内容正文:
高二期末阶段检测
化学
考试时间: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 Mo-96
一、选择题(共13小题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A. 天然橡胶 B. 不锈钢 C. 足球烯 D. 光导纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.天然橡胶是聚异戊二烯的高聚物,含有碳氢等元素,属于有机高分子化合物,所以主要成分是有机物,A正确;
B.不锈钢是铁、铬、镍等金属的合金,属于金属材料,不属于有机物,B错误;
C.足球烯(C60)是由碳元素组成的单质,属于无机非金属材料,不属于有机物,C错误;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,不属于有机物,D错误;
故选A。
2. 汽车安全气囊在碰撞时发生剧烈的反应:。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 稳定性:
C. 第一电离能: D. 碱性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na+和N3-的电子层结构相同(均为2、8),核电荷数越大,离子半径越小,Na的核电荷数(+11)大于N(+7),故,A正确;
B.O的非金属性强于N,因此H2O的稳定性强于NH3,B错误;
C.基态N的2p能级有3个电子、半充满、较稳定,故第一电离能I1(N)>I1(O),C错误;
D.金属性K>Na,故碱性KOH>NaOH,D错误;
故选A。
3. 实验室进行乙酸乙酯的制备。下列相关原理,装置及操作正确的是
A. 用装置甲混合乙醇与浓硫酸 B. 用装置乙制备乙酸乙酯
C. 用装置丙收集乙酸乙酯 D. 用装置丁提纯乙酸乙酯
【答案】B
【解析】
【详解】A.混合时应将浓硫酸注入乙醇中,A错误;
B.乙醇、乙酸加热时发生酯化反应生成乙酸乙酯,浓硫酸作催化剂、吸水剂,加入碎瓷片防止液体暴沸,图中装置合理,B正确;
C.饱和碳酸钠可吸收乙醇、除去乙酸、降低酯的溶解度,图中装置应该用饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯,且导管口不能插入溶液中,C错误;
D.用蒸馏的方式分离出乙酸乙酯,温度计水银球应该在烧瓶的支管口,不能插入溶液中,D错误;
故选B。
4. 下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A. 醋酸酸性强于碳酸,可去除水壶中的水垢
B. 葡萄糖具有氧化性,可用于工业制镜
C. 茶多酚中含有酚羟基,是一种优良的天然抗氧化剂
D. 聚乳酸()遇微生物可水解,替代聚乙烯包装袋可减少白色污染
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸酸性强于碳酸,根据强酸制弱酸原理,醋酸可与水垢的主要成分碳酸钙等碳酸盐反应生成可溶性物质,因此可去除水壶水垢,性质与用途对应正确,A不符合题意;
B.葡萄糖用于工业制镜是因为其分子中含有醛基,具有还原性,可将银氨溶液中的银离子还原为银单质,与葡萄糖具有氧化性的性质无关,对应关系错误,B符合题意;
C.酚羟基易被氧化,因此茶多酚可优先与氧气反应,保护其他物质不被氧化,是优良的天然抗氧化剂,性质与用途对应正确,C不符合题意;
D.聚乳酸遇微生物可水解降解,而聚乙烯难降解易造成白色污染,因此用聚乳酸替代聚乙烯包装袋可减少白色污染,性质与用途对应正确,D不符合题意;
故选B。
阅读下列材料,完成下面小题。
周期表中ⅠA族元素及其化合物应用广泛。可用于的合成、的制备、植物油的氢化等等;是一种锂离子电池的正极材料,可由、混合后与在高温下反应制得,废弃的该电极材料用酸性溶液浸取可回收、;广泛应用于轻工、建材、化工、食品工业等领域;溶液遇亚铁盐生成深蓝色沉淀,可用于检验。
5. 下列化学反应表示正确的是
A. 与反应制氢:
B. 检验:
C. 侯氏制碱:
D. 制备:
6. 下列说法正确的是
A. 工业合成时,催化剂能降低该反应的焓变
B. 锂离子电池放电时,从电池正极移向负极
C. 浸取时,表现还原性
D. 用作食品膨松剂,是因为其受热易分解产生气体
【答案】5. D 6. C
【解析】
【5题详解】
A.与反应生成而非,化学方程式为,A错误;
B.检验时生成深蓝色沉淀,离子方程式为,B错误;
C.侯氏制碱首先析出溶解度更小的,而非直接生成,化学方程式为,C错误;
D.该制备反应原子守恒、得失电子守恒,符合反应事实,D正确;
故选D。
【6题详解】
A.催化剂只能降低反应活化能,不改变反应的焓变,A错误;
B.锂离子电池放电时为原电池,阳离子从负极移向正极,B错误;
C.浸取时,元素从+3价被还原为+2价,作还原剂,表现还原性,C正确;
D.受热难分解,用作食品膨松剂的是受热易分解的,D错误;
故选C。
7. 利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀,其装置如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该保护法实现了电能全部转化为化学能
B. 钢闸门作阳极,与电源的正极相连
C. 辅助电极可以使用石墨
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】
【分析】利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀,则钢闸门作阴极,与直流电源负极相连。
【详解】A.该保护法可阻止铁失电子,但由于有一部分电能转化为热能等,所以电能不能全部转化为化学能,A不正确;
B.由分析可知,钢闸门作阴极,与电源的负极相连,B不正确;
C.辅助电极作阳极,应具有不溶性,而石墨是不溶性的惰性电极,所以可使用石墨作辅助电极,C正确;
D.海水中含有大量的电解质,导电性比河水强,钢铁在海水中更容易形成原电池,所以钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,D不正确;
故选C。
8. 在一定条件下,化合物X发生的重排反应如下:
下列说法不正确的是
A. X、Y、Z中所有碳原子均为杂化
B. Y的熔点比Z的熔点低
C. 1 mol X最多能与5 mol发生加成反应
D. X、Y、Z互为同分异构体
【答案】A
【解析】
【详解】A.X、Y、Z中都存在甲基碳,为杂化,A错误;
B.Y中羰基与羟基会形成分子内氢键,降低分子熔沸点,而Z中羰基与羟基会形成分子间氢键,提高熔沸点,导致Y的熔点比Z的熔点低,B正确;
C.X中苯环能与5 mol发生加成,酯基不能与加成,C正确;
D.X、Y、Z化学式相同,官能团与结构不相同,符合同分异构体定义,D正确;
故答案为A。
9. 化合物Z是合成非诺洛芬的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X→Y的反应中可以用代替
B. 根据Y→Z的反应,可知具有氧化性
C. Y与足量的加成产物中含3个手性碳原子
D. Z分子中最多有13个碳原子共平面
【答案】C
【解析】
【分析】与发生取代反应,生成Y和HBr,Y被NaBH4还原,生成Z,由此作答。
【详解】A.碳酸钾的作用是与反应生成的溴化氢反应,促进反应的正向移动,不可以用硫酸钾代替,A错误;
B.由分析可知,Y被还原生成Z,故硼氢化钠具有还原性,B错误;
C.Y与足量氢气加成后的物质为,其中标有*的碳原子具有手性,C正确;
D.Z分子中的两个苯环上6个C原子均可以共面,单键可以旋转,两个苯环可以旋转到同一个面,另外两个碳原子也可以旋转至相同平面,最多14个C原子均可共面,D错误;
故选C。
10. 乙烯能使溴的溶液褪色,反应过程的机理如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 相同条件下,乙烯分别与溴的溶液和溴水反应,反应速率前者小于后者
B. 与水反应生成的HBrO中Br的正电性强于中的Br
C. 乙烯与溴水反应时,有副产物生成
D. 中间体中带正电的溴原子与两个碳原子之间的作用力为离子键
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴水中存在正电性更强的HBrO,更易进攻乙烯的碳碳双键,反应速率更快,因此溴的溶液中反应速率小于溴水,A正确;
B.HBrO的结构为H-O-Br,O电负性强于Br,共用电子对偏向O,因此HBrO中Br的正电性强于中的Br,B正确;
C.乙烯与溴水反应时,溶液中的可进攻反应中间体的碳原子,最终生成,因此存在该副产物,C正确;
D.带正电的溴原子与两个碳原子之间通过共用电子对成键,属于共价键,不是阴阳离子间形成的离子键,D错误;
故选D。
11. 室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向含酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2 固体,观察溶液颜色变化
Na2CO3溶液中存在水解平衡
B
向95%的乙醇溶液中加入足量Na,观察是否有气体生成
Na能与乙醇发生置换反应
C
向2 mL FeSO4溶液中滴加酚酞试液,观察溶液颜色变化
Fe²+能发生水解
D
向电石中滴加饱和食盐水,将产生的气体通入高锰酸钾溶液,观察现象
乙炔具有还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中存在碳酸根水解:,使其溶液呈碱性,含酚酞的溶液呈红色,向其中加入少量固体,钡离子与碳酸根离子反应生成白色沉淀,使水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱导致颜色变浅,所以观察溶液颜色变化可以探究溶液中存在水解平衡,A符合题意;
B.95%的乙醇溶液中含有水,Na也能与水反应生成氢气,则通过观察是否有气体生成,不能说明Na能与乙醇发生置换反应,B不符合题意;
C.FeSO4是强酸弱碱盐,水解使其溶液呈酸性,但酚酞遇酸不变色,所以向2 mL FeSO4溶液中滴加酚酞试液,不能通过观察溶液颜色变化,探究Fe2+能发生水解,C不符合题意;
D.电石中含有硫化钙等杂质,电石和饱和食盐水反应除了会生成乙炔之外还会生成硫化氢,因硫化氢也能使高锰酸钾溶液褪色,则将产生的气体通入高锰酸钾溶液,观察现象,不能说明乙炔具有还原性,D不符合题意;
故选A。
12. 草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液。
实验Ⅱ:往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中逐渐滴加0.1mol·L-1CaCl2溶液。
[已知:H2C2O4的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A. 实验I中V(NaOH)=10mL时,存在c(C2O)<c(HC2O)
B. 实验I中V(NaOH)=20mL时,存在c(OH-)<c(HC2O)+c(H2C2O4)
C. 实验Ⅱ中 时,溶液中
D. 实验Ⅱ中发生反应
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,草酸氢根水解方程式为:,草酸根水解方程式为:,计算的水解常数为:,的水解常数为:,据此分析作答。
【详解】A.实验中时,发生反应:,溶质是和,且两者物质的量浓度相等,计算的水解常数为,的水解常数为:,溶液显酸性,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在,A错误;
B.实验中时,溶质只有,根据电荷守恒:和物料守恒:,将两式相减,合并得到:,所以存在:,B错误;
C.实验中 时,反应生成草酸钙沉淀后剩余钙离子浓度是:,根据列式计算:,C正确;
D.实验中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此发生的反应是:,该反应的平衡常数是:,因为平衡常数大,反应可以完全进行,D错误;
故选C。
13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:
反应II:
使、、时,在体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线B可以表示的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
【答案】B
【解析】
【分析】固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1∶1∶2通入体系,先发生反应I,再逐渐发生反应II。由图像分析可知,曲线C代表CH3CH2OH,随着温度的升高,CH3CH2OH的平衡含量逐渐减少;CH3COOCH3的平衡含量先升高,500K后逐渐减少,可推知温度升高,两个反应都逆向移动,所以两个反应都是放热反应;再继续分析CH3COOCH3的平衡含量先升高,说明300-500K时,反应I较完全,反应II反应很少,这时CO反应较完全后,含量很低,氢气含量还较高,说明曲线A表示氢气的物质的量分数变化,曲线B表示CO的物质的量分数变化;
【详解】A.由上述分析可知,升高温度反应I逆向移动,故,A正确;
B.反应II可知,氢气作为反应物,CH3CH2OH 作为生成物,两者含量变化相反,已知CH3CH2OH随着温度的升高逐渐减小,那氢气的含量应逐渐升高,曲线A可表示氢气的物质的量分数,由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量分数减少,不是氢气的物质的量减少,B错误;
C.由上述分析可知,曲线B表示的物质的量分数,C正确;
D.由500K上升至600K时,反应II中氢气的含量还在增加,但是同样作为生成物的CH3COOCH3开始减少,说明温度对反应I中CH3COOCH3影响较大,说明温度对反应I的影响大于对反应II的影响,D正确;
故答案选B。
二、非选择题(共4题,共61分)
14. 由钼精矿(含及少量、等,其中中S的化合价为-2)制备催化剂的工艺流程如下:
(1)将钼精矿与氨水加入反应釜中,加热至160℃,持续通入氧气使釜内压力保持恒定,转化为和。
①转化为的化学方程式为________________。
②氨水过量较多时,Mo元素浸出率下降。请结合反应条件,分析可能的原因:________。
(2)将浸出液调节pH至8.5~9.0之间,最合适的试剂X是________。
A.NaOH B.CaO C.
(3)已知:室温下,,。“净化”时发生反应:,该反应平衡常数________。
(4)将(摩尔质量为)焙烧,剩余固体质量随温度变化如图-1所示。350℃~400℃时所得钼氧化物的化学式为________________。(写出计算过程)。
(5)将还原可制得含氧空位的(晶胞结构及沿x轴的投影图如图-2所示)。晶体中x的值为________。
【答案】(1) ①. ②. 高温条件下,过量氨挥发造成釜内氨的浓度增大,氧气浓度减小 (2)C
(3)
(4),则, ,故,,,故氧化物为 (5)0.75
【解析】
【分析】原料钼精矿的主要成分为及少量、等,在氨水体系中将氧化为可溶性的,转化为,不溶后续过滤除去,向浸出液中加入氨水调节pH至8.5~9.0之间,加形成沉淀,过滤除去,加硝酸得到钼酸铵水合物,焙烧钼酸铵得到钼的氧化物,对钼的氧化物还原得到含氧空位的目标产物,据此解答:
【小问1详解】
①中从+4价升高到+6价,S从-2价升高到+6价,1 mol共失去18 mol电子,1 mol氧气得到4 mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒写出该反应的方程式为:;
②氨水本身易挥发,当氨水过量较多时,160℃的高温会使过量的氨挥发进入反应釜内,由于反应釜总压保持恒定,反应釜内氨气的浓度升高,导致氧气的浓度降低,无法被充分氧化为可溶性的钼酸盐,因此Mo元素的浸出率下降。
【小问2详解】
流程体系为铵盐体系,调节pH不能引入新杂质,NaOH会引入钠离子,CaO会引入钙离子,一水合氨不会引入新杂质,因此选C。
【小问3详解】
该反应平衡常数。
【小问4详解】
,则, ,故,,,故氧化物为。
【小问5详解】
根据均摊法,晶胞中钼原子的个数为,在中,是O和Mo的个数比,根据晶胞结构及沿x轴的投影图可知,晶胞中氧原子为,氧空位为,故,。
15. 卡培他滨中间体(F)的一种合成路线如下:
(1)有机物A中的含氧官能团名称为___________,其分子中手性碳原子数目为___________。
(2)B→C的过程中,吡啶()的作用是___________。
(3)D→E的转化,写出除E外的其他有机产物的结构简式:___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有片段且苯环上只有三个取代基,水解为苯和硫酸;
②酸性条件下水解得到2种有机产物,且比例为2∶1,产物之一遇溶液显色;
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:可还原羰基、酯基等,如,写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和题中有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1) ①. 醚键、羟基 ②. 4
(2)吸收反应生成的HCl,有利于反应朝正向进行
(3)、
(4)或 (5)CH2=CH2
【解析】
【小问1详解】
有机物A含氧官能团为羟基与醚键,醚键为环内氧原子形成的醚键,羟基为连在碳上的四个羟基。手性碳原子为连有四个不同基团的饱和碳原子,A的五元环上四个碳原子均分别连有四个不同的基团,对应手性碳原子数目为4。
【小问2详解】
B转化为C的反应为取代反应,反应生成氯化氢。吡啶为碱性有机碱,可吸收反应生成的氯化氢,使平衡正向移动,提高反应转化率。
【小问3详解】
D中水解生成除E外的其他有机产物为甲醇与丙酮。
【小问4详解】
满足条件的同分异构体需符合以下要求:第一,含已知片段,苯环上只有三个取代基;第二,酸性条件下水解得到两种有机产物,物质的量比为2:1,其中一种产物含酚羟基,遇氯化铁溶液显色;第三,分子中含有四种不同化学环境的氢原子。结构高度对称。对应符合要求的异构体为或。
【小问5详解】
首先乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成乙二醇。原料中的酮羰基可与乙二醇在酸性条件下发生反应,将酮羰基保护,避免其被后续还原剂还原。再利用题干已知反应,用四氢合铝酸锂在无水乙醚条件下还原酯基,最后酸性条件下水解脱保护,恢复酮羰基,得到目标产物,路线为CH2=CH2。
16. 硫酸厂排放的污水中除外,还含少量As(Ⅲ)、As(Ⅴ),经中和、氧化、沉砷等步骤后可排放。各价态含砷离子的物种分布分数与pH的关系如图所示。
(1)“中和”时加入石灰乳调节pH至1.2,所得滤渣的主要成分是________________。
(2)“氧化”时反应终点,加入双氧水氧化As(Ⅲ)主要反应的离子方程式为________。
(3)①“沉砷”时调节,并加入溶液,得到的沉淀中含有和,其中生成的离子方程式为________。
②后,随pH增大,砷的沉淀率增大的原因是________________。
(4)如果先加溶液,再加双氧水,双氧水的用量会大幅增加,原因是________。
(5)抗坏血酸可以将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)。0.5%的溶液可选择性地将溶液中的As(Ⅲ)还原为气体,而As(Ⅴ)不会被还原。为测定100mL硫酸厂排放的污水样品中As(Ⅴ)的浓度,请补充实验方案:取100mL污水样品,________,测定生成气体的量,通过计算得到As(Ⅴ)的浓度。(可选用的试剂:抗坏血酸溶液、0.5%的溶液、Ar气。已知:Ar气可以吹出装置中残留的气体。污水中其他杂质不参与反应。)
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②. 随着pH增大,浓度增大,生成速率加快;生成的增多,吸附更多含砷元素粒子共沉淀
(4)会催化双氧水分解
(5)加入足量0.5%的溶液,并用Ar气吹出生成的气体,测定生成的气体的量;向剩余溶液中加入足量抗坏血酸溶液充分反应,再加入足量0.5%的溶液,并用Ar将生成的全部导入测定装置。
【解析】
【分析】本题以硫酸厂排放的含砷废水处理为实际工业情境,废水主要杂质为、、,完整除砷流程分为中和→氧化→沉砷三步;结合、在不同pH下的物种分布图像,分析每一步反应原理、平衡移动、离子反应,再设计实验定量测定废水中的含量,综合考查离子反应、催化作用、沉淀溶解平衡、实验方案设计,据此分析回答问题。
【小问1详解】
中和时加入石灰,石灰的主要成分为,与污水中的发生反应生成微溶的,pH调节至1.2时含砷物种均为可溶性存在形式,因此所得滤渣的主要成分为。
【小问2详解】
氧化时反应终点pH=6,结合物种分布曲线可知的主要存在形式为,的主要存在形式为,作为氧化剂将氧化为,自身被还原为,配平后离子方程式为:。
【小问3详解】
①的碱性环境下,、发生反应,生成沉淀与沉淀,,其离子方程式为。
②随着pH增大,浓度增大,生成速率加快;生成的增多,吸附更多含砷元素粒子共沉淀。
【小问4详解】
先加入的会催化发生分解,大量双氧水被消耗,因此氧化As(Ⅲ)需要消耗更多双氧水,故答案为:会催化双氧水分解。
【小问5详解】
实验目的是测定污水中的浓度,需先排除原有的干扰:先向100mL污水样品中加入足量0.5%的溶液,将原有全部还原为气体,并用Ar气吹出全部生成的气体,此时溶液中仅剩余;再向剩余溶液中加入足量抗坏血酸溶液,将全部还原为,再加入足量0.5%的溶液,将生成的全部还原为,并用Ar将生成的全部导入测定装置,测定此次生成的量,即可计算得到的浓度。
17. 尿素在生活中应用广泛,科学家通过多种途径实现尿素合成。
(1)以和为原料合成尿素的热化学方程式为 ,部分反应历程的能量变化如图-1所示。
①HNCO的结构式为________。
②的________。
(2)以为催化剂,电催化与合成尿素的可能反应机理如图-2所示。
①由于催化剂两端电荷分布不均匀,从而有效促进、的吸附及反应。其中Bi端电子云密度较________(填“大”或“小”)。
②画出过程Ⅲ形成的*NCON*(*表示吸附在催化剂表面的物种)的结构式:________。
(3)我国科学家以Pd-Te复合纳米材料为催化剂,利用富余电能电解含和的废液,成功合成尿素。该过程中可能的反应机理如图-3所示。
①写出电催化和生成的电极反应方程式:________。
②法拉第效率(法拉第效率)可用于衡量尿素的生成效率。以溶液为电解液,其他条件相同时,Pd-Te复合纳米材料作催化剂,合成尿素的FE%可达24%,电解时阳极每产生标况下33.6 L的时,阴极可获得尿素的物质的量为________。
③从能源与资源综合利用的角度分析,该方案制备尿素的积极意义是________。
【答案】(1) ①. ②. -174.5
(2) ①. 大 ②.
(3) ①. ②. 0.09 mol ③. 使用富余电能可以提高能源利用率,并利用废液生产产品,具有极大环保价值
【解析】
【小问1详解】
①HNCO为异氰酸,其中N、C、O原子满足八电子稳定结构,H原子满足二电子稳定结构,结构式为;
②将题干热化学方程式标号为ⅰ,所求热化学方程式标号为ⅳ,由图表可得以下热化学方程式,ⅱ.,ⅲ.,则ⅳ=ⅰ-ⅱ-ⅲ,可得所求焓变为;
【小问2详解】
①对于分子,O元素电负性大于C原子,使电子云向O原子方向偏移,C原子周围电子云密度低,因此容易被电子云密度大的区域吸引结合,即Bi端电子云密度较大;
②*NCON*中只有N原子吸附在催化剂上,其余结构需和产物尿素相似,才可通过单步过程得到产物,因此结构式为;
【小问3详解】
①根据图片机理可知,除反应原料和,过程中体系引入了和,所求电极反应方程式为;
②阳极发生单一电极反应,所以每生成1 mol O2,电路中流过4 mol电子,标况下33.6 L O2物质的量为,同时外电路通过电子,其中用于合成尿素,由上一小题的电极反应式可得尿素物质的量;
③该方案利用富余电能电解含和的废液,既提高电能利用率,也将废液转化为可利用的尿素产品和无害的溶液,具有极大环保价值。
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考试时间: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 Mo-96
一、选择题(共13小题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A. 天然橡胶 B. 不锈钢 C. 足球烯 D. 光导纤维
2. 汽车安全气囊在碰撞时发生剧烈的反应:。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 稳定性:
C. 第一电离能: D. 碱性:
3. 实验室进行乙酸乙酯的制备。下列相关原理,装置及操作正确的是
A. 用装置甲混合乙醇与浓硫酸 B. 用装置乙制备乙酸乙酯
C. 用装置丙收集乙酸乙酯 D. 用装置丁提纯乙酸乙酯
4. 下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A. 醋酸酸性强于碳酸,可去除水壶中的水垢
B. 葡萄糖具有氧化性,可用于工业制镜
C. 茶多酚中含有酚羟基,是一种优良的天然抗氧化剂
D. 聚乳酸()遇微生物可水解,替代聚乙烯包装袋可减少白色污染
阅读下列材料,完成下面小题。
周期表中ⅠA族元素及其化合物应用广泛。可用于的合成、的制备、植物油的氢化等等;是一种锂离子电池的正极材料,可由、混合后与在高温下反应制得,废弃的该电极材料用酸性溶液浸取可回收、;广泛应用于轻工、建材、化工、食品工业等领域;溶液遇亚铁盐生成深蓝色沉淀,可用于检验。
5. 下列化学反应表示正确的是
A. 与反应制氢:
B. 检验:
C. 侯氏制碱:
D. 制备:
6. 下列说法正确的是
A. 工业合成时,催化剂能降低该反应的焓变
B. 锂离子电池放电时,从电池正极移向负极
C. 浸取时,表现还原性
D. 用作食品膨松剂,是因为其受热易分解产生气体
7. 利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀,其装置如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该保护法实现了电能全部转化为化学能
B. 钢闸门作阳极,与电源的正极相连
C. 辅助电极可以使用石墨
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
8. 在一定条件下,化合物X发生的重排反应如下:
下列说法不正确的是
A. X、Y、Z中所有碳原子均为杂化
B. Y的熔点比Z的熔点低
C. 1 mol X最多能与5 mol发生加成反应
D. X、Y、Z互为同分异构体
9. 化合物Z是合成非诺洛芬的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X→Y的反应中可以用代替
B. 根据Y→Z的反应,可知具有氧化性
C. Y与足量的加成产物中含3个手性碳原子
D. Z分子中最多有13个碳原子共平面
10. 乙烯能使溴的溶液褪色,反应过程的机理如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 相同条件下,乙烯分别与溴的溶液和溴水反应,反应速率前者小于后者
B. 与水反应生成的HBrO中Br的正电性强于中的Br
C. 乙烯与溴水反应时,有副产物生成
D. 中间体中带正电的溴原子与两个碳原子之间的作用力为离子键
11. 室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向含酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2 固体,观察溶液颜色变化
Na2CO3溶液中存在水解平衡
B
向95%的乙醇溶液中加入足量Na,观察是否有气体生成
Na能与乙醇发生置换反应
C
向2 mL FeSO4溶液中滴加酚酞试液,观察溶液颜色变化
Fe²+能发生水解
D
向电石中滴加饱和食盐水,将产生的气体通入高锰酸钾溶液,观察现象
乙炔具有还原性
A. A B. B C. C D. D
12. 草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液。
实验Ⅱ:往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中逐渐滴加0.1mol·L-1CaCl2溶液。
[已知:H2C2O4的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A. 实验I中V(NaOH)=10mL时,存在c(C2O)<c(HC2O)
B. 实验I中V(NaOH)=20mL时,存在c(OH-)<c(HC2O)+c(H2C2O4)
C. 实验Ⅱ中 时,溶液中
D. 实验Ⅱ中发生反应
13. 二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:
反应II:
使、、时,在体系压强不变的条件下发生反应I、II,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B. 由图可知,600K以后随温度的升高,氢气物质的量减少
C. 曲线B可以表示的物质的量分数
D. 由500K上升至600K,温度对反应I的影响大于对反应II的影响
二、非选择题(共4题,共61分)
14. 由钼精矿(含及少量、等,其中中S的化合价为-2)制备催化剂的工艺流程如下:
(1)将钼精矿与氨水加入反应釜中,加热至160℃,持续通入氧气使釜内压力保持恒定,转化为和。
①转化为的化学方程式为________________。
②氨水过量较多时,Mo元素浸出率下降。请结合反应条件,分析可能的原因:________。
(2)将浸出液调节pH至8.5~9.0之间,最合适的试剂X是________。
A.NaOH B.CaO C.
(3)已知:室温下,,。“净化”时发生反应:,该反应平衡常数________。
(4)将(摩尔质量为)焙烧,剩余固体质量随温度变化如图-1所示。350℃~400℃时所得钼氧化物的化学式为________________。(写出计算过程)。
(5)将还原可制得含氧空位的(晶胞结构及沿x轴的投影图如图-2所示)。晶体中x的值为________。
15. 卡培他滨中间体(F)的一种合成路线如下:
(1)有机物A中的含氧官能团名称为___________,其分子中手性碳原子数目为___________。
(2)B→C的过程中,吡啶()的作用是___________。
(3)D→E的转化,写出除E外的其他有机产物的结构简式:___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有片段且苯环上只有三个取代基,水解为苯和硫酸;
②酸性条件下水解得到2种有机产物,且比例为2∶1,产物之一遇溶液显色;
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:可还原羰基、酯基等,如,写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和题中有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
16. 硫酸厂排放的污水中除外,还含少量As(Ⅲ)、As(Ⅴ),经中和、氧化、沉砷等步骤后可排放。各价态含砷离子的物种分布分数与pH的关系如图所示。
(1)“中和”时加入石灰乳调节pH至1.2,所得滤渣的主要成分是________________。
(2)“氧化”时反应终点,加入双氧水氧化As(Ⅲ)主要反应的离子方程式为________。
(3)①“沉砷”时调节,并加入溶液,得到的沉淀中含有和,其中生成的离子方程式为________。
②后,随pH增大,砷的沉淀率增大的原因是________________。
(4)如果先加溶液,再加双氧水,双氧水的用量会大幅增加,原因是________。
(5)抗坏血酸可以将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)。0.5%的溶液可选择性地将溶液中的As(Ⅲ)还原为气体,而As(Ⅴ)不会被还原。为测定100mL硫酸厂排放的污水样品中As(Ⅴ)的浓度,请补充实验方案:取100mL污水样品,________,测定生成气体的量,通过计算得到As(Ⅴ)的浓度。(可选用的试剂:抗坏血酸溶液、0.5%的溶液、Ar气。已知:Ar气可以吹出装置中残留的气体。污水中其他杂质不参与反应。)
17. 尿素在生活中应用广泛,科学家通过多种途径实现尿素合成。
(1)以和为原料合成尿素的热化学方程式为 ,部分反应历程的能量变化如图-1所示。
①HNCO的结构式为________。
②的________。
(2)以为催化剂,电催化与合成尿素的可能反应机理如图-2所示。
①由于催化剂两端电荷分布不均匀,从而有效促进、的吸附及反应。其中Bi端电子云密度较________(填“大”或“小”)。
②画出过程Ⅲ形成的*NCON*(*表示吸附在催化剂表面的物种)的结构式:________。
(3)我国科学家以Pd-Te复合纳米材料为催化剂,利用富余电能电解含和的废液,成功合成尿素。该过程中可能的反应机理如图-3所示。
①写出电催化和生成的电极反应方程式:________。
②法拉第效率(法拉第效率)可用于衡量尿素的生成效率。以溶液为电解液,其他条件相同时,Pd-Te复合纳米材料作催化剂,合成尿素的FE%可达24%,电解时阳极每产生标况下33.6 L的时,阴极可获得尿素的物质的量为________。
③从能源与资源综合利用的角度分析,该方案制备尿素的积极意义是________。
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