内容正文:
定远育才学校2025-2026学年高三上学期1月月考试卷
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生产生活中,盐类水解有着广泛的应用。下列做法错误的是
A. 洗餐具油污时,用热的纯碱溶液较冷的好
B. 用泡沫灭火剂灭火时,将溶液和溶液混和
C. 将溶于大量水并加热制备
D. 为增加肥效将草木灰与铵态氮肥混合施用
2. 发射“神舟七号”载人飞船的是我国自主研制的“长征二号”运载火箭。该火箭的主要燃料是偏二甲肼(用表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,两者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为,下列叙述错误的是
A. 此反应是氧化还原反应
B. 反应瞬间产生大量的高温气体,推动火箭飞行
C. 在此反应中N2O4作还原剂
D. N2O4中N元素的化合价为+4
3. 白磷(P4,结构见图)与Cl2反应得 PCl3,PCl3可继续与Cl2 反应:PCl3(g)+Cl2(g)= PCl5(g) ΔH<0。固态 PCl5中含有、两种离子。下列关于 H2O、P4、PCl3和 的说法正确的是
A. H2O很稳定是因为分子间含有氢键
B. PCl3的空间构型为平面三角形
C. P4与 中的键角相同
D. H2O、PCl3与的中心原子都是sp3杂化
4. 硫及其化合物的部分转化关系如图所示,已知S8分子的8个硫原子以单键相连接构成环状结构。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 反应①的化学方程式为:
B. 反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
C. 32gS8分子中含S-S键的数目为NA
D. 100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目为0.01NA
5. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大,这五种元素组成“味精”的主要成分Q,Q的结构式如图所示。下列推断错误的是
A. 原子半径:M>Y>Z>W> X
B. 元素非金属性:W>Z> Y> X
C. 工业上常采用电解M的盐溶液的方法冶炼金属M
D. Q含离子键、极性键和非极性键
6. 下列表示反应的离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入过量的氯气:
B. 溶液与少量的溶液混合:
C. 将溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大:
D. 用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
7. 硝酸厂烟气中的大量氮氧化物()排放到空气中会污染空气,用还原法可以将转化为无害物质。常温下,将与的混合气体通入与的混合溶液中,转化过程如图所示。下列说法错误的是
A. 由反应Ⅰ知,氧化性:
B. 反应过程中有非极性键的断裂和形成
C. 反应一段时间后,溶液的酸性增强
D. 理论上,反应Ⅱ每转化,转移电子
8. Z是一种长效平喘药的重要中间体,可由下列反应制得。下列说法不正确的是
A. X转变为Y发生了加成反应 B. Y中有三种含氧官能团
C. 利用银氨溶液可以鉴别X与Y D. Z与足量的氢气加成后分子中含有3个手性碳
9. 实验室制备乙酸乙酯的装置图和乙酸乙酯提纯操作的流程图如下,下列叙述不正确的是
A. 操作①为分液
B. 无水硫酸钠在流程中做吸水剂
C. 向试管中先加入冰醋酸,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,再加入乙醇
D. 试管b中饱和溶液的作用是吸收蒸出的少量乙酸和乙醇,减小乙酸乙酯的溶解度
10. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92.4kJ∙mol−1。氨气经氧化等步骤制得硝酸,利用石灰乳、尿素等可吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)。N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示,用分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是
A. 在②→③过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子
B. 该反应中每生成1molNH3,转移的电子数目约为6×6.02×1023
C. 使用催化剂时(如图途径b),合成氨的反应放出的热量减少
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
11. 对下列实验现象解释正确的是
选项
实验
现象
解释
A
通入溶液,然后滴入稀硝酸
有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成
白色沉淀为
B
浓硫酸滴入蔗糖中,并搅拌
得黑色蓬松的固体并有刺激性气味气体
浓硫酸表现出脱水性和强酸性
C
向酸性溶液中加入足量
有红褐色沉淀生成
被还原成沉淀了
D
向淀粉溶液的水解液中滴加过量的NaOH溶液后,滴加2滴碘水
溶液未变蓝
淀粉已经水解完全
A. A B. B C. C D. D
12. 实验室在 500 °C时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有 FeO、Fe2O3和 Fe3O4,气体产物可能有 NH3、N2、H2O、SO3和 SO2)。下列说法中正确的是( )
A. 装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成, 试剂X 最好选用碱石灰
B. 装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
C. 取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加 KSCN溶液,溶液变红色,则残留物一定为Fe2O3
D. 装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2
13. 某的多孔材料刚好可将“固定”如图所示,实现了与的分离并在潮湿氧气条件下制备。
已知:。下列说法错误的是
A. 高温低压条件下有利于测定的相对分子质量
B. 其他条件不变时,增大压强,平衡逆向移动,化学平衡常数减小
C. “固定”有利于去除
D. 每制备,理论上需要
14. 是二元弱酸,25℃时,溶液中、和的分布系数随溶液pH变化如图甲所示,已知:,X为、或,,不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与pH的关系如图乙所示。
下列说法正确的是
A. C点为曲线①和曲线③交点,对应
B. 25℃时,MA的溶度积常数数量级是
C. 时,溶液中
D. 时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 中国的稀土储量位居全球第一,从稀土中分离提取各种稀土元素是我国掌握的核心技术。以含、等的稀土矿浸取液为原料制取氧化镧()的一种流程如下:
[注:镧(La)、铕(Eu)]
已知:ⅰ.
ⅱ.,
(1)脱铕:已知f能级有7个原子轨道,基态Eu原子的价层电子排布式是可以将稀土矿浸取液中的转化为进而与分离。的价层电子轨道表示式是___________;稳定性:___________(填“>”或“<”)。
(2)萃取和反萃取:弱酸性的环烷酸RCOOH常用于稀土离子的萃取分离,萃取时生成易溶于有机溶剂的,。
①萃取时反应的离子方程式是___________。
②从平衡移动的角度解释反萃取时盐酸中的作用:___________。
(3)碳化:向溶液中持续通入气体,边搅拌边加入MgO维持,充分反应生成固体。制备过程中,主要物质的转化关系如图所示:
①是该反应历程中的___________(填“中间产物”或“催化剂”)。
②制备总反应的离子方程式是___________。
③理想情况下,恰好完全转化为时,,。结合计算,此时是否有沉淀生成___________?已知:
(4)科研人员仅以流程中的“废水”为原料,通过加热其水溶液使其充分水解后过滤,并将过滤后产物加热灼烧,转化为可在流程中利用的物质,该物质可以进入___________中循环使用。
16. 某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,查阅资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去):
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;
④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;
⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
请回答:
(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为___________。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用为___________。
(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为___________。
(4)此实验中尾气可用___________ (填选项字母)吸收处理。
A. 水 B. 浓硫酸 C. NaOH溶液 D. 饱和NaCl溶液
(5)步骤⑤中,用如图所示装置进行蒸馏,还缺少的必要仪器是___________,采用___________的方式加热效果更好。
(6)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,该反应的化学方程式为___________。
17. 我国的能源以煤炭为主,燃煤烟气中等有害气体的排放会污染环境,用CO还原脱除SO2将其转化为单质硫,对工业生产具有重要的意义。
(1)已知常温常压下,的燃烧热为,CO(g)的燃烧热为,则CO还原脱除:_______。
(2)在某温度时,进行CO还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是_______。
A. B.CO与SO2的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为4∶1,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为5%,则该反应在此温度下的平衡常数为_______。
(3)在600℃时,发生如下系列反应,测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质COS的产生,同时脱除,实际生产中应控制进料比为_______,在进料比大于2.5之后,COS的含量会明显增大,试分析原因_______。
②根据图中曲线,可判断_______(填“>”“=”或“<”)。
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如图。若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为_______。
18. 化合物K是合成药物的中间体,其一种制备路线如图所示:
已知:① 结构不稳定,可自动转化为;
②+R-NH-NH2→。
回答下列问题:
(1)有机物B的名称为_____________________________,有机物C中含氧的官能团名称为_____________________________________。
(2)有机物D的结构简式为_________________________________。
(3)E+F→G的化学方程式为_________________________________________。
(4)G→H的反应类型为___________________________________。
(5)能够发生银镜反应且核磁共振氢谱有4组峰的E的六元芳环同分异构体为_________________________。
(6)由和苯甲醇制备的合成路线为_____________________________________。
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定远育才学校2025-2026学年高三上学期1月月考试卷
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生产生活中,盐类水解有着广泛的应用。下列做法错误的是
A. 洗餐具油污时,用热的纯碱溶液较冷的好
B. 用泡沫灭火剂灭火时,将溶液和溶液混和
C. 将溶于大量水并加热制备
D. 为增加肥效将草木灰与铵态氮肥混合施用
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na2CO3溶液中水解,加热能使其水解程度增大,溶液中碱性增强,更容易使油脂分解从而达到清洗目的,描述正确,不符题意;
B.两种盐溶液混合会发生离子反应:,形成大量糊状泡沫,Al(OH)3和CO2都能阻隔可燃物与空气接触,达到灭火目的,描述正确,不符题意;
C.TiCl4接触水并加热会发生比较明显的水解反应,生成含结晶水的TiO2•xH2O细小颗粒,描述正确,不符题意;
D.草木灰中有效成分是K2CO3,与铵态氮肥同时使用,在土壤的水分环境中会发生反应生成NH3和CO2,造成化肥中氮元素损失,所以该操作应避免发生,描述错误,符合题意;
综上,本题选D。
2. 发射“神舟七号”载人飞船的是我国自主研制的“长征二号”运载火箭。该火箭的主要燃料是偏二甲肼(用表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,两者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为,下列叙述错误的是
A. 此反应是氧化还原反应
B. 反应瞬间产生大量的高温气体,推动火箭飞行
C. 在此反应中N2O4作还原剂
D. N2O4中N元素的化合价为+4
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于有氮气生成,在该反应中有元素化合价的变化,因此反应类型为氧化还原反应,A正确;
B.偏二甲肼和四氧化二氮剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,瞬间产生大量高温气体,从而可推动火箭飞行,B正确;
C.N元素化合价由反应前N2O4中的+4价变为反应后N2中的0价,N元素的化合价降低,得到电子,所以N2O4是氧化剂,C错误;
D.在该化合物中O元素为-2价,根据化合物中元素化合价代数和等于0,可知N2O4中N元素的化合价为+4,D正确;
故合理选项是C。
3. 白磷(P4,结构见图)与Cl2反应得 PCl3,PCl3可继续与Cl2 反应:PCl3(g)+Cl2(g)= PCl5(g) ΔH<0。固态 PCl5中含有、两种离子。下列关于 H2O、P4、PCl3和 的说法正确的是
A. H2O很稳定是因为分子间含有氢键
B. PCl3的空间构型为平面三角形
C. P4与 中的键角相同
D. H2O、PCl3与的中心原子都是sp3杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O很稳定是氧元素非金属强,与氢结合的化学键较稳定,氢键只影响物理性质,A项错误;
B.PCl3中磷原子价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对,则其空间构型为三角锥形,B项错误;
C.根据价层电子对互斥理论,的价层电子对数为4+,则空间构型为正四面体型,键角为109°28′,P4与 中的键角不同,C项错误;
D.H2O、PCl3与的中心原子都是sp3杂化,D项正确;
故答案选D。
4. 硫及其化合物的部分转化关系如图所示,已知S8分子的8个硫原子以单键相连接构成环状结构。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 反应①的化学方程式为:
B. 反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
C. 32gS8分子中含S-S键的数目为NA
D. 100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目为0.01NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干信息可知,反应①即SO2和H2S反应生成S8和H2O,根据氧化还原反应配平可得该反应的化学方程式为:8SO2+16H2S=3S8↓+16H2O,A正确;
B.由题干信息可知,反应②为3S8+48OH-=16S2-+8+24H2O,其中氧化产物为和还原产物为S2-,则二者物质的量之比为1:2,B正确;
C.已知一个S8分子中含有8个S-S键,则32gS8分子中含S-S键的数目为=NA,C正确;
D.由于会发生水解,故100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中,的数目小于0.01NA,D错误;
故答案为:D。
5. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大,这五种元素组成“味精”的主要成分Q,Q的结构式如图所示。下列推断错误的是
A. 原子半径:M>Y>Z>W> X
B. 元素非金属性:W>Z> Y> X
C. 工业上常采用电解M的盐溶液的方法冶炼金属M
D. Q含离子键、极性键和非极性键
【答案】C
【解析】
【分析】味精的主要成分是谷氨酸钠,因此M为Na元素,X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,根据Q的结构式及各元素的成键情况可推知,X为H元素,Y为C元素,Z为N元素,W为O元素,据此分析解答。
【详解】A.同周期元素从左至右依次减小,同主族元素从上到下依次增大,因此原子半径:Na>C>N>O>H,A正确;
B.同周期元素从左至右非金属性依次增强,非金属性:O>N>C>H,B正确;
C.M为Na元素,工业上采用电解熔融的NaCl的方法冶炼金属Na,C错误;
D.Q中含有C和H、O、N形成的极性键,C和C形成的非极性键,以及阴阳离子形成的离子键,D正确;
答案选C。
6. 下列表示反应的离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入过量的氯气:
B. 溶液与少量的溶液混合:
C. 将溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大:
D. 用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
【答案】C
【解析】
【详解】A.向溶液中通入过量的氯气:,A项错误;
B.少量的溶液,按“少定多变”规律,与按反应,B项错误;
C.溶液滴入明矾中至沉淀质量最大的离子方程式为:,C项正确;
D.醋酸是弱酸,不拆分,D项错误;
答案选C。
7. 硝酸厂烟气中的大量氮氧化物()排放到空气中会污染空气,用还原法可以将转化为无害物质。常温下,将与的混合气体通入与的混合溶液中,转化过程如图所示。下列说法错误的是
A. 由反应Ⅰ知,氧化性:
B. 反应过程中有非极性键的断裂和形成
C. 反应一段时间后,溶液的酸性增强
D. 理论上,反应Ⅱ每转化,转移电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据机理图可知,反应Ⅰ发生2Ce4++H2=2Ce3++2H+,依据氧化还原规律,推出氧化性:Ce4+>H+,故A说法正确;
B.根据机理图可知,氢气参与反应,断裂非极性键,氮气的生成,非极性键形成,故B说法正确;
C.总反应为4H2+2NO2=4H2O+N2,反应一段时间后溶液的酸性减弱,故C说法错误;
D.根据机理图可知,反应Ⅱ中氧化剂只有NO2,还原产物为N2,因此转化46gNO2,转移电子物质的量为=4mol,故D说法正确;
答案为C。
8. Z是一种长效平喘药的重要中间体,可由下列反应制得。下列说法不正确的是
A. X转变为Y发生了加成反应 B. Y中有三种含氧官能团
C. 利用银氨溶液可以鉴别X与Y D. Z与足量的氢气加成后分子中含有3个手性碳
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据X、Y反应前后结构变化可知发生加成反应,A正确;
B.Y中含氧官能团有:羟基、硝基和醚键,B正确;
C.X中含醛基,可与银氨溶液发生银镜反应,Y中无醛基,C正确;
D.Z与足量的氢气加成后分子中含有4个手性碳,D错误;
答案选D。
9. 实验室制备乙酸乙酯的装置图和乙酸乙酯提纯操作的流程图如下,下列叙述不正确的是
A. 操作①为分液
B. 无水硫酸钠在流程中做吸水剂
C. 向试管中先加入冰醋酸,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,再加入乙醇
D. 试管b中饱和溶液的作用是吸收蒸出的少量乙酸和乙醇,减小乙酸乙酯的溶解度
【答案】C
【解析】
【分析】生成的乙酸乙酯通入饱和碳酸钠溶液中,降低溶解度,可通过分液进行分离,A为乙酸乙酯和水,利用无水硫酸钠进行吸水;B经过蒸馏,将E乙醇蒸馏出,C为含有乙酸钠和碳酸钠的混合液,加入硫酸后D为硫酸钠和乙酸的混合溶液,经过蒸馏分离乙酸;
【详解】A.据分析,操作①为分液,故A正确;
B.无水硫酸钠在流程中可将乙酸乙酯中水分吸收,做吸水剂,故B正确;
C.酯化反应加入试剂顺序:先加乙醇,后加浓硫酸,最后加乙酸,故C错误;
D.饱和溶液的作用是吸收蒸出的少量乙酸和乙醇,减小乙酸乙酯的溶解度,故D正确;
答案选C。
10. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=−92.4kJ∙mol−1。氨气经氧化等步骤制得硝酸,利用石灰乳、尿素等可吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)。N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图所示,用分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是
A. 在②→③过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子
B. 该反应中每生成1molNH3,转移的电子数目约为6×6.02×1023
C. 使用催化剂时(如图途径b),合成氨的反应放出的热量减少
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图中信息,在②→③过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子,故A正确;
B.根据化合价分析氮气中0价变为氨气中−3价氮,该反应中每生成1mol NH3,转移的电子数目约为3×6.02×1023,故B错误;
C.使用催化剂时(如图途径b),合成氨的反应放出的热量不变,故C错误;
D.合成氨反应是放热反应,反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量,故D错误。
综上所述,答案为A。
11. 对下列实验现象解释正确的是
选项
实验
现象
解释
A
通入溶液,然后滴入稀硝酸
有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成
白色沉淀为
B
浓硫酸滴入蔗糖中,并搅拌
得黑色蓬松的固体并有刺激性气味气体
浓硫酸表现出脱水性和强酸性
C
向酸性溶液中加入足量
有红褐色沉淀生成
被还原成沉淀了
D
向淀粉溶液的水解液中滴加过量的NaOH溶液后,滴加2滴碘水
溶液未变蓝
淀粉已经水解完全
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.SO2通入BaCl2溶液后,溶液呈酸性(H2SO3),但BaCl2为强酸对应的盐,不会直接生成沉淀,滴入稀硝酸后,H+和将SO2氧化为,与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,A正确;
B.浓硫酸使蔗糖脱水碳化(脱水性),同时与碳反应生成SO2(强氧化性),而非强酸性,B错误;
C.H2O2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,,不会生成红褐色沉淀,C错误;
D.过量NaOH使溶液呈强碱性,碘与NaOH反应生成I-和,无法与淀粉显色,D错误;
故选A。
12. 实验室在 500 °C时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有 FeO、Fe2O3和 Fe3O4,气体产物可能有 NH3、N2、H2O、SO3和 SO2)。下列说法中正确的是( )
A. 装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成, 试剂X 最好选用碱石灰
B. 装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
C. 取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加 KSCN溶液,溶液变红色,则残留物一定为Fe2O3
D. 装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2
【答案】B
【解析】
【分析】在500 °C时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2,生成FeO、Fe2O3和 Fe3O4固体,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和 SO2;试剂X用于检验H2O(g),则其为CuSO4;BaCl2的盐酸溶液用于检验SO3,同时吸收NH3;BaCl2与H2O2的混合物用于检验SO2的存在;最后用排水法收集N2。
【详解】A.装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成,则试剂X 最好选用无水CuSO4,固体变蓝则表明产物中含有水蒸气,A不正确;
B.装置③中,BaCl2与SO3、H2O反应生成BaSO4白色沉淀,HCl可吸收NH3,B正确;
C.①中固体残留物与稀硫酸反应的产物中滴加 KSCN溶液,溶液变红色,则残留物中含有Fe2O3、Fe3O4中的一种或两种,C不正确;
D.因为NH3在装置③中已被吸收,所以装置⑤只用于收集N2,D不正确;
故选B。
13. 某的多孔材料刚好可将“固定”如图所示,实现了与的分离并在潮湿氧气条件下制备。
已知:。下列说法错误的是
A. 高温低压条件下有利于测定的相对分子质量
B. 其他条件不变时,增大压强,平衡逆向移动,化学平衡常数减小
C. “固定”有利于去除
D. 每制备,理论上需要
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数增大的吸热反应,高温低压条件下平衡正向移动,体系中占比更高,有利于测定的相对分子质量,故A正确;
B.化学平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大压强平衡虽然逆向移动,但化学平衡常数不变,故B错误;
C.“固定”会使平衡正向移动,不断转化为被去除,故C正确;
D.等效为,根据反应,生成需要,即,质量为,故D正确;
选B。
14. 是二元弱酸,25℃时,溶液中、和的分布系数随溶液pH变化如图甲所示,已知:,X为、或,,不发生水解。25℃时,向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与pH的关系如图乙所示。
下列说法正确的是
A. C点为曲线①和曲线③交点,对应
B. 25℃时,MA的溶度积常数数量级是
C. 时,溶液中
D. 时,溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】是二元弱酸,随升高,逐渐电离为,再进一步电离为,因此:曲线①代表,曲线②代表,曲线③代表。
【详解】A.C点为曲线①()与曲线③()的交点,即,,,两式相乘得:,由图甲,当时,,故;当时,,故,,,因此C点,A错误;
B.由图乙可知,pH=6.8时,,由图甲可知,pH=6.8时,,且H2A可忽略不计,根据物料守恒,,所以Ksp=,数量级为10-7,B错误;
C.由电荷守恒:,结合物料守恒,约掉得到,由图像可知时,且,则,故离子浓度顺序:,C错误;
D.溶液中存在电荷守恒:,因,故,代入电荷守恒式:,化简得:,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 中国的稀土储量位居全球第一,从稀土中分离提取各种稀土元素是我国掌握的核心技术。以含、等的稀土矿浸取液为原料制取氧化镧()的一种流程如下:
[注:镧(La)、铕(Eu)]
已知:ⅰ.
ⅱ.,
(1)脱铕:已知f能级有7个原子轨道,基态Eu原子的价层电子排布式是可以将稀土矿浸取液中的转化为进而与分离。的价层电子轨道表示式是___________;稳定性:___________(填“>”或“<”)。
(2)萃取和反萃取:弱酸性的环烷酸RCOOH常用于稀土离子的萃取分离,萃取时生成易溶于有机溶剂的,。
①萃取时反应的离子方程式是___________。
②从平衡移动的角度解释反萃取时盐酸中的作用:___________。
(3)碳化:向溶液中持续通入气体,边搅拌边加入MgO维持,充分反应生成固体。制备过程中,主要物质的转化关系如图所示:
①是该反应历程中的___________(填“中间产物”或“催化剂”)。
②制备总反应的离子方程式是___________。
③理想情况下,恰好完全转化为时,,。结合计算,此时是否有沉淀生成___________?已知:
(4)科研人员仅以流程中的“废水”为原料,通过加热其水溶液使其充分水解后过滤,并将过滤后产物加热灼烧,转化为可在流程中利用的物质,该物质可以进入___________中循环使用。
【答案】(1) ①. ②. >
(2) ①. ②. 与结合成弱酸RCOOH,降低了的浓度,使平衡正向移动,溶解于水中
(3) ①. 中间产物 ②. ③. 没有生成沉淀
(4)碳化釜
【解析】
【分析】该流程以脱铕后的稀土矿浸取液为原料,实现了镧元素从混合体系到高纯度氧化镧()的定向转化。首先,浸取液通入后,与有机溶液在萃取器中反应,萃取时、与结合生成和,离子方程式为,完成的萃取富集;萃取液加盐酸反萃取,推动解离,转移至水相形成溶液。接着在碳化釜中,溶液通入并加,与碳酸根结合生成沉淀,分离后将其送入煅烧炉,经高温分解得到,副产的可回用于碳化釜环节,实现资源循环。
【小问1详解】
的价层电子为,其价层电子轨道表示式为;价层电子为(半满稳定结构),为,故稳定性强于;故答案为:;;
【小问2详解】
萃取时、与结合生成和,离子方程式为;反萃取时,浓度增大,使的平衡正向移动,促进从有机相转移至水相;故答案为:;与结合成弱酸RCOOH,降低了的浓度,使平衡正向移动,溶解于水中;
【小问3详解】
在反应过程中生成后又参与后续反应,最终转化为其他物质,属于中间产物;总反应中,、、参与反应生成和,结合电荷与原子守恒,离子方程式为;完全沉淀时,由,代入,得;的离子积,故无沉淀生成;故答案为:中间产物;;没有生成沉淀;
【小问4详解】
废水加热水解、灼烧后得到,可进入碳化釜中循环使用;故答案为:碳化釜。
16. 某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,查阅资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去):
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;
④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;
⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
请回答:
(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为___________。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用为___________。
(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为___________。
(4)此实验中尾气可用___________ (填选项字母)吸收处理。
A. 水 B. 浓硫酸 C. NaOH溶液 D. 饱和NaCl溶液
(5)步骤⑤中,用如图所示装置进行蒸馏,还缺少的必要仪器是___________,采用___________的方式加热效果更好。
(6)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)
(2)使A中生成的Br2 随空气流进入B中
(3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO (4)C
(5) ①. 温度计 ②. 水浴加热
(6)3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑
【解析】
【分析】根据题干的操作步骤,连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2将Br-氧化为Br2;接下来关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气,将Br2蒸汽吹出进入B中,同时向B中通SO2将Br2还原为Br-,关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2,将B中Br-氧化为Br2,最后将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴;
【小问1详解】
实验室中采用固液加热制备氯气,原理是用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气,化学方程式为;
【小问2详解】
步骤②中鼓入热空气的作用为使A中生成的Br2 随空气流进入B中;
【小问3详解】
步骤③向B中通SO2将Br2还原为Br-,发生的主要反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO;
【小问4详解】
氯气不可能完全反应,氯气和溴离子反应生成溴单质,未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒,不能直接排空,且这几种物质都能和碱反应,所以用碱液吸收;故答案为:C;
【小问5详解】
蒸馏需要蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、温度计、牛角管和锥形瓶等;装置图中缺少的必要仪器是温度计;达到提纯溴的目的,操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59℃,并收集该温度下的馏分,采用水浴加热的方式加热效果更好;
【小问6详解】
根据题给信息,溴和碳酸钠反应生成了溴化钠和溴酸钠,据此写出反应方程式为:Br2+Na2CO3→NaBr+NaBrO3,根据化合价升降总数相等配平为:3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3,根据原子守恒,还有产物二氧化碳3mol,故反应方程式为:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑。
17. 我国的能源以煤炭为主,燃煤烟气中等有害气体的排放会污染环境,用CO还原脱除SO2将其转化为单质硫,对工业生产具有重要的意义。
(1)已知常温常压下,的燃烧热为,CO(g)的燃烧热为,则CO还原脱除:_______。
(2)在某温度时,进行CO还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是_______。
A. B.CO与SO2的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为4∶1,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为5%,则该反应在此温度下的平衡常数为_______。
(3)在600℃时,发生如下系列反应,测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质COS的产生,同时脱除,实际生产中应控制进料比为_______,在进料比大于2.5之后,COS的含量会明显增大,试分析原因_______。
②根据图中曲线,可判断_______(填“>”“=”或“<”)。
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如图。若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为_______。
【答案】(1)-268.8kJ/mol
(2) ①. AD ②. 1.08
(3) ①. 2.0 ②. ,CO的含量较多,此时反应II的反应程度比反应III的程度大的多 ③. >
(4)0.06NA
【解析】
【小问1详解】
根据题意得出的热化学方程式为+O2(g)SO2(g) △H=-,CO(g)的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-,将两个方程式依次编号为①②,由2×②-①得,所以△H=2×(-283.0)-(-297.2)=-268.8 kJ/mol。
【小问2详解】
①正向反应速率等于逆向反应速率,且速率之比等于系数之比,即时,可以判定反应达到平衡状态,A正确;CO与SO2的浓度之比不再改变不能判断反应达到平衡状态,跟反应得投料比和反应程度有关,B错误;根据方程式可以看出,反应前后的系数之和相等,压强一直保持不变,因此容器内的压强不再改变无法判定反应达到平衡状态,C错误;反应达到平衡状态时,各成分的浓度不再发生改变,的值不再改变,可以判定反应达到平衡状态,D正确;
②控制进料比(物质的量)为4∶1,设起始投料n(CO)=4mol,n(SO2)=1mol,平衡时SO2反应xmol,列出三段式:,根据反应达平衡时,混合气体中的体积分数为5%,可得=5%,解出:x=0.75,反应前后系数相同,体积不影响平衡常数,则平衡常数K==1.08。
【小问3详解】
①当进料比为2时,图中n(CO2)比较大,同时n(SO2)很少,n(COS)几乎为0,故实际生产中应控制进料比为2.0;在进料比大于2.5之后,CO的含量较多,此时反应II的反应程度比反应III的程度大的多,故 COS的含量会明显增大;
②投料比为2.0时,反应I中的产物n(S)、n(CO2)很大,而n(CO)、n(SO2)很小,则K1较大,反应II中产物:n(COS)很小,n(CO)、 n(S)中n(S)很大,则K2较小,所以K1> K2
【小问4详解】
标准状况下SO2的物质的量为=0.03mol,在电极a上SO2转化为H2SO4,一个SO2失去2个电子,则0.03molSO2失去0.03×2=0.06mol电子即0.06NA。
18. 化合物K是合成药物的中间体,其一种制备路线如图所示:
已知:① 结构不稳定,可自动转化为;
②+R-NH-NH2→。
回答下列问题:
(1)有机物B的名称为_____________________________,有机物C中含氧的官能团名称为_____________________________________。
(2)有机物D的结构简式为_________________________________。
(3)E+F→G的化学方程式为_________________________________________。
(4)G→H的反应类型为___________________________________。
(5)能够发生银镜反应且核磁共振氢谱有4组峰的E的六元芳环同分异构体为_________________________。
(6)由和苯甲醇制备的合成路线为_____________________________________。
【答案】(1) ①. 对氯苯乙酸 ②. 酯基
(2) (3)
(4)还原反应 (5)、
(6)
【解析】
【分析】邻苯二甲酸酐A与B(对氯苯乙酸)在乙酸钠、200℃条件下发生缩合反应,生成含内酯环结构的C。C在硫酸水溶液中先水解,后发生已知信息①的反应,原本不稳定的烯醇结构自动转化为羰基,得到含羧基、羰基的二羰基化合物D。苯甲酰肼E与F(N-甲基己内酰胺)发生加成消去反应得到G,同时生成水;G经硼氢化钠还原C=N双键得到H;H在盐酸水溶液中发生内酰胺开环、脱苯甲酰基的水解反应,得到取代产物I。D和I在乙醇加热条件下,发生反应最终得到目标产物K。
【小问1详解】
B的结构是苯环对位连氯原子,侧链为-CH2COOH,属于苯乙酸的对位氯代物,命名为对氯苯乙酸;C的结构中含氧官能团为酯基。
【小问2详解】
C在酸性条件下水解开环生成邻位含烯醇的羧酸,根据已知①烯醇自动重排为酮羰基,得到D的结构简式为。
【小问3详解】
该反应符合题干已知②:酮羰基与R-NH-NH2的肼基发生加成消去,生成化合物G,同时脱去1分子水,化学方程式为 。
【小问4详解】
NaBH4是常见的选择性还原剂,将G中的C=N双键加氢还原为饱和的C-N单键,得到H,属于还原反应。
【小问5详解】
要求含六元芳环(苯环)、能发生银镜反应说明含醛基,核磁共振氢谱4组峰说明分子高度对称,排除等效氢数目过多的结构,符合要求的同分异构体为、。
【小问6详解】
先将苯甲醇氧化为苯甲醛,再和给定的肼类原料发生已知②的反应得到中间产物,中间产物在NaBH4下发生还原反应,得到目标产物,合成路线为。
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