内容正文:
2026届高三年级四月阶段练习
化学
(满分:100分 用时:75分钟)
注意事项:
1.答题前,请将自己的学校、姓名等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 春晚舞台“奔马装置”的金色涂层采用纳米金材料,下列关于纳米金的说法正确的是
A. 纳米金颗粒的直径在10-8~10-6 m之间
B. 纳米金具有独特的光学性质,可产生丁达尔效应
C. 纳米金与普通金箔的化学性质基本相同
D. 纳米金的熔点和块状金相同
2. 下列化学用语表述正确的是
A. H2中σ键的电子云轮廓图:
B. 的空间结构:正四面体
C. 氯化钠的分子式:NaCl
D. 邻羟基苯甲醛分子内的氢键示意图:
3. 称取10.0 g胆矾晶体配制400 mL浓度约为0.1 mol/L的CuSO4溶液,下列仪器中不需要使用的是
A.500 mL容量瓶
B.500 mL烧杯
C.500 mL量筒
D.500 mL细口瓶
A. A B. B C. C D. D
4. 离子X2+的核外电子排布和化合物Y2Z的化学键模型如图所示,下列说法错误的是
A. X的单质具有导电性 B. X和Y位于同一周期
C. XZ属于共价化合物 D. Y2Z的VSEPR模型为四面体形
5. 下列化学方程式书写正确的是
A. 2Na218O2+2H2O=4Na18OH+O2↑
B. CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O
C. 2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D. 2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3
6. 一定温度下,体积为1 L的密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应:2NO(g)+C(s)CO(g)+N2O(g),若2 mol NO与1 mol C反应达到平衡时,NO的转化率为50%且体系总压为p kPa,下列说法正确的是
A. 该温度下的压强平衡常数
B. 该条件下加入足量的碳,NO的平衡转化率均为50%,与起始量无关
C. 若温度升高,体系总压增大,则该反应的<0
D. 达到平衡时,向体系中加入等物质的量的CO与N2O,平衡不发生移动
7. 脱落酸是一种重要的植物激素,在调节植物生长、发育及逆境应答中起关键作用,结构简式如图。下列有关说法正确的是
A. 脱落酸分子中含有三种官能团
B. 脱落酸分子可发生分子内酯化反应生成六元环
C. 1 mol脱落酸与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
D. 脱落酸的分子式为C15H20O4
8. 甲、乙、丙均是第二周期的非金属元素X、Y、Z、W组成的三原子分子,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,相关信息如下表:
分子
甲
乙
丙
组成元素
W、X
W、X、Y
X、Y、Z
中心原子
W
Y
Z
下列说法正确的是
A. 键角:乙<甲 B. 甲、乙、丙中有一种非极性分子
C. YX3的空间结构为平面三角形 D. Z的一种核素可用于考古断代
9. 氮化钙(Ca3N2)在冶金中作脱气剂、氮化剂,改善金属表面性能,其极易与水剧烈反应生成氨气。利用如图装置测定氮化钙产品纯度(杂质不产生气体)。下列说法中正确的是
A. 图1中产品与水的反应装置Y形管换成图2装置更好
B. Ca3N2与水反应的化学方程式为Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑
C. 反应结束,未冷却至室温即读数,会造成测量结果偏低
D. 图1装置也可测定CaC2样品(假定杂质不与水反应)的纯度
10. 物质的微观结构决定其宏观性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
“杯酚”可分离C60和C70
“杯酚”是超分子,具有分子识别的特性
B
酸性:CH3COOH<FCH2COOH
F的电负性大于H,使FCH2COOH的羧基中羟基极性更大,更易电离出H+
C
石墨能导电而金刚石不导电
石墨晶体中存在自由移动的电子,而金刚石中没有
D
[Cu(NH3)4]2+是平面四边形结构
中心Cu2+不是sp3杂化
A. A B. B C. C D. D
11. 马斯克旗下企业研发的干电极锂电池摒弃传统液态电解液,采用干态电极与固态电解质体系,其正极选用FeS2作电极材料,内电路通过Li+的定向移动导电,工作原理为FeS2+4Li=Fe+2Li2S,放电时生成的Li2S为固态,不发生电离。下列说法错误的是
A. 放电时,该电池中Li+向FeS2电极方向移动
B. 放电时,负极的电极反应式为Li-e-=Li+
C. 充电时,FeS2电极应与外接电源的正极相连
D. 充电时,阳极的电极反应式为Fe+2S2--4e-=FeS2
12. 以Al2O3/SiO2为载体的多功能铁基复合催化剂可实现CO2加氢制取高辛烷值汽油,复合催化剂常设计为“铁基为核、HZSM-5为壳”的核-壳结构,制取过程如图所示。已知HZSM-5是一种孔径约0.51~0.56 nm的分子筛,具有酸性位点,可催化烯烃发生异构化、芳构化。下列说法正确的是
A. 反应初期Fe3O4被还原为FeO,说明FeO的催化活性高于Fe5C2
B. 引入高温水蒸气后Fe5C2衍射峰降低,Fe3O4衍射峰强度明显增强,是因为水蒸气与Fe5C2发生了还原反应
C. 铁基催化剂中掺杂Na可提高低碳烯烃选择性,是由于Na作为电子给体,增强Fe的电子云密度,削弱Fe对H原子的吸附能力,抑制C-H键的过度生成
D. 核-壳结构中,可避免两种催化剂直接接触,壳层越厚越有利于提高汽油选择性
13. 已知铜的氢化物晶体结构单元如图所示。该化合物的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 该铜的氢化物的化学式为CuH2,其中H为-1价
B. Cu与H之间的最短距离 cm
C. 晶体中与Cu紧邻且等距的H有2个
D. 若A点的原子分数坐标为(0,0,0),则B点的原子分数坐标为
14. 实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Ce2(CO3)3,已知Ce3+能被有机萃取剂(HA)萃取,其萃取原理可表示为Ce3+(水层)+3HA(有机层)CeA3(有机层)+3H+(水层),其部分实验过程如下。下列说法错误的是
A. “酸浸”时反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
B. “中和”时加氨水的主要目的是除去过量的盐酸,提高Ce3+的萃取率
C. 用稀硝酸多次反萃取,可使Ce3+尽可能多的进入水层
D. “沉淀”时选用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液不会影响产品纯度
15. Cu2+与Cl-可结合生成多种络合物,在水溶液中存在如下平衡,向某浓度的CuCl2溶液中通入氯化氢,实验测得溶液中各含铜粒子的分布分数(平衡时某粒子的浓度占各粒子浓度之和的分数)与c(Cl-)的关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 曲线②代表CuCl+的分布分数随c(Cl-)的变化
B. 当c(Cl-)=9 mol·L-1时,c(CuCl2)>c(CuCl+)>c()
C. 在c(Cl-)=1 mol·L-1的氯化铜溶液中,滴入AgNO3溶液,会发生反应CuCl++Ag+=Cu2++AgCl↓
D. P点时,
二、非选择题:
16. 铜氨纤维属于再生纤维,由棉纤维改性而得,聚合度仅为450~500。某化学兴趣小组采用碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、浓氨水、脱脂棉等试剂制备铜氨纤维,实验步骤如下:
步骤i.铜氨溶液制备
称取3.0 g碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],加入20 mL 25%~28%的浓氨水,充分搅拌溶解,生成绛蓝色的铜氨溶液。
步骤ii.棉纤维溶解
向上述铜氨溶液中加入0.67 g脱脂棉,不断搅拌,形成绛蓝色、黏稠状的铜氨纤维溶液,此时溶液达饱和状态。
步骤iii.铜氨纤维析出
用带针筒的注射器吸取铜氨纤维溶液压于盛有5 mol·L-1 H2SO4溶液的烧杯中,在酸溶液中,纤维素迅速析出,待纤维素中蓝色褪去,再水洗纤维素2~3次,得到白色的铜氨纤维。
步骤iv.烘干
将白色的铜氨纤维置于烘箱中,缓升温度至100℃,时间4 min,烘干铜氨纤维。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)步骤i中用到的主要玻璃仪器有___________(写名称);碱式碳酸铜与浓氨水反应的离子方程式为___________。
(2)步骤ii中脱脂棉溶于铜氨溶液的原理如图:
①脱脂棉主要成分的分子式可表示为___________。
②纤维素分子链间的羟基形成氢键网络,使分子间结合紧密,结合上图,棉纤维溶于铜氨溶液的主要原因为___________。
(3)纤维素中蓝色褪去的离子方程式:___________;检验纤维素是否洗净的操作方法为___________。
(4)步骤ⅳ中缓升温度至100℃的主要目的是___________。
17. 湖北荆门存在大型重晶石矿(主要成分为BaSO4),对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
(1)Ba位于元素周期表中___________区;基态钛原子的价电子排布式为___________。
(2)为了提高煅烧效率,可采取的措施有___________。
(3)“酸化”步骤的离子方程式为___________。
(4)“加过量NaOH”后,溶液1中主要含有的阳离子有___________。
(5)洗涤粗品时,下列洗涤剂最好选用___________(填字母)。
A. 冷水 B. 热水 C. 乙醇 D. 稀硫酸
(6)BaSO4既不溶于水也不溶于酸,工业上常将其转化为BaCO3除去,转化反应为,计算该反应的化学平衡常数K=___________[已知常温下,]。
18. 聚硫酸酯是主链含硫酸酯重复单元的新型特种工程塑料,一种点击化学方法合成聚硫酸酯(G)的路线如下:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B中官能团的电子式为___________。
(3)在浓硫酸作用下,C和D按物质的量之比为1:2进行反应,则C与D反应的化学方程式为___________。
(4)分子中的大π键可用符号表示,其中m表示形成大π键的原子数,n表示形成大π键的电子数,则D中的大π键可表示为___________。
(5)E和F反应生成G的反应类型为___________。
(6)BPA常用来生产防碎塑料聚碳酸酯,下列关于BPA的相关说法中错误的是___________(填字母)。
A.属于苯酚的同系物 B.分子式为C15H18O2 C.苯环上的一氯代物有2种
D.能使FeCl3溶液变色 E.可与Na2CO3、NaHCO3、NaOH溶液反应
(7)BPA合成F的过程中,通常需要添加三乙胺。已知三乙胺的结构可以看作用乙基取代氨气的氢原子,在此反应中三乙胺的作用是___________。
(8)写出符合下列条件的BPA同分异构体的结构简式:___________。
①核磁共振氢谱显示有5组峰;②铜作催化剂氧化后的产物可发生银镜反应。
19. 燃油汽车为了符合环保排放标准,在铂、铑、钯等贵金属催化剂的作用下,将尾气中两种主要的有毒污染物NO和CO反应生成两种无毒的气体:2NO+2CON2+2CO2。已知该反应的v正=k正c2(NO)c2(CO),v逆=k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) 1=+180.5 kJ·mol-1;
2C(s)+O2(g)=2CO(g) 2=-221 kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)=CO2(g) 3=-393.5 kJ·mol-1。
(1)NO和CO反应生成两种无毒气体的热化学方程式为___________。
(2)在密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,测得NO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,已知压强p1时,平衡状态对应密闭容器的体积为2 L。
①p1、p2、p3由大到小的顺序为___________。
②b点___________;CO2的物质的量浓度:b点___________a点(填“>”“<”或“=”)。
(3)若固定容器体积为2 L,起始投入3 mol NO,在T1、T2温度下改变CO的量,平衡时N2的体积分数随CO物质的量的变化如图所示。
①T1___________T2(填“>”“<”或“=”),判断依据是___________。
②b点时,n(CO)=___________;保持与b点n(CO)相等,在T1温度下经5 min达到平衡,则5 min内v(NO)=___________mol·L-1·min-1。
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2026届高三年级四月阶段练习
化学
(满分:100分 用时:75分钟)
注意事项:
1.答题前,请将自己的学校、姓名等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 春晚舞台“奔马装置”的金色涂层采用纳米金材料,下列关于纳米金的说法正确的是
A. 纳米金颗粒的直径在10-8~10-6 m之间
B. 纳米金具有独特的光学性质,可产生丁达尔效应
C. 纳米金与普通金箔的化学性质基本相同
D. 纳米金的熔点和块状金相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.纳米材料颗粒直径范围为,选项给出的范围上限远超纳米材料粒径上限,A错误;
B.丁达尔效应是胶体分散系的性质,由纳米金颗粒分散在介质中构成的分散系属于胶体,可以产生丁达尔效应,但该性质属于分散体系,而非纳米金纯净物本身,B错误;
C.纳米金和普通金箔均为金原子构成的金单质,化学性质由金原子本身决定,二者化学性质基本相同,C正确;
D.纳米金颗粒尺寸小、表面能更高,熔点低于块状金,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. H2中σ键的电子云轮廓图:
B. 的空间结构:正四面体
C. 氯化钠的分子式:NaCl
D. 邻羟基苯甲醛分子内的氢键示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中σ键的电子云轮廓图为,A错误;
B.中中心原子的价层电子对数为 ,无孤电子对,中心原子为杂化,因此空间结构为正四面体,B正确;
C.NaCl是离子晶体,无分子式,只有化学式,C错误;
D.邻羟基苯甲醛分子内氢键应为,D错误;
故选B。
3. 称取10.0 g胆矾晶体配制400 mL浓度约为0.1 mol/L的CuSO4溶液,下列仪器中不需要使用的是
A.500 mL容量瓶
B.500 mL烧杯
C.500 mL量筒
D.500 mL细口瓶
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题目要求称取10.0g的胆矾晶体,其物质的量为0.04mol,配制浓度为0.1mol/L的硫酸铜溶液,需配制体积为400 mL溶液,因此不需要500 mL容量瓶,A选项符合题意;
B.10 .0g胆矾的物质的量为0.04 mol,配制溶液时,取10 .0g固体胆矾置于500 mL烧杯中,向烧杯中倒入少量蒸馏水溶解,冷却后再定容至400 mL,最后将溶液转移至500 mL细口试剂瓶,这样即可得到400 mL浓度大约为0.1 mol/L的硫酸铜溶液,B选项不符合题意;
C.由于所配胆矾溶液浓度的精确度要求不太高,故可用500 mL量筒量取约400 mL蒸馏水,C选项不符合题意;
D.配制好的溶液冷却后需要转移至500 mL细口试剂瓶中储存,D选项不符合题意;
故选A。
4. 离子X2+的核外电子排布和化合物Y2Z的化学键模型如图所示,下列说法错误的是
A. X的单质具有导电性 B. X和Y位于同一周期
C. XZ属于共价化合物 D. Y2Z的VSEPR模型为四面体形
【答案】C
【解析】
【分析】离子有2个电子层,各层电子数为2、8,总核外电子数为10;阳离子质子数=核外电子数+电荷数,因此X的质子数为,推得为镁();是电子云重叠形成的共价化合物,Y有3个电子层,各层电子数为2、8、8,的核外电子数为18,推得为氯();Z有2个电子层,各层电子数为2、6,质子数为8,推得为氧(),为,符合组成。
【详解】A.X是,属于金属晶体,存在自由移动电子,具有导电性,A正确;
B.X()和Y()都位于第三周期,二者位于同一周期,B正确;
C.XZ是,由活泼金属和活泼非金属形成,属于离子化合物,不是共价化合物,C错误;
D.中心O原子的价层电子对数为,因此模型为四面体形,D正确;
故选C。
5. 下列化学方程式书写正确的是
A. 2Na218O2+2H2O=4Na18OH+O2↑
B. CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O
C. 2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D. 2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.过氧化钠与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中,过氧化钠中的4个氧原子有2个生成氧气,有2个得到NaOH,化学方程式为2Na218O2+2H2O=2NaOH+2Na18OH+18O2↑,A错误;
B.酯化反应的机理是酸脱羟基、醇脱氢,标记了18O的乙醇中,18O留在羟基上,反应后18O进入产物酯中,生成的水不含18O,方程式符合反应规律,B正确;
C.铁与水蒸气加热反应的产物是Fe3O4和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,C错误;
D.酸性顺序为,根据强酸制弱酸规律,次氯酸钠与CO2、水反应只能生成NaHCO3,不能得到Na2CO3,化学方程式为NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3,D错误;
故选B。
6. 一定温度下,体积为1 L的密闭容器中发生工业烟气脱硝中的核心反应:2NO(g)+C(s)CO(g)+N2O(g),若2 mol NO与1 mol C反应达到平衡时,NO的转化率为50%且体系总压为p kPa,下列说法正确的是
A. 该温度下的压强平衡常数
B. 该条件下加入足量的碳,NO的平衡转化率均为50%,与起始量无关
C. 若温度升高,体系总压增大,则该反应的<0
D. 达到平衡时,向体系中加入等物质的量的CO与N2O,平衡不发生移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.列三段式,平衡时、、,总气体物质的量为,分压分别为、、,代入得,与选项中不符,A错误;
B.该反应前后气体计量数之和相等,恒温恒容下改变NO起始量属于等效平衡,且碳为固体,足量时不影响平衡,因此NO平衡转化率始终为50%,与NO起始量无关,B正确;
C.反应体系中气体总物质的量不变,根据,恒容条件下温度升高,即使平衡不移动,总压也会增大,无法判断反应的焓变,C错误;
D.加入等物质的量的CO和后,生成物分压增大的程度更大,计算得分压商,平衡逆向移动,D错误;
故选B。
7. 脱落酸是一种重要的植物激素,在调节植物生长、发育及逆境应答中起关键作用,结构简式如图。下列有关说法正确的是
A. 脱落酸分子中含有三种官能团
B. 脱落酸分子可发生分子内酯化反应生成六元环
C. 1 mol脱落酸与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
D. 脱落酸的分子式为C15H20O4
【答案】D
【解析】
【详解】A.由脱落酸结构简式图可知,脱落酸含羧基、羟基、碳碳双键、酮羰基,共4种官能团,A错误;
B.由脱落酸结构简式图可知,发生分子内酯化会生成七元环酯,如图,B错误;
C.脱落酸分子中只有羧基与NaOH反应,1 mol脱落酸最多消耗1 mol NaOH,C错误;
D.由结构简式判断脱落酸的分子式为C15H20O4,D正确;
故选D。
8. 甲、乙、丙均是第二周期的非金属元素X、Y、Z、W组成的三原子分子,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,相关信息如下表:
分子
甲
乙
丙
组成元素
W、X
W、X、Y
X、Y、Z
中心原子
W
Y
Z
下列说法正确的是
A. 键角:乙<甲 B. 甲、乙、丙中有一种非极性分子
C. YX3的空间结构为平面三角形 D. Z的一种核素可用于考古断代
【答案】D
【解析】
【分析】甲、乙、丙均为第二周期非金属组成的三原子分子且分子中所有原子均满足8电子稳定结构,甲为两种元素W、X组成的三原子分子,中心为W,可推得甲为:W为,X为,均满足8电子结构;乙为W、X、Y组成的三原子分子,中心为Y,可推得乙为(F-N=O),Y为,所有原子满足8电子结构;丙为X、Y、Z组成的三原子分子,中心为Z,可推得丙为(F-CN),Z为,所有原子满足8电子结构。
【详解】A.甲中心的价层电子对数为,采取杂化,有2对孤电子对;乙中心N的价层电子对数为,采取杂化,只有1对孤电子对,故键角:乙>甲,A错误;
B.甲、乙为V形极性分子,丙为直线形但两端原子电负性差异大,正负电中心不重合,也是极性分子,无非极性分子,B错误;
C.为,中心价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,C错误;
D.Z为,其核素具有放射性,可用于考古断代,D正确;
故选D。
9. 氮化钙(Ca3N2)在冶金中作脱气剂、氮化剂,改善金属表面性能,其极易与水剧烈反应生成氨气。利用如图装置测定氮化钙产品纯度(杂质不产生气体)。下列说法中正确的是
A. 图1中产品与水的反应装置Y形管换成图2装置更好
B. Ca3N2与水反应的化学方程式为Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑
C. 反应结束,未冷却至室温即读数,会造成测量结果偏低
D. 图1装置也可测定CaC2样品(假定杂质不与水反应)的纯度
【答案】B
【解析】
【详解】A.图2装置中,滴入的蒸馏水本身会占据广口瓶内的体积,导致排出气体的体积测量值偏大(额外包含了加入蒸馏水的体积),误差更大,因此不能替换Y形管,A错误;
B.氮化钙水解反应为复分解反应,生成和,配平后方程式为:,B正确;
C.未冷却至室温,气体体积膨胀,读数偏大,测量结果偏高,C错误;
D.与水反应生成,乙炔属于有机物,根据相似相溶原理,易溶于煤油(有机溶剂),会导致测得的气体体积偏小,无法准确测定纯度,因此图1装置不能测定样品纯度,D错误;
故答案选B。
10. 物质的微观结构决定其宏观性质,下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
“杯酚”可分离C60和C70
“杯酚”是超分子,具有分子识别的特性
B
酸性:CH3COOH<FCH2COOH
F的电负性大于H,使FCH2COOH的羧基中羟基极性更大,更易电离出H+
C
石墨能导电而金刚石不导电
石墨晶体中存在自由移动的电子,而金刚石中没有
D
[Cu(NH3)4]2+是平面四边形结构
中心Cu2+不是sp3杂化
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.“杯酚”本身不是超分子,可选择性结合C60形成超分子,解释错误,A符合题意;
B.F的电负性大于H,吸电子诱导效应使FCH2COOH的羧基中羟基极性更强,更易电离出H+,故酸性强于CH3COOH,实例与解释相符,B不符合题意;
C.石墨为层状结构,层内存在离域大π键,有自由移动的电子故能导电;金刚石为空间网状结构,C原子均为sp3杂化,价电子全部成键无自由移动电子,故不导电,实例与解释相符,C不符合题意;
D.[Cu(NH3)4]2+是平面四边形结构,说明中心Cu2+不是sp3杂化,一般为dsp2杂化,实例与解释相符,D不符合题意;
故选A。
11. 马斯克旗下企业研发的干电极锂电池摒弃传统液态电解液,采用干态电极与固态电解质体系,其正极选用FeS2作电极材料,内电路通过Li+的定向移动导电,工作原理为FeS2+4Li=Fe+2Li2S,放电时生成的Li2S为固态,不发生电离。下列说法错误的是
A. 放电时,该电池中Li+向FeS2电极方向移动
B. 放电时,负极的电极反应式为Li-e-=Li+
C. 充电时,FeS2电极应与外接电源的正极相连
D. 充电时,阳极的电极反应式为Fe+2S2--4e-=FeS2
【答案】D
【解析】
【详解】A.放电时该装置为原电池,阳离子向正极移动,FeS2为正极,因此Li+向FeS2电极方向移动,A正确;
B.放电时负极上Li失电子生成Li+,电极反应式为,B正确;
C.充电时,原电池的正极(FeS2电极)作电解池的阳极,应与外接电源的正极相连,C正确;
D.题干明确说明放电生成的Li2S为固态、不发生电离,不存在游离的,因此阳极反应物应为Li2S而非,该电极反应式书写错误,D错误;
故选D。
12. 以Al2O3/SiO2为载体的多功能铁基复合催化剂可实现CO2加氢制取高辛烷值汽油,复合催化剂常设计为“铁基为核、HZSM-5为壳”的核-壳结构,制取过程如图所示。已知HZSM-5是一种孔径约0.51~0.56 nm的分子筛,具有酸性位点,可催化烯烃发生异构化、芳构化。下列说法正确的是
A. 反应初期Fe3O4被还原为FeO,说明FeO的催化活性高于Fe5C2
B. 引入高温水蒸气后Fe5C2衍射峰降低,Fe3O4衍射峰强度明显增强,是因为水蒸气与Fe5C2发生了还原反应
C. 铁基催化剂中掺杂Na可提高低碳烯烃选择性,是由于Na作为电子给体,增强Fe的电子云密度,削弱Fe对H原子的吸附能力,抑制C-H键的过度生成
D. 核-壳结构中,可避免两种催化剂直接接触,壳层越厚越有利于提高汽油选择性
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化转化为,FeO不是催化剂,催化转化为烯烃,Fe5C2的催化活性远高于FeO,A错误;
B.转化为时,的化合价升高,被氧化,与水蒸气发生氧化反应,不是还原反应,B错误;
C.是活泼金属,可作为电子给体,增强的电子云密度,削弱对原子的吸附能力,减少过度加氢,抑制键过度生成,从而提高低碳烯烃的选择性,C正确;
D.核壳结构壳层过厚会增大反应物、中间产物的扩散阻力,不利于烯烃进入壳层发生异构化、芳构化,并非壳层越厚越有利于提高汽油选择性,D错误;
故答案选C。
13. 已知铜的氢化物晶体结构单元如图所示。该化合物的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. 该铜的氢化物的化学式为CuH2,其中H为-1价
B. Cu与H之间的最短距离 cm
C. 晶体中与Cu紧邻且等距的H有2个
D. 若A点的原子分数坐标为(0,0,0),则B点的原子分数坐标为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,Cu原子位于顶点和面心,原子个数为,H原子位于晶胞内,原子个数为4,故化学式为CuH,H为-1价,A错误;
B.由晶胞结构可知,设晶胞的边长为a cm,则密度为,则,Cu与H最短距离为晶胞体对角线的,即,B正确;
C.由晶胞结构可知,Cu位于面心,与Cu紧邻且等距的H有4个,C错误;
D.由于A点的原子分数坐标为(0,0,0),B点的原子分数坐标为,D错误;
故选B。
14. 实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Ce2(CO3)3,已知Ce3+能被有机萃取剂(HA)萃取,其萃取原理可表示为Ce3+(水层)+3HA(有机层)CeA3(有机层)+3H+(水层),其部分实验过程如下。下列说法错误的是
A. “酸浸”时反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
B. “中和”时加氨水的主要目的是除去过量的盐酸,提高Ce3+的萃取率
C. 用稀硝酸多次反萃取,可使Ce3+尽可能多的进入水层
D. “沉淀”时选用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液不会影响产品纯度
【答案】D
【解析】
【分析】二氧化铈(CeO2)废渣加入盐酸、过氧化氢酸浸,得到含有Ce3+的溶液,加入氨水中和过量的盐酸,加入萃取剂HA萃取后再加入酸反萃取,分离出水层,加入氨水、碳酸氢铵生成Ce2(CO3) 3,据此回答。
【详解】A.酸浸时,CeO2中Ce为+4价,被还原为Ce3+,H2O2被氧化为O2,结合酸性环境,离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,A正确;
B.酸浸后溶液含过量盐酸,H+浓度高会抑制萃取平衡正向进行。加氨水中和过量盐酸,降低H+浓度,使萃取平衡右移,显著提高Ce3+的萃取率,B正确;
C.稀硝酸提供大量H+,使萃取平衡逆向移动(反萃取),Ce3+从有机层回到水层。“多次反萃取”是萃取操作的常用技巧,可通过分步萃取最大限度富集目标离子,提高回收率,C正确;
D.Na2CO3溶液碱性过强,可能会有Ce(OH)3沉淀生成,影响产品纯度,D错误;
故选D。
15. Cu2+与Cl-可结合生成多种络合物,在水溶液中存在如下平衡,向某浓度的CuCl2溶液中通入氯化氢,实验测得溶液中各含铜粒子的分布分数(平衡时某粒子的浓度占各粒子浓度之和的分数)与c(Cl-)的关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 曲线②代表CuCl+的分布分数随c(Cl-)的变化
B. 当c(Cl-)=9 mol·L-1时,c(CuCl2)>c(CuCl+)>c()
C. 在c(Cl-)=1 mol·L-1的氯化铜溶液中,滴入AgNO3溶液,会发生反应CuCl++Ag+=Cu2++AgCl↓
D. P点时,
【答案】D
【解析】
【分析】根据络合平衡,越大,平衡越向右移动,越靠后的络合物分布分数越高,由此判断曲线:很小时分布分数最大的是(曲线①),第一个随升高先增后降的是(曲线②),随升高分布分数逐渐增大的曲线③是。据此分析。
【详解】A.由分析可知,曲线②代表,A正确;
B.由图可知,当时,分布分数:,因此浓度顺序满足,B正确;
C.由图可知,时,,分布分数最大,滴入,沉淀使降低,平衡左移,转化为,发生反应,C正确;
D.P点,,,则,两边同时取对数,则,D错误;
故选D。
二、非选择题:
16. 铜氨纤维属于再生纤维,由棉纤维改性而得,聚合度仅为450~500。某化学兴趣小组采用碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、浓氨水、脱脂棉等试剂制备铜氨纤维,实验步骤如下:
步骤i.铜氨溶液制备
称取3.0 g碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],加入20 mL 25%~28%的浓氨水,充分搅拌溶解,生成绛蓝色的铜氨溶液。
步骤ii.棉纤维溶解
向上述铜氨溶液中加入0.67 g脱脂棉,不断搅拌,形成绛蓝色、黏稠状的铜氨纤维溶液,此时溶液达饱和状态。
步骤iii.铜氨纤维析出
用带针筒的注射器吸取铜氨纤维溶液压于盛有5 mol·L-1 H2SO4溶液的烧杯中,在酸溶液中,纤维素迅速析出,待纤维素中蓝色褪去,再水洗纤维素2~3次,得到白色的铜氨纤维。
步骤iv.烘干
将白色的铜氨纤维置于烘箱中,缓升温度至100℃,时间4 min,烘干铜氨纤维。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)步骤i中用到的主要玻璃仪器有___________(写名称);碱式碳酸铜与浓氨水反应的离子方程式为___________。
(2)步骤ii中脱脂棉溶于铜氨溶液的原理如图:
①脱脂棉主要成分的分子式可表示为___________。
②纤维素分子链间的羟基形成氢键网络,使分子间结合紧密,结合上图,棉纤维溶于铜氨溶液的主要原因为___________。
(3)纤维素中蓝色褪去的离子方程式:___________;检验纤维素是否洗净的操作方法为___________。
(4)步骤ⅳ中缓升温度至100℃的主要目的是___________。
【答案】(1) ①. 烧杯、玻璃棒、量筒 ②.
(2) ①. ②. 与纤维素分子中的羟基形成配位键,破坏了纤维素分子间的氢键,使纤维素分子间氢键作用力减小,溶解在溶液中
(3) ①. ②. 取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加1~2滴BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明纤维素已洗净;若有,则未洗净
(4)使纤维素均匀烘干,防止局部温度过高导致纤维素炭化(或防止纤维因快速脱水而断裂)
【解析】
【小问1详解】
步骤i需要量取20 mL浓氨水,用到量筒,在烧杯中进行反应并搅拌,用到烧杯、玻璃棒,因此主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、量筒。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3与浓氨水反应,生成可溶性的铜氨络离子,反应式为。
【小问2详解】
①脱脂棉的主要成分是纤维素,因此分子式可表示为。
②天然纤维素分子间通过大量羟基(-OH)形成氢键网络,分子间作用力强,难以溶解。铜氨溶液中的能与纤维素分子上的羟基氧原子形成配位键,破坏了原有的分子间氢键网络,使纤维素分子间作用力显著减弱,从而溶解在铜氨溶液中,形成黏稠的纺丝液。
【小问3详解】
与酸中的H+反应,释放出Cu2+和,纤维素中蓝色褪去:;检验纤维素是否洗净,可以通过检验最后一次洗涤液中是否残留,方法为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加1~2滴BaCl2溶液(或Ba(NO3)2溶液),若不产生白色沉淀,说明洗涤液中无,则纤维素已洗净;若产生白色沉淀,则说明未洗净,需继续洗涤。
【小问4详解】
100℃的温度能有效去除纤维素中的残留溶剂和水分,得到干燥、结构稳定的成品;缓慢升温,可使铜氨纤维中的水分和残留氨气缓慢、均匀地挥发,避免因升温过快导致纤维内部水分急剧汽化,造成纤维结构收缩、变形或开裂,保证铜氨纤维的形态和力学性能。
17. 湖北荆门存在大型重晶石矿(主要成分为BaSO4),对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
(1)Ba位于元素周期表中___________区;基态钛原子的价电子排布式为___________。
(2)为了提高煅烧效率,可采取的措施有___________。
(3)“酸化”步骤的离子方程式为___________。
(4)“加过量NaOH”后,溶液1中主要含有的阳离子有___________。
(5)洗涤粗品时,下列洗涤剂最好选用___________(填字母)。
A. 冷水 B. 热水 C. 乙醇 D. 稀硫酸
(6)BaSO4既不溶于水也不溶于酸,工业上常将其转化为BaCO3除去,转化反应为,计算该反应的化学平衡常数K=___________[已知常温下,]。
【答案】(1) ①. s ②.
(2)将重晶石矿粉碎、通入过量空气、搅拌等
(3)
(4)、 (5)C
(6)0.02
【解析】
【分析】重晶石+煤通入空气高温煅烧后,煤炭转化为,被煤炭还原为,经过热水浸取并用盐酸酸化后,转化为溶液和气体,溶液与过量的混合经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体,溶液1的主要阳离子为、,主要阴离子为Cl-和OH-,溶解后得到的溶液与可反应合成粗品,经过洗涤等操作可得到高纯纳米,据此分析。
【小问1详解】
钡是第ⅡA族元素,最外层电子排布为,位于s区;钛的原子序数为22,核外电子排布式为,价电子包括最外层的4s电子和次外层的3d电子,故价电子排布式为。
【小问2详解】
煅烧反应提高效率的核心是增大接触面积、加快反应速率,可采取的措施为将重晶石和煤粉碎成细粉,增大反应物接触面积;适当升高煅烧温度;通入足量空气并搅拌,使反应物与氧气充分接触等。
【小问3详解】
“酸化”是向中加入盐酸,发生复分解反应,生成气体和。溶于热水中,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
“加过量”后,与过量的混合,经系列操作过滤得到溶液1的主要阳离子为、,主要阴离子为Cl-和OH-,因此,溶液1中主要的阳离子为和部分未结晶的。
【小问5详解】
A.在冷水中仍有一定溶解度,会造成产品损失,A错误;
B.的溶解度随温度升高而增大,用热水洗涤会导致更多产品溶解损失,B错误;
C.在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,可有效减少产品溶解损失,且乙醇易挥发,干燥速度快,C正确;
D.稀硫酸会与反应生成沉淀,粗产品会转化为更难溶的新杂质,D错误;
答案选C。
【小问6详解】
反应的平衡常数,代入数据:。
18. 聚硫酸酯是主链含硫酸酯重复单元的新型特种工程塑料,一种点击化学方法合成聚硫酸酯(G)的路线如下:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B中官能团的电子式为___________。
(3)在浓硫酸作用下,C和D按物质的量之比为1:2进行反应,则C与D反应的化学方程式为___________。
(4)分子中的大π键可用符号表示,其中m表示形成大π键的原子数,n表示形成大π键的电子数,则D中的大π键可表示为___________。
(5)E和F反应生成G的反应类型为___________。
(6)BPA常用来生产防碎塑料聚碳酸酯,下列关于BPA的相关说法中错误的是___________(填字母)。
A.属于苯酚的同系物 B.分子式为C15H18O2 C.苯环上的一氯代物有2种
D.能使FeCl3溶液变色 E.可与Na2CO3、NaHCO3、NaOH溶液反应
(7)BPA合成F的过程中,通常需要添加三乙胺。已知三乙胺的结构可以看作用乙基取代氨气的氢原子,在此反应中三乙胺的作用是___________。
(8)写出符合下列条件的BPA同分异构体的结构简式:___________。
①核磁共振氢谱显示有5组峰;②铜作催化剂氧化后的产物可发生银镜反应。
【答案】(1)
(2) (3) (4)
(5)缩聚反应 (6)ABE
(7)吸收反应生成的HCl,使反应正向进行
(8)(或)
【解析】
【分析】该合成路线:丙烯和发生加成,遵循马氏加成规则,得到A为2-溴丙烷:; A在水溶液发生卤代烃水解(取代反应),溴原子被羟基取代,得到B为异丙醇:; B在催化、加热条件下被氧气氧化,仲醇氧化为丙酮,得到C为丙酮; C(丙酮)和D(苯酚)按物质的量比在浓硫酸(酸催化)下发生缩合脱水反应,生成BPA,即双酚A(2,2-二(4-羟基苯基)丙烷),和题干给出的BPA结构完全对应,该反应就是工业合成双酚A的经典反应;D为苯酚,苯环中存在6个碳原子共同形成的大π键; BPA含两个酚羟基,经两步取代得到两种单体E、F:BPA和发生取代,酚羟基氢被取代,得到两端为的单体E;BPA和三甲基氯硅烷发生取代,酚羟基氢被三甲基硅基取代,得到两端为的单体F,该过程生成副产物; 最终E和F在催化剂作用下发生缩聚反应,脱去小分子副产物,重复连接得到目标聚合物聚硫酸酯G。
【小问1详解】
通过BPA的结构可知C中存在两个甲基,则丙烯与HBr发生加成反应,主要产物为2-溴丙烷,A的结构简式为;
【小问2详解】
A在NaOH溶液中发生水解反应,生成B(异丙醇,),其官能团为羟基,电子式为;
【小问3详解】
经催化氧化生成C(丙酮,),D为苯酚(),丙酮与苯酚在浓硫酸催化下,按物质的量之比为1:2发生反应,生成双酚A(BPA)和水。反应的化学方程式为;
【小问4详解】
D为,分子中苯环上的6个C原子和羟基上的1个O原子均为杂化,且共平面,苯环提供6个p电子,O原子提供1对未共用p电子,参与形成共轭大π键。因此,参与形成大π键的原子数为7,电子数为8,大π键可表示为;
【小问5详解】
E和F在催化剂作用下,通过端基的活性基团(如和)相互反应,脱去小分子,形成高分子化合物G,该反应属于缩聚反应;
【小问6详解】
A.同系物要求结构相似、分子组成相差若干个,BPA含2个酚羟基,苯酚含1个,结构不相似,不属于同系物,A错误;
B.根据结构简式,BPA的分子式为,B错误;
C.分子中两个苯环对称,每个苯环上有2种等效氢,故苯环上的一氯代物有2种,C正确;
D.含有酚羟基,能与溶液发生显色反应,D正确;
E.酚羟基酸性弱于碳酸,可与、NaOH反应,但不与反应,E错误;
故选ABE;
【小问7详解】
三乙胺是一种有机碱。在BPA合成F的过程中,反应会生成HCl等酸性副产物。三乙胺的作用是中和反应生成的酸,使反应平衡正向移动,提高反应产率;
【小问8详解】
核磁共振氢谱有5组峰,铜催化氧化后的产物可发生银镜反应,说明分子中含有结构,只有能被氧化为-CHO。将BPA其中一个-OH替换为,并保持分子对称性,即可得到符合条件的同分异构体,结构简式为或。
19. 燃油汽车为了符合环保排放标准,在铂、铑、钯等贵金属催化剂的作用下,将尾气中两种主要的有毒污染物NO和CO反应生成两种无毒的气体:2NO+2CON2+2CO2。已知该反应的v正=k正c2(NO)c2(CO),v逆=k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) 1=+180.5 kJ·mol-1;
2C(s)+O2(g)=2CO(g) 2=-221 kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)=CO2(g) 3=-393.5 kJ·mol-1。
(1)NO和CO反应生成两种无毒气体的热化学方程式为___________。
(2)在密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,测得NO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,已知压强p1时,平衡状态对应密闭容器的体积为2 L。
①p1、p2、p3由大到小的顺序为___________。
②b点___________;CO2的物质的量浓度:b点___________a点(填“>”“<”或“=”)。
(3)若固定容器体积为2 L,起始投入3 mol NO,在T1、T2温度下改变CO的量,平衡时N2的体积分数随CO物质的量的变化如图所示。
①T1___________T2(填“>”“<”或“=”),判断依据是___________。
②b点时,n(CO)=___________;保持与b点n(CO)相等,在T1温度下经5 min达到平衡,则5 min内v(NO)=___________mol·L-1·min-1。
【答案】(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) =-746.5 kJ·mol-1
(2) ①. ②. 320 L·mol-1 ③. <
(3) ①. < ②. 相同n(CO)下,T2对应的N2体积分数更小,该反应为放热反应,故T1<T2 ③. 3 mol ④. 0.2
【解析】
【小问1详解】
将三个已知方程式依次标为反应1、反应2、反应3,则目标方程式=反应3-反应1-反应2,故NO和CO反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) = kJ·mol-1=-746.5 kJ·mol-1;
【小问2详解】
①该反应是气体分子数减小的反应,缩小体积,增大压强,根据勒夏特列原理,NO平衡转化率会增大,故;
②反应达到平衡时,,即,变形得,同一温度下,K相同,a点NO的平衡转化率为80%,则a点平衡时的c(N2)=0.2 mol/L,c(CO2)=0.4 mol/L,c(CO)=c(NO)=0.1 mol/L,代入数据得(L·mol-1);NO的转化率越大,产物CO2物质的量越大,由①知,p1>p3,则V1<V3,则CO2的浓度:b点<a点;
【小问3详解】
①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的正反应为放热反应,当n(CO)相同时,T2下平衡时N2的体积分数低于T1,可知平衡逆向移动,升高温度可使平衡逆向移动,故T1<T2。
②b点为生成物体积分数最大的点,故应按照化学计量数投料,投入的CO也为3 mol;T1温度下,N2的体积分数为20%,依据题意,设5 min内NO物质的量变化量为2x mol,列出三段式:
,则x=1,消耗的n(NO)为2 mol,则5 min内v(NO)= =0.2mol·L-1·min-1。
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