内容正文:
2025届高三第五次模拟考试
化 学
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 春节是中华民族的传统节日,在进行节日庆祝时用到了许多物品都与化学知识相关,下列有关说法错误的是
物品或活动
涉及的化学知识或原理
A
用糯米制作年糕
糯米中富含支链淀粉,支链淀粉在糊化时能形成凝胶
B
燃放烟花
金属元素原子的电子从激发态跃迁回基态并释放能量
C
用瓷器盛放食物
用高岭土烧制陶器的温度一般要高于瓷器
D
书写春联
鞣酸铁墨水中铁含量越多,被氧气氧化后的墨水颜色越深
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.糯米年糕中含有支链淀粉,在糊化时能形成凝胶,故A正确;
B.激发态能量大于基态,金属元素原子的电子从激发态跃迁回基态并释放能量,故B正确;
C.陶器烧制的温度通常在950~1165℃度之间,而瓷器的烧制温度一般都在1280~1400℃以上,因此瓷器需要的烧制温度比陶器高,故C错误;
D.鞣酸亚铁中(Fe2+)被氧化为黑色沉淀鞣酸铁(Fe3+),铁含量直接影响最终产物的浓度,铁含量越大颜色越深,故D正确;
故答案为C。
2. 下列化学用语表达错误的是
A. 醇分子间形成氢键:
B. 石英、焦炭在高温氮气流中反应制备氮化硅:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO
C. 2py电子云:
D. 硅氧四面体的结构示意图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.醇分子间氢键通常用虚线或点线连接H和电负性较强的O,图中表示正确,A正确;
B.石英、焦炭在高温氮气流中反应制备氮化硅,据此知反应物和生成物,根据化合价升降配平化学方程式:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,B正确;
C.2py电子云沿y轴分布,图示正确,C正确;
D.Si原子半径大于O原子半径,但图中代表O的球明显大于代表Si的球,D错误;
故答案选D。
3. 布洛芬、对乙酰氨基酚为家中常备镇痛解热药物,下列说法正确的是
A. 可以通过红外光谱来区分布洛芬和对乙酰氨基酚
B. 对乙酰氨基酚分子的核磁共振氢谱图中最大质荷比为151
C. 布洛芬和苯乙酸乙酯()互为同系物
D. 布洛芬分子中所有碳原子可能共面
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知红外光谱图中能够确定官能团的种类或化学键,由题干信息可知,布洛芬中含有羧基,而对乙酰氨基酚中含有酚羟基和酰胺基,故可以通过红外光谱来区分布洛芬和对乙酰氨基酚,A正确;
B.由题干信息可知,对乙酰氨基酚分子的相对分子质量为151,对乙酰氨基酚分子的质谱图中最大质荷比为151,而核磁共振氢谱图中反映不同环境氢原子的种类和数量,B错误;
C.由题干布洛芬的结构简式可知,布洛芬和苯乙酸乙酯()的官能团种类和数目不同,即结构不相似,故不互为同系物,C错误;
D.由题干布洛芬的结构简式可知,布洛芬分子中含有同时连有3个碳原子的sp3杂化的碳原子,故布洛芬分子中不可能所有碳原子共面,D错误;
故答案为:A。
4. 下列选用的仪器(部分夹持装置已略去)和药品能达到实验目的的是
A.比较碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性
B.检验铜与浓硫酸反应产生的
C.制乙炔并检验乙炔的性质
D.比较盐酸、碳酸与苯酚的酸性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.小试管中受热温度低,为对比二者的稳定性,小试管中应为碳酸氢钠,且分解生成的二氧化碳使石灰水变浑浊,A不合题意;
B.加热时Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫使品红褪色,可检验二氧化硫,B符合题意;
C.生成的乙炔中混有硫化氢,均使溴水褪色,不能检验乙炔的性质,C不合题意;
D.挥发的盐酸也可以与苯酚钠反应,不能比较碳酸、苯酚的酸性强弱,D不合题意;
故答案为:B。
5. 工业利用钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁)冶炼钛的主反应:,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 既是氧化产物,又是还原产物
B. 1L0.1mol/L溶液中,阳离子数目大于
C. 每生成1mol,转移电子数为
D. 易水解,水解产物为
【答案】C
【解析】
【详解】A.,C元素从0价升高为+2价,Cl元素从0价降低为-1价,Fe从+2价变为+3价,则氯气是氧化剂,钛酸亚铁与碳是还原剂,既是氧化产物,又是还原产物,A正确;
B.Fe3+水解:,导致阳离子数目变多,即1L0.1mol/L溶液中,阳离子数目大于,B正确;
C.根据化学方程式知每生成1mol,有3.5mol的氯气参与反应,即由7mol的Cl从0价降低到-1价,转移电子数为,C错误;
D.易水解,水解产物为,D正确;
故选C。
6. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸除水壶的水垢:
B. “海水提镁”中用石灰乳沉镁:
C. 使溴水褪色:
D. 用溶液腐蚀铜线路板:
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH3COOH为弱电解质,离子方程式书写时不能拆,用醋酸除水壶的水垢的离子方程式为:,A错误;
B.石灰乳在离子方程式书写时不能拆,则“海水提镁”中用石灰乳沉镁的离子方程式为:,B错误;
C.使溴水褪色的反应方程式为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,故离子方程式为:,C正确;
D.用溶液腐蚀铜线路板的离子方程式为:,原离子方程式电荷不守恒,D错误;
故答案为:C。
7. 化学物质丰富而又独特的性质离不开其神奇的微观结构。下列事实解释错误的是
事实
解释
A
氧气中O=O的键能大于O-O的键能的三倍
O2分子中只存在一个π键
B
NaCl分散在乙醇中形成胶体
乙醇分子极性小,NaCl的溶解度有限
C
羰基的热力学稳定性通常强于硫羰基
C与O原子半径相近,二者p轨道大小接近,重叠程度比S、O之间大
D
三氯蔗糖甜度高、热量值极低,是近乎完美的甜味剂
蔗糖分子中三个羟基被氯原子取代后,分子的性质发生改变,不再被人体代谢
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.O2分子中只存在一个π键,则氧气中O=O的键能小于O-O的键能的二倍,故A错误;
B.乙醇分子的极性比水分子的极性弱,故NaCl在乙醇中溶解度小,通常形成胶体,故B正确;
C.由于C与O原子半径相近,二者p轨道大小接近,重叠程度比S、O之间大,故羰基的热力学稳定性通常强于硫羰基,故C正确;
D.蔗糖分子中三个羟基被氯原子取代后,分子的性质发生改变,不再被人体代谢,故三氯蔗是近乎完美的甜味剂,故D正确;
答案选A。
8. 一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如图所示。下列叙述正确的是
A. 化合物1存在顺反异构
B. 化合物1与乙烯互为同系物
C. 化合物2可以与乙二醇发生缩聚反应
D. 化合物2中含手性碳原子且所有碳原子一定共面
【答案】C
【解析】
【详解】A.顺反异构是指化合物分子中由于具有限制自由旋转的因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象。顺反异构体所产生的条件有:分子中至少有一个键不能自由旋转;每个不能自由旋转的同一碳原子上不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团,化合物1中含有碳碳双键,但是有一个碳原子上含有相同的H原子,故A错误;
B.苯乙烯与乙烯的结构不相似,二者在组成上不是相差CH2的整数倍,因此二者不互为同系物,故B错误;
C.化合物2分子中含有2个-COOH,能够与乙二醇发生缩聚反应形成高聚物,故C正确;
D.一个碳原子连四个不同的原子或原子团,则为手性碳原子,所以化合物2中一个手性碳原子(直接与苯环相连的碳原子),根据化合物2结构简式可知:化合物2分子中存在饱和碳原子,具有甲烷的四面体结构,因此其分子中所有碳原子不可能共平面,故D错误;
故答案选C。
9. 主族元素X、Y、Z、M、N原子序数依次增大,其中X原子核外电子只有一种运动状态;M的外层电子数是内层的一半,五种元素形成的化合物如下图。下列说法正确的是
A. 除X外,所有元素均满足8电子稳定结构
B. M的氯化物水解可得两种强酸
C. N的两种常见氧化物的VSEPR模型名称不同
D. Z的电负性很大,导致XMZ6有较强的酸性
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的主族元素, X原子核外电子只有一种运动状态,则X为H元素;M的外层电子数是内层的一半,则M为P元素;Z与M可形成,则Z为F元素;N可形成2个共价键,带一个正电荷时可形成3个共价键,则N为S元素;综上,X、Y、Z、M、N依次为H、C、F、P、S。
【详解】A.X为H,不满足8电子稳定结构,即,其中P元素为+5价,P不满足8电子稳定结构,A错误;
B.M的氯化物为,水解可得到和HCl,水解可得到和HCl,、均不属于强酸,B错误;
C.N的两种常见氧化物为和,的中心原子S的价层电子对数为,其VSEPR模型为平面三角形,的中心原子S的价层电子对数为,VSEPR模型也为平面三角形,C错误;
D.XMZ6即六氟磷酸,由于F元素的电负性很大,H-F键的极性较大,容易电离出,导致XMZ6有较强的酸性,D正确;
故选D。
10. 利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为和为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂,测得CO的浓度随时间的变化如图所示。
编号
T/℃
/
/
催化剂的比表面积 /
Ⅰ
280
80.0
Ⅱ
120
Ⅲ
360
80.0
下列说法正确的是
A. 实验Ⅱ的反应温度为360℃
B. 该反应的反应热
C. 实验Ⅲ达到平衡时,NO的浓度为
D. 其他条件相同,增大催化剂的比表面积,该反应的反应速率增大,但不影响平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据单一变量原则,实验Ⅰ和Ⅱ催化剂比表面积不同,温度应该相同,则实验Ⅱ的反应温度为280℃,A项错误;
B. 对比反应Ⅰ和Ⅲ,温度升高,平衡时CO浓度升高,平衡逆向移动,说明,B项错误;
C. 实验Ⅲ达到平衡时,CO的浓度为mol·L-1,CO的浓度变化量为 mol·L-1,根据化学方程式为,平衡时NO的浓度变化量也为,所以实验Ⅲ达到平衡时,NO的浓度为mol·L-1 ,C项错误;
D. 实验Ⅰ、Ⅱ催化剂比表面积不同,增大催化剂的比表面积,化学反应速率增大,但平衡转化率不变,D项正确;
答案选D。
11. 某工厂通过如下装置处理两个车间的废气(电极均为惰性电极),既处理了污染物,又变废为宝。下列说法正确的是
A. 电极电势:
B. 工作时由乙池移向甲池
C. 通电一段时间后甲区域的增大
D. 阴极反应式:
【答案】D
【解析】
【分析】该装置为电解池,甲池中失去电子生成,则该电极为阳极,乙池中电极为阴极,a为正极,b为负极,据此分析解答。
【详解】A.a为正极,b为正极,故电极电势:a>b,A项错误;
B.电解池中,阳离子从阳极移动向阴极,故工作时由甲池移向乙池,B项错误;
C.甲室发生反应,通电一段时间后甲区域的pH减小,C项错误;
D.阴极上,CO2转化为HCOOH,电极反应式为:,D项正确;
故选D。
12. 氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键,铁镁合金是储氢密度很高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。该晶胞的晶胞边长为d nm,阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A. 距离Mg原子最近的Fe原子个数是8
B. 铁镁合金的化学式为
C. 合金的密度为g·cm-3
D. 若该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱心(棱的中点)位置,则含Mg质量为48 g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为11.2 L
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞可知,Mg原子在晶胞内,距离Mg原子最近的Fe原子为4个,A错误;
B.在晶胞中,Fe原子位于顶点和面心,晶胞中含有的Fe原子个数为:;Mg原子在晶胞内,其个数为8个,Mg:Fe=8:4=2:1,故铁镁合金的化学式为Mg2Fe,B错误;
C.该合金的密度g·cm-3,C正确;
D.晶胞中含有Mg原子数为8,若该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱心(棱的中点)位置,则其中可储存H2分子数为:。48 g Mg的物质的量为n(Mg)==2 mol,则其储存的H2的物质的量为1 mol,在标准状况下,体积为22.4 L,D错误;
故合理选项是C。
13. 下列实验方案可以达到实验目的的是
编号
实验目的
实验方案
A
检验乙醇分子中羟基氢原子的活泼性
将金属钠投入盛有医用酒精的烧杯中
B
证明醋酸是弱电解质
测的溶液的pH
C
清洗硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应后所用试管
先用酒精清洗,再用水清洗
D
向和KSCN的混合溶液中加入足量KCl溶液
验证生成物浓度改变对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na和乙醇、水都能反应生成H2,将金属钠投入盛有医用酒精的烧杯中,钠优先与医用酒精中的水反应,无法检验乙醇分子中羟基氢原子的活泼性,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.0.1mol·L-1的醋酸溶液pH大于1,说明醋酸在溶液中发生部分电离,则证明醋酸是弱电解质,能达到实验目的,B符合题意;
C.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应后所用试管中有硫单质,硫无法溶于酒精,可先用清洗,再用水清洗,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.由于不参与反应,加入足量KCl溶液,颜色变化无法说明是平衡移动产生,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
14. 25℃时,向NaOH溶液中滴加的一元弱酸HA溶液,溶液中与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 25℃时,HA的电离常数为 B. a、b两点水的电离程度:a<b
C. b点时,加入的HA溶液的体积为10mL D. 加水稀释c点溶液,减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.时,,可得:,,,电离常数,A项正确;
B.向NaOH溶液中滴加的一元弱酸HA溶液,由图可知a点溶液显碱性,主要溶质为NaOH,b点溶液显中性,主要溶质为盐,碱抑制水的电离,盐水解促进水的电离,因此水的电离程度:a<b,B项正确;
C.若b点加入HA体积为10mL,则溶液恰好应为NaA的盐溶液,HA为弱酸,则NaA溶液因水解显碱性,与b点显中性不符,C项错误;
D.,C点溶液显酸性,加水稀释时减小,则减小,减小,D项正确;
答案选C。
15. 盘状双层胶束扁平状的,可用于研究生物膜的功能。将DMPE(其结构如图,可视作二元酸H2A+)加入缓冲液,震荡过夜可制得盘状双层胶束(如图所示),每个盘状双层胶束约有1000个DMPE。已知DMPE的Ka1=0.1,Ka2=1×10-9;若δ(H2A+)=n(H2A+)/[n(HA)+n(A-)+n(H2A+)],pH=9时,,;pH=7时,δ(H2A+)=9.9×10-7,δ(A-)=9.9×10-3。下列叙述不正确的是
A. pH=9时,每个盘状双层胶束所带电荷数约为
B. DMPE形成盘状双层胶束涉及到的作用力有范德华力、氢键等
C. DMPE分散到缓冲液中形成盘状双层胶束的过程体现了超分子的自组装
D. 将pH值提高9以上时,盘状双层胶束的形状更倾向于保持扁平
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH=9时,,每个盘状双层胶束约有1000个DMPE,则数目约500,所带电荷数约,A正确;
B.DMPE形成盘状双层胶束,分子间有范德华力,含等可能形成氢键,B正确;
C.DMPE分散后自组装成盘状双层胶束,体现超分子自组装,C正确;
D.pH提高到9以上,比例增大,胶束电荷变化,形状难保持扁平,D错误;
故选D。
二、非选择题,共4题,共55分。
16. 硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及)与氧化锰矿(主要成分为等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:①“混合焙烧”后烧渣含、及少量、、。
②已知:;。
③离子浓度时,离子沉淀完全。请回答:
(1)“浸出”时,为了提高浸取率可采取的措施有_____。(任写一种)
(2)“氧化”步骤的主要目的是将氧化为,发生反应的离子方程式为_____。
(3)“中和除杂”主要除去的金属离子是_____、_____。
(4)若“氟化除杂”前,溶液中和均为,当完全沉淀时,_____开始沉淀(填“是”或“否”)。
(5)“碳化结晶”时,生成沉淀发生反应的离子方程式为_____,“碳化结晶”需选择合适的温度,温度不宜过高也不能过低的原因是_____。
(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该过程中阳极的电极反应式为_____。
【答案】(1)搅拌(或适当升温或适当增大硫酸浓度)
(2)
(3) ①. ②.
(4)是 (5) ①. ②. 温度过高碳酸氢铵分解,温度太低反应速率太慢,
(6)
【解析】
【分析】高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及)与氧化锰矿混合焙烧,得到、及少量、、的烧渣,加入硫酸浸出得到、、 、、的酸性溶液,加入二氧化锰将氧化为,再加入碳酸钙中和,将与以氢氧化物的形式除去,加入氟化除杂,使溶液中的、沉淀完全,此时溶液中的金属离子为,加入碳酸氢铵发生,加入硫酸溶解得硫酸锰溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等系列操作得到硫酸锰晶体,据此解答。
【小问1详解】
“浸出”时,搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度均可以加快浸取速率,提高浸取率;
【小问2详解】
“氧化”步骤的主要目的是将氧化为,发生反应的离子方程式为;
【小问3详解】
根据流程图前后对照可知“中和除杂”主要除去的金属离子是、;
【小问4详解】
若“氟化除杂”前,溶液中和均为,当完全沉淀时,根据,离子浓度时离子沉淀完全,可计算出此时溶液中的,根据为,,知是开始沉淀;
【小问5详解】
“碳化结晶”时,生成沉淀发生反应的离子方程式为,“碳化结晶”需选择合适的温度,温度不宜过高原因是碳酸氢铵分解,温度也不能过低的原因是反应速率太慢;
【小问6详解】
以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,锰化合价升高知在其阳极反应,阳极的电极反应式为。
17. 某化学兴趣小组对铜及其化合物的性质进行了如下实验,请你跟他们一起完成探究。
查阅资料:水溶液中[Cu(H2O)4]2+蓝色、[CuCl3]2-无色、[CuCl4]2-黄色、[Cu2Cl4(H2O)]-棕色;CuCl白色难溶物。
甲同学将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
编号
溶液a
实验现象
I
CuCl2溶液(1mol·L-1)
产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5h时铜粉有剩余
II
浓盐酸(10mol·L-1)
产生细小无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5h时铜粉有剩余
III
CuCl2溶液(1mol·L-1)
和浓盐酸(10mol·L-1)
溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉无剩余
(1)Cu2+的价层电子排布式为___________。
(2)实验I中产生白色沉淀的化学方程式为___________。
(3)①乙同学对实验II产生的无色气泡进行了收集并点燃,观察到了尖锐的爆鸣声。产生该无色气泡的原因可能是___________。
②无色溶液变为黄色时的离子方程式为___________。
(4)为了探明实验III中无白色沉淀产生的原因,取了适量实验I中的白色沉淀,向其中加入了饱和氯化钠溶液,发现沉淀溶解。丙同学得出结论:Cl-的大量存在,发生了反应 CuCl+2Cl-=[CuCl3]2-,导致无白色沉淀产生。但丁同学认为丙同学的实验不够严谨,应补做对照实验:___________。
(5)[Cu2Cl4(H2O)]-中Cu元素的化合价为___________。若实验III溶液中Cu元素主要以[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+存在,试写出黄绿色变为棕色时发生反应的离子方程式___________。
(6)戊同学拟测定某CuCl样品的纯度,完成了如下实验:准确称取样品1.200 g,将其置于足量FeCl3溶液中,待其完全溶解后加入适量稀硫酸,用0.1000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,四次实验分别消耗测得标准液15.03 mL、14.98 mL、13.70 mL、14.99 mL。则该样品纯度为___________。[M(CuCl)=99.0 g·mol-1,精确到0.1%]
【答案】(1)3d9 (2)CuCl2+Cu=2CuCl
(3) ①. Cl-浓度高,与Cu+形成了[CuCl3]2-,提高了Cu的还原性 ②. 4[CuCl3]2-+O2+4H++4Cl-=4[CuCl4]2-+2H2O
(4)取适量实验I中白色沉淀,向其中加入稀硫酸,沉淀不溶解
(5) ①. +1,+2 ②. 2[CuCl4]2-+[Cu(H2O)4]2++Cu=2[Cu2Cl4(H2O)]- +2H2O
(6)61.9%
【解析】
【分析】I中Cu2+和Cu发生归中反应生成Cu+,Cu+与Cl-生成CuCl白色沉淀;II中Cu被浓盐酸逐步氧化,逐步生成[CuCl3]-、[CuCl4]2-、[Cu2Cl4(H2O)]-,同时生成氢气;III中CuCl2直接转化为[Cu2Cl4(H2O)]-,然后被铜粉还原为[CuCl3]-。
【小问1详解】
Cu为29号元素,Cu2+的价层电子排布式为3d9。
【小问2详解】
I中Cu2+和Cu发生归中反应生成Cu+,Cu+与Cl-生成CuCl白色沉淀,化学方程式为CuCl2+Cu=2CuCl。
【小问3详解】
产生该无色气泡的原因可能是Cl-浓度高,与Cu+形成了[CuCl3]2-,提高了Cu的还原性;无色溶液变为黄色时为[CuCl3]-被氧化为[CuCl4]2-,离子方程式为4[CuCl3]2-+O2+4H++4Cl-=4[CuCl4]2-+2H2O。
【小问4详解】
应补做对照实验为:取适量实验I中白色沉淀,向其中加入稀硫酸,沉淀不溶解。
【小问5详解】
[Cu2Cl4(H2O)]-中Cu元素的化合价为+1、+2;黄绿色变为棕色时发生反应为[CuCl4]2-、[Cu(H2O)4]2+与Cu生成2[Cu2Cl4(H2O)]-,离子方程式为2[CuCl4]2-+[Cu(H2O)4]2++Cu=2[Cu2Cl4(H2O)]-+2H2O。
【小问6详解】
根据,,可得,
用0.1000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,四次实验分别消耗测得标准液15.03 mL、14.98 mL、13.70 mL、14.99 mL,其中13.70 mL偏差太大舍去,剩余三次实验平均消耗15mL,即0.1000 mol·L-1×0.015L=0.0015mol,即CuCl物质的量为0.0075mol,样品纯度为:。
18. 热塑性树脂尼龙-66和工程塑料聚碳酸酯(PC)的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为___________。
(2)己二酸与己二胺生成尼龙-66的反应类型为___________。
(3)C的名称是___________,由1,4-二氯丁烷生成C的化学方程式为___________________。
(4)1molE与足量的浓溴水反应,最多可以消耗___________molBr2。
(5)具有一种官能团的W是已二酸()的同分异构体,1molW与足量银氨溶液反应生成4molAg,符合条件的W共有___________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为___________(任写一种)。
【答案】(1)氨基 (2)缩聚反应
(3) ①. 1,3-丁二烯 ②. +2NaOH2NaCl+2H2O+
(4)4 (5) ①. 9 ②. HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH或HCOOCH(CH3)CH(CH3)OOCH
【解析】
【分析】根据题中信息可知,由与KCN发生取代反应生成A,则A的结构简式为,A与H2在Ni作催化剂加热条件下生成B,则B的结构简式为,A在酸性条件下水解生成,B与在催化剂条件下生成尼龙-66,尼龙-66的结构简式为,由在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应生成C,C的结构简式为 ,C与CH2=CH2发生双烯合成生成D,D的结构简式为,D在Pd/C加热条件下生成,经过氯代水解生成,在酸性条件下与丙酮反应生成E,E的结构简式为,E与在催化剂条件下反应生成PC;据此分析;
【小问1详解】
B的结构简式为,该结构中官能团为氨基;
【小问2详解】
与在催化剂条件下生成尼龙-66,尼龙-66的结构简式为,则该反应类型为缩聚反应;
【小问3详解】
C的结构简式为 ,名称为1,3-丁二烯,由在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应生成C,其反应方程式为+2NaOH2NaCl+2H2O+ ;
【小问4详解】
E的结构简式为,E分子中含有2个酚羟基,与浓溴水可发生苯环上酚羟基的邻、对位取代反应,故1 mol E最多可消耗4 mol Br2;
【小问5详解】
W是己二酸的同分异构体,含有一种官能团,1 mol W与足量银氨溶液反应生成4 mol Ag,说明1个W分子中含有2个—CHO,结合W的分子组成分析,该有机物分子中含2个—OOCH(甲酸酯基),①其余4个碳原子的碳链为C—C—C—C,若2个—OOCH连在不同碳原子上,有4种不同结构;若2个—OOCH连在同一碳原子上,有2种不同结构;②其余4个碳原子的碳链为,若2个—OOCH连在不同碳原子上,有2种不同结构;若2个—OOCH连在同一碳原子上,有1种结构,故符合条件的W的同分异构体为4+2+2+1=9种。核磁共振氢谱为三组峰,则该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子,该有机物的结构简式可能为HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH或HCOOCH(CH3)CH(CH3)OOCH。
19. 甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、和)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
回答下列问题:
(1)在某催化剂作用下,反应i的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):
①反应ⅰ在______(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
②结合反应历程,写出反应中生成甲醇的决速步骤的反应方程式:______。
③______(计算结果保留两位有效数字,已知)。
(2)合成气组成时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图所示。
图中的压强由大到小为______,其判断理由是______。
(3)有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入和,在该催化剂作用下发生反应,经5min达到平衡,测得的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa,则从开始到平衡用分压表示的平均反应速率为______(用含a的式子表示,下同,分压=总压×物质的量分数);反应ⅱ的压强平衡常数______(为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h,具有强氧化性)。在低能价带上,直接转化为的电极反应式为______。
【答案】(1) ①. 较低 ②. ③. 0.95
(2) ①. ②. 温度恒定时,反应ⅰ为气体分子数减小的反应,加压使平衡向正反应方向移动,增大,而反应ⅲ为气体分子数不变的反应,加压对其平衡无影响,故增大压强时,有利于增大
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,反应ⅰ为放热反应,且,反应自发进行的条件,则反应ⅰ在较低温度下才能自发进行;
②决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应,反应速率快慢由反应的活化能决定,活化能越大,反应速率越慢,由反应历程图中数据可知,活化能=过渡态能量-起始态能量,各个步骤中活化能分别为0.7eV、0.8eV、0.2eV、0.2eV、0.7eV、,其中最大的数值为,该步骤的反应方程式为;
③反应ⅱ ,反应ⅲ ,根据盖斯定律:反应ⅰ=反应ⅱ-反应ⅲ,即 ,由图可知,1molCO和的总能量与的总能量之差为91.5kJ,反应历程图中的表示的是1个CO分子和2个分子的相对总能量与1个分子的相对总能量之差为,相对总能量,即。
【小问2详解】
温度恒定时,反应ⅰ为气体分子数减小的反应,加压使平衡向正反应方向移动,增大,而反应ⅲ为气体分子数不变的反应,加压对其平衡无影响,故增大压强时,有利于增大,因此压强由大到小为:。
【小问3详解】
恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,起始及达平衡时容器的总压强分别为、,起始时气体总物质的量为12mol,则平衡时气体的总物质的量为,设平衡时,,,,则,由原子守恒可得,,,解得,,,,,,,则从开始到平衡用分压表示的平均反应速率为;反应ⅱ的压强平衡常数。
【小问4详解】
由图可知,光照时电子向高能价带移动,即高能价带发生得电子的还原反应,故高能价带相当于电解池的阴极;低能价带水失去电子生成和,电极反应式为。
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2025届高三第五次模拟考试
化 学
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 春节是中华民族的传统节日,在进行节日庆祝时用到了许多物品都与化学知识相关,下列有关说法错误的是
物品或活动
涉及的化学知识或原理
A
用糯米制作年糕
糯米中富含支链淀粉,支链淀粉在糊化时能形成凝胶
B
燃放烟花
金属元素原子的电子从激发态跃迁回基态并释放能量
C
用瓷器盛放食物
用高岭土烧制陶器的温度一般要高于瓷器
D
书写春联
鞣酸铁墨水中铁含量越多,被氧气氧化后的墨水颜色越深
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语表达错误的是
A. 醇分子间形成氢键:
B. 石英、焦炭在高温氮气流中反应制备氮化硅:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO
C. 2py电子云:
D. 硅氧四面体的结构示意图:
3. 布洛芬、对乙酰氨基酚为家中常备镇痛解热药物,下列说法正确的是
A. 可以通过红外光谱来区分布洛芬和对乙酰氨基酚
B. 对乙酰氨基酚分子的核磁共振氢谱图中最大质荷比为151
C. 布洛芬和苯乙酸乙酯()互为同系物
D. 布洛芬分子中所有碳原子可能共面
4. 下列选用的仪器(部分夹持装置已略去)和药品能达到实验目的的是
A.比较碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性
B.检验铜与浓硫酸反应产生的
C.制乙炔并检验乙炔的性质
D.比较盐酸、碳酸与苯酚的酸性
A. A B. B C. C D. D
5. 工业利用钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁)冶炼钛的主反应:,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 既是氧化产物,又是还原产物
B. 1L0.1mol/L溶液中,阳离子数目大于
C. 每生成1mol,转移电子数为
D. 易水解,水解产物为
6. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸除水壶的水垢:
B. “海水提镁”中用石灰乳沉镁:
C. 使溴水褪色:
D. 用溶液腐蚀铜线路板:
7. 化学物质丰富而又独特的性质离不开其神奇的微观结构。下列事实解释错误的是
事实
解释
A
氧气中O=O的键能大于O-O的键能的三倍
O2分子中只存在一个π键
B
NaCl分散在乙醇中形成胶体
乙醇分子极性小,NaCl的溶解度有限
C
羰基的热力学稳定性通常强于硫羰基
C与O原子半径相近,二者p轨道大小接近,重叠程度比S、O之间大
D
三氯蔗糖甜度高、热量值极低,是近乎完美的甜味剂
蔗糖分子中三个羟基被氯原子取代后,分子的性质发生改变,不再被人体代谢
A. A B. B C. C D. D
8. 一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如图所示。下列叙述正确的是
A. 化合物1存在顺反异构
B. 化合物1与乙烯互为同系物
C. 化合物2可以与乙二醇发生缩聚反应
D. 化合物2中含手性碳原子且所有碳原子一定共面
9. 主族元素X、Y、Z、M、N原子序数依次增大,其中X原子核外电子只有一种运动状态;M的外层电子数是内层的一半,五种元素形成的化合物如下图。下列说法正确的是
A. 除X外,所有元素均满足8电子稳定结构
B. M的氯化物水解可得两种强酸
C. N的两种常见氧化物的VSEPR模型名称不同
D. Z的电负性很大,导致XMZ6有较强的酸性
10. 利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为和为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂,测得CO的浓度随时间的变化如图所示。
编号
T/℃
/
/
催化剂的比表面积 /
Ⅰ
280
80.0
Ⅱ
120
Ⅲ
360
80.0
下列说法正确的是
A. 实验Ⅱ的反应温度为360℃
B. 该反应的反应热
C. 实验Ⅲ达到平衡时,NO的浓度为
D. 其他条件相同,增大催化剂的比表面积,该反应的反应速率增大,但不影响平衡转化率
11. 某工厂通过如下装置处理两个车间的废气(电极均为惰性电极),既处理了污染物,又变废为宝。下列说法正确的是
A. 电极电势:
B. 工作时由乙池移向甲池
C. 通电一段时间后甲区域的增大
D. 阴极反应式:
12. 氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键,铁镁合金是储氢密度很高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。该晶胞的晶胞边长为d nm,阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是
A. 距离Mg原子最近的Fe原子个数是8
B. 铁镁合金的化学式为
C. 合金的密度为g·cm-3
D. 若该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱心(棱的中点)位置,则含Mg质量为48 g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为11.2 L
13. 下列实验方案可以达到实验目的的是
编号
实验目的
实验方案
A
检验乙醇分子中羟基氢原子的活泼性
将金属钠投入盛有医用酒精的烧杯中
B
证明醋酸是弱电解质
测的溶液的pH
C
清洗硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应后所用试管
先用酒精清洗,再用水清洗
D
向和KSCN的混合溶液中加入足量KCl溶液
验证生成物浓度改变对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
14. 25℃时,向NaOH溶液中滴加的一元弱酸HA溶液,溶液中与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 25℃时,HA的电离常数为 B. a、b两点水的电离程度:a<b
C. b点时,加入的HA溶液的体积为10mL D. 加水稀释c点溶液,减小
15. 盘状双层胶束扁平状的,可用于研究生物膜的功能。将DMPE(其结构如图,可视作二元酸H2A+)加入缓冲液,震荡过夜可制得盘状双层胶束(如图所示),每个盘状双层胶束约有1000个DMPE。已知DMPE的Ka1=0.1,Ka2=1×10-9;若δ(H2A+)=n(H2A+)/[n(HA)+n(A-)+n(H2A+)],pH=9时,,;pH=7时,δ(H2A+)=9.9×10-7,δ(A-)=9.9×10-3。下列叙述不正确的是
A. pH=9时,每个盘状双层胶束所带电荷数约为
B. DMPE形成盘状双层胶束涉及到的作用力有范德华力、氢键等
C. DMPE分散到缓冲液中形成盘状双层胶束的过程体现了超分子的自组装
D. 将pH值提高9以上时,盘状双层胶束的形状更倾向于保持扁平
二、非选择题,共4题,共55分。
16. 硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及)与氧化锰矿(主要成分为等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:①“混合焙烧”后烧渣含、及少量、、。
②已知:;。
③离子浓度时,离子沉淀完全。请回答:
(1)“浸出”时,为了提高浸取率可采取的措施有_____。(任写一种)
(2)“氧化”步骤的主要目的是将氧化为,发生反应的离子方程式为_____。
(3)“中和除杂”主要除去的金属离子是_____、_____。
(4)若“氟化除杂”前,溶液中和均为,当完全沉淀时,_____开始沉淀(填“是”或“否”)。
(5)“碳化结晶”时,生成沉淀发生反应的离子方程式为_____,“碳化结晶”需选择合适的温度,温度不宜过高也不能过低的原因是_____。
(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该过程中阳极的电极反应式为_____。
17. 某化学兴趣小组对铜及其化合物的性质进行了如下实验,请你跟他们一起完成探究。
查阅资料:水溶液中[Cu(H2O)4]2+蓝色、[CuCl3]2-无色、[CuCl4]2-黄色、[Cu2Cl4(H2O)]-棕色;CuCl白色难溶物。
甲同学将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
编号
溶液a
实验现象
I
CuCl2溶液(1mol·L-1)
产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5h时铜粉有剩余
II
浓盐酸(10mol·L-1)
产生细小无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5h时铜粉有剩余
III
CuCl2溶液(1mol·L-1)
和浓盐酸(10mol·L-1)
溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉无剩余
(1)Cu2+的价层电子排布式为___________。
(2)实验I中产生白色沉淀的化学方程式为___________。
(3)①乙同学对实验II产生的无色气泡进行了收集并点燃,观察到了尖锐的爆鸣声。产生该无色气泡的原因可能是___________。
②无色溶液变为黄色时的离子方程式为___________。
(4)为了探明实验III中无白色沉淀产生的原因,取了适量实验I中的白色沉淀,向其中加入了饱和氯化钠溶液,发现沉淀溶解。丙同学得出结论:Cl-的大量存在,发生了反应 CuCl+2Cl-=[CuCl3]2-,导致无白色沉淀产生。但丁同学认为丙同学的实验不够严谨,应补做对照实验:___________。
(5)[Cu2Cl4(H2O)]-中Cu元素的化合价为___________。若实验III溶液中Cu元素主要以[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+存在,试写出黄绿色变为棕色时发生反应的离子方程式___________。
(6)戊同学拟测定某CuCl样品的纯度,完成了如下实验:准确称取样品1.200 g,将其置于足量FeCl3溶液中,待其完全溶解后加入适量稀硫酸,用0.1000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,四次实验分别消耗测得标准液15.03 mL、14.98 mL、13.70 mL、14.99 mL。则该样品纯度为___________。[M(CuCl)=99.0 g·mol-1,精确到0.1%]
18. 热塑性树脂尼龙-66和工程塑料聚碳酸酯(PC)的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为___________。
(2)己二酸与己二胺生成尼龙-66的反应类型为___________。
(3)C的名称是___________,由1,4-二氯丁烷生成C的化学方程式为___________________。
(4)1molE与足量的浓溴水反应,最多可以消耗___________molBr2。
(5)具有一种官能团的W是已二酸()的同分异构体,1molW与足量银氨溶液反应生成4molAg,符合条件的W共有___________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为___________(任写一种)。
19. 甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、和)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
回答下列问题:
(1)在某催化剂作用下,反应i的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):
①反应ⅰ在______(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
②结合反应历程,写出反应中生成甲醇的决速步骤的反应方程式:______。
③______(计算结果保留两位有效数字,已知)。
(2)合成气组成时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图所示。
图中的压强由大到小为______,其判断理由是______。
(3)有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入和,在该催化剂作用下发生反应,经5min达到平衡,测得的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa,则从开始到平衡用分压表示的平均反应速率为______(用含a的式子表示,下同,分压=总压×物质的量分数);反应ⅱ的压强平衡常数______(为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h,具有强氧化性)。在低能价带上,直接转化为的电极反应式为______。
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