内容正文:
秘密★启用前
高三化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Mn-55 Zn-65
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. “地下气象万千,地上沧海桑田,”文物的地下保存寿命与其化学材质息息相关。下列文物的主要成分属于天然有机高分子材料的是
A.越王勾践剑
B.镶金兽首玛瑙杯
C.睡虎地秦墓竹简
D.汝窑天青釉弦纹樽
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.越王勾践剑主要成分为青铜,属于金属材料,不属于天然有机高分子材料,A错误;
B.镶金兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,金属于金属材料,都不属于天然有机高分子材料,B错误;
C.睡虎地秦墓竹简由竹子制成,主要成分为纤维素,纤维素属于天然有机高分子材料,C正确;
D.汝窑天青釉弦纹樽为陶瓷制品,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,不属于天然有机高分子材料,D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 分子的空间填充模型: B. 的电子式:
C. 中子数为25的钙原子: D. 基态Cu原子的价层电子排布式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子半径,因为N是第二周期元素,Cl是第三周期,该空间填充模型中中心N原子体积比Cl大,不符合实际,A错误;
B.是共价化合物,不存在离子键,不能写成离子形式标注电荷和方括号,B错误;
C.钙的质子数为20,中子数为25时,质量数质子数中子数;原子符号的规范为,正确写法应为,题中质量数和质子数位置写反,C错误;
D.铜是29号元素,价层电子排布式为,D正确;
故选D。
3. 下列实验操作或方法不符合规范的是
A.碱式滴定管排气泡
B.熔融烧碱固体
C.振荡萃取
D.净化、干燥Cl2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱式滴定管排气泡时,应将胶管向上弯曲,用力捏挤玻璃珠部位,使溶液从尖嘴喷出,气泡随之排出,图示操作符合规范,A不符合题意;
B.氢氧化钠和坩埚中二氧化硅会发生反应,不能使用石英坩埚熔融烧碱,B符合题意;
C.萃取振荡时,需将分液漏斗倒转过来,使液体充分混合,并及时放气,图示符合操作规范,C不符合题意;
D.饱和食盐水能吸收HCl,而不吸收氯气,然后通过无水氯化钙干燥,能净化、干燥Cl2,D不符合题意;
故选B。
4. 下列过程对应的方程式错误的是
A. 向NaClO溶液中通入少量SO2:
B. 用TiCl4制备TiO2:
C. 黑火药爆炸:
D. 硫化钠溶液久置后出现淡黄色浑浊:
【答案】A
【解析】
【详解】A.通入少量时过量,反应生成的会与过量结合为,正确的离子方程式为 ,A错误;
B.易水解,加热条件下水解生成 沉淀和,B正确;
C.黑火药爆炸反应中,、作氧化剂,作还原剂,电子守恒、原子守恒,C正确;
D.硫化钠中-2价S具有还原性,久置被空气中氧化为淡黄色S单质,电子守恒、原子守恒,D正确;
故选A。
5. 化合物A、B、C、D、E、F、G存在如图所示的转化关系,其中A、D、F的焰色均呈黄色,D、F是常用的食品添加剂,反应①与反应②是工业制备F的反应原理。
下列说法错误的是
A. C的水溶液呈碱性 B. D可用于泡沫灭火器原料
C. 常温下,在水中的溶解度:E>D D. 工业制备D时,先通B,再通C
【答案】D
【解析】
【分析】首先推断物质:由焰色为黄色可知A、D、F含,D加热分解生成F、B和水,且①②为工业制备F的反应,可知D为(可作食品添加剂),F为(可作食品添加剂),B为;反应①为侯氏制碱反应: ,故A为 ,C为,E为 ,E加热分解生成和 ,故G为 ;
【详解】A.C为,水溶液为氨水,电离产生呈碱性,A正确;
B.D为,可与硫酸铝发生双水解生成,是泡沫灭火器原料,B正确;
C.E为 ,D为,常温下 溶解度远大于,故溶解度E>D,C正确;
D.工业制备时,需先通使溶液呈碱性,增大的溶解量,若先通(B),溶解度小,无法得到足够浓度的析出,D错误;
故选D。
6. 肾上腺素是一种脂溶性激素,其结构如图。关于肾上腺素,下列说法错误的是
A. 能与溶液发生显色反应
B. 分子中含有手性碳原子
C. 在NaOH溶液中,1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应
D. 能发生取代、氧化、消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中含有酚羟基,能与溶液发生显色反应,A正确;
B.分子中存在手性碳原子,如图所示,B正确;
C.该分子中只有苯环上的2个酚羟基能与反应,醇羟基不与反应,故1 mol该物质最多能与2 mol 反应,C错误;
D.该分子中醇羟基的邻位碳原子上含有氢原子,可发生消去反应;酚羟基、醇羟基均能发生取代反应;酚羟基、醇羟基易被氧化,可发生氧化反应,D正确;
故选C。
7. 研究物质结构是研制新物质的基础。已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,且分布于三个不同周期,基态W原子的核外电子总数是其单电子数的5倍,Y、W同主族。研究发现化合物在气态和固态时结构明显不同,固态时的晶胞结构如图。下列说法错误的是
A. Y的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸
B. 固态时,的晶体类型为离子晶体
C. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物均能抑制水的电离
D. 简单氢化物的键角:
【答案】C
【解析】
【分析】四种短周期元素分布在三个周期,原子序数依次增大,故X为H;基态W原子的核外电子总数是其单电子数的5倍,W为P(电子数15,单电子数3,);Y与W同主族,故Y为N;结合化合物可知Z为O。
【详解】A.Y为N,最高价氧化物对应的水化物为,属于一元强酸,A正确;
B.固态由和构成,晶体类型为离子晶体,B正确;
C.H、N、O组成的化合物如,铵根离子水解会促进水的电离,并非均能抑制水的电离,C错误;
D.Y的简单氢化物为,W的简单氢化物为,N电负性大于P,中成键电子对排斥力更大,键角,D正确;
故选C。
8. 某含钌( )催化剂在电催化氨氧化方面活性较高,其结构如图。关于该催化剂,下列说法错误的是
A. 的化合价为+2价
B. 为平面形分子
C. 分子中参与形成大键的未杂化的p轨道含有1个或2个电子
D. 的配位数为6
【答案】C
【解析】
【详解】A.该配合物整体为电中性,结构中含2个羧酸根配体,每个羧酸根带1个单位负电荷,其余所有含氮配体均为中性,因此Ru的化合价为+2价,A正确;
B.化合物(吡啶)中所有碳原子和氮原子均采取sp2杂化,故该分子所有原子都在同一平面,B正确;
C.吡啶中,大键为六中心六电子大键,包含5个原子和1个N原子,参与成键的未杂化p轨道均只含有1个电子,不存在含2个电子的p轨道,C错误;
D.直接与 成键的配位原子共6个(上下吡啶的2个N、左右配体各提供1个N和1个O,共 个),因此 的配位数为6,D正确;
故选C。
9. 马来酸酐接枝液体聚丁二烯(简称MLPB)是一种具有高反应活性的液态功能高分子材料,广泛应用于胶黏剂、涂料及树脂的增韧改性,结构如图。下列关于MLPB的说法正确的是
A. 合成该高分子主链的反应属于缩聚反应
B. 可通过加成或缩合的方式实现交联
C. 该高分子具有“高反应活性”,与分子中的酸酐基团无关,因为该基团极性较弱
D. 常温下为液体,说明该物质化学性质非常稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成该高分子主链的单体为1,3-丁二烯,反应为加聚反应,无小分子生成,不属于缩聚反应,A错误;
B.分子中含有碳碳双键,可通过加成反应实现交联;同时含有酸酐基团,可与羟基、氨基等发生缩合反应实现交联,B正确;
C.酸酐基团极性较强,易发生醇解、氨解等反应,该高分子的高反应活性与酸酐基团直接相关,由于氧的电负性较大,酸酐基团属于强极性基团,C错误;
D.常温下为液体属于物理性质,和化学性质是否稳定无关联,且该物质含碳碳双键、酸酐基团,化学性质活泼,易发生加成、水解等反应,D错误;
故选B。
10. 某化学小组进行如下实验探究与溶液的反应产物。已知:微溶于水,难溶于水。
序号
实验操作与实验现象或结论
Ⅰ
将通入溶液中迅速反应,经过滤、洗涤得到无色溶液A和白色沉淀B
Ⅱ
验证白色沉淀B的成分:
Ⅲ
经实验Ⅱ分析可知,沉淀B的主要成分为,还含有少量
下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ中主要发生了复分解反应
B. 溶液C中含银微粒主要以形式存在
C. 试剂X可能是
D. 操作ⅳ生成大量白色沉淀的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验Ⅰ中SO2与水反应生成H2SO3,H₂SO₃和AgNO3发生复分解反应生成主要沉淀Ag2SO3,仅有少量被氧化,因此主要反应为复分解反应,A正确;
B.Ag2SO3、Ag2SO4都可与浓氨水反应生成银氨络离子,因此溶液C中含银微粒主要以该络离子形式存在,B正确;
C.结合流程可知,试剂X的目的是沉淀溶液C中的、,故试剂X可能是,C正确;
D.操作ⅳ中,氧化剂为H2O2,每个H2O2得2e⁻,还原剂为(或),每个失2e⁻,根据电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为,不是,D错误;
故答案为D。
11. 新型半导体芯片材料——硒氧化铋(,摩尔质量为)是下一代高性能芯片的核心候选材料,其晶胞投影如图,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 每个Bi周围紧邻且等距的O有6个 B. 晶胞中O均位于面上
C. 电负性: D. 该晶体的密度为
【答案】A
【解析】
【分析】根据投影图,得出晶胞结构为,据此解答。
【详解】A.如图所示,每个Bi周围紧邻且等距的O实际为4个,而非6个,A错误;
B.O原子均位于晶胞的侧面上,每个O被2个晶胞共用,晶胞中O数目为 ,Bi原子数目为,Se原子数目为,符合化学式比例,B正确;
C.同主族元素电负性从上到下递减,因此电负性O>Se,Bi为金属,电负性小于非金属Se,故电负性,C正确;
D.晶胞中含有2个结构单元,总质量为,晶胞体积为,密度为,D正确;
故选A。
12. 催化制备醛的反应机理如图。已知:配合物中中心过渡金属原子的价电子数+配体提供的电子总数=18时,配合物更稳定。下列说法正确的是
A. 与相比,更稳定
B. 反应过程中不涉及非极性键的断裂和形成
C. 若用示踪原子标记反应物,则生成物可能为
D. 反应过程中氢元素的化合价不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.计算配合物电子总数:HCo(CO)3的价电子总数为:9(Co价电子)+1(H提供)+3×2(每个CO提供2e−)=16,HCo(CO)4为:9+1+4×2=18,根据18电子规则,HCo(CO)4更稳定,A错误;
B.反应过程中断裂了烯烃的C=C非极性键,的H-H非极性键,故涉及非极性键的断裂,B错误;
C.反应中CO参与反应后进入产物的醛基中,若用14C标记CO,则生成物醛基的C可为标记的14C,可能得到,C正确;
D.金属氢化物中H为−1价,反应后有机物中H为+1价,且反应物H2中H为0价,转化后化合价发生变化,氢元素化合价有改变,D错误;
故答案选C。
13. 某科研团队研制出一种“自供电氮循环转化装置”,工作原理装置示意图如图。该装置工作时,将电池中的产物,通过自供电方式转换为。下列说法错误的是
A. 左侧电子的转移方向:Zn电极→导线→电极
B. b电极的电极反应式为
C. 通过质子交换膜向电极区迁移
D. 电路中转移时,理论上共消耗195 g Zn
【答案】D
【解析】
【分析】由题干图示信息可知,上部分为原电池,Zn为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:;b电极为正极,得电子发生还原反应,电极反应式为:;下部分为电解池,与负极Zn电极连接的电极为阴极,电极反应式为:,石墨电极为阳极,电极反应为: ,
【详解】A.Zn为负极失电子,左侧电子的转移方向:Zn电极→导线→电极,A正确;
B.b电极为正极,电极反应式为,B正确;
C.由分析知,电极为阴极,电解池中阴阳相吸,H+阳离子通过质子交换膜向阴极区迁移,C正确;
D.电路中转移时,由Zn极电极反应可知,所以消耗的Zn的物质的量为,质量为,但装置中有两个Zn电极,所以总消耗的Zn质量为,D错误;
故选D。
14. 常温下,用HCl(g)调节悬浊液的pH,测得不同pH下,平衡体系中与含氟微粒的分布系数[例如]随溶液pH的变化如图。下列说法错误的是
A. 常温下,的数量级为
B. c点时,溶液中存在
C. a点和c点均存在
D. 常温下,溶液与溶液等体积混合有沉淀生成
【答案】C
【解析】
【分析】体系中存在沉淀溶解平衡,随着降低,浓度增大,与结合生成 ,使沉淀溶解平衡正向移动,增大。含氟微粒的分布系数随变化:随增大而升高,随增大而降低,据此分析。
【详解】A.由图像可知,时,,此时,且。根据氟元素守恒:,可得。则,数量级为,A正确;
B.c点溶液中,根据电荷守恒:。此时溶液呈酸性,,因此,B正确;
C.根据电荷守恒:,结合物料守恒,将其代入电荷守恒式,整理得:,C错误;
D.常温下,,当时,,此时,,故。等体积混合后,为,溶液中,等体积溶液混合后,,离子积,因此有沉淀生成,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋广泛用于电子半导体、医药等领域;锰是钢铁、动力电池行业的核心原料。某工厂设计如图工艺流程,从含铋烧渣(主要成分为、,还含少量、 、)中回收,并制备锰的氧化物,实现废渣的资源化利用。
已知:①易水解生成沉淀;②该流程条件下,Bi与盐酸几乎不反应;③常温下,存在的pH范围约为2.0~11.0。回答下列问题:
(1)“水浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”时选用过量浓盐酸的原因除了使原料充分反应外,还有______(结合化学用语说明)。
(3)①实验室检验滤液Ⅱ中是否含有的试剂为______。
②经检验,滤液Ⅱ中无,含有。滤液Ⅱ中含有的主要原因为_______(用离子方程式解释)。
③常温下,若滤液Ⅱ中,理论上,“沉铋”时应控制溶液的_____{,}。
(4)“沉锰”时反应的离子方程式为_______;该工序需控制温度在以下,原因可能是_______。
(5)某温度下在空气中煅烧生成一种锰的氧化物和,测得煅烧后固体残留率为66.4%(固体残留率),则该温度下所得锰的氧化物的化学式为_______。
【答案】(1)
溶解MnSO4,实现锰元素与铋、铁、铜、硅等元素的分离
(2)
溶液中存在平衡Bi3+ + Cl- + H2O ⇌ BiOCl + 2H+,过量浓盐酸增大了c(H+),抑制Bi3+水解,提高浸出率
(3) ①.
铁氰化钾溶液(或K3[Fe(CN)6]溶液) ②.
Bi + 3Fe3+ = Bi3+ + 3Fe2+ ③.
7.35 (4) ①.
②.
防止NH4HCO3受热分解,提高原料利用率
(5)
Mn3O4
【解析】
【分析】水浸:利用易溶于水,而其他金属氧化物和二氧化硅不溶于水的性质,将锰元素以的形式转移到滤液Ⅰ中,实现锰与铋、铁、铜、硅等元素的分离。
酸浸:向水浸渣中加入过量浓盐酸,、、溶解转化为、、,不反应成为滤渣。过量浓盐酸可抑制的水解。
除铜:加入粉,利用置换反应除去,同时粉也会将氧化性较强的还原为。
调pH沉铋:加入溶液消耗,提高溶液pH,促使水解生成沉淀,而留在滤液Ⅱ中。
调pH脱氯:加入 溶液,将转化为。
沉锰与煅烧:滤液Ⅰ精制后加入生成沉淀,最后煅烧得到锰的氧化物。
【小问1详解】
烧渣中只有易溶于水,、、、均不溶于水。通过水浸,可以将锰元素转移至滤液中,从而与后续需要回收的铋等固体元素分离开来。
【小问2详解】
已知信息提示极易水解生成沉淀。在酸浸环节,为了保证铋元素以离子的形式留在溶液中而不损失于滤渣中,需要加入过量浓盐酸,溶液中存在平衡,根据勒夏特列原理,这会促使水解平衡向左(逆向)移动,从而有效抑制水解。
【小问3详解】
①实验室中检验的特征试剂是铁氰化钾()溶液,相遇会生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。
②酸浸后溶液中含有溶解生成的。在“除铜”工序中加入了粉,的还原性强于,会将溶液中的还原为,自身氧化为,离子方程式为 。
③要使不沉淀,溶液中的必须满足。 代入数据:。 则。 常温下。因此应控制。
【小问4详解】
“沉锰”时,滤液Ⅰ中的与加入的发生双水解相互促进反应(或复分解结合生成沉淀和气体),生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水离子方程式为 。由于碳酸氢铵()热稳定性差,温度过高易分解生成氨气、二氧化碳和水,导致原料损失,因此需要控制在较低温度(以下)进行。
【小问5详解】
设起始有,其摩尔质量为,质量为。其中含有锰元素的质量为。 煅烧后固体残留率为,则剩余固体(锰的氧化物)的质量为。根据锰元素守恒,剩余固体中锰元素的质量仍为,则所含氧元素的质量为 。该氧化物中锰原子与氧原子的物质的量之比为。故该锰的氧化物的化学式为。
16. 是一种重要的有机合成中间体,实验室以为原料,在氢化钠(NaH)作用下发生重排反应制备该物质。两种物质的相对分子质量和性质如表:
物质
相对分子质量
沸点
溶解性
128
133
不溶于水,易溶于甲苯等有机溶剂
128
205
微溶于水,易溶于有机溶剂,可溶于强碱溶液
实验步骤如下:
Ⅰ.向装有冷凝器和氮气入口的四颈烧瓶中加入和甲苯。
Ⅱ.将混合物在搅拌下加热至,随后在内缓慢滴加,继续在下搅拌反应。
Ⅲ.反应完成后,冷却至室温,缓慢滴加甲醇。
Ⅳ.加入水溶解,分离甲苯层和水层,水层用甲苯洗涤并分液。
V.将分液得到的水层用浓盐酸酸化至,回收形成的有机层,水层用正己烷萃取。
Ⅵ.合并有机层,加入无水硫酸钠,过滤;蒸馏除去正己烷,得到纯净的液体产物。
回答下列问题:
(1)NaH试剂瓶上应贴有的危险化学品标志为_______(填字母);实验中持续通入氮气的目的是_______。
A.放射性物质 B.遇湿易燃物品 C.氧化剂
(2)步骤Ⅲ中滴加甲醇的目的是_______(结合化学方程式解释);此处不直接加水的原因是_______。
(3)步骤Ⅴ中“水层用浓盐酸酸化”时发生反应的化学方程式为_______。
(4)步骤Ⅵ中无水硫酸钠的作用是_______。
(5)步骤Ⅵ中蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶_______。
(6)该实验产物的产率约为_______(保留两位有效数字);若实验中省略了步骤Ⅴ的“水层用正己烷萃取”这一操作,会导致产率_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. B ②. 排除装置内空气,防止NaH等被氧化
(2) ①. 滴加甲醇的目的是除去过量的 ,反应方程式为: ②. 与水反应速率过快,会瞬间放出大量热,反应剧烈易引发爆炸等安全事故
(3)
(4)作干燥剂,除去有机层中残留的少量水分
(5)蒸馏烧瓶的支管口处
(6) ①. ②. 偏低
【解析】
【分析】原料为,在氢化钠 作用下发生重排,得到目标产物的羧酸钠;后续经酸化、分离提纯得到最终产物羧酸。 反应完成后先淬灭过量 ,利用产物羧酸可溶于强碱成盐的性质分离有机杂质,酸化后萃取提纯产物,干燥、蒸馏得到纯净产物。
【小问1详解】
NaH可与水剧烈反应,放出大量热和氢气,易引发燃烧,属于遇湿易燃化学品,因此答案为 ; 持续通入氮气的目的是排尽装置内空气,防止 与空气中水蒸气反应引发危险,同时避免被氧气氧化。
【小问2详解】
滴加甲醇的目的是除去过量的 ,反应方程式为:。 与水反应速率过快,会瞬间放出大量热,反应剧烈易引发爆炸等安全事故,所以不直接加水。
【小问3详解】
产物在碱性水层中以羧酸钠形式存在,酸化时和盐酸反应得到产物羧酸,反应方程式为: 。
【小问4详解】
无水硫酸钠的作用是:作干燥剂,除去有机层中残留的少量水分。
【小问5详解】
蒸馏时温度计需要测量馏分蒸气的温度,因此温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处(支管口下沿位置)。
【小问6详解】
过量,原料的物质的量为,1 mol原料重排得到1 mol产物,因此理论产物质量为;实际产量为,因此产率为: 。若省略“水层用正己烷萃取”操作,水层中溶解的部分产物无法被回收,最终得到的产物质量减少,因此产率偏低。
17. 甲醇蒸气重整:制氢技术因其低温操作、高氢气选择性等优势而受到青睐。该反应一般分两步进行:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应的_______,该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)已知 。研究发现,向上述反应体系中加入适量多孔CaO,有利于提高氢气的产率,其可能原因为_______。
(3)向若干相同容积的密闭容器中分别充入和,只发生反应Ⅱ,测得相同时间内,的转化率随温度的变化如图甲。已知反应Ⅱ的速率方程为,,其中、均为速率常数,该条件下只受温度影响,、与的关系如图乙。假设该温度范围内催化剂活性不受影响。
温度下,的转化率随温度呈现如图甲变化趋势的原因是_______;图乙中表示随的变化的是线_______(填“G”或“H”)。
(4)时,向某恒容密闭容器中按投料,加入过量,测得起始压强为100 kPa,发生反应Ⅰ、反应Ⅱ以及,反应到时达到平衡,平衡体系中,CaO对的吸收率为50%。已知时,的平衡常数;实验温度下,CaO与水蒸气的反应忽略不计。
①内,_______(用含的代数式表示)。
②时,反应Ⅰ的平衡常数_______。
③保持温度不变,若向平衡体系中再加入少量,重新达平衡后,将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. +49.8 ②. 高温
(2)多孔CaO能吸收体系中的CO2,降低生成物浓度,促使平衡正向移动;同时该吸收反应为放热反应,可为吸热的甲醇重整反应提供热量。
(3) ①. T1~T2温度下,反应尚未达到平衡,随着温度升高,反应速率加快,相同时间内CO的转化率增大。 ②. G
(4) ①. 70/t ②. 980 ③. 减小
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,总反应=反应I +反应II:;
②自发反应的判据为ΔG=ΔH-TΔS<0,总反应气体分子数增加,ΔS>0,且ΔH>0,因此高温下TΔS>ΔH,ΔG<0,反应自发。
【小问2详解】
多孔CaO能吸收体系中的CO₂,降低了生成物 CO₂的浓度,促使反应Ⅱ和总反应的平衡正向移动,提高了氢气的产率;同时该反应为放热反应,放出的热量可为吸热的甲醇重整反应提供能量,进一步促进反应正向进行。
【小问3详解】
①此温度范围内反应未达到平衡,温度升高,反应速率加快,相同时间内CO的转化量增加,因此转化率随温度升高而增大;
②反应II(放热),温度升高(减小),逆反应速率常数k逆增大,因此随增大而减小的幅度更大(更陡),对应曲线G。
【小问4详解】
①已知:起始时和按物质的量比1:1投料,起始总压100 kPa,因此初始分压:,的,即平衡时体系中游离的,设反应I中的分压减少x,反应II中分压减少y:平衡时,游离,且CaO对CO2吸收率为50%,即,故,由,得,解得,平衡时,因此:;
②平衡时各物质分压:,所以
③将反应Ⅰ+反应Ⅱ得:,其平衡常数为:,变形得,温度不变,K不变,且CaCO3分解平衡中,加入少量的,平衡正向移动,最终增大,因此减小。
18. 有机化合物托伐普坦可以通过抑制肾脏对水的重吸收发挥利尿作用,其一种合成路线如下:
已知:。回答下列问题:
(1)A用系统命名法命名为_______。
(2)酸性:B_______C(填“>”“<”或“=”)。
(3)C→D的化学方程式为_______。
(4)的反应中加入的作用是_______。
(5)下列关于F的说法,正确的是_______(填字母)。
a.在浓硫酸、加热条件下能发生消去反应
b.能在NaOH溶液中发生取代反应
c.能与新制反应生成砖红色沉淀
d.能与发生加成反应
(6)H的结构简式为_______。
(7)F经多步反应可生成分子式为的有机化合物。的同分异构体中,同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构);写出同时满足条件①和②不满足条件③,且核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式:_______(不考虑立体异构)。
①能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生;②分子中含有2个甲基;③含有碳碳双键
【答案】(1)2-硝基甲苯
(2)< (3)+CH3OH+H2O
(4)中和反应生成的HBr,促进反应正向进行,提高G的产率
(5)b (6)
(7) ①. 10 ②.
【解析】
【分析】A发生氧化反应生成B,B发生取代反应生成C,C和甲醇发生取代反应生成D,D硝基被还原为氨基生成E,E发生取代反应生成G,G发生已知信息的反应生成H,H发生酯基的水解、脱羧生成J,故H的结构简式为;J经过一系列反应生成目标产物;
【小问1详解】
A用系统命名法命名为2-硝基甲苯;
【小问2详解】
C中引入了吸电子基-Cl,具有吸电子效应,增强了羧基的酸性,故酸性顺序为:B<C;
【小问3详解】
C→D为酯化反应,C与甲醇在浓硫酸催化下生成D,化学方程式为:
+CH3OH+H2O。
【小问4详解】
E含氨基,F为4-溴丁酸乙酯,二者发生取代反应并释放HBr,作为弱碱:中和反应生成的HBr,促进反应正向进行,提高G的产率;
【小问5详解】
F结构为
a.无醇羟基,不能发生消去反应,a错误;
b.含酯基和溴原子,可在NaOH中水解,b正确;
c.无醛基,不与新制反应,c错误;
d.含酯基,但酯基一般不与发生加成反应,无其他不饱和键,d错误;
故答案选b;
【小问6详解】
G经分子内环化脱去甲醇形成环状结构,同时根据,可由J倒推得到H,因此H的结构简式为;
【小问7详解】
的不饱和度为,①能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生,表明分子中含有-COOH;②分子中含有2个甲基;③含有碳碳双键,同时满足三个条件的有:、、、,共10种,同时满足条件①和②不满足条件③,且核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式:;
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高三化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Mn-55 Zn-65
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. “地下气象万千,地上沧海桑田,”文物的地下保存寿命与其化学材质息息相关。下列文物的主要成分属于天然有机高分子材料的是
A.越王勾践剑
B.镶金兽首玛瑙杯
C.睡虎地秦墓竹简
D.汝窑天青釉弦纹樽
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 分子的空间填充模型: B. 的电子式:
C. 中子数为25的钙原子: D. 基态Cu原子的价层电子排布式:
3. 下列实验操作或方法不符合规范的是
A.碱式滴定管排气泡
B.熔融烧碱固体
C.振荡萃取
D.净化、干燥Cl2
A. A B. B C. C D. D
4. 下列过程对应的方程式错误的是
A. 向NaClO溶液中通入少量SO2:
B. 用TiCl4制备TiO2:
C. 黑火药爆炸:
D. 硫化钠溶液久置后出现淡黄色浑浊:
5. 化合物A、B、C、D、E、F、G存在如图所示的转化关系,其中A、D、F的焰色均呈黄色,D、F是常用的食品添加剂,反应①与反应②是工业制备F的反应原理。
下列说法错误的是
A. C的水溶液呈碱性 B. D可用于泡沫灭火器原料
C. 常温下,在水中的溶解度:E>D D. 工业制备D时,先通B,再通C
6. 肾上腺素是一种脂溶性激素,其结构如图。关于肾上腺素,下列说法错误的是
A. 能与溶液发生显色反应
B. 分子中含有手性碳原子
C. 在NaOH溶液中,1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应
D. 能发生取代、氧化、消去反应
7. 研究物质结构是研制新物质的基础。已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,且分布于三个不同周期,基态W原子的核外电子总数是其单电子数的5倍,Y、W同主族。研究发现化合物在气态和固态时结构明显不同,固态时的晶胞结构如图。下列说法错误的是
A. Y的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸
B. 固态时,的晶体类型为离子晶体
C. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物均能抑制水的电离
D. 简单氢化物的键角:
8. 某含钌( )催化剂在电催化氨氧化方面活性较高,其结构如图。关于该催化剂,下列说法错误的是
A. 的化合价为+2价
B. 为平面形分子
C. 分子中参与形成大键的未杂化的p轨道含有1个或2个电子
D. 的配位数为6
9. 马来酸酐接枝液体聚丁二烯(简称MLPB)是一种具有高反应活性的液态功能高分子材料,广泛应用于胶黏剂、涂料及树脂的增韧改性,结构如图。下列关于MLPB的说法正确的是
A. 合成该高分子主链的反应属于缩聚反应
B. 可通过加成或缩合的方式实现交联
C. 该高分子具有“高反应活性”,与分子中的酸酐基团无关,因为该基团极性较弱
D. 常温下为液体,说明该物质化学性质非常稳定
10. 某化学小组进行如下实验探究与溶液的反应产物。已知:微溶于水,难溶于水。
序号
实验操作与实验现象或结论
Ⅰ
将通入溶液中迅速反应,经过滤、洗涤得到无色溶液A和白色沉淀B
Ⅱ
验证白色沉淀B的成分:
Ⅲ
经实验Ⅱ分析可知,沉淀B的主要成分为,还含有少量
下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ中主要发生了复分解反应
B. 溶液C中含银微粒主要以形式存在
C. 试剂X可能是
D. 操作ⅳ生成大量白色沉淀的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
11. 新型半导体芯片材料——硒氧化铋(,摩尔质量为)是下一代高性能芯片的核心候选材料,其晶胞投影如图,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 每个Bi周围紧邻且等距的O有6个 B. 晶胞中O均位于面上
C. 电负性: D. 该晶体的密度为
12. 催化制备醛的反应机理如图。已知:配合物中中心过渡金属原子的价电子数+配体提供的电子总数=18时,配合物更稳定。下列说法正确的是
A. 与相比,更稳定
B. 反应过程中不涉及非极性键的断裂和形成
C. 若用示踪原子标记反应物,则生成物可能为
D. 反应过程中氢元素的化合价不变
13. 某科研团队研制出一种“自供电氮循环转化装置”,工作原理装置示意图如图。该装置工作时,将电池中的产物,通过自供电方式转换为。下列说法错误的是
A. 左侧电子的转移方向:Zn电极→导线→电极
B. b电极的电极反应式为
C. 通过质子交换膜向电极区迁移
D. 电路中转移时,理论上共消耗195 g Zn
14. 常温下,用HCl(g)调节悬浊液的pH,测得不同pH下,平衡体系中与含氟微粒的分布系数[例如]随溶液pH的变化如图。下列说法错误的是
A. 常温下,的数量级为
B. c点时,溶液中存在
C. a点和c点均存在
D. 常温下,溶液与溶液等体积混合有沉淀生成
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铋广泛用于电子半导体、医药等领域;锰是钢铁、动力电池行业的核心原料。某工厂设计如图工艺流程,从含铋烧渣(主要成分为、,还含少量、、)中回收,并制备锰的氧化物,实现废渣的资源化利用。
已知:①易水解生成沉淀;②该流程条件下,Bi与盐酸几乎不反应;③常温下,存在的pH范围约为2.0~11.0。回答下列问题:
(1)“水浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”时选用过量浓盐酸的原因除了使原料充分反应外,还有______(结合化学用语说明)。
(3)①实验室检验滤液Ⅱ中是否含有的试剂为______。
②经检验,滤液Ⅱ中无,含有。滤液Ⅱ中含有的主要原因为_______(用离子方程式解释)。
③常温下,若滤液Ⅱ中,理论上,“沉铋”时应控制溶液的_____{,}。
(4)“沉锰”时反应的离子方程式为_______;该工序需控制温度在以下,原因可能是_______。
(5)某温度下在空气中煅烧生成一种锰的氧化物和,测得煅烧后固体残留率为66.4%(固体残留率),则该温度下所得锰的氧化物的化学式为_______。
16. 是一种重要的有机合成中间体,实验室以为原料,在氢化钠(NaH)作用下发生重排反应制备该物质。两种物质的相对分子质量和性质如表:
物质
相对分子质量
沸点
溶解性
128
133
不溶于水,易溶于甲苯等有机溶剂
128
205
微溶于水,易溶于有机溶剂,可溶于强碱溶液
实验步骤如下:
Ⅰ.向装有冷凝器和氮气入口的四颈烧瓶中加入和甲苯。
Ⅱ.将混合物在搅拌下加热至,随后在内缓慢滴加,继续在下搅拌反应。
Ⅲ.反应完成后,冷却至室温,缓慢滴加甲醇。
Ⅳ.加入水溶解,分离甲苯层和水层,水层用甲苯洗涤并分液。
V.将分液得到的水层用浓盐酸酸化至,回收形成的有机层,水层用正己烷萃取。
Ⅵ.合并有机层,加入无水硫酸钠,过滤;蒸馏除去正己烷,得到纯净的液体产物。
回答下列问题:
(1)NaH试剂瓶上应贴有的危险化学品标志为_______(填字母);实验中持续通入氮气的目的是_______。
A.放射性物质 B.遇湿易燃物品 C.氧化剂
(2)步骤Ⅲ中滴加甲醇的目的是_______(结合化学方程式解释);此处不直接加水的原因是_______。
(3)步骤Ⅴ中“水层用浓盐酸酸化”时发生反应的化学方程式为_______。
(4)步骤Ⅵ中无水硫酸钠的作用是_______。
(5)步骤Ⅵ中蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶_______。
(6)该实验产物的产率约为_______(保留两位有效数字);若实验中省略了步骤Ⅴ的“水层用正己烷萃取”这一操作,会导致产率_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
17. 甲醇蒸气重整:制氢技术因其低温操作、高氢气选择性等优势而受到青睐。该反应一般分两步进行:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应的_______,该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)已知 。研究发现,向上述反应体系中加入适量多孔CaO,有利于提高氢气的产率,其可能原因为_______。
(3)向若干相同容积的密闭容器中分别充入和,只发生反应Ⅱ,测得相同时间内,的转化率随温度的变化如图甲。已知反应Ⅱ的速率方程为,,其中、均为速率常数,该条件下只受温度影响,、与的关系如图乙。假设该温度范围内催化剂活性不受影响。
温度下,的转化率随温度呈现如图甲变化趋势的原因是_______;图乙中表示随的变化的是线_______(填“G”或“H”)。
(4)时,向某恒容密闭容器中按投料,加入过量,测得起始压强为100 kPa,发生反应Ⅰ、反应Ⅱ以及,反应到时达到平衡,平衡体系中,CaO对的吸收率为50%。已知时,的平衡常数;实验温度下,CaO与水蒸气的反应忽略不计。
①内,_______(用含的代数式表示)。
②时,反应Ⅰ的平衡常数_______。
③保持温度不变,若向平衡体系中再加入少量,重新达平衡后,将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
18. 有机化合物托伐普坦可以通过抑制肾脏对水的重吸收发挥利尿作用,其一种合成路线如下:
已知:。回答下列问题:
(1)A用系统命名法命名为_______。
(2)酸性:B_______C(填“>”“<”或“=”)。
(3)C→D的化学方程式为_______。
(4)的反应中加入的作用是_______。
(5)下列关于F的说法,正确的是_______(填字母)。
a.在浓硫酸、加热条件下能发生消去反应
b.能在NaOH溶液中发生取代反应
c.能与新制反应生成砖红色沉淀
d.能与发生加成反应
(6)H的结构简式为_______。
(7)F经多步反应可生成分子式为的有机化合物。的同分异构体中,同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构);写出同时满足条件①和②不满足条件③,且核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式:_______(不考虑立体异构)。
①能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生;②分子中含有2个甲基;③含有碳碳双键
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