内容正文:
武汉六中2023级高三12月第二次月考
化学试卷
试卷满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:B-11 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Mn-55 Co-59 Cu-64 Zn-65 Br-80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分共45分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 化学在科技、生产和生活中得到广泛应用。下列叙述正确的是
A. 民俗文化“打铁花”利用了铁的焰色试验
B. 二氧化氯、臭氧、明矾等可作为自来水消毒剂
C. 等可用作奶粉营养强化剂
D. 食用油在空气中被氧化而产生“哈喇”味,主要与其分子中含有酯基有关
2. 下列化学用语表达错误的是
A. HClO的球棍模型:
B. 环己烷稳定的结构模型:
C. Cl原子价电子轨道表示式:
D. 聚异戊二烯的链节:
3. 工业上以黄铁矿制备硫酸的流程如下:黄铁矿,下列有关说法错误的是
A. 硫酸属于化工生产中的大宗化学品
B. 中心原子为杂化,分子构型为Ⅴ型
C. 标况下中含有氧原子数目为
D. 参加反应生成转移电子数目为
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式正确的是
A. 溶液中通入少量
B. 向饱和碳酸钠溶液中通入足量气体:
C. 未注重口腔健康产生龋齿的原因:
D. 向溶液中滴加溶液至完全沉淀:
5. 的结构式如下图,时会发生分解.下列推测合理的是
A. 是离子晶体,熔点高,硬度大 B. 加热可能生成
C. 分解的产物可能为和,同类化合物分解温度更高 D. 溶于浓盐酸呈绿色,加水稀释溶液变蓝色,是因为浓度减小
6. 下列仪器和药品能完成相关实验的是
A.制作简单氢氧燃料电池
B.用乙醇萃取中的S
C.测定醋酸的浓度
D.制备氢氧化亚铁
A. A B. B C. C D. D
7. 腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,结构如图,下列说法错误的是
A. 腺嘌呤核苷酸具有两性
B. 水解生成的戊糖的核磁共振氢谱有7组峰
C. 水解生成的碱基的分子式为
D. 每个腺嘌呤核苷酸中含有4个手性碳原子
8. 某种抗生素结构如图所示,W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z为同周期元素,Q表示Cl(氯元素)。下列说法不正确的是
A. 键角:∠2>∠1 B. 电负性:Q>Z>W
C. 简单离子半径:Q>Y>Z D. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X
9. 瓜环[n]()是超分子领域近年来发展迅速的大环主体分子之一,可从环境中识别不同分子并选择性吸附形成超分子。由烃A合成瓜环[n]的路线如下:
下列说法正确的是
A. 烃A的产量可用于衡量国家石油化工发展水平
B. D→瓜环[n]先发生加成反应再发生缩聚反应
C. 通过红外光谱可测得瓜环[n]的聚合度
D. 瓜环[n]选择性吸附形成超分子体现了其自组装的特点
10. 盐X溶液能发生如图所示的转化关系(部分反应的反应条件已略),b可作漂白剂,f为红棕色气体,下列推断正确的是
A. X可能为正盐,也可能为酸式盐 B. 浓硫酸不能干燥a、b、d气体
C. a、b、c、d、e、f都是极性分子 D. 的工业条件为高温、高压、催化剂
11. 类比法是一种学习化学的重要方法。下列“类比”中合理的有
①与水反应生成乙炔,则与水反应生成丙炔
②分子中Al采取杂化,则二聚分子中Al采取杂化
③酸性:,则碱性:
④与盐酸反应生成NaCl和,则与盐酸反应生成和
⑤NaClO溶液与生成和HClO,则NaClO溶液与生成和HClO
⑥NaOH溶液与少量生成和,则氨水与少量生成和
A. ④ B. ①④ C. ④⑥ D. ②③⑤
12. 在存在下,1-苯基丙炔与氯化氢反应,主要产物为氯代烯烃A和B,1-苯基丙炔及产物的含量随时间延长而变化,达到平衡时A与B的含量之比为。下列说法正确的是
A. 产物A是
B. 分子最多共平面的原子数为16个
C. 加入催化剂可以提高1-苯基丙炔的平衡转化率
D. 比稳定,可能是因为甲基与苯基之间排斥力小
13. 一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(, ,),下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为CuInTe2
B. C点原子的分数坐标为( ,, )
C. 晶胞中四面体空隙的占有率为50%
D. 晶胞中C、D间距离d= pm
14. 通过电化学方法制备,进而由与反应合成。为提高电流利用效率,某小组设计电化学合成示意图如下,已知氧化性:。下列说法不正确的是
A. 电势:电极A>电极B
B. 电极B的电极反应式为:
C. 电解液中可以用氢溴酸代替
D. 原料足量的情况下,理论上电路中转移可得到0.1 mol
15. 常温下,溶液滴定溶液时,V(NaOH)、各含磷元素微粒的和pH的关系如图。下列说法正确的是
A. ①为的与pH的关系
B. 常温下,的
C. b点时,溶液中:
D. c点时,溶液中存在
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。某工业废渣中含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的+2价氧化物,从该废渣中提取回收钴和铜的一种操作流程如图:
已知:①常温下,;加沉淀剂使一种金属离子浓度小于或等于时,即认为该离子完全沉淀。
②萃取的反应原理:。
③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
金属阳离子
开始沉淀时()溶液的pH
2.1
7.5
7.6
4.8
完全沉淀时()溶液的pH
3.1
9.0
9.1
6.3
回答下列问题:
(1)写出基态Co的核外电子排布式_____________;“滤渣1”的主要成分的化学式为____________。
(2)向“滤液1”中先加入A物质,若A为溶液,其作用为(写离子方程式)________________,再加入B物质,加入B物质的目的是_________________________________________________。
(3)常温下若“滤液2”中,则除去2 L“滤液2”中的至少需加入NaF固体的质量约为______________g(忽略“滤液2”中极少量的及溶液体积的变化)。
(4)“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为____________________。
(5)“氧化沉钴”步骤中调节溶液至弱酸性后,加入适当过量的NaClO溶液得到高价态,写出生成的反应的离子方程式_________________________________________________。
(6)含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质B的化学式是____________________。
17. 铜氨配合物在催化剂、电化学传感器等方面有潜在的应用价值。某兴趣小组探究铜氨配合物的制备。
Ⅰ.准备溶液
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的_____________(填标号)。
a. b. c. d.
Ⅱ.探究铜氨配合物的制备
(2)小组同学完成实验ⅰ制备铜氨配合物。
序号
操作
现象
ⅰ
向8 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液中逐滴加入2 mL 2 mol/L氨水
先产生蓝色沉淀,后得到深蓝色透明溶液
①生成蓝色沉淀的离子方程式为_______________________________________________________________。
②小组同学向实验ⅰ所得深蓝色溶液中,加入_______________(填试剂)并用玻璃棒摩擦试管内壁,则析出深蓝色晶体。检验上述深蓝色晶体中存在的操作及现象是_______________________________________。
(3)该小组同学认为实验ⅰ中生成了沉淀,若直接向固体中滴加氨水也可得到铜氨配合物。于是取固体于试管中,滴加氨水,发现固体几乎不溶解。
【理论分析】
①计算反应的平衡常数_______________。
已知:,
【提出猜想】猜想a:结合平衡移动原理,增大氨水的浓度可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想b:对比实验ⅰ,引入可明显促进铜氨配离子的生成。
【实验验证】为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅱ~ⅳ。测算溶解的最大质量,记录数据。
序号
操作
Cu(OH)2溶解的质量/g
ⅱ
取0.1 g Cu(OH)2固体于试管中
滴加5 mL 4 mol/L氨水
ⅲ
滴加5 mL 8 mol/L氨水
ⅳ
滴加5 mL 4 mol/L氨水,再加入少量_______________(填化学式)固体
【实验结论】
③实验结果为略大于,且______(填“大于”或“小于”),可证明猜想b成立而猜想a不成立。
【反思与提高】
④实验ⅰ中蓝色沉淀转化为深蓝色透明溶液的离子方程式应写为____________________________________________________________________________________________。
18. 物质I是一种存在于茄科植物中的生物碱。I的一条合成路线如下:
已知:①;②
③,R可为烃基、等
(1)写出A→B反应的化学方程式______。
(2)D中含氧官能团的名称为______。
(3)D→E分两步进行。第一步反应产物的结构简式为______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大。比较H中①②号N原子碱性强弱:①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(6)已知吡啶()与苯均具有芳香性。物质X(分子式为)是A的同系物,则X的芳香化合物同分异构体有______种(包含X本身)。
(7)以和不超过三个碳的有机物为原料,合成的路线如下(无机试剂任选)。
,合成路线中M结构简式为______,N的名称为______。
19. 二氧化碳的排放日益受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的重要课题。请回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:
反应II:
则反应:_________。
(2)向体积均为Ⅴ L的恒压密闭容器中通入,分别在0.1 MPa和1 MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中、CO、的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①下列叙述能判断反应体系达到平衡的是_____________;
A.混合气体的颜色不再发生变化 B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化 D.的消耗速率和的消耗速率相等
②图中表示1 MPa时的物质的量分数随温度变化关系的曲线是_________(填字母),理由是_____________________________________________________________________________________________;
③550℃、0.1 MPa条件下,t min反应达到平衡,平衡时反应Ⅱ的_______________________。(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)一种从高炉气回收制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如图所示:
①某温度下,当吸收池中溶液的时,此时该溶液中_________[已知:该温度下]。
②利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移时,阴极室溶液的质量增加_________g[B的电解效率]。
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武汉六中2023级高三12月第二次月考
化学试卷
试卷满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:B-11 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Mn-55 Co-59 Cu-64 Zn-65 Br-80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分共45分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 化学在科技、生产和生活中得到广泛应用。下列叙述正确的是
A. 民俗文化“打铁花”利用了铁的焰色试验
B. 二氧化氯、臭氧、明矾等可作为自来水消毒剂
C. 等可用作奶粉营养强化剂
D. 食用油在空气中被氧化而产生“哈喇”味,主要与其分子中含有酯基有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁元素焰色为无色,“打铁花”是高温下液态铁炽热发光的现象,与焰色试验无关,A错误;
B.二氧化氯、臭氧具有强氧化性可作自来水消毒剂,明矾溶于水水解生成胶体仅能吸附悬浮杂质净水,无消毒作用,B错误;
C.可补充钙元素,可补充铁元素,可补充锌元素,均可用作奶粉营养强化剂,C正确;
D.食用油产生“哈喇”味是因为分子中含有不饱和碳碳双键被氧气氧化,与酯基无关,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语表达错误的是
A. HClO的球棍模型:
B. 环己烷稳定的结构模型:
C. Cl原子价电子轨道表示式:
D. 聚异戊二烯的链节:
【答案】A
【解析】
【详解】A.的结构式为,O原子为sp3杂化,球棍模型应该是V形,A错误;
B.环己烷的椅式构象扭转张力最小,是其最稳定的空间结构,图示为环己烷椅式构象的模型,B正确;
C.原子价电子排布为,根据泡利原理和洪特规则,轨道填满成对电子,轨道5个电子填充为2个轨道成对、1个轨道单电子,图示轨道表示式符合填充规则,C正确;
D.异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)发生1,4-加聚生成聚异戊二烯,其链节应为,图示链节的甲基连接位置错误,D正确;
故选A。
3. 工业上以黄铁矿制备硫酸的流程如下:黄铁矿,下列有关说法错误的是
A. 硫酸属于化工生产中的大宗化学品
B. 中心原子为杂化,分子构型为Ⅴ型
C. 标况下中含有氧原子数目为
D. 参加反应生成转移电子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫酸是重要基础化工原料,属于化工生产中的大宗化学品,A正确;
B.中心原子价层电子对数为,为杂化,含1对孤电子对,分子构型为Ⅴ型,B正确;
C.标准状况下为固态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,的物质的量不是,含氧原子数目不为,C错误;
D.中为价、为价,反应生成时,失,共失,总转移电子数目为,D正确;
故选C。
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式正确的是
A. 溶液中通入少量
B. 向饱和碳酸钠溶液中通入足量气体:
C. 未注重口腔健康产生龋齿的原因:
D. 向溶液中滴加溶液至完全沉淀:
【答案】D
【解析】
【详解】A.与水反应生成和,酸性弱于,正确离子方程式:,A错误;
B.饱和溶液中通入足量,生成溶解度更小的晶体,正确离子方程式:,B错误;
C.产生龋齿的原因是羟基磷酸钙与酸反应,正确离子方程式:,C错误;
D.向溶液中滴加溶液至完全沉淀:,D正确;
故选D。
5. 的结构式如下图,时会发生分解.下列推测合理的是
A. 是离子晶体,熔点高,硬度大 B. 加热可能生成
C. 分解的产物可能为和,同类化合物分解温度更高 D. 溶于浓盐酸呈绿色,加水稀释溶液变蓝色,是因为浓度减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图示,中只存在共价键,是共价化合物,故A错误;
B.加热可能生成和氯化氢,故B正确;
C.分解的产物可能为和,Cu-Cl键比Cu-I键的键能大,比分解温度高,故C错误;
D.溶于浓盐酸呈绿色,铜离子主要以[ CuCl4]2-的形式存在,加水稀释,氯离子浓度减小,铜离子主要以 [Cu(H2O)4]2+的形式存在,溶液变蓝色,故D错误;
选B。
6. 下列仪器和药品能完成相关实验的是
A.制作简单氢氧燃料电池
B.用乙醇萃取中的S
C.测定醋酸的浓度
D.制备氢氧化亚铁
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该装置两个电极均为,电解时阳极作为活性电极优先失电子溶解,无法生成,且两电极活泼性相同,不存在电势差,无法形成氢氧燃料电池,A错误;
B.萃取要求萃取剂与原溶剂不互溶,乙醇和均为有机物,二者互溶,无法实现萃取,B错误;
C.用标准溶液滴定醋酸,滴定终点为碱性环境,选用酚酞作指示剂合理;聚四氟乙烯活塞耐酸碱腐蚀,可盛装溶液,该装置能完成醋酸浓度测定实验,C正确;
D.左侧通往右侧的导管未伸入液面以下,反应生成的无法将溶液压入溶液中,无法制备,D错误;
故选C。
7. 腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,结构如图,下列说法错误的是
A. 腺嘌呤核苷酸具有两性
B. 水解生成的戊糖的核磁共振氢谱有7组峰
C. 水解生成的碱基的分子式为
D. 每个腺嘌呤核苷酸中含有4个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.腺嘌噙核苷酸中有磷酸二氢根具有酸性,有氨基具有碱性,故A正确;
B.腺嘌呤核苷酸水解生成的戊糖是核糖,核磁共振氢谱有9组峰,B错误;
C.腺嘌呤核苷酸水解生成的碱基是腺嘌呤,分子式为,C正确;
D.腺嘌呤核苷酸中的手性碳原子如图所示,所以1mol腺嘌呤核苷酸4mol手性碳原子,故D正确;
答案选:B。
8. 某种抗生素结构如图所示,W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z为同周期元素,Q表示Cl(氯元素)。下列说法不正确的是
A. 键角:∠2>∠1 B. 电负性:Q>Z>W
C. 简单离子半径:Q>Y>Z D. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X
【答案】B
【解析】
【分析】由结构图中各字母所示原子的成键数以及原子序数关系可知,W、X、Y、Z、Q分别为H、C、N、O、Cl。比较键角时应结合中心原子周围的空间构型;比较电负性时应根据元素在周期表中的位置;比较简单离子半径时先看电子层数,再看核电荷数;比较简单氢化物的沸点时应考虑分子间氢键。
【详解】A.图中∠1的顶点为只形成单键的X原子,其周围4个价键呈四面体构型,键角约为109°28′;∠2的顶点为与Z形成双键的X原子,其周围3个价键呈平面三角形,键角约为120°,所以∠2>∠1,A正确;
B.Q、Z、W分别为Cl、O、H,电负性大小为O>Cl>H,即Z>Q>W,B错误;
C.Q为氯元素,Y为氮元素,Z为氧元素。氯的简单阴离子有3个电子层,氮、氧的简单阴离子均有2个电子层,故氯的简单阴离子半径最大;氮、氧的简单阴离子核外电子排布相同,氮元素的核电荷数较小,故半径较大,所以Q>Y>Z,C正确;
D. Z、Y、X的简单氢化物分别为水、氨和甲烷。水、氨分子间均可形成氢键,且水分子间氢键较强,甲烷分子间不能形成氢键,故沸点为水>氨>甲烷,即Z>Y>X,D正确;
故选B。
9. 瓜环[n]()是超分子领域近年来发展迅速的大环主体分子之一,可从环境中识别不同分子并选择性吸附形成超分子。由烃A合成瓜环[n]的路线如下:
下列说法正确的是
A. 烃A的产量可用于衡量国家石油化工发展水平
B. D→瓜环[n]先发生加成反应再发生缩聚反应
C. 通过红外光谱可测得瓜环[n]的聚合度
D. 瓜环[n]选择性吸附形成超分子体现了其自组装的特点
【答案】B
【解析】
【分析】根据C→D的反应及D的结构简式可以推测:A→B:(A)与Br2发生加成反应生成CHBr2CHBr2(B);B→C:CHBr2CHBr2 (B)与NH3发生取代反应生成 (C); C→D: (C)与发生取代反应生成(D);D→瓜环[n]: (D)与甲醛(HCHO)先发生加成反应,再发生缩聚反应得到瓜环[n]。
【详解】A.衡量国家石油化工发展水平的是乙烯的产量,而A为乙炔,其产量与石油化工水平无关,A错误;
B.D中与HCHO的羰基先发生加成反应生成,再脱水缩合形成桥连结构,整个过程属于缩聚反应,B正确;
C.红外光谱用于检测分子中的官能团(如C=O、N-H等),无法测定聚合度n,聚合度需通过质谱法测定分子量后计算,C错误;
D.瓜环[n] 可从环境中识别不同分子并选择性吸附形成超分子,体现的是其分子识别的特性,与自组装无关,D错误;
故答案选B。
10. 盐X溶液能发生如图所示的转化关系(部分反应的反应条件已略),b可作漂白剂,f为红棕色气体,下列推断正确的是
A. X可能为正盐,也可能为酸式盐 B. 浓硫酸不能干燥a、b、d气体
C. a、b、c、d、e、f都是极性分子 D. 的工业条件为高温、高压、催化剂
【答案】A
【解析】
【分析】盐X溶液既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应,说明盐X是弱酸的铵盐,又因为b可作漂白剂,则X可以是正盐,也可以是酸式盐,a、b、c、d、e、f分别为、、、、、,Y是,Z是。
【详解】A.根据分析知,X可以是正盐,也可以是酸式盐,均符合转化关系,A正确;
B.b为,与浓硫酸不反应,可用浓硫酸干燥,、与浓硫酸反应,不可用浓硫酸干燥,B错误;
C.c为,是平面正三角形结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,其他分子都是极性分子,C错误;
D.为催化氧化生成的反应,工业上常压下转化率已经很高,不需要高压,反应条件为常压、、作催化剂,D错误;
故选A。
11. 类比法是一种学习化学的重要方法。下列“类比”中合理的有
①与水反应生成乙炔,则与水反应生成丙炔
②分子中Al采取杂化,则二聚分子中Al采取杂化
③酸性:,则碱性:
④与盐酸反应生成NaCl和,则与盐酸反应生成和
⑤NaClO溶液与生成和HClO,则NaClO溶液与生成和HClO
⑥NaOH溶液与少量生成和,则氨水与少量生成和
A. ④ B. ①④ C. ④⑥ D. ②③⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①中水解时C为-4价,反应产物为而非丙炔,错误;
②中二聚中每个Al与4个Cl成键,采取杂化,错误;
③中为强吸电子基团,会降低N原子上电子云密度,碱性弱于,错误;
④与盐酸反应生成NaCl和,则与盐酸反应生成和,正确;
⑤中具有还原性,会与强氧化性的发生氧化还原反应,错误;
⑥中氨水与少量反应会生成可溶性银氨络离子,不会得到,错误;
合理的只有④,故选A。
12. 在存在下,1-苯基丙炔与氯化氢反应,主要产物为氯代烯烃A和B,1-苯基丙炔及产物的含量随时间延长而变化,达到平衡时A与B的含量之比为。下列说法正确的是
A. 产物A是
B. 分子最多共平面的原子数为16个
C. 加入催化剂可以提高1-苯基丙炔的平衡转化率
D. 比稳定,可能是因为甲基与苯基之间排斥力小
【答案】D
【解析】
【详解】A.短时间内A的含量较大,说明生成A的速率较快,活化能较小,则A为,故A错误;
B.苯、乙炔分子中所有原子共平面,甲烷分子中最多有3个原子共平面,单键可以旋转,相当于乙炔分子中的氢原子被苯基、甲基取代,则该分子中最多有15个原子共平面,故B错误;
C.催化剂只能加快反应速率,不影响平衡移动,无法提高1-苯基丙炔的平衡转化率,故C错误;
D.能量越低越稳定,所以比稳定,这与甲基和苯基之间存在排斥力有关,故D正确;
答案选D。
13. 一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(, ,),下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为CuInTe2
B. C点原子的分数坐标为( ,, )
C. 晶胞中四面体空隙的占有率为50%
D. 晶胞中C、D间距离d= pm
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中位于顶点、面上、和体内的Cu原子个数=,位于面上、棱上的In原子个数=,位于体内的Te原子个数=8×1=8,则Cu、In、Te的原子个数比为4:4:8=1:1:2,晶体的化学式为CuInTe2,A选项正确;
B.由位于顶点A点和体心B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,)可知,晶胞边长为1,则位于体对角线处,面对角线处的C原子的分数坐标分别为(,,),B选项正确;
C.由晶胞结构可知,In原子形成的四面体空隙有8个,形成的八面体空隙也有8个,则四面体空隙的占有率为,C选项正确;
D.由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为pm、pm可知,C、D间距离d=,D选项错误;
答案选D。
14. 通过电化学方法制备,进而由与反应合成。为提高电流利用效率,某小组设计电化学合成示意图如下,已知氧化性:。下列说法不正确的是
A. 电势:电极A>电极B
B. 电极B的电极反应式为:
C. 电解液中可以用氢溴酸代替
D. 原料足量的情况下,理论上电路中转移可得到0.1 mol
【答案】D
【解析】
【分析】电极B在酸性条件下得电子生成,则电极B为阴极,电极A为阳极。
【详解】A.电解池中阳极电势高于阴极,电极A为阳极,故电势:电极A>电极B,A正确;
B.电极B为阴极,酸性条件下得电子生成,电极反应式为,B正确;
C.氢溴酸可电离出,既可以导电,又可在阳极放电生成,故可以用氢溴酸代替,C正确;
D.由得失电子守恒可知,电路中转移0.2 mol e-生成0.1mol Br2,但由信息可知氧化性:H2O2>Br2,所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为Br2,所以电路中转移0.2 mol e-生成Br2的物质的量大于0.1 mol,Br2与1:1发生加成反应得到的物质的量大于0.1 mol,D错误;
故选D。
15. 常温下,溶液滴定溶液时,V(NaOH)、各含磷元素微粒的和pH的关系如图。下列说法正确的是
A. ①为的与pH的关系
B. 常温下,的
C. b点时,溶液中:
D. c点时,溶液中存在
【答案】C
【解析】
【分析】由滴定曲线可知,a、b、c、d四点分别是第一中和阶段的半中和点、第一计量点、第二中和阶段的半中和点和第二计量点。a点代表H3PO4和浓度相等,可以得出Ka1=,c点代表和浓度相等,可以得出Ka2=,左侧各曲线按pH变化趋势可分别绑定四种含磷微粒,并可结合平衡关系、物料守恒和电荷守恒判断各项。
【详解】A.曲线①表示随pH升高而逐渐增多的微粒,故正确对应关系为:①为的与pH的关系,对应曲线④,A错误;
B.由分析可得第一、第二级酸常数的负对数分别为2.12和7.20,因此,B错误;
C.b点的pH为5.00,根据磷酸逐级电离平衡有,故,C正确;
D.c点有,根据电荷守恒可得:。c点呈碱性,c(H+)<c(OH-),代入可得,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。某工业废渣中含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的+2价氧化物,从该废渣中提取回收钴和铜的一种操作流程如图:
已知:①常温下,;加沉淀剂使一种金属离子浓度小于或等于时,即认为该离子完全沉淀。
②萃取的反应原理:。
③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
金属阳离子
开始沉淀时()溶液的pH
2.1
7.5
7.6
4.8
完全沉淀时()溶液的pH
3.1
9.0
9.1
6.3
回答下列问题:
(1)写出基态Co的核外电子排布式_____________;“滤渣1”的主要成分的化学式为____________。
(2)向“滤液1”中先加入A物质,若A为溶液,其作用为(写离子方程式)________________,再加入B物质,加入B物质的目的是_________________________________________________。
(3)常温下若“滤液2”中,则除去2 L“滤液2”中的至少需加入NaF固体的质量约为______________g(忽略“滤液2”中极少量的及溶液体积的变化)。
(4)“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为____________________。
(5)“氧化沉钴”步骤中调节溶液至弱酸性后,加入适当过量的NaClO溶液得到高价态,写出生成的反应的离子方程式_________________________________________________。
(6)含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质B的化学式是____________________。
【答案】(1) ①. 或 ②.
(2) ①. ②. 调节溶液pH,使全部转化为氢氧化物沉淀除去
(3)5.46 (4)硫酸
(5)
(6)
【解析】
【分析】某工业废渣中含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的+2价氧化物,经稀硫酸酸浸时,+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液,同时部分钙离子也生成不溶物硫酸钙,则滤渣1为硫酸铅、硫酸钙,过滤后,滤液中加入氧化剂A氧化亚铁离子为铁离子,加入B调节pH,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去,则滤渣2为氢氧化铁,滤液加入NaF沉淀Ca2+、Mg2+,得到CaF2、MgF2沉淀,则滤渣3为CaF2、MgF2;滤液加入HR萃取铜离子,然后加入试剂a为稀硫酸反萃取,水相得到硫酸铜溶液,进一步得到胆矾;萃取铜离子后的水相加入NaClO氧化钴离子为Co(OH)3,加入浓盐酸转化再经一系列操作得到,据此分析;
【小问1详解】
Co是27号元素,基态核外电子排布式:或;废渣中的+2价PbO与硫酸反应生成难溶的,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液,同时部分钙离子也生成不溶物硫酸钙,则滤渣1为;
【小问2详解】
向“滤液1”中先加入A物质,若A为溶液,其作用是氧化亚铁离子为铁离子,离子方程式为,再加入B物质,加入B物质的目的是调节溶液pH,使全部转化为氢氧化物沉淀除去;
【小问3详解】
完全沉淀时,由,得此时溶液中平衡; 则溶液中剩余物质的量为,与沉淀的的物质的量为,至少需加入NaF固体的质量为。
【小问4详解】
根据萃取反应,反萃取需要使平衡逆向移动,加入高浓度的强酸,同时后续要得到胆矾(硫酸铜晶体),因此选择稀硫酸。
【小问5详解】
作为氧化剂将+2价Co氧化为+3价,自身被还原为,结合弱酸性环境的水分子配平原子与电荷守恒,得到生成沉淀的离子方程式:。
【小问6详解】
的摩尔质量为238 g/mol,从图像可知最终无水的质量为65 mg,其摩尔质量为,因此初始的物质的量,对应初始的总质量为,和图像的质量刻度匹配。物质B的质量为74 mg,其中无水的质量为65 mg,因此B中含有的结晶水总质量为,结晶水的物质的量;因此1 mol 结合的结晶水数目为:,即物质B的化学式为。
17. 铜氨配合物在催化剂、电化学传感器等方面有潜在的应用价值。某兴趣小组探究铜氨配合物的制备。
Ⅰ.准备溶液
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的_____________(填标号)。
a. b. c. d.
Ⅱ.探究铜氨配合物的制备
(2)小组同学完成实验ⅰ制备铜氨配合物。
序号
操作
现象
ⅰ
向8 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液中逐滴加入2 mL 2 mol/L氨水
先产生蓝色沉淀,后得到深蓝色透明溶液
①生成蓝色沉淀的离子方程式为_______________________________________________________________。
②小组同学向实验ⅰ所得深蓝色溶液中,加入_______________(填试剂)并用玻璃棒摩擦试管内壁,则析出深蓝色晶体。检验上述深蓝色晶体中存在的操作及现象是_______________________________________。
(3)该小组同学认为实验ⅰ中生成了沉淀,若直接向固体中滴加氨水也可得到铜氨配合物。于是取固体于试管中,滴加氨水,发现固体几乎不溶解。
【理论分析】
①计算反应的平衡常数_______________。
已知:,
【提出猜想】猜想a:结合平衡移动原理,增大氨水的浓度可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想b:对比实验ⅰ,引入可明显促进铜氨配离子的生成。
【实验验证】为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅱ~ⅳ。测算溶解的最大质量,记录数据。
序号
操作
Cu(OH)2溶解的质量/g
ⅱ
取0.1 g Cu(OH)2固体于试管中
滴加5 mL 4 mol/L氨水
ⅲ
滴加5 mL 8 mol/L氨水
ⅳ
滴加5 mL 4 mol/L氨水,再加入少量_______________(填化学式)固体
【实验结论】
③实验结果为略大于,且______(填“大于”或“小于”),可证明猜想b成立而猜想a不成立。
【反思与提高】
④实验ⅰ中蓝色沉淀转化为深蓝色透明溶液的离子方程式应写为____________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)ac (2) ①. ②. (95%)乙醇 ③. 取少量晶体于试管中加水溶解,先向其中加入盐酸酸化,再加入溶液,产生白色沉淀则说明该晶体中存在
(3) ①. ②. ③. 大于 ④. 或
【解析】
【分析】该实验为利用和氨水反应制备铜氨配合物,并且探究和氨水反应过程中增大氨水浓度和增大浓度对铜氨配离子生成的影响,由此解答;
【小问1详解】
配制 的溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管。图中a为烧杯,b为平底烧瓶,c为胶头滴管,d为漏斗,因此需要用到的是a和c。
【小问2详解】
①向溶液中逐滴加入氨水,首先发生反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,离子方程式为 。
②铜氨配合物在乙醇中的溶解度较小,向深蓝色溶液中加入95%乙醇(或乙醇)可降低其溶解度,促使深蓝色晶体析出;
检验的标准操作为:取少量晶体于试管中,加水溶解,加入稀盐酸酸化后,再滴加溶液,若产生白色沉淀,则说明晶体中存在。
【小问3详解】
①反应的平衡常数。分子分母同乘,可得;
②为验证猜想b(引入可明显促进铜氨配离子的生成),需要向体系中加入含有的固体,且为了不引入杂质干扰,应选择阴离子与原溶液相同的硫酸盐,即加入固体;
③实验结论证明猜想b成立而猜想a不成立,说明加入对溶解的促进作用远大于单纯增大氨水浓度的作用,因此实验ⅳ中溶解的质量增量大于实验ⅲ中的增量,即大于;
④结合上述探究可知,实验ⅰ中沉淀溶解生成铜氨配离子时,溶液中大量存在的实际参与了反应,促进了平衡正向移动。因此,蓝色沉淀转化为深蓝色透明溶液的真实离子方程式应写为:或。
18. 物质I是一种存在于茄科植物中的生物碱。I的一条合成路线如下:
已知:①;②
③,R可为烃基、等
(1)写出A→B反应的化学方程式______。
(2)D中含氧官能团的名称为______。
(3)D→E分两步进行。第一步反应产物的结构简式为______。
(4)E→F的反应类型为______。
(5)已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大。比较H中①②号N原子碱性强弱:①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(6)已知吡啶()与苯均具有芳香性。物质X(分子式为)是A的同系物,则X的芳香化合物同分异构体有______种(包含X本身)。
(7)以和不超过三个碳的有机物为原料,合成的路线如下(无机试剂任选)。
,合成路线中M结构简式为______,N的名称为______。
【答案】(1)+H2SO4+H2O
(2)羰基、醚键 (3)
(4)还原反应 (5)<
(6)14 (7) ①. CH3CN ②. 乙二胺或1,2-乙二胺
【解析】
【分析】A通过取代反应生成B,结构为;B通过取代反应生成C,C的结构为;C利用已知①的原理生成D,D的结构为;D利用已知③的原理生成E,E的结构为 ;在经过还原反应生成F,F利用已知②的原理生成G,G的结构为,在碱性条件下形成5元氮环,最后发生取代反应得到产物生物碱I。
【小问1详解】
A发生取代反应生成B,反应方程为 +H2SO4+H2O;
【小问2详解】
D的结构是,其中含氧官能团的名称为羰基、醚键;
【小问3详解】
D→E,分两步进行反应碳氧双键转变为碳氮双键,第一步反应为加成反应,第二步反应为消去反应,故第一步反应产物的结构简式为;
【小问4详解】
E→F的过程中,得氢失氧,是还原反应的特点;
【小问5详解】
已知杂化轨道中s成分越多,原子的电负性越大,N原子吸引电子能力越强,碱性越弱。①的氮原子为sp2杂化,②的氮原子为sp3杂化,①的氮原子杂化轨道中s成分比②多,更难与氢离子形成配位键,所以①号N原子碱性更弱;
【小问6详解】
已知吡啶()与苯均具有芳香性,按要求写出X的芳香化合物同分异构体,故同分异构体中含有或的结构。X的分子式为,当含结构时,取代基为-CH2-CH3的有3种,如图:,取代基为-CH3和-CH3的有6种,表示如下:、,共9种;当含结构时,取代基为-CH2NH2、-NHCH3的有2种,取代基为-CH3和-NH2的有3种(邻、间、对);故X的芳香化合物同分异构体共14种。
【小问7详解】
利用已知①的原理,进攻含-CN的碳,使之变成碳氧双键,所以M的结构为CH3CN;利用已知③的原理,-NH2进攻 中碳氧双键的碳,形成碳氮双键,利用KOH再形成碳氮单键,故N的结构为H2NCH2CH2NH2,命名为乙二胺或1,2-乙二胺。
19. 二氧化碳的排放日益受到环境和能源领域的关注,其综合利用是研究的重要课题。请回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:
反应II:
则反应:_________。
(2)向体积均为Ⅴ L的恒压密闭容器中通入,分别在0.1 MPa和1 MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中、CO、的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①下列叙述能判断反应体系达到平衡的是_____________;
A.混合气体的颜色不再发生变化 B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化 D.的消耗速率和的消耗速率相等
②图中表示1 MPa时的物质的量分数随温度变化关系的曲线是_________(填字母),理由是_____________________________________________________________________________________________;
③550℃、0.1 MPa条件下,t min反应达到平衡,平衡时反应Ⅱ的_______________________。(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)一种从高炉气回收制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如图所示:
①某温度下,当吸收池中溶液的时,此时该溶液中_________[已知:该温度下]。
②利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移时,阴极室溶液的质量增加_________g[B的电解效率]。
【答案】(1)+206.1
(2) ①. B ②. a ③. 升高温度反应Ⅰ向逆反应方向移动,甲烷的物质的量分数降低;增大压强反应Ⅰ向正反应方向移动,甲烷的物质的量分数增大 ④. 1
(3) ①. 4 ②. 55.2
【解析】
【小问1详解】
已知热化学方程式:反应I:反应II:根据盖斯定律,将反应II减去反应I,即可得到目标反应:。因此,。
【小问2详解】
①A.反应体系中所有物质均为无色气体,混合气体的颜色始终不变,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.该反应在恒压密闭容器中进行,反应I前后气体总物质的量发生变化,容器体积会随之变化。由于气体总质量守恒,当混合气体的密度不再发生变化时,说明容器体积不再变化,即气体总物质的量不再改变,反应达到平衡,B正确;
C.由于在恒压密闭容器中进行,容器内气体压强始终保持不变,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.的消耗速率代表正反应速率,的消耗速率代表逆反应速率。由于反应I和反应II均消耗,当的消耗速率和的消耗速率相等时,并不能说明反应I的正逆反应速率相等,不能判断体系达到平衡,D错误;
故选B。
②反应I的正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的物质的量分数减小,因此曲线a、c表示的物质的量分数随温度的变化关系;反应I的正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的物质的量分数增大。因为,所以相同温度下时的物质的量分数更大,故曲线a表示时的物质的量分数随温度变化关系的曲线。
③、条件下,对应的是曲线c()和曲线b()。由图可知,平衡时的物质的量分数为,的物质的量分数为。由于、、三种气体物质的量分数之和为,则的物质的量分数为。设平衡时体系中、、的物质的量分别为、、,则。根据碳原子守恒,初始通入,则,解得,,。即平衡时生成和,剩余。根据反应I:生成消耗,生成;根据反应II:生成消耗,生成。平衡时的物质的量为;平衡时的物质的量为。反应II的平衡常数。由于反应II前后气体分子数相等,分压之比等于物质的量之比,故。
【小问3详解】
①根据碳酸的电离常数表达式:,。两式相乘得:。变形可得:。当时,,代入数据得:。
②阴极室发生的反应为:,。当电路中转移时,阳极室有通过质子交换膜进入阴极室,质量增加。生成的电解效率为,则用于生成的电子为,消耗的物质的量为,这部分转化为留在阴极室溶液中,质量增加。用于生成的电子为,生成的物质的量为,作为气体逸出,质量减少。因此,阴极室溶液的质量增加量 。
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