内容正文:
高三年级第三次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1、Li-7、C-12、O-16、Na-23、CI-35.5
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题目要求。
1. 下列关于材料的说法错误的是
A. 歼-20上采用的GaN涂层属于新型金属材料
B. “天宫二号”空间站太阳能电池帆板的主要材料为晶体硅
C. 三折叠手机柔性屏使用的原材料聚酰亚胺属于有机高分子材料
D. 用于制造世界最大口径反射镜的SiC属于新型无机非金属材料
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 甲:乙醇的核磁共振氢谱 B. 乙:2-甲基-3-戊烯
C. 丙:邻羟基苯甲醛分子内氢键 D. 丁:用电子式表示的形成过程
3. 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
4. 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
5. 阿斯巴甜是一种人工合成甜味剂,结构简式如图。下列说法错误的是
A. 具有4种官能团
B. 含有2个手性碳原子
C. 可以发生水解反应,属于人工合成的低聚糖
D. 该物质最多可与反应
6. 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
7. 一种新型电池既可以实现海水淡化,又可以处理含的废水,装置如图(模拟海水由溶液替代)。下列说法不正确的是
A. a极为负极,发生氧化反应
B. 隔膜Ⅱ为阴离子交换膜
C. a极电极反应为
D. 理论上除去模拟海水中的,可得
8. 一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应:,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
I
T1
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
T2
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A. T1>T2
B. I中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C. 达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I
D. 对于I,平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2,平衡正向移动
9. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向试管中滴入几滴1-溴丁烷,再加入2mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,反应一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,加入几滴2% 溶液,观察现象
检验1-溴丁烷中的溴元素
B
向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,用力振荡,观察现象
探究有机物中基团间的相互作用
C
用分液漏斗向盛有固体的锥形瓶中滴加乙酸溶液,将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中,观察现象
探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
D
向香茅醛()中加入酸性溶液,观察溶液颜色变化
验证香茅醛中是否含碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
10. 下列叙述与对应的图示相符的是
A. 图甲是某反应平衡常数的对数与反应温度的关系曲线,说明该反应的
B. 图乙表示氢氟酸为弱酸,且a点的数值比b点的数值大
C. 图丙在b点对应温度下,将的溶液与的溶液等体积混合后,溶液显碱性
D. 图丁表示溶液滴定醋酸溶液的滴定曲线,Q为滴定终点
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. 化学反应产生颜色变化美。下列离子方程式中正确的是
A. 溶液中加入溶液且通,产生红褐色沉淀:
B. 醋酸除去水垢中的碳酸钙:CaCO3+2H+ = Ca2++CO2↑+H2O
C. 打磨后的铝箔插入溶液,长出红色“铜树”:
D. NaHCO3溶液中加少量澄清石灰水:Ca2+ + 2 + 2OH- = CaCO3++2H2O
12. 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A. 中间体I2比中间体I1更稳定
B. A与在一定条件下生成化合物B与,反应的
C. 该历程中的反应③为该反应的决速步
D. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热
13. 在催化剂作用下,向1 L密闭容器中加入1 molX和3 molY,发生反应:,X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 平衡时增加Y的用量,平衡不移动
B. ,反应的平衡常数
C. 使用更高效的催化剂,可能使b点移动到d点
D. bc段变化的原因可能是以上催化剂活性降低
14. 3-丙基-5,6-二羟基异香豆素(Y)的一步合成路线反应如图。下列有关说法正确的是
A. X分子存在顺反异构体 B. Y与足量加成后有5个手性碳原子
C. 最多能与反应 D. 与浓溴水反应,最多消耗
15. 锰的稳定价态有+2、+4、+6、+7。某种氧化物,的四方晶胞如图所示,当晶体有O原子脱出时,形成O空位会使晶体具有半导体性质。下列说法正确的是
A. 氧原子脱出前,Mn的配位数为6
B. 与Mn同周期的基态原子中,单电子数比Mn多的有2种
C. O原子脱出后,晶体中的Mn个数比为
D. 晶体也可以形成O空位,从而具有半导体性质
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 研究烟气脱硝是环境保护和促进可持续发展的重要课题。回答下列问题:
Ⅰ.以氨气为脱硝剂,可将NOx还原为N2。
(1)已知:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
反应ⅲ.
则___________(用含、的式子表示)。
Ⅱ.臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为。
(2)在某体积可变的密闭容器中充入1 mol O3(g)和2 mol NO2(g),达到平衡时N2O5(g)的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
①p1___________(填“>”、“<”或“=”,下同)p2。
②M点O2的体积分数为___________%。
(3)T℃时,向1.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3反应过程中测定的部分数据如表所示:
t/s
0
3
6
12
24
n(O2)/mol
0
0.36
0.6
0.80
0.80
①反应在0-3 s内的平均速率___________。
②T℃时,上述脱硝反应的化学平衡常数K=___________。
③T℃时,若上述容器中充入0.50 molNO2、0.80 molO3和0.50 molN2O5、0.50 molO2开始时反应___________(填“正向进行”“逆向进行”或“不移动”)。
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是_________________________________________________________。
(4)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为______________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18. 苯乙醚可用于制造医药和染料。合成原理:,。
实验步骤:ⅰ.向三颈烧瓶中加入7.5 g苯酚、4.0 g NaOH和4 mL水;80-90℃水浴加热,固体全部溶解后,缓慢滴入8.5 mL溴乙烷(过量);继续加热搅拌2小时。
ⅱ.冷却至室温,将三颈烧瓶中反应液水洗分液,有机相用饱和食盐水洗两次,分出有机相。
ⅲ.合并两次的洗涤液,用10 mL乙醚提取一次,萃取液与有机相合并,加入氯化钙并过滤,水浴蒸出乙醚。常压蒸馏有机相,收集172℃左右的馏分,得产品。
已知:①苯乙醚微溶于水,易溶于醇和醚。熔点为-30℃,沸点为172℃;溴乙烷和乙醚都是挥发性无色液体;溴乙烷沸点为38.4℃;②图2中克氏蒸馏头的螺口夹可调节毛细玻璃管的进气量。回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_________。
(2)步骤ⅰ温度控制在80-90℃,避免温度过高,除可能发生副反应外,另一重要原因是_________________。
(3)步骤ⅱ中用饱和食盐水洗涤的优点是_________________。
(4)产品中可能混有苯酚,检验所用试剂及现象为_________________。
(5)步骤ⅲ蒸馏可用如图2所示减压蒸馏装置,下列关于该装置的说法错误的是_________________。
A. 克氏蒸馏头弯管的作用是防止液体溅入冷凝管
B. 毛细玻璃管可以起到防止暴沸的作用
C. 可将直形冷凝管替换为蛇形冷凝管,以提高冷凝效率
D. 实施减压蒸馏时,应该先加热后用真空泵减压
(6)苯乙醚的产率为_________%(结果保留三位有效数字),步骤iii中若未合并两次洗涤液,产率会_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
19. 氢氧化氧镍(NiOOH)难溶于水,常用作碱性镍镉电池的电极材料。一种用含镍废料(主要含NiO,以及少量Fe3O4、CuO、SiO2等杂质)制备NiOOH的工艺流程如图:
已知:镍与铁在元素周期表中位于同一族,但的性质较稳定。
回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”中废料的浸出效率,下列采取的措施不合理的有___________(填标号)。
A. 研磨废料 B. 加入大量水 C. 搅拌 D. 使用浓硫酸浸取
(2)“浸取渣”的主要成分为___________(填化学式)。
(3)“除铜”过程中发生了两个化学反应,写出生成S的离子方程式:___________。
(4)“转化”时H2O2的作用是___________,实际生产中发现H2O2的实际用量比理论用量多,原因是___________。
(5)已知该工艺条件下金属阳离子生成对应氢氧化物沉淀时的如下表所示:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全时的pH
3.2
9.7
9.2
则“沉铁”过程中加入NaOH溶液调节的范围应为___________。
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
20. 研究表明,有机物E对流感病毒有抑制作用,其合成路线如下:
已知:(、均为烃基)
回答下列问题:
(1)A的名称为________;C的结构简式为________;E中含氧官能团的名称为________。
(2)的反应类型为________。
(3)A∼D中存在顺反异构体的有________(填标号)。
(4)已知与B具有相同的官能团,F满足下列条件的同分异构体共有________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有2个取代基;②核磁共振氢谱显示苯环上有2组峰。
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高三年级第三次月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1、Li-7、C-12、O-16、Na-23、CI-35.5
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题目要求。
1. 下列关于材料的说法错误的是
A. 歼-20上采用的GaN涂层属于新型金属材料
B. “天宫二号”空间站太阳能电池帆板的主要材料为晶体硅
C. 三折叠手机柔性屏使用的原材料聚酰亚胺属于有机高分子材料
D. 用于制造世界最大口径反射镜的SiC属于新型无机非金属材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.GaN(氮化镓)是由氮元素和镓元素组成的化合物,不属于金属材料,属于新型无机非金属材料,A错误;
B.晶体硅是良好的半导体材料,“天宫二号”空间站太阳能电池帆板的主要材料为晶体硅,可将太阳能转化为电能,B正确;
C.聚酰亚胺是由有机小分子通过聚合反应形成的高分子化合物,属于有机高分子材料,常用于制作三折叠手机柔性屏等,C正确;
D.SiC(碳化硅)是由硅元素和碳元素组成的化合物,具有耐高温、硬度大等特点,属于新型无机非金属材料,可用于制造世界最大口径反射镜等,D正确;
故答案为:A。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 甲:乙醇的核磁共振氢谱 B. 乙:2-甲基-3-戊烯
C. 丙:邻羟基苯甲醛分子内氢键 D. 丁:用电子式表示的形成过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇的核磁共振氢谱有3种氢原子,所以应该有3组峰,故A错误;
B.为4-甲基-2-戊烯,故B错误;
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键由羟基中的氢原子和醛基的氧原子形成,故C正确;
D.为离子化合物,形成过程存在得失电子,故D错误;
答案选C。
3. 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。
4. 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。
5. 阿斯巴甜是一种人工合成甜味剂,结构简式如图。下列说法错误的是
A. 具有4种官能团
B. 含有2个手性碳原子
C. 可以发生水解反应,属于人工合成的低聚糖
D. 该物质最多可与反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.阿巴斯甜具有羧基、氨基、酰胺基、酯基,共4种官能团,故A正确;
B.含有2个手性碳原子(*标出),故B正确;
C.分子中酯基、酰胺基都能发生水解反应,该有机物属于二肽,不属于糖类,故C错误;
D.羧基、酯基、酰胺基都能和NaOH以1:1反应,该分子中含有1个羧基、1个酰胺基和1个酯基,1mol阿斯巴甜最多可消耗3mol NaOH,故D正确;
选C。
6. 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。
7. 一种新型电池既可以实现海水淡化,又可以处理含的废水,装置如图(模拟海水由溶液替代)。下列说法不正确的是
A. a极为负极,发生氧化反应
B. 隔膜Ⅱ为阴离子交换膜
C. a极电极反应为
D. 理论上除去模拟海水中的,可得
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,CH3COO-在a极附近转化成CO2,其中碳元素化合价升高,发生氧化反应,所以a极为负极,则b极为正极。
【详解】A.由分析可知,a极为负极,发生氧化反应,A正确;
B.原电池中,阴离子移向负极,所以Cl-通过隔膜I进入左室,隔膜I为阴离子交换膜,钠离子向右室移动,故隔膜Ⅱ为阳离子交换膜,B错误;
C.负极附近CH3COO-失电子被氧化生成CO2和H+,正确的电极反应式为:,C正确;
D.当电路中转移1mol电子时,根据电荷守恒可知,海水中有1mol Cl-移向负极,同时有1mol Na+移向正极,即除去1mol NaCl,理论上除去模拟海水中的NaCl351g,即,则转移6mol电子,根据负极反应式可知,,当转移6mol电子时,可得CO2,D正确;
答案选B。
8. 一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应:,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
I
T1
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
T2
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A. T1>T2
B. I中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C. 达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I
D. 对于I,平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2,平衡正向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.从平衡时二氧化碳的物质的量可知Ⅱ在Ⅰ的基础上向右移动了,反应正向放热,因此T1>T2,故A正确;
B.根据表格中的数据有,x=0.05,则CO的转化率为,故B正确;
C.由解析A可知T1>T2,温度越高反应速率越快,则达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I,故C正确;
D.由解析B有,I的平衡常数,0.2molCO和0.2molCO2后CO和CO2的浓度变为0.3mol/L和0.3mol/L,浓度商为,平衡不移动,故D错误;
故选D。
9. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向试管中滴入几滴1-溴丁烷,再加入2mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,反应一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,加入几滴2% 溶液,观察现象
检验1-溴丁烷中的溴元素
B
向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,用力振荡,观察现象
探究有机物中基团间的相互作用
C
用分液漏斗向盛有固体的锥形瓶中滴加乙酸溶液,将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中,观察现象
探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
D
向香茅醛()中加入酸性溶液,观察溶液颜色变化
验证香茅醛中是否含碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中的氢氧根离子也能与银离子反应生成氢氧化银沉淀,干扰溶液中溴离子检验,则未加入足量稀硝酸中和水层溶液中的氢氧化钠,直接向溶液中加入硝酸银溶液无法检验1-溴丁烷中的溴元素, A错误;
B.向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,用力振荡,盛有甲苯的试管中溶液褪色,而盛有苯的试管中溶液不褪色,说明苯环能使甲基的活性增强,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确;
C.乙酸具有挥发性,挥发出的乙酸会与苯酚钠溶液反应,干扰二氧化碳与苯酚钠溶液的反应,则未除去混合气体中的乙酸,直接将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中无法比较碳酸和苯酚的酸性,C错误;
D.香茅醛分子中的碳碳双键和醛基都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则向香茅醛溶液中加入酸性高锰酸钾溶液无法验证香茅醛中是否含碳碳双键,D错误;
故选B。
10. 下列叙述与对应的图示相符的是
A. 图甲是某反应平衡常数的对数与反应温度的关系曲线,说明该反应的
B. 图乙表示氢氟酸为弱酸,且a点的数值比b点的数值大
C. 图丙在b点对应温度下,将的溶液与的溶液等体积混合后,溶液显碱性
D. 图丁表示溶液滴定醋酸溶液的滴定曲线,Q为滴定终点
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,温度升高,减小,平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,,A不符合题意;
B.稀释相同倍数时HF溶液导电性更强,说明稀释时HF电离平衡正向移动,HF为弱酸;仅与温度有关,a、b点温度均为25℃,二者相等,B不符合题意;
C.b点对应温度下,的溶液中,的溶液中,等体积混合后过量,溶液显碱性,C符合题意;
D.滴定终点是与醋酸恰好完全反应的点,此时溶质为,溶液,而Q点,不是滴定终点,D不符合题意;
故选C。
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. 化学反应产生颜色变化美。下列离子方程式中正确的是
A. 溶液中加入溶液且通,产生红褐色沉淀:
B. 醋酸除去水垢中的碳酸钙:CaCO3+2H+ = Ca2++CO2↑+H2O
C. 打磨后的铝箔插入溶液,长出红色“铜树”:
D. NaHCO3溶液中加少量澄清石灰水:Ca2+ + 2 + 2OH- = CaCO3++2H2O
【答案】CD
【解析】
【详解】A.溶液中加入溶液且通,产生红褐色沉淀,正确的离子方程式为,A错误;
B.用醋酸除去水垢,反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:,B错误;
C.铝的活泼性强于铜,能与硫酸铜溶液发生置换反应,离子方程式正确,C正确;
D.NaHCO3溶液中加少量澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,离子方程式正确,D正确;
故选CD。
12. 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A. 中间体I2比中间体I1更稳定
B. A与在一定条件下生成化合物B与,反应的
C. 该历程中的反应③为该反应的决速步
D. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可知,I1的相对能量低于I2,能量较低则较稳定,故中间体I1比中间体I2更稳定,故A错误;
B.由图可知,A与的总能量高于B与,说明A与在一定条件下生成化合物B与的反应为放热反应,,故B错误;
C.多步反应历程的决速步是反应最慢的一步,从图中可知,反应③的活化能最大,反应速率最慢,则其是该历程中的决速步,故C正确;
D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能,但不能降低反应热,反应热只与反应物总能量和生成物总能量差值相关,与反应过程无关,故D错误;
答案C。
13. 在催化剂作用下,向1 L密闭容器中加入1 molX和3 molY,发生反应:,X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 平衡时增加Y的用量,平衡不移动
B. ,反应的平衡常数
C. 使用更高效的催化剂,可能使b点移动到d点
D. bc段变化的原因可能是以上催化剂活性降低
【答案】B
【解析】
【详解】A.固体或纯液体的浓度视为常数,用量不影响平衡移动,故A正确;
B.时,X的平衡转化率为,平衡常数,故B错误;
C.b点为,反应末达到平衡,若使用高效催化剂,反应速率增大,相同时间内X的转化率增大,缩短达到平衡的时间,可能使b点移动到d点,故C正确;
D.时,X的转化率最大,b点反应达到平衡,该反应为吸热反应,继续升高温度,平衡正向移动,c点X的转化率应该大于b点,但c点X的转化率小于b点,可能的原因是以上催化剂活性降低,反应速率较慢,10 min时反应未达到平衡,故D正确;
故选B。
14. 3-丙基-5,6-二羟基异香豆素(Y)的一步合成路线反应如图。下列有关说法正确的是
A. X分子存在顺反异构体 B. Y与足量加成后有5个手性碳原子
C. 最多能与反应 D. 与浓溴水反应,最多消耗
【答案】BD
【解析】
【详解】A.顺反异构体中每个不能自由旋转的同一碳原子上不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团,X中碳碳双键在六元环内不能构成顺反异构,故A错误;
B.Y与足量加成后得到的产物为: ,共有5个手性碳原子,故B正确;
C.Y中的酚羟基和酯基能与氢氧化钠1∶1反应,所以最多能与反应,故C错误;
D.Y中的酚羟基和碳碳双键能与浓溴水反应,只要酚羟基邻对位上还有空位都可以发生反应,所以与浓溴水反应,最多消耗,故D正确;
故选BD。
15. 锰的稳定价态有+2、+4、+6、+7。某种氧化物,的四方晶胞如图所示,当晶体有O原子脱出时,形成O空位会使晶体具有半导体性质。下列说法正确的是
A. 氧原子脱出前,Mn的配位数为6
B. 与Mn同周期的基态原子中,单电子数比Mn多的有2种
C. O原子脱出后,晶体中的Mn个数比为
D. 晶体也可以形成O空位,从而具有半导体性质
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图示,氧原子脱出前,离Mn最近且距离相等的O有6个,Mn的配位数为6,故A正确;
B.Mn是25号元素,价电子排布式为3d54s2,未成对电子数为5,Cr价电子排布式为3d54s1,未成对电子数为6;与Mn同周期的基态原子中,单电子数比Mn多的只有Cr,故B错误;
C.根据均摊原则,O原子脱出后,晶胞中Mn原子数为 、O原子数为,氧元素显-2价,根据化合价代数和等于0,晶体中的Mn各有1个,故C正确;
D.Li的化合价只有+1,O空位会使晶体电荷不平衡,而Li无法通过价态变化(升高)来补偿电荷,所以Li2O晶体不能形成O空位从而具有半导体性质,故D错误;
选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 研究烟气脱硝是环境保护和促进可持续发展的重要课题。回答下列问题:
Ⅰ.以氨气为脱硝剂,可将NOx还原为N2。
(1)已知:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
反应ⅲ.
则___________(用含、的式子表示)。
Ⅱ.臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为。
(2)在某体积可变的密闭容器中充入1 mol O3(g)和2 mol NO2(g),达到平衡时N2O5(g)的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
①p1___________(填“>”、“<”或“=”,下同)p2。
②M点O2的体积分数为___________%。
(3)T℃时,向1.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3反应过程中测定的部分数据如表所示:
t/s
0
3
6
12
24
n(O2)/mol
0
0.36
0.6
0.80
0.80
①反应在0-3 s内的平均速率___________。
②T℃时,上述脱硝反应的化学平衡常数K=___________。
③T℃时,若上述容器中充入0.50 molNO2、0.80 molO3和0.50 molN2O5、0.50 molO2开始时反应___________(填“正向进行”“逆向进行”或“不移动”)。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. 20
(3) ①. 0.24 mol·L-1·s-1 ②. 20 ③. 正向进行
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应进行组合:反应ⅰ 反应ⅱ,即可得到反应ⅲ:,故其焓变 。
【小问2详解】
① 该反应正向是气体分子数减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动, 的物质的量增大。由图可知,相同温度下 对应的 物质的量大于 ,故压强 。② M点时生成 的物质的量为 ,列三段式如下:
平衡时混合气体的总物质的量为 ,故 的体积分数为 。
【小问3详解】
① 在 内,生成 的物质的量为 ,则 。
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可得 。② 时反应达到平衡,生成 的浓度为 ,列三段式如下:该温度下的化学平衡常数 。
③ 此时反应的浓度商 。因为 ,说明反应未达到平衡状态,故反应将正向进行。
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是_________________________________________________________。
(4)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为______________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. d
(2)< (3) ①. > ②. 苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
铁为26号元素,在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族;属于d区;
【小问2详解】
电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则离子半径大小:Li+<H-;
【小问3详解】
苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键,使得分子间作用力变大,熔沸点升高,故熔沸点苯胺>甲苯;
【小问4详解】
据“均摊法”,甲晶胞中含8×=1个Li、8×+2=6个C,化学式为C6Li,甲底面为底角为60°的等边平行四边形,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,则底面积为×10-20 cm2,石墨层与层间的距离是bpm,则晶体密度为=;据“均摊法”,甲晶胞中含4×=个Li、8×+2=6个C,化学式为C12Li,故放电时,负极反应式为。
18. 苯乙醚可用于制造医药和染料。合成原理:,。
实验步骤:ⅰ.向三颈烧瓶中加入7.5 g苯酚、4.0 g NaOH和4 mL水;80-90℃水浴加热,固体全部溶解后,缓慢滴入8.5 mL溴乙烷(过量);继续加热搅拌2小时。
ⅱ.冷却至室温,将三颈烧瓶中反应液水洗分液,有机相用饱和食盐水洗两次,分出有机相。
ⅲ.合并两次的洗涤液,用10 mL乙醚提取一次,萃取液与有机相合并,加入氯化钙并过滤,水浴蒸出乙醚。常压蒸馏有机相,收集172℃左右的馏分,得产品。
已知:①苯乙醚微溶于水,易溶于醇和醚。熔点为-30℃,沸点为172℃;溴乙烷和乙醚都是挥发性无色液体;溴乙烷沸点为38.4℃;②图2中克氏蒸馏头的螺口夹可调节毛细玻璃管的进气量。回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_________。
(2)步骤ⅰ温度控制在80-90℃,避免温度过高,除可能发生副反应外,另一重要原因是_________________。
(3)步骤ⅱ中用饱和食盐水洗涤的优点是_________________。
(4)产品中可能混有苯酚,检验所用试剂及现象为_________________。
(5)步骤ⅲ蒸馏可用如图2所示减压蒸馏装置,下列关于该装置的说法错误的是_________________。
A. 克氏蒸馏头弯管的作用是防止液体溅入冷凝管
B. 毛细玻璃管可以起到防止暴沸的作用
C. 可将直形冷凝管替换为蛇形冷凝管,以提高冷凝效率
D. 实施减压蒸馏时,应该先加热后用真空泵减压
(6)苯乙醚的产率为_________%(结果保留三位有效数字),步骤iii中若未合并两次洗涤液,产率会_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)防止溴乙烷大量挥发
(3)降低苯乙醚溶解度,便于分层且能减少其在水中的溶解损失
(4)氯化铁溶液,紫色(或浓溴水,白色沉淀) (5)CD
(6) ①. 61.6 ②. 偏低
【解析】
【分析】苯酚与NaOH溶液水浴加热80-90℃,发生反应产生C6H5ONa、H2O,反应一段时间,待固体全部溶解后,控制温度在80-90℃,慢慢加入过量的8.5 mL溴乙烷,继续加热2 h,发生反应,得到苯乙醚,然后冷却至室温,将三颈烧瓶中反应液水洗分液,有机相用饱和食盐水洗两次,分出有机相。合并两次的洗涤液,用10 mL乙醚提取一次,提取液与有机相合并,加入氯化钙除去水分并过滤,水浴蒸出乙醚。常压蒸馏有机相,收集172℃左右的馏分,就得产品。根据反应物中足不足量的物质计算苯乙醚的理论产量,结合其实际产量,就可以计算出苯乙醚的产率,据此回答。
【小问1详解】
根据图示可知:仪器A的名称为球形冷凝管;
【小问2详解】
步骤ⅰ温度控制在80∼90℃,避免温度过高,除可能发生副反应外,另一重要原因是溴乙烷沸点只有38.4℃,比较低,控制好温度,就可以防止溴乙烷大量挥发;
【小问3详解】
在步骤ⅱ中用饱和食盐水洗涤,优点是能够除去水溶性杂质,降低苯乙醚溶解度,减少产物的损失,使水层密度增大,便于分层且能减少其在水中的溶解损失;
【小问4详解】
由于苯酚能够与FeCl3溶液发生显色反应,使溶液显紫色;而苯乙醚与FeCl3溶液不能反应,故可以用FeCl3溶液检验得到的苯乙醚产品中是否混有苯酚,在滴加FeCl3溶液后,若溶液变为紫色,说明含有苯酚,否则就不含有苯酚;
【小问5详解】
A.克氏蒸馏头弯管的作用是防止液体溅入冷凝管,A正确;
B.毛细玻璃管可以起到防止暴沸的作用,B正确;
C.若将直形冷凝管替换为蛇形冷凝管,这样虽然可以提高冷凝效率,但是得到的产品会滞留在冷凝管中而不能进入接收器,导致产品的产率降低,C错误;
D.实施减压蒸馏时,应该先用真空泵减压后加热,防止暴沸,而不能是先加热后用真空泵减压,D错误;
故选CD;
【小问6详解】
7.5 g苯酚的物质的量为,4.0 gNaOH的物质的量为,反应按1∶1的物质的量关系进行的,由于n(苯酚)<n(NaOH),故反应产生苯酚钠的物质的量以不足量的苯酚为标准计算,n(苯酚钠)=n(苯酚)=0.0798 mol,反应过程中加入的8.5 mL溴乙烷是过量的,故发生,得到的苯乙醚的物质的量要以少量的苯酚钠为标准计算,n(苯乙醚)=n(苯酚钠)= 0.0798 mol,其质量为m(苯乙醚)=0.0798 mol×122 g/mol=9.736 g,实际产量是6.0 g,则苯乙醚的产率为:;若在步骤ⅲ中未合并两次洗涤液,部分产品会损失掉,从而会导致产品的产率会偏低。
19. 氢氧化氧镍(NiOOH)难溶于水,常用作碱性镍镉电池的电极材料。一种用含镍废料(主要含NiO,以及少量Fe3O4、CuO、SiO2等杂质)制备NiOOH的工艺流程如图:
已知:镍与铁在元素周期表中位于同一族,但的性质较稳定。
回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”中废料的浸出效率,下列采取的措施不合理的有___________(填标号)。
A. 研磨废料 B. 加入大量水 C. 搅拌 D. 使用浓硫酸浸取
(2)“浸取渣”的主要成分为___________(填化学式)。
(3)“除铜”过程中发生了两个化学反应,写出生成S的离子方程式:___________。
(4)“转化”时H2O2的作用是___________,实际生产中发现H2O2的实际用量比理论用量多,原因是___________。
(5)已知该工艺条件下金属阳离子生成对应氢氧化物沉淀时的如下表所示:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全时的pH
3.2
9.7
9.2
则“沉铁”过程中加入NaOH溶液调节的范围应为___________。
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)BD (2)
(3)
(4) ①. 将氧化为,便于后续除掉 ②. 生成的催化分解
(5)3.2≤pH<7.2
(6)
【解析】
【分析】含镍废料(主要含NiO,以及少量Fe3O4、CuO、SiO2等杂质)加入稀硫酸,浸取过滤可得到可溶性的硫酸盐和含的滤渣,滤液中加入过滤得到难溶的以及单质硫S和可溶性的硫酸盐(、、等);向滤液中加入将氧化为更容易沉淀的,再加试剂NaOH调节溶液的pH除去,过滤得到含的溶液和沉淀的滤渣;向滤液中加 NaOH 和NaClO溶液将转化为NiOOH ,经过滤、洗涤干燥等步骤得到NiOOH固体。
【小问1详解】
提高酸浸中原料的浸出效率,采取的措施有:研磨废料、适当升高温度、适当增大硫酸浓度(不能使用浓硫酸)、适当升高温度、搅拌等,故答案为:BD;
【小问2详解】
根据分析,“浸取渣”的主要成分为,故答案为:;
【小问3详解】
“除铜”中发生两个反应,一个为:将氧化为S,离子方程式为:,另一个为生成的化学方程式为:,故答案为:;
【小问4详解】
“除铁”时,加入的作用是将氧化为,的实际消耗量高的原因是生成的催化分解,故答案为:将氧化为,便于后续除掉;生成的催化分解;
【小问5详解】
NaOH用于调节溶液的pH,目的是除去,使其转化为沉淀,但不能将沉淀,应调节pH的范围是3.2≤pH<7.2,故答案为:3.2≤pH<7.2;
【小问6详解】
“氧化”时为氧化剂,被氧化,离子方程式为:,故答案为:。
20. 研究表明,有机物E对流感病毒有抑制作用,其合成路线如下:
已知:(、均为烃基)
回答下列问题:
(1)A的名称为________;C的结构简式为________;E中含氧官能团的名称为________。
(2)的反应类型为________。
(3)A∼D中存在顺反异构体的有________(填标号)。
(4)已知与B具有相同的官能团,F满足下列条件的同分异构体共有________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有2个取代基;②核磁共振氢谱显示苯环上有2组峰。
【答案】(1) ①. 苯甲醛 ②. ③. 酰胺基(或肽键)
(2)取代反应 (3)BC
(4)6
【解析】
【分析】题,A(C7H6O、)与乙酸酐((CH3CO)2O)和乙酸(CH3COOH)反应生成B(C9H8O2、),B与SOCl2在加热条件下发生取代反应生成C(C9H7OCl、),C、D(C11H18N2S、)、NH3和CH2Cl2在加热条件下发生取代反应生成E(C20H24ON2S、)
【小问1详解】
已知A的分子式为C7H6O,结合已知条件,A、乙酸酐与乙酸反应生成B()结构,可推断A为苯甲醛;B的结构中含有羧基,B与SOCl2在加热条件下发生羧基的取代反应,羧基(-COOH)转化为酰氯基团(-COCl),结合C9H7OCl,可推得C的结构简式为;观察E的结构得,分子内仅有的含氧官能团为酰胺基(或肽键)。
【小问2详解】
C中的酰氯基团(-COCl)与D中氨基(-NH2)发生反应,酰氯的氯原子被氨基取代,同时生成HCl,该反应属于取代反应。
【小问3详解】
顺反异构形成条件是碳碳双键的两个碳原子均连接互不相同的原子或基团,A、D中无碳碳双键,B、C中有碳碳双键且连接的基团互不相同,满足顺反异构条件。
【小问4详解】
F与B的官能团相同,即同时含有碳碳双键和羧基,分子式为C10H10O2,为满足苯环上仅两个取代基且核磁共振氢谱显示有两组峰,苯环上的4个氢原子应为两组等价氢,即取代基在苯环对位。故符合要求的取代基组合有以下6种:
i: -CH3和-CH=CH-COOH ii: -CH3和-C(COOH)=CH2 iii: -C(CH3)=CH2和-COOH iv: -CH=CH2和-CH2COOH v: -CH=CH-CH3和-COOH vi: -CH2-CH=CH2和-COOH, 故有6种同分异构体。
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