精品解析:湖南长沙市雅礼中学2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题
2026-08-30
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内容正文:
高三化学一
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:O~16 Mg~24 Ce~140
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 生产生活细微处,亦有化学回响。下列“生产生活小妙招”不合理的是
选项
目的
生产生活小妙招
A
去除蚕丝衣物上的油污
热水中加入苏打后浸泡衣物
B
防止葡萄酒氧化变质
酿酒过程中添加适量的二氧化硫
C
快速吸收婴儿尿液,保持皮肤干爽
尿不湿芯体填充聚丙烯酸钠颗粒
D
催熟生硬猕猴桃
与熟苹果或香蕉一同装入保鲜袋密封存放
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 中的 Si—F键为p-pσ键
B. 用电子式表示B的形成:
C. 聚丙烯的结构简式:
D. 氯气分子σ键的形成:
3. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有 HBr产生
B.制备甲酸
C.电解法制备 Mg
D.提纯苯甲酸时趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
4. 下列反应方程式书写错误的是
A. 已知酸性:,将足量 通入NaClO溶液中:
B. 乙醛被氧化:
C. 饱和碳酸钠溶液中通入过量:
D. 溶液中滴入足量稀盐酸:
5. 氮及其化合物的部分转化关系如右,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ:1 mol 与足量 充分反应,断裂氮氮三键的数目为
B. 反应Ⅱ:每消耗7.2 g Mg,生成 数目为0.2
C. 反应Ⅲ:生成物 为二元弱碱,1 L 0.1 的 水溶液中, 、 粒子总数为0.1
D. 反应Ⅳ:标准状况下,每消耗4.48 L ,转移电子数目为0.2
6. 下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
热稳定性:
氢键键长:
B
在 NaOH水溶液中加热时发生取代反应的难易程度:溴苯>溴乙烷
溴原子和苯环形成了大π键,导致碳溴键键能变大,不易被取代
C
熔点:<
阴离子半径:
D
O3在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
O3的极性微弱,仅是水分子的极性的28%
A. A B. B C. C D. D
7. 前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是形成化合物种类最多的元素,Y原子中有8个运动状态不同的电子,基态Z原子K、L层上的电子总数是其3p原子轨道上电子数的两倍,基态W原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A. 同周期元素中,第一电离能小于 Y 的有5种
B. 在一定条件下,和 可以相互转化
C. X的最简单氢化物可与Z单质的水溶液在光照时发生取代反应
D. 同主族中,元素Z形成的简单氢化物的沸点最低,酸性也最强
8. 化合物Z是合成麻醉剂的重要中间体,其合成路线如下,下列说法错误的是
A. X分子苯环上的二氯代物有6种
B. Y分子存在顺反异构体
C. Z可在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应
D. X、Y均能被酸性高锰酸钾溶液氧化得到苯甲酸
9. 一种从废旧电池正极材料()中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是
A. 电极反应:
B. 电路中转移电子,理论上可回收
C. 电极连接电源正极
D. 可转化为和,会降低锂的理论回收产率
10. 天然活性成分黄酮醇的制备过程与实验装置如下(部分装置略):
在 氛围中,依次向烧瓶中加入固体 NaOH、甲醇和邻羟基苯乙酮,搅拌下滴加苯甲醛,加热回流,得到Ⅰ。冷却至 10,向反应液中加入 和 NaOH混合溶液,继续搅拌得到Ⅱ,产率为74%。若Ⅰ分离后再与 和 NaOH 混合溶液反应,Ⅱ的产率为20%。下列说法错误的是
A. 装置a为球形冷凝管,1为进水口
B. N2氛围主要防止反应物被 氧化
C. 甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响
D. Ⅱ分子内羟基氧原子来自 NaOH 和
11. 某反应机理如下,下列说法错误的是
A. 化合物Ⅵ为该反应的催化剂
B. 化合物为,可循环利用
C. 若化合物Ⅲ为,按照该反应机理可生成和
D. 化合物Ⅲ转化为Ⅳ后,键长变短
12. 铈(Ce)是稀土中丰度最高的元素,其在电子材料、催化剂等方面的应用非常广泛。以氟碳铈矿石(含)为原料制备 的工艺流程如图1所示。
已知:①在硫酸介质中,Ce(Ⅳ)可被磷酸二异辛酯(用表示)萃取,Ce(Ⅲ)不能被萃取。
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),本题实验条件下D[Ce(Ⅳ)]=16。
下列说法错误的是
A. “氧化焙烧”时,为提高反应速率和原料利用率,将空气从焙烧炉底部通入
B. 向20mL 含0.09 Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入 10 mL 萃取剂,充分振荡、静置后,水层中c[Ce(Ⅳ)]=0.01
C. “反萃取”过程中 作还原剂
D. 立方晶胞如图2所示,晶胞棱长为 pm,该晶体密度为
13. 催化加氢制备的主要反应为:
反应I:
反应II:
一定压强下,在密闭容器中投入和在催化剂作用下发生反应。平衡时,转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。
CO选择性可表示为。下列说法正确的是
A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化
B. 反应I的、反应II的
C. 图中Р点对应温度下,平衡时CO选择性为11.1%
D. 450℃之后,温度升高导致催化剂活性降低,从而导致甲烷平衡产率减小
14. 25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定一元酸HA和HB,滴定曲线(滴定分数,T > 100%后作简化处理)如图所示。下列说法错误的是
A. T = 0时,若两溶液同时升高温度,则 增大
B. 其他条件不变时,越小,滴定终点附近 pH突变范围越大
C. 曲线①在10% < T < 90%内较平缓,是因为和HA能共同稳定体系pH
D. 滴定HA过程中存在关系:
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 钴元素化合物具有极其丰富的颜色特征,学习小组为了解钴及其化合物的性质,做了如下探究:
Ⅰ.钴水配合物
(1)学习小组发现,无水的 固体遇水便会由蓝色变为粉色。学习小组猜测其可能具有的用途为_____________________。
Ⅱ.钴氨配合物
现有四种颜色的钴氨配合物,分别为黄色、紫红色、绿色、紫色,且都符合的化学通式。学习小组选择紫红色的配合物,并进行定量分析。称取 m g纯样品,均分为3份。(配合物的摩尔质量为 M g/mol)
第一份:溶解后在微碱性条件下,以5%的溶液作指示剂,用浓度为 mol/L的标准液滴定,消耗 mL。已知为砖红色沉淀。
(2)达到滴定终点的实验现象是_____________________。
第二份:溶解后加入过量EDTA(乙二胺四乙酸),在微碱性条件下,以5%的溶液作指示剂,用浓度为的标准液滴定,消耗。
已知:未加入EDTA时,发生反应:,加入EDTA后,发生的反应为。
(3)写出b的表达式:b = ____________(用表示)。
第三份:在锥形瓶A中溶解后,加入一定浓度的NaOH溶液10 mL,另取一锥形瓶D装入40 mL硼酸溶液,并用溶液滴定锥形瓶D中的溶液,实验装置如图所示。
(4)①装置B中的物质可选用下列中的_____(填标号)。
A.无水 B. C.碱石灰 D.NaOH固体
②关于上述实验,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.氮气可以排尽装置内的空气,且可作为载气,将产生的氨气全部导入吸收液
B.若滴定前酸式滴定管内无气泡,滴定结束后出现气泡,则测定的a值偏大
C.吸收装置中仅保证硼酸过量即可,无需测定硼酸溶液的浓度
Ⅲ.钴氰配合物
学习小组为探究钴氰配合物的性质,进行了如下A、B、C、D四组对比实验。
已知:上述所有实验均没有沉淀生成。
(5)请写出D组实验中发生的离子反应方程式:____________________________。
(6)对比四组实验,可得出与配位后,的还原性______(填“增强”或“减弱”,下同),的氧化性_______。
16. 一种从铜阳极泥(主要含Au、Ag2Se、)中分离提取贵金属 Au、Ag的工艺流程如下:
已知:①“球磨提金”时,生成的高活性 直接和 Au反应生成 。
② ; 。
回答下列问题:
(1)Au位于第六周期且与 Cu同族,基态 Au原子的价电子排布式为________。
(2)“酸浸”时, 与稀硝酸反应生成二元弱酸 的离子方程式为____________________。
(3)“球磨提金”时,生成 的反应中作氧化剂的是______(填化学式),该工序需要控制温度在50~60℃,简述理由:_____________________。
(4)“酸溶”时, 转化为 ;“反萃取”时加入 溶液后,水相中 Au以 形式存在,理论上消耗的 与 的物质的量之比不应低于________。“酸化析金”时, 发生自身氧化还原反应的离子方程式为____________________。
(5)“溶银”中,忽略溶液体积变化,若使0.010mol AgCl完全溶于1.0L氨水,则反应后溶液中 ____________________。
(6)关于上述流程,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.“酸浸”时,用 替换稀硝酸利于绿色环保
B.“酸溶”时,加入稀盐酸越多越好
C.滤液X中通入适量HCl后所得产品可导入“球磨提金”,以提高资源利用率
17. 一种药物中间体(H)的合成路线如下:
已知:
Ⅰ.,Z、Z'均为强吸电子基团
Ⅱ.,X=C、NR''
回答下列问题:
(1)的名称为_____________。
(2)B的结构简式为____________。
(3)C中含氧官能团名称为___________;C→D反应类型为___________。
(4)E→F化学方程式为________________________。
(5)C的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为_______________(写出一种即可)。
①遇 溶液显色
②含
③苯环上仅含1种化学环境的氢原子
(6)以庚二酸二甲酯和1,2-二溴乙烷为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线__________。
18. 催化重整是减缓温室效应、实现“碳中和”的重要方式,是利用的研究热点之一,该重整反应体系主要涉及以下反应:
①
②
③
④
Ⅰ.我国学者对催化重整的反应①进行理论研究,提出在Pt-Fe或Sn-Fe合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。
(1)主反应的__________(用、、表示)。
(2)该历程中最大能垒 __________ 。
(3)其他条件相同时,催化重整的主反应①在上述两种不同催化剂下反应相同时间,CO的产率随反应温度的变化如图所示,p是_______合金催化下CO的产率随温度的变化曲线,p、q曲线到达m点后重合,请解释原因:_____________________。
(4)重整反应①生成的合成气(CO和)是重要的化工原料,以合成气为燃料,通入以熔融碳酸盐为电解质的燃料电池中,写出CO为负极反应物时的电极反应式:_____________。
(5)下列说法正确的是______(填标号)。
A. 重整反应过程中,既有极性键的断裂,又有非极性键的形成
B. 恒温恒容下,向重整反应体系充入Ar,的反应速率增大
C. 恒温恒压下,若此时仅发生反应②,当气体密度保持不变,说明反应②达到平衡状态
D. 合成气可通过费托合成转化为乙烯:该反应氢原子经济性=50%(氢原子经济性=×100%)
Ⅱ.设 为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应①、③、④的ln随 (温度的倒数)的变化如图所示。
(6)反应④的正、逆反应速率分别表示为;。其中 、 分别为正、逆反应速率常数,升高温度时, ____(填“增大”“减小”或“不变”)。在图中A 点对应温度下,原料组成 、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时 的分压为30 kPa。的平衡转化率=_____。
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高三化学一
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:O~16 Mg~24 Ce~140
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 生产生活细微处,亦有化学回响。下列“生产生活小妙招”不合理的是
选项
目的
生产生活小妙招
A
去除蚕丝衣物上的油污
热水中加入苏打后浸泡衣物
B
防止葡萄酒氧化变质
酿酒过程中添加适量的二氧化硫
C
快速吸收婴儿尿液,保持皮肤干爽
尿不湿芯体填充聚丙烯酸钠颗粒
D
催熟生硬猕猴桃
与熟苹果或香蕉一同装入保鲜袋密封存放
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.蚕丝主要成分为蛋白质,苏打()在热水中水解使溶液碱性较强,加热、碱性条件下蛋白质会发生水解,损坏蚕丝衣物,A符合题意;
B.具有还原性,适量添加可以消耗氧气,同时能抑菌,可防止葡萄酒氧化变质,B不符合题意;
C.聚丙烯酸钠是高吸水性树脂,可快速吸收大量水分且保水能力强,能用于尿不湿吸收尿液、保持皮肤干爽,C不符合题意;
D.熟苹果或香蕉会释放乙烯(),乙烯是具有催熟作用的植物生长调节剂,可催熟生硬猕猴桃,D不符合题意;
故答案选A。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 中的 Si—F键为p-pσ键
B. 用电子式表示B的形成:
C. 聚丙烯的结构简式:
D. 氯气分子σ键的形成:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中原子采取杂化,键是键,并非键,A错误;
B.是离子化合物,形成过程的生成物中需要加方括号并标注负电荷,需要标注价,正确的形成:,B错误;
C.聚丙烯由丙烯加聚得到,碳碳双键打开后重复单元为,与图示结构一致,C正确;
D.分子的键是两个轨道头碰头重叠形成,轨道为哑铃形,图示为球形的轨道重叠,对应键的形成,D错误;
故选C。
3. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备溴苯并验证有 HBr产生
B.制备甲酸
C.电解法制备 Mg
D.提纯苯甲酸时趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯和液溴反应放热,溴单质易挥发,挥发的溴蒸气也能与溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰的检验,无法验证有产生,A错误;
B.足量酸性溶液氧化性过强,会将甲醇最终氧化为,无法得到甲酸,B错误;
C.电解溶液时,阴极优先放电生成,无法得到单质,工业上需电解熔融氯化镁制备,C错误;
D.苯甲酸溶解度随温度降低而减小,趁热过滤使用热滤漏斗可保持温度,避免苯甲酸提前结晶损失,能达到实验目的,D正确;
故选D。
4. 下列反应方程式书写错误的是
A. 已知酸性:,将足量 通入NaClO溶液中:
B. 乙醛被氧化:
C. 饱和碳酸钠溶液中通入过量:
D. 溶液中滴入足量稀盐酸:
【答案】A
【解析】
【详解】A.具有强氧化性,具有强还原性,二者会发生氧化还原反应,不发生题给的复分解反应,方程式错误;正确的反应方程式为;A错误;
B.乙醛在碱性条件下被新制氧化为乙酸盐,同时生成沉淀和水,方程式配平、产物均正确,B正确;
C.相同温度下溶解度小于,饱和溶液通入过量会析出晶体,离子方程式正确,C正确;
D.足量盐酸与银氨溶液反应,解离出的与生成沉淀,解离出的与结合为,溶液中的与生成,配平正确,D正确;
故答案选A。
5. 氮及其化合物的部分转化关系如右,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ:1 mol 与足量 充分反应,断裂氮氮三键的数目为
B. 反应Ⅱ:每消耗7.2 g Mg,生成 数目为0.2
C. 反应Ⅲ:生成物 为二元弱碱,1 L 0.1 的 水溶液中, 、 粒子总数为0.1
D. 反应Ⅳ:标准状况下,每消耗4.48 L ,转移电子数目为0.2
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨反应为可逆反应,即使氢气足量,1 mol 氮气也不能完全转化,断裂的氮氮三键数目小于阿伏加德罗常数,A错误;
B.镁与氮气反应的化学方程式为。7.2 g 镁的物质的量为0.3 mol,生成0.1 mol ,即生成0.2 mol ,粒子数为,B正确;
C.肼为二元弱碱,能分步结合质子。溶液中的物料守恒关系为,因此肼分子与一价阳离子的粒子总数小于0.1 mol,C错误;
D.标准状况下二氧化氮存在二聚平衡,不能由气体体积直接确定二氧化氮的物质的量。该歧化反应的化学方程式为,每2 mol 二氧化氮转移1 mol 电子;即使按计算,转移电子也只有,电子数为,D错误;
故选B。
6. 下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
热稳定性:
氢键键长:
B
在 NaOH水溶液中加热时发生取代反应的难易程度:溴苯>溴乙烷
溴原子和苯环形成了大π键,导致碳溴键键能变大,不易被取代
C
熔点:<
阴离子半径:
D
O3在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
O3的极性微弱,仅是水分子的极性的28%
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水分子的热稳定性强于氨分子是由于H-O键键能大于N-H键键能所致,与分子间氢键的强弱无关,A符合题意;
B.溴苯中溴原子的p轨道和苯环形成p−π共轭,使碳溴键键能增大,比溴乙烷中的碳溴单键更难断裂,所以溴苯比溴乙烷更难发生取代反应,B不符合题意;
C.由化学式可知,两种物质都是离子晶体,晶体中的阳离子相同,但离子的离子半径大于氯离子,则的晶格能小于,离子晶体的晶格能越大,熔点越高,所以的熔点小于,C不符合题意;
D.臭氧分子虽然是极性分子,但极性微弱,所以依据相似相溶原理可知,臭氧在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度高于极性溶剂水,D不符合题意;
故选A。
7. 前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是形成化合物种类最多的元素,Y原子中有8个运动状态不同的电子,基态Z原子K、L层上的电子总数是其3p原子轨道上电子数的两倍,基态W原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A. 同周期元素中,第一电离能小于 Y 的有5种
B. 在一定条件下,和 可以相互转化
C. X的最简单氢化物可与Z单质的水溶液在光照时发生取代反应
D. 同主族中,元素Z形成的简单氢化物的沸点最低,酸性也最强
【答案】B
【解析】
【分析】首先推断元素:X是形成化合物种类最多的元素,为碳原子;Y有8个运动状态不同的电子,电子排布式为,为氧原子;Z的K、L层电子总数为10,是3p轨道电子数的2倍,故3p轨道有5个电子,电子排布式为,Z为;W基态有6个未成对电子,价电子排布为,为。
【详解】A.第二周期元素第一电离能顺序为,第一电离能小于的有、、、共4种,A错误;
B.溶液中存在平衡,改变溶液即可实现两种离子的相互转化,B正确;
C.X的最简单氢化物为,只能与气态在光照下发生取代反应,与氯水不反应,C错误;
D.第ⅦA族简单氢化物中,沸点最低,但酸性,是同主族简单氢化物中酸性最强的,D错误;
故选B。
8. 化合物Z是合成麻醉剂的重要中间体,其合成路线如下,下列说法错误的是
A. X分子苯环上的二氯代物有6种
B. Y分子存在顺反异构体
C. Z可在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应
D. X、Y均能被酸性高锰酸钾溶液氧化得到苯甲酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.为苯甲醛,属于单取代苯,苯环上的二氯代物共有6种,A正确;
B.分子中碳碳双键的两个碳原子均连接不同的原子或基团,符合顺反异构的存在条件,存在顺反异构体,B正确;
C.属于醇类,醇的消去反应条件为浓硫酸、加热,氢氧化钠醇溶液是卤代烃发生消去反应的条件,在该条件下不能发生消去反应,C错误;
D.的醛基可被酸性高锰酸钾氧化为羧基得到苯甲酸,中与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子,侧链可被酸性高锰酸钾氧化为羧基得到苯甲酸,D正确;
故选C。
9. 一种从废旧电池正极材料()中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是
A. 电极反应:
B. 电路中转移电子,理论上可回收
C. 电极连接电源正极
D. 可转化为和,会降低锂的理论回收产率
【答案】D
【解析】
【分析】左侧池通入O2生成H2O2,这是还原反应,因此a电极是阴极,连接电源的负极。电极反应: ,右侧池被氧化为,这是氧化反应,因此b电极是阳极,连接电源的正极。电极反应: ;阴离子交换膜:允许阴离子(如、OH-等)通过,以维持电荷平衡。
【详解】A.如上分析,左侧通入氧气生成双氧水,且在溶液中可生成OH-,该方程式书写正确,A正确;
B.电路中转移电子时,整个体系总电子转移量为,每释放对应电子转移(),双电极可同时回收,理论上可回收,B正确;
C.右侧发生氧化反应:被氧化为,阳极连接电源正极,C正确;
D.若歧化转化为和,反应为:,该歧化反应为碘自身氧化还原,总可得到的电子数(氧化的总能力)不变:原本可得到电子,歧化后作为氧化剂可得到电子,总氧化能力不变,理论上脱出回收的总物质的量不变,因此不会降低锂的理论回收产率,D错误;
故选D。
10. 天然活性成分黄酮醇的制备过程与实验装置如下(部分装置略):
在 氛围中,依次向烧瓶中加入固体 NaOH、甲醇和邻羟基苯乙酮,搅拌下滴加苯甲醛,加热回流,得到Ⅰ。冷却至 10,向反应液中加入 和 NaOH混合溶液,继续搅拌得到Ⅱ,产率为74%。若Ⅰ分离后再与 和 NaOH 混合溶液反应,Ⅱ的产率为20%。下列说法错误的是
A. 装置a为球形冷凝管,1为进水口
B. N2氛围主要防止反应物被 氧化
C. 甲醇对Ⅰ→Ⅱ反应的产率有显著影响
D. Ⅱ分子内羟基氧原子来自 NaOH 和
【答案】D
【解析】
【详解】A.球形冷凝管通水遵循“下进上出”原则,图中1为下口,是进水口,2为上口,是出水口,A正确;
B.反应物中的酚类、醛类都易被空气中的氧气氧化,作为惰性氛围,主要作用是防止反应物被氧化,B正确;
C.由题干信息可知,不分离Ⅰ直接进行下一步反应,Ⅱ的产率为74%,分离出Ⅰ后再反应,产率仅为20%,分离Ⅰ的过程会除去体系中的甲醇,产率大幅下降,说明甲醇对反应的产率有显著影响,C正确;
D.由流程可知,Ⅰ分子中的羟基氧原子转化为Ⅱ分子六元环中的氧原子,Ⅱ分子中还有一个羟基,该羟基氧原子来自氧化剂,NaOH只提供碱性环境,不提供氧原子,D错误;
故选D。
11. 某反应机理如下,下列说法错误的是
A. 化合物Ⅵ为该反应的催化剂
B. 化合物为,可循环利用
C. 若化合物Ⅲ为,按照该反应机理可生成和
D. 化合物Ⅲ转化为Ⅳ后,键长变短
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察整个催化循环,化合物VI在反应起始阶段与反应物I结合,得到中间体 II,在反应的最后一步(水解),化合物VI又被完整地释放出来参与下一次循环,它符合“参与反应,但在反应前后质量和化学性质不变”的特征,因此它是该反应的催化剂,A正确;
B.在循环的第一步,化合物I与化合物VI发生缩合反应,生成中间体 II 和一分子水,因此X为H2O, 顺着循环往下看,在最后一步,加合物IV发生水解反应,重新释放出最终产物V和催化剂VI,这个水解过程刚好需要消耗水,X在第一步生成,在最后一步被消耗,在整个闭环体系中可以循环参与反应,B正确;
C.根据反应机理总反应为I+III→V,若化合物III为,按照该反应机理可生成和,C错误;
D.化合物Ⅲ中间的 C2-C3 是单键, 当它与中间体 II发生 Diels-Alder 环加成反应转化为化合物IV 时,旧的两个双键断裂,电子发生重排,在 C2 和 C3 之间形成了一个新的双键,键长变短,D正确;
故答案选C。
12. 铈(Ce)是稀土中丰度最高的元素,其在电子材料、催化剂等方面的应用非常广泛。以氟碳铈矿石(含)为原料制备 的工艺流程如图1所示。
已知:①在硫酸介质中,Ce(Ⅳ)可被磷酸二异辛酯(用表示)萃取,Ce(Ⅲ)不能被萃取。
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D),本题实验条件下D[Ce(Ⅳ)]=16。
下列说法错误的是
A. “氧化焙烧”时,为提高反应速率和原料利用率,将空气从焙烧炉底部通入
B. 向20mL 含0.09 Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入 10 mL 萃取剂,充分振荡、静置后,水层中c[Ce(Ⅳ)]=0.01
C. “反萃取”过程中 作还原剂
D. 立方晶胞如图2所示,晶胞棱长为 pm,该晶体密度为
【答案】D
【解析】
【分析】氟碳铈矿焙烧时和氧气反应生成、和气体X:,然后加入稀硫酸形成含的溶液,加入有机萃取剂萃取分液,取有机相用过氧化氢将还原为后反萃取得,最终得,据此进行分析。
【详解】A.氧化焙烧时空气从底部通入,可与矿石逆流接触,增大反应物接触面积,提高反应速率和原料利用率,A正确;
B.设水层中,则有机层中,根据Ce元素守恒:,解得,B正确;
C.反萃取过程中被还原为,中O元素化合价升高失电子,作还原剂,C正确;
D.该晶胞中的个数为,均在晶胞内个数为8,对应4个单元,晶胞体积为,密度为,D错误;
故选D。
13. 催化加氢制备的主要反应为:
反应I:
反应II:
一定压强下,在密闭容器中投入和在催化剂作用下发生反应。平衡时,转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。
CO选择性可表示为。下列说法正确的是
A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化
B. 反应I的、反应II的
C. 图中Р点对应温度下,平衡时CO选择性为11.1%
D. 450℃之后,温度升高导致催化剂活性降低,从而导致甲烷平衡产率减小
【答案】C
【解析】
【分析】结合已知信息和图像可知450℃以前,CO2的平衡转化率等于CH4的平衡产率,随着温度的升高,二氧化碳的转化率和甲烷的平衡产率均减小,反应Ⅰ为放热反应,450℃以后,曲线③和曲线④不再相等,由上述分析可知,二氧化碳转化率增大,甲烷的平衡产率降低,即反应Ⅱ为吸热反应,曲线③代表的是平衡时CH4的产率随温度的变化情况,曲线④代表的是平衡时CO2的转化率随温度的变化情况;p点时2种含氢气体的物质的量均为1.36mol,结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol,CH4的物质的量不超过1mol,且曲线随着温度升高逐渐增大,曲线①为H2物质的量随温度的变化情况,曲线②代表H2O(g)物质的量随温度的变化情况,根据上述分析回答下列问题;
【详解】A.根据上述分析可知,图中曲线①、曲线③分别表示平衡时物质的量、CH4的产率随温度的变化情况,A错误;
B.根据上述分析可知,反应Ⅰ的、反应Ⅱ的,B错误;
C.图中P点对应温度下,反应Ⅰ消耗n(CO2)为xmol,反应Ⅱ消耗n(CO2)为ymol,列三段式如下:
,
,结合p点数据可以得到,解得,===,C正确;
D.450℃以后,甲烷平衡产率减小的原因是反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,但以反应Ⅱ为主,D错误;
故选C。
14. 25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定一元酸HA和HB,滴定曲线(滴定分数,T > 100%后作简化处理)如图所示。下列说法错误的是
A. T = 0时,若两溶液同时升高温度,则 增大
B. 其他条件不变时,越小,滴定终点附近 pH突变范围越大
C. 曲线①在10% < T < 90%内较平缓,是因为和HA能共同稳定体系pH
D. 滴定HA过程中存在关系:
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,未加NaOH(T = 0)时,HB的pH = 1,说明HB是强酸,在水中完全电离;HA的pH = 3,大于HB的pH,说明HA是弱酸,存在电离平衡。
【详解】A.升高温度,c(B-)不变,HA的电离平衡正移,c(A-)增大,增大,A正确;
B.由题图可知,酸性:HB>HA,Ka(HB)>Ka(HA),而滴定终点附近时HB的pH突变范围较HA大,可得其他条件不变时,Ka越大,滴定终点附近时pH突变范围越大,B错误;
C.随着NaOH溶液滴入,发生反应NaOH+HA = NaA+H2O,在10% < T < 90%内,体系中存在A-与HA组成的缓冲体系,能共同稳定体系的pH,C正确;
D.在任意时刻,根据电荷守恒有c(A-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),根据元素守恒有c(Na+)=Tc(A-)+Tc(HA),则有c(H+)+Tc(A-)+Tc(HA)=c(A-)+c(OH-),进而可得:,D正确。
故选B。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 钴元素化合物具有极其丰富的颜色特征,学习小组为了解钴及其化合物的性质,做了如下探究:
Ⅰ.钴水配合物
(1)学习小组发现,无水的 固体遇水便会由蓝色变为粉色。学习小组猜测其可能具有的用途为_____________________。
Ⅱ.钴氨配合物
现有四种颜色的钴氨配合物,分别为黄色、紫红色、绿色、紫色,且都符合的化学通式。学习小组选择紫红色的配合物,并进行定量分析。称取 m g纯样品,均分为3份。(配合物的摩尔质量为 M g/mol)
第一份:溶解后在微碱性条件下,以5%的溶液作指示剂,用浓度为 mol/L的标准液滴定,消耗 mL。已知为砖红色沉淀。
(2)达到滴定终点的实验现象是_____________________。
第二份:溶解后加入过量EDTA(乙二胺四乙酸),在微碱性条件下,以5%的溶液作指示剂,用浓度为的标准液滴定,消耗。
已知:未加入EDTA时,发生反应:,加入EDTA后,发生的反应为。
(3)写出b的表达式:b = ____________(用表示)。
第三份:在锥形瓶A中溶解后,加入一定浓度的NaOH溶液10 mL,另取一锥形瓶D装入40 mL硼酸溶液,并用溶液滴定锥形瓶D中的溶液,实验装置如图所示。
(4)①装置B中的物质可选用下列中的_____(填标号)。
A.无水 B. C.碱石灰 D.NaOH固体
②关于上述实验,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.氮气可以排尽装置内的空气,且可作为载气,将产生的氨气全部导入吸收液
B.若滴定前酸式滴定管内无气泡,滴定结束后出现气泡,则测定的a值偏大
C.吸收装置中仅保证硼酸过量即可,无需测定硼酸溶液的浓度
Ⅲ.钴氰配合物
学习小组为探究钴氰配合物的性质,进行了如下A、B、C、D四组对比实验。
已知:上述所有实验均没有沉淀生成。
(5)请写出D组实验中发生的离子反应方程式:____________________________。
(6)对比四组实验,可得出与配位后,的还原性______(填“增强”或“减弱”,下同),的氧化性_______。
【答案】(1)检验水的存在
(2)滴入最后半滴硝酸银标准液,出现砖红色且半分钟内不消失
(3)
(4) ①. CD ②. AC
(5)
(6) ①. 增强 ②. 减弱
【解析】
【小问1详解】
无水遇水后由蓝色变为粉色,该颜色变化可以指示水的存在,因此可用于检验水的存在;
【小问2详解】
当恰好完全沉淀后,滴入最后半滴标准液,过量的与反应生成砖红色沉淀;若砖红色半分钟内不消失,则达到滴定终点;
【小问3详解】
每份样品的物质的量为。
第一份只测得外界氯离子,有;加入过量EDTA后,配位内的氯离子也释放,第二份测得全部3个氯离子,有。
两式相除得,整理得;
【小问4详解】
①
A.无水会吸收,不能用于干燥氨气,A错误;
B.呈酸性,会与反应,B错误;
C.碱石灰能干燥氨气且不与氨气反应,C正确;
D.NaOH固体能干燥氨气且不与氨气反应,D正确;
故选CD;
②
A.氮气既能排尽装置内的空气,又能作为载气将生成的氨气导入吸收液,A正确;
B.滴定结束后尖嘴出现气泡,实际滴入的硫酸体积等于读数差与气泡体积之和,故读得的硫酸体积小于实际消耗体积,使测得的氨气量和a值均偏小,B错误;
C.硼酸只需过量以完全吸收氨气,其初始浓度不参与所吸收氨气量的计算,C正确;
故选AC;
【小问5详解】
D组中,二价钴氰配离子被氧化为三价钴氰配离子,同时水被还原生成氢气。根据原子守恒和电荷守恒配平,离子反应方程式为;
【小问6详解】
A组能氧化水而B组不能,说明与氰根离子配位后,三价钴离子的氧化性减弱;C组不能还原水,而D组能使水生成氢气,说明与氰根离子配位后,二价钴离子的还原性增强。
16. 一种从铜阳极泥(主要含Au、Ag2Se、)中分离提取贵金属 Au、Ag的工艺流程如下:
已知:①“球磨提金”时,生成的高活性 直接和 Au反应生成 。
② ; 。
回答下列问题:
(1)Au位于第六周期且与 Cu同族,基态 Au原子的价电子排布式为________。
(2)“酸浸”时, 与稀硝酸反应生成二元弱酸 的离子方程式为____________________。
(3)“球磨提金”时,生成 的反应中作氧化剂的是______(填化学式),该工序需要控制温度在50~60℃,简述理由:_____________________。
(4)“酸溶”时, 转化为 ;“反萃取”时加入 溶液后,水相中 Au以 形式存在,理论上消耗的 与 的物质的量之比不应低于________。“酸化析金”时, 发生自身氧化还原反应的离子方程式为____________________。
(5)“溶银”中,忽略溶液体积变化,若使0.010mol AgCl完全溶于1.0L氨水,则反应后溶液中 ____________________。
(6)关于上述流程,下列说法正确的是_____(填标号)。
A.“酸浸”时,用 替换稀硝酸利于绿色环保
B.“酸溶”时,加入稀盐酸越多越好
C.滤液X中通入适量HCl后所得产品可导入“球磨提金”,以提高资源利用率
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②. 反应温度过低反应速率慢;温度过高时挥发损耗大,会导致金的浸出率降低;
(4) ①. 2:1 ②.
(5)0.25 (6)AC
【解析】
【分析】铜阳极泥中主要含Au、Ag2Se、,先加入稀硝酸、稀硫酸进行“酸浸”,Ag2Se、被硝酸氧化溶解生成、、二元弱酸与NO;、、进入滤液中,Au留在沉淀中;沉淀加入、“球磨提金”,氧化氯离子生成高活性,将Au氧化为,经稀硫酸“酸溶”得到水溶液,有机萃取剂“萃取”进入有机相,与水相分离后,向有机相中加入“反萃取”,既作还原剂还原,又提供配体形成,再经稀盐酸酸化,发生自身氧化还原析出单质Au;“酸浸”后的滤液中加入NaCl“沉银”得到AgCl沉淀,AgCl加氨水“溶银”生成可溶性配合物离子,再用水合肼“还原提银”析出Ag单质,释放得到滤液X。
【小问1详解】
仿照Cu的价电子排布式可得基态Au原子的价电子排布式为;
【小问2详解】
中Cu为+1价,被氧化为,Se为-2价,被氧化为,被还原为NO,结合得失电子守恒,和原子、电荷守恒配平方程式为
【小问3详解】
“球磨提金”时,加入的氧化生成,Mn元素化合价降低,为氧化剂;反应温度过低反应速率慢;温度过高时挥发损耗大,会导致金的浸出率降低;
【小问4详解】
具有还原性,将中的+3价Au还原为+1价,S显+4价的自身发生氧化反应生成S显+6价的,在氧化还原反应中二者物质的量之比为1:1;作为配体,与Au 1:1形成配合物离子进入水相实现反萃取,因此的作用为将+3价的Au还原为+1价并提供配体,故理论上消耗的与 的物质的量之比不应低于2:1;中Au化合价降低生成Au单质,S元素部分转化为,部分转化为,结合得失电子守恒和原子、电荷守恒配平方程式为:;
【小问5详解】
已知 ; ,总反应为,平衡常数。0.010 mol AgCl完全溶于1 L氨水,平衡时,代入,解得,因此
【小问6详解】
A.作氧化剂时,还原产物为,对环境没有污染,因此 “酸浸”时,用替换稀硝酸可减少氮氧化物的生成,更为绿色环保,A正确;
B.“酸溶”时,加入稀盐酸过多,会影响萃取效率,且造成原料浪费,B错误;
C.“还原提银”时水合肼与银氨络离子反应释放,滤液X含铵盐,“球磨提金”工序需要,向滤液X中加入HCl,将转化为,可循环至“球磨提金”步骤,C正确;
故选AC。
17. 一种药物中间体(H)的合成路线如下:
已知:
Ⅰ.,Z、Z'均为强吸电子基团
Ⅱ.,X=C、NR''
回答下列问题:
(1)的名称为_____________。
(2)B的结构简式为____________。
(3)C中含氧官能团名称为___________;C→D反应类型为___________。
(4)E→F化学方程式为________________________。
(5)C的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为_______________(写出一种即可)。
①遇 溶液显色
②含
③苯环上仅含1种化学环境的氢原子
(6)以庚二酸二甲酯和1,2-二溴乙烷为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线__________。
【答案】(1)丙烯酸甲酯
(2) (3) ①. 酯基 ②. 还原反应
(4) (5)或(任写一种)
(6)
【解析】
【分析】由流程图可知,与A在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成B(),结合B的化学式可得A为,则B为;B在乙醇钠、乙醇体系中和发生已知Ⅰ的取代反应,得到C,结合E的结构可知C为;C在Pd/C作用下与氢气发生还原反应得到D(),D再与发生加成反应生成E(),E和ClCOOCH2Ph在Et3N、CH2Cl2环境下发生N上的取代反应,得到F();F经、作用分子内环合得到G();G在氯化钠、水和DMSO条件下脱酯基得到目标产物H;
【小问1详解】
中含有酯基和碳碳双键两种官能团,命名时酯基优先级较高,故该有机物应命名为“某酸某酯”,将酯基水解后,左侧为含羧基部分,为丙烯酸,右侧为含羟基部分,为甲醇,应命名为:丙烯酸甲酯;
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为;
【小问3详解】
①由分析可知,C的结构简式为,含氧官能团为酯基;
②C在Pd/C作用下与氢气发生还原反应得到D(),故的反应类型为还原反应;
【小问4详解】
由分析可知,E和ClCOOCH2Ph在Et3N、CH2Cl2环境下发生N上的取代反应,得到F()
和,化学方程式为;
【小问5详解】
满足条件①:遇溶液显色,则含酚羟基;②:含;③:苯环上仅含1种等效氢,则苯环为对称四取代,两对取代基对称分布,符合条件的C的同分异构体为和(任写一种);
【小问6详解】
结合题中流程,在NaH/DMF条件下发生已知Ⅱ的反应生成,在乙醇钠、乙醇体系中和发生已知Ⅰ的取代反应,生成,在氯化钠、水和DMSO条件下脱酯基得到目标产物,故合成路线为:。
18. 催化重整是减缓温室效应、实现“碳中和”的重要方式,是利用的研究热点之一,该重整反应体系主要涉及以下反应:
①
②
③
④
Ⅰ.我国学者对催化重整的反应①进行理论研究,提出在Pt-Fe或Sn-Fe合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。
(1)主反应的__________(用、、表示)。
(2)该历程中最大能垒 __________ 。
(3)其他条件相同时,催化重整的主反应①在上述两种不同催化剂下反应相同时间,CO的产率随反应温度的变化如图所示,p是_______合金催化下CO的产率随温度的变化曲线,p、q曲线到达m点后重合,请解释原因:_____________________。
(4)重整反应①生成的合成气(CO和)是重要的化工原料,以合成气为燃料,通入以熔融碳酸盐为电解质的燃料电池中,写出CO为负极反应物时的电极反应式:_____________。
(5)下列说法正确的是______(填标号)。
A. 重整反应过程中,既有极性键的断裂,又有非极性键的形成
B. 恒温恒容下,向重整反应体系充入Ar,的反应速率增大
C. 恒温恒压下,若此时仅发生反应②,当气体密度保持不变,说明反应②达到平衡状态
D. 合成气可通过费托合成转化为乙烯:该反应氢原子经济性=50%(氢原子经济性=×100%)
Ⅱ.设 为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应①、③、④的ln随 (温度的倒数)的变化如图所示。
(6)反应④的正、逆反应速率分别表示为;。其中 、 分别为正、逆反应速率常数,升高温度时, ____(填“增大”“减小”或“不变”)。在图中A 点对应温度下,原料组成 、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时 的分压为30 kPa。的平衡转化率=_____。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. Pt-Fe ②. m点后,反应达到平衡,使用催化剂平衡不移动,不影响CO的产率,故曲线重合
(4) (5)AD
(6) ①. 减小 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,对已知反应进行组合,反应②+反应③-反应④之后即可得到主反应①,因此;
【小问2详解】
能垒是过渡态与前一个反应中间体的能量差值,选取Sn-Fe催化路径从图中可以看出,反应历程中最大的能垒发生在转化为的步骤。能垒为:
【小问3详解】
从图中可以看出,p曲线在较低温度下CO的产率较高,说明p曲线对应的催化剂(Pt-Fe)在较低温度下反应速率更快,能垒更低;m点后,两条曲线重合,说明反应已经达到平衡状态,催化剂不再影响平衡位置;
【小问4详解】
CO在负极上失电子,电解质为熔融碳酸盐,则电极反应式为;
【小问5详解】
A.重整反应中,中的、的都是极性键,反应过程中均发生断裂;且生成H2时存在非极性键的形成;A正确;
B.恒温恒容充入惰性气体Ar,并未改变各反应物和生成物的浓度,因此的反应速率不发生变化;B错误;
C.恒温恒压下对于反应②,反应前后气体总质量m不变,为定值;反应前后气体分子数不发生变化,则容器的体积V不变;则不变,即密度为定值,不能判断反应是否达到平衡;C错误;
D.对于每摩尔的反应,参加反应的原子共8 mol,质量为8 g;烯烃中的原子共4 mol,质量是4 g;则氢原子的经济性;D正确;
综上所述,答案选AD;
【小问6详解】
反应达到平衡时有,则有;整理可得,该表达式恰好为反应④的相对压力平衡常数;从图像中反应④的曲线可知,随增大(温度降低)而增大,说明反应④为放热反应,升高温度平衡逆移,减小,因此减小;
A点对应温度下反应③的,因此反应③的;反应③的,已知平衡时,初始总压为,代入公式中求得;根据原料组成 、初始总压为求得初始时,因此的平衡转化率为;
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