内容正文:
2027届高三调研性监测
化学
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Cl35.5 Cu64 I127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学助力人工智能的发展,下列说法正确的是
A. 光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅
B. 导热垫使用的碳纤维属于有机高分子材料
C. 电子封装时使用的纳米银属于胶体
D. 数据中心冷却系统冷却液的汽化不涉及化学键断裂
2. 下列装置不能达到相应的实验目的的是
A.除去氯气中混有的
B.中和反应反应热的测定
C.赶出碱式滴定管中气泡
D.析出深蓝色晶体
A. A B. B C. C D. D
3. 、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,与位于不同周期,在同周期基态原子中未成对电子数最多,与同族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 的空间结构为形
C. 氢化物的热稳定性:
D. 、分别与反应的反应类型不同
4. 热塑性可降解高分子材料Ⅲ可由如下反应制备。下列说法正确的是
A. Ⅱ中存在4个键 B. Ⅰ和Ⅳ互为同分异构体
C. Ⅲ可与溶液反应生成Ⅱ D. Ⅰ中、原子一定共平面
5. 在日常生活中,我们经常见到钢铁制品生锈,做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是
A. B. C. D.
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中滴加过量溶液:
B. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:
C. 含氟牙膏可以防龋齿:
D. 向溶液中通入少量:
7. 根据下列实验操作和现象,能合理推出结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
用玻璃棒蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
溶液中有,但无法确定是否存在
B
向试管中加入溶液,滴加数滴溶液,溶液由黄色变为橙色
说明增大浓度,化学平衡向生成的反应方向移动
C
溴乙烷与溶液共热,静置、分层后,移取少量上层溶液于另一试管中,向其中滴加2滴溶液,未出现淡黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
D
向溶液中先滴入2滴溶液,有白色沉淀生成,再滴入2滴溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
8. 合金主要用于钎焊,其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的边长为,下列有关说法错误的是
A. 该晶体的化学式为 B. 该晶体通过金属键形成
C. 周围距离最近且相等的的个数为4 D. 与之间的最短距离为
9. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. 工业制硝酸:
B. 海水提溴:苦卤粗高浓度
C. 工业制高纯硅:石英砂粗硅高纯硅
D. 侯氏制碱法:溶液纯碱
10. 某兴趣小组将铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如图所示的实验,探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行;是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. 中黑色固体成分有
B. 在纯氧中燃烧的产物与和水蒸气高温反应的固体产物相同
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是除去溶解的氧气
D. 中使用溶液替代溶液,则仍需步骤Ⅱ使用醋酸铅试纸检验
11. 已知反-2-丁烯转化为顺-2-丁烯反应如下,,和随温度变化的曲线如图。下列有关该转化反应的说法正确的是
A. 反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为构造异构 B. 温度变化对的影响程度小于对的影响程度
C. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 D. 顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
12. 我国科学家已经实现催化氢化获得甲酸,反应过程如图甲,其中化合物2转化为化合物3过程的能量变化如图乙所示(表示过渡态,表示中间体),下列说法正确的是
A. 化合物1→化合物2的反应是氧化还原反应
B. 图甲涉及到的所有物质中,碳原子的杂化方式有2种
C. 图乙中“化合物化合物”包含6个基元反应
D. 从平衡移动分析,升高温度可促进化合物2与水反应生成化合物3与
13. 全球首例可充电氢负离子全固态电池由我国科学家研发成功,放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时电子从电极移向电极
B. 充电时每消耗生成
C. 充电时电极发生的反应为:
D. 固态电池从根源上消除了电解液漏液风险,并大幅降低了燃烧、爆炸风险
14. 二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,溶液中各含碳物种的分布系数与的变化关系如图:
[比如:],的。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法不正确的是
A. 点的为8.34
B. 在纯水中的溶解度为
C. 该饱和溶液中,
D. 反应的平衡常数为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某工厂利用镍矿(主要成分为,含少量和)制备超细镍粉,物质转化流程如下(部分反应条件已略去):
已知:滤液1中镍以形式存在,硫以和少量形式存在。
回答下列问题:
(1)的价层电子排布__________。
(2)“氧压氨浸”时,除加压外,可提高浸出速率的措施__________,转化为的离子方程式为__________。
(3)滤液1中铜的主要存在形式为__________(填离子符号)。气体的电子式__________。
(4)“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的,该步骤无沉淀产生,则理论上每转化消耗的物质的量为__________。
(5)滤液3浓缩结晶得到的__________(填化学式)可用作化肥。
16. 碘化亚铜()是一种白色粉末,不溶于水,能被氧化,可用作有机合成催化剂。实验室制备碘化亚铜的装置如图所示(部分夹持及加热装置已略去)。回答下列问题:
已知:①常温下,时,沉淀完全。
②。
(1)下列与本实验无关的图标有__________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)仪器的名称为__________。仪器的作用是__________。
(3)溶液中的作用是__________。恒压分液漏斗中不能使用溶液代替,原因是__________。
(4)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为__________。
(5)利用测定样品中质量分数(杂质不参加反应)的方法如下:称取样品,向其中加入足量的溶液,待充分反应后,滴加溶液至恰好完全反应时消耗溶液的体积为。已知:
(未配平);
(未配平)。
计算该样品中的质量分数为__________。
17. 工业生产催化剂的过程会产生含大量高浓度氮氧化物()的烟气,对环境造成严重破坏。某工艺通过选择性催化还原法()治理去除烟气中的,使其达到排放标准,且无需二次处理。
主反应:
(i)
(ii)
副反应:
(iii)
请回答:
(1)标准状态下,一些物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量
0
0
91
34
①计算反应(i)的__________。
②判断反应(i)在什么条件下自发进行__________(填“任意温度”“高温”或“低温”)。
(2)①已知尿素[]的分解作为还原剂的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程中生成尿素的电极反应式是__________。
②尿素可以用和为原料合成: 。,在的密闭容器中,能说明该反应达到平衡状态的是__________。
A.
B.
C.混合气体的密度不再发生变化
D.单位时间内消耗,同时生成
(3)的去除率(用表示)受投料的氨氮比()、进入混合器中烟气的浓度(即入口浓度,用表示)等因素的影响,结果如图、所示。
由上图可知,当氨氮比小于0.9时,主要的作用是__________。为取得最优氮氧化物的去除效果,入口浓度应保持在__________。
(4)空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量,单位为,它反映气体与催化剂的接触时间。在选择性催化还原法()治理去除烟气中的工艺中,空速控制在,请解释空速不宜过低的原因__________。
18. 化合物是一种用于合成生物碱类天然产物的中间体。某实验小组探究了的合成,其合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知:① R'CHO;
②RCHO+R'CH2CHO;
回答下列问题:
(1)D中官能团的名称__________。
(2)C的核磁共振氢谱显示2组峰,峰面积之比为__________。
(3)化学反应方程式__________。
(4)的化学反应类型为__________。
(5)F中,与2号碳相比,1号碳键的极性相对__________(填“较大”或“较小”)。
(6)F转化为G的同时,有副产物M生成。已知M是G的同分异构体,且与G的官能团相同。M的结构简式是__________(F中六元环不参与反应)。
(7)已知:①;
②;
以和为原料合成的合成路线如下:
、的结构简式分别是__________、__________。
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2027届高三调研性监测
化学
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Cl35.5 Cu64 I127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学助力人工智能的发展,下列说法正确的是
A. 光导纤维纤芯的主要成分是单晶硅
B. 导热垫使用的碳纤维属于有机高分子材料
C. 电子封装时使用的纳米银属于胶体
D. 数据中心冷却系统冷却液的汽化不涉及化学键断裂
【答案】D
【解析】
【详解】A.光导纤维纤芯的主要成分为,单晶硅是半导体材料,常用于制作芯片,A错误;
B.碳纤维主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,B错误;
C.胶体是分散质粒子直径在之间的分散系,属于混合物,纳米银是单质银,为纯净物,不属于胶体,C错误;
D.冷却液汽化属于物理变化,仅改变分子间距离,克服分子间作用力,不涉及化学键的断裂,D正确;
故答案选D。
2. 下列装置不能达到相应的实验目的的是
A.除去氯气中混有的
B.中和反应反应热的测定
C.赶出碱式滴定管中气泡
D.析出深蓝色晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.极易溶于水,在饱和食盐水中溶解度很小,气体长进短出通过饱和食盐水可除去杂质,能达到实验目的,A不符合题意;
B.中和反应反应热测定时需要在装置上方加盖减少热量散失,图示装置敞口,热量损失大,无法准确测定反应热,不能达到实验目的,B符合题意;
C.赶出碱式滴定管气泡时,将胶管向上弯曲,挤压玻璃珠使溶液从尖嘴流出,可将气泡带出,操作正确,能达到实验目的,C不符合题意;
D.在95%乙醇中溶解度远小于在水中的溶解度,加入乙醇可降低其溶解度,析出深蓝色晶体,能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
3. 、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,与位于不同周期,在同周期基态原子中未成对电子数最多,与同族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 的空间结构为形
C. 氢化物的热稳定性:
D. 、分别与反应的反应类型不同
【答案】C
【解析】
【分析】首先推断元素:E、L、M、Q、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与M不同周期,则E为第一周期主族元素;L在同周期基态原子中未成对电子数最多,第二周期中价电子排布为,含3个未成对电子,为同周期最多,故L为;M原子序数大于,且与Q同族,故M为,Q为,R为原子序数大于的短周期主族元素。据此解答;
【详解】A.L为、M为,的轨道为半充满稳定结构,第一电离能高于同周期相邻的,即第一电离能,A正确;
B.为,中心原子价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为V形,B正确;
C.同主族从上到下非金属性减弱,非金属性,元素非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,故热稳定性,即,C错误;
D.为,与反应为,属于氧化还原反应;与反应为,属于非氧化还原的化合反应,二者反应类型不同,D正确;
故选C。
4. 热塑性可降解高分子材料Ⅲ可由如下反应制备。下列说法正确的是
A. Ⅱ中存在4个键 B. Ⅰ和Ⅳ互为同分异构体
C. Ⅲ可与溶液反应生成Ⅱ D. Ⅰ中、原子一定共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ⅱ中含有2个的键,还有4个单键的键,共6个键,A错误;
B.Ⅰ的分子式为,Ⅳ为丙酮,分子式也为,二者分子式相同、结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.高分子Ⅲ在碱性条件下水解,酯基会断裂,生成的是二元醇和二元羧酸盐,不会直接生成环状的化合物Ⅱ(环状酯),C错误;
D.Ⅰ中三元环的和2个环上共平面,但环上连甲基的为杂化,甲基C必不在三元环平面内,故C、O原子一定不共平面,D错误;
故选B。
5. 在日常生活中,我们经常见到钢铁制品生锈,做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.的金属活动性强于,二者构成原电池时钢制管桩作负极,会加快腐蚀,不能达到防腐目的,A符合题意;
B.的金属活动性强于,二者构成原电池时锌块作负极被腐蚀,钢制管桩作正极被保护,属于牺牲阳极法,能达到防腐目的,B不符合题意;
C.富铝涂层可隔绝钢制管桩与海水、空气的接触,且活动性强于,即使涂层破损,优先被腐蚀从而保护管桩,能达到防腐目的,C不符合题意;
D.钢制管桩连接外接电源负极,作电解池的阴极被保护,属于外加电流法,能达到防腐目的,D不符合题意;
故答案选A。
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中滴加过量溶液:
B. 氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉:
C. 含氟牙膏可以防龋齿:
D. 向溶液中通入少量:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与过量反应时,与应按物质的量比1:2参与反应,正确离子方程式为,选项给出的是少量时的反应,A错误;
B.石灰乳为悬浊液,不能拆分为,应写化学式,正确的离子方程式为:,B错误;
C.羟基磷灰石可与反应生成更难溶的氟磷灰石,实现沉淀转化,符合防龋齿的反应原理,离子方程式书写正确,C正确;
D.溶液呈碱性,且通入少量时过量,反应生成的会与过量结合为,正确离子方程式为,D错误;
故答案选C。
7. 根据下列实验操作和现象,能合理推出结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
用玻璃棒蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
溶液中有,但无法确定是否存在
B
向试管中加入溶液,滴加数滴溶液,溶液由黄色变为橙色
说明增大浓度,化学平衡向生成的反应方向移动
C
溴乙烷与溶液共热,静置、分层后,移取少量上层溶液于另一试管中,向其中滴加2滴溶液,未出现淡黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
D
向溶液中先滴入2滴溶液,有白色沉淀生成,再滴入2滴溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.玻璃棒中含有钠元素,灼烧时本身会产生黄色火焰,干扰溶液中的检验,无法确定溶液中是否含,且观察的焰色需透过蓝色钴玻璃,实验操作和结论错误,A错误;
B.(黄色)和(橙色)存在平衡:,增大浓度,平衡正向移动,溶液由黄色变为橙色,实验操作和现象以及结论正确,B正确;
C.溴乙烷水解后上层溶液中含有过量的,直接滴加溶液时,会与反应生成棕褐色沉淀,掩盖的淡黄色沉淀,应先加稀硝酸酸化再检验,该实验现象无法说明溴乙烷未水解,实验操作和结论错误,C错误;
D.实验中溶液过量,加入时,直接与剩余的反应生成沉淀,不存在向的转化,无法比较和的大小,实验操作和现象以及结论错误,D错误;
故本题选B。
8. 合金主要用于钎焊,其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的边长为,下列有关说法错误的是
A. 该晶体的化学式为 B. 该晶体通过金属键形成
C. 周围距离最近且相等的的个数为4 D. 与之间的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过均摊法计算,晶胞中数目为,全部在晶胞内部,数目为8,数目为,三者原子个数比为,化学式为,A正确;
B.该物质为合金,属于金属晶体,微粒间通过金属键结合,B正确;
C.位于晶胞内部的小立方体顶点位置,周围距离最近且相等的的个数为4,C正确;
D.晶胞边长为,与的最短距离为晶胞体对角线的,即,换算为应为,D错误;
故选D。
9. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. 工业制硝酸:
B. 海水提溴:苦卤粗高浓度
C. 工业制高纯硅:石英砂粗硅高纯硅
D. 侯氏制碱法:溶液纯碱
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业制硝酸第一步为的催化氧化,需在催化剂、加热条件下与反应生成,而不是在点燃的条件下,且与反应只能先生成,无法直接得到,转化不能实现,A错误;
B.海水提溴中粗与溶液反应除生成外,还会生成,无法只得到,转化不能全部实现,B错误;
C.石英砂(主要成分为)和焦炭在高温下反应生成粗硅,粗硅与在条件下反应生成,再用在条件下还原可得到高纯硅,转化均能实现,C正确;
D.侯氏制碱法以饱和食盐水、、为原料制备,并非以溶液为起始原料,不符合侯氏制碱的工艺原理,D错误;
故选C。
10. 某兴趣小组将铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如图所示的实验,探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行;是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. 中黑色固体成分有
B. 在纯氧中燃烧的产物与和水蒸气高温反应的固体产物相同
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是除去溶解的氧气
D. 中使用溶液替代溶液,则仍需步骤Ⅱ使用醋酸铅试纸检验
【答案】D
【解析】
【详解】A.步骤Ⅱ中醋酸铅试纸变黑说明生成,是与稀硫酸反应得到的,因此中黑色固体成分有,A正确,不符合题意;
B.在纯氧中燃烧、和水蒸气高温反应的固体产物均为,二者产物相同,B正确,不符合题意;
C.煮沸稀硫酸可以除去其中溶解的氧气,防止、被氧化,因此步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸目的是除去溶解的氧气,C正确,不符合题意;
D.与反应会生成黑色沉淀,通过观察中是否有黑色沉淀即可检验,无需使用醋酸铅试纸检验,D错误,符合题意;
故答案选D。
11. 已知反-2-丁烯转化为顺-2-丁烯反应如下,,和随温度变化的曲线如图。下列有关该转化反应的说法正确的是
A. 反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为构造异构 B. 温度变化对的影响程度小于对的影响程度
C. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 D. 顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
【答案】C
【解析】
【分析】由题可知,本题图像是以lnk为纵轴,为横轴作图,根据可知,图中直线斜率等于活化能,斜率越大,对应反应的活化能 Ea 越大。
【详解】A.反-2-丁烯与顺-2-丁烯互为顺反异构体,A错误;
B.由图可知,的斜率更大,说明受温度影响更大,温度变化对k正的影响程度大于对k逆的影响程度,B错误;
C.由分析可知图中曲线的斜率代表活化能,正反应的斜率更大,活化能更大,C正确;
D.由C分析可知,正反应的活化能更大,则反应为吸热反应,生成物能量大于反应物能量,故反-2-丁烯比顺-2-丁烯稳定,D错误;
故选C。
12. 我国科学家已经实现催化氢化获得甲酸,反应过程如图甲,其中化合物2转化为化合物3过程的能量变化如图乙所示(表示过渡态,表示中间体),下列说法正确的是
A. 化合物1→化合物2的反应是氧化还原反应
B. 图甲涉及到的所有物质中,碳原子的杂化方式有2种
C. 图乙中“化合物化合物”包含6个基元反应
D. 从平衡移动分析,升高温度可促进化合物2与水反应生成化合物3与
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物1与反应生成化合物2,中为价,产物中甲酸根配体的为价,存在元素化合价变化,属于氧化还原反应,A正确;
B.图甲涉及物质中,、中为杂化,吡啶环、甲酸根中的为杂化,侧链饱和烷基中的为杂化,共3种杂化方式,B错误;
C.1个基元反应对应1个过渡态(),图乙共有、、,共3个过渡态,对应3个基元反应,C错误;
D.由图乙可知反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,抑制反应进行,D错误;
故选A。
13. 全球首例可充电氢负离子全固态电池由我国科学家研发成功,放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时电子从电极移向电极
B. 充电时每消耗生成
C. 充电时电极发生的反应为:
D. 固态电池从根源上消除了电解液漏液风险,并大幅降低了燃烧、爆炸风险
【答案】B
【解析】
【分析】放电过程时,电极a发生氧化反应为负极,电极反应为,电极b发生还原反应为正极,电极反应为,总反应为;充电过程中,电极a为阴极,电极反应为,电极b为阳极,电极反应为,总反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,放电时电极a为负极,电子从负极经外电路流向正极b,A正确;
B.由分析可知,充电总反应为,可知消耗时生成,B错误;
C.由分析可知,充电时,电极b为阳极,电极反应为,C正确;
D.固态电池使用固体电解质,无液态电解液,从根源上消除了漏液风险,大幅降低燃烧、爆炸风险,D正确;
故选B。
14. 二氧化碳、碳酸及其盐在自然界的迁移转化,是环境中碳循环的重要部分。常温下,溶液中各含碳物种的分布系数与的变化关系如图:
[比如:],的。将足量置于纯水中得到饱和溶液。下列说法不正确的是
A. 点的为8.34
B. 在纯水中的溶解度为
C. 该饱和溶液中,
D. 反应的平衡常数为
【答案】B
【解析】
【分析】随着增大,即随着减小,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大。当时,=,,当时,=,。
【详解】A.由图可知,点=,,所以,为8.34,A正确;
B.置于纯水中得到饱和溶液,存在,假设不水解,=,,则,实际会水解,使得溶解平衡向右移动,在纯水中的溶解度大于,B错误;
C.根据元素守恒,饱和溶液中存在:,故三者离子中,最大;由于存在,发生水解:,则溶液呈弱碱性,由题图可知,pH=即pOH=时,则,C正确;
D.反应的平衡常数为,所以,D正确;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某工厂利用镍矿(主要成分为,含少量和)制备超细镍粉,物质转化流程如下(部分反应条件已略去):
已知:滤液1中镍以形式存在,硫以和少量形式存在。
回答下列问题:
(1)的价层电子排布__________。
(2)“氧压氨浸”时,除加压外,可提高浸出速率的措施__________,转化为的离子方程式为__________。
(3)滤液1中铜的主要存在形式为__________(填离子符号)。气体的电子式__________。
(4)“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的,该步骤无沉淀产生,则理论上每转化消耗的物质的量为__________。
(5)滤液3浓缩结晶得到的__________(填化学式)可用作化肥。
【答案】(1)
(2) ①. 适当增大氨水的浓度、粉碎镍矿、搅拌等 ②.
(3) ①. ②.
(4)4 (5)
【解析】
【分析】镍矿的主要成分为,含少量和,在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水,生成、,浸渣为;“部分蒸氨”时挥发逸出的气体为氨气,减小,转化为,转化为CuS沉淀;向滤液2中通入足量,将滤液2中剩余的充分氧化为,最后通过还原,得到Ni粉,滤液3中的主要成分为硫酸铵。
【小问1详解】
Ni是28号元素,价电子排布为;
【小问2详解】
“氧压氨浸”时,除加压外,可提高浸出速率的措施有适当增大氨水的浓度、粉碎镍矿、搅拌等;与氧气、氨水反应生成,离子方程式为;
【小问3详解】
氨浸过程中,铜离子与氨水形成稳定的;“部分蒸氨沉铜”时,溶液中挥发出来的气体 a 显然是氨气,电子式为;
【小问4详解】
每个中的2个S原子平均价态为+2价,完全氧化为中+6价的S时,1mol失去电子的物质的量为;则2mol总共失去电子;1mol 作为氧化剂被还原为-2价O时,得到4mol电子。 根据氧化还原电子守恒,消耗的物质的量为。
【小问5详解】
由分析可知,滤液3中的主要成分为硫酸铵,硫酸铵是常用的铵态氮肥。
16. 碘化亚铜()是一种白色粉末,不溶于水,能被氧化,可用作有机合成催化剂。实验室制备碘化亚铜的装置如图所示(部分夹持及加热装置已略去)。回答下列问题:
已知:①常温下,时,沉淀完全。
②。
(1)下列与本实验无关的图标有__________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)仪器的名称为__________。仪器的作用是__________。
(3)溶液中的作用是__________。恒压分液漏斗中不能使用溶液代替,原因是__________。
(4)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为__________。
(5)利用测定样品中质量分数(杂质不参加反应)的方法如下:称取样品,向其中加入足量的溶液,待充分反应后,滴加溶液至恰好完全反应时消耗溶液的体积为。已知:
(未配平);
(未配平)。
计算该样品中的质量分数为__________。
【答案】(1)BD (2) ①. 圆底烧瓶 ②. 防止倒吸
(3) ①. 防止被空气氧化为 ②. 水溶液呈碱性,可能会使沉淀
(4)
(5)76.40%
【解析】
【分析】本实验的核心目的是制备碘化亚铜()。装置A中利用70%硫酸与反应制备,生成的通入装置B的三颈烧瓶中,与、发生氧化还原反应生成沉淀。由于易被氧化,溶液中溶有可保持还原性环境,防止反应物被氧化。尾气中含有多余的,用溶液吸收,仪器c用于防止倒吸。
【小问1详解】
实验中使用了70%硫酸,具有强腐蚀性,操作时需要佩戴护目镜,因此图标A(护目镜)和C(腐蚀性)与实验有关;实验过程中无易燃物和放射性物质,因此图标B(易燃物)和D(放射性)与实验无关。
【小问2详解】
根据仪器形状可知,仪器X为圆底烧瓶;极易溶于溶液,直接通入易引起倒吸,仪器c(球形干燥管)容积较大,其作用是防止倒吸。
【小问3详解】
具有还原性,易被空气中的氧气氧化,具有还原性,溶于溶液中可防止被氧化;溶液水解呈碱性,若代替,会使体系pH升高,根据已知信息,pH=6.4时会完全转化为沉淀,从而无法得到目标产物。
【小问4详解】
三颈烧瓶中,将还原为,与结合生成沉淀,同时被氧化为,结合原子守恒可得化学方程式为。
【小问5详解】
根据反应方程式和,可得关系式。滴定消耗的,则。的摩尔质量为,样品中的质量为,故该样品中的质量分数为。
17. 工业生产催化剂的过程会产生含大量高浓度氮氧化物()的烟气,对环境造成严重破坏。某工艺通过选择性催化还原法()治理去除烟气中的,使其达到排放标准,且无需二次处理。
主反应:
(i)
(ii)
副反应:
(iii)
请回答:
(1)标准状态下,一些物质的相对能量如表所示:
物质
相对能量
0
0
91
34
①计算反应(i)的__________。
②判断反应(i)在什么条件下自发进行__________(填“任意温度”“高温”或“低温”)。
(2)①已知尿素[]的分解作为还原剂的来源,尿素可以通过如下电化学装置获得,电解过程中生成尿素的电极反应式是__________。
②尿素可以用和为原料合成: 。,在的密闭容器中,能说明该反应达到平衡状态的是__________。
A.
B.
C.混合气体的密度不再发生变化
D.单位时间内消耗,同时生成
(3)的去除率(用表示)受投料的氨氮比()、进入混合器中烟气的浓度(即入口浓度,用表示)等因素的影响,结果如图、所示。
由上图可知,当氨氮比小于0.9时,主要的作用是__________。为取得最优氮氧化物的去除效果,入口浓度应保持在__________。
(4)空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量,单位为,它反映气体与催化剂的接触时间。在选择性催化还原法()治理去除烟气中的工艺中,空速控制在,请解释空速不宜过低的原因__________。
【答案】(1) ①. -1616 ②. 任意温度
(2) ①. ②. AC
(3) ①. 用于的转化 ②.
(4)低空速不利于反应后生成物、从催化剂表面脱附,减慢脱硝反应速率;过长的停留时间,还会促使发生氧化反应,反而使去除率下降
【解析】
【小问1详解】
①根据生成物总能量-反应物总能量,结合表格中的相对能量数据,反应(i)的。
②反应(i)的,且正反应是气体分子数增加的反应,即熵变 ;根据吉布斯自由能判据,在任意温度下均有,因此该反应在任意温度下均能自发进行。
【小问2详解】
①由电解装置图可知,左侧电极上和转化为尿素,元素的化合价从价降低到价,发生还原反应,故该电极为阴极。结合质子交换膜允许通过,根据电荷守恒和原子守恒,可写出电极反应式为:。
② A.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可知,若,则,正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,A正确;
B.物质的量之比等于化学计量数之比并不能说明他们的物质的量不再发生变化,不能作为判断平衡的标志,B错误;
C.该反应有固体生成,在恒容密闭容器中,随着反应的进行,混合气体的总质量不断减小,当混合气体的密度不再发生变化时,说明气体总质量不再改变,反应达到平衡,C正确;
D.单位时间内消耗和生成均表示正反应方向的速率,不能说明正逆反应速率相等,D错误;
故选AC。
【小问3详解】
由图a可知,当氨氮比小于0.9时,去除率接近100%,而去除率为负值,这说明体系中的量不足,优先与大量存在的反应,剩余的被氧化为导致其去除率为负。由图b可知,当入口浓度在时,的总去除率达到最高点。
【小问4详解】
空速过低意味着气体与催化剂的接触时间过长。一方面,低空速不利于反应后生成的、从催化剂表面及时脱附,从而占据活性位点,减慢脱硝反应速率;另一方面,过长的停留时间还会促使还原剂发生氧化反应,消耗了,反而会导致的去除率下降。
18. 化合物是一种用于合成生物碱类天然产物的中间体。某实验小组探究了的合成,其合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知:① R'CHO;
②RCHO+R'CH2CHO;
回答下列问题:
(1)D中官能团的名称__________。
(2)C的核磁共振氢谱显示2组峰,峰面积之比为__________。
(3)化学反应方程式__________。
(4)的化学反应类型为__________。
(5)F中,与2号碳相比,1号碳键的极性相对__________(填“较大”或“较小”)。
(6)F转化为G的同时,有副产物M生成。已知M是G的同分异构体,且与G的官能团相同。M的结构简式是__________(F中六元环不参与反应)。
(7)已知:①;
②;
以和为原料合成的合成路线如下:
、的结构简式分别是__________、__________。
【答案】(1)碳碳双键、羰基
(2)2∶1或者1∶2
(3)
(4)加成反应 (5)较大
(6) (7) ①. ②.
【解析】
【分析】A中双键与Br2发生加成反应得到B,B中两个Br原子均发生消去反应得到共轭二烯烃C,C与D中双键发生加成反应得到E,E中发生已知信息反应①生成两个醛基得到F,F中两个醛基发生反应②得到G。
【小问1详解】
D中官能团的名称为碳碳双键、羰基。
【小问2详解】
C为1,3-丁二烯,结构式为,共有两种化学环境的H,比例为2∶1或者1∶2,因此C的核磁共振氢谱中两组峰面积之比为2∶1或者1∶2。
【小问3详解】
为中两个Br原子均发生消去反应得到1,3-丁二烯,化学反应方程式为。
【小问4详解】
C为共轭二烯烃,它与D中双键发生加成反应得到E,反应类型为加成反应。
【小问5详解】
1号碳和2号碳均连接醛基,但是1号碳更靠近羰基,羰基具有吸电子效应,会造成键极性较大,因此与2号碳相比,1号碳键的极性相对较大。
【小问6详解】
据分析可知,F中两个醛基发生反应②得到G,1号碳和2号碳上均含有活泼H,因此F转化为G的同时,有副产物M生成,且M是G的同分异构体,与G的官能团相同。M的结构简式是。
【小问7详解】
根据给定的①和②反应,应是和L同步发生①和②反应,故L的结构简式为;根据反应②可知,K的结构简式应为,J到K发生的反应与E到F的反应一致,故J的结构简式为。
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