内容正文:
射洪中学高2023级高三上期二模考试
化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:B-11 O-16 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cr-52
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列文物的材质属于天然有机高分子的是
A.铜奔马
B.汉竹简
C.莲花形玻璃托盏
D.垂鳞纹秦公铜鼎
A. A B. B C. C D. D
2. 中国美食享誉世界。下列说法正确的是
A. 竹升面中的淀粉是纯净物
B. 黄河鲤鱼鱼肉中蛋白质的最终水解产物为二氧化碳、水和尿素
C. 制作咸香鸡使用花椒油调配酱汁,花椒油是一种不饱和脂肪酸
D. 糖葱薄饼的制作原料有麦芽糖、面粉等,其中麦芽糖可水解为葡萄糖
3. 硫及其化合物的部分转化关系如图所示,已知S8分子的8个硫原子以单键相连接构成环状结构。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 反应①的化学方程式为:
B. 反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
C. 32gS8分子中含S-S键的数目为NA
D. 100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目为0.01NA
4. 下列装置或操作不能达到相应实验目的的是
A.制备干燥的
B.制备无水
C.除去中少量的
D.萃取并分离溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
5. 下列化学用语正确的是
A. 甲酸甲酯的结构简式:
B. 的结构式:,分子呈直线形
C. 的电子式:
D. 基态硫原子的价电子轨道表示式:
6. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 硫化氢溶液久置变浑浊:
B. 沉淀中滴入氨水:
C. 碱性锌锰电池的正极反应:
D. 通入溶液中生成白色沉淀:
7. 工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性,需要进行脱砷处理才能排放,下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是
A. 氧化剂可以选择
B. 氧化步骤的离子方程式:
C. 加有助于通过共沉淀提高除砷率
D. 脱砷后排放的水可用于配制溶液
8. 、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,的一种同位素没有中子,基态原子核外的能级电子数是能级电子数的两倍,、位于同一主族,元素的某种单质可用于自来水消毒,的单质可用作食品抗氧化剂。下列说法错误的是
A. 键角: B. 原子半径:
C. 简单氢化物的沸点: D. 、、组成的一种离子可用于检验
9. 依据下列实验操作和现象,得出的结论错误的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向2 mL0.1 mol/LNa2S溶液中滴加0.1 mol/LZnSO4溶液至不再有沉淀产生,再滴加几滴0.1 mol/LCuSO4溶液
先产生白色沉淀,又出现黑色沉淀
B
向洁净的铁片上滴加几滴含有酚酞的氯化钠溶液
一段时间后,氯化钠溶液水滴的边缘显浅红
铁发生了吸氧腐蚀
C
用pH计测定Na2CO3溶液和苯酚钠溶液的pH
测出Na2CO3的pH大于苯酚钠
苯酚酸性强于碳酸
D
向等物质的量浓度的KF、KSCN混合溶液中滴加几滴溶液,振荡
溶液颜色无明显变化
证明结合的能力:
A. A B. B C. C D. D
10. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 产物的稳定性:
C. 该历程中正反应的最大活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
11. 去羟加利果酸具有抗炎作用,它对LPS诱导的内毒性休克具有保护作用,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 该物质有三种官能团
B. 1mol该物质可消耗
C. 该物质能发生氧化、取代、加成、加聚反应
D. 可用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键
12. 我国科学家研究出一种新型水系电池,其结构如下图,该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能,下列说法正确的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 通过阴离子交换膜向a电极移动
C. a极的电极反应式为
D. 每转移,右侧极室中溶液质量增大16g
13. 逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径,发生的反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
常压下,向密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的
A. 800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变
B. a代表CO、b代表、c代表
C. 649 ℃时,反应i的平衡常数
D.
14. 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apm,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A. 钙离子的配位数为8
B. 该复合氧化物晶体的密度为g·cm-3
C. 该晶胞沿z轴方向的投影如图乙
D. 氧离子与铬离子间的最短距离为apm
15. 某温度下,保持溶液中,调节溶液的pH,pH与pX[X表示、、、]的关系如下图所示。已知:;。下列叙述错误的是
A.
B.
C. ①与②线的交点的pH为2.3
D. 时,
第II卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钴是一种重要的战略物质,钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是,含有、、、等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。
①25℃时,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表:
金属离子
开始沉淀的
6.9
1.5
3.6
7.1
7.9
沉淀完全的
8.3
2.8
4.7
9.2
9.8
②的,当溶液中可溶性组分浓度小于时,可认为已除尽。
回答下列问题:
(1)浸取钴矿石前需要“粉碎”处理,其目的是_____。
(2)“浸取”时含物质发生反应的离子方程式为_____。
(3)“除杂”过程中调的范围是_____。
(4)若“沉钙”后溶液中,是否沉淀完全?理由是_____(写出必要的计算过程)。
(5)该工艺中设计萃取、反萃取的目的是_____。
(6)工业上利用电解含的水溶液制备金属钴的装置如图所示。
①图中电极应连接电源的_____(填“正”或“负”)极,“电解”时发生反应的化学方程式为_____。
②电解过程中Ⅱ室溶液变小,则离子交换膜2为_____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
17. 三氯化硼是一种重要的化工原料,可用来制造氮化硼及硼烷化合物等。可用硼酸三甲酯和氯气反应制备三氯化硼,部分实验装置如图,涉及的主要反应如下:
①
②
已知:的沸点为,的沸点为,的沸点为,三者均极易水解。回答下列问题:
(1)仪器M的名称是_______。
(2)装置C需要控制一定温度,采用的加热方式为_______。
(3)该实验需要用到的装置连接排序:_______。
____________________________
(4)装置B的作用是_______,发生反应的离子方程式为_______。
(5)装置D中的气流方向为_______。
(6)测定产品中氯元素的含量。称取样品置于蒸馏水中完全水解,并配制成100mL溶液,取出10.00mL溶液于锥形瓶中,再加入溶液,使充分沉淀,然后加入3mL硝基苯(常温常压下,密度为),振荡、静置,再向锥形瓶中滴加3滴_______溶液作指示剂,用标准溶液滴定(已知),当滴入最后半滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色,且半分钟内不褪色,到达滴定终点。重复实验次,到达滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为。已知:;该实验条件下,硼酸不与反应。
①上述“_______”选用的指示剂为_______(填字母)。
A.淀粉 B.甲基橙 C. D.
②样品中氯元素的质量分数为_______。
③若其他操作都正确,仅滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,则测得产品中的质量分数_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18. 研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
反应a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= - 49.1 kJ·mol-1
反应b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应c.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23.4 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)CH3OH分子中官能团的电子式为___________。
(2)反应d:CH3OCH3(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH4=___________kJ·mol-1,在密闭容器中发生该反应的有关说法错误的是___________(填字母)。
A.其他条件不变,升高温度时活化分子百分数增加
B.升高温度,平衡常数K增大
C.高温时反应可能自发进行
D.使用催化剂时,活化能和ΔH4均减小
(3)在恒温恒容密闭容器中充入3mol H2和1 mol CO2发生上述反应a、b、c,初始压强为2MPa。CO2的平衡转化率、二甲醚和CO生成物的选择性随温度变化如图所示。
已知:含碳生成物A的选择性=。
①L2表示CO2平衡转化率的曲线,该曲线在260℃之后呈上升趋势的原因是___________。
②260℃达到平衡状态时,H2的转化率α(H2)=___________%,反应b用气体分压表示的平衡常数Kp=___________[如p分压(CO2)=p总×CO2的体积分数](以整数比表示即可)。
19. 天然有机物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:
(1)A的名称为___________。
(2)C的含氧官能团名称为羟基、___________。
(3)写出的化学方程式___________。
(4)根据G与H的分子结构,下列方法可用来鉴别G与H的是___________(填序号)。
a.红外光谱 b.与酸性高锰酸钾溶液反应 c.与金属钠反应
(5)满足下列条件的B的同分异构体有___________种(考虑顺反异构)。
①可以发生银镜反应 ②能与溶液反应 ③分子中有两个
写出核磁共振氢谱有三组峰的同分异构体的结构简式___________。
(6)已知氯代烃()与醇()在碱的作用下生成醚()。以甲苯和化合物C为原料,参照题干路线合成化合物(无机试剂任选)___________。
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射洪中学高2023级高三上期二模考试
化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:B-11 O-16 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cr-52
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列文物的材质属于天然有机高分子的是
A.铜奔马
B.汉竹简
C.莲花形玻璃托盏
D.垂鳞纹秦公铜鼎
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜奔马为主要成分为金属材料,A错误;
B.汉竹简主要成分为纤维素,属于天然有机高分子,B正确;
C.莲花形玻璃托盏主要成分为玻璃,属于无机非金属材料,C错误;
D.垂鳞纹秦公铜鼎主要成分为金属材料,D错误;
故选B。
2. 中国美食享誉世界。下列说法正确的是
A. 竹升面中的淀粉是纯净物
B. 黄河鲤鱼鱼肉中蛋白质的最终水解产物为二氧化碳、水和尿素
C. 制作咸香鸡使用花椒油调配酱汁,花椒油是一种不饱和脂肪酸
D. 糖葱薄饼的制作原料有麦芽糖、面粉等,其中麦芽糖可水解为葡萄糖
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉(中n值不同,意味着分子的聚合度不同,即分子结构不同,所以淀粉是由多种不同分子组成的混合物,并非纯净物,A选项错误;
B.蛋白质在水解过程中,逐步断裂肽键,最终水解产物是氨基酸,而二氧化碳、水和尿素是蛋白质在体内代谢的最终产物,不是水解产物,B选项错误;
C.花椒油主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,属于酯类物质,而不饱和脂肪酸是指含不饱和键的脂肪酸,二者概念不同,C选项错误;
D.麦芽糖是二糖,在一定条件下能发生水解反应,水解产物为葡萄糖,D选项正确;
正确答案是D。
3. 硫及其化合物的部分转化关系如图所示,已知S8分子的8个硫原子以单键相连接构成环状结构。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 反应①的化学方程式为:
B. 反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
C. 32gS8分子中含S-S键的数目为NA
D. 100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目为0.01NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干信息可知,反应①即SO2和H2S反应生成S8和H2O,根据氧化还原反应配平可得该反应的化学方程式为:8SO2+16H2S=3S8↓+16H2O,A正确;
B.由题干信息可知,反应②为3S8+48OH-=16S2-+8+24H2O,其中氧化产物为和还原产物为S2-,则二者物质的量之比为1:2,B正确;
C.已知一个S8分子中含有8个S-S键,则32gS8分子中含S-S键的数目为=NA,C正确;
D.由于会发生水解,故100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目小于0.01NA,D错误;
故答案为:D。
4. 下列装置或操作不能达到相应实验目的的是
A.制备干燥的
B.制备无水
C.除去中少量的
D.萃取并分离溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓氨水能与生石灰制备氨气,碱石灰能用于干燥碱性气体氨气,则题给装置能达到制备干燥氨气的实验目的,故A不符合题意;
B.氯化铁在溶液中会水解生成氢氧化铁和盐酸,所以六水氯化铁在氮气氛围中直接加热会因氯化氢挥发使水解平衡不断右移直至趋于完全得到氢氧化铁,不能制得无水氯化铁,则题给装置不能达到制备无水氯化铁的实验目的,故B符合题意;
C.氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳不溶于碳酸氢钠饱和溶液,则题给装置能达到除去二氧化碳中混有的氯化氢杂质的实验目的,故C不符合题意;
D.四氯化碳不溶于水,密度比水大,能萃取溴水中的溴,则题给装置能达到萃取并分离溴水中的溴的实验目的,故D不符合题意;
故选B。
5. 下列化学用语正确的是
A. 甲酸甲酯的结构简式:
B. 的结构式:,分子呈直线形
C. 的电子式:
D. 基态硫原子的价电子轨道表示式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲酸甲酯的结构简式:HCOOCH3,故A错误;
B.的结构式:,中心原子O采用sp3杂化,所以分子呈V形,故B错误;
C.的电子式:,故C错误;
D.S是第16号元素,所以基态硫原子的价电子轨道表示式:,故D正确;
故选D。
6. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 硫化氢溶液久置变浑浊:
B. 沉淀中滴入氨水:
C. 碱性锌锰电池的正极反应:
D. 通入溶液中生成白色沉淀:
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2S是弱酸,在离子方程式中不能拆,硫化氢溶液久置变浑浊:,故A错误;
B.AgCl沉淀与氨水反应生成可溶性络合物,离子方程式为:,故B正确;
C.碱性锌锰电池正极反应中,MnO2在碱性条件下得电子生成MnO(OH)并伴随OH-生成,正极反应:,故C正确;
D.通入溶液中,SO2被Cu2+氧化为,Cu2+被还原为Cu+生成CuCl沉淀,离子方程式为:,故D正确;
故选A。
7. 工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性,需要进行脱砷处理才能排放,下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是
A. 氧化剂可以选择
B. 氧化步骤的离子方程式:
C. 加有助于通过共沉淀提高除砷率
D. 脱砷后排放的水可用于配制溶液
【答案】C
【解析】
【分析】高浓度的含砷废水中,砷以As(Ⅲ)和As(Ⅴ)形式存在,废水呈酸性,向废水中加入H2O2将低价态的As(Ⅲ)氧化为高价态,再加入FeCl3和NaOH,FeCl3在碱性条件下生成Fe(OH)3沉淀,砷的化合物与Fe(OH)3共同沉淀,提高除砷率,再调节废水pH,使水质符合排放标准,最终排放。
【详解】A.若氧化剂使用,会引入新的杂质锰元素,因此氧化剂不能选择,A项错误;
B.氧化步骤中加H2O2将氧化为,H2O2被还原为H2O,而不是生成O2,B项错误;
C.加调节,会转化为沉淀, 通过共同沉淀提高除砷率,C项正确;
D.根据流程分析可知,脱砷后排放的水中含有等杂质,会与反应生成沉淀,不能用于配制溶液,D项错误;
答案选C。
8. 、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,的一种同位素没有中子,基态原子核外的能级电子数是能级电子数的两倍,、位于同一主族,元素的某种单质可用于自来水消毒,的单质可用作食品抗氧化剂。下列说法错误的是
A. 键角: B. 原子半径:
C. 简单氢化物的沸点: D. 、、组成的一种离子可用于检验
【答案】A
【解析】
【分析】的一种同位素没有中子,X是H,基态原子s能级电子数量是p能级的两倍则其核外电子排布为1s22s22p2为C,、位于同一主族,元素的某种单质可用于自来水消毒,则该单质是,W是O、M是S,Z原子序数在Y、M之间,则Z是N,是第四周期元素,的单质可用作食品抗氧化剂,G是Fe,综上所述,X是H、Y是C、Z是N、W是O、M是S、G是Fe。
【详解】A.分别为,中心原子的价电子对数为3,无孤对电子,键角为120°,H2O和H2S的结构相似,中心原子均为sp3杂化,且都有一对孤电子对,键角均小于,O的电负性强于S,成键电子对偏向O原子,孤对电子对成键电子对斥力更大,因此键角H2O>H2S,则键角大小为:,A错误;
B.同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径:,B正确;
C.O、N的简单氢化物均为分子晶体,且均能形成分子间氢键,水分子孤对电子数更多,形成的氢键数量更多,则水分子间的作用力更强,故简单氢化物的沸点:,C正确;
D.、、组成的一种离子为,遇到变为血红色的配合物,因此可用于检验,D正确;
故选A。
9. 依据下列实验操作和现象,得出的结论错误的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向2 mL0.1 mol/LNa2S溶液中滴加0.1 mol/LZnSO4溶液至不再有沉淀产生,再滴加几滴0.1 mol/LCuSO4溶液
先产生白色沉淀,又出现黑色沉淀
B
向洁净的铁片上滴加几滴含有酚酞的氯化钠溶液
一段时间后,氯化钠溶液水滴的边缘显浅红
铁发生了吸氧腐蚀
C
用pH计测定Na2CO3溶液和苯酚钠溶液的pH
测出Na2CO3的pH大于苯酚钠
苯酚酸性强于碳酸
D
向等物质的量浓度的KF、KSCN混合溶液中滴加几滴溶液,振荡
溶液颜色无明显变化
证明结合的能力:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.先有白色沉淀生成后变为黑色沉淀,说明CuS更难溶,其溶度积较小,即Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),A正确;
B.食盐水为中性,负极上Fe失去电子,正极上氧气得到电子生成氢氧根离子,一段时间后溶液边缘变红,可知Fe发生吸氧腐蚀,B正确;
C.对比等浓度的碳酸钠溶液和苯酚钠溶液的pH,实际上是比较碳酸氢根离子和苯酚的酸性强弱。对比等浓度的碳酸钠溶液的pH大于苯酚钠溶液的pH,可推知酸性:苯酚 > 碳酸氢根,但无法得出苯酚与碳酸的酸性强弱关系,C错误;
D.与SCN-反应形成红色络合物,向等物质的量浓度的KF、KSCN混合溶液中滴加几滴溶液,振荡溶液颜色无明显变化,说明与SCN-结合的能力更弱,故结合的能力:F−>SCN−,D正确;
故选C。
10. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 产物的稳定性:
C. 该历程中正反应的最大活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示可知,反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即该反应为放热反应,A错误;
B.产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低,所以产物P2比产物P1要稳定,B错误;
C.由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大,E正= -18.92kJ·mol−1-(-205.11 kJ·mol−1)=186.19kJ·mol−1,C正确;
D.由图示可知,由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,则由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)>v(P2), D错误;
答案为C。
11. 去羟加利果酸具有抗炎作用,它对LPS诱导的内毒性休克具有保护作用,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 该物质有三种官能团
B. 1mol该物质可消耗
C. 该物质能发生氧化、取代、加成、加聚反应
D. 可用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,该物质含有羟基、羧基、碳碳双键三种官能团,A正确;
B.该物质含有羧基,能与NaHCO3反应,1mol该物质可消耗,B正确;
C.该物质含有醇羟基、碳碳双键,能发生氧化反应;含有羟基、羧基,能发生取代反应(酯化反应);含有碳碳双键,能发生加成、加聚反应,所以该物质能发生氧化、取代、加成、加聚反应,C正确;
D.该物质含有的羟基、碳碳双键均能被酸性溶液氧化而使其褪色,所以不能用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键,D错误;
故选D。
12. 我国科学家研究出一种新型水系电池,其结构如下图,该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能,下列说法正确的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 通过阴离子交换膜向a电极移动
C. a极的电极反应式为
D. 每转移,右侧极室中溶液质量增大16g
【答案】C
【解析】
【分析】b电极表面,Zn转化成ZnO,化合价升高,失电子,为负极,电极反应式为,a为正极,电极反应式为,由此分析回答;
【详解】A.由分析可知,电极a为正极,发生还原反应,A错误;
B.通过阴离子交换膜向负极移动,即向b电极移动,B错误;
C.由分析可知,a极的电极反应式为,C正确;
D.每转移,有2mol 转移到右侧极室,发生反应,即增加1mol水的质量,为18g,D错误;
故选C。
13. 逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径,发生的反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
常压下,向密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的
A. 800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变
B. a代表CO、b代表、c代表
C. 649 ℃时,反应i的平衡常数
D.
【答案】A
【解析】
【分析】反应ⅲ=反应ⅱ-反应ⅰ,则由盖斯定律可得:ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-165.0-41.1) kJ⋅mol−1=-206.1 kJ⋅mol−1;
反应ⅰ为吸热反应,反应ⅱ、ⅲ均为放热反应,升高温度,反应ⅰ正向移动,反应ⅱ、ⅲ逆向移动,则随温度的升高,n(CO)增大、n(CH4)减小,即b表示CH4、c表示CO,则a表示CO2,据此解答。
【详解】A.平衡常数只跟温度有关,温度不变,平衡常数不变,则800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变,A正确;
B.由分析可知, a表示CO2、b表示CH4 、c表示CO,B错误;
C.由图可知,649 ℃平衡时n(H2)=1.2 mol,即消耗n(H2)=(2-1.2) mol=0.8 mol,且此时n(CO)=n(CO2),因为还生成CH4,结合H元素守恒可知,生成n(H2O)小于0.8 mol,则此时反应i的平衡常数,C错误;
D.由分析可知,,D错误;
故选A。
14. 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apm,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A. 钙离子的配位数为8
B. 该复合氧化物晶体的密度为g·cm-3
C. 该晶胞沿z轴方向的投影如图乙
D. 氧离子与铬离子间的最短距离为apm
【答案】B
【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,故A错误;
B.根据均摊法,钙离子有个,氧离子有个,铬离子有1个,其化学式为CaCrO3,晶胞参数为a pm,晶胞体积=,根据可知,晶体密度为,故B正确;
C.该晶胞沿z轴方向的投影图应为,故C错误;
D.钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面棱长的一半,晶胞参数为a pm,氧离子与铬离子间的最短距离为pm,故D错误;
故答案选B。
15. 某温度下,保持溶液中,调节溶液的pH,pH与pX[X表示、、、]的关系如下图所示。已知:;。下列叙述错误的是
A.
B.
C. ①与②线的交点的pH为2.3
D. 时,
【答案】D
【解析】
【分析】根据可知,pH增大,H+的浓度减小,F-的浓度增大,−lgc(F-)减小,则①为pH与pc(F-)的关系,根据pc(F-)=1时,pH=3.2,则Ka=,根据③给的点可知,Ksp=10-5.4×(10-1)2=10-7.4,根据②给的点可得,此时Ka=,则c(F-)=1mol/L,则Ksp=10-5.7×12=10-5.7,根据Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),所以Ksp(BaF2)=10-5.7,Ksp(PbF2)=10-7.4,③为pc(Pb2+)与pH的关系,②为pc(Ba2+)与pH的关系,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,Ka(HF)=1×10−3.2,A正确;
B.根据分析可知,Ksp(PbF2)=1×10−7.4,B正确;
C.①与②线的交点为c(F-)=c(Ba2+)==10-1.9,Ka=,c(H+)=10-2.3mol/L,则pH为2.3,C正确;
D.当pH=2时,Ka===10-3.2,则c(F-)=10-2.2mol/L<c(H+),溶液中c(Ba2+)=mol/L=10-1.3mol/L>c(H+),则c(Ba2+)>c(H+)>c(F−)>c(OH−),D错误;
故选D。
第II卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钴是一种重要的战略物质,钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是,含有、、、等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。
①25℃时,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表:
金属离子
开始沉淀的
6.9
1.5
3.6
7.1
7.9
沉淀完全的
8.3
2.8
4.7
9.2
9.8
②的,当溶液中可溶性组分浓度小于时,可认为已除尽。
回答下列问题:
(1)浸取钴矿石前需要“粉碎”处理,其目的是_____。
(2)“浸取”时含物质发生反应的离子方程式为_____。
(3)“除杂”过程中调的范围是_____。
(4)若“沉钙”后溶液中,是否沉淀完全?理由是_____(写出必要的计算过程)。
(5)该工艺中设计萃取、反萃取的目的是_____。
(6)工业上利用电解含的水溶液制备金属钴的装置如图所示。
①图中电极应连接电源的_____(填“正”或“负”)极,“电解”时发生反应的化学方程式为_____。
②电解过程中Ⅱ室溶液变小,则离子交换膜2为_____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
【答案】(1)增大与硫酸、的接触面积,提高反应速率、使反应充分进行
(2)
(3)
(4)由解得,故没有沉淀完全
(5)富集,除去
(6) ①. 负 ②. ③. 阴
【解析】
【分析】钴矿(主要成分是,含有、、、等杂质)用硫酸、SO2浸取,得到含有、Fe3+、Mn2+、Ca2+,Al3+,通入压缩空气并且调节pH将和转化为Fe(OH)3和Al(OH)3除去,过滤后加入NaF溶液将Ca2+转化为CaF2沉淀除去,该工艺中前面的工序中杂质没有除去,则需设计萃取除去,再通过反萃取富集,电解硫酸钴得到金属钴,以此解答。
【小问1详解】
工艺中矿石需要粉碎处理,目的是增大与硫酸、的接触面积,提高反应速率、使反应充分进行。
【小问2详解】
“浸取”时与发生氧化还原反应生成Co2+和,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问3详解】
除杂过程中,通入压缩空气将氧化为,再将和除去,调范围是。
【小问4详解】
根据解得,则没有沉淀完全。
【小问5详解】
该工艺中前面的工序中杂质没有除去,则需设计萃取除去,再通过反萃取富集。
【小问6详解】
①由电极的电极反应可知,该电极应连接电源负极,电解时发生反应的化学方程式为;
②Ⅱ室中变小,再根据电极反应可知,Ⅲ室中的进入Ⅱ室,故离子交换膜2为阴离子交换膜。
17. 三氯化硼是一种重要的化工原料,可用来制造氮化硼及硼烷化合物等。可用硼酸三甲酯和氯气反应制备三氯化硼,部分实验装置如图,涉及的主要反应如下:
①
②
已知:的沸点为,的沸点为,的沸点为,三者均极易水解。回答下列问题:
(1)仪器M的名称是_______。
(2)装置C需要控制一定温度,采用的加热方式为_______。
(3)该实验需要用到的装置连接排序:_______。
____________________________
(4)装置B的作用是_______,发生反应的离子方程式为_______。
(5)装置D中的气流方向为_______。
(6)测定产品中氯元素的含量。称取样品置于蒸馏水中完全水解,并配制成100mL溶液,取出10.00mL溶液于锥形瓶中,再加入溶液,使充分沉淀,然后加入3mL硝基苯(常温常压下,密度为),振荡、静置,再向锥形瓶中滴加3滴_______溶液作指示剂,用标准溶液滴定(已知),当滴入最后半滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色,且半分钟内不褪色,到达滴定终点。重复实验次,到达滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为。已知:;该实验条件下,硼酸不与反应。
①上述“_______”选用的指示剂为_______(填字母)。
A.淀粉 B.甲基橙 C. D.
②样品中氯元素的质量分数为_______。
③若其他操作都正确,仅滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,则测得产品中的质量分数_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)热水浴 (3)A→E→C→D→E→B
(4) ①. 吸收Cl2,防止污染空气 ②. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(5)a→b (6) ①. C ②. ③. 偏低
【解析】
【分析】由硼酸三甲酯与氯气反应制备的原理知,实验首先用装置 A 制备Cl2,由于硼酸三甲酯、,COCl2均极易水解,接着用装置E干燥Cl2,干燥的氯气在装置C中与硼酸三甲酯反应制得,在装置D中收集,为防止水解,在装置D后再连接一个装置E,最后用NaOH溶液(装置B)吸收尾气。
【小问1详解】
仪器M的名称是三颈烧瓶。
【小问2详解】
由题给和COCl2的沸点数据可知,硼酸三甲酯与Cl2若在常温下反应,制得的中混有较多的COCl2,故应使硼酸三甲酯与Cl2在时反应制备,即最佳的反应条件为热水浴。
【小问3详解】
由硼酸三甲酯与Cl2反应制备的原理知,实验首先用A装置制备Cl2,由于硼酸三甲酯、等均极易水解,则需要用E装置干燥Cl2,干燥的Cl2在C装置中与硼酸三甲酯反应制得,在D装置中收集,为防止水解,在D装置后再连接E装置,最后用NaOH溶液(B装置)吸收尾气,因此需要用到的装置连接排序为A→E→C→D→E→B。
【小问4详解】
由分析可知,装置B的作用是吸收Cl2,防止污染空气,发生反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
【小问5详解】
为了使产物充分冷却,装置D中的气流方向为a→b。
【小问6详解】
①滴定终点时,SCN-与Fe3+反应生成红色的硫氰化铁,达到滴定终点时的现象为滴入最后半滴KSCN标准溶液时,溶液恰好由无色变为红色,且半分钟内不恢复原色,选用的指示剂为,故选C;
②由滴定消耗V2mLc2mol•L-1KSCN标准溶液可知,10mL溶液中氯离子的物质的量为(c1V1×10−3−c2V2×10−3) mol,样品中氯元素的质量分数为:=;
③若其他操作都正确,仅滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,会导致测得消耗KSCN标准溶液的体积偏大,测得剩余Ag+的物质的量偏大,则沉淀Cl-消耗Ag+的物质的量偏小,则测得产品中的质量分数偏低。
18. 研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
反应a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= - 49.1 kJ·mol-1
反应b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应c.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23.4 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)CH3OH分子中官能团的电子式为___________。
(2)反应d:CH3OCH3(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH4=___________kJ·mol-1,在密闭容器中发生该反应的有关说法错误的是___________(填字母)。
A.其他条件不变,升高温度时活化分子百分数增加
B.升高温度,平衡常数K增大
C.高温时反应可能自发进行
D.使用催化剂时,活化能和ΔH4均减小
(3)在恒温恒容密闭容器中充入3mol H2和1 mol CO2发生上述反应a、b、c,初始压强为2MPa。CO2的平衡转化率、二甲醚和CO生成物的选择性随温度变化如图所示。
已知:含碳生成物A的选择性=。
①L2表示CO2平衡转化率的曲线,该曲线在260℃之后呈上升趋势的原因是___________。
②260℃达到平衡状态时,H2的转化率α(H2)=___________%,反应b用气体分压表示的平衡常数Kp=___________[如p分压(CO2)=p总×CO2的体积分数](以整数比表示即可)。
【答案】(1) (2) ①. +121.6 ②. D
(3) ①. 260℃之后主要发生反应b,反应b为吸热反应,升高温度,其平衡正向移动,平衡转化率增大 ②. 38 ③.
【解析】
【小问1详解】
CH3OH分子中官能团为羟基,电子式为。
【小问2详解】
由盖斯定律可知,-(反应a×2+反应c)可得2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-2ΔH1-ΔH3= + 49.1 kJ·mol-1×2+23.4 kJ·mol-1=+121.6 kJ·mol-1。则CH3OCH3(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH4=+121.6 kJ·mol-1,
A.其他条件不变,升高温度时更多的分子可以转化为活化分子,活化分子百分数增加。A正确;
B.该反应的ΔH>0,为吸热反应,升高温度,平衡常数K增大,B正确;
C.该反应是气体体积增大的吸热反应,ΔS>0、ΔH>0,ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,则高温时反应可能自发进行,C正确;
D.使用催化剂时,活化能减小,但反应物和生成物的能量不变,ΔH4不变,D错误;
故选D。
【小问3详解】
①L2表示CO2平衡转化率的曲线,该曲线在260℃之后呈上升趋势的原因是:260℃之后主要发生反应b,反应b为吸热反应,升高温度,其平衡正向移动,平衡转化率增大;
②反应a、c为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CH3OCH3选择性降低;反应b为吸热反应,温度升高平衡正向移动,CO选择性增大。因此,表示CH3OCH3选择性的曲线是L3,表示CO选择性的曲线是L1,260℃达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为50%,CO的选择性为36%,CH3OCH3的选择性为50%,CH3OH的选择性为1-36%-50%=14%,则平衡时n()=1mol-1mol×50%=0.5mol,n(CO)=0.5mol×36%=0.18mol,n(CH3OCH3)=0.5mol×50% =0.125mol,n(CH3OH)= 0.5mol×14%=0.07mol,由O原子守恒可知,n(H2O)=2mol-0.5mol×2-0.18mol-0.125mol-0.07mol= 0.625 mol,由H原子守恒可知n(H2)= =1.86mol,H2的转化率α(H2)= =38%,初始压强为2MPa,则平衡压强为,反应b用气体分压表示的平衡常数Kp= =。
19. 天然有机物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:
(1)A的名称为___________。
(2)C的含氧官能团名称为羟基、___________。
(3)写出的化学方程式___________。
(4)根据G与H的分子结构,下列方法可用来鉴别G与H的是___________(填序号)。
a.红外光谱 b.与酸性高锰酸钾溶液反应 c.与金属钠反应
(5)满足下列条件的B的同分异构体有___________种(考虑顺反异构)。
①可以发生银镜反应 ②能与溶液反应 ③分子中有两个
写出核磁共振氢谱有三组峰的同分异构体的结构简式___________。
(6)已知氯代烃()与醇()在碱的作用下生成醚()。以甲苯和化合物C为原料,参照题干路线合成化合物(无机试剂任选)___________。
【答案】(1)1,3,5-苯三酚或间苯三酚
(2)(酮)羰基、醚键
(3)
(4)ac (5) ①. 3 ②.
(6)
【解析】
【分析】A与氢气发生还原反应生成B,B与乙醇分子间脱去1分子水形成醚键生成C,D的分子式为,对比C与E的结构简式,推知D为,E中醚键水解重新引入B→C过程中消除的羟基生成F,F与乙酸发生酯化反应生成G,G发生异构化生成H,H重新引入C→E过程中消除的羟基生成G,可知B→C过程、C→E过程的目的是保护特定位置的羟基。
【小问1详解】
根据A的结构简式,可知其名称为1,3,5-苯三酚或间苯三酚
【小问2详解】
根据C的结构简式,可知其含有的含氧官能团有羟基、羰基、醚键。
【小问3详解】
由分析可知D的结构简式为,C+D→E为取代反应,化学方程式为 。
【小问4详解】
a.G与H的官能团不同,用红外光谱可以鉴别,a正确;
b.G和H中都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,b错误;
c.H中含有羟基,在水中的溶解性应该大于G,可以鉴别,c正确;
故答案选ac。
【小问5详解】
B的结构简式为,其同分异构体满足①可以发生银镜反应,说明有醛基;②能与溶液反应,说明有羧基;③分子中有两个;一个羧基和一个醛基将用去3个O以及两个不饱和度,剩余4个碳原子和一个不饱和度,则符合的结构有、、,共3种;
核磁共振氢谱有三组峰的同分异构体的结构简式为。
【小问6详解】
结合题中氯代烃与醇在碱的作用下生成醚,与反应生成,在盐酸条件下水解生成,与Cl2在光照条件下生成,合成路线为。
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