内容正文:
高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Co-59 I-127
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每个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. 下列有关传统文化的解读错误的是
选项
传统文化摘要
解读
A
此即地霜也,所在山泽,冬月地上有霜
扫取以水淋汁,后乃煎炼而成——《开宝本草》
“煎炼”涉及重结晶操作
B
世间丝、麻、裘、褐皆具素质——《天工开物》
文中“裘”的主要成分是纤维素
C
落红不是无情物,化作春泥更护花——《己亥杂诗》
蕴含着自然界中的碳、氮循环
D
日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈——《浪淘沙》
此现象与胶体性质有关
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.“煎炼”过程涉及溶解再蒸发结晶,涉及重结晶操作,故A正确;
B.文中“裘”指的是动物的毛皮,主要成分是蛋白质,故B错误;
C.自然界中的动植物遗体之所以没有堆积如山,是因为腐生细菌使动植物遗体不断地腐烂、分解,转化成二氧化碳、水和无机盐,这些物质又是植物制造有机物的原料的缘故。“落红不是无情物,化作春泥更护花”蕴含了生态系统中的物碳、氮循环,故C正确;
D.丁达尔效应是指当一束光线透过胶体,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”的现象,“日照澄洲江雾开”描述的现象与胶体的丁达尔效应有关,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 碳化硅的分子式:
C. 分子的空间填充模型:
D. N,N-二甲基苯甲酰胺的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由与2个共同构成,电子式应为 ,A错误;
B.碳化硅是共价晶体,没有分子,故SiC是化学式,B错误;
C.分子的空间填充模型中N原子半径小于Cl原子,图示错误,C错误;
D.N,N-二甲基苯甲酰胺的结构简式书写正确,D正确;
故选D。
3. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 向的溶液中,滴加溶液并加热,产生个氨分子
B. 120℃时将1 mol甲烷和乙酸组成的混合气体充分燃烧,需要消耗氧气的分子数为
C. 标准状况下,中所含键的数目为
D. 反应,每生成转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.结合的能力强于,等物质的量的与反应时,仅与反应,无生成,产生氨分子数远小于,A错误;
B.1 mol 完全燃烧耗量为,1 mol乙酸完全燃烧耗氧,故1 mol二者混合物完全燃烧消耗分子数为,B正确;
C.标准状况下为液体,不能用摩尔体积计算其物质的量,无法确定化学键数目,C错误;
D.该反应为归中反应,每生成3 mol时,1 mol中+5价Cl得,5 mol中-1价Cl失,转移电子数为,D错误;
故选B。
4. 某种催化剂阴离子的结构式如下所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的元素,含W的某化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 该阴离子中W的配体数为6
C. 用跨临界可直接制冰,利用了晶体易升华的性质
D. 该阴离子结构中的σ键与π键数目之比为
【答案】C
【解析】
【分析】W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,W为元素;元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,原子序数关系为:,结合阴离子结构,Z形成4个共价键,为第ⅣA族元素,Y形成2个共价键,为第ⅥA族元素,X形成一个键,且原子半径最小,则X、Y、Z分别为H、O、C。
【详解】A.Y为O元素,Z为C元素。同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势,故第一电离能Z(C) < Y(O),A错误;
B.由图可知,该阴离子中W的配体数为4,配位数为6,B错误;
C.为,晶体易升华会吸收热量,可以用来跨临界直接制冰,C正确;
D.共价单键都是σ键,双键含一个σ键,一个π键,根据结构示意图可知,该阴离子结构中有σ键与π键数目之比为,D错误;
故选C。
5. 在催化下,喹喔啉-2(1H)硫酮可与D-A环丙烷发生(3+3)环化反应,如:
下列说法正确的是
A. 甲分子中N的杂化类型均为
B. 乙分子在发生上述反应时,第2处碳碳键发生了断裂
C. 丙分子含有2个手性碳原子
D. 丙不能与HCl发生反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲分子(喹喔啉-2(1H)硫酮)中含2个N原子:与苯环直接相连、连有H的 N:形成3个σ键,含1对孤电子对,为sp3杂化;环内双键上的N:形成2个σ键,含1对孤电子对,为sp2杂化。因此两个 N 杂化类型不同,A 错误;
B.乙为1,2-二取代环丙烷,反应中环丙烷开环,根据产物丙结构可知,断裂的是3处的碳碳键,B错误;
C.手性碳原子是连接四个不同基团的碳原子。在丙分子中,S原子两边的碳原子为手性碳原子,因此,丙分子含有2个手性碳原子,C项正确;
D.丙分子中喹喔啉上的N具弱碱性,可接受质子生成盐:喹啉-N+HCl→喹啉-NH+Cl-,故能与HCl反应,D错误;
故答案选C
6. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释正确的是
选项
实例
解释
A
加热与浓混合物可制备
浓酸性比酸性强
B
配位数:
电负性:
C
易溶于溶液而不易溶于水
根据“相似相溶”原理,更易溶于与之极性相近的溶液中
D
用替代填充气球更安全
的电子构型稳定,不易得失电子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.用浓与制备,是利用高沸点酸制低沸点酸的原理,不是因为浓酸性比强,A错误;
B.配位数差异源于离子半径:半径远小于,中心周围可以容纳更多半径小的,和电负性无关,B错误;
C.是非极性分子,是离子化合物,溶液极性很强,和极性并不相近;易溶于溶液的原因是会与溶液中的反应生成,并非依据相似相溶原理,实例与解释不相符,C错误;
D.属于稀有气体,核外电子排布为稳定结构,不易得失电子,化学性质稳定不可燃,易燃易爆,因此替代填充气球更安全,实例与解释相符,D正确;
故选D。
7. A~F的转化关系如图,已知A和F是常见的金属单质,其中F元素是地壳中含量最高的金属元素,B为黑色固体,部分反应条件与产物未写出。下列说法正确的是
A. 反应①的类型为化合反应
B. 反应③体现葡萄糖的氧化性
C. 溶液中进行的反应④可能有E生成
D. D的溶液与过量氨水反应生成E
【答案】C
【解析】
【分析】F元素为地壳中最多的金属元素,可以推出F为Al元素,A与F为常见的金属单质,F能与黑色固体B,反应得到A,推测A为Cu,B为氧化铜,与Al发生置换反应得到Cu;同时氧化铜高温分解得到氧化亚铜,C为Cu2O,氧化亚铜与硫酸反应生成Cu与硫酸铜,D为硫酸铜,硫酸铜加入NaOH溶液变为Cu(OH)2,E为氢氧化铜,加入葡萄糖溶液发生斐林反应,生成C(氧化亚铜)。
【详解】A.由分析,B到C为分解反应,氧化铜高温分解为氧化亚铜与氧气,A错误;
B.反应③是斐林反应,体现的是葡萄糖的还原性,B错误;
C.反应④为Al与硫酸铜溶液反应,Cu2+水解显酸性,Al会消耗H+,进而促使Cu2+进一步水解,可能导致生成氢氧化铜(E),C正确;
D.硫酸铜溶液与过量氨水反应不会生成氢氧化铜,而是生成四氨合铜离子,D错误;
故答案选C。
8. 钨渣中含FeO、、、、、等,工业上提取的一种工艺流程如下:
已知:①25℃时,,;
②伯胺()可萃取、等三价金属离子。
下列说法错误的是
A. “还原”的目的是防止与在萃取时竞争
B. “萃取”时选择强碱性条件更能提高萃取效率
C. “沉淀”时将pH调至弱酸性或中性更利于形成沉淀
D. “煅烧”的化学方程式为:
【答案】B
【解析】
【分析】稀硫酸酸浸钨渣后,再加入铁粉,将Fe3+还原为Fe2+,便于萃取分离Fe和Sc;萃取分液后的有机相利用盐酸反萃取,将水相利用调pH沉Sc,得到沉淀;煅烧得到最终产品,据此分析作答。
【详解】A.还原步骤加入Fe,可将Fe3+还原为Fe2+,而伯胺仅萃取三价金属离子,从而避免Fe3+与Sc3+竞争萃取剂,A项正确;
B.根据可知,强碱性条件下,Sc3+会与OH-结合生成Sc(OH)3沉淀,无法以离子形式被萃取,降低萃取效率,B项错误;
C.弱酸性或中性条件下,浓度适中,且Sc3+不易形成Sc(OH)3沉淀,利于沉淀生成,强酸性会抑制电离,导致沉淀不完全,C项正确;
D.煅烧时被O2氧化,化学方程式为:,D项正确;
答案选B。
9. 金属阳离子与三联吡啶可以通过配位的方式形成一系列超分子,其形成方式和部分超分子结构如下图,下列说法不正确的是
A. 结合的超分子B中铁离子的化合价为价
B. 该类超分子无论聚合程度大小,超分子中三联吡啶与金属阳离子的比例始终为
C. 由于阴离子与超分子框架作用力较弱,移除阴离子后超分子框架不变
D. 合成超分子C需半径更大的阴离子参与
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中结合的超分子B整体带个正电荷,三联吡啶为中性配体,空腔内带1个单位负电荷,因此所有铁离子总正电荷为,超分子B共含5个铁离子,因此所含铁离子为,化合价为,A正确;
B.根据三种超分子结构,可知,无论聚合程度如何,比例始终为,不是,B错误;
C.超分子框架由金属阳离子与三联吡啶通过配位键构建而成,阴离子仅作为客体存在于空腔中,与框架作用力较弱,移除阴离子后配位键不会被破坏,框架结构不变,C正确;
D.从结构可知,超分子A→B→C,空腔逐渐增大,该类超分子以阴离子为模板组装,空腔越大,合成时需要半径更大的阴离子作为模板,因此超分子C需要半径更大的阴离子参与,D正确;
故选B。
10. 已知:的电离常数,。室温下,下列探究方案能达到目的的是
选项
探究目的
探究方案
A
浓度对氧化性的影响
向稀盐酸和浓盐酸中分别加入等量的溶液,观察溶液颜色变化
B
在溶液中滴加几滴溶液,再滴加溶液,沉淀由白色变黑色
C
反应的活化能:(正反应)(逆反应)
将盛的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
D
是否水解
向溶液中滴加滴酚酞试液,观察溶液颜色变化
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀盐酸和浓盐酸中浓度不同,且酸性条件下与会发生归中反应,变量不唯一,无法探究浓度对氧化性的影响,A错误;
B.溶液过量,滴加时直接与剩余的反应生成黑色沉淀,未发生到的沉淀转化,无法证明,B错误;
C.将盛的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅,说明降低温度平衡正向移动,正反应为放热反应,;由,可得(正反应)(逆反应),能达到探究目的,C正确;
D.的电离常数,;电离常数,水解常数,电离程度远大于水解程度,溶液呈酸性,酸性溶液中酚酞不变色,因此加入酚酞无明显现象无法证明是否水解,D错误;
故答案选C。
11. 可用于制备光学材料,当中掺入少量后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。下列说法错误的是
A. 可用X射线衍射法测定晶体的结构
B. 区域A带正电,区域B中“”中的离子为
C. 晶胞中和的配位数均为4
D. 掺入后,晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁,从而产生特征发光现象
【答案】B
【解析】
【分析】由晶胞结构可知,硫化锌晶胞中位于顶点和面心的硫离子个数为:8×+6×=4,位于体内的锌离子个数为4;硫化锌晶体中掺入少量氯化亚铜后,区域A中,氯离子替代中硫离子,氯离子比硫离子负电荷少,使得区域A带正电;区域B中,亚铜离子替代中锌离子,亚铜离子比锌离子正电荷少,使得区域B带负电;掺入少量氯化亚铜后,光照下晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁,从而产生特征发光现象。
【详解】A.X射线衍射是测定晶体结构最科学的方法,所以可用X射线衍射法测定硫化锌晶体结构,A正确;
B.由分析可知,硫化锌晶体中掺入少量氯化亚铜后,区域A中,氯离子替代中硫离子,氯离子比硫离子负电荷少,使得区域A带正电;区域B中,亚铜离子替代中锌离子,亚铜离子比锌离子正电荷少,使得区域B带负电,B错误;
C.由晶胞结构可知,与位于晶胞中体内的锌离子距离最近的硫离子个数为4,则锌离子的配位数为4;由化学式可知,硫离子的配位数也为4,C正确;
D.由分析可知,掺入少量氯化亚铜后,光照下晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁,从而产生特征发光现象,D正确;
故选B。
12. 利用悬浊液吸收气体可制取和,实验装置如图所示。已知:易溶于水,在酸性条件下较为稳定,受热易分解形成下列说法正确的是
A. 装置A中浓硫酸浓度越大反应速率越快
B. 装置C中悬浊液变澄清表明整个制备实验完成
C. 在装置D中制取
D. 装置D中热水浴温度越高越好
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置A硫酸浓度太大,难以电离出离子,反应速率减慢,一般选择70%的硫酸,A错误;
B.装置C中悬浊液变澄清只表明装置C反应完成,装置D不一定反应完成,装置C和D中悬浊液都变澄清表明整个制备实验完成,B错误;
C.装置D热水浴中MnS2O6受热分解形成MnSO4,C正确;
D.装置D热水浴温度太高,降低了SO2在溶液中的溶解度,不利于反应进行,D错误;
答案选C。
13. “黄鸣龙还原法”是首例以中国科学家命名的有机化学反应,反应机理如下图(R、代表烃基)。下列说法正确的是
A. Ⅲ与Ⅳ互为同系物
B. Ⅲ与Ⅳ中所有N原子的杂化方式相同
C. 过程④的反应历程可表示为:
D. 每还原,需消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅲ中含有双键,Ⅳ中含有双键,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,而非同系物,A错误;
B.Ⅲ中双键的N原子为杂化,中的N原子为杂化,Ⅳ中双键的N原子均为杂化,B错误;
C.C中的反应方程式原子不守恒,应该表示为,C错误;
D.被还原为,对比二者结构可知,失去一个O原子并得到两个H原子,所以 被还原时转移,需消耗,D正确;
故选D。
14. 常温常压下,光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴(),使水产生羟基自由基(),能有效去除废水中的丙烯腈(),效率高成本低。已知超氧离子自由基()在B极发生的反应为(未配平),下列说法正确的是
A. 装置中能量转化形式是电能转化为化学能
B. 转化为的化学方程式为
C. 溶液中由B极区移向A极区
D. 与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】B
【解析】
【分析】该装置中,A电极被空穴()氧化为,为负极,电极反应式为;B电极得电子被还原为,为正极,电极反应式为,进一步结合生成;
【详解】A.该装置能量转化形式主要为光能→化学能→电能,A错误;
B.有强氧化性,根据得失电子守恒,反应方程式为,B正确;
C.溶液中由A极(负极)区移向B极(正极)区,C错误;
D.丙烯腈被完全氧化为和,根据得失电子守恒配平反应方程式为:,丙烯腈为还原剂,为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,D错误;
故答案选B。
15. 常温下,图中的实线与虚线分别是和两种溶液中溶质微粒的分布分数[平衡时某含碳(或含氮)微粒的浓度占含碳(或含氮)微粒总浓度的分数]与溶液的关系(不考虑和的分解)下列说法错误的是
A. 虚线为一水合氨分布分数与的关系
B.
C. 溶液的为7.8
D. 向溶液中加入强碱,与反应的倾向大于
【答案】D
【解析】
【分析】H2CO3是二元酸,含3种含碳微粒,对应图中3条实线;NH3·H2O电离后含2种含氮微粒,对应图中2条虚线。
【详解】A.pH越大,碱性越强,NH3·H2O的分布分数随pH升高而增大,对应上升的虚线,因此虚线为一水合氨分布分数与的关系,A正确;
B. 时,pH=10.33,,B正确;
C.对于弱酸弱碱盐,时,pH=9.25,=10-(14-9.25),时,pH=6.35,=10-6.35, (碳酸氢铵溶液中,铵根离子浓度近似等于碳酸氢根浓度,一水合氨浓度近似等于碳酸浓度)得:c(H+)= ,pH为7.8,C正确;
D.水解使溶液呈酸性,Kh=10-9.25,的Ka=10-10.33,二者中K越大的酸性越强,因此酸性>,加入强碱时,OH-优先与酸性更强的反应,因此OH-与反应的倾向更大,D错误;
故选D。
16. 氟碳铈精矿是中国重要的稀土矿产资源,其主要成分为,含有等杂质。高纯在催化剂等领域应用广泛。一种利用氟碳铈精矿制备的工艺如图所示:
已知:HF是一种有毒气体
(1)步骤Ⅰ,氟碳铈精矿焙烧主要生成,还有少量。
①在100~200℃受热分解,化学方程式为_______。
②将在900℃焙烧生成的化学方程式配平_______。
(2)步骤Ⅱ,试剂是_______。
(3)步骤Ⅲ,溶液2中铈的存在形式为,由滤渣1生成的离子方程式有_______。
(4)步骤Ⅳ,滤渣3的成分为_______。
(5)步骤Ⅴ,滤液3中,浓度为,调节pH加入,价Ce氧化率随pH变化如图所示。
已知:
ⅰ.依据电极反应式:,价Ce的还原性随增大而增强
ⅱ.
①,随着pH升高,增大,原因是_______。
②,随着pH升高,价Ce氧化率下降,可能的原因为:氧化性减弱、因分解而浓度减小导致氧化速率降低;_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2)水 (3)
(4)
(5) ①. ,和形成沉淀,,pH升高增大,比值增大 ②. 形成,随pH升高沉淀量增多,固液之间的接触面积小于液体之间的,氧化速率降低反应生成的附着于表面,导致反应物之间的接触面积变小,氧化速率降低
【解析】
【分析】氟碳铈精矿(主要成分为,含杂质)与在焙烧,生成、、和少量;经水浸分离等可溶性杂质,滤渣用盐酸在酸浸,转化为,转化为;加氨水调节,沉淀为,滤液中经氧化、调得到,据此分析。
【小问1详解】
①在受热分解,生成、和,化学方程式为;
②根据原子守恒、氧化还原反应配平,在焙烧生成的化学方程式为;
【小问2详解】
步骤Ⅱ需浸出可溶性杂质,分离不溶性铈的氧化物,试剂为水;
【小问3详解】
滤渣1含、,在下与盐酸反应,与反应生成和,离子方程式为;与、发生氧化还原反应,被还原为,被氧化为,离子方程式为;
【小问4详解】
溶液2含、,加氨水调节,沉淀为;
【小问5详解】
①时,、形成沉淀,,升高,增大,比值增大;
②时,形成沉淀,随升高沉淀量增多,固液接触面积小于液体,氧化速率降低;且生成的附着于表面,减小反应物接触面积,导致氧化速率降低。
17. 化合物P是一种治疗阿尔茨海默症药物的重要中间体,合成路线如下图。
已知:
(1)A属于芳香族化合物。A的结构简式为_____。
(2)DE的化学方程式为_____。
(3)I中的含氧官能团名称为酚羟基、_____。
(4)下列说法正确的是_____(填序号)。
a.中使用碱可以提高的平衡产率
b.I存在含有醛基的芳香族同分异构体
c.K分子的四元环中的键角为
d.反应1所属的反应类型为氧化反应
(5)以G和M为原料合成P经历的多步反应如下图。
已知:i.
ii.
①M的结构简式为_____。
②利用反应2可同时合成多个环。该反应生成了两个新的碳碳单键,二者对应的C原子序号分别是a与_____(填序号,下同);_____与_____。
(6)在的合成路线中,有两处引入了保护基,分别是:和_____。
【答案】(1) (2)
++H2O
(3)醚键 (4)ad
(5) ①. ②. d ③. c ④. e
(6)I→J
【解析】
【分析】从G反推E,E到G没有C原子的增加,而是引入-Br,进而推出E为,D到E的反应是羰基的保护反应,使用乙二醇将羰基保护起来,形成两根醚键,推出D为,B到D是-OH的氧化反应,-OH被氧化为羰基,推出B为,A到B为加成反应,A是芳香族化合物,故应是苯环被H2加成得到B,A为,从I与K的结构式推导J,根据题中的提示反应:,I到J的反应式这个反应,根据反应,推出J为,K到L,根据分子式的变化,H原子的数目减少了,所以反应1为氧化反应,应为-OH被氧化为了羰基,L的结构简式为:,L到M的反应为羟基的脱保护反应,M的结构简式为:,由此可以看出I到J的反应为羟基的保护反应,L到M则是羟基的脱保护反应,由此分析解题。
【小问1详解】
根据分析,A的结构简式为。
【小问2详解】
D到E的反应是羰基的保护,反应方程式为:++H2O。
【小问3详解】
通过观察I分子中的含氧官能团分别是酚羟基与醚键。
【小问4详解】
a.I到J的反应方程式为:+CH3OCH2Cl+HCl,加入碱后可以中和生成的HCl,使得反应正向移动,提高J的平衡产率,a正确;
b.根据I的结构简式计算出I的不饱和度为4,且同分异构体为芳香族化合物,若存在含有-CHO的芳香族同分异构体,其不饱和度应该为5,但是I的不饱和度只有4,所以该可能性不存在,b错误;
c.K分子中的四元碳环,其中两个C均为sp3杂化,空间构型为正四面体形,其键角不为90°,C-C-C的键角不可能为90°,c错误;
d.由分析,反应1为氧化反应,d正确;
故答案选ad。
【小问5详解】
①由分析,M的结构简式为:;②根据P与反应ii的机理倒推Z的结构简式,P的结构简式为,将P中的酰胺基还原为R2,与N原子连接的另一个没连接羰基的基团即为R2,从而得到Z的结构简式为:,通过与Y结构简式的对比,d与a相连,c与e相连形成了一个新的六元环,即 ,所以是a与d,c与e形成了新的碳碳单键。
【小问6详解】
由分析可知,D到E的目的是羰基的保护,I到J为羟基的保护。
18. 钴常被添加到钢或者其他合金当中,可以明显提高合金的坚硬程度、耐磨程度等。设计如下装置图(部分加热及夹持装置已略),测定还原时的转化率。
已知:①是易挥发的液体,实验室常用于制备,原理为 ;
②是白色固体,易吸水潮解生成,能快速与发生反应。
回答下列问题:
(1)将已称重的装置D(含)、E与其他装置组装好,称量所用仪器为___________(填“托盘天平”或“电子天平”)。打开止水夹K,调整三通阀,按一定流速持续通入,一段时间后关闭K,调整三通阀。为了提升的转化率,下列操作合理的顺序为___________(填标号)。
a.打开分液漏斗的活塞 b.加热管式炉
(2)逐滴滴加的原因是___________,装置F的作用是___________。
(3)一段时间后关闭管式炉,还需要继续通,其目的是___________,当装置D冷却至室温后停止通。
(4)实验结束后,测得装置D质量变化,装置E质量变化,的转化率为___________。
(5)颗粒容易吸附气体分子,导致测定结果存在较大误差,设计如下测定方案:
Ⅰ.将装置E中固体溶解在足量去离子水中,不断搅拌至无固体剩余,再加入溶液调约为5后,将其配成待测溶液;
Ⅱ.取标准溶液于锥形瓶中,用待测液滴定,反应原理为(滴定时,和不参与反应),平行滴定三次,消耗待测液平均为。①的转化率为___________;
②下列操作会导致的转化率测定值偏大的是___________(填标号)。
a.步骤Ⅰ中,没有加入溶液调
b.步骤Ⅱ中,取标准溶液时,先仰视后俯视
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
【答案】(1) ①. 电子天平 ②. ba
(2) ①. 控制(减缓)反应速率、提高利用率 ②. 防止外界空气中水蒸气进入装置E中
(3)将赶入装置E中完全吸收
(4)
(5) ①. ②. abc
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A中甲酸在浓硫酸作用下发生分解反应制备一氧化碳;装置B中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收挥发出的甲酸;装置C中盛有的浓硫酸用于干燥一氧化碳;装置D中一氧化碳与三氧化二钴共热反应生成二氧化碳;装置E中盛有的五氧化二碘用于吸收未反应的一氧化碳;装置F中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入E中导致五氧化二碘潮解。
【小问1详解】
托盘天平的精确度为,则称量三氧化二钴应选用电子天平称量;为了提升一氧化碳的转化率,实验时应保证一氧化碳与三氧化二钴充分反应生成二氧化碳,所以操作合理的顺序为先加热管式炉,再打开分液漏斗的活塞制备一氧化碳;则顺序为ba;
【小问2详解】
实验时为提高甲酸的利用率,应逐滴滴加甲酸控制(减缓)反应速率,使甲酸充分反应生成一氧化碳;由分析可知,装置F中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入E中导致五氧化二碘潮解;
【小问3详解】
为使装置中残留的未反应的一氧化碳能够被五氧化二碘完全吸收,减小实验误差,实验一段时间后关闭管式炉,还需要继续通入氮气,将一氧化碳完全赶入装置E中被五氧化二碘完全吸收,当装置D冷却至室温后停止通入氮气;
【小问4详解】
装置D中的反应为;实验结束后,测得装置D质量变化,说明反应消耗一氧化碳和生成二氧化碳的物质的量为:;装置E质量变化,说明未反应的一氧化碳的物质的量为:,则一氧化碳的转化率为:;
【小问5详解】
①由方程式、可得如下转化关系:,由题意可知,滴定消耗待测液,则未反应的一氧化碳的物质的量为:,则一氧化碳的转化率为:;
②a.步骤Ⅰ中,没有加入氢氧化钠溶液调,溶液呈强酸性,溶液中的碘酸根离子会与滴定反应生成的碘离子反应生成碘,使得步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,a符合题意;
b,步骤Ⅱ中,取标准溶液时,先仰视后俯视会使步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,b符合题意;
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡会使步骤Ⅱ中消耗的待测液体积偏小,导致测得未反应的一氧化碳的物质的量偏小,使得一氧化碳的转化率测定值偏大,c符合题意;
故答案选abc。
19. 二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应:
i.
ⅱ.
ⅲ.
已知:生成物A的选择性
回答下列问题。
(1)已知反应的能垒越大,活化能越大。反应ⅱ的反应历程如图所示。在不同催化剂作用下,该反应历程中决速步骤的能垒分别为___________、___________,其中效果较好的催化剂为___________。
(2)反应ⅱ的焓变___________。甲醇可作燃料,碱性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。
(3)向体积为的恒容密闭容器中分别充入、,仅发生反应ⅱ和ⅲ,反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示,同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。
①曲线a表示的平衡转化率,其先下降后上升的原因为___________。
②时,反应ⅱ中的反应速率___________。反应ⅱ的平衡常数___________(时甲醇与水均为气体)。
③试分析曲线a、b在温度高于后趋于重合的原因___________。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. ②.
(3) ①. 反应ⅱ为放热反应,反应ⅲ为吸热反应。在以前,以反应ⅱ为主,温度升高平衡逆向移动,所以曲线先下降;在以后,以反应ⅲ为主,温度升高平衡正向移动,所以曲线后上升 ②. ③. ④. 曲线a表示的平衡转化率,曲线b表示的实际转化率。温度越高反应速率越快,在相同时间t秒内越趋于平衡,的实际转化率与平衡转化率越趋于一致。所以曲线a、b在温度较高后趋于重合
【解析】
【小问1详解】
决速步骤为活化能(能垒)最大的步骤, 能垒的计算方式:过渡态能量 - 反应物(或前一中间体)能量:对于,最大能垒:,对于,最大能垒:,能垒越小,催化效果越好,因此效果较好的催化剂为;
【小问2详解】
根据盖斯定律,反应ⅱ=反应i+反应ⅲ,因此,碱性环境下,甲醇在负极失电子生成碳酸根,电极反应式为:。
【小问3详解】
①反应ⅱ放热(),反应ⅲ吸热();温度升高时,反应ⅱ平衡逆向移动使转化率降低,反应ⅲ平衡正向移动使转化率升高;低温时反应ⅱ占主导,总转化率下降,高温时反应ⅲ占主导,总转化率升高,因此先下降后上升。即:反应ⅱ为放热反应,反应ⅲ为吸热反应,在以前,以反应ⅱ为主,温度升高平衡逆向移动,所以曲线先下降;在以后,以反应ⅲ为主,温度升高平衡正向移动,所以曲线后上升。
②250℃时,实际转化率为8%,总转化n(CO2)=5 mol×8%=0.4 mol,甲醇实际选择性为40%,故n(CH3OH)=0.4 mol×40%=0.16 mol,反应ii消耗n(H2)=3×0.16 mol=0.48mol,;平衡时转化率为20%,总转化n(CO2)=5 mol×20%=1 mol,平衡甲醇选择性为50%,故n(CH3OH)=0.5 mol,则反应ⅱ消耗CO2的物质的量为0.5mol,反应ⅲ消耗CO2的物质的量也为0.5mol,平衡时各物质的物质的量为n(CO2)=4 mol,n(H2)=2 mol,n(CH3OH)=0.5 mol,n(H2O)=1 mol;平衡时各物质浓度:c(CO2)=2 mol/L,c(H2)=1 mol/L,c(CH3OH)=0.25 mol/L,c(H2O)=0.5 mol/L,(或);
③温度升高,反应速率显著加快,相同反应时间t内,反应已达到平衡状态,实际转化率等于平衡转化率,因此曲线趋于重合,即:温度高于后,反应速率足够快,t时间内反应达到平衡,实际转化率等于平衡转化率,故曲线重合。
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高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Co-59 I-127
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每个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. 下列有关传统文化的解读错误的是
选项
传统文化摘要
解读
A
此即地霜也,所在山泽,冬月地上有霜
扫取以水淋汁,后乃煎炼而成——《开宝本草》
“煎炼”涉及重结晶操作
B
世间丝、麻、裘、褐皆具素质——《天工开物》
文中“裘”的主要成分是纤维素
C
落红不是无情物,化作春泥更护花——《己亥杂诗》
蕴含着自然界中的碳、氮循环
D
日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈——《浪淘沙》
此现象与胶体性质有关
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式:
B. 碳化硅的分子式:
C. 分子的空间填充模型:
D. N,N-二甲基苯甲酰胺的结构简式:
3. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 向的溶液中,滴加溶液并加热,产生个氨分子
B. 120℃时将1 mol甲烷和乙酸组成的混合气体充分燃烧,需要消耗氧气的分子数为
C. 标准状况下,中所含键的数目为
D. 反应,每生成转移电子的数目为
4. 某种催化剂阴离子的结构式如下所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的元素,含W的某化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 该阴离子中W的配体数为6
C. 用跨临界可直接制冰,利用了晶体易升华的性质
D. 该阴离子结构中的σ键与π键数目之比为
5. 在催化下,喹喔啉-2(1H)硫酮可与D-A环丙烷发生(3+3)环化反应,如:
下列说法正确的是
A. 甲分子中N的杂化类型均为
B. 乙分子在发生上述反应时,第2处碳碳键发生了断裂
C. 丙分子含有2个手性碳原子
D. 丙不能与HCl发生反应
6. 物质的结构决定其性质。下列实例与解释正确的是
选项
实例
解释
A
加热与浓混合物可制备
浓酸性比酸性强
B
配位数:
电负性:
C
易溶于溶液而不易溶于水
根据“相似相溶”原理,更易溶于与之极性相近的溶液中
D
用替代填充气球更安全
的电子构型稳定,不易得失电子
A. A B. B C. C D. D
7. A~F的转化关系如图,已知A和F是常见的金属单质,其中F元素是地壳中含量最高的金属元素,B为黑色固体,部分反应条件与产物未写出。下列说法正确的是
A. 反应①的类型为化合反应
B. 反应③体现葡萄糖的氧化性
C. 溶液中进行的反应④可能有E生成
D. D的溶液与过量氨水反应生成E
8. 钨渣中含FeO、、、、、等,工业上提取的一种工艺流程如下:
已知:①25℃时,,;
②伯胺()可萃取、等三价金属离子。
下列说法错误的是
A. “还原”的目的是防止与在萃取时竞争
B. “萃取”时选择强碱性条件更能提高萃取效率
C. “沉淀”时将pH调至弱酸性或中性更利于形成沉淀
D. “煅烧”的化学方程式为:
9. 金属阳离子与三联吡啶可以通过配位的方式形成一系列超分子,其形成方式和部分超分子结构如下图,下列说法不正确的是
A. 结合的超分子B中铁离子的化合价为价
B. 该类超分子无论聚合程度大小,超分子中三联吡啶与金属阳离子的比例始终为
C. 由于阴离子与超分子框架作用力较弱,移除阴离子后超分子框架不变
D. 合成超分子C需半径更大的阴离子参与
10. 已知:的电离常数,。室温下,下列探究方案能达到目的的是
选项
探究目的
探究方案
A
浓度对氧化性的影响
向稀盐酸和浓盐酸中分别加入等量的溶液,观察溶液颜色变化
B
在溶液中滴加几滴溶液,再滴加溶液,沉淀由白色变黑色
C
反应的活化能:(正反应)(逆反应)
将盛的密闭烧瓶浸入冷水,红棕色变浅
D
是否水解
向溶液中滴加滴酚酞试液,观察溶液颜色变化
A. A B. B C. C D. D
11. 可用于制备光学材料,当中掺入少量后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。下列说法错误的是
A. 可用X射线衍射法测定晶体的结构
B. 区域A带正电,区域B中“”中的离子为
C. 晶胞中和的配位数均为4
D. 掺入后,晶胞内电荷区域的能级差引发电子跃迁,从而产生特征发光现象
12. 利用悬浊液吸收气体可制取和,实验装置如图所示。已知:易溶于水,在酸性条件下较为稳定,受热易分解形成下列说法正确的是
A. 装置A中浓硫酸浓度越大反应速率越快
B. 装置C中悬浊液变澄清表明整个制备实验完成
C. 在装置D中制取
D. 装置D中热水浴温度越高越好
13. “黄鸣龙还原法”是首例以中国科学家命名的有机化学反应,反应机理如下图(R、代表烃基)。下列说法正确的是
A. Ⅲ与Ⅳ互为同系物
B. Ⅲ与Ⅳ中所有N原子的杂化方式相同
C. 过程④的反应历程可表示为:
D. 每还原,需消耗
14. 常温常压下,光催化电极失去电子并产生有强氧化性的空穴(),使水产生羟基自由基(),能有效去除废水中的丙烯腈(),效率高成本低。已知超氧离子自由基()在B极发生的反应为(未配平),下列说法正确的是
A. 装置中能量转化形式是电能转化为化学能
B. 转化为的化学方程式为
C. 溶液中由B极区移向A极区
D. 与丙烯腈反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
15. 常温下,图中的实线与虚线分别是和两种溶液中溶质微粒的分布分数[平衡时某含碳(或含氮)微粒的浓度占含碳(或含氮)微粒总浓度的分数]与溶液的关系(不考虑和的分解)下列说法错误的是
A. 虚线为一水合氨分布分数与的关系
B.
C. 溶液的为7.8
D. 向溶液中加入强碱,与反应的倾向大于
16. 氟碳铈精矿是中国重要的稀土矿产资源,其主要成分为,含有等杂质。高纯在催化剂等领域应用广泛。一种利用氟碳铈精矿制备的工艺如图所示:
已知:HF是一种有毒气体
(1)步骤Ⅰ,氟碳铈精矿焙烧主要生成,还有少量。
①在100~200℃受热分解,化学方程式为_______。
②将在900℃焙烧生成的化学方程式配平_______。
(2)步骤Ⅱ,试剂是_______。
(3)步骤Ⅲ,溶液2中铈的存在形式为,由滤渣1生成的离子方程式有_______。
(4)步骤Ⅳ,滤渣3的成分为_______。
(5)步骤Ⅴ,滤液3中,浓度为,调节pH加入,价Ce氧化率随pH变化如图所示。
已知:
ⅰ.依据电极反应式:,价Ce的还原性随增大而增强
ⅱ.
①,随着pH升高,增大,原因是_______。
②,随着pH升高,价Ce氧化率下降,可能的原因为:氧化性减弱、因分解而浓度减小导致氧化速率降低;_______。
17. 化合物P是一种治疗阿尔茨海默症药物的重要中间体,合成路线如下图。
已知:
(1)A属于芳香族化合物。A的结构简式为_____。
(2)DE的化学方程式为_____。
(3)I中的含氧官能团名称为酚羟基、_____。
(4)下列说法正确的是_____(填序号)。
a.中使用碱可以提高的平衡产率
b.I存在含有醛基的芳香族同分异构体
c.K分子的四元环中的键角为
d.反应1所属的反应类型为氧化反应
(5)以G和M为原料合成P经历的多步反应如下图。
已知:i.
ii.
①M的结构简式为_____。
②利用反应2可同时合成多个环。该反应生成了两个新的碳碳单键,二者对应的C原子序号分别是a与_____(填序号,下同);_____与_____。
(6)在的合成路线中,有两处引入了保护基,分别是:和_____。
18. 钴常被添加到钢或者其他合金当中,可以明显提高合金的坚硬程度、耐磨程度等。设计如下装置图(部分加热及夹持装置已略),测定还原时的转化率。
已知:①是易挥发的液体,实验室常用于制备,原理为 ;
②是白色固体,易吸水潮解生成,能快速与发生反应。
回答下列问题:
(1)将已称重的装置D(含)、E与其他装置组装好,称量所用仪器为___________(填“托盘天平”或“电子天平”)。打开止水夹K,调整三通阀,按一定流速持续通入,一段时间后关闭K,调整三通阀。为了提升的转化率,下列操作合理的顺序为___________(填标号)。
a.打开分液漏斗的活塞 b.加热管式炉
(2)逐滴滴加的原因是___________,装置F的作用是___________。
(3)一段时间后关闭管式炉,还需要继续通,其目的是___________,当装置D冷却至室温后停止通。
(4)实验结束后,测得装置D质量变化,装置E质量变化,的转化率为___________。
(5)颗粒容易吸附气体分子,导致测定结果存在较大误差,设计如下测定方案:
Ⅰ.将装置E中固体溶解在足量去离子水中,不断搅拌至无固体剩余,再加入溶液调约为5后,将其配成待测溶液;
Ⅱ.取标准溶液于锥形瓶中,用待测液滴定,反应原理为(滴定时,和不参与反应),平行滴定三次,消耗待测液平均为。①的转化率为___________;
②下列操作会导致的转化率测定值偏大的是___________(填标号)。
a.步骤Ⅰ中,没有加入溶液调
b.步骤Ⅱ中,取标准溶液时,先仰视后俯视
c.步骤Ⅱ中,滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
19. 二氧化碳是廉价可持续的碳源,其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应:
i.
ⅱ.
ⅲ.
已知:生成物A的选择性
回答下列问题。
(1)已知反应的能垒越大,活化能越大。反应ⅱ的反应历程如图所示。在不同催化剂作用下,该反应历程中决速步骤的能垒分别为___________、___________,其中效果较好的催化剂为___________。
(2)反应ⅱ的焓变___________。甲醇可作燃料,碱性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。
(3)向体积为的恒容密闭容器中分别充入、,仅发生反应ⅱ和ⅲ,反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示,同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。
①曲线a表示的平衡转化率,其先下降后上升的原因为___________。
②时,反应ⅱ中的反应速率___________。反应ⅱ的平衡常数___________(时甲醇与水均为气体)。
③试分析曲线a、b在温度高于后趋于重合的原因___________。
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