内容正文:
南平市2026届高三年级第二次适应性练习卷
化学
本试卷共8页。考试时间75分钟。满分100分。
注意事项:
1.答题前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其它答案标号。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。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56 Zn 65
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 高能量密度“六氮分子”()结构如图所示,须在极低温下储存。下列说法正确的是
A. 与氮气互为同系物 B. 属于无机高分子材料
C. 每个氮原子均含孤电子对 D. 常温下可作高能炸药
2. 利用钯催化不对称偶联的一种芳基化反应原理如下。下列说法正确的是
A. 键角: B. X、Z所含官能团相同
C. Y所含碳原子一定共平面 D. Y、Z可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
3. 某离子液体由原子序数依次增大的W、X、Y、Z、Q五种短周期元素组成,其中X、Y、Z同周期,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 最简单氢化物的沸点:
C. 为直线形的非极性分子
D. 氧化物对应水化物酸性:
4. 以粉煤灰提铝废渣[主要含、、]为原料回收镓的工艺流程如图。
已知:树脂为多氨基纤维,可与Ga(III)形成配位键。
下列说法正确的是
A. “碱浸”时发生
B. “浸渣”在蒸发皿中煅烧得到
C. “酸化”时酸性过强会降低树脂对Ga(III)的吸附
D. “电解”时在阳极得到镓
5. 将NO和混合点燃时发出“狗吠”声,被称作“犬吠反应”,反应原理为。下列说法错误的是
A. 生成0.1 mol 转移电子数目为
B. 标准状况下1.12 L 中键数目为
C. 12.8 g (结构如图所示)中键数目为
D. 消耗3.2 mol NO,产物中以杂化的中心原子数目为
6. 石墨载体纳米铁去除水体中硝态氮()的过程如图所示。通过改性(掺杂Cu/Pd)提高生成选择性。下列说法错误的是
A. 水体中会降低硝态氮去除速率
B. 水体溶解氧增多会减少纳米铁的用量
C. 改性后水体中总氮去除率升高
D. 石墨载体和掺杂的Cu/Pd对该反应所起作用不完全相同
7. 探究Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)的性质,实验流程及现象如下。
已知:Cr(Ⅲ)与Al(Ⅲ)性质相似。
下列说法错误的是
A. 亮绿色溶液含
B. 氧化性:
C. 与Cr(Ⅲ)的配位能力:
D. 酸性条件下稳定性:
8. 一种全固态电池采用超高镍层状氧化物(NCM90)和锂-铟(Li-In)合金为电极材料,为固态电解质。下列说法正确的是
A. 电池工作时通过固态电解质传导电子
B. 放电时a电极反应式为
C. 充电时当电路中转移1 mol ,b电极质量减少7 g
D. 液态电池的使用温度范围大于全固态电池
9. 探究不同条件下溶液和Zn粉反应的实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 试剂X可选用
B. 红褐色沉淀包裹在Zn表面阻碍反应进行
C. 活化能:的水解反应的还原反应
D. 滴入KSCN溶液待红色褪去,此时有气泡生成
10. 将 溶液与氨水等体积混合,平衡体系中含锌各微粒{、()}占含锌总微粒的物质的量分数和的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A. 曲线②是
B.
C. 图中P点溶液中,
D. 溶液始终存在
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 羟基氧化镍(NiOOH)为难溶于水的固体。利用电镀污泥(主要含CuO、NiO、、等)生产羟基氧化镍的工艺流程如图所示。
已知:①;
②25℃,,,
,;
③当离子浓度时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)据图判断“900℃焙烧”的残渣主要有______________。(填标号)
a.CuO b.NiO c. d.
①
②
③
④
(2)“沉铜”时,溶液中和的起始浓度均为,加入,并调节溶液pH=2,恰好完全除去时,溶液中__________ 。
(3)用丁二酮肟()检验少量,若“滤液3”中有会生成结构稳定的鲜红色螯合物(结构如图所示)。
①鲜红色螯合物存在的作用力有__________。(填标号)
a.氢键 b.离子键 c.配位键 d.金属键
②丁二酮肟分子中N比O更易与形成配位键的原因为__________。
(4)“酸溶”时,不宜用盐酸的原因为__________。
(5)“氧化”时,反应的离子方程式为__________。
(6)“系列操作”为__________、洗涤、低温干燥。
12. 舒尼替尼自由碱J是一种抗肿瘤药物的活性成分,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的含氧官能团名称为__________。
(2)A→B除生成B外,另一有机产物的结构简式为__________。
(3)B→C的第(i)步在KOH水溶液中加入甲醇的目的为__________。
(4)N原子结合质子能力:E__________D。(填“>”或“<”)
(5)E→G的反应类型为__________。
(6)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为__________。(忽略立体异构,写出一种)
①含有苯环 ②官能团与G的相同 ③有手性碳
(7)C+D→H的化学方程式为__________。
13. 纳米复合氧化物是一种气敏性材料,利用氢氧化钠水热法制备纳米的实验如图所示。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为__________。
(2)甲装置中先逐滴加入溶液,再加入过量溶液,生成红褐色沉淀和。再将混合物全部转移至乙装置中,保持150℃反应6 h,生成的化学方程式为___________。
(3)下列操作或说法正确的是__________。(填标号)
a.磁力搅拌器通过搅拌子旋转导致颗粒团聚,降低固液混合程度
b.乙装置所用聚四氟乙烯材料化学稳定性高,耐腐蚀性强
c.“洗涤”时利用无水乙醇的挥发性尽快除去物质表面的水
d.“真空干燥”时容器内压强减小使水的沸点升高,更有利于干燥
(4)测纯度:称取5.000 g样品,用一定浓度硫酸溶解后配成1 L溶液,取100.00 mL溶液滴加溶液,充分反应后,除去过量的,用0.0500mol·L-1酸性溶液滴定至终点,平均消耗溶液12.00 mL。(已知:,)
①滴定终点的判断方法为_________。
②的纯度为_________。若未完全除去过量的,测得的纯度_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)晶胞结构如图所示。
①分布在晶胞内部八个小格中,表示的是__________(填“甲”或“乙”),判断的依据为__________。
②晶胞中甲形成的空隙类型有__________。(填标号)
a.正四面体 b.立方体 c.三角形 d.正八面体
③铁酸锌纳米缺陷材料()制得的传感器可检测空气中痕量的甲醛。中与的物质的量比为__________。在紫外光的作用下,吸附在传感器表面的会转化为,与甲醛反应过程中,传感器电流将__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂。与环氧丙烷(PO)制备PC的过程中存在如下反应:
反应I:
反应II:
已知:一定温度下,元素的最稳定单质生成1 mol纯物质的反应焓变称为该物质的摩尔生成焓,元素的最稳定单质的摩尔生成焓为0。一些物质的摩尔生成焓数据如下表:
物质
摩尔生成焓/()
−393.5
−122.6
−613.2
(1)反应I的_________ 。
(2)在催化剂[,结构如图1]的作用下,与PO反应生成PC的机理如图2所示:
①图1阳离子中Fe元素的化合价为_____________。
②表示状态iii的为___________(填标号)。
③与反应的机理同PO相似,与反应的主要产物的结构简式为__________。
(3)某温度下,向刚性密闭容器中加入等物质的量的和,下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是__________。(填标号)
A. 容器内压强不再变化 B. 聚碳酸丙烯酯的物质的量不再变化
C. 不变 D.
(4)向密闭容器中加入0.1 mol PO,保持压强恒为2 MPa,反应相同时间,反应温度对转化率、PC选择性、PC产率的影响如图所示。
已知:
①表示转化率的曲线为__________。(填“甲”“乙”或“丙”)
②之前,曲线乙和曲线丙几乎完全重叠在一起的原因为__________。
③已知时体系达平衡,该温度下反应Ⅰ的平衡常数__________。
(列出计算式,,为物质的量分数)
(5)制备碳酸丙烯酯还有一种尿素法,其原理为
与尿素法相比,从绿色化学的角度分析与合成法的优势为___________。(写一点即可)
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南平市2026届高三年级第二次适应性练习卷
化学
本试卷共8页。考试时间75分钟。满分100分。
注意事项:
1.答题前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其它答案标号。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。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56 Zn 65
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 高能量密度“六氮分子”()结构如图所示,须在极低温下储存。下列说法正确的是
A. 与氮气互为同系物 B. 属于无机高分子材料
C. 每个氮原子均含孤电子对 D. 常温下可作高能炸药
【答案】D
【解析】
【详解】A.同系物是结构相似、分子组成相差一个或若干个原子团的有机物,而与均为氮元素的单质,二者互为同素异形体,A错误;
B.高分子材料的相对分子质量通常在一万以上,且由重复结构单元聚合而成;分子仅含6个氮原子,相对分子质量为84,远未达到高分子的标准,因此不属于无机高分子材料,B错误;
C.带正电的双键氮原子价电子数为,形成2个双键(N原子提供4个电子),则无孤电子对,因此中存在不含孤电子对的氮原子,C错误;
D.是高能量密度分子,分子中存在大量不稳定的N-N单键和N=N双键,键能低、分子张力大,化学性质极不稳定;题目中明确指出它“须在极低温下储存”,说明常温下易分解,分解时会释放大量能量并生成稳定的,因此常温下可作为高能炸药,D正确;
故选D。
2. 利用钯催化不对称偶联的一种芳基化反应原理如下。下列说法正确的是
A. 键角: B. X、Z所含官能团相同
C. Y所含碳原子一定共平面 D. Y、Z可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
【答案】A
【解析】
【详解】A.所在的碳原子是醛基()中的碳,该碳原子为杂化,杂化轨道呈平面三角形,键角约为;所在的碳原子是Z中连接苯环、甲基和羰基的碳,该碳原子为杂化,杂化轨道呈正四面体形,键角约为。由于杂化的键角大于杂化的键角,因此,A选项正确;
B.X的官能团为醛基、酰胺键、碳碳双键;Z的官能团为酮羰基、酰胺键、碳碳双键。X含有醛基,而Z不含醛基、含有酮羰基,二者官能团不完全相同,B选项错误;
C.Y的结构中,苯环的6个碳原子为杂化,共平面;但与苯环相连的 中的碳原子为杂化,呈四面体构型,且该碳原子与苯环之间的单键可自由旋转,因此甲基上的碳原子不一定与苯环共平面,即Y所含碳原子不一定共平面,C选项错误;
D.Y中与苯环相连的碳原子上有氢原子,属于苯的同系物类结构,可被酸性高锰酸钾氧化;Z中含有碳碳双键,也可被酸性高锰酸钾氧化。因此Y和Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法用该溶液鉴别,D选项错误;
故选A。
3. 某离子液体由原子序数依次增大的W、X、Y、Z、Q五种短周期元素组成,其中X、Y、Z同周期,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 最简单氢化物的沸点:
C. 为直线形的非极性分子
D. 氧化物对应水化物酸性:
【答案】A
【解析】
【分析】W只形成1个共价键,原子序数最小,故; X、Y、Z同周期,X形成4个共价键、Y形成3个共价键、Z形成2个共价键,原子序数依次增大,均为第二周期元素,故,,;Q带1个单位负电荷,原子序数大于O,并且为短周期第三周期元素,故 。
【详解】A.同周期第一电离能总体从左到右递增,的轨道为半满稳定结构,第一电离能大于相邻的,因此第一电离能: ,A正确;
B.最简单氢化物:为,为,常温下为液态、为气态,沸点: ,B错误;
C.Y2Z是,结构为,正负电荷中心不重合,是极性分子,C错误;
D.该选项未说明是最高价氧化物对应水化物,的最高价氧化物水化物酸性强于的低价氧化物水化物,D错误;
故答案选A。
4. 以粉煤灰提铝废渣[主要含、、]为原料回收镓的工艺流程如图。
已知:树脂为多氨基纤维,可与Ga(III)形成配位键。
下列说法正确的是
A. “碱浸”时发生
B. “浸渣”在蒸发皿中煅烧得到
C. “酸化”时酸性过强会降低树脂对Ga(III)的吸附
D. “电解”时在阳极得到镓
【答案】C
【解析】
【分析】该工艺流程以含、、的提铝废渣为原料,通过碱浸使两性氢氧化物和溶解进入滤液,而作为浸渣被分离;滤液经酸化处理后,利用多氨基纤维树脂与形成配位键实现选择性吸附,洗脱后通过电解得到金属镓。
【详解】A.“碱浸”时,原料中的是固体,直接与过量反应,正确的离子方程式应为,A错误;
B.“浸渣”的主要成分是,煅烧固体应在坩埚中进行,而蒸发皿用于蒸发溶液,B错误;
C.“树脂为多氨基纤维,可与形成配位键”。若“酸化”时酸性过强,溶液中大量的会与树脂上的氨基()发生质子化反应(),导致氨基失去配位能力,从而降低树脂对的吸附,C正确;
D.“电解”时,含镓的溶液中(以配位离子形式存在)需要被还原为金属镓(0价),而还原反应发生在电解池的阴极,阳极发生氧化反应,D错误;
故选C。
5. 将NO和混合点燃时发出“狗吠”声,被称作“犬吠反应”,反应原理为。下列说法错误的是
A. 生成0.1 mol 转移电子数目为
B. 标准状况下1.12 L 中键数目为
C. 12.8 g (结构如图所示)中键数目为
D. 消耗3.2 mol NO,产物中以杂化的中心原子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应中,N元素从+2价(NO)被还原为0价(),每个N原子得,32 mol NO参与反应时,转移电子总数为 ,对应生成8 mol ,因此生成时,转移电子的物质的量为,即电子数目为,A正确;
B.标准状况下,的物质的量为,的结构式为,每个分子含2个π键,因此π键物质的量为,即π键数目为,B正确;
C.的物质的量为,由结构图可知,1个分子含8个键,因此σ键总物质的量为,即σ键数目为,C正确;
D.产物中,仅SO2的中心S原子为sp2杂化,消耗时,生成,即,D错误;
故选D。
6. 石墨载体纳米铁去除水体中硝态氮()的过程如图所示。通过改性(掺杂Cu/Pd)提高生成选择性。下列说法错误的是
A. 水体中会降低硝态氮去除速率
B. 水体溶解氧增多会减少纳米铁的用量
C. 改性后水体中总氮去除率升高
D. 石墨载体和掺杂的Cu/Pd对该反应所起作用不完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】石墨载体纳米铁去除硝态氮()的核心反应,是利用零价铁的强还原性,将水体中的逐步还原. 首先,被氧化为,同时被还原为,;生成的继续被还原,最终产物为(主产物)或(副产物),则被氧化为。生成:;生成:。整个过程中,作为主要还原剂被消耗,而石墨载体和掺杂的则起到催化和提高选择性的作用。
【详解】A.水体中的是弱酸根离子,会水解生成,使溶液呈碱性。碱性条件下,会与结合生成沉淀,覆盖在纳米铁表面,阻碍与的接触反应,同时也会消耗反应所需的,因此会降低硝态氮的去除速率,A正确;
B.水体中的溶解氧()具有氧化性,会优先与还原剂发生反应:,这会消耗部分纳米铁,导致用于还原的减少,因此需要增加纳米铁的用量,而非减少,B错误;
C.题目中提到“通过改性(掺杂)提高生成的选择性”,说明改性后更多的被还原为气态的(脱离水体),减少了副产物(仍留在水体中)的生成,因此水体中总氮的去除率会升高,C正确;
D.石墨载体主要起到分散纳米铁、增大反应接触面积、提高导电性的作用;而掺杂的则主要作为催化剂,提高反应速率和生成的选择性,二者的作用不完全相同,D正确;
故选B。
7. 探究Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)的性质,实验流程及现象如下。
已知:Cr(Ⅲ)与Al(Ⅲ)性质相似。
下列说法错误的是
A. 亮绿色溶液含
B. 氧化性:
C. 与Cr(Ⅲ)的配位能力:
D. 酸性条件下稳定性:
【答案】C
【解析】
【分析】以绿色晶体为起始原料,①加入过量溶液,得到亮绿色溶液;②向亮绿色溶液中加入溶液,Cr(Ⅲ)被氧化为,得到橙黄色溶液;③向橙黄色溶液中加稀硫酸,转化为,得到橙红色溶液;④向溶液中加入乙醇,被还原为Cr(Ⅲ),得到绿色Cr(Ⅲ)溶液;⑤向绿色Cr(Ⅲ)溶液中加入过量氨水,最终得到灰蓝色沉淀。
【详解】A.已知Cr(Ⅲ)与Al(Ⅲ)性质相似,和过量反应生成,因此与过量反应生成,亮绿色溶液中含该离子,A正确;
B.步骤②中Cr(Ⅲ)被氧化为,是氧化剂,是氧化产物,因此氧化性,B正确;
C.步骤⑤加入过量氨水,最终得到沉淀,说明Cr(Ⅲ)没有与形成可溶性配合物,更易与结合,因此配位能力,C错误;
D.酸性条件下存在平衡,加稀硫酸后转化为,平衡正向移动,说明酸性条件下稳定性,D正确;
故答案选C。
8. 一种全固态电池采用超高镍层状氧化物(NCM90)和锂-铟(Li-In)合金为电极材料,为固态电解质。下列说法正确的是
A. 电池工作时通过固态电解质传导电子
B. 放电时a电极反应式为
C. 充电时当电路中转移1 mol ,b电极质量减少7 g
D. 液态电池的使用温度范围大于全固态电池
【答案】B
【解析】
【分析】放电时,NCM90为正极,Li-In合金为负极,正极(a电极)发生还原反应,Li+嵌入正极材料;充电时,则a为阳极、b为阴极;
【详解】A.电池工作时,固态电解质的作用是提供离子迁移通道,而非电子传导,A错误;
B.放电时固态电池中高镍层状氧化物NCM90为正极,Li-In合金为负极。放电时,正极(a电极)发生还原反应,Li+嵌入正极材料。正极反应式为:,B正确;
C.b电极为Li-In合金,充电时b电极连接电源负极,发生还原反应:,转移1 mol e-时,理论上生成1 mol Li,质量增加7 g,C错误;
D.全固态电池由于采用无机固态电解质,无液态电解液的挥发、凝固等问题,通常具有更宽的工作温度范围。因此,全固态电池的使用温度范围大于液态电池,D错误;
故选B。
9. 探究不同条件下溶液和Zn粉反应的实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 试剂X可选用
B. 红褐色沉淀包裹在Zn表面阻碍反应进行
C. 活化能:的水解反应的还原反应
D. 滴入KSCN溶液待红色褪去,此时有气泡生成
【答案】C
【解析】
【分析】FeCl3溶液加入过量Zn粉后,先产生红褐色沉淀,因产生的沉淀对锌粉进行包裹,将溶液过滤后检测无Fe2+也无Fe单质生成。若在溶液中滴加浓盐酸后出现了红褐色沉淀消失,加入KSCN溶液会从红色变为无色,最后有Fe单质生成,说明Zn与Fe3+、Fe2+发生了反应。
【详解】A.当溶液中有Fe3+时需检验Fe2+,可选用K3[Fe(CN)6]是否生成蓝色沉淀来判断,A正确;
B.反应在加入过量Zn粉时产生了红褐色沉淀,且反应过滤后未检测出Fe2+和Fe单质,当继续加入浓盐酸后能生成Fe单质,说明锌粉并未反应完,生成的Fe(OH)3沉淀包裹了锌粉,阻碍了反应进行,B正确;
C.加入过量Zn后产生少量气泡且生成红褐色沉淀,说明Fe3+易水解使溶液呈酸性,加入Zn消耗H+从面使Fe3+的水解平衡正向移动,得到红褐色的Fe(OH)3沉淀。说明Fe3+的水解反应先于Fe3+的还原反应,活化能更小,C错误;
D.当加入浓盐酸后,消除Fe(OH)3对锌粉的包裹,使Zn持续与Fe3+、Fe2+反应,最终得到铁单质,当滴入KSCN溶液待红色褪去,因此时溶液仍保持pH为1,酸性强,Zn与溶液中的H+反应产生气泡,D正确;
故选C。
10. 将 溶液与氨水等体积混合,平衡体系中含锌各微粒{、()}占含锌总微粒的物质的量分数和的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A. 曲线②是
B.
C. 图中P点溶液中,
D. 溶液始终存在
【答案】B
【解析】
【分析】已知:,横坐标为 ,其值越小,代表氨水浓度越大。纵坐标为各含锌微粒的物质的量分数,随着氨水浓度的增大(即横坐标从右向左减小),会依次生成,,,。因此,各曲线代表的微粒如下:曲线⑤代表,曲线④代表,曲线③代表,曲线②代表,曲线①代表。
【详解】A.由分析可知,曲线②是,A正确;
B.曲线①和曲线②的交点位置,和的浓度相等,=,同理曲线②和曲线③的交点位置,=,由图可知,曲线①和曲线②的交点时大于曲线②和曲线③的交点,则,B错误;
C.P点是曲线①和曲线④的交点,表示在该点 =c(),根据第一合反应的平衡常数表达式:==, mol/L,此时,=,C正确;
D.溶液中电荷守恒方程为: ,令总锌浓度 ,则方程为: ,由Zn元素守恒可知,将的溶液等体积混合后,总锌浓度和总硫酸根浓度均为 ,即 , 始终成立,D正确;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 羟基氧化镍(NiOOH)为难溶于水的固体。利用电镀污泥(主要含CuO、NiO、、等)生产羟基氧化镍的工艺流程如图所示。
已知:①;
②25℃,,,
,;
③当离子浓度时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)据图判断“900℃焙烧”的残渣主要有______________。(填标号)
a.CuO b.NiO c. d.
①
②
③
④
(2)“沉铜”时,溶液中和的起始浓度均为,加入,并调节溶液pH=2,恰好完全除去时,溶液中__________ 。
(3)用丁二酮肟()检验少量,若“滤液3”中有会生成结构稳定的鲜红色螯合物(结构如图所示)。
①鲜红色螯合物存在的作用力有__________。(填标号)
a.氢键 b.离子键 c.配位键 d.金属键
②丁二酮肟分子中N比O更易与形成配位键的原因为__________。
(4)“酸溶”时,不宜用盐酸的原因为__________。
(5)“氧化”时,反应的离子方程式为__________。
(6)“系列操作”为__________、洗涤、低温干燥。
【答案】(1)d (2)
(3) ①. ac ②. N电负性比O更小,更容易给出电子(或者N原子与配位可形成五元环结构,更稳定)
(4)盐酸有还原性,会消耗(或和会形成稳定配离子,降低反应速率)
(5)
(6)过滤
【解析】
【分析】该流程以电镀污泥(含CuO、NiO、Al2O3、Cr2O3等)为原料,经900℃通Cl2焙烧,使 Cu、Ni 、Al转化为挥发性氯化物并与残渣分离;水浸后,利用CuS与NiS溶度积差异,通过Na2S沉铜除去Cu2+、Al3+,再加NaOH沉镍得到Ni(OH)2沉淀;经硫酸酸溶得到Ni2+溶液后,在碱性条件下用K2S2O8氧化,最终制得羟基氧化镍(NiOOH)。
【小问1详解】
在900°C高温焙烧过程中,CuO、NiO、Al2O3等较易与Cl2反应生成挥发性CuCl2、NiCl2、AlCl3而被带走,只有Cr2O3与Cl2反应的ΔG仍大于0,不易被氯化,因此焙烧残渣主要为Cr2O3,故答案选d;
【小问2详解】
“沉铜”时,Cu2+恰好完全除去,此时溶液中 c(Cu2+)=1.0×10-5 mol·L-1,根据 CuS 的溶度积 ,可算出溶液中;已知溶液 pH = 2,即c(H+) = 10-2 mol·L-1,结合 H2S 的二级电离常数 ,则;
【小问3详解】
①由丁二酮肟镍的结构可知,丁二酮肟镍中存在氢键、配位键,故答案选ac;
②N的电负性比O小,更容易提供孤对电子与Ni2+配位,并可与Ni2+形成稳定的五元环结构,使配合物更稳定;
【小问4详解】
盐酸具有还原性,同时Cl-能与Ni2+形成稳定配合物,这会消耗过硫酸盐(K2S2O8)或与Ni2+结合降低反应速率,从而影响Ni2+氧化生成NiOOH的效率,因此在酸溶液中不宜使用盐酸;
【小问5详解】
氧化步骤中,Ni2+在碱性环境下被氧化生成NiOOH固体,离子方程式为: ;
【小问6详解】
根据工艺流程,“系列操作”指对沉淀产物进行进一步处理,包括过滤、洗涤和低温干燥,目的是去除杂质和水分,使最终获得的NiOOH粉体纯净且适合后续使用。
12. 舒尼替尼自由碱J是一种抗肿瘤药物的活性成分,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的含氧官能团名称为__________。
(2)A→B除生成B外,另一有机产物的结构简式为__________。
(3)B→C的第(i)步在KOH水溶液中加入甲醇的目的为__________。
(4)N原子结合质子能力:E__________D。(填“>”或“<”)
(5)E→G的反应类型为__________。
(6)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为__________。(忽略立体异构,写出一种)
①含有苯环 ②官能团与G的相同 ③有手性碳
(7)C+D→H的化学方程式为__________。
【答案】(1)醛基、酯基
(2)
(3)增大物质B的溶解性,加快反应速率
(4)< (5)还原反应
(6)或或 (7)
【解析】
【分析】由流程,A中杂环上引入支链得到B,B中酯基转化为羧基得到C,C中羧基和D中氨基生成酰胺基得到H:,E中酮羰基转化为-CH2-生成G,G和H一定条件下反应生成J;
【小问1详解】
由B结构,B的含氧官能团名称为醛基、酯基;
【小问2详解】
A中杂环上氢和发生取代反应生成B,结合质量守恒,另一有机产物的结构简式为;
【小问3详解】
B为有机物,在水中溶解度较小,而在有机物甲醇中溶解度较大,B→C的第(i)步在KOH水溶液中加入甲醇的目的为:增大物质B的溶解性,加快反应速率;
【小问4详解】
物质D中的N原子为脂肪胺氮原子,碱性强;物质E中的N原子为酰胺氮原子,碱性弱,故N原子结合质子能力:E<D;
【小问5详解】
E→G的反应为加氢去氧的反应,反应类型为还原反应;
【小问6详解】
G除苯环外含2个碳、1个氮、1个氧、1个氟,2个不饱和度,G的同分异构体中,同时满足下列条件:①含有苯环,②官能团与G的相同则含酰胺基、碳氟键,③有手性碳,则结构可以为:或或;
【小问7详解】
C中羧基和D中氨基生成酰胺基得到H,反应的化学方程式为:。
13. 纳米复合氧化物是一种气敏性材料,利用氢氧化钠水热法制备纳米的实验如图所示。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为__________。
(2)甲装置中先逐滴加入溶液,再加入过量溶液,生成红褐色沉淀和。再将混合物全部转移至乙装置中,保持150℃反应6 h,生成的化学方程式为___________。
(3)下列操作或说法正确的是__________。(填标号)
a.磁力搅拌器通过搅拌子旋转导致颗粒团聚,降低固液混合程度
b.乙装置所用聚四氟乙烯材料化学稳定性高,耐腐蚀性强
c.“洗涤”时利用无水乙醇的挥发性尽快除去物质表面的水
d.“真空干燥”时容器内压强减小使水的沸点升高,更有利于干燥
(4)测纯度:称取5.000 g样品,用一定浓度硫酸溶解后配成1 L溶液,取100.00 mL溶液滴加溶液,充分反应后,除去过量的,用0.0500mol·L-1酸性溶液滴定至终点,平均消耗溶液12.00 mL。(已知:,)
①滴定终点的判断方法为_________。
②的纯度为_________。若未完全除去过量的,测得的纯度_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)晶胞结构如图所示。
①分布在晶胞内部八个小格中,表示的是__________(填“甲”或“乙”),判断的依据为__________。
②晶胞中甲形成的空隙类型有__________。(填标号)
a.正四面体 b.立方体 c.三角形 d.正八面体
③铁酸锌纳米缺陷材料()制得的传感器可检测空气中痕量的甲醛。中与的物质的量比为__________。在紫外光的作用下,吸附在传感器表面的会转化为,与甲醛反应过程中,传感器电流将__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)
(3)bc (4) ①. 当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准液时,溶液变为浅红色,且半分钟内不恢复原色 ②. 72.3% ③. 偏高
(5) ①. 甲 ②. 由化学式可知,与个数比为1∶4,晶胞中个数为8,个数为32,则甲为 ③. ad ④. ⑤. 变大
【解析】
【分析】甲装置的三颈烧瓶中有硫酸铁溶液,先逐滴加入溶液,再加入过量溶液,生成红褐色沉淀氢氧化铁和。再将混合物全部转移至乙装置中,保持150℃反应6 h,生成,离心、洗涤、真空干燥得到晶体;
【小问1详解】
根据仪器的构造可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
红褐色沉淀氢氧化铁与在高温条件下反应生成、氢氧化钠和水,反应的化学方程式为 ;
【小问3详解】
a.磁力搅拌器的作用是通过搅拌子旋转,不会导致颗粒团聚,会提高固液混合均匀度,故错误;
b.聚四氟乙烯(PTFE,俗称“特氟龙”)具有塑料王之称,几乎不与任何酸、碱、溶剂反应,化学稳定性高,耐腐蚀性强,故正确;
c.乙醇与水互溶,且挥发性强,“洗涤”时利用无水乙醇的挥发性尽快除去物质表面的水,故正确;
d.压强减小,沸点降低,“真空干燥”正是利用低压下水在更低温度即可沸腾蒸发,更有利于干燥,故错误;
答案选bc;
【小问4详解】
①滴定终点时高锰酸钾略过量,故判断方法为当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准液时,溶液变为浅红色,且半分钟内不恢复原色;
②根据反应,可知,关系,1 L溶液中的物质的量为=0.015mol,的纯度为 ;
若未完全除去过量的,具有还原性,能还原酸性高锰酸钾,使消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大,所测得的纯度偏高;
【小问5详解】
①晶胞中8个顶点和6个面心为Zn2+,晶胞内有4个A和4个B,则晶胞中Zn2+:8×+6×+4=8个,含甲:4×4+4×4=32个,含乙:4×4=16个,化学式中与个数比为1∶4,则甲为;
②晶胞中甲(O2-)形成的空隙类型有两种:由形成的空隙为正四面体,由形成的空隙为正八面体;
答案选ad;
③设中与的物质的量依次为x、y,则有,解得,故与的物质的量比为0.4:1.6=1∶4;
传感器表面O2转化为的过程:O2+e-= ,增强了氧化性,传感器电流将变大。
14. 碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂。与环氧丙烷(PO)制备PC的过程中存在如下反应:
反应I:
反应II:
已知:一定温度下,元素的最稳定单质生成1 mol纯物质的反应焓变称为该物质的摩尔生成焓,元素的最稳定单质的摩尔生成焓为0。一些物质的摩尔生成焓数据如下表:
物质
摩尔生成焓/()
−393.5
−122.6
−613.2
(1)反应I的_________ 。
(2)在催化剂[,结构如图1]的作用下,与PO反应生成PC的机理如图2所示:
①图1阳离子中Fe元素的化合价为_____________。
②表示状态iii的为___________(填标号)。
③与反应的机理同PO相似,与反应的主要产物的结构简式为__________。
(3)某温度下,向刚性密闭容器中加入等物质的量的和,下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是__________。(填标号)
A. 容器内压强不再变化 B. 聚碳酸丙烯酯的物质的量不再变化
C. 不变 D.
(4)向密闭容器中加入0.1 mol PO,保持压强恒为2 MPa,反应相同时间,反应温度对转化率、PC选择性、PC产率的影响如图所示。
已知:
①表示转化率的曲线为__________。(填“甲”“乙”或“丙”)
②之前,曲线乙和曲线丙几乎完全重叠在一起的原因为__________。
③已知时体系达平衡,该温度下反应Ⅰ的平衡常数__________。
(列出计算式,,为物质的量分数)
(5)制备碳酸丙烯酯还有一种尿素法,其原理为
与尿素法相比,从绿色化学的角度分析与合成法的优势为___________。(写一点即可)
【答案】(1)-97.1
(2) ①. +3 ②. A ③. (3)AB
(4) ①. 乙 ②. 之前,PC的选择性接近100% ③. (或0.198)
(5)原子经济性高
【解析】
【小问1详解】
反应I的生成物摩尔生成焓 − 反应物摩尔生成焓=(-613.2)-(-122.6-393.5)=-97.1;
【小问2详解】
①配离子整体带1个正电荷,配体中每个酚氧基团带1个负电荷,其它为电中性,则阳离子中Fe元素的化合价为+3;
②根据状态ⅳ的结构:,甲基位于与O相连的碳原子上,可知表示状态iii的为A;③与反应的机理同PO相似,按照图中机理得状态ⅳ的结构:,可得与反应的主要产物的结构简式为;
【小问3详解】
A.该反应为非等体积反应,刚性密闭容器内压强不再变化,能说明反应Ⅰ达到平衡状态,A正确;
B.聚碳酸丙烯酯的物质的量不再变化,可知和PO的物质的量不再变化,能说明反应Ⅰ达到平衡状态,B正确;
C.两个反应中和的化学计量数之比均为1:1,向刚性密闭容器中加入等物质的量的和,反应过程中一直不变,不能说明反应Ⅰ达到平衡状态,C错误;
D.均代表正反应速率,不能说明反应Ⅰ达到平衡状态,D错误;
故选AB;
【小问4详解】
①PO和PC的化学计量数之比为1:1,之前,PC选择性接近100%时,PO转化率和PC产率曲线重叠,可知甲表示PC选择性,温度高于T0,PC选择性下降,PC产率低于PO转化率,可知乙表示PO转化率,丙表示PC产率;
②根据①中分析,之前,曲线乙和曲线丙几乎完全重叠在一起的原因为之前,PC的选择性接近100%;
③向密闭容器中加入0.1 mol PO,保持压强恒为2 MPa,已知时体系达平衡,PC选择性为99%,PO转化率为80%,PO剩余 mol,生成PC mol,该温度下反应Ⅰ的平衡常数===0.198;
【小问5详解】
与合成PC是加成反应,与尿素法相比,从绿色化学的角度分析与合成法的优势为原子经济性高、无污染、CO2资源化利用等。
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