内容正文:
吉化一中2025届高三年级校模测试化学试题
一、选择题
1. 由H、B、F、P四种元素组成的化学式为的化合物结构如图(图中未区分原子半径大小)。下列说法正确的是
A. 图中白球代表H原子 B. 该分子中各原子均不存在孤对电子
C. 该分子中的键角大于中的键角 D. 中B原子为杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢、氟能形成1个共价键,P中孤电子对能与B形成配位键,由分子结构中的箭头结合化学式可知,该物质为,白球代表F原子,A错误;
B.分子中F原子存在孤对电子,B错误;
C.孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力,该分子中P中孤电子对与B形成了配位键,故中F—P—F的键角较小,C正确;
D.中B原子形成4个键,为杂化,D错误;
故选C。
2. 元素周期表是学习化学的重要工具。A~G元素在周期表中的位置如图所示。
下列说法错误的是
A. 第一电离能介于、之间的第二周期元素有3种
B. 电负性:
C. 中存在离子键、键、键、氢键
D. 的空间结构为形
【答案】C
【解析】
【分析】根据元素在周期表中位置可知,分别为、、。
【详解】A.同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但因存在全满、半满稳定结构,导致ⅡA族、VA大于同周期相邻的两种元素,则第一电离能介于和之间的元素有、 3种,A正确;
B.同周期主族元素从左到右电负性增强,同主族从上到下电负性减弱,则电负性:,B正确;
C.中存在离子键、键,但不存在键、氢键,C错误;
D.中的价层电子对数为,孤电子对数为2,空间结构为形,D正确;
故选:C
3. 在化学实验时要有安全意识。下列说法正确的是
A. 滴瓶中的滴管用后需要清洗,再放到滴瓶中
B. 钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火
C. 温度计破损导致水银散落到地面,应立即用水冲洗水银
D. 稀释浓硫酸时,先在烧杯中加入浓硫酸,后注入蒸馏水
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴瓶中的滴管专瓶专用,用后无需清洗,直接放回原瓶即可,避免污染试剂,A错误;
B.钾、钠、镁等活泼金属着火时,若用泡沫灭火器(含水和CO2),会加剧反应,应使用沙土覆盖灭火,B正确;
C.水银(汞)有毒,不可用水冲洗,应撒硫粉使其生成稳定的硫化汞,防止挥发和扩散,C错误;
D.稀释浓硫酸时,应“酸入水”,即将浓硫酸缓慢加入水中并搅拌,以防液体飞溅,D错误;
故选B。
4. 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
材料
组成和结构变化
性能变化
A
橡胶
硫化使其结构由线型转变为网状
强度、韧性提高
B
NH4NO3
引入有机基团转化为
熔点升高
C
12-冠-4
增加单元数量
识别半径更大的碱金属离子
D
铝合金
增加表面氧化膜的厚度
增强抗腐蚀性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.橡胶硫化后其结构由线型转变为网状,其强度、韧性、弹性和化学稳定性提高,A项合理;
B.NH4NO3引入有机基团转化为CH3CH2NH3NO3,形成了离子液体,熔点降低,B项不合理;
C.12-冠-4增加—OCH2CH2O—单元数量,增大了空腔半径,可识别半径更大的碱金属离子,C项合理;
D.增加铝合金表面氧化膜的厚度,能更好地保护内部金属,增强其抗腐蚀性和耐磨性,D项合理;
故答案选B。
5. 关于物质的分离和提纯,下列说法错误的是
A. 重油经过减压蒸馏可以得到液化石油气和润滑油
B. 提纯苯甲酸的步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
C. 使用酸性KMnO4溶液检验2-溴丙烷消去产物要先用水洗气
D. 从青蒿中分离出青蒿素的方法是萃取和柱色谱法
【答案】A
【解析】
【详解】A.液化石油气主要是通过分馏得到,减压蒸馏主要得到润滑油等,故A错误;
B.苯甲酸在水中的溶解度不大,则提纯苯甲酸可采用重结晶的方法,主要步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,趁热过滤可减少溶解损失,故B正确;
C.先用水洗气除去挥发的醇,生成的丙烯可被酸性高锰酸钾溶液氧化,紫色褪去,可检验2-溴丙烷的消去产物,故C正确;
D.青蒿素易溶于有机溶剂,且可利用扩散速率不同分离混合物,则用萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素,故D正确;
答案选A。
6. 常温下,下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. K+、、、H+ B. 、CH3COO-、、Mg2+
C. H+、[Ag(NH3)2]+、Cl-、K+ D. Na+、Fe2+、ClO-、Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A.在酸性条件下会转化为(重铬酸根),因此与不能大量共存,A错误;
B.、会双水解,但没有达到剧烈双水解程度,可以大量共存,B正确;
C.含和;会与结合生成,破坏配离子,释放,与生成AgCl沉淀,C错误;
D.含和ClO⁻。ClO⁻具有强氧化性,在溶液中会将氧化为,D错误;
故选B
7. 含硫燃料燃烧时,产生大量,可用石灰石浆液法进行吸收,流程如图1所示;研究发现,石灰石浆液pH变化会影响的吸收效果,结果如图2所示。
下列说法错误的是
A. 在设备1中使用逆流喷淋吸收法提高吸收率
B. 设备2中发生的反应为:
C. 一定范围内若pH过高,溶解度过小,不利于的吸收
D. 为了提高吸收速率需要尽可能提高设备1、2的反应温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.逆流喷淋废弃和石灰石浆接触面积大,提高吸收率,故A正确;
B.SO2转化为CaSO4过程中S的化合价升高,则O化合价降低,反应方程式为2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4⋅2H2O,故B正确;
C.碳酸钙难溶于水,减小pH,碳酸钙溶于酸增加溶解度,因此pH过高碳酸钙过小,不利于二氧化硫吸收,故C正确;
D.温度过高会损害设备,不能无限提高设备,故D错误;
故答案为D。
8. 实验是探究化学的重要途径。下列事实或现象和相应结论均正确的是
事实或现象
结论
A
在碘水中加入,振荡,溶液分层,下层呈紫红色,再加入水溶液,振荡,紫红色变浅
在下列物质中的溶解度:溶液
B
将菠菜榨汁后过滤,煮沸滤液,自然冷却后滴加溶液,无蓝色沉淀
菠菜中不含有铁元素
C
灼烧铜丝使其表面变黑,伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复红色
该有机物中有醇羟基
D
常温下,用计分别测定等体积溶液和溶液的都等于7
同温下,不同浓度的溶液中水的电离程度相同
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在碘水中加入,发生萃取,从水中转移到中,溶液分层,下层呈紫红色,说明在中溶解度大于在水中溶解度;再加入水溶液,与反应:,浓度降低,紫红色变浅,说明在溶液中溶解度大于在中,即在下列物质中的溶解度:溶液>>,A选项正确;
B.滴加溶液,无蓝色沉淀,只能说明滤液中无,不能说明菠菜中不含有铁元素,因为铁元素可能以其他价态存在,B选项错误;
C.能使灼烧后变黑的铜丝恢复红色的有机物,可能含醇羟基,也可能是含其他能还原氧化铜的官能团,C选项错误;
D.溶液中和都水解,水解促进水的电离,不同浓度的溶液中离子水解程度不同,水的电离程度不同,只是常温下两种溶液pH=7,D选项错误;
故答案为:A。
9. 近日,中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂,进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸,原理如图所示(OA为HOOC-COOH,GX为HOOC-CHO,GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是
A. 活化能:反应ⅱ>反应ⅲ
B. GX→GC反应式为:
C. 反应ⅳ的原子利用率为100%
D. 反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.活化能越小,反应越快,反应ⅱ为快反应,反应ⅲ为慢反应,故活化能:反应ⅱ<反应ⅲ,A项错误;
B.GX→GC为HOOC-CHO被还原为HOOC-CH2OH的过程,GX得电子,发生还原反应,反应式为:,B项正确;
C.反应ⅳ中GX和NH2OH反应,生成HOOCCHNOH和H2O,原子利用率不是100%,C项错误;
D.分析HOOCCHNOH和HOOCCH2NH2的分子结构,可知反应ⅴ中HOOCCHNOH脱氧加氢生成HOOCCH2NH2,该反应为还原反应,故反应ⅴ在阴极区生成甘氨酸,D项错误;
答案选B。
10. 向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 气体的总物质的量:
C. 反应速率:
D. b点平衡常数:K<12
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图象可知,反应时间相同,绝热下压强大于恒温,说明反应温度升高,故反应为放热反应,所以ΔH<0,故A正确;
B.根据pV=nRT,其他条件相同时,温度越高则n越小,甲为绝热过程,乙为恒温过程,a点温度大于c点温度,故气体的总物质的量:na<nc,故B正确;
C.温度越高,反应速率越大,因为甲是在绝热条件下,故a的温度大于b的温度,故反应速率:va正>vb正,故C正确;
D.设c点时Z的物质的量为n,根据三段式可知:
因为c点的压强是初始一半,故×(2mol+1mol)=3-2n,解得n=0.75mol,X、Y、Z的浓度分别是0.5mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L,根据Q===12,由于c点反应仍然正向进行,故b点平衡常数:K>12,故D错误;
答案选D。
11. 电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 该离子中W原子采取sp杂化
C. 第一电离能:
D. 简单氢化物沸点:Y>W>M
【答案】B
【解析】
【分析】M原子序数最小,且形成4键,则M为C;X形成2键,Z形成6键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为:C、N、O、F、S,据此分析回答问题;
【详解】A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:,A正确;
B.W为N,N原子形成2个键,有一对孤电子对,所以N原子采取杂化,B错误;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:,C正确;
D.由于和分子中存在氢键,且F的电负性大于N,故简单氢化物沸点:,D正确;
故答案选B。
12. 我科学家设计了一种电化学装置,能同时实现苯酚的无害化处理和电催化合成,其工作原理如图。下列说法错误的是
A. 膜Ⅰ为阳离子交换膜
B. 电子由d经外电路移动到a
C. c极的电极反应为
D. b极区每消耗苯酚,可合成
【答案】C
【解析】
【分析】左侧装置是原电池,a极上被还原为 ,发生还原反应,因此a极为正极;b极上苯酚()被氧化为,发生氧化反应,因此b极为负极。右侧装置是电解池,c极连接原电池的正极(a极),为阴极;d极连接原电池的负极(b极),为阳极。
【详解】A.由分析可知,在左侧原电池中,a极为正极,被还原为 ,电极反应为:,正极区生成,导致负电荷增多。为了维持电中性,需要从中间室(KOH溶液)通过膜Ⅰ迁移到正极区,因此膜Ⅰ应为阳离子交换膜,允许 通过,A正确;
B.由分析可知,a是正极,b是负极;d是阳极,c是阴极;电子在外电路中从阳极流向正极,即由阳极d经外电路移动到正极a,B正确;
C.根据图示,c极上硝基苯()被还原为苯胺(),N元素从+3价降为-3价,每个N原子需要6个电子,正确的电极反应应为:,C错误;
D.b极的电极反应为:,每消耗1 mol苯酚,转移28 mol电子,d极(阳极)上苯胺氧化为偶氮苯,反应为:,转移28mol电子时,可合成7mol ,D正确;
故选C。
13. 合金晶体有(甲)、(乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值,已知:M的坐标为,下列说法错误的是
A. 与晶体的密度之比为
B. 中,Au周围最近且等距的Ti的个数为12
C. 图乙中,N的坐标为
D. 图乙中,Ti-Au间最近距离为
【答案】A
【解析】
【分析】图甲中,由均摊法,Au原子个数为,Ti原子个数为,晶胞边长为anm,根据晶体密度的计算公式;图乙中,由均摊法,Au原子个数为,Ti原子个数为,晶胞边长为bnm,根据晶体密度的计算公式,据此分析;
【详解】A.与晶体的密度之比为,A错误;
B.中,以顶点的Au为例,周围最近且等距的Ti的个数为,B正确;
C.图乙中,若M的坐标为,N位于右侧面上,则N的坐标为,C正确;
D.图乙中,,由M坐标可计算,Ti-Au间最近距离为,D正确;
故选A。
14. 催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ(副反应):
其他条件相同时,反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法正确的是
A. 280℃后,平衡总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快
B. 240℃-300℃,实际总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快,且温度对主反应的影响大于副反应
C. 240℃-300℃,二甲醚实际选择性降低的原因是:副反应速率>主反应速率
D. 由图可知:该条件下投入等物质的量时,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃
【答案】D
【解析】
【详解】A.为吸热反应,升高温度平衡正向移动,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,当温度高于280℃时,随着温度升高,平衡向右移动的程度大于平衡向左移动的程度,导致CO2的平衡总转化率上升,A错误;
B.240℃-300℃,实际总转化率小于平衡总转化率,说明反应未达到平衡,实际总转化率升高的原因是:温度升高,主反应和副反应反应速率均加快,不能说明温度对主反应的影响大于副反应,B错误;
C.240℃-300℃范围内,二甲醚实际选择性降低的原因是:升高温度,主反应和副反应速率均增大,但是副反应的增大程度大于主反应,不能说明副反应速率>主反应速率,C错误;
D.由图可知,260℃时实际总转化率大于220℃,260℃时实际选择性小于220℃,但260℃时实际总转化率与实际选择性的乘积大于220℃,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃,D正确;
故选D。
15. 向2L的密闭容器中加入1mol和1mol,发生如下两个反应:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
不同温度下的平衡转化率、CO的选择性和的选择性如图所示(选择性指生成CO或占消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是
A. 曲线a表示的平衡转化率
B. 选择适宜的催化剂可以提高平衡时体系中的选择性
C. 300℃时,反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173
D. 随着温度的升高,容器内逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应I为放热反应,升温平衡逆向移动,反应II为吸热反应,升温平衡正向移动,则题图中曲线a表示CO的选择性,c表示的选择性,则曲线b表示的转化率,A项错误;
B.催化剂只能影响反应速率,不能影响平衡,即催化剂不能影响平衡时体系中的选择性,B项错误;
C.300℃时,的转化率为30%,CO的选择性为70%,的选择性为30%,结合化学计量数可知,此时,,,, ,反应Ⅱ反应前后气体的化学计量数之和不变,故可以用物质的量代替浓度计算化学平衡常数,则反应Ⅱ的平衡常数,C项正确;
D.随着温度的升高,以反应Ⅱ为主,容器内逐渐增大,D项错误;
故选C。
二、非选择题
16. 山梨酸酯具有解毒作用,可以减轻肝脏负担,促进肝细胞修复,保护肝脏健康。实验室用如图1所示装置(夹持、加热装置省略),依据下面的原理制备山梨酸正丁酯。
图1
反应方程式如下:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
正丁醇
74
0.8089
117
溶
山梨酸正丁酯
168
0.926
195
难溶
乙醚
74
0.714
34.6
难溶
环己烷
84
0.779
80.7
难溶
实验步骤:
①在三颈烧瓶中加入16.8g山梨酸、7.4g正丁醇、少量催化剂和几粒沸石,水浴加热三颈烧瓶,使反应体系保持微沸。
②回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温
③滤去催化剂和沸石,将滤液倒入200mL水中,加入50mL乙醚,倒入分液漏斗中,分液。
④分离出的有机层先用ρ=10mg/L的NaHCO3溶液洗涤至中性,再用水洗涤分液,收集有机层。
⑤在有机层中加入少量无水MgSO4,静置片刻,过滤。
⑥将滤液进行蒸馏,除去杂质得到纯净的山梨酸正丁酯6.0g。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______;仪器B的作用是_______,冷却水由_______(填“m”或“n”)口通入。
(2)洗涤、分液过程中,加入ρ=10mg/L的NaHCO3溶液的目的是_______,若改为加入NaOH的浓溶液,是否可行_______(填“是”或“否”),原因是:_______。
(3)在实验步骤⑤中加入少量无水MgSO4的目的是_______
(4)在实验步骤⑥中进行蒸馏,蒸馏至120℃除去的杂质是_______。
(5)本实验中,山梨酸正丁酯的产率是_______(精确至0.1%)。
(6)为了提高反应正向进行的程度,实验室常使用如图2所示装置(夹持、加热装置已略去)代替图1装置制备山梨酸正丁酯以提高产物的产率,请结合环己烷的物理性质,解释在该装置中环己烷的主要作用_______。
图2
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 冷凝回流 ③. n
(2) ①. 除去剩余的山梨酸 ②. 否 ③. 因为在浓氢氧化钠溶液中山梨酸正丁酯水解生成山梨酸钠和正丁醇,会导致山梨酸正丁酯的产率降低
(3)吸水,干燥有机物
(4)乙醚和正丁醇 (5)35.7%
(6)根据环己烷的沸点为 80.7℃,可将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,提高产率。
【解析】
【小问1详解】
仪器a的名称是恒压滴液漏斗;仪器b为球形冷凝管,它的作用是冷凝回流末反应乙醇和带水剂环己烷,水的进出方向为下进上出;故答案为:恒压滴液漏斗;冷凝回流;n;
【小问2详解】
山梨酸中含有羧基,能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水,洗涤、分液过程中,加入5%NaHCO3溶液的目的是除去剩余的山梨酸;若改为浓的氢氧化钠溶液不可行,因为在浓的氢氧化钠溶液中山梨酸正丁酯水解生成山梨酸钠和正丁醇,会导致山梨酸正丁酯的产率降低;故答案为:除去剩余的山梨酸;否;因为在浓氢氧化钠溶液中山梨酸正丁酯水解生成山梨酸钠和正丁醇,会导致山梨酸正丁酯的产率降低;
【小问3详解】
无水MgSO4能吸水生成硫酸镁晶体,在有机层中加入少量无水MgSO4的目的是干燥有机物,故答案为:干燥有机物;
【小问4详解】
在有机层中加入少量无水MgSO4除水后,山梨酸正丁酯中含有的主要杂质为乙醚和正丁醇,所以蒸馏的主要目的是除去这两种杂质,故答案为:乙醚和正丁醇;
【小问5详解】
11.2g山梨酸的物质的量为,14.8g正丁醇的物质的量为,由反应方程式:可知两者是按1:1反应,则山梨酸完全反应生成0.1mol山梨酸正丁酯,理论上质量为m=n×M=0.1mol×168g/mol=16.8g,实验得到纯净的山梨酸正丁酯6.0g,则产率为;故答案为;
【小问6详解】
根据环己烷的沸点为 80.7℃,可知其作用是能将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,从而提高产率。故答案为:根据环己烷的沸点为 80.7℃,可将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,提高产率。
17. (NH4)2SO4是一种优良的氮肥,适用于一般土壤和作物,能使枝叶生长旺盛,提高果实品质和产量,也能与铝灰(主要成分Al2O3)等作用生产铵明矾晶体NH4Al(SO4)2·12H2O,铵明矾可用作泡沫灭火器的内留剂、石油脱色剂。请回答下列问题:
Ⅰ.科学家研发一种“氨气/石膏联合法”用于吸收工厂中排放的CO2,同时获得产品(NH4)2SO4。
某兴趣小组应用下图装置模拟生产硫酸铵。
(1)生成(NH4)2SO4的化学方程式为 ___________。
(2)在上图实验装置中,先从___________(填“a”或“b”)通入NH3,先通氨气的原因是___________;再通入CO2,当液体由红色变为浅红色时,立即停止通入,CO2不通入过量,原因可能是___________。
(3)为测定某硫酸铵样品(杂质为碳酸铵)纯度。先准确称取5.000g样品溶于水,加入足量的___________,再加入足量BaCl2溶液充分反应后过滤、洗涤沉淀并烘干至恒重,最终所得固体为8.155g。则硫酸铵样品的纯度为___________。[已知BaSO4、(NH4)2SO4摩尔质量分别为 233g/mol和132g/mol]
Ⅱ.该兴趣小组还在实验室模拟硫酸铵及铝灰等为原料制备铵明矾的生产过程。
(4)经过如下步骤:
a.加硫酸溶解铝灰
b.将溶解液转移至蒸发皿
c.配制饱和硫酸铵溶液
d.加入蒸发皿中
e.蒸发至 ___________
f.降温结晶
g.抽滤
h.洗涤、干燥后得到铵明矾
(5)生产过程中常使用过量的工业硫酸铵,一个作用是促使硫酸铝充分转化为铵明矾,提高硫酸铝的利用率,另外的一个重要作用是 ___________ 。
【答案】(1)CaSO4 + 2NH3 + CO2 + H2O = CaCO3↓ +(NH4)2SO4
(2) ①. a ②. 先通入NH3可增大CaSO4悬浊液吸收CO2的量 ③. 防止碳酸钙生成碳酸氢钙,使硫酸铵难以分离
(3) ①. 稀盐酸(稀硝酸) ②. 92.4%
(4)溶液表面出现晶膜 或 溶液中有少量晶体出现
(5)可利用硫酸铵溶液水解显酸性抑制硫酸铝水解
【解析】
【小问1详解】
“氨气/石膏联合法”用于吸收工厂中排放的CO2,同时获得产品(NH4)2SO4。其反应原理为:
【小问2详解】
氨气极易溶于水,为防止溶于水时发生倒吸,通入时的仪器应采用干燥管替代长导管,故选择a通入;先通入的原理类似侯氏制碱法,可增大CaSO4悬浊液吸收CO2的量;碳酸钙和过量二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙,不继续通入直至过量的可能原因是防止碳酸钙生成碳酸氢钙,使硫酸铵难以分离;
【小问3详解】
通过测定与反应生成硫酸钡的质量,根据硫酸根守恒反推出的质量进而求出的纯度,但杂质也能与反应生成碳酸钡沉淀,故需要加入足量的稀盐酸或稀硝酸,除去,根据反应原理可知,,故样品的质量分数为。
【小问4详解】
蒸发过程中,应溶液表面出现晶膜 或 溶液中有少量晶体出现停止加热,降温结晶,即可析出铵明矾晶体;
小问5详解】
中水解使得铵明矾中混有杂质,加入过量的工业硫酸铵,除了促使硫酸铝充分转化为铵明矾,提高硫酸铝的利用率,另外的一个重要作用是水解呈酸性,抑制硫酸铝水解。
18. 硫元素作为矿石中的常见元素,一直被人们所喜爱。请回答:
(1)关于VIA族原子结构的认知和描述,下面的说法正确的是___________。
A. 的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于的
B. 的基态电子排布为
C. VIA族元素的电负性从上到下逐渐减小
D. 的氧化性比更强,因为在周期表中比更靠下
(2)小同学从实验室中取出一瓶硫化钠溶液,但是他发现,溶液呈橙黄色而非通常的无色。他经过实验,发现溶液可以表示为氢氧化钠和一种表观化学式为的化合物已知化合物中含有一负二价阴离子。
a.画出阴离子的结构:___________。
b.根据信息,写出将少量通入过量硫化钠溶液后能看到的现象:___________。
(3)群青的化学式是,已知除了硫以外的其余元素都以最常见价态存在,从微粒结构的角度解释为何群青呈现蓝色:___________。
(4)已知相对分子质量越大,一般而言熔沸点越高,然而三氧化硫的熔点却高于七氧化二氯,请从分子结构的角度解释其原因:___________。
(5)在1793年,勒布朗提出了一种制碱的方案,在当时被称为勒布朗法。该方法流程如下:
根据勒布朗法,回答:
a.“处理I”中,我们需要把混合物用低热蒸干,然后将熔融物置于明火中,请说明为何这样能够得到相对较纯的“盐饼”:___________。
b.在“提取”中,我们需要把“加热”得到的“黑灰”及时丢入水中,指出如果不及时丢入水中会导致的后果:___________。
c.“加热”中,使用的煤如果含氮量较高,会出现的问题是___________。写出“加热”过程的化学方程式:___________。
【答案】(1)AC (2) ①. ②. 溶液变黄、未能看到沉淀
(3)具有单电子,可以显色
(4)三氧化硫固态为三聚体
(5) ①. 氯化氢和氯化物更容易挥发 ②. 硫化物氧化成硫酸盐,降低纯度 ③. 产生氰化物 ④. ;
【解析】
【分析】勒布朗制碱法:该方法包括以下两个阶段:首先从原料氯化钠与浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸钠,然后通过硫酸钠与木炭 和碳酸钙的反应来得到碳酸钠。各步骤反应的化学方程式如下:,;,以此解题。
【小问1详解】
A.Se的非金属性大于Te,则其最高价氧化物对应水化物的酸性强,A正确;
B.Se为第四周期ⅥA族元素,则其基态电子排布为,B错误;
C.同主族元素,从上向下电负性减弱,C正确;
D.硫的非金属性比Se强,则其单质的氧化性更强,D错误;
故选AC;
【小问2详解】
a.由于化合物中含有一负二价阴离子,则其中含有2个钠离子,根据化学式可知,其中含有4个硫,则阴离子的结构为:;
b.结合a的分析可知,少量通入过量硫化钠溶液后,结合硫的化合价可知,两者可能生成a中描述的化合物A,故现象为:溶液变黄、未能看到沉淀;
【小问3详解】
除硫外,其他元素均以最常见价态存在:Na :+1 、Al :+3 、Si :+4 、O : −2 ,则 硫并非以简单的 S2- 形式存在,而是形成 三硫阴离子(S ),则其中S存在单电子,易发生电子跃迁,当其从高能级向低能级跃迁时释放能量显示蓝色,故答案为:具有单电子,可以显色;
【小问4详解】
尽管Cl2O7分子量更大,但其结构不对称,但SO3的高对称性平面结构使其在固态中形成更紧密的堆积,容易形成三聚体,故答案为:三氧化硫固态为三聚体;
【小问5详解】
a.结合分析可知,“处理I”中得到的主要杂质是氯化氢,其沸点较低,故答案为:氯化氢和氯化物更容易挥发;
b.结合分析可知,“黑灰”中含有硫化物,其中硫为-2价,具有还原性,故答案为:硫化物氧化成硫酸盐,降低纯度;
c.在高温条件下,碳可以直接与氮气反应生成氰,故答案为:产生氰化物;
结合分析可知,“加热”过程的化学方程式为:;。
19. 我国科学家合成了结构新颖的化合物M,为液晶的发展指明了一个新的方向,M的合成路线如下:
资料i.
(1)A是苯的同系物,苯环上只有一种环境的氢原子。A的结构简式是______。
(2)B的官能团的名称是______,的反应类型是______。
(3)J的结构简式是______。
(4)下列有关K的说法正确的是______。
A. 与溶液作用显紫色
B. 碳原子的杂化方式相同
C. 存在含苯环和碳碳双键的酯类同分异构体
D. 通过红外光谱或核磁共振氢谱可以区分K和L
(5)E与K生成L的化学方程式是______。
(6)满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式为______。
Ⅰ.能发生水解反应
Ⅱ.该物质和溶液反应,最多消耗
Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为
(7)依据资料i和资料ⅱ,某小组完成了尼龙6的合成设计。
资料ⅱ.
P、Q的分子式都是,Q含有1个七元环。P的结构简式是______,Q的结构简式是______。
【答案】(1) (2) ①. 羧基 ②. 取代反应
(3) (4)AD
(5)++HBr
(6)或 (7) ①. ②.
【解析】
【分析】由M的结构,结合反应信息,逆推可知L为,结合K的分子式,可推知K为,D→E发生酯化反应,故E为,逆推可知D为,B为,A为,G与J发生加成反应生成;根据原子守恒可知J的分子式为,F与反应引入甲基,G与J的反应中在苯环上引入,可推知F为,G为,J为,以此解答。
【小问1详解】
A是苯的同系物,苯环上只有一种环境的氢原子。A的结构简式是。
【小问2详解】
B的结构简式为,官能团为羧基,D的结构简式为,B到D发生取代反应。
【小问3详解】
根据分析可知,J的结构简式是。
【小问4详解】
K的结构简式为:;
A.存在酚羟基,能与溶液作用显紫色,A正确;
B.苯环和醛基上碳原子为杂化,甲基上碳原子为杂化,碳原子的杂化方式不相同,B错误;
C.根据不饱和度分析,K的不饱和度为5,含有苯环和碳碳双键的酯类同分异构体的不饱和度至少为6,故不可能存在含有苯环和碳碳双键的酯类同分异构体,C错误;
D.L的结构简式为:,二者的官能团和化学键不同,可以通过红外光谱或核磁共振氢谱可以区分K和L,D正确;
答案选AD。
【小问5详解】
E的结构简式为:,K的结构简式为:,L的结构简式为,E与K发生取代反应得到L和,反应的化学方程式为:
++HBr。
【小问6详解】
的同分异构体满足条件:Ⅰ.能发生水解反应,含有酯基;Ⅱ.该物质和溶液反应,最多消耗;Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为,有2个等效的甲基;符合条件的结构简式有或。
【小问7详解】
P、Q的分子式都是,Q含有1个七元环。P的结构简式是,由尼龙6的结构简式可知,Q的结构简式是,发生资料i的反应生成P为,P发生资料ⅱ的反应生成Q。
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吉化一中2025届高三年级校模测试化学试题
一、选择题
1. 由H、B、F、P四种元素组成的化学式为的化合物结构如图(图中未区分原子半径大小)。下列说法正确的是
A. 图中白球代表H原子 B. 该分子中各原子均不存在孤对电子
C. 该分子中的键角大于中的键角 D. 中B原子为杂化
2. 元素周期表是学习化学的重要工具。A~G元素在周期表中的位置如图所示。
下列说法错误的是
A. 第一电离能介于、之间的第二周期元素有3种
B. 电负性:
C. 中存在离子键、键、键、氢键
D. 的空间结构为形
3. 在化学实验时要有安全意识。下列说法正确的是
A. 滴瓶中的滴管用后需要清洗,再放到滴瓶中
B. 钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火
C. 温度计破损导致水银散落到地面,应立即用水冲洗水银
D. 稀释浓硫酸时,先在烧杯中加入浓硫酸,后注入蒸馏水
4. 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
材料
组成和结构变化
性能变化
A
橡胶
硫化使其结构由线型转变为网状
强度、韧性提高
B
NH4NO3
引入有机基团转化为
熔点升高
C
12-冠-4
增加单元数量
识别半径更大的碱金属离子
D
铝合金
增加表面氧化膜的厚度
增强抗腐蚀性
A. A B. B C. C D. D
5. 关于物质的分离和提纯,下列说法错误的是
A. 重油经过减压蒸馏可以得到液化石油气和润滑油
B. 提纯苯甲酸的步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
C. 使用酸性KMnO4溶液检验2-溴丙烷消去产物要先用水洗气
D. 从青蒿中分离出青蒿素的方法是萃取和柱色谱法
6. 常温下,下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. K+、、、H+ B. 、CH3COO-、、Mg2+
C. H+、[Ag(NH3)2]+、Cl-、K+ D. Na+、Fe2+、ClO-、Cl-
7. 含硫燃料燃烧时,产生大量,可用石灰石浆液法进行吸收,流程如图1所示;研究发现,石灰石浆液pH变化会影响的吸收效果,结果如图2所示。
下列说法错误的是
A. 在设备1中使用逆流喷淋吸收法提高吸收率
B. 设备2中发生的反应为:
C. 一定范围内若pH过高,溶解度过小,不利于的吸收
D. 为了提高吸收速率需要尽可能提高设备1、2的反应温度
8. 实验是探究化学的重要途径。下列事实或现象和相应结论均正确的是
事实或现象
结论
A
在碘水中加入,振荡,溶液分层,下层呈紫红色,再加入水溶液,振荡,紫红色变浅
在下列物质中的溶解度:溶液
B
将菠菜榨汁后过滤,煮沸滤液,自然冷却后滴加溶液,无蓝色沉淀
菠菜中不含有铁元素
C
灼烧铜丝使其表面变黑,伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复红色
该有机物中有醇羟基
D
常温下,用计分别测定等体积溶液和溶液的都等于7
同温下,不同浓度的溶液中水的电离程度相同
A. A B. B C. C D. D
9. 近日,中国科学院化学研究所使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂,进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸,原理如图所示(OA为HOOC-COOH,GX为HOOC-CHO,GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是
A. 活化能:反应ⅱ>反应ⅲ
B. GX→GC反应式为:
C. 反应ⅳ的原子利用率为100%
D. 反应ⅴ在阳极区生成甘氨酸
10. 向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 气体的总物质的量:
C. 反应速率:
D. b点平衡常数:K<12
11. 电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 该离子中W原子采取sp杂化
C. 第一电离能:
D. 简单氢化物沸点:Y>W>M
12. 我科学家设计了一种电化学装置,能同时实现苯酚的无害化处理和电催化合成,其工作原理如图。下列说法错误的是
A. 膜Ⅰ为阳离子交换膜
B. 电子由d经外电路移动到a
C. c极的电极反应为
D. b极区每消耗苯酚,可合成
13. 合金晶体有(甲)、(乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值,已知:M的坐标为,下列说法错误的是
A. 与晶体的密度之比为
B. 中,Au周围最近且等距的Ti的个数为12
C. 图乙中,N的坐标为
D. 图乙中,Ti-Au间最近距离为
14. 催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ(副反应):
其他条件相同时,反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法正确的是
A. 280℃后,平衡总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快
B. 240℃-300℃,实际总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快,且温度对主反应的影响大于副反应
C. 240℃-300℃,二甲醚实际选择性降低的原因是:副反应速率>主反应速率
D. 由图可知:该条件下投入等物质的量时,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃
15. 向2L的密闭容器中加入1mol和1mol,发生如下两个反应:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
不同温度下平衡转化率、CO的选择性和的选择性如图所示(选择性指生成CO或占消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是
A. 曲线a表示的平衡转化率
B. 选择适宜的催化剂可以提高平衡时体系中的选择性
C. 300℃时,反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173
D. 随着温度的升高,容器内逐渐减小
二、非选择题
16. 山梨酸酯具有解毒作用,可以减轻肝脏负担,促进肝细胞修复,保护肝脏健康。实验室用如图1所示装置(夹持、加热装置省略),依据下面的原理制备山梨酸正丁酯。
图1
反应方程式如下:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
正丁醇
74
0.8089
117
溶
山梨酸正丁酯
168
0.926
195
难溶
乙醚
74
0.714
34.6
难溶
环己烷
84
0.779
80.7
难溶
实验步骤:
①在三颈烧瓶中加入16.8g山梨酸、7.4g正丁醇、少量催化剂和几粒沸石,水浴加热三颈烧瓶,使反应体系保持微沸。
②回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温。
③滤去催化剂和沸石,将滤液倒入200mL水中,加入50mL乙醚,倒入分液漏斗中,分液。
④分离出的有机层先用ρ=10mg/L的NaHCO3溶液洗涤至中性,再用水洗涤分液,收集有机层。
⑤在有机层中加入少量无水MgSO4,静置片刻,过滤。
⑥将滤液进行蒸馏,除去杂质得到纯净的山梨酸正丁酯6.0g。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是_______;仪器B的作用是_______,冷却水由_______(填“m”或“n”)口通入。
(2)洗涤、分液过程中,加入ρ=10mg/L的NaHCO3溶液的目的是_______,若改为加入NaOH的浓溶液,是否可行_______(填“是”或“否”),原因是:_______。
(3)在实验步骤⑤中加入少量无水MgSO4的目的是_______
(4)在实验步骤⑥中进行蒸馏,蒸馏至120℃除去的杂质是_______。
(5)本实验中,山梨酸正丁酯的产率是_______(精确至0.1%)。
(6)为了提高反应正向进行的程度,实验室常使用如图2所示装置(夹持、加热装置已略去)代替图1装置制备山梨酸正丁酯以提高产物的产率,请结合环己烷的物理性质,解释在该装置中环己烷的主要作用_______。
图2
17. (NH4)2SO4是一种优良的氮肥,适用于一般土壤和作物,能使枝叶生长旺盛,提高果实品质和产量,也能与铝灰(主要成分Al2O3)等作用生产铵明矾晶体NH4Al(SO4)2·12H2O,铵明矾可用作泡沫灭火器的内留剂、石油脱色剂。请回答下列问题:
Ⅰ.科学家研发一种“氨气/石膏联合法”用于吸收工厂中排放的CO2,同时获得产品(NH4)2SO4。
某兴趣小组应用下图装置模拟生产硫酸铵。
(1)生成(NH4)2SO4的化学方程式为 ___________。
(2)在上图实验装置中,先从___________(填“a”或“b”)通入NH3,先通氨气的原因是___________;再通入CO2,当液体由红色变为浅红色时,立即停止通入,CO2不通入过量,原因可能是___________。
(3)为测定某硫酸铵样品(杂质为碳酸铵)纯度。先准确称取5.000g样品溶于水,加入足量___________,再加入足量BaCl2溶液充分反应后过滤、洗涤沉淀并烘干至恒重,最终所得固体为8.155g。则硫酸铵样品的纯度为___________。[已知BaSO4、(NH4)2SO4摩尔质量分别为 233g/mol和132g/mol]
Ⅱ.该兴趣小组还在实验室模拟硫酸铵及铝灰等为原料制备铵明矾的生产过程。
(4)经过如下步骤:
a.加硫酸溶解铝灰
b.将溶解液转移至蒸发皿
c.配制饱和硫酸铵溶液
d.加入蒸发皿中
e.蒸发至 ___________
f.降温结晶
g.抽滤
h.洗涤、干燥后得到铵明矾
(5)生产过程中常使用过量的工业硫酸铵,一个作用是促使硫酸铝充分转化为铵明矾,提高硫酸铝的利用率,另外的一个重要作用是 ___________ 。
18. 硫元素作为矿石中的常见元素,一直被人们所喜爱。请回答:
(1)关于VIA族原子结构的认知和描述,下面的说法正确的是___________。
A. 的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于的
B. 的基态电子排布为
C. VIA族元素的电负性从上到下逐渐减小
D. 的氧化性比更强,因为在周期表中比更靠下
(2)小同学从实验室中取出一瓶硫化钠溶液,但是他发现,溶液呈橙黄色而非通常的无色。他经过实验,发现溶液可以表示为氢氧化钠和一种表观化学式为的化合物已知化合物中含有一负二价阴离子。
a.画出阴离子的结构:___________。
b.根据信息,写出将少量通入过量硫化钠溶液后能看到的现象:___________。
(3)群青的化学式是,已知除了硫以外的其余元素都以最常见价态存在,从微粒结构的角度解释为何群青呈现蓝色:___________。
(4)已知相对分子质量越大,一般而言熔沸点越高,然而三氧化硫的熔点却高于七氧化二氯,请从分子结构的角度解释其原因:___________。
(5)在1793年,勒布朗提出了一种制碱的方案,在当时被称为勒布朗法。该方法流程如下:
根据勒布朗法,回答:
a.“处理I”中,我们需要把混合物用低热蒸干,然后将熔融物置于明火中,请说明为何这样能够得到相对较纯的“盐饼”:___________。
b.在“提取”中,我们需要把“加热”得到的“黑灰”及时丢入水中,指出如果不及时丢入水中会导致的后果:___________。
c.“加热”中,使用的煤如果含氮量较高,会出现的问题是___________。写出“加热”过程的化学方程式:___________。
19. 我国科学家合成了结构新颖的化合物M,为液晶的发展指明了一个新的方向,M的合成路线如下:
资料i.
(1)A是苯同系物,苯环上只有一种环境的氢原子。A的结构简式是______。
(2)B的官能团的名称是______,的反应类型是______。
(3)J的结构简式是______。
(4)下列有关K的说法正确的是______。
A. 与溶液作用显紫色
B. 碳原子的杂化方式相同
C. 存在含苯环和碳碳双键的酯类同分异构体
D. 通过红外光谱或核磁共振氢谱可以区分K和L
(5)E与K生成L化学方程式是______。
(6)满足下列条件的一种同分异构体的结构简式为______。
Ⅰ.能发生水解反应
Ⅱ.该物质和溶液反应,最多消耗
Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为
(7)依据资料i和资料ⅱ,某小组完成了尼龙6的合成设计。
资料ⅱ.
P、Q的分子式都是,Q含有1个七元环。P的结构简式是______,Q的结构简式是______。
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