内容正文:
高三化学12月阶段练习
班级:_______姓名:_______学号:_______
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页,包含选择题[第1题~第13题,共39分]、非选择题[第14题~第17题,共61分]两部分,本次考试时间为75分钟,满分100分。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前、请考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Zn-65
选择题(共39分)
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分,每题只有一个选项最符合题意。
1. 我国科研团队发现,木材中交联纤维素的木质素可替代酚醛树脂、脲醛树脂等作为木材黏合剂。下列说法不正确的是
A. 木质素属于有机物 B. 纤维素分子中含有葡萄糖单元
C. 脲醛树脂属于高分子化合物 D. 酚醛树脂可由苯酚与甲醛加聚得到
2. 火箭燃料偏二甲肼燃烧时发生反应:。下列说法正确的是
A. 的结构简式为 B. 是含有极性键的非极性分子
C. 分子的VSEPR模型为V形 D. 分子中N的化合价为+2
3. 下列操作规范且能达到实验目的是
A. ①配制的溶液
B. ②用酸性高锰酸钾标准溶液测定溶液中的含量
C. ③制备少量
D. ④熔融纯碱
4. 反应可用于实验室制备。下列说法正确的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 电离能: D. 离子半径:
阅读下列材料,完成以下3个问题:
元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用于雕刻玻璃;SOCl2可溶于苯、CCl4等有机溶剂,极易水解;向KI溶液中通入氯气可获得碘单质,氯气过量则会生成碘酸(HIO3,弱酸);Cl-可作为配体与Co3+、Cu2+等形成配位键;卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性。
5. 下列说法正确的是
A. SOCl2空间构型为三角锥形
B. IF3中心原子I采用sp2杂化
C. 1mol中含有20mol键
D. 溴原子的核外电子排布式为
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. Cl2与水反应:
B. ICl溶于NaOH溶液:
C. SOCl2水解:
D. Cl2和I2在溶液中反应:
7. 下列物质性质与用途或物质结构与性质具有对应关系的是
A. HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B. F第一电离能大于Cl,CF3COOH酸性强于CCl3COOH
C. ICl具有强氧化性,可用于检测亚硫酸盐
D. HF、HCl、HBr相对分子质量逐渐增大,热稳定性依次降低
8. 一定温度下,向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生反应: 。下列说法不正确的是
A. 该反应在高温下能自发进行
B. 加入高效催化剂有可能提高CO的产率
C. 升高温度和减小压强一定能提高的转化率
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
9. 化合物C是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 1molA中含有5mol碳氧σ键 B. A、B可用溶液鉴别
C. B→C反应为加成反应 D. C分子中含有2个手性碳原子
10. 室温下,根据下列实验过程及现象,不能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
室温下,测定浓度均为的、溶液的pH分别为9和5
电离常数:
B
向盛有1mL溶液的试管中滴加2mL溶液,振荡试管,再向试管中滴加2滴溶液,由白色沉淀转化成黄色沉淀
溶度积常数:
C
将乙醇与浓硫酸的混合物加热至170℃,并将产生的气体直接通入溶液中,观察溶液颜色的变化
乙醇发生了消去反应
D
向KI溶液中滴入少量新制氯水和,振荡,静置,溶液下层呈紫红色
还原性:
A. A B. B C. C D. D
11. 一种可充电电池装置如图所示。电池工作一段时间后,电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是
A. 充电时,向阴极方向迁移
B. 充电时,发生反应
C. 放电时,正极反应有
D. 放电时,Zn电极质量减少0.65g,电极生成了0.020molMnOOH
12. 室温下,通过实验探究溶液的性质。[已知25℃时,]一般认为当溶液中的离子浓度小于时,该离子沉淀完全。下列说法正确的是
实验
实验操作及现象
1
测定溶液的pH,测得溶液的
2
向5mL溶液中滴加少量溶液,无明显现象
3
向溶液中加入等体积溶液,产生白色沉淀,过滤
A 由实验1可得:
B. 由实验1可得:
C. 由实验2可得:
D. 由实验3可得:溶液中的没有沉淀完全
13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:
反应II:
使、、时,在体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线B可以表示的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
非选择题(共61分)
14. 钕铁硼磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。一种从钕铁硼废料[含Nd(钕)、Fe、B等]中提取氧化钕的工艺流程如下:
已知:①金属钕的活动性较强,难溶于水。
②硼与稀硫酸不反应,可溶于氧化性酸。
③钕离子可与过量的H2C2O4生成可溶性的配合物。
(1)“酸溶”时,不可将稀硫酸换为浓硫酸原因是_______。
(2)在常温下“沉钕”,当完全沉淀时pH2.3,溶液中。通过计算说明:“沉钕”完全时有无沉淀生成_______(常温下,)。
(3)“碱转换”生成的离子方程式为_______。
(4)“沉淀”过程中,草酸用量对沉钕率的影响如图所示,当草酸实际用量与理论计算量比值大于1.5时,沉钕率下降的可能原因是_______。“沉淀”后生成的晶体在氮气氛围下充分煅烧的化学方程式为_______。
(5)通过下列途径可制得二碳化钕:。的晶胞结构(如图所示)与氯化钠相似,由于哑铃形的存在,晶胞仅沿一个方向拉长。则晶胞中与1个等距离且最近的围成的图形为_______。
15. 对合成苜蓿烯的合成路线改良后得到了一种新的物质,其合成路线如下:
(1)A分子中sp2与sp3杂化碳原子的数目比为_______。
(2)I→J反应类型为_______。
(3)D转化为E的同时生成X,写出D→E的化学反应方程式为_______。
(4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式:_______。
①能发生银镜反应
②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种能和FeCl3发生显色反应
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子
(5)写出以、HOCH2CH2OH和TsCl为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶液任用,合成路线示例见本题题干)。
16. 碲广泛应用于冶金工业。以碲铜渣(主要含,少量的硒、银的单质及其化合物)为原料回收Te、Ag。
已知:是白色固体,可溶于水。是白色固体,难溶于水。
(1)氧化碱浸
①碲铜渣与溶液、NaOH溶液在80℃转化为和CuO,该反应的离子方程式为_______。
②其他条件相同时,随着溶液浓度的增大,碲元素的浸出率先增大后减小的可能原因_______。
(2)回收Te
浸出液加入稀硫酸,经陈化、过滤得到,加入浓盐酸溶解后得到的溶液,再加入一定量的可得到碲粉。写出由溶液得到碲粉的化学方程式为_______。
(3)回收Ag
浸出渣经过一系列处理得到AgCl沉淀,向其中加入氨水[溶质以计],发生反应: 。
①完全溶解0.1mol,至少需加入氨水的体积为_______L。(忽略溶液体积的变化)
②请设计由AgCl固体中获取单质Ag的实验方案:_______。
(实验中须使用的试剂有:氨水、水合肼溶液,)
已知:常温时(水合肼)具有还原性,但不能直接还原AgCl,在碱性条件下能发生反应:。
(4)核壳结构的光催化剂()具有抗菌性能。在可见光照射下,可产生光生电子()和光生空穴(),其部分反应机理图如图所示,在潮湿的空气中具有较强的抗菌性能的原因是_______。
17. 以生产高附加值的精细化学品,被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径。
Ⅰ.的合成
(1)工业上利用某废气中的、(体积比1:2)联合制取烧碱、和的流程如图所示。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。
①D中化合价发生改变的元素有_______。
②A中发生的总反应的化学方程式为_______。
(2)以、为原料合成涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①则_______。
②某温度时,向恒压装置中通入1 mol和3 mol,反应达到平衡状态时,的平衡转化率为40%,CO选择性为50%,则化学平衡常数_______。(已知:CO选择性)
Ⅱ.的应用
(3)研究发现,将铂团簇锚定在硫化镍纳米片上,形成界面丰富的双分散纳米异质结构的双功能电催化剂,可催化制备甲酸盐。在KOH中进行双电极系统的电解实验,装置如图:
①阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。
②碱性条件下,用双功能电催化剂能高效制氢的原因可能是_______。
(4)利用甲醇合成甲醚的反应过程中的能量变化如图所示,涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①由上图可知反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更容易发生。
②在一定温度下,在恒容容器中进行合成甲醚的反应,测得含量随着时间的推移,先增大后减小,结合上图说明原因是_______。
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高三化学12月阶段练习
班级:_______姓名:_______学号:_______
注意事项:考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页,包含选择题[第1题~第13题,共39分]、非选择题[第14题~第17题,共61分]两部分,本次考试时间为75分钟,满分100分。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前、请考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Zn-65
选择题(共39分)
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分,每题只有一个选项最符合题意。
1. 我国科研团队发现,木材中交联纤维素的木质素可替代酚醛树脂、脲醛树脂等作为木材黏合剂。下列说法不正确的是
A. 木质素属于有机物 B. 纤维素分子中含有葡萄糖单元
C. 脲醛树脂属于高分子化合物 D. 酚醛树脂可由苯酚与甲醛加聚得到
【答案】D
【解析】
【详解】A.木质素是植物中的天然有机聚合物,主要由碳、氢、氧等元素组成,属于有机物,A正确;
B.纤维素是一种多糖,由葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成,每个纤维素分子通常包含数千个葡萄糖单元(聚合度一般在1000-10000之间),因此分子中含有葡萄糖单元,B正确;
C.脲醛树脂是由尿素和甲醛缩聚形成的聚合物,具有高分子量,属于高分子化合物,C正确;
D.酚醛树脂是由苯酚与甲醛通过缩聚反应得到,过程中有小分子(如水)生成,D错误;
故选D
2. 火箭燃料偏二甲肼燃烧时发生反应:。下列说法正确的是
A. 的结构简式为 B. 是含有极性键的非极性分子
C. 分子的VSEPR模型为V形 D. 分子中N的化合价为+2
【答案】B
【解析】
【详解】A.N原子能形成3个共价键,偏二甲肼的结构简式为,故A错误;
B.的空间构型为直线型,是含有极性键的非极性分子,故B正确;
C.分子中O原子价电子对数为4,VSEPR模型为正四面体形,故C错误;
D.分子O元素化合价为-2价,根据化合价代数和等于0,N的化合价为+4,故D错误;
选B。
3. 下列操作规范且能达到实验目的是
A. ①配制的溶液
B. ②用酸性高锰酸钾标准溶液测定溶液中的含量
C. ③制备少量
D. ④熔融纯碱
【答案】D
【解析】
【详解】A.定容时当液面在刻度线下1-2厘米时,才改用胶头滴管,A错误;
B.高锰酸钾溶液既能氧化,又能氧化氯离子,无法测定盐酸酸化的溶液中的含量,B错误;
C.图中稀硫酸与铁生成的硫酸亚铁无法进入到氢氧化钠溶液中,C错误;
D.纯碱不与铁反应,故可用铁坩埚熔融纯碱,D正确;
故选D。
4. 反应可用于实验室制备。下列说法正确的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 电离能: D. 离子半径:
【答案】A
【解析】
【详解】A.水分子(H2O)有两个孤对电子,氨分子(NH3)有一个孤对电子,孤对电子越多,对成键电子对的排斥作用越大,键角越小,故键角 H2O < NH3,A正确;
B.氯和硫同处第三周期,氯在硫的右侧,同周期元素从左到右电负性增大,故 χ(Cl) > χ(S),B错误;
C.氮和氧同处第二周期,氮的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于氧,故 I1(N) > I1(O),C错误;
D.N3−和Na+均为10电子离子(等电子体),离子半径随核电荷数增大而减小,N3−核电荷数(7)小于Na+(11),故 r(N3−) > r(Na+),D错误;
故答案为:A。
阅读下列材料,完成以下3个问题:
元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用于雕刻玻璃;SOCl2可溶于苯、CCl4等有机溶剂,极易水解;向KI溶液中通入氯气可获得碘单质,氯气过量则会生成碘酸(HIO3,弱酸);Cl-可作为配体与Co3+、Cu2+等形成配位键;卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性。
5. 下列说法正确的是
A. SOCl2空间构型为三角锥形
B. IF3中心原子I采用sp2杂化
C. 1mol中含有20mol键
D. 溴原子的核外电子排布式为
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. Cl2与水反应:
B. ICl溶于NaOH溶液:
C. SOCl2水解:
D. Cl2和I2在溶液中反应:
7. 下列物质性质与用途或物质结构与性质具有对应关系的是
A. HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B. F第一电离能大于Cl,CF3COOH酸性强于CCl3COOH
C. ICl具有强氧化性,可用于检测亚硫酸盐
D. HF、HCl、HBr相对分子质量逐渐增大,热稳定性依次降低
【答案】5. A 6. B 7. C
【解析】
【5题详解】
A.SOCl2中S原子价层电子对数为3+=4即3个σ键+1对孤电子,空间构型为三角锥形,A正确;
B.IF3中I原子价层电子对数为3+=5(3个σ键+2对孤电子),杂化方式为sp3d,非sp2,B错误;
C.[Co(NH3)5Cl]2+中:5个NH3含15个N-H键,5个Co-N键,1个Co-Cl键,共21个σ键,非20mol,C错误;
D.溴的原子序数35,核外电子排布为[Ar]3d104s24p5,D错误;
故答案为:A;
【6题详解】
A.Cl2与水反应生成弱酸HClO和HCl,HCl是强酸,离子方程式书写时要拆,该离子方程式为:Cl2 + H2OH++ Cl- + HClO,A错误;
B.ICl与NaOH反应生成NaCl和NaIO,故离子方程式为:ICl+2OH-=Cl-+IO-+H2O,B正确;
C.SOCl2水解产物为SO2和HCl,离子方程式为:SOCl2 + H2O = SO2↑+ 2H++ 2Cl-,C错误;
D.Cl2过量时氧化I2生成HIO3和HCl,HIO3为弱酸,离子方程式书写时不能拆,即该反应的离子方程式为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10H++10Cl-,D错误;
故答案为:B;
【7题详解】
A.HF雕刻玻璃是利用其与SiO2反应,利用HF和SiO2特性,而非酸性,A不合题意;
B.因为F电负性比Cl的大,导致-CF3基团的吸电子效应比-CCl3基团的强,从而增强羧基中羟基的极性,则CF3COOH酸性强于CCl3COOH,与F和Cl第一电离能的相对大小无关,B不合题意;
C.已知+4价S具有强还原性,ICl强氧化性可用于氧化亚硫酸根成硫酸根,自身还原为I-和Cl-,根据溶液颜色变化可以检测,即性质与用途具有对应关系,C符合题意;
D.HF、HCl、HBr稳定性降低是因键能减弱,与相对分子质量相对大小无关,D不合题意;
故答案为:C。
8. 一定温度下,向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生反应: 。下列说法不正确的是
A. 该反应在高温下能自发进行
B. 加入高效催化剂有可能提高CO的产率
C. 升高温度和减小压强一定能提高转化率
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应ΔH>0(吸热),ΔS>0(气体分子数增加),根据,高温时ΔG<0,反应能自发进行,A正确;
B.催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态和平衡产率,因此不能提高CO的产率,B错误;
C.反应吸热(ΔH>0)且气体分子数增加,升高温度使平衡正向移动,减小压强有利于体积增大的方向,两者均能提高转化率,C正确;
D.该表达式恰为平衡常数K的表达式,由于反应吸热,升高温度K值增大,故该比值变大,D正确;
故选B。
9. 化合物C是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 1molA中含有5mol碳氧σ键 B. A、B可用溶液鉴别
C. B→C的反应为加成反应 D. C分子中含有2个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.由A的结构可知,1个分子中有5个C-O键(5个σ键)和一个C=O键(1个σ键和1个π键),共6个σ键,A错误;
B.A含有酚羟基,可以与溶液发生显色反应,而B不含有酚羟基,与溶液不发生显色反应,故可用溶液鉴别,B正确;
C.B→C的过程是发生了醛基的加成反应,C正确;
D.手性碳原子分别连有4个不同的原子(或原子团),C分子中含有2个手性碳原子,分别为五元环上的具有四个单键的碳原子(共2个),D正确;
故答案选A。
10. 室温下,根据下列实验过程及现象,不能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
室温下,测定浓度均为的、溶液的pH分别为9和5
电离常数:
B
向盛有1mL溶液的试管中滴加2mL溶液,振荡试管,再向试管中滴加2滴溶液,由白色沉淀转化成黄色沉淀
溶度积常数:
C
将乙醇与浓硫酸的混合物加热至170℃,并将产生的气体直接通入溶液中,观察溶液颜色的变化
乙醇发生了消去反应
D
向KI溶液中滴入少量新制氯水和,振荡,静置,溶液下层呈紫红色
还原性:
A A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,室温下等浓度的CH3COONa和NH4Cl溶液水解程度相同(CH3COO-水解生成c(OH-)=10-5mol/L,水解生成c(H+)=10-5mol/L),即,两种离子的水解平衡常数相等,则Ka(CH3COOH) = Kb(NH3·H2O)(K电离=),A不符合题意;
B.AgCl白色沉淀转化为AgI黄色沉淀,说明AgI溶解度更小,Ksp(AgI) < Ksp(AgCl),B不符合题意;
C.乙醇与浓硫酸加热至170℃可能生成乙烯(消去反应产物),但浓硫酸在高温下可能产生SO2等还原性气体,SO2也能使KMnO4褪色,干扰现象,无法确定褪色是否仅由乙烯引起,故不能得出乙醇发生消去反应的结论,C符合题意;
D.氯水氧化I-生成I2,I2溶于CCl4显紫红色,说明I-还原性强于Cl-(还原性:“还原剂>还原产物”),D不符合题意;
故答案选C。
11. 一种可充电电池装置如图所示。电池工作一段时间后,电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是
A. 充电时,向阴极方向迁移
B. 充电时,发生反应
C. 放电时,正极反应有
D. 放电时,Zn电极质量减少0.65g,电极生成了0.020molMnOOH
【答案】C
【解析】
【分析】Zn具有比较强的还原性,MnO2具有比较强的氧化性,自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间,所以MnO2电极为正极,电极反应为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,2MnO2 +Zn2++2e-=ZnMn2O4,Zn电极为负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,据此分析。
【详解】A.充电时,阴离子向阳极移动,故向阳极方向迁移,A错误;
B.结合分析知,放电时发生:Zn+2MnO2=ZnMn2O4,故充电时发生反应:ZnMn2O4=Zn+2MnO2,B错误;
C.放电时电极为正极,正极上检测到和少量,则正极反应有,C正确;
D.放电时,Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol),根据负极式可知,电路中转移0.020 mol电子,由正极的主要反应可知,若正极上只有生成,则生成的物质的量为0.020 mol,但是正极上还有生成,因此,的物质的量小于0.020 mol,D错误;
故选C。
12. 室温下,通过实验探究溶液的性质。[已知25℃时,]一般认为当溶液中的离子浓度小于时,该离子沉淀完全。下列说法正确的是
实验
实验操作及现象
1
测定溶液的pH,测得溶液的
2
向5mL溶液中滴加少量溶液,无明显现象
3
向溶液中加入等体积溶液,产生白色沉淀,过滤
A. 由实验1可得:
B. 由实验1可得:
C. 由实验2可得:
D. 由实验3可得:溶液中的没有沉淀完全
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中存在物料守恒,电荷守恒,所以溶液中存在,溶液呈酸性可知,,A正确;
B.实验1中存在电荷守恒:,结合酸性条件,即,可得,B错误。
C.溶液中存在物料守恒,加入少量KOH溶液,该守恒关系仍成立,C错误。
D.由实验3,等体积混合后初始c(Ca2+)= 0.01 mol/L、c()= 0.005 mol/L,沉淀后游离c(Ca2+)=0.005 mol/L,则c()=,沉淀完全,D错误。
故答案选A。
13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:
反应II:
使、、时,在体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线B可以表示的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
【答案】B
【解析】
【分析】固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1∶1∶2通入体系,先发生反应I,再逐渐发生反应II。由图像分析可知,曲线C代表CH3CH2OH,随着温度的升高,CH3CH2OH的平衡含量逐渐减少;CH3COOCH3的平衡含量先升高,500K后逐渐减少,可推知温度升高,两个反应都逆向移动,所以两个反应都是放热反应;再继续分析CH3COOCH3的平衡含量先升高,说明300-500K时,反应I较完全,反应II反应很少,这时CO反应较完全后,含量很低,氢气含量还较高,说明曲线A表示氢气的物质的量分数变化,曲线B表示CO的物质的量分数变化;
【详解】A.由上述分析可知,升高温度反应I逆向移动,故,A正确;
B.反应II可知,氢气作为反应物,CH3CH2OH 作为生成物,两者含量变化相反,已知CH3CH2OH随着温度的升高逐渐减小,那氢气的含量应逐渐升高,曲线A可表示氢气的物质的量分数,由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量分数减少,不是氢气的物质的量减少,B错误;
C.由上述分析可知,曲线B表示的物质的量分数,C正确;
D.由500K上升至600K时,反应II中氢气的含量还在增加,但是同样作为生成物的CH3COOCH3开始减少,说明温度对反应I中CH3COOCH3影响较大,说明温度对反应I的影响大于对反应II的影响,D正确;
故答案选B。
非选择题(共61分)
14. 钕铁硼磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。一种从钕铁硼废料[含Nd(钕)、Fe、B等]中提取氧化钕的工艺流程如下:
已知:①金属钕的活动性较强,难溶于水。
②硼与稀硫酸不反应,可溶于氧化性酸。
③钕离子可与过量的H2C2O4生成可溶性的配合物。
(1)“酸溶”时,不可将稀硫酸换为浓硫酸的原因是_______。
(2)在常温下“沉钕”,当完全沉淀时pH为2.3,溶液中。通过计算说明:“沉钕”完全时有无沉淀生成_______(常温下,)。
(3)“碱转换”生成的离子方程式为_______。
(4)“沉淀”过程中,草酸用量对沉钕率的影响如图所示,当草酸实际用量与理论计算量比值大于1.5时,沉钕率下降的可能原因是_______。“沉淀”后生成的晶体在氮气氛围下充分煅烧的化学方程式为_______。
(5)通过下列途径可制得二碳化钕:。的晶胞结构(如图所示)与氯化钠相似,由于哑铃形的存在,晶胞仅沿一个方向拉长。则晶胞中与1个等距离且最近的围成的图形为_______。
【答案】(1)浓硫酸会与硼反应引入杂质离子,同时生成二氧化硫等污染气体
(2)===,故无氢氧化亚铁生成
(3)
(4) ①. 当草酸浓度过大时,钕离子与过量草酸生成可溶性配合物,降低沉钕率 ②.
(5)正方形
【解析】
【分析】钕铁硼废料加入稀硫酸酸浸,金属元素转化为可溶的硫酸盐,硼不与稀硫酸反应,故滤渣为硼,随后加入反应生成沉淀,再加入氢氧化钠进行碱转换生成,加入稀硫酸溶解得到,加入草酸生成,煅烧得到,据此回答。
【小问1详解】
硼与稀硫酸不反应,可溶于氧化性酸,将稀硫酸换为浓硫酸会溶解硼,引入杂质离子并产生二氧化硫等污染气体;
【小问2详解】
当完全沉淀时pH为2.3,,故无氢氧化亚铁生成;
【小问3详解】
“碱转换”时,与NaOH反应生成,其离子方程式为;
【小问4详解】
钕离子可与过量的生成可溶性的配合物,故当草酸浓度过大时,钕离子与过量草酸生成可溶性配合物,降低沉钕率;在氮气氛围下充分煅烧,没有氧气参与,草酸中+3价的碳发生歧化反应,生成二氧化碳和一氧化碳,故反应方程式为;
【小问5详解】
二碳化钕()的晶胞结构与氯化钠相似,但由于哑铃形的存在,使晶胞延同一个方向拉长,所有二碳化钕晶体中1个周围距离最近且相等的4个,围成的几何图形为正方形。
15. 对合成苜蓿烯的合成路线改良后得到了一种新的物质,其合成路线如下:
(1)A分子中sp2与sp3杂化碳原子的数目比为_______。
(2)I→J的反应类型为_______。
(3)D转化为E同时生成X,写出D→E的化学反应方程式为_______。
(4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式:_______。
①能发生银镜反应
②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种能和FeCl3发生显色反应
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子
(5)写出以、HOCH2CH2OH和TsCl为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶液任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)4:7 (2)还原反应
(3)+H2O+HOCH2CH2OH
(4)或 (5)
【解析】
【分析】由题干合成流程图可知,A与X即HOCH2CH2OH发生反应生成B,B与H2发生碳碳双键上的加成反应生成C,C与(CH3)2CHMgBr发生加成反应、水解和消去反应后生成D,D在酸性条件下发生醚键上的水解反应生成E,E和2,4-DNP发生反应生成F,F在一定条件下转化为G,G和TsCl,Py发生反应生成H,H和Et3N发生反应生成I,I在Zn-Hg、HCl环境中发生还原反应生成J,据此分析解题。
【小问1详解】
已知单键上碳原子为sp3杂化,双键上的碳原子为sp2杂化,结合题干A的结构简式可知,A分子采取中sp2与sp3杂化碳原子的数目比为4:7;
【小问2详解】
有机化学中将加氢失氧的反应是还原反应,比较I、J的结构简式可知,I→J的反应类型为还原反应;
【小问3详解】
由题干信息可知,D转化为E的同时生成X即HOCH2CH2OH,则D→E的化学反应方程式为:+H2O+HOCH2CH2OH;
【小问4详解】
由题干信息可知,A的分子式为:C11H14O2,不饱和度为5,则同时满足下列条件①能发生银镜反应即分子中含有醛基或甲酸酯基,②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种能和FeCl3发生显色反应即水解产物中含有酚羟基,同分异构体中含有苯环,则除苯环外还剩一个不饱和度,结合氧原子个数可知,分子中含有甲酸酯基,③分子中含有4种不同化学环境的氢原子即苯环分子中为对称结构,符合条件A的一种同分异构体的结构简式为:
或;
【小问5详解】
由题干H到I的转化信息可知,目标产物可由在Et3N溶剂中进行反应得到,由题干D到E的信息可知,可由在酸性条件下水解得到,由题干G到H的转化信息可知,可由和TsCl反应得到, 可由通过加氢还原得到,由题干A到B的转化信息可知,可由和HOCH2CH2OH反应得到,由此确定合成路线为:。
16. 碲广泛应用于冶金工业。以碲铜渣(主要含,少量的硒、银的单质及其化合物)为原料回收Te、Ag。
已知:是白色固体,可溶于水。是白色固体,难溶于水。
(1)氧化碱浸
①碲铜渣与溶液、NaOH溶液在80℃转化为和CuO,该反应的离子方程式为_______。
②其他条件相同时,随着溶液浓度的增大,碲元素的浸出率先增大后减小的可能原因_______。
(2)回收Te
浸出液加入稀硫酸,经陈化、过滤得到,加入浓盐酸溶解后得到的溶液,再加入一定量的可得到碲粉。写出由溶液得到碲粉的化学方程式为_______。
(3)回收Ag
浸出渣经过一系列处理得到AgCl沉淀,向其中加入氨水[溶质以计],发生反应: 。
①完全溶解0.1mol,至少需加入氨水的体积为_______L。(忽略溶液体积的变化)
②请设计由AgCl固体中获取单质Ag的实验方案:_______。
(实验中须使用的试剂有:氨水、水合肼溶液,)
已知:常温时(水合肼)具有还原性,但不能直接还原AgCl,在碱性条件下能发生反应:。
(4)核壳结构的光催化剂()具有抗菌性能。在可见光照射下,可产生光生电子()和光生空穴(),其部分反应机理图如图所示,在潮湿的空气中具有较强的抗菌性能的原因是_______。
【答案】(1) ①. ②. 溶液浓度过大,碲元素被氧化成难溶的,使浸出率减小
(2)
(3) ①. 0.44 ②. 向AgCl固体中滴加氨水,过滤,滤液中滴加2 mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥
(4)光生电子(e⁻)和光生空穴(h⁺)在水和氧气参与下,协同产生H2O2和Ag+,共同破坏细菌结构
【解析】
【小问1详解】
①碲铜渣与溶液、NaOH溶液在80℃转化为和CuO,中Cu从+1价升至+2价,Te从-2价升至+4价,共升高8价中Cl从+5价降至-1价,共降低6价,根据元素守恒配平离子方程式为;
②其他条件相同时,随着溶液浓度的增大,碲元素被氧化成难溶的,浸出率减小;
【小问2详解】
作为还原剂,将还原为单质Te,同时自身被氧化为,化学方程式为;
【小问3详解】
①设:溶解0.1 molAgCl(s),至少需加入氨水的溶质的物质的量为x,混合后溶液体积为V,列三段式:,K=,解得x=2.2 mol,V(氨水)=;
②向AgCl固体中加入氨水,发生反应:,过滤,滤液含有银氨配离子,根据题中信息常温时(水合肼)在碱性条件下能还原:,所以向该滤液中加入水合肼把银氨配离子充分还原,由于该反应产生所气体中含有氨气,氨气有强烈刺激性气味会污染空气,所以要设计尾气处理措施,可以用题中提供的、要求必须使用的硫酸作尾气吸收剂把氨气吸收。最后把反应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收的银。具体方案如下:向AgCl固体中滴加氨水,过滤,滤液中滴加2 mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥;
【小问4详解】
由图可知,光催化在CB端O2得电子生成;在VB端,Ag失电子生成Ag+,可以通过转化为·OH,也可以转化为·OH,·OH转化为H2O2,在H2O2和Ag+共同作用,能氧化破坏细菌细胞膜和DNA,具有抗菌效果。
17. 以生产高附加值的精细化学品,被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径。
Ⅰ.的合成
(1)工业上利用某废气中的、(体积比1:2)联合制取烧碱、和的流程如图所示。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。
①D中化合价发生改变的元素有_______。
②A中发生的总反应的化学方程式为_______。
(2)以、为原料合成涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①则_______。
②某温度时,向恒压装置中通入1 mol和3 mol,反应达到平衡状态时,的平衡转化率为40%,CO选择性为50%,则化学平衡常数_______。(已知:CO选择性)
Ⅱ.的应用
(3)研究发现,将铂团簇锚定在硫化镍纳米片上,形成界面丰富的双分散纳米异质结构的双功能电催化剂,可催化制备甲酸盐。在KOH中进行双电极系统的电解实验,装置如图:
①阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。
②碱性条件下,用双功能电催化剂能高效制氢的原因可能是_______。
(4)利用甲醇合成甲醚的反应过程中的能量变化如图所示,涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①由上图可知反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更容易发生。
②在一定温度下,在恒容容器中进行合成甲醚的反应,测得含量随着时间的推移,先增大后减小,结合上图说明原因是_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. -90.4 ②.
(3) ①. ②. 双分散纳米异质结构可能更有利于吸附中的,同时使快速脱附,而确保活性位点的吸附能力
(4) ①. Ⅰ ②. 反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ的活化能,反应开始时,反应Ⅰ的反应速率更快,含量增大,随反应Ⅱ的进行,甲醇浓度减小,浓度增加,使反应Ⅰ平衡逆向移动,甲醚含量下降
【解析】
【小问1详解】
根据流程图可知,B中的电解装置为电解饱和食盐水,发生的反应为,生成的进入A中与、反应生成,生成的进入C中氧化得到,而D中发生反应。
①该反应中Cu元素化合价由+2降低为+1,发生还原反应,C元素化合价由-2升高为-1,发生氧化反应,故化合价发生改变的元素有。
②A中与、反应生成,化学方程式为。
【小问2详解】
①根据盖斯定律,Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ,则,。
②反应达到平衡状态时,,,,根据反应Ⅰ、反应Ⅱ可知,生成的的物质的量等于消耗的的物质的量,,根据H元素守恒可知,反应前的中H原子等于反应平衡时、、中H原子之和,即,,则化学平衡常数=。
【小问3详解】
①该装置为电解池,右侧为电解池的阳极,失电子、发生氧化反应,生成,电极反应式为。
②电解池的阴极发生,而催化剂的双分散纳米异质结构可能更有利于吸附中的,同时使快速脱附,而确保活性位点的吸附能力。
【小问4详解】
①由图可知,反应Ⅰ活化能远小于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅰ更容易发生。
②生成的反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ的反应速率,反应开始时,反应Ⅰ的反应速率更快,含量增大,随反应Ⅱ的进行,甲醇浓度减小,浓度增加,使反应Ⅰ平衡逆向移动,甲醚含量下降。
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