内容正文:
绝密★启用前
2025-2026学年西和第二中学、第三中学、西和成名中学
高三三诊化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 从“烽举燧燔”至“万物互联”,人类不断突破时空限制,重塑感知世界和彼此链接的方式。下列说法正确的是
A. 烽烟递信:白昼点燃湿薪以生烟,采用湿薪是为了让燃烧更充分
B. 飞鸽传书:飞鸽脚缚绢帛传信,丝织品绢的主要成分是纤维素
C. 数字通信:互联网基石光导纤维的成分Si,能很好传递信号
D. 移动互联:作为6G通信链路关键材料的石墨烯,是无机非金属材料
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 电子式:
C. 的电子云轮廓图:
D. 基态的价层电子排布图:
3. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A.向容量瓶内转移溶液
B.铁钉镀铜
C.实验室制备溴乙烷
D.测定醋酸的浓度
A. A B. B C. C D. D
4. 和均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向中加入足量稀硫酸时发生反应。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 和足量稀硫酸反应时,每产生时,转移个电子
B. 固体中共含有个离子
C. 与的水溶液均显碱性
D. 向中加入足量稀硫酸会有产生,被氧化与被还原的原子数相等
5. 某种重要的有机合成中间体的结构如下图所示。、、和为原子序数依次增大的短周期主族元素,是地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 键角: D. 分子极性:
6. 达普司他作为肾性贫血治疗的“新一代”药物,具有良好的疗效和安全性,其结构简式如图所示。下列有关该物质说法正确的是
A. 碳原子有和两种杂化方式 B. 三个环均为平面结构
C. 环上的一氯代物有4种 D. 1 mol该物质最多消耗5 mol NaOH
7. 一种洗衣粉增白剂的阴离子结构如图所示,、、、是原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的最外层电子数之和为11.W、X、Y与碳元素形成的化合物常用作木材防腐剂。下列叙述错误的是
A. 第一电离能: B. 该阴离子中的X不含孤对电子
C. 的熔沸点比高 D. 与中X的杂化形式不同
8. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 与反应:
B. 用溶液吸收废气中的
C. 与稀硝酸反应:当时,
D. 溶液与少量溶液反应:
9. NO与盐酸在Fe催化电极上生成盐酸羟胺(,化学性质类似于),可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 水溶液呈弱碱性
B. 过程②~④中N的化合价均发生变化
C. 过程⑤中M为和
D. 电催化NO与盐酸生成的电极反应:
10. 某小组探究的催化氧化,实验装置图如下(夹持装置省略)。③中气体颜色无明显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生大量白烟。下列分析正确的是
A. ②中只放也可以制备
B. ③中的反应是
C. ④中白烟含有
D. ⑤中铜粉不溶解,溶液颜色无明显变化
11. 天津大学张兵团队合成了高曲率的纳米针尖电极催化剂,实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电合成。其工作原理如图所示。已知:。具有较低的和生成能垒、较高的氧化的能垒和固定的Br吸附位点,同时抑制析氧和析溴竞争反应。
下列说法错误的是
A. 电极a接电源的正极
B. Ⅱ可能为
C. 由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为
D. 当合成1mol环氧氯丙烷时,至少有22.4L (标准状况)生成
12. a、b、c、d分别表示四种不同的纯净物气体。一定温度下,向容积为4L的恒容密闭容器中通入其中某两种气体,发生可逆反应,反应中各气体的物质的量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 容器中发生反应的化学方程式中,c与d的化学计量数之比为2:1
B. 内,b的平均反应速率为
C. 点时,该反应的正反应速率大于逆反应速率
D. 从反应开始至达到平衡状态,c的转化率为
13. 常温下,向含有、的悬浊液中滴加弱酸,溶液中,代表与的关系如图所示。已知:;常温下,。下列说法错误的是
A. 曲线表示与的变化曲线
B. 常温下,的溶度积
C. 常温下,反应的平衡常数
D. 常温下,浓度均为的、不能通过分步沉淀进行分离
14. 应用于制造红外线光学仪器的硒化锌晶胞结构如图1,晶胞的俯视图如图2。已知晶胞的密度为,a点离子的分数坐标为,是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中与等距且紧邻的有12个
B. b点离子的分数坐标为
C. 晶胞中点离子和点离子的距离为
D. 位于构成的四面体空隙中
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 是重要的硫-氮二元化合物室温下为橙黄色固体,178~187℃熔化并分解。实验室利用和制备的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知易水解,熔点为-78℃,沸点为60℃。
回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)操作步骤的先后顺序为___________。
①组装仪器并检验装置气密性,加入药品
②加热装置C使其中的硫磺熔化
③通入,通冷凝水,一段时间后,关闭
④打开、,关闭
⑤充分反应后停止滴加浓盐酸
⑥向装置A中滴加浓盐酸,加热装置C至135℃左右
(2)仪器b的名称为___________,装置B中盛放的试剂为___________(填试剂名称)。
(3)为使装置C受热均匀,可采取的加热方式为___________,装置D的作用为___________。
Ⅱ.制备
打开止水夹,向装置F中滴入浓氨水,待装置C中充分反应后停止滴加浓氨水,冷却后停止通冷凝水。
(4)生成的同时还生成一种常见固体单质和一种盐,反应的化学方程式为___________。
Ⅲ.测定的纯度
称取5.00g 样品,加入NaOH溶液加热,使氮元素完全转化为,用足量硼酸溶液吸收。将吸收液配成100mL溶液,用移液管移取20.00mL,以甲基红-亚甲蓝为指示剂用1.00盐酸进行滴定,重复3次实验,平均消耗20.00mL盐酸。已知滴定反应为。
(5)制得的纯度为___________。下列实验操作导致测定结果偏低的是___________。
A.盛放待测液的锥形瓶洗涤后未干燥直接使用
B.移液管用蒸馏水洗涤后未用吸收液润洗
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡
D.滴定前仰视滴定管读数,滴定后俯视读数
16. 一种从废旧三元锂离子电池正极片中回收锂及有价金属的工艺如下。
已知:①废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;
②25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。
(1)“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔,写出对应化学反应方程式:______。
(2)“高温焙烧”处理的目的是:______。
(3)“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)“沉淀Co2+”工序中,假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,溶液的c(H+)=______mol·L-1(列出算式)。
(5)为提高工艺效益,可通过以下方式优化回收工艺:
①联合回收法:三元锂离子和磷酸铁锂两种电池的正极材料整合在同一工艺流程中回收。可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的______(填选项字母)。
A.茶多酚 B.(NH4)2S2O8 C.Na2CO3
②电氧化浸出技术:使用废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,阳极的电极反应式为:______。
(6)使用Na2CO3回收锂离子后,经系列操作获得储氢材料LixNyHz,其晶胞结构可描述为:填充在立方体Ⅰ的体心,立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置,结构示意图如下。请回答下列问题:
①x:y:z=______。
②该晶胞密度为______g·cm-3(列出算式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
17. 维生素I的合成路线如下所示。
已知:
①
②(R、R′、R″为H原子或烃基)
回答下列问题:
(1)A—B涉及的反应类型有___________,M的名称为___________,化合物E的含氧官能团名称___________。
(2)由C生成D的化学方程式为___________,D与足量Br2发生加成反应的产物分子中含有___________个不对称碳原子。
(3)F的同分异构体中符合下列条件的有___________种。
①分子中含有苯环 ②能发生银镜反应和水解反应 ③核磁共振氢谱有4组峰 ④不含过氧键
(4)参照上述合成路线,写出以氯乙酸甲酯(ClCH2COOCH3)和为主要原料制备合成的路线___________。
18. Ⅰ、氮及其化合物与人类生产、生活密切相关,含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。回答下列问题:
(1)工业上以和为原料合成尿素,主要发生反应:。焓变的计算方法有很多,仅从以下单项数据不能计算出该反应的的是___________(填标号)。
A. 各化学键的键能 B. 各物质的燃烧热
C. 正逆反应的活化能 D. 各物质的相对能量
(2)CO催化还原NO生成和可消除污染。将恒定组成的CO和NO混合气体通入固定体积的反应器内,发生以下两个反应:、。在不同温度下反应相同时间,测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。
①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是___________、___________(填分子式)。
②该消除污染物CO和NO的反应条件应选择___________(选填“低温”或“高温”)。
③450℃时,该时间段内NO的脱除率=___________。[NO的脱除率]
(3)实验室产生的尾气NO可先用氧化,然后再用烧碱溶液吸收,现将2 mol 、1 mol 和1 mol 通入密闭容器中,在、压强为p条件下发生反应:
① ②
平衡时,求反应②的平衡常数___________(用含p的代数式表示)。
Ⅱ、硫酸工业在国民经济中占有重要地位,尾气吸收是硫酸工业必须要考虑的问题。某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的生成溶液或溶液。已知:的,。
(4)0.1 mol/L的溶液的pH约为___________。
(5)保险粉连二亚硫酸钠()是一种重要的还原剂,广泛应用于纺织、印染、食品抗氧化等领域,可以通过电解溶液制备,装置如图:
写出阴极的电极反应式___________。
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绝密★启用前
2025-2026学年西和第二中学、第三中学、西和成名中学
高三三诊化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 从“烽举燧燔”至“万物互联”,人类不断突破时空限制,重塑感知世界和彼此链接的方式。下列说法正确的是
A. 烽烟递信:白昼点燃湿薪以生烟,采用湿薪是为了让燃烧更充分
B. 飞鸽传书:飞鸽脚缚绢帛传信,丝织品绢的主要成分是纤维素
C. 数字通信:互联网基石光导纤维的成分Si,能很好传递信号
D. 移动互联:作为6G通信链路关键材料的石墨烯,是无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.湿薪含有水分,点燃时燃烧不充分才会产生大量浓烟便于白天观察信号,并非为了让燃烧更充分,A错误;
B.丝织品绢的主要成分是蛋白质,纤维素是棉、麻等植物纤维的主要成分,B错误;
C.光导纤维的主要成分为,单质Si是半导体材料,可用于制作芯片等,C错误;
D.石墨烯是碳元素组成的单质,属于无机非金属材料,D正确;
故答案选D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 电子式:
C. 的电子云轮廓图:
D. 基态的价层电子排布图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的价层电子对数为,故其VSEPR模型为四面体形,而不是图中的平面三角形,A错误;
B.(过氧化钙)中离子构成为钙离子和过氧根离子,正确的电子式书写为,B错误;
C.HCl中的极性共价键是1s和3p轨道头碰头形成的键,图中画的是p-p轨道头碰头形成的键,C错误;
D.Fe元素是26号元素,价层电子排布式为3d64s2,Fe2+是失去两个电子形成的离子,从最外层电子开始丢失,则Fe2+价层电子排布式为3d6,价层电子排布图正确,D正确;
故选D。
3. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A.向容量瓶内转移溶液
B.铁钉镀铜
C.实验室制备溴乙烷
D.测定醋酸的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向容量瓶内转移溶液时,玻璃棒下端应在刻度线下,故A错误;
B.铁钉镀铜应采用电解池装置,将铁钉作阴极,铜作阳极,电解质溶液为含铜离子的盐溶液。图中装置为原电池,不能实现在铁钉上镀铜,故B错误;
C.冷凝时,为提高冷凝效果,冷凝水应下进上出,故C错误;
D.带聚四氟乙烯活塞的滴定管为通用型滴定管,可用于盛装NaOH溶液,用氢氧化钠溶液滴定醋酸,滴定终点溶液呈碱性,选用酚酞作指示剂,故D正确;
选D。
4. 和均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向中加入足量稀硫酸时发生反应。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 和足量稀硫酸反应时,每产生时,转移个电子
B. 固体中共含有个离子
C. 与的水溶液均显碱性
D. 向中加入足量稀硫酸会有产生,被氧化与被还原的原子数相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据混盐定义判断,Na4S2O3由Na+、、S2-构成,反应中,2个S化合价由-2升高为0,1个S化合价由+4降低为0,生成3molS转移4mol电子,每产生9.6g S时转移电子数=×NAmol-1=0.4NA,故A错误;
B.由Na+、、S2-构成,1mol固体中共含有个离子,故B正确;
C.由Na+、SO、S2-构成,SO、S2-水解使溶液呈碱性;由Ca2+、 Cl-、ClO-构成,ClO-水解使溶液显碱性,故C正确;
D.由Ca2+、 Cl-、ClO-构成,向中加入足量稀硫酸,Cl-、ClO-发生归中反应生成氯气,反应方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2+H2O,被氧化与被还原的原子数相等,故D正确;
故选A。
5. 某种重要的有机合成中间体的结构如下图所示。、、和为原子序数依次增大的短周期主族元素,是地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 键角: D. 分子极性:
【答案】B
【解析】
【分析】W是地壳中含量最高的元素,则W为O元素;根据有机合成中间体结构及化学键可知,X为H元素,Y为C元素,Z为N元素,据此回答。
【详解】A.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,Z为N元素,W为O元素,氮原子的电子占据的最高能级为半充满结构,较稳定,则第一电离能:N﹥O,故A项正确;
B.X为H元素,Y为C元素,在甲烷分子中C元素显-4价,则电负性:C﹥H,故B项错误;
C.W为O元素,Z为N元素,中心原子价电子对数为:2+0=2,为sp杂化,孤电子对数为0,中心原子价电子对数为:2+1=3,为sp2杂化,孤电子对数为1,孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对和成键电子对的斥力,则键角:﹥,故C项正确;
D.X2W为H2O,YW2为CO2, CO2为非极性分子,H2O为极性分子,则分子极性:H2O﹥CO2,故D项正确;
故本题选B。
6. 达普司他作为肾性贫血治疗的“新一代”药物,具有良好的疗效和安全性,其结构简式如图所示。下列有关该物质说法正确的是
A. 碳原子有和两种杂化方式 B. 三个环均为平面结构
C. 环上的一氯代物有4种 D. 1 mol该物质最多消耗5 mol NaOH
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子中所有饱和碳原子,即环己烷环的碳、侧链亚甲基碳、中间环的次甲基碳等,均为杂化;所有中的碳原子为杂化,不存在其他杂化方式,A正确;
B.分子中的环己烷环,所有碳均为杂化,环己烷为空间非平面结构,B错误;
C.两个环己烷环境相同,环己烷环上有4种不同化学环境的氢,中间六元环的次甲基上有1种氢,故环上共有5种不同化学环境的氢,C错误;
D.碱性条件下,酰胺基水解消耗,羧基中和也消耗:结构中羰基连两个N,水解生成碳酸盐,该基团消耗;环上另有2个普通酰胺羰基,侧链还有1个酰胺键,共消耗;羧基消耗; 总计消耗,D错误;
答案选A。
7. 一种洗衣粉增白剂的阴离子结构如图所示,、、、是原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的最外层电子数之和为11.W、X、Y与碳元素形成的化合物常用作木材防腐剂。下列叙述错误的是
A. 第一电离能: B. 该阴离子中的X不含孤对电子
C. 的熔沸点比高 D. 与中X的杂化形式不同
【答案】C
【解析】
【分析】、、、是原子序数依次增大的短周期元素,W有1条化学键,W为H,X有4条化学键,能形成4条化学键的有很多,如B、C、N等,Y有2条化学键,Y可能为O、S等,阴离子带2个单位负电,则Z带一个单位正电,则Z为Na,则Y一定是O元素,W、X、Y与碳元素形成的化合物常用作木材防腐剂,由此可知,X形成三条键,结合四种元素的最外层电子数之和为11进行推断,X为B元素,阴离子中B的四条键中存在1条配位键,因此:W为H、X为B、Y为O、Z为Na,据此解答。
【详解】A.同周期从左到右,元素的第一电离能有增大的趋势,第一电离能:O>B,金属钠的第一电离能最小,故第一电离能:,A正确;
B.由分析可知,B形成的4条共价键中,其中一条是配位键,其不含有孤对电子,B正确;
C.是硼酸,其能形成分子间氢键,沸点比[]的高,C错误;
D.中B有3条键,无孤对电子,为杂化,而中B有4条键,为杂化,D正确;
故选C。
8. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 与反应:
B. 用溶液吸收废气中的
C. 与稀硝酸反应:当时,
D. 溶液与少量溶液反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据Na2O2与H2O反应时,Na2O2中-1价的氧一部分到了氧气中,一部分到了氧到了氢氧化钠中去了,A错误;
B.用溶液吸收废气中的过程中会发生氧化还原反应生成CaSO4,B错误;
C.Fe与稀硝酸反应,当n(Fe):n(HNO3)=1:1时,反应的离子方程式为:3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,C正确;
D.溶液与少量溶液反应:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,D错误;
故选C。
9. NO与盐酸在Fe催化电极上生成盐酸羟胺(,化学性质类似于),可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 水溶液呈弱碱性
B. 过程②~④中N的化合价均发生变化
C. 过程⑤中M为和
D. 电催化NO与盐酸生成的电极反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.水溶液中的水解反应为:,溶液呈酸性,A错误;
B.过程②③④均得电子,N的化合价均发生变化,B正确;
C.由历程图可知,过程⑤为:,故M为,C错误;
D.电催化NO与盐酸生成的反应方程式:,D错误;
故选B。
10. 某小组探究的催化氧化,实验装置图如下(夹持装置省略)。③中气体颜色无明显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生大量白烟。下列分析正确的是
A. ②中只放也可以制备
B. ③中的反应是
C. ④中白烟含有
D. ⑤中铜粉不溶解,溶液颜色无明显变化
【答案】C
【解析】
【详解】①制备氧气、②制备氨气、③中氨气发生催化氧化生成NO、④中NO和氧气反应生成NO2,⑤NO2二氧化氮和水反应生成硝酸,铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水。
A.加热分解为氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口化合生成,②中只放不能制备,故A错误;
B.③中气体颜色无明显变化,说明③中生成NO,反应方程式为是,故B错误;
C.④中二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸和氨气反应生成硝酸铵,白烟含有,故C正确;
D.⑤中二氧化氮和水反应生成硝酸,铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,所以铜粉溶解,溶液颜色变为蓝色,故D错误;
选C。
11. 天津大学张兵团队合成了高曲率的纳米针尖电极催化剂,实现了溴自由基介导的环氧氯丙烷无膜电合成。其工作原理如图所示。已知:。具有较低的和生成能垒、较高的氧化的能垒和固定的Br吸附位点,同时抑制析氧和析溴竞争反应。
下列说法错误的是
A. 电极a接电源的正极
B. Ⅱ可能为
C. 由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为
D. 当合成1mol环氧氯丙烷时,至少有22.4L (标准状况)生成
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,右电极上H2O被还原生成H2,即右电极作阴极,则左电极作阳极,阳极上X-和OH-同时且等量放电:X- -e-=X·、OH- -e-=OH·。据此作答。
【详解】A.根据分析,左边电极a为阳极,所以电极a接电源的正极,A正确;
B.根据图示,I与·OH结合生成II,所以II只能是,B错误;
C.根据图示,由Ⅱ生成环氧氯丙烷的方程式为,C正确;
D.当合成1mol环氧氯丙烷时,阳极上X-和OH-各失去1mol电子,共转移2mol电子,根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑,转移2mol电子时,生成1molH2,即22.4L (标准状况),D正确;
答案选B。
12. a、b、c、d分别表示四种不同的纯净物气体。一定温度下,向容积为4L的恒容密闭容器中通入其中某两种气体,发生可逆反应,反应中各气体的物质的量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 容器中发生反应的化学方程式中,c与d的化学计量数之比为2:1
B. 内,b的平均反应速率为
C. 点时,该反应的正反应速率大于逆反应速率
D. 从反应开始至达到平衡状态,c的转化率为
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知b、c是反应物,a、d是生成物,从反应开始到6s,消耗0.6molb和0.8molc,同时生成1.2mola和0.4mold,所以密闭容器中发生的反应为。
【详解】A.由分析可知c与d的化学计量数之比=4:2=2:1,A正确;
B.内,a的平均反应速率==,反应速率之比=计量数之比,则b的反应速率为0.075,B错误;
C.M点时,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,C正确;
D.从反应开始至达到平衡状态,c的转化量为1.0mol-0.2mol=0.8mol,转化率为,D正确;
答案选B。
13. 常温下,向含有、的悬浊液中滴加弱酸,溶液中,代表与的关系如图所示。已知:;常温下,。下列说法错误的是
A. 曲线表示与的变化曲线
B. 常温下,的溶度积
C. 常温下,反应的平衡常数
D. 常温下,浓度均为的、不能通过分步沉淀进行分离
【答案】D
【解析】
【详解】A.由可知,当相同时,,即,则曲线、分别表示,与的变化曲线,A正确;
B.点的、,即,,则,B正确;
C.点的,即,,则,反应的平衡常数,C正确;
D.与结构组成相似,则小的先沉淀,故先沉淀,当完全沉淀时,,此时,即此时无沉淀产生,浓度均为的能通过分步沉淀进行分离,D错误;
故选D。
14. 应用于制造红外线光学仪器的硒化锌晶胞结构如图1,晶胞的俯视图如图2。已知晶胞的密度为,a点离子的分数坐标为,是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中与等距且紧邻的有12个
B. b点离子的分数坐标为
C. 晶胞中点离子和点离子的距离为
D. 位于构成的四面体空隙中
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,与等距且紧邻的有3×8×=12个,A正确;
B.结合晶胞结构如图1可知z为,图2为晶胞的俯视图可知x为,y为,b点离子的分数坐标为,B正确;
C.晶胞中含的个数为,含的个数为4,晶胞中含有4个ZnSe,晶胞密度为,则晶胞参数为,点和点的距离为晶胞面对角线长度的一半,为,C错误;
D.由晶胞结构可知位于构成的四面体空隙中,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 是重要的硫-氮二元化合物室温下为橙黄色固体,178~187℃熔化并分解。实验室利用和制备的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知易水解,熔点为-78℃,沸点为60℃。
回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)操作步骤的先后顺序为___________。
①组装仪器并检验装置气密性,加入药品
②加热装置C使其中的硫磺熔化
③通入,通冷凝水,一段时间后,关闭
④打开、,关闭
⑤充分反应后停止滴加浓盐酸
⑥向装置A中滴加浓盐酸,加热装置C至135℃左右
(2)仪器b的名称为___________,装置B中盛放的试剂为___________(填试剂名称)。
(3)为使装置C受热均匀,可采取的加热方式为___________,装置D的作用为___________。
Ⅱ.制备
打开止水夹,向装置F中滴入浓氨水,待装置C中充分反应后停止滴加浓氨水,冷却后停止通冷凝水。
(4)生成的同时还生成一种常见固体单质和一种盐,反应的化学方程式为___________。
Ⅲ.测定的纯度
称取5.00g 样品,加入NaOH溶液加热,使氮元素完全转化为,用足量硼酸溶液吸收。将吸收液配成100mL溶液,用移液管移取20.00mL,以甲基红-亚甲蓝为指示剂用1.00盐酸进行滴定,重复3次实验,平均消耗20.00mL盐酸。已知滴定反应为。
(5)制得的纯度为___________。下列实验操作导致测定结果偏低的是___________。
A.盛放待测液的锥形瓶洗涤后未干燥直接使用
B.移液管用蒸馏水洗涤后未用吸收液润洗
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡
D.滴定前仰视滴定管读数,滴定后俯视读数
【答案】(1)①④③②⑥⑤
(2) ①. 三颈烧瓶 ②. 浓硫酸
(3) ①. 油浴加热 ②. 吸收多余的氯气,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入C装置是二氯化硫水解
(4)6SCl2+16NH3=S4N4+2S↓+12NH4Cl
(5) ①. 92% ②. BD
【解析】
【分析】浓盐酸与高锰酸钾在装置A中制取氯气,浓盐酸具有较强的挥发性,所以制取的氯气中有氯化氢和水蒸气,由于二氯化硫易水解,所以进入C装置的气体必须是干燥的,氯化氢和S不反应,所以B装置应是干燥装置,其中盛装浓硫酸,由于二氯化硫沸点较低,为防止其损失,用冷凝管冷凝回流,由于氯气有毒,不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,D装置中盛装碱石灰,干燥的氯气和和S在加热条件下反应制取二氯化硫;浓氨水和碱石灰在装置F中制取氨气,由于二氯化硫易水解,所以E装置用于干燥氨气,二氯化硫与氨气在装置C中制备S4N4。
【小问1详解】
为防止熔化的硫与氧气反应,该装置应在无氧环境中进行,即要通入氮气,待装置的空气排尽之后,制取干燥的氯气通入C中和S反应生成二氯化硫,所以操作步骤的先后顺序为①④③②⑥⑤;
【小问2详解】
据仪器b的构造可知其名称为三颈烧瓶;浓盐酸与高锰酸钾在装置A中制取氯气,浓盐酸具有较强的挥发性,所以制取氯气中有氯化氢和水蒸气,氯化氢和S不反应,由于二氯化硫易水解,所以进入C装置的气体必须是干燥的,因此B装置应是干燥装置,其中盛装浓硫酸;
【小问3详解】
为使装置C受热均匀,可采取的加热方式为油浴加热;由于氯气有毒,多余的氯气不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,D装置中盛装碱石灰,所以装置D的作用为吸收多余的氯气,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入C装置使二氯化硫水解;
【小问4详解】
据反应的现象以及元素种类可知,生成S4N4的同时还生成的一种常见固体单质为S、一种盐为NH4Cl,反应的化学方程式为6SCl2+16NH3=S4N4+2S↓+12NH4Cl;
【小问5详解】
结合化学方程式和原子守恒可得出关系式S4N4~4NH3~4HCl,消耗盐酸平均体积为20.00mL,所以,所以S4N4的纯度为;
A.盛放待测液的锥形瓶洗涤后未干燥直接使用,不会影响消耗的盐酸体积,对实验结果无影响,故A错误;
B.移液管用蒸馏水洗涤后未用吸收液润洗,相当于稀释了吸收液,消耗的盐酸体积偏小,所测结果偏低,故B正确;
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,造成盐酸体积偏大,所测结果偏高,故C错误;
D.滴定前仰视滴定管读数,初次读数读大,滴定后俯视读数,末次读数读小,即盐酸体积偏小,所测结果偏低,故D正确;
故答案为:BD。
16. 一种从废旧三元锂离子电池正极片中回收锂及有价金属的工艺如下。
已知:①废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;
②25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。
(1)“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔,写出对应化学反应方程式:______。
(2)“高温焙烧”处理的目的是:______。
(3)“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)“沉淀Co2+”工序中,假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,溶液的c(H+)=______mol·L-1(列出算式)。
(5)为提高工艺效益,可通过以下方式优化回收工艺:
①联合回收法:三元锂离子和磷酸铁锂两种电池的正极材料整合在同一工艺流程中回收。可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的______(填选项字母)。
A.茶多酚 B.(NH4)2S2O8 C.Na2CO3
②电氧化浸出技术:使用废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,阳极的电极反应式为:______。
(6)使用Na2CO3回收锂离子后,经系列操作获得储氢材料LixNyHz,其晶胞结构可描述为:填充在立方体Ⅰ的体心,立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置,结构示意图如下。请回答下列问题:
①x:y:z=______。
②该晶胞密度为______g·cm-3(列出算式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)除去废旧三元锂离子电池正极片中的有机黏合剂
(3)1:2 (4)
(5) ①. A ②. LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2-xe-=Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2+xLi+
(6) ①. 2:1:1 ②.
【解析】
【分析】废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂;废旧三元锂离子电池正极片加氢氧化钠溶液“碱浸过滤”,铝箔溶于氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠和氢气,滤液中含有四羟基合铝酸钠,滤渣高温焙烧除去有机黏合剂,加硫酸和茶多酚“还原浸出”,得到含有Ni2+、Mn2+、Co2+、Li+的溶液,依次加(NH4)2S2O8、DMG、H2C2O4分别沉淀Mn2+、Ni2+、Co2+,最后加碳酸钠得到碳酸锂沉淀。
【小问1详解】
“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔生成四羟基合铝酸钠和氢气,化学反应方程式为 。
【小问2详解】
有机物易燃烧“高温焙烧”处理的目的是:除去废旧三元锂离子电池正极片中的有机黏合剂;
【小问3详解】
“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂,可获得Mn2O3,Mn元素化合价由+2升高为+3,Mn2+是还原剂,(NH4)2S2O8中有2个-1价O化合价降低为-2,(NH4)2S2O8是氧化剂,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2。
【小问4详解】
25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。Co2+恰好完全沉淀时溶液中c()=mol·L-1,Ka1(H2C2O4)×Ka2(H2C2O4)=;假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1,此时溶液温度为25℃,mol·L-1。
【小问5详解】
①磷酸亚铁锂中Fe2+具有还原性,可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的茶多酚,选A。
②废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极,0.10mol/L Na2CO3溶液为电解质溶液,电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2,据电荷守恒,阳极的电极反应式为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2-xe-→Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2+xLi+。
【小问6详解】
①立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置构成LixNyHz得晶胞,每个晶胞中含有4个Ⅰ、4个Ⅱ,则每个晶胞中Li原子数、N原子数为4、H原子数为4, x:y:z=2:1:1。
②晶胞边长为2anm,该晶胞密度为 g·cm-3。
17. 维生素I的合成路线如下所示。
已知:
①
②(R、R′、R″为H原子或烃基)
回答下列问题:
(1)A—B涉及的反应类型有___________,M的名称为___________,化合物E的含氧官能团名称___________。
(2)由C生成D的化学方程式为___________,D与足量Br2发生加成反应的产物分子中含有___________个不对称碳原子。
(3)F的同分异构体中符合下列条件的有___________种。
①分子中含有苯环 ②能发生银镜反应和水解反应 ③核磁共振氢谱有4组峰 ④不含过氧键
(4)参照上述合成路线,写出以氯乙酸甲酯(ClCH2COOCH3)和为主要原料制备合成的路线___________。
【答案】(1) ①. 加成反应、消去反应 ②. 丙酮 ③. 醚键、酯基
(2) ①. ②. 4
(3)3 (4)
【解析】
【分析】A到B先发生加成反应生成然后发生消去反应,M为,B和乙烯发生信息①的加成反应生成C,C与M加成然后消去生成D,D与ClCH2COOCH3在碱的条件下发生信息②反应生成E,E在碱性条件下水解再酸化生成F,F到G对比分子式知去掉一个CO2,G为,据此解答。
【小问1详解】
根据分析可知A—B涉及的反应类型有加成反应、消去反应,M的名称为丙酮,化合物E的含氧官能团名称醚键、酯基
【小问2详解】
由C生成D的化学方程式为
D与足量Br2发生加成反应的产物分子中含有4个不对称碳原子。
【小问3详解】
F的分子式为,有5个不饱和度,符合①分子中含有苯环 ②能发生银镜反应和水解反应, ③核磁共振氢谱有4组峰 ④不含过氧键条件的同分异构体应该是一个甲酸的酯还有一个氧出羟基或是醚键,写出以下、、共3种。
【小问4详解】
参照上述合成路线采用逆推法可知,以氯乙酸甲酯(ClCH2COOCH3)为主要原料制备合成的路线
18. Ⅰ、氮及其化合物与人类生产、生活密切相关,含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。回答下列问题:
(1)工业上以和为原料合成尿素,主要发生反应:。焓变的计算方法有很多,仅从以下单项数据不能计算出该反应的的是___________(填标号)。
A. 各化学键的键能 B. 各物质的燃烧热
C. 正逆反应的活化能 D. 各物质的相对能量
(2)CO催化还原NO生成和可消除污染。将恒定组成的CO和NO混合气体通入固定体积的反应器内,发生以下两个反应:、。在不同温度下反应相同时间,测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。
①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是___________、___________(填分子式)。
②该消除污染物CO和NO的反应条件应选择___________(选填“低温”或“高温”)。
③450℃时,该时间段内NO的脱除率=___________。[NO的脱除率]
(3)实验室产生的尾气NO可先用氧化,然后再用烧碱溶液吸收,现将2 mol 、1 mol 和1 mol 通入密闭容器中,在、压强为p条件下发生反应:
① ②
平衡时,求反应②的平衡常数___________(用含p的代数式表示)。
Ⅱ、硫酸工业在国民经济中占有重要地位,尾气吸收是硫酸工业必须要考虑的问题。某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的生成溶液或溶液。已知:的,。
(4)0.1 mol/L的溶液的pH约为___________。
(5)保险粉连二亚硫酸钠()是一种重要的还原剂,广泛应用于纺织、印染、食品抗氧化等领域,可以通过电解溶液制备,装置如图:
写出阴极的电极反应式___________。
【答案】(1)A (2) ①. ②. ③. 高温 ④. 80%
(3)(或) (4)10
(5)
【解析】
【小问1详解】
A.尿素为固体,反应焓变包含固体分子间作用力的能量,仅化学键键能无法计算该反应,A符合题意;
B.已知各物质燃烧热,可通过盖斯定律计算,B不符合题意;
C.ΔH=正反应活化能逆反应活化能,C不符合题意;
D.ΔH=生成物总相对能量−反应物总相对能量,D不符合题意;
答案选A;
【小问2详解】
① 随着反应的进行,和的浓度逐渐降低,根据两个反应都生成,只有第二个反应生成,是中间产物,是e点所在的曲线,则曲线Ⅲ是,曲线Ⅳ是;又根据两个反应中都消耗CO,而只有第一个反应消耗NO,随着的浓度逐渐降低,NO浓度减小的趋势变小,而CO浓度减小的趋势较大,所以曲线Ⅰ是CO,曲线Ⅱ是NO;
② 温度越高,反应越完全,污染物转化率越高,因此选高温;
③根据N原子守恒,,450℃时浓度为1500 ppm,对应,因此NO脱除率;
【小问3详解】
设平衡时,由N守恒得,与平衡量的关系:,解得,总物质的量,反应②;
【小问4详解】
溶液的碱性由第一步水解决定,第一步水解方程式:,水解常数,近似计算得,因此;
【小问5详解】
阴极发生还原反应,中S从价降为中的价,配平得到电极反应式。
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