内容正文:
韩城市2026届高三教学质量检测(Ⅲ)
化学
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:Li7 N14 O16 Ca40 Ti48 As75 La139
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. 我国长征十号乙运载火箭即将迎来首次飞行试验,同时开展全球首创的海上网系回收技术验证。可回收运载火箭中使用了诸多材料,下列属于无机非金属材料的是
A. 氮化硅陶瓷火箭发动机轴承 B. 不锈钢材料火箭箭体
C. 聚酰亚胺薄膜电缆绝缘层 D. 环氧树脂整流罩壳体
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 电子云:
C. 的价层电子排布式:
D. 2,4,6-三硝基甲苯的结构简式:
3. 是一种污染性气体,可与水反应,设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 与混合气体中含有的氮原子数为
B. 标准状况下,中含有的中子数为
C. 常温下,与足量水充分反应,转移电子的数目为
D. 为防止污染空气,实验室可用NaOH溶液吸收气体
4. 某医药中间体的结构如图所示。下列关于该中间体的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子一定共面
B. 能在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应
C. 1 mol该分子最多消耗
D. 分子中碳原子杂化方式为sp、、
5. 下列离子或化学方程式与所给事实相符的是
A. 浓硝酸见光分解:
B. 工业上用石灰乳制取漂白粉:
C. 铅酸蓄电池放电:
D. AgCl溶解在浓氨水中:
6. 物质结构决定物质的性质,下列性质差异与结构解释没有相关性的是
选项
性质差异
结构解释
A
金属熔点:W>Cu
金属键强弱不同
B
沸点:正戊烷>新戊烷
支链数目
C
稳定性:HF>HBr
HF分子之间有氢键
D
酸性:>
电负性:O>S
A. A B. B C. C D. D
7. 钙钛矿(),是全固态锂电池常用的一种固体电解质,其立方晶胞如图所示(晶胞参数为a pm)。下列有关说法错误的是
A. 晶胞沿z轴的投影图为
B. 晶胞中距离最近的有8个
C. 晶体的密度
D. 晶胞中的配位数为6
8. 已知W、X、Y、Z分别属于三个短周期主族元素,且原子序数依次增大,由它们组成的化合物E、Q可以发生如图所示的反应。化合物M是有机合成重要的中间体,M中阴离子为48电子微粒。下列说法正确的是
A. Q是非极性分子,硫单质不溶于Q
B. E中W-Y-W键角小于M阳离子中W-Y-W键角
C. 原子半径:X<Y<Z
D. E、Q、M中所有原子均达到8电子稳定结构
9. 在紫外光(UV)下,不同pH时化合物甲发生开、闭环转换。下列说法错误的是
A. 甲中2个N原子杂化方式相同
B. 甲、乙、丙均能使溴水褪色
C. 乙、丙均含有顺反异构
D. 通过调节pH可选择性制备不同产物
10. 现有四瓶无色溶液:溶液、溶液、溶液、溶液,若用甲、乙、丙、丁分别代表四种溶液中的某一种,将溶液两两混合(部分生成物略去):
①甲乙(无色气体);
②乙(少量)丙(白色沉淀);
③丙丁(白色沉淀) (无色气体)。
下列说法错误的是
A. 甲中共含有6种微观粒子
B. 丙和丁的离子反应与泡沫灭火器的反应原理相同
C. 乙可以与Y进一步反应使沉淀消失
D. 工业上制备丁时,向饱和食盐水中先通入足量Z,再通入足量X
11. 根据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
向盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大
反应速率:电化学腐蚀<化学腐蚀
B
向盛有少量蒸馏水的试管中滴加两滴溶液,然后再滴加两滴同浓度的KSCN溶液,振荡,无明显现象
与的结合能力:>
C
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者pH大
酸性:
D
向溶液中通入少量氯气,然后再加入少量苯,充分振荡,有机层呈橙红色
氧化性:>
A. A B. B C. C D. D
12. 叔丁基溴[]的水解属于单分子亲核取代反应,该反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 反应进程中,生成的步骤为决速步骤
B. 反应达平衡时,升高温度,的浓度减小
C. 若叔丁基氯的水解机理与叔丁基溴相同,则其增大
D. 使用催化剂可以降低该反应的,加快反应速率
13. 某科研团队设计出镍离子电池(NIB),该电池在首次充电中,从框架中脱出并形成基质,然而在接下来的循环中,由于电解液中很少,只有可以可逆嵌入基质中并形成。关于该电池说法错误的是
A. 该电池在首次充电中,V元素化合价不变
B. 充电时,Ni@C电极的电极反应式为:
C. 充电时,电解液中的阳离子向阴极移动
D. 放电时,正极的电极反应式为:
14. 常温下,分别向溶液、HCN溶液、溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液pX[,X代表、、]随pH的变化关系如图所示。已知常温下,,下列叙述错误的是
A. 代表随pH的变化关系
B. 常温下,
C. 常温下,等体积、等物质的量浓度的和的混合溶液显碱性
D. 常温下,向浓度均为的HCN溶液、溶液中分别滴加NaOH溶液至两溶液pH相同时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚硝酸钙[]可用作化学合成反应的催化剂、氧化剂等。实验室用和NO反应制备无水亚硝酸钙,实验装置如图。
实验步骤如下:
i:检查装置气密性,关闭,加入相应的试剂。打开与,并通入;
ii:启动管式炉,使管式炉升温;
iii:关闭,打开,滴入稀硝酸;
iv:实验结束时,……
回答下列问题:
(1)步骤i中通入的目的是________。
(2)仪器a的名称为________,装置A中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(3)装置B的作用是除去和________(填化学式);装置D中盛装的试剂是________。
(4)装置E中,酸性可将NO氧化为,溶液逐渐由橙色变为绿色(),该反应的离子方程式为________。
(5)步骤iv实验结束时,关闭________(填“”“”或“”,下同),打开________,再次通入至冷却。
(6)测定样品的纯度:称量m g样品,加适量水溶解、将溶液转移、加水稀释至250.00 mL,从中移取25.00 mL置于锥形瓶中,加入过量酸化的KI溶液;以淀粉为指示剂,用标准溶液平行滴定3次,平均消耗标准液V mL。
①滴定时应将标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,在装液后发现尖嘴处有气泡,请叙述赶出气泡的操作过程:________。
②滴定过程包含反应:;。计算样品中的质量分数为________×100%(用含m、V的代数式表示)。
16. 在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、和少量等)并回收的工艺流程如下图。
已知:锌是两性金属;25℃时,,溶解度约为2.0 g。
回答下列问题:
(1)“还原”步骤中,发生反应的离子方程式是________。
(2)“滤渣1”的主要成分是________(填化学式)。
(3)“沉砷”步骤中,加入的目的是________。
(4)“调pH”步骤中,控制时,溶液中________,pH不能过高的原因是________。
(5)“废液”中的主要溶质是________(填化学式)。
(6)主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型,其中砷华中微粒()的堆积方式类似金刚石,晶胞结构如图。
①测定晶体(如晶体)结构最常用的仪器是________。
②砷华属于________晶体。
③已知砷华的密度为,则阿伏加德罗常数的值可表示为________(用含的代数式表示,不必化简)。
17. 以1,4-丁二醇()和顺酐()为原料,为催化剂,制备-丁内酯()的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的________。反应Ⅲ的平衡常数________(用含、的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ(1,4-丁二醇脱氢)和反应Ⅱ(顺酐加氢)同时进行显著提高了1,4-丁二醇和顺酐的转化率,原因是________。
(3)反应Ⅰ的一种机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面)
①在上述合成-丁内酯过程中的作用是________。
②-丁内酯分子中键、键数目之比为________。
(4)恒温恒压条件下,向密闭容器中通入3 mol 1,4-丁二醇和2 mol顺酐发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时1,4-丁二醇的转化率为a,水蒸气的物质的量为b mol。则平衡时________mol(用含a、b的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数________(列出表达式即可)。
已知:对于反应,,x为物质的量分数。
(5)以1,4-丁二醇为原料,在催化剂上进行脱氢反应制备-丁内酯,可能的转化为:
不同温度下1,4-丁二醇的转化率、产率与产物的选择性如图所示:
则1,4-丁二醇脱氢选择的适宜温度为_________,原因是________。
18. 唑草酮是一种药性强、易降解、污染少的除草剂,其中一种合成路线为:
已知:①DPPA是一种叠氮化试剂;
②。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_________。
(2)D→E的化学方程式为_________。
(3)下列物质的碱性由强到弱的顺序为_________(用字母表示)。
a. b. c.
(4)下列说法错误的是_________(填字母)。
a.唑草酮含有两个手性碳原子
b.A与B反应得到C的目的是保护氨基
c.C→D和E→F均为取代反应
d.E和F互为同系物
(5)G的结构简式为_________。
(6)C的同分异构体中符合下列条件的有_________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环,且苯环上有3个取代基;②能发生银镜反应;③“”与苯环直接相连。
(7)化合物M的合成路线如下图(部分反应条件已略去),则M的结构简式为_________。
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韩城市2026届高三教学质量检测(Ⅲ)
化学
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:Li7 N14 O16 Ca40 Ti48 As75 La139
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. 我国长征十号乙运载火箭即将迎来首次飞行试验,同时开展全球首创的海上网系回收技术验证。可回收运载火箭中使用了诸多材料,下列属于无机非金属材料的是
A. 氮化硅陶瓷火箭发动机轴承 B. 不锈钢材料火箭箭体
C. 聚酰亚胺薄膜电缆绝缘层 D. 环氧树脂整流罩壳体
【答案】A
【解析】
【详解】A.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,A正确;
B.不锈钢是铁合金,属于金属材料,B错误;
C.聚酰亚胺是有机高分子聚合物,属于有机高分子材料,C错误;
D.环氧树脂属于有机高分子材料,D错误;
故答案选A。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 电子云:
C. 的价层电子排布式:
D. 2,4,6-三硝基甲苯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.为共价化合物,分子中H与O、O与O之间通过共用电子对形成共价键,不存在离子键,其正确电子式为,选项中“”写法错误,将共价化合物误写为离子化合物,A错误;
B.电子云的形状为哑铃形,且沿x轴方向伸展,其电子云图应呈现沿x轴的哑铃状分布,无y、z方向的伸展,B错误;
C.Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,Cl-是Cl原子得到1个电子后形成的,其价层电子排布式应为3s23p6(最外层达到8电子稳定结构),C错误;
D.2,4,6-三硝基甲苯的结构简式中,苯环上的1号碳原子连接甲基(-CH3),2、4、6号碳原子分别连接硝基(-NO2),D正确;
因此答案选D。
3. 是一种污染性气体,可与水反应,设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 与混合气体中含有的氮原子数为
B. 标准状况下,中含有的中子数为
C. 常温下,与足量水充分反应,转移电子的数目为
D. 为防止污染空气,实验室可用NaOH溶液吸收气体
【答案】B
【解析】
【详解】A.每个和分子均含有1个氮原子,1mol混合气体总分子数为,因此氮原子数为,A正确;
B.标准状况下的物质的量为0.5mol,1个分子含中子数为,总中子数为,不是,B错误;
C.的物质的量为,反应中3mol 反应转移2mol电子,因此1.5mol 反应转移电子数为,C正确;
D.可与发生反应,可用溶液吸收防止污染,D正确;
故选B。
4. 某医药中间体的结构如图所示。下列关于该中间体的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子一定共面
B. 能在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应
C. 1 mol该分子最多消耗
D. 分子中碳原子杂化方式为sp、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中与羟基相连的碳原子为饱和碳原子,空间构型为四面体形,其与相连的3个碳原子一定不共平面,因此所有碳原子一定不共面,A错误;
B.NaOH的乙醇溶液是卤代烃(氟代烃除外)消去反应的条件,该分子中只含有氟原子,不能在此条件下发生消去反应(且所连碳原子上没有H),B错误;
C.该分子中,1 mol苯环可消耗,1 mol碳碳三键可消耗,因此1 mol该分子最多消耗,C错误;
D.碳碳三键的碳原子为杂化,苯环上的碳原子为杂化,饱和碳原子为杂化,因此分子中存在三种杂化方式,D正确;
故选D。
5. 下列离子或化学方程式与所给事实相符的是
A. 浓硝酸见光分解:
B. 工业上用石灰乳制取漂白粉:
C. 铅酸蓄电池放电:
D. AgCl溶解在浓氨水中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硝酸见光分解,N元素从+5价降为(+4价),不是,正确化学方程式:,A错误;
B.工业制漂白粉原料是石灰乳,属于悬浊液,书写离子方程式时不能拆成,需保留化学式,正确离子方程式:,B错误;
C.铅酸蓄电池电解液为稀硫酸,体系存在大量,放电时会与结合生成难溶,不会出现游离,正确总反应:,C错误;
D.难溶于水,与浓氨水反应生成可溶性二氨合银配离子,是弱碱不拆,离子方程式:,方程式书写完全符合事实,D正确;
故选D。
6. 物质结构决定物质的性质,下列性质差异与结构解释没有相关性的是
选项
性质差异
结构解释
A
金属熔点:W>Cu
金属键强弱不同
B
沸点:正戊烷>新戊烷
支链数目
C
稳定性:HF>HBr
HF分子之间有氢键
D
酸性:>
电负性:O>S
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属晶体的熔点由金属键强弱决定,钨的金属键强于铜,故熔点W>Cu,二者有相关性,A不符合题意;
B.烷烃同分异构体中,支链越多分子间范德华力越弱,沸点越低,正戊烷支链少于新戊烷,故沸点更高,二者有相关性,B不符合题意;
C.分子稳定性是化学性质,由分子内共价键键能决定,HF比HBr稳定是因为H-F键键能大于H-Br键,氢键属于分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,和分子稳定性无相关性,C符合题意;
D.电负性O>S,和C双键相连的O吸电子能力比C双键相连的S吸电子能力更强,使羧基中O-H键极性更强,更易电离出H+,酸性更强,二者有相关性,D不符合题意;
故选C。
7. 钙钛矿(),是全固态锂电池常用的一种固体电解质,其立方晶胞如图所示(晶胞参数为a pm)。下列有关说法错误的是
A. 晶胞沿z轴的投影图为
B. 晶胞中距离最近的有8个
C. 晶体的密度
D. 晶胞中的配位数为6
【答案】A
【解析】
【分析】图示晶胞中,位于晶胞棱心,数目为,位于晶胞顶点位置,数目为,或位于晶胞中心,总数为1(),晶胞内有1个;
【详解】A.由分析中各原子的位置可知,晶胞沿z轴的投影图(俯视图),表示的白球应位于正方形四条边的中点处,数目为4,选项图中只有2个白球,A错误;
B.晶胞中位于棱心,距离最近的有8个,最短距离为,B正确;
C.由分析计算晶体密度,C正确;
D.晶胞中距离最近且等距的有6个,的配位数为6,D正确;
答案选A。
8. 已知W、X、Y、Z分别属于三个短周期主族元素,且原子序数依次增大,由它们组成的化合物E、Q可以发生如图所示的反应。化合物M是有机合成重要的中间体,M中阴离子为48电子微粒。下列说法正确的是
A. Q是非极性分子,硫单质不溶于Q
B. E中W-Y-W键角小于M阳离子中W-Y-W键角
C. 原子半径:X<Y<Z
D. E、Q、M中所有原子均达到8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z分属三个短周期主族元素且原子序数递增,结合成键情况得W为第一周期主族元素;化合物E结构为即,推出Y为;Q结构为,推出X为、Z为;验证M阴离子为48电子微粒、阳离子为,符合转化关系,最终确定W为H、X为C、Y为N、Z为S;
【详解】A.Q是,空间直线形、正负电荷中心重合,属于非极性分子;根据相似相溶原理,非极性的S单质易溶于非极性溶剂,A错误;
B.E为,中心N价层电子对数,含1对孤电子对;M阳离子中心N价层电子对数,无孤电子对;孤电子对与成键电子对之间斥力:孤对-成对 > 成对-成对,孤电子对挤压化学键使键角缩小,因此中键角小于中键角,B正确;
C.电子层数越多半径越大,同周期主族元素从左至右原子半径递减;C、N为第二周期,原子半径,S为第三周期元素,半径远大于C、N,故半径顺序,C错误;
D.E()、M中均含原子,H最外层最多只能达到2电子稳定结构,无法满足8电子稳定结构,D错误;
故选B。
9. 在紫外光(UV)下,不同pH时化合物甲发生开、闭环转换。下列说法错误的是
A. 甲中2个N原子杂化方式相同
B. 甲、乙、丙均能使溴水褪色
C. 乙、丙均含有顺反异构
D. 通过调节pH可选择性制备不同产物
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲中与R相连的N形成3个σ键,含1对孤电子对,价层电子对数为4,杂化方式为;硝基N的价层电子对数为3,杂化方式为,二者杂化方式不同,A错误;
B.甲、乙、丙结构中均含有碳碳双键,均可与溴发生加成反应,都能使溴水褪色,B正确;
C.乙、丙中的碳碳双键的两端均连接不同的结构,因此都含有顺反异构,C正确;
D.由题图可知,pH不同,开环产物不同,可通过调节pH选择性制备不同产物,D正确;
故选A。
10. 现有四瓶无色溶液:溶液、溶液、溶液、溶液,若用甲、乙、丙、丁分别代表四种溶液中的某一种,将溶液两两混合(部分生成物略去):
①甲乙(无色气体);
②乙(少量)丙(白色沉淀);
③丙丁(白色沉淀) (无色气体)。
下列说法错误的是
A. 甲中共含有6种微观粒子
B. 丙和丁的离子反应与泡沫灭火器的反应原理相同
C. 乙可以与Y进一步反应使沉淀消失
D. 工业上制备丁时,向饱和食盐水中先通入足量Z,再通入足量X
【答案】D
【解析】
【分析】根据反应现象可推出甲为、乙为、丙为、丁为,气体X为、沉淀Y为、气体Z为,据此分析;
【详解】A.甲为溶液,其中含有的微观粒子为、、、、、,共6种,A正确;
B.丙为,丁为,二者发生和的双水解反应生成沉淀和,与泡沫灭火器的反应原理相同,B正确;
C.乙为强碱,Y为两性氢氧化物,二者反应生成可溶性偏铝酸盐,沉淀消失,C正确;
D.丁为,工业上用侯氏制碱法制备时,应先向饱和食盐水中通入足量(X)使溶液呈碱性,再通入足量(Z)以提高的溶解度,操作顺序错误,D错误;
故答案选D。
11. 根据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
向盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大
反应速率:电化学腐蚀<化学腐蚀
B
向盛有少量蒸馏水的试管中滴加两滴溶液,然后再滴加两滴同浓度的KSCN溶液,振荡,无明显现象
与的结合能力:>
C
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者pH大
酸性:
D
向溶液中通入少量氯气,然后再加入少量苯,充分振荡,有机层呈橙红色
氧化性:>
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜丝接触锌片后与稀盐酸构成原电池,产生气泡速率增大说明电化学腐蚀速率大于化学腐蚀,结论与之相反,A错误;
B.加入后再滴加KSCN无明显现象,说明与结合形成的配离子更稳定,游离浓度不足以使显色,故与的结合能力,B正确;
C.等浓度的溶液pH大于NaClO溶液,说明水解程度大于,对应酸的酸性,无法比较和HClO的酸性,且实际酸性,C错误;
D.有机层呈橙红色说明生成,该反应中作氧化剂,作还原剂,只能证明氧化性,无法得出的结论,D错误;
故答案选B。
12. 叔丁基溴[]的水解属于单分子亲核取代反应,该反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 反应进程中,生成的步骤为决速步骤
B. 反应达平衡时,升高温度,的浓度减小
C. 若叔丁基氯的水解机理与叔丁基溴相同,则其增大
D. 使用催化剂可以降低该反应的,加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.决速步骤为反应活化能最大的步骤,由图可知第一步反应活化能最大,为决速步骤,生成的步骤活化能小于,不是决速步骤,A错误;
B.由能量曲线可知反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的浓度增大,B错误;
C.原子半径,故键键能大于键,断裂键需要的能量更高,若叔丁基氯水解机理相同,则其增大,C正确;
D.催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,无法改变反应物和生成物的总能量差,即不能改变,D错误;
故选C。
13. 某科研团队设计出镍离子电池(NIB),该电池在首次充电中,从框架中脱出并形成基质,然而在接下来的循环中,由于电解液中很少,只有可以可逆嵌入基质中并形成。关于该电池说法错误的是
A. 该电池在首次充电中,V元素化合价不变
B. 充电时,Ni@C电极的电极反应式为:
C. 充电时,电解液中的阳离子向阴极移动
D. 放电时,正极的电极反应式为:
【答案】A
【解析】
【分析】由电子移动方向可知,放电时,Ni@C电极是原电池的负极,镍在负极失去电子发生氧化反应生成镍离子,电极反应式为:Ni-2e-=Ni2+,右侧电极是正极,镍离子作用下NaV2(PO4)3在正极得到电子发生还原反应生成NaNiV2(PO4)3,电极反应式为:;充电时,与直流电源负极相连的Ni@C电极是电解池的阴极,镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍,电极反应式为:Ni2++2e-=Ni,右侧电极是阳极,NaNiV2(PO4)3在阳极失去电子发生氧化反应生成NaV2(PO4)3和镍离子,电极反应式为:NaNiV2(PO4)3-2e-=NaV2(PO4)3+ Ni2+。
【详解】A.由题意可知,首次充电中,形成NaV2(PO4)3基质发生的反应为:Na3V2(PO4)3-2e-= NaV2(PO4)3+2Na+,则反应中钒元素的化合价升高被氧化,A错误;
B.由分析可知,充电时,与直流电源负极相连的Ni@C电极是电解池的阴极,镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍,电极反应式为:Ni2++2e-=Ni,B正确;
C.充电时,电解液中带正电荷的阳离子会向阴极移动,C正确;
D.由分析可知,放电时,右侧电极是正极,镍离子作用下NaV2(PO4)3在正极得到电子发生还原反应生成NaNiV2(PO4)3,电极反应式为:,D正确;
故选A。
14. 常温下,分别向溶液、HCN溶液、溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液pX[,X代表、、]随pH的变化关系如图所示。已知常温下,,下列叙述错误的是
A. 代表随pH的变化关系
B. 常温下,
C. 常温下,等体积、等物质的量浓度的和的混合溶液显碱性
D. 常温下,向浓度均为的HCN溶液、溶液中分别滴加NaOH溶液至两溶液pH相同时,
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析相关反应可知,三种溶液分别发生以下反应: ,,故随着反应的进行在减少,曲线呈上升趋势,L3代表p()随pH的变化关系,又已知常温下,,(R代表对应的酸根离子,HR代表对应的一元酸),则,故当pH相同时,Ka越大,纵坐标对应的值越小,故L2代表随pH的变化关系,则L1代表随pH的变化关系,故A选项正确;
B.将Q(7,5.7)代入,故B选项正确;
C.将M(2,1.2)代入,又水解平衡常数,可得HNO2的电离程度远大于NaNO2的水解程度,故等体积、等物质的量浓度的和的混合溶液应显酸性,故C选项错误;
D.将N(7,2.2)代入Ka的计算公式可知,则两溶液pH相同时,,D选项正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚硝酸钙[]可用作化学合成反应的催化剂、氧化剂等。实验室用和NO反应制备无水亚硝酸钙,实验装置如图。
实验步骤如下:
i:检查装置气密性,关闭,加入相应的试剂。打开与,并通入;
ii:启动管式炉,使管式炉升温;
iii:关闭,打开,滴入稀硝酸;
iv:实验结束时,……
回答下列问题:
(1)步骤i中通入的目的是________。
(2)仪器a的名称为________,装置A中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(3)装置B的作用是除去和________(填化学式);装置D中盛装的试剂是________。
(4)装置E中,酸性可将NO氧化为,溶液逐渐由橙色变为绿色(),该反应的离子方程式为________。
(5)步骤iv实验结束时,关闭________(填“”“”或“”,下同),打开________,再次通入至冷却。
(6)测定样品的纯度:称量m g样品,加适量水溶解、将溶液转移、加水稀释至250.00 mL,从中移取25.00 mL置于锥形瓶中,加入过量酸化的KI溶液;以淀粉为指示剂,用标准溶液平行滴定3次,平均消耗标准液V mL。
①滴定时应将标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,在装液后发现尖嘴处有气泡,请叙述赶出气泡的操作过程:________。
②滴定过程包含反应:;。计算样品中的质量分数为________×100%(用含m、V的代数式表示)。
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止生成的被氧气氧化
(2) ①. 恒压滴液漏斗 ②.
(3) ①. ②. 浓硫酸
(4)
(5) ①. ②.
(6) ①. 碱式 ②. 将滴定管尖嘴向上倾斜,轻轻挤压玻璃球,放出液体,直至尖嘴内气泡完全排出 ③.
【解析】
【分析】实验先打开、通入,排尽整套装置内空气避免后续生成的被氧化,随后升温管式炉,再关闭、打开,恒压滴液漏斗中的稀硝酸滴入盛有铜片的三颈烧瓶,发生反应生成,同时混有挥发的蒸气与,混合气体通入装有碱石灰的型管,碱石灰吸收与,得到干燥纯净;纯净进入管式炉,与瓷舟内加热反应生成无水,气体继续流经盛有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸阻隔末端装置内水溶液的水蒸气倒流入,防止无水遇水变质;剩余未反应进入盛酸性溶液的洗气瓶,发生实现尾气吸收;实验结束后关闭停止制备,打开再次通入,将装置内残留全部吹入吸收并冷却管式炉。
【小问1详解】
易被空气中氧化为,通入氮气排尽装置内的空气,防止生成的被氧气氧化;
【小问2详解】
仪器a为恒压滴液漏斗,作用是平衡气压,保证稀硝酸能顺利流下;A中发生反应;从0价转化为+2价,作还原剂,3 mol 全部失电子;中N元素从+5价转化为+2价,作氧化剂,8 mol 中仅2 mol N被还原作氧化剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为;
【小问3详解】
碱石灰是碱性干燥剂,可吸收酸性气体与水,除去和挥发出来的;D的作用为阻挡E中水蒸气进入管式炉C,保证制备无水亚硝酸钙,盛装液态干燥剂浓硫酸;
【小问4详解】
由题,酸性可将NO氧化为,被还原为,结合得失电子守恒、电荷和原子守恒配平方程式为;
【小问5详解】
实验结束先停止生成,再通氮气吹净残留尾气。关闭,切断稀硝酸滴加,停止制备;打开,通入把装置内剩余赶入E吸收,同时冷却管式炉;
【小问6详解】
①是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,会腐蚀酸式滴定管玻璃活塞,因此盛放于碱式滴定管;碱式滴定管排气泡操作为将滴定管尖嘴向上倾斜,轻轻挤压玻璃球,放出液体,直至尖嘴内气泡完全排出;
②由题给反应可得关系式:。25.00 mL待测液中:,则;因此原250.00 mL溶液中总物质的量,则,因此质量分数为。
16. 在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、和少量等)并回收的工艺流程如下图。
已知:锌是两性金属;25℃时,,溶解度约为2.0 g。
回答下列问题:
(1)“还原”步骤中,发生反应的离子方程式是________。
(2)“滤渣1”的主要成分是________(填化学式)。
(3)“沉砷”步骤中,加入的目的是________。
(4)“调pH”步骤中,控制时,溶液中________,pH不能过高的原因是________。
(5)“废液”中的主要溶质是________(填化学式)。
(6)主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型,其中砷华中微粒()的堆积方式类似金刚石,晶胞结构如图。
①测定晶体(如晶体)结构最常用的仪器是________。
②砷华属于________晶体。
③已知砷华的密度为,则阿伏加德罗常数的值可表示为________(用含的代数式表示,不必化简)。
【答案】(1) (2)Fe、Cu
(3)氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4
(4) ①. 1.2×10-6 mol·L-1 ②. 锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-
(5)Na2SO4 (6) ①. X射线衍射仪 ②. 分子 ③.
【解析】
【分析】NaHSO3具有还原性,根据流程可知,向废液中加入NaHSO3,将As元素转化为溶解度较小的HAsO2,将HAsO2烘干使之分解得As2O3,滤液中加入过量铁粉,置换出铜单质,滤液中加入H2O2,将Fe2+、HAsO2氧化得到FeAsO4沉淀,加入氢氧化钠调节pH,使铁、锌元素沉淀,废液中主要含有Na2SO4,据此分析;
【小问1详解】
根据流程信息,“还原”步骤生成溶解度较小的HAsO2,被氧化成,发生反应的离子方程式是;
【小问2详解】
“还原”后滤液中含有Cu2+和少量Zn2+、HAsO2、等,“置换”步骤中,过量铁粉置换出Cu单质,“滤渣1”的主要成分是Fe、Cu;
【小问3详解】
“置换”步骤所得溶液中含有Fe2+、Zn2+、HAsO2,“氧化沉砷”步骤生成FeAsO4,其中Fe显+3价、As显+5价,加入H2O2的目的是氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4;
【小问4详解】
Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.2×10-17,当pH=8.5时,c(OH-)=10-5.5 mol·L-1,c(Zn2+)==1.2×10-6 mol·L-1;锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-;
【小问5详解】
“还原”步骤生成,“调pH”步骤又引入了Na+,“废液”中含有的溶质主要为Na2SO4;
【小问6详解】
①测定As2O3晶体结构的常用仪器是X射线衍射仪;
②砷华由As4O6分子类似金刚石的结构堆积而成,构成晶胞的粒子为分子,砷华的晶体类型是分子晶体;
③根据砷华晶胞结构可知,一个晶胞中含有个As4O6分子,砷华的密度为,则阿伏加德罗常数的值为。
17. 以1,4-丁二醇()和顺酐()为原料,为催化剂,制备-丁内酯()的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的________。反应Ⅲ的平衡常数________(用含、的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ(1,4-丁二醇脱氢)和反应Ⅱ(顺酐加氢)同时进行显著提高了1,4-丁二醇和顺酐的转化率,原因是________。
(3)反应Ⅰ的一种机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面)
①在上述合成-丁内酯过程中的作用是________。
②-丁内酯分子中键、键数目之比为________。
(4)恒温恒压条件下,向密闭容器中通入3 mol 1,4-丁二醇和2 mol顺酐发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时1,4-丁二醇的转化率为a,水蒸气的物质的量为b mol。则平衡时________mol(用含a、b的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数________(列出表达式即可)。
已知:对于反应,,x为物质的量分数。
(5)以1,4-丁二醇为原料,在催化剂上进行脱氢反应制备-丁内酯,可能的转化为:
不同温度下1,4-丁二醇的转化率、产率与产物的选择性如图所示:
则1,4-丁二醇脱氢选择的适宜温度为_________,原因是________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,反应Ⅰ和反应Ⅱ得到了能量上的互补;反应Ⅰ生成,反应Ⅱ消耗,反应Ⅰ和反应Ⅱ得到了物料上的互补
(3) ①. 催化作用 ②.
(4) ①. ②.
(5) ①. 220 ②. 依据图示,220℃时,-丁内酯的选择性高,而此时1,4-丁二醇的转化率约为99.6%,丁内酯的收率最大
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ = 3×反应Ⅰ + 2×反应Ⅱ,因此,代入数据,解得 ;反应Ⅲ的平衡常数;
【小问2详解】
反应Ⅰ(1,4-丁二醇脱氢)和反应Ⅱ(顺酐加氢)同时进行显著提高了1,4-丁二醇和顺酐的转化率,原因是反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,反应Ⅰ和反应Ⅱ得到了能量上的互补;或反应Ⅰ生成,反应Ⅱ消耗,反应Ⅰ和反应Ⅱ得到了物料上的互补;
【小问3详解】
①在上述合成γ-丁内酯过程中参与了反应后又被生成,作用是催化作用;
②键指H的1s轨道与杂化C形成的 σ键,中共6个 σ键;中仅羰基含有1个π键,则键、键数目之比为;
【小问4详解】
1,4-丁二醇的分子式为,顺酐的分子式为C4H2O3,的分子式为C4H6O2,通入3 mol 1,4-丁二醇和2 mol顺酐发生气相反应,达到平衡时1,4-丁二醇的转化率为,水蒸气的物质的量为,平衡时物质的量()mol,由反应Ⅱ和Ⅲ可知,消耗的顺酐与生成的水的物质的量相等,即平衡时顺酐物质的量为()mol,设平衡时和H2物质的量分别为x、y,由碳元素守恒得,即,由氢元素守恒得,即,解得,平衡时物质的量为()mol,物质的量为()mol,气体总物质的量为()mol,反应Ⅱ的平衡常数;
【小问5详解】
依据图示,220℃时,-丁内酯的选择性高,而此时1,4-丁二醇的转化率约为99.6%,-丁内酯的收率最大。
18. 唑草酮是一种药性强、易降解、污染少的除草剂,其中一种合成路线为:
已知:①DPPA是一种叠氮化试剂;
②。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_________。
(2)D→E的化学方程式为_________。
(3)下列物质的碱性由强到弱的顺序为_________(用字母表示)。
a. b. c.
(4)下列说法错误的是_________(填字母)。
a.唑草酮含有两个手性碳原子
b.A与B反应得到C的目的是保护氨基
c.C→D和E→F均为取代反应
d.E和F互为同系物
(5)G的结构简式为_________。
(6)C的同分异构体中符合下列条件的有_________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环,且苯环上有3个取代基;②能发生银镜反应;③“”与苯环直接相连。
(7)化合物M的合成路线如下图(部分反应条件已略去),则M的结构简式为_________。
【答案】(1)酰胺基 (2)
(3)a、c、b (4)ad
(5) (6)20
(7)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,A与B发生取代反应生成C,C与SOCl2发生取代反应生成D,D在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成E,E一定条件下转化为F,F与CH3COCOOH发生信息②的取代反应生成G,结合G的化学式和F、H的结构简式可得G为,G在DPPA作用下发生取代反应生成H,一定条件下H经多步转化生成唑草酮。
【小问1详解】
由D的结构简式可知,D中含氧官能团为酰胺基;
【小问2详解】
在氢氧化钠溶液中发生酰胺基的水解反应生成,反应为:;
【小问3详解】
元素的电负性越大,非金属性越强,有机物分子中C−X键的极性越大,元素的电负性大小顺序为:F>Cl>H,则C−X键的极性大小顺序为C—F>C—Cl>C—H,所以由题给信息可知,三种物质碱性由强到弱的顺序为>>,因此顺序为:a、c、b;
【小问4详解】
a.连有4种不同原子或原子团的饱和碳原子称为手性碳,由唑草酮的结构可知,与Cl相连的碳原子是手性碳,其余碳原子无4个不同基团,分子内仅1个手性碳原子,a错误;
b.A中含氨基,氨基具有还原性、碱性,后续氯化会破坏氨基;与B反应将氨基转化为酰胺基,D→E水解恢复氨基,起到保护氨基作用,b正确;
c.由分析可知,C→D和E→F均为取代反应,c正确;
d.同系物要求官能团种类、数目完全相同,分子相差若干个。E和F官能团不一样且没有相差若干个,E和F不是互为同系物,d错误;
【小问5详解】
由分析可知,G的结构简式为;
【小问6详解】
限定条件:①含苯环,苯环上3个取代基;②能发生银镜反应则含醛基;③直接连苯环;根据C的结构,则取代基组合为或,共有种结构;
【小问7详解】
由题给合成路线可知,以苯胺为原料合成的合成步骤为:一定条件下转化为,与发生取代反应生成,DPPA作用下发生G→H的转化,生成,可知M为。
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