内容正文:
德阳市高中2023级第二次诊断考试
化学试卷
说明:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。考生作答时,须将答案答在答题卡上,在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后,将答题卡交回。
2.本试卷满分100分,75分钟完卷。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 O 16 Fe 56 Zn 65 Bi 209
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项最符合题意。)
1. 化学材料在生产、生活、科技中发挥重要作用。下列说法正确的是
A. 灯光秀中部分LED灯使用氮化镓(GaN)材料,镓属于主族元素
B. 可作红色外墙涂料,俗称磁性氧化铁
C. 储氢材料镧镍合金属于离子晶体,可实现氢气的可逆吸附
D. 压电陶瓷钛酸钡在压力下会产生电信号,该陶瓷属于金属材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.镓位于元素周期表第ⅢA族,属于主族元素,氮化镓是常见的LED半导体材料,A正确;
B.俗称铁红,可作红色外墙涂料,磁性氧化铁是而非,B错误;
C.镧镍合金属于金属晶体,不属于离子晶体,可实现氢气的可逆吸附,C错误;
D.钛酸钡陶瓷属于无机非金属材料,不属于金属材料,D错误;
故选A。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的VSEPR模型: B. HCl中键的电子云轮廓图:
C. 的结构示意图: D. NaCl的晶胞:
【答案】A
【解析】
【详解】A.的价层电子数为,含有1对孤电子对,其VSEPR模型为,A正确;
B.H的价电子排布式,Cl的价电子排布式为:,其键电子云轮廓图:,B错误;
C.铁为26号元素,基态铁原子失去最外层的2个电子形成,的结构示意图应为;C错误;
D.NaCl的晶胞表示应为:,D错误;
故答案选A。
3. 物质性质决定用途,用途体现性质。下列两者对应关系错误的是
A. 实验室用浓盐酸制氯气,体现了浓盐酸的酸性和还原性
B. 氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了氯化铁溶液的氧化性
C. 维生素C用作食品抗氧化剂,体现了维生素C的还原性
D. 二氧化硫用于漂白纸张,体现了二氧化硫的氧化性
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室用浓盐酸和二氧化锰共热制氯气时,部分HCl中Cl元素化合价升高生成Cl2,体现还原性,部分Cl化合价不变生成盐MnCl2,体现酸性,A正确;
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板时发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,Fe元素化合价降低,氯化铁作氧化剂,体现氧化性,B正确;
C.维生素C用作食品抗氧化剂,是因为维生素C易被氧化,可优先与氧化剂反应,避免食品被氧化,体现了维生素C的还原性,C正确;
D.二氧化硫用于漂白纸张,是因为SO2能与有色物质结合生成不稳定的无色物质,该过程不属于氧化还原反应,没有体现SO2的氧化性,D错误;
故选D。
4. 二芳基醚化合物广泛存在于众多天然产物、药物、材料及配体中。某二芳基醚化合物的结构简式如下:
下列有关该化合物的说法错误的是
A. 难溶于水 B. 共有4种官能团
C. 每个分子中有6个甲基 D. 1 mol该化合物最多能与9 mol 加成
【答案】C
【解析】
【详解】A.该化合物烃基较大,所以难溶于水,故A正确;
B.该化合物含有酯基、醚键、醛基、碳碳双键4种官能团,故B正确;
C.每个分子中有7个甲基,故C错误;
D.该化合物中2个苯环、2个碳碳双键、1个醛基能与氢气发生加成反应,所以1 mol该化合物最多能与9 mol 发生加成反应,故D正确;
选C。
5. 利用强碱溶液吸收氮氧化物的反应之一为:。已知:NO、的沸点分别为-151.7℃和21.1℃。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 20℃,11.2 L 含有的分子数目为0.5
B. 9 g 中含中子数目为4
C. pH=11的溶液中的数目为0.001
D. 上述反应中每消耗1 mol NaOH时,转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.20℃低于的沸点21.1℃,此时为液态,且不是标准状况,不能用22.4 L/mol计算其物质的量,分子数不为0.5,A错误;
B.9 g 的物质的量为,1个分子中含8个中子,故中子数目为,B正确;
C.选项仅给出溶液pH,未给出溶液体积,无法计算的物质的量和数目,C错误;
D.反应中NO中N从+2价升为+3价,中N从+4价降为+3价,因此每消耗2 mol NaOH转移1mol电子,故消耗1 mol NaOH时转移电子数为,D错误;
故选B。
6. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前两周期主族元素,其形成的化合物的结构如图所示:
下列说法错误的是
A. 与的空间结构相同 B. 以上阴阳离子的中心原子杂化方式相同
C. 原子半径:Y>Z>W D. 简单氢化物沸点:W>Z
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前两周期主族元素,结合成键特点和电荷:阳离子:中心Z连4个单键X,带1个正电荷,为,因此X为(1号,只成1个单键),Z为(符合结构);阴离子:中心Y连4个单键W,带1个负电荷,为,Y为B;W仅形成1个共价键且原子序数最大,为F,最终元素:,据此作答。
【详解】A.为,中心B价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面三角形; 为,中心N价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,二者空间结构不同,A错误;
B.阳离子中心N()价层电子对数为4,杂化方式为;阴离子中心B()价层电子对数为4,杂化方式也为,杂化方式相同,B正确;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径,即,C正确;
D.W的简单氢化物为,Z的简单氢化物为,F电负性强于N,中氢键更强,沸点:,即,D正确;
故选A。
7. 下列方程式能正确解释相应事实的是
A. 溶于HI溶液:
B. 硫化钠溶液与过量的反应:
C. 漂白粉在空气中久置失效:
D. 乙醛与HCN发生加成反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.具有氧化性,具有还原性,二者会发生氧化还原反应生成和,正确反应为,故A错误;
B.过量时,生成的会继续与、反应生成,正确反应为,故B错误;
C.漂白粉失效第一步为次氯酸钙与二氧化碳及水的反应,而漂白粉为固体,在写离子方程式时应写成化学式形式,所以方程式应为,漂白粉失效的第二步为见光分解为和的反应,,故C错误;
D.乙醛的醛基发生亲核加成反应,的加到醛基碳上,加到醛基氧上,生成,反应方程式正确,故D正确;
故答案选D。
8. 下图所示的实验装置或者操作不能达到相应目的的是
A.证明苯和溴发生了取代反应
B.检验1-溴丙烷消去反应的产物
C.验证氨水有挥发性
D.制备并能较长时间不变色
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯和溴在适当的催化剂如催化下,若发生取代反应会生成,挥发出来的溴单质可被吸收,进入溶液生成淡黄色沉淀,可证明发生取代反应,能达到实验目的,故A正确;
B.1-溴丙烷消去反应过程中,乙醇受热会挥发出来,乙醇也可以还原酸性使溶液变色,会对消去产物丙烯的检验造成干扰,不能达到实验目的,故B错误;
C.若氨水具有挥发性,氨气会扩散到硫酸铝溶液中,与反应生成氢氧化铝白色沉淀,可验证氨水的挥发性,能达到实验目的,故C正确;
D.电解法制备时,作阳极生成,煤油隔绝空气,可防止被氧气氧化,能较长时间不变色,能达到实验目的,故D正确;
故答案选B。
9. 结构决定性质,性质反映结构。下列对物质性质的解释正确的是
选项
物质性质
对物质性质的解释
A
石墨能导电
p轨道中电子可向相邻碳原子平面中运动
B
的沸点高于HF
O-H…O的键能大于F-H…F的键能
C
刚玉()的摩氏硬度接近金刚石
中离子键成分的百分数大于50%
D
分子的键角大于分子
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨能导电是因为碳原子sp²杂化,未参与杂化的p轨道形成离域大π键,电子可在层内离域运动,并非向相邻碳原子平面中运动,A错误;
B.F的电负性大于O,F-H…F的氢键强度大于O-H…O,沸点更高是因为平均每个分子能形成的氢键数目更多,B错误;
C.金刚石是共价晶体,硬度大是因为三维网状共价键作用强,硬度高是因为其化学键共价性较强、晶体为紧密堆积结构,和离子键成分大于50%无直接关联,C错误;
D.中心C原子无孤电子对,中心N原子有1对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致键角被压缩小于,D正确;
故答案选D。
10. 氟他胺是一种抗肿瘤药,由X制备氟他胺的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. Z分子中所有碳原子共平面
B. 反应①②③均为取代反应
C. 吡啶的作用是吸收反应产生的HCl,提高转化率
D. 只有在碱存在并加热条件下,氟他胺才能发生水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.Z分子中与两个甲基连接的碳原子为饱和碳原子,为四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,A错误;
B.反应①是被/盐酸还原为,属于还原反应,不是取代反应;反应②是物质的与反应生成Z和,发生取代反应;反应③是Z物质苯环上发生硝化反应,生成氟他胺和,发生取代反应,B错误;
C.反应②是氨基与酰氯发生取代生成酰胺,反应会生成;吡啶是有机碱,可吸收,降低生成物浓度,促进平衡正向移动,提高反应物转化率,C正确;
D.氟他胺中的酰胺键,在酸性加热条件下也可以发生水解,并非只能在碱存在下水解,D错误;
故选C。
11. 依据下列实验操作及现象(或产物),不能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象(或产物)
结论
A
相同温度下,分别向同浓度三氯乙酸和三氟乙酸溶液中加入相同的镁条,三氟乙酸溶液中产生气泡的速率更快
酸性:三氯乙酸<三氟乙酸
B
向盛有和的试管中分别滴加浓盐酸,只有盛的试管中产生黄绿色气体
氧化性:>
C
取晶体加水充分溶解,滴加溶液,立即产生白色沉淀
晶体中含有
D
将与混合加热,得到、、HCl
比更易水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同浓度下,酸与镁反应速率越快,说明溶液中H+浓度越大、酸性越强,三氟乙酸反应速率更快(氟原子的电负性比氯原子的大,C-F键的极性更强,导致羧基的酸性更强),故酸性三氯乙酸<三氟乙酸,A正确;
B.NiO(OH)可将浓盐酸中的Cl-氧化为Cl2,而Fe(OH)3不能,故氧化性NiO(OH)>Fe(OH)3,B正确;
C.NaHSO4晶体中存在的离子是Na+和,溶于水后才电离产生,因此产生白色沉淀不能证明NaHSO4晶体中原本就含有,C错误;
D.SOCl2与氯化铝晶体分解出的结晶水反应生成SO2和HCl,生成的HCl抑制AlCl3水解从而得到无水AlCl3,说明SOCl2比AlCl3更易水解,D正确;
故选C。
12. 铍是重要的航空材料。一种从铝硅酸盐[]中提取铍的流程如图所示:
已知:;水相2主要溶质是。
下列说法错误的是
A. “冷却”过程应快速降温
B. “萃取分液”的目的是分离Be与Si
C. “滤液2”可以循环使用
D. “反萃取”时参与反应的
【答案】B
【解析】
【分析】将铝硅酸盐矿物进行热焙烧,用稀硫酸对焙烧后的物料进行酸浸, 会转化为可溶性的硫酸盐,Si会转化为不溶性的硅酸,形成滤渣被过滤除去;向酸浸液中加入含HA(萃取剂)的煤油,与HA发生反应:,进入有机相,向有机相中加入过量NaOH溶液进行反萃取, 与NaOH反应,生成进入水相,同时被释放到煤油中,加热过滤得到,最后经过一系列操作获得单质。
【详解】A.热焙烧后需要得到玻璃态(非晶态),快速降温可以使粒子来不及规则排列形成晶体,从而得到玻璃态,A正确;
B.酸浸过滤时,与稀硫酸反应生成沉淀,Si已经在滤渣中被除去,滤液1中只含、,因此萃取分液的目的是分离与,不是与,B错误;
C.水相2为,加热过滤后沉淀,滤液2的溶质主要是,可回到反萃取步骤循环使用,C正确;
D. 反萃取发生的反应为:,故,D正确;
故选B。
13. 乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如下图所示。
下列说法正确的是
A. 通电后,右室生成的向左室移动
B. 标况下,若消耗44.8 L ,理论上生成2 mol羧基
C. a极反应式为:
D. 若将溶液换成氢溴酸,则OHC-CHO不可能参与反应
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,电极a上乙二醛()被氧化生成乙醛酸(),则电极a为阳极,发生电极反应:;电极b为阴极,被还原生成,发生电极反应:,则总反应为:,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电极a为阳极,电极b为阴极,通电后,左室生成的向右室移动,A错误;
B.总反应为:,总反应中参与反应生成和,即理论上生成羧基,则标况下,若消耗44.8 L (即),理论上生成4 mol羧基,B错误;
C.a极为阳极,被氧化为,电极反应式为:,C正确;
D.若将溶液换成氢溴酸,具有还原性,可能在阳极放电,但仍可能参与反应,D错误;
故选C。
14. 溴单质与苯在一定条件下能发生如下反应,其中部分转化历程与能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同反应类型
B. 从产物稳定性或反应速率角度,溴单质与苯均有利于生成产物Ⅱ
C. 反应Ⅲ在任意温度下均能自发进行
D. 上图所示的转化历程中大键没有变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅱ:苯和Br2生成溴苯和HBr为取代反应,反应Ⅰ:反应Ⅰ:苯和Br2生成产物Ⅰ(加成中间体),反应Ⅲ:1,2-二溴苯生成溴苯和HBr是消除反应,所以三者确实是不同类型:加成、取代、消除。A正确;
B.从能量图看:产物Ⅱ溴苯)能量更低,更稳定;生成产物Ⅱ的决速步能垒(过渡态4)低于生成产物Ⅰ的决速步能垒(过渡态2),反应速率更快。因此无论从产物稳定性还是反应速率,都有利于生成产物Ⅱ,B正确;
C.反应Ⅲ从能量图看,这个反应是放热反应(产物能量更低),ΔH < 0。但自发与否要看 ΔG = ΔH – TΔS,该反应是分解反应:一个分子变成两个分子(溴苯 + HBr),所以熵增,ΔS > 0。因此ΔG = ΔH – TΔS,由于 ΔH < 0,ΔS > 0,则 在任何温度下 ΔG < 0,反应都能自发进行。C正确;
D.苯分子中有离域的大π键(6中心6电子)。在反应过程中:当苯与Br⁺进攻形成σ络合物时(图中“过渡态1”后的中间体),苯环的大π键被破坏,变成了局部双键的环己二烯基阳离子,此时大π键消失。然后在失去H⁺恢复芳香性时,大π键重新形成。所以在整个历程中,大π键经历了“破坏→重建”的过程,并不是“没有变化”。即使在反应Ⅰ中,如果发生加成,也会破坏大π键。D错误;
故答案选D。
15. 若起始 mol/L,25℃时,在不同pH的体系中的可能产物如图所示。已知:25℃,,。下列说法正确的是
A. pH=7,
B. 初始状态pH=8,,溶液满足
C. 初始状态pH=9,,发生反应:
D. 初始状态pH=11,,无沉淀生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知,即,可得: ,故; 再由,得,故; ,故, 正确顺序为,A错误;
B.初始浓度为,物料守恒为,即。 ,时,由图可知,此时,会析出沉淀,部分含碳粒子进入沉淀,因此溶液中,B正确;
C.初始、时,由图可知,此时主要生成沉淀,不是,反应不符合事实,C错误;
D.pH=11,,由图可知,此时浓度大于和碳酸镁饱和溶液中的平衡浓度,,也大于碳酸镁的溶度积常数,会生成和碳酸镁沉淀,D错误;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题共4小题,共55分。)
16. 广泛应用于电子医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下图:
已知:
①易水解;难溶于冷水。
②CuS和的分别为和。
③该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
沉淀完全的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)“溶浸”步骤控制温度不能过高的原因可能是___________。
(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分为S和___________(填化学式),参与反应的离子方程式是___________。
(3)“调pH”时,调节溶液pH的范围是___________。
(4)若滤液Ⅰ中最小为 mol/L,则滤液Ⅰ中最大为___________。
(5)已知“铋的氧化”时,反应物全部参与反应且无气体产物,“滤液Ⅱ”的主要溶质是___________(填化学式)。
(6)铋化锂()晶胞结构如图所示。该晶胞可以看作是由Bi原子构成的面心立方,已知Li填充在其中的正四面体空隙和正八面体空隙,那么前者填充率___________后者填充率(填“>”“<”或“=”),若晶胞参数为a pm,则该晶体密度为___________(表示阿伏加德罗常数的值,写出计算式即可)。
【答案】(1)防止H2O2分解和盐酸挥发
(2)SiO2;Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O
(3)3.7pH<4.5
(4)0.5 mol/L
(5)NaCl (6)=;
【解析】
【分析】由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备,向辉铋矿中加入H2O2和盐酸进行氧化浸取,发生的反应有:Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O,2FeS+3H2O2+6H+=2Fe3++2S↓+6H2O,CuO+2H+=Cu2++H2O,得到含S和SiO2的滤渣Ⅰ,滤液中含有Bi3+、Fe3+和Cu2+,再调节pH除去Fe3+,得到滤渣Ⅱ为Fe(OH)3,过滤后向滤液中加入氨水,发生反应Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+,过滤后加入硫化铵除铜,滤液中再加入NaOH、NaClO,发生反应Na++ClO-+Bi3++4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O,从而得到产品NaBiO3。
【小问1详解】
溶浸”步骤使用了H2O2和盐酸,H2O2在高温下会发生分解,降低其氧化能力,同时盐酸也会因温度过高而挥发,所以需要控制温度不能过高;
【小问2详解】
辉铋矿中的SiO2不与H2O2、盐酸反应,因此滤渣Ⅰ的主要成分为 S和SiO2;在H2O2和盐酸的作用下,发生氧化还原反应,转化为S单质和Bi3+,离子方程式为Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O;
【小问3详解】
结合已知信息③,当pH≥3.7时,Fe3+完全沉淀,为防止Bi3+沉淀,pH不能超过4.5,因此调节溶液的pH值的范围为3.7≤pH<4.5;
【小问4详解】
已知CuS和的分别为和,溶液中S2-浓度相同, mol/L,再计算最大:Ksp(Bi2S3)=c2(Bi3+)c3(S2-),c(Bi3+)=mol/L;
【小问5详解】
铋的氧化反应中,反应物为Bi3+、NaClO、NaOH,产物为NaBiO3,无气体生成, ClO-被还原为Cl-,结合Na+生成NaCl,因此“滤液Ⅱ”的主要溶质是氯化钠;
【小问6详解】
面心立方晶胞中:Bi原子个数,四面体空隙数:8个,八面体空隙数:4个,根据化学式Li3Bi,晶胞中Li原子个数为,设四面体空隙填充n1个,八面体空隙填充n2个,则n1+n2= 12;由于四面体空隙最多填8个,故n1=8,n2=4;四面体空隙填充率:,八面体空隙填充率:,所以填充率相等;晶胞参数为a pm=cm,晶胞体积:cm3,一个晶胞中含有4个Li3Bi,晶胞总质量:g,密度g/cm3。
17. “从废液到磁性材料的绿色转化”实验的项目背景:某金属加工厂产生的盐酸酸浸废液(含、和少量)直接排放会造成污染。化学项目式学习小组以此废液为原料,通过以下任务研究制备磁性材料铁酸锌()方案,探索将废液资源化。
回答下列问题:
任务一:资料查阅-明确物质性质
呈两性,在125℃以上分解,可溶于pH>11的强碱中;铁酸锌能溶于浓度较大的硫酸中,不溶于碱。
(1)中铁元素的化合价是___________。
任务二:步骤设计-实现废液转化
①取150 mL盐酸酸浸废液,加入适量铁粉,充分反应至pH≈1,过滤;
②向步骤①中的滤液加入一定量双氧水,加热搅拌充分反应;
③将稍过量的固体加入步骤②所得溶液,充分溶解后,保持温度在75℃左右,再加入NaOH溶液至pH=11,静置、冷却、过滤;
④将步骤③中的滤渣洗涤、干燥、煅烧,得到铁酸锌产品。
(2)仪器选择:该制备实验涉及多种基本实验操作,下列仪器在本实验中必需用到的有___________(写出2种名称即可)。
(3)原料预处理:步骤①中向废液加入适量铁粉的主要目的是___________。
(4)条件控制:结合已知信息分析,步骤③中需调节至pH=11的原因是___________。
(5)产品制备:步骤④中煅烧得到产品的化学方程式为___________。
任务三:方案优化-异常现象溯源
项目式学习小组尝试对制备方案进行优化,将步骤③中稍过量的固体换成过量Zn粉,充分反应后,测得溶液pH为3~4,生成红褐色沉淀,但未检测到Fe单质。
(6)分析生成红褐色沉淀的原因是___________;未检测到Fe单质的原因,有同学猜想“在pH为3~4的溶液中,即便生成Fe也会被消耗”,请设计简单实验:___________(写出实验操作和现象),证实此条件下可忽略对Fe的消耗。
任务四:成果检验-计算产品纯度
(7)称取2.0 g样品,用溶液充分溶解后配成1 L溶液,取100.00 mL该溶液滴加过量的溶液(),充分反应后除去过量的,用0.02 mol/L 溶液滴定(转化为,未参加反应),达到滴定终点时消耗溶液10.00 mL。产品中的质量分数为___________(结果保留1位小数)。
【答案】(1)
(2)量筒、漏斗 (3)将还原为,并调节溶液
(4)使和完全转化为氢氧化物沉淀,且不溶解
(5)
(6) ①. 粉与H+反应生成H2,促进水解生成红褐色沉淀 ②. 取少量铁粉加入的盐酸中,铁粉几乎不溶解,无明显气泡产生
(7)
【解析】
【小问1详解】
为价,为价,设的化合价为,根据化合物中正负化合价代数和为:,解得;
【小问2详解】
实验涉及量取溶液,需用到量筒;过滤需用到漏斗、烧杯、玻璃棒;加热需用到酒精灯、烧杯;必需仪器为量筒、漏斗;
【小问3详解】
废液中含、,铁粉可将还原为,同时消耗调节;
【小问4详解】
已知呈两性,可溶于的强碱;时,与可完全转化为和沉淀,且不会溶解,保证沉淀完全;
【小问5详解】
与在高温下煅烧,脱水生成:;
【小问6详解】
①生成红褐色沉淀的原因为:粉与H+反应生成H2,促进水解生成红褐色沉淀;
②验证实验:取少量铁粉于试管中,加入的盐酸溶液,振荡,观察到铁粉表面几乎无气泡产生,溶液颜色无明显变化,证明此条件下对的消耗可忽略;
【小问7详解】
滴定反应:,,则;溶液中,溶液中,有关系式,,,质量分数:。
18. 乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高,并且乙醇来源广泛,具有较理想的应用前景。相关反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)上述“相关反应”中,属于非极性分子的是___________(填化学式)。
(2)___________kJ/mol。
(3)有利于提高平衡时转化率的条件是___________(填标号)。
A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压
(4)若在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。
A.反应体系的压强保持不变 B. C.混合气体密度保持不变
(5)一定压强下,时,发生上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性]。
图中表示平衡时的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号),分析曲线②在300℃前后变化趋势相反的原因___________。
(6)在T℃,,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时,转化率为80%,和CO的选择性相等,设平衡时总压强为p,用各物质的平衡分压代替平衡浓度,则该温度下反应Ⅱ的___________。(用计算式表示)
【答案】(1)、
(2) (3)B
(4)A (5) ①. ① ②. 在之前,以反应Ⅰ和Ⅱ为主,温度升高,氢气的产率增大,在之后,以反应Ⅲ为主,温度升高,氢气的产率减小
(6)
【解析】
【小问1详解】
非极性分子是指分子中正负电荷中心重合的分子。为直线形结构,结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子;为双原子分子,结构对称,属于非极性分子;、、均为极性分子;
【小问2详解】
根据盖斯定律,反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ×2,因此:
【小问3详解】
反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,升高温度平衡正向移动,转化率提高;反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增大的反应,降低压强平衡正向移动,转化率提高。因此有利于提高平衡转化率的条件是高温低压,B符合题意;
【小问4详解】
A.反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数变化的反应,恒容条件下,反应体系的压强保持不变,说明各物质的物质的量不再变化,反应达到平衡,符合题意;
B.,未体现正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
C.恒容密闭容器中,混合气体的质量和体积均不变,密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,不符合题意;
故选A;
【小问5详解】
反应Ⅲ为放热反应,温度升高,反应Ⅲ平衡逆向移动,反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,反应Ⅱ平衡正向移动,选择性升高,对应曲线③,选择性降低,对应曲线①,曲线②为产率;在之前,以反应Ⅰ和Ⅱ为主,温度升高,氢气的产率增大,在之后,以反应Ⅲ为主,温度升高,氢气的产率减小;
【小问6详解】
设初始,,转化率为,则转化的为。和选择性相等,设反应Ⅰ、Ⅱ转化分别为x mol,y mol,有三段式:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
有,,解得,平衡时各物质的物质的量:,,,,总物质的量,平衡时总压强为,则各物质分压:,,,反应Ⅱ的:。
19. 化合物G是合成抗病毒药物的重要中间体,其合成路线如下。
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。
(2)B中含有的官能团名称是___________。
(3)E→F的化学方程式为___________。
(4)C→D的反应类型为___________。
(5)已知C分子中含有一个甲基,G的结构简式为___________。
(6)同时满足下列特征的D的同分异构体共有___________种。
①能发生银镜反应;②含有苯环;③含有。
(7)某药物M的合成路线如下:
按照上述合成路线,H的结构简式为___________,I→J的化学方程式为___________。
【答案】(1)苯甲醛 (2)羰基、羟基
(3) (4)加成反应
(5) (6)17
(7) ①. ②. 2+O22+2H2O
【解析】
【分析】苯甲醛与发生反应,醛基中碳氧键断开,中末端甲基中一个碳氢键断开,碳原子互相连接,氢原子与氧原子连接,生成具有羟基与羰基的中间体B,键线式为;后续羟基消去,生成C,最后C中双键与氢气加成,生成物质D;根据E至F的反应条件,可知物质E先与乙醇发生酯化反应,生成的F为,则E为;后F与D发生已知反应,得到物质G为;
【小问1详解】
A的化学名称为苯甲醛;
【小问2详解】
醛基中碳氧键断开,中末端甲基中一个碳氢键断开,碳原子互相连接,氢原子与氧原子连接,生成具有羟基与羰基的中间体B;故B的官能团为羟基、羰基;
【小问3详解】
由分析,E与乙醇发生酯化反应,生成图示有机物F,反应条件为浓硫酸、加热,反应为;
【小问4详解】
C到D的反应为氢气与C中的碳碳双键加成,反应类型为加成反应;
【小问5详解】
C的键线式为,双键与氢气加成后生成D,与F发生已知反应,碳卤键断开,碳氧双键断裂,氧原子连接氢原子变为羟基,生成有机物G,结构简式为;
【小问6详解】
D的键线式为,除苯环外具有6个碳原子,其同分异构体要发生银镜反应,必须具有醛基,且结构中具有苯环和,可以分为苯环上有1、2、3个取代基三类判断;当苯环上具有3个取代基时,即甲基、醛基和,有10种;当苯环上有2个取代基时,即醛基和或和,各有3种;当苯环上仅有1个取代基时,即;故共有10+3+3+1=17种;
【小问7详解】
由已知反应特点,最后生成的I具有羟基,要得到J中的羰基,发生了醇的催化氧化,可将羟基还原回去,得到I为,H应具有溴原子,H发生已知信息的反应,可知H的结构为;;
由已知反应可推得I具有一个羟基,经过一步反应得到羰基,可知反应类型为醇的催化氧化反应,可写为2+O22+2H2O。
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德阳市高中2023级第二次诊断考试
化学试卷
说明:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。考生作答时,须将答案答在答题卡上,在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后,将答题卡交回。
2.本试卷满分100分,75分钟完卷。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 O 16 Fe 56 Zn 65 Bi 209
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项最符合题意。)
1. 化学材料在生产、生活、科技中发挥重要作用。下列说法正确的是
A. 灯光秀中部分LED灯使用氮化镓(GaN)材料,镓属于主族元素
B. 可作红色外墙涂料,俗称磁性氧化铁
C. 储氢材料镧镍合金属于离子晶体,可实现氢气的可逆吸附
D. 压电陶瓷钛酸钡在压力下会产生电信号,该陶瓷属于金属材料
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的VSEPR模型: B. HCl中键的电子云轮廓图:
C. 的结构示意图: D. NaCl的晶胞:
3. 物质性质决定用途,用途体现性质。下列两者对应关系错误的是
A. 实验室用浓盐酸制氯气,体现了浓盐酸的酸性和还原性
B. 氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了氯化铁溶液的氧化性
C. 维生素C用作食品抗氧化剂,体现了维生素C的还原性
D. 二氧化硫用于漂白纸张,体现了二氧化硫的氧化性
4. 二芳基醚化合物广泛存在于众多天然产物、药物、材料及配体中。某二芳基醚化合物的结构简式如下:
下列有关该化合物的说法错误的是
A. 难溶于水 B. 共有4种官能团
C. 每个分子中有6个甲基 D. 1 mol该化合物最多能与9 mol 加成
5. 利用强碱溶液吸收氮氧化物的反应之一为:。已知:NO、的沸点分别为-151.7℃和21.1℃。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 20℃,11.2 L 含有的分子数目为0.5
B. 9 g 中含中子数目为4
C. pH=11的溶液中的数目为0.001
D. 上述反应中每消耗1 mol NaOH时,转移电子的数目为
6. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前两周期主族元素,其形成的化合物的结构如图所示:
下列说法错误的是
A. 与的空间结构相同 B. 以上阴阳离子的中心原子杂化方式相同
C. 原子半径:Y>Z>W D. 简单氢化物沸点:W>Z
7. 下列方程式能正确解释相应事实的是
A. 溶于HI溶液:
B. 硫化钠溶液与过量的反应:
C. 漂白粉在空气中久置失效:
D. 乙醛与HCN发生加成反应:
8. 下图所示的实验装置或者操作不能达到相应目的的是
A.证明苯和溴发生了取代反应
B.检验1-溴丙烷消去反应的产物
C.验证氨水有挥发性
D.制备并能较长时间不变色
A. A B. B C. C D. D
9. 结构决定性质,性质反映结构。下列对物质性质的解释正确的是
选项
物质性质
对物质性质的解释
A
石墨能导电
p轨道中电子可向相邻碳原子平面中运动
B
的沸点高于HF
O-H…O的键能大于F-H…F的键能
C
刚玉()的摩氏硬度接近金刚石
中离子键成分的百分数大于50%
D
分子的键角大于分子
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
10. 氟他胺是一种抗肿瘤药,由X制备氟他胺的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. Z分子中所有碳原子共平面
B. 反应①②③均为取代反应
C. 吡啶的作用是吸收反应产生的HCl,提高转化率
D. 只有在碱存在并加热条件下,氟他胺才能发生水解
11. 依据下列实验操作及现象(或产物),不能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象(或产物)
结论
A
相同温度下,分别向同浓度三氯乙酸和三氟乙酸溶液中加入相同的镁条,三氟乙酸溶液中产生气泡的速率更快
酸性:三氯乙酸<三氟乙酸
B
向盛有和的试管中分别滴加浓盐酸,只有盛的试管中产生黄绿色气体
氧化性:>
C
取晶体加水充分溶解,滴加溶液,立即产生白色沉淀
晶体中含有
D
将与混合加热,得到、、HCl
比更易水解
A. A B. B C. C D. D
12. 铍是重要的航空材料。一种从铝硅酸盐[]中提取铍的流程如图所示:
已知:;水相2主要溶质是。
下列说法错误的是
A. “冷却”过程应快速降温
B. “萃取分液”的目的是分离Be与Si
C. “滤液2”可以循环使用
D. “反萃取”时参与反应的
13. 乙醛酸(OHC-COOH)是一种重要的化工中间体。以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如下图所示。
下列说法正确的是
A. 通电后,右室生成的向左室移动
B. 标况下,若消耗44.8 L ,理论上生成2 mol羧基
C. a极反应式为:
D. 若将溶液换成氢溴酸,则OHC-CHO不可能参与反应
14. 溴单质与苯在一定条件下能发生如下反应,其中部分转化历程与能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同反应类型
B. 从产物稳定性或反应速率角度,溴单质与苯均有利于生成产物Ⅱ
C. 反应Ⅲ在任意温度下均能自发进行
D. 上图所示的转化历程中大键没有变化
15. 若起始 mol/L,25℃时,在不同pH的体系中的可能产物如图所示。已知:25℃,,。下列说法正确的是
A. pH=7,
B. 初始状态pH=8,,溶液满足
C. 初始状态pH=9,,发生反应:
D. 初始状态pH=11,,无沉淀生成
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题共4小题,共55分。)
16. 广泛应用于电子医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下图:
已知:
①易水解;难溶于冷水。
②CuS和的分别为和。
③该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
沉淀完全的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)“溶浸”步骤控制温度不能过高的原因可能是___________。
(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分为S和___________(填化学式),参与反应的离子方程式是___________。
(3)“调pH”时,调节溶液pH的范围是___________。
(4)若滤液Ⅰ中最小为 mol/L,则滤液Ⅰ中最大为___________。
(5)已知“铋的氧化”时,反应物全部参与反应且无气体产物,“滤液Ⅱ”的主要溶质是___________(填化学式)。
(6)铋化锂()晶胞结构如图所示。该晶胞可以看作是由Bi原子构成的面心立方,已知Li填充在其中的正四面体空隙和正八面体空隙,那么前者填充率___________后者填充率(填“>”“<”或“=”),若晶胞参数为a pm,则该晶体密度为___________(表示阿伏加德罗常数的值,写出计算式即可)。
17. “从废液到磁性材料的绿色转化”实验的项目背景:某金属加工厂产生的盐酸酸浸废液(含、和少量)直接排放会造成污染。化学项目式学习小组以此废液为原料,通过以下任务研究制备磁性材料铁酸锌()方案,探索将废液资源化。
回答下列问题:
任务一:资料查阅-明确物质性质
呈两性,在125℃以上分解,可溶于pH>11的强碱中;铁酸锌能溶于浓度较大的硫酸中,不溶于碱。
(1)中铁元素的化合价是___________。
任务二:步骤设计-实现废液转化
①取150 mL盐酸酸浸废液,加入适量铁粉,充分反应至pH≈1,过滤;
②向步骤①中的滤液加入一定量双氧水,加热搅拌充分反应;
③将稍过量的固体加入步骤②所得溶液,充分溶解后,保持温度在75℃左右,再加入NaOH溶液至pH=11,静置、冷却、过滤;
④将步骤③中的滤渣洗涤、干燥、煅烧,得到铁酸锌产品。
(2)仪器选择:该制备实验涉及多种基本实验操作,下列仪器在本实验中必需用到的有___________(写出2种名称即可)。
(3)原料预处理:步骤①中向废液加入适量铁粉的主要目的是___________。
(4)条件控制:结合已知信息分析,步骤③中需调节至pH=11的原因是___________。
(5)产品制备:步骤④中煅烧得到产品的化学方程式为___________。
任务三:方案优化-异常现象溯源
项目式学习小组尝试对制备方案进行优化,将步骤③中稍过量的固体换成过量Zn粉,充分反应后,测得溶液pH为3~4,生成红褐色沉淀,但未检测到Fe单质。
(6)分析生成红褐色沉淀的原因是___________;未检测到Fe单质的原因,有同学猜想“在pH为3~4的溶液中,即便生成Fe也会被消耗”,请设计简单实验:___________(写出实验操作和现象),证实此条件下可忽略对Fe的消耗。
任务四:成果检验-计算产品纯度
(7)称取2.0 g样品,用溶液充分溶解后配成1 L溶液,取100.00 mL该溶液滴加过量的溶液(),充分反应后除去过量的,用0.02 mol/L 溶液滴定(转化为,未参加反应),达到滴定终点时消耗溶液10.00 mL。产品中的质量分数为___________(结果保留1位小数)。
18. 乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高,并且乙醇来源广泛,具有较理想的应用前景。相关反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)上述“相关反应”中,属于非极性分子的是___________(填化学式)。
(2)___________kJ/mol。
(3)有利于提高平衡时转化率的条件是___________(填标号)。
A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压
(4)若在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。
A.反应体系的压强保持不变 B. C.混合气体密度保持不变
(5)一定压强下,时,发生上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性]。
图中表示平衡时的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号),分析曲线②在300℃前后变化趋势相反的原因___________。
(6)在T℃,,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时,转化率为80%,和CO的选择性相等,设平衡时总压强为p,用各物质的平衡分压代替平衡浓度,则该温度下反应Ⅱ的___________。(用计算式表示)
19. 化合物G是合成抗病毒药物的重要中间体,其合成路线如下。
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。
(2)B中含有的官能团名称是___________。
(3)E→F的化学方程式为___________。
(4)C→D的反应类型为___________。
(5)已知C分子中含有一个甲基,G的结构简式为___________。
(6)同时满足下列特征的D的同分异构体共有___________种。
①能发生银镜反应;②含有苯环;③含有。
(7)某药物M的合成路线如下:
按照上述合成路线,H的结构简式为___________,I→J的化学方程式为___________。
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