精品解析:青海省西宁市大通回族土族自治县2025-2026学年高三上学期期中考试 化学试卷
2025-12-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 青海省 |
| 地区(市) | 西宁市 |
| 地区(区县) | 大通回族土族自治县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.64 MB |
| 发布时间 | 2025-12-18 |
| 更新时间 | 2025-12-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55513677.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
青海省大通县教学研究室2026届高三第一学期期中考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
5.可能用到的相对原子质量:
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. 生活中处处有化学。下列物质属于纯净物的是
A. 漂白粉 B. 液氯 C. 盐酸 D. 碱石灰
2. 下列化学用语的表达式正确的是
A. Na+的结构示意图:
B. 基态硫原子最外层电子的轨道表达式:
C. 基态O2-的电子排布式:1s22s22p6
D. 中子数为8的碳原子符号:
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 7.8 gNa2O2中含有阴、阳离子的总数目为0.3NA
B. 0.5 mol/L的H2SO4溶液中含有H+的数目为NA
C. 62 g白磷()分子中含有P-P共价键数目为3NA
D. 1 molCl2和足量Na充分反应,转移电子的数目为2NA
4. 是实验室常用气体,其制备原理之一为(浓)。下列有关该反应的说法错误的是
A. HCl为还原剂 B. KCl是氧化产物
C. 中元素呈价 D. 若生成,则反应中转移电子
5. 向含的废液中通入HCl气体(),利用下列装置制备S并回收NaCl。下列装置不能达到实验目的的是
A.制取HCl气体
B.通入HCl
C.分离S
D.回收NaCl
A. A B. B C. C D. D
6. 如图为周期表中短周期的一部分,若基态原子X的价层电子排布式可表示为,则下列说法正确的是
R
X
Y
Z
A. R原子核外有3个p电子 B. 原子半径:Z>Y>X
C. Y元素的氧化物对应的水化物一定为强酸 D. 分子中各原子均满足最外层8电子稳定结构
7. 下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是
A. 将Na加入溶液中:
B. 将少量通入溶液中:
C. 用淀粉碘化钾试纸和食醋证明食盐中存在:
D. 将少量溶液加入稀盐酸中:
8. 有机物M是一种食用香精,其结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A. 含有两种官能团 B. 含有7种化学环境的氢原子
C. 所有原子可能共平面 D. 能在碱性环境中稳定存在
9. 侯氏制碱法涉及反应。下列说法正确是
A. 键能:N—H>O—H B. H2O的空间结构:V形
C. CO2的结构式:O—C—O D. NH3不能形成分子间氢键
10. 一定温度下,利用下列装置可以实现在银片上镀铜。下列说法正确的是
A. 铜电极发生还原反应
B. 电镀池中移动方向:银电极→铜电极
C. 一段时间后,溶液的pH不变
D. b极电极反应式为
11. 工业上煅烧产生可以按如下流程脱除或利用(反应Ⅲ的原子利用率为100%)。
下列有关说法正确的是
A. X为
B. 和均为电解质
C. 煅烧时,是氧化产物,不是还原产物
D. 途径I脱除的化学方程式为
12. 下列有关实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
常温下,将大小相同的铁片、铜片分别加入足量的浓硝酸中
铜片溶解、铁片没有明显现象
常温下,铁不如铜活泼
B
用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯外焰上灼烧
火焰呈黄色
溶液中一定含有,没有
C
向X溶液中加入溶液
产生白色沉淀,再加足量稀HCl,白色沉淀不消失
X溶液中一定含有
D
向某溶液中滴加溶液
产生蓝色沉淀
溶液中存
A. A B. B C. C D. D
13. 、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示(阿伏加德罗常数的值为)。下列说法错误的是
A. 、的最近距离为
B. 该晶体的化学式为
C. 与原子等距离且最近的有4个
D. 1个基态核外电子的运动状态有15种
14. 常温下,在某体系中,溶液①、溶液②均为HA、NaA的混合液,、与离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过隔膜。平衡时溶液中pH如图所示,其中溶液①中c(HA)、分别为、。下列说法正确的是
A. 一元酸HA的
B. 溶液②中为2
C. 溶液①中
D. 等物质的量浓度的NaA、HA溶液呈酸性
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 某学习小组利用如图所示装置探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(3)装置C的作用是___________。
(4)装置D中盛放的试剂是___________(填“酸性KMnO4溶液”、“Na2CO3溶液”或“NaOH溶液”),该装置的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(5)装置E中品红溶液不褪色,装置F中出现白色沉淀,可证明酸性:H2SO3___________(填“>”或“<”)HClO。
(6)探究 H2SO3、HClO的酸性强弱,不能直接将SO2通入F中,是因为___________。
16. 在室温下,Ti不与O2、H2O、强碱、强酸反应,在高温下可与O2反应。Hunter法是最早研究用来制取金属钛方法,其流程如下图所示。回答下列问题:
(1)“氯化”是在1000~1050℃下进行,碳被氧化为CO,该反应的化学方程式为___________。
(2)“精制”时,粗中含有大量杂质,可用精馏的方法提纯,对于沸点相近的杂质可用铜(或)将其转化为沉淀,反应机理为,。从总反应看,是该反应的___________;可与直接反应生成,写出与发生反应的化学方程式:___________。
(3)“钠还原”是用液态钠还原气态得到Ti,Ar的作用是___________;若发生、等副反应,其原因可能是___________。
(4)“分离”时,固体混合物需经取出、破碎、酸浸、过滤、洗涤及干燥等步骤,试剂X为___________(填名称),滤液循环使用的方法是___________。
17. 甲醇是重要的化工原料,催化加氢、CO催化加氢均可用于制备甲醇,其涉及的反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)已知: ,则 _______。
(2)CO催化加氢制备甲醇的反应原理为。
①平衡常数_______(用、的关系式表达)。
②等温恒容容器中进行该反应,达到平衡时若加入少量CO,v(正)_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),的转化率_______。
(3)在密闭容器中起始按投料,仅发生反应ⅰ、反应ⅱ,的平衡转化率、CO的选择性随温度、压强的变化如图所示[CO的选择性%]。
①CO的选择性随温度升高而上升的原因是_______。
②_______(填“<”“=”或“>”),250℃反应ⅱ的平衡常数_______(用分数表示)。
③℃、压强为时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为48%。不改变反应时间和温度,若使用对反应ⅰ催化活性更高的催化剂,则的选择性_______(填“提高”“降低”或“不变”)。
18. 化合物H是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
已知:ⅰ.;
ⅱ. 。
回答下列问题:
(1)A的名称为_______,B中官能团名称是_______。
(2)试剂a是_______,D的结构简式为_______。
(3)E→F的反应类型为_______。
(4)由F生成H的化学方程式为_______。
(5)符合下列条件的C的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为_______。
①能发生银镜反应,且消耗1mol异构体时最多生成4mol Ag;
②苯环上有三个取代基。
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青海省大通县教学研究室2026届高三第一学期期中考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
5.可能用到的相对原子质量:
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. 生活中处处有化学。下列物质属于纯净物的是
A. 漂白粉 B. 液氯 C. 盐酸 D. 碱石灰
【答案】B
【解析】
【详解】A.漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物,A错误;
B.液态氯气称为液氯,是纯净物,B正确;
C.盐酸是HCl气体的水溶液,是混合物,C错误;
D.碱石灰是NaOH和CaO的混合物,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语的表达式正确的是
A. Na+的结构示意图:
B. 基态硫原子最外层电子的轨道表达式:
C. 基态O2-的电子排布式:1s22s22p6
D. 中子数为8的碳原子符号:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na+的结构示意图为,故A错误;
B.基态硫原子最外层电子的轨道表示式为,故B错误;
C.基态O2-由基态氧原子得到两个电子而来,电子排布式为1s22s22p6,故C正确;
D.中子数为8碳原子的质量数为14,其符号为,故D错误;
故选C。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 7.8 gNa2O2中含有阴、阳离子的总数目为0.3NA
B. 0.5 mol/LH2SO4溶液中含有H+的数目为NA
C. 62 g白磷()分子中含有P-P共价键的数目为3NA
D. 1 molCl2和足量Na充分反应,转移电子的数目为2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.7.8 gNa2O2的物质的量是0.1 mol,在1个Na2O2中含有2个Na+和1个,则在0.1 molNa2O2中含有0.2 mol Na+和0.1 mol,阴、阳离子总物质的量是0.3 mol,其数目是0.3NA,A正确;
B.只有溶液浓度,缺少溶液体积,无法计算溶液中含有H+的数目,B错误;
C.在一个P4分子中含有6个P-P键,62 g白磷的物质的量为n(P4)=,则其中含有P-P键的物质的量是3 mol,其数目为3NA,C正确;
D.1 mol Cl2和足量Na反应生成2 mol NaCl,反应过程中转移电子的物质的量是2 mol,则转移的电子数目为2NA,D正确;
故合理选项是B。
4. 是实验室常用气体,其制备原理之一为(浓)。下列有关该反应的说法错误的是
A. HCl为还原剂 B. KCl是氧化产物
C. 中元素呈价 D. 若生成,则反应中转移电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.,氯元素化合价升高,HCl是还原剂,A正确;
B.KCl既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;
C.根据正负化合价代数和为0,中Cr元素呈+6价,C正确;
D.若生成,反应中转移6 mol电子,则生成时,反应中转移2 mol电子,D正确;
故答案选B。
5. 向含的废液中通入HCl气体(),利用下列装置制备S并回收NaCl。下列装置不能达到实验目的的是
A.制取HCl气体
B.通入HCl
C.分离S
D.回收NaCl
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓盐酸与浓硫酸混合放热,HCl的沸点低,故可产生HCl气体,A正确;
B.HCl极易溶于水,应采用防止倒吸的装置来进行相关实验,B正确;
C.S不溶于水,可用过滤的方法从水溶液中分离硫,C正确;
D.从水溶液中回收NaCl,应在蒸发皿中进行蒸发结晶,D错误;
故答案为:D。
6. 如图为周期表中短周期的一部分,若基态原子X的价层电子排布式可表示为,则下列说法正确的是
R
X
Y
Z
A. R原子核外有3个p电子 B. 原子半径:Z>Y>X
C. Y元素的氧化物对应的水化物一定为强酸 D. 分子中各原子均满足最外层8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【分析】图为周期表中短周期的一部分,若基态原子X的价层电子排布式可表示为,则n=2,那么X为磷;根据短周期元素在周期表的位置可知:Y为硫、Z为氯、R为氧;
【详解】A.R为氧,基态O原子核外电子排布图为,则O原子核外有4个p电子,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:P>S>Cl,B错误;
C.对应的水化物为,是弱酸,C错误;
D.的电子式为 ,D正确;
故选D。
7. 下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是
A. 将Na加入溶液中:
B. 将少量通入溶液中:
C. 用淀粉碘化钾试纸和食醋证明食盐中存在:
D. 将少量溶液加入稀盐酸中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.将Na投入溶液中,Na先和水反应,生成的NaOH再和反应生成,A错误;
B.的还原性大于,向溶液中通入少量时,先氧化,离子方程式为,B正确;
C.醋酸是弱电解质,应该写化学式,C错误;
D.将少量溶液加入稀盐酸中将产生CO2气体,该反应的离子方程式为,D错误;
故答案为:B。
8. 有机物M是一种食用香精,其结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A. 含有两种官能团 B. 含有7种化学环境氢原子
C. 所有原子可能共平面 D. 能在碱性环境中稳定存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.M分子中含有醚键、酯基、碳碳双键三种官能团,A错误;
B.由M的结构简式可知,该分子中含有7种化学环境的氢原子,B正确;
C.M分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子及相邻原子构成四面体形,故所有原子不可能共平面,C错误;
D.M分子中含有酯基,会发生碱性水解,不能在碱性环境中稳定存在,D错误;
故选B。
9. 侯氏制碱法涉及反应。下列说法正确的是
A. 键能:N—H>O—H B. H2O的空间结构:V形
C. CO2的结构式:O—C—O D. NH3不能形成分子间氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氧元素电负性强于氮元素,氧原子半径小于氮原子,氧氢键更稳定,所以键能:N—H<O—H,A项错误;
B.H2O的中心原子O的价层电子对数为,孤电子对数为2,空间结构为V形,B项正确;
C.CO2的中心原子C的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为直线形,碳与每个氧原子共用2对电子,结构式:O=C=O,C项错误;
D.氮元素电负性较强,氮原子半径较小,所以NH3能形成分子间氢键,D项错误;
故答案为:B。
10. 一定温度下,利用下列装置可以实现在银片上镀铜。下列说法正确的是
A. 铜电极发生还原反应
B. 电镀池中移动方向:银电极→铜电极
C. 一段时间后,溶液的pH不变
D. b极电极反应式为
【答案】C
【解析】
【分析】左侧为燃料电池,通CH4一极发生失电子的氧化反应,作负极,通氧气一极发生得电子的还原反应,作正极。镀层金属作阳极,则铜电极作阳极,银电极作阴极。
【详解】A.铜电极作电解池的阳极,铜被氧化为,发生氧化反应,A错误;
B.电镀池中移动方向:铜电极→银电极,B错误;
C.一段时间后,溶液的物质的量浓度不变,溶液的pH值不变,C正确;
D.b极为原电池的负极,失去电子生成,电极反应式为,D错误。
故选C。
11. 工业上煅烧产生的可以按如下流程脱除或利用(反应Ⅲ的原子利用率为100%)。
下列有关说法正确的是
A. X为
B. 和均为电解质
C. 煅烧时,是氧化产物,不是还原产物
D. 途径I脱除的化学方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】煅烧,即与反应,生成和,途径Ⅰ与、反应,生成和,途径Ⅱ氧化生成,与反应得到。
【详解】A.根据原子利用率100%及质量守恒定律知X为,A正确;
B.为非电解质,B错误;
C.煅烧时发生反应,S元素的价态从-1价升高到+4价,O元素的价态从0价降低到-2价,所以既是氧化产物,也是还原产物,C错误;
D.途径Ⅰ中,S元素价态从+4价升高到+6价,所以反应需要氧化剂,因此途径Ⅰ发生的化学反应为,D错误;
故答案A。
12. 下列有关实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
常温下,将大小相同的铁片、铜片分别加入足量的浓硝酸中
铜片溶解、铁片没有明显现象
常温下,铁不如铜活泼
B
用洁净铂丝蘸取溶液在酒精灯外焰上灼烧
火焰呈黄色
溶液中一定含有,没有
C
向X溶液中加入溶液
产生白色沉淀,再加足量稀HCl,白色沉淀不消失
X溶液中一定含有
D
向某溶液中滴加溶液
产生蓝色沉淀
溶液中存在
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁在常温下遇浓硝酸发生钝化,表面形成致密氧化膜阻止反应,而铜会溶解,不能说明铁不如铜活泼,A不符合题意;
B.焰色反应显黄色只能确定含,未用钴玻璃观察无法排除的存在, B不符合题意;
C.加入后生成的沉淀可能为硫酸钡或亚硫酸钡等,酸性条件下可能氧化其他离子生成,无法确定原溶液是否含,C不符合题意;
D.与反应生成蓝色沉淀,现象与结论一致,D符合题意;
故选D。
13. 、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示(阿伏加德罗常数的值为)。下列说法错误的是
A. 、的最近距离为
B. 该晶体的化学式为
C. 与原子等距离且最近的有4个
D. 1个基态核外电子的运动状态有15种
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中,Cu 和 In分别位于同一平面的相邻顶点和面心位置,该平面为边长为a pm的正方形,Cu 与 In 的最近距离是正方形对角线的,则长度为=pm,A正确;
B.Cu原子位于晶胞顶点、部分面心和体心,个数为8×+4×+1=4;In原子位于部分面心和棱上,个数为4×+6×=4;Se位于晶胞内部,个数为8;晶胞中 Cu、In、Se 的个数比为4:4:8,故化学式为CuInSe2,B正确;
C.观察晶胞结构,In 原子周围的 Se 原子以四面体配位形式存在,与 In 等距离且最近的 Se 有4个,C正确;
D.基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d10 4s1,核外共有29个电子(原子序数为 29),1个基态Cu核外电子的运动状态有29种,D错误;
故答案为:D。
14. 常温下,在某体系中,溶液①、溶液②均为HA、NaA的混合液,、与离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过隔膜。平衡时溶液中pH如图所示,其中溶液①中c(HA)、分别为、。下列说法正确的是
A. 一元酸HA的
B. 溶液②中为2
C. 溶液①中
D. 等物质的量浓度的NaA、HA溶液呈酸性
【答案】D
【解析】
【详解】A.,A错误;
B.溶液②中,根据计算,,B错误;
C.溶液①中根据电荷守恒式,
则,
,C错误;
D.的水解常数,小于HA的电离常数,等物质的量浓度的NaA、HA溶液中,以HA的电离为主,混合液呈酸性,D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 某学习小组利用如图所示装置探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(3)装置C的作用是___________。
(4)装置D中盛放的试剂是___________(填“酸性KMnO4溶液”、“Na2CO3溶液”或“NaOH溶液”),该装置的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(5)装置E中品红溶液不褪色,装置F中出现白色沉淀,可证明酸性:H2SO3___________(填“>”或“<”)HClO。
(6)探究 H2SO3、HClO的酸性强弱,不能直接将SO2通入F中,是因为___________。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)CaSO3+2H+=Ca2++H2O+SO2↑
(3)使SO2气体与NaHCO3溶液反应产生CO2气体
(4) ①. 酸性KMnO4溶液 ②. 除去CO2中的SO2 ③. 5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+
(5)> (6)Ca(ClO)2溶液中ClO-具有氧化性,SO2具有还原性,二者发生氧化还原反应,而不是复分解反应
【解析】
【分析】由题干装置图可知,装置A为制备SO2,反应方程式为:CaSO3+2HCl=CaCl2+H2O+SO2↑,装置B为除去SO2中的HCl,反应原理为:NaHSO3+HCl=NaCl+H2O+SO2↑,装置C的作用为使SO2气体与NaHCO3溶液反应产生CO2气体,反应原理为:2NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+2CO2,装置D为除去CO2中的SO2,装置E为检验SO2是否除干净,装置F能够看到溶液变浑浊,即发生Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO,据此分析解题。
【小问1详解】
由题干实验装置图可知,仪器a的名称为圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶;
【小问2详解】
由分析可知,装置A为制备SO2,反应方程式为:CaSO3+2HCl=CaCl2+H2O+SO2↑,则其离子方程式为:CaSO3+2H+=Ca2++H2O+SO2↑,故答案为:CaSO3+2H+=Ca2++H2O+SO2↑;
【小问3详解】
由分析可知,装置C的作用是使SO2气体与NaHCO3溶液反应产生CO2气体,故答案为:使SO2气体与NaHCO3溶液反应产生CO2气体;
【小问4详解】
由分析可知,装置D为除去CO2中的SO2,则装置D中盛放的试剂是酸性KMnO4溶液,Na2CO3和NaOH溶液均能吸收CO2,起不到除杂的作用,即SO2被氧化为,Mn被还原为Mn2+,根据氧化还原反应配平可得,该装置发生反应的离子方程式为5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+,故答案为:酸性KMnO4溶液;除去CO2中的SO2;5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+;
【小问5详解】
装置E中品红溶液不褪色说明SO2已经被D装置吸收,装置F中出现白色沉淀,说明发生:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO,说明H2CO3酸性强于HClO,结合装置C反应可知H2SO3强于H2CO3,即可证明酸性:H2SO3>HClO,故答案为:>;
【小问6详解】
Ca(ClO)2溶液中ClO-具有氧化性,SO2具有还原性,二者发生氧化还原反应,而不是复分解反应,故不能直接将SO2通入F中来探究 H2SO3、HClO的酸性强弱,故答案为:Ca(ClO)2溶液中ClO-具有氧化性,SO2具有还原性,二者发生氧化还原反应,而不是复分解反应。
16. 在室温下,Ti不与O2、H2O、强碱、强酸反应,在高温下可与O2反应。Hunter法是最早研究用来制取金属钛方法,其流程如下图所示。回答下列问题:
(1)“氯化”是在1000~1050℃下进行,碳被氧化为CO,该反应的化学方程式为___________。
(2)“精制”时,粗中含有大量杂质,可用精馏的方法提纯,对于沸点相近的杂质可用铜(或)将其转化为沉淀,反应机理为,。从总反应看,是该反应的___________;可与直接反应生成,写出与发生反应的化学方程式:___________。
(3)“钠还原”是用液态钠还原气态得到Ti,Ar的作用是___________;若发生、等副反应,其原因可能是___________。
(4)“分离”时,固体混合物需经取出、破碎、酸浸、过滤、洗涤及干燥等步骤,试剂X为___________(填名称),滤液循环使用的方法是___________。
【答案】(1)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(2) ①. 催化剂 ②. H2S+ 2VOCl3= 2VOCl2↓+2HCl+S↓
(3) ①. 作保护气 ②. 钠的量不足
(4) ①. 稀盐酸 ②. 蒸发结晶得固体NaCl,返回作为电解NaCl的原料
【解析】
【分析】由题干工艺流程图可知,电解熔融NaCl制得的Cl2和Na分别用于氯化和还原,金红石(主要含有TiO2)与C、Cl2发生氯化,该反应原理为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,这样制得粗TiCl4,粗TiCl4中含有沸点相近的VOCl3可用Cu或H2S还原为VOCl2沉淀,精制后的TiCl4进入还原步骤在Ar作保护气的条件下用Na进行还原,反应原理为:TiCl4+4Na=Ti+4NaCl,由于Ti常温下与O2、H2O均不反应,但反应后的固体中可能有金属钠剩余,且过滤后的滤液中含有NaCl,NaCl溶液经蒸发结晶后可重新用于电解制备Cl2和Na,故加入试剂X为稀盐酸,除去Ti中的Na,过滤洗涤干燥即可得到Ti,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,“氯化”是在1000~1050℃下进行,碳被氧化为CO,该反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,故答案为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
【小问2详解】
从总反应看,TiCl4参与反应过程,但反应前后保持不变,故TiCl4是该反应的催化剂,H2S可与VOCl3直接反应生成VOCl2,根据氧化还原反应配平可得,H2S与VOCl3发生反应的化学方程式:H2S+ 2VOCl3= 2VOCl2↓+2HCl+S↓,故答案为:催化剂;H2S+ 2VOCl3= 2VOCl2↓+2HCl+S↓;
【小问3详解】
由分析可知,“钠还原”是用液态钠还原气态TiCl4得到Ti,反应原理为:TiCl4+4Na=Ti+4NaCl,Ar的作用是作保护气,若发生TiCl4+Ti=2TiCl2、3TiCl4+Ti=4TiCl3等副反应,其原因可能是金属钠不足,故答案为:作保护气;金属钠不足;
【小问4详解】
由分析可知,反应后的固体中可能有金属钠剩余,且过滤后的滤液中含有NaCl,NaCl溶液经蒸发结晶后可重新用于电解制备Cl2和Na,故加入试剂X为稀盐酸,除去Ti中的Na,过滤洗涤干燥即可得到Ti,故答案为:稀盐酸;蒸发结晶得固体NaCl,返回作为电解NaCl的原料。
17. 甲醇是重要的化工原料,催化加氢、CO催化加氢均可用于制备甲醇,其涉及的反应如下:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)已知: ,则 _______。
(2)CO催化加氢制备甲醇的反应原理为。
①平衡常数_______(用、的关系式表达)。
②等温恒容容器中进行该反应,达到平衡时若加入少量CO,v(正)_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),的转化率_______。
(3)在密闭容器中起始按投料,仅发生反应ⅰ、反应ⅱ,的平衡转化率、CO的选择性随温度、压强的变化如图所示[CO的选择性%]。
①CO的选择性随温度升高而上升的原因是_______。
②_______(填“<”“=”或“>”),250℃反应ⅱ的平衡常数_______(用分数表示)。
③℃、压强为时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为48%。不改变反应时间和温度,若使用对反应ⅰ催化活性更高的催化剂,则的选择性_______(填“提高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)-676.7
(2) ①. ②. 增大 ③. 增大
(3) ①. ,,温度升高使转化为CO的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降 ②. > ③. ④. 提高
【解析】
【小问1详解】
ⅰ:
ⅲ:
根据盖斯定律ⅲ×3+ⅰ×2得-676.7。
【小问2详解】
①反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
ⅰ-ⅱ得,则平衡常数K=。
②等温恒容容器中进行反应,达到平衡时若加入少量CO,CO浓度增大,v(正)增大,平衡正向移动,的转化率增大。
【小问3详解】
①正反应放热,正反应吸热,升高温度,反应ⅰ逆向移动,反应ⅱ正向移动,温度升高使转化为CO的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降,所以CO的选择性随温度升高而上升。
②增大压强,正向移动,转化率增大,所以>;
设初始投料CO2的物质的量为1mol、H2的物质的量为3mol,根据图像,250℃时CO2的平衡转化率为20%,CO的选择性为50%,
反应有气体总物质的量为3.8mol,反应ⅱ的平衡常数。
③℃、压强为时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为48%。不改变反应时间和温度,若使用对反应ⅰ催化活性更高的催化剂,反应ⅰ速率加快,则的选择性提高。
18. 化合物H是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
已知:ⅰ.;
ⅱ. 。
回答下列问题:
(1)A的名称为_______,B中官能团名称是_______。
(2)试剂a是_______,D的结构简式为_______。
(3)E→F的反应类型为_______。
(4)由F生成H的化学方程式为_______。
(5)符合下列条件的C的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为_______。
①能发生银镜反应,且消耗1mol异构体时最多生成4mol Ag;
②苯环上有三个取代基。
【答案】(1) ①. 苯甲醛 ②. 碳碳双键、醛基
(2) ①. 新制悬浊液或银氨溶液 ②.
(3)取代反应或酯化反应
(4) (5) ①. 6 ②. 、
【解析】
【分析】A是苯甲醛,结合已知反应i:,A()与CH3CHO发生羟醛缩合反应,生成B(C9H8O),则B为,B→C的反应条件是加入试剂a,加热后再酸化,根据对比B(C9H8O)和C(C9H8O2)的分子式,可知B中醛基被氧化为羧基,试剂a可能是新制悬浊液或银氨溶液,C为,C含碳碳双键,与Br2/CCl4发生加成反应,结合D(C9H8Br2O2)的分子式,可知D为,D()经KOH/C2H5OH(醇溶液、加热)+酸化发生消去反应生成E(),E含羧基,与C2H5OH在浓H2SO4、加热的条件下发生酯化反应,生成F(C11H10O2),F为,G的分子式为C7H8,根据反应ⅱ: ,结合H的结构可知G为, F(含碳碳三键)与 G()发生反应生成含环结构的H()。
【小问1详解】
①根据A()的结构,可知A的名称为苯甲醛;
②根据分析可知B的结构为,含有的官能团名称是碳碳双键、醛基;
【小问2详解】
①由分析可知,B→C是醛基(-CHO)被氧化为羧基(-COOH),试剂a是新制悬浊液或银氨溶液;
②根据分析可知,C()含碳碳双键,与Br2/CCl4发生加成反应,结合D(C9H8Br2O2)的分子式,可知D为;
【小问3详解】
E()含羧基,与C2H5OH在浓H2SO4、加热的条件下发生酯化反应,生成F(C11H10O2),F为,故反应类型为取代反应或酯化反应;
【小问4详解】
根据分析可知,F()与 G()发生反应生成含环结构的H(),反应方程式为:;
【小问5详解】
①C的分子式为C9H8O2,同分异构体满足:①能发生银镜反应,且消耗1 mol异构体时最多生成4 mol Ag,根据反应方程式:(R代表烃基),根据反应关系,,说明该同分异构体含有两个醛基(-CHO)。②苯环上有三个取代基,说明苯环上含有两个醛基(-CHO)和一个甲基(-CH3)。则满足要求的同分异构体有以下6种:、、、、、;
②其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为:、。
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