精品解析:河南开封高级中学2026届高三下学期模拟预测 化学试题
2026-05-27
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 开封市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.85 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-05-27 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58081688.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
绝密★启用前
2026年普通高中学业水平选择性考试·冲刺预测卷(三)
化学(仅示样)
全卷满分100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,将答案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。
3.考试结束后,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 C 12 O 16 S 32 As 75
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. 化学与人们的生产活动和日常生活紧密相连,息息相关。下列物质的成分或主要成分对应错误的是
A. 衣服的面料涤纶:聚对苯二甲酸乙二酯
B. 制作纸张的竹子:蛋白质
C. 制作轴承的金刚砂:碳化硅
D. 制造轮胎的天然橡胶:聚异戊二烯
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 的电子式:
B. 氮的基态原子轨道表示式:
C. 分子的球棍模型:
D. 基态P原子的最高能级电子的电子云轮廓图:
3. 有位名人曾说过:“劳动是一切知识的源泉。”下列解释不合理的是
A. 家里使用漂白粉时不必加酸,空气中的溶于水可起到弱酸的作用
B. 养鱼时加入过氧化钙()的目的是增加水中的溶氧量
C. 高温水煮给碗筷消毒,利用了高温可使蛋白质变性的性质
D. 铁锅清洗干净后及时擦干,能减缓铁锅在空气中发生析氢腐蚀
4. 下列实验原理和装置能达到实验目的的是
A.实验室制备少量
B.除去中
C.在铁制镀件上镀铜
D.滴定未知浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
5. 有机物M转化为N的反应如图。下列说法正确的是
A. M的分子式为 B. M、N均含有4个手性碳原子
C. 该反应宜在低温下进行 D. M与果糖互为同系物
6. 电解质在水溶液中的反应属于离子反应。下列离子方程式正确的是
A. 浓盐酸与反应制取少量氯气:
B. 溶液中通入气体:
C. 溶液中加入过量的溶液:
D. 通入溶液中至恰好完全反应:
7. 《开宝本草》记载:取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日。铁上衣生,铁华成矣。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。
下列说法不正确的是
A. “浸取”时为了提高酸浸效率,可以搅拌或延长浸取时间
B. “操作a”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C. 在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液一定会变红
D. 由上述实验可知,结合的能力大于
8. 下列说法正确的是
元素
元素的结构或性质
X
形成的两种氢化物在常温下都为液体,其单质之一是生命活动不可缺少的物质
Y
原子结构示意图为
Z
基态Z原子价电子层中:成对电子数未成对电子数电子层数
W
在同周期主族元素中原子半径最大,W单质与X单质在不同温度下可生成两种不同颜色的固体
A. 原子半径大小顺序:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 电负性大小:
D. X单质分别与Y、Z、W单质直接化合的产物沸点:
9. 设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,22.4LHF中含极性键的数目为NA
B. 常温常压下,16gO2和16gO3所含氧原子数都是NA
C. 与反应,每生成3.2gO2时转移的电子数为0.2NA
D. 向1L1mol/LNH4Cl溶液中通入氨至中性,溶液中数目为NA
10. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将铜丝插入溶液中
铜丝溶解,溶液变蓝
还原性:
B
相同温度下,用计分别测定0.010mol/LHF溶液和0.010mol/LCH3COOH溶液的
HF溶液更小
电离常数:
C
向含有等量、的混合溶液中依次加入少量新制氯水和,振荡、静置
溶液分层,下层呈紫红色
氧化性:
D
向盛有苯的分液漏斗中加入少量溴水,振荡、静置
溶液分层,上层为橙红色,下层为无色
苯萃取了溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
11. 以五硫化二磷()为硫化剂,在超声波的辅助作用下,可以有效处理酸性工业废水中的砷污染,原理是溶解于废水时释放出,气体与溶液中的以及反应生成沉淀。摩尔比为2.1:1时,As去除率和As残留浓度随反应时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 实验中采用的超声波可以加快反应的速率
B. 溶解于水的化学方程式为
C. 0~20 min内,平均反应速率v(As)=36.624mol/(L·h)
D. 10~20 min,As的去除率变化趋势减缓可能与前期生成大量的沉淀有关
12. 室温钠硫电池(如图1所示)具备诸多优势,包括高能量密度、卓越的安全性以及低廉的成本,但也面临着如会与电解液中成分反应生成稳定性和导电性较差的钝化层的问题。鉴于此,我国科研团队开发了一种含有双功能电解液添加剂的室温钠硫电池,其原理如图2所示。下列说法错误的是
A. 电池放电时,硫电极的电极电势比钠电极的高
B. 使用图1电池给铅酸蓄电池充电时,每转移0.2 mol电子,该钠硫电池消耗0.2 mol Na,铅酸蓄电池的阴极减重9.6 g
C. 图2中加入的添加剂仅仅起到增强导电性的作用
D. 图2中钠电极表面发生的反应为
13. 某实验小组研究乙酸乙酯()在不同条件下的水解速率,实验过程为:将等量的乙酸乙酯分别与等体积的H2SO4溶液、NaOH溶液、蒸馏水混合加热,测得酯层体积、乙醇浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为减小误差,实验时可用饱和Na2CO3溶液或饱和食盐水代替蒸馏水
B. 内,水解的平均速率:酸性碱性
C. 与蒸馏水混合加热,时增加少量蒸馏水,的水解平衡向右移动
D. 与蒸馏水混合加热,时C2H5OH和CH3COOH分子数不相同
14. 常温下,体系中存在平衡关系:、、、,含Cd微粒分布分数δ(含Cd的某种微粒物质的量/所有含Cd微粒物质的量之和)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 时体系中微粒浓度关系:
B. 向的平衡体系中加水稀释,体系中与的浓度之比减小
C. 曲线Ⅲ对应的主要平衡过程为、
D. 的平衡常数K的值约为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属锆(Zr)用于核工业及耐腐蚀合金、闪光灯、烟花等的制造,也用作冶金脱氧剂、化学试剂。以锆英砂(主要成分为,含有Fe、Cr、Hf等元素)为原料制备金属锆的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”步骤所得溶液中各金属存在形式为、、、。
②利用物质接近沸点时升华速度快的特点可以进行物质分离。
③常温下,,。
各物质沸点如图所示
回答下列问题:
(1)“酸溶”步骤所得的溶液中Zr的化合价为___________;较稳定的原因是___________。
(2)“酸溶”时,Zr元素以的形式存在,而不是,是因为极易水解。水解的离子方程式为___________。
(3)“萃取”时,生成配合物(TBP:磷酸三丁酯),可用___________(填实验方法)测定其晶体结构。
(4)不能直接与反应生成,“沸腾氯化”步骤中可转化为(同时生成和CO,该反应),则加入碳粉的作用是___________(从热力学角度分析)。
(5)“沉淀”时,若常温下滤液中,则滤液中___________。
(6)若“还原”的产物均为化合物,“还原”过程的化学方程式为___________;“还原”的目的是___________。
(7)立方的晶胞结构如图所示。
氧原子的配位数是___________。
16. 肉桂酸主要用于食品添加剂、医药工业等方面。一种合成肉桂酸的方法如下:
实验步骤:
Ⅰ.合成:向三颈烧瓶中加入适量醋酸钯和三聚氰胺,再加入50 mL蒸馏水,室温下搅拌6 min。用注射器分别移取1.7 mL碘苯(15 mmol)和1.2 mL丙烯酸(17.5 mmol),加入三颈烧瓶中,再缓慢加入3.2 g碳酸钠,在加热、搅拌下回流45 min。
Ⅱ.分离:趁热进行减压过滤。将滤液转移至烧杯中,边搅拌边滴加约45 mL 盐酸,析出白色固体。减压过滤,并用少量冷水洗涤。干燥,称重为1.8 g,色谱法检测纯度为98%。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为___________。
(2)醋酸钯和三聚氰胺()生成的配合物可作为催化剂,该配合物的配位原子为___________(填元素符号)。
(3)加入碳酸钠的作用是___________。
(4)向滤液中加入过量盐酸的目的是___________(填标号)。
A. 除去过量的碳酸钠 B. 使肉桂酸钠转化为肉桂酸
C. 作催化剂 D. 降低肉桂酸的溶解度,促进其析出
(5)分离过程中减压过滤时“趁热”的可能原因是___________,停止减压过滤的操作为___________。减压过滤后用少量冷水洗涤,___________(填实验操作及现象),则表明沉淀已洗涤干净。
(6)该实验中肉桂酸的产率为___________(保留两位有效数字)。
17. 新能源是未来能源发展的方向,而积极推动氢能的发展则是达成碳达峰与碳中和目标的关键策略。回答下列问题:
(1)近年来催化重整制氢是氢能源获取的重要途径,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①反应Ⅰ能自发进行的条件是___________(填标号)。
A.低温 B.高温 C.任意温度 D.无法判断
②工业生产时,通过提高水碳比来促进反应Ⅱ的进行,这样做的好处是___________。
③下列操作中,有利于提高催化重整速率的是___________(填标号)。
A.增加催化剂的表面积 B.及时分离出
C.恒压时通入稀释气体 D.恒容时按原水碳比通入热的原料气
(2)反应Ⅱ也可在膜反应器中进行,其工作原理如图1所示。
一定温度和压强下,等物质的量的和通入无膜反应器,仅从口出,的平衡转化率为;若换成膜反应器,的平衡转化率为,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数___________,相同时间内出口和出口中的质量比为___________。
(3)硼氢化钠()是一种高效储氢材料,时在掺杂了的纳米合金催化剂表面活性位点水解制氢的机理如图2.
①写出与水反应生成和的离子方程式:___________。
②已知时和在水中的溶解度分别为和,其他条件相同,测得在平均每克催化剂使用量下,质量分数对制速率的影响如图3所示,制的最佳质量分数为10%,试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因:___________。
18. 萜类化合物是很多中草药的有效成分。一种萜类化合物中间体的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物的名称为___________;中官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)E→F经过两步反应完成:E→M→F,经检验的分子式为,则的结构简式为___________。
(4)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.A→B的作用是保护酚羟基
b.的酸性强于环己醇
c.在的乙醇溶液中能发生消去反应
(5)在酸性条件下的水解产物为芳香族化合物,满足下列条件的的同分异构体有___________种。
①遇溶液显色;
②在酸性条件下水解产物之一有两种氢,其核磁共振氢谱的峰面积之比为。
(6)设计以、为原料合成的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
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绝密★启用前
2026年普通高中学业水平选择性考试·冲刺预测卷(三)
化学(仅示样)
全卷满分100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,将答案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。
3.考试结束后,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 C 12 O 16 S 32 As 75
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. 化学与人们的生产活动和日常生活紧密相连,息息相关。下列物质的成分或主要成分对应错误的是
A. 衣服的面料涤纶:聚对苯二甲酸乙二酯
B. 制作纸张的竹子:蛋白质
C. 制作轴承的金刚砂:碳化硅
D. 制造轮胎的天然橡胶:聚异戊二烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯的商品名,是常用的合成纤维面料,A正确;
B.竹子属于植物纤维类材料,主要成分是纤维素,蛋白质多为动物毛发、蚕丝等物质的主要成分,对应错误,B错误;
C.金刚砂的成分为碳化硅,硬度高耐磨性好,可用于制作轴承,C正确;
D.天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,弹性好适合制造轮胎,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 的电子式:
B. 氮的基态原子轨道表示式:
C. 分子的球棍模型:
D. 基态P原子的最高能级电子的电子云轮廓图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.是共价晶体,晶体中与以共价键形成空间网状结构,不存在单个分子,不能书写其分子的电子式,A错误;
B.氮的基态原子电子排布为,1s、2s轨道各填充2个自旋相反的电子,2p轨道的3个电子分占不同轨道且自旋平行,符合核外电子排布规则,B正确;
C.分子为V形结构,与图示球棍模型匹配,C正确;
D.基态P原子最高能级为3p能级,p轨道电子云轮廓为哑铃形,图示为p轨道沿y轴方向的电子云轮廓图,D正确;
故选A。
3. 有位名人曾说过:“劳动是一切知识的源泉。”下列解释不合理的是
A. 家里使用漂白粉时不必加酸,空气中的溶于水可起到弱酸的作用
B. 养鱼时加入过氧化钙()的目的是增加水中的溶氧量
C. 高温水煮给碗筷消毒,利用了高温可使蛋白质变性的性质
D. 铁锅清洗干净后及时擦干,能减缓铁锅在空气中发生析氢腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.漂白粉有效成分为,空气中溶于水生成,酸性强于,可与反应生成具有漂白消毒作用的,使用时不必额外加酸,A正确;
B.与水发生反应,释放的氧气可增加水中溶氧量,适宜养鱼时使用,B正确;
C.高温可使细菌、病毒的主要组成成分蛋白质发生变性失活,因此高温水煮能够给碗筷消毒,C正确;
D.铁锅在空气中接触的水膜呈中性或弱酸性,发生的是吸氧腐蚀,只有酸性较强条件下才会发生析氢腐蚀,擦干铁锅是为了减缓吸氧腐蚀,D错误;
故选 D。
4. 下列实验原理和装置能达到实验目的的是
A.实验室制备少量
B.除去中
C.在铁制镀件上镀铜
D.滴定未知浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.与固体加热制备时,加热固体的试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂试管,且密度小于空气,收集用向下排空气法,导管伸入试管底部,不能封闭,A错误;
B.饱和溶液可与反应生成,会消耗目标气体,应选择饱和溶液除杂,且洗气装置应长导管进气短导管出气,B错误;
C.在铁制镀件上镀铜时,镀层金属铜应作阳极接电源正极,待镀铁件作阴极接电源负极,装置中电极连接反接,无法实现镀铜,C错误;
D.标准液为碱性溶液,聚四氟乙烯活塞耐碱腐蚀,可用于盛装标准液,用酚酞作指示剂可判断盐酸滴定终点,装置符合实验要求,D正确;
故选D。
5. 有机物M转化为N的反应如图。下列说法正确的是
A. M的分子式为 B. M、N均含有4个手性碳原子
C. 该反应宜在低温下进行 D. M与果糖互为同系物
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据M()结构简式可知,其分子式C8H14O4,A错误;
B.手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子;M中手性碳原子共2个,如图,N中手性碳原子共2个,如图,均不是4个,B错误;
C.该反应是浓硫酸催化下,M的两个羟基发生分子内脱水生成醚键得到N;若温度过高,羟基易发生消去反应生成烯烃,因此需要控制低温减少副反应,宜在低温下进行,C正确;
D.同系物要求结构相似、分子组成相差n个,M含过氧键、双环结构,果糖是多羟基酮,二者结构不相似,含氧原子数也不同,不互为同系物,D错误;
故答案为:C。
6. 电解质在水溶液中的反应属于离子反应。下列离子方程式正确的是
A. 浓盐酸与反应制取少量氯气:
B. 溶液中通入气体:
C. 溶液中加入过量的溶液:
D. 通入溶液中至恰好完全反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.离子方程式中需拆分为和,正确离子方程式为 ,A错误;
B. , ,先发生反应 ,消耗生成,剩余继续溶解:,可溶解,最终剩余、生成,对应离子方程式计量数符合反应实际,B正确;
C.过量时,优先与反应,完全被中和,不会与生成,正确离子方程式为,C错误;
D.还原性,先氧化,恰好完全反应时已全部被氧化,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
7. 《开宝本草》记载:取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日。铁上衣生,铁华成矣。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。
下列说法不正确的是
A. “浸取”时为了提高酸浸效率,可以搅拌或延长浸取时间
B. “操作a”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C. 在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液一定会变红
D. 由上述实验可知,结合的能力大于
【答案】C
【解析】
【分析】铁华粉中加入稀盐酸生成氢气,经过“操作a”得到滤液,有氢气生成说明铁华粉中含有铁单质,滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀,说明滤液中有亚铁离子,蓝色沉淀不溶于稀盐酸,但可与NaOH溶液反应生成棕色沉淀。
【详解】A.“浸取”时,搅拌或延长浸取时间可以让原料充分反应,从而提高“浸取”效率,故A项正确;
B.由流程可知,“操作a”是过滤,过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故B项正确;
C.根据上述分析可知,铁华粉中含有铁单质,硝酸的量比较少时,生成的能与Fe发生反应生成,当溶液中不存在时,滴入KSCN溶液不会变红,故C项错误;
D.由实验可知,氢氧根离子能与蓝色沉淀反应,生成棕色沉淀,即有氢氧化铁沉淀生成,说明氢氧根离子结合铁离子的能力强于,故D项正确;
故本题选C。
8. 下列说法正确的是
元素
元素的结构或性质
X
形成的两种氢化物在常温下都为液体,其单质之一是生命活动不可缺少的物质
Y
原子结构示意图为
Z
基态Z原子价电子层中:成对电子数未成对电子数电子层数
W
在同周期主族元素中原子半径最大,W单质与X单质在不同温度下可生成两种不同颜色的固体
A. 原子半径大小顺序:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 电负性大小:
D. X单质分别与Y、Z、W单质直接化合的产物沸点:
【答案】D
【解析】
【分析】X形成的两种氢化物在常温下都为液体(、),其单质之一是生命活动不可缺少的物质(),X为O;由Y原子结构图可知,、,Y为S;Z原子的价层电子中,有2个未成对、2个成对电子即4个电子 ,价层电子排布为2s22p2,Z为C;W在同周期主族元素中原子半径最大,W单质与在不同温度下可生成两种不同颜色的固体(、),W为Na。
【详解】A.原子半径大小顺序:,即,A错误;
B.非金属性,简单氢化物的稳定性,即,B错误;
C.非金属性越强电负性越大,电负性顺序: ,即 ,C错误;
D.与Y、Z、W单质直接化合的产物分别是(分子晶体)、(分子晶体)、/(离子晶体),沸点:离子晶体>分子晶体,又沸点大于,即,D正确;
故选D。
9. 设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,22.4LHF中含极性键的数目为NA
B. 常温常压下,16gO2和16gO3所含氧原子数都是NA
C. 与反应,每生成3.2gO2时转移的电子数为0.2NA
D. 向1L1mol/LNH4Cl溶液中通入氨至中性,溶液中数目为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下HF为液态,22.4LHF的物质的量远大于1mol,所含极性键数目远大于,A错误;
B.16g和16g中氧原子总质量均为16g,氧原子物质的量为 ,所含氧原子数都是,B正确;
C.3.2g的物质的量为 ,生成0.1mol时转移电子物质的量为0.2mol,转移电子数为,C正确;
D.中性溶液中,根据电荷守恒 ,可得 ,溶液体积为1L,故数目为,D正确;
故选A。
10. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将铜丝插入溶液中
铜丝溶解,溶液变蓝
还原性:
B
相同温度下,用计分别测定0.010mol/LHF溶液和0.010mol/LCH3COOH溶液的
HF溶液更小
电离常数:
C
向含有等量、的混合溶液中依次加入少量新制氯水和,振荡、静置
溶液分层,下层呈紫红色
氧化性:
D
向盛有苯的分液漏斗中加入少量溴水,振荡、静置
溶液分层,上层为橙红色,下层为无色
苯萃取了溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜和溶液发生反应,证明还原性,实际还原性,A错误;
B.相同浓度下HF溶液pH更小,说明HF电离程度更大、酸性更强,电离常数 ,B错误;
C.加入少量氯水时仅被氧化生成,只能证明氧化性,无法证明,C错误;
D.苯的密度比水小,且溴在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度,苯可萃取溴水中的溴,上层为溶有溴的苯层呈橙红色,下层为水层呈无色,D正确;
故选D。
11. 以五硫化二磷()为硫化剂,在超声波的辅助作用下,可以有效处理酸性工业废水中的砷污染,原理是溶解于废水时释放出,气体与溶液中的以及反应生成沉淀。摩尔比为2.1:1时,As去除率和As残留浓度随反应时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 实验中采用的超声波可以加快反应的速率
B. 溶解于水的化学方程式为
C. 0~20 min内,平均反应速率v(As)=36.624mol/(L·h)
D. 10~20 min,As的去除率变化趋势减缓可能与前期生成大量的沉淀有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.超声波可以增加分子之间的碰撞频率,加快反应速率,A正确;
B.溶解于水生成,即发生水解反应,B正确;
C.0~20 min内,平均反应速率=0.036624 mol/(L·h),C错误;
D.结合题干信息可知,溶解于废水时释放出,气体与溶液中以及反应生成沉淀,沉淀可能会包裹,导致As的去除率变化趋势减缓,D正确;
故答案选C。
12. 室温钠硫电池(如图1所示)具备诸多优势,包括高能量密度、卓越的安全性以及低廉的成本,但也面临着如会与电解液中成分反应生成稳定性和导电性较差的钝化层的问题。鉴于此,我国科研团队开发了一种含有双功能电解液添加剂的室温钠硫电池,其原理如图2所示。下列说法错误的是
A. 电池放电时,硫电极的电极电势比钠电极的高
B. 使用图1电池给铅酸蓄电池充电时,每转移0.2 mol电子,该钠硫电池消耗0.2 mol Na,铅酸蓄电池的阴极减重9.6 g
C. 图2中加入的添加剂仅仅起到增强导电性的作用
D. 图2中钠电极表面发生的反应为
【答案】C
【解析】
【分析】室温钠硫电池中,Na电极为负极,S电极为正极,放电时Na失去电子被氧化为,S得到电子与结合生成多硫化钠();无添加剂时,负极表面会生成稳定性和导电性较差的 钝化层;加入后,会形成含、、的沉积层(钝化层),抑制 的不良生成,同时参与反应,发挥“双功能”作用。
【详解】A.放电时钠电极为负极,硫电极为正极,正极电极电势高于负极,A正确;
B.钠硫电池放电时Na失电子生成,每转移0.2 mol电子消耗0.2 mol Na;铅酸蓄电池充电时阴极反应为,每转移2 mol电子阴极释放1 mol,减重96 g,故转移0.2 mol电子时减重9.6 g,B正确;
C.题干明确说明是双功能添加剂,除改善导电性外,还能与Na反应生成稳定钝化层、吸附多硫化物,避免生成导电性差的钝化层,并非仅仅起到增强导电性的作用,C错误;
D.图2中加入后,会形成含、、的沉积层,反应元素守恒、得失电子守恒(Ce得1,2个N共得4,5个Na共失5),符合图2中钠电极的反应情况,D正确;
故答案选C。
13. 某实验小组研究乙酸乙酯()在不同条件下的水解速率,实验过程为:将等量的乙酸乙酯分别与等体积的H2SO4溶液、NaOH溶液、蒸馏水混合加热,测得酯层体积、乙醇浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为减小误差,实验时可用饱和Na2CO3溶液或饱和食盐水代替蒸馏水
B. 内,水解的平均速率:酸性碱性
C. 与蒸馏水混合加热,时增加少量蒸馏水,的水解平衡向右移动
D. 与蒸馏水混合加热,时C2H5OH和CH3COOH分子数不相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.该实验的目的是对比中性(蒸馏水)、酸性和碱性条件下乙酸乙酯的水解速率,饱和溶液呈碱性,若用其代替蒸馏水,会改变中性对照的条件,起到了碱性催化的作用,A错误;
B.由图像可知,在0-t2时间内,加入NaOH溶液的酯层体积下降更快,且乙醇浓度上升更快,说明碱性条件下的水解平均速率大于酸性条件,B正确;
C.乙酸乙酯的水解反应为 ,蒸馏水作为反应物,增加其用量,根据勒夏特列原理,水解平衡会向正反应(向右)方向移动,C正确;
D.水解反应理论上以1:1的比例生成乙醇和乙酸。但乙酸是弱酸,在水溶液中会发生部分电离,而乙醇是非电解质不电离,因此,溶液中游离的 分子数略微少于 分子数,D正确;
故答案选A。
14. 常温下,体系中存在平衡关系:、、、,含Cd微粒分布分数δ(含Cd的某种微粒物质的量/所有含Cd微粒物质的量之和)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 时体系中微粒浓度关系:
B. 向的平衡体系中加水稀释,体系中与的浓度之比减小
C. 曲线Ⅲ对应的主要平衡过程为、
D. 的平衡常数K的值约为
【答案】C
【解析】
【分析】当lgc(OH-)较小时,c(OH-)较小,c(Cd2+)较大,故曲线Ⅰ表示δ(Cd2+)与lgc(OH-)的关系;随着lgc(OH-)增大,平衡正向移动,δ(Cd2+)减小,δ{[Cd(OH)]+}增大,则曲线Ⅱ表示δ{[Cd(OH)]+}与lgc(OH-)的关系;同理,曲线Ⅲ表示δ[Cd(OH)2]与lgc(OH-)的关系,曲线Ⅳ表示δ{[Cd(OH)3]-}与lgc(OH-)的关系,曲线Ⅴ表示δ{[Cd(OH)4]2-}与lgc(OH-)的关系。
【详解】A.观察图像知,δ(Cd2+)=δ{[Cd(OH)]+}时,lgc(OH-)>-5,当时,lgc(OH-)=-5,此时体系中微粒浓度关系: ,A不正确;
B.向的平衡体系中加水稀释,由+2OH-知,K=,,加水稀释,c(OH-)减小,K值不变,则增大,即体系中与的浓度之比增大,B不正确;
C.由分析可知,曲线Ⅲ表示δ[Cd(OH)2]随lgc(OH-)的变化,其先增大后减小,对应的主要平衡过程为、,C正确;
D.当δ{[Cd(OH)4]2-}=δ{[Cd(OH)3]-}时,lgc(OH-)-1.6,的平衡常数K=== ,D不正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属锆(Zr)用于核工业及耐腐蚀合金、闪光灯、烟花等的制造,也用作冶金脱氧剂、化学试剂。以锆英砂(主要成分为,含有Fe、Cr、Hf等元素)为原料制备金属锆的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”步骤所得溶液中各金属存在形式为、、、。
②利用物质接近沸点时升华速度快的特点可以进行物质分离。
③常温下,,。
各物质沸点如图所示
回答下列问题:
(1)“酸溶”步骤所得的溶液中Zr的化合价为___________;较稳定的原因是___________。
(2)“酸溶”时,Zr元素以的形式存在,而不是,是因为极易水解。水解的离子方程式为___________。
(3)“萃取”时,生成配合物(TBP:磷酸三丁酯),可用___________(填实验方法)测定其晶体结构。
(4)不能直接与反应生成,“沸腾氯化”步骤中可转化为(同时生成和CO,该反应),则加入碳粉的作用是___________(从热力学角度分析)。
(5)“沉淀”时,若常温下滤液中,则滤液中___________。
(6)若“还原”的产物均为化合物,“还原”过程的化学方程式为___________;“还原”的目的是___________。
(7)立方的晶胞结构如图所示。
氧原子的配位数是___________。
【答案】(1) ①. +4 ②. 的4d和5s能级均为全空状态,较稳定
(2)
(3)射线衍射法
(4)生成CO气体,体系熵增大,反应趋势增大
(5)
(6) ①. ②. 将还原为沸点更高的,防止升华影响的纯度
(7)
【解析】
【分析】锆英砂主要成分为,含有Fe、Cr、Hf等元素,“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为:、、、;“萃取”时,除掉,而后进行反萃取;“沉淀”时、、生成沉淀,沉淀焙烧后生成、、;“沸腾氯化”时,转化生成、、,由于和沸点接近,因此加入把还原为,避免升华时含有杂质,最后升华得到,镁热反应后产生金属锆,据此作答。
【小问1详解】
“酸溶”后转为化,设化合价为,,得;原子序数为40,位于第五周期第IVB族,故基态锆原子的价层电子排布式为,失去2个电子形成,4d轨道上还含有2个未成对电子,而当失去4个电子形成时,4d、5s能级全空,达到稳定结构,因此比更稳定;
【小问2详解】
为强酸弱碱盐,水解生成,水解为可逆反应,配平离子方程式为:;
【小问3详解】
晶体的X射线衍射实验可以获得晶体的结构信息;
【小问4详解】
不能直接与反应生成,但加入碳粉后可生成,是因为碳粉转化为CO气体,体系熵增大,增大反应趋势;
【小问5详解】
由,代入 ,得 ,再由 ,得 ;
【小问6详解】
根据沸点数据,原杂质沸点与接近,难分离,还原为后,沸点远高于,加热升华时只有逸出,实现提纯;还原反应方程式为: ;目的是将还原为沸点更高的,防止升华影响的纯度;
【小问7详解】
一个晶胞中(X)原子数为,(Y)原子数为8,个数比 ,由图知,距离O等距且最近的为4个,故的配位数为4。
16. 肉桂酸主要用于食品添加剂、医药工业等方面。一种合成肉桂酸的方法如下:
实验步骤:
Ⅰ.合成:向三颈烧瓶中加入适量醋酸钯和三聚氰胺,再加入50 mL蒸馏水,室温下搅拌6 min。用注射器分别移取1.7 mL碘苯(15 mmol)和1.2 mL丙烯酸(17.5 mmol),加入三颈烧瓶中,再缓慢加入3.2 g碳酸钠,在加热、搅拌下回流45 min。
Ⅱ.分离:趁热进行减压过滤。将滤液转移至烧杯中,边搅拌边滴加约45 mL 盐酸,析出白色固体。减压过滤,并用少量冷水洗涤。干燥,称重为1.8 g,色谱法检测纯度为98%。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为___________。
(2)醋酸钯和三聚氰胺()生成的配合物可作为催化剂,该配合物的配位原子为___________(填元素符号)。
(3)加入碳酸钠的作用是___________。
(4)向滤液中加入过量盐酸的目的是___________(填标号)。
A. 除去过量的碳酸钠 B. 使肉桂酸钠转化为肉桂酸
C. 作催化剂 D. 降低肉桂酸的溶解度,促进其析出
(5)分离过程中减压过滤时“趁热”的可能原因是___________,停止减压过滤的操作为___________。减压过滤后用少量冷水洗涤,___________(填实验操作及现象),则表明沉淀已洗涤干净。
(6)该实验中肉桂酸的产率为___________(保留两位有效数字)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)N (3)与生成的HI反应,提高产率 (4)ABD
(5) ①. 防止肉桂酸钠因温度降低而析出 ②. 先打开K,再关闭水龙头 ③. 取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成(叙述合理即可)
(6)79%
【解析】
【分析】碘苯和丙烯酸发生取代反应生成肉桂酸和HI,碳酸钠的作用是与生成的HI反应,使反应向正反应方向进行,提高产率,同时会与肉桂酸反应生成肉桂酸钠,后续再酸化生成肉桂酸,据此分析;
【小问1详解】
仪器A的名称为球形冷凝管;
【小问2详解】
中N原子有孤电子对,作配位原子;
【小问3详解】
根据分析,加入碳酸钠的作用是与生成的HI反应,提高产率;
【小问4详解】
A.向滤液中加入过量盐酸与碳酸钠反应,除去过量的碳酸钠,A正确;
B.根据强酸制弱酸,盐酸可使肉桂酸钠转化为肉桂酸,B正确;
C.盐酸是反应物,不是催化剂,C错误;
D.向滤液中加入过量盐酸增大氢离子浓度,可降低肉桂酸的溶解度,促进其析出,D正确;
故选ABD;
【小问5详解】
分离过程中减压过滤时“趁热”的可能原因是防止肉桂酸钠因温度降低而析出;停止减压过滤的操作为先打开K,以平衡压强,再关闭水龙头;减压过滤后用少量冷水洗涤,取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净;
【小问6详解】
碘苯(0.015mol)和1.2mL丙烯酸(0.0175 mol)反应可生成0.015mol肉桂酸,肉桂酸的产率约为≈79%。
17. 新能源是未来能源发展的方向,而积极推动氢能的发展则是达成碳达峰与碳中和目标的关键策略。回答下列问题:
(1)近年来催化重整制氢是氢能源获取的重要途径,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①反应Ⅰ能自发进行的条件是___________(填标号)。
A.低温 B.高温 C.任意温度 D.无法判断
②工业生产时,通过提高水碳比来促进反应Ⅱ的进行,这样做的好处是___________。
③下列操作中,有利于提高催化重整速率的是___________(填标号)。
A.增加催化剂的表面积 B.及时分离出
C.恒压时通入稀释气体 D.恒容时按原水碳比通入热的原料气
(2)反应Ⅱ也可在膜反应器中进行,其工作原理如图1所示。
一定温度和压强下,等物质的量的和通入无膜反应器,仅从口出,的平衡转化率为;若换成膜反应器,的平衡转化率为,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数___________,相同时间内出口和出口中的质量比为___________。
(3)硼氢化钠()是一种高效储氢材料,时在掺杂了的纳米合金催化剂表面活性位点水解制氢的机理如图2.
①写出与水反应生成和的离子方程式:___________。
②已知时和在水中的溶解度分别为和,其他条件相同,测得在平均每克催化剂使用量下,质量分数对制速率的影响如图3所示,制的最佳质量分数为10%,试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因:___________。
【答案】(1) ①. B ②.
提高CH4和CO的转化率,增加产物H2的产量 ③. AD
(2) ①. 9 ②. 1:8
(3) ①.
②.
浓度过低时,反应物浓度小,反应速率慢;浓度过高时,生成的NaBO2溶解度较小,会结晶析出并附着在催化剂表面,覆盖了催化剂的活性位点,导致反应速率减慢。
【解析】
【小问1详解】
①反应Ⅰ中 (吸热),且正反应是气体分子数增加的反应,即 。根据吉布斯自由能判据 时反应自发进行,可知该反应在高温下才能自发进行,故选B。
②提高水碳比,一方面能促使反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学平衡均向正反应方向移动,从而提高 和 的转化率;另一方面正向移动能生成更多的 ,提高氢气的产率;
③A.增加催化剂的表面积可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;
B.及时分离出会降低生成物浓度,导致反应速率减慢,B错误;
C.恒压时通入,容器体积增大,反应气体分压减小,浓度降低,反应速率减慢,C错误;
D.恒容时通入热的原料气,既增加了反应物浓度,又升高了温度,两者均能加快反应速率,D正确;
故选AD。
【小问2详解】
设初始通入的和均为。 在无 膜反应器中,转化率为,则平衡时消耗了 和 ,生成了 和 。平衡时各物质的物质的量为: , , , 。该反应前后气体分子数不变,可用物质的量代替浓度计算平衡常数: 。换成 膜反应器后,温度不变,平衡常数仍为。此时转化率为,则平衡时消耗了CO,生成了,共产生。 平衡时反应器内(出口a处)剩余: , , 。 设出口a处未透过的物质的量为 ,代入平衡常数表达式: ,解得。 则透过 膜从出口b排出的物质的量为 。 相同时间内出口a和出口b中的质量比等于其物质的量之比,即 。
【小问3详解】
①根据题意,与水反应生成和,反应物为和,生成物为和。根据原子守恒和电荷守恒配平,离子方程式为 ;
②反应速率受浓度和催化剂有效接触面积影响。当质量分数过低时,反应物浓度低,动力学反应速率自然较慢;当质量分数过高时,由于题干已知 时的溶解度( )远小于(),反应会快速生成大量,导致其达到饱和而结晶析出。析出的固体覆盖在纳米合金催化剂表面,阻碍了反应物与催化剂活性位点的接触,从而使反应速率大幅下降。
18. 萜类化合物是很多中草药的有效成分。一种萜类化合物中间体的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物的名称为___________;中官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)E→F经过两步反应完成:E→M→F,经检验的分子式为,则的结构简式为___________。
(4)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.A→B的作用是保护酚羟基
b.的酸性强于环己醇
c.在的乙醇溶液中能发生消去反应
(5)在酸性条件下的水解产物为芳香族化合物,满足下列条件的的同分异构体有___________种。
①遇溶液显色;
②在酸性条件下水解产物之一有两种氢,其核磁共振氢谱的峰面积之比为。
(6)设计以、为原料合成的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
【答案】(1) ①. 2-异丙基苯酚(或邻异丙基苯酚) ②. 醚键和酯基
(2)取代反应 (3)
(4)ac (5)4
(6)
【解析】
【分析】该路线以酚类化合物A为起始原料,由B分子式可知,A发生取代反应生成B;而B中醚键对位上的H发生溴代反应,引入Br原子;C中被取代生成D;D中的在酸催化下与乙醇发生酯化反应,生成羧酸乙酯;E通过两步反应最终合成中间体F。
【小问1详解】
苯环上羟基为1位,异丙基在2位,故有机物A的名称为2-异丙基苯酚(或邻异丙基苯酚);从结构看,E中含、,故E中官能团名称为醚键和酯基。
【小问2详解】
根据A的结构简式可知,A的分子式为,结合D的结构简式以及的反应试剂与条件可知B为,C为,再结合D的结构简式,可知的反应类型为取代反应。
【小问3详解】
根据E和F的结构简式,结合反应试剂及M的分子式,推知 M的结构简式为。
【小问4详解】
a. 将转化为,且产物中也存在,是产物的一部分,则的作用不是保护酚羟基,a错误;
b. A为酚类,酚羟基的酸性强于环己醇(醇羟基),b正确;
c. 与苯环直接相连,不能发生消去反应,c错误;
故答案选ac。
【小问5详解】
根据E的结构简式,E在酸性条件下水解生成的芳香化合物N为。N的同分异构体,且符合下列条件:①遇溶液显色,说明含有苯环、酚羟基;②在酸性条件下水解产物之一有两种氢,其核磁共振氢谱的峰面积之比为2:1,说明含有酯基,且具有对称结构。除苯环、酚羟基、酯基除外剩余的基团为。故连接方式为,有4种结构,故满足条件的同分异构体共4种。
【小问6详解】
类比反应,的合成思路为:①苯先与发生取代反应生成溴苯;②溴苯与发生取代反应得到;③再与在酸性条件下反应得到最终产物。故合成路线为。
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