内容正文:
辽西重点高中2025-2026学年度下学期高三开学联考
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共19题,满分100分。考试时间为90分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C-12 S-32 N-14
一、选择题(共45分,每题只有一个正确答案)
1. “新质生产力”的概念中“新 ”的核心在于科技创新,下列有关说法正确的是
A. 小型核反应堆“玲龙一号 ”以为核燃料,与互为同素异形体
B. 液氧甲烷火箭“朱雀二号 ”所用燃料 为非极性分子,燃烧时其非极性共价键被破坏
C. 北斗卫星导航系统中的星载铷钟所用元素位于元素周期表中的 s 区
D. 利用合成高级脂肪酸甘油酯,实现无机小分子向有机高分子的转化
2. 下列化学用语不正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 的VSEPR模型:
C. 的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
D. 用电子式表示CsCl的形成过程:
3. 下列各组物质分类正确的是
选项
混合物
酸
碱
酸性氧化物
碱性氧化物
A
氢氧化铁胶体
CO
B
“84”消毒液
纯碱
CaO
C
氯水
D
盐酸
A. A B. B C. C D. D
4. 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A. 固体中含有的个数为
B. 和的混合物含有氮原子数为
C. 与反应生成(标准状况),转移电子数为
D. 足量和含有的浓盐酸反应,生成分子数为
5. 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
6. 侯氏制碱法工艺流程的主反应为:。下列说法正确的是
A. 的离子结构示意图:
B. NaCl的形成过程:
C. 分子的空间结构为V形
D. 的电离方程式:
7. 下列方程式不正确的是
A. Cl2溶于水:
B. 溴乙烷与NaOH溶液共热:
C. 碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应:
D. Al粉加入NaOH溶液:
8. B和Al为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是
A. 还原性:,原因之一是中H的负电性更高
B. 水中溶解度:,是因CO的极性大于
C. 酸性:,是因B的电负性更强导致硼酸中O-H更易电离
D. 熔点:,是因是离子晶体而是分子晶体
9. 下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色透明溶液中:Cu2+、K+、、
B. 酸性溶液中:Na+、、Cl-、
C. 碱性溶液中:K+、Ba2+、Cl-、
D. “84”消毒液中:
10. 对多酚物质的研究如图所示,以下说法正确的是
已知:多酚类化合物能发生烯醇式和酮式的互变异构:
A. 乙与足量H2加成后的产物中含有5个手性碳原子
B. O-H的极性:甲<乙醇
C. 的互变异构体为
D. 可以发生加成、水解和消去反应
11. 催化剂(Ph表示苯基)可实现温和条件下的丙烯加氢:,反应机理如题图所示,图中Rh离子形成的化学键都是配位键。下列说法正确的是
A. 反应①中被氧化
B. 反应②中,丙烯中碳原子上的孤电子对与Rh离子形成配位键
C. 反应③中碳原子的轨道杂化类型由变为
D. 催化剂改变了丙烯加氢反应的历程和活化能
12. 某研究小组设计如下电解池,既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨,又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐,实现变废为宝。
电解时,下列说法错误的是
A. 阳极区下降
B. 从阴极区向阳极区迁移
C. 阴极发生反应
D. 阴极转化,阳极将生成
13. 卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.
C. 相同条件下,的比的大 D. 相同条件下,的比的大
14. X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q最外层电子数相同,均为最内层电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>W>Q
B. 最高价氧化物的水化物的碱性:Z>W
C. 简单氢化物的稳定性:Y<Q
D. X、Z与Y均能形成原子数为1:1或2:1的化合物
15. 某无色溶液中含有中的几种且物质的量浓度相同.为探究其组成进行以下实验:
(1)取样,滴加溶液,产生白色沉淀,过滤;
(2)向步骤(1)所得沉淀中滴加稀硝酸,沉淀不溶解;
(3)向步骤(1)所得滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀.下列推断不合理的是
A. 一定不存在 B. 一定存在
C. 若存在则一定存在 D. 可能存在
二、非选择题(共55)
16. 回答下列问题。
(1)发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼()作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:
①
②
写出气态肼的电子式:_______,并写出气态肼和反应的热化学反应方程式:_______。
(2)循环在捕获及转化等方面具有重要应用。高温下分解产生的MgO可催化与反应生成,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号),生成水的基元反应方程式为_______。
(3)可通过电解的方法制备金属钒,以熔融CaO为电解质的电解装置如图:阴极反应式为_______。
(4)恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。其中CD段正极反应式主要为_______。
(5)下列有机物除去杂质的方法正确的是_______。
①除去甲烷中混有的少量乙烯:通过酸性溶液后,干燥气体
②除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸:加入饱和NaOH溶液后,振荡静置后分液
③除去苯甲酸中的少量沙子:加水加热溶解,趁热过滤除去沙子,冷却结晶得苯甲酸
④除去溴苯中混有的少量溴:加入KI溶液,充分反应后,弃去水溶液
⑤除去乙醇中混有的少量水:加入足量生石灰,蒸馏
17. 非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。已知电负性:,B 2.0,N3.0。回答下列问题:
(1)红磷是巨型共价分子,无定型结构,下列方法能证明红磷是非晶体的是_______(填标号)。
A. 质谱法 B. 原子发射光谱法 C. 核磁共振谱法 D. X射线衍射法
(2)GaAs的晶胞结构如图1所示,每个As原子周围距离最近且相等的As原子数目为_______。
(3)的电子式为_______;液氨和氨硼烷均可与金属反应,写出氨硼烷和钠按物质的量1:1反应的化学方程式:_______。
(4)黑磷具有与石墨类似的层状结构,如图2所示。黑磷的晶体类型为_______,层与层之间的相互作用为_______。
(5)芯片的主要成分是硅,纯硅的导电性较差,当磷原子取代了纯硅中少量硅原子后,能形成导电性较好的n型半导体。请从结构的角度解释导电性增强的原因:_______。
(6)五氯化磷是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体,测得其中含有一种正四面体形正离子和一种正八面体形负离子(该晶体的晶胞如图3所示)。熔体中P-Cl的键长只有和两种,则这两种离子的化学式分别为_______和_______。其中正四面体形正离子中键角大于的键角,原因是_______。
18. 纳米ZnO是一种新型高功能精细无机粉料。以铅锌烟灰(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、FeO、MnO及不溶于酸的杂质)制备纳米ZnO的流程如下:
已知:
(1)检验酸浸液中是否含有的实验方法:______。
(2)“除杂1”是去除酸浸液中的铁、锰,所得滤渣2成分主要为和。
①写出除锰过程中发生反应的离子方程式:______。
②“除杂1”中高锰酸钾的实际消耗量稍大于理论消耗量,可能的原因是______。
(3)与“除杂1”所得滤液相比,“除杂2”所得滤液中浓度变小的离子有______(填化学式)。
(4)制备纳米ZnO时,先用溶液与溶液反应生成沉淀,然后加热分解制得纳米ZnO。溶液中含碳微粒和含氮微粒分布分数如题图-1所示;纳米ZnO平均粒径随沉淀反应温度、热分解温度及热分解时间的变化如题图-2所示;生成会影响纳米ZnO的纯度。
相对于采用溶液,本实验采用溶液可减少的生成。请结合平衡常数分析原因:______。
②补充完整制备平均粒径为60 nm的ZnO的实验方案:向反应容器中先加入溶液,______,冷却即得产品。[须使用的试剂:溶液、溶液、蒸馏水、气氛]
19. 药物Z的研发具有重要的意义,它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。
已知:①
②
③
(1)A的名称为___________。
(2)B中官能团的名称为___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F生成Z的过程中,第一步和第二步的总反应化学方程式为:___________,第三步的反应类型为___________。
(5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。
①红外光谱显示含
②可与发生显色反应,1mol该物质能与2mol反应
③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种
④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6
(6)根据上述合成路线,完成下列问题。
①M的结构简式___________。
②N的结构简式___________。
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辽西重点高中2025-2026学年度下学期高三开学联考
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共19题,满分100分。考试时间为90分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C-12 S-32 N-14
一、选择题(共45分,每题只有一个正确答案)
1. “新质生产力”的概念中“新 ”的核心在于科技创新,下列有关说法正确的是
A. 小型核反应堆“玲龙一号 ”以为核燃料,与互为同素异形体
B. 液氧甲烷火箭“朱雀二号 ”所用燃料 为非极性分子,燃烧时其非极性共价键被破坏
C. 北斗卫星导航系统中的星载铷钟所用元素位于元素周期表中的 s 区
D. 利用合成高级脂肪酸甘油酯,实现无机小分子向有机高分子的转化
【答案】C
【解析】
【详解】A.与互为同位素,同素异形体是同种元素形成的不同单质(如和),而同位素是同一元素的不同核素,A错误;
B.为非极性分子,但燃烧时破坏的是极性共价键,不是非极性键,B错误;
C.铷()位于第ⅠA族,属于元素周期表的s区,C正确;
D.高级脂肪酸甘油酯是相对分子质量较大的有机物,但未达到高分子化合物的范畴(通常需上万),D错误;
故答案选:C。
2. 下列化学用语不正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 的VSEPR模型:
C. 的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
D. 用电子式表示CsCl的形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据烯烃的分子式为CnH2n可得丙烯的分子式为C3H6,丙烯中只含有一个碳碳双键,则丙烯的结构简式为,A正确;
B.根据价层电子对互斥理论可推出,中心N原子的价层电子对数为4,因此NH3的VSEPR模型为四面体构型,表示为,B正确;
C.依据系统命名法可知,主链有6个C原子,2、4号C原子上各含有一个甲基,故该化合物的名称为2, 4-二甲基-己烷,C错误;
D.Cs最外层有一个电子,容易失去形成Cs+,Cl得到一个电子形成Cl-,则CsCl形成过程为,D正确;
故答案选C。
3. 下列各组物质分类正确的是
选项
混合物
酸
碱
酸性氧化物
碱性氧化物
A
氢氧化铁胶体
CO
B
“84”消毒液
纯碱
CaO
C
氯水
D
盐酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】酸是电离出的阳离子都是氢离子的化合物;碱是电离出的阴离子都是氢氧根离子的化合物;盐是由金属阳离子或铵根离子和酸根离子构成的化合物;氧化物是含有两种元素一种为氧元素的化合物;能与水反应只生成酸或与碱反应只生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物;能与水反应只生成碱或与酸反应只生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;
【详解】A.氢氧化铁胶体是混合物,H2SO4是酸,NaOH是碱,CO不是酸性氧化物,MgO是碱性氧化物;A错误;
B.“84”消毒液是混合物,HNO3是酸,纯碱Na2CO3是盐而非碱,SO3是酸性氧化物,CaO是碱性氧化物;B错误;
C.氯水是混合物,CH3COOH是酸,Ba(OH)2是碱,SO2是酸性氧化物,Na2O是碱性氧化物(与酸反应生成盐和水);C正确;
D.盐酸是混合物,HCl是酸,NH3·H2O是碱,CO2是酸性氧化物,Na2O2不是碱性氧化物属于过氧化物;D错误;
故选C。
4. 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A. 固体中含有的个数为
B. 和的混合物含有氮原子数为
C. 与反应生成(标准状况),转移电子数为
D. 足量和含有的浓盐酸反应,生成分子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.固体为离子晶体,由和构成,固态时不电离,1mol 固体含,个数为,A 正确;
B.和均由氮原子构成,混合物中氮原子总物质的量为,原子数为,B 正确;
C.标准状况下物质的量为,与水反应时氧元素从-1价歧化,每生成转移电子,故生成转移电子数为,C 正确;
D.只能与浓盐酸反应,方程式为,随着反应进行浓盐酸变稀后反应停止,溶液中共含有不能完全反应,因此生成的物质的量小于,分子数小于,D 错误;
故答案选D。
5. 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。
6. 侯氏制碱法工艺流程的主反应为:。下列说法正确的是
A. 的离子结构示意图:
B. NaCl的形成过程:
C. 分子的空间结构为V形
D. 的电离方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的结构示意图为,A错误;
B.NaCl的形成过程为:Na原子失去最外层1个电子形成,该电子被Cl原子接受形成,形成过程为,B正确;
C.CO2的空间结构是直线形,C错误;
D.在溶液中很难电离出,故的电离方程式为,D错误;
故答案选B。
7. 下列方程式不正确的是
A. Cl2溶于水:
B. 溴乙烷与NaOH溶液共热:
C. 碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应:
D. Al粉加入NaOH溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶于水是可逆反应,生成强酸(拆分为离子)和弱酸(保留化学式),方程式书写正确,A正确;
B.溴乙烷与水溶液共热发生取代反应(水解反应),产物是乙醇、溴化钠,正确方程式为:,只有溴乙烷与醇溶液共热才发生消去反应生成乙烯,B错误;
C.碱性条件下甲醇燃料电池,负极甲醇失电子,被氧化为,电荷、原子均配平正确,方程式书写正确,C正确;
D.与溶液反应生成四羟基合铝酸根和氢气,该配平符合反应事实,方程式书写正确,D 正确;
故选择B。
8. B和Al为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是
A. 还原性:,原因之一是中H的负电性更高
B. 水中溶解度:,是因CO的极性大于
C. 酸性:,是因B的电负性更强导致硼酸中O-H更易电离
D. 熔点:,是因是离子晶体而是分子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.中铝的电负性较低,氢原子带更多负电荷,还原性更强,解释合理,A正确;
B.CO为极性分子,N2为非极性分子,极性分子在水(极性溶剂)中溶解度更大,解释正确,B正确;
C.硼酸(H3BO3)酸性强于氢氧化铝(Al(OH)3),但原因并非O-H键更易电离;硼酸实际通过路易斯酸机制(B原子接受OH-)释放H+,而选项解释为O-H电离,与事实不符,C错误;
D.解释:AlF3为离子晶体(高熔点),BF3为分子晶体(低熔点),晶体类型差异导致熔点不同,解释正确,D正确;
故选C。
9. 下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色透明溶液中:Cu2+、K+、、
B. 酸性溶液中:Na+、、Cl-、
C. 碱性溶液中:K+、Ba2+、Cl-、
D. “84”消毒液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu2+在水溶液中呈蓝色,不符合无色透明条件,A错误;
B.酸性溶液中与H+反应生成CO2和H2O,不能大量共存,B错误;
C.碱性溶液中K+、Ba2+、Cl-、均不与OH-反应,能大量共存,C正确;
D.“84”消毒液呈碱性,H+会与OH-中和,且ClO-与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
故答案选C。
10. 对多酚物质的研究如图所示,以下说法正确的是
已知:多酚类化合物能发生烯醇式和酮式的互变异构:
A. 乙与足量H2加成后的产物中含有5个手性碳原子
B. O-H的极性:甲<乙醇
C. 的互变异构体为
D. 可以发生加成、水解和消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙与足量H2加成后的产物中含有3个手性碳原子,A不符合题意;
B.乙醇的烷基具有给电子效应,O-H极性较弱,甲物质中酚羟基受苯环吸电子共轭效应影响,O-H键极性比乙醇中的醇羟基更强,B不符合题意;
C.由题给信息可知,1,3,5-苯三酚发生酮式互变异构,变为,C符合题意;
D.含有的官能团是醚键和氰基,氰基可以发生加成、水解反应,无法发生消去反应,D不符合题意;
故选C。
11. 催化剂(Ph表示苯基)可实现温和条件下的丙烯加氢:,反应机理如题图所示,图中Rh离子形成的化学键都是配位键。下列说法正确的是
A. 反应①中被氧化
B. 反应②中,丙烯中碳原子上的孤电子对与Rh离子形成配位键
C. 反应③中碳原子的轨道杂化类型由变为
D. 催化剂改变了丙烯加氢反应的历程和活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①中的键断裂,形成两个键,元素从价变为价,化合价降低,被还原,A错误;
B.丙烯中双键碳原子没有孤电子对,是碳碳双键的键电子对提供给离子形成配位键,不是碳原子的孤电子对,B错误;
C.反应③中,丙烯双键的碳原子原本为杂化,加成后变成饱和单键碳原子,杂化类型由变为,C错误;
D.催化剂的作用是改变反应的历程,改变反应的活化能(一般为降低活化能加快反应),不改变反应的焓变,D正确;
故选D。
12. 某研究小组设计如下电解池,既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨,又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐,实现变废为宝。
电解时,下列说法错误的是
A. 阳极区下降
B. 从阴极区向阳极区迁移
C. 阴极发生反应
D. 阴极转化,阳极将生成
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示,电解时,左侧电极连接电源负极,为阴极区,发生还原反应,电极反应式为:;右侧电极连接电源正极,为阳极区,发生氧化反应,电极反应式为:。
【详解】A.根据分析,阳极区消耗了,下降,A正确;
B.阴极区生成了,阳极区消耗了,按照离子移动方向,从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移,B正确;
C.根据分析阴极发生还原反应,电极反应式为:,C正确;
D.阴极转化,转移,此时阳极将生成,D错误;
故选D。
13. 卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.
C. 相同条件下,的比的大 D. 相同条件下,的比的大
【答案】C
【解析】
【详解】A.卤化铵的分解为吸热反应,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,焓变也为正值,则ΔH1>0、ΔH2>0,A错误;
B.根据盖斯定律,总反应的焓变满足:,即,B错误;
C.为断裂键的焓变,断键吸热,。原子半径小于,键的键能大于键,断裂键吸收的能量更多,因此相同条件下,的比的大,C正确;
D.ΔH4为NH3(aq)与H+(aq)反应生成(aq)的焓变,与卤素原子种类无关,D错误;
故选C。
14. X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q最外层电子数相同,均为最内层电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是
A. 原子半径:Z>W>Q
B. 最高价氧化物的水化物的碱性:Z>W
C. 简单氢化物的稳定性:Y<Q
D. X、Z与Y均能形成原子数为1:1或2:1的化合物
【答案】C
【解析】
【分析】Y、Q最外层电子数相同,均为最内层电子数的3倍,即最外层电子数为6,又原子序数Y<Q,则Y为O,Q为S;X与Z同族,且原子序数依次增大,则X为H,Z为Na;W为金属元素,原子序数=1+11=12,则W为Mg;据此作答。
【详解】A.Z为钠(Na),W为镁(Mg),Q为硫(S),三者均位于第三周期;同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,故原子半径:Na>Mg>S,即Z>W>Q,A正确;
B.Z为钠,其最高价氧化物的水化物为NaOH,属于强碱;W为镁,其最高价氧化物的水化物为Mg(OH)2,碱性弱于氢氧化钠,即最高价氧化物的水化物的碱性:Z>W,B正确;
C.Y为氧(O),其氢化物为H2O,Q为硫(S),其氢化物为H2S;氧的非金属性强于硫,故H2O的稳定性大于H2S,即简单氢化物的稳定性:Y>Q,C错误;
D.X为氢(H),Z为钠(Na),Y为氧(O),H与O可形成H2O(原子数比H:O=2:1)和H2O2(原子数比H:O=1:1);Na与O可形成Na2O(原子数比Na:O=2:1)和Na2O2(原子数比Na:O=1:1);D正确;
故答案选C。
15. 某无色溶液中含有中的几种且物质的量浓度相同.为探究其组成进行以下实验:
(1)取样,滴加溶液,产生白色沉淀,过滤;
(2)向步骤(1)所得沉淀中滴加稀硝酸,沉淀不溶解;
(3)向步骤(1)所得滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀.下列推断不合理的是
A. 一定不存在 B. 一定存在
C. 若存在则一定存在 D. 可能存在
【答案】B
【解析】
【分析】溶液无色说明不存在(棕黄色),结合步骤(1)、(2)知,(1)中产生的钡盐沉淀为不溶于硝酸的,则原溶液中含而不含;步骤(3)中的白色沉淀为AgCl,但并不能由这一点确定原溶液中含(第一步加入的引入了);由于原溶液中所含离子的物质的量浓度相同,根据溶液呈电中性知,若存在,则阳离子中只有存在,若不存在,则阳离子中只有存在。
【详解】A.由分析知,一定不存在,A项不符合题意;
B.通过步骤(1)、(2)说明存在,但由步骤(3)无法确认是否存在,B项符合题意;
C.若存在,根据物质的量浓度相同可以确定应该同时存在且不存在,C项不符合题意;
D.若存在,则存在,D不符合题意;
故选B。
二、非选择题(共55)
16. 回答下列问题。
(1)发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼()作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:
①
②
写出气态肼的电子式:_______,并写出气态肼和反应的热化学反应方程式:_______。
(2)循环在捕获及转化等方面具有重要应用。高温下分解产生的MgO可催化与反应生成,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号),生成水的基元反应方程式为_______。
(3)可通过电解的方法制备金属钒,以熔融CaO为电解质的电解装置如图:阴极反应式为_______。
(4)恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。其中CD段正极反应式主要为_______。
(5)下列有机物除去杂质的方法正确的是_______。
①除去甲烷中混有的少量乙烯:通过酸性溶液后,干燥气体
②除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸:加入饱和NaOH溶液后,振荡静置后分液
③除去苯甲酸中的少量沙子:加水加热溶解,趁热过滤除去沙子,冷却结晶得苯甲酸
④除去溴苯中混有的少量溴:加入KI溶液,充分反应后,弃去水溶液
⑤除去乙醇中混有的少量水:加入足量生石灰,蒸馏
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ④ ②. 或或
(3)
(4)
(5)③⑤
【解析】
【小问1详解】
肼是共价化合物,气态肼的电子式为,根据盖斯定律,由②×2①得到目标反应,计算得,热化学反应方程式为;
【小问2详解】
反应活化能越大,反应速率越慢,由图可知步骤④活化能最大,反应最慢;步骤③中反应物含1个,生成物含2个,为生成水的基元反应,反应方程式为或或;
【小问3详解】
阴极发生得电子的还原反应,中+5价V得电子生成0价V,电解质为熔融,传导,配平得电极反应为;
【小问4详解】
初始酸性较强,发生析氢腐蚀,压强增大;CD段压强开始下降,酸性减弱,发生吸氧腐蚀,正极得电子结合生成,电极反应为;
【小问5详解】
①乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成,引入新杂质,错误;
②乙酸乙酯在溶液中发生水解,应用饱和碳酸钠溶液,错误;
③苯甲酸溶解度随温度升高显著增大,沙子不溶,重结晶法除杂操作正确;
④溴与反应生成,溶于溴苯,引入新杂质,错误;
⑤生石灰与水反应生成高沸点的,蒸馏分离得到乙醇,正确。
17. 非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。已知电负性:,B 2.0,N3.0。回答下列问题:
(1)红磷是巨型共价分子,无定型结构,下列方法能证明红磷是非晶体的是_______(填标号)。
A. 质谱法 B. 原子发射光谱法 C. 核磁共振谱法 D. X射线衍射法
(2)GaAs的晶胞结构如图1所示,每个As原子周围距离最近且相等的As原子数目为_______。
(3)的电子式为_______;液氨和氨硼烷均可与金属反应,写出氨硼烷和钠按物质的量1:1反应的化学方程式:_______。
(4)黑磷具有与石墨类似的层状结构,如图2所示。黑磷的晶体类型为_______,层与层之间的相互作用为_______。
(5)芯片的主要成分是硅,纯硅的导电性较差,当磷原子取代了纯硅中少量硅原子后,能形成导电性较好的n型半导体。请从结构的角度解释导电性增强的原因:_______。
(6)五氯化磷是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体,测得其中含有一种正四面体形正离子和一种正八面体形负离子(该晶体的晶胞如图3所示)。熔体中P-Cl的键长只有和两种,则这两种离子的化学式分别为_______和_______。其中正四面体形正离子中键角大于的键角,原因是_______。
【答案】(1)D (2)12
(3) ①. ②.
(4) ①. 混合型晶体 ②. 范德华力
(5)磷原子核外有5个价电子,其中4个与硅原子形成共价键,多余一个价电子成为自由电子,显著增加了导电性
(6) ①. ②. ③. 和都是杂化,中的原子有一个孤电子对,排斥力较大,导致键角变小
【解析】
【小问1详解】
要证明红磷是非晶体,关键在于区分晶体与非晶体的微观结构特征。晶体具有规则的、周期性排列的原子或分子结构,而非晶体则结构无序、无周期性。 在现代分析技术中,X射线衍射法是区分晶体与非晶体最直接、最可靠的方法。
【小问2详解】
该晶体中As原子位于晶胞的顶点和面心,构成面心立方堆积,每个顶点As原子周围距离最近且相等的As原子位于面心,共有12个。
【小问3详解】
是共价化合物,电子式为,液氨和氨硼烷均可与金属反应生成氢气,氨硼烷和钠按物质的量1:1反应生成和H2,化学方程式为:。
【小问4详解】
黑磷晶体结构与石墨类似,属于混合型晶体,层内原子间以共价键相连,层与层之间的相互作用为范德华力。
【小问5详解】
当磷原子取代了纯硅中少量硅原子后,能形成导电性较好的n型半导体,原因是:磷原子核外有5个价电子,其中4个与硅原子形成共价键,多余一个价电子成为自由电子,显著增加了导电性。
【小问6详解】
五氯化磷是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体,说明其能电离出离子。测得其中含有一种正四面体形正离子和一种正八面体形负离子,正四面体形离子有4个配位原子,故正离子为;正八面体形离子有6个配位原子,故负离子为。正四面体形的键角大于的键角,是因为中原子的价层电子对数为=4,无孤电子对,采用杂化,键角为;而中原子的价层电子对数为=4,有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致键角小于。
18. 纳米ZnO是一种新型高功能精细无机粉料。以铅锌烟灰(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、FeO、MnO及不溶于酸的杂质)制备纳米ZnO的流程如下:
已知:
(1)检验酸浸液中是否含有的实验方法:______。
(2)“除杂1”是去除酸浸液中的铁、锰,所得滤渣2成分主要为和。
①写出除锰过程中发生反应的离子方程式:______。
②“除杂1”中高锰酸钾的实际消耗量稍大于理论消耗量,可能的原因是______。
(3)与“除杂1”所得滤液相比,“除杂2”所得滤液中浓度变小的离子有______(填化学式)。
(4)制备纳米ZnO时,先用溶液与溶液反应生成沉淀,然后加热分解制得纳米ZnO。溶液中含碳微粒和含氮微粒分布分数如题图-1所示;纳米ZnO平均粒径随沉淀反应温度、热分解温度及热分解时间的变化如题图-2所示;生成会影响纳米ZnO的纯度。
相对于采用溶液,本实验采用溶液可减少的生成。请结合平衡常数分析原因:______。
②补充完整制备平均粒径为60 nm的ZnO的实验方案:向反应容器中先加入溶液,______,冷却即得产品。[须使用的试剂:溶液、溶液、蒸馏水、气氛]
【答案】(1)取少量酸浸液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,则含Fe2+
(2) ①. ②. 酸浸液中的Cl-可能消耗部分KMnO4,生成的沉淀包裹了部分KMnO4
(3)、H+
(4) ①. Kh ()=10-9.26,Kh(C2)=10-9.81,Kh ()> Kh(C2),且c()>c(C2),(NH4)2C2O4溶液显弱酸性 ②. 然后将反应器置于97.5℃的水浴中,边搅拌边加入0.3mol·L-1(NH4)2C2O4溶液至沉淀完全,却后过滤,用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤滤液滴加AgNO3溶液不变浑浊,将沉淀干燥后,在O2气氛中于750℃焙烧4.5h
【解析】
【分析】铅锌烟灰主要成分为ZnO,还含有少量PbO、FeO、MnO及不溶于酸的杂质,加入盐酸、NaCl将ZnO、PbO、FeO、MnO溶解后转化为、、、进入“除杂1”,“滤渣1”为不溶于酸的杂质;“除杂1”加入高锰酸钾去除酸浸液中的铁、锰,所得滤渣2成分主要为和,进入“除杂2”的是、,加入过量锌粉将Pb元素还原为Pb进入“滤渣3”同时得到溶液,经系列操作得到纳米ZnO。
【小问1详解】
检验酸浸液中是否含有的实验方法是:取少量酸浸液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,则溶液中含Fe2+。
【小问2详解】
①“除杂1”是去除酸浸液中的铁、锰,所得滤渣2成分主要为和。故除锰时与酸性高锰酸钾反应生成,离子方程式为。
②酸浸液中的Cl-与高锰酸钾发生氧化还原反应,可能消耗部分KMnO4,另外生成的沉淀包裹了部分KMnO4,造成高锰酸钾的消耗量增多。
【小问3详解】
进入“除杂2”的是、,加入过量锌粉将Pb元素还原为Pb单质,故溶液中浓度变小的离子有,同时锌与氢离子反应生成氢气,浓度变小的离子有H+和。
【小问4详解】
由图-1可知,铵根浓度与一水合氨浓度相等时,pH=9.26,氢离子浓度为10-9.26mol/L,可以计算出Kh ()=10-9.26,同样,当C2与HC2浓度相等时,对应的pH为4.19,氢氧根浓度为10-9.81mol/L,可以计算出Kh(C2)=10-9.81,Kh ()> Kh(C2)且c()>c(C2),(NH4)2C2O4溶液显弱酸性,可以减少Zn(OH)2的生成。
制备平均粒径为60 nm的ZnO沉淀时的反应温度为98℃,热分解的温度为750℃,热分解的时间选择4.5h。先加入溶液,然后将反应器置于97.5℃的水浴中,边搅拌边加入0.3mol·L-1(NH4)2C2O4溶液至沉淀完全,却后过滤,用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤滤液滴加AgNO3溶液不变浑浊,将沉淀干燥后,在O2气氛中于750℃焙烧4.5h可制得粒径为60 nm的纳米ZnO。
19. 药物Z的研发具有重要的意义,它的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件)。
已知:①
②
③
(1)A的名称为___________。
(2)B中官能团的名称为___________。
(3)E的结构简式为___________。
(4)F生成Z的过程中,第一步和第二步的总反应化学方程式为:___________,第三步的反应类型为___________。
(5)同时满足下列条件C的同分异构体有___________种。
①红外光谱显示含
②可与发生显色反应,1mol该物质能与2mol反应
③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种
④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6
(6)根据上述合成路线,完成下列问题。
①M的结构简式___________。
②N的结构简式___________。
【答案】(1)间硝基苯酚或3-硝基苯酚
(2)硝基、醚键 (3)
(4) ①. +CH3NH2+H2O ②. 还原或加成
(5)4种 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】A的不饱和度为5,除了苯环外还有1个不饱和度,根据D的苯环取代基处于间位,则A的结构简式为,A中酚羟基和的溴原子发生取代反应生成B,则B的结构简式为,B中硝基被还原为氨基,则C的结构简式为,C发生已知信息①的反应生成D,D和E发生取代反应生成F,则E的结构简式为,F发生已知信息②的反应生成Z,据此解答。
【小问1详解】
根据分析可知,A的结构简式为,名称为间硝基苯酚或3-硝基苯酚;
【小问2详解】
根据分析可知,B的结构简式为,官能团的名称为醚键、硝基;
【小问3详解】
根据分析可知,E的结构简式为;
【小问4详解】
F生成Z的过程中,第一步是氨基和醛基的加成反应得到羟基,第二步是羟基的消去反应得到碳氮双键,总反应化学方程式为:+CH3NH2+H2O;
【小问5详解】
C的分子式为,不饱和度为4,满足①红外光谱显示含,②可与发生显色反应,说明含有酚羟基,则其余结构均为饱和结构,1 mol该物质能与2 mol反应,说明含有2个酚羟基,③苯环上有3个取代基且苯环上的一氯代物有两种,说明取代基的结构对称(如两个对称的酚羟基),④核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:2:2:2:2:6,说明有2个结构对称的甲基,满足条件的结构简式为、、、,共4种。
【小问6详解】
①根据已知信息②M中含有醛基,发生类似F→Z的反应,则M的结构简式为;
②根据已知信息③,氨基的氢原子可以和卤代烃发生取代反应,则N的结构简式为。
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