内容正文:
四川省彭州中学2024-2025学年高三下学期模拟考试化学试题
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题。
1. “极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A. “雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B. 大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C. 嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能
D. 神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.破冰过程无新物质生成,是物理变化,A错误;
B.天然气液化的过程是气态变为液态,是物理变化,无新的化学键形成,B错误;
C.燃烧放热,是化学能转化为热能,C正确;
D.水是共价化合物,每个H原子都与O原子共用一对电子,电子式为,D错误;
本题选C。
2. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.藿香蓟的分子结构中含有酯基,因此其可以发生水解反应,A说法正确;
B.藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基,类比甲烷分子的空间构型可知,藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面,B说法错误;
C.藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键,因此其含有2种含氧官能团,C说法正确;
D.藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键,因此,其能与溴水发生加成反应,D说法正确;
综上所述,本题选B。
3. 下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
制备
分离乙醇和乙酸
验证酸性
测量体积
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na2CO3固体比较稳定,受热不易分解,所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳,A错误;
B.乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分离,应采用蒸馏来分离,B错误;
C.二氧化硫通入品红溶液中,可以验证其漂白性,不能验证酸性,C错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气管,测量时要恢复到室温,量气管和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故选D。
4. CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如下:
下列说法正确的是
A. 在转化为CO的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B. 在转化为HCOOH的路径中,CO2被氧化为HCOOH
C. 在转化为两种产物的过程中碳、氧原子的利用率均为100%
D. 上述反应过程说明催化剂具有选择性
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图看出路径中有碳氧单键断裂和碳氧三键的形成,A错误;
B.HCOOH的C元素化合价为+2,CO2为+4价,化合价降低,CO2被还原为HCOOH,B错误;
C.CO2转化为CO,O原子失掉一个,原子利用率不是100%,C错误;
D.该机理图可知CO2在两种金属催化剂作用下生成两种不同产物,即催化剂具有选择性,D正确;
故选:D。
5. 某化学小组需要配制的溶液,下列实验操作会使所得溶液浓度偏低的是
A. 用托盘天平称取固体
B. 向小烧杯中加水使氢氧化钠溶解并冷却至室温
C. 定容过程观察容量瓶内液面时俯视刻度线
D. 把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.配制的溶液应选择500mL容量瓶,需NaOH的物质的量为:,其质量为0.25mol×40g/mol=10g,用托盘天平称取固体,则溶质质量偏低,故溶液浓度偏低,故A符合题意;
B.向小烧杯中加水使氢氧化钠溶解并冷却至室温,对实验结果无影响,故B不符合题意;
C.定容过程观察容量瓶内液面是俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,故C不符合题意;
D.把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中,洗涤烧杯和玻璃棒3次并将洗涤液也转移到容量瓶中,定容过程中也要加水,容量瓶干燥与否,对结果无影响,故D不符合题意;
综上所述,答案为A。
6. 如图所示化合物为某新型电池的电解质,其中X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 简单离子半径:
C. 第一电离能:
D. X和Q形成最简单化合物的空间结构为平面三角形
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,R的原子序数最大,形成+1价的离子,则R为Na,Z能够形成2个共价键,则Z为O,Q能够形成1个共价键,则Q为F,Y能够形成4个共价键,故Y为C,X形成了3个共价键和一个配位键,则X为B,即X、Y、Z、Q、R分别是B、C、O、F、Na,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y、Z、Q分别为C、O、F,由于H2O和HF能够形成分子间氢键,导致沸点高于CH4,且H2O周围形成的分子间氢键数目比HF多,故H2O的沸点最高,故简单氢化物的沸点:H2O>HF>CH4即,A正确;
B.由分析可知,Z、Q、R分别为O、F、Na,三种形成的离子具有相同的电子排布,且核电荷数Na>F>O,故简单离子半径:Na+<F-<O2-即,B错误;
C.已知同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,故F>O>C>B,同一主族从上往下第一电离依次减小,则有B>Li>Na,故第一电离能:F>O>C>B>Na即,C正确;
D.由分析可知,X为B,Q为F,X和Q形成最简单化合物即BF3,BF3中B周围的价层电子对数为:3+=3,故其的空间结构为平面三角形,D正确;
故答案为:B。
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 与Al反应能生成H2的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、()
【答案】D
【解析】
【详解】A.的溶液中含有大量的H+,H+、 、三者因发生氧化还原反应而不能大量共存,A不合题意;
B.的溶液为中性溶液,中性溶液中不可能含有大量的Fe3+,且与本身因生成络合物而不能大量共存,B不合题意;
C.与Al反应能生成H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,OH-与、不能大量共存,H+与不能大量共存,C不合题意;
D.AG=3则溶液中c(H+)>c(OH-),即溶液为强酸性溶液,溶液中H+、、、、均不反应,能够大量共存,D符合题意;
故答案为:D。
8. 某学习小组欲从含有、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵晶体,设计方案如下,下列说法不正确的是
A. 试剂X是硫酸,其中发生的反应之一:
B. 步骤②蒸馏实验可用水浴加热
C. 若得到的粗乙醇中乙醇的含量明显偏低,可能是蒸馏时加热温度偏低
D. 将残留液加热浓缩、冷却结晶可得到硫酸铜铵晶体
【答案】C
【解析】
【分析】欲从含有、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵晶体,需要将转化为硫酸铜、将氨水中的一水合氨和NH3转化为硫酸铵,所以加入的试剂X是硫酸,充分反应后溶液Y为无机盐和乙醇的水溶液,回收乙醇可利用沸点的差异采取蒸馏的方法。
【详解】A.根据以上分析可知试剂X是硫酸,加硫酸可以除去络合离子,其中发生的反应之一为,故A正确;
B.由于乙醇的沸点为78.3℃,所以步骤②蒸馏实验可用水浴加热,故B正确;
C.若得到的粗乙醇中乙醇的含量明显偏低,有可能是在较高温度下大量水与乙醇一起蒸馏出来造成的,故C错误;
D.据以上分析可知,废液中加硫酸反应后,蒸馏出乙醇后剩下的残留液加热浓缩、冷却结晶可得到硫酸铜铵晶体,故D正确;
故答案为:C。
9. 金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该铋氟化物的化学式为
B. 粒子S、T之间的距离为
C. 该晶体的密度为
D. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个晶胞中含有个,含有个F-,故该铋氟化物的化学式为,故A正确;
B.将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为,与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标分别为,,则T的原子分数坐标为, S的原子分数坐标为,所以粒子S、T之间的距离为,故B正确;
C.由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-,晶胞体积为,则晶体密度为=,故C正确;
D.以晶胞体心处铋离子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内,为将晶胞均分为8个小立方体后,每个小立方体的体心的F-,即有8个,故D错误;
故答案为:D。
10. 下列“类比”合理的是
A. 与反应生成,则与反应生成
B. 在足量的中燃烧生成,则在足量的中燃烧生成
C. 与水反应生成和,则与水反应生成和
D. 与反应生成和,则与反应生成和
【答案】A
【解析】
【详解】A.与反应生成,与反应生成,A正确;
B.在足量的中燃烧生成,在足量的中燃烧生成,B错误;
C.与水反应生成和,与水反应生成和,C错误;
D.与反应生成和,与反应生成,D错误;
故选A。
11. 向某密闭容器中加入0.3 molA、0.1molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g) △H<0,各物质的浓度随时间变化如图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出],下列说法中正确的是
A. 若t1=15s,则用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol/(L·s)
B. t1时该反应达到平衡,A的转化率为60%
C. 该容器的容积为2L,B的起始的物质的量为0.02 mol
D. t0~t1阶段,此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为:3A(g)B(g)+2C(g) △H=-50a kJ/mol
【答案】B
【解析】
【分析】根据A的起始浓度以及A的物质的量,可知容器的体积为2L,然后根据图象解题。
【详解】A.t0∼t1阶段△c(A)=0.09mol/L,则v===0.006mol/(L⋅s),故A错误;
B.起始时A的浓度为0.15mol/L,t1时△c(A)=0.09mol/L,则转化率=×100%=60%,故B正确;
C.方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g),反应前后物质的量不变,则平衡时总物质的量为2L×(0.05+0.06+0.11)mol/L=0.44mol,0.44mol−0.3mol−0.1mol=0.04mol,故C错误;
D.t0~t1阶段,△c(A)=0.09mol·L-1,△n(A)=0.09mol/L×2L=0.18mol,此时放热akJ,如果有3molA完全反应,放热为kJ,即热化学方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)△H=-kJ·mol-1,故D错误;
故选B。
12. 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 反应,每消耗1mol CH4转移12mol 电子
B. 电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O
C. 电池工作时,向电极B移动
D. 电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mol CH4→CO,化合价由-4价→+2上升6价,1mol CH4参加反应共转移6mol电子,故A错误;
B.该燃料电池的电解质为熔融碳酸盐,电极A上H2参与的电极反应为:H2+-2e-=CO2+H2O,故B错误;
C.根据原电池工作原理,电极A是负极,电极B是正极,阴离子向负极移动,故C错误;
D.根据电池原理,O2、CO2共同参加反应,其电极反应式:O2+2CO2+4e-=2,故D正确;
故合理选项为D。
13. 已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量-反应进程图如图所示(图中、、表示各步正向反应的焓变)。下列说法正确的是
A. 反应时间越长,1,3-丁二烯与HBr反应得到3-溴-1-丁烯的比例越大
B. 0℃、短时间t min内,的1,3-丁二烯与HBr完全反应得到两种产物的比例为7:3(设反应前后体积不变),则生成1-溴-2-丁烯的平均速率为
C. 1,3-丁二烯与HBr反应,生成3-溴-1-丁烯的反应热为、生成1-溴-2-丁烯的反应热为
D. 与烯烃结合的一步为决速步,进攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示可知,1-溴-2-丁烯的能量低,更稳定,因此反应时间越长,得到1-溴-2丁烯的比例越大,A错误;
B.根据图示可知,生成3-溴-1-丁烯的第二步反应的活化能低,因此短时间内,生成3-溴-1-丁烯的比例大,故生成1-溴-2-丁烯的平均速率为,B错误;
C.根据盖斯定律,生成3-溴-1-丁烯的反应热为 ,生成1-溴-2-丁烯的反应热为 ,C错误;
D.根据图示可知,第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,故第一步即 H+与烯烃结合的一步为决速步,第二步反应中生成3-溴-1-丁烯的活化能小,即 Br-进攻时活化能小的反应得到3-溴-1-丁烯,D正确;
故选D。
14. 常温下,将0.025molBaSO4粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中形成1L悬浊液,然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是
A. 曲线MP表示的变化
B. BaSO4固体恰好完全溶解时,溶液中离子浓度关系为
C. BaSO4的Ksp为1×10-10
D. 若要使反应正向进行,需满足
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入碳酸钠使硫酸钡转化为碳酸钡,那么溶液中的的浓度会逐渐增大,所以曲线MP表示的是,A项正确;
B.该反应的平衡常数表达式为:,BaSO4固体恰好完全溶解时,即恰好全部转化为BaCO3时,c()=,则c()=,根据Ksp(BaCO3)=,可以求出c(Ba2+)=,由于水解使溶液呈碱性,c(OH-)>,因此,溶液中离子浓度大小关系为c()> c()>c(OH-)>c(Ba2+),B项错误;
C.通过分析可知,Ksp(BaSO4)=10-10,C项正确;
D.该反应的平衡常数表达式为:,当浓度熵Q<K时,反应正向进行,即,D项正确;
故选B。
二、非选择题。
15. 新冠肺炎期间,化学消毒剂大显身手。高铁酸钾(,M=198g/mol)是一种高效多功能的绿色消毒剂,广泛应用于生活用水和废水的杀菌、消毒。工业制备高铁酸钾的方法主要有湿法和干法两种。实验室模拟湿法制备高铁酸钾的流程如下:
已知:转化过程发生复分解反应。
回答下列问题:
(1)配制上述NaOH溶液,下列操作可能导致溶液浓度偏大的有_______(填序号)。
A.将NaOH放在滤纸上称量
B.NaOH在烧杯中溶解后,未经冷却就立即转移
C.容量瓶洗净之后未干燥
D.定容时俯视刻度线
E.摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
(2)NaOH溶液应置于冰水浴中,否则温度升高将发生如下副反应:(未配平)
①若有发生该副反应,转移的电子的数目为_______;
②若反应后溶液中NaCl和的物质的量之比为6:1,则生成NaCl和NaClO的物质的量之比为_______。
(3)氧化过程中溶液保持碱性。写出反应的离子方程式:_______
(4)产品经干燥后得到纯品99g,则的产率为_______(用百分数表示)。
(5)工业干法制备高铁酸钾的第一步反应为:,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。第二步反应为:Na2FeO4+2KCl=K2FeO4+2NaCl,试解释该反应能发生的原因_______
【答案】(1)BD (2) ①. 0.5NA ②. 6:1
(3)3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O
(4)75% (5) ①. 5:3 ②. 相同温度下,反应体系中高铁酸钾溶解度较小
【解析】
【分析】根据流程图,结合题问可知,氯气与氢氧化钠反应,生成次氯酸钠,次氯酸钠具有强氧化性,会将硝酸铁氧化为高铁酸钠;在溶液中加入稀氢氧化钾,可以除去过量的铁离子;高铁酸钠与浓氢氧化钾发生复分解反应,生成高铁酸钾;再经过系列操作,可以得到产品。
【小问1详解】
A.将NaOH放在滤纸上称量,NaOH吸收空气的水蒸气而导致称量的固体质量偏小,配制浓度偏低,A项不选;
B.NaOH在烧杯中溶解后,未经冷却就立即转移,导致容量瓶内液体温度较高,加入水量偏小,配制浓度偏高,B项选;
C.容量瓶洗净之后未干燥,对浓度无影响,C项不选;
D.定容时俯视刻度线,使溶液的体积偏低,所配溶液浓度偏高,D项选;
E.摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,使溶液的体积增大,所配溶液浓度偏低,E项不选;
综上,符合题意的为BD,故答案为:BD;
【小问2详解】
Cl元素发生歧化反应,从0降为-1、从0升至+5,则NaCl前配5,NaClO3前配3,Cl2前配3,结合原子守恒配平方程式:,
①3mol Cl2~5mole-,若有发生该反应,则通过副反应转移的电子的数目为0.5NA,故答案为:0.5NA;
②若反应后溶液中NaCl和的物质的量之比为6∶1,则1molNaCl由主反应生成,主反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,则生成NaClO是1mol,则生成NaCl和NaClO的物质的量之比为6∶1,故答案为:6∶1;
【小问3详解】
中Fe元素为+6价,氧化过程Fe元素化合价升高,由+3价升高到+6价,被氧化,Cl元素化合价由+1价降低到-1价,被还原,反应的离子方程式为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O,故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O;
【小问4详解】
标况下22.4L Cl2的物质的量为1mol,NaOH的物质的量为n=cV=4×0.5mol=2mol,反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可知恰好反应生成1mol NaClO,结合离子方程式为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O,可知生成2/3mol,理论上质量为m=nM=2/3mol×198g/mol=132g,产率为99g/132g×100%=75%,故答案为:75%;
【小问5详解】
对于反应,该反应中H2O2的-1价O元素降至-2价,也有升至0价,Fe元素元素从+2升至+6价,该反应中的氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2和FeSO4,氧化剂是和还原剂的物质的量之比为5:3;第二步反应为:Na2FeO4+2KCl=K2FeO4+2NaCl,是因为:相同温度下,反应体系中高铁酸钾溶解度较小,故答案为:5:3;相同温度下,反应体系中高铁酸钾溶解度较小。
【点睛】本题重点在于解析流程图的每个过程,解析时,要充分利用已知信息,当图示推导模糊时,要充分结合题问,做到准确定位。
16. 五水合硫代硫酸钠(Na2S2O3 • 5H2O)俗称“海波”,常用作棉织物漂白后的脱氧剂、定量分析中的还原剂。
资料:① Na2S2O3 • 5H2O无色、易溶于水,难溶于乙醇;
② Na2S2O3在酸性溶液中反应有S和SO2产生。
Ⅰ.制备
工业上可用SO2、Na2S和 Na2CO3制备Na2S2O3 • 5H2O,其工艺流程示意图如下:
(1)实验室可用浓硫酸与Cu反应制备SO2气体,该反应的化学方程式是___________。
(2)① 配平Ⅰ中反应的化学方程式:________;
___________ Na2S + ___________ SO2 + Na2CO3 = ___________ Na2S2O3 + CO2
② 当Ⅰ中溶液的pH约为7时应停止通入SO2,否则Na2S2O3的产率下降,结合离子方程式说明其原因___________。
Ⅱ.粗产品提纯
(3)已知粗产品中可能会含有少量Na2SO3和Na2SO4,Na2S2O3在水中的溶解度随温度的升高而显著增大。
① 检验粗产品中含有Na2SO4的方法是:取少量固体溶解, 先加足量的___________溶液,静置、过滤,___________,有白色沉淀生成。
② 粗产品的提纯过程III中,操作a的步骤为:加热溶解、趁热过滤、___________、过滤、___________(填洗涤试剂名称)洗涤、干燥。
Ⅲ.纯度测定
(4)准确称取a g产品于锥形瓶中,加入一定量蒸馏水完全溶解后,加入适量甲醛溶液预处理(防止Na2SO3与I2反应),以淀粉作指示剂,用c mol/L I2的标准溶液滴定,发生如下反应:I2 + 2 == 2I-+,三次平行实验,平均消耗V mL I2溶液。
(已知:Na2S2O3 • 5H2O的摩尔质量为248 g/mol )
① 产品中Na2S2O3•5H2O的纯度为___________ (写出质量分数的表达式即可)。
② 下列操作可能造成实验结果偏高的是___________。
A.滴定管未用I2标准溶液润洗
B.滴定终点时仰视读数
C.滴定过程中锥形瓶内有少量液体溅出瓶外
【答案】(1)Cu+ 2H2SO4(浓)CuSO4 + 2H2O + SO2↑
(2) ①. 2Na2S +4SO2 +Na2CO3 =3Na2S2O3+CO2 ②. 若SO2过量,溶液显酸性,产物会发生反应:+2H+=S↓+SO2↑+H2O,导致产率下降
(3) ①. 加入足量稀盐酸 ②. 向滤液中加入少量 BaCl2溶液 ③. 冷却结晶 ④. 乙醇
(4) ①. ②. AB
【解析】
【分析】由制备流程图可知,SO2通入Na2S、Na2CO3混合溶液中生成Na2S2O3,反应为Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,通入蒸气蒸发浓缩、冷却结晶,经过离心筛分得到Na2S2O3粗品,再经过纯化(加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥)得到Na2S2O3•5H2O晶体。
【小问1详解】
加热条件下,浓硫酸与Cu反应生成SO2气体、CuSO4和H2O,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑;
【小问2详解】
①反应Na2S+SO2+Na2CO3→Na2S2O3+CO2中Na2S的S化合价升高4,SO2的S化合价降低2,根据反应前后S原子数目相等可得反应的方程式为2Na2S+4SO 2 +Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;
②由题给信息可知,Na2S2O3•5H2O在中性溶液中较稳定,在酸性溶液中分解产生S、SO2,反应为+2H+=S↓+SO2↑+H2O,所以溶液的pH约为7时应停止通入SO2,否则Na2S2O3的产率下降,故答案为:若SO2过量,溶液显酸性,会发生反应为+2H+=S↓+SO2↑+H2O,导致产率下降;
【小问3详解】
①检验粗产品中含有Na2SO4的方法是:取少量固体溶解,先加足量的稀盐酸,静置、过滤,向滤液中加入少量BaCl2溶液,有白色沉淀生成;
②Na2S2O3•5H2O晶体是结晶水合物,不溶于乙醇,可减少溶解损耗,并且乙醇挥发带走水分,可加快干燥,所以粗产品的提纯过程Ⅲ中,操作a的步骤为:加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥;
【小问4详解】
①反应为I2+2═2I-+,则n(Na2S2O3•5H2O)=n(Na2S2O3)=2n(I2)=0.002cVmol,m(Na2S2O3•5H2O)=nM=0.002cV×248g,产品中Na2S2O3•5H2O的纯度为;
②A.滴定管未用I2标准溶液润洗,使I2标准溶液浓度降低,消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故A正确;
B.滴定终点时仰视读数,使剩余标准液的体积读数偏小,消耗标准液的体积读数偏大,测定结果偏高,故B正确;
C.滴定过程中锥形瓶内有少量液体溅出瓶外,消耗标准液的体积偏小,测定结果偏低,故C错误;
故答案为:AB。
17. 以和为原料合成有机物,是科学家研究的主要课题。回答下列问题:
(1)与催化重整制备的过程中存在以下反应:
I.;
II.。
已知:相关物质能量变化的示意图如图1所示:
①根据已知信息可知 ___________。
②向密闭容器中以物质的量之比为充入与,实验测得的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图2所示。
由图2可知,、、由大到小的顺序为___________,时主要发生反应___________(填“I”或“II”),平衡转化率随温度变化先降后升的原因是___________。
(2)工业上常用合成气(主要成分为、)在一定条件下制备甲醇,其涉及反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
向容积为2L的刚性密闭催化反应器中充入和发生上述反应,测得不同温度下,2min内的转化率和的选择性(的选择性)如图3所示。
①若反应过程中催化剂的活性几乎不受温度影响,则前转化率升高的原因是___________。
②下,2min时达到平衡,此时体系压强为,。用的分压变化表示的化学反应速率为___________,反应3的___________(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数,保留3位小数)。
【答案】(1) ①. -175 ②. ③. II ④. 开始升温时以反应I为主,反应放热,平衡逆向移动,平衡转化率下降,升高一定温度后,以反应II为主,反应吸热,平衡正向移动
(2) ①. 温度升高活化分子百分数上升,反应速率加快,单位时间内转化率升高 ②. ③. 0.318
【解析】
【小问1详解】
①由题干图示信息可知,反应I ,反应Ⅱ ,反应I+3反应Ⅱ可得反应,则;
②反应Ⅰ是气体体积减小的反应,反应Ⅱ是气体体积不变的反应,相同条件下,压强越大,平衡正向移动,二氧化碳的转化率越大,则p1>p2>p3;反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,由图可知,随着温度的升高,二氧化碳转化率先减小后增大,说明T2℃时主要发生反应Ⅱ,平衡转化率随温度变化先降后升的原因为开始升温时以反应Ⅰ为主,反应放热,平衡逆向移动,CO2平衡转化率下降,升高一定温度后,以反应Ⅱ为主,反应吸热,平衡正向移动;
【小问2详解】
①由题干已知信息可知,三个反应均为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,结合图示可知,T1前反应未达到平衡,故若反应过程中催化剂的活性几乎不受温度影响,则T1前CO转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快,相同时间内的CO消耗量增多,故CO的转化率升高;
②由题干图示信息可知,反应在T1K下,2min时达到平衡,CO的转化率为80%,CH3OH的选择性为60%,此时体系压强为akPa,列三段式有,,则平衡时:c(CO)=0.2mol/L、c(CO2)=0.05mol/L、c(CH3OH)=0.48mol/L、c(CH4)=0.27mol/L、c(H2)=2+0.05-0.96-0.81=0.28mol/L、c(H2O)=0.27-0.05=0.22mol/L;气体总物质的量为1.5mol,p(CH4)= ,v(CH4)= ;反应3的==0.318。
18. 有机物M()是一种制备液晶材料的重要中间体,以苯酚为原料制备M的合成路线如图:
已知:I.醚(格林试剂),;
II.+RMgxR→;
III.。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_________。
(2)L中含氧官能团的名称是_________。
(3)H的结构简式为_____________。
(4)的反应类型是_________。
(5)写出反应的化学方程式:__________________。
(6)反应中使用三甲基氯硅烷()的作用是__________________,在本流程中起类似作用的有机物还有_________(填名称)。
(7)符合下列条件的E的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱显示有6组峰且面积之比为6:2:1:1:1:1,并含有1个手性碳原子的结构简式为__________________(写出一种即可)。
①能与金属钠反应产生氢气; ②含两个甲基; ③能发生银镜反应。
【答案】(1)对溴苯酚
(2)酚羟基、醚键 (3)
(4)消去反应 (5)+Br2+HBr
(6) ①. 保护酚羟基 ②. 乙二醇
(7) ①. 16 ②. 、、
【解析】
【分析】苯酚A在乙酸乙酯作用下与溴共热发生取代反应生成B,结合B化学式可知B为, B与发生取代反应生成D,D发生已知Ⅰ原理,在乙醚作用下在D一定温度下与镁反应生成F,则F为; 苯酚A转化为C,C催化剂作用下与氢气发生加成反应生成E,E在亚硫酸氢钠作用下与溴酸钠发生氧化反应生成G,G中含有酮羰基,发生已知Ⅲ原理,与乙二醇反应生成H,结合I结构可知,H为;在浓盐酸作用下F、H发生已知Ⅱ原理生成I,I脱水发生消去反应生成K,则K为;催化剂作用下K与氢气共热反应生成L, L一定条件下反应转化为M:。
【小问1详解】
苯酚和Br2加热生成对溴苯酚(4-溴苯酚)
【小问2详解】
L结构含有酚羟基、醚键(缩酮结构的醚键)
【小问3详解】
G 是 1,4 - 环己二酮,和乙二醇发生已知 III 的缩酮反应,两个羰基分别与乙二醇形成环状缩酮:
【小问4详解】
I含有醇羟基,反应条件为H2O,醇羟基发生消去反应(脱水生成碳碳双键)
【小问5详解】
反应的化学方程式为+Br2+HBr
【小问6详解】
由分析可知,B→D反应中使用三甲基氯硅烷与酚羟基结合,在后续流程中被结合的酚羟基由转化回来,故其作用是保护酚羟基;与此类似,在G→H反应中使用乙二醇与G中一个酮羰基缩合,可保护酮羰基,故答案为:保护酚羟基;乙二醇。
【小问7详解】
E分子不饱和度为1、含有2个氧、6个碳;E的同分异构体能与金属钠反应产生氢气、能发生银镜反应说明同分异构体分子中含有醛基和羟基,且含两个甲基;则另外有5个碳形成的碳链,其同分异构体的种类为(省略部分氢原子,箭头指向为羟基位置,后同) 、、、、、共16种,
核磁共振氢谱为6:2:1:1:1:1,且含有1个手性碳原子的有机物结构简式为:、 或 。
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四川省彭州中学2024-2025学年高三下学期模拟考试化学试题
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题。
1. “极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A. “雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B. 大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C. 嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能
D. 神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为
2. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
3. 下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
制备
分离乙醇和乙酸
验证酸性
测量体积
A. A B. B C. C D. D
4. CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如下:
下列说法正确的是
A. 在转化为CO的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B. 在转化为HCOOH的路径中,CO2被氧化为HCOOH
C. 在转化为两种产物的过程中碳、氧原子的利用率均为100%
D. 上述反应过程说明催化剂具有选择性
5. 某化学小组需要配制的溶液,下列实验操作会使所得溶液浓度偏低的是
A. 用托盘天平称取固体
B. 向小烧杯中加水使氢氧化钠溶解并冷却至室温
C. 定容过程观察容量瓶内液面时俯视刻度线
D. 把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中
6. 如图所示化合物为某新型电池的电解质,其中X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 简单离子半径:
C. 第一电离能:
D. X和Q形成最简单化合物的空间结构为平面三角形
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 与Al反应能生成H2的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、()
8. 某学习小组欲从含有、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵晶体,设计方案如下,下列说法不正确的是
A. 试剂X是硫酸,其中发生的反应之一:
B. 步骤②蒸馏实验可用水浴加热
C. 若得到的粗乙醇中乙醇的含量明显偏低,可能是蒸馏时加热温度偏低
D. 将残留液加热浓缩、冷却结晶可得到硫酸铜铵晶体
9. 金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该铋氟化物的化学式为
B. 粒子S、T之间的距离为
C. 该晶体的密度为
D. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
10. 下列“类比”合理的是
A. 与反应生成,则与反应生成
B. 在足量的中燃烧生成,则在足量的中燃烧生成
C. 与水反应生成和,则与水反应生成和
D. 与反应生成和,则与反应生成和
11. 向某密闭容器中加入0.3 molA、0.1molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生如下反应:3A(g)B(g)+2C(g) △H<0,各物质的浓度随时间变化如图所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出],下列说法中正确的是
A. 若t1=15s,则用A的浓度变化表示t0~t1阶段的平均反应速率为0.004 mol/(L·s)
B. t1时该反应达到平衡,A的转化率为60%
C. 该容器的容积为2L,B的起始的物质的量为0.02 mol
D. t0~t1阶段,此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为:3A(g)B(g)+2C(g) △H=-50a kJ/mol
12. 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 反应,每消耗1mol CH4转移12mol 电子
B. 电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O
C. 电池工作时,向电极B移动
D. 电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2
13. 已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量-反应进程图如图所示(图中、、表示各步正向反应的焓变)。下列说法正确的是
A. 反应时间越长,1,3-丁二烯与HBr反应得到3-溴-1-丁烯的比例越大
B. 0℃、短时间t min内,的1,3-丁二烯与HBr完全反应得到两种产物的比例为7:3(设反应前后体积不变),则生成1-溴-2-丁烯的平均速率为
C. 1,3-丁二烯与HBr反应,生成3-溴-1-丁烯的反应热为、生成1-溴-2-丁烯的反应热为
D. 与烯烃结合的一步为决速步,进攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯
14. 常温下,将0.025molBaSO4粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中形成1L悬浊液,然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是
A. 曲线MP表示的变化
B. BaSO4固体恰好完全溶解时,溶液中离子浓度关系为
C. BaSO4的Ksp为1×10-10
D. 若要使反应正向进行,需满足
二、非选择题。
15. 新冠肺炎期间,化学消毒剂大显身手。高铁酸钾(,M=198g/mol)是一种高效多功能的绿色消毒剂,广泛应用于生活用水和废水的杀菌、消毒。工业制备高铁酸钾的方法主要有湿法和干法两种。实验室模拟湿法制备高铁酸钾的流程如下:
已知:转化过程发生复分解反应。
回答下列问题:
(1)配制上述NaOH溶液,下列操作可能导致溶液浓度偏大的有_______(填序号)。
A.将NaOH放在滤纸上称量
B.NaOH在烧杯中溶解后,未经冷却就立即转移
C.容量瓶洗净之后未干燥
D.定容时俯视刻度线
E.摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
(2)NaOH溶液应置于冰水浴中,否则温度升高将发生如下副反应:(未配平)
①若有发生该副反应,转移的电子的数目为_______;
②若反应后溶液中NaCl和的物质的量之比为6:1,则生成NaCl和NaClO的物质的量之比为_______。
(3)氧化过程中溶液保持碱性。写出反应的离子方程式:_______
(4)产品经干燥后得到纯品99g,则的产率为_______(用百分数表示)。
(5)工业干法制备高铁酸钾的第一步反应为:,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。第二步反应为:Na2FeO4+2KCl=K2FeO4+2NaCl,试解释该反应能发生的原因_______
16. 五水合硫代硫酸钠(Na2S2O3 • 5H2O)俗称“海波”,常用作棉织物漂白后的脱氧剂、定量分析中的还原剂。
资料:① Na2S2O3 • 5H2O无色、易溶于水,难溶于乙醇;
② Na2S2O3在酸性溶液中反应有S和SO2产生。
Ⅰ.制备
工业上可用SO2、Na2S和 Na2CO3制备Na2S2O3 • 5H2O,其工艺流程示意图如下:
(1)实验室可用浓硫酸与Cu反应制备SO2气体,该反应的化学方程式是___________。
(2)① 配平Ⅰ中反应的化学方程式:________;
___________ Na2S + ___________ SO2 + Na2CO3 = ___________ Na2S2O3 + CO2
② 当Ⅰ中溶液的pH约为7时应停止通入SO2,否则Na2S2O3的产率下降,结合离子方程式说明其原因___________。
Ⅱ.粗产品提纯
(3)已知粗产品中可能会含有少量Na2SO3和Na2SO4,Na2S2O3在水中的溶解度随温度的升高而显著增大。
① 检验粗产品中含有Na2SO4的方法是:取少量固体溶解, 先加足量的___________溶液,静置、过滤,___________,有白色沉淀生成。
② 粗产品的提纯过程III中,操作a的步骤为:加热溶解、趁热过滤、___________、过滤、___________(填洗涤试剂名称)洗涤、干燥。
Ⅲ.纯度测定
(4)准确称取a g产品于锥形瓶中,加入一定量蒸馏水完全溶解后,加入适量甲醛溶液预处理(防止Na2SO3与I2反应),以淀粉作指示剂,用c mol/L I2的标准溶液滴定,发生如下反应:I2 + 2 == 2I-+,三次平行实验,平均消耗V mL I2溶液。
(已知:Na2S2O3 • 5H2O的摩尔质量为248 g/mol )
① 产品中Na2S2O3•5H2O的纯度为___________ (写出质量分数的表达式即可)。
② 下列操作可能造成实验结果偏高的是___________。
A.滴定管未用I2标准溶液润洗
B.滴定终点时仰视读数
C.滴定过程中锥形瓶内有少量液体溅出瓶外
17. 以和为原料合成有机物,是科学家研究的主要课题。回答下列问题:
(1)与催化重整制备的过程中存在以下反应:
I.;
II.。
已知:相关物质能量变化的示意图如图1所示:
①根据已知信息可知 ___________。
②向密闭容器中以物质的量之比为充入与,实验测得的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图2所示。
由图2可知,、、由大到小的顺序为___________,时主要发生反应___________(填“I”或“II”),平衡转化率随温度变化先降后升的原因是___________。
(2)工业上常用合成气(主要成分为、)在一定条件下制备甲醇,其涉及反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
向容积为2L的刚性密闭催化反应器中充入和发生上述反应,测得不同温度下,2min内的转化率和的选择性(的选择性)如图3所示。
①若反应过程中催化剂的活性几乎不受温度影响,则前转化率升高的原因是___________。
②下,2min时达到平衡,此时体系压强为,。用的分压变化表示的化学反应速率为___________,反应3的___________(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数,保留3位小数)。
18. 有机物M()是一种制备液晶材料的重要中间体,以苯酚为原料制备M的合成路线如图:
已知:I.醚(格林试剂),;
II.+RMgxR→;
III.。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_________。
(2)L中含氧官能团的名称是_________。
(3)H的结构简式为_____________。
(4)的反应类型是_________。
(5)写出反应的化学方程式:__________________。
(6)反应中使用三甲基氯硅烷()的作用是__________________,在本流程中起类似作用的有机物还有_________(填名称)。
(7)符合下列条件的E的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱显示有6组峰且面积之比为6:2:1:1:1:1,并含有1个手性碳原子的结构简式为__________________(写出一种即可)。
①能与金属钠反应产生氢气; ②含两个甲基; ③能发生银镜反应。
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