精品解析:福建福州高级中学2026-2027学年高三上学期8月适应性考试 化学试卷
2026-08-21
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 福州市 |
| 地区(区县) | 仓山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.39 MB |
| 发布时间 | 2026-08-21 |
| 更新时间 | 2026-08-21 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59290361.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
福州高级中学2026-2027学年高三8月适应性考试
化学学科试卷
试卷总分:100分 完卷时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32 Fe:56 Cu:64 Pd:106
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 明代宋应星所著《天工开物》被誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法正确的是
A. “若水煮法,则并用两釜。将蓖麻、苏麻子碾碎,入一釜中,注水滚煎,其上浮沫即油”涉及到的操作是蒸发
B. 古代烧制的“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要成分为硅酸盐
C. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”描述了钠、铁等金属的焰色反应
D. “凡石灰经火焚炼为用”,此处“石灰”是指CaO
2. 中医药是我国文明的瑰宝,某中药的有效成分(结构如图)对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关该物质的叙述正确的是
A. 该物质中所有原子共平面
B. 分子中C原子均为sp2杂化
C. 1 mol该物质与溴水反应,最多消耗7 mol Br2
D. 可以发生取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应
3. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,124g P4中所含P-P键数目为4NA(P4结构如图)
B. 1mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为NA
C. 标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 密闭容器中,2mol SO2和1mol O2催化反应后分子总数为2NA
4. 离子液体和聚合物网络组成的离子凝胶具有优异灵敏度和自主粘附能力,在穿戴电子领域具有广泛的应用前景。某离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、Q组成(结构如图),W、Q同主族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Z > W > Y B. 原子半径:Q > Z > W
C. 热稳定性:X2W > YX4 > ZX3 D. 键角:X2W > X2Q
5. NaSbO3 是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是
A. 反应中消耗 3molO2,转移12mol e-
B. NaSbO3中Sb 元素的化合价为+5
C. 的空间结构为平面三角形
D. 反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为4∶7
6. 电解法利用CO2制备甲酸盐可实现CO2资源化利用,其装置如下图,下列说法正确的是
A. a极为阳极,K+由左向右通过交换膜
B. 乙池中的反应为CO2+HCO-2e-=HCOO-+CO
C. 电解过程中,Pt电极产生的气体可以在燃料电池的负极反应
D. 两池的溶液KHCO3浓度均降低
7. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
8. 下列离子方程式正确的是
A. 用H2O2从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
B. 向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH溶液:NH+OH-= NH3·H2O
C. 向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳:CO2 +CO+H2O= 2HCO
D. 过量SO2通入NaClO溶液中:SO2 +H2O+ClO-= HClO+HSO
9. 从粉煤灰中(含、、及少量)获取铁红()的工艺流程如下:
已知:i.
ii.,,
下列说法错误的是
A. “酸浸”中的反应有
B. 滤渣的成分含有和Cu
C. 若试剂X为,其实际用量应多于理论用量
D. 试剂Y可以是适量CuO
10. 常见药物阿司匹林的主要成分是乙酰水杨酸(用HA表示,在人体温度下电离平衡常数约为),某患者服用阿司匹林之后,在人体内存在下列化学平衡(未电离的HA可自由穿过组织薄膜且达到平衡,离子不能穿过组织薄膜),总药物浓度为HA与浓度之和。下列说法正确的是
A. 胃中约为
B. 血液中HA浓度大于胃中HA浓度
C. 血液中HA电离程度小于胃中HA电离程度
D. 如果该患者同时服用了治疗胃酸过多,会导致血液中总药物浓度与胃中总药物浓度之比变大
二、非选择题(本题包含4道大题,共60分)
11. 氯苯唑酸(H)是一种用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的药物,其合成路线如下图。
(1)B的结构简式为___________________。
(2)Ⅲ的反应试剂及条件为___________________________,V的反应类型为___________。
(3)Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护___________、___________(写官能团名称)。
(4)Ⅵ的反应方程式为_________________________________。
(5)Ⅶ的过程为:。X的结构简式为_______________。
(6)Y是F的同分异构体且满足下列条件,则Y的结构有__________种。
①与FeCl3溶液反应显紫色;②分子中含有
其中,核磁共振氢谱显示如图的结构简式为__________。(任写一种)
12. 以Al2O3为载体的钯催化剂常用于石化行业加氢催化裂化过程中,工业上以失活后的废Pd- Al2O3催化剂(主要含有Pd、Al2O3,还有少量PdO、SiO2、C)为原料制备氯化钯的流程如下:
已知:PdO性质稳定,难溶于水、盐酸。
(1)“焙烧”能有效清除废催化剂表面的积碳,打开Al2O3载体对钯的包裹,提高“氯化浸出”率。依据下图可判断“焙烧”的温度和时间应控制在___________,若焙烧时间过长,导致“氯化浸出”率下降可能的原因是______________________________________________。
(2)“氯化浸出”时使用的盐酸浓度不宜过高的原因是____________________________。
(3)滤渣1为___________,滤渣2为___________。
(4)就“沉钯”中获得的Pd(NH3)2Cl2进行“热分解”,生成的气体可返回___________工序继续使用。
(5)工业上也可用N2H4·H2O还原Pd(NH3)2Cl2制取海绵Pd,且对环境友好,该反应的化学方程式为________________________________________。
(6)一种钯(Pd)和氧(O)形成的晶体化合物主要用于选择性、高效地将CO2还原为CO,其立方晶胞的结构如图所示:
已知晶胞边长为a pm,该晶体的密度为____________________________。
13. 草酸亚铁晶体是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体,具有较强的还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。回答下列问题:
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如下图所示)
(1)从装置b中获得产品的操作为___________、___________、过滤、洗涤、干燥。
(2)待装置a中的反应进行一段时间后,需要对开关进行的操作是______________________。
(3)装置c的作用是___________________________________________。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
准确称取W g样品于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液b mL。滴定反应:FeC2O4++H+→Fe3++CO2+Mn2++H2O(未配平)。
(4)滴定终点的现象为_______________________________。
(5)该样品纯度为___________%。若滴定管没有用待装液润洗,测得结果___________ (填“偏高”、 “偏低”或“无影响”)。
Ⅲ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究(装置如下图所示)
(6)从绿色化学角度考虑,该套装置存在的明显缺陷是_________________________________。
(7)实验结束后,装置E中黑色氧化铜变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜变为蓝色,A中残留FeO,则装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。
14. 乙炔可用于焊接及切割金属,也是制备苯、合成纤维等的基本原料。
Ⅰ.某研究团队采用BaC2制备乙炔,其反应机理如图。
(1)BaC2中存在的化学键类型为___________。(填标号)
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(2)高温条件下,制备乙炔的反应方程式为_________________________________。
Ⅱ.工业上可用甲烷裂解法制备乙炔,有关反应原理如下:
已知:2H2(g)+O2 (g)=2H2O(l) ΔH1=-572kJ/mol
2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O(l) ΔH2=-2600kJ/mol
CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O(l) ΔH3=-885 kJ/mol
(3)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=___________。该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下可自发进行。
(4)一定温度下,恒容密闭容器中,可判断该反应达到平衡状态的标志是___________。(填标号)
a.H2的体积分数不再变化 b.容器中气体的压强不再变化
c.容器中混合气体的密度不再变化 d.
(5)用 和分别表示 CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程可表示如下:
①从“吸附”到“解吸”过程中,能量状态最高的是___________。 (填标号)
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率α(CH4)随温度t0 ℃的关系如图甲所示,t0 ℃后α(CH4)急剧下降的原因可能是_____________________。
③平衡时几种气体分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图乙。T ℃时,反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=___________Pa2。(用气体平衡分压代替平衡浓度计算)
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福州高级中学2026-2027学年高三8月适应性考试
化学学科试卷
试卷总分:100分 完卷时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32 Fe:56 Cu:64 Pd:106
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 明代宋应星所著《天工开物》被誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法正确的是
A. “若水煮法,则并用两釜。将蓖麻、苏麻子碾碎,入一釜中,注水滚煎,其上浮沫即油”涉及到的操作是蒸发
B. 古代烧制的“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要成分为硅酸盐
C. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”描述了钠、铁等金属的焰色反应
D. “凡石灰经火焚炼为用”,此处“石灰”是指CaO
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.分离互不相溶的液体混合物可用分液操作,“注水滚煎,其上浮沫即油”,分离该混合液是用分液方法,故A错误;
B.古代的瓷器是用黏土烧制而成,其主要成分为硅酸盐,故B正确;
C.钠的火焰呈黄色,但铁的火焰无色,所以诗句中描述的焰色反应不包含金属铁,故C错误;
D.“凡石灰经火焚炼为用”,此处“石灰”是指碳酸钙,故D错误;
故选B。
2. 中医药是我国文明的瑰宝,某中药的有效成分(结构如图)对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关该物质的叙述正确的是
A. 该物质中所有原子共平面
B. 分子中C原子均为sp2杂化
C. 1 mol该物质与溴水反应,最多消耗7 mol Br2
D. 可以发生取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质含有基团,其中C原子为杂化,为四面体结构,不可能所有原子共平面,A错误;
B.中的C原子为杂化,因此分子中C原子并非均为杂化,B错误;
C.溴水与1mol该物质反应时,仅酚羟基邻对位氢的取代消耗1mol、碳碳双键的加成消耗1mol,共消耗2mol,C错误;
D.该物质含酚羟基、苯环、碳碳双键、羰基:羟基、苯环可发生取代反应,苯环、碳碳双键、羰基可发生加成反应,酚羟基、碳碳双键可发生氧化反应,羰基可以发生还原反应,可发生四类反应,D正确;
故选D。
3. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,124g P4中所含P-P键数目为4NA(P4结构如图)
B. 1mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为NA
C. 标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 密闭容器中,2mol SO2和1mol O2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,据图可知1分子P4中含有6个P-P键,因此124g P4所含P-P键数目为6NA,A错误;
B.溶液体积未知,无法确定溶液中微粒的数目,B错误;
C.1个甲烷分子和1个乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;
D.反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2mol SO2和1mol O2催化反应后分子总数大于2NA,D错误;
综上所述,答案为C。
4. 离子液体和聚合物网络组成的离子凝胶具有优异灵敏度和自主粘附能力,在穿戴电子领域具有广泛的应用前景。某离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、Q组成(结构如图),W、Q同主族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Z > W > Y B. 原子半径:Q > Z > W
C. 热稳定性:X2W > YX4 > ZX3 D. 键角:X2W > X2Q
【答案】C
【解析】
【分析】根据成键特征与原子序数关系推导:X仅形成1个共价键,是原子序数最小的短周期主族元素,因此X为H,Y可形成4个共价键,符合C的成键特点,因此Y为C,Z可形成3个共价键,符合N的成键特点,因此Z为N,W可形成2个共价键,且W、Q同主族,短周期同主族符合该成键特征的组合为O和S,因此W为O、Q为S;
【详解】A.同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但第反常,的2p轨道半充满结构稳定,第一电离能大于相邻的,故第一电离能,即,A不符合题意;
B.电子层数越多原子半径越大,同周期主族元素从左到右原子半径减小,故原子半径,即,B不符合题意;
C.非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,非金属性,故热稳定性,即,选项顺序错误,C符合题意;
D.和均为杂化,均含2对孤电子对,电负性大于,中成键电子对间排斥力更强,键角更大,故键角,即,D不符合题意;
故选C。
5. NaSbO3 是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是
A. 反应中消耗 3molO2,转移12mol e-
B. NaSbO3中Sb 元素的化合价为+5
C. 的空间结构为平面三角形
D. 反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为4∶7
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应中消耗3mol O2时消耗4mol Sb,该反应中只有Sb作还原剂,可以通过计算Sb失电子的物质的量计算反应中转移电子的物质的量为4mol×[(+5)-0]=20mol,A错误;
B.NaSbO3中Na元素的化合价是+1、O元素的化合价是-2价,则Sb元素的化合价为+5价,B正确;
C.中氮原子的价层电子对数为3+=3且不含孤电子对,该离子空间构型为平面三角形,C正确;
D.该反应中N元素的化合价由+5价变为+2、+4价,Sb元素的化合价由0价变为+5价,O元素的化合价由0价变为-2价,则NaNO3、O2是氧化剂,Sb是还原剂,还原剂和氧化剂的物质的量之比为4:7,D正确;
故答案选A。
6. 电解法利用CO2制备甲酸盐可实现CO2资源化利用,其装置如下图,下列说法正确的是
A. a极为阳极,K+由左向右通过交换膜
B. 乙池中的反应为CO2+HCO-2e-=HCOO-+CO
C. 电解过程中,Pt电极产生的气体可以在燃料电池的负极反应
D. 两池的溶液KHCO3浓度均降低
【答案】D
【解析】
【分析】根据电解CO2制甲酸盐的装置可知,Sn电极为阴极,阴极CO2发生还原反应生成HCOO-,电极反应为:CO2+HCO+2e-═HCOO-+CO,阳极为Pt电极,电解一段时间后,阳极氢氧根离子失电子生成氧气,促进水的电离,电极附近氢离子浓度增大,HCO浓度降低,电极反应式为4HCO-4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O。
【详解】A.根据以上分析,Sn电极为阴极,阴极CO2发生还原反应生成HCOO-,所以b是电源负极,a 极为正极,K+由左向右通过交换膜,故A错误;
B.乙池Sn电极为阴极,阴极CO2发生还原反应生成HCOO-,电极反应为:CO2+HCO+2e-═HCOO-+CO,故B错误;
C.阳极为Pt电极,电解一段时间后,阳极氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应式为4HCO-4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O,电解过程中,Pt 电极产生的气体O2和CO2可作氧化剂,不能用作燃料电池的负极反应,故C错误;
D.甲池为阳极,电极反应式为4HCO-4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O,乙池为阴极,电极反应为:CO2+HCO+2e-═HCOO-+CO,则两池中KHCO3溶液浓度均降低,故D正确;
故选D。
7. 下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,故A错误;
B.实验室制取氯气,尾气应该选取氢氧化钠溶液,故B错误;
C.酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,故C正确;
D.实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,故D错误;
答案选C。
8. 下列离子方程式正确的是
A. 用H2O2从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
B. 向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH溶液:NH+OH-= NH3·H2O
C. 向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳:CO2 +CO+H2O= 2HCO
D. 过量SO2通入NaClO溶液中:SO2 +H2O+ClO-= HClO+HSO
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A. H2O2具有氧化性,会将碘离子氧化为碘单质,离子方程式为 2I−+H2O2+2H+=I2+H2O ,故A正确;
B.向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH溶液:HCO+NH+2OH−=NH3⋅H2O+CO+H2O,故B错误;
C.碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀:CO+2Na++CO2+H2O=2NaHCO3↓,故C错误;
D.SO2具有还原性,NaClO具有氧化性,过量SO2通入NaClO溶液中,发生氧化还原反应:H2O+SO2+ClO−===SO+Cl−+2H+ ,故D错误;
故答案为A。
9. 从粉煤灰中(含、、及少量)获取铁红()的工艺流程如下:
已知:i.
ii.,,
下列说法错误的是
A. “酸浸”中的反应有
B. 滤渣的成分含有和Cu
C. 若试剂X为,其实际用量应多于理论用量
D. 试剂Y可以是适量CuO
【答案】B
【解析】
【分析】粉煤灰(含、、及少量)中加入足量的盐酸溶解,和转化为和,少量转化为和Cu,因Cu会与反应而溶解,故过滤得到含、、的滤液和含的滤渣;在滤液中加入试剂X(如)将氧化为,得到含和的混合溶液,加入试剂Y(如CuO)调节溶液pH,使转化为沉淀,过滤后加热分解得到;
【详解】A.“酸浸”时,与盐酸反应生成和,反应的离子方程式为,A正确;
B.与盐酸反应生成的少量单质会与发生氧化还原反应,因此滤渣中不含Cu,B错误;
C.能催化分解,故利用将氧化为时,的实际用量应多于理论用量,C正确;
D.试剂Y的作用是调节溶液的pH,使转化为沉淀,而不沉淀,故试剂Y可选用适量CuO,D正确;
故答案选B。
10. 常见药物阿司匹林的主要成分是乙酰水杨酸(用HA表示,在人体温度下电离平衡常数约为),某患者服用阿司匹林之后,在人体内存在下列化学平衡(未电离的HA可自由穿过组织薄膜且达到平衡,离子不能穿过组织薄膜),总药物浓度为HA与浓度之和。下列说法正确的是
A. 胃中约为
B. 血液中HA浓度大于胃中HA浓度
C. 血液中HA电离程度小于胃中HA电离程度
D. 如果该患者同时服用了治疗胃酸过多,会导致血液中总药物浓度与胃中总药物浓度之比变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.胃中,A正确;
B.未电离的HA可自由穿过组织薄膜且达到平衡,所以血液中和胃中HA浓度应该相等,B错误;
C.碱性越强,弱酸的电离程度越大,血液的pH大于胃中pH,碱性更强,故血液中HA电离程度大于胃中HA电离程度,C错误;
D.在血液和胃中HA浓度相同,在服用之后胃中pH升高,浓度减小,使胃中电离平衡向正向移动,HA浓度降低,血液中HA向胃中扩散,使血液中平衡逆向移动,浓度降低,血液中的总药物浓度下降,胃中总药物浓度上升,血液中总药物浓度与胃中总药物浓度之比下降,D错误。
故选A。
二、非选择题(本题包含4道大题,共60分)
11. 氯苯唑酸(H)是一种用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的药物,其合成路线如下图。
(1)B的结构简式为___________________。
(2)Ⅲ的反应试剂及条件为___________________________,V的反应类型为___________。
(3)Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护___________、___________(写官能团名称)。
(4)Ⅵ的反应方程式为_________________________________。
(5)Ⅶ的过程为:。X的结构简式为_______________。
(6)Y是F的同分异构体且满足下列条件,则Y的结构有__________种。
①与FeCl3溶液反应显紫色;②分子中含有
其中,核磁共振氢谱显示如图的结构简式为__________。(任写一种)
【答案】(1) (2) ①. Cl2、FeCl3 ②. 还原反应
(3) ①. 酚羟基 ②. 氨基
(4) (5) (6) ①. 9 ②. 或者或者
【解析】
【分析】由题干合成流程图中,由A和C的结构简式及A到B、B到C的转化条件可知,甲苯发生硝化反应得到的B为,B被酸性高锰酸钾溶液氧化为C,C结构中苯环上的氢原子被氯原子取代而得到D,D发生水解反应生成E,E发生还原反应生成F,F发生取代反应生成G,G先加成后消去,经两步反应转化为H。
【小问1详解】
由分析可知,B的结构简式为;
【小问2详解】
由流程图C、D的结构简式可知,反应Ⅲ为在苯环上引入一个Cl,则该反应试剂及条件为Cl2、FeCl3(催化剂);由E、F的结构简式可知,反应V为将硝基还原为氨基,即该反应类型为还原反应;
【小问3详解】
由题干流程图可知,反应Ⅱ使用酸性高锰酸钾溶液将甲基氧化为羧基,反应Ⅴ为将硝基还原为氨基,而F中含有氨基和酚羟基,酚羟基和氨基均易被酸性高锰酸钾溶液氧化,故Ⅱ与V不能对调的原因是为了保护酚羟基、氨基;
【小问4详解】
由题干流程图信息可知,Ⅵ为取代反应,反应方程式为;
【小问5详解】
由题干流程图中G、H的结构简式可知,G中酚羟基中O-H键断裂与酰胺基中的C=O键发生加成反应生成X,故X的结构简式为:,X脱去一分子水,发生消去反应生成H;
【小问6详解】
由题干流程图中F的结构简式可知分子式为:C7H7O3N,不饱和度为5,Y是F的同分异构体且满足下列条件①与FeCl3溶液反应显紫色,即含有酚羟基;②分子中含有-CONH2;
如果苯环上含有两个酚羟基和一个-CONH2,当两个酚羟基在邻位时,-CONH2有两种位置,见标记处:;当两个酚羟基在间位时,-CONH2有三种位置,见标记处:;当两个酚羟基在对位时,-CONH2有一种位置,见标记处:;如果苯环上含有一个酚羟基和一个-OCONH2,则有邻间对三种情况,因此共有9种同分异构体;核磁共振氢谱图显示分子中含有4种不同环境的H,且4类氢原子的个数比为2:2:2:1,则符合题意的Y的结构简式为或者或者。
12. 以Al2O3为载体的钯催化剂常用于石化行业加氢催化裂化过程中,工业上以失活后的废Pd- Al2O3催化剂(主要含有Pd、Al2O3,还有少量PdO、SiO2、C)为原料制备氯化钯的流程如下:
已知:PdO性质稳定,难溶于水、盐酸。
(1)“焙烧”能有效清除废催化剂表面的积碳,打开Al2O3载体对钯的包裹,提高“氯化浸出”率。依据下图可判断“焙烧”的温度和时间应控制在___________,若焙烧时间过长,导致“氯化浸出”率下降可能的原因是______________________________________________。
(2)“氯化浸出”时使用的盐酸浓度不宜过高的原因是____________________________。
(3)滤渣1为___________,滤渣2为___________。
(4)就“沉钯”中获得的Pd(NH3)2Cl2进行“热分解”,生成的气体可返回___________工序继续使用。
(5)工业上也可用N2H4·H2O还原Pd(NH3)2Cl2制取海绵Pd,且对环境友好,该反应的化学方程式为________________________________________。
(6)一种钯(Pd)和氧(O)形成的晶体化合物主要用于选择性、高效地将CO2还原为CO,其立方晶胞的结构如图所示:
已知晶胞边长为a pm,该晶体的密度为____________________________。
【答案】(1) ①.
、 ②.
Pd与氧气生成PdO,PdO性质稳定,难溶于水、盐酸
(2)
氯酸钠有氧化性,浓盐酸有还原性,会发生氧化还原反应,使“氯化浸出”率下降
(3) ①.
PdO、 ②.
(4)
转化、除杂 (5)
(6)
【解析】
【分析】本题以废催化剂回收钯为背景,考查了化学工艺流程的分析、反应条件的控制、物质的分离提纯以及晶胞密度的计算。通入空气,主要目的是除去积碳,同时打开载体包裹;但温度过高或时间过长会导致Pd被氧化为难溶的PdO。加入盐酸和,将Pd氧化并转化为可溶的络离子,同时溶解为。不溶的PdO和成为滤渣1。加入氨水,调节pH使沉淀为(滤渣2),同时Pd的络离子转化为氨配合物。加盐酸沉淀出,热分解得到和,可循环利用。
【小问1详解】
由图可知,在和时,“氯化浸出”率达到97%以上,故应控制在此条件。若焙烧时间过长,Pd会被空气中的氧气氧化生成PdO,PdO性质稳定,难溶于水、盐酸,这将导致后续钯无法完全溶解,从而降低浸出率。
【小问2详解】
“氯化浸出”时加入的具有强氧化性,而浓盐酸具有还原性。若盐酸浓度过高,二者会发生氧化还原反应生成氯气,消耗了氧化剂,导致Pd的浸出率下降。
【小问3详解】
废催化剂中含有Pd、、PdO、、C。焙烧除去了C,氯化浸出时Pd和溶解,而PdO和不溶于盐酸,故滤渣1为PdO和。滤液中含有,加入氨水后,转化为沉淀,故滤渣2为。
【小问4详解】
热分解会生成和气体。流程中“转化、除杂”工序需要加入氨水,因此生成的可返回该工序循环使用。
【小问5详解】
还原制取海绵Pd,且对环境友好,说明氧化产物为无污染的。根据氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒,反应方程式为:;
【小问6详解】
用均摊法计算晶胞:Pd原子数为,O原子数为,晶胞总质量为;晶胞体积为,代入密度公式计算得到结果;。
13. 草酸亚铁晶体是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体,具有较强的还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。回答下列问题:
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如下图所示)
(1)从装置b中获得产品的操作为___________、___________、过滤、洗涤、干燥。
(2)待装置a中的反应进行一段时间后,需要对开关进行的操作是______________________。
(3)装置c的作用是___________________________________________。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
准确称取W g样品于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液b mL。滴定反应:FeC2O4++H+→Fe3++CO2+Mn2++H2O(未配平)。
(4)滴定终点的现象为_______________________________。
(5)该样品纯度为___________%。若滴定管没有用待装液润洗,测得结果___________ (填“偏高”、 “偏低”或“无影响”)。
Ⅲ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究(装置如下图所示)
(6)从绿色化学角度考虑,该套装置存在的明显缺陷是_________________________________。
(7)实验结束后,装置E中黑色氧化铜变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜变为蓝色,A中残留FeO,则装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。
【答案】(1) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
(2)打开K2,关闭K3
(3)隔离空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧化
(4)当滴入最后半滴KMnO4标准溶液时,锥形瓶内溶液变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
(5) ①. ②. 偏高
(6)没有尾气处理装置,未反应的CO有毒,会污染空气
(7)
【解析】
【小问1详解】
草酸亚铁难溶于水,从其水溶液体系获得结晶的常规操作是先蒸发浓缩提高溶液浓度,再冷却结晶析出晶体,后续经过滤、洗涤、干燥得到产品。
【小问2详解】
装置a中铁屑和稀硫酸反应生成和,先打开K3排尽装置内空气防止被氧化,待反应一段时间空气排尽后,关闭K3、打开K2,a中持续生成的使锥形瓶内压强增大,将生成的溶液压入b中与草酸铵反应生成草酸亚铁。
【小问3详解】
草酸亚铁具有强还原性,装置c中的水形成液封,阻止外界空气进入b中氧化草酸亚铁晶体。
【小问4详解】
KMnO4本身为紫红色,滴定中作为指示剂,当草酸亚铁被完全氧化后,过量的半滴KMnO4使溶液显紫红色,且半分钟不褪色即达到滴定终点。
【小问5详解】
根据电子守恒配平反应:1 mol 失去3 mol电子,1 mol 得到5 mol电子,可得计量关系:。,则,草酸亚铁()摩尔质量为180 g/mol,纯度为。若滴定管未用KMnO4待装液润洗,标准液被残留水稀释,会导致消耗的标准液体积b偏大,最终测得结果偏高。
【小问6详解】
草酸亚铁热分解生成CO,CO是有毒气体,该装置没有设置尾气处理环节,直接排放CO会污染环境,不符合绿色化学要求。
【小问7详解】
根据实验现象:无水硫酸铜变蓝说明生成H2O,B中澄清石灰水变浑浊说明生成CO2,E中CuO变红、F中澄清石灰水变浑浊说明生成CO,A中残留FeO,结合原子守恒即可配平得到草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式,化学方程式为。
14. 乙炔可用于焊接及切割金属,也是制备苯、合成纤维等的基本原料。
Ⅰ.某研究团队采用BaC2制备乙炔,其反应机理如图。
(1)BaC2中存在的化学键类型为___________。(填标号)
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(2)高温条件下,制备乙炔的反应方程式为_________________________________。
Ⅱ.工业上可用甲烷裂解法制备乙炔,有关反应原理如下:
已知:2H2(g)+O2 (g)=2H2O(l) ΔH1=-572kJ/mol
2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O(l) ΔH2=-2600kJ/mol
CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O(l) ΔH3=-885 kJ/mol
(3)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=___________。该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下可自发进行。
(4)一定温度下,恒容密闭容器中,可判断该反应达到平衡状态的标志是___________。(填标号)
a.H2的体积分数不再变化 b.容器中气体的压强不再变化
c.容器中混合气体的密度不再变化 d.
(5)用 和分别表示 CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程可表示如下:
①从“吸附”到“解吸”过程中,能量状态最高的是___________。 (填标号)
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率α(CH4)随温度t0 ℃的关系如图甲所示,t0 ℃后α(CH4)急剧下降的原因可能是_____________________。
③平衡时几种气体分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图乙。T ℃时,反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=___________Pa2。(用气体平衡分压代替平衡浓度计算)
【答案】(1)ac (2)
(3) ①. ②. 高温
(4)ab (5) ①. B ②. 温度过高,催化剂失去活性;高温下甲烷分解生成焦炭附着在催化剂表面,使甲烷与催化剂接触面积减小,反应速率下降 ③.
【解析】
【小问1详解】
由和构成,存在离子键;内部两个碳原子之间存在非极性共价键,因此化学键类型为离子键和非极性共价键,因此答案为ac。
【小问2详解】
根据反应机理图步骤Ⅰ可知,高温条件下,制备乙炔的反应方程式为:。
【小问3详解】
目标反应为。根据盖斯定律,目标方程式=方程式③方程式②方程式①,得;
因为,反应吸热()且气体分子数增多(),高温下 (),反应自发。
【小问4详解】
a.的体积分数不再变化,说明浓度恒定,达到平衡状态,a正确;
b.该反应气体分子数增加,恒容下压强不变,说明总物质的量恒定,即达到平衡,b正确;
c.气体总质量不变,容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,c错误;
d.速率之比等于化学计量数之比,未指明正逆反应速率,不能作为平衡标志,d错误;
故答案选ab。
【小问5详解】
①B状态对应化学键断裂形成原子的过程,断键吸热,能量最高;A为分子吸附态,C为成键产物态,能量均低于B。
②催化剂有最适温度,温度过高会导致催化剂失活,反应速率骤降,单位时间转化率下降;高温下甲烷分解生成焦炭附着在催化剂表面,使甲烷与催化剂接触面积减小,反应速率下降,单位时间内转化率下降。
③时,由图可知,,,。。
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