内容正文:
2026年3月高三化学月考试题
一、单选题
1. 下列说法不正确的是
A. 利用CO2合成脂肪酸,实现无机小分子向有机高分子的转变
B. 棉花、羊毛、蚕丝和天然橡胶的主要成分均为有机高分子
C. 豆腐是利用盐卤使蛋白质聚沉原理得到的,盐卤中的主要成分为氯化镁和硫酸钙
D. 研制出的高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转换形式为太阳能→电能
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 基态氯原子最高能级的电子云图为
B. 聚氯乙烯分子链中的链节为
C. 氨基酸的结构简式可以表示为(R可为H或烃基)
D. 和HCl制备反应的单线桥为
3. 是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,已知的空间结构为直线形,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 12 g C(石墨)中杂化轨道含有的电子数为
B. 标准状况下,含有的孤电子对数为
C. LiH中各原子最外层均不满足8电子稳定结构
D. 该反应中,每生成,转移的电子的物质的量为1.2 mol
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向氯化铜溶液中通入硫化氢:Cu2++S2-=CuS↓
B. 用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2:2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
C. 向Ca(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液:Ca2++2OH-+2HCO=CaCO3↓+CO+2H2O
D. 乙二醛与银氨溶液反应:OHC-CHO+4[Ag(NH3)2]++2H2O=HOOC-COOH+4Ag↓+4NH
5. 工业生产离不开基本的化学原理。下列反应方程式中,正确的是
A. 含磷酸根离子废水显碱性的原因:
B. 甲醛和苯酚在氨水催化下制备酚醛树脂:
C. 由石英与足量焦炭在高温氮气流中制备氮化硅():
D. 利用酸性高锰酸钾溶液测定废水中草酸浓度:
6. 下列性质或现象与微观解释均正确的是
选项
性质或现象
微观解释
A
在中的溶解度大于在中的溶解度
“相似相溶”原理:是由非极性共价键形成的非极性分子,易溶于非极性的
B
、、的键角依次减小
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
C
NaCl晶体中,与6个配位,CsCl晶体中,与8个配位
离子晶体中阳离子的配位数与离子半径有关
D
乙醛能与非极性试剂HCN发生加成反应生成
醛基碳氧双键中的电子对偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,HCN中的H带正电荷,连接在氧原子上
A. A B. B C. C D. D
7. 高分子冠醚可用于金属元素的分离、富集以及相转移催化反应的催化剂。利用K与L合成高分子冠醚M的反应的化学方程式如图。下列说法错误的是
A. K中的氧为sp3杂化,碳为sp2、sp3杂化
B. L分子中最多有12个原子位于同一平面
C. x=2n-1
D. G可用于无水氯化镁的制备
8. 高铁酸盐具有氧化降解、絮凝沉降和消毒杀菌等多项功能,电解法制备高铁酸盐工艺简单,装置如图所示,以铁、碳作电极材料,溶液作电解质溶液,阳极发生析氧副反应。下列说法错误的是
A. 电极b为碳电极
B. 电极电势:
C. 生成的电极反应:
D. 每生成的同时,生成
9. W、X、Y、Z均为周期表中前两周期主族元素,其原子序数依次增大,基态W原子核外电子的空间运动状态只有1种,基态X原子核外电子排布中p轨道只有1个电子,Y和W可形成三角锥形分子,Z的氢化物可用于在玻璃上雕刻精美图案,四种元素可以组成AB型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。其中阳离子含有10个电子。下列说法正确的是
A. 键能:
B. X、Y、Z形成的单质晶体类型相同
C. 第一电离能:
D. 沸点:
10. 型晶态半导体材料由与碳族元素形成,其立方晶胞结构如图。已知:晶胞参数。下列说法正确的是
A. 与Z紧邻的有4个
B. 晶胞内之间最近的距离为
C. 晶胞密度:
D. 若晶胞顶点替换为,则
11. 常温下对于任一电池反应,其电动势,n为电池反应中转移的电子数。该小组同学设计装置(如图1),以原电池探究离子浓度的改变对电极电势的影响。初始时 (该反应),随放电进行,观察电池电动势的变化趋势并绘制了电池电动势变化示意图(如图2)。下列说法正确的是
A. 电压表读数为零后,则说明该原电池中已经消耗完全
B. 小组同学向和溶液中同时快速加入少量相同体积和浓度的溶液,发现电池电动势突然减小,则可知:
C. 小组同学推测图2中直线与X轴的交点坐标大约为
D. 小组同学推测若将初始时左侧的半电池,换为的半电池,右侧半电池保持不变,则仍能观察到相同的电压表偏转情况
12. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
13. 恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A. 该条件下
B. 时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C. 若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D. 若和均为放热反应,升高温度则变大
14. 由生物质产品乙酰丙酸催化合成戊内酯的步骤如图。下列说法正确的是
A. 乙酰丙酸可以发生取代、加成、缩聚等反应
B. 乙酰丙酸中键数和键数之比为4:1
C. 步骤②中发生了取代反应
D. 步骤⑤中只有非极性键的断裂和形成
15. 已知:的反应历程分两步。
第一步:
第二步:
在固定容积的容器中充入一定量的X和Y发生上述反应,相同时间内测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。已知:在图示温度范围内,反应的焓变和熵变几乎不变。下列说法正确的是
A. 若表示正反应活化能,则
B. 若b点达到平衡状态,温度升高,增加的原因是第一步反应速率更快
C. 若其他条件不变,仅将容器变为恒压状态,则体系建立平衡的时间不变
D. 达到平衡后,若其他条件不变,再充入Z,重新达到平衡时,减小
16. 常温下,在总浓度始终为的溶液中,铬元素以形式存在,随pH变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ代表的组分为
B. P点:
C. 的平衡常数
D. Q点:
二、解答题
17. 乙酰苯胺()又称退热冰,常温下为白色固体,有较强的解热镇痛作用。实验室制备乙酰苯胺的实验步骤如下:
步骤Ⅰ:安装固定床脱水回流反应装置(如图1),在填充式精馏柱内依次加入玻璃弹簧填料、4A分子筛和变色硅胶。在仪器中,加入苯胺、冰醋酸、和(对甲苯磺酸,作催化剂),缓慢加热至反应物沸腾。
步骤Ⅱ:当变色硅胶不继续变色时,用玻璃滴管快速取1滴反应液滴入饱和碳酸钠溶液中,加入5滴乙酸乙酯振摇,用毛细管取乙酸乙酯层在薄层色谱板上点样。在波长为紫外灯下观察,当观察不到原料苯胺点时停止加热。
步骤Ⅲ:趁热将反应液倒入冷水中搅拌,在室温下静置后抽滤(如图2)、洗涤,所得滤饼为乙酰苯胺粗产物。
已知:①步骤Ⅰ反应中,蒸出的水和乙酸经玻璃弹簧填料分馏,乙酸回流至仪器a中。
②4A分子筛和变色硅胶均对水分子有很强的吸附作用,同时变色硅胶能通过所含氯化钴结晶水的数量变化而显示不同的颜色。
③相关物质的性质如下表:
苯胺
冰醋酸
乙酰苯胺
沸点为184℃,微溶于水,易被氧化而变色。相对分子质量为93
沸点为117.9℃,相对分子质量为60
无色晶体,沸点为304℃,难溶于冷水,易溶于乙醇等有机溶剂,相对分子质量为135
白色结晶性粉末,具有较强的还原性
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;变色硅胶在该实验中的作用为___________(写一点即可)。
(2)步骤Ⅰ中反应的化学方程式为___________。
(3)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 步骤Ⅰ可采用水浴加热的方式加热
B. 步骤Ⅱ中加入乙酸乙酯的目的是萃取苯胺
C. 的作用是防止苯胺被氧化
D. 步骤Ⅲ中粗产物应使用乙醇洗涤
(4)与普通过滤相比,步骤Ⅲ中采用的抽滤的优点有___________(写出一点即可)。
(5)最终制得3.78g乙酰苯胺,则该实验的产率为___________%。
(6)步骤Ⅲ中经抽滤所得的废液仍有少量的苯胺,可用恒pH滴定法测定其中未反应的苯胺含量:通过一定方式从废液中提取出苯胺,溶解于乙醇中,转移至容量瓶中定容;移取溶液,用的盐酸溶液滴定。滴定终点时的溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性;不用水而使用95%乙醇作为溶剂的原因是___________。
18. 对电解精炼铜阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)进行回收的工艺流程如下:
(1)Ag与Cu同族,且位于Cu的下一周期,则基态Ag的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时,Pt、Au转化为和。系的电势曲线如图,调节,pH范围为_______,使金溶解。此过程中,生成的离子方程式为_______。
(3)“萃铜”时发生反应,则“反萃”时,反萃剂可选用_______。
(4)“还原”时,理论上消耗HCHO与的物质的量之比为_______。
(5)2.5 g胆矾()受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)和胆矾结构如图所示:
①请用化学方程式解释258℃时,胆矾晶体减重的原因:_______。
②请从原子结构角度解释,温度高于1000℃时发生反应的原因可能是_______。
(6)Pt晶胞结构如图所示,晶胞密度为,则晶胞参数为_______nm(NA为阿伏加德罗常数的值)。
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:①频哪醇重排:;
②。
回答下列问题:
(1)H中官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)D→E的反应类型为___________。
(4)F易溶于水的原因为___________。
(5)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为___________。
(6)苯环上的一氯取代物有两种的B的同分异构体有___________种(不含立体异构)。
(7)下列转化过程中存在频哪醇重排。M的结构简式为___________;M重排的过程除芳基迁移转化为N以外,也可发生氢迁移生成Z,Z的结构简式为___________。
20. 乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇的反应分两步进行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l);
②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l);
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
HCHO(g)
CO(g)
H2(g)
HOCH2CH2OH(l)
ΔfHm/(kJ·mol-1)
-116
-111
0
-455
回答下列问题:
(1)生成乙二醇的总反应③的热化学方程式为___________。
(2)恒压时,增大合成气的值,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间内产率降低,其可能原因是___________。
(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系ln K=-+常数(R为正常数),反应②和反应④的ln K与的关系如图所示,则ΔH2__________ΔH4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当___________(填“升高”或“降低”)反应温度,理由是___________。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1。
①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率v=___________mol·L-1·h-1。
②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,反应③生成乙二醇的平衡常数K=___________(mol·L-1)-3(保留两位小数)。
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2026年3月高三化学月考试题
一、单选题
1. 下列说法不正确的是
A. 利用CO2合成脂肪酸,实现无机小分子向有机高分子的转变
B. 棉花、羊毛、蚕丝和天然橡胶的主要成分均为有机高分子
C. 豆腐是利用盐卤使蛋白质聚沉原理得到的,盐卤中的主要成分为氯化镁和硫酸钙
D. 研制出的高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转换形式为太阳能→电能
【答案】A
【解析】
【详解】A.利用CO2合成脂肪酸,实现了无机小分子向有机物的转变,但脂肪酸不是有机高分子,A错误;
B.棉花主要成分为纤维素、羊毛主要成分为蛋白质、蚕丝主要成分为蛋白质和天然橡胶主要成分为聚异戊二烯,其主要成分均为有机高分子,B正确;
C.豆腐是利用盐卤使蛋白质聚沉原理所得,C正确;
D.钙钛矿太阳能电池通过光伏效应将太阳能直接转换为电能,能量转换形式为太阳能→电能,D正确;
故答案为A。
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 基态氯原子最高能级的电子云图为
B. 聚氯乙烯分子链中的链节为
C. 氨基酸的结构简式可以表示为(R可为H或烃基)
D. 和HCl制备反应的单线桥为
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态氯原子的价层电子排布式为,最高能级3p上的3个轨道均有电子分布,而图中只有一个原子轨道存在电子云,A错误;
B.聚氯乙烯的结构简式为 ,链节为,B正确;
C.氨基酸中氨基和羧基连在同一个碳原子上,可表示为,C正确;
D.中氯元素由+5价降低到0价,HCl中氯元素化合价由-1价升高到0价,转移5个电子,单线桥表示为,D正确;
答案选A。
3. 是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,已知的空间结构为直线形,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 12 g C(石墨)中杂化轨道含有的电子数为
B. 标准状况下,含有的孤电子对数为
C. LiH中各原子最外层均不满足8电子稳定结构
D. 该反应中,每生成,转移的电子的物质的量为1.2 mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.12 g石墨含1 mol碳原子,每个碳原子采取sp2杂化后有三个sp2杂化轨道,每个轨道含有一个电子,故sp2杂化轨道含有的电子总数为3 mol,即3NA,A错误;
B.标准状况下22.4 L N2为1 mol,N2分子中每个氮原子有一个孤电子对,故一个分子有两个孤电子对,1 mol N2含2 mol孤电子对,即2NA,B正确;
C.LiH中,Li+最外层电子数为2,H-最外层电子数为2,均不满足8电子稳定结构,C正确;
D.反应2LiH + C + N2 = Li2CN2 + H2中,生成1 mol H2时,两个H⁻失去2 mol电子,C失去4 mol电子,共失去6 mol电子;故生成1 mol H2转移6 mol电子,生成0.2 mol H2转移1.2 mol电子,D正确;
故选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向氯化铜溶液中通入硫化氢:Cu2++S2-=CuS↓
B. 用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2:2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
C. 向Ca(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液:Ca2++2OH-+2HCO=CaCO3↓+CO+2H2O
D. 乙二醛与银氨溶液反应:OHC-CHO+4[Ag(NH3)2]++2H2O=HOOC-COOH+4Ag↓+4NH
【答案】B
【解析】
【详解】A. 向氯化铜溶液中通入硫化氢,反应生成硫化铜沉淀和盐酸,反应的离子方程式为Cu2+ + H2S = CuS↓ + 2H+,故A错误;
B. 用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠、水,该离子方程式为2NO2+2OH-=NO+NO+H2O,故B正确;
C. 向Ca(OH)2溶液中加入少量NaHCO3时,反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠、水,反应离子方程式为Ca2+ + HCO3- + OH- = CaCO3↓ + H2O,故C错误;
D. 乙二醛与银氨溶液反应生成乙二酸铵、银、氨气、水,反应的离子方程式为OHC-CHO+4[Ag(NH3)2]++4OH-=+2+4Ag↓+6NH3+2H2O,D错误;
选B。
5. 工业生产离不开基本的化学原理。下列反应方程式中,正确的是
A. 含磷酸根离子废水显碱性的原因:
B. 甲醛和苯酚在氨水催化下制备酚醛树脂:
C. 由石英与足量焦炭在高温氮气流中制备氮化硅():
D. 利用酸性高锰酸钾溶液测定废水中草酸浓度:
【答案】C
【解析】
【详解】A.磷酸根离子是多元弱酸根离子,在溶液中分步水解使溶液呈碱性,水解以一级水解为主,反应的离子方程式为:,A错误;
B.甲醛和苯酚在氨水催化下制备酚醛树脂发生的反应为氨水作催化剂条件下,苯酚与过量的甲醛反应生成羟甲基苯酚,同时还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,继续反应生成网状结构的酚醛树脂,不能生成线型结构的酚醛树脂,B错误;
C.由石英与足量焦炭在高温氮气流中制备氮化硅的反应为高温条件下二氧化硅与足量焦炭、氮气反应生成氮化硅和一氧化碳,反应的化学方程式为:,C正确;
D.利用酸性高锰酸钾溶液测定废水中草酸浓度发生的反应为酸性条件下溶液中的高锰酸根离子与草酸反应生成锰离子、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:,D错误;
故选C。
6. 下列性质或现象与微观解释均正确的是
选项
性质或现象
微观解释
A
在中的溶解度大于在中的溶解度
“相似相溶”原理:是由非极性共价键形成的非极性分子,易溶于非极性的
B
、、的键角依次减小
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
C
NaCl晶体中,与6个配位,CsCl晶体中,与8个配位
离子晶体中阳离子的配位数与离子半径有关
D
乙醛能与非极性试剂HCN发生加成反应生成
醛基碳氧双键中的电子对偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,HCN中的H带正电荷,连接在氧原子上
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中的化学键为极性共价键,分子空间构型为V形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,但极性极弱,导致其在中的溶解度大于在中的溶解度;若根据“相似相溶”原理,在极性溶剂中的溶解度应大于在非极性溶剂中的溶解度,微观解释错误,A不符合题意;
B.中为杂化,键角为;中为杂化,键角为;中为杂化,键角为,而非孤电子对与成键电子对的斥力,微观解释错误,B不符合题意;
C.晶体中半径较小,与6个配位;晶体中半径较大,与8个配位,阳离子的配位数与离子半径比相关,半径比越大,配位数越高,微观解释正确,C符合题意;
D.醛基碳氧双键中的电子对偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,乙醛与极性分子HCN发生加成反应时,由于H带正电荷,则连接在氧原子上,反应生成,微观解释正确,D不符合题意;
故选C。
7. 高分子冠醚可用于金属元素的分离、富集以及相转移催化反应的催化剂。利用K与L合成高分子冠醚M的反应的化学方程式如图。下列说法错误的是
A. K中的氧为sp3杂化,碳为sp2、sp3杂化
B. L分子中最多有12个原子位于同一平面
C. x=2n-1
D. G可用于无水氯化镁的制备
【答案】B
【解析】
【分析】由流程,K和L发生缩聚反应生成M,结合质量守恒,G为HCl;
【详解】A.K分子中氧形成2个共价键且存在2对孤电子对,为sp3杂化,苯环碳为sp2杂化,饱和碳为sp3杂化,A正确;
B.L分子中的苯环、羰基均为平面结构,各平面通过单键连接,单键可旋转,因此所有原子可能位于同一平面,最多有16个原子共平面,B错误;
C.n个K分子与n个L分子发生缩聚反应,每个K分子含2个-NH2,每个L分子含2个-COCl,每形成1个酰胺键脱去1个HCl分子,整个反应共脱去2n-1个HCl分子,故x=2n-1,C正确;
D.G为HCl,可用于无水氯化镁的制备,D正确;
故选B。
8. 高铁酸盐具有氧化降解、絮凝沉降和消毒杀菌等多项功能,电解法制备高铁酸盐工艺简单,装置如图所示,以铁、碳作电极材料,溶液作电解质溶液,阳极发生析氧副反应。下列说法错误的是
A. 电极b为碳电极
B. 电极电势:
C. 生成的电极反应:
D. 每生成的同时,生成
【答案】D
【解析】
【分析】以铁、碳作电极材料,溶液作电解质溶液制备高铁酸盐,则铁为阳极失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成:,同时发生副反应生成氧气:,碳电极为阴极,发生还原反应生成氢气:,结合图示,a为阳极、b为阴极;
【详解】A.电极b产生氢气,氢气为阴极还原产物,故电极b为阴极,阴极材料为惰性电极碳,A正确;
B.M为电源正极(连接阳极),N为电源负极(连接阴极),电源正极电势高于负极,故M>N,B正确;
C.Fe在阳极被氧化为,碱性条件下用OH⁻配平电荷和原子,电极反应为,C正确;
D.生成1mol 时Fe失6mol e⁻,但阳极存在析氧副反应,导致阳极总失电子数大于6mol,由阴极反应可知,生成氢气的物质的量大于3mol,D错误;
故选D。
9. W、X、Y、Z均为周期表中前两周期主族元素,其原子序数依次增大,基态W原子核外电子的空间运动状态只有1种,基态X原子核外电子排布中p轨道只有1个电子,Y和W可形成三角锥形分子,Z的氢化物可用于在玻璃上雕刻精美图案,四种元素可以组成AB型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。其中阳离子含有10个电子。下列说法正确的是
A. 键能:
B. X、Y、Z形成的单质晶体类型相同
C. 第一电离能:
D. 沸点:
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干,W、X、Y、Z为前两周期主族元素,原子序数依次增大;基态W原子核外电子的空间运动状态只有1种,W为H,基态X原子p轨道仅1个电子,推断X为硼(B,序数5),电子排布为1s22s22p1;前两周期主族元素Y和W可形成三角锥形分子,Y为N,N、H形成氨分子为三角锥形分子,Z的氢化物可用于在玻璃上雕刻精美图案,Z为F。
【详解】A. Y为氮(N),Z为氟(F);Y2为N2,Z2为F2,N2含氮氮三键,更稳定,故键能N2 > F2,A错误;
B. X为硼(B),单质硼为共价晶体;Y形成单质为N2,为分子晶体;Z形成单质为F2,单质为分子晶体;晶体类型不同,B错误;
C. 同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,其中VA族的第一电离能高于与其相邻的两侧元素,第一电离能顺序为:B< N< F,C错误;
D. YW3为NH3,Y2W4为N2H4(肼),二者均存在分子间氢键,N2H4分子量更大,沸点更高,D正确;
故选D。
10. 型晶态半导体材料由与碳族元素形成,其立方晶胞结构如图。已知:晶胞参数。下列说法正确的是
A. 与Z紧邻的有4个
B. 晶胞内之间最近的距离为
C. 晶胞密度:
D. 若晶胞顶点替换为,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.假设Z形成面心立方结构,每个Z原子周围有8个四面体空隙(填充Mg),故与Z紧邻的Mg有8个,A错误;
B.Mg位于四面体空隙,最近Mg-Mg距离为晶胞边长的,晶胞内之间最近的距离为,B错误;
C.密度公式,Mg-Ge中M(Z)=73、a=639 pm,计算出ρ(Mg-Ge)=,Mg-Si中M(Z)=28、a=634 pm,计算出ρ(Mg−Si)=,故ρ(Mg−Ge)>ρ(Mg−Si),C正确;
D.Z(Sn)在晶胞中顶点(8个)和面心(6个),仅替换顶点时,Sn在晶胞中的个数为,Ge在晶胞中的个数为,则,D错误;
故选C。
11. 常温下对于任一电池反应,其电动势,n为电池反应中转移的电子数。该小组同学设计装置(如图1),以原电池探究离子浓度的改变对电极电势的影响。初始时 (该反应),随放电进行,观察电池电动势的变化趋势并绘制了电池电动势变化示意图(如图2)。下列说法正确的是
A. 电压表读数为零后,则说明该原电池中已经消耗完全
B. 小组同学向和溶液中同时快速加入少量相同体积和浓度的溶液,发现电池电动势突然减小,则可知:
C. 小组同学推测图2中直线与X轴的交点坐标大约为
D. 小组同学推测若将初始时左侧的半电池,换为的半电池,右侧半电池保持不变,则仍能观察到相同的电压表偏转情况
【答案】C
【解析】
【详解】A.电压表读数为0,并不能说明溶液中消耗完,当浓度很小时,电动势就会很小,不能形成电流或者无法测出电流,故A错误;
B.加入硫化钠,电池电动势突然减小,变大,说明溶液中浓度减小的更快,即硫化铜更难溶,说明Ksp(ZnS)>Ksp (CuS),故B错误;
C.根据分析,当Eθ=1.1V(该反应n=2)时,若电动势为0 ,则=37,故图2中直线与X轴的交点坐标大约是(37,0),故C正确;
D.改变左侧电解质和浓度可以形成浓差电池,但由于左右两侧的浓度不同导致电池的正负极调换,电流表指针反转,故D错误;
故选C。
12. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
【答案】C
【解析】
【分析】从图1可以看出,在a电极,被氧化为,a电极为阳极,与外接电源正极连接。则b电极为阴极,与外接电源负极连接。由此解题。
【详解】A.由分析可知a电极为阳极,与外接电源正极连接,b电极为阴极,与外接电源负极连接,则a电极电势高于b电极,A错误;
B.b电极为阴极,二氧化碳得到电子在酸性环境下发生还原反应生成HCOOH,电极反应式为,B错误;
C.控制电压为0.9 V,从图2读取各产物的物质的量:为0.2 mol,HCOOH为0.3 mol。生成HCOOH:,每生成0.3 molHCOOH转移0.6 mol电子,生成:,每生成0.2 mol转移2.4 mol电子,则总的电子的物质的量为0.6 mol+2.4 mol=3 mol;,C正确;
D.由图2可知,控制电压为0.8 V,电解时生成0.2 mol乙醇和0.2 mol氢气,电极反应为、,则转移电子的物质的量为0.2 mol×12+0.2 mol×2=2.8 mol。结合阳极反应方程式为可知,当反应转移2.8 mol电子时,阳极生成的物质的量为0.7 mol,D错误;
故答案选C。
13. 恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A. 该条件下
B. 时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C. 若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D. 若和均为放热反应,升高温度则变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.①的,②,②-①得到,则K=,A正确;
B.由图可知,时间段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,成M和N的平均反应速率相等,B正确;
C.若加入催化剂,增大,更有利于生成M,则变大,但催化剂不影响平衡移动,不变,C错误;
D.若和均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A的物质的量分数变大,即变大,D正确;
故选C。
14. 由生物质产品乙酰丙酸催化合成戊内酯的步骤如图。下列说法正确的是
A. 乙酰丙酸可以发生取代、加成、缩聚等反应
B. 乙酰丙酸中键数和键数之比为4:1
C. 步骤②中发生了取代反应
D. 步骤⑤中只有非极性键的断裂和形成
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酰丙酸含有羧基,可以发生酯化反应(取代反应),含有羰基,可以发生加成反应,不能发生缩聚反应,A项错误;
B.单键是键,双键中有1个是键,一个是键,乙酰丙酸中键数和键数之比为15:2,B项错误;
C.步骤②发生的酯化反应是取代反应,C项正确;
D.步骤⑤中有两种有机产物形成,有极性键的形成(如C-O键),D项错误;
故选C。
15. 已知:的反应历程分两步。
第一步:
第二步:
在固定容积的容器中充入一定量的X和Y发生上述反应,相同时间内测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。已知:在图示温度范围内,反应的焓变和熵变几乎不变。下列说法正确的是
A. 若表示正反应活化能,则
B. 若b点达到平衡状态,温度升高,增加的原因是第一步反应速率更快
C. 若其他条件不变,仅将容器变为恒压状态,则体系建立平衡的时间不变
D. 达到平衡后,若其他条件不变,再充入Z,重新达到平衡时,减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图得,一定时间内A的物质的量增大幅度比Z大,说明第一步反应比第二步反应速率快,活化能更低,A错误;
B.b点达到平衡时,温度升高,两步反应平衡均逆向移动,而图示A的物质的量增大,说明第二步反应的逆向移动程度更大,此时第二步反应的逆反应速率大于第一步反应的正反应速率,B错误;
C.总反应为气体分子数减少的反应,若改为恒压,则反应过程中容器体积减小,反应物浓度增大,反应速率改变,建立平衡的时间改变,C错误;
D.容器体积不变,充入Z后平衡逆向移动使c(X)、c(Y)增大,且c(Z)也增大,由平衡常数K=不变,增大,X与Z的物质的量必然减小,X与Z的物质的量比值减小,D正确;
故选D。
16. 常温下,在总浓度始终为的溶液中,铬元素以形式存在,随pH变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ代表的组分为
B. P点:
C. 的平衡常数
D. Q点:
【答案】B
【解析】
【分析】a:
b:
随着溶液pH增大,a平衡正向移动、b平衡逆向移动,浓度增大、浓度减小,则曲线I代表的组分为、曲线Ⅱ代表的组分为;
【详解】A.由分析,曲线I代表的组分为,A错误;
B.Q点,pH=6.3,,则,;P点时,pH=6.1,,此时,,总浓度始终为,则,,B正确;
C.结合B分析,P点时,pH=6.1,,的平衡常数,C错误;
D.Q点,,由于加了物质调节溶液的pH,而题中并未明确给出外加的物质为何种物质,D错误;
故选B。
二、解答题
17. 乙酰苯胺()又称退热冰,常温下为白色固体,有较强的解热镇痛作用。实验室制备乙酰苯胺的实验步骤如下:
步骤Ⅰ:安装固定床脱水回流反应装置(如图1),在填充式精馏柱内依次加入玻璃弹簧填料、4A分子筛和变色硅胶。在仪器中,加入苯胺、冰醋酸、和(对甲苯磺酸,作催化剂),缓慢加热至反应物沸腾。
步骤Ⅱ:当变色硅胶不继续变色时,用玻璃滴管快速取1滴反应液滴入饱和碳酸钠溶液中,加入5滴乙酸乙酯振摇,用毛细管取乙酸乙酯层在薄层色谱板上点样。在波长为紫外灯下观察,当观察不到原料苯胺点时停止加热。
步骤Ⅲ:趁热将反应液倒入冷水中搅拌,在室温下静置后抽滤(如图2)、洗涤,所得滤饼为乙酰苯胺粗产物。
已知:①步骤Ⅰ反应中,蒸出的水和乙酸经玻璃弹簧填料分馏,乙酸回流至仪器a中。
②4A分子筛和变色硅胶均对水分子有很强的吸附作用,同时变色硅胶能通过所含氯化钴结晶水的数量变化而显示不同的颜色。
③相关物质的性质如下表:
苯胺
冰醋酸
乙酰苯胺
沸点为184℃,微溶于水,易被氧化而变色。相对分子质量为93
沸点为117.9℃,相对分子质量为60
无色晶体,沸点为304℃,难溶于冷水,易溶于乙醇等有机溶剂,相对分子质量为135
白色结晶性粉末,具有较强的还原性
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;变色硅胶在该实验中的作用为___________(写一点即可)。
(2)步骤Ⅰ中反应的化学方程式为___________。
(3)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 步骤Ⅰ可采用水浴加热的方式加热
B. 步骤Ⅱ中加入乙酸乙酯的目的是萃取苯胺
C. 的作用是防止苯胺被氧化
D. 步骤Ⅲ中粗产物应使用乙醇洗涤
(4)与普通过滤相比,步骤Ⅲ中采用的抽滤的优点有___________(写出一点即可)。
(5)最终制得3.78g乙酰苯胺,则该实验的产率为___________%。
(6)步骤Ⅲ中经抽滤所得的废液仍有少量的苯胺,可用恒pH滴定法测定其中未反应的苯胺含量:通过一定方式从废液中提取出苯胺,溶解于乙醇中,转移至容量瓶中定容;移取溶液,用的盐酸溶液滴定。滴定终点时的溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性;不用水而使用95%乙醇作为溶剂的原因是___________。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 吸收水分或初步判断反应是否完成
(2)+CH3COOH+H2O (3)BC
(4)过滤速率快且得到固体较为干燥
(5)56 (6) ①. 酸 ②. 增大苯胺的溶解度,增大反应物的接触面积,使苯胺与盐酸充分反应
【解析】
【小问1详解】
仪器a的名称为三颈烧瓶;4A分子筛和变色硅胶均对水分子有很强的吸附作用,可吸收反应生成的水蒸气,促使平衡正向移动,提高苯胺的转化率;同时变色硅胶能通过所含氯化钴结晶水的数量变化而显示不同的颜色,当变色硅胶不继续变色时,标志着反应基本完成。
【小问2详解】
步骤Ⅰ中与醋酸发生取代反应生成乙酰苯胺的化学方程式为:。
【小问3详解】
A.步骤Ⅰ需要加热至反应物沸腾,苯胺、冰醋酸的沸点都大于100℃,水浴加热温度达不到要求,A错误;
B.步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯作为溶剂,萃取出苯胺,再进行检验,B正确;
C.具有还原性,能防止苯胺被氧化,C正确;
D.乙酰苯胺难溶于冷水、易溶于乙醇,应使用冷水洗涤,D错误;
故选BC。
【小问4详解】
与普通过滤相比,抽滤能加快过滤速率且得到的产品更干燥。
【小问5详解】
产物乙酰苯胺的质量为,4.65g苯胺与6.00g冰醋酸反应,冰醋酸过量,乙酰苯胺的理论产量为,乙酰苯胺的产率100%=56%。
【小问6详解】
苯胺具有碱性,可与盐酸反应生成盐酸盐:,水解呈酸性;苯胺微溶于水,易溶于有机溶剂,使用95%乙醇作为溶剂的原因是增大苯胺的溶解度,增大反应物的接触面积,使苯胺与盐酸充分反应。
18. 对电解精炼铜阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)进行回收的工艺流程如下:
(1)Ag与Cu同族,且位于Cu的下一周期,则基态Ag的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时,Pt、Au转化为和。系的电势曲线如图,调节,pH范围为_______,使金溶解。此过程中,生成的离子方程式为_______。
(3)“萃铜”时发生反应,则“反萃”时,反萃剂可选用_______。
(4)“还原”时,理论上消耗HCHO与的物质的量之比为_______。
(5)2.5 g胆矾()受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)和胆矾结构如图所示:
①请用化学方程式解释258℃时,胆矾晶体减重的原因:_______。
②请从原子结构角度解释,温度高于1000℃时发生反应的原因可能是_______。
(6)Pt晶胞结构如图所示,晶胞密度为,则晶胞参数为_______nm(NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)稀硫酸或稀
(4)1:2 (5) ①. ②. CuO中价电子排布为,中价电子为全充满的稳定结构
(6)
【解析】
【分析】阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)加入、氧化酸浸,滤液1中含,Ag、Au、Pt不溶进入滤渣1,滤液1加入萃取剂萃取铜,再经过反萃取得到溶液,经过一系列操作得到胆矾晶体,滤渣1加入HCl、H2O2,得到滤渣2为AgCl,经过浸取得到,在加入甲醛还原得到Ag,滤液2含有和,经过一系列操作回收Au、Pt,据此解答。
【小问1详解】
Ag为第五周期IB族元素,与Cu位于同一个副族,因此基态Ag价层电子排布为。
【小问2详解】
由电势-pH图,时,仅当时Au转化为(金溶解);酸浸时作氧化剂氧化Pt,HCl提供氯离子生成,配平得到离子方程式。
【小问3详解】
萃取平衡,反萃需要使平衡逆向移动,提高即可,因此选稀硫酸。
【小问4详解】
还原反应中,HCHO中C为0价,被氧化为中+2价C,1mol HCHO失2mol电子;中Ag为+1价,被还原为Ag,1mol 得1mol电子,由电子守恒得。
【小问5详解】
① 2.5g胆矾(,摩尔质量250g/mol)物质的量为0.01mol,113℃时,固体质量变为1.78g,失去结晶水的质量m = 2.50g - 1.78g = 0.72g,物质的量,此时固体物质为,258℃时剩余固体质量为1.60g,恰好等于0.01mol 的质量,说明胆矾完全失去结晶水,写出反应方程式为。
② 时,固体质量由0.80g变为0.72g,时0.80g固体为(0.01mol胆矾中Cu元素物质的量为0.01mol,若全转化为,),从变为0.72g固体,质量减少0.80g - 0.72g = 0.08g,这是O元素的质量,物质的量,剩余O元素物质的量为0.01mol - 0.005mol = 0.005mol ,Cu与O物质的量之比为0.01mol:0.005mol = 2:1 ,此时固体为,所以时发生反应的化学方程式为。从结构上看,CuO中价电子排布为,中价电子为全充满,3d轨道全充满结构更稳定,因此高温下转化为更稳定的。
【小问6详解】
Pt晶胞为面心立方,晶胞中Pt原子数为,晶胞质量,由密度公式得。
19. 布洛芬除具有降温功效外,还有抑制肺部炎症的作用。一种转位重排法生产布洛芬的合成路线如下:
已知:①频哪醇重排:;
②。
回答下列问题:
(1)H中官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)D→E的反应类型为___________。
(4)F易溶于水的原因为___________。
(5)H→布洛芬的第一步反应的化学方程式为___________。
(6)苯环上的一氯取代物有两种的B的同分异构体有___________种(不含立体异构)。
(7)下列转化过程中存在频哪醇重排。M的结构简式为___________;M重排的过程除芳基迁移转化为N以外,也可发生氢迁移生成Z,Z的结构简式为___________。
【答案】(1)酯基和氯原子
(2) (3)加成反应
(4)分子中含有两个羟基,能与水分子形成大量分子间氢键
(5) (6)5
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】观察B→C的反应得知B的结构为;由于A与丙烯反应生成B,A为甲苯;B与酰氯在催化下发生取代反应,在苯环上引入酰基得到C;同时D与甲醛在稀作用下发生加成反应生成E,E经发生还原反应将醛基还原为醇羟基得到F;随后,C与F在酸性条件下发生缩醛化反应(取代反应),将C中的羰基保护为缩醛结构,同时F的醇羟基参与成环得到G;G在作用下发生转位重排反应,再经足量加热水解酸化,最终得到布洛芬
【小问1详解】
由H的结构简式可知,H中含有的官能团为酯基和氯原子。
【小问2详解】
由分析可知,B的结构为。
【小问3详解】
由分析可知,D→E的过程为D对甲醛的加成反应。
【小问4详解】
F分子中含有两个羟基,羟基中的氧原子可作为氢键受体,氢原子可作为氢键供体,能与水分子形成大量分子间氢键,显著提升了在水中的溶解性。
【小问5详解】
观察结构可知,H→布洛芬的过程中发生了酯类的水解,故两步骤反应应该分别为酯在碱性条件下水解为对应的羧酸的盐,以及盐被酸化后生成产物(羧酸);同时考虑到加入强碱NaOH与加热环境下发生了羟基对氯原子的取代反应,故第一步反应的化学方程式为:。
【小问6详解】
B的分子式为,含有苯环,则侧链中的取代基均为烷基且取代基的碳原子总数为4个,同时苯环上的一氯取代物只有两种(即苯环上有2种等效氢),可分如下几种情况:
①苯环上有两个烷基取代基,要使苯环上氢环境为2种,必须是对位取代(两个取代基不同)或邻位取代(两个取代基相同),结构如下:,共3种;
②苯环上有三个烷基取代基,三个取代基的碳原子数之和为4,只能是2个和1个,结构为和共2种;
因此满足条件的同分异构体有5种。
【小问7详解】
仿照题干中E→F过程,得知M的结构简式为;
生成N的过程中苯基进行了迁移,故氢迁移产物应为N中苯基与醛基氢交换的结果,为。
20. 乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇的反应分两步进行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l);
②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l);
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
HCHO(g)
CO(g)
H2(g)
HOCH2CH2OH(l)
ΔfHm/(kJ·mol-1)
-116
-111
0
-455
回答下列问题:
(1)生成乙二醇的总反应③的热化学方程式为___________。
(2)恒压时,增大合成气的值,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间内产率降低,其可能原因是___________。
(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系ln K=-+常数(R为正常数),反应②和反应④的ln K与的关系如图所示,则ΔH2__________ΔH4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当___________(填“升高”或“降低”)反应温度,理由是___________。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1。
①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率v=___________mol·L-1·h-1。
②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,反应③生成乙二醇的平衡常数K=___________(mol·L-1)-3(保留两位小数)。
【答案】(1)HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228kJ/mol
(2)若单位时间内未达平衡,可能是反应②的速率大于反应①,使得单位时间内HOCH2CHO(羟基乙醛)产率降低;若单位时间已达平衡,可能是反应①平衡逆移,反应②平衡正移,导致羟基乙醛产率降低
(3) ①. < ②. 降低 ③. 随着的增大,即温度降低,反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大的程度
(4) ①. 0.112 ②. 1.67×1011
【解析】
【20题详解】
反应①+反应②,得到总反应③:HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l),反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和,即ΔH=∑ΔfHm(产物)-∑ΔfHm(反应物)=(-455)-[(-116)+(-111)+0] kJ/mol=-228 kJ/mol,则热化学方程式为HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228kJ/mol。
【21题详解】
恒压时,增大合成气中的值,意味着H2的分压增大,CO的分压减小,反应速率与反应物浓度相关,CO分压减小的影响超过H2分压增大的影响,导致反应①比反应②慢,故羟基乙醛单位时间内产率降低。
【22题详解】
ln K与的关系图中,斜率为,图中反应②的斜率大于反应④,表明|ΔH2|>|ΔH4|,由于两反应的K随温度降低均增大,均为放热(ΔH<0),故ΔH2<ΔH4;抑制甲醇生成,即让反应②的正向进行程度大于反应④,由图可知,随着的增大,ln K2增大的程度大于ln K4增大程度,故需要低温才能抑制甲醇的生成。
【23题详解】
①生成HOCH2CHO消耗甲醛38%,生成乙二醇消耗甲醛8%,生成甲醇消耗甲醛10%,总计38%+8%+10%=56%,消耗量=1.0 mol/L × 56%=0.56 mol/L,则甲醛的平均消耗速率v==0.112 mol·L-1·h-1;
②总反应③为HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l),H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1不变,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,则羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡浓度为0.18 mol·L-1、0.34 mol·L-1、0.14 mol·L-1,总甲醛消耗浓度为(0.18+0.34+0.14) mol·L-1=0.66 mol·L-1,则平衡时甲醛浓度为(1.0-0.66) mol·L-1=0.34 mol·L-1,故反应③生成乙二醇的平衡常数为。
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