摘要:
**基本信息**
以西周青铜器、氢能航运等真实情境为载体,原创题占比高,通过物质结构分析、工艺流程设计等综合考查化学观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|14/42|化学与STSE(如唐三彩铅釉抑菌)、物质结构(如尼克酸杂化方式)、反应原理(如草酸电离平衡)|结合《哪吒2》等文化热点,考查第一电离能比较等科学思维|
|非选择题|4/58|工艺流程(铼制备)、实验(苯甲酸合成)、反应原理(乙醇制氢平衡计算)、有机合成(化合物M路线设计)|以航空航天材料、光电制氢等科技前沿为背景,突出科学探究与实践能力考查|
内容正文:
2026-2027年高三秋季开学质量调查试卷(14+4)
化学(三)
本试卷总分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:H1 C12 O16 Si 28 Cl 35.5Cr 52 Fe 56 I 127
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.(原创) 化学学科在创新中不断前进。下列说法正确的是
A. 西周宗室贵族青铜器祭器何尊的主要成分为青铜合金,熔点高于其各组分金属
B. 盛行于唐朝的陶器“唐三彩”上的铅釉有抑菌作用
C. “歼-20”飞机上使用的碳纳米材料是一种新型有机高分子材料
D. 开启航运氢能时代所使用的氢氧燃料电池放电时可将热能转化为电能
2. (原创)下列化学用语或图示正确的是
A. 电子云图:
B. 的名称:甲基戊烯
C. 的电子式
D. 基态原子的价层电子的轨道表示式:
3. (改编)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学原理
A
用次氯酸钠溶液消毒
次氯酸钠溶液水解呈碱性
B
葡萄酒中加入适量
可防止氧化,起到保质作用
C
利用铝热反应焊接铁轨
铝与氧化铁反应生成铁并放出大量热
D
用肥皂洗涤油污
肥皂中的高级脂肪酸钠含有亲水基和疏水基
A. A B. B C. C D. D
4. (改编)实验安全至关重要。下列说法错误的是
A. 做过氧化钠与水反应的实验时,将取出未用完的过氧化钠放回原试剂瓶
B. 实验中产生烟,雾或有毒气体,应及时开启排风扇或排风管道。
C. 苯酚不慎沾到皮肤上时,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 加热制备并用排水法收集,出现倒吸现象,应立即断开导管上的橡皮管
5. (原创)《哪吒2之魔童闹海》中太乙真人使用藕粉为哪吒和敖丙重塑肉身。尼克酸是藕的主要成分之一,其结构如图所示(与苯环相似)。下列说法错误的是
A. 尼克酸分子中N原子sp2杂化, B. 尼克酸的分子式为
C. 尼克酸的所有原子第一电离能O ﹥N﹥ C﹥ H D. 尼克酸能与碳酸钠溶液反应
6. (改编)维生素A醋酸酯有调节上皮组织生长与健康、促进细胞新陈代谢的作用,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 存在顺反异构
B. 1 mol维生素A醋酸酯最多能与5 mol H2发生加成反应
C. 维生素A醋酸酯存在一个手性碳原子
D. 维生素A醋酸酯存在芳香族羧酸类同分异构体
7. 化学与生活息息相关,下列方程式错误的是
A. 泡沫灭火器灭火的原理:
B. 铅蓄电池充电时的阳极方程式:
C. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
D. 含氟牙膏防治龋齿:
8. 下列性质对应的结构解释合理的是
性质
解释
A
酸性:CF3COOH强于
CH3COOH
F电负性大,C-F键极性大,吸电子效应导致O-H极性增强而更易电离出H+
B
沸点:对羟基苯甲醛高于邻羟基苯甲醛
前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
C
基态原子的价层电子轨道排布图为,而不是
电子填入简并轨道时遵循洪特规则
D
熔点:
为离子晶体,而为分子晶体
A. A B. B C. C D. D
9. (原创)为短周期主族元素,原子序数依次增大。W的某种原子核内无中子,为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍。是一种优良的消毒剂和氧化剂。下列有关说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z B. 简单氢化物的稳定性:
C. W、X、Z形成的某种弱酸能使酸性高锰酸钾褪色 D.RZ32-的VSEPR模型为三角锥形
10. 根据下列实验操作与现象,推断结论不正确的是
选项
实验操作与现象
实验结论
A
向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,产生白色沉淀,加水后沉淀不溶解
蛋白质发生了变性
B
常温下,向稀硫酸中加入少量的,溶液由无色变为蓝色并有红色固体产生
反应中既作氧化剂,又作还原剂
C
将充满的密闭烧瓶浸泡在热水中,烧瓶内气体颜色加深;再放入冷水中,颜色变浅[已知: ]
升高温度,化学平衡向吸热方向移动
D
向溶液中先滴加3滴溶液,后滴加3滴同浓度的溶液,黄色沉淀转化成黑色沉淀
溶解度:
A. A B. B C. C D. D
11. 催化剂(Ⅱ)的应用,使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法错误的是
A. 充电时,Li+由C电极向Li电极迁移
B. 每消耗0.7g Li,对应消耗CO2的体积为2.24L(折合成标准状况)
C. 由历程可知,放电时,正极反应为
D. 、、都是正极反应的中间产物
12. (改编)某铜、钴、氧元素形成的化合物,常用于促进硝酸盐高效电还原为氨,其晶胞结构如图所示,为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 晶胞中1位和2位原子的核间距为
B. 晶胞中1位原子的分数坐标为(,,)
C. 晶胞中周围等距且最近的氧原子数目为8
D. 该晶体的密度是
13. 某工厂采用如下工艺回收废铅膏(含有、、Pb和少量、)中的铅元素。已知常温下,,下列说法错误的是
A. 葡萄糖作还原剂
B. 滤渣的主要成分是
C. 常温下,的缓冲溶液中:
D. “沉铅”的主要反应:
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向溶液中滴入一定量溶液。混合溶液的与的关系如图所示。
实验2:向溶液中加入溶液。
已知:时,。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A. 实验1,当溶液中时,
B. 实验1,当溶液呈中性时:
C. 实验2,溶液中有沉淀生成
D. 实验2,溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (16分)铼是航空航天、清洁能源领域的关键金属。以钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。
(1)“氧压碱浸”时的主要产物有、、,写出发生反应的离子方程式___________;
(2)“水相1”中的,阴离子主要是、和,“滤渣2”的成分是___________和___________。
(3)“萃取”选用季铵盐比传统萃取剂叔胺对萃取率更高,试从微粒之间的作用力角度分析原因___________。
(4)“反萃取”时生成的化学反应方程式___________;“有机相2”___________(填“能”或“不能”)直接返回到“萃取”步骤实现循环利用。
(5)滤渣3为,,“除磷”过程中按加入充分反应,欲使磷、镁元素共沉淀完全,最低浓度应控制在___________mol/L。
(6)下图是的X射线衍射图谱,则属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(7)EAN规则指出:配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。提纯Re时,Re单质与CO会自发形成二聚物以满足EAN规则。已知Re与Mn同族,且该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰,其分子式为___________。
16. (14分)苯甲酸常用于抗真菌及消毒防腐剂,实验室常用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸,其反应原理和实验装置如下(图1中加热和仪器固定装置均已略去)。
已知:苯甲酸在不同温度下溶解度如下:
4
18
75
溶解度/g
0.18
0.27
2.20
实验步骤如下:
①在250mL反应器c中加1.4mL(1.21g)甲苯、150mL水、沸石,边搅拌边加热;
②加热至沸腾后分批加入4.3g高锰酸钾,回流反应4h;
③将反应混合物趁热过滤,并用热水洗涤滤渣,合并滤液和洗涤液,用冰水浴冷却;
④加入盐酸酸化,直到苯甲酸充分析出,抽滤(装置如图2)、冷水洗涤、干燥、称量,得纯净的苯甲酸产品1.00g。
(1)反应器c的名称________。
(2)步骤①中加入沸石的目的________。
(3)步骤②反应结束时,溶液呈紫红色,可向反应器c中加入适量的下列________(填字母)试剂处理,反应的离子方程式_________。(Mn元素以形式存在)
A. B. C. D.
(4)抽滤操作与普通过滤相比,除了得到的沉淀较干燥外,还有一个优点是________。
(5)步骤④中盐酸酸化的目的________(用化学方程式表示).冷水洗涤的目的________。
(6)苯甲酸的产率________。
17. (14分)目前我国研发出一种利用乙醇制氢且同时实现乙酸生产的新途径,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知:25℃、100 kPa下,由各种元素指定单质生成1 mol某纯物质的热效应叫做该物质的标准摩尔生成热()。部分物质如下表。
物质
-235
-433
-165
-242
0
则___________。
(2)向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的乙醇和水蒸气,发生反应Ⅰ和Ⅱ,下列叙述能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的有___________。
A. 和的物质的量之比不再变化 B. 混合气体的密度不再变化
C. D. 气体压强不再变化
(3)恒压条件下,向密闭容器中投料后产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图所示。
注:副产物指、CO、混合气体
[已知:乙酸选择性]
①由图中信息可知,乙酸的选择性随温度升高呈先增大后减小的抛物线趋势,请解释减小的原因:___________。
②在温度为270℃,压强为100 kPa下,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,已知乙醇和水的起始投料分别为1 mol和8.2 mol。平衡时乙醇的转化率为80%,,则反应Ⅰ的压强平衡常数___________(计算出结果;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)下图为反应Ⅰ的()随温度T(K)的变化趋势正确的是___________(填序号)
(5)新型催化剂Cu-MFI-AE在乙醇无氧脱氢中展示了较高的乙醛选择性。该催化历程如图所示(吸附在催化剂表面上的物质用*标注)。下列说法正确的是___________。
A. 该历程中共有5个基元反应 B. 决速步骤为:
C. 反应过程中有极性键的断裂和形成 D. 所有微粒吸附到催化剂表面一定会放热
(6)某团队提出一种新型高效的光电分解水制氢的方法——磁场辅助光电分解水(如图所示)。在光照、磁场中,光电极产生“电子”和“空穴”(,具有强氧化性),它们分别驱动电极反应。在酸性介质中生成M的电极反应式为___________。
18. (14分)化合物M()是抗炎、抗菌和中枢神经类等药物合成的重要中间体,利用芳香族化合物A制备化合物M的路线如下:
已知:Ⅰ、;
Ⅱ、
(1)化合物A的名称为_______。
(2)A到B的反应类型为_______。
(3)制备过程设计了B→C和D→E两步转化的目的是_______。
(4)C→D的化学方程式为:_______。
(5)G→H的反应实现了由_______向_______的转化(填官能团名称)。
(6)D中甲氧基被氧基胺取代后的产物Z不稳定容易发生重排,其分子式为,判断满足下列条件的Z的结构有_______种。
①存在结构且含两个取代基 ②含有 ③能与反应
(7)利用有机物N经过两步反应制备可有机物Q(),请写出N的结构简式_______。
2
学科网(北京)股份有限公司
$
2026-2027年高三秋季开学质量调查试卷(14+4)
化学(三)
本试卷总分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:H1 C12 O16 Si 28 Cl 35.5Cr 52 Fe 56 I 127
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.(原创) 化学学科在创新中不断前进。下列说法正确的是
A. 西周宗室贵族青铜器祭器何尊的主要成分为青铜合金,熔点高于其各组分金属
B. 盛行于唐朝的陶器“唐三彩”上的铅釉有抑菌作用
C. “歼-20”飞机上使用的碳纳米材料是一种新型有机高分子材料
D. 开启航运氢能时代所使用的氢氧燃料电池放电时可将热能转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.何尊为青铜器,青铜为铜锡合金,合金的熔点通常低于其组分金属,A错误;
B.盛行于唐朝的陶器“唐三彩”使用的铅釉中的可使蛋白质变性,抑制细菌繁殖,B正确;
C.碳纳米材料是一种新型无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C错误;
D.氢氧燃料电池放电时是将化学能直接转化为电能,而非热能转化为电能,热能是反应过程中的副产物,D错误;
故选B。
2. (原创)下列化学用语或图示正确的是
A. 电子云图:
B. 的名称:甲基戊烯
C. 的电子式
D. 基态原子的价层电子的轨道表示式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.电子云沿轴呈哑铃形分布,图中电子云分布符合轨道特征,A正确;
B.该有机物主链应从靠近双键端编号,正确名称为4-甲基-2-戊烯,B错误;
C.含钡离子和过氧根离子,故其过氧根离子不可拆为两个氧离子,C项错误;
D.基态原子的价层电子排布式为3s23p2,其轨道表示式为,D项错误;
故答案选A。
3. (改编)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学原理
A
用次氯酸钠溶液消毒
次氯酸钠溶液水解呈碱性
B
葡萄酒中加入适量
可防止氧化,起到保质作用
C
利用铝热反应焊接铁轨
铝与氧化铁反应生成铁并放出大量热
D
用肥皂洗涤油污
肥皂中的高级脂肪酸钠含有亲水基和疏水基
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.次氯酸钠消毒主要依靠其水解产生的次氯酸(HClO)的强氧化性杀菌,而非溶液的碱性;碱性仅是水解的副产物,与消毒效果无直接关联,A符合题意;
B.具有还原性,葡萄酒中加入适量可以消耗氧气,抑制氧化,起到保质作用,二者有关联,B不符合题意;
C.铝热反应中铝与氧化铁在高温下反应生成铁,同时放出大量热使铁熔化,可用于焊接铁轨,二者有关联,C不符合题意;
D.肥皂中的高级脂肪酸钠具有亲水基(—COONa)和疏水基(长链烷基),能乳化油污使其分散去除,D不合题意;
故选A。
4. (改编)实验安全至关重要。下列说法错误的是
A. 做过氧化钠与水反应的实验时,将取出未用完的过氧化钠放回原试剂瓶
B. 实验中产生烟,雾或有毒气体,应及时开启排风扇或排风管道。
C. 苯酚不慎沾到皮肤上时,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 加热制备并用排水法收集,出现倒吸现象,应立即断开导管上的橡皮管
【答案】A
【解析】
【详解】A.一般实验取出的试剂不能放回原瓶,防止污染原试剂,仅钠、钾等块状极活泼金属可特例放回原瓶,过氧化钠为粉末状,取出后易接触空气中的水、二氧化碳变质,放回会污染整瓶试剂,A错误;
B.实验中产生有毒气体或烟、雾时,应及时开启排风扇或排风管道,B正确;
C.苯酚易溶于乙醇且乙醇腐蚀性弱,因此苯酚不慎沾到皮肤上时,用乙醇溶解苯酚后再用水冲洗,C正确;
D.加热制备并用排水法收集,出现倒吸现象时,应立即断开导管上的橡皮管,使倒吸停止,防止水倒吸至试管发生炸裂,D正确;
故答案选A。
5. (原创)《哪吒2之魔童闹海》中太乙真人使用藕粉为哪吒和敖丙重塑肉身。尼克酸是藕的主要成分之一,其结构如图所示(与苯环相似)。下列说法错误的是
A. 尼克酸分子中N原子sp2杂化 B. 尼克酸的分子式为
C. 尼克酸的所有原子第一电离能O ﹥N﹥ C﹥ H D. 尼克酸能与碳酸钠溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中N原子sp2杂化,在同一平面上,故A正确;
B.根据结构简式,该分子的分子式为C6H5NO2,故B正确;
C.该分子中氮原子第一电离能大于氧原子,故C错误;
D.该分子含有-COOH属于羧酸,可以与碳酸钠溶液反应,故D正确;
故选C。
6. (改编)维生素A醋酸酯有调节上皮组织生长与健康、促进细胞新陈代谢的作用,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 存在顺反异构
B. 1 mol维生素A醋酸酯最多能与5 mol H2发生加成反应
C. 维生素A醋酸酯存在一个手性碳原子
D. 维生素A醋酸酯存在芳香族羧酸类同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,在双键两侧的两个不饱和碳上,分别连有两个不同的原子或基团时,会产生顺反异构;由结构,该物质会存在顺反异构,A正确;
B.由结构简式可知,维生素A醋酸酯分子中含有的碳碳双键一定条件下能与氢气发生加成反应,则1 mol维生素A醋酸酯最多能与5 mol 氢气发生加成反应,B正确;
C.由结构简式可知,维生素A醋酸酯分子中没有一个碳原子上连有不同的原子或原子团;无手性碳原子,C错误。
D.由结构简式可知,维生素A醋酸酯分子的不饱和度为7,苯环的不饱和度为4、羧基的不饱和度为1,所以维生素A醋酸酯存在含有苯环和羧基的芳香族羧酸类同分异构体,D正确;
故选C。
7. 化学与生活息息相关,下列方程式错误的是
A. 泡沫灭火器灭火的原理:
B. 铅蓄电池充电时的阳极方程式:
C. 用氢氟酸刻蚀玻璃:
D. 含氟牙膏防治龋齿:
【答案】B
【解析】
【详解】A.泡沫灭火器中硫酸铝和碳酸氢钠发生双水解反应,给出的离子方程式书写正确,A正确;
B.铅蓄电池充电时阳极发生失电子的氧化反应,给出的方程式是放电时正极的还原反应,充电时阳极正确反应方程式为:,B错误;
C.玻璃主要成分二氧化硅可与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,给出的化学方程式书写正确,可用于刻蚀玻璃,C正确;
D.羟基磷灰石可与氟离子发生沉淀转化生成更难溶的氟磷灰石,实现防治龋齿的作用,给出的离子方程式书写正确,D正确;
故答案选B。
8. 下列性质对应的结构解释合理的是
性质
解释
A
酸性:CF3COOH强于
CH3COOH
F电负性大,C-F键极性大,吸电子效应导致O-H极性增强而更易电离出H+
B
沸点:对羟基苯甲醛高于邻羟基苯甲醛
前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
C
基态原子的价层电子轨道排布图为,而不是
电子填入简并轨道时遵循洪特规则
D
熔点:
为离子晶体,而为分子晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.F电负性大,通过吸电子效应增强O-H键极性,促进电离,解释合理,A正确;
B.对羟基苯甲醛形成分子间氢键(沸点高),邻羟基苯甲醛形成分子内氢键(沸点低),解释合理,B正确;
C.基态P原子的价层电子轨道排布图遵循洪特规则,即电子优先分占不同轨道且自旋平行,所以3p轨道是,C正确;
D.NH4NO3和CH3CH2NH3NO3都属于离子晶体,熔点差异并非因为晶体类型不同,而是的体积更大,导致离子键强度减弱,熔点降低,解释错误,D错误;
故选D。
9. (原创)为短周期主族元素,原子序数依次增大。W的某种原子核内无中子,为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍。是一种优良的消毒剂和氧化剂。下列有关说法正确的是
A. 第一电离能:Y<Z B. 简单氢化物的稳定性:
C. W、X、Z形成的某种弱酸能使酸性高锰酸钾褪色 D.RZ32-的VSEPR模型为三角锥形
【答案】C
【解析】
【分析】W的某种原子核内无中子,W为H元素;为同周期相邻元素,是一种优良的消毒剂和氧化剂,推测X为C元素,Y为N元素,Z为O元素,R的核电荷数是Z的两倍,R为S元素。
【详解】A. O的第一电离能小于N,A错误;
B.非金属性越强,简单氢化物越稳定,N的非金属性强于C,所以简单氢化物的稳定性:Y(N)>X(C),B错误;
C.W、X、Z形成的弱酸:H2C2O4(草酸)具有较强还原性,能使酸性高锰酸钾褪色;C正确;
D.RZ32-是SO32-,中心原子S的价层电子对数为4,故VSEPR模型为四面体,D错误;
答案选C.
10. 根据下列实验操作与现象,推断结论不正确的是
选项
实验操作与现象
实验结论
A
向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,产生白色沉淀,加水后沉淀不溶解
蛋白质发生了变性
B
常温下,向稀硫酸中加入少量的,溶液由无色变为蓝色并有红色固体产生
反应中既作氧化剂,又作还原剂
C
将充满的密闭烧瓶浸泡在热水中,烧瓶内气体颜色加深;再放入冷水中,颜色变浅[已知: ]
升高温度,化学平衡向吸热方向移动
D
向溶液中先滴加3滴溶液,后滴加3滴同浓度的溶液,黄色沉淀转化成黑色沉淀
溶解度:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
A.向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,产生白色沉淀且加水后不溶解,说明蛋白质因重金属离子发生了变性,A正确;
B.酸性溶液中发生歧化反应生成、铜离子和水,则既作氧化剂又作还原剂,B项正确;
C.反应,正反应放热,升高温度气体颜色加深说明浓度增大,平衡逆向移动(逆反应为吸热方向),可证明升高温度化学平衡向吸热方向移动,C正确;
D.实验中溶液过量,滴加时直接与过量的反应生成沉淀,未发生到的沉淀转化,无法证明二者溶解度大小,D错误;
故选D。
11. 催化剂(Ⅱ)的应用,使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法错误的是
A. 充电时,Li+由C电极向Li电极迁移
B. 每消耗0.7g Li,对应消耗CO2的体积为2.24L(折合成标准状况)
C. 由历程可知,放电时,正极反应为
D. 、、都是正极反应的中间产物
【答案】B
【解析】
【分析】由图示转化流程知,Li电极在反应中失去电子作负极,电极反应为:,在正极得电子结合最终转化为和C,对应电极反应为:,据此分析;
【详解】A.充电时Li与电源负极相连作阴极,C与电源正极相连作阳极,阳离子由阳极向阴极移动,则由C电极向Li电极迁移,A正确;
B.的物质的量为,电池总反应为,可得消耗,则消耗的物质的量为,标准状况下体积为,B错误;
C.由分析可知,该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C单质,电极反应式为:,C正确;
D.由正极的反应历程图示可知,、、都是反应过程中生成、后续又被消耗的物质,均是正极反应的中间产物,D正确;
故选B。
12. (改编)某铜、钴、氧元素形成的化合物,常用于促进硝酸盐高效电还原为氨,其晶胞结构如图所示,为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 晶胞中1位和2位原子的核间距为
B. 晶胞中1位原子的分数坐标为(,,)
C. 晶胞中周围等距且最近的氧原子数目为8
D. 该晶体的密度是
【答案】D
【解析】
【详解】A.1位和2位Co原子为相邻面心,其长度为面对角线的一半,则核间距应为a pm,A正确;
B.分数坐标以晶胞顶点为原点,1位Co原子位于面心,坐标为(,,), B正确;
C.Cu原子位于顶点,周围等距最近的O原子为8个面心O,配位数为8,C正确;
D.一个晶胞中含有1个Cu原子、3个Co原子、1个O原子,其摩尔质量M ≈ (63.5 + 3×58.9 + 16) g/mol = 256.2 g/mol。晶胞体积V = (a pm)3 = a3×10−30 cm3。该晶体的密度ρ = ,D错误;
故答案选D。
13. 某工厂采用如下工艺回收废铅膏(含有、、Pb和少量、)中的铅元素。已知常温下,,下列说法错误的是
A. 葡萄糖作还原剂
B. 滤渣的主要成分是
C. 常温下,的缓冲溶液中:
D. “沉铅”的主要反应:
【答案】D
【解析】
【分析】先梳理工艺流程:废铅膏(含、、、、)加入葡萄糖、硫酸浸取,中+4价被葡萄糖还原为+2价,单质和硫酸反应生成,和硫酸反应生成可溶性;浸取后过滤,进入滤液1被除去,不溶的、进入配位溶铅步骤;加入后,和配位溶解进入溶液,不溶,过滤后得到滤渣为,含铅配离子的滤液通入沉铅,最终得到。逐个分析选项:
【详解】A.浸取步骤中,作为氧化剂,将葡萄糖氧化,葡萄糖作还原剂将+4价还原为+2价,A说法正确;
B. 既不溶于酸,也不能和氨水配位溶解,且已经在浸取后进入滤液1被除去,因此配位溶铅后的滤渣主要成分为,B说法正确;
C.一水合氨的电离平衡常数: 常温下时,,代入得: 因此,C说法正确;
D.配位溶铅后,铅主要以氨配离子形式存在,不是游离的,沉铅的正确反应为,D说法错误;
故选D。
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向溶液中滴入一定量溶液。混合溶液的与的关系如图所示。
实验2:向溶液中加入溶液。
已知:时,。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A. 实验1,当溶液中时,
B. 实验1,当溶液呈中性时:
C. 实验2,溶液中有沉淀生成
D. 实验2,溶液中存在:
【答案】D
【解析】
【分析】、,根据可知,当时,对应的大,pH数值小,因此,,以此解题。
【详解】A.,当溶液中时,,pH=2.5,A正确;
B.当溶液呈中性时,,由两步电离平衡常数可知,,,同理:,,B正确;
C.实验2的离子方程式:,平衡常数:,平衡常数较大,该反应进行的程度较大,判断可产生沉淀;或进行定量计算,两步电离平衡反应式相加,得到 ,二者等体积混合,,列三段式:,则,估算x的数量级为,故,故有沉淀生成,C正确;
D.电荷守恒中右侧缺少了的浓度项,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. (16分)铼是航空航天、清洁能源领域的关键金属。以钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。
(1)“氧压碱浸”时的主要产物有、、,写出发生反应的离子方程式___________;
(2)“水相1”中的,阴离子主要是、和,“滤渣2”的成分是___________和___________。
(3)“萃取”选用季铵盐比传统萃取剂叔胺对萃取率更高,试从微粒之间的作用力角度分析原因___________。
(4)“反萃取”时生成的化学反应方程式___________;“有机相2”___________(填“能”或“不能”)直接返回到“萃取”步骤实现循环利用。
(5)滤渣3为,,“除磷”过程中按加入充分反应,欲使磷、镁元素共沉淀完全,最低浓度应控制在___________mol/L。
(6)下图是的X射线衍射图谱,则属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
(7)EAN规则指出:配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。提纯Re时,Re单质与CO会自发形成二聚物以满足EAN规则。已知Re与Mn同族,且该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰,其分子式为___________。
【答案】(1) (2分)
(2) ①. (2分) ②. (2分)
(3)季铵盐为离子化合物,阳离子对的吸附能力强于叔胺分子或季铵盐为离子化合物,在水中溶解性更好,可以与更充分接触 (2分)
(4) ①. (2分) ②. 不能 (1分)
(5) (2分)
(6)晶体 (1分) (7)(2分)
【解析】
【分析】钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)在氧压碱浸时、会生成、、;、、、分别生成、、、等,过滤,滤渣1主要为;滤液中加硫酸调pH可以将、转化成、进入滤渣2;加入进行萃取,得到进入有机相1;分液后,对有机相加进行反萃取,生成,分液后进入水相2中;加入硫酸镁与反应生成沉淀,过滤进入滤渣3;再经过后续处理得到纯品;
【小问1详解】
中从价升高到价,从价升高到价,共失去电子,得到电子,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得离子方程式为:;
【小问2详解】
原杂质中的碱浸生成,碱浸生成,调的酸性条件下,转化为沉淀,转化为沉淀;
【小问3详解】
季铵盐电离出带正电的,而叔胺为中性分子,带正电的与阴离子的静电作用更强,更易结合,萃取率更高;
【小问4详解】
萃取后有机相中与结合为,反萃取时与反应生成和有机相产物,故反应的化学方程式为:;有机相产物为,与萃取步骤需要的不同,因此不能直接循环利用;
【小问5详解】
沉淀完全时,离子浓度不超过,由,得,根据,代入得: ;
【小问6详解】
晶体的X射线衍射图谱有特征的分立衍射峰,该图谱有明显的衍射峰,因此属于晶体;
【小问7详解】
与同族,价电子数为;二聚存在键,每个从键得到个电子,每个提供个电子,根据EAN规则:,解得,每个结合个,因此二聚体分子式为。
16. (14分)苯甲酸常用于抗真菌及消毒防腐剂,实验室常用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸,其反应原理和实验装置如下(图1中加热和仪器固定装置均已略去)。
已知:苯甲酸在不同温度下溶解度如下:
4
18
75
溶解度/g
0.18
0.27
2.20
实验步骤如下:
①在250mL反应器c中加1.4mL(1.21g)甲苯、150mL水、沸石,边搅拌边加热;
②加热至沸腾后分批加入4.3g高锰酸钾,回流反应4h;
③将反应混合物趁热过滤,并用热水洗涤滤渣,合并滤液和洗涤液,用冰水浴冷却;
④加入盐酸酸化,直到苯甲酸充分析出,抽滤(装置如图2)、冷水洗涤、干燥、称量,得纯净的苯甲酸产品1.00g。
(1)反应器c的名称________。
(2)步骤①中加入沸石的目的________。
(3)步骤②反应结束时,溶液呈紫红色,可向反应器c中加入适量的下列________(填字母)试剂处理,反应的离子方程式_________。(Mn元素以形式存在)
A. B. C. D.
(4)抽滤操作与普通过滤相比,除了得到的沉淀较干燥外,还有一个优点是________。
(5)步骤④中盐酸酸化的目的________(用化学方程式表示).冷水洗涤的目的________。
(6)苯甲酸的产率________。
【答案】(1)三颈烧瓶 (2分)
(2)防暴沸 (1分)
(3) .C (2分) (2分)
(4)加快过滤的速率(1分)
(5) +HCl→+KCl (2分) 减少苯甲酸的溶解损失 (2分)
(6)62.3%(2分)
【解析】
【分析】在三颈烧瓶中加入甲苯、水、几粒沸石,边搅拌边加热,加热至沸腾后分批加入高锰酸钾氧化甲苯生成苯甲酸,将反应混合物趁热过滤,并用热水洗涤滤渣,合并滤液和洗涤液,用冰水浴冷却,然后加入盐酸酸化,直到苯甲酸充分析出,最后抽滤、冷水洗涤、干燥、称量,得纯净的苯甲酸产品;
【小问1详解】
根据仪器构造可知反应器c的名称为三颈烧瓶;
【小问2详解】
反应需要加热,则步骤①中加入沸石的目的是防暴沸。
【小问3详解】
步骤②反应结束时,溶液呈紫红色,说明高锰酸钾过量,因此需要加入还原剂除去,可以选择具有还原性的亚硫酸钠,硝酸具有强氧化性不选,水、四氯化碳和高锰酸钾不反应不选,答案选C;酸性高锰酸钾氧化亚硫酸根离子生成二氧化锰、硫酸根离子和水,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
由于抽滤速度比普通过滤速度要快,节省大量时间,故抽滤操作与普通过滤相比,除了得到的沉淀较干燥外,还有一个优点是加快过滤的速率;
【小问5详解】
步骤④中盐酸酸化的目的是把苯甲酸钾转化为苯甲酸,同时生成KCl,反应的化学方程式为+HCl→+KCl。冷水洗涤的目的减少苯甲酸的溶解损失;
【小问6详解】
甲苯的物质的量是1.21g÷92g/mol≈0.013mol,高锰酸钾的物质的量是4.3g÷158g/mol≈0.027mol,所以高锰酸钾过量,理论上生成苯甲酸的质量是1.21g÷92g/mol×122g/mol=1.605g,则产率是62.3%。
17. (14分)目前我国研发出一种利用乙醇制氢且同时实现乙酸生产的新途径,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知:25℃、100 kPa下,由各种元素指定单质生成1 mol某纯物质的热效应叫做该物质的标准摩尔生成热()。部分物质如下表。
物质
-235
-433
-165
-242
0
则___________。
(2)向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的乙醇和水蒸气,发生反应Ⅰ和Ⅱ,下列叙述能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的有___________。
A. 和的物质的量之比不再变化 B. 混合气体的密度不再变化
C. D. 气体压强不再变化
(3)恒压条件下,向密闭容器中投料后产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图所示。
注:副产物指、CO、混合气体
[已知:乙酸选择性]
①由图中信息可知,乙酸的选择性随温度升高呈先增大后减小的抛物线趋势,请解释减小的原因:___________。
②在温度为270℃,压强为100 kPa下,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,已知乙醇和水的起始投料分别为1 mol和8.2 mol。平衡时乙醇的转化率为80%,,则反应Ⅰ的压强平衡常数___________(计算出结果;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)下图为反应Ⅰ的()随温度T(K)的变化趋势正确的是___________(填序号)
(5)新型催化剂Cu-MFI-AE在乙醇无氧脱氢中展示了较高的乙醛选择性。该催化历程如图所示(吸附在催化剂表面上的物质用*标注)。下列说法正确的是___________。
A. 该历程中共有5个基元反应 B. 决速步骤为:
C. 反应过程中有极性键的断裂和形成 D. 所有微粒吸附到催化剂表面一定会放热
(6)某团队提出一种新型高效的光电分解水制氢的方法——磁场辅助光电分解水(如图所示)。在光照、磁场中,光电极产生“电子”和“空穴”(,具有强氧化性),它们分别驱动电极反应。在酸性介质中生成M的电极反应式为___________。
【答案】(1)+44 (2分) (2)AD (2分)
(3) ①. 温度升高,反应速率均加快,但高温更有利于反应Ⅱ及副反应的进行,导致乙醇转化生成乙酸的比例下降,所以乙酸选择性降低(2分) ②. (2分)
(4)c (2分) (5)BC (2分)
(6)(2分)
【解析】
【小问1详解】
反应焓变ΔH=生成物总标准生成热反应物总标准生成热;对反应Ⅰ:代入数据:;
【小问2详解】
A.是反应Ⅱ的产物,是反应Ⅰ的产物,平衡时各物质浓度不变,二者物质的量之比不再变化,说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到平衡,A正确;
B.恒温恒容,总气体质量和体积都不变,密度始终不变,故不能判断反应是否达到平衡态,B错误;
C.化学反应速率之比等于化学计量系数之比,则平衡时应满足,C错误;
D.恒温恒容,两个反应均为气体分子数增多的反应,总物质的量随反应进行变化,则压强也为变量,压强不再改变时说明气体物质的量不再改变,即反应已达平衡态,D正确;
故选AD;
【小问3详解】
①温度升高后,反应速率均加快,但高温更有利于反应Ⅱ及副反应的进行,导致乙醇转化生成乙酸的比例下降,因此乙酸选择性下降;
②转化的乙醇总物质的量为,由,得,;各物质平衡时的量为: ,,,;则各组分的分压:,,,,则;
【小问4详解】
反应Ⅰ,反应后气体分子数增多,,则中,斜率为,时,且随着温度升高的值减小,对应曲线c;
【小问5详解】
A.由反应历程图可知,该反应过程中有三个过渡态,则该历程共有3个基元反应,A错误;
B.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,活化能越大反应越慢,是总反应的决速步骤,计算各步的活化能,可知,能垒:,全历程活化能最大,因此决速步骤为:,B正确;
C.由反应历程图可知,反应过程中有氢氧极性键的断裂、碳氢极性键的断裂和碳氧极性键的形成,C正确;
D.微粒吸附到催化剂表面通常放热,但并非绝对,存在吸热吸附的特例,D错误;
故选BC;
【小问6详解】
由图示可知电子移向电极X,X极得到电子发生还原反应,为阴极,则Y为阳极,M是水被空穴(,强氧化剂)氧化生成的氧气,酸性条件下电极反应为:。
18. (14分)化合物M()是抗炎、抗菌和中枢神经类等药物合成的重要中间体,利用芳香族化合物A制备化合物M的路线如下:
已知:Ⅰ、;
Ⅱ、
(1)化合物A的名称为_______。
(2)A到B的反应类型为_______。
(3)制备过程设计了B→C和D→E两步转化的目的是_______。
(4)C→D的化学方程式为:_______。
(5)G→H的反应实现了由_______向_______的转化(填官能团名称)。
(6)D中甲氧基被氧基胺取代后的产物Z不稳定容易发生重排,其分子式为,判断满足下列条件的Z的结构有_______种。
①存在结构且含两个取代基 ②含有 ③能与反应
(7)利用有机物N经过两步反应制备可有机物Q(),请写出N的结构简式_______。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚 (2分)
(2)加成反应 (2分) (3)保护酚羟基,防止酚羟基被氧化 (2分)
(4) (2分)
(5) ①. 硝基 (1分) ②. 氨基 (1分)
(6)20 (2分) (7)(2分)
【解析】
【分析】由A的分子式以及D的结构式可知,芳香化合物A的结构为,与HCHO酸性条件下加热得到B的结构为,B与参照已知I反应生成C,故C的结构为 ,再经过催化氧化后转化为D,D与HI参照已知I反应生成E的结构为 ,E参照题目信息条件发生取代反应得到F,F通过成环转化为G,再经Zn/HCl将G中的硝基转化为氨基得到H,最后,H经取代反应转化为M,据此分析作答。
【小问1详解】
根据分析,化合物A的名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚;
【小问2详解】
根据A和B的结构可知,A到B的反应类型为加成反应;
【小问3详解】
B→C:将酚羟基()转化为甲氧基(),保护酚羟基,防止酚羟基被氧化;D→E:用HI将甲氧基()重新转化为酚羟基(),使酚羟基恢复,用于后续反应;因此,这两步转化的目的是保护酚羟基,防止酚羟基被氧化;
【小问4详解】
由分析可知:C中的在催化剂Cu和加热的条件下被氧化为醛基,反应方程式为:;
【小问5详解】
由分析可知:G→H的反应是硝基被还原为氨基,因此是由硝基向氨基的转化;
【小问6详解】
Z的结构满足①存在结构且含两个取代基②含有③能与反应,三个条件,则在上的两个取代基有两种可能:一种是、两个侧链,另一种为、两个侧链;而当上连接两个结构不同的侧链时:,,,共有种结构;侧链有2种情况,因此共20种;
【小问7详解】
有机物N经过催化氧化和已知II两步制备有机物Q,则有机物N含有,再由已知II的反应信息同时参照F到G的转化流程可知N的结构简式为:。
学科网(北京)股份有限公司
$