内容正文:
重庆一中高2026届高三5月
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Fe—56 Cu—64
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物质的用途错误的是
A. 硫酸铝——混凝剂 B. 生石灰——脱氧剂
C. 苯甲酸钠——防腐剂 D. 碳酸氢铵——膨松剂
2. 下列基态原子中,未成对电子数目最多的是
A. N B. C C. Fe D. Cr
3. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,3.2 g O2所含原子数小于
B. 32 g Cu与足量S完全反应,转移电子数为
C. 常温下将56 g Fe投入足量浓硝酸中充分反应,转移电子数为
D. 1 mol CH4与1 mol Cl2在光照下充分反应,生成的CH3Cl分子数等于
4. 如图实验装置(夹持装置略)或操作正确的是
A.除去Cl2中的HCl
B.提取碘水中的I2
C.将熔融硫自然冷却得硫晶体
D.检验乙炔
A. A B. B C. C D. D
5. 下列物质中,中心原子采取sp2杂化的极性分子为
A. O3 B. CHCl3 C. BeCl2 D. BF3
6. 常温下,下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 能使甲基橙显黄色的溶液中:Mg2+、Cu2+、、ClO-
B. 饱和CO2溶液中:K+、Ba2+、、Cl-
C. 澄清透明溶液中:Na+、Fe3+、、C6H5OH
D. 由水电离的的溶液中:、、、Na+
7. 下列实验操作、现象和得出的相应结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A.
向某溶液中先加双氧水,再滴加KSCN溶液
溶液变红
溶液中含有Fe2+
B.
向2 mL饱和(NH4)2SO4溶液中,滴入几滴鸡蛋清溶液,再加蒸馏水
先产生白色沉淀,加蒸馏水后不溶解
蛋白质的变性过程不可逆
C.
向两份相同的银氨溶液中,分别滴加几滴等浓度的NaCl和NaI溶液
一份产生黄色沉淀,另一份无明显现象
Ksp:AgI>AgCl
D.
向等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中,分别加入两片相同的未经打磨的铝片
前者无明显现象,后者迅速反应
Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜
A. A B. B C. C D. D
8. 由氮氧元素构成的某化合物常温下为白色固体,晶胞结构如图所示,①②处键长分别为和。下列说法错误的是
A. 晶胞中与的原子个数比为
B. 常温下该晶体类型为离子晶体
C. 该晶胞密度为
D. 氮氧键键能:
9. 一种治疗皮炎的药物中间体Z的合成方法如下图所示,下列说法错误的是
A. Y在常温下是无色黏稠液体
B. Z分子不含手性碳原子
C. 1个X分子含有σ键数目为14
D. 1 mol X与足量浓溴水反应所消耗Br2的物质的量大于2 mol
10. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,这些元素组成的两种物质的球棍模型如下(图中未区别标示出单、双键)。X、Y、Q位于不同周期,W、Q同主族,五种元素基态原子中Z未成对电子数最多。下列说法正确的是
A. 电负性:Y>W B. 第一电离能:Z>Q
C. 乙分子中键长:①>② D. X、Z形成的化合物一定不含离子键
11. 化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化,设计如下过程:
已知:Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1,7,10)。
下列说法正确的是
A.
B. 利用图乙装置可直接测定、和
C. 碳酸钠溶液呈碱性,搅拌器可以用铜质搅拌器
D. ,且
12. 电解水制氢技术不断被突破,科技工作者设计了耦合HCHO高效制H2的方法,其装置如下图所示,相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍。下列说法正确的是
A. 电极电势:b<a
B. b极反应:
C. 一段时间后,b极区溶液pH减小
D. 理论上该装置每生成1 mol H2,有2 mol OH-从a极区移向b极区
13. 一定温度下,某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。体系中生成物M、Q、N的浓度随时间变化的关系如图所示。
已知:反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,(、为速率常数,只受温度影响)。下列说法正确的是
A. 速率常数:
B. 0~4 s内,Y的平均反应速率
C. 10 s时,
D. 该温度下反应①与②的平衡常数之比为5∶2
14. 某研究小组为探究草酸盐性质,进行如下实验:
已知:室温下、;的、。
下列说法错误的是
A. 步骤1滴加稀硫酸过程中,当pH=4时溶液中:
B. 步骤1后,溶液中:
C. 步骤2滴加CaCl2溶液,生成CaC2O4的离子反应为
D. 步骤2后,溶液中:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 磷酸铁锂(LiFePO4)是新能源汽车电池中常用的电极材料。利用某工厂废渣[主要成分为FeSO4·7H2O,含少量Fe2(SO4)3、MgSO4、MnSO4等]资源化生产电池级磷酸铁锂工艺流程如下。
已知:常温下,一些化合物的Ksp如下表(离子浓度认为离子完全沉淀)。
氟化物
FeF2
MgF2
MnF2
FeF3
Fe(OH)3
FePO4
Ksp
2.3×10-6
6.25×10-11
5.2×10-3
6.8×10-23
4.0×10-38
1.3×10-22
回答下列问题:
(1)的VSEPR模型为___________。
(2)“溶解”时用H2SO4溶液比直接加水的优点是___________。
(3)向“还原”后的滤液中加___________试剂(填名称),证明“还原”已彻底完成。
(4)“氧化”中若使用稀盐酸代替H2SO4溶液,会导致___________。
(5)“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。
(6)“沉铁”时发生反应的离子方程式为___________,该反应需控制溶液的pH,若pH=4时同时析出FePO4和Fe(OH)3两种沉淀,所得室温下滤液中 ___________。
(7)其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。电池充电时。LiFePO4脱出部分Li+,形成,结构示意图如图乙所示,则x=___________。
16. 四水甲酸铜(Ⅱ)[Cu(HCOO)2·4H2O]易溶于水,不溶于乙醇,常用作催化剂。某实验小组在实验室用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应制备四水甲酸铜(Ⅱ),并测定产品中铜含量,步骤如下:
(1)步骤Ⅰ:制备四水甲酸铜(Ⅱ)
①仪器a的名称为___________。
②生成甲酸铜的化学方程式为___________。
③反应温度控制在60~70℃的原因是___________。
(2)步骤Ⅱ:提纯
趁热过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
①趁热过滤的目的是___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
A.为快速析出晶体,将蒸发皿取下直接放在冰水中冷却
B.缓慢冷却结晶可以得到颗粒较大的晶体
C.用乙醇洗涤晶体,可以减少产品损失
D.加热烘干,得到的产品纯度更高
(3)步骤Ⅲ:测定产品的质量分数
ⅰ.取a g四水甲酸铜(Ⅱ)产品于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,用稀硫酸溶解,加入过量KI溶液,产生CuI沉淀,溶液呈棕黄色;
ⅱ.用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定ⅰ中的浊液至很浅的黄色时,加入几滴淀粉溶液;
ⅲ.向ⅱ所得浊液中加入KSCN溶液,充分摇动;
ⅳ.继续用Na2S2O3标准溶液滴定ⅲ中浊液至终点,共消耗标准溶液V mL。
已知:;CuI易吸附I2,CuSCN难溶于水且不吸附I2;被吸附的I2不与淀粉显色。
①ⅰ中发生反应的离子方程式是___________。
②产品中四水甲酸铜(Ⅱ)的质量分数是___________。
③下列操作可能导致测定结果偏高的是___________(填序号)。
A.用锥形瓶替代碘量瓶
B.未进行操作ⅲ
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
17. “清洁甲醇”、“绿色甲醇”,是指生产过程中碳排放极低或为零时制得的甲醇。通过太阳能、风能制得绿氢,再将绿氢与CO2转化为CH3OH(g)的相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式:___________。
(2)下列关于反应Ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是___________(填序号)。
A. B.
C. D.
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为50%,CH3OH选择性为70%,该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________(保留2位有效数字)。[]
(4)将CO2和H2按物质的量之比1∶3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应Ⅱ和反应Ⅲ。不同条件下,在相同时间内气相催化合成过程中CH3OH选择性和产率随温度变化曲线如图所示:
①合成甲醇的最优工业条件是___________(填序号)。
A.210℃ B.230℃ C.催化剂CZ(Zr-1)T D.催化剂CTZ
②温度从210℃上升到230℃过程中,虽然甲醇的选择性下降,但产率却上升,产生这一现象的原因是___________。
(5)用甲醇燃料电池电解处理含CN-和Cl-的碱性废水,将CN-转化为无污染的物质,其原理如下图所示。
①电解废水时,Pt(b)电极与石墨电极___________相连(填“M”或“N”)。
②电池工作时,Pt(a)电极的电极反应式是___________。
③消耗标准状况下22.4 L O2,理论上可处理含___________mol CN-的废水。
18. 依伐卡托是一种治疗囊性纤维化的药物,它的合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)C中所含官能团名称是羟基和___________,反应③的反应类型为___________。
(2)已知反应②会用到H2SO4,上述路线中设计①和③这两步反应的目的是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)已知B的核磁共振氢谱只有一组峰,则等物质的量的A与B反应生成C的化学方程式是___________。
(5)下列说法正确的是___________(填序号)。
A. 的沸点比A高
B. F是两性化合物
C. H能与银氨溶液反应生成银镜
D. 1 mol H与足量H2反应最多消耗7 mol H2
(6)满足下列条件的C的同分异构体有___________种。
①分子中含结构 ②遇FeCl3溶液显色 ③苯环上有两个取代基
(7)已知:①
②
以和为有机原料,无机试剂任选,写出通过四步反应合成有机物G的路线___________。
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重庆一中高2026届高三5月
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Fe—56 Cu—64
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物质的用途错误的是
A. 硫酸铝——混凝剂 B. 生石灰——脱氧剂
C. 苯甲酸钠——防腐剂 D. 碳酸氢铵——膨松剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸铝电离出的水解生成胶体,可吸附水中悬浮杂质使其沉降,可作混凝剂,A正确,;
B.生石灰主要成分为,能与水反应可作干燥剂,但没有还原性,不能与氧气反应,无法作脱氧剂,B错误;
C.苯甲酸钠能抑制微生物繁殖,是常用的食品防腐剂,C正确;
D.碳酸氢铵受热易分解产生、气体,使食品形成多孔蓬松结构,可作膨松剂,D正确;
故选B。
2. 下列基态原子中,未成对电子数目最多的是
A. N B. C C. Fe D. Cr
【答案】D
【解析】
【详解】基态N原子的电子排布式为,2p轨道的3个电子分占不同轨道,未成对电子数为3;基态C原子的电子排布式为,2p轨道的2个电子分占不同轨道,未成对电子数为2;基态Fe原子的电子排布式为,3d轨道有4个未成对电子,未成对电子数为4;基态Cr原子满足洪特规则的半满稳定特例,电子排布式为,3d轨道有5个未成对电子、4s轨道有1个未成对电子,共6个未成对电子,因此未成对电子数目最多的是Cr,故选D。
3. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,3.2 g O2所含原子数小于
B. 32 g Cu与足量S完全反应,转移电子数为
C. 常温下将56 g Fe投入足量浓硝酸中充分反应,转移电子数为
D. 1 mol CH4与1 mol Cl2在光照下充分反应,生成的CH3Cl分子数等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.3.2 g O2的物质的量为 ,所含O原子物质的量为0.2 mol,原子数为,质量与温度压强无关,A错误;
B.32 g Cu的物质的量为 ,Cu与S反应生成Cu2S,Cu元素化合价从0升高到+1,每个Cu失去1个电子,故转移电子数为,B正确;
C.常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,反应被致密氧化膜阻止无法进行完全,转移电子数远小于,C错误;
D.CH4与Cl2的光照取代反应为连锁反应,会同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物,故CH3Cl分子数小于,D错误;
故答案选B。
4. 如图实验装置(夹持装置略)或操作正确的是
A.除去Cl2中的HCl
B.提取碘水中的I2
C.将熔融硫自然冷却得硫晶体
D.检验乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.洗气除杂需要气体与溶液充分接触,应遵循“长进短出”原则,该装置出气导管插入液面下,无法排出气体,不能达到除杂目的,A错误;
B.萃取剂需要与原溶剂不互溶,乙醇与水任意比互溶,不能作为萃取剂提取碘水中的碘,B错误;
C.硫的熔点较低,熔融硫可放在蒸发皿中自然冷却得到硫晶体,装置操作合理,C正确;
D.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有、等还原性杂质,也能使酸性溶液褪色,无法检验乙炔,D错误;
故选C。
5. 下列物质中,中心原子采取sp2杂化的极性分子为
A. O3 B. CHCl3 C. BeCl2 D. BF3
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为,采取杂化,空间构型为V形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A符合题意;
B.中心原子价层电子对数为,采取杂化,不符合杂化要求,B不符合题意;
C.中心原子价层电子对数为,采取杂化,空间构型为直线形,正负电荷中心重合,为非极性分子,C不符合题意;
D.中心原子价层电子对数为,采取杂化,但空间构型为平面正三角形,正负电荷中心重合,属于非极性分子,D不符合题意;
故选A。
6. 常温下,下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 能使甲基橙显黄色的溶液中:Mg2+、Cu2+、、ClO-
B. 饱和CO2溶液中:K+、Ba2+、、Cl-
C. 澄清透明溶液中:Na+、Fe3+、、C6H5OH
D. 由水电离的的溶液中:、、、Na+
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲基橙显黄色的溶液,可能为碱性,碱性条件下、会生成氢氧化物沉淀,酸性条件下会结合生成弱电解质,不能大量共存,A错误;
B.饱和溶液为弱酸性溶液,电离产生的浓度极低,不会与生成沉淀,四种离子相互之间不反应,也不与碳酸反应,能大量共存,B正确;
C.与 (苯酚)会发生络合反应生成显色络合物,不能大量共存,C错误;
D.水电离出的的溶液为强酸性或强碱性溶液,碱性条件下与反应生成,酸性条件下与反应且会被氧化,不能大量共存,D错误;
故选B。
7. 下列实验操作、现象和得出的相应结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A.
向某溶液中先加双氧水,再滴加KSCN溶液
溶液变红
溶液中含有Fe2+
B.
向2 mL饱和(NH4)2SO4溶液中,滴入几滴鸡蛋清溶液,再加蒸馏水
先产生白色沉淀,加蒸馏水后不溶解
蛋白质的变性过程不可逆
C.
向两份相同的银氨溶液中,分别滴加几滴等浓度的NaCl和NaI溶液
一份产生黄色沉淀,另一份无明显现象
Ksp:AgI>AgCl
D.
向等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中,分别加入两片相同的未经打磨的铝片
前者无明显现象,后者迅速反应
Cl-能加速破坏铝片表面的氧化膜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若原溶液中本身含有,先加双氧水再加KSCN溶液也会变红,无法证明溶液中含有,A错误;
B.饱和溶液使蛋白质发生盐析,不是变性,盐析是可逆过程,加蒸馏水沉淀会溶解,B错误;
C.优先生成溶度积更小的沉淀,产生黄色AgI沉淀说明AgI更难溶,因此,C错误;
D.两组实验只有阴离子不同,溶液中铝片迅速反应,说明能加速破坏铝片表面的氧化膜,D正确;
故选D。
8. 由氮氧元素构成的某化合物常温下为白色固体,晶胞结构如图所示,①②处键长分别为和。下列说法错误的是
A. 晶胞中与的原子个数比为
B. 常温下该晶体类型为离子晶体
C. 该晶胞密度为
D. 氮氧键键能:
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示,晶胞中含有两种离子,分别为和,位于晶胞棱上,数目为,位于晶胞内部,数目为2。
【详解】A.由分析可知,晶胞是和构成,数目比为1:1,则中与的原子个数比为,A正确;
B.晶胞是和构成,为离子晶体,B正确;
C.晶胞的体积为,晶胞的质量为 ,故晶胞密度,C正确;
D.键能强弱和键长成反比,已知氮氧键键长:,由此可推测氮氧键键能:,D错误;
故答案选D。
9. 一种治疗皮炎的药物中间体Z的合成方法如下图所示,下列说法错误的是
A. Y在常温下是无色黏稠液体
B. Z分子不含手性碳原子
C. 1个X分子含有σ键数目为14
D. 1 mol X与足量浓溴水反应所消耗Br2的物质的量大于2 mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.Y是1,2-乙二醇,属于小分子二元醇,分子间氢键作用强,沸点较高,常温下为无色黏稠液体,A正确;
B.Z分子中与苯环相连的中心碳原子连接的两个含氧取代基属于同一环状结构,完全等价,其余碳原子均连有2个氢原子,不存在连4种不同基团的碳原子,B正确;
C.1个X分子中苯环含6个C-C σ键,苯环上C与其他原子共形成6个σ键(3个C-H、1个C-O、1个C-Br、1个连接醛基的C-C键),羟基含1个O-H σ键,醛基含2个σ键(1个C-H、1个C=O中的σ键),总数为 ,C错误;
D.X中酚羟基的两个邻位H可与溴水发生取代反应,消耗2mol ,醛基具有还原性,可被溴水氧化,消耗1mol ,总消耗的量为3mol,大于2mol,D正确;
故选C。
10. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,这些元素组成的两种物质的球棍模型如下(图中未区别标示出单、双键)。X、Y、Q位于不同周期,W、Q同主族,五种元素基态原子中Z未成对电子数最多。下列说法正确的是
A. 电负性:Y>W B. 第一电离能:Z>Q
C. 乙分子中键长:①>② D. X、Z形成的化合物一定不含离子键
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,X、Y、Q处于不同周期,X为H元素;Y为第二周期元素,Q为第三周期的元素,由图甲可知,Z周围形成三个共价键,Z的基态原子中未成对电子数最多,则Z为N元素;Y和Z形成的环状结构中,存在大π键,则Y为C元素,图甲为NH2CN的三聚体;图乙可知,W形成2个键,W与Q同主族,W为O元素,Q为S元素;乙是SO3的三聚体。
【详解】A.同周期元素,原子序数越大,非金属性越强,故电负性O>C,电负性:W>Y,A错误;
B.Z为,Q为,的轨道为半满稳定结构,第一电离能大于同周期的,同主族从上到下第一电离能递减,故第一电离能 ,即Z>Q,B正确;
C.乙分子中①为S=O键,②为S-O键,双键键长小于单键键长,C错误;
D.X为,Z为,二者可形成离子化合物 ,含有离子键,D错误;
故选B。
11. 化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化,设计如下过程:
已知:Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1,7,10)。
下列说法正确的是
A.
B. 利用图乙装置可直接测定、和
C. 碳酸钠溶液呈碱性,搅拌器可以用铜质搅拌器
D. ,且
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,过程iii-过程ii可得过程i,则 -= ,A正确;
B.图乙的量热计可以用来测量物质溶解于水时的热量变化。因此,可以直接测定十水合碳酸钠的溶解热和无水碳酸钠的溶解热,但是是固态无水碳酸钠与液态水反应生成固态十水合物的焓变,这个过程不是简单的溶解,很难在量热计中直接进行并准确测量。通常 是通过盖斯定律计算得出的,而不是直接测量,B错误;
C.铜为热的良导体,使用铜质搅拌器易导致热量散失,增大测定误差,C错误;
D.根据盖斯定律, 。因为 ,所以 ,然而,是将固态离子晶体拆分为气态离子的过程,需要吸收大量能量,是吸热过程,所以 ,是气态离子与水结合形成水合离子的过程,会放出大量能量,是放热过程,所以 ,因此 ,D错误;
故选A。
12. 电解水制氢技术不断被突破,科技工作者设计了耦合HCHO高效制H2的方法,其装置如下图所示,相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍。下列说法正确的是
A. 电极电势:b<a
B. b极反应:
C. 一段时间后,b极区溶液pH减小
D. 理论上该装置每生成1 mol H2,有2 mol OH-从a极区移向b极区
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为电解池,据图示可知,b电极上HCHO转化为HCOO-,而HCHO转化为HCOO-为氧化反应,所以电极b为阳极,电极a为阴极,根据图示,右侧电极甲醛失电子发生氧化反应生成HCOO-和氢气,阳极反应为HCHO+2OH--e-=HCOO-+ +H2O,阴极的反应式为H2O+e-= +OH-。
【详解】A.由分析可知,b为阳极,与电源正极相连,a为阴极,与电源负极相连,阳极电势高于阴极,故电极电势b>a,A错误;
B.由分析知,b极反应式为HCHO+2OH--e-=HCOO-+ +H2O,B错误;
C.b极反应为HCHO+2OH--e-=HCOO-+ +H2O,每转移2 mol电子时消耗4 mol ,同时只有2 mol 从a极区迁移到b极区,b极区净消耗、浓度降低,pH减小,C正确;
D.该装置转移2 mol电子时共生成2 mol ,对应有2 mol 发生迁移,故每生成1 mol ,仅有1 mol 从a极区移向b极区,D错误;
故选C。
13. 一定温度下,某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。体系中生成物M、Q、N的浓度随时间变化的关系如图所示。
已知:反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,(、为速率常数,只受温度影响)。下列说法正确的是
A. 速率常数:
B. 0~4 s内,Y的平均反应速率
C. 10 s时,
D. 该温度下反应①与②的平衡常数之比为5∶2
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,初始时曲线M的斜率大于曲线N的斜率,则,A错误;
B.①②反应中Y、Q的计量系数均为1,则0~4 s内,Y的平均反应速率,,B正确;
C.10s时两个反应均达到平衡状态,则、,由A分析知,且、,所以,C错误;
D.反应①②平衡常数、,则,由图可知,平衡时刻M、N的浓度分别为、,,D错误;
故选B。
14. 某研究小组为探究草酸盐性质,进行如下实验:
已知:室温下、;的、。
下列说法错误的是
A. 步骤1滴加稀硫酸过程中,当pH=4时溶液中:
B. 步骤1后,溶液中:
C. 步骤2滴加CaCl2溶液,生成CaC2O4的离子反应为
D. 步骤2后,溶液中:
【答案】D
【解析】
【分析】初始加入物质的量 , ,即 , ,混合反应后生成、,据此解答。
【详解】A.已知的,当pH=4时,, ,则,A正确;
B.步骤1加入稀硫酸,溶液中存在电荷守恒, ,步骤1反应后溶液中溶质为、,结合草酸的、可知溶液呈酸性,, ,B正确;
C.步骤1草酸钠和硫酸反应溶液中阴离子主要为、,CaC2O4的小于CaSO4的,滴加40 mL CaCl2溶液后,,电离平衡常数较小,忽略电离减少的量,则,,所以Ca2+会结合生成CaC2O4沉淀,浓度减小,促进平衡正向移动,同时电离出的氢离子结合溶液中生成,离子反应为,C正确;
D.步骤2后溶液总体积为80 mL,则溶液中,假设钙离子都在溶液中,,溶液中不存中CaSO4沉淀,根据C选项分析可知,存在CaC2O4沉淀溶解平衡,①,结合②,①式除以②式得,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 磷酸铁锂(LiFePO4)是新能源汽车电池中常用的电极材料。利用某工厂废渣[主要成分为FeSO4·7H2O,含少量Fe2(SO4)3、MgSO4、MnSO4等]资源化生产电池级磷酸铁锂工艺流程如下。
已知:常温下,一些化合物的Ksp如下表(离子浓度认为离子完全沉淀)。
氟化物
FeF2
MgF2
MnF2
FeF3
Fe(OH)3
FePO4
Ksp
2.3×10-6
6.25×10-11
5.2×10-3
6.8×10-23
4.0×10-38
1.3×10-22
回答下列问题:
(1)的VSEPR模型为___________。
(2)“溶解”时用H2SO4溶液比直接加水的优点是___________。
(3)向“还原”后的滤液中加___________试剂(填名称),证明“还原”已彻底完成。
(4)“氧化”中若使用稀盐酸代替H2SO4溶液,会导致___________。
(5)“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。
(6)“沉铁”时发生反应的离子方程式为___________,该反应需控制溶液的pH,若pH=4时同时析出FePO4和Fe(OH)3两种沉淀,所得室温下滤液中 ___________。
(7)其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。电池充电时。LiFePO4脱出部分Li+,形成,结构示意图如图乙所示,则x=___________。
【答案】(1)正四面体
(2)抑制水解,提高铁元素浸出率
(3)硫氰化钾(KSCN)溶液
(4)除杂2高锰酸钾用量增大、产生污染环境
(5)
(6) ①. ②.
(7)
【解析】
【分析】该工艺以含及少量、、等杂质的废渣为原料,先加入硫酸溶解,利用酸性环境抑制水解,提高铁元素浸出率;接着加入铁粉还原,将溶液中的全部转化为,同时铁粉与酸反应生成氢气,通过后续加入氟化铵,使、等杂质离子生成难溶氟化物沉淀除去;随后加入过氧化氢,将氧化为;再加入高锰酸钾除去残留的还原性杂质,自身被还原生成二氧化锰沉淀,形成滤渣 2;之后加入氨水和磷酸二氢铵调节 pH,使与反应生成沉淀,最终经一系列处理得到电池级磷酸铁锂。
【小问1详解】
中 P 原子的价层电子对数为,无孤电子对,因此 VSEPR 模型为正四面体;
【小问2详解】
硫酸溶液呈酸性,可抑制的水解反应(),防止生成氢氧化物沉淀,提高铁元素的浸出率,同时为后续工艺提供稳定的酸性环境,避免杂质离子提前沉淀;
【小问3详解】
向“还原”后的滤液中加入硫氰化钾(KSCN)溶液,若溶液不变红,说明溶液中无,即铁粉已将所有还原为,还原过程彻底完成;
【小问4详解】
“氧化”中若使用稀盐酸代替溶液,会导致稀盐酸中的被氧化剂(如、)氧化,生成有毒的气体,造成环境污染;同时会消耗氧化剂,降低氧化效率,还可能引入新杂质,影响后续产品纯度;
【小问5详解】
除杂 2 步骤中,将溶液中残留的氧化为沉淀,自身被还原为二氧化锰,因此“滤渣 2”的主要成分是;
【小问6详解】
“沉铁”时,与在氨水调节下反应生成沉淀,离子方程式为 ;pH=4 时,溶液中,根据,得,再根据,得;
【小问7详解】
根据均摊法可知甲晶胞中的个数为,所以每个晶胞中含有4个单元;据图可知在乙晶胞中的个数为,甲晶胞中含有4个单元,则每个单元失去个,所以。
16. 四水甲酸铜(Ⅱ)[Cu(HCOO)2·4H2O]易溶于水,不溶于乙醇,常用作催化剂。某实验小组在实验室用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应制备四水甲酸铜(Ⅱ),并测定产品中铜含量,步骤如下:
(1)步骤Ⅰ:制备四水甲酸铜(Ⅱ)
①仪器a的名称为___________。
②生成甲酸铜的化学方程式为___________。
③反应温度控制在60~70℃的原因是___________。
(2)步骤Ⅱ:提纯
趁热过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
①趁热过滤的目的是___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
A.为快速析出晶体,将蒸发皿取下直接放在冰水中冷却
B.缓慢冷却结晶可以得到颗粒较大的晶体
C.用乙醇洗涤晶体,可以减少产品损失
D.加热烘干,得到的产品纯度更高
(3)步骤Ⅲ:测定产品的质量分数
ⅰ.取a g四水甲酸铜(Ⅱ)产品于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,用稀硫酸溶解,加入过量KI溶液,产生CuI沉淀,溶液呈棕黄色;
ⅱ.用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定ⅰ中的浊液至很浅的黄色时,加入几滴淀粉溶液;
ⅲ.向ⅱ所得浊液中加入KSCN溶液,充分摇动;
ⅳ.继续用Na2S2O3标准溶液滴定ⅲ中浊液至终点,共消耗标准溶液V mL。
已知:;CuI易吸附I2,CuSCN难溶于水且不吸附I2;被吸附的I2不与淀粉显色。
①ⅰ中发生反应的离子方程式是___________。
②产品中四水甲酸铜(Ⅱ)的质量分数是___________。
③下列操作可能导致测定结果偏高的是___________(填序号)。
A.用锥形瓶替代碘量瓶
B.未进行操作ⅲ
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. ③. 温度过低反应速率慢,温度过高甲酸挥发、产物分解
(2) ①. 除去不溶性杂质,防止甲酸铜(II)结晶析出,提高收率 ②. BC
(3) ①. ②. ③. AD
【解析】
【分析】该实验以碱式碳酸铜为原料,先与甲酸在60-70℃下反应制备四水甲酸铜(Ⅱ),经趁热过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥提纯后,再通过碘量法滴定测定产品中铜含量,利用与过量KI反应生成和CuI沉淀,用标准溶液滴定,并加入KSCN释放CuI吸附的,最终通过两次滴定计算产品质量分数并分析误差。
【小问1详解】
① 仪器a的名称为球形冷凝管,作用是冷凝回流甲酸,减少挥发损失;
② 碱式碳酸铜与甲酸反应生成四水甲酸铜(II)、二氧化碳和水,化学方程式为: ;
③温度过低时反应速率慢,温度过高会导致甲酸挥发、产物分解,因此需控制温度在60~70℃范围,既保证反应速率,又避免副反应和反应物损失;
【小问2详解】
①甲酸铜(II)的溶解度随温度降低而减小,趁热过滤可防止降温时甲酸铜(II)结晶析出,被滤渣带走,提高产品收率;
②A.将蒸发皿直接放在冰水中冷却,温度骤降会导致晶体颗粒细小,且蒸发皿骤冷易炸裂,A错误;
B.缓慢冷却结晶可得到颗粒较大的晶体,便于过滤和洗涤,B正确;
C.甲酸铜(II)不溶于乙醇,用乙醇洗涤可减少产品溶解损失,同时乙醇易挥发,利于干燥,C正确;
D.加热烘干可能导致四水甲酸铜(II)失去结晶水或分解,降低产品纯度,D错误;
【小问3详解】
① i中,与过量KI反应生成和CuI沉淀,离子方程式为;
② 由反应关系:,得。滴定消耗的物质的量为 ,则 ,即 。四水甲酸铜(II)的摩尔质量 ,其质量为 ,因此产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为;
③A.用锥形瓶替代碘量瓶,空气中的氧气将氧化为,导致消耗的体积偏大,测定结果偏高,A符合题意;
B.未进行操作iii,CuI吸附的未被释放,导致滴定消耗的体积偏小,测定结果偏低,B不符合题意;
C.滴定前仰视读数(读数偏大),滴定后俯视读数(读数偏小),导致测得的V偏小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,导致测得的V偏大,测定结果偏高,D符合题意。
17. “清洁甲醇”、“绿色甲醇”,是指生产过程中碳排放极低或为零时制得的甲醇。通过太阳能、风能制得绿氢,再将绿氢与CO2转化为CH3OH(g)的相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式:___________。
(2)下列关于反应Ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是___________(填序号)。
A. B.
C. D.
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为50%,CH3OH选择性为70%,该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________(保留2位有效数字)。[]
(4)将CO2和H2按物质的量之比1∶3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应Ⅱ和反应Ⅲ。不同条件下,在相同时间内气相催化合成过程中CH3OH选择性和产率随温度变化曲线如图所示:
①合成甲醇的最优工业条件是___________(填序号)。
A.210℃ B.230℃ C.催化剂CZ(Zr-1)T D.催化剂CTZ
②温度从210℃上升到230℃过程中,虽然甲醇的选择性下降,但产率却上升,产生这一现象的原因是___________。
(5)用甲醇燃料电池电解处理含CN-和Cl-的碱性废水,将CN-转化为无污染的物质,其原理如下图所示。
①电解废水时,Pt(b)电极与石墨电极___________相连(填“M”或“N”)。
②电池工作时,Pt(a)电极的电极反应式是___________。
③消耗标准状况下22.4 L O2,理论上可处理含___________mol CN-的废水。
【答案】(1) (2)C
(3)0.083 (4) ①. BC ②. 温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ速率加快,单位时间内甲醇产率增大,但反应Ⅱ吸热、 反应Ⅲ放热,CO2更多生成CO,甲醇选择性降低
(5) ①. M ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
热化学方程式根据平衡常数关系,可知反应Ⅲ =反应Ⅰ-反应Ⅱ,结合盖斯定律计算焓变: ,热化学方程式为:;
【小问2详解】
反应Ⅰ的的变化趋势:,反应后气体物质的量减少,故熵变, 将看作一次函数: ,斜率为(正斜率),时 (截距为负),对应图C;
【小问3详解】
已知共消耗 ,选择性为70%,则生成 ,反应Ⅱ消耗 , 平衡时各物质物质的量:, , , , ;
【小问4详解】
①由图可知,温度 、催化剂时,甲醇产率最高,为最优条件,故答案选BC;
②温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ速率加快,单位时间内甲醇产率增大,但反应Ⅱ吸热、 反应Ⅲ放热,反应Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅲ平衡逆向移动,CO2更多生成CO,甲醇选择性降低;
【小问5详解】
① 左侧为甲醇燃料电池:通入甲醇,为负极;通入氧气,为正极,电解池中,石墨M极,发生氧化反应,为阳极,阳极接电源正极,因此接M;
②为负极,酸性电解质中甲醇失电子生成,电极反应式是:;
③ 电子转移守恒:标准状况下的物质的量为,反应转移电子,转化为和,1 mol失去电子,因此 。
18. 依伐卡托是一种治疗囊性纤维化的药物,它的合成路线如下图所示:
回答下列问题:
(1)C中所含官能团名称是羟基和___________,反应③的反应类型为___________。
(2)已知反应②会用到H2SO4,上述路线中设计①和③这两步反应的目的是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)已知B的核磁共振氢谱只有一组峰,则等物质的量的A与B反应生成C的化学方程式是___________。
(5)下列说法正确的是___________(填序号)。
A. 的沸点比A高
B. F是两性化合物
C. H能与银氨溶液反应生成银镜
D. 1 mol H与足量H2反应最多消耗7 mol H2
(6)满足下列条件的C的同分异构体有___________种。
①分子中含结构 ②遇FeCl3溶液显色 ③苯环上有两个取代基
(7)已知:①
②
以和为有机原料,无机试剂任选,写出通过四步反应合成有机物G的路线___________。
【答案】(1) ①. 酰胺基 ②. 取代反应 (2)保护氨基
(3) (4) (5)AB (6)14
(7)
【解析】
【分析】A和B发生取代反应生成C,根据反应以及化学式可知B为乙酸酐(),C与D发生取代反应生成E,根据E的结构和化学式可知,D为叔丁醇(),E发生水解反应生成F,F与G发生取代反应生成H,根据化学式和H的结构可知G为。
【小问1详解】
根据结构简式可知,C中所含官能团名称是羟基和酰胺基,反应③的反应类型为取代反应。
【小问2详解】
氨基会与硫酸反应,所以上述路线中设计①和③这两步反应的目的是保护氨基。
【小问3详解】
根据分析可知D为叔丁醇,结构简式为。
【小问4详解】
已知B的核磁共振氢谱只有一组峰,B为,则等物质的量的A与B反应生成C的化学方程式是。
【小问5详解】
A.A可形成分子内氢键,只能形成分子间氢键,故的沸点比A高,A正确;
B.F即含有酚羟基显酸性,又含有氨基显碱性,B正确;
C.H不含醛基无法生成银镜,C错误;
D.H中含有一个醛基,2个苯环,一个碳碳双键,故最多1 mol H与足量H2反应最多消耗8 mol ,D错误;
故选AB。
【小问6详解】
苯环上有两个取代基,遇FeCl3溶液显色,则必有一个酚羟基,另一个取代基含有,有 、 、、、HCON(CH3)-五种可能,结合苯环上两个不同取代基共种,去掉C自身,共14种。
【小问7详解】
先在邻位引入硝基,再将硝基还原为氨基,再与取代,最终水解生成G,故合成路线为。
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