内容正文:
厦门双十中学2024-2025学年第一学期第三次月考
高三化学试题
试卷满分:100分 考试时间: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.请认真阅读答题卡上的注意事项,不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.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,再选涂其他答案标号。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Mn-55 Cu-64
一、选择题:本题共12小题,1~8每小题3分,9~12每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与人类生活、社会发展息息相关。下列叙述不正确的是
A. 大力发展新能源汽车,可减少氮氧化物的排放
B. 为防止月饼因氧化而变质,常在包装袋中放入生石灰
C. 汽车防冻液的主要成分乙二醇,其熔点高的原因是易形成分子间氢键
D. 用人工合成淀粉,有利于减少农药化肥使用并促进“碳中和”
2. 用表示阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. 1mol含有π键的数目为
B. 1mol基态Cr原子的未成对电子数为
C. 46g和的混合气体含有的原子数为
D. 2.24L(标准状况)乙醇与足量Na充分反应,生成的分子数为
3. 紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是
A. 分子式为C14H14O4 B. 能够发生消去反应生成碳碳双键
C. 该物质中存在手性碳原子 D. 1 mol该物质最多能与 3mol NaOH反应
4. 锂离子电池中,一种电解质添加剂的阴离子结构如下图所示。Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 氧化性: B. 键角:
C. 第一电离能:M>Z>Y D. 简单离子半径:R>Y>Z
5. 下列实验装置或操作能够达到目的的是
A.检验1-溴丙烷消去反应的产物
B.比较非金属性:Cl>C>Si
C.保护铁件
D.测定KI溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
6. 下列方案设计、现象和结论均正确且具有因果关系的是
选项
方案设计
现象和结论
A.
2 mL 的MgCl2溶液中滴加2滴同浓度的NaOH的溶液,再滴加4滴同浓度的FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀,则
B.
向盛有 Fe(NO3)2溶液的试管中加入的H2SO4溶液
试管口出现红棕色气体,则被还原为NO2
C.
将稀硫酸滴入淀粉溶液中并加热,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热
未出现砖红色沉淀,则淀粉未水解
D.
室温下,用pH计测定的CF3COOH、CCl3COOH两种溶液的pH
CF3COOH溶液的pH较大,则电负性:F>Cl
A. A B. B C. C D. D
7. 环己烯是重要的化工原料,实验室制备流程如下。下列说法正确的是
已知:环己醇和环己烯常温下都为液体;环己烯密度,能与水形成共沸物。
A. 环己醇环上的一氯代物有3种
B. 操作依次是蒸馏、过滤、蒸馏
C. 浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因可能为浓硫酸易使原料炭化,产生,导致污染
D. 分离出有机相后,需加入无水氯化钙干燥,在操作3之前的“过滤”操作也可省去不做
8. 的配位化合物较稳定且运用广泛。它可与H2O、、、等形成配离子使溶液显色。如:显浅紫色的、红色的、黄色的、无色的。已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与形成配位离子。某同学按如下步骤完成实验:
下列说法不正确的是
A. 溶液Ⅰ呈黄色可能是由水解产物的颜色引起的
B. 为了能观察到溶液Ⅰ中的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
C. 与的配位能力强于
D. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有
9. 研究证明“惰性”的超临界二氧化碳(sCO2)流体在输送过程中也会腐蚀金属管道。模拟该过程的反应机理和在Fe界面及非界面处sCO2反应过程的相对能量对比如图所示。下列说法错误的是
A. sCO2腐蚀铁的总反应为
B. 由与生成的反应速率小于生成的反应速率
C. 非界面处,为自发反应
D. Fe能促进“惰性”sCO2的活性,起催化作用
10. 已知室温下,,,。用含少量的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的过程如下。下列说法正确的是
A. Na2CO3溶液中:
B. pH=11的NaClO溶液中:
C. “调pH”得到的上层清液中:
D. “氧化”时主要发生反应:
11. 我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料的水系双离子电池,该电池以和为电极,其工作原理如图所示。下列有关叙述错误的是
A. 放电时,a极电势高于b极
B. 放电时,电流从电极经电解质溶液流向电极
C. 放电时,若电极a得到6.4 g Cu和1.44 g Cu2O,则电路中转移0.22 mol
D. 充电时,电极b的电极反应式为
12. 室温下,向和的混合液中滴加溶液,溶液中[、或]与的关系如图所示。
已知: , ,表示醋酸根离子。
下列叙述错误的是
A. 线代表与的关系
B. 常温下,的为
C. 的为
D. 点对应体系中
二、填空题:本题包括4小题,共60分。
13. 以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和软锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:
①酸性条件下,氧化性;
②CaCl2极易溶于水;
③“浸锰”过程中矿石中的锰元素浸出,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中;
④“浸银”时,将Ag2S中的银以形式浸出,硫元素被氧化为单质S。
(1)矿石在酸浸前需粉碎,其目的是______。
(2)在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和软锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有______;检验“浸锰液”中是否含有的操作是______。
(3)用“浸锰液”获取MnSO4的过程如下:
已知:开始沉淀pH=1.9,完全沉淀pH=3.2。
开始沉淀pH=8.1,完全沉淀pH=10.1。
①加氨水调pH应控制在______。
②“分离液”与饱和NH4HCO3溶液反应的离子方程式为______。
(4)“浸银”时的离子方程式为______。
(5)一种MnO2晶体的晶胞示意图如图1,晶胞的俯视图和正视图如图2。
①图1中“○”代表的是______(填“Mn”或“O”),对应图2中的______(填“大球”或“小球”)。
②该晶体的密度为______(用含有a、b及的代数式表示)。
14. 天然气(含CH4、CO2、H2S等)的脱硫和重整制氢综合利用,具有重要意义。
(1)用Fe2O3干法脱硫涉及的反应如下:
反应的______(写出一个代数式即可)。
(2)用NaOH溶液湿法脱硫时H2S和CO2同时被吸收。
①湿法脱硫后的吸收液中主要存在以下平衡:
下列说法正确的有______。
A.升高温度,溶液中增大 B.加少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.通入少量HCl气体,增大 D.
②写出过量的H2S气体和Na2CO3溶液反应的化学方程式______。
(H2S的、,H2CO3的、)
(3)H2S和CH4的重整制氢涉及的反应如下:
a. b.
①设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100 kPa)。反应a的相对压力平衡常数表达式为______。
②反应a、b的在400~1000℃范围内随T的变化如图1所示。
反应a、b均为______反应(填“吸热”或“放热”)。
③在恒压100 kPa下按组成为通入混合气体,测得平衡状态下H2、S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如图2所示。
温度高于T1时,反应a平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。T1温度下H2的收率为______。反应a的相对压力平衡常数______(列式表示)。
已知:H2的收率,S2的收率
15. 某小组为验证“”为可逆反应并测定其平衡常数展开探究。
I.验证“”为可逆反应
同学甲设计了如下实验:
步骤
实验操作
实验现象
①
取溶液于试管中,加入溶液()
有灰黑色沉淀生成,溶液呈黄色。
②
取灰黑色沉淀于试管中,滴加适量浓硝酸
灰黑色沉淀溶解,生成红棕色气体
③
取①中少量上清液于试管中,滴加几滴盐酸
___________
结论:“”为可逆反应。
(1)步骤②涉及化学方程式为___________。
(2)步骤③的实验现象为___________。
(3)同学乙认为同学甲的实验不够严谨,其理由为___________。
同学乙重新设计实验,从平衡移动角度验证“”为可逆反应。
查阅资料:与可形成的有色配合物,溶液中该有色配合物浓度越大,吸光度越大。
同学乙设计如下实验,并在各组实验混合溶液吸光度稳定后,记录数值。
组别
溶液
溶液
水
L溶液
吸光度
1
2.0
1.0
1.0
1.0
2
2.0
1.5
a
b
3
2.0
2.0
0
1.0
(4)根据表中信息,补充数据:___________,___________。
(5)根据___________,可以判断“”为可逆反应。
Ⅱ.测定“”平衡常数
查阅资料:(白色)
(红色)
室温下,取溶液于试管中,加入溶液,待反应达到平衡后,取上层清液,用标准溶液滴定,到滴定终点消耗KSCN标准溶液。
(6)①滴定终点的现象是___________。
②此时,滴定管中液面如图所示,则该读数为___________。
(7)测得平衡常数___________。
(8)实验选用进行反应,不用的原因是___________。
16. 杂环化合物在药物中广泛存在,依托度酸(etodolac)用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎等,具有耐受性好、镇痛作用强等特点,尤其适用于老年患者。以下为其合成路线:
已知:①甲苯中甲基使苯环上与甲基邻、对位的氢原子活化;硝基苯中硝基使苯环上与硝基间位的氢原子活化
②+
③羟基间反应成环醚为取代反应
根据以上信息回答下列问题:
(1)由苯制备物质A,最好应先引入___________(填“乙基”或“硝基”);物质Q中的含氧官能团的名称为___________。
(2)OHC-CH2CH2CH2OH的系统命名为___________,该物质存在多种同分异构体,其中一定条件下能与NaOH溶液反应的同分异构体有___________种。
(3)写出上述过程中F→G被O2氧化的化学反应方程式___________。
(4)D+H→P主要经历先___________后___________两种反应类型,P→Q的另一种产物的结构简式为___________。
(5)在医院里肠杆菌等细菌的鉴定常利用吲哚实验,转换反应式如下:
吲哚的结构如图所示,已知所有原子共面,则N原子的孤电子对位于___________(填“杂化轨道”或“p轨道”);柯氏试剂M化学式为C9H11NO,该步反应的另一种产物为H2O,则M结构简式为___________。
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厦门双十中学2024-2025学年第一学期第三次月考
高三化学试题
试卷满分:100分 考试时间: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.请认真阅读答题卡上的注意事项,不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.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,再选涂其他答案标号。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Mn-55 Cu-64
一、选择题:本题共12小题,1~8每小题3分,9~12每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与人类生活、社会发展息息相关。下列叙述不正确的是
A. 大力发展新能源汽车,可减少氮氧化物的排放
B. 为防止月饼因氧化而变质,常在包装袋中放入生石灰
C. 汽车防冻液的主要成分乙二醇,其熔点高的原因是易形成分子间氢键
D. 用人工合成淀粉,有利于减少农药化肥使用并促进“碳中和”
【答案】B
【解析】
【详解】A.开发新能源,减少对化石燃料的依赖,可减少氮氧化物的排放,A正确;
B.生石灰是干燥剂,能吸水,但是不能吸收氧气,所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,B错误;
C.乙二醇含羟基,羟基能形成氢键,其熔点高的原因是易形成分子间氢键,C正确;
D.人工合成淀粉,可以充分利用二氧化碳,有利于减少农药化肥使用并促进“碳中和”,D正确;
故选B。
2. 用表示阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. 1mol含有π键的数目为
B. 1mol基态Cr原子的未成对电子数为
C. 46g和的混合气体含有的原子数为
D. 2.24L(标准状况)乙醇与足量Na充分反应,生成的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个C2H2分子中含有1个碳碳三键,1个碳碳三键有2个π键,因此1mol含有π键的数目为,故A错误;
B.基态Cr原子的价电子排布为3d54s1,因此1mol基态Cr原子的未成对电子数为,故B错误;
C.46g和的混合气体的最简式为,含有1mol氮原子、2mol氧原子,总共含有3mol原子,含有原子的数目为3NA,故C正确;
D.标准状况下乙醇不是气体,因此无法利用气体摩尔体积算得乙醇的物质的量,故D错误;
故答案为:C。
3. 紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是
A. 分子式为C14H14O4 B. 能够发生消去反应生成碳碳双键
C. 该物质中存在手性碳原子 D. 1 mol该物质最多能与 3mol NaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据紫花前胡醇的结构简式可知,其分子式为C14H14O4,A正确;
B.紫花前胡醇中与羟基相连碳原子邻位的碳原子上有氢原子,可发生醇的消去反应生成碳碳双键,B正确;
C.该物质中存在手性碳原子,如与羟基相连的碳原子就是手性碳原子,C正确;
D.该物质中含有一个酯基,该酯基水解后生成一个酚羟基也能与NaOH反应,因此1mol该物质最多能与2molNaOH反应,D错误;
故答案选D。
4. 锂离子电池中,一种电解质添加剂的阴离子结构如下图所示。Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素。下列说法正确的是
A. 氧化性: B. 键角:
C. 第一电离能:M>Z>Y D. 简单离子半径:R>Y>Z
【答案】D
【解析】
【分析】根据化合物的结构可知,Y、Z、M和R是原子序数依次增大的短周期元素,Z形成两个共价键,R形成六个共价键,则R为S,Z为O;M形成一个共价键,则M为F;Y形成两个共价键且使形成的阴离子带一个单位负电荷,则Y为N,则Y、Z、M和R分别是N、O、F和S,据此作答。
【详解】A.R为S,Z为O,RZ2为SO2,RZ3为SO3,氧化性的强弱要考虑具体的条件下,在常温下,二氧化硫体现弱氧化性,强还原性,而三氧化硫为最高价态只能体现氧化性,且三氧化硫氧化性较强,故A错误;
B.Y、Z分别是N、O,为,其中心原子N原子的价层电子对数为,有1对孤电子对,为V形,为,其中心原子N原子的价层电子对数为,没有孤电子对,为平面三角形,孤电子对的斥力大于成键电子对的斥力,因此的键角更大,故B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族,Y、Z、M分别是N、O、F,因此第一电离能:F>N>O,故C错误;
D.电子层数相同,核电荷数越多,离子半径越小,电子层数越多,离子半径越大,Y、Z、R分别是N、O、S,所以离子半径:S2->N3->O2-,故D正确;
故答案选D。
5. 下列实验装置或操作能够达到目的的是
A.检验1-溴丙烷消去反应的产物
B.比较非金属性:Cl>C>Si
C.保护铁件
D.测定KI溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.1-溴丙烷消去反应中挥发的乙醇也能使酸性溶液褪色,会干扰丙烯的检验,A错误;
B.盐酸不是氯元素最高价氧化物对应的水化物,且挥发的也能与溶液反应生成硅酸沉淀,无法比较、、的非金属性,B错误;
C.锌比铁活泼,二者在海水中构成原电池时锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,属于牺牲阳极法,可保护铁件,C正确;
D.溴水具有氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应选用酸式滴定管盛装溴水,D错误;
故选C。
6. 下列方案设计、现象和结论均正确且具有因果关系的是
选项
方案设计
现象和结论
A.
2 mL 的MgCl2溶液中滴加2滴同浓度的NaOH的溶液,再滴加4滴同浓度的FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀,则
B.
向盛有 Fe(NO3)2溶液的试管中加入的H2SO4溶液
试管口出现红棕色气体,则被还原为NO2
C.
将稀硫酸滴入淀粉溶液中并加热,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热
未出现砖红色沉淀,则淀粉未水解
D.
室温下,用pH计测定的CF3COOH、CCl3COOH两种溶液的pH
CF3COOH溶液的pH较大,则电负性:F>Cl
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液过量,加入少量生成白色沉淀,滴加后沉淀转化为红褐色,说明,方案、现象和结论均正确且有因果关系,A正确;
B.酸性条件下将氧化,自身被还原为,在试管口与空气中反应生成红棕色,并非直接被还原为,结论错误,B错误;
C.淀粉水解后溶液呈酸性,需先加中和至碱性,再加入新制悬浊液,否则硫酸会与反应,无法检测水解产物葡萄糖,不能得出淀粉未水解的结论,C错误;
D.电负性,吸电子能力强于,等浓度下酸性更强,pH更小,题给实验现象描述错误,D错误;
故选A。
7. 环己烯是重要的化工原料,实验室制备流程如下。下列说法正确的是
已知:环己醇和环己烯常温下都为液体;环己烯密度,能与水形成共沸物。
A. 环己醇环上的一氯代物有3种
B. 操作依次是蒸馏、过滤、蒸馏
C. 浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因可能为浓硫酸易使原料炭化,产生,导致污染
D. 分离出有机相后,需加入无水氯化钙干燥,在操作3之前的“过滤”操作也可省去不做
【答案】C
【解析】
【分析】环己醇发生消去反应生成环己烯和水,环己烯不溶于水,饱和食盐水溶解环己醇、氯化铁,然后分液得到的水相中含有环己醇、氯化铁,得到的有机相中含有环己烯,然后干燥、过滤、蒸馏得到环己烯。
【详解】A.环己醇环上的等效氢有4种,环上的一氯代物有4种,故A错误;
B.结合流程和分析,操作依次是蒸馏、分液、蒸馏,故B错误;
C.环己醇为有机物,浓硫酸能使其碳化,并与C反应生成导致污染,故不用浓硫酸做催化剂,故C正确;
D.加入无水氯化钙后吸水变为结晶水合物,如果不过滤掉,直接蒸馏可能会导致氯化钙结晶水合物分解出水,环己烯能与水形成共沸物,故会影响产物的纯度,故D错误。
答案选C。
8. 的配位化合物较稳定且运用广泛。它可与H2O、、、等形成配离子使溶液显色。如:显浅紫色的、红色的、黄色的、无色的。已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与形成配位离子。某同学按如下步骤完成实验:
下列说法不正确的是
A. 溶液Ⅰ呈黄色可能是由水解产物的颜色引起的
B. 为了能观察到溶液Ⅰ中的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
C. 与的配位能力强于
D. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有
【答案】B
【解析】
【详解】A.为弱碱阳离子,在水中容易发生水解反应生成等产物,呈黄色。由于浅紫色的不是溶液Ⅰ中的主要显色,所以溶液Ⅰ呈黄色可能是由水解产物的颜色引起的,故A正确;
B.向溶液Ⅰ中加入稀盐酸,引入的会与结合生成黄色的,这会掩盖原本浅紫色的的颜色,故B错误;
C.对于步骤③,向红色的中加入溶液后,被破坏,转化为无色的。配体之间的转化总是向着生成更稳定配合物的方向进行,说明与的配位能力强于,故C正确;
D.由于不能与形成配离子,所以向溶液中加入足量溶液,不受影响,全部转化为无色的,从而消除的干扰。随后加入溶液,会与反应生成蓝色的。如果观察到溶液呈蓝色,则说明含有,因此可以检验,故D正确;
故答案为B。
9. 研究证明“惰性”的超临界二氧化碳(sCO2)流体在输送过程中也会腐蚀金属管道。模拟该过程的反应机理和在Fe界面及非界面处sCO2反应过程的相对能量对比如图所示。下列说法错误的是
A. sCO2腐蚀铁的总反应为
B. 由与生成的反应速率小于生成的反应速率
C. 非界面处,为自发反应
D. Fe能促进“惰性”sCO2的活性,起催化作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据铁表面腐蚀的作用机理,反应物为、、,生成物为和,总反应书写正确,A正确;
B.活化能越大反应速率越慢,由图可知生成的活化能()大于生成的活化能(),故前者反应速率更小,B正确;
C.非界面处生成物的相对能量高于反应物和的总能量,反应焓变,且该反应气体分子数减少、,恒温恒压下,为非自发反应,C错误;
D.从sCO2反应过程的相对能量对比图,在Fe界面反应所需能垒为0.67,而非界面处能垒为2.17,且Fe界面生成为自发反应,所以Fe能促进“惰性”sCO2的活性,起催化作用,D正确;
故选C。
10. 已知室温下,,,。用含少量的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的过程如下。下列说法正确的是
A. Na2CO3溶液中:
B. pH=11的NaClO溶液中:
C. “调pH”得到的上层清液中:
D. “氧化”时主要发生反应:
【答案】C
【解析】
【分析】向含少量的NiCl2酸性溶液中加入溶液调pH,转化为沉淀,不沉淀,过滤除去沉淀得到含的滤液,在含的滤液中加入,将氧化得到沉淀,过滤、洗涤、干燥得到固体;
【详解】A.根据溶液的电荷守恒和物料守恒,联立得,A错误;
B.的溶液中,根据,得,即,B错误;
C.“调pH”后上层清液中达到沉淀溶解平衡,即,而未沉淀,即,联立得,C正确;
D.碱性条件下氧化的还原产物为,不会生成,正确反应为,D错误;
故答案选C。
11. 我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料的水系双离子电池,该电池以和为电极,其工作原理如图所示。下列有关叙述错误的是
A. 放电时,a极电势高于b极
B. 放电时,电流从电极经电解质溶液流向电极
C. 放电时,若电极a得到6.4 g Cu和1.44 g Cu2O,则电路中转移0.22 mol
D. 充电时,电极b的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【分析】放电时向a极移动,原电池中阳离子向正极迁移,因此a为正极(电极),b为负极(电极);
【详解】A.原电池正极电势高于负极,因此a极电势高于b极,A正确;
B.内电路(电解质溶液)中,电流方向与阳离子定向移动方向一致。从负极(b,)移向正极(a,),故电流从 b 经溶液流向 a,B正确;
C.若只考虑铜的还原,生成(即),转移电子;生成(即),转移电子,总转移电子为0.22mol。但观察装置图左侧,a极处还发生了水被还原生成氢气的副反应()。这意味着电路中转移的电子不仅用于生成和,还有一部分用于析氢。因此,实际电路中转移的电子数大于,C错误;
D.充电时原电池的负极(b极)作阴极,发生还原反应:,D正确;
故选C。
12. 室温下,向和的混合液中滴加溶液,溶液中[、或]与的关系如图所示。
已知: , ,表示醋酸根离子。
下列叙述错误的是
A. 线代表与的关系
B. 常温下,的为
C. 的为
D. 点对应体系中
【答案】C
【解析】
【分析】,则,同理,,,随着的增大,、均增大,减小,再根据曲线的斜率可判断,L1代表与的关系,L2代表与的关系,L3代表与的关系,据此分析解答。
【详解】A.由分析知,L1代表与的关系,故A正确;
B.L3代表与的关系,根据点(0,-4.76),常温下,的,故B正确;
C.L1代表与的关系,根据点(1,5.3),,L2代表与的关系,根据点(1,2.9),,的,故C错误;
D.由图可知,Q点,则溶液中,故D正确;
答案选C。
二、填空题:本题包括4小题,共60分。
13. 以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和软锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:
①酸性条件下,氧化性;
②CaCl2极易溶于水;
③“浸锰”过程中矿石中的锰元素浸出,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中;
④“浸银”时,将Ag2S中的银以形式浸出,硫元素被氧化为单质S。
(1)矿石在酸浸前需粉碎,其目的是______。
(2)在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和软锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有______;检验“浸锰液”中是否含有的操作是______。
(3)用“浸锰液”获取MnSO4的过程如下:
已知:开始沉淀pH=1.9,完全沉淀pH=3.2。
开始沉淀pH=8.1,完全沉淀pH=10.1。
①加氨水调pH应控制在______。
②“分离液”与饱和NH4HCO3溶液反应的离子方程式为______。
(4)“浸银”时的离子方程式为______。
(5)一种MnO2晶体的晶胞示意图如图1,晶胞的俯视图和正视图如图2。
①图1中“○”代表的是______(填“Mn”或“O”),对应图2中的______(填“大球”或“小球”)。
②该晶体的密度为______(用含有a、b及的代数式表示)。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,使其充分反应
(2) ①. 、 ②. 取少量浸锰液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,若有蓝色沉淀产生,说明含有,反之则无
(3) ①. 3.2≤pH<8.1(或3.2~8.1) ②.
(4)
(5) ①. O ②. 小球 ③.
【解析】
【分析】“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,由于酸性条件下,氧化性,可知“浸锰”过程同时去除FeS2,发生反应主要为,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,“浸银”时加入FeCl3溶液将Ag2S转化为形式浸出,反应为:,“沉银”过程中用铁粉作为还原剂,可将还原为单质银;“浸锰液”中所含主要溶质为硫酸锰、硫酸铁,加入氨水调节pH主要是为了除去Fe3+,使其转化为氢氧化铁沉淀,过滤后,得到硫酸锰溶液,加入饱和碳酸氢铵溶液沉锰,过滤后向其中加入硫酸,最后得到较为纯净的硫酸锰溶液。
【小问1详解】
矿石在酸浸前需粉碎,其目的是:增大接触面积,加快反应速率,使其充分反应。
【小问2详解】
已知酸性条件下氧化性,因此在硫酸环境中可以将中的Fe元素从+2价完全氧化为+3价,自身被还原为;同时MnS也会和硫酸反应生成,且已知银元素以形式留在浸锰渣中,因此浸锰液的主要金属阳离子为和。
由于浸锰液中存在大量,会使KSCN溶液直接变红,无法用氯水+KSCN的常规方法检验,因此选择不受干扰的铁氰化钾试剂检验。
【小问3详解】
①调pH的目的是让完全沉淀除去,同时保证不生成沉淀。根据已知数据,完全沉淀的pH为3.2,开始沉淀的pH为8.1,因此3.2≤pH<8.1(或3.2~8.1);
②分离液中的和发生双水解反应,生成碳酸锰沉淀,同时释放和水,后续碳酸锰沉淀加硫酸即可转化为目标产物,反映的离子方程式为:
【小问4详解】
根据题目已知信息,浸银时中的Ag转化为,S被氧化为单质S,加入的作为氧化剂,将-2价S氧化为0价,自身被还原为,结合体系中大量存在的配平电荷和原子,得到该离子方程式:。
【小问5详解】
①用均摊法计算晶胞内原子数:黑色“○”(黑点)的个数为,白色“○”的个数为,符合的原子比例,因此数目更多的白色“○”代表;对应图2中,大球的数量更多,因此白色“○”对应大球。
②晶胞内含有2个单元,晶胞的总质量;该晶胞为四棱柱,底面是边长为的正方形,高为,将单位转换为后,晶胞体积;根据密度公式,代入化简后得到最终密度表达式:。
14. 天然气(含CH4、CO2、H2S等)的脱硫和重整制氢综合利用,具有重要意义。
(1)用Fe2O3干法脱硫涉及的反应如下:
反应的______(写出一个代数式即可)。
(2)用NaOH溶液湿法脱硫时H2S和CO2同时被吸收。
①湿法脱硫后的吸收液中主要存在以下平衡:
下列说法正确的有______。
A.升高温度,溶液中增大 B.加少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.通入少量HCl气体,增大 D.
②写出过量的H2S气体和Na2CO3溶液反应的化学方程式______。
(H2S的、,H2CO3的、)
(3)H2S和CH4的重整制氢涉及的反应如下:
a. b.
①设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100 kPa)。反应a的相对压力平衡常数表达式为______。
②反应a、b的在400~1000℃范围内随T的变化如图1所示。
反应a、b均为______反应(填“吸热”或“放热”)。
③在恒压100 kPa下按组成为通入混合气体,测得平衡状态下H2、S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如图2所示。
温度高于T1时,反应a平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。T1温度下H2的收率为______。反应a的相对压力平衡常数______(列式表示)。
已知:H2的收率,S2的收率
【答案】(1)或
(2) ①. AB ②.
(3) ①. ②. 吸热 ③. 逆反应 ④. 20% ⑤.
【解析】
【小问1详解】
目标反应,可通过已知反应组合得到:将反应1乘以2,加反应3,整体除以3,即可消去中间产物、得到目标反应,根据盖斯定律,有;同理有。
【小问2详解】
A.两个平衡体系,均为水解平衡,属于吸热反应,升高温度,促进水解,增大,A正确;
B.加水稀释,促进水解,溶液中离子总数增加,B正确;
C.加入少量盐酸,消耗促使平衡向右进行,所以减小,增大,推出减小,C错误;
D.电荷守恒遗漏了、,正确形式应为,D错误;
故选AB;
②根据给出的电离常数,酸性顺序为:H2CO3>H2S>>,过量H2S和Na2CO3反应只能生成酸式盐NaHS和NaHCO3,无法生成H2CO3或Na2S,所以过量H2S和Na2CO3反应的化学方程式为。
【小问3详解】
①根据相对分压的定义,将反应a的平衡常数中所有分压替换为相对分压,即可写出对应表达式;
②平衡常数只受温度的影响,根据图像可知,随着温度升高而增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,即反应a、b均为吸热反应;
③根据图2可知,温度高于T1时,S2的收率降低,S2的物质的量降低,即反应a向逆反应方向进行;T1时H2S转化率为32%、S2收率为4%;设起始n(H2S)=1mol、n(CH4)=1mol、n(Ar)=4.7mol,由S2的收率、H2S的转化率结合方程式可得:平衡时,n(H2S)=1mol-0.32mol=0.68mol,n(S2)=0.02mol,根据碳原子守恒:n(CH4)+n(CS2)=1mol,根据氢原子守恒:2n(H2S)+2n(H2)+4n(CH4)=1.36mol+2n(H2)+4n(CH4)=6mol;根据硫原子守恒:n(H2S)+2n(S2)+2n(CS2)=0.68mol+2n(CS2)+0.04mol=1mol;解得n(H2)=0.6mol,则氢气的收率为;平衡时气体的总物质的量为: n(H2S)+ n(H2)+ n(S2)+ n(CS2)+ n(CH4)+ n(Ar)=0.68+0.6+0.02+1+4.7=7mol,根据公式可得,。
15. 某小组为验证“”为可逆反应并测定其平衡常数展开探究。
I.验证“”为可逆反应
同学甲设计了如下实验:
步骤
实验操作
实验现象
①
取溶液于试管中,加入溶液()
有灰黑色沉淀生成,溶液呈黄色。
②
取灰黑色沉淀于试管中,滴加适量浓硝酸
灰黑色沉淀溶解,生成红棕色气体
③
取①中少量上清液于试管中,滴加几滴盐酸
___________
结论:“”为可逆反应。
(1)步骤②涉及化学方程式为___________。
(2)步骤③的实验现象为___________。
(3)同学乙认为同学甲的实验不够严谨,其理由为___________。
同学乙重新设计实验,从平衡移动角度验证“”为可逆反应。
查阅资料:与可形成的有色配合物,溶液中该有色配合物浓度越大,吸光度越大。
同学乙设计如下实验,并在各组实验混合溶液吸光度稳定后,记录数值。
组别
溶液
溶液
水
L溶液
吸光度
1
2.0
1.0
1.0
1.0
2
2.0
1.5
a
b
3
2.0
2.0
0
1.0
(4)根据表中信息,补充数据:___________,___________。
(5)根据___________,可以判断“”为可逆反应。
Ⅱ.测定“”平衡常数
查阅资料:(白色)
(红色)
室温下,取溶液于试管中,加入溶液,待反应达到平衡后,取上层清液,用标准溶液滴定,到滴定终点消耗KSCN标准溶液。
(6)①滴定终点的现象是___________。
②此时,滴定管中液面如图所示,则该读数为___________。
(7)测得平衡常数___________。
(8)实验选用进行反应,不用的原因是___________。
【答案】(1)
(2)有白色沉淀生成 (3)①上层清液中银离子浓度过低,不一定能与滴入的盐酸生成沉淀
(4) ①. 0.5 ②. 1.0
(5)随浓度增大,吸光光度值逐渐增大
(6) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液变红色,且半分钟不褪色 ②. 19.10
(7)
(8)硝酸根离子,在酸性条件下具有强氧化性,也能将氧化为
【解析】
【分析】要证明为可逆反应只要证明生成物和反应物同时存在;通过测定平衡时Fe2+的浓度、结合转化浓度之比等于化学计量数之比确定平衡时各物质的物质的量浓度,进一步计算化学平衡常数。
【小问1详解】
实验①中溶液变黄色,说明生成了,可知被Ag+氧化,同时银离子被还原为Ag;实验②中银单质与浓硝酸反应生成硝酸银和二氧化氮,反应方程式为:;
【小问2详解】
因该反应为可逆反应,上层清液中含银离子,滴加盐酸后生成AgCl白色沉淀,可观察到溶液变浑浊
【小问3详解】
①上层清液中银离子浓度过低,不一定能与滴入的盐酸生成沉淀;
【小问4详解】
研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响,用溶液和溶液,按照下表配制总体积相同的系列溶液,则实验中变量为溶液的浓度,故实验中a=0.5,b=1.0;
【小问5详解】
随浓度增大,吸光光度值逐渐增大,可以判断三价铁离子浓度也逐渐增大,则正向移动,可知为可逆反应。
【小问6详解】
当滴入最后半滴标准溶液时,溶液变红色,且半分钟不褪色,说明反应达到滴定终点;由图可知其刻度值为19.10mL;
【小问7详解】
取上层清液,用标准溶液滴定,到滴定终点消耗KSCN标准溶液,已知反应:(白色) ,说明该反应几乎进行到底,上层清液中的银离子浓度为:,根据三段式进行计算:
测得平衡常数K== ;
【小问8详解】
硝酸银溶液中存在硝酸根离子,在酸性条件下具有强氧化性,也能将氧化为。
16. 杂环化合物在药物中广泛存在,依托度酸(etodolac)用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎等,具有耐受性好、镇痛作用强等特点,尤其适用于老年患者。以下为其合成路线:
已知:①甲苯中甲基使苯环上与甲基邻、对位的氢原子活化;硝基苯中硝基使苯环上与硝基间位的氢原子活化
②+
③羟基间反应成环醚为取代反应
根据以上信息回答下列问题:
(1)由苯制备物质A,最好应先引入___________(填“乙基”或“硝基”);物质Q中的含氧官能团的名称为___________。
(2)OHC-CH2CH2CH2OH的系统命名为___________,该物质存在多种同分异构体,其中一定条件下能与NaOH溶液反应的同分异构体有___________种。
(3)写出上述过程中F→G被O2氧化的化学反应方程式___________。
(4)D+H→P主要经历先___________后___________两种反应类型,P→Q的另一种产物的结构简式为___________。
(5)在医院里肠杆菌等细菌的鉴定常利用吲哚实验,转换反应式如下:
吲哚的结构如图所示,已知所有原子共面,则N原子的孤电子对位于___________(填“杂化轨道”或“p轨道”);柯氏试剂M化学式为C9H11NO,该步反应的另一种产物为H2O,则M结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 乙基 ②. 醚键、羧基
(2) ①. 4-羟基丁醛 ②. 6
(3) (4) ①. 加成 ②. 取代 ③. C2H5OH
(5) ①. p轨道 ②.
【解析】
【分析】A()在Fe/HCl作用下生成B(),B在一定条件下转化为C(),C在一定条件下生成D(),结合G的结构简式和已知信息第二条,可以得到丙醛和乙醛在碱性条件下反应生成物质F的化学方程式为:
,F在催化剂和加热条件下反应,转化为G(),G和乙醇发生酯化反应生成H(),对比D、H、P的结构简式可知,D先与H中羰基之间发生加成反应,得到,然后两个羟基之间脱水形成环醚得到P(),形成环醚的反应属于取代反应,P在碱性条件下彻底发生水解反应,在酸性条件下又发生强酸制弱酸,生成Q(),据此回答下列问题;
【小问1详解】
①根据已知信息第一条:甲苯中甲基使苯环上与甲基邻、对位的氢原子活化;硝基苯中硝基使苯环上与硝基间位的氢原子活化,结合A的结构简式,可知最好先引入乙基;
②根据结构分析,可知Q中的含氧官能团为醚键和羧基;
故答案为:
①乙基
②醚键和羰基
【小问2详解】
①根据系统命名法可知,OHC—CH2CH2CH2OH的系统命名为:4—羟基丁醛;
②符合要求的化合物分为羧酸和酯
属于羧酸的有
属于酯的有
HCOOCH2CH2CH3、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3
共有6种
故答案为:
①4—羟基丁醛
②6
【小问3详解】
根据分析可知,F()被氧化为G()的化学方程式为:
故答案为:
【小问4详解】
①根据已知信息第三条:羟基间形成环醚属于取代反应可知,H()的羰基先发生加成反应生成醇,再和D()在一定条件下发生取代反应生成环醚P();
故答案为:
加成 取代
②根据分析可知:P()在碱性条件下彻底发生水解反应,在酸性条件下又发生强酸制弱酸,生成Q(),另一产物为乙醇(CH3CH2OH);
故答案是:CH3CH2OH;
【小问5详解】
①根据分子中所有原子共平面,可知氮原子采取sp 2杂化,氮原子上的孤电子未参与杂化,形成的是p轨道;
②柯氏试剂M的化学式为:C9H11NO,该步反应的另一种产物是水,对比吲哚、红色的玫瑰吲哚结构可推知M的结构简式为:
故答案为:
①p轨道
②
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