内容正文:
高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Pb 207
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. 化学创造美好生活。关于下列成就所涉及化学知识的说法正确的是
A. 航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点高于镍
B. 光学谐振器中使用的碳纳米管与金刚石、互为同素异形体
C. 中国天眼的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
D. “宏海号”龙门吊钢丝绳含有天然纤维芯,天然纤维不包括蛋白质
2. 氮化铝(AlN)是一种新型材料,能溶于强碱溶液发生反应:。下列说法正确的是
A. NH3空间填充模型:
B. Na+的结构示意图:
C. 用电子式表示H2O的形成过程:
D. 基态Al原子的价电子排布图:
3. 用标准酸性溶液测定溶液的物质的量浓度的实验中,一定不需要使用的仪器是
A. B. C. D.
4. 植物激素脱落酸()的结构简式如图所示。下列有关的说法错误的是
A. 存在顺反异构 B. 能使灼热的氧化铜变红
C. 分子中只含有1个手性碳原子 D. 最多与发生加成反应
5. 下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
F2与H2在暗处会发生爆炸;Br2与H2加热时会缓慢反应
F2的氧化性强于Br2
B
Cu2(OH)2CO3能用于治疗胃酸过多症
Cu2(OH)2CO3能与盐酸反应
C
工业上电解熔融Al2O3冶炼铝
Al2O3熔点比AlCl3高
D
镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体
小苏打溶于水吸热
A. A B. B C. C D. D
6. 钛有“二十一世纪的金属”、“全能金属”、“现代金属”的美称。以钛铁矿(FeTiO3中Ti为+4价)为原料,经高温“氯化”制取金属钛的流程如下。下列叙述错误的是
A. “氯化”时矿料(FeTiO3+C)与Cl2逆向而行,有利于反应充分进行
B. “氯化”时理论上参加反应的Cl2与生成的CO物质的量之比为7:6
C. Mg高温还原TiCl4反应,应在N2氛围中进行
D. 流程中所需要的“Mg”,可通过电解熔融MgCl2制取
7. 类比思想是化学学习中的重要思想。下列各项中由客观事实类比得到的结论正确的是
选项
客观事实
类比结论
A
Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大
NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大
B
H2S与CuSO4溶液反应生成黑色CuS沉淀
H2S与FeSO4溶液反应也生成黑色FeS沉淀
C
CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2
SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2
D
Al2(SO4)3可作净水剂
Fe2(SO4)3也可作净水剂
A. A B. B C. C D. D
8. 利用下列实验装置和试剂能达到实验目的的是
实验装置
实验目的
A.收集氨气
B.将硫酸铜溶液蒸干制胆矾
实验装置
实验目的
C.制取
D.制备氢氧化亚铁
A. A B. B C. C D. D
9. 在中发生反应,。下列说法错误的是
A. 与N同周期的元素中第一电离能大于N的有3种
B. 键角:
C. 中原子的杂化轨道类型为
D. 和的VSEPR模型相同
10. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛()转化为2,5-呋喃二甲酸(),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移)。
下列说法错误的是
A. a极电势高于b极电势
B. 能提高还原反应的速率
C. a极的电极反应式为
D. 产生气体,双极膜中质量减少
11. 某离子化合物的结构如图所示。、、、和是原子序数依次增大的短周期主族元素,元素价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 阴离子中存在配位键 B. 元素的单质在空气中燃烧生成
C. 氢化物的沸点: D. 电负性:
12. 常温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后滴加酸性溶液,紫红色褪去
食品脱氧剂样品中含
B
向盛有水的锥形瓶中滴加8~10滴,液面上方有白雾形成,并有刺激性气味气体逸出
水与发生了氧化还原反应
C
向含有的溶液中加入少量固体,振荡,溶液颜色未变化
与的反应不可逆
D
向等浓度的和的混合溶液中滴加少量溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
13. 近年来,我国聚酯行业发展迅速,推动了对二甲苯生产能力的提升。我国自主研发的对二甲苯的一种绿色合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的副产物不可能有间二甲苯
B. 过程②中使用了催化剂,能降低反应的焓变
C. 上述物质中,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质有4种
D. 对二甲苯分子中甲基上C-H键之间的键角小于水分子中H-O键之间的键角
14. 室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示。在的体系中,研究在不同时的可能产物,与的关系如图2所示(忽略溶液体积变化),曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。下列说法错误的是
A. 室温下,
B. 溶液中存在:
C. 点的体系中,发生反应的离子方程式为
D. 点的体系中,
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 是中学化学中的重要物质。回答下列问题:
(1)以制备溶液的过程如下:
溶液(绿色)溶液(黄色)溶液
①,既能发生上述I的反应,也能与盐酸反应生成则和,则属于属于___________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
②反应II利用了的___________(填“氧化性”或“还原性”)。
③反应III的离子方程式为___________。
(2)工业上制备的方法之一是用在酸性介质中与反应。遇生成和。
①将通入品红试液中,观察到的现象是___________;理由是___________。
②用替代作水处理剂时,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么消毒杀菌剂消毒效率:___________(氯元素均转化为)。
(3)是重要的化工原料。
①实验室以饱和溶液制备胶体的滴加顺序为___________。
②某同学在实验室以溶液为原料通过如下步骤制备:
溶液溶液
将在氮气氛围中加热分解,得到固体分解产物的热重曲线(样品质量随温度的变化情况)如图所示。
A点时,固体物质的化学式为___________,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,该氧化物的化学式为___________。
16. 三盐基硫酸铅简称“三盐”,是一种重要的工业原料,其化学式为(相对分子质量为990)。以100.0 t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等,PbO、Pb不与Na2CO3溶液反应)为原料制备三盐的工艺流程如图1所示。
已知:,。
回答下列问题:
(1)“转化”时PbSO4发生反应的离子方程式为________,反应达到平衡时________。
(2)“酸溶”时若有6.21 g Pb发生反应,则生成NO的体积(标准状况)为________L,为提高“酸溶”速率,可采取的措施是________(任意写出一条)。
(3)“滤液2”中溶质的主要成分的化学式为________。
(4)“合成”时主要反应的化学方程式为________。
(5)若得到纯净干燥的三盐49.5 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为________%。
(6)PbS的立方晶胞结构如图2所示,晶胞参数为a nm。
①基态S原子核外电子运动状态有________种。
②若A原子、C原子分数坐标分别为、,则B原子的分数坐标为________。
③该晶体的密度=________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
17. 脱除烟气中NOx、SO2是保护环境的重要课题。回答下列问题:
(1)炭粉还原法。
①已知:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: (a、b均大于0)。
则的为________(用含a、b的代数式表示),使用高效催化剂,反应的________(填“变大”“变小”或“不变”)。
②利用反应可减少SO2在大气中的排放,一定温度下,在1 L的恒容密闭容器中加入1.0 mol SO2和24.0 g C,起始时容器内气体压强为kPa,5 min末时容器中CO2的体积分数为20%,0~5 min内________kPa·min-1;若达平衡时容器内气体压强为p kPa,则该温度下反应的化学平衡常数________(用含p与的代数式表示)。
(2)烟气中的NOx的吸收处理是当前研究的热点。
①还原吸收法:
工艺1:用尿素[CO(NH2)2]溶液直接吸收烟气中的NO2转化为无污染物质的化学方程式为________。
工艺2:先用氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2,再用CO(NH2)2溶液还原吸收。NO与O2在某催化剂表面反应生成NO2的过程中,O2在催化剂表面能形成被吸附的O(用O-Site表示),接下来的机理可能有两种:
机理1:
机理2:
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变,测得NO与O2在该催化剂作用下反应的初始速率与O2浓度的关系如图1所示。能合理解释图中曲线变化的机理为________(填“机理1”或“机理2”);判断的依据是________。
②选择性催化还原:将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示。当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降但氨氮去除率上升的原因除了催化剂活性下降,还可能是________。
18. 一种抗高血压的药物中间体G的合成流程如图所示。回答下列问题:
已知:乙酸酐为2分子乙酸脱水得到,结构简式为(CH3CO)2O。
(1)物质A的名称为________;C中含氧官能团的名称为________。
(2)E→F的反应类型是________;写出化合物F的结构简式:________。
(3)写出反应①的化学方程式:________。
(4)满足下列条件的E的同分异构体有________种(不包含立体异构)。
ⅰ.苯环上只有三个取代基,且氟原子和苯环直接相连;
ⅱ.不含甲基;
ⅲ.1 mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2。
其中核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰的物质的结构简式为________(写一种)。
(5)参照以上合成路线,以苯酚和丙酸酐[(CH3CH2CO)2O]为原料制备的合成路线为。
分别写出以上合成路线中X、Y的结构简式:________、________。
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高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Pb 207
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. 化学创造美好生活。关于下列成就所涉及化学知识的说法正确的是
A. 航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点高于镍
B. 光学谐振器中使用的碳纳米管与金刚石、互为同素异形体
C. 中国天眼的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
D. “宏海号”龙门吊钢丝绳含有天然纤维芯,天然纤维不包括蛋白质
【答案】B
【解析】
【详解】A.合金熔点一般低于成分金属熔点,航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点低于镍,A错误;
B.碳纳米管与金刚石、均为碳单质,则互为同素异形体,B正确;
C.钢铁是合金,属于金属材料,C错误;
D.天然纤维主要有棉花、麻类、丝和动物毛,其中蚕丝和动物毛的主要成分均为蛋白质,D错误;
故选B。
2. 氮化铝(AlN)是一种新型材料,能溶于强碱溶液发生反应:。下列说法正确的是
A. NH3空间填充模型:
B. Na+的结构示意图:
C. 用电子式表示H2O的形成过程:
D. 基态Al原子的价电子排布图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.选项给出的是的球棍模型,空间填充模型为,A错误;
B.的核电荷数为11,结构示意图为,B错误;
C.是共价化合物,形成过程不存在电子转移,可表示为,C错误;
D.基态原子价电子排布为,价电子排布图为 ,D正确;
故选D。
3. 用标准酸性溶液测定溶液的物质的量浓度的实验中,一定不需要使用的仪器是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性溶液、溶液均呈酸性,只能使用酸式滴定管,A正确;
B.蒸发皿一般是一种用于蒸发浓缩溶液的器皿,本实验中不用,B错误;
C.待测溶液置于锥形瓶中,C正确;
D.调整液面时要使用烧杯盛放溶液,不需要使用蒸发皿,D正确;
故选B。
4. 植物激素脱落酸()的结构简式如图所示。下列有关的说法错误的是
A. 存在顺反异构 B. 能使灼热的氧化铜变红
C. 分子中只含有1个手性碳原子 D. 最多与发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.顺反异构要求分子中至少有一个碳碳双键,且双键上同一碳原子上连有不同的原子或原子团,由分子结构可知,M存在顺反异构,A项正确;
B.该分子中与直接相连的原子上没有H,羟基无法被氧化,不能使灼热的氧化铜变红,B项错误;
C.手性碳原子指碳原子同时连有四个不同的原子或原子团,根据M的结构可知结构中含有1个手性碳, ,C项正确;
D.M分子中的酮羰基和碳碳双键能与发生加成反应,故1molM最多与4molH2发生加成反应,D项正确;
答案选B。
5. 下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
F2与H2在暗处会发生爆炸;Br2与H2加热时会缓慢反应
F2的氧化性强于Br2
B
Cu2(OH)2CO3能用于治疗胃酸过多症
Cu2(OH)2CO3能与盐酸反应
C
工业上电解熔融Al2O3冶炼铝
Al2O3熔点比AlCl3高
D
镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体
小苏打溶于水吸热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为F2的氧化性强于Br2,故F2与H2在暗处会发生爆炸,Br2与H2加热时会缓慢反应,A项符合题意;
B.铜盐有毒能使蛋白质变性,Cu2(OH)2CO3不能用于治疗胃酸过多症,B项不符合题意;
C.熔融AlCl3不导电,熔融Al2O3能导电,所以工业上电解熔融Al2O3冶炼铝,前后无因果关系,C项不符合题意;
D.镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体,与小苏打溶于水吸热无关,因为相同条件下,温度越低,反应速率越慢,D项不符合题意;
答案选A。
6. 钛有“二十一世纪的金属”、“全能金属”、“现代金属”的美称。以钛铁矿(FeTiO3中Ti为+4价)为原料,经高温“氯化”制取金属钛的流程如下。下列叙述错误的是
A. “氯化”时矿料(FeTiO3+C)与Cl2逆向而行,有利于反应充分进行
B. “氯化”时理论上参加反应的Cl2与生成的CO物质的量之比为7:6
C. Mg高温还原TiCl4反应,应在N2氛围中进行
D. 流程中所需要的“Mg”,可通过电解熔融MgCl2制取
【答案】C
【解析】
【详解】A.在“氯化”设备中,矿料(FeTiO3+C)与Cl2逆向而行,能增大反应物的接触面积,有利于反应充分进行,A正确;
B.“氯化”反应的化学方程式为,该反应中Cl2与生成的CO物质的量之比为7:6,B正确;
C.在高温下,镁能与氮气反应,生成氮化镁,故不能在N2氛围中进行,C错误;
D.流程中所需要的“Mg”, 可通过电解熔融MgCl2制取Mg,D正确;
故选C。
7. 类比思想是化学学习中的重要思想。下列各项中由客观事实类比得到的结论正确的是
选项
客观事实
类比结论
A
Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大
NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大
B
H2S与CuSO4溶液反应生成黑色CuS沉淀
H2S与FeSO4溶液反应也生成黑色FeS沉淀
C
CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2
SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2
D
Al2(SO4)3可作净水剂
Fe2(SO4)3也可作净水剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知碳酸钙是一种沉淀,则Ca(HCO3)2溶解度比CaCO3大,但是Na2CO3的溶解度比NaHCO3大,A不合题意;
B.FeS难溶于水,能溶于强酸,因此硫化氢不能与硫酸亚铁发生反应生成FeS沉淀,B不合题意;
C.SO2与Na2O2反应生成Na2SO4,不生成氧气,类推不合理,C不合题意;
D.Al2(SO4)3与Fe2(SO4)3均可水解产生胶体,胶体具有吸附性,可作净水剂,D符合题意;
故答案为:D。
8. 利用下列实验装置和试剂能达到实验目的的是
实验装置
实验目的
A.收集氨气
B.将硫酸铜溶液蒸干制胆矾
实验装置
实验目的
C.制取
D.制备氢氧化亚铁
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨气密度小于空气,用倒置的烧瓶收集氨气采用向下排空气法,氨气从长导管进入集气瓶,瓶内空气从短导管排出,A不能达到实验目的,A错误;
B.胆矾()是带结晶水的晶体,直接蒸干硫酸铜溶液会失去结晶水,得到无水硫酸铜,制备胆矾需要蒸发浓缩、冷却结晶,不能直接蒸干,不能达到实验目的,B错误;
C.启普发生器类装置只适用于块状不溶于水的固体与液体不加热反应,是粉末状固体,不适用启普发生器进行反应,因为反应速率过快,且无法做到随开随停,不能达到实验目的,C错误;
D.氢氧化亚铁易被空气中氧气氧化,图示装置中植物油隔绝了空气,胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下滴加,可以防止氢氧化亚铁被氧化,能达到制备氢氧化亚铁的目的,D正确;
答案选D。
9. 在中发生反应,。下列说法错误的是
A. 与N同周期的元素中第一电离能大于N的有3种
B. 键角:
C. 中原子的杂化轨道类型为
D. 和的VSEPR模型相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期从左向右第一电离能增大,N的2p轨道半充满,较稳定,第一电离能大于O,与N同周期元素中第一电离能大于N的有F、Ne共2种,A项错误;
B.的中心N原子价层电子对数为,为杂化,键角180°,的中心N原子价层电子对数为,为杂化,键角接近120°,则键角:,B项正确;
C.HClO4中Cl原子最外层7个电子全部成键,与羟基中氧原子形成1个共用电子对,与另外O原子形成Cl=O双键,高氯酸的结构简式为:,Cl原子杂化轨道类型为sp3,C项正确;
D.中心O原子价层电子对数为,中心N原子价层电子对数为,VSEPR模型均为四面体形,D项正确;
故选A。
10. 利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛()转化为2,5-呋喃二甲酸(),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移)。
下列说法错误的是
A. a极电势高于b极电势
B. 能提高还原反应的速率
C. a极的电极反应式为
D. 产生气体,双极膜中质量减少
【答案】AB
【解析】
【分析】由图可知,5-羟甲基糠醛(HMF)在板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,则板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)为阳极,石墨烯为阴极,水在阴极得到电子生成气体X为H2。
【详解】A.由分析可知,b极(Ni@C)为阳极,a极(石墨烯)为阴极,阳极电势高于阴极电势,A项错误;
B.利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛()转化为2,5-呋喃二甲酸(),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,Ni@C能提高氧化反应的速率,B项错误;
C.由分析可知,石墨烯(a)为阴极,水在阴极得到电子生成气体为,电极反应式为,C项正确;
D.每产生转移,双极膜中有移向阳极,同时有移向阴极,双极膜中质量减少, D项正确;
答案选AB。
11. 某离子化合物的结构如图所示。、、、和是原子序数依次增大的短周期主族元素,元素价层电子排布式为。下列叙述正确的是
A. 阴离子中存在配位键 B. 元素的单质在空气中燃烧生成
C. 氢化物的沸点: D. 电负性:
【答案】A
【解析】
【分析】、、、和是原子序数依次增大的短周期主族元素,元素价层电子排布式为,X为N,W形成一条共价键,W为H,X、Y均形成四条共价键,且X原子序数小于Y,故X为B,Y为C,据此分析;
【详解】A.硼原子最外层有三个电子,可以形成三个一般的共价键,同时又和形成一个配位键,A正确;
B.Li单质在空气中燃烧只能生成,B错误;
C.元素的氢化物有和,碳元素可以形成很多种固态烃,其沸点高于和,C错误;
D.电负性,同周期(左→右),逐渐增大;同主族(上→下),逐渐减小,电负性顺序为,D错误;
故选A。
12. 常温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后滴加酸性溶液,紫红色褪去
食品脱氧剂样品中含
B
向盛有水的锥形瓶中滴加8~10滴,液面上方有白雾形成,并有刺激性气味气体逸出
水与发生了氧化还原反应
C
向含有的溶液中加入少量固体,振荡,溶液颜色未变化
与的反应不可逆
D
向等浓度的和的混合溶液中滴加少量溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后,若食品脱氧剂有还原铁粉剩余,剩余的铁粉会与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,酸性溶液为强氧化剂,会氧化,则滴加酸性溶液,紫红色褪去,不能说明食品脱氧剂样品中含,A项错误;
B.与反应生成和,元素化合价未发生改变,为非氧化还原反应,B项错误;
C.溶液变成红色的离子反应为:,该平衡与和无关,C项错误;
D.越小越容易产生沉淀,则根据实验事实可得出溶度积常数:,D项正确;
答案选D。
13. 近年来,我国聚酯行业发展迅速,推动了对二甲苯生产能力的提升。我国自主研发的对二甲苯的一种绿色合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的副产物不可能有间二甲苯
B. 过程②中使用了催化剂,能降低反应的焓变
C. 上述物质中,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质有4种
D. 对二甲苯分子中甲基上C-H键之间的键角小于水分子中H-O键之间的键角
【答案】C
【解析】
【分析】异戊二烯与丙烯醛发生Diels-Alder反应,加成得到,在催化剂的作用下转化为对二甲苯。
【详解】A.异戊二烯与丙烯醛通过加成反应还可能生成,再发生类似过程②的反应,可得到间二甲苯,A错误;
B.催化剂能降低反应的活化能,不能降低反应的焓变,B错误;
C.M的结构简式为,含有碳碳双键和醛基;异戊二烯含有碳碳双键,丙烯醛含有碳碳双键和醛基;碳碳双键、醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色;苯的同系物中,如果连接苯环的碳原子上含有氢原子,也能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此对二甲苯能使高锰酸钾溶液褪色;故上述过程中,使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质有4种,C正确;
D.对二甲苯分子中甲基上碳原子为sp3杂化,没有孤电子对;水分子中氧原子为sp3杂化,有2对孤电子对,由于孤电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,使得水分子中H-O键之间的键角减小,则甲基上C-H键之间的键角大于水分子中H-O键之间的键角,D错误;
答案选C。
14. 室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示。在的体系中,研究在不同时的可能产物,与的关系如图2所示(忽略溶液体积变化),曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。下列说法错误的是
A. 室温下,
B. 溶液中存在:
C. 点的体系中,发生反应的离子方程式为
D. 点的体系中,
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图1,当时(N点),溶液中,则,同理可利用M点求出,室温下,,A项正确;
B.根据质子守恒,溶液中存在:,B项正确;
C.点的体系中,观察图2的横坐标和纵坐标可知,,观察图1可知,时,溶液中主要含碳微粒是,该点位于曲线Ⅱ的上方,图2中图像的纵坐标是,数值从下往上在增大,即是从下往上在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点是未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀,点位于曲线下方和曲线上方,因此会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,C项错误;
D.点位于曲线I、Ⅱ的上方,不会生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,,根据物料守恒,溶液中,D项正确;
故选C。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 是中学化学中的重要物质。回答下列问题:
(1)以制备溶液的过程如下:
溶液(绿色)溶液(黄色)溶液
①,既能发生上述I的反应,也能与盐酸反应生成则和,则属于属于___________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
②反应II利用了的___________(填“氧化性”或“还原性”)。
③反应III的离子方程式为___________。
(2)工业上制备的方法之一是用在酸性介质中与反应。遇生成和。
①将通入品红试液中,观察到的现象是___________;理由是___________。
②用替代作水处理剂时,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么消毒杀菌剂消毒效率:___________(氯元素均转化为)。
(3)是重要的化工原料。
①实验室以饱和溶液制备胶体的滴加顺序为___________。
②某同学在实验室以溶液为原料通过如下步骤制备:
溶液溶液
将在氮气氛围中加热分解,得到固体分解产物的热重曲线(样品质量随温度的变化情况)如图所示。
A点时,固体物质的化学式为___________,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,该氧化物的化学式为___________。
【答案】(1) ①. 两性 ②. 氧化性 ③.
(2) ①. 品红溶液褪色 ②. HClO具有漂白性,能漂白品红溶液 ③. 2.63
(3) ①. 向沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色 ②. ③. Fe3O4
【解析】
【小问1详解】
①即能与酸反应又能与碱反应,故属于两性氧化物;
②KCrO2溶液中加入H2O2溶液,KCrO2转化为K2CrO4,反应过程中Cr元素化合价由+3价升高为+6价,KCrO2为还原剂,H2O2为氧化剂,因此反应Ⅱ利用了的氧化性;
③反应Ⅲ中转化为,反应的离子方程式应为;
【小问2详解】
①将通入品红试液中,遇生成和,则观察到品红溶液褪色,原因是HClO具有漂白性,能漂白品红溶液;
②单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,设二氧化氯和氯气均为1g,根据关系,,则≈2.63;
【小问3详解】
①制备胶体的滴加顺序为向沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色;
②=,200℃,固体剩余43.2g,固体加热首先失去结晶水,则n(H2O)= ,剩余固体恰好为;B点时,固体只含有一种铁的氧化物,n(Fe)=0.3mol×56g/mol=16.8g,则n(O)= ,固体氧化物为Fe3O4。
16. 三盐基硫酸铅简称“三盐”,是一种重要的工业原料,其化学式为(相对分子质量为990)。以100.0 t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等,PbO、Pb不与Na2CO3溶液反应)为原料制备三盐的工艺流程如图1所示。
已知:,。
回答下列问题:
(1)“转化”时PbSO4发生反应的离子方程式为________,反应达到平衡时________。
(2)“酸溶”时若有6.21 g Pb发生反应,则生成NO的体积(标准状况)为________L,为提高“酸溶”速率,可采取的措施是________(任意写出一条)。
(3)“滤液2”中溶质的主要成分的化学式为________。
(4)“合成”时主要反应的化学方程式为________。
(5)若得到纯净干燥的三盐49.5 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为________%。
(6)PbS的立方晶胞结构如图2所示,晶胞参数为a nm。
①基态S原子核外电子运动状态有________种。
②若A原子、C原子分数坐标分别为、,则B原子的分数坐标为________。
③该晶体的密度=________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. ②. 1.2×105
(2) ①. 0.448 ②. 适当升温(适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等)
(3)HNO3 (4)
(5)51.75 (6) ①. 16 ②. ③.
【解析】
【分析】铅泥主要含、、,转化环节加入碳酸钠溶液将转化为更难溶的,过滤1分离出含硫酸钠、过量碳酸钠的滤液1。酸溶环节加入稀硝酸,将、、溶解为硝酸铅,沉铅环节加入硫酸生成硫酸铅沉淀,过滤2得到的滤液2主要溶质为硝酸,可循环至酸溶工序。合成环节加入氢氧化钠溶液反应生成三盐,经洗涤干燥得到产品。
【小问1详解】
转化时与反应生成更难溶的和,离子方程式为。反应平衡时。
【小问2详解】
和稀硝酸反应的离子方程式为,的物质的量为,生成的物质的量为,标准状况下体积为。提高酸溶速率的措施可选择适当升高温度、适当增大硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等。
【小问3详解】
酸溶时硝酸与、、反应生成,沉铅时加入硫酸发生反应,因此滤液2中溶质主要为。
【小问4详解】
合成时与反应生成三盐,配平后化学方程式为。
【小问5详解】
三盐的物质的量为,每个三盐分子含4个原子,因此转化的的物质的量为,铅泥中的总质量为,铅泥中铅元素的质量分数为。
【小问6详解】
①基态原子核外有16个电子,每个电子的运动状态都不相同,因此核外电子运动状态有16种。②A原子坐标为为原点,C原子坐标为,则B原子的分数坐标为。③晶胞中原子个数为,原子个数为4,晶胞质量为,晶胞体积为,晶体密度为。
17. 脱除烟气中NOx、SO2是保护环境的重要课题。回答下列问题:
(1)炭粉还原法。
①已知:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: (a、b均大于0)。
则的为________(用含a、b的代数式表示),使用高效催化剂,反应的________(填“变大”“变小”或“不变”)。
②利用反应可减少SO2在大气中的排放,一定温度下,在1 L的恒容密闭容器中加入1.0 mol SO2和24.0 g C,起始时容器内气体压强为kPa,5 min末时容器中CO2的体积分数为20%,0~5 min内________kPa·min-1;若达平衡时容器内气体压强为p kPa,则该温度下反应的化学平衡常数________(用含p与的代数式表示)。
(2)烟气中的NOx的吸收处理是当前研究的热点。
①还原吸收法:
工艺1:用尿素[CO(NH2)2]溶液直接吸收烟气中的NO2转化为无污染物质的化学方程式为________。
工艺2:先用氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2,再用CO(NH2)2溶液还原吸收。NO与O2在某催化剂表面反应生成NO2的过程中,O2在催化剂表面能形成被吸附的O(用O-Site表示),接下来的机理可能有两种:
机理1:
机理2:
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变,测得NO与O2在该催化剂作用下反应的初始速率与O2浓度的关系如图1所示。能合理解释图中曲线变化的机理为________(填“机理1”或“机理2”);判断的依据是________。
②选择性催化还原:将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示。当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降但氨氮去除率上升的原因除了催化剂活性下降,还可能是________。
【答案】(1) ①. ②. 不变 ③. ④.
(2) ①. ②. 机理2 ③. 机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关:O2浓度较小时,增加,O吸附量增大,反应速率加快,O2浓度较大时,增加,O吸附量增大,NO吸附量减小,反应速率减慢 ④. NH3与O2反应生成了NO
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,目标反应 = 反应Ⅱ - 反应Ⅰ,因此: ; 催化剂只改变反应活化能,不改变反应的始态和终态,因此焓变不变。
② 设内转化,反应为,则时总气体物质的量。 由体积分数为20%得:,解得。同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,的压强变化量,因此。平衡时总压强为,则平衡总物质的量,即,得。 容器体积为,浓度等于物质的量,平衡常数。
【小问2详解】
①尿素吸收生成无污染的、和水,配平后化学方程式为: ;曲线显示反应速率随增大先升后降: 机理1中,速率随、浓度增大持续增大,与曲线不符; 机理2中,较低时,浓度随增大而增大,速率升高;过高时,过多占据催化剂活性位点,导致吸附量减少,浓度降低,速率下降,与曲线一致。
②温度高于时,除催化剂活性下降外,高温下会被氧化生成,使体系中总量增加,去除率下降;同时被消耗,因此氨氮去除率上升。
18. 一种抗高血压的药物中间体G的合成流程如图所示。回答下列问题:
已知:乙酸酐为2分子乙酸脱水得到,结构简式为(CH3CO)2O。
(1)物质A的名称为________;C中含氧官能团的名称为________。
(2)E→F的反应类型是________;写出化合物F的结构简式:________。
(3)写出反应①的化学方程式:________。
(4)满足下列条件的E的同分异构体有________种(不包含立体异构)。
ⅰ.苯环上只有三个取代基,且氟原子和苯环直接相连;
ⅱ.不含甲基;
ⅲ.1 mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2。
其中核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰的物质的结构简式为________(写一种)。
(5)参照以上合成路线,以苯酚和丙酸酐[(CH3CH2CO)2O]为原料制备的合成路线为。
分别写出以上合成路线中X、Y的结构简式:________、________。
【答案】(1) ①. 对氟苯酚或4-氟苯酚 ②. (酚)羟基、酮羰基
(2) ①. 消去反应 ②.
(3)+(CH3CO)2O+CH3COOH
(4) ①. 16 ②. 或
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】根据A的结构简式可知A发生取代反应生成B,B发生分子内重排生成C,在乙酸钠的作用下C和乙二酸二乙酯反应生成D,D和氢气发生加成反应生成E,比较E和G的结构简式可知F为,E发生消去反应得F,F再与氢气加成得G,据此解答。
【小问1详解】
物质的名称为对氟苯酚或氟苯酚;中含氧官能团的名称为(酚)羟基、酮羰基;
【小问2详解】
根据分析,的反应类型是消去反应;化合物的结构简式:;
【小问3详解】
反应①的化学方程式+(CH3CO)2O+CH3COOH;
【小问4详解】
ⅰ.苯环上只有三个取代基,且氟原子和苯环直接相连;ⅱ.不含甲基;
ⅲ.该物质与足量溶液反应生成,则含2个。若取代基为-F、-CH2COOH、-CH2COOH,则有6种;若取代基为-F、-CH2CH2COOH、-COOH,则结构有10种,因此共16种。其中核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰的物质的结构简式为或;
【小问5详解】
和丙酸酐在浓硫酸催化下发生取代反应生成X为,在AlCl3催化下发生分子内重排生成,和氢气加成反应生成Y为,和浓溴水发生取代反应生成。、的结构简式分别为:、。
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