内容正文:
巴中市普通高中2023级“一诊”模拟考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
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,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 V-51 Br-80 Sb-122 Cs-133
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 蜀锦、壮锦、宋锦和云锦并称“中国四大名锦”。蜀锦的主要生产过程如下图所示,蚕丝富含蛋白质,生产过程中所用的染料以植物天然色素为主,同时还需加入食盐、生石灰等。下列说法正确的是
A. 蚕丝中蛋白质属于天然有机高分子 B. “刺绣”过程中发生了化学变化
C. 添加的食盐能使蛋白质变性 D. 可用灼烧法鉴别“蜀锦”和“壮锦”
2. 下列物质的制备原理:性质及用途描述有误的是
物质的制备原理
性质及用途
A
聚四氟乙烯:
耐热耐酸碱腐蚀,可用于生产酸碱通用滴定管的活塞
B
二氯乙烷:
难溶于水,可溶解大多数有机化合物,常用作溶剂、萃取剂
C
晶体硅:
有特殊的光学和电学性能,可用于信息技术和新能源技术
D
过氧化钠:
与、反应生成,可用作呼吸面具中的供氧剂
A. A B. B C. C D. D
3. 1898年,化学家利用氮气、碳化钙()与水蒸气为原料成功合成氨,相关反应的化学方程式为:①;②。下列说法正确的是
A. 中碳元素化合价为价 B. 的VSEPR模型为
C. 的电子式为 D. 的空间结构为三角锥形
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 在溶液中,的数目为
B. 标准状况下,11.2 L氦气中质子数目为
C. 在中,采取杂化的碳原子数目为
D. 之间最多形成氢键数目为
5. 为达到相应的实验目的,下列实验操作(装置)不规范的是
实验操作(装置)
实验
目的
A.向容量瓶中
转移溶液
B.萃取碘水
中的
实验操作(装置)
实验
目的
C.向试管中倾倒少量溶液
D.蒸发NaCl溶液
A. A B. B C. C D. D
6. 某实验小组为探究溶液的性质,设计并完成如下实验。下列说法错误的是
实验装置
实验
试剂
现象
1
溶液
有淡黄色沉淀生成
2
逐滴滴入少量
溶液
紫红色溶液逐渐褪色,同时有黑色沉淀生成
3
逐滴滴入少量
酸性
溶液
紫红色溶液迅速褪色
A. 实验1的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为
B. 实验2的反应为:
C. 由实验2、3可知,酸性越强,被氧化的速率越快
D. 上述实验说明,既具氧化性又具还原性
7. 下图是利用对硝基苯甲醛通过“非接触”加氢生成对氨基苯甲醛的工作原理示意图。下列说法错误的是
A. 该装置可将化学能转化为电能 B. H在活性位点的反应为
C. 电子从电极a经外电路流向电极b D. 每消耗生成0.5 mol对氨基苯甲醛
8. 一定条件下,与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时,反应物种的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢。
说明:过渡态中“…”示化学键未完全断裂或形成。下列说法正确的是
A. 反应历程中两个反应均涉及氢原子的成键
B. 该反应的
C. 相同条件下,与反应,其过渡态Ⅰ的能量比低
D. 与反应,能获得两种有机产物,且相对分子质量相同
9. 化合物L是氰基丙烯酸酯类医用胶的某种成分,其结构如下图所示。下列关于L的表述错误的是
A. 分子式为 B. 分子中无手性碳原子
C. 可与发生加成反应生成氨基 D. 分子存在顺反异构体
10. 对于下列过程中发生的化学反应,相应方程式正确的是
A. 工业生产中,精炼铜的阴极反应:
B. 测定中和反应的反应热:
C. 除去溶液中少量杂质:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
11. 由下列实验操作及现象不能得出相应结论的是
实验操作及现象
结论
A
向装有少量Ag粉的试管中加入溶液(),振荡,Ag完全溶解
氧化性:
B
向2支盛有等浓度、等体积银氨溶液的试管中分别滴入2滴溶液和溶液,一支试管无明显现象,一支产生黄色沉淀
溶度积常数:
C
室温下,分别用pH计测定浓度均为溶液和溶液的pH为9.73和7.08
化学键的极性:
D
向盛有饱和溶液的试管中,滴入稀HCl,有大量气泡产生
元素的非金属性:
A. A B. B C. C D. D
12. 已知X、Y、Z、W为短周期元素,其原子半径、原子序数及其在对应氢化物中的化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 氢化物的沸点: B. XZ晶胞中的配位数为6
C. W与Y的化合物偏向离子晶体 D. Y的最高价氧化物的水化物呈两性
13. 高分子冠醚可用于金属元素的分离、富集以及相转移催化反应的催化剂。利用K与L合成高分子冠醚M的反应的化学方程式如图。下列说法错误的是
A. K能与NaOH溶液反应 B. L中的所有原子可能位于同一平面
C. D. 不同的冠醚可识别不同的碱金属离子
14. 研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示,晶胞体积为;晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是
A. 基态Cs原子的价电子排布式为 B. 晶体的化学式为
C. 晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D. 该晶体的密度为
15. 一定温度下,分别向体积均为10.00 mL、浓度均为溶液和溶液中滴加溶液,滴加过程中(a为或)与溶液体积()的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①表示与的变化关系
B. Y点溶液中:
C. 该温度下,为
D. 若改为的KCl和溶液,则曲线②中Z点移到X点
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 二溴丙酮()是一种淡黄色固体,是重要的医药和有机合成中间体,其制备原理为:。可利用下图装置制备二溴丙酮(加热装置、夹持装置略去)。
已知:LiCl在不同溶剂中的溶解度如下表。
溶剂
丙酮
一定比例的二氯甲烷
、丙酮混合溶剂
溶解度()
0.108
0.007
实验步骤如下:
Ⅰ.制备。向100 mL干燥的三颈烧瓶中依次加入磁搅拌子、二氯丙酮、及16.0 mL某有机溶剂,按图安装装置并加热至35 ℃,打开磁力搅拌器,持续搅拌一段时间后,冷却至室温。
Ⅱ.分离。冷却后,继续向三颈烧瓶中缓慢加入10.0 mL蒸馏水,再搅拌1 min。将所得混合物转入分液漏斗,分离出有机层后,再次加入10.0 mL二氯甲烷萃取,合并两次有机层液体。经无水硫酸钠干燥,过滤,将滤液浓缩得淡黄色液体粗品,得粗产物3.32 g。
Ⅲ.精制。向所得粗产物中加入10.0 mL石油醚,随后置于0 ℃冰水浴中搅拌5 min,观察到有大量固体出现。减压抽滤,晾干后得到淡黄色固体2.71 g。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为_______。
(2)步骤Ⅰ中,加入的有机溶剂是_______(填“丙酮”或“一定比例的二氯甲烷、丙酮混合溶剂”),理由是_______(用平衡移动原理解释)。控制反应温度在35 ℃的加热方式是_______。
(3)步骤Ⅱ中,向烧瓶中缓慢加入10.0 mL蒸馏水的目的是_______。若未将经二氯甲烷萃取后的有机层液体合并到原有机层,会造成二溴丙酮的产率_______(填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(4)二氯丙酮生成二溴丙酮,遵循双分子亲核取代反应机理,反应过程如下(、、、表示速率常数):
由图可知:_______(填“”或“”或“”),从结构的角度分析原因是_______。
(5)二溴丙酮的产率为_______%。(保留三位有效数字)
17. 以“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为ZnO、PbO、少量镉和铜的氧化物,同时存在少量等杂质)为原料制备硫酸锌并回收镉的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,ZnO所发生反应的离子方程式为_______。“酸浸渣”的主要成分为_______、_______(填化学式)。
(2)“酸浸”时,在控制其他条件不变时,Zn浸出率(%)随的质量浓度()的变化关系如图所示。
①为提高Zn浸出率,控制的质量浓度范围为_______。
②若“酸浸”选择更高浓度的硫酸,可能造成的后果是_______(答出一点即可)。
(3)“硫化除铜”时,溶液中金属离子与的关系如图所示。
①反应的平衡常数为_______。
②“硫化除铜”时,若溶液中为,为尽可能去除,可调节溶液中_______。
(4)立德粉是一种常见的白色涂料,可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得,其反应的化学方程式为_______。
18. 氢气是一种清洁能源,氢气的制取、转化与存储是氢能源领域的研究热点。
回答下列问题:
Ⅰ.氢气的制取
氨分解制备氢气,其分解过程中相对能量变化如图所示。
(1) _______,的键能为_______。
Ⅱ.氢气的转化
(2)可利用二氧化碳加氢合成,发生如下反应:
主反应: ;
副反应:
在一定条件下,向某1 L恒容密闭容器中充入和发生反应。实验测得的平衡转化率(%)和平衡时的选择性(%)随温度(℃)变化分别如图1、图2所示:
已知:的选择性。
①由图1可知,当温度高于280 ℃时,的平衡转化率升高的原因是_______。实际生产过程中,为提高甲醇的产率,常控制反应温度200~300 ℃,理由是_______。
②240 ℃时,反应20 min达到平衡状态,压强为14.8 MPa,副反应的平衡常数。
a.生成的速率为_______。
b.初始充入的物质的量_______mol,主反应的平衡常数_______(列出计算式)。
Ⅲ.氢气的储能
(3)一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池工作原理如图所示。金刚石压砧把压入储氢电极生成后,在压力梯度的驱动下生成,电子通过下层Pt电极和外接线路转移到Pd电极参与反应,形成闭合回路。
该装置应选择_______交换膜,电池负极的电极反应式为_______。
19. 丁酸氯维地平(K)主要用于治疗高血压,一种合成K的路线如图所示。
已知:①;
②酮式和烯醇式存在互变异构,主要存在形式是酮式
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为_______。
(2)C→D的化学方程式为_______。
(3)G的结构简式为_______。G→H步骤中生成的产物除H外还有_______(填化学式)。
(4)I→K的反应类型为_______。
(5)胺类化合物L与H互为同分异构体,则符合下列条件的L结构简式为_______。
①只含两种官能团,且同种官能团的氢原子化学环境完全相同;
②遇溶液显紫色。
(6)参照上述合成路线,写出以苯甲醛和为主要原料制备的合成路线(无机试剂任意选择)_______。
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巴中市普通高中2023级“一诊”模拟考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
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,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 V-51 Br-80 Sb-122 Cs-133
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 蜀锦、壮锦、宋锦和云锦并称“中国四大名锦”。蜀锦的主要生产过程如下图所示,蚕丝富含蛋白质,生产过程中所用的染料以植物天然色素为主,同时还需加入食盐、生石灰等。下列说法正确的是
A. 蚕丝中蛋白质属于天然有机高分子 B. “刺绣”过程中发生了化学变化
C. 添加的食盐能使蛋白质变性 D. 可用灼烧法鉴别“蜀锦”和“壮锦”
【答案】A
【解析】
【详解】A.蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质是由氨基酸缩聚而成的天然有机高分子化合物,A正确;
B.“刺绣”过程只是丝线在织物上进行编织、穿插,没有新物质生成,属于物理变化,B错误;
C.食盐(NaCl)不能使蛋白质变性,只有重金属盐、强酸、强碱、甲醛等才能使蛋白质变性,C错误;
D.“蜀锦”的主要成分是蛋白质(蚕丝),“壮锦”的主要成分是蛋白质(蚕丝)和纤维素(棉、麻),灼烧时均有烧焦羽毛气味,不可用灼烧法鉴别,D错误;
故答案选A。
2. 下列物质的制备原理:性质及用途描述有误的是
物质的制备原理
性质及用途
A
聚四氟乙烯:
耐热耐酸碱腐蚀,可用于生产酸碱通用滴定管的活塞
B
二氯乙烷:
难溶于水,可溶解大多数有机化合物,常用作溶剂、萃取剂
C
晶体硅:
有特殊的光学和电学性能,可用于信息技术和新能源技术
D
过氧化钠:
与、反应生成,可用作呼吸面具中的供氧剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】BC
【解析】
【详解】A.聚四氟乙烯是通过四氟乙烯加聚反应得到的,形成的高分子物质链节较长且不易反应,故耐热耐酸碱腐蚀,可用于生产酸碱通用滴定管的活塞,A正确;
B.乙烷与氯气在光照下发生自由基取代反应,产物是多种氯代乙烷的混合物,难以获得纯净的1,2-二氯乙烷,通常情况应用乙烯和氯气的水溶液发生加成反应,方程式表示为,B错误;
C.工业上用碳在高温下还原二氧化硅制备粗硅,方程式,该反应制备的是粗硅,而用于信息技术和新能源技术的是高纯硅,描述不准确,C错误;
D.Na高温下与氧气反应可生成过氧化钠,制备原理正确,可与、反应:、生成,可用作呼吸面具中的供氧剂,D正确;
故选BC。
3. 1898年,化学家利用氮气、碳化钙()与水蒸气为原料成功合成氨,相关反应的化学方程式为:①;②。下列说法正确的是
A. 中碳元素化合价为价 B. 的VSEPR模型为
C. 的电子式为 D. 的空间结构为三角锥形
【答案】A
【解析】
【详解】A.与CO2互为等电子体,结构相似,C和2个N之间形成2对共用电子,电负性:N>C,则C为价,A正确;
B.中N原子的价层电子对数为,含有一对孤电子对,其的VSEPR模型为四面体形,但其分子构型为三角锥形,B错误;
C.电子式中各原子需满足8电子(或2电子)稳定结构,故的电子式为,C错误;
D.中C原子的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面三角形,而非三角锥形,D错误;
故答案选A。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 在溶液中,的数目为
B. 标准状况下,11.2 L氦气中质子数目为
C. 在中,采取杂化的碳原子数目为
D. 之间最多形成氢键数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A. H2S是弱酸,分步电离且第二步电离程度极小,溶液中S2-浓度远低于0.1 mol/L,因此S2-数目远小于0.1NA,A错误;
B. 标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L/mol,11.2 L氦气物质的量为0.5 mol,氦分子为单原子分子,每个He原子含2个质子,故质子总物质的量为0.5 mol×2=1 mol,则质子的总数为NA,B正确;
C. CH3COOH摩尔质量为60 g/mol,6 g乙酸物质的量为0.1 mol,分子中甲基碳(-CH3)为sp3杂化,羧基碳(-COOH)为杂化,故杂化碳原子数目为0.1NA,,C错误;
D. 每个水分子最多可形成4个氢键(2个供体、2个受体),但每个氢键被两个水分子共享,故1 mol H2O最多形成的氢键数目为=2NA,D错误;
故答案选B。
5. 为达到相应的实验目的,下列实验操作(装置)不规范的是
实验操作(装置)
实验
目的
A.向容量瓶中
转移溶液
B.萃取碘水
中的
实验操作(装置)
实验
目的
C.向试管中倾倒少量溶液
D.蒸发NaCl溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向容量瓶转移溶液时,用玻璃棒引流,将玻璃棒伸入容量瓶刻度线下,烧杯紧靠玻璃棒,A项操作正确,不符合题意;
B.用分液漏斗和萃取碘水中的,密度大,位于下层,分液漏斗尖嘴端紧靠烧杯内壁,B项装置正确,不符合题意;
C.向试管内倾倒溶液时,取下瓶塞并倒放在桌面上,试剂瓶标签朝向手心,试管倾斜,试剂瓶口紧贴试管口,缓慢倾倒液体,C项中瓶塞没有倒放,操作不规范,符合题意;
D.使用蒸发皿蒸发溶液,用酒精灯直接加热,加热时用玻璃棒搅拌,防止液体飞溅,D项操作正确,不符合题意;
故答案选C。
6. 某实验小组为探究溶液的性质,设计并完成如下实验。下列说法错误的是
实验装置
实验
试剂
现象
1
溶液
有淡黄色沉淀生成
2
逐滴滴入少量
溶液
紫红色溶液逐渐褪色,同时有黑色沉淀生成
3
逐滴滴入少量
酸性
溶液
紫红色溶液迅速褪色
A. 实验1的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为
B. 实验2的反应为:
C. 由实验2、3可知,酸性越强,被氧化的速率越快
D. 上述实验说明,既具氧化性又具还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验1中有淡黄色沉淀生成,则与发生归中反应,氧化产物来自Na2S,还原产物来自H2SO3,根据得失电子守恒可知氧化产物与还原产物的物质的量之比为=,A正确;
B.实验2中具有氧化性,可以将氧化为,被还原生成,反应离子方程式为,B错误;
C.对比实验2、3,溶液的浓度相同,酸性不同,实验3的反应速率快,可得出酸性越强,被氧化的速率越快,C正确;
D.实验1中,转化为S,发生还原反应,体现具有氧化性,实验2、3中,被氧化为,体现具有还原性,故既具氧化性又具还原性,D正确;
故选B。
7. 下图是利用对硝基苯甲醛通过“非接触”加氢生成对氨基苯甲醛的工作原理示意图。下列说法错误的是
A. 该装置可将化学能转化为电能 B. H在活性位点的反应为
C. 电子从电极a经外电路流向电极b D. 每消耗生成0.5 mol对氨基苯甲醛
【答案】D
【解析】
【分析】利用对硝基苯甲醛通过“非接触”加氢生成对氨基苯甲醛的工作原理示意图,该装置是原电池,根据的移动方向可知碳纳米电极b是正极,钯电极a是负极。
【详解】A.该装置是原电池,故可将化学能转化为电能,A正确;
B.H在活性位点上失电子生成,反应为,B正确;
C.原电池中电子从负极(电极a)经外电路流向正极(电极b),C正确;
D.每消耗转移电子的物质的量为2 mol,同时由对硝基苯甲醛转化为对氨基苯甲醛反应为:,转移电子的物质的量为2 mol则生成 mol对氨基苯甲醛,D错误;
故选D。
8. 一定条件下,与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时,反应物种的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢。
说明:过渡态中“…”示化学键未完全断裂或形成。下列说法正确的是
A. 反应历程中两个反应均涉及氢原子的成键
B. 该反应的
C. 相同条件下,与反应,其过渡态Ⅰ的能量比低
D. 与反应,能获得两种有机产物,且相对分子质量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图知,反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键,第二个反应没涉及氢原子的成键,A错误;
B.该反应的,即生成物的能量减去反应物的能量,B错误;
C.已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢,所以相同条件下,与发生上述反应,反应速率会变慢,则其过渡态Ⅰ的能量比b高,C错误;
D.根据图可知,与发生上述反应,可以获得、 2种相对分子质量相等的有机产物,D正确;
故选D。
9. 化合物L是氰基丙烯酸酯类医用胶的某种成分,其结构如下图所示。下列关于L的表述错误的是
A. 分子式为 B. 分子中无手性碳原子
C. 可与发生加成反应生成氨基 D. 分子存在顺反异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据氰基丙烯酸酯的结构简式可知分子式为,A正确;
B.手性碳是碳原子上连有4个不同取代基的碳,该分子没有符合条件的碳原子,不含手性碳,B正确;
C.该分子中的氰基可与氢气在一定条件下发生还原反应生成氨基,C正确;
D.该分子中的碳碳双键中的一侧碳上连的都是H,不存在顺反异构,D错误;
故选D。
10. 对于下列过程中发生的化学反应,相应方程式正确的是
A. 工业生产中,精炼铜的阴极反应:
B. 测定中和反应的反应热:
C. 除去溶液中少量杂质:
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
【答案】D
【解析】
【详解】A.电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,硫酸铜为电解质,阴极析出铜单质,反应方程式为:,A错误;
B.测定中和热应用强酸强碱的稀溶液,相应离子方程式为:,B错误;
C.除去溶液中少量杂质,一般是加氧化剂H2O2发生反应:,将Fe2+氧化为Fe3+且不引入新杂质,若通入Cl2虽然也能将Fe2+氧化为Fe3+但引入新的杂质离子Cl-,C错误;
D.向苯酚钠溶液中通入少量,由于碳酸的酸性强于苯酚,而苯酚的酸性强于碳酸氢根,所以反应生成苯酚和碳酸氢钠,离子方程式为:,D正确;
故答案选D。
11. 由下列实验操作及现象不能得出相应结论的是
实验操作及现象
结论
A
向装有少量Ag粉的试管中加入溶液(),振荡,Ag完全溶解
氧化性:
B
向2支盛有等浓度、等体积银氨溶液的试管中分别滴入2滴溶液和溶液,一支试管无明显现象,一支产生黄色沉淀
溶度积常数:
C
室温下,分别用pH计测定浓度均为溶液和溶液的pH为9.73和7.08
化学键的极性:
D
向盛有饱和溶液的试管中,滴入稀HCl,有大量气泡产生
元素的非金属性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验操作中,Ag粉在Fe2(SO4)3溶液中完全溶解,说明发生了反应:Ag + Fe3+ → Ag+ + Fe2+,Fe3+作为氧化剂氧化了Ag,得到氧化产物Ag+,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性Fe3+ > Ag+,结论能得出,A正确;
B.在银氨溶液中,加入NaCl无明显现象,加入NaBr产生黄色沉淀(AgBr),说明AgBr更难溶,即Ksp(AgBr) < Ksp(AgCl),B正确;
C.CH3COONa溶液pH=9.73,CF3COONa溶液pH=7.08,pH越高说明水解程度越大,对应酸的酸性越弱,因此CH3COOH酸性弱于CF3COOH,由于F的电负性大于H,C-F键极性大于C-H键,导致CF3COOH酸性更强,结论能得出,C正确;
D.向NaHCO3溶液中滴加稀HCl产生大量气泡(CO2),说明HCl酸性强于H2CO3,但该反应为酸碱反应,不能直接推断元素的非金属性,非金属性需比较最高价含氧酸酸性,即HClO4与H2CO3,实验未涉及,不能直接得出结论,D错误;
故答案为D。
12. 已知X、Y、Z、W为短周期元素,其原子半径、原子序数及其在对应氢化物中的化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 氢化物的沸点: B. XZ晶胞中的配位数为6
C. W与Y的化合物偏向离子晶体 D. Y的最高价氧化物的水化物呈两性
【答案】C
【解析】
【分析】W对应氢化物中W为-1、-2价,原子序数最小,故W为O;X对应氢化物中X显示+1价,原子半径最多,X为Na;Y对应氢化物中Y显+3价,原子序数大于钠,Y为Al;Z对应氢化物中Z显-1价,原子序数最大,Z是Cl,即X、Y、Z、W依次为Na、Al、Cl、O,据此解答。
【详解】A.O的氢化物含有氢键,故沸点比HCl高,即沸点:W>Z,A正确;
B.XZ形成的化合物是氯化钠,该晶胞中离Cl-最近的Na+有6个,故Cl的配位数为6,B正确;
C.W和Y形成的化合物是,熔点较高,偏向共价晶体,C错误;
D.Y的最高价氧化物的水化物是,既可溶于强酸又可溶于强碱,呈两性,D正确;
故答案选C。
13. 高分子冠醚可用于金属元素的分离、富集以及相转移催化反应的催化剂。利用K与L合成高分子冠醚M的反应的化学方程式如图。下列说法错误的是
A. K能与NaOH溶液反应 B. L中的所有原子可能位于同一平面
C. D. 不同的冠醚可识别不同的碱金属离子
【答案】A
【解析】
【详解】A.K分子中含有氨基(),具有弱碱性,不能与NaOH溶液发生反应,A错误;
B.L中的苯环、羰基均为平面结构,各平面通过单键连接,单键可旋转,因此所有原子可能位于同一平面,B正确;
C.n个K分子与n个L分子发生缩聚反应,每个K分子含2个,每个L分子含2个,每形成1个酰胺键脱去1个HCl分子,整个反应共脱去个HCl分子,故,C正确;
D.冠醚具有特定的空腔结构,不同大小的冠醚可以识别并结合不同半径的碱金属离子,D正确;
故答案选A。
14. 研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示,晶胞体积为;晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是
A. 基态Cs原子的价电子排布式为 B. 晶体的化学式为
C. 晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cs是55号元素,位于第六周期第IA族, 基态Cs原子的价电子排布式为,A正确;
B.根据晶体结构俯视图判断,该晶胞底面为菱形,该菱形中邻边存在60°和120°两种角度,结合均摊法可知,晶胞中,Cs的个数为,V的个数为,Sb的个数为,则化学式为,B正确;
C.通过分析三维晶胞结构可知,晶胞中每个V原子周围紧邻的Sb原子数为6,C错误;
D.由B选项可知,该晶胞化学式为,则该晶胞的质量为,晶胞体积为,则其密度是:,D正确;
故选C。
15. 一定温度下,分别向体积均为10.00 mL、浓度均为溶液和溶液中滴加溶液,滴加过程中(a为或)与溶液体积()的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①表示与的变化关系
B. Y点溶液中:
C. 该温度下,为
D. 若改为的KCl和溶液,则曲线②中Z点移到X点
【答案】C
【解析】
【分析】和硝酸银反应的化学方程式为,铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式为,根据反应方程式可知在相同浓度的和溶液中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小的更快,所以①代表与的变化关系,曲线②表示与的变化关系,以此解答;
【详解】A.由分析可知,所以①代表与的变化关系,A正确;
B.Y点溶液中,Y点加入溶液体积为15 mL,初始物质的量为,加入量为;反应后过量,浓度为,浓度为;,,故;过量水解使溶液呈酸性,故,B正确;
C.Z点纵坐标的数值是4,则在沉淀溶解平衡中,,,C错误;
D.相同实验条件下的不变,即平衡时溶液中,Z点对应的纵坐标数值是4.0,消耗的AgNO3体积减小,则曲线②中反应终点由Z到X点,D正确;
故答案选C。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 二溴丙酮()是一种淡黄色固体,是重要的医药和有机合成中间体,其制备原理为:。可利用下图装置制备二溴丙酮(加热装置、夹持装置略去)。
已知:LiCl在不同溶剂中的溶解度如下表。
溶剂
丙酮
一定比例的二氯甲烷
、丙酮混合溶剂
溶解度()
0.108
0.007
实验步骤如下:
Ⅰ.制备。向100 mL干燥的三颈烧瓶中依次加入磁搅拌子、二氯丙酮、及16.0 mL某有机溶剂,按图安装装置并加热至35 ℃,打开磁力搅拌器,持续搅拌一段时间后,冷却至室温。
Ⅱ.分离。冷却后,继续向三颈烧瓶中缓慢加入10.0 mL蒸馏水,再搅拌1 min。将所得混合物转入分液漏斗,分离出有机层后,再次加入10.0 mL二氯甲烷萃取,合并两次有机层液体。经无水硫酸钠干燥,过滤,将滤液浓缩得淡黄色液体粗品,得粗产物3.32 g。
Ⅲ.精制。向所得粗产物中加入10.0 mL石油醚,随后置于0 ℃冰水浴中搅拌5 min,观察到有大量固体出现。减压抽滤,晾干后得到淡黄色固体2.71 g。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为_______。
(2)步骤Ⅰ中,加入的有机溶剂是_______(填“丙酮”或“一定比例的二氯甲烷、丙酮混合溶剂”),理由是_______(用平衡移动原理解释)。控制反应温度在35 ℃的加热方式是_______。
(3)步骤Ⅱ中,向烧瓶中缓慢加入10.0 mL蒸馏水的目的是_______。若未将经二氯甲烷萃取后的有机层液体合并到原有机层,会造成二溴丙酮的产率_______(填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(4)二氯丙酮生成二溴丙酮,遵循双分子亲核取代反应机理,反应过程如下(、、、表示速率常数):
由图可知:_______(填“”或“”或“”),从结构的角度分析原因是_______。
(5)二溴丙酮的产率为_______%。(保留三位有效数字)
【答案】(1)球形冷凝管
(2) ①. 一定比例的二氯甲烷、丙酮混合溶剂 ②. 在该溶剂中氯化锂的溶解度小,使之析出,从而促进反应朝着正反应方向移动,提高二溴丙酮的产率 ③. 水浴加热
(3) ①. 除去LiBr、LiCl等可溶于水的杂质 ②. 偏小
(4) ①. > ②. 第一步反应物分子对称,两个C–Cl键化学环境相同;第二步时中间体中一个Cl已被Br取代,Br原子半径大、空间位阻增大,且给电子效应稍强,使另一个C–Cl键上的碳电子云密度相对较高,不利于亲核取代反应的进行,因此反应速率常数k3降低
(5)79.7
【解析】
【分析】1,3-二氯丙酮和溴化锂在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中水浴35 ℃反应生成1,3-二溴丙酮和氯化锂;然后分离提纯1,3-二溴丙酮。
【小问1详解】
仪器X的名称为球形冷凝管;
【小问2详解】
步骤Ⅰ中,加入的有机溶剂是一定比例的二氯甲烷、丙酮混合溶剂,在该溶剂中氯化锂的溶解度小,使之析出,从而促进反应朝着正反应方向移动,提高二溴丙酮的产率;控制反应温度在35 ℃的加热方式是水浴加热;
【小问3详解】
产物中混有溴化锂等可溶于水的杂质,可通过水洗除去,故加入蒸馏水的目的是除去LiBr、LiCl等可溶于水的杂质;若未将经二氯甲烷萃取后的有机层液体合并到原有机层,会有一部分产物1,3−二溴丙酮损失,造成1,3−二溴丙酮的产率偏小;
【小问4详解】
第一步反应物分子对称,两个C–Cl键化学环境相同;第二步时中间体中一个Cl已被Br取代,Br原子半径大、空间位阻增大,且给电子效应稍强,使另一个C–Cl键上的碳电子云密度相对较高,不利于亲核取代反应的进行,因此反应速率常数k3降低,即k1>k3;
【小问5详解】
1,3-二氯丙酮物质的量为,,根据方程式可知,,则溴化锂过量,所以,则二溴丙酮的产率为。
17. 以“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为ZnO、PbO、少量镉和铜的氧化物,同时存在少量等杂质)为原料制备硫酸锌并回收镉的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,ZnO所发生反应的离子方程式为_______。“酸浸渣”的主要成分为_______、_______(填化学式)。
(2)“酸浸”时,在控制其他条件不变时,Zn浸出率(%)随的质量浓度()的变化关系如图所示。
①为提高Zn浸出率,控制的质量浓度范围为_______。
②若“酸浸”选择更高浓度的硫酸,可能造成的后果是_______(答出一点即可)。
(3)“硫化除铜”时,溶液中金属离子与的关系如图所示。
①反应的平衡常数为_______。
②“硫化除铜”时,若溶液中为,为尽可能去除,可调节溶液中_______。
(4)立德粉是一种常见的白色涂料,可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得,其反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. 240-260 ②. 可能促进某些杂质(如等)包裹,阻碍其溶解,降低浸出率(答案合理,答出一点即可)
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【分析】“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为、、少量镉和铜的氧化物,同时存在少量等杂质)首先加硫酸进行“酸浸”,此时、少量镉、铜的氧化物溶解到酸溶液中,生成对应的金属阳离子,与硫酸反应生成难溶性沉淀,不溶于酸,采取过滤操作,、作为硫浸渣滤出;加硫化钠除铜,反应为:,经过滤操作将硫化铜以硫化渣的形式去除;加锌粉转换除镉,发生置换反应:,过滤得海绵镉;同时获得硫酸锌的溶液,经过一系列操作获得硫酸锌固体。
【小问1详解】
与硫酸反应生成可溶性锌盐,离子方程式为:;由分析可知“酸浸渣”的主要成分为和;
【小问2详解】
①从图像可知,的浸出率随硫酸质量浓度增大先升高后趋于平缓,当质量浓度在240∼260 g/L时,的浸出率达到最高且稳定;
②若酸浸的硫酸的质量浓度太高,可能促进某些杂质(如等)包裹,阻碍其溶解,降低浸出率;会使后续中和和净化消耗更多的碱,增加生产成本;有可能造成酸雾排放量增大,污染环境(答案合理,答出一点即可);
【小问3详解】
①反应的平衡常数;从图像取点::,,故;:,,故,所以;
②尽可能去除同时,为避免沉淀,需满足,若,代入相关数值,得;
【小问4详解】
立德粉是一种常见的白色涂料,可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得,其反应化学方程式为:。
18. 氢气是一种清洁能源,氢气的制取、转化与存储是氢能源领域的研究热点。
回答下列问题:
Ⅰ.氢气的制取
氨分解制备氢气,其分解过程中相对能量变化如图所示。
(1) _______,的键能为_______。
Ⅱ.氢气的转化
(2)可利用二氧化碳加氢合成,发生如下反应:
主反应: ;
副反应:
在一定条件下,向某1 L恒容密闭容器中充入和发生反应。实验测得的平衡转化率(%)和平衡时的选择性(%)随温度(℃)变化分别如图1、图2所示:
已知:的选择性。
①由图1可知,当温度高于280 ℃时,的平衡转化率升高的原因是_______。实际生产过程中,为提高甲醇的产率,常控制反应温度200~300 ℃,理由是_______。
②240 ℃时,反应20 min达到平衡状态,压强为14.8 MPa,副反应的平衡常数。
a.生成的速率为_______。
b.初始充入的物质的量_______mol,主反应的平衡常数_______(列出计算式)。
Ⅲ.氢气的储能
(3)一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池工作原理如图所示。金刚石压砧把压入储氢电极生成后,在压力梯度的驱动下生成,电子通过下层Pt电极和外接线路转移到Pd电极参与反应,形成闭合回路。
该装置应选择_______交换膜,电池负极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. +90 ②. 946
(2) ①. 当温度高于280℃时,副反应为吸热反应(>0),升高温度该平衡右移,主反应(<0)平衡左移,且副反应右移的程度大于主反应左移的程度,故CO2转化率升高。 ②. 200~300℃范围内,CH3OH选择性高(>80%),同时CO2转化率也较高,且反应速率适中,综合效益最佳。 ③. 0.016 ④. 1.12 ⑤.
(3) ①. 质子或阳离子 ②. PdHx-e-= PdH x-1+ H+
【解析】
【小问1详解】
根据图中相对能量,可得:NH3(g)N2(g)+ H2(g) ,则 ;由图中“N2(g)+H2(g) ” 到“N(g)+H2(g) ”可知,mol的键能为518-45=473 kJ/mol,则的键能为473×2=946 kJ/mol。
【小问2详解】
当温度高于280℃时,副反应为吸热反应(>0),升高温度该平衡右移,CO2转化率增大,且右移的程度大于主反应(<0)平衡左移的程度,故CO2转化率升高;200~300℃范围内,CH3OH选择性高(>80%),同时CO2转化率也较高,且反应速率适中,综合效益最佳;由图可知,240℃时CO2的转化率为40%,则消耗CO2 0.4 mol,此时的选择性为80%,又的选择性,则生成0.32 mol,;
容器容积为1L,物质的量和物质的量浓度数值相等,列转化过程如下:
则平衡后,CO2、CO和H2O的物质的量分别为:0.6 mol、0.08 mol和0.4 mol,,则平衡时H2物质的量为0.08 mol,则初始充入H2物质的量为:(0.08+0.08+0.96) mol=1.12 mol;平衡时气体总物质的量为1.48 mol,压强为14.8 MPa,则主反应的。
【小问3详解】
根据题意,负极(下层Pt电极)发生反应:PdHx-e-=PdHx-1+H+,生成的H+需通过交换膜迁移至正极。正极反应为2H++2e-=H2↑。为保证H+迁移,应选择质子交换膜(或阳离子交换膜)。负极反应式可写为:PdHx-e-= PdH x-1+ H+。
19. 丁酸氯维地平(K)主要用于治疗高血压,一种合成K的路线如图所示。
已知:①;
②酮式和烯醇式存在互变异构,主要存在形式是酮式
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为_______。
(2)C→D的化学方程式为_______。
(3)G的结构简式为_______。G→H步骤中生成的产物除H外还有_______(填化学式)。
(4)I→K的反应类型为_______。
(5)胺类化合物L与H互为同分异构体,则符合下列条件的L结构简式为_______。
①只含两种官能团,且同种官能团的氢原子化学环境完全相同;
②遇溶液显紫色。
(6)参照上述合成路线,写出以苯甲醛和为主要原料制备的合成路线(无机试剂任意选择)_______。
【答案】(1)醛基、碳氯键
(2) (3) ①. ②. H2O
(4)取代反应 (5)、
(6)
【解析】
【分析】A与B发生加成反应生成C;C在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成D;E与F发生已知信息①的反应生成;该物质存在互变异构主要以G(结构简式为)的形式存在,还可以转化为的形式与NH3发生取代反应生成H;D与H在正丙醇存在下发生加成反应、消去反应,键迁移重排得到I;I与J发生取代反应得到K。据此分析。
【小问1详解】
A中官能团的名称为醛基、碳氯键。
【小问2详解】
C→D是C在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成D,故其化学方程式为。
【小问3详解】
G的结构简式为;G→H步骤为的形式与NH3发生的取代反应,故生成的产物除H外还有H2O。
【小问4详解】
由分析可知I→K的反应类型为取代反应。
【小问5详解】
胺类化合物L与H互为同分异构体,分子式为,满足条件①只含两种官能团,且同种官能团的氢原子化学环境完全相同、②遇溶液显紫色,说明其中含有酚羟基,综上所述,L中含有苯环,1个甲基,有2个-NH2和2个-OH,且位置对称,满足条件的L结构简式为、。
【小问6详解】
苯甲醛和发生加成反应生成,在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成,与Br2发生加成反应生成,故合成路线为。
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