方法,故C错误;
D. “转化”过程中发生歧化反应生成和,二氧化碳足量,生成碳酸氢钾,根据得失电子守恒、元素守恒配平反应方程式为,故D正确;
故选D。
9. 下列实验的操作、现象和相应结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液
生成白色沉淀
获得质子的能力:[Al(OH)4]->CO
B
将浓硫酸、乙醇和乙酸依次加入试管中,加热,将导气管通至饱和Na2CO3溶液上方
饱和Na2CO3溶液上方出现油状液体
油状液体为乙酸乙酯
C
将CuS与稀硫酸混合后充分振荡
固体溶解,并有臭鸡蛋气味气体生成
酸性:H2SO4 > H2S
D
向浓硝酸中插入红热的木炭
产生红棕色气体
木炭与浓硝酸在加热的条件下反应产生NO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液,生成的白色沉淀为Al(OH)3,是将质子传递给[Al(OH)4]-,证明的酸性强于Al(OH)3。因此,其共轭碱的碱性强弱为[Al(OH)4]- > ,即[Al(OH)4]-获得质子的能力更强,A正确;
B.“将浓硫酸、乙醇和乙酸依次加入试管中”违反了酯化反应的试剂添加顺序,不能先加浓硫酸,操作错误,B错误;
C.CuS的溶度积(Ksp)极小,无法与稀硫酸反应生成H2S气体,因此实验中固体不会溶解,现象描述错误,C错误;
D.红热的木炭插入浓硝酸中,红棕色气体(NO2)的产生可能源于浓硝酸受热分解(4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O),而非木炭与硝酸直接反应。结论将现象归因于木炭与硝酸反应,依据不足,D错误;
故选A。
10. X、Y、Z、R为四种原子序数依次增大的短周期主族元素。X的最高价氧化物的水化物为强酸,Y、Z的第一电离能均小于与其同周期的相邻两种元素,Z与R的基态原子未成对电子数相等。下列说法正确的是
A. 原子半径:X<Y<Z<R
B. 简单氢化物沸点:Y>X>R
C. XR3分子是非极性分子
D. 工业上常用电解熔融Z、R形成的化合物制备Z单质
【答案】B
【解析】
【分析】X的最高价氧化物的水化物为强酸,短周期主族元素中,N、S、Cl的最高价氧化物的水化物为强酸,结合“X、Y、Z、R为四种原子序数依次增大的短周期主族元素”可知,X应为N,Y和Z的第一电离能均小于同周期相邻两种元素,结合原子序数依次增大,推测Y为O(电离能小于N和F),Z为Al(电离能小于Mg和Si),R的原子序数大于Z,且与R的基态原子未成对电子数相等,则R为Cl。
【详解】A.原子层数越多,原子半径越大,原子层数相同时,核电荷数越少,原子半径越大,故原子半径顺序应为:Y(O) < X(N)<R(Cl) < Z(Al),A错误;
B.H2O在常温下为液态,NH3、HCl在常温下为气态,且NH3存在氢键,故氢化物沸点:H2O> NH3> HCl,B正确;
C.NCl3的中心原子N的孤电子对数为,空间结构为三角锥形,是极性分子,C错误;
D.工业电解Al2O3制备Al,D错误;
故选B。
11. 电镀铜的过程中,待镀制品常会伴有H2逸出,从而导致铜的淀积效果较差,但是若溶液中存在就可以防止H+被还原,并且产生的不会在待镀制品上淀积,也不会影响铜镀层的性质。下列说法错误的是
A. a极为直流电源的正极
B. 需要定期向电镀液中添加含的电镀液
C. NO参与的电极反应式为
D. 导线上每通过0.5 mol e-,待镀制品质量增加16 g
【答案】D
【解析】
【分析】电镀时,镀层金属(铜片)作阳极,连接直流电源正极,图中铜片连接a极,则a极为正极;待镀制品作阴极,则b为电源负极。
【详解】A.由分析可知,a极为直流电源的正极,A正确;
B.在阴极被还原为而消耗,为维持其浓度以持续防止H2逸出,需定期添加含的电镀液,B正确;
C.在阴极得电子被还原为,N元素化合价从+5降为-3(得8e-),结合守恒配平:,C正确;
D.待镀制品为阴极,阴极电子由Cu2+得电子(生成Cu)和得电子(生成)共同获得,通过0.5 mol e-时,仅部分电子用于Cu2+还原,生成Cu的物质的量小于0.25 mol(0.5 mol e-全部用于Cu2+时生成0.25mol Cu,质量16 g),故实际增加质量小于16 g,D错误;
故答案选D。
12. 纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法正确的是
A. HCOOH中C的杂化方式为sp B. 反应过程中只有非极性键的断裂与形成
C. 反应过程中不需要持续补充 D. 总反应的原子利用率为100%
【答案】C
【解析】
【分析】由反应历程图可以看出总反应为H2+NaHCO3=HCOONa+H2O。
【详解】A.HCOOH的结构式为,其C原子的杂化方式为sp2,故 A错误;
B.反应过程中存在CO2中的C=O键发生断裂,生成 HCOOH时会形成C-H键和O-H键,因此存在极性键的断裂和形成,故B错误;
C.从机理图中可以看出反应消耗CO2的同时,又会生成CO2,因此不需要补充CO2,故C正确;
D.从机理图中可以看出总反应为H2+NaHCO3=HCOONa+H2O,产物HCOONa为所要生产的产品,反应物中的原子有一部分进入H2O中,因此原子利用率未达到100%,故D错误;
故选C。
13. 如图所示的金红石型晶胞是长方体,边长a=b≠c,1、2和3处的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(0.305,0.305,1)和(0.805,0.195,0.5)。下列说法错误的是
A. 一个晶胞中含有4个
B. 周围的6个一定形成正八面体
C. 体心和顶点间的核间距为pm
D. 4处的原子分数坐标为(0.695,0.695,0)
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据O2-在晶胞中的位置,可知一个晶胞中含有个数为2+=4,故A正确;
B.周围的6个形成八面体,但不是正八面体,故B错误;
C.由体心到底面面心作垂线,左、下、前的顶点到底面面心的距离为pm,该距离所作的垂线以及要算的距离构成直角三角形,要算的距离是斜边,设为x,x2=()2+()2,解得x= pm,故C正确;
D.1、2和3处的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(0.305,0.305,1),4处的原子在x、y轴上投影的截距为0.695,故其坐标为(0.695,0.695,0),故D正确;
答案选B。
14. 常温下,用溶液滴定一定体积未知浓度的一元弱酸HA溶液,过程中溶液pH与滴定分数的关系如图甲,溶液中微粒的分布分数、与pH的关系如图乙。下列说法正确的是
A. 可用石蕊作指示剂判断该酸碱中和的滴定终点
B. O点为该酸碱中和滴定终点的溶液状态
C. M点溶液:
D. 水的电离程度:
【答案】C
【解析】
【分析】由图甲可知,N点为滴定突变点,即为滴定终点,此时滴定分数为1;由图乙可知,溶液中微粒的分布分数、相等时,pH<7,表示此时HA的电离程度大于A-的水解程度;
【详解】A.HA为弱酸,即滴定终点时溶液显碱性,应该用酚酞为指示剂,故A错误;
B.N点为滴定终点,此时溶液显碱性,O点时显酸性,故O点不是滴定终点,故B错误;
C.M点时,溶液为HA和NaA等浓度的混合溶液,物料守恒为:,故C正确;
D.N点为滴定终点,此时基本上表示恰好完全反应,A-水解促进水的电离,O点溶液中微粒的分布分数、相等时,pH<7,表示此时HA的电离程度大于A-的水解程度,水的电离被抑制,故水的电离程度N点大,故D错误;
答案选C。
二、填空题
15. 是合成其他含钴配合物的重要原料,可由金属钴及其他原料制备。
已知:①在pH=9.4时恰好完全沉淀为;②不同温度下在水中的溶解度如图所示。
(一)的制备
易潮解,(Ⅲ)的氧化性强于,可用金属钴与氯气反应制备。实验中利用如图装置(连接所用橡胶管省略)进行制备。
(1)用图中装置组合制备,连接顺序为a→___________(填小写字母);装置A中盛放浓盐酸的仪器名称___________,装置B的作用是___________。
(二)的制备
Ⅰ.向100 mL锥形瓶内加入4.5 g研细的、3 g氯化铵和5 mL水,加热溶解后加入0.3 g活性炭作催化剂
Ⅱ.冷却后加入浓氨水混合均匀,控制温度在10℃以下,并缓慢加入溶液
Ⅲ.在60℃下反应一段时间后,经过___________、___________、过滤、洗涤、干燥等操作,得到晶体
(2)在步骤Ⅱ加入浓氨水前,需在步骤Ⅰ加入的原因:①溶于水电离出,使的电离平衡逆向移动,增大;②___________。
(3)步骤Ⅱ加入溶液时,需控制温度在以下并缓慢加入的目的:
①控制反应速率;②___________。
(4)制备的总反应的化学方程式为___________。
(5)步骤Ⅲ中的操作为___________、___________。
【答案】(1) ①. ②. 分液漏斗 ③. 吸收未反应完的防止污染空气,并且防止空气中水蒸气进入装置E使潮解
(2)防止加入氨水时溶液中过大,生成沉淀(或氯化铵水溶液显酸性,抑制水解)
(3)防止温度过高使和分解
(4)
(5) ①. 趁热过滤 ②. 冷却结晶
【解析】
【分析】利用浓盐酸与高锰酸钾反应制氯气,通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,再通过浓硫酸干燥,得到的干燥纯净的氯气通入装置E与钴加热条件下反应生成氯化钴;再利用氯化钴与氯化铵在活性炭催化下反应制;
【小问1详解】
装置A用于制备Cl2,装置D用于除去Cl2中的HCl,装置C用于干燥Cl2,装置E用于制备CoCl2,装置B的作用是防止多余的氯气污染空气,同时防止空气中的水蒸气进入装置E,使CoCl2潮解,故连接顺序为A→D→C→E→B,接口顺序为a→;装置A中盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗;装置B为球形干燥管,作用为:吸收未反应完的防止污染空气,并且防止空气中水蒸气进入装置E使潮解;
【小问2详解】
溶于水电离出,能使的电离平衡逆向移动,进而可以抑制的电离,防止加入氨水时溶液中c(OH−)过大,生成沉淀,有利于的配位;
【小问3详解】
和受热易分解,步骤Ⅱ中控制温度在10℃以下并缓慢加入溶液是为了控制反应速率,防止温度过高使和分解;
【小问4详解】
在题给制备反应中,是氧化剂,根据得失电子守恒、原子守恒可得总反应的化学方程式为;;
【小问5详解】
根据已知信息②可知,在水中的溶解度随着温度的升高而增大,应先趁热过滤除去活性炭等杂质,再经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到晶体。
16. 工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2等)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4和明矾,其工艺流程如图所示。
已知:Ⅰ.Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化为MnO2;
Ⅱ.当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5mol·L-1时时,可认为该离子沉淀完全;常温下,几种沉淀的Ksp如下表所示:
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)3
Fe(OH)2
Ksp
2.0×10-39
1.0×10-33
2.0×10-13
5.0×10-17
回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)“酸浸”时,软锰矿中的Fe2O3与SO2反应的化学方程式为___________。
(3)加入MnCO3“调pH”时,调节pH的范围为___________(保留两位有效数字)。
(4)“焙烧”Li2CO3和MnO2混合物。
①资料显示Li2CO3的分解温度为723℃,本流程中Li2CO3于515℃开始分解,可能原因是___________。
②“焙烧”过程中发生的总反应为___________。
(5)尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料
①充电时,LiMn2O4电极的电势___________(填“高于”或“低于”)电池的另一极。
②LiMn2O4的晶胞为立方体,该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成。
图中“●”表示的微粒是___________(填离子符号);设该晶胞边长为anm,阿伏加德罗常数的数值为NA,LiMn2O4的摩尔质量为Mg/mol,则该晶胞的密度为___________g/cm3(用含有NA和M的计算式表示)。
【答案】(1) (2)Fe2O3+SO2+H2SO4= 2FeSO4+H2O
(3)4.7<pH<5.5
(4) ①. MnO2对Li2CO3的分解有催化剂的作用 ②. 2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
(5) ①. 高于 ②. Li+ ③.
【解析】
【分析】由题给流程可知,向软锰矿中通入二氧化硫、加入稀硫酸酸浸,将金属元素转化为硫酸盐,二氧化硅不反应,过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中通入碳酸锰调节溶液pH,将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铝的滤渣和滤液;滤渣经系列操作得到明矾;向滤液中通入氧气,将溶液中的亚铁离子转化为FeOOH沉淀,过滤得到FeOOH和滤液;电解滤液得到二氧化锰,二氧化锰与碳酸锂高温焙烧得到LiMn2O4。
【小问1详解】
锰元素的原子序数为25,基态原子的价电子排布式为3d54s2,轨道表示式为;
【小问2详解】
由分析可知,“酸浸”时,软锰矿中氧化铁发生的反应为氧化铁与二氧化硫、稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+SO2+H2SO4= 2FeSO4+H2O;
【小问3详解】
由题给信息可知, pH高于5.5时溶液中锰离子易被氧气氧化为二氧化锰,则加入碳酸锰调节溶液pH时,溶液的pH应小于5.5;由溶度积可知,溶液中铝离子完全沉淀时,溶液中的c(OH-)≥≈1.0×10-9.3mol/L,则c(H+)≤10-4.7mol/L,pH≥4.7,所以调节pH的范围为4.7≤pH<5.5;
【小问4详解】
①资料显示碳酸锂的分解温度为723℃,本流程中碳酸锂于515℃开始分解可能是因为二氧化锰对碳酸锂的分解有催化剂的作用,使得分解温度降低;
②由化合价变化可知,“焙烧”过程中发生的总反应为二氧化锰与碳酸锂高温条件反应生成LiMn2O4、二氧化碳和氧气,反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑;
【小问5详解】
①充电时,与直流电源正极相连的LiMn2O4电极是电解池的阳极,电极的电势高于阴极的电势;
②LiMn2O4的晶胞为立方体,该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成,则晶胞中含有4个A和4个B,黑球的个数为(1+8×)×4=8,白球的个数为(4+4)×4=32,三角形的个数为4×4=16,由化学式可知,黑球代表锂离子、白球代表氧原子、三角形代表锰原子;设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得=(10-7 a)3d,解得d=。
17. 以物质为原料合成一种抗骨质疏松药的路线如图:
已知:。
回答下列问题:
(1)反应①的类型是___________。
(2)C物质的化学名称___________,D中含氧官能团的名称为___________。
(3)Y的结构简式为___________。
(4)E→F的化学方程式为___________。
(5)C有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的C的同分异构体有___________种。
a.含苯环的单环化合物 b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1
(6)根据上述信息,设计以和为原料制备的合成路线:___________(无机试剂任选)。
【答案】(1)取代反应
(2) ①. 苯乙酸 ②. 羰基、(酚)羟基
(3) (4)++HBr
(5)6 (6)
【解析】
【分析】结合分子的结构式分析,物质A为甲苯,在光照条件下和氯气发生取代反应生成B,B和NaCN、反应生成物质C,C与物质Y发生取代反应生成D和水,以N为催化剂,D与M生成E,E与2-溴丙烷在一定条件下发生取代反应生成F和HBr。
【小问1详解】
物质A为甲苯,故A与氯气在光照条件下发生甲基上的氢原子的取代生成B和HCl;
【小问2详解】
C的结构简式为:,名称为苯乙酸,根据化合物D的结构可知:D分子中含有的含氧官能团的名称为羰基和(酚)羟基;
【小问3详解】
根据C和D的化学反应方程式对比,化合物Y的结构简式是;
【小问4详解】
E和2-溴丙烷在一定条件下生成F和HBr,则E→F的化学方程式为:++HBr;
【小问5详解】
C同时符合下列条件:a.含苯环的单环化合物,说明分子中含有一个苯环;b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1,说明物质分子中含有四种氢原子,它们的个数比是3:2:2:1,则符合要求的同分异构体的结构简式是:6种;
【小问6详解】
结合物质F的合成流程,可利用与氯气在光照条件下发生取代反应生成,与NaCN、反应生成,与发生取代反应生成目标产物:。
18. 将二氧化碳转化为化工原料是实现碳中和的重要途径。二氧化碳催化加氢制甲烷过程的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知部分燃料的燃烧热如下表所示:
燃料
H2(g)
CO(g)
CH4(g)
燃烧热(ΔH)/kJ·mol-1
-285.8
-283
-890.3
回答下列问题:
(1)ΔH1=___________。
(2)L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。1 molCO2(g)和4 molH2(g)在密闭容器中发生反应Ⅰ时,CO2(g)的平衡转化率随X和L的变化关系如图1所示。
①X代表的物理量是___________。
②判断L1、L2的大小关系,并简述理由:___________。
(3)T℃时,向盛有催化剂和1 molCO2(g)的10 L刚性密闭容器中加入一定量H2(g),发生反应Ⅱ。经过t min后,测得CO(g)的体积分数随着H2(g)的加入量变化如图2所示。
①n(H2)=1 mol时,0~t min内,CO的平均生成速率v(CO)=___________mol·L-1·min-1。
②T℃时,该反应的平衡常数K=___________。
(4)若一定温度下,在刚性密闭容器中,按n起始(CO2):n起始(H2)=1:4投料,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时容器内压强为起始时的0.8倍。平衡时,转化率α(CO2)___________(填“>”“<”或“=”)α(H2);CH4的体积分数为___________。
【答案】(1)-164.9 kJ·mol-1
(2) ①. 温度 ②. 该反应正向是气体分子数减小的反应,相同温度下,压强越大CO2的平衡转化率越高,所以L2>L1
(3) ①. ②. 1
(4) ①. > ②. 12.5%
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热写出对应热化学方程式:①;②;③,由反应Ⅱ+反应②-反应①可得反应④:,由盖斯定律可得反应Ⅰ=反应①-反应③+2反应④,则。
【小问2详解】
反应Ⅰ为放热反应,升高温度,放热反应的平衡向逆反应方向移动,CO2的平衡转化率降低,与图中趋势一致,所以X代表的物理量是温度;由分析可得X代表温度,反应Ⅰ是气体分子数减少的反应,当温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO2的平衡转化率增大。从图中可以看出,在相同温度下L2对应的CO2平衡转化率比L1大,说明L2对应的压强更大。
【小问3详解】
由图可知,c点达到平衡状态,对于反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),初始n(CO2)=1 mol,则c(CO2)起始=0.1 mol/L,当n(H2)=1 mol时,c(H2)起始=0.1 mol/L,由图知c点CO体积分数为25%,设平衡时c(CO)=x mol/L,因反应前后气体总物质的量不变,故,解得x=0.05 ,CO的平均生成速率;c点达到平衡状态,此时各反应物和生成物的物质的量浓度均为0.05mol/L,则T℃时,该反应的平衡常数。
【小问4详解】
按投料时,反应Ⅰ中α(CO2)=α(H2),反应Ⅱ中α(CO2)>α(H2),所以平衡时α(CO2)>α(H2);根据差量法可知,压强减少了0.2倍,说明CH4(g)分压为原压强的0.1倍,所以CH4的体积分数为。
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邵东一中2025年下学期高三第三次月考化学试卷
可能用到的相对原子质量H:1 C:12 N:14 O:16 Cl:35.5 Cu 64 S:32 Fe:56
一、单选题
1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是
A. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度,超分子以共价键连接其他分子
B. 催化电解工业废水中的硝酸盐制取氨气,实现了氮的固定
C. 弹道二维晶体管有优异的光学性能,其成分是一种合金材料
D. 全氟磺酸质子膜广泛用于水电解制氢,磺酸基具有很好的亲水性
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 分子的空间结构模型:
C. HClO的电子式为
D. 的名称:乙二酸二乙酯
3. 用下列装置进行相应实验,操作规范且能达到实验目的的是
A.水热法制备
B.对氨气进行尾气吸收
C.用纯碱和稀硫酸制备二氧化碳
D.准确测定中和反应的反应热
A. A B. B C. C D. D
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 4.6gNO2中含有的分子数为0.1NA
B. 1L1mol·L-1[Ag(NH3)2]OH溶液中含Ag+的数目为NA
C. 0.8molFeI2与71gCl2充分反应后,转移的电子数为2.4NA
D. 标准状况下,11.2LN2和C2H2的混合气体中含有π键的数目为NA
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用惰性电极电解溶液:
B. 泡沫灭火器原理:
C. 向溶液中加入足量溶液:
D. 将通入石灰乳中制漂白粉:
6. 2025年3月,我国科研团队在国际顶级学术期刊《科学》(Science)发表论文称发现了一种全新的植物抗病化合物——芥酸酰胺,其结构简式如图所示。下列关于芥酸酰胺的说法错误的是
A. 存在顺反异构
B. 所有碳原子一定处于同一直线上
C. 既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D. 1 mol芥酸酰胺最多能与2 mol H2发生加成反应
7. 如图所示是硫元素的“价-类”二维图,下列说法正确的是
A. 硫单质在加热条件下与溶液反应生成f和h
B. e、g在空气中均易变质
C. d的浓溶液具有吸水性,可用于干燥氨气
D. b有漂白性,因而可使酸性高锰酸钾溶液褪色
8. 以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “灼烧”可在石英坩埚中进行
B. “母液”中的溶质仅有、
C. “结晶”过程宜采用蒸发结晶的方法
D. “转化”过程中的反应方程式为
9. 下列实验的操作、现象和相应结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液
生成白色沉淀
获得质子的能力:[Al(OH)4]->CO
B
将浓硫酸、乙醇和乙酸依次加入试管中,加热,将导气管通至饱和Na2CO3溶液上方
饱和Na2CO3溶液上方出现油状液体
油状液体为乙酸乙酯
C
将CuS与稀硫酸混合后充分振荡
固体溶解,并有臭鸡蛋气味气体生成
酸性:H2SO4 > H2S
D
向浓硝酸中插入红热的木炭
产生红棕色气体
木炭与浓硝酸在加热的条件下反应产生NO2
A. A B. B C. C D. D
10. X、Y、Z、R为四种原子序数依次增大的短周期主族元素。X的最高价氧化物的水化物为强酸,Y、Z的第一电离能均小于与其同周期的相邻两种元素,Z与R的基态原子未成对电子数相等。下列说法正确的是
A. 原子半径:X<Y<Z<R
B. 简单氢化物沸点:Y>X>R
C. XR3分子是非极性分子
D. 工业上常用电解熔融Z、R形成的化合物制备Z单质
11. 电镀铜的过程中,待镀制品常会伴有H2逸出,从而导致铜的淀积效果较差,但是若溶液中存在就可以防止H+被还原,并且产生的不会在待镀制品上淀积,也不会影响铜镀层的性质。下列说法错误的是
A. a极为直流电源的正极
B. 需要定期向电镀液中添加含的电镀液
C. NO参与的电极反应式为
D. 导线上每通过0.5 mol e-,待镀制品质量增加16 g
12. 纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法正确的是
A. HCOOH中C的杂化方式为sp B. 反应过程中只有非极性键的断裂与形成
C. 反应过程中不需要持续补充 D. 总反应的原子利用率为100%
13. 如图所示的金红石型晶胞是长方体,边长a=b≠c,1、2和3处的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(0.305,0.305,1)和(0.805,0.195,0.5)。下列说法错误的是
A. 一个晶胞中含有4个
B. 周围的6个一定形成正八面体
C. 体心和顶点间的核间距为pm
D. 4处的原子分数坐标为(0.695,0.695,0)
14. 常温下,用溶液滴定一定体积未知浓度的一元弱酸HA溶液,过程中溶液pH与滴定分数的关系如图甲,溶液中微粒的分布分数、与pH的关系如图乙。下列说法正确的是
A. 可用石蕊作指示剂判断该酸碱中和的滴定终点
B. O点为该酸碱中和滴定终点的溶液状态
C. M点溶液:
D. 水的电离程度:
二、填空题
15. 是合成其他含钴配合物的重要原料,可由金属钴及其他原料制备。
已知:①在pH=9.4时恰好完全沉淀为;②不同温度下在水中的溶解度如图所示。
(一)的制备
易潮解,(Ⅲ)的氧化性强于,可用金属钴与氯气反应制备。实验中利用如图装置(连接所用橡胶管省略)进行制备。
(1)用图中装置组合制备,连接顺序为a→___________(填小写字母);装置A中盛放浓盐酸的仪器名称___________,装置B的作用是___________。
(二)的制备
Ⅰ.向100 mL锥形瓶内加入4.5 g研细的、3 g氯化铵和5 mL水,加热溶解后加入0.3 g活性炭作催化剂
Ⅱ.冷却后加入浓氨水混合均匀,控制温度在10℃以下,并缓慢加入溶液
Ⅲ.在60℃下反应一段时间后,经过___________、___________、过滤、洗涤、干燥等操作,得到晶体
(2)在步骤Ⅱ加入浓氨水前,需在步骤Ⅰ加入的原因:①溶于水电离出,使的电离平衡逆向移动,增大;②___________。
(3)步骤Ⅱ加入溶液时,需控制温度在以下并缓慢加入的目的:
①控制反应速率;②___________。
(4)制备的总反应的化学方程式为___________。
(5)步骤Ⅲ中的操作为___________、___________。
16. 工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2等)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4和明矾,其工艺流程如图所示。
已知:Ⅰ.Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化为MnO2;
Ⅱ.当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5mol·L-1时时,可认为该离子沉淀完全;常温下,几种沉淀的Ksp如下表所示:
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)3
Fe(OH)2
Ksp
2.0×10-39
1.0×10-33
2.0×10-13
5.0×10-17
回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)“酸浸”时,软锰矿中的Fe2O3与SO2反应的化学方程式为___________。
(3)加入MnCO3“调pH”时,调节pH的范围为___________(保留两位有效数字)。
(4)“焙烧”Li2CO3和MnO2混合物。
①资料显示Li2CO3的分解温度为723℃,本流程中Li2CO3于515℃开始分解,可能原因是___________。
②“焙烧”过程中发生的总反应为___________。
(5)尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料
①充电时,LiMn2O4电极的电势___________(填“高于”或“低于”)电池的另一极。
②LiMn2O4的晶胞为立方体,该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成。
图中“●”表示的微粒是___________(填离子符号);设该晶胞边长为anm,阿伏加德罗常数的数值为NA,LiMn2O4的摩尔质量为Mg/mol,则该晶胞的密度为___________g/cm3(用含有NA和M的计算式表示)。
17. 以物质为原料合成一种抗骨质疏松药的路线如图:
已知:。
回答下列问题:
(1)反应①的类型是___________。
(2)C物质的化学名称___________,D中含氧官能团的名称为___________。
(3)Y的结构简式为___________。
(4)E→F的化学方程式为___________。
(5)C有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的C的同分异构体有___________种。
a.含苯环的单环化合物 b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3:2:2:1
(6)根据上述信息,设计以和为原料制备的合成路线:___________(无机试剂任选)。
18. 将二氧化碳转化为化工原料是实现碳中和的重要途径。二氧化碳催化加氢制甲烷过程的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知部分燃料的燃烧热如下表所示:
燃料
H2(g)
CO(g)
CH4(g)
燃烧热(ΔH)/kJ·mol-1
-285.8
-283
-890.3
回答下列问题:
(1)ΔH1=___________。
(2)L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。1 molCO2(g)和4 molH2(g)在密闭容器中发生反应Ⅰ时,CO2(g)的平衡转化率随X和L的变化关系如图1所示。
①X代表的物理量是___________。
②判断L1、L2的大小关系,并简述理由:___________。
(3)T℃时,向盛有催化剂和1 molCO2(g)的10 L刚性密闭容器中加入一定量H2(g),发生反应Ⅱ。经过t min后,测得CO(g)的体积分数随着H2(g)的加入量变化如图2所示。
①n(H2)=1 mol时,0~t min内,CO的平均生成速率v(CO)=___________mol·L-1·min-1。
②T℃时,该反应的平衡常数K=___________。
(4)若一定温度下,在刚性密闭容器中,按n起始(CO2):n起始(H2)=1:4投料,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时容器内压强为起始时的0.8倍。平衡时,转化率α(CO2)___________(填“>”“<”或“=”)α(H2);CH4的体积分数为___________。
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