内容正文:
言蹊联考2026年“骐骥杯”开年统一大练兵
化学
本试卷共9页,共100分。考试时长75分钟。
注意事项:
1.考生领到试题卷、答题卡后,请仔细核对试题卷、答题卡是否为当堂考试科目;检查无误后,请务必在试题卷、答题卡的规定区域内填写本人的姓名、准考证号。
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,用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡相应位置上。写在草稿纸、试题卷上无效。
3.考试结束后答题卡需在规定时间内统一上传,后续统一公布成绩。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学在传统文化中的应用越来越多,下列说法正确的是
A. 淄博的琉璃和景德镇的陶瓷主要成分都是高纯硅单质
B. 龙泉印泥的主要成分藕中的纤维素可用于人体供能
C. 三星堆的青铜面具中的青铜熔点略低于其组分铜单质
D. 打铁花看到火花常呈现出黄色,与钾的焰色试验类似
【答案】C
【解析】
【详解】A.琉璃和陶瓷的主要成分均为硅酸盐,故A错误;
B.纤维素是植物细胞壁的主要成分,人体缺乏分解纤维素的酶,无法将其转化为葡萄糖供能,仅能促进肠道蠕动,故B错误;
C.青铜是铜锡合金,合金的熔点通常低于其组分金属的熔点,故C正确;
D.打铁花的黄色是高温的铁屑发出的光,而焰色试验的黄色对应钠元素,钾的焰色为紫色,故D错误;
选C。
2. 下列有关化学用语与化学概念的表述不正确的是
A. 金刚砂的化学式:SiC B. PS的结构简式:
C. 与属于不同的核素 D. HI的稳定性比HCl强
【答案】D
【解析】
【详解】A.金刚砂是碳化硅的俗称,化学式为,A正确;
B.PS是聚苯乙烯,由苯乙烯发生加聚反应得到,题给结构简式符合聚苯乙烯的结构,B正确;
C.核素是具有确定质子数和中子数的原子,与质子数相同、中子数不同,属于不同的核素,C正确;
D.Cl和I同主族,从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性越强,对应气态氢化物稳定性越强,因此稳定性:,D错误;
故选D。
3. 为阿伏加德罗常数的值,在药物合成与药用气体制备的相关反应中,下列说法正确的是
A. 医用氨气可用于某些抗生素的合成,标准状况下所含的电子数为
B. 氯气常用于药用消毒剂的制备,将足量铜粉与氯气点燃反应,当转移0.2 mol电子时,参加反应氯气的体积为2.24 L
C. 医用氧气和一氧化碳均能参与部分药物的合成工艺,同温同压下,体积相等的和CO两种气体,具有相同的质量
D. 三氧化硫是制备某些磺酰胺类药物的原料,标准状况下中含有氧原子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下22.4 L NH3为1 mol,1个NH3分子含10个电子,故电子数为10 NA,A正确;
B.反应Cu + Cl2= CuCl2中,每摩尔Cl2转移2 mol电子,转移0.2 mol电子需0.1 mol Cl2,但选项未指明气体状况,“体积为2.24 L”仅在标准状况下成立,未指定故不准确,B错误;
C.同温同压下体积相等则物质的量相等,但O2摩尔质量为32 g/mol,CO为28 g/mol,两者摩尔质量不同,故质量不同,C错误;
D.标准状况下SO3为固体(熔点16.8°C),不能使用气体摩尔体积,故2.24 L SO3的物质的量非0.1 mol,氧原子数不为0.3 NA,D错误;
故选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 四氧化三铁与稀硝酸反应:
B. 与反应:
C. 氢氧化二氨合银与硫酸反应:
D. 实验室制备氯气:
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀硝酸具有强氧化性,会将氧化为,应写为,A错误;
B.还原性,因此亚铁离子完全被氯气氧化后,余下的氯气才会与溴离子发生反应,当时,足量,因此亚铁离子、溴离子被完全氧化,亚铁离子、溴离子和氯气参与反应的物质的量之比为2:4:3,B正确;
C.氢氧化二氨合银是强电解质,应该拆开,写为,C错误;
D.实验室制备氯气所用浓盐酸中含水量高,因此浓盐酸可以拆成离子形式,故离子方程式应写为,D错误;
故选B。
5. 原子序数依次增大的WAXYZM六种元素可组成以下物质:下列说法正确的是
A. M的两种氢氧化物相互间可一步转化
B. 该物质中A和X的杂化方式相同
C. 将该物质溶于煮沸过的水,需先加入苯或植物油后,再加入氢氧化钠溶液方能看到白色沉淀
D. 若向某溶液中加入X和Z的最高价氧化物对应的水化物的混合溶液后有沉淀生成,则该溶液中一定存在金属阳离子
【答案】B
【解析】
【分析】根据右侧图,即得Y为O,Z为S,根据左侧图,该结构中,三个双齿配体为邻菲啰啉,含H、C,原子序数依次增大的WAXYZM六种元素,X为N ,中心为二价金属离子M2+,结合原子序数依次增大的条件,可推出六种元素为:W = H、A = C、X = N、Y = O、Z = S、M = Fe,符合原子序数排序1 < 6 < 7 < 8 < 16 < 26,该物质为三(邻菲啰啉)合铁(Ⅱ)硫酸盐。
【详解】A.M为Fe,两种氢氧化物为Fe (OH)2和Fe (OH)3。Fe (OH)2可被氧气一步氧化为Fe (OH)3,但Fe(OH)3无法一步转化为Fe(OH)2,需要经过酸溶解、还原才能得到亚铁盐,再生成Fe(OH)2,A错误;
B.A是C,该物质中所有C都位于芳香环中,X(N原子)均均采取sp2杂化,B正确;
C.邻菲啰啉与Fe2+形成的配合物稳定常数极大,水溶液中几乎不解离出游离的Fe2+,加入NaOH也不会生成Fe(OH)2沉淀,C错误;
D.X的最高价氧化物对应水化物为HNO3,Z的最高价氧化物对应水化物为H2SO4,混合酸与硅酸盐反应会生成硅酸沉淀;若溶液为硅酸铵溶液,阳离子不属于金属阳离子,仍然可以产生沉淀,D错误;
故选B。
6. 钠在纯净的液氨中可以形成蓝色的溶液氨合电子(,强还原剂),而在铁等过渡金属催化下则会发生置换反应生成氨基钠和一种气体。实验小组想使用与钠同主族的金属锂来验证此现象。下列说法错误的是
A. 反应使用的锂片必须做到尽可能纯净,否则有反应失控、产生大量气体等实验风险
B. 圆底烧瓶中碱石灰起到吸水剂的作用,发挥作用的过程中发生了化学变化
C. 双口烧瓶中发生的反应:
D. 验证锂能与液氨发生置换反应,将反应容器替换为三颈烧瓶,第三个口插入盛满溶液的分液漏斗;待反应结束溶液变蓝后滴入一滴;将产生的气体通入澄清石灰水中观察现象
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.锂的化学性质活泼,如果锂片不纯净,杂质可能会催化锂与液氨发生置换反应,导致反应失控,产生大量气体,存在实验风险,故A正确;
B.碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠,它可以吸收浓氨水中的水分,其中氧化钙与水可以生成氢氧化钙,所以发挥作用的过程中发生了化学变化,故B正确;
C.由题干已知可知,锂在纯净的液氨中可以形成氨合电子,反应方程式为,故C正确;
D.验证锂与液氨的置换反应时,若滴入氯化铁溶液,三价铁离子会与具有强还原性的氨合电子发生反应,而不是催化置换反应,且置换反应生成的气体是氢气,氢气通入澄清石灰水不会产生明显现象,故D错误;
则该题选D
7. 四环素是一种广谱抗生素,常用于治疗多种细菌感染,其结构简式如图所示。下列关于该分子的说法正确的是
A. 该分子中最多有15个原子共平面
B 该分子中氮原子碱性比较:
C. 1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 分子中杂化和杂化的碳原子数目之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯环、碳碳双键、碳氧双键均为平面结构,双键之间以单键连接,单键可以旋转,所以该分子中共平面的原子大于15,故A错误;
B.甲基为推电子基团,a中N原子电子云密度大;酰胺基中氮原子孤对电子参与共轭导致b碱性减弱,所以该分子中氮原子碱性比较:,故B正确;
C.1mol该物质最多消耗4mol Br2,1mol酚羟基邻对位发生取代反应消耗2mol Br2,2mol碳碳双键发生加成反应消耗2mol Br2,故C错误;
D.苯环、碳碳双键、碳氧双键中碳原子采用杂化,单键碳采用杂化,分子中杂化和杂化的碳原子数目之比为13:9,故D错误;
选B。
8. 是一种极易水解的物质,常温下为液体,其水解后会生成一种无色、有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。下列说法错误的是
A. 通过上述水解实验得出结论N电负性小于氯
B. 水解会有HCl的生成
C. 的Cl-N-Cl键角小于120°
D. 中N的化合价为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.从水解实验反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,即氨气,表明在分子中氮为-3价,氯为+1价,即N的电负性大于氯,A错误;
B.水解反应为:,生成次氯酸,B错误;
C.分子中氮原子为杂化,分子构型为三角锥形,孤对电子排斥使Cl-N-Cl键角小于120°,C正确;
D.分子中氮为-3价,氯为+1价,D正确;
故选AB。
9. 下列关于实验操作、现象及其结论描述正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向淀粉水解液中加入溶液
观察到试管壁并没有变为银白色
说明在酸性环境中不能稳定存在
B
向浓度均为0.01 mol/L和NaCl混合溶液中滴加溶液
先产生白色沉淀随后产生深红色沉淀
C
向氯化铵溶液中滴加浓NaOH溶液
产生了能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味
金属性:
D
向蛋白质溶液中加入一定量的溶液
产生沉淀物,加入某种溶液后,沉淀物并没有溶解
说明该溶液一定是盐溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉水解液通常呈酸性,银氨溶液(Ag(NH3)2OH)在酸性环境中会分解,无法与还原糖发生银镜反应,因此无银镜现象,A正确;
B.沉淀顺序取决于离子积而非直接比较Ksp值;且实际Ksp(AgCl) = 1.8 × 10-10 > Ksp(Ag2CrO4) = 1.1 × 10-12,B错误;
C.产生氨气(NH3)使湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明氨气为碱性气体,结论“金属性:Na > N”与实验无关,C错误;
D.Pb(NO3)2使蛋白质变性产生不可逆沉淀,加入任何溶液(如水、酸、碱)均可能不溶解,D错误;
故选A。
10. 过渡金属钯(Pd)催化溴苯转化为苯酚的机理如图所示。下列说法错误的是
A. 在流程中,Pd的价态没有发生变化
B. 步骤Ⅱ是取代反应。
C. 步骤Ⅱ使用NaOH替代原流程中的乙醇钠,可以直接在步骤Ⅲ的产物中得到苯酚
D. 步骤Ⅱ使用NaCN替代原流程中的乙醇钠,按照此流程可以得到产物苯甲酸
【答案】A
【解析】
【分析】步骤Ⅰ:催化剂与原料溴苯发生反应,得到的中间体为上连接3个和1个苯基;
步骤Ⅱ:该中间体和乙醇钠发生反应,1个被取代,得到另一个中间体,可推知副产物为;
步骤Ⅲ:该中间体发生反应得到苯乙醚(),同时再生完成催化循环;苯乙醚在酸性条件下水解,最终得到产物苯酚。
【详解】A.中为价;步骤Ⅰ得到的中,3个和1个苯基与Pd配位,因此为价;还原消除后重新得到,整个过程中的价态发生改变,A错误;
B.步骤Ⅱ中,乙醇钠的取代了钯上的一个,生成新的钯配合物和,符合取代反应的定义,因此步骤Ⅱ属于取代反应,B正确;
C.若用替代乙醇钠,步骤Ⅱ中取代,步骤Ⅲ后可直接得到苯酚,C正确;
D.若用替代乙醇钠,催化循环步骤Ⅲ得到苯甲腈(),按照原流程后续经过酸性水解,苯甲腈水解可以得到苯甲酸,D正确;
故选A。
11. 某实验室中有100 g有杂质的铜样品(杂质不反应),将其一定量放入0.5 mol/L的硝酸中,标况下产生了1 mol氮氧化物气体,气体放入1 L集气瓶后经检测发现只有,和NO三种气体,加入2 L 0.9 mol/L的NaOH溶液后,此时溶液恰好显中性且不再产生沉淀,经测量共产生了88.2 g沉淀。在该温度下,K=0.8,下列说法正确的是
A. 样品中铜的质量分数为88.2%
B. NO与的物质的量之比是
C. 加入的硝酸一定过量
D. 集气瓶中气体颜色变深有可能是加压后平衡移动造成
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入NaOH后生成的沉淀为,摩尔质量为,则,故,,铜的质量分数为,A错误;
B.设为,为,为:
总气体物质的量为: ①
电子守恒:共失电子,硝酸转化为1 mol 得、转化为1 mol 得、转化为1 mol 得: ②
平衡常数,由1 L体积化简得 ③
②-①得,整理得,,代入③得 解得,,故,B正确;
C.,沉淀恰好需要,说明全部用于沉淀,没有剩余中和过量硝酸,即硝酸恰好完全反应,没有过量,C错误;
D.反应,加压后平衡向气体分子数减小的方向移动(向生成无色方向移动),气体颜色变浅;颜色变深是因加压气体体积减小,浓度增大导致,不是平衡移动造成的,D错误;
故选B。
12. 下图是从电镀厂含银废水(银离子浓度约为)提取高纯度银单质的流程
已知:ⅰ)
ⅱ)含银废水显强酸性,且含有
ⅲ)
下列说法正确的是
A. 在“调节pH”工段中,pH值不能高于1.7
B. “提银”和“除铜”工段均有涉及到氧化还原反应
C. 在“除铜”工段中收集到的废液为蓝色
D. 若在实验室模拟流程中的“灼烧除杂”工段需要用到如图的工具
【答案】B
【解析】
【分析】含银废水中银主要以形式存在,加入碱液调节pH时,与反应生成氢氧化银沉淀;提银时加入锌丝,锌的金属活动性比银强,锌丝与银离子发生置换反应,将银从化合物中还原为单质;此步骤后,通过过滤分离出粗银单质,进入下一步“酸浸”,粗银中的杂质与酸反应溶解,而银单质不与酸反应,此步骤后,过滤分离出含银固体,滤液为含锌盐的溶液;再除铜,加入过量王水,可将铜溶解为离子,过滤后,沉淀进入下一步“灼烧提纯”,加入硼砂,在高温下分解,最终得到高纯度银单质;
【详解】A.AgOH刚好沉淀时,根据,代入、,得: 计算得,因此,即高于12.3会使沉淀为,A错误;
B.“提银”工段:加锌丝置换银单质,置换生成,存在化合价变化,属于氧化还原反应;“除铜”工段:过量王水溶解铜单质,铜单质被氧化为,存在化合价变化,属于氧化还原反应。 两个工段均涉及氧化还原反应,B正确;
C.铜元素在"除铜"工段转化为离子进入滤液(废液)从而与银分离,溶液为黄绿色/绿色,不是蓝色,C错误;
D.题图中仪器是蒸发皿,蒸发皿用于蒸发溶液,不能用于高温灼烧固体;灼烧固体需要坩埚,D错误;
故选B。
13. 图1是基锂离子电池,在放电时会从中脱嵌并嵌入内层晶格(图2是某种的晶胞结构)形成,。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极的电极方程式:
B. 放电时,从B移动向A
C. 晶胞密度为
D. 该中O的配位数为4
【答案】C
【解析】
【详解】A.充电时,阳极发生氧化反应(失电子),原放电时的正极A变为充电时的阳极,反应为,A错误;
B.放电(原电池)中,阴离子移向负极,因此应该从正极A移向负极B,B错误;
C.均摊法计算晶胞中原子数::8个顶点(每个占)+体心1个,总个数;:6个在面心(每个占),总个数,符合的原子比。晶胞质量:; 晶胞体积: ; 密度,C正确;
D.由晶胞结构可知,中心周围紧邻的共6个,即的配位数为6;根据化学式,Ti配位数O配位数,得O配位数,不是4,D错误;
故选C。
14. 已知反应:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.
B. 为乙醇的摩尔燃烧焓
C. 若,则反应③在高温下自发进行
D. 在反应中适量加入催化剂可有效增大的值
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,对已知反应做变换得到目标反应④ ,因此反应④的焓变为,A错误;
B.摩尔燃烧焓的定义为1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时对应的焓变,规定产物中H对应稳定的液态水、C对应稳定的气态,反应④中乙醇为1mol,产物符合要求,因此就是乙醇的摩尔燃烧焓,B正确;
C.反应③中,气体总物质的量左边为,右边为,因此,根据吉布斯自由能判据,若,虽然理论上高温可能让,但乙醇燃烧是放热反应,该假设不成立,且题目结论本身不严谨,该选项错误,C错误;
D.催化剂只改变反应的活化能和反应速率,不改变反应物和生成物的总能量,因此不改变反应的焓变,D错误;
答案选B。
15. 为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数,已知,。下列说法正确的是
A. 当时,体系中
B. pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C. 的平衡常数的lgK约为14
D. 当时,参与配位的
【答案】C
【解析】
【分析】从图给的分布分数图可以看出,在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH,利用此规律解决本题。
【详解】A.从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的型体主要为H2L,此时电离出的HL-较少,根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈5×10-9.46,但pH=1时c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-),A错误;
B.根据图示的分布分数图可以推导出,H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大,而H2L和L2-的含量最少,因此当pH在9.5~10.5之间时,含L的物种主要为HL-,B错误;
C.该反应的平衡常数K=,当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为K=,此时体系的pH=4,在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86,则该络合反应的平衡常数K≈1014.16,即lg K≈14,C正确;
D.根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布分数均约为0.5,因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4mol·L-1,此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol·L-1的L2-,共消耗了5×10-4mol·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 某化学兴趣小组从化工厂收集到了一批废料(主要成分是,含有少量,,,)进行无害化处理,流程如图所示:
已知:
Ⅰ.氧化亚铜在酸性环境中不稳定会发生歧化反应
Ⅱ.部分离子常温下沉淀的pH值表
开始沉淀
1.9
4.7
7.0
8.1
完全沉淀
3.2
6.7
9.0
10.1
请根据要求回答:
(1)酸浸后废渣B的成分为________,写出固体A组成元素的价层电子排布式________
(2)pH调节的范围为________
(3)氧化Ⅰ工段中浸出率随温度升高先增大后降低,试分析其原因________。写出氧化Ⅱ工段的离子方程式________
(4)若碱浸过程中NaOH溶液恰好完全反应,则溶液B的俗名为________
(5)流程中三个操作为“过滤”单元操作的是________(填序号)
(6)某化学兴趣小组取工艺流程中“调节pH除铁”得到的干燥废渣样品3.00 g(主要成分为,含不溶于酸的石英类杂质),为测定含量并进行相关计算,设计如下滴定实验:
将样品完全溶于过量稀盐酸,搅拌至无气泡产生,过滤除去不溶性杂质,洗涤滤渣2~3次,将滤液和洗涤液合并,转移至250 mL容量瓶中定容,得到待测液。移取25.00 mL待测液于锥形瓶中,调节溶液,加入磺基水杨酸指示剂,用的EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色,即为终点,消耗EDTA溶液12.50 mL(与EDTA1:1络合,该条件下无干扰)。
该废渣样品中的质量分数为________(结果保留两位小数)
【答案】(1) ①. Cu、 ②.
(2)3.2~4.7 (3) ①. 温度升高浸出速率升高,过高会导致过氧化氢分解 ②.
(4)水玻璃 (5)ABC
(6)35.67%
【解析】
【分析】废料酸浸后,废渣B含SiO2,溶液A中含有Mn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等离子;氧化Ⅰ中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除铁;调节pH,使Fe3+沉淀完全,而Mn2+、Cu2+不沉淀;氧化Ⅱ中加入酸性KMnO4将Mn2+氧化为MnO2,从而得到MnO2;
【小问1详解】
废料酸浸时,不溶于酸,酸性歧化生成和单质,不溶于酸,因此废渣B为和;碱浸时与反应,不反应,故固体A为,的价层电子排布式为。
【小问2详解】
调节pH的目的是使完全沉淀,而不沉淀,根据表格数据,pH范围为。
【小问3详解】
氧化Ⅰ的氧化剂是,温度对其有双重影响;氧化Ⅱ中酸性高锰酸钾将氧化为,配平得到离子方程式;
【小问4详解】
碱浸时与反应生成,溶液俗名为水玻璃。
【小问5详解】
操作A分离酸浸后的废渣和溶液、操作B分离碱浸后的固体和溶液、操作C分离产物和溶液,三者均为过滤操作。
【小问6详解】
与EDTA 1:1络合,25mL待测液中,则250mL溶液中,,质量分数为。
17. 环保问题日趋严重,寻找一种合适的方式处理工业废水是目前重要的议题。如图二所示为一种微生物燃料电池,其能够处理有机工业废水,请回答以下问题。图一为某化学探究小组以苯胺(,无色油状液体,易被氧化,氧化后可能形成棕色到黑色的苯胺黑或者聚苯胺等一系列复杂的无法应用的物质,沸点184℃)为原料,模拟该新反应探究其脱氨卤代的实验规律的装置,实验步骤:
实验1(苯胺脱氨氯代):向三颈烧瓶中加入5 mL苯胺、10 mL苯,搅拌下缓慢滴加2 mL 6 mol/L硝酸和1 mL浓硫酸的混酸,控制温度为50℃,回流30 min;再加入3 g氯化钠,继续回流20 min,冷却至室温,分离提纯得到氯苯(,无色液体,沸点132℃)。
……(后续步骤略)
回答下列问题:
(1)写出仪器a名称________
(2)实验1中,回流过程中观察到三颈烧瓶内液体颜色逐渐变为浅棕色,其原因是________;冷却后分液,有机层位于________(填“上层”或“下层”)
(3)苯胺经过处理后变为了苯甲酸(,共产生了0.01 mol)放入图二装置,写出正极的电极反应式________,则乙室在标况下大约共消耗________L空气。
(4)装置中运输有机废水铁制管道常会在其表面镀锌,从电化学角度分析表面镀锌可以增强其使用寿命,原因是________
(5)在298 K时,能斯特方程,E表示单个电极的电势。对于甲室电极而言,在第一天时测得溶液,第五天时溶液,那么第五天时甲室电极电势会________(选填“增大”或者“减小”),第五天的电极电势相较于第一天,总共变化了________V。
【答案】(1)球形冷凝管
(2) ①. 部分苯胺被氧化生成棕色的苯胺黑或聚苯胺 ②. 上层
(3) ①. ②. 8(或者8.4)
(4)锌和铁能够形成原电池保护铁不被腐蚀
(5) ①. 增大 ②. 0.0592
【解析】
【分析】该实验目的是探究脱氨卤代反应,实验步骤①向三颈烧瓶中加入5 mL苯胺、10 mL苯,搅拌下缓慢滴加2 mL 6 mol/L硝酸和1 mL浓硫酸的混酸,控制温度为50℃,回流30 min;步骤②再加入3 g氯化钠,继续回流20 min,冷却至室温,分离提纯得到氯苯。
【小问1详解】
根据图一中仪器a的构造可知,其名称为球形冷凝管。
【小问2详解】
易被氧化,氧化后可能形成棕色到黑色的苯胺黑或者聚苯胺,故三颈烧瓶内液体颜色逐渐变为浅棕色的原因是部分苯胺被氧化生成棕色的苯胺黑或聚苯胺;有机层是溶有、等有机物的苯,其密度小于混酸的密度,故有机层位于上层。
【小问3详解】
图二装置为微生物燃料电池,根据质子的迁移(阳离子移向正极)可知,甲室电极为负极,乙室电极为正极,正极发生还原反应,电极反应式为,甲室负极电极反应为,根据电极反应式可知参加反应电路中转移,正极消耗的为,在标况下大约共消耗空气或。
【小问4详解】
铁制管道表面镀锌后与有机废水构成原电池,锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极,正极发生还原反应而防止铁被腐蚀,故答案为:锌和铁能够形成原电池保护铁不被腐蚀。
【小问5详解】
==,故电极电势随溶液的升高而增大,即第五天时甲室电极电势会增大;溶液由升高为时,=。
18. 二氧化碳的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一。利用和合成甲醇,在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。
反应Ⅰ: ,
反应Ⅱ: ,
请回答:
(1)有利于提高甲醇平衡产率的条件是________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 高温高压
(2)反应的_________kJ/mol。
(3)在催化剂下,向密闭容器中充入一定量及,起始和平衡时各组分的量如下表
CO
总压/kPa
起始/mol
1.0
3.0
0
0
0
平衡/mol
n1
n2
p
若反应均达平衡时,,则表中________;若此时,则反应Ⅰ的平衡常数________(无需带单位,用含总压p的式子表示)。
(4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应t min,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。此温度范围内,催化剂活性不受影响。
①当温度高于490 K后,甲醇产率减小的原因可能是________。
②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化曲线图________。
(5)是高分子材料的重要原材料,高分子材料是现代材料体系的重要组成部分,广泛用于医药、环保、日用品等领域,下列说法错误的是________。
A. 我国研发的以为原料制备的可降解聚二氧化碳塑料,其合成反应类型为加聚反应
B. 生物医药领域常用的天然高分子材料中,蚕丝的主要成分是蛋白质
C. 可用于制作光学镜片的有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯),其单体分子能发生加成、取代和氧化反应
D. 中药材炮制过程中,部分饮片会经油脂浸润处理,油脂属于酯类化合物,且属于天然高分子化合物
【答案】(1)B (2)
(3) ①. ②.
(4) ①. 490K之后,温度升高反应Ⅰ逆向移动反应Ⅱ正向移动,氢气和二氧化碳浓度下降,水蒸气浓度增加,从而导致反应Ⅰ逆向移动 ②. (5)D
【解析】
【小问1详解】
生成甲醇的反应Ⅰ是放热、气体分子数减少的反应,低温、高压都能使反应Ⅰ平衡正向移动,提高甲醇平衡产率,因此选B。
【小问2详解】
根据盖斯定律,目标反应反应Ⅰ反应Ⅱ,因此=。
【小问3详解】
根据阿伏伽德罗定律推论可知,恒温恒容下,压强之比等于总物质的量之比,起始总物质的量为,由得,解得;平衡时,反应Ⅱ反应前后计量数不变,故反应前后物质的量发生变化是反应Ⅰ引起的,列关系式得,,mol,解得;由两个反应均生成,且反应Ⅰ生成水的物质的量与生成甲醇的物质的量相等(均为),消耗氢气的物质的量为1mol,消耗二氧化碳;两个反应生成水总物质的量为,反应Ⅱ生成H2O的物质的量为n2-=,消耗二氧化碳和氢气的物质的量均为,平衡时=1mol--=,平衡时n(H2)=3mol-1mol-=,,,n总平=,分压分别为p(CO2)=p×=p×=,p(H2)=p×=p×=,p(CH3OH)=p×=p×=,p(H2O)=p×=p×=, 。
【小问4详解】
①在490K之前,反应尚未达到平衡,甲醇产率随着温度升高而增大;490K之后,甲醇产率下降是因为随着温度升高,反应Ⅰ逆向移动,且随温度升高反应Ⅱ正向移动,H2(g)和CO2(g)浓度降低,H2O(g)浓度增加,导致反应Ⅰ逆向移动;②反应Ⅰ为放热反应,低温下甲醇的产率较高,反应Ⅱ为吸热反应,低温下平衡逆向移动,CO2转化为甲醇比转化为CO更多,故甲醇平衡产率随温度变化的曲线图如 。
【小问5详解】
A.CO2制备聚二氧化碳塑料,属于加聚反应,A正确;
B.蚕丝主要成分为蛋白质,属于天然高分子,B正确;
C.聚甲基丙烯酸甲酯的单体(甲基丙烯酸甲酯)含碳碳双键,可发生加成、取代、氧化反应,C正确;
D.油脂属于酯类,不属于天然高分子化合物,D错误;
故答案为:D。
19. 多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质,生物体内以L-酪氨酸为原料合成多巴胺。最终合成肾上腺素的过程如下:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是________。
(2)D→E的反应类型是________。
(3)化合物B苯环上的一氯代物有________种。
(4)若C苯环上的三个取代基不变,只考虑取代基的位置异构,则化合物C的同分异构体有________种
(5)C(多巴胺)的降解过程主要有两条途径,其中涉及的降解酶是相同的,最终产物也相同。
化合物G的结构简式为________。同一环境下,C(多巴胺)分别与降解酶X和降解酶Y作用时的产物不同(分别为F和G)的原因是________。
(6)已知A→B、B→C产率分别为98%、95%,则A→C的总产率为________。
【答案】(1)羟基、羧基
(2)取代反应 (3)3
(4)5 (5) ①. ②. 催化剂具有选择性
(6)93%(或93.1%)
【解析】
【分析】C(多巴胺)的降解过程主要有两条途径,根据C→F→H路线可知,降解酶X(条件X)使C(多巴胺)结构中的氨基部分变成羧基得到F,降解酶Y(条件Y) 使F结构中苯环上的一个羟基变成得到H,则路线C→G→H中降解酶Y(条件Y)放在前面,则会使C结构中苯环上的羟基先变成,故G的结构简式为,据此分析。
【小问1详解】
A中含氧官能团的名称是羟基、羧基;
【小问2详解】
D→E,从二者结构来看,E是D结构中氨基上的一个氢原子被甲基转移酶中的甲基取代生成的,故反应类型为取代反应;
【小问3详解】
化合物B的苯环上有3种等效氢,化合物B苯环上的一氯代物有3种;
【小问4详解】
化合物C的结构简式为,苯环上的三个取代基不变,只考虑取代基的位置异构,则可先确定2个羟基位置,若羟基是相邻的,考虑对称,则另外一个取代基的位置除了C外只有一种,若两个羟基是相间结构,则另外一个取代基在苯环上位置有3处,对应3种结构,若两个羟基是对称结构,则另外一个取代基在苯环上的位置只有一种结构,则满足条件的化合物C的同分异构体共有1+3+1=5种;
【小问5详解】
C(多巴胺)的降解过程主要有两条途径,其中涉及的降解酶是相同的,最终产物也相同,经分析推理,化合物G的结构简式为,通过分析同一环境下,C(多巴胺)分别与降解酶X和降解酶Y作用时的产物不同(分别为F和G),是因为降解酶X和降解酶Y是不同的酶,酶的催化具有选择性;
【小问6详解】
已知A→B、B→C产率分别为98%、95%,则A→C的总产率为98%95%=93%(或93.1%)。
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化学
本试卷共9页,共100分。考试时长75分钟。
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1.考生领到试题卷、答题卡后,请仔细核对试题卷、答题卡是否为当堂考试科目;检查无误后,请务必在试题卷、答题卡的规定区域内填写本人的姓名、准考证号。
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,用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡相应位置上。写在草稿纸、试题卷上无效。
3.考试结束后答题卡需在规定时间内统一上传,后续统一公布成绩。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学在传统文化中的应用越来越多,下列说法正确的是
A. 淄博的琉璃和景德镇的陶瓷主要成分都是高纯硅单质
B. 龙泉印泥主要成分藕中的纤维素可用于人体供能
C. 三星堆的青铜面具中的青铜熔点略低于其组分铜单质
D. 打铁花看到火花常呈现出黄色,与钾的焰色试验类似
2. 下列有关化学用语与化学概念的表述不正确的是
A. 金刚砂的化学式:SiC B. PS的结构简式:
C. 与属于不同的核素 D. HI的稳定性比HCl强
3. 为阿伏加德罗常数的值,在药物合成与药用气体制备的相关反应中,下列说法正确的是
A. 医用氨气可用于某些抗生素的合成,标准状况下所含的电子数为
B. 氯气常用于药用消毒剂的制备,将足量铜粉与氯气点燃反应,当转移0.2 mol电子时,参加反应氯气的体积为2.24 L
C. 医用氧气和一氧化碳均能参与部分药物的合成工艺,同温同压下,体积相等的和CO两种气体,具有相同的质量
D. 三氧化硫是制备某些磺酰胺类药物的原料,标准状况下中含有氧原子数为
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 四氧化三铁与稀硝酸反应:
B. 与反应:
C. 氢氧化二氨合银与硫酸反应:
D. 实验室制备氯气:
5. 原子序数依次增大的WAXYZM六种元素可组成以下物质:下列说法正确的是
A. M的两种氢氧化物相互间可一步转化
B. 该物质中A和X的杂化方式相同
C. 将该物质溶于煮沸过的水,需先加入苯或植物油后,再加入氢氧化钠溶液方能看到白色沉淀
D. 若向某溶液中加入X和Z的最高价氧化物对应的水化物的混合溶液后有沉淀生成,则该溶液中一定存在金属阳离子
6. 钠在纯净的液氨中可以形成蓝色的溶液氨合电子(,强还原剂),而在铁等过渡金属催化下则会发生置换反应生成氨基钠和一种气体。实验小组想使用与钠同主族的金属锂来验证此现象。下列说法错误的是
A. 反应使用的锂片必须做到尽可能纯净,否则有反应失控、产生大量气体等实验风险
B. 圆底烧瓶中碱石灰起到吸水剂的作用,发挥作用的过程中发生了化学变化
C. 双口烧瓶中发生的反应:
D. 验证锂能与液氨发生置换反应,将反应容器替换为三颈烧瓶,第三个口插入盛满溶液的分液漏斗;待反应结束溶液变蓝后滴入一滴;将产生的气体通入澄清石灰水中观察现象
7. 四环素是一种广谱抗生素,常用于治疗多种细菌感染,其结构简式如图所示。下列关于该分子的说法正确的是
A. 该分子中最多有15个原子共平面
B. 该分子中氮原子碱性比较:
C. 1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 分子中杂化和杂化的碳原子数目之比为
8. 是一种极易水解的物质,常温下为液体,其水解后会生成一种无色、有刺激性气味、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。下列说法错误的是
A. 通过上述水解实验得出结论N的电负性小于氯
B. 水解会有HCl的生成
C. 的Cl-N-Cl键角小于120°
D. 中N的化合价为
9. 下列关于实验操作、现象及其结论描述正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向淀粉水解液中加入溶液
观察到试管壁并没有变为银白色
说明在酸性环境中不能稳定存在
B
向浓度均为0.01 mol/L的和NaCl混合溶液中滴加溶液
先产生白色沉淀随后产生深红色沉淀
C
向氯化铵溶液中滴加浓NaOH溶液
产生了能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味
金属性:
D
向蛋白质溶液中加入一定量的溶液
产生沉淀物,加入某种溶液后,沉淀物并没有溶解
说明该溶液一定盐溶液
A. A B. B C. C D. D
10. 过渡金属钯(Pd)催化溴苯转化为苯酚的机理如图所示。下列说法错误的是
A. 在流程中,Pd的价态没有发生变化
B. 步骤Ⅱ是取代反应。
C. 步骤Ⅱ使用NaOH替代原流程中的乙醇钠,可以直接在步骤Ⅲ的产物中得到苯酚
D. 步骤Ⅱ使用NaCN替代原流程中的乙醇钠,按照此流程可以得到产物苯甲酸
11. 某实验室中有100 g有杂质的铜样品(杂质不反应),将其一定量放入0.5 mol/L的硝酸中,标况下产生了1 mol氮氧化物气体,气体放入1 L集气瓶后经检测发现只有,和NO三种气体,加入2 L 0.9 mol/L的NaOH溶液后,此时溶液恰好显中性且不再产生沉淀,经测量共产生了88.2 g沉淀。在该温度下,K=0.8,下列说法正确的是
A. 样品中铜的质量分数为88.2%
B. NO与的物质的量之比是
C. 加入的硝酸一定过量
D. 集气瓶中气体颜色变深有可能是加压后平衡移动造成
12. 下图是从电镀厂含银废水(银离子浓度约为)提取高纯度银单质的流程
已知:ⅰ)
ⅱ)含银废水显强酸性,且含有
ⅲ)
下列说法正确的是
A. 在“调节pH”工段中,pH值不能高于1.7
B. “提银”和“除铜”工段均有涉及到氧化还原反应
C. 在“除铜”工段中收集到的废液为蓝色
D. 若在实验室模拟流程中的“灼烧除杂”工段需要用到如图的工具
13. 图1是基锂离子电池,在放电时会从中脱嵌并嵌入内层晶格(图2是某种的晶胞结构)形成,。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极的电极方程式:
B. 放电时,从B移动向A
C. 晶胞密度为
D. 该中O的配位数为4
14. 已知反应:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.
B. 为乙醇的摩尔燃烧焓
C. 若,则反应③在高温下自发进行
D. 在反应中适量加入催化剂可有效增大的值
15. 为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数,已知,。下列说法正确的是
A. 当时,体系中
B. pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C. 的平衡常数的lgK约为14
D. 当时,参与配位的
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 某化学兴趣小组从化工厂收集到了一批废料(主要成分是,含有少量,,,)进行无害化处理,流程如图所示:
已知:
Ⅰ.氧化亚铜在酸性环境中不稳定会发生歧化反应
Ⅱ.部分离子常温下沉淀的pH值表
开始沉淀
1.9
4.7
7.0
8.1
完全沉淀
3.2
6.7
9.0
10.1
请根据要求回答:
(1)酸浸后废渣B的成分为________,写出固体A组成元素的价层电子排布式________
(2)pH调节的范围为________
(3)氧化Ⅰ工段中浸出率随温度升高先增大后降低,试分析其原因________。写出氧化Ⅱ工段的离子方程式________
(4)若碱浸过程中NaOH溶液恰好完全反应,则溶液B的俗名为________
(5)流程中三个操作为“过滤”单元操作的是________(填序号)
(6)某化学兴趣小组取工艺流程中“调节pH除铁”得到的干燥废渣样品3.00 g(主要成分为,含不溶于酸的石英类杂质),为测定含量并进行相关计算,设计如下滴定实验:
将样品完全溶于过量稀盐酸,搅拌至无气泡产生,过滤除去不溶性杂质,洗涤滤渣2~3次,将滤液和洗涤液合并,转移至250 mL容量瓶中定容,得到待测液。移取25.00 mL待测液于锥形瓶中,调节溶液,加入磺基水杨酸指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色,即为终点,消耗EDTA溶液12.50 mL(与EDTA1:1络合,该条件下无干扰)。
该废渣样品中的质量分数为________(结果保留两位小数)
17. 环保问题日趋严重,寻找一种合适的方式处理工业废水是目前重要的议题。如图二所示为一种微生物燃料电池,其能够处理有机工业废水,请回答以下问题。图一为某化学探究小组以苯胺(,无色油状液体,易被氧化,氧化后可能形成棕色到黑色的苯胺黑或者聚苯胺等一系列复杂的无法应用的物质,沸点184℃)为原料,模拟该新反应探究其脱氨卤代的实验规律的装置,实验步骤:
实验1(苯胺脱氨氯代):向三颈烧瓶中加入5 mL苯胺、10 mL苯,搅拌下缓慢滴加2 mL 6 mol/L硝酸和1 mL浓硫酸的混酸,控制温度为50℃,回流30 min;再加入3 g氯化钠,继续回流20 min,冷却至室温,分离提纯得到氯苯(,无色液体,沸点132℃)。
……(后续步骤略)
回答下列问题:
(1)写出仪器a名称________
(2)实验1中,回流过程中观察到三颈烧瓶内液体颜色逐渐变为浅棕色,其原因是________;冷却后分液,有机层位于________(填“上层”或“下层”)
(3)苯胺经过处理后变为了苯甲酸(,共产生了0.01 mol)放入图二装置,写出正极的电极反应式________,则乙室在标况下大约共消耗________L空气。
(4)装置中运输有机废水铁制管道常会在其表面镀锌,从电化学角度分析表面镀锌可以增强其使用寿命,原因是________
(5)在298 K时,能斯特方程,E表示单个电极的电势。对于甲室电极而言,在第一天时测得溶液,第五天时溶液,那么第五天时甲室电极电势会________(选填“增大”或者“减小”),第五天的电极电势相较于第一天,总共变化了________V。
18. 二氧化碳的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一。利用和合成甲醇,在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。
反应Ⅰ: ,
反应Ⅱ: ,
请回答:
(1)有利于提高甲醇平衡产率条件是________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 高温高压
(2)反应的_________kJ/mol。
(3)在催化剂下,向密闭容器中充入一定量及,起始和平衡时各组分量如下表
CO
总压/kPa
起始/mol
1.0
3.0
0
0
0
平衡/mol
n1
n2
p
若反应均达平衡时,,则表中________;若此时,则反应Ⅰ的平衡常数________(无需带单位,用含总压p的式子表示)。
(4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应t min,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。此温度范围内,催化剂活性不受影响。
①当温度高于490 K后,甲醇产率减小的原因可能是________。
②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化的曲线图________。
(5)是高分子材料的重要原材料,高分子材料是现代材料体系的重要组成部分,广泛用于医药、环保、日用品等领域,下列说法错误的是________。
A. 我国研发的以为原料制备的可降解聚二氧化碳塑料,其合成反应类型为加聚反应
B. 生物医药领域常用的天然高分子材料中,蚕丝的主要成分是蛋白质
C. 可用于制作光学镜片的有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯),其单体分子能发生加成、取代和氧化反应
D. 中药材炮制过程中,部分饮片会经油脂浸润处理,油脂属于酯类化合物,且属于天然高分子化合物
19. 多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质,生物体内以L-酪氨酸为原料合成多巴胺。最终合成肾上腺素的过程如下:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是________。
(2)D→E的反应类型是________。
(3)化合物B苯环上的一氯代物有________种。
(4)若C苯环上的三个取代基不变,只考虑取代基的位置异构,则化合物C的同分异构体有________种
(5)C(多巴胺)的降解过程主要有两条途径,其中涉及的降解酶是相同的,最终产物也相同。
化合物G的结构简式为________。同一环境下,C(多巴胺)分别与降解酶X和降解酶Y作用时的产物不同(分别为F和G)的原因是________。
(6)已知A→B、B→C产率分别为98%、95%,则A→C的总产率为________。
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