精品解析:山东济南市济钢高级中学2025-2026学年下学期高三3月学情检测 化学试题
2026-06-24
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内容正文:
济钢高中2023级高三3月学情检测
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,满分为100分,考试用时90分钟。
可能用到的相对原子质量:O-16 S-32 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Zn-65 Bi-209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求。
1. 物质性质决定用途。下列性质和用途的对应关系错误的是
A. 变质的油脂有“哈喇”味——油脂氢化加成反应
B. 用浓氨水和清洗试管内壁的银镜——的配位性
C. 利用“杯酚”可分离和——分子识别
D. 稀有气体用于制作霓虹灯——稳定性和电子跃迁
2. 严谨的科学态度和规范的实验操作是实验成功与人身安全的重要保障。下列说法正确的是
A. 白磷易自燃,实验操作后需立即用硫酸铜溶液清洗接触过的器具
B. 氢氟酸具有强腐蚀性,需用玻璃瓶盛放,取用后立即盖紧瓶塞防止挥发
C. 实验室中发生轻微汞泄漏,应立即开窗通风,然后用硫粉覆盖,收集至指定容器
D. 金属钠在空气中不慎起火,应迅速用干燥的沙土覆盖灭火,也可使用泡沫灭火器扑救
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的系统命名:2-甲基丁烯
B. 的VSEPR模型:
C. 激发态O原子的轨道表示式:
D. 氢原子形成氢分子的过程:
4. 实验是进行科学探究的基础。下列实验设计正确的是
A.石油分馏
B.比较非金属性:
C.验证铁的吸氧腐蚀
D.蒸干溶液得胆矾
A. A B. B C. C D. D
5. A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,A与C可形成原子个数比为1:1的18电子分子;B的基态原子中有3个未成对电子;D形成的简单离子半径是所在周期中最小的,E元素与C元素同族。下列说法正确的是
A. 分子极性:
B. 简单离子半径:
C. B和C的氢化物中都可能含有非极性键
D. 同周期第一电离能大于C的元素有2种
6. 环己烯()为重要的化工原料,实验室常用环己醇()制备,流程如下:
步骤Ⅰ—用浓磷酸和环己醇制备环己烯混合加热,蒸馏得到对应馏分;
步骤Ⅱ—用饱和和饱和食盐水分批次洗涤、分液;
步骤Ⅲ—用干燥的无水吸水,过滤后再蒸馏,得到产物;
步骤Ⅳ—经波谱分析,测得产物的核磁共振氢谱图如图所示。
下列说法错误的一项是
A. 可能生成环己酮()、磷酸酯等副产物
B. 若不用饱和食盐水洗涤,而用水,则环己烯的产率下降
C. 若不过滤直接蒸馏,则产物的纯度会下降
D. 由核磁共振氢谱可知产物中含有杂质
7. 下列化学事实与所列离子方程式匹配的是
A
向溶液中通入过量,溶液变浑浊
B
向溶液中通入少量
C
向苯酚钠溶液中通入少量,溶液变浑浊
D
将氧化铁固体放入HI溶液中,固体溶解
A. A B. B C. C D. D
8. 一种治疗帕金森症的药品的合成中涉及如下转化关系。下列说法正确的是
A. 1mol X中存在σ键电子数为40mol
B. 、分子中均存在顺反异构现象
C. X→Y的反应包括取代和消去两步反应
D. Z分子中所有碳原子可能处于同一平面
9. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如图所示:
已知:PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq) >0;Ksp(PbSO4)=1×10-8,Ksp(PbCl2)=1.25×10-5。下列说法错误的是
A. “浸取”的主要离子反应:MnO2+PbS+4H++4Cl-=PbCl2+S+MnCl2+2H2O
B. “沉降”时加入冰水,是为了减缓反应速率,防止反应过快
C. “滤液a”经过处理后可以返回到浸取工序循环使用
D. PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若用1LH2SO4溶液转化5mol的PbCl2(忽略溶液体积变化),则H2SO4溶液的最初物质的量浓度不得低于5.08mol•L-1
10. 温度下,由物种A与物种B可制备C,涉及反应如下:Ⅰ:A(g)+B(g) =D(g) Ⅱ:A(g)+D(g) 2C(g)。向恒容密闭容器中充入n mol A (g)和1.0 mol B(g),平衡体系内物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表物种A
B. P点时,物种C的摩尔分数为74%
C. Q点时向容器中通入气体Ar,则物种A的分压减小
D. Q点时反应Ⅱ的K≈32.4
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验操作及现象与实验目的相对应的是
选项
实验操作及现象
实验目的
A
将固体A溶于NaOH溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
检验固体A中是否含有
B
在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,熔化的石蜡形成一个椭圆形
证明水晶导热性具有各向异性
C
向 溶液中滴加2滴溶液,产生白色沉淀,再滴加2滴溶液,有蓝色沉淀生成
证明Ksp大小关系:
D
某密闭容器中发生反应,达到平衡后压缩容器容积,观察到容器中气体颜色加深
验证压强对化学平衡产生的影响与可逆反应中气体分子数变化有关
A. A B. B C. C D. D
12. Rh-Ru双金属配合物(Cat)的结构及催化醋酸甲酯反应制备醋酸反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 催化剂(Cat)Rh、Ru均为4配位,且均为sp3杂化
B. 催化剂(Cat)中若Ru的化合价为+1,则Rh的化合价为+3,且反应过程中Ru的化合价始终保持不变
C. CH3COI和HI均为反应中间体,且反应①和②均为取代反应
D. 总反应方程式可表示为CH3COOCH3+CO+H2O=2CH3COOH
13. 除去电石渣浆(CaO)清液中的,并制取石膏()的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 的VSEPR模型为四面体
B. 过程Ⅰ中是氧化产物,过程Ⅱ除去的反应中体现氧化性
C. 石膏()加热时会失去大部分结晶水变成熟石膏()
D. 转化为的过程中,
14. 去消旋化是一种颇具潜力的构建手性中心的新颖手段,将一对外消旋体选择性地转化为单一对映体,采用如图所示工作原理,成功实现了仲醇的电化学去消旋化。下列说法正确的是
已知:和代表不同的烃基。
A. 电子流动方向:Noyori电极→电解质溶液→Rh-CME电极
B. 与反应的方程式:
C. 该装置得到目标产物的总反应为
D. 若经过多次循环,制得的与物质的量之比为5∶1,理论上电极表面转移12mol电子
15. 常温下,含MA(s)的MA饱和溶液、含(s)的饱和溶液中,()以及含A微粒的分布系数[]随pH的变化关系如图所示,和HB分别为二元酸和一元酸,不发生水解。下列说法错误的是
A. 曲线②是MA饱和溶液中随pH变化的曲线
B.
C. pH=4时,MA饱和溶液中存在:
D. 常温下,浓度均为0.1 的NaHA与NaB溶液的pH前者大
三、非选择题:本题共5小题,每题12分,共60分。
16. 回答下列问题:
(1)将HF与按等物质的量发生化合反应生成,写出的结构式:___________。
(2)已知:,则:
①中S原子的杂化方式:___________。
②熔点:LiF___________(填“>”、“<”或“=”)。
③与反应生成与X,X的结构简式:___________。
④等物质的量、混合,主要产物为,原因:___________。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式:___________。
17. 一种制备具有优良光电性质的纳米材料量子点的实验过程如下:
已知:ⅰ.易水解。
ⅱ.反应过程如下:
ⅲ.25℃时,。
回答下列问题:
(1)“溶解”过程控制低浓度的与是制备量子点的关键。
①缓慢水解产生的化学方程式为___________;使用替换的优点有___________。
②加入乙酰丙酮的目的是___________。
(2)下列操作不会造成量子点产率降低的有___________。(填标号)
A. 去除“乙酰丙酮”反应物
B. 将表面活性剂替换为辛酸
C. “溶剂热反应”反应时间过长
D. 将“常压蒸馏”改为“减压蒸馏”
(3)测定量子点中含量:取样品溶于和盐酸混合液,用维生素C消除干扰离子后,定容至250mL。移取25.00mL待测液,用标准溶液滴定至终点,平均消耗标准溶液bmL。该过程涉及反应:ⅰ.;ⅱ.。
①滴定过程溶液pH需维持在1.0~1.7,其原因是___________。
②该样品中的质量分数为___________。(列出计算式)
18. 电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:①易溶于水;②、难溶于水;。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则PdSe发生反应的化学方程式为___________。
(2)“酸浸”的目的是___________。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:、、,其中的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(4)“分金”加入过量草酸的目的:①析出金属Au;②___________。
(5)“沉钯”之前,测得溶液中,加入等体积的溶液充分反应,测得反应后混合液中,则初始加入溶液的浓度约为___________(忽略溶液混合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为___________。
19. 荆芥内酯为中药荆芥的活性成分,可用作安眠药、抗痉挛药等,合成路径如下。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.;为烃基或氢。
回答下列问题:
(1)A→B为取代反应,则A分子含有的官能团是___________。
(2)E→F的化学方程式是___________。
(3)F→G的②及H→I的①的目的是___________。
(4)H的结构简式为___________。
(5)F的同分异构体中符合下列情况的有___________种(不含立体异构)。
①含苯环且苯环上仅有两个取代基;②遇溶液显紫色
(6)以香茅醛为原料合成荆芥内酯的部分转化过程如下,
写出中间产物M、N的结构简式___________、___________。
20. 开发使用氢能源是目前研究热点之一。工业上可以用甲烷和水蒸气催化制氢气,主要反应如下(不考虑其他副反应):
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)_______。
(2)一定条件下,反应的正反应速率可表示为,且反应的平衡常数,则逆反应速率可表示为_______(、分别为、的速率常数,与温度和催化剂有关)。
(3)将和组成的混合气体投入恒容密闭反应器中发生反应、和,平衡时含碳组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①600℃时,的平衡转化率为_______(结果用分数表示)。
②研究发现,以含镍物质为催化剂时,600℃时向平衡体系中通入少量能提高的平衡产率,其原因可能是_______。
③600℃时,反应ii的平衡常数_______(结果用分数表示,是以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
④间,随温度升高,平衡混合物中的值_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
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济钢高中2023级高三3月学情检测
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,满分为100分,考试用时90分钟。
可能用到的相对原子质量:O-16 S-32 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Zn-65 Bi-209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求。
1. 物质性质决定用途。下列性质和用途的对应关系错误的是
A. 变质的油脂有“哈喇”味——油脂氢化加成反应
B. 用浓氨水和清洗试管内壁的银镜——的配位性
C. 利用“杯酚”可分离和——分子识别
D. 稀有气体用于制作霓虹灯——稳定性和电子跃迁
【答案】A
【解析】
【详解】A.变质的油脂产生“哈喇”味是油脂中的不饱和键被氧化发生酸败导致的,与氢化加成反应无关,A错误;
B.将氧化为,可与结合形成配离子,利用了的配位性,B正确;
C.“杯酚”具有分子识别功能,可识别性结合,从而实现和的分离,C正确;
D.稀有气体化学性质稳定,通电时核外电子发生跃迁,释放不同波长的光,可用于制作霓虹灯,D正确;
故选A。
2. 严谨的科学态度和规范的实验操作是实验成功与人身安全的重要保障。下列说法正确的是
A. 白磷易自燃,实验操作后需立即用硫酸铜溶液清洗接触过的器具
B. 氢氟酸具有强腐蚀性,需用玻璃瓶盛放,取用后立即盖紧瓶塞防止挥发
C. 实验室中发生轻微汞泄漏,应立即开窗通风,然后用硫粉覆盖,收集至指定容器
D. 金属钠在空气中不慎起火,应迅速用干燥的沙土覆盖灭火,也可使用泡沫灭火器扑救
【答案】A
【解析】
【详解】A.白磷易自燃,实验结束后,为安全处理残留的白磷,可用硫酸铜溶液处理将其转化为不活泼的物质(如磷化铜),A正确;
B.氢氟酸会腐蚀玻璃,必须用塑料瓶盛放,不可用玻璃瓶,B错误;
C.汞泄漏时,应先用硫粉与汞反应生成硫化汞(HgS)防止汞挥发,再开窗通风可减少汞蒸气浓度,操作顺序错误,C错误;
D.金属钠起火时,沙土可隔绝空气灭火,但泡沫灭火器含水和二氧化碳,钠遇水反应更剧烈(生成氢气并放热),会加剧火势,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 的系统命名:2-甲基丁烯
B. 的VSEPR模型:
C. 激发态O原子的轨道表示式:
D. 氢原子形成氢分子的过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,烯烃分子中含有碳碳双键的最长碳链含有4个碳原子,侧链为甲基,名称为2—甲基—2—丁烯,故A错误;
B.水分子中氧原子的价层电子对数为2+=4,孤对电子对数为2,VSEPR模型为,故B错误;
C.由构造原理可知,氧原子中不存在2d轨道,故C错误;
D.氢分子中含有s—sσ键,则氢原子形成氢分子的过程为,故D正确;
故选D。
4. 实验是进行科学探究的基础。下列实验设计正确的是
A.石油分馏
B.比较非金属性:
C.验证铁的吸氧腐蚀
D.蒸干溶液得胆矾
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.石油分馏实验中,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处(测量馏分温度),且冷凝管的冷却水应下口进、上口出,图中两处操作均错误,A错误;
B.硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸会直接进入硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,无法证明碳酸酸性强于硅酸,不能得到非金属性的结论,B错误;
C.食盐水为中性,铁钉发生吸氧腐蚀,会消耗左侧试管内的氧气,使装置内压强减小,右侧导管中液面上升,可验证铁的吸氧腐蚀,C正确;
D.胆矾()带结晶水,直接蒸干硫酸铜溶液会失去结晶水,得到无水硫酸铜,要获得胆矾需要蒸发浓缩、冷却结晶,不能直接蒸干,D错误;
故选C。
5. A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,A与C可形成原子个数比为1:1的18电子分子;B的基态原子中有3个未成对电子;D形成的简单离子半径是所在周期中最小的,E元素与C元素同族。下列说法正确的是
A. 分子极性:
B. 简单离子半径:
C. B和C的氢化物中都可能含有非极性键
D. 同周期第一电离能大于C的元素有2种
【答案】C
【解析】
【分析】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,A与C可形成原子个数比为1:1的18电子分子,该分子为H2O2,A为H元素,C为O元素,B的基态原子中有3个未成对电子,价电子排布式为2s22p3,B为N元素,D形成的简单离子半径是所在周期中最小的,D为Al元素,E元素与C元素同族,E为S元素,以此解答。
【详解】A. SO3中心原子价层电子对数为3+ =3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,为非极性分子,NH3中心原子价层电子对数为3+ =4,且含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,为极性分子,则分子极性:,A错误;
B.S2-含有3个电子层,Al3+和O2-均含有2个电子层,核电荷数:Al>O,则离子半径:S2-> O2-> Al3+,B错误;
C.N的氢化物N2H4中含有N-N非极性键,O的氢化物H2O2中含有O-O非极性键,C正确;
D.第一电离能有逐渐增大的趋势,由于氮原子最外层电子排布为2p3,为半充满状态,原子处于较稳定状态,第一电离能比相邻元素大,因此比O元素第一电离能大的有N、F、Ne共3种,D错误;
故选C。
6. 环己烯()为重要的化工原料,实验室常用环己醇()制备,流程如下:
步骤Ⅰ—用浓磷酸和环己醇制备环己烯混合加热,蒸馏得到对应馏分;
步骤Ⅱ—用饱和和饱和食盐水分批次洗涤、分液;
步骤Ⅲ—用干燥的无水吸水,过滤后再蒸馏,得到产物;
步骤Ⅳ—经波谱分析,测得产物的核磁共振氢谱图如图所示。
下列说法错误的一项是
A. 可能生成环己酮()、磷酸酯等副产物
B. 若不用饱和食盐水洗涤,而用水,则环己烯的产率下降
C. 若不过滤直接蒸馏,则产物的纯度会下降
D. 由核磁共振氢谱可知产物中含有杂质
【答案】A
【解析】
【分析】环己醇()发生消去反应制备环己烯(),用饱和除去残酸,饱和食盐水洗去,分液得到环己烯粗品,用干燥的吸水、除醇,再蒸馏得到环己烯,据此解答。
【详解】A.浓磷酸不足以将羟基氧化为酮羰基;副产物可能为磷酸与环己醇酯化形成无机酸酯,也可能为两分子环己醇脱水形成醚,A错误;
B.饱和食盐水的作用是洗去,饱和食盐水可以降低环己烯在水中的溶解度(盐析效应),减少洗涤过程中的产物损失,若直接用水洗涤,会造成环己烯溶于水,从而产率下降,B正确;
C.CaCl2的作用是吸水以及除醇,若不过滤,在蒸馏过程中,水和醇则可能脱出,随环己烯一同蒸出(共沸物),则产物的纯度会下降,C正确;
D.氢谱图中有4组峰,代表存在4种化学环境的H,而环己烯只有3种H,说明存在杂质,D正确;
故选A。
7. 下列化学事实与所列离子方程式匹配的是
A
向溶液中通入过量,溶液变浑浊
B
向溶液中通入少量
C
向苯酚钠溶液中通入少量,溶液变浑浊
D
将氧化铁固体放入HI溶液中,固体溶解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向 溶液中通入过量,最终溶液呈酸性,产物为硫沉淀和,不能生成,正确离子方程式为,A错误;
B.向溶液中通入少量,具有强氧化性,可将氧化为生成沉淀,部分被还原为,过量与反应生成的结合为,离子方程式书写正确,B正确;
C.苯酚酸性强于、弱于,向苯酚钠溶液中通入少量,产物为苯酚和,正确离子方程式为,C错误;
D.具有氧化性,具有还原性,二者会发生氧化还原反应,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
8. 一种治疗帕金森症的药品的合成中涉及如下转化关系。下列说法正确的是
A. 1mol X中存在σ键电子数为40mol
B. 、分子中均存在顺反异构现象
C. X→Y的反应包括取代和消去两步反应
D. Z分子中所有碳原子可能处于同一平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.单键含有1个键、双键含有1个键和1个π键, 中存在键的数目为20mol,故A错误;
B.含有碳碳双键且连接在碳上的是不同基团才存在顺反异构现象,Y、Z分子均含有碳碳双键,且碳碳双键中同一碳原子连接2个不同的原子或原子团,它们均存在顺反异构,X中不存在碳碳双键,所以不存在顺反异构现象,故B正确;
C.X→Y的反应过程中,先是X中醛基与CH3NO2中甲基之间发生加成反应引入羟基,然后羟基再脱水形成碳碳双键,发生消去反应,故C错误;
D.Z分子中,连接三个烃基的氮原子是杂化,与其连接的3个碳原子不可能共面,因此Z分子中所有碳原子不可能处于同一平面,故D错误;
故选B。
9. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4晶体的工艺流程如图所示:
已知:PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq) >0;Ksp(PbSO4)=1×10-8,Ksp(PbCl2)=1.25×10-5。下列说法错误的是
A. “浸取”的主要离子反应:MnO2+PbS+4H++4Cl-=PbCl2+S+MnCl2+2H2O
B. “沉降”时加入冰水,是为了减缓反应速率,防止反应过快
C. “滤液a”经过处理后可以返回到浸取工序循环使用
D. PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若用1LH2SO4溶液转化5mol的PbCl2(忽略溶液体积变化),则H2SO4溶液的最初物质的量浓度不得低于5.08mol•L-1
【答案】AB
【解析】
【分析】方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和MnO2中加入盐酸浸取,盐酸与MnO2、PbS反应生成PbCl2和S,MnO2被还原为Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)(aq)平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中,加入MnO调节溶液pH,使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,然后过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀,PbCl2难溶于冷水,将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体,之后加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,滤液a中主要成分为HCl。
【详解】A.浸取时盐酸与MnO2、PbS反应生成PbCl2和S,MnO2被还原为Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)(aq)平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中,离子方程式为MnO2+PbS+4H++4Cl-=+S+Mn2++2H2O,A错误;
B.PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq)ΔH>0,加入冰水温度降低,化学平衡逆向移动,有利于PbCl2沉淀更完全,B错误;
C.滤液a中主要成分为HCl,经处理后可返回浸取工艺循环利用,C正确;
D.沉淀转化的方程式为PbCl2(s)+(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=,沉淀转化后c(Cl-)=10mol/L,则沉淀转化后溶液中c()为0.08mol/L,反应生成的PbSO4为5mol,则初始的H2SO4的物质的量至少为5.08mol,浓度不得低于5.08mol/L,D正确;
故答案选AB。
10. 温度下,由物种A与物种B可制备C,涉及反应如下:Ⅰ:A(g)+B(g) =D(g) Ⅱ:A(g)+D(g) 2C(g)。向恒容密闭容器中充入n mol A (g)和1.0 mol B(g),平衡体系内物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表物种A
B. P点时,物种C的摩尔分数为74%
C. Q点时向容器中通入气体Ar,则物种A的分压减小
D. Q点时反应Ⅱ的K≈32.4
【答案】C
【解析】
【分析】由方程式可知,反应Ⅰ中1.0 mol B 完全反应生成1.0 mol D、消耗1.0 molA,则 T1温度下,增大A的物质的量,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,A的摩尔分数增大、D的摩尔分数减小、C的摩尔分数先增大后减小,则曲线①、②、③分别表示物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系;由图可知,P点时,A的起始投料为2 mol,A、D的摩尔分数为0.13,则反应Ⅱ起始时A、D的物质的量都为1.0 mol,设容器的体积为V L,平衡时反应生成C的物质的量为2x mol,由物种A、D的摩尔分数可得:=0.13,解得x=0.74 mol,则平衡体系内物种C的摩尔分数为:×100%=74%,反应Ⅱ的平衡常数为:K=≈32.4。
【详解】A.由分析可知,曲线①代表物种A,A正确;
B.由分析可知,P点时,平衡体系内物种C的摩尔分数为74%,B正确;
C.向恒容密闭容器中充入不参与反应的氩气,平衡体系的各物质浓度不变,平衡不移动,则物种A的分压不变,C错误;
D.由分析可知,P点时,反应的平衡常数约为32.4,温度不变,平衡常数不变,P点和Q点的反应温度相同,所以Q点时,反应的平衡常数约为32.4,D正确;
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验操作及现象与实验目的相对应的是
选项
实验操作及现象
实验目的
A
将固体A溶于NaOH溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
检验固体A中是否含有
B
在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,熔化的石蜡形成一个椭圆形
证明水晶导热性具有各向异性
C
向 溶液中滴加2滴溶液,产生白色沉淀,再滴加2滴溶液,有蓝色沉淀生成
证明Ksp大小关系:
D
某密闭容器中发生反应,达到平衡后压缩容器容积,观察到容器中气体颜色加深
验证压强对化学平衡产生的影响与可逆反应中气体分子数变化有关
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.含铵根离子的溶液与氢氧化钠溶液共热反应生成氨气,氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,但是尿素和氨基钠固体溶于水与氢氧化钠溶液共热反应也会生成氨气,该操作不能检验固体A中是否含有,A错误;
B.水晶是晶体,物理性质具有各向异性,石蜡熔化区域呈椭圆形说明水晶不同方向导热速率不同,可证明水晶导热性具有各向异性,B正确;
C.实验中NaOH溶液过量,加入氯化铜时,铜离子直接与过量的反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,不存在沉淀的转化,无法证明大小关系,C错误;
D.该反应前后气体分子总数相等,压缩容器容积增大压强时平衡不移动,气体颜色加深是因为浓度增大,与平衡移动无关,不能验证压强对化学平衡的影响与可逆反应气体分子数变化有关,D错误;
故选B。
12. Rh-Ru双金属配合物(Cat)的结构及催化醋酸甲酯反应制备醋酸反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 催化剂(Cat)Rh、Ru均为4配位,且均为sp3杂化
B. 催化剂(Cat)中若Ru的化合价为+1,则Rh的化合价为+3,且反应过程中Ru的化合价始终保持不变
C. CH3COI和HI均为反应中间体,且反应①和②均为取代反应
D. 总反应方程式可表示为CH3COOCH3+CO+H2O=2CH3COOH
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂(Cat)Rh为4、5、6配位、Ru为4配位,A错误;
B.Ru在反应过程中结合和脱离的原子或原子团无变化,其化学键情况未变,所以Ru的化合价始终保持不变,B正确;
C.CH3COI和HI均在反应过程中先生成后又被消耗,属于反应中间体,反应①中-OCH3被-I取代,反应②中-COCH3被-H取代,均为取代反应,C正确;
D.根据反应机理,起始物质是醋酸甲酯(CH3COOCH3)、CO和H2O,最终生成醋酸(CH3COOH),故总反应方程式可表示为CH3COOCH3+CO+H2O=2CH3COOH,D正确;
故选A。
13. 除去电石渣浆(CaO)清液中的,并制取石膏()的流程如图所示。下列说法错误的是
A. 的VSEPR模型为四面体
B. 过程Ⅰ中是氧化产物,过程Ⅱ除去的反应中体现氧化性
C. 石膏()加热时会失去大部分结晶水变成熟石膏()
D. 转化为的过程中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸根中硫的价层电子对数为,硫代硫酸根和硫酸根是等电子体,则硫酸根和中,中心S原子价层电子对数均为4,VSEPR模型为四面体,A正确;
B.过程Ⅰ中Mn(OH)2(Mn+2)被O2氧化为(Mn+4),是氧化产物;过程Ⅱ中(Mn+4)与S2−反应生成Mn(OH)2(Mn+2),Mn元素化合价降低,体现氧化性,B正确;
C.生石膏(CaSO4·2H2O)加热失去大部分结晶水生成熟石膏(2CaSO4·H2O),C正确;
D.中S平均为+2价,转化为(S+6)时,1个失8e−(2个S各失4e−);O2得4e−(2个O各得2e−),电子守恒时n():n(O2)=1:2,D错误;
故选D。
14. 去消旋化是一种颇具潜力的构建手性中心的新颖手段,将一对外消旋体选择性地转化为单一对映体,采用如图所示工作原理,成功实现了仲醇的电化学去消旋化。下列说法正确的是
已知:和代表不同的烃基。
A. 电子流动方向:Noyori电极→电解质溶液→Rh-CME电极
B. 与反应的方程式:
C. 该装置得到目标产物的总反应为
D. 若经过多次循环,制得的与物质的量之比为5∶1,理论上电极表面转移12mol电子
【答案】C
【解析】
【分析】首先判断电极:右侧Noyori电极上转化为,O失电子发生氧化反应,为阳极;左侧Rh-CME电极为阴极。
【详解】A.电子只能在外电路(导线)中移动,不能通过电解质溶液,电解质溶液依靠离子导电,且电子流动方向应为:Noyori电极→导线→正极,负极→导线→Rh-CME电极,A错误;
B.由图可知,与反应生成和,而为中间产物,参与循环,则与反应的方程式为:,B错误;
C.、均为循环催化剂,总反应中,羰基还原为目标构型的仲醇,被氧化为,配平后总反应为:,原子守恒、电子守恒,C正确;
D.若经过多次循环,制得的与物质的量之比为5:1,但与具体的物质的量未知,则无法计算理论上电极表面转移的电子数,D错误;
故选C。
15. 常温下,含MA(s)的MA饱和溶液、含(s)的饱和溶液中,()以及含A微粒的分布系数[]随pH的变化关系如图所示,和HB分别为二元酸和一元酸,不发生水解。下列说法错误的是
A. 曲线②是MA饱和溶液中随pH变化的曲线
B.
C. pH=4时,MA饱和溶液中存在:
D. 常温下,浓度均为0.1 的NaHA与NaB溶液的pH前者大
【答案】CD
【解析】
【分析】含A微粒的分布系数曲线只有一个交点,说明H2A第一步完全电离,第二步部分电离,含A微粒只有HA-和A2-,二者浓度相等时,pH=4,则HA-电离常数K=c(H+)=10-4,pH增大,OH-浓度增大,A2-离子浓度增大,HA-浓度减小,则③代表δ(HA-),④代表δ(A2-),A2-离子浓度增大,则M2+离子浓度减小,pc(M2+)增大,②代表随pH变化的曲线,①代表MB2饱和溶液中pc(M2+),因为pc(M2+)不随pH发生变化,则HB为一元强酸,完全电离,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,曲线②是MA饱和溶液中随pH变化的曲线,A正确;
B.据图可知,pH=10时,MA饱和溶液中pc(M2+)=2.5,c(A2-)=c(M2+)=mol/L,Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-)=,MB2饱和溶液中pc(M2+)=5.5,c(M2+)=10-5.5mol/L,Ksp(MB2)=c(M2+)·c2(B-)=10-5.5×(2×10-5.5)2=4×10-16.5,中K=,B正确;
C.当溶液pH=4时,δ(HA-)=δ(A2-),c(HA-)=c(A2-),由于H2A第一步完全电离,第二步部分电离,溶液中存在物料守恒c(M2+)=c(HA-)+c(A2-)=2c(A2-),C错误;
D.HA-只电离不水解,HA-⇋H++A2-,0.1mol/L的NaHA的c(H+)<10-1mol/L,pH>1,溶液呈酸性,而HB为强一元酸,NaB溶液呈中性,pH=7,后者大,D错误;
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,每题12分,共60分。
16. 回答下列问题:
(1)将HF与按等物质的量发生化合反应生成,写出的结构式:___________。
(2)已知:,则:
①中S原子的杂化方式:___________。
②熔点:LiF___________(填“>”、“<”或“=”)。
③与反应生成与X,X的结构简式:___________。
④等物质的量、混合,主要产物为,原因:___________。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式:___________。
【答案】(1) (2) ①. ②. > ③. ④. 中吸电子,N-H键极性较大,H容易以的形式解离,中推电子,N上的电子云密度大,容易与形成配位键 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
硝酸分子中氮原子(N)和另外两个端基氧原子参与形成了大π键。因此大π键的原子中心数是3。HF与按等物质的量发生化合反应生成,其的结构式为:;
【小问2详解】
①S原子形成2个S=O双键和两个S-F键,键数为4,孤对电子数为0,所以中心原子S采取杂化;
②因为的离子半径小,离子键更强,阴阳离子间作用力更强,所以LiF的熔点高于;
③与反应的产物之一是,说明N-Si键发生断裂,两分子各断裂一个S-F键,掉落一个F原子,剩余部分与结合生成,所以这两个F原子与结合生成;
④中F的电负性很大,的吸电子能力很强,N-H键极性较大,H容易以的形式解离,而中由于乙基的推电子效应,导致N电子云密度较大,容易与结合形成配位键,生成;
⑤先水解生成、、,则与足量NaOH反应会产生气体为,其余两种酸与NaOH反应,因此反应方程式为:。
17. 一种制备具有优良光电性质的纳米材料量子点的实验过程如下:
已知:ⅰ.易水解。
ⅱ.反应过程如下:
ⅲ.25℃时,。
回答下列问题:
(1)“溶解”过程控制低浓度的与是制备量子点的关键。
①缓慢水解产生的化学方程式为___________;使用替换的优点有___________。
②加入乙酰丙酮的目的是___________。
(2)下列操作不会造成量子点产率降低的有___________。(填标号)
A. 去除“乙酰丙酮”反应物
B. 将表面活性剂替换为辛酸
C. “溶剂热反应”反应时间过长
D. 将“常压蒸馏”改为“减压蒸馏”
(3)测定量子点中含量:取样品溶于和盐酸混合液,用维生素C消除干扰离子后,定容至250mL。移取25.00mL待测液,用标准溶液滴定至终点,平均消耗标准溶液bmL。该过程涉及反应:ⅰ.;ⅱ.。
①滴定过程溶液pH需维持在1.0~1.7,其原因是___________。
②该样品中的质量分数为___________。(列出计算式)
【答案】(1) ①. ②. 水解产生速率可控,可减少溢出,提升实验安全性 ③. 形成配合物缓慢释放;产生抑制电离降低浓度 (2)D
(3) ①. pH过高,会发生水解;pH过低,会影响与反应程度 ②.
【解析】
【分析】BiCl3、HS(CH2)10COOH、乙酰丙酮、CH3CSNH2用乙二醇二甲醚溶解,经过溶剂热反应,离心分离得到粒径较大的Bi2S3,经过常压蒸馏、洗涤、干燥得到Bi2S3量子点。
【小问1详解】
①CH3CSNH2缓慢水解产生H2S结合质量守恒,还生成CH3CONH2,化学方程式为;H2S气体有毒,而CH3CSNH2缓慢水解产生H2S和CH3CONH2,使用CH3CSNH2替换H2S的优点是CH3CSNH2水解产生H2S速率可控,可减少H2S溢出,提升实验安全性;
②由已知信息ⅱ可知,BiCl3和乙酰丙酮可以形成配合物和HCl,后续可以缓慢释放Bi3+,且生成的HCl电离出的H+抑制H2S电离降低S2-浓度。
【小问2详解】
A.去除乙酰丙酮后,游离浓度升高,易生成大颗粒,量子点产率降低,A错误;
B.原表面活性剂可稳定纳米颗粒、防止颗粒长大,辛酸无此作用,会导致颗粒团聚长大,产率降低,B错误;
C.溶剂热反应时间过长,小颗粒会生长为大颗粒,被离心分离除去,量子点产率降低,C错误;
D.减压蒸馏仅降低蒸馏沸点,可在较低温度下蒸出溶剂,不会造成量子点产率降低,D正确;
故答案为:D。
【小问3详解】
①已知:Bi3+易水解,且滴定过程存在反应,故滴定过程溶液pH需维持在1.0~1.7,其原因是pH过高,Bi3+会发生水解:pH过低,会影响Bi3+与H2Y2-反应程度;
②根据反应关系,可得总 ,摩尔质量为,因此总质量为,除以样品质量得到质量分数×100%。
18. 电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:①易溶于水;②、难溶于水;。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则PdSe发生反应的化学方程式为___________。
(2)“酸浸”的目的是___________。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:、、,其中的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(4)“分金”加入过量草酸的目的:①析出金属Au;②___________。
(5)“沉钯”之前,测得溶液中,加入等体积的溶液充分反应,测得反应后混合液中,则初始加入溶液的浓度约为___________(忽略溶液混合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)
(2)使CuO转化为,使CuO与其他物质分离
(3)2:1 (4)将还原为
(5)
(6)
【解析】
【分析】电解铜阳极泥(含、、、、、)经纯碱、空气氧化焙烧,Te、Se转化为、进入滤液a,Cu生成,Pt、Pd、Au以单质形式存在;稀硫酸酸浸溶解除铜,反应为:;氯浸时在浓盐酸中氧化Pt、Pd、Au被氧化为配离子:、、;加过量草酸分金,还原析出Au,同时将还原为;加沉钯,因难溶而沉淀,反应为:,易溶留在滤液c,据此分析。
【小问1详解】
氧化焙烧环境为高温、纯碱与氧气共存体系,中元素化合价降低被还原为单质,元素化合价升高被氧化为价,结合钠盐体系生成,碳酸钠参与反应生成,反应方程式为:;
【小问2详解】
水浸所得滤渣中混有焙烧生成的以及、、等惰性贵金属,加入稀硫酸发生反应,氧化铜溶解进入液相,贵金属不与稀硫酸反应留存固相,以此实现铜元素与贵金属组分分离提纯;
【小问3详解】
该反应中单质为还原剂,元素由价升至价,失去电子;为氧化剂,元素由价降至价,得到电子;根据氧化还原反应电子转移守恒,可确定二者物质的量之比为;
【小问4详解】
草酸具备还原性,除还原得到单质金之外,结合后续沉铂、沉钯分离工艺要求,草酸可将高价态铂配离子还原为低价可溶性配离子,将铂元素留在溶液中;
【小问5详解】
等体积混合后,初始浓度为,平衡时,沉淀消耗的,对应消耗。 根据,代入得: ,平衡时。 混合后总,原溶液等体积混合浓度减半,因此原浓度为。
【小问6详解】
滤液中存在,氯酸钠为氧化剂,将价铂氧化为价,在铵根离子、氯离子共同作用下生成沉淀,依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子反应方程式为:。
19. 荆芥内酯为中药荆芥的活性成分,可用作安眠药、抗痉挛药等,合成路径如下。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.;为烃基或氢。
回答下列问题:
(1)A→B为取代反应,则A分子含有的官能团是___________。
(2)E→F的化学方程式是___________。
(3)F→G的②及H→I的①的目的是___________。
(4)H的结构简式为___________。
(5)F的同分异构体中符合下列情况的有___________种(不含立体异构)。
①含苯环且苯环上仅有两个取代基;②遇溶液显紫色
(6)以香茅醛为原料合成荆芥内酯的部分转化过程如下,
写出中间产物M、N的结构简式___________、___________。
【答案】(1)酮羰基、酯基
(2)++H2O
(3)保护醇羟基,防止其被氧化
(4) (5)24
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】由有机物的转化可知,A与发生取代反应得到B,则A的结构简式为;催化作用下在酸性溶液中与水反应生成C,则C的结构简式为;在碱性溶液中发生信息ⅰ,反应生成,在催化作用下与氢气发生加成反应生成,则E为;在碱性条件下与甲醛发生信息ⅰ反应生成,则F为;与先发生还原反应生成,再与乙酸酐发生取代反应生成,则G为发生信息ⅱ反应生成,则H为;在氢氧化钠溶液中先发生水解反应生成,在与发生信息ⅲ,反应生成,则I为;在的作用下先发生加成反应,再发生消去反应生成,据此分析。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为,官能团为酮羰基、酯基。
【小问2详解】
由分析可知,E 的结构为 ,在碱性条件下与甲醛共热发生信息ⅰ反应生成,反应的化学方程式为++H2O。
【小问3详解】
由分析可知,的反应为与先发生还原反应生成,再与乙酸酐发生取代反应生成,的反应为在氢氧化钠溶液中先发生水解反应生成,在与发生信息ⅲ,反应生成,则F→G的②及H→I的①的目的是保护醇羟基,防止被氧化。
【小问4详解】
由分析可知,H的结构简式为。
【小问5详解】
由分析可知,F的分子式为,且不饱和度为4,含有苯环且苯环上只有两个取代基,遇发生显色反应,说明苯环上连接有酚羟基,则苯环的二元取代为:和;有8种同分异构体,苯环的二元取代位置为:邻位、间位、对位共3种位置异构,每种侧链搭配酚羟基,故同分异构体的总数为种。
【小问6详解】
由有机物的转化关系可知,发生加成反应生成,发生异构化反应生成M,则M的结构简式为,M发生加成反应生成,发生氧化反应生成,故M的结构简式为,N的结构简式为。
20. 开发使用氢能源是目前研究热点之一。工业上可以用甲烷和水蒸气催化制氢气,主要反应如下(不考虑其他副反应):
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)_______。
(2)一定条件下,反应的正反应速率可表示为,且反应的平衡常数,则逆反应速率可表示为_______(、分别为、的速率常数,与温度和催化剂有关)。
(3)将和组成的混合气体投入恒容密闭反应器中发生反应、和,平衡时含碳组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①600℃时,的平衡转化率为_______(结果用分数表示)。
②研究发现,以含镍物质为催化剂时,600℃时向平衡体系中通入少量能提高的平衡产率,其原因可能是_______。
③600℃时,反应ii的平衡常数_______(结果用分数表示,是以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
④间,随温度升高,平衡混合物中的值_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)+165
(2)
(3) ①. ②. 该条件下,少量的先与反应 ③. ④. 减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律:反应i+反应ii=反应iii,则。
【小问2详解】
反应的平衡常数,代入,得到,当反应达到平衡时,则。
【小问3详解】
①600℃平衡时,的物质的量分数为0.04,的物质的量分数为0.08,设反应i甲烷的变化量为,反应ii一氧化碳的变化量为,反应iii甲烷的变化量为,则平衡时、、、、,气体总物质的量为;
根据的物质的量分数为0.04,有:;
的物质的量分数为0.08,有;
根据氢元素守恒:,得到;
联立上述方程,解得 ,,的平衡转化率为;
②600℃时向平衡体系中通入少量,体系压强增大,反应i和反应iii平衡逆向移动,不利于提高的平衡产率,但实际能提高的平衡产率,说明入少量,先和反应;
③由①计算可知,气体总物质的量为,、、、,由于反应ii前后系数不变,则可用物质的量代替分压进行计算,反应ii的平衡常数;
④以上,甲烷完全反应,此时只发生反应ii,升高温度,反应ii平衡逆向移动,则平衡混合物中的值减小。
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