内容正文:
2024级高二阶段检测(二)
化学试题
注意事项
1. 本试卷满分100分,考试时间为75分钟。
2. 答题前,请务必将姓名、班级、学号、考场号、座位号、准考证号填写在答题纸上。
3. 请用0.5毫米黑色签字笔按题号在答题纸指定区域内作答,在其他位置作答一律无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、单项选择题:共13小题,每题3分,共39分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.NaCl被称为“化学工业之母”。下列工业生产中不使用NaCl的是
A.侯氏制碱 B.氯碱工业 C.生产玻璃 D.制取金属钠
2.离子液体是室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物,某离子液体[Amim]BF4的合成路线如下,下列叙述正确的是
X
A.1mol X分子中共含9 mol σ键 B.Cl是s区元素
C.NaBF4的电子式为 D.[Amim]Cl中含有共价键和离子键
3.实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.配制NaOH溶液
B.铁钉除油污
C.铁钉除锈
D.铁钉镀锌
4.氨硼烷(NH3BH3)、钛铁合金(Ti-Fe)、甲醇(CH3OH)均是应用潜力较大的储氢载体。下列说法正确
的是
A.原子半径:B < N B.CH3OH分子中键角:H—C—H < C—O—H
C.第一电离能:O> N > C D.CH3OH分子间可形成氢键
阅读下列材料,完成5-7题:
Br2具有较强的氧化性,能够将磷氧化为PBr3或PBr5(PBr5可以水解得到两种酸),能与氨反应
生成溴化铵和氮气,也能氧化一些非金属阴离子,如Br2与S2—反应生成S8(),试管壁上的S8可用CS2溶解。在催化剂作用下,苯与液Br2发生取代反应。在红磷催化作用下,的α-H被Br2取代生成α-溴代乙酸的反应是放热反应。工业上海水提溴的主要过程为:
5.下列说法正确的是
A.基态溴离子的电子排布式为[Ar]4s24p6 B.PBr3空间结构为三角锥形
C.硫磺有S2、S4、S8 等多种同位素 D.液溴用水封保存在带橡胶塞的细口瓶中
6.下列化学反应表示正确的是
A.PBr5水解反应的化学方程式:PBr5+4H2O === H3PO4+5HBrO
B.纯碱溶液吸收Br2的离子方程式: 3Br2+6OH—===5Br—+BrO+3H2O
C.溴与氨反应的化学方程式:3Br2+8NH3 === 6NH4Br+N2
D.乙酸与Br2反应生成α-溴代乙酸的化学方程式:CH3COOH+Br2CHBr2COOH+H2
7.下列事实与解释均正确的是
选项
事实
解释
A
用CS2溶解试管壁上的S8
两者都是由非极性键构成的非极性分子,相似相溶
B
苯与液Br2反应加入催化剂
使用催化剂可以降低苯与Br2反应的焓变
C
乙酸被Br2取代为放热反应
反应物的总键能大于生成物的总键能
D
Br2与S2—反应生成S8
相同条件下,S2—的还原性强于Br—
8.以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法正确的是
A.M中所有的碳原子在同一个平面中 B.若M→N原子利用率为100%,则X是甲醛
C.P在浓硫酸、加热条件下能发生消去反应 D.1 mol Q最多能与2 mol H2发生加成反应
9.研究发现水微滴表面有强电场,能引发反应H2O===H++HO·+e—。三唑水溶液微滴表面接触CO2
发生反应,可能的反应机理如题9图所示,下列叙述正确的是题9图
A. 碳原子轨道的杂化存在从sp到sp2的转变
B.三唑是反应循环中的中间产物
C. 该过程不涉及非极性键的断裂与形成
D.CO2换成C18O2,总反应为
2H2O + C18O2===HCOOH+H218O2
10.微生物法可将高浓度苯酚废水和高浓度酸性NO废水的化学能直接转化为电能,装置如题10
图所示。电池工作时,下列说法正确的是 题10图
A.a极的电极反应式为
C6H5OH+28e-+11H2O===6CO2↑+28H+
B.Na+ 通过离子交换膜向左室移动
C.一段时间后,右室的溶液pH增大
D.用电器流过1 mol e-时,b电极产生2.24 L N2
11.为探究含铜化合物的性质,某同学设计了如下实验,下列说法不正确的是
A.与Cu2+的配位能力:NH3 > H2O
B.向深蓝色溶液中加入乙醇有深蓝色固体析出的原因是溶剂的极性降低
C.若向深蓝色固体中加入过量稀硫酸,也能得到黄绿色溶液
D.铁钉表面出现红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe+4H+ === Cu+Fe2++4NH4+
12.室温下,用0.1mol·L—1Na2SO3溶液吸收SO2,并获得BaSO3的过程如图所示。忽略吸收气体所引起的溶液体积的变化和水的挥发,溶液中含硫物种的浓度c总=c(SO32—)+c(HSO3—)+c(H2SO3)。已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2, Ka2(H2SO3)=1.02×10-7。
下列说法正确的是
A.0.1mol·L—1Na2SO3溶液:c(OH—)=c(H+)+c(HSO)+c(H2SO3)
B.“吸收”后c总=0.2mol·L—1的溶液:c(SO)+c(H+) > c(H2SO3)+c(OH—)
C.“沉淀”后的上层清液:c(Ba2+)·c(SO32—) < Ksp(BaSO3)
D.“沉淀”后的上层清液久置:2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH—)
13.CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程发生下列反应:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g) == CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58.6 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g) == CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
0.5 MPa下,将n(H2)∶n(CO2)=3的混合气体以
一定流速通过装有催化剂的反应器, 测得
CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性
[×100%]以及CH3OH的收率
(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化
如题13图所示。下列说法正确的是
A.CO (g)+2H2(g) == CH3OH(g) ΔH=+99.8 kJ·mol-1
B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化题13图
C.图中所示270℃时,对应CO2的转化率为21%
D.在210℃~250℃之间,CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大导致
二、非选择题:共4题,共61分。
14. (15分)钪(Sc)是一种功能强大但产量稀少的稀土金属,广泛用于尖端科技领域。从某
种磷精矿(主要成分为Ca5(PO4)3F,含少量ScPO4、FeO、Fe2O3、SiO2)分离稀土元素钪(Sc)的工业流程如下:
(1)“酸浸”时Ca5(PO4)3F与HNO3反应的化学方程式为 ▲ 。
(2)“萃取”的目的是富集Sc,但某些元素也会按一定比例进入萃取剂中。制备有机磷萃取剂
(RO)3PO的反应为3ROH+Cl3PO(RO)3PO+3HCl。已知:-R对(RO)3PO产率的影响如下表:
-R
-CH2CH3
-CH2CH2CH3
-CH2CH2CH2CH3
(RO)3PO产率/%
82
62
20
随着碳原子数增加,(RO)3PO产率降低的原因为 ▲ 。
题14图-1 题14图-2
(3) “反萃取”的目的是分离Sc和Fe元素。Fe2+、Fe3+、Sc3+的沉淀率随pH的变化如题14图-1
所示。SO2的作用是 ▲ (用离子方程式表示),得到的固相的化学式是 ▲ 。
(4)“沉钪”时Sc3+转化为Sc2(C2O4)3沉淀。
①已知 Ka1(H2C2O4)=10−1.3, Ka2(H2C2O4)=10−4.3,Ksp[Sc2(C2O4)3]=10−21.9。“沉钪”时,发
生反应2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+,此反应的化学平衡常数K= ▲ (写出计
算过程)。
②“沉钪”时测得相同时间钪的沉淀率随温度的变化如题14图-2所示。在70℃~80℃之间
随温度升高钪的沉淀率升高的原因可能是 ▲ 。
(5)含Sc、Al和O三种元素的化合物的晶胞如题14图-3所示。同种位置
相同,若相邻原子间的最近距离之比dAl-O:dAl-Sc=1:,则Sc的的位置
在 ▲ (填“顶点、棱心、体心”)。
题14图-3
15.(15分)抗肿瘤药物泰克地那林(F)及其改进药物(G)的合成路线如下:
已知:-NH2、-NHCOCH3为给电子基且为邻、对位定位基,-COOH、-NO2为吸电子基且为间位定位基;胺类物质易被氧化。
(1) C→D过程中 ▲ 没变, ▲ 改变(填官能团的名称)。
(2) 碱性强弱: ▲ (填“>、=、<”)。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式: ▲ 。
①含苯环,有5种不同化学环境的氢原子;
②能水解且能发生银镜反应,能与NaHCO3溶液反应。
(4)D→F过程中若用代替,可简化步骤,但该方法会有副产物产生,该
副产物的结构简式是 ▲ 。
(5)F→G过程中先发生 ▲ 反应再发生 ▲ 反应。
(6)以、、CH3COCl为原料制备的合成路线流程图(无机试
剂、有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干) ▲ 。
16.(16分)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
I.LiFePO4的制备。
用题16图-1所示装置,在氮气氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4溶液混合加入三颈烧瓶中,再通过仪器a滴加LiOH溶液,搅拌,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗产品。已知:Ksp(FePO4)=1.3×10−22;Ka1(H3PO4)=7.5×10−3,Ka2(H3PO4)=6.2×10−8,Ka3(H3PO4)=2.2×10−13。题16图-1
(1)仪器a的名称是 ▲ 。
(2)(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和
NH4HSO4,该反应的化学方程式为 ▲ 。
(3)工业制取LiFePO4在高温成型前,常向LiFePO4中加入少量
活性炭黑,作用除了防止Fe(II)被氧化,主要目的是 ▲ 。
II.FePO4的制备。
(4)取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入
一定量H2O2,同时加入适量水调节pH,静置后过滤、洗涤、干燥得到FePO4˙2H2O,高温煅烧FePO4˙2H2O,即可得到FePO4。
其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解率的影响如题16图-2所示。
当≤≤时,随着水的比例增加,铁粉溶解率迅速升高的原因是 ▲ 。
题16图-2 题16图-3
(5)将Fe2(SO4)3溶液和Na2HPO4溶液混合也可以得到FePO4。
①Fe2(SO4)3溶液和Na2HPO4溶液的加料顺序是 ▲ 。
②不同pH对磷酸铁沉淀的影响如题16图-3所示。pH约为3后铁的沉淀率接近完全,
而磷的沉淀率却在下降的原因是 ▲ 。
③请补充完整以FeSO4溶液制备FePO4的方案:取一定量的FeSO4溶液,边搅拌边加入
足量的 ▲ ,固体干燥,得到较纯净的FePO4。(必须使用的试剂:1 mol·L-1Na2HPO4
溶液、3%H2O2溶液、盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水)
17. (15分)“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标。空气中CO2含量的控制和资源化利用
具有重要意义。
I.一种捕集混合气体中CO2的过程如题17图-1所示,混合气体中其他气体不被吸收,忽略吸收气体所引起的溶液体积的变化。
题17图-1
已知:室温下,Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=4×10-11。
(1) 能说明KOH溶液吸收CO2达到饱和的依据是 ▲ 。
A.溶液颜色不变 B.K+浓度不变
C.pH不变 D.吸收前后混合气体中CO2含量不再改变
(2)常温下,若KOH溶液吸收CO2所得溶液中c(CO):c(H2CO3)=16:1,则溶液的pH= ▲ 。
II.CO2催化加氢制CH3OH。
(3)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的∆H<0,则该反应在 ▲ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(4)以Pd/In2O3为催化剂,以一定流速向反应器中通入一定比例的CO2和H2,经过“吸附→反应→脱附”等过程生成CH3OH。H2在Pd表面产生活性H原子。生成CH3OH的一种机理如题17图-2所示(图中“☐”为氧空位)。
题17图-2
①步骤I过程中元素In化合价将 ▲ (填“升高”“降低”或“不变”)。
②图中虚线框内中间体X的结构为 ▲ 。
③其他条件不变,若混合气体中H2含量过低会降低催化剂的催化性能,原因是 ▲ 。
III.多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类(如C2H4)的金属。 如题
17图-3所示,电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、
阳极室,反应前后KHCO3浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右。
题17图-3
(5)阴极生成C2H4的电极反应式为 ▲ 。
(6)装置工作时,阴极主要生成C2H4,还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下,当
阳极生成O2的体积为336mL时,测得阴极区生成C2H4 89.6mL,则电解效率 ▲ 。(忽略电解前后溶液体积的变化)
已知:电解效率。
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290
6
10
14
22
30
50
70
90
(270,70)
(270,6.3)
CO2转化率及CH3OH收率/%
温度/℃
选择性/%
CO2转化率
CH3OH收率
曲线a
18
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