内容正文:
宿州市2026届高三教学质量检测
化学试题
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
3.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,请将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.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:H:1 N:14 Cl:35.5 K:39
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. 下列有关物质的性质与用途,说法正确的是
A. 氮化硅陶瓷硬度大、耐高温且化学性质稳定,可用于高温结构部件
B. 维生素C具有较强氧化性,可作为水果罐头的抗氧化剂
C. 聚氯乙烯具有抗酸抗碱、耐有机溶剂的特性,可用于制作食品包装薄膜
D. 草酸具有还原性,可用于除去铁锈,并对金属表面无腐蚀作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.氮化硅陶瓷具有高硬度、耐高温和化学稳定性,常用于制造高温结构部件(如发动机零件),A正确;
B.维生素C(抗坏血酸)实际具有还原性,而非氧化性,其作为抗氧化剂是通过还原作用防止食品氧化,B错误;
C.聚氯乙烯(PVC)虽耐酸、碱和有机溶剂,但可能释放有害增塑剂或单体,只有符合食品安全相关标准的聚氢 乙烯薄膜才能用于生产食品包装材料,C错误;
D.草酸除铁锈后,过量的草酸会和铁单质反应,对金属表面有腐蚀作用,D错误;
故选A。
2. 下列研究文物的方法能达到目的的是
A. 用碳-14测年法测定古代青铜鼎的铸造年代
B. 用红外光谱法测定唐三彩陶瓷表面的纹饰微观结构
C. 用X射线衍射法测定出土瓷器的晶体结构
D. 用核磁共振氢谱法测定古丝绸中蛋白质的相对分子质量
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳-14测年法适用于测定有机物的年代,但青铜鼎是无机金属制品,不含有机碳,因此无法用于测定其铸造年代,A错误;
B.红外光谱法主要用于分析化学键和官能团,属于分子结构层面的化学分析,而陶瓷表面的纹饰微观结构属于物理形貌特征,该方法无法直接测定,B错误;
C.X射线衍射法是测定晶体结构的标准方法,瓷器在烧制过程中会形成晶体矿物(如石英),因此该方法能有效分析其晶体结构,C正确;
D.核磁共振氢谱法主要用于确定有机分子的结构信息,而非直接测定相对分子质量;古丝绸中的蛋白质相对分子质量通常需通过质谱法等测定,D错误;
故选C。
3. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用草木灰改良酸性土壤
碳酸钾水解呈碱性,可中和土壤酸性
B
用食醋清洗水垢
醋酸酸性强于碳酸,发生复分解反应溶解水垢
C
用食盐腌制肉类延长保质期
氯化钠具有强氧化性,能杀菌消毒
D
用糯米酿制米酒
淀粉水解为葡萄糖,葡萄糖发酵生成乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.草木灰主要成分为碳酸钾,其水解产生氢氧根离子,使溶液呈碱性,能中和酸性土壤,解释合理,A正确;
B.食醋中的醋酸酸性强于碳酸,能与水垢(主要成分为碳酸钙)发生复分解反应生成可溶性盐和二氧化碳,从而溶解水垢,解释合理,B正确;
C.氯化钠(食盐)不具有强氧化性,其延长肉类保质期主要通过高渗透压使微生物脱水而抑制生长,并非杀菌消毒的氧化性机制,解释不合理,C错误;
D.糯米中的淀粉在酶作用下水解为葡萄糖,葡萄糖经酵母发酵生成乙醇,形成米酒,解释合理,D正确;
故选C。
4. 舒筋灵是一种中成药,主要用于舒筋活络、缓解肌肉酸痛和关节疼痛,其结构如下:
下列有关该物质的说法,正确的是
A. 分子式为C11H14O5N B. 存在7个C-O σ键
C. 含有3个手性碳原子 D. 能发生水解反应和消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构可得该物质分子式为,A错误;
B.单键均为键,双键中含1个σ键和1个键,逐一计数:连接2个键、苯环侧链连接的2个键、羟基连接1个键、连接3个键,共8个键,B错误;
C.手性碳原子是连有4种不同基团的饱和碳原子,该分子中只有连羟基的中心碳原子是手性碳原子,共1个,,C错误;
D.该分子含,可以发生水解反应;羟基连接的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生醇的消去反应,D正确;
故选D。
5. BrF3是一种强氧化剂,液态BrF3可发生类似于水的自偶电离:,还能与水反应:。下列说法正确的是
A. 向BrF3中加入KF,浓度减小,浓度增大
B. BrF3的中心原子价层电子对数为3,空间结构为平面三角形
C. BrF3与水的反应中,氧化产物与还原产物物质的量比为1∶1
D. H2O的沸点高于HF,主要原因是H2O分子间形成的氢键数目比HF多
【答案】D
【解析】
【详解】A.液态的自偶电离平衡为,加入后,电离出的会与结合生成,使浓度增大,平衡左移,浓度减小,A错误;
B.中心原子的价电子数为7,形成3个键,孤电子对数,因此价层电子对数,空间结构为T形,B错误;
C.分析反应的化合价变化,Br元素由+3价上升到+5价,又由+3价下降到0价,O元素化合价由-2价上升到0价,氧化产物是HBrO3和O2,还原产物是Br2,氧化产物与还原产物物质的量比为=2:1,C错误;
D.一个H2O分子可参与形成4个氢键,构成三维网络结构,而一个HF分子只可参与形成2个氢键,构成链状或环状结构,因此H2O分子间的氢键作用更强,D正确;
故选D。
阅读材料,膦(PH3)的性质与氨相似。PH3在氧气中完全燃烧生成P4O10和H2O;金属钾与液膦反应,生成KPH2并释放气体;Cu(OH)2溶于过量浓膦溶液可形成[Cu(PH3)4](OH)2,加入稀硝酸后转化为Cu(NO3)2。完成问题。
6. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol PH3完全燃烧转移电子数为8NA
B. 3.9 g金属钾与液膦反应得到气体的分子数为0.1NA
C. [Cu(PH3)4](OH)2含有的配位键数为4NA
D. 1 L 0.2 Cu(NO3)2溶液中含有的阳离子数目为0.2NA
7. 下列关于物质结构与性质的分析与比较,错误的是
A. PH3与浓盐酸反应生成PH4Cl B. 键角:NH3>PH3
C. 共价键极性:N-H>P-H D. 分子间作用力:PH3>NH3
【答案】6. A 7. D
【解析】
【6题详解】
A.1 mol PH3完全燃烧,P从-3价升至+5价,失去8 mol电子,转移电子数为8NA,A正确;
B.K与液膦反应为:,3.9 g K的物质的量为,反应生成0.05 mol气体,分子数为,B错误;
C.[Cu(PH3)4](OH)2中[Cu(PH3)4]2+有4个配位键,未说明[Cu(PH3)4](OH)2的物质的量,无法计算配位键数,C错误;
D.会水解:,1个水解生成2个,阳离子总数大于,D错误;
故选A。
【7题详解】
A.PH3与浓盐酸反应生成PH4Cl,类似于氨与盐酸反应,A正确;
B.NH3和PH3中心原子价层电子对数均为,均含1个孤电子对,N电负性大于P,NH3中成键电子对更靠近中心N,成键电子对排斥力更大,键角,B正确;
C.电负性差越大,共价键极性越大,N与H的电负性差大于P与H,故极性,C正确;
D.NH3分子间存在氢键,PH3分子间仅存在范德华力,氢键强于范德华力,故分子间作用力,D错误;
故选D。
8. 下列实验产生的废液中,可能大量共存的离子组是
选项
实验
离子组
A
浓盐酸与MnO2共热制Cl2
H+、、Mn2+、
B
向FeBr2溶液中通入少量Cl2
Fe3+、Fe2+、、
C
向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液
、、Na+、
D
70% H2SO4与Na2SO3制SO2
H+、Na+、、
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.H+ 、与在酸性条件下发生氧化还原反应:,不能大量共存,A不符合题意;
B.还原性Fe2+>Br-,通入少量Cl2后,Fe2+部分被氧化为Fe3+,废液中含Fe3+、Fe2+、、,离子间无沉淀、气体或氧化还原反应,能大量共存,B符合题意;
C.向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液,与会反应生成,不能大量共存,C不符合题意;
D.H+与反应生成SO2和H2O,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
9. 某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 元素电负性:W>Y>Z B. 该物质中Y采取sp3杂化
C. 基态原子未成对电子数:W=Y>X=Z D. 基态原子的第一电离能:Z>Y>X
【答案】A
【解析】
【分析】由结构可知:X为+1价阳离子,短周期主族元素中可能为Na或Li;Y形成6个共价键,故Y为S;W形成2个共价键,故W为O;Z形成1个共价键,故Z为Cl;结合原子序数递增,可推得:W:O(氧),X:Na(钠),Y:S(硫),Z:Cl(氯);据此作答。
【详解】A.主族元素同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减弱;O的电负性仅次于F,则元素电负性顺序为:O>Cl>S,即W>Z>Y,A错误;
B.该结构中,S原子的价层电子对数为,即采取sp3杂化,B正确;
C.四种元素原子的价电子排布为:O为2s22p4,S为3s23p4,Na为3s1,Cl为3s23p5,基态原子未成对电子数:O为2,S为2,Na为1,Cl为1,因此基态原子未成对电子数为:O=S>Na=Cl,即:W=Y>X=Z,C正确;
D.主族元素同周期从左到右第一电离能呈增大趋势;则第一电离能:Cl>S>Na,即Z>Y>X,D正确;
故选A。
10. 由下列实验操作及现象能得到相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
向Na2SiO3溶液中加入HCl溶液,产生白色胶状沉淀
非金属性:Cl>Si
B
将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
乙烷发生消去反应生成乙烯
C
向0.1 Na[Al(OH)4]溶液中加入等浓度等体积的NaHCO3溶液,产生白色沉淀
结合H+的能力:
D
用pH计分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,前者pH更大
酸性:HNO2>CH3COOH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应生成白色胶状沉淀,只能证明酸性;比较非金属性强弱需要对比最高价含氧酸的酸性,不是的最高价含氧酸,无法得出非金属性,A错误;
B.溴乙烷与乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,但乙醇易挥发,挥发出来的乙醇蒸气也能还原酸性使其褪色,无法确定褪色一定是乙烯导致,需先用水除去乙醇再检验,B错误;
C.发生反应,夺取了中的,说明结合能力:,C正确;
D.比较溶液和溶液的pH时,必须保证两份盐溶液浓度、温度完全相同,题目未说明两份溶液浓度一致,大小不能直接对比酸性强弱,D错误;
故选C。
11. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的A(g),发生下列反应: , ,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移A的浓度逐渐减小、B和C的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移A和B的浓度逐渐减小、C的浓度继续逐渐增大,说明: 反应速率大于 ,则反应活化能小于 ,据此分析。
【详解】A.图像显示,且反应活化能小于 的活化能,A符合题意;
B.反应为吸热反应,反应 为放热反应,图像显示B的能量低于A,C的能量高于B,即显示反应为放热反应,反应 为吸热反应,B不符合题意;
C.图像显示,但图像上反应活化能大于 ,C错误/不符合题意;
D.反应为吸热反应,反应 为放热反应,图像显示B的能量低于A,C的能量高于B,即显示反应为放热反应,反应 为吸热反应,不符合题意;
故选A。
12. 碲化锌(ZnTe)的立方晶胞如图,已知其摩尔质量为M ,密度为,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A. 该晶胞的空间利用率为(rZn,rTe为原子半径,单位:cm)
B. 若1号原子坐标为(0,0,0),则2号原子坐标为
C. 该晶胞中,与Zn原子距离相等且最近的Zn原子有12个
D. 若晶胞中Zn与Te的最近距离为dcm,则晶胞的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Te原子位于晶胞的顶点和面心,属于面心立方堆积,其数目为: ,Zn原子位于晶胞内部的四面体空隙中,共有4个,晶胞中总原子体积: ,晶胞质量: g,晶胞体积: cm³,空间利用率 = ,A正确;
B.1号原子位于晶胞原点(0,0,0),2号原子是Zn原子,位于晶胞内部的四面体空隙中。根据晶胞图,2号原子位于左上后方的四面体中心。在立方晶胞中,若1号原子在(0,0,0),2号原子位于左上前方,其x坐标应为 (靠近x=0面),y坐标为 (靠近y=1面),z坐标为 (靠近z=1面),2号原子的坐标应为 ,B错误;
C.由晶胞结构可知,Te原子周围等距离且最近的Te原子有12个,根据均摊法可计算出Te、Zn的配位数为1:1,所以Zn原子周围等距离且最近的Zn原子有12个,C正确;
D.由晶胞结构可知,Zn与Te的最近距离d对应于晶胞体对角线的 。设晶胞边长为a cm,则体对角线为 cm,Zn-Te距离为 cm,因此 cm,晶胞体积 ,晶胞质量 g,密度 ,D正确;
故答案选B。
13. 一种利用NO-空气质子交换膜燃料电池处理废气的装置示意图如下
下列说法错误的是
A. 甲池为燃料电池,内电路中电流方向为b到a
B. 甲池中消耗NO与O2的体积比(同温同压)为4∶3
C. 乙池中SO2发生的电极反应为
D. 当外电路转移1 mol电子时,乙池可处理0.2 mol NO
【答案】A
【解析】
【分析】甲池为燃料电池,通O2的电极b为正极,通NO的电极a为负极,正极反应式为,负极反应式为;乙池为电解池,通入SO2的电极为阳极、通NO的电极为阴极,阳极反应式为,阴极反应式为据此分析解答。
【详解】A.甲池为燃料电池,通O2的电极b为正极,通NO的电极a为负极,内电路中电流方向为a到b,故A错误;
B.甲池中正极反应式为,负极反应式为,故甲池中消耗NO与O2的体积比(同温同压)为4:3,故B正确;
C.乙池为电解池,通入SO2的电极连接电源的正极,为阳极,阳极反应式为,故C正确;
D.乙池的阴极反应式为,当外电路转移1mol电子时,乙池可处理0.2mol NO,故D正确;
故答案选A。
14. 弱酸H2B在有机相和水相中存在平衡:H2B(环己烷)H2B(aq)。25℃时,向V mL 0.1 H2B环己烷溶液中加入V mL水进行萃取,用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2B)、、、环己烷中H2B的浓度c环己烷(H2B)与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。(已知:i.H2B在环己烷中不电离;ii.忽略体积变化)。
下列说法错误的是
A. 曲线②代表水相萃取率的变化
B. 曲线③⑤交点处的pH为5.6
C. 0.1 mol/L NaHB溶液中,的电离程度大于其水解程度
D. 曲线④⑤交点处的pH仅与H2B的电离常数有关,与加水量多少无关
【答案】B
【解析】
【分析】 25℃时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液,随着的增大,水溶液中的电离程度增大,的浓度减小,使平衡正向移动,环己烷中的浓度减小,水相萃取率增大,则曲线①表示环己烷中浓度变化,曲线②表示水相萃取率;水相中的浓度先增大后减小,的浓度不断增大,曲线④表示的浓度变化,曲线⑤表示的浓度变化,曲线③表示水溶液中的浓度变化。由图可知,时,水相中,;时,水相中,;时,,,,据此解答。
【详解】A.由分析可知,曲线②表示水相萃取率,A正确;
B.曲线⑤表示的浓度变化,曲线③表示水溶液中的浓度变化,二者交点处;联立电离常数得,代入,则,,,B错误;
C.溶液中,电离常数;水解常数;,说明电离程度大于水解程度,C正确;
D.曲线④⑤交点,代入,化简得、;只与温度有关,和加水量、溶液稀释程度无关,因此交点pH仅由电离常数决定,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 氯化铵是重要的铵盐,用途广泛。回答下列问题。
(1)实验室以氯化铵固体为原料制备氨气的化学方程式为___________。若用该原理制备并收集一集气瓶干燥的氨气,下列仪器不需要的是___________(填名称)。
(2)准确称取0.8000 g氯化铵样品,置于盛有25.00 mL 1.000 氢氧化钠标准溶液的烧杯中,用蒸馏水冲洗烧杯内壁,振荡使样品溶解。充分加热煮沸将氨赶尽,冷却至室温,用蒸馏水冲洗烧杯内壁。加入2滴甲基橙,用0.2500硫酸标准溶液回滴过量的氢氧化钠,至终点,重复操作3次,平均消耗硫酸22.00 mL。
①滴定终点的现象为___________。
②样品中氯化铵的质量分数为___________%(保留三位有效数字)。
③若氨未完全赶尽,则会导致测定的氯化铵含量___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)NH4Cl晶体晶胞为体心立方结构,因热运动而呈球形(如图所示),已知晶胞参数为387 pm,半径为181 pm,则球形的半径为___________pm(列出计算式即可)。
(4)25℃时,,。
①反应的平衡常数K=___________。
②从平衡常数看Cu(OH)2与NH4Cl溶液不能反应。实验发现用氯化铵溶液浸泡Cu(OH)2粉末,4小时后溶液呈蓝色,Cu(OH)2与氯化铵溶液能发生反应的原因可能是___________。
【答案】(1) ①. ②. 蒸馏烧瓶、坩埚
(2) ①. 黄色变为橙色,且半分钟内不恢复 ②. 93.6 ③. 偏小
(3)
(4) ①. ②. 反应生成的NH3与Cu2+配位,降低了Cu2+及NH3的浓度,促进反应正向进行
【解析】
【分析】第2小题:向样品中加入过量的标准溶液,加热使与反应:,将赶尽,剩余未反应的留在溶液中。用标准溶液滴定剩余的:,通过硫酸的消耗量计算剩余的量,进而求出与反应的的量,最终计算样品中的质量分数;
【小问1详解】
氯化铵固体与固体共热制氨气,化学方程式为;实验中发生装置需要酒精灯加热、试管作为反应容器;干燥装置需要球形干燥管(或洗气瓶)盛装碱石灰干燥氨气;用向下排空气法收集,需要烧杯(尾气处理);因此不需要的仪器为蒸馏烧瓶(用于蒸馏操作)、坩埚(用于灼烧固体);
【小问2详解】
①甲基橙的变色范围为,酸性为红色,碱性为黄色。用滴定剩余,终点时溶液由碱性变为酸性,因此现象为:当滴入最后半滴硫酸标准溶液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色;
②由题,的物质的量,由,得。初始的总物质的量,则与反应的的物质的量:。由,得,的质量,因此质量分数为;
③若氨未完全赶尽,剩余的会与反应(),导致滴定剩余时消耗的体积偏大,计算出的剩余的量偏大,进而求出的与反应的的量偏小,最终测定的氯化铵含量偏小;
【小问3详解】
为体心立方结构,晶胞体对角线长度等于直径与直径之和。晶胞参数,体对角线长度。半径,直径。设半径为,则直径,因此,解得;
【小问4详解】
①反应:,平衡常数,25℃时,,,则;
②从平衡常数看,极小,理论上反应难以发生,但实际能反应,原因是:反应生成的与发生配位反应,生成,降低了和的浓度,使平衡正向移动,促进了反应的进行。
16. 铜是广泛应用的有色金属。某铜冶炼烟尘中主要含有PbSO4、Cu2S和As2O3,并伴有少量ZnS。一种从该铜冶炼烟尘中分离铜的流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态铜原子价电子排布式为___________。铜位于元素周期表的___________区。
(2)下列金属不属于有色金属的是___________(填标号)。
a.Au b.Fe c.Cr d.Ag
(3)“浸出液”中主要含有CuSO4、ZnSO4和H3AsO4,“浸出渣”中主要含有S、___________(填化学式);“氧化酸浸”中Cu2S转化反应的化学方程式为___________。
(4)其他条件相同时,氧化酸浸3h,反应温度对铜、锌、砷浸出率的影响如图1所示。在20~70℃时,随温度升高,Cu、Zn浸出反应速率加快,故浸出率增大,则As浸出率减小的原因可能是___________。
(5)“硫化沉铜”中有HAsO2生成,CuSO4转化反应的化学方程式为___________。
(6)“硫化沉铜”中,一定条件下,对铜、锌沉淀率的影响如图2所示。硫化沉铜实验中最佳比为___________(填标号)。
a.1.2 b.1.3 c.1.4 d.1.5
【答案】(1) ①. ②. ds
(2)bc (3) ①. ②.
(4)砷与双氧水的氧化还原反应趋势随温度的升高而减小,砷浸出率随之减小
(5)
(6)c
【解析】
【分析】本工艺以含、、、少量的铜冶炼烟尘为原料,先经氧化酸浸(),将氧化为和,氧化为,转化为,不溶进入浸出渣;浸出液中加入进行硫化沉铜,将转化为沉淀,实现铜与锌、砷的分离。
【小问1详解】
是29号元素,核外电子排布为,价电子排布式为;位于第四周期ⅠB族,属于区元素(ds区为ⅠB、ⅡB族);
【小问2详解】
有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属。(金)、(银)属于有色金属;(铁)、(铬)属于黑色金属,不属于有色金属,因此选;
【小问3详解】
烟尘中难溶于稀硫酸,因此浸出渣中除外,主要成分为;氧化酸浸中,在、作用下被氧化,从价变为价,从价变为价,中从价还原为价,根据得失电子守恒、原子守恒配平;
【小问4详解】
的浸出依赖的氧化作用,温度升高时,受热分解速率加快,溶液中的浓度减小,与的氧化还原反应趋势降低,导致的浸出率随温度升高而减小;
【小问5详解】
硫化沉铜中,与、反应,生成、和,根据原子守恒配平:;
【小问6详解】
由图2可知,铜沉淀率随增大先升高后略降,时,铜沉淀率达到峰值;锌沉淀率在时仍处于较低水平,继续增大比值,锌沉淀率上升,会导致锌随铜共沉淀,降低产品纯度,因此最佳比为。
17. CO2加氢制甲醇过程发生以下反应:
①
②
(1)反应③的___________。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2(g)和H2(g),发生上述反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.气体总压强不变 b.气体密度不变
c.H2O(g)的浓度不变 d.CO和CH3OH的物质的量相等
(3)从化学平衡的角度分析,有利于CO2转化生成甲醇的反应条件为___________。
(4)250℃,H2与CO2投料比时,平衡时CO2转化率、CH3OH选择性和CO选择性(甲醇选择性=)随压强变化的关系如下图所示:
i.表示CH3OH选择性的曲线为___________(填“曲线I”“曲线Ⅱ”或“曲线Ⅲ”),判断理由为___________。
ii.根据A、B两点计算250℃时反应②的平衡常数Kp=___________(用分数表示,Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CuNi双金属催化剂催化CO2加氢制甲醇的反应势能图及相关过渡态如图所示:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________eV,写出该步骤的化学方程式:___________。
【答案】(1)90.7
(2)ac (3)低温高压
(4) ①. 曲线I ②. CH3OH选择性和CO选择性之和为100%,压强增大,反应①正向移动,CH3OH选择性增大,CO选择性减小 ③.
(5) ①. 0.93 ②. HCOOH*+H*→H2COOH*
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应③=反应①-反应②,因此
【小问2详解】
a.恒温恒容条件下,气体总压强与气体总物质的量成正比;反应①是气体分子数减少的反应,反应②是气体分子数不变的反应;未达平衡时,因反应①的进行,气体总物质的量和总压强会不断变化;当气体总压强不变时,说明气体总物质的量不再改变,表明反应已达到平衡状态,a正确;
b.恒容密闭容器中,气体总质量守恒,气体密度始终不变,不能作为反应达到平衡的标志,b错误;
c.H2O(g)作为反应①和反应②中的生成物,反应平衡前,其浓度不断变大,当反应①和反应②都达到平衡时,H2O(g)浓度不变,c正确;
d.CO和CH3OH的物质的量取决于各自的反应进度,无论反应是否平衡,n(CO)与n(CH₃OH)可能相等也可能不相等,二者之间没有必然的等量关系,无法据此判断反应是否达到平衡状态,d错误;
故答案选ac。
【小问3详解】
CO2加氢制甲醇是气体分子总数减少的放热反应,根据勒夏特列原理可知,降低温度,平衡向放热反应方向移动,增大压强,平衡向气体分子总数减少的方向移动,即低温、高压的反应条件更有利于CO2转化生成甲醇;
【小问4详解】
i.CO2与H2反应时,CO2转化的总物质的量=n(CH3OH)+n(CO),即CH3OH选择性和CO选择性之和为100%;压强增大时,反应①正向移动,CH3OH选择性增大,CO选择性就会减小;当体系压强为3 MPa、CH3OH选择性为50%时,CO选择性为50%,即CH3OH选择性和CO选择性对应的曲线经过图中的A点,曲线I的值随压强增大而增大,曲线Ⅱ的值随压强增大而减小,则曲线I表示CH3OH选择性,曲线Ⅱ表示CO选择性,曲线Ⅲ表示CO2转化率;
ii.250℃时,设投入n(H2)为3x mol,n(CO2)为x mol,由图可知,气体总压强为3 Mpa时,CH3OH选择性和CO选择性均为50%,CO2转化率为20%,平衡时有20%的CO2转化为CH3OH和CO,n(CO)=n(CH3OH)=0.1x mol,平衡时体系中的其他成分的物质的量:n(CO2)=x-0.1x-0.1x=0.8x mol,n(H2)=3x-3×0.1x-0.1x=2.6x mol,n(H2O)=0.2x mol,平衡时总物质的量为0.8x+2.6x+0.1x+0.1x+0.2x=3.8x,则在250℃时,反应②的平衡常数
【小问5详解】
该反应历程中有7个过渡态反应TS1~TS7,其中TS3的能垒(活化能)最大,为0.93eV,TS3过渡态反应的化学方程式为HCOOH*+H*→H2COOH*。
18. 阿克洛胺(H)是一种兽药。可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________;D→E的反应类型为___________。
(2)E的化学名称为___________。
(3)C→D反应的化学方程式为___________。
(4)脂肪烃衍生物I是D的同分异构体,核磁共振氢谱只有一组峰。I的结构简式可能为___________(写出1种即可)。
(5)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.A→B反应中加入吡啶,推测吡啶具有碱性
b.B→C反应中主要生成对位产物与-NHCOCH3位阻较大有关
c.D→E反应中,CH2Cl2是反应试剂
d.F不存在氨基酸类同分异构体
(6)F—G的转化中碳溴键参与反应而碳氯键没有参与反应,可能的原因是___________。
(7)已知+H2SO4(浓) +H2O,参照题干合成路线,完成下列合成路线设计:
JK
反应试剂及条件①为___________,②为___________;K的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 氨基 ②. 氧化反应
(2)对硝基溴苯或对溴硝基苯或4-溴硝基苯或4-硝基溴苯或1-溴-4-硝基苯
(3) +KOH +CH3COOK
(4)或或或 (5)cd
(6)苯环上碳溴键的邻对位均有强吸电子基团或硝基的吸电子效应对对位影响大于间位或碳溴键的键能小
(7) ①. CH3COCl,吡啶 ②. 浓硫酸,加热 ③.
【解析】
【分析】苯胺与在吡啶作用下发生取代反应生成B,这一步通常是为了保护氨基,防止其被氧化或发生多重取代。B与溴()在中反应。由于是邻对位定位基,且体积较大,主要发生对位取代,生成C。C在碱性条件下发生水解反应,脱去乙酰基,恢复氨基,生成D。D在三氟过氧乙酸()作用下被氧化。氨基()被氧化成硝基(),生成E。E与氯气()在氯化铁()催化下发生取代反应生成F, F与氰化钾发生取代反应生成G,氰基()在酸性条件下水解生成酰胺基(),得到最终产物H,以此解答。
【小问1详解】
A是苯胺,官能团是氨基。D是对溴苯胺,E是对溴硝基苯,从变为,属于氧化反应。
【小问2详解】
E的结构简式显示苯环上有一个溴原子和一个硝基,且处于对位,化学名称为:对硝基溴苯或对溴硝基苯或4-溴硝基苯或4-硝基溴苯或1-溴-4-硝基苯。
【小问3详解】
C是对溴乙酰苯胺,在氢氧化钾水溶液中加热水解,生成对溴苯胺(D)和乙酸钾,化学方程式为: +KOH +CH3COOK。
【小问4详解】
D的分子式为,D的不饱和度为4。I是脂肪烃衍生物,不含苯环,且所有氢原子环境相同,只有一组峰,说明I中含有2个三键,且是对称的结构,结构简式可能为或或或。
【小问5详解】
a.AB是取代反应,还会生成HCl,吡啶作为缚酸剂,吸收生成的HCl,促进反应向右进行,体现碱性,a正确;
b.酰胺基团体积比氨基大,对邻位有位阻效应,因此主要生成对位产物,b正确;
c.在这里作溶剂,真正的氧化剂是三氟过氧乙酸(),c错误;
d. F的分子式是,不饱和度为5,存在氨基酸类同分异构体:,d错误;
故选cd。
【小问6详解】
F—G的转化中碳溴键参与反应而碳氯键没有参与反应,可能的原因是:苯环上碳溴键的邻对位均有强吸电子基团或硝基的吸电子效应对对位影响大于间位或碳溴键的键能小。
【小问7详解】
苯在浓硫酸加热的条件下发生磺化反应生成J为,J和乙酸发生取代反应生成,发生硝化反应生成K为,K发生取代反应生成目标产物。
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化学试题
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
3.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,请将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.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:H:1 N:14 Cl:35.5 K:39
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. 下列有关物质的性质与用途,说法正确的是
A. 氮化硅陶瓷硬度大、耐高温且化学性质稳定,可用于高温结构部件
B. 维生素C具有较强氧化性,可作为水果罐头的抗氧化剂
C. 聚氯乙烯具有抗酸抗碱、耐有机溶剂的特性,可用于制作食品包装薄膜
D. 草酸具有还原性,可用于除去铁锈,并对金属表面无腐蚀作用
2. 下列研究文物的方法能达到目的的是
A. 用碳-14测年法测定古代青铜鼎的铸造年代
B. 用红外光谱法测定唐三彩陶瓷表面的纹饰微观结构
C. 用X射线衍射法测定出土瓷器的晶体结构
D. 用核磁共振氢谱法测定古丝绸中蛋白质的相对分子质量
3. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用草木灰改良酸性土壤
碳酸钾水解呈碱性,可中和土壤酸性
B
用食醋清洗水垢
醋酸酸性强于碳酸,发生复分解反应溶解水垢
C
用食盐腌制肉类延长保质期
氯化钠具有强氧化性,能杀菌消毒
D
用糯米酿制米酒
淀粉水解为葡萄糖,葡萄糖发酵生成乙醇
A. A B. B C. C D. D
4. 舒筋灵是一种中成药,主要用于舒筋活络、缓解肌肉酸痛和关节疼痛,其结构如下:
下列有关该物质的说法,正确的是
A. 分子式为C11H14O5N B. 存在7个C-O σ键
C. 含有3个手性碳原子 D. 能发生水解反应和消去反应
5. BrF3是一种强氧化剂,液态BrF3可发生类似于水的自偶电离:,还能与水反应:。下列说法正确的是
A. 向BrF3中加入KF,浓度减小,浓度增大
B. BrF3的中心原子价层电子对数为3,空间结构为平面三角形
C. BrF3与水的反应中,氧化产物与还原产物物质的量比为1∶1
D. H2O的沸点高于HF,主要原因是H2O分子间形成的氢键数目比HF多
阅读材料,膦(PH3)的性质与氨相似。PH3在氧气中完全燃烧生成P4O10和H2O;金属钾与液膦反应,生成KPH2并释放气体;Cu(OH)2溶于过量浓膦溶液可形成[Cu(PH3)4](OH)2,加入稀硝酸后转化为Cu(NO3)2。完成问题。
6. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol PH3完全燃烧转移电子数为8NA
B. 3.9 g金属钾与液膦反应得到气体的分子数为0.1NA
C. [Cu(PH3)4](OH)2含有的配位键数为4NA
D. 1 L 0.2 Cu(NO3)2溶液中含有的阳离子数目为0.2NA
7. 下列关于物质结构与性质的分析与比较,错误的是
A. PH3与浓盐酸反应生成PH4Cl B. 键角:NH3>PH3
C. 共价键极性:N-H>P-H D. 分子间作用力:PH3>NH3
8. 下列实验产生的废液中,可能大量共存的离子组是
选项
实验
离子组
A
浓盐酸与MnO2共热制Cl2
H+、、Mn2+、
B
向FeBr2溶液中通入少量Cl2
Fe3+、Fe2+、、
C
向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液
、、Na+、
D
70% H2SO4与Na2SO3制SO2
H+、Na+、、
A. A B. B C. C D. D
9. 某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 元素电负性:W>Y>Z B. 该物质中Y采取sp3杂化
C. 基态原子未成对电子数:W=Y>X=Z D. 基态原子的第一电离能:Z>Y>X
10. 由下列实验操作及现象能得到相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
向Na2SiO3溶液中加入HCl溶液,产生白色胶状沉淀
非金属性:Cl>Si
B
将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
乙烷发生消去反应生成乙烯
C
向0.1 Na[Al(OH)4]溶液中加入等浓度等体积的NaHCO3溶液,产生白色沉淀
结合H+的能力:
D
用pH计分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,前者pH更大
酸性:HNO2>CH3COOH
A. A B. B C. C D. D
11. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的A(g),发生下列反应: , ,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
12. 碲化锌(ZnTe)的立方晶胞如图,已知其摩尔质量为M ,密度为,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A. 该晶胞的空间利用率为(rZn,rTe为原子半径,单位:cm)
B. 若1号原子坐标为(0,0,0),则2号原子坐标为
C. 该晶胞中,与Zn原子距离相等且最近的Zn原子有12个
D. 若晶胞中Zn与Te的最近距离为dcm,则晶胞的密度为
13. 一种利用NO-空气质子交换膜燃料电池处理废气的装置示意图如下
下列说法错误的是
A. 甲池为燃料电池,内电路中电流方向为b到a
B. 甲池中消耗NO与O2的体积比(同温同压)为4∶3
C. 乙池中SO2发生的电极反应为
D. 当外电路转移1 mol电子时,乙池可处理0.2 mol NO
14. 弱酸H2B在有机相和水相中存在平衡:H2B(环己烷)H2B(aq)。25℃时,向V mL 0.1 H2B环己烷溶液中加入V mL水进行萃取,用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2B)、、、环己烷中H2B的浓度c环己烷(H2B)与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。(已知:i.H2B在环己烷中不电离;ii.忽略体积变化)。
下列说法错误的是
A. 曲线②代表水相萃取率的变化
B. 曲线③⑤交点处的pH为5.6
C. 0.1 mol/L NaHB溶液中,的电离程度大于其水解程度
D. 曲线④⑤交点处的pH仅与H2B的电离常数有关,与加水量多少无关
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 氯化铵是重要的铵盐,用途广泛。回答下列问题。
(1)实验室以氯化铵固体为原料制备氨气的化学方程式为___________。若用该原理制备并收集一集气瓶干燥的氨气,下列仪器不需要的是___________(填名称)。
(2)准确称取0.8000 g氯化铵样品,置于盛有25.00 mL 1.000 氢氧化钠标准溶液的烧杯中,用蒸馏水冲洗烧杯内壁,振荡使样品溶解。充分加热煮沸将氨赶尽,冷却至室温,用蒸馏水冲洗烧杯内壁。加入2滴甲基橙,用0.2500硫酸标准溶液回滴过量的氢氧化钠,至终点,重复操作3次,平均消耗硫酸22.00 mL。
①滴定终点的现象为___________。
②样品中氯化铵的质量分数为___________%(保留三位有效数字)。
③若氨未完全赶尽,则会导致测定的氯化铵含量___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)NH4Cl晶体晶胞为体心立方结构,因热运动而呈球形(如图所示),已知晶胞参数为387 pm,半径为181 pm,则球形的半径为___________pm(列出计算式即可)。
(4)25℃时,,。
①反应的平衡常数K=___________。
②从平衡常数看Cu(OH)2与NH4Cl溶液不能反应。实验发现用氯化铵溶液浸泡Cu(OH)2粉末,4小时后溶液呈蓝色,Cu(OH)2与氯化铵溶液能发生反应的原因可能是___________。
16. 铜是广泛应用的有色金属。某铜冶炼烟尘中主要含有PbSO4、Cu2S和As2O3,并伴有少量ZnS。一种从该铜冶炼烟尘中分离铜的流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态铜原子价电子排布式为___________。铜位于元素周期表的___________区。
(2)下列金属不属于有色金属的是___________(填标号)。
a.Au b.Fe c.Cr d.Ag
(3)“浸出液”中主要含有CuSO4、ZnSO4和H3AsO4,“浸出渣”中主要含有S、___________(填化学式);“氧化酸浸”中Cu2S转化反应的化学方程式为___________。
(4)其他条件相同时,氧化酸浸3h,反应温度对铜、锌、砷浸出率的影响如图1所示。在20~70℃时,随温度升高,Cu、Zn浸出反应速率加快,故浸出率增大,则As浸出率减小的原因可能是___________。
(5)“硫化沉铜”中有HAsO2生成,CuSO4转化反应的化学方程式为___________。
(6)“硫化沉铜”中,一定条件下,对铜、锌沉淀率的影响如图2所示。硫化沉铜实验中最佳比为___________(填标号)。
a.1.2 b.1.3 c.1.4 d.1.5
17. CO2加氢制甲醇过程发生以下反应:
①
②
(1)反应③的___________。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2(g)和H2(g),发生上述反应,下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.气体总压强不变 b.气体密度不变
c.H2O(g)的浓度不变 d.CO和CH3OH的物质的量相等
(3)从化学平衡的角度分析,有利于CO2转化生成甲醇的反应条件为___________。
(4)250℃,H2与CO2投料比时,平衡时CO2转化率、CH3OH选择性和CO选择性(甲醇选择性=)随压强变化的关系如下图所示:
i.表示CH3OH选择性的曲线为___________(填“曲线I”“曲线Ⅱ”或“曲线Ⅲ”),判断理由为___________。
ii.根据A、B两点计算250℃时反应②的平衡常数Kp=___________(用分数表示,Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CuNi双金属催化剂催化CO2加氢制甲醇的反应势能图及相关过渡态如图所示:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________eV,写出该步骤的化学方程式:___________。
18. 阿克洛胺(H)是一种兽药。可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________;D→E的反应类型为___________。
(2)E的化学名称为___________。
(3)C→D反应的化学方程式为___________。
(4)脂肪烃衍生物I是D的同分异构体,核磁共振氢谱只有一组峰。I的结构简式可能为___________(写出1种即可)。
(5)下列说法错误的是___________(填标号)。
a.A→B反应中加入吡啶,推测吡啶具有碱性
b.B→C反应中主要生成对位产物与-NHCOCH3位阻较大有关
c.D→E反应中,CH2Cl2是反应试剂
d.F不存在氨基酸类同分异构体
(6)F—G的转化中碳溴键参与反应而碳氯键没有参与反应,可能的原因是___________。
(7)已知+H2SO4(浓) +H2O,参照题干合成路线,完成下列合成路线设计:
JK
反应试剂及条件①为___________,②为___________;K的结构简式为___________。
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