内容正文:
高三年级5月份学情调研
化学
本试卷共8页,20题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Zn-65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 下列物品的主要成分属于无机非金属材料的是
A.春联用纸
B.蜡烛
C.景德镇青花瓷碗
D.装饰铝合金窗花
A. A B. B C. C D. D
2. 2025年诺贝尔化学奖授予蛋白质结构预测领域的科学家。某药物中间体的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. 该分子中含有4种官能团 B. 该分子中含有1个手性碳原子
C. 该分子中至少有6个碳原子共直线 D. 该物质既能与酸反应,也能与碱反应
3. 我国“人造太阳”(EAST)实现等离子体运行,刷新世界纪录。下列说法错误的是
A. 结构材料中含有铁合金,基态铁原子的价层电子排布式为
B. 核聚变反应的燃料中,氘()和氚()互为同位素
C. 偏滤器材料使用的BeO属于两性氧化物
D. 超导磁体使用的YBCO(成分为氧化钇钡铜)高温超导体熔融状态下能导电,则该物质可形成离子晶体
4. 劳动创造美好生活。下列劳动项目和所涉及的化学知识均正确且相匹配的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用热的纯碱溶液清洗厨房油污
纯碱能电离出,有利于除去油污
B
用铁粉、活性炭、食盐等制作暖贴
铁粉发生吸氧腐蚀,反应放热
C
用84消毒液(含NaClO)对环境消毒
具有还原性,能杀菌消毒
D
将铵态氮肥与草木灰(含)混合施用
可同时补充N和K元素
A. A B. B C. C D. D
5. 我国固态电池技术取得重大突破,下列关于常见电池材料的说法正确的是
A. 隔膜材料聚乙烯的单体属于有机高分子化合物
B. 正极材料磷酸铁锂()中Fe为+2价
C. 晶体硅和金刚石互为同素异形体
D. 固态电解质中各原子均满足8电子稳定结构
6. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
实验装置或操作
实验目的
A.测定溶液分解反应速率
B.测NaClO溶液的pH
实验装置或操作
实验目的
C.除去乙烷中的乙烯
D.蒸发溶液制备无水
A. A B. B C. C D. D
7. “变化观念”是化学学科核心素养的重要组成部分,物质转化是实现物质制备和循环利用的关键。在给定条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
8. 部分短周期元素a~h电负性的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径:h>f>d>a B. 第一电离能:d>c>b
C. e与d形成的化合物只含有离子键 D. 最简单氢化物的键角:b>c>g
9. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有共用电子对的数目为
B. 溶液中含有的数目为
C. 1 mol Cu与足量S反应转移电子的数目为
D. 标准状况下,中含有的分子数为
10. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
可用作氮肥
受热易分解
B
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸具有强氧化性
C
工业上用焦炭还原制粗硅
碳的还原性强于硅
D
热固性酚醛树脂常作隔热、阻燃材料
网状结构高分子材料受热后不能软化或熔融
A. A B. B C. C D. D
11. 某学习小组利用如图所示装置制备并验证其部分性质。下列说法正确的是
A. 装置A中可加热氯化铵固体制备氨气
B. 装置B中试剂为碱石灰,可用于干燥
C. 装置C中黑色固体变为红色,装置D中白色固体变蓝,说明具有氧化性
D. 反应结束后,将收集到的气体单质通入紫色石蕊溶液,溶液变红
12. 常温下,向含有足量AgBr固体的饱和溶液中滴加溶液,AgBr部分溶解,得到含和的混合体系。下列说法正确的是
A. AgBr溶解于溶液的离子方程式包括
B. 若向混合体系中加少量水稀释,溶液中和的浓度均减小
C. 若向混合体系中加入少量NaBr固体,的浓度不变
D. 溶液中存在
13. 物质结构决定性质是化学核心规律。下列由物质结构特征不能直接推测其对应性质的是
选项
结构特征
性质
A
分子间氢键具有方向性和饱和性
冰的密度小于水
B
石墨层内碳原子以杂化形成平面大键
石墨可用作电极材料
C
分子为极性分子且能与形成氢键
极易溶于水
D
为正四面体形结构,键键能较大
能与发生取代反应
A. A B. B C. C D. D
14. 一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动
B. 每生成,双极膜处有8 mol的解离
C. 电池工作一段时间后,锌电极区溶液的pH减小
D. 当正极区的物质的量减少2 mol时,理论上锌电极的质量会减少65 g
15. 某实验小组在实验室模拟“侯氏制碱法”制取,设计装置如图所示。下列说法错误的是
A. X溶液可以为饱和碳酸氢钠溶液,作用是吸收二氧化碳中的氯化氢
B. 装置中使用“多孔球泡”可增大的吸收速率
C. 该实验可将生石灰换成固体NaOH,碳酸钙换成碳酸钠粉末
D. 反应后,锥形瓶内所得体系经过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程可制备
16. 羟胺()具有和类似的弱碱性,可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。利用图1所示装置制备盐酸羟胺,正极反应机理如图2所示,假设放电过程中电解质溶液的体积不变。下列说法正确的是
A. 同浓度的水溶液的碱性:羟胺>氨
B. 正极反应机理图中缺失的物质是和
C. 当消耗NO的物质的量为0.1 mol,左室溶液质量增加3.0 g
D. 电极电势:Pt电极高于含Fe的催化电极
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 某学习小组研究实验室去除酸性工业废水中的污染物偏钒酸钠()的反应过程。回答下列问题:
(1)溶液浓度的标定。
①配制标准液,下列仪器不需要用到的有___________(填选项字母)
②取酸性废水20.00 mL,加入指示剂,用标准液滴定,平行滴定三组,平均消耗标准液18.00 mL。
a.反应原理如下,请补充完整。
______________________。
b.由实验数据计算出该废水中的物质的量浓度为___________。
(2)甲同学欲利用滴定反应原理探究影响去除率的因素。
查阅资料:在酸性条件下较稳定,碱性条件下易被氧化。
提出猜想:去除率与温度、呈正相关、与pH呈负相关。
验证猜想:控制其他条件相同,取溶液与50 mL相同浓度的酸性工业废水进行反应,测定30 min时去除率,实验结果如表所示:
实验序号
温度/℃
pH
去除率/%
ⅰ
25
2
50.0
50.0
84.1
ⅱ
45
2
50.0
x
93.9
ⅲ
45
9
50.0
50.0
66.7
ⅳ
45
2
y
0.0
z
①实验ⅰ和ⅱ仅探究温度的影响,则___________;反应速率:___________(填“>”“<”或“=”)。
②分析实验ⅱ、ⅲ中去除率不同的原因:pH过高,可能会因___________(用离子方程式表示)导致下降,进而影响去除率。
③用pH计实时监测反应过程中溶液的pH,发现实验ⅳ溶液中的pH上升更快,则___________,___________93.9(填“>”“<”或“=”),说明猜想成立。
④为检验反应后溶液中是否还存在,请简述实验方案:___________。
18. 某含锌尘泥主要含Zn、Fe、K、Na、Mn、Cu元素的化合物,从该尘泥中制备纳米氧化锌和其他金属产品的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,的,。
②常温下,几种难溶物的如表所示:
难溶物
碱式碳酸锌
回答下列问题:
(1)“高温还原”时,提高其反应速率的措施有___________(任写一条)。
(2)“除铁”时采用了黄钾铁矾法除铁效果更好。
①常温下,若“浸出”后的溶液中,为了避免生成难过滤的胶状沉淀,溶液pH要小于___________。
②生成沉淀的离子方程式为___________。
③滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰,则沉淀属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(3)“萃取”时,形成的铜-肟螯合物结构如图所示,下列说法错误的是___________(填选项字母)。
A.该螯合物中铜离子的配位数为4
B.该螯合物中存在的化学键只有配位键
C.该螯合物的烷基有疏水性,使铜易进入有机层
(4)“除锰”后溶液酸性增强,则参与反应的化学方程式为___________;再加入,使溶液,从而达到“沉锌”的目的,此时溶液中___________(填“>”“=”或“<”)。
(5)KDF是一种Zn、Cu原子个数之比为的合金。
该合金立方晶胞中Zn原子所处位置如图所示,且Zn原子与Cu原子最近距离为,则Cu原子在晶胞的位置是___________(填“棱心”“面心”或“体心”),晶体中与Cu原子最近且等距离的Cu原子数目为___________。
19. 亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。回答下列问题:
(1)ClNO的VSEPR模型为___________。
(2)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及以下反应:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: ;
反应ⅲ: 。
则___________(用和表示)。
(3)25℃时,在体积为2 L的恒容密闭容器中充入 和发生反应ⅲ,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图1实线所示,若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图1虚线所示,则改变的条件是___________;如图2所示是甲、乙两同学描绘该反应的平衡常数的对数值()与温度的变化关系图,其中正确的是___________(填“甲”或“乙”),a的值为___________。
(4)向某密闭容器中充入和发生反应ⅲ,不同条件下达到平衡时NO的转化率为,在时 和 时 的图像如图所示:
①x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为___________。
②在y点对应条件下,该反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,写出计算过程)。
20. 一种抗菌剂氨基烷基酚的制备反应如图所示(反应条件及部分产物略):
回答下列问题:
(1)化合物2a的含氧官能团名称为___________。
(2)化合物1a的分子式是___________,在化合物1a的同分异构体中,含苯环和碳碳双键的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
(3)下列说法正确的有___________(填选项字母)。
A. 化合物2a分子中可能形成分子内氢键
B. 1a分子中含有大键,且存在手性碳原子
C. 化合物4a中的C、N、O原子均为杂化
D. 上述反应过程中,有键和键断裂与键形成
(4)根据上述信息,以化合物1a、3a和化合物Ⅰ合成化合物5a。
化合物Ⅰ可由乙烯与丙酮经过三步反应合成。
①第一步反应为乙烯与水的加成反应,水分子的空间结构为___________。
②第二步为氧化反应,反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
③第三步反应为原子利用率100%的反应,反应的化学方程式为___________(不需要注明反应条件)。
(5)参考上述多组分反应,可用与化合物Ⅱ___________(填结构简式)和化合物Ⅲ___________(填结构简式)合成化合物6a。
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化学
本试卷共8页,20题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Zn-65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 下列物品的主要成分属于无机非金属材料的是
A.春联用纸
B.蜡烛
C.景德镇青花瓷碗
D.装饰铝合金窗花
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.春联用纸:主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,不是无机非金属材料,A错误;
B.蜡烛:主要成分是石蜡,属于有机烃类物质,不是无机非金属材料,B错误;
C.景德镇青花瓷碗:主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,C正确;
D.装饰铝合金窗花:主要成分是铝合金,属于金属材料,D错误;
故答案为C。
2. 2025年诺贝尔化学奖授予蛋白质结构预测领域的科学家。某药物中间体的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. 该分子中含有4种官能团 B. 该分子中含有1个手性碳原子
C. 该分子中至少有6个碳原子共直线 D. 该物质既能与酸反应,也能与碱反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子中含有碳碳三键、酯基、亚氨基3种官能团,A错误;
B.手性碳原子连接4个不同的原子或基团,分子中,带“∗”的2个碳原子为手性碳原子,B错误;
C.分子中,乙炔分子中4个原子共直线、苯分子中位于对角线上的4个原子共直线,则红线上的5个碳原子共直线,该分子中至少有5个碳原子共直线,C错误;
D.分子中的亚氨基能与酸反应,酯基能与酸或碱溶液反应,D正确;
故选D。
3. 我国“人造太阳”(EAST)实现等离子体运行,刷新世界纪录。下列说法错误的是
A. 结构材料中含有铁合金,基态铁原子的价层电子排布式为
B. 核聚变反应的燃料中,氘()和氚()互为同位素
C. 偏滤器材料使用的BeO属于两性氧化物
D. 超导磁体使用的YBCO(成分为氧化钇钡铜)高温超导体熔融状态下能导电,则该物质可形成离子晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态铁原子为26号元素,价层电子排布式为,A错误;
B.氘和氚质子数均为1,中子数不同,是氢元素的不同核素,互为同位素,B正确;
C.BeO既能与强酸反应生成盐和水,也能与强碱反应生成盐和水,属于两性氧化物,C正确;
D.离子晶体熔融状态下可电离出自由移动的离子,能导电,该物质熔融状态能导电,说明可形成离子晶体,D正确;
故选A。
4. 劳动创造美好生活。下列劳动项目和所涉及的化学知识均正确且相匹配的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用热的纯碱溶液清洗厨房油污
纯碱能电离出,有利于除去油污
B
用铁粉、活性炭、食盐等制作暖贴
铁粉发生吸氧腐蚀,反应放热
C
用84消毒液(含NaClO)对环境消毒
具有还原性,能杀菌消毒
D
将铵态氮肥与草木灰(含)混合施用
可同时补充N和K元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.纯碱是碳酸钠,属于盐,电离产生和,是水解生成的,不是电离生成的,A错误;
B.铁粉、活性炭、食盐和水构成原电池,铁粉发生吸氧腐蚀,反应过程放热,可制作暖贴,B正确;
C.具有强氧化性,可使蛋白质变性从而杀菌消毒,并非利用还原性,C错误;
D.草木灰中的与铵态氮肥中的发生双水解反应,生成挥发,降低肥效,不能混合施用,D错误;
5. 我国固态电池技术取得重大突破,下列关于常见电池材料的说法正确的是
A. 隔膜材料聚乙烯的单体属于有机高分子化合物
B. 正极材料磷酸铁锂()中Fe为+2价
C. 晶体硅和金刚石互为同素异形体
D. 固态电解质中各原子均满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乙烯的单体为乙烯(),乙烯属于小分子化合物,A错误;
B.磷酸铁锂()中,为+1价,整体为-3价,根据化合物中正负化合价代数和为零,可得的化合价为+2价,B正确;
C.晶体硅和金刚石是由不同元素组成的单质,不符合同素异形体“同种元素形成的不同单质”的定义,C错误;
D.固态电解质中,为金属元素,最外层只有1个电子,形成离子后最外层为2电子结构,不满足8电子稳定结构,D错误;
故选B。
6. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
实验装置或操作
实验目的
A.测定溶液分解反应速率
B.测NaClO溶液的pH
实验装置或操作
实验目的
C.除去乙烷中的乙烯
D.蒸发溶液制备无水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.长颈漏斗需要深入到液面以下,上述装置未深入到液面以下,装置会漏气,无法达到实验目的,A错误;
B.次氯酸钠在水中会水解生成次氯酸,次氯酸有漂白性,会漂白pH试纸,B错误;
C.酸性高锰酸钾会氧化乙烯转化为二氧化碳,对乙烷来说,又引入新的杂质气体二氧化碳,达不到实验目的,C错误;
D.蒸发溶液过程中虽有水解,但生成的硫酸是难挥发性酸,不能使水解进行到底,达到一定程度后硫酸又溶解氢氧化铁,所以最终会析出无水,D正确。
答案选D。
7. “变化观念”是化学学科核心素养的重要组成部分,物质转化是实现物质制备和循环利用的关键。在给定条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.SiO2不与水发生反应,无法一步生成H2SiO3,A错误;
B.过量Fe和HNO3反应时,生成的Fe3+会被过量Fe还原为Fe2+,最终得到Fe(NO3)2,无法得到Fe(NO3)3,B错误;
C.S在O2中点燃只能生成SO2,无法直接生成SO3;且SO2和BaCl2溶液不反应,不会生成BaSO3沉淀,C错误;
D.FeS2与O2加热反应生成SO2,SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3,(NH4)2SO3和稀硫酸发生复分解反应生成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4与NaOH溶液共热反应生成NH3,各步转化均能一步实现,D正确;
故选D。
8. 部分短周期元素a~h电负性的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径:h>f>d>a B. 第一电离能:d>c>b
C. e与d形成的化合物只含有离子键 D. 最简单氢化物的键角:b>c>g
【答案】D
【解析】
【分析】根据电负性与化合价信息可推知:a为,b为,c为,d为,e为,f为,g为,h为,据此分析。
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径减小,电子层数不同时,一般层数多的半径大,故原子半径:,即,A错误;
B.第二周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能反常高于O,故第一电离能:,即,B错误;
C.e与d形成的化合物为或,其中中含离子键与非极性共价键,并非只含离子键,C错误;
D.b、c、g的最简单氢化物分别为、、,三种分子中心原子均为杂化,孤电子对数:0、1、2,孤电子对越多,对成键电子对排斥越强,键角越小,故键角顺序为,即键角:,D正确;
故选D。
9. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有共用电子对的数目为
B. 溶液中含有的数目为
C. 1 mol Cu与足量S反应转移电子的数目为
D. 标准状况下,中含有的分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下22.4L 的物质的量为1mol,1个分子含6对共用电子对(4个C-H单键、1个C=C双键),故共用电子对数目为,A正确;
B.在水溶液中会发生水解反应,故1L 0.1mol/L 溶液中的数目小于,B错误;
C.Cu与足量S反应生成,Cu元素从0价升高到+1价,1mol Cu反应转移1mol电子,转移电子数为,C错误;
D.标准状况下为固体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故2.24L 的分子数不是,D错误。
答案选A。
10. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
可用作氮肥
受热易分解
B
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸具有强氧化性
C
工业上用焦炭还原制粗硅
碳的还原性强于硅
D
热固性酚醛树脂常作隔热、阻燃材料
网状结构高分子材料受热后不能软化或熔融
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.因含有氮元素可用作氮肥,受热易分解的性质与其用作氮肥无因果关系,A错误;
B.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为浓硝酸见光易分解,与浓硝酸的强氧化性无因果关系,B错误;
C.工业上用焦炭还原制粗硅是因为生成的CO气体逸出推动反应正向进行,实际上硅的还原性强于碳,陈述Ⅱ错误,C错误;
D.热固性酚醛树脂是网状结构高分子材料,受热后不能软化或熔融,因此常作隔热、阻燃材料,两个陈述均正确且存在因果关系,D正确;
故答案为D。
11. 某学习小组利用如图所示装置制备并验证其部分性质。下列说法正确的是
A. 装置A中可加热氯化铵固体制备氨气
B. 装置B中试剂为碱石灰,可用于干燥
C. 装置C中黑色固体变为红色,装置D中白色固体变蓝,说明具有氧化性
D. 反应结束后,将收集到的气体单质通入紫色石蕊溶液,溶液变红
【答案】B
【解析】
【分析】A装置是制备氨气的装置,实验室采用氯化铵固体和氢氧化钙共热制备氨气,B装置为干燥氨气的装置,盛装的是碱石灰,C是为了验证氨气的还原性,氨气在装置C中可以与氧化铜共热生成铜、氮气和水,装置D中无水硫酸铜是为了验证水的生成,装置E利用排水法收集氮气,据此分析解答。
【详解】A.加热氯化铵固体不能制备氨气,是因为氯化铵受热分解产生的HCl和NH3又会化合在试管口生成氯化铵固体,应用氯化铵和氢氧化钙“固固加热”制备氨气,A错误;
B.碱石灰为碱性干燥剂,可以干燥氨气,B正确;
C.装置C中黑色固体变为红色,说明氧化铜被还原为铜单质,装置D中白色固体变蓝,说明生成水,则证明具有还原性,C错误;
D.反应结束后,将收集到的气体单质为氮气,氮气难溶于水,通入紫色石蕊溶液,无明显现象,D错误。
12. 常温下,向含有足量AgBr固体的饱和溶液中滴加溶液,AgBr部分溶解,得到含和的混合体系。下列说法正确的是
A. AgBr溶解于溶液的离子方程式包括
B. 若向混合体系中加少量水稀释,溶液中和的浓度均减小
C. 若向混合体系中加入少量NaBr固体,的浓度不变
D. 溶液中存在
【答案】D
【解析】
【详解】A.AgBr是难溶电解质,书写离子方程式时不能拆分为,正确离子方程式为,A错误;
B.温度不变为定值,加水稀释后减小,因此会增大,并非两者均减小,B错误;
C.加入NaBr固体,增大使AgBr溶解平衡逆向移动,减小,进而使配位平衡逆向移动,浓度减小,C错误;
D.由物料守恒,溶解的AgBr中n(Ag)=n(Br),Br仅以存在,Ag以、、形式存在,因此等式成立,D正确;
故选D。
13. 物质结构决定性质是化学核心规律。下列由物质结构特征不能直接推测其对应性质的是
选项
结构特征
性质
A
分子间氢键具有方向性和饱和性
冰的密度小于水
B
石墨层内碳原子以杂化形成平面大键
石墨可用作电极材料
C
分子为极性分子且能与形成氢键
极易溶于水
D
为正四面体形结构,键键能较大
能与发生取代反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.冰中水分子通过具有方向性和饱和性的氢键形成有序空间结构,分子间空隙更大,因此冰密度小于水,可由结构特征推测性质,A不符合题意;
B.石墨层内平面大π键中的电子可自由移动,具有良好导电性,因此可用作电极材料,可由结构特征推测性质,B不符合题意;
C.根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂水,且和水分子间能形成氢键进一步提升溶解度,因此极易溶于水,可由结构特征推测性质,C不符合题意;
D.和发生取代反应是因为光照下键可发生均裂,与的正四面体形结构、键键能较大无直接因果关系,不能由给定结构特征推测对应性质,D符合题意;
故选D。
14. 一种“酸碱混合硝酸”锌电池工作原理如图所示。“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场的作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 双极膜中的在电场作用下通过M膜向锌电极移动
B. 每生成,双极膜处有8 mol的解离
C. 电池工作一段时间后,锌电极区溶液的pH减小
D. 当正极区的物质的量减少2 mol时,理论上锌电极的质量会减少65 g
【答案】D
【解析】
【分析】锌电极在碱性溶液中被氧化,反应为:,锌电极为负极;催化电极在酸性溶液中将还原为,反应为:,催化电极为正极,据此分析。
【详解】A.锌电极为负极,催化电极为正极,在电场作用下,阴离子向负极移动,因此双极膜中的通过M膜向锌电极移动,A正确;
B.正极反应为,每生成,转移电子。为维持电荷平衡,负极需消耗,双极膜需解离以提供,B正确;
C.负极反应为,锌电极区消耗,虽然双极膜提供的会补充,但反应消耗的多于补充的量,溶液的碱性减弱,pH减小,C正确;
D.由正极反应可知,每生成,正极消耗,转移电子,同时双极膜向正极迁移,此时正极区的净减少量为。此时电路中转移电子,负极消耗,质量减少,D错误;
故选D。
15. 某实验小组在实验室模拟“侯氏制碱法”制取,设计装置如图所示。下列说法错误的是
A. X溶液可以为饱和碳酸氢钠溶液,作用是吸收二氧化碳中的氯化氢
B. 装置中使用“多孔球泡”可增大的吸收速率
C. 该实验可将生石灰换成固体NaOH,碳酸钙换成碳酸钠粉末
D. 反应后,锥形瓶内所得体系经过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程可制备
【答案】C
【解析】
【分析】装置中,浓氨水与生石灰反应制备氨气,碳酸钙与盐酸反应生成,饱和溶液用于除去中的杂质,多孔球泡可增大气体接触面积,生成的和通入锥形瓶中反应为,生成的经焙烧分解:,最终得到纯碱,据此分析。
【详解】A.中混有的可与饱和溶液反应:,既除去杂质又不消耗,X溶液为饱和碳酸氢钠溶液,A正确;
B.多孔球泡能增大与溶液的接触面积,加快气体吸收速率,B正确;
C.碳酸钙为块状固体,可实现随开随用、随关随停;碳酸钠为粉末状固体,易溶于稀盐酸,无法控制反应的发生与停止,C错误;
D.反应后锥形瓶内的晶体经过滤、洗涤、干燥后,焙烧分解可制备,D正确;
故选C。
16. 羟胺()具有和类似的弱碱性,可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。利用图1所示装置制备盐酸羟胺,正极反应机理如图2所示,假设放电过程中电解质溶液的体积不变。下列说法正确的是
A. 同浓度的水溶液的碱性:羟胺>氨
B. 正极反应机理图中缺失的物质是和
C. 当消耗NO的物质的量为0.1 mol,左室溶液质量增加3.0 g
D. 电极电势:Pt电极高于含Fe的催化电极
【答案】B
【解析】
【分析】上述装置为原电池工作原理装置图,根据电子在导线中的迁移方向可知,含Fe的催化电极为正极,正极总反应为NO+3e-+4H+= NH3OH+,Pt电极为负极,氢气失去电子生成氢离子,氢离子通过质子交换膜迁移到正极,据此分析解答。
【详解】A.NH2OH可以看成NH3中的一个H原子被-OH取代得到的产物,由于-OH的吸电子能力比-H强(-OH具有吸电子诱导效应),使得N原子上的电子云密度降低,更难结合,因此羟胺的碱性弱于氨,即碱性:NH3>NH2OH,A错误;
B.正极反应为NO+3e-+4H+= NH3OH+,结合图2可知,先与NO结合生成,得电子、结合生成中间产物,最终生成NH3OH+,同时释放所以缺失的物质为H+和NH3OH+,B正确;
C.左室为正极,由正极的电极反应式为:NO+3e-+4H+= NH3OH+可知,当消耗NO的物质的量为0.1mol,同时会有0.3mol H+通过质子交换膜从负极(右室)移向正极(左室)区,故左室溶液质量增加为0.1mol30g/mol+0.3mol1g/mol=3.3g,C错误;
D.原电池中,正极电极电势高于负极,Pt电极是负极,电极电势低于含Fe的催化电极,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 某学习小组研究实验室去除酸性工业废水中的污染物偏钒酸钠()的反应过程。回答下列问题:
(1)溶液浓度的标定。
①配制标准液,下列仪器不需要用到的有___________(填选项字母)
②取酸性废水20.00 mL,加入指示剂,用标准液滴定,平行滴定三组,平均消耗标准液18.00 mL。
a.反应原理如下,请补充完整。
______________________。
b.由实验数据计算出该废水中的物质的量浓度为___________。
(2)甲同学欲利用滴定反应原理探究影响去除率的因素。
查阅资料:在酸性条件下较稳定,碱性条件下易被氧化。
提出猜想:去除率与温度、呈正相关、与pH呈负相关。
验证猜想:控制其他条件相同,取溶液与50 mL相同浓度的酸性工业废水进行反应,测定30 min时去除率,实验结果如表所示:
实验序号
温度/℃
pH
去除率/%
ⅰ
25
2
50.0
50.0
84.1
ⅱ
45
2
50.0
x
93.9
ⅲ
45
9
50.0
50.0
66.7
ⅳ
45
2
y
0.0
z
①实验ⅰ和ⅱ仅探究温度的影响,则___________;反应速率:___________(填“>”“<”或“=”)。
②分析实验ⅱ、ⅲ中去除率不同的原因:pH过高,可能会因___________(用离子方程式表示)导致下降,进而影响去除率。
③用pH计实时监测反应过程中溶液的pH,发现实验ⅳ溶液中的pH上升更快,则___________,___________93.9(填“>”“<”或“=”),说明猜想成立。
④为检验反应后溶液中是否还存在,请简述实验方案:___________。
【答案】(1) ①. BC ②.
4H+ ③.
2H2O ④.
0.0090 (2) ①.
50.0 ②.
< ③.
4Fe2+ + O2 + 8OH- + 2H2O = 4Fe(OH)3↓ ④.
100.0 ⑤.
> ⑥.
取少量反应后的溶液于试管中,滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则说明存在Fe2+
【解析】
【小问1详解】
① 配制 一定物质的量浓度的溶液,需要用到托盘天平(或分析天平)、烧杯、玻璃棒、 容量瓶(仪器A)和胶头滴管(仪器D)。不需要使用分液漏斗(仪器B)和温度计(仪器C),故选 BC;
② a. 反应中 V 元素的化合价由 +5 降至 +4,得 1 个电子;Fe 元素的化合价由 +2 升至 +3,失 1 个电子。根据得失电子守恒, 与 的系数比为 1:1。在酸性条件下,根据电荷守恒,反应物一侧需补充 ,再根据氢氧原子守恒,生成物一侧需补充 ;
b. 根据配平的离子方程式可知 。滴定消耗的 物质的量为 。则废水中 的浓度为 ;
【小问2详解】
① 实验ⅰ和ⅱ仅探究温度的影响,根据控制变量法原则,溶液的总体积必须保持一致。实验ⅰ中加入的溶液和水总体积为 ,故实验ⅱ中 ,温度越高,化学反应速率越快,实验ⅱ温度高于实验ⅰ,故反应速率 ;
② 题干资料指出“ 在碱性条件下易被氧化”,在 pH 过高时, 极易与 结合并被空气中的 氧化生成 沉淀,导致溶液中还原剂 浓度下降,离子方程式为:;
③ 实验ⅳ探究 的影响,同样需保持加入液体的总体积为 。由于加水量为 ,则加入的 溶液体积 。此时 浓度大于实验ⅱ,根据猜想“ 去除率与 呈正相关”,可知实验ⅳ的去除率应大于实验ⅱ,即;
④反应后溶液中已存在生成的 ,因此不能用 KSCN 溶液检验。检验 的特效试剂是铁氰化钾,具体操作为:取少量反应后的溶液于试管中,滴加几滴 溶液,若产生蓝色沉淀,则说明存在 。
18. 某含锌尘泥主要含Zn、Fe、K、Na、Mn、Cu元素的化合物,从该尘泥中制备纳米氧化锌和其他金属产品的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,的,。
②常温下,几种难溶物的如表所示:
难溶物
碱式碳酸锌
回答下列问题:
(1)“高温还原”时,提高其反应速率的措施有___________(任写一条)。
(2)“除铁”时采用了黄钾铁矾法除铁效果更好。
①常温下,若“浸出”后的溶液中,为了避免生成难过滤的胶状沉淀,溶液pH要小于___________。
②生成沉淀的离子方程式为___________。
③滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰,则沉淀属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(3)“萃取”时,形成的铜-肟螯合物结构如图所示,下列说法错误的是___________(填选项字母)。
A.该螯合物中铜离子的配位数为4
B.该螯合物中存在的化学键只有配位键
C.该螯合物的烷基有疏水性,使铜易进入有机层
(4)“除锰”后溶液酸性增强,则参与反应的化学方程式为___________;再加入,使溶液,从而达到“沉锌”的目的,此时溶液中___________(填“>”“=”或“<”)。
(5)KDF是一种Zn、Cu原子个数之比为的合金。
该合金立方晶胞中Zn原子所处位置如图所示,且Zn原子与Cu原子最近距离为,则Cu原子在晶胞的位置是___________(填“棱心”“面心”或“体心”),晶体中与Cu原子最近且等距离的Cu原子数目为___________。
【答案】(1)将含锌尘泥粉碎或适当升高温度等
(2) ①. 2 ②. ③. 晶体
(3)B (4) ①. ②. <
(5) ①. 体心 ②. 6
【解析】
【分析】含锌尘泥加焦炭高温还原得到富锌粉尘,经漂洗除去可溶性碱金属盐,再用稀硫酸浸出锌、铁、锰、铜等金属离子,随后采用黄钾铁矾法除去铁离子,利用肟类萃取剂分离出Cu2+,再加入氧化除去Mn2+,最后加入沉淀锌盐,经煅烧制得纳米氧化锌,据此分析:
【小问1详解】
提高其反应速率的措施还有将含锌尘泥粉碎或适当升高温度等;
【小问2详解】
①计算避免生成沉淀的pH,已知, ,,,,pH=2;
②生成沉淀,反应物为,生成物为,因此方程式为;
③滤渣的X射线衍射图谱中出现了明锐衍射峰,说明属于晶体;
【小问3详解】
A.由图可知,与2个O原子、2个N原子形成配位键,配位数为4,A正确;
B.该螯合物中,除了配位键,还存在C-C、C=N、O-H等共价键,B错误;
C.烷基为疏水基团,可使螯合物易溶于有机溶剂,从而进入有机层,C正确;
故答案选B;
【小问4详解】
“除锰”时氧化生成,反应后酸性增强生成,配平得:;再加入,,水解常数为,,溶液时,,故<;
【小问5详解】
晶胞中Zn原子个数为,根据Zn、Cu原子个数之比为,可知晶胞中Cu原子个数为1,顶点到体心的距离为,与题目条件一致,因此Cu原子位于体心,体心位置的Cu原子,其周围最近的Cu原子,是相邻晶胞体心位置的Cu原子,数目为6。
19. 亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。回答下列问题:
(1)ClNO的VSEPR模型为___________。
(2)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及以下反应:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: ;
反应ⅲ: 。
则___________(用和表示)。
(3)25℃时,在体积为2 L的恒容密闭容器中充入 和发生反应ⅲ,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图1实线所示,若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图1虚线所示,则改变的条件是___________;如图2所示是甲、乙两同学描绘该反应的平衡常数的对数值()与温度的变化关系图,其中正确的是___________(填“甲”或“乙”),a的值为___________。
(4)向某密闭容器中充入和发生反应ⅲ,不同条件下达到平衡时NO的转化率为,在时 和 时 的图像如图所示:
①x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为___________。
②在y点对应条件下,该反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,写出计算过程)。
【答案】(1)平面三角形
(2)
(3) ①. 加入催化剂 ②. 乙 ③. 2
(4) ①. ②. 0.0675
【解析】
【小问1详解】
中中心原子N的价层电子对数为,故VSEPR模型为平面三角形;
【小问2详解】
根据盖斯定律,由反应ⅰ反应ⅱ可得反应ⅲ,则平衡常数满足;
【小问3详解】
图1中虚线所示压强变化与实线相比,达到平衡的时间缩短,但平衡压强不变,说明反应速率加快而平衡不移动,改变的条件为加入催化剂;由图1可知,反应ⅲ随反应的进行压强先增大后减小,5 min达到平衡状态,推知开始因反应是放热的,随反应进行温度升高,压强增大,故正反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小,减小,故正确的是乙;起始总物质的量为,起始压强为,平衡压强为,恒温恒容下压强与物质的量成正比,则平衡总物质的量为。设反应的物质的量为,由可知,,解得,平衡时,,,平衡常数,故;
【小问4详解】
①反应ⅲ为放热反应,温度升高,平衡常数减小, 减小,故曲线b为 时 的图像,、温度不同,,故;故曲线a为时 的图像,、温度相同,平衡常数相等,故;
②在点对应条件下,,,,起始充入和,反应的为,平衡时,,,总物质的量为。各物质分压:,,,则。
20. 一种抗菌剂氨基烷基酚的制备反应如图所示(反应条件及部分产物略):
回答下列问题:
(1)化合物2a的含氧官能团名称为___________。
(2)化合物1a的分子式是___________,在化合物1a的同分异构体中,含苯环和碳碳双键的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
(3)下列说法正确的有___________(填选项字母)。
A. 化合物2a分子中可能形成分子内氢键
B. 1a分子中含有大键,且存在手性碳原子
C. 化合物4a中的C、N、O原子均为杂化
D. 上述反应过程中,有键和键断裂与键形成
(4)根据上述信息,以化合物1a、3a和化合物Ⅰ合成化合物5a。
化合物Ⅰ可由乙烯与丙酮经过三步反应合成。
①第一步反应为乙烯与水的加成反应,水分子的空间结构为___________。
②第二步为氧化反应,反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
③第三步反应为原子利用率100%的反应,反应的化学方程式为___________(不需要注明反应条件)。
(5)参考上述多组分反应,可用与化合物Ⅱ___________(填结构简式)和化合物Ⅲ___________(填结构简式)合成化合物6a。
【答案】(1)醛基、(酚)羟基、硝基
(2) ①. C8H9N ②. 6 (3)AD
(4) ①. V形(或角形) ②. 2CH3CH2OH + O22CH3CHO + 2H2O ③. CH3CHO + CH3COCH3 → (CH3)2C(OH)CH2CHO
(5) ①. HN(CH2CH2)2(或画出四氢吡咯的五元环结构简式) ②. C6H5CH(OH)CHO
【解析】
【小问1详解】
醛基、(酚)羟基、硝基
【小问2详解】
①1a含有1个苯环和1个五元环,总碳数为8,氮数为1,不饱和度 = 5,分子式为C8H9N。
②同分异构体要求含1个苯环(不饱和度4)和1个C=C双键(不饱和度1),说明其余部分全为单键且不含成环。除去苯环的6个碳,还剩2个碳、1个氮,则分双取代和单取代两种情况分别讨论:a. 双取代苯环:取代基为-CH=CH和-NH2,有邻、间、对3种位置。B. 单取代苯环:取代基含2个碳和1个氮且含C=C,结构有: CH=CH-NH2、-C(NH2)=CH2、-NH-CH=CH2共3种,合计:3 + 3 = 6种。
【小问3详解】
A.2a中醛基与酚羟基处于邻位,可形成分子内氢键,A正确;
B.1a分子中存在苯环,含有大键,饱和碳原子上均连有 2 个氢,不存在手性碳原子,B错误;
C.4a羟基中的O、氨基中的N和饱和碳原子均为sp3杂化,C错误;
D.反应中2a的C=Oπ键断裂,3a的C-Bσ键断裂,生成了新的C-C和C-Nσ键,D正确;
故答案为AD。
【小问4详解】
①水分子为sp3杂化,含有两个孤电子对,空间结构为V形。
②第一步是乙烯与水加成得乙醇,第二步为乙醇催化氧化为乙醛,方程式为2CH3CH2OH + O22CH3CHO + 2H2O。
③由5a结构逆推可知,化合物Ⅰ为(CH3)2C(OH)CH2CHO。由原子利用率100%推测乙醛与丙酮发生羟醛加成反应,方程式为CH3CHO + CH3COCH3 → (CH3)2C(OH)CH2CHO。
【小问5详解】
对比4a的多组分合成规律,6a的中心CH连有三个部分:来自烯基硼酸的烯丙基(-CH2CH=CH2);来自胺组分的四氢吡咯环;来自醛组分的-CH(OH)C6H5。因此另外两个组分为四氢吡咯和C6H5CH(OH)CHO。
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