内容正文:
高三化学
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:高考全范围。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Se 79
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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。有关下列物质成分的说法正确的是
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质是无机盐
B.竹简的主要成分属于天然有机高分子
C.聚合塑料PVC(聚氯乙烯)的单体属于烃
D.光导纤维的主要成分属于金属晶体
A. A B. B C. C D. D
2. 氟化氮与水汽的混合物遇到火花会发生爆炸,其反应的化学方程式为。下列说法中正确的是
A. VSEPR模型: B. NO与互为同素异形体
C. 键长大小: D. 键的极性:
3. 下列有关说法正确的是
A. 铁、铜在潮湿的空气中均易形成金属氧化物
B. Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物完全相同
C. 久置于空气中的漂白粉遇盐酸产生
D. 浓硝酸和氯水均用棕色试剂瓶保存,其原因不同
4. 下列实验设计,能达到实验目的的是
A.测定KI溶液的浓度
B.清洗废铜屑表面的油污
C.制备胆矾晶体
D测量体积
A. A B. B C. C D. D
5. 实验室制备氯化亚铜(CuCl)的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含数目
B. 标准状况下,中含键数目为
C. 中,中心原子上含孤电子对数目为
D. 每生成99.0 g CuCl,转移电子数目为
6. 甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:。下列有关上述物质的推断错误的是
A. 若甲为,则丁可能是 B. 若甲为,则丁可能是
C. 若甲为Fe,则丁可能是 D. 若甲为NaOH,则丁可能是
7. 化合物M属四环杜鹃花科杂萜类有机物,其结构简式如图所示。下列说法正确是
A. 化合物M易溶于水
B. 1 mol M最多能与发生加成反应
C. 一定条件下M能发生自身缩聚反应生成聚合物
D. M分子中不含有手性碳原子
8. W、X、Y、Z均为周期表中前两周期主族元素,其原子序数依次增大,基态X原子核外电子排布中p轨道只有1个电子,四种元素可以组成AB型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形,其中阳离子含有10个电子。下列说法正确的是
A. 键能:
B. X、Y、Z形成的单质晶体类型相同
C. 第一电离能:
D. W与Y可形成化合物、
9. 钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是
A. 活泼性:
B. 步骤③正、逆反应的活化能关系为
C. 酸性:
D. 步骤③生成的物质X是
10. 在催化剂作用下,以、为原料合成,其主要反应有:
反应1:
反应2:
将体积比为1:1的、混合气体按一定流速通过催化反应管,测得、的转化率随温度变化的关系如图所示。已知:的选择性,产率。下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示转化率随温度的变化
B. 如图温度范围内,温度越高,的选择性越小
C. 如图温度范围内,随温度的升高,产率逐渐减小
D. 其他条件不变,使用高效催化剂,能提高平衡时产率
11. 下列关于物质的结构或性质及解释错误的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
分子极性:
F的电负性大于H
B
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大,阳离子与阴离子半径比越大,配位数越大
C
冠醚18-冠-6可识别,能增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚18-冠-6空腔直径与直径接近
D
P原子间难形成三键而N原子间可以
P的原子半径大于N,难形成键
A. A B. B C. C D. D
12. 以Al和为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,其工作原理如图所示。放电时转化为,下列说法正确的是
A. Al电极反应式为
B. 溶液中由左通过阴离子交换膜向右迁移
C. 电池工作一段时间,正极区溶液的pH变小
D. 当有消耗,转移电子的物质的量为1 mol
13. 某含氮催化剂M的六方晶胞如图所示,已知:晶胞参数,,。A点原子的分数坐标为,下列说法中错误的是
A. M的化学式为
B. 基态Co原子的价电子排布式为
C. B点原子的分数坐标为
D. 晶体中,与N距离相等且最近的Li原子数目为6
14. 向饱和溶液(有足量固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,总反应为,平衡时、分布系数(其中M代表、或)与pH的变化关系如图所示,比如,已知:,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示与pH的变化关系
B. 时,
C. 时,溶液中
D. 总反应的平衡常数为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 实验室从废定影液{含和等}中回收Ag和的主要步骤如图所示。
回答下列问题:
(1)实验中需要用到的溶液,若用晶体配制溶液,则需要称量晶体的质量为_________,配制好的溶液需储存于带橡胶塞的试剂瓶中,原因是_________(用离子方程式表示)。
(2)下列装置对应回收步骤中的过滤、灼烧、制备、分液,其中装置中仪器或药品使用有错误的是_________(填字母)。
(3)加入溶液发生反应的离子方程式为_________。
(4)操作X是_________,用到的部分仪器有_________(从下列仪器中选择,写出名称)。
(5)经检验“萃取”后水相中含有大量的、和,写出产生的离子方程式:_________。
16. 工业上由天然与MnS矿(杂质是含Fe、Al、Mg、Si、Ca的氧化物)制备的工艺流程如图所示。
已知:室温下相关物质的、如下表,。
HF
回答下列问题:
(1)“酸浸”产生的气体是,写出产生该气体反应的离子方程式:_________。
(2)滤渣1中除含有单质硫外,另一种物质是_________(填化学式),单质硫是两种气体反应产生的,写出该反应的化学方程式:_________。
(3)“调pH”的目的是除去铁、铝(以氢氧化物形式去除),若将它们完全除去(溶液中离子浓度视为完全沉淀),则pH的调节范围可以选择的是_________(填字母)。已知“过滤”后溶液中,。
A. B. C.
(4)若“除杂”后的溶液中,则此时溶液的pH为_________。
(5)“沉锰”时,将温度控制在30~35℃的原因是_________。
(6)在空气流中热解得到不同价态锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图1所示(假设A、B、C三点均为纯净物)。C点对应物质的化学式为_________。
(7)的立方晶胞结构如图2所示。若距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm,阿伏加德罗常数的值为。则的密度_________(列出表达式)。
17. 二甲醚是重要的有机合成原料。工业上常用合成气(主要成分为CO、)制备二甲醚,其主要反应如下:
反应i
反应ii
回答下列问题:
(1)反应的_________。
(2)已知,随温度变化的三种趋势如图1中线条所示。能用来表示反应i的线条是_________(填线条字母)。
(3)一定条件下,反应i达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_______(填字母)。
A. 逆反应速率先增大后减小 B. 的转化率增大
C. 反应物的体积分数减小 D. 容器中的变大
(4)一定温度下,在体积为2 L的刚性容器中充入和一定量的发生反应i、ii制备二甲醚,平衡时的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图2所示。已知:初始充入时,容器内气体的总压强为。
①d点:_________(填“>”“=”或“<”,下同)
②a点时,CO转化率_________转化率。
③若10 min时反应到达c点,CO的转化率为75%,则0~10 min用表示的平均反应速率为________,反应ii的分压平衡常数_________。
18. 有机物H是治疗心律失常的常用药,其一种合成路线如下。
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。
(2)B中官能团的名称为_________。
(3)C、E的结构简式分别为_________、_________。
(4)在水中溶解度的大小:A_________(填“>”或“<”,下同)B,G_________H。
(5)的反应类型为_________。
(6)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:_________(任写一种)。
①在酸性条件下水解后生成X和Y两种有机物;
②X能与溶液发生显色反应;
③Y被酸性高锰酸钾溶液氧化后所得产物的核磁共振氢谱峰面积比为1:2。
(7)F的同分异构体有_________种(不含立体异构,不包括F)。
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高三化学
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:高考全范围。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Se 79
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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。有关下列物质成分的说法正确的是
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质是无机盐
B.竹简的主要成分属于天然有机高分子
C.聚合塑料PVC(聚氯乙烯)的单体属于烃
D.光导纤维的主要成分属于金属晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜器“四羊方尊”的主要材质是合金,A项错误;
B.竹简的主要成分是纤维素、木质素等,属于天然有机高分子,B项正确;
C.聚氯乙烯的单体是氯乙烯,为卤代烃,C项错误;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于共价晶体,D项错误;
答案选B。
2. 氟化氮与水汽的混合物遇到火花会发生爆炸,其反应的化学方程式为。下列说法中正确的是
A. 的VSEPR模型: B. NO与互为同素异形体
C. 键长大小: D. 键的极性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中N原子的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,与图示模型一致,A项正确;
B.同素异形体是指由同种元素组成的不同单质,NO和都是化合物,不是单质,故不互为同素异形体,B项错误;
C.F的原子半径小,则键长:,C项错误;
D.键的极性取决于成键原子的电负性差值,H与F的电负性差值大于N与F的电负性差值,故键的极性:N—F < H—F,D项错误;
答案选A。
3. 下列有关说法正确的是
A. 铁、铜在潮湿的空气中均易形成金属氧化物
B. Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物完全相同
C. 久置于空气中的漂白粉遇盐酸产生
D. 浓硝酸和氯水均用棕色试剂瓶保存,其原因不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁在潮湿空气中易形成铁锈(主要成分为Fe2O3·nH2O),而铜则形成铜绿(主要成分为Cu2(OH)2CO3,碱式碳酸盐),并非单纯的金属氧化物,因此说法不准确,A错误;
B.镁在空气中燃烧时,除与氧气反应生成MgO外,还可能因氮气存在生成Mg3N2,而在纯氧气中仅生成MgO,产物不完全相同,B错误;
C.久置于空气中的漂白粉会吸收CO2和H2O,生成CaCO3,遇盐酸时,CaCO3与HCl反应产生CO2气体,符合事实,C正确;
D.浓硝酸见光分解(),氯水见光也分解(,),两者均需棕色瓶避光保存,原因相同,D错误;
故答案选C。
4. 下列实验设计,能达到实验目的的是
A.测定KI溶液的浓度
B.清洗废铜屑表面的油污
C.制备胆矾晶体
D.测量体积
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴水能腐蚀橡胶,应用酸式滴定管盛装,溴水测定KI溶液的浓度也不能准确判断滴定终点,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.溶液呈碱性,加热使碱性增强,可促进油污水解,能达到实验目的,B符合题意;
C.制备胆矾晶体,应用蒸发皿,不能用坩埚,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.能溶于水且能和反应,不能用该装置测量体积,不能达到实验目的,D不符合题意;
故答案选B。
5. 实验室制备氯化亚铜(CuCl)的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含数目为
B. 标准状况下,中含键数目为
C. 中,中心原子上含孤电子对数目为
D. 每生成99.0 g CuCl,转移电子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中,CuSO4物质的量为0.1 mol,CuSO4完全电离,但Cu2+会水解,其数目应该少于 0.1NA,A错误;
B.标准状况下,H2O为液体,22.4 L H2O的物质的量远大于1 mol(约为1244 mol),且每个H2O分子含2个σ键,故σ键数目远大于2.0NA,B错误;
C.中,中心原子S的孤电子对数为1(VSEPR模型为三角锥形),故0.1 mol 含孤电子对数目为0.1NA,不是0.2NA,C错误;
D.反应中,每生成2 mol CuCl转移2 mol电子,即每1 mol CuCl转移1 mol电子。CuCl摩尔质量为99 g/mol(Cu取63.5,Cl取35.5),99.0 g CuCl为1 mol,转移电子数目为NA,D正确;
故选D。
6. 甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:。下列有关上述物质的推断错误的是
A. 若甲为,则丁可能是 B. 若甲为,则丁可能是
C. 若甲为Fe,则丁可能是 D. 若甲为NaOH,则丁可能是
【答案】C
【解析】
【详解】A.若甲为,丁为,则与少量反应生成S(乙),S与反应生成(丙),与反应生成S(乙),符合转化关系,且甲、乙、丙均含硫元素,A正确;
B.若甲为,丁为,则在氧气中燃烧生成(乙),与反应生成(丙),与反应生成,B正确;
C.若甲为Fe,丁为,则Fe与反应直接生成乙,稳定,不与进一步反应生成丙,无法实现乙→丙的转化和可逆循环,C错误;
D.若甲为,丁为,则与适量反应生成(乙),溶液与过量反应生成(丙),与反应生成(乙),符合转化关系,且甲、乙、丙均含钠元素,D正确;
故答案选C。
7. 化合物M属四环杜鹃花科杂萜类有机物,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 化合物M易溶于水
B. 1 mol M最多能与发生加成反应
C. 一定条件下M能发生自身缩聚反应生成聚合物
D. M分子中不含有手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.化合物M含有多个烃基(疏水基团),仅含1个亲水基团(羟基),故M难溶于水,A错误;
B.1 mol M分子中含有1 mol碳碳双键(能与1mol氢气加成)和1 mol苯环结构(能与3mol氢气加成),B正确;
C.M分子中只含有1个能参与缩聚的基团(-OH),不满足单体自身发生缩聚反应生成聚合物的条件,C错误;
D.手性碳原子是指连有4个不同原子或原子团的碳原子,M含有4个手性碳(如图标记“*”的碳原子为手性碳,),D错误;
故答案选B。
8. W、X、Y、Z均为周期表中前两周期主族元素,其原子序数依次增大,基态X原子核外电子排布中p轨道只有1个电子,四种元素可以组成AB型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形,其中阳离子含有10个电子。下列说法正确的是
A. 键能:
B. X、Y、Z形成的单质晶体类型相同
C. 第一电离能:
D. W与Y可形成化合物、
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干,W、X、Y、Z为前两周期主族元素,原子序数依次增大;基态X原子p轨道仅1个电子,推断X为硼(B,序数5),电子排布为1s22s22p1;化合物为AB型离子化合物,阴阳离子均由两种元素组成且均为正四面体形,阳离子含10个电子,结合前两周期元素范围(H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne),阳离子符合(由N、H组成,正四面体,10个电子),阴离子符合(由B、F组成,正四面体),原子序数:W(H)=1 < X(B)=5 < Y(N)=7 < Z(F)=9,符合条件;据此确定元素:W为H,X为B,Y为N,Z为F。
【详解】A.N2含有氮氮三键,键能高于F2的F-F键,A错误;
B.B为共价晶体,N2、F2为分子晶体,晶体类型不同,B错误;
C.同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,其中VA族的第一电离能高于与其相邻的两侧元素,第一电离能顺序为B (IIIA)< N (VA)< F(VIIA),C错误;
D.H与N可形成NH3和N2H4,D正确;
故选D。
9. 钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是
A. 活泼性:
B. 步骤③正、逆反应的活化能关系为
C. 酸性:
D. 步骤③生成的物质X是
【答案】C
【解析】
【详解】A.含有孤电子,非常活泼,A正确;
B.步骤③为放热反应,焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能<0,故正、逆反应的活化能关系为,B正确;
C.Cl电负性大,有吸电子效应,使得中羟基更容易电离出H+,故酸性:,C错误;
D.该步反应的反应物为、与H+,生成物为、与X,根据反应前后物料守恒得知步骤③生成的物质X是,D正确;
故选C。
10. 在催化剂作用下,以、为原料合成,其主要反应有:
反应1:
反应2:
将体积比为1:1的、混合气体按一定流速通过催化反应管,测得、的转化率随温度变化的关系如图所示。已知:的选择性,产率。下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示转化率随温度的变化
B. 如图温度范围内,温度越高,的选择性越小
C. 如图温度范围内,随温度的升高,产率逐渐减小
D. 其他条件不变,使用高效催化剂,能提高平衡时产率
【答案】B
【解析】
【分析】初始投料、体积比为1:1,若只发生反应1,则和的转化率相等,而若同步进行反应2,则的转化率将大于,说明720℃时仅发生反应1,720℃以后,反应2开始进行,曲线①代表的转化率随温度的变化,曲线②代表的转化率随温度的变化;
【详解】A.由分析可知,曲线①表示转化率随温度的变化,A错误;
B.图示温度范围内,随温度升高,、的转化率都增大,但的转化率增大程度大于,说明反应2正向进行的程度增大大于反应1,的选择性不断变小,B正确;
C.图示温度范围内,随温度升高,、的转化率都增大,则生成、的物质的量均增大,根据产率公式,产率增大,C错误;
D.催化剂仅加快反应速率,不影响化学平衡,因此不能提高平衡时产率,D错误;
故答案选B。
11. 下列关于物质的结构或性质及解释错误的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
分子极性:
F的电负性大于H
B
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大,阳离子与阴离子半径比越大,配位数越大
C
冠醚18-冠-6可识别,能增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚18-冠-6空腔直径与直径接近
D
P原子间难形成三键而N原子间可以
P的原子半径大于N,难形成键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.均为V形结构,电负性,但O和F的电负性差值小于O和H的电负性差值,分子中键的极性小于分子中的的极性,故分子的极性, A错误;
B.离子晶体的配位数与阴阳离子半径比有关,阳离子半径越大,阳离子与阴离子半径比越接近配位数对应的范围,配位数越大,比的半径大,阳离子与阴离子半径比更大,配位数更大,B正确;
C.冠醚18-冠-6空腔直径与直径匹配,能与形成包合物,从而增大在有机溶剂中的溶解度,解释正确,C正确;
D.P原子半径大导致p轨道重叠差,难以形成稳定p-pπ键,而N原子半径小可形成N≡N三键,解释正确,D正确;
故答案选A。
12. 以Al和为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,其工作原理如图所示。放电时转化为,下列说法正确的是
A. Al电极反应式为
B. 溶液中由左通过阴离子交换膜向右迁移
C. 电池工作一段时间,正极区溶液的pH变小
D. 当有消耗,转移电子的物质的量为1 mol
【答案】D
【解析】
【分析】该原电池放电时,转化为,发生还原反应,为正极,电极反应式为;Al电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为;
【详解】A.根据分析,Al电极为负极,为正极,负极电极反应式为,A错误;
B.阴离子应向负极移动,即从右向左移动,B错误;
C.正极的电极反应式为,有生成,溶液的pH变大,C错误;
D.结合分析可知,正极电极反应式为,当有消耗,转移电子的物质的量为1 mol,D正确;
故答案选D。
13. 某含氮催化剂M的六方晶胞如图所示,已知:晶胞参数,,。A点原子的分数坐标为,下列说法中错误的是
A. M的化学式为
B. 基态Co原子的价电子排布式为
C. B点原子的分数坐标为
D. 晶体中,与N距离相等且最近的Li原子数目为6
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据均摊法可知,晶胞中含有2个Li,个Co,个N,则M的化学式为,A正确;
B.钴原子序数为27,基态Co原子的价电子排布式为,B正确;
C.A点原子的分数坐标为,B点在图中对角线的三分之二处,则B点原子的分数坐标为,C正确;
D.以钝角顶点的N原子为研究对象,在该晶胞中可看到其周围有2个Li离其等距且最近,由于钝角顶点的N原子被6个晶胞共用,故1个N原子周围距离相等且最近的Li原子数目为12,D错误;
故答案选D。
14. 向饱和溶液(有足量固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,总反应为,平衡时、分布系数(其中M代表、或)与pH的变化关系如图所示,比如,已知:,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示与pH的变化关系
B. 时,
C. 时,溶液中
D. 总反应的平衡常数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应可知,pH越小,浓度越大,浓度越大,越小,随pH增大先增大后减小,所以,曲线Ⅱ表示与pH的变化关系,曲线Ⅰ表示与pH的变化关系,曲线Ⅲ表示与pH的变化关系,曲线Ⅳ表示与pH的变化关系,A项正确;
B.时,;时,==;当时,===,B项正确;
C.时,由电荷守恒=和物料守恒联立可得到,由于,故,C项错误;
D.的平衡常数=====,D项正确;
答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 实验室从废定影液{含和等}中回收Ag和的主要步骤如图所示。
回答下列问题:
(1)实验中需要用到的溶液,若用晶体配制溶液,则需要称量晶体的质量为_________,配制好的溶液需储存于带橡胶塞的试剂瓶中,原因是_________(用离子方程式表示)。
(2)下列装置对应回收步骤中的过滤、灼烧、制备、分液,其中装置中仪器或药品使用有错误的是_________(填字母)。
(3)加入溶液发生反应的离子方程式为_________。
(4)操作X是_________,用到的部分仪器有_________(从下列仪器中选择,写出名称)。
(5)经检验“萃取”后水相中含有大量的、和,写出产生的离子方程式:_________。
【答案】(1) ①. ②. 、(写出第一步即可)
(2)B (3)
(4) ①. 蒸馏 ②. 蒸馏烧瓶、直形冷凝管
(5)
【解析】
【分析】废定影液{含和等}中加入溶液,将转化为沉淀,过滤得到和含、、滤液,向滤液中通入氯气,将氧化为溴单质,氧化为,然后用苯萃取分液得到含溴单质的有机相,有机相为互溶的液体,经过蒸馏可得到,故操作X为蒸馏;将沉淀干燥灼烧得到Ag,据此分析。
【小问1详解】
配制溶液所需,则的物质的量为0.1 mol,所需称量的质量为;为强碱弱酸盐,会发生水解反应、,使溶液呈碱性而腐蚀玻璃,所以需储存于带橡胶塞的试剂瓶中,故答案为;、(写出第一步即可)。
【小问2详解】
A.过滤装置中漏斗下端靠烧杯内壁,玻璃棒下端靠三层滤纸,上端烧杯口靠玻璃棒,A正确;
B.固体灼烧需在坩埚中进行,而不是用蒸发皿,B错误;
C.高锰酸钾固体与浓盐酸在常温下能反应生成氯气,采用固液不加热气体发生装置,C正确;
D.分液时分液漏斗放置在铁架台的铁圈上,分液漏斗的下端靠烧杯内壁,D正确;
故答案为B。
【小问3详解】
加入溶液是将转化为沉淀,发生的离子方程式为,故答案为。
【小问4详解】
由分析知,操作X为蒸馏,需要的仪器为铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、尾接管、锥形瓶,故答案为蒸馏;蒸馏烧瓶、直形冷凝管。
【小问5详解】
由分析可知,滤液中含,具有还原性,能与氯气发生氧化还原反应生成,故答案。
16. 工业上由天然与MnS矿(杂质是含Fe、Al、Mg、Si、Ca的氧化物)制备的工艺流程如图所示。
已知:室温下相关物质的、如下表,。
HF
回答下列问题:
(1)“酸浸”产生的气体是,写出产生该气体反应的离子方程式:_________。
(2)滤渣1中除含有单质硫外,另一种物质是_________(填化学式),单质硫是两种气体反应产生的,写出该反应的化学方程式:_________。
(3)“调pH”的目的是除去铁、铝(以氢氧化物形式去除),若将它们完全除去(溶液中离子浓度视为完全沉淀),则pH的调节范围可以选择的是_________(填字母)。已知“过滤”后溶液中,。
A. B. C.
(4)若“除杂”后的溶液中,则此时溶液的pH为_________。
(5)“沉锰”时,将温度控制在30~35℃的原因是_________。
(6)在空气流中热解得到不同价态锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图1所示(假设A、B、C三点均为纯净物)。C点对应物质的化学式为_________。
(7)的立方晶胞结构如图2所示。若距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm,阿伏加德罗常数的值为。则的密度_________(列出表达式)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)B (4)5.7
(5)温度低于30℃,反应较慢,温度高于35℃,碳酸氢铵易分解,降低原料利用率
(6)MnO (7)或
【解析】
【分析】天然与MnS矿(杂质是含Fe、Al、Mg、Si、Ca的氧化物)加入浓盐酸并调制温度在50℃,产生气体有氯气,产物中还有S及的生成,同时生成氯化锰、氯化铁、氯化镁、氯化钙等,过滤得到滤渣1主要成分为S和二氧化硅,滤液加入氨水调节pH,得到滤渣2为氢氧化铁、氢氧化铝,滤液加入氟化钠除杂,得到滤渣3为氟化钙、氟化镁,滤液加入碳酸氢铵沉锰,得到;
【小问1详解】
“酸浸”产生的气体是,是二氧化锰与浓盐酸反应产生的,产生该气体反应的离子方程式为:;
【小问2详解】
根据分析可知,滤渣1中除含有单质硫外,另一种物质是,单质硫是两种气体反应产生的,为氯气氧化硫化氢,该反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
根据题意加入氨水的目的是调节pH除去Fe3+、Al3+,且Mn2+不能转化为Mn(OH)2,因,当Al3+完全沉淀时,得mol·L-1,此时溶液的pH为4.7,结合已知信息Mn2+开始沉淀时的pH为7.65,此时Al(OH)3还未开始溶解,应控制pH的范围是4.7pH<7.65,答案选B;
【小问4详解】
由溶度积可知,溶液中钙离子浓度为1×10—5mol/L时,溶液中氟离子浓度为=1.5×10—3mol/L,由电离常数可知,溶液中氢氟酸浓度为1×10—5mol/L时,溶液中氢离子浓度为=2×10—6mol/L,则溶液的pH为6-lg2=5.7,故答案为:5.7;
【小问5详解】
反应时若温度低于30℃,反应较慢,若温度高于35℃,碳酸氢铵受热易分解,降低原料利用率,所以需要将温度控制在30℃~35℃,故答案为:温度低于30℃,反应较慢,温度高于35℃,碳酸氢铵易分解,降低原料利用率;
【小问6详解】
假设MnCO3的物质的量为1mol,即质量115g,则Mn的质量为55g。A点:,故A点固体为MnO2。同理B点:,为Mn3O4;C点:,为MnO;
【小问7详解】
根据均摊法可知,晶胞中Se原子位于内部,共4个Mn,有个个Se,距离最近的两个锰原子为晶胞面对角线的,已知距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm,设棱长为a,则b=,a=,即一个晶胞体积为:,一个晶胞的质量为,则的密度,答案为或。
17. 二甲醚是重要的有机合成原料。工业上常用合成气(主要成分为CO、)制备二甲醚,其主要反应如下:
反应i
反应ii
回答下列问题:
(1)反应的_________。
(2)已知,随温度变化的三种趋势如图1中线条所示。能用来表示反应i的线条是_________(填线条字母)。
(3)一定条件下,反应i达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_______(填字母)。
A. 逆反应速率先增大后减小 B. 的转化率增大
C. 反应物的体积分数减小 D. 容器中的变大
(4)一定温度下,在体积为2 L的刚性容器中充入和一定量的发生反应i、ii制备二甲醚,平衡时的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图2所示。已知:初始充入时,容器内气体的总压强为。
①d点:_________(填“>”“=”或“<”,下同)。
②a点时,CO转化率_________转化率。
③若10 min时反应到达c点,CO的转化率为75%,则0~10 min用表示的平均反应速率为________,反应ii的分压平衡常数_________。
【答案】(1)
(2)c (3)B
(4) ①. > ②. < ③. 0.015 ④. 4
【解析】
【小问1详解】
反应可由反应ⅰ+反应ⅱ可得,则,。
小问2详解】
已知,随温度变化的三种趋势如图1中线条所示,反应ⅰ的的<0,该反应为气体系数减小的反应,,则T越高,就越大,图像中曲线c符合条件。
【小问3详解】
A.逆反应速率先增大后减小,可能是增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,A错误;
B.的转化率增大,说明该反应正向移动,B正确;
C.反应物的体积分数减小,可能是增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动,C错误:
D.容器中的变大,可能是减小CO的量,平衡向逆反应方向移动,D错误;
故答案选B
小问4详解】
从图中可知,d点为非平衡点,b点为平衡点,d→b为达到平衡的过程,在增大,所以在正向移动,则;
a点时,,初始,则初始。反应生成的总反应为可知,,。设平衡时生成x mol,则CO的转化率为,的转化率为,显然;
若10 min时反应到达c点,CO的转化率为75%,的分压为,则平衡时, ,设,,根据C原子守恒,,根据压强比等于物质的量之比,平衡时气体共有,平衡时总压为,得,则有,,,则,反应ii的与相等,。
18. 有机物H是治疗心律失常的常用药,其一种合成路线如下。
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。
(2)B中官能团名称为_________。
(3)C、E的结构简式分别为_________、_________。
(4)在水中溶解度的大小:A_________(填“>”或“<”,下同)B,G_________H。
(5)的反应类型为_________。
(6)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:_________(任写一种)。
①在酸性条件下水解后生成X和Y两种有机物;
②X能与溶液发生显色反应;
③Y被酸性高锰酸钾溶液氧化后所得产物的核磁共振氢谱峰面积比为1:2。
(7)F的同分异构体有_________种(不含立体异构,不包括F)。
【答案】(1)乙酸苯酯
(2)(酚)羟基、(酮)羰基
(3) ①. ②.
(4) ①. < ②. <
(5)取代反应 (6)、、、、(任写一种)
(7)3
【解析】
【分析】A在AlCl3催化作用下加热发生重排反应生成B,B与苯甲醛在碱性条件下发生羟醛缩合反应并酸化得到C,根据已知反应与C的分子式,可知C为;C发生催化氢化还原碳碳双键得到D,D的酚羟基与在碱性条件下发生取代反应生成E,E的结构简式为,E与F发生开环反应生成G,G再与盐酸成盐得到H;
【小问1详解】
根据结构简式可知,A的化学名称是乙酸苯酯;
【小问2详解】
B中官能团的名称为(酚)羟基、(酮)羰基;
【小问3详解】
根据分析可知,C、E的结构简式为、;
【小问4详解】
B含有酚羟基,能与水形成分子间氢键,增大其在水中的溶解度,故溶解度A<B;G与盐酸成盐生成H,H为离子化合物,极性强,在水中的溶解度更大,则溶解度G<H;
【小问5详解】
D与反应生成E和小分子HCl(与进一步中和),反应类型为取代反应;
【小问6详解】
D的一种同分异构体在酸性条件下水解后生成X和Y两种有机物,则该同分异构体为酯;X能与溶液发生显色反应,则X含酚羟基,Y含羧基;Y被酸性高锰酸钾溶液氧化后所得产物的核磁共振氢谱峰面积比为1:2,则产物结构为,Y中应含有对位的烷基结构;因此该同分异构体可能的结构有、、、、;
【小问7详解】
F为分子式是C3H9N的胺,其同分异构体中,一级胺为,二级胺为,三级胺为,则共有3种。
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