内容正文:
2025年江西省普通高中学业水平选择性考试
化学样卷(一)
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,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 N14 O16 Cu64 Re186
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. 民以食为天,餐桌饮食文化中蕴藏着丰富的化学知识,江西特色美食以其精湛的烹饪技艺、精挑细选的食材,占据着举足轻重的地位,彰显出独特而迷人的饮食文化魅力。下列说法错误的是
A. 南昌著名小吃——白糖糕,其含有的蔗糖不能发生银镜反应
B. 南昌瓦罐汤:黏土烧制瓦罐过程中涉及化学变化和物理变化
C. 井冈山烟笋中含有大量的纤维素,纤维素属于有机高分子
D. 安福火腿:保鲜火腿时添加调味剂
2. 黑磷是与石墨烯(如图)类似的新型层状二维半导体材料,可由白磷在一定条件下转化而成。下列有关黑磷的说法正确的是
A. 黑磷晶体中磷原子的杂化方式为
B. 从黑磷中剥离黑磷片状结构需要破坏化学键
C. 黑磷与白磷均为分子晶体
D. 黑磷中平均每个六元环含有2个P原子
3. 一次性鉴别下列三种溶液,选用的试剂不可行的是
A. 、、三种溶液:溶液
B. 、、三种溶液:氢碘酸溶液
C. 乙酸、苯、乙醇三种无色液体:碳酸钠溶液
D. 分别含、、的三种溶液:NaOH溶液
4. 科学工作者成功合成了一种新型分子Z(结构如图所示),该分子以其独特的性能和广阔的应用前景,成为一种备受关注的材料。合成反应如下:
下列叙述错误的是
A. Z含有3种官能团
B. Z显碱性,能与盐酸反应
C. Z能发生水解反应、加成反应和氧化反应
D. 可由和4molY通过取代反应制得
5. 配合物的合成过程是一个复杂而又有趣的过程,色胺酮可以在甲醇作为溶剂的条件下合成一种配合物,如图所示。
下列说法错误的是
A. 色胺酮分子中所含元素的电负性:
B. 基态的价电子排布式为
C. 色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D. 1号N原子的孤电子对占据杂化轨道
6. 类比或推理是重要的学习方法。下列类比或推理合理的是
选项
已知
方法
结论
A
FeS与稀盐酸反应生成
类比
CuS与稀盐酸也能反应生成
B
合成硫酸涉及反应(条件为催化剂、高温),可用空气代替反应物
类比
合成氨的反应为(条件为高温、高压、催化剂),可用空气代替反应物
C
的成键电子对间的排斥力较大
推理
的键角比的键角大
D
溶度积:
推理
溶解度:
A. A B. B C. C D. D
7. 利用氧化法可制备某些配位化合物,如。设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 中含有键的数目为
B. 的溶液中,的数目为
C. 中N原子的价层电子对数为
D. 中含有键的数目为
8. 某小组同学探究与溶液是否反应,按如图实验装置(尾气处理装置未画出)进行实验,先将甲中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中无明显现象;再将丙中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中有大量沉淀产生。下列叙述错误的是
A. 甲装置中的试剂可用稀硫酸和硫代硫酸钠固体代替
B. 实验前,可用稀盐酸和溶液检验是否变质
C. 乙装置中的离子反应可能为
D. 丙装置中的试剂a和b可能分别是过氧化钠和水
9. 铜作为催化剂,有较强的表面吸附效应,它表面会吸附反应物或产物,从而改变分子的构型,使它们更易发生反应。单个二甲基甲酰胺在Cu表面的催化作用反应历程如图所示。
下列说法正确的是
A. 该历程中的最大能垒为2.16eV
B. 该历程涉及极性键的断裂与形成
C. 发生历程Ⅰ后体系能量下降,其原因是断开放出能量
D. 若完全转化为三甲胺,则会释放出1.02eV的能量
10. 含Z元素的化合物具有漂白性,主要用于造纸工业纸浆和纺织工业棉、麻、丝纤维织物的漂白,其漂白原理和涉及的主要反应为,其中W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的号主族元素,Q是地壳中含量排名第五的元素。下列说法正确的是
A. 基态原子的未成对电子数:
B. 酸性:
C. 半径大小:
D. 、分别与W形成的化合物的沸点:
11. 开发太阳能是践行低碳生活的有效途径,一种新型的绿色环保电池的工作原理如图所示,在太阳光的照射条件下,通过敏化剂层后的会产生电子()和空穴(),驱动Pt电极的电极反应,从而产生电流。下列说法正确的是
A. 该电池工作时,只涉及化学能转化为电能
B. 该电池工作时,从Pt电极向电极方向移动
C. Pt电极的电极反应为
D. 光敏化剂结构中的化学键有共价键、氢键
12. 与反应合成HCOOH,是实现“碳中和”的有效途径,主要反应为。在恒容密闭容器中,投入等物质的量的和发生上述反应,相同时间内的转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 逆反应速率:
C. 曲线上只有点达到了该反应的平衡状态
D. 平衡后,向容器中再次投入等物质的量的和,的转化率增大
13. 某钴硫化物可用于制作锂离子电池的电极材料,在充、放电过程中,在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。结构1表示该化合物晶胞的部分结构,晶胞2、晶胞3均为立方晶胞,是该电池充电后形成的晶胞结构。
下列说法错误的是
A. 结构1中钴硫化物的化学式为
B. 晶胞3中Li占据了由S形成的正四面体空隙,且占有率为
C. 已知晶胞2的俯视图为,则晶体中Li与S之间的最短距离为
D. 位于晶胞2中体心位置的S相当于位于晶胞3的面心位置
14. 常温下,的溶液加水稀释的变化图像如图1所示,和的沉淀溶解平衡曲线如图2所示。已知:,M代表或。
下列说法正确的是
A. 将的溶液稀释10倍后,溶液中
B. 加水稀释过程中,的值不变
C. a点时有沉淀生成,无沉淀生成
D. 时,、饱和溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铼(Re)元素在元素周期表中与Mn同族。以钼精矿(主要成分为、,还含有、、、等杂质)为原料制备单质Re的工艺流程如下:
已知:①;
②是酸性氧化物,的性质与的性质相似;高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水。
回答下列问题:
(1)、、、元素的第一电离能大小关系为______,晶体的晶体类型为______。
(2)已知“热解”时发生的主要反应为高铼酸铵晶体与共热反应生成、,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)“除磷”后,高铼酸铵溶液经“一系列操作”可得到晶体,“一系列操作”包括______。
(4)与水反应的离子方程式为______。
(5)水相1中的阴离子主要是和,滤渣2的成分是______。
(6)用氢气“还原”制取金属铼(包括“分解”和“还原”两步),写出两步的总反应的化学方程式:______。
(7)Re有多种金属氧化物,其中晶胞如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为。该晶体的密度为______(用含a、的代数式表示)。
16. 某研究小组制备配合物顺式二甘氨酸合铜并测定所得产品中铜的含量。回答下列问题:
Ⅰ、制备顺式二甘氨酸合铜水合物
将固体置于烧杯中,加入甘氨酸,加热至,搅拌,充分反应后趁热抽滤,往滤液中加入10mL乙醇溶液,冷却结晶,抽滤、洗涤、干燥,得产品。
已知:①制备反应为;
②该反应同时生成顺式产物(天蓝色针状)和反式产物(蓝紫色鳞片状),其反应过程与能量变化如图所示。
(1)趁热抽滤的目的是______。
(2)从反应速率及产品纯度角度解释上述步骤中控制反应温度为的原因:______,可采用的加热方式为______。
(3)加入乙醇溶液的作用是______。
(4)抽滤装置如图所示,抽滤的优点是______(至少写2点);抽滤完毕需进行下列操作,从实验安全角度考虑,你认为接下来最合理的第一步操作为______(填序号)。
①取下布氏漏斗 ②关闭水泵开关 ③打开活塞K ④拔下抽滤瓶处橡皮管
Ⅱ、产品中Cu元素含量的测定称取样品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250mL溶液。取20.00mL溶液,加入足量KI固体和50mL水,以淀粉溶液为指示剂,立即用的标准溶液滴定至终点,消耗溶液。已知:在酸性介质中,配合物中的被质子化,配合物被破坏;。
(5)滴定终点时溶液颜色的变化为______。
(6)产品中铜元素的质量分数为______。
17. 1,3-丁二烯是重要的有机化工原料,可用于合成橡胶等。回答下列问题:
Ⅰ、丁烯()氧化脱氢制丁二烯()的生产工艺涉及的反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
(1)已知:时,的燃烧热为的燃烧热为;。则=______。
(2)判断反应Ⅱ的自发性并说明理由:______。
Ⅱ、在密闭容器中充入一定量的1-丁烯,发生的反应为,测得不同温度下1-丁烯的平衡转化率与体系压强的关系如图所示。
(3)图中温度、、由高到低的顺序为______,判断依据为______。
(4)已知:在较低温度下反应易自发进行,,其中、为速率常数,速率常数与温度的关系如图所示;温度下,。
①图中温度下,反应的化学平衡常数______。
②图中温度下,、在图中对应的点分别为______、______。(填字母)
Ⅲ、一种用乙炔合成丁二烯(C4H6)的电解装置示意图如图,其中电解质溶液为的溶液。
(5)写出生成的电极反应:______。
(6)用溶液吸收阳极逸出的气体再生电解质溶液。不考虑气体溶解残留和溶液体积变化,当电路中转移时,计算理论上再生电解质溶液中的______。已知的电离平衡常数。
18. 聚合物Q具有较高的玻璃化转变温度,是一些高温领域的理想材料,其高温稳定性源自硬链节和极性基团间的强相互作用,广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。Q的合成路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)化合物P的名称是______(用系统命名法命名)。化合物G的结构简式是______。
(2)的反应类型为______。要实现,所需的试剂和条件为______。
(3)化合物M生成N的化学方程式为______。
(4)下列说法错误的是______(填字母)。
A. 化合物M的核磁共振氢谱中有2个吸收峰
B. 化合物I中O原子的杂化方式均是
C. 1mol化合物N最多可与3molNaOH反应
D. 聚合物Q中含氧官能团只有1种
(5)同时满足下列条件的化合物M的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①含苯环,且能发生银镜反应
②能与溶液反应生成
(6)以乙烯和丙炔酸为原料,设计一条合成的路线______ (用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。
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2025年江西省普通高中学业水平选择性考试
化学样卷(一)
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,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 N14 O16 Cu64 Re186
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. 民以食为天,餐桌饮食文化中蕴藏着丰富的化学知识,江西特色美食以其精湛的烹饪技艺、精挑细选的食材,占据着举足轻重的地位,彰显出独特而迷人的饮食文化魅力。下列说法错误的是
A. 南昌著名小吃——白糖糕,其含有的蔗糖不能发生银镜反应
B. 南昌瓦罐汤:黏土烧制瓦罐过程中涉及化学变化和物理变化
C. 井冈山烟笋中含有大量的纤维素,纤维素属于有机高分子
D. 安福火腿:保鲜火腿时添加调味剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.蔗糖分子结构中不含有醛基,不能发生银镜反应,A正确;
B.黏土塑造瓦罐形状的过程未有新物质生成,为物理变化。黏土在烧制过程中发生脱水、分解等反应,发生了化学变化,B正确;
C.纤维素的分子式为,属于有机高分子化合物,C正确;
D.腌制肉类可添加少量作为防腐剂。但有毒。不能作为调味剂使用,D错误;
故答案选D。
2. 黑磷是与石墨烯(如图)类似的新型层状二维半导体材料,可由白磷在一定条件下转化而成。下列有关黑磷的说法正确的是
A. 黑磷晶体中磷原子的杂化方式为
B. 从黑磷中剥离黑磷片状结构需要破坏化学键
C. 黑磷与白磷均为分子晶体
D. 黑磷中平均每个六元环含有2个P原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.黑磷中每个P原子与3个P原子形成共价键,还有1个孤电子对,故P原子为杂化。故A错误:
B.黑磷是与石墨烯(如图)类似的新型层状二维半导体材料,晶体中,层与层之间的作用力为范德华力,从黑磷中剥离黑磷片状结构需要破坏范德华力,故B错误;
C.白磷为分子晶体,黑磷结构与石墨烯类似,为混合型晶体,故C错误:
D.利用均摊法可知,每个P原子被3个环共用,则黑磷中平均每个六元环含有的P原子个数为,故D正确;
故答案选D。
3. 一次性鉴别下列三种溶液,选用的试剂不可行的是
A. 、、三种溶液:溶液
B. 、、三种溶液:氢碘酸溶液
C. 乙酸、苯、乙醇三种无色液体:碳酸钠溶液
D. 分别含、、的三种溶液:NaOH溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.与反应生成白色沉淀,与共热生成刺激性气味的,与反应生成白色沉淀,和现象相同,无法鉴别,试剂不可行,A符合题意;
B.氢碘酸与不反应,无明显现象;与反应生成黄色沉淀;与发生氧化还原反应生成,溶液变为棕黄色,三者现象不同,可以鉴别,B不符合题意;
C.碳酸钠溶液与乙酸反应生成无色气体,与苯不互溶分层且苯在上层,与乙醇互溶无分层,三者现象不同,可以鉴别,C不符合题意;
D.与含的溶液反应先生成白色沉淀后沉淀溶解,与含的溶液反应生成白色沉淀且沉淀不溶解,与含的溶液反应生成红褐色沉淀,三者现象不同,可以鉴别,D不符合题意;
故选A。
4. 科学工作者成功合成了一种新型分子Z(结构如图所示),该分子以其独特的性能和广阔的应用前景,成为一种备受关注的材料。合成反应如下:
下列叙述错误的是
A. Z含有3种官能团
B. Z显碱性,能与盐酸反应
C. Z能发生水解反应、加成反应和氧化反应
D. 可由和4molY通过取代反应制得
【答案】D
【解析】
【详解】A.Z中含有氨基、酯基、羟基共3种官能团,A正确;
B.Z中含有氨基,具有碱性,能与盐酸反应生成盐,B正确;
C.Z中酯基可发生水解反应,苯环可发生加成反应,羟基可发生氧化反应,C正确;
D.该反应为X中氨基的N-H键与Y中碳碳双键的加成反应,不属于取代反应,1molZ由1molX和4molY通过加成反应制得,D错误;
故选D。
5. 配合物的合成过程是一个复杂而又有趣的过程,色胺酮可以在甲醇作为溶剂的条件下合成一种配合物,如图所示。
下列说法错误的是
A. 色胺酮分子中所含元素的电负性:
B. 基态的价电子排布式为
C. 色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D. 1号N原子的孤电子对占据杂化轨道
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素的电负性随原子序数的增大而增大,故电负性由大到小顺序为,A正确;
B.钴为27号元素,基态原子电子排布式为:,失去最外层2个电子形成,其价电子排布式,B正确;
C.由结构简式可知,色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键,钴的配位数为4,C正确;
D.由结构简式可知,色胺酮分子中1号N原子有2个键和1对孤电子对,采取的杂化方式为杂化,因此1对孤对电子占据杂化轨道,D错误;
故选D。
6. 类比或推理是重要的学习方法。下列类比或推理合理的是
选项
已知
方法
结论
A
FeS与稀盐酸反应生成
类比
CuS与稀盐酸也能反应生成
B
合成硫酸涉及反应(条件为催化剂、高温),可用空气代替反应物
类比
合成氨的反应为(条件为高温、高压、催化剂),可用空气代替反应物
C
的成键电子对间的排斥力较大
推理
的键角比的键角大
D
溶度积:
推理
溶解度:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.可溶于稀盐酸,反应生成,但溶度积极小,难溶于稀盐酸,无法与稀盐酸反应生成,A错误;
B.合成硫酸的反应中,空气中的不与反应,可用空气代替,但合成氨反应中若用空气代替,空气中的会与反应物在高温高压条件下反应,存在爆炸风险,不能替代,B错误;
C.NH3中N、PH3中P都采取sp3杂化,都有1个孤电子对,空间构型都为三角锥形;的电负性大于,中成键电子对更靠近中心原子,成键电子对之间的排斥力更大,因此的键角比的键角大,C正确;
D.为型难溶电解质,溶解度,为型难溶电解质,溶解度,二者组成类型不同,不能直接根据推出溶解度,实际溶解度更大,D错误;
故选C。
7. 利用氧化法可制备某些配位化合物,如。设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 中含有键的数目为
B. 的溶液中,的数目为
C. 中N原子的价层电子对数为
D. 中含有键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.中含有键的数目为,A正确;
B.溶液体积未知,无法计算的物质的量,也就不能确定其数目,B错误;
C.题目给出的体积为11.2 L,未注明 “标准状况”,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,也就无法确定N原子的价层电子对数,C错误;
D.含有的是键,因此不能计算键的数目,D错误;
故选A。
8. 某小组同学探究与溶液是否反应,按如图实验装置(尾气处理装置未画出)进行实验,先将甲中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中无明显现象;再将丙中Y形试管向左倾斜,一段时间后,乙中有大量沉淀产生。下列叙述错误的是
A. 甲装置中的试剂可用稀硫酸和硫代硫酸钠固体代替
B. 实验前,可用稀盐酸和溶液检验是否变质
C. 乙装置中的离子反应可能为
D. 丙装置中的试剂a和b可能分别是过氧化钠和水
【答案】B
【解析】
【分析】与浓硫酸反应生成气体,将通入溶液中,不发生反应,没有明显现象;将丙装置中产生的气体通入乙装置中,有沉淀产生,沉淀为亚硫酸钡或硫酸钡,表明丙中产生的气体可能为,也可能为氧化性气体,即a与b反应可能产生,也可能产生或等。
【详解】A.稀硫酸和硫代硫酸钠反应的化学方程式为,也可以产生二氧化硫,A正确;
B.酸性溶液中,硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,无论是否变质,都有白色沉淀产生,不能用稀盐酸和溶液检验是否变质,B错误;
C.由分析可知,乙装置中产生沉淀的离子反应可能为,C正确;
D.过氧化钠和水反应生成氧气,氧气、二氧化硫和氯化钡溶液反应产生硫酸钡沉淀,D正确;
故答案选B。
9. 铜作为催化剂,有较强的表面吸附效应,它表面会吸附反应物或产物,从而改变分子的构型,使它们更易发生反应。单个二甲基甲酰胺在Cu表面的催化作用反应历程如图所示。
下列说法正确的是
A. 该历程中的最大能垒为2.16eV
B. 该历程涉及极性键的断裂与形成
C. 发生历程Ⅰ后体系能量下降,其原因是断开放出能量
D. 若完全转化为三甲胺,则会释放出1.02eV的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.该历程中,的能垒最大,为1.19eV,A错误;
B.反应涉及碳氢键的形成以及碳氧键的断裂,B正确;
C.该反应体系能量下降,是因为反应物的总能量高于生成物的总能量,断开需要吸收能量,C错误;
D.由反应物和生成物的相对能量可知,反应放出的能量为,则1mol完全转化为三甲胺时放出的能量为,D错误;
故答案选B。
10. 含Z元素的化合物具有漂白性,主要用于造纸工业纸浆和纺织工业棉、麻、丝纤维织物的漂白,其漂白原理和涉及的主要反应为,其中W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的号主族元素,Q是地壳中含量排名第五的元素。下列说法正确的是
A. 基态原子的未成对电子数:
B. 酸性:
C. 半径大小:
D. 、分别与W形成的化合物的沸点:
【答案】A
【解析】
【分析】Q是地壳中含量排名第五的1~20号主族元素,可确定Q为;化合物具有漂白性,对应为,故Z为、Y为;结合给出的漂白原理反应式,对照反应物、产物的元素组成,可推出为、为,故W为、X为。
【详解】A.基态原子未成对电子数为1,基态原子轨道有2个未成对电子,故基态原子未成对电子数,A正确;
B.为,为,为弱酸,为强酸,酸性,B错误;
C.为,为,二者核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,故半径,C错误;
D.与形成的化合物为烃类,碳原子数较大的烃常温下为固态,与形成的化合物为、,常温下为液态,未明确具体化合物,无法比较沸点,D错误;
故选A。
11. 开发太阳能是践行低碳生活的有效途径,一种新型的绿色环保电池的工作原理如图所示,在太阳光的照射条件下,通过敏化剂层后的会产生电子()和空穴(),驱动Pt电极的电极反应,从而产生电流。下列说法正确的是
A. 该电池工作时,只涉及化学能转化为电能
B. 该电池工作时,从Pt电极向电极方向移动
C. Pt电极的电极反应为
D. 光敏化剂结构中的化学键有共价键、氢键
【答案】C
【解析】
【分析】根据电子流向,电极受光照产生的电子经外电路流向Pt电极,确定电极为负极,Pt电极为正极。负极区被氧化为,正极区得电子还原为,电池工作时存在光能向电能的转化,阳离子向正极移动。
【详解】A.该电池工作时存在光能转化为电能的过程,并非只涉及化学能转化为电能,A错误;
B.电池工作时阳离子向正极移动,Pt电极为正极,故从电极向Pt电极方向移动,B错误;
C.Pt电极为正极,得电子发生还原反应,电极反应为,C正确;
D.氢键属于分子间作用力,不属于化学键,D错误;
故选 C。
12. 与反应合成HCOOH,是实现“碳中和”的有效途径,主要反应为。在恒容密闭容器中,投入等物质的量的和发生上述反应,相同时间内的转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 逆反应速率:
C. 曲线上只有点达到了该反应的平衡状态
D. 平衡后,向容器中再次投入等物质的量的和,的转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图像可以看出,在b→c过程中,随温度升高,的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明该反应为放热反应,,A正确;
B.从图像可以看出,b点温度高于a点,且a点生成物浓度低于b点,则b点逆反应速率大于a点,B正确;
C.b→c过程中随温度升高,反应速率增加,转化率降低,达到平衡的时间更短,因此,曲线上b、c两点(b之后均达到了平衡)均达到反应平衡状态,C错误;
D.平衡后,向恒容容器中投入等物质的量和,相当于增大了容器内部压强,平衡向正反应方向移动,的转化率增大,D正确;
故答案选C。
13. 某钴硫化物可用于制作锂离子电池的电极材料,在充、放电过程中,在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。结构1表示该化合物晶胞的部分结构,晶胞2、晶胞3均为立方晶胞,是该电池充电后形成的晶胞结构。
下列说法错误的是
A. 结构1中钴硫化物的化学式为
B. 晶胞3中Li占据了由S形成的正四面体空隙,且占有率为
C. 已知晶胞2的俯视图为,则晶体中Li与S之间的最短距离为
D. 位于晶胞2中体心位置的S相当于位于晶胞3的面心位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.由均摊法可得,结构1中含有的Co个数为,含有的S个数为。与S的个数比为9:8,结构1中钴硫化物的化学式为,A正确;
B.晶胞3中Li占据了由S形成的正四面体空隙,晶胞中8个正四面体空隙均填充了Li,占有率为,B错误;
C.晶胞2中Li与S之间的最短距离为体对角线的,立方晶胞边长为,则面对角线长度为,体对角线长度为,故晶体中Li与S之间的最短距离为,C正确;
D.当2个晶胞2放在一起时,截取第1个晶胞的右一半和第2个晶胞的左一半合并后就是晶胞3,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,位于晶胞2中体心位置的S相当于位于晶胞3的面心位置,D正确;
故选B。
14. 常温下,的溶液加水稀释的变化图像如图1所示,和的沉淀溶解平衡曲线如图2所示。已知:,M代表或。
下列说法正确的是
A. 将的溶液稀释10倍后,溶液中
B. 加水稀释过程中,的值不变
C. a点时有沉淀生成,无沉淀生成
D. 时,、饱和溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】由和可知,图2中斜率绝对值大的线代表的沉淀溶解平衡曲线,即线bc,而另外一条线表示的是的沉淀溶解平衡曲线。由点坐标可知和。
【详解】A.由图1可知,的溶液中略小于(考虑水的电离),略大于,将该溶液稀释10倍后,溶液中,A项错误;
B.根据元素守恒可知,加水稀释过程中的值不变,但加水后溶液总体积增大,的值减小,B项错误;
C.过点作一条竖直垂线,点的离子积大于点溶液是的过饱和溶液,有沉淀析出,点的离子积小于点溶液是的不饱和溶液,没有沉淀析出,C项错误;
D.时,、饱和溶液中,则,D项正确;
故此题选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铼(Re)元素在元素周期表中与Mn同族。以钼精矿(主要成分为、,还含有、、、等杂质)为原料制备单质Re的工艺流程如下:
已知:①;
②是酸性氧化物,的性质与的性质相似;高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水。
回答下列问题:
(1)、、、元素的第一电离能大小关系为______,晶体的晶体类型为______。
(2)已知“热解”时发生的主要反应为高铼酸铵晶体与共热反应生成、,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)“除磷”后,高铼酸铵溶液经“一系列操作”可得到晶体,“一系列操作”包括______。
(4)与水反应的离子方程式为______。
(5)水相1中的阴离子主要是和,滤渣2的成分是______。
(6)用氢气“还原”制取金属铼(包括“分解”和“还原”两步),写出两步的总反应的化学方程式:______。
(7)Re有多种金属氧化物,其中晶胞如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为。该晶体的密度为______(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 离子晶体
(2)3:4 (3)加热浓缩(或蒸发浓缩)、冷却结晶、过滤
(4)
(5)、
(6)
(7)
【解析】
【分析】起始原料为钼精矿,核心目标产物为单质铼。碱浸出环节,Mo、Re转化为可溶性钠盐进入滤液1,Fe转化为进入滤渣1,Al2O3、SiO2、P2O5转化为可溶性钠盐进入滤液1;用硫酸溶液调pH环节,Al、Si转化为、沉淀为滤渣2,Mo、Re元素留在滤液2;萃取环节Re进入有机相1,反萃取后Re进入水相2;除磷环节P元素转化为沉淀为滤渣3,后续经一系列操作、析晶得到,热解得到,氢气还原得到铼粉。
【小问1详解】
同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势,第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,故第一电离能顺序为;由和构成,属于离子晶体。
【小问2详解】
热解反应中,中N元素化合价从-3升高到0,1mol失去3mol电子,作还原剂;中O元素化合价从0降低到-2,1mol得到4mol电子,作氧化剂,根据电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为。
【小问3详解】
已知高铼酸铵微溶于冷水,易溶于热水,从高铼酸铵溶液中获得晶体的操作为加热浓缩(或蒸发浓缩)、冷却结晶、过滤。
【小问4详解】
已知是酸性氧化物,性质与相似为强酸,故与水反应生成高铼酸,离子方程式为。
【小问5详解】
滤液1中含、,加入硫酸调pH时,与反应生成沉淀,与反应生成沉淀,故滤渣2为、。
【小问6详解】
分解步骤分解生成、和,还原步骤与反应生成Re和,消去中间产物,总反应的化学方程式为。
【小问7详解】
由晶胞结构可知,Re原子位于晶胞顶点,数目为,O原子位于晶胞棱上,数目为,故晶胞化学式为,晶胞质量为,晶胞体积为,故密度为。
16. 某研究小组制备配合物顺式二甘氨酸合铜并测定所得产品中铜的含量。回答下列问题:
Ⅰ、制备顺式二甘氨酸合铜水合物
将固体置于烧杯中,加入甘氨酸,加热至,搅拌,充分反应后趁热抽滤,往滤液中加入10mL乙醇溶液,冷却结晶,抽滤、洗涤、干燥,得产品。
已知:①制备反应为;
②该反应同时生成顺式产物(天蓝色针状)和反式产物(蓝紫色鳞片状),其反应过程与能量变化如图所示。
(1)趁热抽滤的目的是______。
(2)从反应速率及产品纯度角度解释上述步骤中控制反应温度为的原因:______,可采用的加热方式为______。
(3)加入乙醇溶液的作用是______。
(4)抽滤装置如图所示,抽滤的优点是______(至少写2点);抽滤完毕需进行下列操作,从实验安全角度考虑,你认为接下来最合理的第一步操作为______(填序号)。
①取下布氏漏斗 ②关闭水泵开关 ③打开活塞K ④拔下抽滤瓶处橡皮管
Ⅱ、产品中Cu元素含量的测定称取样品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250mL溶液。取20.00mL溶液,加入足量KI固体和50mL水,以淀粉溶液为指示剂,立即用的标准溶液滴定至终点,消耗溶液。已知:在酸性介质中,配合物中的被质子化,配合物被破坏;。
(5)滴定终点时溶液颜色的变化为______。
(6)产品中铜元素的质量分数为______。
【答案】(1)除去的同时减少产物的析出
(2) ①. 温度低于65℃时,反应速率较慢,温度高于70℃时,易生成反式产物,从而引入杂质 ②. 水浴加热
(3)减小产物在水中的溶解度,使其能大量结晶析出
(4) ①. 过滤和洗涤速率快,液体和固体分离比较完全,滤出固体容易干燥 ②. ③
(5)蓝色变为无色 (6)
【解析】
【小问1详解】
的溶解度随温度的升高而增大,因此趁热抽滤的目的是除去的同时减少产物的析出。
【小问2详解】
由反应的活化能可知,若温度低于65℃,反应速率较慢,不利于生成顺式产物,若温度高于70℃,易生成反式产物,从而引入杂质,且产率降低;需要控制反应温度,水浴加热可以精准控温且受热均匀。
【小问3详解】
滤液中加入乙醇溶液,冷却结晶析出二甘氨酸合铜,乙醇的作用是减小产物在水中的溶解度,使其能大量结晶析出。
【小问4详解】
抽滤的优点是过滤和洗涤速率快,液体和固体分离比较完全,滤出固体容易干燥;从实验安全角度考虑,抽滤完毕后需先打开安全瓶的活塞K,再拔下抽滤瓶处橡皮管,关闭水泵开关,取下布氏漏斗。故最合理的第一步操作为打开活塞K,故选③。
【小问5详解】
加入足量KI固体后,碘离子和铜离子反应生成,加入淀粉溶液显蓝色,用标准溶液滴定至终点时,被反应完,溶液由蓝色变为无色。
【小问6详解】
滴定消耗的,由离子方程式可知,20.00 mL溶液中, ,则250mL溶液中, ,产品中铜元素的质量分数为。
17. 1,3-丁二烯是重要的有机化工原料,可用于合成橡胶等。回答下列问题:
Ⅰ、丁烯()氧化脱氢制丁二烯()的生产工艺涉及的反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
(1)已知:时,的燃烧热为的燃烧热为;。则=______。
(2)判断反应Ⅱ的自发性并说明理由:______。
Ⅱ、在密闭容器中充入一定量的1-丁烯,发生的反应为,测得不同温度下1-丁烯的平衡转化率与体系压强的关系如图所示。
(3)图中温度、、由高到低的顺序为______,判断依据为______。
(4)已知:在较低温度下反应易自发进行,,其中、为速率常数,速率常数与温度的关系如图所示;温度下,。
①图中温度下,反应的化学平衡常数______。
②图中温度下,、在图中对应的点分别为______、______。(填字母)
Ⅲ、一种用乙炔合成丁二烯(C4H6)的电解装置示意图如图,其中电解质溶液为的溶液。
(5)写出生成的电极反应:______。
(6)用溶液吸收阳极逸出的气体再生电解质溶液。不考虑气体溶解残留和溶液体积变化,当电路中转移时,计算理论上再生电解质溶液中的______。已知的电离平衡常数。
【答案】(1)
(2)反应Ⅱ的、,由可知,任意温度下均有,该反应能自发进行
(3) ①. ②. 该反应的正反应为吸热反应,相同条件下,升高温度,平衡正向移动,1-丁烯的平衡转化率增大
(4) ①. 1 ②. ③.
(5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热定义,对应的热化学方程式为:
根据盖斯定律,反应I的焓变。
【小问2详解】
反应Ⅱ中反应物总气体物质的量为 ,生成物总气体物质的量为,故,燃烧反应为放热反应,故,由可知,任意温度下均满足,因此反应Ⅱ任意温度下均可自发进行。
【小问3详解】
反应的,正反应为吸热反应,相同压强条件下,升高温度平衡正向移动,1-丁烯的平衡转化率增大,由图像可知相同压强下1-丁烯平衡转化率,故温度由高到低的顺序为。
【小问4详解】
①温度下反应达到平衡时,正逆反应速率相等,即,平衡常数,已知时,故。
②该反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,增大幅度大于,且速率常数随温度升高均增大,,故温度下对应点为,对应点为。
【小问5详解】
右侧电极为阴极,得电子发生还原反应生成,结合电解质溶液中的配平,电荷、原子守恒得电极反应式为。
【小问6详解】
阳极发生的反应为,与反应生成:,转移电子时生成。 溶液中 ,设反应生成、,由钾元素守恒得,由碳元素守恒得,联立解得 、 ,溶液体积为,故、。碳酸的,代入数据得。
18. 聚合物Q具有较高的玻璃化转变温度,是一些高温领域的理想材料,其高温稳定性源自硬链节和极性基团间的强相互作用,广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。Q的合成路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)化合物P的名称是______(用系统命名法命名)。化合物G的结构简式是______。
(2)的反应类型为______。要实现,所需的试剂和条件为______。
(3)化合物M生成N的化学方程式为______。
(4)下列说法错误的是______(填字母)。
A. 化合物M的核磁共振氢谱中有2个吸收峰
B. 化合物I中O原子的杂化方式均是
C. 1mol化合物N最多可与3molNaOH反应
D. 聚合物Q中含氧官能团只有1种
(5)同时满足下列条件的化合物M的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①含苯环,且能发生银镜反应
②能与溶液反应生成
(6)以乙烯和丙炔酸为原料,设计一条合成的路线______ (用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。
【答案】(1) ①. 1,4-二甲苯 ②.
(2) ①. 氧化反应 ②. 氢氧化钠的醇溶液、加热
(3) (4)BC
(5)16 (6)
【解析】
【分析】由合成路线图可知,A为CH3CH=CH2,B为ClCH2CH=CH2,C为,D为,G为,P为,M为,N为。
【小问1详解】
由分析可知,P的结构式为,名称为1,4-二甲苯;F与乙二醇在浓硫酸加热下酯化得到G,化合物G的结构简式为;
【小问2详解】
E→F,将伯醇(-CH2OH)氧化为羧酸(-COOH),属于氧化反应;D→E,D为2,3-二溴-1-丙醇,需通过消去反应生成末端炔醇E,所需试剂和条件为:NaOH醇溶液、加热;
【小问3详解】
M为对苯二甲酸,与两分子2-溴乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应:;
【小问4详解】
A.化合物M为,分子中存在2种不同化学环境的氢原子,故核磁共振氢谱中有2个吸收峰,故A正确;
B.化合物I中的O原子的杂化方式为、,故B错误;
C.N为,其中酯基、碳溴键均可以与氢氧化钠溶液反应,故1 mol N最多可与4 mol NaOH反应,故C错误:
D.聚合物Q中的含氧官能团为酯基,只有1种,故D正确;
故答案选BC;
【小问5详解】
化合物M的分子式为C8H6O4,有苯环,能发生银镜反应,说明含有醛基,能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,说明含有羧基,符合条件的M的同分异构体一定含有苯环,可能含有羟基或醚键。若含有羟基,则苯环上分别有1个羟基、1个醛基、1个羧基,当羟基在羧基邻位时,,有4种结构,当羟基在羧基间位时,,有4种结构,当羟基在羧基对位时,,有2种结构;若含有醚键,当醚键连接醛基时,,有3种结构,当醚键连接羧基时,,有3种结构。综上所述,符合条件的M的同分异构体共有16种;
【小问6详解】
由逆向合成法分析可知,丙炔酸与通过酯化反应得到目标化合物,而中的羟基要通过水解得到,乙烯与加成可得,故合成路线为。
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