内容正文:
长春市2026届高三质量监测(一)
化学
本试卷共8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Ca 40 Ti 48
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 长春地区出土的文物中,主要材质为金属的是
A. 长春华夏第一玉鸟 B. 榆树夫余青铜器
C. 农安左家山石龙雕 D. 德惠布纹瓦片
2. 氯化铯(CsCl)是一种分析试剂,制备原理为。下列说法错误的是
A. HCl中的共价键:s-p键 B. 的VSEPR模型名称:V形
C. CsCl的晶体类型:离子晶体 D. 的电子式:
3. 下列生产、生活活动与所述的化学知识没有关联的是
选项
生产、生活活动
化学知识
A
用小苏打作发泡剂烘焙面包
碳酸钠与酸反应生成
B
将洗净的铁锅擦干水放置
铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀
C
将草木灰与铵态氮肥混合使用肥效降低
促进水解
D
用75%医用酒精擦拭桌面消毒
乙醇能使蛋白质变性
A. A B. B C. C D. D
4. 绿色化学追求“原子经济性”与资源循环利用。下列物质的制备工艺中,符合“原子经济性”的是
A. 乙烯加聚制备聚乙烯
B. 甲烷和氯气混合光照制备一氯甲烷
C. 铜粉与浓硫酸加热反应制备硫酸铜
D. 石英砂与焦炭在高温下反应制备粗硅
5. CO与反应可以制得COS(羰基硫),化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 标准状况下,4.48 L CO中含有的键数为
B. 的溶液中的数目小于
C. 6.0 g COS中的电子总数为
D. 每生成转移的电子数目为
6. 化学反应中有颜色变化之美。下列相关离子方程式正确的是
A. HI溶液中加入后溶液变为黄色:
B. 溶于氨水得到深蓝色溶液:
C. 溶液中滴入溶液,生成蓝色物质:
D. 酸性溶液中加入草酸,溶液紫色褪去:
7. 福酚美克能影响机体免疫力,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 既能与酸反应又能与碱反应
B. 可以聚合形成高分子化合物
C. 分子中杂化的碳原子有1个
D. 与氢气加成后的产物分子中手性碳原子有2个
8. 下列装置和试剂能达到实验目的的是
A.制备乙酸乙酯
B.制备无水
C.除去中的水蒸气
D.吸收多余的
A. A B. B C. C D. D
9. 羟甲香豆素(丙)有治疗胆结石的功效,其合成方法如下。下列说法错误的是
A. 甲的分子式为 B. 1 mol乙最多消耗
C. 丙中含有三种官能团 D. 可用质谱法测定丙中存在羟基
10. HCOOH在催化剂的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅰ是催化剂
B. Ⅱ是中间体
C. ②对应的基元反应是决速步
D. 总反应的化学方程式为
11. 是一种离子液体,其阳离子结构如图所示。其中X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。M是周期表中非金属性最强的元素,非金属元素Q与其他元素不在同一周期,也不在同一主族,下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 该阳离子中含有配位键、离子键
C. Z的氢化物沸点一定高于同族元素氢化物
D. Y与Q形成的一种化合物,可用于溶解Q单质
12. 一种新型短路膜电池捕捉装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 正极反应为
B. 短路膜既能传递离子,又能传递电子
C. 负极反应消耗,理论上转移1 mol电子
D. 该装置从空气中捕获的最终由出口A流出
13. 由菱锰矿(,含有少量、、、等元素)制备锂电池正极材料的流程如下。下列说法错误的是
A. 粉碎菱锰矿可加快酸溶速率
B. 反应器中加入的作用是将氧化为
C. 加入BaS生成的沉淀只有NiS
D. 电解槽中发生电解反应的离子方程式为
14. 钙钛矿太阳能电池研究获得新进展,钙钛矿晶胞结构如图所示。设晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为
B. 晶体中钛离子的配位数是6
C. 晶胞中钛离子与氧离子之间的距离为
D. 若图中A的分数坐标为,则B的分数坐标为
15. 常温下,向溶液中分别滴加、、NaZ溶液,所得溶液中pA与pAg的关系如图。下列说法错误的是
已知:①[表示、、]
②
A. 曲线表示与pAg的关系
B. 的数量级为
C. 的平衡常数
D. 常温下,在水中的溶解度:
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 五氧化二钒()具有强氧化性,是工业制硫酸的催化剂。利用废钒催化剂(含、、PbO、、、)回收的一种工艺路线如下:
已知:
①“酸浸”时转化为;转化为。
②“离子交换”和“洗脱”可表示为(ROH为阴离子交换树脂)。
回答下列问题:
(1)基态V的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”产生的废渣1的主要成分是和_______(填化学式)。
(3)“氧化”的目的是将氧化为,氧化剂中变价元素被还原为最低价态,该反应的离子方程式为_______。
(4)“中和”的目的之一是中和酸,沉淀和;另一个目的是_______。
(5)“洗脱”时淋洗液采用_______(填字母)。
A.稀硫酸 B.KOH溶液 C.NaCl溶液
(6)“沉钒”时钒以的形式沉淀出来。沉钒率随温度的变化关系如图所示。80℃以后,沉钒率下降的可能原因是_______(答出一条即可)。
(7)“煅烧”时需在有氧条件下进行的原因是_______。
17. 某实验小组采用如下方案实现了3-甲基苯酚的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向100 mL反应瓶中加入0.9 g四正丁基碘化铵(催化剂)和1.1 g MCH,装上冷凝管,抽除装置内的空气并充入氮气,最后用注射器加入25.0 mL 1,2-二氯乙烷。一系列操作后,连续监测反应进程,过程中有ICl(有氧化性,易溶于有机物)生成。
Ⅱ.4 h时,监测结果显示反应基本结束,冷却后加入饱和溶液洗涤,弃去水层。向剩余有机层加入10% NaOH溶液萃取,分液除去有机层。
Ⅲ.用10% HCl溶液酸化所得水层至pH值约为4~5,再用二氯甲烷萃取。
Ⅳ.向所得有机层加入干燥剂干燥,过滤,蒸馏除去二氯甲烷,得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用冷凝管的作用为_______。
(2)步骤Ⅰ中1,2-二氯乙烷的作用是溶剂和_______。
(3)步骤Ⅰ中一系列操作的顺序为_______③_______(填标号)。
①打开冷却循环水 ②加热至100℃ ③开启磁力搅拌器
(4)步骤Ⅱ中加入饱和溶液的作用是_______。
(5)步骤Ⅲ加入10% HCl溶液发生反应的离子方程式为_______、_______。
(6)步骤Ⅳ中所用的干燥剂是_______(填字母)。
A.胆矾 B.碱石灰 C.无水硫酸钠
(7)产品中杂质只有二氯甲烷,根据产品的核磁共振氢谱(谱图中无酚羟基H的吸收峰)测定其纯度(,其中n表示物质的量)。已知图中e为二氯甲烷的H吸收峰,峰面积比,据此计算产品的纯度=_______%。
18. 苯乙烯()是重要的化工原料,主要工业生产方法为乙苯()催化脱氢。
反应:
回答下列问题:
(1)一定条件下,某些物质的相对能量如图1所示。该条件下苯乙烯的相对能量_______。
(2)乙苯通过催化剂发生反应,在不同的流速下,乙苯的转化率随着温度的变化如图2所示,流速大而转化率低的原因可能是_______。
(3)在恒压状态下,当将适量过热水蒸气与乙苯混合通入反应器发生催化脱氢反应时,乙苯的平衡转化率明显增大,原因是_______(答出一条即可)。
(4)分别将2 mol、4 mol、6 mol乙苯通入容积均为2 L的恒容密闭容器中发生催化脱氢反应,乙苯的平衡转化率与反应温度的关系如图3所示。
①其中表示通入2 mol乙苯的曲线是_______(填序号)。
②一定温度下,初始时乙苯的投入量为6 mol,反应5 min末达到平衡,乙苯的转化率为50%,则该反应5 min内的平均速率_______。
(5)一种提高乙苯转化率的催化剂—钯膜(只允许透过)反应器,其工作原理如图4所示。
①该系统中持续通入的作用为_______。
②T℃和p kPa条件下,一定量的乙苯通入无钯膜反应器,乙苯的平衡转化率为40%,该反应的压强平衡常数_______kPa。
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)C中官能团名称为_______。
(4)D→E的反应类型为_______。
(5)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为_______。
(6)布洛芬的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境的氢原子个数比为1的同分异构体的数目有_______种。
(7)下列转化过程中存在邻二醇的重排。M的结构简式为_______;M重排的过程除芳基迁移转化为N以外,也可发生氢迁移生成Z,Z的结构简式为_______。
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长春市2026届高三质量监测(一)
化学
本试卷共8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Ca 40 Ti 48
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 长春地区出土的文物中,主要材质为金属的是
A. 长春华夏第一玉鸟 B. 榆树夫余青铜器
C. 农安左家山石龙雕 D. 德惠布纹瓦片
【答案】B
【解析】
【详解】A.长春华夏第一玉鸟的材质为玉石,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,A不符合题意;
B.青铜是铜锡合金,属于金属材料,B符合题意;
C.农安左家山石龙雕的材质为石材,主要成分为矿物质(如碳酸钙、二氧化硅),属于无机非金属材料,C不符合题意;
D.德惠布纹瓦片材质为陶瓷,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,D不符合题意;
故答案选B。
2. 氯化铯(CsCl)是一种分析试剂,制备原理为。下列说法错误的是
A. HCl中的共价键:s-p键 B. 的VSEPR模型名称:V形
C. CsCl的晶体类型:离子晶体 D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl分子中,H的1s轨道与Cl的3p轨道头碰头重叠形成σ键,为s-p σ键,A正确;
B.中的O的价电子对数=2(成键电子对)+2(孤电子对)=4,VSEPR模型为四面体形,分子空间构型为V形,B错误;
C.由和通过离子键结合,晶体类型为离子晶体,C正确;
D.二氧化碳中,碳原子与每个氧原子之间共用两对电子,电子式书写正确,D正确;
故选B。
3. 下列生产、生活活动与所述的化学知识没有关联的是
选项
生产、生活活动
化学知识
A
用小苏打作发泡剂烘焙面包
碳酸钠与酸反应生成
B
将洗净的铁锅擦干水放置
铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀
C
将草木灰与铵态氮肥混合使用肥效降低
促进水解
D
用75%医用酒精擦拭桌面消毒
乙醇能使蛋白质变性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.小苏打是的俗名而非,将用作发泡剂是利用其受热分解或与酸反应都能生成的性质,A错误;
B.铁锅的材料中包含Fe元素和C元素,在中性环境中,二者会构成原电池,使Fe发生吸氧腐蚀,将洗净的铁锅擦干可以避免铁发生吸氧腐蚀,B正确;
C.草木灰主要成分是碳酸盐,铵态氮肥主要成分是铵盐,二者在水中会发生水解反应:和,会分解为和,将草木灰和铵态氮肥混合,水解反应相互促进,使肥效降低,C正确;
D.75%酒精可以使蛋白质变性,破坏微生物结构,因此可以实现消毒的目的,D正确;
故答案选A。
4. 绿色化学追求“原子经济性”与资源循环利用。下列物质的制备工艺中,符合“原子经济性”的是
A. 乙烯加聚制备聚乙烯
B. 甲烷和氯气混合光照制备一氯甲烷
C. 铜粉与浓硫酸加热反应制备硫酸铜
D. 石英砂与焦炭在高温下反应制备粗硅
【答案】A
【解析】
【分析】"原子经济性"要求反应物中的原子尽可能全部转化为目标产物,无副产物生成。
【详解】A.乙烯加聚反应中,乙烯()打开双键相互连接形成聚乙烯,无其他产物,原子利用率100%,A符合“原子经济性”;
B.与反应生成的同时,必然产生及等副产物,原子利用率低,B不符合“原子经济性”;
C.反应生成的同时,产生和,原子未充分利用,C不符合“原子经济性”;
D.生成的同时产生气体,副产物导致原子利用率降低,D不符合“原子经济性”;
故答案选A。
5. CO与反应可以制得COS(羰基硫),化学方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 标准状况下,4.48 L CO中含有的键数为
B. 的溶液中的数目小于
C. 6.0 g COS中的电子总数为
D. 每生成转移的电子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,4.48 L CO的物质的量为0.2 mol,1个CO分子中含2个π键,故π键总数为0.4,A错误;
B.未给出溶液体积,无法计算出的具体数目,B错误;
C.COS摩尔质量为60 g/mol,6.0 g COS为0.1 mol,一个COS分子含30个电子,电子总数为3,C正确;
D.生成2 g (即1 mol ),反应中H的化合价从+1降至0,转移2 mol电子,数目为,D错误;
故选C。
6. 化学反应中有颜色变化之美。下列相关离子方程式正确的是
A. HI溶液中加入后溶液变为黄色:
B. 溶于氨水得到深蓝色溶液:
C. 溶液中滴入溶液,生成蓝色物质:
D. 酸性溶液中加入草酸,溶液紫色褪去:
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中加入后溶液变黄,是强酸,反应在酸性条件下进行,不会生成。正确的离子方程式应为:,A 错误;
B.溶于氨水得到深蓝色溶液,离子方程式应为:,B 正确;
C.溶液中滴入溶液,生成蓝色沉淀,正确的离子方程式应为:,C 错误;
D.酸性溶液中加入草酸,紫色褪去,该反应为氧化还原反应,被还原为,被氧化为,为弱酸,不能拆写,正确的离子方程式为:,D 错误;
故答案选B。
7. 福酚美克能影响机体免疫力,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 既能与酸反应又能与碱反应
B. 可以聚合形成高分子化合物
C. 分子中杂化的碳原子有1个
D. 与氢气加成后的产物分子中手性碳原子有2个
【答案】CD
【解析】
【详解】A.该分子中含有羧基和酚羟基可以与碱反应,还含有氨基可以与酸反应,A正确;
B.羧基既可以与氨基发生缩聚反应形成高分子化合物,也可以和羟基发生缩聚反应形成高分子化合物,B正确;
C.图中标记的碳原子为杂化,其他碳原子都是杂化,C错误;
D.羧基不能与氢气加成,所以与氢气加成后的产物分子中手性碳原子有3个,加成后所得产物为其中标注*的碳原子为手性碳原子,D错误;
故选CD。
8. 下列装置和试剂能达到实验目的的是
A.制备乙酸乙酯
B.制备无水
C.除去中的水蒸气
D.吸收多余的
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.混合加热制备乙酸乙酯,产物用饱和碳酸钠溶液吸收,导管末端在液面上,防倒吸,可达到实验目的,A正确;
B.制备无水氯化铁,因为铁离子会水解,需要在氯化氢气氛中蒸干,B错误;
C.碱石灰会吸收水蒸气和,故不能用于除去中的水蒸气,C错误;
D.可以用氢氧化钠溶液处理氯气尾气,但是不能用塞子将锥形瓶塞住,可能发生危险,D错误;
故选A。
9. 羟甲香豆素(丙)有治疗胆结石的功效,其合成方法如下。下列说法错误的是
A. 甲的分子式为 B. 1 mol乙最多消耗
C. 丙中含有三种官能团 D. 可用质谱法测定丙中存在羟基
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲的结构中含有12个C、16个H、5个O,分子式为,A 正确;
B.乙的结构中,能与反应的基团有酚羟基和酯基,1 mol酚羟基,消耗1 mol ;1 mol酯基(),该酯基为酚酯,水解后生成酚羟基和羧基,共消耗2 mol ,因此1 mol乙最多消耗 3 mol ,B 正确;
C.丙的结构中含有:酚羟基、酯基、碳碳双键共三种官能团,C 正确;
D.质谱法主要用于测定有机物的相对分子质量和分子结构片段,不能直接测定分子中是否存在羟基,羟基的存在通常需要红外光谱来确认,D 错误;
故答案选D。
10. HCOOH在催化剂的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅰ是催化剂
B. Ⅱ是中间体
C. ②对应的基元反应是决速步
D. 总反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】反应机理:、①、②、③、④;相对能量变化图对应反应机理中I到II对应步骤①,II到III对应步骤②,III到IV对应步骤③,IV到I对应步骤④。
【详解】A.参与第①步反应,经过多步反应后又生成了,且题干中说明有机物在含铁配离子的作用下发生反应,因此是该反应的催化剂,A正确;
B.由分析得,Ⅱ是第①步反应中的产物,参与了第②步反应,因此Ⅱ是中间体,B正确;
C.由相对能量变化图可知,步骤②活化能为,步骤④活化能为,因此基元反应的决速步是④,C错误;
D.由反应机理图可知,反应物是,产物是、,所以总反应的化学方程式为,D正确;
故答案选C。
11. 是一种离子液体,其阳离子结构如图所示。其中X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。M是周期表中非金属性最强的元素,非金属元素Q与其他元素不在同一周期,也不在同一主族,下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 该阳离子中含有配位键、离子键
C. Z的氢化物沸点一定高于同族元素氢化物
D. Y与Q形成的一种化合物,可用于溶解Q单质
【答案】D
【解析】
【分析】阳离子结构中,形成4个单键且与相连,形成4个单键并带正电,结合原子序数依次增大,可推得:X为(氢),Y为(碳),Z为(氮);M是周期表中非金属性最强的元素,故M为(氟);Q是非金属元素,且与其他元素不在同一周期、同一主族,短周期中唯一符合的是(硫)。因此元素依次为:X为(氢),Y为(碳),Z为(氮),M为(氟),Q为(硫)。
【详解】A.同一周期元素,核电荷数增大,第一电离能增大,因此第一电离能:,A 错误;
B.该阳离子为有机铵类阳离子,含共价键和配位键(与周围原子形成的键中,有1个为配位键),但不含离子键,B 错误;
C.的氢化物为,其沸点高于同族的、,但低于、(因、分子量更大,分子间作用力更强),C 错误;
D.()与()形成的(四氯化碳)可溶解单质,符合题意,D 正确;
故答案选D。
12. 一种新型短路膜电池捕捉装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 正极反应为
B. 短路膜既能传递离子,又能传递电子
C. 负极反应消耗,理论上转移1 mol电子
D. 该装置从空气中捕获的最终由出口A流出
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,得到电子生成,与反应得到;氢气失去电子生成,与反应生成,实现的分离,所以通入空气(氧气)的一极为正极,电极反应式为,通入氢气的一极为负极,电极反应式为,据此分析回答。
【详解】A.由分析知,正极反应式为,A错误;
B.由图可知,短路膜既能传递离子,又能传递电子,B正确;
C.未指明氢气是否处于标准状况,无法确定其物质的量,不能计算转移电子数,C错误;
D.装置用于捕获空气中,由化学传输示意图可知,在正极区域生成,转化为,移向负极区域后与反应释放,最终富集的从出口B流出,D错误;
故选B。
13. 由菱锰矿(,含有少量、、、等元素)制备锂电池正极材料的流程如下。下列说法错误的是
A. 粉碎菱锰矿可加快酸溶速率
B. 反应器中加入的作用是将氧化为
C. 加入BaS生成的沉淀只有NiS
D. 电解槽中发生电解反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.粉碎菱锰矿可以增大其与硫酸的接触面积,从而加快酸溶速率,A 正确;
B.反应器中加入的作用是将酸溶后生成的氧化为,以便后续通过调节将其沉淀除去,方程式为,B 正确;
C.加入时,不仅会与生成沉淀,还会与溶液中可能存在的其他重金属离子(如等)生成沉淀;同时,也会与溶液中的生成沉淀。因此生成的沉淀不只有,C 错误;
D.电解槽中,在阳极被氧化为,在阴极被还原为,离子方程式为:,D 正确;
故答案选C。
14. 钙钛矿太阳能电池研究获得新进展,钙钛矿晶胞结构如图所示。设晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为
B. 晶体中钛离子的配位数是6
C. 晶胞中钛离子与氧离子之间的距离为
D. 若图中A的分数坐标为,则B的分数坐标为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据均摊法可知钛离子位于顶点,个数为,钙离子位于体内,个数为1,氧离子位于棱心,个数为,故化学式为,A正确;
B.以A钛离子为例,周围有上下前后左右6个氧离子,故配位数为6,B正确;
C.晶胞中钛离子与氧离子之间的距离为边长的一半,设晶胞的边长为a,,,故钛离子与氧离子之间的距离为,C错误;
D.若图中A的分数坐标为,B位于由分数坐标(1,0,1)和(1,1,1)的顶点所连接的棱的中心,故B的分数坐标为,D正确;
故选C。
15. 常温下,向溶液中分别滴加、、NaZ溶液,所得溶液中pA与pAg的关系如图。下列说法错误的是
已知:①[表示、、]
②
A. 曲线表示与pAg的关系
B. 的数量级为
C. 的平衡常数
D. 常温下,在水中的溶解度:
【答案】D
【解析】
【分析】 , ;
, ;
, ,;
由题图中3条直线的斜率,可得 为与 的关系, 为与 的关系,为 与的关系;将起点数据代入对应 表达式可知, 、 、 。
【详解】A.根据分析,曲线表示与pAg的关系,A正确;
B.根据分析,,的数量级为10-12,B正确;
C.的平衡常数为,C正确;
D.对于 :,;对于:,,,故,即的溶解度大于,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 五氧化二钒()具有强氧化性,是工业制硫酸的催化剂。利用废钒催化剂(含、、PbO、、、)回收的一种工艺路线如下:
已知:
①“酸浸”时转化为;转化为。
②“离子交换”和“洗脱”可表示为(ROH为阴离子交换树脂)。
回答下列问题:
(1)基态V的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”产生的废渣1的主要成分是和_______(填化学式)。
(3)“氧化”的目的是将氧化为,氧化剂中变价元素被还原为最低价态,该反应的离子方程式为_______。
(4)“中和”的目的之一是中和酸,沉淀和;另一个目的是_______。
(5)“洗脱”时淋洗液采用_______(填字母)。
A.稀硫酸 B.KOH溶液 C.NaCl溶液
(6)“沉钒”时钒以的形式沉淀出来。沉钒率随温度的变化关系如图所示。80℃以后,沉钒率下降的可能原因是_______(答出一条即可)。
(7)“煅烧”时需在有氧条件下进行的原因是_______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)将钒的含氧酸根转化为,便于离子交换
(5)B (6)温度过高时,溶解度增大(或受热分解,浓度降低;或水解程度增大)
(7)防止分解产生的氨气在高温下将五氧化二钒还原为低价钒氧化物,确保产物为五氧化二钒
【解析】
【分析】该工艺是从含、、、、、的废钒催化剂中回收:首先用“酸浸”,将可溶性金属氧化物转化为离子,不溶物形成废渣1;接着用“氧化”,将低价的氧化为;再用“中和”,沉淀和并将钒转化为便于离子交换的;随后用阴离子交换树脂“离子交换”吸附钒,再用淋洗液“洗脱”得到含钒溶液;之后加入、“沉钒”得到沉淀;最后“煅烧”沉淀得到。
【小问1详解】
V的原子序数为23,电子排布式为,价层电子排布式为:;
【小问2详解】
与反应生成难溶的,不溶于酸,因此废渣1为和,故答案为:;
【小问3详解】
氧化剂被还原为最低价,被氧化为,配平后的离子方程式为:;
【小问4详解】
中和后溶液呈碱性,钒的含氧酸根会聚合为,便于后续离子交换树脂吸附,因此另一目的是将钒的含氧酸根转化为,便于离子交换,故答案为:将钒的含氧酸根转化为,便于离子交换;
【小问5详解】
离子交换反应为,洗脱需要使平衡逆向移动,因此应加入溶液,提供,故答案选B;
【小问6详解】
温度过高时,的溶解度增大,或受热分解导致浓度降低,或发生水解,都会使沉淀率下降,故答案为:温度过高时,溶解度增大(或受热分解,浓度降低;或水解程度增大);
【小问7详解】
煅烧时,若无氧,V元素可能被还原为低价态(如),通入氧气可防止分解产生的氨气在高温下将五氧化二钒还原为低价钒氧化物,确保产物为五氧化二钒确保V被氧化为+5价的,保证产物纯度,故答案为:防止分解产生的氨气在高温下将五氧化二钒还原为低价钒氧化物,确保产物为五氧化二钒。
17. 某实验小组采用如下方案实现了3-甲基苯酚的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向100 mL反应瓶中加入0.9 g四正丁基碘化铵(催化剂)和1.1 g MCH,装上冷凝管,抽除装置内的空气并充入氮气,最后用注射器加入25.0 mL 1,2-二氯乙烷。一系列操作后,连续监测反应进程,过程中有ICl(有氧化性,易溶于有机物)生成。
Ⅱ.4 h时,监测结果显示反应基本结束,冷却后加入饱和溶液洗涤,弃去水层。向剩余有机层加入10% NaOH溶液萃取,分液除去有机层。
Ⅲ.用10% HCl溶液酸化所得水层至pH值约为4~5,再用二氯甲烷萃取。
Ⅳ.向所得有机层加入干燥剂干燥,过滤,蒸馏除去二氯甲烷,得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用冷凝管的作用为_______。
(2)步骤Ⅰ中1,2-二氯乙烷的作用是溶剂和_______。
(3)步骤Ⅰ中一系列操作的顺序为_______③_______(填标号)。
①打开冷却循环水 ②加热至100℃ ③开启磁力搅拌器
(4)步骤Ⅱ中加入饱和溶液的作用是_______。
(5)步骤Ⅲ加入10% HCl溶液发生反应的离子方程式为_______、_______。
(6)步骤Ⅳ中所用的干燥剂是_______(填字母)。
A.胆矾 B.碱石灰 C.无水硫酸钠
(7)产品中杂质只有二氯甲烷,根据产品的核磁共振氢谱(谱图中无酚羟基H的吸收峰)测定其纯度(,其中n表示物质的量)。已知图中e为二氯甲烷的H吸收峰,峰面积比,据此计算产品的纯度=_______%。
【答案】(1)冷凝回流
(2)氧化剂(或反应物)
(3) ①. ① ②. ②
(4)还原氧化性物质ICl,防止其氧化目标产物
(5) ①. ②.
(6)C (7)80
【解析】
【分析】该实验以MCH(3-甲基环己烯酮)为原料,在四正丁基碘化铵催化、1,2-二氯乙烷作溶剂和反应物、100℃条件下反应生成3-甲基苯酚;反应结束后,先用饱和溶液除去体系中的氧化性物质ICl,再用溶液萃取产物使其进入水层;水层经盐酸酸化后,用二氯甲烷萃取得到含产物的有机层;最后经干燥、蒸馏除去溶剂,得到纯品3-甲基苯酚。
【小问1详解】
冷凝管的作用是冷凝回流,使1,2-二氯乙烷等易挥发的溶剂和反应物回到反应瓶,提高原料利用率,故答案为:冷凝回流;
【小问2详解】
除作溶剂外,1,2-二氯乙烷还是反应物,在反应中提供氯原子,参与生成副产物二氯甲烷和ICl等;ICl中I为+1价,说明四正丁基碘化铵为还原剂,则1,2-二氯乙烷为氧化剂;
【小问3详解】
实验操作应先打开冷却循环水(①),再开启磁力搅拌器(③),最后加热至100℃(②),顺序为:,故答案为:①;②;
【小问4详解】
具有还原性,可将反应中生成的氧化性物质ICl还原为和,防止其氧化目标产物3-甲基苯酚,故答案为:还原氧化性物质ICl,防止其氧化目标产物;
【小问5详解】
步骤III加入10% HCl溶液,水层中含3-甲基苯酚钠,酸化时发生反应生成苯酚:,同时,过量与盐酸中和:,故答案为:;;
【小问6详解】
产物为酚类,呈弱酸性,不能用碱性干燥剂(如碱石灰);胆矾()无干燥能力,因此应选择无水硫酸钠,故答案选C;
【小问7详解】
由题,e峰对应杂质二氯甲烷(),每个二氯甲烷分子含有2个氢原子,其峰面积为1,因此可以算出二氯甲烷的物质的量为;f峰对应目标产物3-甲基苯酚()的甲基(),每个3-甲基苯酚分子的甲基上含有3个氢原子,其峰面积为6,因此3-甲基苯酚的物质的量为,因此纯度为,故答案为80。
18. 苯乙烯()是重要的化工原料,主要工业生产方法为乙苯()催化脱氢。
反应:
回答下列问题:
(1)一定条件下,某些物质的相对能量如图1所示。该条件下苯乙烯的相对能量_______。
(2)乙苯通过催化剂发生反应,在不同的流速下,乙苯的转化率随着温度的变化如图2所示,流速大而转化率低的原因可能是_______。
(3)在恒压状态下,当将适量过热水蒸气与乙苯混合通入反应器发生催化脱氢反应时,乙苯的平衡转化率明显增大,原因是_______(答出一条即可)。
(4)分别将2 mol、4 mol、6 mol乙苯通入容积均为2 L的恒容密闭容器中发生催化脱氢反应,乙苯的平衡转化率与反应温度的关系如图3所示。
①其中表示通入2 mol乙苯的曲线是_______(填序号)。
②一定温度下,初始时乙苯的投入量为6 mol,反应5 min末达到平衡,乙苯的转化率为50%,则该反应5 min内的平均速率_______。
(5)一种提高乙苯转化率的催化剂—钯膜(只允许透过)反应器,其工作原理如图4所示。
①该系统中持续通入的作用为_______。
②T℃和p kPa条件下,一定量的乙苯通入无钯膜反应器,乙苯的平衡转化率为40%,该反应的压强平衡常数_______kPa。
【答案】(1)+147
(2)乙苯与催化剂的接触时间短,反应不充分
(3)在恒压状态下,将适量过热水蒸气通入反应器,反应物分压减小,平衡正向移动,乙苯的平衡转化率明显增大
(4) ①. Ⅰ ②. 0.3
(5) ①. 及时将氢气从反应器中分离,提高乙苯转化率 ②.
【解析】
【小问1详解】
=生成物的总能量-反应物总能量,所以苯乙烯的相对能量=+反应物总相对能量-氢气相对能量=。
【小问2详解】
乙苯通过催化剂发生反应,流速过大,乙苯与催化剂的接触时间短,反应不充分,导致转化率低。
【小问3详解】
在恒压状态下,将适量过热水蒸气通入反应器,反应物分压减小,反应为分子个数增多的反应,平衡正向移动,乙苯的平衡转化率明显增大。
【小问4详解】
①恒容密闭容器中通入不同量的乙苯,容器内压强不同,反应为分子个数增多的反应,压强越小,平衡正向移动,乙苯转化率越大,所以通入2 mol乙苯的曲线转化率最高,为Ⅰ曲线;
②初始时乙苯的投入量为6 mol,乙苯的转化率为50%,则反应了3 mol,生成苯乙烯3 mol,。
【小问5详解】
①从图中可知,氮气与氢气一起从装置中离开,降低生成物浓度,平衡正向移动,提高原料利用率;
②设起始时通入乙苯a mol,转化率为40%,则转化量为0.4a,以此列三段式:,平衡时总的物质的量为:0.6a+0.4a+0.4a=1.4a mol,
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)C中官能团名称为_______。
(4)D→E的反应类型为_______。
(5)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为_______。
(6)布洛芬的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境的氢原子个数比为1的同分异构体的数目有_______种。
(7)下列转化过程中存在邻二醇的重排。M的结构简式为_______;M重排的过程除芳基迁移转化为N以外,也可发生氢迁移生成Z,Z的结构简式为_______。
【答案】(1)甲苯 (2)
(3)羰基、碳氯键 (4)加成反应
(5) (6)6
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】观察B→C的反应得知B的结构为;由于A与丙烯反应生成B,故A为甲苯。
【小问1详解】
观察B→C的反应得知B的结构为;由于A与丙烯反应生成B,故A为甲苯。
【小问2详解】
观察B→C的反应得知B的结构为。
【小问3详解】
C中官能团为C-Cl与C=O,故名称为羰基、碳氯键。
【小问4详解】
观察反应可知,D→E的过程为D对甲醛的加成反应,故反应类型为加成反应。
【小问5详解】
观察结构可知,H→布洛芬的过程中发生了酯类的水解,故两步骤反应应该分别为酯在碱性条件下水解为对应的羧酸的盐,以及盐被酸化后生成产物(羧酸);同时考虑到加入强碱NaOH与加热环境下发生了羟基对氯原子的取代反应,故第一步反应的化学方程式为:
【小问6详解】
除苯环外,异构体中应包含7个C原子、2个O原子与若干个H原子,具有1个不饱和度。考虑到有12个H原子化学环境相同,应该为4个甲基。由于除了苯环外不含其他环,取代基应该为:1个-COOH与2个-CH(CH3)2,或1个HCOO-与2个-CH(CH3)2,或1个-CHO、1个酚羟基与2个-CH(CH3)2。三种情况下满足核磁共振氢谱的异构体数目均为2种,故一共6种。
【小问7详解】
仿照题干中E→F过程,得知M的结构简式为;
生成N的过程中苯基进行了迁移,故氢迁移产物应为N中苯基与醛基氢交换的结果,为。
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