内容正文:
机密★本科目考试启用前
北京市2026年普通高中学业水平等级性考试(模拟)
化学
本试卷共11页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Cu-64 Au-197
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科学家发现火星土壤中主要存在硅酸盐矿物、以赤铁矿()和磁铁矿()为主的含铁矿物以及石膏()等含水硫酸盐。其中Fe()与火星土壤中存在的化学活性物质,如氯酸盐、等有关。下列说法正确的是
A. 光导纤维的主要成分是硅酸盐
B. 属于纯净物,既是钙盐又是硫酸盐
C. 的VSEPR模型为
D. 的分子模型为
2. 下列过程中,作用原理不涉及氧化还原反应的是
A. 干燥的氯气使有色鲜花褪色
B. 工业以石英砂为原料,经一系列反应制备高纯硅
C. 葡萄酒酿制过程中,添加适量二氧化硫起到杀菌和抗氧化作用
D. 不慎将碱液沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,再涂上1%的硼酸
3. G是合成抗胆碱作用药物的中间体,分子结构如图所示。下列有关G的说法正确的是
A. G分子中含有三种含氧官能团 B. G分子中含有1个手性碳原子
C. G能使溶液显色 D. 1mol G最多能消耗2mol
4. 下列实验的相应操作中,不正确的是
蔗糖水解实验
实验室制取
A.向烧杯中先滴入几滴水,之后加入浓硫酸迅速搅拌
B.点燃酒精灯后,待导管口气泡连续冒出时,开始收集气体
制备少量
调节滴定管液面至“0”刻度
C.在坩埚中加热金属钠,冷却后有淡黄色固体生成
D.调节活塞使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面位于“0”刻度
A. A B. B C. C D. D
5. 将钢铁部件发蓝处理,可在表面形成致密的氧化膜以减缓腐蚀。工业上常用高温水蒸气或碱性溶液将铁氧化。某发蓝工艺中铁的转化关系如下图,过程Ⅰ、Ⅱ中均产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
下列说法正确的是
A. 利用高温水蒸气进行发蓝处理的化学方程式为
B. 可用硫酸铜溶液浸泡法检验膜层致密性,检验原理为
C. 过程Ⅰ中进一步升高温度或增大溶液浓度,均有利于发蓝处理
D. 过程Ⅱ中反应的离子方程式为
6. 下列事实与解释的对应关系中,不合理的是
事实
解释
A
植物油经加氢处理后熔点提高
植物油加氢时酯基被还原,饱和度增大
B
液氨可用作制冷剂
液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度急剧降低
C
利用纤维素制取纤维素乙酸酯,作为人造丝的主要成分
纤维素分子中含羟基,能与乙酸发生酯化反应
D
橡胶类(如顺式聚1,3-丁二烯)制品经硫化处理后强度提高
硫化剂将聚合物的碳碳双键打开,使高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构
A. A B. B C. C D. D
7. 某小组同学通过下列实验验证了浓硫酸与木炭粉反应的产物。下列说法正确的是
A. 无水硫酸铜的作用是检验并除水 B. 将品红换成紫色石蕊也能验证产物中含有
C. 装置c中溶液紫红色变浅 D. 可用溶液检验装置c中的氧化产物
8. 化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 试剂a体现还原性,试剂b体现氧化性
B. ②中—SH间存在氢键
C. ①→②过程若有1 mol S—S键断裂,则反应转移2 mol电子
D. 化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
9. 某小组在实验室中模拟氨催化氧化法制硝酸的原理,装置如下图。
实验中还发现,若撤去装置c,则装置d中观察到有白烟产生。
已知:NaOH溶液可以吸收NO2尾气,难以直接吸收NO尾气。
下列分析不正确的是
A. 该制备实验利用了NH3的挥发性和还原性
B. 装置b中反应的化学方程式为
C. 装置a、c的作用均为干燥氨气
D. 为减少氮氧化物的污染,熄灭酒精灯后应持续通入一段时间空气
10. 水煤气变换反应的原理为。催化过程中,部分反应过程的能量变化如下图所示。
已知:若催化剂活性位点被占据,则催化循环受阻,催化活性下降。
下列说法不正确的是
A. 水煤气变换反应中,反应物的键能总和小于产物的键能总和
B. 状态Ⅳ→Ⅴ能量升高,是由于形成了H-H键
C. 状态Ⅴ中CO2和H2从催化剂表面解吸附,空出活性位点,促进催化循环
D. 高温下CO的转化率下降,可能与催化剂的催化活性下降有关
11. 高分子T的合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。
下列说不正确的是
A. N为乙醇
B. R可经缩聚反应生成线型高分子
C. T经交联形成的体型高分子,受热不能熔融
D. T含酯基,酸性或碱性条件下T均可降解
12. 二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水,可将DHP氧化为无毒的和,以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。
下列说法正确的是
A. 电极a与电源负极相连
B. i中每生成1 mol ,则DHP失去3 mol
C. ii反应的离子方程式为
D. 若完全无害化处理1 mol DHP,理论上b极至少产生16 g
13. 25°C时,向100 mL蒸馏水中加入3 g CaCO3粉末,一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如下图。
已知:i.25°C时,;碳酸的、。
ii.饱和CaCO3溶液的pH约为10。
下列说法正确的是
A. a→c过程的上层清液中:
B. c→d过程的上层清液电导率下降,说明CaCO3的溶解平衡逆向移动
C. e点的上层清液中:
D. 体系中任意时刻均满足:
14. 为探究SO2与K2FeO4的反应产物,进行如下实验。向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,充分反应后过滤,得到沉淀X和滤液Y。将沉淀X洗净后,分别用足量且相同pH的盐酸、草酸(H2C2O4)溶液完全溶解。对所得溶解液,分别进行①~⑤实验(忽略空气的影响),如下图所示。
已知:i.X中可能含有Fe3+、、、OH-。
ii.。
下列说法不正确的是
A. 仅凭实验②,不能判断沉淀X中是否含有
B. 实验③中蓝色褪去,是因为I2被还原的速率快于I-被Fe3+氧化的速率
C. 使用草酸溶解X的目的是形成,以促进X的溶解
D. 结合氧化还原反应规律与上述实验,推断滤液Y中一定含有
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 金(Au)在电子工业、催化等领域有重要应用。
(1)Au位于元素周期表第六周期ⅠB族。画出Au的基态原子最外层轨道表示式___________。
(2)Au常见的化合价有+1和+3,易形成配合物离子,如、。
①中存在的化学键是___________(填序号)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键
②为平面分子,结构如下图所示。其中Au的杂化类型是___________(填序号)。
a. b. c.
(3)Au-Cu合金可形成多种有序结构。两种典型晶胞如下图所示,其中Ⅱ是立方晶胞。
K金
金近似纯度
含金质量分数
24K
24/24
99.9%
22K
22/24
91.7%
20K
20/24
83.3%
18K
18/24
75.0%
①金饰品常以“K金”表示金的质量分数,常见规格如上表所示。
晶胞Ⅰ所代表的Au-Cu合金的金纯度相当于___________K金的(保留整数)。
②晶胞Ⅰ和晶胞Ⅱ中,与Au最近且距离相等的Cu原子个数之比是___________。
③晶胞Ⅱ的密度是,阿伏加德罗常数为,金原子与铜原子的半径之和是___________cm。
(4)利用溶液湿法浸取金单质矿石:硫酸酸化控制pH为1~3,浸取相同时间。
已知:浸出过程中,与形成配离子。
①写出浸金过程的离子方程式___________。
②为进一步提高浸出率,向体系中加入氧化剂。随用量增加,金的浸出率先升高后降低。解释浸出率下降的可能原因___________。
16. CO2转化为高附加值化学品是当前资源化利用的研究热点之一、
Ⅰ.CO2热还原为碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)
(1)上述总反应可通过以下两步反应实现:
i.
ii.CO2与CH3OH反应生成CH3OCOOCH3
①写出反应ii的热化学方程式___________。
②对于反应ii,活化能___________(填“>”或“<”)。
(2)将物质的量之比为1∶2的CO2和CH3OH混合气体,以相同流速分别通过催化剂a和催化剂b,仅发生反应ii。相同时间内CO2的转化率如下图所示。判断M点对应的转化率是否为该温度下CO2的平衡转化率,并说明原因___________。
Ⅱ.CO2电还原为甲酸盐(HCOO-)与乙醇
(3)碱性条件下,CO2生成HCOO-的电极反应式是___________。
(4)研究发现,HCOO-会促进水分子间发生电子转移,进而产生,微观过程如下图。写出的电子式___________。
(5)我国科研团队实现了电解甲酸盐溶液制备乙醇,反应历程如下图。
①ii过程反应的离子方程式是___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
a.过程i涉及极性键的断裂和生成
b.是甲酸盐的还原产物,碳元素化合价为+3
c.制备过程体现了水溶液生成自由基与电化学反应的协同作用
17. 白刺新碱对结肠癌细胞的细胞周期具有调节作用,其前体M的合成路线如下。
已知:i.R1CHO+R2CH2CHO+H2O
ii.
(1)Ⅰ中含氧官能团的名称是___________。
(2)A的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶1∶2∶2。A→B的化学方程式是___________。
(3)试剂a的分子式是。试剂a的结构简式是___________。
(4)E分子中含有1个六元环,E的结构简式是___________。
(5)下列说法不正确的是___________(填序号)。
a.可用酸性溶液检验D中的碳碳双键
b.K→L的反应类型属于加成反应
c.受到苯环吸电子的影响,L中氮原子的碱性:α>β
(6)已知:,L→M的过程中新生成了一个含氮六元环。M的结构简式是___________。
18. 稀土是重要的战略资源。氧化铈()是应用广泛的稀土氧化物。由氟碳铈矿(含、、等)为原料制备的工艺流程如下:
已知:i.HF是一种易挥发的弱酸。
ii.难溶于水、可溶于酸,而难溶于水也难溶于酸。
iii.Ce(IV)能被有机萃取剂HA萃取,而不能。
(1)与在空气中直接焙烧相比,在对流空气氧化炉中进行氧化焙烧能大大缩短氧化时间,原因是___________。
(2)烧渣酸浸后,剩余固体的主要成分有___________。
(3)硫酸浸出环节中,控制浸出时间40 min、浸出温度,测得Ce元素和的浸出率随起始硫酸浓度的变化如下图所示。
当时,随起始硫酸浓度升高浸出率下降,原因是___________。
(4)在步骤Ⅱ将沉淀转化为的过程中,加入NaOH溶液的目的是___________。
(5)写出步骤Ⅶ中生成的离子方程式___________。
(6)该流程中可循环利用的物质有___________。
19. 实验小组利用间接碘量法测定锅炉水中的溶解氧含量。
已知:溶解氧可快速氧化,而氧化其他还原剂的速率较慢。
【测定原理与操作】
Ⅰ.固氧:将的水瓶盛满水样,用细长针头插到液面下,依次注入溶液,溶液(过量),部分水样溢出。立即盖紧瓶盖,翻转摇匀,先生成白色沉淀,随即转化为棕黑色沉淀。
Ⅱ.酸化:待沉淀沉降到距瓶口约三分之一处时,缓缓加入稀至液面下,部分溶液溢出。立即盖紧瓶盖,翻转摇动至沉淀完全溶解,得到黄色溶液。
Ⅲ.滴定:用溶液滴定至终点()。
(1)“固氧”环节中,溶解氧氧化的化学方程式是___________。
(2)“滴定”环节中,以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的操作与现象是___________。
(3)若滴定消耗溶液,则水样中溶解氧的含量为___________mg/L。
【实际测定与分析】
小组同学对锅炉水样进行上述操作,“酸化”后溶液不变黄,无生成,无法滴定。
资料:i.锅炉水中溶解氧含量低,且含有残留的还原剂。
ii.锅炉水中的还原剂只能还原酸性条件下的或。
甲同学在原方法的基础上(试剂及用量不变),补充加入适量溶液,并采用双瓶对照实验方案,操作如下图。
甲同学利用该法测得水样中的溶解氧含量为,测定结果准确。
(4)设计瓶实验的目的是:与瓶作空白对照,___________。
(5)瓶操作中应始终无沉淀生成。若加入溶液的过程中,观察到生成少量白色沉淀并转为棕黑色沉淀,振荡后沉淀又消失,则会使的测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”),理由是___________。
(6)乙同学利用容量瓶作为取样瓶来简化“固氧”操作:先向容量瓶中加入约水样,再用细长针头向液面下依次注入所需试剂,最后用水样定容并摇匀。
按乙同学的方案,测得的溶解氧含量将高于甲同学的测定值,理由是___________。
(考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效)
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化学
本试卷共11页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Cu-64 Au-197
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科学家发现火星土壤中主要存在硅酸盐矿物、以赤铁矿()和磁铁矿()为主的含铁矿物以及石膏()等含水硫酸盐。其中Fe()与火星土壤中存在的化学活性物质,如氯酸盐、等有关。下列说法正确的是
A. 光导纤维的主要成分是硅酸盐
B. 属于纯净物,既是钙盐又是硫酸盐
C. 的VSEPR模型为
D. 的分子模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.光导纤维的主要成分为,不属于硅酸盐,A错误;
B.是具有固定组成的结晶水合物,属于纯净物,电离产生的阳离子为属于钙盐,阴离子为属于硫酸盐,B正确;
C.中心原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,题图给出的是其空间构型三角锥形,与VSEPR模型不符,C错误;
D.分子为折线形结构,不是直线形,题图分子模型为直线形,与实际结构不符,D错误;
故选B。
2. 下列过程中,作用原理不涉及氧化还原反应的是
A. 干燥的氯气使有色鲜花褪色
B. 工业以石英砂为原料,经一系列反应制备高纯硅
C. 葡萄酒酿制过程中,添加适量二氧化硫起到杀菌和抗氧化作用
D. 不慎将碱液沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,再涂上1%的硼酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.干燥的氯气与鲜花中的水反应生成HCl和HClO,反应中Cl元素化合价发生变化,且HClO依靠强氧化性漂白有色物质,涉及氧化还原反应,A错误;
B.石英砂主要成分为,制备高纯硅过程中Si元素从+4价最终变为0价,存在化合价变化,涉及氧化还原反应,B错误;
C.二氧化硫的抗氧化作用是利用其还原性,与氧化性物质发生氧化还原反应,S元素化合价升高,涉及氧化还原反应,C错误;
D.碱液与硼酸发生酸碱中和反应,反应过程中所有元素化合价均无变化,不涉及氧化还原反应,D正确;
故选 D。
3. G是合成抗胆碱作用药物的中间体,分子结构如图所示。下列有关G的说法正确的是
A. G分子中含有三种含氧官能团 B. G分子中含有1个手性碳原子
C. G能使溶液显色 D. 1mol G最多能消耗2mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.G分子中的含氧官能团为醇羟基和酯基,共两种,A错误;
B.连有4个各不相同的原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中仅同时连接环己基、羟基、苯基、酯基的中心碳原子属于手性碳原子,共1个,B正确;
C.溶液仅遇酚羟基发生显色反应,G中的羟基为醇羟基,不存在酚羟基,不能使溶液显色,C错误;
D.G中只有酯基能与反应,1 mol酯基水解消耗1 mol,故1 mol G最多消耗1 mol,D错误;
故选B。
4. 下列实验的相应操作中,不正确的是
蔗糖水解实验
实验室制取
A.向烧杯中先滴入几滴水,之后加入浓硫酸迅速搅拌
B.点燃酒精灯后,待导管口气泡连续冒出时,开始收集气体
制备少量
调节滴定管液面至“0”刻度
C.在坩埚中加热金属钠,冷却后有淡黄色固体生成
D.调节活塞使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面位于“0”刻度
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.蔗糖水解实验需要用稀硫酸作催化剂,使用浓硫酸会因其脱水性而使蔗糖碳化,无法发生水解反应,A错误;
B.加热高锰酸钾制氧气时,初始排出的气泡是装置内的空气,待气泡连续均匀冒出时收集可得到较纯净的氧气, B正确;
C.坩埚可用于加热固体,金属钠在加热条件下与氧气反应生成淡黄色过氧化钠, C正确;
D.滴定管使用时需先排尽气泡使尖嘴部分充满溶液,再调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,D正确;
故选A。
5. 将钢铁部件发蓝处理,可在表面形成致密的氧化膜以减缓腐蚀。工业上常用高温水蒸气或碱性溶液将铁氧化。某发蓝工艺中铁的转化关系如下图,过程Ⅰ、Ⅱ中均产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
下列说法正确的是
A. 利用高温水蒸气进行发蓝处理的化学方程式为
B. 可用硫酸铜溶液浸泡法检验膜层致密性,检验原理为
C. 过程Ⅰ中进一步升高温度或增大溶液浓度,均有利于发蓝处理
D. 过程Ⅱ中反应的离子方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】铁与溶液NaNO2、NaOH溶液在120℃生成Na2FeO2,Na2FeO2与NaNO2溶液、NaOH溶液在140℃生成Na2Fe2O4,Na2FeO2与Na2Fe2O4反应生成,据此分析;
【详解】A.利用高温水蒸气进行发蓝处理生成,化学方程式为,A错误;
B.若“发蓝”失败,铁暴露会与CuSO4反应析出Cu,检验原理为,成功则无反应,B错误;
C.升高温度,NaNO2受热易分解,反而降低氧化效率,不利于发蓝;增大NaNO2浓度,NaNO2浓度过高会导致Fe过度腐蚀,膜层疏松不致密,同样不利于发蓝处理,C错误;
D.过程Ⅱ中Na2FeO2与NaNO2溶液、NaOH溶液在140℃生成Na2Fe2O4,NaNO2作氧化剂,Na2FeO2作还原剂,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,说明还生成了氨气,反应的离子方程式为,D正确;
故选D。
6. 下列事实与解释的对应关系中,不合理的是
事实
解释
A
植物油经加氢处理后熔点提高
植物油加氢时酯基被还原,饱和度增大
B
液氨可用作制冷剂
液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度急剧降低
C
利用纤维素制取纤维素乙酸酯,作为人造丝的主要成分
纤维素分子中含羟基,能与乙酸发生酯化反应
D
橡胶类(如顺式聚1,3-丁二烯)制品经硫化处理后强度提高
硫化剂将聚合物的碳碳双键打开,使高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.植物油加氢时仅碳碳双键发生加成反应,酯基不被还原,解释错误,A错误;
B.液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度急剧降低,因此可用作制冷剂,解释正确,B正确;
C.纤维素分子中含羟基,能与乙酸发生酯化反应生成纤维素乙酸酯,可作为人造丝的主要成分,解释正确,C正确;
D.硫化剂将顺式聚1,3-丁二烯的碳碳双键打开,使高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联形成网状结构,因此制品强度提高,解释正确,D正确;
故选A。
7. 某小组同学通过下列实验验证了浓硫酸与木炭粉反应的产物。下列说法正确的是
A. 无水硫酸铜的作用是检验并除水 B. 将品红换成紫色石蕊也能验证产物中含有
C. 装置c中溶液紫红色变浅 D. 可用溶液检验装置c中的氧化产物
【答案】C
【解析】
【分析】浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应,生成水蒸气、二氧化硫气体和二氧化碳气体;装置a中无水硫酸铜用于检验水蒸气,装置b中品红溶液用于检验二氧化硫,装置c中酸性高锰酸钾溶液用于除去二氧化硫,装置d中的澄清石灰水用于检验二氧化碳气体,据此分析;
【详解】A.无水硫酸铜由白色变为蓝色,可证明有水存在,但无水硫酸铜除水效果并不好,不能用无水硫酸铜来除水,A错误;
B.将品红换成紫色石蕊,也能使紫色石蕊变红,因此紫色石蕊变红不能验证产物中含有,B错误;
C.装置c中性高锰酸钾溶液与反应生成锰离子和硫酸根变浅,C正确;
D.装置c中含有硫酸,硫酸也能与反应生成白色沉淀,因此不能用溶液检验装置c中的氧化产物,D错误;
故选C。
8. 化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 试剂a体现还原性,试剂b体现氧化性
B. ②中—SH间存在氢键
C. ①→②过程若有1 mol S—S键断裂,则反应转移2 mol电子
D. 化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
【答案】B
【解析】
【详解】A.试剂a使键转化为,元素化合价降低,发生还原反应,试剂a作还原剂体现还原性;试剂b使转化为键,元素化合价升高,发生氧化反应,试剂b作氧化剂体现氧化性,A正确;
B.氢键仅能在与、、原子相连的氢原子与其他、、原子之间形成,电负性较小,之间不存在氢键,B错误;
C.①→②过程中,1mol 键断裂生成2mol ,每个原子得到1mol电子,总转移电子物质的量为2mol,C正确;
D.化学烫发过程中断裂原有键,在新位置重新形成键,通过改变键位置实现头发定型,D正确;
故选B。
9. 某小组在实验室中模拟氨催化氧化法制硝酸的原理,装置如下图。
实验中还发现,若撤去装置c,则装置d中观察到有白烟产生。
已知:NaOH溶液可以吸收NO2尾气,难以直接吸收NO尾气。
下列分析不正确的是
A. 该制备实验利用了NH3的挥发性和还原性
B. 装置b中反应的化学方程式为
C. 装置a、c的作用均为干燥氨气
D. 为减少氮氧化物的污染,熄灭酒精灯后应持续通入一段时间空气
【答案】C
【解析】
【分析】实验核心目的为模拟氨催化氧化法制硝酸,按装置连接顺序梳理全流程逻辑:空气通入浓氨水,利用的挥发性得到与空气的混合气体,经a中碱石灰干燥后进入b中,发生催化氧化反应生成和,反应后混合气体经c中无水氯化钙除去未反应的和水蒸气,剩余与过量进入盛水的装置中反应生成硝酸,最后溶液吸收氮氧化物尾气。
【详解】A.浓氨水易挥发,可被空气带出,在b中发生催化氧化反应时N元素化合价升高,作还原剂体现还原性,A正确;
B.装置b中发生催化氧化反应,配平后反应方程式为,B正确;
C.装置a中碱石灰为碱性干燥剂,可干燥与空气的混合气体,无水氯化钙可与发生反应,装置c的作用是除去反应后混合气体中未反应的和水蒸气,并非干燥氨气,C错误;
D.熄灭酒精灯后,装置内残留大量氮氧化物,持续通入空气可将残留氮氧化物全部排入溶液中被吸收,减少污染,D正确;
故选 C。
10. 水煤气变换反应的原理为。催化过程中,部分反应过程的能量变化如下图所示。
已知:若催化剂活性位点被占据,则催化循环受阻,催化活性下降。
下列说法不正确的是
A. 水煤气变换反应中,反应物的键能总和小于产物的键能总和
B. 状态Ⅳ→Ⅴ能量升高,是由于形成了H-H键
C. 状态Ⅴ中CO2和H2从催化剂表面解吸附,空出活性位点,促进催化循环
D. 高温下CO的转化率下降,可能与催化剂的催化活性下降有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应焓变反应物键能总和生成物键能总和,该反应,因此反应物的键能总和小于产物的键能总和,A正确;
B.形成键会释放能量,会使体系能量降低,而图中状态Ⅳ→Ⅴ能量升高,因此该能量升高不是由于形成了H-H键,B错误;
C.和从催化剂表面解吸附后可空出活性位点,利于后续反应物吸附,促进催化循环,C正确;
D.该反应为放热反应,高温下平衡逆向移动,同时高温可能导致催化剂活性下降,均会使转化率下降,D正确;
故选B。
11. 高分子T的合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。
下列说不正确的是
A. N为乙醇
B. R可经缩聚反应生成线型高分子
C. T经交联形成的体型高分子,受热不能熔融
D. T含酯基,酸性或碱性条件下T均可降解
【答案】B
【解析】
【详解】A.两分子乙酸乙酯发生酯缩合反应生成乙酰乙酸乙酯和乙醇,N为乙醇,A正确;
B.R为含碳碳双键的加聚单体,仅含1个氨基、1个酯基,不满足缩聚反应对单体至少2个可反应官能团的要求,无法经缩聚反应生成线型高分子,B错误;
C.交联形成的体型高分子属于热固性高分子,受热不能熔融,C正确;
D.T结构中含有酯基,酸性或碱性条件下酯基均可发生水解反应,因此T可降解,D正确;
故选B。
12. 二羟基嘧啶(DHP)是一种难生物降解的有机污染物。利用惰性电极电解含DHP、NaCl的工业废水,可将DHP氧化为无毒的和,以实现完全无害化处理。DHP的分子结构与电解装置如下图所示。
下列说法正确的是
A. 电极a与电源负极相连
B. i中每生成1 mol ,则DHP失去3 mol
C. ii反应的离子方程式为
D. 若完全无害化处理1 mol DHP,理论上b极至少产生16 g
【答案】D
【解析】
【分析】根据装置中物质转化,a极上转化为,Cl元素化合价升高失电子,DHP被氧化为和,发生氧化反应,故a为阳极,与电源正极相连;b极上转化为,H元素化合价降低得电子,发生还原反应,故b为阴极,与电源负极相连。1mol DHP分子式为,完全氧化为和时,4mol C从平均+1.5价升高到+4价共失10mol电子,2mol N从-3价升高到0价共失6mol电子,总转移电子数为16mol。
【详解】A.电极a为阳极,应与电源正极相连,A错误;
B.1mol DHP完全氧化生成4mol 时共失去16mol电子,故每生成1mol ,DHP失去4mol ,B错误;
C.阳极区为酸性环境,不存在大量,ii反应的离子方程式为,C错误;
D.处理1mol DHP时电路中转移16mol电子,b极生成的物质的量为 ,质量为 ,D正确;
故选 D。
13. 25°C时,向100 mL蒸馏水中加入3 g CaCO3粉末,一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如下图。
已知:i.25°C时,;碳酸的、。
ii.饱和CaCO3溶液的pH约为10。
下列说法正确的是
A. a→c过程的上层清液中:
B. c→d过程的上层清液电导率下降,说明CaCO3的溶解平衡逆向移动
C. e点的上层清液中:
D. 体系中任意时刻均满足:
【答案】C
【解析】
【分析】25℃时,向蒸馏水中加入粉末及后续加水过程中电导率变化图,呈现实验中电导率随时间变化的曲线。起点a,代表初始蒸馏水,电导率低,因纯水中离子极少。a→b段,加入,其溶解产生、等离子,离子浓度增大,电导率上升,到b点达溶解平衡,电导率暂时稳定 。c→d段,加入10mL蒸馏水,溶液被稀释,离子浓度降低,电导率下降。d→e段,继续溶解补充离子,离子浓度逐渐回升,电导率上升,e点后溶解又达平衡,电导率趋于稳定 ,反映溶解平衡及离子浓度变化对电导率的影响。
【详解】A.过程中,溶解产生的会发生水解,导致,A错误;
B.过程加入蒸馏水,溶液被稀释离子浓度降低导致电导率下降,稀释会使的溶解平衡正向移动,B错误;
C.点为饱和溶液,即,根据,可得,C正确;
D.根据电荷守恒,溶液中阳离子总电荷等于阴离子总电荷,带2个单位正电荷,正确关系式为: ,选项中系数错误,D错误;
故选C。
14. 为探究SO2与K2FeO4的反应产物,进行如下实验。向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,充分反应后过滤,得到沉淀X和滤液Y。将沉淀X洗净后,分别用足量且相同pH的盐酸、草酸(H2C2O4)溶液完全溶解。对所得溶解液,分别进行①~⑤实验(忽略空气的影响),如下图所示。
已知:i.X中可能含有Fe3+、、、OH-。
ii.。
下列说法不正确的是
A. 仅凭实验②,不能判断沉淀X中是否含有
B. 实验③中蓝色褪去,是因为I2被还原的速率快于I-被Fe3+氧化的速率
C. 使用草酸溶解X的目的是形成,以促进X的溶解
D. 结合氧化还原反应规律与上述实验,推断滤液Y中一定含有
【答案】D
【解析】
【分析】首先明确实验目的为探究与碱性的反应产物,向碱性溶液中通入,反应后得到沉淀X与滤液Y。沉淀X用足量相同pH的盐酸溶解后,实验①加溶液变红,说明溶解液含游离;实验②加产生白色沉淀,酸性条件下可被氧化为,无法直接判断沉淀X原含;实验③加淀粉-溶液蓝色褪去,静置后又变蓝,说明先被还原为,后又被氧化为。沉淀X用草酸溶解后,实验④加溶液未变红,结合已知信息可知与结合为,无游离;实验⑤加产生的白色沉淀可溶于盐酸,说明该沉淀为,草酸溶解液中无。
【详解】A.实验②中盐酸溶解液含,可将可能存在的氧化为,也能与反应生成白色沉淀,因此仅凭实验②不能判断沉淀X中是否含有,A正确;
B.实验③中加入淀粉-溶液蓝色褪去,说明被还原的速率快,静置一段时间后溶液又变蓝,说明被氧化生成,整体蓝色褪去是因为被还原的速率快于被氧化的速率,B正确;
C.草酸为弱酸,相同pH的草酸与盐酸相比,草酸电离出的浓度更低,加入草酸可与形成稳定的,降低浓度,促进沉淀X的溶解,C正确;
D.实验⑤证明沉淀X用草酸溶解后产生的白色沉淀为,说明被氧化的产物不全是,部分S元素以形式存在于沉淀X中,无法推断滤液Y中一定含有,D错误;
故选D。
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 金(Au)在电子工业、催化等领域有重要应用。
(1)Au位于元素周期表第六周期ⅠB族。画出Au的基态原子最外层轨道表示式___________。
(2)Au常见的化合价有+1和+3,易形成配合物离子,如、。
①中存在的化学键是___________(填序号)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键
②为平面分子,结构如下图所示。其中Au的杂化类型是___________(填序号)。
a. b. c.
(3)Au-Cu合金可形成多种有序结构。两种典型晶胞如下图所示,其中Ⅱ是立方晶胞。
K金
金近似纯度
含金质量分数
24K
24/24
99.9%
22K
22/24
91.7%
20K
20/24
83.3%
18K
18/24
75.0%
①金饰品常以“K金”表示金的质量分数,常见规格如上表所示。
晶胞Ⅰ所代表的Au-Cu合金的金纯度相当于___________K金的(保留整数)。
②晶胞Ⅰ和晶胞Ⅱ中,与Au最近且距离相等的Cu原子个数之比是___________。
③晶胞Ⅱ的密度是,阿伏加德罗常数为,金原子与铜原子的半径之和是___________cm。
(4)利用溶液湿法浸取金单质矿石:硫酸酸化控制pH为1~3,浸取相同时间。
已知:浸出过程中,与形成配离子。
①写出浸金过程的离子方程式___________。
②为进一步提高浸出率,向体系中加入氧化剂。随用量增加,金的浸出率先升高后降低。解释浸出率下降的可能原因___________。
【答案】(1) (2) ①. b ②. c
(3) ①. 18 ②. 2:1 ③.
(4) ①. ②. 过量的会消耗配体,不利于形成配合物,浸出率下降
【解析】
【小问1详解】
Au位于元素周期表第六周期ⅠB族,价电子排布为,基态原子最外层轨道表示式即第6电子层的轨道,第6层只有6s,其轨道排布式为:;
【小问2详解】
①是配合物离子,提供空轨道,提供孤电子对,二者之间形成配位键,离子键存在于阴阳离子之间,该离子内部不存在离子键;金属键存在于金属晶体中,因此只有配位键存在,故选b;
②为平面分子,结构中每个周围有4个,据此分析:
a.杂化,只能形成3个杂化轨道,无法形成4配位,不符合题意;
b.杂化,能形成4个杂化轨道,但是结构为四面体构型,不符合题意;
c.杂化,能形成4个杂化轨道,形成4个等价的平面轨道,符合题意;
故选c;
【小问3详解】
①先计算晶胞Ⅰ中和的个数:在体心,个数为1;在顶点位置,个数为:;所以晶胞中和的原子个数比为:1:1;则的质量分数为:,对照数据,含金质量分数为75%时对应为18 K金;
②晶胞Ⅰ中,与Au最近且距离相等的Cu原子个数为8;晶胞Ⅱ中,与Au最近且距离相等的Cu原子个数为:4;则晶胞Ⅰ和晶胞Ⅱ中,与Au最近且距离相等的Cu原子个数之比是;
③晶胞Ⅱ中:在面心位置,个数为:;在顶点位置,个数为,则该晶胞的参数设为a cm,由于晶胞中原子是“无隙并置”的,结合和的原子位置,可知面对角线长度=,即,即,已知,则,计算,则金原子与铜原子的半径之和是;
【小问4详解】
①已知浸出过程中,与形成配离子,则浸金过程中为还原剂,氧气为氧化剂,其离子方程式为:;
②上升阶段:作为氧化剂,将氧化为,促进与形成配离子的反应,提高浸出率;下降阶段:过量的会结合形成络合物,消耗配体,导致溶液中游离浓度降低,不利于形成配合物,浸出率下降。
16. CO2转化为高附加值化学品是当前资源化利用的研究热点之一、
Ⅰ.CO2热还原为碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)
(1)上述总反应可通过以下两步反应实现:
i.
ii.CO2与CH3OH反应生成CH3OCOOCH3
①写出反应ii的热化学方程式___________。
②对于反应ii,活化能___________(填“>”或“<”)。
(2)将物质的量之比为1∶2的CO2和CH3OH混合气体,以相同流速分别通过催化剂a和催化剂b,仅发生反应ii。相同时间内CO2的转化率如下图所示。判断M点对应的转化率是否为该温度下CO2的平衡转化率,并说明原因___________。
Ⅱ.CO2电还原为甲酸盐(HCOO-)与乙醇
(3)碱性条件下,CO2生成HCOO-的电极反应式是___________。
(4)研究发现,HCOO-会促进水分子间发生电子转移,进而产生,微观过程如下图。写出的电子式___________。
(5)我国科研团队实现了电解甲酸盐溶液制备乙醇,反应历程如下图。
①ii过程反应的离子方程式是___________。
②下列说法正确的是___________(填序号)。
a.过程i涉及极性键的断裂和生成
b.是甲酸盐的还原产物,碳元素化合价为+3
c.制备过程体现了水溶液生成自由基与电化学反应的协同作用
【答案】(1) ①. ②. <
(2)否;催化剂不改变反应物的平衡转化率,相同温度下,催化剂b对应的转化率比M点高,说明M点未达到平衡
(3)
(4) (5) ①. ②. ac
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,总反应减去2倍反应i,得到反应ii的热化学方程式为。
②反应ii为放热反应,反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能,即,因此。
【小问2详解】
催化剂不改变反应物的平衡转化率,由图可知,相同温度下,催化剂b对应的转化率比M点高,说明M点未达到平衡。
【小问3详解】
碱性条件下,中C元素化合价从+4降低为+2,得到2个电子生成,结合电荷守恒和原子守恒配平电极反应式为。
【小问4详解】
失去1个电子形成,氧原子最外层剩余7个电子,其中1个为单电子,电子式为。
【小问5详解】
①结合机理图,ii过程中与反应生成、和,配平离子方程式为。
②a.过程i中存在O-H极性键的断裂和生成,涉及极性键的断裂和生成,a正确;
b.是失去电子得到的氧化产物,不是还原产物,b错误;
c.制备过程中存在、等自由基的生成,同时存在电解的电化学反应,体现了水溶液生成自由基与电化学反应的协同作用,c正确;
故选ac。
17. 白刺新碱对结肠癌细胞的细胞周期具有调节作用,其前体M的合成路线如下。
已知:i.R1CHO+R2CH2CHO+H2O
ii.
(1)Ⅰ中含氧官能团的名称是___________。
(2)A的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶1∶2∶2。A→B的化学方程式是___________。
(3)试剂a的分子式是。试剂a的结构简式是___________。
(4)E分子中含有1个六元环,E的结构简式是___________。
(5)下列说法不正确的是___________(填序号)。
a.可用酸性溶液检验D中的碳碳双键
b.K→L的反应类型属于加成反应
c.受到苯环吸电子的影响,L中氮原子的碱性:α>β
(6)已知:,L→M的过程中新生成了一个含氮六元环。M的结构简式是___________。
【答案】(1)酰胺基 (2)HOCH2CH2CH2CH2CH2OH+OHCCH2CH2CH2CHO
(3) (4)
(5)ac (6)
【解析】
【分析】结合A与B的化学式与反应条件以及D的结构简式可知A为HOCH2CH2CH2CH2CH2OH ,氧化得到二元醛B为OHCCH2CH2CH2CHO;两分子B经已知信息i羟醛缩合得到D,结合L的结构简式可知D发生分子内羟醛缩合得到含六元环的二醛E为;F与试剂a经已知信息ii第一步生成G,且根据已知反应ii结合I的结构倒推可知G为,试剂a为;I水解、脱羧得到J为;E与J脱水得到K为,K经分子内加成得到L,结合题6,L经异构化、1,6-加成得到M为。
【小问1详解】
I的结构中含结构,对应含氧官能团为酰胺基。
【小问2详解】
A为1,5-戊二醇,在Cu、加热条件下,两个醇羟基被氧气氧化为醛基,1mol A消耗1mol ,生成1mol戊二醛和2mol ,配平后反应方程式为HOCH2CH2CH2CH2CH2OH+OHCCH2CH2CH2CHO。
【小问3详解】
根据以上分析结合分子式可知a的结构简式为 。
【小问4详解】
根据以上分析可知E的结构简式为。
【小问5详解】
a. D中同时含醛基与碳碳双键,酸性溶液可氧化两类官能团,均能使溶液褪色,无法检验碳碳双键,a错误;
b. K为E与J脱水生成的含亚胺键的产物,K→L为分子内亲电加成,属于加成反应,b正确;
c.L中α位氮形成吡咯环,孤对电子参与共轭,碱性极弱;β位氮孤对电子未参与共轭,碱性更强,故碱性β>α,c错误;
故选ac。
【小问6详解】
根据以上分析可知M的结构简式为。
18. 稀土是重要的战略资源。氧化铈()是应用广泛的稀土氧化物。由氟碳铈矿(含、、等)为原料制备的工艺流程如下:
已知:i.HF是一种易挥发的弱酸。
ii.难溶于水、可溶于酸,而难溶于水也难溶于酸。
iii.Ce(IV)能被有机萃取剂HA萃取,而不能。
(1)与在空气中直接焙烧相比,在对流空气氧化炉中进行氧化焙烧能大大缩短氧化时间,原因是___________。
(2)烧渣酸浸后,剩余固体的主要成分有___________。
(3)硫酸浸出环节中,控制浸出时间40 min、浸出温度,测得Ce元素和的浸出率随起始硫酸浓度的变化如下图所示。
当时,随起始硫酸浓度升高浸出率下降,原因是___________。
(4)在步骤Ⅱ将沉淀转化为的过程中,加入NaOH溶液的目的是___________。
(5)写出步骤Ⅶ中生成的离子方程式___________。
(6)该流程中可循环利用的物质有___________。
【答案】(1)增大了反应物(氧气)的浓度和气固接触效率
(2)、
(3)随着硫酸浓度增大,溶液中增大,促使转化为其他形式的铈配合物;同时增大,促进结合生成HF,使的解离平衡正向移动,导致其浸出率下降
(4)将难溶于酸的转化为可溶于酸的。
(5)
(6)有机萃取剂 HA、硫酸
【解析】
【分析】氟碳铈矿(主要成分,含、等杂质)。在空气中氧化焙烧,将矿石中的氧化为。加入硫酸,转化为和进入溶液。转化为难溶的。不反应,作为固体残留。向浸出液中加入硫脲和。根据已知 ii,难溶于水也难溶于酸。这一步是为了沉淀除去部分杂质或分离特定的铈化合物,但后续步骤II又处理了沉淀。对步骤I的沉淀加转化,过滤后加稀盐酸溶解得到含的滤液。这里利用了已知ii:难溶于水可溶于酸,而硫酸复盐难溶于酸。目的是将难溶的硫酸复盐转化为易溶于酸的氢氧化物。利用碳酸氢铵沉淀铈,再灼烧得到 。利用有机萃取剂HA。根据已知iii,能被萃取,不能。所以这一步是将浸出液中的转移到有机层,实现与水相中其他杂质的分离。有机层加入和 。是还原剂,将还原为。因为不能被 HA 萃取,所以它会回到水层。这样实现了铈的反萃取。水层(含)加入和。将氧化回 ,并在碱性条件下生成沉淀。灼烧得到最终产品。
【小问1详解】
化学反应速率受浓度、温度、接触面积等因素影响。“对流”意味着气体流动速度快,增大了反应物(氧气)的浓度和气固接触效率。
【小问2详解】
由分析可知,烧渣酸浸后,剩余固体的主要成分有、。
【小问3详解】
观察图表,总Ce浸出率在上升,但的比例在下降。说明Ce进入了溶液,但不是以的形式存在。随着硫酸浓度增大,溶液中增大,促使转化为其他形式的铈配合物;同时增大,促进结合生成HF,使的解离平衡正向移动,导致其浸出率下降。
【小问4详解】
步骤 I 得到的沉淀主要是难溶于酸的,为了后续用盐酸溶解得到溶液,必须改变其存在形式。已知 ii 指出可溶于酸。加入NaOH溶液将难溶于酸的转化为可溶于酸的。
【小问5详解】
步骤Ⅶ中将氧化回 ,并在碱性条件下生成沉淀,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【小问6详解】
步骤 V 用了有机萃取剂 HA,水层中生成硫酸,硫酸在硫酸浸出和步骤VI中被循环利用,同时步骤 VI 分出了“有机层”,这个有机层含有 HA,可以返回步骤 V 继续萃取。
19. 实验小组利用间接碘量法测定锅炉水中的溶解氧含量。
已知:溶解氧可快速氧化,而氧化其他还原剂的速率较慢。
【测定原理与操作】
Ⅰ.固氧:将的水瓶盛满水样,用细长针头插到液面下,依次注入溶液,溶液(过量),部分水样溢出。立即盖紧瓶盖,翻转摇匀,先生成白色沉淀,随即转化为棕黑色沉淀。
Ⅱ.酸化:待沉淀沉降到距瓶口约三分之一处时,缓缓加入稀至液面下,部分溶液溢出。立即盖紧瓶盖,翻转摇动至沉淀完全溶解,得到黄色溶液。
Ⅲ.滴定:用溶液滴定至终点()。
(1)“固氧”环节中,溶解氧氧化的化学方程式是___________。
(2)“滴定”环节中,以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的操作与现象是___________。
(3)若滴定消耗溶液,则水样中溶解氧的含量为___________mg/L。
【实际测定与分析】
小组同学对锅炉水样进行上述操作,“酸化”后溶液不变黄,无生成,无法滴定。
资料:i.锅炉水中溶解氧含量低,且含有残留的还原剂。
ii.锅炉水中的还原剂只能还原酸性条件下的或。
甲同学在原方法的基础上(试剂及用量不变),补充加入适量溶液,并采用双瓶对照实验方案,操作如下图。
甲同学利用该法测得水样中的溶解氧含量为,测定结果准确。
(4)设计瓶实验的目的是:与瓶作空白对照,___________。
(5)瓶操作中应始终无沉淀生成。若加入溶液的过程中,观察到生成少量白色沉淀并转为棕黑色沉淀,振荡后沉淀又消失,则会使的测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”),理由是___________。
(6)乙同学利用容量瓶作为取样瓶来简化“固氧”操作:先向容量瓶中加入约水样,再用细长针头向液面下依次注入所需试剂,最后用水样定容并摇匀。
按乙同学的方案,测得的溶解氧含量将高于甲同学的测定值,理由是___________。
【答案】(1)
(2)当滴入最后半滴标准溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色
(3)
(4)消除锅炉水中残留还原剂对实验的干扰,计算出还原剂消耗的体积,通过得到仅由溶解氧产生的对应的滴定体积
(5) ①. 偏大 ②. 生成的会氧化生成更多,导致滴定消耗的体积偏大
(6)水样在定容过程中与空气接触,溶解了空气中的氧气,导致测得的溶解氧含量偏高
【解析】
【分析】固氧时氧气将白色沉淀氧化为棕黑色沉淀;酸化在稀酸性条件下将氧化为;用溶液滴定发生反应。
【小问1详解】
“固氧”环节中,溶解氧氧化的化学方程式是;
【小问2详解】
“滴定”环节中,以淀粉溶液作指示剂,当滴入最后半滴标准溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点;
【小问3详解】
根据题中信息列关系式,若滴定消耗溶液,则水样中溶解氧的含量为;
【小问4详解】
锅炉水中含有残留还原剂,会消耗后续生成的或,导致滴定结果偏低。B瓶的空白对照作用是:消除锅炉水中残留还原剂对实验的干扰,计算出还原剂消耗的体积,通过得到仅由溶解氧产生的对应的滴定体积;
【小问5详解】
生成的在后续加入或酸化时,会氧化 生成更多,导致滴定消耗的体积偏大;
【小问6详解】
水样在定容过程中与空气接触,溶解了空气中的氧气,导致测得的溶解氧含量偏高。
(考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效)
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