内容正文:
化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Ni-59 Zn-65 Ga-70 As-75 Pb-207
一、选择题: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. 年春晚有许多与“马”及传统文化相关的精彩节目,其背后蕴藏着很多化学知识。下列相关说法中错误的是
A. 展现古代丝绸之路的舞蹈中,演员身上的羊毛披肩与棉花的主要化学成分不同,但都属于天然有机高分子化合物
B. 介绍“马上封侯”传统玉雕的节目中,涉及的玉石主要成分属于硅酸盐
C. 骏马图中,孩子们使用的可水洗水彩笔颜料添加了水溶性溶剂和表面活性剂,该颜料可用水洗,主要与“相似相溶”原理有关
D. 介绍“马术运动”的节目中,运动员使用的马术杆中含碳纤维,碳纤维属于有机高分子材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.羊毛披肩的主要成分是蛋白质,而棉花的主要成分是纤维素,虽然两者化学成分不同,但都是天然有机高分子化合物,A正确;
B.传统玉石,如和田玉、翡翠等,其主要化学成分都属于硅酸盐或硅酸盐衍生物,B正确;
C.可水洗水彩笔的颜料中通常添加了水溶性溶剂和表面活性剂,水是极性溶剂,颜料中的亲水成分可以依据“相似相溶”原理溶解或分散在水中而被洗掉,C正确;
D.碳纤维马术杆是由碳纤维与树脂基体复合而成的材料,碳纤维本身是无机非金属材料,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 乙炔分子中的键示意图:
B. 氨水中与分子间氢键主要形式可表示为
C. 基态碳原子的价电子排布图:
D. 用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙炔分子中的键是键,共用电子对偏向C原子,以头碰头的方式进行成键,键示意图应该是不对称的,A错误;
B.氧原子电负性更强,与氧原子连接的氢几乎成为质子,更容易形成氢键,故在氨水中,与分子间氢键主要形式可表示为,B错误;
C.基态碳原子价电子构型为,根据洪特规则,2p轨道两个电子应分占不同轨道且自旋平行,2s轨道填满两个自旋相反电子,图示符合上述规则,C正确;
D.石墨烯中C原子的杂化方式为,轨道表示式为,D错误;
故选C。
3. 下列方程式正确的是
A. 苯酚钠水溶液中通入少量气体:22
B. 在水中的水解:
C. 用溶液除去乙炔中的:
D. 向溶液中滴加足量溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间,故苯酚钠水溶液中通入少量气体反应生成苯酚和碳酸氢钠,则离子方程式为,A错误;
B.苯胺中的氨基作为碱,接受水分子提供的质子,生成和,其电离方程式为,B错误;
C.为弱酸,离子方程式不能拆成离子,离子方程式为,C错误;
D.溶液中外界的氯离子可以电离,滴加足量溶液,化学方程式为,D正确;
故选D。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为
B. 标准状况下,11.2 L 和混合物中原子总数为
C. 1.0 L 的稀硫酸中含数目为
D. 盐酸与足量反应,生成的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A. 铅酸蓄电池负极反应为。增重96g对应生成1mol,转移2mol电子,数目为,A正确;
B. 标准状况下,和均不是气体,无法确定该混合物中含有的原子数目,B错误;
C. 的稀硫酸中,浓度为0.1mol/L,1L溶液中数目为,而非,C错误;
D. 浓盐酸与反应时,随反应进行浓度降低,反应停止,实际生成的物质的量小于理论值0.3mol,D错误;
故答案选A。
5. 下列装置(省略部分夹持装置)或操作能达到实验目的的是
A.用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
B.实验室保存液溴
C.验证锌与稀硫酸的反应是放热反应
D.测定的分解速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用(杯酚)识别和,超分子不溶于甲苯,杯酚可溶于氯仿,故操作①②为过滤,杯酚和氯仿沸点不同,操作③为利用物质沸点不同分离出氯仿的操作,为蒸馏,A正确;
B.液溴具有强氧化性和强腐蚀性,会腐蚀橡皮塞,B错误;
C.锌与稀硫酸反应产生氢气,也会使U形管中红墨水移动,C错误;
D.测定分解速率需通过测量单位时间内生成气体体积,装置中使用长颈漏斗,气体可能从漏斗逸出,无法准确测量气体体积,D错误;
故选A。
6. 化合物Z是合成某药物的重要中间体,其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A. X、Z可用溴水进行鉴别
B. X→Y反应过程中还可能生成
C. Z分子存在顺反异构、对映异构
D. 1 mol Y最多能与3 mol 发生加成反应
【答案】B
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,氢氧化钠溶液中X与发生加成反应生成Y或;Y受热发生脱水反应生成Z。
【详解】A.由结构简式可知,X分子中含有的醛基能与溴水发生氧化反应使溶液褪色,Z分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应使溶液褪色,则溴水不能鉴别X、Z,A错误;
B.由分析可知,氢氧化钠溶液中X与发生加成反应生成Y或,B正确;
C.由结构简式可知,Z分子中不含有连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,不存在对映异构,C错误
D.由结构简式可知,Y分子中含有的苯环与酮羰基一定条件下与氢气发生加成反应,所以1 molY最多能与4 mol氢气发生加成反应,D错误;
故选B。
7. 海洋中有丰富的资源,如图为海水资源利用的部分过程。下列有关说法正确的是
A. 海水淡化的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,其中蒸馏法更加节能
B. 在第①步中除去粗盐中的、、等杂质,加入药品的顺序为溶液溶液溶液→过滤后加盐酸
C. 根据海水提溴流程可知还原性:
D. 因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
【答案】C
【解析】
【分析】从海水中提取的粗盐中主要成分是氯化钠,还含有、Ca2+、Mg2+等杂质,除去以上杂质可制得精盐,工业上电解饱和食盐水的工艺流程被称为氯碱工业,向氯化钠溶液中通入氨气、二氧化碳气体可得到碳酸氢钠晶体,加热分解可得纯碱;母液中还可提取溴、镁,海水提溴时先将溴离子氧化为溴单质,再通热空气将溴单质吹出,然后用SO2水溶液将其还原为溴离子,以上为富集溴离子的过程,最后再将溴离子氧化为溴单质,从海水中提镁时先将镁离子沉淀为氢氧化镁,再加盐酸得到六水合氯化镁晶体,脱水即可得氯化镁晶体,再电解熔融的氯化镁晶体得镁单质。
【详解】A.海水淡化的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,利用高分子反渗透膜将海水淡化,相较于传统蒸馏法更加节能,A错误;
B.在第①步中除去粗盐中的、、等杂质时,应将溶液加在溶液之后,以除去带入的钡离子,过滤后再加盐酸,B错误;
C.根据SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4、Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,还原剂的还原性大于还原产物,海水提溴流程可知还原性:,C正确;
D.在高温下,氮气能与镁反应生成,不能用氮气来冷却镁蒸气,D错误;
故选C。
8. 下列有关物质结构或性质的陈述均正确的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链
低温石英不具有手性
B
沸点:
氨气分子间氢键的作用力比和中范德华力弱
C
甲烷为正四面体结构
二氯甲烷存在同分异构体
D
活泼性:
碳碳双键的键能小于碳碳单键,更容易断裂
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链,没有封闭的环状结构,这一结构决定了它具有手性,存在左、右型晶体,A错误;
B.第ⅤA族氢化物均为分子晶体,沸点与分子间作用力有关,由于和相对分子质量远大于,分子间范德华力更强;的氢键不足以弥补范德华力的差距,故和熔沸点更高,B正确;
C.甲烷为正四面体结构,二氯甲烷只有一种结构,不存在同分异构体,C错误;
D.碳碳双键的键能大于碳碳单键,活泼性:是由于乙烯中π键更容易断裂,D错误;
故选B。
9. M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,这六种元素组成的一种离子液体(其阳离子中五元环上5个原子共面)结构如图所示,除M外其余元素均位于同一周期。下列说法错误的是
A. 形成的晶体中配位数为12
B. 该化合物为离子化合物,熔点低于
C. 阳离子中Y原子杂化方式只有一种
D. 一定条件下,含Q的单质能置换出含Z的单质
【答案】A
【解析】
【分析】M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,组成的一种离子液体(其阳离子中五元环上5个原子共面)结构为,根据成键规则可推断,·M只形成1个共价键,M为H,X形成4个共价键、Y可形成3个单键共价键、Z形成2个共价键,则X为C、Y为N、Z为O,且除M外其余元素同周期,都为第二周期,则Q为F,T与F形成离子,可知T为B,即这六种元素为:M是H、T是B、X是C、Y是N、Z是O、Q是F。
【详解】A.由分析可知,YM3为NH3,晶体属于分子晶体,分子间因氢键形成非密堆积,配位数小于12,A错误;
B.由分析可知,该化合物含阴、阳离子,属于离子化合物,该化合物中阴、阳离子半径大,离子键较弱,常温下为液体,熔沸点较低,为共价晶体,常温下为固体,熔沸点较高,因此该化合物熔点低于Al2O3,B正确;
C.由题意可知,阳离子中五元环上5个原子共面,故Y(N)原子的杂化方式均为,C正确;
D.由分析可知,Q为F,Z为O,具有强氧化性,一定条件下可发生反应:,D正确;
故选A。
10. 下列实验操作、实验现象及结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
用NaOH标准液分别滴定等体积、等pH的一元酸HA和HB,HB消耗的NaOH标准液体积多
酸性:
B
把充满塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升
验证与水反应
C
向麦芽糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,滴加NaOH溶液调节至碱性,再加入银氨溶液,水浴加热,产生银镜
麦芽糖水解产物具有还原性
D
锌与稀硫酸反应时,加入硫酸铜固体至过量,生成氢气的速率持续加快
锌置换出铜后,锌、铜和稀硫酸形成了原电池
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.等pH的一元酸HA和HB分别和NaOH反应,HB消耗的NaOH标准液体积多,即,说明HB的浓度大于HA,故酸性:,A正确;
B.观察试管内液面的上升不能证明与水发生反应,若需证明需检测水溶液的pH,B错误;
C.麦芽糖属于还原糖,无论是否水解均可产生银镜,C错误;
D.实验现象错误,因所加硫酸铜固体过量,锌置换出铜,随着锌被完全反应,不能观察到生成氢气的速率持续加快,D错误;
故选A。
11. GaAs的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示(用表示阿伏加德罗常数的值),下列说法中错误的是
A. 图甲中,晶胞的质量为
B. 图甲中,晶胞在xy平面的投影为
C. 掺杂Mn之后,晶体中Mn、Ga的原子个数比为5:32
D. 在Mn掺杂到GaAs的晶体中,每个Mn最近且等距离的As的个数为4
【答案】C
【解析】
【详解】A.GaAs晶胞中,Ga位于顶点和面心,个数为 ,As全部在晶胞内,个数为4,因此1个晶胞含4个GaAs,晶胞质量 ,A正确;
B.沿z轴向xy平面投影,顶点Ga投影在正方形四个顶点,面心Ga投影在四边中点和正方形中心,4个As投影在Ga形成的4个小正方形中心,和选项给出的投影图一致,B正确;
C.掺杂后,Mn分别位于顶点和面心,则晶胞中总;原晶胞Ga总数为4,Mn取代Ga位置,因此,Mn和Ga的原子个数比为 ,C错误;
D.Mn取代的是Ga的位置,GaAs中每个Ga周围结合4个As,因此每个Mn最近且等距离的As个数为4,D正确;
故选C。
12. 我国科学家研发的铁-吡啶配合物催化剂,可模拟生物酶实现甲烷向甲醇的温和转化,催化循环机理如图所示,下列说法正确的是
A. 该过程中仅有极性共价键的断裂和形成
B. 涉及的含碳物质中碳原子的杂化方式均相同
C. 该循环机理中铁元素的化合价不变
D. 该循环机理中使用物质①可提高单位体积内活化分子百分数
【答案】D
【解析】
【详解】A.该循环机理过程中除了有极性共价键的断裂和形成,还有非极性共价键(键)的断裂,A错误;
B.含碳物质有、和吡啶配合物,其中、杂化方式均为,吡啶配合物中碳原子杂化方式为,B错误;
C.物质③到④过程中,中C元素化合价升高(升为),Fe的成键数发生改变,结合C元素化合价变化可知,Fe的价态发生了变化,C错误;
D.物质①为该反应的催化剂,使用催化剂可提高单位体积内活化分子百分数,D正确;
故选D。
13. 四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成,其工作原理如图所示(a、b为石墨电极,c、d、e为离子交换膜),下列说法正确的是
A. NaOH溶液的浓度大小关系:
B. c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C. 若两极共产生33.6 L气体(标准状况下),则制备的质量为182 g
D. 线路中通过1 mol 时,阳极室电解液质量减重8g
【答案】C
【解析】
【分析】以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成的过程中,根据从左往右第二、三个池中浓度变化得出:钠离子从第四池通过e膜,氯离子从第二池通过d膜,从第二池通过c膜,b为阳极,a为阴极,且阳极电极反应式为,阴极反应式为。
【详解】A.由分析可知,b为阳极,浓氢氧化钠溶液进入阳极区,稀的氢氧化钠溶液出阳极区,则NaOH溶液的浓度大小关系: ,A错误;
B.由分析可知,需要移入阴极区产生产物,因此允许阳离子通过,为阳离子交换膜;中的需要移出原料室,因此允许阴离子通过,为阴离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,若两极共产生33.6L气体(标准状况下),则有2mol生成,则制备的质量为,C正确;
D.转移时,阳极生成,质量,同时有移出阳极室,质量为,因此阳极室总减重为,不是,D错误。
故选C。
14. 常温下,向浓度均为0.01 mol/L的NaOH和NaB混合溶液中滴入溶液,滴定过程中溶液中、HB、、、的物质的量分数δ[如B的物质的量分数]以及溶液pOH的变化如图所示。已知表示,a、b、c三点对应的pOH分别为3.2、5.4、8。下列说法错误的是
A. 表示HB的物质的量分数变化曲线
B. 电离常数:
C. 时,溶液中
D. 时,水的电离程度最大
【答案】D
【解析】
【分析】反应前溶液中阴离子主要是、,溶液碱性最强、pOH最小;滴入溶液时,先与反应生成,含A微粒主要以形式存在,表示;一段时间后与反应生成HB,所以减少、HB增多,表示,表示HB;先增多后减少,逐渐增多,表示,表示。
【详解】A.由分析可知,表示HB的物质的量分数变化曲线,A正确;
B.a点表示溶液中,则,b点表示溶液中,则,c点表示溶液中,则,电离常数:,B正确;
C.根据电荷守恒可得:,时,溶液显碱性,,则,C正确;
D.原溶液中NaOH电离的抑制水的电离,随着加入,被消耗,盐类水解促进水的电离,水的电离程度逐渐增大;恰好完全中和(所有碱完全反应生成盐)时,水的电离程度达到最大,此时溶质为和,水解大于电离,溶液呈碱性,,D错误;
故选D。
二、非选择题:
15. 红土镍矿中主要含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物,某研究小组采用如图所示工艺流程对红土镍矿进行综合处理,实现金属的提取与资源的高效利用:
已知:常温下部分物质的溶度积如下表所示:
氢氧化物
(298K)
回答下列问题:
(1)工业焙烧时,常将红土镍矿进行粉碎处理,其原因为___________。
(2)“溶出过滤”后,“硅渣”与NaOH溶液反应的离子方程式为___________。
(3)常温下,若使完全沉淀(离子浓度mol/L)时mol/L,mol/L,则的最低浓度为___________mol/L;结合题干数据,分析该浓度下、是否会沉淀:___________(写出计算推理过程)。
(4)“沉镍”时向溶液中通入,使转化为沉淀(滤渣2),若将通入改为加固体,无法得到沉淀,其原因为___________;下列关于的说法错误的是___________(填序号)。
A.含有σ键为
B.配体的VSEPR模型为四面体形
C.该配离子中存在离子键、配位键
D.向含该配离子的溶液中加NaOH溶液,无明显现象
(5)某的立方晶胞中原子所处位置如图所示,已知:同种位置原子相同,Mg、Al原子与Ni原子间的最近距离相等。
①已知该晶胞密度为,为阿伏加德罗常数的值,该晶胞的边长为___________nm(用含ρ、的代数式表示)。
②与Ni最近距离的Mg原子数目为___________。
【答案】(1)增大固体反应物的接触面积,加快焙烧反应速率,提高原料的利用率
(2)
(3) ①. ②. 不会沉淀,由mol/L,计算浓度商;;;浓度商均小于溶度积,溶液未饱和,、均不会沉淀
(4) ①. 溶于水电离出,发生水解反应使溶液呈弱酸性,溶液中过低,无法满足形成沉淀的浓度要求 ②. AC
(5) ①. ②. 4
【解析】
【分析】该流程以红土镍矿为原料,先与硫酸铵焙烧,焙烧尾气经吸收处理,焙烧产物水浸过滤后,硅渣经氢氧化钠溶液处理得到硅酸钠溶液,进一步转化为硅灰石;滤液经氯气氧化(将溶液中的转化为)、氨气调 pH 得到滤渣1[],再经碳酸氢铵沉铝得到(进一步转化为铝),后续依次经氨气沉镍、氨气沉镁得到氢氧化镁,沉镍后的滤液最终得到晶体,实现了铁、铝、硅、镁、镍等元素的分步分离与综合利用,各环节通过试剂调控和分离操作精准实现金属资源的提取与副产品的回收。
【小问1详解】
粉碎固体是化工生产提高反应效率的经典措施,核心原理是增大接触面积,使反应物充分接触,加快反应速率、提升原料利用率。
【小问2详解】
“硅渣”主要成分是二氧化硅,与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,化学方程式为 。
【小问3详解】
完全沉淀时,mol/L,根据,得,计算得mol/L;,Ni2+不会沉淀;,Mg2+不会沉淀。
【小问4详解】
① 溶于水电离出,发生水解反应使溶液呈弱酸性,溶液中 过低,,无法形成沉淀;
②A.没有给出具体的物质的量或质量,无法计算,A错误;
B.NH3中心原子N价层电子对数为 ,VSEPR模型为四面体,B正确;
C.配离子()内只有共价键与配位键,无离子键,C错误;
D.的稳定性强,与NaOH不反应,无明显现象,D正确;
故答案为:AC。
【小问5详解】
①Mg、Al原子与镍原子间的距离相等,则Ni原子位于8个小立方体体心,晶胞中有8个 , 原子分布顶点和面心,晶胞中 的个数为 , 位于棱上和体心,晶胞中含有 的个数为 ,单个晶胞的质量 ;根据公式可得, ; 原子位于8个小立方体体心, 原子分布8个小立方体顶点,根据晶胞结构可知与 最近距离的 原子数目为4 。
16. 以大豆油为原料制备微乳液,并以此为介质合成多功能纳米氧化锌材料,相关实验步骤如下:
Ⅰ.采用石油醚作为萃取剂,从大豆粉中提取大豆油(实验装置如图所示)。
Ⅱ.皂化大豆油制备乳化剂
将一定量大豆油、氢氧化钠溶液、去离子水与无水乙醇按适宜比例依次加入圆底烧瓶中,磁力或机械搅拌至体系均匀。加热回流,使大豆油充分发生皂化反应。反应结束后,将皂化混合液缓慢倒入饱和食盐水中,搅拌均匀后静置分层。分离上层淡黄色黏稠膏状物,即得大豆油基乳化剂,备用。
Ⅲ.微乳法制备纳米氧化锌(流程如图,部分条件略):
Ⅳ.测定样品中氧化锌含量
取n g样品于250mL锥形瓶中加酸溶解,加入2滴二甲酚橙指示剂和六亚甲基四胺溶液,溶液呈现稳定的紫红色,然后用 标准溶液滴定至终点,发生。平行滴定3份,平均消耗标准溶液V mL。
回答下列问题:
(1)大豆粉应加入装置___________(填“A”或“B”)。加热后,石油醚蒸气经过蒸气导管进入索氏提取器,后经___________(填仪器名称)冷凝,冷凝后的石油醚滴入装置A中,其作用是___________。
(2)皂化反应的化学方程式为,步骤Ⅱ中饱和食盐水的作用是___________;乳化剂的有效成分为___________。
(3)分析步骤Ⅱ中无水乙醇的作用与步骤Ⅲ中正丁醇的作用,二者的共同点为___________;步骤Ⅱ中加入无水乙醇,还能___________(答一点,结合皂化反应特点)。
(4)步骤Ⅲ中用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次:用去离子水洗涤的目的是除去___________(写离子符号,至少两种)。
(5)步骤Ⅳ中:
①测得的氧化锌纯度为___________(用含n、a、V的式子表示)。
②下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填序号)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶洗净后未干燥,直接加入样品和酸溶液
C.滴定终点时俯视滴定管读数
D.配制标准溶液时,定容时仰视刻度线
【答案】(1) ①. A ②. 球形冷凝管(或冷凝管) ③. 反复浸泡大豆粉,充分提取大豆油
(2) ①. 降低脂肪酸钠的溶解度,使其盐析析出 ②. 高级脂肪酸钠(RCOONa)
(3) ①. 增大有机物的溶解度,使体系混合均匀 ②. 加快皂化反应速率(或促进大豆油与NaOH溶液的接触)
(4)、(或、,合理即可)
(5) ①. ②. AD
【解析】
【小问1详解】
索氏提取装置中,A为提取套筒,用于盛放固体样品(大豆粉),B为蒸馏烧瓶,盛放萃取剂(石油醚);加热后,石油醚在B中汽化,经蒸气导管进入索氏提取器,再通过球形冷凝管冷凝后滴入A中,溶解大豆粉中的油脂。当液面达到虹吸管高度时,溶液会虹吸回B中,实现循环萃取。故提取套筒的核心作用是让冷凝后的石油醚反复浸泡大豆粉,提高萃取效率。
【小问2详解】
饱和NaCl降低RCOONa溶解度,使其盐析分层析出。乳化剂有效成分为高级脂肪酸钠(RCOONa)。
【小问3详解】
无水乙醇、正丁醇均为有机溶剂,能增大油脂等有机物的溶解度,使体系均一;步骤Ⅱ中无水乙醇还能增大大豆油与NaOH溶液的接触面积,加快皂化反应速率。
【小问4详解】
制备过程中会引入、等可溶性离子,去离子水可洗涤除去。
【小问5详解】
①根据反应方程式:,,,氧化锌纯度为。
②A.滴定前尖嘴有气泡,滴定后消失,读取的V偏大,根据纯度表达式,V偏大则结果偏高,A符合题意;
B.锥形瓶未干燥,不影响样品中的物质的量和标准液消耗,对结果无影响,B不符合题意;
C.滴定终点俯视读数,读取的V偏小,结果偏低,C不符合题意;
D.配制标准液时仰视定容,溶液体积偏大,标准液浓度c偏低,滴定相同量的时,消耗V偏高,但计算时仍用原标注浓度c(实际浓度偏低),导致计算出的n(EDTA)偏大,结果偏高,D符合题意;
故选AD。
17. 丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺,以金属Pt为催化剂,存在以下两个反应:
主反应:
副反应:
反应中有关化学键的键能数据如下表:
化学键
键能/(kJ/mol)
298
413
615
426
回答下列问题:
(1)主反应的___________。
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为Pa和Pa)。
①Pa时,图中表示丙烷的曲线是___________(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。
②在密闭容器中进行反应,其他条件不变的情况下,以下操作有利于提高平衡时的操作有___________(填序号)。
A.恒容通入适量 B.恒压通入适量
C.更换对主反应选择性更高的催化剂 D.提高Pt的表面积
E.加入浸泡了的硅藻土 F.加入适量CuO
③Pa、500℃时,若只发生上述主反应和副反应,则达平衡时,丙烷的转化率为___________。主反应的平衡常数___________。(取整数)
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:。
(3)在相同温度、压强下进行该工艺,将、和按不同比例投料,控制浓度不变,改变。每组实验反应相同时间后,转化率和产率如图所示。已知各组反应均未达平衡,催化剂活性无明显变化,解释产率先增后降的原因:___________。
Ⅲ.工业上可利用丙烯进行电有机合成制备1,2-丙二醇。
(4)写出以氢氧化钠溶液为电解液,丙烯在电极上生成1,2-丙二醇的电极反应方程式:___________。
【答案】(1)kJ/mol
(2) ①. ⅳ ②. BCF ③. 25% ④. 267
(3)浓度增大使反应速率变快,产率升高;后因过量氧化,使产率下降
(4)(写结构简式也可)
【解析】
【小问1详解】
反应焓变反应物总键能生成物总键能。丙烷含个、个,丙烯含个、个、个,生成物还有个键,因此:ΔH=(2×298+8×413)−(298+615+6×413+426)=+83 kJ/mol
【小问2详解】
①正反应吸热,升高温度平衡正向移动,丙烷体积分数减小,是曲线ⅱ和ⅳ;正反应气体系数和增大,增大压强,平衡逆向移动,丙烷的体积分数升高,所以Pa时图中表示丙烷的曲线是iv。
②A.恒容通,各物质浓度不变,平衡不移动,不变,A错误;
B.恒压通,体积增大相当于减压,平衡正向移动,增大,B正确;
C.主反应选择性更高的催化剂,使更多丙烷发生主反应生成丙烯,提高丙烯产量,C正确;
D.增大表面积只加快反应速率,不改变平衡,不变,D错误;
E.会氧化丙烯(含碳碳双键),使丙烯量减少,E错误;
F.可消耗主反应生成的,使主反应平衡正向移动,增大,F正确;
故答案选BCF;
③Pa、500℃时,在密闭容器中进行反应,根据图示,达平衡时丙烷的平衡体积分数为60%。设丙烷的投料为xmol,若只发生上述主反应和副反应,消耗丙烷的物质的量为amol,根据两个方程式的计量数关系,则反应生成的丙烯、氢气、乙烯、甲烷的总物质的量为2amol,则平衡时气体的总物质的量为,则,则丙烷的转化率为。丙烯的平衡体积分数为4%,根据主反应方程式可知,氢气的平衡体积分数也为4%,则。
【小问3详解】
浓度增大使反应速率变快,产率升高,后因过量的氧化,产率下降,所以产率先增后降。
【小问4详解】
丙烯生成1,2-丙二醇,碳碳双键引入两个羟基,发生失电子的氧化反应(阳极反应),碱性条件下配平即得电极反应:。
18. 索拉菲尼(K)是一种抗癌药物,其合成路线如图:
已知:①;② 的结构为直线形。
(1)D中含氧官能团的名称为___________。
(2)B与C生成D的化学方程式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)J中碳原子的杂化方式为___________。
(5)F在盐酸中水解的化学方程式为___________。
(6)满足下列条件的D的同分异构体有___________种;其中符合核磁共振氢谱的峰面积之比为4:2:1的同分异构体的任意一种结构简式为___________。
①含苯环 ②有2个 ③能发生银镜反应
(7)根据上述合成路线,写出以与、BTC为原料,制备的合成路线___________(其他无机试剂任选)。
【答案】(1)酰胺基(键)
(2) (3)取代(硝化)反应
(4)、、sp
(5) (6) ①. 16 ②. 或
(7)
【解析】
【分析】A和SOCl2发生取代反应生成B,B和CH3NH2发生取代反应生成D,D和E发生取代反应生成F,G发生硝化反应生成H,H发生还原反应生成I,I和BTC反应生成J,F和J反应生成K。
【小问1详解】
由D的结构简式可知,含氧官能团的名称为酰胺基。
【小问2详解】
B和CH3NH2发生取代反应生成D,同时有HCl生成,化学方程式为:+CH3NH2+HCl。
【小问3详解】
G在混酸(HNO3、H2SO4)作用下引入硝基生成H,属于取代反应。
【小问4详解】
信息中得知 的结构为直线形,故J中的碳原子的杂化方式为、苯环上的碳原子的杂化方式为、 中的碳原子的杂化方式为sp,故答案为、、sp。
【小问5详解】
F在盐酸中水解的方程式除了要考虑酰胺基的水解,还要考虑水解后的产物中要与盐酸反应,以及信息①的反应原理,再结合结构中原本具有的要与盐酸反应。从而得出F在盐酸中水解的化学方程式为:+H2O+3HCl +CH3NH3Cl。
【小问6详解】
D的结构简式为,分子式为 ,满足条件的同分异构体有(数值代表Cl原子在苯环上的位置),共16种同分异构体,根据核磁共振氢谱显示有三组峰,且峰面积比为4:2:1,得出同分异构体的结构简式为、。
【小问7详解】
结构与合成路线中K的结构相似,采用逆合成分析法可知,可由和反应制得,可由与BTC反应制得,可由硝基苯与氢气发生还原反应制得,硝基苯可由苯发生硝化反应制得;可由发生水解制得,故合成路线为。
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化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Ni-59 Zn-65 Ga-70 As-75 Pb-207
一、选择题: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. 年春晚有许多与“马”及传统文化相关的精彩节目,其背后蕴藏着很多化学知识。下列相关说法中错误的是
A. 展现古代丝绸之路的舞蹈中,演员身上的羊毛披肩与棉花的主要化学成分不同,但都属于天然有机高分子化合物
B. 介绍“马上封侯”传统玉雕的节目中,涉及的玉石主要成分属于硅酸盐
C. 骏马图中,孩子们使用的可水洗水彩笔颜料添加了水溶性溶剂和表面活性剂,该颜料可用水洗,主要与“相似相溶”原理有关
D. 介绍“马术运动”的节目中,运动员使用的马术杆中含碳纤维,碳纤维属于有机高分子材料
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 乙炔分子中的键示意图:
B. 氨水中与分子间氢键主要形式可表示为
C. 基态碳原子的价电子排布图:
D. 用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化:
3. 下列方程式正确的是
A. 苯酚钠水溶液中通入少量气体:22
B. 在水中的水解:
C. 用溶液除去乙炔中的:
D. 向溶液中滴加足量溶液:
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为
B. 标准状况下,11.2 L 和混合物中原子总数为
C. 1.0 L 的稀硫酸中含数目为
D. 盐酸与足量反应,生成的数目为
5. 下列装置(省略部分夹持装置)或操作能达到实验目的的是
A.用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
B.实验室保存液溴
C.验证锌与稀硫酸的反应是放热反应
D.测定的分解速率
A. A B. B C. C D. D
6. 化合物Z是合成某药物的重要中间体,其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A. X、Z可用溴水进行鉴别
B. X→Y反应过程中还可能生成
C. Z分子存在顺反异构、对映异构
D. 1 mol Y最多能与3 mol 发生加成反应
7. 海洋中有丰富的资源,如图为海水资源利用的部分过程。下列有关说法正确的是
A. 海水淡化的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,其中蒸馏法更加节能
B. 在第①步中除去粗盐中的、、等杂质,加入药品的顺序为溶液溶液溶液→过滤后加盐酸
C. 根据海水提溴流程可知还原性:
D. 因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
8. 下列有关物质结构或性质的陈述均正确的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链
低温石英不具有手性
B
沸点:
氨气分子间氢键的作用力比和中范德华力弱
C
甲烷为正四面体结构
二氯甲烷存在同分异构体
D
活泼性:
碳碳双键的键能小于碳碳单键,更容易断裂
A. A B. B C. C D. D
9. M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,这六种元素组成的一种离子液体(其阳离子中五元环上5个原子共面)结构如图所示,除M外其余元素均位于同一周期。下列说法错误的是
A. 形成的晶体中配位数为12
B. 该化合物为离子化合物,熔点低于
C. 阳离子中Y原子杂化方式只有一种
D. 一定条件下,含Q的单质能置换出含Z的单质
10. 下列实验操作、实验现象及结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
用NaOH标准液分别滴定等体积、等pH的一元酸HA和HB,HB消耗的NaOH标准液体积多
酸性:
B
把充满塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升
验证与水反应
C
向麦芽糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,滴加NaOH溶液调节至碱性,再加入银氨溶液,水浴加热,产生银镜
麦芽糖水解产物具有还原性
D
锌与稀硫酸反应时,加入硫酸铜固体至过量,生成氢气的速率持续加快
锌置换出铜后,锌、铜和稀硫酸形成了原电池
A. A B. B C. C D. D
11. GaAs的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示(用表示阿伏加德罗常数的值),下列说法中错误的是
A. 图甲中,晶胞的质量为
B. 图甲中,晶胞在xy平面的投影为
C. 掺杂Mn之后,晶体中Mn、Ga的原子个数比为5:32
D. 在Mn掺杂到GaAs的晶体中,每个Mn最近且等距离的As的个数为4
12. 我国科学家研发的铁-吡啶配合物催化剂,可模拟生物酶实现甲烷向甲醇的温和转化,催化循环机理如图所示,下列说法正确的是
A. 该过程中仅有极性共价键的断裂和形成
B. 涉及的含碳物质中碳原子的杂化方式均相同
C. 该循环机理中铁元素的化合价不变
D. 该循环机理中使用物质①可提高单位体积内活化分子百分数
13. 四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成,其工作原理如图所示(a、b为石墨电极,c、d、e为离子交换膜),下列说法正确的是
A. NaOH溶液的浓度大小关系:
B. c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C. 若两极共产生33.6 L气体(标准状况下),则制备的质量为182 g
D. 线路中通过1 mol 时,阳极室电解液质量减重8g
14. 常温下,向浓度均为0.01 mol/L的NaOH和NaB混合溶液中滴入溶液,滴定过程中溶液中、HB、、、的物质的量分数δ[如B的物质的量分数]以及溶液pOH的变化如图所示。已知表示,a、b、c三点对应的pOH分别为3.2、5.4、8。下列说法错误的是
A. 表示HB的物质的量分数变化曲线
B. 电离常数:
C. 时,溶液中
D. 时,水的电离程度最大
二、非选择题:
15. 红土镍矿中主要含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物,某研究小组采用如图所示工艺流程对红土镍矿进行综合处理,实现金属的提取与资源的高效利用:
已知:常温下部分物质的溶度积如下表所示:
氢氧化物
(298K)
回答下列问题:
(1)工业焙烧时,常将红土镍矿进行粉碎处理,其原因为___________。
(2)“溶出过滤”后,“硅渣”与NaOH溶液反应的离子方程式为___________。
(3)常温下,若使完全沉淀(离子浓度mol/L)时mol/L,mol/L,则的最低浓度为___________mol/L;结合题干数据,分析该浓度下、是否会沉淀:___________(写出计算推理过程)。
(4)“沉镍”时向溶液中通入,使转化为沉淀(滤渣2),若将通入改为加固体,无法得到沉淀,其原因为___________;下列关于的说法错误的是___________(填序号)。
A.含有σ键为
B.配体的VSEPR模型为四面体形
C.该配离子中存在离子键、配位键
D.向含该配离子的溶液中加NaOH溶液,无明显现象
(5)某的立方晶胞中原子所处位置如图所示,已知:同种位置原子相同,Mg、Al原子与Ni原子间的最近距离相等。
①已知该晶胞密度为,为阿伏加德罗常数的值,该晶胞的边长为___________nm(用含ρ、的代数式表示)。
②与Ni最近距离的Mg原子数目为___________。
16. 以大豆油为原料制备微乳液,并以此为介质合成多功能纳米氧化锌材料,相关实验步骤如下:
Ⅰ.采用石油醚作为萃取剂,从大豆粉中提取大豆油(实验装置如图所示)。
Ⅱ.皂化大豆油制备乳化剂
将一定量大豆油、氢氧化钠溶液、去离子水与无水乙醇按适宜比例依次加入圆底烧瓶中,磁力或机械搅拌至体系均匀。加热回流,使大豆油充分发生皂化反应。反应结束后,将皂化混合液缓慢倒入饱和食盐水中,搅拌均匀后静置分层。分离上层淡黄色黏稠膏状物,即得大豆油基乳化剂,备用。
Ⅲ.微乳法制备纳米氧化锌(流程如图,部分条件略):
Ⅳ.测定样品中氧化锌含量
取n g样品于250mL锥形瓶中加酸溶解,加入2滴二甲酚橙指示剂和六亚甲基四胺溶液,溶液呈现稳定的紫红色,然后用 标准溶液滴定至终点,发生。平行滴定3份,平均消耗标准溶液V mL。
回答下列问题:
(1)大豆粉应加入装置___________(填“A”或“B”)。加热后,石油醚蒸气经过蒸气导管进入索氏提取器,后经___________(填仪器名称)冷凝,冷凝后的石油醚滴入装置A中,其作用是___________。
(2)皂化反应的化学方程式为,步骤Ⅱ中饱和食盐水的作用是___________;乳化剂的有效成分为___________。
(3)分析步骤Ⅱ中无水乙醇的作用与步骤Ⅲ中正丁醇的作用,二者的共同点为___________;步骤Ⅱ中加入无水乙醇,还能___________(答一点,结合皂化反应特点)。
(4)步骤Ⅲ中用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次:用去离子水洗涤的目的是除去___________(写离子符号,至少两种)。
(5)步骤Ⅳ中:
①测得的氧化锌纯度为___________(用含n、a、V的式子表示)。
②下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填序号)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶洗净后未干燥,直接加入样品和酸溶液
C.滴定终点时俯视滴定管读数
D.配制标准溶液时,定容时仰视刻度线
17. 丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺,以金属Pt为催化剂,存在以下两个反应:
主反应:
副反应:
反应中有关化学键的键能数据如下表:
化学键
键能/(kJ/mol)
298
413
615
426
回答下列问题:
(1)主反应的___________。
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为Pa和Pa)。
①Pa时,图中表示丙烷的曲线是___________(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。
②在密闭容器中进行反应,其他条件不变的情况下,以下操作有利于提高平衡时的操作有___________(填序号)。
A.恒容通入适量 B.恒压通入适量
C.更换对主反应选择性更高的催化剂 D.提高Pt的表面积
E.加入浸泡了的硅藻土 F.加入适量CuO
③Pa、500℃时,若只发生上述主反应和副反应,则达平衡时,丙烷的转化率为___________。主反应的平衡常数___________。(取整数)
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:。
(3)在相同温度、压强下进行该工艺,将、和按不同比例投料,控制浓度不变,改变。每组实验反应相同时间后,转化率和产率如图所示。已知各组反应均未达平衡,催化剂活性无明显变化,解释产率先增后降的原因:___________。
Ⅲ.工业上可利用丙烯进行电有机合成制备1,2-丙二醇。
(4)写出以氢氧化钠溶液为电解液,丙烯在电极上生成1,2-丙二醇的电极反应方程式:___________。
18. 索拉菲尼(K)是一种抗癌药物,其合成路线如图:
已知:①;② 的结构为直线形。
(1)D中含氧官能团的名称为___________。
(2)B与C生成D的化学方程式为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)J中碳原子的杂化方式为___________。
(5)F在盐酸中水解的化学方程式为___________。
(6)满足下列条件的D的同分异构体有___________种;其中符合核磁共振氢谱的峰面积之比为4:2:1的同分异构体的任意一种结构简式为___________。
①含苯环 ②有2个 ③能发生银镜反应
(7)根据上述合成路线,写出以与、BTC为原料,制备的合成路线___________(其他无机试剂任选)。
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