内容正文:
西安中学2026届高三质量检测考试(三)
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分 )
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(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. 近年来我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法正确的是
A. 实现聚氯乙烯塑料高效转化为燃油,聚氯乙烯和燃油都是混合物
B. 确认火星内部存在固态内核,其主要成分是铁镍合金,铁和镍都是ds区元素
C. 开发高效钙钛矿太阳能电池,其发电时能量转化形式:化学能→电能
D. 建成亚洲最深油气井“深地一号”,其使用的金刚石钻头属于金属晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯是高分子材料,聚合度不同导致其为混合物,燃油由多种烃类组成,也是混合物,A正确;
B.铁和镍位于元素周期表第VIII族,属于d区元素,B错误;
C.钙钛矿太阳能电池将光能直接转化为电能,C错误;
D.金刚石是由碳原子通过共价键形成的原子晶体,D错误;
故答案为A。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式为:
B. 激发态Li原子的轨道表示式可能为:
C. 的结构示意图为:
D. 的球棍模型为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.BCl3中B原子最外层有3个电子,与3个Cl原子形成3个共价键,B原子最外层为6电子,其电子式为,A错误;
B.基态Li原子电子排布为,激发态时2s轨道电子可跃迁到2p轨道,轨道表示式为,B正确;
C.Fe为26号元素,其价电子为3d64s2,Fe3+的价电子为3d5,离子结构示意图为,C错误;
D.的中心原子的价层电子对数为,为sp3杂化且有2个孤电子对,分子结构为V形,图中结构为直线形,D错误;
故答案选B。
3. 下列有关实验操作或处理的说法正确的是
A. 滴定读数时,应双手分别持滴定管上下端保证其处于竖直状态
B. 浓硫酸沾到皮肤上,立即用的溶液冲洗
C. 用过滤法分离苯和2,4,6—三溴苯酚的混合物
D. 与氢氧化铁胶体制备、性质实验有关的实验图标有、、等
【答案】D
【解析】
【详解】A.滴定读数时,应将滴定管固定在滴定管夹上使其自然竖直,而非双手持上下端,手持易导致不垂直或温度影响体积,A错误;
B.浓硫酸沾到皮肤,应先用大量水冲洗,再涂3%~5%NaHCO3溶液,直接用NaHCO3溶液会因浓硫酸遇水放热加重灼伤,B错误;
C.2,4,6-三溴苯酚能溶于苯(相似相溶),二者形成溶液,过滤适用于固液不互溶体系,无法分离,C错误;
D.氢氧化铁胶体制备需加热(向沸水中滴加FeCl3溶液),涉及加热操作,实验完成后要洗手,可能用到“加热”“洗手”或“防火”图标,性质实验无特殊危险,但制备时的加热相关图标合理,D正确;
故选D。
4. 奥司他韦(化合物M)是目前治疗流感的常用药物,其合成路线如下(其中某些步骤省略)。下列说法正确的是
A. Y能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但原理不同
B. Z中所有碳原子可能共平面
C. X、M均可以发生水解反应和加成反应
D. M中含有6种官能团
【答案】A
【解析】
【详解】A.Y中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应使溴水褪色,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使酸性高锰酸钾溶液褪色,原理不同,A正确;
B.Z中含有多个饱和碳原子,饱和碳原子具有四面体结构,所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.X为,不能发生水解反应,M可以发生水解反应和加成反应,C错误;
D.M中含有酯基、碳碳双键、氨基、肽键,醚键共5种官能团,D错误;
综上,答案是A。
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实与解释没有关联的是
选项
事实
解释
A
冠醚-18-冠-6可识别,从而增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚-18-冠-6空腔直径与直径接近,形成易溶于有机溶剂的超分子
B
氢氧化钠溶液久置后瓶口析出白色固体
水分蒸发后,氢氧化钠结晶析出
C
不能用pH试纸测定KClO溶液的pH
水解生成的HClO具有漂白性
D
硫化橡胶有较高的强度
硫化使其由线型结构转化为网状结构
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.冠醚-18-冠-6通过空腔匹配K+形成超分子,从而增大了在有机溶剂中的溶解度,事实与解释均正确,A正确;
B.氢氧化钠会和空气中二氧化碳发生反应生成碳酸钠,故久置的NaOH溶液试剂瓶口出现的白色固体是碳酸钠,B错误;
C.KClO溶液中含有的HClO具有漂白作用,不能用pH试纸测定pH,C正确;
D.硫化橡胶具有较高强度,是因为二硫键将线型结构转变为网状结构,D正确;
故选B。
6. 根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A. 制取氨气 B. 制取碳酸氢钠
C. 分离碳酸氢钠 D. 干燥碳酸氢钠
【答案】C
【解析】
【详解】A、氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体,不能用加热氯化铵固体的方法制备氨气,错误;
B、气流方向错,应该从右侧导管通入CO2气体,错误;
C、从溶液中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法,正确;
D、碳酸氢钠受热易分解,不能用该装置干燥碳酸氢钠,错误。
答案选C。
7. 工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如图。下列有关流程中的步骤说法正确的是
A. 在实验室模拟步骤①需要使用陶瓷坩埚
B. 步骤②中稀硫酸要过量
C. 步骤③中X溶液应选用稀盐酸
D. 步骤④的反应原理可在野外作业中用于焊接钢轨
【答案】D
【解析】
【分析】铬铁矿灼烧后水浸过滤,得到的滤渣为氧化铁,滤液中加入适量稀硫酸溶解,得到氢氧化铝沉淀和铬酸钠的溶液,可以加入还原剂还原铬酸钠,调pH以沉淀,得到氢氧化铬沉淀,加热分解获得氧化铬,铝热反应得到单质铬,或者加入酸分解铬酸钠得到重铬酸钠溶液,再电解获得铬,据此分析;
【详解】A.步骤①为铬铁矿与Na2CO3灼烧反应,Na2CO3在高温下会与陶瓷坩埚中的SiO2(酸性氧化物)反应生成Na2SiO3,腐蚀陶瓷坩埚,应使用铁坩埚,A错误;
B.步骤②中稀硫酸若过量,会使生成的Al(OH)3沉淀溶解为Al3+,无法通过过滤分离,故硫酸不能过量,B错误;
C.步骤③中转化为需酸性条件,但HCl中的Cl-会被酸性条件下的氧化为Cl2,实际应使用H2SO4,反应式应为2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O,C错误;
D.步骤④为Cr2O3与Al高温反应生成Cr,属于铝热反应,铝热反应放出大量热可使金属熔化,原理与焊接钢轨(Fe2O3+Al)相同,可用于野外焊接,D正确;
故选D。
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是
A. X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B. 原子半径大小:X<Y,Z>W
C. 化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D. Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
【答案】D
【解析】
【详解】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,则X为C元素,X、Y的核电荷数之比为3:4,则Y为O元素,W-的最外层为8电子结构,W为F或Cl元素,金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应,则Z为Na元素,W只能为Cl元素,则
A.X与Y形成的化合物有CO、CO2等,Z的最高价氧化物的水化物为NaOH,CO和NaOH不反应,故A错误;
B.一般说来,电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,质子数越多,半径越小,则原子半径大小X>Y,Z>W,故B错误;
C.化合物Z2Y和ZWY3分别为Na2O、NaClO3,NaClO3存在离子键和共价键,故C错误;
D.Y的单质臭氧,W的单质氯气,对应的化合物ClO2,可作为水的消毒剂,故D正确。
故选D。
9. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 碱性条件下用NaClO氧化Fe2(SO4)3制备Na2FeO4:3ClO−+2Fe3++10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O
B. 用酸性KMnO4溶液吸收空气中的SO2:5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+
C. 少量SO2气体通入NaClO溶液中:2ClO−+H2O+SO2=2HClO+SO
D. 1.5mol Cl2与1mol FeI2混合反应:3Cl2+2Fe2++4I− = 2Fe3++2I2+6Cl−
【答案】C
【解析】
【详解】A.该离子方程式中,电子得失平衡、原子守恒、电荷守恒,符合反应原理,A正确;
B.该离子方程式是酸性高锰酸钾氧化二氧化硫生成硫酸根离子,同时生成锰离子,B正确;
C.反应中少量二氧化硫和次氯酸钠发生氧化还原反应生成硫酸根离子和次氯酸、氯离子,,C错误;
D.碘离子还原性强于亚铁离子,1mol Cl2首先氧化碘离子,0.5mol Cl2再氧化1mol亚铁离子生成铁离子,氯气、亚铁离子、碘离子物质的量之比为3:2:4,D正确;
故选C。
10. 用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 中,原子提供孤电子对
B. 参与反应时转移的电子数为
C. 还原性:
D. 图示反应过程中起催化作用的是
【答案】B
【解析】
【详解】A.中Cu2+提供空轨道,N2H4中N原子提供孤电子对形成配位键,A错误;
B.参与反应时生成3mol Fe2+,Fe元素的平均价态由下降到+2价,转移3mol×=2 mol电子,参与反应时转移的电子数为,B正确;
C.由图可知,N2H4将Fe3+还原为Fe2+,N2H4是还原剂,Fe2+是还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,可得还原性N2H4>Fe2+,C错误;
D.由图可知,Cu2+与N2H4反应生成[Cu(N2H4)2]2+,[Cu(N2H4)2]2+与N2H4反应得到[Cu(N2H4)2]+,[Cu(N2H4)2]+与Fe3O4、H+反应又生成[Cu(N2H4)2]2+和Fe2+,因此起催化作用的是[Cu(N2H4)2]2+,D错误;
故选B。
11. 为了实现碳中和,某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置原理(如图所示),下列说法不正确的是
A. Pt电极附近溶液的pH减小
B. 石墨烯为阴极,发生的电极反应为
C. 每转移2 mol电子,阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为30 g
D. 该装置可减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为电解池,Pt电极发生的电极反应为,该电极为阳极,与电源正极相连,即a为正极,b为负极,石墨烯为阴极,电极反应为,从阳极区向阴极区迁移。
【详解】A.电极上失电子转化为,电极反应为,所以电极附近溶液的减小,A正确;
B.石墨烯为阴极,根据二氧化碳转化图可知电极反应式为,B正确;
C.每转移2 mol电子,由阴极电极反应式可知,有1 mol二氧化碳转化为,且有2 mol从阳极区迁移至阴极区,所以阴极室溶液质量增大,阴极室增加的质量为;根据阳极室反应可知,每转移2mol电子,阳极消耗1mol水,生成氧气,同时有迁移至阴极室,所以阳极室质量减少,阳极室减少的质量为,所以,C错误;
D.该装置可实现转化为,减少在大气中累积,并实现可再生能源有效利用,D正确;
故选C。
12. 丙烯酸甲酯()是一种重要的有机化工原料。工业利用耦合反应制备丙烯酸甲酯,反应机理如图所示,下列叙述错误的是
A. LnNi为该反应的催化剂
B. 反应①中存在键的断裂
C. 该历程总反应的原子利用率为100%
D. 若将②中的换成,则可制备丙烯酸乙酯
【答案】C
【解析】
【详解】A.从反应机理图可以看出,LnNi在反应①中参与反应,在反应④后又重新生成,符合催化剂在反应前后质量和化学性质不变的特点,所以LnNi为该反应的催化剂,A正确;
B.反应①是LnNi与、反应生成新的物质,在这个过程中,、中的部分化学键会发生断裂,B正确;
C.根据反应机理,总反应为,除了生成丙烯酸甲酯外,还生成了HI,原子没有全部转化到目标产物中,原子利用率不为100%,C错误;
D.反应②中提供甲基()参与反应生成丙烯酸甲酯,若将换成,则会提供乙基(),从而可制备丙烯酸乙酯,D正确;
故选C。
13. 硫化锌是一种优良的电池负极材料,其在充电过程中晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是
A. 基态原子核外电子的空间运动状态有种
B. 图示的LixZnyS晶胞中的x:y=1:6
C. 晶胞中S2-的配位数为8
D. ZnS中,Zn2+位于S2-构成的正四面体空隙中
【答案】B
【解析】
【详解】A.Zn是30号元素,基态核外电子排布为,核外电子的空间运动状态数等于轨道数:,A正确;
B.晶胞中,(白球)位于晶胞顶点和面心,晶胞中数目为;黑球(或)都在晶胞体内,总共有7个。设晶胞中含 个, 个,则。由化合价代数和为零可知,,联立解得,,因此化学式中,B错误;
C.取面心上的1个S2-,在1个Li2S晶胞中,距离S2-最近且等距离的Li+有4个,则在另一晶胞内与S2-等距离的Li+还有4个,所以S2-的配位数是8,C正确;
D.ZnS为闪锌矿结构,做面心立方堆积,填充在一半的正四面体空隙中,每个周围4个构成正四面体,D正确;
故选B。
14. 环境保护工程师研究用Na2S、FeS或H2S处理水样中的Cd2+。室温下,H2S饱和溶液的浓度为0.1mol·L-1,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH变化关系如下图[例如]。已知:。下列说法错误的是
A. Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B. 向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S至饱和,可使c(Cd2+)<10-5mol·L-1
C. 忽略S2-的第二步水解,0.01mol·L-1的Na2S溶液中c(OH-)>c(S2- )
D. 向0.01mol·L-1的FeCl2溶液中加入等体积0.2mol·L-1的Na2S溶液,不能形成FeS沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】随着pH的不断增大,被不断消耗,逐渐变为,最终变为。所以图中的三条曲线从左往右分别代表、、的物质的量分数随pH变化的曲线。
【详解】A.在溶液中,阳离子所带正电荷总数和阴离子所带负电荷总数相等,阳离子为、,阴离子为、、(带2个单位负电荷,系数为2),等式无误,A正确;
B.时,,故;时,,故。 饱和溶液中,,得。 沉淀时发生反应,完全沉淀后生成,代入得。 则,B正确;
C.忽略第二步水解,,水解常数。 设,则,解得,,故,C正确;
D.等体积混合后,浓度减半:,过量的。 离子积,会生成沉淀,D错误;
故选D。
二、非选择题(共58分)
15. (三氯化六氨合钴)可用于磷酸盐检测和钴盐制造等。其制备装置图(省略加热和夹持装置)及步骤如下:
步骤:将固体溶在水中,加入研细的晶体,溶解得到混合溶液。
步骤ii:将混合溶液转移至三颈烧瓶中,加入活性炭,再依次打开活塞和,加入浓氨水与溶液,水浴加热至,保持。
步骤iii:趁热过滤,冷却后向滤液中加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到粗产品。
已知:具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)中钴元素的化合价是______。
(2)仪器m的名称是______,所盛装的试剂是______(填标号)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.无水氯化钙
(3)写出三颈烧瓶中总反应的化学方程式为______。
(4)步骤ii中“水浴加热至”的原因是______。
(5)步骤iii中“趁热过滤”的目的是______。
(6)若用进行实验,最终得到267.5g/mol)粗产品,则产率为______。(保留三位有效数字)
【答案】(1)+3或正三价
(2) ①. 球形干燥管 ②.
(3)或
(4)温度太低,反应速率太慢;温度太高会使分解,还会增加浓氨水挥发
(5)除去活性炭等不溶性杂质,同时防止在冷却时结晶析出,导致损失
(6)71.2%
【解析】
【分析】题中(3)为书写陌生的氧化还原反应方程式,首先找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。本题中Co元素化合价由+2价变为+3价,说明CoCl2充当还原剂,氧化产物为[Co(NH3)6]Cl3,则H2O2是氧化剂,还原产物为H2O。根据电子得失守恒和元素守恒,可写出化学反应方程式。
【小问1详解】
中NH3化合价为0,Cl元素化合价为-1价,根据化合物化合价之和为0可知,Co元素的化合价为+3价;
【小问2详解】
仪器m是球形干燥管,因为反应过程中可能有氨气逃逸,因此仪器m的作用是吸收氨气,氨气是碱性气体,需要用酸性或中性干燥剂吸收。
a.碱石灰是碱性干燥剂,与NH3不反应,不能用来吸收氨气,a错误;
b.浓硫酸虽为酸性干燥剂,能与NH3反应,但球形干燥管盛放固态干燥剂,不能盛放液态干燥剂,b错误;
c.无水氯化钙可以吸收NH3且为固态物质,可以用来吸收氨气,c正确;
【小问3详解】
由题给信息可知,参与反应的物质有CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O、H2O2,生成物为[Co(NH3)6]Cl3,根据元素守恒和得失电子守恒可以写出总反应的化学方程式为:或
【小问4详解】
若反应温度过低,则反应速率过慢;若温度过高时,H2O2易分解(失去氧化性,无法氧化Co2+),同时浓氨水易挥发,导致原料损失;
【小问5详解】
三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3易溶于热水,在冷水中溶解度较小,实验室以活性炭为催化剂,来制备产品,故步骤2中趁热过滤的目的是滤去活性炭,避免滤液冷却后析出晶体,降低产率;
【小问6详解】
根据反应方程式,设[Co(NH3)6]Cl3的理论产量为x,则根据反应方程式有:
,解得x=
产率=。
16. 重铬酸钠(Na2Cr2O7)是一种重要的氧化剂,以铬铁矿(FeO·Cr2O3,含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下:
已知:焙烧过程铬铁矿转化成 NaAlO2、Fe2O3、Na2CrO4和 Na2SiO3
根据流程信息回答下列问题:
(1)焙烧时FeO·Cr2O3 转化成Fe2O3 和 Na2CrO4 的化学方程式___________ 。
(2)“浸取”过程中,可以加快反应速率的方法是___________ (写出一种即可)
(3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度 c 与pH 的关系如图 a 所示。当溶液中可溶组分浓度时,可认为已除尽。则调节 pH 步骤, pH 的理论范围为___________ ;滤渣 2 的成份是:___________ 。
(4)加H2SO4 酸化的目的是: ___________(用离子方程式解释),H2SO4 也可选用“焙烧”步骤产生的 ___________ (填化学式)代替。
(5)已知 Na2Cr2O7 和 Na2SO4 的溶解度随温度变化的关系如图 b,则蒸发得到“副产品”的操作包括___________ 、洗涤、干燥等步骤。
【答案】(1)
(2)充分搅拌或者适当提高水的温度,加快反应速率
(3) ①. 4.5~9.3 ②. Al(OH)3、H2SiO3
(4) ①. ②. CO2
(5)蒸发浓缩、趁热过滤
【解析】
【分析】以铬铁矿(FeO·Cr2O3,含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠,焙烧过程产生Na2CrO4,除杂后,通过酸化得到Na2Cr2O7,再通过冷却结晶的分离方法获得。
【小问1详解】
由题意可知,生成的气体是CO2,所以化学方程式为:;
【小问2详解】
加快反应速率的方法有充分搅拌或者适当提高水的温度等;
【小问3详解】
调pH的目的是除去溶液中铝和硅元素,即 Na[Al(OH)4]和硅酸钠两种可溶性盐转化为氢氧化铝和硅酸沉淀,但又要防止氢氧化铝溶于酸生成铝盐,由图可知,pH 的理论范围为4.5~9.3;在滤液中加硫酸中和,使 Na[Al(OH)4]和硅酸钠两种可溶性盐转化为氢氧化铝和硅酸沉淀,所以滤渣 2 的成份是Al(OH)3、H2SiO3
【小问4详解】
由图可知,酸性条件下可转变为:;
CO2是酸性气体,也能降低溶液pH。
【小问5详解】
结晶水合物一般通过蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥等步骤获得。
17. 我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,利用CO2,H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.5 kJ·mol-1 K1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+43.9 kJ·mol-1 K2
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)为提高CH3OH(g)的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温高压 b.低温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol CO2(g)和3mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为50%,CH3OH选择性为80%,该温度下CH3OH的分压为___________。 [甲醇的选择性=×100%]
(4)研究者向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入反应物混合气(混合比例),测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①请解释甲醇时空收率“抛物线”前半段升高的原因:___________。
②为获得最大的甲醇时空收率,根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为___________(填字母)。
A.Ni5Ga3,210℃ B.NiGa,220℃ C.NiGa,240℃ D.Ni5Ga3,220℃
(5)在一定催化剂催化作用下CO2加氢合成甲酸发生反应如下:。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中的曲线d所示,
已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),则该反应的活化能Ea=___________kJ·mol-1.改变外界条件,实验数据如图中的曲线e所示,则实验可能改变的外界条件是___________。
【答案】(1)
(2)b (3)0.125p
(4) ①. 温度升高,反应速率加快,时空收率增大 ②. A
(5) ①. 1120 ②. 使用更高效的催化剂
【解析】
【小问1详解】
已知反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.5 kJ·mol-1 K1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+43.9 kJ·mol-1 K2,反应Ⅲ的平衡常数,根据反应与平衡常数关系,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,根据盖斯定律,,所以反应Ⅲ的热化学方程式为;
【小问2详解】
反应Ⅰ是气体分子数减小的放热反应,要提高CH3OH(g)的产率,需要使平衡正向移动,降温平衡向放热反应方向(正向)移动,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向(正向)移动,所以理论上应采用低温高压,答案选择b;
【小问3详解】
一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol CO2(g)和3mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为50%,则消耗的CO2的物质的量为,又因CH3OH选择性为80%,所以生成CH3OH消耗CO2的物质的量为,生成CO消耗的CO2物质的量为,列三段式:
平衡时气体总的物质的量为,CH3OH的分压为;
【小问4详解】
在“抛物线”前半段,温度升高,反应速率加快,单位时间内生成的甲醇增多,所以甲醇时空收率增大;根据图像Ni5Ga3催化剂在210℃时甲醇时空收率最大,所以选择A;
【小问5详解】
将图中d线上坐标(3.2,336)和(3.4,112)代入公式,可得①及②,联立二式可求得;将图中e线上的坐标(3.6,37)代入Arrhenius经验公式可得③,联立①③两式,可得,,,改变条件使活化能降低,则改变的条件是使用了更高效的催化剂;
18. 氯钾沙坦是首批上市的沙坦类抗高血压药物,其合成流程如图所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)物质D的名称为___________;物质H的结构简式为___________;物质I生成物质J的反应类型为___________。
(2)物质B生成物质C的化学方程式为___________。
(3)已知物质F中五元环为平面结构,则该五元环形成大π键时,p轨道能提供一对电子的N原子是___________。(填图中F中N原子的标号“a”或者“b”)
(4)物质X是物质F催化脱除2个H原子的产物。则物质X满足下列条件的同分异构体数为___________;其中,核磁共振氢谱峰面积比为的同分异构体是___________。
①具有苯环结构,且遇到显紫色;②苯环上只有两个取代基。
(5)根据题目中给出的信息,设计一个由合成一种蛋白质降解试剂的流程___________。
【答案】(1) ①. 乙二醛 ②. ③. 还原反应
(2)+2NH3+CH3OH+NH4Cl
(3)b (4) ①. 15 ②.
(5)
【解析】
【分析】由A→B结构可知发生加成反应后与盐酸形成盐,B与NH3反应生成C,C与发生加成反应生成E,E失水生成F,F在POCl3和DMF条件下反应生成G,G与H发生取代反应生成I,可知H为,I被还原生成J,J与三乙基胺、NaN3、HCl和NMP条件下发生反应生成K,K与KOH、IPA条件下生成L,据此分析;
【小问1详解】
物质D为,名称为乙二醛;根据G→I的结构变化,可知引入了2个苯环,因此必然含有2个苯环,且原子消失,其他结构均在反应中保持不变,可知H为;物质中的含氧官能团是羟基;的反应是用还原醛基,则为还原反应;
【小问2详解】
B→C的反应显然是氨基取代了甲氧基的结果,但由于这是胺的盐酸盐,加入显然也会发生反应,故方程式:+2NH3+CH3OH+NH4Cl;
【小问3详解】
F的五元咪唑环中:N(a)是双键氮(吡啶型N),p轨道提供1个电子;N(b)是仲胺氮(吡咯型N),杂化,p轨道提供一对电子形成大π键;
【小问4详解】
F的分子式是,催化脱除2个原子即为物质的分子式。考虑到满足题目条件,用基团法,扣除掉苯酚基(,有两个取代基),另一侧链可能为、、、、,共5种,又两个支链可以处于邻间对3种位置关系,故种。其中,一共只有10个原子时,核磁共振氢谱存在的情况一定是对称性较好,因此是中间的原子失去1个的结果,因此为 ;
【小问5详解】
根据的合成路线完成“羟变醛”,然后根据的还原反应将醛基还原,最后依据已知条件消除氯原子,合成路线: 。
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西安中学2026届高三质量检测考试(三)
化学试题
(时间:75分钟 满分:100分 )
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(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. 近年来我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法正确的是
A. 实现聚氯乙烯塑料高效转化为燃油,聚氯乙烯和燃油都是混合物
B. 确认火星内部存在固态内核,其主要成分是铁镍合金,铁和镍都是ds区元素
C. 开发高效钙钛矿太阳能电池,其发电时能量转化形式:化学能→电能
D. 建成亚洲最深油气井“深地一号”,其使用的金刚石钻头属于金属晶体
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式为:
B. 激发态Li原子的轨道表示式可能为:
C. 的结构示意图为:
D. 的球棍模型为:
3. 下列有关实验操作或处理的说法正确的是
A. 滴定读数时,应双手分别持滴定管上下端保证其处于竖直状态
B. 浓硫酸沾到皮肤上,立即用的溶液冲洗
C. 用过滤法分离苯和2,4,6—三溴苯酚的混合物
D. 与氢氧化铁胶体制备、性质实验有关的实验图标有、、等
4. 奥司他韦(化合物M)是目前治疗流感的常用药物,其合成路线如下(其中某些步骤省略)。下列说法正确的是
A. Y能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但原理不同
B. Z中所有碳原子可能共平面
C. X、M均可以发生水解反应和加成反应
D. M中含有6种官能团
5. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实与解释没有关联的是
选项
事实
解释
A
冠醚-18-冠-6可识别,从而增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚-18-冠-6空腔直径与直径接近,形成易溶于有机溶剂的超分子
B
氢氧化钠溶液久置后瓶口析出白色固体
水分蒸发后,氢氧化钠结晶析出
C
不能用pH试纸测定KClO溶液的pH
水解生成的HClO具有漂白性
D
硫化橡胶有较高的强度
硫化使其由线型结构转化为网状结构
A. A B. B C. C D. D
6. 根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A. 制取氨气 B. 制取碳酸氢钠
C. 分离碳酸氢钠 D. 干燥碳酸氢钠
7. 工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如图。下列有关流程中的步骤说法正确的是
A. 在实验室模拟步骤①需要使用陶瓷坩埚
B. 步骤②中稀硫酸要过量
C. 步骤③中X溶液应选用稀盐酸
D. 步骤④的反应原理可在野外作业中用于焊接钢轨
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是
A. X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B. 原子半径大小:X<Y,Z>W
C. 化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D. Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
9. 下列反应的离子方程式书写错误的是
A. 碱性条件下用NaClO氧化Fe2(SO4)3制备Na2FeO4:3ClO−+2Fe3++10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O
B. 用酸性KMnO4溶液吸收空气中的SO2:5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+
C. 少量SO2气体通入NaClO溶液中:2ClO−+H2O+SO2=2HClO+SO
D. 1.5mol Cl2与1mol FeI2混合反应:3Cl2+2Fe2++4I− = 2Fe3++2I2+6Cl−
10. 用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 中,原子提供孤电子对
B. 参与反应时转移的电子数为
C. 还原性:
D. 图示反应过程中起催化作用的是
11. 为了实现碳中和,某科研团队研究了以铜基配合物电催化还原的装置原理(如图所示),下列说法不正确的是
A. Pt电极附近溶液的pH减小
B. 石墨烯为阴极,发生的电极反应为
C. 每转移2 mol电子,阳极室、阴极室溶液质量变化量的差值为30 g
D. 该装置可减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用
12. 丙烯酸甲酯()是一种重要的有机化工原料。工业利用耦合反应制备丙烯酸甲酯,反应机理如图所示,下列叙述错误的是
A. LnNi为该反应的催化剂
B. 反应①中存在键的断裂
C. 该历程总反应的原子利用率为100%
D. 若将②中的换成,则可制备丙烯酸乙酯
13. 硫化锌是一种优良的电池负极材料,其在充电过程中晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是
A. 基态原子核外电子的空间运动状态有种
B. 图示的LixZnyS晶胞中的x:y=1:6
C. 晶胞中S2-的配位数为8
D. ZnS中,Zn2+位于S2-构成的正四面体空隙中
14. 环境保护工程师研究用Na2S、FeS或H2S处理水样中的Cd2+。室温下,H2S饱和溶液的浓度为0.1mol·L-1,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随pH变化关系如下图[例如]。已知:。下列说法错误的是
A. Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B. 向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S至饱和,可使c(Cd2+)<10-5mol·L-1
C. 忽略S2-的第二步水解,0.01mol·L-1的Na2S溶液中c(OH-)>c(S2- )
D. 向0.01mol·L-1的FeCl2溶液中加入等体积0.2mol·L-1的Na2S溶液,不能形成FeS沉淀
二、非选择题(共58分)
15. (三氯化六氨合钴)可用于磷酸盐检测和钴盐制造等。其制备装置图(省略加热和夹持装置)及步骤如下:
步骤:将固体溶在水中,加入研细的晶体,溶解得到混合溶液。
步骤ii:将混合溶液转移至三颈烧瓶中,加入活性炭,再依次打开活塞和,加入浓氨水与溶液,水浴加热至,保持。
步骤iii:趁热过滤,冷却后向滤液中加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到粗产品。
已知:具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)中钴元素的化合价是______。
(2)仪器m的名称是______,所盛装的试剂是______(填标号)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.无水氯化钙
(3)写出三颈烧瓶中总反应的化学方程式为______。
(4)步骤ii中“水浴加热至”的原因是______。
(5)步骤iii中“趁热过滤”的目的是______。
(6)若用进行实验,最终得到267.5g/mol)粗产品,则产率为______。(保留三位有效数字)
16. 重铬酸钠(Na2Cr2O7)是一种重要的氧化剂,以铬铁矿(FeO·Cr2O3,含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下:
已知:焙烧过程铬铁矿转化成 NaAlO2、Fe2O3、Na2CrO4和 Na2SiO3
根据流程信息回答下列问题:
(1)焙烧时FeO·Cr2O3 转化成Fe2O3 和 Na2CrO4 的化学方程式___________ 。
(2)“浸取”过程中,可以加快反应速率的方法是___________ (写出一种即可)
(3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度 c 与pH 的关系如图 a 所示。当溶液中可溶组分浓度时,可认为已除尽。则调节 pH 步骤, pH 的理论范围为___________ ;滤渣 2 的成份是:___________ 。
(4)加H2SO4 酸化的目的是: ___________(用离子方程式解释),H2SO4 也可选用“焙烧”步骤产生的 ___________ (填化学式)代替。
(5)已知 Na2Cr2O7 和 Na2SO4 的溶解度随温度变化的关系如图 b,则蒸发得到“副产品”的操作包括___________ 、洗涤、干燥等步骤。
17. 我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,利用CO2,H2为原料合成CH3OH的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.5 kJ·mol-1 K1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+43.9 kJ·mol-1 K2
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)为提高CH3OH(g)的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温高压 b.低温高压 c.高温低压 d.低温低压
(3)一定温度下,向压强恒为p MPa的密闭容器中通入1mol CO2(g)和3mol H2(g),充分反应后,测得CO2平衡转化率为50%,CH3OH选择性为80%,该温度下CH3OH的分压为___________。 [甲醇的选择性=×100%]
(4)研究者向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入反应物混合气(混合比例),测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①请解释甲醇时空收率“抛物线”前半段升高的原因:___________。
②为获得最大的甲醇时空收率,根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为___________(填字母)。
A.Ni5Ga3,210℃ B.NiGa,220℃ C.NiGa,240℃ D.Ni5Ga3,220℃
(5)在一定催化剂催化作用下CO2加氢合成甲酸发生反应如下:。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中的曲线d所示,
已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),则该反应的活化能Ea=___________kJ·mol-1.改变外界条件,实验数据如图中的曲线e所示,则实验可能改变的外界条件是___________。
18. 氯钾沙坦是首批上市的沙坦类抗高血压药物,其合成流程如图所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)物质D的名称为___________;物质H的结构简式为___________;物质I生成物质J的反应类型为___________。
(2)物质B生成物质C的化学方程式为___________。
(3)已知物质F中五元环为平面结构,则该五元环形成大π键时,p轨道能提供一对电子的N原子是___________。(填图中F中N原子的标号“a”或者“b”)
(4)物质X是物质F催化脱除2个H原子的产物。则物质X满足下列条件的同分异构体数为___________;其中,核磁共振氢谱峰面积比为的同分异构体是___________。
①具有苯环结构,且遇到显紫色;②苯环上只有两个取代基。
(5)根据题目中给出的信息,设计一个由合成一种蛋白质降解试剂的流程___________。
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