内容正文:
红河州、文山州2026届高三第四次统测
化学
满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号在答题卡上填写清楚,并将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题的作答: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,写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Ni 59 Cu 64 La 139
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
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. 科技助力国防建设,下列材料的主要材质属于有机高分子的是
A. C919大飞机使用的涂层 B. 大数据中心CPU主板使用的芯片
C. 东风—21反舰弹道导弹使用的钨合金 D. 防化服涂层使用的氯丁橡胶
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 的电离:
B. 的电子式:
C. 基态Br原子的简化电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 12.8gCu与足量S充分反应转移的电子数目为
B. 晶体中键的数目为
C. 标准状况下,和混合气体中H原子的数目为
D. 溶液中的数目小于
4. 下列装置能用于相应实验的是
A. 图A:过滤粗盐水 B. 图B:实验室制备
C. 图C:制备、收集乙酸乙酯 D. 图D:模拟侯氏制碱法制备
5. 下列方程式错误的是
A. 用溶液腐蚀覆铜电路板:
B. 用FeS去除工业废水中的:
C. 工业制取漂白粉:
D. 苯酚钠溶液中通入少量:
6. 莫西赛利是一种治疗脑血管疾病的药物,其结构如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 莫西赛利具有碱性
B. 所有碳原子可能处于同一平面
C. 与足量发生加成反应的产物分子中含4个手性碳原子
D. 1mol莫西赛利与足量的NaOH溶液反应,最多消耗2molNaOH
7. 引入有机基团可降低离子化合物的熔点。某离子液体甲的结构如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子的核外电子只有一种自旋取向,Y、Z、W位于同一周期,基态Y原子的s轨道电子数是p轨道电子数的2倍,基态W原子中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 为非极性分子
B. 熔点:甲
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
D. 同周期中第一电离能低于Z的元素有4种
8. 下列实验操作、现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
取少量淀粉于试管中,滴加稀硫酸,加热一段时间后,滴加过量NaOH溶液,再滴加碘水,溶液不变蓝
淀粉已经完全水解
B
常温下,测定浓度均为和NaF溶液的pH,后者的pH较大
酸性:
C
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液一定为钠盐
D
溶液中存在如下平衡:,加热,溶液变为黄色
该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
9. 科学家利用电解法实现和的耦合转化是实现“碳中和”的重要途径,其工作原理如图所示。下列叙述错误的是
A. 电极B连接电源的正极
B. 工作时,从电极B迁移至电极A
C. 工作时,电极A的电极反应式为
D. 若生成的乙烯和乙烷的体积比为时,相同条件下消耗的和体积比为
10. 实验室模拟利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示:
已知:、难溶于水。
下列说法错误的是
A. “碱浸”发生的反应为
B. “酸溶”反应中可以用代替
C. “操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒
D. “沉钴”时若浓度太大,可能导致产品中混有
11. 镧镍合金是一种重要的储氢材料,其储氢后的晶胞如图所示(假设储氢前后晶胞体积不变),晶体的密度为,A原子的分数坐标为。下列说法错误的是
A. 镧镍合金的化学式为
B. La原子位于分子构成的正四面体空隙中
C. 合金中氢分子的密度为
D. B原子的分数坐标为
12. 2,2-二甲基-1-丙醇是医药、农药、食品添加剂等的合成中间体,其消去反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 反应历程中只存在极性键断裂与形成
B. 中的碳原子采取、杂化
C. 总反应的方程式为
D. 由该机理可知能发生消去反应
13. 一种利用太阳能催化甲烷、水蒸气重整制氢反应原理以及各步反应(以气体分压表示的平衡常数,单位为kPa)与温度的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 1000℃时甲烷、水蒸气重整制氢反应的
B. 可提高化学反应速率和的平衡转化率
C. 第Ⅰ步反应的热效应,第Ⅱ步反应的热效应
D. 恒容密闭容器中混合气体的密度不再改变时达到化学平衡
14. 已知:为二元弱酸。常温下,用氨水滴定溶液,溶液的pH与[,,,]的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示与pH的变化曲线
B. 的电离常数
C. 时,
D. 曲线Ⅱ和Ⅲ交点对应的
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 叠氮化钠()可用作汽车安全气囊的气体发生剂。实验室以氨基钠()和为原料制备叠氮化钠并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备
实验步骤和装置如图所示:
步骤①:组装实验仪器,检查装置的气密性,装入药品;
步骤②:关闭,打开、,加热,制备氨基钠;
步骤③:关闭,打开、,滴加稀硝酸,加热,制备叠氮化钠;
步骤④:产品冷却至室温,先加水溶解,再加乙醇搅拌,过滤并用乙醚洗涤,干燥。
已知:
①氨基钠()易潮解和氧化,制备原理为;
②有强氧化性,不与酸、碱反应。
(1)装置D中盛放的试剂是___________,步骤②中先加热___________(填“C”或“E”)。
(2)装置A中生成和的离子方程式为___________,溶液中加入稀盐酸除了作反应物外,另一个作用是___________。
(3)装置F的作用是___________。
(4)根据装置G作用可推知具有___________性。
Ⅱ.纯度测定:取固体样品,用如图所示的装置测定的纯度。
(5)仪器X的名称是___________。
(6)NaClO溶液将氧化为的化学方程式为___________。
(7)Z的初始读数为,反应结束后冷却至室温时读数为,的纯度为___________%(本实验条件下气体摩尔体积为)。
16. 深海矿产资源的开发是未来可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、NiO、CuO)中分离获得金属资源的工艺流程如下图所示:
已知:常温下,部分金属氢氧化物溶度积如下表(溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀)
氢氧化物
回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)“还原浸出”过程中浸渣的成分是___________(填化学式),还原的离子方程式为___________。
(3)“还原浸出”后溶液中、、、,则“除铁”时pH应小于___________。
(4)“萃取”过程中,与萃取剂LIX84-Ⅰ形成的配合物如图所示,配合物中N原子的杂化方式为___________,易进入有机相中的原因是___________(填字母)。
A.配位时被还原
B.与原子形成配位键
C.配合物与水分子形成氢键
(5)高温、隔绝空气下,发生焙解生成___________。
(6)某含铜化合物的晶胞结构和俯视图如图所示,该化合物中___________,与Al最近且等距离的S原子的数目为___________。
17. 在“双碳”目标背景下,二氧化碳的转化利用成为研究热点,其中二氧化碳加氢制甲醇备受关注,一种由二氧化碳加氢制甲醇的方法主要涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的___________,在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)对于反应Ⅰ:
①达到平衡后,欲同时增大化学反应速率和的平衡转化率可采取的措施是___________(写出一条即可)。
②3.0MPa时,将的原料气匀速通过装有催化剂的反应管,测得率随温度的变化如图所示。温度高于260℃,的产率下降的可能原因是___________。
③研究发现,可由(吸附在催化剂表面的物种用*标注)转化生成,与或作用生成的相对能量变化如图所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是___________。
(3)将和充入刚性密闭容器中,仅发生反应Ⅰ,实验测得的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示:
①图中横坐标X表示___________(填“温度”或“压强”),a___________b(填“>”“<”或“=”)。
②若Q点对应条件下的压强为,达到平衡的时间为,则内分压的平均变化速率为___________(用含、的代数式表示),Q点对应条件下的压强平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
18. 喹草酮(化合物J)是某种除草剂的有效成分,其合成路线如下(部分反应条件和试剂省略):
已知:
回答下列问题:
(1)A的前驱体为,其化学名称是___________。
(2)C生成D的反应类型为___________。
(3)由E生成F的化学方程式为___________。
(4)G中含氧官能团的名称是___________。
(5)化合物I只含一种官能团,其结构简式为___________。
(6)D生成E反应分两步进行,第一步是加成反应,第二步是取代反应,其中加成反应的产物结构简式是___________。
(7)K是比B相对分子质量多14的同系物,写出所有满足下列条件K的同分异构体的同分异构体的结构简式为___________。
①含苯环和硝基;
②1molK与足量溶液反应生成;
③核磁共振氢谱显示有3组峰,且峰面积之比为。
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红河州、文山州2026届高三第四次统测
化学
满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号在答题卡上填写清楚,并将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题的作答: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,写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Ni 59 Cu 64 La 139
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
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. 科技助力国防建设,下列材料的主要材质属于有机高分子的是
A. C919大飞机使用的涂层 B. 大数据中心CPU主板使用的芯片
C. 东风—21反舰弹道导弹使用的钨合金 D. 防化服涂层使用的氯丁橡胶
【答案】D
【解析】
【详解】A.属于新型无机非金属材料,不属于有机高分子,A错误;
B.CPU芯片的主要材质是晶体硅,属于无机非金属单质,不属于有机高分子,B错误;
C.钨合金属于金属材料,不属于有机高分子,C错误;
D.氯丁橡胶属于合成有机高分子材料,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 的电离:
B. 的电子式:
C. 基态Br原子的简化电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.由钠离子和碳酸氢根离子构成,其在水中的电离方程式为:,A错误;
B.由离子键和共价键构成,其电子式为:,B正确;
C.Br与Cl同族,在Cl原子的下一周期,则基态Br原子的简化电子排布式为:,C正确;
D.的价层电子对数为3+=4,含1对孤电子对,所以其VSEPR模型为:,D正确;
故选A。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 12.8gCu与足量S充分反应转移的电子数目为
B. 晶体中键的数目为
C. 标准状况下,和混合气体中H原子的数目为
D. 溶液中的数目小于
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu与S反应生成,Cu元素化合价升高为+1价,12.8g Cu的物质的量为,转移电子数目为,A项错误;
B.1个中,含4个Cu-N配位键、个N-H键、4个S-O 键,共20个键,则0.1mol晶体中键数目为,B项错误;
C.标准状况下11.2L混合气体的物质的量为,和分子均含4个H原子,故H原子总物质的量为,数目为,C项正确;
D.题目未给出溶液体积,无法计算的物质的量和数目,D项错误;
答案选C。
4. 下列装置能用于相应实验的是
A. 图A:过滤粗盐水 B. 图B:实验室制备
C. 图C:制备、收集乙酸乙酯 D. 图D:模拟侯氏制碱法制备
【答案】C
【解析】
【详解】A.过滤操作中漏斗末端应紧贴烧杯内壁,A错误;
B.浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气时应该加热,B错误;
C.制备乙酸乙酯时应用饱和碳酸钠溶液接收,饱和碳酸钠溶液的作用是吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,C正确;
D.侯氏制碱法制备的过程中,应该先向饱和食盐水中通入氨气使溶液显碱性,再通入,D错误;
故答案选C。
5. 下列方程式错误的是
A. 用溶液腐蚀覆铜电路板:
B. 用FeS去除工业废水中的:
C. 工业制取漂白粉:
D. 苯酚钠溶液中通入少量:
【答案】B
【解析】
【详解】A.腐蚀覆铜电路板时,氧化生成和,离子方程式电荷、产物均正确,A不符合题意;
B.是难溶于水的固体,除去废水中是沉淀转化反应,正确的反应方程式为,不能将拆分为,B符合题意;
C.工业制取漂白粉是氯气与石灰乳反应,方程式书写正确,C不符合题意;
D.酸性顺序:,因此苯酚钠通入少量,只能生成苯酚和,方程式正确,D不符合题意;
故选B。
6. 莫西赛利是一种治疗脑血管疾病的药物,其结构如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 莫西赛利具有碱性
B. 所有碳原子可能处于同一平面
C. 与足量发生加成反应的产物分子中含4个手性碳原子
D. 1mol莫西赛利与足量的NaOH溶液反应,最多消耗2molNaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子结构中存在叔胺基团,氮原子上含有孤电子对,可以结合水溶液中的,因此该有机物具有碱性,A正确;
B.结构中存在异丙基,饱和碳原子采取杂化,具有四面体空间结构;异丙基里中心的次甲基碳连接两个甲基与苯环,无法让全部碳原子共平面,B错误;
C.苯环和足量加成后变为环己烷环,连有4种不同基团的饱和碳原子为手性碳原子,如图星号标注的为手性碳原子:,共4个手性碳原子,C正确;
D.分子内含有1个酚酯基,酚酯水解时1 mol酚酯消耗2 mol ,无其他能与反应的官能团,故1 mol该物质最多消耗2 mol ,D正确;
故选B。
7. 引入有机基团可降低离子化合物的熔点。某离子液体甲的结构如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子的核外电子只有一种自旋取向,Y、Z、W位于同一周期,基态Y原子的s轨道电子数是p轨道电子数的2倍,基态W原子中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 为非极性分子
B. 熔点:甲
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
D. 同周期中第一电离能低于Z的元素有4种
【答案】C
【解析】
【分析】X 的推断:基态 X 原子核外电子只有 1 种自旋取向,说明 X 只有 1 个电子(无成对电子),故X=(氢)。
Y 的推断:Y、Z、W 同周期且原子序数大于;基态 Y 原子 s 轨道电子数是 p 轨道的 2 倍。电子排布为(s 总电子数 = 4,p 总电子数 = 2),故Y=(碳),且 Y、Z、W 位于第二周期。
W 的推断:第二周期中基态原子有 2 个未成对电子的元素为(2p2)和(2p4),Y 已为(碳),故W=(氧)。
Z 的推断:原子序数介于和之间,故Z=(氮),验证阴离子为,阳离子中形成 4 个共价键(带正电),符合结构。
【详解】A.X2W2为,结构为,分子呈折线形,正负电荷中心不重合,为极性分子,A错误;
B.题目明确 “引入有机基团可降低离子化合物熔点”。甲含异丙基等有机基团,ZX4ZW3为(无有机基团),故熔点甲 <,B错误;
C.Y 的最高价氧化物水化物为(弱酸),Z 的为(强酸),酸性<,即Y<Z,C正确;
D.第二周期第一电离能顺序为<<<<<<<(、因全满 / 半满结构反常),低于的元素有、、、、,共5 种,D错误;
故选C。
8. 下列实验操作、现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
取少量淀粉于试管中,滴加稀硫酸,加热一段时间后,滴加过量NaOH溶液,再滴加碘水,溶液不变蓝
淀粉已经完全水解
B
常温下,测定浓度均为和NaF溶液的pH,后者的pH较大
酸性:
C
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液一定为钠盐
D
溶液中存在如下平衡:,加热,溶液变为黄色
该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入的NaOH溶液过量,I2会与NaOH发生反应,无法检验淀粉是否剩余,不能说明淀粉完全水解,故A错误;
B.CH3COONH4为弱酸弱碱盐,水解显酸性,会抵消水解的碱性,因此无法比较CH3COOH和HF酸性强弱,应该比较等浓度CH3COONa和NaF溶液的pH判断酸性,故B错误;
C.焰色反应呈黄色只能说明溶液中含钠元素,溶质可能是钠盐也可能是NaOH等钠的化合物,故C错误;
D.加热溶液变为黄色,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,又ΔH=正反应活化能逆反应活化能,推出正反应活化能大于逆反应活化能,故D正确;
答案为D。
9. 科学家利用电解法实现和的耦合转化是实现“碳中和”的重要途径,其工作原理如图所示。下列叙述错误的是
A. 电极B连接电源的正极
B. 工作时,从电极B迁移至电极A
C. 工作时,电极A的电极反应式为
D. 若生成的乙烯和乙烷的体积比为时,相同条件下消耗的和体积比为
【答案】B
【解析】
【分析】电极B上转化为、,元素化合价升高,发生失电子的氧化反应,故电极B为阳极,接电源正极;电极A上转化为,元素化合价降低,发生得电子的还原反应,故电极A为阴极,接电源负极。
【详解】A.电极B为阳极,电解池中阳极连接电源正极,A正确;
B.电解池中阴离子向阳极移动,为阴离子,应从阴极A迁移至阳极B,B错误;
C.电极A上得电子生成和,电极反应,电荷、原子均守恒,C正确;
D.设生成为,为,则消耗共;计算总失电子:中为价,中为价,中为价,总失电子;每个得电子生成,故消耗为,同温同压下体积比等于物质的量之比,即消耗的和体积比为,D正确;
故选B。
10. 实验室模拟利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示:
已知:、难溶于水。
下列说法错误的是
A. “碱浸”发生的反应为
B. “酸溶”反应中可以用代替
C. “操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒
D. “沉钴”时若浓度太大,可能导致产品中混有
【答案】B
【解析】
【分析】含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量的铝箔等杂质)经第一步碱浸操作,废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去,过滤后得到的滤渣主要含有Co3O4,加入硫酸、过氧化氢酸溶,Co3O4中的Co3+被H2O2还原为Co2+,H2O2作还原剂被氧化;经过操作①得到滤液②,则操作①为过滤操作,所得滤液②中主要含CoSO4,最后加入碳酸钠沉钴操作获得CoCO3,以此分析。
【详解】A.碱浸操作,废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去,发生的离子反应为:,A正确;
B.由分析知,H2O2被氧化,作还原剂,不能用O2代替,B错误;
C.操作①为过滤操作,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,C正确;
D.“沉钴”时若浓度太大,溶液碱性较强会产生Co(OH)2杂质,导致产品不纯,D正确;
故选B。
11. 镧镍合金是一种重要的储氢材料,其储氢后的晶胞如图所示(假设储氢前后晶胞体积不变),晶体的密度为,A原子的分数坐标为。下列说法错误的是
A. 镧镍合金的化学式为
B. La原子位于分子构成的正四面体空隙中
C. 合金中氢分子的密度为
D. B原子的分数坐标为
【答案】B
【解析】
【分析】由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的镧原子个数为:8×=1,位于面上、面心和体心的镍原子个数为:8×+1=5,则合金的化学式为LaNi5;位于面心和棱上的氢气分子的个数为:8×+2×=3。
【详解】A.由分析可知,合金的化学式为LaNi5,A正确;
B.由晶胞结构可知,位于顶点的镧原子与位于棱上的氢气分子距离最近,则镧原子位于氢气分子构成的八面体空隙中,B错误;
C.设晶胞的体积为V cm3,由晶胞的质量公式可得:=,解得:V=,由题意可知,吸氢后晶胞的体积不变,则合金中氢分子的密度为:=,C正确;
D.位于顶点的A原子的分数坐标为说明晶胞的边长为1,则位于面对角线处的B原子的分数坐标为,D正确;
故选B。
12. 2,2-二甲基-1-丙醇是医药、农药、食品添加剂等的合成中间体,其消去反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 反应历程中只存在极性键断裂与形成
B. 中的碳原子采取、杂化
C. 总反应的方程式为
D. 由该机理可知能发生消去反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应历程的重排步骤中,存在碳碳键(,同种原子形成的非极性键)的断裂与生成,因此并非只存在极性键的断裂和形成,A错误;
B.中带正电荷的碳正离子中心碳原子,只形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式为,其余饱和碳原子均采取杂化,B正确;
C.根据反应机理,反应物是,是催化剂,最终产物为和,总反应为:,C正确;
D.该醇的结构中,羟基连接在,邻位为季碳原子(原本没有β-H,常规不能消去),但根据题给机理,该醇可以先发生羟基质子化、失水得到碳正离子,再经烷基迁移重排,最终消去得到烯烃,因此可以发生消去反应,D正确;
故答案为A。
13. 一种利用太阳能催化甲烷、水蒸气重整制氢反应原理以及各步反应(以气体分压表示的平衡常数,单位为kPa)与温度的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 1000℃时甲烷、水蒸气重整制氢反应的
B. 可提高化学反应速率和的平衡转化率
C. 第Ⅰ步反应的热效应,第Ⅱ步反应的热效应
D. 恒容密闭容器中混合气体的密度不再改变时达到化学平衡
【答案】A
【解析】
【分析】总反应为,分两步进行,是催化剂,总反应由第一步和第二步反应加和得到,故总反应的平衡常数。
【详解】A. 时,第一步,即;第二步,即,总反应,A正确;
B. 是该反应的催化剂,催化剂只能加快反应速率,不改变平衡状态,不能提高的平衡转化率,B错误;
C.温度升高,曲线Ⅰ增大,说明增大,升温平衡正向移动,因此第Ⅰ步反应;温度升高,曲线Ⅱ减小,说明减小,升温平衡逆向移动,因此第Ⅱ步反应,C错误;
D.恒容密闭容器中,是催化剂,总质量不变,且总反应中反应物和产物均为气体,根据质量守恒,混合气体总质量始终不变,容器体积不变,因此混合气体密度始终不变,密度不变不能说明反应达到平衡,D错误;
故选A。
14. 已知:为二元弱酸。常温下,用氨水滴定溶液,溶液的pH与[,,,]的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示与pH的变化曲线
B. 的电离常数
C. 时,
D. 曲线Ⅱ和Ⅲ交点对应的
【答案】C
【解析】
【分析】的电离平衡常数:,,的电离平衡常数,根据电离常数表达式可知,随着pH增大,增大,,减小,而,当pH相等时,<,故直线Ⅰ代表与pH关系,直线Ⅱ代表与pH关系,直线Ⅲ代表与pH关系,根据a、b、c点坐标数据可计算电离常数:,,。
【详解】A.根据分析可知曲线Ⅱ表示与pH的变化曲线,A正确;
B.根据分析可知,的电离平衡常数,B正确;
C.pH=7时,,根据电荷守恒: ,消去和得:,因此: ,C错误;
D.对曲线Ⅲ,,取负对数得,代入得,,变形得 ,两边取负对数得:,曲线Ⅱ和Ⅲ交点相等:,,代入得,因此: ,D正确 ;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 叠氮化钠()可用作汽车安全气囊的气体发生剂。实验室以氨基钠()和为原料制备叠氮化钠并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备
实验步骤和装置如图所示:
步骤①:组装实验仪器,检查装置的气密性,装入药品;
步骤②:关闭,打开、,加热,制备氨基钠;
步骤③:关闭,打开、,滴加稀硝酸,加热,制备叠氮化钠;
步骤④:产品冷却至室温,先加水溶解,再加乙醇搅拌,过滤并用乙醚洗涤,干燥。
已知:
①氨基钠()易潮解和氧化,制备原理为;
②有强氧化性,不与酸、碱反应。
(1)装置D中盛放的试剂是___________,步骤②中先加热___________(填“C”或“E”)。
(2)装置A中生成和的离子方程式为___________,溶液中加入稀盐酸除了作反应物外,另一个作用是___________。
(3)装置F的作用是___________。
(4)根据装置G作用可推知具有___________性。
Ⅱ.纯度测定:取固体样品,用如图所示的装置测定的纯度。
(5)仪器X的名称是___________。
(6)NaClO溶液将氧化为的化学方程式为___________。
(7)Z的初始读数为,反应结束后冷却至室温时读数为,的纯度为___________%(本实验条件下气体摩尔体积为)。
【答案】(1) ①. 碱石灰(或NaOH、CaO) ②. C
(2) ①. ②. 抑制水解,防止生成(回答抑制水解即可)
(3)吸收,防止倒吸并防止水蒸气进入装置E中,使氨基钠潮解
(4)还原性 (5)恒压滴液漏斗
(6)
(7)
【解析】
【分析】I.先制备NaNH2再与N2O反应制备NaN3实验装置如图所示,利用装置C制备氨气,打开K2、K3关闭K1加热装置C,待NH3充满装置后,通过加热套加热三颈烧瓶,E中反应充分后,持续通入NH3,关闭,打开、,和装置A中活塞,装置A中生成N2O,SnCl2和稀盐酸的混合溶液中滴入稀硝酸,结合氧化还原反应的规律可知,反应的离子方程式为:,氨气进入装置E生成NaNH2,通入N2O,制备NaN3,反应的化学方程式:,易潮解,易氧化,不能接触水,则F吸收氨气尾气,防止氨气引发倒吸,防止水蒸气进入E引发NaNH2的潮解,N2O有氧化性,不与酸,碱反应,但可与SnCl2溶液反应生成沉淀,G吸收剩余的N2O,再单独收集氮气,据此分析判断。
Ⅱ.次氯酸钠具有强氧化性,可氧化生成氮气,氮气通过排水法进行量气定量计算,可测出样品的纯度,据此分析。
【小问1详解】
结合实验思路分析可知,装置D的作用是干燥氨气,告知氨基钠潮解,则D中盛放的试剂是碱石灰(或NaOH、CaO);步骤②中应先加热装置C,制备氨气,充满整个装置后再打开装置E,因为制备的氨基钠易被氧化,所以需要先制备氨气,排除装置内的空气;
【小问2详解】
结合氧化还原反应规律和实验原理分析可知,装置A中生成和的离子方程式为;结合盐类水解原理和金属氯化物易水解特点可知,溶液中易水解生成,所以加入稀盐酸除了作反应物外,还可以防止或抑制水解;
【小问3详解】
氨气极易溶于水,直接用硫酸吸收会发生倒吸现象,所以用四氯化碳接触导气管管口,可防止倒吸,浓硫酸具有酸性和吸水性,可吸收氨气和水蒸气,同时防止氨基钠潮解;
【小问4详解】
信息中提到有强氧化性,SnCl2与N2O会发生反应产生氮气,则说明SnCl2具有还原性;
【小问5详解】
根据仪器构造可知,上述仪器X为恒压滴液漏斗;
【小问6详解】
次氯酸钠氧化叠氮化钠后转化为氯化钠,根据氧化还原反电子转移数守恒可知,,,则化学方程式为:;
【小问7详解】
Z的初始读数为,反应结束后冷却至室温时读数为,则生成氮气的物质的量为,根据化学方程式可知,叠氮化钠的物质的量为,则样品的质量分数为:=。
16. 深海矿产资源的开发是未来可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、NiO、CuO)中分离获得金属资源的工艺流程如下图所示:
已知:常温下,部分金属氢氧化物溶度积如下表(溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀)
氢氧化物
回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)“还原浸出”过程中浸渣的成分是___________(填化学式),还原的离子方程式为___________。
(3)“还原浸出”后溶液中、、、,则“除铁”时pH应小于___________。
(4)“萃取”过程中,与萃取剂LIX84-Ⅰ形成的配合物如图所示,配合物中N原子的杂化方式为___________,易进入有机相中的原因是___________(填字母)。
A.配位时被还原
B.与原子形成配位键
C.配合物与水分子形成氢键
(5)高温、隔绝空气下,发生焙解生成___________。
(6)某含铜化合物的晶胞结构和俯视图如图所示,该化合物中___________,与Al最近且等距离的S原子的数目为___________。
【答案】(1) (2) ①. ②.
(3)5 (4) ①. ②. B
(5)
(6) ①. ②. 4
【解析】
【分析】深海富钴结壳主要含、、、、NiO、CuO,粉碎、磨矿、加SO2和硫酸溶液浸出,不溶,为浸渣主要成分,滤液通入空气,加碳酸钠调pH除铁,Fe2+被空气氧化,碳酸钠加入后提供碱性环境,铁元素转化为沉淀,滤液中加入LIX84-I萃取,有机相为CuR2,加硫酸反萃取得到硫酸铜溶液,再经电解得到Cu,水相为Mn2+、Co2+、Ni2+,加入硫化钠生成硫化物沉淀,加压浸取得到硫酸锰溶液,加入有机萃取剂萃取分离镍钴,焙解硫酸锰溶液得到Mn3O4。
【小问1详解】
基态Mn原子的价电子排布式为3d54s2,则轨道表示式为
【小问2详解】
由分析可知“还原浸出”过程中浸渣的成分;酸性条件下,还原,生成Mn2+和,离子方程式为;
【小问3详解】
由数据可知,Cu2+沉淀时的pH最小,由和可计算出,所以pH=14-9=5;
【小问4详解】
配合物中N原子连接3个σ键,无孤电子对,即价层电子对为3,所以N原子杂化方式为;配位过程中Cu2+价态不变,没有内还原,A错误;由图可知,与萃取剂中的原子形成配位键,得到稳定配合物进入有机相,B正确;若配合物与水分子形成氢键,则会易溶于水,无法浸入有机相,C错误;
【小问5详解】
高温、隔绝空气下,发生焙解反应的化学方程式为:,则1:2;
【小问6详解】
根据均摊法可知,每个晶胞中铜原子个数为,铝原子的个数为,硫原子全部在晶胞内,数目为8,所以1:1:2,观察晶胞结构,每个铝原子周围最近且等距离的硫原子有4个。
17. 在“双碳”目标背景下,二氧化碳的转化利用成为研究热点,其中二氧化碳加氢制甲醇备受关注,一种由二氧化碳加氢制甲醇的方法主要涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的___________,在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)对于反应Ⅰ:
①达到平衡后,欲同时增大化学反应速率和的平衡转化率可采取的措施是___________(写出一条即可)。
②3.0MPa时,将的原料气匀速通过装有催化剂的反应管,测得率随温度的变化如图所示。温度高于260℃,的产率下降的可能原因是___________。
③研究发现,可由(吸附在催化剂表面的物种用*标注)转化生成,与或作用生成的相对能量变化如图所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是___________。
(3)将和充入刚性密闭容器中,仅发生反应Ⅰ,实验测得的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示:
①图中横坐标X表示___________(填“温度”或“压强”),a___________b(填“>”“<”或“=”)。
②若Q点对应条件下的压强为,达到平衡的时间为,则内分压的平均变化速率为___________(用含、的代数式表示),Q点对应条件下的压强平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. 增大浓度(或增大)、增大压强(或缩小容器体积) ②. 升高温度平衡向逆反应方向移动或升高温度,催化剂活性降低,化学反应速率减小或发生副反应 ③. 降低反应的活化能,加快化学反应速率
(3) ①. 温度 ②. > ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可得:;由反应Ⅲ可知,,,由可知,低温时,反应能自发进行。
【小问2详解】
①同时增大反应速率和二氧化碳平衡平衡转化率的措施有:增大氢气浓度或者是增大、增大压强使平衡向气体分子数减少的方向(正向)移动,提高二氧化碳转化率;
②温度高于260℃,甲醇产率下降可能是二氧化碳和氢气的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性位点导致催化剂活性降低、生成一氧化碳等其他含碳化合物所致;
③由图可知,在催化剂表面修饰羟基可以降低生成的活化能,加快反应速率。
【小问3详解】
①反应Ⅰ为放热反应,且气体分子数减少,若横坐标为温度:升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳平衡转化率降低,与图中曲线下降趋势一致;若横坐标为压强:增大压强,平衡正向移动,二氧化碳的平衡转化率升高,与图中趋势矛盾,因此横坐标表示温度;同一温度下,压强越大,平衡正向移动,二氧化碳平衡转化率越高,图中曲线a的转化率高于曲线b,说明相同温度下,a对应压强大于b。
②Q点:二氧化碳的平衡转化率为60%,初始投料为1 mol二氧化碳和2 mol氢气,列三段式:
总压强为,平衡时的分压:,分压平均变化速率:;各物质分压:,,,,。
18. 喹草酮(化合物J)是某种除草剂的有效成分,其合成路线如下(部分反应条件和试剂省略):
已知:
回答下列问题:
(1)A的前驱体为,其化学名称是___________。
(2)C生成D的反应类型为___________。
(3)由E生成F的化学方程式为___________。
(4)G中含氧官能团的名称是___________。
(5)化合物I只含一种官能团,其结构简式为___________。
(6)D生成E反应分两步进行,第一步是加成反应,第二步是取代反应,其中加成反应的产物结构简式是___________。
(7)K是比B相对分子质量多14的同系物,写出所有满足下列条件K的同分异构体的同分异构体的结构简式为___________。
①含苯环和硝基;
②1molK与足量溶液反应生成;
③核磁共振氢谱显示有3组峰,且峰面积之比为。
【答案】(1)3-甲基苯甲酸(或间甲基苯甲酸)
(2)还原反应 (3)
(4)羧基、酰胺基 (5)
(6) (7)、
【解析】
【分析】A中甲基被高锰酸钾氧化为羧基得到B为,B和甲醇发生酯化反应得到C为,C中硝基还原为氨基得到D(),D和转化为E;E在Cs2CO3条件下与CH3I发生反应生成F(),F水解后酸化生成G,G与SOCl2发生取代反应生成H,H与I()发生取代反应生成J,据此分析。
【小问1详解】
结构为苯环上间位连接甲基和羧基,系统命名为3-甲基苯甲酸,习惯命名为间甲基苯甲酸;
【小问2详解】
C中在作用下转化为,有机物加氢去氧的反应属于还原反应;
【小问3详解】
根据分析可知,由E生成F的化学方程式为:;
【小问4详解】
G结构中含氧官能团为(羧基)和酰胺结构中的酰胺基;
【小问5详解】
分子式,只含一种官能团,可烯醇互变得到J中的结构(),故I为;
【小问6详解】
中氨基()与中发生加成,双键打开生成,再经取代成环得到E;
【小问7详解】
K比B多1个,含1个硝基和苯环、2个羧基(满足1 mol K生成2 mol),分子式为,核磁共振氢谱3组峰且面积比3:2:2,说明结构对称,含1个甲基,则符合条件的同分异构体的结构简式为:、。
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