精品解析:辽宁凌源市2026届下学期高三年级学情调研化学试卷
2026-06-18
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2份
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35页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 朝阳市 |
| 地区(区县) | 凌源市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.01 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58406293.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
绝密★启用前
高三年级学情调研
化学
本卷满分100分,考试时间75分钟。
☆注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2.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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ce 140
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 东北地区是我国矿产资源富集区,下列说法错误的是
A. 大庆油田的原油经分馏可得到汽油
B. 鞍山铁矿开采的磁铁矿的主要成分为Fe3O4
C. 抚顺煤矿的煤炭经“气化”得到煤气,该“气化”过程只发生物理变化
D. 鞍山钢铁厂冶炼的特种钢(含Cr、Ni等合金元素)可用于制造“山东舰”的飞行甲板,是因为其具有高强度、耐腐蚀等性质
【答案】C
【解析】
【详解】A.大庆油田的原油通过分馏可以分离出汽油、煤油、柴油等轻质油,这是基于各组分沸点差异的物理分离过程,A正确;
B.鞍山铁矿主要开采的是磁铁矿,其主要化学成分为Fe3O4,B正确;
C.抚顺煤矿的煤炭经“气化”得到煤气,气化是煤在高温下与水蒸气反应生成一氧化碳、氢气等可燃气体的过程,属于化学变化,而非物理变化,C错误;
D.鞍山钢铁厂冶炼的特种钢含有Cr、Ni等合金元素,具有高强度、耐腐蚀等优良性能,适用于制造航母飞行甲板,D正确;
因此答案选C;
2. 叠氮化钠()可用于汽车安全气囊的制造,与(易水解)发生反应生成的化学方程式为。下列说法错误的是
A. 电子式:
B. 易溶于水,水溶液显中性
C. 的空间结构:三角锥形
D. 易溶于水的原因之一:氨气与水分子间能形成氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨基钠(NaNH2)是离子化合物,电子式为,A正确;
B.NaNH2水解生成和NaOH,溶液显碱性,而非中性,B错误;
C.NH3中心N原子的价层电子对数为,根据VSEPR理论,其杂化方式为,分子的空间结构为三角锥形,C正确;
D.NH3易溶于水的原因包括:可与反应,和均为极性分子(相似相溶)和与分子间可形成氢键,增强相互作用,D正确;
故答案选B。
3. 是有机合成中温和的氟化试剂。已知,下列说法错误的是
A. 分子的 键为 键
B. 及其同素异形体均属于非极性分子
C. 分子中,键角:
D. 反应过程中既有极性键、非极性键的断裂,又有极性键、非极性键的形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态F原子的价层电子排布式为,未成对电子位于2p轨道,2个F原子通过 键形成分子,A正确;
B.O2是非极性分子,其同素异形体是极性分子,B错误;
C.同一分子中,双键之间的斥力大于单键之间的斥力,故在分子中,键角:,C正确;
D.根据已知反应方程式可知,反应中,既有氟氟键(非极性键)、硫氧键的断裂(极性键),又有氟硫键(极性键)、氧氧键(非极性键)的形成,D正确;
故选B。
4. 钾及其化合物的部分转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 从K到过程中,反应①消耗的与反应②生成的数目相等
B. 标准状况下,4.4 g 中含有中子的数目为
C. 反应②生成1 mol 时转移电子的数目为
D. 1 L 1 mol/L 溶液中阴离子的总数大于
【答案】D
【解析】
【分析】金属K在加热条件下与O2发生反应①生成超氧化钾KO2;KO2和H2O发生反应②,生成KOH与O2;所得KOH再和CO2发生反应③得到K2CO3,完成从K到K2CO3的转化;
【详解】A.反应 ①: K + O2KO2,1 mol K消耗1 molO2; 反应②:4KO2 + 2H2O = 4KOH + 3O2↑,4 mol KO2生成3 mol O2; 由K守恒:4 mol K生成4 mol KO2,反应①消耗4 mol O2,反应②生成3 mol O2,消耗与生成O2物质的量不等,分子数目不等;A错误;
B.14C的质子数为6,中子数14-6=8;O普通氧:质子数8,中子数8; 1个14CO2中子数:8 + 8×2 = 24; 14CO2摩尔质量:14+16×2=46 g/mol; n(14CO2)=mol,中子总数=×24NA≈2.29NA≠2.2NA;B错误;
C.反应②:4KO2 + 2H2O = 4KOH + 3O2↑,KO2中O为-0.5价,歧化反应:一部分O升为0价(O2),一部分降为-2价(OH-);生成3 mol O2时转移3 mol电子,因此每生成1 mol O2时转移1 mol电子,数目为NA,不是2NA;C错误;
D.K2CO3溶液中,会发生水解:(第一步水解为主),1 mol碳酸根水解生成2 mol阴离子; n(K2CO3)=1 L×1 mol/L=1 mol,若不水解,阴离子共1 mol;水解后阴离子总数增多,故阴离子总数大于NA;D正确;
故答案选D。
5. 异山梨醇是一种生物基平台化合物,可由淀粉经一系列变化得到的山梨醇脱水环化而成(结构简式如图所示),它广泛应用于医药领域,如进一步生成的硝酸异山梨酯可用于治疗心绞痛。下列说法错误的是
A. 淀粉水解的最终产物是葡萄糖 B. 葡萄糖经还原反应能得到山梨醇
C. 异山梨醇能与硝酸发生酯化反应 D. 异山梨醇分子中有2个手性碳
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉水解的最终产物是葡萄糖,A正确;
B.葡萄糖的结构简式为 ,分子中含醛基,醛基与氢气发生还原反应(醛基加氢,)可转化为羟基,B正确;
C.异山梨醇分子中含羟基( ),硝酸()是无机含氧酸,二者可通过酯化反应生成硝酸异山梨酯,C正确;
D.分子中连接四个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,异山梨醇分子中有4个手性碳:,D错误;
故选D。
6. 下列实验现象对应的离子方程式书写错误的是
A. 将铜片放入浓硝酸中,产生红棕色气体:
B. 向溶液中通入,生成白色沉淀:
C. 向溶液中滴加稀硫酸,产生浅黄色沉淀和刺激性气味气体:
D. 向溶液中逐滴加入溶液至中性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水:其离子方程式为:Cu + 4H+ + 2 = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O;A正确;
B.Ba(NO3)2溶液中通入SO2,溶液同时存在与H+(SO2 + H2OH2SO3电离出H+),在酸性条件下具有强氧化性,会将氧化为,最终沉淀是BaSO4,不是BaSO3;正确离子方程式为:3SO2 + 3Ba2+ + 2 + 2H2O = 3BaSO4↓ + 2NO↑ + 4H+;B错误;
C.硫代硫酸根与氢离子发生歧化反应,生成浅黄色沉淀单质硫、刺激性气味气体二氧化硫和水;其离子方程式为: + 2H+ = S↓ + SO2↑ + H2O;C正确;
D.NaHSO4逐滴加Ba(OH)2至中性,说明H+与OH-恰好完全中和,Ba(OH)2中氢氧根消耗完,其离子方程式为H+、OH-计量数为2:2;其离子方程式为:2H+ + + Ba2+ + 2OH- = BaSO4↓ + 2H2O;D正确;
故答案选B。
7. 化合物是一种新型缓释型基肥,有望提高马铃薯、果树、烟叶等作物的产量。已知M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的简单氢化物的空间结构为正四面体形,W基态原子的价层电子排布式为,Z基态原子的电子总数是最外层电子数的3倍,X、Y均为金属元素。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 化合物中 键和 键的数目之比为
C. 化合物中只存在共价键和配位键
D. 化合物中Z和M原子的杂化方式均为
【答案】B
【解析】
【分析】已知 M、W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素,M 的简单氢化物的空间结构为正四面体形,判断 M 为 C 元素,W 基态原子的价层电子排布式为,判断 W 为 O 元素,Z 基态原子的电子总数是最外层电子数的 3 倍,判断 Z 为 P 元素,X、Y 均为金属元素,结合可知,X 为 Na 元素,Y 为 Mg 元素,据此分析判断。
【详解】A.X为Na元素,Y为Mg元素,Z为P元素,原子半径:X>Y>Z,A错误;
B.对应,其结构式为,分子中 键和 键的数目均为2,比值为 ,B项正确;
C.Na、Mg为活泼金属,与阴离子(如、)间形成离子键,C项错误;
D.中心P原子的价层电子对数为,杂化方式为,中心C原子的价层电子对数为,杂化方式为,D项错误;
故选B。
8. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A. 排液法收集氨气
B. 研究对、相互转化的影响
C. 测定溶液浓度
D. 证明木炭的氧化产物是
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨气极易溶于水,图示装置不能收集到氨气,A不符合题意;
B.由于溶液中存在(黄色)(橙色),如增大有利于平衡正向移动,增大,减小,B符合题意;
C.酸性高锰酸钾标准溶液应盛放在酸式滴定管中,C不符合题意;
D.二氧化硫和二氧化碳都可以和澄清石灰水反应生成白色沉淀,所以不能用该实验验证二氧化碳的生成,D不符合题意;
故选B。
9. 氧化铈()可作脱硝催化剂,其立方晶胞结构如图所示(晶胞参数为a nm)。催化脱硝时,能在和之间改变氧化状态,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物(假设形成新铈氧化物的过程中,晶胞结构不发生变化;设为阿伏加德罗常数的值)。
已知:的空穴率 。
下列说法错误的是
A. 晶体中与最近且等距的有12个
B. 若新的铈氧化物化学式为,则其晶体中和的个数比为
C. 晶体的密度为
D. 若新晶体的化学式为,则新晶体中的空穴率为25%
【答案】D
【解析】
【详解】A.CeO2晶体中与最近且等距的有12个(以面心为中心进行观察),A正确;
B.设中和个数分别为x和,则 ,,和的个数比为,B正确;
C.根据均摊原则,理想晶胞中含有的数目为,的数目为8,则晶体密度为,C正确;
D.原晶体中有4个Ce和8个O原子,若新晶体的化学式为,则新晶体中的空穴率为 ,D错误;
故答案选D。
10. 高分子树脂X的合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 甲可由过量酸性溶液氧化一步得到
B. 聚合过程中有水生成
C. 聚合过程中理论上应控制甲和乙分子的数目之比为
D. 高分子X水解可得到乙
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4氧化性强,会氧化断裂丙烯CH2=CHCH3中的碳碳双键生成二氧化碳和乙酸,无法保留碳碳双键得到丙烯酸(甲),A错误;
B.观察结构可知,乙分子本身已经带有完整的酰胺结构,该聚合仅为碳碳双键的加聚反应,无羧基与氨基的缩合脱水过程,不会生成水,B错误;
C.1个乙分子含有2个可聚合的碳碳双键,1个甲分子含有1个碳碳双键;结合产物X的结构,要形成该高分子,理论上甲、乙分子数之比为2:1,C正确;
D.高分子X中的酰胺键水解时,酰胺键会发生断裂,无法得到原结构的乙,D错误;
故答案选C。
11. 工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含、、、 、、)制备碳酸锰,工艺流程如图所示。已知:、,下列说法错误的是
A. “滤渣1”的主要成分除S外,还有、
B. “滤渣2”经一系列反应可转化为电解冶炼铝的原料
C. “除杂1”后上层清液中
D. “沉锰”时的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】原料为硫化锰矿(主要MnS,杂质Al2O3、MgO、PbO、ZnO、NiO、SiO2)和MnO2粉,第一步加入稀硫酸溶浸:MnO2作为氧化剂,在酸性条件下氧化MnS,S2-被氧化为单质S;SiO2不与稀硫酸反应;PbO和硫酸反应生成难溶于水的PbSO4沉淀;金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO与硫酸反应生成可溶性硫酸盐Al2(SO4)3、MgSO4、ZnSO4、NiSO4,Mn元素转化为MnSO4,因此溶浸后过滤得到滤渣1为S、PbSO4、SiO2,滤液中含Mn2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+、;第二步向滤液加氨水调pH,Al3+与OH-结合生成Al(OH)3沉淀,过滤得到滤渣2为Al(OH)3,滤液除去铝离子,剩余金属离子为Mn2+、Mg2+、Zn2+、Ni2+;第三步加入Na2S除杂1,S2-与Zn2+、Ni2+生成ZnS、NiS沉淀即滤渣3,滤液中仅剩Mn2+、Mg2+;第四步加入MnF2除杂2,F-与Mg2+生成MgF2沉淀除去镁离子,滤液为纯净MnSO4溶液;第五步加入NH4HCO3沉锰,Mn2+与发生双水解类反应生成MnCO3沉淀,最终得到产品MnCO3;
【详解】A.溶浸时SiO2不溶于稀硫酸,PbO + H2SO4 = PbSO4↓ + H2O,MnO2氧化MnS生成单质S(化学方程式为MnO2 + MnS + 2H2SO4 = 2 MnSO4 + S↓ + 2H2O,其他金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO与H2SO4反应生成对应可溶的硫酸盐,故滤渣1含S、PbSO4、SiO2,A正确;
B.加氨水调节pH,使Al3+沉淀为Al(OH)3,故滤渣2是Al(OH)3,Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O,电解冶炼铝的原料为熔融Al2O3,B正确;
C.加Na2S除去Zn2+、Ni2+,除杂1后溶液中ZnS、NiS同时沉淀,c(S2-)相同,===100.2,C正确;
D.沉锰时MnSO4与NH4HCO3反应,若只生成NH4HSO4,酸性强,会溶解MnCO3,实际反应生成(NH4)2SO4、MnCO3、CO2、H2O,正确方程式: MnSO4 + 2NH4HCO3=MnCO3↓ + (NH4)2SO4 + CO2↑ + H2O,不会生成NH4HSO4,D错误;
故选D。
12. 某小组同学检验补铁剂中铁元素的价态,实验过程如图所示:
已知:邻二氮菲的结构简式为,邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子,可用于的检测。
下列说法错误的是
A. ③中“红色加深”“褪色”现象说明双氧水具有氧化性
B. ④中出现蓝色浑浊是由于
C. 实验中不可用酸性溶液代替溶液检测
D. 用邻二氮菲检测时,pH过大或过小不会影响测定
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,向研磨后的补铁剂药片中加入稀盐酸浸泡、过滤得到滤液;向滤液中滴加硫氰化钾溶液,溶液微微变红,向反应后的溶液中滴加双氧水溶液至过量,溶液先变红色后褪色,说明滤液中含有亚铁离子和少量的铁离子,溶液红色褪去是因为双氧水溶液具有氧化性,将溶液中的SCN-氧化,使得硫氰化铁浓度减小所致;向滤液中滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀、滴加邻二氮菲溶液使溶液变为橙红色,均说明滤液中含有亚铁离子;
【详解】A.由分析可知,③中溶液褪色是因为双氧水溶液具有氧化性,将溶液中的SCN-氧化,使得硫氰化铁浓度减小所致,A正确;
B.由分析可知,④中出现蓝色沉淀是因为溶液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀所致,反应的离子方程式为,B正确;
C.因之前加入盐酸,其中氯离子具有还原性,也可能使褪色,因此不可用酸性溶液代替溶液检测,C正确;
D.用邻二氮菲检测时,需先调节滤液pH,pH过大会形成氢氧化亚铁沉淀,pH过小邻二氮菲中的N优先与形成配位键,均会影响测定,D错误;
故选D。
13. 为回收尿液中的氮资源(真实尿液中的氮以计)并减少水体富营养化,某三腔室电解系统处理尿液的原理如图所示。下列说法错误的是
A. M极为阳极
B. N极的电极反应式为,生成的将转化为
C. 向“真实尿液”中不断加入持续加入,有利于提高电解液的导电性,从而提高的产量
D. 当电路中转移1 mol电子时,M极区电解液的质量理论上减轻26 g
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,根据通过阳离子交换膜向N极迁移,即阳离子向阴极移动,可知N极为阴极,M极为阳极,A正确;
B.N极为阴极,电极反应式为,生成的将转化为,B正确;
C.NH3的生成量仅取决于的迁移量(由电量决定),持续加入可能因离子竞争迁移影响的迁移效率,并非有利于提高的产量,C错误;
D.M极为阳极,电极反应式为,每转移1 mol电子,生成(质量8 g,以气体逸出),(质量18 g)通过阳离子交换膜迁移至中间室,M极区电解液质量减少量为逸出8 g和迁出18 g之和,共26 g,D正确;
故选C。
14. 某小组为探究与之间的反应,进行了如下实验。
实
验
现
象
①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色
②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液
①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色
②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:2(无色)(无色);为白色沉淀,可吸附;在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断错误的是
A. 与能发生反应:
B. CuI与反应的速率慢于与反应的速率
C. 黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有、生成
D. 与生成配合物反应的限度大于二者发生氧化还原反应的限度
【答案】D
【解析】
【详解】A.为白色沉淀,可吸附而显土黄色,在溶液中不存在,故与能发生反应:,故A正确;
B.已知:2(无色)(无色),结合第一个实验,逐滴加入Na2S2O3溶液的实验现象,应该是附着在CuI表面的先反应,故与反应的速率慢于与反应的速率,B正确;
C.第二个实验,①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色,发生反应,Cu2+剩余,②逐滴加入Na2S2O3溶液时,开始变为浅蓝色悬浊液,此时生成了;越来越多,逐渐变为黄绿色悬浊液,黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,悬浮的CuI和溶液中的Cu2+继续反应,分别生成了和;最后黄色溶液变为无色溶液时,全部被还原为,C正确;
D.第二个实验中,溶液最后变为无色溶液,故最后溶液中主要为,故与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度,D错误;
故选D。
15. 已知为二元弱酸,通过加入盐酸来调节体系pH可促进难溶性物质的溶解。室温下,平衡体系中与pH的变化,含 的物种分布系数与pH的变化关系如图所示[ 代表、或,如]。下列说法错误的是
A. 溶液中
B. 当平衡体系中时,
C. 当平衡体系中时,
D. 当平衡体系中时,
【答案】B
【解析】
【分析】pH减小,增大,使平衡正向进行,增大,故曲线Ⅱ代表与的变化关系;随着酸性减弱,的含量逐渐减小,而的含量为先增大后减小,的含量逐渐升高,故曲线Ⅰ代表与的变化关系,曲线Ⅲ代表与的变化关系,曲线Ⅳ代表与的变化关系,同时根据图形可知,当时,有,可得;当时,有,可得。
【详解】A.假如溶液中的电离度为 ,此时溶液中小于,说明溶液中的电离度大于 ,即,A正确;
B.溶液中存在元素质量守恒:,电荷守恒:,当时,有,整理可得,由于且,故,B错误;
C.由图可知,时,,C正确;
D.溶液中存在元素质量守恒:,电荷守恒:,整理可得,D正确。
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物,设计流程如图所示:
已知:常温下,冰晶石微溶于水,碳酸氢镁可溶于水。
回答下列问题:
(1)“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸,这样做的优点是_______。
(2)“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。
(3)纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体,相关反应为,则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。
(4)“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。
(5)“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。
a. b. c. d.
(6)“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。
(7)“滤液”中阴离子除、、外,还有_______(填离子符号)。
【答案】(1)利用浓硫酸与水混合放热,使溶液温度升高,加快酸浸速率
(2)制玻璃、粗硅、光导纤维等
(3)4:3 (4)
(5)c (6)
(7)、
【解析】
【分析】稀硫酸溶解金属氧化物 ,不反应,过滤后滤渣1为,滤液含;加入将氧化为,便于后续沉淀分离;加过量氢氧化钠溶液,、分别生成、沉淀,转化为可溶的,实现铝与铁镁分离;过滤后铁镁是流程上面转化关系以、形式存在,铝元素是流程下面转化关系以形式存在;在高压条件下,向、混合体系中通入过量 ,转化为可溶于水的,不反应,过滤分离得到沉淀和溶液;在120℃下分解得到 和水;而加热分解生成和,经过一系列转化得到无水氯化镁,无水氯化镁在电解的条件下,转化为镁和氯气;、 、 反应生成,回答下列问题。
【小问1详解】
利用浓硫酸与水混合放热,使溶液温度升高,加快酸浸速率;
【小问2详解】
根据分析可知:滤渣1为,可以用作光导纤维、制玻璃、制粗硅;
【小问3详解】
中的硼元素显 价,则氢元素显-1价,反应 中中的氢元素被氧化,反应中被氧化的氢原子与被还原氢原子的物质的量之比为,即 。
【小问4详解】
根据分析可知:“热解”时发生反应生成的化学方程式 ;
【小问5详解】
根据分析可知:高温下,金属镁会被、 、氧化,分别生成氮化镁、氢气以及氧化镁,电解熔融的氯化镁制镁须在充满Ar的氛围中进行,本题需要在 环境下进行,故本题选c;
【小问6详解】
根据分析可知:“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为 ;
【小问7详解】
“滤液”中阴离子除、、外,还有(氯酸钾的还原产物)、(“酸浸”时加入硫酸);
17. 19世纪末,化学家阿尔弗雷德·维尔纳通过对钴(Ⅲ)氨配合物系列的研究,提出了革命性的配位理论,开创了现代配位化学,并因此荣获1913年诺贝尔化学奖。为致敬经典,某化学兴趣小组依据文献,设计了制备维尔纳经典配合物之一——三氯化六氨合钴(Ⅲ)(,橙黄色晶体)的实验方案,方案相关信息如下:
反应原理
Co2+在氨性环境中,以活性炭为催化剂先转化为,后被H2O2氧化为稳定的配离子。
相关信息
在冷水中溶解度较小,在乙醇中极微溶解[ ( )、( )]。
【实验流程】
步骤1:在锥形瓶中,将4.76 g CoCl2·6H2O和3.21 g NH4Cl溶于15 mL水中,加入0.5 g活性炭,摇匀。
步骤2:在冰水浴中冷却锥形瓶,缓慢滴加20 mL浓氨水,持续搅拌。
步骤3:维持冰水浴,用滴管缓慢滴加稍过量的30%H2O2溶液。滴加完毕后,继续搅拌30分钟。
步骤4:将混合物水浴加热至60℃并维持20分钟,以除去过量的H2O2。
步骤5:_______,冷却后,抽滤,得到橙黄色粗产品和滤液。
步骤6:用少量冰水洗涤晶体2~3次,再用少量无水乙醇洗涤1~2次。
步骤7:将产品在60℃烘箱中干燥,称重,得到纯品3.75 g。
回答下列问题:
(1)步骤1中加入NH4Cl的主要目的:①作反应物、②_______。
(2)写出步骤3中生成的离子方程式:_______。
(3)步骤3中必须在冰水浴下缓慢滴加H2O2,其原因是_______。
(4)步骤5中应补充的实验操作是_______。
(5)步骤6中,用无水乙醇洗涤晶体的作用是_______。
(6)本次实验的产率为_______%(保留两位有效数字)。
(7)实验过程中若条件控制不当,会引入组成为的杂质.可用摩尔电导法测定配离子的电荷数确定配合物组成。
①摩尔电导率[c为配合物的物质的量浓度(mol/L),K为配合物的电导率(S/cm)];
②25℃时,用电导仪测出 待测稀溶液的电导率K为 ;
③25℃时,稀溶液中,配合物电离出的离子总物质的量与摩尔电导率的关系如表所示;
每摩尔配合物解离的离子总物质的量(mol)
2
3
4
5
/( )
95~130
220~270
390~440
523~560
则该稀溶液中中配离子化学式为_______。
【答案】(1)抑制氨水的电离,控制体系pH,防止生成沉淀
(2)
(3)冰水浴可以有效控制反应速率,防止温度过高导致H2O2分解失效和副反应增多
(4)趁热过滤 (5)洗去晶体表面的水分,并利用其易挥发的特点,便于后续低温干燥
(6)70 (7)
【解析】
【分析】步骤1:将CoCl2·6H2O和NH4Cl溶于水,加入活性炭;步骤2:冰水浴冷却,滴加浓氨水,此时Co2+与NH3形成配合物;步骤3:冰水浴下缓慢滴加H2O2。H2O2将Co2+氧化为Co3+,形成;步骤4:水浴加热至60℃,除去过量的H2O2;步骤5:此时混合物中含有目标产物(溶解在溶液中)、活性炭(固体催化剂)等。为了得到晶体,需要将活性炭分离,并让产物结晶析出;步骤6:洗涤晶体,除去表面的杂质;步骤7:干燥称重;
【小问1详解】
氨水呈碱性,直接加入可能使pH过高,导致Co2+与OH-反应生成沉淀,NH4Cl电离出的能与 构成缓冲体系,稳定溶液的pH在一个适中的弱碱性范围,既保证了有足够浓度的NH3作为配体,又避免了副反应的发生,因此答案为:抑制氨水的电离,控制体系pH,防止生成沉淀;
【小问2详解】
根据电荷守恒和元素质量守恒配平其他物质,结合反应环境,步骤3中生成的离子方程式为: ;
【小问3详解】
该氧化反应是放热反应,且H2O2在温度较高时易分解;冰水浴可以有效控制反应速率,防止温度过高导致H2O2分解失效和副反应增多,低温操作可以最大限度地提高其利用率;
【小问4详解】
由分析可知,步骤5中应补充的实验操作是趁热过滤,除去活性炭;
【小问5详解】
乙醇是有机溶剂,作为离子化合物在其中溶解度极低,可以有效洗去晶体表面的水溶性杂质(如残留的NH4Cl)和附着的水分,且乙醇沸点低,易于除去,缩短干燥时间,因此答案为:洗去晶体表面的水分,并利用其易挥发的特点,便于后续低温干燥;
【小问6详解】
,根据反应方程式,可知,理论上可生成 , ;
【小问7详解】
依题意 ,根据表格,可知每摩尔配合物中解离3 mol离子,每个解离出1个和2个,所以 ,中配离子的化学式为;
18. 乙醇是一种重要的化工原料和燃料,工业上广泛采用乙烯气相水合法制备,目前我国科学家以新型多孔材料负载的双金属催化剂,用氢气催化还原乙酸法制备乙醇的研究取得新进展。
乙烯气相水合法: 。
氢气催化还原乙酸法:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101 kPa时,由最稳定单质合成1 mol指定产物的反应热)如表所示:
物质
标准摩尔生成焓(kJ/mol)
a
计算 _______。
(2)乙烯气相水合法使用固体磷酸/硅胶作为催化剂,与不使用催化剂相比,使用催化剂后,该反应的 _______(填“增大”“减小”或“不变”);从平衡移动原理分析,为提高乙烯的平衡转化率,应采用低温的条件,但实际生产中常采用250~300℃的温度,而非理论上的最优温度,其主要原因是_______。
(3)在催化剂作用下,当为某一定值时,发生反应ⅰ和反应ⅱ。250℃条件下平衡时S(乙醇)、S(乙酸乙酯)随压强的变化以及2.0 MPa条件下平衡时S(乙醇)、S(乙酸乙酯)随温度的变化如图所示:
已知:乙醇的选择性 (乙醇)、 (乙酸乙酯);实验条件下始终有 (乙醇)(乙酸乙酯)。;
下, (乙醇)随压强变化的曲线是_______(填、、、)。
②的平衡转化率:a点_______b点(填“>”“<”或“=”),其原因为_______。
③c、d、e、f中,平衡混合物中的体积百分含量相同的两个点是_______。
(4)一定温度下,向一刚性密闭容器(含有催化剂)中通入,,达到平衡时,测得, (乙酸乙酯),则该温度下反应ⅰ的平衡常数_______(是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
【答案】(1)-235.1
(2) ①. 不变 ②. 在此温度下催化剂活性最高,且能保证足够快的反应速率,是兼顾反应速率和平衡转化率的折中选择或温度过低,反应速率太慢,经济效益差
(3) ①. L4 ②. < ③. 反应ⅰ和反应ⅱ均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应物的平衡转化率减小 ④. df
(4)或4.375
【解析】
【小问1详解】
生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和 ,解得;
【小问2详解】
催化剂只改变反应路径,同等程度地加快正、逆反应速率,缩短达到平衡的时间,但不能改变反应的焓变( ),也不影响化学平衡的移动;虽然低温有利于平衡,但反应速率会极慢,不具备工业生产价值,是催化剂活性、反应速率和平衡转化率三者之间的一个最佳平衡点,故常作为生产条件;
【小问3详解】
①250℃下,反应ⅰ为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,乙醇的选择性上升,乙酸乙酯选择性下降,结合图像与S(乙醇)(乙酸乙酯),则代表乙醇选择性随压强变化的曲线,代表乙酸乙酯选择性随压强变化的曲线,则2.0 MPa下,曲线代表乙醇的选择性随温度变化的曲线,曲线代表乙酸乙酯的选择性随温度变化的曲线;
②曲线代表2.0 MPa下乙酸乙酯的选择性与温度的关系曲线,反应ⅰ和反应ⅱ均为放热反应,升高温度,反应ⅰ、ⅱ平衡均逆向移动,乙酸的平衡转化率减小;
③由图可知,d、f两点都是在250℃,2.0 MPa条件下达到化学平衡,所以d、f两点处于完全相同的化学平衡状态;
【小问4详解】
设平衡时,反应ⅰ生成、反应ⅱ生成,则,,则、,则平衡时的物质的量为 ,的物质的量为 ,的物质的量为 ,的物质的量为0.1 mol,混合气体的总物质的量为 ,。
19. 苯并咪唑类医药具有广泛的生物活性,在消化道溃疡等病种中得到应用,G是一种苯并咪唑类医药合成中间体,G的合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知: 。
回答下列问题:
(1)A→B过程会产生分子式为的副产物,按系统命名法,该副产物的化学名称为_______。
(2)反应ⅱ的化学方程式为_______。
(3)反应ⅴ实现了由_______到_______的转化(填官能团名称),其反应类型为_______。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物;
②含氧官能团只与饱和碳原子相连;
③能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为 的结构简式为_______(任写一种)。
(5)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)1,4-苯二甲酸
(2)
+SOCl2→+SO2+HCl
(3) ①. 硝基 ②. 氨基 ③. 还原反应
(4) ①. 10 ②. 或或或
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】反应i为氧化反应,A为对二甲苯(),侧链一个甲基被氧化为羧基生成B,B与发生已知反应生酰氯C,对比C与D的结构,C中侧链甲基的氢原子被溴取代,同时酰氯的氯原子被溴取代,得到D,D与F发生成环反应得到G。
【小问1详解】
由分析知,A为,氧化过程产生分子式为的副产物应为,按系统命名法,该副产物的化学名称为1,4-苯二甲酸;
【小问2详解】
反应ⅱ是B与发生已知的反应,生成酰氯,化学方程式为:+SOCl2→+SO2+HCl;
【小问3详解】
反应ⅴ是E→F的反应,对比E和F的结构简式可知,实现了硝基到氨基的转化,去氧加氢属于还原反应,所以其反应类型为还原反应;
【小问4详解】
D的分子式为 ,符合题意的取代基可能为一个取代基( ,1种结构)、两个取代基( 、 ,邻、间、对3种结构)、三个取代基( 、两个 ,有6种结构),共有10种结构;其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为 的结构简式为、、、;
【小问5详解】
模仿反应ⅳ,X和Y的结构简式分别为和。
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化学
本卷满分100分,考试时间75分钟。
☆注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2.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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ce 140
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 东北地区是我国矿产资源富集区,下列说法错误的是
A. 大庆油田的原油经分馏可得到汽油
B. 鞍山铁矿开采的磁铁矿的主要成分为Fe3O4
C. 抚顺煤矿的煤炭经“气化”得到煤气,该“气化”过程只发生物理变化
D. 鞍山钢铁厂冶炼的特种钢(含Cr、Ni等合金元素)可用于制造“山东舰”的飞行甲板,是因为其具有高强度、耐腐蚀等性质
2. 叠氮化钠()可用于汽车安全气囊的制造,与(易水解)发生反应生成的化学方程式为。下列说法错误的是
A. 电子式:
B. 易溶于水,水溶液显中性
C. 的空间结构:三角锥形
D. 易溶于水的原因之一:氨气与水分子间能形成氢键
3. 是有机合成中温和的氟化试剂。已知,下列说法错误的是
A. 分子的 键为 键
B. 及其同素异形体均属于非极性分子
C. 分子中,键角:
D. 反应过程中既有极性键、非极性键的断裂,又有极性键、非极性键的形成
4. 钾及其化合物的部分转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 从K到过程中,反应①消耗的与反应②生成的数目相等
B. 标准状况下,4.4 g 中含有中子的数目为
C. 反应②生成1 mol 时转移电子的数目为
D. 1 L 1 mol/L 溶液中阴离子的总数大于
5. 异山梨醇是一种生物基平台化合物,可由淀粉经一系列变化得到的山梨醇脱水环化而成(结构简式如图所示),它广泛应用于医药领域,如进一步生成的硝酸异山梨酯可用于治疗心绞痛。下列说法错误的是
A. 淀粉水解的最终产物是葡萄糖 B. 葡萄糖经还原反应能得到山梨醇
C. 异山梨醇能与硝酸发生酯化反应 D. 异山梨醇分子中有2个手性碳
6. 下列实验现象对应的离子方程式书写错误的是
A. 将铜片放入浓硝酸中,产生红棕色气体:
B. 向溶液中通入,生成白色沉淀:
C. 向溶液中滴加稀硫酸,产生浅黄色沉淀和刺激性气味气体:
D. 向溶液中逐滴加入溶液至中性:
7. 化合物是一种新型缓释型基肥,有望提高马铃薯、果树、烟叶等作物的产量。已知M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M的简单氢化物的空间结构为正四面体形,W基态原子的价层电子排布式为,Z基态原子的电子总数是最外层电子数的3倍,X、Y均为金属元素。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 化合物中 键和 键的数目之比为
C. 化合物中只存在共价键和配位键
D. 化合物中Z和M原子的杂化方式均为
8. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A. 排液法收集氨气
B. 研究对、相互转化的影响
C. 测定溶液浓度
D. 证明木炭的氧化产物是
9. 氧化铈()可作脱硝催化剂,其立方晶胞结构如图所示(晶胞参数为a nm)。催化脱硝时,能在和之间改变氧化状态,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物(假设形成新铈氧化物的过程中,晶胞结构不发生变化;设为阿伏加德罗常数的值)。
已知:的空穴率 。
下列说法错误的是
A. 晶体中与最近且等距的有12个
B. 若新的铈氧化物化学式为,则其晶体中和的个数比为
C. 晶体的密度为
D. 若新晶体的化学式为,则新晶体中的空穴率为25%
10. 高分子树脂X的合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 甲可由过量酸性溶液氧化一步得到
B. 聚合过程中有水生成
C. 聚合过程中理论上应控制甲和乙分子的数目之比为
D. 高分子X水解可得到乙
11. 工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含、、、 、、)制备碳酸锰,工艺流程如图所示。已知:、,下列说法错误的是
A. “滤渣1”的主要成分除S外,还有、
B. “滤渣2”经一系列反应可转化为电解冶炼铝的原料
C. “除杂1”后上层清液中
D. “沉锰”时的化学方程式为
12. 某小组同学检验补铁剂中铁元素的价态,实验过程如图所示:
已知:邻二氮菲的结构简式为,邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子,可用于的检测。
下列说法错误的是
A. ③中“红色加深”“褪色”现象说明双氧水具有氧化性
B. ④中出现蓝色浑浊是由于
C. 实验中不可用酸性溶液代替溶液检测
D. 用邻二氮菲检测时,pH过大或过小不会影响测定
13. 为回收尿液中的氮资源(真实尿液中的氮以计)并减少水体富营养化,某三腔室电解系统处理尿液的原理如图所示。下列说法错误的是
A. M极为阳极
B. N极的电极反应式为,生成的将转化为
C. 向“真实尿液”中不断加入持续加入,有利于提高电解液的导电性,从而提高的产量
D. 当电路中转移1 mol电子时,M极区电解液的质量理论上减轻26 g
14. 某小组为探究与之间的反应,进行了如下实验。
实
验
现
象
①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色
②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液
①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色
②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:2(无色)(无色);为白色沉淀,可吸附;在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断错误的是
A. 与能发生反应:
B. CuI与反应的速率慢于与反应的速率
C. 黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有、生成
D. 与生成配合物反应的限度大于二者发生氧化还原反应的限度
15. 已知为二元弱酸,通过加入盐酸来调节体系pH可促进难溶性物质的溶解。室温下,平衡体系中与pH的变化,含 的物种分布系数与pH的变化关系如图所示[ 代表、或,如]。下列说法错误的是
A. 溶液中
B. 当平衡体系中时,
C. 当平衡体系中时,
D. 当平衡体系中时,
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物,设计流程如图所示:
已知:常温下,冰晶石微溶于水,碳酸氢镁可溶于水。
回答下列问题:
(1)“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸,这样做的优点是_______。
(2)“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。
(3)纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体,相关反应为,则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。
(4)“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。
(5)“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。
a. b. c. d.
(6)“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。
(7)“滤液”中阴离子除、、外,还有_______(填离子符号)。
17. 19世纪末,化学家阿尔弗雷德·维尔纳通过对钴(Ⅲ)氨配合物系列的研究,提出了革命性的配位理论,开创了现代配位化学,并因此荣获1913年诺贝尔化学奖。为致敬经典,某化学兴趣小组依据文献,设计了制备维尔纳经典配合物之一——三氯化六氨合钴(Ⅲ)(,橙黄色晶体)的实验方案,方案相关信息如下:
反应原理
Co2+在氨性环境中,以活性炭为催化剂先转化为,后被H2O2氧化为稳定的配离子。
相关信息
在冷水中溶解度较小,在乙醇中极微溶解[ ( )、( )]。
【实验流程】
步骤1:在锥形瓶中,将4.76 g CoCl2·6H2O和3.21 g NH4Cl溶于15 mL水中,加入0.5 g活性炭,摇匀。
步骤2:在冰水浴中冷却锥形瓶,缓慢滴加20 mL浓氨水,持续搅拌。
步骤3:维持冰水浴,用滴管缓慢滴加稍过量的30%H2O2溶液。滴加完毕后,继续搅拌30分钟。
步骤4:将混合物水浴加热至60℃并维持20分钟,以除去过量的H2O2。
步骤5:_______,冷却后,抽滤,得到橙黄色粗产品和滤液。
步骤6:用少量冰水洗涤晶体2~3次,再用少量无水乙醇洗涤1~2次。
步骤7:将产品在60℃烘箱中干燥,称重,得到纯品3.75 g。
回答下列问题:
(1)步骤1中加入NH4Cl的主要目的:①作反应物、②_______。
(2)写出步骤3中生成的离子方程式:_______。
(3)步骤3中必须在冰水浴下缓慢滴加H2O2,其原因是_______。
(4)步骤5中应补充的实验操作是_______。
(5)步骤6中,用无水乙醇洗涤晶体的作用是_______。
(6)本次实验的产率为_______%(保留两位有效数字)。
(7)实验过程中若条件控制不当,会引入组成为的杂质.可用摩尔电导法测定配离子的电荷数确定配合物组成。
①摩尔电导率[c为配合物的物质的量浓度(mol/L),K为配合物的电导率(S/cm)];
②25℃时,用电导仪测出 待测稀溶液的电导率K为 ;
③25℃时,稀溶液中,配合物电离出的离子总物质的量与摩尔电导率的关系如表所示;
每摩尔配合物解离的离子总物质的量(mol)
2
3
4
5
/( )
95~130
220~270
390~440
523~560
则该稀溶液中中配离子化学式为_______。
18. 乙醇是一种重要的化工原料和燃料,工业上广泛采用乙烯气相水合法制备,目前我国科学家以新型多孔材料负载的双金属催化剂,用氢气催化还原乙酸法制备乙醇的研究取得新进展。
乙烯气相水合法: 。
氢气催化还原乙酸法:
反应ⅰ: ;
反应ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101 kPa时,由最稳定单质合成1 mol指定产物的反应热)如表所示:
物质
标准摩尔生成焓(kJ/mol)
a
计算 _______。
(2)乙烯气相水合法使用固体磷酸/硅胶作为催化剂,与不使用催化剂相比,使用催化剂后,该反应的 _______(填“增大”“减小”或“不变”);从平衡移动原理分析,为提高乙烯的平衡转化率,应采用低温的条件,但实际生产中常采用250~300℃的温度,而非理论上的最优温度,其主要原因是_______。
(3)在催化剂作用下,当为某一定值时,发生反应ⅰ和反应ⅱ。250℃条件下平衡时S(乙醇)、S(乙酸乙酯)随压强的变化以及2.0 MPa条件下平衡时S(乙醇)、S(乙酸乙酯)随温度的变化如图所示:
已知:乙醇的选择性 (乙醇)、 (乙酸乙酯);实验条件下始终有 (乙醇)(乙酸乙酯)。;
下, (乙醇)随压强变化的曲线是_______(填、、、)。
②的平衡转化率:a点_______b点(填“>”“<”或“=”),其原因为_______。
③c、d、e、f中,平衡混合物中的体积百分含量相同的两个点是_______。
(4)一定温度下,向一刚性密闭容器(含有催化剂)中通入,,达到平衡时,测得, (乙酸乙酯),则该温度下反应ⅰ的平衡常数_______(是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
19. 苯并咪唑类医药具有广泛的生物活性,在消化道溃疡等病种中得到应用,G是一种苯并咪唑类医药合成中间体,G的合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知: 。
回答下列问题:
(1)A→B过程会产生分子式为的副产物,按系统命名法,该副产物的化学名称为_______。
(2)反应ⅱ的化学方程式为_______。
(3)反应ⅴ实现了由_______到_______的转化(填官能团名称),其反应类型为_______。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物;
②含氧官能团只与饱和碳原子相连;
③能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为 的结构简式为_______(任写一种)。
(5)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
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