内容正文:
化学
(满分100分。时间75分钟。)
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 O16 Na23 S32 K39 Fe56 Se79
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中国的无人机产量居世界第一。下列有关无人机的说法错误的是
A. 制造芯片的主要材料为Si
B. 机翼主体所用碳纳米材料属于胶体
C. 起落架所用铝合金硬度比纯铝大
D. 机身所用增强聚酯树脂属于复合材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.硅是良好的半导体材料,是制造芯片的核心原料,A正确;
B.胶体是分散质粒子直径在1~100 nm之间的分散系,属于混合物,而碳纳米材料是纯净的碳单质,不属于分散系,因此不属于胶体,B错误;
C.合金的硬度通常高于其组成纯金属,因此铝合金硬度比纯铝大,C正确;
D.增强聚酯树脂是由聚酯基体和增强材料复合而成,属于复合材料,D正确;
故选B。
2. 下列性质的比较中,正确的是
A. 极性:O3>O2 B. 熔点:金刚砂>金刚石
C. 酸性:CCl3COOH>CF3COOH D. 沸点:二甲醚>乙醇
【答案】A
【解析】
【详解】A.O2为同核双原子分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;O3为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,因此极性:O3>O2,A项正确;
B.金刚砂(SiC)和金刚石均为共价晶体,共价键键长,键能更大,因此熔点:金刚石>金刚砂,B项错误;
C.F的电负性大于Cl,吸电子诱导效应更强,使中羧基的O-H键极性更强,更易电离出,酸性:CF3COOH>CCl3COOH ,C项错误;
D.乙醇分子间可形成氢键,二甲醚分子间不存在氢键,因此沸点:乙醇>二甲醚,D项错误;
答案选A。
3. 下列各组微粒中能大量共存,且满足相应要求的是
选项
离子或分子
要求
A
Mg2+、Al3+、、
滴加氨水无明显现象
B
K+、HS-、Cl2、Br-
滴加盐酸立即有气体产生
C
Na⁺、、、CH3COOH
滴加BaCl2溶液立即有沉淀产生
D
H+、Cu2+、Cl-、NH3
澄清透明的溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Al3+与会发生双水解反应无法大量共存,且滴加氨水时Mg2+、Al3+会与氨水反应生成氢氧化物沉淀,A错误;
B.Cl2具有强氧化性,会与具有还原性的HS-、Br-发生氧化还原反应,无法大量共存,B错误;
C.组内微粒互相不反应可大量共存,滴加BaCl2溶液时,与Ba2+反应生成不溶于醋酸的BaSO4沉淀,立即有沉淀产生,C正确;
D.为碱性微粒,会与H+反应生成,也会与Cu2+反应生成沉淀或络合物,无法大量共存,D错误;
故答案选C。
4. 下列说法正确的是
A. CaCl2溶液中通入CO2一定有CaCO3沉淀生成
B. 海水提溴过程中鼓入热空气的目的是使溴挥发
C. Fe(NO3)2隔绝空气高温分解,产物只有Fe2O3和NO2
D. 某溶液焰色试验呈黄色,说明其溶质是氯化钠
【答案】B
【解析】
【详解】A.CaCl2与CO2不发生反应,弱酸(碳酸)无法制备强酸(盐酸),假设反应生成CaCO3,CaCO3也会和产物HCl反应溶解,故无沉淀生成,A错误;
B.海水提溴时,首先将氧化为单质,易挥发,鼓入热空气可降低溴的溶解度,使溴挥发分离,B正确;
C.Fe(NO3)2隔绝空气高温分解发生的是氧化还原反应,Fe元素从+2价升高到+3价,N元素从+5价降低到+4价,根据电子守恒和元素守恒,反应的化学方程式为,故产物除Fe2O3、NO2外还有O2,C错误;
D.焰色试验呈黄色仅说明溶液中含有Na元素,溶质可以是NaOH、Na2SO4等其他含钠元素的化合物,不一定是氯化钠,D错误;
故选B。
5. 氟化钪(ScF3)是一种重要的战略性和功能性材料。工业上由Sc2O3与NH4F在高温下制取ScF3的反应原理如下:Sc2O3(s)+6NH4F(s)2ScF3(s)+6NH3(g)+3H2O(g)。下列说法正确的是
A. 电负性:O>F>Sc B. 未成对电子数:N>Sc>H
C. 第一电离能:N>F>O D. 键角:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,F是电负性最大的元素,电负性顺序为,A错误;
B.N的价电子排布为,有3个未成对电子,Sc价电子排布为,有1个未成对电子,H有1个未成对电子,未成对电子数顺序为,B错误;
C.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,N的轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的O,故第一电离能顺序为,C错误;
D.三种微粒中心原子均为杂化,无孤电子对,有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对斥力越大,键角越小,故键角顺序为,D正确;
答案选D。
6. 下列实验操作或装置能达到实验目的的是
A. 装置甲分离CH2Cl2和CCl4
B. 装置乙配制银氨溶液
C. 装置丙高效制备高浓度NaClO溶液
D. 装置丁由Na2SO3·7H2O制取无水Na2SO3固体
【答案】A
【解析】
【详解】A.和互溶,且二者沸点相差较大,符合蒸馏法分离的条件。装置甲中,温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处(用于测量馏分蒸气的温度),冷凝管水流方向为下进上出(保证冷凝效果),装置设计合理,A正确;
B.银氨溶液的标准配制方法为:向稀溶液中逐滴加入稀氨水,边滴加边振荡,直至最初生成的沉淀恰好完全溶解为止。装置乙中,胶头滴管将溶液滴入氨水中,会导致氨水过量,无法得到纯净的银氨溶液,B错误;
C.电解饱和食盐水制备的原理是:阳极(石墨)发生反应,阴极发生反应,阳极生成的需要与阴极产生的充分反应才能得到。因此,阳极必须置于下方,使生成的向上流动,与阴极区的充分接触反应。装置丙中阳极在上、阴极在下,无法与充分反应,无法高效制备高浓度,C错误;
D.具有强还原性,在加热蒸发的过程中,会被空气中的氧化为,无法得到无水固体。且蒸发皿直接加热会加速氧化,正确操作需在无氧环境(如氮气保护)下进行,装置丁无法达到实验目的,D错误;
故答案选A。
7. 有机物M是一种新型药物的合成中间体,其结构简式如下图所示。下列有关M的说法错误的是
A. 分子式为C18H20O4
B. 碳原子的杂化方式有sp2和sp3杂化
C. 与H2完全加成后的分子中含有7个手性碳原子
D. 1 mol有机物M与足量热NaOH溶液反应,可消耗2 mol NaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物分子的不饱和度为9,碳原子数为18,则其中含有的H原子个数为18×2+2-9×2=20,含有的O原子数为4,故其化学式为:C18H20O4,A正确;
B.根据结构简式,苯环碳和酯基碳的杂化类型为sp2,饱和C原子的杂化类型为sp3,故杂化方式有sp2和sp3,B正确;
C.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则与H2完全加成后的分子中含有5个手性碳原子(如图中“*”标识):,C错误;
D.分子中酚羟基、酯基都能和NaOH反应,故1 mol该有机物共消耗2 mol NaOH,D正确;
故选C。
8. 某种电池电解液的结构如图所示。W、X、Y、R、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>R>X
B. X分别与W和R均能形成两种常见化合物
C. 该物质中所有原子均达到8电子稳定结构
D. 氧化物对应水化物的酸性:Z>W
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、R、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W形成4条共价键,W为C;X形成2条共价键,X为O;Y形成1条共价键,Y为F;R形成+1价阳离子,R为Na;Z能形成6条共价键的阴离子,Z为P。W、X、Y、R、Z分别为C、O、F、Na、P。
【详解】A.简单离子半径与电子层数和质子数有关,有三层,有两层,故半径最大,质子越大离子半径越小,故离子半径:,A错误;
B.O与C和Na分别可形成CO、、、,B正确;
C.该物质中P原子未达到8电子稳定结构,C错误;
D.氧化物对应水化物不是最高价氧化物,故无法比较酸性,D错误;
故选B。
9. 某种细菌可分解土壤中的硝酸盐,其反应为:5K2S+8KNO3+4H2O=4N2↑+8KOH+5K2SO4,已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L水中所含的水分子数为
B. 55 g K2S参加反应,转移的电子数为
C. 1 L 1 mol·L-1的K2S溶液中含有数为
D. pH=12的KOH溶液中含有的数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下水不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,22.4 L水的物质的量远大于1 mol,水分子数远大于,A错误;
B.的摩尔质量为,的物质的量为,反应中元素从价升高到价,反应转移电子,故反应转移电子数为,B正确;
C.在水溶液中会发生水解,故的溶液中数目小于,C错误;
D.题目未给出的溶液的体积,无法计算的物质的量和数目,D错误;
答案选B。
10. 下列实验操作及现象,解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
将少量硼酸溶液滴入Na2CO3溶液中
无气体生成
酸性:H2CO3>H3BO3
B
在酸性KMnO4溶液中滴加间甲基苯甲醛,振荡
溶液紫红色褪去
醛基具有还原性
C
将等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液混合
产生白色沉淀
结合H+能力:
D
向Fe2(SO4)3溶液中加水稀释
溶液颜色变浅
Fe3+水解平衡向逆反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.少量硼酸滴入过量溶液,即使硼酸酸性强于,量不足时也只会发生反应,无气体生成,无法证明酸性,A错误;
B.酸性既可氧化醛基,也可氧化苯环上的甲基,溶液褪色不能证明醛基具有还原性,B错误;
C.二者发生反应:,夺取电离出的,说明结合能力:,C正确;
D.水解平衡为,加水稀释时水解平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅是因为总浓度降低,D错误;
故选C
11. 已知Li、Fe、Se可形成一种对称性较高的新型超导材料,其晶胞是一个长方体,结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该晶胞的俯视图为
B. 该超导材料的化学式为LiFeSe2
C. 该晶体为共价晶体
D. 晶体密度为 g·cm-3
【答案】D
【解析】
【详解】A.从上到下的俯视图应该为,A不正确;
B.根据晶胞结构,Li原子位于体心和顶点,个数为;Fe原子位于面上,个数为;Se原子位于晶胞内和棱上,个数为,所以化学式为LiFe2Se2,B不正确;
C.该晶体属于混合型晶体,C不正确;
D.晶胞体积”,,D正确;
故选D。
12. 用如图1和图2装置中的电极相连,可实现电化学原理制取对氨基苯甲酸。下列说法正确的是
A. 图1、图2装置相连时,a与c、b与d相连
B. c电极上电极反应为:N2H4-4e-=N2↑+4H+
C. H+通过质子交换膜从b极室迁移到a极室
D. 电路中转移1.6 mol e-时,理论上a极产生气体质量为12.8 g
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1为电解池,b极碘单质发生还原反应得到碘离子,故b为阴极、a为阳极,图2为肼燃料电池,c为负极,d为正极,应该是a与d、b与c相连,A错误;
B.图2为液态肼(N2H4)燃料电池,d极氧气得到电子发生还原反应为正极,c极为负极,肼失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为:,B错误;
C.电解池工作时,b极消耗氢离子,a极生成氢离子迁移到b极,C错误;
D.电解池a极电极反应为:,当电路中转移1.6 mol电子时,生成0.4 mol O2,质量为12.8 g,D正确;
故答案选D。
13. 已知室温下:,,,完成如下两个实验。
实验1:向10 mL 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中逐滴加入NaOH溶液,至pH=11;
实验2:向10 mL 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中滴加足量0.10 mol·L-1 CuSO4溶液。
下列说法正确的是
A. 向0.10 mol·L-1的NaHS溶液中滴入2滴酚酞,溶液呈无色
B. 实验1所得溶液中:
C. 实验2中有黑色沉淀生成
D. 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHS溶液中HS⁻的水解常数,大于其电离常数,溶液呈碱性,,则pH约为10,酚酞显红色,A错误;
B.pH=11时,由,得,故,B错误;
C.反应的平衡常数,说明反应能完全进行,因此试验2中有CuS黑色沉淀生成,C正确;
D.溶液中电荷守恒式为,选项中缺系数2,D错误;
故选C
14. 如下两个反应在某温度下的压强平衡常数分别为和。
反应1:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) Kp1=8.1×107 Pa2
反应2:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) Kp2=105 Pa
在该温度、1×105 Pa条件下,向充满O2的恒压密闭容器中投入1.2 mol S,充分反应至t1时刻,此时容器中无S剩余,O2剩余0.4 mol。再向该体系中迅速投入1 mol无水FeSO4固体,此过程容器与外界未发生气体交换。
下列说法错误的是
A. 平衡时,n(FeSO4)<1 mol B. t1时刻,p(SO2)=5×104 Pa
C. 起始时,n(O2)=1.8 mol D. 加入FeSO4后,气体总物质的量为1.6 mol
【答案】A
【解析】
【分析】根据硫元素守恒知,时刻n(SO2)+ n(SO3)=1.2mol,n(O2)=0.4mol,n总=1.6mol,Kp2=105 Pa,此时p总=1105 Pa,则,故,n(SO2)=0.8mol,n(SO3)=0.4mol,此时p(SO2)、p(SO3)依次为5×104Pa、2.5×104Pa。
【详解】A.加入FeSO4时,体系中,远大于,FeSO4不分解,,A错误;
B.时刻气体总物质的量1.6mol,的分压为,B正确;
C.1.2mol S完全生成SO2消耗1.2mol O2,生成0.4mol SO3消耗0.2mol O2,总消耗O2为1.4mol,剩余0.4mol,故起始n(O2)=1.4mol+0.4mol=1.8mol,C正确;
D.FeSO4不分解,气体组成不变,总物质的量仍为1.6mol,D正确;
答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铈(Ce)是重要的稀土元素,以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备高纯度CeO2的流程如下:
(1)的空间结构名称是___________,“操作”的名称是___________。
(2)“焙烧”时,将氟碳铈矿粉碎的目的是___________,CeFCO3转化成CeO2的化学方程式为___________。
(3)“氧化”时反应的离子方程式为___________。
(4)CeO2晶胞和掺杂Y2O3的晶胞如图所示,掺杂后Y3+占据原来Ce4+的位置。
①CeO2晶胞中O2-周围等距且紧邻的O2-有___________个。
②若掺杂Y2O3后晶体中n(CeO2):n(Y2O3)=3:1,则O2-的空缺率=___________%。
【答案】(1) ①. 正四面体形 ②. 过滤
(2) ①. 增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率 ②. 4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O
(3)2Ce3++ClO-+6OH-+H2O=2Ce(OH)4↓+Cl-
(4) ①. 6 ②. 10
【解析】
【分析】加焙烧破坏矿物结构,实现铈的初步活化,为后续酸浸做准备;酸浸1加少量盐酸将焙烧产物中的其他稀土元素优先溶解进入浸出液,而铈以难溶氟化物形式留在固体中,实现铈与其他稀土的初步分离; 酸浸2作为络合剂,与结合生成稳定的,促进难溶的溶解,将铈以形式转入溶液,同时完成氟的转化;沉淀步骤:加可溶性钾盐深度除氟,将氟以沉淀形式除去,避免氟对后续铈的氧化、沉淀造成干扰; 操作步骤操作名称:过滤(固液分离)分离滤渣,得到含的澄清滤液,进入下一步氧化; 氧化步骤加作为强氧化剂,在碱性条件下将氧化为,并生成难溶的沉淀,实现铈的富集与提纯;最后煅烧得高纯度二氧化铈();据此分析解题。
【小问1详解】
中B的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为正四面体形;沉淀后分离出固体滤渣,操作名称为过滤;
【小问2详解】
粉碎固体可增大接触面积,加快反应,使焙烧更充分,故目的是:增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;中为价,焙烧时被氧化为价的,结合原子守恒配平得到反应方程式:;
【小问3详解】
碱性条件下,将氧化为沉淀,被还原为,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平得到离子方程式:;
【小问4详解】
①为萤石型结构,位于晶胞内的四面体空隙,每个周围等距且紧邻的共有6个;
②因占据的是的位置,又因,假设3个和1个,相当于掺杂前有5个,5个中应有10个,而实际 数为:, 氧空位数为10-9=1,则的空缺率=。
16. 四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O]是一种难溶于水的环保型防锈颜料,其在水中的溶解度随温度升高而降低。实验室以氧化锌和磷酸为原料制备并测定其纯度。
I.制备Zn3(PO4)2·4H2O:
a.称取8.1 g ZnO置于三颈烧瓶中,加入适量蒸馏水,开启搅拌器使其分散均匀。
b.向反应体系缓慢滴入6.0 mL 85% H3PO4,控制反应温度在80℃左右,滴加完毕后继续搅拌反应1小时,得白色乳状液。
c.减压过滤,少量水洗涤,120℃干燥45 min,称重。
Ⅱ.测定纯度:①准确称取m g干燥后产品,用稀盐酸溶解后转移至250 mL容量瓶中,定容摇匀。
②移取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加三乙醇胺掩蔽干扰离子,调pH至10,加铬黑T指示剂,用c mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至终点(测定Zn2+),平行三次平均消耗EDTA标准溶液V mL。
已知:Zn2+和EDTA以物质的量之比为1:1进行反应;Zn3(PO4)2·4H2O的摩尔质量为M g·mol-1.
(1)步骤b中发生反应的化学方程式为___________;实验中,温度计的水银球应放在___________位置。
(2)装置乙中的仪器a的作用是___________;与普通过滤相比,减压过滤的主要优点是___________(答一条)。
(3)洗涤磷酸锌沉淀时应选用___________(填“冷水”或“热水”),洗涤沉淀的操作是___________。
(4)产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为___________%。下列操作导致测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.滴定管未用EDTA标准液润洗 B.锥形瓶用待测液润洗
C.滴定终点俯视读数 D.滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡
【答案】(1) ①. ②. 插入反应液面以下,但不接触三颈烧瓶底部
(2) ①. 作安全瓶,防止倒吸过滤速度快 ②. 所得固体较干燥(合理答案即可给分)
(3) ①. 热水 ②. 沿玻璃棒往漏斗中加热的蒸馏水至浸没沉淀,静置,重复2~3次
(4) ①. ②. AB
【解析】
【小问1详解】
根据原子守恒,3 mol ZnO与2 mol H3PO4反应生成1 mol ,故为 。
为准确控制反应液温度在80℃,温度计水银球应插入反应液面以下(测量反应液温度),且不接触瓶底以避免局部过热。
【小问2详解】
仪器a是安全瓶,在减压过滤装置中,安全瓶位于抽滤瓶与真空泵之间,用于防止倒吸(当停止抽气时,外界大气压可能将水倒吸入抽滤瓶)。
减压过滤优点有①过滤速度快(压强差驱动);②所得固体较干燥(抽气可除去部分溶剂)。
【小问3详解】
因溶解度随温度升高而降低,用热水洗涤可减少溶解损失。
【小问4详解】
滴定消耗EDTA的物质的量为cV×10-3 mol,对应25.00 mL待测液中Zn2+的物质的量。
250 mL溶液中Zn2+总物质的量为 mol。
每个Zn3(PO4)2·4H2O含3个Zn2+,故产品中该物质的物质的量为 mol。
质量为 g,质量分数为。
A.滴定管未润洗,标准液被稀释,浓度降低,导致消耗标准液体积偏大,结果偏高;
B.锥形瓶用待测液润洗,待测液物质的量增加,消耗标准液体积偏大,结果偏高;
C.滴定终点俯视读数,读数偏大,计算标准液体积偏小,结果偏低;
D.滴定后有气泡,读数体积包含气泡,计算消耗标准液体积偏小,结果偏低;
故选AB。
17. 乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标志。工业上可以用乙烯制备环氧乙烷(C2H4O)和乙醇。
(1)工业上用银作催化剂氧化乙烯制备环氧乙烷,发生的主要反应为:
2C2H4(g)+O2(g)2C2H4O(g) ΔH1=-210 kJ·mol-1
①已知反应存在如下转化关系:
则ΔH1=___________(用含ΔH3、ΔH4、ΔH5的代数式表示)。
②该反应的部分过程如下图所示(部分共价键未画出):
其中X和乙烯生成中间体Y的过程中,碳碳键键长变___________(填“长”或“短”),测定其碳碳键键长变化的仪器是___________(填标号)。
a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.核磁共振仪 d.X射线衍射仪
(2)乙烯制备乙醇的反应为:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g),在密闭容器中充入C2H4(g)、H2O(g)各2 mol,测得乙烯的平衡转化率随温度、压强(单位:kPa)的变化关系如图1所示。
①除改变温度和压强外,写出一条能提高乙烯平衡转化率的措施___________。
②p1___________p2(填“>”“=”或“<”),其理由是___________。
③图中X点,该反应的压强平衡常数Kp=___________(kPa)-1.
(3)图2所示装置可合成乙烯,其b极室采用可渗透和传导离子的固态物质,获得的高纯CO2可直接进入a极室反应。
①阴极的电极反应式为___________。
②电解时。单程CO2的利用率的理论上限为___________%。
【答案】(1) ①. 2(ΔH3+ΔH4+ΔH5) ②. 长 ③. d
(2) ①. 增大H2O(g)的浓度 ②. < ③. 该反应正反应是气体分子数减小的反应,相同温度时,压强越大,乙烯平衡转化率越大,故p1<p2 ④.
(3) ①. 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-(或) ②. 25
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,将图中三个反应相加得到,,目标反应是该反应的2倍,因此;
②乙烯中碳碳双键变为中间体中的碳碳单键,双键键长比单键短,因此键长变长;X射线衍射仪可以测定晶体的结构,得到键长数据,红外光谱测官能团、质谱测分子量、核磁共振测等效氢种类,因此选d。
【小问2详解】
①该反应为可逆反应,使平衡正向移动即可提高乙烯平衡转化率,增大反应物水蒸气浓度或及时移走产物乙醇,都能使平衡正向移动。
②该反应是气体分子数减小的反应,相同温度下,压强越大平衡正向移动,乙烯转化率越高,图中同温度下p1对应乙烯转化率更低,因此p1<p2;
③由信息列关系式:,平衡时n(总)=3.2mol,;
【小问3详解】
①a极连接电源负极,为阴极,得电子生成,结合电荷、原子守恒配平(或合理即可);
②在阴极和阴极区发生的反应有:和;生成1 mol C2H4转移12 mol电子,就有6 mol 离子从左往右移动,故单程CO2的利用率为:。
18. 有机物Z是合成一种重要的脱敏药物的中间体。Z的合成路线如下:
已知:Ⅰ.R-Br+CH2(COOCH3)2R-CH(COOCH3)2
Ⅱ.。
(1)的名称是___________,A中所含的官能团名称是___________。
(2)B→C的反应类型是___________,该反应中加入三乙胺的作用是___________。C的结构简式为___________
(3)D→E中,反应i的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构简式为___________(写出一种)。
①与FeCl3溶液发生显色反应;②核磁共振氢谱有3组峰。
(5)G与NH2OH反应得到X经历了下图所示的多步反应。其中,中间产物1含有1个含氮六元环,中间产物2、3中均含N-O键,则中间产物3的结构简式是___________。
【答案】(1) ①. 1,3-二氯苯(或间二氯苯) ②. 碳氯键(或氯原子)、羟基
(2) ①. 取代反应 ②. 中和生成的HBr,有利于生成C ③.
(3) (4)或
(5)或
【解析】
【分析】由题干合成路线图中D的结构简式、C的分子式和C到D的转化条件以及已知信息Ⅰ可知,C的结构简式为:,由B的分子式和B到C的转化条件以及已知信息Ⅰ可知B的结构简式为:,由A、B的结构简式可知,试剂a为HBr,由E的分子式和D到E的转化条件可知,E的结构简式为:,由F的分子式和E到F的转化条件可知,F的结构简式为:,由X、Z的结构简式、Y的分子式和X到Y、Y到Z的转化条件可知,Y的结构简式为:,据此分析解题。
【小问1详解】
的名称是1,3-二氯苯或间二氯苯;由A的结构简式可知,所含官能团为碳氯键(或氯原子)、羟基;
【小问2详解】
B→C即发生已知信息i的反应生成C,则该反应的反应类型是取代反应;反应过程中会产生HBr,三乙胺(碱)可消耗HBr,使平衡正向移动,提高产率;
【小问3详解】
由分析可知,D→E中,反应ⅰ为酯基发生水解反应,则该反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
满足条件:①与显色(含酚羟基);②核磁共振氢谱3组峰(高度对称)。则符合条件的结构简式为或;
【小问5详解】
G与反应得到X经历了下图所示的多步反应,其中,中间产物1有含有1个含氮六元环,红外光谱显示中间产物2、3中均含键,结合中间产物1的分子式和G到中间产物1的转化条件可知,中间产物1的结构简式为:,由中间产物2的分子式和1到2的转化条件可知,中间产物2的结构简式为:,由G的结构简式和中间产物3的分子式可知,中间产物3的结构简式为:或。
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化学
(满分100分。时间75分钟。)
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 O16 Na23 S32 K39 Fe56 Se79
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中国的无人机产量居世界第一。下列有关无人机的说法错误的是
A. 制造芯片的主要材料为Si
B. 机翼主体所用碳纳米材料属于胶体
C. 起落架所用铝合金硬度比纯铝大
D. 机身所用增强聚酯树脂属于复合材料
2. 下列性质的比较中,正确的是
A. 极性:O3>O2 B. 熔点:金刚砂>金刚石
C. 酸性:CCl3COOH>CF3COOH D. 沸点:二甲醚>乙醇
3. 下列各组微粒中能大量共存,且满足相应要求的是
选项
离子或分子
要求
A
Mg2+、Al3+、、
滴加氨水无明显现象
B
K+、HS-、Cl2、Br-
滴加盐酸立即有气体产生
C
Na⁺、、、CH3COOH
滴加BaCl2溶液立即有沉淀产生
D
H+、Cu2+、Cl-、NH3
澄清透明的溶液
A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法正确的是
A. CaCl2溶液中通入CO2一定有CaCO3沉淀生成
B. 海水提溴过程中鼓入热空气的目的是使溴挥发
C. Fe(NO3)2隔绝空气高温分解,产物只有Fe2O3和NO2
D. 某溶液焰色试验呈黄色,说明其溶质是氯化钠
5. 氟化钪(ScF3)是一种重要的战略性和功能性材料。工业上由Sc2O3与NH4F在高温下制取ScF3的反应原理如下:Sc2O3(s)+6NH4F(s)2ScF3(s)+6NH3(g)+3H2O(g)。下列说法正确的是
A. 电负性:O>F>Sc B. 未成对电子数:N>Sc>H
C. 第一电离能:N>F>O D. 键角:
6. 下列实验操作或装置能达到实验目的的是
A. 装置甲分离CH2Cl2和CCl4
B. 装置乙配制银氨溶液
C. 装置丙高效制备高浓度NaClO溶液
D. 装置丁由Na2SO3·7H2O制取无水Na2SO3固体
7. 有机物M是一种新型药物的合成中间体,其结构简式如下图所示。下列有关M的说法错误的是
A. 分子式为C18H20O4
B. 碳原子的杂化方式有sp2和sp3杂化
C. 与H2完全加成后的分子中含有7个手性碳原子
D. 1 mol有机物M与足量热NaOH溶液反应,可消耗2 mol NaOH
8. 某种电池电解液的结构如图所示。W、X、Y、R、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>R>X
B. X分别与W和R均能形成两种常见化合物
C. 该物质中所有原子均达到8电子稳定结构
D. 氧化物对应水化物的酸性:Z>W
9. 某种细菌可分解土壤中的硝酸盐,其反应为:5K2S+8KNO3+4H2O=4N2↑+8KOH+5K2SO4,已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L水中所含的水分子数为
B. 55 g K2S参加反应,转移的电子数为
C. 1 L 1 mol·L-1的K2S溶液中含有数为
D. pH=12的KOH溶液中含有的数为
10. 下列实验操作及现象,解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
将少量硼酸溶液滴入Na2CO3溶液中
无气体生成
酸性:H2CO3>H3BO3
B
在酸性KMnO4溶液中滴加间甲基苯甲醛,振荡
溶液紫红色褪去
醛基具有还原性
C
将等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na[Al(OH)4]溶液混合
产生白色沉淀
结合H+能力:
D
向Fe2(SO4)3溶液中加水稀释
溶液颜色变浅
Fe3+水解平衡向逆反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
11. 已知Li、Fe、Se可形成一种对称性较高的新型超导材料,其晶胞是一个长方体,结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该晶胞的俯视图为
B. 该超导材料的化学式为LiFeSe2
C. 该晶体为共价晶体
D. 晶体密度为 g·cm-3
12. 用如图1和图2装置中的电极相连,可实现电化学原理制取对氨基苯甲酸。下列说法正确的是
A. 图1、图2装置相连时,a与c、b与d相连
B. c电极上电极反应为:N2H4-4e-=N2↑+4H+
C. H+通过质子交换膜从b极室迁移到a极室
D. 电路中转移1.6 mol e-时,理论上a极产生气体质量为12.8 g
13. 已知室温下:,,,完成如下两个实验。
实验1:向10 mL 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中逐滴加入NaOH溶液,至pH=11;
实验2:向10 mL 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中滴加足量0.10 mol·L-1 CuSO4溶液。
下列说法正确的是
A. 向0.10 mol·L-1的NaHS溶液中滴入2滴酚酞,溶液呈无色
B. 实验1所得溶液中:
C. 实验2中有黑色沉淀生成
D. 0.10 mol·L-1 NaHS溶液中:
14. 如下两个反应在某温度下的压强平衡常数分别为和。
反应1:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) Kp1=8.1×107 Pa2
反应2:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) Kp2=105 Pa
在该温度、1×105 Pa条件下,向充满O2的恒压密闭容器中投入1.2 mol S,充分反应至t1时刻,此时容器中无S剩余,O2剩余0.4 mol。再向该体系中迅速投入1 mol无水FeSO4固体,此过程容器与外界未发生气体交换。
下列说法错误的是
A. 平衡时,n(FeSO4)<1 mol B. t1时刻,p(SO2)=5×104 Pa
C. 起始时,n(O2)=1.8 mol D. 加入FeSO4后,气体总物质的量为1.6 mol
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铈(Ce)是重要的稀土元素,以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备高纯度CeO2的流程如下:
(1)的空间结构名称是___________,“操作”的名称是___________。
(2)“焙烧”时,将氟碳铈矿粉碎的目的是___________,CeFCO3转化成CeO2的化学方程式为___________。
(3)“氧化”时反应的离子方程式为___________。
(4)CeO2晶胞和掺杂Y2O3的晶胞如图所示,掺杂后Y3+占据原来Ce4+的位置。
①CeO2晶胞中O2-周围等距且紧邻的O2-有___________个。
②若掺杂Y2O3后晶体中n(CeO2):n(Y2O3)=3:1,则O2-的空缺率=___________%。
16. 四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O]是一种难溶于水的环保型防锈颜料,其在水中的溶解度随温度升高而降低。实验室以氧化锌和磷酸为原料制备并测定其纯度。
I.制备Zn3(PO4)2·4H2O:
a.称取8.1 g ZnO置于三颈烧瓶中,加入适量蒸馏水,开启搅拌器使其分散均匀。
b.向反应体系缓慢滴入6.0 mL 85% H3PO4,控制反应温度在80℃左右,滴加完毕后继续搅拌反应1小时,得白色乳状液。
c.减压过滤,少量水洗涤,120℃干燥45 min,称重。
Ⅱ.测定纯度:①准确称取m g干燥后产品,用稀盐酸溶解后转移至250 mL容量瓶中,定容摇匀。
②移取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加三乙醇胺掩蔽干扰离子,调pH至10,加铬黑T指示剂,用c mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至终点(测定Zn2+),平行三次平均消耗EDTA标准溶液V mL。
已知:Zn2+和EDTA以物质的量之比为1:1进行反应;Zn3(PO4)2·4H2O的摩尔质量为M g·mol-1.
(1)步骤b中发生反应的化学方程式为___________;实验中,温度计的水银球应放在___________位置。
(2)装置乙中的仪器a的作用是___________;与普通过滤相比,减压过滤的主要优点是___________(答一条)。
(3)洗涤磷酸锌沉淀时应选用___________(填“冷水”或“热水”),洗涤沉淀的操作是___________。
(4)产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为___________%。下列操作导致测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.滴定管未用EDTA标准液润洗 B.锥形瓶用待测液润洗
C.滴定终点俯视读数 D.滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡
17. 乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标志。工业上可以用乙烯制备环氧乙烷(C2H4O)和乙醇。
(1)工业上用银作催化剂氧化乙烯制备环氧乙烷,发生的主要反应为:
2C2H4(g)+O2(g)2C2H4O(g) ΔH1=-210 kJ·mol-1
①已知反应存在如下转化关系:
则ΔH1=___________(用含ΔH3、ΔH4、ΔH5的代数式表示)。
②该反应的部分过程如下图所示(部分共价键未画出):
其中X和乙烯生成中间体Y的过程中,碳碳键键长变___________(填“长”或“短”),测定其碳碳键键长变化的仪器是___________(填标号)。
a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.核磁共振仪 d.X射线衍射仪
(2)乙烯制备乙醇的反应为:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g),在密闭容器中充入C2H4(g)、H2O(g)各2 mol,测得乙烯的平衡转化率随温度、压强(单位:kPa)的变化关系如图1所示。
①除改变温度和压强外,写出一条能提高乙烯平衡转化率的措施___________。
②p1___________p2(填“>”“=”或“<”),其理由是___________。
③图中X点,该反应的压强平衡常数Kp=___________(kPa)-1.
(3)图2所示装置可合成乙烯,其b极室采用可渗透和传导离子的固态物质,获得的高纯CO2可直接进入a极室反应。
①阴极的电极反应式为___________。
②电解时。单程CO2的利用率的理论上限为___________%。
18. 有机物Z是合成一种重要的脱敏药物的中间体。Z的合成路线如下:
已知:Ⅰ.R-Br+CH2(COOCH3)2R-CH(COOCH3)2
Ⅱ.。
(1)的名称是___________,A中所含的官能团名称是___________。
(2)B→C的反应类型是___________,该反应中加入三乙胺的作用是___________。C的结构简式为___________
(3)D→E中,反应i的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构简式为___________(写出一种)。
①与FeCl3溶液发生显色反应;②核磁共振氢谱有3组峰。
(5)G与NH2OH反应得到X经历了下图所示的多步反应。其中,中间产物1含有1个含氮六元环,中间产物2、3中均含N-O键,则中间产物3的结构简式是___________。
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