内容正文:
江西省十校联考2025-2026学年高三上学期1月期末
化学试题
本试卷共100分,考试时间75分钟。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1. 化学以其独特的魅力影响着我们的生活。下列说法错误的是
A. 硬化油不易变质,因此油脂氢化可延长保质期
B. 超市中售卖的“苏打水”呈碱性,是因为含有苏打
C. 酿酒工艺中加的“酒曲”与面包工艺中加的“发酵粉”(碳酸氢钠和有机酸)的作用不同
D. 能增加肉类食品鲜味,能作为肉类食品的防腐剂和护色剂
2. 键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列说法中正确的是
A. 键角:
B. 键长:
C. 沸点:
D. 乙烯分子中碳碳键的键能:键键
3. 实验规则千万条,安全第一条。下列说法不正确的是
A. 观察Mg在干冰中燃烧的现象时,须佩戴护目镜且保持安全距离
B. 探究Cu与浓、稀硝酸的反应时,须打开实验室的通风设备
C. 新制的氯水保存在带磨口玻璃塞的棕色广口试剂瓶中,并放在阴凉处
D. 如果身上衣物着火且面积较大,应躺在地上翻滚以达到灭火的目的
4. 化合物X是一种药物递送载体,可用甲基水杨酸为原料合成。下列说法正确的是
A. 用质谱仪检测A的最大质荷比为90
B. 甲基水杨酸能发生取代、加成、氧化、还原、消去、缩聚反应
C. B和C生成X的反应是缩聚反应
D. 1个X分子中采用杂化的碳原子共有3n个
5. 乙醇与水催化重整制氢的反应为。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为8NA
B. 最多可形成氢键的数目为4NA
C. 中心原子的价层电子对数为2NA
D. 每生成,转移电子数目为NA
6. 2025年诺贝尔化学奖表彰了化学家们在金属有机框架(MOF)开发方面的突破性贡献,这种材料如同“分子宫殿”,凭借独特结构和定制化特性,在多个领域展现出巨大应用价值。乙烷的催化氧化形成乙醇可以用具有开放性铁位点的金属有机框架材料作催化剂,反应过程如图所示,其中TS表示过渡态。下列说法正确的是
A. 该反应过程完全符合原子经济性
B. 由于电负性,所以的N原子与催化剂上的Fe产生吸附
C. 此反应过程中没有非极性共价键的断裂
D. 反应过程中物质c降低了反应的活化能
7. 常温下,由下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
分别将等pH的HA、HB溶液稀释10倍,测定稀释后溶液的大于HB
酸性:HA<HB
B
向溴水中加入植物油,振荡后静置,水层颜色变浅
植物油可用于萃取溴水中的溴
C
向溶液中加入乙醇,析出深蓝色固体
在乙醇中溶解度小,析出的晶体中不含结晶水
D
用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近液流,液流方向改变
为极性分子
A. A B. B C. C D. D
8. 某实验小组探究盐溶液对弱电解质电离的影响,进行了如下图所示的操作。下列说法中不正确的是
资料:ⅰ.向弱电解质中加入具有不同离子的可溶性强电解质溶液,会使弱电解质的电离程度增大,这种现象可称为盐效应;
ⅱ.等浓度的和的盐效应相当;
ⅲ.(无色),和不及应。
A. 加入的目的是排除稀释对溶液颜色的影响
B. 中红色比中浅的原因是、中的盐效应相当,中和生成无色的,使得降低,平衡正向移动
C. 静置一段时间后,发现中红色又变深,可以得出与相比,与化学反应限度更大
D. 基于以上实验可以得出盐效应和化学反应会影响弱电解质的电离
9. 低品位热是一种丰富且广泛存在的可持续能源,一种新型的热富集铂电极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌和对苯二酚混合溶液的氧化/还原转换:,下列有关说法不正确的是
A. pH:冷端>热端
B. 工作中无需定时补充对苯醌和对苯二酚
C. 若该电池使用中温差恒定,则无需充电,可持续使用
D. 热端电极电势高于冷端电极电势
10. PEF是生物基聚酯材料,可由如图所示方法合成。下列说法正确的是
A. 寡聚体C2的结构类似冠醚,可与其他物质通过共价键形成超分子
B. MEG与水以任意比例互溶,且与甘油互为同系物
C. 1个FDCA分子最多和4个氢气分子加成,1个加成产物分子中含有2个手性碳原子
D 1个PEF与NaOH溶液反应最多可消耗2n个NaOH
11. 强酸性环境下,与磺基水杨酸(,用表示)反应仅生成配合物(溶液呈紫红色)。在的溶液中,保持,用分光光度计对混合溶液的吸光度(A)进行测定,得到溶液吸光度与起始物质的量分数的关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:①稀溶液中近乎无色;②溶液吸光度A与配合物浓度成正比。
A. 中三种基团电离出的容易程度:
B. b点溶液中存在的电离度
C. 的电离度:c点点点
D. 若,则的电离平衡常数K为
12. 一定条件下,向某恒温密闭容器中按物质的量之比1:1投入与HCl,发生催化反应i和代表苯基):
反应i: ΔH1
反应ii: ΔH2
已知:;活化能:反应ii>反应i。
下列叙述不正确的是
A. a的总键能小于b的总键能
B. 未达平衡前,反应i比反应ii快
C. 适当升高温度,平衡产物中a和b物质的量之比减小
D. 同一温度下,增大投料比,平衡产物中a和b的物质的量之比不变
13. 由原子序数依次增大的短周期元素组成的一种离子液体(其阳离子中五元环上5个原子共面),其结构如图。Z的最简单氢化物易液化,可用作制冷剂。W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃,为同一主族元素。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. 该离子液体中的Z原子的杂化方式为和
C. 空间结构为正八面体形
D. 最简单氢化物的沸点:
14. 晶体密度为,常用作有机合成中的还原剂,其晶胞结构及部分微粒分数坐标如图所示。下列相关说法不正确的是
A. 中存在的化学键有离子键、配位键、键,不存在非极性键
B. 晶胞中两个的最近距离为
C. C点的分数坐标为
D NA=
二、简答题:本大题共4小题,共58分。
15. 某化学兴趣小组利用邻二氮菲分光光度法测定水中微量铁。
已知:i.在pH为溶液中,邻二氮菲与生成稳定橙红色配合物,
显色反应为
ii.根据朗伯比耳定律:,当入射光波长及光程L(比色皿厚度)一定时,在一定浓度范围内,有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。
I.溶液配制
(1)用滴定管量取铁储备液10.00 mL,置于100 mL棕色容量瓶中,再取溶液加入棕色容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,得到铁标准溶液。洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是_______。此过程中除了用到棕色容量瓶、滴定管和量筒外,还需要的仪器有_______(填字母)。
A.圆底烧瓶 B.玻璃棒 C.分液漏斗 D.球形干燥管 E.电子天平 F.酒精灯 G.陶土网 H.胶头滴管
II.邻二氮菲吸收曲线的绘制
(2)用滴定管量取铁标准溶液,经试剂处理后采用不同的波长为横坐标,由计算机绘制A与的吸收曲线如图,确定最大吸收波长。
在显色前,首先用盐酸羟胺(,强电解质)将还原成。其反应离子方程式为_______。试剂处理时需要加入缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围,若pH过低,会造成_______;若pH过高,会造成_______。
(3)邻二氮菲与生成稳定的橙红色配合物,此配合物中的配位数为_______。
(4)从吸收曲线可知,邻二氮菲配合物最大吸收波长,在此波长下,该配合物的摩尔吸光系数,若某次测量时溶液的吸光度,比色皿厚度为1cm,则溶液中的浓度为_______(保留两位有效数字)。
16. 电解锰渣(主要成分是MnS、还含有FeS及的氧化物等)制取高纯并电解制备Mn的流程如下:
(1)氧化酸浸。酸浸后浸出液中主要离子为。写出FeS酸浸时发生反应的化学方程式_______。
(2)沉铁。常温下,开始生成氢氧化物沉淀的,完全沉淀时(某离子浓度,认为该离子沉淀完全)。酸浸后的溶液调节pH至4.0后,溶液中残留的_______.
(3)萃取与反萃取。向沉铁后的溶液加入某有机萃取剂HA,在不同pH下进行萃取可以实现的分离。萃取原理为表示或,过程如图。
已知:某温度下的平衡常数用K表示,且。若金属离子浓度相同,上述过程先萃取出来的金属离子为_______,前后调节pH值大小b_______a(填“>”或“<”)。
(4)结晶:反萃取后的溶液中仍存在及少量等杂质离子,将该溶液蒸发结晶、趁热过滤可除去部分杂质。杂质去除率随结晶率的变化如图。
分析杂质去除率随结晶率的增大反而下降的原因是_______。
(5)电解:已知Se对有特殊的吸附能力。电解酸性溶液制备Mn时在阴极加入适量的有利于Mn在电极上析出,结合方程式说明原因_______。
(6)钛的一种氧化物是优良的颜料,该氧化物的晶胞结构如下图所示,则该氧化物中钛的化合价为_______价。
17. 甲酸被认为是理想的氢能载体,江西正着力建设“赣鄱氢经济走廊”,打造“氢清江西”绿色发展新功能。
(1)我国科技工作者运用DT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生的一种反应进程和相对能量的变化情况如图所示。该进程中,反应的决速步为_______(填字母)则甲酸分解制氢气的热化学方程式为_______。
aI→II b.II→III c.III→IV d.IV→V
(2)在另一种催化剂作用下,甲酸分解制氢的过程如图所示。
过程I中,若用代替HCOOH,则在催化剂a处吸附的是_______,过程II中生成,其一种等电子体含有三种短周期元素并带一个单位负电荷,常用于物质检验,离子符号为_______。
(3)已知与在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i:
反应ii:
在一定压强下,按投料,发生反应i和反应ii,反应相同时间,的转化率及HCOOH选择性(甲酸选择性)随温度变化曲线如下图所示。
①若M点反应已达到平衡状态,体系中的分压为a MPa,则673.15 K时反应i的分压平衡常数_______。
②当温度高于673.15 K,随温度升高,反应i与反应ii的反应速率相比,增加更显著的是反应_______(填“i”或“ii”)
(4)科学家发明了一种由阴离子交换树脂——碳纳米管构成的膜分离装置(如图)
可以连续去除空气中的,在富集的同时获得基本不含的空气,除去的空气可用于碱性燃料电池。
①写出A侧转化成的电极反应方程式_______。
②膜分离装置中复合薄膜的作用是_______。
18. 某研究小组按下列路线合成某药物中间体H(部分反应条件已简化)。
已知:
请回答:
(1)化合物G中含氧的官能团名称是_______,1个G分子中含有_______个手性碳原子。
(2)化合物D的结构简式_______,的反应中另一个产物名称为_______。
(3)化合物H的分子式为_______,化合物E的碱性_______(填“强于”、“弱于”、“等于”)。
(4)写出的化学方程式_______。其反应类型为_______。
(5)同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______(写出三种,不考虑立体异构)。
①核磁共振氢谱表明:分子中有2种不同化学环境的氢原子
②同时含有碳碳双键和甲氧基,且分子中只含1个环
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江西省十校联考2025-2026学年高三上学期1月期末
化学试题
本试卷共100分,考试时间75分钟。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1. 化学以其独特的魅力影响着我们的生活。下列说法错误的是
A. 硬化油不易变质,因此油脂氢化可延长保质期
B. 超市中售卖的“苏打水”呈碱性,是因为含有苏打
C. 酿酒工艺中加的“酒曲”与面包工艺中加的“发酵粉”(碳酸氢钠和有机酸)的作用不同
D. 能增加肉类食品鲜味,能作为肉类食品的防腐剂和护色剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.硬化油通过氢化过程使不饱和脂肪酸变饱和,提高稳定性,不易氧化变质,因此可延长保质期,A正确;
B.超市售卖的“苏打水”一般指碳酸水或者添加了。而苏打是,碱性较强不能直接饮用,B错误;
C.酿酒中的“酒曲”含微生物,用于糖化和酒精发酵;面包中的“发酵粉”,如碳酸氢钠和有机酸通过化学反应产生二氧化碳使面团膨胀,两者作用不同,C正确;
D.在肉类加工中可作为防腐剂抑制肉毒杆菌等,作为护色剂与肌红蛋白反应保持红色,并能增强咸味和整体风味,D正确;
故选B。
2. 键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列说法中正确的是
A. 键角:
B. 键长:
C. 沸点:
D. 乙烯分子中碳碳键的键能:键键
【答案】B
【解析】
【详解】A.为直线形分子,键角为;为正四面体形,键角为109°28′;为三角锥形,键角约为;为V形,键角约为。因此键角顺序应为,A错误;
B.键长主要取决于成键原子的半径,原子半径越大,键长越长。原子半径:,因此与这些原子形成的共价键键长顺序为,B正确;
C.分子间存在氢键,沸点最高;、均为分子晶体,沸点随相对分子质量增大而升高,故沸点顺序为,C错误;
D.σ键以“头碰头”方式重叠,重叠程度大,键能高;π键以“肩并肩”方式重叠,重叠程度小,键能低。因此乙烯分子中碳碳键的键能为σ键 > π键,D错误;
故答案选B。
3. 实验规则千万条,安全第一条。下列说法不正确的是
A. 观察Mg在干冰中燃烧的现象时,须佩戴护目镜且保持安全距离
B. 探究Cu与浓、稀硝酸的反应时,须打开实验室的通风设备
C. 新制的氯水保存在带磨口玻璃塞的棕色广口试剂瓶中,并放在阴凉处
D. 如果身上衣物着火且面积较大,应躺在地上翻滚以达到灭火的目的
【答案】C
【解析】
【详解】A.镁燃烧放热剧烈,干冰(固态CO2)升华可能引发飞溅,护目镜和距离防护必要,A正确;
B.硝酸与铜反应生成NO、等有毒气体,通风是防中毒的关键措施,B正确;
C.氯水需避光保存(棕色瓶),但广口瓶用于固体,液体应存于细口瓶,C错误;
D.翻滚灭火利用隔绝氧气原理,是标准应急方法,D正确;
故选C。
4. 化合物X是一种药物递送载体,可用甲基水杨酸为原料合成。下列说法正确的是
A. 用质谱仪检测A的最大质荷比为90
B. 甲基水杨酸能发生取代、加成、氧化、还原、消去、缩聚反应
C. B和C生成X的反应是缩聚反应
D. 1个X分子中采用杂化的碳原子共有3n个
【答案】A
【解析】
【分析】甲基水杨酸与A反应生成B,由B的结构可知发生酯化反应推知A为,B和C在催化剂作用下开环后发生的加聚反应,据此分析。
【详解】A.根据A的结构可知,A的相对分子质量为90,用质谱仪检测A的最大质荷比为90,A正确;
B.甲基水杨酸分子中含有苯环、酚羟基和羧基,它可以发生取代、加成、氧化、还原和缩聚反应,但该分子中与羟基相邻的碳上没有氢原子,不能发生消去反应,B错误;
C.根据分析可知,B和C生成X,反应无小分子生成,是开环后发生的加聚反应,C错误;
D.1个X分子中,链节内有3个C采用杂化,链节外有1个C采用杂化,采用杂化的碳原子共有3n+1个,D错误;
故选A
5. 乙醇与水催化重整制氢的反应为。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为8NA
B. 最多可形成氢键的数目为4NA
C. 中心原子的价层电子对数为2NA
D. 每生成,转移电子数目为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇分子(C2H5OH)中有8个σ键(C-C键1个、C-H键5个、C-O键1个、O-H键1个),1 mol C2H5OH含有8 mol σ键,数目为8NA,A正确;
B.在冰晶体中,每个水分子平均形成2个氢键(因每个氢键被两个水分子共享),18 g H2O(1 mol)最多形成2 mol氢键,数目为2NA,不是4NA,B错误;
C.CO2中心原子为C,价层电子对数为2(两个双键各视为一个电子对区域),22 g CO2(摩尔质量44 g/mol)为0.5 mol,价层电子对总数为0.5 mol×2=1 mol,数目为NA,不是2NA,C错误;
D.反应生成H2时,每生成1 mol H2转移2 mol电子,但11.2 L H2未指明气体状态(如标准状况),无法计算物质的量,无法确定转移电子数,D错误;
故选A。
6. 2025年诺贝尔化学奖表彰了化学家们在金属有机框架(MOF)开发方面的突破性贡献,这种材料如同“分子宫殿”,凭借独特结构和定制化特性,在多个领域展现出巨大应用价值。乙烷的催化氧化形成乙醇可以用具有开放性铁位点的金属有机框架材料作催化剂,反应过程如图所示,其中TS表示过渡态。下列说法正确的是
A. 该反应过程完全符合原子经济性
B. 由于电负性,所以的N原子与催化剂上的Fe产生吸附
C. 此反应过程中没有非极性共价键的断裂
D. 反应过程中物质c降低了反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据分析,总反应中生成乙醇和氮气,则原子利用率小于100%,A错误;
B.N、O是同周期元素,电负性O>N,O对Fe的吸引能力强,故的O原子与催化剂上的Fe产生吸附,B错误;
C.该反应中断裂的是乙烷中的C-H键和的化学键,而乙烷中的C-C非极性共价键没有断裂,C正确;
D.由图知,物质a为乙烷催化氧化的重要催化剂,而物质b、c、d、e均为中间产物,故物质a降低了反应的活化能,D错误;
故选C。
7. 常温下,由下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
分别将等pH的HA、HB溶液稀释10倍,测定稀释后溶液的大于HB
酸性:HA<HB
B
向溴水中加入植物油,振荡后静置,水层颜色变浅
植物油可用于萃取溴水中的溴
C
向溶液中加入乙醇,析出深蓝色固体
在乙醇中溶解度小,析出的晶体中不含结晶水
D
用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近液流,液流方向改变
为极性分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.等pH的酸溶液稀释时,酸性越弱,酸的浓度越大,稀释后电离程度增大,pH变化越小。稀释后的pH大于,说明的pH变化更大,因此酸性:,A错误;
B.植物油中含有碳碳不饱和键,能与溴水发生加成反应,从而使水层颜色变浅,并非萃取作用,B错误;
C.向溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体,说明在乙醇中的溶解度小,但析出的晶体含有结晶水,C错误;
D.用毛皮摩擦过的带电橡胶棒靠近液流,液流方向改变,说明分子受到了静电力作用,证明是极性分子,D正确;
故答案选D。
8. 某实验小组探究盐溶液对弱电解质电离的影响,进行了如下图所示的操作。下列说法中不正确的是
资料:ⅰ.向弱电解质中加入具有不同离子的可溶性强电解质溶液,会使弱电解质的电离程度增大,这种现象可称为盐效应;
ⅱ.等浓度的和的盐效应相当;
ⅲ.(无色),和不及应。
A. 加入的目的是排除稀释对溶液颜色的影响
B. 中红色比中浅的原因是、中的盐效应相当,中和生成无色的,使得降低,平衡正向移动
C. 静置一段时间后,发现中红色又变深,可以得出与相比,与化学反应限度更大
D. 基于以上实验可以得出盐效应和化学反应会影响弱电解质的电离
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于平行实验b、c中分别加入0.5mL其它溶液,所以为了排除稀释对溶液颜色的影响,向a中加入了0.5mLH2O,A正确;
B.b、c中加入了等体积等浓度的盐溶液,所以盐效应相同,结合资料信息(无色),c中Fe2+结合SCN-生成Fe(SCN)2,使硫氰化铁的电离平衡向正向移动,所以红色比b中浅,B正确;
C.静置一段时间后,亚铁离子氧化为三价铁离子,使得溶液中亚铁离子减少,平衡逆向移动,三价铁离子增多,平衡逆向移动,则中红色又变深,C错误;
D.根据上述实验现象及C选项,可得到:盐效应和化学反应会影响弱电解质的电离,D正确;
故选C。
9. 低品位热是一种丰富且广泛存在的可持续能源,一种新型的热富集铂电极电池如图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌和对苯二酚混合溶液的氧化/还原转换:,下列有关说法不正确的是
A. pH:冷端>热端
B. 工作中无需定时补充对苯醌和对苯二酚
C. 若该电池使用中温差恒定,则无需充电,可持续使用
D. 热端电极电势高于冷端电极电势
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,原电池工作时冷端,发生加氢反应,热端,发生脱氢反应,即冷端发生得电子的还原反应,热端发生失电子的氧化反应,则冷端为正极,热端为负极,正极反应为,负极反应为,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,pH:冷端>热端,A正确;
B.结合两端反应,对苯醌、对苯二酚浓度不变,不需要补充,B正确;
C.该电池是将热能转化为电能的装置,只要温差恒定,就能持续产生pH梯度,驱动电极反应,从而持续产生电流,因此无需充电,可持续使用,C正确;
D.由分析可知,冷端电极为正极电势高,热端电极为负极电势低,D错误;
故答案选D。
10. PEF是生物基聚酯材料,可由如图所示方法合成。下列说法正确的是
A. 寡聚体C2的结构类似冠醚,可与其他物质通过共价键形成超分子
B. MEG与水以任意比例互溶,且与甘油互为同系物
C. 1个FDCA分子最多和4个氢气分子加成,1个加成产物分子中含有2个手性碳原子
D. 1个PEF与NaOH溶液反应最多可消耗2n个NaOH
【答案】D
【解析】
【分析】本题通过两种方法生成PEF,其中一种是FDCA中的羧基和MEG中的羟基通过缩聚反应生成PEF,另一种是FDCA和MEG先形成寡聚体C2,随后寡聚体C2再通过环状单体开环形成链状聚合物,以此解题。
【详解】A.寡聚体C2虽然具有冠醚的环状结构和醚键,但超分子是通过分子间的非共价键(如氢键、范德华力等)形成的,而不是通过共价键,A错误;
B.MEG(乙二醇)分子中含有两个羟基,能与水形成氢键,因此可与水以任意比例互溶,但乙二醇是二元醇,甘油(丙三醇)是三元醇,二者官能团数目不同,不互为同系物,B错误;
C.1个FDCA分子中的呋喃环含有2个碳碳双键,可以与2个氢气分子发生加成反应,加成产物分子中只有2个手性碳原子(*标出),C错误;
D.PEF是聚酯,其重复单元中含有2个酯基。每个酯基在NaOH溶液中发生水解反应,消耗1个NaOH。因此,1个PEF分子(含n个重复单元)与NaOH溶液反应,最多可消耗2n个NaOH,D正确;
故选D。
11. 强酸性环境下,与磺基水杨酸(,用表示)反应仅生成配合物(溶液呈紫红色)。在的溶液中,保持,用分光光度计对混合溶液的吸光度(A)进行测定,得到溶液吸光度与起始物质的量分数的关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:①稀溶液中近乎无色;②溶液吸光度A与配合物浓度成正比。
A. 中三种基团电离出的容易程度:
B. b点溶液中存在的电离度
C. 的电离度:c点点点
D. 若,则的电离平衡常数K为
【答案】C
【解析】
【详解】A.、、中非羟基氧数目由多到少,非羟基氧数目越多,氧的吸电子效应越强,导致键极性增大,更易电离,中三种基团电离出的容易程度:,A正确;
B.由b点可知,,二者恰好完全反应,此时溶质为,假定初始浓度为,其吸光度为,实际电离后剩余的(假定浓度为)的吸光度为,则电离度 ,B正确;
C.随的生成,的电离平衡正移,促进的电离,浓度越大,的电离度越大,即的电离度:a点 < b点 < c点,C错误;
D.由b点的起始浓度()、电离度与电离平衡常数的关系可知, , 将、,代入,解得,D正确;
故选C。
12. 一定条件下,向某恒温密闭容器中按物质的量之比1:1投入与HCl,发生催化反应i和代表苯基):
反应i: ΔH1
反应ii: ΔH2
已知:;活化能:反应ii>反应i。
下列叙述不正确的是
A. a的总键能小于b的总键能
B. 未达平衡前,反应i比反应ii快
C. 适当升高温度,平衡产物中a和b的物质的量之比减小
D. 同一温度下,增大投料比,平衡产物中a和b的物质的量之比不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 ,则ΔH1=反应物的总键能-生成物a的总键能 , ΔH2=反应物的总键能-生成物b的总键能 , ΔH1−ΔH2=生成物b的总键能-生成物a的总键能>0 ,a的总键能小于b的总键能,A正确;
B.反应i的活化能相对较小,则未达平衡前,反应i较快,B正确;
C.由反应ii-反应i可得: ,适当升高温度,平衡逆向移动,平衡产物中a和b的物质的量之比增大,C错误;
D.而言,温度不变,的平衡常数不变,故同一温度下,增大投料比,平衡产物中a和b的比例不变,D正确;
故选C。
13. 由原子序数依次增大短周期元素组成的一种离子液体(其阳离子中五元环上5个原子共面),其结构如图。Z的最简单氢化物易液化,可用作制冷剂。W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃,为同一主族元素。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. 该离子液体中的Z原子的杂化方式为和
C. 空间结构为正八面体形
D. 最简单氢化物的沸点:
【答案】B
【解析】
【分析】X形成1个化学键,则X可能为H、F、Cl,Y形成4个键,则Y可能为C、Si,Z失去1个电子,形成4个共价键,则Z为N或P,W形成1个化学键,则W为H、F、Cl,R得12个电子,形成6个共价键,则R为P或N,W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃,则W为F,因元素原子序数依次增大,则X、Y、Z、W、R分别为:H、C、N、F、P,以此分析;
【详解】A.电负性F>N>C,即,A正确;
B.该离子液体中阳离子五元环上5个原子共面,可知Z原子均为sp2杂化,B错误;
C.中心原子价层电子数为,无孤电子对,空间结构为正八面体形,C正确;
D.氨气分子间存在氢键,因此最简单氢化物的沸点,即,D正确;
故答案选B。
14. 晶体密度为,常用作有机合成中的还原剂,其晶胞结构及部分微粒分数坐标如图所示。下列相关说法不正确的是
A. 中存在的化学键有离子键、配位键、键,不存在非极性键
B. 晶胞中两个的最近距离为
C. C点的分数坐标为
D. NA=
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaAlH4为离子晶体,Na+与[AlH4]-间为离子键;[AlH4]-内部Al原子提供空轨道、H-提供孤对电子形成配位键(本质为极性σ键),无同种原子间成键,故不存在非极性键,A正确;
B.[AlH4]-位于晶胞顶点及面心位置,如(0,0,0)与两点间距离为面对角线的一半:,而非a nm,B错误;
C.C点位于晶胞右侧面上,x=1(沿a方向满格),y=1/2(沿a方向中点),z=1/4(沿2a方向四分之一处,即高度a/2),C正确;
D.晶胞含4个NaAlH4单元,摩尔质量为54 g/mol,故晶胞质量为 g,晶胞体积为cm3,由密度公式得:,D正确;
故选B。
二、简答题:本大题共4小题,共58分。
15. 某化学兴趣小组利用邻二氮菲分光光度法测定水中微量铁。
已知:i.在pH为溶液中,邻二氮菲与生成稳定的橙红色配合物,
显色反应为
ii.根据朗伯比耳定律:,当入射光波长及光程L(比色皿厚度)一定时,在一定浓度范围内,有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。
I.溶液配制
(1)用滴定管量取铁储备液10.00 mL,置于100 mL棕色容量瓶中,再取溶液加入棕色容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,得到铁标准溶液。洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是_______。此过程中除了用到棕色容量瓶、滴定管和量筒外,还需要的仪器有_______(填字母)。
A.圆底烧瓶 B.玻璃棒 C.分液漏斗 D.球形干燥管 E.电子天平 F.酒精灯 G.陶土网 H.胶头滴管
II.邻二氮菲吸收曲线的绘制
(2)用滴定管量取铁标准溶液,经试剂处理后采用不同的波长为横坐标,由计算机绘制A与的吸收曲线如图,确定最大吸收波长。
在显色前,首先用盐酸羟胺(,强电解质)将还原成。其反应离子方程式为_______。试剂处理时需要加入缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围,若pH过低,会造成_______;若pH过高,会造成_______。
(3)邻二氮菲与生成稳定的橙红色配合物,此配合物中的配位数为_______。
(4)从吸收曲线可知,邻二氮菲配合物最大吸收波长,在此波长下,该配合物的摩尔吸光系数,若某次测量时溶液的吸光度,比色皿厚度为1cm,则溶液中的浓度为_______(保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 检漏 ②. BH
(2) ①. ②. 邻二氮菲中氮原子质子化,使得其配位能力降低 ③. 亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀
(3)6 (4)
【解析】
【分析】该题围绕利用邻二氮菲分光光度法测定水中微量铁为核心实验展开,涉及到溶液配制、氧化还原反应、配合物结构、分光光度定量分析等知识点。从配制标准溶液开始,将水里的铁用盐酸羟胺还原成二价铁,再加入缓冲溶液调节pH,然后让二价铁和邻二氮菲变成橙红色物质,最后用分光光度法定量计算出铁的含量。
【小问1详解】
洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是检漏,防止配制溶液过程中漏液;配制一定物质的量浓度的溶液,定容步骤中需要用到玻璃棒、胶头滴管;
【小问2详解】
盐酸羟胺属于强电解质,能够电离出,反应过程中Fe3+被还原为Fe2+,N元素被氧化为N2。根据得失电子守恒,原子守恒配平:;试剂处理时加入缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围,若pH过高,会使Fe2+转为Fe(OH)2沉淀,若pH过低,会使邻二氮菲中氮原子质子化,使得其配位能力降低;
【小问3详解】
邻二氮菲与形成的配合物中提供空轨道,氮提供孤电子对形成配位键,结合,1个和3个C12H8N2形成配合物,则配位原子个数为6;
【小问4详解】
根据朗伯比耳定律:,,比色皿厚度L为1cm,,因此。
16. 电解锰渣(主要成分是MnS、还含有FeS及的氧化物等)制取高纯并电解制备Mn的流程如下:
(1)氧化酸浸。酸浸后浸出液中主要离子为。写出FeS酸浸时发生反应的化学方程式_______。
(2)沉铁。常温下,开始生成氢氧化物沉淀,完全沉淀时(某离子浓度,认为该离子沉淀完全)。酸浸后的溶液调节pH至4.0后,溶液中残留的_______.
(3)萃取与反萃取。向沉铁后的溶液加入某有机萃取剂HA,在不同pH下进行萃取可以实现的分离。萃取原理为表示或,过程如图。
已知:某温度下的平衡常数用K表示,且。若金属离子浓度相同,上述过程先萃取出来的金属离子为_______,前后调节pH值大小b_______a(填“>”或“<”)。
(4)结晶:反萃取后的溶液中仍存在及少量等杂质离子,将该溶液蒸发结晶、趁热过滤可除去部分杂质。杂质去除率随结晶率的变化如图。
分析杂质去除率随结晶率的增大反而下降的原因是_______。
(5)电解:已知Se对有特殊的吸附能力。电解酸性溶液制备Mn时在阴极加入适量的有利于Mn在电极上析出,结合方程式说明原因_______。
(6)钛一种氧化物是优良的颜料,该氧化物的晶胞结构如下图所示,则该氧化物中钛的化合价为_______价。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
(4)水分大量蒸发,溶剂减少后使杂质结晶的析出量增加
(5)阴极:,生成Se单质能吸附,有利于在阴极发生还原并沉积
(6)+4
【解析】
【分析】向电解锰渣中加入MnO2矿粉和稀硫酸,由于MnO2具有氧化性,MnS中S元素被氧化为硫酸根,CaO与稀硫酸反应生成微溶物CaSO4。Fe2O3、氧化镁生成可溶于水的金属硫酸盐,调节pH沉淀铁,通过萃取和反萃取实现Ca2+、Mn2+的分离,得到MnSO4并电解制备Mn。
【小问1详解】
FeS酸浸时反应生成硫酸铁、硫酸锰,化学方程式为。
【小问2详解】
当金属离子浓度低于 ,该离子沉淀完全,据此可以求出氢氧化铁的溶度积常数: ,溶液调节 pH 至4后, 。
【小问3详解】
根据萃取原理:,可知平衡常数: ,根据二者平衡常数大小,K值越大,越有利于反应进行,若金属离子浓度相同,钙离子在较低pH下即可形成,而锰离子需较高pH才能达到类似程度,先萃取 ,萃取Ca²⁺时(pH=a),需要降低c(H⁺)使平衡正向移动,故pH值较高;反萃取时(pH=b),需要增大c(H⁺)使平衡逆向移动,故pH值较低,因此a > b。
【小问4详解】
通过浓缩溶液(蒸发结晶等操作)使目标溶质达到过饱和而析出晶体,由于溶液中的水分逐渐减少,溶剂减少,杂质也会析出晶体。
【小问5详解】
阴极加入适量的 的电极反应为 ,生成的单质Se能吸附,有利于在阴极发生还原并沉积。
【小问6详解】
据“均摊法”,晶胞中含个 Ti、个O,则该氧化物的化学式为,氧的化合价为-2价,故钛的化合价为+4价。
17. 甲酸被认为是理想的氢能载体,江西正着力建设“赣鄱氢经济走廊”,打造“氢清江西”绿色发展新功能。
(1)我国科技工作者运用DT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生的一种反应进程和相对能量的变化情况如图所示。该进程中,反应的决速步为_______(填字母)则甲酸分解制氢气的热化学方程式为_______。
a.I→II b.II→III c.III→IV d.IV→V
(2)在另一种催化剂作用下,甲酸分解制氢的过程如图所示。
过程I中,若用代替HCOOH,则在催化剂a处吸附的是_______,过程II中生成,其一种等电子体含有三种短周期元素并带一个单位负电荷,常用于物质检验,离子符号为_______。
(3)已知与在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i:
反应ii:
在一定压强下,按投料,发生反应i和反应ii,反应相同时间,的转化率及HCOOH选择性(甲酸选择性)随温度变化曲线如下图所示。
①若M点反应已达到平衡状态,体系中的分压为a MPa,则673.15 K时反应i的分压平衡常数_______。
②当温度高于673.15 K,随温度升高,反应i与反应ii的反应速率相比,增加更显著的是反应_______(填“i”或“ii”)
(4)科学家发明了一种由阴离子交换树脂——碳纳米管构成的膜分离装置(如图)
可以连续去除空气中的,在富集的同时获得基本不含的空气,除去的空气可用于碱性燃料电池。
①写出A侧转化成的电极反应方程式_______。
②膜分离装置中复合薄膜的作用是_______。
【答案】(1) ①. c ②.
(2) ①. 3H ②. SCN-
(3) ①. ②. ii
(4) ①. ②. 离子交换和电子传导
【解析】
【小问1详解】
正反应最高能垒对应的步骤是Ⅲ→Ⅳ,活化能越大,为,反应速率越慢,故选c;从图中反应物(Ⅰ)到最终产物(Ⅴ)的相对能量整体降低0.45 eV,反应放热,故甲酸分解制氢的热化学方程式为,根据题干信息 ,则 ,因此热化学方程式为 ,故答案为:c; ;
【小问2详解】
过程Ⅰ是HCOOH羧基(-COOH)上的O-H键断裂,断裂的H吸附在催化剂a处,若用代替HCOOH,则在催化剂a处吸附的是,等电子体的原子总数相同,价电子总数也相同,故过程Ⅱ中,生成的,其一种等电子体含有三种短周期元素并带一个单位负电荷,常用于物质检验,离子符号为,故答案为:;;
【小问3详解】
①设起始投料,若M点反应已达到平衡状态,由图可知,的转化率为95%,HCOOH的选择性为0.3%,则平衡时,,体系中和的分压均为,HCOOH的分压为,则反应i的平衡分压常数为,故答案为:;
②当温度高于673.15K,随温度升高,转化率增大,HCOOH选择性减小,说明CO选择性明显增大,此时主要发生反应ⅱ,反应i与反应ⅱ的反应速率相比,增加更显著的是反应ⅱ,故答案为:ⅱ;
【小问4详解】
①膜的A侧通入含的空气,经过反应后,A侧得到基本不含的空气,转化成,空气中含有,说明该过程中得到电子生成,反应方程式为:;
②阴离子交换树脂-碳纳米管构成的膜分离装置兼具离子和电子传导性能,复合膜中加入碳纳米管的作用是离子交换和电子传导,故答案为:离子交换和电子传导。
18. 某研究小组按下列路线合成某药物中间体H(部分反应条件已简化)。
已知:
请回答:
(1)化合物G中含氧的官能团名称是_______,1个G分子中含有_______个手性碳原子。
(2)化合物D的结构简式_______,的反应中另一个产物名称为_______。
(3)化合物H的分子式为_______,化合物E的碱性_______(填“强于”、“弱于”、“等于”)。
(4)写出的化学方程式_______。其反应类型为_______。
(5)同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______(写出三种,不考虑立体异构)。
①核磁共振氢谱表明:分子中有2种不同化学环境氢原子
②同时含有碳碳双键和甲氧基,且分子中只含1个环
【答案】(1) ①. 酮羰基(羰基)、酯基 ②. 2
(2) ①. ②. 甲醇
(3) ①. 或 ②. 强于
(4) ①. ②. 加成反应
(5)、、、
【解析】
【分析】根据A、B的分子式,可知A、B发生加成反应生成C,C的结构简式为,根据D、F的分子式,可知D与F发生加成反应生成G,由G逆推,可知D是、F是;
【小问1详解】
由化合物G的结构简式可知,化合物G中含氧的官能团为酮羰基(羰基)、酯基;化合物G()中含有2个手性碳原子(*号标出),因此1个G分子中含有2个手性碳原子,故答案为:酮羰基(羰基)、酯基;2;
【小问2详解】
由分析可知,化合物D的结构简式为;C→D是在乙醇钠作用下发生取代反应变为和,故答案为:;甲醇;
【小问3详解】
由H的结构简式可知,化合物H的分子式为或;甲基具有推电子作用,使N原子电子密度增大,更容易结合质子,因此化合物E的碱性强于,故答案为:或;强于;
【小问4详解】
D是、F是CH3N=CH2,D与F发生加成反应生成G,的化学方程式为,故答案为:;加成反应;
【小问5详解】
①核磁共振氢谱表明:分子中有2种不同化学环境的氢原子,说明结构对称;②同时含有碳碳双键和甲氧基,且分子中只含1个环,符合条件的B的同分异构体的结构简式有:、、、。
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