内容正文:
高2023级强化训练(一)化学练习题
(2026.5.11)
分值:100分 时间:75分钟
注意事项
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、N-14、O-16、Na-23、P-31、S-32、Se-79
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. 下列对“神舟十九号”载人飞船与太空服所用材料认识错误的是
A. 用于飞船外壳的铝合金属于金属材料
B. 用于太空服制作的特种橡胶,属于天然高分子材料
C. 用于防热结构件的高强纱主要是玻璃纤维纱,玻璃纤维属于无机非金属材料
D. 用于发动机的耐烧蚀树脂具有耐高温、耐腐蚀等优良性能,属于有机高分子材料
2. 物质性质决定用途。下列两者关系对应正确的是
A. 二氧化硫具有氧化性,可用于草帽的漂白
B. 小苏打热稳定性差,可用于治疗胃酸过多
C. 氨具有配位性,可用氨水配制银氨溶液
D. 过碳酸钠()具有还原性,可用于衣物上深色污渍的清洗
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 激发态C原子的价电子轨道表示式可能为:
B. 乙烯的结构简式:
C. 的电子式:
D. 的系统命名:3,7-二甲基-4-乙基辛烷
4. 贝诺酯是一种用于解热、镇痛、抗炎的药物,结构简式如图。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子中含有3种官能团
B. 可以发生加成、氧化、消去反应
C. 与足量氢气加成后的产物含有4个手性碳原子
D. 1 mol该物质最多能与5 mol NaOH反应
5. 下列实验操作规范且能达到预期目的的是(无特殊说明时仪器均为普通玻璃材质)
实验
目的
A.配制480 mL 1 的NaF溶液时定容
B.滴定未知浓度的HCl溶液
实验
目的
C.加热草酸晶体
D.萃取过程中放气
A. A B. B C. C D. D
6. 索烃是由两个或多个机械互锁大环组成的超分子,其中一个环可以绕另一个转动,如图为索烃及其中分子部件的机械互锁运动示意图,下列说法正确的是
A. 邻二氮菲分子中N的杂化方式与环状分子中O的相同
B. 通过氧化还原反应来驱动索烃中的环状分子发生旋转
C. 索烃中环状分子“转动”时破坏化学键
D. 三联吡啶分子中所有原子均发生sp2杂化
7. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2,出现白色浑浊:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+
B. FeCl3溶液中通入SO2,棕黄色溶液变浅绿色:2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++4H++
C. CuCl2浓溶液稀释,绿色溶液变蓝:[CuCl4]2− + 4H2O⇌[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl−
D. 向银氨溶液中滴加乙醛,水浴加热,析出光亮银镜:
8. 、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素最简单氢化物的水溶液显碱性,地壳中元素的质量分数最高,的原子序数等于、、的原子序数之和,由、、、形成的某种化合物的结构如图。下列叙述错误的是
A. 原子半径:
B. 阴离子具有较强的氧化性
C. 第一电离能:
D. 、、三种元素能组成离子化合物
9. 乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液适用范围广、黏合力强、稳定性好,可用作木材、纸、纤维的胶黏剂及防水材料等,其结构简式为,下列说法错误的是
A. 该共聚物为线型高分子 B. 该共聚物为纯净物且难溶于水
C. 形成该共聚物的单体有(m+n)个 D. 该共聚物为加聚物
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴饱和溶液,搅拌煮沸
液体呈透明红褐色
所得液体为胶体
B
在烧瓶中加入红热的木炭和浓硝酸
烧瓶中产生红棕色气体
红热的木炭和浓硝酸反应生成NO2
C
向碘的溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡、静置
溶液分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
D
用pH计测量等浓度的2-氯丙酸和2-氟丙酸的pH分别为和
2-氯丙酸中O—H键的极性大于2-氟丙酸中O—H键的极性
A. A B. B C. C D. D
11. 糠醛(FAL)与发生反应主要涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ途径,有机物的百分含量随时间变化如图所示,4h后各物质浓度不再变化,下列说法错误的是
A. 4h时,反应Ⅱ的正、逆反应速率相等
B. 该温度下的活化能:(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)
C. FA是中间产物,糠醛制备FA为放热反应
D. 途径Ⅰ加入催化剂可以改变其平衡转化率
12. 段镶锋教授深入研究了锂硫电池中复杂的硫还原反应进程,研究结果表明电池中涉及的多硫化物转化反应,下图展示了电池中硫还原反应的示意图(左侧为嵌入的碳纳米管,右侧为),涉及从分子到固体的复杂的16电子转化过程。已知:①多硫化物溶液的颜色随着中x的增多,颜色由黄色变深直至红色;②的水溶性较差。下列说法错误的是
A. 图示电池总反应为:
B. 是控制整体硫还原反应过程的关键电化学中间体
C. 充电时,正极附近颜色由红色变到黄色最后变成无色
D. 选择合适的溶剂能让电池保持稳定的电流输出
13. 科研人员为某电池制备了一种超离子导体,其晶胞为立方体(如图1),对其进行掺杂后形成空位缺陷(如图2),可显著提升传导性能。
下列说法正确的是
A. 图 1 晶体密度为 B. 图 2 中空位数与数目之比为
C. 导电时,空位移动方向与电流方向相同 D. 将中换为,该电池的比能量将增大
14. 一种以含铜废催化剂(主要成分为Cu和少量Fe、Fe2O3、CuO、SiO2等)为原料制备CuCl的工艺流程如下:
已知:CuCl为白色粉末,微溶于水,易溶于浓度较大体系,,不溶于乙醇,潮湿空气中易被氧化。
下列说法不正确的是
A. 步骤I,可以用酸性溶液代替双氧水
B. 步骤Ⅱ,试剂X的作用为调节溶液pH,除去
C. 步骤Ⅲ,当比值逐渐增大时,CuCl的量先增大后减小
D. 步骤IV,可用水溶液洗涤CuCl
15. 和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的饱和溶液。两份溶液中,及含微粒分布系数随的变化关系如图所示。下列说法正确的是
已知:含微粒的分布系数
A. 曲线是饱和溶液中pc(M2+)随变化曲线
B.
C. 的平衡常数约为
D. 时,饱和溶液中存在
二、非选择题(共4个题,共55分)
16. 废旧锂离子电池(LIBs)正极材料以LiCoO2为主,含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。
已知:①一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Co(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
1.5
6.3
4.2
7.4
8.1
完全沉淀pH
2.8
8.3
6.7
9.4
10.1
②萃取时金属离子的分配比,萃取率,分离系数
回答下列问题:
(1)Mn位于元素周期表中第_______周期第_______族。
(2)“酸浸”过程中,H2O2主要作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为_______,生成MnO2的离子方程式为_______。
(4)从结构角度分析萃取剂Ⅰ(结构如图)能萃取Cu2+的原因_______。
(5)“萃取分液Ⅱ”过程中,当萃取剂与溶液体积相等时,金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时,Li⁺的分配比D=_______,Co2+的分离系数β=_______。
17. 研究小组为探究乙酰基磺酸()制备磺化聚苯乙烯的过程与效果,(在热水中会水解,产生乙酸和硫酸)进行如下实验:
I、乙酰基磺酸的制备
向装有一定量二氯乙烷溶剂的烧杯中,控制溶液温度在10℃以下,边搅拌边分四次分批加入7.6 mL乙酸酐和2.7 mL浓硫酸,得到乙酰基磺酸溶液。
(1)加入试剂顺序正确的是______(填序号)。
a.先加乙酸酐,再加入浓硫酸 b.先加浓硫酸,再加乙酸酐
(2)上述过程中,减缓反应速率的措施有______。
(3)写出生成乙酰基磺酸()的化学方程式:______。
Ⅱ、聚苯乙烯的磺化
按如图所示装置(夹持设备略去),控制反应温度为65℃,缓慢滴加乙酰基磺酸溶液,得到浅棕色液体。将所得浅棕色液体慢慢滴入装有热水的烧杯中,得到淡黄色的磺化聚苯乙烯颗粒,过滤、洗涤、干燥。
聚苯乙烯的链节与乙酰基磺酸反应原理如下:
(4)盛装乙酰基磺酸溶液的仪器名称是______,加热方式为______。
(5)一定条件下,1mol乙酰基磺酸与足量的NaOH反应的化学方程式为______。
(6)判断产品洗涤干净的方法是______。
Ⅲ、磺化度的测定
称取0.600 g干燥的磺化聚苯乙烯样品于锥形瓶,用苯-甲醇混合液溶解,以酚酞为指示剂,用0.1000mol/LNaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为10.00 mL,计算磺化度。
已知:ⅰ、。
ⅱ、聚苯乙烯链节的相对分子质量为104,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的相对分子质量为184。
(7)该样品的磺化度=______%(磺化度=);若样品未充分干燥,将导致测得的磺化度______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18. 甲醇是重要的清洁能源与化工原料,工业上常用与在催化剂作用下合成甲醇,涉及的反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)工业上也可通过反应③直接合成甲醇。反应③的=_______,判断反应③在低温下能否自发进行_______(简要说明理由)。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入和只发生反应①,下列事实不能说明反应①达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内(g)与(g)的浓度之比为1:1
B.单位时间内断裂键,同时断裂键
C.容器内混合气体的压强不变
D.混合气体的平均摩尔质量不变
E.混合气体的密度不变
(3)向容积为2 L的恒容密闭容器中充入,在一定温度下发生上述反应,10 min后达到平衡,且平衡时测得的物质的量为0.8 mol,,该温度下反应③的平衡常数=_______。(结果保留2位小数)
(4)反应①在两种不同催化剂作用下的相对能量及反应历程关系如图。
在工业上优选的催化剂为_______,该催化条件下速控步骤为_______(填写数字标号)。
(5)甲醇可进一步催化制备丙烯,反应为,反应的与的关系如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C均为常数)。
该反应的活化能_______。
19. 噻呋酰胺(I)是一种高效低毒的广谱性杀菌剂,其合成路线如图所示。
已知:+
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团名称为_________。
(2)B的结构简式为_________。
(3)E→F的反应类型有_________。
(4)F→H的化学方程式为_________。
(5)D中①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代的原因是_________。
(6)D→E是一个多步过程,每一步的反应类型均不相同,则J的结构简式为_________。
(7)比E相对分子质量小14,且满足下列条件的同分异构体有_________种。
①含有与E相同的五元环
②含且环上有取代基-CF3
③能发生银镜反应
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高2023级强化训练(一)化学练习题
(2026.5.11)
分值:100分 时间:75分钟
注意事项
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、N-14、O-16、Na-23、P-31、S-32、Se-79
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. 下列对“神舟十九号”载人飞船与太空服所用材料认识错误的是
A. 用于飞船外壳的铝合金属于金属材料
B. 用于太空服制作的特种橡胶,属于天然高分子材料
C. 用于防热结构件的高强纱主要是玻璃纤维纱,玻璃纤维属于无机非金属材料
D. 用于发动机的耐烧蚀树脂具有耐高温、耐腐蚀等优良性能,属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.用于飞船外壳的铝合金,属于金属材料,A正确;
B.特种橡胶属于人工合成的有机高分子材料,B错误;
C.玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高,C正确;
D.耐烧蚀树脂属于有机高分子材料,具有耐高温、耐腐蚀等优良性能,D正确;
2. 物质性质决定用途。下列两者关系对应正确的是
A. 二氧化硫具有氧化性,可用于草帽的漂白
B. 小苏打热稳定性差,可用于治疗胃酸过多
C. 氨具有配位性,可用氨水配制银氨溶液
D. 过碳酸钠()具有还原性,可用于衣物上深色污渍的清洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化硫的漂白性源于其与有机色素发生化合反应,而非氧化性,A错误;
B.小苏打治疗胃酸过多是因为其弱碱性,与热稳定性无关,B错误;
C.氨与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配离子,体现配位性,C正确;
D.过碳酸钠()中含有过氧键,具有强氧化性,可用于漂白污渍,而非还原性,D错误;
答案选C。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 激发态C原子的价电子轨道表示式可能为:
B. 乙烯的结构简式:
C. 的电子式:
D. 的系统命名:3,7-二甲基-4-乙基辛烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态C原子的价电子排布式为,则激发态C原子的价电子轨道表示式可能为,故A项正确;
B.乙烯的结构简式中需要体现碳碳双键,结构简式应为,故B项错误;
C.二氧化硅是原子晶体,其晶体结构中每个硅原子与四个氧原子形成共价键,每个氧原子与两个硅原子形成共价键,不存在单个的分子,因此无法写出其分子的电子式,通常用化学式表示其组成,故C项错误;
D.碳链编号错误,该物质的正确名称为2,6-二甲基-5-乙基辛烷,故D项错误;
故选A。
4. 贝诺酯是一种用于解热、镇痛、抗炎的药物,结构简式如图。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子中含有3种官能团
B. 可以发生加成、氧化、消去反应
C. 与足量氢气加成后的产物含有4个手性碳原子
D. 1 mol该物质最多能与5 mol NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构式可知含有酯基和酰胺基2种官能团,A错误;
B.含有苯环,可以和氢气发生加成反应;在一定条件下,可以燃烧,可发生氧化反应;没有卤素原子和羟基,不能发生消去反应,B错误;
C.与足量氢气加成后的产物是,手性碳原子位置为:,含有2个手性碳原子,C错误;
D.该物质一共有两个酯基,水解消耗2 mol氢氧化钠,酯基水解以后,生成两个酚羟基,再消耗2 mol氢氧化钠,一个酰胺基也可以消耗1 mol氢氧化钠,总共消耗5 mol氢氧化钠,D正确;
故选D。
5. 下列实验操作规范且能达到预期目的的是(无特殊说明时仪器均为普通玻璃材质)
实验
目的
A.配制480 mL 1 的NaF溶液时定容
B.滴定未知浓度的HCl溶液
实验
目的
C.加热草酸晶体
D.萃取过程中放气
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaF在溶液中水解生成的HF对普通玻璃有腐蚀作用,不能用普通玻璃仪器配制该溶液,A不符合题意;
B.聚四氟乙烯滴定管是酸碱通用型滴定管,可盛装NaOH标准溶液,该酸碱中和滴定实验需要用指示剂以便观察滴定终点,但该装置中缺少指示剂,B不符合题意;
C.草酸晶体在加热分解过程会先熔化后分解,故试管口应向上倾斜,C符合题意;
D.萃取振荡时放气的操作应将分液漏斗倒置,然后打开活塞放气,图中放气操作不规范,D错误;
故选C。
6. 索烃是由两个或多个机械互锁大环组成的超分子,其中一个环可以绕另一个转动,如图为索烃及其中分子部件的机械互锁运动示意图,下列说法正确的是
A. 邻二氮菲分子中N的杂化方式与环状分子中O的相同
B. 通过氧化还原反应来驱动索烃中的环状分子发生旋转
C. 索烃中环状分子“转动”时破坏化学键
D. 三联吡啶分子中所有原子均发生sp2杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.邻二氮菲中N原子形成2个σ键,含有一对孤对电子,杂化方式为sp2,环状结构中的O原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,采取sp3杂化,杂化方式不同,A错误;
B.Cu+更容易与邻二氮菲上的氮原子形成配位键,Cu2+更容易与三联吡啶上的氮原子形成配位键,通过控制氧化还原反应可以驱动索烃中环状分子发生旋转,B正确;
C.超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等,索烃是由两个或多个机械互锁大环组成的超分子,索烃中环状分子转动时,会断裂和形成Cu离子与配体之间的配位键。但在超分子化学的语境中,‘破坏化学键’通常指破坏构成分子骨架的共价键,而该运动过程并未破坏分子骨架,C错误;
D.三联吡啶分子中C、N原子均发生sp2杂化,但H原子没有发生sp2杂化,D错误;
故选B。
7. 下列过程对应的离子方程式错误的是
A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2,出现白色浑浊:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+
B. FeCl3溶液中通入SO2,棕黄色溶液变浅绿色:2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++4H++
C. CuCl2浓溶液稀释,绿色溶液变蓝:[CuCl4]2− + 4H2O⇌[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl−
D. 向银氨溶液中滴加乙醛,水浴加热,析出光亮银镜:
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚酸性弱于碳酸、强于碳酸氢根,少量与苯酚钠反应只能生成苯酚和碳酸氢根,离子方程式书写正确,A不符合题意;
B.具有氧化性,可将氧化为,自身被还原为,方程式满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式书写正确,B不符合题意;
C.浓溶液中存在配离子转化平衡,黄色的稀释时转化为蓝色的,溶液由绿色变为蓝色,离子方程式书写正确,C不符合题意;
D.银镜反应是完全进行的氧化还原反应,不能使用可逆符号;且离子方程式中强电解质需要拆分,和产物醋酸铵均为强电解质,应拆为离子形式,该选项书写错误,D符合题意;
故选D。
8. 、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素最简单氢化物的水溶液显碱性,地壳中元素的质量分数最高,的原子序数等于、、的原子序数之和,由、、、形成的某种化合物的结构如图。下列叙述错误的是
A. 原子半径:
B. 阴离子具有较强的氧化性
C. 第一电离能:
D. 、、三种元素能组成离子化合物
【答案】C
【解析】
【分析】、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素最简单氢化物的水溶液显碱性,Y是N元素;地壳中元素的质量分数最高,Z是O元素;根据、、、形成的化合物的结构图,X形成1个共价键,X是H元素;的原子序数等于、、的原子序数之和,W是S元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径,故A正确;
B.阴离子中含有O-O键,具有较强的氧化性,故B正确;
C.氮原子2p能级半充满,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素从上到下第一电离能依次减小,所以第一电离能:,故C错误;
D.H、N、S三种元素能组成离子化合物(NH4)2S,故D正确;
选C。
9. 乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液适用范围广、黏合力强、稳定性好,可用作木材、纸、纤维的胶黏剂及防水材料等,其结构简式为,下列说法错误的是
A. 该共聚物为线型高分子 B. 该共聚物为纯净物且难溶于水
C. 形成该共聚物的单体有(m+n)个 D. 该共聚物为加聚物
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸乙烯酯-乙烯共聚物属于聚合物,从结构看为线型高分子材料,故A正确;
B.共聚物一般由多种物质组成,属于混合物,且该共聚物分子中含有酯基,难溶于水,故B错误;
C.该共聚物的单体是乙酸乙烯酯和乙烯两种。该高分子链由m个乙酸乙烯酯单元和n个乙烯单元构成,单体单元总数为(m+n),故C正确;
D.该共聚物是由乙酸乙烯酯和乙烯聚合而得的聚合物,属于加聚产物,故D正确;
答案选B。
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴饱和溶液,搅拌煮沸
液体呈透明红褐色
所得液体为胶体
B
在烧瓶中加入红热的木炭和浓硝酸
烧瓶中产生红棕色气体
红热的木炭和浓硝酸反应生成NO2
C
向碘的溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡、静置
溶液分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
D
用pH计测量等浓度的2-氯丙酸和2-氟丙酸的pH分别为和
2-氯丙酸中O—H键的极性大于2-氟丙酸中O—H键的极性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备胶体时不能搅拌,搅拌会破坏胶体介稳性引发聚沉,无法得到胶体,A错误;
B.浓硝酸受热易分解生成,红棕色气体不一定是木炭和浓硝酸反应的产物,B错误;
C.可与反应生成,使更多从层进入浓溶液层,对应下层颜色变浅、上层呈棕黄色,说明碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力,C正确;
D.F的电负性大于Cl,吸电子诱导效应更强,2-氟丙酸中O—H键极性更大、酸性更强、pH更小,结论表述与事实相反,D错误;
故答案选C。
11. 糠醛(FAL)与发生反应主要涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ途径,有机物的百分含量随时间变化如图所示,4h后各物质浓度不再变化,下列说法错误的是
A. 4h时,反应Ⅱ的正、逆反应速率相等
B. 该温度下的活化能:(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)
C. FA是中间产物,糠醛制备FA为放热反应
D. 途径Ⅰ加入催化剂可以改变其平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.4h后各物质浓度不再变化,体系达到平衡状态,反应Ⅱ作为可逆反应,平衡时正、逆反应速率相等,A正确;
B.活化能越低,反应速率越快。图像中THFA(途径Ⅰ产物)生成速率最慢,2-MF(途径Ⅱ)次之,FU(途径Ⅲ)最快,故活化能顺序应为(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ),B正确;
C.FA的百分含量先升后降,为中间产物;随着反应的进行 FAL减小,FA含量增加,说明反应自发进行,且FAL→FA的<0 ,则<0,为放热反应, C正确;
D.催化剂仅降低活化能、加快反应速率,不影响平衡状态,无法改变平衡转化率,D错误;
故选D。
12. 段镶锋教授深入研究了锂硫电池中复杂的硫还原反应进程,研究结果表明电池中涉及的多硫化物转化反应,下图展示了电池中硫还原反应的示意图(左侧为嵌入的碳纳米管,右侧为),涉及从分子到固体的复杂的16电子转化过程。已知:①多硫化物溶液的颜色随着中x的增多,颜色由黄色变深直至红色;②的水溶性较差。下列说法错误的是
A. 图示电池总反应为:
B. 是控制整体硫还原反应过程的关键电化学中间体
C. 充电时,正极附近颜色由红色变到黄色最后变成无色
D. 选择合适的溶剂能让电池保持稳定的电流输出
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电池中硫还原反应涉及从分子到固体的复杂的16电子转化过程可知,电池总反应为,故A正确;
B.由图可知,转化生成的和最终转化为,说明是控制整体硫还原反应过程的关键电化学中间体,故B正确;
C.充电时,与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极,在阳极失去电子发生氧化反应生成淡黄色和锂离子,中x减小,则正极附近颜色变浅,由红色变到黄色,为淡黄色固体,所以颜色不可能最后变成无色,故C错误;
D.由题给信息可知,的水溶性较差,所以选择合适的溶剂,有利于增强电解质溶液的导电性,能让电池保持稳定的电流输出,故D正确;
故选C。
13. 科研人员为某电池制备了一种超离子导体,其晶胞为立方体(如图1),对其进行掺杂后形成空位缺陷(如图2),可显著提升传导性能。
下列说法正确的是
A. 图 1 晶体密度为 B. 图 2 中空位数与数目之比为
C. 导电时,空位移动方向与电流方向相同 D. 将中换为,该电池的比能量将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中的个数是,含有2个,的分子量是 228 ,计算体积得,计算密度,选项计算错误,A 选项错误;
B.为维持电荷平衡,每引入 1 个,需从晶格中移走2个,占据其中一个位置,另一个位置则形成空位,根据图示原始 数为 12,掺杂 2 个 后空位数为 2,剩余 数为 8,二者之比为 ,B 选项正确;
C.导电时, 向阴极移动(与电流方向相同),空位(带有效负电荷)向阳极移动,与电流方向相反,C 选项错误;
D.将换为虽可提高离子电导率,但原子量更大,电解质质量增加,且不直接参与电极反应,电池比能量(单位质量输出的能量)反而会降低,D 选项错误;
故答案选 B。
14. 一种以含铜废催化剂(主要成分为Cu和少量Fe、Fe2O3、CuO、SiO2等)为原料制备CuCl的工艺流程如下:
已知:CuCl为白色粉末,微溶于水,易溶于浓度较大体系,,不溶于乙醇,潮湿空气中易被氧化。
下列说法不正确的是
A. 步骤I,可以用酸性溶液代替双氧水
B. 步骤Ⅱ,试剂X的作用为调节溶液pH,除去
C. 步骤Ⅲ,当比值逐渐增大时,CuCl的量先增大后减小
D. 步骤IV,可用水溶液洗涤CuCl
【答案】A
【解析】
【分析】含铜废催化剂加入稀硫酸和过氧化氢溶液进行充分浸取,将铜和铁转化成相应的盐,得到其氧化液(主要成分为、、、),再加入试剂X,调节pH≈4,沉淀,则X可以是CuO、、等物质,将转化为氢氧化铁沉淀除去,二氧化硅不参加反应成为滤渣,向滤液中加入亚硫酸钠、氯化钠得到氯化亚铜沉淀,氯化亚铜经过滤、洗涤等操作得到产品。
【详解】A.若步骤Ⅰ用酸性溶液代替双氧水,则引入锰离子、钾离子等杂质,A错误;
B.试剂X可以是CuO、、等物质,与氢离子反应使溶液pH升高,从而使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,B正确;
C.步骤Ⅲ发生的反应为,增大即增大,有利于CuCl的生成;但题干信息已知,当过大时,会使CuCl沉淀溶解,导致CuCl的量减小,故当比值逐渐增大时,CuCl的量先增大后减小,C正确;
D.具有还原性,步骤Ⅳ,为了防止CuCl被氧化,可用水溶液洗涤,D正确;
故选A。
15. 和分别为一元酸和二元酸,不发生水解。常温条件下,现有含的饱和溶液和含的饱和溶液。两份溶液中,及含微粒分布系数随的变化关系如图所示。下列说法正确的是
已知:含微粒的分布系数
A. 曲线是饱和溶液中pc(M2+)随变化曲线
B.
C. 的平衡常数约为
D. 时,饱和溶液中存在
【答案】A
【解析】
【分析】含的饱和溶液中存在如下平衡:、,往饱和溶液中加酸,两平衡都发生正向移动,的分布系数不断增大,的分布系数不断减小,不断增大,不断减小,曲线表示中随变化曲线,曲线表示的分配系数随变化曲线,曲线表示的分配系数随变化曲线,曲线①表示MB饱和溶液中pc(M2+)随pH变化曲线。
【详解】由分析可知,曲线表示中随变化曲线,故A正确;
B.曲线表示饱和溶液中随变化曲线为直线,说明不水解,则为二元强酸,饱和溶液中,,得,故B错误;
C.曲线交点即的平衡常数,故C错误;
D.为强碱强酸盐,不存在,故D错误;
故答案选A。
二、非选择题(共4个题,共55分)
16. 废旧锂离子电池(LIBs)正极材料以LiCoO2为主,含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。
已知:①一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Co(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
1.5
6.3
4.2
7.4
8.1
完全沉淀pH
2.8
8.3
6.7
9.4
10.1
②萃取时金属离子的分配比,萃取率,分离系数
回答下列问题:
(1)Mn位于元素周期表中第_______周期第_______族。
(2)“酸浸”过程中,H2O2主要作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为_______,生成MnO2的离子方程式为_______。
(4)从结构角度分析萃取剂Ⅰ(结构如图)能萃取Cu2+的原因_______。
(5)“萃取分液Ⅱ”过程中,当萃取剂与溶液体积相等时,金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时,Li⁺的分配比D=_______,Co2+的分离系数β=_______。
【答案】(1) ①. 四 ②. VIIB
(2)还原剂 (3) ①. 2.8 ≤ pH < 4.2 ②.
(4)萃取剂I中的氧原子和氮原子均能与Cu2+的空轨道形成配位键
(5) ①. ②. 66
【解析】
【分析】酸浸(溶解与还原):加入 和 。酸溶解金属氧化物。将难溶的(在中)还原为易溶的,进入溶液。此时溶液中含有 ,,,,。 氧化沉淀、调pH(除杂):加入(强氧化剂)并调节pH。除铁:将氧化为 ,调节pH使其转化为沉淀。 除锰:将氧化为沉淀。过滤除去和,滤液中主要剩余,,。萃取分液I(分离铜):加入萃取剂I。进入有机相。水相保留和,进入下一步。上层(有机相):含有铜,经反萃取I(加入试剂X,通常是酸)后得到 产品。萃取分液II(分离钴与锂):加入萃取剂II, 进入有机相,留在水相中。水相:经后续处理得到。有机相:含有钴,经反萃取II(加入试剂X)后得到产品。
【小问1详解】
Mn是25号元素,其核外电子排布式为,电子层数为4,故位于第四周期;价电子数为,属于d区元素,对应第ⅦB族。
【小问2详解】
酸浸”过程中的作用是还原正极材料中Co为+2价(后续流程中出现),Co元素化合价降低,说明是氧化剂,那么作为还原剂,被氧化(O元素化合价升高,生成),因此主要作还原剂。
【小问3详解】
该步骤需要沉淀和,同时保证、不沉淀。根据已知的氢氧化物沉淀pH表:完全沉淀的pH为2.8,开始沉淀的pH为4.2,因此需控制pH范围为。氧化过程中,被(过二硫酸铵,为氧化剂,其中过氧键的O从-1价变为-2价)氧化为,配平离子方程式:。
【小问4详解】
萃取剂I的结构中含有和基团,其中O原子、N原子含有孤电子对;而的价电子轨道有空轨道,二者可以通过配位键结合,从而实现对的萃取。
【小问5详解】
已知萃取率公式,题目中萃取剂与溶液体积相等,即。pH=5时对于,有图可知,萃取率,代入公式:解得:。对于,萃取率,同理代入公式:解得:。分离系数。
17. 研究小组为探究乙酰基磺酸()制备磺化聚苯乙烯的过程与效果,(在热水中会水解,产生乙酸和硫酸)进行如下实验:
I、乙酰基磺酸的制备
向装有一定量二氯乙烷溶剂的烧杯中,控制溶液温度在10℃以下,边搅拌边分四次分批加入7.6 mL乙酸酐和2.7 mL浓硫酸,得到乙酰基磺酸溶液。
(1)加入试剂顺序正确的是______(填序号)。
a.先加乙酸酐,再加入浓硫酸 b.先加浓硫酸,再加乙酸酐
(2)上述过程中,减缓反应速率的措施有______。
(3)写出生成乙酰基磺酸()的化学方程式:______。
Ⅱ、聚苯乙烯的磺化
按如图所示装置(夹持设备略去),控制反应温度为65℃,缓慢滴加乙酰基磺酸溶液,得到浅棕色液体。将所得浅棕色液体慢慢滴入装有热水的烧杯中,得到淡黄色的磺化聚苯乙烯颗粒,过滤、洗涤、干燥。
聚苯乙烯的链节与乙酰基磺酸反应原理如下:
(4)盛装乙酰基磺酸溶液的仪器名称是______,加热方式为______。
(5)一定条件下,1mol乙酰基磺酸与足量的NaOH反应的化学方程式为______。
(6)判断产品洗涤干净的方法是______。
Ⅲ、磺化度的测定
称取0.600 g干燥的磺化聚苯乙烯样品于锥形瓶,用苯-甲醇混合液溶解,以酚酞为指示剂,用0.1000mol/LNaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为10.00 mL,计算磺化度。
已知:ⅰ、。
ⅱ、聚苯乙烯链节的相对分子质量为104,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的相对分子质量为184。
(7)该样品的磺化度=______%(磺化度=);若样品未充分干燥,将导致测得的磺化度______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)a (2)控制溶液温度在10℃以下;边搅拌边分批加入
(3)
(4) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 水浴加热
(5)
(6)取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入足量盐酸,再加入氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则产品已洗净
(7) ①. 20 ②. 偏低
【解析】
【分析】以二氯乙烷作溶剂、10℃以下,加入乙酸酐与浓硫酸反应制取乙酰基磺酸溶液;往聚苯乙烯与适量二氯乙烷的混合溶液中缓慢滴加乙酰基磺酸溶液,65℃条件下反应得浅棕色液体,将得到的浅棕色液体滴入沸水中即得到磺化聚苯乙烯颗粒,经过滤、洗涤、干燥即得产品。
【小问1详解】
浓硫酸的密度大且溶于水或与其他物质混合时会放出大量热,若先加浓硫酸,再加乙酸酐,可能会因局部过热导致危险,所以应先加乙酸酐,再加入浓硫酸,答案为a。
【小问2详解】
减缓反应速率的措施有:控制溶液温度在10℃以下(降低温度,反应速率减慢);分四次分批加入试剂(减小反应物的浓度,反应速率减慢)。
【小问3详解】
乙酸酐与浓硫酸反应,生成乙酰基磺酸和乙酸,化学方程式为:。
【小问4详解】
盛装乙酰基磺酸溶液的仪器名称是恒压滴液漏斗;反应温度为65℃,低于水的沸点,且需要均匀受热,所以加热方式为水浴加热。
【小问5详解】
由题可知,CH3COOSO3H在热水中会水解产生乙酸和硫酸,所以1 mol乙酰基磺酸与足量的NaOH反应时,水解产生的乙酸和硫酸都会与NaOH反应,化学方程式为:
。
【小问6详解】
产品是否洗涤干净,可通过滴加BaCl2溶液检测洗涤液中是否存在,检测的方法是:取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入足量盐酸,再滴加BaCl2溶液,若没有沉淀出现说明洗涤干净。
【小问7详解】
根据R-SO3H+NaOH→R-SO3Na+H2O可知,0.600 g干燥的磺化聚苯乙烯样品中,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的质量为0.1×0.01×184=0.184 g,则聚苯乙烯链节的质量为0.600-0.184=0.416 g,则聚苯乙烯链节的物质的量为,则该样品的磺化度为。若样品未充分干燥,则样品中不能消耗标准液的物质的比例增大,将导致测得的磺化度偏低。
18. 甲醇是重要的清洁能源与化工原料,工业上常用与在催化剂作用下合成甲醇,涉及的反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)工业上也可通过反应③直接合成甲醇。反应③的=_______,判断反应③在低温下能否自发进行_______(简要说明理由)。
(2)向恒温恒容密闭容器中充入和只发生反应①,下列事实不能说明反应①达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内(g)与(g)的浓度之比为1:1
B.单位时间内断裂键,同时断裂键
C.容器内混合气体的压强不变
D.混合气体的平均摩尔质量不变
E.混合气体的密度不变
(3)向容积为2 L的恒容密闭容器中充入,在一定温度下发生上述反应,10 min后达到平衡,且平衡时测得的物质的量为0.8 mol,,该温度下反应③的平衡常数=_______。(结果保留2位小数)
(4)反应①在两种不同催化剂作用下的相对能量及反应历程关系如图。
在工业上优选的催化剂为_______,该催化条件下速控步骤为_______(填写数字标号)。
(5)甲醇可进一步催化制备丙烯,反应为,反应的与的关系如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C均为常数)。
该反应的活化能_______。
【答案】(1) ①. ②. 能,反应③的,低温下,的绝对值较小,
(2)AE (3)
(4) ①. 催化剂B ②. ②
(5)30
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律:反应③ = 反应① - 反应②, = - = (-49.0) - (+41.1) = -90.1 kJ·mol⁻¹;
反应③是气体分子数减少的反应(3 mol → 1 mol),故( < 0),又因< 0,根据吉布斯自由能公式 = - ,当温度T较低时,-项较小,更易小于0,因此低温有利于自发;
【小问2详解】
A. 容器内(g)与(g)的浓度之比为1:1(按计量比生成),无论是否平衡都成立,A符合题意;
B. 单位时间内断裂键,同时断裂键,此时正、逆反应速率相等,反应达到平衡,B不符合题意;
C. 反应前后气体物质的量变化(4 mol → 2 mol),容器内混合气体的压强不变意味着各组分浓度恒定,反应达到平衡,C不符合题意;
D. 混合气体的总质量不变,总物质的量变,平均摩尔质量是变化量,当混合气体的平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡,D不符合题意;
E.,恒容密闭容器中质量和体积均不变,密度始终不变,不能判断平衡,E符合题意;
故选AE;
【小问3详解】
设反应①和②中消耗的的物质的量分别为和,根据题意,平衡时。平衡时各物质的量为:,,;由得,,解得,所以平衡时,,,,反应③的平衡常数;
【小问4详解】
催化剂B的最大活化能垒更低(最高点到过渡态的能量差更小),优选的催化剂为催化剂B;
速控步骤是活化能最高的那一步,在催化剂B曲线上,步骤②对应的峰最高;
【小问5详解】
已知Arrhenius经验公式为,斜率k=-Ea,由图可以计算出k==-30 kJ/mol,则-Ea=-30 kJ/mol,故Ea=30 kJ/mol。
19. 噻呋酰胺(I)是一种高效低毒的广谱性杀菌剂,其合成路线如图所示。
已知:+
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团名称为_________。
(2)B的结构简式为_________。
(3)E→F的反应类型有_________。
(4)F→H的化学方程式为_________。
(5)D中①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代的原因是_________。
(6)D→E是一个多步过程,每一步的反应类型均不相同,则J的结构简式为_________。
(7)比E相对分子质量小14,且满足下列条件的同分异构体有_________种。
①含有与E相同的五元环
②含且环上有取代基-CF3
③能发生银镜反应
【答案】(1)酯基 (2)CH3COOCH2CH3
(3)取代反应、复分解反应(或水解反应、复分解反应)
(4) (5)受到羰基和酯基吸电子效应的影响,①号碳原子的碳氢键极性更强,更易断裂
(6) (7)24
【解析】
【分析】A和C4H8O2在EtONa作用下生成C,根据题目信息,由C逆推,可知C4H8O2的结构简式为CH3COOCH2CH3;F和G发生取代反应生成H,H和KBr在双氧水作用下反应生成I,由F、G、I的结构简式,结合H的分子式可推出H为;
【小问1详解】
根据A的结构简式,可知A的含氧官能团名称为酯基;
【小问2详解】
根据以上分析,B是乙酸乙酯,B的结构简式为CH3COOCH2CH3;
【小问3详解】
E→F是E中酯基发生水解反应生成羧酸钠,在酸性条件下羧酸钠转化为羧基,反应类型有取代反应(或水解反应)、复分解反应;
【小问4详解】
F和G发生取代反应生成H和水,反应的化学方程式为;
【小问5详解】
D中①号碳原子受到羰基和酯基吸电子效应的影响,碳氢键极性更强,更易断裂,所以①号碳原子比②号碳原子上的氢原子更易被取代。
【小问6详解】
中酮羰基发生加成反应生成J,J 发生消去反应去掉1分子水生成E,则J的结构简式为。
【小问7详解】
比E相对分子质量小14,说明比E少1个C和2个H;①含有与E相同的五元环;②环上有取代基-CF3,则-CF3在五元环的位置有、、,共3种;③含,且能发生银镜反应,说明含HCOO-;若除-CF3外有1个取代基-CH2CH2OOCH或-CH(CH3)OOCH,在上述五元环上的位置各有2种;若除-CF3外有2个取代基-CH2OOCH、-CH3或- OOCH、-CH2CH3,在上述五元环上的位置各有2种;所以符合条件的同分异构体共24种。
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