内容正文:
佛山南海中学2025-2026学年第二学期高二期中考试
化 学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Cl 35.5 Ca 40 Ti 48 Mn 55 Ni 59 Co 59 Ga 70 Se 79 Cd 112
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列有关文物的主要成分分类错误的是
A. 乾隆款金瓯永固杯:杯的主要成分黄金为金属材料
B. 《清明上河图》:宣纸的主要成分是人工合成有机高分子材料
C. 青玉云龙纹炉:玉的主要成分为硅酸盐材料
D. 商代后母戊鼎:鼎的主要成分青铜为金属材料
2. 下列有关实验安全或药品存放说法错误的是
A. 图标的含义是:防止锋利物品扎伤或割伤
B. 新制氯水保存在棕色细口瓶中,并放置于阴凉处
C. 将实验中未用完的Na块放入废液缸
D. 保存溶液时,需加入少量稀盐酸和铁粉
3. 高分子材料是现代社会的核心材料之一,下列说法正确的是
A. 化学纤维就是合成纤维
B. 聚乙烯的链节为
C. 棉花、羊毛、天然橡胶都属于天然有机高分子材料
D. 轮胎中加入炭黑的目的是使轮胎呈黑色
4. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子式:
B. 甲醛的结构简式:
C. 基态原子的价电子排布式:
D. 的名称:2,3-二甲基戊烷
5. 用表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 含有的核外电子数为
B. 中含有的质子数为
C. 与足量的铁反应,转移的电子数为
D. 标况下,氦气含有的原子数为
6. 下列现象对应的离子反应方程式正确的是
A. 水玻璃长期露置在空气中变浑浊
B. 铜丝与铁丝缠绕一起浸在稀硫酸中,铜丝表面有气泡
C. 二氧化硫通入品红溶液中,红色褪去
D. 食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体产生
7. 有机物M可用于稀土元素的萃取,其结构如图所示。下列关于M的说法错误的是
A. 分子式为
B. 与氢气完全加成的产物中含有手性碳原子
C. 分子中含有4种官能团
D. 与足量NaOH溶液反应,消耗
8. 用下列实验装置和操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 甲中再用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可析出深蓝色晶体
B. 乙中先通再通,制备
C. 验证干燥的氯气没有漂白性
D. 测定生成氧气的反应速率
9. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象
结论
A
检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+,将溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去
证明溶液中含有Fe2+
B
向0.1mol/L K2Cr2O7溶液滴加硝酸银溶液,出现红色Ag2CrO4沉淀
Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2Cr2O7)
C
向0.1mol/L CuSO4溶液中加入少量NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色
证明 Cl-和H2O在配合物中存在相互竞争
D
将1mL 0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液和1mL 0.1mol/L CuSO4溶液分别滴加5mL 30% H2O2溶液,前者出现气泡快
催化效果:Fe3+>Cu2+
A. A B. B C. C D. D
10. 化合物可用作定色剂,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子,与同族,的层电子总数是未成对电子数的3倍,比的价电子数少1。下列说法正确的是
A. 分子极性: B. 第一电离能:
C. 该化合物中,的杂化方式为 D. W、X、Y只能构成共价化合物
11. 某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成,其晶胞属于立方体构型,晶胞结构如下图所示,其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是
A. 晶体的化学式为CdSe
B. 与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有8个
C. B原子的分数坐标为
D. 晶体的密度为
12. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移)。下列说法错误的是
A. a极电势低于b极电势
B. Ni@C能提高还原反应的速率
C. a极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D. 产生1 mol气体X,双极膜中质量减少36 g
13. 一定条件下,与浓硫酸发生取代反应生成水和单萘磺酸,反应过程和有机物占比随时间变化如图所示:
下列说法正确的是
A. 升高温度,反应Ⅰ的速率增大程度大于反应Ⅱ
B. 产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ强
C. 平衡常数的比值
D. 加催化剂(只催化反应Ⅰ),极值点e可能变为a点
14. 一种有机三元弱酸广泛存在于水果中,可用表示。25℃时,用NaOH调节溶液的pH,溶液中含各种微粒的分布系数与pH的关系如图所示[比如的分布系数:]。
下列说法正确的是
A. 曲线1代表
B. pH=11时,
C. 溶液、溶液都显酸性
D. 反应的
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 五氨氯化钴一般指二氯化一氯五氨合钴,化学式为。某实验小组同学制备并测定其中的氨含量的实验步骤及装置(夹持装置略)如下:
.的制备
制备的操作过程如图,其原理为CoCl2在浓氨水中被H2O2氧化成(深红色晶体),不稳定,在115℃时加热脱水转化成稳定的紫红色的[Co(NH3)5Cl]Cl2。
(1)仪器Y的名称为___________。抽滤完毕,仪器X内的液体从___________倒出。
(2)写出操作过程中生成的化学方程式___________。
(3)缓慢加入6 mL浓盐酸的作用是___________。
(4)操作Z为:乙醇洗涤数次,盐酸洗涤,___________。
.测定[Co(NH3)5Cl]Cl2中的氨含量
准确称取0.2 g样品,加入20 mL水溶解,然后加入20 mL 30%NaOH溶液,充分加热,使产生的氨气全部蒸出到盛有足量硼酸溶液的氨接收瓶中,并用的标准盐酸滴定接收瓶中的氨,记下消耗盐酸的体积为7.90 mL。
(5)的标准盐酸盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定前需排出装盐酸标准溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其操作正确的图示为___________(填字母)。
(6)中NH3的质量分数为___________%(保留三位有效数字),比理论值偏___________(填“高”或“低”),造成此误差可能的原因是___________。
16. 氯化铊的化学式为,为白色结晶性粉末,微溶于冷水,不溶于乙醇,主要用于毛发脱除剂,也用于烟花、信号弹和照明弹等。从某含铊废料(主要成分为、、、、、、等)中提取并制备的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)中的化合价为___________;残渣的主要成分为___________。
(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法有___________(任写两种)。
(3)工业上常常从“萃取”步骤得到的水相中逐步沉淀出金属离子回收利用,若沉淀前溶液中金属离子的浓度均为,第一步沉淀金属离子需要调节溶液pH的大小范围为___________。{已知:常温下,、、,当离子浓度时,认为该离子沉淀完全}
(4)“还原、沉淀”过程中生成无污染气体,其发生反应的离子方程式为___________。
(5)“一系列操作”具体是指___________。
(6)的立方晶胞结构与相同,则与等距离且最近的Tl有___________个;若两个Tl间的最近距离为,TlCl晶体的密度为,则阿伏加德罗常数___________(列出计算式)。
17. 先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇的反应原理如下:
主反应:△H1
副反应:
副反应的反应热绝对值远远小于主反应的反应热绝对值。
(1)一定温度下,将1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g)通入到恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时,H2的转化率为4%,该反应放热a kJ。则该温度下主反应的△H1=_______。该反应自发发生的条件为_______(选填“高温”“低温”或者“任何温度”)。
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量H2(g)和CH3COOH(g) (不考虑副反应),下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. 混合气体的密度保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. H2O的体积分数不变 D. n(H2O)和n(CH3CH2OH)的比值一定
(3)已知:Ⅰ.S表示选择性,且主反应产物的选择性往往大于副反应产物的选择性
Ⅱ.
在n(H2):n(CH3COOH)=10时:2 MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化均如图所示。
①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是_______(填字母)。
②曲线b变化的原因是_______。
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,一定能提高乙醇选择性的措施_______(填一条)。
(4)一定温度和恒定压强下,向初始体积为1 L容积可变的密闭容器中通入2 mol H2和1 mol CH3COOH同时发生主反应和副反应,测得平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,则平衡时,c(H2)_______mol/L,主反应的Kc=_______。
18. 由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为C7H5NO。
已知:Ⅰ.芳香烃X用质谱仪测出的质谱图如图所示:
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
Ⅲ.
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)G的分子式是___________。
(2)③的反应类型是___________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________。
(4)阿司匹林有多种同分异构体,其中属于二元酸的芳香族化合物共有___________种;核磁共振氢谱有4组峰,峰值面积比为3:2:2:1的结构简式为___________。
(5)以下为A和其他无机物合成最合理的方案,回答有关问题:
a.写出反应⑤的试剂和条件:___________。
b.以上反应属于加成反应的是:___________。
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佛山南海中学2025-2026学年第二学期高二期中考试
化 学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Cl 35.5 Ca 40 Ti 48 Mn 55 Ni 59 Co 59 Ga 70 Se 79 Cd 112
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列有关文物的主要成分分类错误的是
A. 乾隆款金瓯永固杯:杯的主要成分黄金为金属材料
B. 《清明上河图》:宣纸的主要成分是人工合成有机高分子材料
C. 青玉云龙纹炉:玉的主要成分为硅酸盐材料
D. 商代后母戊鼎:鼎的主要成分青铜为金属材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.金瓯永固杯的主要成分为金,属于金属材料,A正确;
B.宣纸的主要成分为天然高分子纤维素,不属于人工合成高分子,B错误;
C.玉主要为各种硅酸盐的组合,C正确;
D.鼎的主要成分为青铜,属于合金,D正确;
答案选B。
2. 下列有关实验安全或药品存放说法错误的是
A. 图标的含义是:防止锋利物品扎伤或割伤
B. 新制氯水保存在棕色细口瓶中,并放置于阴凉处
C. 将实验中未用完的Na块放入废液缸
D. 保存溶液时,需加入少量稀盐酸和铁粉
【答案】C
【解析】
【详解】A.为锐器,防止锐器扎伤或割伤自己或他人,故A说法正确;
B.实验室中溶液保存在细口瓶中,因为HClO见光或受热易分解,因此新制氯水应保存在棕色细口瓶中,并放置于阴凉处,故B说法正确;
C.未用完的Na块放入原试剂瓶中,故C说法错误;
D.保存在FeCl2溶液时,需要加入稀盐酸和铁粉,防止Fe2+被氧化和水解,故D说法正确;
答案为C。
3. 高分子材料是现代社会的核心材料之一,下列说法正确的是
A. 化学纤维就是合成纤维
B. 聚乙烯的链节为
C. 棉花、羊毛、天然橡胶都属于天然有机高分子材料
D. 轮胎中加入炭黑的目的是使轮胎呈黑色
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学纤维包括合成纤维,如尼龙和再生纤维如粘胶纤维,并非仅指合成纤维,A错误;
B.聚乙烯的链节应为,而非,B错误;
C.棉花主要成分为纤维素、羊毛主要成分为蛋白质、天然橡胶为聚异戊二烯,均为自然界存在的有机高分子材料,属于天然有机高分子材料,C正确;
D.轮胎中加入炭黑的主要目的是增强橡胶的强度、耐磨性和耐久性,颜色变化是次要效果,D错误;
故选C。
4. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子式:
B. 甲醛的结构简式:
C. 基态原子的价电子排布式:
D. 的名称:2,3-二甲基戊烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.由Ca2+和构成,与N2互为等电子体,两个C原子间形成三键,每个碳原子还有1个孤电子对,所以电子式:,A正确;
B.甲醛的分子式为CH2O,结构简式为HCHO,B不正确;
C.F为9号元素,电子排布式为1s22s22p5,则基态F原子的价电子排布式为2s22p5,C正确;
D.的主链上有5个C原子,在2、3两个主链碳原子上各连有1个-CH3,则名称为2,3-二甲基戊烷,D正确;
故选B。
5. 用表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 含有的核外电子数为
B. 中含有的质子数为
C. 与足量的铁反应,转移的电子数为
D. 标况下,氦气含有的原子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝离子的核外电子数为10,则1 mol铝离子含有的核外电子数为:1 mol×10×NA mol-1=10NA,A错误;
B.水分子的质子数为10,则18 g水分子中含有的质子数为:×10×NA mol-1=10NA,B正确;
C.氯气与足量的铁共热反应只能生成氯化铁,则1 mol氯气与足量的铁反应,转移的电子数为:1 mol×2×NA mol-1=2NA,C错误;
D.氦气为单原子分子,则1 mol氦气含有的原子数为:1 mol×1×NA mol-1=NA,D错误;
故选B。
6. 下列现象对应的离子反应方程式正确的是
A. 水玻璃长期露置在空气中变浑浊
B. 铜丝与铁丝缠绕一起浸在稀硫酸中,铜丝表面有气泡
C. 二氧化硫通入品红溶液中,红色褪去
D. 食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体产生
【答案】A
【解析】
【详解】A.水玻璃长期露置在空气中变浑浊:,A正确;
B.铜丝与铁丝缠绕一起浸在稀硫酸中形成原电池,Fe为负极、Cu为正极,铜丝表面有气泡:,B错误;
C.二氧化硫通入品红溶液中,红色褪去,是因为二氧化硫具有漂白性,与有色物质结合成无色物质,C错误;
D.食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体产生:,D错误;
答案选A。
7. 有机物M可用于稀土元素的萃取,其结构如图所示。下列关于M的说法错误的是
A. 分子式为
B. 与氢气完全加成的产物中含有手性碳原子
C. 分子中含有4种官能团
D. 与足量NaOH溶液反应,消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,C原子个数为14,H原子个数为17,O原子个数为4 ,N原子个数为1,故其分子式为C14H17O4N,A正确;
B.该有机物与氢气完全加成后,没有碳原子连接4个不同原子或基团,故所有碳原子均不能被定义为手性碳原子,B错误;
C.分子中含有酯基、酰胺基、醚键、碳碳双键,共4种官能团,C正确;
D.1 mol M分子中酯基、酰胺基会各消耗1 mol NaOH,故共消耗2 mol NaOH,D正确;
故答案选B。
8. 用下列实验装置和操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 甲中再用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可析出深蓝色晶体
B. 乙中先通再通,制备
C. 验证干燥的氯气没有漂白性
D. 测定生成氧气的反应速率
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇可降低硫酸四氨合铜的溶解度,再用玻璃棒摩擦烧杯内壁产生微小的晶核,可析出深蓝色晶体,能达到目的,A正确;
B.氨气极易溶于水,长导管进气易发生倒吸,应将通入氨气、二氧化碳的导管口互换,不能达到目的,B错误;
C.鲜花中有水,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,能使鲜花褪色,不能达到目的,C错误;
D.丁装置使用长颈漏斗,且长颈漏斗下端未浸入液面以下,生成的氧气会从长颈漏斗口逸出;同时该装置无有效计量气体体积的装置,无法测定反应速率,不能达到目的,D错误;
故选A。
9. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象
结论
A
检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+,将溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去
证明溶液中含有Fe2+
B
向0.1mol/L K2Cr2O7溶液滴加硝酸银溶液,出现红色Ag2CrO4沉淀
Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2Cr2O7)
C
向0.1mol/L CuSO4溶液中加入少量NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色
证明 Cl-和H2O在配合物中存在相互竞争
D
将1mL 0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液和1mL 0.1mol/L CuSO4溶液分别滴加5mL 30% H2O2溶液,前者出现气泡快
催化效果:Fe3+>Cu2+
A. A B. B C. C D. D
【答案】BC
【解析】
【详解】A.溶液中若含有,酸性高锰酸钾会被还原而褪色,但溶液中的Cl⁻在酸性条件下也可能被高锰酸钾氧化,导致紫红色褪去。因此,褪色不能直接证明存在,结论错误,A错误;
B.中存在平衡:,向0.1mol/L 溶液滴加硝酸银溶液,出现红色沉淀,两种沉淀是同种类型的电解质,说明的更小,B正确;
C.在水溶液中以形式存在,溶液呈蓝色,加入少量NaCl固体,平衡正向移动,变大,溶液变为黄绿色(蓝色和黄色的组合色是绿色),说明Cl⁻和H2O在配合物中存在相互竞争,C正确;
D.中浓度为0.2mol/L,而中浓度为0.1mol/L,未控制变量(浓度不同),无法直接比较催化效果,结论错误,D错误;
故选BC。
10. 化合物可用作定色剂,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子,与同族,的层电子总数是未成对电子数的3倍,比的价电子数少1。下列说法正确的是
A. 分子极性: B. 第一电离能:
C. 该化合物中,的杂化方式为 D. W、X、Y只能构成共价化合物
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子,则为氢元素,与同族,的层电子总数是未成对电子数的3倍,比的价电子数少1,若未成对电子数为1,L层电子数为3,则为B元素,为铝元素,为Be元素,若未成对电子数为2,L层电子数为6,则为O元素,为硫元素,为N元素,若未成对电子数为3,L层电子数为9,不满足电子排布规律,结合化合物分子式,可知为O元素,为硫元素,为N元素。
【详解】A.由分析可知,XW3是NH3为极性分子,ZY3是SO3为非极性分子,分子极性NH3 > SO3,即XW3 > ZY3,A正确;
B.同周期元素中,第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族,故氧元素第一电离能小于氮元素,不满足Y > X > W,B错误;
C.化合物H2NSO3H中,X(N)在-NH2基团中为sp3杂化,非sp2杂化,C错误;
D.W、X、Y(H、N、O)可形成离子化合物(如NH4NO3),非只能构成共价化合物,D错误;
故答案选A。
11. 某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成,其晶胞属于立方体构型,晶胞结构如下图所示,其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是
A. 晶体的化学式为CdSe
B. 与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有8个
C. B原子的分数坐标为
D. 晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Se位于晶胞内部,晶胞中Se的个数为4,Cd的个数为8×+6×=4,故化学式为CdSe,A正确;
B.晶胞中Cd的位置位于顶点和面心,所以晶胞中与Cd原子距离最近且相等的Cd原子应有12个,B错误;
C.根据晶胞中各原子的位置及点坐标,可得出B原子的分数坐标为(,,),C正确;
D.晶胞中含有4个CdSe单元,其质量为,晶胞体积为,故晶体的密度为,D正确。
故选B。
12. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移)。下列说法错误的是
A. a极电势低于b极电势
B. Ni@C能提高还原反应的速率
C. a极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D. 产生1 mol气体X,双极膜中质量减少36 g
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,5-羟甲基糠醛(HMF)在板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)上转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,故b极(Ni@C)为阳极,a极(石墨烯)为阴极,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,a极为阴极,b极为阳极,阳极电势高于阴极电势,即b极电势高于a极电势,A正确;
B.利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,Ni@C能提高氧化反应的速率,B错误;
C.石墨烯(a)为阴极,水在阴极得到电子生成气体X(H2),电极反应式为,C正确;
D.每产生1 mol 转移2 mol e-,双极膜中有2 mol 移向阳极,同时有2 mol 移向阴极,双极膜中质量减少,D正确;
故选B。
13. 一定条件下,与浓硫酸发生取代反应生成水和单萘磺酸,反应过程和有机物占比随时间变化如图所示:
下列说法正确的是
A. 升高温度,反应Ⅰ的速率增大程度大于反应Ⅱ
B. 产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ强
C. 平衡常数的比值
D. 加催化剂(只催化反应Ⅰ),极值点e可能变为a点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由右图可知,反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ,反应速率越快,反应的活化能越小,则反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,升高温度,活化能大的反应速率增大的程度越大,则反应Ⅰ的速率增大程度小于反应Ⅱ,故A错误;
B.由左图可知,产物Ⅰ转化为产物Ⅱ的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,物质的能量越大越不稳定,则产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ弱,故B错误;
C.由盖斯定律可知,反应Ⅱ—反应Ⅰ得到反应,由右图可知,平衡时产物Ⅱ的占比为72%、产物Ⅰ的占比为12%,设平衡时浓度为c,则的浓度为6c,反应的平衡常数K====6,故C正确;
D.加入只催化反应Ⅰ的催化剂,反应Ⅰ的速率增大,产物Ⅰ的占比增大,则右图中极值点e变为a点,故D正确;
故选CD。
14. 一种有机三元弱酸广泛存在于水果中,可用表示。25℃时,用NaOH调节溶液的pH,溶液中含各种微粒的分布系数与pH的关系如图所示[比如的分布系数:]。
下列说法正确的是
A. 曲线1代表
B. pH=11时,
C. 溶液、溶液都显酸性
D. 反应的
【答案】D
【解析】
【分析】为有机三元弱酸,用NaOH调节溶液的pH,溶液的pH越小,的分布系数越大,溶液的pH越大,的分布系数越大,则曲线1,2,3,4分别代表、、、的分布系数,由图可知,溶液中H3A、H2A-的浓度相等时,溶液pH为2.1,则电离常数Ka1(H3A)= = c(H+)=10-2.1,同理可知,Ka2(H3A)=10-7.2、Ka3(H3A)=10-12.3,据此分析;
【详解】A.pH越小,的分布系数越大,pH越大,的分布系数越大,因此曲线1代表,曲线4代表,A错误;
B.根据电荷守恒,溶液中存在,选项等式左边缺少,B错误;
C.由电离常数可知,的水解常数Kh==>Ka3,则在溶液中的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,的水解常数,则在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,故C错误;
D.由方程式可知,反应的平衡常数K=====105.1,D正确;
答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 五氨氯化钴一般指二氯化一氯五氨合钴,化学式为。某实验小组同学制备并测定其中的氨含量的实验步骤及装置(夹持装置略)如下:
.的制备
制备的操作过程如图,其原理为CoCl2在浓氨水中被H2O2氧化成(深红色晶体),不稳定,在115℃时加热脱水转化成稳定的紫红色的[Co(NH3)5Cl]Cl2。
(1)仪器Y的名称为___________。抽滤完毕,仪器X内的液体从___________倒出。
(2)写出操作过程中生成的化学方程式___________。
(3)缓慢加入6 mL浓盐酸的作用是___________。
(4)操作Z为:乙醇洗涤数次,盐酸洗涤,___________。
.测定[Co(NH3)5Cl]Cl2中的氨含量
准确称取0.2 g样品,加入20 mL水溶解,然后加入20 mL 30%NaOH溶液,充分加热,使产生的氨气全部蒸出到盛有足量硼酸溶液的氨接收瓶中,并用的标准盐酸滴定接收瓶中的氨,记下消耗盐酸的体积为7.90 mL。
(5)的标准盐酸盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定前需排出装盐酸标准溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其操作正确的图示为___________(填字母)。
(6)中NH3的质量分数为___________%(保留三位有效数字),比理论值偏___________(填“高”或“低”),造成此误差可能的原因是___________。
【答案】(1) ①. 布氏漏斗 ②. 上口
(2)
(3)增大的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出
(4)在115℃下加热
(5) ①. 酸式 ②. D
(6) ①. 33.6 ②. 低 ③. 氨气未被接收瓶完全吸收(答案合理即可)
【解析】
【小问1详解】
仪器Y的名称为布氏漏斗;抽滤完毕,仪器X(抽滤瓶)内的液体从“抽滤瓶的上口”倒出;故答案为:布氏漏斗;上口;
【小问2详解】
反应物为CoCl2⋅6H2O、浓氨水(NH3⋅H2O)、H2O2、NH4Cl(实验开始时加入的固体),产物为[Co(NH3)5(H2O)]Cl3(深红色晶体);Co的价态变化:CoCl2中Co为+2价,被H2O2氧化为+3价(配合物中Co为+3价);配体组成:配合物含5个NH3和1个H2O,配位数为6,符合钴(Ⅲ)的配位数特征;配平:CoCl2→[Co(NH3)5(H2O)]Cl3,每个Co原子失去1 e-;H2O2中O从−1价变为−2价,每个H2O2分子得到2 e-,因此CoCl2与H2O2的系数比为2:1;故答案为:;
【小问3详解】
浓盐酸提供高浓度Cl−,增大Cl−的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出;故答案为:增大Cl−的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出;
【小问4详解】
不稳定,在115℃时加热脱水转化成稳定的紫红色的[Co(NH3)5Cl]Cl2,所以洗涤(乙醇、盐酸)后,将 在115℃下加热转化为最终所需产物[Co(NH3)5Cl]Cl2,故答案为:在115℃下加热;
【小问5详解】
的标准盐酸显酸性,应盛放在酸式滴定管中;酸式滴定管排气泡的正确操作为D(快速放液,利用液体冲击力带出气泡),故答案为:酸式;D;
【小问6详解】
氨的物质的量n(NH3)=n(HCl)=0.5000 mol/L×7.90×10-3 L=3.95×10-3 mol,
氨的质量m(NH3)= 3.95×10-3 mol×17g/mol=0.06715 g,氨的质量分数=,[Co(NH3)5Cl]Cl2的摩尔质量约为250.4 g/mol,其中NH3的理论上的质量分数为,实验计算值33.6%比理论值偏低,
造成误差的可能原因:加热时,氨气未完全蒸出,导致氨气未被接收瓶完全吸收;故答案为:33.6;偏低;导致氨气未被接收瓶完全吸收。
16. 氯化铊的化学式为,为白色结晶性粉末,微溶于冷水,不溶于乙醇,主要用于毛发脱除剂,也用于烟花、信号弹和照明弹等。从某含铊废料(主要成分为、、、、、、等)中提取并制备的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)中的化合价为___________;残渣的主要成分为___________。
(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法有___________(任写两种)。
(3)工业上常常从“萃取”步骤得到的水相中逐步沉淀出金属离子回收利用,若沉淀前溶液中金属离子的浓度均为,第一步沉淀金属离子需要调节溶液pH的大小范围为___________。{已知:常温下,、、,当离子浓度时,认为该离子沉淀完全}
(4)“还原、沉淀”过程中生成无污染气体,其发生反应的离子方程式为___________。
(5)“一系列操作”具体是指___________。
(6)的立方晶胞结构与相同,则与等距离且最近的Tl有___________个;若两个Tl间的最近距离为,TlCl晶体的密度为,则阿伏加德罗常数___________(列出计算式)。
【答案】(1) ①. +3 ②. 和
(2)升温、粉碎含铊废料、增大和混合液及溶液的浓度(任答两种即可)
(3)
(4)
(5)过滤、乙醇洗涤、干燥(多写“降温结晶、冷水洗涤”也可)
(6) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】含铊废料中加入H2SO4、KMnO4、NaCl后得到含NaTlCl4、Fe3+、Zn2+溶液和含SiO2、PbSO4的滤渣,然后“萃取”步骤分别沉淀Fe3+、Zn2+,“反萃取”步骤加入CH3COONH4将NaTlCl4转化为NH4[TlCl4],“还原、沉淀”步骤用N2H4还原[TlCl4]-得到TlCl粗品,再经过过滤、乙醇洗涤、干燥得到TlCl固体。
【小问1详解】
NH4[TlCl4]中Tl的化合价为+3;残渣的主要成分为PbSO4和SiO2。
【小问2详解】
“浸取”过程中提高浸取率的方法为升温、粉碎含铊废料、增大KMnO4和H2SO4混合液及NaCl溶液的浓度。
【小问3详解】
由于常温下,、,当Fe3+沉淀完全时,,,此时溶液的pH=2.8,当Zn2+开始沉淀时,,此时溶液的pH=6.3,因此第一步沉淀时需要调节溶液pH的大小范围为。
【小问4详解】
由有无污染气体生成、TlCl微溶于冷水可知,反应产物中有N2,且沉淀为TlCl,故“还原、沉淀”过程中发生反应的离子方程式为。
【小问5详解】
“一系列操作”具体是指过滤、乙醇洗涤、干燥。
【小问6详解】
由NaCl的晶胞结构可知,与Tl等距离且最近的Tl有12个;一个晶胞中有Tl的个数为,Cl的个数为,根据TlCl的密度计算阿伏加德罗常数。
17. 先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇的反应原理如下:
主反应:△H1
副反应:
副反应的反应热绝对值远远小于主反应的反应热绝对值。
(1)一定温度下,将1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g)通入到恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时,H2的转化率为4%,该反应放热a kJ。则该温度下主反应的△H1=_______。该反应自发发生的条件为_______(选填“高温”“低温”或者“任何温度”)。
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量H2(g)和CH3COOH(g) (不考虑副反应),下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. 混合气体的密度保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. H2O的体积分数不变 D. n(H2O)和n(CH3CH2OH)的比值一定
(3)已知:Ⅰ.S表示选择性,且主反应产物的选择性往往大于副反应产物的选择性
Ⅱ.
在n(H2):n(CH3COOH)=10时:2 MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化均如图所示。
①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是_______(填字母)。
②曲线b变化的原因是_______。
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,一定能提高乙醇选择性的措施_______(填一条)。
(4)一定温度和恒定压强下,向初始体积为1 L容积可变的密闭容器中通入2 mol H2和1 mol CH3COOH同时发生主反应和副反应,测得平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,则平衡时,c(H2)_______mol/L,主反应的Kc=_______。
【答案】(1) ①. -10a kJ/mol ②. 低温 (2)D
(3) ①. a ②. 主反应和副反应均为放热反应,温度升高,主反应和副反应的平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应 ③. 使用对主反应催化活性更高的催化剂(或加压)
(4) ①. 1 ②. 2
【解析】
【小问1详解】
根据反应方程式可知:CH3COOH与H2按照1:2的物质的量关系反应。现在在恒压条件下加入1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g),可见H2过量,反应达到平衡时H2的转化率为4%,反应消耗H2的物质的量是n(H2)=5 mol×4%=0.2 mol,该反应放热a kJ,则2 mol H2(g)完全反应放出热量为Q=10a kJ,故的反应热△H1=-10a kJ/mol;
该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,△H<0,△S<0,根据反应自发进行的条件是△G=△H-T△S<0,则该反应自发发生的条件为低温条件;
【小问2详解】
A.反应混合物都是气体,气体的质量不变。反应在恒温、恒压条件下进行,气体的体积随着气体的物质的量的改变而改变,则混合气体的密度随着气体的物质的量的改变而改变,因此根据气体的密度不变作为判断化学平衡的标志,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体物质的量减小的反应,反应混合物都是气体,气体的质量不变,若气体的平均相对分子质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.在恒温恒压条件下进行该反应,若反应正向进行,H2O(g)的体积分数就会增大;若反应逆向进行,H2O(g)的体积分数就会减小,若其体积分数不变,则说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.若反应开始加入反应物,则生成的n(H2O):n(CH3CH2OH)=1:1,则无论反应是否达到平衡状态,在任何时刻二者的物质的量的比都始终是1:1,因此不能根据n(H2O):n(CH3CH2OH)不变判断反应是否达到平衡状态,D符合题意;
故合理选项是 D;
【小问3详解】
①主反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,化学平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是a;
②主反应和副反应的正反应均为放热反应,升高温度,化学平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,所以乙醇的选择性随着温度升高而减小;
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,由于主反应的正反应是气体体积减小的反应,而副反应反应前后气体的物质的量不变,因此要提高乙醇选择性,可以是增大压强;或者是使用对主反应催化活性更高的催化剂,来提高主反应中乙醇选择性;
【小问4详解】
反应开始时容器的容积为1 L,加入物质的物质的量:n(CH3COOH)=1 mol,n(H2)=2 mol,平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,假设主反应产生H2O的物质的量为x,假设副反应产生H2O的物质的量是y,根据主反应中物质反应转化关系可知平衡时各种气体的物质的量:n(CH3COOH)=(1-x) mol,n(H2)=(2-2x) mol,n(CH3CH2OH)= n(H2O)=x mol。它们的平衡时的物质的量又是副反应起始时的物质的量,由副反应方程式:中物质反应转化关系可知平衡时:n(CH3COOH)=(1-x-y) mol,n(CH3CH2OH)=(x-y) mol,n(CH3COOC2H5)=y mol,n(H2O)=(x+y) mol=0.8 mol。平衡时气体的物质的量减少20%,则n(总)平衡=n(CH3COOH)+n(CH3CH2OH)+n(CH3COOC2H5)+n(H2O)+n(H2)=(1-x-y) mol+(x-y) mol+y mol+0.8 mol+(2-2x) mol=(1+2)mol×80%=2.4 mol,两式联立,解得x=0.6 mol,y=0.2 mol。容器的容积与气体的物质的量呈正比。反应开始时容器容积是1 L,气体总物质的量是3 mol,反应达到平衡时气体物质的量减小20%,则平衡时容器的容积V=1 L×80%=0.8 L,故平衡时H2的平衡浓度:c(H2)==1 mol/L;c(CH3CH2OH)==0.5 mol/L,c(CH3COOH)==0.25 mol/L,c(H2O)==1.0 mol/L,故主反应的化学平衡常数K==2。
18. 由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为C7H5NO。
已知:Ⅰ.芳香烃X用质谱仪测出的质谱图如图所示:
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
Ⅲ.
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)G的分子式是___________。
(2)③的反应类型是___________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________。
(4)阿司匹林有多种同分异构体,其中属于二元酸的芳香族化合物共有___________种;核磁共振氢谱有4组峰,峰值面积比为3:2:2:1的结构简式为___________。
(5)以下为A和其他无机物合成最合理的方案,回答有关问题:
a.写出反应⑤的试剂和条件:___________。
b.以上反应属于加成反应的是:___________。
【答案】(1) (2)还原反应
(3)
(4) ①. 10 ②. 或
(5) ①. O2,催化剂并加热 ②. ①③
【解析】
【分析】根据质谱图可知,芳香烃X的相对分子质量为92,则其分子式为C7H8,结构简式为;,X与氯气发生取代反应生成A,A是一氯代物,A转化生成B,B催化氧化生成C,C能与银氨溶液反应生成D,故B含有醇羟基、C含有醛基,故A为,B为,C为,D酸化生成E,故D为,E为;在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F,结合反应③的产物可知F为,F转化生成G,由于苯胺容易被氧化,由反应信息Ⅰ、反应信息Ⅱ可知,G为,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO,与的分子式相比减少1分子H2O,发生缩聚反应生成H为,据此分析解题。
【小问1详解】
根据分析可知,G的是,其分子式为;
【小问2详解】
G为发生还原反应生成,③的反应类型是还原反应;
【小问3详解】
反应⑤的化学方程式是;
【小问4详解】
阿司匹林的同分异构体中属于二元羧酸的芳香族化合物,苯环有1个侧链为-CH(COOH)2;苯环有2个侧链为-COOH、-CH2COOH,有邻、间、对3种位置关系;苯环有3个侧链为-COOH、-COOH、-CH3,2个羧基有邻、间、对3种位置,对应的甲基分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的同分异构体共有1+3+(2+3+1)=10种,其中核磁共振氢谱有4种峰,峰值面积比为3:2:2:1的结构简式为或;
【小问5详解】
由有机物A和其他无机物合成,可用逆推法分析, 结合官能团的变化可得苯环发生加成反应、氯原子发生消去反应、碳碳双键发生加成反应、氯原子发生水解反应,羟基被氧化为醛基而得到目标产物,故反应⑤的试剂是氧气,反应条件为催化剂并加热;以上反应属于加成反应的是:①③。
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