内容正文:
昌宁县第二中学高2025届高三上11月阶段性检测
化学试题
(满分:100分;考试时间:75分钟)
2024年11月
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)。
相对原子质量:H 1 C12 N14 O16 Na23 S 32 Cl 35.5 Ni59 Cu64 Ce140
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 化学与社会生产、生活息息相关。下列说法正确的是
A. 歼—20飞机上用到的氮化硅材料,属于新型无机非金属材料
B. “福建舰”航空母舰的甲板——贝氏体耐磨钢,属于复合材料
C. “嫦娥五号”月球探测器带回的月壤中含有磁铁矿,其主要成分为
D. 第19届亚运会棒(垒)球体育文化中心罩棚的聚四氟乙烯膜,属于烃类
2. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 实验室中制取气体:
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 向溶液通入少量气体:
D. 向溶液中通入少量气体:
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含有键的数目为1.2NA
B. 标准状况下,11.2L中含有S原子的数目为0.5NA
C. 电解精炼粗铜时,阳极质量减轻时外电路转移的电子数为NA
D. 一定条件下,和 充分反应后容器内的分子总数为0.3NA
4. 常温下,W、X、Y、Z四种短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol/L)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 单质的氧化性:Y>Z
B. 简单离子半径:Y>Z>X>W
C. W、Y、Z都可能形成18e-的氢化物分子
D. X分别与Y、Z形成的化合物均可促进水的电离
5. 下列说法中正确的是
A. 稳定性:H2O>H2S,是由于水分子间存在氢键
B. NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C. NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
D. 在C60、石墨、金刚石中,碳原子杂化方式分别为sp、sp2和sp3三种杂化
6. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
C. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
D. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
7. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,Y和W位于同主族,一种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:
B. 最高价含氧酸的酸性Z大于W
C. 可通过置换反应证明非金属性:
D. 基态Y原子处于最高能级的电子的运动状态有6个
8. 环氧树脂黏合剂可由双酚(X)和环氧氯丙烷(Y)在碱性条件下制得。下列说法正确的是
A. 环氧树脂黏合剂是纯净物
B. X不能使酸性溶液褪色
C. X和Y经加聚反应制得环氧树脂黏合剂
D. X苯环上的被取代,一溴代物只有2种(不考虑立体异构)
9. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 用装置甲测量反应生成氢气的体积 B. 用装置乙制备少量溶液
C. 用装置丙制备氯气 D. 用装置丁验证元素非金属性强弱:
10. 叠氮化锂()可用作火药和炸药增敏剂,其晶体结构如图所示。下列说法错误的是
A. 和中心原子杂化方式相同,且构型相同
B. 该晶体中,一个同时吸引8个距离相等的
C. 若m的分数坐标为,则n的分数坐标为
D. 若该晶胞面心处的被取代,所得晶体化学式为
11. 下列实验方案、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
两支试管中分别放入两颗大小形状相同的锌粒和等体积等浓度的稀盐酸,其中一支试管再滴入2滴硫酸铜溶液
滴入硫酸铜的试管产生气泡速率加快
形成原电池,加快金属的腐蚀
B
用pH计测量醋酸、盐酸的pH
pH:盐酸<醋酸
是弱电解质
C
以铁粉为主的食品脱氧剂样品溶于盐酸,滴加溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D
将乙醇与浓混合加热,将产生的气体通入溴水中
溴水褪色
乙醇发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
12. 当25℃时,向某浓度新制氯水中滴入0.10mol/L的溶液,滴定曲线如图所示,已知次氯酸的电离常数为。下列说法正确的是
A. 原新制氯水的浓度为0.10mol/L
B. 甲到戊的过程中,水的电离程度一直增大
C. 丙点溶液中存在:
D. 甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:
13. 某新型可充放电的“生物质电池”(如图所示),存储/释放电能的同时,实现由糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是
A. 充电时,OH-由N电极移向M电极
B. 充电时,消耗93 g Ni(OH)2,理论上可制得0.5 mol
C. 放电时,N为电池的负极,发生氧化反应
D. 放电时,M电极上的反应为+3OH-+2e-=2H2O+
14. 在一定温度下,向10 L的刚性密闭容器中通入一定量的气体M,同时发生两个反应:①;②,反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M),k1、k2为速率常数,反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示:
时间(min)
0
1
2
3
4
5
6
M(mol)
1.00
0.76
0.56
0.40
0.36
0.36
0.36
P(mol)
0
0.06
0.11
0.15
0.16
0.16
0.16
下列说法正确的是
A. 0~3 min内,Q的平均反应速率为0.15mol/(L·min)
B. 反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变
C. 反应①的活化能比反应②的活化能低
D. 平衡时M生成Q的转化率为36%
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铂在汽车、航空、医学、电子等很多领域应用广泛,一种利用含铂废液(含和)制取海绵铂的技术路线如下:
已知:;、和均易溶于水。
(1)在周期表中,与处于同一纵列,则基态的最外层最高能级电子云轮廓图为______形,价电子总数为______。
(2)第一步加入的目的是________________________________。
(3)“沉铂”时,反应的离子方程式为________________________________。
(4)“沉铂”时,为了使完全沉淀,则沉铂后溶液中应大于______mol/L。
(5)“铂还原”时,产生一种无污染气体,则该步反应的化学方程式为________________________________。
(6)工业生产中,金属锌也可还原制得金属铂,但因副反应有损耗。若金属锌因副反应损耗16%,而无额外损耗,则要制备相同质量的铂时,需要的锌与的质量之比为______(化为最简整数比)。
(7)医学上“顺铂”可治疗癌症,而“反铂”则无疗效。据最新研究表明,部分“反式铂配合物”具有比“顺铂”更高的治疗活性,如化合物,为表征分子中两个键的夹角和氢的类型,需要用到的仪器是______。
A. 质谱仪 B. 核磁共振氢谱仪 C. 红外光谱仪 D. X射线衍射仪
16. 二氯异氰尿酸钠是一种常用的高效含氯杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。实验室常用高浓度的溶液和异氰尿酸固体,在10℃时反应制备,实验装置如图所示(夹持装置略)。
(1)的制备
检查装置气密性后加入药品。关闭,打开,向A中滴加足量的浓盐酸,关闭。
①仪器a的名称是_______;装置B中试剂为_______。
②当观察到_______时,再滴入的吡啶溶液,写出和发生反应的化学方程式__________________________。
③制备过程中要不断通入,其目的是_______________________。
④反应结束后,取装置D中溶液,进行一系列操作:_______、过滤、洗涤、低温干燥得到粗产品。
(2)纯度测定
取m g粗产品溶于少量水,加入过量维生素C充分反应,再加入,的过量溶液,加入几滴稀溶液,用标准溶液滴定至终点,消耗标准液。[已知:(白色)]
①的纯度为______。
②下列有关上述滴定操作的说法正确的是______。
a.接近终点时转动活塞,使溶液悬挂在尖嘴上形成半滴,用锥形瓶内壁将其刮落
b.若盛放标准溶液的滴定管没有润洗,使测定结果偏大
c.锥形瓶洗涤后未干燥即加入所配待测溶液,使测定结果偏小
d.滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,使测定结果偏小
17. 某乙烷制乙烯项目技术涉及反应I:
物质
燃烧热()
(1)_______。
(2)在密闭容器中充入一定量的,发生反应I,一段时间后,下列说法正确的是______。
a.恒温恒容下,若气体密度保持不变,则说明反应达到平衡状态
b.恒温恒压下,若气体平均摩尔质量保持不变,则说明反应达到平衡状态
c.将平衡混合气体通过足量溴水,剩余气体体积可能为原体积的一半(相同状态)
d.将平衡混合气体充分燃烧,消耗氧气的量与原乙烷完全燃烧氧气的量相同
(3)若其他条件相同,分别在总压强为、时,发生反应Ⅰ,平衡体系中、的体积分数随温度变化的关系如图1所示,则代表压强为时的体积分数随温度变化的曲线是_______。
(4)乙烷裂解时易发生副反应Ⅱ:
①在某温度和压强为下,向一密闭容器中充入一定量,发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应达到平衡时,的转化率为60%,和的体积比为2:1,则该温度下反应Ⅰ的压力平衡常数_______(结果保留一位小数)。
②在实际生产中,常在恒温恒压恒流下进行,能提高选择性的一条可靠措施是_____________________。
(5)我国化学工作者发明用电解法制乙烯,原理如图2所示。该电解池中用到了多孔单晶,其在氧化过程中可以促进晶格氧向活性氧的转化。
①阳极的电极反应为________________________________。
②图3为的晶胞,该晶胞中O的配位数为_______,若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为_______(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含NA的代数式表示)。
18. 丙美卡因(J)是一种局部麻醉剂,主要用于小手术,如除去异物或缝合时使眼睛麻木。丙美卡因的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知反应I:;
已知反应Ⅱ:;
回答下列问题:
(1)C物质的名称为_______,E中官能团的名称是_______。
(2)H的结构简式为________________________________。
(3)H生成Ⅰ中第ii步的反应类型为_______。
(4)设计C→D和F→G两步反应的目的是_______。
(5)E生成F的化学方程式为________________________________。
(6)E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
a.与溶液反应放出气体;
b.与银氨溶液反应产生银镜;
c.该物质可与反应;
(7)对乙酰氨基酚具有很强的解热镇痛作用。结合已知信息,设计一条由苯酚为原料合成对乙酰氨基酚的中间体K()的路线,其他无机试剂任选_____________________。
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昌宁县第二中学高2025届高三上11月阶段性检测
化学试题
(满分:100分;考试时间:75分钟)
2024年11月
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)。
相对原子质量:H 1 C12 N14 O16 Na23 S 32 Cl 35.5 Ni59 Cu64 Ce140
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 化学与社会生产、生活息息相关。下列说法正确的是
A. 歼—20飞机上用到的氮化硅材料,属于新型无机非金属材料
B. “福建舰”航空母舰的甲板——贝氏体耐磨钢,属于复合材料
C. “嫦娥五号”月球探测器带回的月壤中含有磁铁矿,其主要成分为
D. 第19届亚运会棒(垒)球体育文化中心罩棚的聚四氟乙烯膜,属于烃类
【答案】A
【解析】
【详解】A.氮化硅属于高温结构陶瓷,是新型无机非金属材料,A正确;
B.贝氏体耐磨钢属于铁合金,为金属材料,不属于复合材料,B错误;
C.磁铁矿的主要成分为,是赤铁矿的主要成分,C错误;
D.聚四氟乙烯含有元素,而烃是仅含、两种元素的有机物,故聚四氟乙烯不属于烃类,D错误;
故答案选A。
2. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 实验室中制取气体:
B. 向溶液中滴加少量溶液:
C. 向溶液通入少量气体:
D. 向溶液中通入少量气体:
【答案】C
【解析】
【详解】A.难溶于非氧化性稀酸,无法与反应生成,实验室一般用与稀硫酸反应制取,正确的离子方程式为,A错误;
B.与的络合反应为可逆反应,应使用可逆符号,主要反应的正确离子方程式为,B错误;
C.酸性强弱顺序为,根据强酸制弱酸原理,无论通入量多少,与、反应均生成和,离子方程式书写正确,C正确;
D.溶液中含有,通入后溶液呈酸性,酸性条件下氧化性强于,由于通入少量的,因此先发生的是氧化,正确的离子方程式为,D错误;
故选C。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含有键的数目为1.2NA
B. 标准状况下,11.2L中含有S原子的数目为0.5NA
C. 电解精炼粗铜时,阳极质量减轻时外电路转移的电子数为NA
D. 一定条件下,和 充分反应后容器内的分子总数为0.3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.存在同分异构体(乙醛、环氧乙烷),二者分子中含有的键数目不同,无法确定(即)中键的具体数目,A错误;
B.标准状况下为固体,不能用标准状况下气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定含有的原子数目,B错误;
C.电解精炼粗铜时,阳极中比铜活泼的杂质(如、等)会优先放电,杂质的摩尔质量与铜不同,故阳极质量减轻时,外电路转移电子数不一定为,C错误;
D.与的反应为反应前后气体分子总数不变的可逆反应,的物质的量为,与混合后总分子的物质的量为,充分反应后容器内分子总数仍为,D正确;
故选D。
4. 常温下,W、X、Y、Z四种短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol/L)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 单质的氧化性:Y>Z
B. 简单离子半径:Y>Z>X>W
C. W、Y、Z都可能形成18e-的氢化物分子
D. X分别与Y、Z形成的化合物均可促进水的电离
【答案】C
【解析】
【分析】图中原子序数依次增大的顺序为W<X<Y<Z,原子半径依次增大的顺序为W<Z<Y<X。浓度为0.01 mol/L时,X的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为12,说明该水化物为强碱;结合短周期主族元素范围可知X=Na。再结合其余三种水化物溶液均呈强酸性以及原子序数和原子半径的相对关系,可得W=N、Y=S、Z=Cl。
【详解】A.由元素推断结果知,Y=S、Z=Cl;氯气的氧化性强于硫单质,题给氧化性顺序相反,A错误;
B.由元素推断结果知,四种简单离子分别为S2-、Cl-、Na+、N3-。前两种离子均有18个电子,后两种离子均有10个电子;电子层数越多半径越大,等电子微粒的核电荷数越大半径越小,故离子半径顺序为S2->Cl->N3->Na+,B错误;
C.由元素推断结果知,W=N、Y=S、Z=Cl;它们可形成的氢化物分子分别有N2H4、H2S、HCl,各分子的电子总数依次为2×7+4×1=18、16+2×1=18、17+1=18,C正确;
D.由元素推断结果知,X=Na、Y=S、Z=Cl;Na2S中硫离子水解,可促进水的电离,而NaCl中的钠离子和氯离子均不水解,不能促进水的电离,D错误;
故选C。
5. 下列说法中正确的是
A. 稳定性:H2O>H2S,是由于水分子间存在氢键
B. NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C. NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
D. 在C60、石墨、金刚石中,碳原子杂化方式分别为sp、sp2和sp3三种杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.水分子间的氢键主要影响物质的熔、沸点等物理性质;氢化物的稳定性取决于化学键强弱,H—O键比H—S键强,因而前者更稳定,题给因果关系错误,A错误;
B.铵根离子和高氯酸根离子的中心原子周围均有4个成键电子对且无孤电子对,二者的VSEPR模型均为AX4,空间结构均为正四面体形,B正确;
C.NH3是极性分子,分子间可形成氢键;CO2是非极性分子,分子间不存在氢键,二者的分子间作用力类型并不相同,C错误;
D.C60和石墨中每个碳原子均与3个相邻碳原子形成σ键,按高中模型均采用sp2杂化;金刚石中碳原子采用sp3杂化,D错误;
故选B。
6. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
C. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
D. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
【答案】D
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐水可得到Cl2,而Cl2与Fe在加热条件下反应生成FeCl3,而不是FeCl2,A项错误;
B.S与氧气点燃下反应生成SO2,而不是SO3,B项错误;
C.N2(g)NH3(g)可以实现,而NH3与CO2、NaCl反应得到的是NH4Cl和NaHCO3,而不是Na2CO3,C项错误;
D.MgCl2与石灰乳反应得到Mg(OH)2和CaCl2,在高温下煅烧Mg(OH)2得到MgO和水,符合题意,D项正确;
故答案选D。
7. 短周期主族元素、、、的原子序数依次增大,Y和W位于同主族,一种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:
B. 最高价含氧酸的酸性Z大于W
C. 可通过置换反应证明非金属性:
D. 基态Y原子处于最高能级的电子的运动状态有6个
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y和W位于同族,由结构图可知,W可形成6对共用电子对,Y可形成2对共用电子对,则W为S,Y为O;X可形成3对共用电子对,则X为N,Z可形成1对共用电子对,则Z为F。
【详解】A.X为N,Y为O,Z为F,一般来说,同一周期中,从左到右第一电离能总体上呈现增大的趋势,但是N的2p轨道为半满结构,第一电离能大于O,故第一电离能Y<X<Z,选项A错误;
B.Z为F, 氟没有正价,不存在最高价含氧酸,选项B错误;
C.Y为O,Z为F,通过置换反应2F2+2H2O=4HF+O2证明非金属性:,选项C正确;
D.Y为O,基态Y电子排布式1s22s22p4,,处于最高能级的电子的运动状态有4个,选项D错误;
答案选C。
8. 环氧树脂黏合剂可由双酚(X)和环氧氯丙烷(Y)在碱性条件下制得。下列说法正确的是
A. 环氧树脂黏合剂是纯净物
B. X不能使酸性溶液褪色
C. X和Y经加聚反应制得环氧树脂黏合剂
D. X苯环上的被取代,一溴代物只有2种(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【详解】A.环氧树脂黏合剂为高分子化合物,聚合度为不确定值,属于混合物,A错误;
B.中含有酚羟基,可被酸性氧化,能使酸性溶液褪色,B错误;
C.和反应制备环氧树脂时有小分子生成,属于缩聚反应,不属于加聚反应,C错误;
D.结构对称,两个苯环完全等效,每个苯环上仅存在2种等效氢,因此苯环上的一溴代物只有2种,D正确;
故答案选D。
9. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 用装置甲测量反应生成氢气的体积 B. 用装置乙制备少量溶液
C. 用装置丙制备氯气 D. 用装置丁验证元素非金属性强弱:
【答案】A
【解析】
【详解】A.恒压分液漏斗可避免滴入的液体占据气体体积带来的误差,锌与稀硫酸反应生成的进入注射器,可准确测量生成氢气的体积,A正确;
B.电解饱和食盐水时,石墨为阳极,生成的在装置上方直接逸出,无法与阴极生成的充分接触反应,不能制备溶液,B错误;
C.与浓盐酸反应制备需要加热,装置丙无加热装置,无法反应生成氯气,C错误;
D.验证非金属性强弱应使用最高价氧化物对应水化物的酸性比较,不是的最高价含氧酸,且挥发的也会与反应,无法证明的非金属性强于,也不能比较和的非金属性,D错误;
故选A。
10. 叠氮化锂()可用作火药和炸药增敏剂,其晶体结构如图所示。下列说法错误的是
A. 和中心原子杂化方式相同,且构型相同
B. 该晶体中,一个同时吸引8个距离相等的
C. 若m的分数坐标为,则n的分数坐标为
D. 若该晶胞面心处的被取代,所得晶体化学式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.与原子总数、价电子总数均相等,互为等电子体,中心原子均为杂化,均为直线形结构,A正确;
B.以面心为例,和其距离最近且相等的为4个,不是8个,B错误;
C.根据坐标系和的分数坐标,位于的侧面面心,分数坐标为,C正确;
D.原晶胞中个数为,个数为,若面心处被取代,的个数为,个数为,晶胞中、、的个数比为,所得晶体化学式为,D正确;
故选B。
11. 下列实验方案、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
两支试管中分别放入两颗大小形状相同的锌粒和等体积等浓度的稀盐酸,其中一支试管再滴入2滴硫酸铜溶液
滴入硫酸铜的试管产生气泡速率加快
形成原电池,加快金属的腐蚀
B
用pH计测量醋酸、盐酸的pH
pH:盐酸<醋酸
是弱电解质
C
以铁粉为主的食品脱氧剂样品溶于盐酸,滴加溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D
将乙醇与浓混合加热,将产生的气体通入溴水中
溴水褪色
乙醇发生了消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.锌与硫酸铜反应置换出,形成稀盐酸原电池,反应速率加快,即锌的腐蚀速率加快,实验方案、现象、结论均合理,A正确;
B.未控制醋酸和盐酸的浓度相等,若盐酸浓度远大于醋酸,也会出现盐酸更小的现象,无法证明是弱电解质,B错误;
C.脱氧剂中的过量铁粉会将可能存在的还原为,即使原样品含+3价铁,滴加溶液也不会显红色,无法得出样品无+3价铁的结论,C错误;
D.浓硫酸具有强氧化性,反应过程中会生成杂质,也可还原溴水使其褪色,无法证明生成乙烯即乙醇发生消去反应,D错误;
答案选A。
12. 当25℃时,向某浓度新制氯水中滴入0.10mol/L的溶液,滴定曲线如图所示,已知次氯酸的电离常数为。下列说法正确的是
A. 原新制氯水的浓度为0.10mol/L
B. 甲到戊的过程中,水的电离程度一直增大
C. 丙点溶液中存在:
D. 甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:
【答案】C
【解析】
【分析】新制的氯水中存在和,为强酸会先和反应,因此甲到乙的阶段为与的中和,乙到丁的阶段为与的中和,达到丁时恰好完全反应,由此解答;
【详解】A.与的反应为,完全反应的关系式为,加入时恰好完全反应,计算得,原氯水浓度为,A错误;
B.甲到恰好完全反应的丁点,酸电离的不断被消耗,生成的水解促进水的电离,水的电离程度逐渐增大;丁到戊的过程中,过量电离的抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.丙点,,代入,得,即;由物料守恒得,故;由电荷守恒,丙点显碱性,故,由于的电离程度很小,,离子浓度大小关系为,C正确;
D.由分析可知,甲到乙为第一个滴定突跃,强酸优先与反应,主要反应为,D错误;
故选C。
13. 某新型可充放电的“生物质电池”(如图所示),存储/释放电能的同时,实现由糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是
A. 充电时,OH-由N电极移向M电极
B. 充电时,消耗93 g Ni(OH)2,理论上可制得0.5 mol
C. 放电时,N为电池的负极,发生氧化反应
D. 放电时,M电极上的反应为+3OH-+2e-=2H2O+
【答案】B
【解析】
【分析】由图中N电极的物质转化可知,充电时N电极发生反应,N为阳极,消耗氢氧根离子并失去电子;M电极上糠醛得到电子生成糠醇,可表示为。放电时两电极反应均反向进行,N电极发生还原反应并作为正极。
【详解】A.充电时N电极生成NiOOH并消耗氢氧根离子,M电极上糠醛还原生成糠醇并生成氢氧根离子,为维持两侧电荷平衡,氢氧根离子应由M电极侧移向N电极侧,A错误;
B.Ni(OH)2的摩尔质量约为93 g/mol,93 g Ni(OH)2为1 mol;充电时每转化1 mol Ni(OH)2转移1 mol电子,而每生成1 mol糠醇需要2 mol电子,故理论上可生成0.5 mol糠醇,B正确;
C.放电时N电极上的NiOOH得到电子转化为Ni(OH)2,N电极发生还原反应,是原电池的正极,C错误;
D.放电时M电极上糠醛被氧化为糠酸根,正确的电极反应为;题给反应式把电子写成反应物相加,电子转移方向错误且电荷不守恒,D错误;
故选B。
14. 在一定温度下,向10 L的刚性密闭容器中通入一定量的气体M,同时发生两个反应:①;②,反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M),k1、k2为速率常数,反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示:
时间(min)
0
1
2
3
4
5
6
M(mol)
1.00
0.76
0.56
0.40
0.36
0.36
0.36
P(mol)
0
0.06
0.11
0.15
0.16
0.16
0.16
下列说法正确的是
A. 0~3 min内,Q的平均反应速率为0.15mol/(L·min)
B. 反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变
C. 反应①的活化能比反应②的活化能低
D. 平衡时M生成Q的转化率为36%
【答案】B
【解析】
【分析】两反应在任一时刻的速率之比为,为常数。P、Q的初始物质的量均为0,故二者的生成量之比等于两反应的速率之比。3 min时,由物料守恒得,从而。平衡时。
【详解】A.3 min时Q的生成量为0.45 mol,其平均生成速率为,A错误;
B.P、Q的初始物质的量均为0,且两者生成速率之比恒等于速率常数之比,因此P、Q的物质的量之比保持不变;刚性容器体积不变,二者浓度之比也保持不变,B正确;
C.由P、Q的生成量可得,即同温度下速率常数;但速率常数还受指前因子影响,仅凭速率常数大小不能确定活化能高低,C错误;
D.平衡时由反应②生成Q的物质的量为0.48 mol,因此M生成Q的转化率为,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 铂在汽车、航空、医学、电子等很多领域应用广泛,一种利用含铂废液(含和)制取海绵铂的技术路线如下:
已知:;、和均易溶于水。
(1)在周期表中,与处于同一纵列,则基态的最外层最高能级电子云轮廓图为______形,价电子总数为______。
(2)第一步加入的目的是________________________________。
(3)“沉铂”时,反应的离子方程式为________________________________。
(4)“沉铂”时,为了使完全沉淀,则沉铂后溶液中应大于______mol/L。
(5)“铂还原”时,产生一种无污染气体,则该步反应的化学方程式为________________________________。
(6)工业生产中,金属锌也可还原制得金属铂,但因副反应有损耗。若金属锌因副反应损耗16%,而无额外损耗,则要制备相同质量的铂时,需要的锌与的质量之比为______(化为最简整数比)。
(7)医学上“顺铂”可治疗癌症,而“反铂”则无疗效。据最新研究表明,部分“反式铂配合物”具有比“顺铂”更高的治疗活性,如化合物,为表征分子中两个键的夹角和氢的类型,需要用到的仪器是______。
A. 质谱仪 B. 核磁共振氢谱仪 C. 红外光谱仪 D. X射线衍射仪
【答案】(1) ①. 球 ②. 10
(2)将氧化为,以便后续沉铂
(3)
(4)
(5)
(6)65:21 (7)BD
【解析】
【小问1详解】
Pt与Ni处于同一纵列,属于第六周期、第Ⅷ族,基态Pt的价电子排布式为5d96s1,最外层最高能级为6s能级,s能级电子云轮廓图为球形;价电子包括5d和6s轨道上的电子,价电子总数为9 + 1 = 10。
【小问2详解】
含铂废液中含有Na2PtCl4和Na2PtCl6,已知(NH4)2PtCl4易溶于水,无法通过加氯化铵沉淀,而(NH4)2PtCl6难溶,第一步加入NaClO3,具有氧化性,可将废液中的Na2PtCl4氧化为Na2PtCl6,便于后续加入氯化铵沉铂。
【小问3详解】
“沉铂”时,与结合生成难溶的(NH4)2PtCl6沉淀,反应的离子方程式为:。
【小问4详解】
根据,当完全沉淀时,,代入溶度积公式可得,,解得,即沉铂后溶液中应大于。
【小问5详解】
“铂还原”时,(NH4)2PtCl6与N2H4∙ H2O反应,产生无污染气体(氮气),Pt元素被还原为Pt单质,结合元素守恒,反应的化学方程式为:。
【小问6详解】
锌还原(NH4)2PtCl6时,Pt从+4价被还原为0价,每个Pt得到4个电子;Zn从0价被氧化为+2价,每个Zn失去2个电子。根据电子守恒,还原1 mol Pt需要2 mol Zn,反应为:,制备1 mol纯Pt,理论上需要2 mol Zn,由于锌会因副反应损耗16%,即实际参与有效反应的Zn占总投入Zn的质量分数为100%-16%=84%,因此制备1 mol Pt,实际需要的Zn的物质的量为:。N2H4∙ H2O中N为-2价,被氧化为N2(0价),每个N2H4∙ H2O失去4个电子;Pt从+4价被还原为0价,每个Pt得到4个电子。根据电子守恒,还原1 mol Pt需要1 mol N2H4∙ H2O,反应为:,制备1 mol Pt,需要1 molN2H4∙ H2O,无额外损耗。Zn的摩尔质量为65 g/mol,N2H4∙ H2O的摩尔质量为32 + 18 = 50 g/mol。制备相同物质的量(1mol)的Pt时,所需Zn的总质量为,所需N2H4∙ H2O的质量为,二者质量比为:。
【小问7详解】
A.质谱仪:主要用于测定有机物的相对分子质量,无法表征分子中两个Pt - Cl键的夹角和氢的类型,A错误。
B.核磁共振氢谱仪:可以检测分子中不同化学环境的氢原子的种类,能够表征氢的类型,B正确。
C.红外光谱仪:用于检测分子中的官能团和化学键类型,不能测定键的夹角,也无法直接区分该分子中不同化学环境的氢的类型,C错误。
D.X射线衍射仪:能够通过衍射实验获得分子的晶体结构信息,可以精确测定分子中化学键的键长、键角等空间结构参数,因此可以表征两个Pt - Cl键的夹角,D正确。
故选BD。
16. 二氯异氰尿酸钠是一种常用的高效含氯杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。实验室常用高浓度的溶液和异氰尿酸固体,在10℃时反应制备,实验装置如图所示(夹持装置略)。
(1)的制备
检查装置气密性后加入药品。关闭,打开,向A中滴加足量的浓盐酸,关闭。
①仪器a的名称是_______;装置B中试剂为_______。
②当观察到_______时,再滴入的吡啶溶液,写出和发生反应的化学方程式__________________________。
③制备过程中要不断通入,其目的是_______________________。
④反应结束后,取装置D中溶液,进行一系列操作:_______、过滤、洗涤、低温干燥得到粗产品。
(2)纯度测定
取m g粗产品溶于少量水,加入过量维生素C充分反应,再加入,的过量溶液,加入几滴稀溶液,用标准溶液滴定至终点,消耗标准液。[已知:(白色)]
①的纯度为______。
②下列有关上述滴定操作的说法正确的是______。
a.接近终点时转动活塞,使溶液悬挂在尖嘴上形成半滴,用锥形瓶内壁将其刮落
b.若盛放标准溶液的滴定管没有润洗,使测定结果偏大
c.锥形瓶洗涤后未干燥即加入所配待测溶液,使测定结果偏小
d.滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,使测定结果偏小
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 饱和食盐水 ③. D中溶液的颜色不再发生变化(或装置中充满黄绿色气体) ④. ⑤. 使反应生成的再次生成并参与反应,提高原料的利用率 ⑥. 冰水冷却(或冷水冷却)
(2) ①. 或 ②. ad
【解析】
【小问1详解】
仪器a的名称是三颈烧瓶;装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成的氯气中混有挥发出来的HCl杂质,装置B的作用是除去氯气中的HCl气体,因此装置B中试剂为饱和食盐水。
A中生成的氯气通入D装置的NaOH溶液中,需要先排尽装置内的空气,同时确认D中已经得到高浓度的NaClO溶液,当观察到D中溶液的颜色不再发生变化(或装置中充满黄绿色气体)时,说明装置内空气已排尽,且NaOH已经充分反应生成足量NaClO,此时再滴入(CNO)3H3的吡啶溶液,(CNO)3H3的吡啶溶液和NaClO在10℃条件下反应生成Na(CNO)3Cl2,结合原子守恒和反应环境,反应的化学方程式为:。
在制备二氯异氰尿酸钠的反应中,需要高浓度的NaClO溶液作为反应物,不断通入Cl2,Cl2可以和体系中的NaOH反应持续生成NaClO,补充反应消耗的NaClO,提高其浓度,同时使反应生成的NaOH再次转化为NaClO,提升原料利用率,让反应能够持续充分进行,从而提高目标产物的产率。
已知二氯异氰尿酸钠难溶于冷水,反应结束后装置D中的溶液处于10℃的低温环境,要让溶解在溶液中的二氯异氰尿酸钠充分析出,需要冰水浴冷却(或降温结晶),之后再经过过滤、洗涤、低温干燥的操作,就可以得到粗产品。
【小问2详解】
加入过量维生素C的作用是将样品中的还原为,以便后续氯离子的测定,之后加入的总AgNO3的物质的量为,滴定过程中,过量的与NH4SCN反应,消耗的NH4SCN的物质的量为,根据Ag+ + SCN- = AgSCN ↓,可知与SCN-反应的Ag+的物质的量为。因此,与样品中Cl-反应的Ag+的物质的量为。由于1个Na(CNO)3Cl2分子被还原生成2个Cl⁻,所以,,则其质量为:,粗产品的质量为m g,纯度计算公式为:,则的纯度为: 。
a.接近终点时转动活塞,使溶液悬挂在尖嘴上形成半滴,用锥形瓶内壁将其刮落,这是滴定操作中正确的半滴加入方法,a正确;
b.若盛放NH4SCN标准溶液的滴定管没有润洗,标准液被稀释,消耗的V2偏大,根据纯度计算公式,偏大,则计算得到的与Cl-反应的Ag+物质的量偏小,最终测定结果偏小,b错误;
c.锥形瓶洗涤后未干燥,即加入所配待测溶液,待测液中Cl-的物质的量不变,消耗的AgNO3和NH4SCN的量不变,对测定结果无影响,c错误;
d.滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,读取的V2数值偏大,代入公式后得到的待测物物质的量偏小,使测定结果偏小,d正确;
故选ad。
17. 某乙烷制乙烯项目技术涉及反应I:
物质
燃烧热()
(1)_______。
(2)在密闭容器中充入一定量的,发生反应I,一段时间后,下列说法正确的是______。
a.恒温恒容下,若气体密度保持不变,则说明反应达到平衡状态
b.恒温恒压下,若气体平均摩尔质量保持不变,则说明反应达到平衡状态
c.将平衡混合气体通过足量溴水,剩余气体体积可能为原体积的一半(相同状态)
d.将平衡混合气体充分燃烧,消耗氧气的量与原乙烷完全燃烧氧气的量相同
(3)若其他条件相同,分别在总压强为、时,发生反应Ⅰ,平衡体系中、的体积分数随温度变化的关系如图1所示,则代表压强为时的体积分数随温度变化的曲线是_______。
(4)乙烷裂解时易发生副反应Ⅱ:
①在某温度和压强为下,向一密闭容器中充入一定量,发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应达到平衡时,的转化率为60%,和的体积比为2:1,则该温度下反应Ⅰ的压力平衡常数_______(结果保留一位小数)。
②在实际生产中,常在恒温恒压恒流下进行,能提高选择性的一条可靠措施是_____________________。
(5)我国化学工作者发明用电解法制乙烯,原理如图2所示。该电解池中用到了多孔单晶,其在氧化过程中可以促进晶格氧向活性氧的转化。
①阳极的电极反应为________________________________。
②图3为的晶胞,该晶胞中O的配位数为_______,若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为_______(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含NA的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)bd (3)Y
(4) ①. ②. 选择合适的、对反应I选择性高的催化剂
(5) ①. ②. 4 ③.
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是在时,物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;已知、、、的燃烧热(), 各物质燃烧热对应的热化学方程式: ,目标反应由① - ② - ③得到: ;
【小问2详解】
a.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,a错误;
b.混合气体的平均摩尔质量 ,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,b正确;
c.将平衡混合气体通过足量溴水,乙烯可以被溴完全吸收,但氢气不能被溴水吸收,乙烯被溴吸收后,平衡体系中乙烷与氢气的总物质的量等于起始乙烷的物质的量, 若剩余气体为原平衡体积一半,则平衡总分子数需为起始的2倍,需要乙烷完全分解。该反应可逆,乙烷不能完全转化,此情况不可能,c错误;
d.将平衡混合气体充分燃烧,碳转化为二氧化碳、氢转化为水,根据碳氢原子守恒可知,消耗氧气的量与原乙烷完全燃烧消耗氧气的量相同,d正确;
故选bd;
【小问3详解】
反应I是吸热、气体分子数增大的反应:温度升高,平衡正向移动,乙烯体积分数增大;压强减小,平衡正向移动,相同温度下比的乙烯体积分数更高。因此下的体积分数随温度升高而上升,对应曲线Y;
【小问4详解】
①假设投料为,与生成量分别为、,反应达到平衡时,的转化率为60%,则,;由三段式可知:、平衡时、、、物质的量分别为、、、,,总的物质的量为,则该温度下反应(Ⅰ)的平衡常数,保留一位小数得;
②恒温恒压恒流下进行反应,能提高选择性的措施可以选择合适的对反应(Ⅰ)选择性高的催化剂等;
【小问5详解】
①由图可知,阳极的乙烷失去电子发生氧化反应生成乙烯和水,电极反应式为;
②为萤石型晶胞,黑球代表Ce、白球代表O,位于面心立方的顶点和面心位置:顶点共8个,面心共6个,根据均摊法晶胞内总数为 ;全部填充在晶胞内部的8个四面体空隙中,总数为8,从的配位数反推的配位数:萤石结构中每个周围最近且等距的数目为8,即的配位数是8; 根据晶体中阴阳离子配位数之比等于其数目反比的关系:配位数比 = ,代入配位数为8,可得的配位数为4,故O的配位数为4; 1个晶胞中含有4个原子和8个原子,的摩尔质量为,的摩尔质量为,因此1mol晶胞的总质量为 。 单个晶胞的质量为1mol晶胞的质量除以,即: ,计算单个晶胞的体积: 题目给出晶胞参数为,单位换算为厘米:,因此晶胞边长为,立方晶胞体积为: ,代入密度公式化简: 。
18. 丙美卡因(J)是一种局部麻醉剂,主要用于小手术,如除去异物或缝合时使眼睛麻木。丙美卡因的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知反应I:;
已知反应Ⅱ:;
回答下列问题:
(1)C物质的名称为_______,E中官能团的名称是_______。
(2)H的结构简式为________________________________。
(3)H生成Ⅰ中第ii步的反应类型为_______。
(4)设计C→D和F→G两步反应的目的是_______。
(5)E生成F的化学方程式为________________________________。
(6)E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
a.与溶液反应放出气体;
b.与银氨溶液反应产生银镜;
c.该物质可与反应;
(7)对乙酰氨基酚具有很强的解热镇痛作用。结合已知信息,设计一条由苯酚为原料合成对乙酰氨基酚的中间体K()的路线,其他无机试剂任选_____________________。
【答案】(1) ①. 对甲基苯酚(或4-甲基苯酚) ②. 羧基、酯基
(2) (3)取代反应
(4)保护酚羟基,防止其被氧化或发生其他副反应
(5)
(6)13 (7)
【解析】
【分析】D经氧化生成E,则D的结构简式是,结合已知信息Ⅰ,C的结构简式是,结合A→B、B→C的条件可知,A的结构简式为,B的结构简式为,E发生硝化反应生成F,F的结构简式是,F中酯基水解、酸化后生成G,G经历两步反应生成H,结合H的分子式以及I的结构简式可知,H的结构简式是,H发生两步反应生成I,I中硝基还原为氨基生成J,据此解答。
【小问1详解】
由逆推法可知,C 物质的分子式为,且经乙酰化和氧化后可得到对位取代的苯甲酸衍生物 E,故 C 应为。其系统命名为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚)。物质 E 的结构中含有羧基和酚羟基被保护后生成的酯基,故 E 中的官能团名称为羧基、酯基;
【小问2详解】
由流程可知,G 为,其酚羟基与在碱性条件下发生取代(醚化)反应生成 H,故 H 的结构简式为 ;
【小问3详解】
H 经第i步将羧基转化为酰氯,第ii步与发生取代反应生成I;
【小问4详解】
酚羟基易被氧化且具有弱酸性,在氧化(如将甲基氧化为羧基)和硝化等反应中容易发生副反应或改变定位效应。因此,设计和两步反应的目的是保护酚羟基,防止其被氧化或发生其他副反应;
【小问5详解】
E 生成 F 的过程是在苯环上发生硝化反应,硝基主要进入羧基间位。化学方程式为: ;
【小问6详解】
E分子式为,不饱和度为6,满足题目条件的同分异构体,必须含有(甲酸酚酯)、(羧基),分以下情况讨论:
①苯环有两个取代基,存在邻位、间位和对位三种情况;
②苯环有3个取代基:,三个不同的取代基在苯环上有10种位置异构;
因此符合条件的所有同分异构体共有13种;
【小问7详解】
由苯酚合成对乙酰氨基苯酚的中间体 K(对氨基乙酸苯酯),需先利用已知反应 I 将酚羟基酯化,再硝化,最后还原。合成路线为: ;
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