内容正文:
深圳市高级中学高中园2026届高三年级第二阶段第二次考试
化学试题
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷为1-16题,共44分,第Ⅱ卷为16-20题,共56分。全卷共计100分。考试时间为75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Mg:24 S:32 Cl:35.5 Cu:64
注意事项:
1.答第一卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后,再涂其它答案不能答在试题卷上。
3.考试结束,监考人员将答题卡收回。
第Ⅰ卷(本卷共计44分)
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分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. “射”乃“六艺”之一。下列选项所涉及材料的主要成分属于无机硅酸盐材料的是
A.玉韘(商)
B.青铜箭镞(周)
C.木胎漆弓(战国)
D.大绒箭囊(清)
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.玉石主要成分是硅酸盐,属于无机硅酸盐材料,A正确;
B.青铜是铜锡铅合金,属于合金,B错误;
C.木材主要成分是纤维素,属于有机材料,C错误;
D.大绒箭囊主要成分是绒线,属于有机材料,D错误;
故答案选A。
2. 冠醚的空穴能识别与其半径匹配的碱金属离子。某冠醚(结构如图)能识别,对该冠醚的描述错误的是
A. 不属于芳香烃 B. 能发生取代反应
C. 分子内所有的碳原子可能不共面 D. 也能识别
【答案】D
【解析】
【详解】A.芳香烃是只含C、H元素且含有苯环的烃,该冠醚含有O元素,不属于烃,因此不属于芳香烃,A正确;
B.该物质含有苯环,苯环上的氢原子可以发生取代反应,饱和碳原子上的氢也可发生取代反应,B正确;
C.分子中多个亚甲基的碳原子为杂化,碳碳单键可以旋转,因此所有碳原子可能不共面,C正确;
D.题干明确说明冠醚的空穴只能识别半径与其空穴匹配的碱金属离子,半径远小于,半径不匹配,因此该冠醚不能识别,D错误;
故选D。
3. 从微观世界的粒子操控,到宏大尺度的宇宙探索,尖端技术和基础材料支撑我国科技发展取得一系列重大成就。下列说法不正确的是
A. 锶原子光钟为全球提供“中国时间”,锶是第四周期元素
B. 硅阵列探测器是“悟空”号“火眼金睛”的重要组成,单晶硅为共价晶体
C. 可重复使用运载火箭“长征十号甲”搭载液氧煤油发动机,煤油是含有烃类的混合物
D. 人胆汁酸转运蛋白的“滑梯”式转运机制被揭示,该蛋白质属于有机高分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.锶的原子序数为38,核外电子排布式,位于元素周期表第五周期第ⅡA族, A错误;
B.单晶硅中硅原子通过共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,B正确;
C.煤油是石油分馏得到的产物,由多种烷烃、环烷烃等烃类物质组成,属于混合物,C正确;
D.蛋白质的相对分子质量可达几万到上百万,属于天然有机高分子化合物,D正确;
故答案为:A。
4. 以舍勒法生成后,利用以下装置进行实验,不能够达到预期目的的是
A.净化、干燥
B.收集
C.验证能与水反应
D.说明起漂白作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.舍勒法制备的混有和水蒸气,饱和食盐水可除去,是酸性干燥剂,可干燥,装置洗气为长进短出,能达到净化干燥目的,A不符合要求;
B.密度大于空气,用向上排空气法收集,该装置为长导管进气、短导管排空气,收集方法正确,能达到收集目的,B不符合要求;
C.与水反应生成酸性物质,会使溶液降低,计可检测溶液变化,能验证与水发生反应,C不符合要求;
D.该装置中经过水后会携带水蒸气,使红色布条褪色的是与水反应生成的次氯酸,不是本身,该实验不能说明起漂白作用,不能达到预期目的,D符合要求;
故答案为D。
5. 固态电池是解锁低空经济、人形机器人等“新质生产力”的关键钥匙。下列关于新一代全固态锂电池的说法正确的是
A. 全固态电池的锂盐中的As化合价为+5
B. 核心原料的电子式为
C. 放电过程从负极向正极移动
D. 含质子7 mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.在中,为价,为价,根据化合物中正负化合价代数和为0,可知为价,A错误;
B.是离子化合物,其电子式应为,B错误;
C.全固态电池放电时为原电池,原电池中阳离子()会从负极向正极移动,C正确;
D.是锂元素的一种核素,锂元素的质子数为,因此含质子,D错误;
故答案选C。
6. 从“烽举燧燔”至“万物互联”,人类不断突破时空限制,重塑感知世界和彼此链接的方式。下列说法正确的是
A. 烽烟递信:白昼点燃湿薪以生烟,采用湿薪是为了让燃烧更充分
B. 飞鸽传书:飞鸽脚缚绢帛传信,丝织品绢的主要成分是纤维素
C. 数字通信:互联网基石光导纤维的成分Si,能很好传递信号
D. 移动互联:作为6G通信链路关键材料的石墨烯,是无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.湿薪含有水分,点燃时燃烧不充分才会产生大量浓烟便于白天观察信号,并非为了让燃烧更充分,A错误;
B.丝织品绢的主要成分是蛋白质,纤维素是棉、麻等植物纤维的主要成分,B错误;
C.光导纤维的主要成分为,单质Si是半导体材料,可用于制作芯片等,C错误;
D.石墨烯是碳元素组成的单质,属于无机非金属材料,D正确;
故答案选D。
7. 碳钢作为海洋工程中的常见材料,其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是
A. a区为负极区
B. b区的电极反应为:
C. 菌a、菌b参与的转化过程,铁元素不一定均被氧化
D. 图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.a区Fe失电子生成,发生氧化反应,为负极区,A正确;
B.由图可知b区发生得电子的还原反应生成OH-,电极反应为,B错误;
C.菌a作用下转化为时,部分+3价Fe化合价降低被还原,因此铁元素不一定均被氧化,C正确;
D.混合菌可促进碳钢电化学腐蚀过程持续进行,会加速碳钢的腐蚀,D正确;
答案选B。
8. 劳动创造美好生活。下列劳动项目涉及的相关化学知识或方法表述正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A.
工人用金刚石刀具精密切削材料
1 mol金刚石内含1 mol C-C
B.
校医用84消毒液(有效成分NaClO)消毒
次氯酸具有强磁性
C.
实验员向配好的溶液中加少量铁屑
D.
质检员抽检市售蒸馏水是否为自来水
先加盐酸酸化,再滴加检验是否有沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金刚石晶体中,每个C原子与周围4个C原子形成C-C键,每个C-C键由2个碳原子共用,因此,平均每个C原子对应个C-C键,即1 mol 金刚石中含有2 mol C-C键,A错误;
B.84消毒液消毒的原理是NaClO水解生成的HClO具有强氧化性,可破坏微生物结构,并非具有强磁性,B错误;
C.溶液中,易被氧化为,加入铁屑可发生反应:,将还原为,C正确;
D.先加盐酸酸化会引入,无论待测液是否含,向其中滴加都会产生沉淀,应选用硝酸酸化,D错误;
故答案选C。
9. 共价有机骨架常由C、N、O等轻元素构建。部分含C或N或O物质的分类和化合价关系如图。下列推断合理的是
A. 单质b参与反应,均作氧化剂 B. a→c的转化过程,可能为自然固氮
C. d、f代表的物质均为电解质 D. f的钠盐,其受热一定不易分解
【答案】C
【解析】
【分析】含碳化合物的最低化合价为-4、最高化合价为+4,则a为C2H6、b为C、c为CO、f为碳酸盐;含氮化合物的最低化合价为-3、最高化合价为+5,则a为NH3、b为N2、c为NO、d为硝酸盐、e为HNO3;含氧化合物的最低化合价为-2、最高化合价为+2,则b为O2、c为OF2;据此解答。
【详解】A.单质b可能为C、N2或O2,C和N2分别与氧气反应时作还原剂,O2参与反应时一般为氧化剂,A错误;
B.固氮是将氮气转化为含氮化合物,a→c的转化过程不是自然固氮,B错误;
C.d和f均为盐,属于电解质,C正确;
D.f为碳酸盐,可能为,受热可以分解,D错误;
故选C。
10. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 在22.4 L的乙炔气体分子中,含有键的数目为
B. 1 mol NO与充分反应,得到的分子数为
C. 溶液中,离子数为
D. 足量稀硝酸使1 mol Cu完全反应,转移电子的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.选项中未说明气体的状态,不能利用气体摩尔体积计算其物质的量及气体包含的键数目,A错误;
B.NO与反应方程式为:,根据方程式,1 mol NO与充分反应理论上生成1 mol,但反应体系中存在平衡:,该反应气体分子总数减少,故得到的分子数小于,B错误;
C.选项中未明确溶液体积,无法计算溶液中的物质的量及其数目,C错误;
D.Cu与足量稀硝酸反应方程式为:,反应过程中,Cu从0价升至+2价,因此1 mol Cu完全反应失去2 mol电子,转移电子数目为,D正确;
故答案选D。
11. 磺酰氯(,沸点为69.1℃),为无色发烟液体,极易水解,主要用作氯化剂或氯磺化剂,也可用于制造染料、橡胶等。可由干燥的和在一定条件下按1:1比例反应得到。利用如图所示装置制备少量。下列说法正确的是
A. 气体发生装置A必须要加热才能使得反应顺利进行
B. 装置B里装的是NaOH溶液,目的是除去挥发出来的HCl气体
C. 装置C和E里装的是浓硫酸,仅是用于干燥气体
D. 装置H的作用是除去尾气和,防止外界水蒸气进入
【答案】D
【解析】
【分析】本实验以固体与浓盐酸在装置A中反应制备,生成的依次通过装置B(除)、装置C(干燥),同时装置F中固体与70%硫酸反应制备,经装置E(干燥)后,与干燥的按1:1比例在装置D(活性炭催化)中反应生成,装置G用于冷凝回流,装置H中碱石灰用于吸收未反应的、尾气,同时防止外界水蒸气进入装置导致水解。
【详解】A.装置A中与浓盐酸的反应为:,该反应常温下即可自发进行,无需加热,A错误;
B.能与溶液反应(),因此装置B不能装溶液,应盛装饱和食盐水,目的是除去中混有的气体,同时减少的溶解损失,B错误;
C.装置C中浓硫酸用于干燥,装置E中浓硫酸可以干燥,除了用来干燥气体外,还可以通过产生的气泡速率观察通入的气体的速率,便于控制为1:1,C错误;
D.装置H中碱石灰(与的混合物)可与、反应,从而除去尾气中的和,同时碱石灰能吸收外界的水蒸气,防止其进入装置D导致水解,D正确;
故答案选D。
12. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
、、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
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大
D
、、热稳定性逐渐减弱
、、键能依次减小
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子光谱是不连续的线状谱线,说明原子的能级是不连续的,即原子能级是量子化的,A正确;
B.的中心碳原子为sp杂化,键角为;的中心碳原子为杂化,键角大约为;的中心碳原子为杂化,键角为,三种物质的中心碳原子都没有孤电子对,三者键角大小与孤电子对无关,B错误;
C.离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,周围最多能排布8个,周围最多能排布6个,说明比半径大,C正确;
D.热稳定性和键能有关,键能越大,分子越稳定,原子半径,则、、键能依次减小,、、热稳定性逐渐减弱,D正确;
故选B。
13. 已知:的;在浓度为的溶液中,下列说法正确的是
A. 该溶液的
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中的能发生电离也能发生水解,则计算pH时,使用两性物质近似公式,则,溶液中的,,与选项不符,A错误;
B.元素守恒要求所有含磷相关微粒的总浓度等于初始浓度,即,B正确;
C.电荷守恒应为,选项中缺少,C错误;
D.质子守恒应为,选项D的表达式不符合质子守恒关系,D错误;
故选B。
14. 用和侯氏制碱工艺联合制,同时、循环利用的主要物质转化如下。下列说法正确的是
A. ①中应向溶液先通入,再通入
B. ②中可使用蒸发结晶的方法获得固体
C. 电解的溶液可以制得和
D. 理论上①中消耗的与③中生成的不相等
【答案】D
【解析】
【分析】向饱和食盐水先通入溶解度大的氨气、再通入二氧化碳,二氧化碳与氨化的饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体和含有氯化铵的滤液(步骤①);向滤液中加入氯化钠固体,降低氯化铵固体的溶解度使氯化铵固体析出,过滤得到母液和氯化铵固体(步骤②);将氯化铵固体溶于水,向其中加入碳酸镁,反应生成氯化镁、氨气和二氧化碳(步骤③)。
【详解】A.二氧化碳微溶于水,氨气极易溶于水,饱和食盐水中先通入的气体为氨气,通氨气后再通二氧化碳,可增大二氧化碳的溶解度,故A错误;
B.NH4Cl受热易分解,不能通过蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体,故B错误;
C.电解MgCl2溶液产生氯气、氢气和氢氧化镁,故C错误;
D.①中反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,,③中反应方程式为MgCO3+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,,故D正确;
故答案为D。
15. Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行与溶液是否反应的相关实验探究。某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象(尾气处理装置未画出):
①将甲中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中无明显现象;
②将丙中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中有大量沉淀产生。
下列叙述正确的是
A. 实验前可用稀盐酸和溶液检验是否变质
B. 甲装置中用98%浓硫酸制备效果更好
C. 乙装置中产生沉淀的离子方程式可能为
D. 丙装置中的试剂a和b可以分别是和浓盐酸
【答案】C
【解析】
【分析】Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2气体,SO2通入BaCl2溶液中,不发生反应,没有明显现象产生;将丙中产生的气体通入乙装置中,有沉淀产生,沉淀为亚硫酸钡或硫酸钡,则表明丙中产生的气体可能为NH3,也可能为氧化性气体,所以a、b反应可能产生NH3,也可能产生O2或Cl2等。
【详解】A.在酸性溶液中,硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,不论Na2SO3是否变质,都有白色沉淀产生,所以实验前不能用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液检验Na2SO3是否变质,A错误;
B.98%的浓硫酸粘稠度大,电离出的氢离子浓度低,所以若甲中选用质量分数为98%的浓硫酸,不能提高生成SO2的速率,B错误;
C.由分析可知,乙装置中产生沉淀的离子方程式可能为Ba2++H2SO3+2NH3=BaSO3↓+2,C正确;
D.MnO2和浓盐酸在常温下不能生成氯气,D错误;
故答案选C。
16. 一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为,电解质为离子液体及少量水,其中的是一种季铵离子,在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后,碳纳米管表面可检测出有生成。下列说法正确的是
A. a电极为负极,在该电极上被氧化
B. b电极反应式为:
C. 是电池中唯一的质子来源
D. 由的分子构型为平面三角形推知:也为平面形分子
【答案】B
【解析】
【分析】由图知,碳纳米管通入二氧化碳,生成甲烷和,发生还原反应,得到电子,是正极,电极反应:;则锌为负极,锌失电子,发生氧化反应,据此回答。
【详解】A.根据分析知,a电极为负极,锌被氧化,A错误;
B.根据分析知,b电极反应式为:,B正确;
C.根据左图可知,水也是质子源,C错误;
D.的中心原子B的价电子对数为,为sp2杂化,分子构型为平面三角形,的中心原子B的价电子对数为,为sp3杂化,分子构型为正四面体形,D错误;
故选B。
第Ⅱ卷(本卷共计56分)
二、非选释题:本大题共4小题,共56分。考生根据要求作答。
17. 重铬酸钾是化学分析中一种重要的试剂,其水溶液中存在如下平衡:,某化学小组对该平衡的移动和平衡常数K进行了以下探究:
【实验1】配制溶液
(1)用电子天平(精确度)称取(摩尔质量:)的质量为______,再经过其它必要的步骤配制得到指定浓度的溶液。
【实验2】探究浓度对平衡的影响
提供的仪器及试剂:数据采集器、pH传感器、烧杯;(、)蒸馏水
取不同浓度的进行实验,经过足够时间后,相关记录和数据如下表所示:
初始浓度()
数据
K
①
0.1000
a
②
0.2000
b
(2)需要测定的数据X为______。
(3)请根据数据X计算出_______(无需化简,用含a的代数式表示),同理计算,得到,证明平衡常数大小与浓度无关。
(4)有同学发现计算得到的值与理论相差较大,有可能是因为浓度不准确,因而需要用标准溶液滴定来获得精确浓度,在该滴定实验中,下列操作正确的是______。
A. 调控滴定速度
B. 滴定时,注视液面变化
C. 接近终点时,改为半滴加入
D. 记录数据20.20 mL
(5)利用数据分析,还能证明增大,平衡正移,但自身的转化率变小。请画出往溶液中加入后(保持溶液体积不变),溶液随时间的变化图_____(已知,画图时需标注相应的数据)。
【实验3】探究温度对平衡的影响
实验温度
初始浓度()
数据
③
298K
0.1000
c
④
328K
0.1000
d
(6)实验结果:d<c,________(填“能”或“不能”)说明温度升高,平衡正移。理由:________,请设计实验方案,证明该反应的热效应:________。
(7)在有机化学中也有重要应用,请举出一个例子:________。
【答案】(1)14.71 (2)pH
(3) (4)AC
(5) (6) ①. 不能 ②. 因升高温度也能促进水的电离,使c(H+)增大,pH变小 ③. 方案一,分别观察298K和328K的K2Cr2O7溶液的颜色,若328K为黄色,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;方案二,分别测定298K和328K的K2Cr2O7溶液的pH进而计算平衡常数K,若328K时的平衡常数K值更大,则反应为吸热反应,反之,为放热反应 (7)酒驾检测
【解析】
【小问1详解】
根据公式,其中,,,代入得:;
【小问2详解】
平衡常数,已知初始浓度,需测定溶液c(H+),进而推导和平衡常数;
【小问3详解】
平衡时,c(H+)=10-a mol/L,则,,K1=;
【小问4详解】
A.滴定中需通过活塞控制流速,A正确;
B.滴定时,应注视锥形瓶内溶液颜色变化,B错误;
C.接近终点时,改为半滴加入,可以减少滴定误差,C正确;
D.滴定管的大刻度在下方,图中的数据应为19.80 mL,D错误;
故正确选项为 AC;
【小问5详解】
初始时,溶液的pH由实验2中组的pH(设为)决定;加入后,浓度变为,平衡正移,增大,pH减小,再次平衡时的pH为a-lg 2=a-0.3(根据平衡移动原理,实际pH会大于a-0.3),画图为;
【小问6详解】
因升高温度也能促进水的电离,使c(H+)增大,pH变小,所以不能说明温度升高使平衡正移;可设计如下方案证明该反应的热效应:方案一,分别观察298K和328K的K2Cr2O7溶液的颜色,若328K为黄色,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;方案二,分别测定298K和328K的K2Cr2O7溶液的pH进而计算平衡常数K,若328K时的平衡常数K值更大,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;
【小问7详解】
在酸性条件下将乙醇氧化为乙酸,自身被还原为(颜色由橙色变为绿色),用于酒驾检测。
18. 一种从废旧三元锂离子电池正极片中回收锂及有价金属的工艺如下。
已知:①废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;
②25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。
(1)“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔,写出对应化学反应方程式:______。
(2)“高温焙烧”处理的目的是:______。
(3)“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)“沉淀Co2+”工序中,假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,溶液的c(H+)=______mol·L-1(列出算式)。
(5)为提高工艺效益,可通过以下方式优化回收工艺:
①联合回收法:三元锂离子和磷酸铁锂两种电池的正极材料整合在同一工艺流程中回收。可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的______(填选项字母)。
A.茶多酚 B.(NH4)2S2O8 C.Na2CO3
②电氧化浸出技术:使用废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,阳极的电极反应式为:______。
(6)使用Na2CO3回收锂离子后,经系列操作获得储氢材料LixNyHz,其晶胞结构可描述为:填充在立方体Ⅰ的体心,立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置,结构示意图如下。请回答下列问题:
①x:y:z=______。
②该晶胞密度为______g·cm-3(列出算式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)除去废旧三元锂离子电池正极片中的有机黏合剂
(3)1:2 (4)
(5) ①. A ②. LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2-xe-=Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2+xLi+
(6) ①. 2:1:1 ②.
【解析】
【分析】废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;废旧三元锂离子电池正极片加氢氧化钠溶液“碱浸过滤”,铝箔溶于氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠和氢气,滤液中含有四羟基合铝酸钠,滤渣高温焙烧除去有机黏合剂,加硫酸和茶多酚“还原浸出”,得到含有Ni2+、Mn2+、Co2+、Li+的溶液,依次加(NH4)2S2O8、DMG、H2C2O4分别沉淀Mn2+、Ni2+、Co2+,最后加碳酸钠得到碳酸锂沉淀。
【小问1详解】
“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔生成四羟基合铝酸钠和氢气,化学反应方程式为 。
【小问2详解】
有机物易燃烧“高温焙烧”处理的目的是:除去废旧三元锂离子电池正极片中的有机黏合剂;
【小问3详解】
“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3,Mn元素化合价由+2升高为+3,Mn2+是还原剂,(NH4)2S2O8中有2个-1价O化合价降低为-2,(NH4)2S2O8是氧化剂,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2。
【小问4详解】
25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。Co2+恰好完全沉淀时溶液中c()=mol·L-1,Ka1(H2C2O4)×Ka2(H2C2O4)=;假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,mol·L-1。
【小问5详解】
①磷酸亚铁锂中Fe2+具有还原性,可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的茶多酚,选A。
②废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,据电荷守恒,阳极的电极反应式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2-xe-→Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2+xLi+。
【小问6详解】
①立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置构成LixNyHz得晶胞,每个晶胞中含有4个Ⅰ、4个Ⅱ,则每个晶胞中Li原子数、N原子数为4、H原子数为4, x:y:z=2:1:1。
②晶胞边长为2anm,该晶胞密度为 g·cm-3。
19. 以为催化剂,能实现向的转化,是实现能源化综合利用以及完成“碳中和”的一种途径。
(1)Mn位于元素周期表中的___________区。
(2)转化为的反应ⅰ: ,该反应在___________(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(3)转化为的过程中伴有副反应:
编号
化学方程式
ⅱ
ⅲ
反应ⅲ的___________。
(4)不同温度下,按充入某盛有催化剂的恒压密闭容器中发生上述反应,平衡时和的选择性[例如的选择性]及的转化率随温度变化的关系如图所示。
①表示的选择性的曲线为___________(填“a”“b”或“c”),曲线b随温度升高而降低的原因为___________。
②下的平衡体积分数为___________(写出推导过程,结果保留3位有效数字)。
③下,控制上述压强,按一定流速通过盛有催化剂的装置,最终所得的体积分数较上述平衡时的体积分数还要高,试分析可能的原因为___________。
【答案】(1)d (2)较低温度
(3)-90.7 kJ·mol-1
(4) ①. a ②. 主反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,副反应ii为吸热反应,温度升高平衡正向移动,综合两个反应,温度对主反应的影响大于对副反应的影响 ③. 21.4% ④. 主反应活化能较低,反应速率较快,消耗更多,选择性提高
【解析】
【小问1详解】
为25号元素,位于第VIIB族,位于元素周期表中的d区。
【小问2详解】
反应ⅰ的ΔH<0,且正向气体分子数目减少,则ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0时能自发进行知,该反应在较低温度下能自发进行。
【小问3详解】
根据反应ⅲ=反应ⅰ-反应ⅱ可知,反应ⅲ的。
【小问4详解】
①两物质选择性相加应该是100%,所以b表示的是的平衡转化率,反应ⅰ为放热反应,温度升高选择性下降,所以表示选择性的曲线为a;主反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,副反应ii为吸热反应,温度升高平衡正向移动,综合两个反应,温度对主反应的影响大于对副反应的影响,故转化率随温度升高而降低。
②设反应前总气体物质的量为4 mol,即1 mol与3 mol,设反应ⅰ生成x mol,反应ⅱ生成CO y mol。根据三段式:
根据转化率为80%可知,1-x-y=1×(1-80%),根据的选择性为75%,CO的选择性为25%可知,x:y=3:1,解得x=0.6,y=0.2,则平衡时n()=1-0.6-0.2=0.2 mol,n()=3-0.6×3-0.2=1 mol,n()=0.6 mol,n(CO)=0.2 mol,n()=0.6+0.2=0.8 mol,则的平衡体积分数。
③K下,控制上述压强,按一定流速通过盛有催化剂的装置,最终所得的平衡体积分数较上述平衡时的体积分数还要高,可能的原因为主反应活化能较低,反应速率较快,消耗更多,选择性提高。
20. Mannich反应是一种合成氨基烷基化衍生物的反应,其中的一个反应如下(反应条件略)。
(1)化合物1a中所含官能团的名称为___________;化合物3a的化学名称为___________。
(2)①化合物2a的分子式为___________,可由和CH3I通过取代反应获得,反应的化学方程式为___________。
②化合物2a的同分异构体中,能与FeCl3溶液发生显色反应的结构共___________种(不包含立体异构)。
(3)下列说法正确的有___________(填字母)。
A. 在1a、2a和3a生成4a的过程中,有π键与σ键断裂
B. 在4a分子中,存在手性碳原子,可能存在分子内氢键
C. 在生成副产物5a的反应中,3a未参与反应
D. 4a与5a互为同系物
(4)已知:氨基(-NH2)极易被氧化。利用苯甲醇分三步合成3a。
①第一步,引入硝基:其反应的化学方程式为___________。
②第二步,进行___________(填具体反应类型),原因为___________。
③第三步,获得3a。
(5)根据上述信息,参考上述反应,直接合成化合物6a,需要以___________(填结构简式)、2a和3a为反应物。
【答案】(1) ①. (酮)羰基 ②. 4-氨基苯甲醛或对氨基苯甲醛
(2) ①. C7H9ON ②. +CH3I+HI ③. 16 (3)AB
(4) ①. +HNO3(浓) +H2O ②. 氧化反应 ③. 氨基(-NH2)极易被氧化,应该先氧化羟基后再还原硝基
(5)
【解析】
【分析】生成4a反应过程可以理解为1a中的与3a中的醛基发生加成反应得到,羟基再和2a的氨基发生取代反应脱水得到4a,同理1a中的与3a中的醛基发生加成反应得到羟基,羟基再和3a中的氨基发生取代反应得到5a,2a在此过程中未参与反应,据此解答。
【小问1详解】
化合物1a中所含官能团的名称为(酮)羰基;化合物3a的化学名称为4-氨基苯甲醛(对氨基苯甲醛)。
【小问2详解】
①化合物2a的分子式为C7H9ON,可通过和CH3I通过取代反应获得,反应的化学方程式为:+CH3I+HI。
②能与FeCl3溶液发生显色反应说明含酚羟基,化合物2a的同分异构体分(位置异构共10种)、(位置异构共3种)、(位置异构共3种)三类,共16种。
【小问3详解】
A.由分析可知,在1a、2a和3a生成4a的过程中,有π键(3a中醛基)与σ键(2a中氮氢键、1a中碳氢键)断裂,A项正确;
B.在4a分子中,如图所示:存在手性碳原子,其中氮氢键与氧原子(酮羰基)可能形成分子内氢键,B项正确;
C.由分析可知,在生成副产物5a的反应中,2a未参与反应,C项错误;
D.4a与5a官能团不同,没有相差若干个CH2,不属于同系物,D项错误。
【小问4详解】
①第一步,引入硝基的化学方程式为+HNO3+H2O;
②第二步,进行氧化反应,原因是氨基(-NH2)极易被氧化,应该先氧化羟基后再还原硝基;
③第三步,硝基还原为氨基得到3a;
【小问5详解】
根据上述信息,化合物6a与4a比较相似,需要和3a先发生加成反应得到,羟基再和2a的氨基再发生取代反应得到6a。
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深圳市高级中学高中园2026届高三年级第二阶段第二次考试
化学试题
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷为1-16题,共44分,第Ⅱ卷为16-20题,共56分。全卷共计100分。考试时间为75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Mg:24 S:32 Cl:35.5 Cu:64
注意事项:
1.答第一卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后,再涂其它答案不能答在试题卷上。
3.考试结束,监考人员将答题卡收回。
第Ⅰ卷(本卷共计44分)
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分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. “射”乃“六艺”之一。下列选项所涉及材料的主要成分属于无机硅酸盐材料的是
A.玉韘(商)
B.青铜箭镞(周)
C.木胎漆弓(战国)
D.大绒箭囊(清)
A. A B. B C. C D. D
2. 冠醚的空穴能识别与其半径匹配的碱金属离子。某冠醚(结构如图)能识别,对该冠醚的描述错误的是
A. 不属于芳香烃 B. 能发生取代反应
C. 分子内所有的碳原子可能不共面 D. 也能识别
3. 从微观世界的粒子操控,到宏大尺度的宇宙探索,尖端技术和基础材料支撑我国科技发展取得一系列重大成就。下列说法不正确的是
A. 锶原子光钟为全球提供“中国时间”,锶是第四周期元素
B. 硅阵列探测器是“悟空”号“火眼金睛”的重要组成,单晶硅为共价晶体
C. 可重复使用运载火箭“长征十号甲”搭载液氧煤油发动机,煤油是含有烃类的混合物
D. 人胆汁酸转运蛋白的“滑梯”式转运机制被揭示,该蛋白质属于有机高分子
4. 以舍勒法生成后,利用以下装置进行实验,不能够达到预期目的的是
A.净化、干燥
B.收集
C.验证能与水反应
D.说明起漂白作用
A. A B. B C. C D. D
5. 固态电池是解锁低空经济、人形机器人等“新质生产力”的关键钥匙。下列关于新一代全固态锂电池的说法正确的是
A. 全固态电池的锂盐中的As化合价为+5
B. 核心原料的电子式为
C. 放电过程从负极向正极移动
D. 含质子7 mol
6. 从“烽举燧燔”至“万物互联”,人类不断突破时空限制,重塑感知世界和彼此链接的方式。下列说法正确的是
A. 烽烟递信:白昼点燃湿薪以生烟,采用湿薪是为了让燃烧更充分
B. 飞鸽传书:飞鸽脚缚绢帛传信,丝织品绢的主要成分是纤维素
C. 数字通信:互联网基石光导纤维的成分Si,能很好传递信号
D. 移动互联:作为6G通信链路关键材料的石墨烯,是无机非金属材料
7. 碳钢作为海洋工程中的常见材料,其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是
A. a区为负极区
B. b区的电极反应为:
C. 菌a、菌b参与的转化过程,铁元素不一定均被氧化
D. 图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀
8. 劳动创造美好生活。下列劳动项目涉及的相关化学知识或方法表述正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A.
工人用金刚石刀具精密切削材料
1 mol金刚石内含1 mol C-C
B.
校医用84消毒液(有效成分NaClO)消毒
次氯酸具有强磁性
C.
实验员向配好的溶液中加少量铁屑
D.
质检员抽检市售蒸馏水是否为自来水
先加盐酸酸化,再滴加检验是否有沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
9. 共价有机骨架常由C、N、O等轻元素构建。部分含C或N或O物质的分类和化合价关系如图。下列推断合理的是
A. 单质b参与反应,均作氧化剂 B. a→c的转化过程,可能为自然固氮
C. d、f代表的物质均为电解质 D. f的钠盐,其受热一定不易分解
10. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 在22.4 L的乙炔气体分子中,含有键的数目为
B. 1 mol NO与充分反应,得到的分子数为
C. 溶液中,离子数为
D. 足量稀硝酸使1 mol Cu完全反应,转移电子的数目为
11. 磺酰氯(,沸点为69.1℃),为无色发烟液体,极易水解,主要用作氯化剂或氯磺化剂,也可用于制造染料、橡胶等。可由干燥的和在一定条件下按1:1比例反应得到。利用如图所示装置制备少量。下列说法正确的是
A. 气体发生装置A必须要加热才能使得反应顺利进行
B. 装置B里装的是NaOH溶液,目的是除去挥发出来的HCl气体
C. 装置C和E里装的是浓硫酸,仅是用于干燥气体
D. 装置H的作用是除去尾气和,防止外界水蒸气进入
12. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
、、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
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大
D
、、热稳定性逐渐减弱
、、键能依次减小
A. A B. B C. C D. D
13. 已知:的;在浓度为的溶液中,下列说法正确的是
A. 该溶液的
B.
C.
D.
14. 用和侯氏制碱工艺联合制,同时、循环利用的主要物质转化如下。下列说法正确的是
A. ①中应向溶液先通入,再通入
B. ②中可使用蒸发结晶的方法获得固体
C. 电解的溶液可以制得和
D. 理论上①中消耗的与③中生成的不相等
15. Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行与溶液是否反应的相关实验探究。某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象(尾气处理装置未画出):
①将甲中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中无明显现象;
②将丙中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中有大量沉淀产生。
下列叙述正确的是
A. 实验前可用稀盐酸和溶液检验是否变质
B. 甲装置中用98%浓硫酸制备效果更好
C. 乙装置中产生沉淀的离子方程式可能为
D. 丙装置中的试剂a和b可以分别是和浓盐酸
16. 一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为,电解质为离子液体及少量水,其中的是一种季铵离子,在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后,碳纳米管表面可检测出有生成。下列说法正确的是
A. a电极为负极,在该电极上被氧化
B. b电极反应式为:
C. 是电池中唯一的质子来源
D. 由的分子构型为平面三角形推知:也为平面形分子
第Ⅱ卷(本卷共计56分)
二、非选释题:本大题共4小题,共56分。考生根据要求作答。
17. 重铬酸钾是化学分析中一种重要的试剂,其水溶液中存在如下平衡:,某化学小组对该平衡的移动和平衡常数K进行了以下探究:
【实验1】配制溶液
(1)用电子天平(精确度)称取(摩尔质量:)的质量为______,再经过其它必要的步骤配制得到指定浓度的溶液。
【实验2】探究浓度对平衡的影响
提供的仪器及试剂:数据采集器、pH传感器、烧杯;(、)蒸馏水
取不同浓度的进行实验,经过足够时间后,相关记录和数据如下表所示:
初始浓度()
数据
K
①
0.1000
a
②
0.2000
b
(2)需要测定的数据X为______。
(3)请根据数据X计算出_______(无需化简,用含a的代数式表示),同理计算,得到,证明平衡常数大小与浓度无关。
(4)有同学发现计算得到的值与理论相差较大,有可能是因为浓度不准确,因而需要用标准溶液滴定来获得精确浓度,在该滴定实验中,下列操作正确的是______。
A. 调控滴定速度
B. 滴定时,注视液面变化
C. 接近终点时,改为半滴加入
D. 记录数据20.20 mL
(5)利用数据分析,还能证明增大,平衡正移,但自身的转化率变小。请画出往溶液中加入后(保持溶液体积不变),溶液随时间的变化图_____(已知,画图时需标注相应的数据)。
【实验3】探究温度对平衡的影响
实验温度
初始浓度()
数据
③
298K
0.1000
c
④
328K
0.1000
d
(6)实验结果:d<c,________(填“能”或“不能”)说明温度升高,平衡正移。理由:________,请设计实验方案,证明该反应的热效应:________。
(7)在有机化学中也有重要应用,请举出一个例子:________。
18. 一种从废旧三元锂离子电池正极片中回收锂及有价金属的工艺如下。
已知:①废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;
②25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。
(1)“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔,写出对应化学反应方程式:______。
(2)“高温焙烧”处理的目的是:______。
(3)“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)“沉淀Co2+”工序中,假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,溶液的c(H+)=______mol·L-1(列出算式)。
(5)为提高工艺效益,可通过以下方式优化回收工艺:
①联合回收法:三元锂离子和磷酸铁锂两种电池的正极材料整合在同一工艺流程中回收。可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的______(填选项字母)。
A.茶多酚 B.(NH4)2S2O8 C.Na2CO3
②电氧化浸出技术:使用废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,阳极的电极反应式为:______。
(6)使用Na2CO3回收锂离子后,经系列操作获得储氢材料LixNyHz,其晶胞结构可描述为:填充在立方体Ⅰ的体心,立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置,结构示意图如下。请回答下列问题:
①x:y:z=______。
②该晶胞密度为______g·cm-3(列出算式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
19. 以为催化剂,能实现向的转化,是实现能源化综合利用以及完成“碳中和”的一种途径。
(1)Mn位于元素周期表中的___________区。
(2)转化为的反应ⅰ: ,该反应在___________(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(3)转化为的过程中伴有副反应:
编号
化学方程式
ⅱ
ⅲ
反应ⅲ的___________。
(4)不同温度下,按充入某盛有催化剂的恒压密闭容器中发生上述反应,平衡时和的选择性[例如的选择性]及的转化率随温度变化的关系如图所示。
①表示的选择性的曲线为___________(填“a”“b”或“c”),曲线b随温度升高而降低的原因为___________。
②下的平衡体积分数为___________(写出推导过程,结果保留3位有效数字)。
③下,控制上述压强,按一定流速通过盛有催化剂的装置,最终所得的体积分数较上述平衡时的体积分数还要高,试分析可能的原因为___________。
20. Mannich反应是一种合成氨基烷基化衍生物的反应,其中的一个反应如下(反应条件略)。
(1)化合物1a中所含官能团的名称为___________;化合物3a的化学名称为___________。
(2)①化合物2a的分子式为___________,可由和CH3I通过取代反应获得,反应的化学方程式为___________。
②化合物2a的同分异构体中,能与FeCl3溶液发生显色反应的结构共___________种(不包含立体异构)。
(3)下列说法正确的有___________(填字母)。
A. 在1a、2a和3a生成4a的过程中,有π键与σ键断裂
B. 在4a分子中,存在手性碳原子,可能存在分子内氢键
C. 在生成副产物5a的反应中,3a未参与反应
D. 4a与5a互为同系物
(4)已知:氨基(-NH2)极易被氧化。利用苯甲醇分三步合成3a。
①第一步,引入硝基:其反应的化学方程式为___________。
②第二步,进行___________(填具体反应类型),原因为___________。
③第三步,获得3a。
(5)根据上述信息,参考上述反应,直接合成化合物6a,需要以___________(填结构简式)、2a和3a为反应物。
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