内容正文:
2025—2026学年度下学期东北育才学校
高三年级化学科第九次模拟考试试题
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、选择题(本题包括15小题,只有一个选项符合题意每题3分)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关。下列叙述不正确的是
A. 中国是瓷器的故乡,制造瓷器的主要成分为硅酸盐
B. 福建舰携带的航空煤油和柴油的主要成分为烃
C. 聚氯乙烯可用于制作多种绝缘材料,聚氯乙烯是纯净物
D. GaN具有半导体的性质,常用于制造LED灯,GaN属于新型无机非金属材料
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 丙烷分子的空间填充模型:
C. 基态的价层电子的轨道表示式:
D. 的名称:2-羟基丁醇
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 和混合气体中所含中子数为
B. 2.8 g基态硅原子核外未成对电子数为
C. 的溶液中氢离子的数目为
D. 标准状况下,和在光照条件下充分反应后气态分子数为
4. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 过量硫化氢通入溶液中产生淡黄色沉淀:
B. 向饱和溶液中通入足量:
C. 用白醋和淀粉-KI试纸检验加碘盐中的:
D. 沉淀溶于浓氨水得到深蓝色溶液:
5. 灵芝提取物M具有重要医用价值,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中含3个手性碳原子
B. 分子中的键是键
C. 能够发生取代反应、加成反应
D. 分别与足量的和反应生成的气体物质的量之比为
6. 下列宏观现象与微观解释不相符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
稳定性:金刚石<石墨
金刚石中C-C键的键长大于石墨中C-C键的键长
B
O3在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度
H2O是极性分子,O3和CCl4都是非极性分子,遵循“相似相溶”规律
C
沸点:CH3COOH>CH3CHO
CH3COOH可形成分子间氢键,CH3CHO不能形成分子间氢键
D
碱性:NH3>NH2OH
电负性:O>H,NH2OH分子中N原子周围电子云密度较低,结合质子能力较弱
A. A B. B C. C D. D
7. 下列给定条件下制备过程涉及的物质转化不能直接实现的是
A. 乙烯制取乙炔:
B. 工业制硝酸的转化途径:
C. 粗盐(含、、杂质)提纯:粗盐溶液,,,滤液精盐
D. 工业上用硫铁矿冶炼钢: 硫铁矿生铁钢
8. 如图所示是一种离子液体,属于绿色溶剂,其中R、X、Y、Z、W五种元素均为短周期元素,R元素形成的一种同素异形体熔点高、硬度小,在有机化学中18X常用作示踪原子来研究乙酸与乙醇反应生成酯的反应机理,Y元素的最高价氧化物的水化物溶液易挥发,在单质中Z元素形成的单质是氧化性最强的。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>X>Y>R B. 沸点:H2X2<H2W2
C. 阳离子中Y杂化类型均为sp2 D. XZ2是极性分子,其中极性键X-Z中Z显
9. 以含钴废料(主要含和少量、和)制备的流程如图。
已知:①25℃时,,,。
②当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
下列说法错误的是
A. “酸浸”时,溶液中离子氧化性:
B. 滤渣2主要成分为和
C. 若“酸浸”所得滤液中,“调pH”应控制
D. “沉钴”时存在反应:
10. 氢气选择性催化还原是一种比还原更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法正确的是
A. 若在催化剂表面参与反应,转移的电子数为
B. 在反应过程中,有3种分子的中心原子的杂化方式是杂化
C. 在反应过程中,催化剂的主要作用是提供活性位点用于和的吸附与活化,不参与电子转移
D. 原子表面上发生的反应有:、、、
11. 某小组设计探究实验如下,查阅文献后提出一种可能的反应机理。
已知:CuSCN为白色沉淀;非反应体系黄色、蓝色混合通常呈绿色;反应中的影响可忽略。
下列说法不正确的是
A. ①的离子方程式为:
B. 由反应机理可知,总反应为:
C. 由实验及反应机理可知,振荡过程中,逆向移动
D. 由实验及反应机理可知,有存在时,的氧化性减弱,的还原性增强
12. 下列实验操作能达到预期目的的是
A.用“杯酚”分离和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
B.测定
C.制备并观察其颜色
D.探究反应物浓度对化学反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
13. 高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池,某三元锂电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 放电时,电流从B极流向A极,再通过电解液流入B极
B. 充电时,A极发生的反应为
C. 充电时,需连接、,B极发生的反应为
D. 放电时,每转移x mol电子,B极质量减少7x g
14. 甲醇水蒸气催化重整制氢过程中发生的反应如下:
①
②
以Pd/ZnO作为催化剂时,向密闭容器中充入1 mol的与1 mol的,平衡时的转化率、的选择性[的选择性]及CO的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 其他条件不变,压缩体积会增加的平衡转化率
B. 470 K-570 K时,升高温度,的平衡产量先增大后减小
C. 520 K时,容器内的量为1.14 mol
D. 520 K时,②反应的平衡常数(用个物质的物质的量分数计算)为0.0059
15. 室温下,向溶液中加入少量固体,溶液中铬元素以、、、形式存在,保持溶液体积不变,pM(M包括含铬各组分及)随pH变化如图。
已知: 。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ代表的组分为
B. 的平衡常数
C. 时,
D. 任意pH下均有
Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、填空题(本题包括4个小题,共55分)
16. 2025年宁德时代推出的第二代钠电池,作为固态电解质,工业上以天然锆英石(主要成分为,含有、、、等杂质)为原料生产的工艺流程如下:
已知:
①“溶浸”后溶液中金属元素的存在形式为、、、;
②“煅烧”后固体主要成分为、和;
③“还原”前后相关物质升华温度及沸点如图;
回答下列问题:
(1)在“溶浸”时生成一种黄绿色气体,发生的离子方程式为______。
(2)“调”后,废液中,则废液中为______。(已知:时,,)
(3)“高温氯化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为______。
(4)的沸点远高于的原因可能是______;“还原”的主要目的是______。
(5)晶体可传导,利用晶体做固体电解质电解,将废气中的氮氧化物()转化为无污染气体,则阴极的电极反应式为______。
(6)某含锆的结合剂是一种平面层状材料,其晶体部分结构如图。该结合剂的化学式为______。
17. 2-溴戊二酸二甲酯(摩尔质量为)是某抗癌药物重要中间体,其制备的反应原理如图所示:
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
实验步骤如下;
步骤一:制备
将10.0g戊二酸(摩尔质量为)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入25mL,搅拌均匀,保持78℃条件下,依次缓慢滴加12mL氯化亚砜()、3滴催化剂、液溴,随后回流。回流完毕后,将三颈烧瓶置于冰盐浴中,将溶液温度降到-10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点64.7℃),保持滴加过程中温度不超过0℃。
步骤二,除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱和食盐水洗涤3次,洗涤完毕,用无水干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精馏装置,进行减压蒸馏。
步骤四;收集
收集100~110℃的馏分,得到12.67g无色透明油状液体。
回答下列问题:
(1)使用装置A的优点是___________。
(2)步骤一中采取“温度降到-10℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有___________(填字母)。
a.减小化学反应速率
b.防止高温下发生复杂的有机副反应
c.避免原料挥发,使反应物充分反应
(3)步骤二中用饱和食盐水洗涤的目的是___________。
(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是___________。
(5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是___________。反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体,则该反应的化学方程式为___________。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处,解决的办法是___________。
(7)本实验的产率是___________(填字母)。
A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
18. “氢能源”的开发利用意义重大。某些醇在一定条件下可以重整制氢。
Ⅰ.乙醇与水催化重整制氢发生如下反应:
反应①
反应②
反应③
(1)反应②的___________,反应③在___________(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下自发进行。
(2)在恒压150 kPa的密闭容器中,将、和氩气分别按为1∶3∶1和1∶3∶2投料,发生上述3个反应,测得乙醇平衡转化率随温度的变化如图所示。
(a)表示投料的为___________(填“”或“”)曲线,判断的依据是___________。
(b)若反应开始通入的混合气体的总物质的量为a mol,其中为1 mol,则N点的分压为___________kPa(分压=总压×物质的量分数,结果用含a的代数式表示)。
Ⅱ.丙三醇与水蒸气重整获得过程中的主要反应如下:
反应④
反应⑤
反应⑥
(3)条件下,1 mol和9 mol发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
(a)根据图中信息可判断,其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时的物质的量随温度升高而___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(b)试计算550℃时反应⑥的___________(是以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数),写出计算过程,结果用计算式表示。
19. 治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物(Resmetirom)的一种合成路线如图所示:
已知:Ac代表CH3CO—;Et代表C2H5—;DMA分子式为,是一种有机溶剂。
回答下列问题:
(1)A可由R()合成,R的化学名称为___________。
(2)A中所含官能团的名称为___________。
(3)I→Resmetirom的化学方程式为___________。
(4)A的同分异构体中,与A的取代基数目和种类全部相同的芳香族化合物还有___________种(不考虑立体异构体)。
(5)上述合成路线中,A→F的合成转化如图所示,C的结构简式为___________;C→D转化中采用水解→氧化→取代三步___________(填“合理”或“不合理”);理由是___________。
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2025—2026学年度下学期东北育才学校
高三年级化学科第九次模拟考试试题
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、选择题(本题包括15小题,只有一个选项符合题意每题3分)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关。下列叙述不正确的是
A. 中国是瓷器的故乡,制造瓷器的主要成分为硅酸盐
B. 福建舰携带的航空煤油和柴油的主要成分为烃
C. 聚氯乙烯可用于制作多种绝缘材料,聚氯乙烯是纯净物
D. GaN具有半导体的性质,常用于制造LED灯,GaN属于新型无机非金属材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.瓷器的主要原料是黏土,其主要成分为硅酸盐,A正确;
B.航空煤油和柴油均为石油产品,主要成分为烃类化合物,B正确;
C.聚氯乙烯是高分子聚合物,由于聚合度n值不固定,分子量分布不均,属于混合物,C错误;
D.GaN(氮化镓)具有半导体性质,常用于制造LED灯,属于新型无机非金属材料,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 丙烷分子的空间填充模型:
C. 基态的价层电子的轨道表示式:
D. 的名称:2-羟基丁醇
【答案】C
【解析】
【详解】A.是由钙离子和过氧根离子构成的离子化合物,过氧根中两个氧原子之间形成共价键,电子式为,A错误;
B.该模型为丙烷的球棍模型,不是空间填充模型,B错误;
C.铜原子核外有29个电子,核外有28个电子,基态的价层电子排布式为,故基态的价层电子的轨道表示式为,C正确;
D.的主链上有4个碳原子,羟基与2号碳原子相连,名称为2-丁醇,D错误;
故答案选C。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 和混合气体中所含中子数为
B. 2.8 g基态硅原子核外未成对电子数为
C. 的溶液中氢离子的数目为
D. 标准状况下,和在光照条件下充分反应后气态分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.3.2 g 和混合气体中,分子含16个中子,分子含16个中子,但混合气体的总物质的量在0.1 mol(全为)至0.1067 mol(全为)之间,中子数在1.6至1.707之间,不一定是1.6,A错误;
B.2.8 g硅原子物质的量为0.1 mol,基态硅原子核外3p轨道上有2个未成对电子,故未成对电子数为0.2,B正确;
C.pH=2的CH3COOH溶液中H+浓度为0.01 mol/L,但未给出溶液的体积,因此无法计算H+物质的量即数目,C错误;
D.标准状况下,22.4 L CH4和22.4 L Cl2各为1 mol,光照充分反应后生成CH3Cl(气态)、HCl(气态)及CH2Cl2等液态产物,气态分子数小于2 mol,故不是2,D错误;
故选B。
4. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 过量硫化氢通入溶液中产生淡黄色沉淀:
B. 向饱和溶液中通入足量:
C. 用白醋和淀粉-KI试纸检验加碘盐中的:
D. 沉淀溶于浓氨水得到深蓝色溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe3+与H2S发生氧化还原反应,生成氯化亚铁、盐酸、S沉淀,反应的离子方程式为,故A错误;
B.向饱和溶液中通入足量,会析出溶解度更小的沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C.用白醋和淀粉-KI试纸检验加碘盐中的生成I2,试纸变蓝,反应的离子方程式为,故C错误;
D.溶于浓氨水生成深蓝色的四氨合铜离子,反应的离子方程式为Cu(OH)2+4=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O,故D正确;
选D。
5. 灵芝提取物M具有重要医用价值,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中含3个手性碳原子
B. 分子中的键是键
C. 能够发生取代反应、加成反应
D. 分别与足量的和反应生成的气体物质的量之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;该分子中含有如图所示的3个手性碳原子,A正确;
B.分子中醚键中碳、氧均为杂化,其中形成的键是杂化轨道形成的键,不是单纯的键,B错误;
C.分子中含有酚羟基、羧基,能发生取代反应;分子中含有酮羰基、苯环,能发生加成反应,C正确;
D.该分子中能与Na反应的有酚羟基和羧基,能与反应的只有羧基,在中含和,按照、、,可得到分别与足量的和反应生成的气体物质的量之比为,D正确;
故答案为:B。
6. 下列宏观现象与微观解释不相符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
稳定性:金刚石<石墨
金刚石中C-C键的键长大于石墨中C-C键的键长
B
O3在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度
H2O是极性分子,O3和CCl4都是非极性分子,遵循“相似相溶”规律
C
沸点:CH3COOH>CH3CHO
CH3COOH可形成分子间氢键,CH3CHO不能形成分子间氢键
D
碱性:NH3>NH2OH
电负性:O>H,NH2OH分子中N原子周围电子云密度较低,结合质子能力较弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚石中C-C键键长大于石墨中C-C键键长,键长越长键能越小,物质能量越高,稳定性越弱,因此稳定性:金刚石<石墨,宏观现象与微观解释相符,A不符合题意;
B.O3分子为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,但极性较弱,其更易溶于非极性溶剂CCl4,微观解释错误,B符合题意;
C.CH3COOH含有O-H键,可形成分子间氢键,CH3CHO中没有直接连在电负性原子上的氢,不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质沸点升高,因此沸点:CH3COOH>CH3CHO,宏观现象与微观解释相符,C不符合题意;
D.O的电负性大于N,NH2OH分子中O的吸电子效应会使N原子周围电子云密度降低,N结合质子的能力减弱,因此碱性:NH3>NH2OH,宏观现象与微观解释相符,D不符合题意;
答案选B。
7. 下列给定条件下制备过程涉及的物质转化不能直接实现的是
A. 乙烯制取乙炔:
B. 工业制硝酸的转化途径:
C. 粗盐(含、、杂质)提纯:粗盐溶液,,,滤液精盐
D. 工业上用硫铁矿冶炼钢: 硫铁矿生铁钢
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,再在NaOH醇溶液中加热发生消去反应生成乙炔,该转化能直接实现,A正确;
B.工业制硝酸过程中,氨(NH3)在催化剂和氧气作用下加热,实际生成一氧化氮(NO),而非直接生成二氧化氮(NO2),因此该步转化不能直接实现,B错误;
C.粗盐提纯中,通过添加BaCl2除去、过量纯碱(Na2CO3)除去Ca2+和过量Ba2+、过量烧碱(NaOH)除去Mg2+,过滤后加盐酸中和过量碱和碳酸盐,最后结晶得精盐,各步转化能直接实现,C正确;
D.硫铁矿(FeS2)高温焙烧生成Fe2O3,Fe2O3与焦炭高温还原得生铁,生铁再经氧气、石灰石和脱氧剂高温精炼得钢,该过程符合工业冶炼原理,各步转化能直接实现,D正确;
故答案为:B。
8. 如图所示是一种离子液体,属于绿色溶剂,其中R、X、Y、Z、W五种元素均为短周期元素,R元素形成的一种同素异形体熔点高、硬度小,在有机化学中18X常用作示踪原子来研究乙酸与乙醇反应生成酯的反应机理,Y元素的最高价氧化物的水化物溶液易挥发,在单质中Z元素形成的单质是氧化性最强的。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>X>Y>R B. 沸点:H2X2<H2W2
C. 阳离子中Y杂化类型均为sp2 D. XZ2是极性分子,其中极性键X-Z中Z显
【答案】C
【解析】
【分析】R元素形成的一种同素异形体熔点高、硬度小,该同素异形体为石墨,故R为碳(C);在有机化学中常用作示踪原子研究乙酸()与乙醇()反应生成酯()的反应机理,故X为氧(O);Y元素的最高价氧化物的水化物溶液易挥发,该物质为硝酸(),故Y为氮(N);在单质中Z元素形成的单质氧化性最强,故Z为氟(F);根据离子液体结构中W形成6个共价键,故W为硫(S)。五种元素分别为:R为C,X为O,Y为N,Z为F,W为S,据此分析。
【详解】A.第一电离能:同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能出现反常,N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于O,故第一电离能顺序为F>N>O>C,即Z>Y>X>R,A不符合题意;
B.H2O2可形成分子间氢键,而H2S2分子间只有范德华力,故沸点H2O2>H2S2,B不符合题意;
C.其中阳离子中N原子形成3个σ键,1号N(Y)原子的孤对电子参与形成环的共轭体系,不占据杂化轨道,故孤电子对数为0,价层电子对数为3,杂化类型为杂化,2号N(Y)原子提供一个电子参与形成环的共轭体系,孤电子对数为0,价层电子对数为3,杂化类型为杂化,C符合题意;
D.为,O原子与F原子形成极性键,F的电负性大于O,共用电子对偏向F,故极性键X-Z中Z显,D不符合题意;
故选C。
9. 以含钴废料(主要含和少量、和)制备的流程如图。
已知:①25℃时,,,。
②当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
下列说法错误的是
A. “酸浸”时,溶液中离子氧化性:
B. 滤渣2主要成分为和
C. 若“酸浸”所得滤液中,“调pH”应控制
D. “沉钴”时存在反应:
【答案】A
【解析】
【分析】先用稀硫酸和过氧化氢溶解含钴废料(主要含Co3O4和少量Al2O3、Fe3O4和SiO2),将Co、Fe、Al转化为Co2+、Fe3+、Al3+进入溶液,SiO2作为滤渣1被除去;随后加入碳酸氢铵调节pH,利用Fe(OH)3和Al(OH)3溶度积极小的特点,使二者优先沉淀为滤渣2,实现Co2+的分离;最后在碳酸氢铵和氨水的混合体系中,Co2+生成CoCO3沉淀,据此作答;
【详解】A.依据分析,酸浸时H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,将Co3+还原为Co2+,说明酸性条件下,H2O2的氧化性强于Fe3+,弱于Co3+,则离子氧化性:Fe3+<Co3+,A错误;
B.滤渣2主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,B正确;
C.Fe(OH)3的Ksp比Al(OH)3的小,Al3+完全沉淀时Fe3+已经完全沉淀,Al3+沉淀完全时,,,pH4.7;Co2+开始沉淀时,,,pH=7.4;调pH的目的是让Fe3+、Al3+沉淀完全,不让Co2+沉淀,则应控制pH的范围为4.7<pH<7.4,C正确;
D.沉钴时,与NH3・H2O、Co2+反应生成碳酸钴沉淀,离子方程式符合事实,D正确;
答案选A。
10. 氢气选择性催化还原是一种比还原更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法正确的是
A. 若在催化剂表面参与反应,转移的电子数为
B. 在反应过程中,有3种分子的中心原子的杂化方式是杂化
C. 在反应过程中,催化剂的主要作用是提供活性位点用于和的吸附与活化,不参与电子转移
D. 原子表面上发生的反应有:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.NO中N为+2价,反应产物可能有(0价)、(+1价)、(-3价)等,不同产物N的化合价变化不同,2molNO转移电子数不固定,A错误;
B.反应中中心原子为杂化的分子有、,共2种,B错误;
C.催化剂(Pt)的作用是提供活性位点,吸附并活化反应物(H2、NO),但催化剂在反应中会参与中间过程的电子转移(如Pt原子与反应物的电子作用),C错误;
D.根据机理图,Pt原子表面存在N原子之间结合为、H原子与O原子结合为、NO与N原子结合为、H原子与N原子结合为的反应,D正确;
故选D。
11. 某小组设计探究实验如下,查阅文献后提出一种可能的反应机理。
已知:CuSCN为白色沉淀;非反应体系黄色、蓝色混合通常呈绿色;反应中的影响可忽略。
下列说法不正确的是
A. ①的离子方程式为:
B. 由反应机理可知,总反应为:
C. 由实验及反应机理可知,振荡过程中,逆向移动
D. 由实验及反应机理可知,有存在时,的氧化性减弱,的还原性增强
【答案】D
【解析】
【分析】根据实验现象可推断出与反应生成拟卤素(SCN)2,拟卤素能将氧化成,导致与KSCN作用,溶液变为红色,据此解答;
【详解】A.反应①中,被还原为,被氧化为,配平后离子方程式为,电子、电荷、原子均守恒,A正确;
B.由反应机理可知,将反应①和反应②加和消去中间产物: 反应①: 反应②: 两式相加消去相同物质后,两边除以2得到总反应:, B正确;
C.振荡过程中,不断与SCN-反应生成沉淀,溶液中浓度降低,对于平衡,反应物浓度减小,平衡逆向移动,浓度降低,红色褪去,C正确;
D.原本氧化性顺序:,无时,不能氧化;有存在时,生成沉淀,使电极电势升高,氧化性增强,能够氧化,生成了,D错误;
故选D。
12. 下列实验操作能达到预期目的的是
A.用“杯酚”分离和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
B.测定
C.制备并观察其颜色
D.探究反应物浓度对化学反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子,而不能,形成的超分子不能溶于甲苯,通过操作①过滤即可分离;后通过溶剂氯仿的作用,破坏“杯酚”与形成的超分子,不溶于氯仿,通过操作②过滤即可分离“杯酚”与;最后将“杯酚”的氯仿溶液经过操作③蒸馏即可循环使用“杯酚”,A正确;
B.测定醋酸浓度通过酸碱中和滴定,NaOH标准溶液应使用碱式滴定管,图示中为酸式滴定管,B错误;
C.制备时,Fe应作阳极失电子生成,阴极得电子生成和,但图示中Fe电极与负极相连,即图示中Fe作阴极,C错误;
D.探究浓度对反应速率的影响需控制浓度为唯一变量,两试管中浓度均为5%,且溶液浓度有差异,但该反应没有明显现象,无法探究反应物浓度对化学反应速率的影响,D错误;
故选A。
13. 高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池,某三元锂电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 放电时,电流从B极流向A极,再通过电解液流入B极
B. 充电时,A极发生的反应为
C. 充电时,需连接、,B极发生的反应为
D. 放电时,每转移x mol电子,B极质量减少7x g
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,该电池放电时,B极反应物为,经过电极反应变为,电极反应式为,所以B极为正极,A极为负极。电流从正极沿导线流到负极,再经电解质溶液流回正极,A正确;
B.充电时,A极为阴极,发生还原反应。该选项的反应式电荷不守恒,正确的式子为,B错误;
C.充电时,B极作阳极,发生氧化反应。反应物、生成物与放电时互换,正确的电极反应式为,C错误;
D.根据B极的电极反应式可知,放电时B极的质量应该增大,D错误;
正确答案是A。
14. 甲醇水蒸气催化重整制氢过程中发生的反应如下:
①
②
以Pd/ZnO作为催化剂时,向密闭容器中充入1 mol的与1 mol的,平衡时的转化率、的选择性[的选择性]及CO的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 其他条件不变,压缩体积会增加的平衡转化率
B. 470 K-570 K时,升高温度,的平衡产量先增大后减小
C. 520 K时,容器内的量为1.14 mol
D. 520 K时,②反应的平衡常数(用个物质的物质的量分数计算)为0.0059
【答案】D
【解析】
【分析】520 K时,转化率为,即反应的为 ;选择性为,即生成的物质的量为 ,生成为 ,反应①进行 ,反应②进行。
【详解】A. 两个反应的正反应都是气体分子数增大的反应,压缩体积(增大压强),平衡逆向移动,的平衡转化率降低,A错误;
B.二氧化碳气体的产量 。470 K~570 K范围内,升高温度时转化率持续增大,虽然选择性降低,但转化率增大的影响占主导,产量持续增大,B错误;
C.由两个反应共同生成: ,C错误;
D.520 K时,计算各物质的物质的量: , , , , ,总物质的量 。反应②的平衡常数(为物质的量分数),代入得: ,D正确;
故选D。
15. 室温下,向溶液中加入少量固体,溶液中铬元素以、、、形式存在,保持溶液体积不变,pM(M包括含铬各组分及)随pH变化如图。
已知: 。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ代表的组分为
B. 的平衡常数
C. 时,
D. 任意pH下均有
【答案】B
【解析】
【分析】pM=-lgc(M),pM 越大c(M)越小,pM 越小c(M)越大。 为二元弱酸,存在电离平衡、。随着pH的增大,减小,先增大后减小,增大。pH较大时,应有,可知曲线Ⅰ表示,曲线Ⅱ表示,曲线Ⅲ表示。温度不变,Ksp(Ag2CrO4)=不变,由图可知,pH较大时,保持不变,则也保持不变。
【详解】A.根据分析可知曲线Ⅱ代表的组分应该是 ,A错误;
B.交点所示溶液为饱和溶液,此时,则,B正确;
C.pH=6.3时,由曲线Ⅱ()和曲线Ⅲ()的交点(6.3,2.1)可知,,,由 可得,求得。根据铬元素守恒,则有,因此,C错误;
D.根据电荷守恒,有,只有当pH>7时,即,成立,D错误;
故选B。
Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、填空题(本题包括4个小题,共55分)
16. 2025年宁德时代推出的第二代钠电池,作为固态电解质,工业上以天然锆英石(主要成分为,含有、、、等杂质)为原料生产的工艺流程如下:
已知:
①“溶浸”后溶液中金属元素的存在形式为、、、;
②“煅烧”后固体主要成分为、和;
③“还原”前后相关物质升华温度及沸点如图;
回答下列问题:
(1)在“溶浸”时生成一种黄绿色气体,发生的离子方程式为______。
(2)“调”后,废液中,则废液中为______。(已知:时,,)
(3)“高温氯化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为______。
(4)的沸点远高于的原因可能是______;“还原”的主要目的是______。
(5)晶体可传导,利用晶体做固体电解质电解,将废气中的氮氧化物()转化为无污染气体,则阴极的电极反应式为______。
(6)某含锆的结合剂是一种平面层状材料,其晶体部分结构如图。该结合剂的化学式为______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. 是离子晶体,为分子晶体 ②. 把还原为沸点更高的,防止升华影响纯度
(5)
(6)或
【解析】
【分析】天然锆英石(含等杂质)中加入硝酸、浓盐酸溶浸,不溶而成为滤渣1,溶液中金属元素的存在形式为;加入氧化铅沉铅,此时铅转化为;往滤液中加入氨水调pH,使转化为金属的氢氧化物;煅烧后生成金属的氧化物;加入高温氯化,生成;通入氢气还原,将还原为;升华后,转化为气体,仍以固态形式存在;与NaCl在特定条件下化合,生成。
【小问1详解】
在“溶浸”后转变为,且生成一种黄绿色气体,说明中+4价Pb与浓盐酸反应生成了和,则发生的离子方程式为。
【小问2详解】
由氨水电离平衡,且废液中可知,此时;又因时,,则废液中。
【小问3详解】
“高温氯化”时向溶液中加入C单质和氯气,与C单质发生氧化还原反应转化为,同时生成一种还原性气体CO,该反应的化学方程式为。
【小问4详解】
从题给信息中可以看出,的升华温度相近,应把还原为,则“还原”的主要目的是:把还原为沸点更高的,防止升华影响纯度。
【小问5详解】
晶体可传导,在阴极被还原为无污染的,释放进入固体电解质,根据电荷与原子守恒,阴极的电极反应式为。
【小问6详解】
在1个结构单元中,1个P原子与3个O原子和1个相连,构成,而每个Zr原子被4个结构单元共用,则1个结构单元中含有Zr原子的个数为,且含2个,所以该结合剂的化学式为或;
17. 2-溴戊二酸二甲酯(摩尔质量为)是某抗癌药物重要中间体,其制备的反应原理如图所示:
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
实验步骤如下;
步骤一:制备
将10.0g戊二酸(摩尔质量为)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入25mL,搅拌均匀,保持78℃条件下,依次缓慢滴加12mL氯化亚砜()、3滴催化剂、液溴,随后回流。回流完毕后,将三颈烧瓶置于冰盐浴中,将溶液温度降到-10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点64.7℃),保持滴加过程中温度不超过0℃。
步骤二,除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱和食盐水洗涤3次,洗涤完毕,用无水干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精馏装置,进行减压蒸馏。
步骤四;收集
收集100~110℃的馏分,得到12.67g无色透明油状液体。
回答下列问题:
(1)使用装置A的优点是___________。
(2)步骤一中采取“温度降到-10℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有___________(填字母)。
a.减小化学反应速率
b.防止高温下发生复杂的有机副反应
c.避免原料挥发,使反应物充分反应
(3)步骤二中用饱和食盐水洗涤的目的是___________。
(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是___________。
(5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是___________。反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体,则该反应的化学方程式为___________。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处,解决的办法是___________。
(7)本实验的产率是___________(填字母)。
A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
【答案】(1)平衡气压,便于液体顺利流下
(2)abc (3)除去有机相中残留的
(4)降低有机物的沸点,防止其在高温下分解
(5) ①. 戊二酸分子间存在氢键,戊二酰氯分子间不存在氢键 ②.
(6)应在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管 (7)C
【解析】
【小问1详解】
由实验装置图可知,装置A为恒压滴液漏斗,使用恒压滴液漏斗的优点是使气压平衡,便于所盛溶液顺利流下;
【小问2详解】
步骤一中采取“温度降到-10℃”“缓慢滴加”这些措施的目的是减缓反应速率,使反应物充分反应,同时防止温度过高导致副反应的发生,避免原料受热挥发造成损失;
【小问3详解】
由题意可知.步骤二中向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤的目的是除去有机物中的酸性物质,下层有机相再用25mL,饱和氯化钠溶液洗涤3次的目的是除去有机物中残留的碳酸氢钠;
【小问4详解】
减压可降低有机物的沸点,蒸馏时减少其挥发,则步骤三中使用减压蒸馏的目的是降低有机物的沸点,防止其在高温下分解;
【小问5详解】
中间产物Ⅰ与戊二酸都是由分子组成的物质,戊二酸结构中含有羧基,分子间能形成氢键,中间产物Ⅰ分子间不存在氢键,所以中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多;由题意可知,戊二酸与氯化亚矾反应生成戊二酰氯、二氧化硫和氯化氢,反应的化学方程式为;
【小问6详解】
由于反应中产生污染性气体,所以从绿色化学角度分析,该实验装置的明显不足之处是没有尾气处理装置,应在冷凝管处连接装有碱石灰的球形干燥管;
【小问7详解】
由题意可知,10.0g戊二酸制得12.67g2-溴戊二酸二甲酯,则由碳原子守恒可知,实验的产率为。
18. “氢能源”的开发利用意义重大。某些醇在一定条件下可以重整制氢。
Ⅰ.乙醇与水催化重整制氢发生如下反应:
反应①
反应②
反应③
(1)反应②的___________,反应③在___________(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下自发进行。
(2)在恒压150 kPa的密闭容器中,将、和氩气分别按为1∶3∶1和1∶3∶2投料,发生上述3个反应,测得乙醇平衡转化率随温度的变化如图所示。
(a)表示投料的为___________(填“”或“”)曲线,判断的依据是___________。
(b)若反应开始通入的混合气体的总物质的量为a mol,其中为1 mol,则N点的分压为___________kPa(分压=总压×物质的量分数,结果用含a的代数式表示)。
Ⅱ.丙三醇与水蒸气重整获得过程中的主要反应如下:
反应④
反应⑤
反应⑥
(3)条件下,1 mol和9 mol发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
(a)根据图中信息可判断,其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时的物质的量随温度升高而___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(b)试计算550℃时反应⑥的___________(是以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数),写出计算过程,结果用计算式表示。
【答案】(1) ①. ②. 较高温度
(2) ①. ②. 在温度和压强一定情况下,氩气体积分数越大,反应物和产物分压越小,平衡向气体分子数增大的方向移动,乙醇转化率越高 ③.
(3) ①. 减小 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应②=×(反应③-反应①), ;反应③是吸热反应,正向反应气体分子数增多,,根据反应自发进行,反应③在较高温度下自发进行;
【小问2详解】
(a)反应①和反应③均是气体分子总数增加的反应,在温度和压强一定情况下,氩气体积分数越大,反应物和产物分压越小,平衡向气体分子数增大的方向移动,乙醇转化率越高,因此,表示投料的为曲线;
(b) 反应①和反应③中,每1 mol参与反应,气体总物质的量增加4 mol。反应②气体总物质的量不变。从图像可知,在N点状态下的平衡转化率为60%, ,此时 ,则气体总物质的量变化量为 ,反应后气体物质的量为,N点的分压为;
【小问3详解】
从图像可以看出,曲线①和曲线③代表的n随温度升高而增加。三个反应中,反应④是吸热反应,随温度升高,平衡向正反应方向移动。反应⑤和反应⑥是放热反应,随温度升高,平衡向逆反应方向移动,则曲线①和曲线③代表CO或H2。反应起始投加1mol,体系中共有3 molC原子,从图像可以看出,当温度为550℃时n1=5mol,曲线①不可能表示CO,则曲线①和曲线③分别表示H2和CO。曲线②代表的n随温度升高而减小,则曲线②表示CH4;
(a) 反应⑤和反应⑥均为放热反应,升高温度,反应⑤平衡向逆反应移动,会消耗CO2,反应⑥平衡向逆反应方向移动,会生成CO2。从图像可以看出,温度从400℃升高到550℃的过程中,CO2的物质的量增加,说明反应⑥平衡逆向移动的程度大于反应⑤,同时,反应⑥中H2O、CO2的化学计量数比大于反应⑤,因此在温度由400℃升高到550℃的过程中会导致H2O的物质的量减少;
(b)由分析可知,曲线①、②、③分别表示H2、CH4和CO,当温度为550℃时,,,,结合质量守恒知,此时体系内,,此时体系内气体总物质的量为,则。
19. 治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物(Resmetirom)的一种合成路线如图所示:
已知:Ac代表CH3CO—;Et代表C2H5—;DMA分子式为,是一种有机溶剂。
回答下列问题:
(1)A可由R()合成,R的化学名称为___________。
(2)A中所含官能团的名称为___________。
(3)I→Resmetirom的化学方程式为___________。
(4)A的同分异构体中,与A的取代基数目和种类全部相同的芳香族化合物还有___________种(不考虑立体异构体)。
(5)上述合成路线中,A→F的合成转化如图所示,C的结构简式为___________;C→D转化中采用水解→氧化→取代三步___________(填“合理”或“不合理”);理由是___________。
【答案】(1)对硝基苯酚(或4-硝基苯酚)
(2)碳氯键、羟基、氨基
(3)+CH3CH2OH
(4)15 (5) ①. ②. 不合理 ③. 转化步骤应为水解→取代→氧化三步,若先氧化,氨基也会被氧化
【解析】
【分析】A经过一系列转化得到F,F中碳碳双键发生加成反应得到G,根据已知条件:Cl与苯环相连后,其与KOH溶液在常温下不易发生取代反应,则G中酰胺基在KOH溶液中发生水解得到H:,H中氨基(-NH2)位置发生反应得到I,I发生反应得到Resmetirom和乙醇(CH3CH2OH);
【小问1详解】
R的化学名称为:对硝基苯酚(或4-硝基苯酚);
【小问2详解】
根据A的结构简式,A中官能团名称为:碳氯键、羟基、氨基;
【小问3详解】
对比I和Resmetirom的结构知,I发生反应得到Resmetirom和乙醇(CH3CH2OH),化学方程式为:+CH3CH2OH;
【小问4详解】
A结构中含一个苯环、两个-Cl、一个-NH2、一个-OH。苯环上有-Cl、-Cl、-OH三个取代基时的结构有6种,用数字代表-NH2的位置,-Cl、-Cl、-NH2、-OH四个取代基在苯环上共有16种不同的位置关系:,除去A自身外还有15种;
【小问5详解】
结合C的分子式知,A和B发生取代反应得到C()和HCl,C到D的转化过程中,C先水解,氯原子(包括含N原子的六元环上)被羟基取代,氨基发生取代反应转化为酰胺基,最后羟基氧化为羰基,若先氧化,氨基也会被氧化,故不合理,答案为不合理;转化步骤应为水解→取代→氧化三步,若先氧化,氨基也会被氧化。
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