内容正文:
2025-2026年宕昌第一中学、第二中学、两当第一中学
高三5月诊断考试化学试卷
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. X、Y、Z、M、Q5种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、Q分别位于周期表中前四个不同周期,X、Y同主族,Z、M基态原子核外都有5种能量不同的电子,且都只有一个未成对电子,Q元素位于元素周期表第6列,下列说法错误的是
A. X和Y形成的一种离子化合物,阳离子半径大于阴离子半径
B. Z和M形成的两种化合物和均为非极性分子
C. 基态Q原子核外电子有15种空间运动状态
D. X、Y、Q最外层电子数相同
2. 氯化铯(CsCl)是一种分析试剂,制备原理为。下列说法错误的是
A. HCl中的共价键:s-p键 B. 的VSEPR模型名称:V形
C. CsCl的晶体类型:离子晶体 D. 的电子式:
3. 已知浓硝酸能将NO氧化为NO2,某学习小组为证明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,实验装置如下图所示(夹持仪器已略去)。实验中可供选用的试剂为浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液。
下列说法错误的是
A. ②、⑤中试剂分别为浓硫酸和蒸馏水
B. 实验开始时应先从①左侧导管通一段时间N2
C. ⑥中反应的离子方程式为
D. ③中气体不变色,④中气体由无色变为红棕色
4. 用氨水吸收硫酸工厂尾气中的SO2,发生的反应为:2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O。下列说法不正确的是
A. SO2是极性分子
B. NH3中氮原子的杂化方式为sp3杂化
C. (NH4)2SO3晶体中含离子键、共价键、配位键
D. H2O分子间存在氢键所以较稳定
5. 哌醋甲酯是一种中枢神经系统兴奋剂,如图为哌醋甲酯的结构。下列关于哌醋甲酯的说法正确的是
A. 1mol哌醋甲酯最多与4molH2发生加成反应
B. 该有机物的一氯代物有12种
C. 该有机物既可以与盐酸反应,也可以和NaOH反应
D. 该分子中至少有8个碳原子共面
6. 某研究小组设计下图所示装置,验证性质,下列说法正确的是
A. 实验室用98%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备
B. 试管中的红色花瓣褪色,说明具有漂白性
C. 一段时间后试管内有白色沉淀,说明有生成
D. 试管内的溶液褪色,说明具有氧化性
7. 甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期主族元素,甲形成的单质是相同条件下密度最小的气体,乙与丁同主族,乙原子最外层电子数是内层的3倍,丙是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是
A. 丙的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物
B. 原子半径大小关系:丙>丁>乙>甲
C. 甲、乙之间可形成多种化合物
D. 乙、丁形成的简单氢化物热稳定性:乙<丁
8. 某工厂利用钢铁行业的废弃钢渣(含有和少量MnO等)为原料协同分离Si、Fe元素,固定并制取的工艺流程如图所示:
已知:①钢渣中钙元素的质量分数为24%,工艺中钙的浸出率为90%;
②离子完全沉淀时浓度,;
③低酸度时不易被氧化。
下列说法错误的是
A. 试剂A可用等
B. “沉铁”时调节pH不超过2.4
C. “沉锰”后溶液pH变小
D. 理论上a吨钢渣在“固碳”中可固定
9. 化合物K具有抗炎、镇痛及解热作用,其结构简式如图所示,下列关于化合物K的说法正确的是
A. 含有四种官能团 B. 所有原子可能位于同一平面
C. 可发生加成反应、取代反应和消去反应 D. 既能与NaOH反应也能与HCl反应
10. 乙醇和乙酸发生酯化反应的机理历程如下:
已知步骤①是该反应历程的决速步骤,下列说法不正确的是
A. 乙酸分子中氧原子的电子云密度:O(羰基)>O(羟基)
B. 是该反应的催化剂,减少体系中的能促进平衡正向移动
C. 根据历程分析,按乙酸、浓硫酸、乙醇的混合顺序可能更有助于酯化反应的进行
D. 、分别与反应,仅后者的混合体系中能检测到
11. 六氯合铂酸铵[]晶体属于立方晶系,晶体结构如图所示,该立方晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中,中心离子的配位数为6
B. 每一个周围与它最近且距离相等的铂原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体中存在的化学键有离子键、共价键和配位键
12. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池,电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极,已知:溶液A为溶液;溶液B为溶液)。下列说法正确的是
A. 电池放电过程中为正极,电极反应式为
B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
C. a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液
D. 标准状况下,装置每产生11.2 L的,溶液A中有进入溶液B中
13. 叠氮化钠(NaN3)可用于汽车安全气囊的制造,N2O与NaNH2发生反应可以生成NaN3,反应方程式为。下列说法正确的是
A. NH3分子中的σ键为s-pσ键
B. NaNH2中阴离子的电子式:
C. 上述反应中,涉及的10电子微粒有3种
D. 反应中被还原的氮元素与被氧化的氮元素质量之比为2∶1
14. 是一种二元酸,是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)的溶液中,各物种的与的关系;
(ⅱ)含的溶液中,与的关系。
下列说法正确的是
A. 曲线④表示与的关系
B. (ⅰ)中时,
C.
D. (ⅱ)中增加,平衡后溶液中浓度之和增大
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 某化学自主实验小组通过实验探究、的性质。
探究Ⅰ:利用如图所示装置探究能否被还原(、为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取的化学方程式是___________。
(2)甲、乙分别是___________(填字母)。
a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若能够被还原,预期C装置中能观察到的现象是___________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是___________。
探究Ⅱ:探究、混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图___________。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合、气体;干燥、;___________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为___________(标准状况下,保留两位有效数字)。
16. 钼被称为“工业维生素”。一种从低品位辉钼矿(主要含,Fe17.71%,Cu12.80%,Re0.03%)中获得产品,并回收伴生金属的部分工艺流程如下(部分工序的产物未标出):
已知:①焙烧渣的主要成分为,,,CuO,。
②,。
回答下列问题:
(1)Mo在元素周期表中与Cr同族且相邻,基态钼原子的价电子排布式为_________。
(2)加入石灰石焙烧可大幅减少焙烧尾气中污染性气体的含量,“焙烧”时生成的化学反应方程式为_________。
(3)“酸浸”后的Mo元素以、存在于滤渣中,“盐浸”中转化反应的离子方程式为_________;25℃时,向粉末中加入100 mL 0.40 mol/L的溶液,充分反应后,理论上溶液中________。(忽略溶液体积的变化)
(4)提取铼的工序中,“萃取”和“反萃取”的目的是_________。
(5)整个工艺流程中可以循环使用的物质有、_________。
(6)在“水浸”工序中,其他条件相同时,烧渣的颗粒尺寸对铼的浸出率的影响趋势如下图所示。区域a中,铼浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是_________。
17. 二硫化碳是应用广泛的毒性化工试剂,可在300~400 ℃催化条件下与反应,再用溶液吸收转化为无毒物质,原理为:① ;②。回答下列问题:
(1)反应①的___________0(填“<”、“>”或“=”);计算___________。(化学键键能见下表)
化学键
键能
535
436
413
363
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,发生反应①,下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 混合气体总压强不随时间变化
B. 分子数不随时间变化
C. 混合气体密度不随时间变化
D. 4个键断裂的同时形成4个键
(3)在体积可变的密闭容器中充入和,发生反应①,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示,、分别代表温度或压强。
①___________(填“<”、“>”或“=”)。
②在反应对应的、、三点中,平衡常数由大到小的顺序为___________,正反应速率由大到小的顺序为___________。
(4)某温度下,向恒容密闭容器中按体积比为1:4充入和,发生反应①,起始压强为,达到平衡时,转化率为80%,该温度下,该反应的平衡常数___________。
(5)常温下,无法用溶液快速处理为无毒物质,是由于常温下和反应缓慢,则反应缓慢的原因可能是___________(任答一点)。
18. 药物利喘贝具有良好的平喘效果,其以甲苯为起始原料的合成路线如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)C的化学名称为________,物质E的官能团名称是________。
(2)下列说法正确的是__________(填标号)。
A. 反应为还原反应,为氧化反应
B. 的分子式为
C. 反应涉及相应官能团的保护
D. 药物利喘贝能发生加成、取代、氧化、还原反应
(3)I的结构简式为________,I→J使用的作用为________。
(4)由E和L生成G反应的化学方程式为________。
(5)与K互为同分异构体且满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①能与反应生成;②苯环上有三个取代基;③能与溶液发生显色反应。
(6)J俗称香兰素,在食品行业中主要用作增香剂。以下是香兰素的一种合成路线。
“中间产物1”的结构简式为________。
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高三5月诊断考试化学试卷
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. X、Y、Z、M、Q5种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、Q分别位于周期表中前四个不同周期,X、Y同主族,Z、M基态原子核外都有5种能量不同的电子,且都只有一个未成对电子,Q元素位于元素周期表第6列,下列说法错误的是
A. X和Y形成的一种离子化合物,阳离子半径大于阴离子半径
B. Z和M形成的两种化合物和均为非极性分子
C. 基态Q原子核外电子有15种空间运动状态
D. X、Y、Q最外层电子数相同
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q分属前4个不同周期,原子序数依次增大,因此X为第一周期,X与Y同主族,得X=H,Y=Li(IA族同主族,符合Y在第二周期);Z、M基态有5种能量不同的电子,说明核外只有5个能级,即都在第三周期(能级:1s、2s、2p、3s、3p,共5种能级),且只有1个未成对电子:原子序数Z<M,符合条件的是Z=Al(电子排布,1个未成对电子)、M=Cl(电子排布,1个未成对电子);Q在第四周期,元素周期表第6列,得Q=Cr(第四周期VIB族,原子序数24),据此分析;
【详解】A.H和Li形成的离子化合物是LiH,阳离子、阴离子电子层结构相同,核电荷数越大半径越小,因此半径:,阳离子半径小于阴离子,A错误;
B.()为平面正三角形结构,正负电中心重合;()为对称结构,正负电中心重合,二者均为非极性分子,B正确;
C.Cr的核外电子排布为,每个轨道对应一种空间运动状态,轨道总数为1+1+3+1+3+5+1=15,共15种空间运动状态,C正确;
D.H、Li、Cr最外层电子数都是1,最外层电子数相同,D正确;
故选A。
2. 氯化铯(CsCl)是一种分析试剂,制备原理为。下列说法错误的是
A. HCl中的共价键:s-p键 B. 的VSEPR模型名称:V形
C. CsCl的晶体类型:离子晶体 D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl分子中,H的1s轨道与Cl的3p轨道头碰头重叠形成σ键,为s-p σ键,A正确;
B.中的O的价电子对数=2(成键电子对)+2(孤电子对)=4,VSEPR模型为四面体形,分子空间构型为V形,B错误;
C.由和通过离子键结合,晶体类型为离子晶体,C正确;
D.二氧化碳中,碳原子与每个氧原子之间共用两对电子,电子式书写正确,D正确;
故选B。
3. 已知浓硝酸能将NO氧化为NO2,某学习小组为证明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,实验装置如下图所示(夹持仪器已略去)。实验中可供选用的试剂为浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液。
下列说法错误的是
A. ②、⑤中试剂分别为浓硫酸和蒸馏水
B. 实验开始时应先从①左侧导管通一段时间N2
C. ⑥中反应的离子方程式为
D. ③中气体不变色,④中气体由无色变为红棕色
【答案】A
【解析】
【分析】①中发生浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO2和水,通过盛有蒸馏水的②装置,NO2与水反应生成NO,NO气体通过盛有稀硝酸的装置③,不发生反应,最后用排水法在⑤中收集到NO气体;NO气体通过盛有浓硝酸的装置④,浓硝酸能把NO氧化为NO2,④中气体为红棕色,尾气被盛有NaOH溶液的⑥吸收。
【详解】A.由上述分析可知,②⑤中试剂为蒸馏水,A错误;
B.实验开始时应先从①左侧导管通一段时间N2,驱赶装置中的空气,避免影响实验,B正确;
C.⑥为氢氧化钠溶液吸收尾气NO2,离子方程式为,C正确;
D.③中气体不变色,NO气体通过盛有浓硝酸的装置④,浓硝酸能把NO氧化为NO2,④气体由无色变为红棕色,D正确。
故答案选A。
4. 用氨水吸收硫酸工厂尾气中的SO2,发生的反应为:2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O。下列说法不正确的是
A. SO2是极性分子
B. NH3中氮原子的杂化方式为sp3杂化
C. (NH4)2SO3晶体中含离子键、共价键、配位键
D. H2O分子间存在氢键所以较稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2空间结构是V形,正电中心和负电中心不重合,是极性分子,A正确;
B.NH3中氮原子形成3个σ键,有1个孤电子对,杂化方式为sp3杂化,B正确;
C.(NH4)2SO3是离子晶体,含离子键、氮氢共价键、硫氧共价键、氮氢配位键,C正确;
D.O-H键键能较大,所以H2O分子较稳定,与氢键无关,D错误;
故选D。
5. 哌醋甲酯是一种中枢神经系统兴奋剂,如图为哌醋甲酯的结构。下列关于哌醋甲酯的说法正确的是
A. 1mol哌醋甲酯最多与4molH2发生加成反应
B. 该有机物的一氯代物有12种
C. 该有机物既可以与盐酸反应,也可以和NaOH反应
D. 该分子中至少有8个碳原子共面
【答案】C
【解析】
【详解】A.哌醋甲酯分子中只有苯环与H2发生加成反应,1mol哌醋甲酯分子中含有1mol苯环,最多可与3molH2发生加成反应,A错误;
B.该有机物苯环对称结构,共有11种氢,一氯代物为11种,B错误;
C.该分子中含有酯基、亚氨基2种官能团,其中酯基在酸性、碱性条件下都可以水解,亚氨基可与盐酸反应,C正确;
D.该分子中苯环为平面结构,与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子,与其相连的3个碳原子中最多有2个和其共面,该分子中最多有8个碳原子共面,D错误。
故选C。
6. 某研究小组设计下图所示装置,验证性质,下列说法正确的是
A. 实验室用98%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备
B. 试管中的红色花瓣褪色,说明具有漂白性
C. 一段时间后试管内有白色沉淀,说明有生成
D. 试管内的溶液褪色,说明具有氧化性
【答案】B
【解析】
【分析】实验装置从左到右分别为制备、验证的性质、尾气处理。
【详解】A.实验室制备时,98%的浓硫酸浓度过高,硫酸主要以分子形式存在,浓度低,反应速率慢,通常使用70%左右的浓硫酸,A错误;
B.能与红色花瓣中的有色物质结合生成不稳定的无色物质,导致花瓣褪色,体现的漂白性,B正确;
C.通入溶液中,不能直接反应生成和HCl(弱酸不能制强酸),因为会与HCl反应(强酸制弱酸)生成,故实验中白色沉淀不是生成;若有白色沉淀,可能是被氧化为(如被氧化),与生成沉淀,而非,C错误;
D.的溶液褪色是因为与发生氧化还原反应:,被Br₂氧化,表现还原性,而非氧化性,D错误;
故选B。
7. 甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期主族元素,甲形成的单质是相同条件下密度最小的气体,乙与丁同主族,乙原子最外层电子数是内层的3倍,丙是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是
A. 丙的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物
B. 原子半径大小关系:丙>丁>乙>甲
C. 甲、乙之间可形成多种化合物
D. 乙、丁形成的简单氢化物热稳定性:乙<丁
【答案】D
【解析】
【分析】推断元素:甲的单质是相同条件下密度最小的气体,甲为;乙最外层电子数是内层的3倍,乙为O;乙与丁同主族,丁为;丙是地壳中含量最多的金属元素,丙为。
【详解】A.丙为,其最高价氧化物对应的水化物为,既能与强酸反应又能与强碱反应,属于两性氢氧化物,A正确;
B.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,因此原子半径: ,B正确;
C.甲为、乙为O,二者可形成、等多种化合物,C正确;
D.非金属性 ,非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,因此简单氢化物热稳定性:乙>丁,D错误;
故选D。
8. 某工厂利用钢铁行业的废弃钢渣(含有和少量MnO等)为原料协同分离Si、Fe元素,固定并制取的工艺流程如图所示:
已知:①钢渣中钙元素的质量分数为24%,工艺中钙的浸出率为90%;
②离子完全沉淀时浓度,;
③低酸度时不易被氧化。
下列说法错误的是
A. 试剂A可用等
B. “沉铁”时调节pH不超过2.4
C. “沉锰”后溶液pH变小
D. 理论上a吨钢渣在“固碳”中可固定
【答案】B
【解析】
【分析】钢渣加盐酸酸浸后,SiO2不溶于酸,在氧化工序被分离出;氧化步骤加入氧化剂,将酸浸生成的氧化为,再加氨水沉铁,将Fe元素以Fe(OH)3形式分离除去;之后通入CO2,将溶液中的转化为CaCO3沉淀,完成CO2固定;最后剩余含的溶液经硫酸、高锰酸钾氧化沉锰,得到目标产物。
【详解】A.加入试剂A的目的是将溶液中的氧化为,而、、等氧化剂均能在酸性条件下将氧化为,A正确;
B.“沉铁”时,加调节溶液pH,使溶液中的完全沉淀,而不沉淀,则根据离子完全沉淀时浓度,,可得完全沉淀时,可得pH=2.8,所以应调节pH为2.8时完全沉淀,B错误;
C.“沉锰”前锰元素以存在于溶液中,“沉锰”时发生反应的离子方程式为:,浓度增大,溶液pH变小,C正确;
D.根据题目所给钢渣中钙元素的质量分数为24%,钙的浸出率为90%,,所以,D正确;
故选B。
9. 化合物K具有抗炎、镇痛及解热作用,其结构简式如图所示,下列关于化合物K的说法正确的是
A. 含有四种官能团 B. 所有原子可能位于同一平面
C. 可发生加成反应、取代反应和消去反应 D. 既能与NaOH反应也能与HCl反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子含有羧基、碳氯键、亚氨基三种官能团,故A错误;
B.分子中含有-CH2-、-NH-,其中C、N均为sp3杂化,所有原子不可能共平面,故B错误;
C.该分子苯环可发生加成和取代反应,羧基可发生取代反应,不能发生消去反应,故C错误;
D.分子中的羧基能与NaOH反应,亚氨基上的氮原子有孤对电子,能与HCl反应,故D正确;
故选D。
10. 乙醇和乙酸发生酯化反应的机理历程如下:
已知步骤①是该反应历程的决速步骤,下列说法不正确的是
A. 乙酸分子中氧原子的电子云密度:O(羰基)>O(羟基)
B. 是该反应的催化剂,减少体系中的能促进平衡正向移动
C. 根据历程分析,按乙酸、浓硫酸、乙醇的混合顺序可能更有助于酯化反应的进行
D. 、分别与反应,仅后者的混合体系中能检测到
【答案】D
【解析】
【详解】A.羰基是碳氧双键,羟基是碳氧单键,氧的电负性比碳强,乙酸分子中氧原子的电子云密度:O(羰基)>O(羟基),A正确;
B.是该反应的催化剂,减少体系中的,H2O是该反应的生成物,减少生成物,能促进平衡正向移动,B正确;
C.根据历程分析,乙酸与氢离子结合之后,与乙醇发生反应,按乙酸、浓硫酸、乙醇的混合顺序可能更有助于酯化反应的进行,C正确;
D.、分别与反应,根据第②步反应的机理,羰基氧也生成羟基,在第③步当中也可能生产水,故二者的混合体系中均能检测到,D不正确;
故选D。
11. 六氯合铂酸铵[]晶体属于立方晶系,晶体结构如图所示,该立方晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中,中心离子的配位数为6
B. 每一个周围与它最近且距离相等的铂原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体中存在的化学键有离子键、共价键和配位键
【答案】B
【解析】
【详解】A.中中心离子为Pt4+,配体为Cl−,配位数等于配体数目,即6,A正确;
B.位于晶胞的四面体空隙中,阴离子形成面心立方堆积(4个/晶胞),阳离子填充8个四面体空隙,每个四面体空隙中的周围最近且等距的Pt原子(中心)有4个,而非8个,B错误;
C.晶胞中含4个(NH4)2PtCl6单元,质量为g,体积为(a×10−10 cm)3=a3×10−30 cm3,密度ρ=,C正确;
D.晶体中NH4+与间为离子键,内N-H为共价键(含配位键),内Pt4+与Cl−为配位键,D正确;
故本题选B。
12. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池,电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极,已知:溶液A为溶液;溶液B为溶液)。下列说法正确的是
A. 电池放电过程中为正极,电极反应式为
B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
C. a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液
D. 标准状况下,装置每产生11.2 L的,溶液A中有进入溶液B中
【答案】C
【解析】
【分析】左侧为浓差电池,由溶液A的浓度小于溶液B可知,Ag(2)为正极,Ag+发生得电子还原反应生成Ag,Ag(1)为负极,Ag发生失电子氧化反应生成Ag+;右侧为电解池,与正极相连的电极a为阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区,电极b为阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,中间池中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区;据此解答。
【详解】A.据分析,Ag(2)为正极,电极反应式为Ag++e-=Ag,A错误;
B.据分析,a附近阳离子增加,b附近阴离子增加,因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b,故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜,B错误;
C.a电极区,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,硫酸根离子通过离子交换膜c进入,硫酸浓度增大,所以在a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液,C正确;
D.由分析知,在浓差电池中,从溶液B进入溶液A,D错误;
故选C。
13. 叠氮化钠(NaN3)可用于汽车安全气囊的制造,N2O与NaNH2发生反应可以生成NaN3,反应方程式为。下列说法正确的是
A. NH3分子中的σ键为s-pσ键
B. NaNH2中阴离子的电子式:
C. 上述反应中,涉及的10电子微粒有3种
D. 反应中被还原的氮元素与被氧化的氮元素质量之比为2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3分子中,N 的sp3杂化轨道与H原子的 1s 轨道重叠形成 σ 键,因此NH3中的 σ 键为sp3-s σ键,而非s-p σ键,A错误;
B.NaNH2中阴离子的电子式为:,B错误;
C.上述反应中涉及的10电子微粒有4种:Na+,OH-,NH3,,C错误;
D.分析氮元素化合价变化:N2O中N由+1→,NaNH2中的部分N由−3→,根据化合价升降一致,反应中被还原的氮元素与被氧化的氮元素质量之比为2:1,D 正确;
故答案选D。
14. 是一种二元酸,是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)的溶液中,各物种的与的关系;
(ⅱ)含的溶液中,与的关系。
下列说法正确的是
A. 曲线④表示与的关系
B. (ⅰ)中时,
C.
D. (ⅱ)中增加,平衡后溶液中浓度之和增大
【答案】B
【解析】
【分析】是一种二元酸,随着增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大;含的溶液中,随着增大,逆移,逐渐增大,导致逆移,逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此变化不大;据此可得曲线①表示与的关系,曲线②表示与的关系,曲线③表示与的关系,曲线④表示与的关系;
【详解】A.根据分析,曲线④表示与的关系,A错误;
B.由曲线可得,, (ⅰ)中时,,B正确;
C.,由图可知,时,,,则,因此,C错误;
D.(ⅱ)中增加,平衡不移动,不变,则均不变,因此平衡后溶液中浓度之和不变,D错误;
故选B。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 某化学自主实验小组通过实验探究、的性质。
探究Ⅰ:利用如图所示装置探究能否被还原(、为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取的化学方程式是___________。
(2)甲、乙分别是___________(填字母)。
a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若能够被还原,预期C装置中能观察到的现象是___________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是___________。
探究Ⅱ:探究、混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图___________。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合、气体;干燥、;___________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为___________(标准状况下,保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)c (3)混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5) (进气管短,出气管长)
(6)观察气泡的生成速率,控制混合气体的比例
(7)0.036
【解析】
【分析】探究Ⅰ:A装置用于制备氨气,B装置用于干燥氨气,E装置用于制备NO2,D装置中和发生反应;
探究Ⅱ:F装置用于制取氧气,H装置用于制取NO2,G装置用于混合NO2、O2气体,干燥NO2、O2,并观察气泡的速率,以便于控制混合气体的比例,圆底烧瓶用于收集NO2、O2气体。
【小问1详解】
浓氨水和生石灰发生的化学反应方程式为。
【小问2详解】
碱石灰可以吸水,作为碱性干燥剂不会吸收氨气,甲为碱石灰;乙的作用是用来吸水,为无水氯化钙;答案为c。
【小问3详解】
装置A用于制备,被碱石灰干燥后进入装置C中,装置E中生成的经无水CaCl2干燥后也进入装置C中,由于具有氧化性,具有还原性,若能被还原,则在装置C中发生的反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,随着红棕色的被消耗,装置C中混合气体的颜色逐渐变浅。
【小问4详解】
由于多余的、会从装置C中竖放的玻璃管中逸出,从而会对环境造成影响,所以该实验需在装置C中竖放的玻璃管处连接一个尾气处理装置。
【小问5详解】
氧气和二氧化氮的密度均比空气密度大,故应进气管短,出气管长,故G装置中的虚线上描出导管实线图为:。
【小问6详解】
G装置中浓硫酸有三种作用:除了混合NO2、O2气体;干燥NO2、O2以外,还有观察气泡的速率,以便于控制混合气体的比例。
【小问7详解】
烧瓶中充满溶液,反应4NO2+O2+2H2O = 4HNO3恰好发生, HNO3的物质的量等于恰好完全反应的NO2和O2 (体积比4:1)总物质的量的,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积,设溶液总体积为V,则溶液的浓度为=0.036mol/L。
16. 钼被称为“工业维生素”。一种从低品位辉钼矿(主要含,Fe17.71%,Cu12.80%,Re0.03%)中获得产品,并回收伴生金属的部分工艺流程如下(部分工序的产物未标出):
已知:①焙烧渣的主要成分为,,,CuO,。
②,。
回答下列问题:
(1)Mo在元素周期表中与Cr同族且相邻,基态钼原子的价电子排布式为_________。
(2)加入石灰石焙烧可大幅减少焙烧尾气中污染性气体的含量,“焙烧”时生成的化学反应方程式为_________。
(3)“酸浸”后的Mo元素以、存在于滤渣中,“盐浸”中转化反应的离子方程式为_________;25℃时,向粉末中加入100 mL 0.40 mol/L的溶液,充分反应后,理论上溶液中________。(忽略溶液体积的变化)
(4)提取铼的工序中,“萃取”和“反萃取”的目的是_________。
(5)整个工艺流程中可以循环使用的物质有、_________。
(6)在“水浸”工序中,其他条件相同时,烧渣的颗粒尺寸对铼的浸出率的影响趋势如下图所示。区域a中,铼浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是_________。
【答案】(1)4d55s1
(2)2MoS2+6CaCO3+9O22CaMoO4+4CaSO4+6CO2
(3) ①. Ca(MoO4)(s)+(aq) (aq)+CaCO3(s) ②. 1.02×10-8
(4)从溶液中提取并富集铼
(5)三辛胺、碳酸钙 (6)尺寸越小,颗粒聚集趋势越大,不利于水(反应液)渗入
【解析】
【分析】该工艺流程以低品位辉钼矿为原料,加入石灰石并通入空气焙烧后,焙烧产物依次经水浸、酸浸、盐浸处理,盐浸所得滤液经酸沉结晶最终制得主产品,水浸得到的含铼溶液经三辛胺萃取、氨水反萃取处理后,最终回收得到,实现了钼产品的制备和伴生金属铼的回收。
【小问1详解】
Cr是第四周期ⅥB族元素,价电子排布为,Mo与Cr同族相邻,位于第五周期,故基态Mo的价电子排布为。
【小问2详解】
焙烧时在空气中被氧化,S元素转化为,Mo元素转化为,转化为,根据得失电子守恒、原子守恒配平得到化学方程式为2MoS2+6CaCO3+9O22CaMoO4+4CaSO4+6CO2。
【小问3详解】
CaMoO4与CaCO3是同类型沉淀,由可知更难溶,则与碳酸根发生沉淀转化生成和,离子方程式为CaMoO4(s)+(aq) (aq)+CaCO3(s);初始,0.030 mol 完全转化消耗0.03 mol ,平衡后,,由得,因此。
【小问4详解】
水浸后溶液中铼的浓度很低,萃取、反萃取可以分离杂质,浓缩富集铼,得到纯度更高的含铼溶液。
【小问5详解】
三辛胺作为萃取剂,反萃取后再生,可以循环回到萃取工序使用,此外,“盐浸”工序产生的含滤渣返回“焙烧”工序,因此可循环物质除外还有三辛胺、碳酸钙。
【小问6详解】
横坐标颗粒尺寸从左到右增大,区域a对应小尺寸颗粒范围,颗粒过小时易团聚,实际与水接触的反应面积减小,因此浸出率随颗粒减小而降低,故区域a中,铼浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是尺寸越小,颗粒聚集趋势越大,不利于水(反应液)渗入。
17. 二硫化碳是应用广泛的毒性化工试剂,可在300~400 ℃催化条件下与反应,再用溶液吸收转化为无毒物质,原理为:① ;②。回答下列问题:
(1)反应①的___________0(填“<”、“>”或“=”);计算___________。(化学键键能见下表)
化学键
键能
535
436
413
363
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,发生反应①,下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 混合气体总压强不随时间变化
B. 分子数不随时间变化
C. 混合气体密度不随时间变化
D. 4个键断裂的同时形成4个键
(3)在体积可变的密闭容器中充入和,发生反应①,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示,、分别代表温度或压强。
①___________(填“<”、“>”或“=”)。
②在反应对应的、、三点中,平衡常数由大到小的顺序为___________,正反应速率由大到小的顺序为___________。
(4)某温度下,向恒容密闭容器中按体积比为1:4充入和,发生反应①,起始压强为,达到平衡时,转化率为80%,该温度下,该反应的平衡常数___________。
(5)常温下,无法用溶液快速处理为无毒物质,是由于常温下和反应缓慢,则反应缓慢的原因可能是___________(任答一点)。
【答案】(1) ①. < ②. (2)AB
(3) ①. > ②. 或 ③. 或
(4)1/400或0.0025
(5)是非极性分子,难溶于水;反应的活化能较高,常温活化分子百分数较低;可能涉及多步基元反应,其中某一步较慢
【解析】
【分析】本题主要考查反应的有关性质。该反应是放热反应,其焓变可由反应物与生成物的键能近似求出。该反应为纯气体反应,且气体分子数减小,故压强增大,该反应平衡将向正反应方向移动;温度增大,该反应平衡将向逆反应方向移动,且平衡常数变小。
【小问1详解】
反应①为气体分子数减少的反应,<0;反应①的焓变可用键能估算,反应物键能之和-生成物键能之和= 。
【小问2详解】
A.本反应为恒容、气体分子数变化的反应,混合气体总压强不变说明各物种的物质的量均不变,可以证明反应达到平衡,A正确;
B.分子数不随时间变化,符合化学平衡的定义,可以证明反应达到平衡,B正确;
C.根据质量守恒定律,且该反应反应物和生成物均为气体,故混合气体总质量m永远不变,又因为是恒容容器,故总体积V也不变,故混合气体密度恒定不变,不能作为判断平衡的条件,C错误;
D.断裂4个H-H键表示正反应速率,生成4个H-S键也表示正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,D错误。
故选AB。
【小问3详解】
该反应为气体分子数减小的反应,压强越大,平衡转化率越大;,故温度越大,平衡向逆反应方向移动,平衡转化率越小。故X为温度,Y为压强,且Y1>Y2;平衡常数只与温度有关,a点温度低于b、c点,故a点的平衡常数大于b、c点的平衡常数,b、c点温度相等,平衡常数相等;温度越大、压强越大,正反应速率越大,故正反应速率的大小顺序为b>c>a。
【小问4详解】
设起始和的物质的量分别为1 mol和4 mol,平衡时转化的物质的量为,列出三段式
故反应后的总压为 ,。
【小问5详解】
常温下和反应缓慢,首先,需要溶于水才能与反应,可能是的溶解度较低导致的反应缓慢;其次,可能是反应 本身速率缓慢,即活化能高,或包含多步基元反应,其中某一步较慢。
18. 药物利喘贝具有良好的平喘效果,其以甲苯为起始原料的合成路线如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)C的化学名称为________,物质E的官能团名称是________。
(2)下列说法正确的是__________(填标号)。
A. 反应为还原反应,为氧化反应
B. 的分子式为
C. 反应涉及相应官能团的保护
D. 药物利喘贝能发生加成、取代、氧化、还原反应
(3)I的结构简式为________,I→J使用的作用为________。
(4)由E和L生成G反应的化学方程式为________。
(5)与K互为同分异构体且满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①能与反应生成;②苯环上有三个取代基;③能与溶液发生显色反应。
(6)J俗称香兰素,在食品行业中主要用作增香剂。以下是香兰素的一种合成路线。
“中间产物1”的结构简式为________。
【答案】(1) ①. 邻硝基苯甲酸或2-硝基苯甲酸 ②. 氨基、酯基 (2)BD
(3) ①. ②. 中和,使平衡正向移动,提高的产率
(4) (5)20
(6)
【解析】
【分析】A的分子式为,为芳香烃,故A为甲苯;B是甲苯与浓硝酸、浓硫酸加热硝化,结合药物利喘贝的结构可知,B为邻硝基甲苯;B被酸性高锰酸钾氧化,甲基会被氧化为羧基,得到C为邻硝基苯甲酸;C与甲醇、浓硫酸发生酯化反应,生成D为邻硝基苯甲酸甲酯;D中的硝基被还原为氨基,得到E为;H的分子式为,与单质溴发生取代反应生成I,I和CH3ONa反应生成J,依据J的结构简式可知,I的结构简式为,H的结构简式为;J中酚羟基与反应,生成K为;K与发生已知ⅱ的反应,生成L为;E与L反应,氨基与羧基脱水形成酰胺键,生成药物利喘贝前体,再经水解得到产物。由此解题。
【小问1详解】
由分析可知C的化学名称为邻硝基苯甲酸或2-硝基苯甲酸;由分析可知,E为,其官能团名称是氨基、酯基。
【小问2详解】
A.D→E是硝基被还原为氨基,属于还原反应;A→B是甲苯硝化,属于取代反应,不是氧化反应,A错误;
B.K为3,4-二甲氧基苯甲醛,其分子式为,B正确;
C.J→K中,酚羟基与反应生成甲氧基,药物得喘贝中也含有甲氧基,只是官能团的转化,不存在官能团的保护,C错误;
D.药物利喘贝含苯环能发生加成反应,羧基、酰胺基能发生取代反应,碳碳双键能发生氧化反应和加成反应,D正确;
故答案选BD。
【小问3详解】
由分析可知,I的结构简式为;I→J中,为碱性,其作用为中和,使平衡正向移动,提高的产率。
【小问4详解】
由分析可知,E和L生成G的化学方程式为。
【小问5详解】
由分析可知,K的结构简式 ,其同分异构体要满足①能与反应生成,说明该同分异构体中含有-COOH;②苯环上有三个取代基;③能与溶液发生显色反应,说明该同分异构体中含有酚羟基。则这三个取代基可以为-COOH、-OH、-CH2CH3,苯环上的排列方式有10种;这三个取代基还可以为-CH2COOH、-OH、-CH3,苯环上的排列方式有10种,则满足上述条件的K的同分异构体有20种。
【小问6详解】
和发生加成反应得到,再氧化得到,最后脱羧得到J。则中间产物1的结构简式为。
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