精品解析:湖南怀化市第一中学等校2026届高三下学期核心素养测评 化学试题
2026-04-28
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内容正文:
2026届高三核心素养测评
化学
本测评共100分,时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:O:16 Na:23 P:31 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65 Se:79 Sn:119 Bi:209
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 物质的性质决定用途,下列物质的性质与用途对应关系错误的是
A. 歼-20战机采用的隐形涂层中含有特殊金属材料,能吸收雷达波,是因为其化学性质非常活泼
B. 壁虎仿生胶带上覆盖几十万条纤细纳米级长纤维,该仿生胶带可用作新型黏着材料
C. 聚乳酸具有生物相容性和可降解性,可用作手术缝合线
D. 无人机灯光秀中用到的玻璃含二氧化硅,硬度高且具有良好的光学性能,故可用于制造光导纤维
2. 巧设实验,方得真知。下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
实验目的
A.证明苯与液溴的反应为取代反应
B.吸收尾气中
实验示意图
实验目的
C.制备无水氯化镁
D.用分水器提高反应物转化率
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
3. 工业合成氨和制硝酸联合生产流程如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 和充分反应,所得产物分子数为
B. 完全转化为NO,转移电子数为
C. 将6.72 L(换算为标准状况下的体积)溶于水,还原产物分子数目为
D. 常温下,的硝酸溶液中水电离的数目为
4. 关于实验室仪器使用和试剂保存,下列叙述正确的是
A. 滴定管、容量瓶、分液漏斗这三个仪器在使用前需要检漏
B. 氟化铵溶液保存在带橡胶塞的无色细口玻璃瓶中
C. 液溴应保存在棕色广口试剂瓶中,并进行水封
D. 银氨溶液可密封、避光长期保存在棕色试剂瓶中
5. 下列关于物质性质或应用的解释错误的是
选项
性质或应用
解释
A
聚乙炔可制备导电高分子材料
聚乙炔分子结构含有共轭双键体系,为电荷传递提供了通路
B
热稳定性:
分子间氢键强于分子间作用力
C
在中溶解度大于在水中溶解度
的极性微弱,更接近非极性分子的性质
D
分子的键角()大于HCHO分子的键角()
电子对间斥力的不同
A. A B. B C. C D. D
6. 柱晶石所含Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。Q是原子半径最小的元素,基态T原子s轨道上的电子数与p轨道上的相等,R和Y同主族,X的M层电子数与K层的相等,Z是地壳中含量第二的元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. T与Z可形成共价晶体
C. 简单离子半径: D. Y的氧化物属于碱性氧化物
7. 硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲,沿z轴投影如图乙。已知晶胞参数为a nm, O点原子分数坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. 晶胞中Se原子的配位数为8 B. 晶胞中Q点原子分数坐标为(,,)
C. 晶体密度ρ=g∙cm−3 D. Zn和Se的最短距离为a nm
8. 羟肟萃取剂常用于湿法冶金工业中金属阳离子的分离,一种萃取Ni2+的反应如下:
下列说法正确的是
A. Y中N-Ni配位键中的电子由N的p轨道提供
B. Y可以通过氢键形成五元环结构
C. 向萃取后的有机相中加入合适的碱可实现反萃取
D. 冠醚识别Li+与上述原理相同
9. 一种高性能的光可充电水系钠离子电池的工作原理如图所示。充电时,在光照条件下,电极产生电子和空穴(,具有强氧化性),驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是
A. 放电时,电极I为负极
B. 充电时,电极上的电极反应式为
C. 放电时,需闭合开关、打开开关,并对电极采取避光措施
D. 充电时,电路每转移,理论上阴极室中溶液的质量增加
10. 一种治疗原发性血小板减少症的药物结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子中含有1个手性碳原子
B. 该物质中碳原子有3种杂化方式
C. 该物质能发生水解反应,能发生消去反应
D. 1 mol该物质最多能与6 mol 发生加成反应,不能与盐酸反应
11. 某兴趣小组以含金烧渣(含有和)为原料,制备单质和的流程如图所示:
下列说法正确的是
A. “溶浸”时发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B. 中σ键与π键的个数比为
C. 与反应的方程式为:
D. “试剂a”可以是粉或粉
12. 利用色度传感器探究压强对化学平衡的影响:(红棕色)(无色)∆H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器活塞的过程中气体透射率T%随时间t的变化(气体颜色越深,透射率越小)。下列说法正确的是
A. 为拉伸注射器活塞的过程
B. C点的反应速率大于E点
C. 体系颜色深浅:D>F>H
D. 为平衡移动的过程,平衡逆向移动
13. 室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH的变化关系如图所示[例如]。已知室温下,饱和溶液的浓度约为,,。下列说法正确的是
A. 饱和溶液的
B. 少量HClO与溶液反应:
C. 等物质的量浓度的和NaHS混合溶液中存在关系:
D. 室温下,反应的平衡常数为
14. HCOOH在催化剂的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅰ是催化剂
B. Ⅱ是中间体
C. ②对应的基元反应是决速步
D. 总反应的化学方程式为
二、非选择题:
15. 金属铋(Bi)及其化合物广泛应用于电子、医药等领域,一种由BiOCl(氯氧化铋,白色难溶于水的固体)制备Bi2O3的步骤如下:
①将3.0 g BiOCl与25 mL 3.0 mol·L-1碳酸氢铵溶液混合,加入氨水调节溶液pH=9,50 ℃下反应2 h。
②将三颈烧瓶中所得混合物经过一系列操作可得到(BiO)2CO3沉淀。
③将所得沉淀在530 ℃下煅烧,可得到Bi2O3产品。
回答下列问题:
(1)与本实验安全注意事项无关的图标为___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)写出步骤①制备(BiO)2CO3的离子方程式___________。
(3)实验步骤②一系列操作中,需要用到的仪器有___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)某研究小组探究温度对沉淀制备的影响,得到温度与所得沉淀产率的关系如图所示。结合图像分析,50 ℃时沉淀产率最高,可能的原因是___________。
(5)另一种制备方法:用NaOH溶液将BiOCl转化为Bi(OH)3,Bi(OH)3受热分解为Bi2O3。已知:常温下,,BiOCl(s)在水溶液中存在平衡。
常温下,当BiOCl恰好完全转化为Bi(OH)3时,溶液中,此时溶液pH=___________。
(6)Bi3+的测定
乙二胺四乙酸(EDTA)二钠盐可以和Bi3+ 1∶1形成稳定的配合物,一种测定溶液中Bi3+浓度的方法如下:取V1 mL溶液,调节pH=1,滴入2滴二甲酚橙做指示剂(二甲酚橙:溶于水呈亮黄色,能和多种金属阳离子形成紫红色配合物),用0.01000 mol·L-1的EDTA溶液滴定,达到滴定终点时,测得耗去标准液V2 mL,则溶液中Bi3+的浓度为___________g·L-1(用V1、V2表示),达到滴定终点的现象是___________。
16. 某富铟渣主要含有Fe、Pb、Zn、In(铟)等金属及其氧化物(如、等),从该富铟渣中提取金属铟的一种工艺流程如下:
已知:①浸出过程始终以为浸取液。
②相关金属离子形成氢氧化物时的pH(25℃)。
开始沉淀
2.9
5.7
1.5
6.4
6.2
完全沉淀
4.9
8.7
3.5
9.4
9.2
(1)In的原子序数是49,在元素周期表中的位置是___________。
(2)“浸出1”中能有效提高浸出率的方法有___________(答出一条即可)。
(3)“浸出1”中铟最终以进入浸渣1中得以富集,则“浸出1”时溶液pH应控制在___________范围,在此过程中还需加入适当的___________(填“氧化剂”、“还原剂”或“沉淀剂”)。
(4)“浸出2”中的主要反应离子方程式为___________,浸渣2的主要成分为___________(填化学式)。
(5)“置换后液”合并到“浸出液1”中,“置换”时应选择___________(填化学式)作置换剂。
(6)粗铟中仍含有少量Zn、Cd、Tl和Pb等杂质,其中Cd和Zn对In的精制效果影响较大,可用“真空蒸馏”法去除,蒸馏时应控制温度为___________℃左右。
17. 在“碳达峰、碳中和”的背景下,通过加氢转化制甲醇、乙醇等化学品的研究备受关注。回答下列问题:
Ⅰ.加氢制甲醇
(1)已知如下热化学方程式:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
计算:___________。
(2)在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A. 的分压保持不变 B. 混合气体的密度保持不变
C. 保持不变 D. 密闭容器中温度保持不变
(3)在、条件下发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,达到平衡时的平衡转化率和甲醇选择性随温度变化的关系如图所示。
已知:甲醇的选择性。
①260 ℃时,的转化率___________。反应ⅰ的平衡常数___________(精确到小数点后3位,是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
②甲醇选择性随温度升高而降低的原因:___________。
Ⅱ.电还原制备高附加值的有机物
已知:的活性位点对O的连接能力较强,的活性位点对C的连接能力较强,对的吸附能力远强于,且吸附后不易脱离。
(4)电还原可能的反应机理如图所示(*表示吸附态的)。
①参照机理图画出A的结构:___________。
②若还原产物主要为,应选择___________(填“”“”或“”)做催化剂。
18. 茉莉酮酸甲酯是一种具有茉莉花香的天然化合物,常用于高级香水配制,其合成路线如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.。
(1)化合物G中含氧官能团的名称为___________;C→D的反应类型为___________。
(2)D→E过程中反应物的命名为___________。
(3)若想要知道茉莉酮酸甲酯中的键角和键长信息,可以使用___________(填标号)。
A. 红外光谱仪 B. 核磁共振仪 C. X射线衍射仪 D. 质谱仪
(4)B到C的化学方程式为___________。
(5)F的同分异构体有多种,请写出其中一种符合下列条件的同分异构体的结构简式___________。
①只有苯环一个环状结构;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有4组峰。
(6)根据上述信息,写出以环戊烯和乙醇为原料合成的路线:___________。
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2026届高三核心素养测评
化学
本测评共100分,时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:O:16 Na:23 P:31 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65 Se:79 Sn:119 Bi:209
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 物质的性质决定用途,下列物质的性质与用途对应关系错误的是
A. 歼-20战机采用的隐形涂层中含有特殊金属材料,能吸收雷达波,是因为其化学性质非常活泼
B. 壁虎仿生胶带上覆盖几十万条纤细纳米级长纤维,该仿生胶带可用作新型黏着材料
C. 聚乳酸具有生物相容性和可降解性,可用作手术缝合线
D. 无人机灯光秀中用到的玻璃含二氧化硅,硬度高且具有良好的光学性能,故可用于制造光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.隐形涂层吸收雷达波主要依赖材料的物理性质(如导电性或磁性),而非化学性质活泼,A错误;
B.纳米级长纤维的表面积大,其附着力增强,能制造新型黏着材料,B正确;
C.聚乳酸具有生物相容性,同时也可水解成乳酸,容易降解,因此可用作手术缝合线,C正确;
D.硬度高且光学性能优异,是光导纤维的主要材料,D正确。
故选A。
2. 巧设实验,方得真知。下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
实验目的
A.证明苯与液溴的反应为取代反应
B.吸收尾气中
实验示意图
实验目的
C.制备无水氯化镁
D.用分水器提高反应物转化率
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯与液溴在铁粉催化下发生反应,如果是取代反应,会生成HBr,可以通过溶液检测出,但液溴易挥发,挥发出的会溶于水生成HBr干扰检测。因此需在圆底烧瓶和烧杯之间加一个盛装有的洗气装置,以吸收挥发的,且导管不能伸入硝酸银溶液液面以下,A符合题意;
B.吸收尾气中的时,装置中下层为,上层为水。难溶于,直接通入水中易发生倒吸,而该装置可有效防止倒吸,方案合理,B不符合题意;
C.实验目的是制备无水氯化镁,由于直接加热会水解,该装置在干燥HCl气流中加热,能抑制水解,从而得到无水氯化镁,装置与实验目的相符,C不符合题意;
D.乙酸与乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应:,分水器可及时分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应物转化率,能达到实验目的,D不符合题意。
故选A。
3. 工业合成氨和制硝酸联合生产流程如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 和充分反应,所得产物分子数为
B. 完全转化为NO,转移电子数为
C. 将6.72 L(换算为标准状况下的体积)溶于水,还原产物分子数目为
D. 常温下,的硝酸溶液中水电离的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨反应()是可逆反应,不能进行到底,0.1 mol 和0.3 mol 充分反应后,产物的物质的量小于0.2 mol,分子数小于,A错误;
B.转化为NO的反应为,氮元素化合价从价升至价,1mol氨气反应转移5 mol电子,0.2 mol 反应转移1 mol电子,转移电子数为,B正确;
C.标准状况下6.72 L的物质的量为,溶于水发生反应,生成0.2 mol 和0.1 mol NO,为氧化产物,NO为还原产物,故还原产物分子数目为,C错误;
D.常温下,的硝酸溶液中,,,水电离产生的浓度等于的浓度,题目中未指明体积,无法计算的物质的量和数目,D错误;
故选B。
4. 关于实验室仪器使用和试剂保存,下列叙述正确的是
A. 滴定管、容量瓶、分液漏斗这三个仪器在使用前需要检漏
B. 氟化铵溶液保存在带橡胶塞的无色细口玻璃瓶中
C. 液溴应保存在棕色广口试剂瓶中,并进行水封
D. 银氨溶液可密封、避光长期保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.滴定管、容量瓶、分液漏斗三个仪器具有旋塞、活塞或磨口塞结构,在使用前需要检漏,A正确;
B.氟化铵溶液水解产生氢氟酸(HF),氢氟酸会腐蚀玻璃,与玻璃中的反应,故不能用玻璃瓶,应使用塑料瓶保存,B错误;
C.液溴易挥发且有毒性,应保存在棕色细口试剂瓶中(避光)并加水封以减少挥发,广口瓶不适合液体保存,易导致泄漏或挥发,C错误;
D.银氨溶液不稳定,长期放置会变质,实验室必须现配现用,不能长期保存,即使密封避光也不行,D错误。
故选A。
5. 下列关于物质性质或应用的解释错误的是
选项
性质或应用
解释
A
聚乙炔可制备导电高分子材料
聚乙炔分子结构含有共轭双键体系,为电荷传递提供了通路
B
热稳定性:
分子间氢键强于分子间作用力
C
在中溶解度大于在水中溶解度
的极性微弱,更接近非极性分子的性质
D
分子的键角()大于HCHO分子的键角()
电子对间斥力的不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乙炔的导电性源于其分子中的共轭双键体系,其结构中的π电子在这个体系中运动,从而使得聚乙炔具有导电性,A正确;
B.热稳定性属于化学性质,取决于分子内化学键强度,的热稳定性高于是因为键键能大于键,而非分子间氢键(氢键影响物理性质如沸点),B错误;
C.为弱极性分子,为非极性溶剂,水为强极性溶剂,弱极性的在非极性溶剂中溶解度更大,性质解释均正确,C正确;
D.分子中B原子采取杂化,键角为120°,分子中C原子也采取杂化,但醛基中的碳氧双键对键的排斥力更强,使键角略小于120°,二者键角差异源于电子对间斥力不同,D正确;
故选B。
6. 柱晶石所含Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。Q是原子半径最小的元素,基态T原子s轨道上的电子数与p轨道上的相等,R和Y同主族,X的M层电子数与K层的相等,Z是地壳中含量第二的元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. T与Z可形成共价晶体
C. 简单离子半径: D. Y的氧化物属于碱性氧化物
【答案】B
【解析】
【分析】Q是原子半径最小的元素,为氢(H);Z是地壳中含量第二的元素,为硅(Si);X的M层电子数与K层相等(均为2个电子),为镁(Mg);T的基态原子s与p轨道电子数相等,电子排布为,故T为氧(O);Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,故Y只能是铝(Al);R与Y同主族,由于Y为铝(Al),故R为硼(B);元素顺序:Q(H)、R(B)、T(O)、X(Mg)、Y(Al)、Z(Si)。
【详解】A.第一电离能比较涉及第三周期元素、、。由于的全满稳定结构,其电离能高于(易失电子),实际顺序为,A错误;
B.T(O)与Z(Si)形成,为共价晶体,B正确;
C.X(Mg)、Y(Al)、T(O)对应的简单离子具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径,即,C错误;
D.Y(Al)的氧化物为两性氧化物,非碱性氧化物,D错误;
故选B。
7. 硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲,沿z轴投影如图乙。已知晶胞参数为a nm, O点原子分数坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. 晶胞中Se原子的配位数为8 B. 晶胞中Q点原子分数坐标为(,,)
C. 晶体密度ρ=g∙cm−3 D. Zn和Se的最短距离为a nm
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据均摊法,晶胞中Zn的个数为4,Se的个数为4,与Zn距离最近的Se原子的个数为4,与Se距离最近的Zn原子的个数为4,则晶胞中Se原子的配位数为4,故A错误;
B.将晶胞均分为8个小立方体,O的分数坐标为(0,0,0),原子Q应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心,Q的分数坐标为,B错误;
C.晶体密度,C错误;
D.图中相邻的Zn与Se之间的距离为体对角线的,体对角线为,则相邻的Se和Zn之间的距离为,D正确;
故答案选D。
8. 羟肟萃取剂常用于湿法冶金工业中金属阳离子的分离,一种萃取Ni2+的反应如下:
下列说法正确的是
A. Y中N-Ni配位键中的电子由N的p轨道提供
B. Y可以通过氢键形成五元环结构
C. 向萃取后的有机相中加入合适的碱可实现反萃取
D. 冠醚识别Li+与上述原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.Y中的N原子为sp2杂化,其孤对电子位于sp2杂化轨道中,这对孤对电子提供给Ni2+形成配位键,A错误;
B.Y中的-OH与O原子之间可以形成氢键,可通过氢键形成Ni-N-O-H…O五元环,B正确;
C.向萃取后的有机相中加入碱,会消耗H+,使平衡向右移动,不能实现反萃取,C错误;
D.冠醚识别Li+是利用冠醚的空穴大小与Li+匹配,通过离子偶极相互作用等结合;而本题中萃取Ni2+是通过配位等作用,二者原理不同,D错误;
故答案选B。
9. 一种高性能的光可充电水系钠离子电池的工作原理如图所示。充电时,在光照条件下,电极产生电子和空穴(,具有强氧化性),驱动两极反应而完成充电。下列说法错误的是
A. 放电时,电极I为负极
B. 充电时,电极上的电极反应式为
C. 放电时,需闭合开关、打开开关,并对电极采取避光措施
D. 充电时,电路每转移,理论上阴极室中溶液的质量增加
【答案】B
【解析】
【分析】充电时,需打开开关,闭合开关,在光照条件,电极产生电子和空穴(,具有强氧化性),电极为阴极,得到电子,电极反应为,电极为阳极,发生反应。而放电时,需闭合开关,打开开关,对电极做避光处理,电极为负极,电极为正极。
【详解】A.放电时电极I为负极,A正确;
B.由以上分析可知,充电时电极上发生的电极反应为,B错误;
C.由以上分析可知放电时,需闭合开关,打开开关,对电极做避光处理,C正确;
D.充电时,电路每转移,理论上阳极室有通过交换膜进入阴极室,阴极室溶液质量增加,D正确;
故答案选B。
10. 一种治疗原发性血小板减少症的药物结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子中含有1个手性碳原子
B. 该物质中碳原子有3种杂化方式
C. 该物质能发生水解反应,能发生消去反应
D. 1 mol该物质最多能与6 mol 发生加成反应,不能与盐酸反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子指C原子上连接有4个不同基团,由结构简式可知,该分子中有一个手性碳原子,如图,,A正确;
B.该物质中碳原子有(碳碳三键)、(苯环、酯基碳原子)、(饱和碳原子)三种杂化方式,B正确;
C.该物质中含有羟基,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,分子含酯基,能发生水解反应,C正确;
D.酯基不能与加成,1 mol该物质最多能与5 mol (苯环3 mol、碳碳三键2 mol)发生加成反应,该有机物中的氮原子有孤电子对,能与氢离子结合,即能与盐酸反应,D错误;
故选D。
11. 某兴趣小组以含金烧渣(含有和)为原料,制备单质和的流程如图所示:
下列说法正确的是
A. “溶浸”时发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B. 中σ键与π键的个数比为
C. 与反应的方程式为:
D. “试剂a”可以是粉或粉
【答案】C
【解析】
【分析】含金烧渣种含有和,在溶浸过程中与空气和溶液反应后得到溶液和浸渣,则可推断浸渣的主要成分为,浸渣与稀硫酸反应后生成,由于最终要制备,因此试剂a的作用是还原剂,且不引入杂质,最好的选择是铁粉。基于以上分析,思考各选项。
【详解】A.“溶浸”时发生的反应中氧化剂是氧气,被还原为氧离子,即1mol氧化剂得到4mol电子,还原剂是,被氧化为,即1mol还原剂失去电子1mol,根据得失电子守恒可知,因此,A错误;
B.已知中与通过配位键结合,也属于σ键,即配位形成的σ键数目为2,的结构式为C≡N-,2个含2个σ键和4个π键,因此中σ键数:π键数=1:1,B错误;
C.溶液与Zn反应置换出Au,Zn2+也有很强的接受配体能力且配位数一般为4,故方程式为,C正确;
D.浸渣的主要成分为,与稀硫酸反应后生成,由于最终要制备,因此试剂a的作用是还原剂,且不引入杂质,应选择铁粉,铜会引入杂质,不合要求,D错误;
故选C。
12. 利用色度传感器探究压强对化学平衡的影响:(红棕色)(无色)∆H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器活塞的过程中气体透射率T%随时间t的变化(气体颜色越深,透射率越小)。下列说法正确的是
A. 为拉伸注射器活塞的过程
B. C点的反应速率大于E点
C. 体系颜色深浅:D>F>H
D. 为平衡移动的过程,平衡逆向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 过程中,气体透射率迅速降低,说明气体颜色变深 (浓度增大)。这是压缩注射器活塞的过程 (体积减小,浓度瞬间增大),而非拉伸,A错误;
B.C点对应的透射率小于E点,说明体系中浓度比E点高,浓度越高反应速率越快,因此C点的反应速率大于E点,B正确;
C.透射率越小,气体颜色越深。由图可知,D、F、H三点的透射率大小关系为 ,所以体系颜色深浅为 ,C错误;
D. 过程中,透射率升高 (颜色变浅),说明平衡正向移动 (转化为),D错误;
故答案选B。
13. 室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH的变化关系如图所示[例如]。已知室温下,饱和溶液的浓度约为,,。下列说法正确的是
A. 饱和溶液的
B. 少量HClO与溶液反应:
C. 等物质的量浓度的和NaHS混合溶液中存在关系:
D. 室温下,反应的平衡常数为
【答案】C
【解析】
【分析】在溶液中存在电离平衡:、,随着pH的增大,的物质的量分数逐渐减小,的物质的量分数先增大后减小,的物质的量分数逐渐增大,则图中线①②③依次代表、、的物质的量分数随pH的变化;根据图示,时,,则,时,,则。
【详解】A.饱和溶液的浓度约为,在溶液中存在两步电离平衡,第二步电离微弱,可以忽略,由,,,溶液的,A错误;
B.由于HClO具有强氧化性,具有还原性且呈强碱性,少量HClO与溶液会发生氧化还原反应生成硫单质:,B错误;
C.等物质的量浓度的和NaHS混合溶液中,设和NaHS的浓度均为。根据物料守恒有:,,联立两式可得物料关系式:①。根据电荷守恒②,①代入②后两边同时,化简得,C正确;
D.反应的平衡常数,D错误;
故选C。
14. HCOOH在催化剂的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. Ⅰ是催化剂
B. Ⅱ是中间体
C. ②对应的基元反应是决速步
D. 总反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】反应机理:、①、②、③、④;相对能量变化图对应反应机理中I到II对应步骤①,II到III对应步骤②,III到IV对应步骤③,IV到I对应步骤④。
【详解】A.参与第①步反应,经过多步反应后又生成了,且题干中说明有机物在含铁配离子的作用下发生反应,因此是该反应的催化剂,A正确;
B.由分析得,Ⅱ是第①步反应中的产物,参与了第②步反应,因此Ⅱ是中间体,B正确;
C.由相对能量变化图可知,步骤②活化能为,步骤④活化能为,因此基元反应的决速步是④,C错误;
D.由反应机理图可知,反应物是,产物是、,所以总反应的化学方程式为,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:
15. 金属铋(Bi)及其化合物广泛应用于电子、医药等领域,一种由BiOCl(氯氧化铋,白色难溶于水的固体)制备Bi2O3的步骤如下:
①将3.0 g BiOCl与25 mL 3.0 mol·L-1碳酸氢铵溶液混合,加入氨水调节溶液pH=9,50 ℃下反应2 h。
②将三颈烧瓶中所得混合物经过一系列操作可得到(BiO)2CO3沉淀。
③将所得沉淀在530 ℃下煅烧,可得到Bi2O3产品。
回答下列问题:
(1)与本实验安全注意事项无关的图标为___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)写出步骤①制备(BiO)2CO3的离子方程式___________。
(3)实验步骤②一系列操作中,需要用到的仪器有___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)某研究小组探究温度对沉淀制备的影响,得到温度与所得沉淀产率的关系如图所示。结合图像分析,50 ℃时沉淀产率最高,可能的原因是___________。
(5)另一种制备方法:用NaOH溶液将BiOCl转化为Bi(OH)3,Bi(OH)3受热分解为Bi2O3。已知:常温下,,BiOCl(s)在水溶液中存在平衡。
常温下,当BiOCl恰好完全转化为Bi(OH)3时,溶液中,此时溶液pH=___________。
(6)Bi3+的测定
乙二胺四乙酸(EDTA)二钠盐可以和Bi3+ 1∶1形成稳定的配合物,一种测定溶液中Bi3+浓度的方法如下:取V1 mL溶液,调节pH=1,滴入2滴二甲酚橙做指示剂(二甲酚橙:溶于水呈亮黄色,能和多种金属阳离子形成紫红色配合物),用0.01000 mol·L-1的EDTA溶液滴定,达到滴定终点时,测得耗去标准液V2 mL,则溶液中Bi3+的浓度为___________g·L-1(用V1、V2表示),达到滴定终点的现象是___________。
【答案】(1)A (2) (3)ABD
(4)温度低于50 ℃时,BiOCl固体在水中溶解度小,导致沉淀产率降低;温度高于50 ℃时,溶液中NH3·H2O分解,氨气挥发,使pH降低,不利于的形成,使沉淀产率降低(答案合理即可)
(5)13 (6) ①. ②. 当滴入最后半滴EDTA溶液时,溶液由紫红色变为亮黄色,且半分钟内不恢复紫红色
【解析】
【分析】步骤①发生反应。步骤③发生反应。
【小问1详解】
A.图标表示“锐器”,本实验未使用锐器,A无关;
B.图标表示“热烫”,本实验有加热液体、煅烧固体的操作,应选择合适的工具,避免直接触碰,B有关;
C.图标表示“护目镜”,操作中药剂可能溅到眼睛,需佩戴护目镜,C有关;
D.图标表示“排风”,本实验有加热液体、煅烧固体的操作,可能产生有害气体(氨气)或烟、雾,需开启排风扇,D有关;
故选A。
【小问2详解】
书写步骤①的离子方程式时应注意:BiOCl难溶于水,不能拆;NH3·H2O是弱电解质,不能拆;(BiO)2CO3是沉淀,不能拆;温度条件(50 ℃)不能丢。则步骤①制备(BiO)2CO3的离子方程式为。
【小问3详解】
步骤②的一系列操作包含:过滤、洗涤、干燥。
A.仪器是漏斗,过滤、洗涤操作需要用到漏斗,A符合题意;
B.仪器是烧杯,过滤、洗涤操作需要用到烧杯,B符合题意;
C.仪器是蒸发皿,蒸发皿可以盛装固体,但不是必需的,C不符合题意;
D.仪器是干燥器,干燥操作需要用到干燥器,D符合题意;
故选ABD。
【小问4详解】
温度低于50 ℃时沉淀产率较低,可能的原因是BiOCl固体在水中溶解度较小。温度高于50 ℃时沉淀产率较低,可能的原因是氨气挥发或碳酸氢铵分解。
【小问5详解】
依题意,整理出以下平衡:
①
②
①-②得
将代入,解得,。
【小问6详解】
已知物质的量关系EDTA~Bi3+,则待测液中Bi3+的浓度。未达到滴定终点时,Bi3+过量,二甲酚橙与Bi3+形成紫红色配合物;达到滴定终点后,Bi3+全部与EDTA配位,二甲酚橙游离出来,体现本身的亮黄色。所以达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴EDTA溶液时,溶液由紫红色变为亮黄色,且半分钟内不恢复紫红色。
16. 某富铟渣主要含有Fe、Pb、Zn、In(铟)等金属及其氧化物(如、等),从该富铟渣中提取金属铟的一种工艺流程如下:
已知:①浸出过程始终以为浸取液。
②相关金属离子形成氢氧化物时的pH(25℃)。
开始沉淀
2.9
5.7
1.5
6.4
6.2
完全沉淀
4.9
8.7
3.5
9.4
9.2
(1)In的原子序数是49,在元素周期表中的位置是___________。
(2)“浸出1”中能有效提高浸出率的方法有___________(答出一条即可)。
(3)“浸出1”中铟最终以进入浸渣1中得以富集,则“浸出1”时溶液pH应控制在___________范围,在此过程中还需加入适当的___________(填“氧化剂”、“还原剂”或“沉淀剂”)。
(4)“浸出2”中的主要反应离子方程式为___________,浸渣2的主要成分为___________(填化学式)。
(5)“置换后液”合并到“浸出液1”中,“置换”时应选择___________(填化学式)作置换剂。
(6)粗铟中仍含有少量Zn、Cd、Tl和Pb等杂质,其中Cd和Zn对In的精制效果影响较大,可用“真空蒸馏”法去除,蒸馏时应控制温度为___________℃左右。
【答案】(1)第五周期,第ⅢA族
(2)原料粉碎,加快搅拌速率,适当升温,适当增大硫酸浓度等(答出一条即可)
(3) ①. ②. 还原剂
(4) ①. ②.
(5)Zn (6)800
【解析】
【分析】富铟渣主要含有Fe、Pb、Zn、In(铟)等金属及其氧化物(如、PbO等),对该富铟渣的处理流程中,先进行浸出1过程,调节pH到一个合适的值,可使含Zn和Fe的成分完全溶解,浸渣中保留沉淀和难溶物,实现初步分离,然后在浸出2过程中,调节pH将沉淀溶解,而留在浸渣中,接下来通过置换析出金属铟得到海绵铟,最后经过真空蒸馏、电解得到精铟,据此回答问题。
【小问1详解】
铟(In)的原子序数是49。通过稀有气体的原子序数来确定其周期和族。 第一周期:2 (He) 第二周期:10 (Ne) 第三周期:18 (Ar) 第四周期:36 (Kr) 第五周期:54 (Xe),原子序数49介于36和54之间,因此它位于第五周期。54号元素Xe是第0族,往前推:53号I(第VIIA族),52号Te(第VIA族),51号Sb(第VA族),50号Sn(第IVA族),49号In(第IIIA族)。位置为第五周期第IIIA族。
【小问2详解】
在湿法冶金中,提高固体原料浸出率的常用方法包括:增大反应物接触面积(如将固体粉碎)、提高反应速率(如适当加热、搅拌)、适当增加反应物浓度(如增大硫酸浓度)等(答出一条即可)。
【小问3详解】
“浸出1”后铟最终以In(OH)3的形式进入浸渣1中得以富集。这意味着需要调节溶液的pH,使 In3+沉淀,而其他金属离子(如 Zn2+、 Fe2+)留在浸出液1中。根据表格数据:In3+完全沉淀的pH为4.9,Zn2+开始沉淀的pH为5.7,Fe2+开始沉淀的pH为6.4。为了使In3+完全沉淀且不沉淀其他离子,pH应控制在 In3+完全沉淀(4.9)之后,且在Zn2+开始沉淀(5.7)之前; 富铟渣中含有Fe,浸出后溶液中可能存在 Fe3+。 Fe3+完全沉淀的pH仅为3.5,如果在时Fe3+存在,它会与In3+一起沉淀,影响铟的纯度。因此,需要先将Fe3+还原为 Fe2+,Fe2+开始沉淀的pH为6.4,不会在时沉淀。
【小问4详解】
浸渣1的主要成分是 In(OH)3以及未溶解的铅化合物(如PbSO4,因为 PbO与硫酸反应生成的PbSO4难溶)。 “浸出2”的目的是将铟溶解进入浸出液2,而铅留在浸渣2中。已知浸取液为硫酸,因此加入硫酸溶解In(OH)3。 反应为In(OH)3与H+ 反应生成 In3+和水,离子方程式为;浸渣2则是未溶解的铅化合物,即。
【小问5详解】
浸出液2中含有 ,通过“置换”得到海绵铟(粗铟)。置换后的溶液(置换后液)需要合并到“浸出液1”中用于“制锌”。浸出液1中含有大量的 。为了不引入新的杂质离子,置换剂应选择锌(Zn)。锌可以将铟置换出来,生成的正好是制锌所需的原料。
【小问6详解】
粗铟中含有少量 Zn、Cd 、Tl和Pb等杂质,其中Cd和Zn影响较大。 观察“粗铟的挥发率与温度的关系”图:在 800℃左右,粗铟(In)的挥发率接近0,说明铟基本不挥发。 观察“杂质的去除率与温度的关系”图:在 800℃左右,Cd和Zn的去除率已经非常高(接近100%),而Tl和Pb的去除率较低。 因此,为了有效去除Cd和Zn杂质且尽量减少铟的损失,最佳温度应控制在 800℃左右。
17. 在“碳达峰、碳中和”的背景下,通过加氢转化制甲醇、乙醇等化学品的研究备受关注。回答下列问题:
Ⅰ.加氢制甲醇
(1)已知如下热化学方程式:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
计算:___________。
(2)在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应,下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A. 的分压保持不变 B. 混合气体的密度保持不变
C. 保持不变 D. 密闭容器中温度保持不变
(3)在、条件下发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,达到平衡时的平衡转化率和甲醇选择性随温度变化的关系如图所示。
已知:甲醇的选择性。
①260 ℃时,的转化率___________。反应ⅰ的平衡常数___________(精确到小数点后3位,是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
②甲醇选择性随温度升高而降低的原因:___________。
Ⅱ.电还原制备高附加值的有机物
已知:的活性位点对O的连接能力较强,的活性位点对C的连接能力较强,对的吸附能力远强于,且吸附后不易脱离。
(4)电还原可能的反应机理如图所示(*表示吸附态的)。
①参照机理图画出A的结构:___________。
②若还原产物主要为,应选择___________(填“”“”或“”)做催化剂。
【答案】(1)-49.4 (2)AD
(3) ①. 22% ②. 0.022 ③. 由于反应ⅰ吸热,反应ⅱ、ⅲ放热,所以升高温度,反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动,甲醇的选择性降低
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
反应ⅰ+反应ⅱ=反应ⅲ,根据盖斯定律,。
【小问2详解】
A.根据理想气体状态方程有,恒容容器,不变,则的分压与的物质的量、容器温度有关,的分压保持不变,说明的物质的量、容器温度均保持不变,各反应均达到平衡状态,A正确。
B.各反应的反应物和产物都是气体,则混合气体的质量保持不变,容器恒容,则混合气体的体积保持不变,则混合气体的密度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,B错误。
C.根据碳元素守恒,,是定值,不能说明反应达到平衡状态,C错误。
D.先单独考虑各反应对绝热容器温度的影响:反应ⅰ吸热,会使容器温度降低;反应ⅱ、ⅲ放热,会使容器温度升高。故当容器温度不变时,各反应均达到平衡状态,D正确。
故选AD。
【小问3详解】
综合考虑反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,会转化为和,甲醇选择性表示甲醇占总产物的比例。
①投料时,假设,。由图可知,260 ℃时的平衡转化率为30%,甲醇选择性为60%,则,,。根据氧元素守恒,可知,再根据氢元素守恒,可知。所以260 ℃时的转化率,反应ⅰ的平衡常数。
②反应ⅰ产生,吸热;反应ⅲ产生,放热;反应ⅱ既消耗又产生,放热。当温度升高时,反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动,故产物中增多,减少,甲醇的选择性降低。
【小问4详解】
①“已知”介绍了几种金属的活性位点对O、C的连接能力,机理图中已给出的路线(上半部分)是O连接在催化剂表面,则推测待补充的路线(下半部分)是C连接在催化剂表面,则A的结构为。由A右侧的结构(*)也可反推A的结构。
②还原产物主要为,对应机理图中上半部分的路线,要求O连接在催化剂表面,根据“已知”,应选择做催化剂。
18. 茉莉酮酸甲酯是一种具有茉莉花香的天然化合物,常用于高级香水配制,其合成路线如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.。
(1)化合物G中含氧官能团的名称为___________;C→D的反应类型为___________。
(2)D→E过程中反应物的命名为___________。
(3)若想要知道茉莉酮酸甲酯中的键角和键长信息,可以使用___________(填标号)。
A. 红外光谱仪 B. 核磁共振仪 C. X射线衍射仪 D. 质谱仪
(4)B到C的化学方程式为___________。
(5)F的同分异构体有多种,请写出其中一种符合下列条件的同分异构体的结构简式___________。
①只有苯环一个环状结构;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有4组峰。
(6)根据上述信息,写出以环戊烯和乙醇为原料合成的路线:___________。
【答案】(1) ①. 酮羰基 ②. 取代反应
(2)1-氯-2-戊炔 (3)C
(4) (5)或
(6)
【解析】
【分析】根据A的分子式和有机物的转化关系可知,A为,A与高锰酸钾发生氧化反应生成;在浓硫酸作用下与共热发生酯化反应生成的C为;C在醇钠和水合氢离子作用下发生分子内取代反应生成的D为;在氢化钠作用下与发生取代反应生成E();E发生反应生成F,F与氢气发生加成反应生成G;在醇钠和水合氢离子作用下与发生加成反应生成,一定条件下转化为,据此解题。
【小问1详解】
化合物G()中含氧官能团的名称为酮羰基;C在醇钠和水合氢离子作用下发生分子内取代反应生成D,故反应类型为取代反应。
【小问2详解】
含有碳碳三键和碳氯键,命名为1-氯-2-戊炔。
【小问3详解】
A.红外光谱仪可分析出分子中含有何种化学键或官能团信息,无法测键角、键长,A不符合题意;
B.核磁共振谱仪可以获得有机物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子以及它们的相对数目,无法测键角、键长,B不符合题意;
C.X射线衍射仪可通过晶体衍射分析,精准测定分子中原子的空间排布,得到键角、键长等结构参数,C符合题意;
D.质谱仪可以测定有机物分子的相对分子质量,无法测键角、键长,D不符合题意;
故选C。
【小问4详解】
在浓硫酸作用下与共热发生酯化反应生成C(),化学方程式为。
【小问5详解】
化合物F的分子式为,不饱和度为5,F的同分异构体中只有苯环一个环状结构,能发生银镜反应说明含有醛基,核磁共振氢谱有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则满足上述条件的结构简式为、共2种。
【小问6详解】
结合题中信息,可知应先将环戊烯氧化为戊二酸,然后生成戊二酸二乙酯,戊二酸二乙酯在醇钠的作用下生成,最后与氢气加成即可得。合成路线为。
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