内容正文:
高二化学试题
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 P 31 Na 23 Fe 56 As 75 Bi 209
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. 2026年央视春晚的“科技舞台”融合了多项前沿技术,下列相关化学说法错误的是
A. 春晚舞台的柔性LED屏采用的聚酰亚胺材料属于有机高分子材料,具有耐高温、柔韧性强的特点
B. 互动环节使用的智能手环,其电池正极材料含钴酸锂(LiCoO2),其中Co的化合价为+3价
C. 舞台烟雾特效使用的环保型烟油,其主要成分是丙二醇,丙二醇分子中含有两个羟基,属于二元醇
D. 无人机编队表演使用的轻量化碳纤维材料,属于无机非金属材料,其组成元素主要是碳,碳纤维的结构与石墨完全相同
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 水分子的空间结构模型:
C. 基态Cu+的价层电子的轨道表示式:
D. CaC2的电子式:
3. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备氯气
B.验证NH3的溶解性
C.蒸馏石油
D.配制检验醛基的悬浊液
A. A B. B C. C D. D
4. 下列有关物质的结构或性质的解释不合理的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
臭氧在CCl₄中的溶解度大于在水中的溶解度
臭氧是非极性分子
B
沸点:HF>HCl
HF分子间存在氢键
C
酸性:丙酸<甲酸
乙基的推电子作用削弱了氢氧键的极性
D
导电性:石墨>金刚石
石墨中存在自由移动的电子,金刚石中没有
A. A B. B C. C D. D
5. 奥司他韦是治疗甲流的特效药之一,部分合成路线如图。
下列说法正确的是
A. 奥司他韦的分子式为C16H26N2O4
B. 奥司他韦分子有3个手性碳原子
C. 莽草酸分子中所有碳原子可能在同一个平面上
D. 1 mol中间体最多能与4 molNaOH反应
6. 解释下列实验现象或事实的离子方程式书写错误的是
A. 含氟牙膏可以防龋齿:
B. 蓝色氯化四氨合铜溶于浓盐酸呈黄绿色:
C. 用KSCN溶液检验:
D. 向Na₂S₂O₃溶液中加入稀硫酸:
7. 我国氢能源产业发展迅速,利用天然气与水蒸气制备氢气是重要的工业路径,同时可以合成氨与尿素等化工产品。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L H2O的电子数为
B. 1 mol NH3中含有的质子数目为10
C. 1 mol尿素中含有键数目为8
D. 28 g N2和足量H2反应,转移的电子数目为6
8. 合成木质素衍生阻燃剂(LF)使用了如图所示的物质为原料。W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,W和Y的价电子数相同,基态X原子的2P轨道有2个未成对电子,Z的最外层电子数比次外层少1。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>W>X
B. 第一电离能:X>W>Y
C. 含氧酸的酸性:Y<Z
D. 简单氢化物的键角:W>Y
9. 常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法不正确的是
A. 该反应的总反应方程式为,反应热
B. 生成是化学反应的决速步骤
C. 的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂
D. 铜基催化剂通过参与反应改变反应路径,降低了反应的活化能,减小了反应的焓变
10. 以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料生产和的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “焙烧”时通入空气并加入少量CaO,可吸收生成的,减少环境污染
B. “碱浸”后过滤,向滤液中通入过量,生成沉淀,灼烧得到
C. “隔绝空气焙烧”发生反应:,该反应中既是氧化剂又是还原剂
D. 最终产物中与的物质的量之比为1:2
11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将SO2通入溴水中,溴水褪色
SO2具有漂白性
B
向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,加入NaF固体,红色褪去,继续滴加淀粉KI溶液,未见明显变化
配位能力:F->SCN-
C
向KBrO3溶液中通入少量氯气,再加入四氯化碳静置后,下层变为橙色
非金属性:Cl>Br
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热一段时间后,再加入银氨溶液,水浴加热,未产生银镜
淀粉没有水解
A. A B. B C. C D. D
12. 某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”,放电时的总反应为:,放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是
A. 放电时,每转移x mol,正极消耗1 mol
B. 充电时,Li+从M极区通过电解质移向N极
C. 放电时,M极为正极,发生还原反应
D. 充电时,N为负极,电极反应为
13. 某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。
已知该晶胞中B与As之间的最短距离为d cm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 晶胞中B原子的配位数为2
B. 距离B原子最近的B原子的个数为8
C. 该晶胞的密度为
D. 2号原子的分数坐标为
14. 常温下,水溶液中各种含硫微粒的分布系数随溶液pH变化的关系如图1所示。在体系中滴入硫酸铜溶液,其中与随的变化曲线如图2所示。已知,的分布系数。下列说法正确的是
A. 图1中,时,体系中
B.
C. 反应的平衡常数约为1
D. 图2中,X点溶液中存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠()是一种新型的光催化剂,呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。实验室利用下图装置以(白色、难溶于水)为原料制备。
实验步骤:
①将放入过量溶液中,搅拌下转入装置C中。
②连接装置,检查气密性,向A中加入和浓盐酸,加热。
③将产生的气体通入C中,充分反应后,得到浅黄色固体。
④过滤,用冷水洗涤固体数次,干燥得产品。
回答下列问题:
已知:;。
(1)仪器A的名称是___________,装置B中盛放的试剂是___________。
(2)实验中采用过量NaOH溶液的目的是___________。
(3)写出装置C中生成的离子反应方程式:___________。
(4)取少量装置C中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有,该实验___________(填“能”或“不能”)证明一定是将氧化了,理由是___________。
(5)测定产品纯度:称取0.2000 g产品于烧杯中,加入足量稀硫酸和2.00 mL溶液,充分反应后,将溶液转移至锥形瓶中,用标准溶液滴定,消耗溶液25.00 mL。
①滴定终点的现象是___________。
②产品中的质量分数为___________(保留三位有效数字,已知的摩尔质量为)。
③下列操作会导致测定的纯度偏大的是___________(填标号)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.滴定终点时俯视读数
C.用标准溶液滴定时,锥形瓶未干燥
16. 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物,主要成分为,R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce),常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。以下是一种综合回收钇、镧、铈的工艺流程:
已知:①稀土氧化物()可溶于稀盐酸,但不溶。
②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
离子
pH
11.6
9.0
8.3
3.2
4.7
③代表P507二聚体。
回答以下问题:
(1)稀土元素Y和Sc为同族元素,位于Sc的下一周期,则基态Y原子的价电子排布式为___________;“氧化焙烧”中被氧化为和,写出该反应的化学方程式:___________。
(2)“浸出”时,稀盐酸不宜过量太多的原因是___________;滤渣①的主要成分除了外还有___________。
(3)“沉钇”时加入草酸()生成草酸钇沉淀,该反应的离子方程式为___________;“沉镧”时需控制pH的范围是___________,以确保完全沉淀而不沉淀。
(4)萃取过程中,保持其他条件不变,下列措施能提高镧()萃取率的是___________。
A. 增大萃取剂浓度 B. 增大溶液pH C. 升高温度 D. 加入适量稀盐酸
(5)“反萃取”后得到溶液,经过___________、___________、过滤、洗涤、干燥等操作,可获得晶体。
17. 资源化在推进能源绿色转型,实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
I.与在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i.
反应ii.
反应iii.……
反应iii可能的反应机理如图所示(为催化剂)。
(1)反应iii的化学方程式为___________。
(2)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在时,由最稳定单质合成指定产物的反应热):
物质
标准摩尔生成焓
0
依据以上信息,___________,反应ii在较___________(填“高”、“低”或“任意”)温度下能自发进行。
(3)在一定压强下,按投料,发生反应i和反应ii(忽略反应iii),反应相同时间,的转化率及选择性随温度变化曲线如图所示。(甲酸选择性=(甲酸的物质的量/消耗的物质的量)×100%)
①一定温度下,为了提高甲酸选择性可采取的措施有___________(任写一条)。
②若M点反应已达到平衡状态,体系中的分压为,则673.15 K时反应i的分压平衡常数计算式___________。
③当温度高于,随温度升高,反应i与反应ii中的变化量相比,增加更显著的是反应___________(填“i”或“ii”)。
II.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(4)装置工作时,电极A应连接电源的___________(填“正”或“负”)极,电极A的电极反应式为___________。
18. 化合物G是临床上治疗高血压的重要药物,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化):
已知:。
回答下列问题。
(1)G中含氧官能团的名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)B→C反应的目的是___________。
(4)由E生成F的化学方程式为___________,反应类型为___________。
(5)由F生成G的反应中生成一种副产物(与G互为同分异构体),该副产物的结构简式为___________。
(6)符合下列条件的F的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构);其中能在碱性条件下水解,核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为___________。
①含有苯环,苯环上有两个取代基;
②含有结构,且直接和苯环相连;
③能发生银镜反应。
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高二化学试题
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 P 31 Na 23 Fe 56 As 75 Bi 209
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. 2026年央视春晚的“科技舞台”融合了多项前沿技术,下列相关化学说法错误的是
A. 春晚舞台的柔性LED屏采用的聚酰亚胺材料属于有机高分子材料,具有耐高温、柔韧性强的特点
B. 互动环节使用的智能手环,其电池正极材料含钴酸锂(LiCoO2),其中Co的化合价为+3价
C. 舞台烟雾特效使用的环保型烟油,其主要成分是丙二醇,丙二醇分子中含有两个羟基,属于二元醇
D. 无人机编队表演使用的轻量化碳纤维材料,属于无机非金属材料,其组成元素主要是碳,碳纤维的结构与石墨完全相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚酰亚胺属于有机高分子聚合物,是有机高分子材料,具有耐高温、柔韧性强的特点,可用于制作柔性LED屏,A正确;
B.LiCoO2中Li为+1价,O为-2价,设Co化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,可得,解得,B正确;
C.丙二醇分子中含有两个羟基,属于二元醇,是环保烟油的主要成分,C正确;
D.碳纤维属于无机非金属材料,主要组成元素是碳,但其结构为纤维状微晶结构,和石墨的层状晶体结构不相同,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 水分子的空间结构模型:
C. 基态Cu+的价层电子的轨道表示式:
D. CaC2的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚丙烯的单体为丙烯,加聚反应中碳碳双键断裂,聚丙烯的结构简式应为。选项中给出的与聚丙烯的结构不符,故A错误;
B.水分子的中心O原子采取杂化,其中2个杂化轨道与H原子形成σ键,剩余2个杂化轨道被孤电子对占据。根据价层电子对互斥理论,孤电子对会对成键电子对产生排斥作用,导致水分子的空间结构为V形(角形)。选项中的模型为四面体结构,与水分子的实际空间结构不匹配,故B错误;
C.基态Cu原子的核外电子排布式为;是Cu原子失去4s轨道的1个电子形成的阳离子,因此其价层电子排布为,其轨道表示式中3d轨道全充满,4s轨道为空,价层电子的轨道表示式:,故C错误;
D.属于离子化合物,由和构成。中两个C原子通过碳碳三键结合,每个C原子周围满足8电子稳定结构,的电子式为,该表示符合离子化合物电子式的书写规则,故D正确;
故选D。
3. 下列实验仪器、试剂、操作均正确,且能达到实验目的的是
A.制备氯气
B.验证NH3的溶解性
C.蒸馏石油
D.配制检验醛基的悬浊液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验室制取氯气,反应需要加热才能进行,图中装置缺少酒精灯等加热仪器,常温下不反应,A错误;
B.装置为典型的喷泉实验装置,胶头滴管中的水挤入烧瓶后,氨气大量溶解,引发喷泉,现象明显,操作规范,B正确;
C.蒸馏操作中,温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,用于测量馏分的沸点,且冷凝管的进出水方向应为“下进上出”,图中均不符合规范,C错误;
D.图中向溶液中仅加入5滴溶液,会导致过量,不足,无法形成碱性环境,不能用于检验醛基,正确的操作应是向过量的NaOH溶液中滴加少量溶液,D错误;
故选B。
4. 下列有关物质的结构或性质的解释不合理的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
臭氧在CCl₄中的溶解度大于在水中的溶解度
臭氧是非极性分子
B
沸点:HF>HCl
HF分子间存在氢键
C
酸性:丙酸<甲酸
乙基的推电子作用削弱了氢氧键的极性
D
导电性:石墨>金刚石
石墨中存在自由移动的电子,金刚石中没有
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.臭氧为V形结构分子,是正负电荷中心不重合的极性分子,A错误;
B.氟化氢能形成分子间氢键,氯化氢不能形成分子间氢键,则氟化氢的分子间作用力大于氯化氢,沸点高于氯化氢,B正确;
C.乙基是推电子基,会使羧酸分子中羧基中氢氧键的极性减弱,更难电离出氢离子,所以丙酸的酸性弱于甲酸,C正确;
D.石墨为层状结构,层内存在离域大π键,晶体中有自由移动的电子,而金刚石为空间共价网状结构,没有自由移动电子,所以石墨能导电,而金刚石不能导电,D正确;
故选A。
5. 奥司他韦是治疗甲流的特效药之一,部分合成路线如图。
下列说法正确的是
A. 奥司他韦的分子式为C16H26N2O4
B. 奥司他韦分子有3个手性碳原子
C. 莽草酸分子中所有碳原子可能在同一个平面上
D. 1 mol中间体最多能与4 molNaOH反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据奥司他韦的结构简式得出其分子式为,A错误;
B.手性碳原子为连有四个不同原子或基团的碳原子,如图所示标“*”的3个碳原子是手性碳原子,B正确;
C.莽草酸分子六元碳环中有4个饱和碳原子相连,所有碳原子不可能在同一个平面上,C错误;
D.中间体分子只有1个酯基能与NaOH反应,1 mol中间体最多1 mol NaOH,D错误;
故选B
6. 解释下列实验现象或事实的离子方程式书写错误的是
A. 含氟牙膏可以防龋齿:
B. 蓝色氯化四氨合铜溶于浓盐酸呈黄绿色:
C. 用KSCN溶液检验:
D. 向Na₂S₂O₃溶液中加入稀硫酸:
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基磷灰石可转化为更难溶的氟磷灰石实现防龋齿,该沉淀转化的离子方程式书写正确,A正确;
B.在酸性条件下解离出的与高浓度结合为黄绿色,反应符合事实,离子方程式书写正确,B正确;
C.与反应生成的是可溶性络合物,不属于沉淀,不能标注,C错误;
D.在酸性条件下发生歧化反应生成、和,离子方程式书写正确,D正确;
故答案选C。
7. 我国氢能源产业发展迅速,利用天然气与水蒸气制备氢气是重要的工业路径,同时可以合成氨与尿素等化工产品。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L H2O的电子数为
B. 1 mol NH3中含有的质子数目为10
C. 1 mol尿素中含有键数目为8
D. 28 g N2和足量H2反应,转移的电子数目为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下水不是气态,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,电子数不为,A错误;
B.1个分子的质子数为7+3×1=10,故中质子数目为,B正确;
C.尿素的结构为,1个尿素分子含有的σ键包括:1个C=O中的σ键、2个C-N σ键、4个N-H σ键,共7个σ键,故1 mol尿素中σ键数目为,C错误;
D.和合成氨的反应为可逆反应,1 mol 不能完全反应,转移电子数目小于,D错误;
故选B。
8. 合成木质素衍生阻燃剂(LF)使用了如图所示的物质为原料。W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,W和Y的价电子数相同,基态X原子的2P轨道有2个未成对电子,Z的最外层电子数比次外层少1。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>W>X
B. 第一电离能:X>W>Y
C. 含氧酸的酸性:Y<Z
D. 简单氢化物的键角:W>Y
【答案】D
【解析】
【分析】短周期元素,Z最外层电子数比次外层少1,原子序数最大,故Z为第三周期元素,次外层8电子,最外层7电子,Z为Cl;W和Y同主族(价电子数相同),原子序数W<Y<Z(Cl),结合结构图:Y共形成5根共价键,说明Y价电子数为5,故W、Y均为第ⅤA族,因此W为N,Y为P;X原子序数在W(N,7)和Y(P,15)之间,基态X的2p轨道有2个未成对电子,X为第二周期元素,电子排布为1s22s22p4,故X为O。
【详解】A.同周期原子半径从左到右减小,第三周期原子半径P >Cl,即Y>Z,原子半径顺序应为Y>Z>W>X,A错误;
B.第二周期中N的2p轨道为半满的稳定结构,第一电离能N>O,即W>X,第一电离能顺序应为W>X>Y,B错误;
C.非金属性Cl > P,则其最高价含氧酸酸性HClO4>H3PO4;题目中未指明是最高价含氧酸,若Y对应含氧酸是H3PO4(中强酸),Z对应含氧酸是HClO(弱酸),酸性:H3PO4>HClO,比较含氧酸酸性,必须指明是最高价含氧酸,低价含氧酸不符合,C错误;
D.W的简单氢化物为NH3,Y的简单氢化物为PH3,N电负性大于P,成键电子对更靠近中心N,成键电子对排斥力更大,键角更大,故键角NH3>PH3,即W>Y,D正确;
故选D。
9. 常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法不正确的是
A. 该反应的总反应方程式为,反应热
B. 生成是化学反应的决速步骤
C. 的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂
D. 铜基催化剂通过参与反应改变反应路径,降低了反应的活化能,减小了反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应机理,总反应为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,配平得总反应方程式:;由能量变化图可知,生成物总能量低于反应物总能量,反应放热,,A正确;
B.反应的决速步骤由活化能最大、反应速率最慢的步骤决定。由能量图可知,生成这一步的活化能最大,因此是总反应的决速步骤,B正确;
C.CO2生成的过程中,中H-H非极性键断裂,形成C-H极性键,C正确;
D.催化剂可以改变反应路径、降低反应活化能,但焓变只与反应物和生成物的总能量差有关,催化剂不改变反应的焓变,D错误;
故选D。
10. 以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料生产和的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “焙烧”时通入空气并加入少量CaO,可吸收生成的,减少环境污染
B. “碱浸”后过滤,向滤液中通入过量,生成沉淀,灼烧得到
C. “隔绝空气焙烧”发生反应:,该反应中既是氧化剂又是还原剂
D. 最终产物中与的物质的量之比为1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.焙烧时通入空气使氧化生成,加入CaO可与反应生成CaSO3或CaSO4,从而减少排放,降低环境污染,A正确;
B.“碱浸”后滤液含Na[Al(OH)4],通入过量发生反应生成,沉淀灼烧得到,B正确;
C.“隔绝空气焙烧”中和反应生成和,反应方程式为:,中Fe从+2升至+8/3,S从-1升至+4,所以仅作还原剂,C错误;
D.可视为,其中含1 mol和2 mol,故与的物质的量之比为1:2,D正确;
答案选C。
11. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将SO2通入溴水中,溴水褪色
SO2具有漂白性
B
向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,加入NaF固体,红色褪去,继续滴加淀粉KI溶液,未见明显变化
配位能力:F->SCN-
C
向KBrO3溶液中通入少量氯气,再加入四氯化碳静置后,下层变为橙色
非金属性:Cl>Br
D
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热一段时间后,再加入银氨溶液,水浴加热,未产生银镜
淀粉没有水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2通入溴水褪色是因为SO2具有还原性,与Br2发生氧化还原反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,并非漂白性,A错误;
B.Fe3+与SCN-结合形成红色配合物,加入NaF后红色褪去,说明F-与Fe3+形成了更稳定的配合物,将SCN-释放出来,继续滴加淀粉KI溶液未见明显变化,说明溶液中游离的Fe3+浓度很低,不足以氧化I-生成使淀粉变蓝的I2,这进一步证明了F-与Fe3+形成了稳定的配合物,可知配位能力:F->SCN-,B正确;
C.该反应中KBrO3是氧化剂,Cl2是还原剂,生成Br2说明氧化性KBrO3> Cl2,无法证明Cl的非金属性强于Br,要证明非金属性Cl>Br应通过Cl2与KBr溶液反应置换出Br2的实验,C错误;
D.淀粉水解后溶液呈酸性,银镜反应需要在碱性条件下进行,实验未先加NaOH中和稀硫酸,因此无法判断淀粉是否水解,D错误;
故答案选B。
12. 某汽车企业将推出能让电动汽车续航达1000公里以上的“刀片电池”,放电时的总反应为:,放电过程示意图如图所示(集流体主要用于收集传导电流)。下列说法正确的是
A. 放电时,每转移x mol,正极消耗1 mol
B. 充电时,Li+从M极区通过电解质移向N极
C. 放电时,M极为正极,发生还原反应
D. 充电时,N为负极,电极反应为
【答案】A
【解析】
【分析】根据放电总反应,结合原电池规律分析,原电池中阳离子移向正极,由图可知Li+从M极移向N极,因此M为负极,N为正极,负极反应:,正极反应:,以此解答;
【详解】A.由分析可知,放电时,每转移x mol,正极消耗1 mol,A正确;
B.充电为电解池,N极为阳极,M极为阴极,Li+是电池内的阳离子,只会向阴极(M极)移动,不会流向N极,B错误;
C.由分析可知,放电时M为负极,发生氧化反应,C错误;
D.充电时N极为阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应为,D错误;
故答案选A。
13. 某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。
已知该晶胞中B与As之间的最短距离为d cm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 晶胞中B原子的配位数为2
B. 距离B原子最近的B原子的个数为8
C. 该晶胞的密度为
D. 2号原子的分数坐标为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该晶胞为类似闪锌矿的结构,以位于面心的B原子为研究对象,原子周围距离最近的原子有个,故的配位数为,A错误;
B.该晶胞中B原子位于面心和顶点,以位于顶点的B原子为研究对象,距离原子最近的原子个数为,B错误;
C.黑球为,白球为。 原子位于晶胞顶点和面心,数目为;原子位于晶胞内部,数目为,晶胞总质量,B与的最短距离为体对角线的,设晶胞边长为cm,体对角线为cm,则,得,晶胞体积。 密度,C正确;
D.根据原点和顶点,分数坐标以晶胞边长为1个单位,题图中2号原子的坐标不是,应为,D错误;
故答案选C。
14. 常温下,水溶液中各种含硫微粒的分布系数随溶液pH变化的关系如图1所示。在体系中滴入硫酸铜溶液,其中与随的变化曲线如图2所示。已知,的分布系数。下列说法正确的是
A. 图1中,时,体系中
B.
C. 反应的平衡常数约为1
D. 图2中,X点溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】由图1,a代表H2S,b代表HS-,c代表S2-,分别取交点可知,,CuS存在沉淀溶解平衡 ,由,两边取负对数得: , 与 的曲线斜率是-1,故曲线①代表CuS,同理曲线②的斜率为,代表,由图2取(0,10)和(20,0)计算可知,、。
【详解】A.=,当pH=10时,代入得,A错误;
B.分布系数,将、代入化简得: ,与选项中分子的不符,B错误;
C.反应平衡常数,远大于1,C错误;
D.根据电荷守恒: ,原体系总硫浓度为,X点析出沉淀,部分硫转化为沉淀,因此溶液中总硫满足:,即,代入电荷守恒整理得: , D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋酸钠()是一种新型的光催化剂,呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。实验室利用下图装置以(白色、难溶于水)为原料制备。
实验步骤:
①将放入过量溶液中,搅拌下转入装置C中。
②连接装置,检查气密性,向A中加入和浓盐酸,加热。
③将产生的气体通入C中,充分反应后,得到浅黄色固体。
④过滤,用冷水洗涤固体数次,干燥得产品。
回答下列问题:
已知:;。
(1)仪器A的名称是___________,装置B中盛放的试剂是___________。
(2)实验中采用过量NaOH溶液的目的是___________。
(3)写出装置C中生成的离子反应方程式:___________。
(4)取少量装置C中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有,该实验___________(填“能”或“不能”)证明一定是将氧化了,理由是___________。
(5)测定产品纯度:称取0.2000 g产品于烧杯中,加入足量稀硫酸和2.00 mL溶液,充分反应后,将溶液转移至锥形瓶中,用标准溶液滴定,消耗溶液25.00 mL。
①滴定终点的现象是___________。
②产品中的质量分数为___________(保留三位有效数字,已知的摩尔质量为)。
③下列操作会导致测定的纯度偏大的是___________(填标号)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.滴定终点时俯视读数
C.用标准溶液滴定时,锥形瓶未干燥
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 饱和食盐水
(2)使难溶于水的充分溶解(或转化为可溶性的含铋离子),并提供碱性环境,促进的生成,同时防止遇酸分解
(3)
(4) ①. 不能 ②. 在酸性条件下,也可以氧化
(5) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由紫红色(或紫色)恰好变为无色,且半分钟内不变色 ②. 70.0% ③. A
【解析】
【分析】由题干实验装置图可知,装置A制备氯气,装置B除氯气中的氯化氢,C中在过量氢氧化钠碱性条件下,Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3,反应原理为:Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3↓+2NaCl+3H2O,防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,D中氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染;
【小问1详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶;装置B中盛放的试剂是饱和食盐水,除氯气中的氯化氢;
【小问2详解】
实验中采用过量NaOH溶液的目的是使难溶于水的充分溶解(或转化为可溶性的含铋离子),并提供碱性环境,促进的生成,同时防止遇酸分解;
【小问3详解】
根据分析中的化学方程式,装置C中生成的离子反应方程式:;
【小问4详解】
取少量装置C中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有,由于在装置C中同时发生了两个反应:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O,NaBiO3具有强氧化性,可以氧化Cl-产生Cl2,酸性条件下,溶液中的ClO-也能氧化Cl-生成Cl2,因此该实验不能证明一定是NaBiO3氧化了Cl-。;
【小问5详解】
①根据已知反应,将Mn2+氧化为,溶液呈紫红色,滴入标准溶液,将还原为无色的,故滴定终点的现象是当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由紫红色(或紫色)恰好变为无色,且半分钟内不变色;
②根据已知反应,有关系式:,产品中的质量分数为=70.0%;
③A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,气泡占据体积,导致读取标准溶液体积偏大,导致测定的纯度偏大,A正确;
B.滴定终点时俯视读数,读取标准溶液体积偏小,导致测定的纯度偏小,B错误;
C.用标准溶液滴定时,锥形瓶未干燥,不影响加入标准溶液的体积,对测定结果无影响,C错误;
故选A。
16. 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物,主要成分为,R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce),常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。以下是一种综合回收钇、镧、铈的工艺流程:
已知:①稀土氧化物()可溶于稀盐酸,但不溶。
②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
离子
pH
11.6
9.0
8.3
3.2
4.7
③代表P507二聚体。
回答以下问题:
(1)稀土元素Y和Sc为同族元素,位于Sc的下一周期,则基态Y原子的价电子排布式为___________;“氧化焙烧”中被氧化为和,写出该反应的化学方程式:___________。
(2)“浸出”时,稀盐酸不宜过量太多的原因是___________;滤渣①的主要成分除了外还有___________。
(3)“沉钇”时加入草酸()生成草酸钇沉淀,该反应的离子方程式为___________;“沉镧”时需控制pH的范围是___________,以确保完全沉淀而不沉淀。
(4)萃取过程中,保持其他条件不变,下列措施能提高镧()萃取率的是___________。
A. 增大萃取剂浓度 B. 增大溶液pH C. 升高温度 D. 加入适量稀盐酸
(5)“反萃取”后得到溶液,经过___________、___________、过滤、洗涤、干燥等操作,可获得晶体。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 避免后续调节pH时消耗过多碱 ②. 、
(3) ①. ②. 9.0~11.6 (4)AB
(5) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
【解析】
【分析】氟碳铈矿(主要成分为,含Fe、Al、Mg等杂质),在空气中高温焙烧,被氧化为(不溶于稀盐酸),Y、La、Ce转化为对应的稀土氧化物,杂质Fe、Al、Mg转化为Fe2O3、Al2O3、MgO;加稀盐酸浸出,调pH=5,滤渣①中含有不溶于稀盐酸的,以及pH=5时完全沉淀的、,实现Ce与其他稀土、杂质的初步分离;滤液①中含La3+、Mg2+、Y3+的氯化物溶液;向滤液①中加入草酸,La3+和Y3+与草酸反应生成难溶的草酸盐沉淀,草酸镁可溶,留在滤液②中;将稀土草酸盐高温焙烧得到稀土氧化物,用稀盐酸浸取后得到LaCl3 、YCl3的混合溶液;加萃取,根据反应,La3+与萃取剂结合进入有机相,Y3+留在水相,实现La和Y的分离;对有机相进行反萃取,La3+被释放到水相,得到LaCl3溶液;Y3+中加入草酸,再焙烧沉淀,得到Y2O3。
【小问1详解】
Sc是第四周期第ⅢB族元素,Y位于Sc的下一周期,即第五周期第ⅢB族元素,第ⅢB族元素的价电子排布为(n-1)d1ns2,故Y的价电子排布为4d15s2;中Ce为+3价,焙烧后被氧气氧化为+4价的和,同时生成CO2,根据原子守恒和得失电子守恒配平得到反应方程式为;
【小问2详解】
“浸出”时,稀盐酸不宜过量太多的原因是避免后续调节pH时消耗过多碱;pH=5时,铝离子可完全沉淀,所以滤渣①的主要成分除了外还有不溶于盐酸的和沉淀;
【小问3详解】
“沉钇”时加入草酸()生成草酸钇沉淀,离子方程式为;由已知②中的表格数据可知,为确保完全沉淀而不沉淀,pH应为9.0~11.6;
【小问4详解】
萃取原理为:,增大萃取剂浓度或增大溶液pH,可使平衡正向移动,进而提高镧()萃取率,所以AB正确;
【小问5详解】
若想获得晶体,应将溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
17. 资源化在推进能源绿色转型,实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
I.与在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i.
反应ii.
反应iii.……
反应iii可能的反应机理如图所示(为催化剂)。
(1)反应iii的化学方程式为___________。
(2)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在时,由最稳定单质合成指定产物的反应热):
物质
标准摩尔生成焓
0
依据以上信息,___________,反应ii在较___________(填“高”、“低”或“任意”)温度下能自发进行。
(3)在一定压强下,按投料,发生反应i和反应ii(忽略反应iii),反应相同时间,的转化率及选择性随温度变化曲线如图所示。(甲酸选择性=(甲酸的物质的量/消耗的物质的量)×100%)
①一定温度下,为了提高甲酸选择性可采取的措施有___________(任写一条)。
②若M点反应已达到平衡状态,体系中的分压为,则673.15 K时反应i的分压平衡常数计算式___________。
③当温度高于,随温度升高,反应i与反应ii中的变化量相比,增加更显著的是反应___________(填“i”或“ii”)。
II.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(4)装置工作时,电极A应连接电源的___________(填“正”或“负”)极,电极A的电极反应式为___________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 高
(3) ①. 加压、换用高选择性催化剂 ②. 或 ③. ii
(4) ①. 负 ②.
【解析】
【分析】电化学装置的核心是通过电解实现和的耦合转化。电极A连接电源负极,作为阴极,在此得到电子,结合固体电解质传导的发生还原反应,生成和,电极反应式为;而电极B连接电源正极,作为阳极,在此失去电子发生氧化反应,生成等产物,整个过程利用电能驱动氧化还原反应,实现了两种气体分子的高效转化。据此分析。
【小问1详解】
从反应机理图可知,反应物是和,最终产物是(甲醛)和,故化学方程式为。
【小问2详解】
化学反应的焓变等于生成物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和,对于反应,,代入数据有;反应ii为,其(吸热),根据可知,高温下可自发进行。
【小问3详解】
①反应i为是气体分子数减少的反应,加压使平衡正向移动,增加甲酸生成量;换用高选择性催化剂可选择性加快反应i的速率,从而提高甲酸在产物中的比例。
②由图可知M点:CO2转化率为95%,甲酸选择性为0.3%。设初始时,则平衡时HCOOH的物质的量为。因初始投料,且反应i和ii中消耗H2与CO2的物质的量之比均为,故任意时刻剩余的,所以平衡时CO2和H2的物质的量为。已知平衡时H2分压为a MPa,则有、,则反应i的分压平衡常数计算式。
③由图可知,当温度高于673.15 K时,随温度升高,二氧化碳的转化率升高,但甲酸的选择性却迅速下降,说明反应ii的反应速率增加更显著。
【小问4详解】
由图可知,二氧化碳转化为一氧化碳,发生还原反应,所以通入二氧化碳的电极A为阴极,与直流电源负极直接相连;酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成一氧化碳的电极反应式为。
18. 化合物G是临床上治疗高血压的重要药物,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化):
已知:。
回答下列问题。
(1)G中含氧官能团的名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)B→C反应的目的是___________。
(4)由E生成F的化学方程式为___________,反应类型为___________。
(5)由F生成G的反应中生成一种副产物(与G互为同分异构体),该副产物的结构简式为___________。
(6)符合下列条件的F的同分异构体共有___________种(不考虑立体异构);其中能在碱性条件下水解,核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为___________。
①含有苯环,苯环上有两个取代基;
②含有结构,且直接和苯环相连;
③能发生银镜反应。
【答案】(1)羟基、醚键
(2) (3)保护酚羟基
(4) ①. ②. 取代反应
(5) (6) ①. 9 ②.
【解析】
【分析】结合已知条件,可得反应,即确定B的结构为,据此解答。
【小问1详解】
从G的结构可以看出,含氧官能团为:羟基和醚键;
【小问2详解】
由分析,B的结构简式为;
【小问3详解】
B分子中同时含有酚羟基和醇羟基,酚羟基易被后续反应破坏,所以该反应是将酚羟基保护;
【小问4详解】
结合合成路线可知该反应为酚羟基与环氧氯丙烷发生取代反应,由E生成F的反应为;反应类型为:取代反应;
【小问5详解】
F中的环氧乙烷环开环时,可发生两种开环方式,当环氧环的另一侧碳被氨基进攻,生成羟基位置异构的副产物,即;
【小问6详解】
①由题目限定条件分析可知,该结构中还有两种取代基分别是:取代基1:,取代基2:、、三种,因苯环上两个取代基的位置有邻、间、对三种,因此总数为:种;能在碱性条件下水解,核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为,即只能是酯类结构,且苯环上有两种氢(取代基为对位关系)故满足条件的结构为:。
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