内容正文:
绝密★启用前
2026届高三化学模拟测试(四)
考试时间:90分钟;试卷分数:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Au 197
第I卷(选择题)
一、单选题:本题共 8 小题,每小题 2 分,共 16 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. 下列措施符合海南省“绿色自贸港,生态新海南”发展目标的是
A. 推广使用清洁能源 B. 过量施用农药化肥
C. 扩大火力发电规模 D. 发展露天椰壳烧炭
【答案】A
【解析】
【详解】A.推广使用清洁能源可减少污染物排放,有利于生态环境保护,符合发展目标,A符合题意;
B.过量施用农药化肥会造成土壤污染、水体富营养化等环境问题,不符合发展目标,B不符合题意;
C.扩大火力发电规模会消耗大量化石燃料,排放大量有害气体、烟尘及温室气体,加剧环境污染,不符合发展目标,C不符合题意;
D.露天椰壳烧炭会产生大量烟尘、有害气体,造成大气污染,不符合发展目标,D不符合题意;
故选A。
2. 实验室回收废水中苯酚的过程如下,苯酚在芳香烃和酯类溶剂中的分配系数(苯酚在萃取剂和水中的浓度比)分别为1.2~2.0和27~50,下列有关说法不正确的是
含苯酚废水有机溶液苯酚钠溶液苯酚
A. 与本实验有关的实验室安全图标为、、
B. 试剂a可用溶液,试剂b可用足量的
C. 若苯酚不慎沾到皮肤上,先用酒精冲洗,再用水冲洗
D. 步骤I为萃取、分液,萃取剂选用苯更好
【答案】D
【解析】
【分析】含苯酚的废水,先加入苯经过步骤I后得到有机溶液,因此步骤I应为萃取分液,在有机溶液中加入试剂a,将苯酚转化为苯酚钠,经过步骤Ⅱ即分液后得到苯酚钠溶液,最后步骤Ⅲ中加入试剂b,将苯酚钠转化为苯酚,经过步骤Ⅲ得到苯酚。
【详解】A.本实验涉及苯酚(有毒、腐蚀性)和有机溶液(可能易燃),需要在通风良好的环境下并佩戴护目镜操作,在实验结束后清洗双手, A正确;
B.根据分析知,试剂a需将苯酚从有机相转化为苯酚钠(水相),苯酚酸性弱于碳酸但强于,可与反应生成苯酚钠和;试剂b需将苯酚钠转化为苯酚,通入足量(酸性强于苯酚)可生成苯酚和,B正确;
C.苯酚有毒且对皮肤有腐蚀性,易溶于酒精,沾到皮肤应先用酒精冲洗再用水冲洗,C正确;
D.分配系数越大萃取效果越好,酯类溶剂分配系数(27~50)远大于芳香烃(1.2~2.0),步骤I萃取剂应选酯类而非苯,D错误;
故答案选D。
3. 高分子材料在航空航天、生物医药及日常生活等领域发挥着不可替代的作用。下列关于常见高分子材料的合成、结构与性质的说法中,正确的是
A. 酚醛树脂:由苯酚和甲醛通过加聚反应合成,具有网状结构,受热后不能熔化
B. 聚乳酸:是一种生物可降解材料,其单体乳酸分子中同时含有羟基和羧基,通过缩聚反应生成
C. 聚乙炔:分子链中含有双键,纯净的聚乙炔具有优异的导电性,可用于制造柔性显示屏
D. 硫化橡胶:天然橡胶经过硫化处理后,由网状结构转变为线型结构,从而提高了其强度和弹性
【答案】B
【解析】
【详解】A.酚醛树脂是由苯酚和甲醛一定条件下通过缩聚反应合成的有机高分子化合物,A错误;
B.乳酸分子中同时含有羟基和羧基,一定条件下能发生缩聚反应生成聚乳酸,聚乳酸一定条件下能发生水解反应生成乳酸,所以聚乳酸是一种生物可降解的有机高分子材料,B正确;
C.纯净的聚乙炔可以导电,但导电性很差,只有经过掺杂其他物质后才具有优异导电性,C错误;
D.天然橡胶为线型结构,硫化橡胶是天然橡胶经硫化处理后转变为网状结构,从而提高强度和弹性,D错误;
故选B。
4. 下列物质的鉴别方法不正确的是
A. 可用溴水一步鉴别苯酚和苯甲醛
B. 鉴别这三种晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪
C. 可用澄清石灰水一步鉴别Na2CO3和NaHCO3
D. 只用(NH4)2CO3一种试剂就可以鉴别、、、四种物质的溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚与浓溴水发生取代反应,生成白色沉淀三溴苯酚,苯甲醛被溴水氧化,溴水褪色,因此溴水可鉴别苯酚和苯甲醛,故A不符合题意;
B.通过X射线衍射可以获得晶胞形状和大小、分子或原子在微粒空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等,因此通过X射线衍射仪器可以鉴别这三种晶体结构,故B不符合题意;
C.两种溶液中加入澄清石灰水,分别发生Ca2++CO=CaCO3↓、Ca2++OH-+HCO= CaCO3↓+H2O或Ca2++2OH-+2HCO= CaCO3↓+2H2O+ CO,均有白色沉淀生成,因此澄清石灰水不能鉴别这两种溶液,故C符合题意;
D.Ba(OH)2溶液:Ba2++2OH-+2NH+COBaCO3↓+2NH3↑+2H2O,有白色沉淀生成,并有气体冒出;CaCl2溶液:Ca2++CO=CaCO3↓,只有白色沉淀生成;H2SO4溶液:2H++CO=CO2↑+H2O,只有气体冒出;KNO3溶液:不反应,无现象;因此可以用碳酸铵鉴别这四种溶液,故D不符合题意;
答案为C。
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列相关事实对应的解释正确的是
选项
事实
解释
A
随着核电荷数的增加,
碱金属元素的单质熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,
金属键逐渐减弱
B
碳纳米管可用于生产压力传感器
碳纳米管电阻率低、热导率高
C
在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧是由极性键形成的非极性分子
D
离子液体的熔点低于
引入的乙基改变了晶体的类型
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.碱金属单质为金属晶体,同主族从上到下原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,因此单质熔、沸点随核电荷数增加逐渐降低,解释与事实对应正确,A正确;
B.碳纳米管用于生产压力传感器是因为其受压力时电学性质会发生显著变化,与其电阻率低、热导率高的性质无关,B错误;
C.为V形结构,是极性分子,解释中“非极性分子”的表述错误,C错误;
D.和均为离子晶体,熔点更低是因为乙基增大了阳离子半径,晶格能减小,D错误;
故答案选A。
6. 若用 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A. 10g溶质质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子数目为1.2 NA
B. 和Na2HPO4 的固体混合物中所含阴、阳离子的总数目为3 NA
C. 常温下,pH=1的 H2SO4 溶液中,H+的浓度为0.10 mol/L
D. 电解精炼铜的过程中,每转移NA个电子时,阳极溶解铜的质量为32g
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇水溶液中含有氢原子物质的有CH3CH2OH、H2O,该混合物含有氢原子的个数为=1.2NA,故A说法正确;
B.两种物质均为离子化合物,Na2SO4、Na2HPO4中阴阳离子个数比均为2∶1,且两种物质的摩尔质量均为142g/mol,因此142g该混合物的固体所含阴、阳离子总数目为=3NA,故B说法正确;
C.常温下,pH=1的硫酸溶液c(H+)=0.10mol/L,故C说法正确;
D.电解精炼铜的过程中,粗铜作阳极,阳极失电子的物质为铜、铁、锌等金属,每转移NA个电子时,阳极溶解铜的质量不一定等于32g,故D说法错误;
答案为D。
7. 某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 最简单氢化物沸点: D. X、Y、R均可与Z组成标况下为气态的化合物
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,由图,X形成4个共价键且原子序数小,X为碳,Z形成2个共价键、R形成6个共价键,则Z为氧、R为硫,那么Y为氮;Q形成1个共价键且原子序数大于氧,则为氟;
【详解】A.二氧化碳中碳的价层电子对数为,为sp杂化,为直线形结构,二氧化硫中硫的价层电子对数为,为sp2杂化,为V形结构,则键角:,A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;电负性:,B正确;
C.水分子形成氢键数大于氨气分子,则水沸点高于氨气,甲烷不能形成氢键,沸点最低,故最简单氢化物沸点:,C正确;
D.一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化硫均为标况下的气态化合物,D正确;
故选A。
8. 一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,表示如下。反应进程及能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 生成两种产物的反应均为放热反应
B. 达到平衡后,恒温条件下加入液溴,减小
C. 达到平衡时,Z的含量小于W
D. 低温条件下,反应开始阶段,生成Z的选择性高,故Z为主要产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.由能量变化图可知,反应物的能量高于产物Z和W的能量,则生成Z和W的反应均为放热反应,A正确;
B.反应的平衡常数仅与温度有关,恒温条件下,反应的平衡常数不变,等于Z、W的反应的平衡常数之比,温度不变时,其比值不变,B错误;
C.能量越低的产物越稳定,含量越高,图中信息显示,W的能量比Z低,则达到平衡时,Z的含量小于W,C正确;
D.低温条件下,活化能越低,反应速率越快,M生成Z的活化能低于M生成W的活化能,则开始发生反应的短时间内生成Z的反应速率更快,Z为主要产物,D正确;
故答案为:B。
二、不定项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列化学应用实例与方程式不匹配或书写错误的是
A. 氢氟酸雕刻玻璃:
B. 通入水中制备硝酸:
C. 食品级作膨松剂:
D. 用乙醇处理废弃的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢氟酸(HF)为弱酸,不能拆分为H+和F-,正确的方程式为,A错误;
B.NO2与水反应生成硝酸和NO,化学方程式正确,B正确;
C.NH4HCO3受热易分解生成氨气、二氧化碳和水,常用作食品膨松剂,C正确;
D.钠与乙醇反应生成乙醇钠和氢气,比钠与水反应温和,因此常用乙醇处理废弃的钠,D正确;
故答案选A。
10. 海南物产丰富,特产众多,五指山水满茶富含茶多酚(T)、澄迈福山咖啡富含咖啡酸(M),二者结构简式如下。
下列说法错误的是
A. T分子中有2个手性碳原子
B. T和M在一定条件均可发生加聚、缩聚反应
C. T和M均能使酸性高锰酸钾褪色
D. 1 mol T和1 mol M分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1:1
【答案】BD
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连有4个不同原子或基团的饱和碳原子,T分子中的手性碳如星号标注:,A正确;
B.T分子中只有酚羟基和醚键,无碳碳双键、碳碳三键等可加聚的官能团,也无羧基与羟基(或氨基)等可缩聚的官能团组合,不能发生加聚、缩聚反应;M分子中含碳碳双键可发生加聚反应,含羧基和羟基,能发生缩聚反应,B错误;
C.T分子中的酚羟基、M分子中的酚羟基和碳碳双键,均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.分子中含酚羟基,酚羟基与按反应,消耗;分子中含酚羟基和羧基,二者均与按反应,共消耗,因此二者消耗的物质的量之比为,D错误;
故选BD。
11. 下列实验装置或操作(部分夹持装置省略)能达到相应实验目的的是
A.分离植物色素
B.验证1-溴丁烷发生消去反应
C.向容量瓶中转移溶液
D.牺牲阳极法
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用色谱法分离植物色素,故A正确;
B.乙醇易挥发,乙醇能使高锰酸钾溶液褪色,所以高锰酸钾溶液褪色,不能说明1-溴丁烷发生消去反应生成1-丁烯,故B错误;
C.向容量瓶中转移溶液应该用玻璃棒引流,故C错误;
D.图示为外加电流阴极保护法,故D错误;
选A。
12. 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;并用同位素作为示踪原子标记羰基和一氧化碳。
下列说法错误的是
A. 所得乙酸的相对分子质量是62
B. 中的杂化方式为
C. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
D. 甲醇羰基化的总反应为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.所得乙酸中有1个碳原子来自CO,被标记,故相对分子质量为12+14+16+16+4=62,A正确;
B.由题干可知存在一种配体种类、数目均相同的同分异构体,故的结构为平面正方形,的杂化方式不是,B错误;
C.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,C错误;
D.由图可知,总反应为,D正确;
故答案为:BC。
13. 镍氢电池是一种可充电电池,能量密度高,无自燃风险。该电池可在电梯运行时充电,停电时可给电梯供电,放电时的工作原理如图(M是储氢合金)。下列说法错误的是
A. 放电时,a极的电极反应可表示为:
B. 充电时,向b极移动
C. 充电时,当电路中转移1 mol 时b极减重1g
D. 电池充放电过程中避免了生成气体而造成自爆,安全性好
【答案】AB
【解析】
【分析】放电时,b极NiOOH(Ni为+3价)转化为(Ni为+2价),Ni得电子,因此放电时b为正极,a为负极;则充电时为电解池,a为阴极,b为阳极。
【详解】A.放电时a为负极,MH(储氢合金)失电子发生氧化反应,电极方程式为,A错误;
B.充电时a为阴极,电解池中阳离子向阴极移动,故向a极移动,B错误;
C.充电时b为阳极,电极反应为:,电路中每转移1 mol 时b极上少1 mol H,减重1g,C正确;
D.H储存在储氢合金中,充放电过程不会释放大量气体,避免了压强过大自爆,题干也说明“无自燃风险”,安全性好,D正确;
故答案为:AB。
14. 为测定中配位数,将浓度均为和溶液按不同体积比混合,其用量和溶液浑浊度的关系如图1所示,已知:Ksp。参考测定[Al(OH)n]3-n配位数的实验:将0.01mol·L-1AlCl3和0.01mol·L-1NaOH溶液按不同体积比混合,控制混合溶液的总体积为12mL(忽略混合带来的体积变化),两种溶液的用量和溶液的浑浊度关系如图2所示。
下列说法错误的是
A. 图1中b点对应的,图2中b点对应的
B. 经测定,图1中配位数,图2中Al3+配位数n=4
C. 当时,
D. 当时,
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,浓度相等的硝酸银溶液和氰化钾溶液的总体积为10 mL,硝酸银溶液和氰化钾溶液的体积比为1:1时,溶液浑浊度最大,说明a点时硝酸银溶液和氰化钾溶液恰好反应生成氰化银沉淀;反应物浓度相等,配离子中与(或与)物质的量之比等于配位数比,即体积比,据此分析;
【详解】A.图1中总溶液体积,若恰好生成配离子,b点硝酸银溶液和氰化钾溶液的体积比,则。 图2总容积为,b点氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的体积比,则,A正确;
B.由A的推导,恰好完全生成配离子时,配位数分别为、,B正确;
C.时, mL,,,生成沉淀后,剩余。 由,得,C正确;
D.时,,,。 的Ag+先与的CN⁻反应生成的AgCN沉淀,剩余的的CN⁻再与的AgCN沉淀反应使其溶解生成,反应为,故,D错误;
故选D。
第II卷(非选择题)
15. 精炼铜产生的铜阳极泥富含、、、等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离回收金和银的流程,如下图所示。
已知:“溶浸”时发生反应的离子方程式为
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为______(填化学式)。
(2)对比本流程中“酸浸氧化”与传统的“王水溶金”,______(填“酸浸氧化”或“王水溶金”)更符合绿色化学理念。“酸浸氧化”中Na所起到的作用是______。
(3)“还原”过程中,需控制不能过低,可能的原因是______,反应产生的滤液可进入______(填流程中操作名称)操作中循环利用。
(4)还原获金:一定条件下,向HAuCl4(强酸)溶液中缓慢加入Na2SO3,搅拌,溶液中逐渐析出棕褐色至金黄色的细粒金粉,写出该过程的离子方程式:______。
(5)工业上也常用少量溶液、一定量氨水和大量溶液为原料配制“脱金水”,浸取回收金。一种以原电池原理来浸金的方法如图所示:
①由上述原理可知,在浸金过程中作用是______。
②当金表面转移0.05 mol电子时,有______ g金被浸取脱出。
【答案】(1)C、AgCl
(2) ①. 酸浸氧化 ②. 形成络合物(配合物、配离子),增加Au的还原性(或降低金还原电势),促进金被氧化溶解或促进金的溶解,沉淀Ag元素,从而分离Au、Ag
(3) ①. pH过低,H+与还原剂N2H4反应,降低N2H4的还原性,降低回收率或pH过低时会与反应生成硫代硫酸,硫代硫酸不稳定,易分解生成S沉淀和SO2,S附着于Ag上,导致纯度下降;同时产生SO2污染环境 ②. 溶浸
(4)2[AuCl4]⁻ + 3SO + 3H2O = 2Au↓ + 3SO + + 6H+
(5) ①. 催化剂 ②. 9.85
【解析】
【分析】向铜阳极泥(含、、、等)中,加入NaClO3(作氧化剂,自身被还原为Cl-)、H2SO4(提供酸性环境)和NaCl(提供)三种物质进行酸浸氧化,其中Cu被氧化为Cu2+进入溶液,Au被氧化为Au3+,并与结合成稳定的[AuCl4]⁻进入滤液,Ag被氧化为Ag+,并与结合生成AgCl沉淀,C不参与反应;然后利用还原剂将滤液中的HAuCl4还原为Au单质;再利用配位溶解原理,向滤渣中加Na2S2O3溶液,其中AgCl中Ag+与结合为稳定的[Ag(S2O3)2]3-配离子,从而使难溶的AgCl溶解,与C分离,最后再向溶液中通入N2H4,[Ag(S2O3)2]3-被N2H4还原为Ag单质。
【小问1详解】
向铜阳极泥(含、、、等)中,加入NaClO3、H2SO4和NaCl三种物质进行酸浸氧化,其中Cu被氧化为Cu2+进入溶液,Au被氧化为Au3+,并与结合成稳定的[AuCl4]⁻进入滤液,Ag被氧化为Ag+,并与结合生成AgCl沉淀,C不参与反应,故滤渣的成分为C和AgCl;
【小问2详解】
“王水溶金”会产生有毒的NOx、Cl2等污染物,而根据上述分析“酸浸氧化”的试剂相对环保,也不会产生有毒气体,所以“酸浸氧化”更符合绿色化学理念;NaCl所起到的作用是形成络合物,增加Au的还原性(或降低金还原电势),促进金被氧化溶解或促进金的溶解,沉淀Ag元素,从而分离Au、Ag;
【小问3详解】
N2H4属于碱性物质,pH过低,H+与N2H4发生反应,降低了N2H4的还原性,从而损失原料,降低回收率;另外pH过低,硫代硫酸根与H+反应产生硫代硫酸,硫代硫酸易分解生成S沉淀和SO2,S附着于Ag上,导致纯度下降,同时生成的SO2污染环境;反应产生的滤液中还剩余Na2S2O3,可返回“溶浸”操作中循环利用;
【小问4详解】
在酸性条件下,将[AuCl4]还原为Au,自身被氧化为,根据得失电子、电荷和原子守恒可书写该离子方程式为:2[AuCl4]-++3H2O=2Au↓+++ 6H+ ;
【小问5详解】
①由上述原电池原理图示可知,在正极得电子被还原为[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+又被O2氧化为,在反应过程中的总质量不变,起到催化剂作用,促进Au被氧化为[Au(S2O3)2]3-,故在浸金过程中作用是催化剂;
②金被浸取脱出时,Au被氧化为[Au(S2O3)2]3-,此过程中Au的化合价由0价升高到+1价,故每1 mol Au被氧化转移电子的物质的量为1 mol,故当金表面转移0.05 mol电子时,有0.05 mol197 g/mol = 9.85 g金被浸取脱出。
16. 将转化为,可实现碳减排和资源的再利用。二氧化碳加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应:
Ⅰ、
Ⅱ、
回答下列问题:
(1)已知和101 kPa下,、的摩尔燃烧焓分别为、 ,则______。
(2)将和按物质的量比混合,以固定流速通过盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂的反应器,在相同时间内,其中的平衡转化率()、的选择性( )随温度、压强变化如图所示:
[已知:]
①判断、的大小关系:______ (填“”或“”)。
②不同压强下,的平衡转化率在时趋于相等的原因是______。
③已知LTA分子筛膜具有强的亲水性,若使用LTA型分子筛膜反应器盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂进行上述反应,则的平衡转化率将会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)恒容密闭容器中充入和,在一种新型催化剂作用下发生反应Ⅰ和Ⅱ,测定的平衡转化率和选择性随温度变化的关系如图所示:
①达到平衡时,D、E、F三点甲醇的产量由高到低的顺序为______(给字母排序)。
②500K时,向该容器中通入一定量氦气,的转化率将会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)在压强为P MPa的恒温恒压密闭容器中,将 和 、 通入装有催化剂的反应器进行反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时的转化率为40%,的体积分数为10%,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp=______(用含P的计算式表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 400℃时,的选择性几乎为0,体系发生的主要反应为反应Ⅱ,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,所以不同压强下平衡转化率趋于相等 ③. 升高
(3) ①. ②. 不变
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧焓写出已知反应:①;②;③;目标反应Ⅱ:,由盖斯定律:①②+③;
【小问2详解】
①反应Ⅰ是气体分子数减少的反应,压强越大,平衡正向移动,转化率、选择性越高。由图可知相同温度下的转化率、选择性均大于,故;
②400℃时,的选择性几乎为0,体系发生的主要反应为反应Ⅱ,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,所以不同压强下平衡转化率趋于相等;
③LTA分子筛膜亲水,会分离出反应体系中的,两个反应的生成物浓度降低,平衡均正向移动,平衡转化率升高;
【小问3详解】
①甲醇产量,代入数据: D:,E:,F:,故产量顺序为;
②恒容密闭容器中通入氦气,各反应气体浓度不变,平衡不移动,因此转化率不变;
【小问4详解】
设平衡时生成,,转化率为40%,故。计算总物质的量:,已知体积分数为10%,则,解得,,总物质的量,各物质分压:,,,。反应Ⅰ的平衡常数: (MPa)−2。
17. 某同学在实验室以生锈铁钉为原料,通过以下步骤制备磷酸亚铁晶体。回答下列问题:
(1)“酸溶”时,使用的是的硫酸,将一定体积的浓硫酸稀释为的硫酸,下列仪器不需要使用的是______(填仪器名称);“过滤”得到的滤渣是______(填化学式)。
(2)“共沉”时,使用仪器如图所示。
实验步骤如下:先向三颈烧瓶中加入抗坏血酸(维生素C,pH=2.8)溶液,向三颈烧瓶中滴加混合溶液至混合液,再向三颈烧瓶中滴加FeSO4溶液,通过调节两个恒压滴液漏斗的活塞,控制溶液pH为(所得晶体质量最好),充分搅拌一段时间,过滤,洗涤固体,真空干燥,得到。
①“共沉”反应的离子方程式为______。
②不直接使用NaOH调节溶液pH的原因是______。
③洗涤时,检验洗涤是否完全的方法是______。
(3)测定样品中的纯度。取0.6275g样品完全溶解后配制。250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化,以磺基水杨酸为指示剂,用0.02000mol/L的EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3+与EDTA按物质的量之比1:1发生反应),消耗EDTA溶液15.00mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度为______。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. S、FeS2
(2) ①. 3Fe2++2+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH ②. NaOH碱性强,容易造成局部pH过高,生成Fe(OH)2等杂质 ③. 取最后一次的洗涤液少许于试管中,向其中滴加溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净
(3)80%
【解析】
【分析】生锈铁钉经酸溶生成Fe3+和Fe2+,用FeS2把其中Fe3+还原为Fe2+,过滤,再加入维生素C溶液,CH3COONa-Na2HPO4等经共沉,过滤,洗涤固体,真空干燥,得到Fe3(PO4)2·8H2O,据此分析。
【小问1详解】
将一定体积98%的浓硫酸稀释为200mL30%的硫酸,使用的仪器除量筒外,还必须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒,故不需要分液漏斗;FeS2把其中Fe3+还原为Fe2+,自身负一价的硫被氧化为硫单质,则滤渣为S、FeS2。
【小问2详解】
若使用CH3COONa调节溶液pH,“共沉淀”反应生成Fe3(PO4)2⋅8H2O和醋酸,其反应的离子方程式为3Fe2++2+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH;不直接使用NaOH调节溶液pH的原因是NaOH碱性强,容易造成局部pH过高,生成Fe(OH)2等杂质;取最后一次的洗涤液少许于试管中,向其中滴加溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。
【小问3详解】
测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O纯度的原理是用0.02000 mol/L的EDTA标准溶液滴定样品中的二价铁被H2O2氧化生成的Fe3+,根据铁元素守恒及Fe3+与EDTA的关系式计算,样品中Fe3(PO4)2·8H2O的物质的量为n[Fe3(PO4)2·8H2O]==1.00×10-3 mol,样品纯度=。
18. 化合物H是制备胃肠促动药琥珀酸普卡必利的重要中间体,其由水杨酸(邻羟基苯甲酸)为原料的合成路线如下:
已知克莱森重排机理为:
请回答下列问题:
(1)由水杨酸合成A所需无机试剂为______(填试剂名称);所用试剂C3H5Br的名称是______。
(2)C中的含氧官能团名称为______, 的反应类型为______。
(3)E的结构简式是______。
(4)G→H会生成一种副产物W,W分子式为,写出生成W的化学反应方程式______。
(5)化合物B可水解生成化合物,写出一种符合下列条件的I的同分异构体的结构简式______。
①核磁共振氢谱:分子中含苯环且苯环上的氢只有2种,核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2;
②红外光谱表明:不含 键;
③能发生水解反应及银镜反应。
(6)以对苯二酚、1,3-丁二烯为原料,参考以上部分流程,设计化合物的合成路线______。(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)
【答案】(1) ①. 浓硝酸、浓硫酸 ②. 3-溴丙烯
(2) ①. 酯基、醚键、酰胺基 ②. 取代反应
(3) (4) (5)
(6)
【解析】
【分析】A()与在10% Pt的催化下还原为B(),B先后与、发生反应生成C,C加热生成D(),结合C的分子式和克莱森重排机理可推出C的结构简式为,则B先与发生氨基乙酰化后,与发生取代反应得到C,D在的条件下反应生成E,E与发生反应生成F,F与反应生成G(),结合F的分子式与D的结构简式可反推出F与发生取代反应,F的结构简式为,再结合E的分子式可推出E与发生还原反应,E的结构简式为,G在一定条件下反应生成H()。
【小问1详解】
由流程图及各物质结构可知,水杨酸(邻羟基苯甲酸)合成A发生了硝化反应和酯化反应,所需无机试剂为浓硝酸和浓硫酸;由分析可得B先与发生氨基乙酰化后,与发生取代反应得到C,有一个不饱和度,结合B、C的结构简式可推导得结构为,名称为3-溴丙烯;
【小问2详解】
由分析可得C的结构简式为,含氧官能团为酯基、醚键、酰胺基;由分析可得F与发生取代反应生成G;
【小问3详解】
由分析可得E的结构简式为;
【小问4详解】
G→H为分子内取代脱去1分子甲磺酸,结合W的分子式可推断得W为2分子G发生分子间取代,脱去2分子甲磺酸得到,则W的结构简式为,生成W的化学反应方程式为;
【小问5详解】
化合物B可水解生成化合物(),I的分子式为,I的同分异构体含苯环、不含 键且能发生水解反应及银镜反应,则其含有取代基-OOCH,苯环上的氢只有2种,核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2,则符合下列条件的I的同分异构体的结构简式为;
【小问6详解】
由已知条件克莱森重排机理推导得可由加热得到,以对苯二酚、1,3-丁二烯为原料,则与发生1,4-加成生成,2分子与发生克莱森重排可得到,故合成路线为。
19. Al、N元素在生活中应用广泛,请回答下列问题:
Ⅰ、羟基修饰喹啉分子得到的8-羟基喹啉与Al3+形成具有电致发光特性的络合物:
(1)8-羟基喹啉分子中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为______,基态N原子中存在______种能量不同的电子。
(2)8-羟基喹啉的熔点低于7-羟基喹啉熔点的原因是______。
(3)M中Al的配体数为______;M中N原子以______轨道上的孤电子对与Al3+配位。
(4)8-羟基喹啉与Al3+在pH 3-5的环境下形成络合物M,并用醋酸-醋酸钠缓冲试剂维持稳定的pH范围,请解释选择并稳定在该pH范围的原因:______。
(5)8-羟基喹啉常用作的萃取剂,对比下列修饰分子,萃取效果最好的是______(填标号)。
A. B. C.
Ⅱ、具有和石墨相似的层状结构:
(6)用硅原子替换氮化碳的部分碳原子可形成具有相似性质的化合物(如下图所示),该化合物的化学式为______。
Ⅲ、氮化铝晶胞如图所示:
(7)已知立方氮化铝晶体密度为ρ g•cm-3,晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为______pm(列出计算式即可,阿伏加德罗常数为)。
【答案】(1) ①. ②. 3
(2)二者同为分子晶体,其中8-羟基喹啉(N与距离近)容易形成分子内氢键,而7-羟基喹啉(N与距离较远)倾向于形成分子间氢键,因此7-羟基喹啉熔点更高
(3) ①. 3 ②. 杂化
(4)为了利于M的形成,pH过低过高均不利于M的形成;pH过低(酸性过强)8-羟基喹啉配体中酚羟基电离受到抑制,同时N容易被质子化,失去配位能力,配体试剂失效;pH过高(碱性过强),Al3+水解产生Al(OH)3沉淀
(5)C (6)SiC2N4
(7)××1010
【解析】
【小问1详解】
第二周期元素中,第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但第ⅤA族(N)的p轨道半充满,第一电离能大于相邻的O,所以顺序为:N > O > C;基态N原子的电子排布式为,存在3种能量不同的电子(1s、2s、2p);
【小问2详解】
二者同为分子晶体,其中8-羟基喹啉(N与距离近)容易形成分子内氢键,而7-羟基喹啉(N与距离较远)倾向于形成分子间氢键,因此7-羟基喹啉熔点更高
【小问3详解】
从配合物M的结构看,每个Al周围有3个配体,所以配体数为3;
N原子以sp2杂化轨道上的孤电子对与配位(8-羟基喹啉中N原子为sp2杂化);
【小问4详解】
为了利于M的形成,pH过低过高均不利于M的形成;pH过低(酸性过强)8-羟基喹啉配体中酚羟基电离受到抑制,同时N容易被质子化,失去配位能力,配体试剂失效;pH过高(碱性过强),水解产生Al(OH)3沉淀
【小问5详解】
萃取的效果取决于N原子上的电子云密度:A:无取代基,电子云密度正常;B:F是吸电子基,降低N电子云密度,配位能力减弱;C:是给电子基,增大N电子云密度,配位能力增强,所以萃取效果最好的是C;
【小问6详解】
从图示中截取一小部分重复单元,一个单元中含有的Si为一个,N原子为4个,C原子为,所以化学式为;
【小问7详解】
立方氮化铝晶胞中,Al原子位于顶点和面心,个数为;N原子位于内部,个数为4,晶胞质量m =,晶胞体积V =,晶胞边长。
最近的两个Al原子之间的距离为面对角线的一半,即。
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2026届高三化学模拟测试(四)
考试时间:90分钟;试卷分数:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Au 197
第I卷(选择题)
一、单选题:本题共 8 小题,每小题 2 分,共 16 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. 下列措施符合海南省“绿色自贸港,生态新海南”发展目标的是
A. 推广使用清洁能源 B. 过量施用农药化肥
C. 扩大火力发电规模 D. 发展露天椰壳烧炭
2. 实验室回收废水中苯酚的过程如下,苯酚在芳香烃和酯类溶剂中的分配系数(苯酚在萃取剂和水中的浓度比)分别为1.2~2.0和27~50,下列有关说法不正确的是
含苯酚废水有机溶液苯酚钠溶液苯酚
A. 与本实验有关的实验室安全图标为、、
B. 试剂a可用溶液,试剂b可用足量的
C. 若苯酚不慎沾到皮肤上,先用酒精冲洗,再用水冲洗
D. 步骤I为萃取、分液,萃取剂选用苯更好
3. 高分子材料在航空航天、生物医药及日常生活等领域发挥着不可替代的作用。下列关于常见高分子材料的合成、结构与性质的说法中,正确的是
A. 酚醛树脂:由苯酚和甲醛通过加聚反应合成,具有网状结构,受热后不能熔化
B. 聚乳酸:是一种生物可降解材料,其单体乳酸分子中同时含有羟基和羧基,通过缩聚反应生成
C. 聚乙炔:分子链中含有双键,纯净的聚乙炔具有优异的导电性,可用于制造柔性显示屏
D. 硫化橡胶:天然橡胶经过硫化处理后,由网状结构转变为线型结构,从而提高了其强度和弹性
4. 下列物质的鉴别方法不正确的是
A. 可用溴水一步鉴别苯酚和苯甲醛
B. 鉴别这三种晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪
C. 可用澄清石灰水一步鉴别Na2CO3和NaHCO3
D. 只用(NH4)2CO3一种试剂就可以鉴别、、、四种物质的溶液
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列相关事实对应的解释正确的是
选项
事实
解释
A
随着核电荷数的增加,
碱金属元素的单质熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,
金属键逐渐减弱
B
碳纳米管可用于生产压力传感器
碳纳米管电阻率低、热导率高
C
在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧是由极性键形成的非极性分子
D
离子液体的熔点低于
引入的乙基改变了晶体的类型
A. A B. B C. C D. D
6. 若用 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A. 10g溶质质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子数目为1.2 NA
B. 和Na2HPO4 的固体混合物中所含阴、阳离子的总数目为3 NA
C. 常温下,pH=1的 H2SO4 溶液中,H+的浓度为0.10 mol/L
D. 电解精炼铜的过程中,每转移NA个电子时,阳极溶解铜的质量为32g
7. 某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 最简单氢化物沸点: D. X、Y、R均可与Z组成标况下为气态的化合物
8. 一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,表示如下。反应进程及能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 生成两种产物的反应均为放热反应
B. 达到平衡后,恒温条件下加入液溴,减小
C. 达到平衡时,Z的含量小于W
D. 低温条件下,反应开始阶段,生成Z的选择性高,故Z为主要产物
二、不定项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列化学应用实例与方程式不匹配或书写错误的是
A. 氢氟酸雕刻玻璃:
B. 通入水中制备硝酸:
C. 食品级作膨松剂:
D. 用乙醇处理废弃的:
10. 海南物产丰富,特产众多,五指山水满茶富含茶多酚(T)、澄迈福山咖啡富含咖啡酸(M),二者结构简式如下。
下列说法错误的是
A. T分子中有2个手性碳原子
B. T和M在一定条件均可发生加聚、缩聚反应
C. T和M均能使酸性高锰酸钾褪色
D. 1 mol T和1 mol M分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1:1
11. 下列实验装置或操作(部分夹持装置省略)能达到相应实验目的的是
A.分离植物色素
B.验证1-溴丁烷发生消去反应
C.向容量瓶中转移溶液
D.牺牲阳极法
A. A B. B C. C D. D
12. 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;并用同位素作为示踪原子标记羰基和一氧化碳。
下列说法错误的是
A. 所得乙酸的相对分子质量是62
B. 中的杂化方式为
C. 该过程中增大HI的浓度可提高甲醇的平衡转化率
D. 甲醇羰基化的总反应为
13. 镍氢电池是一种可充电电池,能量密度高,无自燃风险。该电池可在电梯运行时充电,停电时可给电梯供电,放电时的工作原理如图(M是储氢合金)。下列说法错误的是
A. 放电时,a极的电极反应可表示为:
B. 充电时,向b极移动
C. 充电时,当电路中转移1 mol 时b极减重1g
D. 电池充放电过程中避免了生成气体而造成自爆,安全性好
14. 为测定中配位数,将浓度均为和溶液按不同体积比混合,其用量和溶液浑浊度的关系如图1所示,已知:Ksp。参考测定[Al(OH)n]3-n配位数的实验:将0.01mol·L-1AlCl3和0.01mol·L-1NaOH溶液按不同体积比混合,控制混合溶液的总体积为12mL(忽略混合带来的体积变化),两种溶液的用量和溶液的浑浊度关系如图2所示。
下列说法错误的是
A. 图1中b点对应的,图2中b点对应的
B. 经测定,图1中配位数,图2中Al3+配位数n=4
C. 当时,
D. 当时,
第II卷(非选择题)
15. 精炼铜产生的铜阳极泥富含、、、等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离回收金和银的流程,如下图所示。
已知:“溶浸”时发生反应的离子方程式为
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为______(填化学式)。
(2)对比本流程中“酸浸氧化”与传统的“王水溶金”,______(填“酸浸氧化”或“王水溶金”)更符合绿色化学理念。“酸浸氧化”中Na所起到的作用是______。
(3)“还原”过程中,需控制不能过低,可能的原因是______,反应产生的滤液可进入______(填流程中操作名称)操作中循环利用。
(4)还原获金:一定条件下,向HAuCl4(强酸)溶液中缓慢加入Na2SO3,搅拌,溶液中逐渐析出棕褐色至金黄色的细粒金粉,写出该过程的离子方程式:______。
(5)工业上也常用少量溶液、一定量氨水和大量溶液为原料配制“脱金水”,浸取回收金。一种以原电池原理来浸金的方法如图所示:
①由上述原理可知,在浸金过程中作用是______。
②当金表面转移0.05 mol电子时,有______ g金被浸取脱出。
16. 将转化为,可实现碳减排和资源的再利用。二氧化碳加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应:
Ⅰ、
Ⅱ、
回答下列问题:
(1)已知和101 kPa下,、的摩尔燃烧焓分别为、 ,则______。
(2)将和按物质的量比混合,以固定流速通过盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂的反应器,在相同时间内,其中的平衡转化率()、的选择性( )随温度、压强变化如图所示:
[已知:]
①判断、的大小关系:______ (填“”或“”)。
②不同压强下,的平衡转化率在时趋于相等的原因是______。
③已知LTA分子筛膜具有强的亲水性,若使用LTA型分子筛膜反应器盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂进行上述反应,则的平衡转化率将会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)恒容密闭容器中充入和,在一种新型催化剂作用下发生反应Ⅰ和Ⅱ,测定的平衡转化率和选择性随温度变化的关系如图所示:
①达到平衡时,D、E、F三点甲醇的产量由高到低的顺序为______(给字母排序)。
②500K时,向该容器中通入一定量氦气,的转化率将会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)在压强为P MPa的恒温恒压密闭容器中,将 和 、 通入装有催化剂的反应器进行反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时的转化率为40%,的体积分数为10%,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp=______(用含P的计算式表示)。
17. 某同学在实验室以生锈铁钉为原料,通过以下步骤制备磷酸亚铁晶体。回答下列问题:
(1)“酸溶”时,使用的是的硫酸,将一定体积的浓硫酸稀释为的硫酸,下列仪器不需要使用的是______(填仪器名称);“过滤”得到的滤渣是______(填化学式)。
(2)“共沉”时,使用仪器如图所示。
实验步骤如下:先向三颈烧瓶中加入抗坏血酸(维生素C,pH=2.8)溶液,向三颈烧瓶中滴加混合溶液至混合液,再向三颈烧瓶中滴加FeSO4溶液,通过调节两个恒压滴液漏斗的活塞,控制溶液pH为(所得晶体质量最好),充分搅拌一段时间,过滤,洗涤固体,真空干燥,得到。
①“共沉”反应的离子方程式为______。
②不直接使用NaOH调节溶液pH的原因是______。
③洗涤时,检验洗涤是否完全的方法是______。
(3)测定样品中的纯度。取0.6275g样品完全溶解后配制。250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化,以磺基水杨酸为指示剂,用0.02000mol/L的EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3+与EDTA按物质的量之比1:1发生反应),消耗EDTA溶液15.00mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度为______。
18. 化合物H是制备胃肠促动药琥珀酸普卡必利的重要中间体,其由水杨酸(邻羟基苯甲酸)为原料的合成路线如下:
已知克莱森重排机理为:
请回答下列问题:
(1)由水杨酸合成A所需无机试剂为______(填试剂名称);所用试剂C3H5Br的名称是______。
(2)C中的含氧官能团名称为______, 的反应类型为______。
(3)E的结构简式是______。
(4)G→H会生成一种副产物W,W分子式为,写出生成W的化学反应方程式______。
(5)化合物B可水解生成化合物,写出一种符合下列条件的I的同分异构体的结构简式______。
①核磁共振氢谱:分子中含苯环且苯环上的氢只有2种,核磁共振氢谱峰面积比为1:2:2:2;
②红外光谱表明:不含 键;
③能发生水解反应及银镜反应。
(6)以对苯二酚、1,3-丁二烯为原料,参考以上部分流程,设计化合物的合成路线______。(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)
19. Al、N元素在生活中应用广泛,请回答下列问题:
Ⅰ、羟基修饰喹啉分子得到的8-羟基喹啉与Al3+形成具有电致发光特性的络合物:
(1)8-羟基喹啉分子中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为______,基态N原子中存在______种能量不同的电子。
(2)8-羟基喹啉的熔点低于7-羟基喹啉熔点的原因是______。
(3)M中Al的配体数为______;M中N原子以______轨道上的孤电子对与Al3+配位。
(4)8-羟基喹啉与Al3+在pH 3-5的环境下形成络合物M,并用醋酸-醋酸钠缓冲试剂维持稳定的pH范围,请解释选择并稳定在该pH范围的原因:______。
(5)8-羟基喹啉常用作的萃取剂,对比下列修饰分子,萃取效果最好的是______(填标号)。
A. B. C.
Ⅱ、具有和石墨相似的层状结构:
(6)用硅原子替换氮化碳的部分碳原子可形成具有相似性质的化合物(如下图所示),该化合物的化学式为______。
Ⅲ、氮化铝晶胞如图所示:
(7)已知立方氮化铝晶体密度为ρ g•cm-3,晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为______pm(列出计算式即可,阿伏加德罗常数为)。
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