内容正文:
高三年级化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Co-59
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 有机高分子材料在生产和生活的各个领域都有极为广泛的应用。下列物质不属于有机高分子材料的是
A. 羊毛 B. 橡胶 C. 酚醛树脂 D. 石墨烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.羊毛的主要成分为蛋白质,蛋白质属于天然有机高分子,因此羊毛属于有机高分子材料,A不符合题意;
B.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,二者都属于有机高分子材料,B不符合题意;
C.酚醛树脂是人工合成的高分子聚合物,属于有机高分子材料,C不符合题意;
D.石墨烯是碳元素组成的单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,D符合题意;
故选D。
2. 可用于得到具有高反应活性的。下列说法正确的是
A. 基态的结构示意图为 B. 的电子式为:
C. 仅含极性共价键 D. 和互为同素异形体
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe的原子序数为26,Fe原子核外电子排布为,Fe原子失去最外层2个电子得到,因此结构示意图为,A正确;
B.(羟基自由基)总电子数为9,O原子最外层共7个电子(存在1个单电子),正确电子式为,B错误;
C.结构式为,既含极性共价键,也含非极性共价键,C错误;
D.同素异形体是同种元素组成的不同单质,和都是化合物,不互为同素异形体,D错误;
答案选A。
3. 实验室利用、等物质制备晶体。下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A. 利用装置甲制备 B. 利用装置乙制备
C. 利用装置丙制备溶液 D. 利用装置丁分离出晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,则题给装置不能达到制备二氧化硫的实验目的,A错误;
B.氢氧化钙固体与氯化铵固体共热反应生成氯化钙、氨气和水,实验时为防止水冷却回流导致试管炸裂,试管口要向下倾斜,则题给装置不能达到制备氨气的实验目的,B错误;
C.氨气极易溶于水、二氧化硫易溶于水,通入氨气、二氧化硫的导气管插入液面以下,会产生倒吸,则题给装置不能达到制备亚硫酸氢铵的实验目的,C错误;
D.反应得到的亚硫酸氢铵溶液经冷却结晶、过滤可以得到亚硫酸氢铵晶体,则题给装置能达到分离出亚硫酸氢铵晶体的实验目的,D正确;
故选D。
4. 溶有的吡啶()溶液与NaClO溶液发生反应可制备杀菌剂:。下列说法正确的是
A. 吡啶是非极性分子 B. 离子半径:
C. 电离能: D. 中Cl的化合价为-1价
【答案】B
【解析】
【详解】A.吡啶结构中,N原子电负性与C不同,分子结构不对称,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,A错误;
B.和电子层结构相同(均为10电子,两层电子),电子层结构相同时,核电荷数越小离子半径越大:N核电荷数为7,Na核电荷数为11,因此,B正确;
C.同周期元素第一电离能从左到右总体增大,但N的价电子排布为,为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的O,即,C错误;
D.中H为+1价,则整体为-1价,则根据化合物化合价代数和为0,Na为+1价,设Cl化合价为,则,解得,Cl为+1价,D错误;
故选B。
阅读下列材料,完成下列4个小题:
含氮物质在自然界分布广泛且具有重要应用。常见的有、、、、铵盐、蛋白质、核酸、苯胺等。自然界中氮的固定是含氮物质的主要转化方式之一,一定条件下工业合成氨中,1 mol 与3 mol 充分反应生成放出27.67 kJ热量。是重要的化工原料,道过催化氧化可以将转变为氮氧化物。尿素溶液显碱性。柴油汽车中常需要补充来进行尾气处理。和NaClO可用于工业制。含尿素的废水在碱性条件下可用电解法进行处理。
5. 下列说法正确的是
A. 氮的固定能生成、、、等多种物质
B. 如上图所示DNA分子的两条多聚核苷酸链通过共价键结合在一起
C. 中键角大于中键角
D. 蛋白质是两性分子,既能与酸反应又能与碱反应
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 用尿素吸收汽车尾气中:
B. 催化氧化:
C. 工业合成氨:
D. 苯胺与盐酸反应:+HCl+H2
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 能与形成分子间氢键,易液化
B. 溶液显酸性,可用来除铁锈
C. 溶液显碱性,可制备
D. 是离子化合物,受热易分解
8. 用水介质电池电解含尿素的碱性废水,装置如图所示(电极c为Zn,a、b、d均为惰性电极,双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成)。下列说法正确的是
A. c为原电池的正极
B. 电极a的电极反应式:
C. 装置Ⅱ中d极室一侧的双极膜为阳离子交换膜
D. 相同条件下装置Ⅰ中生成和的体积比为3:1
【答案】5. D 6. A 7. B 8. C
【解析】
【5题详解】
A.工业合成氨,尿素是人工合成,不属于固氮的直接产物,A错误;
B.DNA双链是通过碱基之间的氢键配对结合,不是共价键,B错误;
C.NH3中N原子采用sp3杂化,N上有一堆孤对电子,对成键电子对的排斥力较大,导致键角小于109.5°,约107°,CH4中C原子采用sp3杂化,无孤电子对,键角为109.5°,故NH3键角<CH4键角,C错误;
D.蛋白质含有氨基(碱性)和羧基(酸性),是两性分子,既能与酸反应又能与碱反应,D正确;
故答案选D。
【6题详解】
A.尿素可以吸收汽车尾气中,与反应生成N2、CO2,反应的方程式为,A正确;
B.催化氧化生成的是NO,NO2是NO进一步氧化得到,其反应方程式为,B错误;
C.题干中1 mol 与3 mol 充分反应生成放出27.67 kJ热量,该反应为可逆反应,充分反应≠完全转化,故27.67 kJ是按实际转化率放出的热。不等于该反应的摩尔反应焓变,C错误;
D.苯胺与盐酸反应生成苯胺盐酸盐,正确的方程式为,D错误;
故答案选A。
【7题详解】
A.NH3易液化是因为NH3分子间有氢键,不是因为与水形成氢键,A错误;
B.NH4Cl是强酸弱碱盐,水解呈酸性,可以与铁锈反应生成Fe3+,从而除去铁锈,因果关系成立,B正确;
C.尿素溶液因水解显碱性,但其水解程度很小,碱性很弱,不能作为制备的充分理由,工业制需要额外加入碱性物质,因此因果关系不成立。C错误;
D.易分解是由于其热稳定性差,与是离子化合物没有关系,因果关系不成立,D错误;
故答案选B。
【8题详解】
A.c电极上发生的是,失去电子,应是原电池的负极,不是正极,A错误;
B.电极a与原电池的正极相连,故电极a为阳极,阳极发生失电子反应,应该生成而不是CO2,正确的电极反应式为,B错误;
C.从图中可知,d极室为KOH,为维持碱性,需要氢离子进入d室,故d极室一侧的双极膜为阳离子交换膜,C正确;
D.相同条件下,尿素生成1 mol N2需转移6 mol电子,而水中的H+需转移2 mol电子生成1 mol H2,若转移电子数相同,生成N2和H2物质的量比为1 : 3,D错误;
故答案选C;
9. 探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气泡。
②向溶液中加入少量NaOH固体,溶液颜色无明显变化,继续加入NaOH固体,溶液变为绿色,产生气泡。
已知:水溶液中含无色,含绿色。对比①②,下列有关说法正确的是
A. ①中溶液颜色变浅,说明部分转化为
B. ①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C. ②中溶液变为绿色,可能发生反应:
D. ②中溶液颜色变化能说明物质的还原性强弱受自身浓度影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.①中溶液颜色变浅,既可能是转化为,也可能转化为,无法确定一定生成,A错误;
B.由实验②可知,OH⁻浓度增大时可转化为,①中Na与水反应生成NaOH,使溶液碱性增强,同时Na具有强还原性,因此,溶液变绿可能是被钠还原,也可能是强碱性条件下的转化,或两者共同作用的结果,B错误;
C.②中碱性增强后生成绿色和气体,该反应中从价降为价,从价升为价,电子守恒、电荷守恒、原子守恒,符合实验现象,该反应可能发生,C正确;
D.②中还原剂浓度未改变,改变的是溶液中氢氧根的浓度,不能说明物质本身的还原性强弱随自身浓度改变,D错误;
故选C。
10. 化合物Z是合成受体拮抗剂的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX最多能和4mol发生加成反应
B. Y与足量加成后的分子中含有2个手性碳原子
C. 1molZ中含有键
D. X、Y、Z分子中所有碳原子都不可能共平面
【答案】A
【解析】
【详解】A.X中可与加成的结构为:苯环(1mol苯环消耗)、酮羰基(1mol酮羰基消耗),羧基中的羰基不能与加成,因此最多消耗,A正确;
B.Y与足量加成后,苯环还原为对甲氧基环己基,两个取代基(甲氧基、烷基侧链)处于对位,环己烷环上,连甲氧基的碳和连侧链的碳,各自连接的两个环上侧链结构完全对称(基团相同),不满足“连四个不同基团”的要求,因此没有2个手性碳原子,B错误;
C.对Z结构计数键:Z分子式为,含个键、个键、个键,总键为,远大于23mol,C错误;
D.X中虽然存在杂化的亚甲基碳,但碳碳单键可以旋转,所有碳原子可以通过旋转转到同一平面,因此不是所有分子的所有碳原子都不可能共平面,Y分子也同理,D错误;
故选A。
11. 催化脱除废气中的NO和的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 上述历程的总反应:
B. 过程Ⅰ和Ⅳ均有极性键的断裂和形成
C. 过程Ⅱ是非氧化还原反应
D. 过程Ⅲ每消耗标准状况下11.2LNO,转移电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图,氨气、二氧化氮、一氧化氮催化反应生成氮气和水,总反应:,A正确;
B.由图,过程Ⅰ中有氮氢极性键的生成,没有极性键的断裂,过程Ⅳ中有氮氢极性键的断裂和氢氧极性键的形成,也有氮氮非极性键的形成,B错误;
C.过程Ⅱ中不存在元素化合价改变,为非氧化还原反应,C正确;
D.由图,过程Ⅲ反应为,中1个铵根中氮元素化合价由-3变为0生成氮气、NO中氮元素化合价由+2变为0、中NO2中的氮元素化合价由+4变为+3,反应中转移3个电子,即,每消耗标准状况下11.2L NO,为0.5mol NO,转移1.5mol电子,电子数为,D正确;
故选B。
12. 工业上常用足量、等碱性溶液吸收含的废气,过程如下所示。
已知:室温下,,,,。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. “吸收”反应的离子方程式:
C. “混合”后溶液中:
D. 溶液中:
【答案】C
【解析】
【分析】首先根据给出的电离常数,判断酸性强弱:,因此酸性顺序为:,据此逐个分析选项:
【详解】A.溶液的质子守恒为: 变形得:,A错误;
B.根据强酸制弱酸规律:由于酸性,不能与反应生成和,因此吸收反应的正确离子方程式为:,选项中错误的认为能与继续反应,B错误;
C.对不等式变形推导: 将待比较式变形得:。 结合电离常数定义:,且,代入得: ,因此原不等式成立,C正确;
D.的第一步水解常数,对于的,,,,水解率,水解后,正确离子顺序为:,D错误;
故选C。
13. 一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢的主要反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
在条件下,将和的混合气体投入反应器中。平衡时,各组分的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A. ,
B. 曲线m表示的是
C. 600℃时,的平衡转化率为59.26%
D. 恒温恒压下向体系中通入Ar会降低的平衡产率
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度升高时,的物质的量分数降低(高于750℃时CH4的物质的量分数几乎为0),说明反应Ⅰ平衡正向移动,正反应吸热,因此;根据C守恒,平衡时CH4、CO、CO2物质的量之和为1mol,结合反应的特点,平衡时CH4、CO、CO2物质的量分数之和小于25%,曲线p、q表示H2O或H2,随温度升高q先增大后减小、p先减小后增大,说明温度升高时,反应Ⅱ平衡逆向移动,正反应放热,因此,曲线q表示H2,曲线p表示H2O,A正确;
B.温度升高时,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,的物质的量分数随温度升高而增大,曲线表示,曲线表示,B错误;
C.600℃,设反应Ⅰ中转化了,反应Ⅱ中转化了,根据600℃时各物质的物质的量分数: ,,,n(CO)=xmol-ymol,n(CO2)=y,n总=(4+2x)mol,=0.5、=0.32,联立解得:,,,转化的为,转化率,C错误;
D.恒温恒压下通入,容器体积增大,体系分压减小,反应Ⅰ是气体分子数增加的反应,减压平衡正向移动,的平衡产率升高,D错误;
故选A。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 可用于制备新型电极材料和高效催化剂。
(1)制备。由含钴黄铁矿(主要成分为、)制备的流程如下。
①“焙烧”过程中发生如下转化。
写出步骤Ⅰ的化学方程式:___________;“焙烧”中加入的作用是___________。
②“酸浸”时钴浸出率与焙烧温度的关系如图1所示。焙烧温度在620℃~660℃时钴浸出率最高的原因是___________。
(2)制备新型电极材料。向和的混合溶液中加入NaOH,将生成的沉淀在空气中煅烧可制得新型电极材料,其晶胞结构如图2所示。该晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,写出由沉淀煅烧制得新型电极材料的化学方程式:___________。
(3)制备新型催化剂。步骤如下。
①向溶液中加入溶液,充分反应后过滤,得到。其他条件一定,钴浸出率与反应温度的关系如图3所示。温度高于50℃,钴沉淀率下降的原因是___________。
②将在空气中加热可制得(Co为+2、+3价)。通过下列方法测定的化学式:取一定质量的,加入过量盐酸,固体完全溶解后钴元素均转化为,加入指示剂,用EDTA(用表示)溶液滴定至终点,消耗24.00mLEDTA溶液。另取相同质量的钴氧化物,加入和混合溶液,中加入溶液,样品完全溶解后,用标准溶液滴定剩余的,达到滴定终点时消耗溶液20.00mL。计算的化学式___________(写出计算过程)。已知:。
【答案】(1) ①. ②. 促进CoS(或CoO)转化为;降低焙烧渣中CoO含量,有利于减少酸浸中硫酸用量 ③. 温度过低,焙烧不完全;温度过高,焙烧料烧结成致密、坚固的块状固体
(2)
(3) ①. 受热分解,浓度减小;的溶解度随温度升高而增大 ②.
【解析】
【分析】该流程为含钴黄铁矿制备硫酸钴的工业工艺。首先将主要成分为CoS和FeS2的矿石进行高温焙烧,使硫化物转化为金属氧化物(CoO、Fe2O3),并放出SO2。过程中加入Na2SO4,促进CoS(或CoO)转化为,实现初步分离。焙烧熟料随后用稀硫酸进行酸浸,剩余CoO溶解生成CoSO4进入溶液,含CoSO4的溶液通过蒸发结晶得到硫酸钴产品。
【小问1详解】
①步骤Ⅰ是与焙烧生成和,配平后化学方程式:;
从图看,和生成,然后和CoO生成,所以的作用是:促进CoS(或CoO)转化为;降低焙烧渣中CoO含量,有利于减少酸浸中硫酸用量;
②温度低于620℃,焙烧反应速率慢,反应不充分,所以浸出率低;温度过高,焙烧料烧结成致密、坚固的块状固体,使矿物孔隙减少,酸浸时难以浸出,所以浸出率下降。
【小问2详解】
Ⅰ+Ⅱ中含有的共个、共4个、共8个,故;该电极材料的化学式为,和的混合溶液中加入NaOH,生成的沉淀为、,在空气中煅烧被氧化,配平得化学方程式:。
【小问3详解】
①温度高于50℃,沉淀率下降,原因是:温度升高,受热分解,浓度减小,的溶解度随温度升高而增大,所以沉淀率下降;
②总钴的物质的量:与1:1反应,因此 ;
总物质的量: ;
高锰酸钾滴定剩余,,因此剩余: ;
与反应的: ,由,得 ;
电荷守恒: 代入得:,解得;
原子比:,因此化学式为。
15. H是一种高血压药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A、B分子中,与2号碳相比,1号碳的键极性相对___________(填“较大”或“较小”)。
(2)D→E会产生分子式为的副产物,其结构简式为___________。
(3)C分子中含氧官能团名称为酯基和___________;的名称为___________(用系统命名法命名)。
(4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:___________。
①核磁共振氢谱有3组峰;
②能使的溶液褪色;
③分子中和杂化的C原子数目之比为4:5。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)较大 (2)
(3) ①. 酰胺基 ②. 1,4-二溴丁烷
(4) (5)
【解析】
【分析】A和甲醇发生取代反应生成B,B和发生取代反应生成C,C转化为D,D和发生取代反应生成E,E中酯基水解为羧基、氰基转化为氨基得到F,F和发生取代反应生成G,G成环转化为H,据此解答。
【小问1详解】
乙基是推电子基团,削弱了2号碳的键极性,故1号碳的键极性>2号碳的键极性;
【小问2详解】
D→E发生的是亚甲基和的成环取代反应,若是D和按物质的量之比为1:2反应,得到副产物结构简式为;
【小问3详解】
根据C的结构简式可知,其含氧官能团名称为酯基和酰胺基;的母体是丁烷,1、4号碳的氢原子被溴原子取代,用系统命名法命名为1,4-二溴丁烷;
【小问4详解】
E的分子式为,不饱和度为4,同分异构体满足①核磁共振氢谱有3组峰,说明结构高度对称,能使的溶液褪色,说明其结构中不能存在苯环(苯环占了4个不饱和度),而是含有双键等结构,分子中和杂化的C原子数目之比为4:5,说明其结构中不存在三键结构,满足条件的结构简式为;
【小问5详解】
高分子化合物是由发生缩聚反应得到的,参照D→E成环的取代反应,合成思路是:先发生消去反应得到,再发生1,4加成反应生成,再和发生D→E成环的取代反应,生成,再发生E→F的反应生成,缩聚生成目标产物,具体路线是。
16. 常用作阻燃剂。从海水中提取溴可用于制备。
(1)制。海水提溴流程如下。
①“氧化”过程在酸性条件下进行的原因是___________。
②“吸收”过程中,溶液理论上能吸收___________。
③“酸化”过程中,不用盐酸酸化的原因是___________。
(2)制。65℃下,浓氨水、液溴和过量石灰乳反应生成和一种无色气体。已知:室温下饱和溶液浓度为。
①此反应的化学方程式为___________。
②加料时控制投料比的原因是___________。
③将反应后的混合液冷却至室温,过滤,取滤液。若滤液中,则滤液的pH为___________。
④滤液中含有少量、,请补充从滤液中提取的实验操作:取一定量滤液在通风橱中加热除去多余的氨,___________(实验中须使用的试剂有:氢溴酸、活性炭、乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗、真空干燥箱)。
【答案】(1) ①. 有利于海水中的溴转化为;降低的消耗;增强的氧化性 ②. 0.18 ③. 、等离子在酸性条件下氧化,减少了的产量
(2) ①. ②. 投料比过大,还原不充分;投料比过小,浪费原料浓氨水 ③. 11.5 ④. 向冷却后的滤液中边搅拌边加入氢溴酸至溶液颜色不再变化,继续加入活性炭搅拌至溶液呈无色,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,继续用砂芯漏斗过滤,用乙醇洗涤2-3次,在真空干燥箱中干燥
【解析】
【分析】海水中的溴被氯气氧化成,由于溴的挥发性,易被热空气吹出,被碳酸钠溶液吸收,将溴转化为、、,再用硫酸酸化,将含溴的盐转化为溴单质。
【小问1详解】
海水呈弱碱性,会与和反应,故“氧化”过程在酸性条件下进行,有利于海水中的溴转化为;降低的消耗;同时会增强的氧化性;“吸收”过程中,发生反应, 已知,据反应方程式,溶液理论上能吸收;溶液能吸收溴后会生成、等离子,它们都有强氧化性,酸性条件下氧化,减少了的产量,故“酸化”过程中,不用盐酸酸化;
【小问2详解】
65℃下,浓氨水、液溴和过量石灰乳反应方程式为;加料时控制投料比n(Br2):n(NH3)=1:0.8的原因有两个,一是投料比过大,无法被氨水完全还原,二是投料比过小,造成氨水过量而浪费; 石灰乳中存在沉淀溶解平衡,室温下饱和溶液浓度为,故溶液中,,,当滤液中,由,求得,,;滤液为溶液,其中含有少量、,加热驱除多余的氨,用氢溴酸调节滤液呈酸性,使与、发生归中反应生成溴单质,加入活性炭脱色除去溴,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、用砂芯漏斗过滤,用乙醇洗涤干净,在真空干燥箱中干燥得,故答案为:向冷却后的滤液中边搅拌边加入氢溴酸至溶液颜色不再变化,继续加入活性炭搅拌至溶液呈无色,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,继续用砂芯漏斗过滤,用乙醇洗涤2-3次,在真空干燥箱中干燥。
17. 资源利用具有重要意义。
(1)利用制。已知:和的标准燃烧热分别为、。则甲烷化反应:的___________。
(2)利用电解催化制HCOOH。其装置原理如图1所示。
①该装置的阴极电极反应式为___________。
②该装置电解前两极室溶液质量相等,电解后两极室溶液质量相差64g,则电解过程中通过质子交换膜的的数目为___________。
(3)利用双金属协同催化加氢制。在或表面反应前后的催化剂样品的XRD图如图2、图3所示。在表面催化加氢制的反应机理如图4所示。
①催化加氢制的效果优于的原因是___________。
②含量过高时产量增多的原因是___________。
③的产量与关系如图5所示,当时,的产量最高的原因是___________。
【答案】(1)-252.9
(2) ①. ②. 2mol或
(3) ①. 催化反应过程中会产生、、等更多的活性位点,有利于、CO的吸附与反应 ②. 在催化剂表面连续氢化(或过量容易形成键),键难以形成 ③. 过高时,不利于、生成,无法提供足够的活性位点;过低时,减少,活性位点上吸附的及生成的CO均减少
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热定义写出热化学方程式: ① ② 根据盖斯定律,目标反应可由得到: 。
【小问2详解】
①该装置为电解池,阴极还原反应,在阴极被还原为,C从+4价降为+2价,酸性条件下配平得电极反应:;
②设开始两极溶液质量都为m g,迁移的物质的量为(转移电子为): 阳极(Pt)反应:,生成逸出,溶液质量减少,同时迁移到阴极,阳极再减少,最终阳极溶液质量为()g; 阴极(石墨烯)通入参与反应,质量增加,加上迁移来的,最终阴极溶液质量为()g; 两极溶液质量差:,得,故通过质子交换膜的数目为2mol或。
【小问3详解】
① 由XRD图和机理可知,只有,而反应后额外生成、三种活性位点,三者协同催化,活性更高,因此制乙烯效果更好;
② 浓度过高时,会发生深度过度加氢,更倾向于生成含氢量更高的,因此产量升高;
③ 当过小时,Fe不足,铁基活性位点不足,产量低;当比例过大时,Co不足,钴基活性位点不足;当比例为6时,Fe3O4、Fe5C2、Co2C三种活性位点达到最佳配比,协同催化效果最好,使C2H4产量最高。
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高三年级化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Co-59
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 有机高分子材料在生产和生活的各个领域都有极为广泛的应用。下列物质不属于有机高分子材料的是
A. 羊毛 B. 橡胶 C. 酚醛树脂 D. 石墨烯
2. 可用于得到具有高反应活性的。下列说法正确的是
A. 基态的结构示意图为 B. 的电子式为:
C. 仅含极性共价键 D. 和互为同素异形体
3. 实验室利用、等物质制备晶体。下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A. 利用装置甲制备 B. 利用装置乙制备
C. 利用装置丙制备溶液 D. 利用装置丁分离出晶体
4. 溶有的吡啶()溶液与NaClO溶液发生反应可制备杀菌剂:。下列说法正确的是
A. 吡啶是非极性分子 B. 离子半径:
C. 电离能: D. 中Cl的化合价为-1价
阅读下列材料,完成下列4个小题:
含氮物质在自然界分布广泛且具有重要应用。常见的有、、、、铵盐、蛋白质、核酸、苯胺等。自然界中氮的固定是含氮物质的主要转化方式之一,一定条件下工业合成氨中,1 mol 与3 mol 充分反应生成放出27.67 kJ热量。是重要的化工原料,道过催化氧化可以将转变为氮氧化物。尿素溶液显碱性。柴油汽车中常需要补充来进行尾气处理。和NaClO可用于工业制。含尿素的废水在碱性条件下可用电解法进行处理。
5. 下列说法正确的是
A. 氮的固定能生成、、、等多种物质
B. 如上图所示DNA分子的两条多聚核苷酸链通过共价键结合在一起
C. 中键角大于中键角
D. 蛋白质是两性分子,既能与酸反应又能与碱反应
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 用尿素吸收汽车尾气中:
B. 催化氧化:
C. 工业合成氨:
D. 苯胺与盐酸反应:+HCl+H2
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 能与形成分子间氢键,易液化
B. 溶液显酸性,可用来除铁锈
C. 溶液显碱性,可制备
D. 是离子化合物,受热易分解
8. 用水介质电池电解含尿素的碱性废水,装置如图所示(电极c为Zn,a、b、d均为惰性电极,双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成)。下列说法正确的是
A. c为原电池的正极
B. 电极a的电极反应式:
C. 装置Ⅱ中d极室一侧的双极膜为阳离子交换膜
D. 相同条件下装置Ⅰ中生成和的体积比为3:1
9. 探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气泡。
②向溶液中加入少量NaOH固体,溶液颜色无明显变化,继续加入NaOH固体,溶液变为绿色,产生气泡。
已知:水溶液中含无色,含绿色。对比①②,下列有关说法正确的是
A. ①中溶液颜色变浅,说明部分转化为
B. ①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C. ②中溶液变为绿色,可能发生反应:
D. ②中溶液颜色变化能说明物质的还原性强弱受自身浓度影响
10. 化合物Z是合成受体拮抗剂的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX最多能和4mol发生加成反应
B. Y与足量加成后的分子中含有2个手性碳原子
C. 1molZ中含有键
D. X、Y、Z分子中所有碳原子都不可能共平面
11. 催化脱除废气中的NO和的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 上述历程的总反应:
B. 过程Ⅰ和Ⅳ均有极性键的断裂和形成
C. 过程Ⅱ是非氧化还原反应
D. 过程Ⅲ每消耗标准状况下11.2LNO,转移电子数为
12. 工业上常用足量、等碱性溶液吸收含的废气,过程如下所示。
已知:室温下,,,,。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. “吸收”反应的离子方程式:
C. “混合”后溶液中:
D. 溶液中:
13. 一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢的主要反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
在条件下,将和的混合气体投入反应器中。平衡时,各组分的物质的量分数随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A. ,
B. 曲线m表示的是
C. 600℃时,的平衡转化率为59.26%
D. 恒温恒压下向体系中通入Ar会降低的平衡产率
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 可用于制备新型电极材料和高效催化剂。
(1)制备。由含钴黄铁矿(主要成分为、)制备的流程如下。
①“焙烧”过程中发生如下转化。
写出步骤Ⅰ的化学方程式:___________;“焙烧”中加入的作用是___________。
②“酸浸”时钴浸出率与焙烧温度的关系如图1所示。焙烧温度在620℃~660℃时钴浸出率最高的原因是___________。
(2)制备新型电极材料。向和的混合溶液中加入NaOH,将生成的沉淀在空气中煅烧可制得新型电极材料,其晶胞结构如图2所示。该晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,写出由沉淀煅烧制得新型电极材料的化学方程式:___________。
(3)制备新型催化剂。步骤如下。
①向溶液中加入溶液,充分反应后过滤,得到。其他条件一定,钴浸出率与反应温度的关系如图3所示。温度高于50℃,钴沉淀率下降的原因是___________。
②将在空气中加热可制得(Co为+2、+3价)。通过下列方法测定的化学式:取一定质量的,加入过量盐酸,固体完全溶解后钴元素均转化为,加入指示剂,用EDTA(用表示)溶液滴定至终点,消耗24.00mLEDTA溶液。另取相同质量的钴氧化物,加入和混合溶液,中加入溶液,样品完全溶解后,用标准溶液滴定剩余的,达到滴定终点时消耗溶液20.00mL。计算的化学式___________(写出计算过程)。已知:。
15. H是一种高血压药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A、B分子中,与2号碳相比,1号碳的键极性相对___________(填“较大”或“较小”)。
(2)D→E会产生分子式为的副产物,其结构简式为___________。
(3)C分子中含氧官能团名称为酯基和___________;的名称为___________(用系统命名法命名)。
(4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:___________。
①核磁共振氢谱有3组峰;
②能使的溶液褪色;
③分子中和杂化的C原子数目之比为4:5。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
16. 常用作阻燃剂。从海水中提取溴可用于制备。
(1)制。海水提溴流程如下。
①“氧化”过程在酸性条件下进行的原因是___________。
②“吸收”过程中,溶液理论上能吸收___________。
③“酸化”过程中,不用盐酸酸化的原因是___________。
(2)制。65℃下,浓氨水、液溴和过量石灰乳反应生成和一种无色气体。已知:室温下饱和溶液浓度为。
①此反应的化学方程式为___________。
②加料时控制投料比的原因是___________。
③将反应后的混合液冷却至室温,过滤,取滤液。若滤液中,则滤液的pH为___________。
④滤液中含有少量、,请补充从滤液中提取的实验操作:取一定量滤液在通风橱中加热除去多余的氨,___________(实验中须使用的试剂有:氢溴酸、活性炭、乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗、真空干燥箱)。
17. 资源利用具有重要意义。
(1)利用制。已知:和的标准燃烧热分别为、。则甲烷化反应:的___________。
(2)利用电解催化制HCOOH。其装置原理如图1所示。
①该装置的阴极电极反应式为___________。
②该装置电解前两极室溶液质量相等,电解后两极室溶液质量相差64g,则电解过程中通过质子交换膜的的数目为___________。
(3)利用双金属协同催化加氢制。在或表面反应前后的催化剂样品的XRD图如图2、图3所示。在表面催化加氢制的反应机理如图4所示。
①催化加氢制的效果优于的原因是___________。
②含量过高时产量增多的原因是___________。
③的产量与关系如图5所示,当时,的产量最高的原因是___________。
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