内容正文:
高三年级第四次质量检测(化学试题)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cu 64
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求。
1. 我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A. 月壤钛铁矿中存在活泼氢
B. 将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C. 月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D. 将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态碳原子的价电子轨道表示式:
B. 苯的结构简式:
C. 的形成过程:
D. 的系统命名:5-氟甲苯
3. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B
难溶于盐酸,可作“钡餐”使用
可代替作“钡餐”
C
盐酸和溶液反应是吸热反应
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
A. A B. B C. C D. D
4. 某物质结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 最简单氢化物的键角:
C. X的氢化物在同族中稳定性最弱
D. 同周期中第一电离能处在Z和M之间的元素有2种
5. 时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A. 通入后开始发生反应:
B. 时,随反应进行先析出
C. 将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D. 在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
6. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 甲用于分离互不相溶的液体混合物 B. 乙用于除去中的气体
C. 丙用于制取少量乙酸乙酯 D. 丁用于制取无水
7. 为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 固体溶解是吸热过程
B. 根据盖斯定律可知:
C. 根据各微粒的状态,可判断,
D. 溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
8. 实验室从茴香籽中提取茴香油的操作流程如下。下列说法正确的是
已知:①乙醚沸点34.5℃,密度0.71g/cm3;
②茴香油为淡黄色液体,主要成分是含有酯基的芳香族化合物,熔点22.5℃,沸点235℃,密度0.98g/cm3,在水蒸气作用下易挥发。
A. 向馏出液中加NaCl至饱和的目的是提高茴香油的提取率
B. 操作A应先将有机层从分液漏斗下口放出,再将水层从上口倒出
C. 有机层加入的无水MgSO4可用碱石灰代替
D. 操作B为蒸馏,先蒸出的馏分主要为茴香油
9. 可用以下方法制取:或,其中的空间结构如图。下列说法正确的是
A. 为极性分子
B. 电负性:
C. 所有磷氧键键长相等
D. 、和中P原子杂化类型相同
10. 可溶于氨水,向的悬浊液中通入,存在平衡: ; 。常温下,溶液中与的关系如图,表示、或。下列说法错误的是
A. 曲线代表
B. b点溶液存在:
C.
D. 常温下,的平衡常数
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 在催化剂作用下,酮的炔基化反应原理如图。下列说法错误的是
A. Z的水溶性大于Y
B. 中最多有7个C原子共面
C. X→Y为加成反应
D. Y→Z的反应中有H2O生成
12. 对于下列过程中发生的化学反应。相应离子方程式正确的是
A. 磷酸二氢钠水解:
B. 用稀盐酸浸泡氧化银:
C. 向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D. 向硫酸氢钠溶液中滴少量碳酸氢钡溶液:
13. 一种新型氯流电池设备及电极a工作过程中的物质转化如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,电极a为负极
B. 充电时,b电极反应式为
C. 电极b消耗,电极a质量增大46g
D. 充电时,向电极a移动
14. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
15. 在低温下能自发进行。和按不同进料比通入恒容密闭容器中,保持体系初始压强相同,测定不同温度下体系达平衡时的(,为体系平衡压强)如图,已知Z点。下列说法正确的是
A.
B. 的平衡转化率:
C. 温度下,分压平衡常数为
D. 温度下,当进料比时,体系平衡压强为
三、非选择题:本题共5小题,每题12分,共60分。
16. Li、Al、Br及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Br原子的价电子轨道表示式为___________。同周期中,基态原子未成对电子数与Br相同的元素有___________种。
(2)已知AlF3、AlBr3、AlI3的沸点分别为1276℃、255℃、382℃,AlBr3和AlI3结构相似,解释三种卤化物沸点差异的原因___________。
(3)AlBr3二聚体溶于CH3CN生成配合物(结构如图),其配体是___________,该配合物中不存在的化学键类型有___________。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键
(4)Li2CN2是一种人工固氮产物,的空间构型为___________。
(5)LiOH的晶胞结构及其沿轴方向的投影如图。
①一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为___________。
②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点原子的分数坐标为(),则B点原子的分数坐标为___________。
③若阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度ρ=___________g∙cm-3(用含NA的代数式表示)。
17. 以氟碳铈矿(,含、、等杂质)为主要原料制备硫酸亚铁铵[]和的工艺流程如下:
已知:①既不溶于水,也不溶于稀。
②常温下:;;。
③在空气中易被氧化为。
回答下列问题:
(1)已知“焙烧”中铈元素转化为。“滤渣”的主要成分是___________(填化学式);“酸浸Ⅱ”中氧化剂与还原剂物质的量之比为___________;该过程中用浓盐酸代替稀和也可达到目的,但不用浓盐酸的原因是___________。
(2)“沉铈”反应的离子方程式为___________;当恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液的为6,则溶液中___________(保留2位有效数字)。
(3)“试剂X”最好选用___________;上述流程中可以循环利用的物质有___________(写化学式)。
(4)硫酸亚铁铵纯度测定:称取ag硫酸亚铁铵产品,加稀溶解后配制成溶液,取bmL该溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗酸性标准溶液VmL。滴定过程中,接近终点时需采用半滴操作,具体操作是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用___________将半滴溶液沾落,再用蒸馏水将液滴冲入溶液中,振荡锥形瓶使溶液充分混合。硫酸亚铁铵产品的纯度为___________(用代数式表示)的摩尔质量为]。
18. 硫代碳酸钠()可用于处理废水中的重金属离子。某兴趣小组用如图装置(夹持装置略),根据装置生成沉淀的量或装置质量变化测定样品的纯度。
查阅资料:①,和均有毒;②不溶于水,沸点,与反应机理和与反应机理相似。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接好装置并检查气密性。取样品配制成溶液,取溶液置于仪器中,打开、、、,通入一段时间;
Ⅱ.关闭、、,测得装置的质量为;
Ⅲ.打开、、,向仪器中滴入足量稀,关闭;
Ⅳ.反应结束后,打开,缓缓通入热(高于60℃)一段时间;关闭、、,测得装置C的质量为;
Ⅴ.将B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体。
回答下列问题:
(1)配制溶液,如图仪器中不可能用到的是___________(填标号)。
(2)仪器的名称是___________;上述装置按气流方向连接合理的顺序为___________(填标号)。
(3)滴入稀后,装置A中的现象是___________;装置C中反应的离子方程式是___________。
(4)反应开始前,先通入一段时间的主要目的是___________。
(5)根据装置生成沉淀的量计算,该样品的质量分数为___________。
若反应结束后将通热改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算样品的质量分数,会导致结果___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19. 一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。
已知:①;②试剂a是。
(1)Ⅰ分子中含有的官能团是硝基和__________。
(2)B→D的化学方程式是_______________________________________。
(3)下列说法正确的是_________(填序号)。
a.试剂a的核磁共振氢谱有3组峰
b.J→K的过程中,利用了的碱性
c.F→G与K→L的反应均为还原反应
(4)以G和M为原料合成P分为三步反应。已知:
①M含有1个sp杂化的碳原子。M的结构简式为__________。
②Y的结构简式为__________。
(5)P的合成路线中,有两处氨基的保护,分别是:
①A→B引入保护基,D→E脱除保护基;
②_________________________。
20. 催化加氢合成是综合利用的热点研究领域,反应为。回答下列问题:
(1)一种双氧化物载体催化剂催化加氢制的反应历程如图甲所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。决速步骤的反应方程式为___________。
(2)在容积可变的密闭容器中充入和催化制,测得平衡转化率与温度、压强的关系如图乙所示。Y代表的物理量是___________(填“温度”或“压强”),___________(填“>”或“<”)。N点的容器容积小于M点的容器容积的原因是___________。
(3)某催化剂催化加氢制的过程中的主要反应(忽略其他副反应)有:
ⅰ.
ⅱ.
压强恒定在下,初始温度为时,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及、、、…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、和的体积分数如图所示。
①混合气从位点处,化学反应速率:ⅰ___________ⅱ(填“>”“<”或“=”,下同);的体积分数:位点___________位点;若位点处,则的分压为___________。
②保持、通入比例不变,若压强恒定在,初始温度为时,进行上述实验,测得从处开始,的体积分数不再改变,且小于,则处气体温度___________(填“>”“<”或“=”)。
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高三年级第四次质量检测(化学试题)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cu 64
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求。
1. 我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A. 月壤钛铁矿中存在活泼氢
B. 将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C. 月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D. 将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.月壤钛铁矿中的氢来自太阳风,以原子态吸附,属于活泼氢,A正确;
B.地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子,根据原子守恒可知,加热可能无法生成水蒸气,因此“一定生成”的说法错误,B错误;
C.生成水时H被氧化(0→+1),Fe被还原(如+3→0),存在化合价变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.水蒸气液化是物理变化,但会释放热量,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态碳原子的价电子轨道表示式:
B. 苯的结构简式:
C. 的形成过程:
D. 的系统命名:5-氟甲苯
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态碳原子价电子排布为,轨道2个电子自旋相反,能级2个电子分占不同轨道且自旋平行,该轨道表示式符合核外电子排布规则,A正确;
B.是苯的分子式,苯的结构简式应体现其环状结构,如凯库勒式,B错误;
C.是共价化合物,原子间通过共用电子对结合,不存在电子得失形成离子的过程,图示为离子化合物的形成过程,C错误;
D.该有机物以甲苯为母体,甲基所连碳原子为1号,氟原子位于2号碳,系统命名应为2-氟甲苯,D错误;
故选A。
3. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B
难溶于盐酸,可作“钡餐”使用
可代替作“钡餐”
C
盐酸和溶液反应是吸热反应
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硫酸与NaCl反应生成HCl主要是因为浓硫酸的沸点高,难挥发,但浓硫酸具有强氧化性,与NaI反应,氧化I⁻生成I2,得不到HI,A错误;
B.BaSO4不溶于盐酸,不会产生有毒的钡离子,可做钡餐使用,而BaCO3会与胃酸反应生成有毒的Ba2+,不能替代BaSO4,B错误;
C.盐酸与NaHCO3反应吸热是特例,而盐酸与NaOH的中和反应是典型的放热反应,C错误;
D.H2O因含有分子间氢键,沸点高于H2S,同理HF也含有分子间氢键,沸点高于HCl,D正确;
故选D。
4. 某物质结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 最简单氢化物的键角:
C. X的氢化物在同族中稳定性最弱
D. 同周期中第一电离能处在Z和M之间的元素有2种
【答案】C
【解析】
【分析】某物质结构如图所示,已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素,其中W、X、Y在同一周期,Z、M同处另一周期。根据结构中M3+可知形成,Z、M同处第三周期,且M为Al,Z能形成6个共价键,Z是S元素;则W、X、Y均在第二周期,X形成1个共价键,X是F元素;Y形成4个共价键,Y是C元素;W形成2个共价键,W是O元素;
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:S2->O2->F-> Al3+,A不符合题意;
B.Z是S元素,W是O元素;二者最简单的氢化物分别为水、硫化氢,它们分子的中心原子价层电子对数均为,空间构形均为V形,由于O的电负性大于S,则最简单氢化物的键角:W>Z,B不符合题意;
C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,X是F元素;X的非金属性在同族中最强,则X的氢化物在同族中稳定性最强,C符合题意;
D.Z为S,M为Al,同一周期中,第一电离能处在S和Al之间的元素有Mg、Si,D不符合题意;
故选C。
5. 时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A. 通入后开始发生反应:
B. 时,随反应进行先析出
C. 将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D. 在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气与氢氧化钠反应,生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为,A正确;
B.时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,逐渐增多,则最先析出,B正确;
C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体,C正确;
D.由于通入的氯气是过量的,所以溶液中几乎不含有NaOH,在冷却结晶的过程中,会大量析出,氢氧化钠不会大量析出,D错误;
故选D。
6. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 甲用于分离互不相溶的液体混合物 B. 乙用于除去中的气体
C. 丙用于制取少量乙酸乙酯 D. 丁用于制取无水
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲为蒸馏装置,用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物,分离互不相溶的液体混合物应采用分液操作,A错误;
B.会与饱和溶液反应生成,无法保留,除去中的应选用饱和溶液,B错误;
C.乙酸乙酯会在溶液中发生水解反应,收集乙酸乙酯应使用饱和溶液,C错误;
D.在气流中加热,可抑制的水解,同时带走结晶水,能够制得无水,D正确;
故选D。
7. 为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 固体溶解是吸热过程
B. 根据盖斯定律可知:
C. 根据各微粒的状态,可判断,
D. 溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【详解】A.由图可知,固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确;
B.由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确;
C.由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程,b<0,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;
故选C。
8. 实验室从茴香籽中提取茴香油的操作流程如下。下列说法正确的是
已知:①乙醚沸点34.5℃,密度0.71g/cm3;
②茴香油为淡黄色液体,主要成分是含有酯基的芳香族化合物,熔点22.5℃,沸点235℃,密度0.98g/cm3,在水蒸气作用下易挥发。
A. 向馏出液中加NaCl至饱和的目的是提高茴香油的提取率
B. 操作A应先将有机层从分液漏斗下口放出,再将水层从上口倒出
C. 有机层加入的无水MgSO4可用碱石灰代替
D. 操作B为蒸馏,先蒸出的馏分主要为茴香油
【答案】A
【解析】
【分析】茴香籽粉经水蒸气浸泡、蒸馏,挥发性成分随水蒸气馏出,馏出液加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,然后使用乙醚萃取溶液中的茴香油,分液得到含有茴香油的有机层,干燥过滤得到粗品,蒸馏得到茴香油,据此分析解题。
【详解】A.向馏出液中加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,有利于提高茴香油的提取率,A正确;
B.茴香油的密度为0.98g•cm-3,其密度小于水,有机层在上层,则操作A应先将水层从分液漏斗下口放出,再将有机层从上口倒出,B错误;
C.茴香油的主要成分是含有酯基的芳香族化合物,若将无水硫酸镁用碱石灰代替,茴香油会在碱石灰的作用下发生水解而无法制得茴香油,C错误;
D.乙醚的沸点为34.5℃,茴香油的沸点为235℃,则先蒸出的馏分主要为乙醚,D错误;
故答案为:A。
9. 可用以下方法制取:或,其中的空间结构如图。下列说法正确的是
A. 为极性分子
B. 电负性:
C. 所有磷氧键键长相等
D. 、和中P原子杂化类型相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.为空间对称结构,是非极性分子,A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;电负性:,B错误;
C.分子存在P-O单键和P=O双键,键长不等,C错误;
D.PCl3分子中磷原子形成了3个σ键,孤电子对数为1,所以磷原子采取sp3杂化;,POCl3是四配位的分子,中心原子上没有孤对电子,所以磷原子取 sp3杂化类型;中P原子形成3个σ键和1个π键,杂化类型为sp3,D正确;
故选D。
10. 可溶于氨水,向的悬浊液中通入,存在平衡: ; 。常温下,溶液中与的关系如图,表示、或。下列说法错误的是
A. 曲线代表
B. b点溶液存在:
C.
D. 常温下,的平衡常数
【答案】B
【解析】
【分析】结合图像原点纵坐标可知,银离子为10-5mol/L,所以,由a点可知 ,由c点可知 ,据此解答。
【详解】A.随着增大,不断减小,先增大后减小,不断增大,故代表,故A正确;
B.根据物料守恒可知,,b点溶液中,所以,故B错误;
C.在b点,则,得,故C正确;
D.由分析可知、、,则反应的平衡常数,故D正确;
答案选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 在催化剂作用下,酮的炔基化反应原理如图。下列说法错误的是
A. Z的水溶性大于Y
B. 中最多有7个C原子共面
C. X→Y为加成反应
D. Y→Z的反应中有H2O生成
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由题干转化流程图中Y、Z的结构简式可知,Y中含有亲水基团-NH2和-OH,而Z中不含,故Z的水溶性小于Y,A错误;
B.由题干转化流程图中X的结构简式可知,X中含有苯环和酮羰基所在的两个平面结构,单键能够任意旋转,故中最多有8个C原子共面,B错误;
C.由题干转化流程图中X、Y的结构简式和X到Y的转化条件可知,X→Y中X的羰基双键断裂,为加成反应,C正确;
D.由题干转化流程图中Y、Z的结构简式,根据原子守恒可知,Y→Z的反应中有H2O生成,D正确;
故答案为:AB。
12. 对于下列过程中发生的化学反应。相应离子方程式正确的是
A. 磷酸二氢钠水解:
B. 用稀盐酸浸泡氧化银:
C. 向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D. 向硫酸氢钠溶液中滴少量碳酸氢钡溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.选项中磷酸二氢根、氢氧根均漏写电荷,正确水解离子方程式为,A错误;
B.盐酸中的会与生成的结合为沉淀,正确离子方程式为,B错误;
C.具有强氧化性,会将氧化,二者发生氧化还原反应而非生成,正确的离子方程式为:,C错误;
D.硫酸氢钠过量,少量碳酸氢钡中与按物质的量比1:2完全反应,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
13. 一种新型氯流电池设备及电极a工作过程中的物质转化如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,电极a为负极
B. 充电时,b电极反应式为
C. 电极b消耗,电极a质量增大46g
D. 充电时,向电极a移动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.放电时,从电极a物质转化看,转化为,元素化合价升高,发生氧化反应,根据原电池原理,发生氧化反应的电极是负极,所以电极a为负极,故A正确;
B.充电时,该装置为电解池,电极b为阳极,发生氧化反应,电极反应式应该是,而不是,故B错误;
C. 电极b发生反应 ,消耗1mol时转移2mol电子。电极a反应为,根据电子守恒,电极a会减少2mol ,减少的质量为,而不是增大46g,故C错误;
D.充电时为电解池,阳离子向阴极移动,电极a是阴极,所以向电极a移动,故D正确;
故选BC。
14. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。
【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②溶液中均存在平衡,加入NaF固体,Fe3+与F-结合成无色的[FeF6]3-,使平衡逆向移动,使得溶液红色褪去变为无色,说明与Fe3+的配位能力:F->SCN-,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
15. 在低温下能自发进行。和按不同进料比通入恒容密闭容器中,保持体系初始压强相同,测定不同温度下体系达平衡时的(,为体系平衡压强)如图,已知Z点。下列说法正确的是
A.
B. 的平衡转化率:
C. 温度下,分压平衡常数为
D. 温度下,当进料比时,体系平衡压强为
【答案】CD
【解析】
【分析】在低温下能自发进行,,则按时能自发进行,则;
【详解】A.该反应的正反应为气体体积减小的反应,因此反应正向进行程度越大,平衡时容器内压强越小,就越大。从T1到T3,增大,说明反应正向进行程度逐渐增大,据分析正反应为放热反应,则温度由T1到T3逐渐降低,即T1﹥T2﹥T3,故A项错误;
B.由题图中Z点可知,进料比为n(PCl3): n(Cl2)=2,平衡时=-60kPa,已知Z点,则初始压强,已知恒温恒容情况下,容器内气体物质的量之比等于压强之比,根据三段式:,则的平衡转化率为,由题图中y点可知,进料比为n(PCl3): n(Cl2)=1,平衡时=-55kPa,初始压强,则y点压强,已知恒温恒容情况下,容器内气体物质的量之比等于压强之比,根据三段式:,则y点的平衡转化率为,则的平衡转化率:,故B项错误;
C.根据选项B,温度下,分压平衡常数,故C项正确;
D.据图中X点,n(PCl3): n(Cl2)=2.5,平衡时=-25kPa,初始压强,则X点压强,根据“等效平衡”原理,该反应中PCl3和Cl2的化学计量数之比为1:1,则PCl3和Cl2的进料比互为倒数(如2.5与0.4)时,则相等,则温度下,当进料比时,体系平衡压强为,故D项正确;
故本题选CD。
三、非选择题:本题共5小题,每题12分,共60分。
16. Li、Al、Br及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Br原子的价电子轨道表示式为___________。同周期中,基态原子未成对电子数与Br相同的元素有___________种。
(2)已知AlF3、AlBr3、AlI3的沸点分别为1276℃、255℃、382℃,AlBr3和AlI3结构相似,解释三种卤化物沸点差异的原因___________。
(3)AlBr3二聚体溶于CH3CN生成配合物(结构如图),其配体是___________,该配合物中不存在的化学键类型有___________。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键
(4)Li2CN2是一种人工固氮产物,的空间构型为___________。
(5)LiOH的晶胞结构及其沿轴方向的投影如图。
①一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为___________。
②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点原子的分数坐标为(),则B点原子的分数坐标为___________。
③若阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度ρ=___________g∙cm-3(用含NA的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 4
(2)AlF3为离子晶体;AlBr3和AlI3均为分子晶体且结构相似,AlI3的相对分子质量更大
(3) ①. CH3CN、Br- ②. D
(4)直线形 (5) ①. 四面体形 ②. (,0,) ③.
【解析】
【小问1详解】
基态Br原子的价电子排布式为4s24p5,则价电子轨道表示式为。同周期中,Br的基态原子未成对电子数为1,在第四周期中,基态原子未成对电子数为1的元素还有K、Sc、Cu、Ga,则基态原子未成对电子数与Br相同的元素有4种。
【小问2详解】
AlF3、AlBr3、AlI3的沸点分别为1276℃、255℃、382℃,AlF3的沸点比AlBr3、AlI3的沸点高得多,则AlF3与AlBr3、AlI3的晶体类型不同,AlBr3和AlI3结构相似,AlF3形成离子晶体,AlBr3、AlI3形成分子晶体,所以三种卤化物沸点差异的原因:AlF3为离子晶体;AlBr3和AlI3均为分子晶体且结构相似,AlI3的相对分子质量更大。
【小问3详解】
AlBr3二聚体溶于CH3CN生成配合物(结构如图),从图中可以看出,CH3CN中的N原子、Br-与中心离子Al3+之间都形成配位键,则配体是CH3CN、Br-,该配合物中,C与H、C与N之间形成极性键,C与C原子间形成非极性键,阴、阳离子间形成离子键,则不存在的化学键类型为金属键,故选D。
【小问4详解】
Li2CN2是一种人工固氮产物,与CO2为等电子体,CO2为直线形结构,则的空间构型为直线形。
【小问5详解】
从图中可以看出,Li位于晶胞的顶点和面心,O原子位于左右面(侧面)和前后面(且与竖棱的距离相等)。
①我们选择A点Li原子为研究对象,与它紧邻的O原子位于这个晶胞的两个侧面和下一个晶胞的前后面,则一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为:四面体形。
②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点原子的分数坐标为(),B原子位于前面的面上,则离Z轴的距离为边长的一半(pm),离x轴的距离为(b-r)pm,所以B点原子的分数坐标为(,0,)。
③在晶胞中,含Li原子个数为=2,含O原子个数为=2,则含H原子的个数也为2,若阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度ρ==g∙cm-3。
【点睛】计算晶胞中所含微粒的数目时,可采用均摊法。
17. 以氟碳铈矿(,含、、等杂质)为主要原料制备硫酸亚铁铵[]和的工艺流程如下:
已知:①既不溶于水,也不溶于稀。
②常温下:;;。
③在空气中易被氧化为。
回答下列问题:
(1)已知“焙烧”中铈元素转化为。“滤渣”的主要成分是___________(填化学式);“酸浸Ⅱ”中氧化剂与还原剂物质的量之比为___________;该过程中用浓盐酸代替稀和也可达到目的,但不用浓盐酸的原因是___________。
(2)“沉铈”反应的离子方程式为___________;当恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液的为6,则溶液中___________(保留2位有效数字)。
(3)“试剂X”最好选用___________;上述流程中可以循环利用的物质有___________(写化学式)。
(4)硫酸亚铁铵纯度测定:称取ag硫酸亚铁铵产品,加稀溶解后配制成溶液,取bmL该溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗酸性标准溶液VmL。滴定过程中,接近终点时需采用半滴操作,具体操作是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用___________将半滴溶液沾落,再用蒸馏水将液滴冲入溶液中,振荡锥形瓶使溶液充分混合。硫酸亚铁铵产品的纯度为___________(用代数式表示)的摩尔质量为]。
【答案】(1) ①. SiO2和BaSO4 ②. 2:1 ③. 用浓盐酸会产生Cl2,污染环境
(2) ①. 2Ce3++6HCO= Ce2(CO)3↓+3H2O+3CO2↑ ②. 1.8×10-2
(3) ①. 铁粉 ②. (NH4)2SO4
(4) ①. 锥形瓶内壁 ②.
【解析】
【分析】以氟碳铈矿(,含、、等杂质) 为主要原料,在潮湿空气焙烧时,中被氧化为,释放HF、CO2等, 加稀硫酸,,不与稀硫酸反应,与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀,所以、、BaSO4以滤渣的形式进入制备主线;酸浸Ⅰ后的滤液(主要成分是)进入制备主线,加入试剂X为铁粉将Fe3+还原 为 Fe2+,加入(NH4)2SO4,形成经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得;滤渣(、、BaSO4)用稀 H2SO4和 H2O2酸浸Ⅱ,H2O2将CeO2还原为 Ce3+,加 NH4HCO3沉铈生成 Ce2(CO3)3,并释放CO2,灼烧 Ce2(CO3)3得 CeO2。此流程通过分步处理铁和铈元素,利用氧化还原反应和沉淀分离,实现了两种产品(]和)的制备。
【小问1详解】
①分析可知,焙烧加稀硫酸,,不与稀硫酸反应,与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀,、、BaSO4以滤渣的形式进入制备主线,用稀 H2SO4和 H2O2酸浸Ⅱ,H2O2将CeO2还原为 Ce3+,、BaSO4不反应,所以滤渣的主要成分为SiO2和BaSO4;
②“酸浸Ⅱ”中,在H2O2作还原剂,将氧化剂CeO2还原为Ce3+,方程式为:,故氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1;
③浓盐酸与 CeO2 反应会生成 有毒的Cl2,污染环境,故不用浓盐酸;
【小问2详解】
①Ce3+ 与 生成 Ce2(CO3)3 沉淀和二氧化碳,根据质量守恒和电荷守恒,“沉铈”反应的离子方程式为;
②由,解得。pH=6 时,c(H+)=10−6mol/L,利用, 代入数值解得=1.8×10-2 mol/L;
【小问3详解】
①试剂X的目的是将Fe3+还原 为 Fe2+⁺,最好选Fe,避免引入杂质;
②根据上述流程中,“沉铈”后的滤液中主要是(NH4)2SO4,故可以循环利用的物质有(NH4)2SO4;
【小问4详解】
①接近终点时需采用半滴操作,具体操作是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用蒸馏水将液滴冲入溶液中,振荡锥形瓶使溶液充分混合;
②酸性条件下高锰酸钾与亚铁离子发生的反应为:,n()=cV×10−3 mol,则 n(Fe2+)=5cV×10−3 mol,250 mL 中 n(Fe2+)=5cV×10−3×mol,即 n[]=5cV×10−3×mol,硫酸亚铁铵产品的纯度为。
18. 硫代碳酸钠()可用于处理废水中的重金属离子。某兴趣小组用如图装置(夹持装置略),根据装置生成沉淀的量或装置质量变化测定样品的纯度。
查阅资料:①,和均有毒;②不溶于水,沸点,与反应机理和与反应机理相似。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接好装置并检查气密性。取样品配制成溶液,取溶液置于仪器中,打开、、、,通入一段时间;
Ⅱ.关闭、、,测得装置的质量为;
Ⅲ.打开、、,向仪器中滴入足量稀,关闭;
Ⅳ.反应结束后,打开,缓缓通入热(高于60℃)一段时间;关闭、、,测得装置C的质量为;
Ⅴ.将B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体。
回答下列问题:
(1)配制溶液,如图仪器中不可能用到的是___________(填标号)。
(2)仪器的名称是___________;上述装置按气流方向连接合理的顺序为___________(填标号)。
(3)滴入稀后,装置A中的现象是___________;装置C中反应的离子方程式是___________。
(4)反应开始前,先通入一段时间的主要目的是___________。
(5)根据装置生成沉淀的量计算,该样品的质量分数为___________。
若反应结束后将通热改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算样品的质量分数,会导致结果___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)ae (2) ①. 三颈烧瓶 ②. BECD
(3) ①. 有油状液体生成(或液体分层),有气泡产生 ②.
(4)排除装置中的空气,防止生成的H2S被氧化
(5) ①. 96.25% ②. 偏大
【解析】
【分析】取Na2CS3溶液置于三颈烧瓶中,Na2CS3和稀硫酸反应生成CS2和H2S,生成的H2S被CuSO4溶液吸收,CS2进入NaOH溶液中发生反应,可以通过称量C中CuS沉淀的质量计算Na2CS3的浓度,也可以通过测定D中溶液质量增加测定Na2CS3的浓度,同时需要防止空气中的水分和二氧化碳进入装置D,为了确保充分吸收,反应结束后,再打开K1,通入一段时间的热氮气,将生成物赶入后续装置,使其被充分吸收,据此分析来解答。
【小问1详解】
配制溶液,用烧杯溶解,玻璃棒搅拌和引流,胶头滴管定容,不会用到锥形瓶和50ml的容量瓶;
【小问2详解】
仪器的名称是三颈烧瓶,根据分析,可知上述装置按气流方向连接;
【小问3详解】
滴入稀后,有液体和气体生成,装置A中的现象是有油状液体生成(或液体分层),有气泡产生,装置C中反应的离子方程式是;
【小问4详解】
反应开始前,先通入一段时间的主要目的是排除装置中的空气,防止生成的H2S被氧化;
【小问5详解】
根据装置生成沉淀的量计算,B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体,即物质的量为,根据反应,得的物质的量为0.05mol,样品中Na2CS3的物质的量为0.05×2mol=0.1mol,质量为15.4g,该样品的质量分数为,若反应结束后将通热改为通热空气,空气中含有CO2能被D中NaOH溶液吸收,导致D中的质量偏大,从而求得的偏大。
19. 一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。
已知:①;②试剂a是。
(1)Ⅰ分子中含有的官能团是硝基和__________。
(2)B→D的化学方程式是_______________________________________。
(3)下列说法正确的是_________(填序号)。
a.试剂a的核磁共振氢谱有3组峰
b.J→K的过程中,利用了的碱性
c.F→G与K→L的反应均为还原反应
(4)以G和M为原料合成P分为三步反应。已知:
①M含有1个sp杂化的碳原子。M的结构简式为__________。
②Y的结构简式为__________。
(5)P的合成路线中,有两处氨基的保护,分别是:
①A→B引入保护基,D→E脱除保护基;
②_________________________。
【答案】(1)氟原子(或碳氟键)、羧基
(2)
(3)bc (4) ①. ②.
(5)E→F引入保护基,Y→P脱除保护基
【解析】
【分析】A与乙酸发生取代反应生成B,B和浓硝酸、浓硫酸在加热条件下,发生取代反应,生成D,D水解生成对硝基苯胺E,E和试剂a发生取代反应生成F,F与H2发生还原反应,生成G。I和SOCl2发生取代反应,生成J,J和甲醇发生取代反应,生成K,K发生还原反应生成L,L和发生取代反应,生成M。M和G发生加成反应,生成X,X生成Y时同时生成了甲醇,可以推测是发生了分子内环化,因此Y应该为,Y发生取代反应,脱保护,得到P。
【小问1详解】
Ⅰ的苯环上连有硝基、羧基和两个氟原子,官能团除硝基外,还有羧基与氟原子(碳氟键)。
【小问2详解】
乙酰苯胺在浓硫酸催化下发生硝化反应,乙酰氨基为邻对位定位基,主要生成对位硝化产物,同时生成水,得到化学方程式为:。
【小问3详解】
a.试剂a为二碳酸二叔丁酯,分子高度对称,所有甲基化学环境相同,核磁共振氢谱仅1组峰,a错误;
b.J→K生成HCl,三乙胺呈碱性,可中和HCl促进反应正向进行,利用了其碱性,b正确;
c.F→G、K→L均为硝基还原为氨基,都属于还原反应,c正确;
故答案选bc。
【小问4详解】
①L中的氨基转化为异氰酸酯基(-N=C=O),该基团中的碳原子为sp杂化,符合“含有1个sp杂化的碳原子”的描述,再结合分子式得到M结构简式:。
②X生成Y时同时生成了甲醇,可以推测是发生了分子内环化,因此Y的结构简式为。
【小问5详解】
合成路线中有两处氨基保护策略:
第一处:A→B用乙酰基保护氨基,D→E水解脱除;
第二处:E→F用-COOC(CH3)3基团保护氨基,Y经过三氟乙酸和稀碱处理后脱除-COOC(CH3)3保护基得到P,即Y→P脱除保护基。
20. 催化加氢合成是综合利用的热点研究领域,反应为。回答下列问题:
(1)一种双氧化物载体催化剂催化加氢制的反应历程如图甲所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。决速步骤的反应方程式为___________。
(2)在容积可变的密闭容器中充入和催化制,测得平衡转化率与温度、压强的关系如图乙所示。Y代表的物理量是___________(填“温度”或“压强”),___________(填“>”或“<”)。N点的容器容积小于M点的容器容积的原因是___________。
(3)某催化剂催化加氢制的过程中的主要反应(忽略其他副反应)有:
ⅰ.
ⅱ.
压强恒定在下,初始温度为时,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及、、、…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、和的体积分数如图所示。
①混合气从位点处,化学反应速率:ⅰ___________ⅱ(填“>”“<”或“=”,下同);的体积分数:位点___________位点;若位点处,则的分压为___________。
②保持、通入比例不变,若压强恒定在,初始温度为时,进行上述实验,测得从处开始,的体积分数不再改变,且小于,则处气体温度___________(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)HCOO*+5H* = CH3O*+H2O+H*
(2) ①. 温度 ②. > ③. M、N两点CO2平衡转化率相同,压强对容器容积的影响大于温度对容积的影响
(3) ①. < ②. < ③. 3.44×106pa ④. >
【解析】
【小问1详解】
活化能越大反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,决速步骤的反应方程式为HCOO*+5H* = CH3O*+H2O+H*。
【小问2详解】
在容积可变的密闭容器中充入和催化制,测得平衡转化率与温度、压强的关系如图乙所示。
根据图甲,可知总反应放热,升高为反应逆向移动,平衡转化率降低;正反应气体计量数之和增大,增大压强平衡正向移动,平衡转化率增大;根据图像乙,随Y值增大,平衡转化率降低,则Y代表的物理量是温度,X表示压强,压强越大,平衡转化率越大,>。N点压强大于M,N点温度大于M,M、N两点CO2平衡转化率相同,压强对容器容积的影响大于温度对容积的影响,所以N点的容器容积小于M点的容器容积。
【小问3详解】
①混合气从位点处,总反应是气体体积减小的反应,CO的体积分数不变,说明CO的体积减小,则反应ⅰ生成CO的速率小于反应ⅱ消耗CO的速率,则化学反应速率:ⅰ<ⅱ;→CO不变,甲醇的量增多,根据氧元素守恒,则水的量增多,的体积分数:位点<位点;若位点处,
设气体总物质的量为a,则CO为0.028a、CH3OH为0.042a,由反应ⅰ.和 ⅱ. 的化学计量数可知,,则H2O为0.07a,则CO2为,则的分压为280。
②保持、通入比例不变,若压强恒定在,测得从处开始,的体积分数不再改变,且小于,增大压强,反应ⅱ正向移动,反应ⅱ 放热,可知处气体温度>。
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