内容正文:
哈师大青冈实验中学2025-2026学年度12月份考试
高三化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列说法正确的是
A. 天然气的主要成分是CO和H2 B. 有色金属是指铜、金等有颜色的金属
C. 煤的直接液化是物理变化 D. 稀土元素是金属元素
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. Na2O2电子式: B. 209Bi和210Bi:互为同素异形体
C. CH4的空间结构:正方形 D. 基态Fe2+的价电子排布式:3d54s1
3. W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是
A. 气体V可通过排水法收集 B. X与水反应能生成气体V
C. Y易溶于水,溶液显碱性 D. 电解Z的水溶液可得到W
4. 能与反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如下图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①每生成,消耗分子数目为
B. 标准状况下,中含中子数目为
C. 反应③每生成,转移电子数目为
D. 溶液中含H原子数目为
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 向浓硝酸中加入少量氧化亚铜:
B. 以热氢氧化钠溶液洗涤附着在试管内壁的少量硫:
C. 醋酸铵的水解:
D. 向碘酸钾溶液中滴加双氧水:
6. 金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是
A. Na-的半径比F-的大 B. Na-的还原性比Na的强
C. Na-的第一电离能比H-的大 D. 该事实说明Na也可表现出非金属性
7. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 产物的稳定性:
C. 该历程中正反应的最大活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
8. 物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素没有关联的是
选项
性质差异
结构因素
A
极性:
分子空间构型
B
酸性:二氯乙酸<二氟乙酸
分子间氢键
C
熔点:
晶体类型
D
识别K+的能力:18-冠-6>12-冠-4
冠醚空腔直径
A. A B. B C. C D. D
9. 电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是
A. 原子半径: B. 该离子中Z、W、Z三原子共线
C. 第一电离能: D. 简单氢化物沸点:
10. 单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A. S位于元素周期表p区 B. 该物质的化学式为
C. S位于H构成的八面体空隙中 D. 该晶体属于分子晶体
11. 下列装置或操作不能达到相应实验目的的是
A.制备干燥的
B.制备无水
C.除去中少量的HCl
D.萃取并分离溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
12. 是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,转化为难溶于酸和碱的转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。
下列说法错误的是
A. 具有弱氧化性 B. “浸取”需要惰性气体保护
C. “滤液”中存在和 D. 来自于和盐酸的反应
13. Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电解时只允许H+通过离子交换膜
B. 生成O2和H2的质量比为8∶1
C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D. CrO3的生成反应为:Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
14. 硼砂的化学式可表示为,其水解反应的离子方程式为:,三种含硼微粒结构示意图如下。下列说法错误的是
A. 可用X射线衍射仪测定硼砂晶体的结构
B. 配位键中B原子提供空轨道
C. 硼砂可与按物质的量之比恰好完全反应
D. 调节可实现和的相互转化
15. 与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
(的选择性)
A. 其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B. 其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大
C. 催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于:250℃
D. 高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂
二、填空题:本题包括4小题,共55分。
16. 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)与硫为同族元素,Se的最外层电子数为_______;镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,中Cu的化合价为______。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为_______________________。
(3)25℃时,已知:,,,“浸出液”中。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全,恰好完全沉淀时溶液的pH为____________(保留一位小数);若继续加入氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后________________。
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中SO是否洗净的试剂是______________。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_____________________________。
17. 氮化钒广泛用于钢铁产业、储能、工业催化等领域。工业上可采用碳热还原氮化法制备时热化学方程式及平衡常数如下:
Ⅰ.
回答下列问题:
(1)钒元素在元素周期表中属于_______区。
(2)反应Ⅰ分两步进行:
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应Ⅰ的_______,_______(用和表示)。
②升温有利于提高产率,从平衡移动角度解释_______。
(3)通过热力学计算,不同压强下反应Ⅰ的随T变化如图所示,_______(填“高温低压”或“低温高压”)有利于该反应自发进行(已知时,反应可自发进行)。
(4)参与反应可能的机理示意图如下。下列说法错误的是_______(填标号)。
A.反应过程中有非极性键断裂
B.与V原子直接反应生成
C.该反应中活性位点是碳原子
(5)反应过程中,含钒化合物的物质的量随时间变化如下图所示,前内化学反应速率_______时的氮化率为_______%(答案均保留一位小数,已知氮化率)。
18. 二甲双酮是一种抗惊厥药,以丙烯为起始原料的合成路线如下:
回答问题:
(1)A的系统命名是___________。
(2)B的核磁共振氢谱有______组峰。
(3)、的反应类型分别为___________、___________。
(4)D中所含官能团名称为___________、___________。
(5)D→E的反应方程式为___________。
(6)D的同分异构体有多种,其中与D具有相同官能团的有______种。(不包括D)
(7)以为原料合成乌头酸()的路线为:FG。.写出F、G的结构简式:______、______。
19. 六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是_______________________________;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为_______。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……。
碱石灰的作用是_____________________________________;操作④是___________________。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为;开盖并计时1分钟,盖紧称重为;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为,则样品质量为______________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过离子交换柱发生反应:;交换结束后,向所得含的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:;反应完全后,用标准溶液滴定,发生反应:。滴定达终点时消耗的溶液,则样品中WCl6(摩尔质量为)的质量分数为_________________。称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗溶液的体积将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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哈师大青冈实验中学2025-2026学年度12月份考试
高三化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列说法正确的是
A. 天然气的主要成分是CO和H2 B. 有色金属是指铜、金等有颜色的金属
C. 煤的直接液化是物理变化 D. 稀土元素是金属元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.天然气的主要成分为,CO和是水煤气的主要成分,A错误;
B.有色金属是除铁、铬、锰三种黑色金属以外的所有金属的统称,并非仅指有颜色的金属,如银白色的铝也属于有色金属,B错误;
C.煤的直接液化是煤与在催化剂作用下转化为液体燃料的过程,有新物质生成,属于化学变化,C错误;
D.稀土元素包括镧系元素及钪、钇,全部为金属元素,D正确;
故答案选D。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. Na2O2电子式: B. 209Bi和210Bi:互为同素异形体
C. CH4的空间结构:正方形 D. 基态Fe2+的价电子排布式:3d54s1
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2O2是由Na+和构成的离子化合物,电子式为,A正确;
B.209Bi和210Bi的质子数相同,而中子数不同,属于同一种元素的不同的原子,互为同位素,B错误;
C.CH4的价层电子对数为,其空间结构为正四面体,C错误;
D.Fe为26号元素,基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,失去电子形成阳离子时,从最外层开始失,因此基态Fe2+的价电子排布式:3d6,D错误;
答案选A。
3. W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是
A. 气体V可通过排水法收集 B. X与水反应能生成气体V
C. Y易溶于水,溶液显碱性 D. 电解Z的水溶液可得到W
【答案】D
【解析】
【分析】W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体,W与V在加热条件下反应生成X,X与CO2反应又能生成V,则W为Na,V为O2,X为Na2O2,Y为Na2CO3,Y与HCl反应生成Z,Z为NaCl。
【详解】A.V为O2,可通过排水法收集,A正确;
B.X为Na2O2,Na2O2与水反应能生成O2,B正确;
C.Y为Na2CO3,易溶于水,由于水解,溶液显碱性,C正确;
D.Z为NaCl,电解NaCl水溶液可得不到W(Na),应该电解熔融氯化钠,D错误;
故选D。
4. 能与反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如下图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①每生成,消耗分子数目为
B. 标准状况下,中含中子数目为
C. 反应③每生成,转移电子数目为
D. 溶液中含H原子数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应①为CO2+4H2=CH4+2H2O,每生成,消耗分子数目为,A正确;
B.标准状况下,物质的量为0.1mol,HCHO中中子数为6+8=14个,故中含中子数目为,B错误;
C.反应③中CO2→从+4价到-2价,每生成即0.1mol,转移电子数目为,C错误;
D.溶液中HCOOH和H2O中都含H原子,故H原子数目大于,D错误;
答案选A。
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 向浓硝酸中加入少量氧化亚铜:
B. 以热氢氧化钠溶液洗涤附着在试管内壁的少量硫:
C. 醋酸铵的水解:
D. 向碘酸钾溶液中滴加双氧水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.向浓硝酸中加入少量氧化亚铜,在这个反应中,氧化亚铜被硝酸氧化,产物为硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式,A错误;
B.氢氧化钠溶液洗涤附着在试管内壁的少量硫生成硫化钠、亚硫酸钠和水,离子方程式为:,B正确;
C.中铵根对应的碱为弱碱,醋酸根对应的酸是弱酸,都会发生水解,C错误;
D.题给离子方程式左右两边电荷不守恒,D错误;
故选B。
6. 金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是
A. Na-的半径比F-的大 B. Na-的还原性比Na的强
C. Na-的第一电离能比H-的大 D. 该事实说明Na也可表现出非金属性
【答案】C
【解析】
【详解】A.核外有3个电子层、核外有2个电子层,故的半径比的大,A项正确;
B.的半径比Na的大,中原子核对最外层电子的引力更小,更易失电子,故的还原性比Na的强,B项正确;
C.和最外层均是2个电子,但Na-的半径更大,原子核对最外层电子的吸引力更小,故更易失去一个电子,即Na-的第一电离能比的小,C项错误;
D.该事实说明Na可以形成,即Na也可在一定条件下得电子、表现出非金属性,D项正确;
故选C。
7. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 产物的稳定性:
C. 该历程中正反应的最大活化能
D. 相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示可知,反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即该反应为放热反应,A错误;
B.产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低,所以产物P2比产物P1要稳定,B错误;
C.由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大,E正= -18.92kJ·mol−1-(-205.11 kJ·mol−1)=186.19kJ·mol−1,C正确;
D.由图示可知,由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,则由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)>v(P2), D错误;
答案为C。
8. 物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素没有关联的是
选项
性质差异
结构因素
A
极性:
分子空间构型
B
酸性:二氯乙酸<二氟乙酸
分子间氢键
C
熔点:
晶体类型
D
识别K+的能力:18-冠-6>12-冠-4
冠醚空腔直径
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.是平面三角形,是三角锥型,极性和分子空间构型有关联,故A不符合题意;
B.由于F的电负性比Cl大,吸引电子的能力更强,三氟乙酸羧基中的O-H键的极性更大,更易电离出H+,酸性更强,酸性和分子间氢键没有关联,故B符合题意;
C.是离子晶体,是分子晶体,离子晶体一般来说比分子及个体熔点高,熔点和晶体类型有关联,故C不符合题意;
D.18-冠-6空腔的直径与K+的直径相当,12-冠-4空腔的直径小于K+的直径,所以识别K+的能力与冠醚空腔直径有关联,故D不符合题意;
答案选B。
9. 电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是
A. 原子半径: B. 该离子中Z、W、Z三原子共线
C. 第一电离能: D. 简单氢化物沸点:
【答案】B
【解析】
【分析】M原子序数最小,且形成4键,则M为C;X形成2键,Z形成6键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为:C、N、O、F、S,据此分析回答问题;
【详解】A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:,A正确;
B.根据该阴离子的结构示意图可知N原子采取杂化,因此该离子中S、N、S三原子不可能共线,B错误;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:,C正确;
D.由于分子间存在氢键,常温下为液态,常温下为气态,故简单氢化物沸点:,D正确;
故答案为:B。
10. 单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A. S位于元素周期表p区 B. 该物质的化学式为
C. S位于H构成的八面体空隙中 D. 该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.S的价电子排布式为:3s23p4,故S位于元素周期表p区,A正确;
B.由该物质形成晶体的晶胞可知:S个数为,H个数为:,故H、S原子个数比为3:1,故该物质的化学式为,B正确;
C.S位于H构成的八面体空隙中,如图所示,C正确;
D.由于该晶体是一种新型超导材料,说明其是由阴、阳离子构成的,故该晶体属于离子晶体,D错误;
故答案为:D。
11. 下列装置或操作不能达到相应实验目的的是
A.制备干燥的
B.制备无水
C.除去中少量的HCl
D.萃取并分离溴水中的溴
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.生石灰与浓氨水混合反应生成氨气,碱性气体氨气可用碱石灰干燥,该装置能制备干燥的,A不符合题意;
B.易发生水解反应,加热时挥发,会使水解平衡不断右移最终得到,无法制得无水,需在气流中加热才可抑制水解得到无水,B符合题意;
C.可与饱和溶液反应生成,且在饱和溶液中溶解度极小,该洗气装置可除去中混有的,C不符合题意;
D.与水不互溶,且溴在中的溶解度远大于在水中的溶解度,可通过振荡萃取、分液操作分离溴水中的溴,该装置可达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
12. 是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,转化为难溶于酸和碱的转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。
下列说法错误的是
A. 具有弱氧化性 B. “浸取”需要惰性气体保护
C. “滤液”中存在和 D. 来自于和盐酸的反应
【答案】B
【解析】
【分析】二氧化钛废渣与铝粉进行铝热还原生成和难溶于酸和碱的,同时铁的氧化物转化为铁单质,加入盐酸后、Fe与酸反应生成Fe2+、Ti3+和氢气,难溶的转化为滤渣,滤液中由Fe2+、Ti3+被H2O2氧化生成Fe3+和Ti4+,Ti4+水解生成TiO2·xH2O分离,滤液含有Fe3+、Ca2+。
【详解】A.TiO2中Ti为高价态,具有氧化性,A正确;
B.“浸取”过程中,不需要惰性气体保护,产生的Ti3+在下一步需要氧化生成Ti4+,B错误;
C.Ti4+转化为TiO2·xH2O分离,滤液含有Fe3+、Ca2+,C正确
D.铝热反应中只有铁的氧化物转化为铁单质,故氢气是铁与盐酸反应产生的,D正确;
答案选B。
13. Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电解时只允许H+通过离子交换膜
B. 生成O2和H2的质量比为8∶1
C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D. CrO3的生成反应为:Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【解析】
【分析】根据左侧电极上生成,右侧电极上生成,知左侧电极为阳极,发生反应:,右侧电极为阴极,发生反应:;由题意知,左室中随着浓度增大转化为,因此阳极生成的不能通过离子交换膜。
【详解】A.由以上分析知,电解时通过离子交换膜的是,A项错误;
B.根据各电极上转移电子数相同,由阳极反应和阴极反应,知生成和的物质的量之比为1∶2,其质量比为8∶1,B项正确;
C.根据阴极反应知,电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大,C项正确:
D.电解过程中阳极区的浓度增大,转化为,D项正确。
故选A。
14. 硼砂的化学式可表示为,其水解反应的离子方程式为:,三种含硼微粒结构示意图如下。下列说法错误的是
A. 可用X射线衍射仪测定硼砂晶体的结构
B. 配位键中B原子提供空轨道
C. 硼砂可与按物质的量之比恰好完全反应
D. 调节可实现和的相互转化
【答案】C
【解析】
【详解】A.X射线衍射实验,可以确定晶体的原子排列,所以可用X射线衍射仪测定硼砂晶体的结构,故A正确;
B.配位键中B原子提供空轨道、O提供孤电子对,故B正确;
C.根据,,硼砂可与按物质的量之比1:2恰好完全反应,故C错误;
D.,调节可实现和的相互转化,故D正确;
故选C。
15. 与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
(的选择性)
A. 其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B. 其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大
C. 催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于:250℃
D. 高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应,其他条件不变,升高温度,的平衡转化率降低,故A错误;
B.其他条件不变,在225~300℃范围,氨气的转化率增大不明显,但氮气的选择性明显降低,所以随着温度的升高,出口处氮气的量降低,故B错误;
C.温度高于250℃,氮气的选择性明显降低,温度低于225℃,氮气的转化率明显降低,所以催化氧化除去尾气中的应选择反应温度为225~250℃,故C错误;
D.根据图示,高效除去尾气中的,需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂,故D正确;
选D。
二、填空题:本题包括4小题,共55分。
16. 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)与硫为同族元素,Se的最外层电子数为_______;镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,中Cu的化合价为______。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为_______________________。
(3)25℃时,已知:,,,“浸出液”中。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全,恰好完全沉淀时溶液的pH为____________(保留一位小数);若继续加入氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后________________。
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中SO是否洗净的试剂是______________。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_____________________________。
【答案】(1) ①. 6 ②. +1
(2)
(3) ①. 4.7 ②. 蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色
(4)HCl溶液、BaCl2溶液
(5)
【解析】
【分析】高温焙烧去除硒元素,得到三种金属元素的氧化物。酸浸氧化步骤将亚铜离子氧化为铜离子。用氨水调pH,将镓离子和铟离子转化为对应的碱,形成沉淀,铜转化为四氨合铜离子留在滤液中。过滤后向滤渣加入SOCl2,将铟转化为氯化铟沉淀。将滤液浓缩结晶,得到氯化镓晶体,与氨气反应得到氮化镓。
【小问1详解】
硒与硫为同族元素,最外层电子数相等,即6个电子;镓和铟均为第IIIA族元素,化合价为+3价,硒与硫为同族元素,化合价为-2价,故中Cu的化合价为+1价;
【小问2详解】
该步骤中氧化亚铜溶解在硫酸中,并被过氧化氢氧化为铜离子,生成硫酸铜,化学反应方程式为;
【小问3详解】
恰好完全沉淀时,,故c(H+)=1×10-4.7 mol/L,即pH为4.7;氢氧化铜遇氨水生成四氨合铜离子,因此会观察到蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色;
【小问4详解】
首先向洗涤液加入HCl溶液,排除铟离子的干扰,再加入BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明已将硫酸根洗净;
【小问5详解】
氯化镓与氨气反应,产物为氮化镓和氯化氢,化学方程式为:。
17. 氮化钒广泛用于钢铁产业、储能、工业催化等领域。工业上可采用碳热还原氮化法制备时热化学方程式及平衡常数如下:
Ⅰ.
回答下列问题:
(1)钒元素在元素周期表中属于_______区。
(2)反应Ⅰ分两步进行:
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应Ⅰ的_______,_______(用和表示)。
②升温有利于提高产率,从平衡移动角度解释_______。
(3)通过热力学计算,不同压强下反应Ⅰ的随T变化如图所示,_______(填“高温低压”或“低温高压”)有利于该反应自发进行(已知时,反应可自发进行)。
(4)参与反应可能的机理示意图如下。下列说法错误的是_______(填标号)。
A.反应过程中有非极性键断裂
B.与V原子直接反应生成
C.该反应中活性位点是碳原子
(5)反应过程中,含钒化合物的物质的量随时间变化如下图所示,前内化学反应速率_______时的氮化率为_______%(答案均保留一位小数,已知氮化率)。
【答案】(1)d (2) ①. +437.8 ②. ③. 正反应吸热,升温,平衡正向移动
(3)高温低压 (4)B
(5) ①. 17.2 ②. 56.1
【解析】
【小问1详解】
钒是23号元素,元素在元素周期表中第四周期ⅤB族,属于d区元素。
【小问2详解】
①Ⅱ.
Ⅲ.
根据盖斯定律Ⅱ+Ⅲ得,。
②正反应吸热,升温,平衡正向移动,所以有利于提高产率。
【小问3详解】
<0反应能自发进行,根据不同压强下反应Ⅰ的随T变化如图所示,高温低压有利于该反应自发进行。
【小问4详解】
A.根据图示,反应过程中有非极性键氮氮三键得断裂,故A正确;
B.根据图示,附着在C原子上的参与了反应,附着在V原子上的没有参与反应,所以N2不能与V原子直接反应生成,故B错误;
C.附着在C原子上的参与了反应,附着在V原子上的没有参与反应,该反应中活性位点是碳原子,故C正确;
选B。
【小问5详解】
时的物质的量为8.58mol,前内化学反应速率,时的物质的量为8.58mol、VO的物质的量为5.4mol、V2O3的物质的量为2.35mol、V2C的物质的量为0.66mol,氮化率为
18. 二甲双酮是一种抗惊厥药,以丙烯为起始原料的合成路线如下:
回答问题:
(1)A的系统命名是___________。
(2)B的核磁共振氢谱有______组峰。
(3)、的反应类型分别为___________、___________。
(4)D中所含官能团名称为___________、___________。
(5)D→E的反应方程式为___________。
(6)D的同分异构体有多种,其中与D具有相同官能团的有______种。(不包括D)
(7)以为原料合成乌头酸()的路线为:FG。.写出F、G的结构简式:______、______。
【答案】(1)2-丙醇
(2)1 (3) ①. 氧化反应 ②. 加成反应
(4) ①. 羟基 ②. 羧基
(5) (6)4
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】A→B,醇羟基在催化剂加热条件下,被O2氧化为羰基,结合分子式,B的结构简式为CH3COCH3。D→E,发生羧酸和醇的脱水缩合,故E的结构简式为。
【小问1详解】
A为丙醇,羟基位于2号碳原子,因此用系统命名法命名为2-丙醇;
【小问2详解】
B为丙酮,结构简式CH3COCH3,所有氢原子所处化学环境相同,核磁共振氢谱只有1组峰;
【小问3详解】
丙醇被氧气氧化为丙酮,属于氧化反应;丙酮与HCN反应,该反应为加成反应;
【小问4详解】
D含有羟基和羧基两种官能团;
【小问5详解】
D→E发生羧酸和醇的脱水缩合,化学反应方程式为;
【小问6详解】
D含有羟基和羧基的同分异构体为、、、,共四种;
【小问7详解】
结合的结构简式,以及题干中B→C的反应,可以倒推出F的结构简式为;由C→D步骤可推测,G的结构简式为。
19. 六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是_______________________________;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为_______。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……。
碱石灰的作用是_____________________________________;操作④是___________________。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为;开盖并计时1分钟,盖紧称重为;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为,则样品质量为______________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过离子交换柱发生反应:;交换结束后,向所得含的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:;反应完全后,用标准溶液滴定,发生反应:。滴定达终点时消耗的溶液,则样品中WCl6(摩尔质量为)的质量分数为_________________。称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗溶液的体积将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 排除装置中的空气 ②. 直形冷凝管
(2) ①. 吸收多余氯气,防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入E ②. 再次通入N2
(3) ①. ②. % ③. 不变 ④. 偏大
【解析】
【小问1详解】
为避免空气干扰实验,需要先通入N2将空气排空;A的名称为直形冷凝管;
【小问2详解】
碱石灰既能吸收氯气,防止氯气泄漏污染空气,也能防止空气中的水蒸气进入反应装置;操作④的目的是排空实验装置中未反应的H2,因此再次通入N2;
【小问3详解】
①CS2一分钟挥发的质量为(m1-m2) g,样品的质量的表达式为m3-[m2-(m1-m2)] g,化简得g;
②滴定消耗的量为cV×10-3 mol,根据化学方程式,消耗的I2的量为,溶液中含有的的量为,的量为,则样品中WCl6的质量分数为;开盖时间超过1分钟,测得的样品质量偏低,但实际的样品质量不变,因此滴定消耗的溶液体积不变;通过滴定计算得出的WCl6质量不变,因此测得的样品质量分数偏大。
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