精品解析:江苏省基地学校2026届高三上学期大联考化学试题
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内容正文:
2026届新高考基地学校第一次大联考
化学
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6页,满分100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考教师在答题卡所粘贴条形码的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置答题一律无效。
5.如需绘图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等必须加黑、加粗。
可能用到的原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Al 27 Zn 65
一、选择题: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. 生活中常常涉及化学原理及变化,下列生活生产中常见操作不涉及化学变化的是
A. 酒精消毒 B. 煤的液化 C. 海水淡化 D. 橡胶硫化
2. 科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:(浓)。下列说法正确的是
A. PH3为非极性分子 B. 中子数为10的氧原子可表示为
C. 的结构示意图: D. 1个P4分子中含有4个σ键
3. 下列有关实验装置或原理能达到实验目的的是
A.干燥NH3
B.制备Na2O2
C.引发红色喷泉
D.测量溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 离子半径:
C. 电负性:Si>H D. 酸性:
阅读下列材料,完成下面小题。
第Ⅳ A族元素及其化合物应用广泛。甲烷是常见燃料,25℃、101 kPa时,甲烷的燃烧热;金刚石、C60、碳纳米管和石墨是碳元素的常见单质;二氧化硅又称硅石,与氢氧化钠反应可生成硅酸钠,硅酸钠的水溶液俗称水玻璃;铅和二氧化铅是铅蓄电池的电极材料。
5. 下列说法错误的是
A. 硅胶颗粒可用作催化剂载体、食品包装袋的干燥剂
B. 水玻璃是一种电解质,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂
C. 碳纳米管的比表面积大,有优良的电学性能,故可用于生产电池和传感器
D. 干冰中分子的堆积比冰的紧密,因此干冰的密度比冰的大
6. 下列化学方程式或离子方程式表示错误的是
A. Na2SiO3溶液中通入过量CO2:
B. 甲烷燃烧的热化学方程式:
C. 焦炭与石英砂制备粗硅反应:
D. 铅蓄电池的正极反应式:
7. 下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A. 晶体的熔点:金刚石<C60 B. 键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C. 导电性:金刚石>石墨 D. 键角:CO2<SiO2
8. 反应 可用于治理大气污染。下列关于该反应的说法正确的是
A. 该反应的
B. 反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C. 反应的平衡常数
D. 使用高效催化剂可以降低反应的焓变
9. 色并[4,3-d]嘧啶衍生物具有显著的生物学特性,其合成过程的某步反应如左图所示。下列说法正确的是
A. N与水以任意比例互溶
B. 1 mol M与足量溴水反应最多可消耗
C. 一分子P酸性环境下水解的有机产物中含有2个含氧官能团
D. M、N、P分子中所有原子均可能共面
10. 利用电化学原理既能输出电能,又能合成有机物。如图所示装置在输出电能的同时可合成苯胺。该电池工作时,下列说法错误的是
A. Al电极为负极
B. H+从负极区经过高分子电解质膜向正极区迁移
C. 多孔惰性电极的电极反应式为
D. 每转移3 mol电子,理论上可消耗27 g Al
11. 根据下列有关实验方案和现象,所得结论正确的是
选项
实验方案
现象
结论
A
向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中逐滴滴加AgNO3溶液
先生成白色沉淀
Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4)
B
向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸
出现白色胶状沉淀
氯的非金属性比硅强
C
向酸性高锰酸钾溶液中加入适量葡萄糖,振荡
溶液颜色变浅
葡萄糖具有氧化性
D
分别测定等浓度的CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH
CH3COONa溶液的pH大
结合H+能力:
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,用含少量Ca2+的NiCl2溶液制备NiCO3的过程如图所示。已知室温下,,。下列说法错误的是
A. 常温下,pH=9的NaF溶液中:
B. “除钙”得到的上层清液中:
C. 0.1mol/L的NaHCO3溶液中:
D. “沉镍”时反应的离子方程式:
13. 在催化剂作用下可利用温室气体CO2加氢制甲醇,涉及的反应有:
①
②
在压强为p下,向密闭容器中通入的混合气体,在催化剂作用下发生上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性S[S(CH3OH或CO)]随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线z表示平衡时CO2的转化率
B. H2的平衡转化率始终低于CO2
C. 250℃时,m点体系中:
D. 反应②的正反应速率:
二、非选择题:
14. 三草酸合铁酸钾晶体{,}为翠绿色晶体,易溶于水,是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,具有生产价值。简易制备流程如下:
(1)“溶解”时加入稀硫酸的作用是___________。
(2)“氧化”过程发生反应的离子方程式为___________。
(3)“调pH”时,反应最佳pH条件为3.5,pH过高或过低影响制备效果的原因为___________。
(4)“调pH”过程中伴随少量Fe(OH)3生成,则“系列操作”的具体操作为___________、过滤、洗涤、干燥(已知:三草酸合铁酸钾的溶解度:0℃时,4.7 g/100 g水;100℃时,117.7 g/100 g水)。
(5)的结构如图,配体个数为___________,中心离子配位数为___________,设计简单的实验证明Fe3+为内界的一部分:___________。
(6)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量:称量a g样品于锥形瓶中,加稀硫酸溶解,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,在上述溶液中加入适量锌粉,使溶液恰好从黄色变为浅绿色,反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为___________。
15. 吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药,其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)化合物C中含氧官能团的名称为___________,化合物C的结构简式为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)F+G→H的化学方程式为___________。
(4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
①分子中有3种不同类型的氢原子;②分子中存在。
(5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。
16. 2025年诺贝尔化学奖授予在金属有机框架材料(MOFs)领域取得开创性成果的三位科学家。MOFs是一种具有规则孔道和空腔的结晶性多孔材料,在诸多领域展现应用前景。
(1)某MOFs薄膜材料的孔径大小和形状可实现C2H2的“固定”,用于分离C2H2/C2H4混合气体的原理如图所示。下列混合物的分离提纯原理与之最接近的是___________(填标号)。
A. 利用CCl4萃取碘水中的碘 B. 利用冠醚分离K+和Na+
C. 蒸馏分离水和乙醇 D. 饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸
(2)MOFs的三种杂环基有机配体结构如图,a物质中存在大π键,其中①号氮原子的孤电子对位于___________轨道;b和c物质的酸性更强的是___________(填标号)。
(3)某研究小组制备纳米ZnO,再与MOF材料复合制备荧光材料ZnO@MOF,流程如图所示。
已知:ⅰ.Zn(OH)2是两性氢氧化物,在强碱性环境中生成;
ⅱ.ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型,39℃以下稳定。
①步骤Ⅰ,初始滴入ZnSO4溶液时,反应的化学方程式为___________。
②纳米ZnO晶体的部分结构如图1所示,已知该结构的底边长为a pm,高为b pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该ZnO的密度为___________g·cm-3(列表达式即可)。
③制备的ZnO@MOF荧光材料可用于测定Cu2+浓度,材料的荧光强度比值与c(Cu2+)在一定浓度范围内的关系如图2所示。某研究小组取7.5×10-3 g血浆铜蓝蛋白(相对分子质量为1.5×105),经预处理,将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1 L。取样测得荧光强度比值为9.7,由图像读出溶液中c(Cu2+)=___________mol·L-1,则1个血浆铜蓝蛋白分子中含___________个铜原子。
17. 尿素[CO(NH2)2]是目前使用量较大的一种化学氮肥。
(1)研究发现,合成尿素的反应机理分两步:
Ⅰ. (快反应)
Ⅱ. (慢反应)
①反应 ___________kJ·mol-1。
②下列图像能表示上述反应历程能量变化的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)图为使用不同催化剂①、②、③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,A点___________(填“是”或“不是”)平衡状态,T2℃以上n[CO(NH2)2]下降的原因可能是___________(答出一点即可,不考虑物质的稳定性)。
(3)利用CO2和N2或CO2和电化学法制尿素。
①电催化还原CO2和N2反应部分机理如图所示。体系pH增大尿素产率降低的可能原因为___________。
②通入二氧化碳到酸性废水(含)中达到饱和,电催化还原CO2和可合成尿素,则通入二氧化碳的电极名称是___________(填“阳极”或“阴极”),电极反应式为___________。
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2026届新高考基地学校第一次大联考
化学
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6页,满分100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请认真核对监考教师在答题卡所粘贴条形码的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置答题一律无效。
5.如需绘图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等必须加黑、加粗。
可能用到的原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Al 27 Zn 65
一、选择题: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. 生活中常常涉及化学原理及变化,下列生活生产中常见操作不涉及化学变化的是
A. 酒精消毒 B. 煤的液化 C. 海水淡化 D. 橡胶硫化
【答案】C
【解析】
【详解】A.酒精消毒是通过破坏细菌表面的蛋白质,使其变性,生成了新物质,为化学变化,A不符合题意;
B.煤的液化是将煤炭转化为液体燃料,发生了化学反应,为化学变化,故B不符合题意;
C.海水淡化的过程是蒸馏,过程中无新物质生成,为物理变化,故C符合题意;
D.橡胶硫化发生了化学反应,生成了新物质,为化学变化,故D不符合题意;
答案选C。
2. 科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:(浓)。下列说法正确的是
A. PH3为非极性分子 B. 中子数为10的氧原子可表示为
C. 的结构示意图: D. 1个P4分子中含有4个σ键
【答案】C
【解析】
【详解】A.PH3中P原子的价层电子对数为4,且含有1个孤电子对,则PH3的空间结构为三角锥形,正负电荷中心不重合为极性分子,A错误;
B.中子数为10的氧原子可表示为,而不是,B错误;
C.P原子的核电荷数为15,是由P原子得3个电子形成,核外有18个电子,C正确;
D.P4分子为正四面体结构,4个P原子位于正四面体的4个顶点上,每两个P原子之间有一个σ键,该分子中含有6个σ键,D错误;
故选C。
3. 下列有关实验装置或原理能达到实验目的的是
A.干燥NH3
B.制备Na2O2
C.引发红色喷泉
D.测量溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨气与氯化钙反应生成八氨合氯化钙,不能用氯化钙干燥氨气,A错误;
B.蒸发皿不适用于强热固体,钠单质应在坩埚里加热,B错误;
C.打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使少量水进入烧瓶,氨气极易溶于水导致烧瓶中气体压强迅速减小滴有酚酞的水会沿导管进入烧瓶,酚酞溶液遇碱变为红色,因此会看到红色喷泉,C正确;
D.测量溶液的pH时,应该将pH试纸放在表面皿中央,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸的中央,并迅速与标准比色卡对照读数,不能将pH试纸浸入待测液中,以免引起试剂污染,D错误;
故答案选C。
4. 下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 离子半径:
C. 电负性:Si>H D. 酸性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.热稳定性比较:是离子化合物,是配合物,配合物中的配位键较弱,受热易分解,因此热稳定性,A正确;
B.离子半径比较:和均具有Ne型电子层结构(10电子),核电荷数(Z=11)>(Z=9),核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,B错误;
C.电负性比较:电负性表示原子吸引电子的能力,Si的电负性约1.8,H的电负性约2.1,且中H显负电性、Si显正电性,故电负性Si<H,C错误;
D.酸性比较:P和Cl同属第三周期,非金属性Cl>P(同周期从左到右增强),最高价含氧酸酸性(高氯酸为最强无机酸之一),D错误;
故答案选A。
阅读下列材料,完成下面小题。
第Ⅳ A族元素及其化合物应用广泛。甲烷是常见燃料,25℃、101 kPa时,甲烷的燃烧热;金刚石、C60、碳纳米管和石墨是碳元素的常见单质;二氧化硅又称硅石,与氢氧化钠反应可生成硅酸钠,硅酸钠的水溶液俗称水玻璃;铅和二氧化铅是铅蓄电池的电极材料。
5. 下列说法错误的是
A. 硅胶颗粒可用作催化剂载体、食品包装袋的干燥剂
B. 水玻璃是一种电解质,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂
C. 碳纳米管的比表面积大,有优良的电学性能,故可用于生产电池和传感器
D. 干冰中分子的堆积比冰的紧密,因此干冰的密度比冰的大
6. 下列化学方程式或离子方程式表示错误的是
A. Na2SiO3溶液中通入过量CO2:
B. 甲烷燃烧的热化学方程式:
C. 焦炭与石英砂制备粗硅反应:
D. 铅蓄电池的正极反应式:
7. 下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A. 晶体的熔点:金刚石<C60 B. 键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C. 导电性:金刚石>石墨 D. 键角:CO2<SiO2
【答案】5. B 6. A 7. B
【解析】
【5题详解】
A.硅胶多孔,吸湿性强,常用作干燥剂和催化剂载体,A正确;
B.水玻璃是硅酸钠的水溶液,是混合物,而电解质是化合物,故水玻璃不是电解质,B错误;
C.碳纳米管比表面积大、导电性好,适用于电池和传感器,C正确;
D.由于冰中存在氢键,分子堆积存在较大空隙,密度较小,而干冰中分子堆积相对紧密,密度比冰大,D正确;
故选B。
【6题详解】
A.硅酸钠溶液中通入过量CO2应生成硅酸沉淀和碳酸氢根,正确方程式为:,A错误;
B.甲烷燃烧热方程式符合燃烧热定义(生成液态水),焓变数值正确,B正确;
C.焦炭与石英砂高温反应生成粗硅和CO,方程式正确,C正确;
D.铅蓄电池正极反应式为PbO2还原为PbSO4,电极方程式正确,D正确;
故选A。
【7题详解】
A.金刚石为共价晶体,C60为分子晶体。共价晶体熔点高于分子晶体,故熔点:金刚石 > C60,A错误;
B.金刚石中C原子为sp3杂化,C-C 键是单键,键长较长;石墨中层内 C 原子为sp2杂化,C-C键是介于单键与双键之间的特殊键,键长较短。键长越短,键能越大,故石墨中C-C键能 > 金刚石中C-C键能,B正确;
C.石墨层状结构含离域电子,导电性好;金刚石无自由电子,不导电,C错误。
D. CO2中C为sp杂化,键角为180°;SiO2中Si为sp3杂化,键角约为109.5°。显然,CO2的键角大于SiO2,D错误。
故选B。
8. 反应 可用于治理大气污染。下列关于该反应的说法正确的是
A. 该反应的
B. 反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C. 反应的平衡常数
D. 使用高效催化剂可以降低反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应的正反应方向,气体体积增大,,A项错误;
B.该反应,根据反应物的键能总和-生成物的键能总和,则反应物的键能总和小于生成物的键能总和,B项错误;
C.化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,该反应的平衡常数表达式为,C项正确;
D.使用高效催化剂可以改变反应速率,不能降低反应的焓变,反应的焓变只与反应物的总能量与生成物的总能量有关,与反应途径无关,D项错误;
答案选C。
9. 色并[4,3-d]嘧啶衍生物具有显著的生物学特性,其合成过程的某步反应如左图所示。下列说法正确的是
A. N与水以任意比例互溶
B. 1 mol M与足量溴水反应最多可消耗
C. 一分子P酸性环境下水解的有机产物中含有2个含氧官能团
D. M、N、P分子中所有原子均可能共面
【答案】B
【解析】
【详解】A.N为氰基乙酸乙酯(NCCH2COOCH2CH3),含酯基和氰基,分子中含有较大的疏水基团(乙基),在水中溶解度不大,A错误;
B.M分子中含酚羟基和醛基,酚羟基的邻对位有2个活泼氢,与溴水发生取代反应消耗2mol Br2,醛基被溴水氧化为羧基(-COOH),消耗1mol Br2,共消耗3mol Br2,B正确;
C.P含内酯基和氰基,酸性水解后,内酯基生成羟基和羧基,氰基生成羧基,有机产物中含1个羟基和2个羧基,共3个含氧官能团,C错误;
D.N分子中乙基的碳原子为sp3杂化,呈四面体结构,P中也有四面体结构的碳原子,所有原子不可能共面,D错误;
故答案为B。
10. 利用电化学原理既能输出电能,又能合成有机物。如图所示装置在输出电能的同时可合成苯胺。该电池工作时,下列说法错误的是
A. Al电极为负极
B. H+从负极区经过高分子电解质膜向正极区迁移
C. 多孔惰性电极的电极反应式为
D. 每转移3 mol电子,理论上可消耗27 g Al
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,左侧硝基苯生成苯胺,硝基苯被还原,则多孔惰性电极为正极,电极反应式为,右侧失电子生成,电极为负极,电池工作时,H+从负极区经过高分子电解质膜向正极区迁移;
【详解】A.由分析可知,电极为负极,A项正确;
B.由分析可知,电池工作时,阳离子移向电池正极,从负极区经过高分子电解质膜向正极区迁移,B项正确;
C.由分析可知多孔惰性电极的电极反应式为,C项错误;
D.由分析可知,电池工作时,负极失电子生成,每转移3 mol电子,理论上消耗1 mol,质量为27 g,D项正确;
故答案选C。
11. 根据下列有关实验方案和现象,所得结论正确的是
选项
实验方案
现象
结论
A
向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中逐滴滴加AgNO3溶液
先生成白色沉淀
Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4)
B
向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸
出现白色胶状沉淀
氯的非金属性比硅强
C
向酸性高锰酸钾溶液中加入适量葡萄糖,振荡
溶液颜色变浅
葡萄糖具有氧化性
D
分别测定等浓度的CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH
CH3COONa溶液的pH大
结合H+能力:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.AgCl是白色难溶于水的固体,Ag2CrO4是砖红色沉淀,依据题意AgCl先沉淀,但由于AgCl和Ag2CrO4的组成类型不同,不能直接通过沉淀的先后顺序比较溶度积常数()的大小,A错误;
B.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀,证明盐酸酸性强于硅酸,但HCl不是氯元素的最高价氧化物的水化物,不能比较2种元素的非金属性强弱,B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液褪色,说明葡萄糖被氧化,具有还原性,C错误;
D.CH3COONa溶液pH大,说明CH3COO-水解程度大,碱性较强,结合H+能力强于,D正确;
故答案选D。
12. 室温下,用含少量Ca2+的NiCl2溶液制备NiCO3的过程如图所示。已知室温下,,。下列说法错误的是
A. 常温下,pH=9的NaF溶液中:
B. “除钙”得到的上层清液中:
C. 0.1mol/L的NaHCO3溶液中:
D. “沉镍”时反应的离子方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下,pH=9的溶液中的电荷守恒:,元素质量守恒:,根据以上两式可得:,A项正确;
B.“除钙”得到的上层清液为的饱和溶液,因此有:,B正确;
C.的溶液中有电荷守恒:,物料守恒:。,整理得:,C正确;
D.“沉镍”时反应的离子方程式应为,D项错误;
故答案选D。
13. 在催化剂作用下可利用温室气体CO2加氢制甲醇,涉及的反应有:
①
②
在压强为p下,向密闭容器中通入的混合气体,在催化剂作用下发生上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性S[S(CH3OH或CO)]随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线z表示平衡时CO2的转化率
B. H2的平衡转化率始终低于CO2
C. 250℃时,m点体系中:
D. 反应②的正反应速率:
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①为吸热反应,反应②为放热反应,随着温度升高,反应②平衡逆向移动,甲醇含量降低,则x是甲醇选择性变化曲线,甲醇选择性与CO的选择性之和为1,且升温反应①平衡正向移动,导致CO的量增大,故y曲线代表CO的选择性,则曲线z表示平衡时CO2的转化率,A正确;
B.初始投料比,反应①消耗与的物质的量之比为1,反应②消耗与的物质的量之比为3。因此,消耗的与的总物质的量之比介于1和3之间,由于投料比大于消耗比,始终过量,其平衡转化率始终低于,B正确;
C.250℃时,甲醇和CO选择性相同,两个反应分别生成甲醇和一氧化碳的量相同,故m点体系中,C正确;
D.p点和q点温度相同,反应②的正反应速率取决于反应物浓度。根据图像,p点位于平衡曲线x之上,表示该状态下的选择性高于平衡状态,反应将逆向进行以达到平衡,此时反应物浓度低于平衡状态;q点位于平衡曲线x之下,表示该状态下的选择性低于平衡状态,反应将正向进行以达到平衡,此时反应物浓度高于平衡状态。因此,q点的反应物浓度大于p点的反应物浓度,所以反应②的正反应速率:,D错误;
故选D。
二、非选择题:
14. 三草酸合铁酸钾晶体{,}为翠绿色晶体,易溶于水,是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,具有生产价值。简易制备流程如下:
(1)“溶解”时加入稀硫酸的作用是___________。
(2)“氧化”过程发生反应的离子方程式为___________。
(3)“调pH”时,反应最佳pH条件为3.5,pH过高或过低影响制备效果的原因为___________。
(4)“调pH”过程中伴随少量Fe(OH)3生成,则“系列操作”的具体操作为___________、过滤、洗涤、干燥(已知:三草酸合铁酸钾的溶解度:0℃时,4.7 g/100 g水;100℃时,117.7 g/100 g水)。
(5)的结构如图,配体个数为___________,中心离子配位数为___________,设计简单的实验证明Fe3+为内界的一部分:___________。
(6)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量:称量a g样品于锥形瓶中,加稀硫酸溶解,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,在上述溶液中加入适量锌粉,使溶液恰好从黄色变为浅绿色,反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为___________。
【答案】(1)抑制Fe2+的水解
(2)
(3)pH过小易生成草酸,难生成,pH过高形成Fe(OH)3沉淀
(4)蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶
(5) ①. 3 ②. 6 ③. 取少量样品配成溶液后,加入KSCN溶液,若未见红色则证明Fe3+为内界一部分
(6)
【解析】
【分析】“溶解”时,溶液中会有亚铁离子,亚铁容易水解,而加入稀硫酸,可以抑制Fe2+的水解;加入过氧化氢,可将Fe2+氧化Fe3+;用草酸和草酸钾“调pH”,可以得到三草酸合铁酸钾;再经过“系列操作”,得到,据此分析作答。
【小问1详解】
“溶解”时,溶液中会有亚铁离子,亚铁容易水解,而加入稀硫酸,可以抑制Fe2+的水解,故答案为:抑制Fe2+的水解。
【小问2详解】
“氧化”过程中加入过氧化氢,可将Fe2+氧化Fe3+,离子方程式为,故答案为:。
【小问3详解】
草酸为弱酸,铁离子易水解,则pH过小易生成草酸,难生成,pH过高形成Fe(OH)3沉淀,故答案为:pH过小易生成草酸,难生成,pH过高形成Fe(OH)3沉淀。
【小问4详解】
三草酸合铁酸钾的溶解度:0℃时,4.7 g/100 g水;100℃时,117.7 g/100 g水,而“调pH”过程中伴随少量Fe(OH)3生成,要过滤除去,温度越高,三草酸合铁酸钾溶解度越大,则“系列操作”的具体操作为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶。
【小问5详解】
由配离子的结构简式可知,具有空轨道的铁离子与3个草酸根离子形成配离子,则配离子的中心离子为铁离子、配位原子为氧原子,配体个数为3,配位数为6;配离子在溶液中存在络合平衡,溶液中铁离子浓度较小,所以取少量样品配成溶液后,加入KSCN溶液,若未见红色则证明Fe3+为内界一部分,故答案为:3;6;取少量样品配成溶液后,加入KSCN溶液,若未见红色则证明Fe3+为内界一部分。
【小问6详解】
样品于锥形瓶中,加稀硫酸溶解,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,除去草酸根离子,在上述溶液中加入适量锌粉,使溶液恰好从黄色变为浅绿色,Fe3+会转化为Fe2+,加稀H2SO4酸化, KMnO4溶液滴定,离子方程式为,则存在关系式:,该晶体中铁的质量分数的表达式为,故答案为:。
15. 吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药,其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)化合物C中含氧官能团的名称为___________,化合物C的结构简式为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)F+G→H的化学方程式为___________。
(4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
①分子中有3种不同类型的氢原子;②分子中存在。
(5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 羧基 ②.
(2)氧化反应 (3)+ +HBr
(4)、、(任写一种)
(5)
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B和HCl,B中甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基(-COOH),结合C的分子式知,C的结构简式为,SOCl2是常见的有机氯化试剂,C和SOCl2发生取代反应生成 D,D和E在氢氧化钠作用下反应生成F,结合F的结构简式和E的分子式可知,E为 NH2CH2CH2Br,E和D发生取代反应生成F和HCl,F和G加热条件下反应生成H,结合H的结构简式和G的分子式可知,G为 ,G和F发生取代反应生成H和HBr。据此分析解答。
【小问1详解】
根据C的结构 可知:C中含氧官能团的名称为:羧基
故答案为:羧基;;
【小问2详解】
由分析可知,B→C即 → ,该反应属于氧化反应;故答案为:氧化反应;
【小问3详解】
由分析可知,F+G→H的化学方程式为:++HBr;
故答案为:++HBr;
【小问4详解】
G的分子式为:,根据①分子中有3种不同类型的氢原子可知:该分子结构具有较高的对称性;根据②分子中存在,可以确定该物质可能为:、、(任写一种)
故答案为:、、(任写一种)
【小问5详解】
仿照题干流程中B→C→D→F的转化,把对二甲苯中甲基转化为羧基、羧基转化为-COCl,再和氨基发生取代反应得到目标产物,故合成路线为:。
16. 2025年诺贝尔化学奖授予在金属有机框架材料(MOFs)领域取得开创性成果的三位科学家。MOFs是一种具有规则孔道和空腔的结晶性多孔材料,在诸多领域展现应用前景。
(1)某MOFs薄膜材料的孔径大小和形状可实现C2H2的“固定”,用于分离C2H2/C2H4混合气体的原理如图所示。下列混合物的分离提纯原理与之最接近的是___________(填标号)。
A. 利用CCl4萃取碘水中的碘 B. 利用冠醚分离K+和Na+
C. 蒸馏分离水和乙醇 D. 饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸
(2)MOFs的三种杂环基有机配体结构如图,a物质中存在大π键,其中①号氮原子的孤电子对位于___________轨道;b和c物质的酸性更强的是___________(填标号)。
(3)某研究小组制备纳米ZnO,再与MOF材料复合制备荧光材料ZnO@MOF,流程如图所示。
已知:ⅰ.Zn(OH)2是两性氢氧化物,在强碱性环境中生成;
ⅱ.ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型,39℃以下稳定。
①步骤Ⅰ,初始滴入ZnSO4溶液时,反应的化学方程式为___________。
②纳米ZnO晶体的部分结构如图1所示,已知该结构的底边长为a pm,高为b pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该ZnO的密度为___________g·cm-3(列表达式即可)。
③制备的ZnO@MOF荧光材料可用于测定Cu2+浓度,材料的荧光强度比值与c(Cu2+)在一定浓度范围内的关系如图2所示。某研究小组取7.5×10-3 g血浆铜蓝蛋白(相对分子质量为1.5×105),经预处理,将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1 L。取样测得荧光强度比值为9.7,由图像读出溶液中c(Cu2+)=___________mol·L-1,则1个血浆铜蓝蛋白分子中含___________个铜原子。
【答案】(1)B (2) ①. 2p ②. b
(3) ①. ②. ③. 3×10-7 ④. 6
【解析】
【分析】图中信息显示,MOFs薄膜材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高效选择性吸附,其分离原理是利用材料的孔径大小和形状对不同物质进行选择性吸附。
【小问1详解】
A.利用CCl4萃取碘水,是利用碘在CCl4和水中的溶解度的不同,将碘从水中转移到CCl4中,分离原理是物质在不同溶剂中的溶解度的差异,与MOFs材料固定C2H2原理不同,A不符合题意;
B.利用“冠醚”分离和时,钠离子和钾离子的半径大小不同,“冠醚”具有特定的空腔结构,不同冠醚的空腔大小不同,能对半径不同的和进行选择性配位,分离原理与MOFs材料固定C2H2原理相同,都是利用材料的孔径大小和形状对物质进行分离,B符合题意;
C.蒸馏分离水和乙醇,是利用二者沸点的差异,与MOFs材料固定C2H2原理不同,C不符合题意;
D.用饱和碳酸钠除去乙酸乙酯中的乙酸,是利用乙酸与碳酸钠反应生成易溶于水的乙酸钠,再通过分液分离,基于化学反应和溶解性差异,与题干原理不同,D不符合题意;
故选B。
【小问2详解】
a物质中所有原子共平面,①号N原子采用杂化,参与形成大π键,其孤电子对位于未参与杂化的轨道。酸性强弱与基团的吸电子能力有关,b物质中的配位原子为O,c物质中的配位原子为S,O的电负性大于S,b中O的吸电子作用更强,使羧基中H更易电离,所以酸性更强的是b。
【小问3详解】
①Zn(OH)2是两性氢氧化物,在强碱性环境中生成,步骤I是向NaOH溶液中滴加ZnSO4溶液,初始时NaOH过量,故方程式为:。
②由图1可知,黑球个数:,白球个数为:,质量为:,六棱柱体积为:,则其密度为:。
③由图2可知,当荧光强度比值为9.7时,读出溶液中,计算人血浆铜蓝蛋白的物质的量:,溶液中铜离子的物质的量, 则1个血浆铜蓝蛋白分子中含铜原子个数为。
17. 尿素[CO(NH2)2]是目前使用量较大的一种化学氮肥。
(1)研究发现,合成尿素的反应机理分两步:
Ⅰ. (快反应)
Ⅱ. (慢反应)
①反应 ___________kJ·mol-1。
②下列图像能表示上述反应历程能量变化的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)图为使用不同催化剂①、②、③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,A点___________(填“是”或“不是”)平衡状态,T2℃以上n[CO(NH2)2]下降的原因可能是___________(答出一点即可,不考虑物质的稳定性)。
(3)利用CO2和N2或CO2和电化学法制尿素。
①电催化还原CO2和N2反应部分机理如图所示。体系pH增大尿素产率降低的可能原因为___________。
②通入二氧化碳到酸性废水(含)中达到饱和,电催化还原CO2和可合成尿素,则通入二氧化碳的电极名称是___________(填“阳极”或“阴极”),电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. -87 ②. C
(2) ①. 不是 ②. 随着温度升高,可能是催化剂活性降低(或失去活性),反应速率降低,单位时间内生成尿素的物质的量减少
(3) ①. 溶液H+浓度小,反应速率减慢,尿素产率降低 ②. 阴极 ③.
【解析】
【小问1详解】
①Ⅰ+Ⅱ得反应 kJ·mol-1。
②第一步反应放热,第二步反应吸热,总反应放热,能表示上述反应历程能量变化的是C。
【小问2详解】
催化剂不能使平衡移动,A点尿素的物质的量不是T2℃下的最大值,所以A点不是平衡状态,T2℃以上n[CO(NH2)2]下降的原因可能是随着温度升高,催化剂活性降低(或失去活性),反应速率降低,单位时间内生成尿素的物质的量减少。
【小问3详解】
利用CO2和N2或CO2和电化学法制尿素。
①根据图示,H+是反应物,体系pH增大尿素产率降低的可能原因是溶液H+浓度小,反应速率减慢,尿素产率降低。
②电催化还原CO2和合成尿素,硝酸根离子得到电子发生还原反应和二氧化碳反应生成尿素,则通入二氧化碳的电极名称是阴极,电极反应式为。
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