精品解析:天津市实验中学2026届高三下学期考前热身训练 化学试题
2026-06-12
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内容正文:
2026届高三年级 热身训练 化学学科试卷
试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,用时60分钟。
可能用到的相对原子质量: H-1 B-11 C-12 O-16 S-32 K-39 Ca-40 Sm-150
第Ⅰ卷(单项选择题 共36分)
1. “天津之眼”是世界上唯一建在桥上的摩天轮,集交通、观光与智能供电于一体。某化学兴趣小组围绕其运行维护展开项目式学习得出如下结论。其中不符合科学事实的是
A. 摩天轮运行依赖电网供电,为应对突发停电,备用电源常使用铅蓄电池。放电时,负极电极反应式为:Pb - 2e- + SO= PbSO4
B. 摩天轮主体为钢结构,需定期除锈。实验小组用盐酸去除铁锈,为加快反应速率,将盐酸加热至80℃。该过程属于氧化还原反应
C. 观光轿厢外壳使用了轻质高强度的铝合金。研究表明,铝在空气中能迅速与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,能有效阻止内部金属进一步被氧化
D. 摩天轮夜间彩灯使用LED,其发光原理与原子的核外电子跃迁有关,属于物理变化
2. 科学、安全、有效、合理使用化学品是每位生产者和消费者的要求和责任。下列说法不正确的是
A. 亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,可用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产
B. 加工馒头、面包和饼干等食品时,可加入碳酸氢铵
C. 谷氨酸钠(味精)可用作食品增味剂
D. 阿司匹林具有解热镇痛作用,其化学名称为水杨酸
3. 下列各组离子可以大量共存的是
A. Fe3+、I⁻、SCN⁻、NO B. Zn2+、S2-、NO、Na⁺
C. NH、CO、SO、Cl⁻ D. [Al(OH)4]-、、K+、NO
4. 下列比较结果,错误的是
A. 热稳定性:H2O>H2S B. 沸点:邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛
C. 键角:BF3>NCl3 D. 分子的极性O3>O2
5. 下列叙述和反应方程式相对应且正确的是
A. FeBr2溶液中通入足量氯气:
B. 向H218O中投入Na2O2固体:
C. H2SO3溶液中滴加Na2S,出现浅黄色浑浊:
D. CuCl2浓溶液稀释,绿色溶液变蓝绿色:
6. 仪器分析在化学研究中有重要应用。下列方法选择错误的是
A. 可利用原子光谱来鉴定样品中含有铯元素
B. 通过对有机化合物的元素定量分析可得有机化合物的分子式
C. 通过核磁共振氢谱可以区分CH3CH2OH和CH3CH2OCH3
D. 通过X射线衍射可以获得分子结构中键长和键角信息,用红外光谱仪可以获得有机物的官能团信息
7. 加热时,浓硫酸与木炭发生反应: (浓)。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1.0 L pH=1的稀硫酸中含H+ 数目为0.2NA
B. 常温常压下,6.72 LCO2含 σ键数目为0.6NA
C. 64 g SO2与16g O2充分反应得到SO3的分子数为 NA
D. 1 mol浓硫酸被还原转移电子数为2NA
8. 下列说法正确的是
A. 麦芽糖和蔗糖互为同分异构体,麦芽糖和葡萄糖互为同系物
B. 酚醛树脂是热固性塑料,是由苯酚和甲醛通过加聚反应制得的
C. 植物油使溴水褪色发生加成反应,碱性水解发生皂化反应,久置变质发生氧化反应
D. 油脂、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸均是高分子,均可发生水解反应
9. 的资源化利用有利于实现“碳中和”。我国科技工作者已成功研究出以为主要原料生产高分子材料的技术,其转化原理如下图所示。下列说法错误的是
A. 上述分子中碳原子的杂化轨道类型有3种
B. 甲转化为乙反应的原子利用率为100%
C. 1乙最多消耗1mol
D. 丙可降解生成
10. 化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作规范且能达到实验目的的是
装置
选项
A.测定新制氯水的pH
B.证明与水反应放热
装置
选项
C.证明氧化性:
D.制备氢氧化亚铁,并希望长时间观察到其白色
A. A B. B C. C D. D
11. 在新型能源技术里,直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)备受关注。它独特之处在于用同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过时,中间室生成的质量为
D. 分解产生的在石墨2电极也可以放电,因此的分解不会影响电池效率
12. 常温下,用NaOH溶液分别滴定、、三种溶液,[M表示、、],pM随pH变化关系如图所示。已知,当金属离子浓度时认为沉淀完全。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ表示滴定溶液的变化曲线
B. 当刚好完全沉淀时,溶液
C. 的
D. a点,的数量级为
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
13. 含硼、磷等元素的材料在生活中占有重要地位。请回答:
(1)基态B原子核外有___________种能量不同的电子。
(2)硼酸是一元弱酸,具有抑菌消炎作用。硼酸显酸性的原理:B(OH)3 + H2O[B(OH)4]- + H+
① 反应中B原子的杂化轨道类型的变化为___________。
② B(OH)3生成[B(OH)4]-的过程中形成了配位键,原因___________。
(3)硼化钙是制高纯度硼合金的原料,其晶胞形状为立方体,结构示意图如图所示,B原子全部组合为正八面体,各顶点通过B-B键连接成三维骨架,Ca2+位于晶胞的中心。
① 硼化钙的化学式是___________。
② 已知硼化钙晶体的密度为ρ g·cm−3,阿伏加德罗常数为NA,则相邻两个Ca2+间的最短距离为___________ cm。
(4)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料,PO的空间构型是___________,第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为___________(填元素符号)。
(5)Ti(BH4)2是一种储氢材料,其中所含元素的电负性由大到小排列顺序为___________,其中的BH可由BH3和H-结合而成。BH含有___________(填序号)。
①σ键 ②π键 ③氢键 ④配位键 ⑤离子键
14. 蕨类中含有很多具有药用价值的物质,如槲皮素就是一种抗病毒中药,其合成路线如下:
已知: +
(其中R1、R2为烃基或氢原子,R3为烃基),回答下列问题:
(1)C的分子式为___________,E中官能团的名称是___________。
(2)C→D的反应类型是___________。
(3)E→F中吡啶的作用是___________。
(4)检验B中溴元素的实验操作及现象:取少量B,加入NaOH溶液与催化剂,在加热条件下水解,___________。(请补充完整)
(5)有关反应涉及中的物质说法正确的是___________。
a.可以用溴水鉴别G和乙醛 b.1mol F与H2发生加成反应,最多消耗8mol H2
c.G分子中不存在手性碳原子 d.G不可能所有碳原子共平面
(6)同时符合下列条件的E的同分异构体有___________种;其中核磁共振氢谱中峰面积之比为1:1:2:6的结构简式为___________。
a. 遇氯化铁溶液无明显现象 b. 1 mol该分子可以在反应过程中消耗2 mol氢氧化钠
(7)参照题干信息,写出以为原料(其他无机试剂任选),合成 的路线___________。
15. 碳酸钐Sm2(CO3)3(摩尔质量为480 g·mol-1)为难溶于水的白色粉末,可用于治疗高磷酸盐血症。
回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用NH3和CO2通入SmCl3溶液中制备水合碳酸钐Sm2(CO3)3·xH2O:
(1)图乙中主要玻璃仪器的名称是___________,图乙用来制备氨气的药品是___________。
(2)装置的连接顺序是a→___________,___________←b(填接口字母);
(3)生成水合碳酸钐的化学方程式为___________。
(4)实验中要先通入氨气,后通入二氧化碳,目的是___________。若氨气过量,溶液碱性太强会生成副产物Sm(OH)CO3,化学方程式为___________。
(5)甲装置利用石灰石和盐酸制备二氧化碳,产生的气体中混有氯化氢,选用___________除去。
A.饱和碳酸钠溶液 B.氢氧化钠溶液 C.饱和碳酸氢钠溶液
Ⅱ.碳酸钐质量分数的测定:
准确称取10.0 g产品试样,溶于10.0 mL稀盐酸中,加入10.0 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液,加入0.2 g紫脲酸铵混合指示剂,用0.5 mol·L-1 EDTA-2Na(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(Sm3+ + H2Y2- = SmY- + 2H+),消耗EDTA-2Na溶液40.00 mL。
(6)产品中碳酸钐的质量分数ω=___________。
Ⅲ.测定Sm2(CO3)3·xH2O中结晶水的含量:
(7)将装置A称重,记为m1 g。将提纯后的样品装入装置A中,再次将装置A称重,记为m2 g,将装有试剂的装置C称重,记为m3 g。按下图连接好装置进行实验。
①打开K1、K2和K3,缓缓通入N2;
②数分钟后关闭K1和___________,打开___________,点燃酒精喷灯,加热A中样品;
③一段时间后,熄灭酒精灯,打开K1,通入N2数分钟后,冷却到室温,关闭K1和K2,称量装置A.重复上述操作步骤,直至装置A恒重,记为m4 g(此时装置A中为Sm2O3)。称重装置C,记为m5 g。
实验步骤②中关闭K1和___________,打开___________(填写止水夹代号)。
(8)计算Sm2(CO3)3·xH2O中结晶水数目x=___________(用含m1、m2、m4的代数式表示)。
16. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。因此研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
I.在催化剂作用下,CO2可被H2还原为CH3OH等化学品,主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-50 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
(1)反应3:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH3=___________;
(2)恒温恒容条件下,若起始按n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料,只发生反应1,能作为反应达到平衡的标志是___________(填字母)。
A. CO2浓度不再发生变化 B. CO2百分含量不再发生变化
C. 气体平均相对分子质量不再发生变化 D. 3v正(H2) = v逆(H2O)
(3)一定条件下,向1 L恒容密闭容器中充入0.23 mol CO2和0.19 mol H2,只发生反应1,平衡时测得生成甲醇0.03 mol,保持温度不变再通入0.1 mol CO2和0.1 mol水蒸气,此时v(正)___________v(逆)(填“>”,“<”,“=”)。
(4)在300℃恒压密闭容器中,加入2 mol CO2和6 mol H2,发生上述反应2和反应3,反应达平衡时,CO2的转化率为75%,容器体积减小25%,CH3OH的物质的量为___________mol,反应2的平衡常数K=___________。
Ⅱ.捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
(5)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。
A. K2CO3 B. NaOH C. Na2SO4 D. NH4Cl
(6)已知:25℃,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11.工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收,工艺流程是将烟气冷却至25℃后用氨水吸收过量的CO2,所得溶液显__________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
Ⅲ.电化学还原法:利用太阳能光伏电池进行电化学还原CO2制甲醇的装置如图所示。
(7)工作电极的制作:将铜箔放入煮沸的饱和CuSO4溶液中进行反应,可制得Cu2O薄膜电极。生成Cu2O的离子方程式:___________。
(8)工作电极上Cu2O作催化剂,工作时电极上CO2转化为甲醇的电极反应式为___________。
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2026届高三年级 热身训练 化学学科试卷
试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,用时60分钟。
可能用到的相对原子质量: H-1 B-11 C-12 O-16 S-32 K-39 Ca-40 Sm-150
第Ⅰ卷(单项选择题 共36分)
1. “天津之眼”是世界上唯一建在桥上的摩天轮,集交通、观光与智能供电于一体。某化学兴趣小组围绕其运行维护展开项目式学习得出如下结论。其中不符合科学事实的是
A. 摩天轮运行依赖电网供电,为应对突发停电,备用电源常使用铅蓄电池。放电时,负极电极反应式为:Pb - 2e- + SO= PbSO4
B. 摩天轮主体为钢结构,需定期除锈。实验小组用盐酸去除铁锈,为加快反应速率,将盐酸加热至80℃。该过程属于氧化还原反应
C. 观光轿厢外壳使用了轻质高强度的铝合金。研究表明,铝在空气中能迅速与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,能有效阻止内部金属进一步被氧化
D. 摩天轮夜间彩灯使用LED,其发光原理与原子的核外电子跃迁有关,属于物理变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.铅蓄电池放电时,负极Pb失电子发生氧化反应,与电解质中的结合生成,电极反应式为:Pb-2e- + =PbSO4,A正确;
B.盐酸具有挥发性,加热至80℃,由于盐酸的挥发可能使反应速率减慢;铁锈主要成分为,与盐酸反应生成氯化铁和水,反应中无元素化合价变化,属于非氧化还原反应,B错误;
C.铝的化学性质活泼,常温下可与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,隔绝空气阻止内部铝继续被氧化,C正确;
D.LED发光原理是处于较高能量激发态的电子跃迁到较低能量的激发态或基态时以光的形式释放能量,该过程没有新物质生成,属于物理变化,D正确;
故选B。
2. 科学、安全、有效、合理使用化学品是每位生产者和消费者的要求和责任。下列说法不正确的是
A. 亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,可用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产
B. 加工馒头、面包和饼干等食品时,可加入碳酸氢铵
C. 谷氨酸钠(味精)可用作食品增味剂
D. 阿司匹林具有解热镇痛作用,其化学名称为水杨酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.亚硝酸钠是常用的防腐剂和护色剂,在符合国家食品安全标准的前提下可限量用于腊肉、香肠等肉制品生产,A不符合题意;
B.碳酸氢铵受热分解生成、和,可作膨松剂用于馒头、面包、饼干等食品的加工,B不符合题意;
C.谷氨酸钠是味精的主要成分,能够提升食品鲜味,可用作食品增味剂,C不符合题意;
D.阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸,并非水杨酸,D符合题意;
故选D。
3. 下列各组离子可以大量共存的是
A. Fe3+、I⁻、SCN⁻、NO B. Zn2+、S2-、NO、Na⁺
C. NH、CO、SO、Cl⁻ D. [Al(OH)4]-、、K+、NO
【答案】C
【解析】
【详解】A.与会发生氧化还原反应,且与会发生络合反应生成,不能大量共存,A错误;
B.与会反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;
C.、、、之间互不反应,虽然与存在微弱的双水解,但不足以生成大量气体或沉淀脱离体系,可以大量共存,C正确;
D.与会发生反应生成氢氧化铝沉淀、碳酸根和水,不能大量共存,D错误;
故答案选C。
4. 下列比较结果,错误的是
A. 热稳定性:H2O>H2S B. 沸点:邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛
C. 键角:BF3>NCl3 D. 分子的极性O3>O2
【答案】B
【解析】
【详解】A.元素非金属性,非金属性越强,简单气态氢化物热稳定性越强,故热稳定性,A不符合题意;
B.邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,分子间氢键会显著升高物质沸点,故沸点邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,B符合题意;
C.为平面正三角形结构,键角为120°,为三角锥形结构,键角约107°,故键角,C不符合题意;
D.是同核双原子非极性分子,为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,故分子极性,D不符合题意;
故选B。
5. 下列叙述和反应方程式相对应且正确的是
A. FeBr2溶液中通入足量氯气:
B. 向H218O中投入Na2O2固体:
C. H2SO3溶液中滴加Na2S,出现浅黄色浑浊:
D. CuCl2浓溶液稀释,绿色溶液变蓝绿色:
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeBr2溶液中通入足量氯气时,和应按物质的量之比1:2完全被氧化,正确离子方程式为,给出的方程式系数错误,A错误;
B.Na2O2与水反应时,O2中的O全部来自Na2O2,H218O中的18O全部进入OH⁻,不会生成18O2,正确的离子方程式为2Na2O2+2H218O=4Na++2OH-+218OH-+O2↑,B错误;
C.H2SO3是弱电解质,离子方程式中不能拆为离子,需写化学式,C错误;
D.CuCl2浓溶液中存在绿色的[CuCl4]2-,稀释时平衡正向移动,生成蓝色的[Cu(H2O)4]2+,溶液变为蓝绿色,反应方程式正确,D正确;
故答案选D。
6. 仪器分析在化学研究中有重要应用。下列方法选择错误的是
A. 可利用原子光谱来鉴定样品中含有铯元素
B. 通过对有机化合物的元素定量分析可得有机化合物的分子式
C. 通过核磁共振氢谱可以区分CH3CH2OH和CH3CH2OCH3
D. 通过X射线衍射可以获得分子结构中键长和键角信息,用红外光谱仪可以获得有机物的官能团信息
【答案】B
【解析】
【详解】A.每种元素都有特征原子光谱,可用于元素定性鉴定,因此可利用原子光谱鉴定样品中的铯元素,A正确;
B.有机化合物的元素定量分析只能得到各元素的比例,即实验式(最简式),要确定分子式还需要测定有机物的相对分子质量,B错误;
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱峰面积比为3:2:1,CH3CH2OCH3的核磁共振氢谱峰面积比为3:2:3,二者峰面积比不同可以区分,C正确;
D.X射线衍射可测定分子的晶体结构,获得键长、键角等信息,不同官能团在红外光谱中有特征吸收峰,可用于判断有机物的官能团,D正确;
故答案选B。
7. 加热时,浓硫酸与木炭发生反应: (浓)。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1.0 L pH=1的稀硫酸中含H+ 数目为0.2NA
B. 常温常压下,6.72 LCO2含 σ键数目为0.6NA
C. 64 g SO2与16g O2充分反应得到SO3的分子数为 NA
D. 1 mol浓硫酸被还原转移电子数为2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH=1的稀硫酸中,1.0 L溶液中物质的量为0.1 mol,数目为,A错误;
B.常温常压下气体摩尔体积大于,6.72 L物质的量小于0.3 mol,每个含2个σ键,故σ键数目小于,B错误;
C.与生成的反应为可逆反应,反应物无法完全转化,得到的分子数小于,C错误;
D.在该反应中,浓硫酸被还原时S元素从+6价降低为+4价,1 mol浓硫酸被还原得到2 mol电子,转移电子数为,D正确;
故答案选D。
8. 下列说法正确的是
A. 麦芽糖和蔗糖互为同分异构体,麦芽糖和葡萄糖互为同系物
B. 酚醛树脂是热固性塑料,是由苯酚和甲醛通过加聚反应制得的
C. 植物油使溴水褪色发生加成反应,碱性水解发生皂化反应,久置变质发生氧化反应
D. 油脂、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸均是高分子,均可发生水解反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.麦芽糖和蔗糖分子式均为,结构不同,互为同分异构体;同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,麦芽糖为二糖、葡萄糖为单糖,二者结构不相似,不互为同系物,A错误;
B.酚醛树脂是热固性塑料,但其是苯酚和甲醛通过缩聚反应制得,反应中会生成小分子水,不属于加聚反应,B错误;
C.植物油含不饱和碳碳双键,可与溴水发生加成反应使溴水褪色;在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐(肥皂的主要成分),属于皂化反应;久置时碳碳双键被空气氧化,发生氧化反应变质,C正确;
D.高分子化合物相对分子质量通常在10000以上,油脂相对分子质量较小,不属于高分子;以上几种物质均可以水解,D错误;
故答案选C。
9. 的资源化利用有利于实现“碳中和”。我国科技工作者已成功研究出以为主要原料生产高分子材料的技术,其转化原理如下图所示。下列说法错误的是
A. 上述分子中碳原子的杂化轨道类型有3种
B. 甲转化为乙反应的原子利用率为100%
C. 1乙最多消耗1mol
D. 丙可降解生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化碳分子中碳原子为杂化,甲、乙、丙分子中饱和碳原子为杂化、双键碳原子为杂化,碳原子的杂化轨道类型有三种,A正确;
B.甲转化为乙为加成反应,故反应的原子利用率为100%,B正确;
C.乙中含两个酯基,1mol乙最多消耗2mol,C错误;
D.丙中含有酯基,水解生成,H2CO3分解生成和,D正确;
故选C。
10. 化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作规范且能达到实验目的的是
装置
选项
A.测定新制氯水的pH
B.证明与水反应放热
装置
选项
C.证明氧化性:
D.制备氢氧化亚铁,并希望长时间观察到其白色
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.新制氯水有漂白性,不能用pH试纸来测其pH,A错误;
B.向包裹有足量过氧化钠的脱脂棉中滴入2滴水,脱脂棉燃烧,能够证明过氧化钠与水反应放热,能够实现实验目的,B正确;
C.氯气氧化溴离子生成溴单质,氯气氧化碘离子生成碘单质,但不能比较溴单质与碘单质的氧化性强弱,C错误;
D.右边试管内生成硫酸亚铁溶液和氢气,氢气排出装置,硫酸亚铁溶液与左边试管中的氢氧化钠溶液不能混合,不能制得氢氧化亚铁,D错误;
故选B。
11. 在新型能源技术里,直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)备受关注。它独特之处在于用同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过时,中间室生成的质量为
D. 分解产生的在石墨2电极也可以放电,因此的分解不会影响电池效率
【答案】D
【解析】
【分析】由图中电子移动方向可知,石墨1为负极, 在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水,电极反应式为:H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,负极室溶液中钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室;石墨2为正极,在酸性条件下过氧化氢被还原生成水,电极反应式为:H2O2+2e-+2H+=2H2O,正极室溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜2进入中间室,则电池总反应为,据此解答。
【详解】A.由分析可知,石墨1为负极,在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水;石墨2为正极,在酸性条件下过氧化氢被还原生成水,电极反应说明过氧化氢在酸性环境中的氧化性强于碱性环境,A正确;
B.由分析可知,电池总反应为:,B正确;
C.由分析可知,石墨1为负极,电极反应式为:H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,则外电路通过0.4mol电子时,有0.4mol钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室,则中间室生成硫酸钾的质量为0.4mol××174g/mol=34.8g,C正确;
D.由分析可知,电池总反应为:,该反应中H2O2既是氧化剂又是还原剂,O2是氧化产物,则氧化性:H2O2>O2,即O2的氧化性弱于H2O2,且过氧化氢分解会使反应物过氧化氢的物质的量减小,所以分解产生的在石墨2电极也可以放电,的分解会影响电池效率,D错误;
故选D。
12. 常温下,用NaOH溶液分别滴定、、三种溶液,[M表示、、],pM随pH变化关系如图所示。已知,当金属离子浓度时认为沉淀完全。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ表示滴定溶液的变化曲线
B. 当刚好完全沉淀时,溶液
C. 的
D. a点,的数量级为
【答案】B
【解析】
【分析】Ⅰ、Ⅲ两条曲线平行,所以物质类型相同,则曲线Ⅱ代表滴定CH3COOH溶液的变化关系,已知,则曲线Ⅰ代表滴定CuSO4溶液的变化关系,曲线Ⅲ代表滴定MgSO4溶液的变化关系,据此解答;
【详解】A.Ⅰ、Ⅲ两条线平行,代表物质类型相同,则曲线Ⅱ表示与pH的变化关系;因,pH相同时,故曲线Ⅰ代表滴定溶液的变化,A正确;
B.当,,从图像上可知曲线Ⅰ的纵坐标为0,由计算可得此时,则,当Cu2+沉淀完全时,,则,溶液的,B错误;
C.由,,从图像上可知曲线Ⅲ的纵坐标为0,由计算可得此时,故,Mg(OH)2+Cu2+Mg2++Cu(OH)2的,C正确;
D.当时,溶液中,而a点是曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的交点,a点溶液中,因此,则,D正确;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
13. 含硼、磷等元素的材料在生活中占有重要地位。请回答:
(1)基态B原子核外有___________种能量不同的电子。
(2)硼酸是一元弱酸,具有抑菌消炎作用。硼酸显酸性的原理:B(OH)3 + H2O[B(OH)4]- + H+
① 反应中B原子的杂化轨道类型的变化为___________。
② B(OH)3生成[B(OH)4]-的过程中形成了配位键,原因___________。
(3)硼化钙是制高纯度硼合金的原料,其晶胞形状为立方体,结构示意图如图所示,B原子全部组合为正八面体,各顶点通过B-B键连接成三维骨架,Ca2+位于晶胞的中心。
① 硼化钙的化学式是___________。
② 已知硼化钙晶体的密度为ρ g·cm−3,阿伏加德罗常数为NA,则相邻两个Ca2+间的最短距离为___________ cm。
(4)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料,PO的空间构型是___________,第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为___________(填元素符号)。
(5)Ti(BH4)2是一种储氢材料,其中所含元素的电负性由大到小排列顺序为___________,其中的BH可由BH3和H-结合而成。BH含有___________(填序号)。
①σ键 ②π键 ③氢键 ④配位键 ⑤离子键
【答案】(1)3 (2) ①. 杂化变为杂化 ②. B原子有空轨道,水分子中氧原子有孤电子对
(3) ①. CaB6 ②.
(4) ①. 正四面体 ②. Mg、Si、S
(5) ①. H>B>Ti ②. ①④
【解析】
【小问1详解】
硼(B)是第5号元素,其基态原子的电子排布式为。不同能级上的电子能量不同,基态B原子有3个能级,核外有 3种能量不同的电子。
【小问2详解】
①在分子中,中心原子B周围有3个键,没有孤对电子,价层电子对数为3,故采取杂化,在产物离子中,中心原子B周围有4个键,没有孤对电子,价层电子对数为4,故采取杂化,所以变化过程为从变为。
②配位键的形成条件是一方提供空轨道,另一方提供孤电子对。在中,B原子最外层只有3个电子,形成3个共价键后,周围只有6个电子,未达到8电子稳定结构,因此B原子具有空轨道。水分子()中的氧原子含有孤电子对。反应时,水分子中的氧原子将孤电子对提供给硼原子的空轨道,从而形成配位键。
【小问3详解】
①观察晶胞图,题目指出“位于晶胞的中心”,说明一个晶胞内含有1个。6个B原子构成的八面体位于晶胞的8个顶点上,数目为=1,所以一个晶胞中含有1个Ca和6个B,化学式为;
②这是一个立方晶胞。位于体心。相邻的两个分别位于相邻两个晶胞的体心。它们之间的最短距离即为晶胞的边长(设为 )。根据密度公式:一个晶胞的质量 g,晶胞体积 ,所以 g·cm−3,解得晶胞边长 ,相邻两个的最短距离为 cm。
【小问4详解】
中心原子P的价层电子对数为=4,且不含孤电子对,空间构型为正四面体;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,Mg是能量低于Al的3p,更难失去电子,Mg的第一电离能大于Al,P的3p能级半充满更加稳定,第一电离能大于S,则第三周期元素第一电离能:Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar,介于Al和P之间的元素有:Mg、Si、S。
【小问5详解】
①涉及的元素有:Ti(金属)、B(非金属)、H(非金属)。Ti(BH4)2中Ti为+2价,中B为+3价,H为-1价,说明H吸引电子能力强于B,另外非金属的电负性大于金属,所以电负性:H>B>Ti;
②是由和结合而成。中B原子有空轨道,有孤电子对,两者形成配位键。B与H之间形成的都是单键,即键,中不含π键、氢键和离子键,故选①④。
14. 蕨类中含有很多具有药用价值的物质,如槲皮素就是一种抗病毒中药,其合成路线如下:
已知: +
(其中R1、R2为烃基或氢原子,R3为烃基),回答下列问题:
(1)C的分子式为___________,E中官能团的名称是___________。
(2)C→D的反应类型是___________。
(3)E→F中吡啶的作用是___________。
(4)检验B中溴元素的实验操作及现象:取少量B,加入NaOH溶液与催化剂,在加热条件下水解,___________。(请补充完整)
(5)有关反应涉及中的物质说法正确的是___________。
a.可以用溴水鉴别G和乙醛 b.1mol F与H2发生加成反应,最多消耗8mol H2
c.G分子中不存在手性碳原子 d.G不可能所有碳原子共平面
(6)同时符合下列条件的E的同分异构体有___________种;其中核磁共振氢谱中峰面积之比为1:1:2:6的结构简式为___________。
a. 遇氯化铁溶液无明显现象 b. 1 mol该分子可以在反应过程中消耗2 mol氢氧化钠
(7)参照题干信息,写出以为原料(其他无机试剂任选),合成 的路线___________。
【答案】(1) ①. C7H8O ②. 酚羟基、酮羰基
(2)取代反应 (3)中和反应生成的HCl,使HCl浓度降低,使反应平衡向右移动,提高产率
(4)冷却后,加入稀硝酸酸化至溶液呈酸性,再滴加硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,证明含有溴元素 (5)c
(6) ①. 13 ②. 或 (7)
(8)
【解析】
【分析】由合成流程可知,C为对甲基苯酚,则A为,甲苯和液溴在FeBr3催化作用下反应生成B为;B发生取代反应生成C,C和(CH3CO)2O发生取代反应生成D,D在AlCl3作用下反应生成E,E和在吡啶作用下发生取代反应生成F,F在乙醇钠作用下发生信息中的反应生成G,据此分析。
【小问1详解】
根据C结构简式可知其分子式是C7H8O;E中含酚羟基和酮羰基两种官能团。
【小问2详解】
结合C和D的结构简式可知,C和(CH3CO)2O发生取代反应生成D。
【小问3详解】
E和发生取代反应生成F,同时有HCl生成,吡啶是一种有机碱,可以中和反应生成的HCl,使HCl浓度降低,使反应平衡向右移动,提高产率。
【小问4详解】
芳香溴化物水解检验溴元素时,水解后需先加稀硝酸中和过量的NaOH,再加硝酸银检验溴离子,观察淡黄色沉淀生成。实验操作:加入NaOH溶液与催化剂,在加热条件下水解,冷却后,加入稀硝酸酸化至溶液呈酸性,再滴加硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,证明含有溴元素。
【小问5详解】
a.G含碳碳双键,可使溴水褪色,乙醛也能被溴水氧化而使溴水褪色,无法鉴别,a错误;
b.1 mol F含2 mol 苯环消耗6 mol H2,1 mol 酮羰基消耗1 mol H2,共消耗7 mol H2,b错误;
c.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。G分子中不存在手性碳原子,c正确;
d.G中含两个苯环、碳碳双键、酮羰基,均是平面的结构,另外单键可旋转,故所有碳原子可以共平面,d错误;
故选c。
【小问6详解】
E的同分异构体满足条件:a.遇氯化铁溶液无明显现象,说明其中不含酚羟基;b. 1 mol该分子可以在反应过程中消耗2 mol氢氧化钠,结合E的结构可知,其同分异构体中含有;若苯环上只有1个取代基为:-OOCCH2CH3,有1种结构;若苯环上有2个取代基:-CH3、-OOCCH3或-CH2CH3、-OOCH,每种组合都有邻、间、对三种位置关系,共有2×3=6种结构;若苯环上有3个取代基:2个-CH3、-OOCH,有6种结构。综上所述,满足条件的同分异构体为1+6+6=13种,其中核磁共振氢谱中峰面积之比为1:1:2:6的结构简式为或 。
【小问7详解】
采用逆合成分析法:可由发生已知信息中反应生成,可由发生催化氧化生成,可由与水发生加成反应生成,故合成路线: 。
15. 碳酸钐Sm2(CO3)3(摩尔质量为480 g·mol-1)为难溶于水的白色粉末,可用于治疗高磷酸盐血症。
回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用NH3和CO2通入SmCl3溶液中制备水合碳酸钐Sm2(CO3)3·xH2O:
(1)图乙中主要玻璃仪器的名称是___________,图乙用来制备氨气的药品是___________。
(2)装置的连接顺序是a→___________,___________←b(填接口字母);
(3)生成水合碳酸钐的化学方程式为___________。
(4)实验中要先通入氨气,后通入二氧化碳,目的是___________。若氨气过量,溶液碱性太强会生成副产物Sm(OH)CO3,化学方程式为___________。
(5)甲装置利用石灰石和盐酸制备二氧化碳,产生的气体中混有氯化氢,选用___________除去。
A.饱和碳酸钠溶液 B.氢氧化钠溶液 C.饱和碳酸氢钠溶液
Ⅱ.碳酸钐质量分数的测定:
准确称取10.0 g产品试样,溶于10.0 mL稀盐酸中,加入10.0 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液,加入0.2 g紫脲酸铵混合指示剂,用0.5 mol·L-1 EDTA-2Na(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(Sm3+ + H2Y2- = SmY- + 2H+),消耗EDTA-2Na溶液40.00 mL。
(6)产品中碳酸钐的质量分数ω=___________。
Ⅲ.测定Sm2(CO3)3·xH2O中结晶水的含量:
(7)将装置A称重,记为m1 g。将提纯后的样品装入装置A中,再次将装置A称重,记为m2 g,将装有试剂的装置C称重,记为m3 g。按下图连接好装置进行实验。
①打开K1、K2和K3,缓缓通入N2;
②数分钟后关闭K1和___________,打开___________,点燃酒精喷灯,加热A中样品;
③一段时间后,熄灭酒精灯,打开K1,通入N2数分钟后,冷却到室温,关闭K1和K2,称量装置A.重复上述操作步骤,直至装置A恒重,记为m4 g(此时装置A中为Sm2O3)。称重装置C,记为m5 g。
实验步骤②中关闭K1和___________,打开___________(填写止水夹代号)。
(8)计算Sm2(CO3)3·xH2O中结晶水数目x=___________(用含m1、m2、m4的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗、锥形瓶 ②. 浓氨水与
(2) ①. c ②. d
(3)
(4) ①. 先通使溶液呈碱性,增大的溶解度,提高碳酸钐的产率 ②.
(5)C (6)48%
(7) ①. K3 ②. K4
(8)
【解析】
【分析】碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,反应装置可以选择启普发生器装置甲;浓氨水滴定生石灰上可以生成氨气,发生装置选择乙;和通入溶液中制备水合碳酸钐。
【小问1详解】
图乙装置为固液不加热型气体发生装置,带活塞添加液体的是分液漏斗,盛放固体药品的反应容器是锥形瓶;为适配乙装置固液不加热的特点,故选取浓氨水与制备氨气,遇浓氨水放热,同时增大浓度,促使浓氨水分解、逸出。
【小问2详解】
由分析可知,装置甲生成二氧化碳、装置乙生成氨气,和通入溶液中制备水合碳酸钐,由于氨气极易溶于水,为防止倒吸需要防止倒吸装置,故氨气从d管进入,故装置的连接顺序是,。
【小问3详解】
根据分析可知,和通入溶液中制备水合碳酸钐,则生成水合碳酸钐的化学方程式为 。
【小问4详解】
由于难溶于酸性溶液,先通入使溶液呈碱性,大幅提高溶解度,生成足量,保证水合碳酸钐顺利沉淀析出,提升原料转化率;氨水溶液显碱性,若氨气过量,溶液碱性太强会生成副产物,反应为氨气、二氧化碳、水和反应生成,化学方程式为。
【小问5详解】
饱和碳酸氢钠溶液与不反应,既能除去,又能生成,不会损耗目标气体,而氢氧化钠溶液与饱和碳酸钠二者均能与反应,消耗产物气体;选C。
【小问6详解】
根据可知,Sm3+的物质的量=EDTA的物质的量,则碳酸钐的质量分数。
【小问7详解】
受热失去结晶水且分解生成和二氧化碳,通过装置B吸收水后,生成的二氧化碳被装置C吸收,D防止空气中二氧化碳、水的干扰;①打开K1、K2和K3,缓缓通入N2排出装置中空气防止干扰实验;实验操作为:②数分钟后关闭K1和K3,打开K4,点燃酒精喷灯,加热A中样品。③一段时间后,熄灭酒精灯,打开K1,通入N2数分钟后,通入N2将反应生成的CO2全部驱赶至C中被充分吸收。
【小问8详解】
由题干可知,为的质量,为的质量,又,,解得。
16. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。因此研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
I.在催化剂作用下,CO2可被H2还原为CH3OH等化学品,主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-50 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
(1)反应3:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH3=___________;
(2)恒温恒容条件下,若起始按n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料,只发生反应1,能作为反应达到平衡的标志是___________(填字母)。
A. CO2浓度不再发生变化 B. CO2百分含量不再发生变化
C. 气体平均相对分子质量不再发生变化 D. 3v正(H2) = v逆(H2O)
(3)一定条件下,向1 L恒容密闭容器中充入0.23 mol CO2和0.19 mol H2,只发生反应1,平衡时测得生成甲醇0.03 mol,保持温度不变再通入0.1 mol CO2和0.1 mol水蒸气,此时v(正)___________v(逆)(填“>”,“<”,“=”)。
(4)在300℃恒压密闭容器中,加入2 mol CO2和6 mol H2,发生上述反应2和反应3,反应达平衡时,CO2的转化率为75%,容器体积减小25%,CH3OH的物质的量为___________mol,反应2的平衡常数K=___________。
Ⅱ.捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
(5)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。
A. K2CO3 B. NaOH C. Na2SO4 D. NH4Cl
(6)已知:25℃,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11.工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收,工艺流程是将烟气冷却至25℃后用氨水吸收过量的CO2,所得溶液显__________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
Ⅲ.电化学还原法:利用太阳能光伏电池进行电化学还原CO2制甲醇的装置如图所示。
(7)工作电极的制作:将铜箔放入煮沸的饱和CuSO4溶液中进行反应,可制得Cu2O薄膜电极。生成Cu2O的离子方程式:___________。
(8)工作电极上Cu2O作催化剂,工作时电极上CO2转化为甲醇的电极反应式为___________。
【答案】(1) (2)ABC (3)<
(4) ①. 1 ②. 0.6 (5)AB (6)碱性
(7)
(8)
【解析】
【小问1详解】
反应3可由反应1减去反应2得到,故;
【小问2详解】
A.恒温恒容条件下,浓度不变可说明反应达到平衡,A正确;
B.反应1为气体分子数减小的反应,物质的量和气体总物质的量都在变化,百分含量始终随反应进行而变化,故百分含量不再变化可说明反应达到平衡,B正确;
C.反应过程中气体总质量不变,总物质的量增加,故气体平均相对分子质量始终随反应进行而变化,故气体平均相对分子质量不再发生变化可说明反应达到平衡,C正确;
D.可说明反应达到平衡,不能说明反应达到平衡,D错误;
故答案为:ABC;
【小问3详解】
平衡时生成甲醇0.03 mol,此时容器中有0.03 mol 、0.2 mol 、0.1 mol ,平衡常数,再通入0.1 mol 和0.1 mol ,浓度商,平衡逆向移动,故此时;
【小问4详解】
仅考虑反应2和反应3,依据题目条件列出三段式:
由的转化率为75%可得x=1.5,由可知总压强恒定时,体积与物质的量成正比,容器体积减小25%说明气体总物质的量减少了25%,故,解得y=1,故生成物质的量为1 mol,反应2的平衡常数;
【小问5详解】
可与反应得到,NaOH可与过量反应得到,和均不能与反应,故答案为:AB;
【小问6详解】
氨水与过量的反应得到溶液,该溶液中主要存在平衡、、,由上述各个平衡常数可知溶液中的水解平衡占据主导地位,故所得溶液显碱性;
【小问7详解】
将铜箔放入煮沸的饱和溶液中进行反应,发生归中反应得到,离子方程式为;
【小问8详解】
工作时被还原为甲醇,中碳的平均化合价为-2价,每个分子得到6个电子,电极反应式为,又由于过量的可与继续反应:,故最终的电极反应式为。
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