内容正文:
山东省大联考高三化学试题
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:鲁科版必修第一册+必修第二册(20%),选择性必修1(40%),选择性必修2(20%),选择性必修3(20%)。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列应用不涉及氧化还原反应的是
A. 漂白粉作消毒剂 B. 铁粉作食品袋内脱氧剂
C. 干冰用于人工降雨 D. 赤铁矿冶炼金属铁
2. 下列关于化学反应的说法中,不正确的是
A. 煤的干馏属于化学变化
B. 与生成和HCl的反应属于取代反应
C. 工业上冶炼钠、镁、铝等活泼金属反应均属于置换反应
D. 晶体与晶体的反应属于吸热反应
3. 下列实验事故的处理方法错误的是
选项
实验事故
处理方法
A
不慎将苯酚沾到皮肤上
立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
B
蒸馏近沸腾时,发现忘加沸石
立即打开蒸馏烧瓶的瓶塞,加入沸石
C
不慎打翻燃着的酒精灯
立即用湿抹布盖灭
D
不慎将浓硫酸沾到皮肤上
立即用大量的水冲洗,再涂上3%~5%的NaHCO3溶液
A. A B. B C. C D. D
4. 某实验需用溶液,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下。下列说法正确的是
A. 用托盘天平和滤纸称取氢氧化钠固体
B. 在烧杯中完全溶解后,立即转移到容量瓶中
C. 上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
D. 操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所配的溶液浓度偏高
5. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 在水中见光分解:
B. “海水提镁”中用石灰乳沉镁:
C. 溶液中通入少量:
D. 碱性溶液与反应生成:
6. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 与在暗处剧烈化合,与在加热条件下缓慢反应
B. 金属与熔融态的反应制备金属
C. 向溶液中通入生成
D. 不能与溶液反应而可以
7. 用Ni/CaO为催化剂实现CO2的捕获和转化,可减少CO2排放并实现资源利用,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 分子的空间结构分别是直线形、V形、正四面体形
B. 捕获的反应属于氧化还原反应
C. 转化过程中形成了C-H键和O-H键
D. 转化为的化学方程式是
8. 下列事实与解释对应错误的是
选项
事实
解释
A
ClF中F显-1价
电负性:F>Cl
B
沸点:H2O>H2S
键能:H-O>H-S
C
酸性:CCl3COOH>CH3COOH
电负性:Cl>H
D
键角:H2O<NH3
中心原子的孤电子对数:H2O>NH3
A. A B. B C. C D. D
9. “氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,过程①中每吸收2.24 L氮气转移0.6 mol电子
B 过程②中每生成1 mol氨气,就有1 mol Li3N被氧化
C. 过程③中每消耗2 mol LiOH,就有1 mol O2生成
D. 总反应为
10. 25℃时,在恒容密闭容器中发生反应:A(g)⇌2B(g),反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线甲表示B浓度随时间的变化
B. a、b两点的正反应速率:va>vb
C. c点反应达到平衡
D. 0~60s,v(B)=0.001mol·L-1·s-1
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列操作或装置能达到实验目的的是
A. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量,灼烧、冷却
B. 萃取分液时,振荡和放气
C. 验证酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D. 实验室制备并检验乙烯
12. 工业生产中可通过双极膜电渗析技术对含NaNO3的高盐废水进行处理,制备HNO3和NaOH,工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 石墨电极a的电极反应为
B. M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜
C. 乙室产生含低浓度NaNO3废水,丙室产生HNO3溶液
D. 阳极生成1 mol气体时,该装置可得到4 mol HNO3
13. 黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:
下列说法不正确的是
A. “浸取”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B. 若反应中所加Zn过量,所得Cu(NO3)2溶液中会含有Zn(NO3)2等杂质
C. 滤液含Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子
D 反应会产生NO污染环境,可将滤渣灼烧后再加稀硝酸
14. 《本草纲目》对旋覆花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 1 mol旋复花内酯最多消耗3 mol NaOH
C. 能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
15. 已知Cr(OH)3为两性氢氧化物,常温下,在不同pH条件下与的总和为c,与pH的关系如图所示。
;
。
下列说法错误的是
A. 由M点可以计算的
B. Cr3+恰好完全沉淀的pH>5.6
C. P点溶液质量小于Q点溶液质量
D. 随着pH的增大,溶液中比值减小
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 铜、金可形成许多结构与性质特殊化合物。回答下列问题:
(1)齐文化博物馆汉代器物上的颜料“中国蓝”的成分为,其基态铜离子的价电子排布式为______,基态O原子核外电子的空间运动状态有______种。硅氧四面体结构如图a表示,图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根,若Si原子数为,则其化学式可表示为______。
(2)用青霉胺(见图2)可解铜盐中毒,青霉胺分子中S原子的轨道杂化方式为______;键角:______(填“>”或“<”);第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有______(用元素符号表示);青霉胺易溶于水的主要原因为______。
(3)由Au、Cs和Cl组成的晶胞属于四方晶系,结构如图所示,m<a<n,2、3为两种不同价态和化学环境的Au,则两种环境Au的配离子化学式分别为______,点1原子的分数坐标为(0,0,0),点2分数坐标为______。
17. 工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。实验室采用不同方法对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理。回答下列问题:
方法一:将H2O2溶液加入废液并调节溶液pH,处理流程如下:
已知:部分金属离子沉淀的pH如下表所示(金属离子起始浓度为0.1 mol·L-1)。
金属离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
(1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是___________。
(2)步骤Ⅱ中需要调节溶液的pH范围是___________。
(3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中,滴加NaOH溶液,观察到的现象是___________。该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。
(4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有___________(填“Fe”或“Cu”)元素。
②将溶液C和溶液D回收后,通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液,反应的离子方程式为___________。
方法二:将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
(5)下列关于该转化过程的说法正确的是___________(填标号)。
a.过程ⅱ中的氧化剂是Fe3+
b.过程ⅲ发生的反应为
c.利用该转化可以回收S
d.整个转化过程中起催化剂作用有Fe3+和Fe2+
18. 已知苯乙醚(C8H10O)为无色油状液体,不溶于水,易溶于醇和醚,有芳香气味,对碱和稀酸稳定,不易被氧化。熔点,沸点。实验室以苯酚、溴乙烷为原料在作用下制备少量苯乙醚的装置如下图。
已知:溴乙烷的沸点为,苯酚的沸点为;
[主要试剂]
苯酚3.75g(0.04mol)、氢氧化钠2.00g(0.05mol)、溴乙烷4.3mL(0.06mol)、乙醚、无水氯化钙、食盐
[实验步骤]
Ⅰ.向三颈烧瓶中加入苯酚、氢氧化钠和水;开动搅拌器,加热,固体全部溶解后,开始慢慢滴入溴乙烷(约1小时滴完);继续加热搅拌2小时。
Ⅱ.加热停止后,降到室温。把三颈烧瓶中反应液转入分液漏斗中,加水充分洗涤后分液。
Ⅲ.有机相用饱和食盐水洗两次,分出有机相;合并两次的洗涤液,用乙醚提取一次,提取液与有机相合并,加入无水氯化钙,水浴蒸出乙醚。
Ⅳ.减压蒸馏有机相,收集馏分,称量产品质量为。完成下列问题:
(1)仪器d的名称为___________。
(2)步骤Ⅰ中采用的加热方法为___________。c装置的作用是___________。
(3)装置中使用了球形冷凝管,作用是___________。
(4)步骤Ⅱ中,“加水洗涤、分液”的目的是___________。
(5)步骤Ⅲ中,“合并两次的洗涤液,用乙醚提取”的目的是___________;加入无水氯化钙的作用是___________。
(6)步骤Ⅳ中,采用减压蒸馏的目的是___________。该实验的产率为___________。
19. Daprodustat是一种用于治疗贫血的药物,其中间体J的合成路线如图所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是___________。
(2)一定条件下,反应Ⅱ的化学方程式是___________。
(3)D→E的过程中,D中的___________(填官能团名称,下同)变为E中的___________。
(4)F不能水解,G的核磁共振氢谱中有2组峰。H与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)在一定条件下反应生成七元环状化合物的化学方程式是___________。
(5)由中间体J合成Daprodustat的过程中需经历以下三步:
其中试剂1的分子式为C5H7O3N,J生成K为加成反应,则试剂1和L的结构简式分别为___________和___________。
20. 以、为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
反应I:
反应II:
请回答:
(1)反应 ___________。
(2)在一定温度下,在体积不变的容器中,充入和,发生反应,下列不能说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。
A. 混合气体平均相对分子质量保持不变
B. 和的物质的量之比保持不变
C. 压强保持不变
D. 混合气体密度保持不变
(3)一定压强下,向某容积可变的密闭容器中通入和的混合气体(其中和的物质的量之比为1:4),在某催化剂的作用下同时发生反应I和反应II,测得的转化率、和的选择性随反应温度的变化如下图所示(或的选择性是指反应生成或时所消耗的的物质的量占参加反应的总物质的量的百分比)。
①提高产率的措施有___________、___________。
②温度高于时的转化率减小的可能原因是___________(不考虑温度对催化剂活性的影响)。
(4)室温下,向体积为的恒容密闭容器中通入和,仅发生反应I,
若反应时保持温度恒定,测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
压强
5.00P
4.60P
4.30P
4.15P
4.06P
4.00P
4.00P
①该温度下反应I的___________(为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数体系总压)。
②反应I的速率方程:,(是速率常数,只与温度有关)。时,___________(填“>”“<”或“=”)。
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山东省大联考高三化学试题
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:鲁科版必修第一册+必修第二册(20%),选择性必修1(40%),选择性必修2(20%),选择性必修3(20%)。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列应用不涉及氧化还原反应是
A. 漂白粉作消毒剂 B. 铁粉作食品袋内脱氧剂
C. 干冰用于人工降雨 D. 赤铁矿冶炼金属铁
【答案】C
【解析】
【详解】A.漂白粉作消毒剂是利用生成的HClO具有强氧化性,而是蛋白质发生变性,涉及氧化还原反应,A不合题意;
B.铁粉作食品袋内脱氧剂,即防止食品被氧化,铁粉本身被氧化,涉及氧化还原反应,B不合题意;
C.干冰用于人工降雨是物理变化,不涉及氧化还原反应,C符合题意;
D.赤铁矿冶炼金属铁即由Fe2O3转化为Fe,Fe的化合价发生改变,涉及氧化还原反应,D不合题意;
故答案为:C。
2. 下列关于化学反应的说法中,不正确的是
A. 煤的干馏属于化学变化
B. 与生成和HCl的反应属于取代反应
C. 工业上冶炼钠、镁、铝等活泼金属的反应均属于置换反应
D. 晶体与晶体的反应属于吸热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.干馏是固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程,属于化学变化,A正确;
B.CH4和Cl2生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,CH3Cl和Cl2生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,属于取代反应,B正确;
C.工业上,电解熔融状态的氯化钠、氯化镁制取金属钠和镁,电解熔融状态的氧化铝制取单质铝,属于分解反应,C错误;
D.Ba(OH)2⋅8H2O与NH4Cl的反应为铵盐发生的复分解反应,属于吸热反应,D正确;
故选C。
3. 下列实验事故的处理方法错误的是
选项
实验事故
处理方法
A
不慎将苯酚沾到皮肤上
立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
B
蒸馏近沸腾时,发现忘加沸石
立即打开蒸馏烧瓶的瓶塞,加入沸石
C
不慎打翻燃着的酒精灯
立即用湿抹布盖灭
D
不慎将浓硫酸沾到皮肤上
立即用大量的水冲洗,再涂上3%~5%的NaHCO3溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯酚易溶于乙醇,用乙醇冲洗可有效溶解并去除皮肤上的苯酚,再用水冲洗,A符合安全规程;
B.蒸馏近沸腾时打开瓶塞加入沸石,可能导致暴沸或高温蒸汽喷出,造成烫伤或事故,应停止加热、冷却后再加沸石,B不符合安全规程;
C.用湿抹布盖灭燃着的酒精灯可隔绝空气,快速灭火,C符合安全规程;
D.浓硫酸沾皮肤后立即用大量水冲洗稀释酸液,再涂3%~5%碳酸氢钠溶液中和,D符合安全规程;
故选B。
4. 某实验需用溶液,配制该溶液的几个关键实验步骤和操作示意图如下。下列说法正确的是
A. 用托盘天平和滤纸称取氢氧化钠固体
B. 在烧杯中完全溶解后,立即转移到容量瓶中
C. 上述操作的先后顺序是③②④⑥①⑤
D. 操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所配的溶液浓度偏高
【答案】C
【解析】
【详解】A.需要1mol•L-1NaOH溶液90mL,应选择100mL容量瓶,需要氢氧化钠的质量:0.1L×1mol/L×40g/mol=4.0g,且称量氢氧化钠必须用玻璃容器,故A错误;
B.NaOH在烧杯中完全溶解后,要冷却至室温,再转移到容量瓶中,故B错误;
C.配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,正确的操作顺序为:③②④⑥①⑤,故C正确;
D.操作①时,若仰视容量瓶的刻度线,则所加的水体积偏大,则所配的溶液浓度偏低,故D错误;
故选C。
5. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 在水中见光分解:
B. “海水提镁”中用石灰乳沉镁:
C. 溶液中通入少量:
D. 碱性溶液与反应生成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.分解不需要参与,正确反应为,A错误;
B.石灰乳中的为悬浊物,不能拆分为的形式,正确的离子方程式为:,B错误;
C.具有强氧化性,会将氧化为,而非生成,正确的离子方程式为:,C错误;
D.电荷和原子均守恒,在碱性条件下被氧化为,反应符合实际,D正确;
故答案选D。
6. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 与在暗处剧烈化合,与在加热条件下缓慢反应
B. 金属与熔融态的反应制备金属
C. 向溶液中通入生成
D. 不能与溶液反应而可以
【答案】B
【解析】
【详解】A.元素的非金属性越强,对应的单质越容易与反应,与在暗处剧烈化合,与在加热条件下缓慢反应,说明非金属性:F>I,可以用元素周期律解释,A不符合题意;
B.金属与熔融态的置换反应生成金属,由于钾熔点比钠低,因此高温时K为气体,反应可以正向进行,与元素周期律无关,B符合题意;
C.元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,因此向溶液中通入生成,说明单质氧化性:>,即非金属性:Cl>Br,可以用元素周期律解释,C不符合题意;
D.不能与溶液反应而可以,说明金属性:Mg>Al,可以用元素周期律解释,D不符合题意;
答案选B。
7. 用Ni/CaO为催化剂实现CO2的捕获和转化,可减少CO2排放并实现资源利用,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 分子的空间结构分别是直线形、V形、正四面体形
B. 捕获的反应属于氧化还原反应
C. 转化过程中形成了C-H键和O-H键
D. 转化为的化学方程式是
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子的空间结构分别是直线形、V形、正四面体形,A正确;
B.捕获的反应为,属于非氧化还原反应,B错误;
C.由图可知,在催化剂Ni/CaO作用下,二氧化碳与氢气反应生成甲烷和水,反应中有C-H键和O-H键的形成,C正确;
D.由图可知,转化为的化学方程式是,D正确;
故答案选B。
8. 下列事实与解释对应错误的是
选项
事实
解释
A
ClF中F显-1价
电负性:F>Cl
B
沸点:H2O>H2S
键能:H-O>H-S
C
酸性:CCl3COOH>CH3COOH
电负性:Cl>H
D
键角:H2O<NH3
中心原子的孤电子对数:H2O>NH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.ClF中F的电负性大于Cl,因此F显-1价,A正确;
B.H2O沸点高是因为水分子间存在氢键,与H-O键能大无关,B错误;
C.Cl的电负性强于H,导致CCl3COOH的羧基中的羟基极性更大,更易电离出氢离子,所以酸性:CCl3COOH>CH3COOH,C正确;
D.孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,二者的中心原子均为sp3杂化,因为H2O的中心原子上有2个孤电子对,NH3的中心原子上有1个孤电子对,导致键角:H2O<NH3,D正确;
故答案为B。
9. “氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 常温下,过程①中每吸收2.24 L氮气转移0.6 mol电子
B. 过程②中每生成1 mol氨气,就有1 mol Li3N被氧化
C. 过程③中每消耗2 mol LiOH,就有1 mol O2生成
D. 总反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A.未说明标准状况,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行相关计算,A错误;
B.过程②发生的反应为,该反应中各元素的化合价均保持不变,该反应为非氧化还原反应,B错误;
C.过程③发生的反应为,每消耗2 mol LiOH,就有0.5 mol O2生成,C错误;
D.根据反应原理可推出总反应为,D正确;
故选D。
10. 25℃时,在恒容密闭容器中发生反应:A(g)⇌2B(g),反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线甲表示B浓度随时间的变化
B. a、b两点正反应速率:va>vb
C. c点反应达到平衡
D. 0~60s,v(B)=0.001mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据容器中的反应可知B的变化量是A的两倍,曲线甲表示A浓度随时间的变化,A错误;
B.对于一个化学反应,从开始反应到结束,反应物浓度越来越小,速率越来越慢,故,B正确;
C.c点所示A、B两物质的浓度相同,后面时刻A的浓度继续减小,B的浓度继续增大,反应正移,未达到平衡,C错误;
D.0~60s,,D错误。
故选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列操作或装置能达到实验目的的是
A. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量,灼烧、冷却
B. 萃取分液时,振荡和放气
C. 验证酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D. 实验室制备并检验乙烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.测定硫酸铜晶体中结晶水含量,在坩埚中灼烧后放入干燥器中冷却,故A错误;
B.萃取操作时,振荡过程中通过打开分液漏斗下方的旋塞从下口放气,故B正确;
C.乙酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有乙酸,乙酸也能和苯酚钠溶液反应生成苯酚,而影响碳酸和苯酚钠的反应,故C错误;
D.乙醇在浓硫酸作催化剂并且加热到170℃时反应消去反应,期间出现碳化现象、碳和浓硫酸反应产生的杂质气体二氧化硫通入溴水也会褪色,故D错误;
故答案B。
12. 工业生产中可通过双极膜电渗析技术对含NaNO3的高盐废水进行处理,制备HNO3和NaOH,工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 石墨电极a的电极反应为
B. M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜
C. 乙室产生含低浓度NaNO3废水,丙室产生HNO3溶液
D. 阳极生成1 mol气体时,该装置可得到4 mol HNO3
【答案】CD
【解析】
【分析】石墨电极a与电源负极相连,为阴极,左侧双极膜中的水电离出的H+向左移动并在石墨电极a上生成H2,向右移动,进入甲室;乙室中的Na+通过M进入甲室,生成NaOH,M为阳离子交换膜;石墨电极b为阳极,右侧双极膜中的水电离出的H+向左移动,向右移动并在石墨电极b上生成O2,乙室中的通过N进入丙室,生成HNO3,N为阴离子交换膜。
【详解】A.石墨电极a的电极反应为,A错误;
B.M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,B错误;
C.乙室产生含低浓度的NaNO3废水,丙室产生HNO3溶液,C正确;
D.阳极生成1 mol O2,电子转移4 mol,可得到4 mol HNO3,D正确;
故答案选CD。
13. 黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:
下列说法不正确的是
A. “浸取”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B. 若反应中所加Zn过量,所得Cu(NO3)2溶液中会含有Zn(NO3)2等杂质
C. 滤液含Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子
D. 反应会产生NO污染环境,可将滤渣灼烧后再加稀硝酸
【答案】C
【解析】
【分析】黄铜灰渣加硫酸浸取,除单质铜不与硫酸反应,其它金属单质和氧化物均生成对应的硫酸盐,过滤得到铜单质,滤液中加入适量的Zn粉将溶液中的铜置换出来,过滤得到铜单质,将两次得到的铜单质溶于稀硝酸得到硝酸铜。
【详解】A.反应物浓度增大,化学反应速率增大,“浸取”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率,A正确;
B.加Zn过量,会导致过滤所得的滤渣中有Zn残留,加硝酸溶解后会在硝酸铜中混有Zn(NO3)2,B正确;
C.Fe3+的氧化性强于Cu2+,Zn与Cu2+置换前,必然将Fe3+还原为Fe2+,所以滤液Ⅱ中不存在Fe3+,C错误;
D.稀HNO3与金属会产生NO,滤渣为Cu,先灼烧,则生成CuO,再溶于稀HNO3,不会产生NO,D正确;
故选C。
14. 《本草纲目》对旋覆花有如下记载:“旋复花性味咸,归肝胃肺经,具有利湿消痰、行气散结之功”。旋复花内酯是其活性成分,结构简式如图所示,下列有关旋复花内酯的说法错误的是
A. 分子中所有的碳原子不可能共平面
B. 1 mol旋复花内酯最多消耗3 mol NaOH
C. 能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
D. 催化氧化后的产物能与银氨溶液反应生成银,在试管内壁形成光亮的银镜
【答案】BD
【解析】
【详解】A.旋覆花内酯分子中含有2个与其他3个碳原子和1个氢原子相连接的处于四面体内的碳原子,故分子中所有的碳原子不可能共平面,A正确;
B.1 mol旋覆花内酯含有2 mol酯基,最多消耗2 mol NaOH,B错误;
C.旋复花内酯含有(仲醇)羟基和碳碳双键,均能使酸性KMnO4溶液褪色;旋复花内酯含有碳碳双键,可与溴(Br2)发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.催化氧化后的产物含有酮羰基,不含有醛基,故不能与银氨溶液反应生成银,D错误;
故选BD。
15. 已知Cr(OH)3为两性氢氧化物,常温下,在不同pH条件下与的总和为c,与pH的关系如图所示。
;
。
下列说法错误的是
A. 由M点可以计算的
B. Cr3+恰好完全沉淀的pH>5.6
C. P点溶液质量小于Q点溶液质量
D. 随着pH增大,溶液中比值减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.与的总和为c,随着pH增大,发生反应:,溶液中含铬微粒总浓度c下降;随着pH继续增大,发生反应:,溶液中含铬微粒总浓度c上升。M点时,pH=5,,,反应的平衡常数,则,故M点时可以忽略不计,溶液中含铬微粒主要为Cr3+,且,故的,A错误;
B.Cr3+恰好完全沉淀时,,则,,则Cr3+恰好完全沉淀的pH>5.6,B正确;
C.P点和Q点溶液中含Cr微粒总和c相等,则生成的Cr(OH)3(s)质量也相等,故P点溶液质量等于Q点溶液质量,C错误;
D.随着pH的增大,溶液中减小,增大,故溶液中比值减小,D正确;
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 铜、金可形成许多结构与性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)齐文化博物馆汉代器物上的颜料“中国蓝”的成分为,其基态铜离子的价电子排布式为______,基态O原子核外电子的空间运动状态有______种。硅氧四面体结构如图a表示,图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根,若Si原子数为,则其化学式可表示为______。
(2)用青霉胺(见图2)可解铜盐中毒,青霉胺分子中S原子的轨道杂化方式为______;键角:______(填“>”或“<”);第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有______(用元素符号表示);青霉胺易溶于水的主要原因为______。
(3)由Au、Cs和Cl组成的晶胞属于四方晶系,结构如图所示,m<a<n,2、3为两种不同价态和化学环境的Au,则两种环境Au的配离子化学式分别为______,点1原子的分数坐标为(0,0,0),点2分数坐标为______。
【答案】(1) ①. ②. 5 ③.
(2) ①. ②. < ③. F、Ne ④. 青霉胺可与水形成分子间氢键
(3) ①. 、 ②.
【解析】
【小问1详解】
Cu是29号元素,铜原子的价电子排布式为3d104s1,基态铜离子的价电子排布式为;基态O原子电子排布式为1s22s22p4,核外电子占用5个原子轨道,空间运动状态有5种。硅氧四面体结构如图a表示,图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根,硅氧四面体中有2个O被Si原子单独占用,由2个氧原子被2个硅氧四面体占用,所以相当于每个Si原子占用3个O原子,Si显+4价、O显-2价,根据化合价代数和等于0,其化学式可表示为。
【小问2详解】
青霉胺分子中S原子形成2个σ键,有两个孤电子对,价电子对数为4,轨道杂化方式为sp3;中S原子价电子对数为4,有2个孤电子对;中N原子价电子对数为4,有1个孤电子对;孤电子对对价电子对具有排斥作用,所以键角:<;同周期元素从左到右,第一电离能有增大趋势,N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有F、Ne;青霉胺可与水形成分子间氢键,所以青霉胺易溶于水。
【小问3详解】
m<a<n,距离点2(Au)的最近的Cl-有上面的面心和中间体内的Cl-,故点2(Au)的配离子化学式为;距离点3(Au)的最近的Cl-有下面六面体的前后左右四个面的面心位置的Cl-,点3(Au)的配离子化学式为;点1原子的分数坐标为(0,0,0),则点2分数坐标为。
17. 工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。实验室采用不同方法对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理。回答下列问题:
方法一:将H2O2溶液加入废液并调节溶液pH,处理流程如下:
已知:部分金属离子沉淀的pH如下表所示(金属离子起始浓度为0.1 mol·L-1)。
金属离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
(1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是___________。
(2)步骤Ⅱ中需要调节溶液的pH范围是___________。
(3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中,滴加NaOH溶液,观察到的现象是___________。该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。
(4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有___________(填“Fe”或“Cu”)元素。
②将溶液C和溶液D回收后,通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液,反应的离子方程式为___________。
方法二:将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
(5)下列关于该转化过程的说法正确的是___________(填标号)。
a.过程ⅱ中的氧化剂是Fe3+
b.过程ⅲ发生的反应为
c.利用该转化可以回收S
d.整个转化过程中起催化剂作用的有Fe3+和Fe2+
【答案】(1)将Fe2+氧化为Fe3+
(2)3.7≤pH<4.7(或3.7~4.7)
(3) ①. 产生白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 ②.
(4) ①. Cu ②.
(5)abc
【解析】
【分析】废液中阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+,加入过氧化氢后,Fe2+被氧化为Fe3+,调节pH,将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,此时溶液B中含有Cu2+和H+,加入过量铁粉后,Fe与Cu2+反应生成Cu和Fe2+,与H+反应生成Fe2+,此时溶液C中为Fe2+,固体C为Cu和剩余的Fe,加入稀盐酸后,Fe与HCl反应生成FeCl2(溶液D)。
【小问1详解】
加入H2O2溶液的目的是利用其氧化性将Fe2+氧化为Fe3+;
【小问2详解】
步骤Ⅱ调节溶液的pH是为了将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,同时Cu2+不沉淀,根据题表所示,需要调节溶液的pH范围为3.7~4.7;
【小问3详解】
Fe2+与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁,其在空气中迅速被氧化为氢氧化铁,因此观察到的现象是产生白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为;
【小问4详解】
①溶液A有Cu2+和Fe3+,溶液B有Cu2+,固体C有Fe和Cu,因此都含有Cu元素;
②溶液C和溶液D均为FeCl2溶液,通入Cl2转化为FeCl3的离子方程式为;
【小问5详解】
过程i将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液生成CuS, 过程ⅱ中CuS与Fe3+反应生成Fe2+、Cu2+和S,过程ⅲ中Fe2+被氧气氧化生成Fe3+;
a.过程ⅱ反应离子方程式为,氧化剂是Fe3+,a正确;
b.过程ⅲ发生的反应为,b正确;
c.过程ⅱ中反应生成S,利用该转化可以回收S,c正确;
d.整个转化过程中,Fe3+先消耗、后生成,起催化剂作用的是Fe3+,而Fe2+先生成,后消耗,为中间产物,d错误;
故答案选abc。
18. 已知苯乙醚(C8H10O)为无色油状液体,不溶于水,易溶于醇和醚,有芳香气味,对碱和稀酸稳定,不易被氧化。熔点,沸点。实验室以苯酚、溴乙烷为原料在作用下制备少量苯乙醚的装置如下图。
已知:溴乙烷的沸点为,苯酚的沸点为;
[主要试剂]
苯酚3.75g(0.04mol)、氢氧化钠2.00g(0.05mol)、溴乙烷4.3mL(0.06mol)、乙醚、无水氯化钙、食盐
[实验步骤]
Ⅰ.向三颈烧瓶中加入苯酚、氢氧化钠和水;开动搅拌器,加热,固体全部溶解后,开始慢慢滴入溴乙烷(约1小时滴完);继续加热搅拌2小时。
Ⅱ.加热停止后,降到室温。把三颈烧瓶中反应液转入分液漏斗中,加水充分洗涤后分液。
Ⅲ.有机相用饱和食盐水洗两次,分出有机相;合并两次的洗涤液,用乙醚提取一次,提取液与有机相合并,加入无水氯化钙,水浴蒸出乙醚。
Ⅳ.减压蒸馏有机相,收集馏分,称量产品质量为。完成下列问题:
(1)仪器d的名称为___________。
(2)步骤Ⅰ中采用的加热方法为___________。c装置的作用是___________。
(3)装置中使用了球形冷凝管,作用是___________。
(4)步骤Ⅱ中,“加水洗涤、分液”的目的是___________。
(5)步骤Ⅲ中,“合并两次的洗涤液,用乙醚提取”的目的是___________;加入无水氯化钙的作用是___________。
(6)步骤Ⅳ中,采用减压蒸馏的目的是___________。该实验的产率为___________。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) ①. 水浴加热 ②. 防止氧气进入反应装置,平衡气压兼防倒吸
(3)冷凝回流,提高产率
(4)除去水溶性的NaOH和NaBr杂质
(5) ①. 回收洗涤液中的苯乙醚,提高产率 ②. 干燥
(6) ①. 降低苯乙醚的沸点,加快蒸馏速率 ②. 61.5%
【解析】
【分析】实验室以苯酚、溴乙烷为原料在作用下制备少量苯乙醚,先向三颈烧瓶中加入反应物并用搅拌器搅拌加快溶解,然后利用水浴加热反应容器并慢慢滴加溴乙烷,因反应物溴乙烷易挥发,因此利用球形冷凝管进行冷凝回流,减少反应物的损失,反应完全后加水洗涤后分液,有机相经两次洗涤分出有机相,合并两次的洗涤液,用乙醚提取一次,提取液与有机相合并,加入无水氯化钙进行干燥,水浴蒸出乙醚。最后减压蒸馏有机相得到目标产物苯乙醚,据此分析解答。
【小问1详解】
根据仪器的构造可知,仪器d的名称为恒压滴液漏斗。
【小问2详解】
步骤Ⅰ中,加热,低于水的沸点,可适宜采用的加热方法为水浴加热;c装置采用倒扣的漏斗,其作用是防止氧气进入反应装置,平衡气压兼防倒吸;故答案为:水浴加热;防止氧气进入反应装置,平衡气压兼防倒吸。
【小问3详解】
反应物溴乙烷易挥发,利用球形冷凝管进行冷凝回流,能减少反应物的损失,提高产率。
【小问4详解】
步骤Ⅱ中,“加水洗涤、分液”,其目是除去水溶性的NaOH和NaBr杂质。
【小问5详解】
步骤Ⅲ中,“合并两次的洗涤液,用乙醚提取”,以回收洗涤液中的苯乙醚,提高产率;加入无水氯化钙,吸收有机相中的水,对有机相进行干燥;故答案为:回收洗涤液中的苯乙醚,提高产率;干燥。
【小问6详解】
步骤Ⅳ中,采用减压蒸馏能降低苯乙醚的沸点,加快蒸馏速率;氢氧化钠和溴乙烷过量,苯酚完全反应,理论上生成0.04mol苯乙醚,质量为,实际产品质量为,则产率为;故答案为:降低苯乙醚的沸点,加快蒸馏速率;61.5%。
19. Daprodustat是一种用于治疗贫血的药物,其中间体J的合成路线如图所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是___________。
(2)一定条件下,反应Ⅱ的化学方程式是___________。
(3)D→E的过程中,D中的___________(填官能团名称,下同)变为E中的___________。
(4)F不能水解,G的核磁共振氢谱中有2组峰。H与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)在一定条件下反应生成七元环状化合物的化学方程式是___________。
(5)由中间体J合成Daprodustat的过程中需经历以下三步:
其中试剂1的分子式为C5H7O3N,J生成K为加成反应,则试剂1和L的结构简式分别为___________和___________。
【答案】(1)还原反应
(2)+3H2
(3) ①. 氨基 ②. 酰胺基
(4)HOOCCH2COOH+H2NCH2CH2NH2+2H2O
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】E的结构简式为,D与发生加成反应生成,推出D的结构简式为:,由C与氢气发生加成反应生成的D,推知C的结构简式为:,由B的分子式以及B到C的转化条件可知,B被还原为氨基生成C,推知B的结构简式为:,由B的结构简式和A的分子式可推知,A是一种芳香族化合物,分子式为C6H6,则A为,苯与浓硝酸、浓硫酸共热反应生成的B,E和I发生取代反应生成J和HCl,则I为,H分子式为C3H4O4,则逆推H为,根据已知反应可知G为,则F为CH3COOH,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,从B()到C(),B中硝基变为C中的氨基,在有机化学中,硝基被还原为氨基的反应属于还原反应。
【小问2详解】
由分析可知, C为苯胺(),D为,反应II是在H2作用下发生反应,从分子式看是苯胺发生加氢反应,苯环被加氢还原,所以化学方程式为:+3H2
【小问3详解】
由分析可知,D的结构简式为:,D中含有的官能团是氨基,D与N=C=O反应生成E,从的结构可知,反应后形成了酰胺基,即D中的氨基变为E中的酰胺基,故答案为:氨基;酰胺基。
【小问4详解】
由已知R-Cl经①NaCN、②H+转化为RCOOH,G经此反应得到H,H为丙二酸(HOOCCH2COOH),丙二酸与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)发生成环反应,二者通过羧基和氨基脱水缩合形成七元环状化合物(含有2个N原子和5个C原子的环),同时生成2分子水,根据原子守恒可写出上述化学方程式为。
【小问5详解】
L发生酯的水解脱去C2H5OH,结合Daprodustat中羧基的位置可知,L的结构简式为,试剂1的分子式为C5H7O3N,J生成K为加成反应,K→L是异构化,则试剂1中含—COOC2H5,结合L的结构简式可知试剂1的结构简式为,碳氮双键发生加成反应,故答案为:;。
20. 以、为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
反应I:
反应II:
请回答:
(1)反应 ___________。
(2)在一定温度下,在体积不变的容器中,充入和,发生反应,下列不能说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。
A. 混合气体平均相对分子质量保持不变
B. 和的物质的量之比保持不变
C. 压强保持不变
D. 混合气体密度保持不变
(3)一定压强下,向某容积可变的密闭容器中通入和的混合气体(其中和的物质的量之比为1:4),在某催化剂的作用下同时发生反应I和反应II,测得的转化率、和的选择性随反应温度的变化如下图所示(或的选择性是指反应生成或时所消耗的的物质的量占参加反应的总物质的量的百分比)。
①提高产率的措施有___________、___________。
②温度高于时的转化率减小的可能原因是___________(不考虑温度对催化剂活性的影响)。
(4)室温下,向体积为的恒容密闭容器中通入和,仅发生反应I,
若反应时保持温度恒定,测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
压强
5.00P
4.60P
4.30P
4.15P
4.06P
4.00P
4.00P
①该温度下反应I的___________(为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数体系总压)。
②反应I的速率方程:,(是速率常数,只与温度有关)。时,___________(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)-239.1 (2)BD
(3) ①. 控制反应温度在左右 ②. 增大压强 ③. 当温度高于时反应已达平衡,反应I逆向移动程度大于反应II正向移动程度,转化率减小
(4) ①. ②. >
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知;
【小问2详解】
由第(1)问可知反应为体积缩小的放热反应,
A.反应前后质量守恒,物质的量减小,平均摩尔质量为变量,当平均摩尔质量即相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态,A项不符合题意;
B.和的投料比之比等于计量数之比,故和的物质的量之比保持不变时,不能证明反应达到平衡状态,B项符合题意;
C.该反应为气体体积缩小的反应,压强为变量,故当压强保持不变时,反应达到平衡状态,C项不符合题意;
D.反应前后气体的质量守恒,容器的容积始终不变,密度始终不变,故混合气体密度保持不变时,不能证明反应达到平衡状态,D项符合题意;
答案选BD;
【小问3详解】
①根据题意知的产率等于的转化率与的选择性的乘积,由图可知400℃之前,甲烷的选择性为100%,的转化率最大时即340℃时的产率最大,增大压强能使反应速率加快,反应I平衡正向移动,反应II逆向移动,此时的产率可提高;
②不考虑温度对催化剂活性的影响,由图像可知,当温度高于340℃时,反应已经达到平衡状态,反应I逆向移动程度大于反应II正向移动的程度,的转化率减小;
【小问4详解】
①设的转化量为xmol,列三段式有:
,反应在50min时达到平衡状态,平衡时的压强与起始时的压强之比为5:4,则,解得,可知的分压为,,,,则平衡常数;
②,,,
20min时,反应还未达到平衡状态,,即>。
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