内容正文:
郑州外国语学校2025-2026学年下期高三调研8考试试卷
化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:O-16 Zn-65 Re-186
一、选择题(共14题,每题3分,每题只有一个正确选项)
1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关,下列说法正确的是
A. “中国天眼”使用的碳化硅属于传统无机非金属材料
B. 常见的甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等,都属于糖类
C. 氯化镁、硫酸钙等能使豆浆中的蛋白质聚沉,是制作豆腐常用的凝固剂
D. “杯酚”是一种超分子,能通过“分子识别”来分离C60和C70
【答案】C
【解析】
【详解】A.传统无机非金属材料是指水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐类材料,碳化硅属于新型无机非金属材料,A错误;
B.糖类是多羟基醛、多羟基酮或能水解生成上述物质的有机物,阿斯巴甜属于二肽衍生物,糖精钠属于磺酰胺类钠盐,二者均不属于糖类,B错误;
C.豆浆是蛋白质胶体,氯化镁、硫酸钙是电解质,可中和胶体粒子所带电荷使蛋白质发生聚沉,二者分别是卤水、石膏的主要成分,是制作豆腐的常用凝固剂,C正确;
D.杯酚本身不是超分子,而是杯酚和通过非共价键结合形成的物质才是超分子,杯酚可通过分子识别作用选择性结合,从而实现和的分离,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态Co2+的价层电子排布式为3d54s2
B. [Cu(NH3)4]2+中配位键是由N提供孤电子对
C. 如图为同种物质 :
D. NaCl溶液中的水合离子:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Co的原子序数为27,基态原子价层电子排布式为,变为先失去最外层电子,所以基态的价层电子排布式为,A错误;
B.在配离子中,中心离子提供空轨道,配体中的N原子含有孤电子对,H只有一个电子,与N成键后没有孤对电子,所以应由N提供孤电子对形成配位键,B正确;
C.该两个费歇尔投影式分别对应手性分子的两种对映异构体(R构型和S构型),属于不同物质,C错误;
D.水合离子中,水分子的O原子带部分负电荷,应朝向带正电的;水分子的H原子带部分正电荷,应朝向带负电的,正确的图示为 ,图示朝向关系相反,D错误;
故选B。
3. 关于实验室安全及事故处理,下列表述正确的是
A. 对于实验转化后的难溶物或含有重金属的固体废渣,用滤纸包裹后填埋处理
B. 如果有少量酸(或碱)滴到实验桌上,应立即用水冲洗桌面
C. 对于有机废液,不具有回收利用价值的,均可用焚烧法处理
D. 实验室中液溴、白磷保存时要用水封
【答案】D
【解析】
【详解】A.含有重金属的废渣直接填埋会造成土壤、水体重金属污染,需交由专业机构分类处理,不能直接填埋,A错误;
B.少量酸或碱滴到桌面,应先用抹布擦拭,再用水冲洗,最后用抹布擦干,B错误;
C.部分有机废液(如含氯、含硫的有机物)焚烧会产生二噁英、SO2等有毒有害气体,不能全部用焚烧法处理,C错误;
D.液溴易挥发,水封可减少其挥发;白磷着火点仅为40℃,暴露在空气中易自燃,水封可隔绝空气,因此二者保存时均要水封,D正确;
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题:
氢是元素周期表的“第一元素”,H、D、T是氢的三种同位素。氢可以形成H2O、H2O2、NH3、NaH等重要化合物。H2具有较大的燃烧热值(142 kJ·g-1),是理想的清洁能源,在电池、冶金等方面也具有重要应用。液体储氢材料咔唑()可通过与H2加成进行储氢,固体镁基储氢材料在吸氢和释氢过程中添加适量TiCl3作催化剂,其释氢过程如图所示。
4. 下列说法正确的是
A. H2、D2、T2物理性质相似 B. 图中表示Mg原子
C. H2O2为非极性分子 D. 沸点:H2O<NH3
5. 下列化学反应表示错误的是
A. NaH与H2O反应释氢:2NaH+H2O=Na2O+2H2↑
B. H2燃烧的热化学方程式:H2(g)+O2(g) = H2O(l) ΔH=-284kJ·mol-1
C. 咔唑的储氢反应:+6H2
D. 镁基储氢材料释氢时可能发生反应:Ti4++H-=Ti3++H
6. 下列说法正确的是
A. 相较于高压气态储氢,镁基储氢材料储氢更安全
B. 氢氧燃料电池工作时实现了化学能→热能→电能的转化
C. 镁基储氢材料吸氢过程中TiCl3全部被氧化
D. H2还原性强,工业上可用于冶炼金属Al
【答案】4. B 5. A 6. A
【解析】
【4题详解】
A.、、结构相似,物理性质(如状态、溶解性等)相似,仅因摩尔质量不同导致熔沸点、密度存在递变差异,A错误;
B.根据图示,释氢过程为,图中大球在释氢前后骨架不变,应表示Mg原子,B正确。
C.为书页形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误。
D.水分子间氢键数目多于,常温下为液态、为气态,沸点:,D错误。
答案选B。
【5题详解】
A.与反应生成和,会与水反应不能在水溶液中生成,正确反应为,A符合题意;
B.燃烧热值为,质量为2 g,故放热,热化学方程式正确,B不符合题意;
C.咔唑含两个苯环,与加成后苯环全部饱和,产物结构正确,C不符合题意;
D.由图可知,释氢过程中得电子被还原为,失电子被氧化为H原子,离子方程式正确,D不符合题意;
答案选A。
【6题详解】
A.高压气态储氢需要高压容器,存在泄漏、爆炸风险,固体镁基储氢不需要高压,储氢更安全,A正确;
B.氢氧燃料电池工作时直接将化学能转化为电能,不需要经过热能转化,B错误;
C.是催化剂,催化剂反应前后质量和性质不变,不会全部被氧化,C错误;
D.工业上冶炼活泼金属Al采用电解熔融氧化铝的方法,不用还原法,D错误;
答案选A。
7. 化合物Y3X6ZW常应用于各种调味香精中,其结构式如图所示。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W的基态原子价层电子都有2个未成对电子,下列有关叙述错误的是
A. 原子半径:W>Y>Z>X
B. 简单氢化物键角:H2Z<H2W
C. 在工业上常用WZ2来漂白纸浆、毛、丝等
D. Y的某种单质为采用分子密堆积的分子晶体
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W的基态原子价层电子都有2个未成对电子,且二者均形成2个共价键,可知Z为O,W为S;X、Y原子序数均小于O,X形成1个共价键,则X为H,Y形成4个共价键,则Y为C;
【详解】A.一般来说,原子的电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:W(S)>Y(C)>Z(O)>X(H),A正确;
B.H2O和H2S的中心原子均为sp3杂化,孤电子对数相同,但O的电负性大于S,使得H2O中O-H键的成键电子对更靠近O,导致成键电子对之间的排斥力更强,键角更大,故简单氢化物键角:H2O>H2S,B错误;
C.WZ2为SO2,其具有漂白性,工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等,C正确;
D.C元素的单质C60属于分子晶体,固态时,C60分子通过范德华力堆积成立方密堆积或六方密堆积结构,D正确;
故答案选B。
8. 达普司他作为肾性贫血治疗的“新一代”药物,具有良好的疗效和安全性,其结构简式如图所示。下列有关该物质说法正确的是
A. 三个环均为平面结构
B. 该物质中含氧官能团有羧基和酰胺基
C. 核磁共振氢谱中有6组吸收峰
D. 1 mol该物质最多消耗5 mol NaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A.三个环中,两个六元碳环中的碳原子均为杂化,呈四面体构型,环己烷不是平面结构,A错误;
B.该物质的含氧官能团为羧基和酰胺基,B正确;
C.分子中两个环己基,仅一个单取代环己基就有4种不同化学环境的氢,还有分子中间六元环C原子连接的H,亚氨基上的H,羧基上的 H,以及与羧基相连C上的H,总共有8种不同环境的氢,如图:,C错误;
D.碱性条件下,1 mol酰胺键()水解消耗1 mol ,1 mol羧基()消耗1 mol NaOH,1 mol该分子共含有5 mol酰胺键、1 mol羧基,因此1 mol该物质最多消耗,D错误;
故选B。
9. 不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
X
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法错误的是
A. 反应①,转移电子数为0.001NA (NA是阿伏伽德罗常数的值)
B. ②中还原产物X为MnO2
C. 随反应进行,体系变化:①增大,②增大
D. 对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①中,被氧化为,元素从价升高到价,参与反应时,转移电子的物质的量为,转移电子数为,A正确;
B.反应①中,根据电子守恒,,元素从价降低到价,每个得个电子;,每个失个电子,因此,即对应;反应②中,,,被氧化为,元素从价升高到价,每个失个电子,共失电子;根据电子守恒,共得电子,每个得个电子,元素从价降低到价,因此还原产物为,B正确;
C.反应①的离子方程式为,反应消耗,体系增大;反应②的离子方程式为,反应生成,体系增大,C正确;
D.对比反应①②,存在酸碱性、用量两个变量,且已知氧化性随酸性减弱而减弱,无法单独得出的还原性随酸性减弱而减弱的结论,D错误;
故选D。
10. 某课题组提出碱性条件下的两极制氢方案,其工作示意图如下。
下列说法错误的是
A. CuO电极的电势高于Pt电极
B. 装置工作时Pt电极附近pH升高
C. 阳极反应式为
D. Pt电极上每消耗1mol ,共制得2mol
【答案】D
【解析】
【分析】如图所示,两个DAT转化为DAAT、H2和水,因此电极需要提供氧原子,因此左侧电极为CuO,右侧电极为Pt,Pt表面发生氢还原,因此Pt接电源负极,CuO接电源正极,CuO为阳极,Pt为阴极。
【详解】A.CuO为阳极,Pt为阴极,则CuO电极的电势高于Pt电极,故A正确;
B.碱性条件下氢还原反应的电极方程式为,Pt附近OH-浓度增加,pH增大,故B正确;
C.阳极两个DAT转化为DAAT、H2和水,电极反应式为,故C正确;
D.Pt表面电极方程式为,每消耗1mol ,Pt电极制得0.5mol ,故D错误;
故答案为D。
11. 将气体加入某容积可变的密闭容器中,发生反应:,保持一定温度,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下气体A的物质的量浓度如表所示
压强p/Pa
0.04
0.10
0.20
0.40
0.50
下列说法一定正确的是
A. 时A的平衡转化率大于时的平衡转化率
B. 保持一定温度,增大压强,平衡不移动
C. 当压强为时,若再向体系中加入,重新达到平衡时,体系中气体总物质的量为
D. 当压强为时,此反应的平衡常数表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.压强由变为,压强变为原来的2.5倍,表格中也恰好变为原来的2.5倍,说明该过程平衡不移动,A的平衡转化率相等,A错误;
B.由表格数据可知,当压强增大到时,压强是的15倍,若平衡不移动,应为,实际为小于,说明增大压强平衡发生了正向移动,B错误;
C.时,增大压强平衡不移动,说明该反应反应前后气体分子数相等,体系总气体物质的量始终等于起始加入的反应物总物质的量,起始加入,再加入后,重新达到平衡时体系总气体物质的量为,C正确;
D.时,A的浓度小于平衡不移动时的浓度,说明平衡正向移动,此时至少有一种产物为非气态,非气态物质不写入压强平衡常数表达式,因此题给平衡常数表达式错误,D错误;
故答案选C。
12. 实验室由环己醇()制备及提纯环己酮()的流程如下:
已知:①主反应为,其为放热反应;②环己酮可被强氧化剂氧化;③环己酮的沸点为155.6℃,能与水形成沸点为95℃的共沸混合物。下列说法错误的是
A. 制备过程中应迅速将稀硫酸、环己醇与过量的溶液混合,加快反应速率
B. “液相1”中加入少量草酸的目的是去除过量的
C. “液相2”中加入NaCl固体是为了增大水相极性,后经分液操作得到有机相③
D. “液相3”中无水的作用是吸收环己酮中的水分
【答案】A
【解析】
【分析】向稀硫酸、环己醇的混合液中加入稍过量的Na2Cr2O7溶液,冷水浴,环己醇被氧化成,在液相1中加入少量草酸溶液除去过量的Na2Cr2O7,在95℃蒸馏得到环己酮与水的共沸混合物,在液相2中加入固体NaCl降低环己酮的溶解度,使环己酮分层,在液相3中加入无水K2CO3除去水分,经过滤得到K2CO3水合物,滤液经蒸馏得到环己酮。
【详解】A.已知主反应为放热反应,若迅速混合反应物,反应放热会使体系温度快速升高,且过量,在较高温度下过量的强氧化剂会将生成的环己酮氧化,降低产率;因此制备时需要缓慢滴加反应物,在冷水浴控温下反应,A错误;
B.过量的是强氧化剂,草酸是还原剂,加入草酸可以还原除去过量的,防止环己酮被氧化,B正确;
C.加入NaCl固体能增大水相极性,降低环己酮在水相中的溶解度,促进有机相与水相分层,之后经分液即可得到有机相,C正确;
D.无水 是常用干燥剂,作用是吸收环己酮中残留的水分,干燥产物,D正确;
故答案为:A。
13. 铑(Rh)在元素周期表中与钴(Co)同族,其配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。已知存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,下列说法正确的是
A. Rh属于ds区元素
B. 中的杂化方式为
C. 甲醇羰基化的总反应为
D. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.铑(Rh)在元素周期表中与钴(Co)同族,为d区元素,A错误;
B.存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,说明其空间结构为平面四方形,不可能采取杂化,B错误;
C.由元素守恒得“物质X”为,C正确;
D.HI为甲醇羰基化的催化剂,增大其浓度不能提高甲醇平衡转化率,D错误;
故选C。
14. 25℃时,用NaOH溶液分别滴定NaHA(为二元弱酸)、、三种盐溶液,pM[p表示负对数,M表示、、]随pOH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. NaHA溶液显酸性 B. 当pH=5.2时,溶液中c(Na+)<3c(A2-)
C. a点对应的坐标为(10,1.2) D. Ksp[Cr(OH)3]的数量级为10-31
【答案】D
【解析】
【分析】根据溶度积常数的表达式知,的,斜率为-3,对应曲线③;的,斜率为-2,对应曲线②;则曲线①则表示,其值随pOH增大而增大。
【详解】A.NaHA溶液的酸碱性取决于HA-的电离和水解程度,即Ka2与Kh2的相对大小。由图可知,当=1时,pM=0,对应pOH=8.8,则pH=14-8.8=5.2,因此Ka2=c(H+)=10-5.2;而Kh2=,由于Ka1> Ka2,则 Kh2,故HA-的电离程度大于水解程度,NaHA溶液呈酸性,A正确;
B.pH=5.2时,pOH=8.8,,电荷守恒式为:,因pH=5.2时溶液呈酸性,,故,B正确;
C.利用曲线③上的已知点(如pOH=10.4, pM=0)可算出,设点a的坐标为(x,y),则,,联立解得x=10,y=1.2,故a点坐标为(10,1.2),C正确;
D.取曲线③上的点,此时,pOH=10.4,。,10-31.2的数量级为10-32,D错误;
答案选D。
二、非选择题(共3个小题,58分)
15. 金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型纳米三维多孔网络晶体材料,由无机金属离子和有机配体通过配位键连接形成,可在催化、储能和分离等领域广泛应用。沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)是一种经典的MOFs,其合成条件温和。某小组在常温下合成ZIF-8并测定锌含量,实验步骤如下;
Ⅰ.制备:称取1.50g溶于45 mL甲醇,得溶液A。称取3.30 g 2-甲基咪唑溶于45mL甲醇,得溶液B。将溶液A、B迅速加入三颈烧瓶中,立即产生大量白色沉淀。持续搅拌2小时后,用离心机分离,用甲醇洗涤固体数次,70℃真空干燥,得到白色粉末状产品。
Ⅱ.锌含量测定:准确称取上述干燥产品0.2000 g,加入5 mL稀硝酸,微热使其完全溶解,冷却后全部转移至100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容。
量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用氨水-NH4Cl缓冲溶液调节pH约为10,加入少量铬黑T指示剂,用0.020mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液体积为12.00 mL。
已知:
①ZIF-8是由与2-甲基咪唑()的酸根离子通过配位作用形成,化学式可表示为;
②以铬黑T(EBT)作为指示剂,用EDTA进行测定,原理为Zn2+与EBT作用可形成酒红色微粒Zn—EBT,由于EDTA与Zn2+结合能力更强,按物质的量之比形成稳定无色产物Zn—EDTA,发生如下反应:Zn—EBT(酒红色)+EDTA=Zn—EDTA+EBT(纯蓝色)
回答下列问题:
(1)金属硝酸盐是合成的常见试剂,硝酸根离子的空间构型为________。
(2)2-甲基咪唑中碳原子的杂化方式为________。
(3)ZIF-8在潮湿的酸性环境中不稳定,容易与CO2、H2O反应,生成ZnCO3,该反应的化学方程式为________。
(4)在锌含量测定实验中,用于准确量取25.00 mL待测液的仪器是________(填名称)。
(5)滴定终点的现象是________。计算该产品中锌元素的质量分数为________%(保留三位有效数字,已知)。
(6)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附N2O4。废气中的N2O4被吸附后,经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如图,下列说法正确的是______。(已知: )
A. MOFs-N2O4是一种超分子,图示吸附过程属于氮的固定
B. 温度升高时不利于N2O4被MOFs固定
C. 图示中转化为HNO3的反应,化学方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D. 该MOFs材料也可用于“固定”其他小分子,如NO、H2等
【答案】(1)平面三角形
(2)sp2和sp3 (3)
(4)25 mL移液管或酸式滴定管
(5) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由酒红色变为蓝色,且半分钟不变色 ②. 31.2 (6)BC
【解析】
【分析】与2-甲基咪唑在甲醇中反应后,再经离心分离、甲醇洗涤、70℃真空干燥,得到ZIF-8产品;将产品用硝酸溶解后,调pH=10,用EDTA标准溶液滴定测定产品中Zn的含量;
【小问1详解】
硝酸根的中心原子N的价层电子对数为,故氮原子采用杂化,没有孤电子对,空间构型为平面三角形;
【小问2详解】
2-甲基咪唑分子中甲基碳原子形成四个键,为杂化,环内碳原子形成三个键,为杂化;
【小问3详解】
ZIF-8在潮湿的酸性环境与CO2、H2O反应,生成ZnCO3和2-甲基咪唑,反应方程式为;
【小问4详解】
由于待测液呈酸性,故用于准确量取25.00 mL待测液的仪器是酸式滴定管;
【小问5详解】
在锌含量测定过程中,以铬黑T(EBT)作为指示剂, Zn2+与EBT作用形成酒红色微粒Zn—EBT,用EDTA进行测定,发生如下反应:Zn—EBT(酒红色)+EDTA=Zn—EDTA+EBT(纯蓝色),由于EDTA与Zn2+结合能力更强,会形成稳定无色产物Zn—EDTA,故当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由酒红色变为蓝色,且半分钟不变色,就达到滴定的终点;EDTA与Zn2+按物质的量之比形成稳定无色产物Zn—EDTA,,,产品中锌元素的质量分数为
【小问6详解】
A.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程,图示表示二氧化氮的吸附,不属于氮的固定,A说法错误;
B.反应,温度升高平衡逆向移动生成二氧化氮,四氧化二氮浓度降低,不利于被MOFs吸附,B说法正确;
C.图示再生过程中被吸附的与、氧气发生反应转化为HNO3,化学方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,C说法正确;
D.MOFs多孔材料孔径大小和形状与NO和H2不匹配,不可用于“固定”它们,D说法错误;
答案选择BC。
16. 铼(Re)是一种被广泛用于航空、航天的金属。以钼精矿(主要成分有,还含有等杂质)为原料制备高铼酸铵()和单质Re的工艺流程如图:
已知:①;②。
回答下列问题:
(1)Re是元素周期表中第六周期元素,与同族,其基态原子价层电子轨道表示式为_______。
(2)下图是的X射线衍射图谱,则属于_______(填“晶体”或“非晶体”)。
(3)“氧压碱浸”在高温下进行,该步主要产物有Na2MoO4、NaReO4、Na2SO4,写出FeS2发生反应的化学方程式______。“水相1”中的阴离子主要是和,“滤渣2”的成分是______。
(4)“反萃取”时发生反应的化学方程式为______。
(5)“滤渣3”为 NH4MgPO4,Ksp (NH4MgPO4) = 2.5×10-13,“除磷”过程中按n(P):n(Mg2+) = 1:1 加入MgSO4,充分反应后,常温下欲使磷、镁浓度均降至10-5 mol·L-1,沉淀后的溶液pH = 10,此时c(NH3·H2O) =______mol·L-1。
(6)EAN规则指出:配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。例如Fe(CO)5符合EAN规则较稳定。Re与CO形成的单核配合物不满足EAN规则,故无法稳定存在,会自发二聚以满足EAN规则。已知该二聚物的红外光谱中检测到键吸收峰,其化学式为_______。
(7)三氧化铼ReO3晶胞如图所示,其中O原子的配位数为______,已知该晶胞的密度为ρ g·cm-3,阿伏伽德罗常数的值NA,则Re与O的最近距离为______cm。
【答案】(1) (2)晶体
(3) ①. 4FeS2+16NaOH+15O22Fe2O3+8Na2SO4 +8H2O ②. Al(OH)3、H2SiO3
(4)
(5)
(6)
(7) ①. 2 ②.
【解析】
【分析】钼精矿(主要成分有MoS2、ReS2,还含有FeS2、Al2O3、SiO2、P2O5等杂质)在氧压碱浸时,MoS2、ReS2会生成Na2MoO4、NaReO4、Na2SO4,FeS2、Al2O3、SiO2、P2O5分别生成Fe2O3、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、Na3PO4等,过滤,滤渣1主要为Fe2O3,滤液中加硫酸调pH,可以除掉Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,同时提供氢离子以备后续萃取时需要,滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3,滤液加入R3N进行萃取,得到R3N-HReO4,分液后,对有机相加一水合氨进行反萃取,生成NH4ReO4,分液后NH4ReO4在水相中,除磷时,加入的硫酸镁与Na3PO4反应生成NH4MgPO4沉淀,过滤除掉,再经过后续处理得到NH4ReO4纯品;经热解后得到Re2O7、并进一步被氢气还原为Re;
【小问1详解】
Mn的价电子排布式为3d54s2,Re是与Mn同族的第六周期的元素,其价电子排布式为5d56s2,轨道表示式为;
【小问2详解】
由NH4ReO4的X射线衍射图谱可知,NH4ReO4具有衍射峰,说明NH4ReO4属于晶体;
【小问3详解】
氧压碱浸”在高温下进行,其中FeS2与NaOH、O2反应生成Fe2O3、Na2SO4和H2O,化学方程式为4FeS2+16NaOH+15O22Fe2O3+8Na2SO4 +8H2O;根据流程图,向“氧压碱浸”后的滤液中加入硫酸调节pH,会使原料中的由Al2O3和SiO2分别转化生成的Na[Al(OH)4]和Na2SiO3分别生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀,故“滤渣2”的成分是Al(OH)3、H2SiO3;
【小问4详解】
萃取得到R3N-HReO4,分液后,对有机相加一水合氨进行反萃取,生成NH4ReO4,反萃取的化学方程式为:R3N-HReO4+NH3·H2O=NH4ReO4+R3N+H2O;
【小问5详解】
“滤渣3”为NH4MgPO4,Ksp(NH4MgPO4)=c()·c(Mg2+)·c()=2.5×10-13,当c(Mg2+)=10−5 mol·L−1、c()≈10−5 mol·L−1(题干中磷浓度)时,可求得c()==2.5×10-3 mol·L−1;溶液pH=10,c(OH-)=10-4mol·L−1,由Kb(NH3·H2O)=2.0×10-5;可求得c(NH3·H2O)==1.25×10-2mol·L−1;
【小问6详解】
Re与CO形成的单核配合物Re(CO)5中心原子Re价电子数和配体提供的电子数之和为17,不稳定,会自发二聚以满足EAN规则,已知该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰,则该二聚物的结构为(CO)5Re-Re(CO)5,这样就满足了中心原子Re价电子数和配体提供的电子数之和为18,该二聚物的分子式为:Re2(CO)10;
【小问7详解】
该晶胞中黑球的个数为12×=3,白球的个数为8×=1,由化学式ReO3可知,黑球表示O,白球表示Re,O周围距离最近且相等的Re有2个(顶点),O原子的配位数为2,已知该晶胞的密度为ρg⋅cm-3,阿伏加德罗常数的值NA,设晶胞边长为acm,则ρg⋅cm-3= g⋅cm-3,则晶胞边长为cm,Re与O的最近距离为晶胞边长的一半,为cm。
17. 2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而我国提出力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
反应:I. CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -50 kJ/mol
II. CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2 = +41 kJ/mol
(1)反应 CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)的ΔH = ______。
(2)若将物质的量之比为1:3的CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中只发生反应I,下列事实能说明该反应已达到平衡状态的是______(填标号)。
A. 体系的压强保持不变
B. 生成甲醇的速率与生成CO2的速率相等
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. n(CO2)与n(H2)的比值保持不变
(3)下图甲显示了Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2/LTA 催化剂在3.0 MPa,氢碳比n(H2) : n(CO2)为3,相同时间内,不同温度下CO2的转化率和甲醇的选择性性能图。可以看出,该催化剂的最适宜温度为______℃,温度高于260℃,CO2的转化率降低可能的原因是_______。已知:CH3OH的选择性=。
(4)LTA 分子筛膜具有很强的亲水性,通过使用 LTA 型分子筛膜催化反应器,测得在 3.0 MPa,氢碳比n(H2) : n(CO2) 为3,反应相同时间,不同温度对Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2@LTA 分子筛膜催化反应器的催化性能影响如图乙所示。使用此分子筛膜,CO2的转化率提高的原因是_______。
(5)某温度、恒定压强为p MPa的条件下,将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)通过装有催化剂的反应器,反应并达到平衡状态,CO2的转化率为20%,甲醇的选择性为50%,该温度下,CH3OH的平衡产率为_______,反应I的平衡常数Kp =________MPa-2(列出计算式即可)。
【答案】(1)-91 kJ/mol (2)ABC
(3) ①. 260 ②. 反应未达平衡,温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,一定时间内的转化率降低(或温度高于260℃以反应Ⅰ为主,反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向进行,的转化率降低)
(4)此分子筛膜具有强亲水性,分离出,反应正向进行,的转化率提高
(5) ①. 10% ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应=反应I -反应II,;
【小问2详解】
A.恒温恒容密闭容器中,只发生反应I,等式左右两侧化学计量数不相等,压强为变量,变量不变时处于化学平衡状态,故A正确;
B.生成甲醇为正反应,生成CO2为逆反应,正逆反应速率之比等于化学计量数之比,处于化学平衡状态,故B正确;
C.气体平均相对分子质量的数值等于气体平均摩尔质量=,气体平均摩尔质量为变量,故C正确;
D.CO2与H2物质的量投料比=化学计量数之比,n(CO2)与n(H2)的比值为恒量,故D错误;
故答案为ABC;
【小问3详解】
260℃,CO2的转化率最高,反应速率最快,最适宜温度为260℃;高于260℃时,反应I占主导地位,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低;
【小问4详解】
小题干指出,LTA 分子筛膜具有很强的亲水性,使反应生成的水从体系中脱离,生成物减少使平衡正向移动,转化率提高。
【小问5详解】
,,
解得:x=2.6,y=0.1,z=0.2,平衡时总物质的量=(0.8+2.6+0.1+0.1+0.2)mol=3.8mol,故甲醇的平衡产率=,反应I的平衡常数=。
18. 盐酸恩沙替尼(J)是首个由中国企业主导在全球上市的小分子肺癌靶向创新药,标志着我国在肿瘤靶向药物领域取得了非常大的突破和进展,其合成路线如下:
已知:①是
(1)A的化学名称是_______;B的结构简式为_______。
(2)反应条件X可选择________。
A. B. C. 新制悬浊液 D.
(3)F生成G的反应类型为_______。
(4)写出G到H的化学方程式_______。
(5)在G转化为H的过程中,加入足量三乙胺[(C2H5)3N]可提高H的产率,请解释产率提高的原因_______。
(6)有机物Z是比A多一个碳原子的同系物,Z的同分异构体满足下列条件的有_______种;
①含硝基连在苯环上;
②能发生水解反应;
其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2的是________(写一种)。
【答案】(1) ①. 对硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸 ②. (2)D
(3)取代反应 (4)
(5)三乙胺是碱性物质,可以和产物HCl反应,促进平衡正向移动,提高H的产率
(6) ①. 19 ②. 或(任写一种即可)
【解析】
【分析】根据D的结构简式可以逆推得C的结构简式为,A与B反应生成,可知B为;D转化为E是硝基被还原为氨基,F转化为G是F与Boc2O发生取代反应,G在钯催化剂条件下与CO和C2H5OH反应生成H,H与LiOH反应生成I,I和E多步转化生成J。
【小问1详解】
A苯环对位连羧基和硝基,命名为对硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸;结合D的结构可推得B为;
【小问2详解】
D→E是硝基还原为氨基,硝基还原为氨基的常用试剂就是Fe/HCl酸性还原,故选D;
【小问3详解】
F→G是F中氨基(-NH2)的H被Boc基团取代,属于取代反应;
【小问4详解】
G到H的化学方程式为 ;
【小问5详解】
在G转化为H的过程中生成HCl,三乙胺是有机碱,可以中和反应生成的HCl,使平衡向生成产物H的方向移动,可以提高H的产率;
【小问6详解】
Z是A多1个碳原子的同系物,Z的同分异构体中含苯环且硝基连在苯环上,能水解说明含酯基,共8个C,分两类: ①苯环上有硝基和酯基两个取代基:酯基基团共3种(-OOCCH3、-COOCH3、-CH2OOCH),硝基和酯基处在邻间对三种位置,共种; ②苯环上有三个取代基:三个不同取代基,共10种; 总计种;核磁共振氢谱峰面积比3:2:2,说明苯环上有1个甲基且结构对称,符合要求的结构简式为或。
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郑州外国语学校2025-2026学年下期高三调研8考试试卷
化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:O-16 Zn-65 Re-186
一、选择题(共14题,每题3分,每题只有一个正确选项)
1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关,下列说法正确的是
A. “中国天眼”使用的碳化硅属于传统无机非金属材料
B. 常见的甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等,都属于糖类
C. 氯化镁、硫酸钙等能使豆浆中的蛋白质聚沉,是制作豆腐常用的凝固剂
D. “杯酚”是一种超分子,能通过“分子识别”来分离C60和C70
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态Co2+的价层电子排布式为3d54s2
B. [Cu(NH3)4]2+中配位键是由N提供孤电子对
C. 如图为同种物质 :
D. NaCl溶液中的水合离子:
3. 关于实验室安全及事故处理,下列表述正确的是
A. 对于实验转化后的难溶物或含有重金属的固体废渣,用滤纸包裹后填埋处理
B. 如果有少量酸(或碱)滴到实验桌上,应立即用水冲洗桌面
C. 对于有机废液,不具有回收利用价值的,均可用焚烧法处理
D. 实验室中液溴、白磷保存时要用水封
阅读下列材料,完成下面小题:
氢是元素周期表的“第一元素”,H、D、T是氢的三种同位素。氢可以形成H2O、H2O2、NH3、NaH等重要化合物。H2具有较大的燃烧热值(142 kJ·g-1),是理想的清洁能源,在电池、冶金等方面也具有重要应用。液体储氢材料咔唑()可通过与H2加成进行储氢,固体镁基储氢材料在吸氢和释氢过程中添加适量TiCl3作催化剂,其释氢过程如图所示。
4. 下列说法正确的是
A. H2、D2、T2物理性质相似 B. 图中表示Mg原子
C. H2O2为非极性分子 D. 沸点:H2O<NH3
5. 下列化学反应表示错误的是
A. NaH与H2O反应释氢:2NaH+H2O=Na2O+2H2↑
B. H2燃烧的热化学方程式:H2(g)+O2(g) = H2O(l) ΔH=-284kJ·mol-1
C. 咔唑的储氢反应:+6H2
D. 镁基储氢材料释氢时可能发生反应:Ti4++H-=Ti3++H
6. 下列说法正确的是
A. 相较于高压气态储氢,镁基储氢材料储氢更安全
B. 氢氧燃料电池工作时实现了化学能→热能→电能的转化
C. 镁基储氢材料吸氢过程中TiCl3全部被氧化
D. H2还原性强,工业上可用于冶炼金属Al
7. 化合物Y3X6ZW常应用于各种调味香精中,其结构式如图所示。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W的基态原子价层电子都有2个未成对电子,下列有关叙述错误的是
A. 原子半径:W>Y>Z>X
B. 简单氢化物键角:H2Z<H2W
C. 在工业上常用WZ2来漂白纸浆、毛、丝等
D. Y的某种单质为采用分子密堆积的分子晶体
8. 达普司他作为肾性贫血治疗的“新一代”药物,具有良好的疗效和安全性,其结构简式如图所示。下列有关该物质说法正确的是
A. 三个环均为平面结构
B. 该物质中含氧官能团有羧基和酰胺基
C. 核磁共振氢谱中有6组吸收峰
D. 1 mol该物质最多消耗5 mol NaOH
9. 不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
X
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法错误的是
A. 反应①,转移电子数为0.001NA (NA是阿伏伽德罗常数的值)
B. ②中还原产物X为MnO2
C. 随反应进行,体系变化:①增大,②增大
D. 对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
10. 某课题组提出碱性条件下的两极制氢方案,其工作示意图如下。
下列说法错误的是
A. CuO电极的电势高于Pt电极
B. 装置工作时Pt电极附近pH升高
C. 阳极反应式为
D. Pt电极上每消耗1mol ,共制得2mol
11. 将气体加入某容积可变的密闭容器中,发生反应:,保持一定温度,改变压强分别达到平衡时,测得不同压强下气体A的物质的量浓度如表所示
压强p/Pa
0.04
0.10
0.20
0.40
0.50
下列说法一定正确的是
A. 时A的平衡转化率大于时的平衡转化率
B. 保持一定温度,增大压强,平衡不移动
C. 当压强为时,若再向体系中加入,重新达到平衡时,体系中气体总物质的量为
D. 当压强为时,此反应的平衡常数表达式为
12. 实验室由环己醇()制备及提纯环己酮()的流程如下:
已知:①主反应为,其为放热反应;②环己酮可被强氧化剂氧化;③环己酮的沸点为155.6℃,能与水形成沸点为95℃的共沸混合物。下列说法错误的是
A. 制备过程中应迅速将稀硫酸、环己醇与过量的溶液混合,加快反应速率
B. “液相1”中加入少量草酸的目的是去除过量的
C. “液相2”中加入NaCl固体是为了增大水相极性,后经分液操作得到有机相③
D. “液相3”中无水的作用是吸收环己酮中的水分
13. 铑(Rh)在元素周期表中与钴(Co)同族,其配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。已知存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,下列说法正确的是
A. Rh属于ds区元素
B. 中的杂化方式为
C. 甲醇羰基化的总反应为
D. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
14. 25℃时,用NaOH溶液分别滴定NaHA(为二元弱酸)、、三种盐溶液,pM[p表示负对数,M表示、、]随pOH变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. NaHA溶液显酸性 B. 当pH=5.2时,溶液中c(Na+)<3c(A2-)
C. a点对应的坐标为(10,1.2) D. Ksp[Cr(OH)3]的数量级为10-31
二、非选择题(共3个小题,58分)
15. 金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型纳米三维多孔网络晶体材料,由无机金属离子和有机配体通过配位键连接形成,可在催化、储能和分离等领域广泛应用。沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)是一种经典的MOFs,其合成条件温和。某小组在常温下合成ZIF-8并测定锌含量,实验步骤如下;
Ⅰ.制备:称取1.50g溶于45 mL甲醇,得溶液A。称取3.30 g 2-甲基咪唑溶于45mL甲醇,得溶液B。将溶液A、B迅速加入三颈烧瓶中,立即产生大量白色沉淀。持续搅拌2小时后,用离心机分离,用甲醇洗涤固体数次,70℃真空干燥,得到白色粉末状产品。
Ⅱ.锌含量测定:准确称取上述干燥产品0.2000 g,加入5 mL稀硝酸,微热使其完全溶解,冷却后全部转移至100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容。
量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用氨水-NH4Cl缓冲溶液调节pH约为10,加入少量铬黑T指示剂,用0.020mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液体积为12.00 mL。
已知:
①ZIF-8是由与2-甲基咪唑()的酸根离子通过配位作用形成,化学式可表示为;
②以铬黑T(EBT)作为指示剂,用EDTA进行测定,原理为Zn2+与EBT作用可形成酒红色微粒Zn—EBT,由于EDTA与Zn2+结合能力更强,按物质的量之比形成稳定无色产物Zn—EDTA,发生如下反应:Zn—EBT(酒红色)+EDTA=Zn—EDTA+EBT(纯蓝色)
回答下列问题:
(1)金属硝酸盐是合成的常见试剂,硝酸根离子的空间构型为________。
(2)2-甲基咪唑中碳原子的杂化方式为________。
(3)ZIF-8在潮湿的酸性环境中不稳定,容易与CO2、H2O反应,生成ZnCO3,该反应的化学方程式为________。
(4)在锌含量测定实验中,用于准确量取25.00 mL待测液的仪器是________(填名称)。
(5)滴定终点的现象是________。计算该产品中锌元素的质量分数为________%(保留三位有效数字,已知)。
(6)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附N2O4。废气中的N2O4被吸附后,经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如图,下列说法正确的是______。(已知: )
A. MOFs-N2O4是一种超分子,图示吸附过程属于氮的固定
B. 温度升高时不利于N2O4被MOFs固定
C. 图示中转化为HNO3的反应,化学方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D. 该MOFs材料也可用于“固定”其他小分子,如NO、H2等
16. 铼(Re)是一种被广泛用于航空、航天的金属。以钼精矿(主要成分有,还含有等杂质)为原料制备高铼酸铵()和单质Re的工艺流程如图:
已知:①;②。
回答下列问题:
(1)Re是元素周期表中第六周期元素,与同族,其基态原子价层电子轨道表示式为_______。
(2)下图是的X射线衍射图谱,则属于_______(填“晶体”或“非晶体”)。
(3)“氧压碱浸”在高温下进行,该步主要产物有Na2MoO4、NaReO4、Na2SO4,写出FeS2发生反应的化学方程式______。“水相1”中的阴离子主要是和,“滤渣2”的成分是______。
(4)“反萃取”时发生反应的化学方程式为______。
(5)“滤渣3”为 NH4MgPO4,Ksp (NH4MgPO4) = 2.5×10-13,“除磷”过程中按n(P):n(Mg2+) = 1:1 加入MgSO4,充分反应后,常温下欲使磷、镁浓度均降至10-5 mol·L-1,沉淀后的溶液pH = 10,此时c(NH3·H2O) =______mol·L-1。
(6)EAN规则指出:配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。例如Fe(CO)5符合EAN规则较稳定。Re与CO形成的单核配合物不满足EAN规则,故无法稳定存在,会自发二聚以满足EAN规则。已知该二聚物的红外光谱中检测到键吸收峰,其化学式为_______。
(7)三氧化铼ReO3晶胞如图所示,其中O原子的配位数为______,已知该晶胞的密度为ρ g·cm-3,阿伏伽德罗常数的值NA,则Re与O的最近距离为______cm。
17. 2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而我国提出力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
反应:I. CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -50 kJ/mol
II. CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2 = +41 kJ/mol
(1)反应 CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)的ΔH = ______。
(2)若将物质的量之比为1:3的CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中只发生反应I,下列事实能说明该反应已达到平衡状态的是______(填标号)。
A. 体系的压强保持不变
B. 生成甲醇的速率与生成CO2的速率相等
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. n(CO2)与n(H2)的比值保持不变
(3)下图甲显示了Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2/LTA 催化剂在3.0 MPa,氢碳比n(H2) : n(CO2)为3,相同时间内,不同温度下CO2的转化率和甲醇的选择性性能图。可以看出,该催化剂的最适宜温度为______℃,温度高于260℃,CO2的转化率降低可能的原因是_______。已知:CH3OH的选择性=。
(4)LTA 分子筛膜具有很强的亲水性,通过使用 LTA 型分子筛膜催化反应器,测得在 3.0 MPa,氢碳比n(H2) : n(CO2) 为3,反应相同时间,不同温度对Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2@LTA 分子筛膜催化反应器的催化性能影响如图乙所示。使用此分子筛膜,CO2的转化率提高的原因是_______。
(5)某温度、恒定压强为p MPa的条件下,将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)通过装有催化剂的反应器,反应并达到平衡状态,CO2的转化率为20%,甲醇的选择性为50%,该温度下,CH3OH的平衡产率为_______,反应I的平衡常数Kp =________MPa-2(列出计算式即可)。
18. 盐酸恩沙替尼(J)是首个由中国企业主导在全球上市的小分子肺癌靶向创新药,标志着我国在肿瘤靶向药物领域取得了非常大的突破和进展,其合成路线如下:
已知:①是
(1)A的化学名称是_______;B的结构简式为_______。
(2)反应条件X可选择________。
A. B. C. 新制悬浊液 D.
(3)F生成G的反应类型为_______。
(4)写出G到H的化学方程式_______。
(5)在G转化为H的过程中,加入足量三乙胺[(C2H5)3N]可提高H的产率,请解释产率提高的原因_______。
(6)有机物Z是比A多一个碳原子的同系物,Z的同分异构体满足下列条件的有_______种;
①含硝基连在苯环上;
②能发生水解反应;
其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2的是________(写一种)。
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