内容正文:
湖南师大附中2026届高三月考试卷(三)
化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Ca~40
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于生活中的化学知识,说法错误的是
A. 食用油在空气中被氧化而产生异味,主要与其分子中含有酯基有关
B. 触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 合成涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯)的反应为缩聚反应
D. 离子液体有良好的导电性,可用作原电池的电解质
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. CaO2的电子式:
B. 有机物的名称:3-醛基戊烷
C. 键的电子云形状:
D. BF3的VSEPR模型:
3. 下列实验设计合理且能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
A
证明是弱电解质
用计测量醋酸、盐酸的,比较大小
B
证明是极性分子
用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近液流,液流方向不改变
C
检验溴乙烷与乙醇溶液反应生成的乙烯
导出气体,通入酸性溶液中,观察现象
D
从明矾过饱和溶液中快速析出晶体
用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A. A B. B C. C D. D
4. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用装置①制备溴苯并验证有产生
B. 用装置②分离水和苯酚
C. 用装置③制备
D. 用装置④进行钠的燃烧反应
5. 下列方程式书写正确的是
A. 铁在加热条件下与水蒸气反应产生气体:
B. 向中加入酸化的溶液:
C. 用作野外生氢剂:
D. 牺牲阳极法保护海水中钢闸门的正极反应:
6. 铜离子可以与双缩脲试剂发生反应,形成紫色配离子(结构如图所示),可以用来检验蛋白质。已知双缩脲的结构为。下列说法错误的是
A. 双缩脲的碱性比强
B. 该紫色配离子中的配位原子为和
C. 该配离子中的铜元素是价
D. 该配离子中存在键和键
7. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W原子核外有4种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z的一种单质为淡黄色固体且易溶于。下列说法正确的是
A. 为非极性分子
B. 原子半径:
C. X的氢化物空间结构为三角锥形
D. 基态原子的第一电离能:
8. 铜的一种化合物的晶胞如图所示,晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值,铜原子b的分数坐标为,下列说法错误的是
A. 铜原子a的分数坐标为
B. 将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为
C. a、c两个铜原子间的距离为
D. 晶体中与最近且等距离的有12个
9. “宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一,下列有关宏观辨识与微观探析的说法错误的是
选项
宏观辨识
微观探析
A
氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
B
在水中的溶解度大于
是极性分子,是非极性分子
C
石墨具有类似金属的导电性
石墨层中未参与杂化的轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动
D
钾和钠的焰色不同
钾和钠原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
A. A B. B C. C D. D
10. 取一定体积葡萄酒,测定其中含量的实验装置如图所示(夹持装置略),充分反应后通过测定剩余的含量来计算含量。下列说法错误的是
A. 葡萄酒中的起到杀菌的作用
B. 通入不宜过快,目的是尽可能使被溶液吸收
C. 冷凝管的作用是避免水蒸气进入溶液,影响测定结果
D. 若实验过程中品红溶液褪色说明实验失败
11. 用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,b极室为溶液;热再生部分加热极室流出液,使分解。下列说法错误的是
A. 电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差
B. 若用该电池电解精炼铜,a电极所连电极材料为精铜
C. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
D. 电池部分的总反应为
12. 以废锂离子电池电极材料(含少量金属)为原料制取和的工艺流程如图,得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。下列说法正确的是
A. “浸取”过程中产生的气体为
B. “沉铜”反应中,可用过量氨水代替
C. 由图示过程可知:
D. 再生反应:
13. 1-苯基丙炔和可发生催化加成反应,生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1,体系中三种物质的占比随时间变化如图2,下列说法错误的是
A. 从生成产物A和产物B的反应都是放热反应
B. 产物B对应的结构是
C.
D. 若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离
14. 在水溶液中,CN-可与Co2+和Co3+分别形成配离子M和N,其中N的稳定性更强。配离子的通式为,达到平衡时,、与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表与的关系
B. 配离子M和配离子N中的配位数不相同
C. 99.99%的Co2+、Co3+分别转化为配离子时,前者溶液中CN-的平衡浓度更大
D. 向配离子M的溶液中加入适量Co3+,能实现M向N的完全转化
二、非选择题:
15. 亚硝酸钙是一种白色粉末,易潮解,在钢筋混凝土工程中主要用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中采用如图装置制取少量亚硝酸钙(夹持装置略)。回答相关问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)滴入稀硝酸前,需要向装置中通入一段时间,待反应结束后也需继续通入一段时间,两次通的目的分别是___________;___________。
(4)若缺少装置Ⅴ,产生的影响是___________。
(5)装置Ⅵ中氮元素被氧化成价,则反应的离子方程式为___________。
(6)若所得亚硝酸钙产品中仅含少量硝酸钙杂质,可用如下实验操作测定其纯度:称量产品溶于水,先加入足量溶液,充分搅拌后过滤,除去,再加入适量饱和溶液,加热煮沸,将转化为。然后向所得溶液中加入溶液,并用稀硫酸酸化,充分反应(假设仅产生)后用标准溶液滴定过量的,消耗标准溶液的体积为。
①除去时,反应的离子方程式为___________。
②计算可知,所得产品的纯度为___________(用含、、、的式子表示)。
16. 一种利用钛白粉副产品[主要成分为,含有少量、、、等]和农药盐渣(主要成分为、等)制备电池级磷酸铁的工艺流程如图。
一定条件下,一些金属氟化物的如下表:
氟化物
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布图为___________。
(2)“除钛”中产生的少量气体是___________(填化学式);铁粉的作用之一是提高体系的,使得水解以沉淀形式除去,减少后续HF的生成,其另一个作用是___________。
(3)“除杂1”中除去的离子是___________。
(4)“氧化1”步骤不能使用稀盐酸代替溶液,原因是___________。
(5)滤渣3的主要成分是,生成该物质的离子方程式为___________。
(6)“氧化2”的目的是减少___________(填化学式)气体的排放。
(7)“沉铁”中如果体系酸性过强,会导致产量降低,原因是___________。
17. “碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢制备甲醇是一种重要的转化方法。
(反应Ⅰ)
回答下列问题:
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
反应Ⅰ的___________;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___________(填标号),判断的理由是___________。
A. B.
C. D.
(2)一定条件下,固定起始投料为不变,若只发生反应Ⅰ。研究不同温度、压强下,平衡时甲醇的物质的量分数的变化规律,如图所示。
其中,图在下测得,图在下测得。
图中等温过程的曲线是___________(填“”或“”)。___________(填“>”“<”或“”)210℃,其中___________(结果用科学计数法表示,且保留三位有效数字)。
(3)我国科学家研发的水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液,充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示。
请写出放电时正极的电极反应式:___________。
18. 化合物是一种重要的中间体,按以下路线合成(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①
②
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________,G中含氧官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式是___________。
(3)经过了两步反应,第一步为加成反应,第二步为取代反应,则的总反应方程式为___________。
(4)的反应类型为___________。
(5)A的同系物X的相对分子质量比A大14,满足下列条件的X的同分异构体有___________种(考虑手性异构)。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应。
(6)设计以、、1,3-丁二烯、丙酮和乙醇为基础原料(无机试剂任选),合成化合物的流程路线图___________。
提示:(、、等)
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湖南师大附中2026届高三月考试卷(三)
化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Ca~40
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于生活中的化学知识,说法错误的是
A. 食用油在空气中被氧化而产生异味,主要与其分子中含有酯基有关
B. 触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料
C. 合成涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯)的反应为缩聚反应
D. 离子液体有良好的导电性,可用作原电池的电解质
【答案】A
【解析】
【详解】A.食用油在空气中氧化产生异味的主要原因是油脂中不饱和双键的氧化分解,而非酯基的氧化,A错误;
B.压电陶瓷(如钛酸钡)具有特殊功能,属于新型无机非金属材料,B正确;
C.涤纶由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应(脱去水分子)生成,C正确;
D.离子液体由离子组成,导电性良好,可作为电解质,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. CaO2的电子式:
B. 有机物的名称:3-醛基戊烷
C. 键的电子云形状:
D. BF3的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.CaO2是由Ca2+和构成的,故其电子式为:,A错误;
B.根据醛的系统命名法可知,有机物的名称为:2-乙基丁醛,B错误;
C.p-pπ键即p轨道“肩并肩”重叠形成p-pπ键,两个原子核应在对称平面上,电子云形状即电子云轮廓图为:,C错误;
D.BF3的中心原子B周围的价层电子对数为:3+=3,根据价层电子对互斥理论可知,BF3的VSEPR模型为:,D正确;
故答案为:D。
3. 下列实验设计合理且能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
A
证明是弱电解质
用计测量醋酸、盐酸的,比较大小
B
证明是极性分子
用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近液流,液流方向不改变
C
检验溴乙烷与乙醇溶液反应生成的乙烯
导出气体,通入酸性溶液中,观察现象
D
从明矾过饱和溶液中快速析出晶体
用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验设计中未说明醋酸和盐酸的浓度是否相同,若浓度不同则无法通过pH比较证明CH3COOH是弱电解质,A错误;
B.CF2Cl2是极性分子,但用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近CF2Cl2液流时,若液流方向不改变,说明分子为非极性,与实验目的矛盾,B错误;
C.溴乙烷与NaOH乙醇溶液反应生成的乙烯可能混有乙醇蒸气,直接通入酸性KMnO4溶液可能受干扰,未通过水洗除去乙醇蒸气,实验设计不严谨,C错误;
D.过饱和溶液处于亚稳态,用玻璃棒摩擦内壁可提供结晶核,促使晶体快速析出,实验设计合理,D正确;
故选D。
4. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用装置①制备溴苯并验证有产生
B. 用装置②分离水和苯酚
C. 用装置③制备
D. 用装置④进行钠的燃烧反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯和溴在铁粉催化下反应生成溴苯,同时会有溴化氢生成,但溴化氢气体中混有溴蒸气,溴蒸气也能与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀,干扰HBr的检验,所以不能验证有HBr产生,A不能达到实验目的;
B.过滤适用于分离难溶性固体和液体,苯酚与水在常温下形成乳浊液,无法用过滤分离,B不能达到实验目的;
C.向饱和氨盐水中通入CO2,发生反应,由于溶解度较小,会析出碳酸氢钠晶体,冷水浴可降低其溶解度,促进结晶,C能达到实验目的;
D.表面皿不能直接加热,应使用坩埚进行钠的燃烧实验,D不能达到实验目的;
故答案选C。
5. 下列方程式书写正确的是
A. 铁在加热条件下与水蒸气反应产生气体:
B. 向中加入酸化的溶液:
C. 用作野外生氢剂:
D. 牺牲阳极法保护海水中钢闸门的正极反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁在高温下与水蒸气反应生成,化学方程式为:,A错误;
B.在酸性条件下被氧化生成MnSO4、O2和H2O,生成的中的O均来自(标记),离子方程式为:,B正确;
C.与水反应生成和,化学方程式为:,C错误;
D.牺牲阳极法保护海水中钢闸门的正极反应为得电子生成,电极反应式为:,D错误;
故选B。
6. 铜离子可以与双缩脲试剂发生反应,形成紫色配离子(结构如图所示),可以用来检验蛋白质。已知双缩脲的结构为。下列说法错误的是
A. 双缩脲的碱性比强
B. 该紫色配离子中的配位原子为和
C. 该配离子中的铜元素是价
D. 该配离子中存在键和键
【答案】A
【解析】
【详解】A.双缩脲(结构中含有酰胺基)的氮原子上电子对会与羰基(C=O)发生一定程度的共轭,导致N原子电子云密度较小,更难与配位,几乎没有碱性,故双缩脲的碱性比弱,A错误;
B.根据配离子的结构可知,铜离子形成4个配位键,铜离子的配位数为4,N原子和O原子提供孤对电子,配位原子是N和O,B正确;
C.根据配离子的结构可知,配体是2个,2个,整个配离子带2个单位负电荷,故Cu呈+2价,C正确;
D.单键是键,双键中有一个是键、一个是键,该配离子中存在、等键,也存在中的键,D正确;
故选A。
7. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W原子核外有4种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z的一种单质为淡黄色固体且易溶于。下列说法正确的是
A. 为非极性分子
B. 原子半径:
C. X的氢化物空间结构为三角锥形
D. 基态原子的第一电离能:
【答案】D
【解析】
【分析】基态W原子有4种空间运动状态不同的电子(轨道数目),即,W为C,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,则Y为O,X位于C(W)和O(Y)之间,原子序数为7,X为N,硫单质为淡黄色固体,易溶于CS2(WZ2为CS2),Z为S,综上所述:W为C、X为N、Y为O、Z为S,据此解答。
【详解】A.ZY2为SO2,中心原子价层电子对数是,有1对孤对电子,分子呈V形,为极性分子,A错误;
B.同周期从左到右原子半径递减,同主族从上到下递增,原子半径:S > C > N > O,B错误;
C.X为N,最简单氢化物NH3为三角锥形,但题目说氢化物,指代不明,还可能是,C错误;
D.同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p电子半满为较稳定结构,第一电离能大于相邻元素的第一电离能,则第一电离能由小到大的顺序为:,D正确;
故选D。
8. 铜的一种化合物的晶胞如图所示,晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值,铜原子b的分数坐标为,下列说法错误的是
A. 铜原子a的分数坐标为
B. 将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为
C. a、c两个铜原子间的距离为
D. 晶体中与最近且等距离的有12个
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜原子b的分数坐标为,根据分数坐标定义,晶胞中对称位置的原子坐标应满足各分量互补(1-坐标值),则a的坐标为,故A正确;
B.晶胞为立方结构,从上下两面对角线方向切开(沿x=y平面),切面会经过顶点Cl-和内部Cu+,切面图中顶点为Cl-(白球),中间为Cu+(黑球),与选项图示一致,故B正确;
C.a的坐标为,c若为另一四面体间隙Cu+(如),则a、c间Δx=0.5、Δy=0、Δz=0.5,距离为pm,而非,故C错误;
D.Cl-呈面心立方(FCC)堆积,每个Cl-周围最近且等距离的Cl-有12个(同层4个,上下层各4个),故D正确;
答案选C。
9. “宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一,下列有关宏观辨识与微观探析的说法错误的是
选项
宏观辨识
微观探析
A
氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
B
在水中的溶解度大于
是极性分子,是非极性分子
C
石墨具有类似金属的导电性
石墨层中未参与杂化的轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动
D
钾和钠的焰色不同
钾和钠原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化钠属于离子晶体,氯化铝晶体为分子晶体,离子键的强度远大于分子间作用力,故氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体,A错误;
B.O3为极性分子,O2为非极性分子,水为极性分子,故O3在水中的溶解度大于O2,B正确;
C.石墨导电性源于未参与杂化的轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动,C正确;
D.焰色的不同是由于原子结构的不同,导致电子跃迁时能量的变化不同,D正确;
故选A。
10. 取一定体积葡萄酒,测定其中含量的实验装置如图所示(夹持装置略),充分反应后通过测定剩余的含量来计算含量。下列说法错误的是
A. 葡萄酒中的起到杀菌的作用
B. 通入不宜过快,目的是尽可能使被溶液吸收
C. 冷凝管的作用是避免水蒸气进入溶液,影响测定结果
D. 若实验过程中品红溶液褪色说明实验失败
【答案】C
【解析】
【分析】葡萄酒中二氧化硫溶于水形成亚硫酸存在化学平衡:,向葡萄酒中加入硫酸,增大氢离子浓度,平衡逆向进行,抑制亚硫酸电离,减小二氧化硫的溶解度,通入氮气并加热是把溶解的二氧化硫吹出到盛有H2O2的溶液中吸收,发生反应:SO2+H2O2=H2SO4,用NaOH标准溶液滴定产生的H2SO4,进而可确定葡萄酒中SO2的量;根据最后的品红溶液不褪色可判断确定SO2被完全吸收;根据H2O2中H2SO4的量的多少判断葡萄酒中SO2的含量,据此分析解答。
【详解】A.葡萄酒中添加SO2可抑制微生物生长(杀菌),且能防止葡萄酒氧化变质,A正确;
B.N2通入不宜过快的目的是尽可能的将双颈烧瓶中SO2吹出,使其进入H2O2溶液中,被氧化为H2SO4,B正确;
C.冷凝管的作用是避免温度过高,导致葡萄酒中的部分硫酸被吹入H2O2溶液中,影响测定结果,C错误;
D.SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,若实验过程中看到品红溶液褪色,说明在H2O2溶液中SO2没有被完全氧化吸收,可根据滴定时消耗NaOH标准溶液计算的SO2的含量就会比实际偏低,从而可知该测定SO2含量的实验失败,D正确;
故选C。
11. 用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,b极室为溶液;热再生部分加热极室流出液,使分解。下列说法错误的是
A. 电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差
B. 若用该电池电解精炼铜,a电极所连电极材料为精铜
C. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
D. 电池部分的总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】a极室铜失去电子发生氧化反应,结合NH3生成[Cu(NH3 )4 ]2+,则a极为负极,电极反应为, b极室铜离子得到电子发生还原反应生成铜,则b极为正极,电极反应为:。
【详解】A.根据分析可知电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差,A正确;
B.该电池中a为负极,b为正极,若用于电解精炼铜,a极接电解池阴极,阴极的电极材料为精铜,B正确;
C.a极室溶液中生成的导致正电荷在增加,b极室消耗Cu2+,导致正电荷减少,需由 b极室迁移到a极室,才能维持两室溶液中的电荷呈电中性,使电池反应能不断进行下去,故装置中的离子交换膜为阴离子交换膜,C错误;
D.根据分析可知,电池部分的总反应为,D正确;
故答案选C。
12. 以废锂离子电池电极材料(含少量金属)为原料制取和的工艺流程如图,得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。下列说法正确的是
A. “浸取”过程中产生的气体为
B. “沉铜”反应中,可用过量氨水代替
C. 由图示过程可知:
D. 再生反应:
【答案】D
【解析】
【分析】正极材料 (含少量金属Cu)中加入、,被还原为,H2O2被氧化为,与、作用转化为,将反应后的溶液中加入NaOH溶液沉铜,转化为沉淀,过滤后,往滤液中继续加入溶液沉钴,此时转化为沉淀;将滤液2经过一系列操作,最后制得。
【详解】A.“浸取”过程中在酸性条件下,H2O2将还原为,自身被氧化为,A错误;
B.“沉铜”反应中,若用过量氨水代替,生成的会继续溶解为,B错误;
C.由图示过程可知,加入溶液过程中,先生成沉淀,后生成沉淀,则表明沉淀时,所需大,所以,C错误;
D.根据题意,和在空气中煅烧,可实现的再生,反应为:,D正确;
故选D。
13. 1-苯基丙炔和可发生催化加成反应,生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1,体系中三种物质的占比随时间变化如图2,下列说法错误的是
A. 从生成产物A和产物B的反应都是放热反应
B. 产物B对应的结构是
C.
D. 若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图1可知两种生成物的能量均比反应物低,从生成产物A和产物B的反应都是放热反应,A正确;
B.由图1可知,的能量更低,更稳定,达到平衡时,其占比应更高,则产物B对应的结构是,B错误;
C.根据图1可知,反应Ⅰ:→ ,同理反应Ⅱ:→ ,根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得到目标反应,则, C正确;
D.根据图2可知,在反应时间较短时,产物A的比例较高,故若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离,D正确;
故选B。
14. 在水溶液中,CN-可与Co2+和Co3+分别形成配离子M和N,其中N的稳定性更强。配离子的通式为,达到平衡时,、与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表与的关系
B. 配离子M和配离子N中的配位数不相同
C. 99.99%的Co2+、Co3+分别转化为配离子时,前者溶液中CN-的平衡浓度更大
D. 向配离子M的溶液中加入适量Co3+,能实现M向N的完全转化
【答案】B
【解析】
【分析】配离子M(或N)转化为Co2+(或Co3+)的反应为[Co(CN)x]y-(aq)Co2+(或Co3+)(aq)+xCN-(aq),M转化为Co2+的平衡常数K1=×cx1(CN-),N转化为Co3+的平衡常数K2=×cx2(CN-),lg=x1[-lgc(CN-)]+lgK1、lg=x2[-lgc(CN-)]+lgK2,N的稳定性更强,即K1>K2,当-lgc(CN-)相同、c(CN-)相等时lgK1>lgK2,此时lg>lg,所以图中曲线①代表lg与-lgc(CN-)的关系,曲线②代表lg与-lgc(CN-)的关系;由图可知,当-lgc(CN-)=0、c(CN-)=1mol/L时lg=lgK1=-35,lg=lgK2=-42,K1=10-35,K2=10-42,结合(1,-29)和(2,-30)点数值可得x1=x2=6,即M为[Co(CN)6]4-,N为[Co(CN)6]3-,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表与的关系,A正确;
B.由上述分析、计算可知,配离子M和N中的配位数均为6,即配离子M和配离子N中的配位数相等,B错误;
C.99.99%的Co2+、Co3+分别转化为配离子时溶液中=,K1=×c6(CN-),K2=×c6(CN-),但平衡常数K1>K2,所以含Co2+的溶液中CN-的平衡浓度更大,含Co3+的溶液中CN-的平衡浓度更小,即前者溶液中CN-的平衡浓度更大,C正确;
D.由上述分析可知,配离子M、N分别为[Co(CN)6]4-、[Co(CN)6]3-,平衡常数K1=×c6(CN-)=10-35,N转化为Co3+的平衡常数K2=×c6(CN-)=10-42,M和Co3+的反应为M(aq)+Co3+(aq)N(aq)+Co2+(aq),其平衡常数K===107>106,该反应可进行完全,D正确;
故选B。
二、非选择题:
15. 亚硝酸钙是一种白色粉末,易潮解,在钢筋混凝土工程中主要用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中采用如图装置制取少量亚硝酸钙(夹持装置略)。回答相关问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)滴入稀硝酸前,需要向装置中通入一段时间,待反应结束后也需继续通入一段时间,两次通的目的分别是___________;___________。
(4)若缺少装置Ⅴ,产生的影响是___________。
(5)装置Ⅵ中氮元素被氧化成价,则反应的离子方程式为___________。
(6)若所得亚硝酸钙产品中仅含少量硝酸钙杂质,可用如下实验操作测定其纯度:称量产品溶于水,先加入足量溶液,充分搅拌后过滤,除去,再加入适量饱和溶液,加热煮沸,将转化为。然后向所得溶液中加入溶液,并用稀硫酸酸化,充分反应(假设仅产生)后用标准溶液滴定过量的,消耗标准溶液的体积为。
①除去时,反应的离子方程式为___________。
②计算可知,所得产品的纯度为___________(用含、、、的式子表示)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)吸收Ⅰ中挥发出的硝酸蒸汽,除去NO气体中混有少量的HNO3
(3) ①. 排出装置内空气,防止生成的NO被空气中的O2氧化为NO2 ②. 将装置内剩余的NO全部排入尾气处理装置中,以防污染环境
(4)装置Ⅵ中的水蒸气进入Ⅳ中,引起亚硝酸钙潮解,减低产品的纯度
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】用CaO2与NO制备亚硝酸钙,实验开始前先通氮气是为了排除装置内的空气,在装置Ⅰ中由铜和稀硝酸反应制取一氧化氮,产生的气体中混有少量的HNO3蒸汽,可用Ⅱ装置进行除杂,则Ⅱ装置中盛放的试剂为蒸馏水,发生反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,装置Ⅲ为干燥装置,通过Ⅳ中与过氧化钙反应生成亚硝酸钙,装置Ⅴ为防止尾气处理装置中的水蒸气进入装置Ⅳ中,装置Ⅵ为尾气吸收装置。
【小问1详解】
根据装置图,仪器a的名称为分液漏斗;
【小问2详解】
NO2能和水反应生成硝酸和NO,硝酸易挥发,装置Ⅱ中水的作用是吸收Ⅰ中挥发出的硝酸蒸汽,除去NO气体中混有少量的HNO3;
【小问3详解】
NO有毒,NO易与氧气反应生成NO2;向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前,应向装置中通入一段时间的N2,目的是排除装置中的空气,防止生成的NO被空气中的O2氧化为NO2,反应结束后继续通入一段时间N2,以将装置内剩余的NO全部排入尾气处理装置中,以防污染环境。
【小问4详解】
由题干信息可知,亚硝酸钙易潮解,故若缺少装置Ⅴ,产生的影响是装置Ⅵ中的水蒸气进入Ⅳ中,引起亚硝酸钙潮解,减低产品的纯度。
【小问5详解】
装置Ⅵ中氮元素被氧化成价,即NO被氧化成 ,被还原为Cr3+,根据得失电子守恒,该反应的离子方程式为。
【小问6详解】
①除去时,把还原为,反应的离子方程式为。
②Fe2+把还原为NO,根据得失电子守恒建立反应关系式3Fe2+~~,Fe2+把被还原为Cr3+,根据得失电子守恒建立反应关系式6Fe2+~~,3n()+6n()=n(Fe2+)=0.025a, n()=,Ca(NO3)2的物质的量为,硝酸钙的百分含量为,则所得产品的纯度为。
16. 一种利用钛白粉副产品[主要成分为,含有少量、、、等]和农药盐渣(主要成分为、等)制备电池级磷酸铁的工艺流程如图。
一定条件下,一些金属氟化物的如下表:
氟化物
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布图为___________。
(2)“除钛”中产生的少量气体是___________(填化学式);铁粉的作用之一是提高体系的,使得水解以沉淀形式除去,减少后续HF的生成,其另一个作用是___________。
(3)“除杂1”中除去的离子是___________。
(4)“氧化1”步骤不能使用稀盐酸代替溶液,原因是___________。
(5)滤渣3的主要成分是,生成该物质的离子方程式为___________。
(6)“氧化2”的目的是减少___________(填化学式)气体的排放。
(7)“沉铁”中如果体系酸性过强,会导致产量降低,原因是___________。
【答案】(1) (2) ①. ②. 还原,防止可以与形成稳定的配合物,使难以形成沉淀,造成铁元素损失
(3)
(4)防止盐酸与反应生成Cl2,产生污染
(5)
(6)SO2 (7)溶液中H+浓度较大,磷元素主要以形式存在,浓度低,生成沉淀量少,导致产量降低
【解析】
【分析】该工艺流程的原料为钛白粉副产品[主要成分为,含有少量等]和农药盐渣(主要成分为等),产品为电池级磷酸铁,钛白粉副产品在硫酸中溶解1后,加入铁粉“除钛”过程发生反应有、,提高了溶液体系的pH,使水解以沉淀形式除去,溶液中主要含有,加入 “除杂1”中除去,“氧化1”中Fe2+被H2O2氧化为,“除杂2”中加入的与Mn2+发生氧化还原反应生成而除去Mn2+,溶液中与农药盐渣中的结合生成。据此分析。
【小问1详解】
铁是26号元素,价电子排布为3d64s2,失去3个电子后的价电子排布为3d5,故轨道排布式为;
【小问2详解】
根据上述分析可知,“除钛”过程加入的铁粉发生的主要反应有、,提高了溶液体系的pH,使水解以 沉淀形式除去,故少量气体是,铁粉作用之一是提高体系的pH,使得水解以沉淀形式除去,其另一个作用是还原,防止可以与形成稳定的配合物,使难以形成沉淀,造成铁元素损失;
【小问3详解】
“除钛”后溶液中主要含有,由、、的可知,更难溶于水,加入与 反应生成难溶于水的,故 “除杂1”中除去的是;
【小问4详解】
该反应在酸性条件下发生,本步骤若使用稀盐酸代替溶液,则溶液中含有,在“除杂2”中会与反应生成,产生污染;
【小问5详解】
“除杂2”中加入的与发生氧化还原反应生成,离子方程式为;
【小问6详解】
农药盐渣成分中有,“除杂2”后溶液含有H+,二者混合会发生, “氧化2”的目的是使转化为,从而减少SO2气体的排放;
【小问7详解】
“沉铁”中如果体系酸性过强,则溶液中H+浓度较大,磷元素主要以形式存在,浓度低,生成沉淀量少,导致产量降低;
17. “碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢制备甲醇是一种重要的转化方法。
(反应Ⅰ)
回答下列问题:
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
反应Ⅰ的___________;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___________(填标号),判断的理由是___________。
A. B.
C. D.
(2)一定条件下,固定起始投料为不变,若只发生反应Ⅰ。研究不同温度、压强下,平衡时甲醇的物质的量分数的变化规律,如图所示。
其中,图在下测得,图在下测得。
图中等温过程的曲线是___________(填“”或“”)。___________(填“>”“<”或“”)210℃,其中___________(结果用科学计数法表示,且保留三位有效数字)。
(3)我国科学家研发的水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液,充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示。
请写出放电时正极的电极反应式:___________。
【答案】(1) ①. -49 ②. A ③. 反应①为慢反应,说明反应①的活化能较大,且反应①为吸热反应,总反应为放热反应
(2) ①. a ②. > ③.
(3)CO2+2H++2e-=HCOOH
【解析】
【小问1详解】
已知:①
②
根据盖斯定律,由①+②得反应 =;
由题给信息可知,反应①为慢反应,说明反应①的活化能较大,且反应①为吸热反应,总反应为放热反应;
A.图象中,反应①的活化能大于反应②,且总反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,A符合题意;
B.图象中,总反应的反应物的总能量小于生成物的总能量,B不符合题意;
C.图象中,反应①的活化能小于反应②,C不符合题意;
D.图象中,总反应的反应物的总能量小于生成物的总能量,D不符合题意;
故选A。
答案为:-49;A;反应①为慢反应,说明反应①的活化能较大,且反应①为吸热反应,总反应为放热反应;
【小问2详解】
反应 =是放热反应,升高温度平衡逆向移动,导致减小,故曲线b表示等压过程中与温度的关系,曲线a表示t=T℃时与压强的关系,则答案选a;
由曲线b可知,210℃、5×103Pa时,平衡时甲醇的物质的量分数为0.10,由曲线a知,t=T℃、5×103Pa时,平衡时甲醇的物质的量分数小于0.10,又知该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的物质的量分数减小,故T>210℃;
设起始量n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,根据三段式有:
M点=0.10,即,解得x=,气体分压,,,;
【小问3详解】
由图可知,放电时,Zn电极上Zn失去电子生成,多孔Pd纳米片为正极,正极上二氧化碳得电子产生甲酸,电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH。
18. 化合物是一种重要的中间体,按以下路线合成(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①
②
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________,G中含氧官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式是___________。
(3)经过了两步反应,第一步为加成反应,第二步为取代反应,则的总反应方程式为___________。
(4)的反应类型为___________。
(5)A的同系物X的相对分子质量比A大14,满足下列条件的X的同分异构体有___________种(考虑手性异构)。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应。
(6)设计以、、1,3-丁二烯、丙酮和乙醇为基础原料(无机试剂任选),合成化合物的流程路线图___________。
提示:(、、等)
【答案】(1) ①. 对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛 ②. 醚键和酰胺基
(2) (3) (4)还原反应
(5)18 (6)
【解析】
【分析】A和CH2(COOH)2发生已知信息①生成B,可以推知B为,B和乙醇发生酯化反应生成的C为,C和发生加成反应生成D,结合E的分子式和G的结构简式可以推知,D和H2先发生加成反应将-CN转化为-NH2,D中-NH2再和酯基发生取代反应生成的E为,E发生题给已知②的反应生成F,F和发生取代反应生成G,可以推知F为。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,苯环上连接1个F原子和醛基,且是对位的关系,名称为:对氟苯甲醛或4-氟苯甲醛,由G的结构简式可知,G中含氧官能团的名称为醚键和酰胺基。
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式是。
【小问3详解】
D和H2先发生加成反应将-CN转化为-NH2,D中-NH2再和酯基发生取代反应生成E,同时有乙醇生成,总反应的化学方程式为:。
【小问4详解】
由分析可知,E为,F为,E发生已知信息②的反应机理得到F,酯基转化为羟基,则的反应类型为还原反应。
【小问5详解】
A的同系物X的相对分子质量比A大14,X的同分异构体满足条件:①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应,说明含有-CHO;若苯环上只有1个取代基:-CHFCHO,有1种结构:,其中含有1个手性碳原子,还含有1个手性异构体;若苯环上有2个取代基:-F、-CH2CHO或-CH2F、-CHO,每种组合都有邻、间、对三种位置关系,共有6种结构;若苯环上有3个取代基:-F、CH3、-CHO,有10种结构,综上所述,满足条件的同分异构体共有2+6+10=18种。
【小问6详解】
CH3COCH3和CH2(COOH)2发生已知信息①生成,和发生提示中反应生成,和乙醇发生酯化反应生成,和HAl(C4H9)2反应生成,和氢气发生加成反应生成,合成路线为:。
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