内容正文:
化学
参考答案及解析
参考答案及解析
化学
一、选择题
1.D【解析】一般来说合金熔点低于成分金属的熔点,铅铁合金的熔点低于纯铁的熔点,A错误;碳纳米管
比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能,B错误;石墨烯是一个只有一个碳原子直径厚度的单层
石墨,石墨烯是单质,不是有机高分子材料,C错误;高纯铝被氧气氧化可形成氧化铝膜,实现自主修复,
D正确。
2.A【解析】邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图为
3.D【解析】乙二醇和丙三醇都含有羟基,都属于醇类,二者官能团数目不同,不互为同系物,A正确;乙
二醇和聚乙二醇含有羟基,都可以使酸性KMO4溶液褪色,B正确;由聚乙二醇二丙烯酸酯的结构简式可
知,其含有的官能团有碳碳双键、醚键和酯基,C正确;1个聚乙二醇二丙烯酸酯分子中含有2个酯基,则
1mol聚乙二醇二丙烯酸酯完全水解可消耗2 mol NaOH,D错误。
4.B【解析】已知HCO3的酸性强于HC1O,向CaC03浊液中通入C2的反应为CaC03+2Cl2+H20Ca2+
2CI+2HCIO+CO2,A错误;向氨水中通入少量HS气体,产物为NH4)2S,B正确;[Cu(NH3)4]2+为配离子,
在水溶液中整体稳定存在,不能拆分,故离子方程式为[CuNH)4]2+4H一Cu2+4NH4,C错误;氢氟酸
HF)是弱电解质,离子方程式中不能拆分为H和F,需保留HF的化学式,正确的方程式为SiO24HF
Sif4↑+2H20,D错误。
5.C【解析】未指明1Os的量,无法计算,A错误;NO,水解,1L0.2moL1KNO2溶液中NO2的数目
小于0.2Wa,B错误;KNO3、KOH均为离子化合物,1 mol KNO3、KOH的固体混合物中离子数目为2
Na,C正确;配平化学方程式为Os+3KNO3+2KOH一K2OsO4+3KNO2+H20,56gKOH充分反应时,转
移电子数目为3WA,D错误。
6.A【思路分析】M、Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,结合结构和题干信息推断,M只形
成1个共价键,原子序数最小,故M为H,Y形成2个共价键饱和,Y可能是O,一XH中X形成4个共价
键,但有1个H是配位过来,说明X形成3个共价键饱和,则X最外层有5个电子,为VA族,Q能形成
4个共价键,原子序数小于X,结合阴离子的结构,可得Q为C,X为N,五种元素原子序数总和为31,
因此Y+Z=31-1-6-7=17,结合YZ2中Z显负价、Y原子序数小于Z,可得Y=8、Z-9,即Y为0,Z为F,
据此分析。
【解析】N0的中心原子N原子的价层电子对数为2+223,为sp杂化,存在1个孤电子对,C0号的
中心原子C原子的价层电子对数为3+2x3-3,为sp杂化,不含孤电子对,孤电子对与成键电子对之间
的斥力大于成键电子对之间的斥力,则键角NO2<CO?,A正确:电子层数越多半径越大,电子层数相同时,
核电荷数越大,半径越小,原子半径满足O<N<C;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素
的电负性变强,电负性满足O>N>C,B错误;题干未限定为“简单氢化物”,C的氢化物为烃类,多碳原
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化学
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子烃的沸点高,C错误;XY写为NO,中心N的价层电子对数为-3x2出1+3=3,无孤电子对,空间结构为
2
平面正三角形,D错误。
7.C【解析】催化剂A和催化剂B的空间结构不同,不是同种物质,催化剂A和催化剂B是同分异构,A
错误;失活的原因是该超分子中N=N双键中的π键发生断裂,单键旋转,在形成π键空间构型发生改变而
导致其结构发生改变,不是σ键发生改变,B错误;题图中在活性相催化剂B的催化下发生取代反应生成
手性化合物,C正确;萘环、苯环都是疏水基团,在水相中会聚集在一起避免与水接触,D错误。
8.D【解析】Ca(OD2微溶于水,石灰水中Ca(OD2浓度很小,而石灰乳中有大量固体Ca(OH2,A正确;CaSO4
微溶于水,采用“过滤”操作分离出CaSO4,B正确;加入KCI发生反应:CaFe(CN)%]+2KCl
K,CaFe(CN)s]+CaCL2,C正确;从滤液中提取K4Fe(CN)6]·3H2O,采用“蒸发浓缩、降温结晶、过滤、
洗涤、干燥”,得到产品,如果高温烘干,产品会失去结晶水,D错误。
C-C
C-C-
9.B【解析】由题图可知,
为该反应的催化剂,A错误;该转化过程存在O=0键非极
性键的断裂和极性键的断裂(NH3断键)和非极性键(N2成键)的生成、H2O中极性键的形成,B正确;
由机理图可知,反应的化学方程式为4NO+4NH3+O2一4N2+6H20,每消耗1 mol NO可得到1.5molH20,
C错误;碳基催化剂可降低活化能,加快反应速率,不能降低NO转化的反应热,D错误。
10B【解析】操作酸式滴定管滴加稀硫酸标准液的手形为
,防止活塞脱落,A错误;制备明矾
晶体时,先用饱和明矾溶液制取小晶体,再将小晶体悬挂在饱和明矾溶液的中央位置,有利于获得对称性
更好的晶体,盖上硬纸片可防止空气中的灰尘等掉入溶液中,影响大晶体形成,能达到实验目的,B正确:
萃取振荡时,从分液漏斗下端管口放气,如图所示
C错误;饱和食盐水与电石反应生成的乙
炔中含有硫化氢等杂质气体,硫化氢等杂质气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
11.A【解析】X的分子式为C2H26O3,结合Y的分子式及Z的结构简式,可知X分子脱1个水分子生成Y
分子,发生了消去反应,A正确;X含醇羟基,不能与碱反应,B错误;Y的结构简式为
Y分
子中最多有20个碳原子共平面,C错误;Z中苯环、碳碳双键上碳原子采取$p2杂化,其余碳原子采取$即3
杂化,D错误。
1
12.C【解析】根据均摊法,晶胞中含有Mg原子的数目为12×二+2×二
6
1=3,B原子的数目为6,该物质的
2
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化学式为MgB2,A正确;由晶胞的结构可知,晶体中B位于Mg组成的正三棱柱的体心,与B最近且等距
的Mg有6个,BE确:由投影图可知,晶胞中B-B间的最短距离为a×6i血60××2=
1
apm,C错
3
3
误;一个晶胞中含有3个Mg、6个B,即一个晶胞的质量为
24×3+11×6)138
一g=
8,一个晶胞的体积
为ax
a×cx3x10-30cm3=3V
2a2c×1030cm3,因此晶体的密度为
92
2
V3a2cWax10-08·cm3,D正
确。
13.C【解析】根据题图可知,放电时,a极为负极,b极为正极,a极发生反应Li-e一Lit,a极发生氧化反应,
A正确;充电时,硫一金属氮化物电极作阳极,发生氧化反应,b极附近发生的反应有2Li2S-2é一Li2S2+2Li计,
B正确;当电路中通过4ol电子时,虽然a极产生的锂离子会向b极迁移,但由于存在多硫化物穿梭效应
等影响,不会全部迁移到极并参与反应,C错误;多硫化物在正、负极之间穿梭,会在负极发生副反应,
造成活性物质损失,D正确。
14.B【解析】由题图可知铜矿粉用稀盐酸酸浸过程中,Cu2(O2CO3和F3O4被酸部分溶解,固体总质量减
少;CS和SiO2不发生反应,质量分数变大,衍射峰总强度变大。根据衍射峰的总强度与晶体的质量分数
成正比,可知10.0g铜矿中含5.0gCu2(OHD2C03、3.0gFe304、1.0gCuS、1.0gSiO2,浸渣中含0.2g
Cu2(OH)2C03、0.2gFe304、1.0gCuS、1.0gSiO2.10.0g铜矿中含1.0gSi02,SiO2的质量分数为10%,A
正确;浸渣中含0.2gCu2(OHD2CO3,B错误;该实验需进行称量、酸溶、过滤、洗涤、干燥等实验操作,
用到托盘天平、烧杯、玻璃棒、普通漏斗,C正确;溶解的Cu2(OH2CO3为4.8g,n(Cu2+)=
4.8g
×2≈0.0432mol,滤液体积为0.1L,则c(Cu2)≈0.432mo1L,D正确。
222 g.mol-
15.D【解析】首先根据pH=10.2时,pX=14,得Kp[X(OH2]=1021.6,数量级为102,M点,曲线x、z
相交,c(H2A)=c(A2),此时K1K2=c2H),c(H)=107.5molL1,c(OH)=10-6.5,此时pX=8.6,A错误,B
错误;将0.1mol·LlNa2A溶液调至pH=5过程中加入其他物质,溶液中不一定存在cNa十cH)=2c(A2+
c(A+c(OH),C错误;NaHA溶液中存在水解(HA+H2O一H2A+OH)和电离HA一H+A2),由含A微粒
分布曲线知,H2A的pKa1=4.8,pK2=10.2,HA的水解常数Kh=109.2,溶液显碱性,D正确。
二、非选择题
16.(1)LaP04+3NaOH=Na3P04+La(OH)3(2分)
(2)Si02(1分)
(3)4.7(2分)
(4)AC(2分)
(5)Nd3+2CO3+H2O=Nd(OHC03↓+HCO3或2Nd+3CO3+H20-2Nd(OHDC03↓+C02↑(2分)
(6)75%(2分)4(2分)
【解析】(1)“碱分解”的目的是将难溶于酸的RePO4转化为可溶于酸的Re(OH3,“碱分解”时LaPO4
发生反应的化学方程式为LaPO4+3NaOH一Na3PO4+La(OHD3。
(2)“水浸过滤”后的滤渣为Re(OHD3、F(OH3、A1(OH3和SiO2,SiO2不与HCI反应,滤渣1的成分为
SiO2。
(3)室温下,KpF(OH)3]=4.0×1038,Kp[A1(OHD3]=1.0×1033,调节pH时生成A1(OH3沉淀,c(OH)=
答案第3页共6页
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3Kpao30x108mol·Ll≈1093,plH=14-9.3=4.7,控制pH的最小值为4.7。
c(A13+)
10-5
(4)加入强酸,增大水相中c(H),反应Nd3+(aq)+3HR(org)一NdR3(org)+3H(aq)平衡逆向移动,可提
高反萃取率;加入弱碱,中和水相中的H,反应平衡正向移动,不可提高反萃取率;反萃取为吸热反应,
升高温度,可提高反萃取率;反应达到平衡时,无限延长反萃取搅拌时间,不可提高反萃取率。
(5)“沉钕”时加入CNH4)2CO3溶液将转化为Nd+转化为N(oDCO3沉淀,该反应的离子方程式为
Ndt+2CO3+H20-Nd(OHCO3↓+HCO,或2Nd3t+3CO}+H20—2Nd(ODCO3↓+Co2↑。
(6)当x=1.5时,LaNix合金的化学式为LaNi15,1个晶胞中La的数目为1×1/8+6×1/2=4,则Ni的数目
为6,四面体空隙的填充率为6/8-75%;由题图可知,该晶胞中由L组成的八面体空隙平均有4个。
17.(1)分液漏斗(1分)只有在碱性条件下,H02才能将C©(OHD3氧化为Ce(OD4(2分)
(2)2Ce(OH)3+3H202-2Ce(OH田3·00H+2H20(2分)O2(1分)
(3)低于50℃反应速率慢,高于50℃H202受热分解(2分,合理即可)
(4)取最后一次洗涤液少量于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明洗涤
干净(2分)
(5)①碱式(1分)
@20.8(-)(2分)
偏高(1分)
m
【解析】(1)仪器a的名称是分液漏斗;酸性条件下Ce4+的氧化性比H2O2强,只有在碱性条件下,H202
才能将Ce(OH3氧化为Ce(OHD4。
(2)步骤V生成Ce(OH3·OOH的化学方程式为2Ce(OH3+3H2O2一2Ce(OH)3·O0H+2H20,Ce(OH3·
50℃
00H转化为Ce(OD4·2H20的化学方程式为2Ce(O300H+4H20二2[Ce(OHD42H2O]+O2↑,还生
成氧气。
(3)反应体系维持50℃既能加快反应速率,又减少了H202的分解。
(4)制取Ce(OHD4的过程中,沉淀表明可能附着有NaCl,检验沉淀是否洗涤干净,即检验沉淀表面是否有
氯离子,方法为取最后一次洗涤液少量于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,无白色沉淀生成,则证明
沉淀己经洗涤干净。
(5)①N2S2O3标准溶液呈碱性,应盛放在碱式滴定管中。
②由反应2Ce+2I—2Ce3+h、2+2SzO322I+S4O62,得关系式:2Ce(OHD4r2Ce4+r2Na2S203,25.00mL待
测溶液消耗0.1000molL-1Na2S2O3溶液的体积是(1-2)mL,则其中含有Ce4+的物质的量=nNa2S2O3)=
0.1mol·L-1×(i-2)×103L=(-2)×104mol,则mg产品配成的250mL溶液中含有Ce(OHD4的物质的量
(i-2)×104molx10=(i-V2)×10-3mol,Ce(OD4的质量为(1-V2)×103mol×208g·moll=0.208(1-V2)g,故产
品中Cc0,的质量分数为0.208(-)8×100%-20.8化-%。混合液静置过程中,装置中的空气也
mg
m
会将I氧化为2,忘记静置10min,则空白实验消耗的Na2SzO3溶液体积2偏少,故测得Ce(OD4的质量分
数偏高。
18.(1)-200.9(2分)
(1分)
(2)②(1分)反应①是吸热反应,温度升高反应①平衡正移KA增大,nKA增大L3代表①:反应②和
③是放热反应且②的放热量较大,反应热值越大,曲线斜率越大,L1代表②(2分,合理即可)
(3)①30(2分)②3240(2分)
答案第4页共6页
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(4)①C1O的氧化性强于C1O?,电流强度大于4A电解液中c(C1O)增大,c(CIO)降低,溶液的氧化
性降低(2分,合理即可)
@2412-5m%(2分)
0
【解析】1)根据盖斯定律可知,反应反应@反应@,则AH=-286.6-115.2
-kJ mol-1=-200.9 kJ mol-1,
2
k-
(2)对于吸热反应,升温,平衡常数增大:对于放热反应,升温,平衡常数减小,反应热绝对值越大,斜
率越大(平衡常数变化率越大)。
(3)恒温恒容条件下,气体压强与气体物质的量成正比例。设转化的CH4的物质的量为xol,列三段式:
CH(g)+2NO,(g)N,(g)+CO,(g)+2H,O(g)
起/mol
1
2
0
0
0
转/mol
2x
X
2x
平/mol
1-x
2-2x
2x
(1+2)mol_3mol+xmol
解得x=0.75,起始时,p0N0,)=4.80×100kPa×2-320kPa,平
4.80×100kPa6.00×100kPa
衡时,p0N0,)=6.00x10kPa×2-075x2=80kPa,用N02分压计算反应速率:U=320kPa-80kPa=
3.75
8min
(600×0.75
3.75
x(600x0.75,
(600x1.52
30kPa·minl。根据平衡常数表达式可计算:K。
(600x0.2
3.75
x(600x0.5
3.75kPa=3240kPa。
.75
3.75
(4)由图乙可知,通过电流强度为4A时,氯被氧化成CIO~,NO去除率最高,说明次氯酸根离子氧化能
4A×a×60s24a
力最强。理论通过电子:n=
m
96500C-molF-9650
mol,实际通过电子:%行
×3mol×60%=
6m
6m
mol,电解效率7=
100×100%
24a
2412.5m×100%。
100
a
9650
19.(1)硝基苯(2分)
ON-
ON
ON-
ON-
(2)
+NH3·H2O→
+HC1+H20或
+2NH3·H2O→
+NH4Cl+
0=$=0
0=S=0
0=S=0
0=S=0
CI
NH2
ci
NH2
2H20(2分)
(3)sp2(2分)
0
(4)
(2分)
(5)还原反应(2分)
(6)16(2分)
答案第5页共6页
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(7)
(2分)
O,N
【解析】(1)根据A→B的转化过程可推出,A的结构简式为
则A的名称为硝基苯。
(2)根据B和C的结构简式可知,B→C发生取代反应,反应的化学方程式为
+NH3·H2O→
0=S=0
+HC1+H20或
+2NH3·H20→
+NH4C+2H2O。
0=S=0
0=
=0
0=S=0
NH2
C
NH,
(3)D为平面结构,则D中N原子的杂化类型为sp。
01
(4)G发生取代反应生成I,则H的结构简式为H
(5)为硝基转化为氨基,反应类型为还原反应。
CI
(6)
的化学式为CHg02C1,其同分异构体符合下列条件①苯环上含有4个取代基;②不含有
COCl;③能发生水解,且1mol该同分异构体水解最多消耗4 mol NaOH,说明取代基为OOCH、一C1
和2个一CH3,则其同分异构体的数目为16种。
(7)根据题意可知,合成路径为
OH
NH.HO
HN
N
NH:HO OH N
NOH SOCL.DMF
人NHHC,H,O
答案第6页共6页化学
本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上
无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1B11C12N14O16Mg24Si28K39Fe56Cu64
Ce140
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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.我国自主研发成功“太空级”3D打印机,核心技术之一“冷阴极电子枪”所用的阴极为高纯铝/原
位氧化铝复合体系,不同于铅铁合金、碳纳米管、石墨烯等常见的冷阴极材料。下列说法正确
的是
A.铅铁合金的熔点高于纯铁的熔点
B.碳纳米管是一种具有比表面积大、强度低、电学性能优良的材料
C.石墨烯是一种电阻率低、热导率高的有机高分子材料
D.“电子枪”阴极中的氧化铝轻微损耗后,阴极材料在O2氛围中可自主修复
2.化学用语是化学研究和交流的基础工具。下列化学用语错误的是
A.邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图:
B.CaCl2的电子式:C:CaC
C.OF2分子的空间结构模型:/
CH
D.2氯-2-甲基丙烷的结构简式:CH3一C一CH3
CI
化学第1页(共8页)
3.聚乙二醇二丙烯酸酯是一种可光固化交联单体,其主链聚乙二醇段赋予材料亲水性与柔性,端基
双键提供反应活性,广泛应用于水凝胶、药物载体及3D打印生物墨水等领域。聚乙二醇二丙烯
酸酯的合成路线如下,下列有关说法错误的是
丙烯酸
OH催化剂,HO人DH
H
6·
HO
乙二醇
聚乙二醇
聚乙二醇二丙烯酸酯
A.乙二醇和丙三醇都属于醇类,但是二者不互为同系物
B.乙二醇和聚乙二醇都可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.聚乙二醇二丙烯酸酯中含有的官能团有碳碳双键、醚键和酯基
D.1mol聚乙二醇二丙烯酸酯完全水解可消耗2 mol NaOH
4.下列离子方程式书写正确的是
A.向CaCO3浊液中通入Cl2:CaCO3+Cl2Ca2++C1+CIO-+CO2
B.向氨水中通人少量H2S气体:H2S+2NH3·H2O—2NH4十S2-+2H2O
C.向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入过量稀硝酸:NH3+H+=NH
D.用氢氟酸雕刻玻璃:SiO2十4H+十4F一SiF4个十2H2O
5.饿可用于制造各种耐磨和耐腐蚀的硬质合金,其反应活性很低,用苛性碱与KO3在熔融状态
下可使饿反应,化学方程式为Os+KNO3+KOH→K2OsO4十KNO2+H2O(未配平)。设NA
为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1gOs所含中子数目为111NA
B.1L0.2mol·L1KNO2溶液中所含NO2数目为0.2Na
C.1 mol KNO3、KOH的固体混合物中所含离子数目为2NA
D.当有56gKOH充分反应时,转移电子数目为6Na
6.我国科学团队设计出多功能钝化剂PDA(TFA)2,成功解决了界面缺陷与能级失配的协同调控
难题,钝化剂由M、Q、X、Y、Z五种原子序数依次增大的短周期元素组成,原子序数之和为31,
YZ2中Z显负价,钝化剂阴、阳离子结构如图所示。下列说法正确的是
TFA阴离子
PDA阳离子
A.比较键角:XY2<QY
B.原子半径和电负性均满足:Q>X>Y
C.氢化物的沸点:Q<Z<Y
D.XY?的空间结构为三角锥形
化学第2页(共8页)
7.某科研团队开发出一种易于合成的偶氮苯冠醚类相转移催化剂,偶氮苯冠醚是一类非常重要的
超分子光开关,在受到紫外或者可见光的照射下,偶氮苯的双键能够实现如图所示的可逆变化,
从而引起位阻变化,实现了光控手性催化过程。
COO'BuAr
紫外光
h
Br
KOH
COO'Bu
可见光
非活性相转移催化剂A
活性相转移催化剂B
下列说法正确的是
A.催化剂A和催化剂B属于同种物质
B.可见光照射时通过改变相转移催化剂中的。键而使其失活
C.在活性相转移催化剂B的催化下发生取代反应生成手性化合物
D.萘环、苯环都是亲水基团,在水相中会聚集在一起避免与水接触
8.亚铁氰化钾俗称黄血盐,常用于检验F3+,也可作食盐添加剂。
一种制备黄血盐K[Fe(CN)。]·
3H2O的流程如图所示。
HCN溶液
KCI
K2CO
石灰乳→制Ca[Fe(CN)]
制K,Ca[Fe(CN)J
脱钙
→KFe(CN)63H,O
FeSOa
CaSO
固体M
下列叙述错误的是
A.上述工艺中,不可用石灰水替代石灰乳
B.分离CaSO4采用“过滤”操作
C.加入KCl后,排放的废液中含有CaCl2
D.“脱钙”后滤液经蒸发浓缩、降温结晶、高温烘干得到产品
9.某科研团队研究深化了对碳基催化剂上氨选择
-C-C
性催化还原反应机理的理解,为研发低温无金
N2,H2O
①
属选择性催化还原催化剂奠定了基础。如图为
NH3、NO在碳基催化剂上转化的反应机理图。
下列说法正确的是
-C-C
C-C-+NH2NO
OH
A.
C一为该反应的催化剂
B.该转化过程存在着极性键、非极性键的断裂
OH
-C-C
C-C-+NH,NO
和形成
OH
④0
C.每消耗1 mol NO可得到3molH,O
H,O
D.碳基催化剂可降低NO转化的反应热
NH
N2,H2O
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10.化学实验是化学学科的主要特征和认识世界的重要手段。下列实验操作、装置正确的是
实验
A.滴加稀硫酸标
D.验证乙炔能与酸性
B.制备明矾晶体
C.萃取振荡时放气
目的
准液
KMnO4溶液反应
一木棍
及饱和食盐水
实验
线
装置
晶体
饱和明矾
酸性
电石
溶液
督薇O
11.己烯雌酚(Z)是一种人工合成的非甾体雌激素,能产
OH
生与天然雌二醇相同的所有药理与治疗作用。一种
合成己烯雌酚(Z)的过程如图所示。下列叙述正确
的是
C20H24O
A.X发生消去反应生成Y
B.X、Z都能与NaOH反应
C.Y分子中最多有18个碳原子共平面
D.Z中碳原子均为sp2杂化
12.一种硼化镁晶体属于六方晶系,其晶胞结构、晶胞沿之轴的投影图如图所示。
o Mg
●B
0
a pm
a pm
下列说法错误的是
A.该物质的化学式为MgB。
B.晶体中与B最近且等距的Mg有6个
C.晶胞中B一B间的最短距离为
2apmD.该物质的密度为
92
3a2cNAX10-o8·cm3。
13.锂一硫电池是下一代高比能可充电电池的核心候选,核心
优势在于高比能特性,科研人员开发了如图所示锂一硫电
池。已知:在锂硫电池中,多硫化物(S?,n可变)会在正、
Li
负极之间来回迁移发生副反应,这就是“多硫化物穿梭效
应”。下列说法错误的是
S
A.放电时,a极发生氧化反应
B.充电时,b极附近发生的反应有2Li2S一2e
金属锂
阳离子交换膜
硫一金属
Li2 S2 +2Li
氮化物
C.放电时,转移4mol电子时,有4 mol Li迁移到b极并参与反应
D.多硫化物在正、负极之间的穿梭会造成活性物质损失
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14.某铜矿含有的成分有Cu2(OH)2CO3、Fe3O4、CuS、SiO2(均为晶体状态)。取10.0g铜矿用稀
盐酸酸浸一段时间,过滤,获得滤液和浸渣。对铜矿和浸渣分别进行X射线衍射,所得衍射峰
的总强度如图所示:
▲Cu(OH2CO3
▲Cu(OHD2CO
50
5b
★SiO,
★SiO2
Aa
●CuS
4b
△Fe,O4
9
●CuS
△FeOa
2a
2
b
0
1020304050607080
1020304050
607080
铜矿
2×衍射角/°
浸渣
2×衍射角°
已知:衍射峰的总强度与晶体的质量分数成正比。下列说法错误的是
A.铜矿中SiO2的质量分数为10%
B.浸渣含1.0gCu2(OH)2C03
C.在实验室完成该实验用到托盘天平、烧杯、玻璃棒、普通漏斗
D.若滤液体积为100mL,溶液中c(Cu2+)≈0.432mol·L-1
15.已知:XA、X(OH)2不溶于水,H2A为二元弱酸,室温下,在
1.0
H2A、HA、A2-总浓度为0.1mol·L1的溶液中,含A微粒
(102,14)
的物质的量分数和pX随pH变化如图所示,其中pX代表
一1gc(X2+)。下列说法正确的是
0.5
/(4.8,0.5)
(10.2,0.5)
A.Kn[X(OH)2]的数量级为10-21
B.M点,pX=8.2
C.将0.1mol·L1Na2A溶液调至pH=5,溶液中一定存
pH
在:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA)+c(OH)
D.饱和Na2A溶液与饱和NaHA溶液均显碱性
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)镧(La)和钕(Nd)都是重要的稀土元素。镧可用于制备储氢材料一镧镍合金,该合金
在常温常压下就可吸放氢气。钕是轻稀土里价值最高、用量最大的战略金属,主打磁性、着色、
合金三大方向。一种由独居石制备La2O3和Nd2O3的流程如图所示:
浓NaOH
HCI
P507
NH)2CO溶液
独居石碱分解
水浸过滤
酸溶过滤
萃取
有机相
调pH
反萃取
沉钕
煅烧→Nd,O:
滤液1
滤渣1
滤渣2
水相
沉镧
煅烧
→La20,
H,CO溶液
已知:I.独居石的主要成分为RePO4(Re=Nd、La),还含有Si、Al、Fe的化合物等杂质。Nd、
La最常见的价态为十3。
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Ⅱ.室温下,Kn[Fe(OH)3]=4.0×10-38,K[A1(OH)3]=1.0×10-33,离子浓度小于或等于
10-5mol·L1时,认为该离子沉淀完全。
Ⅲ.萃取原理:水相中的Nd3+与有机萃取剂P507(HR)发生螯合萃取,反应为Nd3+(aq)十
3HR(org)
萃取NdR,(org)十3H(aq)△H<0(其中aq代表水相,org表有机相)。
反萃取
回答下列问题:
(I)“碱分解”的目的是将难溶于酸的RePO4转化为可溶于酸的Re(OH)3,“碱分解”时LaPO4
发生反应的化学方程式为
(2)“水浸过滤”后的滤渣为Re(OH)3、Fe(OH)3、A1(OH)3和SiO2,滤渣1的成分为
(3)“调pH”环节控制pH的最小值为
(保留两位有效数字)。
(4)“反萃取”为了从有机相中重新获得高浓度的Nd3+溶液,通常采用溶液进行洗脱,若要提高
反萃取率,应采取的措施是
(填字母)。
A.加入强酸,增大水相中c(H+)
B.加入弱碱,中和水相中的H+
C.升高温度
D.无限延长反萃取搅拌时间
(5)“沉钕”时加入(NH)2CO3溶液将Nd3+转化为Nd(OH)CO3沉淀,该反应的离子方程式为
Q
(6)LaNi,合金的一种晶胞结构属于面心立方晶系(如图所示)。该结构中
OLa
Ni处于La组成的四面体空隙中,当x=1.5时,四面体空隙的填充率为
。Ni或空位
,该晶胞中由La组成的八面体空隙平均有
个。
17.(14分)氢氧化铈[C(OH)4]是棕黄色粉末,不溶于水,具有很好的光学、电学和催化性能,应用
广泛。某科研小组以碳酸铈[Ce2(CO3)3]为原料制备Ce(OH)4的实验装置(部分夹持及加热
装置略)和实验步骤如下:
I.按图连接装置,关闭K1、K2,加入对应试剂;
仪器a
30%的
Ⅱ.取2.0gCe2(CO3)3于三颈烧瓶中,加入适量稀盐酸,电磁搅
10%NaOH
冷K2H2O2溶液
拌,至反应完全;
溶液
Ⅲ.打开K1,加入过量10%NaOH溶液,充分反应,得白色悬浊
液,关闭K1;
子混合液
V.打开K2,加人10mL30%的H2O2溶液,先生成黑色沉淀
恒温磁力搅拌器
Ce(OH)3·O0H,控制温度在50℃左右,搅拌反应30min,得到
黄色沉淀Ce(OH)4·2H2O,然后冷却至室温;
V.拆獬装置,将三颈烧瓶中的混合物转移至烧杯中,过滤、洗涤;在100~105℃烘干获得
Ce(OH)4产品。
已知:Ce(OH)3为白色粉末、难溶于水;酸性条件下Ce4+的氧化性比H2O2强,碱性条件下
H2O2的氧化性比Ce4+强。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为
;步骤Ⅲ加入NaOH溶液必须过量的原因是
(2)步骤V生成Ce(OH)3·OOH的化学方程式为
;Ce(OH)3·OOH转化为
Ce(OH)4·2H2O的过程中还有
(填化学式)生成。
(3)步骤V,反应体系控制在50℃左右的原因是
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(4)步骤V:将混合物过滤、洗涤,能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是
ⅥI.测定Ce(OH)4的纯度,实验步骤如下;
①取mg产品用适量稀硫酸溶解后,转移到容量瓶中配制成250L溶液;
②准确量取出25.00mL溶液于碘量瓶中,加入过量KI溶液,加塞摇匀,静置l0min(Ce被还
原为+3价);滴入2~3滴淀粉溶液;用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液进行滴定,平行滴
定三次,平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V1mL。
③空白实验:取25.00mL蒸馏水于碘量瓶中,加入KI溶液(与②相同),加塞摇匀,静置
l0min。重复②中滴定实验操作,消耗Na2S2O3标准溶液的平均体积为V2mL。
已知:I2十2S2O?—S4O8+2I。
(5)①滴定时,Na2S2O3标准溶液应盛放在
(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②产品中Ce(OH)4的质量分数为
%。做空白实验时,忘记静置10min,就进行滴
定,则测得Ce(OH)4的质量分数可能
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18.(14分)燃油汽车尾气中NO、NO2和CO处理的有关反应如下:
①2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)△H1=+115.2kJ·mol-1Ka
②2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+2CO2(g)△H2=-746.8kJ·mol-1KB
③2O3(g)3O2(g)△H3=-286.6kJ·mol-1Kc
(1)NO(g)+O3(g)==NO2(g)+O2(g)△H=
kJ·mol-1,K=
(2)已知:平衡常数K与反应热(△H)、温度(T)的关系式为lnK
8.314)。上述反应的平衡常数与温度关系如图甲所示。曲线L1代表反应
(填序
号)的8.314lnK与T关系,判断依据是
3.0f
2.5
L
袋
21.0
L2
0.5
0.0
-0.5
250
300350400
450
500
605040302010
100200300400500
T/K
NO去除率/%
浓度/mgL-)
⑧
D
(3)天然气也可以除去NO2,发生反应:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)十2H2O(g)。
某温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1 mol CH4(g)和2 mol NO2(g),发生上述反应,测
得容器内气体压强(p)与反应时间(t)的变化如表所示。
t/min
0
2
4
6
8
10
p/(100kPa)
4.80
5.44
5.76
5.92
6.00
6.00
①0~8min时间段内用NO2分压表示NO2的速率为
kPa·min-l。
②其他条件不变,起始投人4 mol CH4和5 mol NO2,达到平衡时平衡常数K。=
kPa.
(提示:以分压表示的平衡常数为K。,分压=总压X物质的量分数)
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(4)工业上,可采用电解吸收法将工业尾气中氮的氧化物转化成NO3。向0.1mol·L-1NaCl
溶液(含少量NaOH,pH=9)中通入NO电解,测得NO的去除率与电流强度的关系和溶液
中相关含氯粒子浓度变化与电流强度的关系如图乙所示。
①通过电流强度大于4A时,NO去除率降低的主要原因是
②如果电流强度为4A,工作amin时,通入了mgNO,则电解效率为
。[已知:电
解效率等于实际通过的电子物质的量与理论通过的电子物质的量之比,e)一名-/X头
法拉第常数F=96500C·mol-1]
19.(14分)磷脂酰肌醇-3-激酶抑制剂(XL765)是一种高效抗肿瘤抑制剂,适合治疗淋巴瘤、白血病
等疾病。药物XL765的合成路线如图所示:
CISO,H
NH,.HO
CHsNO,-
A
THF
CHINOZ
®C
NH,
回
DMF
0=S=0
C
TEA.DMF
NH:HO OH
NOH SOCL,DMF
NH,HCI,H2O
D
E
SnCl2,2H2O
O=S=00
DMF→I
S=00
TEA.ACN
NH
H
XL765
回答下列问题:
(1)A的名称为
(2)B→C的化学方程式为
(3)D为平面结构,则D中N原子的杂化类型为
(4)H的结构简式为
0
(5)I→J的反应类型为
(6)K有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有
种(不考虑立体异构)。
0
①苯环上含有4个取代基;②不含有
一CCl;③能发生水解,且1mol该同分异构体水解
最多消耗4 mol NaOH。
(7)参考上述路线,设计如下转化:
X(C.HiN)-HO OHY
SOCL,,DMF
HCI,H2O
X中只含有苯环和氨基,对X进行核磁共振氢谱分析发现谱图中出现3个吸收峰,峰面积比
为2:2:1,Y和Z中都含有3个环状结构,则Z的结构简式为
0
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