精品解析:湖北省武汉市第二十中学2025-2026学年高三上学期12月月考化学试卷
2026-08-26
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内容正文:
二十中2026届高三年级12月月考
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1;O-16;S-32;Mn-55;Fe-56;Cu-64;Ba-137
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列与生活相关的叙述中,不正确的是
A. 服用抗酸药时,一般嚼碎后吞服能尽快发挥药效
B. 高压法聚乙烯密度低,用来制造塑料瓶或桶
C. 铁粉易被氧化,可在高脂食品中作为脱氧剂
D. 氯化镁和亚硝酸钠均能用作食品添加剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.抗酸药嚼碎后可增大与胃酸的接触面积,加快反应速率,更快中和胃酸发挥药效,A正确;
B.高压法聚乙烯为低密度聚乙烯,质地柔软,一般用于制作薄膜类制品,制造塑料瓶或桶的是密度较高的低压法聚乙烯,B错误;
C.铁粉具有还原性,易被氧气氧化,可消耗食品包装中的氧气,防止高脂食品氧化变质,可作脱氧剂,C正确;
D.氯化镁可作豆制品的凝固剂,亚硝酸钠可作限量使用的肉制品防腐剂,二者均属于食品添加剂,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式为: B. 1 mol(Ti为+4价)中所含过氧键的数目为
C. 氯仿分子的空间填充模型 D. 电子云轮廓图
【答案】B
【解析】
【详解】A.B原子的3个价电子分别与3个Cl原子的1个价电子形成3对共用电子,每个Cl原子还有3对孤电子,B原子周围有6个电子,符合的缺电子结构,其完整电子式为,A错误;
B.中Li元素的化合价+1价,Ti为+4价,设过氧键数目为x个,依据化合价代数和可知,解得x=4,即过氧键数目为,B正确;
C.空间填充模型以相互重叠的原子球表示分子中各原子的相对大小和空间位置,中心C原子周围是3个较大的Cl原子和1个较小的H原子,题给所示模型可表示CH3Cl的,C错误;
D.原图中电子云的两个叶瓣沿坐标系的y轴伸展,符合电子云的空间取向,其完整电子云轮廓图为,D错误;
故选B。
3. 借助科学仪器测量能够帮助我们更加准确地认识事物及其变化规律。下列叙述错误的是
A. 利用X射线衍射仪测定冰晶体中水分子的键长和键角
B. 利用核磁共振氢谱仪测定青蒿素的相对分子质量
C. 利用红外光谱仪测定水杨酸中的官能团种类信息
D. 利用原子吸收光谱仪测定地质矿物中的金属元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.X射线衍射仪可以鉴别晶体,也可以测定键长及键角等信息,A正确;
B.核磁共振氢谱仪主要用来测定不同化学环境的氢的种类和个数比,利用质谱仪测定青蒿素的相对分子质量,B错误;
C.红外光谱仪可以测定有机物中的官能团种类信息,C正确;
D.原子吸收光谱仪可以测定物质中的金属元素,D正确;
故选B。
4. 和是常见的配合物离子。下列叙述错误的是
A. 的半径远大于,则不易形成
B. B和Al同主族,则可能形成
C. 为正八面体形结构,则Al的3d轨道参与了杂化
D. 工业上电解熔融制铝时,使用作助熔剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.的半径远大于,由于空间位阻,更易形成四配位的,而非六配位的,A正确;
B.B无d轨道,价层电子对数最大为4(杂化),最多形成四配位的,不可能形成,B错误;
C.中Al原子存在6对价层电子对,超过了4对,说明Al的3d轨道参与了杂化,C正确;
D.工业上电解熔融制铝时,使用(冰晶石)可降低Al2O3熔点,节省能耗,D正确;
故选B。
5. 下列装置与对应操作正确的是
A.碘晶体(含)的提纯
B.分离苯酚和水的混合物
C.析出晶体
D.测定溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.碘单质受热升华,遇冷的圆底烧瓶凝华,而受热易分解成氨气和氯化氢,遇冷后又生成氯化铵,此方法不能提纯含杂质的碘晶体,A项错误;
B.苯酚和水形成的是乳浊液,不能用过滤方法分离,B项错误;
C.乙醇可以降低在水中的溶解度而使析出,C项正确;
D.溴水具有氧化性能腐蚀橡胶,不能用碱式滴定管盛装,应用酸式滴定管盛装,D项错误;
故选C。
6. 下列制备工艺中,主要涉及的化学方程式或离子方程式,正确的是
选项
制备工艺
化学方程式(或离子方程式)
A
制粗硅
B
制漂白粉
C
溴的富集
D
制聚丙烯
n CH2=CHCH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制粗硅的反应是生成CO,而非,化学方程式为,A项错误;
B.制漂白粉用到的石灰乳不能拆为离子形式,离子方程式为,B项错误;
C.溴的富集中用的水溶液吸收蒸气,发生氧化还原反应生成两种强酸,C项正确;
D.制聚丙烯的化学方程式为n CH2=CHCH3 ,D项错误;
答案选C。
7. 缬沙坦具有降血压效果持久稳定、毒副作用小等特点,其合成中间体X的结构简式如图所示。下列关于X的说法正确的是
A. 该有机物能与酸、碱反应都生成盐
B. 一定条件下1 mol X可与6 mol H2发生加成反应
C. 该有机物中含氮官能团有3种
D. 该物质存在2个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.该有机物中含亚氨基(-NH-),具有碱性,可与酸反应生成盐;含酯基(-COOCH3),在碱性条件下水解生成羧酸盐和甲醇,故能与酸、碱反应都生成盐,A正确;
B.分子中含2个苯环(每mol苯环可与3 mol H2加成)和1个氰基(-CN,1 mol氰基可与2 mol H2加成),一定条件下1 mol X可与3×2+2=8 mol H2发生加成反应,B错误;
C.含氮官能团为-NH-、-CN,共2种,C错误;
D.手性碳原子需连4个不同基团,分子中只有连接-NH-、-COOCH3、-CH(CH3)2和H的碳原子为手性碳,共1个,D错误;
故选A。
8. Co形成的某种离子结构简式如图所示。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W的单质常用于燃料电池中,X的某种同位素在考古时用来测定一些文物的年代,Z的s能级与p能级所含电子数目相同。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Y>Z>X
B. 元素Z的简单氢化物形成的晶体具有分子密堆积特征
C. 该离子中Co的化合价为+3
D. 该离子中σ键与π键数目之比为17:1
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X的某种同位素在考古时用来测定一些文物的年代,则X是C;W的单质常用于燃料电池中,在离子结构中形成一个共价键,说明在第ⅠA族或第ⅦA族,原子序数W小于X(C),则W是H;Z的s能级与p能级所含电子数目相同,且由题图可知Z形成2个共价键,则其原子核外电子排布式为,则Z为O;Y的原子序数介于C和O之间,则Y是N。
【详解】A.第一电离能:Y为N,Z为O,X为C。同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但N的2p轨道半满稳定,故第一电离能N>O>C,即Y>Z>X,A正确;
B.Z为O,简单氢化物为H2O,其晶体为冰。冰中水分子通过氢键结合,氢键具有方向性和饱和性,形成四面体结构,分子间空隙较大,不具有分子密堆积特征(分子密堆积为范德华力作用下的紧密堆积,如干冰),B错误;
C.该离子带一个单位正电荷,配体YW3为NH3(电中性),另一个配体含C=O双键及多个O,整体带两个单位负电荷(如羧酸根类)。设Co化合价为n,则n+(-2)=+1,解得n=+3,C正确;
D.π键仅存在于C=O双键中(1个),σ键包括:2个NH3的6个N-H键、2个Co-N配位键、4个Co-O配位键、1个C=O中的σ键、2个C-O单键、2个O-H键,共6+2+4+1+2+2=17个σ键,故σ键与π键数目之比为17:1,D正确;
故答案选择B项。
9. 二氯异氰尿酸钠是中国疾控中心研发的“-18℃低温消毒剂”主要成分之一,其合成方法如下图。下列说法错误的是
A. 氯化铵中N原子杂化方式为sp3
B. 二氯异氰尿酸钠所含元素中电负性最大的是氧
C. 二氯异氰尿酸钠晶体中存在离子键、共价键和配位键
D. 三聚氰酸具有与苯环类似的结构,可推知三聚氰酸分子中存在大π键
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵中的原子价层电子对数为,杂化方式为,A正确;
B.二氯异氰尿酸钠所含元素为、、、、,同周期从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,电负性最大的是氧,B正确;
C.二氯异氰尿酸钠晶体中与阴离子之间存在离子键,阴离子内部原子间存在共价键,不存在配位键,C错误;
D.三聚氰酸具有和苯类似的共轭六元环结构,分子中存在大键,D正确;
故选C。
10. 铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法正确的是
A. 该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定,最大能垒为89.7
B. 该反应过程中浓度不变
C. 与均在该反应过程中起催化作用
D. 甲酸在作用下的分解反应放出热量
【答案】D
【解析】
【分析】由能垒图可以看出,生成物的总能量低于反应物的总能量,该反应为放热反应;整个过程中有两个过渡态,过渡态Ⅰ的正反应的活化能为45.3+31.8=77.1kJ/mol;过渡态Ⅱ的正反应的活化能为43.5+42.6=86.1kJ/mol,过渡态Ⅱ的活化能大,为反应的决速步骤。根据第一张图可以看出,反应物为HCOOH,生成物为二氧化碳和氢气,故总反应为。
【详解】A.根据分析,过渡态Ⅱ的活化能大,由Ⅳ→Ⅰ步骤为反应的决速步骤,最大能垒为43.5 kJ/mol -(-42.6 kJ/mol) =86.1kJ/mol,A错误;
B.反应过程存在甲酸电离出氢离子,然后氢离子再生成氢气的过程,浓度先增大,后减小,B错误;
C.为反应的催化剂,为中间产物,C错误;
D.由能垒图可以看出,生成物的总能量低于反应物的总能量,该反应为放热反应,D正确;
故选D。
11. 下列对分子性质的解释中,错误的是
A. 易溶于水是因为是极性分子,溶剂水也是极性分子
B. 由于乳酸()中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体;生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子
C. 水很稳定(以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键
D. 酸性:是因为原子电负性大,使得羟基键极性增强,易电离出
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCl为极性分子,H2O也为极性分子,根据相似相溶原理,HCl易溶于水,A正确;
B.在有机物中的碳原子连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子,故乳酸()中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体;生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子,B正确;
C.氢键影响水的沸点,水分子中H-O键的键能大,难断键,所以水的稳定性好,C错误;
D.原子电负性大,使得羟基H-O键极性增强,电子对被O吸引程度更大,易电离出,D正确;
故选C。
12. 某兴趣小组为探究矿物X的组成设计了如下实验,已知:①X含三种常见元素;②固体B是一种单质和化合物的混合物;③实验中所用试剂均足量。下列说法正确的是
A. 红棕色固体I溶于HI溶液的离子方程式为
B. 气体A与溴水反应体现A的漂白性
C. 向溶液G中滴入KSCN溶液变红
D. X的化学式为
【答案】D
【解析】
【分析】由流程可知,紫红色金属F为Cu,红棕色固体I为。固体E加足量盐酸、过滤后,得到Cu和含二价铁离子的溶液G,故固体B是Cu和的混合物,其还原反应为。
气体A为,其被溴水氧化后生成硫酸,再与足量氯化钡形成沉淀D,即,相关反应为、。溶液G含,加足量氢氧化钠得到的沉淀H为,其灼烧反应为。
由D、I的质量可得,;再由X的总质量可得。因此,。
【详解】A.红棕色固体I中的铁为+3价,碘离子会将三价铁离子还原为二价铁离子,自身被氧化为碘,完整离子方程式为,原选项漏掉该氧化还原反应,A错误;
B.与溴水反应时,硫元素的化合价由+4价升高到+6价,反应为,其表现还原性而非漂白性,B错误;
C.溶液G中含,KSCN溶液用于检验,滴入后不会出现题述红色,C错误;
D.由分析所得,故X的化学式为,D正确;
故选D。
13. 科学家研究发现,利用晶体释放出的和可脱除硅烷,这拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。晶胞结构如图1所示,该晶胞从A离子处沿体对角线的投影如图2所示。下列叙述错误的是
A. 填充在以构成的立方体空隙中
B. 若C离子的投影位置在⑪,则B离子的投影位置在⑦
C. 晶胞内和的最短距离为
D. 若脱硅速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,则脱硅速率:<
【答案】D
【解析】
【详解】A.从晶胞图1可看出,周围距离最近的有8个,故填充在以构成的立方体空隙中,A项正确;
B.从A离子处沿体对角线的投影图中,A离子及对角线位置的在位置①,其余顶角的位于⑧⑨⑩⑪⑫⑬,面心位置的位于②③④⑤⑥⑦,若C离子的投影位置在⑪,则B离子的投影位置在⑦,B项正确;
C.位于体对角线的处,晶胞内和的最短距离为nm,C项正确;
D.的半径大于的半径,中离子键强度较小,易提供自由氟离子,故脱硅速率>,D项错误;
答案选D。
14. 西北工业大学在“纸电池”方面的研究取得了令人瞩目的成果。研究者采用化学气相沉积技术将锌粉、氢氧化钾溶液和碳纳米管等材料“生长”在纸纤维上,即可转化为高性能、可折叠的锌-空气电池。该纸电池结构如图所示,有关说法正确的是
A. 负载有锌粉的纸张作电池的正极
B. 电池工作时,每消耗3.25 g锌,则有0.1 mol 向正极迁移
C. 正极发生的反应:
D. 已知氧气约占空气体积的,常温常压下,电路中转移2 mol电子时,理论上消耗空气体积约为61.25 L
【答案】D
【解析】
【分析】锌-空气电池工作时,锌在负极发生氧化反应,空气中的氧气在正极发生还原反应。KOH溶液呈碱性,正极反应为,生成的由正极向负极迁移;由该反应可知,转移2 mol电子时消耗0.50 mol氧气。
【详解】A.根据图示和电池工作原理,锌在工作时发生氧化反应,负载有锌粉的纸张是负极,不是正极,A错误;
B.由分析中的正极反应可知,转移电子的物质的量等于正极生成氢氧根离子的物质的量。其中,故消耗3.25 g锌时转移0.100 mol电子,并生成0.100 mol ;该离子由正极向负极迁移,原选项迁移方向相反,B错误;
C.KOH溶液呈碱性,原式使用氢离子表示酸性条件,与题意不符;正极反应应为,C错误;
D.由分析中的正极反应可知,转移2 mol电子时消耗0.50 mol氧气。常温常压下气体摩尔体积约为24.5 L/mol,且氧气约占空气体积的1/5,则,D正确;
故选D。
15. 萤石的主要成分为CaF2,常用于冶金、化工和建材三大行业。CaF2难溶于水、可溶于盐酸。常温下,向CaF2浊液中逐滴加入盐酸,测得在不同条件下,体系中(X为Ca2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. L2代表与的变化曲线
B. 的数量级为
C. 三点溶液中均存在
D. b点溶液存在:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电离平衡得,则,故横坐标与成正比。溶解平衡:,则,即与横坐标呈斜率为2的线性关系(L2);与横坐标呈斜率为-1的线性关系(L1)。故L2代表曲线,A正确;
B.取a点(横坐标1.0,)和c点(横坐标1.0,),则,,,数量级为,B正确;
C.电荷守恒:,物料守恒(元素):,联立消去和得,C正确;
D.b点为L1和L2交点,即,则,由物料守恒得。由得;由的(),故,正确关系为,D错误;
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 金属及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。
(1)①Fe2+与形成配合物K4[Fe(CN)6],1mol该配合物中所含σ键的数目为___________。
②第四电离能I4(Co)<I4(Fe),其原因是___________。
③邻二氮菲(phen,结构为)可与亚铁生成稳定的橙色配合物[Fe(Phen)3]2+,该橙色配合物中Fe2+的配位数为___________,与邻二氮菲相比,[Fe(Phen)3]2+[]中C-N-C键角___________(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(2)一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
①“滤渣1”中金属元素主要为___________。
②“氧化沉钴”中Co2+生成Co(OH)3的离子方程式为___________。
③“除钴液”中残留的Co3+浓度为___________。
(3)一种测定饮料中糖类物质的浓度(所有糖类物质以葡萄糖计算)的方法如下:取某无色饮料20.00mL,经过处理,该饮料中糖类物质全部转化为葡萄糖,加入适量氢氧化钠溶液并稀释至100mL。取出10.00mL稀释液,加入溶液,充分反应后,再用溶液与剩余的反应,共消耗溶液25.00mL。该滴定实验要选用恰当的指示剂,判断滴定终点的现象为___________。该饮料中糖类物质(均以葡萄糖计)的物质的量浓度为___________。
已知:①在碱性条件下能与葡萄糖发生如下反应:。
②与能发生如下反应:。
【答案】(1) ①. 12NA ②. 核外电子排布为,较易失去电子;核外电子排布为,较难失去电子,第四电离能较大 ③. 6 ④. 变大
(2) ①. Pb ②. ③.
(3) ①. 滴入最后半滴溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色 ②. 0.15
【解析】
【分析】(2)由流程可知酸浸、过滤1:用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4;加入MnO2:MnO2具有氧化性,在酸性条件下可将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,同时自身被还原为Mn2+,此时溶液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+、Fe3+、Mn2+;加入ZnO调pH=4、过滤2:根据题表中信息可知,调节溶液pH=4时Fe3+沉淀完全,溶液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+,“滤渣2”为Fe(OH)3;氧化沉钴:加入强氧化剂KMnO4,将溶液中Co2+氧化为Co3+,在pH=5时Co3+形成Co(OH)3沉淀而KMnO4则被还原为MnO2,KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应,生成MnO2沉淀,最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入KMnO4“氧化沉钴”时引入的K+。
【小问1详解】
①Fe2+与形成配合物K4[Fe(CN)6],中有1个σ键,形成配合物时有6条配位键,即6条σ键,所以1 mol该配合物中所含σ键的数目为12NA;
②核外电子排布为,较易失去电子;核外电子排布为,较难失去电子,第四电离能较大,所以第四电离能I4(Co)<I4(Fe);
③根据的结构,每1个邻二氮菲与Fe2+间形成2个配位键,则该橙色配合物中Fe2+的配位数为:;由结构简式可知,邻二氮菲分子中氮原子的孤对电子对数为1,氮原子与具有空轨道的亚铁离子形成配位键导致[Fe(Phen)3]2+[]中氮原子的孤对电子数为0,化合物中中心原子的孤对电子数越多,键角越小,所以与邻二氮菲相比,导致[Fe(Phen)3]2+[]中C-N-C键角变大;
故答案为:①12NA 。
②核外电子排布为,较易失去电子;核外电子排布为,较难失去电子,第四电离能较大。
③6 变大。
【小问2详解】
①由分析可知“滤渣1”中金属元素主要为Pb;
②“氧化沉钴”中Co2+生成Co(OH)3的离子方程式为:;
③由分析可知,除钴液中主要的盐有和,根据表中Co3+完全沉淀时pH=1.1可知,,溶液pH=5时,,则残留的Co3+浓度为。
故答案为:①Pb。
②。
③ 。
【小问3详解】
该滴定实验应选用的指示剂为淀粉溶液,因为淀粉遇变蓝,当将剩余的完全反应后,溶液中的消失,所以滴定终点的现象为:滴入最后半滴溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;由题中信息可知:,则,该饮料中糖类物质(均以葡萄糖计)的物质的量浓度为;
故答案为:滴入最后半滴溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色 0.15。
17. 以银锰精矿(主要含、MnS、)和氧化锰矿(主要含)为原料,联合提取银和锰可充分利用资源、节约试剂。其中一种流程示意图如下。
已知:①酸性条件下,的氧化性强于;
②硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到、和。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示:
(1)“浸锰”过程是在酸性条件下,使两种矿石发生反应而将锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出;浸锰渣主要成分为、S。
①“浸锰”过程中,MnS发生反应:。其中基态锰原子的价电子排布式为:__________________,的VSEPR模型为:__________________。
②该过程加入的酸是:__________________________________(用字母作答)。
A.稀硝酸B.浓硝酸C.浓盐酸D.稀硫酸
(2)“浸银”时,使用过量、HCl和的混合液作为浸出剂,将中的银以形式浸出。混合液中需保持较高的浓度,否则银会以__________________(填化学式)形式,从溶液中析出。
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂,将转化为Ag。一定温度下,Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。t分钟后(铁粉已耗尽),Ag的沉淀率逐渐减小,用离子反应方程式解释t之后Ag沉淀率下降原因①__________________________________________;②_________________________________。
(4)将“浸锰液”除杂、提纯后,得到溶液,从溶液中获得较高纯度稳定的晶体的操作为:控制温度在80~90℃之间蒸发结晶、______________________________,使固体与溶液分离,__________________________________________________、真空干燥。
【答案】(1) ①. ②. 四面体形 ③. D
(2)AgCl (3) ①. ②.
(4) ①. 趁热过滤 ②. 用80~90℃的蒸馏水洗涤晶体2~3次
【解析】
【分析】将两种矿石混合进行浸锰操作,在酸性条件下利用已知氧化性强于的作为氧化剂,将杂质转化为单质硫、将等硫化物反应释放出,同时锰元素被浸出进入液相,最终分离得到浸锰渣(主要为未反应的和生成的单质S)、副产物以及富含锰离子的浸锰液;随后对浸锰渣开展浸银操作,使用高浓度的混合浸出剂,将中的银转化为二氯合银配离子进入浸银液,剩余固体作为浸银渣分离;接着向浸银液中加入过量铁粉进行沉银,铁粉作为还原剂将配离子中的银还原为单质银,经过固液分离得到粗银粉与沉银液;最后将浸锰液进行除杂提纯得到溶液,通过控温结晶、分离干燥等后续操作获得目标产物硫酸锰晶体。
【小问1详解】
①Mn是25号元素,属于过渡金属,价电子包含最外层s轨道和次外层d轨道电子,价电子排布式为;中心S原子的σ键数为2,孤电子对数为,价层电子对数为4,因此VSEPR模型为四面体形。
②最终产物为,为避免引入氮氧化物、等杂质,同时匹配产物阴离子,故选择稀硫酸,故选D。
【小问2详解】
是银的氯配离子,当溶液中浓度不足时,配离子解离,会生成难溶的AgCl从溶液中析出,故答案为AgCl。
【小问3详解】
沉银后的体系暴露在空气中,具有还原性的(铁粉还原时的产物)会被空气中的O2氧化,重新生成,为Ag的重新溶解提供了氧化剂;之后产生的和Ag单质发生已知的反应,结合高浓度的配位作用,将Ag重新氧化为可溶性的,使已沉淀的银重新溶解,因此沉淀率下降,故答案为、。
【小问4详解】
根据溶解度曲线,80~90℃区间析出的是,温度降低会析出水合程度更大的其他硫酸锰晶体,因此蒸发结晶后需要趁热过滤,防止降温析出杂质晶体;
为减少洗涤过程中的溶解损失,同时避免降温析出其他结晶水合物,需要用对应温度的热水(或同温的饱和硫酸锰溶液)洗涤后再真空干燥。
18. 有机化合物P是一种具有抗肿瘤、抗菌等多种药理活性的色胺酮类衍生物,合成路线如图。
已知:①K转化为L的反应为取代反应;②M含有五元环。
(1)B的名称是___________。
(2)E既有酸性又有碱性,D含有的官能团是___________。
(3)G→J的化学方程式是___________。
(4)J→K的反应类型是___________。
(5)溴单质与K中苯环侧链上的C—H发生取代反应的原因是___________。
(6)下列说法正确的是___________。
a.K的核磁共振氢谱有6组峰
b.L可发生水解反应
c.不存在同时满足下列条件的F的同分异构体:
i.含有3种官能团(其中一种为碳碳三键); ii.遇FeCl3溶液显紫色
(7)由M生成P经三步反应过程:
写出M(含有五元环)的结构简式___________。
【答案】(1)邻硝基甲苯或2-硝基甲苯
(2)硝基、羧基 (3)HOOCCH2COOH+2CH3OH CH3OOCCH2COOCH3+2H2O
(4)取代反应 (5)受两侧羰基的(吸电子)作用影响,使相连的碳原子上的的极性增强,易断裂
(6)ab (7)
【解析】
【分析】根据F的结构简式可知F中含有苯环,根据A的分子式,由F逆推,A是,根据B的分子式可知,A发生硝化反应生成B,则B是,B氧化生成D,D还原为E,则D是,E是,E()和反应生成F();G()和甲醇(CH3OH)发生酯化反应生成J,根据J的分子式可知J是,J()与发生取代反应生成K,根据K的分子式可知K是,溴单质与K中苯环侧链上的C-H发生取代反应生成L,由P逆推,L是,L脱去1分子HBr生成M,M中含有1个五元环可知M是,M()、F()经三步反应生成P。
【小问1详解】
根据分析,可知B的结构简式为,B的名称是邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
【小问2详解】
E既有酸性又有碱性,所以E的结构简式为:,逆推可知D是,D含有的官能团是:硝基、羧基;
【小问3详解】
G()和甲醇(CH3OH)发生酯化反应生成J和水,根据J的分子式可知J是,反应的化学方程式是HOOCCH2COOH+2CH3OH CH3OOCCH2COOCH3+2H2O;
【小问4详解】
J→K是氨基中的H被CH3OOCCH2CO-代替生成,反应类型是取代反应;
【小问5详解】
受两侧羰基(C=O)吸电子作用影响,使相连的碳原子上的的极性增强,易断裂,所以溴单质与K中苯环侧链上的C—H发生取代反应;
【小问6详解】
a.K是,结构较对称,共含六种氢原子,核磁共振氢谱有6组峰,故a项正确;
b.L是,分子中含有碳溴键、酯基、酰胺基,可发生水解反应,故b项正确;
c.F()的不饱和度为7,i.含有3种官能团(其中一种为碳碳三键),碳碳三键不饱和度为2; ii.遇FeCl3溶液显紫色,说明有酚羟基,根据不饱和度和O原子个数可知还有硝基,满足条件的F的同分异构体可为,故c项错误;
故答案选ab;
【小问7详解】
根据分析M(含有五元环)为,M与F脱去CO2得到的中间体1为;中间体1与水加成生成的中间体2为,中间体2再发生醇的消去反应脱掉一分子水生成P。
19. 丙烯腈(,结构简式为)是一种重要的有机化合物,主要用于制造聚丙烯腈、橡胶、合成树脂、医药等。氨氧化法是生产丙烯腈的重要方法,其制备原理如下:
主反应:(丙烯,g)
副反应:
已知:一定温度和压强下,由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。部分物质的摩尔生成焓如表所示。
物质
(丙烯,g)
摩尔生成焓
/
0
(1)①则主反应的__________________,该反应在__________________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②恒温恒容条件下,下列选项表明主反应一定达到平衡状态的是__________________(填标号)。
a.容器内压强不再变化
b.容器内混合气体的密度不再变化
c.
d.断裂1molN-H键的同时形成2molO-H键
③乙腈是丙烯腈生产中的主要副产品,乙胺是乙腈加氢的产物,某研究团队设计以富含氧空位的纳米阵列负载单原子为电极,利用电化学方法合成乙胺。其装置如图所示。写出制备乙胺的电极反应式:_______________________________________。
(2)①25°C时,将溶液和溶液混合(忽略溶液混合后的体积变化),混合后溶液中为__________________[25℃时,]。
②用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中溶解的氯化物浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl溶于溶液形成的悬浊液,下列说法正确的是__________________(填字母)。
A.b点可能加入了KCl溶液
B.c点后无黄色沉淀生成
C.d点
D.由图可知:
(3)一定温度和压强为1MPa条件下,将和按物质的量之比为1:4通入容积可变的密闭容器中发生反应,假设只发生反应:
a.;b.;
10min两个反应均达到平衡时,平衡转化率为60%,选择性为50%,[的选择性]。该温度下,反应b的__________________(保留两位有效数字),(已知是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,气体分压=总压×气体物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. 任意温度 ③. a ④.
(2) ①. ②. ACD
(3)0.27
【解析】
【小问1详解】
① = [(,g) + 3(,g)] - [(,g) + (,g)] = (184.3 + 3×(-241.8)) - (20 - 46.1) = -515 kJ·mol⁻¹,反应气体体积增加,,则,任意温度下均能自发进行;
②a.容器内压强不再变化 反应前后气体总物质的量不等,压强为变量;压强不变 → 达到平衡 ,a正确;
b.容器内混合气体的密度不再变化 恒容V不变,全部为气体,总质量m不变;始终不变,是常量,不能判断平衡 ,b错误;
c.两边都是正反应速率,只有正方向,无逆速率,永远成立,不能判断平衡 ,c错误;
d.断裂键、形成键,均为正反应方向,只有正向过程,不能判断平衡 ,d错误;
故答案选 a;
③乙腈加氢生成乙胺,C的平均化合价从+1变为-2,每个分子得到4个电子,结合左侧装置中参与反应,配平得到电极反应式:;
【小问2详解】
①混合后体积为20 mL,,,反应后剩余,根据,得;
②A.b点加入KCl溶液,Cl-浓度增大,AgCl溶解平衡逆向移动,溶解的氯化物浓度降低,符合图像,A正确;
B.c点滴加KI溶液,AgCl会转化为更难溶的AgI黄色沉淀,B错误;
C.d点体系存在AgCl、AgI沉淀,来自溶解,同时满足两个溶度积,溶解度更小,大量结合,因此,C正确;
D.滴加KI后AgCl沉淀可以转化为AgI,说明AgI溶解度更小,D正确;
故答案选ACD;
【小问3详解】
设初始通入为1 mol,为4 mol,平衡转化率60%,即反应的为0.6 mol,剩余为0.4 mol。选择性为50%,说明生成的和CO的物质的量相等,均为0.3 mol。根据元素守恒计算各物质的物质的量:反应a:生成0.3 mol ,消耗1.2 mol ,生成0.6 mol ;反应b:生成0.3 mol CO,消耗0.3mol ,生成0.3 mol ; 平衡时总物质的量:,,,,,总。 总压为1 MPa,反应b的,代入分压计算得。
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二十中2026届高三年级12月月考
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1;O-16;S-32;Mn-55;Fe-56;Cu-64;Ba-137
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列与生活相关的叙述中,不正确的是
A. 服用抗酸药时,一般嚼碎后吞服能尽快发挥药效
B. 高压法聚乙烯密度低,用来制造塑料瓶或桶
C. 铁粉易被氧化,可在高脂食品中作为脱氧剂
D. 氯化镁和亚硝酸钠均能用作食品添加剂
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式为: B. 1 mol(Ti为+4价)中所含过氧键的数目为
C. 氯仿分子的空间填充模型 D. 电子云轮廓图
3. 借助科学仪器测量能够帮助我们更加准确地认识事物及其变化规律。下列叙述错误的是
A. 利用X射线衍射仪测定冰晶体中水分子的键长和键角
B. 利用核磁共振氢谱仪测定青蒿素的相对分子质量
C. 利用红外光谱仪测定水杨酸中的官能团种类信息
D. 利用原子吸收光谱仪测定地质矿物中的金属元素
4. 和是常见的配合物离子。下列叙述错误的是
A. 的半径远大于,则不易形成
B. B和Al同主族,则可能形成
C. 为正八面体形结构,则Al的3d轨道参与了杂化
D. 工业上电解熔融制铝时,使用作助熔剂
5. 下列装置与对应操作正确的是
A.碘晶体(含)的提纯
B.分离苯酚和水的混合物
C.析出晶体
D.测定溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
6. 下列制备工艺中,主要涉及的化学方程式或离子方程式,正确的是
选项
制备工艺
化学方程式(或离子方程式)
A
制粗硅
B
制漂白粉
C
溴的富集
D
制聚丙烯
n CH2=CHCH3
A. A B. B C. C D. D
7. 缬沙坦具有降血压效果持久稳定、毒副作用小等特点,其合成中间体X的结构简式如图所示。下列关于X的说法正确的是
A. 该有机物能与酸、碱反应都生成盐
B. 一定条件下1 mol X可与6 mol H2发生加成反应
C. 该有机物中含氮官能团有3种
D. 该物质存在2个手性碳原子
8. Co形成的某种离子结构简式如图所示。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W的单质常用于燃料电池中,X的某种同位素在考古时用来测定一些文物的年代,Z的s能级与p能级所含电子数目相同。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Y>Z>X
B. 元素Z的简单氢化物形成的晶体具有分子密堆积特征
C. 该离子中Co的化合价为+3
D. 该离子中σ键与π键数目之比为17:1
9. 二氯异氰尿酸钠是中国疾控中心研发的“-18℃低温消毒剂”主要成分之一,其合成方法如下图。下列说法错误的是
A. 氯化铵中N原子杂化方式为sp3
B. 二氯异氰尿酸钠所含元素中电负性最大的是氧
C. 二氯异氰尿酸钠晶体中存在离子键、共价键和配位键
D. 三聚氰酸具有与苯环类似的结构,可推知三聚氰酸分子中存在大π键
10. 铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法正确的是
A. 该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定,最大能垒为89.7
B. 该反应过程中浓度不变
C. 与均在该反应过程中起催化作用
D. 甲酸在作用下的分解反应放出热量
11. 下列对分子性质的解释中,错误的是
A. 易溶于水是因为是极性分子,溶剂水也是极性分子
B. 由于乳酸()中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体;生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子
C. 水很稳定(以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键
D. 酸性:是因为原子电负性大,使得羟基键极性增强,易电离出
12. 某兴趣小组为探究矿物X的组成设计了如下实验,已知:①X含三种常见元素;②固体B是一种单质和化合物的混合物;③实验中所用试剂均足量。下列说法正确的是
A. 红棕色固体I溶于HI溶液的离子方程式为
B. 气体A与溴水反应体现A的漂白性
C. 向溶液G中滴入KSCN溶液变红
D. X的化学式为
13. 科学家研究发现,利用晶体释放出的和可脱除硅烷,这拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。晶胞结构如图1所示,该晶胞从A离子处沿体对角线的投影如图2所示。下列叙述错误的是
A. 填充在以构成的立方体空隙中
B. 若C离子的投影位置在⑪,则B离子的投影位置在⑦
C. 晶胞内和的最短距离为
D. 若脱硅速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,则脱硅速率:<
14. 西北工业大学在“纸电池”方面的研究取得了令人瞩目的成果。研究者采用化学气相沉积技术将锌粉、氢氧化钾溶液和碳纳米管等材料“生长”在纸纤维上,即可转化为高性能、可折叠的锌-空气电池。该纸电池结构如图所示,有关说法正确的是
A. 负载有锌粉的纸张作电池的正极
B. 电池工作时,每消耗3.25 g锌,则有0.1 mol 向正极迁移
C. 正极发生的反应:
D. 已知氧气约占空气体积的,常温常压下,电路中转移2 mol电子时,理论上消耗空气体积约为61.25 L
15. 萤石的主要成分为CaF2,常用于冶金、化工和建材三大行业。CaF2难溶于水、可溶于盐酸。常温下,向CaF2浊液中逐滴加入盐酸,测得在不同条件下,体系中(X为Ca2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A. L2代表与的变化曲线
B. 的数量级为
C. 三点溶液中均存在
D. b点溶液存在:
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 金属及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。
(1)①Fe2+与形成配合物K4[Fe(CN)6],1mol该配合物中所含σ键的数目为___________。
②第四电离能I4(Co)<I4(Fe),其原因是___________。
③邻二氮菲(phen,结构为)可与亚铁生成稳定的橙色配合物[Fe(Phen)3]2+,该橙色配合物中Fe2+的配位数为___________,与邻二氮菲相比,[Fe(Phen)3]2+[]中C-N-C键角___________(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(2)一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
①“滤渣1”中金属元素主要为___________。
②“氧化沉钴”中Co2+生成Co(OH)3的离子方程式为___________。
③“除钴液”中残留的Co3+浓度为___________。
(3)一种测定饮料中糖类物质的浓度(所有糖类物质以葡萄糖计算)的方法如下:取某无色饮料20.00mL,经过处理,该饮料中糖类物质全部转化为葡萄糖,加入适量氢氧化钠溶液并稀释至100mL。取出10.00mL稀释液,加入溶液,充分反应后,再用溶液与剩余的反应,共消耗溶液25.00mL。该滴定实验要选用恰当的指示剂,判断滴定终点的现象为___________。该饮料中糖类物质(均以葡萄糖计)的物质的量浓度为___________。
已知:①在碱性条件下能与葡萄糖发生如下反应:。
②与能发生如下反应:。
17. 以银锰精矿(主要含、MnS、)和氧化锰矿(主要含)为原料,联合提取银和锰可充分利用资源、节约试剂。其中一种流程示意图如下。
已知:①酸性条件下,的氧化性强于;
②硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到、和。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示:
(1)“浸锰”过程是在酸性条件下,使两种矿石发生反应而将锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出;浸锰渣主要成分为、S。
①“浸锰”过程中,MnS发生反应:。其中基态锰原子的价电子排布式为:__________________,的VSEPR模型为:__________________。
②该过程加入的酸是:__________________________________(用字母作答)。
A.稀硝酸B.浓硝酸C.浓盐酸D.稀硫酸
(2)“浸银”时,使用过量、HCl和的混合液作为浸出剂,将中的银以形式浸出。混合液中需保持较高的浓度,否则银会以__________________(填化学式)形式,从溶液中析出。
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂,将转化为Ag。一定温度下,Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。t分钟后(铁粉已耗尽),Ag的沉淀率逐渐减小,用离子反应方程式解释t之后Ag沉淀率下降原因①__________________________________________;②_________________________________。
(4)将“浸锰液”除杂、提纯后,得到溶液,从溶液中获得较高纯度稳定的晶体的操作为:控制温度在80~90℃之间蒸发结晶、______________________________,使固体与溶液分离,__________________________________________________、真空干燥。
18. 有机化合物P是一种具有抗肿瘤、抗菌等多种药理活性的色胺酮类衍生物,合成路线如图。
已知:①K转化为L的反应为取代反应;②M含有五元环。
(1)B的名称是___________。
(2)E既有酸性又有碱性,D含有的官能团是___________。
(3)G→J的化学方程式是___________。
(4)J→K的反应类型是___________。
(5)溴单质与K中苯环侧链上的C—H发生取代反应的原因是___________。
(6)下列说法正确的是___________。
a.K的核磁共振氢谱有6组峰
b.L可发生水解反应
c.不存在同时满足下列条件的F的同分异构体:
i.含有3种官能团(其中一种为碳碳三键); ii.遇FeCl3溶液显紫色
(7)由M生成P经三步反应过程:
写出M(含有五元环)的结构简式___________。
19. 丙烯腈(,结构简式为)是一种重要的有机化合物,主要用于制造聚丙烯腈、橡胶、合成树脂、医药等。氨氧化法是生产丙烯腈的重要方法,其制备原理如下:
主反应:(丙烯,g)
副反应:
已知:一定温度和压强下,由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。部分物质的摩尔生成焓如表所示。
物质
(丙烯,g)
摩尔生成焓
/
0
(1)①则主反应的__________________,该反应在__________________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②恒温恒容条件下,下列选项表明主反应一定达到平衡状态的是__________________(填标号)。
a.容器内压强不再变化
b.容器内混合气体的密度不再变化
c.
d.断裂1molN-H键的同时形成2molO-H键
③乙腈是丙烯腈生产中的主要副产品,乙胺是乙腈加氢的产物,某研究团队设计以富含氧空位的纳米阵列负载单原子为电极,利用电化学方法合成乙胺。其装置如图所示。写出制备乙胺的电极反应式:_______________________________________。
(2)①25°C时,将溶液和溶液混合(忽略溶液混合后的体积变化),混合后溶液中为__________________[25℃时,]。
②用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中溶解的氯化物浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl溶于溶液形成的悬浊液,下列说法正确的是__________________(填字母)。
A.b点可能加入了KCl溶液
B.c点后无黄色沉淀生成
C.d点
D.由图可知:
(3)一定温度和压强为1MPa条件下,将和按物质的量之比为1:4通入容积可变的密闭容器中发生反应,假设只发生反应:
a.;b.;
10min两个反应均达到平衡时,平衡转化率为60%,选择性为50%,[的选择性]。该温度下,反应b的__________________(保留两位有效数字),(已知是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,气体分压=总压×气体物质的量分数)。
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