内容正文:
湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年
高三下学期期中考试化学试卷
一、单选题
1. 下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A. 铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,它们都是黑色的固体
B. 将FeCl3溶液滴入煮沸过的NaOH溶液中可以制得Fe(OH)3胶体
C. 鉴别Fe2+中是否混有Fe3+,可先加入Cl2水,再加入KSCN溶液
D. 可用FeCl3溶液腐蚀铜版的方法制造印刷电路板
2. 下列实验装置或操作正确的是
A.制取少量氧气并可以控制反应停止
B.检查装置的气密性
C.混合浓硫酸和水
D.验证碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
3. 维生素C的结构简式如图所示,有关它的叙述不正确的是
A. 能使溴水褪色
B. 在任何条件下都能稳定存在
C. 易被氧化,是一种较强的还原剂,又叫抗坏血酸
D. 能促进伤口愈合,但人体不能合成,通常从食物中获得
4. 铁的氧化物是重要的化工原料,可用作反应的催化剂。工业含铁废渣中含有大量铁的氧化物,常用于制取聚合硫酸铁铝净水剂。对于反应,下列有关说法正确的是
A. 其他条件相同,增大,反应的平衡常数K增大
B. 向固定容积的反应体系中充入氦气,反应速率加快
C. 升高温度,反应体系的活化分子百分数增多
D. 减小容器体积,反应物浓度增加,反应体系的活化分子百分数增多
5. 1934年H.R.克莱恩和C.C.劳伦斯首次报道制备了碳的放射性同位素碳-11,在正电子发射断层显像技术中有着重要应用。已知碳元素相对原子质量为12.01.下列有关说法正确的是
A. 的相对原子质量为12.01
B. 与互为同素异形体
C. 发生衰变生成,发生的变化属于化学变化
D. 碳元素最高价氧化物的空间结构为直线形
6. 下列实验操作、现象和结论都正确且有相关性的是
选项
操作
现象
结论
A
向包有足量过氧化钠粉末的脱脂棉上滴加几滴水
脱脂棉燃烧
过氧化钠与水反应放热
B
取少量待测液于试管中,加入溶液
生成白色沉淀
该溶液中一定含有
C
将氯气通入含淀粉的碘化钾溶液中
溶液变为黄色
氧化性:
D
用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,用滤纸吸干煤油并把钠放入水中
钠在水面上游动,发出吱吱声并熔成闪亮的小球
钠与水反应生成碱
A. A B. B C. C D. D
7. 25℃时、向含NaCN、Na2CO3、NaCl的混合溶液中滴加AgNO3溶液,平衡时混合溶液中pAg与pM的关系如下图所示[已知:pAg=-lgc(Ag+),pM=-lgc(M),其中,M=CN-或Cl-或;Ksp(AgCN)<Ksp(AgCl)]。
下列有关说法错误的是
A. 直线L2代表-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)的关系
B. 常温下,AgCN的饱和溶液中c(Ag+)=10-4.875mol·L-1
C. 向a点所示的溶液中加入AgNO3固体,增大
D. 常温下,反应AgCl(s)+CN-=AgCN(s)+Cl-可以进行完全
8. 以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)[Fe(CN)6]颜料,工艺流程如图:
已知:①1 mol NH4Cl中有4 mol σ键,“还原”工序得到的产物中没有单质S;②“沉铁”工序产生的沉淀是Fe(NH4)2[Fe(CN)6]。下列说法错误的是
A. 1 mol Fe(NH4)[Fe(CN)6]中含有16 mol σ键
B. 向“还原”工序得到的滤液中加入氨水可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4
C. 若工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,则所得母液可循环使用
D. “氧化”工序发生反应的离子方程式为6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]++6H+=6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+3H2O+Cl-+6
9. 下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为20的氯原子:
B. 氯气分子中共价键电子云轮廓图可以表示为
C. 基态锗原子的简化电子排布式:
D. 用电子式表示HCl的形成过程为
10. 金属钠的发现标志着电化学的黎明,其极度活泼的化学性质(强还原性)令人印象深刻,也决定了其特殊的保存方式。尽管单质钠本身危险,但基于其独特性质,它在冶金、化工、能源及照明等领域发挥着不可替代的作用。下面有关描述正确的是
A. 钠投入到水中立即熔化成小球,说明其熔点低
B. 实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
C. 用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,说明该溶液中的溶质一定含有钠盐
D. 工业上用电解饱和食盐水制取金属钠
11. (沸点43℃,结构如图甲所示)可由反应制得。在总压分别为0.10MPa、0.50MPa、1.0MPa、2.0MPa下,反应达平衡时的体积分数x与温度的关系如图乙所示。已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。
下列说法错误的是
A. Ni基态原子价电子的轨道表示式:
B. 晶体的类型:分子晶体
C. 、100℃时压强平衡常数
D. 、100℃时CO的平衡转化率
12. 下列关于热化学方程式和反应的热效应的叙述中,正确的是
A. 已知 ; ,则
B. 一定条件下,将和置于密闭的容器中充分反应生成放热,则热化学方程式为
C. 已知氢气的热值为,则
D. 已知C(s,石墨)=C(s,金刚石),则石墨比金刚石更稳定
13. 一种铜化合物(相对分子质量)的晶体结构如图所示。已知立方体的边长为apm,阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 该晶体属于混合型晶体
B. 阳离子的空间结构为平面四边形
C. Cl元素位于元素周期表的s区
D. 该晶体的密度为
14. 探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A. ①装置中可能发生反应:4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3
B. ②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气
C. ③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液
D. ④装置开始反应时应关闭止水夹a,一段时间后再打开止水夹a
二、解答题
15. 氧化铁俗名铁红,是重要的铁的氧化物。
流程一:制备氧化铁
用废铁屑制备氧化铁的流程如图:
(1)废铁屑中加入溶液的作用是_______;
(2)加入溶液产生沉淀的离子方程式为_______;
(3)写出“煅烧”发生反应的化学方程式_______;
流程二:探究氧化铁的性质
A、B、C、D均是含铁元素的物质,氧化铁发生的反应及物质转化关系如图:
(4)检验A溶液中金属阳离子的实验过程是_______;
(5)写出物质C与反应的化学方程式_______。
16. 以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:酸性条件下,的氧化性强于。
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有___________。
(2)“浸银"时,使用过量和的混合溶液作为浸出剂,将会使的中银以形式浸出,元素被氧化为单质。
①写出“浸银”反应(可逆反应)的离子方程式:___________。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用:___________。
(3)“沉银"过程中需要过量的铁粉作为还原剂,该步反应的离子方程式有___________。
(4)由硫酸锰溶液可制得,已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从硫酸锰溶液中获得较高纯度的“操作Ⅰ”为___________。
17. 某实验小组采用如下方案实现了3-甲基苯酚的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向100 mL反应瓶中加入0.9 g四正丁基碘化铵(催化剂)和1.1 g MCH,装上冷凝管,抽除装置内的空气并充入氮气,最后用注射器加入25.0 mL 1,2-二氯乙烷。一系列操作后,连续监测反应进程,过程中有ICl(有氧化性,易溶于有机物)生成。
Ⅱ.4 h时,监测结果显示反应基本结束,冷却后加入饱和溶液洗涤,弃去水层。向剩余有机层加入10% NaOH溶液萃取,分液除去有机层。
Ⅲ.用10% HCl溶液酸化所得水层至pH值约为4~5,再用二氯甲烷萃取。
Ⅳ.向所得有机层加入干燥剂干燥,过滤,蒸馏除去二氯甲烷,得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用冷凝管的作用为_______。
(2)步骤Ⅰ中1,2-二氯乙烷的作用是溶剂和_______。
(3)步骤Ⅰ中一系列操作的顺序为_______③_______(填标号)。
①打开冷却循环水 ②加热至100℃ ③开启磁力搅拌器
(4)步骤Ⅱ中加入饱和溶液的作用是_______。
(5)步骤Ⅲ加入10% HCl溶液发生反应的离子方程式为_______、_______。
(6)步骤Ⅳ中所用的干燥剂是_______(填字母)。
A.胆矾 B.碱石灰 C.无水硫酸钠
(7)产品中杂质只有二氯甲烷,根据产品的核磁共振氢谱(谱图中无酚羟基H的吸收峰)测定其纯度(,其中n表示物质的量)。已知图中e为二氯甲烷的H吸收峰,峰面积比,据此计算产品的纯度=_______%。
18. 奈必洛尔(I)是一种兼有血管扩张作用的选择性,受体阻滞剂,临床用于降血压,合成奈必洛尔的路线之一如图。
已知:①在浓硫酸作用下,酚类与酸酐反应得到酚酯;醋酸酐的结构简式为。
②手性碳原子可造成两种不同的立体构型:R构型、S构型。
回答下列问题:
(1)A的名称为___________;C中的含氧官能团的名称为___________。
(2)A→B的化学方程式为___________;D→E的反应类型为___________反应。
(3)F的结构简式为___________(参照,用R、S标记出手性碳原子的构型)。
(4)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不包含立体异构体)。
①含三种官能团,除苯环外不含其他环
②能与溶液发生显色反应,能发生银镜反应
③苯环上有三个取代基,氟原子与苯环直接相连
其中含有甲基的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
(5)依据以上路线信息,结合所学知识,设计以苯酚、醋酸酐为原料合成2-乙基苯酚的路线(无机试剂任选)___________。
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湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年
高三下学期期中考试化学试卷
一、单选题
1. 下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A. 铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,它们都是黑色的固体
B. 将FeCl3溶液滴入煮沸过的NaOH溶液中可以制得Fe(OH)3胶体
C. 鉴别Fe2+中是否混有Fe3+,可先加入Cl2水,再加入KSCN溶液
D. 可用FeCl3溶液腐蚀铜版的方法制造印刷电路板
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeO为黑色,Fe2O3为红棕色,Fe3O4为黑色晶体,故A错误;
B.将FeCl3溶液滴入沸水中才可以制得Fe(OH)3胶体,故B错误;
C.先加入Cl2,将Fe2+氧化成Fe3+,Fe2+对实验产生干扰,应先加KSCN溶液,如果溶液显红色,说明含有Fe3+,故C错误;
D.FeCl3溶液腐蚀铜版的方法制造印刷电路板的反应方程式是为,故D正确;
答案选D。
2. 下列实验装置或操作正确的是
A.制取少量氧气并可以控制反应停止
B.检查装置的气密性
C.混合浓硫酸和水
D.验证碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.过氧化钠为粉末状固体,能从筛孔中漏出,故不能控制该反应的停止与发生,A错误;
B.检查气密性时,长颈漏斗下端未伸入液面以下形成液封,用手捂容器时气体易从漏斗逸出,无法观察到气泡,B错误;
C.稀释浓硫酸应将浓硫酸沿烧杯壁缓慢注入水中并搅拌,图中为水倒入浓硫酸,易导致液体飞溅,C错误;
D.碳酸氢钠热稳定性差(低温分解),碳酸钠热稳定性好(高温难分解)。装置中碳酸氢钠置于温度较低处(小试管),碳酸钠置于温度较高处(大试管底部),加热后碳酸氢钠分解产生的CO2使澄清石灰水变浑浊,可验证热稳定性差异,D正确;
故选D。
3. 维生素C的结构简式如图所示,有关它的叙述不正确的是
A. 能使溴水褪色
B. 在任何条件下都能稳定存在
C. 易被氧化,是一种较强的还原剂,又叫抗坏血酸
D. 能促进伤口愈合,但人体不能合成,通常从食物中获得
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中C=C可以与溴水发生加成反应使其褪色,A项正确;
B.该物质中烯醇式结构易发生氧化,B项错误;
C.烯醇式结构易发生氧化反应,所以它具有还原性,C项正确;
D.人体无法合成维生素C,往往从蔬菜、水果的获取,D项正确;
故选B。
4. 铁的氧化物是重要的化工原料,可用作反应的催化剂。工业含铁废渣中含有大量铁的氧化物,常用于制取聚合硫酸铁铝净水剂。对于反应,下列有关说法正确的是
A. 其他条件相同,增大,反应的平衡常数K增大
B. 向固定容积的反应体系中充入氦气,反应速率加快
C. 升高温度,反应体系的活化分子百分数增多
D. 减小容器体积,反应物浓度增加,反应体系的活化分子百分数增多
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡常数只与温度有关,温度不变时不变,增大不会改变平衡常数,A错误;
B.固定容积的体系中充入氦气,参与反应的各气体物质的浓度不变,反应速率不变,B错误;
C.升高温度,分子平均能量升高,更多普通分子转化为活化分子,反应体系的活化分子百分数增多,C正确;
D.减小容器体积会增大反应物浓度,使单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数仅由温度、催化剂决定,该操作不会改变活化分子百分数,D错误;
故答案为C。
5. 1934年H.R.克莱恩和C.C.劳伦斯首次报道制备了碳的放射性同位素碳-11,在正电子发射断层显像技术中有着重要应用。已知碳元素相对原子质量为12.01.下列有关说法正确的是
A. 的相对原子质量为12.01
B. 与互为同素异形体
C. 发生衰变生成,发生的变化属于化学变化
D. 碳元素最高价氧化物的空间结构为直线形
【答案】D
【解析】
【详解】A.的质量数为11,其相对原子质量数值上近似等于质量数11,而12.01是碳元素的平均相对原子质量,A错误;
B.同素异形体是同种元素组成不同结构的单质,而互为同位素,B错误;
C.衰变是原子核变化,属于核反应而非化学变化,C错误;
D.碳最高价氧化物为,其空间结构为直线形,D正确;
故答案选D。
6. 下列实验操作、现象和结论都正确且有相关性的是
选项
操作
现象
结论
A
向包有足量过氧化钠粉末的脱脂棉上滴加几滴水
脱脂棉燃烧
过氧化钠与水反应放热
B
取少量待测液于试管中,加入溶液
生成白色沉淀
该溶液中一定含有
C
将氯气通入含淀粉的碘化钾溶液中
溶液变为黄色
氧化性:
D
用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,用滤纸吸干煤油并把钠放入水中
钠在水面上游动,发出吱吱声并熔成闪亮的小球
钠与水反应生成碱
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.过氧化钠与水反应生成氧气并放出大量热量,使脱脂棉达到着火点而燃烧,现象与结论一致,A正确;
B.未先加硝酸酸化,可能是其他阴离子(如)与Ag+生成沉淀,无法确定Cl-存在,结论不严谨,B错误;
C.氯气置换出碘单质,淀粉应显蓝色而非黄色,现象错误,C错误;
D.钠与水反应生成NaOH(碱)和H2,但现象未直接验证碱性(如酚酞变红),结论与现象关联性不足,D错误;
故答案选A。
7. 25℃时、向含NaCN、Na2CO3、NaCl的混合溶液中滴加AgNO3溶液,平衡时混合溶液中pAg与pM的关系如下图所示[已知:pAg=-lgc(Ag+),pM=-lgc(M),其中,M=CN-或Cl-或;Ksp(AgCN)<Ksp(AgCl)]。
下列有关说法错误的是
A. 直线L2代表-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)的关系
B. 常温下,AgCN的饱和溶液中c(Ag+)=10-4.875mol·L-1
C. 向a点所示的溶液中加入AgNO3固体,增大
D. 常温下,反应AgCl(s)+CN-=AgCN(s)+Cl-可以进行完全
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据溶度积表达式,推导与的关系:对于1:1型沉淀:,两边取负对数得:,斜率为;越小,越大,截距越大。已知,截距更大的对应,对应;对于:,取负对数得:,即,斜率为,斜率更大(更陡),因此对应;
【详解】A.由上述推导,代表与的关系,A正确;
B.由图可知,直线L1、L2在pM轴上的截距分别为、;饱和溶液中,,得,不是,B错误;
C.变形得,加入,增大,不变,因此比值增大,C正确;
D.反应的平衡常数,,反应可进行完全,D正确;
故选B。
8. 以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)[Fe(CN)6]颜料,工艺流程如图:
已知:①1 mol NH4Cl中有4 mol σ键,“还原”工序得到的产物中没有单质S;②“沉铁”工序产生的沉淀是Fe(NH4)2[Fe(CN)6]。下列说法错误的是
A. 1 mol Fe(NH4)[Fe(CN)6]中含有16 mol σ键
B. 向“还原”工序得到的滤液中加入氨水可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4
C. 若工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,则所得母液可循环使用
D. “氧化”工序发生反应的离子方程式为6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]++6H+=6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+3H2O+Cl-+6
【答案】B
【解析】
【分析】黄铁矿高温焙烧生成Fe2O3,故产生的红渣主要成分为Fe2O3,将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热酸浸,二氧化硅不反应,氧化铁转化为硫酸铁,过滤出滤渣①,滤渣①的主要成分为SiO2,向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,没有生成S沉淀,则硫元素被氧化为硫酸根离子,然后进行蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到FeSO4晶体,母液的溶质主要为FeSO4和H2SO4,加水溶解FeSO4晶体,向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4溶液调节溶液的pH为3,进行“沉铁”得到沉淀Fe(NH4)2[Fe(CN)6],然后过滤出沉淀,洗涤后加入H2SO4溶液和NaClO3进行氧化,Fe(NH4)2[Fe(CN)6]中未形成配位键的Fe2+被氧化为Fe3+,得到Fe(NH4)[Fe(CN)6],据此分析解题。
【详解】A.已知1 mol NH4Cl中含有4 mol σ键,1 mol铵根离子含有4 mol σ键,1 mol [Fe(CN)6]4-含有12 mol σ键,故1 mol Fe(NH4)[Fe(CN)6]中含有16 mol σ键,A正确;
B.向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,用“还原”工序得到的滤液制Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,除需要加入氨水外还需要加氧化剂(如过氧化氢),B错误;
C.由分析可知,“还原”工序中铁离子被还原为亚铁离子且不产生S单质沉淀,则硫元素被氧化为硫酸根离子,根据得失电子守恒和元素守恒可知,反应的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2S+16H+,然后进行蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到FeSO4晶体和母液,母液的溶质主要为FeSO4和H2SO4,母液中的硫酸可循环利用,C正确;
D.由分析可知,Fe(NH4)2[Fe(CN)6]在“氧化”工序中被氧化为Fe(NH4)[Fe(CN)6],根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒可得离子方程式为6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]+Cl+6H+=6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+3H2O+Cl-+6N,D正确;
故选B。
9. 下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为20的氯原子:
B. 氯气分子中共价键电子云轮廓图可以表示为
C. 基态锗原子的简化电子排布式:
D. 用电子式表示HCl的形成过程为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子数为20的氯原子的质子数为17,质量数为37,表示为,A项错误;
B.氯气分子中的共价键由2个氯原子各提供1个未成对电子的轨道重叠而成,共价键的电子云轮廓图为,B项正确;
C.Ge是32号元素,位于第四周期IVA族,基态锗原子的简化电子排布式为[Ar],C项错误;
D.HCl为共价化合物,用电子式表示的形成过程为,D项错误;
答案选B。
10. 金属钠的发现标志着电化学的黎明,其极度活泼的化学性质(强还原性)令人印象深刻,也决定了其特殊的保存方式。尽管单质钠本身危险,但基于其独特性质,它在冶金、化工、能源及照明等领域发挥着不可替代的作用。下面有关描述正确的是
A. 钠投入到水中立即熔化成小球,说明其熔点低
B. 实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中
C. 用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,说明该溶液中的溶质一定含有钠盐
D. 工业上用电解饱和食盐水制取金属钠
【答案】A
【解析】
【详解】A.钠投入到水中反应剧烈放热,且钠的熔点较低(约97.8°C),因此熔化成小球,A正确;
B.根据实验室药品取用规则,为防止污染,剩余药品不能放回原试剂瓶,实验室中取用后剩余的钠应放回原试剂瓶(通常保存在煤油中)以防止其暴露在空气中氧化或引发安全事故,B错误;
C.焰色反应呈黄色说明溶液中含有钠离子,但溶质不一定是钠盐(如可能是氢氧化钠溶液),C错误;
D.工业上制取金属钠是电解熔融氯化钠或氢氧化钠,电解饱和食盐水用于生产氯气、氢气和氢氧化钠(氯碱工业),D错误;
答案选A。
11. (沸点43℃,结构如图甲所示)可由反应制得。在总压分别为0.10MPa、0.50MPa、1.0MPa、2.0MPa下,反应达平衡时的体积分数x与温度的关系如图乙所示。已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。
下列说法错误的是
A. Ni基态原子价电子的轨道表示式:
B. 晶体的类型:分子晶体
C. 、100℃时压强平衡常数
D. 、100℃时CO的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ni是28号元素,Ni基态原子价电子排布为,根据洪特规则,其轨道表示式为:,A正确;
B.Ni(CO)4沸点仅,沸点低,符合分子晶体的特征,属于分子晶体,B正确;
C.该反应是气体分子数减少的反应。增大压强,会使平衡向正反应方向移动,反应达平衡时的体积分数x增大,因此在相同温度下,压强越大,值越大,则,即=,在和时,由图可知达平衡时的体积分数,各组分的分压为:;,压强平衡常数,C正确;
D.设初始物质的量为,平衡时物质的量为,根据反应,转化的为,平衡时剩余为,总气体物质的量为, 由,解得,则、100 ℃时平衡转化率,D错误;
故选D。
12. 下列关于热化学方程式和反应的热效应的叙述中,正确的是
A. 已知 ; ,则
B. 一定条件下,将和置于密闭的容器中充分反应生成放热,则热化学方程式为
C. 已知氢气的热值为,则
D. 已知C(s,石墨)=C(s,金刚石),则石墨比金刚石更稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知 ; ,碳完全燃烧放热多,故则,A错误;
B.该反应为可逆反应,没有明确氮气和氢气的反应的物质的量,不能计算其反应热,B错误;
C.已知氢气的热值为,则 ,C错误;
D.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ,说明石墨的能量低,能量低的物质更稳定,则石墨比金刚石更稳定,D正确;
故选D。
13. 一种铜化合物(相对分子质量)的晶体结构如图所示。已知立方体的边长为apm,阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 该晶体属于混合型晶体
B. 阳离子的空间结构为平面四边形
C. Cl元素位于元素周期表的s区
D. 该晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶体由阳离子和阴离子构成,属于离子晶体,A错误;
B.阳离子为,空间结构为平面四边形,B正确;
C.Cl元素位于元素周期表的p区,C错误;
D.该晶胞中Cu数量为,由化学式可知,该晶体的密度为,D错误;
故选B。
14. 探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A. ①装置中可能发生反应:4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3
B. ②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气
C. ③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液
D. ④装置开始反应时应关闭止水夹a,一段时间后再打开止水夹a
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置①中NaOH与FeSO4发生复分解反应,生成Fe(OH)2和Na2SO4,而Fe(OH)2很快又被氧气氧化生成Fe(OH)3,反应的离子方程式为4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3,A正确;
B.装置②中,在FeSO4溶液中滴加苯,苯的密度小于水,浮在溶液上层,可起到隔绝空气中的氧气的作用,B正确;
C.装置③中,铁粉可防止Fe2+被氧化为Fe3+,长滴管插入液面下,可防止NaOH在滴落时将空气中的氧气带入FeSO4溶液中,C正确;
D.装置④中,反应开始时先打开止水夹a,当Fe粉与稀硫酸反应一段时间生成较多H2,将体系中的空气排尽,一段时间后再关闭止水夹a,试管A中压强增大,将试管A中的FeSO4溶液压入试管B中,与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,D错误;
故选D。
二、解答题
15. 氧化铁俗名铁红,是重要的铁的氧化物。
流程一:制备氧化铁
用废铁屑制备氧化铁的流程如图:
(1)废铁屑中加入溶液的作用是_______;
(2)加入溶液产生沉淀的离子方程式为_______;
(3)写出“煅烧”发生反应的化学方程式_______;
流程二:探究氧化铁的性质
A、B、C、D均是含铁元素的物质,氧化铁发生的反应及物质转化关系如图:
(4)检验A溶液中金属阳离子的实验过程是_______;
(5)写出物质C与反应的化学方程式_______。
【答案】(1)去油污 (2)
(3)
(4)取少量溶液A于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明溶液中存在
(5)
【解析】
【分析】流程一:Na2CO3溶液呈碱性,能促进油脂水解,所以用于除油污,废铁屑中加入碳酸钠溶液除去表面的油污,然后加入稀硫酸并加热50~80℃,Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和H2,充分反应后通过操作Ⅰ得到滤液和滤渣,操作Ⅰ为过滤;滤液中含有FeSO4、H2SO4,滤液中加入稍过量的NH4HCO3溶液得到FeCO3,过滤后得到FeCO3沉淀,通过过滤、洗涤、干燥煅烧得到Fe2O3。
流程二:氧化铁与盐酸反应生成A为FeCl3,FeCl3与足量铁粉反应生成FeCl2,再与NaOH反应生成Fe(OH)2,最后在空气中被氧化为Fe(OH)3;
【小问1详解】
Na2CO3溶液呈碱性,能促进油脂水解,所以用于除油污;
【小问2详解】
加入NH4HCO3溶液时,在生成FeCO3沉淀的同时产生了使石灰水变浑浊的气体CO2,该反应的离子方程式为;
【小问3详解】
在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3,该反应的化学方程式为;
【小问4详解】
A为FeCl3,检验Fe3+的方法是:取少量溶液A于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明溶液中存在;
【小问5详解】
Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3的化学方程式为。
16. 以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:酸性条件下,的氧化性强于。
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有___________。
(2)“浸银"时,使用过量和的混合溶液作为浸出剂,将会使的中银以形式浸出,元素被氧化为单质。
①写出“浸银”反应(可逆反应)的离子方程式:___________。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用:___________。
(3)“沉银"过程中需要过量的铁粉作为还原剂,该步反应的离子方程式有___________。
(4)由硫酸锰溶液可制得,已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从硫酸锰溶液中获得较高纯度的“操作Ⅰ”为___________。
【答案】(1)Fe3+、Mn2+
(2) ①. ②. Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成沉淀
(3)
(4)控制温度在80~90℃蒸发结晶、趁热过滤、80~90℃蒸馏水洗涤2~3次、真空干燥
【解析】
【分析】银锰精矿主要含Ag2S、MnS、FeS2,氧化锰矿主要含MnO2。“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,“浸锰液”中主要阳离子为Fe3+、Mn2+;“浸锰渣”中Ag2S与过量FeCl3、HCl和CaCl2反应生成[AgCl2]-,用铁粉把[AgCl2]-还原为金属银,据此分析;
【小问1详解】
酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+,酸性条件下MnO2把FeS2氧化为Fe3+、S,MnO2被还原为Mn2+,浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+;
【小问2详解】
①铁离子具有氧化性,能和反应将硫氧化为硫单质而铁离子被还原为亚铁离子,释放出银离子和氯离子形成,故“浸银”反应的离子方程式:;
②Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成沉淀;
【小问3详解】
铁具有还原性,铁粉能把还原为金属银同时生成亚铁离子,“沉银”的离子方程式。
【小问4详解】
的溶解度随温度升高而降低,为得到纯度较高的晶体,操作I”为控制温度在80~90℃蒸发结晶、趁热过滤、80~90℃蒸馏水洗涤2~3次、真空干燥。
17. 某实验小组采用如下方案实现了3-甲基苯酚的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向100 mL反应瓶中加入0.9 g四正丁基碘化铵(催化剂)和1.1 g MCH,装上冷凝管,抽除装置内的空气并充入氮气,最后用注射器加入25.0 mL 1,2-二氯乙烷。一系列操作后,连续监测反应进程,过程中有ICl(有氧化性,易溶于有机物)生成。
Ⅱ.4 h时,监测结果显示反应基本结束,冷却后加入饱和溶液洗涤,弃去水层。向剩余有机层加入10% NaOH溶液萃取,分液除去有机层。
Ⅲ.用10% HCl溶液酸化所得水层至pH值约为4~5,再用二氯甲烷萃取。
Ⅳ.向所得有机层加入干燥剂干燥,过滤,蒸馏除去二氯甲烷,得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用冷凝管的作用为_______。
(2)步骤Ⅰ中1,2-二氯乙烷的作用是溶剂和_______。
(3)步骤Ⅰ中一系列操作的顺序为_______③_______(填标号)。
①打开冷却循环水 ②加热至100℃ ③开启磁力搅拌器
(4)步骤Ⅱ中加入饱和溶液的作用是_______。
(5)步骤Ⅲ加入10% HCl溶液发生反应的离子方程式为_______、_______。
(6)步骤Ⅳ中所用的干燥剂是_______(填字母)。
A.胆矾 B.碱石灰 C.无水硫酸钠
(7)产品中杂质只有二氯甲烷,根据产品的核磁共振氢谱(谱图中无酚羟基H的吸收峰)测定其纯度(,其中n表示物质的量)。已知图中e为二氯甲烷的H吸收峰,峰面积比,据此计算产品的纯度=_______%。
【答案】(1)冷凝回流
(2)氧化剂(或反应物)
(3) ①. ① ②. ②
(4)还原氧化性物质ICl,防止其氧化目标产物
(5) ①. ②.
(6)C (7)80
【解析】
【分析】该实验以MCH(3-甲基环己烯酮)为原料,在四正丁基碘化铵催化、1,2-二氯乙烷作溶剂和反应物、100℃条件下反应生成3-甲基苯酚;反应结束后,先用饱和溶液除去体系中的氧化性物质ICl,再用溶液萃取产物使其进入水层;水层经盐酸酸化后,用二氯甲烷萃取得到含产物的有机层;最后经干燥、蒸馏除去溶剂,得到纯品3-甲基苯酚。
【小问1详解】
冷凝管的作用是冷凝回流,使1,2-二氯乙烷等易挥发的溶剂和反应物回到反应瓶,提高原料利用率,故答案为:冷凝回流;
【小问2详解】
除作溶剂外,1,2-二氯乙烷还是反应物,在反应中提供氯原子,参与生成副产物二氯甲烷和ICl等;ICl中I为+1价,说明四正丁基碘化铵为还原剂,则1,2-二氯乙烷为氧化剂;
【小问3详解】
实验操作应先打开冷却循环水(①),再开启磁力搅拌器(③),最后加热至100℃(②),顺序为:,故答案为:①;②;
【小问4详解】
具有还原性,可将反应中生成的氧化性物质ICl还原为和,防止其氧化目标产物3-甲基苯酚,故答案为:还原氧化性物质ICl,防止其氧化目标产物;
【小问5详解】
步骤III加入10% HCl溶液,水层中含3-甲基苯酚钠,酸化时发生反应生成苯酚:,同时,过量与盐酸中和:,故答案为:;;
【小问6详解】
产物为酚类,呈弱酸性,不能用碱性干燥剂(如碱石灰);胆矾()无干燥能力,因此应选择无水硫酸钠,故答案选C;
【小问7详解】
由题,e峰对应杂质二氯甲烷(),每个二氯甲烷分子含有2个氢原子,其峰面积为1,因此可以算出二氯甲烷的物质的量为;f峰对应目标产物3-甲基苯酚()的甲基(),每个3-甲基苯酚分子的甲基上含有3个氢原子,其峰面积为6,因此3-甲基苯酚的物质的量为,因此纯度为,故答案为80。
18. 奈必洛尔(I)是一种兼有血管扩张作用的选择性,受体阻滞剂,临床用于降血压,合成奈必洛尔的路线之一如图。
已知:①在浓硫酸作用下,酚类与酸酐反应得到酚酯;醋酸酐的结构简式为。
②手性碳原子可造成两种不同的立体构型:R构型、S构型。
回答下列问题:
(1)A的名称为___________;C中的含氧官能团的名称为___________。
(2)A→B的化学方程式为___________;D→E的反应类型为___________反应。
(3)F的结构简式为___________(参照,用R、S标记出手性碳原子的构型)。
(4)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不包含立体异构体)。
①含三种官能团,除苯环外不含其他环
②能与溶液发生显色反应,能发生银镜反应
③苯环上有三个取代基,氟原子与苯环直接相连
其中含有甲基的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
(5)依据以上路线信息,结合所学知识,设计以苯酚、醋酸酐为原料合成2-乙基苯酚的路线(无机试剂任选)___________。
【答案】(1) ①. 对氟苯酚 ②. 羟基、酮羰基
(2) ①. ②. 还原反应
(3) (4) ①. 30 ②. 或等
(5)
【解析】
【分析】根据已知①,可知与乙酸酐在浓硫酸作用下生成B为,为取代反应,化学方程式为:;对比F'、G'的结构简式,根据已知②和H的结构简式,可判断F为,G为,据此分析;
【小问1详解】
的名称为对氟苯酚;根据C的结构简式,C中的含氧官能团的名称为羟基、酮羰基;
【小问2详解】
根据分析,A→B的化学方程式为:;D与氢气发生还原反应生成E;
【小问3详解】
根据分析,F的结构简式为;
【小问4详解】
E为,同分异构体要求含三种官能团,除苯环外不含其他环,能与溶液发生显色反应,说明有羟基直接连在苯环上,能发生银镜反应,说明含有-CHO,官能团还有氟原子,只有苯环一个环,根据不饱和度和氧原子数目,可知含有2个-CHO,苯环上有三个取代基,其中氟原子、羟基与苯环直接相连,则另一个侧链为或或,苯环上有3个各不相同的侧链,各有10种同分异构体,共有30种同分异构体;其中含有甲基的同分异构体的结构简式为或等;
【小问5详解】
用苯酚与乙酸酐在浓硫酸作用下反应生成 ,在氯化铝存在条件下转化成,在催化剂存在条件下与氢气发生加成反应生成,再发生消去反应得到,与氢气加成得到2-乙基苯酚,其合成路线为。
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