精品解析:河北省八校联考2025-2026学年高三上学期12月期中化学试题
2026-08-17
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内容正文:
名校联考2026届高三年级联合调研测评
化学
本试卷共8页,满分100分,考试用时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2B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,再选涂其它答案标号。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:H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Ca 40 Fe 56 Co 59
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,只有一项符合题目要求。
1. 2025年文化和自然遗产日河北主场城市活动在衡水举办,活动展示了河北文物保护工作取得的新成效。古代文物保护中,化学手段是核心技术支撑之一。下列有关说法错误的是
A. 对严重锈蚀的铁器,可将铁器与电源正极连接,使表面的铁锈还原为铁
B. 针对陶瓷或玻璃表面的油污,用中性洗涤剂或有机试剂擦拭,避免使用强碱
C. 纺织品、书画发霉(如青霉、曲霉)时,用中性杀菌剂,在低温下进行,避免高温破坏纤维
D. 优化文物储存环境,使用氯化钙、硅胶等干燥剂,避免湿度剧烈变化导致文物膨胀或收缩
2. 下列关于实验操作或安全事故的处理方法正确的是
A. 实验剩余的金属钠不宜随意丢弃,要放到废液杯中
B. 有毒,废弃物应进行无害化处理
C. 进行固体、溶液导电实验时,禁止湿手操作
D. 浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,然后用饱和碳酸钠溶液清洗
3. 化学在生活生产中应用广泛,下列有关说法错误的是
A. 黏胶纤维和聚酯纤维等合成纤维均用作制衣面料
B. 甲基丙烯酸甲酯经加聚反应得到的有机玻璃,可用于制成飞机风挡
C. 维生素C既可以作抗氧化剂,又可以作营养强化剂
D. 利用氯化铁溶液蚀刻不锈钢广告牌上的图形和文字
阅读下列材料,请完成下面小题。
(熔点是,沸点是46.5℃)为我国工业上常用的溶剂,用于制造土壤消毒剂、电子真空管、四氯化碳、橡胶、玻璃纸等。工业上以(结构为王冠形环状)与为原料制备,受热分解生成,发生反应。
4. 下列化学用语使用错误的是
A. 和互为同素异形体
B. 的结构示意图为
C. 分子的球棍模型为
D. 用电子式表示的形成过程为
5. 若表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L 的共价键的数目为
B. 常温常压下,64 g 和的混合物中电子总数为
C. 25℃时,pH=4的溶液中数目为
D. 当2 mol 与足量的充分反应时,转移电子总数为
6. 亮菌甲素具有抗肿瘤、增强免疫力、抗炎镇痛、保护肝脏和促进伤口愈合的功效与作用。其中间体的部分合成路线如下所示,下列有关说法正确的是
A. 与足量的钠反应最多产生
B. 中存在三种官能团
C. 与生成,发生取代反应,同时得到
D. 与足量的与溶液反应,消耗与物质的量之比为
7. 氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤,假设只会发生以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将1 mol NH3和2 mol O2充入1 L有催化剂的刚性密闭容器中,在不同温度、相同时间下,测得有关物质的物质的量关系如图所示。下列说法正确的是
A. 高温高压利于得到NO
B. M点时氨的转化率为40%
C. N点后NO物质的量下降一定是温度升高平衡逆向移动造成的
D. 容器中压强或NO的浓度不再变化,说明体系达到平衡状态
8. 用下表提供的试剂和用品,能实现相应实验目的的是
实验目的
试剂
用品
A
配制的NaCl溶液
固体氯化钠、蒸馏水
托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶
B
比较Mg与Al的金属性强弱
溶液、溶液、氨水、盐酸
试管、胶头滴管
C
实验室从海带中提取碘时灼烧海带
海带、酒精
酒精灯、三脚架、坩埚、火柴
D
氨溶于水的喷泉实验
氨气、酚酞、水
铁架台、烧杯、胶头滴管、带有止水夹的长玻璃导管、圆底烧瓶、双孔胶塞
A. A B. B C. C D. D
9. 2025年8月,海南大学研究团队通过引入钠盐W(结构如右图所示)作为双功能电解质添加剂,构建了高度稳定的负极和电解质界面。钠盐W的组成元素X、Y、Z、M是原子序数依次递增的四种元素。常温时,溶液的。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸酸性:
B. 原子半径:
C. X与M形成的简单化合物各原子均满足稳定结构
D. X、Y、Z、M四种元素形成的氢化物中,Z的氢化物沸点最高
10. MFC-EF耦合装置是微生物燃料电池(MFC)与电芬顿(EF)技术结合的难降解有机废水处理系统,核心是“产电+高级氧化降解”协同工作。“PS”代表产生自由基需要电解活化,但该装置中是用MFC自身的产电替代了外加电源,实现了“无外加电源的电解活化”。其工作原理如下所示:
下列说法错误的是
A. 外电路中箭头方向为电子的移动方向
B. 生成的途径之一为
C. 离子交换膜可以采用质子交换膜,从左侧电极室迁移到右侧电极室
D. 左侧电极当消耗1 mol 时,电路转移电子总数为
11. 在10题的MFC-EF耦合技术中,氧还原反应的速率直接影响电流大小。分子氧在石墨化氮掺杂石墨烯上分别按路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的相对自由能变化如图所示,已知路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的决速步骤均为第一步单电子还原反应。下列有关说法错误的是
A. 路径Ⅰ过程中会产生
B. 路径Ⅰ的决速反应步骤为
C. 路径Ⅱ反应过程中存在非极性键的断裂,无非极性键的形成
D. 氧在石墨化氮掺杂石墨烯上的还原主要按路径Ⅱ进行
12. 薰衣草精油化学性质稳定,在水中溶解度小于在有机溶剂中的溶解度。某实验小组制备薰衣草精油的步骤:
①将薰衣草捣碎,转移至小烧杯中并加入适量水浸泡;
②搅拌使充分溶解后进行固液分离;
③在薰衣草水中加入适量(有毒、沸点76.8℃);
④再对分离出的层进行处理得到薰衣草精油。其操作中用到的仪器及装置如下所示:
下列说法错误的是
A. 使用仪器a分液时,需将玻璃塞打开或将玻璃塞的凹槽对准瓶颈上的小孔
B. 装置③中需加入碎瓷片或沸石防暴沸
C. 薰衣草水中可以用苯或乙醇代替
D. 制备薰衣草精油先后用到的仪器或装置顺序为①④②③
13. 焦亚硫酸钠是一种广泛应用于食品工业的添加剂,其被用于肉类制品、水产品、饮料、酱油等各类食品中,作为抗氧化剂、防腐剂和漂白剂。工业上利用黄铁矿制备硫酸的同时得到亚硫酸氢钠,进而得到焦亚硫酸钠的工艺流程如下所示。
下列说法正确的是
A. 煅烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B. 加热时发生反应的化学方程式为
C. 试剂X为饱和亚硫酸氢钠溶液
D. 补充及所加入溶液均需过量,避免浪费原料及污染空气
14. 氰化物络合能使镀层细密光滑,成品质量较高。与金属离子形成金属配离子表示为K(平衡常数)。常温下,金属离子与形成配离子,平衡时,与的关系如图所示。
已知:。下列说法错误的是
A. 表示为与变化的关系
B. 浓度相同时,
C. P点的坐标为
D. N点时,金属配离子的解离速率小于生成速率
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钴被誉为战略物资,有出色的性能和广泛的应用。利用水钴矿(主要成分为,含少量、MnO、MgO、CaO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如下所示。
已知:常温下,部分阳离子沉淀时溶液的pH如下表所示。
沉淀物
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
2.5
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
7.0
5.2
9.8
请回答下列问题:
(1)基态钴原子的未成对电子数为________;“浸出”时主要发生反应的离子方程式为________。
(2)“浸渣”的主要成分为________。
(3)通过“氧化”步骤得出、、三种离子氧化性的顺序为________。
(4)“调pH”的范围是________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图甲所示。使用萃取剂适宜的pH是________(填选项序号)。
A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近5.0
(6)“沉钴”后得到草酸钴晶体需要的操作是________。
(7)草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。草酸钴晶体()高温灼烧,其热重分析图如图乙所示。写出C→D的化学方程式________。
16. 硫代尿素在农业、工业及医药领域均有广泛的应用。该物质易溶于水,易被氧化,温度较高时易发生异构化。实验室通过如下装置利用硫化氢气体和碳氮化钙合成少量硫代尿素。
请回答下列问题:
(1)以上装置按气流方向由左到右的连接顺序为________(填写小写字母)。
(2)装置丙的作用是________;装置丁中试剂X为________。
(3)装置乙中盛装碳氮化钙的仪器名称为________;实验开始时应先打开装置甲一段时间,当________现象时,再加入蒸馏水,打开磁力搅拌器,其目的是________。
(4)实验结束后,取4.0 g制得的产品溶于水配成250 mL溶液,量取25.00 mL溶液,用的酸性高锰酸钾溶液滴定,若被氧化时转移,其得到两种无毒气体,则反应的离子方程式为________;滴定至终点消耗酸性高锰酸钾溶液25.00 mL,则产品的纯度为________%(保留三位有效数字)。
17. 萘类物质的加成反应,可以合成多种环状结构的异构体,并在工业中有重要应用,利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs,包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-甲基十氢萘(1-MD)的副反应,涉及反应如下图所示。
请回答下列问题:
(1)已知一定条件下反应的焓变分别为,写出之间的关系式________。
(2)四个平衡体系的压强平衡常数与温度的关系如图所示。
①1-MN,MTLs,1-MD中最稳定的是________。
②若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化,则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为________(填“a”或“b”)。
(3)一定温度下,将一定量的1-MN投入一密闭容器中,保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图所示。
已知:①以上各反应的速率方程均可表示为,其中、分别为各反应中对应反应物的浓度,k为速率常数;②在该条件下,、的速率常数的关系为。
图中表示5-MTL的曲线是________,分析其原因是________。
(4)一定温度下,在体积1 L的刚性密闭容器中投入1 mol 1-MN(g)和10 mol 发生上述反应,达到平衡时,若容器中5-MTL(g)为0.2 mol,1-MTL(g)为0.3 mol,的转化率为25%,1-MD(g)的产率为________。
18. 丙烯酸乙酯是一种重要的合成单体和化工中间体,并在多种领域中被广泛应用,一种制备丙烯酸乙酯的合成路线如下。
请回答下列问题:
(1)写出淀粉水解的化学方程式________。
(2)写出B→C所需要的试剂及条件________;D→E的先后发生的反应类型为________和消去反应。
(3)写出由B+E→丙烯酸乙酯的化学方程式________。
(4)与丙烯酸乙酯具有相同官能团的同分异构体共有________种(不考虑空间异构体)。
(5)某化学兴趣小组利用上述原理,取5.0 g丙烯酸、50.0 g乙醇和1 mL浓硫酸置于圆底烧瓶中,利用如下装置制备丙烯酸乙酯。已知:乙醇的沸点为78.5℃,丙烯酸的沸点为141℃,丙烯酸乙酯的沸点为99.8℃。
①制备装置安装仪器b即分水器(实验过程中不断分离除去反应生成的水)的优点是________。
②将丙烯酸乙酯粗产品用如下操作进行精制:a.用10%碳酸钠溶液洗涤、分液;b.用无水干燥;c.水洗、分液;d.蒸馏。正确的操作步骤是________(填字母序号)。称量制得的丙烯酸乙酯的质量为4.0 g,则丙烯酸乙酯的产率为________。
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名校联考2026届高三年级联合调研测评
化学
本试卷共8页,满分100分,考试用时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2B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,再选涂其它答案标号。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:H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Ca 40 Fe 56 Co 59
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,只有一项符合题目要求。
1. 2025年文化和自然遗产日河北主场城市活动在衡水举办,活动展示了河北文物保护工作取得的新成效。古代文物保护中,化学手段是核心技术支撑之一。下列有关说法错误的是
A. 对严重锈蚀的铁器,可将铁器与电源正极连接,使表面的铁锈还原为铁
B. 针对陶瓷或玻璃表面的油污,用中性洗涤剂或有机试剂擦拭,避免使用强碱
C. 纺织品、书画发霉(如青霉、曲霉)时,用中性杀菌剂,在低温下进行,避免高温破坏纤维
D. 优化文物储存环境,使用氯化钙、硅胶等干燥剂,避免湿度剧烈变化导致文物膨胀或收缩
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解池中与电源正极相连的是阳极,阳极发生失电子的氧化反应,无法将铁锈还原为铁;若要通过电解法还原锈蚀铁器,需将铁器连接电源负极作阴极,才能让铁锈中的铁元素得电子被还原,A错误;
B.陶瓷、玻璃的主要成分含二氧化硅,强碱可与二氧化硅反应腐蚀文物表面,因此清理油污应选用中性洗涤剂或有机试剂,B正确;
C.纺织品、书画的主要成分是天然有机纤维,高温下纤维易变性受损,因此杀菌需选用中性杀菌剂、在低温下进行,C正确;
D.氯化钙、硅胶都是常用的中性干燥剂,可有效降低环境湿度,避免文物因湿度大幅波动反复吸水膨胀、失水收缩而受损,D正确;
故选A。
2. 下列关于实验操作或安全事故的处理方法正确的是
A. 实验剩余的金属钠不宜随意丢弃,要放到废液杯中
B. 有毒,废弃物应进行无害化处理
C. 进行固体、溶液导电实验时,禁止湿手操作
D. 浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,然后用饱和碳酸钠溶液清洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验剩余的金属钠应放回试剂瓶,A错误;
B.无毒,B错误;
C.避免触电,进行固体、溶液导电实验时,禁止湿手操作,C正确;
D.浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水清洗,再用稀碳酸氢钠溶液清洗,D错误;
故答案选C。
3. 化学在生活生产中应用广泛,下列有关说法错误的是
A. 黏胶纤维和聚酯纤维等合成纤维均用作制衣面料
B. 甲基丙烯酸甲酯经加聚反应得到的有机玻璃,可用于制成飞机风挡
C. 维生素C既可以作抗氧化剂,又可以作营养强化剂
D. 利用氯化铁溶液蚀刻不锈钢广告牌上的图形和文字
【答案】A
【解析】
【详解】A.黏胶纤维属于以天然纤维素为原料加工得到的人造纤维,不属于合成纤维,A错误;
B.甲基丙烯酸甲酯含有碳碳双键,可发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃),其透光性优异,可用于制作飞机风挡,B正确;
C.维生素C具有强还原性,可作抗氧化剂,同时是人体必需的营养物质,也可作营养强化剂,C正确;
D.中的具有氧化性,可与不锈钢中的发生反应,因此可用于蚀刻不锈钢广告牌的图形文字,D正确;
故选A。
阅读下列材料,请完成下面小题。
(熔点是,沸点是46.5℃)为我国工业上常用的溶剂,用于制造土壤消毒剂、电子真空管、四氯化碳、橡胶、玻璃纸等。工业上以(结构为王冠形环状)与为原料制备,受热分解生成,发生反应。
4. 下列化学用语使用错误的是
A. 和互为同素异形体
B. 的结构示意图为
C. 分子的球棍模型为
D. 用电子式表示的形成过程为
5. 若表示阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L 的共价键的数目为
B. 常温常压下,64 g 和的混合物中电子总数为
C. 25℃时,pH=4的溶液中数目为
D. 当2 mol 与足量的充分反应时,转移电子总数为
【答案】4. D 5. B
【解析】
【4题详解】
A.和是由同种元素组成的不同单质,互为同素异形体,A正确;
B.的质子数为16,核外电子数为18,电子层排布为2、8、8,B正确;
C.分子为正四面体结构,球棍模型符合其空间结构,C正确;
D.是共价化合物,不存在阴阳离子,的形成过程为,D错误;
故答案选D;
【5题详解】
A.标准状况下,为液态,不适合用气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;
B.64 g 和的混合物中硫原子的物质的量为2 mol,每个硫原子含16个电子,则电子总数为,B正确;
C.无体积无法计算数目,C错误;
D.与反应为可逆反应,因此2 mol 与足量的充分反应时,转移电子总数小于,D错误;
故答案选B。
6. 亮菌甲素具有抗肿瘤、增强免疫力、抗炎镇痛、保护肝脏和促进伤口愈合的功效与作用。其中间体的部分合成路线如下所示,下列有关说法正确的是
A. 与足量的钠反应最多产生
B. 中存在三种官能团
C. 与生成,发生取代反应,同时得到
D. 与足量的与溶液反应,消耗与物质的量之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.选项未提到标准状况下,无法计算所得的体积,A错误;
B.中存在酮羰基、酯基、碳碳双键和醚键四种官能团,B错误;
C.与反应,中的氢原子被取代,发生了取代反应,中的两个碳氧单键的断裂,得到,C正确;
D.与足量的与溶液反应,消耗与物质的量之比为,因为P中苯环、碳碳双键、羰基可以与氢气加成,酯基中的碳氧双键不能与氢气加成,可与发生加成反应,P中的酚羟基和酚羟基形成的酯基可以与氢氧化钠反应,可与发生反应,D错误;
故答案选C。
7. 氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤,假设只会发生以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将1 mol NH3和2 mol O2充入1 L有催化剂的刚性密闭容器中,在不同温度、相同时间下,测得有关物质的物质的量关系如图所示。下列说法正确的是
A. 高温高压利于得到NO
B. M点时氨的转化率为40%
C. N点后NO物质的量下降一定是温度升高平衡逆向移动造成的
D. 容器中压强或NO的浓度不再变化,说明体系达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ为气体体积增大的放热反应,熵增焓减,高温高压均使平衡逆向移动,不利于得到NO,A项错误;
B.M点时n(N2)=n(NO)=0.2mol,根据化学方程式可知,消耗的氨气的物质的量n(NH3)=n(N2)+n(NO)=0.6mol,氨的转化率为,B项错误;
C.N点后NO物质的量下降既可能是温度升高造成的,也可能是N点后催化剂活性下降造成的,C项错误;
D.容器中压强或NO的浓度不再变化,说明体系达到平衡状态,D项正确;
答案选D。
8. 用下表提供的试剂和用品,能实现相应实验目的的是
实验目的
试剂
用品
A
配制的NaCl溶液
固体氯化钠、蒸馏水
托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶
B
比较Mg与Al的金属性强弱
溶液、溶液、氨水、盐酸
试管、胶头滴管
C
实验室从海带中提取碘时灼烧海带
海带、酒精
酒精灯、三脚架、坩埚、火柴
D
氨溶于水的喷泉实验
氨气、酚酞、水
铁架台、烧杯、胶头滴管、带有止水夹的长玻璃导管、圆底烧瓶、双孔胶塞
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.配制的溶液,所需用品中缺少胶头滴管,进行定容操作,A项不能实现相应实验目的,A不符合题意;
B.利用氯化铝溶液和氯化镁溶液分别加入氨水,得到氢氧化铝和氢氧化镁,氢氧化铝在酸或强碱溶液中都能溶解,表明氢氧化铝是两性氢氧化物,而氢氧化镁只能溶解在酸中,证明铝有一定的非金属性,所以金属性,但是氢氧化铝不能溶于弱碱溶液(氨水)中,因此缺少强碱溶液(溶液),B项不能实现相应实验目的,B不符合题意;
C.灼烧海带时需要在坩埚内进行,但是缺少泥三角,C项不能实现相应实验目的,C不符合题意;
D.氨气极易溶于水,将胶头滴管中的水挤入盛氨气的圆底烧瓶后,烧瓶内压强骤降,烧杯中滴有酚酞的水会在大气压作用下通过导管喷入烧瓶,形成红色喷泉,给定的试剂和用品可以完成该实验,D符合题意;
故选D。
9. 2025年8月,海南大学研究团队通过引入钠盐W(结构如右图所示)作为双功能电解质添加剂,构建了高度稳定的负极和电解质界面。钠盐W的组成元素X、Y、Z、M是原子序数依次递增的四种元素。常温时,溶液的。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸酸性:
B. 原子半径:
C. X与M形成的简单化合物各原子均满足稳定结构
D. X、Y、Z、M四种元素形成的氢化物中,Z的氢化物沸点最高
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、M的原子序数依次递增,Y形成四根键,Y为C,Z形成2个键,Z为O,M形成1根键,为第VIIA族元素,常温时,溶液的,该酸为弱酸,故M为F,整个阴离子带1个单位的负电荷,X形成4根键,X最外层应为3个电子,X为B。
【详解】A.F没有最高价含氧酸,A错误;
B.同周期从左往右原子半径逐渐减小,故原子半径:,B正确;
C.中B原子为结构,不满足稳定结构,C错误;
D.B、C、O、F四种元素形成的简单氢化物分别为BH3、CH4、H2O、HF,四种简单氢化物均为分子晶体,H2O、HF含分子间氢键,相同情况下H2O中氢键数目多,沸点最高;C元素形成的氢化物种类繁多,需指明简单氢化物才能比较沸点,D错误;
故选B。
10. MFC-EF耦合装置是微生物燃料电池(MFC)与电芬顿(EF)技术结合的难降解有机废水处理系统,核心是“产电+高级氧化降解”协同工作。“PS”代表产生自由基需要电解活化,但该装置中是用MFC自身的产电替代了外加电源,实现了“无外加电源的电解活化”。其工作原理如下所示:
下列说法错误的是
A. 外电路中箭头方向为电子的移动方向
B. 生成的途径之一为
C. 离子交换膜可以采用质子交换膜,从左侧电极室迁移到右侧电极室
D. 左侧电极当消耗1 mol 时,电路转移电子总数为
【答案】D
【解析】
【分析】根据电极反应物判断,左侧电极为负极,右侧为正极,即电极X为燃料电池的负极,被氧化生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为:;电极Y为正极,被还原生成,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电极X为燃料电池的负极,电极Y为正极,电子从负极流出经外电路流入正极,因此外电路中箭头方向为电子的移动方向,A正确;
B.右侧电极室中生成的反应之一是与在酸性条件下反应生成、和水,则生成的途径之一为,B正确;
C.左侧电极为负极,右侧为正极,左侧电极生成氢离子,右侧电极反应消耗氢离子,因此采用质子交换膜,利于从左侧电极室迁移到右侧电极室,C正确;
D.左侧电极反应式为:,因此左侧电极当消耗1 mol 时,电路转移电子总数为,D错误;
故选D。
11. 在10题的MFC-EF耦合技术中,氧还原反应的速率直接影响电流大小。分子氧在石墨化氮掺杂石墨烯上分别按路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的相对自由能变化如图所示,已知路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的决速步骤均为第一步单电子还原反应。下列有关说法错误的是
A. 路径Ⅰ过程中会产生
B. 路径Ⅰ的决速反应步骤为
C. 路径Ⅱ反应过程中存在非极性键的断裂,无非极性键的形成
D. 氧在石墨化氮掺杂石墨烯上的还原主要按路径Ⅱ进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,路径Ⅰ的中间态可以转化得到,因此路径Ⅰ过程中会产生,A正确;
B.根据题干信息,路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的决速步骤均为第一步单电子还原反应,因此路径Ⅰ的决速反应步骤为:,B错误;
C.路径Ⅱ的第一步就将中的O=O非极性键断裂,后续反应都是生成、吸附态羟基或氧的过程,产物中没有新的非极性键生成,因此路径Ⅱ反应过程中存在非极性键的断裂,无非极性键的形成,C正确;
D.已知路径Ⅰ和路径Ⅱ还原的决速步骤均为第一步单电子还原反应,由图可知,路径Ⅱ的第一步反应的能垒远小于路径Ⅰ的第一步能垒,反应速率更快,因此氧在石墨化氮掺杂石墨烯上的还原主要按路径Ⅱ进行,D正确;
故选B。
12. 薰衣草精油化学性质稳定,在水中溶解度小于在有机溶剂中的溶解度。某实验小组制备薰衣草精油的步骤:
①将薰衣草捣碎,转移至小烧杯中并加入适量水浸泡;
②搅拌使充分溶解后进行固液分离;
③在薰衣草水中加入适量(有毒、沸点76.8℃);
④再对分离出的层进行处理得到薰衣草精油。其操作中用到的仪器及装置如下所示:
下列说法错误的是
A. 使用仪器a分液时,需将玻璃塞打开或将玻璃塞的凹槽对准瓶颈上的小孔
B. 装置③中需加入碎瓷片或沸石防暴沸
C. 薰衣草水中可以用苯或乙醇代替
D. 制备薰衣草精油先后用到的仪器或装置顺序为①④②③
【答案】C
【解析】
【详解】A.仪器a是分液漏斗,分液时打开玻璃塞或将玻璃塞凹槽对准瓶颈小孔,可使漏斗内部与大气相通,保证液体顺利流下,A正确;
B.装置③是蒸馏装置,对液体加热时加入碎瓷片或沸石,可防止液体暴沸,B正确;
C.萃取剂需要满足与原溶剂(水)不互溶的要求,乙醇可以和水任意比例互溶,无法作为该实验的萃取剂,可以用苯代替,但是不能用乙醇代替,C错误;
D.实验流程为:薰衣草捣碎(用装置①)→浸泡后固液分离(过滤,用装置④)→加入萃取分液(用装置②)→蒸馏分离得到精油(用装置③),仪器使用顺序为①④②③,D正确;
故选C。
13. 焦亚硫酸钠是一种广泛应用于食品工业的添加剂,其被用于肉类制品、水产品、饮料、酱油等各类食品中,作为抗氧化剂、防腐剂和漂白剂。工业上利用黄铁矿制备硫酸的同时得到亚硫酸氢钠,进而得到焦亚硫酸钠的工艺流程如下所示。
下列说法正确的是
A. 煅烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B. 加热时发生反应的化学方程式为
C. 试剂X为饱和亚硫酸氢钠溶液
D. 补充及所加入溶液均需过量,避免浪费原料及污染空气
【答案】B
【解析】
【分析】黄铁矿在高温下与氧气煅烧反应,生成和,煅烧产生的被氧化成,被吸收生成硫酸,工业上通常使用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,一部分被溶液吸收,生成,加热分解生成和。
【详解】A.煅烧时黄铁矿被氧气氧化,反应方程式为,其中氧化剂为,还原剂为,氧化剂与还原剂物质的量之比为,A错误;
B.根据题文信息,加热时发生的化学反应方程式为,B正确;
C.试剂X的作用是吸收,因此试剂X为98.3%的浓硫酸,C错误;
D.溶液若过量,则生成的是亚硫酸钠而不是亚硫酸氢钠,且及均易被氧化,因此补充及所加入溶液过量,均不利于焦亚硫酸钠的制取,D错误;
故答案选B。
14. 氰化物络合能使镀层细密光滑,成品质量较高。与金属离子形成金属配离子表示为K(平衡常数)。常温下,金属离子与形成配离子,平衡时,与的关系如图所示。
已知:。下列说法错误的是
A. 表示为与变化的关系
B. 浓度相同时,
C. P点的坐标为
D. N点时,金属配离子的解离速率小于生成速率
【答案】B
【解析】
【分析】以为例,根据可推导出,,推广公式,直线的斜率m就是金属离子的配位数,配位数越大,斜率就越大,所以根据直线的斜率判断,依次表示,,与变化的关系。
【详解】A.由分析可知,表示为与变化的关系,A正确;
B.根据图像,浓度相同时,在P点左侧有,在P点有,在P点右侧有,B错误;
C.根据反应,,则,整理可得,当时,,结合纵坐标所得数据,,;,即,,解得,,将代入或的表达式中,得出纵坐标得,C正确;
D.由图像可知,当对应的相关离子浓度处于N点时,此时大于平衡状态时的数值,则反应向生成的方向进行,即金属配离子的解离速率小于生成速率,D正确;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钴被誉为战略物资,有出色的性能和广泛的应用。利用水钴矿(主要成分为,含少量、MnO、MgO、CaO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如下所示。
已知:常温下,部分阳离子沉淀时溶液的pH如下表所示。
沉淀物
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
2.5
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
7.0
5.2
9.8
请回答下列问题:
(1)基态钴原子的未成对电子数为________;“浸出”时主要发生反应的离子方程式为________。
(2)“浸渣”的主要成分为________。
(3)通过“氧化”步骤得出、、三种离子氧化性的顺序为________。
(4)“调pH”的范围是________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图甲所示。使用萃取剂适宜的pH是________(填选项序号)。
A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近5.0
(6)“沉钴”后得到草酸钴晶体需要的操作是________。
(7)草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。草酸钴晶体()高温灼烧,其热重分析图如图乙所示。写出C→D的化学方程式________。
【答案】(1) ①. 3 ②.
(2)
(3)
(4)
(5)B (6)过滤、洗涤、干燥
(7)
【解析】
【分析】水钴矿主要成分为,含少量、、、、、等,第一步加入硫酸与亚硫酸钠,将铁离子与三价钴分别还原为与二价钴离子,浸渣不与硫酸反应的和微溶于水的,后加入氧化但不氧化,经过下一步调pH将铁离子转化为沉淀,后加入除去和,利用萃取剂萃取水层中的,水相中的金属离子为,最后加入草酸铵,经过一系列操作得到草酸钴晶体;
【小问1详解】
钴原子的价电子排布式为,未成对电子数为3;
根据工艺流程所得产物,钴为价,因此加入亚硫酸钠的作用将还原,其离子方程式为;
【小问2详解】
“酸浸”时不反应,且生成了微溶于水的,故浸渣为和;
【小问3详解】
“酸浸”时加入亚硫酸钠也会还原,但是调节pH时,不易与分离,因此加入的目的是将氧化生成,且不能将氧化,因此氧化性顺序为;
【小问4详解】
调pH目的是沉淀和,而不能将沉淀,因此pH的范围为;
【小问5详解】
加入萃取剂的目的是分离和,根据信息判断,应增加萃取率,而减小萃取率,因此合适的pH接近3.0;
【小问6详解】
得到草酸钴晶体需要的操作是过滤、洗涤、干燥;
【小问7详解】
设草酸钴晶体的物质的量为1 mol,质量为183 g,,则B点时,剩余固体的质量为,该固体中氧原子的物质的量为,钴原子与氧原子物质的量之比为,所以B点到C点过程的化学式为CoO,D点时固体质量增加,增加了,钴原子与氧原子物质的量之比,可知D点固体的化学式为,则CD段发生的化学方程式为:;
16. 硫代尿素在农业、工业及医药领域均有广泛的应用。该物质易溶于水,易被氧化,温度较高时易发生异构化。实验室通过如下装置利用硫化氢气体和碳氮化钙合成少量硫代尿素。
请回答下列问题:
(1)以上装置按气流方向由左到右的连接顺序为________(填写小写字母)。
(2)装置丙的作用是________;装置丁中试剂X为________。
(3)装置乙中盛装碳氮化钙的仪器名称为________;实验开始时应先打开装置甲一段时间,当________现象时,再加入蒸馏水,打开磁力搅拌器,其目的是________。
(4)实验结束后,取4.0 g制得的产品溶于水配成250 mL溶液,量取25.00 mL溶液,用的酸性高锰酸钾溶液滴定,若被氧化时转移,其得到两种无毒气体,则反应的离子方程式为________;滴定至终点消耗酸性高锰酸钾溶液25.00 mL,则产品的纯度为________%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)a→gf→bc→de
(2) ①. 吸收未充分反应的硫化氢气体,避免污染空气 ②. 饱和NaHS溶液
(3) ①. 三颈烧瓶 ②. 装置丙中产生黑色沉淀 ③. 排除装置中的空气,防止硫代尿素被氧化
(4) ①. ②. 67.9
【解析】
【16题详解】
根据信息,装置甲用于制备硫化氢气体然后利用装置丁除杂,装置乙为主体反应装置,利用装置丙进行尾气吸收,因此正确连接顺序为a→gf→bc→de;
【17题详解】
硫酸铜溶液的作用为吸收未充分反应的硫化氢气体,避免污染空气;
装置中缺少除去硫化氢中的氯化氢气体的仪器,因此装置丁中试剂X为饱和硫氢化钠溶液;
【18题详解】
盛装碳氮化钙的仪器名称为三颈烧瓶;
利用产生的硫化氢气体排出装置中的空气,防止硫代尿素被氧化,当装置丙中产生黑色沉淀时,则证明空气已经被排出;
【19题详解】
根据现象判断氮元素被氧化生成氮气,且碳生成二氧化碳,因此硫则被氧化生成最高价,离子反应方程式为;
根据对应关系:,,则,配得的溶液中,硫代尿素的纯度为。
17. 萘类物质的加成反应,可以合成多种环状结构的异构体,并在工业中有重要应用,利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs,包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-甲基十氢萘(1-MD)的副反应,涉及反应如下图所示。
请回答下列问题:
(1)已知一定条件下反应的焓变分别为,写出之间的关系式________。
(2)四个平衡体系的压强平衡常数与温度的关系如图所示。
①1-MN,MTLs,1-MD中最稳定的是________。
②若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化,则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为________(填“a”或“b”)。
(3)一定温度下,将一定量的1-MN投入一密闭容器中,保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图所示。
已知:①以上各反应的速率方程均可表示为,其中、分别为各反应中对应反应物的浓度,k为速率常数;②在该条件下,、的速率常数的关系为。
图中表示5-MTL的曲线是________,分析其原因是________。
(4)一定温度下,在体积1 L的刚性密闭容器中投入1 mol 1-MN(g)和10 mol 发生上述反应,达到平衡时,若容器中5-MTL(g)为0.2 mol,1-MTL(g)为0.3 mol,的转化率为25%,1-MD(g)的产率为________。
【答案】(1)
(2) ①. 1-MD ②. b
(3) ①. c ②. 、的速率常数的关系为,,浓度恒定,k值越大,则反应进行得快,生成5-MTL的浓度大,随着反应的进行,反应消耗5-MTL,则浓度减小,曲线c代表5-MTL的曲线
(4)30%
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,,则
【小问2详解】
①由图可知,温度升高,4个反应的平衡常数均减小,则所有的反应均为放热反应,根据能量越低越稳定,1-MD的能量最低,且1-MD为饱和烃,则反应体系中1-MD最稳定。
②由(1)可知,,则,若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化,由图可知,则,故表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为b。
【小问3详解】
1-MN为反应物,a曲线表示1-MN,1-MD为最终生成物,曲线d表示1-MD,、的速率常数的关系为,,浓度恒定,k值越大,则反应进行得快,生成5-MTL的浓度大,随着反应的进行,反应消耗5-MTL,则浓度减小,曲线c代表5-MTL。
【小问4详解】
根据反应关系图可知,生成1 mol 1-MD共需要5 mol ,生成1 mol 5-MTL需要2 mol ,生成1 mol 1-MTL需要2 mol ,设生成x mol的1-MD,则共消耗的物质的量为,解得,1-MD的产率为。
18. 丙烯酸乙酯是一种重要的合成单体和化工中间体,并在多种领域中被广泛应用,一种制备丙烯酸乙酯的合成路线如下。
请回答下列问题:
(1)写出淀粉水解的化学方程式________。
(2)写出B→C所需要的试剂及条件________;D→E的先后发生的反应类型为________和消去反应。
(3)写出由B+E→丙烯酸乙酯的化学方程式________。
(4)与丙烯酸乙酯具有相同官能团的同分异构体共有________种(不考虑空间异构体)。
(5)某化学兴趣小组利用上述原理,取5.0 g丙烯酸、50.0 g乙醇和1 mL浓硫酸置于圆底烧瓶中,利用如下装置制备丙烯酸乙酯。已知:乙醇的沸点为78.5℃,丙烯酸的沸点为141℃,丙烯酸乙酯的沸点为99.8℃。
①制备装置安装仪器b即分水器(实验过程中不断分离除去反应生成的水)的优点是________。
②将丙烯酸乙酯粗产品用如下操作进行精制:a.用10%碳酸钠溶液洗涤、分液;b.用无水干燥;c.水洗、分液;d.蒸馏。正确的操作步骤是________(填字母序号)。称量制得的丙烯酸乙酯的质量为4.0 g,则丙烯酸乙酯的产率为________。
【答案】(1)
(2) ①. 、Cu/加热 ②. 加成反应
(3)
(4)8 (5) ①. 反应中分离出生成的水,使酯化反应平衡正向移动,提高丙烯酸乙酯的产率 ②. cacbd ③. 57.6%
【解析】
【分析】葡萄糖在酒化酶作用下生成的B为乙醇,乙醇和氧气发生催化氧化生成的C为乙醛,乙醛继续氧化生成的D为乙酸,乙酸和甲醛发生反应生成的E为CH2=CHCOOH,E和乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯;
【小问1详解】
淀粉水解的化学方程式为
【小问2详解】
B为乙醇,C为乙醛,B→C发生氧化反应,所需要的试剂及条件为、Cu/加热;D→E 为乙酸的α-H与甲醛的碳氧双键先发生加成反应后,再通过消去反应得到丙烯酸;
【小问3详解】
丙烯酸与乙醇发生的酯化反应方程式为;
【小问4详解】
含有酯基及碳碳双键的结构共有9种,、、、、、、、,去掉丙烯酸乙酯本身,丙烯酸乙酯的相同官能团的同分异构体有8种。
【小问5详解】
①分水器分离出酯化反应生成的水,使酯化反应平衡正向移动,提高丙烯酸乙酯的产率;
②获得丙烯酸乙酯粗产品以后,先进行水洗、分液,洗去残留物;用10%碳酸钠溶液洗涤、分液,除去剩余的乙酸和乙醇、硫酸等;再次进行水洗、分液,洗去残留物;随后用无水干燥;最后蒸馏获得精制产品。因此答案为cacbd。
5.0 g丙烯酸与50.0 g乙醇反应,乙醇过量,丙烯酸的相对分子质量为72,丙烯酸乙酯的相对分子质量为100,则丙烯酸乙酯的产率为。
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