精品解析:甘肃兰州新区贺阳高级中学等校2025-2026学年第二学期高三年级5月考试 化学试题
2026-07-26
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内容正文:
贺阳教育兰州校区2025-2026学年第二学期
高三年级5月考试化学试题
本卷满分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:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 Al 27 Si 28 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 V 51 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Co 59 Ni 59 Cu 64 Zn 65 Ga 70 Br 80 I 127 Ag 108 Au 197 Hg 201 Pb 207
一、单选题
1. 文物是民族文化的“根与魂”。下列出土于陕西的文物其材质含有机高分子的是
A.鸳鸯莲瓣纹金碗
B.皇后玉玺
C.青瓷提梁倒灌壶
D.《溪山行旅图》
A. A B. B C. C D. D
2. 已知:。下列说法错误的是
A. 的电子式:
B. 含孤电子对的VSEPR模型:
C. NaCl溶液中的水合离子:
D. HCl分子中键电子云轮廓图:
3. 物质Z是一种重要的药物中间体,其合成路线如下。下列说法错误的是
A. X含有3种官能团
B. 与足量加成,消耗
C. Z含有手性碳
D. 反应的原子利用率小于100%
4. 研究发现,一种可用于制备复合电解质薄膜的化合物的阴离子结构如图。已知:W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y与Q位于同一主族,是氧化性最强的单质。下列叙述正确的是
A. Y是空气中含量最高的元素
B. 电负性:
C. 该结构中所有原子最外层均未达到稳定结构
D. 仅由与形成的化合物都能与水发生非氧化还原反应
5. 下列实验装置或操作能达到相应目的的是
A.挤压玻璃珠排出碱式滴定管中的气泡
B.制备胶体
C.制备乙烯
D.萃取碘水中的
A. A B. B C. C D. D
6. 下列物质的结构或性质不能解释其用途的是
选项
结构或性质
用途
A
聚乙炔的共轭大键
用于制作导电高分子材料
B
植物油可与氢气加成得到固态氢化植物油
利用植物油来生产肥皂
C
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
D
水玻璃具有良好的黏性及稳定性
用于制作黏合剂和防水剂
A. A B. B C. C D. D
7. 物质结构决定性质。下列关于物质性质的解释正确的是
物质性质
解释
A
18-冠-6醚能识别
冠醚中的O通过离子键与作用
B
稳定性:
分子之间形成氢键
C
某些金属灼烧时有特征焰色
核外电子受热吸收能量跃迁至较高能级
D
的键角比的键角大
和中N均是杂化,但中有一个孤电子对
A. A B. B C. C D. D
8. 硝酸羟胺是我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂,其一种分解方式为。已知羟胺的化学式是,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 固体羟胺中含有的键数为
B. 中含有的质子数为
C. 标准状况下含有的分子数为
D. 4mol硝酸羟胺中含有的离子总数为
9. 羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图所示),实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A. d极是阳极
B. a电极的电极反应式:
C. d极区苯酚被氧化的化学方程式为
D. 系统工作时,每转移消耗1mol苯酚
10. 下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中滴加适量含有的白葡萄酒
溶液紫色褪去
具有还原性
B
向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过量,再加入适量95%乙醇,过滤、洗涤、干燥
先生成蓝色沉淀后沉淀溶解,加入乙醇后有深蓝色晶体析出
与的配合能力比强;乙醇的极性比水小
C
向的溶液中滴加5滴的NaCl溶液,再滴入5滴的NaI溶液
先产生白色沉淀后产生黄色沉淀
D
向银氨溶液中滴加1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在酒精灯上持续加热
试管内壁上形成光亮银镜
葡萄糖具有还原性
A. A B. B C. C D. D
11. 乙酸甲酯在溶液中发生水解时物质和能量的变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 反应历程中存在极性键和非极性键的断裂
B. 生成中间产物1的步骤是反应的决速步
C. 增大溶液的浓度,反应的速率和平衡产率不变
D. 总反应的离子方程式为:
12. 利用某钒废渣(主要成分为V2O4以及铁、铝、硅的氧化物)制备V2O5的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.溶于酸后以的形式存在;可将氧化为;
Ⅱ.。
下列说法正确的是
A. 滤渣1的主要成分为
B. 的作用只是将氧化成
C. 反萃取剂显强酸性
D. “氧化2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
13. 是一种常见的有机催化剂,其晶胞结构如下图所示,晶胞参数为。的密度为,下列说法错误的是
A. 与每个原子紧邻的原子有12个
B. 原子与原子的最小核间距离为:
C. 用和表示阿伏加德罗常数的值为:
D. 已知点的原子坐标为,则点的原子坐标为
14. 常温下,用浓度为的标准溶液滴定10mL浓度均为的NaOH和的混合溶液,溶液中含A微粒的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图(忽略溶液混合后体积变化)。下列说法错误的是
A. 的
B. 点a:
C.
D. 点c:
二、解答题
15. 以辉铜矿(主要含、、)和软锰矿(主要含、)为原料联合提取铜和锰的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.、均难溶于硫酸
ⅱ.,金属离子的起始浓度为时生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀时
1.8
5.2
8.6
完全沉淀时
2.8
6.7
10.1
ⅲ.HR萃取时发生的反应为
(1)“酸浸”过程是利用硫酸浸出矿石中的铜、锰元素。
①“酸浸”过程中,为提高矿石的浸出率,可采取的措施有________________________________________。(写出一条即可)
②若浸出渣中含有单质,补全“酸浸”过程中与反应的离子方程式:____________________________________________________________。
(2)若“酸浸”后溶液中的浓度为,则“除铁”后溶液pH的范围为____________________。
(3)“萃取”过程是利用萃取剂HR与的选择性配位反应生成易溶于有机相的,从而实现铜、锰元素的分离。
①某种HR的结构简式为,判断该分子中可能与形成配位键的原子并说明理由:__________________________________________________。
②解释“反萃取”过程中硫酸的作用:__________________________________________________。
(4)“碳化沉锰”过程中发生反应的离子方程式为________________________________________。
(5)结合“酸浸”过程,从两种矿石中各物质性质的角度,分析联合提取铜和锰的优势:____________________________________________________________。
16. 氨作为现代农业化肥生产的核心原料,支撑起全球粮食安全。氮氢合成氨技术实现了氮气高效转化为氨气,是化工生产中的重要里程碑,该技术的核心反应是:
某科研团队研究在催化剂作用下,以和为原料合成,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)________,判断反应Ⅰ自发进行的适宜条件是________(填“低温自发”或“高温自发”)。
(2)若在恒温恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ,下列条件能说明反应Ⅰ一定已达到平衡状态的是________。
A. 容器内每断裂键,同时生成键
B. 容器内和的质量之比恒定
C. 容器内的分压保持恒定
D. 容器内气体混合物的密度不再发生变化
(3)已知反应Ⅱ的速率方程式,(其中为速率常数,只跟温度有关;为对应物质的分压,气体分压=气体总压×物质的量分数)。在℃、条件下,向恒压密闭容器中充入和发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得平衡时转化率为60%,的选择性为50%(的选择性),则平衡时________(保留小数点后两位),反应Ⅱ的________(列出计算式即可)。
(4)在密闭容器中充入一定量和,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,实验测得相同时间内转化率和选择性与温度的关系如图所示,温度从200℃到450℃,转化率增大的原因是________,温度高于350℃,选择性降低的原因是________。
17. 糖精钠是一种甜味剂。某实验小组在实验室利用甲苯氯磺化法制备糖精钠。
已知(氯磺酸)为强酸,且易水解。
实验步骤如下(部分操作及反应条件略):
步骤Ⅰ:将无水甲苯逐渐加入装有氯磺酸的氯磺化锅中,低温反应,使氯磺酸完全分解,放出酸液,提纯后得到邻甲苯磺酰氯。
步骤Ⅱ:在氨化锅内预先放入氨水,加入邻甲苯磺酰氯,在60℃反应2 h,冷却,过滤,滤饼经活性炭脱色,精制后得到邻甲苯磺酰胺。
步骤Ⅲ:将邻甲苯磺酰胺、水和液态氢氧化钠加入氧化锅内,于25~35℃将高锰酸钾分次投入,保温反应7 h,再慢慢加入亚硫酸钠溶液至氧化溶液呈无色为止,过滤,水洗含二氧化锰滤饼,_______,合并滤液。
步骤Ⅳ:加稀盐酸至pH为3,过滤,向滤液中加入浓盐酸至完全析出沉淀,过滤,滤饼用微酸水洗涤,最后得不溶性糖精。
步骤Ⅴ:在盛有水的中和锅内交替投入不溶性糖精和碳酸氢钠,加热溶解反应,在反应温度达70℃时调节反应液至中性,趁热过滤,滤液经结晶、干燥即得糖精钠成品。
(1)步骤Ⅰ实验装置如图所示(夹持及控温装置略)。
①仪器a的名称为_______。
②发生水解反应生成两种强酸,则生成物为_______(填化学式)。
(2)步骤Ⅱ中消耗的氨水大于理论用量,原因为_______。
(3)步骤Ⅲ中,检验滤饼是否洗涤干净的操作是_______;加入溶液,发生反应的离子方程式为_______。
(4)将步骤Ⅳ所得溶液进行酸化,经过滤得糖精。下列仪器中过滤不需要用到的有_______(填标号)。
(5)步骤Ⅴ中加热反应体系,过程中产生大量气体,该气体为_______(填化学式)。待反应完全,趁热过滤。由滤液获得糖精钠产品的过程中,冷却结晶之后的操作步骤还有_______。
18. 物质用于治疗转甲状腺素蛋白介导的淀粉样变性心肌病。物质G的一种合成路线如下:
已知:①
②DMF、THF均为常用的有机溶剂。
(1)A中含氧官能团的名称是___________。
(2)A→B的化学方程式为___________,该步骤中试剂的作用是___________。
(3)B→D的反应类型为___________。C的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能发生水解反应的物质有___________种(不考虑立体异构)。
(4)下列说法错误的是___________(填序号)
①A可与溶液发生显色反应
②C的核磁共振氢谱中有3组峰
③D中碳原子的杂化方式有、杂化
④E中所有的原子可能共平面
(5)根据已知信息,请写出X的结构简式___________。
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贺阳教育兰州校区2025-2026学年第二学期
高三年级5月考试化学试题
本卷满分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:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 Al 27 Si 28 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 V 51 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Co 59 Ni 59 Cu 64 Zn 65 Ga 70 Br 80 I 127 Ag 108 Au 197 Hg 201 Pb 207
一、单选题
1. 文物是民族文化的“根与魂”。下列出土于陕西的文物其材质含有机高分子的是
A.鸳鸯莲瓣纹金碗
B.皇后玉玺
C.青瓷提梁倒灌壶
D.《溪山行旅图》
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.鸳鸯莲瓣纹金碗其材料为金属,A错误;
B.玉石成分主要为硅酸盐,B错误;
C.陶瓷成分主要为硅酸盐,C错误;
D.《溪山行旅图》所用绢、纸成分为有机高分子,D正确;
故答案为:D。
2. 已知:。下列说法错误的是
A. 的电子式:
B. 含孤电子对的VSEPR模型:
C. NaCl溶液中的水合离子:
D. HCl分子中键电子云轮廓图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na2O2是离子化合物,电子式为:,A正确;
B.分子中氧原子含有2对孤电子对,VSEPR模型为,B正确;
C.钠离子带正电,水分子中的O应朝向钠离子,氯离子带负电,水分子中的H应朝向氯离子,C正确;
D.的键为s-p键,电子云轮廓图为,D错误;
故选D。
3. 物质Z是一种重要的药物中间体,其合成路线如下。下列说法错误的是
A. X含有3种官能团
B. 与足量加成,消耗
C. Z含有手性碳
D. 反应的原子利用率小于100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中含有醛基、碳碳双键、酯基,共3种官能团,A正确;
B.Y中只有碳碳双键可与加成,酯基的碳氧双键不与加成,故完全加成消耗,B正确;
C.Z中连接苯环的饱和碳原子,其在含氮环上连接的两个基团结构完全相同,不满足手性碳连4个不同基团的要求,Z不含手性碳,C错误;
D.反应过程中有小分子(如水)生成,原子利用率小于100%,D正确;
故答案为C。
4. 研究发现,一种可用于制备复合电解质薄膜的化合物的阴离子结构如图。已知:W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y与Q位于同一主族,是氧化性最强的单质。下列叙述正确的是
A. Y是空气中含量最高的元素
B. 电负性:
C. 该结构中所有原子最外层均未达到稳定结构
D. 仅由与形成的化合物都能与水发生非氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】由题已知信息,是氧化性最强的单质,可知Z为F;由结构图结合W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Q形成6根共价键,Y形成2根共价键,Y和Q同主族可知,则Q为S,Y为O,W形成4根共价键,则W为C,X为N,故W、X、Y、Z、Q依次为C、N、O、F、S。
【详解】A.由分析可知Y为O元素,而空气中含量最高的元素为N元素,A错误;
B.由分析可知,Z为F,Y为O,X为N,W为C,其电负性大小为F>O>N>C,B正确;
C.该结构中C、N等都满足8电子稳定结构,C错误;
D.仅由X(N)与Y(O)形成的化合物中,与水反应生成硝酸和NO是氧化还原反应,而NO、N2O不与水反应,D错误;
故答案选B。
5. 下列实验装置或操作能达到相应目的的是
A.挤压玻璃珠排出碱式滴定管中的气泡
B.制备胶体
C.制备乙烯
D.萃取碘水中的
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.排出碱式滴定管中的气泡时,碱式滴定管尖嘴应向上倾斜,挤压玻璃珠快速放液排出气泡,A项不符合题意;
B.氢氧化钠溶液滴入饱和氯化铁溶液中生成氢氧化铁沉淀,应该把饱和氯化铁溶液滴入沸水中制备胶体,B项不符合题意;
C.温度计水银球应插入液面下,以准确控制温度为170℃,图中位置符合要求,C项符合题意;
D.乙醇和水互溶,不能用乙醇萃取碘水中的I2,D项不符合题意;
故答案选C。
6. 下列物质的结构或性质不能解释其用途的是
选项
结构或性质
用途
A
聚乙炔的共轭大键
用于制作导电高分子材料
B
植物油可与氢气加成得到固态氢化植物油
利用植物油来生产肥皂
C
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
D
水玻璃具有良好的黏性及稳定性
用于制作黏合剂和防水剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乙炔分子结构如图,每个碳原子均为杂化,每个碳原子均剩余一个p轨道,彼此平行,形成大键,电子在整个大键体系自由移动,形成“电子通道”,A项正确;
B.植物油含大量不饱和烃基,与氢气加成后转化为饱和程度较高的高级脂肪酸甘油酯,形成固态,便于储存和运输,工业上生产肥皂主要是利用油脂在碱性条件下水解,产生高级脂肪酸盐,经过盐析得到肥皂,B项错误;
C.石墨层间作用力为范德华力,作用力较小,易滑移,所以摩擦小、能润滑,C项正确;
D.硅酸钠溶液(水玻璃)在干燥过程中会逐渐失去游离水,分子中的硅羟基之间会发生脱水缩合反应,形成三维网状的硅氧烷Si-O-Si交联结构,随着固化进程推进,体系黏度持续上升,最终形成具有高强度的无机聚合物骨架,将被黏结的基材牢牢结合为整体,因此可以做黏合剂;硅酸钠溶液(水玻璃)涂刷在材料表面,能与空气中的二氧化碳反应生成不溶于水的硅酸,堵塞孔隙,从而起到防水作用,D项正确。
故答案选B。
7. 物质结构决定性质。下列关于物质性质的解释正确的是
物质性质
解释
A
18-冠-6醚能识别
冠醚中的O通过离子键与作用
B
稳定性:
分子之间形成氢键
C
某些金属灼烧时有特征焰色
核外电子受热吸收能量跃迁至较高能级
D
的键角比的键角大
和中N均是杂化,但中有一个孤电子对
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.18-冠-6醚中的O含孤电子对,与通过配位作用结合,不存在离子键,A错误;
B.稳定性强于是因为O的非金属性强于S,键键能大于键,氢键影响熔沸点等物理性质,与分子稳定性无关,B错误;
C.焰色试验的产生是因为核外电子吸收能量跃迁至高能级后,再跃迁回低能级时以光的形式释放能量,仅跃迁至高能级不会产生特征焰色,C错误;
D.和中的N均为杂化,中N的价层电子对均为成键电子对,中N的价层电子对中有1个孤电子对,孤电子对的排斥力更大,使键角更小,D正确;
故答案选D。
8. 硝酸羟胺是我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂,其一种分解方式为。已知羟胺的化学式是,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 固体羟胺中含有的键数为
B. 中含有的质子数为
C. 标准状况下含有的分子数为
D. 4mol硝酸羟胺中含有的离子总数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.固体羟胺的物质的量为,根据羟胺结构式,1个羟胺分子含有2个键,故固体羟胺中含有的键数为,A正确;
B.一个N原子的质子数为7,一个O原子的质子数为8,中含有质子的物质的量为,则中含有的质子数为,B错误;
C.标准状况下物质的量为0.15 mol,含有的分子数为,C正确;
D.4 mol硝酸羟胺()中含有4 mol,4 mol,含离子总物质的量为8 mol,故离子总数为,D正确;
故答案选B。
9. 羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图所示),实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A. d极是阳极
B. a电极的电极反应式:
C. d极区苯酚被氧化的化学方程式为
D. 系统工作时,每转移消耗1mol苯酚
【答案】D
【解析】
【分析】图为将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置;由图可知,左侧为原电池,a极六价铬转化为三价铬发生还原反应,为正极,则b为负极;右侧为电解池,与负极相连的c为阴极、则d为阳极;
【详解】A.由分析可知,d为阳极,A正确;
B.a电极的电极反应为得到电子发生还原反应生成氢氧化铬:,B正确;
C.d极区为阳极区,苯酚被氧化发生氧化反应和羟基自由基(·OH)反应生成二氧化碳和水,化学方程式为,C正确;
D.苯酚被氧化发生氧化反应生成二氧化碳和水,根据电子守恒可知,C6H5OH~28e-,故系统工作时,每转移28mole-时,d极、b极各消耗1mol苯酚,共消耗2mol苯酚,D错误;
故选D。
10. 下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中滴加适量含有的白葡萄酒
溶液紫色褪去
具有还原性
B
向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过量,再加入适量95%乙醇,过滤、洗涤、干燥
先生成蓝色沉淀后沉淀溶解,加入乙醇后有深蓝色晶体析出
与的配合能力比强;乙醇的极性比水小
C
向的溶液中滴加5滴的NaCl溶液,再滴入5滴的NaI溶液
先产生白色沉淀后产生黄色沉淀
D
向银氨溶液中滴加1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在酒精灯上持续加热
试管内壁上形成光亮银镜
葡萄糖具有还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.白葡萄酒中除外还含有乙醇,乙醇也可使酸性溶液褪色,无法证明褪色是的还原性导致,A错误;
B.向硫酸铜溶液中加氨水先产生蓝色沉淀,氨水过量时沉淀溶解形成[Cu(NH3)4]2+,说明与的配位能力强于;深蓝色的硫酸四氨合铜晶体是离子化合物,极性大,加入乙醇后析出晶体,说明该配合物在极性更小的乙醇中溶解度更低,即乙醇极性比水小,操作、现象、结论均正确,B正确;
C.实验中溶液过量,加入时是过量的直接与反应生成黄色沉淀,并非沉淀转化为,无法比较二者大小,C错误;
D.银镜反应需要水浴加热,直接用酒精灯持续加热会导致受热不均,只能生成黑色的银单质,无法得到光亮银镜,操作错误,D错误;
故选B。
11. 乙酸甲酯在溶液中发生水解时物质和能量的变化如下图所示。下列说法正确的是
A. 反应历程中存在极性键和非极性键的断裂
B. 生成中间产物1的步骤是反应的决速步
C. 增大溶液的浓度,反应的速率和平衡产率不变
D. 总反应的离子方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应过程中,断裂的均为不同原子间的极性键(如C-O),不存在同种原子间非极性键的断裂,A错误;
B.总反应的速率由活化能最大、反应速率最慢的一步决定。由能量图可知,反应物生成中间产物1的步骤活化能最大,是整个反应的决速步,B正确;
C.NaOH是该反应的反应物,增大NaOH浓度,反应速率增大,且平衡正向移动,平衡产率增大,C错误;
D.碱性条件下,最终产物为乙酸根和甲醇,总反应离子方程式应为CH3COOCH3+OH−→CH3COO−+CH3OH,D错误;
故选B。
12. 利用某钒废渣(主要成分为V2O4以及铁、铝、硅的氧化物)制备V2O5的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.溶于酸后以的形式存在;可将氧化为;
Ⅱ.。
下列说法正确的是
A. 滤渣1的主要成分为
B. 的作用只是将氧化成
C. 反萃取剂显强酸性
D. “氧化2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
【答案】C
【解析】
【分析】含钒废渣(主要成分为V2O4以及铁、铝、硅的氧化物)用硫酸酸浸,V2O4溶于酸后以VO2+的形式存在,铁、铝也溶于酸进入溶液,硅的氧化物不溶于酸,形成滤渣1;加入适量H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,加入碳酸钠调节溶液pH值,使铁铝转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,同时将VO2+氧化成V;萃取、反萃取将钒进行分离富集,加入KClO3将+4价的V氧化为+5价的V,即溶液中含有,经过系列操作,最终得到V2O5,以此分析解答。
【详解】A.由分析可知,滤渣1的主要成分为SiO2,A错误;
B.由分析可知,H2O2的作用是将VO2+氧化成V和氧化亚铁离子,便于亚铁离子转化为Fe(OH)3而除去,B错误;
C.根据已知Ⅱ信息可知,反萃取剂即使萃取反应逆向移动,故需显强酸性,C正确;
D.根据已知Ⅰ和得失电子守恒知,“氧化2”中可将氧化为,KClO3为氧化剂,还原产物为KCl得到6个电子,为还原剂,氧化产物为化合价失去1个电子,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6,D错误;
故答案为:C。
13. 是一种常见的有机催化剂,其晶胞结构如下图所示,晶胞参数为。的密度为,下列说法错误的是
A. 与每个原子紧邻的原子有12个
B. 原子与原子的最小核间距离为:
C. 用和表示阿伏加德罗常数的值为:
D. 已知点的原子坐标为,则点的原子坐标为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,Cu位于晶胞的顶点和面心,则与每个原子紧邻的原子有12个,A正确;
B.由晶胞结构可知,原子与原子的最小核间距离为体对角线的,为,B正确;
C.该晶胞中含有=4个Cu,4个Br,则晶胞的密度为,解得NA=,C正确;
D.已知点的原子坐标为,由晶胞结构可知,点的原子坐标为,D错误;
故选D。
14. 常温下,用浓度为的标准溶液滴定10mL浓度均为的NaOH和的混合溶液,溶液中含A微粒的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图(忽略溶液混合后体积变化)。下列说法错误的是
A. 的
B. 点a:
C.
D. 点c:
【答案】D
【解析】
【分析】图中左侧溶液中含A微粒的分布曲线只有两条,说明第一步完全电离,溶液中含A微粒有、,随着pH值增大,溶液中逐渐增多,逐渐减小;图中右侧为pH变化曲线;
【详解】A.加入10mL标准溶液时,NaOH恰好完全反应,所得溶液为Na2SO4和的混合溶液,溶液体积为20mL,pH=10.7,溶液中OH-浓度为10-3.3mol/L,根据,求得,的,A正确;
B.点a加入10mL标准溶液,所得溶液为Na2SO4和的混合溶液,溶液体积为20mL,Na2SO4浓度为0.05mol/L,浓度为0.1mol/L,水解程度较小,故,B正确;
C.若,混合后所得溶液中和的浓度相同,由选项A分析知,水解程度大于的电离程度,使得溶液中浓度大于,而b点时浓度等于,可知b点加入标准溶液小于,,C正确;
D.点c加入20mL标准溶液,溶液中存在电荷守恒:,存在物料守恒:,两式联立可得:,D错误;
故选D。
二、解答题
15. 以辉铜矿(主要含、、)和软锰矿(主要含、)为原料联合提取铜和锰的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.、均难溶于硫酸
ⅱ.,金属离子的起始浓度为时生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀时
1.8
5.2
8.6
完全沉淀时
2.8
6.7
10.1
ⅲ.HR萃取时发生的反应为
(1)“酸浸”过程是利用硫酸浸出矿石中的铜、锰元素。
①“酸浸”过程中,为提高矿石的浸出率,可采取的措施有________________________________________。(写出一条即可)
②若浸出渣中含有单质,补全“酸浸”过程中与反应的离子方程式:____________________________________________________________。
(2)若“酸浸”后溶液中的浓度为,则“除铁”后溶液pH的范围为____________________。
(3)“萃取”过程是利用萃取剂HR与的选择性配位反应生成易溶于有机相的,从而实现铜、锰元素的分离。
①某种HR的结构简式为,判断该分子中可能与形成配位键的原子并说明理由:__________________________________________________。
②解释“反萃取”过程中硫酸的作用:__________________________________________________。
(4)“碳化沉锰”过程中发生反应的离子方程式为________________________________________。
(5)结合“酸浸”过程,从两种矿石中各物质性质的角度,分析联合提取铜和锰的优势:____________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 适当提高浸出温度、矿物粉碎、适当增大硫酸浓度、搅拌、延长反应时间均可 ②. Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++S+2Mn2++4H2O
(2)2.8<pH<4.2
(3) ①. O原子和N原子,该分子中只有O原子和N原子含有孤电子对 ②. 增大c(H+),使平衡向反萃取方向移动,提高Cu2+在水相中的含量,并回收萃取剂HR
(4)Mn2+++NH3•H2O=MnCO3↓++H2O
(5)MnO2作氧化剂,将Cu2S氧化生成Cu2+,节约了氧化剂和能源,减少了污染性气体排放
【解析】
【分析】辉铜矿(主含、、)和软锰矿(主含、)混合加硫酸酸浸,利用的氧化性氧化,浸出液中含有、、,、S等作为浸出渣分离;之后加调节pH除去得到滤渣,再用萃取剂HR萃取实现和的分离,含的水相加碳酸氢铵、氨水碳化沉锰得到,含铜离子的有机相加硫酸反萃取得到。
【小问1详解】
①适当提高浸出温度、矿物粉碎、适当增大硫酸浓度、搅拌、延长反应时间均可提高矿石的浸出率;
②用氧化还原法配平:中Cu从+1→+2、S从-2→0,总共升4价;每个中Mn从+4→+2降2价,因此系数为2。酸性环境下补平衡电荷,离子方程式为:;
【小问2详解】
除铁的目的是让完全沉淀,同时不能让开始沉淀。已知金属离子起始浓度为时完全沉淀pH为2.8,因此pH应大于2.8。溶液中浓度为,根据已知时开始沉淀pH为5.2,算出,代入浓度,得到开始沉淀的pH为4.2。因此pH需控制在2.8到4.2之间;
【小问3详解】
①配位键的成键条件是中心离子提供空轨道,配位原子提供孤电子对,该HR分子中的酚羟基O、亚胺基N都存在未参与成键的孤电子对,可作为配位原子;
②反萃取存在平衡,加入硫酸使溶液中增大,平衡逆向移动,转化为重新进入水相,同时再生出萃取剂HR;
【小问4详解】
碳化沉锰时,和碳酸氢根、氨水反应生成碳酸锰沉淀,氨水中和反应生成的,促进反应进行,产物为碳酸锰、铵根和水,离子方程式为:;
【小问5详解】
联合提取铜和锰的优势为作氧化剂,将氧化生成,节约了氧化剂和能源,减少了污染性气体排放。
16. 氨作为现代农业化肥生产的核心原料,支撑起全球粮食安全。氮氢合成氨技术实现了氮气高效转化为氨气,是化工生产中的重要里程碑,该技术的核心反应是:
某科研团队研究在催化剂作用下,以和为原料合成,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)________,判断反应Ⅰ自发进行的适宜条件是________(填“低温自发”或“高温自发”)。
(2)若在恒温恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ,下列条件能说明反应Ⅰ一定已达到平衡状态的是________。
A. 容器内每断裂键,同时生成键
B. 容器内和的质量之比恒定
C. 容器内的分压保持恒定
D. 容器内气体混合物的密度不再发生变化
(3)已知反应Ⅱ的速率方程式,(其中为速率常数,只跟温度有关;为对应物质的分压,气体分压=气体总压×物质的量分数)。在℃、条件下,向恒压密闭容器中充入和发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得平衡时转化率为60%,的选择性为50%(的选择性),则平衡时________(保留小数点后两位),反应Ⅱ的________(列出计算式即可)。
(4)在密闭容器中充入一定量和,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,实验测得相同时间内转化率和选择性与温度的关系如图所示,温度从200℃到450℃,转化率增大的原因是________,温度高于350℃,选择性降低的原因是________。
【答案】(1) ①. ②. 低温自发 (2)CD
(3) ①. ②.
(4) ①. 温度200℃到450℃时体系未达平衡,温度升高,反应速率加快,转化率增大 ②. 催化剂对反应I的催化效率下降
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ-核心反应得到反应Ⅱ,根据盖斯定律可知;反应Ⅰ气体分子数减小,,根据自发反应判据,低温时,故为低温自发。
【小问2详解】
A.断裂 3 mol N-H 键(消耗 1 mol),同时生成 4 mol O-H 键(生成 2 mol),二者不是对应比例,不能说明平衡,故A错误;
B.NH3和H2O的化学计量数之比为 1:1,质量比始终恒定,不能说明平衡,故B错误;
C.恒温恒压下,分压保持恒定,说明浓度不变,反应达到平衡,故C正确;
D.恒温恒压下,反应前后气体总质量不变,但气体分子数变化导致V变化,密度不变说明V不变,反应达到平衡,故C正确;
故答案为CD。
【小问3详解】
由题知,消耗NO的量为 mol,反应Ⅰ消耗 mol,列出三段式,
,
,
总物质的量为 mol,则平衡时、、、,平衡时正逆反应速率相同,即,则;
【小问4详解】
注意到图线先增后降,温度200℃到450℃时体系未达平衡,温度升高,反应速率加快,转化率增大;温度高于350℃,选择性陡然降低,可能是因为催化剂对反应I的催化效率下降。
17. 糖精钠是一种甜味剂。某实验小组在实验室利用甲苯氯磺化法制备糖精钠。
已知(氯磺酸)为强酸,且易水解。
实验步骤如下(部分操作及反应条件略):
步骤Ⅰ:将无水甲苯逐渐加入装有氯磺酸的氯磺化锅中,低温反应,使氯磺酸完全分解,放出酸液,提纯后得到邻甲苯磺酰氯。
步骤Ⅱ:在氨化锅内预先放入氨水,加入邻甲苯磺酰氯,在60℃反应2 h,冷却,过滤,滤饼经活性炭脱色,精制后得到邻甲苯磺酰胺。
步骤Ⅲ:将邻甲苯磺酰胺、水和液态氢氧化钠加入氧化锅内,于25~35℃将高锰酸钾分次投入,保温反应7 h,再慢慢加入亚硫酸钠溶液至氧化溶液呈无色为止,过滤,水洗含二氧化锰滤饼,_______,合并滤液。
步骤Ⅳ:加稀盐酸至pH为3,过滤,向滤液中加入浓盐酸至完全析出沉淀,过滤,滤饼用微酸水洗涤,最后得不溶性糖精。
步骤Ⅴ:在盛有水的中和锅内交替投入不溶性糖精和碳酸氢钠,加热溶解反应,在反应温度达70℃时调节反应液至中性,趁热过滤,滤液经结晶、干燥即得糖精钠成品。
(1)步骤Ⅰ实验装置如图所示(夹持及控温装置略)。
①仪器a的名称为_______。
②发生水解反应生成两种强酸,则生成物为_______(填化学式)。
(2)步骤Ⅱ中消耗的氨水大于理论用量,原因为_______。
(3)步骤Ⅲ中,检验滤饼是否洗涤干净的操作是_______;加入溶液,发生反应的离子方程式为_______。
(4)将步骤Ⅳ所得溶液进行酸化,经过滤得糖精。下列仪器中过滤不需要用到的有_______(填标号)。
(5)步骤Ⅴ中加热反应体系,过程中产生大量气体,该气体为_______(填化学式)。待反应完全,趁热过滤。由滤液获得糖精钠产品的过程中,冷却结晶之后的操作步骤还有_______。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) ②. HCl和
(2)生成的HCl会消耗氨水(或其他合理答案)
(3) ①. 取最后一次洗涤液少许于试管中,加入溶液,若无白色沉淀生成,则说明滤饼已洗涤干净(或其他合理答案) ②.
(4)BDF (5) ①. CO2 ②. 过滤、洗涤、干燥
【解析】
【分析】甲苯先通过氯磺化,再经过氨化、氧化、酸化,最后与NaHCO3成盐,得到糖精钠,滤液获得糖精钠产品的操作需要经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,据此作答。
【小问1详解】
①由装置图可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)。
②发生水解反应生成两种强酸,则生成物为HCl和。
【小问2详解】
因为步骤Ⅰ生成的HCl会消耗氨水,则步骤Ⅱ中消耗的氨水大于理论用量。
【小问3详解】
溶液中含有,可以通过检验最后一次洗涤液中是否含有来验证滤饼是否洗涤干净;故检验滤饼是否洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液少许于试管中,加入溶液,若无白色沉淀生成,则说明滤饼已洗涤干净;氧化过程中为保证氧化完全,需加入过量的溶液,反应完成后,向其中滴加溶液将过量的转化成,该溶液为碱性,则离子方程式为。
【小问4详解】
过滤需要烧杯,漏斗,玻璃棒,铁架台等,故不需要的仪器为:BDF。
【小问5详解】
能水解生成羧基,与反应,产生大量CO2气体;冷却结晶的后续操作为过滤、洗涤、干燥。
18. 物质用于治疗转甲状腺素蛋白介导的淀粉样变性心肌病。物质G的一种合成路线如下:
已知:①
②DMF、THF均为常用的有机溶剂。
(1)A中含氧官能团的名称是___________。
(2)A→B的化学方程式为___________,该步骤中试剂的作用是___________。
(3)B→D的反应类型为___________。C的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能发生水解反应的物质有___________种(不考虑立体异构)。
(4)下列说法错误的是___________(填序号)
①A可与溶液发生显色反应
②C的核磁共振氢谱中有3组峰
③D中碳原子的杂化方式有、杂化
④E中所有的原子可能共平面
(5)根据已知信息,请写出X的结构简式___________。
【答案】(1)(酚)羟基,酯基
(2) ①. ②. 中和反应生成的,使平衡向正反应方向移动
(3) ①. 取代反应 ②. 12
(4)②④ (5)
【解析】
【分析】A在碳酸钾、DMF与室温条件下,与1,3-二溴丙烷发生取代反应生成B;B再与分子式为的C在苯溶剂、室温条件下发生取代反应,生成D,根据D结构逆推可知C为;D与肼在乙醇、90℃条件下发生反应,生成E;E在氢氧化锂、THF,水和室温条件下发生酯的水解反应,生成F;F最终经盐酸酸化可得到目标产物G,据此分析。
【小问1详解】
A中含有的官能团为酚羟基和酯基;
【小问2详解】
A→B为酚羟基与1,3-二溴丙烷的取代反应,化学方程式为:;该反应中会生成副产物,可中和反应生成的,使平衡向正反应方向移动,提高反应产率;
【小问3详解】
B→D中,B的溴原子被C取代,反应类型为取代反应;C的分子式为,含2个不饱和度,其同分异构体能发生银镜反应和水解反应,说明含有甲酸酯基(),剩余部分为,链状结构中含碳碳双键,当双键插入图中标注位置,如图有8种,;环状结构,共4种,如图,符合条件的同分异构共12种;
【小问4详解】
①A中含有酚羟基,可与溶液发生显色反应,①正确;
②C为(2,4-戊二酮),核磁共振氢谱中有2组峰,②错误;
③D中苯环、羰基上的碳原子为杂化,饱和碳原子为杂化,③正确;
④E中含有饱和碳原子,如亚甲基、甲基,所有原子不可能共平面,④错误;
故错误的是②④;
【小问5详解】
根据已知信息①,由产物的结构可推知,X的结构简式为:。
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