精品解析:山西大学附属中学校 太原市常青藤中学校2025-2026学年高三上学期10月月考 化学试题
2025-11-15
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内容正文:
化学试题
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O16 Ca-40 Cr-52
一、选择题(共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个正确选项符合题意。)
1. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. 具有氧化性,可作净水剂
B. 液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
C. 臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
D. 柠檬酸酸性强于碳酸,可用于去除水垢
2. 下列化学用语表示正确的是
A. SO3的VSEPR模型: B. 顺-2-丁烯的球棍模型:
C. Fe2+的离子结构示意图: D. HClO的电子式:
3. 实验室保存药品时,要采取合适的方法,从而防止药品的挥发、变质或安全事故的发生。下列药品的保存方法和原因均正确的是
选项
药品的保存方法
原因
A
锂保存在煤油中
锂会与空气中的水和氧气反应
B
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
浓硝酸见光或受热会分解
C
液溴保存在棕色试剂瓶中,并用少量植物油液封
液溴具有挥发性
D
溶液中加入少量铁粉保存
易水解
A. A B. B C. C D. D
4. 下列实验操作能达到对应目的的是
A.进行喷泉实验
B.检验1-溴丁烷的消去产物
C.熔化Na2CO3
D.分离碘和氯化铵固体
A. A B. B C. C D. D
5. 一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 有机物Ⅰ属于芳香烃 B. 有机物Ⅰ中所有原子不可能共平面
C. 有机物Ⅱ可发生消去反应 D. 有机物Ⅲ中含有1个手性碳
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 明矾溶液与过量稀氨水混合:
B. 硫化氢溶液久置变浑浊:
C. 海水提溴中用SO2的水溶液富集溴:
D. CuSO4溶液中通入HCl,溶液变为黄绿色:
7. 物质的结构决定其性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
熔点:AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)
AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体
B
97℃水蒸气的相对分子质量测定值大于18
水分子通过氢键缔合,形成了缔合分子
C
硬度:金刚石>C60
金刚石碳碳键键长比C60碳碳键键长短
D
甲苯能使高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能
苯环对其侧链有影响,增强了侧链的活性
A. A B. B C. C D. D
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,X原子在s区中半径最小,基态Z原子的价电子排布式为2s22p4,Y元素的简单氢化物可用作制冷剂,W元素在同周期元素中第一电离能最小,Q原子的最外层电子数与Z和W的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是
A. 第一电离能:W<X<Y<Z
B. 键角:<X3Z+
C. Z分别与其他四种元素形成的二元化合物至少有两种
D. Y、Z、W、Q的简单氢化物中沸点最高的是Z
9. Fe、Cu、N及其化合物的部分“价-类”二维图如图所示。
下列叙述错误的是
A. 若a在常温常压下呈气态,则在雷电作用下,a与O2反应生成f
B. 若c为蓝色,则一步反应能实现:c→b→a
C. 若a能被强磁铁吸引、则a和e能发生化合反应
D. 若d为红褐色,则b、c与足量的稀硝酸均能发生氧化还原反应
10. 根据下列实验操作和现象,所得出的结论或分析正确的是
选项
实验操作、现象
结论或分析
A
向碳酸钠溶液中加入冰醋酸,将生成的气体直接通入到苯酚钠溶液中,产生白色浑浊
酸性:醋酸>碳酸>苯酚
B
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
电石与水反应生成了乙炔
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,生成白色沉淀,且溶液红色变浅
溶液中存在平衡:
D
向含0.1 mol FeI2的溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液变蓝色
还原性:
A. A B. B C. C D. D
11. 发蓝工艺是一种材料保护技术,钢铁零件的发蓝处理实质是使钢铁表面通过氧化反应,生成有一定厚度、均匀、致密、附着力强、耐腐蚀性能好的深蓝色氧化膜。钢铁零件经历如图转化进行发蓝处理。已知:NaNO2的还原产物为NH3。
下列说法不正确的是
A. 反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B. 钢铁零件发蓝处理后再涂油或涂蜡,耐腐蚀性会更好
C. 钢铁发蓝处理前要“酸洗”或“碱洗”,是除去其表面的“锈斑”或“油污”
D. 反应②的离子方程式为:
12. 铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,其晶胞结构如图甲所示,氧离子与钙离子的最近距离为a pm。阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 钙离子的配位数为8
B. 氧离子与铬离子间的最短距离为
C. 该晶胞沿z轴方向的投影如图乙
D. 该复合氧化物晶体的密度为
13. 有机电化学合成是一种环境友好的合成方法,由对硝基苯甲酸制取对氨基苯甲酸的电解装置如图所示,其中双极膜能将解离成和。
下列说法错误的是
A. b端电势高于a端电势
B. 电解后阳极区溶液pH下降
C. 每产生就有发生解离
D. Pt的电极反应方程式可表示为:
14. 常温下,将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2A)溶液中,混合溶液的pH与pX的关系如图所示。已知pX代表或。下列说法不正确的是
A. 水的电离程度:a<b
B. 滴定到b点时,溶液中
C. 曲线I代表pH随的变化曲线,
D. 当H2A恰好被完全中和时,溶液中
二、非选择题(4小题,共58分。)
15. 苯甲醛是一种重要的化工原料,某小组同学利用如图实验装置(夹持装置已略去)制备苯甲醛。已知有机物的相关数据如下表所示:
有机物
相对分子质量
沸点℃
密度g/cm3
溶解性
苯甲醛
106
178
1.04
微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃
苯甲醇
108
206
1.04
微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃
二氯甲烷
—
40
1.33
难溶于水,易溶于有机溶剂
实验步骤:
①向容积为500 mL的三颈烧瓶加入90.0 mL质量分数为5%的次氯酸钠溶液(稍过量),调节溶液的pH为9-10后,加入3.0 mL苯甲醇、75.0 mL二氯甲烷,不断搅拌。
②充分反应后,分离有机相,再用二氯甲烷萃取水相3次,并将有机相合并于分液漏斗中,静置。
③向所得有机相中加入无水硫酸镁,过滤,得到有机混合物。
④减压蒸馏有机混合物,得到2.08 g苯甲醛产品。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称为_______,三颈烧瓶中苯甲醇与NaClO反应的化学方程式为_______。
(2)可用_______(填试剂编号)试剂鉴别苯甲醇和苯甲醛。
a.酸性高锰酸钾 b. Na c.新制的银氨溶液
(3)步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多,原因是_______;步骤③中加入无水硫酸镁作用是_______。
(4)步骤②中在的分液漏斗中分离出有机相的具体操作是:_______,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞(将操作补充完整)。
(5)步骤④中,减压蒸馏温度应控制在_______(填序号)左右以得到苯甲醛。
a.80℃ b.178℃ c.206℃
(6)本实验中,苯甲醛的产率为_______(保留三位有效数字)。
16. 钛用途广泛,焦磷酸镁(Mg2P2O7)不溶于水,是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图:
已知:TiO2不与碱反应,与酸反应后以TiO2+的形式存在,TiO2+在加热条件下水解。
回答下列问题:
(1)“碱浸”步骤中,将含钛废料粉碎的原因是_______,发生的主要离子方程式为_______。
(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择40℃而不选择更高温度的原因是_______,滤渣1的主要成分为_______(填化学式)。
(3)“反应”步骤中加入适量铁粉的目的为_______。
(4)过二硫酸钠结构如下图所示,“氧化”时转化为的化学方程式为_______。
(5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下,为了使Fe3+沉淀完全,调节pH的最小值为_______(已知:,)。
(6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用Mg与TiCl4反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与Mg冶炼Ti的方法相似的是_______(填字母标号)。
a. NaCl制钠 b.铝热剂制锰 c. Ag2O制银
17. 开发CO2催化加氢合成CH3OH、C2H4、二甲醚(CH3OCH3)技术是有效利用CO2资源,实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。
(1)已知:反应①
反应②
则CO2催化加氢直接合成二甲醚反应③ _______。
(2)选择合适的催化剂,可用CO2和H2合成重要的化工原料C2H4,假设在恒压容器中只存在反应,不同投料比时,CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示(已知投料比)。
①图中,x_______3(填“>”“<”或“=”),有利于该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”);
②图A、B两点中,v正(A)_______v正(B)(填“>”“<”或“=”),理由是_______;
③恒温恒压下,以投料比m=3进行该反应,下列能判断该反应已达平衡的标志有_______(填序号)。
a. 保持不变
b. CO2的转化率与H2的转化率相等
c.断裂6 mol H-H键的同时,生成8 mol H-O键
d.容器中混合气体的密度保持不变
(3)若CO2催化加氢除发生反应③外,还会发生副反应:。其他条件相同时,反应温度对CO2平衡总转化率的影响如图所示。
①图中,温度高于290℃时,CO2平衡总转化率随温度升高而增大的原因可能是_______。
②T℃下,在2 L恒容容器中投入1 mol CO2和3 mol H2,10 min达到平衡时,CO2的总转化率为40%,此时CH3OCH3的选择性(已知CH3OCH3的选择性=)为50%。0~10 min内v(H2)=_______;T℃时,反应③的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
18. 那可丁是一种支气管解痉性镇咳药,能解除支气管平滑肌痉挛,抑制肺牵张反射引起的咳嗽。化合物H是制备该药物的重要中间体,合成路线如图。
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)一个A分子中sp2杂化的碳原子数为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)F中含氧官能团的名称为_______。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
a.物质D能与FeCl3溶液发生显色反应 b.物质F具有碱性
c.物质G能和银氨溶液发生反应 d.物质H的分子式是C12H15NO4
(5)写出C→D的化学方程式:_______。
(6)从D转化为E的过程所涉及的反应类型是_______、_______和还原反应。
(7)满足下列条件化合物A的所有同分异构体有_______种。
①能与活泼金属反应生成氢气,但不与NaHCO3溶液反应
②分子中含有酯基
③含有苯环,且有两个取代基
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰,面积之比为1:1:2:2:2,且能发生银镜反应的物质的结构简式为_______(写出其中一种即可)。
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化学试题
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O16 Ca-40 Cr-52
一、选择题(共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个正确选项符合题意。)
1. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. 具有氧化性,可作净水剂
B. 液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂
C. 臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
D. 柠檬酸酸性强于碳酸,可用于去除水垢
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH4Fe(SO4)2·12H2O可作为净水剂是因为Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体表面积大,能吸附悬浮物等杂质,而非因其具有氧化性,A符合题意;
B.液氨汽化需吸热,因而能使周围温度降低,性质与用途存在对应关系,B不符合题意;
C.臭氧的强氧化性可杀菌消毒,性质与用途对应正确,C不符合题意;
D.水垢的主要成分是碳酸钙(CaCO3)等,根据强酸制弱酸原理,柠檬酸酸性强于碳酸,能与碳酸钙发生反应而使其溶解,性质与用途对应正确,D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. SO3的VSEPR模型: B. 顺-2-丁烯的球棍模型:
C. Fe2+的离子结构示意图: D. HClO的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO3中S为中心原子,价层电子对数=3+=3,且无孤电子对,VSEPR模型应为平面三角形:,A错误;
B.顺-2-丁烯中双键两端的甲基应在同侧,球棍模型为:,B错误;
C.Fe为26号元素,Fe2+失去最外层2个电子,电子排布为1s22s22p63s23p63d6,离子结构示意图:,C正确;
D.HClO为共价化合物,结构式为H-O-Cl,电子式为:,D错误;
故选C。
3. 实验室保存药品时,要采取合适的方法,从而防止药品的挥发、变质或安全事故的发生。下列药品的保存方法和原因均正确的是
选项
药品的保存方法
原因
A
锂保存在煤油中
锂会与空气中的水和氧气反应
B
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
浓硝酸见光或受热会分解
C
液溴保存在棕色试剂瓶中,并用少量植物油液封
液溴具有挥发性
D
溶液中加入少量铁粉保存
易水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂的密度比煤油小,不能保存在煤油中,锂的正确保存方法是密封于石蜡中,A错误;
B.浓硝酸见光或受热易分解,故需要保存在棕色试剂瓶中,,并放置在阴凉处,B正确;
C.液溴会与植物油中的不饱和键发生加成反应,也可以被溴氧化,导致液封失效,不能用植物油液封,应用水液封,C错误;
D.溶液加入少量铁粉保存的原因是防止被氧化,,而非抑制其水解,D错误;
故选B。
4. 下列实验操作能达到对应目的的是
A.进行喷泉实验
B.检验1-溴丁烷的消去产物
C.熔化Na2CO3
D.分离碘和氯化铵固体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.喷泉实验需气体易溶于液体或与液体反应使烧瓶内压强骤降。CH3Cl(一氯甲烷)难溶于水,且常温下不与NaOH溶液反应,无法减小烧瓶内压强,不能形成喷泉,A错误;
B.1-溴丁烷在NaOH乙醇溶液加热条件下发生消去反应生成1-丁烯(烯烃),产物通入溴的CCl4溶液,烯烃与溴发生加成反应使溶液褪色,挥发的乙醇不与溴的CCl4反应无干扰,可检验消去产物,B正确;
C.Na2CO3(碳酸钠)高温下会与瓷坩埚主要成分SiO2反应,熔化Na2CO3应使用铁坩埚,C错误;
D.碘受热升华(遇冷凝华),NH4Cl受热分解为NH3和HCl(遇冷重新化合为NH4Cl),二者加热后均会在冷凝处凝结,无法分离,D错误;
故答案选B。
5. 一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 有机物Ⅰ属于芳香烃 B. 有机物Ⅰ中所有原子不可能共平面
C. 有机物Ⅱ可发生消去反应 D. 有机物Ⅲ中含有1个手性碳
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物I为苯甲醛,由于含有氧元素,不属于烃类(芳香烃含苯环且仅含碳、氢两种元素),A错误;
B.有机物I为苯甲醛,苯环为平面结构,醛基(-CHO)也为平面结构,醛基平面与苯环平面通过单键连接,单键可旋转,所有原子可能共平面,B错误;
C.有机物Ⅱ的结构中,羟基所连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,无法发生消去反应,C错误;
D.连有4个不同原子或基团的饱和碳原子为手性碳原子,有机物Ⅲ中只有羟基所连的那个碳原子为手性碳原子,D正确;
故选D。
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 明矾溶液与过量稀氨水混合:
B. 硫化氢溶液久置变浑浊:
C. 海水提溴中用SO2的水溶液富集溴:
D. CuSO4溶液中通入HCl,溶液变为黄绿色:
【答案】D
【解析】
【详解】A.明矾中的Al3+与弱碱氨水反应生成Al(OH)3沉淀,而非四羟基合铝酸根(需强碱),方程式产物错误,正确的离子方程式为,A错误;
B.H2S为弱酸,溶液中主要以分子形式存在,不能写成S2-;正确反应应为2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O,B错误;
C.HBr为强酸,应完全离解为H+和Br-,方程式右边不应保留HBr分子,正确应为SO2 + Br2 + 2H2O = 4H++ + 2Br-,C错误;
D.Cu2+在水中以[Cu(H2O)4]2+形式存在,通入HCl后Cl-取代H2O形成[CuCl4]2-,方程式符合配位平衡,D正确;
故答案选D。
7. 物质的结构决定其性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
熔点:AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)
AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体
B
97℃水蒸气的相对分子质量测定值大于18
水分子通过氢键缔合,形成了缔合分子
C
硬度:金刚石>C60
金刚石碳碳键键长比C60碳碳键键长短
D
甲苯能使高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能
苯环对其侧链有影响,增强了侧链的活性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子键强于分子间作用力,因此AlF3熔点远高于AlCl3,解释正确,A不符合题意;
B.97℃水蒸气中部分水分子通过氢键缔合形成缔合分子(如二聚体),导致测得的相对分子质量略大于18。高温下氢键虽被削弱,但仍有少量缔合,解释合理,B不符合题意;
C.金刚石硬度高于C60,因其为三维网状结构的共价晶体,而C60为分子晶体,分子间作用力弱,硬度差异源于结构而非键长,解释错误,C符合题意;
D.甲苯的苯环活化侧链甲基,使其易被高锰酸钾溶液氧化,而乙烷不能被高锰酸钾溶液氧化,解释正确,D不符合题意;
故选C。
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,X原子在s区中半径最小,基态Z原子的价电子排布式为2s22p4,Y元素的简单氢化物可用作制冷剂,W元素在同周期元素中第一电离能最小,Q原子的最外层电子数与Z和W的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是
A. 第一电离能:W<X<Y<Z
B. 键角:<X3Z+
C. Z分别与其他四种元素形成的二元化合物至少有两种
D. Y、Z、W、Q的简单氢化物中沸点最高的是Z
【答案】C
【解析】
【分析】X原子在s区中半径最小,则X为H;基态Z原子的价电子排布式为2s22p4,则Z为O;Y元素的简单氢化物可用作制冷剂,则Y为N;W元素在同周期元素中第一电离能最小,则W为Na;Q原子的最外层电子数与Z和W的最外层电子数之和相等,则Q为Cl。由此解题。
【详解】A.第一电离能顺序应为Na(W)< H(X)< O(Z)< N(Y),而选项A中顺序为W<X<Y<Z,即Na<H<N<O,与实际顺序矛盾,A错误;
B.()为正四面体结构,键角约109.5°;H3O+(X3Z)为三角锥形,键角更小(约107°)。因此的键角大于H3O+,B错误;
C.O(Z)与H可形成H2O、H2O2;与N可形成NO、NO2等;与Na可形成Na2O、Na2O2;与Cl可形成ClO2、Cl2O7等,均至少两种,C正确;
D.W(Na)的氢化物为NaH(离子晶体,沸点最高),而Z(O)的氢化物H2O为分子晶体。选项D认为Z的氢化物沸点最高,与事实不符,D错误;
故答案选C。
9. Fe、Cu、N及其化合物的部分“价-类”二维图如图所示。
下列叙述错误的是
A. 若a在常温常压下呈气态,则在雷电作用下,a与O2反应生成f
B. 若c为蓝色,则一步反应能实现:c→b→a
C. 若a能被强磁铁吸引、则a和e能发生化合反应
D. 若d为红褐色,则b、c与足量的稀硝酸均能发生氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.若a在常温常压下呈气态,说明a为N2,则f为NO2,而在雷电作用下,a即N2与O2反应生成NO即b而非f,A错误;
B.若c为蓝色,则c为Cu(OH)2,则a为Cu、b为CuO,Cu(OH)2受热分解生成CuO、CuO被H2、CO还原为Cu,即可一步反应能实现:c→b→a,B正确;
C.若a能被强磁铁吸引即a为Fe,则e为Fe2(SO4)3、则a和c能发生化合反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,C正确;
D.若d为红褐色即为Fe(OH)3,则b为FeO、c为Fe(OH)2,故b、c与足量的稀硝酸均能发生氧化还原反应,方程式分别为:3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O,3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O,D正确;
故答案为:A。
10. 根据下列实验操作和现象,所得出的结论或分析正确的是
选项
实验操作、现象
结论或分析
A
向碳酸钠溶液中加入冰醋酸,将生成的气体直接通入到苯酚钠溶液中,产生白色浑浊
酸性:醋酸>碳酸>苯酚
B
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
电石与水反应生成了乙炔
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,生成白色沉淀,且溶液红色变浅
溶液中存在平衡:
D
向含0.1 mol FeI2的溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液变蓝色
还原性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸易挥发,向碳酸钠溶液中加入冰醋酸,产生的气体中含有醋酸,将生成的气体直接通入到苯酚钠溶液中,醋酸能与苯酚钠反应生成苯酚,所以产生白色浑浊,不能证明酸性:碳酸>苯酚,故A错误;
B.电石与饱和食盐水反应产生的气体中可能含有H2S等还原性气体,将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,不能证明电石与水反应生成了乙炔,故B错误;
C.向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,生成白色沉淀碳酸钡,碳酸根离子浓度降低,逆向移动,溶液碱性减弱,红色变浅,故C正确;
D.向含0.1 mol FeI2的溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液变蓝色,说明有I-被氧化为I2,不能判断是否有Fe2+被氧化,所以不能证明还原性:,故D错误;
选C。
11. 发蓝工艺是一种材料保护技术,钢铁零件的发蓝处理实质是使钢铁表面通过氧化反应,生成有一定厚度、均匀、致密、附着力强、耐腐蚀性能好的深蓝色氧化膜。钢铁零件经历如图转化进行发蓝处理。已知:NaNO2的还原产物为NH3。
下列说法不正确的是
A. 反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B. 钢铁零件发蓝处理后再涂油或涂蜡,耐腐蚀性会更好
C. 钢铁发蓝处理前要“酸洗”或“碱洗”,是除去其表面的“锈斑”或“油污”
D. 反应②的离子方程式为:
【答案】A
【解析】
【分析】反应①的化学方程式为;反应②的化学方程式为;反应③的化学方程式为;由此解题。
【详解】A.反应③的反应物为Na2FeO2(Fe+2价)和Na2Fe2O4(Fe+3价),产物为Fe3O4(含Fe+2和Fe+3价)。该反应中Fe元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,不存在氧化剂与还原剂,A错误;
B.发蓝处理生成的氧化膜可初步防腐,涂油或涂蜡能进一步隔绝空气和水,耐腐蚀性更好,B正确;
C.“酸洗”可除去表面锈斑(金属氧化物),“碱洗”可除去油污(油脂在碱性条件下水解),C正确;
D.反应②中,(N+3价)还原为NH3(N-3价)得6e-,(Fe+2价)氧化为(Fe+3价)失1e-,由得失电子守恒可知n():n()=6:1,结合元素守恒配平离子方程式为,D正确;
故答案选A。
12. 铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,其晶胞结构如图甲所示,氧离子与钙离子的最近距离为a pm。阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 钙离子的配位数为8
B. 氧离子与铬离子间的最短距离为
C. 该晶胞沿z轴方向的投影如图乙
D. 该复合氧化物晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中,距离钙离子最近且等距离的氧离子有12个,即钙离子的配位数为12,A错误;
B.由晶胞结构可知,钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半,则晶胞面对角线长度为2apm,晶胞参数为apm,氧离子与铬离子间的最短距离为pm,B错误;
C.该晶胞沿z轴方向的投影图应为,C错误;
D.根据均摊法,氧离子有个,铬离子有1个,钙离子有个,故可推得化学式为,由B知,晶胞参数为apm,晶胞体积,根据,晶体密度为,D正确;
故选D。
13. 有机电化学合成是一种环境友好的合成方法,由对硝基苯甲酸制取对氨基苯甲酸的电解装置如图所示,其中双极膜能将解离成和。
下列说法错误的是
A. b端电势高于a端电势
B. 电解后阳极区溶液pH下降
C. 每产生就有发生解离
D. Pt的电极反应方程式可表示为:
【答案】B
【解析】
【分析】根据装置示意图可知,Ag在b极失去电子,为阳极区,结合NH3转化为,则b极为正极,且正极的反应式为,a为负极,Pt为阴极区,对硝基苯甲酸转化为对氨基苯甲酸需要消耗氢离子,则双极膜可以电解水H2O=H++OH-。
【详解】A.由分析知,b极为正极,a为负极,b端电势高于a端电势,故A正确;
B.由分析知,电解后阳极区OH-的浓度会增大,溶液pH上升,故B错误;
C.由分析知,生成,溶液需要1molOH—维持溶液环境,所以有发生解离,故C正确;
D.由分析知,Pt的电极反应方程式可表示为: ,故D正确;
答案选B。
14. 常温下,将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2A)溶液中,混合溶液的pH与pX的关系如图所示。已知pX代表或。下列说法不正确的是
A. 水的电离程度:a<b
B. 滴定到b点时,溶液中
C. 曲线I代表pH随的变化曲线,
D. 当H2A恰好被完全中和时,溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】,,已知pX代表或,当=0时,Ka=c(H+),,故I代表的变化曲线,Ⅱ代表的变化曲线。
【详解】A.a点pH=3.3,b点pH=4.3,a点H+浓度更大,水的电离被抑制更显著,故水的电离程度a<b,A正确;
B.b点pX=0,即c(A2-)=c(HA-),pH=4.3(酸性),电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),代入c(HA-)=c(A2-)=x,得c(K+)=3x+c(OH-)-c(H+),因c(H+)>c(OH-),则c(K+)<3x=3c(A2-),B正确;
C.由分析可知,I代表的变化曲线,在pX=0时pH=4.3,此时=0即=1,Ka2=c(H+)=10-4.3,C正确;
D.H2A完全中和生成K2A,结合电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)和物料守恒:c(K+)=2c(HA-)+2c(A2-)+c(H2A)可得质子守恒应为c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),选项中H2A系数错误,D错误;
故选D。
二、非选择题(4小题,共58分。)
15. 苯甲醛是一种重要的化工原料,某小组同学利用如图实验装置(夹持装置已略去)制备苯甲醛。已知有机物的相关数据如下表所示:
有机物
相对分子质量
沸点℃
密度g/cm3
溶解性
苯甲醛
106
178
1.04
微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃
苯甲醇
108
206
1.04
微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃
二氯甲烷
—
40
1.33
难溶于水,易溶于有机溶剂
实验步骤:
①向容积为500 mL的三颈烧瓶加入90.0 mL质量分数为5%的次氯酸钠溶液(稍过量),调节溶液的pH为9-10后,加入3.0 mL苯甲醇、75.0 mL二氯甲烷,不断搅拌。
②充分反应后,分离有机相,再用二氯甲烷萃取水相3次,并将有机相合并于分液漏斗中,静置。
③向所得有机相中加入无水硫酸镁,过滤,得到有机混合物。
④减压蒸馏有机混合物,得到2.08 g苯甲醛产品。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称为_______,三颈烧瓶中苯甲醇与NaClO反应的化学方程式为_______。
(2)可用_______(填试剂编号)试剂鉴别苯甲醇和苯甲醛。
a.酸性高锰酸钾 b. Na c.新制的银氨溶液
(3)步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多,原因是_______;步骤③中加入无水硫酸镁作用是_______。
(4)步骤②中在的分液漏斗中分离出有机相的具体操作是:_______,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞(将操作补充完整)。
(5)步骤④中,减压蒸馏温度应控制在_______(填序号)左右以得到苯甲醛。
a.80℃ b.178℃ c.206℃
(6)本实验中,苯甲醛的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②.
(2)bc (3) ①. 防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低 ②. 干燥除水
(4)打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞
(5)a (6)67.9%
【解析】
【分析】利用次氯酸钠氧化苯甲醇制备苯甲醛,然后经过萃取、干燥、蒸馏得到苯甲醛。
【小问1详解】
根据装置图,可知仪器b的名称为球形冷凝管,三颈烧瓶中苯甲醇与NaClO反应生成苯甲醛、氯化钠、水,反应的化学方程式为。
【小问2详解】
a.羟基、醛基都能被酸性高锰酸钾氧化,酸性高锰酸钾不能鉴别苯甲醇和苯甲醛,故不选a;
b.Na能与苯甲醇反应放出氢气,苯甲醛和钠不反应,金属钠能鉴别苯甲醇和苯甲醛,故选b;
c.醛基能发生银镜反应,新制的银氨溶液能鉴别苯甲醇和苯甲醛,故选c;
选bc。
【小问3详解】
苯甲醛具有还原性,易被氧化为苯甲酸,次氯酸钠具有氧化性,步骤①中,投料时次氯酸钠不能过量太多,原因是防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低;无水硫酸镁可以作干燥剂,步骤③中加入无水硫酸镁作用是干燥除水。
【小问4详解】
步骤②中在的分液漏斗中分离出有机相的具体操作是:打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞。
【小问5详解】
步骤④中,减压蒸馏分离二氯甲烷和苯甲醛,二氯甲烷的沸点是40℃、苯甲醛的沸点是178℃,温度应控制在40℃~178℃之间,故选a;
【小问6详解】
3.0 mL苯甲醇的物质的量为,理论上生成苯甲醛的物质的量为0.0289mol,苯甲醛的产率为。
16. 钛用途广泛,焦磷酸镁(Mg2P2O7)不溶于水,是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图:
已知:TiO2不与碱反应,与酸反应后以TiO2+的形式存在,TiO2+在加热条件下水解。
回答下列问题:
(1)“碱浸”步骤中,将含钛废料粉碎的原因是_______,发生的主要离子方程式为_______。
(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择40℃而不选择更高温度的原因是_______,滤渣1的主要成分为_______(填化学式)。
(3)“反应”步骤中加入适量铁粉的目的为_______。
(4)过二硫酸钠结构如下图所示,“氧化”时转化为的化学方程式为_______。
(5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下,为了使Fe3+沉淀完全,调节pH的最小值为_______(已知:,)。
(6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用Mg与TiCl4反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与Mg冶炼Ti的方法相似的是_______(填字母标号)。
a. NaCl制钠 b.铝热剂制锰 c. Ag2O制银
【答案】(1) ①. 增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率 ②.
(2) ①. 防止水解,减少损失 ②. Cu
(3)将还原成
(4)
(5)3.2 (6)b
【解析】
【分析】以含钛废料(主要成分为,含少量MgO、Cu、、FeO、)为原料,分离提纯并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有外还含少量MgO、Cu、、FeO、,所以碱浸时是为了除去能与碱反应的,然后过滤,向滤液中加入过量的硫酸除去不与酸反应的Cu,再次过滤,向滤液中加铁粉,将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出从而除去大部分亚铁离子;然后过滤,向滤液中加热水解生成,过滤得到固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液;煅烧得;将滤液氧化后调pH是铁离子生成氢氧化铁而除去铁离子,然后过滤,向滤液中加焦磷酸钠得到焦磷酸镁,据此分析解题。
【小问1详解】
“碱浸”步骤中,将含钛废料粉碎的原因是增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;由分析可知,碱浸时是为了除去能与碱反应的,离子方程式为:
,故答案为:增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;;
【小问2详解】
温度过高,易导致水解程度增大,造成Ti的损失;由分析可知,滤渣1的主要成分为Cu,故答案为:防止水解,减少损失;Cu;
【小问3详解】
“酸浸”后溶液中存在的离子有,所以加Fe时是将还原成便于在冷却结晶生成晶体而析出,故答案为:将还原成;
【小问4详解】
“氧化”时,与发生氧化还原反应生成,则化学方程式为,故答案为:;
【小问5详解】
当铁离子浓度时表示该离子沉淀完全,由可知,铁离子完全沉淀时,,,故答案为:3.2;
【小问6详解】
与反应制备金属钛是热还原法,a选项是电解法,b选项是热还原法,c选项是热分解法,故答案选b。
17. 开发CO2催化加氢合成CH3OH、C2H4、二甲醚(CH3OCH3)技术是有效利用CO2资源,实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。
(1)已知:反应①
反应②
则CO2催化加氢直接合成二甲醚反应③ _______。
(2)选择合适的催化剂,可用CO2和H2合成重要的化工原料C2H4,假设在恒压容器中只存在反应,不同投料比时,CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示(已知投料比)。
①图中,x_______3(填“>”“<”或“=”),有利于该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”);
②图A、B两点中,v正(A)_______v正(B)(填“>”“<”或“=”),理由是_______;
③恒温恒压下,以投料比m=3进行该反应,下列能判断该反应已达平衡的标志有_______(填序号)。
a. 保持不变
b. CO2的转化率与H2的转化率相等
c.断裂6 mol H-H键的同时,生成8 mol H-O键
d.容器中混合气体的密度保持不变
(3)若CO2催化加氢除发生反应③外,还会发生副反应:。其他条件相同时,反应温度对CO2平衡总转化率的影响如图所示。
①图中,温度高于290℃时,CO2平衡总转化率随温度升高而增大的原因可能是_______。
②T℃下,在2 L恒容容器中投入1 mol CO2和3 mol H2,10 min达到平衡时,CO2的总转化率为40%,此时CH3OCH3的选择性(已知CH3OCH3的选择性=)为50%。0~10 min内v(H2)=_______;T℃时,反应③的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
【答案】(1)122.5
(2) ①. > ②. 低温 ③. < ④. A点温度低于B点,A点二氧化碳平衡转化率更高,反应物浓度更低,所以v正(A)<v正(B) ⑤. ad
(3) ①. 温度高于290℃,随温度升高,平衡向右移动的程度大于平衡向左移动的程度 ②. 0.04 ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律:①×2+②得,。
【小问2详解】
①该反应是气体分子数减小的反应,其他条件一定时增大n(H2),平衡正向移动,CO2平衡转化率增大,即温度T相同时投料比m越大,CO2平衡转化率越大,则m>3;由图可知,m一定时升高温度,CO2平衡转化率降低,则反应为放热反应,ΔH<0、ΔS<0,反应自发进行的条件为ΔH-TΔS<0,所以有利于反应自发进行的条件是低温;
②由图可知,m一定时,A点温度低于B点,A点二氧化碳平衡转化率更高,反应物浓度更低,所以v正(A)<v正(B);
③a.反应过程不断减小,当保持不变,可判断反应达到平衡状态,故a正确;
b.恒温恒压条件下,投料比m=3时CO2的转化率与H2的转化率始终相等,不能判定反应是否达到平衡状态,故b错误;
c.断裂6mol H—H键的同时,生成8mol H—O键,表示反应方向相同,不能判定反应是否达到平衡状态,故c错误;
d.恒温恒压条件下,容器的体积不断变化,混合气体质量不变,则容器中混合气体的密度保持不变的状态是平衡状态,故d正确;
故答案为:ad。
【小问3详解】
①副反应是吸热反应,反应③是放热反应,温度高于290℃,随着温度升高,副反应的平衡正向移动程度大于反应③的平衡逆向移动程度,使CO2的平衡转化率上升;
②0~10min内△n(CO2)=1mol×40%=0.4mol,CH3OCH3的选择性为50%,且CH3OCH3的选择性+CO的选择性=100%,转化为CH3OCH3、CO的n(CO2)均为0.4mol×50%=0.2mol,
反应③:
副反应:
平衡时n(CO2)=0.6mol、n(H2)=2.2mol、n(CH3OCH3)=0.1mol、n(H2O)=0.5mol,c(CO2)=0.3mol/L、c(H2)=1.1mol/L、c(CH3OCH3)=0.05mol/L、n(H2O)=0.25mol/L,则0~10min内v(H2)===0.04mol/(L•min),反应③的平衡常数K==,
18. 那可丁是一种支气管解痉性镇咳药,能解除支气管平滑肌痉挛,抑制肺牵张反射引起的咳嗽。化合物H是制备该药物的重要中间体,合成路线如图。
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)一个A分子中sp2杂化的碳原子数为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)F中含氧官能团的名称为_______。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
a.物质D能与FeCl3溶液发生显色反应 b.物质F具有碱性
c.物质G能和银氨溶液发生反应 d.物质H的分子式是C12H15NO4
(5)写出C→D的化学方程式:_______。
(6)从D转化为E的过程所涉及的反应类型是_______、_______和还原反应。
(7)满足下列条件化合物A的所有同分异构体有_______种。
①能与活泼金属反应生成氢气,但不与NaHCO3溶液反应
②分子中含有酯基
③含有苯环,且有两个取代基
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰,面积之比为1:1:2:2:2,且能发生银镜反应的物质的结构简式为_______(写出其中一种即可)。
【答案】(1)7 (2)
(3)醚键、(酮)羰基
(4)bd (5)+CH2Cl2+2HCl
(6) ①. 加成反应 ②. 消去反应
(7) ①. 12 ②. 或
【解析】
【分析】由A、D的结构简式,以及B、C的分子式可知,A到B为取代反应,在羟基的邻位上引入溴原子,B到C为先水解后酸化的过程,将溴原子转变成羟基,则B:,C:;C和CH2Cl2反应生成D和HCl,D到E依次发生加成反应、消去反应、还原反应,F在甲酸的作用下生成G,结合H和已知②的信息可知G结构简式为,据此作答。
【小问1详解】
A的结构简式为,其中的苯环上的碳原子和醛基中的碳原子均为sp2杂化,一共7个;而甲基中的碳原子为sp3杂化。
【小问2详解】
依据分析,B的结构简式为:;
【小问3详解】
F中含氧官能团的名称为醚键、(酮)羰基;
【小问4详解】
a.D中没有酚羟基,不能与氯化铁发生显色反应,a错误;
b.F中有氨基,其中氮原子上有孤电子对,可以结合氢离子,则F具有碱性,b正确;
c.G的结构简式为:,没有“-CHO”结构,不能和银氨溶液发生反应,c错误;
d.由H的结构简式知其分子式是C12H15NO4,d正确;
则答案选bd;
【小问5详解】
依据分析C→D的化学方程式为:+CH2Cl2+2HCl。
【小问6详解】
依据分析,对比D和E的结构知,D到E依次发生加成反应(醛基中的碳氧双键处)、消去反应(加成后的产物含醇羟基)、还原反应(硝基转化为氨基)。
【小问7详解】
满足下列条件化合物A()的所有同分异构体:①能与活泼金属反应生成氢气,但不与NaHCO3溶液反应,说明含有羟基而不含羧基;②分子中含有酯基;③含有苯环,且有两个取代基;则有:(两个取代基有邻、间、对三种位置关系)、(邻间对)、(邻间对)、(邻间对),共12种;其中核磁共振氢谱显示有5组峰(即五种氢原子),面积之比为1:1:2:2:2,且能发生银镜反应(有“-CHO”结构)的物质的结构简式为或(任选一种即可)。
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