内容正文:
2025年普通高中学业水平选择性考试模拟押题卷
化学(二)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Sb122
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. 下列文物具有典型的古文化特色。下列说法错误的是
A. 河姆渡文化黑陶的主要成分为硅酸盐
B. 商代四羊青铜方尊的主要成分为合金
C. 马王堆汉墓3号墓出土的帛书的主要成分为纤维素
D. 秦兵马俑彩绘颜料的绿色成分含孔雀石,孔雀石的主要成分为
2. 在现代食品工业中,食品添加剂与其用途的对应关系错误的是
A. 谷氨酸钠:能增强食品的鲜味,是一种常用的增味剂
B. 柠檬黄:色素分为天然色素和合成色素,柠檬黄为天然色素
C. 抗坏血酸:能被氧化为脱氢抗坏血酸,作为抗氧化剂
D. 葡萄糖酸内酯:常用作制作豆腐的凝固剂
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的系统命名:1,2,4-三苯酚
B. 分子的球棍模型:
C. 激发态原子的轨道表示式:
D. 中键的形成过程:
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和充分反应生成的分子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 中键的数目为
D. 质量分数为10%的甲醛水溶液中含有的氢原子数目为
5. “劳动是财富的源泉,也是幸福的源泉。”下列劳动项目与化学知识关联正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
化验员:检验稀溶液中含有
B
糕点师:利用作膨松剂
C
合成橡胶师:异戊二烯加聚生成顺式结构
D
制皂艺师:用橄榄油、椰子油、棕榈油等制肥皂
A. A B. B C. C D. D
6. 二甲基亚砜和乙酸酐混合体系可以将羟基氧化为羰基,某羟基化合物的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该羟基化合物存在立体异构
B. 该羟基化合物中含有4种官能团
C. 该羟基化合物最多能与氢气发生加成反应
D. 该羟基化合物含有5个杂化的碳原子
7. 下列图示与对应的叙述不相符或不能达到相应目的的是
A.实验室快速制氨
B.除去中混有的少量
C.除去溶在中的
D.实验室制备
A. A B. B C. C D. D
8. 下列各组离子在特定条件下一定能大量共存的是
A. 能与反应生成气体的溶液中:、、、
B. 常温下,的溶液中:、、、
C. 水电离出的的溶液中:、、、
D. 滴加溶液显红色的溶液中:、、、
9. 一种常用于酯化、聚合反应的催化剂的分子结构式如图所示。已知、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,和同族。下列说法正确的是
A. 沸点: B. 最高价含氧酸的酸性:
C. 电负性: D. 和的空间结构均为四面体形
10. 对于可逆反应,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 反应每消耗气体,转移电子数约为
D. 一定温度下,反应达到平衡,增大压强,该反应的平衡常数不变
11. 随着科技发展,高纯砷的需求量越来越大,气相氯化还原法制高纯砷的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 升华提纯是根据沸点差异,通过升华、凝华除去沸点高的杂质
B. 200∼250℃用氯气氧化砷的化学方程式为
C. 800℃用高纯氢还原三氯化砷的化学方程式为
D. 已知为两性氧化物,其与溶液反应的化学方程式为
12. 硝基甲烷的热分解反应不只有断裂一条路径,还存在硝基异构化路径,该路径如图所示(部分物质省略)。注:代表过渡态。下列说法错误的是
A. 硝基甲烷的热分解反应为吸热反应
B. 硝基甲烷的热分解反应的决速步骤的为
C. 反式转化为顺式有自发进行的倾向
D. 反式转化为顺式后更容易生成和
13. 过氧化氢作为一种多功能且环保的氧化剂,在工业生产、漂白、消毒和废水处理等领域都发挥着重要作用。电化学合成的电解原理如图所示。电极产物为氧气和。下列说法正确的是
A. a极为阴极
B. 阳极电极反应式为
C. 阴极电极反应式为
D. 标准状况下,阴极每通入,电路中转移电子
14. 25℃时,(浓度约为)溶液中、、在含硫粒子中所占分数随溶液的变化关系如图所示(用调节)。下列说法正确的是
A. 曲线代表,曲线代表
B. 当溶液中时,溶液的
C. 滴定溶液时,两次突跃指示剂分别选择甲基橙和酚酞
D. 当溶液时,
二、非选择题:本题共4个小题,共58分。
15. 乙二醇锑是一种高效的聚酯缩聚催化剂,主要应用于聚酯工业生产,一种从硫化锑精矿制备乙二醇锑的工艺流程如图所示。
已知:乙二醇锑为白色晶体;分散剂可以吸附在颗粒表面,使原本容易聚集的固体颗粒相互之间产生排斥力,有效降低颗粒团聚的趋势,让颗粒能均匀地分散在分散介质中。
回答下列问题:
(1)生产中硫化锑精矿需磨细后再与氯化铁溶液进行“搅拌反应”,磨细的目的是________;“搅拌反应”的主要化学方程式为________。
(2)一定温度下,取硫化锑精矿,加入氯化铁溶液中“搅拌反应”,三氯化锑产率与氯化铁浓度的理论量倍数的关系如图甲所示。综合考虑,氯化铁浓度控制在理论量的________倍,可以经济的得到比较优质的三氯化锑。
(3)向三氯化锑中加入乙二醇,“混合反应”的化学方程式为________;“混合反应”时反应温度分别取40℃、50℃、60℃、70℃和80℃,其他条件最优,实验结果如图乙所示。温度大于70℃时,产物中锑的含量升高,产物变黄,综合考虑,最终确定制备反应的适宜温度为70℃的原因为________。
(4)乙二醇和三乙胺加入制备液中进行“搅拌”,其中加入三乙胺的日的是________。
(5)恒温反应一段时间后,在烧杯中“陈化”12h,抽滤,在95℃下进行真空干燥,即得乙二醇锑产品。在95℃下进行真空干燥的优点为________。
(6)称取乙二醇锑产品于锥形瓶中,加入浓盐酸,待样品溶解后,再加入水,充分振荡,加入的酒石酸钾钠水溶液,摇匀后,加入溶液直至无气泡产生,再加入淀粉溶液作指示剂,用的标准溶液滴定至溶液呈蓝色,消耗的标准溶液为。已知:,则产品中锑元素的质量分数为________。
16. 某实验小组进行的制备实验,实验装置(部分夹持装置省略)如图所示。先使固体与饱和溶液在微热条件下反应制备,再经过净化、干燥后与粉于300℃条件下反应制备得到固体,易与水反应。
回答下列问题:
(1)按实验装置组装好仪器后,实验前________(填操作名称),仪器a的名称为________。
(2)向装置中加入相应的药品,实验开始时,应________(填“先点燃A装置的酒精灯”或“先打开F处的管式炉”)。装置A中发生反应的化学方程式为________。
(3)装置的作用是________,实验制备的中含有氮氧化物、和水蒸气,装置中的硫酸亚铁铵溶液的一种作用是吸收形成配离子:,另一种作用是________(用离子方程式表示)。
(4)装置中溶液的作用是吸收中的氮氧化物,装置中无水能吸收气流中的形成,从而达到干燥的目的,但干燥剂无水的颗粒不能太大或装得太密实,原因是________。
(5)有同学认为该装置制备存在设计上的缺陷,改进方法是________。
(6)、、三种固体化合物的晶体类型属于________;中阴离子的空间结构为________。
17. 能源危机和温室效应是社会发展所面临的重要问题,甲烷催化重整制“氢”既能缓解能源紧张局面又能变废为宝,有重要的现实意义。甲烷制氢过程存在以下常见的化学反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
回答下列问题:
(1)计算________。
(2)反应Ⅴ的速率,其中、分别为正、逆反应速率常数。升高温度时________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)温度为时,向某刚性密闭容器中充入、,此时压强为,再向容器内充入一定量二氧化碳,发生上述反应。平衡时完全反应,与部分组分物质的量、二氧化碳及甲烷的转化率关系如图所示。
①该条件下,时,水的物质的量的值为________。
②当时,物质的量减小的原因是________。
③、时,反应Ⅵ: 的________(列出计算式即可);温度升高,反应Ⅵ的________(填“增大”“减小”或“不变”)。
18. 抗癫痫药拉科酰胺(J)的一种合成工艺如图所示。
已知:为;为苯基;为四氢呋喃;为乙基;为对甲苯磺酰基;为甲基;为烯烃常用氧化剂。
回答下列问题:
(1)化合物F中含氮官能团的名称为________;化合物A含有氨基,则化合物A的名称为________。
(2)化合物B的结构简式为________;的反应类型为________。
(3)化合物的化学反应方程式为________。
(4)K与C互为同分异构体,符合以下条件的K有________种(不考虑立体异构);写出核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为的结构简式:________(任写一种)。
a.苯环上有2个对位取代基;
b.含;
c.与溶液能发生显色反应。
(5)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线:________(其他试剂任选)。
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2025年普通高中学业水平选择性考试模拟押题卷
化学(二)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Sb122
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. 下列文物具有典型的古文化特色。下列说法错误的是
A. 河姆渡文化黑陶的主要成分为硅酸盐
B. 商代四羊青铜方尊的主要成分为合金
C. 马王堆汉墓3号墓出土的帛书的主要成分为纤维素
D. 秦兵马俑彩绘颜料的绿色成分含孔雀石,孔雀石的主要成分为
【答案】C
【解析】
【详解】A.河姆渡文化黑陶以黏土为主要原料,经烧制形成硅酸盐产品,主要成分为硅酸盐,A正确;
B.商代四羊青铜方尊的主要成分为铜锡合金,属于合金材料,B正确;
C.马王堆汉墓帛书书写于绢帛之上,绢帛的主要成分为蛋白质,C错误;
D.秦兵马俑彩绘颜料中的绿色成分为孔雀石,其主要成分为碱式碳酸铜,化学式为,D正确;
故选C。
2. 在现代食品工业中,食品添加剂与其用途的对应关系错误的是
A. 谷氨酸钠:能增强食品的鲜味,是一种常用的增味剂
B. 柠檬黄:色素分为天然色素和合成色素,柠檬黄为天然色素
C. 抗坏血酸:能被氧化为脱氢抗坏血酸,作为抗氧化剂
D. 葡萄糖酸内酯:常用作制作豆腐的凝固剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.味精能增强食品的鲜味,是一种常用的增味剂,其主要成分为谷氨酸钠,A正确;
B.色素分为天然色素和合成色素,常见的天然色素有红曲红、胡萝卜素、姜黄素、焦糖色等,常见的合成色素有苋菜红、柠檬黄、靛蓝等,B错误;
C.抗坏血酸(即维生素C)能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用,是水果罐头中常用的抗氧化剂,C正确;
D.葡萄糖酸内酯是制作豆腐的常用凝固剂之一,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的系统命名:1,2,4-三苯酚
B. 分子的球棍模型:
C. 激发态原子的轨道表示式:
D. 中键的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物属于三元酚,母体为苯三酚,系统命名应为1,2,4-苯三酚,A错误;
B.题给模型仅呈现原子相对大小与空间堆积形态,为的空间填充模型,球棍模型需用短棍表示原子间的化学键,B错误;
C.原子核外第二能层只有、两种能级,不存在轨道,无法填充电子,C错误;
D.原子价层轨道含有1个单电子,两个原子的轨道沿键轴方向头碰头重叠,形成键,图示成键过程符合规律,D正确;
故选 D。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和充分反应生成的分子数目为
B. 溶液中的数目为
C. 中键的数目为
D. 质量分数为10%的甲醛水溶液中含有的氢原子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.为可逆反应,0.2mol和0.1mol充分反应后生成的物质的量小于0.2mol,分子数目小于0.2,A错误;
B.1L溶液中铵根离子发生水解,的实际物质的量小于0.2mol,数目小于0.2,B错误;
C.1mol中,4个共含12molN-Hσ键,4个Cu-N配位键也属于σ键,总σ键数目为16,C错误;
D.60g质量分数为10%的甲醛水溶液中,甲醛质量为6g,物质的量为 ,含氢原子0.4mol;水的质量为54g,物质的量为 ,含氢原子6mol,总氢原子物质的量为6.4mol,数目为6.4,D正确;
故选 D。
5. “劳动是财富的源泉,也是幸福的源泉。”下列劳动项目与化学知识关联正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
化验员:检验稀溶液中含有
B
糕点师:利用作膨松剂
C
合成橡胶师:异戊二烯加聚生成顺式结构
D
制皂艺师:用橄榄油、椰子油、棕榈油等制肥皂
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀溶液中与不加热时反应生成,无放出,无法检验铵根离子,A错误;
B.,生成的二氧化碳气体可使面团膨胀,可作膨松剂,B正确;
C.异戊二烯加聚生成顺式聚异戊二烯时,碳碳双键两侧的甲基和氢原子位于同侧,中间碳碳单键变碳碳双键,正确方程式为:,C错误;
D.植物油为混甘油酯,分子中的高级脂肪酸烃基不都为,皂化反应生成多种高级脂肪酸钠,方程式,D错误;
故选 B。
6. 二甲基亚砜和乙酸酐混合体系可以将羟基氧化为羰基,某羟基化合物的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该羟基化合物存在立体异构
B. 该羟基化合物中含有4种官能团
C. 该羟基化合物最多能与氢气发生加成反应
D. 该羟基化合物含有5个杂化的碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该化合物存在多个手性碳原子,存在立体异构,A正确;
B.该化合物含有酮羰基、碳碳双键、羟基、酯基共4种官能团,B正确;
C.1mol该化合物含1mol碳碳双键、2mol酮羰基,酯基不能与发生加成反应,最多能与3mol发生加成反应,C错误;
D.杂化的碳原子包括碳碳双键的2个碳原子、2个酮羰基碳原子、1个酯基羰基碳原子,共5个,D正确;
故选 C。
7. 下列图示与对应的叙述不相符或不能达到相应目的的是
A.实验室快速制氨
B.除去中混有的少量
C.除去溶在中的
D.实验室制备
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓氨水中存在平衡,加入氧化钙后,氧化钙与水反应放热且增大,使平衡逆向移动,促进氨气逸出,可快速制氨,A正确;
B.不与饱和溶液反应,可与反应生成,洗气时气体长进短出,可除去中混有的少量,B正确;
C.可与溶液反应生成易溶于水的、,产物不溶于,且溶液与不互溶,分液即可分离,可除去溶在中的,C正确;
D.实验室制备采用大理石与稀盐酸常温反应的方法,应使用固液不加热装置,D错误;
故选 D。
8. 下列各组离子在特定条件下一定能大量共存的是
A. 能与反应生成气体的溶液中:、、、
B. 常温下,的溶液中:、、、
C. 水电离出的的溶液中:、、、
D. 滴加溶液显红色的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.能与Al反应生成气体的溶液若为强酸性,与结合生成弱电解质,不能大量共存,A错误;
B.常温下的溶液为强酸性,、、、之间不发生反应,能大量共存,B正确;
C.水电离出的的溶液若为强碱弱酸盐溶液,呈碱性,与反应,不能大量共存,C错误;
D.滴加KSCN溶液显红色的溶液中含,具有氧化性,可与发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
故选 B。
9. 一种常用于酯化、聚合反应的催化剂的分子结构式如图所示。已知、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,和同族。下列说法正确的是
A. 沸点: B. 最高价含氧酸的酸性:
C. 电负性: D. 和的空间结构均为四面体形
【答案】B
【解析】
【分析】R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,结合成键特征,R只形成1个单键,为H;W形成4个单键,为C;Z形成2个共价键,Z与X同族,X可形成6个共价键,故Z为O,X为S;Y原子序数大于S,只形成1个单键,为Cl。
【详解】A.为,为,分子间存在氢键,沸点高于,A错误;
B.非金属性,最高价含氧酸酸性,即,B正确;
C.电负性顺序为,即,C错误;
D.为,中心S价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形;为,中心Cl价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,二者均不是四面体形,D错误;
故选B。
10. 对于可逆反应,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 反应每消耗气体,转移电子数约为
D. 一定温度下,反应达到平衡,增大压强,该反应的平衡常数不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,温度升高时的平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,,A错误;
B.该反应的平衡常数表达式为,选项中表达式分子与分母位置颠倒,B错误;
C.未注明气体处于标准状况,无法直接用气体摩尔体积计算物质的量,因此无法确定转移电子数,C错误;
D.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大压强平衡常数不变,D正确;
故选D。
11. 随着科技发展,高纯砷的需求量越来越大,气相氯化还原法制高纯砷的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 升华提纯是根据沸点差异,通过升华、凝华除去沸点高的杂质
B. 200∼250℃用氯气氧化砷的化学方程式为
C. 800℃用高纯氢还原三氯化砷的化学方程式为
D. 已知为两性氧化物,其与溶液反应的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】起始原料为粗砷,目标产物为高纯砷,粗砷经升华提纯得到纯砷,砷与氯气反应生成三氯化砷,经精馏提纯得到高纯三氯化砷,最后高纯三氯化砷被氢气还原得到高纯砷,杂质随各分离环节除去。
【详解】A.升华提纯根据物质沸点差异实现分离,沸点较低的砷先升华,再凝华收集,可除去沸点更高的杂质,A正确;
B.砷与氯气反应生成三氯化砷,配平正确,B正确;
C.氢气还原三氯化砷生成砷和氯化氢,配平正确,C正确;
D.为两性氧化物,与溶液反应生成偏亚砷酸钠和水,亚砷酸根为,对应钠盐为,配平后正确反应方程式为,选项给出的方程式产物与配平均错误,D错误;
故选 D。
12. 硝基甲烷的热分解反应不只有断裂一条路径,还存在硝基异构化路径,该路径如图所示(部分物质省略)。注:代表过渡态。下列说法错误的是
A. 硝基甲烷的热分解反应为吸热反应
B. 硝基甲烷的热分解反应的决速步骤的为
C. 反式转化为顺式有自发进行的倾向
D. 反式转化为顺式后更容易生成和
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,硝基甲烷的热分解反应、,反应的产物的能量均高于反应物的能量,故硝基甲烷的热分解反应为吸热反应,A正确;
B.反应的决速步骤是活化能(过渡态与反应物的能量差)最大的一步,硝基甲烷的热分解反应的决速步骤为活化能最大的步骤,为,B正确;
C.反式转化为顺式的反应的,有自发进行的倾向,C正确;
D.反式转化为顺式后生成和的活化能更高,更不易生成,D错误;
故此题选D。
13. 过氧化氢作为一种多功能且环保的氧化剂,在工业生产、漂白、消毒和废水处理等领域都发挥着重要作用。电化学合成的电解原理如图所示。电极产物为氧气和。下列说法正确的是
A. a极为阴极
B. 阳极电极反应式为
C. 阴极电极反应式为
D. 标准状况下,阴极每通入,电路中转移电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,b电极氧气得电子,为阴极,A错误;
B.阳极在碱性条件下反应,不能生成,正确的电极反应式应为:,B错误;
C.阴极发生还原反应,阴极反应式为,C错误;
D.标准状况下,阴极通入,,氧原子由0价变为-1价,电路中转移电子,D正确;
故选D。
14. 25℃时,(浓度约为)溶液中、、在含硫粒子中所占分数随溶液的变化关系如图所示(用调节)。下列说法正确的是
A. 曲线代表,曲线代表
B. 当溶液中时,溶液的
C. 滴定溶液时,两次突跃指示剂分别选择甲基橙和酚酞
D. 当溶液时,
【答案】B
【解析】
【分析】25℃时,,是二元弱酸,随增大(即减小,酸性增强),含硫粒子的分布分数变化:酸性越强,占比越高,碱性越强占比越高,中间占比最高,因此:曲线为,曲线为,曲线为。
【详解】A.曲线a代表,不是,A错误;
B. 的两步电离:,,,,相乘得:;时,和交点,,因此;时,和交点,,因此。当时,,得,,B正确
C.第一次滴定生成,水解程度大于电离程度,溶液显碱性(),甲基橙变色范围为3.1~4.4(酸性),不能用甲基橙作第一次突跃的指示剂,C错误;
D.当溶液时,,,有电荷守恒,则,因为,所以,即,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4个小题,共58分。
15. 乙二醇锑是一种高效的聚酯缩聚催化剂,主要应用于聚酯工业生产,一种从硫化锑精矿制备乙二醇锑的工艺流程如图所示。
已知:乙二醇锑为白色晶体;分散剂可以吸附在颗粒表面,使原本容易聚集的固体颗粒相互之间产生排斥力,有效降低颗粒团聚的趋势,让颗粒能均匀地分散在分散介质中。
回答下列问题:
(1)生产中硫化锑精矿需磨细后再与氯化铁溶液进行“搅拌反应”,磨细的目的是________;“搅拌反应”的主要化学方程式为________。
(2)一定温度下,取硫化锑精矿,加入氯化铁溶液中“搅拌反应”,三氯化锑产率与氯化铁浓度的理论量倍数的关系如图甲所示。综合考虑,氯化铁浓度控制在理论量的________倍,可以经济的得到比较优质的三氯化锑。
(3)向三氯化锑中加入乙二醇,“混合反应”的化学方程式为________;“混合反应”时反应温度分别取40℃、50℃、60℃、70℃和80℃,其他条件最优,实验结果如图乙所示。温度大于70℃时,产物中锑的含量升高,产物变黄,综合考虑,最终确定制备反应的适宜温度为70℃的原因为________。
(4)乙二醇和三乙胺加入制备液中进行“搅拌”,其中加入三乙胺的日的是________。
(5)恒温反应一段时间后,在烧杯中“陈化”12h,抽滤,在95℃下进行真空干燥,即得乙二醇锑产品。在95℃下进行真空干燥的优点为________。
(6)称取乙二醇锑产品于锥形瓶中,加入浓盐酸,待样品溶解后,再加入水,充分振荡,加入的酒石酸钾钠水溶液,摇匀后,加入溶液直至无气泡产生,再加入淀粉溶液作指示剂,用的标准溶液滴定至溶液呈蓝色,消耗的标准溶液为。已知:,则产品中锑元素的质量分数为________。
【答案】(1) ①. 增大接触面积,提高锑的浸出率 ②.
(2)2.5 (3) ①. ②. 随着温度的上升,产物中锑含量不断升高,乙二醇锑产率增大,温度大于70℃时,乙二醇锑变质变黄
(4)作分散剂(答案合理即可)
(5)在真空状态下,水和其他挥发性成分的沸点会降低,可快速实现干燥(答案合理即可)
(6)
【解析】
【分析】本实验的目的是以硫化锑精矿(Sb2S3)为原料制备乙二醇锑。整个工艺流程可以分为三个主要阶段:第一阶段为酸浸氧化阶段(浸出),首先将精矿磨细,加入氯化铁(FeCl3)溶液,这里的 Fe3+具有强氧化性,它将硫化锑中的硫元素(-2价)氧化成单质硫(0价),而锑元素则以三氯化锑(SbCl3)的形式进入溶液,这是一个将固体矿石转化为可溶性离子的过程;第二阶段为反应合成阶段,在得到的三氯化锑溶液中加入乙二醇和三乙胺,乙二醇与三氯化锑发生类似于酯化的取代反应,生成目标产物乙二醇锑,同时放出氯化氢(HCl)三乙胺在这里作为分散剂,防止固体颗粒团聚;第三阶段为分离提纯阶段, 经过“陈化”(让晶体充分长大)、过滤、抽滤,最后在真空环境下干燥,真空干燥可以在较低的温度下快速除去水分和杂质,防止产物在高温下变质。
【小问1详解】
将固体磨细是为了增大固体与液体的接触面积,从而加快反应速率,使锑元素的浸出更加充分;此反应是氧化还原反应,Fe3+降价变为Fe2+,S2−升价变为S单质,化学方程式为:;
【小问2详解】
观察图甲,随着 FeCl3浓度增加,产率快速上升,但当浓度达到理论量的2.5倍后,曲线趋于平缓,产率增加不再明显,从经济角度考虑,多加试剂会增加成本,因此选择2.5倍最为合适;
【小问3详解】
SbCl3里的Cl原子被乙二醇中的氧原子取代,产生HCl,化学方程式为:;最终确定制备反应的适宜温度为70℃的原因是70℃之前随着温度的上升,产物中锑含量不断升高,乙二醇锑产率增大,温度大于70℃时,产物变黄影响质量。
【小问4详解】
根据已知信息,分散剂能吸附在颗粒表面产生排斥力,三乙胺在此起到分散剂的作用,防止乙二醇锑在生成过程中发生团聚,使颗粒更加细小、均匀;
【小问5详解】
在真空(低压)条件下,液体的沸点会降低,这意味着在95℃这种相对较低的温度下,水分和挥发性杂质就能快速汽化,既提高了干燥速度,又避免了产物在高温下氧化或分解;
【小问6详解】
根据反应式可知,n(I2):n(Sb)=1:1,n(I2)=c⋅V=0.05 mol/L×V×10−3L=0.05V×10−3 mol,m(Sb)=n(Sb)×M(Sb)=0.05V×10−3 mol×122 g/mol=0.0061V g,质量分数=×100%=×100%=%。
16. 某实验小组进行的制备实验,实验装置(部分夹持装置省略)如图所示。先使固体与饱和溶液在微热条件下反应制备,再经过净化、干燥后与粉于300℃条件下反应制备得到固体,易与水反应。
回答下列问题:
(1)按实验装置组装好仪器后,实验前________(填操作名称),仪器a的名称为________。
(2)向装置中加入相应的药品,实验开始时,应________(填“先点燃A装置的酒精灯”或“先打开F处的管式炉”)。装置A中发生反应的化学方程式为________。
(3)装置的作用是________,实验制备的中含有氮氧化物、和水蒸气,装置中的硫酸亚铁铵溶液的一种作用是吸收形成配离子:,另一种作用是________(用离子方程式表示)。
(4)装置中溶液的作用是吸收中的氮氧化物,装置中无水能吸收气流中的形成,从而达到干燥的目的,但干燥剂无水的颗粒不能太大或装得太密实,原因是________。
(5)有同学认为该装置制备存在设计上的缺陷,改进方法是________。
(6)、、三种固体化合物的晶体类型属于________;中阴离子的空间结构为________。
【答案】(1) ①. 检查装置的气密性 ②. 恒压滴液漏斗
(2) ①. 先点燃A装置的酒精灯 ②.
(3) ①. 作安全瓶(缓冲瓶),防止倒吸 ②.
(4)颗粒太大,吸水效果不好,装得太密实会导致气流不畅,造成洗气瓶或安全瓶的瓶盖被冲开等一系列问题(合理即可)
(5)在与G之间添加一个干燥装置
(6) ①. 离子晶体 ②. V形
【解析】
【分析】装置A中与饱和溶液微热发生归中反应:,生成含杂质的氮气;装置B作安全瓶防倒吸,装置C中硫酸亚铁铵溶液既吸收形成配离子,又通过除去,装置D中溶液吸收剩余氮氧化物,装置E中无水干燥氮气;纯净干燥的氮气进入装置F,与镁粉在下发生化合反应:;装置G中的水用于处理尾气,但因易水解,装置F与G间缺少干燥装置,需额外补充以防止水蒸气倒吸导致产物变质,据此分析。
【小问1详解】
组装好仪器后,实验前应检查装置的气密性;仪器a为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
实验开始时,应先点燃A装置的酒精灯,生成以排尽装置内空气,防止与反应;装置A中反应的化学方程式为;
【小问3详解】
装置B为安全瓶,可防止倒吸;装置C中硫酸亚铁铵溶液除吸收外,还可除去,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
无水颗粒太大时,与水蒸气接触面积小,吸水效果差;装得太密实时,气流通道过窄,易导致气流不畅,甚至造成装置内压强过大,冲开瓶盖;
【小问5详解】
装置G中的水蒸气可能倒吸入装置F,与反应,因此需在F与G之间添加一个干燥装置;
【小问6详解】
、、均由阴阳离子组成,均属于离子晶体;中阴离子的价层电子对数为,的空间结构为形。
17. 能源危机和温室效应是社会发展所面临的重要问题,甲烷催化重整制“氢”既能缓解能源紧张局面又能变废为宝,有重要的现实意义。甲烷制氢过程存在以下常见的化学反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
回答下列问题:
(1)计算________。
(2)反应Ⅴ的速率,其中、分别为正、逆反应速率常数。升高温度时________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)温度为时,向某刚性密闭容器中充入、,此时压强为,再向容器内充入一定量二氧化碳,发生上述反应。平衡时完全反应,与部分组分物质的量、二氧化碳及甲烷的转化率关系如图所示。
①该条件下,时,水的物质的量的值为________。
②当时,物质的量减小的原因是________。
③、时,反应Ⅵ: 的________(列出计算式即可);温度升高,反应Ⅵ的________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)增大 (3) ①. 0.34 ②. 大于0.7时,随二氧化碳的量增加,促进了氢气与二氧化碳的反应,氢气不断被消耗,出现下降的变化趋势 ③. ④. 增大
【解析】
【分析】结合反应平衡移动规律匹配曲线:随增大,投料量增加,反应正向移动生成和,反应正向移动消耗,低时生成量大于消耗量,物质的量升高,时消耗量大于生成量,物质的量下降;甲烷转化率随投料增加持续升高,物质的量随增大持续升高,水蒸气物质的量随增大持续升高。
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应反应反应,代入焓变计算:
【小问2详解】
反应达到平衡时正逆反应速率相等,即,整理得平衡常数,因此。反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故增大。
【小问3详解】
①初始充入、,时初始 ,完全反应,由反应可知消耗,生成 和。时甲烷转化率为98%,故反应的总物质的量为 ,参与反应、反应的物质的量为 。平衡时 , ,结合H元素守恒,初始总H物质的量为 ,平衡时中含H物质的量为 ,剩余H全部存在于中,故 。
②当时,投料量持续增加,促进反应正向移动,的消耗量大于反应生成的量,故物质的量减小。
③初始充入、时总压强为120kPa,总物质的量为1.2mol,故单位物质的量对应压强为。时平衡总物质的量为 ,总压强为 。平衡时各物质分压: , , , ,反应的平衡常数。反应的,为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大。
18. 抗癫痫药拉科酰胺(J)的一种合成工艺如图所示。
已知:为;为苯基;为四氢呋喃;为乙基;为对甲苯磺酰基;为甲基;为烯烃常用氧化剂。
回答下列问题:
(1)化合物F中含氮官能团的名称为________;化合物A含有氨基,则化合物A的名称为________。
(2)化合物B的结构简式为________;的反应类型为________。
(3)化合物的化学反应方程式为________。
(4)K与C互为同分异构体,符合以下条件的K有________种(不考虑立体异构);写出核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为的结构简式:________(任写一种)。
a.苯环上有2个对位取代基;
b.含;
c.与溶液能发生显色反应。
(5)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线:________(其他试剂任选)。
【答案】(1) ①. 酰胺基 ②. 苯甲胺或苄胺
(2) ①. ②. 取代反应
(3) (4) ①. 12 ②. 或(任写一种即可)
(5)
【解析】
【分析】已知A含氨基,A与丙烯酸()发生反应生成B,B分子式为,结合后续C的结构可推得:A为,A的氨基与丙烯酸羧基脱水成酰胺,得到B:,B在作用下,得到C,C含两个羟基,与反应得到D,D在碱性条件下发生分子内取代反应得到E,E发生开环反应得到F,F与反应生成G,G与发生取代反应,得到H,H在三苯基膦/THF-水条件下发生反应,叠氮被还原为氨基,得到I,I的氨基与乙酸酐发生反应得到最终产物J。
【小问1详解】
化合物为,含氮官能团的名称为酰胺基;化合物A含有氨基,由可知,化合物为,其名称为苯甲胺;
【小问2详解】
由可知,化合物B的结构简式为;的反应类型为取代反应;
【小问3详解】
化合物的化学反应方程式为;
【小问4详解】
K与互为同分异构体,不考虑立体异构,苯环上有2个对位取代基,其一为,且与溶液能发生显色反应,说明含有酚羟基,硝基的位置可位于、、、,共计12种,核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为,说明含有2个对称的甲基,其结构简式为或;
【小问5详解】
结合题给信息和所学知识,可由和发生取代反应制得,可由在与条件下反应制得,可由在与条件下制得,可由在的条件下生成,故合成路线可表示为。
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