内容正文:
百色市2026年1月高三毕业班教学质量检测
化学试题
(考试用时75分钟,满分100分)
说明:
1.答卷前,考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚,密封线内不要答题。
2.直接在答题卷上答题(不在本试卷上答题)。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Al 27 Ce 140
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 我国运-20运输机、歼-21战斗机、福建舰航母等高科技武器的研发,离不开先进材料与化学技术的支撑。下列说法错误的是
A. 舰载机起降甲板防滑涂层所含聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯
B. 雷达天线核心部件所用的氮化镓(GaN)具有耐高温、高硬度及优良的电子传输性能
C. 隐身战机吸波涂层所含纳米钛酸钡陶瓷属于传统无机非金属材料
D. 运-20运输机、歼-21战斗机、福建舰航母某些金属部件可采用电化学防护技术减缓腐蚀
2. 以废铁屑和浓硫酸为原料,制备硫酸亚铁晶体。下列实验操作规范的是
A.除铁屑表面的油污
B.过滤除污后的铁屑
C.稀释浓硫酸用于溶解铁
D.蒸发硫酸亚铁溶液制硫酸亚铁晶体
A. A B. B C. C D. D
工业上采用石墨电极电解熔融氧化铝来冶炼铝。由于氧化铝的熔点较高(约2072℃),生产中常加入冰晶石作为助熔剂,可使混合体系的熔点降至,从而大幅降低能耗。在电解过程中,阳极的石墨会与电极产物反应而逐渐消耗,需要定期更换。冰晶石制备方法之一:
①;②。
据此材料完成下列小题。
3. 设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 溶液含有的数目为
B. 的HF溶液中,数目为
C. 生成108gAl,阳极可收集到(标准状况)
D. 含有的孤电子对数目为
4. 下列说法正确的是
A. 电子式为
B. 氟的一种核素中子数为10,其核素符号为
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 的配体是,配位数为6
5. 下列有关对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
氧化铝熔点高
氧化铝是偏向共价晶体的过渡晶体
B
水的沸点比HF高
水中氢键的键能比HF中的氢键键能大
C
键角:
中心原子杂化方式不同
D
密度:冰<干冰
冰是非密堆积,空间利用率低
A. A B. B C. C D. D
6. 广西盛产百香果,百香果中含有类黄酮类生物活性物质,如芹菜素、木犀草素等,这类物质具有抗氧化、抗炎等作用。芹菜素、木犀草素结构简式如图,下列有关芹菜素和木犀草素的说法错误的是
A. 二者互为同系物 B. 均可与溶液反应
C. 均可与溴水发生取代和加成两种反应 D. 两者分子离子峰质荷比相差16
7. 离子液体因具有良好的热稳定性和导电性,在有机合成、电池研发等领域应用广泛。首例发现于自然界的离子液体结构如图所示,、、、是原子序数依次增大的短周期元素,、、同周期,基态Z原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 元素电负性:
C. 原子半径: D. 该物质中Y和Z均采取杂化
8. 关于下列操作或现象,用离子方程式解释错误的是
A. 保存溶液时加入铁粉:
B. KI溶液久置变黄:
C. 用NaOH溶液除去Al表面的氧化膜:
D. 用稀硝酸洗涤试管上的银镜:
9. 卤化氢与不对称烯烃加成理论上可以生成两种加成产物,其机理如图。下列说法错误的是
A. 过渡态(2)能量比过渡态(1)能量高
B. 中间体的稳定性:
C. 选择合适的催化剂不能使成为主要产物
D. 该机理下与HBr加成主要产物为
10. 铜与浓硫酸加热反应后试管液体呈浅蓝色,试管底部沉积的固体呈灰白色,某同学进行了如下实验:
Ⅰ.冷却至室温,溶液颜色慢慢变浅至几乎无色,倾滤出上层清液,得到灰白色固体;
Ⅱ.将试管中的灰白色固体转移至耐酸的砂芯漏斗,抽滤,洗涤,所得固体仍为灰白色;
Ⅲ.将上一步所得固体溶于水后过滤,洗涤,得到的滤液呈蓝色,滤渣呈黑色;
Ⅳ.往黑色滤渣中加入稀硫酸,黑色物质部分溶解,溶液呈蓝色。
下列说法错误的是
A. 步骤Ⅰ冷却过程中,溶解在浓硫酸中的少量析出,使溶液几乎变为无色
B. 步骤Ⅱ采用抽滤可以加快过滤速率
C. 若不进行步骤Ⅱ,只进行步骤Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,步骤Ⅳ观察到的实验现象与原来完全一致
D. 由实验可推测灰白色固体含有、、铜的硫化物
11. 近期,我国科技工作者成功研发出一种新型水系锌离子电池,装置如图所示。该电池通过铵根离子在电极中的合理插层,显著扩大了电极材料的层间距,从而有效促进锌离子在电极中的快速嵌入与脱出。这种结构设计使该电池的充电时间大幅缩短至18秒,为快充储能器件的发展开辟了新途径。下列说法错误的是
A. 充电时,电解液中浓度降低
B. 充电时,锌离子从铵根插层电极快速脱出
C. 放电时,正极反应为
D. 放电时,电子由Zn电极经外电路流向铵根插层电极
12. (是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)如下,该正交晶胞的参数分别为。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中个数为12
B. 等距离且最近的数目为6
C. 取代部分后,所产生的空位是由离子迁出形成的
D. 取代部分后,该电解质的化学式为
13. 工业上可以通过甲烷与碳酸钙为原料,在催化剂作用下制备合成气(CO和)。
主反应:
副反应:
以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图所示。下列说法错误的是
A. 甲烷的流速为
B. 积炭速率一直增加
C. 时刻,副反应生成的速率小于主反应生成的速率
D. 之后反应停止,可能因为催化剂表面被积炭完全覆盖
14. 常温下,向溶液中分别滴加、、溶液,所得溶液中[,其中M表示、、]与的关系如图。下列说法错误的是
A.
B. 曲线表示与pAg的关系
C. 反应的平衡常数
D. 向浓度均为的NaX和的混合溶液中滴加溶液,AgX先沉淀
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硝酸铈铵是一种常见的氧化剂,在电子工业和催化工业方面应用广泛。已知硝酸铈铵受热易分解,易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸。某实验小组用碳酸铈和相关原料模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)由溶液与反应制备,装置如图1所示(省略夹持装置):
①仪器X的名称是___________。
②实验时,“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为___________(填标号)。
A. B. C. D.
③多孔球泡的作用是___________。
Ⅱ.制备
(2)由制的流程如图2所示:
①“氧化沉淀”时,反应的离子方程式为___________。
②洗涤产品的试剂宜选用___________。
③烘干时的温度不宜过高,原因是___________。
Ⅲ.测定产品纯度
(3)准确称取硝酸铈铵样品,加水溶解,配成100mL溶液。量取20.00mL溶液,移入250mL锥形瓶中,加入适量硫酸和磷酸,再加入2滴邻二氮菲指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(滴定过程中被还原为,无其它反应),消耗标准溶液,已知的摩尔质量为:
①产品中的质量分数为___________(用含a、c、V、M的最简表达式表示)。
②下列操作可能会使测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.配成100mL溶液,定容时俯视容量瓶刻度线
B.滴定开始时滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后有气泡
C.滴定过程中向锥形瓶中加少量蒸馏水冲洗内壁
D.滴定管水洗后未用标准溶液润洗
16. 氧化铋()在化工、电子和医疗行业有着广泛的应用。一种以含铋烧渣(主要成分为、,还含有少量、、及等)制取并回收锰的工艺流程如下:
已知:①氧化性:;“浸出”步骤中加浓盐酸至溶液;
②易水解成BiOCl沉淀;常温下,BiOCl存在的pH范围约为;
③常温下:。
(1)在元素周期表中位于___________区。
(2)滤渣1的主要成分是___________(填化学式)。
(3)“还原”步骤Bi粉的作用是___________。
(4)常温下,“含滤液”中浓度为时,为保证BiOCl产品的纯度,理论上,“沉铋”时应控制溶液的___________。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为___________。
(6)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到、和。在不同温度下硫酸锰的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示:
则从含锰浸出液中要获得较高纯度的操作是:控制温度在之间蒸发结晶、___________、___________、真空干燥。
(7)炼铜工业产生的烟灰中也含有大量铋元素,工业上常用改性季铵盐Ⅰ从炼铜烟灰碱性溶液中萃取铋,其工艺流程短、成本低。萃取反应机理如下:
①物质Ⅳ为___________(填化学式)。
②关于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质,下列说法正确的有___________(填标号)。
a.Ⅰ中的化学键均只有键
b.Ⅱ中Bi的化合价为+5
c.物质Ⅰ和Ⅲ可以通过核磁共振氢谱进行鉴别
17. 和是重要的含硫化合物,二者虽具有一定毒性,但同时也是重要的化工原料,它们的正确处理对保障环境安全和资源再利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.
(1)已知关于、有下列反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
①___________
②某温度下,假设只发生反应ⅰ、ⅱ.不同的浓度比对转化率的影响如图所示。下列说法正确的是___________(填标号)。
A.增大,的转化率升高
B.其他条件不变,升高温度,产率减小,的产率增大
C.反应ⅱ在任何温度下都不能自发进行
D.一定条件下,的浓度不再变化,反应ⅰ、ⅱ都达到平衡状态
③可以用作脱除的催化剂,吸附过程如图所示:
图甲和图乙两种吸附方式中,图乙比图甲的吸附能力强,可能的原因是___________(填标号)。
A.与元素的电负性有关,电负性不同,化合物中原子的电性不同
B.图乙中分子直接与表面的氧原子发生氢键作用,增强吸附稳定性
C.与原子之间的静电作用有关,不同电性微粒靠近时吸附能力强
D.图甲中仅以分子形态物理吸附在表面氧位点上,结合力较弱
II.工业上利用和制备硫酰氯,不仅消除了有毒气体对环境的影响,又制得重要化工产品硫酰氯,制备原理如下:
。
(2)不同温度下,在恒容密闭容器中按不同进料比充入和,维持初始压强()相同,测定在、、温度下体系达平衡时的(为体系平衡压强),结果如图。
①上图中温度由高到低的顺序是___________,判断依据为___________。
②温度下用分压表示的平衡常数___________。
(3)设计如下电化学装置也可以处理得到S和,电解质溶液均为稀硫酸。
①请写出右室得到S的总化学反应方程式___________。
②图中X、Y代表或中的一种,则X是___________。
18. 有机化合物L()在缓解急性呼吸道炎症引起的发热、疼痛方面有重要作用,其合成路线如下:
已知:①
②
③碳酸二甲酯在碱性条件下水解方程式为:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为___________;的反应类型为___________。
(2)“已知②”中的两种有机化合物、所标注的碳原子上的碳氢键极性较大的是___________(填①或②),原因是___________。
(3)化合物中官能团的名称为___________。
(4)已知G的分子式为,请写出反应的化学方程式___________。
(5)符合下列条件的(分子式:)的同分异构体有多种,请写出其中两种的结构简式___________。
①结构中除含有两个六元环外没有其它环,其中一个是苯环;
②1mol该物质与足量NaOH溶液反应生成;
③核磁共振氢谱显示有4组峰。
(6)参照上述流程,设计由2-溴丙烷、乙醇和乙酸为原料制备的合成路线___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
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化学试题
(考试用时75分钟,满分100分)
说明:
1.答卷前,考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚,密封线内不要答题。
2.直接在答题卷上答题(不在本试卷上答题)。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Al 27 Ce 140
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 我国运-20运输机、歼-21战斗机、福建舰航母等高科技武器的研发,离不开先进材料与化学技术的支撑。下列说法错误的是
A. 舰载机起降甲板防滑涂层所含聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯
B. 雷达天线核心部件所用的氮化镓(GaN)具有耐高温、高硬度及优良的电子传输性能
C. 隐身战机吸波涂层所含纳米钛酸钡陶瓷属于传统无机非金属材料
D. 运-20运输机、歼-21战斗机、福建舰航母某些金属部件可采用电化学防护技术减缓腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚四氟乙烯是四氟乙烯发生加聚反应生成的高分子化合物,单体为四氟乙烯,A正确;
B.氮化镓属于第三代半导体材料,具有耐高温、高硬度及优良的电子传输性能,适合作为雷达天线核心部件材料,B正确;
C.纳米钛酸钡陶瓷属于新型无机非金属材料,传统无机非金属材料包括玻璃、水泥、普通陶瓷等,C错误;
D.采用牺牲阳极法或外加电流法的电化学防护技术,可减缓金属部件的腐蚀,可应用于上述装备的金属防护,D正确;
故选C。
2. 以废铁屑和浓硫酸为原料,制备硫酸亚铁晶体。下列实验操作规范的是
A.除铁屑表面的油污
B.过滤除污后的铁屑
C.稀释浓硫酸用于溶解铁
D.蒸发硫酸亚铁溶液制硫酸亚铁晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.废铁屑表面的油污需用热的碱液(如碳酸钠溶液)洗涤除去,碳酸钠水解呈碱性,图中加热操作是该步骤中的规范操作,故A选项正确;
B.过滤除污后的铁屑,过滤操作需要使用玻璃棒引流,防止液体洒出,图中操作未使用玻璃棒引流,操作不规范,故B选项错误;
C.浓硫酸稀释时会放出大量的热,若将水加入浓硫酸中,由于水的密度比浓硫酸小,会使水浮在浓硫酸表面,导致热量散失不均,引起液体飞溅,造成危险。所以应该将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,图中操作不规范,故C选项错误;
D.硫酸亚铁晶体含有结晶水,蒸发硫酸亚铁溶液会使结晶水失去,无法得到硫酸亚铁晶体,应该采用冷却结晶的方法,故D选项错误;
故答案选:A。
工业上采用石墨电极电解熔融氧化铝来冶炼铝。由于氧化铝的熔点较高(约2072℃),生产中常加入冰晶石作为助熔剂,可使混合体系的熔点降至,从而大幅降低能耗。在电解过程中,阳极的石墨会与电极产物反应而逐渐消耗,需要定期更换。冰晶石制备方法之一:
①;②。
据此材料完成下列小题。
3. 设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 溶液含有的数目为
B. 的HF溶液中,数目为
C. 生成108gAl,阳极可收集到(标准状况)
D. 含有的孤电子对数目为
4. 下列说法正确的是
A. 电子式为
B. 氟的一种核素中子数为10,其核素符号为
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 的配体是,配位数为6
5. 下列有关对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
氧化铝熔点高
氧化铝是偏向共价晶体的过渡晶体
B
水的沸点比HF高
水中氢键的键能比HF中的氢键键能大
C
键角:
中心原子杂化方式不同
D
密度:冰<干冰
冰是非密堆积,空间利用率低
A. A B. B C. C D. D
【答案】3. D 4. D 5. B
【解析】
【3题详解】
A. 在水溶液中会发生水解反应:,溶液含有的数目小于,A错误;
B.的HF溶液中,题目没有给出溶液的体积,无法计算的物质的量,B错误;
C.生成Al,即,根据电解方程式 ,理论上生成 Al会伴随生成 ,在标准状况下,的体积为 ,由题意可知,在电解过程中,阳极的石墨会与电极产物反应而逐渐消耗,这意味着阳极产生的氧气会与石墨电极(C)反应生成或,导致收集到的体积远小于理论值,C错误;
D. 分子中心原子价层电子对数为2+=4,且含有2个孤电子对,含有的孤电子对数目为,D正确;
故选D。
【4题详解】
A. 是共价化合物,碳原子与氧原子之间形成两对共用电子对,电子式为:,A错误;
B.氟的质子数(原子序数)为9,中子数为10,则质量数为10+9=19,核素符号应为,B错误;
C. 中心原子价层电子对数 = ,无孤电子对,空间构型为平面三角形:,C错误;
D.中阴离子为 ,中心离子是,配体是,配位数为6,D正确;
故选D。
【5题详解】
A.中Al元素和O元素的电负性差值不是很大,离子键的百分数不大,化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,是偏向共价晶体的过渡晶体,破坏晶体需要消耗大量能量,因此熔点高,A正确;
B.F的电负性大于O,水中氢键的键能比HF中的氢键键能小,水的沸点比HF高的原因是:水分子间的氢键数目比HF多,B错误;
C.中心C原子价层电子对数为=2,为杂化,键角为180°;中心C原子价层电子对数为=3,为杂化,键角 ;中心O原子价层电子对数为=4,为杂化(含两对孤对电子),键角约 ;因此键角:,C正确;
D.干冰是分子晶体,分子采取面心立方最密堆积,空间利用率高。冰中水分子通过氢键形成四面体结构,这种结构存在较大的空隙,属于非密堆积,导致冰的密度比水小,也比干冰小,D正确;
故选B。
6. 广西盛产百香果,百香果中含有类黄酮类生物活性物质,如芹菜素、木犀草素等,这类物质具有抗氧化、抗炎等作用。芹菜素、木犀草素结构简式如图,下列有关芹菜素和木犀草素的说法错误的是
A. 二者互为同系物 B. 均可与溶液反应
C. 均可与溴水发生取代和加成两种反应 D. 两者分子离子峰质荷比相差16
【答案】A
【解析】
【详解】A.同系物是指结构相似,分子组成上相差一个或若干个原子团的化合物。木犀草素分子式中有6个氧原子,芹菜素分子式中有5个氧原子,氧原子数不相等,二者不互为同系物,A错误;
B.二者都属于酚类物质,酚类有酸性,且酸性大于碳酸氢盐,所以二者都可以和溶液反应生成,B正确;
C.二者都属于酚类物质,且酚羟基的邻对位有键,可以和溴水发生取代反应;二者分子结构中位于中间的六元环上都有碳碳双键,都可以和溴水发生加成反应。C正确;
D.二者分子组成上只相差一个氧原子,所以芹菜素的离子峰质荷比比木犀草素小16,D正确;
故选A。
7. 离子液体因具有良好的热稳定性和导电性,在有机合成、电池研发等领域应用广泛。首例发现于自然界的离子液体结构如图所示,、、、是原子序数依次增大的短周期元素,、、同周期,基态Z原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 元素电负性:
C. 原子半径: D. 该物质中Y和Z均采取杂化
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q是短周期元素,原子序数依次增大,Y、Z、Q同周期。根据结构图,X形成1个共价键,应为H元素;Y形成4个共价键,应为C元素,Q形成2个共价键或一个共价键带一个负电荷,为O元素,、、同周期,均为第二周期,基态Z原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,基态Z原子轨道的s轨道电子总数为4,则p轨道电子数为3,故为N元素,据此分析以下各选项;
【详解】A.第一电离能 Q > Z > Y。即 O > N > C。根据元素周期律,同周期第一电离能总体呈增大趋势,但N的2p轨道半满( ),更稳定,第一电离能高于O。因此,第一电离能顺序为 N > O > C,即 Z > Q > Y,A项错误;
B.元素电负性 Q > Z > Y > X。即 O > N > C > H。电负性:O(3.44)> N(3.04)> C(2.55)> H(2.20),符合 Q > Z > Y > X,B正确;
C.原子半径 Q > Z > Y。即 O > N > C。同周期元素,原子半径随原子序数增大而减小,应为 C > N > O,即 Y > Z > Q,C错误;
D.Y是C,图中C形成4个单键(如 中的C),为 杂化。但在HCOO-中为sp2杂化,D错误;
故选B。
8. 关于下列操作或现象,用离子方程式解释错误的是
A. 保存溶液时加入铁粉:
B. KI溶液久置变黄:
C. 用NaOH溶液除去Al表面的氧化膜:
D. 用稀硝酸洗涤试管上的银镜:
【答案】D
【解析】
【详解】A.易被氧化为,加入铁粉发生归中反应,离子方程式,电荷、原子均守恒,A正确;
B.具有还原性,久置被空气中氧化为使溶液变黄,离子方程式符合反应事实,电荷、原子均守恒,B正确;
C.表面的氧化膜为,属于两性氧化物,与溶液反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式,符合反应事实,电荷、原子均守恒,C正确;
D.稀硝酸与银反应的还原产物为,正确离子方程式为,选项中还原产物为,D错误;
故选D。
9. 卤化氢与不对称烯烃加成理论上可以生成两种加成产物,其机理如图。下列说法错误的是
A. 过渡态(2)能量比过渡态(1)能量高
B. 中间体的稳定性:
C. 选择合适的催化剂不能使成为主要产物
D. 该机理下与HBr加成主要产物为
【答案】C
【解析】
【详解】A.纵坐标为能量,过渡态(2)的峰值高于过渡态(1),因此过渡态(2)能量更高,A正确;
B.能量越低物质越稳定,图中中间体的能量低于,因此稳定性,B正确;
C.催化剂可以改变反应路径,选择性降低目标产物的活化能,加快该路径的反应速率;例如过氧化物做催化剂时,HBr与不对称烯烃加成可得到反马氏产物,使其成为主要产物,C错误;
D.该机理优先生成更稳定的碳正离子,与HBr加成时,优先生成更稳定的叔碳正离子,最终结合得到主要产物,D正确;
故选C。
10. 铜与浓硫酸加热反应后试管液体呈浅蓝色,试管底部沉积的固体呈灰白色,某同学进行了如下实验:
Ⅰ.冷却至室温,溶液颜色慢慢变浅至几乎无色,倾滤出上层清液,得到灰白色固体;
Ⅱ.将试管中的灰白色固体转移至耐酸的砂芯漏斗,抽滤,洗涤,所得固体仍为灰白色;
Ⅲ.将上一步所得固体溶于水后过滤,洗涤,得到的滤液呈蓝色,滤渣呈黑色;
Ⅳ.往黑色滤渣中加入稀硫酸,黑色物质部分溶解,溶液呈蓝色。
下列说法错误的是
A. 步骤Ⅰ冷却过程中,溶解在浓硫酸中的少量析出,使溶液几乎变为无色
B. 步骤Ⅱ采用抽滤可以加快过滤速率
C. 若不进行步骤Ⅱ,只进行步骤Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,步骤Ⅳ观察到的实验现象与原来完全一致
D. 由实验可推测灰白色固体含有、、铜的硫化物
【答案】C
【解析】
【详解】A.在浓硫酸中的溶解度随温度降低而减小,步骤Ⅰ冷却过程中溶解的析出,溶液中铜离子浓度大幅降低,几乎变为无色,A正确;
B.抽滤为减压过滤,可加快过滤速率,B正确;
C.若不进行步骤Ⅱ,灰白色固体表面附着的残留浓硫酸会在步骤Ⅲ加水时被稀释为稀硫酸,与固体中的反应生成进入滤液,导致步骤Ⅳ的滤渣中不含,加入稀硫酸后不会出现黑色物质部分溶解、溶液变蓝的现象,与原实验现象不一致,C错误;
D.步骤Ⅲ加水后滤液呈蓝色,说明灰白色固体含;步骤Ⅳ黑色滤渣加稀硫酸部分溶解、溶液呈蓝色,说明含,剩余不溶黑色固体为铜的硫化物,可推测灰白色固体含有上述三种物质,D正确;
故选C。
11. 近期,我国科技工作者成功研发出一种新型水系锌离子电池,装置如图所示。该电池通过铵根离子在电极中的合理插层,显著扩大了电极材料的层间距,从而有效促进锌离子在电极中的快速嵌入与脱出。这种结构设计使该电池的充电时间大幅缩短至18秒,为快充储能器件的发展开辟了新途径。下列说法错误的是
A. 充电时,电解液中浓度降低
B. 充电时,锌离子从铵根插层电极快速脱出
C. 放电时,正极反应为
D. 放电时,电子由Zn电极经外电路流向铵根插层电极
【答案】A
【解析】
【详解】A.充电时,阳极(铵根插层V2O5电极)发生反应:ZnxV2O5- 2xe- = V2O5 + xZn2+(锌离子脱出),阴极(Zn电极)发生反应:Zn2++ 2e-= Zn(锌离子得电子生成Zn)。阳极生成的Zn2+与阴极消耗的Zn2+物质的量相等,电解液中Zn2+浓度不变,故A错误;
B.充电时,铵根插层V2O5电极作为阳极,发生氧化反应,锌离子从该电极快速脱出,故B正确;
C.放电时,正极(铵根插层V2O5电极)发生还原反应,锌离子嵌入电极,反应为V2O5+ xZn2++ 2xe-= ZnxV2O5,故C正确;
D.放电时,Zn电极为负极,电子由负极(Zn电极)经外电路流向正极(铵根插层V2O5电极),故D正确;
故答案选:A。
12. (是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)如下,该正交晶胞的参数分别为。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中个数为12
B. 等距离且最近的数目为6
C. 取代部分后,所产生的空位是由离子迁出形成的
D. 取代部分后,该电解质的化学式为
【答案】B
【解析】
【分析】首先计算晶胞中的数目,正交晶胞顶点粒子分摊系数为,面心粒子分摊系数为,求得数目为,结合原化学式中与的个数比为1:3,可得数目为12。取代时,每引入1个体系正电荷增加1,为保持电中性,需迁出对应数目的平衡电荷。该正交晶胞三个棱长,不同轴向相邻的距离不相等,不存在6个等距离的最近。
【详解】A.晶胞中的数目为4,原化学式中与个数比为1:3,因此每个晶胞中个数为,A正确;
B.该晶胞为正交晶胞,,三个轴向相邻的距离分别为、、,互不相等,因此等距离且最近的数目不为6,B错误;
C.取代后,每取代1个体系正电荷增加1,为保持电中性,需迁出1个带1个正电荷的,因此产生的空位由迁出形成,C正确;
D.设的数目为,为平衡正电荷,数目为,数目为,因此取代后电解质的化学式正确,D正确;
故选B。
13. 工业上可以通过甲烷与碳酸钙为原料,在催化剂作用下制备合成气(CO和)。
主反应:
副反应:
以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图所示。下列说法错误的是
A. 甲烷的流速为
B. 积炭速率一直增加
C. 时刻,副反应生成的速率小于主反应生成的速率
D. 之后反应停止,可能因为催化剂表面被积炭完全覆盖
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,0~t1min时,甲烷的流出速率为0,氢气和一氧化碳的流出速率均为2 mmol/min,说明反应器中只有主反应发生,且通入的甲烷完全反应,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,甲烷的流速为:2 mmol/min×=1 mmol/min,A正确;
B.由图可知,t1~t3min时,甲烷的流出速率为0,一氧化碳的流出速率逐渐减小,说明积炭速率逐渐增大;t3~t4min时,一氧化碳的流出速率为0,氢气的流出速率逐渐减小,说明积炭速率逐渐减小,则t1~t4min时,积炭速率先增大后减小,B错误;
C.由图可知,t2时刻,氢气的流出速率为2 mmol/min,一氧化碳的流出速率大于1 mmol/min,则由方程式可知,副反应生成氢气的速率小于主反应生成氢气的速率,C正确;
D.由图可知,t4min时,氢气和一氧化碳的流出速率均为0,甲烷的流出速率为1 mmol/min,说明主反应和副反应均停止,可能是催化剂被积碳完全覆盖所致,D正确;
故选B。
14. 常温下,向溶液中分别滴加、、溶液,所得溶液中[,其中M表示、、]与的关系如图。下列说法错误的是
A.
B. 曲线表示与pAg的关系
C. 反应的平衡常数
D. 向浓度均为的NaX和的混合溶液中滴加溶液,AgX先沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.由纵坐标数据可知:Ksp(AgX)=10-11.99,Ksp(Ag3Y)=10-16.05,Ksp(Ag3Z)=10-21.99,设L1、L2交点坐标为(a,b)代入①,②,联立解得a=5,A选项正确;
B.Y3-、Z3-与Ag+形成沉淀的类型相同,斜率相同,应为平行线,故L1表示pZ3-与pAg的关系,L2表示pX-与pAg的关系,B选项正确;
C.的平衡常数,C选项错误;
D.0.1mol/L NaX溶液,析出沉淀需要的最小,0.1mol/L Na3Z溶液,析出沉淀需要的最小,D选项正确;
因此答案选C。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硝酸铈铵是一种常见的氧化剂,在电子工业和催化工业方面应用广泛。已知硝酸铈铵受热易分解,易溶于水和乙醇,几乎不溶于浓硝酸。某实验小组用碳酸铈和相关原料模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)由溶液与反应制备,装置如图1所示(省略夹持装置):
①仪器X的名称是___________。
②实验时,“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为___________(填标号)。
A. B. C. D.
③多孔球泡的作用是___________。
Ⅱ.制备
(2)由制的流程如图2所示:
①“氧化沉淀”时,反应的离子方程式为___________。
②洗涤产品的试剂宜选用___________。
③烘干时的温度不宜过高,原因是___________。
Ⅲ.测定产品纯度
(3)准确称取硝酸铈铵样品,加水溶解,配成100mL溶液。量取20.00mL溶液,移入250mL锥形瓶中,加入适量硫酸和磷酸,再加入2滴邻二氮菲指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(滴定过程中被还原为,无其它反应),消耗标准溶液,已知的摩尔质量为:
①产品中的质量分数为___________(用含a、c、V、M的最简表达式表示)。
②下列操作可能会使测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.配成100mL溶液,定容时俯视容量瓶刻度线
B.滴定开始时滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后有气泡
C.滴定过程中向锥形瓶中加少量蒸馏水冲洗内壁
D.滴定管水洗后未用标准溶液润洗
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. D ③. 增大气体与溶液的接触面积,使气体被充分吸收,提高反应效率
(2) ①. ②. 浓硝酸 ③. 防止受热易分解
(3) ①. ②. AD
【解析】
【分析】I.装置A中石灰石和盐酸反应生成二氧化碳,装置C中浓氨水和氧化钙反应生成氨气,制备溶液时,先通氨气再通二氧化碳,溶液与CeCl3反应制备;Ⅱ.制备硝酸铈铵的工艺流程中,碳酸铈溶于硝酸变为Ce3+,在过氧化氢氧化和氨水作用下转化为Ce(OH)4,加入硝酸浆化,然后加入硝酸铵反应,通过过滤、洗涤、烘干转化为目标产品;据此分析解题。
【小问1详解】
①仪器X为三颈烧瓶;
②反应原理是利用溶液与反应制备,需先通入使溶液呈碱性,再通入生成,最后加入,先开,使C中与浓氨水反应产生的进入 ,营造碱性环境;再开,中石灰石与酸反应生成,进入与、反应生成;最后开,将溶液滴入,与反应生成 沉淀,因此旋塞打开顺序为;故选D;
③多孔球泡可增大气体与溶液的接触面积,使气体被充分吸收,提高反应效率;
【小问2详解】
①“氧化沉淀”步骤中, 被氧化为,并与反应生成沉淀,离子方程式为: ;
②由题干知 “几乎不溶于浓硝酸”,而易溶于水和乙醇;因此洗涤时应选浓硝酸,可减少产品因溶解造成的损失,同时洗去表面杂质;
③
题干明确“受热易分解”,若烘干温度过高,会导致产物分解,降低产率和纯度;
【小问3详解】
①滴定过程中发生反应:,已知20.00 mL溶液中消耗了c mol·L-1的Fe2+溶液V mL,即消耗的Fe2+的物质的量为:,n(Ce4+) = n(Fe2+) = cV×10-3 mol,100 mL溶液中n(Ce4+)为:,样品中的质量为,质量分数为:;
②A.俯视定容会导致加入的水少于预期,待测溶液浓度偏高,导致滴定时消耗的标准液体积V偏大,导致计算出的m偏大,质量分数偏高,A符合题意;
B.滴定开始时滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后有气泡,会导致消耗的Fe2+体积偏小,n(Ce4+)偏小,m偏小,质量分数偏低,B不符合题意;
C.加水冲洗内壁不会影响反应物的物质的量,因为滴定是基于物质的量比,而非溶液浓度,C不符合题意;
D.未润洗滴定管会导致标准溶液被稀释,实际浓度低于c,消耗的体积会偏大导致n(Ce4+)偏大,质量分数偏高,D符合题意;
故选AD。
16. 氧化铋()在化工、电子和医疗行业有着广泛的应用。一种以含铋烧渣(主要成分为、,还含有少量、、及等)制取并回收锰的工艺流程如下:
已知:①氧化性:;“浸出”步骤中加浓盐酸至溶液;
②易水解成BiOCl沉淀;常温下,BiOCl存在的pH范围约为;
③常温下:。
(1)在元素周期表中位于___________区。
(2)滤渣1的主要成分是___________(填化学式)。
(3)“还原”步骤Bi粉的作用是___________。
(4)常温下,“含滤液”中浓度为时,为保证BiOCl产品的纯度,理论上,“沉铋”时应控制溶液的___________。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为___________。
(6)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到、和。在不同温度下硫酸锰的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示:
则从含锰浸出液中要获得较高纯度的操作是:控制温度在之间蒸发结晶、___________、___________、真空干燥。
(7)炼铜工业产生的烟灰中也含有大量铋元素,工业上常用改性季铵盐Ⅰ从炼铜烟灰碱性溶液中萃取铋,其工艺流程短、成本低。萃取反应机理如下:
①物质Ⅳ为___________(填化学式)。
②关于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质,下列说法正确的有___________(填标号)。
a.Ⅰ中的化学键均只有键
b.Ⅱ中Bi的化合价为+5
c.物质Ⅰ和Ⅲ可以通过核磁共振氢谱进行鉴别
【答案】(1)p (2)
(3)将还原为,同时可能将还原为
(4)6 (5)
(6) ①. 趁热过滤 ②. 用的蒸馏水洗涤次
(7) ①. Na2CO3 ②. c
【解析】
【分析】含铋烧渣(主要成分为、,还含有少量、、及等)水浸取过程MnSO4溶于水,剩余物质经浓盐酸浸出后过滤,滤渣1为SiO2,滤液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+、Bi3+;Bi粉处理滤液,则Cu2+被还原成Cu,Fe3+被还原成Fe2+,过滤,滤渣2中含有Cu以及过量的Bi粉,滤液中含有Fe2+、Bi3+;加入Na2CO3溶液调节pH,Bi3+水解得到BiOCl沉淀,过滤;BiOCl沉淀用NaOH溶液处理得到Bi2O3;据此作答。
【小问1详解】
的原子序数为83,位于第六周期第ⅤA族,属于p区元素;
【小问2详解】
由分析可知,不溶于水和盐酸,滤渣1主要成分为 ;
【小问3详解】
在“浸出”步骤中,转化为,转化为,转化为;根据已知①,氧化性,因此可将还原为,同时可能将还原为;
【小问4详解】
根据题目, 存在的 范围为 2.0~11.0;若过高,会沉淀为,导致产品不纯,已知 ,,,,,,因此, 时,不会沉淀,可保证纯度;
【小问5详解】
“沉铋”后得到,已知BiOCl存在的pH范围约为,在时,转化为;反应中元素化合价未变,属于非氧化还原反应,离子方程式为:;
【小问6详解】
根据溶解度曲线:在 时稳定存在,在80~90℃蒸发结晶后,需趁热过滤,避免降温析出,过滤后需用的蒸馏水洗涤次,减少溶解损失,最后真空干燥,避免高温分解;
【小问7详解】
①根据方程式的元素守恒可知,物质Ⅳ为Na2CO3;
②a.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,Ⅰ中的碳氧双键中含有π键,a错误;
b.物质Ⅱ的化学式为,在化合物中,各元素化合价的代数和为零,Na的化合价为+1,H的化合价为+1,O的化合价为-2,S的化合价为-2,设Bi的化合价为 x,,,b错误;
c.物质Ⅰ和Ⅲ含有的官能团不同,可以通过核磁共振氢谱进行鉴别,c正确;
故选c。
17. 和是重要的含硫化合物,二者虽具有一定毒性,但同时也是重要的化工原料,它们的正确处理对保障环境安全和资源再利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.
(1)已知关于、有下列反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
①___________
②某温度下,假设只发生反应ⅰ、ⅱ.不同的浓度比对转化率的影响如图所示。下列说法正确的是___________(填标号)。
A.增大,的转化率升高
B.其他条件不变,升高温度,产率减小,的产率增大
C.反应ⅱ在任何温度下都不能自发进行
D.一定条件下,的浓度不再变化,反应ⅰ、ⅱ都达到平衡状态
③可以用作脱除的催化剂,吸附过程如图所示:
图甲和图乙两种吸附方式中,图乙比图甲的吸附能力强,可能的原因是___________(填标号)。
A.与元素的电负性有关,电负性不同,化合物中原子的电性不同
B.图乙中分子直接与表面的氧原子发生氢键作用,增强吸附稳定性
C.与原子之间的静电作用有关,不同电性微粒靠近时吸附能力强
D.图甲中仅以分子形态物理吸附在表面氧位点上,结合力较弱
II.工业上利用和制备硫酰氯,不仅消除了有毒气体对环境的影响,又制得重要化工产品硫酰氯,制备原理如下:
。
(2)不同温度下,在恒容密闭容器中按不同进料比充入和,维持初始压强()相同,测定在、、温度下体系达平衡时的(为体系平衡压强),结果如图。
①上图中温度由高到低的顺序是___________,判断依据为___________。
②温度下用分压表示的平衡常数___________。
(3)设计如下电化学装置也可以处理得到S和,电解质溶液均为稀硫酸。
①请写出右室得到S的总化学反应方程式___________。
②图中X、Y代表或中的一种,则X是___________。
【答案】(1) ①. ②. B ③. AC
(2) ①. ②. 是气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小 ③.
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,,;
②A.由图可知,当 增大,转化率下降,A错误;
B.反应i为放热反应,升温使平衡左移,产率减小,反应ii为吸热反应,升温使平衡右移,产率增大,B正确;
C.反应ii的,但气体分子数增加, ,故高温下,反应可自发进行,C错误;
D.仅参与反应i,其浓度不变仅表明反应i达平衡,无法推断反应ii是否平衡,D错误;
故选B;
③A.元素的电负性不同导致H2S分子中H原子带部分正电荷、S原子带部分负电荷。在图乙中,H原子与O2-、S原子与Al3+之间存在静电吸引作用,增强了吸附能力,A正确;
B.S的电负性不大,H-S不能与O原子形成氢键,B错误;
C.在图乙中,H2S的H靠近O2-,S靠近Al3+,这种带相反电荷之间的静电吸引作用增强了吸附能力,C正确;
D.图甲和图乙中,H2S分子均未发生解离,仅通过范德华力氢键吸附在表面,D错误;
故选AC。
【小问2详解】
①是气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小,根据题目给出的图像,当相同时,对应的最小,对应的最大,因此,;
②点 ,,设初始时 , ,总物质的量为 ,初始总压强 ,可以将物质的量直接用压强表示:初始 ,初始 ,设反应达到平衡时,的变化量为 ,则:
平衡总压强,根据,因此, ,平衡时,,,分压平衡常数 。
【小问3详解】
①右室中被氧化为,被还原生成I-,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:;
②由图可知,左室中和Y反应生成X和H,中O元素化合价下降,说明Y具有还原性被氧气氧化,则Y为,X为。
18. 有机化合物L()在缓解急性呼吸道炎症引起的发热、疼痛方面有重要作用,其合成路线如下:
已知:①
②
③碳酸二甲酯在碱性条件下水解方程式为:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为___________;的反应类型为___________。
(2)“已知②”中的两种有机化合物、所标注的碳原子上的碳氢键极性较大的是___________(填①或②),原因是___________。
(3)化合物中官能团的名称为___________。
(4)已知G的分子式为,请写出反应的化学方程式___________。
(5)符合下列条件的(分子式:)的同分异构体有多种,请写出其中两种的结构简式___________。
①结构中除含有两个六元环外没有其它环,其中一个是苯环;
②1mol该物质与足量NaOH溶液反应生成;
③核磁共振氢谱显示有4组峰。
(6)参照上述流程,设计由2-溴丙烷、乙醇和乙酸为原料制备的合成路线___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 1,3-丁二烯 ②. 酯化(取代)反应
(2) ①. ② ②. 羰基中氧原子的电负性较大,羰基为吸电子基团,①号碳原子连接一个羰基,而②号碳原子连接两个羰基,因此②号碳上的碳氢键电子云密度更小,极性更大
(3)羰基、酯基 (4)++HBr
(5)、、 (任写两种)
(6)CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
【解析】
【分析】由合成路线可知,A与Br2发生加成反应得到B,B的结构简式为,B与氢气在催化剂加热的条件下发生加成反应生成C,结合C的分子式可知结构简式为,结合已知①C生成D的过程中引入了羧基(-COOH),D的结构简式为,D与甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成E;结合已知②E和醇钠在加热条件下生成F,F的结构简式为,F与G在一定条件下生成H,G的结构简式为,H经水解得到J,J的结构简式为,J脱酸形成K,K在“NaOH溶液、乙醇”条件下,剩余的酯基发生水解反应,最终生成L。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,其名称为1,3-丁二烯;D与甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生取代(酯化)反应生成E。
【小问2详解】
羰基中氧原子的电负性较大,羰基为吸电子基团,①号碳原子连接一个羰基,而②号碳原子连接两个羰基,因此②号碳上的碳氢键电子云密度更小,极性更大。
【小问3详解】
由K的结构简式可知,其中官能团的名称为:羰基、酯基。
【小问4详解】
由分析可知,G为,F为;和发生取代反应生成H和HBr,化学方程式为:++HBr。
【小问5详解】
的同分异构体满足条件:①结构中含有两个六元环,其中一个是苯环,②1 mol该物质与足量NaOH溶液反应可以生成,说明含有2个-OCOO-,且形成六元环,③H-NMR显示有4组峰,说明其是对称的结构,满足条件的同分异构体:、、 。
【小问6详解】
结合题中合成路线和已知信息,乙醇先发生催化氧化反应生成乙醛,乙醛再发生氧化反应生成乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙酸乙酯和醇钠反应生成,和2-溴丙烷发生取代反应生成,合成路线:CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3。
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