内容正文:
高2026届高三上学期九月联合诊断考试
化学试题
(满分:100分;考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔填涂;答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写;必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效;保持答卷清洁、完整。
3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷自行保管,以备评讲)。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 S-32 Ca-40 Fe-56 V-51 Pb-207
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. 化学与生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
B. “嫦娥五号”使用的太阳能电池板和锂离子电池组,均可将化学能转变为电能
C. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D. 净水器在生产时,需在含膜滤芯组件上涂甘油保护液,甘油是油脂的水解产物之一
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 聚丙烯的链节为
B. 中子数为10的氧元素的核素符号:
C. 甲醛(HCHO)分子的球棍模型:
D. 的电子式:
3. 为实现碳达峰、碳中和目标,可以将催化加氢制甲醇,该反应的化学方程式为,下列有关说法正确的是
A. 和中C原子的杂化方式不同
B. 和分子均为非极性分子
C. 和分子的VSEPR模型均为四面体形
D. 相同条件下,沸点:
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液中滴加过量的浓氨水:
B. 溶液刻蚀覆铜板:
C. 用惰性电极电解饱和食盐水:
D. 与足量反应:
5. 下列关于实验装置的叙述正确的是
A. 图①操作为定容后摇匀配制好的溶液
B. 图②装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
C. 图③装置用于探究固体的热稳定性
D. 图④装置用于验证与水的反应为放热反应
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,6.72L含σ键数目为
B. 常温下,足量的浓硫酸与5.6g铁反应,转移电子的数目为
C. 溶液中,的数目小于
D. 100g质量分数为64%的甲醇的水溶液中含有键的数目为
7. 儿茶素是茶多酚的主要活性成分,具有抗氧化、调节代谢等作用,是茶叶保健功能的重要物质基础。儿茶素分子的结构简式如图所示,下列有关儿茶素的说法错误的是
A. 1个儿茶素分子含2个手性碳原子
B. 1mol儿茶素分子与浓溴水反应最多消耗5mol
C. 1mol儿茶素分子最多能与5molNaOH发生反应
D. 儿茶素可发生取代反应、加成反应、氧化反应和消去反应
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Q原子的核外电子有5种空间运动状态,由这五种元素组成的某药物结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 第一电离能:
C. X、Z、W三种元素只能形成共价化合物
D. 该分子中的每个原子都满足8电子稳定结构
9. 萤石()是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,若该立方晶胞参数为apm,下列说法错误的是
A. X代表的离子是
B. 阴阳离子的核间距最小为pm
C. 的配位数为4
D. 该晶体密度为
10. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某稀溶液中加入NaOH溶液,能产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体
溶液中含有
B
将通入品红溶液,溶液红色褪去
具有漂白性
C
将银、溶液与铁、溶液用盐桥连接组成原电池,一段时间后,取铁电极附近溶液少许于试管中,加入溶液产生蓝色沉淀
形成原电池,铁作负极
D
取5mL1-溴丙烷和10mL饱和氢氧化钾的乙醇溶液,均匀加热,将产生的气体通入2mL稀的酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾溶液褪色
证明有丙烯生成
A. A B. B C. C D. D
11. 计算机模拟单个乙炔()分子在催化作用下生成的反应历程及相对能量变化如图所示(已知J;)。
下列说法正确的是
A. 该反应历程中决速步骤是③
B. 历程中有σ键断裂和生成,也有π键断裂和生成
C. 在反应中作催化剂,改变了该反应的焓变
D. 该反应的热化学方程式为
12. 2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的生物基平台化合物,被视为石油基化工原料的绿色替代品,尤其在聚酯材料领域有重要应用。鲁能巴蜀中学化学兴趣小组探究利用铅蓄电池作为电源,在板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)为电极的条件下将5-羟甲基糠醛(HMF)电催化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 制备FDCA时,b极与铅蓄电池中的Pb这一极连接
B. 电解一段时间后,硫酸的浓度保持不变
C. 该装置工作时,向a极移动
D. 产生1molFDCA,铅蓄电池中的正极质量增加192g
13. 25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,混合溶液中所有含碳微粒的浓度与HCl溶液滴加量的变化关系如图所示。该温度下的电离平衡常数,,下列说法错误的是
A. 溶液中,
B. a点时,
C. b点时,
D. c点时,溶液中的浓度为
14. 一定温度下,将质量为m g的固体置入体积为1L的真空密闭容器中,保持温度不变,发生反应:。达到平衡时,测得的物质的量为0.2mol。下列说法正确的是
A. 恒容下,向平衡体系中通入惰性气体,减小
B. 将体积扩大为2 L,一段时间后,容器中mol/L且保持不变,则g
C. 恒容下,向平衡体系中通入和各0.2mol,达到新平衡后,0.2mol/Lmol/L
D. 将体积压缩为500 mL,达到新平衡后,容器中固体质量增加4.1g
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以硫铁矿(主要成分是,含少量、、)制作电极材料磷酸铁()和铁系颜料透明铁黄(FeOOH)的流程如下:
25℃时,部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
开始沉淀pH
1.9
3.6
5.6
完全沉淀pH
3.2
4.7
8.5
回答下列问题:
(1)Fe在周期表中的位置为____________,的价电子排布图为____________。
(2)写出一种能提高酸浸速率的措施:________________________。
(3)用FeS还原的目的为________________________。
(4)试剂M最好选用______(填字母)。
A. 高锰酸钾 B. 双氧水 C. 稀硝酸 D.
(5)制备铁黄的操作步骤:25℃时,向一定浓度溶液中加入氨水,当滴加氨水至pH为6.0时,停止滴加氨水,开始通氧气,生成铁黄。
①滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,溶液中残留浓度为______mol/L。
②写出“转化”过程中的总的离子方程式为__________________。
(6)制得的透明铁黄中往往混有氧化铁,可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。称取4.09g样品,用稀硫酸溶解并定容至1L,准确移取该溶液50.00mL,加入足量KSCN溶液,再用蒸馏水定容至500mL。测得溶液吸光度A=1,则样品中FeOOH的质量分数为______(保留小数点后两位)。
16. 氧钒碱式碳酸铵晶体是制备多种含钒产品和催化剂的基础原料和前驱体。
已知:①氧钒碱式碳酸铵晶体呈紫红色,难溶于水和乙醇。
②有较强还原性,易被氧化。
实验室以为原料制备该晶体的流程如图所示:
步骤ⅰ:向中加入足量盐酸酸化的溶液,加热,微沸数分钟,制得。
步骤ⅱ:在有保护气的环境中,将净化的溶液缓慢加入足量溶液中,有气泡产生,析出紫红色晶体。
步骤ⅲ:待反应结束后,在有保护气的环境中,将混合液静置一段时间,抽滤,所得晶体用饱和溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,得到粗产品。
请回答下列问题:
(1)中钒元素的化合价为______。
(2)步骤ⅰ中生成的同时还生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为____________。
(3)步骤ⅱ可在如图所示装置中进行:
①仪器C的名称为____________。装置B中试剂为____________。
②反应前通入数分钟气体的目的为________________________。
③实验时先打开,当______(填实验现象)时,再关闭,打开。
(4)步骤ⅲ用饱和溶液洗涤晶体,检验晶体是否洗涤干净的方法为__________________。
(5)为测定粗产品中钒元素的含量,称取2.00g粗产品,先用稀硫酸溶解,再用适量溶液将样品中的钒元素完全转化为,并消除后续测定过程中的干扰后,配成100mL溶液。取25.00mL该溶液,加几滴溶液,用标准溶液滴定,滴定终点消耗标准溶液的体积为25.00mL(原理为)。该粗产品中钒的质量分数为______%(保留3位有效数字)。
17. 环氧乙烷(C2H4O)是一种重要的化工原料。现代工业常用银作催化剂,氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的______0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)银催化反应Ⅰ时存在如下转化过程:
①
②
③
据此计算焓变______(用含、、的代数式表示)。
(3)反应I的正、逆反应速率可表示为、,其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。T℃时,,向某恒容密闭容器中充入一定量的和发生反应Ⅰ和Ⅱ,一段时间后平衡。
①下列情况能表明体系达到平衡状态的是____________。
A.混合气体密度不随时间变化
B.气体平均摩尔质量不随时间变化
C.气体的总压强保持不变
D.的物质的量浓度不随时间变化
②T℃时,反应Ⅰ的压强平衡常数______。
③仅升高温度,反应Ⅰ的将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)250℃时,将1mol和2mol充入某密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,在不同压强下达平衡。测得平衡时选择性、选择性及转化率随压强变化的曲线如图所示[如]
①表示随压强变化的曲线为______(填ⅰ、ⅱ或ⅲ)。
②当压强为100kPa时,若的转化率为70%,则反应Ⅱ的______。
(5)减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。现将制备环氧乙烷的过程中产生的副产物用于生产尿素。将通入一定浓度的溶液至饱和,通电后在电极上反应生成尿素,原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。阴极的电极反应式为____________。
18. 化合物K是一种药品,其合成路线如图所示:
已知:(1)
(2)
(1)A生成B的反应试剂和反应条件:____________。
(2)C中官能团的名称为____________,D的名称为____________。
(3)由E生成F的反应类型为____________。
(4)H的结构简式为____________。
(5)由F与I反应生成J的化学方程式为__________________。
(6)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体为______种。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应;③能发生水解反应;④不存在键;⑤存在。
上述同分异构体中,核磁共振氢谱有六组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的结构简式为____________。
(7)结合题目信息,利用苯胺()与为原料合成,写出合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)__________________________________________。
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高2026届高三上学期九月联合诊断考试
化学试题
(满分:100分;考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔填涂;答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写;必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效;保持答卷清洁、完整。
3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷自行保管,以备评讲)。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 S-32 Ca-40 Fe-56 V-51 Pb-207
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. 化学与生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
B. “嫦娥五号”使用的太阳能电池板和锂离子电池组,均可将化学能转变为电能
C. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D. 净水器在生产时,需在含膜滤芯组件上涂甘油保护液,甘油是油脂的水解产物之一
【答案】B
【解析】
【详解】A.X射线衍射仪是测定晶体结构的常用仪器,磷酸盐晶体属于晶体,可用其测定结构,A正确;
B.太阳能电池板是将太阳能(光能)转化为电能,仅锂离子电池组是将化学能转化为电能,二者不都能实现化学能到电能的转化,B错误;
C.氮化硼陶瓷不属于传统硅酸盐类无机非金属材料,属于新型高性能无机非金属材料,C正确;
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,水解产物包含丙三醇(甘油),因此甘油是油脂的水解产物之一,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 聚丙烯的链节为
B. 中子数为10的氧元素的核素符号:
C. 甲醛(HCHO)分子的球棍模型:
D. 的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚丙烯由丙烯()加聚生成,加成时双键打开,链节为,表述正确,A不符合题意;
B.氧元素质子数为8,中子数为10时质量数=质子数+中子数=18,核素符号为,表述正确,B不符合题意;
C.甲醛球棍模型中,碳氧之间是双键,碳氢之间单键,表述正确,C不符合题意;
D.为离子化合物,由和构成,中与4个形成共价键(含1个配位键),F原子周围应该有8个电子,电子式表述错误,D符合题意;
故选D。
3. 为实现碳达峰、碳中和目标,可以将催化加氢制甲醇,该反应的化学方程式为,下列有关说法正确的是
A. 和中C原子的杂化方式不同
B. 和分子均为非极性分子
C. 和分子的VSEPR模型均为四面体形
D. 相同条件下,沸点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中C原子形成4个σ键,为杂化;中C原子为杂化,二者杂化方式不同,A正确;
B.是直线形对称结构,属于非极性分子;是V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.中心C原子价层电子对数为2,VSEPR模型为直线形;中心O原子价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,C错误;
D.分子间存在氢键,常温下为液态;常温下为气态,沸点,D错误;
故选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液中滴加过量的浓氨水:
B. 溶液刻蚀覆铜板:
C. 用惰性电极电解饱和食盐水:
D. 与足量反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中滴加过量浓氨水时,生成的沉淀会和过量氨水反应生成可溶性的,不会得到沉淀,正确的离子方程式为 ,A错误;
B.Fe3+和Cu反应生成Fe2+和Cu2+,不会生成Fe单质,正确离子方程式为,B错误;
C.用惰性电极电解饱和食盐水,阳极Cl-放电生成Cl2,阴极水电离的H+放电生成H2,同时生成OH-,总离子方程式书写正确,C正确;
D.Cl2足量时,FeI2中Fe2+和I-按物质的量之比1:2完全被氧化,正确离子方程式为,D错误;
故答案为C。
5. 下列关于实验装置的叙述正确的是
A. 图①操作为定容后摇匀配制好的溶液
B. 图②装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
C. 图③装置用于探究固体的热稳定性
D. 图④装置用于验证与水的反应为放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.用右手食指顶住瓶塞,另一只手五指托住容量瓶底,将其倒立,翻转容量瓶而不是真的振摇,每次翻转要停留一小段时间,有一个短暂的停顿,使得瓶颈的液体与瓶体内的液体有一个交换过程, A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,图②装置无加热仪器,无法完成该实验,B错误;
C.加热固体时,为防止冷凝水倒流炸裂试管,试管口应略向下倾斜,图③试管口向上倾斜,C错误;
D.若与水反应放热,会使大试管内空气受热膨胀,U形管中红墨水左侧液面下降、右侧液面上升,可验证反应为放热反应,D正确;
故选D。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,6.72L含σ键数目为
B. 常温下,足量的浓硫酸与5.6g铁反应,转移电子的数目为
C. 溶液中,的数目小于
D. 100g质量分数为64%的甲醇的水溶液中含有键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下的物质的量为,结构式为,1个分子含2个σ键,故σ键总物质的量为,数目为,A正确;
B.常温下铁遇浓硫酸会发生钝化,反应无法持续进行,转移电子数目远小于,B错误;
C.题干未给出溶液的体积,无法计算的物质的量,无法判断其数目是否小于,C错误;
D.溶液中甲醇质量为,物质的量为,含键;水的质量为,物质的量为,含键,总键数目为,D错误;
因此答案选A。
7. 儿茶素是茶多酚的主要活性成分,具有抗氧化、调节代谢等作用,是茶叶保健功能的重要物质基础。儿茶素分子的结构简式如图所示,下列有关儿茶素的说法错误的是
A. 1个儿茶素分子含2个手性碳原子
B. 1mol儿茶素分子与浓溴水反应最多消耗5mol
C. 1mol儿茶素分子最多能与5molNaOH发生反应
D. 儿茶素可发生取代反应、加成反应、氧化反应和消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连接4个不同原子或基团的碳原子,该分子中含氧杂环上连接右侧苯环的碳原子、连接醇羟基的碳原子均为手性碳,共2个,A正确;
B.浓溴水可与酚发生苯环邻对位的取代反应,该分子共有5个酚羟基邻对位的氢原子可被取代,1mol该物质最多消耗5mol ,B正确;
C.只有酚羟基可与NaOH反应,醇羟基不能与NaOH反应,该分子共4个酚羟基,1mol该物质最多消耗4mol NaOH,C错误;
D.该物质含酚羟基、醇羟基、苯环,可发生取代反应(如溴代、酯化)、加成反应(苯环加氢)、氧化反应(羟基被氧化)、消去反应(醇羟基邻位有氢,浓硫酸加热可消去),D正确;
故选C。
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Q原子的核外电子有5种空间运动状态,由这五种元素组成的某药物结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 第一电离能:
C. X、Z、W三种元素只能形成共价化合物
D. 该分子中的每个原子都满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【分析】由于Q原子的核外电子有5种空间运动状态,因此Q可能为N、O、F,根据物质结构式,Q形成共价键的数量为1,因此Q为F;根据物质结构,X、Y、Z、W形成共价键数量分别为1、4、3、2,因此X、Y、Z、W分别为H、C、N、O,由此解答;
【详解】A.非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,因此简单氢化物的稳定性:,A正确;
B.第一电离能随着非金属性增强而变大,但是N由于半满结构相对稳定,导致其第一电离能大于O,因此第一电离能:,B错误;
C.H、N、O三种元素可以组成,为离子化合物,C错误;
D.该分子中氢原子最外层只有2个电子,不满足8电子稳定结构,D错误;
故选A。
9. 萤石()是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,若该立方晶胞参数为apm,下列说法错误的是
A. X代表的离子是
B. 阴阳离子的核间距最小为pm
C. 的配位数为4
D. 该晶体密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.计算晶胞中X的数目:顶点8个占,面心6个占,总个数为,Y全部在晶胞内共8个,个数比为符合的组成,因此X为,A正确;
B.位于四面体空隙中,阴阳离子最小核间距为立方晶胞体对角线的,体对角线长度为,故最小间距为,B正确;
C.每个周围最近的共有4个,因此的配位数为4,C正确;
D.晶胞参数,晶胞体积为,晶胞质量为,密度为,D错误;
故答案为D。
10. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某稀溶液中加入NaOH溶液,能产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体
溶液中含有
B
将通入品红溶液,溶液红色褪去
具有漂白性
C
将银、溶液与铁、溶液用盐桥连接组成原电池,一段时间后,取铁电极附近溶液少许于试管中,加入溶液产生蓝色沉淀
形成原电池,铁作负极
D
取5mL1-溴丙烷和10mL饱和氢氧化钾的乙醇溶液,均匀加热,将产生的气体通入2mL稀的酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾溶液褪色
证明有丙烯生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.检验时,加入NaOH溶液后需要加热才能使逸出,且是碱性气体,应使湿润的红色石蕊试纸变蓝,实验操作和现象均错误,A错误;
B.本身无漂白性,品红溶液褪色是与水反应生成的的漂白作用导致的,结论错误,B错误;
C.遇会产生蓝色沉淀,说明铁电极发生氧化反应,失去电子生成,原电池中负极发生氧化反应,因此铁作负极,C正确;
D.加热过程中乙醇会挥发,挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明有丙烯生成,D错误;
故选C。
11. 计算机模拟单个乙炔()分子在催化作用下生成的反应历程及相对能量变化如图所示(已知J;)。
下列说法正确的是
A. 该反应历程中决速步骤是③
B. 历程中有σ键断裂和生成,也有π键断裂和生成
C. 在反应中作催化剂,改变了该反应的焓变
D. 该反应的热化学方程式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.决速步骤为反应历程中活化能最大的步骤,计算可知步骤④的活化能,大于步骤③的活化能,故决速步为④,A错误;
B.反应过程中存在乙炔碳碳三键的π键断裂、乙醛碳氧双键的π键生成,同时存在等σ键断裂、等σ键生成,因此既有σ键的断裂和生成,也有π键的断裂和生成,B正确;
C.反应前后组成和性质不变,作催化剂,催化剂只改变反应活化能,不改变反应的焓变,C错误;
D.1mol该反应的焓变,不是,D错误;
故答案为B。
12. 2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的生物基平台化合物,被视为石油基化工原料的绿色替代品,尤其在聚酯材料领域有重要应用。鲁能巴蜀中学化学兴趣小组探究利用铅蓄电池作为电源,在板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)为电极的条件下将5-羟甲基糠醛(HMF)电催化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A. 制备FDCA时,b极与铅蓄电池中的Pb这一极连接
B. 电解一段时间后,硫酸的浓度保持不变
C. 该装置工作时,向a极移动
D. 产生1molFDCA,铅蓄电池中的正极质量增加192g
【答案】D
【解析】
【分析】电解池b电极发生反应为HMF转化为FDCA,该反应为失氢得氧的氧化反应,因此b为阳极,电极反应为;因此a为阴极,发生还原反应,因此生成的气体为氢气,电极反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,b为阳极,需要和电源的正极相连,在铅蓄电池中为正极,A错误;
B.由分析可知,b的电极反应会产生,双极膜产生的也会向b电极移动,两者反应产生水,硫酸的物质的量不变,硫酸被稀释,浓度降低,B错误;
C.在电解池中,阴离子向阳极移动,因此会向b电极移动,C错误;
D.根据b的电极反应可知,产生1 mol FDCA,转移电子为6 mol;铅蓄电池中正极的电极反应为,转移6 mol电子时,正极的增重为 ,D正确;
故选D。
13. 25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,混合溶液中所有含碳微粒的浓度与HCl溶液滴加量的变化关系如图所示。该温度下的电离平衡常数,,下列说法错误的是
A. 溶液中,
B. a点时,
C. b点时,
D. c点时,溶液中的浓度为
【答案】C
【解析】
【分析】滴加盐酸的过程中,发生的反应为、,的浓度不断下降,的浓度先升高后下降,后续不断增加,因此、、曲线对应的离子分别为、、,由此解答;
【详解】A.溶液中,存在物料守恒,钠元素的物质的量为碳元素的二倍,因此,A正确;
B.溶液中存在电荷守恒,在a点时,,代入可知,B正确;
C.在b点时,,代入物料守恒得到,在未滴加盐酸前,滴加后溶液被稀释,,因此,C错误;
D.在c点时,,根据已知,因此,D正确;
故选C。
14. 一定温度下,将质量为m g的固体置入体积为1L的真空密闭容器中,保持温度不变,发生反应:。达到平衡时,测得的物质的量为0.2mol。下列说法正确的是
A. 恒容下,向平衡体系中通入惰性气体,减小
B. 将体积扩大为2 L,一段时间后,容器中mol/L且保持不变,则g
C. 恒容下,向平衡体系中通入和各0.2mol,达到新平衡后,0.2mol/Lmol/L
D. 将体积压缩为500 mL,达到新平衡后,容器中固体质量增加4.1g
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒容下通入惰性气体,反应体系中、的浓度均不变,平衡不移动,不变,A错误;
B.原平衡,体积扩大瞬间气体浓度均变为原来的1/2,平衡正向移动;若最终,因平衡时,则,说明完全分解,共生成总物质的量为,对应消耗的物质的量为,质量为,B正确;
C.温度不变不变,新平衡时仍满足,代入表达式解得,C错误;
D.体积压缩为500mL瞬间,和的浓度均变为原来的2倍,平衡逆向移动,气体物质的量减少,最终重新平衡时仍满足,最终气体总物质的量为;逆向移动的过程中,气体总物质的量减少了,固体净增质量对应反应的和各0.1 mol,固体增加质量为,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以硫铁矿(主要成分是,含少量、、)制作电极材料磷酸铁()和铁系颜料透明铁黄(FeOOH)的流程如下:
25℃时,部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
开始沉淀pH
1.9
3.6
5.6
完全沉淀pH
3.2
4.7
8.5
回答下列问题:
(1)Fe在周期表中的位置为____________,的价电子排布图为____________。
(2)写出一种能提高酸浸速率的措施:________________________。
(3)用FeS还原的目的为________________________。
(4)试剂M最好选用______(填字母)。
A. 高锰酸钾 B. 双氧水 C. 稀硝酸 D.
(5)制备铁黄的操作步骤:25℃时,向一定浓度溶液中加入氨水,当滴加氨水至pH为6.0时,停止滴加氨水,开始通氧气,生成铁黄。
①滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,溶液中残留浓度为______mol/L。
②写出“转化”过程中的总的离子方程式为__________________。
(6)制得的透明铁黄中往往混有氧化铁,可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。称取4.09g样品,用稀硫酸溶解并定容至1L,准确移取该溶液50.00mL,加入足量KSCN溶液,再用蒸馏水定容至500mL。测得溶液吸光度A=1,则样品中FeOOH的质量分数为______(保留小数点后两位)。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②.
(2)适当提高酸的浓度或者适当提高反应温度
(3)避免沉铝时有部分转化为沉淀而损失 (4)B
(5) ①. 1 ②.
(6)
【解析】
【分析】将硫铁矿在空气中焙烧,被氧化生成氧化铁和二氧化硫,加入稀硫酸进行酸浸,、、均能溶于稀硫酸,滤液中的金属阳离子有、、,滤渣1为,加入硫化亚铁,被还原为,过滤得到滤渣2为硫,加入氧化亚铁,将铝转化为氢氧化铝除去,向一部分滤液中加入硫酸酸化的双氧水将氧化为,加入磷酸铵沉铁,得到磷酸铁;向另一部分滤液中加入氨水,通入氧气得到铁黄成品。
【小问1详解】
Fe在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,的价电子排布图为;
【小问2详解】
能提高酸浸速率的措施:适当提高酸的浓度或者适当提高反应温度;
【小问3详解】
由表格可知,加入调节溶液pH,使得转化为沉淀可以除铝,但是也会沉淀,则加入将还原,可以避免沉铝时有部分转化为沉淀而损失;
【小问4详解】
A. 如果用高锰酸钾,会引入钾离子等杂质,错误;
B. 用双氧水,可以氧化亚铁离子,而且不引入新杂质,正确;
C. 如果用稀硝酸,会引入硝酸根等杂质,且生成污染性气体,错误;
D. 如果用,无法将亚铁离子氧化,错误;
故选B。
【小问5详解】
Fe(OH)2完全沉淀的pH=8.5,则Fe(OH)2的溶度积常数Ksp=1×10-5×(1×10-5.5)2=1×10-16,滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,Ksp=1×10-16=c(Fe2+)×(1×10-8)2,解得c(Fe2+)=1mol/L;根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,“转化”过程中的总的离子方程式为;
【小问6详解】
测得溶液吸光度A=1,根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)=5.0×10−3mol∙L−1,则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)=5.0×10−3mol∙L−1×0.5L×=5.0×10−2mol,设氧化铁物质的量为xmol,FeOOH物质的量为ymol,则有160x+89y=4.09g,2x+y=0.05,解得x=0.02,y=0.01,则样品中FeOOH的质量分数。
16. 氧钒碱式碳酸铵晶体是制备多种含钒产品和催化剂的基础原料和前驱体。
已知:①氧钒碱式碳酸铵晶体呈紫红色,难溶于水和乙醇。
②有较强还原性,易被氧化。
实验室以为原料制备该晶体的流程如图所示:
步骤ⅰ:向中加入足量盐酸酸化的溶液,加热,微沸数分钟,制得。
步骤ⅱ:在有保护气的环境中,将净化的溶液缓慢加入足量溶液中,有气泡产生,析出紫红色晶体。
步骤ⅲ:待反应结束后,在有保护气的环境中,将混合液静置一段时间,抽滤,所得晶体用饱和溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,得到粗产品。
请回答下列问题:
(1)中钒元素的化合价为______。
(2)步骤ⅰ中生成的同时还生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为____________。
(3)步骤ⅱ可在如图所示装置中进行:
①仪器C的名称为____________。装置B中试剂为____________。
②反应前通入数分钟气体的目的为________________________。
③实验时先打开,当______(填实验现象)时,再关闭,打开。
(4)步骤ⅲ用饱和溶液洗涤晶体,检验晶体是否洗涤干净的方法为__________________。
(5)为测定粗产品中钒元素的含量,称取2.00g粗产品,先用稀硫酸溶解,再用适量溶液将样品中的钒元素完全转化为,并消除后续测定过程中的干扰后,配成100mL溶液。取25.00mL该溶液,加几滴溶液,用标准溶液滴定,滴定终点消耗标准溶液的体积为25.00mL(原理为)。该粗产品中钒的质量分数为______%(保留3位有效数字)。
【答案】(1)+4 (2)
(3) ①. 三颈烧瓶 ②. 饱和溶液 ③. 排尽装置中的空气,防止被氧化 ④. 观察到D装置中的澄清石灰水变浑浊(或产生白色沉淀)
(4)取最后一次洗涤液少许于试管中,加入稀硝酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀产生,则说明已洗涤干净
(5)25.5
【解析】
【分析】钒原子序数为23,在元素周期表VB族,实验室以制备该化合物,步骤i 制备VOCl2,步骤ii制备出有无色无污染的氮气并析出紫红色晶体,步骤ii根据实验装置A为制备CO2气体的发生装置,挥发出的会干扰后续反应,B为除杂装置,试剂为饱和NaHCO3溶液,E为检验CO2的装置。
【小问1详解】
在中,氧元素的化合价为-2价,钒元素的化合价为:+4;
【小问2详解】
步骤ⅰ中与盐酸酸化的反应生成,V元素化合价由+5价降低到+4价,被氧化生成无色无污染的气体,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:;
【小问3详解】
①仪器C为:三颈烧瓶;装置A中用盐酸和碳酸钙制备,挥发出的会干扰后续反应,装置B的作用是除去中的气体,所盛试剂应为:饱和溶液;
② 已知具有较强还原性,易被空气中的氧气氧化,因此反应前通入数分钟气体的目的是:排尽装置中的空气,防止被氧化;
③ 实验开始时先打开通入排空气,当观察到D装置中的澄清石灰水变浑浊(或产生白色沉淀)时,说明装置中的空气已排尽,此时再关闭,打开开始滴加反应物;
【小问4详解】
晶体从含有的溶液中析出,表面会附着,检验晶体是否洗净即检验洗涤液中是否含有。具体操作为:取最后一次洗涤液少许于试管中,加入稀硝酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀产生,则说明已洗涤干净;
【小问5详解】
根据滴定反应方程式:可知,存在物质的量关系:。滴定消耗的的物质的量为:,则待测液中含有钒元素的物质的量为,故溶液中钒元素的总物质的量为:,粗产品中钒元素的质量为:,该粗产品中钒的质量分数为:。
17. 环氧乙烷(C2H4O)是一种重要的化工原料。现代工业常用银作催化剂,氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的______0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)银催化反应Ⅰ时存在如下转化过程:
①
②
③
据此计算焓变______(用含、、的代数式表示)。
(3)反应I的正、逆反应速率可表示为、,其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。T℃时,,向某恒容密闭容器中充入一定量的和发生反应Ⅰ和Ⅱ,一段时间后平衡。
①下列情况能表明体系达到平衡状态的是____________。
A.混合气体密度不随时间变化
B.气体平均摩尔质量不随时间变化
C.气体的总压强保持不变
D.的物质的量浓度不随时间变化
②T℃时,反应Ⅰ的压强平衡常数______。
③仅升高温度,反应Ⅰ的将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)250℃时,将1mol和2mol充入某密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,在不同压强下达平衡。测得平衡时选择性、选择性及转化率随压强变化的曲线如图所示[如]
①表示随压强变化的曲线为______(填ⅰ、ⅱ或ⅲ)。
②当压强为100kPa时,若的转化率为70%,则反应Ⅱ的______。
(5)减少的排放并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。现将制备环氧乙烷的过程中产生的副产物用于生产尿素。将通入一定浓度的溶液至饱和,通电后在电极上反应生成尿素,原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。阴极的电极反应式为____________。
【答案】(1)< (2)ΔH1−ΔH3−ΔH5
(3) ①. BCD ②. 3 ③. 减小
(4) ①. ⅲ ②. 9.48
(5)
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ中,反应物气体总物质的量大于生成物气体总物质的量,气体分子数减少,体系混乱度降低,因此反应Ⅰ的<0。
【小问2详解】
根据盖斯定律,将已知反应做如下组合:×反应Ⅰ− 反应③× −反应①,即可得到反应②,整理后可得ΔH4=ΔH1−ΔH3−ΔH5。
【小问3详解】
①A.恒容容器中所有物质均为气体,混合气体总质量、体积始终不变,密度始终不随时间变化,不能判断平衡;
B.反应Ⅰ前后气体分子总数减小,反应Ⅱ前后气体分子总数不变,体系总物质的量随反应Ⅰ的进行发生变化,气体总质量不变,平均摩尔质量不随时间变化说明气体总物质的量不再改变,反应达到平衡;
C.反应Ⅰ前后气体分子总数减小,反应Ⅱ前后气体分子总数不变,体系总物质的量随反应Ⅰ的进行发生变化,总压强保持不变说明气体总物质的量不再改变,反应达到平衡;
D.的物质的量浓度不随时间变化,某一气体组分的物质的量浓度不随时间变化,是平衡的特征标志。
故选BCD。
②T℃时,反应达到平衡时v正=v逆,即k正⋅p2(C2H4)⋅p(O2)=k逆⋅p2(C2H4O),整理得Kp= 。
③反应Ⅰ的ΔH1<0,为放热反应,仅升高温度,平衡逆向移动,压强平衡常数Kp减小。
【小问4详解】
①反应Ⅰ是气体分子数减少的反应,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ平衡正向移动,环氧乙烷选择性升高,CO2选择性降低(且二者之和为100%)因此表示CO2选择性随压强变化的曲线为ⅲ。
②100kPa时E点δ(C2H4O)=δ(CO2)=50%,说明转化为环氧乙烷和CO2的乙烯物质的量相等;O2总转化率70%,即反应的O2为2mol×70%=1.4mol。设反应的乙烯总物质的量为a,则反应Ⅰ消耗O2为0.25a,反应Ⅱ消耗O2为1.5a,由0.25a+1.5a=1.4mol得a=0.8mol,Ⅰ.
Ⅱ.
计算平衡时各气体物质的量,n()=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,n()=2mol-0.2mol-1.2mol=0.6mol,n()=0.8mol,n()=0.8mol,代入反应Ⅱ的Kp= = =9.48。
【小问5详解】
阴极发生还原反应,中+5价N结合迁移过来的H+,与通入的CO2反应生成尿素CO(NH2)2(N为-3价),N元素被还原,结合电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该电极反应式。
18. 化合物K是一种药品,其合成路线如图所示:
已知:(1)
(2)
(1)A生成B的反应试剂和反应条件:____________。
(2)C中官能团的名称为____________,D的名称为____________。
(3)由E生成F的反应类型为____________。
(4)H的结构简式为____________。
(5)由F与I反应生成J的化学方程式为__________________。
(6)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体为______种。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应;③能发生水解反应;④不存在键;⑤存在。
上述同分异构体中,核磁共振氢谱有六组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的结构简式为____________。
(7)结合题目信息,利用苯胺()与为原料合成,写出合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)__________________________________________。
【答案】(1)浓硫酸、浓硝酸,加热
(2) ①. 羧基、硝基 ②. 2-氨基苯甲酸
(3)还原反应 (4)
(5)++2HCl
(6) ①. 17 ②.
(7)
【解析】
【分析】由B的结构简式可知,浓硫酸作用下与浓硝酸共热发生硝化反应生成B,则A为;B与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成,则C为;C与铁、盐酸发生还原反应生成,则D为;浓硫酸作用下D与甲醇共热发生酯化反应生成,则E为;THF作用下E与四氢合铝酸锂发生还原反应生成,则F为;由G和K的结构简式可知,G与发生环加成反应生成,则H为;H与SOCl2发生取代反应生成,则I为;F与I发生取代反应生成J,浓硫酸作用下J发生分子内取代反应生成K。
【小问1详解】
由分析可知,A生成B的反应为浓硫酸作用下A与浓硝酸共热发生硝化反应生成B和水,则反应试剂和反应条件为浓硫酸、浓硝酸,加热;
【小问2详解】
由分析可知,C的结构简式为:,官能团为羧基、硝基;D的结构简式为:,名称为2-氨基苯甲酸;
【小问3详解】
由分析可知,由E生成F的反应为THF作用下E与四氢合铝酸锂发生还原反应生成F;
【小问4详解】
由分析可知,H的结构简式为:;
【小问5详解】
由分析可知,由F与I反应生成J反应为F与I发生取代反应生成J和氯化氢,反应的化学方程式为:++2HCl;
【小问6详解】
由分析可知,E的结构简式为:,由题意可知,E的同分异构体属于芳香族化合物,说明同分异构体分子中含有苯环;分子中存在氨基,能发生银镜反应和水解反应,说明同分异构体分子中含有甲酸酯基,则同分异构体的结构可以视作甲苯分子中氢原子被甲酸酯基和氨基取代所得结构,甲酸酯基取代甲基上的氢原子,氨基取代甲基、苯环上的氢原子,以及氨基取代甲基上的氢原子,甲酸酯基取代苯环上的氢原子共有7种结构;甲酸酯基和氨基都取代苯环上的氢原子共有10种结构,则符合条件的同分异构体共有17种,其中核磁共振氢谱有六组峰,且峰面积之比为2:2:2:1:1:1的结构简式为:;
【小问7详解】
由题给信息可知,利用苯胺与为原料合成的合成步骤为与发生环加成反应生成,与SOCl2发生取代反应生成,发生分子间取代反应生成,则合成路线为:。
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