内容正文:
化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试卷上作答无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Zn65
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. 北京时间2026年5月24日23时08分,神舟二十三号载人飞船发射成功。载人飞船所用下列构件中主要由有机合成材料制造的是
A. 陶瓷雷达密封环 B. 聚酰胺国旗
C. 单晶硅太阳能电池板 D. 新型铝基碳化硅舱体内壳层
【答案】B
【解析】
【详解】A.陶瓷属于无机非金属材料,不属于有机合成材料,A错误;
B.聚酰胺属于有机高分子材料,是有机合成材料,B正确;
C.单晶硅是硅单质,属于无机非金属材料,不属于有机合成材料,C错误;
D.铝基碳化硅属于无机复合材料,不含有机成分,不属于有机合成材料,D错误;
故答案选B。
2. 盐酸、硫酸、硝酸并称为“三大强酸”,下列实验中使用时对应关系错误的是
A. 稀盐酸: 酸化 KMnO4溶液
B. 稀硫酸:配制Fe2(SO4)3溶液
C. 浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:制硝基苯
D. 浓硝酸和浓盐酸的混合溶液(体积比为1:3):溶解Pt、Au等金属
【答案】A
【解析】
【详解】A.稀盐酸不能酸化KMnO4溶液,因为稀盐酸中的氯离子会被KMnO4氧化,A错误;
B.加入稀硫酸抑制三价铁离子水解,且不引入杂质,故可用稀硫酸配制Fe2(SO4)3溶液,B正确;
C.制硝基苯用浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,C正确;
D.浓硝酸和浓盐酸的混合溶液(体积比为1:3)是王水,可以溶解Pt、Au等金属,D正确;
故选A。
3. 合成氨中,除去原料气中的反应为,下列表述不正确的是
A. CO晶体属于分子晶体
B. 的空间结构为三角锥形
C. H-N-H的键角:
D. 中配位原子是和
【答案】C
【解析】
【详解】A.CO由CO分子构成,其晶体属于分子晶体,A正确,不符合题意;
B.NH3中N的价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,B正确,不符合题意;
C.NH3中N原子有1对孤电子对,中NH3作为配体,N的孤电子对用于形成配位键,孤电子对的排斥力大于成键电子对,因此H-N-H键角:,C错误,符合题意;
D.中,NH3的N原子提供孤电子对,CO中C原子提供孤电子对,配位原子为N和C,D正确,不符合题意;
答案选C。
4. 以下反应中硫元素只被氧化的是
A. 向溴水中通入二氧化硫气体,溶液褪色
B. 硫粉和铁粉混合均匀,加热,生成黑色固体
C. 向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸,出现乳白色浑浊
D. 向硫化钠溶液中加入几滴硝酸银溶液,生成黑色沉淀
【答案】A
【解析】
【详解】A.发生反应,二氧化硫中硫为+4价,反应后硫酸中硫为+6价,化合价升高,硫元素只被氧化,A符合题意;
B.发生反应,硫单质中硫为0价,反应后硫化亚铁中硫为-2价,化合价降低,硫元素被还原,B不符合题意;
C.发生反应,硫代硫酸钠中硫为+2价,反应后既有0价硫(化合价降低、被还原),又有+4价硫(化合价升高、被氧化),硫元素既被氧化又被还原,C不符合题意;
D.发生反应,该反应为复分解反应,反应前后硫元素均为-2价,化合价不变,没有发生氧化还原,D不符合题意;
故答案为:A。
5. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 用惰性电极电解饱和食盐水:
B. 向饱和溶液中通入过量气体:
C. 用稀硝酸洗去试管壁上的银:
D. 溶液中加入足量氨水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.惰性电极电解饱和食盐水时,阳极放电生成,阴极放电生成和,离子方程式为:,A正确;
B.溶解度小于,向饱和溶液通入过量时,会以沉淀形式析出,正确离子方程式为,选项未写出和沉淀符号,B错误;
C.稀硝酸与银反应生成硝酸银、和,离子方程式为:,C正确;
D.与足量氨水反应生成可溶性银氨络离子,离子方程式为:,D正确;
故选B。
6. 海带中含有的有机碘主要是 DIT(L-3,5-二碘酪氨酸),其结构简式如图。下列说法不正确的是
A. 分子式为
B. 分子中含有手性碳原子
C. 该物质既有酸性又有碱性
D. 理论上 1mol该物质分别与足量的Na 和 反应生成气体体积之比为1:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,其分子式为,A项正确;
B.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,该有机物有1个手性碳原子,B项正确;
C.该有机物含有酚羟基、羧基和氨基,酚羟基、羧基具有酸性,氨基具有碱性,所以该物质既有酸性又有碱性,C项正确;
D.该分子中羟基和羧基可以与Na反应,1mol该物质与足量的Na反应生成1mol氢气;该分子中羧基可以与反应,1mol该物质与足量的反应生成1mol二氧化碳,理论上1mol该物质分别与足量的Na和反应生成气体体积之比为1:1,D项错误;
故选D。
7. 下列依据相关数据进行的推断正确的是
选项
数据
推断
A
元素的电负性:
分子极性:
B
可用除去溶液中的
C
相同温度下:
且
与反应的速率更快
D
短周期元素的各级电离能(省略单位):
R元素的最高正化合价可能为+2价
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子极性由键的极性和分子空间构型共同决定,为正四面体形非极性分子,为三角锥形极性分子,因此分子极性的结论本身正确,但该结论与给出的电负性数据无直接关联,无法仅通过电负性推导得出,A错误;
B.说明溶解度远小于,无法发生沉淀转化,不能用除去溶液中的,B错误;
C.平衡常数衡量反应进行的限度,与反应速率无直接关联,仅说明与反应更彻底,不能说明反应速率更快,C错误;
D.的第三电离能远大于第二电离能,说明失去2个电子后达到稳定结构,最外层有2个电子,最高正化合价为+2价,因此“最高正化合价可能为+2价”的推断正确,D正确;
故选D。
8. 甲烷化是一种高效、有前景的碳捕集利用技术。某种以为催化剂实现甲烷化的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 物质a为
B. 反应过程中,存在键与键的断裂
C. 生成,理论上消耗
D. 由原理可知,反应过程中适当增加催化剂氧原子空位,可提高催化效果
【答案】C
【解析】
【分析】先写出甲烷化的总反应,配平得:,逐一分析选项:
【详解】A.步骤i中,与催化剂表面的氧原子结合生成脱离催化剂,形成氧原子空位,因此物质a为,A说法正确;
B.反应物含有σ键,结构为,分子中同时含键和键,反应过程中旧化学键断裂,因此存在键和键的断裂,B说法正确;
C.根据配平的总反应,生成,理论上消耗,不是3 mol,C说法错误;
D.氧原子空位是催化剂结合反应物的活性位点,适当增加氧原子空位,可结合更多反应物,提高催化效果,D说法正确;
故选C。
9. 使用下列仪器或装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A.验证金属防护的牺牲阳极法
B.实验室用水浴加热制取硝基苯
C.验证
D.用标准溶液测定未知浓度的醋酸溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.牺牲阳极法是原电池原理的金属防护,Zn比Fe活泼,Zn作负极被腐蚀,Fe作正极。若Fe发生腐蚀,产物为,溶液只能检验,无法检验,无论Fe是否被保护,都不会出现血红色,无法验证,A错误;
B.实验室制取硝基苯,需要将温度控制在,水浴液面应高于反应液液面,才能保证受热均匀、便于控温,该装置不符合实验要求,B错误;
C.右侧试管本身含有,溶液中存在大量游离,通入后会直接与反应生成沉淀,并非转化为的沉淀转化,无法比较二者溶度积,C错误;
D.用标准溶液测定未知浓度的醋酸溶液,滴定终点产物为醋酸钠,醋酸钠水解呈碱性,故选用酚酞试液作为指示剂,D正确;
故选D。
10. 一种合金储氢后生成,其立方晶胞如图所示(●和分别表示不同的金属原子,●位于立方体的顶点和面心,位于立方体的体内)。向中掺杂原子有利于释氢。下列说法正确的是
A. 晶胞中“●”表示的是原子
B. 合金吸收后形成
C. 晶体中存在离子键和非极性共价键
D. 掺杂Al原子会改变晶体中粒子间作用力,减弱晶体稳定性
【答案】D
【解析】
【详解】A.“●”位于立方体的顶点和面心。根据均摊法,一个晶胞中“●”原子的个数为: 个。“”位于立方体的体内,一个晶胞中“”原子的个数为8:该晶体是,Mg和Ni的个数比为,因此,个数较多的“”原子(8个)代表 Mg 原子,个数较少的“●”原子(4个)代表 Ni 原子,A 错误;
B.生成的反应方程式可以写为:,形成需要和,即的Mg-Ni合金,同时吸收。如果是的Mg-Ni合金,它吸收的应该是,B错误;
C.是一种金属氢化物,和形成离子键,在配离子中,Ni与H之间形成的是配位键或极性共价键,H原子之间并没有直接相连,不存在非极性共价键,C错误;
D.释氢过程是分解为金属合金和氢气的过程。有利于释氢意味着氢化物的稳定性相对降低,更容易发生分解。掺杂不同种类的原子如Al进入晶体结构中,会改变原有的晶格参数和原子间的相互作用力。这种改变使得氢化物晶体的稳定性减弱,从而降低了释氢所需的能量,有利于释放氢气,D正确;
故选D。
11. 下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. 相同条件下N2比O2稳定
B. 表中的x=391
C.
D. 图中的
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干表中数据可知,氮氮三键的键能比O=O键的键能大得多,键能越大化学键越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,A正确;
B.由题干图中信息可知,形成1mol氮氮三键和4mol氢氧键共放出2752kJ的热量,其中N≡N键能为942kJ/mol,则H-O键能为452.5kJ/mol,已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合题干图示信息中热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)有,4E(N-H)+E(N-N)+E(O=O)-E(N≡N)-4E(O-H)=-534kJ/mol,即4x+154kJ/mol+500kJ/mol-942kJ/mol-4×(452.5kJ/mol)=-534kJ/mol,解得x=391,B正确;
C.已知H2O(g)转化为H2O(l)是一个放热过程,则N2H4与O2燃烧生成液态水放出的热量比生成气态水更多,故 ,C错误;
D.根据盖斯定律,H1=H2+H3,则H3=H1-H2=(-534kJ/mol)-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,D正确。
12. 被称为“不倒翁”的凉水石,其外观与翡翠极为相似。某种凉水石的化学式为,X、Y、Z、R、T均为前四周期元素且原子序数依次增大。X原子的电子只有一种自旋取向,基态T原子的核外电子恰好填满10个原子轨道。R元素的单质可作为制造太阳能电池帆板的半导体材料,Y的p轨道上的电子数为R的p轨道上电子数的一半。下列说法正确的是
A. 原子半径:R>X>Y
B. 同一周期,第一电离能比Z小的元素有1种
C. Y形成的单质只能为非极性分子
D. 简单氢化物的沸点:Y>T
【答案】B
【解析】
【分析】X原子的电子只有一种自旋取向,则X为H元素;基态T原子的核外电子恰好填满10个原子轨道,且每个原子轨道中有两个自旋不同的电子,故T的核外共20个电子,则T为Ca元素;R元素的单质可作为制造太阳能电池帆板的半导体材料,则R为Si元素;R为Si元素,电子排布式为1s22s22p63s23p2,p轨道上的电子数共为8,Y的p轨道上的电子数为R的p轨道上电子数的一半,则Y的p轨道上的电子数为4,X、Y、Z、R、T均为前四周期元素且原子序数依次增大,推出Y为O元素,电子排布式为1s22s22p4;凉水石的化学式为由化学式中元素价态合为0价可推出,Z为+3价,则Z为Al元素,综合可知。X、Y、Z、R、T分别为:H、O、Al、Si、Ca,据此作答。
【详解】A.同周期原子半径从左往右在减小,同主族原子半径从上往下在增大,X、Y、R分别为H、O、Si,原子半径大小为:Si>O>H,即R>Y>X,故A错误;
B.Z为Al元素,同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA反常,因此同一周期,第一电离能比Al小的元素为Na,因此有1种,故B正确;
C.Y为O元素,O形成的单质O2为非极性分子,而形成的单质O3为非极性分子,故C错误;
D.Y为O元素,简单氢化物为H2O,形成的是分子晶体,T为Ca元素,简单氢化物为CaH2,形成的是离子晶体,沸点为:CaH2>H2O,即T > Y,故D错误;
故答案选B。
13. 用铂电极电解海水制氢时,会与快速结垢,导致阴极失活。我国科学家设计出铂-碘复合电极(以含的配合物覆盖电极),使阴极活性保持稳定。其原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电解时的阴极反应为:
B. 配合物层排斥,形成了拓宽后的高区
C. 主要在拓宽后的高区外沉淀,避免其在电极表面沉积
D. 向阴极迁移的在沉淀区沉淀是因为:沉淀区>高pH区
【答案】D
【解析】
【分析】电解海水制氢时,无论是否使用铂-碘复合电极,阴极都是放氢生碱,区别只是被配合物层排斥,生成沉淀的位置更远离电极,据此作答。
【详解】A.电解时阴极放氢生碱,生成氢气和氢氧根,阴极反应为:,故A正确;
B.图中明确指出配合物层排斥,由于的快速扩散,形成了拓宽后的高区,故B正确;
C.看右图,由于向远离电极的方向运动,主要在拓宽后的高区外的沉淀区沉淀,避免其在电极表面沉积,故C正确;
D.由分析可知,铂电极与铂-碘复合电极的区别在于被配合物层排斥,生成沉淀的位置更远离电极,阴极上发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,阴极附近的并不会减少, :沉淀区<高区,故D错误;
故答案选D。
14. 定义,。时取溶液,调节溶液的pH测定pAl,结果如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:ⅰ.
ⅱ.当溶液中低于时,可以认为铝元素完全沉淀。
下列说法不正确的是
A. 曲线MO段的各点均存在:
B. N点坐标为,可以估算出
C. 为将铝元素完全沉淀,pH需控制在大约4~7.5
D. 若将溶液调节pH为2,有沉淀产生
【答案】D
【解析】
【分析】由定义可知:,因此越大,铝元素的总浓度c(Al)越小。
【详解】A.曲线MO段,pH增大,逐渐升高,说明逐渐转化为沉淀,体系中存在的沉淀溶解平衡,A正确;
B.N点pH=10,则;pAl=2.8,高pH下铝几乎全部以存在,因此;对于反应,,B正确;
C.铝元素完全沉淀要求,即pAl>5,对应图像中pAl=5虚线的两个交点,左侧交点,右侧交点,因此控制在4∼7.5时,满足pAl>5,铝完全沉淀,C正确;
D.溶液中,pH=2时pAl=1,即,当pH=2, ,,此时溶液中未饱和,<;若换成,,pH=2时,离子积<,此时无沉淀生成,D错误;
故答案为:D。
二、非选择题:本题共4个小题,共58分。
15. 某炼锌废渣主要含、、、,还含有少量、单质及杂质。工业上采用“湿法强化浸出-萃取分离”工艺回收、、、,流程如下:
回答下列问题:
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为___________。
(2)“酸浸”中ZnFe2O4与反应的化学方程式为___________;滤渣1的成分除了、、外,还有___________。
(3)“沉淀”时调的目的是除去,试剂的最佳选择为___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)“萃取分液”中选用不同萃取剂实现、的分离。已知萃取时,若选用()萃取剂,萃取后的有机相结构为。请从结构角度分析,“反萃取”时,增大H+浓度有利于进入水相的原因是___________。
(5)“浸金银”中Au生成的产物是,请写出该反应的离子方程式:___________。
(6)上述工艺流程中可循环利用的物质除了萃取剂,还有___________(填化学式)。
【答案】(1)+3 (2) ①. ②. 和 (3)C
(4)增大浓度,有利于与萃取剂中的配原子和结合,破坏了萃取剂与之间的配位结构,将从有机相中置换出来进入水相
(5)
(6)
【解析】
【分析】炼锌废渣湿法回收工艺流程中,酸浸工序加入H2SO4并通入O2,金属硫化物被氧化生成可溶性硫酸盐,SiO2、Au、Ag、PbSO4不与稀硫酸反应,过滤得到滤渣1与含Zn2+、Cu2+、Fe3+的滤液1;滤渣1经浸金银工序,Au、Ag被氧化生成可溶性氰合配合物,过滤后滤液经还原得到Au、Ag单质;滤液1经调pH沉淀Fe3+,过滤后滤液经萃取分液实现Cu2+与Zn2+的分离,分别得到Cu单质与ZnSO4产品。
【小问1详解】
ZnFe2O4中Zn为+2价,O为-2价,根据化合价代数和为零,Fe的化合价为+3;
【小问2详解】
ZnFe2O4与H2SO4反应为非氧化还原反应,结合原子守恒配平化学方程式为;滤渣1中不与硫酸反应的成分为SiO2、、,同时ZnS、CuS被氧化生成S,废渣中原有的PbSO4作为不溶物也进入滤渣,故滤渣1的成分除了、、外,还有和;
【小问3详解】
调pH除Fe3+需选择不引入新杂质的试剂,ZnO可与H+反应调节pH,不引入新杂质,故选C;
【小问4详解】
“反萃取”时,增大H+浓度有利于进入水相的原因是:增大H+浓度,H+与萃取剂中N、O原子结合,破坏萃取剂与Cu2+之间的配位键,使Cu2+从有机相中释放进入水相;
【小问5详解】
浸金银过程中,Au、O2、CN-、H2O反应生成和OH-,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为;
【小问6详解】
在萃取过程中,萃取剂与反应,置换出,此时水相中的离子主要有、和,经结晶除去后,滤液4中溶质的主要成分是,可以循环使用。
16. 碘酸铜[Cu(IO3)2]难溶于水,常用于催化剂和红外吸收剂,具有多种工业应用。某研究小组利用含碘废液制备碘酸铜并测定其溶度积常数。
I.制备HIO3,装置如下图所示。
(1)仪器A的名称为___________,写出仅KI3被氧化的化学方程式___________。
II.制备Cu(IO3)2,流程如下图所示。
(2)“合成”后可通过抽滤分离出Cu(IO3)2固体,较于普通过滤,抽滤的优点是___________。(答出两点即可)
(3)设计实验检验是否洗涤干净___________。
III.Cu(IO3)2溶度积常数的测定。
取Cu(IO3)2固体溶于水配成饱和溶液,取25.00 mL的饱和溶液,调节,加入足量EDTA二钠盐充分反应后,再加入足量溶液,用标准溶液在内完成滴定,记录体积。重复滴定3次,平均消耗标准溶液为。
已知:①;、均为无色。
②;对有吸附作用。
③EDTA二钠盐结构简式为:
(4)配制饱和Cu(IO3)2溶液,下列仪器中需要使用的有___________(填名称)。
(5)上述实验滴定时选用淀粉作指示剂,用离子方程式表示KI的作用:___________。
(6)实验中加入EDTA二钠盐的目的是___________。
(7)该条件下的的为___________(列出计算式)。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②.
(2)过滤速率快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥
(3)取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴稀盐酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则证明沉淀已洗涤干净,反之沉淀未洗涤干净
(4)烧杯、玻璃棒 (5)
(6)与发生配位反应,避免与反应产生吸附,造成测定结果不准确
(7)
【解析】
【分析】I.制备时,装置A中与浓盐酸常温反应生成,通入装置B,与和废液反应,仅被氧化,被氧化为,反应为,未反应的在装置C中被溶液吸收。II.制备时,先与溶液中和生成,调节后,与溶液发生复分解反应生成沉淀,反应为,通过抽滤分离沉淀,洗涤时需检验最后一次洗涤液中是否含以确认洗净,据此分析。
【小问1详解】
仪器A为蒸馏烧瓶;中元素平均化合价为,被氧化为(为+5价),被还原为,根据得失电子守恒配平得化学方程式:;
【小问2详解】
抽滤利用负压加快过滤速率,可使固液分离更完全,且滤出的固体在负压环境下更易干燥;
【小问3详解】
沉淀表面会吸附等杂质离子,取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴稀盐酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,证明无残留,沉淀已洗涤干净;反之则未洗净;
【小问4详解】
配制饱和溶液,要在烧杯中放入一定量的固体,然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解,因此需要使用的有烧杯和玻璃棒;
【小问5详解】
酸性条件下与过量发生归中反应生成:;
【小问6详解】
生成的用标准溶液滴定(以淀粉为指示剂),从而确定碘酸根的量;但溶液中的会与反应,生成的会干扰的测定结果,因此实验中加入EDTA二钠盐,利用其与铜离子形成稳定络合物的性质,消除铜离子干扰;
【小问7详解】
结合上述分析,实验过程中离子之间的关系为,则依据题目数据得==,则==。
17. 乙烷高温脱氢制备乙烯的反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)。回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) =-1400 kJ/mol
Ⅱ.2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(l) =-3120 kJ/mol
Ⅲ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) =+120 kJ/mol。
若反应Ⅲ的=120 J·mol-1·K-1,且和不随温度变化,则:800℃时该反应___________(填“自发”、“不自发”或“无法判断”)。
(2)T1℃,向压强恒为P0的密闭容器中充入1.0 molC2H6发生脱氢反应制乙烯,同时有副产物C(s)生成,各组分物质的量随反应时间的变化曲线如图。
①曲线d代表___________(填化学式)。
②T1℃,C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)压强平衡常数KP=___________(用含P0的代数式表示)。
(3)MOF材料在常温常压下实现了乙烷/乙烯的高效分离。乙烷和乙烯混合气体在MOF表面的吸附,可用Langmuir吸附等温式描述:q=qm×,式中q为某种气体的平衡吸附量(mmol/g),qm为其最大吸附量(mmol/g),K为吸附系数(kPa-1,只与气体种类和温度有关),P为气体的平衡分压(kPa ),T2℃,实验测得乙烷和乙烯的吸附数据如下(两种气体的最大吸附量qm可视为相等,且吸附过程互不影响)。
气体
平衡分压P/kPa
平衡吸附量q/mmol·g-1
乙烷
2.0
3.00
乙烷
4.0
4.00
乙烯
2.0
1.00
①该温度下MOF对乙烷最大吸附量qm为___________ mmol·g-1。乙烯的吸附系数K乙烯为___________kPa-1。
②T2℃,将等物质的量的乙烷和乙烯混合气体通入该MOF材料进行吸附。吸附平衡时,测得混合气体的总压为3.0 kPa,且乙烷与乙烯的平衡吸附量之比为2:1,此时气相中乙烷与乙烯的分压之比P乙烷:P乙烯=___________(结果以最简整数比表示)。
(4)利用电解法在碱性或酸性条件下可利用CO2还原制备C2H4,但同时也会有CH4生成,其原理如图:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
;
①实验测得,碱性条件下生成CH4、C2H4总的选择性小于酸性条件下,原因是___________。
②实验测得,酸性条件下生成CH4、C2H4总的法拉第效率小于碱性条件下,原因是___________(用化学方程式或离子方程式表示)。
【答案】(1)自发 (2) ①. H2 ②. 1.8P0
(3) ①. 6 ②. 0.1 ③. 1∶2
(4) ①. 碱性条件下,有部分CO2转化为CO,用于生成CH4、C2H4的CO2的量减少,使总的选择性减小 ②. 2H++2e-= H2↑
【解析】
【小问1详解】
=-T=120 kJ/mol-(800+273) K×120×10-3 kJ·mol-1·K-1=-8.76 kJ/mol<0,所以可以自发;
【小问2详解】
①充入1.0 molC2H6发生脱氢反应制乙烯,同时有副反应C2H6(g)2C(s)+3H2(g)发生,生成副产物C(s),所以结合两个反应以及图像可知,a代表C2H6,b代表C(s),c代表C2H4,d代表H2;
②由图像可知平衡时n(C2H6)=0.2 mol,n(C2H4)=0.6 mol,n(H2)=1.2 mol,总的物质的量n(总)=0.2+0.6+1.2=2.0 mol,各物质的分压:P乙烷=P0,P乙烯=P0,P氢气=P0,则压强平衡常数KP= ==1.8P0;
【小问3详解】
设乙烷的吸附系数为K1,最大吸附量为qm,由表格代入乙烷数据可得:,由此解得K1=0.5 kPa-1,qm=6 mmol·g-1。
设乙烯的吸附系数K乙烯,代入乙烯的数据:1.00=,解得K乙烯=0.1 kPa-1;
设乙烷的平衡吸附量为q乙烷,乙烯的平衡吸附量为q乙烯,由已知可得:P乙烷+P乙烯=3.0 kPa、==2,解得P乙烷=1 kPa、P乙烯=2 kPa,故P乙烷:P乙烯=1:2;
【小问4详解】
因为碱性条件下,有部分CO2转化为CO,用于生成CH4、C2H4的CO2的量减少,使总的选择性减小;
因为在酸性条件下H+可以参与还原反应,导致不是所有的电子都用于还原CO2,故2H++2e-= H2↑。
18. 阿折地平(Ⅰ)是一种保护心肾和抗动脉硬化的有效药物,对于高血压治疗具有划时代意义。它的一种合成路线如下(部分反应条件略去):
回答下列问题:
(1)化合物A中官能团的名称为___________;A→B的反应类型为___________。
(2)化合物F的化学名称为___________。
(3)写出C→D的化学方程式:___________(注明反应条件)。
(4)化合物D的亲水性比E的___________(填“强”或“弱”),原因是___________。
(5)化合物的同分异构体中,同时满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构),写出一种核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶4∶4的结构简式为___________。
①含一个六元碳环;②能与NaOH溶液反应;③能发生消去反应;
(6)参照上述合成路线,以苯甲胺、3-氯环氧丙烷为起始原料,设计制备目标化合物(结构简式:的合成路线(其他试剂任选):___________。
【答案】(1) ①. 氨基 ②. 取代反应
(2)3-硝基苯甲醛或间硝基苯甲醛
(3) (4) ①. 弱 ②. 化合物E与H2O形成的分子间氢键数目更多
(5) ①. 8 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】A物质生成B,根据C物质生成了酯基,逆推B物质为:,B与发生取代反应(酯化反应)生成C;C物质与、HCl等反应生成D:;D物质发生取代反应,将取代为生成E;F与G发生反应生成H:,H与E物质反应生成I,据此分析解题。
【小问1详解】
A为二苯甲胺,官能团为氨基;A与环氧氯丙烷反应脱去1分子HCl生成B,属于取代反应;
【小问2详解】
F中醛基为1位,硝基处于醛基间位,系统命名为3-硝基苯甲醛,习惯命名为间硝基苯甲醛;
【小问3详解】
C中氰基在氯化氢/氯仿条件下与乙醇加成得到亚氨基酯盐酸盐D,反应方程式为:;
【小问4详解】
E比D分子中多个氨基,能与水分子形成更多的分子间氢键,亲水性更强 故D亲水性弱于E;
【小问5详解】
G分子式为,不饱和度为2,满足条件:①含一个六元碳环(不饱和度为1);②能与NaOH溶液反应,含1个羧基或酯基(不饱和度为1);③能发生消去反应,含羟基,故的同分异构体中,满足条件的有两种结构:一种是六元环上连;一种是六元环上连,每种结构的两种取代基连在同一C上有1种,邻、间、对位置有3种,共4种,总共有种;满足核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:2:4:4的为两种取代基连同一C上,结构简式为或;
【小问6详解】
参考题干合成路线,苯甲胺仿照A的反应,先与3-氯环氧丙烷取代得到氮杂环丁醇,再与氰乙酸酯化得到,中氰基与乙醇加成得到目标产物;故合成路线为:。
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化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试卷上作答无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Zn65
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. 北京时间2026年5月24日23时08分,神舟二十三号载人飞船发射成功。载人飞船所用下列构件中主要由有机合成材料制造的是
A. 陶瓷雷达密封环 B. 聚酰胺国旗
C. 单晶硅太阳能电池板 D. 新型铝基碳化硅舱体内壳层
2. 盐酸、硫酸、硝酸并称为“三大强酸”,下列实验中使用时对应关系错误的是
A. 稀盐酸: 酸化 KMnO4溶液
B. 稀硫酸:配制Fe2(SO4)3溶液
C. 浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:制硝基苯
D. 浓硝酸和浓盐酸的混合溶液(体积比为1:3):溶解Pt、Au等金属
3. 合成氨中,除去原料气中的反应为,下列表述不正确的是
A. CO晶体属于分子晶体
B. 的空间结构为三角锥形
C. H-N-H的键角:
D. 中配位原子是和
4. 以下反应中硫元素只被氧化的是
A. 向溴水中通入二氧化硫气体,溶液褪色
B. 硫粉和铁粉混合均匀,加热,生成黑色固体
C. 向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸,出现乳白色浑浊
D. 向硫化钠溶液中加入几滴硝酸银溶液,生成黑色沉淀
5. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 用惰性电极电解饱和食盐水:
B. 向饱和溶液中通入过量气体:
C. 用稀硝酸洗去试管壁上的银:
D. 溶液中加入足量氨水:
6. 海带中含有的有机碘主要是 DIT(L-3,5-二碘酪氨酸),其结构简式如图。下列说法不正确的是
A. 分子式为
B. 分子中含有手性碳原子
C. 该物质既有酸性又有碱性
D. 理论上 1mol该物质分别与足量的Na 和 反应生成气体体积之比为1:2
7. 下列依据相关数据进行的推断正确的是
选项
数据
推断
A
元素的电负性:
分子极性:
B
可用除去溶液中的
C
相同温度下:
且
与反应的速率更快
D
短周期元素的各级电离能(省略单位):
R元素的最高正化合价可能为+2价
A. A B. B C. C D. D
8. 甲烷化是一种高效、有前景的碳捕集利用技术。某种以为催化剂实现甲烷化的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 物质a为
B. 反应过程中,存在键与键的断裂
C. 生成,理论上消耗
D. 由原理可知,反应过程中适当增加催化剂氧原子空位,可提高催化效果
9. 使用下列仪器或装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验,能达到实验目的的是
A.验证金属防护的牺牲阳极法
B.实验室用水浴加热制取硝基苯
C.验证
D.用标准溶液测定未知浓度的醋酸溶液
A. A B. B C. C D. D
10. 一种合金储氢后生成,其立方晶胞如图所示(●和分别表示不同的金属原子,●位于立方体的顶点和面心,位于立方体的体内)。向中掺杂原子有利于释氢。下列说法正确的是
A. 晶胞中“●”表示的是原子
B. 合金吸收后形成
C. 晶体中存在离子键和非极性共价键
D. 掺杂Al原子会改变晶体中粒子间作用力,减弱晶体稳定性
11. 下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. 相同条件下N2比O2稳定
B. 表中的x=391
C.
D. 图中的
12. 被称为“不倒翁”的凉水石,其外观与翡翠极为相似。某种凉水石的化学式为,X、Y、Z、R、T均为前四周期元素且原子序数依次增大。X原子的电子只有一种自旋取向,基态T原子的核外电子恰好填满10个原子轨道。R元素的单质可作为制造太阳能电池帆板的半导体材料,Y的p轨道上的电子数为R的p轨道上电子数的一半。下列说法正确的是
A. 原子半径:R>X>Y
B. 同一周期,第一电离能比Z小的元素有1种
C. Y形成的单质只能为非极性分子
D. 简单氢化物的沸点:Y>T
13. 用铂电极电解海水制氢时,会与快速结垢,导致阴极失活。我国科学家设计出铂-碘复合电极(以含的配合物覆盖电极),使阴极活性保持稳定。其原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电解时的阴极反应为:
B. 配合物层排斥,形成了拓宽后的高区
C. 主要在拓宽后的高区外沉淀,避免其在电极表面沉积
D. 向阴极迁移的在沉淀区沉淀是因为:沉淀区>高pH区
14. 定义,。时取溶液,调节溶液的pH测定pAl,结果如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:ⅰ.
ⅱ.当溶液中低于时,可以认为铝元素完全沉淀。
下列说法不正确的是
A. 曲线MO段的各点均存在:
B. N点坐标为,可以估算出
C. 为将铝元素完全沉淀,pH需控制在大约4~7.5
D. 若将溶液调节pH为2,有沉淀产生
二、非选择题:本题共4个小题,共58分。
15. 某炼锌废渣主要含、、、,还含有少量、单质及杂质。工业上采用“湿法强化浸出-萃取分离”工艺回收、、、,流程如下:
回答下列问题:
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为___________。
(2)“酸浸”中ZnFe2O4与反应的化学方程式为___________;滤渣1的成分除了、、外,还有___________。
(3)“沉淀”时调的目的是除去,试剂的最佳选择为___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)“萃取分液”中选用不同萃取剂实现、的分离。已知萃取时,若选用()萃取剂,萃取后的有机相结构为。请从结构角度分析,“反萃取”时,增大H+浓度有利于进入水相的原因是___________。
(5)“浸金银”中Au生成的产物是,请写出该反应的离子方程式:___________。
(6)上述工艺流程中可循环利用的物质除了萃取剂,还有___________(填化学式)。
16. 碘酸铜[Cu(IO3)2]难溶于水,常用于催化剂和红外吸收剂,具有多种工业应用。某研究小组利用含碘废液制备碘酸铜并测定其溶度积常数。
I.制备HIO3,装置如下图所示。
(1)仪器A的名称为___________,写出仅KI3被氧化的化学方程式___________。
II.制备Cu(IO3)2,流程如下图所示。
(2)“合成”后可通过抽滤分离出Cu(IO3)2固体,较于普通过滤,抽滤的优点是___________。(答出两点即可)
(3)设计实验检验是否洗涤干净___________。
III.Cu(IO3)2溶度积常数的测定。
取Cu(IO3)2固体溶于水配成饱和溶液,取25.00 mL的饱和溶液,调节,加入足量EDTA二钠盐充分反应后,再加入足量溶液,用标准溶液在内完成滴定,记录体积。重复滴定3次,平均消耗标准溶液为。
已知:①;、均为无色。
②;对有吸附作用。
③EDTA二钠盐结构简式为:
(4)配制饱和Cu(IO3)2溶液,下列仪器中需要使用的有___________(填名称)。
(5)上述实验滴定时选用淀粉作指示剂,用离子方程式表示KI的作用:___________。
(6)实验中加入EDTA二钠盐的目的是___________。
(7)该条件下的的为___________(列出计算式)。
17. 乙烷高温脱氢制备乙烯的反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)。回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) =-1400 kJ/mol
Ⅱ.2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(l) =-3120 kJ/mol
Ⅲ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) =+120 kJ/mol。
若反应Ⅲ的=120 J·mol-1·K-1,且和不随温度变化,则:800℃时该反应___________(填“自发”、“不自发”或“无法判断”)。
(2)T1℃,向压强恒为P0的密闭容器中充入1.0 molC2H6发生脱氢反应制乙烯,同时有副产物C(s)生成,各组分物质的量随反应时间的变化曲线如图。
①曲线d代表___________(填化学式)。
②T1℃,C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)压强平衡常数KP=___________(用含P0的代数式表示)。
(3)MOF材料在常温常压下实现了乙烷/乙烯的高效分离。乙烷和乙烯混合气体在MOF表面的吸附,可用Langmuir吸附等温式描述:q=qm×,式中q为某种气体的平衡吸附量(mmol/g),qm为其最大吸附量(mmol/g),K为吸附系数(kPa-1,只与气体种类和温度有关),P为气体的平衡分压(kPa ),T2℃,实验测得乙烷和乙烯的吸附数据如下(两种气体的最大吸附量qm可视为相等,且吸附过程互不影响)。
气体
平衡分压P/kPa
平衡吸附量q/mmol·g-1
乙烷
2.0
3.00
乙烷
4.0
4.00
乙烯
2.0
1.00
①该温度下MOF对乙烷最大吸附量qm为___________ mmol·g-1。乙烯的吸附系数K乙烯为___________kPa-1。
②T2℃,将等物质的量的乙烷和乙烯混合气体通入该MOF材料进行吸附。吸附平衡时,测得混合气体的总压为3.0 kPa,且乙烷与乙烯的平衡吸附量之比为2:1,此时气相中乙烷与乙烯的分压之比P乙烷:P乙烯=___________(结果以最简整数比表示)。
(4)利用电解法在碱性或酸性条件下可利用CO2还原制备C2H4,但同时也会有CH4生成,其原理如图:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
;
①实验测得,碱性条件下生成CH4、C2H4总的选择性小于酸性条件下,原因是___________。
②实验测得,酸性条件下生成CH4、C2H4总的法拉第效率小于碱性条件下,原因是___________(用化学方程式或离子方程式表示)。
18. 阿折地平(Ⅰ)是一种保护心肾和抗动脉硬化的有效药物,对于高血压治疗具有划时代意义。它的一种合成路线如下(部分反应条件略去):
回答下列问题:
(1)化合物A中官能团的名称为___________;A→B的反应类型为___________。
(2)化合物F的化学名称为___________。
(3)写出C→D的化学方程式:___________(注明反应条件)。
(4)化合物D的亲水性比E的___________(填“强”或“弱”),原因是___________。
(5)化合物的同分异构体中,同时满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构),写出一种核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶4∶4的结构简式为___________。
①含一个六元碳环;②能与NaOH溶液反应;③能发生消去反应;
(6)参照上述合成路线,以苯甲胺、3-氯环氧丙烷为起始原料,设计制备目标化合物(结构简式:的合成路线(其他试剂任选):___________。
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