精品解析:甘肃武威市古浪县第三中学等校2025-2026学年高三下学期第七次诊断考试 化学试卷
2026-06-18
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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,选出每小题后,用铅笔把答题卡对应题目的标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他标号。回答非选择题时,将写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Ce-140
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. 下列关于生活中常见物质的说法正确的是
A. 纯水不含任何化学物质,长期单一饮用更健康
B. 用洗洁精清洗油污,利用了洗洁精的乳化作用
C. 棉花、羊毛和涤纶都属于合成有机高分子材料
D. 铁制品在潮湿空气中不易生锈,具有耐腐蚀性
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 的电子式:
B. 分子的空间结构:
C. 基态Ge原子的核外电子排布式:
D. 中π键形成过程:
3. 下列关于实验操作或事故处理的说法正确的是
A. 金属镁着火时,立即用泡沫灭火器灭火
B. 实验室制取乙酸乙酯时,将试管口竖直向上加热以防液体喷出
C. 进行苯、溴水萃取实验时,应在敞口烧杯中快速搅拌
D. 做铜与稀硝酸的反应实验时,需在通风橱中进行
4. 部分镁及其化合物的转化关系如图所示(部分产物和条件省略)。下列叙述正确的是
A. 反应①的产物是含2种化学键的离子晶体
B. 向溶液中通入过量反应②产生的气体最终得到沉淀
C. 可以将反应③设计成能自发放电的电池
D. 若镁片与电源负极连接,石墨电极与电源正极连接,可实现反应④
5. 下列对物质性质的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
溶液显酸性
的电离程度大于水解程度
B
高密度聚乙烯软化温度较高
高密度聚乙烯支链较少,链之间易于接近,相互作用力较大
C
向锌与稀硫酸反应体系中加入少量硫酸铜,反应速率加快
是锌与稀硫酸反应的催化剂
D
HIO的酸性弱于HClO
Cl的电负性大于I,HClO中O-H键极性较强,更易解离出
A. A B. B C. C D. D
6. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,短周期主族元素中基态X原子的未成对电子数最多,Y的原子半径最大,基态Z原子的价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物分子的键角: B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
C. 分子的空间结构和VSEPR模型一致 D. 离子键百分数:
7. 治疗脑血栓药物W的合成片段如图所示。下列叙述错误的是
A. M能发生加成、取代和银镜反应 B. N遇溶液发生显色反应
C. W分子含1个手性碳原子 D. M、N、W都属于芳香烃衍生物
8. 实验室中常用分光光度法测定微量铁的含量,其原理是与邻二氮菲(phen)在水溶液中配合形成稳定的橙红色配合物(如图所示),测量其显色后的吸光度来标定的浓度。已知:在水溶液中形成的配合物离子为。下列说法错误的是
A. 该橙红色配合物中的配体数与配位数之比为 B. 该实验中的pH不宜过低或过高
C. 邻二氮菲的核磁共振氢谱有8组峰 D. 与形成配位键的能力:
9. 下列实验(部分夹持装置略)中存在明显错误的是
A.测定白醋浓度
B.验证氨气易溶于水
C.制备乙烯
D.分离和
A. A B. B C. C D. D
10. 已知,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 常温常压下,含键数为
B. 常温下,溶液中,含数为
C. 上述反应中,完全反应时生成数为
D. 上述反应中,每生成时转移的电子数为
11. 下列离子方程式符合题意且正确的是
A. 向NaClO溶液中滴加少量溶液产生红褐色沉淀:
B. 向强酸溶液中加入足量锌粒产生气泡和黄色固体:
C. 向新制悬浊液中滴加少量甲醛溶液,共热,产生砖红色沉淀:
D. 将 通入含的废水中除汞:
12. 近日,我国科学家开发肼-双氧水燃料电池,碱性条件下电解肼制备氢气,装置如图所示。
下列叙述正确的是
A. a极和b极材料可能相同 B. 电子流向:b→c→d→a
C. d极附近电解质溶液pH降低 D. 乙池产生时,理论上甲池消耗
13. 吉林大学和伦敦大学合作开发出了Pt和共修饰及第一个光催化甲烷氧化偶联流动体系,原理如图所示。光照在催化剂表面产生“空穴”,并释放电子。下列叙述错误的是
A. 反应ⅰ为
B. 反应ⅱ中,形成了极性键和非极性键
C. 增大催化剂接触面和光强度,能提高单位时间内的产率
D. 总反应式为
14. 常温下,向离子浓度均为的、、的溶液中加入NaF固体,保持HF浓度始终为时,溶液中[,或]、含F微粒的分布分数与pH的关系如图所示。已知:溶解度。。当离子浓度时视为该离子已完全沉淀。
下列叙述正确的是
A. 曲线代表和pH的关系
B. M点对应的溶液
C. 溶液中:
D. 当刚好完全沉淀时,已沉淀了99.9%
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (二氧化铈)是主要用于汽车尾气净化的催化剂,(氧化镧)常用于制备高性能光学玻璃。以独居石(主要含、,还含少量、、)为原料制备的流程如图1:
已知:①萃取剂是一种酸性萃取剂。
②“焙烧”渣主要成分为难溶的、。
③空缺率。
回答下列问题:
(1)基态La原子的价层电子排布式为,镧在元素周期表中的位置为___________。
(2)写出“焙烧”中发生反应的化学方程式:___________。
(3)浸液中阴离子主要有、、___________(填离子符号)。调pH后的滤渣经灼烧得到固体的主要成分是___________(填化学式)。
(4)水相含,向水相中加入碳酸氢铵,过滤得到固体,该反应的离子方程式为___________。
(5)的立方晶胞如图2所示。已知:、核间最短距离为a pm,1、2号原子分数坐标分别为、,设为阿伏加德罗常数的值。
①3号原子分数坐标为___________。与最近且距离相等的的个数为___________。
②该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)。
③作催化剂参与反应时,铈能在与之间改变,引起氧空位的形成,若空缺率为5%,则晶体中与的个数比为___________。
16. 三苯甲醇是一种有机合成中间体,利用格氏试剂制备三苯甲醇的原理如下:
已知:ⅰ.转化为中间物的反应中,苯甲酸乙酯与PhMgBr以物质的量之比为 反应。ⅱ.一些有机物的性质如下表:
有机物
相对分子质量
性质
PhMgBr(一种格氏试剂,Ph为苯基)
181
能与酯等物质反应;与水剧烈反应,产生无机物沉淀
乙醚
74
微溶于水,溶于乙醇,沸点为35℃
三苯甲醇
260
白色晶体,不溶于水,溶于乙醚、乙醇,沸点为380℃
苯甲酸乙酯
150
无色液体,沸点为212.6℃,不溶于水,微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶
实验步骤:
Ⅰ.制备
①按照如图所示装置安装相关仪器,置于磁力搅拌器上。
②向三颈烧瓶中加入3.62 g PhMgBr,并置于冰水浴中;在搅拌下,由仪器a缓慢滴加0.90 g苯甲酸乙酯和5 mL乙醚的混合液。
③滴加完毕后,将冰水浴改为水浴,于40℃下继续回流1小时,此时溶液变为淡黄色。
④再改为冰水浴,在搅拌下,由仪器b缓慢滴加15 mL饱和氯化铵水溶液。
Ⅱ.提纯
⑤分离三颈烧瓶中的有机相,用无水硫酸镁干燥。
⑥过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品。
⑦粗产品用80%乙醇溶液热溶解,再经活性炭脱色,趁热过滤,加水冷却结晶,抽滤后得白色固体产品0.63 g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______,c中无水氯化钙的主要作用为_______。
(2)步骤⑤中分离有机相时需使用的玻璃仪器是_______(填名称)。
(3)相比直接滴加蒸馏水,步骤④中滴加饱和水溶液的优点是_______。
(4)步骤⑦中与普通过滤相比,抽滤的优点是_______。
(5)该实验中三苯甲醇的产率为_______(保留三位有效数字)。
(6)下列关于三苯甲醇的说法正确的是_______(填标号)。
A. 分子中所有碳原子可以在同一平面内 B. 在浓硫酸中加热可以发生消去反应
C. 其苯环上的二氯代物共有12种 D. 一定条件下能发生氧化反应
17. 二硫化碳主要用于制造人造丝、四氯化碳等。工业上用硫化氢和天然气制造的原理如下:主反应ⅰ: ;副反应ⅱ: 。回答下列问题:
(1)的沸点高于,其主要原因是_______。
(2) ______(用含和的代数式表示)。
(3)恒压条件下,某小组按投料,仅发生反应i。平衡体系中各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①Ⅰ、Ⅳ曲线分别代表_______、_______(填化学式)。
②升高温度,反应ⅰ反应的平衡常数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③720℃时,_______。
(4)起始投入足量仅发生反应ⅱ,固定的平衡转化率分别为0.4、0.5、0.6时,探究温度、压强的关系如图所示。
①代表的平衡转化率为_______。_______(填“>”或“<”)0。
②用物质的量分数表示的平衡常数叫“物质的量分数平衡常数”。比较平衡常数_______(填“>”“<”或“=”),判断依据是_______。_______。
18. 呋喃烯唑是一种灭菌药,其一种制备流程如图所示(部分反应物及条件略)。
回答下列问题:
(1)常温下,有机物A与下列试剂反应有明显现象的是_______(填字母)。
a.NaOH溶液 b.溴水 c.酸性溶液
(2)B中碳原子的杂化类型为_______。C的结构简式为_______。
(3)D分子间存在氢键,原因是_______。
(4)F的分子式为_______。
(5)写出F→呋喃烯唑的化学方程式:_______。
(6)在B的同分异构体中,同时具备下列条件的物质的结构简式为_______。
①属于芳香族化合物 ②遇溶液发生显色反应 ③在核磁共振氢谱上有3组峰且峰面积比为
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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,选出每小题后,用铅笔把答题卡对应题目的标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他标号。回答非选择题时,将写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Ce-140
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. 下列关于生活中常见物质的说法正确的是
A. 纯水不含任何化学物质,长期单一饮用更健康
B. 用洗洁精清洗油污,利用了洗洁精的乳化作用
C. 棉花、羊毛和涤纶都属于合成有机高分子材料
D. 铁制品在潮湿空气中不易生锈,具有耐腐蚀性
【答案】B
【解析】
【详解】A.纯水不含人体所需矿物质,长期单一饮用不利于健康,A错误;
B.洗洁精具有乳化作用,能将大油滴分散成小油滴随水冲走,可清洗油污,B正确;
C.棉花、羊毛属于天然有机高分子材料,涤纶属于合成有机高分子材料,C错误;
D.铁在潮湿空气中易与氧气、水接触,更容易生锈,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 的电子式:
B. 分子的空间结构:
C. 基态Ge原子的核外电子排布式:
D. 中π键形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢氧化钠是含有共价键的离子化合物,电子式为,A正确;
B.SO3分子中中心原子S周围的价层电子对数为:3+=3,S原子采取sp2杂化,故SO3的价层电子对互斥模型为平面三角形,B正确;
C.Ge位于第四周期第IVA族,则Ge是32号元素,原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,C错误;
D.键形成过程是两个轨道平行“肩并肩”重叠,π键形成过程:,D正确;
故选C。
3. 下列关于实验操作或事故处理的说法正确的是
A. 金属镁着火时,立即用泡沫灭火器灭火
B. 实验室制取乙酸乙酯时,将试管口竖直向上加热以防液体喷出
C. 进行苯、溴水萃取实验时,应在敞口烧杯中快速搅拌
D. 做铜与稀硝酸的反应实验时,需在通风橱中进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属镁能在中燃烧生成和,所以,金属镁着火时不能用泡沫灭火器(),应用干燥沙土盖灭,A错误;
B.加热液体时试管应倾斜约45°,竖直向上加热液体易暴沸喷出,B错误;
C.苯有毒、易挥发,溴水中易挥发,不能在敞口烧杯内快速搅拌反应,应在通风条件下、塞好塞子在分液漏斗中振荡,C错误;
D.铜与稀硝酸反应生成的有毒,必须在通风橱中进行反应,D正确;
答案选D。
4. 部分镁及其化合物的转化关系如图所示(部分产物和条件省略)。下列叙述正确的是
A. 反应①的产物是含2种化学键的离子晶体
B. 向溶液中通入过量反应②产生的气体最终得到沉淀
C. 可以将反应③设计成能自发放电的电池
D. 若镁片与电源负极连接,石墨电极与电源正极连接,可实现反应④
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①产物是,属于离子晶体,晶体中只存在与之间的离子键,仅含1种化学键,A错误;
B.反应②与水反应生成和,产生的气体是;向溶液中通入过量,最终会生成可溶性络合物,得不到沉淀,B错误;
C.反应③是非氧化还原反应,不能设计成原电池,C错误;
D.反应④是电解熔融制备Mg,电解池中,阴极连接电源负极,在阴极(镁电极)得到电子生成Mg单质,在阳极(石墨)失去电子生成,该装置可以实现反应④,D正确;
故选D。
5. 下列对物质性质的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
溶液显酸性
的电离程度大于水解程度
B
高密度聚乙烯软化温度较高
高密度聚乙烯支链较少,链之间易于接近,相互作用力较大
C
向锌与稀硫酸反应体系中加入少量硫酸铜,反应速率加快
是锌与稀硫酸反应的催化剂
D
HIO的酸性弱于HClO
Cl的电负性大于I,HClO中O-H键极性较强,更易解离出
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.的电离产生使溶液显酸性,水解产生使溶液显碱性,溶液显酸性说明的电离程度大于水解程度,A正确;
B.高密度聚乙烯支链较少,分子链之间更容易紧密排列,分子间相互作用力更大,因此软化温度较高,B正确;
C.向锌与稀硫酸反应体系中加入少量硫酸铜后,Zn置换出Cu,形成Zn-Cu原电池,从而加快反应速率,参与反应被还原为Cu,不是锌与稀硫酸反应的催化剂,C错误;
D.Cl的电负性大于I,对共用电子对的吸引能力更强,使HClO中O-H键的极性更强,更易解离出,因此HIO酸性弱于HClO,D正确;
故选C。
6. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,短周期主族元素中基态X原子的未成对电子数最多,Y的原子半径最大,基态Z原子的价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物分子的键角: B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
C. 分子的空间结构和VSEPR模型一致 D. 离子键百分数:
【答案】D
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且Y是短周期原子半径最大的主族元素,Y为Na,因此X在前三周期靠前位置,基态未成对电子数最多的是,价电子排布,3个未成对电子,Z价层电子排布,轨道最多填2个电子,因此,得,价层排布为,故Z为S;W是原子序数大于S的短周期主族元素,故W为Cl。
【详解】A.X的简单氢化物为,Z的为。中心N原子价层电子对数为=4,且含有1个孤电子对,为sp3杂化,中心S原子价层电子对数为=4,且含有2个孤电子对,为sp3杂化,孤电子对对成键电子的斥力更大,孤电子对越多,键角越小,则键角,A错误;
B.同周期从左到右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,非金属性:S<Cl,则酸性,B错误;
C.即,中心N价层电子对数,且含有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,分子空间结构为三角锥形,二者不一致,C错误;
D.成键两元素电负性差越大,离子键百分数越高。Y均为Na,电负性,Na与Cl的电负性差大于Na与S的电负性差,因此离子键百分数:,D正确;
故选D。
7. 治疗脑血栓药物W的合成片段如图所示。下列叙述错误的是
A. M能发生加成、取代和银镜反应 B. N遇溶液发生显色反应
C. W分子含1个手性碳原子 D. M、N、W都属于芳香烃衍生物
【答案】B
【解析】
【详解】A.由M的结构简式可知,M分子中含有苯环、酯基、醛基,苯环能发生加成、取代反应,酯基能发生水解(取代)反应,醛基能发生加成和银镜反应,A正确;
B.由N的结构简式可知,N含醇羟基,不是酚羟基,遇溶液不会发生显色反应,B错误;
C.由W的结构简式可知,W分子中与羟基相连接的碳原子为手性碳原子(该碳原子上连接了4个不同的原子或原子团),C正确;
D.由M、N、W的结构简式可知,三种有机物中都含有苯环,均属于芳香烃衍生物,D正确;
故选B。
8. 实验室中常用分光光度法测定微量铁的含量,其原理是与邻二氮菲(phen)在水溶液中配合形成稳定的橙红色配合物(如图所示),测量其显色后的吸光度来标定的浓度。已知:在水溶液中形成的配合物离子为。下列说法错误的是
A. 该橙红色配合物中的配体数与配位数之比为 B. 该实验中的pH不宜过低或过高
C. 邻二氮菲的核磁共振氢谱有8组峰 D. 与形成配位键的能力:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该橙红色配合物中,中心结合了3个邻二氮菲()配体,每个是双齿配体(提供2个N原子配位),因此配位数为,配体数:配位数,A正确;
B.若过低,邻二氮菲的N原子会发生质子化,无法和配位;若过高,会生成氢氧化亚铁沉淀,无法形成目标配合物,因此不宜过低或过高,B正确;
C.邻二氮菲为对称结构,其核磁共振氢谱有四组峰,C错误;
D.水溶液中原本形成,可以被取代生成更稳定的配合物,说明配位能力:,D正确。
故选C。
9. 下列实验(部分夹持装置略)中存在明显错误的是
A.测定白醋浓度
B.验证氨气易溶于水
C.制备乙烯
D.分离和
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液呈碱性,不应选择酸式滴定管,A错误;
B.打开止水夹,挤压胶头滴管,引发喷泉实验,说明氨气易溶于水,B正确;
C.加热乙醇和浓硫酸的混合液至170℃制备乙烯,C正确;
D.C60与杯酚形成超分子,加入甲苯溶解C70,过滤分离出C60与杯酚形成超分子,C60与杯酚形成超分子加氯仿溶解杯酚,过滤分离出,D正确;
故选A。
10. 已知,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 常温常压下,含键数为
B. 常温下,溶液中,含数为
C. 上述反应中,完全反应时生成数为
D. 上述反应中,每生成时转移的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温常压下,的物质的量不等于0.2 mol,含键数不为,A错误;
B.当酸电离的氢离子浓度小于水的电离时,不能忽视水的电离,溶液接近中性,含mol,数约为,B错误;
C.据上述反应可知,氯酸分解生成氯气、高氯酸,没有氯离子生成,C错误;
D.反应过程中氯酸中氯元素化合价由+5变为氯气中氯元素化合价0,存在,相当于0.1 mol,生成8 mol水时转移80 mol电子,则生成0.1 mol水时转移1 mol电子,转移的电子数为,D正确;
故选D。
11. 下列离子方程式符合题意且正确的是
A. 向NaClO溶液中滴加少量溶液产生红褐色沉淀:
B. 向强酸溶液中加入足量锌粒产生气泡和黄色固体:
C. 向新制悬浊液中滴加少量甲醛溶液,共热,产生砖红色沉淀:
D. 将 通入含的废水中除汞:
【答案】A
【解析】
【详解】A.向NaClO溶液中滴加少量溶液,具有强氧化性,Fe2+被氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式,符合氧化还原规律,原子、电荷均守恒,A正确;
B.向强酸溶液中加入足量锌粒,锌不仅会置换出Au,还会与强酸反应生成H2(气泡),题目中的离子方程式只体现了置换反应,漏掉了H+与锌的反应,正确的离子方程式为,B错误;
C.向新制悬浊液中滴加少量甲醛溶液,共热,甲醛应被氧化成不是,因为甲醛少量过量,会进一步被氧化,正确的离子方程式为 ,C错误;
D.H2S是弱酸,不能拆写成,正确的离子方程式为,D错误;
故选A。
12. 近日,我国科学家开发肼-双氧水燃料电池,碱性条件下电解肼制备氢气,装置如图所示。
下列叙述正确的是
A. a极和b极材料可能相同 B. 电子流向:b→c→d→a
C. d极附近电解质溶液pH降低 D. 乙池产生时,理论上甲池消耗
【答案】A
【解析】
【分析】该装置中,甲池为肼-双氧水燃料电池(原电池),乙池为电解池,先判断电极性质: 甲池中,失电子,故为负极;得电子,故为正极。乙池中,原电池负极接电解池阴极,原电池正极接电解池阳极,以此解答。
【详解】A.甲池为燃料电池,电极材料不参与反应,可以选择相同材料作电极,A正确;
B.电子由负极流向阴极,阳极流向正极,即a→d,c→b,电解质溶液中靠离子迁移构成闭合回路,B错误;
C.d极的电极反应式为,电极附近生成了OH-,pH升高,C错误;
D.b极的电极反应式为,c极的电极反应式为,根据电子守恒,乙池生成时,理论上消耗,D错误;
故选A。
13. 吉林大学和伦敦大学合作开发出了Pt和共修饰及第一个光催化甲烷氧化偶联流动体系,原理如图所示。光照在催化剂表面产生“空穴”,并释放电子。下列叙述错误的是
A. 反应ⅰ为
B. 反应ⅱ中,形成了极性键和非极性键
C. 增大催化剂接触面和光强度,能提高单位时间内的产率
D. 总反应式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.1个空穴()相当于失去1个电子,由图,反应ⅰ为甲烷和1个空穴反应生成和氢离子:,A正确;
B.由图,生成乙烷时,只形成了碳碳非极性键,B错误;
C.催化剂、强光可增大反应速率,提高单位时间内的产率,C正确;
D.由图,总反应是甲烷与氧气反应生成乙烷和水,故总反应式为,D正确;
故选B。
14. 常温下,向离子浓度均为的、、的溶液中加入NaF固体,保持HF浓度始终为时,溶液中[,或]、含F微粒的分布分数与pH的关系如图所示。已知:溶解度。。当离子浓度时视为该离子已完全沉淀。
下列叙述正确的是
A. 曲线代表和pH的关系
B. M点对应的溶液
C. 溶液中:
D. 当刚好完全沉淀时,已沉淀了99.9%
【答案】B
【解析】
【分析】,,,由此可知,pH越大,越小,越大,结合图像可知,代表与pH的关系,代表与pH的关系,代表与pH的关系,①代表与pH的关系,②代表与pH的关系,据此分析作答。
【详解】A.根据分析可知,A项错误;
B.根据a点数据计算:点时,,代入电离常数表达式计算:,B项正确;
C.溶液中,代入电离常数表达式中,,,C项错误;
D.根据点数据计算:,,,,的沉淀率约为,D项错误。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (二氧化铈)是主要用于汽车尾气净化的催化剂,(氧化镧)常用于制备高性能光学玻璃。以独居石(主要含、,还含少量、、)为原料制备的流程如图1:
已知:①萃取剂是一种酸性萃取剂。
②“焙烧”渣主要成分为难溶的、。
③空缺率。
回答下列问题:
(1)基态La原子的价层电子排布式为,镧在元素周期表中的位置为___________。
(2)写出“焙烧”中发生反应的化学方程式:___________。
(3)浸液中阴离子主要有、、___________(填离子符号)。调pH后的滤渣经灼烧得到固体的主要成分是___________(填化学式)。
(4)水相含,向水相中加入碳酸氢铵,过滤得到固体,该反应的离子方程式为___________。
(5)的立方晶胞如图2所示。已知:、核间最短距离为a pm,1、2号原子分数坐标分别为、,设为阿伏加德罗常数的值。
①3号原子分数坐标为___________。与最近且距离相等的的个数为___________。
②该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)。
③作催化剂参与反应时,铈能在与之间改变,引起氧空位的形成,若空缺率为5%,则晶体中与的个数比为___________。
【答案】(1)第6周期第ⅢB族
(2)CePO4+3NaOHCeO(OH)+Na3PO4+H2O
(3) ①. 、[Al(OH)4]- ②. Fe2O3
(4)2La3++6HCO=La2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(5) ①. ②. 4 ③. ④. 4:1
【解析】
【分析】焙烧时,LaPO4、CePO4与NaOH反应生成LaO(OH)、CeO(OH),同时SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3,Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],经水浸,得到含Na2SiO3和Na[Al(OH)4]的浸液,LaO(OH)、CeO(OH)与Fe2O3固体加硝酸酸溶,得到含有La3+、Ce3+、Fe3+的溶液,经调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3过滤除去,并向滤液中加入P204萃取,分液,分别得到含La3+的水相和含Ce3+的有机相,分别经一系列操作得到La2O3和CeO2,以此解答;
【小问1详解】
基态La原子的价电子的最高主量子数为周期数,即第6周期,价电子构型为,为第ⅢB族;
【小问2详解】
“焙烧”中CePO4和NaOH反应生成CeO(OH),反应的化学方程式为CePO4+3NaOHCeO(OH)+Na3PO4+H2O;
【小问3详解】
由分析可得,浸液中阴离子除了、,主要还有、[Al(OH)4]-;调pH后的滤渣为Fe(OH)3,经灼烧得到固体的主要成分是Fe2O3;
【小问4详解】
La3+和反应生成La2(CO3)3固体和CO2气体,反应的离子方程式为2La3++6=La2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O;
【小问5详解】
①1、2号原子分数坐标分别为、,结合晶胞图,3号原子分数坐标为;由图可知,在晶体中,与O2-最近且距离相等的Ce4+有1个顶点Ce4+和3个面心Ce4+,共4个;
② Ce4+位于顶点和面心,共个,O2-位于晶胞内部,共8个,晶胞组成为Ce4O8,即4个CeO2,Ce、O核间最短距离为a pm,即体对角线的,晶胞边长为x,,cm,g/cm3;
③设Ce4+为m个,Ce3+为n个,总Ce为(m+n)个,原CeO2中,O2-数为2(m+n),空缺率为5%,×100%=5%,n(O2-)=1.9(m+n),电荷守恒可得4m+3n=2×n(O2-),解得晶体中与的个数比m:n=4:1。
16. 三苯甲醇是一种有机合成中间体,利用格氏试剂制备三苯甲醇的原理如下:
已知:ⅰ.转化为中间物的反应中,苯甲酸乙酯与PhMgBr以物质的量之比为 反应。ⅱ.一些有机物的性质如下表:
有机物
相对分子质量
性质
PhMgBr(一种格氏试剂,Ph为苯基)
181
能与酯等物质反应;与水剧烈反应,产生无机物沉淀
乙醚
74
微溶于水,溶于乙醇,沸点为35℃
三苯甲醇
260
白色晶体,不溶于水,溶于乙醚、乙醇,沸点为380℃
苯甲酸乙酯
150
无色液体,沸点为212.6℃,不溶于水,微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶
实验步骤:
Ⅰ.制备
①按照如图所示装置安装相关仪器,置于磁力搅拌器上。
②向三颈烧瓶中加入3.62 g PhMgBr,并置于冰水浴中;在搅拌下,由仪器a缓慢滴加0.90 g苯甲酸乙酯和5 mL乙醚的混合液。
③滴加完毕后,将冰水浴改为水浴,于40℃下继续回流1小时,此时溶液变为淡黄色。
④再改为冰水浴,在搅拌下,由仪器b缓慢滴加15 mL饱和氯化铵水溶液。
Ⅱ.提纯
⑤分离三颈烧瓶中的有机相,用无水硫酸镁干燥。
⑥过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品。
⑦粗产品用80%乙醇溶液热溶解,再经活性炭脱色,趁热过滤,加水冷却结晶,抽滤后得白色固体产品0.63 g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______,c中无水氯化钙的主要作用为_______。
(2)步骤⑤中分离有机相时需使用的玻璃仪器是_______(填名称)。
(3)相比直接滴加蒸馏水,步骤④中滴加饱和水溶液的优点是_______。
(4)步骤⑦中与普通过滤相比,抽滤的优点是_______。
(5)该实验中三苯甲醇的产率为_______(保留三位有效数字)。
(6)下列关于三苯甲醇的说法正确的是_______(填标号)。
A. 分子中所有碳原子可以在同一平面内 B. 在浓硫酸中加热可以发生消去反应
C. 其苯环上的二氯代物共有12种 D. 一定条件下能发生氧化反应
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 ②. 吸收空气中的水,防止其进入三颈烧瓶中与反应
(2)分液漏斗、烧杯 (3)水溶液中水解生成,有利于中间体中生成
(4)过滤速度快,所得产品较干燥,固液分离更完全
(5) (6)CD
【解析】
【分析】格氏试剂在乙醚中与苯甲酸乙酯发生反应,在氯化铵中发生水解反应生成三苯甲醇。
【小问1详解】
根据仪器结构和作用可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;c中无水氯化钙吸收空气中的水,防止其进入三颈烧瓶中与反应;
【小问2详解】
在分液漏斗中将有机相和水相分离,步骤⑤中分离有机相的操作是分液,需使用分液漏斗和烧杯;
【小问3详解】
滴加的饱和氯化铵水溶液中水解生成,有利于中间体中生成,即会促进水解产生三苯甲醇,使得产物易于分离;
【小问4详解】
抽滤比普通漏斗过滤速度快,所得产品较干燥,固液分离更完全;
【小问5详解】
加入PhMgBr 3.62 g,即物质的量为=0.02mol,苯甲酸乙酯0.90 g即物质的量为=0.006 mol,根据反应的化学方程式可知PhMgBr过量,生成的三苯甲醇理论为0.006 mol,实际为0.63g,则三苯甲醇的产率;
【小问6详解】
A.三苯甲醇分子中与羟基相连的碳原子是杂化,其连接的四个原子是四面体空间结构,故所有碳原子不可能在同一平面内,A项错误;
B.根据消去机理可知,分子中羟基所连的碳原子的相邻碳原子为苯基碳原子,没有氢原子,所以在浓硫酸中加热不可以发生消去反应,B错误;
C.分子中的三个苯环化学环境相同,根据定一移一可知,苯环上的二氯代物有,共12种,C正确;
D.该物质是醇类,可以燃烧,故一定条件下能发生氧化反应,D正确。
17. 二硫化碳主要用于制造人造丝、四氯化碳等。工业上用硫化氢和天然气制造的原理如下:主反应ⅰ: ;副反应ⅱ: 。回答下列问题:
(1)的沸点高于,其主要原因是_______。
(2) ______(用含和的代数式表示)。
(3)恒压条件下,某小组按投料,仅发生反应i。平衡体系中各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①Ⅰ、Ⅳ曲线分别代表_______、_______(填化学式)。
②升高温度,反应ⅰ反应的平衡常数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③720℃时,_______。
(4)起始投入足量仅发生反应ⅱ,固定的平衡转化率分别为0.4、0.5、0.6时,探究温度、压强的关系如图所示。
①代表的平衡转化率为_______。_______(填“>”或“<”)0。
②用物质的量分数表示的平衡常数叫“物质的量分数平衡常数”。比较平衡常数_______(填“>”“<”或“=”),判断依据是_______。_______。
【答案】(1)、都是分子晶体,相对分子质量大于,故分子间作用力较大,沸点较高
(2)
(3) ①. ②. ③. 增大 ④.
(4) ①. 0.6 ②. > ③. = ④. 初始投料相等,平衡时A、B点的转化率相等 ⑤. 0.2
【解析】
【小问1详解】
沸点与分子间作用力有关;相对分子质量大于,分子间作用力较大,沸点较高;
【小问2详解】
根据盖斯定律,使 主反应-副反应,可得目标反应,;
【小问3详解】
①根据初始投料比可知,平衡体系中、的体积分数比为4,因为按化学计量数比投料,按化学计量数比例发生反应。所以Ⅰ代表,Ⅱ代表。平衡时、的物质的量分数比为,结合图像可知,Ⅲ代表,Ⅳ代表;
②升高温度,生成量增大,说明平衡正向移动,平衡常数增大;
③设初始投入、分别为1 mol、4 mol。仅发生反应i从逆向反应:,设反应的CS2为 n mol,反应的H2为4n mol,生成的CH4和H2S分别是n mol和2n mol,720℃时、的体积分数相等(或物质的量相等),得:,,此时,,;
【小问4详解】
①正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变,增大压强,平衡逆向移动,平衡转化率降低,故代表的平衡转化率为0.6;
升温,平衡转化率增大,正反应是吸热反应,故;
②仅以为初始反应物,A、B点的平衡转化率相等,平衡时各组分的物质的量分数对应相等,故相等;
M点,平衡转化率为50%,设初始投入,M点平衡时各组分物质的量:、、,对应的物质的量分数依次为、、。。
18. 呋喃烯唑是一种灭菌药,其一种制备流程如图所示(部分反应物及条件略)。
回答下列问题:
(1)常温下,有机物A与下列试剂反应有明显现象的是_______(填字母)。
a.NaOH溶液 b.溴水 c.酸性溶液
(2)B中碳原子的杂化类型为_______。C的结构简式为_______。
(3)D分子间存在氢键,原因是_______。
(4)F的分子式为_______。
(5)写出F→呋喃烯唑的化学方程式:_______。
(6)在B的同分异构体中,同时具备下列条件的物质的结构简式为_______。
①属于芳香族化合物 ②遇溶液发生显色反应 ③在核磁共振氢谱上有3组峰且峰面积比为
【答案】(1)bc (2) ①. ②.
(3)D含羟基、氨基,能形成分子间氢键
(4)
(5) (6)
【解析】
【分析】分析该反应流程图:A是呋喃甲醛(含醛基和呋喃环);B是A与NCCH2COOH加成后脱水的产物(含碳碳双键和氰基);C是B硝化后的产物(含碳碳双键和氰基);D由C与NH2OH、HCl反应后生成(含-OH和-NH2);E是D环化后的产物(含五元环);F是E与NH3反应后生成的中间体(含-NH2)。
【小问1详解】
有机物A含官能团碳碳双键、醛基和醚键。已知醚键、醛基常温不与NaOH溶液反应,无褪色、沉淀、分层等可见现象,a错误;环内碳碳双键Br2可发生加成反应,溴水红棕色褪去,醛基具有强还原性,可被Br2氧化,同样使溴水褪色,有明显现象,b正确;碳碳双键、醛基均易被强氧化性KMnO4溶液氧化,紫色溶液褪色,现象明显,c正确;因此答案选bc。
【小问2详解】
有机物B中碳原子形成双键、三键、共轭 键,采取、sp杂化;B和浓硝酸发生硝化取代反应,呋喃环上引入硝基,碳碳双键、氰基碳链保持不变,C是B的单硝化产物,其结构简式为。
【小问3详解】
D分子内同时含有羟基与氨基,O、N电负性大,带有孤电子对,O-H、N-H键极性极强,一个分子中-OH、-NH2上的H,可与另一分子中O、N的孤电子对相互吸引,形成分子间氢键,故答案为D含羟基、氨基,都能形成分子间氢键。
【小问4详解】
F与乙酸酐反应生成目标产物,副产物为乙酸,可推断E中基被取代,其分子式为。
【小问5详解】
氨基与乙酸酐发生取代生成,F→呋喃烯唑的化学方程式为。
【小问6详解】
由题干条件可知,B含7个碳、5个氢、1个氧、1个氮,不饱和度为6,同分异构体含酚羟基,另一个官能团为氰基,羟基、氰基在苯环的对位,即对氰基苯酚,其结构简式为。
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