内容正文:
宝安中学&中山一中2026届高三11月联考
化学
一、选择题(本题共16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分。每小题列出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 器具是饮食文化的重要载体。下列我国古代器具中主要由合金材料制成的是
A.单耳黑陶杯
B.秘色瓷莲花碗
C.青铜四足鬲
D.檀香木雕杯
A. A B. B C. C D. D
2. 我国饮食文化底蕴深厚,饮食种类丰富多样。化学与饮食密切相关,下列有关说法错误的是
A. “肠粉”中大米粉的主要成分淀粉是纯净物
B. “自热火锅”的加热包加水后发生了放热反应
C. “猪肉脯”包装内置一小包铁粉防氧化
D. “双皮奶”中的牛奶在人体内可水解
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型: B. 的模型:
C. S的原子结构示意图: D. 基态原子的价层电子排布式:
4. 用NA表示阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是
A. 30g甲醛中含共用电子对总数为3NA
B. 标准状况下,11.2LCH4和C2H4混合气体中含氢原子数目为2NA
C. 密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数2NA
D. 100mL1mol/LFeCl3溶液中含Fe3+的数目为NA
5. 量子化学大师鲍林引入电负性理论,很好地解释了元素形成化合物的机理。下列事实不能从元素的电负性角度解释的是
A. 熔点: B. 键角:
C. 沸点: D. 中为-1价
6. 钛及其化合物有着广泛用途。下图是四卤化钛的熔点示意图。下列说法不正确的是
A. 钛位于元素周期表第四周期IVB族
B. 钛合金可作电极材料,是因其晶体中有自由电子
C. 的熔点较高,与其晶体类型有关
D. 、、的熔点依次升高,是因为钛卤键的键能依次增大
7. 阿明洛芬是一种抗炎镇痛药物,可用于治疗慢性风湿性关节炎,其分子结构如下图。下列说法不正确的是
A. 分子中含有手性碳原子
B. 分子中碳原子有、两种杂化方式
C. 该物质可发生取代反应、加聚反应、缩聚反应
D. 1mol该物质最多能与发生加成反应
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用饱和碳酸钠溶液浸泡含的水垢:
B. 溶液与足量氯水反应:
C. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
D. 稀与溶液反应:
9. 利用下列试剂和装置(加热及夹持装置已略去)制备气体并除去其中的非水杂质,能达到目的的是
气体
试剂I
试剂II
试剂III
A
CO2
稀硫酸
CaCO3
饱和Na2CO3溶液
B
Cl2
浓盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
C
NO2
浓硝酸
Cu
蒸馏水
D
CH2=CH2
浓硫酸
C2H5OH(l)
酸性KMnO4溶液
A. A B. B C. C D. D
10. LiDFOB是一种新型的电解质锂盐,具有较高的电化学稳定性和电导率,被广泛用于目前的锂电池中。LiDFOB的结构如图所示,其中M、X、Y、Z为位于同一短周期元素,X原子核外的s轨道与p轨道上的电子数之比为2:1,下列叙述正确的是
A. X、Y、Z简单气态氢化物的沸点:
B. X、Y两元素组成分子一定为非极性分子
C. 该化合物中有极性键、非极性键、配位键和离子键
D. 该化合物中所有原子的最外层均满足8电子稳定结构
11. 下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作实验现象
实验结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭与浓硝酸在加热条件下反应生成NO2
B
取2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液于试管中,加热,后置于冷水中,加热后溶液变为黄绿色,冷却后变为蓝色
反应[Cu(H2O)4]2++4Cl- ⇌ 4H2O+[CuCl4]2-的ΔH > 0
C
加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结
NH4Cl固体受热升华
D
向试管中加入2mL酸性KMnO4溶液,通入足量SO2气体,溶液褪色
SO2具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
12. 油气化工、石油化工等行业的废气中含有H2S,工业上常用烧碱溶液或纯碱溶液吸收处理含H2S的尾气。已知25℃时,Ka1(H2CO3)=4.2×10-7,Ka2(H2CO3)=4.8×10-11,Ka1(H2S)=1.1×10-7,Ka2(H2S)=7.1×10-13。下列说法中不正确的是
A. 在HCO、CO、HS-、S2-4种阴离子中结合H+离子能力最强的是S2-
B. 用NaOH溶液吸收H2S得到Na2S的过程中水的电离度增大
C. 25℃时0.1mol/L的Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)
D. 25℃时0.1mol/L的NaHS溶液中:c(H2S)<c(S2-)
13. 用和侯氏制碱工艺联合制,同时、循环利用的主要物质转化如下。下列说法正确的是
A. ①中应向溶液先通入,再通入
B. ②中可使用蒸发结晶方法获得固体
C. 电解的溶液可以制得和
D. 理论上①中消耗的与③中生成的不相等
14. CuCl是一种难溶于水和乙醇的白色固体,见光受热易分解,在酸性溶液中会发生歧化反应:2Cu+ = Cu2+ + Cu。某小组用SO2与Cu(OH)2悬浊液制备CuCl,实验装置如图。下列说法不正确的是
A. 实验时先将a中液体加入锥形瓶
B. 若三颈烧瓶中有白色沉淀生成,可说明还原性:SO2>CuCl
C. 若三颈烧瓶中出现了紫红色固体,则说明通入量过多
D. 应实验装置末端增加尾气吸收装置
15. 科学家研发了一种可植入人体内的微型电池,通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准,电池启动;下降至标准后,电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A. a电极为电池负极
B. 降血糖过程中,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用
C. 理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol),电极 a处将有0.2mmol电子流出
D. 电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O
16. 实验表明,其他条件相同时,一定范围内,(X为Br或I)在NaOH水溶液中发生反应生成的速率与无关。该反应过程的能量变化如图所示。
①下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应
B. 中C的杂化方式不完全相同
C. X为Br时的、和均不等于X为I时的和
D. 该反应速率与无关的原因主要是不参与①
二、非选择题。本大题共4小题,共56分,请考生按要求作答。
17. 某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行。
②SOCl2遇水即放出SO2和HCl;AlCl3易升华。
③氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水。
请回答:
(1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示,此处漏斗的作用是______。
(2)写出下图中仪器A的名称______,干燥管内可用的酸性固体干燥剂______(填1种)。
(3)写出生成Z的化学方程式______,物质X可采用吸收法,在答题卡指定位置画出吸收该物质的装置图______。
(4)步骤Ⅰ,下列说法不正确的是______。
A. 氯苯试剂可能含有水,在使用前应作除水处理
B. 三颈烧瓶置于冰水浴中,是为了控制反应温度
C. Z中S和C都sp2杂化,所有原子一定共平面
D. 反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束
(5)步骤Ⅱ,加入冰水的作用是______。
(6)步骤Ⅲ,从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作如下,请排序______(填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相 ⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水
18. 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴、制备锂电池材料的一种流程如下。
已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”效率,除了将废渣磨碎,还可以______。
(2)“酸浸”步骤中,分离出的滤渣的化学式是______。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10molL-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(Co2+) = ______mol/L,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,Na2S2O8 的作用是______。
(5)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0-5.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为______。
(6)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的正极材料,其晶胞结构如图。充放电过程中,由Co-O键构成的CoO2层如同坚固的脚手架,在锂离子脱出和嵌入时保持结构稳定。已知:O、Co、Li的电负性分别为3.44、1.88、0.98。
①从电负性角度分析,LiCoO2中O—Co键是______键。放电时,钴元素的化合价______(填“升高”、“降低”或“不变”),同时,锂离子______(填“嵌入”或“脱出”)钴酸锂晶体。
②该晶体的密度为______g•cm-3 (用含a、c、NA的计算式表示)。(原子量:Li- 7 O-16 Co-59)
19. CO2与H2通过催化可转化为甲烷、乙醇、一氧化碳等,是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据如下:
Ⅰ、CO2 (g)+ 4H2(g) ⇌CH4(g)+ 2H2O(g) ΔH1
Ⅱ、2CO2(g) + 6H2(g) ⇌CH3CH2OH(g)+ 3H2O(g) ΔH2= -174 kJ/mol
Ⅲ、CO2 (g)+ H2(g) ⇌CO(g)+ H2O(g) ΔH3= +41 kJ/mol
Ⅳ、CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH4= +207 kJ/mol
回答下列问题:
(1)△H1= ______kJ/mol。下图为反应平衡常数(K)与温度()的关系图,上述Ⅰ—Ⅳ四个反应中符合该变化趋势的是(填相应反应的序号)______。
(2)利用Rh@Au或Au作催化剂有利于CO2甲烷化,路径如下图。根据图像可知,Rh@Au的催化效果更好,理由是______,该催化路径决速步骤的能垒是______eV。
(3)CO2甲烷化的过程中,一定温度下,保持CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量控制在60mL·min-1,测得CO2的转化率为80%,则CO2反应速率为______ mL·min-1。
(4)模拟CO2加氢在不同温度下的平衡组分(如下图),若只发生反应Ⅱ和Ⅲ,保持总压为5×103kPa,则:
①图中a和b分别代表产物______和______,温度高于500℃时,H2的含量随温度升高而下降的原因是______。
②计算300℃时反应Ⅱ的平衡常数Kp=______。
20. 对香豆酸(IV)具有抗氧化、抗菌消炎、降血脂、抗癌等多种生理功能。但受其低脂溶性所限,对香豆酸难以在乳液等体系中发挥较好的抗氧化作用。可通过以下化学修饰,提高其稳定性,增强生理活性。
(1)化合物I的名称为______。化合物III的官能团有羧基和______。
(2)化合物IV转化成V时,另一个产物的结构简式为______。
(3)关于上述图中的相关物质及转化,下列说法正确的有______。
A. 在I生成III的过程中,只有键的断裂与形成,无键的断裂与形成
B. 化合物II是草酸的同系物,且能与乙二醇发生原子利用率为100%的缩聚反应
C. 在III分子中,有大键,可能形成氢键,但不存在手性碳原子
D. 在IV分子中,有9个碳原子采取sp2杂化
(4)根据化合物IV的结构,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
过量NaOH溶液
______
______
②
______
______
加成反应
(5)符合下列条件化合物V的同分异构体共______种(不考虑立体异构)。
a.能发生银镜反应、能和FeCl3发生显色反应、能与NaHCO3反应
b.有1个手性碳原子;除1个苯环外无其他环状结构且苯环上只有3个取代基
(6)以水杨醛()和1,3-二氯丙烷为原料,合成香豆素()。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步反应的化学方程式为______(注明反应条件)。
②最后一步反应化学方程式为______(注明反应条件)。
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宝安中学&中山一中2026届高三11月联考
化学
一、选择题(本题共16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分。每小题列出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 器具是饮食文化的重要载体。下列我国古代器具中主要由合金材料制成的是
A.单耳黑陶杯
B.秘色瓷莲花碗
C.青铜四足鬲
D.檀香木雕杯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.单耳黑陶杯的主要成分为陶瓷,属于无机非金属材料,A不符合题意;
B.秘色瓷莲花碗的主要成分为陶瓷,属于无机非金属材料,B不符合题意;
C.青铜四足鬲的主要成分为青铜,为铜合金,属于合金材料,C符合题意;
D.檀香木雕杯的主要成分为纤维素,属于有机高分子材料,D不符合题意;
故选C。
2. 我国饮食文化底蕴深厚,饮食种类丰富多样。化学与饮食密切相关,下列有关说法错误的是
A. “肠粉”中大米粉的主要成分淀粉是纯净物
B. “自热火锅”的加热包加水后发生了放热反应
C “猪肉脯”包装内置一小包铁粉防氧化
D. “双皮奶”中的牛奶在人体内可水解
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉是高分子化合物,由不同聚合度的分子组成,属于混合物,A错误;
B.加热包中的生石灰与水反应生成氢氧化钙,放出大量热,B正确;
C.铁粉作为脱氧剂,通过氧化反应消耗氧气防止食物变质,C正确;
D.牛奶中的蛋白质和乳糖在人体内需水解为小分子物质才能吸收,D正确;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型: B. 的模型:
C. S的原子结构示意图: D. 基态原子的价层电子排布式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇的结构简式为,分子模型为:,A正确;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为3+(3-1×3)=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.S的原子有16个电子,结构示意图,C错误;
D.锌是30号元素,基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D正确;
故选C。
4. 用NA表示阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是
A. 30g甲醛中含共用电子对总数为3NA
B. 标准状况下,11.2LCH4和C2H4混合气体中含氢原子数目为2NA
C. 密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
D. 100mL1mol/LFeCl3溶液中含Fe3+的数目为NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.1分子甲醛中存在4对共用电子对,30g甲醛(为1mol)中含共用电子对总数为4NA,A错误;
B.1分子CH4和C2H4中含氢原子数目均为4,标准状况下,11.2LCH4和C2H4混合气体为0.5mol,其中含氢原子2mol,数目为2NA,B正确;
C.SO2和O2的反应是可逆反应,不能进行彻底,故2molSO2和1molO2不能彻底反应生成2mol三氧化硫,故气体分子的个数大于2NA个,C错误;
D.铁离子水解生成氢氧化铁,导致100mL1mol/LFeCl3溶液中含Fe3+的数目小于NA,D错误;
故选B。
5. 量子化学大师鲍林引入电负性理论,很好地解释了元素形成化合物的机理。下列事实不能从元素的电负性角度解释的是
A. 熔点: B. 键角:
C. 沸点: D. 中为-1价
【答案】A
【解析】
【详解】A.四氯化硅和四氯化碳都是分子晶体,四氯化硅的相对分子质量大于四氯化碳,分子间作用力大于四氯化碳,熔点高于四氯化碳,则四氯化硅的熔点高于四氯化碳不能从元素的电负性角度解释,A符合题意;
B.氧元素的电负性强于硫元素,则水分子中成键电子对间的斥力大于硫化氢,键角大于硫化氢,所以水分子的键角大于硫化氢能从元素的电负性角度解释,B不符合题意;
C.氮元素的电负性强于磷元素,非金属性强于磷元素,且氮原子的原子半径小于磷原子,则氨分子能形成分子间氢键,磷化氢不能形成分子间氢键,氨分子的分子间作用力大于磷化氢,沸点高于磷化氢,所以氨分子的沸点高于磷化氢能从元素的电负性角度解释,C不符合题意;
D.硅元素的电负性小于氢元素,则硅化氢分子中氢元素的化合价为-1价,所以硅化氢分子中氢元素的化合价为-1价能从元素的电负性角度解释,D不符合题意;
故选A。
6. 钛及其化合物有着广泛用途。下图是四卤化钛的熔点示意图。下列说法不正确的是
A. 钛位于元素周期表第四周期IVB族
B. 钛合金可作电极材料,是因其晶体中有自由电子
C. 的熔点较高,与其晶体类型有关
D. 、、的熔点依次升高,是因为钛卤键的键能依次增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.钛是22号元素,位于元素周期表第四周期IVB族,A正确;
B.钛合金具有金属晶体的特性,存在能够自由移动的电子,因此可以作电极材料,B正确;
C.由于氟的电负性强,与Ti形成离子键,则TiF4为离子晶体,熔点较高,C正确;
D.由熔点示意图可知,TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点较低,故均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高,D错误;
故选D。
7. 阿明洛芬是一种抗炎镇痛药物,可用于治疗慢性风湿性关节炎,其分子结构如下图。下列说法不正确的是
A. 分子中含有手性碳原子
B. 分子中碳原子有、两种杂化方式
C. 该物质可发生取代反应、加聚反应、缩聚反应
D. 1mol该物质最多能与发生加成反应
【答案】D
【解析】
【分析】阿明洛芬含有的官能团为碳碳双键、氨基、羧基。
【详解】A.分子中含有手性碳原子,即与羧基直接相连的碳原子为手性碳,A正确;
B.四个单键的碳原子为杂化,苯环中的碳原子以及双键两端碳原子为杂化,B正确;
C.含有羧基,可发生酯化反应即取代反应,含有碳碳双键可发生加聚反应,含有氨基与羧基,可以发生缩聚反应,C正确;
D.能与发生加成反应的只有碳碳双键,则1mol该物质能与1mol发生加成反应,D错误;
故选D。
8. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用饱和碳酸钠溶液浸泡含的水垢:
B. 溶液与足量氯水反应:
C. 使酸性高锰酸钾溶液褪色:
D. 稀与溶液反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.用饱和碳酸钠溶液浸泡含的水垢发生沉淀转化,故A正确;
B.溶液与足量氯水反应生成氯化铁和碘单质,反应的离子方程式为,故B错误;
C.使酸性高锰酸钾溶液褪色,反应的离子方程式为,故C错误;
D.稀与溶液反应生成硫酸钡沉淀、水,反应的离子方程式为,故D错误;
选A。
9. 利用下列试剂和装置(加热及夹持装置已略去)制备气体并除去其中的非水杂质,能达到目的的是
气体
试剂I
试剂II
试剂III
A
CO2
稀硫酸
CaCO3
饱和Na2CO3溶液
B
Cl2
浓盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
C
NO2
浓硝酸
Cu
蒸馏水
D
CH2=CH2
浓硫酸
C2H5OH(l)
酸性KMnO4溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验室采用稀盐酸与大理石反应制备二氧化碳,不用稀硫酸,防止生成的微溶性硫酸钙覆盖在大理石表面,阻碍反应的发生,又因为二氧化碳也和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,故不能用饱和Na2CO3溶液来除去CO2中的杂质,应该用饱和NaHCO3溶液来除去CO2中的杂质,A错误;
B.实验室中用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气,制备的Cl2中含有HCl,用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,B正确;
C.实验室用铜和浓硝酸反应制备二氧化氮,硝酸易挥发,制备的二氧化氮中混有硝酸,通过蒸馏水,二氧化氮与水反应生成硝酸和NO,不能收集二氧化氮,C错误;
D.实验室可以将浓硫酸和无水乙醇的混合液迅速加热到170℃来制备乙烯,这样制得的乙烯中含有SO2、CO2和乙醇蒸气等杂质,由于乙烯也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故不能用酸性高锰酸钾溶液来除杂,应该用NaOH溶液来除杂,D错误;
故选B。
10. LiDFOB是一种新型的电解质锂盐,具有较高的电化学稳定性和电导率,被广泛用于目前的锂电池中。LiDFOB的结构如图所示,其中M、X、Y、Z为位于同一短周期元素,X原子核外的s轨道与p轨道上的电子数之比为2:1,下列叙述正确的是
A. X、Y、Z简单气态氢化物的沸点:
B. X、Y两元素组成的分子一定为非极性分子
C. 该化合物中有极性键、非极性键、配位键和离子键
D. 该化合物中所有原子的最外层均满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【分析】,X原子核外的s轨道与p轨道上的电子数之比为2∶1,则X元素是C,M、X、Y、Z是位于同一短周期元素,由结构图可知,Z形成1个共价键,则Z元素是F;Y能形成2个共价键,则Y元素是O;M元素是B,其中1个F与B形成配位键;
【详解】A.H2O和HF均能形成分子间氢键,使其沸点升高,且H2O形成的氢键数目比HF多,因此最简单氢化物的沸点顺序为:H2O>HF>CH4,A错误;
B.X、Y分别为C、O,通常可形成化合物CO、,而CO为极性分子,B错误;
C.根据结构图,可知该化合物中有极性键、非极性键、配位键和离子键,C正确;
D.化合物中Li的最外层不满足8电子稳定结构,D错误;
故选C。
11. 下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作实验现象
实验结论
A
将红热的木炭投入浓硝酸中,产生红棕色气体
炭与浓硝酸在加热条件下反应生成NO2
B
取2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液于试管中,加热,后置于冷水中,加热后溶液变为黄绿色,冷却后变为蓝色
反应[Cu(H2O)4]2++4Cl- ⇌ 4H2O+[CuCl4]2-的ΔH > 0
C
加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结
NH4Cl固体受热升华
D
向试管中加入2mL酸性KMnO4溶液,通入足量SO2气体,溶液褪色
SO2具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色气体,可能是浓硝酸受热分解生成NO2,结论不准确,A错误;
B.加热CuCl2溶液变黄绿色,冷却恢复蓝色,说明升温促使生成[CuCl4]2-,平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,B正确;
C.NH4Cl受热分解为NH3和HCl,冷却后两者反应重新结合为NH4Cl,并非升华,C错误;
D.酸性KMnO4溶液褪色是因SO2被氧化,体现其还原性而非漂白性,D错误;
故选B。
12. 油气化工、石油化工等行业的废气中含有H2S,工业上常用烧碱溶液或纯碱溶液吸收处理含H2S的尾气。已知25℃时,Ka1(H2CO3)=4.2×10-7,Ka2(H2CO3)=4.8×10-11,Ka1(H2S)=1.1×10-7,Ka2(H2S)=7.1×10-13。下列说法中不正确的是
A. 在HCO、CO、HS-、S2-4种阴离子中结合H+离子能力最强的是S2-
B. 用NaOH溶液吸收H2S得到Na2S的过程中水的电离度增大
C. 25℃时0.1mol/L的Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)
D. 25℃时0.1mol/L的NaHS溶液中:c(H2S)<c(S2-)
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合H+能力由对应共轭酸的酸性强弱决定,S2-的共轭酸HS-的Ka2=7.1×10-13,是四个离子中酸性最弱的,因此S2-结合H+能力最强,A正确;
B.NaOH吸收H2S生成Na2S时,Na2S水解促进水的电离,而NaOH本身抑制水的电离,随着反应进行,水的电离度程度即电离度逐渐增大,B正确;
C.0.1mol/L的Na2CO3溶液中,Na+浓度为0.2 mol/L,因水解浓度略低于0.1 mol/L,OH-来自水解和水的电离,浓度高于,因此顺序为c(Na+)>c()>c(OH-)>c(),C正确;
D.NaHS溶液中,HS⁻水解平衡常数为,电离平衡常数为Ka2=7.1×10-13,水解程度大于电离程度,因此c(H2S)>c(S2-),D错误;
故答案选D。
13. 用和侯氏制碱工艺联合制,同时、循环利用的主要物质转化如下。下列说法正确的是
A. ①中应向溶液先通入,再通入
B. ②中可使用蒸发结晶的方法获得固体
C. 电解的溶液可以制得和
D. 理论上①中消耗的与③中生成的不相等
【答案】D
【解析】
【分析】向饱和食盐水先通入溶解度大的氨气、再通入二氧化碳,二氧化碳与氨化的饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体和含有氯化铵的滤液(步骤①);向滤液中加入氯化钠固体,降低氯化铵固体的溶解度使氯化铵固体析出,过滤得到母液和氯化铵固体(步骤②);将氯化铵固体溶于水,向其中加入碳酸镁,反应生成氯化镁、氨气和二氧化碳(步骤③)。
【详解】A.二氧化碳微溶于水,氨气极易溶于水,饱和食盐水中先通入的气体为氨气,通氨气后再通二氧化碳,可增大二氧化碳的溶解度,故A错误;
B.NH4Cl受热易分解,不能通过蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体,故B错误;
C.电解MgCl2溶液产生氯气、氢气和氢氧化镁,故C错误;
D.①中反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,,③中反应方程式为MgCO3+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,,故D正确;
故答案为D。
14. CuCl是一种难溶于水和乙醇的白色固体,见光受热易分解,在酸性溶液中会发生歧化反应:2Cu+ = Cu2+ + Cu。某小组用SO2与Cu(OH)2悬浊液制备CuCl,实验装置如图。下列说法不正确的是
A. 实验时先将a中液体加入锥形瓶
B. 若三颈烧瓶中有白色沉淀生成,可说明还原性:SO2>CuCl
C. 若三颈烧瓶中出现了紫红色固体,则说明通入量过多
D. 应实验装置末端增加尾气吸收装置
【答案】A
【解析】
【分析】甲装置中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,随后将氨水通入氯化铜溶液中生成氢氧化铜悬浊液,生成的氢氧化铜悬浊液中通入SO2观察两者是否反应,最后用氢氧化钠吸收尾气,同时进行了防倒吸处理,据此回答。
【详解】A.由于CuCl在酸性溶液中会发生歧化反应:2Cu+ = Cu2+ + Cu,若先将a中液体加入锥形瓶中,生成SO2溶于水使得溶液呈酸性,加入氨水时生成的CuCl在酸性溶液中会发生歧化反应,A错误;
B.若三颈烧瓶中有白色沉淀生成,即有CuCl生成,则表明SO2将Cu(OH)2还原为CuCl,二氧化硫为还原剂,CuCl为还原产物,还原性:SO2>CuCl,B正确;
C.如三颈烧瓶中有紫红色固体出现,说明有Cu生成,则Cu+发生了歧化反应,即溶液呈酸性,因此说明SO2通入量过多,C正确;
D.由于SO2为有毒气体,不能直接排放到空气中,应实验装置末端增加尾气吸收装置,防止污染空气,D正确;
故选A。
15. 科学家研发了一种可植入人体内的微型电池,通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准,电池启动;下降至标准后,电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A. a电极为电池负极
B. 降血糖过程中,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用
C. 理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol),电极 a处将有0.2mmol电子流出
D. 电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O
【答案】B
【解析】
【分析】由图,a极氧气得到电子被还原为氢氧根离子,a为正极,则b为负极,负极葡萄糖被氧化为葡萄糖酸;
【详解】A.由分析,a为正极,A错误;
B.从示意图可知,CuO→Cu2O,Cu2O →CuO ,CuO先参与反应后又生成,所以CuO是该反应的催化剂,B正确;
C.葡萄糖氧化为葡萄糖酸时,1 mol葡萄糖失去2 mol电子,理论上每消耗36mg葡萄糖(为0.2mmol),则电极 a处将有0.4mmol电子流入,C错误;
D.负极发生氧化反应,Cu2O中Cu+失电子生成CuO中Cu2+,电极反应式为Cu2O-2e-+ 2OH- = 2CuO + H2O,D错误;
故选B。
16. 实验表明,其他条件相同时,一定范围内,(X为Br或I)在NaOH水溶液中发生反应生成的速率与无关。该反应过程的能量变化如图所示。
①下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应
B. 中C的杂化方式不完全相同
C. X为Br时的、和均不等于X为I时的和
D. 该反应速率与无关的原因主要是不参与①
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为卤代烃的水解反应,属于取代反应,A正确;
B.甲基的碳原子是杂化,与三个甲基相连的碳原子失去了1个电子,带正电,价电子对数是3,为杂化,B正确;
C.表示断裂碳卤键吸收的能量,则Br和I的不相同,表示形成键释放的能量,则Br和I的相同,C错误;
D.决速步骤(活化能大的步骤)为碳卤键的离解(步骤①),不涉及OH⁻,故速率与其浓度无关,D正确;
故选C。
二、非选择题。本大题共4小题,共56分,请考生按要求作答。
17. 某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行。
②SOCl2遇水即放出SO2和HCl;AlCl3易升华。
③氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水。
请回答:
(1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示,此处漏斗的作用是______。
(2)写出下图中仪器A名称______,干燥管内可用的酸性固体干燥剂______(填1种)。
(3)写出生成Z的化学方程式______,物质X可采用吸收法,在答题卡指定位置画出吸收该物质的装置图______。
(4)步骤Ⅰ,下列说法不正确的是______。
A. 氯苯试剂可能含有水,在使用前应作除水处理
B. 三颈烧瓶置于冰水浴中,为了控制反应温度
C. Z中S和C都是sp2杂化,所有原子一定共平面
D. 反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束
(5)步骤Ⅱ,加入冰水的作用是______。
(6)步骤Ⅲ,从混合物M2中得到Z粗产物所有操作如下,请排序______(填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相 ⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水
【答案】(1)AlCl3蒸汽遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体,收集AlCl3
(2) ①. P2O5、硅胶 ②. 球形冷凝管
(3) ①. 2C6H5-Cl +SOCl2+2HCl ②. 或或 (4)C
(5)除去混合物中的SOCl2、AlCl3,实现有机相与无机相的分离,同时降低反应的速率
(6)②④⑤③①
【解析】
【分析】本题为实验探究题,让氯苯、SOCl2混合在冰水浴中AlCl3催化作用下进行反应生成化合物Z,充分反应后加入适量的冰水以除去SOCl2和AlCl3,然后加入乙醚进行多次萃取分离出有机相,并合并有机相,向有机相中加入无水Na2SO4进行除水,过滤除去Na2SO4晶体后,进行减压蒸馏就可得到比较纯净的Z的粗产品,据此分析解题。
【小问1详解】
已知AlCl3易升华,即受热之后变为蒸汽,遇冷之后又凝华为固体,故在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置中漏斗的作用是:AlCl3蒸汽遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体,收集AlCl3;
【小问2详解】
图中仪器A为球形冷凝管;酸性干燥剂一般用于干燥酸性或中性气体,常见的酸性固体干燥剂有五氧化二磷或硅胶等,它可以吸收水分,此处干燥剂是为了防止空气中水蒸气进入,可使用P2O5、硅胶;
【小问3详解】
AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z(),反应的化学方程式为:;物质X为HCl,可采用吸收法除去,还要防止倒吸,则装置图为: 或或;
【小问4详解】
A.由题干信息可知,SOCl2遇水即放出SO2和HCl,氯苯试剂可能含有水,故在使用前应作除水处理,A正确;
B.由题干信息可知,AlCl3易升华,故三颈烧瓶置于冰水浴中,是为了控制反应温度,B正确;
C.中苯环C都是sp2杂化,S原子价层电子对数是,S为sp3杂化,所有原子不能共平面,C错误;
D.已知氯苯和SOCl2在AlCl3催化作用下生成Z和HCl,即反应过程中能够产生难溶于有机物的HCl气泡,则可知反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束,D正确;
故选C;
【小问5详解】
由分析可知,步骤Ⅰ所得M1中含有Z、氯苯和SOCl2、AlCl3等,结合题干信息可知,SOCl2遇水即放出SO2和HCl,且AlCl3易溶于水而难溶于有机物,故步骤Ⅱ中加入冰水的作用是除去混合物中的SOCl2、AlCl3,同时冰水可以降低反应速率;
【小问6详解】
由分析可知,步骤Ⅱ得到的混合物M2中含有Z、氯苯,结合题干信息:氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水,步骤Ⅲ从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作为:用乙醚萃取、分液,再次萃取、分液,合并有机相,加入无水Na2SO4干燥剂吸水,过滤出Na2SO4晶体,即得到氯苯和Z的混合,在进行减压蒸馏,故答案为:②④⑤③①;
18. 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴、制备锂电池材料的一种流程如下。
已知:Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”效率,除了将废渣磨碎,还可以______。
(2)“酸浸”步骤中,分离出的滤渣的化学式是______。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10molL-1,向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中c(Co2+) = ______mol/L,据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,Na2S2O8 的作用是______。
(5)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0-5.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为______。
(6)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的正极材料,其晶胞结构如图。充放电过程中,由Co-O键构成的CoO2层如同坚固的脚手架,在锂离子脱出和嵌入时保持结构稳定。已知:O、Co、Li的电负性分别为3.44、1.88、0.98。
①从电负性角度分析,LiCoO2中O—Co键是______键。放电时,钴元素的化合价______(填“升高”、“降低”或“不变”),同时,锂离子______(填“嵌入”或“脱出”)钴酸锂晶体。
②该晶体的密度为______g•cm-3 (用含a、c、NA的计算式表示)。(原子量:Li- 7 O-16 Co-59)
【答案】(1)适当升温、适当提高硫酸浓度
(2)Cu、PbSO4
(3) ①. 1.6 × 10-4 ②. 不能
(4)分别氧化Mn2+、Fe2+为MnO2、Fe3+,以便除去
(5)2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+4H++Cl-
(6) ①. 共价键 ②. 降低 ③. 嵌入 ④.
【解析】
【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质,经稀硫酸酸浸时,铜不溶解,Zn及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液;然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀;过滤后,滤液中加入Na2S2O8将锰离子氧化为二氧化锰除去,同时亚铁离子也被氧化为铁离子;再次过滤后,用氢氧化钠调节pH=4,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去;再次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴,得到Co(OH)3,处理后得到LiCoO2;
【小问1详解】
“酸浸”前,为了提高“酸浸”效率,除了将废渣磨碎,还可以适当升温、适当提高硫酸浓度;
【小问2详解】
由分析,分离出的滤渣的化学式是Cu、PbSO4;
【小问3详解】
加入Na2S至Zn2+沉淀完全,此时溶液中,,此时绝大部分二价钴离子也已经沉淀,据此判断不能实现Zn2+和Co2+的完全分离;
【小问4详解】
由流程结合分析,“沉锰”步骤中,Na2S2O8 的作用是分别氧化Mn2+、Fe2+为MnO2、Fe3+,以便除去;
【小问5详解】
反应为酸性条件下,次氯酸根离子氧化二价钴离子生成Co(OH)3沉淀,反应中钴化合价由+2变为+3、氯化合价由+1变为-1,结合电子守恒,反应为:2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+4H++Cl-;
【小问6详解】
①氧、钴电负性差值为3.44-1.88=1.56<1.7,则从电负性角度分析,LiCoO2中O—Co键是共价键键;放电时,负极锂失去电子化合价升高,则正极钴酸锂中钴元素的化合价会降低,阳离子向正极移动,故同时,锂离子嵌入钴酸锂晶体。
②据“均摊法”,晶胞中含个Li,结合化学式LiCoO2,则晶体密度为。
19. CO2与H2通过催化可转化为甲烷、乙醇、一氧化碳等,是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据如下:
Ⅰ、CO2 (g)+ 4H2(g) ⇌CH4(g)+ 2H2O(g) ΔH1
Ⅱ、2CO2(g) + 6H2(g) ⇌CH3CH2OH(g)+ 3H2O(g) ΔH2= -174 kJ/mol
Ⅲ、CO2 (g)+ H2(g) ⇌CO(g)+ H2O(g) ΔH3= +41 kJ/mol
Ⅳ、CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH4= +207 kJ/mol
回答下列问题:
(1)△H1= ______kJ/mol。下图为反应平衡常数(K)与温度()的关系图,上述Ⅰ—Ⅳ四个反应中符合该变化趋势的是(填相应反应的序号)______。
(2)利用Rh@Au或Au作催化剂有利于CO2甲烷化,路径如下图。根据图像可知,Rh@Au的催化效果更好,理由是______,该催化路径决速步骤的能垒是______eV。
(3)CO2甲烷化的过程中,一定温度下,保持CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量控制在60mL·min-1,测得CO2的转化率为80%,则CO2反应速率为______ mL·min-1。
(4)模拟CO2加氢在不同温度下的平衡组分(如下图),若只发生反应Ⅱ和Ⅲ,保持总压为5×103kPa,则:
①图中a和b分别代表产物______和______,温度高于500℃时,H2的含量随温度升高而下降的原因是______。
②计算300℃时反应Ⅱ的平衡常数Kp=______。
【答案】(1) ①. -166 kJ/mol ②. Ⅲ、Ⅳ
(2) ①. a.催化剂Rh@Au能更大程度地降低反应的活化能,b.提高了CO2对CH4的选择性,减少副产物CO的生成 ②. 0.95
(3)9.6 (4) ①. H2O ②. CO ③. 升高温度,反应Ⅱ逆移,反应Ⅲ正移,当温度高于500℃时,温度对Ⅲ反应的影响大于对Ⅱ反应的影响 ④.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ-反应Ⅳ得CO2(g)+ 4H2(g) ⇌CH4(g)+ 2H2O(g),;由图可知,温度升高,lnK增大,平衡正向移动,故正向移动为吸热反应,符合该变化趋势的是Ⅲ、Ⅳ;
【小问2详解】
由图可知,活化能更低的是Rh@Au做催化剂,故理由a.催化剂Rh@Au能更大程度地降低反应的活化能,b.提高了CO2对CH4的选择性,减少副产物CO的生成;该催化路径决速步骤即活化能最大的步骤(CO*→CHO*),能垒是1.19 eV-0.24 eV=0.95 eV;
【小问3详解】
CO2甲烷化的过程中,CO2与H2的体积比为1:4,反应气的总流量为60 mL·min-1,则1 min内初始时CO2的体积为60× mL=12 mL,320 ℃时CO2转化率为80%,则CO2反应速率为v = mL·min-1=9.6 mL·min-1;
【小问4详解】
①对于反应Ⅱ,升高温度,反应逆向移动,对于反应Ⅲ,升高温度,反应正向移动,CO的物质的量分数增大,H2O的物质的量分数减小,a代表产物H2O,b代表产物CO;升高温度,反应Ⅱ逆移,H2的含量随温度升高而升高,反应Ⅲ正移,H2的含量随温度升高而下降,当温度高于500℃时,温度对Ⅲ反应的影响大于对Ⅱ反应的影响;
②300℃时,的平衡组分与的平衡组分均为10%,的平衡组分与的平衡组分均为40%,则平衡常数。
20. 对香豆酸(IV)具有抗氧化、抗菌消炎、降血脂、抗癌等多种生理功能。但受其低脂溶性所限,对香豆酸难以在乳液等体系中发挥较好的抗氧化作用。可通过以下化学修饰,提高其稳定性,增强生理活性。
(1)化合物I的名称为______。化合物III的官能团有羧基和______。
(2)化合物IV转化成V时,另一个产物的结构简式为______。
(3)关于上述图中的相关物质及转化,下列说法正确的有______。
A. 在I生成III的过程中,只有键的断裂与形成,无键的断裂与形成
B. 化合物II是草酸的同系物,且能与乙二醇发生原子利用率为100%的缩聚反应
C. 在III分子中,有大键,可能形成氢键,但不存在手性碳原子
D. 在IV分子中,有9个碳原子采取sp2杂化
(4)根据化合物IV的结构,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
过量NaOH溶液
______
______
②
______
______
加成反应
(5)符合下列条件的化合物V的同分异构体共______种(不考虑立体异构)。
a.能发生银镜反应、能和FeCl3发生显色反应、能与NaHCO3反应
b.有1个手性碳原子;除1个苯环外无其他环状结构且苯环上只有3个取代基
(6)以水杨醛()和1,3-二氯丙烷为原料,合成香豆素()。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步反应的化学方程式为______(注明反应条件)。
②最后一步反应化学方程式为______(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. 对羟基苯甲醛 ②. 羟基、碳碳双键
(2)CH3COOH (3)CD
(4) ①. ②. 中和反应 ③. H2,催化剂 ④.
(5)30 (6) ①. +2NaOH+2NaCl ②. +H2O
【解析】
【分析】化合物I(对羟基苯甲醛)与化合物II(丙二酸)通过取代反应得到化合物III,再通过脱羧反应制得化合物IV,观察化合物IV的结构可知与碳碳双键连接的羧基被氢原子所替代,化合物IV与乙酸酐发生取代反应得到化合物V和乙酸,观察结构可知酚羟基变成了酯基,化合物V与SOCl2发生取代反应得到化合物VI,观察结构VI可知羧基中的羟基被氯原子所代替,化合物VI再经一系列反应制得目标产物VIII,由此解答。
【小问1详解】
化合物I的结构简式为:,根据系统命名法可得名称为:对羟基苯甲醛;化合物III的结构简式为:,官能团有羧基和羟基、碳碳双键;
【小问2详解】
由分析知,化合物IV与乙酸酐发生取代反应得到化合物V和乙酸,结构简式为:CH3COOH;
【小问3详解】
A.在I生成III的过程中C=O和C-H断裂,涉及σ键和π键,A错误;
B.化合物II与草酸(HOOC-COOH)相差CH2,互为同系物,缩聚反应有水分子生成,原子利用率不为100%,B错误;
C.III分子中苯环、碳碳双键和羧基中的C=O共轭,形成大键,含有羟基和羧基,可能形成氢键,所有碳原子均为sp2杂化,不存在手性碳原子,C正确;
D.在IV分子中苯环、碳碳双键、羧基碳均为sp2杂化,共有9个,D正确;
故选CD;
【小问4详解】
化合物IV的结构为,含有酚羟基、羧基和碳碳双键,酚羟基和羧基能与NaOH发生中和反应生成生成;碳碳双键和苯环能与H2在催化剂的条件下加热发生加成反应生成;
【小问5详解】
根据已知条件和V的结构,符合下列条件的化合物V的同分异构体中的官能团包含醛基、酚羟基、羧基和1个碳碳双键,同时还含有1个sp3杂化的碳原子,由于该结构中包含1个手性碳原子,则该sp3杂化的碳原子为手性碳;该化合物除1个苯环外无其他环状结构且苯环上只有3个取代基,其中1个取代基为羟基,另两个取代基的组合可能为:-COOH和-CH(CHO)-CH=CH2、-CHO和-CH(COOH)-CH=CH2、-CH=CH2和-CH(CHO)-COOH,每种组合均有10种结构(当第一个基团位于羟基的邻、间位时,第二个基团有4种可能的位置;当第一个基团位于羟基的对位时,第二个基团有2种可能的位置;因此共有4+4+2=10种结构),则符合下列条件的化合物V的同分异构体共30种;
【小问6详解】
以水杨醛()和1,3-二氯丙烷为原料,合成香豆素(),合成过程为: ,①第一步反应的化学方程式为+2NaOH+2NaCl,②最后一步反应的反应物的结构简式为:+H2O;
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