内容正文:
云南师大附中2027届高考适应性月考卷(二)
化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 O-16 Al-27 P-31 K-39
一、选择题:本题共14小题,每小题3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. 化学与生活密切相关。下列叙述正确的是
A. 化妆品中的甘油难溶于水
B. 蚕丝、麻、棉花的主要成分均为碳水化合物
C. 豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光束的散射
D. 二氧化硅用作新型光伏电池的核心半导体材料
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. KI的电子式:
B. 激发态H原子的轨道表示式:
C. 酚醛树脂的结构简式:
D. 用原子轨道描述p-pπ键的形成过程:
3. 根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
纤维素
接入带有强亲水基团的支链
吸水能力增强
B
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
硬度减小
C
布洛芬
进行成酯修饰
对胃、肠道刺激减弱
D
水泥
加入石膏
调节硬化速率
A. A B. B C. C D. D
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有的电子数为
B. 标准状况下,中所含电子数为
C. 密闭容器中,与充分反应生成,转移电子数为
D. 将完全溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中数目等于
5. 下列说法正确的是
A. 煤的气化是通过化学变化将煤转化为可燃性气体的过程
B. 淀粉在酶的作用下水解产物能发生银镜反应,证明淀粉水解完全
C. 向苯酚钠溶液中通少量二氧化碳:2+CO2+H2O→2+
D. 氯气是一种有毒气体,故不可用于自来水的杀菌消毒
6. 依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 分子式为
B. 1 mol Q最多可以与发生加成反应
C. Q分子中杂化的碳原子数目为16
D. 标况下,1 mol Q可以分别与足量的Na和反应产生气体,且体积比为2:1
7. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管里滴加氨水至得到深蓝色的透明溶液,再向试管中加入8 mL 95%乙醇,析出深蓝色晶体
制备的晶体为
B
注射器吸入与的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭,往外拉活塞,气体的颜色先变浅后变深
颜色逐渐变深是因为化学平衡发生移动
C
乙醇和浓硫酸共热至170℃,将产生的气体直接通入溴水中,观察到溴水褪色
乙烯发生了加成反应
D
向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液,先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀
AgI溶解度小于AgCl溶解度
A. A B. B C. C D. D
8. 一种工业有机洗涤剂中间体结构式如图所示,其中短周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大,基态W原子的核外电子空间运动状态数为6。下列说法错误的是
A. 第一电离能大小顺序:Q>Z>Y
B. W和Q形成的化合物中可能含有非极性键
C. 是极性分子,其空间构型为三角锥形
D. 简单离子半径大小:r(W)<r(Q)<r(Z)
9. 某超硬耐磨涂层材料的立方晶胞结构如图所示,已知晶胞边长为,下列说法错误的是
A. 该晶体为共价晶体
B. 硼原子与磷原子最近的距离为
C. 硼原子和磷原子的配位数分别是4和2
D. 表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为
10. 磺酰氯()是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1℃。实验室可通过反应 制备,实验装置如图所示,下列说法错误的是
A. 装置①圆底烧瓶中的固体可以为
B. 装置②中盛装饱和食盐水除去中的HCl杂质
C. 为提高产率,装置③需冷水浴控温
D. 该装置缺少尾气吸收装置,可在c处连接一个盛有碱石灰的干燥管
11. 某Diels-Alder反应机理如图,下列说法正确的是
A. 可用溴水或银氨溶液鉴别Ⅲ和Ⅴ B. 转化过程中氮原子杂化类型保持不变
C. 化合物Ⅵ是该反应的中间产物 D. 物质X为
12. 氢气是清洁能源之一,解决氢气的存储问题是当今科学界需要攻克的课题。是新型环烯类储氢材料,利用物理吸附的方法来储存氢分子,其分子结构如图所示。下列相关说法正确的是
A. 分子中C原子的杂化方式均为
B. 储氢时与间的作用力为氢键和范德华力
C. 用红外光谱仪可测定分子中的官能团和化学键键能
D. 因为水是极性分子,也是极性分子,故易溶于水
13. 某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通,电极从海水中吸收;断开,接通,乙室富集。下列叙述正确的是
A. X电极应接光伏电池的负极
B. 接通,电子流向:Y电极→电源→电极
C. 膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜,目的是提高提取锂的选择性
D. 接通,待电极恢复至起始状态时,甲室变化与乙室变化之比为
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向溶液中滴入一定量溶液。混合溶液的pH与lgX[或]的关系如图所示。
实验2:向溶液中加入溶液。
已知:25℃时,。混合后溶液体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A. 曲线是的变化曲线
B. 实验1,向溶液中滴加10 mL KOH溶液后,
C. 实验2:溶液中没有沉淀生成
D. 实验2:溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 云南澜沧矿区储有大量铁锰共生氧化矿,工业上常采用两段焙烧——水浸法从铁锰氧化矿(主要含、及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)中分离提取Co、Cu、Mn等元素,工艺流程如图:
已知:①在650℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700℃;
②,,。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为_________________________。
(2)铁锰氧化矿在焙烧前进行粉碎的目的是_________________________。
(3)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应的化学方程式为______________________________。
(4)“高温焙烧”温度为650℃,“水浸”所得滤渣的主要成分为______________、______________和。
(5)HR萃取的反应为:(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为_______________(填化学式)。
(6)“沉钴”中,当恰好沉淀完全[]时,溶液中,此时溶液的______________。
(7)“沉锰”时反应的离子方程式为______________________________。
16. 某不饱和聚酯可用于制备玻璃钢,其结构为,实验室在酸性条件下制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(装置如图,加热及夹持装置略):
原料
结构简式
熔点/℃
沸点/℃
顺丁烯二酸酐
52.6
202.2
邻苯二甲酸酐
130.8
295.0
1,2-丙二醇
-60.0
187.6
实验过程:
①反应初期,在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入。搅拌下加热,两种酸酐分别与1,2-丙二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)下列安全标识中,本实验不涉及的是_______________(填序号)。
(2)仪器C中冷凝水的进水口为_______________(填“a”或“b”)。
(3)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐):n(1,2-丙二醇) ∶n(邻苯二甲酸酐)_______________。
(4)实验过程中通的主要作用是_______________,反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是_______________(填序号)。
A.55~60℃ B.100~105℃ C.190~195℃
(5)为测定酸值,取ag样品配制250.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液,用cmol/LKOH乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号
1
2
3
滴定前读数/mL
0.00
0.00
0.00
滴定后读数/mL
24.98
25.00
25.02
①测得该样品的酸值为__________(用含a、c的代数式表示)。若配制250 mL待测液时定容俯视刻度线,最终测得酸值__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为_____________(填序号)。
A.立即停止加热 B.增大的流速 C.排出装置内的液体
17. 煤制合成气(CO和)是重要的工业原料气,其制备原理为: 。回答下列问题:
(1)如图能表示煤制合成气反应的与温度(T)关系的是_______________(填序号)。
A. ① B. ② C. ③ D. ④
(2)一定条件下,在恒容密闭容器中模拟煤制合成气,能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______________(填序号)。
A. 体系内气体压强保持不变 B.
C. 混合气体的密度保持不变 D. CO和的物质的量之比为
(3)直接制备出的合成气中CO所占比例偏低,为提高CO所占比例,进行“逆水煤气变换反应”: 。一定压强下,以物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。
已知:ⅰ.该反应的速率方程为;
ⅱ.忽略温度变化对的影响。
①、温度时反应速率常数分别为、。判断___________(填“>”“<”或“=”);
②反应至A、B、C三点时吸收(或放出)的热量、、由小到大的顺序为_____________。
(4)乙二醇()是重要的化工原料,主要用于生产聚酯纤维和防冻剂,可以利用合成气进行制备: 。
①按化学计量比进料,固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图所示,代表的曲线为___________(填“”“”或“”),___________0(填“>”“<”或“=”)。
②若在温度为,压强恒定为200 kPa条件下,通入2 mol CO和,测得的平衡转化率为75%,则该反应的标准平衡常数_______________[结果精确到小数点后两位,已知:分压总压×该组分物质的量分数,对于反应:,;其中,、、、为各组分的平衡分压]。
18. 化合物Ⅰ有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其结构简式为。某研究小组按如图所示路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①RCOOR´+NH2NH2→RCONHNH2+R´OH;
②RCONHNH2+R´´COOH+2H2O;
③+(、、等)。
回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团的名称是_____________。
(2)写出B→C的化学方程式___________________________。
(3)D的结构简式为____________。
(4)已知F+G→H的反应分两步进行,其中第二步为消去反应,则第一步的反应类型为____________。
(5)下列说法错误的是____________(填序号)。
A.E→F发生了还原反应
B.1 mol B最多消耗2 mol的NaOH
C.化合物H中可能存在分子内氢键
(6)B的同分异构体中,写出一种同时满足下列条件的同分异构体的结构简式__________。
①苯环上有四个取代基;②与反应有气体生成;③核磁共振氢谱显示3组峰且峰面积之比为。
(7)以、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,合成一种发光材料,合成路线如图所示(部分产物已略去),其中X、Y的结构简式分别为__________、__________。
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云南师大附中2027届高考适应性月考卷(二)
化学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 O-16 Al-27 P-31 K-39
一、选择题:本题共14小题,每小题3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. 化学与生活密切相关。下列叙述正确的是
A. 化妆品中的甘油难溶于水
B. 蚕丝、麻、棉花的主要成分均为碳水化合物
C. 豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光束的散射
D. 二氧化硅用作新型光伏电池的核心半导体材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.甘油(丙三醇)分子含有3个亲水羟基,可与水形成氢键,易溶于水,A错误;
B.蚕丝的主要成分为蛋白质,不属于碳水化合物,仅麻、棉花的主要成分(纤维素)属于碳水化合物,B错误;
C.豆浆属于胶体,胶体粒子直径在1~100 之间,可对光束产生散射作用,从而产生丁达尔效应,C正确;
D.单质是新型光伏电池的核心半导体材料,是光导纤维的主要成分,不具备半导体性质,D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. KI的电子式:
B. 激发态H原子的轨道表示式:
C. 酚醛树脂的结构简式:
D. 用原子轨道描述p-pπ键的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是离子化合物,电子式需标出和带中括号及负电荷的,正确的电子式为:,A错误;
B.H原子只有1个电子,只有能级,不存在轨道,其激发态可以是电子从1s跃迁到L能层的s能级或p能级上,B错误;
C.酚醛树脂是苯酚与甲醛缩聚的产物,结构中重复单元为,不存在结构,正确的结构简式为:,C错误;
D.键是两个轨道以“肩并肩”方式重叠形成,其形成过程为:,D正确;
故选D。
3. 根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
纤维素
接入带有强亲水基团的支链
吸水能力增强
B
晶体硅
用碳原子取代部分硅原子
硬度减小
C
布洛芬
进行成酯修饰
对胃、肠道刺激减弱
D
水泥
加入石膏
调节硬化速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.纤维素接入强亲水基团支链后,亲水基团数量增多,吸水能力增强,A不符合题意;
B.晶体硅为共价晶体,碳原子半径小于硅原子,C-Si键键长比Si-Si键短、键能更大,取代后硬度应增大而非减小,B符合题意;
C.布洛芬含有羧基,酸性较强会刺激胃肠道,成酯修饰后游离羧基减少,刺激性减弱,C不符合题意;
D.水泥生产中加入石膏的作用就是调节水泥的硬化速率,D不符合题意;
故答案选B。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有的电子数为
B. 标准状况下,中所含电子数为
C. 密闭容器中,与充分反应生成,转移电子数为
D. 将完全溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中数目等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.27 g 的物质的量为1 mol,每个核外有10个电子,故含有的电子数为,A错误;
B.标准状况下为固体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定所含电子数,B错误;
C.与合成的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,故转移电子数小于,C错误;
D.溶液呈中性,则,根据电荷守恒,可得,故数目等于,D正确;
故选D。
5. 下列说法正确的是
A. 煤的气化是通过化学变化将煤转化为可燃性气体的过程
B. 淀粉在酶的作用下水解产物能发生银镜反应,证明淀粉水解完全
C. 向苯酚钠溶液中通少量二氧化碳:2+CO2+H2O→2+
D. 氯气是一种有毒气体,故不可用于自来水的杀菌消毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.煤的气化是将煤转化为、等可燃性气体的过程,有新物质生成,属于化学变化,A正确;
B.淀粉水解产物葡萄糖含醛基可发生银镜反应,仅能证明淀粉已经发生水解,要证明水解完全,需加入碘水检验淀粉是否剩余,B错误;
C.酸性顺序为,向苯酚钠溶液中通少量,产物为苯酚和,不会生成,C错误;
D.氯气有毒,但其与水反应生成的具有强氧化性,控制合理用量时,氯气可用于自来水的杀菌消毒,D错误;
故选A。
6. 依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 分子式为
B. 1 mol Q最多可以与发生加成反应
C. Q分子中杂化的碳原子数目为16
D. 标况下,1 mol Q可以分别与足量的Na和反应产生气体,且体积比为2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构可知,Q分子中含22个碳原子、24个氢原子、4个氧原子和1个硫原子,故其分子式为,A正确;
B.Q分子中的两个苯环完全加氢共消耗6 mol氢气,1个碳碳双键和1个酮羰基加氢各消耗1 mol氢气,因此1 mol Q最多消耗8 mol氢气,B正确;
C.两个苯环共有12个杂化碳原子,碳碳双键、酮羰基和羧基中的羰基碳分别贡献2个、1个和1个,共16个,C正确;
D.Q分子中只有1个羧基能与钠、碳酸氢钠按题意放出气体,相应反应为,。因此1 mol Q分别生成0.5 mol氢气和1 mol二氧化碳,相同状况下气体体积比为1:2,而不是2:1,D错误;
故选D。
7. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管里滴加氨水至得到深蓝色的透明溶液,再向试管中加入8 mL 95%乙醇,析出深蓝色晶体
制备的晶体为
B
注射器吸入与的混合气体,将细管端用橡胶塞封闭,往外拉活塞,气体的颜色先变浅后变深
颜色逐渐变深是因为化学平衡发生移动
C
乙醇和浓硫酸共热至170℃,将产生的气体直接通入溴水中,观察到溴水褪色
乙烯发生了加成反应
D
向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液,先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀
AgI溶解度小于AgCl溶解度
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向溶液中加过量氨水得到的深蓝色溶液溶质为,该物质在乙醇中溶解度更小,析出的深蓝色晶体为,不是,A错误;
B.往外拉活塞时容器容积瞬间增大,浓度减小,颜色先变浅,随后压强减小使平衡逆向移动,浓度再次增大,颜色逐渐变深,该现象由平衡移动导致,B正确;
C.乙醇和浓硫酸共热至时,生成的气体中混有副产物,也能与溴水反应使其褪色,无法证明乙烯发生加成反应,C错误;
D.该实验中溶液过量,加入时直接与过量的反应生成沉淀,不存在沉淀的转化,无法证明溶解度小于,D错误;
故答案选B。
8. 一种工业有机洗涤剂中间体结构式如图所示,其中短周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大,基态W原子的核外电子空间运动状态数为6。下列说法错误的是
A. 第一电离能大小顺序:Q>Z>Y
B. W和Q形成的化合物中可能含有非极性键
C. 是极性分子,其空间构型为三角锥形
D. 简单离子半径大小:r(W)<r(Q)<r(Z)
【答案】A
【解析】
【分析】由结构式中各原子的连接方式和原子序数依次增大,结合基态W原子有6个占据轨道,可知X、Y、Z、Q、W分别为H、C、N、O、Na。
【详解】A.Q、Z、Y分别为O、N、C。同周期元素的第一电离能总体随原子序数增大而增大,但N原子的2p轨道处于半充满稳定状态,第一电离能大于O原子,故第一电离能大小顺序为Z>Q>Y,A错误;
B.W和Q分别为Na、O,二者形成的过氧化钠中含O—O非极性共价键,B正确;
C.Z为N,X为H,N原子周围有3对成键电子对和1对孤电子对,空间构型为三角锥形;分子中的键偶极不能相互抵消,故为极性分子,C正确;
D.W、Q、Z形成的简单离子均含10个电子。等电子离子中,核电荷数越大,离子半径越小,故,D正确;
故选A。
9. 某超硬耐磨涂层材料的立方晶胞结构如图所示,已知晶胞边长为,下列说法错误的是
A. 该晶体为共价晶体
B. 硼原子与磷原子最近的距离为
C. 硼原子和磷原子的配位数分别是4和2
D. 表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该材料超硬耐磨,晶体中B和P以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,A正确;
B.P原子与周围最近的4个B原子形成正四面体,晶胞顶点B原子与四面体中心P原子连线处于晶胞体对角线上,且二者距离等于体对角线长度的,而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,晶胞边长为anm,则硼原子与磷原子最近的距离为,B正确;
C.由晶胞结构可知每个B周围有4个P,因BP的原子个数比为,故每个P周围也有4个B,二者配位数均为4,C错误;
D.晶胞中P原子数为,B原子数为4,晶胞质量为,晶胞体积为,故密度为,D正确;
故答案选C。
10. 磺酰氯()是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1℃。实验室可通过反应 制备,实验装置如图所示,下列说法错误的是
A. 装置①圆底烧瓶中的固体可以为
B. 装置②中盛装饱和食盐水除去中的HCl杂质
C. 为提高产率,装置③需冷水浴控温
D. 该装置缺少尾气吸收装置,可在c处连接一个盛有碱石灰的干燥管
【答案】B
【解析】
【分析】该实验装置①和②制备并净化反应物,④和⑤制备并净化反应物,二者在③中进行反应生成产物。
【详解】A.与浓盐酸常温下即可反应生成,装置①为固液不加热制气装置,固体可以为,A正确;
B.极易水解,因此进入装置③的必须干燥,若装置②中盛装饱和食盐水,会使中混有水蒸气,导致产物水解,装置②应盛装浓硫酸干燥,B错误;
C.该反应,正反应放热,冷水浴控温使温度降低,平衡正向移动,同时减少沸点较低的挥发,提高产率,C正确;
D.未反应的、为有毒气体需要吸收,且需防止空气中的水蒸气进入装置③使产物水解,在c处连接盛有碱石灰的干燥管,可同时实现尾气吸收和防水蒸气进入,D正确;
故答案选B。
11. 某Diels-Alder反应机理如图,下列说法正确的是
A. 可用溴水或银氨溶液鉴别Ⅲ和Ⅴ B. 转化过程中氮原子杂化类型保持不变
C. 化合物Ⅵ是该反应的中间产物 D. 物质X为
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅲ含碳碳双键,Ⅴ含碳碳双键和醛基,二者均能使溴水褪色,仅银氨溶液可鉴别(Ⅴ含醛基能发生银镜反应,Ⅲ不能),无法用溴水鉴别,A错误;
B.Ⅱ中原子形成双键,为杂化,Ⅵ中原子均为单键,为杂化,杂化类型发生变化,B错误;
C.化合物Ⅵ在反应前存在,反应后重新生成,是该反应的催化剂,不是中间产物,C错误;
D.根据反应过程原子守恒,醛基与氨基反应生成亚胺正离子时,脱去的小分子为,故为,D正确;
故选D。
12. 氢气是清洁能源之一,解决氢气的存储问题是当今科学界需要攻克的课题。是新型环烯类储氢材料,利用物理吸附的方法来储存氢分子,其分子结构如图所示。下列相关说法正确的是
A. 分子中C原子的杂化方式均为
B. 储氢时与间的作用力为氢键和范德华力
C. 用红外光谱仪可测定分子中的官能团和化学键键能
D. 因为水是极性分子,也是极性分子,故易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子中每个原子均形成3个键,无孤电子对,价层电子对数为3,杂化方式均为,A正确;
B.形成氢键需要分子中存在与、、等电负性大的原子相连的,和均不满足该条件,二者之间仅存在范德华力,不存在氢键,B错误;
C.红外光谱仪可测定分子中的官能团和化学键类型,无法测定化学键的键能,C错误;
D.分子结构高度对称,正负电荷中心重合,为非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理,难溶于水,D错误;
故答案选A。
13. 某课题组通过电解技术从海水中提取锂的装置如图所示。接通,电极从海水中吸收;断开,接通,乙室富集。下列叙述正确的是
A. X电极应接光伏电池的负极
B. 接通,电子流向:Y电极→电源→电极
C. 膜b是一种只允许通过的阳离子交换膜,目的是提高提取锂的选择性
D. 接通,待电极恢复至起始状态时,甲室变化与乙室变化之比为
【答案】C
【解析】
【分析】由题和图可知,接通K1时,FePO4电极从海水中吸收Li+,发生还原反应:FePO4+Li++e-=LiFePO4,则FePO4电极为阴极,X电极为阳极;断开,接通,乙室富集,则中间室的通过膜b移向乙室,电解池中阳离子移向阴极区,则Y电极为阴极,FePO4电极为阳极,据此分析。
【详解】A.由分析可知,接通K1时,FePO4电极为阴极,X电极为阳极,阳极应接光伏电池的正极,A错误;
B.由分析可知,接通K2时,LiFePO4电极为阳极,接外接电源的正极,Y电极为阴极接电源负极,电子流向为:LiFePO4电极→电源正极,电源负极→Y电极,电子不能通过电源内部,电子不能从Y电极流向电源再流向LiFePO4电极,B错误;
C.接通K2时,LiFePO4电极释放出Li+,膜b是只允许Li+通过的阳离子交换膜,可阻止海水中的Na+等其他阳离子进入乙室,让Li+定向迁移到乙室富集,从而提高提取锂的选择性,C正确;
D.接通K2,FePO4电极恢复至起始状态时,每1 molLiFePO4反应释放1 molLi+,转移1 mol电子:甲室的X电极为阳极,发生反应2H2O -4e- = O2↑+ 4H+,为平衡电荷,甲室中的会向中间的阳极室迁移,转移1 mol电子时,甲室的物质的量减少0.5 mol;同时中间室释放的1 molLi+通过膜b进入乙室,乙室的Li+物质的量增加1 mol,因此甲室变化与乙室n(Li+)变化之比为0.5:1=1:2,不是2:1,D错误;
故选C。
14. 草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向溶液中滴入一定量溶液。混合溶液的pH与lgX[或]的关系如图所示。
实验2:向溶液中加入溶液。
已知:25℃时,。混合后溶液体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A. 曲线是的变化曲线
B. 实验1,向溶液中滴加10 mL KOH溶液后,
C. 实验2:溶液中没有沉淀生成
D. 实验2:溶液中存在:
【答案】C
【解析】
【分析】草酸两级电离平衡分别满足和。当时,曲线纵截距为相应的,由图可得。
实验2中,草酸与氯化钙物质的量相等,故反应前草酸总量与钙元素总量相等;生成沉淀时二者按1∶1同时进入固相,溶液中剩余的钙离子浓度等于草酸三种形态浓度之和。
【详解】A.根据分析中的曲线关系,曲线的纵截距1.2对应,故该曲线表示的变化曲线,A正确;
B.加入的氢氧化钾与草酸物质的量相等,混合液中钾离子浓度等于草酸各形态浓度之和。结合电荷守恒,两式相减得。草酸氢根离子溶液呈酸性,故,从而,B正确;
C.两溶液等体积混合且尚未生成沉淀时,;由分析中两级电离常数可得,故。由于,所以有草酸钙沉淀生成,C错误;
D.由分析中的物料关系可得。结合电荷守恒,代入并约去同类项,得到,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 云南澜沧矿区储有大量铁锰共生氧化矿,工业上常采用两段焙烧——水浸法从铁锰氧化矿(主要含、及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)中分离提取Co、Cu、Mn等元素,工艺流程如图:
已知:①在650℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700℃;
②,,。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为_________________________。
(2)铁锰氧化矿在焙烧前进行粉碎的目的是_________________________。
(3)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应的化学方程式为______________________________。
(4)“高温焙烧”温度为650℃,“水浸”所得滤渣的主要成分为______________、______________和。
(5)HR萃取的反应为:(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为_______________(填化学式)。
(6)“沉钴”中,当恰好沉淀完全[]时,溶液中,此时溶液的______________。
(7)“沉锰”时反应的离子方程式为______________________________。
【答案】(1)
(2)增大反应物接触面积,加快反应速率
(3)
(4) ①. ②.
(5)
(6)4 (7)
【解析】
【分析】该工艺以云南澜沧铁锰共生氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2,以及Co、Cu、Ca、Si的氧化物)为原料,采用两段焙烧-水浸的思路分步分离提取钴、铜、锰有价元素。首先将氧化矿粉碎增大反应接触面积后,加入硫酸铵进行低温焙烧,让所有金属氧化物转化为对应的硫酸盐,低温焙烧产生的尾气用稀硫酸吸收可回收副产物;随后将低温焙烧产物置于650℃下进行高温焙烧,利用已知性质让完全分解生成不溶于水的,同时分解释放出可回收的,而Mn、Co、Cu、Ca对应的硫酸盐因分解温度高于700℃仍保持稳定的硫酸盐形态;接着对高温焙烧后的固体进行水浸处理,难溶的、Si元素对应的不溶性氧化物,以及微溶的共同作为水浸滤渣被除去,含可溶性的、、的滤液进入后续萃取分离工序;之后向水浸液中加入萃取剂HR,通过萃取反应将转移至有机相实现铜与锰、钴的分离,向负载铜的有机相中加入稀硫酸进行反萃取,即可得到目标产物溶液;萃取分离后的水相含有和,加入并调节pH,利用CoS的溶度积特性选择性沉淀得到CoS,完成钴的回收;最后向沉钴后剩余的含的溶液中加入,通过复分解反应沉淀得到最终目标产物。
【小问1详解】
Cu是29号元素,基态原子核外电子排布为,价层电子包含最外层4s轨道和次外层3d轨道,因此价层电子排布式为。
【小问2详解】
固体粉碎后可大幅提升比表面积,从而增大与反应物的接触面积,既加快反应速率,也能让矿样反应更完全。
【小问3详解】
低温焙烧时转化为硫酸盐,作为反应物,N、H元素转化为和,根据原子守恒配平即可得到该反应式,答案为。
【小问4详解】
根据已知信息,650℃下完全分解生成难溶于水的;原矿中Si元素的氧化物难溶于水,再结合已知的微溶析出,三者共同构成水浸滤渣,答案填、。
【小问5详解】
该萃取反应为可逆反应,反萃取需要使平衡逆向移动,增大水相中浓度即可实现平衡左移,同时最终要得到溶液,因此选择加入。
【小问6详解】
CoS恰好沉淀完全时,, 由的电离常数关系:,代入数据: ,解得,即。
【小问7详解】
沉锰时与反应生成沉淀,利用的电离-水解平衡,反应同时生成和,符合常见弱酸盐与金属离子生成碳酸盐沉淀的反应规律,答案为。
16. 某不饱和聚酯可用于制备玻璃钢,其结构为,实验室在酸性条件下制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(装置如图,加热及夹持装置略):
原料
结构简式
熔点/℃
沸点/℃
顺丁烯二酸酐
52.6
202.2
邻苯二甲酸酐
130.8
295.0
1,2-丙二醇
-60.0
187.6
实验过程:
①反应初期,在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入。搅拌下加热,两种酸酐分别与1,2-丙二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)下列安全标识中,本实验不涉及的是_______________(填序号)。
(2)仪器C中冷凝水的进水口为_______________(填“a”或“b”)。
(3)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐):n(1,2-丙二醇) ∶n(邻苯二甲酸酐)_______________。
(4)实验过程中通的主要作用是_______________,反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是_______________(填序号)。
A.55~60℃ B.100~105℃ C.190~195℃
(5)为测定酸值,取ag样品配制250.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液,用cmol/LKOH乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号
1
2
3
滴定前读数/mL
0.00
0.00
0.00
滴定后读数/mL
24.98
25.00
25.02
①测得该样品的酸值为__________(用含a、c的代数式表示)。若配制250 mL待测液时定容俯视刻度线,最终测得酸值__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为_____________(填序号)。
A.立即停止加热 B.增大的流速 C.排出装置内的液体
【答案】(1)B (2)a
(3)1:2:1 (4) ①. 流动可带出反应生成的水蒸气,移走生成物,促进缩聚正向进行;除去装置内氧气,防止顺丁烯二酸酐被氧化 ②. B
(5) ①. ②. 偏大 ③. B
【解析】
【小问1详解】
A.护目镜提示(实验需防液体溅入眼),本实验使用原料均需防止溅入眼睛,A不符合题意;
B.锐器提示,本实验不涉及利器,B符合题意;
C.高温烫手提示(反应加热高温),本实验涉及加热,C不符合题意;
D.注意通风提示,本实验涉及到挥发有毒的酸酐试剂,D不符合题意;
E.洗手体系,本实验涉及到腐蚀性试剂,需要试验后及时洗手,E不符合题意;
故选B。
【小问2详解】
仪器C是冷凝管,冷凝管采用“下进上出”的通水方式,可保证冷凝管内充满冷却水,冷凝效果更好,因此进水口为下方的a。
【小问3详解】
根据聚酯结构,每1个顺丁烯二酸单元、1个邻苯二甲酸单元对应2个1,2-丙二醇单元,总羧基与总羟基物质的量相等,因此理论投料比为1:2:1,满足两种酸酐的总物质的量等于1,2-丙二醇的物质的量,符合缩聚反应官能团等物质的量的要求。
【小问4详解】
通入惰性N2首先可隔绝氧气,避免反应物中的碳碳双键高温下被氧化,同时气流可带走缩聚生成的副产物水,推动缩聚正向进行;
温度计2位于支管口处,作用是保证被蒸出的只有沸点100℃的水,避免沸点187.6℃的1,2-丙二醇被蒸出,因此温度控制在略高于水的沸点、远低于丙二醇沸点的100~105℃,选B。
【小问5详解】
①三次滴定平均消耗KOH溶液体积为25.00mL,25mL待测液中,对应1g样品消耗KOH的质量(毫克数)即酸值:总250 mL溶液对应a g样品,酸值;
定容俯视刻度线,会导致实际配制的待测液体积小于250 mL,所配溶液浓度偏大,移取的 25.00 mL 溶液中实际含有的样品质量偏大,滴定时消耗的KOH溶液体积就会偏大,代入计算公式,最终算得的酸值偏大。
②酸值高于要求说明体系残留的羧基过多,缩聚反应程度不足,需要继续促进缩聚进行、脱除更多的水。增大N₂流速可以更高效地带走生成的水,推动缩聚正向进行,降低残留羧基含量;立即停止加热、排出液体都会终止反应,无法降低酸值,因此选B。
17. 煤制合成气(CO和)是重要的工业原料气,其制备原理为: 。回答下列问题:
(1)如图能表示煤制合成气反应的与温度(T)关系的是_______________(填序号)。
A. ① B. ② C. ③ D. ④
(2)一定条件下,在恒容密闭容器中模拟煤制合成气,能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______________(填序号)。
A. 体系内气体压强保持不变 B.
C. 混合气体的密度保持不变 D. CO和的物质的量之比为
(3)直接制备出的合成气中CO所占比例偏低,为提高CO所占比例,进行“逆水煤气变换反应”: 。一定压强下,以物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。
已知:ⅰ.该反应的速率方程为;
ⅱ.忽略温度变化对的影响。
①、温度时反应速率常数分别为、。判断___________(填“>”“<”或“=”);
②反应至A、B、C三点时吸收(或放出)的热量、、由小到大的顺序为_____________。
(4)乙二醇()是重要的化工原料,主要用于生产聚酯纤维和防冻剂,可以利用合成气进行制备: 。
①按化学计量比进料,固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图所示,代表的曲线为___________(填“”“”或“”),___________0(填“>”“<”或“=”)。
②若在温度为,压强恒定为200 kPa条件下,通入2 mol CO和,测得的平衡转化率为75%,则该反应的标准平衡常数_______________[结果精确到小数点后两位,已知:分压总压×该组分物质的量分数,对于反应:,;其中,、、、为各组分的平衡分压]。
【答案】(1)C (2)AC
(3) ①. < ②. EC<EA=EB
(4) ①. L3 ②. < ③. 7.11
【解析】
【小问1详解】
由热化学方程式可知,该反应,,在低温条件下>0,在高温条件下<0,①②随T上升,显然不符合上述推断,④的纵截距在纵坐标轴的负轴上,即T=0时<0,也不符合上述推断,因此能表示煤制合成气反应的与温度(T)关系的是③,故本题选C;
【小问2详解】
A.该反应前后气体分子数目不相等,在恒容容器中气压不再变化,说明气体分子数目不再变化,反应达到平衡,A正确;
B.根据反应速率的定义以及H2O和CO的化学计量数,该反应始终成立,B错误;
C.反应前后气体总质量上升,在恒容容器中气体密度不变表明气体总质量不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.CO和H2同为产物,在反应中物质的量之比始终为1:1,不能说明反应已经达到了平衡,D错误;
故本题选AC;
【小问3详解】
①由曲线可知,该反应在T1时更快达到平衡,因此反应速率常数<;
②、、的大小只与A、B、C点反应物的转化率有关,因此=,C点反应物的转化率最低,因此<=;
【小问4详解】
①该反应前后气体分子数下降,相同温度下,压强越高反应物转化率越高,因此代表的曲线为L3;相同压强下,温度越低平衡转化率越高,说明随温度提高反应逆向移动,因此<0;
②H2的转化率为75%,即消耗的H2的量为2.25 mol,据此列出三行式:
因此反应平衡时的分压为=50 kPa,=75 kPa,=75 kPa,可求得。
18. 化合物Ⅰ有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其结构简式为。某研究小组按如图所示路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①RCOOR´+NH2NH2→RCONHNH2+R´OH;
②RCONHNH2+R´´COOH+2H2O;
③+(、、等)。
回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团的名称是_____________。
(2)写出B→C的化学方程式___________________________。
(3)D的结构简式为____________。
(4)已知F+G→H的反应分两步进行,其中第二步为消去反应,则第一步的反应类型为____________。
(5)下列说法错误的是____________(填序号)。
A.E→F发生了还原反应
B.1 mol B最多消耗2 mol的NaOH
C.化合物H中可能存在分子内氢键
(6)B的同分异构体中,写出一种同时满足下列条件的同分异构体的结构简式__________。
①苯环上有四个取代基;②与反应有气体生成;③核磁共振氢谱显示3组峰且峰面积之比为。
(7)以、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,合成一种发光材料,合成路线如图所示(部分产物已略去),其中X、Y的结构简式分别为__________、__________。
【答案】(1)醚键、羟基
(2)
(3) (4)加成反应
(5)B (6)或
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】A与乙醇发生取代反应生成B;B与发生已知条件①的反应生成C,结合C的分子式可知C的结构简式为,C与D发生已知条件②的反应生成E,结合C、E的结构和D的分子式可知,D中含有和且位于苯环的对位,即D的结构简式为,E结构上的硝基发生还原反应生成F;F与G 反应生成H,结合F、H的结构和G的分子式可知G为,H进一步转化生成I。
【小问1详解】
I的结构简式为,其中含氧官能团名称为醚键、羟基。
【小问2详解】
参照已知条件①的反应,与NH2NH2反应生成和C2H5OH,其反应方程式为:。
【小问3详解】
由上述分析知,D的结构简式为:。
【小问4详解】
的第一步反应是F结构上的氨基与G结构上的醛基发生加成反应,化学方程式为,反应类型为加成反应。
【小问5详解】
A.E→F是硝基在、条件下被还原为氨基,属于还原反应,A正确;
B.B含溴原子和酯基,其中溴原子水解生成的酚羟基和各消耗,酯基水解生成羧基和醇羟基,醇羟基不与反应,生成的羧基消耗,共计消耗,B错误;
C.H中和位于苯环邻位,可以形成分子内氢键,C正确;
故选B。
【小问6详解】
B的同分异构体能与NaHCO3反应有气体生成,说明其结构含有羧基;苯环上的4个取代基,结合B的分子式可知4个取代基分别为2个甲基,1个羧基,1个;核磁共振氢谱显示3组峰且峰面积之比为6:2:1,说明该结构有3种等效氢,2个甲基处于对称位置,符合条件的同分异构体的结构简式为、。
【小问7详解】
结合已知条件③的反应,X为;结合已知条件②的反应,Y为。
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