内容正文:
漳州市2025届高三毕业班第四次教学质量检测
化学试题
满分100分 考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Co 59
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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. 碳量子点是一类具有显著荧光性能的碳纳米材料,直径低于10 nm。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成,在碳核表面含有多个不同的含氧官能团,例如羟基、羧基等。下列说法正确的是
A. 碳量子点直径比碳原子大 B. 碳量子点与金刚石互为同素异形体
C. 碳量子点水溶性比石墨弱 D. 光束通过碳量子点时产生丁达尔效应
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳原子直径约为0.1 nm量级,碳量子点直径低于10 nm,因此碳量子点直径比碳原子大,A正确;
B.同素异形体是同种元素形成的不同单质,碳量子点表面含有含氧官能团,不属于纯碳单质,因此与金刚石不互为同素异形体,B错误;
C.碳量子点表面的羟基、羧基均为亲水基团,可与水分子形成氢键,水溶性比难溶于水的石墨强,C错误;
D.丁达尔效应是胶体分散系的特有性质,碳量子点是纳米材料本身,不是分散系,只有将其分散到合适分散剂中形成胶体时才会产生丁达尔效应,光束直接通过碳量子点不会产生,D错误;
故选A。
2. 叠氮酸()是一种弱酸,可由肼与亚硝酸反应制得:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含中子数目为
B. 中N的价层电子对数目为
C. 上述反应每生成转移电子数目为
D. 溶液中含数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.16g 的物质的量为,每个分子中H无中子,每个N含7个中子,共含14个中子,故总中子数为,A错误;
B.中中心N的σ键数为2,孤电子对数为,价层电子对数为3,故1mol 中N的价层电子对数目为,B错误;
C.反应中生成1mol时转移电子,故生成0.6mol转移电子数为,C正确;
D.是弱酸,在溶液中会发生水解,故1L 溶液中数目小于,D错误;
故答案为:C。
3. 下列离子方程式错误的是
A. 泡沫灭火器灭火的原理:
B. 用稀硝酸清洗试管壁上的银镜:
C. 去除工业废水中的:
D. 用绿矾()处理酸性废水中的:
【答案】B
【解析】
【详解】A.泡沫灭火器中和发生完全双水解反应,生成沉淀和气体,离子方程式书写正确,A正确;
B.稀硝酸与反应还原产物为而非,正确离子方程式为:,该选项离子方程式错误,B错误;
C.与反应生成难溶的沉淀,可用于去除工业废水中的,离子方程式书写正确,C正确;
D.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,反应电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式书写正确,D正确;
故选B。
4. 某离子液体结构如下。W、X、Y、Z原子序数依次增大,W、X和Y的原子序数之和为14,Z是第四周期元素。下列说法正确的是
A. 键能: B. 晶体熔点:
C. 电负性: D. 有机物碱性:
【答案】D
【解析】
【分析】首先推断元素:W、X、Y原子序数之和为14,结合成键特点可知W为H(原子序数1)、X为C(原子序数6)、Y为N(原子序数7,三者之和1+6+7=14),Z是第四周期-1价阴离子,故Z为Br。
【详解】A.W-Y为H-N键,W-Z为H-Br键,N原子半径小于Br,H-N键长更短、键能更大,故,A错误;
B.是,属于离子晶体,是,属于分子晶体,离子晶体熔点高于分子晶体,故,B错误;
C.同周期元素电负性从左到右递增,且C的电负性大于H,故电负性,C错误;
D.是,是,Br是吸电子基团,会降低N原子电子云密度使碱性减弱,甲基是给电子基团,会升高N原子电子云密度使碱性增强,故碱性弱于,D正确;
故选D。
5. 下列装置或操作不能达到实验目的的是
A.制备金属锰
B.提纯含少量NaCl杂质的粗苯甲酸
C.制备明矾晶体
D.制备晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.该装置为铝热反应装置,Al还原性强于Mn,可通过铝热反应制备金属锰,A正确;
B.提纯含少量NaCl的粗苯甲酸应采用重结晶法,需经过加热溶解、趁热过滤、冷却结晶操作,该装置为蒸发结晶操作,蒸发过程中苯甲酸易升华,且NaCl会随溶剂减少一同析出,无法实现提纯,B错误;
C.在饱和明矾溶液中悬挂晶种,通过缓慢结晶可得到规则的明矾晶体,操作合理,C正确;
D.在乙醇中溶解度远小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇可降低溶质溶解度,促使晶体析出,操作合理,D正确;
故选B。
6. 利用超分子的重要特征——分子识别可进行物质分离,例如杯酚(用“”表示)分离和的过程如图所示,下列说法正确的是
A. 杯酚和通过分子间作用力结合 B. 氯仿为非极性分子
C. 能溶于甲苯,不溶于甲苯 D. 操作①用到的主要仪器为分液漏斗
【答案】A
【解析】
【详解】A.杯酚和通过超分子的分子识别作用结合,过程中没有形成化学键,依靠的是分子间作用力,A正确;
B.氯仿()分子空间结构不对称,正、负电中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.流程中是杯酚与形成的超分子难溶于甲苯,并非本身不溶于甲苯,C错误;
D.操作①是分离固体和液体的过滤操作,主要仪器为普通漏斗,分液漏斗用于分离互不相溶的液态混合物,D错误;
故选A。
7. 羧酸可与烯烃、炔烃反应制备酯,该反应示例及机理如图所示。通常带正电荷的碳原子所连烷基越多,其碳正离子越稳定,越易生成为主产物。下列说法错误的是
A. 该反应为加成反应
B. 甲中所有碳原子可能共平面
C. 乙酸与乙炔的反应产物可制备高分子化合物
D. 发生该类反应后主产物中含有六元环
【答案】D
【解析】
【分析】 羧酸可与烯、炔反应制备酯由反应示例及机理可以看出两个反应都是加成反应。
【详解】A.该反应中碳碳双键打开,羧酸拆分出H和酰氧基,分别加成到双键的两个碳原子上,没有小分子副产物生成,属于加成反应,A正确;
B.甲为,丙基中碳碳单键可以旋转共平面,酯基中与氧形成双键的碳原子为杂化,所以酯基中两个碳原子处于同一平面内,因此所有碳原子可能共平面,B正确;
C.乙酸与乙炔加成,产物为乙酸乙烯酯,该物质含有碳碳双键,可以发生加聚反应制备高分子化合物(聚乙酸乙烯酯),C正确;
D.已知带正电的碳原子所连烷基越多,其碳正离子越稳定,越容易生成主产物,故发生该类反应的主产物为,含有五元环,D错误;
故答案为:D。
8. 以软锰矿(主要成分为)为原料制备的主要流程如下,下列说法正确的是
A. “熔融氧化”应在瓷坩埚中进行
B. “歧化”可用盐酸代替
C. 流程中可循环的物质是
D. “蒸发”加热至有较多晶体析出时停止加热
【答案】C
【解析】
【分析】软锰矿(主要成分为)、KOH和KClO3混合熔融氧化生成锰酸钾、氯化钾和水,加蒸馏水浸取得到锰酸钾溶液,通入CO2,锰酸钾发生歧化反应,生成高锰酸钾和MnO2,过滤得到高锰酸钾溶液,最后得到高锰酸钾晶体。
【详解】A.瓷坩埚的主要成分含,高温下会与熔融KOH反应,因此“熔融氧化”不能在瓷坩埚中进行,A错误;
B.盐酸具有还原性,酸性条件下、均可氧化生成,会降低产率且产生有毒气体,不能用盐酸代替,B错误;
C.歧化反应生成的滤渣为,可作为“熔融氧化”的原料循环使用,C正确;
D.受热易分解,蒸发时应加热至溶液表面出现晶膜时停止加热,后续冷却结晶得到晶体,若加热至较多晶体析出时停止加热,会导致受热分解,D错误;
故选C。
9. 电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列说法正确的是
A. 电极a发生氧化反应
B. 电极b发生的反应为:+2H2O+6e-=+6H+
C. 生成1 mol烟酸同时生成6 mol半胱氨酸
D. 工作时,从电极a移向电极b
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知该装置是电解池。电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸,变成,加氧去氢,为氧化反应,则电极b为阳极,电极反应式为:+2-6=+6。电极a为阴极,发生还原反应,电极反应式为:+2+2=2;
【详解】A.由分析可知,电极a发生还原反应,A错误;
B.电极b为阳极,电极反应式为:+2-6=+6,B错误;
C.根据得失电子守恒,生成1mol烟酸同时生成6mol半胱氨酸,C正确;
D.电解池中阳离子向阴极移动,应从电极b移向电极a,D错误;
故选C。
10. 常温下,已知(二元酸)溶液中含磷物种的浓度之和为,1 L该溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数,pOH表示的浓度负对数。下列说法错误的是
A. 曲线②表示
B. 溶液中:
C. b点:
D. 的平衡常数K的数量级为
【答案】D
【解析】
【分析】随着碱性增强,即pOH减小,H3PO3浓度减小,先增加后减少,浓度逐渐增大,即随着pOH的减小,pc(H3PO3)逐渐增大,pc()先减小后增大,pc()逐渐减小,则曲线①表示H3PO3,曲线②表示,曲线③表示,点a表示当pOH=7.3时,c()=c(),此时电离平衡常数 =10-14+7.3=10-6.7 ,同理当pOH=12.6时,c()=c(H3PO3),电离平衡常数Ka1=10-14+12.6=10-1.4。
【详解】A.pOH值越大,碱性越弱,酸性越强;H3PO3浓度越大,对应的浓度负对数pc值越小,则曲线①表示H3PO3,曲线②表示,曲线③表示,故A正确;
B.的水解平衡常数<Ka2,则的水解程度小于电离程度,NaH2PO3溶液中c()>c(H3PO3),故B正确;
C.b点c(H3PO3)=c(),根据物料守恒n(H3PO3)+n()+n()=0.1mol,得n()+2n()=0.1mol,故C正确;
D.平衡常数,平衡常数K的数量级为105,D错误;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 钪在国防、航天、核能等领域具有重要用途。是制备钪的重要原料,工业上利用固体废料“赤泥”(含、、、MnO等)制取的工艺流程如下,回答下列问题:
已知:①钪与铝元素性质相似。
②草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。
③室温下,,,,。
(1)同周期中,基态原子未成对电子数与Sc相同的元素共有___________种。
(2)假设“酸浸”后溶液中为,室温下“沉铁”调节时,的去除率为___________(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)“沉锰”时生成的离子方程式为___________。
(4)室温时,“沉钪”反应的平衡常数___________(用含a、b、c的代数式表示)。反应中,钪的沉淀率随的变化如图1,当约为1.5时,沉淀率达到最大的原因是___________。
(5)传统制备的方法是以高温脱水制得,但通常含有杂质,原因是___________(用化学方程式表示)。
(6)含有多个配位原子的配位体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。
①一种的螯合物阴离子结构如图2,1 mol该阴离子通过螯合作用形成了___________mol五元环,键角1___________键角2(填“>”、“<”或“=”)。
②该阴离子中含有的化学键有___________(填标号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.非极性共价键
【答案】(1)4 (2)74%
(3)
(4) ①. ②. 时,草酸用量不足,未完全沉淀,时,过量的草酸会与沉淀反应生成可溶性的草酸钪配合物,导致钪的沉淀率下降。
(5)
(6) ①. 5 ②. > ③. bd
【解析】
【分析】分析工艺流程:酸浸:向赤泥中加入盐酸,利用酸的通性溶解金属氧化物。 是酸性氧化物,不与盐酸反应,作为不溶物存在。产物:滤渣1:主要是未反应的。滤液:主要含有 、、以及过量的。沉铁:加入氨水调节pH。使 转化为沉淀除去,同时保留 和 在溶液中。产物:滤渣2:。滤液:主要含有、、、。沉锰:通入空气并加入。将溶液中的转化为沉淀除去。产物:固体: 。滤液:主要含有、、等。酸化:加入盐酸。中和上一步可能过量的碱,调节溶液至酸性环境,为后续沉淀做准备,防止钪离子水解或形成其他杂质沉淀。沉钪:加入草酸。利用草酸根与钪离子结合生成难溶的草酸钪沉淀,从而将钪从溶液中分离出来。产物:草酸钪晶体。后续处理(... ):最终得到纯净的 ,据此分析以下各选项;
【小问1详解】
钪的原子序数为21,位于第四周期第IIIB族。其基态原子的电子排布式为 。可以看出,Sc 原子有1个未成对电子(在 3d 轨道上)。需要在第四周期中寻找基态原子同样具有1个未成对电子的元素。除了Sc之外,第四周期中未成对电子数为1的元素有 K、Cu、Ga、Br,共计4种。
【小问2详解】
已知室温下。当调节溶液pH = 2时,溶液中。此时溶液中。根据溶度积常数表达式 ,可以计算出此时溶液中残留的 浓度:。初始浓度为,去除的 浓度为。去除率 。
【小问3详解】
在“沉锰”步骤中,向含有 的溶液中加入空气和 NaOH。 被氧气氧化生成沉淀。反应物:、、 ,生成物:、,锰元素化合价从+2升高到+4,失去2个电子;氧气中氧元素化合价从0降低到-2,1个分子得到4个电子。根据得失电子守恒, 的系数为2, 的系数为1。配平电荷和原子。离子方程式为: 。
【小问4详解】
该反应的平衡常数表达式为。已知草酸的电离常数:,。则。已知草酸钪的溶度积:。将 的表达式分子分母同乘:;当时,草酸用量不足,不能完全沉淀,沉淀率随草酸用量增加而上升。当时,理论上两者恰好完全反应生成沉淀,沉淀率达到最大。当时,草酸过量。根据已知信息“草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物”,过量的草酸会与沉淀反应生成可溶性的草酸钪配合物,导致钪的沉淀率下降。
【小问5详解】
已知钪与铝元素性质相似。在水溶液中加热易水解生成 或碱式盐。同理,在高温脱水过程中,会发生水解反应。由于易挥发,加热会促进水解平衡正向移动,最终生成杂质。反应方程式为:。
【小问6详解】
① 观察图 2 的阴离子结构,中心离子是。配体通过 N 原子和 O 原子与配位。寻找五元环:图中共有5个这样的螯合环(5个五元环位置如图所示,)。因此,1 mol该阴离子通过螯合作用形成了5 mol五元环;比较键角1和键角2:键角1位于羰基碳附近,该碳原子采取杂化,理想键角约为。键角2位于亚甲基碳附近,该碳原子采取杂化,理想键角约为。因此,键角1 > 键角2。
② 分析该阴离子中含有的化学键类型:该微粒是一个阴离子配合物。a. 离子键:存在于阴离子和外界阳离子之间,该阴离子内部不存在离子键,a不符合题意;
b. 配位键: 是中心离子,N 和 O 原子提供孤对电子形成配位键,存在,b符合题意;
c. 氢键:属于分子间作用力,不是化学键,c不符合题意;
d. 非极性共价键:结构中存在 单键,属于同种非金属原子之间的共价键,是非极性共价键,存在,d符合题意;
故选bd。
12. 二氯异氰尿酸钠()是一种高效且安全的消毒剂,常温时性质稳定,难溶于冷水,具有强氧化性。回答下列问题:
Ⅰ.二氯异氰尿酸钠的制备
实验原理:2NaClO+(氰尿酸) +NaOH+H2O
实验装置如下图(夹持装置省略):
(1)氰尿酸()可由尿素()制得。两分子尿素能够通过羰基氧原子形成分子间氢键,得到具有八元环结构的二聚分子,该二聚分子的结构简式为___________。
(2)按气流方向从左至右,正确的接口连接顺序为g→___________→h(选择合适的装置,填接口标号)。
(3)装置E滴加液体时,常出现液体不易流下现象,可将E更换为___________(填仪器名称)。
(4)装置D中发生反应的离子方程式为___________。实验时,先向A中通入制备溶液后,再加入氰尿酸溶液。但仍需不断通入一定量的,从平衡移动原理解释原因___________。
(5)装置A中溶液pH过低时,溶液会与反应生成和等,写出该反应的化学方程式___________。
(6)反应结束后,装置A中的溶液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到粗产品,检验粗产品是否洗涤干净,可使用的检验试剂有___________。
Ⅱ.粗产品中纯度测定
称取粗产品(杂质不参加反应)完全溶于无氧蒸馏水中配制成100 mL溶液,从中移取10.00 mL于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min。加入2∼3滴淀粉溶液,用标准溶液进行滴定,滴定至终点,消耗标准溶液。
已知:;。
(7)在接近终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度,具体操作:轻轻挤压乳胶管,使半滴溶液悬于管口,___________继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。
(8)粗产品中的纯度为___________(用含m、c、V的代数式表示)。
(9)下列有关滴定误差分析正确的是___________(填标号)。
a.碘量瓶洗涤后未干燥即加入待测溶液,测定结果无影响
b.滴定管在滴定前有气泡,滴定后无气泡,测定结果偏低
c.盛装标准溶液的滴定管未润洗,测定结果偏高
d.滴定终点仰视滴定管刻度线,测定结果偏低
【答案】(1) (2)
(3)恒压分液漏斗或恒压滴液漏斗
(4) ①. ②. 制备反应为可逆反应:,不断通入,会与生成的反应:,消耗增加,使可逆反应的平衡正向移动,提高产品产率
(5)
(6)稀硝酸、溶液
(7)用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
(8)
(9)ac
【解析】
【小问1详解】
写尿素的结构为,两分子通过羰基氧与另一分子氨基氢形成分子间氢键(),形成八元环结构。二聚分子的结构简式为:。
【小问2详解】
实验装置接口连接顺序装置D中氯酸钾与浓盐酸反应生成,其中混有和水蒸气,先通过B装置(稀硫酸)除去,C装置(浓硫酸)干燥,但本题无需干燥,然后通入A装置与反应生成,最后尾气用G装置吸收。气流方向从左至右为:。
【小问3详解】
更换装置E为普通分液漏斗,滴液时因烧瓶内压强大于外界压强导致液体不易流下,更换为恒压分液漏斗或恒压滴液漏斗,恒压分液漏斗的上口与烧瓶连通,压强相等,液体可顺利流下。
【小问4详解】
装置D中与在酸性条件下发生归中反应生成,离子方程式为:,制备反应为可逆反应:,不断通入,会与生成的反应:,消耗增加,使可逆反应的平衡正向移动,提高产品产率。
【小问5详解】
与在酸性条件下反应生成和,从-3价升高到+3价,每个失去,从0价降低到-1价,每个得到,根据电子守恒和原子守恒配平得:。
【小问6详解】
粗产品表面吸附等杂质,检验即可判断是否洗净。操作:取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,说明洗涤干净。因此检验试剂为稀硝酸、溶液。
【小问7详解】
半滴操作的具体步骤:轻轻挤压乳胶管,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。
【小问8详解】
粗产品纯度计算根据反应关系:,即。10 mL待测液中,则;100 mL溶液中;产品质量;纯度为。
【小问9详解】
a.碘量瓶未干燥,加入待测溶液后,溶质的物质的量不变,滴定消耗标准液体积不变,测定结果无影响,a正确;
b.滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡,读取的标准液体积偏大,测定结果偏高,b错误;
c.盛装标准液的滴定管未润洗,标准液被稀释,浓度偏低,消耗体积偏大,测定结果偏高,c正确;
d.滴定终点仰视刻度线,读取体积偏大,测定结果偏高,d错误;
故正确选项为ac。
13. 化合物J是合成胃药盐酸伊托必利的中间体,某合成路线(部分反应条件和溶剂省略)如下,回答下列问题:
已知:多个羟基连在同一个碳原子上的结构不稳定,易脱水:→+H2O。
(1)步骤Ⅰ的目的是___________。
(2)步骤Ⅱ所需的反应试剂及条件是___________。
(3)D的结构简式为___________,E的名称为___________。
(4)步骤Ⅵ经历了2步反应,第2步为消去反应,则第1步化学方程式为___________。
(5)K的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为___________(任写两种)。
a.遇溶液显紫色
b.与溶液反应生成
c.核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为
(6)J中含氧官能团的名称为___________。其中a处的C-N键键长比b处的键长短,请从物质结构角度分析其原因___________。
【答案】(1)保护酚羟基
(2)氯气、光照 (3) ①. ②. 对羟基苯甲醛(或4−羟基苯甲醛)
(4) (5)(合理均可)
(6) ①. 醚键、酰胺基 ②. a处C为杂化,b处C为杂化,C杂化轨道中s成分越多,键长越短
【解析】
【分析】反应 Ⅰ(A→B)反应类型:取代反应;反应 Ⅱ(B→C)反应类型:苯环上的甲基的取代反应(氯代反应);反应 Ⅲ(C→D)反应类型:酯的水解 、卤代烃水解;反应 Ⅳ(D→E)反应类型:酸化原理:D的酚钠结构酸化后,得到酚羟基,最终生成对羟基苯甲醛(E);反应 Ⅴ(E→F)反应类型:亲核取代反应(醚合成);反应 Ⅵ(F→G)反应类型:醛与羟胺的缩合反应(肟化反应);反应 Ⅶ(G→H)反应类型:肟的还原反应; Ⅷ(H→J)反应类型:酰胺化反应形成酰胺键,最终得到目标产物 J(盐酸伊托必利的关键中间体)。
【小问1详解】
A中酚羟基转化为酯基,最终又重新得到酚羟基,该步骤为基团保护,防止酚羟基被氯气氧化;
【小问2详解】
步骤II是甲基侧链的取代反应,烷基光照条件下和发生取代得到二氯取代物;
【小问3详解】
C在碱性条件下水解,酯基水解生成酚钠,水解得到同碳二元醇即,根据已知信息该结构不稳定脱水得到醛基,因此D的结构简式为:;D酸化得到E,即E为对羟基苯甲醛(或4−羟基苯甲醛);
【小问4详解】
第一步为醛基和羟胺的加成反应,生成,化学方程式为:;
【小问5详解】
a条件说明含酚羟基,b条件说明含羧基,总共有3个氧原子,刚好酚羟基(1个O)和羧基(2个O),含1个Cl,总碳数为9,峰面积比为,对应结构对称,满足条件的结构简式为:;
【小问6详解】
J的分子结构中含有的含氧官能团为醚键和酰胺基;a处C为杂化,b处C为杂化,C杂化轨道中s成分越多,键长越短。因s轨道是球形对称的,相比p轨道等其电子云靠近原子核处的密度较大,故s成分越多,杂化轨道的电子云越靠近原子核,键长越短。
14. 我国科学家根据在载体上的单层分散行为设计催化剂,可用于选择性还原氮氧化物,治理大气污染。回答下列问题:
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)反应 ___________。
(2)在恒容密闭容器中充入1 mol NO、和,在不同组成的催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ,相同时间内氮氧化物的转化率与温度关系如图所示。
①最佳反应温度为___________℃。
②a→b段变化的原因可能是___________。
③M点___________(填“达到”或“未达到”)平衡状态。原因是___________。
(3)一定温度下,在2 L恒容密闭容器中充入和2 mol NO,在催化剂作用下发生反应ⅰ的同时发生副反应ⅲ:。经5 min达到平衡,此时压强为p kPa,的转化率为70%,的选择性为50%[的选择性]。
①达到平衡时,生成的平均速率为___________。
②该温度下,反应ⅰ的平衡常数___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,列出含字母p的计算式)。
(4)催化剂晶体结构较为复杂,工业上可通过加热高纯度的得到,不同温度下易产生其他钴的氧化物。
①的一种晶体属于立方晶体,晶胞中的重复排列方式如图1所示,一个周围与其最近的个数为___________;晶胞中分别占据形成的两种不同空隙(均未占满),其中一种占据如图1所示的位置,另一种占据的位置为___________(填“M”或“N”)。
②一定温度下,的另一种氧化物晶体自发分散形成“单分子层”,可认为作密置单层排列,填充于形成的正三角形空隙中(如图2),已知的半径为anm,每平方米面积上分散的的质量为___________g(用a、表示,为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2) ①. 400 ②. 该温度范围内催化剂活性随温度升高而增强,反应速率增大,单位时间内转化率增大; ③. 未达到 ④. 400℃时,M点未达到最大转化率
(3) ①. 0.05 ②.
(4) ①. 12 ②. N ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,可得
【小问2详解】
①由图可知,在不同组成的催化剂作用下,400°℃时,氮氧化物的转化率最高
②在400℃时,催化效果达到最大,故a→b段变化的原因可能是该温度范围内催化剂活性随温度升高而增强,反应速率增大,单位时间内转化率增大,
③由图可知,400℃时,M点未达到最大转化率;
【小问3详解】
①设反应i消耗NO的物质的量为6a mol、副反应消耗的NO物质的量为8b mol,
因NO转化率为70%,则有6a+8b=1.4 mol,因N2选择性为50%,则有,解得a=0.1,b=0.1,则平衡时:n(NH3)=(1-4×0.1-2×0.1) mol=0.4mol,
n(NO)=(2-6×0.1-8×0.1)mol =0.6mol, n(N2)=0.5mol, n(N2O)=0.5mol, n(H2O)=0.9mol,则达到平衡时,生成N2的平均速率
②n(总)=n(NH3)+n(NO)+n(N2)+n(N2O) +n(H2O)=0.4mol+0.6mol +0.5mol +0.5mol +0.9mol = 2.9 mol,反应的平衡常数
【小问4详解】
①由O2-构成的晶胞为面心立方结构,O2-最近的O2-个数为12个;晶胞中已画出的Co3+占据了O2-形成的“八面体空隙”,另一种Co3+占据的位置应为O2-形成的“四面体空隙”,位于小立方体体心,所以选N点
②根据图示结构,虚线表示的平面四边形为CoO晶体的最小重复单元,边长为2a nm,包含O2-个数为4×0.25=1个、Co2+个数为1个,则该重复单元中氧化钴的质量m=,面积m2,每平方米含有的平面四边形个数为个,所以每平方米氧化钴的质量为m=
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漳州市2025届高三毕业班第四次教学质量检测
化学试题
满分100分 考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Co 59
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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. 碳量子点是一类具有显著荧光性能的碳纳米材料,直径低于10 nm。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成,在碳核表面含有多个不同的含氧官能团,例如羟基、羧基等。下列说法正确的是
A. 碳量子点直径比碳原子大 B. 碳量子点与金刚石互为同素异形体
C. 碳量子点水溶性比石墨弱 D. 光束通过碳量子点时产生丁达尔效应
2. 叠氮酸()是一种弱酸,可由肼与亚硝酸反应制得:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含中子数目为
B. 中N的价层电子对数目为
C. 上述反应每生成转移电子数目为
D. 溶液中含数目为
3. 下列离子方程式错误的是
A. 泡沫灭火器灭火的原理:
B. 用稀硝酸清洗试管壁上的银镜:
C. 去除工业废水中的:
D. 用绿矾()处理酸性废水中的:
4. 某离子液体结构如下。W、X、Y、Z原子序数依次增大,W、X和Y的原子序数之和为14,Z是第四周期元素。下列说法正确的是
A. 键能: B. 晶体熔点:
C. 电负性: D. 有机物碱性:
5. 下列装置或操作不能达到实验目的的是
A.制备金属锰
B.提纯含少量NaCl杂质的粗苯甲酸
C.制备明矾晶体
D.制备晶体
A. A B. B C. C D. D
6. 利用超分子的重要特征——分子识别可进行物质分离,例如杯酚(用“”表示)分离和的过程如图所示,下列说法正确的是
A. 杯酚和通过分子间作用力结合 B. 氯仿为非极性分子
C. 能溶于甲苯,不溶于甲苯 D. 操作①用到的主要仪器为分液漏斗
7. 羧酸可与烯烃、炔烃反应制备酯,该反应示例及机理如图所示。通常带正电荷的碳原子所连烷基越多,其碳正离子越稳定,越易生成为主产物。下列说法错误的是
A. 该反应为加成反应
B. 甲中所有碳原子可能共平面
C. 乙酸与乙炔的反应产物可制备高分子化合物
D. 发生该类反应后主产物中含有六元环
8. 以软锰矿(主要成分为)为原料制备的主要流程如下,下列说法正确的是
A. “熔融氧化”应在瓷坩埚中进行
B. “歧化”可用盐酸代替
C. 流程中可循环的物质是
D. “蒸发”加热至有较多晶体析出时停止加热
9. 电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列说法正确的是
A. 电极a发生氧化反应
B. 电极b发生的反应为:+2H2O+6e-=+6H+
C. 生成1 mol烟酸同时生成6 mol半胱氨酸
D. 工作时,从电极a移向电极b
10. 常温下,已知(二元酸)溶液中含磷物种的浓度之和为,1 L该溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数,pOH表示的浓度负对数。下列说法错误的是
A. 曲线②表示
B. 溶液中:
C. b点:
D. 的平衡常数K的数量级为
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 钪在国防、航天、核能等领域具有重要用途。是制备钪的重要原料,工业上利用固体废料“赤泥”(含、、、MnO等)制取的工艺流程如下,回答下列问题:
已知:①钪与铝元素性质相似。
②草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。
③室温下,,,,。
(1)同周期中,基态原子未成对电子数与Sc相同的元素共有___________种。
(2)假设“酸浸”后溶液中为,室温下“沉铁”调节时,的去除率为___________(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)“沉锰”时生成的离子方程式为___________。
(4)室温时,“沉钪”反应的平衡常数___________(用含a、b、c的代数式表示)。反应中,钪的沉淀率随的变化如图1,当约为1.5时,沉淀率达到最大的原因是___________。
(5)传统制备的方法是以高温脱水制得,但通常含有杂质,原因是___________(用化学方程式表示)。
(6)含有多个配位原子的配位体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。
①一种的螯合物阴离子结构如图2,1 mol该阴离子通过螯合作用形成了___________mol五元环,键角1___________键角2(填“>”、“<”或“=”)。
②该阴离子中含有的化学键有___________(填标号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.非极性共价键
12. 二氯异氰尿酸钠()是一种高效且安全的消毒剂,常温时性质稳定,难溶于冷水,具有强氧化性。回答下列问题:
Ⅰ.二氯异氰尿酸钠的制备
实验原理:2NaClO+(氰尿酸) +NaOH+H2O
实验装置如下图(夹持装置省略):
(1)氰尿酸()可由尿素()制得。两分子尿素能够通过羰基氧原子形成分子间氢键,得到具有八元环结构的二聚分子,该二聚分子的结构简式为___________。
(2)按气流方向从左至右,正确的接口连接顺序为g→___________→h(选择合适的装置,填接口标号)。
(3)装置E滴加液体时,常出现液体不易流下现象,可将E更换为___________(填仪器名称)。
(4)装置D中发生反应的离子方程式为___________。实验时,先向A中通入制备溶液后,再加入氰尿酸溶液。但仍需不断通入一定量的,从平衡移动原理解释原因___________。
(5)装置A中溶液pH过低时,溶液会与反应生成和等,写出该反应的化学方程式___________。
(6)反应结束后,装置A中的溶液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到粗产品,检验粗产品是否洗涤干净,可使用的检验试剂有___________。
Ⅱ.粗产品中纯度测定
称取粗产品(杂质不参加反应)完全溶于无氧蒸馏水中配制成100 mL溶液,从中移取10.00 mL于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min。加入2∼3滴淀粉溶液,用标准溶液进行滴定,滴定至终点,消耗标准溶液。
已知:;。
(7)在接近终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度,具体操作:轻轻挤压乳胶管,使半滴溶液悬于管口,___________继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。
(8)粗产品中的纯度为___________(用含m、c、V的代数式表示)。
(9)下列有关滴定误差分析正确的是___________(填标号)。
a.碘量瓶洗涤后未干燥即加入待测溶液,测定结果无影响
b.滴定管在滴定前有气泡,滴定后无气泡,测定结果偏低
c.盛装标准溶液的滴定管未润洗,测定结果偏高
d.滴定终点仰视滴定管刻度线,测定结果偏低
13. 化合物J是合成胃药盐酸伊托必利的中间体,某合成路线(部分反应条件和溶剂省略)如下,回答下列问题:
已知:多个羟基连在同一个碳原子上的结构不稳定,易脱水:→+H2O。
(1)步骤Ⅰ的目的是___________。
(2)步骤Ⅱ所需的反应试剂及条件是___________。
(3)D的结构简式为___________,E的名称为___________。
(4)步骤Ⅵ经历了2步反应,第2步为消去反应,则第1步化学方程式为___________。
(5)K的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为___________(任写两种)。
a.遇溶液显紫色
b.与溶液反应生成
c.核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为
(6)J中含氧官能团的名称为___________。其中a处的C-N键键长比b处的键长短,请从物质结构角度分析其原因___________。
14. 我国科学家根据在载体上的单层分散行为设计催化剂,可用于选择性还原氮氧化物,治理大气污染。回答下列问题:
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)反应 ___________。
(2)在恒容密闭容器中充入1 mol NO、和,在不同组成的催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ,相同时间内氮氧化物的转化率与温度关系如图所示。
①最佳反应温度为___________℃。
②a→b段变化的原因可能是___________。
③M点___________(填“达到”或“未达到”)平衡状态。原因是___________。
(3)一定温度下,在2 L恒容密闭容器中充入和2 mol NO,在催化剂作用下发生反应ⅰ的同时发生副反应ⅲ:。经5 min达到平衡,此时压强为p kPa,的转化率为70%,的选择性为50%[的选择性]。
①达到平衡时,生成的平均速率为___________。
②该温度下,反应ⅰ的平衡常数___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,列出含字母p的计算式)。
(4)催化剂晶体结构较为复杂,工业上可通过加热高纯度的得到,不同温度下易产生其他钴的氧化物。
①的一种晶体属于立方晶体,晶胞中的重复排列方式如图1所示,一个周围与其最近的个数为___________;晶胞中分别占据形成的两种不同空隙(均未占满),其中一种占据如图1所示的位置,另一种占据的位置为___________(填“M”或“N”)。
②一定温度下,的另一种氧化物晶体自发分散形成“单分子层”,可认为作密置单层排列,填充于形成的正三角形空隙中(如图2),已知的半径为anm,每平方米面积上分散的的质量为___________g(用a、表示,为阿伏加德罗常数的值)。
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