内容正文:
秘密★启用前
曲靖市2025-2026学年高三年级第一次教学质量监测
化学试题卷
(满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
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,用黑色碳素笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Mn 55
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,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. 罗平菜籽富含油脂,油脂属于有机高分子
B. 用于宣威黄豆腐水煮上色的姜黄属于天然色素
C. 低密度聚乙烯可用于生产食品包装袋
D. 不锈钢中添加铬、镍等元素可增强其耐腐蚀性
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 实验中防腐蚀图标:
B. 乙醇中官能团的电子式:
C. HClO分子的球棍模型:
D. NaHSO4在水溶液中的电离方程式:
3. 下列方程式正确的是
A. 工业制粗硅:
B. 用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:
D. 用亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的CO:
4. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1L pH=2的HCl溶液中含H+数目为0.02
B. 2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2
C. 60g NO与32g O2充分反应后,分子数目为2
D. 18g重水(D2O)中所含电子数目为10
5. 下列装置及操作能达到实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.制取SO2
C.进行喷泉实验
D.验证非金属性:Cl>C>Si
A. A B. B C. C D. D
6. 乙酰紫草素是中药紫草的有效成分,具有抗菌、抗炎等作用,其结构简式如图所示。下列有关乙酰紫草素的说法正确的是
A. 分子式为C18H18O6,属于芳香烃
B. 碳原子的杂化方式有三种
C. 含有三种官能团,能发生水解、加成和氧化反应
D. 1 mol乙酰紫草素与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH
7. 海水淡化与化工生产相结合已成为海水综合利用的重要方向。某化工厂的生产流程如下:
下列说法错误的是
A. 海水淡化的分离过程是非自发的,该过程
B. 提溴工艺中吹出的Br2可用SO2和H2O吸收
C. 工业生产中试剂X常选用NaOH
D. 在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O可制得无水MgCl2
8. 某物质结构如图所示,X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Q原子的s能级电子数比p能级少1个,X、Q、W分别位于不同的周期。下列说法错误的是
A. 键角:WX3>ZX3
B. 的空间结构为平面三角形
C. 同周期元素中第一电离能比Z高的有2种
D. 该物质阴阳离子的体积很大,可形成能导电的离子液体
9. 1,3-丁二烯与HBr发生加成反应机理如图,反应Ⅰ和反应Ⅱ都经过同一中间体,进一步发生基元反应②或③得到两种不同的加成产物。下列说法错误的是
A. 基元反应发生的先决条件是反应物分子必须发生碰撞
B. 该过程的总反应速率由步骤①决定
C. 同一条件下,反应Ⅰ的倾向性比反应Ⅱ的倾向性大
D. 两种产物的化学键种类和数目相同,但1,4-加成产物的总键能更大
10. 下列有关实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将少量氯气缓慢通入FeI2溶液中
溶液变成黄色
氧化性:Cl2>Fe3+
B
向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHCO3溶液
产生白色沉淀
结合质子能力:
C
将盛有2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液的试管,先加热,后冷却
加热时蓝绿色溶液变为黄绿色,冷却后恢复为蓝绿色
为吸热反应
D
向1 mL淀粉溶液中加入2mL 10%硫酸溶液,加热煮沸,再加入NaOH溶液至溶液呈碱性,加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热
产生砖红色沉淀
淀粉已完全水解
A. A B. B C. C D. D
11. 乙酸晶胞是长方体,其晶体结构如图所示。下列说法错误的是
A. 每个乙酸晶胞中含有4个乙酸分子
B. 晶胞中乙酸分子的取向有4种
C. 乙酸分子以密堆积的方式形成分子晶体
D. X射线衍射仪测定乙酸结构,图谱上会产生分立的斑点或明锐的衍射峰
12. 硼氢化钠(NaBH4)被称为“万能还原剂”,能与水反应产生H2,NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示:
下列说法错误的是
A. NaBH4中含有离子键、共价键和配位键
B. 反应历程中,硼元素的化合价不断升高
C. 该反应历程的总反应为:
D. 若NaBH4中的H用D代替,反应后生成的气体中含有H2、HD和D2
13. 磷酸铁锂电池放电时的反应为。图1为某磷酸铁锂电池的切面。图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 过程a代表充电,Li+从LiFePO4晶胞中脱嵌经电解质嵌入石墨
C. 过程b中1 mol晶胞转移电子的数目为
D. 石墨层间以范德华力结合,Li+嵌入和脱出时不会破坏其层状结构
14. 向AgCl饱和溶液(含有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应:
溶液中pM[pM=-lgc(M),M表示含Ag+]与pNH3[pNH3=-lgc(NH3)]的关系如图。
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示p(Ag+)与pNH3的关系
B. 平衡常数
C. c点NH3的物质的量浓度为10-3.525 mol·L-1
D. 时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 四氧化三锰(Mn3O4)广泛应用于软磁材料、电池材料等领域。一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3,含少量SiO2和MgCO3、FeCO3、NiCO3、Fe2O3、Al2O3等)为原料制备Mn3O4的工艺流程如图所示:
已知:,,当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1认为完全沉淀。
回答下列问题:
(1)经溶浸所得滤液中Mn2+的核外电子排布式为___________。
(2)加入氨水调pH时,当溶液中Al3+恰好完全沉淀时,溶液中___________mol·L-1。
(3)“滤渣3”的主要成分是___________,除杂1加入Na2S不宜过多,原因是___________。
(4)“沉镁”时,若pH过低会导致Mg2+沉淀不完全,原因是___________(结合平衡移动原理解释)。
(5)“沉锰”时析出Mn(OH)2沉淀,请写出通入空气“氧化”的化学方程式___________。
(6)Mn3O4中Mn的化合价为+2、+3价,则Mn3O4中Mn2+和Mn3+的个数比为___________。
(7)锰的某种氧化物MnaOb的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,设该四方晶胞参数为a pm、b pm、c pm。
该晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用表示阿伏加德罗常数的值)。
16. 过氧乙酸()是一种无色透明液体,具有强氧化性,常用于漂白和消毒。某课外实验小组同学用75% H2O2溶液与乙酸酐制备高浓度过氧乙酸,并对其含量进行测定,实验过程如下。
制备原理:
Ⅰ.过氧乙酸的制备:如图所示(部分夹持装置已略去),在搅拌器不断搅拌下,向三颈烧瓶中加入45 mL乙酸酐,并滴加75% H2O2溶液25 mL(过量),再加1mL浓硫酸,搅拌4小时,室温静置15小时即得过氧乙酸溶液。
(1)仪器c的名称为___________,仪器d中盛装的试剂为___________(填化学式)溶液。
(2)乙酸酐与H2O2反应时剧烈放热,实验需将温度控制在35~40℃,除水浴外还可采取的措施有___________(答一条即可)。
(3)下列物质的漂白原理与过氧乙酸相同的是___________(填序号)。
A. 二氧化硫 B. 次氯酸 C. 活性炭 D. 臭氧
(4)过氧乙酸还可以通过浓硫酸催化醋酸与双氧水反应制得,用化学方程式表示该制备原理___________。
Ⅱ.过氧乙酸(含有少量H2O2杂质)的含量测定:取适量样品按下图所示步骤依次进行实验,测定过氧乙酸的含量。
(5)第3步中过氧乙酸可被Fe2+还原为乙酸,其离子方程式为___________。
(6)第4步滴定终点的现象是___________。
(7)若样品体积为25.00 mL,加入0.100 mol·L-1 FeSO4溶液50.00 mL,消耗0.100 mol·L-1 KMnO4溶液5.00 mL,则过氧乙酸含量为___________g·L-1。若第2步H2O2未完全除尽,则测定结果会___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
17. 乙苯()是重要的基础有机化工原料,工业上常用乙苯脱氢来制备苯乙烯()。
乙苯脱氢制苯乙烯的主反应和两个副反应如下:
主反应:
副反应Ⅰ:
副反应Ⅱ:
已知部分化学键的键能数据如下表。
共价键
C-C
C-H
C=C
H-H
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
d
(1)___________kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(2)用主反应制备苯乙烯时,下列措施加快反应速率的同时还能增大苯乙烯平衡产率的是___________(填序号)。
a.升高温度 b.降低压强 c.及时分离出H2 d.使用催化剂
(3)向恒温恒压反应器中充入1 mol乙苯,在催化剂作用下发生上述反应。平衡后测得反应体系中苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示:
①曲线a代表苯乙烯,则曲线b代表的产物是___________,理由是___________。
②当乙苯转化率为70%时,该温度下副反应Ⅱ的Kp为___________(列出计算式)。
(4)在高温、恒压条件下,乙苯可能会裂解产生少量积炭覆盖在催化剂的表面,使催化剂“中毒”。在实际反应过程中,常往反应体系中加入一定量的“过热”水蒸气消除积炭。消除积炭的原理为___________(用化学方程式表示)。加入的“过热”水蒸气还能使主反应正向进行,其原因是___________(答一条即可)。
(5)研究表明金属次卟啉二甲酯能高选择性地催化氧化苯乙烯生成苯甲醛(C7H6O)和CO2,基于该反应原理设计一种酸性燃料电池,则负极的电极反应式为___________。
18. (S)-苹果酸卡博替尼是广谱抗癌药物,化合物J是合成(S)-苹果酸卡博替尼的重要中间体,其一种合成路线如下。
已知:
(1)J中含氧官能团名称是___________。
(2)G的化学名称___________。
(3)A→C的反应方程式为___________,H→I的反应类型为___________。
(4)D和I→J的过程中K2CO3的作用是___________。
(5)G与乙酸酐反应可以得到K(),其中满足下列条件的K的芳香族同分异构体有___________种。
①只含有两种官能团,其中一种为硝基,不考虑-O-C-NO2结构
②能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为___________(填一种)。
(6)合成J的另一条路线如下,已知d→e的过程经历了加成、消去和取代三个步骤,请写出消去后所得物质的结构简式___________。
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曲靖市2025-2026学年高三年级第一次教学质量监测
化学试题卷
(满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
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,用黑色碳素笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Mn 55
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,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. 罗平菜籽富含油脂,油脂属于有机高分子
B. 用于宣威黄豆腐水煮上色的姜黄属于天然色素
C. 低密度聚乙烯可用于生产食品包装袋
D. 不锈钢中添加铬、镍等元素可增强其耐腐蚀性
【答案】A
【解析】
【详解】A.油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量通常在几百到一千左右,所以油脂不属于有机高分子,故A错误。
B.姜黄是从植物姜黄根茎中提取的色素,属于天然色素,故B正确;
C.低密度聚乙烯无毒、柔韧性好,符合食品包装安全标准,常用于生产食品袋,故C正确;
D.不锈钢中添加铬可形成致密氧化膜,镍能增强耐酸性和韧性,故D正确;
答案选A。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 实验中防腐蚀图标:
B. 乙醇中官能团的电子式:
C. HClO分子的球棍模型:
D. NaHSO4在水溶液中的电离方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.A中图标不是标准的防腐蚀图标,标准图标应为,A错误;
B.乙醇的官能团是羟基,氧原子与氢原子共用一对电子,拥有两对孤对电子,一个等待成键的电子,图中氧原子周围有三对孤对电子,正确电子式应为,B错误;
C.分子的结构为,氧原子存在孤对电子,球棍模型需体现键角,应为,C错误;
D.在水中完全电离,电离方程式正确,D正确;
故答案为D。
3. 下列方程式正确的是
A. 工业制粗硅:
B. 用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:
D. 用亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的CO:
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业制粗硅的正确反应为 ,故A错误;
B. 溶液中的 与 解离出的 反应生成 沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C. 向苯酚钠溶液中通入少量 应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为 ,故C错误;
D. 亚铜氨溶液除 的反应应为 ,故D正确;
答案选D。
4. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1L pH=2的HCl溶液中含H+数目为0.02
B. 2.4g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2
C. 60g NO与32g O2充分反应后,分子数目为2
D. 18g重水(D2O)中所含电子数目为10
【答案】B
【解析】
【详解】A.的HCl溶液中,物质的量为,故数目为,不是,故A错误;
B.为,镁燃烧时每个镁原子失去2个电子(从0价升至+2价),转移电子的物质的量为,即,B正确;
C.为,为,反应生成,但二氧化氮在常温下部分二聚为四氧化二氮,分子数目小于,故C错误;
D.重水()摩尔质量为,为,每个分子含10个电子(氘原子电子数与氢相同),总电子数的物质的量为,即,不是,D错误;
故答案选B。
5. 下列装置及操作能达到实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.制取SO2
C.进行喷泉实验
D.验证非金属性:Cl>C>Si
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁发生吸氧腐蚀,导致试管内的气压减小,细管内的红色液面将升高,可以验证,A正确;
B.铜与浓硫酸在不加热时无法反应,无法制取,B错误;
C.在饱和食盐水中的溶解度很小,无法进行喷泉实验,C错误;
D.浓盐酸具有挥发性,滴入浓盐酸得到二氧化碳中含有氯化氢,氯化氢通入硅酸钠溶液也能得到硅酸沉淀,不能证明非金属性:,盐酸不是氯元素形成的最高价含氧酸,不能比较氯元素和碳元素的非金属性,D错误;
故答案为A。
6. 乙酰紫草素是中药紫草的有效成分,具有抗菌、抗炎等作用,其结构简式如图所示。下列有关乙酰紫草素的说法正确的是
A. 分子式为C18H18O6,属于芳香烃
B. 碳原子的杂化方式有三种
C. 含有三种官能团,能发生水解、加成和氧化反应
D. 1 mol乙酰紫草素与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子式为C18H18O6,但分子中含有氧元素,芳香烃是指仅含碳、氢两种元素的芳香族化合物,A错误;
B.苯环、羰基、酯基中的碳为sp2杂化;甲基、亚甲基中的饱和碳为sp3杂化,共两种杂化方式,B错误;
C.分子中含有的官能团:酚羟基、酯基、羰基、碳碳双键四种官能团,C错误;
D.酚羟基(2个):每个酚羟基消耗1 mol NaOH,共2 mol;酯基(1个):该酯基在NaOH溶液中发生水解反应,消耗1 mol NaOH;共消耗2+1=3 mol NaOH,D正确;
故答案选D。
7. 海水淡化与化工生产相结合已成为海水综合利用的重要方向。某化工厂的生产流程如下:
下列说法错误的是
A. 海水淡化的分离过程是非自发的,该过程
B. 提溴工艺中吹出的Br2可用SO2和H2O吸收
C. 工业生产中试剂X常选用NaOH
D. 在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O可制得无水MgCl2
【答案】C
【解析】
【分析】根据流程可知,海水晒盐分离出粗盐;淡化得到淡水;母液中提取溴后,在其中加入石灰乳沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤,得到氢氧化镁;将氢氧化镁溶解到盐酸中得到氯化镁溶液,将氯化镁溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶得到,再在HCl气流下加热,失去水得到无水氯化镁,最后电解熔融氯化镁得到金属镁,据此分析作答。
【详解】A.海水淡化是通过一定的技术手段将海水中的盐分等杂质分离出去,得到淡水的过程,这个过程需要消耗能量,不能自动进行,属于非自发过程,所以该过程,A项正确;
B.在提溴工艺中,吹出的Br2具有氧化性,SO2具有还原性,二者在水溶液中会发生氧化还原反应,B项正确;
C.从海水中提取镁的过程中,将石灰乳加入海水中,使海水中的镁离子转化为氢氧化镁沉淀,C项错误;
D.MgCl2是强酸弱碱盐,在加热过程中镁离子会发生水解反应,在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,HCl气流可以抑制Mg2+的水解,从而可制得无水MgCl2,D项正确;
答案选C。
8. 某物质结构如图所示,X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Q原子的s能级电子数比p能级少1个,X、Q、W分别位于不同的周期。下列说法错误的是
A. 键角:WX3>ZX3
B. 的空间结构为平面三角形
C. 同周期元素中第一电离能比Z高的有2种
D. 该物质阴阳离子的体积很大,可形成能导电的离子液体
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Q、W分别位于不同的周期,即分别位于第一、二和三周期,则X为H;基态Q原子的s能级电子数比p能级少1个,即核外电子排布式为,则Q为F;由图可知,Y原子能形成4个共价键,Z原子能形成3个共价键(Z原子失去一个电子后能形成4个共价键),且两者的原子序数均大于H而小于F,则Y为C,Z为N;W形成了阴离子,且W位于第三周期,则W为P,据此解答。
【详解】A.WX3、ZX3分别为PH3、NH3,两者的空间结构均是三角锥形,中心原子均有一对孤电子对,由于N的电负性大于P,中成键电子对更靠近中心原子,斥力更大,键角更大,则键角:WX3<ZX3,A错误;
B.的中心原子形成的σ键数目为3,无孤电子对,其价层电子对数为3,采取杂化,其空间结构为平面三角形,B正确;
C.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,但基态N原子的价电子排布为,达到半充满稳定结构,较难失去电子,其第一电离能比相邻元素的大,则同周期元素中第一电离能比N高的有F、Ne,C正确;
D.由结构图可知,该物质的阳离子为体积很大的有机阳离子,阴离子为,两者均为体积很大的离子,可形成能导电的离子液体,D正确;
故选A。
9. 1,3-丁二烯与HBr发生加成反应机理如图,反应Ⅰ和反应Ⅱ都经过同一中间体,进一步发生基元反应②或③得到两种不同的加成产物。下列说法错误的是
A. 基元反应发生的先决条件是反应物分子必须发生碰撞
B. 该过程的总反应速率由步骤①决定
C. 同一条件下,反应Ⅰ的倾向性比反应Ⅱ的倾向性大
D. 两种产物的化学键种类和数目相同,但1,4-加成产物的总键能更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.基元反应是指在反应中的某一步反应,反应物分子只有发生有效碰撞,即具有足够的能量且碰撞的取向合适时,才能发生反应,A项正确;
B.活化能越大,反应速率越慢,步骤①是活化能最大的一步反应,该过程决定总反应速率,B项正确;
C.时反应可自发进行,两反应均为熵减反应和放热反应,反应Ⅱ热效应更明显,倾向性比反应Ⅰ的倾向性大,C项错误;
D.两种产物为同分异构体且化学键种类和数目相同,根据能量关系图,1,4-加成产物的能量更低,更稳定,故其总键能更大,D项正确;
答案选C。
10. 下列有关实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将少量氯气缓慢通入FeI2溶液中
溶液变成黄色
氧化性:Cl2>Fe3+
B
向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHCO3溶液
产生白色沉淀
结合质子能力:
C
将盛有2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液的试管,先加热,后冷却
加热时蓝绿色溶液变为黄绿色,冷却后恢复为蓝绿色
为吸热反应
D
向1 mL淀粉溶液中加入2mL 10%硫酸溶液,加热煮沸,再加入NaOH溶液至溶液呈碱性,加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热
产生砖红色沉淀
淀粉已完全水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将少量氯气通入溶液,氯气优先氧化还原性更强的I⁻生成,使溶液呈黄色,而非所致;结论中氧化性 > 虽正确,但实验未涉及氧化,无法直接得出此结论,A不符合题意;
B.向溶液中滴加溶液,发生反应:,产生白色沉淀,说明结合质子(H+)能力比强,现象与结论一致,B正确;
C.加热溶液颜色由蓝绿变黄绿,冷却恢复蓝绿,表明加热时[CuCl4]2-增多,平衡[CuCl4]2-+ 4H2O ⇌ [Cu(H2O)4]2++ 4Cl-左移,说明逆反应为吸热,正反应为放热,C不符合题意;
D.淀粉水解后加碱中和,与新制Cu(OH)2加热产生砖红色沉淀,说明淀粉已水解,但不能确定淀粉是否完全水解,D不符合题意;
故答案选B。
11. 乙酸晶胞是长方体,其晶体结构如图所示。下列说法错误的是
A. 每个乙酸晶胞中含有4个乙酸分子
B. 晶胞中乙酸分子的取向有4种
C. 乙酸分子以密堆积的方式形成分子晶体
D. X射线衍射仪测定乙酸结构,图谱上会产生分立的斑点或明锐的衍射峰
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞的结构图,一个乙酸晶胞含有四个乙酸分子,A正确;
B.结构图中四个乙酸分子的方向均不同,取向共有四种,B正确;
C.乙酸为极性分子,分子间存在氢键作用,导致其排列受到定向约束,无法形成密堆积结构,C错误;
D.乙酸为晶体,X射线衍射仪测定其结构时,图谱上会产生分立的斑点或明锐的衍射峰,D正确;
故答案为C。
12. 硼氢化钠(NaBH4)被称为“万能还原剂”,能与水反应产生H2,NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示:
下列说法错误的是
A. NaBH4中含有离子键、共价键和配位键
B. 反应历程中,硼元素的化合价不断升高
C. 该反应历程的总反应为:
D. 若NaBH4中的H用D代替,反应后生成的气体中含有H2、HD和D2
【答案】B
【解析】
【详解】A.由和形成,存在离子键,中硼和3个氢原子形成共价键,与另一个氢负离子形成配位键,A正确;
B.H的电负性大于B,故两原子形成化学键时B显正价,H显负价,各步骤中硼元素的化合价均为+3价,B错误;
C.根据图示即箭头指向,反应物为和进入的4个,生成物为4个和,方程式正确,C正确;
D.若NaBH4中的H用D代替,生成的氢气原子重新组合,所以生成的氢气有H2、HD、D2,D正确;
故选B。
13. 磷酸铁锂电池放电时的反应为。图1为某磷酸铁锂电池的切面。图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 过程a代表充电,Li+从LiFePO4晶胞中脱嵌经电解质嵌入石墨
C. 过程b中1 mol晶胞转移电子的数目为
D. 石墨层间以范德华力结合,Li+嵌入和脱出时不会破坏其层状结构
【答案】C
【解析】
【分析】从总反应分析,放电时 变为和Li+为氧化反应,该极为原电池的负极,而变为发生还原反应,它为原电池的正极,据此分析作答。
【详解】A.由以上分析,放电时 变为和Li+为氧化反应,该极为原电池的负极,反应为,A项正确;
B.过程a中Li+从晶胞中脱出,发生氧化反应,对应充电过程中的正极反应,该过程脱出的Li+经电解质嵌入作为负极的石墨中,B项正确;
C.从图看,b过程导致晶胞中增加了棱上1个和面心的一个Li+,总共增加,所以1 mol晶胞转移电子的数目为,C项错误;
D.石墨是层状结构,层与层之间以范德华力结合,范德华力较弱,Li+嵌入和脱出时,只是在石墨层间进行移动,不会破坏石墨的层状结构,D项正确;
答案选C。
14. 向AgCl饱和溶液(含有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应:
溶液中pM[pM=-lgc(M),M表示含Ag+]与pNH3[pNH3=-lgc(NH3)]的关系如图。
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示p(Ag+)与pNH3的关系
B. 平衡常数
C. c点NH3的物质的量浓度为10-3.525 mol·L-1
D. 时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应: 、 。随着NH3浓度增大,两个反应均正向进行,Ag+浓度减小,[Ag(NH3)]+浓度先增大后减小,图像中曲线Ⅰ表示变化曲线,曲线II表示[Ag(NH3)]+变化曲线,曲线Ⅲ表示Ag+变化曲线,据此回答;
【详解】A.随着NH3浓度增大,[Ag(NH3)2]+浓度增大,曲线Ⅰ表示 [Ag(NH3)2]+变化曲线,A错误;
B.根据图中数据可得时,,B错误;
C.,,,得出,根据图中数据可得时,计算得,而,代入,计算得,C正确;
D.时,,pNH3=3,此时曲线Ⅰ()纵轴值小于曲线Ⅱ(),即,则,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 四氧化三锰(Mn3O4)广泛应用于软磁材料、电池材料等领域。一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3,含少量SiO2和MgCO3、FeCO3、NiCO3、Fe2O3、Al2O3等)为原料制备Mn3O4的工艺流程如图所示:
已知:,,当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1认为完全沉淀。
回答下列问题:
(1)经溶浸所得滤液中Mn2+的核外电子排布式为___________。
(2)加入氨水调pH时,当溶液中Al3+恰好完全沉淀时,溶液中___________mol·L-1。
(3)“滤渣3”的主要成分是___________,除杂1加入Na2S不宜过多,原因是___________。
(4)“沉镁”时,若pH过低会导致Mg2+沉淀不完全,原因是___________(结合平衡移动原理解释)。
(5)“沉锰”时析出Mn(OH)2沉淀,请写出通入空气“氧化”的化学方程式___________。
(6)Mn3O4中Mn的化合价为+2、+3价,则Mn3O4中Mn2+和Mn3+的个数比为___________。
(7)锰的某种氧化物MnaOb的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,设该四方晶胞参数为a pm、b pm、c pm。
该晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(2)2.8×10-11
(3) ①. NiS ②. 防止过量的Na2S与溶液中的Mn2+生成MnS沉淀,造成Mn元素损失
(4)存在,pH过低时,H+浓度较大,会与反应生成HF,MgF2的溶解平衡正向移动,导致Mg2+沉淀不完全
(5)
(6)1:2 (7)
【解析】
【分析】菱锰矿(主要成分为MnCO3,含少量SiO2和MgCO3、FeCO3、NiCO3、Fe2O3、Al2O3等)加入稀硫酸进行酸浸,其中滤渣1为SiO2,滤液中含有Mn2+、Fe2+、Mg2+、Ni2+、Fe3+、Al3+等,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,加氨水调节pH沉淀Fe3+、Al3+,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,加入Na2S沉淀Ni2+,加MnF2沉淀Mg2+,加氨水沉淀Mn2+,接着将Mn(OH)2氧化为Mn3O4,据此回答。
【小问1详解】
锰(Mn)是25号元素,其原子核外电子排布式为 。当锰原子失去最外层的2个电子形成 时,其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5或。
【小问2详解】
当溶液中恰好完全沉淀时意味着离子浓度为,根据溶度积公式 ,此时溶液中的氢氧根离子浓度为:
,则。
【小问3详解】
① 在“除杂1”步骤中,加入是为了将溶液中的沉淀为硫化镍();② 除杂1加入不宜过多,原因是:过量的会与溶液中的反应生成沉淀,导致目标产物锰的损失,降低产率。
【小问4详解】
“沉镁”是通过加入提供离子,使沉淀为。该过程存在沉淀溶解平衡: ,当pH过低时,溶液中浓度较高,会与结合生成弱电解质氟化氢,导致溶液中的浓度降低。根据勒夏特列原理, 的沉淀溶解平衡正向移动,从而抑制了的生成,导致沉淀不完全。
【小问5详解】
该步骤是将氢氧化锰(II)()在空气中氧化为四氧化三锰()。反应的化学方程式为:6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O。
【小问6详解】
设中的个数为x,的个数为y。根据锰原子总数,有。根据化合物中正负化合价代数和为零,有,联立求解方程组:由 得 。代入 得 ,解得 。则。所以,和的个数比为 。
【小问7详解】
由晶胞图可知,晶胞中Mn原子个数为,O原子个数为4,故化学式为。一个晶胞中含有2个单元,其密度。
16. 过氧乙酸()是一种无色透明液体,具有强氧化性,常用于漂白和消毒。某课外实验小组同学用75% H2O2溶液与乙酸酐制备高浓度过氧乙酸,并对其含量进行测定,实验过程如下。
制备原理:
Ⅰ.过氧乙酸的制备:如图所示(部分夹持装置已略去),在搅拌器不断搅拌下,向三颈烧瓶中加入45 mL乙酸酐,并滴加75% H2O2溶液25 mL(过量),再加1mL浓硫酸,搅拌4小时,室温静置15小时即得过氧乙酸溶液。
(1)仪器c的名称为___________,仪器d中盛装的试剂为___________(填化学式)溶液。
(2)乙酸酐与H2O2反应时剧烈放热,实验需将温度控制在35~40℃,除水浴外还可采取的措施有___________(答一条即可)。
(3)下列物质的漂白原理与过氧乙酸相同的是___________(填序号)。
A. 二氧化硫 B. 次氯酸 C. 活性炭 D. 臭氧
(4)过氧乙酸还可以通过浓硫酸催化醋酸与双氧水反应制得,用化学方程式表示该制备原理___________。
Ⅱ.过氧乙酸(含有少量H2O2杂质)的含量测定:取适量样品按下图所示步骤依次进行实验,测定过氧乙酸的含量。
(5)第3步中过氧乙酸可被Fe2+还原为乙酸,其离子方程式为___________。
(6)第4步滴定终点的现象是___________。
(7)若样品体积为25.00 mL,加入0.100 mol·L-1 FeSO4溶液50.00 mL,消耗0.100 mol·L-1 KMnO4溶液5.00 mL,则过氧乙酸含量为___________g·L-1。若第2步H2O2未完全除尽,则测定结果会___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. NaOH
(2)控制H2O2滴入速度;用搅拌器搅拌(合理即可) (3)BD
(4)
(5)
(6)滴入最后半滴高锰酸钾溶液后,溶液变为浅紫红色(或淡粉色),且半分钟内不变色
(7) ①. 3.8 ②. 偏高
【解析】
【分析】某课外实验小组同学用75% H2O2溶液与乙酸酐制备高浓度过氧乙酸,制备原理为:,仪器a是三颈烧瓶,b是恒压滴液漏斗,c是冷凝管,d是尾气吸收装置。反应过程中可能有乙酸酐、乙酸等挥发性物质逸出,需要被吸收,同时要防止倒吸。
【小问1详解】
仪器c的名称为球形冷凝管,仪器d的作用是吸收尾气(如乙酸酐、乙酸等),同时防止倒吸,d中应盛装NaOH溶液。
【小问2详解】
题目已说明反应剧烈放热,需将温度控制在35~40℃。除了水浴加热外,最直接有效的方法是:控制H2O2滴入速度;同时用搅拌器搅拌,这可以有效控制反应速率,避免温度过高。
【小问3详解】
过氧乙酸具有强氧化性,其漂白原理是通过氧化作用破坏有色物质的结构,
A.二氧化硫的漂白是与有色物质结合生成无色物质,属于化合漂白,非氧化还原;
B.次氯酸通过强氧化性漂白,与过氧乙酸类似;
C.活性炭吸附漂白,是物理过程,与氧化无关;
D.臭氧具有强氧化性,可氧化有色物质,与过氧乙酸相同;
因此,B和D符合要求。
【小问4详解】
根据题目,反应物是CH3COOH和H2O2,催化剂是浓硫酸,产物是CH3COOOH和H2O,根据原子守恒配平反应方程式为:。
【小问5详解】
第3步中过氧乙酸(CH3COOOH)被还原为乙酸(CH₃COOH),Fe2+被氧化为Fe3+,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问6详解】
第4步是用KMnO4溶液滴定剩余的Fe2+,KMnO4在酸性条件下具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Mn2+,滴定终点时,Fe2+已被完全消耗,再滴入半滴KMnO4溶液,溶液会由无色变为浅紫红色(或淡粉色),且30秒内不褪色。
【小问7详解】
Fe2+的物质的量:滴定剩余Fe2+所消耗的KMnO₄的物质的量:,根据反应方程式:,,CH3COOOH反应的Fe2+的物质的量:,根据第3步反应方程式得 ,,,,若第2步H2O2未完全除尽,H2O2会与Fe2+发生反应:,由于H2O2消耗了部分Fe2+, 会减少,结合可知, 增大,从而 被高估,最终测定结果偏高。
17. 乙苯()是重要的基础有机化工原料,工业上常用乙苯脱氢来制备苯乙烯()。
乙苯脱氢制苯乙烯的主反应和两个副反应如下:
主反应:
副反应Ⅰ:
副反应Ⅱ:
已知部分化学键的键能数据如下表。
共价键
C-C
C-H
C=C
H-H
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
d
(1)___________kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(2)用主反应制备苯乙烯时,下列措施加快反应速率的同时还能增大苯乙烯平衡产率的是___________(填序号)。
a.升高温度 b.降低压强 c.及时分离出H2 d.使用催化剂
(3)向恒温恒压反应器中充入1 mol乙苯,在催化剂作用下发生上述反应。平衡后测得反应体系中苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示:
①曲线a代表苯乙烯,则曲线b代表的产物是___________,理由是___________。
②当乙苯转化率为70%时,该温度下副反应Ⅱ的Kp为___________(列出计算式)。
(4)在高温、恒压条件下,乙苯可能会裂解产生少量积炭覆盖在催化剂的表面,使催化剂“中毒”。在实际反应过程中,常往反应体系中加入一定量的“过热”水蒸气消除积炭。消除积炭的原理为___________(用化学方程式表示)。加入的“过热”水蒸气还能使主反应正向进行,其原因是___________(答一条即可)。
(5)研究表明金属次卟啉二甲酯能高选择性地催化氧化苯乙烯生成苯甲醛(C7H6O)和CO2,基于该反应原理设计一种酸性燃料电池,则负极的电极反应式为___________。
【答案】(1)a+2b-c-d
(2)a (3) ①. 甲苯 ②. 随乙苯转化率增大,主反应产生更多H2,体系中增多,有利于副反应Ⅱ正向进行,甲苯选择性增大 ③. (或)
(4) ①. ②. 过热的水蒸气能使体系温度升高,促进主反应正向进行;恒压条件下水蒸气会减小反应物与产物的分压,促进主反应正向进行;而且过热的水蒸气能使体系温度升高,促进主反应正向进行(答一条即可)
(5)
【解析】
【小问1详解】
反应焓变反应物总键能生成物总键能;主反应中,乙苯侧链断裂1个单键、2个键,生成1个双键、1个键,因此。
【小问2详解】
a.升高温度,反应速率加快,平衡向吸热的正方向移动,苯乙烯平衡产率增大,a符合要求;
b.降低压强,平衡正向移动,苯乙烯平衡产率增大,但反应速率减小,b不符合要求;
c.及时分离出,生成物浓度降低,平衡正向移动,但反应速率减慢,c不符合要求;
d.使用催化剂,只改变反应速率,不影响平衡,苯乙烯产率不变,d不符合要求;
故选a;
【小问3详解】
①主反应生成,乙苯转化率升高,体系中浓度增大,促进副反应Ⅱ正向移动,甲苯选择性增长比苯快,因此曲线对应甲苯;
②初始,转化率,则总转化乙苯;
生成苯乙烯的量为,对应生成;
生成甲苯的量为,对应消耗,生成甲烷;
剩余乙苯共有,剩余H2有;
副反应Ⅱ:,反应前后气体计量数相等,各组分的分压与分组分的物质的量成正比,则;
【小问4详解】
高温下水蒸气可以和积炭发生反应;恒压条件下加入水蒸气,体系总体积增大,相当于减少了体系中其他物质的分压,主反应为气体分子数增大的反应,平衡正向移动;而且过热的水蒸气能使体系温度升高,促进主反应正向进行;
【小问5详解】
负极苯乙烯发生失电子的氧化反应,该反应在酸性环境中发生,配平得到电极反应式为。
18. (S)-苹果酸卡博替尼是广谱抗癌药物,化合物J是合成(S)-苹果酸卡博替尼的重要中间体,其一种合成路线如下。
已知:
(1)J中含氧官能团名称是___________。
(2)G的化学名称___________。
(3)A→C的反应方程式为___________,H→I的反应类型为___________。
(4)D和I→J的过程中K2CO3的作用是___________。
(5)G与乙酸酐反应可以得到K(),其中满足下列条件的K的芳香族同分异构体有___________种。
①只含有两种官能团,其中一种为硝基,不考虑-O-C-NO2结构
②能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为___________(填一种)。
(6)合成J的另一条路线如下,已知d→e的过程经历了加成、消去和取代三个步骤,请写出消去后所得物质的结构简式___________。
【答案】(1)酰胺基、醚键
(2)对硝基苯酚或4-硝基苯酚
(3) ①. ②. 还原反应
(4)与反应生成的HCl反应,促进反应正向进行
(5) ①. 16 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】结合B、D的结构简式可知A为,A与B发生取代反应生成C();E中的-OH被取代为-Cl生成F,F与G生成H,H被还原为I,结合I的结构简式可知G为,H为;D与I发生取代反应生成J;据此作答。
【小问1详解】
J中含氧官能团名称是酰胺基、醚键;
【小问2详解】
G为,化学名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚;
【小问3详解】
A→C的反应方程式为,H→I的反应类型为还原反应;
【小问4详解】
D与I发生取代反应生成J和HCl,则K2CO3可以与反应生成的HCl反应,促进反应正向进行;
【小问5详解】
K()的芳香族同分异构体:有苯环;只含有两种官能团,其中一种为硝基,不考虑-O-C-NO2结构;有醛基且为甲酸某酯;则符合要求的同分异构体为:(邻间对3种)、(邻间对3种);、、(数字为甲基位置,共10种);综上分析,满足题意的同分异构体共16种,其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为2:2:2:1的结构简式为或;
【小问6详解】
d()通过加成反应生成,发生消去反应生成,取代生成e,则消去后所得物质的结构简式为。
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