内容正文:
2026年哈一中模拟考试
高三化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
第I卷 选择题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cr-52
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一项符合题目要求)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列不属于新型无机非金属材料的是
A. 金刚砂 B. 硬铝 C. 石墨烯 D. 单晶硅
2. 有机材料在生活中的应用非常广泛。下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔中的共价键类型有s-pσ键 B. 聚丙烯分子的链节为
C. 乙烯分子所含官能团:C=C D. 反-2-丁烯的结构简式:
3. 一种燃煤烟气脱硫原理为。下列说法错误的是
A. 与互为同素异形体 B. 的VSEPR模型:
C. 中子数为18的硫原子: D. 的电子式:
4. 已知铜与KCN溶液反应的方程式为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 消耗2 mol Cu时,转移电子的数目为
B. 标准状况下,的中心原子含有的孤电子对数目为
C. 固体中σ键数目为
D. 常温下,pH=9的KCN溶液中水电离出的浓度为
5. 研究发现,从中药黄芩中提取的Q对多种肿瘤细胞具有显著抑制作用,Q的结构简式如图所示。下列关于Q的说法错误的是
A. Q能发生取代反应、加成反应和消去反应
B. 1 mol Q与溴水反应消耗
C. 所有碳原子可能共平面
D. 与足量H2发生加成反应所得分子中有2种官能团
6. X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的前四周期元素,X的某种核素原子核内无中子,基态Y原子的L层中有3个未成对电子,基态Z原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,Z、W为同族元素,基态Q原子最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y>W>Z B. 键角X2Z>YX3
C. Q元素位于元素周期表的P区 D. X、Y、Q能形成一种深蓝色的离子
7. 根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向1 mL 20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,水浴加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖在此条件下未水解生成葡萄糖
B
向CuSO4溶液中加入少量NaCl固体,振荡,溶液由蓝色变为黄绿色
配位键的稳定性:
C
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液,溶液先变橙色,后变蓝色
氧化性:Cl2>Br2>I2
D
将1-溴丁烷、乙醇和烧碱的混合溶液加热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
8. 下列实验中,不能达到实验目的的是
A.检验氯气是否具有漂白性
B.分离I2和NH4Cl固体混合物
C.制备晶体
D.除去CCl4中的Br2
A. A B. B C. C D. D
9. 氧化铈(CeO2,M=172 g/mol)常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂Y2O3,Y3+占据原来部分Ce4+的位置,可得到更稳定的结构。CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为a pm,下列说法错误的是
( O2-的空缺率)
A. CeO2晶胞中Ce4+周围最近且等距的O2-有8个
B. 已知M点原子的分数坐标为,则N点原子的分数坐标为
C. CeO2晶体的密度为
D. 若掺杂后,晶体中Ce4+与Y3+的个数比为3:2,则O2-空缺率为10%
10. 为实现“碳中和”、“碳达峰”目标,科学家提出用钌(Ru)基催化剂催化和反应生成HCOOH,反应机理如图所示,已知当生成时放出31.2 kJ的热量。下列说法正确的是
A. 总反应化学方程式为:
B. 反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
C. 通过和反应制备,每转移,放出31.2 kJ的热量
D. 催化剂能降低活化能,加快反应速率,改变反应热,从而提高转化率
11. 雷尼镍(含Ni,Al、Fe、Mg、Zn等元素的单质及氧化物)在工业上广泛用于有机物的加氢催化。从废雷尼镍催化剂中回收Ni元素的流程如图所示,下列说法错误的是
已知:①常温下,,。
②“萃取剂”能够选择性萃取某些金属阳离子,其萃取原理为
A. “预处理”使用表面活性剂,主要作用是除去催化剂表面的油污
B. “调pH”时,溶液中的Fe3+先于Al3+沉淀完全
C. “萃取”时,适当降低溶液的pH,有利于提高金属阳离子的萃取率
D. 沉镍时生成前驱体,发生的化学方程式是:
12. 某实验小组探究与溶液的反应如图。
已知:①白色沉淀可能为、或二者混合物;
②微溶于水,难溶于水。
下列说法错误的是
A. 通过测溶液的不能判断是否发生了氧化还原反应
B. 发生了
C. 加过量的溶液主要除去溶液中的
D. 白色沉淀A中含
13. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是
A. a极的电势低于b极
B. b极的电极反应式为
C. 制备1 mol 时,产生1.5 mol气体X
D. 该装置工作一段时间后,硫酸的浓度会减小
14. 甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应I:
反应Ⅱ:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
已知:CO的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线I代表H2的选择性
B. 400℃时CO2的体积分数约为
C. 反应Ⅰ:
D. 升高温度,两个反应的正反应速率均减小,逆反应速率均增大
15. 常温下溶液中[、、]与的关系如图所示。现向浓度均为的NaCl、、的混合溶液中滴加溶液(已知)。下列叙述正确的是
A. 的数量级为
B. 常温下,饱和AgCl溶液中大于饱和溶液中
C. 上述过程中最先生成
D. c点坐标为(-3.15,6.6)
第II卷 非选择题
16. 工业上以锂云母矿石(主要成分可表示为,还含少量)为原料制备碳酸锂和明矾的简易流程如图所示。回答下列问题:
已知:①常温下,,;
②当离子浓度低于时,可认为该离子已完全沉淀;
③常温下,在pH=10.0时开始溶解。
(1)为了提高“酸浸”率,可采用的措施有___________(答出一条即可),“酸浸”后得到的浸渣的用途有___________(答出一条即可)。
(2)“蒸发浓缩”时,蒸发至溶液中___________时添加K2SO4,冷却结晶制得明矾晶体。
(3)常温下,“调pH”控制的pH范围为___________(保留一位小数);“调pH”后还需要分离出滤渣,滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(4)若试剂R是溶液和氨水混合溶液,写出“沉锂”工序中发生反应的离子方程式:___________。
(5)已知的溶解度与温度的关系如下表所示:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
“操作a”包括___________、洗涤、干燥,洗涤时用___________(填“热水”或“冷水”)。
(6)以和为原料,在空气中高温烧结可制备锂离子电池正极材料,写出该反应的化学方程式:___________。
17. 钾铬矾[]在鞣革、纺织等工业上有广泛的用途,可通过还原酸性重铬酸钾溶液制得,实验装置如图。
(1)B中反应装置名称为___________。
(2)选用质量分数为70%的H2SO4而不用98%的浓硫酸或稀硫酸的原因是___________。
(3)写出B装置中析出晶体的化学方程式:___________。
(4)B装置采用冰水浴目的是___________,有同学认为可在B装置中同时加入少量乙醇降低产品的溶解度,便于析出,该方法不合理的原因是___________。
(5)钾铬矾样品中铬含量的测定:三价铬在酸性溶液中,在硝酸银接触下,与过硫酸铵反应被氧化成六价铬。反应取1.04 g样品在酸性溶液中,加入硝酸银与过硫酸铵反应后,除去多余的硝酸银与过硫酸铵后,配成250 mL溶液,取25.00 mL,用0.1000 mol/L的FeSO4溶液滴定至终点,消耗FeSO4溶液30 mL(三次实验的平均值)。
取FeSO4溶液的仪器为___________,样品中铬的质量分数为___________。若滴定时滴定管开始有气泡,滴定后气泡消失,则测出铬的质量分数___________(填“偏低”“偏高”或“不变”)。
18. 煤和石油化工生产中的废气含有H2S,需要对其进行回收处理,涉及反应如下:
①
②
(1)已知反应③
求反应②___________kJ/mol。
(2)温度下,保持总压强为130 kPa,向反应器中充入H2S和Ar气体,只发生反应①,测得H2S的平衡转化率与投料比η关系如图1,其他条件相同,投料比η增大,H2S的平衡转化率增大的原因是___________;温度下,反应①的压强平衡常数Kp=___________kPa.
(3)已知:(为速率常数,R为常数,T为温度,单位为,为正反应活化能)。反应①中的与不同的催化剂(Cat1、Cat2)、温度(T)的关系如图2,相同条件下,催化效率较高的是___________(填Cat1或Cat2),Cat2作用下的正反应活化能为___________。
(4)已知(其中K为平衡常数、R为常数、T为温度),反应①和反应③的随温度的变化关系如图3.生产中常采用1000℃时反应③处理H2S的工艺方法而不采用反应①,请从两个角度解释原因___________。
(5)向一密闭容器中通入2molH2S和1molCH4,同时通入一定量N2稀释。常压时不同温度下反应相同时间后,测得H2和CS2的体积分数如图4.其他条件不变,在950~1150℃范围内,S2(g)的体积分数随温度的变化趋势大致为___________。
19. 某生物活性物质的前体H的合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为___________。
(2)C→D的化学方程式为___________。
(3)F的结构简式为___________。
(4)G中官能团的名称为___________、___________。
(5)B裂解时生成中间产物X(分子式为C5H12O2),X再发生消去反应生成C,X的结构简式为___________。
(6)G的同分异构体中,满足下列条件的有___________种。
①苯环上有4个取代基
②能够与FeCl3溶液发生显色反应
③1 mol该物质最多能与4 mol NaOH反应
(7)参考上述路线,设计如下转化。Y的结构简式为___________。
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2026年哈一中模拟考试
高三化学试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
第I卷 选择题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cr-52
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一项符合题目要求)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列不属于新型无机非金属材料的是
A. 金刚砂 B. 硬铝 C. 石墨烯 D. 单晶硅
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚砂主要成分为,属于高温结构类新型无机非金属材料,A不符合题意;
B.硬铝是铝的合金,属于金属材料,不属于新型无机非金属材料,B符合题意;
C.石墨烯是新型碳单质材料,属于新型无机非金属材料,C不符合题意;
D.单晶硅是半导体类新型无机非金属材料,D不符合题意;
故选B。
2. 有机材料在生活中的应用非常广泛。下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔中的共价键类型有s-pσ键 B. 聚丙烯分子的链节为
C. 乙烯分子所含官能团:C=C D. 反-2-丁烯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】 A.乙炔结构为HC≡CH,C-H键是H原子的1s轨道与C原子的sp杂化轨道形成的σ键,而不是s-pσ键,A错误;
B.聚丙烯由丙烯CH2=CHCH3加聚得到,链节应为-CH2-CH(CH3)-,不是-CH2-CH2-CH2-,B错误;
C.乙烯分子中含有碳碳双键,碳碳双键决定乙烯的主要化学性质,属于乙烯的官能团,因此乙烯分子的官能团为C=C,C正确;
D.反-2-丁烯中,两个CH3应位于C=C双键的两侧,两个H也应位于C=C双键的两侧,而图中两个H都在双键上方,两个CH3都在双键下方,说明相同基团位于双键同侧,表示的是顺-2-丁烯,不是反-2-丁烯,D错误;
故答案选C。
3. 一种燃煤烟气脱硫原理为。下列说法错误的是
A. 与互为同素异形体 B. 的VSEPR模型:
C. 中子数为18的硫原子: D. 的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同素异形体是指同一元素组成的性质不同的几种单质,与是H元素的两种不同核素,互为同位素,A错误;
B.H2O的中心原子是O,其杂化轨道类型为sp3,O的孤电子对数=,其价层电子对数=2+2=4,则H2O的VSEPR模型为四面体,B正确;
C.硫原子的质子数为16,当硫原子的中子数为18时,硫原子的质量数=16+18=34,则中子数为18的硫原子为,C正确;
D.中C原子最外层有4个电子,分别与4个H原子形成1对共用电子对,该电子式书写正确,D正确;
故答案选A。
4. 已知铜与KCN溶液反应的方程式为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 消耗2 mol Cu时,转移电子的数目为
B. 标准状况下,的中心原子含有的孤电子对数目为
C. 固体中σ键数目为
D. 常温下,pH=9的KCN溶液中水电离出的浓度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中Cu元素从0价升高到+1价,每个Cu转移1个电子,消耗2 mol Cu时转移电子数目为,A错误;
B.标准状况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法计算孤电子对数目,B错误;
C.1 mol中,中心Cu与4个形成4个配位σ键,每个内部含1个σ键,共含8 mol σ键,σ键数目为,C正确;
D.KCN溶液中水解促进水的电离,水电离出的大部分与结合,常温下pH=9的溶液中水电离出的总浓度等于水电离的浓度,为,D错误;
故选C。
5. 研究发现,从中药黄芩中提取的Q对多种肿瘤细胞具有显著抑制作用,Q的结构简式如图所示。下列关于Q的说法错误的是
A. Q能发生取代反应、加成反应和消去反应
B. 1 mol Q与溴水反应消耗
C. 所有碳原子可能共平面
D. 与足量H2发生加成反应所得分子中有2种官能团
【答案】A
【解析】
【详解】A.Q分子中的羟基均为酚羟基,直接连接在苯环的sp²杂化碳原子上,不满足醇羟基发生消去反应的结构条件,无法发生消去反应,A错误;
B.1 mol Q中酚羟基的邻位共有1 mol可被取代的氢原子,消耗1 mol ,含有的1 mol碳碳双键可与1 mol 发生加成反应,共消耗2 mol ,B正确;
C.Q分子中苯环、碳碳双键、酮羰基均为平面结构,各平面之间通过单键连接,单键可旋转,所有碳原子可能共平面,C正确;
D.Q与足量发生加成反应后,苯环、碳碳双键、酮羰基均完全加成,所得产物中含有的官能团为醇羟基和醚键,共2种,D正确;
故选 A。
6. X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的前四周期元素,X的某种核素原子核内无中子,基态Y原子的L层中有3个未成对电子,基态Z原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,Z、W为同族元素,基态Q原子最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y>W>Z B. 键角X2Z>YX3
C. Q元素位于元素周期表的P区 D. X、Y、Q能形成一种深蓝色的离子
【答案】D
【解析】
【分析】首先推断元素:X核素无中子为;基态Y原子L层3个未成对电子,电子排布为,为;基态Z原子2p轨道有1个电子自旋与其他相反,说明2p轨道有4个电子,电子排布为,为;Z、W同族且W原子序数更大,为;基态Q原子最外层1个电子、其余层全充满,电子排布为,为。
【详解】A.第一电离能:的2p轨道半充满更稳定,第一电离能大于同周期相邻的,同主族从上到下第一电离能减小,第一电离能大于,故顺序为,A错误;
B.为,中心有2对孤电子对,为,中心有1对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对排斥力越大,键角越小,故键角,B错误;
C.的价电子排布为,属于ds区元素,不是p区,C错误;
D.可形成深蓝色配离子,D正确;
故选D。
7. 根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向1 mL 20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,水浴加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖在此条件下未水解生成葡萄糖
B
向CuSO4溶液中加入少量NaCl固体,振荡,溶液由蓝色变为黄绿色
配位键的稳定性:
C
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液,溶液先变橙色,后变蓝色
氧化性:Cl2>Br2>I2
D
将1-溴丁烷、乙醇和烧碱的混合溶液加热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.银镜反应需要在碱性条件下进行,蔗糖水解后溶液为酸性,未加碱中和稀硫酸就加入银氨溶液,银氨会与酸反应无法发生银镜,不能证明蔗糖未水解,A不符合题意;
B.溶液显蓝色是因为存在,加入后变为黄绿色,说明转化为,配离子转化会向生成更稳定配离子的方向进行,因此配位键稳定性:,B符合题意;
C.加入的氯水过量,过量的也可以将氧化为使淀粉变蓝,无法证明是氧化了,不能得出氧化性,C不符合题意;
D.乙醇易挥发,挥发的乙醇也能使酸性溶液褪色,无法证明生成了消去产物1-丁烯,D不符合题意;
故选B。
8. 下列实验中,不能达到实验目的的是
A.检验氯气是否具有漂白性
B.分离I2和NH4Cl固体混合物
C.制备晶体
D.除去CCl4中的Br2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气不会使干燥的有色布条褪色,但会使湿润的有色布条褪色,说明干燥的氯气不具有漂白性,A不符合题意;
B.固体会受热分解为和,其会在烧瓶底部遇冷重新发生化合反应生成固体,固体受热升华也会在烧瓶底部凝华,二者又混合在一起,B符合题意;
C.向溶液中加入乙醇,因溶剂的极性减小,的溶解度降低,从而被析出,C不符合题意;
D.会与发生反应,故可用溶液除去的溶液中的,D不符合题意;
故选B。
9. 氧化铈(CeO2,M=172 g/mol)常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂Y2O3,Y3+占据原来部分Ce4+的位置,可得到更稳定的结构。CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为a pm,下列说法错误的是
( O2-的空缺率)
A. CeO2晶胞中Ce4+周围最近且等距的O2-有8个
B. 已知M点原子的分数坐标为,则N点原子的分数坐标为
C. CeO2晶体的密度为
D. 若掺杂后,晶体中Ce4+与Y3+的个数比为3:2,则O2-空缺率为10%
【答案】C
【解析】
【详解】A.结合晶胞图可知,位于顶点和面心,位于晶胞体内,晶胞中与面心处距离最近且等距的数目为4,1个被两个晶胞共用,因此每个周围最近且等距的共8个,A正确;
B.M点坐标为,N点在晶胞内沿x、y、z轴方向距离M点均为个晶胞边长,因此N点分数坐标为,B正确;
C.与最近的核间距为体对角线的,设晶胞边长为l,则:,得;晶胞含4个,晶胞质量,晶胞体积;密度 ,而选项中,与正确结果不符,C错误;
D.设为3个,为2个,总正电荷=3×4+2×3=18,化合物呈电中性,所以数目为;原5个阳离子对应O总数为5×2=10,因此空位数为10−9=1,空缺率,D正确;
故答案为C。
10. 为实现“碳中和”、“碳达峰”目标,科学家提出用钌(Ru)基催化剂催化和反应生成HCOOH,反应机理如图所示,已知当生成时放出31.2 kJ的热量。下列说法正确的是
A. 总反应化学方程式为:
B. 反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
C. 通过和反应制备,每转移,放出31.2 kJ的热量
D. 催化剂能降低活化能,加快反应速率,改变反应热,从而提高转化率
【答案】A
【解析】
【分析】结合反应机理图,确定总反应的反应物为和,生成物为,Ru基物质为反应的催化剂。反应过程中中的非极性键、中的极性键发生断裂,仅形成中的极性键,无非极性键生成。生成46 g即1 mol 时放出31.2 kJ热量,该反应中C元素化合价从+4价降低到+2价,每生成1 mol 转移2 mol电子。催化剂仅改变反应活化能,不改变反应热与平衡转化率。
【详解】A.总反应化学方程式反应物、生成物及配平均符合机理推导结果,A正确;
B.反应历程中存在非极性键、极性键的断裂,仅存在极性键的形成,无非极性键的形成,B错误;
C.每生成1 mol 转移2 mol电子,放出31.2 kJ热量,故每转移1 mol ,放出热量为 ,C错误;
D.催化剂能降低活化能,加快反应速率,但不能改变反应热,也不能改变平衡转化率,D错误;
故选A。
11. 雷尼镍(含Ni,Al、Fe、Mg、Zn等元素的单质及氧化物)在工业上广泛用于有机物的加氢催化。从废雷尼镍催化剂中回收Ni元素的流程如图所示,下列说法错误的是
已知:①常温下,,。
②“萃取剂”能够选择性萃取某些金属阳离子,其萃取原理为
A. “预处理”使用表面活性剂,主要作用是除去催化剂表面的油污
B. “调pH”时,溶液中的Fe3+先于Al3+沉淀完全
C. “萃取”时,适当降低溶液的pH,有利于提高金属阳离子的萃取率
D. 沉镍时生成前驱体,发生的化学方程式是:
【答案】C
【解析】
【分析】原料为含Ni、Al、Fe、Mg、Zn等单质及氧化物的废雷尼镍催化剂,目标产物为NiO。流程依次为预处理后用稀硫酸酸浸,所有金属及对应氧化物与稀硫酸反应生成可溶性硫酸盐,滤液1含Ni2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Zn2+等金属阳离子。加NaOH溶液调pH,Fe(OH)3溶度积更小,优先沉淀,滤渣2为Al(OH)3和Fe(OH)3。滤液2中剩余Ni2+、Mg2+、Zn2+,加入萃取剂选择性萃取除去Mg2+、Zn2+等杂质阳离子。萃取后水相中的Ni2+与NH4HCO3反应生成前驱体,焙烧得到NiO。
【详解】A.表面活性剂可使油污发生乳化,除去催化剂表面的油污,A正确;
B.氢氧化物沉淀完全时金属离子浓度为,沉淀完全时,沉淀完全时,沉淀完全所需更小,即pH更低,因此先于沉淀完全,B正确;
C.萃取反应为,降低溶液pH,增大,平衡逆向移动,金属阳离子萃取率降低,C错误;
D.根据元素守恒,沉镍反应的化学方程式配平正确,原子守恒、电荷守恒均成立,D正确;
故选C。
12. 某实验小组探究与溶液的反应如图。
已知:①白色沉淀可能为、或二者混合物;
②微溶于水,难溶于水。
下列说法错误的是
A. 通过测溶液的不能判断是否发生了氧化还原反应
B. 发生了
C. 加过量的溶液主要除去溶液中的
D. 白色沉淀A中含
【答案】D
【解析】
【分析】SO2通入 pH≈5 的 AgNO3溶液中,发生反应生成两部分:一部分形成无色溶液A(含有 等可溶性物质),另一部分生成白色沉淀A(Ag2SO3)。将无色溶液A加入过量 HCl 后,由于 Cl-与 Ag+反应,生成白色沉淀B(AgCl),说明溶液中含有游离 Ag+;取上层清液加入 BaCl2 无沉淀,说明溶液中无 (否则应生成 BaSO4),从而排除 SO2 被氧化为硫酸根的情况。对白色沉淀A(Ag2SO3)加入 HNO3,会发生氧化还原反应生成无色气体 NO,该气体在空气中被氧化为红棕色 NO2(实际表现为气体变红棕色),进一步验证沉淀中含有亚硫酸根。
【详解】A.溶液A呈酸性既可能来自SO2溶于水生成 H2SO3,也可能来自反应生成 H+,两种情况都会使 pH 降低,因此仅凭 pH 无法判断是否发生氧化还原反应,A 正确;
B.体系中生成白色沉淀A且后续可放出 NO,说明沉淀为Ag2SO3,对应反应为,B正确;
C.加入过量 HCl 的核心作用是让 Cl-与溶液中 Ag+ 生成 AgCl 沉淀,从而去除 Ag+干扰后续检验,C 正确;
D.沉淀A加 HNO3后产生无色气体 NO,NO 遇空气被氧化为红棕色 NO2,说明 Ag2SO3 与 HNO3发生氧化还原反应;且上层清液加BaCl2无沉淀,说明体系中无 ,因此沉淀A不含 Ag2SO4,D 错误;
故答案选D。
13. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化可将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移。下列说法错误的是
A. a极的电势低于b极
B. b极的电极反应式为
C. 制备1 mol 时,产生1.5 mol气体X
D. 该装置工作一段时间后,硫酸的浓度会减小
【答案】C
【解析】
【分析】HMF转化为FDCA的过程是氧化反应(、被氧化为),电解池中氧化反应发生在阳极,因此为阳极,接电源正极;为阴极,接电源负极。
【详解】A.由图可知,HMF在b极上转化为FDCA,羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,则b极为阳极,a极为阴极,阴极的电势低于阳极,故a极的电势低于b极,A正确;
B.b极羟基和醛基转化为羧基,失去,失去,共失去,发生了氧化反应,,B正确;
C.制备1 mol FDCA时,转移6 mol电子;阴极(极)反应为,转移6 mol电子时,生成气体的物质的量为,C错误;
D.双极膜中,阳离子向阴极(侧)移动,阴离子向阳极(侧,硫酸区)移动;会与阳极反应生成的结合为水,硫酸不发生迁移,物质的量不变,水的量增大,因此硫酸浓度减小,D正确;
故选C。
14. 甲酸是基本有机化工原料之一,它有两种可能的分解反应:
反应I:
反应Ⅱ:
一定压强下,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
已知:CO的选择性
下列说法正确的是
A. 曲线I代表H2的选择性
B. 400℃时CO2的体积分数约为
C. 反应Ⅰ:
D. 升高温度,两个反应的正反应速率均减小,逆反应速率均增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.图像中CO的选择性曲线随温度升高从100%降至0%,H2的选择性应与之互补(从0%升至100%),曲线Ⅱ为H2的选择性曲线,A错误;
B.400℃时,CO选择性为0,仅反应Ⅱ发生,设初始HCOOH为1 mol,由图可知,转化率为90%,反应Ⅱ生成CO2和H2各0.9 mol,剩余HCOOH 0.1 mol,总气体物质的量=0.1+0.9+0.9=1.9 mol。CO2体积分数为,B正确;
C.反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,,C错误;
D.升高温度,正、逆反应速率均增大(吸热方向增幅更大),并非“正反应速率减小”,D错误;
故答案选B。
15. 常温下溶液中[、、]与的关系如图所示。现向浓度均为的NaCl、、的混合溶液中滴加溶液(已知)。下列叙述正确的是
A. 的数量级为
B. 常温下,饱和AgCl溶液中大于饱和溶液中
C. 上述过程中最先生成
D. c点坐标为(-3.15,6.6)
【答案】D
【解析】
【分析】首先根据溶度积表达式推导图像中直线的规律: 对通式,溶度积,两边变形得:,即,斜率为的个数,因此:斜率最大(),对应;斜率为(),对应;斜率为(),对应。再根据给定点计算各物质的:(,:,得;(,:,得;(,是和交点):,得。
【详解】A.,数量级为,A错误;
B.计算饱和溶液中: 饱和:; 饱和:, 饱和中)更小,B错误;
C.原溶液中各阴离子浓度均为,计算开始沉淀所需: :; :; :; 所需最小,最先生成沉淀,C错误;
D.c点是和交点,联立直线方程: :,:, 解得,,即坐标为,D正确;
故选D。
第II卷 非选择题
16. 工业上以锂云母矿石(主要成分可表示为,还含少量)为原料制备碳酸锂和明矾的简易流程如图所示。回答下列问题:
已知:①常温下,,;
②当离子浓度低于时,可认为该离子已完全沉淀;
③常温下,在pH=10.0时开始溶解。
(1)为了提高“酸浸”率,可采用的措施有___________(答出一条即可),“酸浸”后得到的浸渣的用途有___________(答出一条即可)。
(2)“蒸发浓缩”时,蒸发至溶液中___________时添加K2SO4,冷却结晶制得明矾晶体。
(3)常温下,“调pH”控制的pH范围为___________(保留一位小数);“调pH”后还需要分离出滤渣,滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(4)若试剂R是溶液和氨水混合溶液,写出“沉锂”工序中发生反应的离子方程式:___________。
(5)已知的溶解度与温度的关系如下表所示:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
“操作a”包括___________、洗涤、干燥,洗涤时用___________(填“热水”或“冷水”)。
(6)以和为原料,在空气中高温烧结可制备锂离子电池正极材料,写出该反应的化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. 适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等,适当延长酸浸时间) ②. 制造玻璃或光导纤维等
(2)出现晶膜或有少量晶体析出
(3) ①. ②. 和
(4)
(5) ①. 趁热过滤 ②. 热水
(6)
【解析】
【分析】锂云母矿石(主要成分可表示为,还含少量)和一起“焙烧”,用硫酸“酸浸”焙烧产物,、、和被转化为、、、,不参与反应,过滤后浸渣为;滤液经“蒸发浓缩”后加入,“冷却”可得明矾;再向滤液中加入“调”,和残留的被转化为和沉淀,过滤后滤液经“沉锂”等操作可得。
【小问1详解】
为了提高“酸浸”率,可适当提高硫酸浓度或适当升温,也可将固体粉碎研磨或适当搅拌反应混合物等,也可适当延长酸浸时间;由分析可得,“酸浸”后得到的浸渣为,其用途可制造玻璃或光导纤维等;
【小问2详解】
“蒸发浓缩”时,蒸发至溶液中出现晶膜或有少量晶体析出时添加K2SO4,冷却结晶制得明矾晶体;
【小问3详解】
由已知条件可得,当完全沉淀时,,此时,则;当完全沉淀时,,此时,则,且在时开始溶解,因此“调pH”控制的范围为;由分析可知,“调”后产生滤渣的主要成分为和;
【小问4详解】
若试剂R是溶液和氨水混合溶液,则“沉锂”工序中发生反应的离子方程式为;
【小问5详解】
由表格得出,的溶解度随温度的升高而降低,则“操作a”包括趁热过滤、洗涤、干燥;可用热水洗涤时可以减少的损失;
【小问6详解】
中的平均化合价为价,中的化合价为价, 从价降低到价,根据得失电子守恒可得反应方程式为。
17. 钾铬矾[]在鞣革、纺织等工业上有广泛的用途,可通过还原酸性重铬酸钾溶液制得,实验装置如图。
(1)B中反应装置名称为___________。
(2)选用质量分数为70%的H2SO4而不用98%的浓硫酸或稀硫酸的原因是___________。
(3)写出B装置中析出晶体的化学方程式:___________。
(4)B装置采用冰水浴目的是___________,有同学认为可在B装置中同时加入少量乙醇降低产品的溶解度,便于析出,该方法不合理的原因是___________。
(5)钾铬矾样品中铬含量的测定:三价铬在酸性溶液中,在硝酸银接触下,与过硫酸铵反应被氧化成六价铬。反应取1.04 g样品在酸性溶液中,加入硝酸银与过硫酸铵反应后,除去多余的硝酸银与过硫酸铵后,配成250 mL溶液,取25.00 mL,用0.1000 mol/L的FeSO4溶液滴定至终点,消耗FeSO4溶液30 mL(三次实验的平均值)。
取FeSO4溶液的仪器为___________,样品中铬的质量分数为___________。若滴定时滴定管开始有气泡,滴定后气泡消失,则测出铬的质量分数___________(填“偏低”“偏高”或“不变”)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)98%的浓硫酸浓度小,反应速率慢;易溶于水,稀硫酸浓度太小,不利于放出
(3)
(4) ①. 降温可降低产物溶解度,促进晶体析出 ②. 重铬酸钾具有强氧化性,会氧化乙醇
(5) ①. 酸式滴定管 ②. 50% ③. 偏高
【解析】
【分析】由装置图可知,A为制备还原剂二氧化硫的装置,B为制备钾铬矾的装置,C为尾气处理装置,B中发生二氧化硫和重铬酸根的反应,生成[],本实验中使用了有毒的二氧化硫气体,最后用C中氢氧化钠处理尾气,根据氧化还原反应的规律,结合化学实验的基本操作分析解答。
【小问1详解】
根据装置图,B中反应装置名称为三颈烧瓶;
【小问2详解】
选用质量分数为70%的H2SO4而不用98%的浓硫酸或稀硫酸的原因是98%的浓硫酸H+浓度小,反应速率慢;SO2易溶于水,稀硫酸浓度太小,不利于SO2放出;
【小问3详解】
装置B中二氧化硫和反应,析出晶体,化学方程式为;
【小问4详解】
B装置采用冰水浴的目的是:降温可降低产物溶解度,促进晶体析出;B中含有酸性重铬酸钾,重铬酸钾具有强氧化性,可氧化乙醇,因此该方法不合理;
【小问5详解】
FeSO4溶液水解显酸性,因此用酸式滴定管;
根据得失电子守恒,存在关系,因此有,消耗FeSO4溶液30 mL,消耗的FeSO4的物质的量:,因此样品中含有Cr3+的物质的量:,样品中铬的质量分数:;
滴定管尖嘴处开始有气泡,滴定后气泡消失,会导致读出的溶液体积偏大,据此计算出的铬的质量分数偏高。
18. 煤和石油化工生产中的废气含有H2S,需要对其进行回收处理,涉及反应如下:
①
②
(1)已知反应③
求反应②___________kJ/mol。
(2)温度下,保持总压强为130 kPa,向反应器中充入H2S和Ar气体,只发生反应①,测得H2S的平衡转化率与投料比η关系如图1,其他条件相同,投料比η增大,H2S的平衡转化率增大的原因是___________;温度下,反应①的压强平衡常数Kp=___________kPa.
(3)已知:(为速率常数,R为常数,T为温度,单位为,为正反应活化能)。反应①中的与不同的催化剂(Cat1、Cat2)、温度(T)的关系如图2,相同条件下,催化效率较高的是___________(填Cat1或Cat2),Cat2作用下的正反应活化能为___________。
(4)已知(其中K为平衡常数、R为常数、T为温度),反应①和反应③的随温度的变化关系如图3.生产中常采用1000℃时反应③处理H2S的工艺方法而不采用反应①,请从两个角度解释原因___________。
(5)向一密闭容器中通入2molH2S和1molCH4,同时通入一定量N2稀释。常压时不同温度下反应相同时间后,测得H2和CS2的体积分数如图4.其他条件不变,在950~1150℃范围内,S2(g)的体积分数随温度的变化趋势大致为___________。
【答案】(1)+64 kJ/mol
(2) ①. 增加投料比,相当于减小压强,反应①正向是一个气体分子数增大的反应,平衡会向正反应方向移动,因此的平衡转化率增加 ②. 10
(3) ①. Cat1 ②. 400或420
(4)1000℃时反应①不自发,而反应③自发;由和图3数据可知反应③的平衡常数更大,即正向程度越大平衡时硫化氢的转化率更高 (5)先增大后减小
【解析】
【小问1详解】
反应②为反应③减去反应①得到,故;
【小问2详解】
总压强不变时,投料比越大,分压越小,反应①为气体分子数增大的反应,平衡会向正反应方向移动,因此的平衡转化率增加;温度下,投料比为2时,的平衡转化率为50%,设初始物质的量为x mol,则按照物质的量列出三段式:
起始体系中有x mol 与2x mol Ar,平衡时体系中有0.5x mol 、0.5x mol 、0.25x mol与 2x mol Ar,据此可计算;
【小问3详解】
反应活化能越小,速率常数越大,反应速率越快,催化效率越高,故相同条件下催化效率较高的是Cat1;读取Cat2对应曲线上各点坐标(400,-1.0)、(500,-0.8)、(700,-0.6),可得正反应活化能为400或420 ;
【小问4详解】
由图像可知,1000℃时反应①不自发,而反应③自发;由可知,越小,平衡常数越大,由图像可知反应③的更小,平衡常数更大,此时的平衡转化率更高;
【小问5详解】
950~1050℃时,体积分数很小,此时以反应①为主,体积分数增大,1050~1150℃时,体积分数迅速增加,此时以反应②为主,体积分数减小,故体积分数随温度的变化趋势大致为先增大后减小。
19. 某生物活性物质的前体H的合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为___________。
(2)C→D的化学方程式为___________。
(3)F的结构简式为___________。
(4)G中官能团的名称为___________、___________。
(5)B裂解时生成中间产物X(分子式为C5H12O2),X再发生消去反应生成C,X的结构简式为___________。
(6)G的同分异构体中,满足下列条件的有___________种。
①苯环上有4个取代基
②能够与FeCl3溶液发生显色反应
③1 mol该物质最多能与4 mol NaOH反应
(7)参考上述路线,设计如下转化。Y的结构简式为___________。
【答案】(1)加成反应
(2)
(3) (4) ①. (酚)羟基 ②. (酮)羰基
(5) (6)16
(7)
【解析】
【分析】B()经过裂解得到C(),和HBr发生加成反应得到D,D与G反应得到H,由G和H的结构简式可以推知D的结构简式为;由E的结构简式和F的分子式可知,E和发生加成反应生成F,F发生已知反应①的水解反应得到G,则F的结构简式为。
【小问1详解】
A→B的反应中,A的双键打开,与甲醛加成生成环状B,无小分子消去,反应类型为加成反应;
【小问2详解】
由分析知,D的结构简式为,所以C→D的化学方程式为;
【小问3详解】
由分析可知,F的结构简式为 ;
【小问4详解】
由G的结构简式,可知官能团的名称为(酚)羟基、(酮)羰基;
【小问5详解】
B裂解时生成中间产物X分子式为C5H12O2,C()分子式为C5H8,所以X应是二元醇消去2分子水得到二烯烃C, X的结构简式为: ;
【小问6详解】
G的分子式为C8H8O4,其同分异构体能够与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;1 mol该物质最多能与4 mol NaOH反应,由于分子中只有4个氧原子,要消耗4 mol NaOH,且苯环上有4个取代基,所以基团组合为2个酚羟基(消耗2 mol NaOH)、1个甲基、1个酚酯基(-OOCH)(水解后形成酚羟基共消耗2 mol NaOH),共四个取代基,先分析苯环上连2个酚羟基的结构,共有邻、间、对3种取代位置,2个酚羟基邻、间、对位时,甲基和酚酯基排布分别有6、7、3种,所以同分异构体共有种;
【小问7详解】
根据已知反应②,键被还原为,故被还原得到乙胺。
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