内容正文:
华清中学2025-2026学年度下学期高三年级第一次自主命题
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 0-16 F-19 S-32 Al-27 Ag-108 I-127
一、选择题(14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 内蒙古自治区作为我国重要的能源和战略资源基地,拥有丰富的自然资源。下列说法正确的是
A. 天然气的主要成分是CO和H2 B. 有色金属是指铜、金等有颜色的金属
C. 煤的直接液化是物理变化 D. 稀土元素是金属元素
2. 生物质气(主要成分为、、等)经含铬催化剂催化合成甲醇和水,甲醇在铁钼氧化物作用下可得到甲醛。下列化学用语或图示错误的是
A. 基态原子价层电子的轨道表示式:
B. 甲醛与苯酚的缩聚产物线型酚醛树脂的结构简式:
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 中σ键形成的轨道重叠示意图:
3. 关于实验室安全和试剂保存,下列叙述正确的是
A. 液溴加水封保存在广口试剂瓶中
B. 制取有毒气体应在通风橱中进行,防止空气污染
C. 硝酸银溶液保存在棕色细口试剂瓶中
D. 银氨溶液可密封、避光长期保存在棕色试剂瓶中
4. 芯片是人工智能的核心,其主要制作材料是硅。工业上用石英砂(主要成分是)为原料制取高纯度的硅,其生产流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 高纯硅是制造手机芯片的常用材料,SiO2是制造太阳能电池的基本原料
B. 反应③中,H2是还原剂,SiHCl3是氧化剂
C. 步骤①中X是CO2
D. SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气:
5. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器和连接装置)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
实验室制备乙炔气体
启普发生器、试管、导管、集气瓶、胶头滴管
碳化钙、饱和食盐水、硫酸铜溶液
B
验证
试管、胶头滴管
含有少量的溶液、溶液
C
鉴别和两种晶体
烧杯、试管、胶头滴管
硝酸酸化的溶液、蒸馏水
D
验证甲苯能被酸性溶液氧化
试管、胶头滴管
甲苯、酸性
溶液
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有关物质结构或性质的比较正确的是
A. 晶体的沸点:H3PO4 >NaCl
B. 在CCl4中的溶解性:P4>PH3
C. 稳定性:[PtCl2(PH3)2]<[PtCl2(NH3)2]
D. 中心磷原子的价层电子对数:H3PO4 > H3PO3
7. 科学实验中,要尽可能避免干扰因素对实验的影响。下列分析正确的是
A. 用装置甲检验溶液中金属阳离子,若观察火焰为紫色,说明溶质一定为钾盐
B. 用装置乙制备氢氧化亚铁,其中试剂苯可以更换成四氯化碳
C. 用装置丙从海水中提取:先用吸收溴蒸气,然后再通入
D. 丁装置中,读取的体积时,应待装置冷却至室温,将漏斗缓缓下移至两端的液面处于相平,是为了防止温度和压强对气体体积的影响
8. 过量与以下的溶液反应,下列总反应方程式错误的是
溶液
现象
化学方程式
A
产生淡黄色沉淀
B
溶液由棕黄色变浅绿色
C
溶液褪色,产生白色沉淀
D
苯酚钠溶液
溶液变浑浊
A. A B. B C. C D. D
9. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素在化合物中只显负价。它们可与锂形成能有效提高电池性能的电解质,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的单质可与的简单氢化物发生置换反应
B. 氢化物的稳定性:
C. 原子半径:
D. Y、Z可形成多种化合物,其中、均具有还原性
10. 聚碳酸酯是一类热塑性聚合物,可用于制造眼镜的塑料镜片和自行车头盔的外壳。某聚碳酸酯是以双酚A(BPA)与光气(COCl2)为原料制成的,BPA结构如图所示。下列说法中正确的是
A. 已知BPA可由苯酚与丙酮制备,制备BPA时发生反应的类型为加成、消去。
B. BPA与光气发生加聚反应制备聚碳酸酯
C. 加入苯酚(因为只有一个官能团)可终止聚合反应
D. 聚碳酸酯的结构为
11. 下列物质中均含有同种元素,它们在一定条件下的转化关系如图所示。G为单质,Q为气体且能使品红溶液褪色。下列说法正确的是
A. G易溶于乙醇
B. 若过量,则可以使G直接转化为R
C. W与T反应生成Q的过程中还可能同时生成G
D. E生成T的反应证明E在水中的电离程度大于T
12. 泰坦星是土星最大的卫星,大气中含有大量的氮气和甲烷,同时含有大量的,研究其与甲烷的反应对推测地球大气的演变有重要意义。反应过程能量变化如图,下列说法错误的是
A. 由中间产物1转化为P1有极性键的断裂和非极性键的生成
B. 生成的决速步骤是由物质2到
C. 中间产物1比2稳定
D. 与的反应过程为放热反应
13. 钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A. Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B. 充电过程中或的价态降低
C. 晶体Ⅱ的化学式为 D. 晶胞Ⅲ中键数目为24
14. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A. a点有沉淀生成,无沉淀生成
B. 表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C. 向悬浊液中滴加溶液、向悬浊液中滴加溶液,分别至c点时,和的溶解度均为
D. 时,饱和溶液中
二、填空题(本题包括4道小题,共58分)
15. 某小组采用如下实验流程制备:
已知:是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是_______,判断步骤I反应结束的实验现象是_______。
(2)下列做法不正确的是_______。
A. 步骤I中,反应物和溶剂在使用前除水
B. 步骤I中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C. 步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D. 步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证_______。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量标准溶液沉淀,再以标准溶液回滴剩余的。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤_______。
称取产品,用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵溶液
e.准确移取标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是_______。
③三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则产品纯度为_______。
16. 中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为_______。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节,生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生
C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明难被氧化,“浸金”中的作用为_______。
(6)“沉金”中的作用为_______。
(7)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
17. 含碳化合物的合成与转化具有研究价值和现实意义。由CO、和制涉及的原理为:
①
②
③
(1)反应①的___________。
(2)反应②自发进行的条件为___________(填“高温”或“低温)。
(3)反应③的速率方程可表示为,其中分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关,则升高温度,会___________(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(4)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。为探究M、N两种催化剂对反应②的催化效能,进行相关实验,依据实验数据获得如图所示曲线,由图1可知活化能较低的催化剂是___________(填“M”或“N”)。
(5)恒温恒压条件下,将和(不参与反应)充入密闭容器中进行②和③反应,到达平衡,测得容器中的体积分数为12.5%。设此时,计算该温度下反应③的平衡常数___________(用含有a的代数式表示)。的平衡转化率、CO和的选择性(S)随温度的变化曲线如图2所示,图中表示CO选择性的是曲线___________(填“a”、“b”或“c”)。
[已知:①对于反应,,x为物质的量分数;②选择性,]
(6)利用电解原理也可将转化为,其装置如图3所示,则电极上的电极反应为___________。
18. 化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是_______。
(2)A的结构简式为_______。
(3)由B生成C的化学方程式为_______。反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇;若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成,副产物可能的结构简式为_______(写出一种即可)。
(4)由D生成E的反应类型为_______。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为_______(写出一种即可)。
(6)G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有_______种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为_______。
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华清中学2025-2026学年度下学期高三年级第一次自主命题
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 0-16 F-19 S-32 Al-27 Ag-108 I-127
一、选择题(14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 内蒙古自治区作为我国重要的能源和战略资源基地,拥有丰富的自然资源。下列说法正确的是
A. 天然气的主要成分是CO和H2 B. 有色金属是指铜、金等有颜色的金属
C. 煤的直接液化是物理变化 D. 稀土元素是金属元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.天然气的主要成分是CH4,A错误;
B.在冶金业上把铁、铬、锰称为黑色金属,把铁、铬、锰之外的金属元素称为有色金属,可见有色金属不是指铜、金等有颜色的金属,B错误;
C.煤的直接液化是用煤来生产甲醇等液态燃料,由于变化过程中有新物质产生,因此发生的变化是化学变化,C错误;
D.稀土元素是15种镧系元素以及钇和钪元素,共l7种金属元素,因此稀土元素是金属元素,D正确;
故合理选项是D。
2. 生物质气(主要成分为、、等)经含铬催化剂催化合成甲醇和水,甲醇在铁钼氧化物作用下可得到甲醛。下列化学用语或图示错误的是
A. 基态原子价层电子的轨道表示式:
B. 甲醛与苯酚的缩聚产物线型酚醛树脂的结构简式:
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 中σ键形成的轨道重叠示意图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态原子价层电子排布式为,A不符合题意;
B.甲醛与苯酚先发生加成反应生成,脱水缩聚生成,B不符合题意;
C.中心原子价层电子对数为,有2个孤电子对,价层电子对互斥模型为四面体形,C不符合题意;
D.中键是原子轨道头碰头重叠形成的,图示过程为p-p轨道肩并肩重叠形成π键的过程,D符合题意;
答案选D。
3. 关于实验室安全和试剂保存,下列叙述正确的是
A. 液溴加水封保存在广口试剂瓶中
B. 制取有毒气体应在通风橱中进行,防止空气污染
C. 硝酸银溶液保存在棕色细口试剂瓶中
D. 银氨溶液可密封、避光长期保存在棕色试剂瓶中
【答案】C
【解析】
【详解】A.液溴为液态试剂,应保存在细口试剂瓶中,广口瓶用于存放固体试剂,A错误;
B.通风橱仅能将有毒气体排出实验室、避免实验人员中毒,未进行尾气处理的情况下仍会造成空气污染,B错误;
C.硝酸银见光易分解,且属于液态试剂,需保存在棕色细口试剂瓶中避光存放,C正确;
D.银氨溶液不稳定,久置会生成爆炸性物质,必须现配现用,不能长期保存,D错误;
故选C。
4. 芯片是人工智能的核心,其主要制作材料是硅。工业上用石英砂(主要成分是)为原料制取高纯度的硅,其生产流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 高纯硅是制造手机芯片的常用材料,SiO2是制造太阳能电池的基本原料
B. 反应③中,H2是还原剂,SiHCl3是氧化剂
C. 步骤①中X是CO2
D. SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气:
【答案】D
【解析】
【分析】该工业流程以石英砂中的为原料,先让和焦炭在3273K高温下反应制得粗硅,粗硅再和在553~573K条件下反应得到,最后被在1380K左右还原,最终制得高纯度纯硅。
【详解】A.高纯硅是制造芯片、太阳能电池的核心原料,是制造光导纤维的原料,A错误;
B.反应③的化学方程式为,中H元素化合价从0升高到+1,作还原剂;中Si元素化合价从+4降低到0,中H元素化合价从-1升高到+1,既是氧化剂又是还原剂,B错误;
C.步骤①与焦炭高温反应制粗硅,反应为,产物X是而非,C错误;
D.遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气,给出的方程式原子守恒、化合价升降守恒,反应式书写正确,D正确;
故选D。
5. 为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器和连接装置)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
实验室制备乙炔气体
启普发生器、试管、导管、集气瓶、胶头滴管
碳化钙、饱和食盐水、硫酸铜溶液
B
验证
试管、胶头滴管
含有少量的溶液、溶液
C
鉴别和两种晶体
烧杯、试管、胶头滴管
硝酸酸化的溶液、蒸馏水
D
验证甲苯能被酸性溶液氧化
试管、胶头滴管
甲苯、酸性
溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室制备乙炔时,碳化钙与饱和食盐水反应剧烈、放出大量热,且生成的氢氧化钙为糊状物,易堵塞启普发生器,不能使用启普发生器,A错误;
B.所用试剂中浓度远大于浓度,滴加溶液时优先生成沉淀,无法证明,B错误;
C.两种配合物溶于水均可电离出,滴加硝酸酸化的溶液均产生白色沉淀,C错误;
D.向盛有甲苯的试管中滴加酸性溶液,振荡后紫红色褪去,即可证明甲苯被酸性氧化,所选仪器和试剂均完整准确,D正确;
故选D。
6. 下列有关物质结构或性质的比较正确的是
A. 晶体的沸点:H3PO4 >NaCl
B. 在CCl4中的溶解性:P4>PH3
C. 稳定性:[PtCl2(PH3)2]<[PtCl2(NH3)2]
D. 中心磷原子的价层电子对数:H3PO4 > H3PO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.属于分子晶体,属于离子晶体,离子晶体沸点远高于分子晶体,故沸点,A错误;
B.中心C原子的价层电子对数=σ键+孤电子对数,空间结构为正四面体,正负电荷中心对称,为非极性溶剂;为正四面体形,也是非极性分子;中心P原子的价层电子对数=σ键+孤电子对数,空间结构为三角锥形,正负电荷中心不对称,为极性分子;根据相似相溶原理,非极性分子在中的溶解性大于极性分子,B正确;
C.中P的电负性小于NH3中N的电负性,PH3更容易提供电子对,形成的配位键强,配合物的稳定性更强,故稳定性,C错误;
D.中P和4个O形成σ键,无孤电子对;和中P和3个O和1个H形成σ键,无孤电子对,价层电子对数均为4,二者相等,D错误;
故选B。
7. 科学实验中,要尽可能避免干扰因素对实验的影响。下列分析正确的是
A. 用装置甲检验溶液中金属阳离子,若观察火焰为紫色,说明溶质一定为钾盐
B. 用装置乙制备氢氧化亚铁,其中试剂苯可以更换成四氯化碳
C. 用装置丙从海水中提取:先用吸收溴蒸气,然后再通入
D. 丁装置中,读取的体积时,应待装置冷却至室温,将漏斗缓缓下移至两端的液面处于相平,是为了防止温度和压强对气体体积的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.焰色试验是元素的性质,火焰呈紫色只能说明溶液中含钾元素,溶质除了钾盐还可以是氢氧化钾等,不一定是钾盐,因此不能说明溶质一定为钾盐,A错误;
B.苯的密度小于水,浮在氢氧化亚铁溶液上层,可以隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化;四氯化碳密度大于水,会位于溶液下层,无法起到隔绝空气的作用,因此不能替换,B错误;
C.该装置中,进气口均未伸入液面下,溴蒸气、无法进入水溶液中发生反应,不能完成富集吸收,尾气处理管不能插入液面以下,C错误;
D.该量气操作中,反应放热,需冷却至室温避免热胀冷缩带来的体积误差;调节漏斗使两端液面相平,可以保证装置内气体压强等于外界大气压,消除压强差对体积测量的影响,因此该操作和目的描述均正确,D正确;
故选D。
8. 过量与以下的溶液反应,下列总反应方程式错误的是
溶液
现象
化学方程式
A
产生淡黄色沉淀
B
溶液由棕黄色变浅绿色
C
溶液褪色,产生白色沉淀
D
苯酚钠溶液
溶液变浑浊
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.过量会与生成的继续反应生成,正确总反应为:,选项给出的方程式产物错误,A错误;
B.具有氧化性,可将氧化为,自身被还原为,方程式、现象均正确,B正确;
C.可氧化,自身被还原为白色沉淀,方程式配平、产物均正确,C正确;
D.酸性顺序:>苯酚,当少量时,生成苯酚和亚硫酸钠,过量时,生成苯酚和,方程式正确,D正确;
答案选A。
9. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素在化合物中只显负价。它们可与锂形成能有效提高电池性能的电解质,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的单质可与的简单氢化物发生置换反应
B. 氢化物的稳定性:
C. 原子半径:
D. Y、Z可形成多种化合物,其中、均具有还原性
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素在化合物中只显负价,在结构中只形成一个单键,可知W元素为F;从结构看,X形成4个共价键,对应第IIIA族,原子序数小于F,故X元素为B;Y形成4个共价键,对应第ⅣA族,原子序数介于B和F之间,故Y元素为C;Z形成2个共价键,对应第ⅥA族,原子序数介于C和F之间,故Z元素为O。
【详解】A.的氧化性强于,因此可与水发生置换反应,A正确;
B.同周期从左到右,简单氢化物的稳定性逐渐增强:W>Z>X,B错误;
C.同周期从左到右,原子半径逐渐减小:X>Y>Z>W,C正确;
D.CO、(+3价)均未达到最高正价,因此二者均具有还原性,D正确;
故选B。
10. 聚碳酸酯是一类热塑性聚合物,可用于制造眼镜的塑料镜片和自行车头盔的外壳。某聚碳酸酯是以双酚A(BPA)与光气(COCl2)为原料制成的,BPA结构如图所示。下列说法中正确的是
A. 已知BPA可由苯酚与丙酮制备,制备BPA时发生反应的类型为加成、消去。
B. BPA与光气发生加聚反应制备聚碳酸酯
C. 加入苯酚(因为只有一个官能团)可终止聚合反应
D. 聚碳酸酯的结构为
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知BPA可由苯酚与丙酮制备,制备BPA时先是苯酚酚羟基对位上的H与酮羰基发生加成反应,即生成了醇羟基,然后醇羟基与另一个苯酚酚羟基对位上的H与该醇羟基发生取代反应,故过程中发生反应的类型为加成、取代,A错误;
B.BPA与光气反应制备聚碳酸酯的过程中,还生成小分子物质HCl,故发生缩聚反应,B错误;
C.因为苯酚只有一个官能团,即苯酚只有一个反应部位,能与其他原子连接,故加入苯酚可终止聚合反应,C正确;
D.BPA与光气反应制备聚碳酸酯,该聚碳酸酯的结构为:,D错误;
故答案为:C。
11. 下列物质中均含有同种元素,它们在一定条件下的转化关系如图所示。G为单质,Q为气体且能使品红溶液褪色。下列说法正确的是
A. G易溶于乙醇
B. 若过量,则可以使G直接转化为R
C. W与T反应生成Q的过程中还可能同时生成G
D. E生成T的反应证明E在水中的电离程度大于T
【答案】C
【解析】
【分析】G为单质,Q为气体且能使品红溶液褪色,则Q为,由转化关系即可得到G为S,E为,,R为,T为,据此回答,
【详解】A.硫单质微溶于乙醇,A错误;
B.硫转化为和转化为的条件不同,S不能一步转化为,B错误;
C.若W为,W与T反应的方程式为,C正确;
D.氢硫酸是弱酸,硫酸是强酸,硫化氢的电离程度小于硫酸,因极难溶于水,故可以发生反应,D错误;
故选C。
12. 泰坦星是土星最大的卫星,大气中含有大量的氮气和甲烷,同时含有大量的,研究其与甲烷的反应对推测地球大气的演变有重要意义。反应过程能量变化如图,下列说法错误的是
A. 由中间产物1转化为P1有极性键的断裂和非极性键的生成
B. 生成的决速步骤是由物质2到
C. 中间产物1比2稳定
D. 与的反应过程为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.中间产物1转化为P1时,断裂C-N极性键,生成N2中的N≡N非极性键,存在极性键断裂和非极性键生成,A正确;
B.生成P2的反应历程中,决速步骤为活化能最大的步骤。中间产物2到过渡态TS2-P2的活化能最高,是生成P2路径中活化能最大的步骤,即决速步骤,B正确;
C.物质能量越低越稳定,中间产物1能量(-69.5)高于中间产物2(-82.1),则2比1稳定,C错误;
D.反应物R能量为0,产物P1、P2等能量均低于0,总反应产物能量低于反应物,为放热反应,D正确;
故选C。
13. 钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是
A. Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B. 充电过程中或的价态降低
C. 晶体Ⅱ的化学式为 D. 晶胞Ⅲ中键数目为24
【答案】C
【解析】
【分析】钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时装置为电解池,其为阳极,失去电子发生氧化反应,充电随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ,则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程;
【详解】A.由分析,Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程,原电池中会发生自发的氧化还原反应,A错误;
B.充电过程阳极发生氧化反应,则或的价态升高,B错误;
C.据“均摊法”,晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K,则化学式为,C正确;
D.结合C分析,晶胞Ⅲ中24个CN-,CN-中含有碳氮叁键,1个叁键含有1个σ键2个π键,则其中键数目为48,D错误;
故选C。
14. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A. a点有沉淀生成,无沉淀生成
B. 表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C. 向悬浊液中滴加溶液、向悬浊液中滴加溶液,分别至c点时,和的溶解度均为
D. 时,饱和溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】由和可知,本题图像斜率绝对值大的线段为即的饱和溶液,线段bc代表的是即的饱和溶液,而另外一条线代表的是即的饱和溶液,且由c点坐标值可知:和。
【详解】A.结合图像和分析,过a点作x轴垂线,a点的Qc大于,a点是的过饱和溶液有沉淀析出,a点的Qc小于,a点是的不饱和溶液,没有沉淀析出,A不符合题意;
B.在纯水中溶解度的点为,即,在坐标轴体现应该是一象限角平分线的左上部,B不符合题意;
C.向悬浊液中滴加溶液、向悬浊液中滴加溶液,分别至c点时,的溶解度为,的溶解度为,C不符合题意;
D.时,饱和溶液中所以,D符合题意;
故选D。
二、填空题(本题包括4道小题,共58分)
15. 某小组采用如下实验流程制备:
已知:是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是_______,判断步骤I反应结束的实验现象是_______。
(2)下列做法不正确的是_______。
A. 步骤I中,反应物和溶剂在使用前除水
B. 步骤I中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C. 步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D. 步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证_______。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量标准溶液沉淀,再以标准溶液回滴剩余的。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤_______。
称取产品,用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵溶液
e.准确移取标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是_______。
③三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则产品纯度为_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色) (2)BC
(3)取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有
(4) ①. a e d f ②. 抑制发生水解反应,保证滴定终点的准确判断 ③.
【解析】
【分析】由流程信息可知,铝、碘和正己烷一起加热回流时,铝和碘发生反应生成,过滤后滤液经浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥后得到粗产品。
【小问1详解】
由实验装置图中仪器的结构可知,图中仪器A的名称是球形冷凝管,其用于冷凝回流;碘溶于正己烷使溶液显紫红色,是无色晶体,当碘反应完全后,溶液变为无色,因此,判断步骤I反应结束的实验现象是:溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色)。
【小问2详解】
A.吸湿性极强,因此在步骤I中,反应物和溶剂在使用前必须除水,A正确;
B.使用到易燃的有机溶剂时,禁止使用明火加热,因此在步骤I中,若控温加热器发生故障,不能改用酒精灯(配石棉网)加热,B不正确;
C.在空气中受热易被氧化,因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时,要注意使用有保护气(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)的装置中进行,不能直接在蒸发皿浓缩,C不正确;
D.在空气中受热易被氧化、可溶于热的正己烷因此,为了减少溶解损失,在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤,D正确;
综上所述,本题选BC。
【小问3详解】
碘易溶于正己烷,而可溶于热的正己烷、不易溶于冷的正己烷,因此,可以取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有。
【小问4详解】
①润洗时,滴定管尖嘴部分也需要润洗;先加待测溶液,后加标准溶液,两者充分反应后,剩余的浓度较小,然后滴加指示剂硫酸铁铵溶液作指示剂,可以防止生成沉淀;由于使用标准溶液滴定,故应该选用溶液,其中的可以与过量的半滴溶液中的反应生成溶液呈红色的配合物,故滴定至溶液呈浅红色;综上所述,需要补全的操作步骤依次是:a e d f。
②和均易发生水解,溶液中含有,为防止影响滴定终点的判断,必须抑制其发生水解,因此加入稀酸B的作用是:抑制发生水解反应,保证滴定终点的准确判断。
③由滴定步骤可知,标准溶液分别与溶液中的、标准溶液中的发生反应生成和;由守恒可知,,则;三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则=,由I守恒可知,因此,产品纯度为。
16. 中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为_______。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节,生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生
C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明难被氧化,“浸金”中的作用为_______。
(6)“沉金”中的作用为_______。
(7)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
【答案】(1)CuSO4
(2)
(3)(或FeAsO4) (4)BC
(5)形成配合物,促进金的氧化
(6)作还原剂(或置换Au)
(7) ①. ②. NaCN
【解析】
【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4,在pH=2时进行细菌氧化,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,过滤,滤液中主要含有Fe3+、、As(V),加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,过滤可得到净化液;滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶液反应,得到含的浸出液,加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。
【小问1详解】
“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4;
【小问2详解】
“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,离子方程式为:;
【小问3详解】
“沉铁砷”时,加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降;
【小问4详解】
A.细菌的活性与温度息息相关,因此细菌氧化也需要控温,A不符合题意;
B.焙烧氧化时,金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,可减少有害气体的产生,B符合题意;
C.焙烧氧化需要较高的温度,因此所使用的设备需要耐高温,而细菌氧化不需要较高的温度就可进行,设备无需耐高温,C符合题意;
D.由流程可知,细菌氧化也会产生废液废渣,D不符合题意;
故选BC;
【小问5详解】
“浸金”中,Au作还原剂,O2作氧化剂,NaCN做络合剂,氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性,将Au转化为从而浸出;
【小问6详解】
“沉金”中Zn作还原剂,将还原为Au;
【小问7详解】
滤液②含有,经过H2SO4的酸化,转化为ZnSO4和HCN,反应得化学方程式为:;用碱中和HCN得到的产物,可实现循环利用,即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而循环利用。
17. 含碳化合物的合成与转化具有研究价值和现实意义。由CO、和制涉及的原理为:
①
②
③
(1)反应①的___________。
(2)反应②自发进行的条件为___________(填“高温”或“低温)。
(3)反应③的速率方程可表示为,其中分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关,则升高温度,会___________(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(4)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。为探究M、N两种催化剂对反应②的催化效能,进行相关实验,依据实验数据获得如图所示曲线,由图1可知活化能较低的催化剂是___________(填“M”或“N”)。
(5)恒温恒压条件下,将和(不参与反应)充入密闭容器中进行②和③反应,到达平衡,测得容器中的体积分数为12.5%。设此时,计算该温度下反应③的平衡常数___________(用含有a的代数式表示)。的平衡转化率、CO和的选择性(S)随温度的变化曲线如图2所示,图中表示CO选择性的是曲线___________(填“a”、“b”或“c”)。
[已知:①对于反应,,x为物质的量分数;②选择性,]
(6)利用电解原理也可将转化为,其装置如图3所示,则电极上的电极反应为___________。
【答案】(1)
(2)低温 (3)增大
(4)N (5) ①. ②. a
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应① = 反应② - 反应③,因此:;
【小问2详解】
反应②:,反应后气体总物质的量减少,故;焓变,故。根据自发反应判据:、时,低温下的绝对值小,,反应自发;高温下,反应非自发。因此反应②自发进行的条件为;
【小问3详解】
反应③为吸热反应(),根据阿伦尼乌斯公式,升高温度,正、逆反应速率常数均增大;
【小问4详解】
阿伦尼乌斯公式:,以为纵坐标、为横坐标作图,直线斜率为,斜率绝对值越小,活化能越低。由图1可知,曲线的斜率绝对值更小,因此活化能更低,对应催化剂为;
【小问5详解】
恒温恒压下,充入,,(不参与反应)。设平衡时,设反应②生成的物质的量为,则反应②:,反应③:。则平衡时各物质的量:,,,,,。总物质的量:,已知的体积分数为,即,解得。因此平衡时各物质的量:,,,,,,。因此反应③:,;反应②为放热反应(),温度升高,平衡逆向移动,选择性降低;反应③为吸热反应(),温度升高,平衡正向移动,选择性升高。由图2可知:曲线:随温度升高,选择性持续降低,对应;曲线:随温度升高,选择性持续升高,对应。因此表示选择性的曲线为;
【小问6详解】
由图3可知,电极上得电子,在参与下生成,为阴极(与电源负极相连);电极为阳极,失电子生成。根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应:。
18. 化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是_______。
(2)A的结构简式为_______。
(3)由B生成C的化学方程式为_______。反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇;若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成,副产物可能的结构简式为_______(写出一种即可)。
(4)由D生成E的反应类型为_______。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为_______(写出一种即可)。
(6)G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有_______种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)醚键,酯基
(2) (3) ①. ②. 或或或等
(4)取代反应 (5)或
(6) ①. 6 ②.
【解析】
【分析】A在氯气和氯化铁催化下生成B,根据B的结构可推出A为,B与异丙醇发生取代反应生成C,C与浓硝酸发生取代反应生成D,根据F的结构推出D为,D与发生取代反应生成E,E为,E与铁粉,氯化氢发生还原反应生成F,F与3-戊酮在一定条件下生成H,H与乙酰氯发生反应生成I,据此解答。
【小问1详解】
由I的结构式可知,其含氧官能团为醚键,酯基,故答案为:醚键,酯基;
【小问2详解】
由分析可知,A为,故答案为:;
【小问3详解】
由分析可知,B与异丙醇发生取代反应生成C和氯化氢,化学方程式为:;反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇,异丙醇较少,滴加下去优先和活泼的酰氯发生反应,若改为向异丙醇中滴加B,则异丙醇足量,会导致更多副产物的生成,主反应生成的HCl会与体系中大量的异丙醇发生反应,例如,在加热的情况下,异丙醇会与HCl发生取代反应生成 (2-氯丙烷),或者发生消去反应生成(丙烯),异丙醇在加热和酸性条件下也可能发生分子间取代反应生成 (异丙醚),B也可能与异丙醇
反应生成;
【小问4详解】
根据C的结构推出D为,D与发生取代反应生成E,故答案为:取代反应;
【小问5详解】
由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,说明F生成H发生了已知信息第一步反应,然后第二步反应,第二步两种产物互为顺反异构体,则J的结构简式为或,故答案为:或;
【小问6详解】
G为3-戊酮,分子式为C5H10O,它的同分异构体中,含有碳氧双键,说明为醛或酮,若为醛,可以看成将醛基挂在-C4H9上,共有4种同分异构体,分别为:,若为酮,除了G本身外,共有2种同分异构体,分别为:,共有6种符合要求的同分异构体,其中,能发生银镜反应(含有醛基),且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为,故答案为:6;。
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