内容正文:
厦门双十中学2026届高三下学期热身考
高三化学试题
试卷满分: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.请认真阅读答题卡上的注意事项,不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 K 39 Cr 52.1
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. 中国环流三号造出“人造太阳”,下列有关说法正确的是
A. 核心燃料氘与氚:D和T互为同位素
B. 中子屏蔽材料碳化硼:中C的化合价为
C. 液氦低温制冷剂:氦气化学性质稳定,不与任何物质反应
D. 等离子体稳态“燃烧”:等离子体是具有晶体结构的固态物质
2. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖。在葡萄糖水溶液中,存在链状和环状结构之间的平衡,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 淀粉和纤维素均为天然有机高分子
B. 链状结构分子中有4个手性碳原子
C. 链状结构通过加成反应得到环状结构
D. 环状结构1和环状结构2互为构造异构体
3. “超级炸药”全氮阴离子盐是一种中间体,制备全氮阴离子盐第一步是合成,反应原理为(未配平),为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 已知为五元平面环状结构,含有的电子数为
B. 和混合气体含有杂化原子为
C. 和的混合气体,含有个质子
D. 生成时,电子转移数为
4. R、X、Y、Z为短周期元素,XY3ZR3的分子结构如图所示。R原子中的电子只有一种自旋取向;X、Y、Z处于同一周期;X原子的核外电子数等于基态Y原子的最高能级电子数,且等于基态Z原子的最外层电子数。下列说法错误的是
A. 电负性:Y>Z>X
B. 简单离子半径:Y>Z
C. 基态原子未成对电子数:R=X=Y<Z
D. 该分子可由XY3分子和ZR3分子通过配位键结合而成
5. 盐泥是氯碱工业的废渣,主要成分为Mg(OH)2、CaCO3(含少量的FeO、Fe2O3、Al2O3及SiO2)。实验室中利用盐泥制备无水MgSO4的流程如下:
上述制备过程中,下列不需要使用的实验装置是
A. B. C. D.
6. 一种主要成分为的钒铅矿(杂质元素为Si、Al),通过如下工艺可制得。已知:沉淀的最佳范围为7.0~8.5.
电炉焙烧步骤反应:。
下列说法错误的是
A. “出炉气”可用电解饱和食盐水的阴极区溶液进行吸收以避免环境污染
B. “浸取”中热水的作用是增大的溶解度
C. “除硅铝”经调节将转化为除去
D. “沉钒”中析出时,需要加入过量
7. 小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将的溶液与的溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:i.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略
ii.(黄色)
iii.已知对实验无影响
下列说法不正确是
A. 注入试剂①后溶液透光率增大,证明逆向移动
B. 透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液不同导致的
C. 透光率④比③高,可能发生了反应
D. 若要证明试剂③中对平衡体系有影响,还应使用的溶液进行对照实验
8. 在催化剂作用下,醛、酮的被卤素取代的反应称为醛、酮的卤化。在酸的催化作用下的反应如下:,其反应机理是首先羰基质子化,醛、酮失去活泼H形成烯醇,烯醇的π电子向卤素进攻,再失去氧上的质子完成卤化反应,具体过程如图所示。
已知:i.与官能团相连的碳称为碳,碳上的原子称为;
ii.在酸的催化作用下,碳上的烷基越多,烷基的给电子诱导效应和超共轭效应越大,形成的烯醇越稳定,碳上的就越易离开而进行卤化反应。
下列说法错误的是
A. 此过程中,反应②的活化能最高
B. 在反应机理中,有加成反应和消去反应发生
C. 在酸催化作用下,发生卤化反应的主产物为
D. 即使不加酸作催化剂,只要引发该卤化反应,反应也可以快速进行
9. 电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集,捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室,其机理和装置如图。下列说法正确的是
A. 复合胺为反应的催化剂
B. 乙二胺与的结合能力弱于其与的结合能力
C. 阴极的电极反应为
D. 当电路中转移电子时,阳极室理论上可释放出标准状况下的
10. 室温下,向均为的混合溶液中持续通入气体,始终保持饱和(的物质的量浓度为),通过调节使分别沉淀,溶液中与的关系如图所示。其中,c表示和的物质的量浓度的数值,。下列说法错误的是
A. ②代表与的关系曲线
B. 溶解度:
C. 逐渐增大时,优先析出的沉淀是
D. 的平衡常数
二、填空题:本题包括4小题,共60分。
11. 近年来,我国自主研发推出了第二代钠电池,固态电解质为。工业上以锆英石(主要成分为)为原料生产的工艺流程如下。
已知:①Zr位于元素周期表第五周期第ⅣB族,性质与Ti相似;
②“酸浸”后溶液中金属元素主要存在形式为、、和。
(1)基态价电子排布式为___________。
(2)“沉铅”时发生的总反应离子方程式为___________。
(3)25℃,金属离子形成的与关系如图所示。“调pH”前,溶液中杂质离子,此时通入氨调节pH___________(填标号),假定溶液体积无变化。
a. b.1.8~2.8 c.2.8~5.6 d.
(4)“高温氯化”时,转化为(331℃升华),并生成一种还原性气体,相应的化学方程式为___________。在“高温氯化”前对固体进行“煅烧”除水,目的是___________。
(5)“高温氯化”后,从混合气体中分离的方法是___________。
(6)一种含钨(W)、钼(Mo)、锆元素的合金的立方晶胞结构如下图所示,W与Mo的最小间距大于W与的最小间距。
①W、Mo、Zr的原子个数比为___________,若Mo与Zr之间的最小间距为a nm,则晶胞的边长为___________nm。
②晶面对晶体的生长、成型等有重要影响。米勒指数可用于标记晶面,是指晶面分别与x、y、z三轴截距的倒数,通过求比化为最简的三个整数。图中,实线所示晶面与x、y、z三轴截距的倒数为,因此该晶面可标记为,则虚线所示晶面可标记为___________。
12. 重铬酸钾()是化学分析中一种重要的试剂,其水溶液中存在如下平衡:,某化学小组对该平衡的移动和平衡常数进行了以下探究。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制过程中,下列仪器不需要用到的是___________。(填仪器名称)
(2)通过计算,需要的()的质量为___________g。
Ⅱ.探究浓度对平衡的影响
提供仪器及试剂:数据采集器、传感器、烧杯;(、)、蒸馏水取不同浓度的进行实验,经过足够时间后,相关记录和数据如下表所示:
初始浓度()
数据X
①
0.1000
a
②
0.2000
b
(3)需要测定的数据X为___________。
(4)根据数据X计算出___________(无需化简,用含a的代数式表示),同理计算,得到,证明平衡常数大小与浓度无关。
(5)计算得到的值与理论相差较大,有可能是因为浓度不准确,因而需要用标准溶液滴定获得精确浓度,在滴定实验中,下列操作正确的是___________。(填标号)
A.调控滴定速度
B.滴定时,注视液面变化
C.接近终点时,改为半滴加入
D.记录数据20.20 mL
(6)利用数据分析,还能证明增大,平衡正移,但自身的转化率变小。画出往溶液中加入2.942 g 后(保持溶液体积不变),溶液随时间t的变化图___________(已知画图时需标注相应的数据)。
Ⅲ.探究温度对平衡的影响
实验温度
初始浓度
数据
③
298 K
0.1000
c
④
328 K
0.1000
d
(7)实验结果:,___________(填“能”或“不能”)说明温度升高,平衡正移,理由:___________,设计实验方案,证明该反应的热效应:___________。
(8)可用来形成单核配离子或双核配离子(L为含有氢原子的有机配体),那么进一步区别两种配离子的科学方法是___________。(要求写出其中一种方法的名称)
13. 氯雷他定F是一种抗过敏性药物,其合成路线之一如下(略去部分试剂和条件)。
已知:Ⅰ.吡啶与苯环相似,有芳香性。
Ⅱ.已知醛或酮与格式试剂()反应原理为:
(1)A中含氧官能团是___________。
(2)中的氯原子被苯基取代后,其化学名称是___________。
(3)从结构角度解释A→B的反应在②号氯而不是在①号氯的原因是___________。
(4)B→C的离子方程式为___________。
(5)D→E的反应类型是___________。
(6)下列说法错误的是___________。(填标号)
a.有生成
b.D与氢气完全加成后的产物共有4个手性碳原子
c.水溶性:吡啶<硝基苯
d.氮原子杂化轨道中轨道成分:吡啶>
(7)A水解产物M()的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不包含M)。
a.与溶液反应生成 b.有六元芳香环 c.核磁共振氢谱为5组峰
(8)另一种用格式试剂合成氯雷他定路线如下:
H→E所需的试剂和反应条件是___________,写出D→H的第一步化学反应方程式___________。
14. 配合物在离子吸附分离、反应催化等领域应用广泛。
Ⅰ.吸附分离
与对苯二甲酸可形成能分离和的配合物,每克配合物吸附离子的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)10~30分钟该配合物对Li+的吸附平均速率为___________。
(2)60分钟时吸附已达平衡,此时该配合物对的吸附选择性为___________(列出计算式)。(已知:吸附选择性)
Ⅱ.反应催化
某配合物a可在常温下断开苯环上的键,形成活性中间体o、m或,过程如图所示。图中所示为o、m、p平衡时在所有中间体中的百分含量。
(3)反应①中正反应的活化能,逆反应的活化能。则该反应的___________。
(4)对于上述反应体系,以下说法正确的有___________。(填标号)
A. 改变温度,o、m或的相对含量改变
B. 稀释反应体系,上述3个反应平衡均发生移动,但平衡常数均不变
C. 当一部分o转化成其他物质,重新达到平衡后,o在3种中间产物中的相对含量减少
D. 平衡时,每生成的同时生成甲苯
(5)已知平衡常数,则反应①、②和③中的最小的是反应___________。(填序号,其中e为自然对数,为常数,为热力学温度,为自由能)
(6)p与丙烯反应生成(e)和(f),和不与丙烯反应。该反应较慢,反应过程中反应①、②和③可视为处于平衡状态。在某时刻消耗甲苯后,、和的物质的量之比为,则e的物质的量为___________(用含x、y、z的代数式表示)。
(7)CO与在该催化剂配合物a与沸石联合催化制三甲苯(),机理如图1所示,其中生成甲醇快速达到平衡,随后甲醇吸附在沸石表面逐步脱得到三甲苯,从沸石向配合物a扩散。一定条件下转化率与三甲苯的选择性[]与配合物a和沸石颗粒间的距离关系如图2所示
①为验证原子是从沸石扩散到配合物a后再转化为,相同条件下向体系中通入___________,反应相同时间后测量不同距离下体系内的含量。
②结合机理解释,催化剂中配合物a颗粒和沸石颗粒间的距离增大,三甲苯选择性与CO转化率均下降的原因有___________。
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厦门双十中学2026届高三下学期热身考
高三化学试题
试卷满分: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.请认真阅读答题卡上的注意事项,不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 K 39 Cr 52.1
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. 中国环流三号造出“人造太阳”,下列有关说法正确的是
A. 核心燃料氘与氚:D和T互为同位素
B. 中子屏蔽材料碳化硼:中C化合价为
C. 液氦低温制冷剂:氦气化学性质稳定,不与任何物质反应
D. 等离子体稳态“燃烧”:等离子体是具有晶体结构的固态物质
【答案】A
【解析】
【详解】A.氘()和氚()质子数均为1,中子数分别为1、2,属于氢元素的不同核素,互为同位素,A正确;
B.碳化硼中硼的非金属性弱于碳,共用电子对偏向C,因此C的化合价为价,不是价,B错误;
C.氦气化学性质极稳定,但在特殊条件下可与部分物质发生反应,并非不与任何物质反应,C错误;
D.等离子体是区别于固、液、气的第四种物质聚集状态,不属于固态,没有晶体结构,D错误;
故选A。
2. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖。在葡萄糖水溶液中,存在链状和环状结构之间的平衡,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 淀粉和纤维素均为天然有机高分子
B. 链状结构分子中有4个手性碳原子
C. 链状结构通过加成反应得到环状结构
D. 环状结构1和环状结构2互为构造异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉和纤维素分子式均为(C6H10O5)n,均为天然有机高分子化合物,故A正确;
B.链状结构分子中2、3、4、5号碳原子均为手性碳原子,分子中有4个手性碳原子,故B正确;
C.链状结构通过5号碳原子上的羟基与醛基发生加成反应得到环状结构,故C正确;
D.环状结构1和环状结构2互为对映异构体,不是构造异构体,故D错误;
选D。
3. “超级炸药”全氮阴离子盐是一种中间体,制备全氮阴离子盐第一步是合成,反应原理为(未配平),为阿伏加德罗常数值。下列说法错误的是
A. 已知为五元平面环状结构,含有的电子数为
B. 和混合气体含有杂化的原子为
C. 和的混合气体,含有个质子
D. 生成时,电子转移数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.为五元平面环状结构,N原子形成5中心6电子的大π键(),1mol 含6mol π电子,故0.5mol 含π电子数为,A正确;
B.中为杂化,与为等电子体,为直线形结构,无杂化原子。2 mol混合气体中物质的量小于2mol,故杂化原子数小于,B错误;
C.的摩尔质量为,每个分子含14个质子;摩尔质量为,每个分子含22个质子,二者单位质量质子的物质的量均为,故2g混合气体含质子1mol,数目为个,C正确;
D.配平反应为,每生成7 mol 转移8mol电子,物质的量为,对应转移电子4mol,数目为,D正确;
故答案为B。
4. R、X、Y、Z为短周期元素,XY3ZR3的分子结构如图所示。R原子中的电子只有一种自旋取向;X、Y、Z处于同一周期;X原子的核外电子数等于基态Y原子的最高能级电子数,且等于基态Z原子的最外层电子数。下列说法错误的是
A. 电负性:Y>Z>X
B. 简单离子半径:Y>Z
C. 基态原子未成对电子数:R=X=Y<Z
D 该分子可由XY3分子和ZR3分子通过配位键结合而成
【答案】B
【解析】
【分析】R、X、Y、Z为短周期元素,R中电子只有一种自旋取向,R为H元素;X、Y、Z处于同一周期,X的核外电子数等于Y的最高能级电子数,且等于Z的最外层电子数,XY3ZR3的分子中X、Z均形成4个共价键,则X为B元素,Z为N元素;Y只能形成1个共价键,结合位置可知Y为F元素,据此分析解题。
【详解】A.同周期元素从左到右电负性增强,B、N、F三种元素电负性大小顺序为F>N>B,A正确;
B.N3-、F-核外电子层排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:N3->F-,故B错误;
C.基态H、B、F原子未成对电子数均为1,N为3,基态原子未成对电子数:H=B=F<N,C正确;
D.B原子最外层3个电子,是缺电子原子,NH3中N原子含有1个孤电子对,故N提供孤电子对、B提供空轨道形成配位键,D正确;
答案选B。
5. 盐泥是氯碱工业的废渣,主要成分为Mg(OH)2、CaCO3(含少量的FeO、Fe2O3、Al2O3及SiO2)。实验室中利用盐泥制备无水MgSO4的流程如下:
上述制备过程中,下列不需要使用的实验装置是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】盐泥是氯碱工业的废渣,盐泥的主要成分为Mg(OH)2、CaCO3,还含少量的FeO、Fe2O3、Al2O3及SiO2。盐泥中加入稀硫酸调节溶液的pH=l,Mg(OH)2、CaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3分别溶于稀硫酸得到MgSO4、微溶物CaSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3, 酸性氧化物SiO2与硫酸不能反应,仍以固体形式存在。过滤后得到的滤渣Ⅰ为难溶性的SiO2及微溶物CaSO4;滤液中含有MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3及过量的H2SO4;向滤液Ⅰ中加入5%的H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液的pH=5,然后过滤,得到的滤液Ⅱ中含有MgSO4,滤渣Ⅱ为Fe (OH)3、Al(OH)3、CaSO4。滤液Ⅱ通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MgSO4·7H2O,MgSO4·7H2O在酸性氛围中分解得到MgSO4,据此分析解答。
【详解】A.根据装置图可知:该图示为过滤操作,在上述①④分离难溶性固体与液体物质时使用,A不符合题意;
B.根据装置图可知:该图示为分液萃取操作,在上述分离混合物时没有使用,B符合题意;
C.根据装置图可知:该图示为蒸发浓缩操作,在⑤步由MgSO4溶液变为硫酸镁晶体MgSO4·7H2O时需要使用,C不符合题意;
D.根据装置图可知:该图示为灼烧操作,在⑥步操作时需要使用,D不符合题意;
故合理选项是B。
6. 一种主要成分为的钒铅矿(杂质元素为Si、Al),通过如下工艺可制得。已知:沉淀的最佳范围为7.0~8.5.
电炉焙烧步骤反应:。
下列说法错误的是
A. “出炉气”可用电解饱和食盐水的阴极区溶液进行吸收以避免环境污染
B. “浸取”中热水的作用是增大的溶解度
C. “除硅铝”经调节将转化为除去
D “沉钒”中析出时,需要加入过量
【答案】C
【解析】
【分析】钒铅矿(主要成分为Pb5(VO4)3Cl)与纯碱在电炉中通入空气焙烧,发生反应生成NaVO3、PbO、Cl2和CO2,杂质 Si、Al 也会与纯碱反应生成可溶性的硅酸钠()和,出炉气中含Cl2和CO2;用热水浸取焙烧产物,NaVO3溶于热水,PbO等不溶物形成浸渣;之后通过调节pH,使硅酸根()和转化为硅酸()和氢氧化铝沉淀除去。最后加入NH4Cl,在pH为7.0~8.5的条件下沉淀出NH4VO3晶体。
【详解】A.“出炉气”中含有有毒气体。电解饱和食盐水时,阴极区发生反应,生成 溶液。可以与溶液反应:,从而被吸收,避免污染环境,A正确;
B.“浸取”中使用热水,是为了增大NaVO3的溶解度,使其充分溶解在溶液中,提高浸取率,B正确;
C.由分析可知,“除硅铝”步骤通过调节pH,可将溶液中的转化为Al(OH)3沉淀除去,C错误;
D.沉钒过程发生复分解反应,离子方程式为,利用同离子效应,
加入过量,可以促进尽可能析出完全,D正确;
故选C。
7. 小组同学探究盐溶液对反应(血红色)的影响。将的溶液与的溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得平衡后体系的透光率如下图所示。
已知:i.溶液血红色越深,透光率越小,其它颜色对透光率的影响可忽略
ii.(黄色)
iii.已知对实验无影响
下列说法不正确的是
A. 注入试剂①后溶液透光率增大,证明逆向移动
B. 透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液不同导致的
C. 透光率④比③高,可能发生了反应
D. 若要证明试剂③中对平衡体系有影响,还应使用的溶液进行对照实验
【答案】A
【解析】
【详解】A.注入试剂①是稀释溶液的过程,[Fe(SCN)]2+浓度减小,溶液透光率升高,无法判断平衡是否逆向移动,A错误;
B.③KCl溶液为含有钾离子的中性溶液,②NH4Cl溶液为含有铵根离子的水解显酸性的溶液,根据是否水解或离子不同,则说明透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的,B正确;
C.③为0.04mol•L-1的KCl溶液,④为4mol•L-1的KCl溶液,④的浓度大于③的浓度;透光率④比③高,说明血红色变浅,发生了反应,C正确;
D.若要证明试剂③为0.04mol•L-1的KCl溶液,Cl-对平衡体系有影响,排除钾离子的干扰即K+浓度保持不变,作空白对照实验,已知硝酸根对实验无影响,故能使用0.04mol•L-1的KNO3溶液进行实验,D正确;
故答案为:A。
8. 在催化剂作用下,醛、酮的被卤素取代的反应称为醛、酮的卤化。在酸的催化作用下的反应如下:,其反应机理是首先羰基质子化,醛、酮失去活泼H形成烯醇,烯醇的π电子向卤素进攻,再失去氧上的质子完成卤化反应,具体过程如图所示。
已知:i.与官能团相连的碳称为碳,碳上的原子称为;
ii.在酸的催化作用下,碳上的烷基越多,烷基的给电子诱导效应和超共轭效应越大,形成的烯醇越稳定,碳上的就越易离开而进行卤化反应。
下列说法错误的是
A. 此过程中,反应②的活化能最高
B. 在反应机理中,有加成反应和消去反应发生
C. 在酸催化作用下,发生卤化反应的主产物为
D. 即使不加酸作催化剂,只要引发该卤化反应,反应也可以快速进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应速率越慢,活化能越高,由机理可知,只有反应②是慢反应,因此反应②活化能最高,A正确;
B.该机理中,烯醇与反应时,碳碳双键打开结合,属于加成反应;形成烯醇的过程属于消去反应,因此机理中存在加成反应和消去反应,B正确;
C.根据已知信息,α−碳上烷基越多,越容易发生卤化反应,反应物CH3COCH(CH3)2有两个α−碳:羰基左侧的甲基碳(α−碳上烷基数目为0)、羰基右侧的−CH(CH3)2的碳(α−碳上连2个烷基,烷基更多),因此卤化更容易发生在右侧α−碳,主产物应为CH3COCX(CH3)2,不是选项给出的左侧取代产物,C错误;
D.该反应产物含有,可以作为酸催化剂,因此只要引发反应产生,反应就可以自催化快速进行,D正确;
故选C。
9. 电化学介导胺再生是一种新兴的捕集技术。首先通过乙二胺吸收法捕集,捕集了的乙二胺富液进入电化学反应器阳极室,其机理和装置如图。下列说法正确的是
A. 复合胺为反应的催化剂
B. 乙二胺与的结合能力弱于其与的结合能力
C. 阴极的电极反应为
D. 当电路中转移电子时,阳极室理论上可释放出标准状况下的
【答案】D
【解析】
【分析】反应机理:乙二胺(再生胺)吸收得到负载胺,负载胺进入阳极室,阳极的失去电子生成,与乙二胺结合生成复合胺,同时释放出;复合胺迁移到阴极,在阴极得到电子生成,释放出乙二胺(再生胺),循环用于吸收。
【详解】A.复合胺是反应过程中生成、又在后续反应中消耗的中间产物,不是催化剂,A错误;
B.阳极过程中,能从负载胺中置换出乙二胺、释放,说明乙二胺与的结合能力强于乙二胺与的结合能力,B错误;
C.体系中的存在形式是与乙二胺配位的复合胺配离子,并非游离的,阴极反应式为,C错误;
D.根据反应定量关系:阳极每转移电子,生成;可结合,对应释放,即。 当转移电子时,生成,标准状况下体积为:,D正确;
故选D。
10. 室温下,向均为的混合溶液中持续通入气体,始终保持饱和(的物质的量浓度为),通过调节使分别沉淀,溶液中与的关系如图所示。其中,c表示和的物质的量浓度的数值,。下列说法错误的是
A. ②代表与的关系曲线
B. 溶解度:
C. 逐渐增大时,优先析出的沉淀是
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】依据纵坐标即为,室温下,根据点(5.8,8.2)可推知②代表,pH越大,硫离子浓度越大,所以①代表;从均为可知③④代表金属离子;根据②与④的交点坐标(5.8,8.2)可知此时pH=5.8,则,同时根据,则④代表,③代表。
【详解】A.由分析知,②代表−lgc(OH−)与pH的关系曲线,A不符合题意;
B.根据分析曲线④代表Al3+,曲线②与曲线④的交点坐标(5.8,8.2),可知此时pH=5.8,则c(OH-)= c(Al3+)=10-8.2mol/L,,氢氧化铝的饱和溶液中铝离子浓度为mol/L,,饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L,则溶解度:Al(OH)3 <Zn(OH)2,B不符合题意;
C.根据①和③交点(5.6,10.8)可知,, 硫化锌的饱和溶液中锌离子浓度为10-10.8mol/L,,饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L,则ZnS更容易生成,则随pH逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为,C不符合题意;
D.可利用坐标(5.6,10.8)来计算,则,的平衡常数,D符合题意;
故选D。
二、填空题:本题包括4小题,共60分。
11. 近年来,我国自主研发推出了第二代钠电池,固态电解质为。工业上以锆英石(主要成分为)为原料生产的工艺流程如下。
已知:①Zr位于元素周期表第五周期第ⅣB族,性质与Ti相似;
②“酸浸”后溶液中金属元素主要存在形式为、、和。
(1)基态的价电子排布式为___________。
(2)“沉铅”时发生的总反应离子方程式为___________。
(3)25℃,金属离子形成的与关系如图所示。“调pH”前,溶液中杂质离子,此时通入氨调节pH___________(填标号),假定溶液体积无变化。
a. b.1.8~2.8 c.2.8~5.6 d.
(4)“高温氯化”时,转化为(331℃升华),并生成一种还原性气体,相应的化学方程式为___________。在“高温氯化”前对固体进行“煅烧”除水,目的是___________。
(5)“高温氯化”后,从混合气体中分离的方法是___________。
(6)一种含钨(W)、钼(Mo)、锆元素的合金的立方晶胞结构如下图所示,W与Mo的最小间距大于W与的最小间距。
①W、Mo、Zr的原子个数比为___________,若Mo与Zr之间的最小间距为a nm,则晶胞的边长为___________nm。
②晶面对晶体的生长、成型等有重要影响。米勒指数可用于标记晶面,是指晶面分别与x、y、z三轴截距的倒数,通过求比化为最简的三个整数。图中,实线所示晶面与x、y、z三轴截距的倒数为,因此该晶面可标记为,则虚线所示晶面可标记为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)a (4) ①. ②. 防止水解或防止焦炭及氯气与水反应
(5)冷却或凝华 (6) ①. 1∶1∶2 ②. ③.
【解析】
【分析】将原料中锆、铁、铬、铅等金属元素转化为可溶性离子(、、和),滤出不溶性杂质得到废渣1;随后加入沉铅,将转化为沉淀除去,得到废渣2;再通入氨气调节pH,使、留在废液中,得到水合氧化锆;经煅烧除结晶水得到无水,再经焦炭、高温氯化得到,分离后与NaCl化合得到最终产物。
【小问1详解】
Zr位于第五周期第ⅣB族,属于过渡元素,Zr的原子序数为40,其核外电子排布式为[Kr]4d25s2,故Zr价电子排布为4d25s2;
【小问2详解】
“酸浸”后溶液中含有,加入PbCO3后生成PbCl2沉淀(废渣2),同时溶液中可能生成CO2,发生的总反应离子方程式为;
【小问3详解】
由图可知,当pH=2.8时,Fe3+的-lgc=5,即c(Fe3+)=10-5 mol/L,已完全沉淀,当pH=5.6时,Cr3+的-lgc=5,即c(Cr3+)=10-5 mol/L,也已完全沉淀,则Fe3+先沉淀,根据,计算得,为了使沉淀而、不沉淀,实现物质分离,故,则pOH=12.2,调节pH最大值是1.8,选a;
【小问4详解】
ZrO2与C、Cl2在高温下生成ZrCl4和一种还原性气体,故反应方程式为;ZrCl4易水解生成ZrO2或Zr(OH)4,影响产品纯度,此外水蒸气可能与C、Cl2反应,干扰主反应,需预先除去水分,目的是防止水解或防止焦炭及氯气与水反应;
【小问5详解】
ZrCl4在331℃升华,变为气态,冷却后凝华为固体,因此可通过冷却或凝华分离;
【小问6详解】
①根据晶胞中原子的位置,用均摊法计算:W原子位于晶胞顶点和面心,W原子数:;已知W与Mo的最小间距大于W与的最小间距,观察上图可知Mo原子为白色小球,与W间距为晶胞边长的,位于晶胞体心和棱心,Mo原子数:;Zr原子为灰色小球,位于体对角线上,与W间距为晶胞边长的,位于晶胞内部共8个,因此,W、Mo、Zr的原子个数比为1:1:2;若Mo与Zr之间的最小间距为a nm,与W间距为晶胞边长的,则晶胞边长为nm;
②米勒指数的计算步骤:首先确定晶面在 x、y、z 轴上的截距,图中虚线晶面的截距为 (,1,);取截距的倒数为 (2,1,2);已为最简整数比,因此,该晶面的米勒指数为(2,1,2)。
12. 重铬酸钾()是化学分析中一种重要的试剂,其水溶液中存在如下平衡:,某化学小组对该平衡的移动和平衡常数进行了以下探究。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制过程中,下列仪器不需要用到的是___________。(填仪器名称)
(2)通过计算,需要的()的质量为___________g。
Ⅱ.探究浓度对平衡的影响
提供仪器及试剂:数据采集器、传感器、烧杯;(、)、蒸馏水取不同浓度的进行实验,经过足够时间后,相关记录和数据如下表所示:
初始浓度()
数据X
①
0.1000
a
②
0.2000
b
(3)需要测定的数据X为___________。
(4)根据数据X计算出___________(无需化简,用含a的代数式表示),同理计算,得到,证明平衡常数大小与浓度无关。
(5)计算得到的值与理论相差较大,有可能是因为浓度不准确,因而需要用标准溶液滴定获得精确浓度,在滴定实验中,下列操作正确的是___________。(填标号)
A.调控滴定速度
B.滴定时,注视液面变化
C.接近终点时,改为半滴加入
D.记录数据20.20 mL
(6)利用数据分析,还能证明增大,平衡正移,但自身的转化率变小。画出往溶液中加入2.942 g 后(保持溶液体积不变),溶液随时间t的变化图___________(已知画图时需标注相应的数据)。
Ⅲ.探究温度对平衡的影响
实验温度
初始浓度
数据
③
298 K
0.1000
c
④
328 K
0.1000
d
(7)实验结果:,___________(填“能”或“不能”)说明温度升高,平衡正移,理由:___________,设计实验方案,证明该反应的热效应:___________。
(8)可用来形成单核配离子或双核配离子(L为含有氢原子的有机配体),那么进一步区别两种配离子的科学方法是___________。(要求写出其中一种方法的名称)
【答案】(1)锥形瓶(多写“量筒”不扣分)
(2)14.7 (3)pH
(4)
(5)AC (6)
(7) ①. 不能 ②. 因升高温度也能促进水的电离,使增大,变小 ③. 方案一,分别观察和的溶液的颜色,若为黄色,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;方案二,分别测定和的溶液的进而计算平衡常数,若时的平衡常数值更大,则反应为吸热反应,反之,为放热反应
(8)质谱法或红外光谱法或者X射线衍射法
【解析】
【小问1详解】
配制过程中,不需要用到的仪器是锥形瓶;
【小问2详解】
根据公式,其中,,,代入得;
【小问3详解】
平衡常数,已知初始浓度,需测定溶液pH,进而推导c()和平衡常数;
【小问4详解】
平衡时,c(H+)=10-a mol/L ,则结合方程式可知c()=10-a mol/L ,0.1-0.5×10-a mol/L ,;
【小问5详解】
A.滴定中需通过活塞控制流速,A正确;
B.滴定时,应注视锥形瓶内溶液颜色变化,B错误;
C.接近终点时,改为半滴加入,可以减少滴定误差,C正确;
D.滴定管的刻度从上到下依次增大,图中的数据应为19.80 mL,D错误;
故选AC;
【小问6详解】
初始时,溶液的pH由实验①中组的pH(设为a)决定;初始的物质的量为0.1000 mol/L×0.1 L=0.01 mol ,加入的的物质的量为,最终浓度为;平衡正移,增大,pH减小;假设氢离子浓度也增大为原来的2倍,即(实际上由于存在平衡移动氢离子浓度小于这个值),则平衡后的pH大于a-lg2=a-0.3,画图为;
【小问7详解】
因升高温度也能促进水的电离,使c(H+)增大,pH变小,所以不能说明温度升高使平衡正移;
可设计如下方案证明该反应的热效应:方案一,分别观察298 K和328 K的溶液的颜色,若328 K为黄色,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;
方案二,分别测定298 K和328 K的溶液的pH进而计算平衡常数K,若328K时的平衡常数K值更大,则反应为吸热反应,反之,为放热反应;
【小问8详解】
进一步区别两种配离子的科学方法是质谱法或红外光谱法或者X射线衍射法。
13. 氯雷他定F是一种抗过敏性药物,其合成路线之一如下(略去部分试剂和条件)。
已知:Ⅰ.吡啶与苯环相似,有芳香性。
Ⅱ.已知醛或酮与格式试剂()反应原理:
(1)A中含氧官能团是___________。
(2)中的氯原子被苯基取代后,其化学名称是___________。
(3)从结构角度解释A→B的反应在②号氯而不是在①号氯的原因是___________。
(4)B→C的离子方程式为___________。
(5)D→E的反应类型是___________。
(6)下列说法错误的是___________。(填标号)
a.有生成
b.D与氢气完全加成后的产物共有4个手性碳原子
c.水溶性:吡啶<硝基苯
d.氮原子杂化轨道中轨道成分:吡啶>
(7)A水解产物M()的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不包含M)。
a.与溶液反应生成 b.有六元芳香环 c.核磁共振氢谱为5组峰
(8)另一种用格式试剂合成氯雷他定的路线如下:
H→E所需的试剂和反应条件是___________,写出D→H的第一步化学反应方程式___________。
【答案】(1)酰胺基 (2)苯甲酸乙酯
(3)①号氯原子上的孤电子对与苯环的大键形成共轭,难以发生取代反应
(4) (5)还原反应
(6)bc (7)9
(8) ①. 浓硫酸、加热 ②.
【解析】
【分析】A中甲基上的氢原子被取代,生成B和;B中酰胺基在硫酸、加热条件下发生水解,生成C;C中羧基脱去、苯环上脱去一个氢原子,生成D和水;D发生还原反应生成E;E中甲基上的氢原子被取代,生成F和;
【小问1详解】
由合成路线中A的结构简式可知含氧官能团为酰胺基;
【小问2详解】
中氯原子被苯基取代后得到,官能团为酯基,能水解成苯甲酸和乙醇,其化学名称为苯甲酸乙酯;
【小问3详解】
①号氯原子直接与苯环相连,氯原子与苯环的大π键形成共轭形成,更稳定,难以发生取代,②号氯原子连在饱和烷基上,键活性高,更容易被取代,答案为①号氯原子上的孤电子对与苯环的大键形成共轭,难以发生取代反应(回答合理即可);
【小问4详解】
B→C的反应实质是酰胺基在酸性条件下水解生成羧基和氨基,氨基与氢离子反应生成带正电荷的氨基离子,结合合成路线中B、C的结构简式,离子方程式为 ;
【小问5详解】
D→E过程中有机分子失去氧原子,发生还原反应,答案为还原反应;
【小问6详解】
a.C→D反应过程为羧基脱去羟基,苯环脱去一个氢原子,形成羰基并生成水,a正确;
b.D与氢气完全加成后得到,手性碳原子数目有6个,b错误;
c.吡啶中氮原子可与水形成氢键,水溶性大于难溶于水的硝基苯,水溶性吡啶>硝基苯,c错误;
d.吡啶中N为sp2杂化,s轨道成分占1/3,哌啶环中N为sp3杂化,s轨道成分占1/4,s轨道成分:吡啶>哌啶中的N,d正确;
答案选bc;
【小问7详解】
的分子式为同分异构体中含六元芳香环,可能是苯环或,能与碳酸钠反应生成二氧化碳,说明含羧基,若芳香环为苯环,取代基为羧基和氨基,核磁共振氢谱5组峰的结构有,若芳香环为,取代基为羧基和甲基、,核磁共振氢谱5组峰的结构有、、;、、、;、,共9种;
【小问8详解】
根据已知格式试剂反应规律,D中羰基与格式试剂反应最终变为羟基,H中的羟基在酸性加热条件下消去反应,得到E和水,H→E所需试剂和反应条件为浓硫酸、加热;
由已知信息可知,D→H的第一步反应为羰基与格式试剂发生加成反应,由E的结构可逆推得到R基为,则反应的化学方程式为 。
14. 配合物在离子吸附分离、反应催化等领域应用广泛。
Ⅰ.吸附分离
与对苯二甲酸可形成能分离和的配合物,每克配合物吸附离子的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)10~30分钟该配合物对Li+的吸附平均速率为___________。
(2)60分钟时吸附已达平衡,此时该配合物对的吸附选择性为___________(列出计算式)。(已知:吸附选择性)
Ⅱ.反应催化
某配合物a可在常温下断开苯环上的键,形成活性中间体o、m或,过程如图所示。图中所示为o、m、p平衡时在所有中间体中的百分含量。
(3)反应①中正反应的活化能,逆反应的活化能。则该反应的___________。
(4)对于上述反应体系,以下说法正确的有___________。(填标号)
A. 改变温度,o、m或的相对含量改变
B. 稀释反应体系,上述3个反应的平衡均发生移动,但平衡常数均不变
C. 当一部分o转化成其他物质,重新达到平衡后,o在3种中间产物中的相对含量减少
D. 平衡时,每生成的同时生成甲苯
(5)已知平衡常数,则反应①、②和③中的最小的是反应___________。(填序号,其中e为自然对数,为常数,为热力学温度,为自由能)
(6)p与丙烯反应生成(e)和(f),和不与丙烯反应。该反应较慢,反应过程中反应①、②和③可视为处于平衡状态。在某时刻消耗甲苯后,、和的物质的量之比为,则e的物质的量为___________(用含x、y、z的代数式表示)。
(7)CO与在该催化剂配合物a与沸石联合催化制三甲苯(),机理如图1所示,其中生成甲醇快速达到平衡,随后甲醇吸附在沸石表面逐步脱得到三甲苯,从沸石向配合物a扩散。一定条件下转化率与三甲苯的选择性[]与配合物a和沸石颗粒间的距离关系如图2所示
①为验证原子是从沸石扩散到配合物a后再转化为,相同条件下向体系中通入___________,反应相同时间后测量不同距离下体系内的含量。
②结合机理解释,催化剂中配合物a颗粒和沸石颗粒间的距离增大,三甲苯选择性与CO转化率均下降的原因有___________。
【答案】(1)0.205
(2)
(3)-6.7 (4)AB
(5)② (6)
(7) ①. ②. H不易从沸石扩散到配合物a上,占据了的吸附位点,三甲苯生成速率减慢,三甲苯选择性下降;消耗速率减慢,浓度升高,抑制了与的反应,转化率下降
【解析】
【小问1详解】
根据图示,10~30分钟每克该配合物吸附(8.1-4.0)mmol Li+,Li+的吸附平均速率为 。
【小问2详解】
60分钟时吸附已达平衡,每克该配合物吸附9.1 mmol Li+、1.8 mmol Mg2+,此时该配合物对的吸附选择性为。
【小问3详解】
焓变=正反应活化能-逆反应活化能,反应①中正反应的活化能,逆反应的活化能。则该反应的。
【小问4详解】
A.改变温度,平衡常数改变,o、m或的相对含量改变,故A正确;
B.稀释反应体系,相当于减压,上述3个反应的平衡均发生移动,但温度不变,平衡常数均不变,故B正确;
C.当一部分o转化成其他物质,重新达到平衡后,但温度不变,平衡常数均不变,所以o在3种中间产物中的相对含量不变,故C错误;
D.平衡时,①②③均生成甲苯,只有反应③生成p,所以每生成的同时生成甲苯的物质的量大于甲苯,故D错误;
选AB。
【小问5详解】
生成物的百分含量m>p>o,则反应②平衡常数最大,平衡常数,则反应①、②和③中的最小的是反应②。
【小问6详解】
设物质的量分别为amol,则o、m的物质的量之和为 ;,、和的物质的量之和为,,a=,所以e的物质的量为。
【小问7详解】
①为验证原子是从沸石扩散到配合物a后再转化为,相同条件下向体系中通入,反应相同时间后测量不同距离下体系内的含量。
②催化剂中配合物a颗粒和沸石颗粒间的距离增大,H不易从沸石扩散到配合物a上,占据了的吸附位点,三甲苯生成速率减慢,三甲苯选择性下降;消耗速率减慢,浓度升高,抑制了与的反应,所以转化率下降。
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