内容正文:
香港中文大学(深圳)附属明德高级中学2025-2026学年第二学期
高二年级期末质量检测
化学试题
试时间:75分钟
本试卷共8页,20小题,满分100分。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区黑域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A. 铁锄头 B. 玻璃杯
C. 碳化硅陶瓷轴承 D. 石墨烯导热膜
2. “冰雪同梦,亚洲同心”。下列有关亚洲冬季运动会所用物品的说法正确的是
A. 滑雪镜使用的聚碳酸酯属于天然高分子
B. 火炬燃料使用的丙烷属于烃类
C. 场馆中使用的太阳能电池板材料为SiO2
D. 冰灯中的冰融化时存在化学键的断裂
3. 化学知识指导劳动实践。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工人用碱液清洗食用油储油罐
油脂能在碱性条件下水解
B
技术员投加明矾净水
Al3+水解生成的Al(OH)3胶体吸附杂质
C
交警用酒精测试仪(含K2Cr2O7)检测酒驾
乙醇属于非电解质
D
分析员用X射线衍射仪区分玻璃和水晶
普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体
A. A B. B C. C D. D
4. 中国美食享誉世界。下列与食物有关的说法正确的是
A. 肠粉中的淀粉可发生水解反应 B. 煮茶叶蛋时蛋白质主要发生盐析
C. 制作发糕时NaCl可作膨松剂 D. 炖鱼时加入的料酒和食醋发生中和反应
5. 利用表中实验装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
装置
目的
A.制备乙酸乙酯
B.中和滴定
装置
目的
C.分离甲苯和水
D.电解精炼铜
A. A B. B C. C D. D
6. 某抗生素的结构简式如图所示。下列关于该物质的说法错误的是
A. 能使溴的四氯化碳溶液褪色 B. 能与NaHCO3溶液反应
C. 分子间存在氢键 D. 不存在手性碳原子
7. Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极,石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时,下列说法正确的是
A. 该装置将电能转化为化学能 B. 镁为正极,发生还原反应
C. 电子由镁经外电路流入石墨 D. 石墨电极表面产生大量氢气
8. 化学反应具有多样性。下列相关反应的离子方程式书写错误的是
A. 用CuSO4溶液吸收H2S:Cu2++S2-=CuS↓
B. 用石墨作电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C. 将CO2通入到苯酚钠溶液中:
D. AgCl溶于氨水:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
9. 结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
硬度:金刚石>碳化硅
键长:C—C<C—Si
B
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
I2和CCl4分子的极性相同
C
稳定性:HF>HBr
HF分子间作用力更强
D
沸点:正戊烷>异戊烷
支链数:异戊烷>正戊烷
A. A B. B C. C D. D
10. 实验室用如下装置制备乙烯并检验其性质。下列说法错误的是
A. 圆底烧瓶中能够发生消去反应
B. 可将圆底烧瓶内试剂更换为乙醇和浓硫酸
C. NaOH溶液的主要作用为吸收CO2
D. 可观察到酸性KMnO4溶液褪色
11. 设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A. 1L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中的数目为0.1NA
B. 46g NO2和N2O4混合物中含有的原子数目为3NA
C. 2mol CH3OH中含极性键的数目为8NA
D. 1mol N2和足量H2混合后充分反应,转移的电子数为6NA
12. 25℃,CuCl2溶液中存在平衡:,K=3×105。下列说法正确的是
A. 1mol [Cu(H2O)4]2+含有8molσ键
B. 与Cu2+的配位能力:Cl-<H2O
C. 加热CuCl2溶液,溶液由蓝绿色变成黄绿色,说明该反应ΔH<0
D. 加水稀释后,[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-浓度的比值变大
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)
B
甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
甲基可以使苯环活化
C
船舶外壳镶嵌锌块避免船体腐蚀
外加电流法可保护金属
D
键角:NH3<CH4
电负性:N>C
A. A B. B C. C D. D
14. 甲酸分解制H2反应的历程如图所示(其中“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是
A. HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g) ΔΗ>0
B. 除吸附外,该反应历程分两步进行
C. 反应历程中活化能最大的基元反应为HCOOH*=HCOO*+H*
D. 使用催化剂可以降低活化分子百分数
15. 一种新型消毒剂由4种原子序数依次递增的短周期主族元素W、X、Y、Z组成,结构如图所示。其中只有Z位于第三周期。下列说法错误的是
A. 第一电离能:X>Y
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:W<X
C. 简单氢化物的沸点:W<X
D. 离子的空间结构为平面三角形
16. 科学家基于有机物的氧化还原性,设计了一种全固态可充电空气电池。电池充放电时原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,H+由电极区a向电极区b移动
B. 放电时,电极区a中有机物M被氧化为有机物N
C. 充电时,电极b与电源正极相连
D. 充电时,每转移0.4mol电子,电极区b质量减少3.2g
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 某学习小组研究Mg和FeCl3溶液的反应。
编号
试剂X
实验现象
1
5mL蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
2
5mL 0.1mol·L-1 FeCl3溶液
镁条表面有大量气泡产生,镁表面变黑
(1)实验1中产生气体的化学式为__________。
(2)实验2中配制FeCl3溶液需用稀硫酸酸化。配制100 mL 0.1000 mol·L-1 H2SO4溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和__________。需量取2.0 mol·L-1 H2SO4溶液______mL(保留 1位小数)。
(3)进一步设计实验探究Mg与FeCl3溶液产生大量气泡的原因。
查阅资料 K+、对该反应无影响。
提出假设 假设1:Fe3+能促进气泡的生成。
假设2:Cl-能促进气泡的生成。
实验验证 用相同的Mg条,按照下表向其中加入5mL试剂Y(均已用H2SO4溶液调节pH至2),测定实验3-5的反应速率,记录数据。
编号
试剂Y
反应速率/(mol·L-1·s-1)
3
0.1mol·L-1 FeCl3溶液
v1
4
0.05mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液
v2
5
①______(填浓度和化学式)溶液
v3
数据分析 ②对比实验3、4可验证假设______(填数字)。
③实验结果为v2<v1,v3<v1,说明假设1、2均成立。进一步分析数据,发现v1-v3______v1-v2(填“>”“<”或“=”),说明Fe3+的促进作用大于Cl-。
交流讨论 进一步查阅资料:Fe3+可通过形成Mg—Fe原电池加快气泡的产生。
④Fe单质的形成分两步反应:i.______;ii.Mg+Fe2+=Mg2++Fe。
⑤取少量实验3反应后的溶液于试管中,______(填实验操作及现象),证明溶液中含有Fe2+。
18. 钴是一种重要的战略金属元素,用途广泛。从硫钴精矿(含有Co3S4和CuFeS2及少量铝和硅的氧化物)中提取钴的工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”后Co元素以Co3O4形式存在。
②部分氢氧化物的Ksp如下表:
Fe(OH)3
Al(OH)3
Co(OH)2
Ksp
2.8×10-39
1.3×10-33
6.0×10-15
(1)Co元素位于元素周期表中的______区。
(2)“焙烧”之前需要将矿石粉碎,目的是__________________。
(3)滤渣1的主要成分是______(填化学式)。
(4)“酸浸”时Co3O4发生反应的离子方程式为__________________。
(5)“调pH”时,溶液的pH最高可调至______(溶液体积变化可忽略)。
[已知:酸浸后滤液中Co2+的浓度为0.15mol·L-1,lg 2≈0.3]
(6)“萃取”时溶液pH对铜、钴分离效果的影响如下图所示。已知:萃取分离系数越大,分离效果越好。
①据图分析,溶液的pH=______时,达到最佳铜钴分离效果。
②HA萃取金属离子M2+的反应为:M2+(水相)+2HA(有机相)⇌MA2(有机相)+2H+(水相)。调节溶液的pH从2到4,M2+萃取率逐渐增大的原因是__________________。
(7)一种钴硫化物可用作锂离子电池的电极材料,其充电后形成的晶胞结构如下图所示。其中距Li最近且等距离的S有______个。相邻同种原子间的最近距离之比dS-S:dLi-Li=______。
19. 一定条件下,工业上以NO和H2为原料合成NH3,涉及主要反应如下:
反应Ⅰ:2NO(g)+5H2(g)⇌2NH3(g)+2H2O(g) ΔΗ1=-756.9 kJ∙mol-1
反应Ⅱ:2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔΗ2=-664.5 kJ∙mol-1
(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔΗ=______ kJ∙mol-1。合成氨通常使用铁基催化剂,基态铁原子的价层电子的排布式为______。
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的有______(填标号)。
A. 恒温恒容条件下,增大H2浓度,NO的平衡转化率增大
B. 高温有利于反应Ⅰ自发进行
C. 反应Ⅱ生成物的键能之和大于反应物的键能之和
D. 当c(NO)=c(H2O)时,反应Ⅱ达到化学平衡状态
(3)在TK、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2mol NO和6mol H2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得NO转化率以及NH3、N2的选择性与时间(t)的关系如图所示。[N2的选择性=×100%]
①0~80min内用NO的物质的量变化表示的平均反应速率为______mol∙min-1。
②根据图像分析,80min时,N2的选择性为______。
③已知G点坐标为(32,m),此时水的物质的量n(H2O)=______mol(用含m的表达式表示)。
(4)在TK,1L恒容密闭体系中加入2mol NO和3mol H2,反应Ⅰ、反应Ⅱ达平衡后,NO的平衡转化率为60%,n(NH3):n(N2)=1。
①用各物质的平衡浓度表示反应I的平衡常数,表达式K=____________。
②计算此时反应Ⅱ的平衡常数K的值为____________。
20. 一种药物中间体IV的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为____________,所含官能团的名称是____________。
(2)化合物Ⅰ的同分异构体中同时满足下列条件的有______种;
条件:i.含有苯环 ii.能发生银镜反应
其中,核磁共振氢谱图上有4组峰的结构简式为____________。
(3)关于上述化合物I~Ⅳ,下列说法正确的有____________。
A. Ⅰ中最多有7个碳原子共面
B. 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ生成Ⅳ的过程中,存在σ键和π键的断裂
C. N原子的电子云密度:Ⅲ>NH3
D. Ⅳ中,碳原子的杂化方式有3种
(4)参考上述合成过程,设计以BrCH2CH2Br、CH3NH2、有机物R为原料合成化合物Ⅴ()的合成路线。
①第一步,将BrCH2CH2Br转化为醇X,需提供的试剂和反应条件为____________。
②第二步,由醇X经____________ (填反应类型)生成醛Y,化学方程式为____________。
③第三步,Y和CH3NH2、有机物R合成V,则有机物R的结构简式为____________。
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香港中文大学(深圳)附属明德高级中学2025-2026学年第二学期
高二年级期末质量检测
化学试题
试时间:75分钟
本试卷共8页,20小题,满分100分。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区黑域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A. 铁锄头 B. 玻璃杯
C. 碳化硅陶瓷轴承 D. 石墨烯导热膜
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁锄头的主要成分为铁合金,属于合金,A正确;
B.玻璃杯的主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,不属于合金,B错误;
C.碳化硅陶瓷轴承属于新型无机非金属材料,不属于合金,C错误;
D.石墨烯导热膜的主要成分为碳单质,属于新型无机非金属材料,不属于合金,D错误;
故答案为A。
2. “冰雪同梦,亚洲同心”。下列有关亚洲冬季运动会所用物品的说法正确的是
A. 滑雪镜使用的聚碳酸酯属于天然高分子
B. 火炬燃料使用的丙烷属于烃类
C. 场馆中使用的太阳能电池板材料为SiO2
D. 冰灯中的冰融化时存在化学键的断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚碳酸酯是人工合成的有机高分子材料,不属于天然高分子,A错误;
B.丙烷的分子式为,仅由C、H两种元素组成,符合烃类的定义,B正确;
C.太阳能电池板的主要材料是晶体Si,是光导纤维的主要成分,C错误;
D.冰属于分子晶体,融化时仅破坏分子间作用力和氢键,不存在化学键的断裂,D错误;
故选B。
3. 化学知识指导劳动实践。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工人用碱液清洗食用油储油罐
油脂能在碱性条件下水解
B
技术员投加明矾净水
Al3+水解生成的Al(OH)3胶体吸附杂质
C
交警用酒精测试仪(含K2Cr2O7)检测酒驾
乙醇属于非电解质
D
分析员用X射线衍射仪区分玻璃和水晶
普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.油脂属于酯类,可在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,因此可用碱液清洗食用油储油罐,二者有关联,A不符合题意;
B.明矾溶于水电离出的水解生成胶体,胶体具有吸附性可吸附水中悬浮杂质,达到净水目的,二者有关联,B不符合题意;
C.具有强氧化性,乙醇具有还原性,二者发生氧化还原反应会产生明显的颜色变化,因此可用于检测酒驾,该原理与乙醇属于非电解质无关,二者无关联,C符合题意;
D.X射线衍射可区分晶体和非晶体,普通玻璃是非晶体,水晶是晶体,二者的X射线衍射图谱不同,因此可用X射线衍射仪区分,二者有关联,D不符合题意;
故选C。
4. 中国美食享誉世界。下列与食物有关的说法正确的是
A. 肠粉中的淀粉可发生水解反应 B. 煮茶叶蛋时蛋白质主要发生盐析
C. 制作发糕时NaCl可作膨松剂 D. 炖鱼时加入的料酒和食醋发生中和反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉属于多糖,在酸性或酶催化条件下可发生水解反应最终生成葡萄糖,A正确;
B.煮茶叶蛋时温度较高,蛋白质受热发生不可逆的变性,盐析是轻金属盐降低蛋白质溶解度的可逆过程,B错误;
C.NaCl为食盐,不能反应或受热分解生成气体,无法作膨松剂,发糕常用碳酸氢钠等物质作膨松剂,C错误;
D.料酒中的乙醇和食醋中的乙酸发生酯化反应生成具有香味的酯类,D错误;
故选A。
5. 利用表中实验装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
装置
目的
A.制备乙酸乙酯
B.中和滴定
装置
目的
C.分离甲苯和水
D.电解精炼铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.制备乙酸乙酯时,浓硫酸作催化剂和吸水剂,加热乙醇、乙酸混合物,产物通入饱和溶液液面上方(防倒吸),可除杂并收集乙酸乙酯,装置合理,能达到实验目的,A正确;
B.中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化来判断滴定终点,图中操作注视滴定管液面,操作错误,不能达到实验目的,B错误;
C.甲苯和水不互溶、会分层,可利用分液漏斗通过分液操作分离,装置正确,能达到实验目的,C正确;
D.电解精炼铜时,粗铜接电源正极作阳极,精铜接电源负极作阴极,电解液为溶液,装置符合要求,能达到实验目的,D正确;
故选B。
6. 某抗生素的结构简式如图所示。下列关于该物质的说法错误的是
A. 能使溴的四氯化碳溶液褪色 B. 能与NaHCO3溶液反应
C. 分子间存在氢键 D. 不存在手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质分子中含有碳碳双键,可与发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,A正确;
B.该物质分子中含有羧基,酸性强于碳酸,可与溶液反应,B正确;
C.该物质分子中含有、,含电负性较大的、原子及活泼氢,分子间可形成氢键,C正确;
D.该物质分子中存在连接4种不同原子或基团的饱和碳原子(手性碳原子):(*标记为手性碳原子),D错误;
故选D。
7. Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极,石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时,下列说法正确的是
A. 该装置将电能转化为化学能 B. 镁为正极,发生还原反应
C. 电子由镁经外电路流入石墨 D. 石墨电极表面产生大量氢气
【答案】C
【解析】
【详解】A.该电池属于原电池,工作时是将化学能转化为电能,A错误;
B.Mg的金属活动性远强于石墨,因此Mg为负极,失电子发生氧化反应,B错误;
C.原电池中电子由负极经外电路流向正极,本电池中Mg为负极、石墨为正极,因此电子由镁经外电路流入石墨,C正确;
D.石墨为正极,正极上得电子发生还原反应生成,不会产生氢气,D错误;
故选C。
8. 化学反应具有多样性。下列相关反应的离子方程式书写错误的是
A. 用CuSO4溶液吸收H2S:Cu2++S2-=CuS↓
B. 用石墨作电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C. 将CO2通入到苯酚钠溶液中:
D. AgCl溶于氨水:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2S是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为S2-,正确离子方程式应为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,A错误;
B.石墨作电极电解NaCl溶液时,阳极Cl-放电生成Cl2,阴极水电离出的H+放电生成H2,同时生成OH-,离子方程式书写正确,B正确;
C.酸性强弱顺序为H2CO3>苯酚>,因此CO2通入苯酚钠溶液中,无论CO2是否过量都只生成苯酚和,反应书写正确,C正确;
D.AgCl溶于氨水生成可溶性的[Ag(NH3)2]Cl,离子方程式书写正确,D正确;
故选A。
9. 结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
硬度:金刚石>碳化硅
键长:C—C<C—Si
B
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
I2和CCl4分子的极性相同
C
稳定性:HF>HBr
HF分子间作用力更强
D
沸点:正戊烷>异戊烷
支链数:异戊烷>正戊烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金刚石和碳化硅均为共价晶体,共价键键长越短键能越大,对应晶体硬度越高,C原子半径小于Si,故键长C-C<C-Si,解释正确,A不符合题意;
B.根据相似相溶原理,非极性溶质易溶于非极性溶剂,和均为非极性分子,为极性分子,故在中溶解度更大,解释正确,B不符合题意;
C.氢化物的热稳定性由分子内共价键的键能决定,和分子间作用力无关,HF更稳定是因为H-F键键能远大于H-Br键,与分子间作用力无关,解释错误,C符合题意;
D.烷烃的同分异构体中,支链越多,分子间空间位阻越大,分子间作用力越弱,沸点越低,异戊烷支链数多于正戊烷,故沸点正戊烷更高,解释正确,D不符合题意;
故选C。
10. 实验室用如下装置制备乙烯并检验其性质。下列说法错误的是
A. 圆底烧瓶中能够发生消去反应
B. 可将圆底烧瓶内试剂更换为乙醇和浓硫酸
C. NaOH溶液的主要作用为吸收CO2
D. 可观察到酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴乙烷在NaOH乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯,A正确;
B.乙醇在浓硫酸、170℃条件下发生消去反应可制得乙烯,可更换为该试剂,B正确;
C.NaOH溶液的主要作用是除去挥发的乙醇、副反应生成的等会干扰乙烯检验的杂质,不与酸性反应,不是主要吸收对象,C错误;
D.乙烯具有还原性,可使酸性溶液褪色,可观察到该现象,D正确;
故选C。
11. 设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A. 1L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中的数目为0.1NA
B. 46g NO2和N2O4混合物中含有的原子数目为3NA
C. 2mol CH3OH中含极性键的数目为8NA
D. 1mol N2和足量H2混合后充分反应,转移的电子数为6NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.在水溶液中会发生水解,因此的溶液中,实际数目小于,A错误;
B.和的最简式均为,最简式摩尔质量为,混合物中含的物质的量为,每个含3个原子,因此原子总数为,B正确;
C.1个分子中含有3个键、1个键、1个键,共5个极性键,2mol 含极性键数目为,C错误;
D.和合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,因此1mol 参与反应时转移电子数小于,D错误;
故选B。
12. 25℃,CuCl2溶液中存在平衡:,K=3×105。下列说法正确的是
A. 1mol [Cu(H2O)4]2+含有8molσ键
B. 与Cu2+的配位能力:Cl-<H2O
C. 加热CuCl2溶液,溶液由蓝绿色变成黄绿色,说明该反应ΔH<0
D. 加水稀释后,[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-浓度的比值变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 mol 中, 与4个形成4 mol配位σ键,每个含2个O-H σ键,总σ键为,A错误;
B.该反应平衡常数,正向进行程度大,说明与的配位能力强于,B错误;
C.加热溶液由蓝绿色变为黄绿色,说明浓度增大,平衡正向移动,正反应吸热,,C错误;
D.该反应左侧离子总系数为5,右侧为1,加水稀释平衡向离子数增多的逆向移动,各离子浓度减小,浓度减小程度小于,二者比值变大,D正确;
故选D。
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)
B
甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
甲基可以使苯环活化
C
船舶外壳镶嵌锌块避免船体腐蚀
外加电流法可保护金属
D
键角:NH3<CH4
电负性:N>C
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用溶液处理水垢中的,是利用沉淀转化原理,将微溶的转化为更难溶的,该反应能发生的前提是,陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且存在因果关系,A符合题意;
B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环活化了甲基,使甲基易被氧化,陈述Ⅱ“甲基可以使苯环活化”本身表述正确,但与陈述Ⅰ无因果关系,B不符合题意;
C.船舶外壳镶嵌锌块是利用牺牲阳极法(原电池原理)保护金属,不属于外加电流法,陈述Ⅱ错误,C不符合题意;
D.键角小于的原因是中存在1对孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,压缩了键角,与N、C的电负性差异无关,陈述Ⅰ、Ⅱ均正确但无因果关系,D不符合题意;
故选A。
14. 甲酸分解制H2反应的历程如图所示(其中“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是
A. HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g) ΔΗ>0
B. 除吸附外,该反应历程分两步进行
C. 反应历程中活化能最大的基元反应为HCOOH*=HCOO*+H*
D. 使用催化剂可以降低活化分子百分数
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应物总能量高于生成物和总能量,反应放热,,A错误;
B.除吸附外,反应历程有3个过渡态,对应3步基元反应,B错误;
C.基元反应活化能为过渡态能量与该步反应物能量的差值,三步活化能分别为、、,活化能最大的基元反应为,C正确;
D.催化剂降低反应活化能,会提高活化分子百分数,加快反应速率,D错误;
故选C。
15. 一种新型消毒剂由4种原子序数依次递增的短周期主族元素W、X、Y、Z组成,结构如图所示。其中只有Z位于第三周期。下列说法错误的是
A. 第一电离能:X>Y
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:W<X
C. 简单氢化物的沸点:W<X
D. 离子的空间结构为平面三角形
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,消毒剂中W、X、Y、Z形成共价键的数目分别为4、3、2、1,由题意可知,W、X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期主族元素,其中只有Z位于第三周期,则W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素。
【详解】A.同周期元素,从左至右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态,第一电离能大于相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,即X>Y,A正确;
B.同周期元素,从左至右非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则碳酸的酸性弱于硝酸,即W<X,B正确;
C.氨气能形成分子间氢键,甲烷不能形成分子间氢键,则甲烷的分子间作用力小于氨分子,沸点低于氨分子,即W<X,C正确;
D.氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为:,孤对电子对数为1,则离子的空间结构为三角锥形,D错误;
故选D。
16. 科学家基于有机物的氧化还原性,设计了一种全固态可充电空气电池。电池充放电时原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,H+由电极区a向电极区b移动
B. 放电时,电极区a中有机物M被氧化为有机物N
C. 充电时,电极b与电源正极相连
D. 充电时,每转移0.4mol电子,电极区b质量减少3.2g
【答案】D
【解析】
【分析】放电(原电池)时,a极中有机物转化为,脱氢氧化失电子,因此为负极;b极中得电子还原为,因此为正极。充电(电解池)时,为阴极,为阳极。
【详解】A.原电池中阳离子向正极移动,因此由负极区向正极区移动,A正确;
B.放电时极失电子,被氧化为,B正确;
C.充电时阳极接电源正极,为阳极,因此与电源正极相连,C正确;
D.充电时极(阳极)反应为:,生成的逸出,通过质子交换膜迁移到区。转移电子时,生成(质量),同时迁出(质量),因此区总质量减少,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 某学习小组研究Mg和FeCl3溶液的反应。
编号
试剂X
实验现象
1
5mL蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
2
5mL 0.1mol·L-1 FeCl3溶液
镁条表面有大量气泡产生,镁表面变黑
(1)实验1中产生气体的化学式为__________。
(2)实验2中配制FeCl3溶液需用稀硫酸酸化。配制100 mL 0.1000 mol·L-1 H2SO4溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和__________。需量取2.0 mol·L-1 H2SO4溶液______mL(保留 1位小数)。
(3)进一步设计实验探究Mg与FeCl3溶液产生大量气泡的原因。
查阅资料 K+、对该反应无影响。
提出假设 假设1:Fe3+能促进气泡的生成。
假设2:Cl-能促进气泡的生成。
实验验证 用相同的Mg条,按照下表向其中加入5mL试剂Y(均已用H2SO4溶液调节pH至2),测定实验3-5的反应速率,记录数据。
编号
试剂Y
反应速率/(mol·L-1·s-1)
3
0.1mol·L-1 FeCl3溶液
v1
4
0.05mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液
v2
5
①______(填浓度和化学式)溶液
v3
数据分析 ②对比实验3、4可验证假设______(填数字)。
③实验结果为v2<v1,v3<v1,说明假设1、2均成立。进一步分析数据,发现v1-v3______v1-v2(填“>”“<”或“=”),说明Fe3+的促进作用大于Cl-。
交流讨论 进一步查阅资料:Fe3+可通过形成Mg—Fe原电池加快气泡的产生。
④Fe单质的形成分两步反应:i.______;ii.Mg+Fe2+=Mg2++Fe。
⑤取少量实验3反应后的溶液于试管中,______(填实验操作及现象),证明溶液中含有Fe2+。
【答案】(1)H2 (2) ①. 100mL容量瓶 ②. 5.0
(3) ①. 0.3 mol∙L-1KCl ②. 2或二 ③. > ④. 2Fe3++Mg=2Fe2++Mg2+ ⑤. 向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀
【解析】
【小问1详解】
实验1是Mg与蒸馏水的反应,Mg可与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,因此产生气体的化学式为。
【小问2详解】
配制一定物质的量浓度的硫酸溶液,除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要对应规格的容量瓶,即容量瓶;根据溶液稀释规律,稀释前后溶质的物质的量不变,即,代入数据:,解得,符合保留1位小数的要求。
【小问3详解】
①本实验需要分别验证和对反应的促进作用,遵循控制变量原则,实验3同时含和,实验4含、不含,因此实验5需要只含、不含,根据已知K+、对该反应无影响可知对应试剂为溶液;
②实验3和4中浓度完全相同,只有的存在不同,因此对比两组实验可以验证假设2(能促进气泡生成);
③(同时有、促进),(只有促进),(只有促进),因此、,若促进作用大于,则;
④生成Fe单质分两步进行,第二步是Mg还原得到Fe,因此第一步为Mg还原得到,反应离子方程式为;
⑤检验的特征方法为加入铁氰化钾溶液,若产生蓝色沉淀即可证明存在(也可以用"先加KSCN溶液无明显现象,再加入氯水,溶液变为红色"的方法,两种均合理)。
18. 钴是一种重要的战略金属元素,用途广泛。从硫钴精矿(含有Co3S4和CuFeS2及少量铝和硅的氧化物)中提取钴的工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”后Co元素以Co3O4形式存在。
②部分氢氧化物的Ksp如下表:
Fe(OH)3
Al(OH)3
Co(OH)2
Ksp
2.8×10-39
1.3×10-33
6.0×10-15
(1)Co元素位于元素周期表中的______区。
(2)“焙烧”之前需要将矿石粉碎,目的是__________________。
(3)滤渣1的主要成分是______(填化学式)。
(4)“酸浸”时Co3O4发生反应的离子方程式为__________________。
(5)“调pH”时,溶液的pH最高可调至______(溶液体积变化可忽略)。
[已知:酸浸后滤液中Co2+的浓度为0.15mol·L-1,lg 2≈0.3]
(6)“萃取”时溶液pH对铜、钴分离效果的影响如下图所示。已知:萃取分离系数越大,分离效果越好。
①据图分析,溶液的pH=______时,达到最佳铜钴分离效果。
②HA萃取金属离子M2+的反应为:M2+(水相)+2HA(有机相)⇌MA2(有机相)+2H+(水相)。调节溶液的pH从2到4,M2+萃取率逐渐增大的原因是__________________。
(7)一种钴硫化物可用作锂离子电池的电极材料,其充电后形成的晶胞结构如下图所示。其中距Li最近且等距离的S有______个。相邻同种原子间的最近距离之比dS-S:dLi-Li=______。
【答案】(1)d (2)增大与空气的接触面积,提高焙烧效率
(3)SiO2 (4)+6H++H2O2=3Co2++4H2O+O2↑
(5)7.3 (6) ①. 4 ②. 随pH增大,c(H+)减小,萃取平衡正向移动,因此萃取率增大
(7) ①. 4 ②. :1
【解析】
【分析】首先将矿石粉碎以增大焙烧接触面积,提升反应速率与转化率,之后通入氧气焙烧,原料中硫化物转化为金属氧化物,钴元素转变为,硫元素转化为排出;随后加入硫酸与进行酸浸,不溶于酸的成为滤渣1被除去,金属氧化物溶解为离子进入溶液,将氧化为便于沉淀除去的,同时将中+3价钴还原为;接着加入氨水调节pH,使杂质、转化为氢氧化物沉淀,即滤渣2被除去,过程中控制pH避免沉淀损失;最后利用含的煤油萃取,将萃取进入有机相分离除去,从剩余水相中即可进一步处理得到最终产品。
【小问1详解】
Co原子序数为27,电子排布为,最后填充电子在d轨道,属于元素周期表d区;
【小问2详解】
粉碎固体反应物可增大与空气的接触面积,提高焙烧效率;
【小问3详解】
原矿石中二氧化硅不溶于硫酸,铝的氧化物可与酸反应溶解,因此滤渣1主要为;
【小问4详解】
中+3价Co被还原为,被氧化为,根据得失电子守恒配平得到离子方程式:;
【小问5详解】
调pH的最高值为开始沉淀的pH,根据,代入数据得: ,, , ;
【小问6详解】
①分离系数越大分离效果越好,由图可知pH=4时铜钴萃取分离系数最大,分离效果最佳;
②根据勒夏特列原理,是生成物,降低浓度平衡正向移动,萃取率升高;
【小问7详解】
晶胞中Li位于晶胞内部的八个四面体的中心位置,每个Li周围最近且等距离的S共4个;
设晶胞边长为,S的最近距离为相邻棱心S的距离:;Li的最近距离为相邻Li的间距:,因此。
19. 一定条件下,工业上以NO和H2为原料合成NH3,涉及主要反应如下:
反应Ⅰ:2NO(g)+5H2(g)⇌2NH3(g)+2H2O(g) ΔΗ1=-756.9 kJ∙mol-1
反应Ⅱ:2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔΗ2=-664.5 kJ∙mol-1
(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔΗ=______ kJ∙mol-1。合成氨通常使用铁基催化剂,基态铁原子的价层电子的排布式为______。
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的有______(填标号)。
A. 恒温恒容条件下,增大H2浓度,NO的平衡转化率增大
B. 高温有利于反应Ⅰ自发进行
C. 反应Ⅱ生成物的键能之和大于反应物的键能之和
D. 当c(NO)=c(H2O)时,反应Ⅱ达到化学平衡状态
(3)在TK、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2mol NO和6mol H2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得NO转化率以及NH3、N2的选择性与时间(t)的关系如图所示。[N2的选择性=×100%]
①0~80min内用NO的物质的量变化表示的平均反应速率为______mol∙min-1。
②根据图像分析,80min时,N2的选择性为______。
③已知G点坐标为(32,m),此时水的物质的量n(H2O)=______mol(用含m的表达式表示)。
(4)在TK,1L恒容密闭体系中加入2mol NO和3mol H2,反应Ⅰ、反应Ⅱ达平衡后,NO的平衡转化率为60%,n(NH3):n(N2)=1。
①用各物质的平衡浓度表示反应I的平衡常数,表达式K=____________。
②计算此时反应Ⅱ的平衡常数K的值为____________。
【答案】(1) ①. -92.4 ②. 3d64s2 (2)AC
(3) ①. 0.02 ②. 75% ③. 2m
(4) ①. ②. 0.625(或)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应反应Ⅰ反应Ⅱ,;
Fe为26号元素,基态原子价层电子排布式为;
【小问2详解】
A.恒温恒容增大浓度,平衡正向移动,的平衡转化率增大,A正确;
B.反应Ⅰ,且反应后气体分子数减少,,根据的反应能自发,低温才利于反应自发,B错误;
C.反应Ⅱ,ΔH=反应物总键能生成物总键能,因此生成物的键能之和大于反应物的键能之和,C正确;
D.不能说明正逆反应速率相等,不能判断平衡,D错误;
故正确选AC;
【小问3详解】
① 初始,80 min时转化率为,消耗,;
② 的产物只有和,因此选择性;
③ 两个反应中,每消耗都生成,G点转化率为,消耗共,故;
【小问4详解】
① 根据反应Ⅰ的方程式,直接写出平衡常数表达式;
② 容器体积,总消耗,设,由N守恒得,解得。列三段式:,,根据三段式可得平衡浓度:,,,。代入反应Ⅱ的平衡常数公式: 。
20. 一种药物中间体IV的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为____________,所含官能团的名称是____________。
(2)化合物Ⅰ的同分异构体中同时满足下列条件的有______种;
条件:i.含有苯环 ii.能发生银镜反应
其中,核磁共振氢谱图上有4组峰的结构简式为____________。
(3)关于上述化合物I~Ⅳ,下列说法正确的有____________。
A. Ⅰ中最多有7个碳原子共面
B. 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ生成Ⅳ的过程中,存在σ键和π键的断裂
C. N原子的电子云密度:Ⅲ>NH3
D. Ⅳ中,碳原子的杂化方式有3种
(4)参考上述合成过程,设计以BrCH2CH2Br、CH3NH2、有机物R为原料合成化合物Ⅴ()的合成路线。
①第一步,将BrCH2CH2Br转化为醇X,需提供的试剂和反应条件为____________。
②第二步,由醇X经____________ (填反应类型)生成醛Y,化学方程式为____________。
③第三步,Y和CH3NH2、有机物R合成V,则有机物R的结构简式为____________。
【答案】(1) ①. C8H8O ②. 羰基或酮羰基
(2) ①. 4 ②. (3)BC
(4) ①. NaOH溶液,加热 ②. 氧化反应 ③. HOCH2CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O ④.
【解析】
【分析】化合物Ⅰ(苯乙酮)断裂羰基α位甲基的C-H σ键,甲醛II断裂自身羰基的C=O π键,二甲胺Ⅲ断裂N-H σ键,经加成、消除过程后,形成新的C-C键与C-N键,最终得到碳链延长的产物IV。
【小问1详解】
化合物Ⅰ为苯乙酮,分子式为 ,所含官能团为羰基(酮羰基);
【小问2详解】
化合物Ⅰ的分子式为 ,不饱和度为5,能发生银镜反应,说明有醛基,则符合条件的有:、、、;
其中,核磁共振氢谱图上有4组峰的结构简式为;
【小问3详解】
A.苯环6个碳、羰基碳、甲基碳均可共面,最多8个碳原子共面,A错误;
B.反应中,甲醛的碳氧双键(含1个键和1个键)发生断裂,同时酮的α位键、胺的键断裂,存在键和键的断裂,B正确;
C.Ⅲ中,甲基是给电子基团,使N原子电子云密度大于,C正确;
D.Ⅳ中碳原子只有杂化(苯环碳、羰基碳)和杂化(饱和烷基碳)两种杂化方式,D错误
故答案选BC。
【小问4详解】
① 卤代烃水解得到醇,反应条件为NaOH水溶液、加热,1,2-二溴乙烷水解得到乙二醇;
② 二醇催化氧化得到二醛乙二醛,反应类型为氧化反应;
配平即可得到方程式HOCH2CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O;
③ 类比题干曼尼希反应,产物Ⅴ中的羰基来自丙酮,Y为乙二醛,和、丙酮环化得到目标产物Ⅴ,因此R为丙酮。
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