内容正文:
2025年普通高等学校招生演练考试(一)
高三化学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Mn-55 Se-79
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. 中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是
汉字载体
选项
A.兽骨
B.青铜器
C.纸张
D.液晶显示屏
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的电子式: B. 分子的球棍模型:
C. 3,3-二甲基戊烷的键线式: D. 聚乙炔的结构简式:
3. 下列说法不正确的是
A. 呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B. 能与反应产生,可作供氧剂
C. 有还原性,能被氧化成
D. 见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
4. 从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(如图),具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是
A. 分子中只有3种官能团
B. 分子中仅含3个手性碳原子
C. 该物质可发生酯化反应、加成反应和氧化反应
D. 其中碳原子的杂化方式有和
5. 下列实验操作中选用仪器正确的是
A.测定醋酸浓度
B.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
C.测定中和反应反应热
D.萃取分离碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
6. 锰酸锂()是锂离子电池正极材料之一。以四氧化三锰()为原料制备锰酸锂()的反应如下:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol的中含有的中子数为1.6
B. 每生成54.3 g ,转移电子数为0.5
C. 1L 0.1 溶液中含有的数目为0.2
D. 22.4 L 中含键数目为2.0
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸除去水壶中的碳酸钙:
B. 向氯化铝溶液中加过量氨水:
C. 用泡沫灭火器灭火的原理:
D. 工业电解饱和氯化镁溶液:
8. 硒化钠是一种重要的光敏材料,广泛应用于光电子器件中。其立方晶胞的结构如图所示,已知晶胞参数为a nm,设1号原子坐标参数为,3号原子坐标参数为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2号原子坐标参数为
B. 该晶胞的密度为
C. Na与Se的最近距离为 nm
D. 硒(Se)位于第四周期第VA族,则其基态原子价层电子排布式是
9. W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。W的一种核素不含中子,X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q的价层电子排布满足。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z<Q B. 简单氢化物的稳定性Z>Q
C. X与Al元素有相似的性质 D. W、Z、Q三种元素不可形成离子化合物
10. 根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某溶液中滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液一定是铵盐溶液
B
向溶液中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去
具有还原性
C
向溶液中通入气体,出现白色胶状沉淀
非金属性:S>Si
D
向AgCl悬浊液中滴加NaBr溶液,白色沉淀逐渐变为淡黄色
A. A B. B C. C D. D
11. 在新型能源技术里,直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)备受关注。它独特之处在于用同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过时,中间室生成的质量为
D. 分解产生的在石墨2电极也可以放电,因此的分解不会影响电池效率
12. 酒石酸是一种有机二元弱酸(用表示),酒石酸钙()微溶于水。已知室温时:、,,,。下列说法不正确的是
A. 室温时,的溶液的约为3
B. 向溶液中加入酒石酸,溶液变浑浊
C. 饱和溶液中加入少量固体,的值减小
D. 室温时,往的溶液中通气体至溶液,消耗的
13. 铝电解厂烟气(含粉尘、氟化物等污染物)净化的一种简单流程如下:
下列说法正确的是
A. 石英耐高温,可作吸收塔内衬的耐热材料
B. 当吸收塔中不再冒气泡,说明已耗尽,需补充溶液
C. 合成槽中产物主要有和
D. 采用从下方通入烟气,上方喷淋溶液法可提高烟气吸收效率
14. 某反应机理如下,下列说法错误的是
A. 化合物Ⅵ为该反应的催化剂
B. 化合物为,可循环利用
C. 若化合物Ⅲ为,按照该反应机理可生成和
D. 化合物Ⅲ转化为Ⅳ后,键长变短
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. I.某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响,并测定和KI反应的化学反应速率。进行如下实验探究:
【实验原理】
和KI反应的离子方程式为:
(1)
平均反应速率的计算式为。
实验时,向、和淀粉指示剂混合溶液中加入溶液,不断搅拌。
在反应(1)进行的同时,发生反应:
(2)
反应(1)生成的立即与反应,生成无色的和。耗尽时,反应(1)继续生成的才与淀粉作用呈现蓝色。从加入溶液到出现蓝色的时间为。
【实验内容】
(1)实验小组设计的实验记录表和数据记录如下,请将表中字母表示的空格填上。
实验编号
①
②
③
④
⑤
试剂
用量
(mL)
0.20 mol·L(NH4)2S2O8溶液
20.0
10.0
__b
20.0
20.0
0.20 mol·LKI溶液
20.0
20.0
20.0
10.0
5.0
0.010 mol·LNa2S2O3溶液
__a
8.0
8.0
8.0
8.0
0.2%淀粉溶液
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
0.20 mol·LKNO3溶液
0
0
0
10.0
__c
0.20 mol·L(NH4)2SO4溶液
0
10.0
15.0
0
0
20℃时,反应时间
32
67
130
66
135
为了使溶液的离子强度和总体积保持不变,减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量,分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足;溶液混合后体积不变
(2)为了使反应充分进行,减少数据误差,实验过程中应该不断进行的操作是_____。
(3)第①组实验的________mol·(L·s)。
(4)根据上表数据分析,可以得到的结论有(写出一条即可)_____。
II.实验小组查资料得知,向含有Na2CO3的Na2S溶液中通入SO2,可以制备上述实验所需的Na2S2O3。反应如下:
该小组根据上述原理设计如图19所示装置制备。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是①____;②____。
(2)实验过程中,随着气体的通入,装置①中有大量黄色固体析出,继续通入气体,可以观察到的现象是________。
(3)反应结束后,从制得的稀溶液中得到晶体的主要操作包括:__________。
16. F电池级碳酸锂是制造等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿,以锂云母浸出液(含、、、等)为原料制取电池级的工艺流程如图:
已知:①HR为有机萃取剂,难溶于水,可萃取,萃取时发生的反应可表示为:;
②常温时,溶液的。
回答下列问题:
(1)“有机层”的主要成分为______(填化学式,下同);“滤渣1”中含有的物质为______;使用HR萃取剂时,需加入一定量的NaOH进行处理,其目的是______。
(2)某种HR的结构简式为,该分子中可能与形成配位键的原子有______。
(3)加适量草酸的目的______。
(4)“混合沉锂”的离子方程式为______。
(5)与在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂()。写出对应的化学方程式______。
(6)钴酸锂是常见的锂离子电池正极材料,其晶胞结构示意图如下图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态Co原子核外电子排布式为______。
②该晶胞密度为______。(阿伏加德罗常数为)
17. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。一种综合利用甲烷、二氧化碳、水蒸气制备水煤气的方程式如下所示:
反应I
反应II
反应Ⅲ
(1)反应I在_______(填“高温”“低温”“任何温度”或“任何温度都不”)能自发进行。
(2)在初始压强的条件下,向某恒容密闭容器中按不同物质的量之比投入和,在不同温度下反应相同时间后,提到产率如图所示(产率。
①四条曲线先升高后降低,降低的原因是_______。
②由图可知,当,时,产率接近,随着的投入增加,产率降低的原因是_______
③在的条件下,已知温度为时,的平衡转化率为的平衡产率为,则此时容器中的分压为_______(保留两位有效数字),反应III的分压平衡常数_______(保留两位有效数字)。
(3)利用电催化法将转化为的一种方法如图:
①阴极发生的反应方程式为_______。
②当生成甲醇时,阳极区质量减少_______。
18. 以2-氰基-3-甲基吡啶(化合物A)为起始原料合成氯雷他定(化合物H,一种治疗过敏性疾病的药物)的路线如图:
已知:①具有类似苯的芳香性;
②(X代表卤素)。
回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化方式有、__________,的名称是__________。
(2)A→B的目的是__________;D中含氧官能团的名称是__________。
(3)B→D反应的化学方程式____________________________________________________________。
(4)已知:胺类分子中N原子电子密度越大,碱性越强。下列有机物中,碱性最弱的是__________(填序号)。
a. b. c. d.
(5)C的同分异构体中,能发生水解反应后的产物遇氯化铁溶液显紫色的有__________种。其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为3:2:1的结构简式为____________________(任写一种)。
(6)根据上述信息,设计以苯乙烯()为原料制备化合物的合成路线__________(无机试剂任选)。
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2025年普通高等学校招生演练考试(一)
高三化学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 N-14 O-16 Na-23 S-32 K-39 Mn-55 Se-79
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. 中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是
汉字载体
选项
A.兽骨
B.青铜器
C.纸张
D.液晶显示屏
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.兽骨,甲骨文的契刻载体之一,主要是牛的肩胛骨,一小部分是羊、猪、鹿的肩胛骨,还有极少部分的牛肋骨,其主要成分是碳酸钙和其它钙盐,故A不符合题意;
B.青铜器是红铜与其他化学元素锡、铅等的合金,属于合金材料,故B项符合题意;
C.纸张的主要成分是纤维素,故C不符合题意;
D.液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物,故D不符合题意;
综上所述,答案为B项。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的电子式: B. 分子的球棍模型:
C. 3,3-二甲基戊烷的键线式: D. 聚乙炔的结构简式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.的正确电子式为,C与每个O之间形成双键,C无孤对电子,满足8电子稳定结构。图示中C仅与O各共用1对电子,还存在多余孤对电子,表达错误,A错误;
B.为正四面体空间结构,球棍模型中中心大球代表C原子,4个小球代表H原子,符合结构特点,B正确;
C.3,3-二甲基戊烷主链含5个碳原子,3号碳原子上连接2个甲基,图示键线式符合该结构,C正确;
D.乙炔发生加聚反应生成聚乙炔,重复单元为,结构简式为,图示符合,D正确;
故答案为A。
3. 下列说法不正确的是
A. 呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B. 能与反应产生,可作供氧剂
C. 有还原性,能被氧化成
D. 见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.呈两性,不溶于水,但可以与胃酸反应生成无毒物质,因此其能用于治疗胃酸过多,A不正确;
B.能与反应产生,该反应能安全发生且不生成有毒气体,故可作供氧剂,B正确;
C.有还原性,其中Fe元素的化合价为+2,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的,C正确;
D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中;见光易分解,故其应保存在棕色试剂瓶中,D正确;
综上所述,本题选A。
4. 从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(如图),具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是
A. 分子中只有3种官能团
B. 分子中仅含3个手性碳原子
C. 该物质可发生酯化反应、加成反应和氧化反应
D. 其中碳原子的杂化方式有和
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中的官能团为羧基、碳碳双键、酮羰基,共3种,A正确;
B.手性碳原子是连有4个不同原子或基团的饱和碳原子,该分子中含有5个手性碳原子,如图标注,B错误;
C.分子含羧基可发生酯化反应,含碳碳双键、酮羰基可发生加成反应,含碳碳双键可发生氧化反应,C正确;
D.分子中碳碳双键、羧基、酮羰基中的碳原子为杂化,所有饱和碳原子为杂化,碳原子杂化方式只有和两种,D正确;
故答案为B。
5. 下列实验操作中选用仪器正确的是
A.测定醋酸浓度
B.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
C.测定中和反应反应热
D.萃取分离碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaOH溶液为碱性,使用碱式滴定管盛放NaOH标准溶液,A正确;
B.瓷坩埚中含有,高温下可与NaOH发生反应,会腐蚀瓷坩埚,B错误;
C.测定中和反应热时,为减少热量散失,小烧杯口应与大烧杯口平齐,该装置小烧杯口过低,且碎纸条填充过少,热量易散失,测量误差大,C错误;
D.萃取分离碘水中的碘需要使用分液漏斗,分液漏斗进行分液操作时,漏斗下端管口必须紧靠烧杯内壁,防止液体飞溅,D错误;
故答案选A。
6. 锰酸锂()是锂离子电池正极材料之一。以四氧化三锰()为原料制备锰酸锂()的反应如下:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol的中含有的中子数为1.6
B. 每生成54.3 g ,转移电子数为0.5
C. 1L 0.1 溶液中含有的数目为0.2
D. 22.4 L 中含键数目为2.0
【答案】B
【解析】
【详解】A.的中子数为,1个分子含20个中子,0.1mol 含中子数为,A错误;
B.的摩尔质量为,54.3g 的物质的量为0.3mol,反应中5mol 参与反应转移20mol电子,同时生成12mol ,故生成0.3mol 转移电子数为,B正确;
C.是弱酸,在水溶液中部分电离,并且溶液中水也会电离出,无法确定溶液中数目,C错误;
D.未指明处于标准状况,无法确定22.4 L 的物质的量,无法计算键数目,D错误;
故答案为B。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸除去水壶中的碳酸钙:
B. 向氯化铝溶液中加过量氨水:
C. 用泡沫灭火器灭火的原理:
D. 工业电解饱和氯化镁溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸是弱电解质,不能拆写为,正确的为:,A错误;
B.氨水为弱碱,与氯化铝反应只能生成沉淀,无法将其溶解为,正确的离子方程式为:,B错误;
C.泡沫灭火器中和发生完全双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式书写符合反应事实、守恒规则,C正确;
D.电解饱和氯化镁溶液时,生成的会与溶液中的结合生成沉淀,该离子方程式漏写产物,正确的离子方程式为:,D错误;
故答案选C。
8. 硒化钠是一种重要的光敏材料,广泛应用于光电子器件中。其立方晶胞的结构如图所示,已知晶胞参数为a nm,设1号原子坐标参数为,3号原子坐标参数为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2号原子坐标参数为
B. 该晶胞的密度为
C. Na与Se的最近距离为 nm
D. 硒(Se)位于第四周期第VA族,则其基态原子价层电子排布式是
【答案】C
【解析】
【详解】A.2号为晶胞内的Na原子,结合坐标系和1、3号坐标可知其坐标参数应为,A错误;
B.一个晶胞中含有8个Na,个Se,因此晶胞的质量为 ,晶胞体积为,因此晶胞的密度为,B错误;
C.Na与Se的最近距离为晶胞体对角线的,体对角线长为 nm,故最近距离为 nm,C正确;
D.Se位于第四周期第VIA族,基态原子价层电子排布式为,D错误;
故答案为C。
9. W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。W的一种核素不含中子,X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q的价层电子排布满足。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z<Q B. 简单氢化物的稳定性Z>Q
C. X与Al元素有相似的性质 D. W、Z、Q三种元素不可形成离子化合物
【答案】C
【解析】
【分析】W的一种核素不含中子,故W为H;X最外层电子数等于内层电子数,原子序数大于H,电子排布为2、2,故X为Be;Y是有机物分子骨架元素,故Y为C;Q价层电子排布为,s轨道最多容纳2个电子,因此,价层排布为,故Q为O;Z原子序数在C和O之间,故Z为N,由此解答;
【详解】A.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但Z(N)的为半充满稳定结构,第一电离能大于Q(O),第一电离能顺序为,即,A错误;
B.非金属性,非金属性越强简单氢化物越稳定,故稳定性,即,B错误;
C.X为Be,与Al处于周期表对角线位置,符合对角线规则,二者性质相似,C正确;
D.H、N、O可形成离子化合物(硝酸铵),D错误;
故答案为C。
10. 根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某溶液中滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液一定是铵盐溶液
B
向溶液中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去
具有还原性
C
向溶液中通入气体,出现白色胶状沉淀
非金属性:S>Si
D
向AgCl悬浊液中滴加NaBr溶液,白色沉淀逐渐变为淡黄色
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.产生的能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为,仅能说明溶液中含,不一定是铵盐溶液,也可能是氨水等,A错误;
B.酸性既可以氧化,也可以氧化中的,紫红色褪去无法证明是被氧化,不能得出具有还原性的结论,B错误;
C.比较非金属性需要依据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,对应不是S的最高价含氧酸,不能据此判断非金属性,C错误;
D.白色沉淀转化为淡黄色沉淀,说明溶解度更低,即,D正确;
故答案为D。
11. 在新型能源技术里,直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)备受关注。它独特之处在于用同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A. 该电池表明在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过时,中间室生成的质量为
D. 分解产生的在石墨2电极也可以放电,因此的分解不会影响电池效率
【答案】D
【解析】
【分析】由图中电子移动方向可知,石墨1为负极, 在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水,电极反应式为:H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,负极室溶液中钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室;石墨2为正极,在酸性条件下过氧化氢被还原生成水,电极反应式为:H2O2+2e-+2H+=2H2O,正极室溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜2进入中间室,则电池总反应为,据此解答。
【详解】A.由分析可知,石墨1为负极,在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水;石墨2为正极,在酸性条件下过氧化氢被还原生成水,电极反应说明过氧化氢在酸性环境中的氧化性强于碱性环境,A正确;
B.由分析可知,电池总反应为:,B正确;
C.由分析可知,石墨1为负极,电极反应式为:H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,则外电路通过0.4mol电子时,有0.4mol钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室,则中间室生成硫酸钾的质量为0.4mol××174g/mol=34.8g,C正确;
D.由分析可知,电池总反应为:,该反应中H2O2既是氧化剂又是还原剂,O2是氧化产物,则氧化性:H2O2>O2,即O2的氧化性弱于H2O2,且过氧化氢分解会使反应物过氧化氢的物质的量减小,所以分解产生的在石墨2电极也可以放电,的分解会影响电池效率,D错误;
故选D。
12. 酒石酸是一种有机二元弱酸(用表示),酒石酸钙()微溶于水。已知室温时:、,,,。下列说法不正确的是
A. 室温时,的溶液的约为3
B. 向溶液中加入酒石酸,溶液变浑浊
C. 饱和溶液中加入少量固体,的值减小
D. 室温时,往的溶液中通气体至溶液,消耗的
【答案】D
【解析】
【详解】A.室温时,的溶液中,=,A项正确;
B.,故能发生反应,溶液与酒石酸混合,随反应的进行酒石酸电离平衡正移,使溶液中,则,有沉淀生成,溶液变浑浊,B项正确;
C.饱和溶液中加入少量固体,增大,不变,则减小,的值减小,C项正确;
D.溶液存在水解及电离,水解平衡常数,溶液显酸性,根据反应,可确定往的溶液中通气体至溶液时,溶液中的溶质为、、,则消耗的,D项错误;
答案选D。
13. 铝电解厂烟气(含粉尘、氟化物等污染物)净化的一种简单流程如下:
下列说法正确的是
A. 石英耐高温,可作吸收塔内衬的耐热材料
B. 当吸收塔中不再冒气泡,说明已耗尽,需补充溶液
C. 合成槽中产物主要有和
D. 采用从下方通入烟气,上方喷淋溶液法可提高烟气吸收效率
【答案】D
【解析】
【分析】烟气(含HF)通入吸收塔,加入过量的碳酸钠,发生反应Na2CO3+HF=NaF+NaHCO3,向合成槽中通入NaAlO2,发生反应6NaF+NaAlO2+4NaHCO3=Na3AlF6+4Na2CO3+2H2O,过滤得到和含有的滤液。
【详解】A.石英的成分中含有SiO2,SiO2能与烟气中的HF发生反应,因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,故A错误;
B.吸收塔中发生反应Na2CO3+HF=NaF+NaHCO3,不产生气体,故B错误;
C.由上述分析可知,合成槽内发生反应6NaF+NaAlO2+4NaHCO3=Na3AlF6+4Na2CO3+2H2O,产物是Na3AlF6和Na2CO3,故C错误;
D.HF密度小于空气,从下部通入烟气后向上移动,并同时从上部喷淋溶液可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,故D正确;
故答案为D。
14. 某反应机理如下,下列说法错误的是
A. 化合物Ⅵ为该反应的催化剂
B. 化合物为,可循环利用
C. 若化合物Ⅲ为,按照该反应机理可生成和
D. 化合物Ⅲ转化为Ⅳ后,键长变短
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察整个催化循环,化合物VI在反应起始阶段与反应物I结合,得到中间体 II,在反应的最后一步(水解),化合物VI又被完整地释放出来参与下一次循环,它符合“参与反应,但在反应前后质量和化学性质不变”的特征,因此它是该反应的催化剂,A正确;
B.在循环的第一步,化合物I与化合物VI发生缩合反应,生成中间体 II 和一分子水,因此X为H2O, 顺着循环往下看,在最后一步,加合物IV发生水解反应,重新释放出最终产物V和催化剂VI,这个水解过程刚好需要消耗水,X在第一步生成,在最后一步被消耗,在整个闭环体系中可以循环参与反应,B正确;
C.根据反应机理总反应为I+III→V,若化合物III为,按照该反应机理可生成和,C错误;
D.化合物Ⅲ中间的 C2-C3 是单键, 当它与中间体 II发生 Diels-Alder 环加成反应转化为化合物IV 时,旧的两个双键断裂,电子发生重排,在 C2 和 C3 之间形成了一个新的双键,键长变短,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. I.某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响,并测定和KI反应的化学反应速率。进行如下实验探究:
【实验原理】
和KI反应的离子方程式为:
(1)
平均反应速率的计算式为。
实验时,向、和淀粉指示剂混合溶液中加入溶液,不断搅拌。
在反应(1)进行的同时,发生反应:
(2)
反应(1)生成的立即与反应,生成无色的和。耗尽时,反应(1)继续生成的才与淀粉作用呈现蓝色。从加入溶液到出现蓝色的时间为。
【实验内容】
(1)实验小组设计的实验记录表和数据记录如下,请将表中字母表示的空格填上。
实验编号
①
②
③
④
⑤
试剂
用量
(mL)
0.20 mol·L(NH4)2S2O8溶液
20.0
10.0
__b
20.0
20.0
0.20 mol·LKI溶液
20.0
20.0
20.0
10.0
5.0
0.010 mol·LNa2S2O3溶液
__a
8.0
8.0
8.0
8.0
0.2%淀粉溶液
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
0.20 mol·LKNO3溶液
0
0
0
10.0
__c
0.20 mol·L(NH4)2SO4溶液
0
10.0
15.0
0
0
20℃时,反应时间
32
67
130
66
135
为了使溶液的离子强度和总体积保持不变,减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量,分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足;溶液混合后体积不变
(2)为了使反应充分进行,减少数据误差,实验过程中应该不断进行的操作是_____。
(3)第①组实验的________mol·(L·s)。
(4)根据上表数据分析,可以得到的结论有(写出一条即可)_____。
II.实验小组查资料得知,向含有Na2CO3的Na2S溶液中通入SO2,可以制备上述实验所需的Na2S2O3。反应如下:
该小组根据上述原理设计如图19所示装置制备。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是①____;②____。
(2)实验过程中,随着气体的通入,装置①中有大量黄色固体析出,继续通入气体,可以观察到的现象是________。
(3)反应结束后,从制得的稀溶液中得到晶体的主要操作包括:__________。
【答案】 ①. 8.0 ②. 5.0 ③. 15.0 ④. 搅拌 ⑤. 2.5×10-5 ⑥. 反应物浓度增大反应速率加快;反应速率变化和反应物起始浓度变化存在比例关系;反应物浓度对反应速率的影响和化学计量数无关等 ⑦. Na2S溶液、Na2CO3溶液 ⑧. NaOH溶液 ⑨. 沉淀逐渐消失 ⑩. 加热浓缩,冷却结晶,过滤
【解析】
【分析】(2)为了使反应充分进行,应不断搅拌来加快反应速率;
(3)根据第①组实验的反应时间为32s可知求算出v(S2O32-),根据在化学方程式中,反应速率之比等于计量数之比来计算;
(4)将②③④⑤的反应时间与①的反应时间做对比即可得出结论。
II. 实验室利用浓硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫,根据已知反应原理可知,装置①中应为硫化钠与碳酸钠溶液,装置②为尾气处理装置,据此分析作答。
【详解】I. (1)在此对比实验中各组实验的溶液体积应均为50mL,故a=8.0mL,b=5mL,c=15mL,故答案为:a=8.0mL,b=5mL,c=15mL;
(2)为了使S2O32−和I2的反应充分进行,应不断搅拌来加快反应速率,故答案为:搅拌;
(3)根据第①组实验变蓝的时间为32s,即S2O32−反应完全的时间为32s,故v(S2O32−)= = =5×10−5,将反应(1)+(2)可得:S2O82−+2 S2O32−=2SO42−+S4O62−,根据在化学方程式中,反应速率之比等于计量数之比,故V(S2O82−)=v(S2O32−)=2.5×10−5,故答案为:2.5×10−5;
(4)根据上述表格分析,反应物浓度增大反应速率加快;反应速率变化和反应物起始浓度变化存在比例关系;反应物浓度对反应速率的影响和化学计量数无关等。
II.(1)根据上述分析可知,装置①中盛放的试剂为Na2S溶液和Na2CO3溶液、②为吸收二氧化硫气体的尾气处理装置,盛放的是NaOH溶液;
(2)根据已知反应2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S↓,Na2SO3+S===Na2S2O3可知,继续通入二氧化硫,S会被溶解,沉淀逐渐消失;
(3)从制得的Na2S2O3稀溶液中得到Na2S2O35H2O晶体的主要操作包括蒸发(加热)浓缩、冷却结晶,过滤操作。
16. F电池级碳酸锂是制造等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿,以锂云母浸出液(含、、、等)为原料制取电池级的工艺流程如图:
已知:①HR为有机萃取剂,难溶于水,可萃取,萃取时发生的反应可表示为:;
②常温时,溶液的。
回答下列问题:
(1)“有机层”的主要成分为______(填化学式,下同);“滤渣1”中含有的物质为______;使用HR萃取剂时,需加入一定量的NaOH进行处理,其目的是______。
(2)某种HR的结构简式为,该分子中可能与形成配位键的原子有______。
(3)加适量草酸的目的______。
(4)“混合沉锂”的离子方程式为______。
(5)与在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂()。写出对应的化学方程式______。
(6)钴酸锂是常见的锂离子电池正极材料,其晶胞结构示意图如下图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态Co原子核外电子排布式为______。
②该晶胞密度为______。(阿伏加德罗常数为)
【答案】(1) ①. 、; ②. 、; ③. 消耗萃取反应生成的,促进萃取平衡正向移动,提高萃取率
(2)、
(3)将转化为草酸钙沉淀除去
(4)
(5)
(6) ①. 或 ; ②.
【解析】
【分析】起始原料为含、、、的锂云母浸出液,核心目标产物为电池级。流程第一步加有机萃取剂HR萃取,分液后有机层含生成的与过量HR,水相加入,、转化为碳酸盐沉淀得到滤渣1,滤渣1通过苛化反应生成氢氧化锂、氢氧化镁、碳酸钙,过滤后的滤液中主要为氢氧化锂、氢氧化钙,加入适量草酸,生成草酸钙沉淀,过滤后滤液中主要为氢氧化锂,经过碳化反应生成LiHCO3,LiHCO3和LiOH反应生成Li2CO3,则可得到电池级碳酸锂。据此作答。
【小问1详解】
根据萃取反应,萃取后有机层含生成的与过量未反应的HR。向萃取后水相加入,、均与结合生成难溶碳酸盐,故滤渣1为、。加入NaOH可中和萃取反应生成的,使平衡正向移动,提高的萃取率。
【小问2详解】
该HR结构中O、N原子均含有孤电子对,可作为配位原子与形成配位键。
【小问3详解】
苛化反应加入生石灰后引入,加草酸可将转化为溶解度更小的草酸钙沉淀,除去杂质。
【小问4详解】
混合沉锂是碳酸氢锂和氢氧化锂反应生成了碳酸锂,离子方程式为。
【小问5详解】
与在空气中加热生成,Co元素平均化合价从+升高到+3,被氧化,故空气中作为氧化剂参与反应,配平得到化学方程式为。
【小问6详解】
①Co为27号元素,基态原子核外电子排布式为,也可表示为。
②根据均摊法,晶胞中的数目为,的数目为,的数目为,晶胞质量为,晶胞体积为,则晶胞密度。
17. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。一种综合利用甲烷、二氧化碳、水蒸气制备水煤气的方程式如下所示:
反应I
反应II
反应Ⅲ
(1)反应I在_______(填“高温”“低温”“任何温度”或“任何温度都不”)能自发进行。
(2)在初始压强的条件下,向某恒容密闭容器中按不同物质的量之比投入和,在不同温度下反应相同时间后,提到产率如图所示(产率。
①四条曲线先升高后降低,降低的原因是_______。
②由图可知,当,时,产率接近,随着的投入增加,产率降低的原因是_______
③在的条件下,已知温度为时,的平衡转化率为的平衡产率为,则此时容器中的分压为_______(保留两位有效数字),反应III的分压平衡常数_______(保留两位有效数字)。
(3)利用电催化法将转化为的一种方法如图:
①阴极发生的反应方程式为_______。
②当生成甲醇时,阳极区质量减少_______。
【答案】(1)任何温度
(2) ①. 反应体系已达平衡,反应I和II均为放热反应,温度越高平衡逆向移动 ②. 时,反应和处于平衡状态,反应的程度小于反应 ③. 14 ④. 0.55
(3) ①. ②. 93
【解析】
【小问1详解】
反应 I为放热且是熵增的反应,即其ΔH<0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,反应可以发生,则该反应在任何温度能自发进行;
【小问2详解】
①温度越高反应速率越快,则相同的时间内,温度较高时,反应可以达到平衡,且可以发生移动,在反应 I 和 II 中氢气是产物,平衡后平衡逆向移动,其产率会降低,故答案为:反应体系已达平衡,反应 I 和 II 均为放热反应,温度越高平衡逆向移动;
②由图可知,当 时,该反应已经达到平衡,当水的投入量为0时, 产率接近 ,说明此时反应的程度小于反应,加入水后,反应I开始反应,但是程度较小,根据氢气产率定义可知其产率降低,故答案为: 时,反应 和处于平衡状态,反应的程度小于反应;
③设CH4、CO2、H2O的物质的量分别为x、x、3x,设参加反应I的甲烷的物质的量为amol, 的平衡转化率为的平衡产率为,可得以下三段式:
,解得n(H2)=1.3x;
由于是恒容容器,则平衡时的压强,P平=,
则此时容器中的分压为;
由于反应III是气体分子数不变的反应,可以用物质的量来计算分压平衡常数;
【小问3详解】
①二氧化碳在阴极发生还原反应,则电极反应为:;
②阳极区反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,同时会有4个钠离子向阴极移动,则当生成甲醇时,即0.5mol甲醇生成时,会转移3mol电子,生成0.75mol氧气,同时会有3mol钠离子向阴极移动,质量减少0.75mol×32g/mol+3mol×23g/mol=93g。
18. 以2-氰基-3-甲基吡啶(化合物A)为起始原料合成氯雷他定(化合物H,一种治疗过敏性疾病的药物)的路线如图:
已知:①具有类似苯的芳香性;
②(X代表卤素)。
回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化方式有、__________,的名称是__________。
(2)A→B的目的是__________;D中含氧官能团的名称是__________。
(3)B→D反应的化学方程式____________________________________________________________。
(4)已知:胺类分子中N原子电子密度越大,碱性越强。下列有机物中,碱性最弱的是__________(填序号)。
a. b. c. d.
(5)C的同分异构体中,能发生水解反应后的产物遇氯化铁溶液显紫色的有__________种。其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为3:2:1的结构简式为____________________(任写一种)。
(6)根据上述信息,设计以苯乙烯()为原料制备化合物的合成路线__________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. sp、 ②. 2-甲基-2-丙醇或叔丁(基)醇
(2) ①. 保护氰基 ②. 酰胺基
(3) (4)c
(5) ①. 9 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】结合A、B的结构,A在硫酸作用下与反应生成B,B在n−BuLi作用下与C发生取代反应生成D和HCl,结合B、D结构和C的分子式可知C的结构为,D与作用生成E;E在PPA、五氧化二磷作用下转化为F;F与G在作用下转化为H,即氯雷他定;
【小问1详解】
A()中环上的碳原子采取sp2杂化,甲基中的碳原子采取sp3杂化,氰基中的碳原子采取sp杂化;其名称为叔丁(基)醇(或2-甲基-2-丙醇);
【小问2详解】
A→B中-CN发生反应,D→E的反应又恢复-CN,故A→B的作用是保护氰基;根据D的结构可知D中含氧官能团为酰胺基;
【小问3详解】
该步是强B在n−BuLi作用下与C发生取代反应生成D和HCl,:。
【小问4详解】
甲基为推电子基,使N原子电子密度增大,碱性增强;卤素为吸电子原子,使N原子电子密度减小,碱性减弱;氟的电负性大于氯,因此碱性最弱的是c;
【小问5详解】
C的结构为,其同分异构体能水解且产物遇氯化铁显紫色,说明有Cl直接连在苯环上。当苯环上有两个取代基:-Cl、-CH2Cl,对应邻、对两种结构;当苯环上有三个取代基:-Cl、-Cl、-CH3,对应6种结构;故共9种符合题意的同分异构体;其中,核磁共振氢谱有3组峰且面积比为3:2:1,说明结构高度对称,则结构可为、。
【小问6详解】
结合题给信息,对化合物的逆合成分析如下:,故化合物的合成路线为。
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