精品解析:云南省昆明市第八中学2025-2026学年高三上学期期中考试化学试题
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内容正文:
云南省昆明市第八中学2025-2026学年高三上学期期中考试
化学
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共15小题,共45分。
1. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述错误的是
A. 战斗机的玻璃纤维雷达罩、聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料
B. “熔喷布”可用于制作N95型口罩,生产“熔喷布”的主要原料聚丙烯属于混合物
C. 隐形战斗机的涂层含石墨烯,石墨烯和金刚石互为同素异形体
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
2. 某元素(该元素仅为Cu或Fe或N或S)的“价—类”二维关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 若a为气体,则其简单气态氢化物能使蓝色石蕊试纸变红
B. 若d为红棕色固体,则f不能由化合反应得到
C. 若b能溶于稀硫酸生成a与g,则e受热易分解
D. 若a为淡黄色固体,则i的浓溶液常温下不能与单质铁反应
3. 物质的结构决定物质的性质。下列说法错误的是
事实
结构解释
A.
酸性:HCl<HBr
极性:H-Cl<H-Br
B.
的配位数:CsCl>NaCl
半径:
C.
与过渡金属离子的配位能力:
电负性:F>N>H
D.
稳定性:
键长:C-H<Si-H
A. A B. B C. C D. D
4. 下列化学用语使用正确的是
A. 键的电子云形状:
B. 基态氧原子价电子轨道表示式:
C. 的VSEPR模型:
D. 由原子和原子构成的气态团簇分子模型可知该物质化学式:EF
5. 将加入水中,反应后配成溶液,进行如下实验。下列说法错误的是
编号
①
②
③
④
操作
现象
溶液变红色,20秒后褪色
ⅰ、产生大量使带火星的木条复燃的气体
ⅱ、溶液变红色,10分钟后褪色
ⅰ、溶液变红色,10分钟后溶液褪色
ⅱ、溶液变红色
溶液变红色,2小时后无明显变化
A. 由实验可知,与水反应有生成
B. 向②褪色后的溶液中加18mL蒸馏水,溶液不会变红
C. 若向①褪色后的溶液中滴加5滴盐酸,溶液将不会变红
D. 若向④中继续滴加盐酸或溶液,溶液均可能褪色
6. 黄芩素(结构简式如图所示)是中药黄芩的活性成分之一,具有抗菌、抗病毒作用。下列关于黄芩素的说法不正确的是
A. 黄芩素化学式为 B. 1mol黄芩素最多能与发生加成反应
C. 黄芩素不能发生消去反应 D. 黄芩素能与溶液反应
7. 下列说法正确的是
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 的名称:1,3,5—三硝基甲苯
C. 超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D. 的电子式:
8. 下列分子中的键数目多于键的是
A. B. C. D. HCOOH
9. 某聚酰胺薄膜材料(Z)具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀和耐光辐射等优点,广泛应用于航空航天领域。其合成原理如图所示:
下列说法正确的是
A. X中有不同化学环境的氢原子
B. Y中所有碳原子一定共平面
C. 该反应是加聚反应
D. Z属于合成纤维
10. 一种亲水有机盐的结构如图所示,其中X、Y、Z、M、P、Q为原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 分子极性:
B. 该化合物中各原子均满足8电子稳定结构
C. 第二电离能:
D. 中存在的键数为
11. 已知二氧化氯(ClO2)为新型绿色消毒剂,沸点为9.9℃,可溶于水、有毒,浓度较高时易发生爆炸。利用ClO2与H2O2在碱性条件下制备少量NaClO2的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验中通入 CO2气体的速率不能太慢
B. 装置丙的作用是吸收过量二氧化碳
C. 装置乙中应使用热水浴,以加快化学反应速率
D. 装置乙发生的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
12. 碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。I₂的一种制备方法如下图所示:
下列说法错误的是
A. 加入 Fe粉进行“转化”反应的离子方程式为
B. “转化”后的操作是过滤,所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C. 生成的沉淀与稀硝酸反应得到的产物可以循环利用,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:3
D. “氧化”中若反应物用量比>1.5单质碘的收率会降低
13. 全固态锂硫电池的工作原理如下图所示。电池工作时,溶于固体电解质,隔膜只允许通过,下列说法错误的是
A. 电池工作时,电极电势:
B. 电池工作时,的量会逐渐增多
C. 电池充电时,电极上的电极反应为:
D. 电池充电时,外电路中流过电子,两极材料质量变化的差值可能为
14. 一种由阳离子、和阴离子组成的无机固体电解质结构如图,其中高温相呈现无序结构,、均未画出,低温相呈现有序结构。
下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 低温相中的配位数为3
C. 低温相晶体中阳离子占据37.5%的四面体空隙
D. 高温相中空隙有66.7%被填充,33.3%被填充
15. 赖氨酸(HL)是一种人体必需氨基酸,在水溶液中有4种存在形式:、、HL和。常温下,用1.00的NaOH溶液滴定20.00mL等浓度的溶液,滴定曲线如图。
下列说法错误的是
A. 常温下,的的数量级为
B. pH=7时,
C. pH=10.0时,赖氨酸主要以HL形式存在
D. pH=2.18时,有
二、流程题:本大题共1小题,共13分。
16. 金属钒主要用于冶炼特种钢,被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中,以富钒炉渣(其中的钒以、等形式存在,还有少量的、等)为原料提取金属钒的工艺流程如图所示:
提示:①钒有多种价态,其中+5价最稳定;②在碱性条件下可转化为。
(1)写出基态钒原子的价电子排布式______。
(2)写出一条可加快“高温氧化”速率的措施______;“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式为______。
(3)“滤渣1”和“气体X”的化学式分别为______、______。
(4)写出“沉铝”过程的离子方程式为______。
(5)“沉钒”后需过滤、洗涤、干燥得到沉淀,检验沉淀是否洗净的操作是______。
(6)在“高温还原”反应中,氧化钙最终转化为______(写化学式)。
三、实验题:本大题共1小题,共13分。
17. 某实验小组设计制备、分离并测定晶体。已知:易溶于水难溶于乙醇,在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示。
I、将通入和混合溶液中可制得。其制备装置如图2所示
(1)装置C中反应的化学方程式为______。
(2)装置B的作用是______。
(3)C中反应完成后的操作为______;此时玻璃液封管的作用是______。
Ⅱ、分离并测定含量:
(4)为减少产品的损失,操作①为______。操作②是抽滤洗涤、干燥,其中洗涤操作是用______(填试剂名称)作洗涤剂。
(5)蒸发浓缩滤液,直至溶液呈微黄色浑浊为止。蒸发时要控制温度不宜过高,其原因是______。
(6)制得的粗产品中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中的含量,一般采用在酸性条件下用标准液滴定的方法(假定杂质与酸性溶液不反应)。称取粗样品溶于水,用溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中全部被氧化时,消耗溶液20.00mL。产品中的质量分数为______。(保留小数点后一位)
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
18. 二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物,从而实现碳的循环再利用。
(1)以为原料合成乙烯,其反应的过程分两步进行:
Ⅰ、 kJ/mol
Ⅱ、 kJ/mol
加氢合成乙烯的热化学反应方程式为:______。
(2)以为原料催化加氢合成乙醇,其反应原理为: ,向密闭容器中充入4 mol 和8 mol ,如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。
①温度______(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②某温度下,反应达到平衡状态X点,若在X点对反应容器升温,同时缩小体积使体系压强增大,重新达到平衡状态时,可能是图中A~F点中的______点。
③D点的压强平衡常数______(是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。在温度下,压强恒定为2MPa,若初始向密闭容器中充入的是3 mol 和4 mol ,则达到平衡状态时,的体积分数______25%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)以惰性材料作电极,用电解法制取丙烯的原理如下图所示。
①b极为______极(填“正”或“负”)。
②写出X极的电极反应方程式:______。
五、推断题:本大题共1小题,共15分。
19. 盐酸雷莫司琼广泛应用于恶性肿瘤治疗时引起的恶心、呕吐等肠胃反应,其中间体(G)的一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。
(2)B→C的化学方程式是___________。
(3)D→E的反应类型是___________。
(4)已知是平面形分子,则B中显碱性的N原子是___________(填“①”或“②”)。
(5)M是比A多一个碳原子的A的同系物,含四个取代基的M可能结构有___________种。其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为4∶3∶2∶1的M的结构简式___________。(写出一种即可)
(6)另一种由合成B的路径如图所示。
则X的结构简式是___________,Y→B使用的试剂是___________。
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云南省昆明市第八中学2025-2026学年高三上学期期中考试
化学
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共15小题,共45分。
1. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述错误的是
A. 战斗机的玻璃纤维雷达罩、聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料
B. “熔喷布”可用于制作N95型口罩,生产“熔喷布”的主要原料聚丙烯属于混合物
C. 隐形战斗机的涂层含石墨烯,石墨烯和金刚石互为同素异形体
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
【答案】A
【解析】
【详解】A.玻璃纤维的主要成分是二氧化硅(无机非金属材料),不属于有机高分子材料,而聚碳酸酯和芳纶属于有机高分子材料,A错误;
B.聚丙烯是高分子化合物,其聚合度不同导致分子链长度不同,属于混合物,B正确;
C.同种元素组成的不同单质互称为同素异形体,石墨烯(碳的单层结构)和金刚石(碳的三维网状结构)均为碳的同素异形体,C正确;
D.芯片的基本材料是单晶硅(半导体材料),D正确;
故答案选A。
2. 某元素(该元素仅为Cu或Fe或N或S)的“价—类”二维关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 若a为气体,则其简单气态氢化物能使蓝色石蕊试纸变红
B. 若d为红棕色固体,则f不能由化合反应得到
C. 若b能溶于稀硫酸生成a与g,则e受热易分解
D. 若a为淡黄色固体,则i的浓溶液常温下不能与单质铁反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.a为气体单质,则为N2,其简单气态氢化物NH3是一种碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A错误;
B.d为红棕色固体,则为Fe2O3,那么f为Fe(OH)3,而Fe(OH)2与氧气、水生成Fe(OH)3的反应属于化合反应(),B错误;
C.b为氧化物,b(其中非氧元素化合价为+1)能溶于稀硫酸生成a(单质)与g(其中非氧元素化合价为+2),则b为Cu2O、a为Cu、g为CuSO4;故e为Cu(OH)2,Cu(OH)2受热易分解为CuO和水,C正确;
D.a为淡黄色固体,则为S,i为H2SO4,浓硫酸常温下能氧化Fe使其钝化,而不是不发生反应,D错误;
故答案为C。
3. 物质的结构决定物质的性质。下列说法错误的是
事实
结构解释
A.
酸性:HCl<HBr
极性:H-Cl<H-Br
B.
的配位数:CsCl>NaCl
半径:
C.
与过渡金属离子的配位能力:
电负性:F>N>H
D.
稳定性:
键长:C-H<Si-H
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.极性:H-Cl>H-Br,酸性HCl<HBr是因为H-Br的键能小,A错误;
B.离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,Cs+周围最多能排布8个Cl-,Na+周围最多能排布6个Cl-,说明,B正确;
C.F的电负性远高于N和H,在NF3中,N原子与三个高电负性的F原子相连,导致N的电子云密度显著降低,这使得N的孤对电子被F强烈吸引,难以释放并与金属离子形成配位键。而NH3中的N连接电负性较低的H原子,孤对电子更易暴露,便于与金属离子配位,C正确;
D.由于碳的电负性更高、原子半径更小,CH4的C-H键能更强、键长更短,因此CH4比SiH4更稳定,且C-H键长小于Si-H键长,D正确;
故选A。
4. 下列化学用语使用正确的是
A. 键的电子云形状:
B. 基态氧原子价电子轨道表示式:
C. 的VSEPR模型:
D. 由原子和原子构成的气态团簇分子模型可知该物质化学式:EF
【答案】C
【解析】
【详解】A.键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的,其电子云形状为:,A错误;
B.基态氧原子价电子排布式为,其轨道表示式为:,B错误;
C.中含有两个成键电子对和两对孤电子对,采取sp3杂化,其VSEPR模型为:,C正确;
D.由分子模型可知,每个该气态团簇分子由4个E原子和4个F原子构成,其分子式为,D错误;
故选C。
5. 将加入水中,反应后配成溶液,进行如下实验。下列说法错误的是
编号
①
②
③
④
操作
现象
溶液变红色,20秒后褪色
ⅰ、产生大量使带火星的木条复燃的气体
ⅱ、溶液变红色,10分钟后褪色
ⅰ、溶液变红色,10分钟后溶液褪色
ⅱ、溶液变红色
溶液变红色,2小时后无明显变化
A. 由实验可知,与水反应有生成
B. 向②褪色后的溶液中加18mL蒸馏水,溶液不会变红
C. 若向①褪色后的溶液中滴加5滴盐酸,溶液将不会变红
D. 若向④中继续滴加盐酸或溶液,溶液均可能褪色
【答案】B
【解析】
【分析】加入水中,反应后配成,根据钠元素守恒,所得氢氧化钠溶液的浓度为。
【详解】A.由实验②可知,向溶液中加入二氧化锰放出大量气泡,可知与水的反应过程中有双氧水生成,反应方程式为,,A不符合题意;
B.根据实验③④可知1 mol/L的氢氧化钠溶液能使酚酞褪色,0.1 mol/L的氢氧化钠溶液不能使酚酞褪色,则向②褪色后的溶液中滴加18 mL蒸馏水,降低为0.1 mol/L,溶液会变红,B符合题意;
C.①中双氧水能氧化酚酞,是不可逆的过程,若向①褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L盐酸,溶液不会变红,C不符合题意;
D.若向④中继续滴加6 mol/L盐酸,使溶液呈酸性,酚酞褪色;若向④中继续滴加6 mol/L氢氧化钠溶液,使溶液大于1 mol/L,溶液能褪色,故D不符合题意;
故选B。
6. 黄芩素(结构简式如图所示)是中药黄芩的活性成分之一,具有抗菌、抗病毒作用。下列关于黄芩素的说法不正确的是
A. 黄芩素化学式为 B. 1mol黄芩素最多能与发生加成反应
C. 黄芩素不能发生消去反应 D. 黄芩素能与溶液反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知黄芩素含15个C,三个酚羟基,化学式为,A不符合题意;
B.黄芩素含有两个苯环(各加成3 mol)、碳碳双键和羰基各1个,共8 mol,B不符合题意;
C.黄芩素分子中羟基均为酚羟基(直接连苯环)无醇羟基(邻位无),不能发生消去反应,C不符合题意;
D.酚羟基酸性弱于碳酸,不能与碳酸氢钠反应,D符合题意;
故选D。
7. 下列说法正确的是
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 的名称:1,3,5—三硝基甲苯
C. 超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D. 的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛中的-OH中的H原子与醛基中的O原子之间形成分子内氢键,示意图为,A错误;
B.按照系统命名法编号应该为:,其名称为:2,4,6-三硝基甲苯,B错误;
C.超分子是由两种或两种以上的分子通过相互作用形成的分子聚集体,具有“分子识别”和“自组装”的特征,其应用十分广泛,C正确;
D.氯化铵是离子化合物,由铵根离子与氯离子构成,氯离子最外层电子数为8,其电子式为,D错误;
故选C。
8. 下列分子中的键数目多于键的是
A. B. C. D. HCOOH
【答案】D
【解析】
【分析】共价单键均为σ键,共价双键或三键均有1个σ键,其余为π键。
【详解】A.的结构式为,σ键和π键的个数都是2,A错误;
B.的结构式为,σ键和π键的个数都是2,B错误;
C.的结构式为,σ键的个数是1、π键的个数是2,C错误;
D.的结构式为,σ键的个数是4、π键的个数是1,D正确;
选D。
9. 某聚酰胺薄膜材料(Z)具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀和耐光辐射等优点,广泛应用于航空航天领域。其合成原理如图所示:
下列说法正确的是
A. X中有不同化学环境的氢原子
B. Y中所有碳原子一定共平面
C. 该反应是加聚反应
D. Z属于合成纤维
【答案】D
【解析】
【详解】A.X结构对称,其中只有一种化学环境的氢原子,A错误。
B.Y中O均采用杂化,所有碳原子不一定共平面,B错误。
C.该反应还生成了,属于缩聚反应,C错误。
D.根据Z的结构和性能优点可推知Z属于合成纤维,D正确。
综上所述,本题选D。
10. 一种亲水有机盐的结构如图所示,其中X、Y、Z、M、P、Q为原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 分子极性:
B. 该化合物中各原子均满足8电子稳定结构
C. 第二电离能:
D. 中存在的键数为
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、P、Q为原子序数依次增大的短周期元素,结合成键特点及原子序数关系,推断如下:能形成4个共价键,应为元素;原子序数大于且小于,应为元素;能形成双键,应为元素;原子序数大于且能与形成共价键,应为元素;能形成2个双键和2个单键,且原子序数最大,应为S元素;能形成+1价阳离子且原子序数小于,应为Li元素,据此解答。
【详解】A.由分析可知,为(V形,极性分子),为(直线形,非极性分子),则极性:,A错误;
B.该化合物中元素形成2个双键和2个单键,最外层电子数为12,不满足8电子稳定结构,B错误;
C.失去1个电子后为(电子排布为,达到半充满稳定结构),再失去一个电子变成不稳定结构的第二电离能较大;失去1个电子后为,再失去一个电子变成稳定的较容易,则第二电离能,即M>P,C正确;
D.为,中Cu2+与4个通过配位键(σ键)结合,每个含1个σ 键,即1个中含σ键数为4+4=8个,但的物质的量未知,无法计算存在的键数,D错误;
故选C。
11. 已知二氧化氯(ClO2)为新型绿色消毒剂,沸点为9.9℃,可溶于水、有毒,浓度较高时易发生爆炸。利用ClO2与H2O2在碱性条件下制备少量NaClO2的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验中通入 CO2气体的速率不能太慢
B. 装置丙的作用是吸收过量二氧化碳
C. 装置乙中应使用热水浴,以加快化学反应速率
D. 装置乙发生的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
【答案】A
【解析】
【分析】在甲装置烧瓶中用CH3OH和NaClO3在浓硫酸作用下反应可制得ClO2,通入CO2气体将ClO2稀释,防止其浓度过大引起爆炸,生成的ClO2在乙装置中和H2O2在碱性条件下生成少量NaClO2,丙用于吸收尾气,防止污染大气。
【详解】A.实验中通入CO2气体的目的是将ClO2稀释,防止其浓度过大引起爆炸,故通入CO2的速率不能太慢,A正确;
B.装置丙中溶液的作用是吸收未反应的ClO2(有毒),B错误;
C.由题干信息可知,ClO2的沸点为9.9℃,若装置乙中使用热水浴,将加快ClO2的挥发而造成损失,故装置乙应使用冷水浴或者冰水浴,C错误;
D.装置乙发生的反应为,NaClO2是还原产物,O2为氧化产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,D错误;
故选A。
12. 碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。I₂的一种制备方法如下图所示:
下列说法错误的是
A. 加入 Fe粉进行“转化”反应的离子方程式为
B. “转化”后的操作是过滤,所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C. 生成的沉淀与稀硝酸反应得到的产物可以循环利用,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:3
D. “氧化”中若反应物用量比>1.5单质碘的收率会降低
【答案】C
【解析】
【分析】向净化除氯后的含碘海水中加入硝酸银溶液,得到碘化银悬浊液,向悬浊液中加入铁粉,将碘化银还原得到银单质,同时生成碘化亚铁,碘化亚铁溶液中通入氯气得到碘单质。
【详解】A.加入Fe粉进行转化时铁与AgI反应生成碘化亚铁和银单质,其反应的离子方程式为,A正确;
B.“转化”后需分离沉淀与溶液,操作是过滤,所需玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,B正确;
C.生成的沉淀即银与硝酸反应生成硝酸银、NO和水,化学方程式为3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,产物AgNO3可循环利用;氧化剂为被还原的HNO3(生成NO),N从+5→+2(得3e-);还原剂为Ag(0→+1,失1e-),由电子守恒,n(氧化剂):n(还原剂)=1:3,C错误;
D.FeI2中I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化I-,设有1molFeI2,根据Cl2+2I-=2Cl-+I2(需1molCl2),再氧化Fe2+:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-(需0.5mol Cl2),共需1.5mol Cl2。若>1.5,Cl2过量,会氧化I2生成等,导致I2收率降低,D正确;
故选C。
13. 全固态锂硫电池的工作原理如下图所示。电池工作时,溶于固体电解质,隔膜只允许通过,下列说法错误的是
A. 电池工作时,电极电势:
B. 电池工作时,的量会逐渐增多
C. 电池充电时,电极上的电极反应为:
D. 电池充电时,外电路中流过电子,两极材料质量变化的差值可能为
【答案】C
【解析】
【分析】根据该电池的工作原理图可知,放电时,锂离子(阳离子)向电极a移动,则电极a为正极,电极方程式为,电极b为负极,电极方程式为:;充电时,该池为电解池,由逐步生成,硫元素化合价升高,发生氧化反应,为电解池阳极,电极方程式为,电极b为阴极,发生还原反应,电极反应方程式为:,据此分析。
【详解】A.电池工作时,电极a为正极,电极b为负极,所以电极电势为大于,A项正确;
B.电池工作时,硫元素得电子,所以硫元素的价态在不断降低,不断生成,B项正确;
C.由分析可知:电池充电时,电极a为阳极,应发生失电子的反应,电极方程式为:,C项错误;
D.电池充电时,电极的材料质量增加若全为失电子变为硫单质,则每转移电子有的进入电极材料(相当于),增重为,若全为失电子变为硫单质(相当于),则每转移电子有的进入电极材料,增重为,所以每转移电子电极增重为;电极为阴极,阴极反应式为,所以每转移电子电极增重,所以电池充电时外电路每通过电子两极材料质量差变化为,D项正确;
综上所述,答案选C。
14. 一种由阳离子、和阴离子组成的无机固体电解质结构如图,其中高温相呈现无序结构,、均未画出,低温相呈现有序结构。
下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 低温相中的配位数为3
C. 低温相晶体中阳离子占据37.5%的四面体空隙
D. 高温相中空隙有66.7%被填充,33.3%被填充
【答案】D
【解析】
【详解】A.由低温相可推得:晶胞中有4个,2个,1个,所以该物质的化学式为,A正确;
B.低温相时,每个连有2个,1个,1个四面体空隙,配位数为3,B正确;
C.低温相晶体中一共有8个四面体空隙,占据了3个,因此占据了37.5%的四面体空隙,C正确;
D.高温相中2个,1个在四面体空隙中的位置不确定,但是比例是确定的,D错误;
故选D。
15. 赖氨酸(HL)是一种人体必需氨基酸,在水溶液中有4种存在形式:、、HL和。常温下,用1.00的NaOH溶液滴定20.00mL等浓度的溶液,滴定曲线如图。
下列说法错误的是
A. 常温下,的的数量级为
B. pH=7时,
C. pH=10.0时,赖氨酸主要以HL形式存在
D. pH=2.18时,有
【答案】D
【解析】
【详解】A.,的溶质为等物质的量的、和NaCl,此时溶液的pH=2.18,接近于的=2.18,因此的数量级为,A项正确。
B.加入20mLNaOH溶液时,溶液中的溶质为等物质的量的和NaCl,pH约为6, pH=7时,溶液中溶质为和NaCl、,的点pH=8.95,溶质中有等物质的量的和,故pH=7时,,B项正确;
C.的溶质中有等物质的量的HL和NaL,此时溶液的pH接近于HL的,pH=10.0时,溶液中最大,赖氨酸主要以HL形式存在,C项正确;
D.pH=2.18时,,根据电荷守恒列式,,D项错误;
答案选D。
二、流程题:本大题共1小题,共13分。
16. 金属钒主要用于冶炼特种钢,被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中,以富钒炉渣(其中的钒以、等形式存在,还有少量的、等)为原料提取金属钒的工艺流程如图所示:
提示:①钒有多种价态,其中+5价最稳定;②在碱性条件下可转化为。
(1)写出基态钒原子的价电子排布式______。
(2)写出一条可加快“高温氧化”速率的措施______;“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式为______。
(3)“滤渣1”和“气体X”的化学式分别为______、______。
(4)写出“沉铝”过程的离子方程式为______。
(5)“沉钒”后需过滤、洗涤、干燥得到沉淀,检验沉淀是否洗净的操作是______。
(6)在“高温还原”反应中,氧化钙最终转化为______(写化学式)。
【答案】(1)
(2) ①. 将富钒炉渣粉碎或将与富钒炉渣充分混合或搅拌 ②.
(3) ①. ②.
(4)
(5)取最后一次洗涤液少许于试管中,加入足量的盐酸,再加入氯化钡溶液,若无沉淀,说明沉淀已洗干净
(6)
【解析】
【分析】根据题意,富钒炉渣中含有、、少量的、等,经过高温氧化,将(Ⅱ)和(Ⅲ)氧化至(Ⅲ)和(Ⅴ),在、等碱性作用下,V、Si、Al转换为钠盐,不与碱反应,存在于滤渣1中,故滤液的成分有、、等,利用碳酸氢根与、不共存的性质,碳酸氢铵可以除去硅、铝元素,增大浓度,沉淀得到沉淀,加热分解后高温还原即可制得粗钒。
【小问1详解】
钒为23号元素,价电子排布式为
【小问2详解】
将富钒炉渣粉碎(或将与富钒炉渣充分混合)均可加快“高温氧化”速率;
“高温氧化"过程中加入可将氧化为和,化学方程式为:。
【小问3详解】
在、等碱性作用下,V、Si、Al转换为钠盐,不与碱反应,存在于滤渣1中,由分析可知,“气体”的化学式分别为。
【小问4详解】
由分析可知,“沉铝”过程中加碳酸氢铵与四羟基合铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:。
【小问5详解】
沉钒时加入硫酸铵溶液,故检验沉淀是否洗涤干净需检验洗涤液是否还有硫酸根存在,故取最后一次洗涤液少许于试管中,加入足量的盐酸,再加入氯化钡溶液,若无沉淀,说明沉淀已洗干净。
【小问6详解】
和、硅铁合金在高温下发生反应生成粗钒,元素化合价下降,则元素化合价上升,氧化钙最终转化为。
三、实验题:本大题共1小题,共13分。
17. 某实验小组设计制备、分离并测定晶体。已知:易溶于水难溶于乙醇,在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示。
I、将通入和混合溶液中可制得。其制备装置如图2所示
(1)装置C中反应的化学方程式为______。
(2)装置B的作用是______。
(3)C中反应完成后的操作为______;此时玻璃液封管的作用是______。
Ⅱ、分离并测定含量:
(4)为减少产品的损失,操作①为______。操作②是抽滤洗涤、干燥,其中洗涤操作是用______(填试剂名称)作洗涤剂。
(5)蒸发浓缩滤液,直至溶液呈微黄色浑浊为止。蒸发时要控制温度不宜过高,其原因是______。
(6)制得的粗产品中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中的含量,一般采用在酸性条件下用标准液滴定的方法(假定杂质与酸性溶液不反应)。称取粗样品溶于水,用溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中全部被氧化时,消耗溶液20.00mL。产品中的质量分数为______。(保留小数点后一位)
【答案】(1)
(2)防倒吸 (3) ①. 关闭分液漏斗活塞,关闭打开 ②. 吸收B中多余的,防止逸出污染空气
(4) ①. 趁热过滤 ②. 乙醇
(5)温度过高会导致析出的晶体分解
(6)96.9%
【解析】
【分析】装置A(SO2发生装置):反应原理:亚硫酸钠(Na2SO3)固体与70%浓硫酸反应生成SO2,化学方程式为:,装置B(安全瓶/缓冲瓶),作用:防止装置C中的溶液因倒吸进入装置A,起到防倒吸的作用,装置 C(反应容器):SO2与Na2CO3、Na2S发生氧化还原反应:,装置 D(尾气处理装置):。
【小问1详解】
装置 C(反应容器):SO2与Na2CO3、Na2S发生氧化还原反应:;
【小问2详解】
装置B是安全瓶(缓冲瓶),作用是防止装置C中的溶液倒吸入装置A(即防倒吸);
【小问3详解】
①C中反应结束后的操作是关闭分液漏斗活塞,关闭打开,目的是防止装置D中的溶液倒吸入装置C;
②玻璃液封管中可吸收中多余的二氧化硫,防止逸出污染空气;
【小问4详解】
①常温下溶液中析出晶体为,溶解度随温度升高迅速升高,为了避免过滤时析出晶体导致产率降低,操作①过滤除去活性炭时需要趁热过滤;
②洗涤时为减少晶体损失,依据易溶于水,不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤,且洗涤后乙醇易挥发,不引入新的杂质;
【小问5详解】
由于蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解失去结晶水,降低了产率,故答案为:温度过高会导致析出的晶体分解;
【小问6详解】
20.00 mL 0.40 mol/L 溶液中含有高锰酸钾的物质的量为:,根据反应:,可知的粗样品含有的物质的量为:,产品中的质量分数。
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
18. 二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物,从而实现碳的循环再利用。
(1)以为原料合成乙烯,其反应的过程分两步进行:
Ⅰ、 kJ/mol
Ⅱ、 kJ/mol
加氢合成乙烯的热化学反应方程式为:______。
(2)以为原料催化加氢合成乙醇,其反应原理为: ,向密闭容器中充入4 mol 和8 mol ,如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。
①温度______(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②某温度下,反应达到平衡状态X点,若在X点对反应容器升温,同时缩小体积使体系压强增大,重新达到平衡状态时,可能是图中A~F点中的______点。
③D点的压强平衡常数______(是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。在温度下,压强恒定为2MPa,若初始向密闭容器中充入的是3 mol 和4 mol ,则达到平衡状态时,的体积分数______25%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)以惰性材料作电极,用电解法制取丙烯的原理如下图所示。
①b极为______极(填“正”或“负”)。
②写出X极的电极反应方程式:______。
【答案】(1)2CO2(g)+ 6H2(g)= C2H4(g) +4H2O(g) △H=+293.1kJ/mol
(2) ①. 小于 ②. F ③. 27 ④. 小于
(3) ①. 正 ②. 3CO2+18e—+18H+= CH3CH=CH2+6H2O
【解析】
【小问1详解】
二氧化碳与氢气合成乙烯的反应为2CO2(g)+ 6H2(g)= C2H4(g) +4H2O(g),由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2+反应Ⅱ=目标反应,则反应△H=(+41.3kJ/mol) ×2+(+210.5kJ/mol)= +293.1kJ/mol,则反应的热化学方程式为2CO2(g)+ 6H2(g)= C2H4(g) +4H2O(g) △H=+293.1kJ/mol;
【小问2详解】
①该反应为放热反应,相同条件下,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氢气的体积分数增大,由图可知,T1条件下氢气的体积分数小于T2条件下,则温度T1小于T2;
②该反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氢气的体积分数增大,增大压强,平衡向正反应方向移动,氢气的体积分数减小,则在X点对反应容器升温,同时缩小体积使体系压强增大,图中F点重新达到平衡状态;
③由图可知,在T1、2MPa下,反应达到平衡时氢气的体积分数为25%,设反应生成乙醇物质的量为amol,由题意可建立如下三段式:
由氢气的体积分数可得:×100%=25%,解得a=1,则平衡时二氧化碳、氢气、乙醇、水蒸气分别为2mol、2mol、1mol、3mol,总物质的量为8mol,则反应的平衡常数Kp==27;若初始向密闭容器中充入的是3mol二氧化碳和4mol氢气,可以视作恒温恒压下,先通入2mol二氧化碳和4mol氢气,再通入1mol二氧化碳,先通入2mol二氧化碳和4mol氢气所形成的平衡与原平衡为恒压等效平衡,氢气的体积分数为25%,向平衡体系中再通入1mol二氧化碳时,平衡向正反应方向移动,氢气的体积分数减小,所以初始向密闭容器中充入的是3mol二氧化碳和4mol氢气达到平衡时,氢气的体积分数小于25%;
【小问3详解】
由图可知,与直流电源正极b相连的电极Y为电解池的阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气,电极Y为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成丙烯和水,电极反应式为3CO2+18e—+18H+= CH3CH=CH2+6H2O。
五、推断题:本大题共1小题,共15分。
19. 盐酸雷莫司琼广泛应用于恶性肿瘤治疗时引起的恶心、呕吐等肠胃反应,其中间体(G)的一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。
(2)B→C的化学方程式是___________。
(3)D→E的反应类型是___________。
(4)已知是平面形分子,则B中显碱性的N原子是___________(填“①”或“②”)。
(5)M是比A多一个碳原子的A的同系物,含四个取代基的M可能结构有___________种。其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为4∶3∶2∶1的M的结构简式___________。(写出一种即可)
(6)另一种由合成B的路径如图所示。
则X的结构简式是___________,Y→B使用的试剂是___________。
【答案】(1)3,4-二氨基苯甲酸
(2) (3)还原反应(或加成反应)
(4)① (5) ①. 16 ②. 或
(6) ①. ②. 酸性高锰酸钾溶液
【解析】
【分析】A到B发生的是成环的反应,结合B和D的结构简式,可知C的结构简式为,B到C发生的是酯化反应,D发生加成反应生成E,E到F是用HCl替换H2SO4,F发生取代反应生成G;
【小问1详解】
A的母体为羧基,因此化学名称为3,4—二氨基苯甲酸;
【小问2详解】
由D推得C的结构为:,因此B→C为酯化反应,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
D→E为“加氢”反应,反应类型为还原反应(或加成反应);
【小问4详解】
中,①号N原子的孤电子对位于杂化轨道上,可以显出碱性;②号N原子的孤电子对要参与形成大键,因此不易给出表现碱性;
【小问5详解】
M是比A多一个碳原子的A的同系物,若含有四个取代基,则四个取代基为两个氨基、一个甲基和一个羧基。的一取代物有3种,的一取代物有2种,的一取代物有3种,的一取代物有3种,的一取代物有2种,的一取代物有3种。因此苯环上2X1Y1Z四个取代基有16种可能结构。核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为4∶3∶2∶1的M的结构简式为或;
【小问6详解】
根据题中信息,X→Y为两个氨基成环,所以X的结构简式为,Y→B为甲基氧化为羧基的过程,使用的试剂为酸性高锰酸钾溶液。
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