精品解析:湖南衡阳市衡阳县第五中学2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题
2026-08-28
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内容正文:
衡阳县五中2026-2027学年上学期开学测试卷
高三·化学
试卷满分:100分 考试时间:75分钟 考试范围:全部内容
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
1. 化学与生产、生活、科技和环境等密切相关。下列有关说法错误的是
A. “84”消毒液与洁厕灵(主要成分是盐酸)不能混合使用
B. 会引起“光化学烟雾”“酸雨”等环境问题
C. 在燃煤中加入生石灰是实现碳中和的重要途径之一
D. 聚合硫酸铁是一种新型絮凝剂,可用于水的净化
【答案】C
【解析】
【详解】A.“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠,洁厕灵的主要成分是HCl,若将两者混合使用,会发生反应产生有毒的:,A正确;
B.NO、会引起“光化学烟雾”、“酸雨”等环境问题,B正确;
C.在燃煤中加入生石灰可以减少的排放,但是无法减少的排放,不是实现碳中和的途径,C错误;
D.聚合硫酸铁溶于水后会水解生成胶体,胶体具有吸附性,可用于水的净化,D正确;
故选C。
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. 中子数为8的氮原子:N
B. H2NOH分子含极性键和非极性键
C. H2O的电子式为
D. HON=NOH中N元素的化合价为+1
【答案】D
【解析】
【详解】A.中子数=质量数-质子数,故中子数为8的氮原子:N,A错误;
B.H2NOH分子含N-H、N-O、O-H极性键,B错误;
C.H2O是共价化合物,电子式为,C错误;
D.HON—NOH中O元素-2价,H元素+1价,根据化合价代数合为O,N元素的化合价为+1,D正确;
故选D。
3. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH),电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,A正确;
B.铅酸电池在充电时阳极失电子,其电极式为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO,B错误;
C.K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D.TiCl4容易与水反应发生水解,反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-,D正确;
故答案选B。
4. 下列实验操作规范的是
A
B
C
D
向容量瓶中转移溶液
用胶头滴管滴加溶液
混合浓和浓
测溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向容量瓶中转移溶液时,需用玻璃棒引流,符合规范,A符合题意;
B.用胶头滴管向试管中滴加溶液时,胶头滴管应垂直悬空于试管口正上方,但该操作中滴管并不是垂直悬空于试管口正上方,而是倾斜的,不符合规范,B不符合题意;
C.混合浓和浓时,由于浓密度大且混合放热,应将浓缓慢倒入浓中,并搅拌散热;该操作中向浓中加浓,易导致液体飞溅,不符合规范,C不符合题意;
D.测定溶液pH时,用蒸馏水润湿pH试纸会稀释待测液,导致测量结果不准,图示操作不规范,D不符合题意;
故选A。
5. 劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是
发明
关键操作
化学原理
A
制墨
松木在窑内焖烧
发生不完全燃烧
B
陶瓷
黏土高温烧结
形成新的化学键
C
造纸
草木灰水浸泡树皮
促进纤维素溶解
D
火药
硫黄、硝石和木炭混合,点燃
发生氧化还原反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.松木在窑中不完全燃烧会生成碳单质,可以用来制造墨块,A正确;
B.黏土在高温中烧结,会发生一系列的化学反应,此过程有新化学键的形成,B正确
C.草木灰主要成分为碳酸钾,浸泡的水成碱性,用于分离树皮等原料中的胶质,纤维素不能在碱性条件下水解,此过程并没有使纤维素发生水解,不能促进纤维素溶解,C错误;
D.中国古代黑火药是有硫磺、硝石、木炭混合而成的,在点燃时发生剧烈的氧化还原反应,反应方程式为S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑,D正确;
故答案选C。
6. 室温下,某容积固定的密闭容器由可自由移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入和的混合气体、,此时活塞的位置如图所示,实验测得A室混合气体的质量为,若将A室的混合气体点燃引爆,恢复室温(设为阿伏加德罗常数的值,忽略液态水的体积)。下列说法正确的是
A. 点燃引爆前A室混合气体所含原子总数为
B. 点燃引爆前A室中的物质的量之比为2.5:1
C. 点燃引爆后,最终活塞停留的位置在1刻度
D. 反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为1:2
【答案】D
【解析】
【分析】初始状态下A、B两室体积比为4:2=2:1,活塞可自由移动说明初始A、B压强相等、同温同压下气体物质的量之比等于体积之比;已知B室含2mol ,因此A室和总物质的量为4mol; 设A室物质的量为x mol,物质的量为y mol,列方程: ,解得x=3mol,y=1mol,即A室含3mol 、1mol 。
【详解】A.初始时A、B两室中气体压强相等,则和的混合气体共有,和均为双原子分子,所含原子总数为,A错误;
B.A室混合气体的质量为,由分析可知,引爆前A室中和的物质的量之比为3:1,B错误;
C.点燃引爆后和以物质的量之比为2:1完全反应,恢复到室温后,A室剩余,B室仍为,两室气体体积之比等于其物质的量之比1:2,最终活塞停留在2刻度,C错误;
D.反应前A、B两室中气体共,反应后两室中气体共,反应前后均在室温下且反应容器恒容,故反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为,D正确;
故选D。
7. 由H、C、N、O四种元素组成的化合物的成键结构如图所示,分子中五元环上原子共平面。下列说法错误的是
A. 图中◍代表N原子
B. 五元环中存在的大π键为
C. 该化合物中所有碳氧键键长相等
D. 五元环上原子的孤对电子位于sp2杂化轨道
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知◍形成3条共价键数满足稳定结构,则该球最外层电子数为5,代表N原子,故A正确;
B.五元环中每个C原子提供1个电子、O原子提供2个电子参与形成大π键,表示为:,故B正确;
C.五元环中碳氧键为大π键,而羟基氧与碳形成的碳氧键为单键,键长不相等,故C错误;
D.五元环上原子采用sp2杂化,孤对电子位于sp2杂化轨道,故D正确;
故选C。
8. 我国科学家团队研发了一种新型双功能有机框架Ni-DAPT材料。该化合物结构如图所示,则关于该化合物说法不正确的是
A. 该化合物中含有2个碳碳双键 B. 该化合物中不存在配位键
C. 该化合物能与溴水发生多种化学反应类型的反应 D. 该化合物可以发生银镜反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该化合物中含有2个碳碳双键,A不符合题意;
B.Ni原子具有空轨道,S原子具有孤电子对,二者可形成配位键; 故该化合物中存在配位键,B符合题意;
C.结构中含醛基,可与溴发生氧化反应、碳碳双键可与溴发生加成反应,C不符合题意;
D.结构中含醛基(—CHO),醛基可与银氨溶液发生银镜反应,D不符合题意;
故选B。
9. 替代MgO晶体中部分的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能,但由于二者的离子半径和化合价不同,会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示,密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体中与最近且等距的有6个
B. 晶胞的边长为
C. 若a处被替代,替代后该物质的化学式为
D. 若a、b处均被替代,则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示,1个晶胞中周围有6个,距离均为正方体边长的一半,故A正确;
B.1个晶胞中个数为,个数为,晶体体积为,则晶胞的边长为,故B正确;
C.a处被替代后,晶胞中个数为,个数为,总的正电荷为,由于晶体的电中性,负电荷也为7.75,则个数为,因此替代后该物质的化学式为,故C正确;
D.a、b处均被替代后,晶胞中个数为,个数为,总的正电荷为,由于晶体的电中性,负电荷也为6.75,则个数为;假设失去2个面心形成氧空位,则此时个数为,假设不成立;假设失去2个顶点的形成氧空位,则此时个数为,假设不成立;假设失去1个顶点的和1个面心形成氧空位,则此时个数为,假设成立;因此每个晶胞失去1个顶点的和1个面心形成氧空位,故D错误;
故答案为D。
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。m、n、p是由前三种元素中的两种组成的二元化合物,且m、p中所含元素种类相同,s是元素Z的单质,q的浓溶液常用作干燥剂,上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:Y>Z>X>W
B. 等浓度简单氢化物水溶液的酸性:Z>Y
C. 同周期中第一电离能大于Y的元素有三种
D. Y、Z最高价氧化物对应水化物的中心原子的杂化方式不同
【答案】D
【解析】
【分析】q的浓溶液常用作干燥剂,则q为,q由m、n反应得到,则q由W、X、Y组成,W、X、Y分别为H、O、S;短周期主族元素Z的原子序数大于S,则Z为Cl,s为,又m、p中所含元素种类相同,结合题给转化关系可知,m为、n为、p为、r为HCl。
【详解】A.简单离子依次为、、、,与电子层为3层,核电荷数,离子半径;有2个电子层,无电子层,因此半径关系,即,A正确;
B.Y的简单氢化物是,Z的简单氢化物是,等浓度氢化物水溶液中,完全电离,部分电离,酸性,即,B正确;
C.Y为硫元素,位于第三周期,第三周期元素第一电离能:,比S第一电离能大的有、、共三种,C正确;
D.Y、Z最高价氧化物对应水化物分别为、,、中心原子价层电子对数都为4,孤电子对数均为0,二者均采取杂化,杂化方式相同,D错误;
故选D。
11. 一种点击反应的原理为,我国科学家利用点击反应原理研制出具有较高玻璃化转变温度的聚合物C.下列说法不正确的是
A. 聚合物C是一种热塑性材料 B. 单体B的结构简式为
C. 由A与B合成C的反应属于加聚反应 D. C可发生水解反应得到A和B
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚合物C是一种线性高分子化合物,即分子组成呈链条型,没有过多的支链进行化学交联, 是一类可通过加热反复软化、冷却固化的热塑性高分子材料,A正确;
B.A和B反应生成聚合物C,根据点击反应原理,由C逆推,可知B是HC≡CCOOCH2CH2OOCC≡CH,B正确;
C.根据点击反应的原理可知,A和B发生加聚反应得到高聚物C,C正确;
D.C含酯基,可发生水解反应、酯基可转换为羧基和羟基,故水解产物不能得到A和B,D不正确;
故选D。
12. 由白钨矿(主要成分为CaWO4,且含磷、砷等杂质)生产钨酸铵的工艺流程如下:
已知:“水浸”后滤液中主要阴离子为
下列说法正确的是
A. “碱熔”时使用足量浓NaOH可提高钨浸出率
B. “净化”需在强酸性条件下,保证磷、砷沉淀完全
C. 实验室中进行“转型”操作所必需的玻璃仪器为烧杯、漏斗
D. 用氨水溶解钨酸时,氨水浓度越高,钨酸铵溶解度越大
【答案】A
【解析】
【分析】向白钨矿中加入进行高温碱熔,将碱熔后的物料加水浸取,过滤除去不溶性的,得到含、杂质、的水溶液;向水浸后的溶液中加入,使磷、砷的含氧酸根转化为镁盐沉淀,过滤除去含磷砷的滤渣,得到较纯净的溶液;向溶液中加入溶液,反应析出固体;用氨水溶解固体,最终得到目标产物钨酸铵。
【详解】A.足量浓可使充分反应转化为可溶性的,提高钨的浸出率,A正确;
B.强酸性条件下,、会与结合导致浓度降低,无法生成镁盐沉淀除杂,同时会与反应生成沉淀造成钨损失,B错误;
C.“转型”操作反应后需要过滤得到固体,必需的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还需要玻璃棒引流,C错误;
D.氨水浓度越高,溶液中浓度越大,同离子效应会降低的溶解度,D错误;
故选A。
13. 钙-磷酸亚铁锂(Ca-)电池是一种新型的可充电电池,它具有低成本,不容易发生热失控和燃烧爆炸,下图是该可充电电池的工作示意图,为非水电解质,锂离子可以在/电极上嵌入或脱嵌。下列说法不正确的是
A. 放电时,溶液浓度减小,充电时,溶液浓度增大
B. 放电时,正极反应式为
C. 充电时,当左室中电解质的质量减少5.2 g时,转移0.4 mol电子
D. 放电时,/电极发生嵌入,充电时,/电极发生脱嵌
【答案】A
【解析】
【分析】这是一种新型的可充电电池,左侧电极为钙电极 ,右侧电极为Li1-xFePO4/LiFePO4电极,放电过程 (原电池)中负极发生氧化反应,失去电子,钙比锂更活泼,因此钙电极作为负极,反应式为Ca - 2e-=Ca2+,正极发生还原反应,得到电子,右侧的Li1-xFePO4电极为正极,根据提示,Li+会嵌入到正极材料中,反应式为Li1-xFePO4 + xLi+ + xe⁻ =LiFePO4;为了平衡电荷,左室产生的 Ca2+ 使得正电荷增多,而右室消耗了 Li+ 使得正电荷减少。因此,Li+会从左室通过锂离子交换膜移动到右室。充电是放电的逆过程,阴极 (连接电源负极)发生还原反应。反应式为Ca2+ + 2e-=Ca,阳极 (连接电源正极)发生氧化反应,即放电时正极反应的逆反应,反应式: LiFePO4 - xe- =Li1-x FePO4 + xLi+,左室消耗 Ca2+,右室产生 Li+。为了平衡电荷,Li+会从右室通过锂离子交换膜移动到左室。
【详解】A.放电时,Li+通过锂离子交换膜从左室转移至右室(Li2SO4溶液),正极消耗的Li+与转移进入的Li+相等,但浓度不变,因此Li2SO4溶液浓度不变。充电时,Li+通过锂离子交换膜从右室转移至左室,阳极生成的Li+与转移出去的Li+相等,但浓度不变,因此Li2SO4溶液浓度不变,A错误;
B.放电时,正极发生还原反应,Li+嵌入,Fe3+被还原为 Fe2+,电极反应式为:,B正确;
C.充电时,左室为阴极,发生 Ca2+ + 2e-=Ca ,同时Li+从右室通过交换膜进入左室。每转移2 mol电子,有1 mol Ca2+(40 g)从左室离开,同时有2 mol Li+(14 g)进入左室。因此,左室电解质的质量净减少40 g - 14 g = 26 g。当左室中电解质的质量减少5.2 g时,转移的电子物质的量为(5.2 g / 26 g) × 2 mol = 0.4 mol。C正确;
D.放电时,正极发生还原反应,Li+嵌入,充电时阳极发生氧化反应,导致Li+脱嵌,D正确;
故答案选A。
14. 时,向容积为的刚性容器中充入和一定量的发生反应:,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入时,容器内混合气体的总压强为。下列说法正确的是
A. 时,时反应达到平衡状态,则内
B. 平衡常数:
C. b点时反应的平衡常数
D. a点的平衡转化率大于50%
【答案】C
【解析】
【分析】设平衡时消耗的物质的量为,根据c点列三段式:
平衡时气体的总物质的量为,平衡时总压强为,则平衡时HCHO的分压为,解得,故。
【详解】A.时,时反应达到平衡状态,则内,A错误;
B.温度相同,平衡常数相同,故,B错误;
C.点温度相同,其相同,由上述分析可知,c点时,同理,则,C正确;
D.由上述分析知,c点的转化率为,由题图可知,其他条件不变时,随着的增大,的平衡转化率增大,故a点的平衡转化率小于,D错误;
故选C。
15. 常温下,碳酸溶液中含碳物种的分布系数随溶液pH的变化关系如下图:
①
②已知:MCO3为难溶电解质,Ksp(MCO3)=2×10-9(M2+不水解,不与Cl-反应)。
下列说法正确的是
A. 用HCl调节MCO3浑浊液使其pH=10.34时,c(M2+)≈2×10-4.5mol/L
B. 时,
C. 时,
D. 时,
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,当pH=6.34时,,则;当pH=10.34时,,;据此作答。
【详解】A.依据分析,pH=10.34时,,此时(CO2+H2CO3)的分布系数接近0,则;又MCO3溶解平衡为,则有物料守恒,则,A正确;
B.依据分析有,
pH=7.34时,即c(H+)=10-7.34 mol/L,代入上式得,B错误;
C.pH=9时,说明有碱性物质加入调节pH,依据电荷守恒缺少阳离子;若溶液所含阳离子为M2+,则电荷守恒为:,C错误;
D由图可知,当时,溶液pH>8(显碱性),则;又此时分布系数δ≈1(总碳主要以存在),则有,D错误;
故答案选A。
二、非选择题(共四小题,共55分)
16. 某工厂采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4,流程如下:
已知:①原料中铁元素与锰元素物质的量之比;
②共沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O;
③相关物质的Ksp如下:
Ksp
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的方法为_____(答出一条即可)。
(2)滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+,写出该工艺条件下Fe粉与MnO2反应的离子方程式_____(忽略Fe与H2SO4的反应)。
(3)滤渣①成分为_____(填化学式)。
(4)“除杂”前滤液①调节pH不宜过低的原因是_____;pH过高则会生成_____。
(5)滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1,Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1,“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%,则物质应为_____(填“FeSO4”或“MnSO4”)。
(6)“焙烧”过程中除产品外,还有H2O和两种气体生成,“焙烧”过程的化学反应方程式为_____。
【答案】(1)适当升温(或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌)
(2)
(3)CaSO4、SiO2
(4) ①. pH过低时,易生成HF,不利于生成MgF2和CaF2沉淀 ②. Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀
(5)FeSO4 (6)
【解析】
【分析】铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]加入H2SO4酸浸,SiO2不溶,MnO2被Fe还原生成Mn2+、Fe2+等,CaMg(CO3)2转化为CaSO4沉淀、Mg2+等,过滤后,滤渣为CaSO4、SiO2;滤液中加入MnF2,由于MgF2、CaF2的Ksp远小于MnF2的Ksp,所以生成MgF2、CaF2沉淀;pH=5,Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1,Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1,Q[Mn(OH)2]=0.30×(10-9)2=3×10-19<1.9×10-13,Q[Fe(OH)2]=0.25×(10-9)2=2.5×10-19<8×10-16,所以不生成Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀;滤液②中加入物质A,使Fe2+、Mn2+浓度比为1:1,再加入(NH4)2C2O4共沉淀,生成Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O;再加入LiH2PO4、Ar焙烧,生成LiMn0.5Fe0.5PO4。
【小问1详解】
“酸浸”中,可适当提高温度、浓度及接触面积,以提高浸取速率,方法为:适当升温(或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌)。
【小问2详解】
滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+,则该工艺条件下Fe粉与MnO2反应,生成Fe2+、Mn2+等,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得出发生反应的离子方程式:。
【小问3详解】
由分析可知,滤渣①成分为:CaSO4、SiO2。
【小问4详解】
“除杂”前滤液①中加入MnF2,HF为弱酸,溶液酸性过强时,易生成HF,则调节pH不宜过低的原因是:pH过低时,易生成HF,不利于生成MgF2和CaF2沉淀;pH过高时,溶液碱性过强,易生成Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀,则会生成:Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀。
【小问5详解】
滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1,Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1,“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%,则,所以物质A应为FeSO4。
【小问6详解】
“焙烧”过程中除产品外,还有H2O和两种气体生成,由Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O中加入LiH2PO4、Ar焙烧,生成LiMn0.5Fe0.5PO4,可推出生成的两种气体为H2C2O4的分解产物CO、CO2,依据元素守恒,可得出“焙烧”过程的化学反应方程式为。
【点睛】焙烧时通入Ar,可隔绝空气,防止Fe2+被氧化。
17. 氮化锶是工业上生产高端荧光粉的主要材料。某实验小组利用如下装置制备氮化锶并测定产品的纯度。已知:金属锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应产生氨气。
I.制备氮化锶
(1)仪器a的作用为___________,洗气瓶c中盛放的试剂是___________。
(2)仪器b中发生反应的离子方程式为___________。
(3)该实验装置的设计有一处缺陷,如何改进___________。
(4)工业生产中欲使Sr反应完全,当吸收氮的作用减缓时可将温度提高到700∼750℃,分析可能的原因是___________(写出一条即可)。
II.测定产品的纯度
称取5.0g产品,放入干燥的三颈烧瓶中,点燃A处酒精灯,向三颈烧瓶中加入蒸馏水,充分反应后,从烧杯中量取吸收液至锥形瓶中,用标准溶液滴定剩余盐酸,到终点时消耗溶液(图中夹持装置略)。(摩尔质量为)
(5)装置A的作用为___________。
(6)下列实验操作会使测量纯度偏大的是___________(填字母)。
A. A装置中产生的水蒸气量过少
B. 用酸式滴定管量取吸收液时,开始平视,最终仰视
C. 用标准溶液滴定吸收液时,滴定管尖嘴部位开始无气泡,最终有气泡
D. 接近滴定终点时,标准溶液滴速过快,成注流下
(7)产品纯度为___________。(保留三位有效数字)
【答案】(1) ①. 平衡气压,使液体顺利流下 ②. 浓硫酸
(2)
(3)在d装置后增加一个装有碱石灰的球形干燥管
(4)温度升高化学反应速率加快(或:温度升高使化学平衡正向移动)
(5)利用水蒸气将反应产生的氨气排出,以便被盐酸标准溶液完全吸收 (6)BC
(7)46.7%
【解析】
【分析】装置A为制备氮气的装置,反应原理是:;因氮化锶遇水剧烈反应故制备氮化锶装置前后需要连接干燥装置,制备的氮气需要经过干燥后能进入装置d,故c瓶中盛放液体为浓硫酸,作用是干燥氮气。为了防止空气中的水分进入d玻璃管内干扰实验,应在d装置后加一干燥装置。
【小问1详解】
a导管的作用是平衡气压,使液体顺利流下;c瓶中盛放液体为浓硫酸,故答案为:平衡气压,使液体顺利流下;浓硫酸。
【小问2详解】
由分析可知,仪器b中发生反应为饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠溶液反应生成氮气、氯化钠和水,化学方程式为:,故答案为:。
【小问3详解】
该装置缺陷为空气中的水蒸气进入d玻璃管内,干扰实验,则应该在d装置后增加一个装有碱石灰的球形干燥管,故答案为:在d装置后增加一个装有碱石灰的球形干燥管。
【小问4详解】
当吸收氮的作用减缓时将温度提高到700~750℃,可使锶反应完全,故从速率和平衡的角度分析,可能的原因是温度升高,化学反应速率加快或平衡正向移动,故答案为:温度升高化学反应速率加快(或:温度升高使化学平衡正向移动)。
【小问5详解】
装置A的作用为利用水蒸气将反应产生的氨气排出,以便被盐酸标准溶液完全吸收,故答案为:利用水蒸气将反应产生的氨气排出,以便被盐酸标准溶液完全吸收。
【小问6详解】
A.A装置中产生的水蒸气量过少会使结果偏低,故A错误;
B.读数时,开始时平视,终点时仰视,量取的吸收液偏少,会使结果偏高,故B正确;
C.滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,会使读取NaOH标准溶液的体积偏小,最终使结果偏高,故C正确;
D.接近滴定终点时,标准溶液滴速过快,成注流下,则消耗NaOH标准溶液过多,会导致结果偏低,故D错误;
故答案为BC。
【小问7详解】
滴定过程中的盐酸被氢氧化钠和氨气消耗,200mL盐酸溶液中与氢氧化钠反应的盐酸的物质的量为:,与氨气反应的盐酸的物质的物质的量为:,即氨气的物质的量为0.016mol,根据化学方程式:,氮化锶的物质的量为0.008mol,样品的纯度为:,故答案为:46.7%。
18. 乙二醇是一种重要化工原料,以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。
Ⅰ.直接合成法:,不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298K
355K
400K
平衡常数
1.0
(1)该反应的_______0(填“>”或“<”)。
(2)已知的燃烧热分别为,则上述合成反应的_______(用a、b和c表示)。
(3)实验表明,在500K时,即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低,可能的原因是_______(答出1条即可)。
Ⅱ.间接合成法:用合成气和制备的DMO合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应,其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。
(4)在2MPa、催化、固定流速条件下,发生上述反应,初始氢酯比,出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,则曲线_______(填图中标号,下同)表示DMO的转化率,曲线_______表示MG的选择性。
②有利于提高A点DMO转化率的措施有_______(填标号)。
A.降低温度 B.增大压强
C.减小初始氢酯比 D.延长原料与催化剂的接触时间
③483K时,出口处的值为_______(精确至0.01)。
④A点反应的浓度商_______(用物质的量分数代替浓度计算,精确至0.001)。
【答案】(1)< (2)-2a-3b+c(或c-2a-3b)
(3)反应放热,温度升高,平衡左移,产率降低;或有副反应发生;或催化剂选 择性低;或反应未达平衡
(4) ①. I ②. IV ③. BD ④. 1.98 ⑤. 0.025
【解析】
【小问1详解】
根据表格中的数据,反应温度升高反应的平衡常数减小,说明反应向逆反应方向移动,又因升高温度向吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0。
【小问2详解】
根据已知条件可以写出如下热化学方程式:
根据盖斯定律,用反应①的2倍加上反应②的3倍减去反应③即可得到目标方程式,故目标方程式的ΔH=c-2a-3b kJ·mol-1。
【小问3详解】
根据表格中的平衡常数,反应温度在500K时,平衡常数K<,此时平衡常数过小,反应未达到平衡,导致乙二醇产率过低;或温度过高,平衡左移,产率降低;或催化剂的催化活性下降,导致乙二醇产率过低;或有副反应发生。
【小问4详解】
MG、乙二醇、乙醇的选择性之和为100,曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,根据曲线的变化,曲线Ⅰ表示DMO的实际转化率;随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇、乙二醇会继续转化成乙醇,根据曲线的变化,曲线IV为MG的选择性曲线,因此曲线III为乙醇的选择性曲线。
①根据上述分析,曲线I为DMO的实际转化率曲线;曲线IV为MG的选择性曲线;
②A.根据图示,降低温度,DMO的转化率降低,A不符合题意;
B.增大压强,反应体系中单位体积内活化分子数增加,化学反应速率加快,DMO的转化率增大,B符合题意;
C.减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降,DMO的转化率降低,C不符合题意;
D.A点时DMO的转化率为80%,升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡,延长原料和催化剂的反应时间可以促进反应的继续进行,增大DMO的转化率,D符合题意;
故答案选BD;
③483K时,DMO的实际转化率为99%,设起始投入反应的DMO为100mol,则出口处流出的乙醇的物质的量为100mol×99%×2%=1.98mol,此时还有1mol DMO未反应从出口流出,因此出口处==1.98;
④设初始时H2与DMO的投料分别为52.4mol和1mol,A点时DMO的实际转化率为80%,MG和乙二醇的选择性为50%,假设该反应分步进行,第一步发生DMO转化为MG,可写出如下关系:
第二步反应,MG转化为乙二醇,可写出如下关系:
这时,体系中DMO的物质的量为0.2mol、MG的物质的量为0.4mol、H2的物质的量为50.0mol、CH3OH的物质的量为1.2mol、乙二醇的物质的量为0.4mol,体系中总物质的量为0.2+0.4+50.0+1.2+0.4=52.2mol。用物质的量分数代替浓度计算反应的浓度熵Qx==0.025。
19. 具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如下:
(1)化合物A的名称为_________。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是____________________。
(3)F→G中反应物的作用为_________(填序号)。
A. 氧化剂 B. 还原剂 C. 催化剂 D. 萃取剂
(4)A的一种同系物的分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为6:2:1:1,其结构简式为_________(写1种)。
(5)B→C为Fries重排。Fries重排机理如图。
(酰基正离子也可以在酚羟基的对位发生取代)
①中间体Ⅱ中Al原子的杂化方式为_________。
②中间体Ⅱ→中间体Ⅲ时,因反应位点的不同,还会生成,分离L和M的操作为___________,原因是_______________________________________。
③合成路线中B()的结构简式为_________。
④利用Fries重排可合成肾上腺素,合成路线如下。
N的结构简式为_________。
【答案】(1)对甲基苯酚(或4-甲基苯酚)
(2)降低NaCl的溶解度,使生成E的反应平衡正向移动 (3)A
(4)(或) (5) ①. ②. 蒸馏 ③. L能够形成分子内氢键,M可形成分子间氢键,沸点相差较大 ④. ⑤.
【解析】
【分析】A与在反应生成B,由B得分子式可推知,B为,B在的条件下加热发生重排C,可推知C为,C与、HCl反应生成D,D与在条件下生成E,E与在一定条件下生成F,F在I2、DMSO、H2SO4条件下发生反应生成G,G在酸性条件下反应生成H,据此回答。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,A的名称为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚);
【小问2详解】
对比D和E的结构简式可知,D→E反应时除生成E外还生成了NaCl,而NaCl在乙醇中的溶解度较小,使生成E的反应平衡正向移动;
【小问3详解】
对比F和G的结构可知,F→G的反应为氧化反应,则的作用为氧化剂,故选A;
【小问4详解】
A的同系物含有酚羟基,分子式为,且核磁共振氢谱峰面积之比为6:2:1:1,说明结构中有2个位置等效的甲基,则其结构简式为或;
【小问5详解】
①根据中间体Ⅱ的结构可知,其中Al的价层电子对数为4,则其杂化方式为;
②对比L和M的结构可知,L可形成分子内氢键,沸点较低,而M可形成分子间氢键,沸点较高,两者沸点相差较大,则分离L和M的操作为蒸馏;
③结合Fries重排机理及A、D的结构简式可知,B为;
④根据流程可知,和发生取代反应生成,然后在氯化铝的作用下重排得。
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衡阳县五中2026-2027学年上学期开学测试卷
高三·化学
试卷满分:100分 考试时间:75分钟 考试范围:全部内容
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
1. 化学与生产、生活、科技和环境等密切相关。下列有关说法错误的是
A. “84”消毒液与洁厕灵(主要成分是盐酸)不能混合使用
B. 会引起“光化学烟雾”“酸雨”等环境问题
C. 在燃煤中加入生石灰是实现碳中和的重要途径之一
D. 聚合硫酸铁是一种新型絮凝剂,可用于水的净化
2. 连二亚硝酸(HON=NOH)是一种还原剂,可由反应HNO2+H2NOH→HON=NOH+H2O制备。下列说法正确的是
A. 中子数为8的氮原子:N
B. H2NOH分子含极性键和非极性键
C. H2O的电子式为
D. HON=NOH中N元素的化合价为+1
3. 下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C. K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D. TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
4. 下列实验操作规范的是
A
B
C
D
向容量瓶中转移溶液
用胶头滴管滴加溶液
混合浓和浓
测溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
5. 劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是
发明
关键操作
化学原理
A
制墨
松木在窑内焖烧
发生不完全燃烧
B
陶瓷
黏土高温烧结
形成新的化学键
C
造纸
草木灰水浸泡树皮
促进纤维素溶解
D
火药
硫黄、硝石和木炭混合,点燃
发生氧化还原反应
A. A B. B C. C D. D
6. 室温下,某容积固定的密闭容器由可自由移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入和的混合气体、,此时活塞的位置如图所示,实验测得A室混合气体的质量为,若将A室的混合气体点燃引爆,恢复室温(设为阿伏加德罗常数的值,忽略液态水的体积)。下列说法正确的是
A. 点燃引爆前A室混合气体所含原子总数为
B. 点燃引爆前A室中的物质的量之比为2.5:1
C. 点燃引爆后,最终活塞停留的位置在1刻度
D. 反应后容器内气体压强和反应前气体压强之比为1:2
7. 由H、C、N、O四种元素组成的化合物的成键结构如图所示,分子中五元环上原子共平面。下列说法错误的是
A. 图中◍代表N原子
B. 五元环中存在的大π键为
C. 该化合物中所有碳氧键键长相等
D. 五元环上原子的孤对电子位于sp2杂化轨道
8. 我国科学家团队研发了一种新型双功能有机框架Ni-DAPT材料。该化合物结构如图所示,则关于该化合物说法不正确的是
A. 该化合物中含有2个碳碳双键 B. 该化合物中不存在配位键
C. 该化合物能与溴水发生多种化学反应类型的反应 D. 该化合物可以发生银镜反应
9. 替代MgO晶体中部分的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能,但由于二者的离子半径和化合价不同,会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示,密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体中与最近且等距的有6个
B. 晶胞的边长为
C. 若a处被替代,替代后该物质的化学式为
D. 若a、b处均被替代,则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。m、n、p是由前三种元素中的两种组成的二元化合物,且m、p中所含元素种类相同,s是元素Z的单质,q的浓溶液常用作干燥剂,上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:Y>Z>X>W
B. 等浓度简单氢化物水溶液的酸性:Z>Y
C. 同周期中第一电离能大于Y的元素有三种
D. Y、Z最高价氧化物对应水化物的中心原子的杂化方式不同
11. 一种点击反应的原理为,我国科学家利用点击反应原理研制出具有较高玻璃化转变温度的聚合物C.下列说法不正确的是
A. 聚合物C是一种热塑性材料 B. 单体B的结构简式为
C. 由A与B合成C的反应属于加聚反应 D. C可发生水解反应得到A和B
12. 由白钨矿(主要成分为CaWO4,且含磷、砷等杂质)生产钨酸铵的工艺流程如下:
已知:“水浸”后滤液中主要阴离子为
下列说法正确的是
A. “碱熔”时使用足量浓NaOH可提高钨浸出率
B. “净化”需在强酸性条件下,保证磷、砷沉淀完全
C. 实验室中进行“转型”操作所必需的玻璃仪器为烧杯、漏斗
D. 用氨水溶解钨酸时,氨水浓度越高,钨酸铵溶解度越大
13. 钙-磷酸亚铁锂(Ca-)电池是一种新型的可充电电池,它具有低成本,不容易发生热失控和燃烧爆炸,下图是该可充电电池的工作示意图,为非水电解质,锂离子可以在/电极上嵌入或脱嵌。下列说法不正确的是
A. 放电时,溶液浓度减小,充电时,溶液浓度增大
B. 放电时,正极反应式为
C. 充电时,当左室中电解质的质量减少5.2 g时,转移0.4 mol电子
D. 放电时,/电极发生嵌入,充电时,/电极发生脱嵌
14. 时,向容积为的刚性容器中充入和一定量的发生反应:,达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入时,容器内混合气体的总压强为。下列说法正确的是
A. 时,时反应达到平衡状态,则内
B. 平衡常数:
C. b点时反应的平衡常数
D. a点的平衡转化率大于50%
15. 常温下,碳酸溶液中含碳物种的分布系数随溶液pH的变化关系如下图:
①
②已知:MCO3为难溶电解质,Ksp(MCO3)=2×10-9(M2+不水解,不与Cl-反应)。
下列说法正确的是
A. 用HCl调节MCO3浑浊液使其pH=10.34时,c(M2+)≈2×10-4.5mol/L
B. 时,
C. 时,
D. 时,
二、非选择题(共四小题,共55分)
16. 某工厂采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4,流程如下:
已知:①原料中铁元素与锰元素物质的量之比;
②共沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O;
③相关物质的Ksp如下:
Ksp
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的方法为_____(答出一条即可)。
(2)滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+,写出该工艺条件下Fe粉与MnO2反应的离子方程式_____(忽略Fe与H2SO4的反应)。
(3)滤渣①成分为_____(填化学式)。
(4)“除杂”前滤液①调节pH不宜过低的原因是_____;pH过高则会生成_____。
(5)滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1,Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1,“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%,则物质应为_____(填“FeSO4”或“MnSO4”)。
(6)“焙烧”过程中除产品外,还有H2O和两种气体生成,“焙烧”过程的化学反应方程式为_____。
17. 氮化锶是工业上生产高端荧光粉的主要材料。某实验小组利用如下装置制备氮化锶并测定产品的纯度。已知:金属锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应产生氨气。
I.制备氮化锶
(1)仪器a的作用为___________,洗气瓶c中盛放的试剂是___________。
(2)仪器b中发生反应的离子方程式为___________。
(3)该实验装置的设计有一处缺陷,如何改进___________。
(4)工业生产中欲使Sr反应完全,当吸收氮的作用减缓时可将温度提高到700∼750℃,分析可能的原因是___________(写出一条即可)。
II.测定产品的纯度
称取5.0g产品,放入干燥的三颈烧瓶中,点燃A处酒精灯,向三颈烧瓶中加入蒸馏水,充分反应后,从烧杯中量取吸收液至锥形瓶中,用标准溶液滴定剩余盐酸,到终点时消耗溶液(图中夹持装置略)。(摩尔质量为)
(5)装置A的作用为___________。
(6)下列实验操作会使测量纯度偏大的是___________(填字母)。
A. A装置中产生的水蒸气量过少
B. 用酸式滴定管量取吸收液时,开始平视,最终仰视
C. 用标准溶液滴定吸收液时,滴定管尖嘴部位开始无气泡,最终有气泡
D. 接近滴定终点时,标准溶液滴速过快,成注流下
(7)产品纯度为___________。(保留三位有效数字)
18. 乙二醇是一种重要化工原料,以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。
Ⅰ.直接合成法:,不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298K
355K
400K
平衡常数
1.0
(1)该反应的_______0(填“>”或“<”)。
(2)已知的燃烧热分别为,则上述合成反应的_______(用a、b和c表示)。
(3)实验表明,在500K时,即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低,可能的原因是_______(答出1条即可)。
Ⅱ.间接合成法:用合成气和制备的DMO合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应,其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。
(4)在2MPa、催化、固定流速条件下,发生上述反应,初始氢酯比,出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,则曲线_______(填图中标号,下同)表示DMO的转化率,曲线_______表示MG的选择性。
②有利于提高A点DMO转化率的措施有_______(填标号)。
A.降低温度 B.增大压强
C.减小初始氢酯比 D.延长原料与催化剂的接触时间
③483K时,出口处的值为_______(精确至0.01)。
④A点反应的浓度商_______(用物质的量分数代替浓度计算,精确至0.001)。
19. 具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如下:
(1)化合物A的名称为_________。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是____________________。
(3)F→G中反应物的作用为_________(填序号)。
A. 氧化剂 B. 还原剂 C. 催化剂 D. 萃取剂
(4)A的一种同系物的分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为6:2:1:1,其结构简式为_________(写1种)。
(5)B→C为Fries重排。Fries重排机理如图。
(酰基正离子也可以在酚羟基的对位发生取代)
①中间体Ⅱ中Al原子的杂化方式为_________。
②中间体Ⅱ→中间体Ⅲ时,因反应位点的不同,还会生成,分离L和M的操作为___________,原因是_______________________________________。
③合成路线中B()的结构简式为_________。
④利用Fries重排可合成肾上腺素,合成路线如下。
N的结构简式为_________。
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