内容正文:
2025-2026学年高三上学期期中考试
化学
满分100分 考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:C 12 O 16 Fe56
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. 下列生活现象中,没有涉及氧化还原反应是
A. 食物的腐败 B. 植物的光合作用 C. 生石灰吸水 D. 天然气燃烧
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 基态Cu原子的价层电子排布式:
B. 的VSEPR模型:
C. 异戊二烯的系统命名:3-甲基-1,3-丁二烯
D. 丙烯腈的结构简式:
3. 在探究铜与硝酸反应的实验中,下列图标与该实验无关的是
A. B. C. D.
4. 下列物质的分类正确的是
类别选项
碱
盐
电解质
酸性氧化物
A
苛性钠
Zn(NO3)2
BaSO4
NO
B
纯碱
AgNO3
NaCl固体
CO2
C
Fe(OH)3
CaCO3
熔融KNO3
SO3
D
KOH
Al2(SO4)3
Cl2
Mn2O7
A. A B. B C. C D. D
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 将少量通入NaClO溶液中:
B. 用过量溶液吸收:
C. 硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. 向溶液中滴加,出现浅黄色浑浊:
6. 化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得:
下列说法不正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面
B. X分子中含有1个手性碳原子
C. Y能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 酸性条件下Z的水解产物均能发生聚合反应
7. 有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素,其中与B处于同一周期的只有 D,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应,Z的单质在常温下为黄绿色气体,其余元素的信息如图所示。下列说法正确的是
A. 金属性:X>Y
B. 简单氢化物的沸点:B>D
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:E>Z
D. A、D、Z三种元素所形成的化合物只含有共价键
8. 如图所示实验装置及描述正确的是
A. 二茂铁易升华,可用图甲所示装置进行提纯
B 可用图乙所示装置制银氨溶液
C. 利用图丙可验证与的反应是可逆反应
D. 利用图丁可测定醋酸的浓度
9. 三蝶烯和硫族元素杂化素馨烯(TCSs)通过吡嗪单元相融合,合成了具有三维空间结构的“水车”状分子。“分子水车”能从C60和C70的混合溶液中选择性地分离出C60分子,纯度高达99.5%,下列说法错误的是
A. 三蝶烯的分子式为C20H14 B. “分子水车”与C70通过离子键结合
C. “分子水车”通过分子识别分离出C60和C70 D. 通过红外光谱能区分TCSs和三蝶烯
10. 一定温度下,将体积比为2∶1C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g)C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B. 生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C. 反应ⅱ在高温条件下自发
D. 若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
11. 某种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池(质子交换膜未画出)工作原理如图所示。放电时,a极生成偶氮苯。下列说法错误的是
A. 放电时,由左向右移动
B. 充电时,a极接电源负极
C. 充电时,b极的电极反应为
D. 放电时,每生成1mol偶氮苯,外电路转移的电子数目约为
12. 乙烯在一定条件下被氧气催化氧化的反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. 反应过程中Pd的价态始终不变
B. 反应过程中有配位键的形成和断裂
C. 是中间产物之一
D. 图中的总过程可表示为
13. 中国科学技术大学某教授团队在钙钛矿太阳能电池方面获得重要进展。通常人们用通式A、B、O2-表示钙钛矿结构。理想的钙钛矿结构为立方结构,如图所示,A代表较大的阳离子,B表示较小的阳离子,摩尔质量为 为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为ABO3
B. 若以A为晶胞顶点,则O2-位于晶胞的面心
C. B占据由6个O2-形成的正八面体空隙
D. 若晶胞参数为a pm,则晶体的密度为
14. 常温下,某弱酸HA的电离平衡常数为2×10-5,向20mL0.1mol·L-1的NaOH溶液中缓慢滴加相同浓度的HA溶液,混合液中离子浓度随加入HA溶液体积的变化关系如图所示(忽略反应前后溶液体积变化),下列说法错误的是
A. 曲线③为浓度变化曲线
B. a点:
C. b点:
D. 当V(HA溶液)为20mL时,溶液的pH约为8.7(已知)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某含锌尘泥中富集了大量有价元素,是宝贵的资源财富,一种对含锌尘泥资源化处理的工艺流程如图1所示;
已知:25℃时, Fe(OH)3的
回答下列问题:
(1)“除杂”后,通过降温结晶获得KCl晶体时,若温度下降过快,得到的晶体颗粒会___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
(2)“浸出”时,提高浸出速率的措施有___________(任写一点)。
(3)“沉铁”时,加入双氧水将溶液中Fe2+转为Fe3+,此时溶液中的 为避免产生胶状 Fe(OH)3沉淀吸附离子,溶液pH需小于___________(保留一位小数);90℃时加入一定量K2SO4溶液,可生成黄钾铁矾沉淀[ 该反应的离子方程式为___________。
(4)“除锰”时,溶液中的ⅠMn2+会以MnO2的形式沉淀,反应的离子方程式为___________,沉锰后的溶液中主要含有ZnSO4,Zn2+在水中以如图2所示的结构存在,下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.该离子是正八面体结构,则Zn2+为sp3杂化
B. Zn2+的配位数为6
C.该离子中,Zn2+与H2O分子之间以配位键结合,O原子提供孤电子对
D.该离子中的H—O—H键角与自由水分子中的H—O—H键角相同
(5)对纳米锌使用碳热还原法是目前较为成熟的工业制锌方法,已知反应的热化学方程式为ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) ΔH=+240.3 kJ/mol,在图3 中画出该反应过程的能量变化图像___________。
(6)由 Zn、Al、Cu形成的晶体立方晶胞结构如图4所示,Zn、Al、Cu的原子个数比为___________;晶体中,与Zn原子最近且等距离的 Cu 原子数目为___________。
16. CuCl可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂,在气体分析中可用于一氧化碳和乙炔的测定。已知 CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸和乙醇,易溶于浓盐酸并生成H3CuCl4.
(1)实验室用如图所示装置制取 CuCl,反应原理如下:
制备+测定实验分析
①盛装70%浓硫酸的仪器名称为___________。
②装置A 的锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________。
③装置C 的作用是___________。
④装置B 中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到 CuCl晶体。
操作Ⅱ中SO2的作用是___________;操作Ⅳ中洗涤剂选用乙醇的优点是___________。
(2)某同学利用如图所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分含量。
已知:Ⅰ. CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成 Cu(CO) Cl·H2O。
Ⅱ.保险粉(Na2S2O4)和KOH 的混合溶液能吸收氧气。
①装置E中发生反应的离子方程式为___________。
②通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为___________。
③若通入的混合气体体积为448 mL(标准状况下),装置F中增加的质量为0.14g,则混合气体中CO 的体积分数为___________%。
17. 燃油汽车发动机工作时会产生包括CO、等多种污染气体,如何处理这些气体,对保护大气环境意义重大,回答下列问题:
(1)已知:
写出臭氧与NO作用产生和的热化学方程式:_______。
(2)汽车尾气治理势在必行,主要包含和NO,有人提出用活性炭对进行吸收。对于反应:,℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
物质
浓度(mol/L)
时间(min)
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
040
0.48
0.48
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_______,当升高反应温度,该反应的平衡常数K_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30分钟后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(填字母)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(3)采用甲烷还原法可以有效去除。一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1mol和2mol,发生反应:。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
反应时间(t)/min
0
2
4
6
8
10
p/(100kPa)
4.80
5.44
5.76
5.92
6.00
6.00
达到平衡时,的转化率为_______。若起始时加入3mol和2mol,则在该温度下的压强平衡常数=_______kPa(以分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
(4)除以上技术外,还可用电解吸收法将工业尾气中的转变为。向0.1NaCl溶液(起始pH调至9)中通入NO电解,测得电流强度与NO的去除率的关系如图甲所示,溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图乙所示:
去除NO主要发生的离子方程式为_______,随着电流强度的增大,电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是_______。
18. 以水杨酸为原料合成芳香化合物M的路线如下(Ph—代表苯基C6H5—):
(1)化合物A中含氧官能团的名称分别为___________、___________。
(2)化合物K的分子式为___________。
(3)写出 A→C 的化学方程式:___________。
(4)下列说法正确的有___________。
A. LiAlH4的阴离子空间构型为正四面体,由C生成D 的反应中,其表现氧化性
B. 从E生成F的过程中,σ键和π键均有断裂与形成
C. 1mol M与7 mol氢气完全反应所得产物含有4 个手性碳原子
D. 已知K分子除氢原子外其他原子共面,则氮原子的杂化方式是 sp2
(5)N是E的同系物,且比E多两个碳原子,N分子有4种不同化学环境的氢原子,写出两种符合条件的结构简式(不考虑立体异构)___________,并说明两种分子的核磁共振氢谱图的共同点:___________。
(6)二氟尼柳是一种高效、低毒、镇痛作用持久、副作用小的解热镇痛药。参考上述路线,设计以邻氯苯甲腈等物质为原料,合成二氟尼柳。
①第i步,碱性条件下水解后,再酸化
②第ii步,其反应的化学方程式为___________。
③第 iii步,进行___________(填反应类型),得到二氟尼柳。
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2025-2026学年高三上学期期中考试
化学
满分100分 考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:C 12 O 16 Fe56
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. 下列生活现象中,没有涉及氧化还原反应的是
A. 食物的腐败 B. 植物的光合作用 C. 生石灰吸水 D. 天然气燃烧
【答案】C
【解析】
【详解】A.食物腐败涉及有机物被氧化分解,存在化合价变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.光合作用中CO2的碳被还原,H2O的氧被氧化,存在化合价变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.生石灰(CaO)吸水生成Ca(OH)2,反应中所有元素的化合价均未改变,属于非氧化还原的化合反应,C符合题意;
D.天然气(CH4)燃烧生成CO2和H2O,碳和氧的化合价均发生改变,属于氧化还原反应,D不符合题意;
答案选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 基态Cu原子的价层电子排布式:
B. 的VSEPR模型:
C. 异戊二烯的系统命名:3-甲基-1,3-丁二烯
D. 丙烯腈的结构简式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态Cu原子为29号元素,根据洪特规则特例,全充满状态更稳定,其价层电子排布式应为3d104s1,A错误;
B.OF2中中心原子O的价层电子对数为,VSEPR模型应为四面体形,B正确;
C.异戊二烯结构为CH2=C(CH3)-CH=CH2,系统命名时甲基位于2号碳,正确名称为2-甲基-1,3-丁二烯,C错误;
D.丙烯腈含碳碳双键和氰基,结构简式为CH2=CH-CN,D错误;
故选B。
3. 在探究铜与硝酸反应的实验中,下列图标与该实验无关的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图标为小刀标志,铜与硝酸反应的实验无需使用小刀,A与实验无关;
B.图标为通风标志,铜与硝酸反应生成NO或NO2气体,反应过程中需要排风,B与实验有关;
C.图标为护目镜标志,硝酸有强腐蚀性且反应可能产生有害气体,需防护眼睛,C与实验有关;
D.图标为洗手标志,实验后需清洗残留化学物质,D与实验有关;
故选A。
4. 下列物质的分类正确的是
类别选项
碱
盐
电解质
酸性氧化物
A
苛性钠
Zn(NO3)2
BaSO4
NO
B
纯碱
AgNO3
NaCl固体
CO2
C
Fe(OH)3
CaCO3
熔融KNO3
SO3
D
KOH
Al2(SO4)3
Cl2
Mn2O7
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.苛性钠是NaOH,属于碱;Zn(NO3)2是盐;BaSO4是强电解质;NO不是酸性氧化物,A错误;
B.纯碱是Na2CO3,属于盐而非碱,B错误;
C.Fe(OH)3是碱;CaCO3是盐;熔融KNO3是电解质;SO3是酸性氧化物,C正确;
D.Cl2是单质,不是电解质;Mn2O7是酸性氧化物,但D中电解质分类错误,D错误;
答案选C。
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 将少量通入NaClO溶液中:
B. 用过量溶液吸收:
C. 硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. 向溶液中滴加,出现浅黄色浑浊:
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电离平衡常数,酸性,将少量CO2通入NaClO溶液中,反应生成和HClO,正确的离子方程式为,A错误;
B.用过量Na2CO3溶液吸收Br2,Br2发生歧化反应,生成Br—、,同时由于Na2CO3过量,生成,离子方程式,B正确;
C.硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液,Ba2+、完全反应,Ba2+与结合生成BaSO4沉淀,2个H+与2个反应生成2个CO2和2个H2O,离子方程式,C错误;
D.向H2SO3溶液中滴加Na2S,H2SO3与Na2S发生归中反应,生成S和H2O,正确的离子方程式为,D错误。
故选B。
6. 化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得:
下列说法不正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面
B. X分子中含有1个手性碳原子
C. Y能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 酸性条件下Z的水解产物均能发生聚合反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.与-NH2 相连的C原子为四面体结构,则所有C原子不可能共面,A不正确;
B.X中与-NH2连接的C原子周围连接四个不同的原子或原子团,存在一个手性碳原子,B正确;
C.Y中有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.Z含有酰胺基,水解产物中都有碳碳双键,都能发生加聚反应,D正确;
答案选A。
7. 有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素,其中与B处于同一周期的只有 D,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应,Z的单质在常温下为黄绿色气体,其余元素的信息如图所示。下列说法正确的是
A. 金属性:X>Y
B. 简单氢化物的沸点:B>D
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:E>Z
D. A、D、Z三种元素所形成的化合物只含有共价键
【答案】A
【解析】
【分析】A、B、D、E、X、Y、Z为七种短周期元素。Y的最高价氧化物对应的水化物能与强酸、强碱反应,则Y的最高价氧化物对应的水化物显两性,Y为Be或Al;Z的单质在常温下为黄绿色气体,则Z为Cl;B仅与D位于同一周期,二者的原子半径均小于E,则B、D为第二周期元素,E为第三周期元素,Y为Al,根据最外层电子数可知,B为C,D为N,E为S;A的原子半径最小,最外层电子数为1,则A为H;X的原子半径最大,最外层电子数与H原子相同,则X为Na。
【详解】A.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,Na的金属性强于Al,A正确;
B.B的简单氢化物为CH4,D的简单氢化物为NH3,NH3分子间存在氢键,沸点更高,沸点CH4<NH3,B错误;
C.非金属性Cl>S,则酸性:HClO4>H2SO4,C错误;
D.A、D、Z三种元素所形成的化合物可能为NH4Cl,NH4Cl中含有离子键,D错误;
故答案选A。
8. 如图所示实验装置及描述正确的是
A. 二茂铁易升华,可用图甲所示装置进行提纯
B. 可用图乙所示装置制银氨溶液
C. 利用图丙可验证与的反应是可逆反应
D. 利用图丁可测定醋酸的浓度
【答案】A
【解析】
【详解】A.二茂铁易升华,升华提纯需固体加热升华后气体凝华。图甲中蒸发皿加热,带孔滤纸可作为凝华载体,棉花球防止杂质进入,简易装置可实现升华提纯,A正确;
B.制银氨溶液应在溶液中逐滴加氨水至沉淀恰好溶解,图乙为氨水中滴加,试剂添加顺序错误,B错误;
C.验证可逆反应需证明反应物和生成物同时存在。图丙中溶液滴加少量,过量,加变红可能是过量导致,无法证明反应可逆,C错误;
D.醋酸滴定终点产物为,水解显碱性,应选酚酞作指示剂,甲基橙在酸性范围变色会导致误差,D错误;
故答案为:A。
9. 三蝶烯和硫族元素杂化素馨烯(TCSs)通过吡嗪单元相融合,合成了具有三维空间结构的“水车”状分子。“分子水车”能从C60和C70的混合溶液中选择性地分离出C60分子,纯度高达99.5%,下列说法错误的是
A. 三蝶烯的分子式为C20H14 B. “分子水车”与C70通过离子键结合
C. “分子水车”通过分子识别分离出C60和C70 D. 通过红外光谱能区分TCSs和三蝶烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.三蝶烯的结构中含20个C,H原子根据不饱和度及碳的四价原则计算为14个,分子式为C20H14,A正确;
B.“分子水车”是有机分子,C70是碳的单质分子,二者均为分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,不存在离子键,B错误;
C.“分子水车”能选择性分离C60和C70,具有分子识别特性,C正确;
D.TCSs含硫族元素(S、Se、Te)形成的化学键,三蝶烯仅含C、H元素,二者官能团及化学键不同,红外光谱可通过特征吸收峰区分,D正确;
故选B。
10. 一定温度下,将体积比为2∶1的C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g)C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B. 生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C. 反应ⅱ在高温条件下自发
D. 若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.决速步骤是活化能最大的步骤,即反应进程中基元反应始态与过渡态能量差最大的一步,生成C4H10的路径中,*C2H5+*C2H4→*C4H9对应过渡态TSⅡ,其活化能(过渡态与前中间体能量差)大于过渡态TSⅠ与后续步骤,故为决速步骤,A正确;
B.由能量图可知,过渡态TSⅡ之后(即*C4H9中间体之后)的进程生成C4H8(g)的路径活化能(如对应的能量)高于生成C4H10(g)的路径,活化能大导致反应速率慢,故C4H8选择性低,B正确;
C.反应ⅱ为2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g),ΔH=-230.7 kJ/mol(放热,ΔH<0),反应前后气体分子数减少(3→1),ΔS<0。根据,高温时(正值)增大,ΔG可能变为正值,反应不自发,该反应低温自发,C错误;
D.减小压强,气体浓度降低,反应速率减慢;2个反应均为气体分子数减少的反应,减压平衡逆向移动,C2H4转化率降低,D正确;
故选C。
11. 某种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池(质子交换膜未画出)工作原理如图所示。放电时,a极生成偶氮苯。下列说法错误的是
A. 放电时,由左向右移动
B. 充电时,a极接电源负极
C. 充电时,b极的电极反应为
D. 放电时,每生成1mol偶氮苯,外电路转移的电子数目约为
【答案】C
【解析】
【分析】根据电池示意图,放电时a极生成偶氮苯(),则由化合价升高,a电极为负极,电极反应式为:-=+,则b电极为正极,电极反应式为:,充电时反应刚好反向进行,据此分析解答;
【详解】A.放电时,阳离子向正极移动,故由左向右移动,A正确;
B.根据分析可知,充电时,a极做阴极,接电源负极,B正确;
C.根据分析可知,充电时,b极的电极反应为,C错误;
D.放电时,每生成1mol偶氮苯,转移2mol电子,外电路转移的电子数目约为,D正确;
故选C。
12. 乙烯在一定条件下被氧气催化氧化的反应过程如图所示。下列说法错误的是
A. 反应过程中Pd的价态始终不变
B. 反应过程中有配位键的形成和断裂
C. 是中间产物之一
D. 图中的总过程可表示为
【答案】A
【解析】
【分析】乙烯在一定条件下被氧气催化氧化可用总反应方程式表示为。
【详解】A.反应过程中Pd有0价、+2价等价态,A错误;
B.反应过程中从Pd2+生成有配位键的形成,逆反应有配位键的断裂,B正确;
C.根据反应过程图可看出是中间产物之一,C正确;
D.根据分析,乙烯在一定条件下被氧气催化氧化可用总反应方程式表示为,D正确;
故选A。
13. 中国科学技术大学某教授团队在钙钛矿太阳能电池方面获得重要进展。通常人们用通式A、B、O2-表示钙钛矿结构。理想的钙钛矿结构为立方结构,如图所示,A代表较大的阳离子,B表示较小的阳离子,摩尔质量为 为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为ABO3
B. 若以A为晶胞顶点,则O2-位于晶胞的面心
C. B占据由6个O2-形成的正八面体空隙
D. 若晶胞参数为a pm,则晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示,A原子个数为1,B原子个数为,O2-的个数为,A:B:O2-=1:1:3,化学式为ABO3,A正确;
B.如图所示,,该晶胞中四个O2-和A处于同一个平面内(红色实线),该平面平行与立方晶胞平面,A在晶胞中心、O2-在棱心,将A移到晶胞顶点,投影图如红色虚线所示,则O2-位于面心,B正确;
C.如图所示,1个B周围有6个等距最近邻O2-,B处于O2-形成的正八面体空隙中,C正确;
D.晶体的密度为 ,D错误;
故答案为D。
14. 常温下,某弱酸HA的电离平衡常数为2×10-5,向20mL0.1mol·L-1的NaOH溶液中缓慢滴加相同浓度的HA溶液,混合液中离子浓度随加入HA溶液体积的变化关系如图所示(忽略反应前后溶液体积变化),下列说法错误的是
A. 曲线③为浓度变化曲线
B. a点:
C. b点:
D. 当V(HA溶液)为20mL时,溶液的pH约为8.7(已知)
【答案】C
【解析】
【分析】结合起点和终点,向20mL0.1mol·L-1NaOH溶液中滴入相同浓度的弱酸HA溶液,发生浓度改变的微粒是、和,当V(HA溶液),溶液中存在的微粒是和,不参加离子反应,浓度随溶液体积增大而减小,当V(HA溶液)为20mL时浓度降为0.05mol·L-1,则①为浓度变化曲线,随着HA的加入,被中和而消耗,即经过a点在下降的曲线表示的是浓度的变化,即②为浓度变化曲线,经过a点、b点在上升的曲线表示的是浓度的改变,即曲线③为浓度变化曲线,据此分析解题。
【详解】A.由分析知,故曲线③为浓度变化曲线,A正确;
B.a点溶液中根据电荷守恒有,a点为交点,则,联合可得,则,B正确;
C.由题干图像信息可知,b点对应的HA溶液的体积超过20mL,即b点此时HA已过量,则根据物料守恒可得,,C错误;
D.当V(HA溶液)为20mL时,溶液为0.05mol·L-1NaA溶液,存在水解平衡:,水解平衡常数,NaA水解程度较小,近似为0.05mol·L-1,,代入可得,mol·L-1,mol·L-1溶液的pH约为,D正确;
故答案为:C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某含锌尘泥中富集了大量有价元素,是宝贵的资源财富,一种对含锌尘泥资源化处理的工艺流程如图1所示;
已知:25℃时, Fe(OH)3的
回答下列问题:
(1)“除杂”后,通过降温结晶获得KCl晶体时,若温度下降过快,得到的晶体颗粒会___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
(2)“浸出”时,提高浸出速率的措施有___________(任写一点)。
(3)“沉铁”时,加入双氧水将溶液中Fe2+转为Fe3+,此时溶液中的 为避免产生胶状 Fe(OH)3沉淀吸附离子,溶液pH需小于___________(保留一位小数);90℃时加入一定量K2SO4溶液,可生成黄钾铁矾沉淀[ 该反应的离子方程式为___________。
(4)“除锰”时,溶液中的ⅠMn2+会以MnO2的形式沉淀,反应的离子方程式为___________,沉锰后的溶液中主要含有ZnSO4,Zn2+在水中以如图2所示的结构存在,下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.该离子是正八面体结构,则Zn2+为sp3杂化
B. Zn2+的配位数为6
C.该离子中,Zn2+与H2O分子之间以配位键结合,O原子提供孤电子对
D.该离子中的H—O—H键角与自由水分子中的H—O—H键角相同
(5)对纳米锌使用碳热还原法是目前较为成熟的工业制锌方法,已知反应的热化学方程式为ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) ΔH=+240.3 kJ/mol,在图3 中画出该反应过程的能量变化图像___________。
(6)由 Zn、Al、Cu形成的晶体立方晶胞结构如图4所示,Zn、Al、Cu的原子个数比为___________;晶体中,与Zn原子最近且等距离的 Cu 原子数目为___________。
【答案】(1)偏小 (2)将漂洗渣粉碎、适当增加酸浓度、适当升温、搅拌等
(3) ①. 1.7 ②.
(4) ①. ②. BC
(5) (6) ①. 1:1:2 ②. 8
【解析】
【分析】这是含锌尘泥资源化处理的工艺流程示意图,各步骤作用如下:
焙烧:含锌尘泥与水、焦粉混合成泥料后进行焙烧,得到富锌粉尘和残渣,实现锌的初步富集;
漂洗:富锌粉尘用漂洗剂漂洗,得到漂洗液和后续处理的物料,漂洗液经除杂、一系列操作可得到NaCl和KCl;
浸出:漂洗后的物料用稀浸出,分离出浸渣,使锌等有价元素进入溶液;
沉铁:向浸出液中加入氧化剂、钾盐,将铁沉淀,得到浸渣,除去铁杂质;
除镉:加入Zn,置换出镉,进一步净化溶液;
除锰:加入,使以形式沉淀(锰渣),得到溶液;
制备纳米ZnO:溶液经后续处理可制得纳米ZnO,据此分析解答。
【小问1详解】
通过降温结晶获得KCl晶体时,温度下降过快,晶体形成速度快,会导致晶体颗粒偏小;
【小问2详解】
提高浸出速率的措施有很多,比如适当升高温度,温度升高,粒子运动加快,反应速率加快;或者增大反应物的接触面积,如将物料粉碎;或者适当增加酸的浓度、搅拌等;
【小问3详解】
的,,为避免生成沉淀,,,代入,则,;
90℃时加入一定量溶液,可生成黄钾铁矾沉淀,离子方程式为:;
【小问4详解】
① “除锰”时,溶液中的以的形式沉淀,作氧化剂,作还原剂,反应的离子方程式为:
②A.对于在水中的结构,从图2看,与6个分子通过配位键结合,形成正八面体的水合锌离子,的价层电子对数为6,采取杂化,A错误;
B.由图2可知,周围有6个分子与之结合,所以的配位数为6,B正确;
C.在该离子中, 提供空轨道,水分子中的 O原子提供孤电子对,二者之间以配位键结合,C正确;
D.该离子中,分子与形成配位键后,O原子的孤电子对减少一对成键情况改变,对H—O—H键的排斥作用与自由水分子不同,所以键角不同,D错误;
故答案选BC。
【小问5详解】
已知反应ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) ΔH=+240.3 kJ/mol为吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,绘制图像为:。
【小问6详解】
①原子:位于晶胞的顶点、面心,根据均摊法,个数为;原子:位于晶胞的棱心、体心,根据均摊法,个数为;Cu原子:位于晶胞的内部,个数为8,Zn、Al、Cu的原子个数比为1:1:2。
②与Zn原子最近且等距离的Cu原子数目:观察晶胞上底面中心的Zn原子,一个晶胞与Zn原子最近且等距离的Cu原子数目为4,晶胞上底面中心的Zn原子被两个晶胞共用,所以晶体中,与Zn原子最近且等距离的 Cu 原子数目为:8。
16. CuCl可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂,在气体分析中可用于一氧化碳和乙炔的测定。已知 CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸和乙醇,易溶于浓盐酸并生成H3CuCl4.
(1)实验室用如图所示装置制取 CuCl,反应原理如下:
制备+测定实验分析
①盛装70%浓硫酸的仪器名称为___________。
②装置A 的锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________。
③装置C 的作用是___________。
④装置B 中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到 CuCl晶体。
操作Ⅱ中SO2的作用是___________;操作Ⅳ中洗涤剂选用乙醇的优点是___________。
(2)某同学利用如图所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分含量。
已知:Ⅰ. CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成 Cu(CO) Cl·H2O。
Ⅱ.保险粉(Na2S2O4)和KOH 的混合溶液能吸收氧气。
①装置E中发生反应的离子方程式为___________。
②通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为___________。
③若通入的混合气体体积为448 mL(标准状况下),装置F中增加的质量为0.14g,则混合气体中CO 的体积分数为___________%。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. ③. 吸收过剩的SO2,防止污染空气 ④. 防止CuCl被氧化 ⑤. 防止CuCl溶解造成损失,且可以使固体快速干燥
(2) ①. ②. 向下移动量气管,使左右两侧液面相平 ③. 25
【解析】
【分析】装置A制备SO2,进入装置B中发生反应生成CuCl,装置C是为了吸收剩余的SO2,防止其排入空气中,污染空气;装置D是为了吸收CO2,装置E是为了吸收O2,装置F是为了吸收CO,最后装置G是测量剩余N2的体积。
【小问1详解】
①由实验装置图可知,盛装70%浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗;故答案为恒压分液漏斗。
②装置A是制备二氧化硫的装置,浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,其反应的化学方程式为 (浓);故答案为
③装置C作用是吸收未反应完的二氧化硫,防止污染空气;故答案为吸收过剩的SO2,防止污染空气。
④由于CuCl在潮湿空气中易被氧化,可知SO2的作用是防止CuCl被氧化;CuCl难溶于乙醇,则洗涤剂选用乙醇的优点是防止溶解造成损失,且可快速干燥,故答案为防止CuCl被氧化;防止CuCl溶解造成损失,且可以使固体快速干燥。
【小问2详解】
①根据已知Ⅱ可知装置E的作用是吸收氧气,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式;故答案为。
②装置G为量气装置,通入混合气体前,应先使左右两边液面在同一水平面上,通入混合气体前,装置G中量气管的液面较高,需进行的操作为向下移动量气管,使左右两侧液面相平;故答案为向下移动量气管,使左右两侧液面相平。
③由分析知,装置F用于吸收CO,由装置F中增加的质量可知,CO的物质的量为=0.005 mol,故混合气体中CO的体积分数为=25%,故答案为25。
17. 燃油汽车发动机工作时会产生包括CO、等多种污染气体,如何处理这些气体,对保护大气环境意义重大,回答下列问题:
(1)已知:
写出臭氧与NO作用产生和的热化学方程式:_______。
(2)汽车尾气治理势在必行,主要包含和NO,有人提出用活性炭对进行吸收。对于反应:,℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
物质
浓度(mol/L)
时间(min)
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
058
0.40
0.40
0.48
0.48
0
0.21
0.30
0.30
0.36
036
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_______,当升高反应温度,该反应的平衡常数K_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30分钟后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(填字母)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(3)采用甲烷还原法可以有效去除。一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1mol和2mol,发生反应:。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
反应时间(t)/min
0
2
4
6
8
10
p/(100kPa)
4.80
5.44
5.76
5.92
6.00
6.00
达到平衡时,的转化率为_______。若起始时加入3mol和2mol,则在该温度下的压强平衡常数=_______kPa(以分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
(4)除以上技术外,还可用电解吸收法将工业尾气中的转变为。向0.1NaCl溶液(起始pH调至9)中通入NO电解,测得电流强度与NO的去除率的关系如图甲所示,溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图乙所示:
去除NO主要发生的离子方程式为_______,随着电流强度的增大,电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是_______。
【答案】(1)
(2) ①. 0.042 ②. 减小 ③. BC
(3) ①. 75% ②. 3240
(4) ①. ②. 随着电流强度增大,导致次氯酸根转化为氯酸根,氯酸根氧化性弱于次氯酸根。
【解析】
小问1详解】
)已知:①;②;利用盖斯定律可知,②-①后再除以2即得,则对应的;
【小问2详解】
①0~10min内,NO的平均反应速率;该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数K减小;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,新平衡时NO和的浓度均大于原平衡浓度;
A.加入一定量的活性炭,碳是固体对反应速率和化学平衡均无影响,A错误;
B.通入一定量的NO,可增大NO浓度,同时使的浓度增大,B正确;
C.适当缩小容器的体积,反应前后体积不变,平衡状态物质浓度增大,C正确;
D.加入合适催化剂,催化剂只改变化学反应速率,不改变化学平衡,D错误;
故选BC;
【小问3详解】
一定温度下,体积固定的容器中,压强比等于气体物质的量之比,即,设平衡时气体总物质的量为ymol,则,解得y=3.75;设平衡时转化的物质的量为xmol,列三段式:
,可得1-x+2-2x+x+x+2x=3.75,解得x=0.75,平衡时的转化率:×100%=75%;;温度不变,平衡常数不变,故若起始时加入3mol和2mol,则在该温度下的压强平衡常数还是3240kPa;
【小问4详解】
由图可知,电流强度为4A时,氯化钠溶液电解得到的次氯酸根离子浓度最大,一氧化氮的去除率最高,则去除一氧化氮主要发生的反应为碱性条件下一氧化氮与溶液中的次氯酸根离子反应生成硝酸根离子、氯离子和水,反应的离子方程式为;电流强度大于4A时,溶液中次氯酸根离子浓度减小,氯酸根离子浓度增大,说明次氯酸根离子转化为氧化性弱于次氯酸根的氯酸根,导致电解氯化钠溶液时一氧化氮去除率下降。
18. 以水杨酸为原料合成芳香化合物M的路线如下(Ph—代表苯基C6H5—):
(1)化合物A中含氧官能团的名称分别为___________、___________。
(2)化合物K的分子式为___________。
(3)写出 A→C 的化学方程式:___________。
(4)下列说法正确的有___________。
A. LiAlH4的阴离子空间构型为正四面体,由C生成D 的反应中,其表现氧化性
B. 从E生成F的过程中,σ键和π键均有断裂与形成
C. 1mol M与7 mol氢气完全反应所得产物含有4 个手性碳原子
D. 已知K分子除氢原子外其他原子共面,则氮原子的杂化方式是 sp2
(5)N是E的同系物,且比E多两个碳原子,N分子有4种不同化学环境的氢原子,写出两种符合条件的结构简式(不考虑立体异构)___________,并说明两种分子的核磁共振氢谱图的共同点:___________。
(6)二氟尼柳是一种高效、低毒、镇痛作用持久、副作用小的解热镇痛药。参考上述路线,设计以邻氯苯甲腈等物质为原料,合成二氟尼柳。
①第i步,碱性条件下水解后,再酸化。
②第ii步,其反应的化学方程式为___________。
③第 iii步,进行___________(填反应类型),得到二氟尼柳。
【答案】(1) ①. (酚)羟基 ②. 羧基
(2)C4H4BrNO2
(3) (4)BCD
(5) ①. 、 ②. 两种分子的核磁共振氢谱图中,均有4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1
(6) ①. ②. 取代反应
【解析】
【分析】由图可知,A→C的反应为酯化反应,A的分子式为C7H6O3,C比A多了2个C,A中含有羧基,则B中含有羟基,故B为乙醇,则C为,C发生还原反应生成D,D→E为醇羟基的催化氧化,醇羟基变为醛基,E的结构简式为,F→G发生的是成环反应,G→H以及H→K发生取代反应。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,含氧官能团为:(酚)羟基、羧基,故答案为:(酚)羟基、羧基。
【小问2详解】
由K的结构简式可知,有4个交点C,H数为4,O原子有2个,N原子1个,Br原子1个,故分子式为C4H4BrNO2,故答案为:C4H4BrNO2。
【小问3详解】
B为乙醇,A和乙醇发生酯化反应生成C为,故反应方程式为:,故答案为:。
【小问4详解】
A.LiAlH4的阴离子为[AlH4]-,中心原子的价层电子对为=4,构型为正四面体,H的化合价为-1价,处于最低价,因此具有较强的还原性,故A错误;
B.E生成F的过程中碳氧双键变成了碳碳双键,因此有σ键和π键的断裂与形成,故B正确;
C.1mol M与7mol氢气完全反应所得产物为,有4个手性碳原子,位置为,故C正确;
D.已知K分子除氢原子外其他原子共面可确定为平面五元环,故N原子采取sp2杂化,故D正确;
故答案为:BCD。
【小问5详解】
N是E的同系物,且比E多两个碳原子,由此确定N的分子式为C9H10O2,其中含有一个酚羟基和一个醛基,N分子有4种不同化学环境的氢原子,因此考虑对称位置,羟基和醛基各占一种氢,还剩四个碳原子分占两个取代基和两种氢,因此可能的结构为、,两分子的核磁共振氢谱图中,均具有4个峰,峰面积之比为6:2:1:1,故答案为:、;两分子的核磁共振氢谱图中,均具有4个峰,峰面积之比为6:2:1:1。
【小问6详解】
由图可知,第ii步发生取代反应,苯环上羟基对位氢原子被溴原子取代,故化学方程式为,反应类型为取代反应,故答案为:;取代反应。
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