内容正文:
2026届高三5月复习诊断
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 S-32 V-51 Cu-64
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上所粘贴的条形码中“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.答选择题时,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,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A. 煤的气化、液化和干馏都属于化学变化
B. “歼-20”飞机使用的碳纤维是一种有机高分子材料
C. 铁强化酱油中添加的乙二胺四乙酸铁钠属于增味剂
D. 考古研究中通过测定,分析古代人类的食物结构
2. 物质结构决定性质。下列事实与结构因素不对应的是
选项
事实
结构因素
A
酸性:ClCH2COOH>CH3COOH
吸电子效应
B
常温下,在水中的溶解度:
分子极性
C
焰色:钠为黄色,钾为紫色
第一电离能
D
15-冠-5能识别Na+而不能识别K+
离子半径大小与冠醚的空腔匹配关系
A. A B. B C. C D. D
3. 下列反应方程式正确的是
A. 将CO2通入CaCl2溶液中:
B. 过量SO2与Na2S溶液反应:
C. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
D. 乙醛使溴水褪色:
4. 含少量Fe2+、Fe3+的硫酸盐酸性混合溶液可用于吸收H2S回收硫单质,其转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 的分子数目为
B. 含有的中子数目为
C. 中,氧原子的价层电子对总数为
D. 每消耗,溶液中增加的Fe3+的数目为
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取大颗粒明矾晶体
B.熔融纯碱
C.制取银氨溶液
D.验证金属锌保护铁
A. A B. B C. C D. D
6. 化合物(结构如图)是一种抗菌、消炎药物的中间体。下列有关的说法错误的是
A. 存在顺反异构体 B. 不含手性碳原子
C. 能与FeCl3溶液发生显色反应 D. 1molG最多能与2molNaHCO3反应
7. 硼及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是
A. 和的晶体类型相同
B. 可结合电离的,使水解离出
C. 中原子的杂化轨道类型为
D. 与反应:
8. 化合物是一种离子液体,其阳离子的结构简式如图。W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子中电子只有一种运动状态,Z的氧化物具有两性。下列叙述正确的是
A. 原子半径:M>Z B. 电负性:Y>W>Z
C. 键角:YW3>XW4 D. ZM3是离子化合物
9. 研究人员利用复合催化剂光解水制氢,其机理可用下图表示[光照下电子从VB(价带)跃迁至(导带),产生光生电子()和光生空穴()]。下列说法错误的是
A. 光照下,光子的能量高于时才能使电子跃迁产生光生电子和光生空穴
B. 反应1的反应式为
C. 反应2的反应式为
D. 该法利用太阳能且绿色环保,但需解决效率低等问题
10. 根据下列实验操作和现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向待测液中加入稀硝酸酸化,再加入溶液,出现白色沉淀
待测液中含
B
室温下,用pH试纸测得0.1mol/L的KHC2O4溶液的pH≈3
C
将红热木炭加入浓硝酸中,产生红棕色气体
加热条件下,浓硝酸能氧化碳单质
D
将铜丝灼烧至变黑后,立即伸入装有2-丙醇的试管中,黑色固体变为红色
醇被氧化为醛
A. A B. B C. C D. D
11. C2H5Br在NaOH/X (X为乙醇或水)溶液中存在取代反应与消去反应的竞争,能量轮廓如图所示(是反应体系焓效应、熵效应、溶剂化等多因素综合的能量变化表达,较的表达更全面和准确。表示溶剂化的氢氧根离子)。下列说法正确的是
A. 在该溶剂中主要发生取代反应 B. 根据上图和C2H5Br的性质,可推断X为水
C. C2H5Br在两种反应中均有C-H键断裂 D. OH-与乙醇或水主要通过氢键实现溶剂化
12. 一定条件下,以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐,其装置原理如图。下列说法错误的是
A. 电极a连接电源负极
B. 电极b的电极反应式:
C. 电解过程中,左侧溶液中不变
D. 电解过程中,转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2:1
13. 锐钛矿型TiO2属于四方晶系,晶胞参数。研究表明,TiO2通过氮掺杂反应生成(如图),能使TiO2对可见光具有活性。已知M处氧原子的坐标为,下列说法错误的是
A. R处氧原子的坐标为
B. 掺杂前Ti位于O堆积形成的八面体空隙中
C. 氮掺杂后晶体的化学式中,
D. 氮掺杂后R、Z两处原子的核间距为
14. H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A. 图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B. 的平衡常数
C. 当时,体系中
D. 当pH=10时,体系中
二、非选择题:本大题共4题,共58分。
15. 钒是具有重要用途的战略金属。以某种石煤矿(主要成分为SiO2,含Al、V、Fe等多种金属的硅酸盐)为原料,磷酸盐辅助提钒(V2O5)的流程如下:
已知:是有机萃取剂[用表示,其中表示有机相],萃取金属离子的能力:Fe3+>VO2+,其它金属离子不干扰钒的萃取;
萃取钒的反应可表示为。
回答下列问题:
(1)基态V原子的价层电子排布的轨道表示式为___________。
(2)“硫酸熟化”时,三价V(用V2O3表示)被氧化为VOSO4,反应的化学方程式为___________。
(3)“水浸”时,VO2+、Al3+、Fe3+均可被浸出,加入磷酸钠必须沉淀除去的离子是___________;浸渣中除了该离子的磷酸盐沉淀外,主要成分的化学式为___________;水浸酸性强时,会生成和铝的配离子(结构如图),配体中与Al3+配位的是非羟基氧(P=O和型氧),下列原因分析合理的是___________(填标号)。
A.羟基氧被氢原子束缚,配位能力较弱
B.羟基氢对氧配位产生一定的空间位阻,配位能力减弱
C.非羟基氧电子云密度较羟基氧高,配位能力较强
D.由羟基去质子化形成,没有氢原子束缚,配位能力增强
(4)“反萃取”使VO2+从有机相进入水相,原理是___________。
(5)“沉钒”时转化为沉淀,反应的离子方程式为___________。
(6)某种钒氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞参数,(),。其晶体密度为___________(列出计算式即可,用表示阿伏加德罗常数的值)。
16. 胆矾(,相对分子质量为250)是重要的化工原料,易溶于水,难溶于乙醇,实验室可用多种方法制备。
方案甲:以铜粉和浓硫酸为原料。
方案乙:以铜粉、H2O2和稀硫酸为原料。
方案丙:以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为,含少量)为原料。
回答下列问题:
(1)方案甲和乙均以铜粉为原料,其中不宜采用的方案是___________(填“甲”或“乙”),理由是___________(答一点即可)。
(2)方案丙中,先制备CuO,原理为:,实验装置如下(加热和夹持装置省略)。
①接口连接顺序为a___________。
②通入空气的主要目的可用离子方程式表示为___________。
③三颈烧瓶中产生大量的黑色沉淀时停止反应,趁热过滤、洗涤,得到CuO固体。检验滤渣已经洗净的操作及现象是:取最后一次洗涤液少许于试管中,___________,说明滤渣已洗净。
④所得CuO固体经酸溶、结晶、过滤、用___________洗涤、干燥,得到晶体。
(3)称取一定质量的产品,在气氛中进行热重分析,结果如图(固体质量残留率)。
300℃时,残留固体的化学式为___________;胆矾晶体失去结晶水分为___________个阶段进行。
17. 乙醇水蒸气催化重整是热门的制氢方式之一,主要涉及的反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:、的燃烧热()分别为、;H2O(l)、C2H5OH(l)的汽化热()分别为、。
回答下列问题:
(1)___________。
(2)若在恒温恒容密闭容器中只发生反应Ⅰ。
①下列叙述能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号);
A.容器内的压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化
C.乙醇的体积分数不再变化 D.单位时间内生成6mol H2,同时消耗3molH2O
②能提高H2平衡产率的措施是___________(填标号)。
A.使用高效催化剂 B.增大H2O(g)的浓度
C.分离出氢气 D.通入氩气
(3)在Pd-ZnO/Al2O3催化下,乙醇-水蒸气催化重整制氢中部分变化路径如图。
Al2O3的作用主要是___________;若用为原料,图示最终产物中含的有___________。
(4)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图。、、由大到小的顺序为___________。
(5)一定温度下,2 L恒容反应器内,6mol C2H5OH(g)和一定量H2O(g)在500mg催化剂上发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,45min达到平衡,测得含碳产物和H2O(g)的数据如表:
平衡浓度/(mol/L)
CO2
CO
CH4
H2O
0.830
0.110
0.060
0.100
①乙醇的平衡转化率为___________。
②时空产率(单位时间、单位质量催化剂,生成目标产物的量)是评价化工生产效果的常用指标。若该温度下的平衡常数为K,则H2的时空产率为___________(列出含K的计算式,不必化简)。
18. 化合物I是合成药物及有机光电材料的中间体,其合成路线设计如下(Ph—代表苯基,略去部分试剂和反应条件,忽略立体化学):
已知:①吡啶()存在与苯相似的大π键,编号时氮原子编为1;
②(CH3)3COK具有强碱性。
回答下列问题:
(1)A合成B的反应中被取代的是溴原子而非氯原子,主要原因是键能:C-Br___________C-Cl(填“>”“<”或“=”);其中第二步反应生成,该中间体与H2O按物质的量1:1发生第三步反应,其化学方程式为___________。
(2)合成C的反应中,戴斯-马丁试剂的作用是___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)D的结构简式为___________;E的含氧官能团名称为___________;C合成E的反应中被取代的是氯原子而非溴原子,原因是下列中的___________(填标号)。
a.取代氯原子的空间位阻较小
b.吡啶环中氮原子吸电子,使大π键中2、4、6位碳原子的电子云密度相对较低
c.氯原子吸电子能力较强,使4位碳原子的电子云密度更低
d.(CH3)3COK使D去质子化形成的阴离子易进攻吡啶环电子云密度最低的碳原子,发生取代
(4)E合成F的反应分为两步,第一步为分子内加成反应,其产物的结构简式为___________;第二步的反应类型为___________。
(5)I的同分异构体中,环状结构与I相同,仅Ph—位置不同的共有___________种(不包含I)。
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2026届高三5月复习诊断
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 S-32 V-51 Cu-64
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上所粘贴的条形码中“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.答选择题时,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,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A. 煤的气化、液化和干馏都属于化学变化
B. “歼-20”飞机使用的碳纤维是一种有机高分子材料
C. 铁强化酱油中添加的乙二胺四乙酸铁钠属于增味剂
D. 考古研究中通过测定,分析古代人类的食物结构
【答案】A
【解析】
【详解】A.煤的气化是煤与水蒸气反应生成水煤气、液化是将煤转化为液体燃料、干馏是煤隔绝空气加强热发生分解,三者均有新物质生成,属于化学变化,A正确;
B.碳纤维主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不是有机高分子材料,B错误;
C.铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠是用于补充铁元素的营养强化剂,不属于增味剂,C错误;
D.测定主要用于考古断代,不能用于分析古代人类的食物结构,D错误;
故选A。
2. 物质结构决定性质。下列事实与结构因素不对应的是
选项
事实
结构因素
A
酸性:ClCH2COOH>CH3COOH
吸电子效应
B
常温下,在水中的溶解度:
分子极性
C
焰色:钠为黄色,钾为紫色
第一电离能
D
15-冠-5能识别Na+而不能识别K+
离子半径大小与冠醚的空腔匹配关系
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cl的电负性大于C,具有吸电子效应,使羧基中O-H键极性增强,更易电离出,故酸性强于,A正确;
B.为非极性分子,为极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性的分子在水中的溶解度更大,B正确;
C.焰色反应是金属元素的激发态电子跃迁回低能级时释放特定波长的光产生的,与第一电离能无关,C错误;
D.15-冠-5的空腔大小与半径匹配,与半径不匹配,因此能识别而不能识别,D正确;
故选C。
3. 下列反应方程式正确的是
A. 将CO2通入CaCl2溶液中:
B. 过量SO2与Na2S溶液反应:
C. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
D. 乙醛使溴水褪色:
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸酸性弱于盐酸,通入溶液无法发生复分解反应生成沉淀和HCl,A错误;
B.过量与溶液反应时,离子生成的会继续和过量反应转化为,产物应为和,离子方程式为,B错误;
C.铅酸蓄电池中Pb元素均以难溶的形式存在,充电时阳极反应的反应物为,离子方程式为,C错误;
D.乙醛具有还原性,可被溴水氧化为乙酸,被还原为 ,离子方程式书写符合反应事实和守恒规则,D正确;
故选D。
4. 含少量Fe2+、Fe3+的硫酸盐酸性混合溶液可用于吸收H2S回收硫单质,其转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 的分子数目为
B. 含有的中子数目为
C. 中,氧原子的价层电子对总数为
D. 每消耗,溶液中增加的Fe3+的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.未指明标准状况下,故无法得到具体分子数目,A选项错误;
B.56为质量数,Fe为26号元素,故其质子数为26,所以一个Fe原子所含中子数为:56-26=30(个),故0.1mol所含中子数目为,B选项正确;
C.,一个H2O中,一个氧原子的价层电子对数为4,故0.1mol氧原子价层电子对数为,C选项错误;
D.根据题目信息,对应的离子反应方程式为:,又,故增加的Fe3+的数目应为,但因Fe3+会发生水解,故增加的数目应小于,D错误;
故选B。
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取大颗粒明矾晶体
B.熔融纯碱
C.制取银氨溶液
D.验证金属锌保护铁
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.制取大颗粒晶体,采用缓慢降温结晶法,将晶种悬挂在明矾饱和溶液中,静置使溶剂缓慢挥发、温度缓慢降低,溶质会逐渐在晶种上析出,得到大颗粒明矾晶体,装置操作正确,能达到实验目的,A符合题意;
B.纯碱高温下会和石英坩埚的主要成分发生反应:,不能用石英坩埚熔融纯碱,不能达到实验目的,B不符合题意;
C.制取银氨溶液的正确操作是向稀硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水,至沉淀恰好完全溶解;该操作是向氨水中滴加硝酸银,滴加顺序错误,不易控制试剂用量,且存在安全隐患,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.直接向铁电极区加入可能将铁氧化为,该设计不能达到实验目的;正确的做法是:一段时间后,用胶头滴管从铁电极的区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入溶液,观察是否有蓝色沉淀,D不符合题意;
故选A。
6. 化合物(结构如图)是一种抗菌、消炎药物的中间体。下列有关的说法错误的是
A. 存在顺反异构体 B. 不含手性碳原子
C. 能与FeCl3溶液发生显色反应 D. 1molG最多能与2molNaHCO3反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由G的结构简式可知分子中含有碳碳双键,碳碳双键存在顺反异构体,A正确;
B.由G的结构简式可知无碳原子上连接着四个不同的原子或原子团,故不含手性碳原子,B正确;
C.由G的结构简式可知含有酚羟基,可与溶液发生显色反应,C正确;
D.由G的结构简式可知,1 mol G含有1 mol羧基,消耗1 mol NaHCO3,酚羟基酸性弱于碳酸,不能和NaHCO3发生反应,故最多能与1 mol NaHCO3反应,D错误;
故选D。
7. 硼及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是
A. 和的晶体类型相同
B. 可结合电离的,使水解离出
C. 中原子的杂化轨道类型为
D. 与反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题干信息可知熔点为,熔点较高,属于离子晶体(由和构成);熔点为,熔点极低,属于分子晶体,二者晶体类型不同,A错误;
B.是一元弱酸,电离方式为,即结合水电离出的,促进水的电离,使溶液中产生,B正确;
C.中原子形成4个键,无孤电子对,价层电子对数为,因此杂化类型为杂化,C正确;
D.与水反应为归中反应:中为价,与中价反应生成,配平后反应为,原子、电荷均守恒,D正确;
故选A。
8. 化合物是一种离子液体,其阳离子的结构简式如图。W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子中电子只有一种运动状态,Z的氧化物具有两性。下列叙述正确的是
A. 原子半径:M>Z B. 电负性:Y>W>Z
C. 键角:YW3>XW4 D. ZM3是离子化合物
【答案】B
【解析】
【分析】W原子中电子只有一种运动状态,则W为H;Z的氧化物具有两性,则Z为Al;X可与X形成双键,并且X可与其他原子形成四个共价键,则X为C;Y可以与三个X形成三个共价键,则Y为N;在离子[ZM4]-中,Z的化合价为+3价,则M的化合价为-1价,M的原子序数大于Z,故M为Cl;综上所述,W、X、Y、Z、M分别对应的元素为H、C、N、Al、Cl,以此解答;
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径:M<Z,A错误;
B.一般来说,电负性:非金属>金属,故N>Al、H>Al,YW3(NH3)中,H显正价,说明H吸引电子能力弱于N,故电负性N>H,即电负性N>H>Al,即Y>W>Z,B正确;
C.YW3为NH3,XW4为CH4,NH3中心N原子采用sp3杂化,为三角锥形,键角约为107.3°,CH4中心C原子采用sp3杂化,为正四面体形,键角为109°28',键角:YW3<XW4,C错误;
D.ZM3为AlCl3,AlCl3是共价化合物,D错误;
故答案选B。
9. 研究人员利用复合催化剂光解水制氢,其机理可用下图表示[光照下电子从VB(价带)跃迁至(导带),产生光生电子()和光生空穴()]。下列说法错误的是
A. 光照下,光子的能量高于时才能使电子跃迁产生光生电子和光生空穴
B. 反应1的反应式为
C. 反应2的反应式为
D. 该法利用太阳能且绿色环保,但需解决效率低等问题
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示可知,是价带(VB)到导带(CB)的能量差,电子从价带跃迁至导带需要吸收不小于的能量,因此光子的能量高于时才能使电子跃迁产生光生电子和光生空穴,A正确;
B.反应1是导带的还原水生成,反应方程式为,B正确;
C.反应2是价带的(带正电)氧化,反应方程式为,C错误;
D.该方法直接利用太阳能光解水,产物只有和,绿色环保,目前该技术存在转化效率低的问题,需要改进,D正确;
故选C。
10. 根据下列实验操作和现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向待测液中加入稀硝酸酸化,再加入溶液,出现白色沉淀
待测液中含
B
室温下,用pH试纸测得0.1mol/L的KHC2O4溶液的pH≈3
C
将红热木炭加入浓硝酸中,产生红棕色气体
加热条件下,浓硝酸能氧化碳单质
D
将铜丝灼烧至变黑后,立即伸入装有2-丙醇的试管中,黑色固体变为红色
醇被氧化为醛
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀硝酸具有强氧化性,可将溶液中的氧化为,也会产生白色沉淀,无法证明待测液一定含,A错误;
B.的电离常数为,水解常数,溶液pH≈3呈酸性,说明电离程度大于水解程度,即,可得,B正确;
C.浓硝酸受热自身会分解生成红棕色的,无法证明是碳单质与浓硝酸反应的产物,C错误;
D.2-丙醇属于仲醇,被氧化铜氧化生成丙酮(酮类),不会生成醛,D错误;
故选B。
11. C2H5Br在NaOH/X (X为乙醇或水)溶液中存在取代反应与消去反应的竞争,能量轮廓如图所示(是反应体系焓效应、熵效应、溶剂化等多因素综合的能量变化表达,较的表达更全面和准确。表示溶剂化的氢氧根离子)。下列说法正确的是
A. 在该溶剂中主要发生取代反应 B. 根据上图和C2H5Br的性质,可推断X为水
C. C2H5Br在两种反应中均有C-H键断裂 D. OH-与乙醇或水主要通过氢键实现溶剂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应活化能越低,反应速率越快。由图可知,消去反应活化能()小于取代反应活化能(),消去反应速率更快,该溶剂中主要发生消去反应,A错误;
B.溴乙烷在NaOH水溶液中发生取代反应,在NaOH乙醇溶液中发生消去反应。该条件下主要发生消去反应,因此为乙醇,B错误;
C.取代反应是水中的羟基取代−Br,只断裂C−Br键;只有消去反应需要断裂C−Br键和邻位C−H键,C错误;
D.根据氢键的形成条件:氢键由已经与电负性很大的原子形成 共价键的氢原子与另一个电负性很 大的原子之间形成的作用力,可知主要通过与或形成氢键实现溶剂化,D正确;
故选D。
12. 一定条件下,以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐,其装置原理如图。下列说法错误的是
A. 电极a连接电源负极
B. 电极b的电极反应式:
C. 电解过程中,左侧溶液中不变
D. 电解过程中,转化的CO2与CH3OH的物质的量之比为2:1
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为CO2+2H++2e- =HCOOH;电极b为阳极,碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O;电解时,钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区。
【详解】A.由分析可知,与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极,A正确;
B.由分析可知,电极b为阳极,碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH-4e-+5OH- = HCOO-+4H2O,B正确;
C.由分析可知,电解时,与直流电源负极相连电极a是电解池的阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸,钾离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区,则电解过程中,左侧溶液中氯化钾的物质的量增大,C错误;
D.由得失电子数目守恒可知,电解过程中,转化的二氧化碳与甲醇的物质的量之比为2:1,D正确;
故选C。
13. 锐钛矿型TiO2属于四方晶系,晶胞参数。研究表明,TiO2通过氮掺杂反应生成(如图),能使TiO2对可见光具有活性。已知M处氧原子的坐标为,下列说法错误的是
A. R处氧原子的坐标为
B. 掺杂前Ti位于O堆积形成的八面体空隙中
C. 氮掺杂后晶体的化学式中,
D. 氮掺杂后R、Z两处原子的核间距为
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知,R位于晶胞内部,分数坐标均为;根据对称性,坐标满足,得,因此R坐标为,A正确;
B.掺杂前,每个Ti原子周围结合6个O原子,构成八面体配位结构,因此Ti位于O堆积形成的八面体空隙中,B正确;
C.氮掺杂后用均摊法计算:晶胞中Ti原子总数,含N共个,含O个数个,因此的化学式为,C正确;
D.R与Z原子核间距等于底面对角线的一半,即为, D错误;
故选D。
14. H2L为有机酸性配体,其,,与Fe(Ⅲ)形成的配合物可应用于医药、水处理等研究领域。时,溶液体系中,、,含铁物种的分布系数[]与pH的关系如图所示。已知:。下列说法错误的是
A. 图中代表[FeL]+的是曲线Ⅰ
B. 的平衡常数
C. 当时,体系中
D. 当pH=10时,体系中
【答案】C
【解析】
【分析】随升高,浓度增大,配合物中配体数目越多,所以曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别对应:,据此分析。
【详解】A.根据分析,曲线Ⅰ对应的是的分布系数,A正确;
B.反应,平衡常数。当时,,故。 交点对应,,由二元酸解离得: ,已知,因此,B正确;
C.当 ,交点对应,接近,此时,且根据,得,即; 同时总Fe浓度为,故,而游离总浓度约为级别(),实际顺序为:,C错误;
D.时,Fe的存在形式为 ,总Fe浓度为,则,结合的总浓度为,因此游离的总:,D正确;
故选C。
二、非选择题:本大题共4题,共58分。
15. 钒是具有重要用途的战略金属。以某种石煤矿(主要成分为SiO2,含Al、V、Fe等多种金属的硅酸盐)为原料,磷酸盐辅助提钒(V2O5)的流程如下:
已知:是有机萃取剂[用表示,其中表示有机相],萃取金属离子的能力:Fe3+>VO2+,其它金属离子不干扰钒的萃取;
萃取钒的反应可表示为。
回答下列问题:
(1)基态V原子的价层电子排布的轨道表示式为___________。
(2)“硫酸熟化”时,三价V(用V2O3表示)被氧化为VOSO4,反应的化学方程式为___________。
(3)“水浸”时,VO2+、Al3+、Fe3+均可被浸出,加入磷酸钠必须沉淀除去的离子是___________;浸渣中除了该离子的磷酸盐沉淀外,主要成分的化学式为___________;水浸酸性强时,会生成和铝的配离子(结构如图),配体中与Al3+配位的是非羟基氧(P=O和型氧),下列原因分析合理的是___________(填标号)。
A.羟基氧被氢原子束缚,配位能力较弱
B.羟基氢对氧配位产生一定的空间位阻,配位能力减弱
C.非羟基氧电子云密度较羟基氧高,配位能力较强
D.由羟基去质子化形成,没有氢原子束缚,配位能力增强
(4)“反萃取”使VO2+从有机相进入水相,原理是___________。
(5)“沉钒”时转化为沉淀,反应的离子方程式为___________。
(6)某种钒氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞参数,(),。其晶体密度为___________(列出计算式即可,用表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) (2)
(3) ①. Fe3+(或铁离子) ②. SiO2、H2SiO3 ③. ABCD
(4)增大氢离子浓度,使平衡逆移
(5)
(6)
【解析】
【分析】石煤粉末与浓硫酸200℃反应使被氧化为;加入磷酸钠水浸除去铁离子,同时、也进入滤渣;萃取进入有机相,分液与水相分离;再加入硫酸反萃取使进入水相;加入过氧化氢氧化生成;再加入氨水沉钒使转化为沉淀;沉淀经煅烧生成五氧化二钒,据此分析。
【小问1详解】
V为23号元素,基态原子价电子排布式为,价层电子轨道表示式为;
【小问2详解】
中V为+3价,被浓硫酸氧化为中+4价V,浓硫酸自身被还原为,配平得化学方程式:;
【小问3详解】
已知萃取能力,会优先被萃取,干扰钒的提取,因此必须沉淀除去; 原矿主要成分为,不溶于酸,硅酸盐和浓硫酸生成的也会沉淀析出,所以浸渣还有、;
A.羟基氧与H原子成键,电子对被H束缚,配位能力弱,A正确;
B.羟基氢存在空间位阻,阻碍氧与中心离子配位,配位能力减弱,B正确;
C.非羟基氧仅与P相连,电子云密度高于羟基氧,配位能力更强,C正确;
D.是羟基去质子化产物,无H原子束缚,电子云密度更高,配位能力增强,D正确;
故选ABCD;
【小问4详解】
萃取存在平衡:,反萃取时加入硫酸,增大浓度,平衡逆向移动,从有机相进入水相;
【小问5详解】
与氨水反应生成沉淀,配平得离子方程式:;
【小问6详解】
晶胞中V原子数:顶点,晶胞内个,共个V;2个O原子在晶胞内,个在面上,共个,晶胞质量; 晶胞参数换算:,晶胞体积; 密度。
16. 胆矾(,相对分子质量为250)是重要的化工原料,易溶于水,难溶于乙醇,实验室可用多种方法制备。
方案甲:以铜粉和浓硫酸为原料。
方案乙:以铜粉、H2O2和稀硫酸为原料。
方案丙:以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为,含少量)为原料。
回答下列问题:
(1)方案甲和乙均以铜粉为原料,其中不宜采用的方案是___________(填“甲”或“乙”),理由是___________(答一点即可)。
(2)方案丙中,先制备CuO,原理为:,实验装置如下(加热和夹持装置省略)。
①接口连接顺序为a___________。
②通入空气的主要目的可用离子方程式表示为___________。
③三颈烧瓶中产生大量的黑色沉淀时停止反应,趁热过滤、洗涤,得到CuO固体。检验滤渣已经洗净的操作及现象是:取最后一次洗涤液少许于试管中,___________,说明滤渣已洗净。
④所得CuO固体经酸溶、结晶、过滤、用___________洗涤、干燥,得到晶体。
(3)称取一定质量的产品,在气氛中进行热重分析,结果如图(固体质量残留率)。
300℃时,残留固体的化学式为___________;胆矾晶体失去结晶水分为___________个阶段进行。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 有污染物SO2生成(或硫酸利用率低)
(2) ①. edbcf ②. ③. 加入稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,若无白色沉淀生成 ④. 乙醇
(3) ①. CuSO4 ②. 3(或三)
【解析】
【小问1详解】
方案甲反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+2H2O+SO2↑,方案乙反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,可知,方案甲中反应会生成二氧化硫,是形成酸雨的主要气体,会污染环境,则其中不宜采用的方案是甲;
【小问2详解】
①由题意可知,该反应生成NH3,可用水吸收,连接装置时需先经过安全瓶防止水倒吸回反应装置,再连接抽气泵,则接口连接顺序为aedbcf;
②通入空气的主要目的可用离子方程式表示为;
③滤渣表面吸附有氯离子,检查其是否洗涤干净的操作及现象是:取最后一次洗涤液少许于试管中,加入稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,说明滤渣已洗净;
④所得CuO固体经酸溶、结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥,得到晶体;
【小问3详解】
设称取产品的物质的量为1mol,则其质量为250g,当温度等于300℃时,由图可知,此时固体质量残留率为64%,则可得残留固体质量为250g×64%=160g,根据元素守恒,m(Cu)=64g,则剩余固体的质量为160g-64g=96g,为1mol硫酸根的质量,则此时残留固体的化学式为CuSO4;由图可知,胆矾晶体失去结晶水分为3个阶段进行。
17. 乙醇水蒸气催化重整是热门的制氢方式之一,主要涉及的反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:、的燃烧热()分别为、;H2O(l)、C2H5OH(l)的汽化热()分别为、。
回答下列问题:
(1)___________。
(2)若在恒温恒容密闭容器中只发生反应Ⅰ。
①下列叙述能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号);
A.容器内的压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化
C.乙醇的体积分数不再变化 D.单位时间内生成6mol H2,同时消耗3molH2O
②能提高H2平衡产率的措施是___________(填标号)。
A.使用高效催化剂 B.增大H2O(g)的浓度
C.分离出氢气 D.通入氩气
(3)在Pd-ZnO/Al2O3催化下,乙醇-水蒸气催化重整制氢中部分变化路径如图。
Al2O3的作用主要是___________;若用为原料,图示最终产物中含的有___________。
(4)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图。、、由大到小的顺序为___________。
(5)一定温度下,2 L恒容反应器内,6mol C2H5OH(g)和一定量H2O(g)在500mg催化剂上发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,45min达到平衡,测得含碳产物和H2O(g)的数据如表:
平衡浓度/(mol/L)
CO2
CO
CH4
H2O
0.830
0.110
0.060
0.100
①乙醇的平衡转化率为___________。
②时空产率(单位时间、单位质量催化剂,生成目标产物的量)是评价化工生产效果的常用指标。若该温度下的平衡常数为K,则H2的时空产率为___________(列出含K的计算式,不必化简)。
【答案】(1)
(2) ①. AC ②. BC
(3) ①. 催化剂载体 ②. CH4、焦炭
(4)
(5) ①. 16.7% ②.
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH4= -a kJ/mol,H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH5= -b kJ/mol,H2O(l)=H2O(g) ΔHvap1= +c kJ/mol,C2H5OH(l)=C2H5OH(g) ΔHvap2= +d kJ/mol,根据盖斯定律得,ΔH1=ΔH4-6ΔH5-3ΔHvap1-ΔHvap2=kJ/mol;
【小问2详解】
①A.由题意可知,反应Ⅰ是气体体积增大的吸热反应,在恒温恒容密闭容器中进行该反应时,当容器内的压强不再变化时,说明该反应达到平衡,A正确;
B.混合气体的密度ρ=,根据质量守恒定律可知,反应前后气体的质量不变,体积不变,则混合气体的密度一直保持不变,B错误;
C.当反应达到平衡时,乙醇的质量不再发生变化,则乙醇的体积分数也不变,C正确;
D.由题意可知,H2O(g)与H2(g)的化学计量数之比为3:6,H2O(g)为反应物,H2(g)为生成物,则会一直存在单位时间内生成6mol H2,同时消耗3molH2O,D错误;
故答案选AC;
②A.使用催化剂只能改变反应的活化能,无法提高H2平衡产率,A错误;
B.增大反应物浓度,平衡正向移动,H2产率提高,B正确;
C.减小生成物浓度,平衡正向移动,H2产率提高,C正确;
D.恒温恒容下,氩气不参与反应,各物质浓度不变,平衡不移动,H2产率不变,,D错误;
故答案选BC;
【小问3详解】
由题意可知,Al2O3的作用主要是催化剂载体;若用为原料,图示最终产物中含的有CH4、焦炭;
【小问4详解】
由题意可知,当p(CO2)越大时,积碳量越小,则;
【小问5详解】
①由题意可知,消耗的乙醇都是生成含碳物质,则消耗的乙醇的物质的量为:= 1mol,则乙醇的平衡转化率为=16.7%;
②由题意可知,反应达到平衡后乙醇的浓度为:=2.5mol/L,由,得c(H2)=,则H2的时空产率为。
18. 化合物I是合成药物及有机光电材料的中间体,其合成路线设计如下(Ph—代表苯基,略去部分试剂和反应条件,忽略立体化学):
已知:①吡啶()存在与苯相似的大π键,编号时氮原子编为1;
②(CH3)3COK具有强碱性。
回答下列问题:
(1)A合成B的反应中被取代的是溴原子而非氯原子,主要原因是键能:C-Br___________C-Cl(填“>”“<”或“=”);其中第二步反应生成,该中间体与H2O按物质的量1:1发生第三步反应,其化学方程式为___________。
(2)合成C的反应中,戴斯-马丁试剂的作用是___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)D的结构简式为___________;E的含氧官能团名称为___________;C合成E的反应中被取代的是氯原子而非溴原子,原因是下列中的___________(填标号)。
a.取代氯原子的空间位阻较小
b.吡啶环中氮原子吸电子,使大π键中2、4、6位碳原子的电子云密度相对较低
c.氯原子吸电子能力较强,使4位碳原子的电子云密度更低
d.(CH3)3COK使D去质子化形成的阴离子易进攻吡啶环电子云密度最低的碳原子,发生取代
(4)E合成F的反应分为两步,第一步为分子内加成反应,其产物的结构简式为___________;第二步的反应类型为___________。
(5)I的同分异构体中,环状结构与I相同,仅Ph—位置不同的共有___________种(不包含I)。
【答案】(1) ①. < ②. +H2O→+Mg(OH)Cl
(2)氧化剂 (3) ①. () ②. 酯基、酮羰基(顺序可颠倒) ③. bcd
(4) ①. ②. 消去反应(或消除反应)
(5)9
【解析】
【分析】A()中键断裂,发生取代反应生成B(),中羟基被氧化为酮羰基生成C();根据C、E的结构简式以及D的分子式可知,与发生取代反应生成E ()从而得出D的结构简式为;先发生酮羰基的加成反应,在发生消去反应得到F(),在碱性条件下发生水解反应在酸化得到G(),在铜加热生成H(),发生取代反应生成I()。
【小问1详解】
A合成B发生取代反应,该反应中被取代的是溴原子而非氯原子,主要原因是原子半径:Br<Cl,键能C-Br< C-Cl,C-Br容易断键发生取代反应;,该中间体与H2O按物质的量1:1发生反应生成和Mg(OH)Cl,对应的化学方程式为+H2O→+Mg(OH)Cl;
【小问2详解】
中羟基被氧化为酮羰基生成C(),合成C的反应中,戴斯-马丁试剂的作用是氧化剂;
【小问3详解】
根据C、E的结构简式以及D的分子式可知,与发生取代反应生成E (),得出D的结构简式为;E的结构简式为,含氧官能团名称为酯基、酮羰基;由于氯原子吸电子能力较强,使4位碳原子的电子云密度更低,吡啶环中氮原子吸电子,使大π键中2、4、6位碳原子的电子云密度相对较低;再加上(CH3)3COK使D去质子化形成的阴离子易进攻吡啶环电子云密度最低的碳原子,发生取代使得C合成E的反应中被取代的是氯原子而非溴原子;
【小问4详解】
E合成F的反应分为两步,第一步为分子内加成反应,其产物的结构简式为;第二步是在一定条件下发生醇的消去反应生成;
【小问5详解】
I的结构简式为,的同分异构体中,环状结构与I相同,仅位置不同,采用先固定一个苯基,移动另一个苯基的方法可以下面结构:、、、,有10种结构,去掉I,满足条件的物质共有10-1=9种。
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