内容正文:
高三化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 F19 S32 Fe56 Cu64 Br80
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. 八角楼的油灯是井冈山革命博物馆的馆藏之一,在这盏油灯下,毛泽东写下了《中国的红色政权为什么能够存在?》和《井冈山的斗争》两篇光辉著作,照亮了中国革命前进的方向。油灯采用铁质铸造,呈凹形锅状,内部可盛放清油(或桐油)及灯芯草。下列叙述错误的是
A. 清油和桐油的主要成分为烃
B. 油灯长时间暴露在潮湿空气中易生锈
C. 灯芯草的主要成分为烃的衍生物
D. 油灯浸泡在稀硫酸中一段时间后有气泡产生
2. 氢营养型产甲烷菌通过可逆代谢和互作机制,显著改变了地下甲烷的同位素特征,这对天然气勘探和地球碳循环研究提出了新的挑战,需在理论和应用层面进行系统性修正。下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 氢营养型产甲烷菌在高温下也能高效工作
C. 研究地下环境中甲烷的同位素平衡有助于天然气勘探
D. 甲烷分子的空间结构和VSEPR模型不一致
3. 下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
A. 向溶液中滴加溶液产生白色沉淀:
B. 丙烯使溴的四氯化碳溶液褪色:
C. 向酸性溶液中滴加溶液,溶液褪色并产生气泡:
D. 向悬浊液中滴加溶液,产生黑色沉淀:
4. 吉林大学一团队利用低成本催化剂开启闭环回收,制备高附加值产品(如图,部分物质省略)。下列叙述正确的是
A. 甲属于天然有机高分子材料
B. 甲可以在酸性或碱性条件下发生水解反应
C. 甲转化为乙的反应中,碳原子杂化类型发生变化
D. 乙分子中含有手性碳原子,且乙能使溴的四氯化碳溶液褪色
5. 某兴趣小组设计如图实验探究一系列物质的性质。挤压滴管,不同阶段发生不同化学反应。
下列推断合理的是
A. 若试纸变蓝,则表明浓盐酸具有强挥发性
B. 若气球变“瘪”,则表明烧瓶中一定发生了熵减反应
C. 若产生“白烟”,则和发生反应生成了
D. 其他条件不变,若用水替代浓盐酸,则烧瓶内也会产生“白烟”
6. 研究发现,浸泡活化零价铝能高效去除中性溶液中的硝酸盐,其反应机理如图所示。下列叙述错误的是
A. 致密的阻止铝和硝酸盐接触
B. 具有多孔疏松的结构
C. Al原子易失去最外层的3个电子
D. 去除的原理是
7. 金氢(天然氢)凭借零碳属性与丰富储量,被视为能源转型的关键突破口。下列叙述正确的是
已知:在条件下,氢气的燃烧热,甲烷的燃烧热;热值指单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。
A. 通常状况下,金氢燃烧时反应物总能量低于产物总能量
B. 相同条件下,金氢的热值高于甲烷的热值
C. 通常可采用排水法或向上排空气法收集金氢
D. 金氢在生产、生活中只作绿色能源使用
8. 下列实验现象与实验操作不匹配的是
选项
实验操作
实验现象
A
向盛有少量碳酸钙固体的试管中滴加稀硫酸
固体逐渐溶解直至消失,产生无色无味气体
B
向盛有新制氢氧化铜的试管中加入适量乙醛,加热
产生砖红色沉淀
C
向盛有2.0mL溴乙烷的试管中加入适量氢氧化钠溶液,加热一段时间后,加入硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液
产生淡黄色沉淀
D
向盛有少量二氧化锰固体的试管中加入过氧化氢溶液
产生大量无色气体
A. A B. B C. C D. D
9. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,22.4L戊烷中含键数目为16NA
B. 1 mol甘油所含杂化的原子数目为3NA
C. 常温下,1 L 0.1 mol/L Na2HPO3溶液含阴离子总数小于0.1NA
D. 16.8 g铁粉在高温下与水蒸气完全反应时转移的电子数目为0.8NA
10. 清华大学和上海科技大学开发出了3D—COF光催化氧化脱氢制喹啉(如图,部分产物和条件省略)工艺。下列叙述正确的是
已知:光照到催化剂表面产生电子和“空穴”,它们启动反应:。
A. 生成乙需要“空穴”的数目约为
B. 丙与丁之间的转化没有破坏化学键
C. 其他条件不变,光越强,产生速率越大
D. 甲具有碱性,而戊没有碱性
11. 短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W原子核外s、p能级上的电子数之比为4:1,基态R原子的价层电子排布式为,在牙膏中添加含X的化合物可预防龋齿,工业上通过电解熔融制备Y的单质。下列叙述正确的是
A. 简单离子半径:Y>R>X
B. 分子是非极性分子
C. 熔点:YR<<
D. W的最高价氧化物对应的水化物为弱酸
12. 某研究人员以磷钼酸(PMA)溶液作为阳极液,与sLFP粉末进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后,被还原的物质通过蠕动泵泵入阳极室中电化学再生,用于后续锂的持续提取。下列叙述正确的是
A. 电极a发生还原反应,锂离子进入溶液
B. 电极b附近溶液pH降低,可回收绿氢燃料
C. PMA溶液可以循环利用,体现绿色化学要求
D. 收集11.2 L(标准状况)时向阴极迁移
13. 研究发现,组氨酰肽有机催化循环实现了有机分子的磷酸化,能促进生命关键分子的合成(如图)。下列有关说法错误的是
A. 磷酸基团的空间结构为平面三角形,这决定丙只能从一个特定方向进行取代反应
B. 有机生命构建模块与磷酸基团反应时,其反应活性与分子中官能团的电子云密度有关
C. 咪唑环上的一个N原子可以提供孤对电子与金属离子形成配位键,轨道以“头碰头”形式重叠
D. 乙和丙中肽键的存在使得其具有一定的稳定性,因为肽键中的C-N键具有部分双键性质
14. 常温下,分别向盐酸、醋酸(HAc)溶液中滴加溶液,溶液与溶液体积的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 两个反应都可选甲基橙作指示剂
B. 甲代表盐酸与反应时的变化曲线
C. 在a、b、c、d中,d点水的电离程度最大
D. a点溶液中,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 苯乙醚具有类似丁香的香气,可用于调配化妆品,也可作为风味增强剂。某小组在实验室条件下制备苯乙醚。回答下列问题:
【反应方程式】
【实验试剂】
7.5g(约0.08mol)苯酚,13g(8.9mL,约0.12mol)溴乙烷,5g(0.125mol)氢氧化钠,乙醚,食盐,无水氯化钙。
【实验步骤】
【实验装置】
已知:乙醚的沸点为,苯乙醚的沸点为的脱水温度在至225之间。
(1)向图1三颈瓶中加入7.5 g苯酚、5 g和4 mL水,控制温度在80~90°C,慢慢滴加8.9 mL溴乙烷,反应完毕后,加入20 mL水使固体溶解。仪器B的名称是_______,仪器A的进水口是_______(填“a”或“b”)。
(2)完成分液操作不需要选用的仪器有(填标号)。
(3)用饱和食盐水洗涤“有机相”的目的是_______,“干燥”中加入无水氯化钙的作用是_______。
(4)如果省略“过滤”操作,本实验产率_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)“水浴蒸馏”时,先逸出的物质是_______(填名称),利用图2装置蒸馏产品,温度计指示温度为_______℃。
(6)已知最终收集产品的质量为5.0g,本实验产率约为_______(结果保留三位有效数字)。
16. 焦亚硫酸钠(常作食品加工的抗氧化剂,蓝矾常作游泳池的消毒剂。以辉铜矿(主要成分是,含少量FeS、)为原料制备蓝矾和焦亚硫酸钠的流程如图所示。回答下列问题:
已知:时完全沉淀,时开始沉淀。
(1)基态原子的价层电子排布式为_______。
(2)吸收池甲中主要溶质是_______(填化学式)。
(3)“煅烧”时主要包括等过程,与反应生成的化学方程式为_______。
(4)为了提高产品纯度,试剂X宜选择_______(填化学式,写一个即可)。
(5)蓝矾热失重图像如图所示。
①“系列操作”中“干燥”适宜选择下列温度中的_______(填标号)。
a.20~50°C b.80~100°C c.102~150°C d.250~280°C
②图像中c点对应硫酸铜晶体中结晶水数目n为_______。
(6)铜和氟组成的两种化合物的晶胞如图甲、乙所示(白球均位于晶胞体内)。
①图甲晶胞中,与铜原子等距离且最近的铜原子有_______个。
②设为阿伏加德罗常数的值,图乙晶胞(长方体)底边长分别为a pm、b pm,高为c pm,图乙对应晶体的密度为_______ (填含的计算式)。
17. 载人航天器中再生原理如图所示。
i.(萨巴蒂尔反应)
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)上述反应涉及的物质中,属于由极性键构成的非极性分子的是_______(填化学式)。
(2)_______。
(3)已知几种共价键键能数据如下:
共价键
H—H
H—O
C≡O
C=O
键能/(kJ·mol)
436
467
799
根据上述信息,计算_______。
(4)一定温度下,在刚性密闭容器中充入一定量的和,平衡时和的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。图中表示平衡时CO转化率的曲线是_______(填字母),判断的依据是_______。
(5)某温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO和2.1mol,只发生反应ii和反应iii,初始压强为,达到平衡时转化率为,的选择性为。平衡时为_______;反应iii的平衡常数为_______(用分数表示或结果保留2位小数)。
已知:用分压计算的平衡常数称为压强平衡常数,分压总压物质的量分数。的选择性。
(6)电解水装置中采用酸性电解质溶液,再生的电极反应式为_______。
18. 芳香二醇(K)是合成某香料的中间体,其一种合成路线如图所示(Et是乙基的缩写)。回答下列问题:
(1)A的质谱如图所示,A→B的反应类型是_______,B的名称是_______,H中官能团的名称是_______。
(2)
E→F的反应试剂、条件是_______。
(3)已知G→H的原子利用率为100%,则有机物R的结构简式为_______。
(4)的阴离子空间结构是_______。
(5)J在一定条件下能合成高聚物,其化学方程式为_______。
(6)M是K的同分异构体,同时具备下列条件的M有_______种(不考虑立体异构)。
①含2个苯环;②1molM能与2molNaOH反应;③含且在两个苯环之间。
写出其中核磁共振氢谱有6组峰且峰面积比为2:4:4:2:3:3的M的结构简式:_______。
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高三化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 F19 S32 Fe56 Cu64 Br80
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. 八角楼的油灯是井冈山革命博物馆的馆藏之一,在这盏油灯下,毛泽东写下了《中国的红色政权为什么能够存在?》和《井冈山的斗争》两篇光辉著作,照亮了中国革命前进的方向。油灯采用铁质铸造,呈凹形锅状,内部可盛放清油(或桐油)及灯芯草。下列叙述错误的是
A. 清油和桐油的主要成分为烃
B. 油灯长时间暴露在潮湿空气中易生锈
C. 灯芯草的主要成分为烃的衍生物
D. 油灯浸泡在稀硫酸中一段时间后有气泡产生
【答案】A
【解析】
【详解】A.清油和桐油的主要成分均为脂肪酸甘油酯,A错误;
B.在潮湿空气中,铁制油灯表面吸附水膜并溶解氧气,发生电化学腐蚀,生成铁锈,B正确;
C.灯芯草的主要成分是纤维素、多糖及少量木质素等,属于烃的衍生物,C正确;
D.铁质油灯表面附着油脂,油脂不与稀硫酸反应,浸泡一段时间后,稀硫酸逐渐透过油脂和铁锈,最后和铁接触发生反应释放氢气,形成气泡,D正确;
故答案选A。
2. 氢营养型产甲烷菌通过可逆代谢和互作机制,显著改变了地下甲烷的同位素特征,这对天然气勘探和地球碳循环研究提出了新的挑战,需在理论和应用层面进行系统性修正。下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 氢营养型产甲烷菌在高温下也能高效工作
C. 研究地下环境中甲烷的同位素平衡有助于天然气勘探
D. 甲烷分子的空间结构和VSEPR模型不一致
【答案】C
【解析】
【详解】A.和是化合物分子,不是核素,不是同位素,故A错误;
B.产甲烷菌在高温环境中会降低其活性,氢营养型产甲烷菌在高温下不能高效工作,故B错误;
C.氢营养型产甲烷菌通过可逆代谢和互作机制,显著改变了地下甲烷的同位素特征,所以研究地下环境中甲烷的同位素平衡有助于天然气勘探,故C正确;
D.甲烷分子中C原子价电子对数为4,无孤电子对,CH4的空间结构和VSEPR模型都是正四面体形,故D错误;
选C。
3. 下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
A. 向溶液中滴加溶液产生白色沉淀:
B. 丙烯使溴的四氯化碳溶液褪色:
C. 向酸性溶液中滴加溶液,溶液褪色并产生气泡:
D. 向悬浊液中滴加溶液,产生黑色沉淀:
【答案】D
【解析】
【详解】A.离子方程式中Ba2+、OH⁻、H+、的系数未配平,正确应为,A错误;
B.丙烯与Br2的加成反应产物应为1,2-二溴丙烷,而非1,1-二溴丙烷,正确应为,B错误;
C.反应中电子转移数目未配平,正确应为,C错误;
D.AgCl与S2-反应生成更难溶的Ag2S,离子方程式为,,D正确;
故答案为D。
4. 吉林大学一团队利用低成本催化剂开启闭环回收,制备高附加值产品(如图,部分物质省略)。下列叙述正确的是
A. 甲属于天然有机高分子材料
B. 甲可以在酸性或碱性条件下发生水解反应
C. 甲转化为乙的反应中,碳原子杂化类型发生变化
D. 乙分子中含有手性碳原子,且乙能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲是合成高分子材料,故A错误;
B.甲的链节中含有酯基,酯基在酸性或碱性条件下都能发生水解反应,故B正确;
C.甲、乙分子中碳原子都采用、杂化,杂化类型没有变化,故C错误;
D.乙分子中含有1个手性碳原子;乙分子中没有碳碳双键等能与溴发生加成反应的官能团,乙不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D错误;
选B。
5. 某兴趣小组设计如图实验探究一系列物质的性质。挤压滴管,不同阶段发生不同化学反应。
下列推断合理的是
A. 若试纸变蓝,则表明浓盐酸具有强挥发性
B. 若气球变“瘪”,则表明烧瓶中一定发生了熵减反应
C. 若产生“白烟”,则和发生反应生成了
D. 其他条件不变,若用水替代浓盐酸,则烧瓶内也会产生“白烟”
【答案】C
【解析】
【分析】氮化镁能和溶液中的水反应生成氨气,氨气与浓盐酸反应生成NH4Cl固体颗粒从而冒白烟;
【详解】A.湿润KI-淀粉试纸变蓝是因为高锰酸钾与浓盐酸反应生成的氯气氧化碘化钾生成碘单质,淀粉遇I2变蓝,与浓盐酸挥发性无关,A错误;
B.气球变“瘪”可能因烧瓶内气体被吸收(如Cl2被后续反应消耗、氨气极易溶于水),熵减反应需气体分子数减少,二者无必然联系,B错误;
C.“白烟”为NH4Cl固体小颗粒,需NH3与HCl反应生成,Mg3N2与H2O反应生成NH3:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑,浓盐酸挥发出HCl,二者相遇生成白烟,C正确;
D.用水替代浓盐酸,Mg3N2与水反应生成NH3,但无HCl气体,NH3无法形成白烟,D错误;
故选C。
6. 研究发现,浸泡活化零价铝能高效去除中性溶液中的硝酸盐,其反应机理如图所示。下列叙述错误的是
A. 致密的阻止铝和硝酸盐接触
B. 具有多孔疏松的结构
C. Al原子易失去最外层的3个电子
D. 去除的原理是
【答案】D
【解析】
【详解】A.Al表面会形成致密的,阻止铝和硝酸盐接触,A不符合题意;
B.由图可知,形成在Al表面,仍能进入并与内部Al反应,说明具有多孔疏松的结构,B不符合题意;
C.Al为第IIIA族元素,最外层3个电子,在反应中易失去最外层的3个电子,C不符合题意;
D.由图可知,该反应去除生成和,故去除的原理为,D符合题意;
故答案选D。
7. 金氢(天然氢)凭借零碳属性与丰富储量,被视为能源转型的关键突破口。下列叙述正确的是
已知:在条件下,氢气的燃烧热,甲烷的燃烧热;热值指单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。
A. 通常状况下,金氢燃烧时反应物总能量低于产物总能量
B. 相同条件下,金氢的热值高于甲烷的热值
C. 通常可采用排水法或向上排空气法收集金氢
D. 金氢在生产、生活中只作绿色能源使用
【答案】B
【解析】
【详解】A.金氢燃烧属于放热反应,放热反应中反应物总能量高于产物总能量,A错误;
B.热值为单位质量燃料完全燃烧放出的热量,的热值为,的热值为,相同条件下金氢的热值高于甲烷,B正确;
C.金氢密度远小于空气,难溶于水,可采用排水法或向下排空气法收集,不能用向上排空气法,C错误;
D.金氢除作绿色能源外,还可作为还原剂用于金属冶炼、作为合成氨的工业原料等,并非只作能源使用,D错误;
故答案选B。
8. 下列实验现象与实验操作不匹配的是
选项
实验操作
实验现象
A
向盛有少量碳酸钙固体的试管中滴加稀硫酸
固体逐渐溶解直至消失,产生无色无味气体
B
向盛有新制氢氧化铜的试管中加入适量乙醛,加热
产生砖红色沉淀
C
向盛有2.0mL溴乙烷的试管中加入适量氢氧化钠溶液,加热一段时间后,加入硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液
产生淡黄色沉淀
D
向盛有少量二氧化锰固体的试管中加入过氧化氢溶液
产生大量无色气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钙与稀硫酸反应生成微溶的,会附着在碳酸钙固体表面阻碍反应持续进行,固体不会完全溶解直至消失,实验现象与操作不匹配,A符合题意;
B.乙醛含有醛基,加热条件下能与新制氢氧化铜反应生成砖红色的沉淀,实验现象与操作匹配,B不符合题意;
C.溴乙烷在NaOH溶液、加热条件下水解产生,经硝酸酸化排除干扰后,滴加溶液会生成淡黄色AgBr沉淀,实验现象与操作匹配,C不符合题意;
D.是分解的催化剂,可催化分解生成大量无色的,实验现象与操作匹配,D不符合题意;
故选A。
9. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,22.4L戊烷中含键数目为16NA
B. 1 mol甘油所含杂化的原子数目为3NA
C. 常温下,1 L 0.1 mol/L Na2HPO3溶液含阴离子总数小于0.1NA
D. 16.8 g铁粉在高温下与水蒸气完全反应时转移的电子数目为0.8NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下戊烷为液体,不适用理想气体体积,A错误;
B.甘油分子式为,其中C、O原子都是杂化,故1 mol甘油所含杂化的原子数目为6NA ,B错误;
C.亚磷酸是弱酸,水中阴离子会发生水解反应,使阴离子数目增多,故阴离子总数大于,C错误;
D.铁与水蒸气在高温下反应的化学方程式为3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2,每3 mol Fe完全反应转移8 mol电子,16.8 g Fe的物质的量为16.8 g ÷ 56 g/mol = 0.3 mol,转移电子数目为0.8NA,D正确;
故答案选D。
10. 清华大学和上海科技大学开发出了3D—COF光催化氧化脱氢制喹啉(如图,部分产物和条件省略)工艺。下列叙述正确的是
已知:光照到催化剂表面产生电子和“空穴”,它们启动反应:。
A. 生成乙需要“空穴”的数目约为
B. 丙与丁之间的转化没有破坏化学键
C. 其他条件不变,光越强,产生速率越大
D. 甲具有碱性,而戊没有碱性
【答案】C
【解析】
【详解】A.由流程可知,1 mol甲生成1 mol乙需要消耗1 mol空穴,因此生成乙,仅需要(约)个空穴,A错误;
B.丙和丁的互变属于官能团异构转化,过程中存在N-H键断裂、双键的断裂与重构,破坏了化学键,B错误;
C.说明空穴是光照催化剂表面产生的,其他条件不变时,光越强,单位时间产生的速率越大,C正确;
D.甲和戊的N原子均存在孤对电子,都可以结合形成配位键,因此都具有碱性,D错误;
故选C。
11. 短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W原子核外s、p能级上的电子数之比为4:1,基态R原子的价层电子排布式为,在牙膏中添加含X的化合物可预防龋齿,工业上通过电解熔融制备Y的单质。下列叙述正确的是
A. 简单离子半径:Y>R>X
B. 分子是非极性分子
C. 熔点:YR<<
D. W的最高价氧化物对应的水化物为弱酸
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干信息,基态W原子核外s、p能级电子数之比为4:1,则W的核外电子排布式为,W为B元素。基态R原子的价层电子排布式为,s能级最多有2个电子,则n=2,基态R原子的价层电子排布式为,R是O元素。在牙膏中添加X的化合物可预防龋齿,则X为F元素。工业上可通过电解熔融制备Y的单质,则Y和Z分别Mg和Cl元素,据此作答。
【详解】A.由分析可知,Y、R、X的简单离子分别为、和,核外电子排布式均为。当核外电子排布相同时,原子序数越大,半径越小,则离子半径从大到小依次为:,A错误;
B.由分析可知,为,O原子的价层电子对数,O原子以方式杂化,空间构型为V形,是极性分子,B错误;
C.由分析可知,YR、、分别为、和。的离子半径小于,晶体的晶格能大于,的熔点高于。的电荷数大于,MgO晶体的晶格能大于,熔点从高到低依次为:,C错误;
D.由分析可知,W是B元素,同周期元素从左到右的非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物酸性增强。B元素的非金属性弱于C元素,C元素最高价氧化物对应的水化物是,属于弱酸,因此B元素最高价氧化物对应的水化物也是弱酸,D正确;
故答案选D。
12. 某研究人员以磷钼酸(PMA)溶液作为阳极液,与sLFP粉末进行快速的固液氧化还原反应。高氧化性的PMA从sLFP中选择性提锂后,被还原的物质通过蠕动泵泵入阳极室中电化学再生,用于后续锂的持续提取。下列叙述正确的是
A. 电极a发生还原反应,锂离子进入溶液
B. 电极b附近溶液pH降低,可回收绿氢燃料
C. PMA溶液可以循环利用,体现绿色化学要求
D. 收集11.2 L(标准状况)时向阴极迁移
【答案】C
【解析】
【详解】A.电极连接电源正极,做阳极,发生氧化反应,A项错误;
B.电极的电极反应为,溶液pH升高,B项错误;
C.PMA在阳极再生后用于提锂,减少试剂消耗与废物排放,符合绿色化学原则,C正确;
D.标准状况下,11.2 L的物质的量为,生成时向阴极迁移,D项错误;
答案选C。
13. 研究发现,组氨酰肽有机催化循环实现了有机分子的磷酸化,能促进生命关键分子的合成(如图)。下列有关说法错误的是
A. 磷酸基团的空间结构为平面三角形,这决定丙只能从一个特定方向进行取代反应
B. 有机生命构建模块与磷酸基团反应时,其反应活性与分子中官能团的电子云密度有关
C. 咪唑环上的一个N原子可以提供孤对电子与金属离子形成配位键,轨道以“头碰头”形式重叠
D. 乙和丙中肽键的存在使得其具有一定的稳定性,因为肽键中的C-N键具有部分双键性质
【答案】A
【解析】
【详解】A.磷酸基团中P原子的价层电子对数为4,以方式杂化,其空间结构为四面体形,A错误;
B.有机生命构建模块与磷酸基团反应属于取代反应,取代反应活性与官能团的电子云密度有关,B正确;
C.咪唑环的N原子含有孤电子对,可提供孤对电子与金属离子的空轨道形成配位键;配位键属于σ键,σ键的成键轨道以“头碰头”形式重叠,C正确;
D.肽键中C-N键存在p-π共轭,具有部分双键性质,键能更大,因此使分子具有一定稳定性,D正确;
故答案选A。
14. 常温下,分别向盐酸、醋酸(HAc)溶液中滴加溶液,溶液与溶液体积的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 两个反应都可选甲基橙作指示剂
B. 甲代表盐酸与反应时的变化曲线
C. 在a、b、c、d中,d点水的电离程度最大
D. a点溶液中,
【答案】D
【解析】
【分析】本题主要考查氢氧化钠溶液分别滴定盐酸和醋酸,侧重考查学生对电解质溶液图像的分析能力。
【详解】A.甲基橙的变色范围为3.1~4.4,氢氧化钠滴定醋酸时,滴定终点生成的醋酸钠为强碱弱酸盐,呈碱性,不能用甲基橙作指示剂,应选用酚酞,故A错误;
B.盐酸为强酸,醋酸为弱酸,相同浓度的盐酸和醋酸,盐酸的更小,故乙代表盐酸与反应时的变化曲线,故B错误;
C.由图可知,a点为HAc和NaAc的缓冲溶液,溶液呈酸性,水的电离受抑制;b点为氯化钠和盐酸混合溶液,强酸抑制水的电离;c点盐酸恰好完全反应,溶液呈中性,水的电离程度不变;d点NaOH过量,强碱抑制水的电离,故水的电离程度最大是点,故C错误;
D.a点对应加入10 mL NaOH,初始n(HAc)=0.002 mol,加入n(NaOH)=0.001 mol,反应后n(HAc)+n(Ac-)=0.002 mol,n(Na+)=0.001 mol,浓度关系为c(HAc)+c(Ac-)=2c(Na+),故D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 苯乙醚具有类似丁香的香气,可用于调配化妆品,也可作为风味增强剂。某小组在实验室条件下制备苯乙醚。回答下列问题:
【反应方程式】
【实验试剂】
7.5g(约0.08mol)苯酚,13g(8.9mL,约0.12mol)溴乙烷,5g(0.125mol)氢氧化钠,乙醚,食盐,无水氯化钙。
【实验步骤】
【实验装置】
已知:乙醚的沸点为,苯乙醚的沸点为的脱水温度在至225之间。
(1)向图1三颈瓶中加入7.5 g苯酚、5 g和4 mL水,控制温度在80~90°C,慢慢滴加8.9 mL溴乙烷,反应完毕后,加入20 mL水使固体溶解。仪器B的名称是_______,仪器A的进水口是_______(填“a”或“b”)。
(2)完成分液操作不需要选用的仪器有(填标号)。
(3)用饱和食盐水洗涤“有机相”的目的是_______,“干燥”中加入无水氯化钙的作用是_______。
(4)如果省略“过滤”操作,本实验产率_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)“水浴蒸馏”时,先逸出的物质是_______(填名称),利用图2装置蒸馏产品,温度计指示温度为_______℃。
(6)已知最终收集产品的质量为5.0g,本实验产率约为_______(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. b
(2)BD (3) ①. 增大水相的极性和密度,促进有机物与水相分离 ②. 吸收水
(4)偏高 (5) ①. 乙醚 ②. 170或略大于170
(6)51.2%
【解析】
【小问1详解】
①根据实验装置示意图,仪器B为恒压滴液漏斗。
②冷凝管冷却液遵循下进上出的原则,仪器A进水口为b。
【小问2详解】
分液操作需使用分液漏斗A进行分液,烧杯C盛接分液后的液体,BD无需使用,故答案为BD。
【小问3详解】
①饱和食盐水与有机相的密度差异大,同时离子强度高,对有机物溶解度小,用饱和食盐水洗涤有机相可以增大水相的极性和密度,促进有机物与水相分离。
②无水氯化钙具有吸水性,可用于吸收有机相中的残余水分。
【小问4详解】
如果省略“过滤”操作,氯化钙会进入蒸馏烧瓶。在蒸馏苯乙醚时,温度将达到,根据题干信息,此时水合氯化钙会脱水,产生的水蒸气会随苯乙醚一同蒸出,导致收集到的产品质量偏大,产率偏高。
【小问5详解】
①根据题目信息,反应溶剂乙醚沸点为,低于苯乙醚,故“水浴蒸馏”时,先逸出的物质是乙醚。
②蒸馏产品,温度计指示温度约为产物沸点或略高于产物沸点,苯乙醚的沸点为170℃,故温度计指示温度为170℃或略大于170℃。
【小问6详解】
苯乙醚相对分子质量为122,最终收集产品的产率可计算为,故答案为51.2%。
16. 焦亚硫酸钠(常作食品加工的抗氧化剂,蓝矾常作游泳池的消毒剂。以辉铜矿(主要成分是,含少量FeS、)为原料制备蓝矾和焦亚硫酸钠的流程如图所示。回答下列问题:
已知:时完全沉淀,时开始沉淀。
(1)基态原子的价层电子排布式为_______。
(2)吸收池甲中主要溶质是_______(填化学式)。
(3)“煅烧”时主要包括等过程,与反应生成的化学方程式为_______。
(4)为了提高产品纯度,试剂X宜选择_______(填化学式,写一个即可)。
(5)蓝矾热失重图像如图所示。
①“系列操作”中“干燥”适宜选择下列温度中的_______(填标号)。
a.20~50°C b.80~100°C c.102~150°C d.250~280°C
②图像中c点对应硫酸铜晶体中结晶水数目n为_______。
(6)铜和氟组成的两种化合物的晶胞如图甲、乙所示(白球均位于晶胞体内)。
①图甲晶胞中,与铜原子等距离且最近的铜原子有_______个。
②设为阿伏加德罗常数的值,图乙晶胞(长方体)底边长分别为a pm、b pm,高为c pm,图乙对应晶体的密度为_______ (填含的计算式)。
【答案】(1)
(2)NaHSO3 (3)
(4)CuO或或或
(5) ①. b ②. 1
(6) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】煅烧辉铜矿粉过程中,转化为CuO和,FeS转化为FeO、和的混合物以及,不反应,烧渣主要成分为CuO、和。向烧渣中加入硫酸浸取,金属氧化物转化为对应的硫酸盐,不反应。过滤除去后,向滤液中加入双氧水,被氧化生成,调整氧化后的溶液pH至4,转化为沉淀,过滤除去后,溶液主要成分为,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后可得蓝矾。用饱和纯碱溶液吸收,控制pH=4.1,反应生成,向吸收池中加入纯碱粉末,控制吸收池pH为7~8,生成,继续向其中通入,调整pH至4.1,生成,之后加热溶液,经结晶、脱水等操作可得,据此作答。
【小问1详解】
Cu是第29号元素,位于第四周期第IB族,其价层电子排布式为;
【小问2详解】
由分析可知,吸收池甲中的主要溶质是;
【小问3详解】
Cu2S与煅烧反应,生成Cu和,配平得到方程式:;
【小问4详解】
要提高蓝矾的纯度,可以向氧化后的溶液中加入、、或调节使完全沉淀,同时不引入新杂质;
【小问5详解】
①蓝矾的分子式为,摩尔质量为,在热失重实验中,蓝矾逐步失去结晶水。从图像可以看出,热失重实验中蓝矾的起始质量为25.0 g。当温度为0~100℃时,固体质量为25.0 g,。当温度上升至102℃时,固体质量下降至21.4 g,失去的水的物质的量为,此时固体的分子式为。当温度上升至150℃时,固体质量下降至17.8 g,失去的水的物质的量为,此时固体的分子式为。当温度上升至260℃时,固体质量下降至16.0 g,失去的水的物质的量为,此时固体的分子式为。当温度低于100℃时,蓝矾不会失水,但若是温度过低,会减慢干燥速度,因此可控制干燥温度为80~100℃,故答案选b;
②由第①问分析可知,当温度上升至150℃时,固体的分子式为,则n=1;
【小问6详解】
①从图甲可以看出,Cu元素位于晶胞的顶角和面心,与Cu原子等距且最近的Cu有12个;
②从图乙可以看出,晶胞中有8个Cu原子位于顶角,1个位于体心,4个F原子均位于晶胞内部。根据均摊法可知,晶胞中Cu原子数目为,F原子数目为4个。晶胞的质量,晶胞体积为。则晶体密度。
17. 载人航天器中再生原理如图所示。
i.(萨巴蒂尔反应)
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)上述反应涉及的物质中,属于由极性键构成的非极性分子的是_______(填化学式)。
(2)_______。
(3)已知几种共价键键能数据如下:
共价键
H—H
H—O
C≡O
C=O
键能/(kJ·mol)
436
467
799
根据上述信息,计算_______。
(4)一定温度下,在刚性密闭容器中充入一定量的和,平衡时和的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。图中表示平衡时CO转化率的曲线是_______(填字母),判断的依据是_______。
(5)某温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO和2.1mol,只发生反应ii和反应iii,初始压强为,达到平衡时转化率为,的选择性为。平衡时为_______;反应iii的平衡常数为_______(用分数表示或结果保留2位小数)。
已知:用分压计算的平衡常数称为压强平衡常数,分压总压物质的量分数。的选择性。
(6)电解水装置中采用酸性电解质溶液,再生的电极反应式为_______。
【答案】(1)、
(2)-165 (3)1058.8
(4) ①. b ②. 充入的量固定,增大,平衡正向移动,的平衡转化率增大,根据原子守恒,的转化量等于和的物质的量之和
(5) ①. 40 ②. 或0.67
(6)
【解析】
【小问1详解】
水、一氧化碳为极性分子,氢气、氧气是由非极性键构成的非极性分子,二氧化碳、甲烷是由极性键构成的非极性分子,故选、;
【小问2详解】
由盖斯定律,反应ii-反应iii得到反应i,故
【小问3详解】
反应热等于反应物化学键总键能与生成物化学键总键能之差。利用反应iii计算中键能,则,解得 。
【小问4详解】
根据反应可知,投入,随着增大,的转化率降低,的转化率增大。因为生成又消耗,所以代表的物质的量,代表的转化率;又因为转化生成了和,所以消耗的物质的量等于生成和的物质的量之和,结合图像可知,代表的转化率,代表的物质的量。
【小问5详解】
达到平衡时转化率为,的选择性为,则反应共消耗1 mol×50%=0.5 molCO,生成0.5 mol×80%=0.4 mol甲烷、0.5 mol-0.4 mol=0.1 molCO2,三段式为:
达到平衡时体系中各组分的物质的量如下:
物质
CO
0.5
1.0
0.4
0.1
0.3
总的物质的量为2.3mol,同温同容积条件下,压强之比等于气体总物质的量之比,有,,,对于等气体分子数的反应, 。
【小问6详解】
电解水装置中采用酸性电解质溶液,再生的电极反应为酸性条件下水失去电子被氧化为氧气和氢离子:。
18. 芳香二醇(K)是合成某香料的中间体,其一种合成路线如图所示(Et是乙基的缩写)。回答下列问题:
(1)A的质谱如图所示,A→B的反应类型是_______,B的名称是_______,H中官能团的名称是_______。
(2)
E→F的反应试剂、条件是_______。
(3)已知G→H的原子利用率为100%,则有机物R的结构简式为_______。
(4)的阴离子空间结构是_______。
(5)J在一定条件下能合成高聚物,其化学方程式为_______。
(6)M是K的同分异构体,同时具备下列条件的M有_______种(不考虑立体异构)。
①含2个苯环;②1molM能与2molNaOH反应;③含且在两个苯环之间。
写出其中核磁共振氢谱有6组峰且峰面积比为2:4:4:2:3:3的M的结构简式:_______。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 乙苯 ③. 羟基、酯基
(2)NaOH和乙醇、加热
(3)
(4)正四面体形 (5)
(6) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】根据A的质谱图可知其相对分子质量为78,结合B的结构简式,则A为苯;苯在氯化铝作用下与溴乙烷发生取代反应生成乙苯和HBr;G→H的原子利用率为100%,结合G、H的结构,可知R为CH2(COOEt)2,根据分析解答。
【小问1详解】
根据分析可知A为苯,苯与EtBr反应,乙基取代了苯环上的H,故A→B的反应类型是取代反应;化合物B的名称是乙苯;H中官能团有羟基、酯基;
【小问2详解】
E→F的反应是碳溴键变为碳碳双键,属于消去反应,卤代烃消去反应的试剂、条件是NaOH和乙醇、加热;
【小问3详解】
根据分析可知,有机物R的结构简式为CH2(COOEt)2;
【小问4详解】
LiAlH4的阴离子是,中心原子Al形成4个共价键,没有孤电子对,空间结构是正四面体形;
【小问5详解】
J在一定条件下能合成高聚物,发生反应羧基与羟基之间的缩聚反应,其化学方程式为;
【小问6详解】
M是K的同分异构体,条件①含2个苯环,则其他原子只能形成饱和键;②1 mol M能与2 mol NaOH反应,说明要形成2个酚羟基;③含且在两个苯环之间,故有。然后将两个羟基连在苯环上,根据定1移2的法则,得到位置异构共12种;其中核磁共振氢谱有6组峰且峰面积比为2:4:4:2:3:3的只有。
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