内容正文:
临澧一中高三年级第三次阶段考试
化学试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Na~23 S~32
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. 铁粉易被氧化,可在富脂食品中作为脱氧剂
B. 盐卤是制作豆腐常用的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质变性
C. 亚硝酸钠是一种护色剂,能使肉制品长时间地保持鲜红色
D. 二氧化硫是一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁粉作为脱氧剂,通过被氧化消耗氧气,可在富脂食品中作为脱氧剂,A正确;
B.盐卤使豆浆中的蛋白质胶体聚沉(盐析),而非变性,B错误;
C.亚硝酸钠作为护色剂,可抑制肉制品中细菌生长并保持色泽,从而保持肉制品的鲜红色,C正确;
D.二氧化硫具有还原性,可以和氧气反应,具有抗氧化性,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 2Pz电子云轮廓图
B. 氯仿分子的空间填充模型
C. 1mol Li2Ti5O15(Ti为+4价)中所含过氧键的数目为4NA
D. BCl3的电子式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.2px、2py、2pz轨道的电子云轮廓图均为哑铃形,选项中为y轴的取向,应该为,A错误;
B.氯仿(CHCl3)分子为四面体结构,空间填充模型需体现原子相对大小(Cl原子半径大于H),模型中H与Cl原子大小比例不当,B错误;
C.Li2Ti5O15中Li为+1价、Ti为+4价,总正价为2×1 + 5×4=22,设过氧键(-O-O-)数目为n,过氧键中O为-1价,普通O为-2价,O总数15。则:2n×(-1) + (15-2n)×(-2)=-22,解得n=4,故1mol该物质含过氧键4NA,C正确;
D.BCl3中B最外层电子数为3,与氯原子可形成3对共用电子对,D错误;
故答案选C。
3. 《本草纲目》对旋复花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 旋复花内酯最多消耗
C. 能使酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中存在多个sp3杂化碳原子(如连接-CH3的饱和碳),其四面体结构导致所有碳原子不可能共平面,A正确;
B.结构中含1个酯基(-OOCCH3)和1个内酯环(分子内酯基),酯基水解均消耗NaOH,1 mol该物质共消耗2 mol NaOH,B正确;
C.含碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,可被酸性KMnO4溶液氧化使其褪色,C正确;
D.分子中羟基为仲醇羟基(-CHOH-),催化氧化后生成酮基(-CO-),酮基不能与银氨溶液发生银镜反应,D错误;
故选D。
4. S8在液态SO2中被AsF5氧化成:,反应方程式为S8+3AsF5=S8(AsF6)2+AsF3,下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A. 还原产物为AsF3
B. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1
C. S8(AsF6)2阴阳离子个数比为1∶4
D. 1molS8参与反应转移电子的数目为16NA
【答案】A
【解析】
【分析】该反应中S化合价升高,发生氧化反应,S8为还原剂,S8(AsF6)2为还原产物;As化合价降低,发生还原反应,则AsF5为氧化剂,AsF3为还原产物;
【详解】A.由分析可知,还原产物为AsF3,故A项正确;
B.AsF5为氧化剂,AsF3为还原产物,3molAsF5中只有1molAs被还原,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1,故B项错误;
C.S8(AsF6)2阴阳离子个数比为2∶1,故C项错误;
D.由化学方程式可知,1molS8参与反应转移2mol电子,则转移电子数目为2NA,故D项错误;
故本题选A。
5. 利用下列实验装置及药品,能达到相应实验目的的是
A. 图1:制备乙炔并检验乙炔具有还原性 B. 图2:制备晶体
C. 图3:制取固体 D. 图4:用石墨作电极制备NaClO溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.制备乙炔时,电石中含杂质CaS、,与水反应生成、等还原性气体,这些气体也能使酸性溶液褪色,干扰乙炔还原性的检验,A错误;
B.晶体制备需先通过溶液与氨水反应得到铜氨溶液,加乙醇,溶剂的极性变弱,溶质的溶解度减小,析出晶体,B正确;
C.固体加热分解制取,应使用坩埚加热固体,C错误;
D.电解饱和食盐水时,石墨阳极,阴极,与反应生成NaClO,装置可实现目的,阳极应该在下面,产生的氯气可以上升与生成的NaOH反应得到NaClO,图中的阳极在上,D错误。
故选B。
6. 下列过程对应的离子方程式或化学方程式正确的是
A. 向饱和氨盐水中投入干冰固体:
B. 向中投入
C. 铅粉加入硫酸铁溶液中:
D. 少量氯化铁溶液滴入氢硫酸溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHCO3的溶解度小于NaCl,向饱和氨盐水中投入干冰(CO2)应生成NaHCO3沉淀,离子方程式为:,A错误;
B.Na2O2与H218O反应时,O2中的氧来自Na2O2中的O(-1价歧化),而非H218O中的18O,故生成的O2应为普通O2而非18O2,离子方程式为:2H218O+2Na2O2=4Na++218OH-+2OH-+O2↑,B错误;
C.Pb与Fe3+在硫酸盐环境中反应,Pb被氧化为Pb2+并与SO42-结合为PbSO4,Fe3+被还原为Fe2+,离子方程式为:,C正确;
D.少量氯化铁溶液滴入氢硫酸溶液,Fe3+氧化H2S生成S沉淀,离子方程式为:2Fe3++H2S = 2Fe2++ S↓ + 2H+,D错误;
故选C。
7. X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大,X的简单氢化物与其最高价含氧酸反应会产生白烟,基态Y原子的价层电子排布式为,短周期中Z电负性最小,实验室中常用洗涤残留在试管壁上的W单质。下列说法错误的是
A. 简单离子半径: B. 化学键中离子键成分的百分数:
C. 最简单氢化物的沸点: D. 和的VSEPR模型均为平面三角形
【答案】B
【解析】
【分析】X的氢化物与最高价含氧酸反应生成白烟,推断X为N(与反应生成);Y的价层电子排布为,,Y对应O();Z为短周期电负性最小的主族元素,即Na;W的单质可用洗涤,推断为S(硫难溶于水,易溶于),据此回答。
【详解】A.、、的离子半径依次减小,A正确;
B.的离子键成分高于(O电负性更大,与Na电负性差更大),故,B错误;
C.(氢键)沸点最高,(氢键)次之,最低,C正确;
D.和的VSEPR模型均为平面三角形,D正确;
故选B。
8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
取4 mL含有配合物(亮黄色)的工业盐酸于试管中,滴加几滴硝酸银饱和溶液
溶液亮黄色褪去,变为浅黄色
配合物只在高浓度Cl-的条件下稳定存在
B
将红热的木炭加入浓硝酸中
产生红棕色气体
碳与浓硝酸反应生成了NO2
C
向H2S溶液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
H2S的酸性比H2SO4强
D
将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,向滤液中加入几滴KSCN溶液
溶液不变红
说明菠菜中不含铁元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入AgNO3后,结合Cl-而使其浓度降低,导致[FeCl4]-解离,溶液颜色变化说明该配合物在低Cl-条件下不稳定,结论正确,A正确;
B.浓硝酸受热易分解产生NO2,红棕色气体可能是硝酸自身分解所致,产生红棕色气体不能直接证明碳与浓硝酸反应生成NO2,B错误;
C.反应的离子方程式为,生成CuS沉淀是因其溶度积常数极小,与酸性强弱无关(H2S酸性实际弱于H2SO4),C错误;
D.KSCN只能检测Fe3+,而菠菜中的铁主要以Fe2+形式存在,无法由此推断不含铁元素,D错误;
故选A。
9. 下图是部分短周期元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系。已知B、D是非金属单质,且在常温常压下都是气体,D常用于自来水的杀菌、消毒;化合物C、F、H通常状况下呈气态,C是含有18个电子且原子个数比为1:3的烃分子,化合物G的焰色试验呈黄色,下列说法不正确的是
A. 常压下,B氢化物的沸点高于C的沸点
B. G可用于制取玻璃,也可用于厨房去油污
C. 标况下5.6 L D溶于水,反应中转移0.25 mol电子
D. C与D生成的产物中有作身体局部镇痛的药物
【答案】C
【解析】
【分析】已知B、D是非金属单质,且在常温常压下都是气体,D常用于自来水的杀菌、消毒,则D为Cl2;化合物C、F、H通常状况下呈气态,C是含有18个电子且原子个数比为1:3的烃分子,则C为C2H6;化合物G的焰色试验呈黄色,则G为钠盐。由C、D光照下反应,可推出F为HCl,另一产物为C2H5Cl;H为气体,G为钠盐,则E为含钠化合物,A为Na,B为O2,E为Na2O2,则H应为CO2,G为Na2CO3。
【详解】A.B为O2,其氢化物为H2O或双氧水,C为C2H6(乙烷)。H2O或双氧水均为液体,而乙烷常温下为气态,故B氢化物的沸点高于C的沸点,A正确;
B.G为Na2CO3(焰色黄色含钠元素),可用于制取玻璃(与SiO2高温反应),Na2CO3水溶液显碱性,可促进油脂水解用于厨房去油污,B正确;
C.D为Cl2,标况下5.6 L Cl2物质的量为0.25 mol,Cl2与水反应为可逆反应(Cl2+H2OHCl+HClO),1 mol Cl2完全反应转移1 mol电子,但该反应不能进行到底,故0.25 mol Cl2溶于水转移电子小于0.25 mol,C错误;
D.C为C2H6,与D(Cl2)光照下生成的一氯乙烷(C2H5Cl)是常用的局部麻醉剂(镇痛药物),D正确;
故选C。
10. 复合硒(V2C@Se)材料电极由于的嵌入脱出,引起Se2-和SeCl2、V2+和V3+之间发生可逆变化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时V2C@Se电极为负极
B. 隔膜为阳离子交换膜
C. 当有1 mol Se2-参与反应时,外电路转移的电子数目为4 NA
D. 充电时Se2-发生的反应为
【答案】D
【解析】
【分析】由图示可知,该电池放电时,Al为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为,为正极,得到电子发生还原反应,发生的反应式为、发生的反应式为;充电时,Al为阴极,电极反应式为4+3e-═Al+7,为阳极,发生的反应为,发生的反应式为,据此分析;
【详解】A.由分析,放电时电极为正极,A错误;
B.、可通过离子交换膜嵌入和嵌出,故隔膜为阴离子交换膜,B错误;
C.当有参与反应时,也在同时发生的反应,外电路转移电子数目大于,C错误;
D.由分析,充电是为阳极,失去电子发生氧化反应,,D正确;
故选D。
11. 是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中个数为12
B. 该晶胞在yz平面的投影为
C. 取代后,该电解质的化学式为
D. 若只有发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心,由均摊法算出其原子个数为,由晶体的化学式可知,O原子的个数是Sc的3倍,因此,每个晶胞中O2-个数为12,A正确;
B.由晶胞结构可知,该晶胞在yz平面的投影就是其前视图,B正确;
C.Ce4+ 取代La3+后,Li+数目减小并产生空位,因此,根据化合价的代数和为0可知,取代后该电解质的化学式为,C错误;
D.Li+与电子所带的电荷数目相同,只是电性不同,原电池中内电路和外电路通过的电量相等,因此,若只有Li+发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等,D正确;
综上所述,本题选C。
12. 自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。下列说法正确的是
A. 该化合物中Fe为+2 B. 该物质不可能存在分子间氢键
C. x=1 D. 该化合物中配体个数为1
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子的常见价态为+2、+3价,该配合物为+1价的阳离子(阴离子有一个硝酸根),由结构推断配体中存在2个类似苯酚基的结构,故该化合物中Fe为+3价,A错误;
B.甲醇可以其他分子形成分子间氢键,B错误;
C.该化合物在氦气的气氛中加热,先失去,若,的质量分数为,结合图像可知,该化合物中,C正确;
D.由图1结构可知,配体为2个有机大配体,配体个数为2,D错误;
故选C。
13. 二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
反应①:
反应②:
恒压下,按投料比充入密闭容器中,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 图中X、Y分别代表CO、
C. 250℃时,反应②的平衡常数
D. 某温度下,容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①的产物甲醇(Y)的物质的量分数随温度升高而降低,说明升温平衡逆向移动,逆向为吸热反应,故正向,A正确;
B.根据,Z的物质的量分数等于Y与X之和,可确定Z为;X随温度升高而增大(反应②吸热,CO增多),故X为CO;Y随温度升高而减小(反应①放热,甲醇减少),故Y为;则X、Y分别代表CO、,B错误;
C.250℃时,反应②的,由图可知,计算得<1,C正确;
D.恒压下,ρ=m/V,总质量m不变,反应①导致气体总物质的量n减小,V随n减小而减小,故ρ为变量,密度不变时达平衡,D正确;
故选B。
14. 丙二酸(HOOCCH2COOH,可用H2A表示)易溶于水,常温下,用0.1 NaOH溶液滴定同浓度的丙二酸溶液,溶液的pH、微粒分布分数,X表示H2A、或]随的变化如图所示,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示的是随的变化曲线
B. n=4.3
C. 时,c(A2-) + c(OH-) = 3c(H2A) + c(HA-) + c(H+)
D. 滴定过程中可先用甲基橙溶液、后用酚酞溶液作指示剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.曲线Ⅰ随碱的加入分数减小,则曲线I表示的是的变化曲线,曲线Ⅲ的分布分数增大,表示的是的变化曲线,曲线Ⅱ的分布分数先增后减,表示的是的变化曲线,A正确;
B.n为NaHA溶液pH,用近似公式pH=,pKa1=2.9(H2A与HA−交点pH),pKa2=5.7(HA−与A2−交点pH),则pH==4.3,B正确;
C.当=1.5时,溶质为等物质的量NaHA和Na2A。物料守恒:c(Na+)=1.5c(A总),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA−)+2c(A2−)+c(OH−),联立得c(A2−)+2c(OH−)=3c(H2A)+c(HA−)+2c(H+),与选项等式不符,C错误;
D.第一个终点(NaHA,pH=4.3)用甲基橙(3.1-4.4),第二个终点(Na2A,pH=9)用酚酞(8.2-10.0),D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体俗称大苏打,可用作定影剂和还原剂。某兴趣小组用如下原理来制备,装置如下:
已知:ⅰ.易溶于水,难溶于乙醇。其水溶液显弱碱性,酸性条件下不稳定。
ⅱ.在水中的溶解度随温度变化如图所示。
回答下列问题:
Ⅰ.的制备
如图连接好装置,检查气密性后,将试剂加入相应容器中。
(1)下列可用作装置A的是___________(填标号),对应的化学方程式为___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)随的通入,D中逐渐有大量浅黄色固体析出,发生的反应为;继续通入,发生反应,且固体逐渐消失,当溶液pH约为7时,停止通气体,制得溶液。固体逐渐消失发生反应的化学方程式为___________。为保证硫代硫酸钠的产量,通入D中的不能过量,原因是___________。
(4)实验结束后,关闭打开,玻璃液封管中所盛液体最好为___________(填标号)。
A.NaOH溶液 B.浓硫酸 C.饱和溶液
(5)三颈烧瓶中的溶液经一系列操作得到晶体,其中可能含有等杂质,所得产品可通过___________方法提纯。
Ⅱ.产品纯度的测定
①溶液配制:准确称取该样品4.00g,配制成250mL溶液。
②滴定:向锥形瓶中加入溶液,加入过量KI溶液和溶液,发生反应:,然后加入淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应:。
(6)滴定终点的现象为___________;消耗样品溶液的用量为24.80mL,则样品纯度为___________%(结果保留1位小数)。
【答案】(1) ①. a或b ②. 或
(2)平衡气压,控制气体流速
(3) ①. ②. 若过量,溶液显酸性,产物在酸性条件下不稳定,会导致产率降低
(4)A (5)重结晶
(6) ①. 滴入最后半滴硫代硫酸钠样品溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 ②. 75.0
【解析】
【小问1详解】
装置A是制备的装置,实验室一般用亚硫酸盐与浓硫酸反应制取,反应不需要加热或铜与浓硫酸反应,反应需加热。
a.该装置是固液不加热型发生装置,适合亚硫酸盐与浓硫酸反应制取;
b.该装置是固液加热型,适合铜与浓硫酸反应制取;
c.该装置用于块状固体与液体不需要加热反应(亚硫酸钠一般为粉末状),不符合;
d.该装置是固体加热型,不符合
化学方程式为或
【小问2详解】
B装置中长颈漏斗颈伸入液面以下,装置中压强过大时液体进入长颈漏斗,可以平衡气压。D中反应需控制pH,所以还可根据B中气泡速度控制的流速。
【小问3详解】
①淡黄色固体为S,溶液中存在,产物为,因此化学方程式为。②已知信息给出酸性条件下不稳定,所以过量时产率降低。
【小问4详解】
实验结束后,关闭、打开,玻璃液封管中液体作用是吸收多余,防止污染空气。溶液可以与反应吸收;浓硫酸与不反应;饱和溶液不能吸收,所以选A。
【小问5详解】
的溶解度随温度变化较大,而、溶解度变化相对较小,所以可以利用重结晶的方法提纯,通过加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作除去杂质。
【小问6详解】
①淀粉遇碘变蓝,用硫代硫酸钠溶液滴定碘单质,当碘单质恰好反应完时,溶液蓝色褪去,所以终点现象是当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。②由和可得关系式,,则。250mL样品溶液中, 。样品的纯度
16. 铟(In)是一种稀有金属,是电信、光电产品不可或缺的关键原材料。铟主要存在于锌矿、铅矿等矿石中,现用含铟粗铅矿(主要含有PbO、In2O3、Fe2O3、SiO2、Cu3As等)提取金属铟的工艺如下:
已知:i.萃取剂A对三价金属离子有较好的选择性。
ii.常温下,
(1)已知49In与Al同主族,基态铟原子价电子排布式为______。
(2)滤渣Ⅰ中含有的主要物质为Cu和______(填化学式)。
(3)Cu3As中Cu的化合价为______;“酸浸过滤”后滤液中含Cu2+,则酸浸时Cu3As发生反应的化学方程式为______。
(4)铁粉的主要作用是______。
(5)“置换”时,发生主要反应的离子方程式为______。
(6)常温下,加入铁粉过滤后,滤液中存在平衡:,则该反应的平衡常数______(结果保留两位有效数字)。向此滤液加入一定量的ZnO,将In3+转化为沉淀,铟沉淀率与反应时间的关系如图所示,60 min后沉淀率下降可能的原因是______。
【答案】(1)5s25p1
(2)PbSO4、SiO2
(3) ①. +1价 ②.
(4)置换出铜,除去铜元素,同时将铁离子还原为亚铁离子,防止铁离子被萃取,导致产物纯度降低
(5)
(6) ①. ②. 置换时间过长,溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子,使氢氧化铟转化为氢氧化铁
【解析】
【分析】含铟粗铅矿(主要含有PbO、In2O3、Fe2O3、SiO2、Cu3As等)中加入稀H2SO4进行酸浸过滤,此时SiO2不溶,PbO与H2SO4反应,生成PbSO4沉淀,Cu3As与H2SO4反应生成AsH3、CuSO4、Cu,In2O3、Fe2O3溶解并生成In3+、Fe3+等;过滤后,滤液中加入铁粉,Cu2+被还原为Cu,Fe3+转化为Fe2+,此时滤渣为Cu和过量铁粉;加入萃取剂A进行萃取,In3+进入有机相;加入盐酸进行反萃取,In3+进入溶液,锌板置换出In,从而得到粗铟,再进行精制,得到精铟。
【小问1详解】
已知49In与Al同主族,则铟的最外层电子数为3,基态铟原子价电子排布式为5s25p1。
【小问2详解】
由分析可知,滤渣Ⅰ中含有的主要物质为Cu和PbSO4、SiO2。
【小问3详解】
Cu3As中,As为-3价,则Cu的化合价为+1价;“酸浸过滤”后滤液中含Cu2+,则酸浸时Cu3As发生反应时,Cu+发生歧化反应,生成Cu2+和Cu,则化学方程式为。
【小问4详解】
由分析可知,铁粉的主要作用是:置换出铜,除去铜元素,同时将铁离子还原为亚铁离子,防止铁离子被萃取,导致产物纯度降低。
【小问5详解】
“置换”时,In3+被锌板置换生成In,Zn转化为Zn2+,发生主要反应的离子方程式为。
【小问6详解】
常温下,加入铁粉过滤后,滤液中存在平衡:,则该反应的平衡常数K===≈。向此滤液加入一定量的ZnO,将In3+转化为沉淀,但溶液中含有的Fe2+被溶解的空气中的O2氧化为Fe3+,从Ksp[In(OH)3]与Ksp[Fe(OH)3]的比较可以看出,Fe(OH)3比In(OH)3更难溶,会与In(OH)3发生沉淀的转化反应,所以60 min后沉淀率下降,可能的原因是:置换时间过长,溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子,使氢氧化铟转化为氢氧化铁。
【点睛】在沉淀溶解平衡体系中,沉淀会向更难溶物质的方向移动。
17. 物质I是一种存在于茄科植物中的生物碱。I的一条合成路线如下:
已知:①;②
③,R可为烃基、等
(1)写出A→B反应的化学方程式______。
(2)D中含氧官能团的名称为______。
(3)D→E分两步进行。第一步反应产物的结构简式为______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大。比较H中①②号N原子碱性强弱:①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(6)已知吡啶()与苯均具有芳香性。物质X(分子式为)是A的同系物,则X的芳香化合物同分异构体有______种(包含X本身)。
(7)以和不超过三个碳的有机物为原料,合成的路线如下(无机试剂任选)。
,合成路线中M结构简式为______,N的名称为______。
【答案】(1)+H2SO4+H2O
(2)羰基、醚键 (3)
(4)还原反应 (5)<
(6)14 (7) ①. CH3CN ②. 乙二胺或1,2-乙二胺
【解析】
【分析】A通过取代反应生成B,结构为;B通过取代反应生成C,C的结构为;C利用已知①的原理生成D,D的结构为;D利用已知③的原理生成E,E的结构为 ;在经过还原反应生成F,F利用已知②的原理生成G,G的结构为,在碱性条件下形成5元氮环,最后发生取代反应得到产物生物碱I。
【小问1详解】
A发生取代反应生成B,反应方程为 +H2SO4+H2O;
【小问2详解】
D的结构是,其中含氧官能团的名称为羰基、醚键;
【小问3详解】
D→E,分两步进行反应碳氧双键转变为碳氮双键,第一步反应为加成反应,第二步反应为消去反应,故第一步反应产物的结构简式为;
【小问4详解】
E→F的过程中,得氢失氧,是还原反应的特点;
【小问5详解】
已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大,N原子吸引电子能力越强,碱性越弱。①的氮原子为sp2杂化,②的氮原子为sp3杂化,①的氮原子杂化轨道中s成分比②多,更难与氢离子形成配位键,所以①号N原子碱性更弱;
【小问6详解】
已知吡啶()与苯均具有芳香性,按要求写出X的芳香化合物同分异构体,故同分异构体中含有或的结构。X的分子式为,当含结构时,取代基为-CH2-CH3的有3种,如图:,取代基为-CH3和-CH3的有6种,表示如下:、,共9种;当含结构时,取代基为-CH2NH2、-NHCH3的有2种,取代基为-CH3和-NH2的有3种(邻、间、对);故X的芳香化合物同分异构体共14种。
【小问7详解】
利用已知①的原理,进攻含-CN的碳,使之变成碳氧双键,所以M的结构为CH3CN;利用已知③的原理,-NH2进攻 中碳氧双键的碳,形成碳氮双键,利用KOH再形成碳氮单键,故N的结构为H2NCH2CH2NH2,命名为乙二胺或1,2-乙二胺。
18. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。一种综合利用甲烷、二氧化碳、水蒸气制备水煤气的方程式如下所示:
反应I
反应II
反应Ⅲ
(1)反应I在_______(填“高温”“低温”“任何温度”或“任何温度都不”)能自发进行。
(2)在初始压强的条件下,向某恒容密闭容器中按不同物质的量之比投入和,在不同温度下反应相同时间后,提到产率如图所示(产率。
①四条曲线先升高后降低,降低的原因是_______。
②由图可知,当,时,产率接近,随着的投入增加,产率降低的原因是_______
③在的条件下,已知温度为时,的平衡转化率为的平衡产率为,则此时容器中的分压为_______(保留两位有效数字),反应III的分压平衡常数_______(保留两位有效数字)。
(3)利用电催化法将转化为的一种方法如图:
①阴极发生的反应方程式为_______。
②当生成甲醇时,阳极区质量减少_______。
【答案】(1)任何温度
(2) ①. 反应体系已达平衡,反应I和II均为放热反应,温度越高平衡逆向移动 ②. 时,反应和处于平衡状态,反应的程度小于反应 ③. 14 ④. 0.55
(3) ①. ②. 93
【解析】
【小问1详解】
反应 I为放热且是熵增的反应,即其ΔH<0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,反应可以发生,则该反应在任何温度能自发进行;
【小问2详解】
①温度越高反应速率越快,则相同的时间内,温度较高时,反应可以达到平衡,且可以发生移动,在反应 I 和 II 中氢气是产物,平衡后平衡逆向移动,其产率会降低,故答案为:反应体系已达平衡,反应 I 和 II 均为放热反应,温度越高平衡逆向移动;
②由图可知,当 时,该反应已经达到平衡,当水的投入量为0时, 产率接近 ,说明此时反应的程度小于反应,加入水后,反应I开始反应,但是程度较小,根据氢气产率定义可知其产率降低,故答案为: 时,反应 和处于平衡状态,反应的程度小于反应;
③设CH4、CO2、H2O的物质的量分别为x、x、3x,设参加反应I的甲烷的物质的量为amol, 的平衡转化率为的平衡产率为,可得以下三段式:
,解得n(H2)=1.3x;
由于是恒容容器,则平衡时的压强,P平=,
则此时容器中的分压为;
由于反应III是气体分子数不变的反应,可以用物质的量来计算分压平衡常数;
【小问3详解】
①二氧化碳在阴极发生还原反应,则电极反应为:;
②阳极区反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,同时会有4个钠离子向阴极移动,则当生成甲醇时,即0.5mol甲醇生成时,会转移3mol电子,生成0.75mol氧气,同时会有3mol钠离子向阴极移动,质量减少0.75mol×32g/mol+3mol×23g/mol=93g。
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临澧一中高三年级第三次阶段考试
化学试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Na~23 S~32
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. 铁粉易被氧化,可在富脂食品中作为脱氧剂
B. 盐卤是制作豆腐常用的凝固剂,能使豆浆中的蛋白质变性
C. 亚硝酸钠是一种护色剂,能使肉制品长时间地保持鲜红色
D. 二氧化硫是一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 2Pz电子云轮廓图
B. 氯仿分子的空间填充模型
C. 1mol Li2Ti5O15(Ti为+4价)中所含过氧键的数目为4NA
D. BCl3的电子式为:
3. 《本草纲目》对旋复花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 旋复花内酯最多消耗
C. 能使酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
4. S8在液态SO2中被AsF5氧化成:,反应方程式为S8+3AsF5=S8(AsF6)2+AsF3,下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A. 还原产物为AsF3
B. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1
C. S8(AsF6)2阴阳离子个数比为1∶4
D. 1molS8参与反应转移电子的数目为16NA
5. 利用下列实验装置及药品,能达到相应实验目的的是
A. 图1:制备乙炔并检验乙炔具有还原性 B. 图2:制备晶体
C. 图3:制取固体 D. 图4:用石墨作电极制备NaClO溶液
6. 下列过程对应的离子方程式或化学方程式正确的是
A. 向饱和氨盐水中投入干冰固体:
B. 向中投入
C. 铅粉加入硫酸铁溶液中:
D. 少量氯化铁溶液滴入氢硫酸溶液中:
7. X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大,X的简单氢化物与其最高价含氧酸反应会产生白烟,基态Y原子的价层电子排布式为,短周期中Z电负性最小,实验室中常用洗涤残留在试管壁上的W单质。下列说法错误的是
A. 简单离子半径: B. 化学键中离子键成分的百分数:
C. 最简单氢化物的沸点: D. 和的VSEPR模型均为平面三角形
8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
取4 mL含有配合物(亮黄色)的工业盐酸于试管中,滴加几滴硝酸银饱和溶液
溶液亮黄色褪去,变为浅黄色
配合物只在高浓度Cl-的条件下稳定存在
B
将红热的木炭加入浓硝酸中
产生红棕色气体
碳与浓硝酸反应生成了NO2
C
向H2S溶液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
H2S的酸性比H2SO4强
D
将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,向滤液中加入几滴KSCN溶液
溶液不变红
说明菠菜中不含铁元素
A. A B. B C. C D. D
9. 下图是部分短周期元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系。已知B、D是非金属单质,且在常温常压下都是气体,D常用于自来水的杀菌、消毒;化合物C、F、H通常状况下呈气态,C是含有18个电子且原子个数比为1:3的烃分子,化合物G的焰色试验呈黄色,下列说法不正确的是
A. 常压下,B氢化物的沸点高于C的沸点
B. G可用于制取玻璃,也可用于厨房去油污
C. 标况下5.6 L D溶于水,反应中转移0.25 mol电子
D. C与D生成的产物中有作身体局部镇痛的药物
10. 复合硒(V2C@Se)材料电极由于的嵌入脱出,引起Se2-和SeCl2、V2+和V3+之间发生可逆变化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时V2C@Se电极为负极
B. 隔膜为阳离子交换膜
C. 当有1 mol Se2-参与反应时,外电路转移的电子数目为4 NA
D. 充电时Se2-发生的反应为
11. 是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中个数为12
B. 该晶胞在yz平面的投影为
C. 取代后,该电解质的化学式为
D. 若只有发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等
12. 自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。下列说法正确的是
A. 该化合物中Fe为+2 B. 该物质不可能存在分子间氢键
C. x=1 D. 该化合物中配体个数为1
13. 二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
反应①:
反应②:
恒压下,按投料比充入密闭容器中,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 图中X、Y分别代表CO、
C. 250℃时,反应②的平衡常数
D. 某温度下,容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态
14. 丙二酸(HOOCCH2COOH,可用H2A表示)易溶于水,常温下,用0.1 NaOH溶液滴定同浓度的丙二酸溶液,溶液的pH、微粒分布分数,X表示H2A、或]随的变化如图所示,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示的是随的变化曲线
B. n=4.3
C. 时,c(A2-) + c(OH-) = 3c(H2A) + c(HA-) + c(H+)
D. 滴定过程中可先用甲基橙溶液、后用酚酞溶液作指示剂
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体俗称大苏打,可用作定影剂和还原剂。某兴趣小组用如下原理来制备,装置如下:
已知:ⅰ.易溶于水,难溶于乙醇。其水溶液显弱碱性,酸性条件下不稳定。
ⅱ.在水中的溶解度随温度变化如图所示。
回答下列问题:
Ⅰ.的制备
如图连接好装置,检查气密性后,将试剂加入相应容器中。
(1)下列可用作装置A的是___________(填标号),对应的化学方程式为___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)随的通入,D中逐渐有大量浅黄色固体析出,发生的反应为;继续通入,发生反应,且固体逐渐消失,当溶液pH约为7时,停止通气体,制得溶液。固体逐渐消失发生反应的化学方程式为___________。为保证硫代硫酸钠的产量,通入D中的不能过量,原因是___________。
(4)实验结束后,关闭打开,玻璃液封管中所盛液体最好为___________(填标号)。
A.NaOH溶液 B.浓硫酸 C.饱和溶液
(5)三颈烧瓶中的溶液经一系列操作得到晶体,其中可能含有等杂质,所得产品可通过___________方法提纯。
Ⅱ.产品纯度的测定
①溶液配制:准确称取该样品4.00g,配制成250mL溶液。
②滴定:向锥形瓶中加入溶液,加入过量KI溶液和溶液,发生反应:,然后加入淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应:。
(6)滴定终点的现象为___________;消耗样品溶液的用量为24.80mL,则样品纯度为___________%(结果保留1位小数)。
16. 铟(In)是一种稀有金属,是电信、光电产品不可或缺的关键原材料。铟主要存在于锌矿、铅矿等矿石中,现用含铟粗铅矿(主要含有PbO、In2O3、Fe2O3、SiO2、Cu3As等)提取金属铟的工艺如下:
已知:i.萃取剂A对三价金属离子有较好的选择性。
ii.常温下,
(1)已知49In与Al同主族,基态铟原子价电子排布式为______。
(2)滤渣Ⅰ中含有的主要物质为Cu和______(填化学式)。
(3)Cu3As中Cu的化合价为______;“酸浸过滤”后滤液中含Cu2+,则酸浸时Cu3As发生反应的化学方程式为______。
(4)铁粉的主要作用是______。
(5)“置换”时,发生主要反应的离子方程式为______。
(6)常温下,加入铁粉过滤后,滤液中存在平衡:,则该反应的平衡常数______(结果保留两位有效数字)。向此滤液加入一定量的ZnO,将In3+转化为沉淀,铟沉淀率与反应时间的关系如图所示,60 min后沉淀率下降可能的原因是______。
17. 物质I是一种存在于茄科植物中的生物碱。I的一条合成路线如下:
已知:①;②
③,R可为烃基、等
(1)写出A→B反应的化学方程式______。
(2)D中含氧官能团的名称为______。
(3)D→E分两步进行。第一步反应产物的结构简式为______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大。比较H中①②号N原子碱性强弱:①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(6)已知吡啶()与苯均具有芳香性。物质X(分子式为)是A的同系物,则X的芳香化合物同分异构体有______种(包含X本身)。
(7)以和不超过三个碳的有机物为原料,合成的路线如下(无机试剂任选)。
,合成路线中M结构简式为______,N的名称为______。
18. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。一种综合利用甲烷、二氧化碳、水蒸气制备水煤气的方程式如下所示:
反应I
反应II
反应Ⅲ
(1)反应I在_______(填“高温”“低温”“任何温度”或“任何温度都不”)能自发进行。
(2)在初始压强的条件下,向某恒容密闭容器中按不同物质的量之比投入和,在不同温度下反应相同时间后,提到产率如图所示(产率。
①四条曲线先升高后降低,降低的原因是_______。
②由图可知,当,时,产率接近,随着的投入增加,产率降低的原因是_______
③在的条件下,已知温度为时,的平衡转化率为的平衡产率为,则此时容器中的分压为_______(保留两位有效数字),反应III的分压平衡常数_______(保留两位有效数字)。
(3)利用电催化法将转化为的一种方法如图:
①阴极发生的反应方程式为_______。
②当生成甲醇时,阳极区质量减少_______。
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