内容正文:
(化学)科试题
注意事项:
1.答题前,考生须将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上,并粘贴条形码。
2.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,再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时,请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内,超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄皱、弄破,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对分子质量:
H-1 B-11 C-12 N-14 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Se-79 Ni-59
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出四个选项,只有一个符合题目要求
1. 央视美食文旅节目《三餐四季》展示了各地的美食文化。下列说法正确的是
A. 通山“热干面”色香俱全,面条的主要成分淀粉属于二糖
B. 济南“黄焖鸡”汤香肉滑,鸡汤的鲜味源自蛋白质水解生成的氨基酸
C. 文昌“糟粕醋”酸辣适中,醋的主要成分乙酸是非电解质
D. 莆田“干焖羊肉”肉质鲜美,焖羊肉释放出的油脂属于高分子化合物
2. 下列化学用语正确的是
A. 分子的球棍模型:
B. 铁氰化钾中阴离子的结构简式:
C. 用电子云轮廓图表示杂化轨道的形成:
D. 氨与水形成分子间氢键的主要形式:
3. 东风彰显国家力量,其采用双组元液体推进剂发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 反应过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成
B. 化合物中的N和C杂化方式均为
C. 分子的模型为正四面体
D. 生成转移
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 含有键数目为
B. 标准状况下,含有的质子数目为
C. 原子中含有未成对电子数为
D. 溶液中阳离子数目小于
5. 下列离子方程式书写错误的是
A. 稀释溶液:
B. 氯化铵溶液中加入少量金属钠:
C. 少量氯气通入溶液:
D. 氢氧化二氨合银溶液中加入稀硝酸:
6. 低聚物瓜环在药物载体方面应用广泛,合成方法如图1。瓜环结构卷曲成空腔,不同空腔尺寸可识别且“装进”不同分子形成超分子,如瓜环可以识别。瓜环及的结构如图2,中环上的原子共面。
下列说法错误的是
A. 合成瓜环的反应为缩聚反应
B. 可用质谱法测定瓜环的聚合度
C. 中1号N的碱性强于2号N
D. 瓜环与通过分子间氢键和范德华力形成超分子
7. 如图所示的铼配合物离子能电催化还原。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。标准状况下,和是等密度的无色气体,Z原子的核外电子空间运动状态为9种。下列说法错误的是
A. 电负性: B. 图中六元环状结构中存在大键为
C. Z元素以原子的形态与配位 D. 的配位数为6
8. 下列各项由实验操作、现象得到的结论错误的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向苯酚钠溶液中通入足量气体
溶液变浑浊
B
向盛装乙醛溶液的试管中滴加2滴溴水,振荡
溴水橙色褪去
醛基发生加成反应
C
向两支盛有相同浓度溶液的试管中分别滴入少量等浓度、等体积的、溶液
前者无明显变化,后者产生黑色沉淀
D
在试管中加入饱和溶液,向其中加入几滴鸡蛋清溶液,振荡观察现象,再继续加入蒸馏水,振荡,观察现象
先出现白色浑浊现象,加蒸馏水后,浑浊现象消失
说明蛋白质的盐析是一个可逆过程
A. A B. B C. C D. D
9. 一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿轴方向的投影如图2所示,设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A. 与的空间结构相同,键角不等
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占用率为
C. 中的键数目为
D. 晶体的密度为
10. 在催化下,喹喔啉-2(1H)硫酮可与D-A环丙烷发生(3+3)环化反应,如:
下列说法正确的是
A. 甲分子中N的杂化类型均为
B. 乙分子在发生上述反应时,第2处碳碳键发生了断裂
C. 丙分子含有2个手性碳原子
D. 丙不能与HCl发生反应
11. 工业上精制粗硒的一种流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 焙烧产物为 B. 氢化过程的产物是和
C. 操作N为脱水 D. 热解后迅速冷凝的目的是防止发生副反应
12. 某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫单质的含量,其中硫单质转化为,主要实验步骤如下:
I.准确称取m g细粉状药用硫黄于圆底烧瓶中,并准确加入乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流,待样品完全溶解,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量溶液,加热至,保持20min,冷却至室温。
Ⅲ.将圆底烧瓶溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为。
Ⅳ.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为。
已知:
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中,乙醇的作用是作溶剂,增大硫的溶解度,可用代替
B. 步骤Ⅱ中,不宜采用水浴加热
C. 步骤Ⅲ中,指示剂可以选择甲基橙
D. 单次样品测定中硫的质量分数为
13. 乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解反应,部分反应历程可表示为:,能量变化如图所示。
已知:为快速平衡。
下列说法不正确的是
A. 反应IV是的决速步 B. 反应结束后,溶液中存在
C. 反应过程中涉及键的断裂和形成 D. 反应I与反应IV活化能的差值等于水解反应的焓变
14. 一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性,该电池工作示意图如下。下列说法正确的是
A. 放电时,a电极发生氧化反应
B. 放电时,若有生成,理论上需消耗
C. 充电时,a室的电极反应为
D. 放电时,a极比b极电势低
15. 某温度下,两种难溶盐和的饱和溶液中溶解平衡曲线如图所示(不考虑水解)。横坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A. a点有沉淀生成,无沉淀生成
B. 表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C. 若混合溶液中各离子浓度如c点所示,加入,则平衡时变小
D. 若混合溶液中各离子起始浓度如d点所示,待平衡时
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 线路板作为电子工业的基础,是电子产品的重要组成部分,在电子废弃物中占比约。废线路板(主要含有铜、锡、银等金属,以及玻璃纤维,等)中回收铜的工艺如下:
已知:
①标准还原电位数值越大,越易被还原,部分离子的标准还原电位如表所示:
氧化还原电对
标准还原电位/V
②部分难溶物的溶度积常数如表所示:
分子式
请回答下列问题:
(1)同浓度的溶液与溶液中,较大为___________(填化学式)溶液。“浸出”步骤中,金属锡与发生的离子反应方程式为___________。与浓硝酸相比,溶液作为浸出剂具有的优点是___________。(写出一点即可)
(2)铜氨溶液能稳定溶液中的铜离子的浓度,还能调节溶液的。“除锡”步骤中,溶液中,,则加入铜氨溶液调节范围为___________(当溶液中离子浓度,认为该离子完全沉淀)。
(3)“除银”步骤中,活性炭中的有机基团能将还原并进行吸附,该基团可能为___________。
A.硝基 B.羧基 C.氨基
(4)“电解”步骤中,在电解池中___________(填阳极或阴极)生成。阴极会有副产物生成,如果在电解液中加入能消除的影响,已知与反应后的溶液酸性增强,且无气体生成,请写出二者反应的离子方程式___________。
17. 对甲氧基苯甲酸是一种重要的有机合成中间体,可以用84消毒液采用如下方法进行制备。
化合物
相对分子质量
溶解性
对甲氧基苯乙酮
150
难溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂
对甲氧基苯甲酸
152
微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂
I.如图所示,在三颈烧瓶中加入对甲氧基苯乙酮,溶液,用仪器A缓缓滴加消毒液,滴加完毕后于加热反应小时。
Ⅱ.充分冷却后,将烧瓶置于冰水浴中,用仪器A滴加饱和亚硫酸氢钠溶液。
Ⅲ.取下球形冷凝管,用胶头滴管逐滴加入,至为。
Ⅳ.抽滤,用水洗涤得到固体粗产物。
V.固体用乙醇重结晶,得固体产品。
请回答下列问题:
(1)Ⅱ中加入亚硫酸氢钠的作用是___________(用离子方程式表示),滴加完毕后溶液仍为碱性。
(2)重结晶中需要使用的仪器为___________(填名称)。
(3)步骤I中加热反应最好使用___________加热。
(4)用调至的目的为___________。
(5)该实验的产率为___________(保留三位有效数字)。
(6)薄层色谱法是将适宜的固定相如硅胶涂布于玻璃板上成一均匀薄层,将样品点于薄层板的一端(图1),在展开容器内用适宜的展开剂展开(图2),一段时间后,混合物组分在薄层板上被分离,在紫外下显示出不同距离的斑点(含苯环化合物均可在紫外下显示出紫色斑点)(图3)
薄层色谱中,同一个展开剂,被分析的样品中组分的极性越小,斑点越靠近溶剂前沿;展开剂的极性越大,同一物质的斑点越靠近溶剂前沿。斑点位于中间位置附近具有更佳的分析效果。使用体积比正己烷和乙酸乙酯混合溶剂对已知的对甲氧基苯乙酮和对甲氧基苯甲酸混合样品进行展开,在紫外下有两个斑点如图4所示。为了获得更好的分析效果,应该增加正己烷—乙酸乙酯混合展开剂中___________的比例。
(7)可以采用柱色谱法代替重结晶法进行提纯,柱色谱原理与薄层色谱相同,样品置于沙层与硅胶之间,向柱中加入上述改进后的薄层色谱展开剂,依次用若干个锥形瓶收集溶液,先收集到的化合物为___________(填结构简式)。从锥形瓶中溶液获得对甲氧基苯甲酸的方法为___________。
18. Xe的氟化物是一种常用的氟化剂。其可通过Xe和反应制备,反应体系存在如下平衡:
反应i:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
请回答下列问题:
(1)从结构角度分析,同族的与中,更易与反应的是___________(填化学式)。
(2)已知:和反应i和反应ⅱ的平衡常数如下表:
温度/
250
400
①当与的投料比为时,的平衡转化率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②根据表格数据计算可判断为吸热反应,其推断过程是___________。
(3)其它条件不变时,三种氟化物平衡分压随温度的变化如图甲所示。温度T时,三种氟化物的物质的量随平衡分压的变化关系如图乙所示。
①为有效的制备,应选择的条件是___________。
A.低温、低投料比 B.低温、高投料比
C.高温、低投料比 D.高温、高投料比
②与生成___________(填“”或“”)的反应放热更多,结合图甲简述判断理由___________。
③温度T时,反应的___________。
19. 糖皮质激素是一类广泛用于临床的甾体激素,具有强效的抗炎、免疫抑制和抗肿瘤特性,一种新型选择性糖皮质激素受体调节剂的合成路线如下:
已知:
(1)的化学反应方程式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(4)G的结构简式为___________。
(5)C的同分异构体中满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连
②含有三种官能团,且能发生银镜反应
③含有手性碳
(6)参考上述合成路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为___________和___________。
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(化学)科试题
注意事项:
1.答题前,考生须将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上,并粘贴条形码。
2.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,再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时,请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内,超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄皱、弄破,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对分子质量:
H-1 B-11 C-12 N-14 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Se-79 Ni-59
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出四个选项,只有一个符合题目要求
1. 央视美食文旅节目《三餐四季》展示了各地的美食文化。下列说法正确的是
A. 通山“热干面”色香俱全,面条的主要成分淀粉属于二糖
B. 济南“黄焖鸡”汤香肉滑,鸡汤的鲜味源自蛋白质水解生成的氨基酸
C. 文昌“糟粕醋”酸辣适中,醋的主要成分乙酸是非电解质
D. 莆田“干焖羊肉”肉质鲜美,焖羊肉释放出的油脂属于高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.淀粉属于多糖,A错误;
B.蛋白质水解的最终产物是氨基酸,B正确;
C.乙酸是弱酸属于弱电解质,C错误;
D.油脂的相对分子质量虽然较大,但比高分子化合物的相对分子质量小的多,油脂不是高分子化合物,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 分子的球棍模型:
B. 铁氰化钾中阴离子结构简式:
C. 用电子云轮廓图表示杂化轨道的形成:
D. 氨与水形成分子间氢键的主要形式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.O3与SO2属于等电子体,分子中心原子价层电子对数为,且含有1个孤电子对,空间结构为V形,球棍模型为,A错误;
B.铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6],阴离子为[Fe(CN)6]3-,Fe3+的配位数为6,B错误;
C.sp杂化是1个s轨道与1个p轨道(如pz)杂化形成的夹角为180°的杂化轨道,剩余px、py轨道未参与杂化,sp杂化轨道呈直线形,如图所示,C错误;
D.氢键通常形成于与电负性大且半径小的原子(如N、O、F)相连的氢原子,水中氢原子可以与氨中的氮原子上的孤对电子形成较强氢键,图中主要形式正确,D正确;
故选D。
3. 东风彰显国家力量,其采用双组元液体推进剂发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 反应过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成
B. 化合物中的N和C杂化方式均为
C. 分子的模型为正四面体
D. 生成转移
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应物中存在C-H、N-H、C-N、N-O等极性键和N-N非极性键,反应过程中均发生断裂;生成物中存在H-O、C=O等极性键和N≡N非极性键,均有形成,因此反应涉及极性键、非极性键断裂和形成,A正确;
B.反应物中的N为杂化,生成物中的C为杂化,并非所有化合物中的N和C杂化方式均为,B错误;
C.中心C原子价层电子对数为2,无孤电子对,VSEPR模型为直线形,不是正四面体,C错误;
D.该反应总转移电子数为16mol,生成3mol ,因此生成1mol 转移mol ,不6mol,D错误。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 含有键数目为
B. 标准状况下,含有的质子数目为
C. 原子中含有未成对电子数为
D. 溶液中阳离子数目小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中苯环上有6个C-C σ键,5个C-H σ键,另外还有1个C-CN σ键和1个C≡N中的σ键,故1 mol该分子含13 NA个σ键,A正确;
B.CH3CH2Cl摩尔质量为64.5 g/mol,64.5 g即1 mol;每个分子含质子数 = 2×6 (C) + 5×1 (H) + 17 (Cl) = 34,故质子总数为34 NA,与物质状态无关,B正确;
C.原子序数28,电子排布[Ar]3d84s2,根据洪特规则,3d轨道有2个未成对电子;5.9 g对应0.1 mol,未成对电子数 = 0.1 × 2 = 0.2 mol = 0.2 NA,C正确;
D.溶液含0.5 mol溶质,理论阳离子数 = 0.5 mol× 3 = 1.5 mol = 1.5 NA。但Al3+和Fe3+均水解:,。水解虽减少金属阳离子,但生成H+使总阳离子数增加,故实际阳离子数大于1.5 NA,D错误;
故选D。
5. 下列离子方程式书写错误的是
A. 稀释溶液:
B. 氯化铵溶液中加入少量金属钠:
C. 少量氯气通入溶液:
D. 氢氧化二氨合银溶液中加入稀硝酸:
【答案】D
【解析】
【详解】A.稀释溶液时,存在四氯合铜(II)离子转化为四水合铜(II)离子的配位平衡,离子方程式书写正确,A正确;
B.钠先和水反应生成和,再和反应生成和水,总反应离子方程式电荷、原子均守恒,书写正确,B正确;
C.少量将部分氧化为,生成的与过量的结合为,离子方程式书写正确,C正确;
D.氢氧化二氨合银是可溶性强电解质,离子方程式中应拆分为和,不能写化学式,正确的离子方程式为:,D错误。
6. 低聚物瓜环在药物载体方面应用广泛,合成方法如图1。瓜环结构卷曲成空腔,不同空腔尺寸可识别且“装进”不同分子形成超分子,如瓜环可以识别。瓜环及的结构如图2,中环上的原子共面。
下列说法错误的是
A. 合成瓜环的反应为缩聚反应
B. 可用质谱法测定瓜环的聚合度
C. 中1号N的碱性强于2号N
D. 瓜环与通过分子间氢键和范德华力形成超分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.Y与合成瓜环[n]过程中脱去小分子水,属于缩聚反应,A正确;
B.质谱法可以测定高聚物的相对分子质量,进而计算得到聚合度,B正确;、
C.1号N(-NH-)的孤对电子参与环的共轭体系,不易结合H+;2号N(双键N)的孤对电子不参与共轭,易结合H+,故1号N碱性弱于2号N,C错误;
D.瓜环[6]与MBZ形成超分子,分子间存在氢键和范德华力,D正确;
故选C。
7. 如图所示的铼配合物离子能电催化还原。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。标准状况下,和是等密度的无色气体,Z原子的核外电子空间运动状态为9种。下列说法错误的是
A. 电负性: B. 图中六元环状结构中存在大键为
C. Z元素以原子的形态与配位 D. 的配位数为6
【答案】C
【解析】
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X形成3个共用电子对,X与Re2+之间为配位键,推测X为氮;标准状况下,WY和是等密度的无色气体,二者摩尔质量相等,则WY为一氧化碳、为氮气;Z原子的核外电子空间运动状态为9种,核外电子占据9个原子轨道,结合Z的成键特征,Z为氯;故W为碳、X为氮、Y为氧、Z为氯;
【详解】A.同周期主族元素,从左至右电负性增大,电负性:,A正确;
B.图中六元环状结构类似于苯环,存在6中心6电子的大键,B正确;
C.根据Re2+带2个正电荷,配离子整体带1个正电荷,可知Z元素以Cl-的形态与配位,C错误;
D.根据配离子结构,形成6个配位键,则的配位数为6,D正确;
故选C。
8. 下列各项由实验操作、现象得到的结论错误的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向苯酚钠溶液中通入足量气体
溶液变浑浊
B
向盛装乙醛溶液的试管中滴加2滴溴水,振荡
溴水橙色褪去
醛基发生加成反应
C
向两支盛有相同浓度溶液的试管中分别滴入少量等浓度、等体积的、溶液
前者无明显变化,后者产生黑色沉淀
D
试管中加入饱和溶液,向其中加入几滴鸡蛋清溶液,振荡观察现象,再继续加入蒸馏水,振荡,观察现象
先出现白色浑浊现象,加蒸馏水后,浑浊现象消失
说明蛋白质的盐析是一个可逆过程
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向苯酚钠溶液中通入足量生成苯酚使溶液变浑浊,说明碳酸酸性强于苯酚,对应电离常数,A正确;
B.乙醛与溴水发生氧化还原反应使溴水褪色,醛基被氧化为羧基,并非发生加成反应,B错误;
C.相同浓度的与等浓度等体积的、反应,仅生成黑色CuS沉淀,说明CuS溶解度更小,对应,C正确;
D.饱和溶液使蛋白质发生盐析产生白色浑浊,加水后浑浊消失,说明蛋白质的盐析是可逆过程,D正确;
故选B。
9. 一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿轴方向的投影如图2所示,设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A. 与的空间结构相同,键角不等
B. 晶体中由围成的正四面体空隙的占用率为
C. 中的键数目为
D. 晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中心B原子价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为正四面体形;中心N原子价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,二者空间结构不同,A错误;
B.化合物中与个数比为。该晶胞中按面心立方堆积,晶胞中数目为,则数目为;面心立方堆积中,正四面体空隙总数为,刚好被全部填满,故正四面体空隙占用率为,B正确;
C.1个中,每个含3个键,与每个之间形成1个配位键,总键数为,故该离子中键数目为,C错误;
D.晶胞边长为,晶胞体积;晶胞含4个,的摩尔质量为,晶胞质量,密度,D错误;
故选B。
10. 在催化下,喹喔啉-2(1H)硫酮可与D-A环丙烷发生(3+3)环化反应,如:
下列说法正确的是
A. 甲分子中N的杂化类型均为
B. 乙分子在发生上述反应时,第2处碳碳键发生了断裂
C. 丙分子含有2个手性碳原子
D. 丙不能与HCl发生反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲分子(喹喔啉-2(1H)硫酮)中含2个N原子:与苯环直接相连、连有H的 N:形成3个σ键,含1对孤电子对,为sp3杂化;环内双键上的N:形成2个σ键,含1对孤电子对,为sp2杂化。因此两个 N 杂化类型不同,A 错误;
B.乙为1,2-二取代环丙烷,反应中环丙烷开环,根据产物丙结构可知,断裂的是3处的碳碳键,B错误;
C.手性碳原子是连接四个不同基团的碳原子。在丙分子中,S原子两边的碳原子为手性碳原子,因此,丙分子含有2个手性碳原子,C项正确;
D.丙分子中喹喔啉上的N具弱碱性,可接受质子生成盐:喹啉-N+HCl→喹啉-NH+Cl-,故能与HCl反应,D错误;
故答案选C
11. 工业上精制粗硒的一种流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 焙烧产物为 B. 氢化过程的产物是和
C. 操作N为脱水 D. 热解后迅速冷凝的目的是防止发生副反应
【答案】D
【解析】
【分析】先将粗硒与铝粉焙烧生成硒化铝,再与水蒸气水解得到水合氧化铝和硒化氢气体,经干燥除水后,硒化氢在高温下热解为硒和氢气,最后迅速冷凝得到精硒,据此作答。
【详解】A.粗硒与Al粉焙烧,Se与Al结合生成Al2Se3,因此焙烧产物主要为Al2Se3,A正确;
B.Al2Se3与水蒸气氢化生成Al2O3・xH2O和H2Se气体,化学方程式为:Al2Se3+(3+x)H2O=Al2O3・xH2O+3H2Se↑,则氢化过程产物为Al2O3・xH2O和H2Se,B正确;
C.氢化后得到的气体为H2Se,混有水蒸气,操作N的目的是除去气体中的水分,C正确;
D.H2Se热解生成Se和H2,方程式为:;热解后迅速冷凝,可使气态Se快速凝华析出,同时促使H2Se分解完全,D错误;
故答案选D。
12. 某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫单质的含量,其中硫单质转化为,主要实验步骤如下:
I.准确称取m g细粉状药用硫黄于圆底烧瓶中,并准确加入乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流,待样品完全溶解,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量溶液,加热至,保持20min,冷却至室温。
Ⅲ.将圆底烧瓶溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为。
Ⅳ.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为。
已知:
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中,乙醇的作用是作溶剂,增大硫的溶解度,可用代替
B. 步骤Ⅱ中,不宜采用水浴加热
C. 步骤Ⅲ中,指示剂可以选择甲基橙
D. 单次样品测定中硫的质量分数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.CS2与水不互溶,则KOH不溶于CS2,而溶在水中,S易溶于CS2,若用CS2代替乙醇,则S和OH-不能充分接触,不利于反应的进行,A错误;
B.由于实验需要加热至100℃,应选用油浴或其他更合适的加热方法;而水的沸点就是100 ℃,加热温度达到了水的沸点,水分蒸发过快,不易控温,所以不宜采用水浴加热,B正确;
C.步骤Ⅲ是用HCl标准溶液滴定剩余的,属于强酸滴定强碱,甲基橙可以作为该滴定的指示剂,C正确;
D.根据反应关系,1mol S消耗2mol ,空白实验中总KOH的物质的量为,样品滴定中剩余OH⁻为,因此和S反应的物质的量为,,S的质量为,则硫的质量分数为,D正确;
故选A。
13. 乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解反应,部分反应历程可表示为:,能量变化如图所示。
已知:为快速平衡。
下列说法不正确的是
A. 反应IV是的决速步 B. 反应结束后,溶液中存在
C. 反应过程中涉及键的断裂和形成 D. 反应I与反应IV活化能的差值等于水解反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应Ⅰ、IV的活化能较高,因此反应的决速步骤为反应Ⅰ、IV,A正确;
B.反应I为加成反应,而与为快速平衡,反应II的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,因此反应结束后,溶液中存在18OH-,B正确;
C.反应过程中涉及π键(C=O键)的断裂和形成,C正确;
D.该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量,总反应为放热反应,因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变,并非水解焓变(水解生成羧酸盐、醇),D错误;
故选D。
14. 一种新型醌类()酸碱混合电池具有高能量密度和优异的循环稳定性,该电池工作示意图如下。下列说法正确的是
A. 放电时,a电极发生氧化反应
B. 放电时,若有生成,理论上需消耗
C. 充电时,a室的电极反应为
D. 放电时,a极比b极电势低
【答案】B
【解析】
【分析】由题干和图示信息可知,放电时a电极为正极,MnO2转化为Mn2+,发生还原反应,电极反应为;b电极为负极,发生氧化反应,电极反应为,此时阳离子移向正极,阴离子移向负极,则离子交换膜c为阴离子交换膜,则左室的硫酸根离子进入中间K2SO4室,离子交换膜d为阳离子交换膜,右室的K+进入中间K2SO4室,由此作答。
【详解】A.由分析可知,放电时a为正极,发生还原反应,A错误;
B.由分析可知,生成1 mol对应转移4n mol电子,根据反应,理论上需消耗2n mol MnO2,B正确;
C.由分析可知,放电时a为正极,发生还原反应,则充电时a室发生氧化反应,电极式为,C错误;
D.放电时a电极MnO2得电子被还原为Mn2+,作原电池正极,b电极发生失电子的氧化反应,作原电池负极;原电池中正极电势高于负极,故a极电势高于b极,D错误;
故选B。
15. 某温度下,两种难溶盐和的饱和溶液中溶解平衡曲线如图所示(不考虑水解)。横坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A. a点有沉淀生成,无沉淀生成
B. 表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C. 若混合溶液中各离子浓度如c点所示,加入,则平衡时变小
D. 若混合溶液中各离子起始浓度如d点所示,待平衡时
【答案】D
【解析】
【分析】由、可得,根据斜率可确定直线bc对应,直线cd对应,据此作答。
【详解】A. a点在对应直线上方,在对应直线下方,该点处即,同理可得,故a点无沉淀生成,有沉淀生成,A错误;
B.在纯水中溶解度为,该点处有即,故可作直线交对应直线于一点,该点即可表示在纯水中溶解度,由图可知该点在b点下方,故表示在纯水中溶解度的点在b点下方(bc段下方),B错误;
C.加入不会改变和的,但可使溶液中故增大,故变大,C错误;
D.d点处,,故溶液中有沉淀生成,无沉淀生成,假设三种离子初始物质的量均为,平衡时有x mol 转化为沉淀,则平衡时,,,,故,D正确;
故答案为:D.
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 线路板作为电子工业的基础,是电子产品的重要组成部分,在电子废弃物中占比约。废线路板(主要含有铜、锡、银等金属,以及玻璃纤维,等)中回收铜的工艺如下:
已知:
①标准还原电位数值越大,越易被还原,部分离子的标准还原电位如表所示:
氧化还原电对
标准还原电位/V
②部分难溶物的溶度积常数如表所示:
分子式
请回答下列问题:
(1)同浓度的溶液与溶液中,较大为___________(填化学式)溶液。“浸出”步骤中,金属锡与发生的离子反应方程式为___________。与浓硝酸相比,溶液作为浸出剂具有的优点是___________。(写出一点即可)
(2)铜氨溶液能稳定溶液中的铜离子的浓度,还能调节溶液的。“除锡”步骤中,溶液中,,则加入铜氨溶液调节范围为___________(当溶液中离子浓度,认为该离子完全沉淀)。
(3)“除银”步骤中,活性炭中的有机基团能将还原并进行吸附,该基团可能为___________。
A.硝基 B.羧基 C.氨基
(4)“电解”步骤中,在电解池中___________(填阳极或阴极)生成。阴极会有副产物生成,如果在电解液中加入能消除影响,已知与反应后的溶液酸性增强,且无气体生成,请写出二者反应的离子方程式___________。
【答案】(1) ①. ②. ③. 不会产生污染性气体,有利于环境保护
(2)(或1.5~5)
(3)C (4) ①. 阳极 ②.
【解析】
【分析】废线路板(主要含有铜、锡、银的金属,以及玻璃纤维,SiO2等),加入浸出,反应原理是利用强氧化性,将Cu、Sn、Ag溶解,Au、SiO2不溶转化为滤渣1,滤液中加入铜氨溶液除锡,滤液加入活性炭除银,随后电解步骤中,在阴极得到铜,据此解答。
【小问1详解】
Ce4+在水溶液中易发生水解,(NH4)2Ce(NO3)6溶液中含有大量的,水解会显酸性,从而抑制了Ce4+的水解。因此,同浓度的两种溶液中,(NH4)2Ce(NO3)6溶液中游离的Ce4+较大。
根据表1提供的标准还原电位,Ce4+/Ce3+的电位(1.61 V)远高于Sn4+/Sn2+(0.16 V)和 Sn2+/Sn(-0.14 V)。因此 Ce4+ 具有极强的氧化性,能将单质Sn直接氧化为最高价态Sn4+,自身被还原为Ce3+。离子方程式为:
若使用浓硝酸作为浸出剂,其还原产物通常为有毒且污染环境的NO2气体;而使用(NH4)2Ce(NO3)6,还原产物 Ce3+留在溶液中,不仅无废气污染,还可以在后续的“电解”步骤中在阳极再生为 Ce4+循环使用。
【小问2详解】
“除锡”步骤需要让Sn4+完全沉淀,同时保证溶液中的Cu2+和Ce3+不沉淀。
计算Sn4+完全沉淀的最低 pH:当Sn4+沉淀完全时,,代入Sn(OH)4的Ksp中,则有,解得,由水的离子积得,此时pH = 1.5。
体系中含有Cu2+和Ce3+,我们分别计算它们开始沉淀的界限:
对于Cu2+:,带入Cu(OH)2的Ksp中,则有,解得,由水的离子积得,此时pH = 5。
对于Ce3+:,带入Ce(OH)3的Ksp中,则有,解得,由水的离子积得,此时pH = 8。
综上pH值控制范围应为1.5~5。
【小问3详解】
选项A硝基和B羧基通常不表现出还原性。选项C氨基具有还原性,能将还原,故选 C。
【小问4详解】
①电解”的目的是将除杂后的溶液中的Ce3+重新氧化为Ce4+以便循环利用。发生氧化反应(失去电子)的电极是阳极,故答案为阳极。
②阴极副产物为HNO2,加入H2O2将其氧化,反应后溶液酸性增强(说明生成了强酸H+和),且无气体生成。HNO2为弱酸,在离子方程式中应保留分子形式。依据氧化还原电子得失守恒及电荷守恒,反应的离子方程式为:。
17. 对甲氧基苯甲酸是一种重要的有机合成中间体,可以用84消毒液采用如下方法进行制备。
化合物
相对分子质量
溶解性
对甲氧基苯乙酮
150
难溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂
对甲氧基苯甲酸
152
微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂
I.如图所示,在三颈烧瓶中加入对甲氧基苯乙酮,溶液,用仪器A缓缓滴加消毒液,滴加完毕后于加热反应小时。
Ⅱ.充分冷却后,将烧瓶置于冰水浴中,用仪器A滴加饱和亚硫酸氢钠溶液。
Ⅲ.取下球形冷凝管,用胶头滴管逐滴加入,至为。
Ⅳ.抽滤,用水洗涤得到固体粗产物。
V.固体用乙醇重结晶,得固体产品。
请回答下列问题:
(1)Ⅱ中加入亚硫酸氢钠的作用是___________(用离子方程式表示),滴加完毕后溶液仍为碱性。
(2)重结晶中需要使用的仪器为___________(填名称)。
(3)步骤I中加热反应最好使用___________加热。
(4)用调至的目的为___________。
(5)该实验的产率为___________(保留三位有效数字)。
(6)薄层色谱法是将适宜的固定相如硅胶涂布于玻璃板上成一均匀薄层,将样品点于薄层板的一端(图1),在展开容器内用适宜的展开剂展开(图2),一段时间后,混合物组分在薄层板上被分离,在紫外下显示出不同距离的斑点(含苯环化合物均可在紫外下显示出紫色斑点)(图3)
薄层色谱中,同一个展开剂,被分析的样品中组分的极性越小,斑点越靠近溶剂前沿;展开剂的极性越大,同一物质的斑点越靠近溶剂前沿。斑点位于中间位置附近具有更佳的分析效果。使用体积比正己烷和乙酸乙酯混合溶剂对已知的对甲氧基苯乙酮和对甲氧基苯甲酸混合样品进行展开,在紫外下有两个斑点如图4所示。为了获得更好的分析效果,应该增加正己烷—乙酸乙酯混合展开剂中___________的比例。
(7)可以采用柱色谱法代替重结晶法进行提纯,柱色谱原理与薄层色谱相同,样品置于沙层与硅胶之间,向柱中加入上述改进后的薄层色谱展开剂,依次用若干个锥形瓶收集溶液,先收集到的化合物为___________(填结构简式)。从锥形瓶中溶液获得对甲氧基苯甲酸的方法为___________。
【答案】(1)
(2)圆底烧瓶,球形冷凝管,烧杯
(3)水浴 (4)将对甲氧基苯甲酸盐完全转化为对甲氧基苯甲酸
(5)82.2% (6)正己烷
(7) ①. ②. 蒸馏
【解析】
【分析】对甲氧基苯乙酮在碱性NaClO(84消毒液)作用下加热反应,生成对甲氧基苯甲酸钠;加入亚硫酸氢钠除去过量的,用调至,酸化析出对甲氧基苯甲酸粗品,过滤、洗涤后重结晶进行提纯。
【小问1详解】
亚硫酸氢钠具有还原性,Ⅱ中加入亚硫酸氢钠的作用是除去过量的,发生的离子方程式为;
【小问2详解】
重结晶操作中,乙醇加热回流溶解固体(圆底烧瓶+球形冷凝管,减少乙醇挥发)→趁热过滤→烧杯冷却结晶,需要使用的仪器为圆底烧瓶,球形冷凝管,烧杯;
【小问3详解】
步骤I中加热反应,为便于控制温度,受热均匀,最好使用水浴加热;
【小问4详解】
用调至的目的为将对甲氧基苯甲酸盐完全转化为对甲氧基苯甲酸;
【小问5详解】
对甲氧基苯乙酮物质的量为0.01mol,完全转化可得到0.01mol对甲氧基苯甲酸,理论产量是1.52g,则产率为;
【小问6详解】
图4中斑点整体偏前沿,说明展开剂极性偏大,正己烷结构对称,是非极性溶剂,增加正己烷—乙酸乙酯混合展开剂中正己烷的比例,可降低展开剂极性,可使斑点向中间位置附近靠近;
【小问7详解】
柱色谱法:极性越小,和硅胶吸附越弱,越先被洗脱流出;极性:对甲氧基苯乙酮<对甲氧基苯甲酸(羧基极性极强,吸附牢固后出),先收集到的化合物为对甲氧基苯乙酮;从锥形瓶中溶液获得对甲氧基苯甲酸的方法为蒸馏除去有机溶剂,冷却析出对甲氧基苯甲酸固体。
18. Xe的氟化物是一种常用的氟化剂。其可通过Xe和反应制备,反应体系存在如下平衡:
反应i:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
请回答下列问题:
(1)从结构角度分析,同族的与中,更易与反应的是___________(填化学式)。
(2)已知:和反应i和反应ⅱ的平衡常数如下表:
温度/
250
400
①当与的投料比为时,的平衡转化率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②根据表格数据计算可判断为吸热反应,其推断过程是___________。
(3)其它条件不变时,三种氟化物平衡分压随温度的变化如图甲所示。温度T时,三种氟化物的物质的量随平衡分压的变化关系如图乙所示。
①为有效的制备,应选择的条件是___________。
A.低温、低投料比 B.低温、高投料比
C.高温、低投料比 D.高温、高投料比
②与生成___________(填“”或“”)的反应放热更多,结合图甲简述判断理由___________。
③温度T时,反应的___________。
【答案】(1)Xe (2) ①. 大于 ②. 根据盖斯定律,反应ⅱ-反应ⅰ得,250℃时,,400℃时,,升高温度平衡常数增大,反应为吸热反应。
(3) ①. C ②. ③. 升温时,主要产物从变化为,表明为放热反应,故可判断生成放热更多 ④. 16
【解析】
【小问1详解】
Xe与同主族,Xe电子层数更多,原子半径更大,原子核对外层电子的吸引能力更弱,更易失电子形成化学键,因此更易与反应。
【小问2详解】
①与投料比为时,除第一步反应消耗的反应物外,生成的会继续与反应生成,额外消耗,因此的平衡转化率大于。
②该反应可由反应反应得到,因此平衡常数;计算得:时,时,温度升高增大,说明平衡正向移动,因此正反应为吸热反应。
【小问3详解】
①由图甲可知,温度升高时的平衡分压增大,说明高温有利于生成;由图乙可知,平衡分压越低(即投料比越低),的物质的量越大,因此选择高温、低投料比,选C。
②根据图示,升温时,主要产物从变化为,表明为放热反应,故可判断生成放热更多。
③目标反应的,根据图乙可知,当时,,故; 当时,,故, 因此。
19. 糖皮质激素是一类广泛用于临床的甾体激素,具有强效的抗炎、免疫抑制和抗肿瘤特性,一种新型选择性糖皮质激素受体调节剂的合成路线如下:
已知:
(1)的化学反应方程式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(4)G的结构简式为___________。
(5)C的同分异构体中满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连
②含有三种官能团,且能发生银镜反应
③含有手性碳
(6)参考上述合成路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为___________和___________。
【答案】(1) (2)取代反应
(3) ①. 酯基 ②. 羟基
(4) (5)18
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】结合流程,发生已知信息的反应,则A是,B是,B在作用下发生取代反应生成D。结合H物质苯环上的取代基位置可知,D物质发生硝化反应,生成E,则E物质为:。F在作用下发生还原反应生成G,根据H结构特点,E的和G发生取代反应生成H,故的结构为:。根据I和J发生取代反应生成目标产品,由此逆推可知H上的发生还原反应,生成,故I的结构为:,据此分析。
【小问1详解】
的方程式为:。
【小问2详解】
根据反应原子变化特点,并且发生成环变化,故该反应为取代反应。
【小问3详解】
根据分析可知,实现了由酯基到羟基的转化。
【小问4详解】
根据分析可知,G的结构为。
【小问5详解】
C的同分异构体中,苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连;含有三种官能团,且能发生银镜反应,说明含有醛基,据此可知该物质的结构为:、、、、、(手性碳用标记),以上各有邻、间、对三种同分异构体,故总数为。
【小问6详解】
和发生E和G生成H的反应,故X的结构为:;X在和作用下发生H到I的还原反应,生成Y,故Y的结构为:。
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