内容正文:
高三化学
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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 V 51 Zn 65 Sb 122 I 127 Cs 133
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年春晚,机器人参与了多个节目。下述组成机器人的材料属于有机高分子的是
A. 组成机器人躯体的碳纤维 B. 组成机器人电子皮肤的聚氨酯
C. 组成机器人电机的钕铁硼永磁材料 D. 组成机器人肌肉的超级压电陶瓷
2. 乙烯通入到的溶液中,发生加成反应而使的溶液褪色。下列有关化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 基态Br原子价电子的轨道表示式:
C. 中键的形成:
D. 乙烯与的加成产物的结构简式:
3. 下列物质性质对应的用途错误的是
选项
物质性质
用途
A
金属铁具有还原性
铁粉用作袋装食品的抗氧化剂
B
甲烷具有可燃性,能与氧气发生自发的氧化还原反应
制作甲烷-氧气燃料电池
C
小苏打受热或与酸反应能放出气体
小苏打用作食品膨松剂
D
乙酸钠在水溶液中水解
用作电焊工业的除锈剂
A. A B. B C. C D. D
4. 常青藤提取物有消炎化痰的功能,其提取物之一常青藤皂苷的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 含有5种含氧官能团 B. 碱性条件下能发生水解反应
C. 与溶液不能发生显色反应 D. 含有2个手性碳原子
5. 下列宏观性质的微观解释错误的是
选项
宏观性质
微观解释
A
的沸点高于HF的沸点
F的非金属性高于O
B
金刚石的硬度高于碳化硅
键长小于键长
C
碱性:
-具有推电子效应
D
苯不能使的溶液褪色
苯分子中碳原子间形成了稳定的大键
A. A B. B C. C D. D
6. 2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架(MOFs)”领域做出开创性贡献的科学家。一种Ni-MOFs的结构简式如图所示。下列有关该Ni-MOFs的说法错误的是
A. Ni有两种配位原子
B. Ni元素化合价为+4价
C. 增大pH,该Ni-MOFs的配位键可能断裂
D. 中N原子的1个杂化轨道容纳了1个孤电子对
7. 下列有关实验仪器的使用、维护方法正确的是
A.除去中的水蒸气
B.实验室制备乙炔气体
C.利用该仪器分离硝基苯和水
D.在②③部位涂凡士林,防止漏液
A. A B. B C. C D. D
8. 下列指定反应的离子方程式书写错误的是
A. 向溶液中加入NaOH溶液:
B. 海水提溴用水溶液(用表示)吸收吹出的
C. 用溶液洗涤含有杂质的乙炔:
D. 向溶液中通入标准状况下:
9. 科学家研究发现,如图所示六方晶胞结构(右图为垂直于底面的投影)所代表的晶体具有极佳的超导性能,应用前景非常好。已知:晶胞的体积为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. a原子属于该晶胞的“份额”为
B. 两个Cs原子的最短距离为
C. 晶体中与V最近且等距离的Cs有8个
D. 该晶体的密度为
10. 一种合成室温磷光材料的主体材料甲可表示为:,W、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子是原子半径最小的原子;基态X原子的3个能级的电子数相等,X、Y同周期,且基态Y原子核外电子在同周期中未成对电子数最多;Z的单质常温下为深红棕色液体,易挥发。下列说法正确的是
A. W、X、Y中,X的电负性最大
B. W、Y均能与氧元素形成具有较强氧化性的物质
C. X、Y的氢化物中,X、Y均为杂化
D. 甲中含有离子键、σ键、π键
11. 某种元素的单质及其部分化合物的转化关系如图所示,其中X能使品红溶液褪色,褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色。下列说法错误的是
A. 若采用Cu为还原剂,H→X在常温下进行
B. M→H可以解释酸雨久置pH降低的原理
C. X、G的VSEPR模型均为平面三角形
D. J+稀盐酸→K的反应需开启排风设备
12. 一定条件下,M、N可生成如图所示的P、Q、R等有机化合物。已知Et表示乙基,Ph表示苯基。下列说法错误的是
A. (或Q、R)的反应可能需在有机溶剂中进行
B. 常温下,M能使酸性溶液褪色
C. M→Q、N→R的原子利用率均为100%
D. 一定条件下,1 mol P能与发生加成反应
13. 光照条件下,电极M(石墨烯产生电子和空穴,充电过程还兼具制备的作用,充电、放电过程中物质的转化关系如图;双极膜界面内水分子解离为,,移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是
A. 放电时,电极M电势高于电极N
B. 放电时,双极膜内穿过双极膜移向乙池
C. 充电时阴极反应:
D. 充电时,每生成1.3 g Zn,理论上外电路中转移0.04 mol电子
14. 已知电离常数。常温下,向溶液中加NaOH固体,保持溶液中Cr(Ⅵ)总浓度不变,溶液中各种 价Cr元素物种的浓度随溶液pH的变化如图所示。已知溶液中存在平衡:,下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示,是二元弱酸
B. r点溶液:
C. 常温下,的平衡常数
D. 常温下,溶液能使pH试纸变蓝
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碘值是评价油脂不饱和程度的关键指标,其定义为每100 g样品所吸收的质量,该检测项目在食品工业、油脂化工等领域具有重要的作用。与油脂的反应速率较慢,碘值法测定油脂不饱和度时,多采用ICl代替,计算时将与油脂反应的ICl等价为进行计算。回答下列问题:
实验一:ICI的制备
Ⅰ.采用下图装置,在的正己烷溶液中通入,搅拌,控制温度为40℃左右发生反应:。
Ⅱ.将反应后的仪器a中的混合液转移到蒸馏装置中进行蒸馏,制得ICl。
已知:①的正己烷溶液为紫红色;ICl的正己烷溶液为橙红色。
②部分相关物质的物理性质如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
ICI
24.9
97
3.24
正己烷
69
0.659
(1)待仪器a中溶液_______(填实验现象),停止通入。装置c的作用是_______。
(2)蒸馏ICl的正己烷溶液的操作中除蒸馏烧瓶、接收瓶(锥形瓶)、牛角管(接液管)、酒精灯、蒸馏头外,还需要的玻璃仪器有_______;蒸馏温度为_______℃。
(3)该ICl制备实验中,反应物采用的是的正己烷溶液,而不是直接使用固体,这样操作的优点是_______。
实验二:油脂碘值测定
Ⅲ.量取0.273 mL植物油样品(质量为0.25 g),加入碘量瓶内的2-甲基戊烷中,轻轻振荡溶解均匀;再加入的乙酸溶液,充分反应。
Ⅳ.向反应后的溶液中加入过量的KI溶液,加入淀粉,用的标准液滴定,滴定终点时消耗V mL标准液。
已知反应:①;②。
(4)滴定到达终点的标志为_______。
(5)该植物油样品的碘值为_______g/100g(油脂)(结果用含V的代数式表示)。下列操作导致测定的碘值偏高的是_______(填标号)。
a.油脂在2-甲基戊烷中溶解,振荡时导致混合液溅出
b.操作Ⅳ加入的KI溶液量不足
c.盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗
16. 钪(Sc)、铁、钴等是重要的金属材料。一种从某工业废渣(主要成分为等)中分离、制备这三种金属化合物的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”单元的主要目的是使金属硫化物转化为硫酸盐,转化过程生成的烟气中含大量有毒的气体X,该气体X是_______(填化学式);“焙烧”单元中,、、发生反应转化为气体X和 ,该反应的化学方程式是_______。
(2)“水浸”的目的是_______。
(3)“萃取”“反萃取”单元存在可逆反应:,试从平衡移动角度分析“反萃取”的原理:_______。
(4)常温下,草酸的电离常数;草酸钪的溶度积。测得常温下“沉钪”后混合液中:,,则混合液中 _______。
(5)“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0,原因是_______。
(6)“滤液a”经处理后所得溶液可导入_______(填操作单元名称)循环利用。
17. 甘油(丙三醇)是生物柴油生产过程的主要副产物,生物柴油中甘油含量是评价其质量的重要指标,通过水洗可以除去甘油;为减少工业废水,可以进行甘油的催化重整制氢,涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)从分子结构与性质的角度分析,生物柴油中的甘油能用水洗除去的原因是_______。
(2) _______,若只发生该反应,则能提高平衡产率的措施有_______(填标号)。
a.高温低压 b.低温高压 c.合适的催化剂 d.及时移走
(3)甘油进料为1 mol,压强 的条件下,在密闭反应器中发生上述反应Ⅰ~Ⅲ。检测到平衡体系中的物质的量、 的物质的量、水/甘油进料比值(S/G,物质的量之比)与温度的关系如图1、图2所示。900K、 时,若甘油转化率为a,则平衡体系中 _______ (用含a、b的代数式表示,下同);900K 下,反应Ⅱ的压强平衡常数 _______(列出计算式即可;为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)我国学者分别以“Pdblack”和“Pd/NF”为催化剂在甘油的 溶液中实现了甘油电催化生成甘油酸,部分反应机理如图3所示,从“选择性”、“产量”角度可知,催化效果更好的是_______(填“Pdblack”或“Pd/NF”),从催化剂结构角度分析其催化效果更好的原因是_______;电解时阳极反应式为_______。
18. 芳香族聚酰胺树脂主要用于纤维制造、复合增强材料、宇航工业零部件等。一种新型芳香聚酰胺树脂(L)的合成路线如下(部分试剂、生成物及反应条件省略)。
已知:“ ,Pd/SBA-15”为无机试剂,能氧化醇羟基为醛基,但不能氧化酚羟基。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______,D中含有官能团的名称是_______。
(2)由D转化为E的反应类型是_______。
(3)J的结构简式为_______。
(4)X为F的同分异构体,同时满足下列条件的X有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱的峰面积之比为 的结构简式是_______。
①能与饱和溶液反应放出气体
②X中含苯环结构,但遇溶液无显色反应
③0.1 mol X最多消耗4.6 g Na
(5)一定条件下,的过程经历了下列3步反应:①的 具有较高的活性,与醛基发生加成反应生成Y;②Y发生消去反应生成Z;③Z脱羧(生成)转化为H。写出步骤②的化学方程式:_______。
(6)结合上述L的合成路线,以和为有机原料,设计制备的合成路线:_______(其他无机试剂任选)。
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高三化学
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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 V 51 Zn 65 Sb 122 I 127 Cs 133
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年春晚,机器人参与了多个节目。下述组成机器人的材料属于有机高分子的是
A. 组成机器人躯体的碳纤维 B. 组成机器人电子皮肤的聚氨酯
C. 组成机器人电机的钕铁硼永磁材料 D. 组成机器人肌肉的超级压电陶瓷
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳纤维是由碳元素组成的无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.聚氨酯是一种典型的合成有机高分子材料,常用于制造弹性体、泡沫、涂料等,机器人电子皮肤使用聚氨酯符合其柔韧性和传感特性需求,B正确;
C.钕铁硼永磁材料属于金属间化合物,是典型的无机非金属材料或金属功能材料,不属于有机高分子,C错误;
D.超级压电陶瓷是功能陶瓷,属于无机非金属材料,用于将电信号转化为机械形变,模拟“肌肉”动作,但本身不是有机高分子,D错误;
因此答案选B;
2. 乙烯通入到的溶液中,发生加成反应而使的溶液褪色。下列有关化学用语或图示正确的是
A. 的电子式:
B. 基态Br原子价电子的轨道表示式:
C. 中键的形成:
D. 乙烯与的加成产物的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.CCl4中,每个原子最外层满足8电子结构,除了与 成键的共用电子对,每个还存在3对孤对电子,电子式为:,A错误;
B.基态Br原子价电子排布式为,价电子的轨道表示式为,B错误;
C.Br2中单键为 键, 键由两个原子的轨道沿键轴方向头碰头重叠形成:,C正确;
D.乙烯与加成时,双键断裂,两个碳原子各连接1个 ,产物是1,2-二溴乙烷,结构简式为,不是,D错误;
故选C。
3. 下列物质性质对应的用途错误的是
选项
物质性质
用途
A
金属铁具有还原性
铁粉用作袋装食品的抗氧化剂
B
甲烷具有可燃性,能与氧气发生自发的氧化还原反应
制作甲烷-氧气燃料电池
C
小苏打受热或与酸反应能放出气体
小苏打用作食品膨松剂
D
乙酸钠在水溶液中水解
用作电焊工业的除锈剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe与食品袋中残存的反应,起到抗氧化作用,A正确;
B.甲烷作为燃料,能与氧气发生自发的氧化还原反应,能在电极上发生氧化反应,可制作燃料电池,B正确;
C.受热或与酸反应能放出,既与酸反应,又在面食发酵过程中逸出气体使面团松软,C正确;
D.乙酸钠是强碱弱酸盐,水溶液中乙酸根水解使溶液呈碱性,而铁锈主要成分为,需要酸性物质才能反应除去,碱性条件无法除锈,D错误;
故选D。
4. 常青藤提取物有消炎化痰的功能,其提取物之一常青藤皂苷的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 含有5种含氧官能团 B. 碱性条件下能发生水解反应
C. 与溶液不能发生显色反应 D. 含有2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知其含羟基、酯基、酰胺基3种含氧官能团,A错误;
B.常青藤皂苷分子中的酯基、酰胺基能在碱性条件下水解,B正确;
C.该有机物分子中含有1个酚羟基,能与溶液发生显色反应,C错误;
D.该有机物分子中含有1个手性碳原子,如图,D错误;
故选B。
5. 下列宏观性质的微观解释错误的是
选项
宏观性质
微观解释
A
的沸点高于HF的沸点
F的非金属性高于O
B
金刚石的硬度高于碳化硅
键长小于键长
C
碱性:
-具有推电子效应
D
苯不能使的溶液褪色
苯分子中碳原子间形成了稳定的大键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 的沸点高于HF的本质原因是:平均每个H2O分子可形成2个分子间氢键,而平均每个HF分子仅能形成1个分子间氢键,H2O分子间氢键的总作用更强,沸点更高,沸点高低与F、O的非金属性无直接关系,A错误;
B.金刚石和碳化硅都是原子晶体,原子晶体的硬度随键能增大而升高,键长越短键能越大;C原子半径小于Si,因此C−C键长小于C−Si键,C−C键能更大,金刚石硬度更高,B正确;
C.脂肪胺的碱性取决于N原子结合的能力,乙基具有推电子效应,会使乙胺中N原子的电子云密度增大,更易结合,因此碱性,C正确;
D.苯分子中碳原子间形成稳定的共轭大π键,不存在典型的碳碳双键,无法与发生加成反应,因此不能使的溶液褪色,D正确;
故选A。
6. 2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架(MOFs)”领域做出开创性贡献的科学家。一种Ni-MOFs的结构简式如图所示。下列有关该Ni-MOFs的说法错误的是
A. Ni有两种配位原子
B. Ni元素化合价为+4价
C. 增大pH,该Ni-MOFs的配位键可能断裂
D. 中N原子的1个杂化轨道容纳了1个孤电子对
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,Ni有O、N两种配位原子,A正确;
B.、 中的N、O与Ni形成配位键,N、O对Ni化合价无“贡献”,而另外2个磺酸根离子与Ni形成配位键,分别对Ni的化合价“贡献”1个单位,故Ni化合价为 ,B错误;
C.增大pH,易于形成,则该 的配位键可能断裂,C正确;
D.中N原子为杂化,其中2个杂化轨道形成化学键,另外1个杂化轨道容纳了N的1个孤电子对,D正确;
故选B。
7. 下列有关实验仪器的使用、维护方法正确的是
A.除去中的水蒸气
B.实验室制备乙炔气体
C.利用该仪器分离硝基苯和水
D.在②③部位涂凡士林,防止漏液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸是液体干燥剂,U形管只能用于盛装固体干燥剂,液体干燥剂干燥气体需要用洗气瓶,该装置中气体无法顺利通过浓硫酸,A错误;
B.电石与食盐水反应剧烈、反应放出大量热,且反应后电石会变为糊状,产物氢氧化钙也会堵塞缝隙,不符合启普发生器的使用要求,不能用启普发生器制备乙炔,B错误;
C.硝基苯和水不互溶,会分层,分离互不相溶的液体混合物用分液法,仪器为分液漏斗,该操作仪器使用正确,C正确;
D.酸式滴定管应在①④部位涂凡士林,防止漏液,②③位置涂凡士林,在插入活塞时,凡士林会带入滴定管孔处,造成堵塞,D错误;
故选C。
8. 下列指定反应的离子方程式书写错误的是
A. 向溶液中加入NaOH溶液:
B. 海水提溴用水溶液(用表示)吸收吹出的
C. 用溶液洗涤含有杂质的乙炔:
D. 向溶液中通入标准状况下:
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,离子方程式 ,A正确;
B.Br2 氧化 生成硫酸和溴化氢,离子方程式为: ,B正确;
C.用溶液洗涤含有杂质的乙炔,溶液和反应生成CuS沉淀和硫酸,离子方程式为:,C正确;
D. ,则 ,; ,还原性:, 先氧化 ,消耗,剩余与反应,即没有完全参与反应,正确的离子方程式是:,D错误;
故选D。
9. 科学家研究发现,如图所示六方晶胞结构(右图为垂直于底面的投影)所代表的晶体具有极佳的超导性能,应用前景非常好。已知:晶胞的体积为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A. a原子属于该晶胞的“份额”为
B. 两个Cs原子的最短距离为
C. 晶体中与V最近且等距离的Cs有8个
D. 该晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.上述六方晶胞中棱心的微粒属于一个晶胞的“份额”为或,A错误;
B.设晶胞底面边长为 pm,则,则,由晶胞结构可知其最短距离为,B错误;
C.晶体中与V最近且等距离的Cs有4个,C错误;
D.由晶胞结构可知,1个晶胞中含Cs数目为1;含Sb数目为5,含V数目为3,则1个晶胞的质量,该晶胞的体积为,则该晶体的密度为,D正确;
故选D。
10. 一种合成室温磷光材料的主体材料甲可表示为:,W、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子是原子半径最小的原子;基态X原子的3个能级的电子数相等,X、Y同周期,且基态Y原子核外电子在同周期中未成对电子数最多;Z的单质常温下为深红棕色液体,易挥发。下列说法正确的是
A. W、X、Y中,X的电负性最大
B. W、Y均能与氧元素形成具有较强氧化性的物质
C. X、Y的氢化物中,X、Y均为杂化
D. 甲中含有离子键、σ键、π键
【答案】B
【解析】
【分析】W原子是原子半径最小的短周期元素,故W为H;基态X原子有3个能级且各能级电子数相等,电子排布为,故X为C;X、Y同周期(第二周期),且Y的核外未成对电子数最多(第二周期中的价电子排布为,有3个未成对电子,未成对最多),故Y为N;Z单质常温下为深红棕色易挥发液体,故Z为Br。
【详解】A.H、C、N中,N的电负性最大,A错误;
B.H与氧形成的H2O2、N与氧形成的NO2等具有较强氧化性,B正确;
C.碳的氢化物中烯烃、炔烃中碳原子的杂化方式有、sp,C错误;
D.甲中含有离子键、σ键,无π键,D错误;
故选B。
11. 某种元素的单质及其部分化合物的转化关系如图所示,其中X能使品红溶液褪色,褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色。下列说法错误的是
A. 若采用Cu为还原剂,H→X在常温下进行
B. M→H可以解释酸雨久置pH降低的原理
C. X、G的VSEPR模型均为平面三角形
D. J+稀盐酸→K的反应需开启排风设备
【答案】A
【解析】
【分析】由“使品红溶液褪色,褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色”可知X为,根据图中物质的转化关系可知G为,H为,L为S,K为,J为FeS,M为。
【详解】A.Cu与浓硫酸反应需加热,A错误;
B.酸雨久置,其中的弱酸(M)被氧化为强酸(H),酸性增强,降低,B正确;
C.中心原子价层电子对数,VSEPR模型为平面三角形;中心原子价层电子对数,VSEPR模型也为平面三角形,C正确;
D.FeS和稀盐酸反应生成有毒气体 ,需要开启排风设备,D正确;
故选A。
12. 一定条件下,M、N可生成如图所示的P、Q、R等有机化合物。已知Et表示乙基,Ph表示苯基。下列说法错误的是
A. (或Q、R)的反应可能需在有机溶剂中进行
B. 常温下,M能使酸性溶液褪色
C. M→Q、N→R的原子利用率均为100%
D. 一定条件下,1 mol P能与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.M、N均为有机物,且不含亲水基团,难溶于水,有机反应通常在有机溶剂中进行,A正确;
B.M中含有碳碳三键,且苯环的侧链可被酸性高锰酸钾氧化,因此能使酸性溶液褪色,B正确;
C.Q由2分子M反应得到,每个M含有1个,反应后以含Br的小分子副产物形式脱去;同理R由2分子N得到,每个N含1个,反应后也会生成含的小分子副产物。原子利用率100%要求反应物所有原子全部进入目标产物,因此二者原子利用率都不是100%,C错误;
D.酰胺键中的羰基不能与发生加成反应。P中含有3个苯环,1个碳碳三键,1 mol P与发生加成反应,总共消耗,D正确;
故选C。
13. 光照条件下,电极M(石墨烯产生电子和空穴,充电过程还兼具制备的作用,充电、放电过程中物质的转化关系如图;双极膜界面内水分子解离为,,移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是
A. 放电时,电极M电势高于电极N
B. 放电时,双极膜内穿过双极膜移向乙池
C. 充电时阴极反应:
D. 充电时,每生成1.3 g Zn,理论上外电路中转移0.04 mol电子
【答案】B
【解析】
【分析】由“充电过程还兼具制备的作用”可知,充电时,电极M为阳极,N极为阴极;放电时,N极Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,失电子发生氧化反应,则N极为负极,M极为正极。
【详解】A.放电时,N极为负极,M极为正极,故放电时电极M电势高于电极N,A正确;
B.放电时,作为阳离子的穿过双极膜移向正极,即移向甲池,B错误;
C.充电时阴极得电子还原为Zn,电极反应式为:,C正确;
D.充电时,每生成,理论上转移0.04 mol电子,D正确;
故选B。
14. 已知电离常数。常温下,向溶液中加NaOH固体,保持溶液中Cr(Ⅵ)总浓度不变,溶液中各种 价Cr元素物种的浓度随溶液pH的变化如图所示。已知溶液中存在平衡:,下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示,是二元弱酸
B. r点溶液:
C. 常温下,的平衡常数
D. 常温下,溶液能使pH试纸变蓝
【答案】C
【解析】
【详解】A.是二元弱酸,电离分两步:()、,pH越小(酸性越强),含H多的物种浓度越大,因此曲线I为,曲线II为;pH继续升高,电离程度增大,浓度逐渐升高,因此曲线IV为,曲线III为,A错误;
B.r点溶液存在:,又因元素守恒:,可得:,B错误;
C.的平衡常数,而q点存在,则,故,C正确;
D.的水解常数,故的电离程度大于水解程度,溶液为酸性,pH试纸变红,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碘值是评价油脂不饱和程度的关键指标,其定义为每100 g样品所吸收的质量,该检测项目在食品工业、油脂化工等领域具有重要的作用。与油脂的反应速率较慢,碘值法测定油脂不饱和度时,多采用ICl代替,计算时将与油脂反应的ICl等价为进行计算。回答下列问题:
实验一:ICI的制备
Ⅰ.采用下图装置,在的正己烷溶液中通入,搅拌,控制温度为40℃左右发生反应:。
Ⅱ.将反应后的仪器a中的混合液转移到蒸馏装置中进行蒸馏,制得ICl。
已知:①的正己烷溶液为紫红色;ICl的正己烷溶液为橙红色。
②部分相关物质的物理性质如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
ICI
24.9
97
3.24
正己烷
69
0.659
(1)待仪器a中溶液_______(填实验现象),停止通入。装置c的作用是_______。
(2)蒸馏ICl的正己烷溶液的操作中除蒸馏烧瓶、接收瓶(锥形瓶)、牛角管(接液管)、酒精灯、蒸馏头外,还需要的玻璃仪器有_______;蒸馏温度为_______℃。
(3)该ICl制备实验中,反应物采用的是的正己烷溶液,而不是直接使用固体,这样操作的优点是_______。
实验二:油脂碘值测定
Ⅲ.量取0.273 mL植物油样品(质量为0.25 g),加入碘量瓶内的2-甲基戊烷中,轻轻振荡溶解均匀;再加入的乙酸溶液,充分反应。
Ⅳ.向反应后的溶液中加入过量的KI溶液,加入淀粉,用的标准液滴定,滴定终点时消耗V mL标准液。
已知反应:①;②。
(4)滴定到达终点的标志为_______。
(5)该植物油样品的碘值为_______g/100g(油脂)(结果用含V的代数式表示)。下列操作导致测定的碘值偏高的是_______(填标号)。
a.油脂在2-甲基戊烷中溶解,振荡时导致混合液溅出
b.操作Ⅳ加入的KI溶液量不足
c.盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗
【答案】(1) ①. 由紫红色变为橙红色 ②. 吸收尾气,防止污染环境
(2) ①. (直形)冷凝管、温度计 ②. 69
(3)均匀地分散在正己烷中,与接触面积大,反应速率快
(4)滴入最后半滴标准液,溶液蓝色恰好褪去,且在半分钟内不恢复原来颜色
(5) ①. ②. b
【解析】
【分析】实验一根据反应,以正己烷溶液为原料,通入恒温合成,依据溶液紫红色转橙红色判断反应终点,溶液吸收过量尾气;利用正己烷沸点 、沸点的沸点差,通过蒸馏除去低沸点正己烷提纯,液相体系相比固体可增大气液接触面积、提升反应速率,据此分析。
【小问1详解】
原料的正己烷溶液呈紫红色,产物的正己烷溶液为橙红色,当完全转化为时,溶液颜色由紫红色变为橙红色,此时停止通入;
为有毒酸性气体,不能直接排放,装置中溶液可发生反应,吸收尾气,防止污染空气;
【小问2详解】
标准蒸馏装置所需玻璃仪器:蒸馏烧瓶、蒸馏头、直形冷凝管、牛角管、接收锥形瓶、酒精灯、温度计,题干已给出蒸馏烧瓶、接收瓶、牛角管、酒精灯、蒸馏头,缺少(直形)冷凝管、温度计;
正己烷沸点 ,沸点,蒸馏目的是除去溶剂正己烷,收集粗品,因此控制蒸馏温度为 ,蒸出正己烷;
【小问3详解】
该ICl制备实验中,反应物采用的是的正己烷溶液,而不是直接使用固体,前者使均匀地分散在溶液中,与接触面积大,反应速率快;
【小问4详解】
滴定体系中加入淀粉指示剂,与淀粉结合使溶液呈蓝色;标准液滴定消耗,当滴入最后半滴标准液,体系内完全反应,溶液蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复蓝色,即为滴定终点;
【小问5详解】
由反应、可知关系式:,故与油脂反应的ICl的物质的量为 ,相当于消耗;该植物油样品碘值为 。
a.油脂在 甲基戊烷中溶解,振荡时导致混合液溅出,导致油脂损失,测定的碘值偏低,a不符合题意;
b.操作Ⅳ加入的KI溶液量不足,则部分未被还原生成,相当于增大了碘值,b符合题意;
c.盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗,导致标准液浓度偏低,滴定时消耗的偏大,则碘值偏低,c不符合题意;
故选b。
16. 钪(Sc)、铁、钴等是重要的金属材料。一种从某工业废渣(主要成分为等)中分离、制备这三种金属化合物的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”单元的主要目的是使金属硫化物转化为硫酸盐,转化过程生成的烟气中含大量有毒的气体X,该气体X是_______(填化学式);“焙烧”单元中,、、发生反应转化为气体X和 ,该反应的化学方程式是_______。
(2)“水浸”的目的是_______。
(3)“萃取”“反萃取”单元存在可逆反应:,试从平衡移动角度分析“反萃取”的原理:_______。
(4)常温下,草酸的电离常数;草酸钪的溶度积。测得常温下“沉钪”后混合液中:,,则混合液中 _______。
(5)“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0,原因是_______。
(6)“滤液a”经处理后所得溶液可导入_______(填操作单元名称)循环利用。
【答案】(1) ①. ②.
(2)使硫酸盐溶解在水中,并除去如、等杂质
(3)“反萃取”加入酸,增大,的平衡逆向移动,释放出,进入到水相中
(4)
(5)pH过高时会生成
(6)焙烧、反萃取
【解析】
【分析】工业废渣(主要成分为等)通入空气、足量的硫酸进行高温焙烧,金属硫化物与、反应转化为硫酸盐,同时生成,焙烧后加入水浸,微溶的、作为固体残留进入浸渣。浸取液含有、、以及过量的和的混合溶液。加入有机萃取剂 HR,利用萃取剂 HR 对钪离子的选择性络合能力,将其从水相转移到有机相中,而铁和钴留在水相中。加入稀硫酸,通过改变酸度,破坏钪与萃取剂的络合物,使钪离子重新回到水相中,实现钪的富集和纯化,此时有机相 HR 再生循环使用。加入草酸,钪离子转化成难溶的草酸钪晶体 。水相中加入纯碱溶液,调节 pH 值为 1.5 ~ 2,生成,向沉铁后的滤液中加入硫化钠,生成极难溶的硫化钴沉淀。
【小问1详解】
由分析可知,气体X是,“焙烧”单元中,、、发生反应转化为和 ,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
【小问2详解】
“焙烧”时,金属元素转化为硫酸盐,通过“水浸”,硫酸盐溶解在水中,、以浸渣的形式除去。
【小问3详解】
由可逆反应可知,“萃取”、“反萃取”的原理是可逆反应平衡的移动,“反萃取”操作单元中加入了酸,增大,的平衡逆向移动,释放出,进入到水相中。
【小问4详解】
草酸二级电离:,,得; 草酸钪溶度积:,代入,得,解得; 代入,,,整理得。
【小问5详解】
“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0,pH过高,生成。
【小问6详解】
“反萃取”加入稀硫酸,“沉钪”加入草酸,故反应后,“滤液a”中溶质主要成分是,经除杂等处理后所得溶液可导入“焙烧”、“反萃取”操作单元循环利用。
17. 甘油(丙三醇)是生物柴油生产过程的主要副产物,生物柴油中甘油含量是评价其质量的重要指标,通过水洗可以除去甘油;为减少工业废水,可以进行甘油的催化重整制氢,涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)从分子结构与性质的角度分析,生物柴油中的甘油能用水洗除去的原因是_______。
(2) _______,若只发生该反应,则能提高平衡产率的措施有_______(填标号)。
a.高温低压 b.低温高压 c.合适的催化剂 d.及时移走
(3)甘油进料为1 mol,压强 的条件下,在密闭反应器中发生上述反应Ⅰ~Ⅲ。检测到平衡体系中的物质的量、 的物质的量、水/甘油进料比值(S/G,物质的量之比)与温度的关系如图1、图2所示。900K、 时,若甘油转化率为a,则平衡体系中 _______ (用含a、b的代数式表示,下同);900K 下,反应Ⅱ的压强平衡常数 _______(列出计算式即可;为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)我国学者分别以“Pdblack”和“Pd/NF”为催化剂在甘油的 溶液中实现了甘油电催化生成甘油酸,部分反应机理如图3所示,从“选择性”、“产量”角度可知,催化效果更好的是_______(填“Pdblack”或“Pd/NF”),从催化剂结构角度分析其催化效果更好的原因是_______;电解时阳极反应式为_______。
【答案】(1)甘油含羟基,与水形成分子间氢键
(2) ①. +127.6 ②. ad
(3) ①. ②.
(4) ①. Pd/NF ②. Pd/NF催化剂上的活性位点OHad比Pdblack的多 ③. 或
【解析】
【小问1详解】
甘油含有3个羟基,能与水形成分子间氢键,使其能与水互溶,则原因为甘油含羟基,与水形成分子间氢键。
【小问2详解】
由盖斯定律可知, 。该反应为气体分子数增多的吸热反应,故低压、高温条件下有利于平衡正向移动,a项符合题意,b项不符合题意;催化剂不能改变化学平衡,c项不符合题意;及时移走,平衡正向移动,d项符合题意,故选ad。
【小问3详解】
由图1、图2信息可知,900 K时, 的平衡体系中,为6.2 mol, 为b mol(反应了的 为 ),设平衡体系中为x mol,CO为y mol,为z mol,为 ,则由元素守恒列等式:
①H元素守恒:
②C元素守恒:
③O元素守恒:
解得: , , 。平衡体系中: ,CO为 ,为 ,为6.2 mol, 为b mol。因反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,故900 K下,反应Ⅱ的压强平衡常数。
【小问4详解】
由反应机理图信息可知,Pd/NF催化剂的选择性高,产量大,故催化效果更好的是Pd/NF催化剂。由图中信息可知,Pd/NF催化剂上的活性位点OHad比Pdblack的多,活性位点多,反应速率快,转化率高,则原因为Pd/NF催化剂上的活性位点OHad比Pdblack的多。电解时C3H8O3在阳极失去电子,阳极反应式为 或。
18. 芳香族聚酰胺树脂主要用于纤维制造、复合增强材料、宇航工业零部件等。一种新型芳香聚酰胺树脂(L)的合成路线如下(部分试剂、生成物及反应条件省略)。
已知:“ ,Pd/SBA-15”为无机试剂,能氧化醇羟基为醛基,但不能氧化酚羟基。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______,D中含有官能团的名称是_______。
(2)由D转化为E的反应类型是_______。
(3)J的结构简式为_______。
(4)X为F的同分异构体,同时满足下列条件的X有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱的峰面积之比为 的结构简式是_______。
①能与饱和溶液反应放出气体
②X中含苯环结构,但遇溶液无显色反应
③0.1 mol X最多消耗4.6 g Na
(5)一定条件下,的过程经历了下列3步反应:①的 具有较高的活性,与醛基发生加成反应生成Y;②Y发生消去反应生成Z;③Z脱羧(生成)转化为H。写出步骤②的化学方程式:_______。
(6)结合上述L的合成路线,以和为有机原料,设计制备的合成路线:_______(其他无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 苯酚 ②. 醛基、羟基
(2)取代反应 (3)
(4) ①. 4 ②.
(5)+H2O
(6)
【解析】
【分析】根据合成路线图及已知[“ ,Pd/SBA-15”为无机试剂,能氧化醇羟基为醛基,但不能氧化酚羟基],由D()逆推可知C的结构简式为,C结构中的醇羟基被氧化为醛基生成D;结合A的分子式C6H6O,由C()和B(HCHO)逆推可知A的结构简式为,A()和B(HCHO)发生加成反应生成C();C()在“ ,Pd/SBA-15”、加热到80℃条件下醇羟基被氧化生成D(),D()在DMF条件下和Br2发生取代反应生成E,结合E的分子式,由D()和F()可推知E为;E()和CH3OH发生取代反应生成F()和HBr,F()和G[]发生反应生成H(),H()和先在NaOH条件下发生取代反应,后又酸化生成J;由J和发生缩聚反应生成L(),逆推可得J的结构简式为。
【18题详解】
由流程图及分析可知,A的结构简式为,故A的化学名称为苯酚;由D的结构简式可知,D中含有的官能团是醛基和羟基;
【19题详解】
根据流程图及分析可知,D的结构简式为,E的结构简式为,由D转化为E的过程是D中羟基邻位苯环上的H原子被Br取代的反应,故由D转化为E的反应类型是取代反应;
【20题详解】
根据分析可知,J的结构简式为;
【21题详解】
由流程图及分析可知,F为,分子式为,三个条件①能与饱和溶液反应放出气体(说明含有-COOH);②含苯环结构,但遇溶液无显色反应(说明含苯环,但不含酚羟基);③0.1 mol X最多消耗4.6 g Na,即 Na(说明还含1个醇羟基);同时满足上述三个条件的F的同分异构体X含有的原子团为:1个苯环、1个-COOH、1个醇-OH,若苯环上只有1个取代基,则该取代基为 ,有1种结构;若苯环上有2个取代基,则取代基为和 ,有邻、间、对三3种位置的结构,故同时满足上述三个条件的F的同分异构体X共有4种;
其中核磁共振氢谱的峰面积之比为 的结构简式是含两个取代基(和 )的对位结构。
【22题详解】
一定条件下,F()和G()反应生成H的过程经历了下列3步反应:①的 具有较高的活性,与醛基发生加成反应生成Y;②Y发生消去反应生成Z;③Z脱羧(生成)转化为H。合成路线图为:,故步骤②的化学方程式为+H2O;
【23题详解】
结合上述L的合成路线,以和为有机原料,制备的合成路线为:。
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