内容正文:
2025年茂名市高三年级第一次综合测试
化学试卷
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 K-39
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 一寸光阴一寸金。下列计时工具中,主要由金属材料组成的是
A.石制日晷
B.铜壶滴漏
C.木制圭表
D.青花瓷沙漏
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.石制日晷主要由石材制成,石材不属于金属材料,A错误;
B.铜壶滴漏主要由铜制成,铜属于金属材料,B正确;
C.木制圭表主要由木材制成,木材不属于金属材料,C错误;
D.青花瓷沙漏的主体材料是陶瓷,陶瓷不属于金属材料,D错误;
故选B。
2. 大国重器展示了中国科技的蓬勃发展。下列说法正确的是
A. “梦天实验舱”使用铷()原子钟,是元素周期表中区元素
B. “中国天眼”使用防腐蚀,中仅含有离子键
C. “墨子号”实现了量子态远程传输,核心材料属于分子晶体
D. “华龙一号”核反应堆使用铀燃料棒,(铀-235)质子数为92
【答案】D
【解析】
【详解】A.铷的原子序数为37,基态原子的价电子排布为,属于区元素,而非区元素,A错误;
B.由和构成,两种离子之间存在离子键,磷酸根离子内部存在共价键,因此并非仅含离子键,B错误;
C.晶体中不存在独立的分子,属于共价晶体,不属于分子晶体,C错误;
D.的原子序数为92,原子序数等于质子数,因此铀-235的质子数为92,D正确;
故选D。
3. 文物书写历史故事。下列说法不正确的是
A. 越王勾践剑含有少量Pb、Sn,说明古人已掌握合金冶炼技术
B. 铅釉陶因Cu2(OH)2CO3热分解上色,此过程无共价键断裂
C. 测定唐代宝相花织锦中的14C,便可大致推算其制成年份
D. 在宋代彩绘漆奁上覆盖多层植物油,可减少空气对其腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.越王勾践剑属于青铜合金,含有、说明当时已掌握合金冶炼技术,A正确;
B.中含有、共价键,热分解过程中上述共价键会发生断裂,B错误;
C.具有固定的衰变半衰期,可通过测定其含量推算文物制成年份,C正确;
D.覆盖植物油可隔绝氧气和水蒸气,减少空气对文物的氧化腐蚀,D正确;
故选B。
4. 家乡美食总让人难以忘怀。下列说法不正确的是
A. 化州糖水甜如蜜,蔗糖属于二糖
B. 信宜茶芳香扑鼻,酚具有抗氧化作用
C. 高州薯包籺软糯可口,淀粉可水解成单糖
D. 电白鸭粥味美鲜香,油脂属于高分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.蔗糖是1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合生成的二糖,A正确;
B.茶叶中含有的酚类物质具有还原性,可起到抗氧化作用,B正确;
C.淀粉属于多糖,一定条件下可发生水解反应,最终生成单糖葡萄糖,C正确;
D.油脂的相对分子质量小于一万,不属于高分子化合物,D错误;
故选D。
5. 一种光刻胶单体的结构如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是
A. 可发生取代反应
B. 原子的杂化方式有和
C. 其结构中所有C原子可能共平面
D. 能使溴水和酸性溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.题图所示分子含有苯环,苯环上的氢原子可被其他原子或原子团取代,故该物质可发生取代反应,A正确;
B.苯环和乙烯基中的碳原子均采取杂化,连接羟基的饱和碳原子及三氟甲基中的碳原子采取杂化,B正确;
C.连接羟基的碳原子为杂化,呈四面体构型;该碳原子直接连接苯环碳原子和两个三氟甲基碳原子,这三个相邻碳原子与中心碳原子不能同时共平面,故结构中所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.题图所示分子含有碳碳双键,可与溴发生加成反应并被酸性溶液氧化,故能使两种溶液褪色,D正确;
故选C。
6. 实验室模拟侯德榜制碱法,下列装置难以达到预期目的的是
A.制备CO2
B.除CO2中HCl
C.制备NH3
D.获取NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.稀盐酸和颗粒常温下反应可制备,固液不加热发生装置设计合理,A正确;
B.饱和溶液不仅会吸收,还会与反应生成,消耗目标气体,应选用饱和溶液除杂,B错误;
C.和固体混合加热可制备,试管口略向下倾斜能避免冷凝水倒流炸裂试管,装置合理,C正确;
D.饱和食盐水中先通入使溶液显碱性,可增大的吸收量,冷水冷却可降低的溶解度,有利于结晶析出,装置合理,D正确;
故选B。
7. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不相符的是
选项
劳动项目
化学知识
A
食品工程师:果汁中添加苯甲酸
苯甲酸尝起来有酸味
B
环保工程师:用聚合硫酸铁净水
水解产物为胶体
C
制药工程师:测定青蒿素的结构
质谱法测定相对分子质量
D
材料工程师:开发返回舱外壳材料
网状酚醛树脂可耐高温
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.果汁中添加苯甲酸是利用其防腐作用,并非利用其酸味,二者不相符,A错误;
B.聚合硫酸铁提供的水解生成具有吸附作用的胶体,可用于净水,二者相符,B正确;
C.质谱法可测定相对分子质量,为测定青蒿素的结构提供信息,二者相符,C正确;
D.网状酚醛树脂受热不易熔化,耐高温,可用于返回舱外壳耐热材料,二者相符,D正确;
故选A。
8. 粗盐中含有K+、Ca2+、Mg2+、等杂质离子,实验室按以下流程进行精制,从溶液中获得精盐的操作为
A. 加热蒸馏 B. 冷却结晶 C. 萃取分液 D. 蒸发结晶
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热蒸馏用于分离沸点差异较大的互溶液体混合物,无法从水溶液中获得固体精盐,A错误;
B.冷却结晶适用于溶解度随温度降低显著减小的物质,溶解度随温度变化很小,无法通过冷却结晶大量析出,B错误;
C.萃取分液用于分离溶解性不同的互不相溶液态混合物,不能从溶液中得到固体盐,C错误;
D.溶解度随温度变化较小,可通过蒸发溶剂使溶质结晶析出,获得精盐,D正确;
故选D。
9. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. pH=2的醋酸溶液中H+数目为0.01NA
B. 0.1 mol [Cu(CN)4]2-中σ键数目为4NA
C. 1 mol Na与C2H5OH完全反应,转移电子数为NA
D. 22.4 L C2H4和C2H2的混合物中含有C原子数为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.仅给出的醋酸溶液中浓度为,未给出溶液体积,无法计算的数目,A错误;
B.1个中,每个内含1个键,且与4个形成的4个配位键也为键,共含8个键,故中键数目为,B错误;
C.与反应时,被氧化为,每个失去1个电子,故完全反应转移电子数为,C正确;
D.未指明气体处于标准状况,无法用计算混合物的物质的量,故无法确定原子数目,D错误;
故选C。
10. 将溶液和混合溶液滴在铁片表面,一段时间后,下列说法正确的是
A. 电子流向:a→铁片→b
B. a处发生反应:
C. 液滴内部为正极区,可观察到蓝色沉淀
D. 液滴边缘是负极区,电极材料是铁片中的碳
【答案】B
【解析】
【详解】A.液滴内部b处缺氧,铁发生氧化反应,,为负极;液滴边缘a处氧气充足,为正极,电子由b处经铁片流向a处,A错误;
B.液滴边缘a处氧气充足,为正极,发生氧气还原反应,,B正确;
C.液滴内部b处缺氧,为负极区,产生的与溶液中的反应生成蓝色沉淀,因此蓝色沉淀出现在负极区,C错误;
D.液滴边缘a处氧气充足,发生还原反应,是正极区,正极材料为铁片中的碳,D错误;
故选B。
11. 一种芳香化合物的分子结构如图所示,已知X、Y、Z、W、R是原子序数逐渐增大的主族元素,其中X是宇宙中含量最多的元素,Y、Z、W相邻,且W原子的价层电子排布式为,R的单质常温下为红棕色液体。下列说法一定正确的是
A. 最简单氢化物沸点:Z>Y
B. 第一电离能:Y<Z<W
C. 最高价氧化物对应的水化物酸性:Y>Z
D. 的VSEPR模型为平面三角形
【答案】A
【解析】
【分析】X是宇宙中含量最多的元素,故X为H(氢);W的价层电子排布式为,s轨道最多填2个电子,因此n=2,价层电子排布为,W为O(氧);Y、Z、W原子序数逐渐增大且相邻,因此Z为N(氮),Y为C(碳);R的单质常温下为红棕色液体,故R为Br(溴);据此作答。
【详解】A.Z的最简单氢化物为,Y的最简单氢化物为;分子间存在氢键,仅存在范德华力,因此沸点,即Z>Y,A正确;
B.同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的O,因此第一电离能顺序为C<O<N,即Y<W<Z,B错误;
C.Y(C)的最高价氧化物对应水化物为,Z(N)的最高价氧化物对应水化物为,酸性,即Z>Y,C错误;
D.中Br的价层电子对数为4(σ键数4+孤电子对数0),VSEPR模型为正四面体形,不是平面三角形,D错误;
故选A。
12. 陈述Ⅰ和Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
杯酚可分离、
与半径不同
B
与、均能反应
为两性氧化物
C
制硫酸:
S和具有氧化性
D
在四氨合铜溶液中加入乙醇析出晶体
极性:<乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.杯酚空腔对客体分子具有尺寸选择性,与的分子半径不同,使二者与杯酚结合的能力不同,可据此分离;两陈述均正确且有因果关系,A正确;
B.二氧化硅属于酸性氧化物,能与强碱反应;它与氢氟酸反应是二氧化硅的特性,且四氟化硅也不是盐,不能据此说明它是两性氧化物,陈述Ⅱ错误,B错误;
C.硫单质在一定反应中可表现氧化性,三氧化硫中硫元素为+6价,可表现氧化性,陈述Ⅱ正确;但制硫酸过程中硫燃烧时表现还原性,三氧化硫转化为硫酸是水合反应,陈述Ⅱ不能解释陈述Ⅰ,C错误;
D.加入乙醇使混合溶剂的极性降低,四氨合铜配合物的溶解度减小而析出晶体,陈述Ⅰ正确;水的极性大于乙醇,陈述Ⅱ错误,D错误;
故选A。
13. 按下图装置进行实验。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A. 反应需要热水浴,说明该反应
B. 适当提高稀硫酸的浓度,气球膨胀速度变快
C. 溶液变浑浊,说明体现氧化性
D. 品红试纸褪色,说明有生成,石蕊试纸也会褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.热水浴用于升高温度以加快反应速率,是否需要热水浴不能说明反应是吸热还是放热,因而不能据此判断,A错误;
B.适当提高稀硫酸的浓度,浓度增大,反应速率加快,单位时间内生成的增多,气球膨胀速度变快,B正确;
C.溶液变浑浊是因为生成了硫,反应的离子方程式为。氧化还原变化发生在硫代硫酸根中不同价态的硫之间,只提供酸性环境,不体现氧化性,C错误;
D.能使湿润的品红试纸褪色;溶于水生成亚硫酸,溶液呈酸性,使湿润的蓝色石蕊试纸变红而不是褪色,D错误;
故选B。
14. 部分含Mg或Cu或Fe物质的分类与相应化合价关系如下图所示。下列推断合理的是
A. a与硫单质反应一定能生成f
B. 空气中直接加热g得到的固体产物一定为e
C. b或c与沸水反应的产物均能产生丁达尔效应
D. 在e→f→g的转化过程中,可先加酸后加碱
【答案】D
【解析】
【分析】由图片中可知横坐标为单质、氧化物、盐、碱;纵坐标化合价为0、+2、+3
a为0价,是单质(Fe/Cu/Mg);b为+3价氧化物:Fe2O3;e为+2价氧化物:FeO、CuO、MgO;c为+3价铁盐(Fe3+盐);f为+2价盐(Fe2+/Cu2+/Mg2+盐);d为+3价碱:Fe(OH)3;g为+2价碱:Fe(OH)2、Cu(OH)2、Mg(OH)2,据此分析解题:
【详解】A.S氧化性弱,若,生成+2价亚铁盐,对应f;若,生成+1 价Cu2S,不是+2价盐f,故题干中写“一定”,只要有反例就错误,A错误;
B.g是+2价的碱,分三种情况:若g=Fe(OH)2:空气中受热,极易被氧气氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,继续加热分解得到Fe2O3(+3价氧化物b),得不到FeO(e);若为Cu(OH)2加热可得到CuO(e);若为Mg(OH)2加热可得到MgO(e),但存在反例Fe(OH)2,“一定”不成立,B错误;
C.b=Fe2O3:氧化铁是碱性氧化物,和沸水不反应,不会得到胶体。c为Fe3+盐(饱和FeCl3溶液),滴入沸水,水解得到Fe(OH)3胶体,可发生丁达尔效应,b不能和沸水反应,“均能”错误,C错误;
D.根据分析可知e:+2价金属氧化物;f:+2价盐;g:+2价氢氧化物。转化路径有两步:氧化物e加酸,生成盐f:例:FeO+2HCl= FeCl2+H2O;盐f再加碱,得到氢氧化物g:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,其他两种金属化合物也可通过先加酸后加碱实现转化,D正确;
故选D。
15. 催化NH3分解转化为燃料氢气,供给电子工业使用。往固定体积的密闭容器中加入一定量的NH3分解制H2,反应为图中曲线a、b分别表示在。T1℃时c(NH3)及T2℃时c(H2)随时间t的变化。下列说法正确的是
A. T1>T2
B. 15 min后,若T1变为T2,该平衡逆向移动
C. 5min时,T1时H2的百分含量大于T2时
D. T1℃下,0~5 min内
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,曲线b(℃下的)比曲线a(℃下的)更早达到浓度不变的平衡状态,说明反应速率,因此,A错误;
B. 氨气分解为吸热反应,升高温度平衡正向移动,由A选项知,15min时体系已达平衡,若将温度从变为更高的,平衡会正向移动而非逆向,B错误;
C. 5 min时,下,对应生成的,而下5 min时因此时的百分含量小于时,C错误;
D.下0~5 min内,,根据反应计量关系,,因此,D正确;
故选D。
16. 一款水系液流可充放电电池装置图如图所示,下列相关说法正确的是
A. 充电时,b极为阳极
B. 充电时,a极区发生氧化反应
C. 放电时,b极电极反应式:[Fe(CN)6] 4--e-=[Fe(CN)6] 3-
D. 放电时,理论上每生成1 mol[Fe(CN)6] 4-,b极区增加78 g K+
【答案】A
【解析】
【分析】在原电池中,电子从负极流向正极,故放电时,a极为负极,b极为正极;负极发生氧化反应,失去电子,即下方还原态物质失去电子转化为上方氧化态物质。b极为正极:发生还原反应,得到电子,即转化为。
【详解】A.放电时,b为正极,充电时b极为阳极,A正确;
B.充电时a极为阴极,发生还原反应,B错误;
C.放电时,b极为正极,应得电子发生还原反应。正确的电极反应式应为:,C错误;
D.根据正极反应式,每生成,转移 电子。离子移动: 原电池中,阳离子 通过钾离子交换膜从负极区移向正极区,以平衡电荷。转移 电子,会有 进入b 极区。质量: 的质量为。结论:b 极区增加 ,而不是 ,D错误;
故答案选A。
二、非选择题:共56分。共4道大题,考生都必须全部作答。
17. 含氯物质的相互转化在生活、生产中应用广泛,某小组围绕氯水展开实验活动。
Ⅰ.以浓盐酸为原料制备氯水
(1)“舍勒法”制氯气反应的化学方程式为_________。
(2)从下图中选择可能使用到的装置_________(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.探究Cl2与水的反应
提出猜想:为可逆过程。
实验验证:小组同学设计如下实验方案。
序号
操作
现象或数据
结论
1
取10 mL氯水于试管中,测定氯水的pH
pH1<7
氯水呈酸性
2
向实验1的试管中滴加5 mL①________(写化学式),振荡后静置
溶液分层,下层溶液为黄色
氯水中存在②________(写化学式)
3
取实验2中的水层,测定水层的pH
pH2
猜想成立
(3)将实验2补充完全,①_________。②_________。③猜想成立的证据为_________。
深入思考:小组同学继续进行如下实验探究Cl2溶解过程。
用烧瓶收集250mL氯气,向烧瓶中注入50 mL水,测定烧瓶内气体压强和溶液pH的变化,t2时刻后,向烧瓶内加入少量固体X,数据如下图(温度和溶液体积的变化可忽略不计)。
(4)t1时刻Cl2(g)与H2O(l)反应是否达到平衡________(填“是”或“否”),证据为_________。
总结归纳:结合上述实验信息,小组同学得到以下结论。
(5)由t1~t2时段的现象,氯气与水的反应可分为两个可逆步骤:
(ⅰ)_________;
(ⅱ)。
①过程(ⅰ)的方程式为_________。
②先建立平衡的过程为_________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
(6)固体X为_________(填化学式)。
【答案】(1)
(2)ABC
(3) ①. CCl4 ②. Cl2 ③. pH1<pH2
(4) ①. 否 ②. 时刻后溶液基本不再变化,但烧瓶内气体压强仍持续减小
(5) ①. Cl2(g)Cl2(aq) ②. ⅱ
(6)NaCl或KCl(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
舍勒法是二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气,答案为。
【小问2详解】
该反应需要酒精灯(A)加热,圆底烧瓶(B)作为反应容器,分液漏斗(C)盛装浓盐酸滴加,直形冷凝管(D)不需要,因此选ABC。
【小问3详解】
实验利用萃取法检验氯水中的游离,选择密度比水大、与水不互溶的四氯化碳;
振荡后进入四氯化碳层显黄色;若反应是可逆过程,萃取消耗溶液中的后,平衡会逆向移动,浓度减小,使水层酸性减弱、pH比原氯水大,证明反应为可逆过程。
【小问4详解】
图像中时刻后溶液基本不再变化,但烧瓶内的气体压强仍在持续降低,说明气相的还在不断溶解进入溶液,反应没有达到正逆速率相等的平衡状态。
【小问5详解】
①根据~时段的特征,pH先趋于稳定(说明和水的反应很快完成),但气体压强还在持续下降,说明第一步是气态氯气溶解进入水相的物理可逆过程;
②时刻溶液pH已经基本保持不变,说明Cl2和水的化学反应很快达到平衡;但此时气相溶解的过程还在进行,压强仍未稳定,因此过程ⅱ先建立平衡。
【小问6详解】
加入固体X之后,压强增高,表明平衡逆向移动,溶液中、HCl浓度降低,溶液中的)重新释放为气相,体系压强回升,加入可溶性氯化物(如氯化钠)可以在不引入额外强酸碱或还原剂的前提下,大幅提升浓度,实现该平衡移动效果。
18. 红土镍矿主要含Fe、Al、Ni、Co、Sc的化合物,一种红土镍矿综合利用的工艺流程如下:
已知:①红土镍矿中含有Fe3O4
②,。
③有关金属离子沉淀pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
1.3
3.7
3.6
6.4
6.5
沉淀完全时的pH
3.2
5.4
4.7
8.9
9.0
(1)Ni2+的3d能级的轨道表示式为_________。
(2)“浸出”中,Fe3O4反应的离子方程式为_________。
(3)“过滤”前,用MgO调pH至_________范围内。
(4)“调pH”并过滤后,对溶液A进行系列处理可循环利用,溶液A溶质的主要成分为_________(填化学式),往滤渣中加入适量物质B可除去铝,物质B为_________(填化学式)。
(5)“萃取”后,溶液分层。
①有机层中Sc(Ⅲ)经反萃取以[Sc(OH)6]3-进入水层,“沉钪”时反应的离子方程式为_________。
②水层中Ni2+、Co2+的浓度分别为x、y mol/L加入草酸铵可沉淀Co2+,若使Co2+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则应小于_________,操作Ⅰ为_________。
(6)钪铝合金是航天航空高性能材料,一种掺杂银的钪铝合金立方结构单元如图所示。其立方晶胞的体积为_________cm3该合金晶胞中,若Al处于顶点和面心,则Ag在晶胞中的位置为_________。
A.体心 B.顶点 C.面心 D.棱心
【答案】(1) (2)
(3)
(4) ①. Mg(NO3)2 ②. NaOH
(5) ①. ②. mol∙L-1 ③. 过滤
(6) ①. 8×10-21a3 ②. AD
【解析】
【分析】该工艺以富含Fe、Al、Ni、Co、Sc化合物的褐铁型红土镍矿为原料,先加入稀硝酸进行浸出,将矿中的金属组分溶解进入浸出液并分离出浸渣;随后向浸出液中加入MgO调节pH,使Fe3+完全沉淀为滤渣而除去,过滤后得到含Al3+、Sc3+、Ni2+、Co2+的滤液;接着再次加入MgO调pH,将Al3+、Sc3+全部转化为氢氧化物沉淀,过滤后得到的含镁盐溶液A可返回浸出工序循环利用,向所得氢氧化物滤渣中加入强碱(如NaOH)除去铝元素,使铝转化为偏铝酸盐进入滤液后可进一步回收得到金属Al;剩余滤渣经硫酸酸溶得到含Sc3+的酸性溶液,加入有机物萃取后,Sc(Ⅲ)进入有机相,Ni2+、Co2+留在水层;有机相中的Sc(Ⅲ)经反萃取转化为[Sc(OH)6]3-进入水层后,加入草酸发生沉钪反应得到草酸钪产品;含Ni2+、Co2+的水层加入草酸铵,通过控制草酸根浓度选择性沉淀Co2+得到草酸钴,剩余含Ni²+的滤液后续可回收金属Ni。
【小问1详解】
Ni的核外电子排布为,失去2个4s电子形成Ni2+后,3d能级填充8个电子,根据洪特规则和泡利原理,5个轨道中3个轨道填充成对电子,剩余2个轨道各填充1个单电子,答案为。
【小问2详解】
Fe3O4可看作,其中+2价Fe被稀硝酸氧化为+3价,被还原为NO,结合电荷守恒、原子守恒配平得到方程式,答案为。
【小问3详解】
该步骤的目的是将完全沉淀为除去,同时保证、、、都不沉淀,由表格可知
沉淀完全的pH为3.2,开始沉淀的pH为3.6,若pH超过3.6,会提前沉淀进入滤渣,无法在后续专门的除铝步骤中回收铝,因此pH范围为。
【小问4详解】
浸出步骤使用稀硝酸溶解矿物,后续加入MgO调节pH,和反应生成,体系中大量存在的阴离子为,且溶液A可返回浸出工序循环利用,因此溶液A的主要溶质为;
调pH后得到的滤渣为含、的混合物,要除去铝、保留Sc的氢氧化物,利用可溶于强碱的性质,加入过量强碱即可溶解实现除铝,为避免引入难以除去的杂质阳离子,选择NaOH。
【小问5详解】
① 反萃取后Sc以进入水层,加入草酸发生沉钪反应生成草酸钪沉淀,离子方程式为: ;
② 离子沉淀的浓度阈值通常取,完全沉淀时,所需,要让浓度为的不沉淀,需满足,即;
加入草酸铵沉淀得到草酸钴固体,分离固体和溶液的操作Ⅰ为过滤。
【小问6详解】
题图的边长为,仅为完整立方晶胞的1/8,完整晶胞的边长为,因此晶胞体积为;
若将图示小单元视为等效立方结构单元,体积为;结合Al在顶点和面心的计数规则,Ag在该小单元的顶点、完整晶胞的棱心,对应选项AD。
19. NOx是包括NO、NO2、N2O和N2O5等氮氧化物的总称。为减小NOx对环境的影响,科学家们探索NOx的转化路径。
(1)生物脱氮反应:
①该反应中,_________(填元素符号)被氧化。
②已知:
则ΔH=_________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
(2)水吸收法:HNO2有trans-和cis-两种异构体,的反应历程如图所示,据图回答。
①稳定性:cis-HNO2_______trans-HNO2(填“大于”“小于”或“相同”)。
②反应达到平衡时,升高温度,N2O3的转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)一种水体系中配合物吸收脱硝法的主要过程如下:
主反应:
副反应:
①脱硝过程的催化剂为_________。
②副反应不利于脱硝,原因是a.增加了乙醇的消耗;b._________。
③25℃时,溶液中存在平衡常数为配体L的结构为RCOOH(R为烃基),比较________(填“>”“=”或“<”),从物质结构角度说明理由:_________。
④配体L(RCOOH)的酸性对脱硝效率有影响。25℃时,改变0.1mol/LRCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分数也随之改变,R1COOH与R2COOH中酸分子的分布分数与pH的关系如图所示。
a.酸性:R1COOH_________R2COOH (填“>”“=”或“<”)。
b.将等物质的量浓度等体积的R1COOH和R2COONa混合,计算平衡时R1COOH的转化率_________。(写出计算过程,结果保留3位有效数字,)
【答案】(1) ①. C ②.
(2) ①. 小于 ②. 减小
(3) ①. Fe2+L ②. 生成Fe(OH)3沉淀,使溶液中的Fe2+(L)浓度下降 ③. < ④. Fe3+所带电荷数目多于Fe2+,与RCOOH的作用力更大 ⑤. > ⑥. 83.3%
【解析】
【小问1详解】
①反应中NO中N为+2价被还原为N₂的0价,C2H5OH中C为-2价,反应后变为CO2中的+4价,化合价升高被氧化,因此被氧化的元素是C;
根据盖斯定律,对已知反应做如下变换:将反应1逆写并乘以3,加上反应2,再加上反应3乘以3,即可得到目标总反应,对应的焓变做相同运算得到结果。
【小问2详解】
①能量越低越稳定,由能量图可知cis-HNO2和trans-HNO2的总能量(-4.0 kJ/mol)高于2mol trans-HNO2的总能量(-9.0 kJ/mol),说明cis-HNO2的能量比trans-HNO2更高,因此cis-HNO2稳定性小于trans-HNO2;
②由能量图可知总反应的生成物总能量低于反应物,正反应为放热反应;升高温度平衡向逆反应方向移动,N2O3的转化率减小;
【小问3详解】
①主反应中先参与反应,后续又重新生成,符合催化剂反应前后质量和化学性质不变的特征;
②副反应将具有脱硝活性的转化为,最终生成固体脱离体系,导致可用于结合NO的有效浓度降低,脱硝能力下降;
③配合物生成反应为,的正电荷数更高,与带负电的羧酸根配体的结合能力更强,平衡正向进行程度更大,因此;
④a. 弱酸的,当时,,此时,即。由图得的,的,越小酸性越强,因此酸性;
b. 等浓度等体积的R1COOH和R2COONa混合,设初始浓度均为,由分布分数图得:,, 混合后发生反应,,设R1COOH转化浓度为x,列三段式
将平衡浓度代入K的表达式得: ,解得,转化率。
20. 我国科学家发展了一种可见光驱动下过渡金属镍催化烯烃的还原Heck反应,机理如图所示(部分物质和反应条件省略)。
说明:Ar-为芳基(苯基为其中一种),Et-为CH3CH2—。
(1)化合物Ⅰ的分子式为_________,名称为_________。
(2)化合物Ⅱ的官能团名称为_________,其一种同分异构体不含环,核磁共振氢谱有2组峰,峰面积比为6:2,其结构简式为_________(写一种)。
(3)对于化合物Ⅰ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
_________
_________
②
_________
_________
加成反应
(4)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_________。
A. 化合物Ⅵ中含有1个手性碳原子
B. 化合物Ⅵ的能量高于化合物Ⅶ
C. 反应④中化合物Ⅶ作还原剂
D. 化合物Ⅰ易溶于水,是因为其能与水分子形成氢键
(5)以和苯为主要有机原料,参照上述路线,合成化合物。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
a.第一步的化学方程式为_________(注明反应条件)。
b.最后一步反应得到的有机副产物为_________(写结构简式)。
【答案】(1) ①. C3H4O2 ②. 丙烯酸
(2) ①. 酯基、碳碳双键 ②. 或
(3) ①. C2H5OH、浓硫酸、加热 ②. 酯化反应(取代反应) ③. X2(X为Cl、Br)[或HX(X为Cl、Br、I)、催化剂、Δ或H2、催化剂、Δ)] ④. [或(或 )或] (4)CD
(5) ①. +Cl2+HCl ②. C2H5OH
【解析】
【分析】化合物Ⅰ为丙烯酸(),首先和乙醇发生酯化反应,生成化合物Ⅱ丙烯酸乙酯(),将羧酸转化为更稳定、反应性适配的缺电子烯烃底物。反应①是氧化加成过程,零价金属和芳基氯(化合物Ⅲ)发生氧化加成反应:的价态升高为+2,断裂键,生成芳基二价镍物种,完成芳基向镍中心的转移。反应②是烯烃插入碳金属键,生成的和底物丙烯酸乙酯(化合物Ⅱ)发生配位、1,2-插入过程:缺电子的烯烃双键插入键之间,芳基连接到烯烃的端基碳上,最终得到烷基二价镍物种Ⅳ(,镍直接和手性碳相连)。反应③是质子解得到偶联产物:物种Ⅳ和体系中的发生质子解反应:键断裂,替换镍的位置,得到最终的还原Heck产物Ⅴ(),同时释放出,完成产物的脱除。反应④是光催化辅助的催化剂再生,首先化合物Ⅵ在可见光照射下被激发,得到高能量的激发态物种Ⅶ(1,4-二氢吡啶类的激发态,具有强还原性);激发态Ⅶ和体系中的发生单电子转移的还原反应:Ⅶ失去电子被氧化为芳香性的吡啶类化合物Ⅷ,得到电子被还原为,重新回到催化循环的起始状态,完成整个催化闭环。
【小问1详解】
化合物Ⅰ结构为,数出原子总数得到分子式C3H4O2;
母体为含3个碳的烯烃羧酸,羧基编号为1位,因此命名为丙烯酸。
【小问2详解】
化合物Ⅱ为丙烯酸乙酯,结构含双键和酯基;要求不含环、氢谱仅2组峰峰面积6:2,说明分子高度对称,8个氢分为6个等价甲基氢和2个等价双键氢,答案为或。
【小问3详解】
由分析,序号①是丙烯酸和乙醇之间发生酯化反应,其反应条件为乙醇,催化剂浓硫酸,条件为加热,反应类型是取代反应(酯化反应);
序号②是加成反应,因此验证的是双键结构,反应试剂可以是X2(X为Cl、Br)[或HX(X为Cl、Br、I)、催化剂、Δ或H2、催化剂、Δ],生成的产物的结构为或或或(即卤素单质或氢卤酸与双键的加成产物)
【小问4详解】
A.化合物Ⅵ的六元环上不存在连4个不同基团的手性碳原子,A错误;
B.激发态Ⅶ是Ⅵ吸收光能后生成的高能态物质,能量高于Ⅵ,B错误;
C.反应④中Ⅶ转化为芳香态的Ⅷ时,自身发生氧化反应,将Ni(II)还原为Ni(0),作还原剂,C正确;
D.丙烯酸易溶于水,其含有的羧基可以与水形成氢键,极大地增大了丙烯酸在水中的溶解度,D正确;
故选CD。
【小问5详解】
参考题干给出的思路,通过Ni催化合成目标羧酸的乙酯,最后利用水解后酸化即可得到目标产物,具体合成路线如下。
①第一步是苯环上的取代反应,方程式为+Cl2+HCl;
②最后一步是酯的水解反应,获得目标产物同时生产有机副产物乙醇,结构简式为C2H5OH。
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2025年茂名市高三年级第一次综合测试
化学试卷
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 K-39
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 一寸光阴一寸金。下列计时工具中,主要由金属材料组成的是
A.石制日晷
B.铜壶滴漏
C.木制圭表
D.青花瓷沙漏
A. A B. B C. C D. D
2. 大国重器展示了中国科技的蓬勃发展。下列说法正确的是
A. “梦天实验舱”使用铷()原子钟,是元素周期表中区元素
B. “中国天眼”使用防腐蚀,中仅含有离子键
C. “墨子号”实现了量子态远程传输,核心材料属于分子晶体
D. “华龙一号”核反应堆使用铀燃料棒,(铀-235)质子数为92
3. 文物书写历史故事。下列说法不正确的是
A. 越王勾践剑含有少量Pb、Sn,说明古人已掌握合金冶炼技术
B. 铅釉陶因Cu2(OH)2CO3热分解上色,此过程无共价键断裂
C. 测定唐代宝相花织锦中的14C,便可大致推算其制成年份
D. 在宋代彩绘漆奁上覆盖多层植物油,可减少空气对其腐蚀
4. 家乡美食总让人难以忘怀。下列说法不正确的是
A. 化州糖水甜如蜜,蔗糖属于二糖
B. 信宜茶芳香扑鼻,酚具有抗氧化作用
C. 高州薯包籺软糯可口,淀粉可水解成单糖
D. 电白鸭粥味美鲜香,油脂属于高分子
5. 一种光刻胶单体的结构如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是
A. 可发生取代反应
B. 原子的杂化方式有和
C. 其结构中所有C原子可能共平面
D. 能使溴水和酸性溶液褪色
6. 实验室模拟侯德榜制碱法,下列装置难以达到预期目的的是
A.制备CO2
B.除CO2中HCl
C.制备NH3
D.获取NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
7. 劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识不相符的是
选项
劳动项目
化学知识
A
食品工程师:果汁中添加苯甲酸
苯甲酸尝起来有酸味
B
环保工程师:用聚合硫酸铁净水
水解产物为胶体
C
制药工程师:测定青蒿素的结构
质谱法测定相对分子质量
D
材料工程师:开发返回舱外壳材料
网状酚醛树脂可耐高温
A. A B. B C. C D. D
8. 粗盐中含有K+、Ca2+、Mg2+、等杂质离子,实验室按以下流程进行精制,从溶液中获得精盐的操作为
A. 加热蒸馏 B. 冷却结晶 C. 萃取分液 D. 蒸发结晶
9. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. pH=2的醋酸溶液中H+数目为0.01NA
B. 0.1 mol [Cu(CN)4]2-中σ键数目为4NA
C. 1 mol Na与C2H5OH完全反应,转移电子数为NA
D. 22.4 L C2H4和C2H2的混合物中含有C原子数为NA
10. 将溶液和混合溶液滴在铁片表面,一段时间后,下列说法正确的是
A. 电子流向:a→铁片→b
B. a处发生反应:
C. 液滴内部为正极区,可观察到蓝色沉淀
D. 液滴边缘是负极区,电极材料是铁片中的碳
11. 一种芳香化合物的分子结构如图所示,已知X、Y、Z、W、R是原子序数逐渐增大的主族元素,其中X是宇宙中含量最多的元素,Y、Z、W相邻,且W原子的价层电子排布式为,R的单质常温下为红棕色液体。下列说法一定正确的是
A. 最简单氢化物沸点:Z>Y
B. 第一电离能:Y<Z<W
C. 最高价氧化物对应的水化物酸性:Y>Z
D. 的VSEPR模型为平面三角形
12. 陈述Ⅰ和Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
杯酚可分离、
与半径不同
B
与、均能反应
为两性氧化物
C
制硫酸:
S和具有氧化性
D
在四氨合铜溶液中加入乙醇析出晶体
极性:<乙醇
A. A B. B C. C D. D
13. 按下图装置进行实验。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A. 反应需要热水浴,说明该反应
B. 适当提高稀硫酸的浓度,气球膨胀速度变快
C. 溶液变浑浊,说明体现氧化性
D. 品红试纸褪色,说明有生成,石蕊试纸也会褪色
14. 部分含Mg或Cu或Fe物质的分类与相应化合价关系如下图所示。下列推断合理的是
A. a与硫单质反应一定能生成f
B. 空气中直接加热g得到的固体产物一定为e
C. b或c与沸水反应的产物均能产生丁达尔效应
D. 在e→f→g的转化过程中,可先加酸后加碱
15. 催化NH3分解转化为燃料氢气,供给电子工业使用。往固定体积的密闭容器中加入一定量的NH3分解制H2,反应为图中曲线a、b分别表示在。T1℃时c(NH3)及T2℃时c(H2)随时间t的变化。下列说法正确的是
A. T1>T2
B. 15 min后,若T1变为T2,该平衡逆向移动
C. 5min时,T1时H2的百分含量大于T2时
D. T1℃下,0~5 min内
16. 一款水系液流可充放电电池装置图如图所示,下列相关说法正确的是
A. 充电时,b极为阳极
B. 充电时,a极区发生氧化反应
C. 放电时,b极电极反应式:[Fe(CN)6] 4--e-=[Fe(CN)6] 3-
D. 放电时,理论上每生成1 mol[Fe(CN)6] 4-,b极区增加78 g K+
二、非选择题:共56分。共4道大题,考生都必须全部作答。
17. 含氯物质的相互转化在生活、生产中应用广泛,某小组围绕氯水展开实验活动。
Ⅰ.以浓盐酸为原料制备氯水
(1)“舍勒法”制氯气反应的化学方程式为_________。
(2)从下图中选择可能使用到的装置_________(填标号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.探究Cl2与水的反应
提出猜想:为可逆过程。
实验验证:小组同学设计如下实验方案。
序号
操作
现象或数据
结论
1
取10 mL氯水于试管中,测定氯水的pH
pH1<7
氯水呈酸性
2
向实验1的试管中滴加5 mL①________(写化学式),振荡后静置
溶液分层,下层溶液为黄色
氯水中存在②________(写化学式)
3
取实验2中的水层,测定水层的pH
pH2
猜想成立
(3)将实验2补充完全,①_________。②_________。③猜想成立的证据为_________。
深入思考:小组同学继续进行如下实验探究Cl2溶解过程。
用烧瓶收集250mL氯气,向烧瓶中注入50 mL水,测定烧瓶内气体压强和溶液pH的变化,t2时刻后,向烧瓶内加入少量固体X,数据如下图(温度和溶液体积的变化可忽略不计)。
(4)t1时刻Cl2(g)与H2O(l)反应是否达到平衡________(填“是”或“否”),证据为_________。
总结归纳:结合上述实验信息,小组同学得到以下结论。
(5)由t1~t2时段的现象,氯气与水的反应可分为两个可逆步骤:
(ⅰ)_________;
(ⅱ)。
①过程(ⅰ)的方程式为_________。
②先建立平衡的过程为_________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
(6)固体X为_________(填化学式)。
18. 红土镍矿主要含Fe、Al、Ni、Co、Sc的化合物,一种红土镍矿综合利用的工艺流程如下:
已知:①红土镍矿中含有Fe3O4
②,。
③有关金属离子沉淀pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
1.3
3.7
3.6
6.4
6.5
沉淀完全时的pH
3.2
5.4
4.7
8.9
9.0
(1)Ni2+的3d能级的轨道表示式为_________。
(2)“浸出”中,Fe3O4反应的离子方程式为_________。
(3)“过滤”前,用MgO调pH至_________范围内。
(4)“调pH”并过滤后,对溶液A进行系列处理可循环利用,溶液A溶质的主要成分为_________(填化学式),往滤渣中加入适量物质B可除去铝,物质B为_________(填化学式)。
(5)“萃取”后,溶液分层。
①有机层中Sc(Ⅲ)经反萃取以[Sc(OH)6]3-进入水层,“沉钪”时反应的离子方程式为_________。
②水层中Ni2+、Co2+的浓度分别为x、y mol/L加入草酸铵可沉淀Co2+,若使Co2+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则应小于_________,操作Ⅰ为_________。
(6)钪铝合金是航天航空高性能材料,一种掺杂银的钪铝合金立方结构单元如图所示。其立方晶胞的体积为_________cm3该合金晶胞中,若Al处于顶点和面心,则Ag在晶胞中的位置为_________。
A.体心 B.顶点 C.面心 D.棱心
19. NOx是包括NO、NO2、N2O和N2O5等氮氧化物的总称。为减小NOx对环境的影响,科学家们探索NOx的转化路径。
(1)生物脱氮反应:
①该反应中,_________(填元素符号)被氧化。
②已知:
则ΔH=_________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
(2)水吸收法:HNO2有trans-和cis-两种异构体,的反应历程如图所示,据图回答。
①稳定性:cis-HNO2_______trans-HNO2(填“大于”“小于”或“相同”)。
②反应达到平衡时,升高温度,N2O3的转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)一种水体系中配合物吸收脱硝法的主要过程如下:
主反应:
副反应:
①脱硝过程的催化剂为_________。
②副反应不利于脱硝,原因是a.增加了乙醇的消耗;b._________。
③25℃时,溶液中存在平衡常数为配体L的结构为RCOOH(R为烃基),比较________(填“>”“=”或“<”),从物质结构角度说明理由:_________。
④配体L(RCOOH)的酸性对脱硝效率有影响。25℃时,改变0.1mol/LRCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分数也随之改变,R1COOH与R2COOH中酸分子的分布分数与pH的关系如图所示。
a.酸性:R1COOH_________R2COOH (填“>”“=”或“<”)。
b.将等物质的量浓度等体积的R1COOH和R2COONa混合,计算平衡时R1COOH的转化率_________。(写出计算过程,结果保留3位有效数字,)
20. 我国科学家发展了一种可见光驱动下过渡金属镍催化烯烃的还原Heck反应,机理如图所示(部分物质和反应条件省略)。
说明:Ar-为芳基(苯基为其中一种),Et-为CH3CH2—。
(1)化合物Ⅰ的分子式为_________,名称为_________。
(2)化合物Ⅱ的官能团名称为_________,其一种同分异构体不含环,核磁共振氢谱有2组峰,峰面积比为6:2,其结构简式为_________(写一种)。
(3)对于化合物Ⅰ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
_________
_________
②
_________
_________
加成反应
(4)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_________。
A. 化合物Ⅵ中含有1个手性碳原子
B. 化合物Ⅵ的能量高于化合物Ⅶ
C. 反应④中化合物Ⅶ作还原剂
D. 化合物Ⅰ易溶于水,是因为其能与水分子形成氢键
(5)以和苯为主要有机原料,参照上述路线,合成化合物。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
a.第一步的化学方程式为_________(注明反应条件)。
b.最后一步反应得到的有机副产物为_________(写结构简式)。
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