内容正文:
高三化学质量检测
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Ca 40 Fe 56 Zn 65
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 辽宁大连是我国重要的港口城市,下列关于海水资源综合利用的说法正确的是
A. 海水淡化可采用蒸馏法,该过程海水发生了化学变化
B. 从海水中提取溴单质的过程中,可用氯气作还原剂
C. 海水晒盐利用了蒸发结晶原理,得到的粗盐可直接用作食盐
D. 利用海水制取镁时,需将氯化镁晶体在氯化氢气流中加热脱水
2. 氮化硅()在高温下烧结可得到具有耐高温、抗氧化等优良性能的高温结构陶瓷。利用反应 均可制得氮化硅。下列有关化学用语或说法错误的是
A. 硬度:(金刚石) B. 的电子式:
C. 的晶体类型:共价晶体 D. 的VSEPR模型:四面体形
3. 碱蓬草可吸收土壤中的硫化物。已知硫化氢()燃烧的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 键角: B. 键长:
C. 互为同位素 D. 该反应中化合物的空间结构均为V形
4. 下列实验设计合理、操作规范的是
A.用NaOH标准溶液滴定含酚酞的HCl溶液
B.测定中和反应的反应热
C.配制一定物质的量浓度溶液时定容
D.观察的焰色
A. A B. B C. C D. D
5. 有机物M(结构如图)可用于合成抗过敏药物。下列有关M的说法正确的是
A. 分子式为 B. 分子中含手性碳原子
C. 分子中含有四种官能团 D. 可用红外光谱法测定其相对分子质量
6. 铁及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 反应①中,每生成标准状况下11.2 L气体,转移的电子数为
B. 溶液中的数目为
C. 反应③中,完全被氧化为时消耗分子的数目为
D. 反应⑤中,生成1 mol Fe时转移的电子总数为
7. 以环己醇为原料制取环己烯的流程如下
已知:操作1的装置如图(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是
A. 操作1中环己醇发生了取代反应
B. 操作2需要用到普通漏斗和烧杯
C. 操作3为蒸馏,该操作中沸石的作用是防止暴沸
D. 环己醇的沸点高于环己烯的主要原因是环己醇分子极性更大
8. 有机中间体W(结构如图)由X、Y、Z、M、N五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其中X、Z、Y、N、M的原子半径依次增大,Z、N位于同一主族。下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点:Z>N>Y B. 第一电离能:Z>N>M
C. 基态X原子占据的最高能级轨道的形状为哑铃形 D. 仅由Y、Z、M组成的化合物只有一种
9. 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释正确的是
选项
颜色变化
解释
A
向盛有溶液的试管中滴加KSCN溶液,试管中溶液变为红色
B
向盛有酸性溶液的试管中加入溶液,试管中溶液的紫红色褪去
C
向盛有溶液的试管中通入气体,试管中有黑色沉淀产生
D
向盛有溴水的试管中加入足量乙醛溶液,试管中溶液的橙黄色褪去
A. A B. B C. C D. D
10. 铁的某种化合物是一种储量丰富、环境友好的电化学储能材料。铁的一种硫化物的晶胞结构如图,晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 填充在形成的六面体中心 B. 该晶体的密度为
C. 与间的最短距离为 D. 每个周围与它最近且等距离的有12个
11. 聚氨酯材料是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于众多领域。聚氨酯Q的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应不是缩聚反应 B. P为乙醇的同系物
C. Q可发生水解反应 D. N、Q中碳原子的杂化方式完全相同
12. 金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼的常见化合价有。由钼精矿(主要成分为)可制备单质钼和钼酸钠晶体,部分流程如图所示:
已知:“焙烧”时,转化为。
下列说法错误的是
A. 通过适当增大空气进入量,可提高“焙烧”效率
B. “焙烧”时,每参与反应,转移电子的物质的量为
C. “一系列操作”为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
D. 途径Ⅱ反应的离子方程式为
13. 某小组设计实验探究卤化氢与银单质反应。实验操作及现象如下,下列叙述正确的是
实验
操作
现象
I
向盛装盐酸的试管中加入银粉,振荡
无明显现象
Ⅱ
向盛装氢碘酸的试管中加入银粉,振荡
产生无色气泡,试管底有黄色固体出现
已知:,。
A. 在氧化还原反应中,卤化氢不可能体现氧化性
B. 根据上述实验现象推知,HI的还原性比HCl的强
C. 由I、Ⅱ实验推知,减小可使HI的还原性增强
D. 由I、Ⅱ实验可知,由于生成了值极小的AgI,因此促进了反应的进行
14. 在低配位Cu原子铜基电催化剂作用下,通过电化学还原硝酸盐制氨已成为可持续发展的一个有前景和挑战性的方向。装置结构示意图如图。下列有关说法正确的是
A. 离子交换膜为质子交换膜
B. 电子移动方向:电极a→离子交换膜→电极b
C. 电极a上的电极反应式:
D. 电极b质量每减少13 g,电极a理论上能产生1.12 L(标准状况下)
15. 室温下,向某二元酸溶液中滴加溶液,溶液中、、的浓度对数随的变化如图。下列说法正确的是
A. b点时,溶液的
B. c点对应溶液中:
C. 常温下,的溶液中可能存在
D. 在含的溶液中:
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 以铬矿渣(主要成分为,含少量)为原料制备铬的配合物 的流程如下。回答下列问题:
已知:①“焙烧”后Al元素以可溶性钠盐的形式存在。
②的溶解度比的小。
(1)基态铬原子有______个单电子。
(2)“焙烧”时宜选择在______(填标号)中进行。
A.氧化铝坩埚 B.石英坩埚 C.铁制坩埚
(3)滤渣1的主要成分中属于氧化物的为______;“除杂”时生成滤渣2的离子方程式为______。
(4)“调pH”发生反应的离子方程式为______;“转化”时发生的反应是______(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。
(5)在用制备产品时,草酸表现了______(填“氧化性”或“还原性”)。
(6)形成配合物时通常有2个氧原子形成配位键。 中铬离子的配位数为______。
17. 亚硝酸钙是一种白色粉末,易潮解,在钢筋混凝土工程中可用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中可采用氮的某种氧化物与反应制备,装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______。
(2)试剂X选______(填“浓”或“稀”)硝酸更好,装置Ⅵ中倒置漏斗的作用为______。
(3)装置VI中发生反应(氮元素被氧化为价)的离子方程式为______。
(4)工业上用石灰乳吸收硝酸工业尾气(含NO、)也可制得亚硝酸钙。
①该方法既能获得亚硝酸钙又能______(从绿色化学角度分析);为提高吸收效率,可采取的措施为______(填一项)。
②试写出的尾气被石灰乳吸收时发生反应的化学方程式:______。
(5)若装置I中消耗试剂X,最终制得,则该实验中的产率为______(用含V、a、m的式子表示)×100%。
18. 温室效应的治理和含氮化合物污染的消除都对打造宜居环境有重要的意义。
I、二氧化碳的综合利用。已知下列反应:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应1在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。在恒温恒容密闭容器中进行反应1,下列说法可以说明该反应达到化学平衡状态的是______(填标号)。
A.容器中气体密度保持不变
B.反应物的总物质的量等于生成物的总物质的量
C.容器中气体压强不再改变
D.
(2)反应2的______。
(3)一定温度下,在某恒压密闭容器中,起始时充入和2 mol CO仅发生反应3,在起始充入的的物质的量不同的条件下,达到化学平衡时的体积分数变化如图所示,则______;设b点时甲醇的体积分数为50%,起始压强为,则该温度下反应3的平衡常数______(单位略去,用含的式子表示)。
Ⅱ、在两个不同压强的恒压密闭容器中均充入、发生反应4:。测得的平衡转化率随温度的变化如图。
(4)______(填“>”或“<”)。
(5)若在、条件下,反应t min后达到平衡,则0~t min内,的反应速率 ______(用含t、的式子表示);在、条件下,若起始时充入、、 发生反应4,此时的平衡转化率对应图中的______(填“A”“C”或“D”)点。
19. 化合物W是一种抗失眠药物,在医药工业中W的一种合成路线如图:
已知:i.
ii.
(1)A的名称为______;E中含氧官能团的名称是______。
(2)Y的结构简式为______;反应⑤的反应类型为______。
(3)在B的同分异构体中,氟原子与苯环直接相连、能发生银镜反应且核磁共振氢谱有五组峰的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
(4)反应⑥的化学方程式为______。
(5)参考上述合成路线,设计如下转化。M和N的结构简式分别为______和______。
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高三化学质量检测
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Ca 40 Fe 56 Zn 65
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 辽宁大连是我国重要的港口城市,下列关于海水资源综合利用的说法正确的是
A. 海水淡化可采用蒸馏法,该过程海水发生了化学变化
B. 从海水中提取溴单质的过程中,可用氯气作还原剂
C. 海水晒盐利用了蒸发结晶原理,得到的粗盐可直接用作食盐
D. 利用海水制取镁时,需将氯化镁晶体在氯化氢气流中加热脱水
【答案】D
【解析】
【详解】A.蒸馏法通过加热蒸发、冷凝回收水,无新物质生成,属于物理变化,A错误;
B.氯气将氧化为,作氧化剂而非还原剂,B错误;
C.粗盐含、等杂质及微生物,需提纯后才能食用,C错误;
D.氯化镁晶体()直接加热会水解生成,通HCl气流可抑制水解,得到无水,D正确;
故选D。
2. 氮化硅()在高温下烧结可得到具有耐高温、抗氧化等优良性能的高温结构陶瓷。利用反应均可制得氮化硅。下列有关化学用语或说法错误的是
A. 硬度:(金刚石) B. 的电子式:
C. 的晶体类型:共价晶体 D. 的VSEPR模型:四面体形
【答案】A
【解析】
【详解】A.金刚石是自然界中硬度最大的物质,硬度大小为:,A错误;
B.分子中两个N原子形成三键,共3对共用电子,电子式:,B正确;
C.是由原子通过共价键结合形成空间网状结构的晶体,属于共价晶体,C正确;
D.中心N原子价层电子对数,因此VSEPR模型为四面体形,D正确;
故选A。
3. 碱蓬草可吸收土壤中的硫化物。已知硫化氢()燃烧的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 键角: B. 键长:
C. 互为同位素 D. 该反应中化合物的空间结构均为V形
【答案】D
【解析】
【详解】A.计算中心原子价层电子对,中S为对成键电子对对孤电子对,中O为对成键电子对对孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,因此键角 ,A错误;
B.同主族元素从上到下原子半径增大,原子半径 ,成键原子半径越大,共价键键长越长,因此键长: ,B错误;
C.和是氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,同位素是指同一元素的不同原子,即质子数相同、中子数不同,C错误;
D.该反应中的化合物为、、、、中心原子均为2对成键电子对+2对孤电子对,空间结构为V形,中心S为2对成键电子对+1对孤电子对,空间结构也为V形,因此所有化合物空间结构均为V形,D正确;
故选D。
4. 下列实验设计合理、操作规范的是
A.用NaOH标准溶液滴定含酚酞的HCl溶液
B.测定中和反应的反应热
C.配制一定物质的量浓度溶液时定容
D.观察的焰色
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH是碱性溶液,会腐蚀普通玻璃塞,图中滴定管为带普通玻璃塞(非聚四氟乙烯塞)的酸式滴定管,不能盛装NaOH溶液,A错误;
B.测定中和热的装置符合要求:隔热层可减少热量散失,温度计水银球浸入溶液可准确测定反应温度,玻璃搅拌器可使酸碱混合均匀,设计和操作都合理规范,B正确;
C.定容操作时,胶头滴管应垂直悬空于容量瓶瓶口上方,当液面距刻度线1~2 cm时,再用胶头滴管滴加,C错误;
D.观察的焰色反应时:①不能用铜丝,铜灼烧会产生特征焰色,干扰钾的焰色观察,应选用铂丝/洁净无锈的铁丝;②观察钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光干扰,D错误;
故选B。
5. 有机物M(结构如图)可用于合成抗过敏药物。下列有关M的说法正确的是
A. 分子式为 B. 分子中含手性碳原子
C. 分子中含有四种官能团 D. 可用红外光谱法测定其相对分子质量
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,该有机物分子中含有12个C原子、13个H原子、1个N原子、5个O原子,所以分子式为,并非,故A错误;
B.手性碳原子是指连有四个不同基团的碳原子,观察该有机物的结构,分子中不存在连有四个不同基团的碳原子,即不含手性碳原子,故B错误;
C.该有机物分子中含有的官能团有氨基、羟基、羰基、酯基,共四种官能团,故C正确;
D.红外光谱法用于测定有机物中含有的官能团或化学键,而测定相对分子质量通常采用质谱法,故D错误;
故选C。
6. 铁及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 反应①中,每生成标准状况下11.2 L气体,转移的电子数为
B. 溶液中的数目为
C. 反应③中,完全被氧化为时消耗分子的数目为
D. 反应⑤中,生成1 mol Fe时转移的电子总数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①为,11.2L气体的物质的量为0.5 mol,因此转移的电子数为,A错误;
B.溶液中会水解,因此溶液中的数目小于,B错误;
C.反应③的方程式为,因此完全被氧化为时消耗分子的数目为,C正确;
D.反应⑤的方程式为,生成1 mol Fe时转移3 mol电子,总数为,D错误;
故选C。
7. 以环己醇为原料制取环己烯的流程如下
已知:操作1的装置如图(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是
A. 操作1中环己醇发生了取代反应
B. 操作2需要用到普通漏斗和烧杯
C. 操作3为蒸馏,该操作中沸石的作用是防止暴沸
D. 环己醇的沸点高于环己烯的主要原因是环己醇分子极性更大
【答案】C
【解析】
【分析】本实验以环己醇为原料,通过“消去反应→分离提纯→蒸馏精制”三步制备环己烯:先在催化剂、加热条件下,环己醇发生分子内消去反应脱去一分子水,生成环己烯粗产品;粗产品加入饱和食盐水进行萃取分液,除去水溶性杂质并富集环己烯(有机相);有机相经干燥、过滤除去水分和不溶物后,利用环己烯(沸点)与原料(环己醇沸点)的巨大沸点差异,通过蒸馏操作分离提纯,最终得到纯净的环己烯产品。
【详解】A.环己醇在催化剂、加热条件下生成环己烯,该反应是醇的消去反应(分子内脱水,生成碳碳双键),而非取代反应,A错误;
B.操作2是向环己烯粗产品中加入饱和食盐水,进行分液操作,分离有机相和水相,分液需要用到的仪器是分液漏斗和烧杯,B错误;
C.环己烯的沸点为,操作3是通过蒸馏分离提纯环己烯,蒸馏操作中加入沸石的作用是防止液体暴沸,避免液体剧烈沸腾冲出装置,C正确;
D.环己醇的沸点()远高于环己烯(),主要原因是环己醇分子间存在氢键,分子间作用力显著增强,D错误;
故答案选C。
8. 有机中间体W(结构如图)由X、Y、Z、M、N五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其中X、Z、Y、N、M的原子半径依次增大,Z、N位于同一主族。下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点:Z>N>Y B. 第一电离能:Z>N>M
C. 基态X原子占据的最高能级轨道的形状为哑铃形 D. 仅由Y、Z、M组成的化合物只有一种
【答案】B
【解析】
【分析】五种短周期主族元素,X原子序数最小,且形成1个共价键,则X为H;-YX3中Y形成4个键,则Y为C;Z原子序数大于C,半径小于C且形成2个键,则Z为O;Z(O)和N同主族,则N为S;M在O和S之间,显+1价,M为Na;据此作答。
【详解】A.Y为C,碳的氢化物(烃类)有多种,碳原子数较多的烃沸点高于水(Z的氢化物),题干未说明是简单氢化物,A错误;
B.同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小,故第一电离能O>S;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,故第一电离能S>Na;因此第一电离能顺序为O>S>Na,即Z>N>M,B正确;
C.X为H,核外电子排布为,最高能级为,轨道形状为球形,C错误;
D.Y为C、Z为O、M为Na,可组成、、、等多种化合物,D错误;
故选B。
9. 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释正确的是
选项
颜色变化
解释
A
向盛有溶液的试管中滴加KSCN溶液,试管中溶液变为红色
B
向盛有酸性溶液的试管中加入溶液,试管中溶液的紫红色褪去
C
向盛有溶液的试管中通入气体,试管中有黑色沉淀产生
D
向盛有溴水的试管中加入足量乙醛溶液,试管中溶液的橙黄色褪去
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.解释中写有沉淀符号,但Fe(SCN)3是可溶络合物,溶液变红无沉淀产生,A错误;
B.离子方程式电荷不平衡(左边+5,右边+2),且未配平,B错误;
C.CuS是一种极难溶于水和酸的黑色沉淀,但是,通入的H2S是一种弱酸,属于弱电解质,在书写离子方程式时不能拆写成离子形式,必须保留其化学式。正确的离子方程式应为Cu2+ + H2S=CuS↓ + 2H+,C错误;
D.方程式正确,乙醛被溴氧化为乙酸,溴被还原导致褪色,D正确;
故答案选D。
10. 铁的某种化合物是一种储量丰富、环境友好的电化学储能材料。铁的一种硫化物的晶胞结构如图,晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 填充在形成的六面体中心 B. 该晶体的密度为
C. 与间的最短距离为 D. 每个周围与它最近且等距离的有12个
【答案】A
【解析】
【详解】A.位于棱心和体心,Fe2+位于晶胞的顶点和面心,顶点Fe2+距离最近的是6个棱心,Fe2+位于形成的八面体中心,A错误;
B.位于晶胞的棱上和体心,总数为1 += 4,Fe2+位于晶胞的顶点和面心,总数为=4,故晶胞质量 ,晶胞边长为 ,体积 ,密度为 ,B正确;
C.Fe2+位于顶点和面心,顶点Fe2+到面心Fe2+的距离为面对角线的一半,即 ,C正确;
D.Fe2+位于顶点和面心,为面心立方结构,每个周围与它最近且等距离的位于面心,有=12个,D正确;
故答案选A。
11. 聚氨酯材料是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于众多领域。聚氨酯Q的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应不是缩聚反应 B. P为乙醇的同系物
C. Q可发生水解反应 D. N、Q中碳原子的杂化方式完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该反应为乙二醇在N的双键上不断发生加成反应得到,故该反应是加聚反应,不是缩聚反应,A正确;
B.P为乙二醇,故P不是乙醇的同系物,B错误;
C.Q含有酯基,故可发生水解反应,C正确;
D.N、Q中碳原子均同时有、、杂化,杂化方式完全相同,D正确;
故答案为:B。
12. 金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼的常见化合价有。由钼精矿(主要成分为)可制备单质钼和钼酸钠晶体,部分流程如图所示:
已知:“焙烧”时,转化为。
下列说法错误的是
A. 通过适当增大空气进入量,可提高“焙烧”效率
B. “焙烧”时,每参与反应,转移电子的物质的量为
C. “一系列操作”为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
D. 途径Ⅱ反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】钼精矿(主要成分为),途径Ⅰ焙烧过程中氧气作为氧化剂,焙烧得到和含有二氧化硫的尾气,碱性条件下,和氢氧化钠溶液反应生成含有的溶液,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到;途径Ⅱ加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液,被氧化生成和,据此分析;
【详解】A.适当增大空气进入量,可增大反应物的浓度,使充分反应,提高焙烧效率,A说法正确;
B.焙烧时和反应转化为和,反应方程式为:。 对计算转移电子数:从价升高到价,失去电子;个从价升高到中的价,共失去电子,总转移电子为,不是,B说法错误;
C.要得到带结晶水的钼酸钠晶体,为避免结晶水失去,需要通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作获得晶体,C说法正确;
D.途径II中,碱性条件下被氧化:转化为,转化为,被还原为,题给离子方程式满足得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,D说法正确;
故选B。
13. 某小组设计实验探究卤化氢与银单质反应。实验操作及现象如下,下列叙述正确的是
实验
操作
现象
I
向盛装盐酸的试管中加入银粉,振荡
无明显现象
Ⅱ
向盛装氢碘酸的试管中加入银粉,振荡
产生无色气泡,试管底有黄色固体出现
已知:,。
A. 在氧化还原反应中,卤化氢不可能体现氧化性
B. 根据上述实验现象推知,HI的还原性比HCl的强
C. 由I、Ⅱ实验推知,减小可使HI的还原性增强
D. 由I、Ⅱ实验可知,由于生成了值极小的AgI,因此促进了反应的进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.卤化氢在氧化还原反应中可以体现氧化性,例如与金属反应时被还原,A错误;
B.实验现象表明与银反应,而不反应,但该反应中并非还原剂,还原剂是银,因此不能推断的还原性比强,B错误;
C. 减小会降低的浓度,不利于生成沉淀,从而减弱反应趋势,不会增强的还原性,C错误;
D.生成极小的沉淀,显著降低浓度,促进 被氧化为,进而推动反应进行,D正确;
答案选D。
14. 在低配位Cu原子铜基电催化剂作用下,通过电化学还原硝酸盐制氨已成为可持续发展的一个有前景和挑战性的方向。装置结构示意图如图。下列有关说法正确的是
A. 离子交换膜为质子交换膜
B. 电子移动方向:电极a→离子交换膜→电极b
C. 电极a上的电极反应式:
D. 电极b质量每减少13 g,电极a理论上能产生1.12 L(标准状况下)
【答案】D
【解析】
【分析】观察装置图,明确正负极和反应实质,对于电极b,Zn转变为[Zn(OH)4]2-, Zn的化合价从0价升高到+2价,发生氧化反应,因此电极b是负极。对于电极a,转变为 NH3,N的化合价从+5价降低到-3价,发生还原反应,因此电极a是正极。
【详解】A.负极(右侧)反应需要消耗大量的OH-(生成复杂离子[Zn(OH)4]2-),而正极(左侧)反应会生成OH-,为了维持电荷平衡并持续反应,左侧生成的OH-需要通过离子交换膜向右侧移动,因此,该膜允许阴离子通过,属于阴离子交换膜,而不是质子交换膜(在强碱性条件下,溶液中几乎没有质子),A错误;
B.在电化学装置中,电子只能在固体导线和电极中移动,绝不能进入溶液或通过离子交换膜,溶液中的电荷导通是靠离子的定向移动来实现的,B错误;
C.电极a是正极,发生的是还原反应(得电子),正确的电极反应式为,C错误;
D.电极b质量减少13 g,即反应了13 g的Zn,对应的物质的量 ,由前面分析知道,每1 mol Zn参与反应,转移2 mol电子,故共计转移0.4 mol电子。根据正极反应式,,每生成1 mol NH3,转移8 mol电子,由电子守恒,正负电极转移电子数相同,因此生成的NH3的物质的量应为0.05 mol,标准状况下的体积为 ,D正确;
故答案为D。
15. 室温下,向某二元酸溶液中滴加溶液,溶液中、、的浓度对数随的变化如图。下列说法正确的是
A. b点时,溶液的
B. c点对应溶液中:
C. 常温下,的溶液中可能存在
D. 在含的溶液中:
【答案】C
【解析】
【分析】向H2A溶液中滴加NaOH溶液,溶液中c(H2A)逐渐减小、c(HA-)先增大后减小、c(A2-)逐渐增大,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示lgc(A2-)、lgc(HA-)、lgc(H2A)随pH的变化,图中a点时c(HA-)=c(H2A)、pH=1.4,H2A的电离平衡常数,c点时c(HA-)=c(A2-)、pH=4.4,H2A的电离平衡常数,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表、、的随的变化,由、点对应溶液的可求出,。点时,,此时,可得此时溶液的,A错误;
B.点时,,溶液中存在,结合,可得,B错误;
C.在溶液中,,结合,可得,当溶液时,溶液中的浓度减小,的浓度升高,溶液中,结合,可得,即,C正确;
D.在含的溶液中,HA-的电离:,电离常数 ,A2-的水解:,水解常数 ,,HA-的电离程度远大于A2-的水解程度,,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 以铬矿渣(主要成分为,含少量)为原料制备铬的配合物的流程如下。回答下列问题:
已知:①“焙烧”后Al元素以可溶性钠盐的形式存在。
②的溶解度比的小。
(1)基态铬原子有______个单电子。
(2)“焙烧”时宜选择在______(填标号)中进行。
A.氧化铝坩埚 B.石英坩埚 C.铁制坩埚
(3)滤渣1的主要成分中属于氧化物的为______;“除杂”时生成滤渣2的离子方程式为______。
(4)“调pH”发生反应的离子方程式为______;“转化”时发生的反应是______(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。
(5)在用制备产品时,草酸表现了______(填“氧化性”或“还原性”)。
(6)形成配合物时通常有2个氧原子形成配位键。中铬离子的配位数为______。
【答案】(1)6 (2)C
(3) ①. ②.
(4) ①. ②. 非氧化还原
(5)还原性 (6)6
【解析】
【分析】铬矿渣与纯碱、硝酸钠混合焙烧之后得到(),水浸除去不溶性的(滤渣1),滤液(水浸转化为)通入除杂,使转化为沉淀(滤渣2),加稀硫酸调,转化为,加转化为溶解度小的,再与反应制备。
【小问1详解】
基态铬原子价层电子排布为,有6个单电子;
【小问2详解】
“焙烧”时高温条件碳酸钠会与、等发生反应,故不能选用氧化铝坩埚和石英坩埚,可以选用铁坩埚;
【小问3详解】
根据上述分析可知,滤渣1主要成分为;“除杂”时通入使转化为沉淀生成滤渣2,离子方程式为;
【小问4详解】
加稀硫酸调,使转化为,离子方程式为;“转化”时加使转化为溶解度小的,无元素化合价发生变化,该反应是非氧化还原反应;
【小问5详解】
与反应制备得到时,铬元素化合价由+6价降低为+3,发生还原反应,为氧化剂,则作还原剂,反应中表现还原性;
【小问6详解】
该配合物中2个水分子提供2个配位原子,2个提供4个配位原子,故配位数为6。
17. 亚硝酸钙是一种白色粉末,易潮解,在钢筋混凝土工程中可用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂。实验室中可采用氮的某种氧化物与反应制备,装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______。
(2)试剂X选______(填“浓”或“稀”)硝酸更好,装置Ⅵ中倒置漏斗的作用为______。
(3)装置VI中发生反应(氮元素被氧化为价)的离子方程式为______。
(4)工业上用石灰乳吸收硝酸工业尾气(含NO、)也可制得亚硝酸钙。
①该方法既能获得亚硝酸钙又能______(从绿色化学角度分析);为提高吸收效率,可采取的措施为______(填一项)。
②试写出的尾气被石灰乳吸收时发生反应的化学方程式:______。
(5)若装置I中消耗试剂X,最终制得,则该实验中的产率为______(用含V、a、m的式子表示)×100%。
【答案】(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶)
(2) ①. 稀 ②. 防倒吸
(3)
(4) ①. 净化工业尾气,保护环境 ②. 采用气-液逆流接触吸收(或尾气从塔底进入反应器,石灰乳从塔顶喷淋或其他合理答案) ③.
(5)
【解析】
【分析】本实验以铜和硝酸为原料,在三颈烧瓶中反应生成氮氧化物,经水吸收、无水氯化钙干燥后,NO气体进入装置与加热反应制备,后续用浓硫酸隔绝水蒸气、酸性重铬酸钾吸收尾气,同时考查工业上用石灰乳吸收硝酸尾气制备亚硝酸钙的原理,最终完成的产率计算。
【小问1详解】
仪器a为三颈烧瓶(或三口烧瓶);
【小问2详解】
试剂X选稀硝酸更好:铜与稀硝酸反应生成纯净的NO(铜与浓硝酸生成),满足后续与反应制备的需求,同时减少氮氧化物排放、节约试剂;装置Ⅵ中倒置漏斗的作用为防倒吸:氮氧化物被吸收时装置内压强骤降,倒置漏斗可增大接触面积,防止液体倒吸入反应装置;
【小问3详解】
NO(+2价)被酸性氧化为(+5价),被还原为,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平;
【小问4详解】
①从绿色化学角度,该方法既能获得亚硝酸钙,又能净化工业尾气,保护环境,避免氮氧化物污染空气;为提高吸收效率,可采取气-液逆流接触吸收(尾气从塔底进入、石灰乳从塔顶喷淋),增大气液接触面积,使吸收更充分;
②当时,二者与反应生成和水,根据原子守恒、得失电子守恒配平;
【小问5详解】
装置Ⅰ中铜与稀硝酸的反应:,可得。消耗的物质的量:,因此。NO与反应生成,根据氮元素守恒:,即,因此。的理论质量,实际制得的质量为,因此产率为。
18. 温室效应的治理和含氮化合物污染的消除都对打造宜居环境有重要的意义。
I、二氧化碳的综合利用。已知下列反应:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应1在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。在恒温恒容密闭容器中进行反应1,下列说法可以说明该反应达到化学平衡状态的是______(填标号)。
A.容器中气体密度保持不变
B.反应物的总物质的量等于生成物的总物质的量
C.容器中气体压强不再改变
D.
(2)反应2的______。
(3)一定温度下,在某恒压密闭容器中,起始时充入和2 mol CO仅发生反应3,在起始充入的的物质的量不同的条件下,达到化学平衡时的体积分数变化如图所示,则______;设b点时甲醇的体积分数为50%,起始压强为,则该温度下反应3的平衡常数______(单位略去,用含的式子表示)。
Ⅱ、在两个不同压强的恒压密闭容器中均充入、发生反应4:。测得的平衡转化率随温度的变化如图。
(4)______(填“>”或“<”)。
(5)若在、条件下,反应t min后达到平衡,则0~t min内,的反应速率______(用含t、的式子表示);在、条件下,若起始时充入、、发生反应4,此时的平衡转化率对应图中的______(填“A”“C”或“D”)点。
【答案】(1) ①. 低温 ②. CD
(2)
(3) ①. 4 ②.
(4)< (5) ①. ②. A
【解析】
【小问1详解】
反应1是气体分子数减少的反应且反应放热,ΔH<0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0自发,所以在低温下能自发进行,反应1的平衡标志是各变量不再变化;
A.密闭容器中气体总质量不变,容器体积不变,所以气体总密度不变,故A错误;
B.物质的量相等仅为某一时刻的特殊比例,不代表浓度不再变化,平衡时反应物与生成物物质的量不一定相等,故B错误;
C.反应前后气体分子数不等,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明总物质的量不变,反应达到平衡,故C正确;
D.速率比等于化学计量数比,根据反应式,正反应中氢气的消耗速率与甲醇的生成速率之比为3:1,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故D正确;
故选CD。
【小问2详解】
依据盖斯定律可知,反应1-反应3可得反应2,故。
【小问3详解】
反应3是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在该反应中CO与H2的计量比为1:2,当起始投料比等于计量比时,平衡时产物的体积分数最大,已知起始n(CO)=2mol,则n(H2)=4mol故x=4,b点时,起始n(CO)=2mol,n(H2)=4mol,假设平衡时转化n(CO)=ymol,建立三段式:
反应后体系内气体总物质的量为(6-2y)mol,因为甲醇的体积分数为50%,则 =0.5,所以y=1.5mol,该容器为恒压容器,所以平衡时总压强仍为kPa,,,,反应3的平衡常数 表达式为: 。
【小问4详解】
正向反应为气体体积增大的放热反应,反应时压强越大,反应物的转化率越低,故p1<p2。
【小问5详解】
在T1℃、P2kPa条件下,反应达到平衡时,氨气的转化率为60%,则平衡时NH3、O2、N2、H2O(g)的物质的量依次为0.8mol、2.1mol、0.6mol、1.8mol,平衡时气体总物质的量为5.3mol,则平衡时氮气的分压为kPa,故0~tmin内,v(N2)=。在T1℃、P2kPa条件下,若起始时充入1.8mol NH3,3mol O2、0.2mol Ar,相当于对反应体系减压,有利于正向反应的进行,故达到新平衡状态时NH3的平衡转化率大于B点,此时NH3的平衡转化率对应图中的A点。
19. 化合物W是一种抗失眠药物,在医药工业中W的一种合成路线如图:
已知:i.
ii.
(1)A的名称为______;E中含氧官能团的名称是______。
(2)Y的结构简式为______;反应⑤的反应类型为______。
(3)在B的同分异构体中,氟原子与苯环直接相连、能发生银镜反应且核磁共振氢谱有五组峰的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
(4)反应⑥的化学方程式为______。
(5)参考上述合成路线,设计如下转化。M和N的结构简式分别为______和______。
【答案】(1) ①. 2-氟甲苯(或邻氟甲苯) ②. 酰胺基、(酮)羰基
(2) ①. ②. 取代反应
(3)12 (4)+H2O
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】由B的分子式、反应条件可知,A中甲基被氧化为-COOH生成B,故B为;由C→D的第一步反应条件,可知C→D的第一步发生信息(i)中反应,C中存在-COCl结构,对比B、C的分子式,可知B中-OH被氯原子替代生成C,故C为;对比C、D的结构,结合X的分子式,可推知X为;D与Y反应生成和HBr,发生取代反应,对比D与F的结构,则Y为;F发生信息(ii)中反应生成W,可以理解为-NH-先与羰基之间发生加成反应,然后羟基之间脱去1分子水成环,结合F的结构简式,可以推知W的结构简式为:。
【小问1详解】
A的名称为2-氟甲苯(或邻氟甲苯);由E的结构简式可知,E中含有的含氧官能团为酰胺基、(酮)羰基;
【小问2详解】
由分析可知,Y的结构简式为;结合E、F的结构简式可知,E与发生取代反应生成F;
【小问3详解】
B为,满足条件:氟原子与苯环直接相连;能发生银镜反应则含醛基或甲酸酯,核磁共振氢谱有五组峰则含5种环境的氢原子。当苯环上连3个取代基时(即)共有10种结构;当苯环上连2个取代基时(即),只有两个取代基处于相邻和相间位置时才符合核磁共振氢谱有五组峰,因此符合条件的同分异构体共有种;
【小问4详解】
F发生信息(ii)中反应生成W,可以理解为-NH-先与羰基之间发生加成反应,然后羟基之间脱去1分子水成环,生成W(),化学方程式为:+H2O;
【小问5详解】
结合题中的合成路线,在酸性溶液作用下氧化为,与发生取代反应生成,与发生取代反应生成目标产物。
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