精品解析:云南省玉溪市江川区第一中学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:
云南省玉溪市江川区第一中学2025-2026学年度高三上期中考试
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. 高分子是生产生活中的常见物质。下列物质中不属于高分子的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 蛋白质 D. 合成橡胶
2. 下列化学用语正确的是
A. 正丙基的结构简式:
B. 基态氧原子的轨道表示式:
C. 中键的电子云轮廓图:
D. 椅式环己烷的空间结构模型:
3. 下列有关化学概念或结构的判断正确的是
A. 活化能是指化学反应中反应物断键所吸收的能量
B. 为直线形结构,可推测也为直线形结构
C. 甲烷、乙烷和环己烷均属于烷烃,且互为同系物
D. 由没有同分异构体可推测分子是正四面体结构
4. 下列有关方程式书写正确的是
A. 氢气燃烧热的热化学方程式:
B. 溶液中存在平衡:
C. 与水反应的离子方程式:
D. 锂离子电池充电时的反应:
5. 是一种弱酸,在水中按照如下方式电离:。下列说法错误的是
A. 1个分子发生电离的同时形成2个配位键
B. 电离过程中B原子由杂化变为杂化
C. 中所有的B原子和O原子都达到8电子稳定结构
D. 也能发生与类似的电离
6. X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Y和Z相邻;M元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一个电子。下列说法不正确的是
A. 化合物M2Z:共价键成分>离子键成分 B. 单质熔点M>Z>X
C. 原子半径:M>Y>Z>X D. YX3、X3Z+空间构型均为三角锥形
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溴化亚铁溶液中通入等物质的量的氯气;2Cl2+2Fe2++2Br-=4Cl-+2Fe3++Br2
B. CuSO4溶液中加入足量的氨水:Cu2++2NH3‧H2O=Cu(OH)2+2NH
C. Cl2与水的反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D. 碳酸氢镁溶液中加入过量澄清石灰水:Mg2++2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+MgCO3↓
8. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 固体中所含阳离子数为
B. 62g白磷()中共价键的数目为
C. 标准状况下,所含分子数为
D. 铜与足量的硫充分反应,1mol铜失去的电子数为
9. 下列有关甜味剂阿斯巴甜()和绿原酸()的说法正确的是
A. 都能发生加成、取代、聚合等反应
B. 分子中都含有4种官能团和2个手性碳原子
C. 能与强酸、强碱反应,两种物质各都能与溶液反应
D. 两种物质各都能与发生加成反应
10. 是有机合成的中间体。实验室可以用氯气和反应制备,装置如图所示(加热与夹持装置省略)
已知部分含硫物质的性质:
含硫物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
135.6
遇水剧烈反应,
与不反应
59
下列叙述正确的是
A. ①中盐酸只表现还原性
B. ②、⑤中试剂分别为饱和食盐水、NaOH溶液
C. 分离产品的操作应该是蒸馏,需要用到烧杯、漏斗、玻璃棒
D. ④的作用是防止⑤中的水蒸气进入③中干扰实验
11. 下列不能达到实验目的的是
A.制备纯净的氢氧化钠和氯气
B.减缓铁的腐蚀
C.验证铜与浓硫酸反应产生的
D.验证二氧化氮溶于水
A. A B. B C. C D. D
12. 锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示,晶胞参数为a pm,设阿伏加德罗常数为,下列说法错误的是
A. 该金属互化物的化学式为GaMn
B. Mn周围与它最近且相等距离的Ga有8个
C. 该晶胞的密度为
D. 1号Mn原子坐标参数为,则填充在1、2、3、4号构成的四面体空隙中心的原子的坐标参数为
13. 加氢转化为二甲醚的反应过程如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在恒压密闭容器中充入、,发生上述反应,反应Ⅱ的平衡常数>1。的平衡转化率、和生成物的选择性随温度变化如图所示。
已知:生成物的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线表示的是选择性
B. 温度高于时,的平衡转化率随温度升高逐渐降低
C. 达到平衡时,容器内的物质的量为
D. 在恒温密闭容器中将等物质的量的和混合,选择适当的催化剂进行反应Ⅱ,平衡时体系中的物质的量分数为,则
14. 我国科学家利用如下装置实现了含硝酸盐的废水处理和PET[]废弃塑料水解产物的转化与升级。其中电极a(Cu)和电极b(Ni)上分别负载钴和镍钴作催化剂。下列说法错误的是
A. 电极电势:
B. 电极a上的总反应式为
C. 离子交换膜为阴离子交换膜
D. 当有转化为时,理论上有透过离子交换膜
15. 向饱和溶液中(有足量固体)通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,发生反应,,]与的关系如下图所示[其中M代表或]。
已知。
下列说法错误的是
A. Ⅱ表示变化曲线
B. 当反应混合液的时,溶液中
C. 的平衡常数K的数量级为
D. 时,溶液中
二、流程题:本大题共1小题,共13分。
16. 易溶于水、乙醇和乙醚。实验室用铝箔制备流程如下。
(1)“碱溶”时转化的离子方程式为_______。
(2)已知,,。通入少量发生“沉淀”反应,滤液中溶质主要为的原因为_______。
(3)为加快“酸溶”的反应速率,可采用的实验措施为_______。(写出两种措施)
(4)溶液A制备的装置如图所示。结晶后,经过滤、洗涤、干燥制得晶体。
①通入的作用是_______。
②洗涤选用合适的洗涤剂为_______。
(5)明矾在水中的溶解度如图所示。请补充完全用未经洗涤的胶状固体制备明矾晶体的实验方案。向漏斗中的胶状固体加入_______,过滤、洗涤,干燥获得明矾晶体。
(实验中须使用的试剂:蒸馏水、溶液、、溶液)
三、实验题:本大题共1小题,共13分。
17. 高铝粉煤灰氯化制备氯化铝和氯化硅的实验装置,如下图所示。
已知:高铝粉煤灰中的主要物质是氧化铝和二氧化硅;管式炉中碳转化为;与均可与EDTA形成型配合物;易潮解。
(1)装置a的名称为___________,洗气瓶B中试剂为___________,反应前通入的目的是___________,实验装置中的缺陷是___________。
(2)管式炉中生成的化学方程式为___________。不同氧化物氯化率随配碳比(碳与氧化物的物质的量之比)的变化关系如图所示,合适的配碳比为___________,高于此配碳比时氯化率变化的可能原因___________。
(3)实验结束后,分离出mg氯化铝粗品,置于250mL锥形瓶,加25mL蒸馏水溶解;加入过量的溶液,煮沸1min,冷却至室温,加入二甲酚橙作指示剂,用氯化锌标准溶液滴定剩余的EDTA,消耗10.00mL,样品中氯化铝的纯度___________%。若用于量取EDTA溶液的滴定管未润洗,则测定结果___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
18. 以钼精矿(主要成分MoS2,其中S为价,还含少量钙、镁等元素)为原料制备得到的钼单质及化合物用于炼钢、电子工业。
(1)焙烧钼精矿可以制备MoO2、MoO3。焙烧炉中还会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2。则理论上完全反应消耗的n(MoS2)∶n(MoO3)=______。
(2)MoS2与Li可形成一种可充放电电池,电解质溶液由锂盐溶解在一定的非水、非质子性的有机溶剂中制成的,其工作原理为:xLi+nMoS2Lix(MoS2)n,则该电池放电时正极的电极反应式为______。
(3)钼精矿碱浸制钼酸钠(Na2MoO4)。直接向粉碎后的钼精矿中加入NaOH溶液和NaClO溶液可得到钼酸钠,同时生成硫酸盐。
①反应的离子方程式为______。
②钼浸出随着温度变化如图1,当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______。
(4)钼精矿可用于制备钼酸铵。钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH4)2Mo2O7,相对分子质量为340],二钼酸铵晶体加热过程中固体残留率随温度变化曲线如图2所示。
597℃时固体产物化学式为______。(写出计算过程)
已知:固体残留=×100%
(5)一种MoO2晶体结构如图,在MoO2中通过氮掺杂反应可生成,能使MoO2具有光学活性,掺杂过程如图所示。则晶体中x=______,y=______。
五、推断题:本大题共1小题,共15分。
19. 糠醛又称呋喃甲醛,我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国,糠醛在食品、香料、医药、合成树脂等方面有非常广泛的应用。下面是糠醛(A)用于合成香料α-呋喃丙烯酸甲酯和聚合物锦纶-66聚酰胺-66的合成路线:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)A中含氧官能团名称为___________;A中C原子的杂化方式为___________。
(2)有机物C的结构简式为___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)写出由J和K反应生成L的化学方程式:___________。
(5)糠醛催化加氢后的产物分子式为C5H10O2,与其互为同分异构体且属于酯的有机物,其中核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积比为9:1的同分异构体为___________。
(6)以糠醛和1-丙醇为原料其他试剂任选,设计制备的合成路线:___________。
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云南省玉溪市江川区第一中学2025-2026学年度高三上期中考试
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. 高分子是生产生活中的常见物质。下列物质中不属于高分子的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 蛋白质 D. 合成橡胶
【答案】A
【解析】
【分析】高分子化合物一般是指有机物分子的相对分子质量超过几万甚至几十万的物质,一般为混合物。
【详解】A.油脂的相对分子质量可以达到几百,相对较小,不属于高分子化合物,A符合题意;
B.淀粉属于天然有机高分子化合物,相对分子质量较大,从几万到几十万,一个淀粉分子中含有数百到数千个单糖单元,B不符合题意;
C.蛋白质是一类非常重要的含氨生物高分子化合物,其相对分子质量从几万到几千万,C不符合题意;
D.合成橡胶是人工合成的高分子化合物,橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高,一般在105~106范围内,D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语正确的是
A. 正丙基的结构简式:
B. 基态氧原子的轨道表示式:
C. 中键的电子云轮廓图:
D. 椅式环己烷的空间结构模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.正丙基为丙烷去掉端点氢原子形成的基团,结构简式应为-CH2CH2CH3;题目中结构为-CH(CH3)2,属于异丙基,A错误;
B.基态氧原子电子排布为1s22s22p4,2p轨道有3个简并轨道,根据洪特规则,电子应优先分占不同轨道且自旋平行,基态氧原子的轨道表示式:,B错误;
C.F2中σ键为2p轨道“头碰头”重叠形成,电子云沿键轴呈圆柱形对称,轮廓图应为轴对称图形,题目中椭圆示意图符合σ键电子云特征,C正确;
D.椅式环己烷中6个碳原子交替分布在两个平行平面,形成稳定的“椅式”构象,空间构型模型为:,D错误;
故选C。
3. 下列有关化学概念或结构的判断正确的是
A. 活化能是指化学反应中反应物断键所吸收的能量
B. 为直线形结构,可推测也为直线形结构
C. 甲烷、乙烷和环己烷均属于烷烃,且互为同系物
D. 由没有同分异构体可推测分子是正四面体结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.活化能是化学反应过程中反应物分子从常态转化为活化状态所需要的最低能量,并不是断键吸收的能量,A错误;
B.为分子晶体,二氧化碳分子呈直线形,而是共价晶体,呈四面体网状结构,B错误;
C.环己烷为环状结构,属于环烷烃,而甲烷、乙烷为链状烷烃,结构不相似,不互为同系物,C错误;
D.若为平面结构,会有同分异构体;而实际无同分异构体,说明为正四面体结构,D正确。
故选D。
4. 下列有关方程式书写正确的是
A. 氢气燃烧热的热化学方程式:
B. 溶液中存在平衡:
C. 与水反应的离子方程式:
D. 锂离子电池充电时的反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热指1mol物质完全燃烧的焓变,而该方程式表示2mol H2燃烧,不符合燃烧热的定义,正确的热化学方程式为:: ,A错误;
B.Cu2+在水溶液中与Cl-发生配位反应,形成[CuCl4]2-,方程式配平正确且符合实际反应,B正确;
C.SOCl2与水反应生成HCl和SO2,而非H+和,产物书写错误,正确的离子方程式为::,C错误;
D.锂离子电池充电时,Li+从阳极脱嵌进入阴极,锂离子电池充电时的反应:,D错误;
故选B。
5. 是一种弱酸,在水中按照如下方式电离:。下列说法错误的是
A. 1个分子发生电离的同时形成2个配位键
B. 电离过程中B原子由杂化变为杂化
C. 中所有的B原子和O原子都达到8电子稳定结构
D. 也能发生与类似的电离
【答案】B
【解析】
【详解】A.在H3BO3电离过程中,1个H3BO3分子结合1个H2O的OH-形成(B接受O的孤电子对形成1个配位键),同时H2O的H+与另一个H2O结合形成H3O+(O提供孤电子对形成1个配位键),则1个分子发生电离的同时形成2个配位键,A正确;
B.H3BO3中B原子为sp2杂化,电离后形成时,B原子变为sp3杂化,即电离过程中B原子由杂化变为杂化,B错误;
C.中所有的B原子形成4个共价键,O原子形成2个共价键,都达到8电子稳定结构,C正确;
D.Al和B为同主族元素,化学性质相似,也能发生与类似的电离:,D正确;
故选B。
6. X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Y和Z相邻;M元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一个电子。下列说法不正确的是
A. 化合物M2Z:共价键成分>离子键成分 B. 单质熔点M>Z>X
C. 原子半径:M>Y>Z>X D. YX3、X3Z+空间构型均为三角锥形
【答案】A
【解析】
【分析】X是宇宙中含量最多的元素,X为H元素,Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,则Y为N元素,Y和Z相邻,Z为O元素,M元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一个电子,则M为Na元素,综上所述:X为H、Y为N、Z为O、M为Na。
【详解】A.化合物M2Z为Na2O,其为离子化合物,离子键成分大于共价键,A错误;
B.金属钠常温下为固态,熔点比气体高,O2、H2均是由分子构成的物质,分子间存在范德华力,O2的相对分子质量比H2大因此O2熔点比H2高,因此熔点:Na>O2>H2,B正确;
C.电子层数越多,原子半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,则原子半径,Na>N>O>H,C正确;
D.NH3、H3O+价层电子对数均为4,孤对电子数均为1,VSEPR模型均为四面体形,空间构型均为三角锥形,D正确;
故选A。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溴化亚铁溶液中通入等物质的量的氯气;2Cl2+2Fe2++2Br-=4Cl-+2Fe3++Br2
B. CuSO4溶液中加入足量的氨水:Cu2++2NH3‧H2O=Cu(OH)2+2NH
C. Cl2与水的反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D. 碳酸氢镁溶液中加入过量澄清石灰水:Mg2++2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+MgCO3↓
【答案】A
【解析】
【详解】A.还原性:,氯气通入溴化亚铁溶液中先与亚铁离子反应,再与溴离子反应,因此溴化亚铁溶液中通入等物质的量的氯气,离子方程式应为:,A正确;
B.CuSO4溶液中加入足量的氨水生成四氨合铜离子,离子方程式:Cu2++4NH3•H2O═[Cu(NH3)4]2++4H2O,B错误;
C.氯气与水反应生成HCl和HClO,HClO是弱酸,在离子方程式中保留分子式,且为可逆反应,其离子方程式为Cl2+H2O⇌H++HClO+Cl-,C错误;
D.向碳酸氢镁溶液中滴入过量澄清石灰水,反应生成氢氧化镁、碳酸钙和水,离子方程式为,D错误;
故选A。
8. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 固体中所含阳离子数为
B. 62g白磷()中共价键的数目为
C. 标准状况下,所含分子数为
D. 铜与足量的硫充分反应,1mol铜失去的电子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaHSO4固体含Na+,,12g NaHSO4的物质的量为0.1mol,故阳离子数为,A正确;
B.白磷()分子呈正四面体结构,每个分子含6个P-P键,62g为0.5mol,含共价键数为=,B错误;
C.标准状况下为固体,无法用气体摩尔体积计算分子数,C错误;
D.铜与硫反应生成Cu2S,1mol Cu失去1mol电子,电子数为,D错误;
故答案选A。
9. 下列有关甜味剂阿斯巴甜()和绿原酸()的说法正确的是
A. 都能发生加成、取代、聚合等反应
B. 分子中都含有4种官能团和2个手性碳原子
C. 能与强酸、强碱反应,两种物质各都能与溶液反应
D. 两种物质各都能与发生加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.都含有苯环,能发生加成反应,都含有饱和碳原子和羧基,均能发生取代反应,阿斯巴甜同时含有羧基和氨基、绿原酸同时具有羟基和羧基,均能发生缩聚反应,A正确;
B.用星号标示的手性碳原子为、,B错误;
C.阿斯巴甜含有羧基、氨基、酯基等,能与强酸、强碱反应,绿原酸与溶液反应,中和酚羟基,羧基和酯基水解都消耗,绿原酸与溶液反应,共消耗,C错误;
D.羧基、酯基、酰胺基不能与氢气发生加成,苯环和碳碳双键可与发生加成反应,则阿斯巴甜最多能与氢气加成,绿原酸最多能与氢气加成,D错误;
故选A。
10. 是有机合成的中间体。实验室可以用氯气和反应制备,装置如图所示(加热与夹持装置省略)
已知部分含硫物质的性质:
含硫物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
135.6
遇水剧烈反应,
与不反应
59
下列叙述正确的是
A. ①中盐酸只表现还原性
B. ②、⑤中试剂分别为饱和食盐水、NaOH溶液
C. 分离产品的操作应该是蒸馏,需要用到烧杯、漏斗、玻璃棒
D. ④的作用是防止⑤中的水蒸气进入③中干扰实验
【答案】D
【解析】
【分析】实验室制取的原理为:常温下在装置①中将和浓HCl混合反应生成,通入装置②的浓中干燥后,通入装置③中与反应生成,装置④所装浓可防止⑤中的水蒸气进入③中干扰实验,最后的尾气通入装置⑤的碱溶液中吸收,据此分析解答。
【详解】A.①中浓盐酸与反应生成,Cl元素化合价升高,表现还原性,同时在中以酸根的形式存在,表现酸性,故盐酸既表现还原性又表现酸性,A错误;
B.②的作用是净化,因和遇水剧烈反应,因此进入③的需干燥,故②应盛浓硫酸作干燥剂使用,而不能使用饱和食盐水(仅除HCl,无法干燥);⑤为尾气处理,用NaOH溶液吸收,B错误;
C.(沸点135.6℃)与(沸点59℃)沸点差异大,可用蒸馏分离,但蒸馏需蒸馏烧瓶、冷凝管等仪器,烧杯、漏斗、玻璃棒为过滤仪器,C错误;
D.和遇水剧烈反应,⑤中NaOH溶液的水蒸气会挥发,④中浓硫酸可吸收水蒸气,防止其进入③干扰反应,D正确;
故答案为D。
11. 下列不能达到实验目的的是
A.制备纯净的氢氧化钠和氯气
B.减缓铁的腐蚀
C.验证铜与浓硫酸反应产生的
D.验证二氧化氮溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该装置为电解饱和食盐水,若未使用离子交换膜分隔阴阳极,阳极产生的Cl2会与阴极生成的NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,导致NaOH不纯;且Cl2中可能混有H2杂质未除杂,无法制备纯净的NaOH和Cl2,A错误;
B.Zn、Fe在酸化的NaCl溶液中形成原电池,Zn比Fe活泼作负极被腐蚀,Fe作正极被保护(牺牲阳极的阴极保护法),能减缓铁的腐蚀,B正确;
C.铜与浓硫酸加热反应生成SO2,SO2具有漂白性可使品红溶液褪色,浸NaOH的棉花可吸收尾气,装置能验证SO2产生,C正确;
D.NO2为红棕色气体,溶于水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体颜色变浅且体积减小,用量筒可观察到液面上升等现象,能验证NO2溶于水,D正确;
故选A。
12. 锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示,晶胞参数为a pm,设阿伏加德罗常数为,下列说法错误的是
A. 该金属互化物的化学式为GaMn
B. Mn周围与它最近且相等距离的Ga有8个
C. 该晶胞的密度为
D. 1号Mn原子坐标参数为,则填充在1、2、3、4号构成的四面体空隙中心的原子的坐标参数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由均摊法可知,该晶胞中Mn原子个数为,Ga原子个数为,即Mn、Ga原子个数之比为1∶1,则该金属互化物的化学式为GaMn,A正确;
B.由晶胞图可知,该晶体中Mn周围与它最近且相等距离的Ga有6个,B错误;
C.由A选项可知,该晶胞中Mn、Ga原子个数均为4,则该晶胞的密度为,C正确;
D.1号Mn原子坐标参数为,则原点为左下靠后的Mn原子,则填充在号构成的四面体空隙中心的原子在上层右前方小立方体的体心,其坐标参数为,D正确;
故选B。
13. 加氢转化为二甲醚的反应过程如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在恒压密闭容器中充入、,发生上述反应,反应Ⅱ的平衡常数>1。的平衡转化率、和生成物的选择性随温度变化如图所示。
已知:生成物的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线表示的是选择性
B. 温度高于时,的平衡转化率随温度升高逐渐降低
C. 达到平衡时,容器内的物质的量为
D. 在恒温密闭容器中将等物质的量的和混合,选择适当的催化剂进行反应Ⅱ,平衡时体系中的物质的量分数为,则
【答案】CD
【解析】
【详解】A.反应 Ⅰ、Ⅲ 为放热反应,升温不利于二甲醚生成,其选择性应随温度升高而降低,故曲线b是二甲醚的选择性,升温有利于CO生成,CO选择性随温度升高而增大,曲线a是的选择性, 曲线c为的平衡转化率,A错误;
B.温度高于270℃时,升高温度,反应Ⅱ(吸热)正向进行,消耗H2;反应Ⅰ逆向进行,也会释放H2,但CO2的平衡转化率仍增大,说明反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅰ逆向进行的程度,H2消耗更多,H2的平衡转化率应增大,B错误;
C.260℃时,CO2的平衡转化率为50%,则反应的CO2为2 mol×50%=1 mol,二甲醚选择性50%,生成二甲醚消耗的CO2为1 mol×50%=0.5mol,生成二甲醚物质的量为0.25mol,CO选择性 36%,生成CO消耗的CO2 1 mol×36%=0.36 mol,则反应Ⅰ消耗二氧化碳为1mol-0.36mol=0.64mol,则反应Ⅰ、Ⅱ消耗的氢气物质的量分别为1.92mol、0.36mol,则平衡时H2物质的量为5.4mol-1.92mol-0.36mol=3.12mol,C正确;
D.反应Ⅱ为,等物质的量的二氧化碳和氢气混合,设初始为1 mol,体积为V,平衡时转化x mol,三段式为:
则平衡常数, 0.5 <x<1, 的物质的量分数为,故有,D正确;
故选CD。
14. 我国科学家利用如下装置实现了含硝酸盐的废水处理和PET[]废弃塑料水解产物的转化与升级。其中电极a(Cu)和电极b(Ni)上分别负载钴和镍钴作催化剂。下列说法错误的是
A. 电极电势:
B. 电极a上的总反应式为
C. 离子交换膜为阴离子交换膜
D. 当有转化为时,理论上有透过离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,电极a上→→,N元素化合价降低,发生还原反应,总反应式为,a为阴极,电极b上→,发生氧化反应,b为阳极,据此回答问题
【详解】A.由分析知,电极a为阴极,电极b为阳极。电解池中阳极电势高于阴极,故电极电势a < b,A正确;
B.由分析知可知,电极a上发生的总反应式为,B正确;
C.由分析知,阴极(I室)生成,阳极(II室)消耗,为维持电荷平衡,需从I室向II室迁移,离子交换膜为阴离子交换膜,C正确;
D.由分析知,转化为时共失,电路中转移。阴离子交换膜中迁移量与电子转移量相等(电荷守恒),故透过膜的为,D错误;
故答案选D。
15. 向饱和溶液中(有足量固体)通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,发生反应,,]与的关系如下图所示[其中M代表或]。
已知。
下列说法错误的是
A. Ⅱ表示变化曲线
B. 当反应混合液的时,溶液中
C. 的平衡常数K的数量级为
D. 时,溶液中
【答案】A
【解析】
【分析】向饱和溶液中(有足量固体)通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,发生反应,,,随增大三个可逆过程均正移,故始终增大,曲线III表示表与的关系;,,带入坐标(-1.27,-3.0)可得,,同理可得。
【详解】A.==,===lg,根据斜率大小可知I代表,II代表]与的关系,A错误;
B.当反应混合液的时,=,,溶液中,B正确。
C.的平衡常数===,数量级为,C正确;
D.根据电荷守恒:,物料守恒:,可得,时,,溶液中,D正确;
故选A。
二、流程题:本大题共1小题,共13分。
16. 易溶于水、乙醇和乙醚。实验室用铝箔制备流程如下。
(1)“碱溶”时转化的离子方程式为_______。
(2)已知,,。通入少量发生“沉淀”反应,滤液中溶质主要为的原因为_______。
(3)为加快“酸溶”的反应速率,可采用的实验措施为_______。(写出两种措施)
(4)溶液A制备的装置如图所示。结晶后,经过滤、洗涤、干燥制得晶体。
①通入的作用是_______。
②洗涤选用合适的洗涤剂为_______。
(5)明矾在水中的溶解度如图所示。请补充完全用未经洗涤的胶状固体制备明矾晶体的实验方案。向漏斗中的胶状固体加入_______,过滤、洗涤,干燥获得明矾晶体。
(实验中须使用的试剂:蒸馏水、溶液、、溶液)
【答案】(1)2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑或
(2)因为溶液中四羟基合铝酸钠过量,同时
(3)搅拌、适当升温(适当增大盐酸的浓度)
(4) ①. 增大,抑制的水解;增大,促进的析出 ②. 饱和溶液
(5)蒸馏水洗涤沉淀直至取最后一次洗涤后滤液少许,滴入溶液无沉淀产生;向沉淀中加入硫酸溶液全部溶解,加入等物质的量的溶液,(水浴)蒸发浓缩冷却至室温结晶
【解析】
【分析】铝与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,向四羟基合铝酸钠中通入二氧化碳,生成氢氧化铝,加入盐酸生成氯化铝溶液,以此分析;
【小问1详解】
铝与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,
故答案为:2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑或;
【小问2详解】
通入少量发生“沉淀”反应,Ka2(H2CO3)>Ka[Al(OH)3],溶液中四羟基合铝酸钠过量时,滤液中溶质主要为;
故答案为:因为溶液中四羟基合铝酸钠过量,同时Ka2(H2CO3)>Ka[Al(OH)3];
【小问3详解】
为加快“酸溶”的反应速率,可采用的实验措施为搅拌、适当升温(适当增大盐酸的浓度);
故答案为:搅拌、适当升温(适当增大盐酸的浓度);
【小问4详解】
①因,为了抑制氯化铝水解,促进的析出,需要通入HCl;
故答案为:增大,抑制的水解,促进的析出;
②为了防止氯化铝晶体溶解,用饱和氯化铝溶液进行洗涤;
故答案为:饱和溶液;
【小问5详解】
向漏斗中的胶状固体加入蒸馏水洗涤沉淀直至取最后一次洗涤后滤液少许,滴入溶液无沉淀产生;向沉淀中加入硫酸溶液全部溶解,加入等物质的量的溶液,(水浴)蒸发浓缩冷却至室温结晶;
故答案为:蒸馏水洗涤沉淀直至取最后一次洗涤后滤液少许,滴入溶液无沉淀产生;向沉淀中加入硫酸溶液全部溶解,加入等物质的量的溶液,(水浴)蒸发浓缩冷却至室温结晶。
三、实验题:本大题共1小题,共13分。
17. 高铝粉煤灰氯化制备氯化铝和氯化硅的实验装置,如下图所示。
已知:高铝粉煤灰中的主要物质是氧化铝和二氧化硅;管式炉中碳转化为;与均可与EDTA形成型配合物;易潮解。
(1)装置a的名称为___________,洗气瓶B中试剂为___________,反应前通入的目的是___________,实验装置中的缺陷是___________。
(2)管式炉中生成的化学方程式为___________。不同氧化物氯化率随配碳比(碳与氧化物的物质的量之比)的变化关系如图所示,合适的配碳比为___________,高于此配碳比时氯化率变化的可能原因___________。
(3)实验结束后,分离出mg氯化铝粗品,置于250mL锥形瓶,加25mL蒸馏水溶解;加入过量的溶液,煮沸1min,冷却至室温,加入二甲酚橙作指示剂,用氯化锌标准溶液滴定剩余的EDTA,消耗10.00mL,样品中氯化铝的纯度___________%。若用于量取EDTA溶液的滴定管未润洗,则测定结果___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 饱和食盐水或饱和氯化钠溶液 ③. 排出空气 ④. 装置E、F之间缺少干燥(除水)装置或DE之间导管易堵塞
(2) ①. ②. ③. 过量的碳与氯气反应生成
(3) ①. ②. 偏大
【解析】
【分析】装置A中滴入浓盐酸生成氯气,通入饱和食盐水除HCl,通入浓硫酸除水蒸气,通入D进行反应生成氯化铝和氯化硅,通过空气冷凝,进入到E,F为尾气处理装置,据此分析;
【小问1详解】
装置a的名称为恒压滴液漏斗,洗气瓶B中试剂为饱和食盐水或饱和氯化钠溶液,除HCl,反应前通入的目的是排出空气,易潮解,故实验装置中的缺陷是装置E、F之间缺少干燥(除水)装置或DE之间导管易堵塞;
【小问2详解】
管式炉中氯气与C和氧化铝混合物反应,生成和,化学方程式为;不同氧化物氯化率随配碳比(碳与氧化物的物质的量之比)的变化关系如图所示,由图可知,配碳比为时氧化铝和二氧化硅产率高,高于此配碳比时氯化率变化的可能原因:过量的碳与氯气反应生成;
【小问3详解】
中与反应和EDTA的物质的量为,则产品中氯化铝的纯度,若用于量取EDTA溶液的滴定管未润洗,EDTA溶液浓度楄低,则测定结果偏大。
四、简答题:本大题共1小题,共14分。
18. 以钼精矿(主要成分MoS2,其中S为价,还含少量钙、镁等元素)为原料制备得到的钼单质及化合物用于炼钢、电子工业。
(1)焙烧钼精矿可以制备MoO2、MoO3。焙烧炉中还会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2。则理论上完全反应消耗的n(MoS2)∶n(MoO3)=______。
(2)MoS2与Li可形成一种可充放电电池,电解质溶液由锂盐溶解在一定的非水、非质子性的有机溶剂中制成的,其工作原理为:xLi+nMoS2Lix(MoS2)n,则该电池放电时正极的电极反应式为______。
(3)钼精矿碱浸制钼酸钠(Na2MoO4)。直接向粉碎后的钼精矿中加入NaOH溶液和NaClO溶液可得到钼酸钠,同时生成硫酸盐。
①反应的离子方程式为______。
②钼浸出随着温度变化如图1,当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______。
(4)钼精矿可用于制备钼酸铵。钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH4)2Mo2O7,相对分子质量为340],二钼酸铵晶体加热过程中固体残留率随温度变化曲线如图2所示。
597℃时固体产物化学式为______。(写出计算过程)
已知:固体残留=×100%
(5)一种MoO2晶体结构如图,在MoO2中通过氮掺杂反应可生成,能使MoO2具有光学活性,掺杂过程如图所示。则晶体中x=______,y=______。
【答案】(1)1:6 (2)nMoS2+xe-+xLi+=Lix(MoS2)n
(3) ①. MoS2+9ClO-+6OH-=++9Cl-+3H2O ②. 温度高于50℃,NaClO分解;或温度升高,反应速率加快,生成的钼酸根离子浓度增大,与钙镁离子形成沉淀
(4)MoO3 (5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据反应6MoO3+MoS27MoO2+2SO2↑,可知理论上完全反应消耗的1:6;
【小问2详解】
由方程式xLi+nMoS2Lix(MoS2)n可知,放电时,Li为负极,失去电子,发生氧化反应,MoS2为正极,得到电子,发生还原反应,正极的电极反应式为:nMoS2+xe-+xLi+=Lix(MoS2)n;
【小问3详解】
①钼精矿()中加入NaOH溶液和NaClO溶液可得到钼酸钠,同时生成硫酸盐,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒,一个MoS2失去18个电子,一个ClO-得到2个电子,反应的离子方程式为:MoS2+9ClO-+6OH-=++9Cl-+3H2O;
②当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是:温度高于50oC,NaClO分解;或温度升高,反应速率加快,生成的钼酸根离子浓度增大,与钙镁离子形成沉淀;
【小问4详解】
(相对分子质量为340)受热分解生成氧化物,设氧化物为MoOx,1个生成2个MoOx,根据相对分子量关系,M(MoOx)=340g/mol×84.70%÷2=144g/mol,则96+16x=144,x=3,产物为MoO3;
【小问5详解】
由MoO2晶胞结构可知,晶胞中有Mo个数为8×+4×+1=4,O的个数为8×+8×+2=8,晶胞中有4个MoO2;在晶体中,O空位个数为1++=,(2-x)×4=8-,x=,N增加个数为1×=,则4y=,y=。
五、推断题:本大题共1小题,共15分。
19. 糠醛又称呋喃甲醛,我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国,糠醛在食品、香料、医药、合成树脂等方面有非常广泛的应用。下面是糠醛(A)用于合成香料α-呋喃丙烯酸甲酯和聚合物锦纶-66聚酰胺-66的合成路线:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)A中含氧官能团名称为___________;A中C原子的杂化方式为___________。
(2)有机物C的结构简式为___________。
(3)由G生成H的反应类型为___________。
(4)写出由J和K反应生成L的化学方程式:___________。
(5)糠醛催化加氢后的产物分子式为C5H10O2,与其互为同分异构体且属于酯的有机物,其中核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积比为9:1的同分异构体为___________。
(6)以糠醛和1-丙醇为原料其他试剂任选,设计制备的合成路线:___________。
【答案】(1) ①. 醚键、醛基 ②. sp2
(2) (3)取代反应
(4)nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2+(2n-1)H2O
(5)HCOOC(CH3)3
(6)
【解析】
【分析】与CH3CHO在NaOH、加热条件下发生羟醛缩合反应,生成B为;B被银氨溶液氧化生成C为,C与CH3OH在浓硫酸作用下发生酯化反应,生成D。A在Ni、280℃时发生反应生成E;E与H2发生加成反应生成F,结合分子式可知F为;F与HCl发生反应生成G,G与HCl发生取代反应生成H为ClCH2CH2CH2CH2Cl,H与NaCN发生取代反应,生成I,I在H2O、H+作用下生成J为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,J在Ni催化作用下与H2发生加成反应,生成K为H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2,J与K发生缩聚反应生成L。
【小问1详解】
A为,含氧官能团名称为:醚键、醛基;A中C原子都形成3个σ键和1个π键,不含有孤电子对,价层电子对数为3,杂化方式为sp2。
【小问2详解】
由分析可知,有机物C的结构简式为。
【小问3详解】
由G(ClCH2CH2CH2CH2OH)生成H(ClCH2CH2CH2CH2Cl),分子中1个-OH被1个-Cl替代,反应类型为取代反应。
【小问4详解】
由J(HOOC(CH2)4COOH)和K(H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2)反应生成L(),同时生成H2O,化学方程式:nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2+(2n-1)H2O。
【小问5详解】
糠醛催化加氢后的产物分子式为C5H10O2,结构简式为,与其互为同分异构体且属于酯的有机物,其中核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积比为9:1,则分子中含有3个-CH3,且连在同一个碳原子上,所以同分异构体为HCOOC(CH3)3。
【小问6详解】
以糠醛()和1-丙醇为原料其他试剂任选,制备。采用逆推法,需制得CH3CH2CHO,CH3CH2CH2OH催化氧化制得CH3CH2CHO,CH3CH2CHO与发生羟醛缩合的产物再加H2还原,便可得到目标有机物,从而得出合成路线:。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
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