精品解析:福建省福州第一中学2026-2027学年高三上学期第一次质量检测 化学试题
2026-09-01
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内容正文:
福州一中2027届高三第一学期第一次质量检测
化学学科试卷
(完卷75分钟 满分100分)
【相对原子质量】H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Br-80
Ⅰ卷 (选择题)
本题共10小题,每小题4分,共40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. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂氙气,Xe是s区元素
B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
2. 实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. “反应1”中,每消耗,在下得到
B. “反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C. 在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D. “反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
3. 茉莉花是福州市花,其所含α-戊基肉桂醛俗称茉莉花醛,结构如图。下列关于茉莉花醛的说法正确的是
A. 茉莉花醛为不溶于水的芳香烃
B. 不存在立体异构体
C. 一定条件下能生成高分子化合物
D. 检验其碳碳双键的方法为:先加入足量新制悬浊液,加热,再滴入溴水。
4. 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:Z>X>Y B. 该离子中、、均采取杂化
C. 第一电离能:X<W<Y D. 氢化物沸点:X>Y>M
5. 一定条件下,酸性溶液与发生反应,(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A. (Ⅲ)不能氧化
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下,(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:
6. 常温下,铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是
A. 溶液h可能是盐酸
B. 向溶液b中通入过量气体e,空气中久置后可得沉淀g
C. 固体残渣中有铜,可能有铁
D. 溶液f中含有
7. 工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下,金属化合物的:
金属化合物
下列说法错误的是
A. 粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B. 试剂X可以是溶液
C. “沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D. “沉锰”时,发生反应的离子方程式为
8. 我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂,可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化,其原理如图所示:
下列说法错误的是
A. 电极Ⅰ电势高于电极Ⅱ
B. 电解一段时间后,电极Ⅱ附近减小
C. 电路中每通过3 mol电子,理论上产生
D. 总反应为
9. 某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. a中黑色固体成分有
B. 与在空气中燃烧的产物可能有
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D. b中使用溶液替代溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
10. 某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A. 时,溶液中有生成
B. 时,
C. 平衡常数的
D. 点对应的溶液中,
Ⅱ卷(非选择题)
本题共4小题,共60分。
11. 某兴趣小组模拟工业生产方法探究的制备(实验均在通风橱内进行)。
查阅资料:①液溴()是生产溴化合物的基本原料。
②工业上利用和氨水的氧化还原反应生产。
实验装置如图所示(夹持装置等略)。
步骤如下:
ⅰ.检查装置气密性。
ⅱ.将盛有氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0 mL(32.0 g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。
ⅲ.打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。
ⅳ.将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为________________。
(2)步骤i中检查装置气密性的操作:________________,向D中加水使导管口浸没在水面下,微热C,若导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后________________________________________________________,则证明装置气密性良好。
(3)步骤ⅱ中,制备的化学方程式为________________________________________。
(4)步骤ⅲ中,滴加氨水至溶液________________时(填实验现象),反应恰好完成。
(5)反应开始时,D中应盛放________。
a.溶液 b.蒸馏水 c.稀盐酸
(6)步骤ⅳ中进一步提纯的方法名称为________。
(7)的产率为________。
12. 一种由硫化铅精矿(含PbS及少量ZnS、CdS)制备高纯铅的工艺流程如下:
已知:①乙二胺(,简写为en)为一种二元弱碱。
②,。
③金属离子浓度不超过时,认为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“加压氧化”中,PbS发生反应的离子方程式为________________________________;采用加压操作可提高反应速率,原因是________________________________________。
(2)“酸性溶液”经处理后,浓度分别为、,调pH使恰好沉淀完全时(假设溶液体积不变),________(填标号)。
a.沉淀完全 b.部分沉淀 c.未沉淀
(3)“胺浸”后,转化为配合物,“沉铅”所得固体为碱式碳酸铅。下列说法正确的是________(填标号)。
a.配合物中的配位原子为N
b.“沉铅”过程中,溶液pH增大
c.流程中烯烃和乙二胺得到了循环利用
(4)“高温还原”中,生成Pb的化学方程式为________________________________________;若用炭代替,将导致铅纯度下降,原因是________________________________________。
(5)“再生”时,得到的“含钙粗产品”的主要成分有________________(写化学式)。
13. 盐酸吡格列酮(TDZs)是一种口服型抗糖尿病药物,其合成方法如下:
已知①B的相对分子质量为A的3倍,D是A的同系物;
②MsCl的结构简式为。
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称为________。
(2)C→E的反应类型为________。
(3)E→F的反应中添加可以消耗反应中的另一生成物,有利于F的生成,请从结构角度解释能吸收该生成物的原因是________________________。
(4)F→G的化学方程式为________________________________________________。
(5)G→H经历两步反应,第二步为消去反应,请写出中间产物的结构简式________。
(6)TZDs结构中用“”表示结构信息的原因是________________。
(7)已知M与E分子式相差1个“”组成,写出符合下列条件的M的一种结构简式______________。
①结构中含有苯环且遇溶液能显色;
②核磁共振氢谱中有四组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1.
14. 常用作化学反应的催化剂,一种制备的方法如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
回答下列问题:
(1)基态B原子的核外电子排布式为________;键角:________(填“>”“=”或“<”)。
(2)B、C和N三种元素组成的某一化合物的晶胞如图1所示(晶胞参数,α=β=γ=90°)。B原子分数坐标为和,C原子分数坐标为。一个N与所有紧邻B形成的空间结构为________。该晶体的密度为________(用含、、和的代数式表示,为阿伏加德罗常数的值,)。
(3)反应Ⅱ中,有利于提高平衡转化率的条件为________(填标号)。
A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压
(4)100 kPa下,向一恒压密闭反应器中加入、和,进行反应Ⅰ和反应Ⅱ(不考虑副反应),反应达到平衡时,气体组分的分压与温度的关系如图2所示。
①当温度高于时,分压随温度升高逐渐减小,原因是________________。
②某温度下,反应达到平衡时,分压是分压的2倍,假设剩余可忽略不计,此时的物质的量为________,的分压为________kPa;若再加入,其他条件不变,重新达到平衡时,反应Ⅱ的平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
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福州一中2027届高三第一学期第一次质量检测
化学学科试卷
(完卷75分钟 满分100分)
【相对原子质量】H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Br-80
Ⅰ卷 (选择题)
本题共10小题,每小题4分,共40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. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂氙气,Xe是s区元素
B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.是0族元素,价电子排布为,属于区元素,A错误;
B.为红棕色粉末,是黑色粉末,故赤铁矿的主要成分为,不是,B错误;
C.与质子数均为1,中子数分别为1和2,属于同种元素的不同核素,互为同位素,C正确;
D.金刚石是碳原子通过共价键形成的共价晶体,不属于金属晶体,D错误;
故选C。
2. 实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. “反应1”中,每消耗,在下得到
B. “反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C. 在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D. “反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
【答案】B
【解析】
【分析】反应1为实验室制备氨气的反应,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,反应2是氨气的催化氧化,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,方程式为:2NO+O₂=2NO₂ ,反应4为二氧化氮,氧气和水反应生成硝酸,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,以此解题。
【详解】A.根据分析可知,每消耗,生成0.1mol氨气,但是由于不是标准状况,则气体不是2.24L,A错误;
B.根据分析可知,反应2方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,该反应转移20e-,则每生成0.1molNO,转移电子数为,B正确;
C.根据反应3,充分反应后生成个,但是体系中存在2NO2⇌N2O4,则最终二氧化氮数目小于,C错误;
D.根据反应4可知,为使完全转化成,至少需要个O2,D错误;
故选B。
3. 茉莉花是福州市花,其所含α-戊基肉桂醛俗称茉莉花醛,结构如图。下列关于茉莉花醛的说法正确的是
A. 茉莉花醛为不溶于水的芳香烃
B. 不存在立体异构体
C. 一定条件下能生成高分子化合物
D. 检验其碳碳双键的方法为:先加入足量新制悬浊液,加热,再滴入溴水。
【答案】C
【解析】
【详解】A.芳香烃是仅含碳、氢元素的芳香族化合物,该物质含有氧元素,属于烃的衍生物,不属于芳香烃,A错误;
B.该物质碳碳双键两端的碳原子均连接不同的原子或基团,存在顺反异构(属于立体异构体),B错误;
C.该物质含有碳碳双键,一定条件下可发生加聚反应生成高分子化合物,C正确;
D.与足量新制悬浊液反应后的体系为碱性,溴水可与碱发生反应导致褪色,无法检验碳碳双键,需先酸化再滴加溴水,D错误;
故答案为C。
4. 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:Z>X>Y B. 该离子中、、均采取杂化
C. 第一电离能:X<W<Y D. 氢化物沸点:X>Y>M
【答案】D
【解析】
【分析】M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,结合成键特点:M形成4个单键,为;W原子序数在元素和元素之间,形成2个单键且离子带1个负电荷,为;X形成1个双键且和Z同族,Z形成6个共价键,故X为,Z为;Y形成1个单键,原子序数大于,为。即M为、W为、X为、Y为、Z为。
【详解】A.电子层数越多原子半径越大,同周期元素核电荷数越大原子半径越小,故原子半径:,即,A正确;
B.形成4个键,无孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化;形成2个键,含2对孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化;形成4个键(双键仅算1个键),无孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化,B正确;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能大于,故第一电离能:,即,C正确;
D.题目未限定为简单氢化物,的氢化物为烃类,相对分子质量较大的烃沸点远高于和,不满足沸点,D错误;
故选D。
5. 一定条件下,酸性溶液与发生反应,(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A. (Ⅲ)不能氧化
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下,(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:
【答案】C
【解析】
【分析】开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。
【详解】A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A项错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13min后反应速率会增大,B项错误;
C.由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C项正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误;
答案选C。
6. 常温下,铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是
A. 溶液h可能是盐酸
B. 向溶液b中通入过量气体e,空气中久置后可得沉淀g
C. 固体残渣中有铜,可能有铁
D. 溶液f中含有
【答案】C
【解析】
【分析】黄绿色气体c为Cl2,红褐色沉淀g为Fe(OH)3,进而推出溶液d为FeCl3溶液,溶液b为FeCl2溶液,Fe(OH)3与过量溶液h(酸)反应生成溶液a,则溶液a中含有金属阳离子Fe3+,Fe3+与铜、铁混合物反应生成Fe2+、Cu2+,最终得到深蓝色溶液f,说明生成铜氨络离子,因此气体e为,f中含有。
【详解】A.若h为盐酸,盐酸与Fe(OH)3反应生成含的盐酸体系,只要不足,仅部分铜溶解,仍可满足流程,存在这种可能性,A正确;
B.溶液b中含有,通入过量生成,在空气中久置会被氧气氧化为红褐色的,即沉淀g,B正确;
C.流程最终得到含铜氨络离子的溶液,说明溶液b中一定含有;铁的还原性比铜强,铜铁混合物中铁先发生反应,铁完全反应后铜才反应,若固体残渣中有铜,则一定无铁,C错误;
D.与过量反应生成深蓝色络离子,因此f中含有该离子,D正确;
故选C。
7. 工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下,金属化合物的:
金属化合物
下列说法错误的是
A. 粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B. 试剂X可以是溶液
C. “沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D. “沉锰”时,发生反应的离子方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】富集液中含有两种金属离子,其浓度相当,加入试剂X沉铬,由金属化合物的可知,CdCO3、MnCO3的接近,不易分离,则试剂X选择含的试剂,得到CdS滤饼,加入溶液沉锰,发生反应:,据此解答。
【详解】A.粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A正确;
B.由分析可知,试剂X可以是溶液,B正确;
C.若先加入溶液进行“沉锰”,由题中信息以及数据可知,金属离子浓度相当,则也会沉淀,后续流程中无法分离Cd和Mn,所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换,C正确;
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式是:,D错误;
故选D。
8. 我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂,可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化,其原理如图所示:
下列说法错误的是
A. 电极Ⅰ电势高于电极Ⅱ
B. 电解一段时间后,电极Ⅱ附近减小
C. 电路中每通过3 mol电子,理论上产生
D. 总反应为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电极Ⅰ上转化为,C元素化合价升高,发生氧化反应,电极Ⅰ为阳极,电极Ⅱ为阴极,电解池中阳极电势高于阴极,因此电极Ⅰ电势高于电极Ⅱ,A正确;
B.电极Ⅱ为阴极,转化为,电极反应式为,反应生成,因此电极Ⅱ附近增大,而非减小,B错误;
C.阳极反应式为,每转移6mol电子生成1mol,因此电路中通过3mol电子时,理论上产生0.5mol,C正确;
D.将阳极反应式乘4、阴极反应式乘3,使得失电子守恒后相加,消去相同项可得总反应为,D正确;
答案选B。
9. 某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. a中黑色固体成分有
B. 与在空气中燃烧的产物可能有
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D. b中使用溶液替代溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
【答案】C
【解析】
【分析】Fe与足量S加热反应生成FeS黑色固体,FeS与稀硫酸反应生成FeSO4、H2S,H2S与醋酸铅反应生成黑色固体PbS,③实验过程中上层清液与KSCN溶液混合开始无明显现象,说明①中反应无Fe3+生成,5min后出现浅红色,说明Fe2+被氧化,④实验过程中上层清液与K3[Fe(CN)6]溶液混合产生蓝色沉淀,说明①中反应有Fe2+生成。
【详解】A.由上述分析可知,a中黑色固体成分有,A项正确;
B.与在空气中燃烧,二者均被氧气氧化,可能生成,B项正确;
C.步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行,其目的是防止FeSO4、H2S被氧化,步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,其目的是除去溶解氧,C项错误;
D.醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体,b中使用溶液替代溶液,H2S与发生反应:,CuS为黑色固体,难溶于稀硫酸,可达到检验H2S的目的,D项正确;
故答案为C。
10. 某溶液含有初始浓度为和配体酸。溶液中的部分物种分布系数随变化如图所示,除了、外不考虑其他含物种。已知时,电离常数的,。下列说法错误的是
A. 时,溶液中有生成
B. 时,
C. 平衡常数的
D. 点对应的溶液中,
【答案】D
【解析】
【分析】pH较低时,未发生反应,、,随着pH升高,发生络合反应:,从0开始上升,据此解答。
【详解】A.从图像中可以看出,在之后,代表的平衡曲线就已经离开横轴(分布系数大于0),说明在时,已经有络合产物有生成,A正确;
B.pH=3.25时,的,故;此时消耗的物质的量为,生成;由HL电离常数,得; 因此浓度顺序为,B正确;
C.反应的平衡常数; 时,,约去后得; 由B项知,则,因此,C正确;
D.c点即,根据物料守恒: 总L:, 总Zn:,两边乘2得: 联立两式消去相同项得:,代入得: ,D错误;
故选D。
Ⅱ卷(非选择题)
本题共4小题,共60分。
11. 某兴趣小组模拟工业生产方法探究的制备(实验均在通风橱内进行)。
查阅资料:①液溴()是生产溴化合物的基本原料。
②工业上利用和氨水的氧化还原反应生产。
实验装置如图所示(夹持装置等略)。
步骤如下:
ⅰ.检查装置气密性。
ⅱ.将盛有氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0 mL(32.0 g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。
ⅲ.打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。
ⅳ.将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为________________。
(2)步骤i中检查装置气密性的操作:________________,向D中加水使导管口浸没在水面下,微热C,若导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后________________________________________________________,则证明装置气密性良好。
(3)步骤ⅱ中,制备的化学方程式为________________________________________。
(4)步骤ⅲ中,滴加氨水至溶液________________时(填实验现象),反应恰好完成。
(5)反应开始时,D中应盛放________。
a.溶液 b.蒸馏水 c.稀盐酸
(6)步骤ⅳ中进一步提纯的方法名称为________。
(7)的产率为________。
【答案】(1)分液漏斗或滴液漏斗
(2) ①. 关闭、 ②. 导管内上升一段水柱,并保持一段时间不下降(或导管内形成稳定水柱)
(3)(或)
(4)橙黄色褪去(或由橙黄色变为无色)
(5)b (6)重结晶
(7)75%
【解析】
【分析】本实验利用工业上溴单质与氨水的氧化还原反应制备,实验采用冰水浴控温,既降低液溴挥发损耗,也避免温度过高导致副反应发生;先滴加部分液溴充分反应,后续补加氨水消耗过量的溴单质除去溶液橙黄色,最终通过蒸发结晶、重结晶提纯产物,过量的尾气氨可被D中试剂吸收,据此解答。
【小问1详解】
仪器B带有活塞、可向反应容器中滴加液体,为分液漏斗。
【小问2详解】
检查该装置气密性时,首先要关闭两个分液漏斗的活塞、,形成密闭体系;微热C后装置内气体膨胀逸出气泡,冷却后装置内压强小于外界大气压,若气密性良好,水会倒吸入导管形成一段稳定的水柱,并保持一段时间不下降。
【小问3详解】
和氨水的氧化还原反应生产,作为氧化剂被还原为,部分作为还原剂被氧化为无污染的,结合得失电子守恒和原子守恒配平:(或);
【小问4详解】
步骤ii结束后C中溶液呈橙黄色,是因为过量溶解在溶液中,滴加氨水至过量的完全反应时,橙黄色会褪去。
【小问5详解】
反应过程中会有未反应的 和 挥发出来,D装置用于吸收这些挥发物。由于步骤ⅳ中需要将C和D中的溶液混合提纯,若使用 溶液或稀盐酸会引入新的杂质离子,而使用蒸馏水吸收后生成氨水和溴水,混合后可继续反应生成 ,既提高了产率又不引入杂质,故选b。
【小问6详解】
冷却结晶得到的粗含有少量可溶性杂质,进一步提纯可溶性晶体的常用方法为重结晶。
【小问7详解】
根据题意,氨水过量,加入的 质量为 ,其物质的量 。根据关系式 可知,理论上生成 的物质的量为 。理论产量 。则产率 。
12. 一种由硫化铅精矿(含PbS及少量ZnS、CdS)制备高纯铅的工艺流程如下:
已知:①乙二胺(,简写为en)为一种二元弱碱。
②,。
③金属离子浓度不超过时,认为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“加压氧化”中,PbS发生反应的离子方程式为________________________________;采用加压操作可提高反应速率,原因是________________________________________。
(2)“酸性溶液”经处理后,浓度分别为、,调pH使恰好沉淀完全时(假设溶液体积不变),________(填标号)。
a.沉淀完全 b.部分沉淀 c.未沉淀
(3)“胺浸”后,转化为配合物,“沉铅”所得固体为碱式碳酸铅。下列说法正确的是________(填标号)。
a.配合物中的配位原子为N
b.“沉铅”过程中,溶液pH增大
c.流程中烯烃和乙二胺得到了循环利用
(4)“高温还原”中,生成Pb的化学方程式为________________________________________;若用炭代替,将导致铅纯度下降,原因是________________________________________。
(5)“再生”时,得到的“含钙粗产品”的主要成分有________________(写化学式)。
【答案】(1) ①. ②. 增大体系中氧气的压强(或浓度),从而加快反应速率(或增大氧气在溶液中溶解度)
(2)b (3)ac
(4) ①. ②. 炭为固体,过量的炭容易混入生成的铅中,导致铅的纯度下降
(5)、
【解析】
【分析】综合题干信息,第一步加压氧化工序中,PbS转化为和S单质,杂质ZnS、CdS转化为酸性溶液中的阳离子、移出体系;固体产物进入下一步胺浸工序,与乙二胺反应生成配合物进入水相,单质S被过滤除去,下一步沉铅工序中往水相通入,获得碱式碳酸铅沉淀,反应后的溶液与反应得到含钙粗产品,再生溶液中含有乙二胺可以回收处理后再次用于胺浸工序,同时碱式碳酸铅被在高温下还原最终得到高纯铅产品,副产物收集后重新在沉铅步骤使用,据此分析解题;
【小问1详解】
“加压氧化”中,与空气中的及加入的硫酸反应,生成沉淀和S单质。根据电子守恒和原子守恒,可写出离子方程式为;采用加压操作可以增大氧气在溶液中的溶解度或浓度,从而有效加快反应速率;
【小问2详解】
恰好沉淀完全时,,此时溶液中。代入计算此时离子积,,故有沉淀生成; 若
沉淀完全,需要,说明此时并未沉淀完全,因此部分沉淀,故选b;
【小问3详解】
a.乙二胺()中的氮原子含有孤电子对,可作为配位原子与形成配位键,a正确;
b.“沉铅”过程中通入,生成碱式碳酸铅[],消耗了溶液中的碱性物质(乙二胺),导致溶液pH减小,b错误;
c.由流程图可知,“再生”工序加入后重新得到乙二胺,同时烯烃并未被消耗,二者返回胺浸工序循环利用,c正确;
故选ac。
【小问4详解】
“高温还原”中,与反应生成Pb、和。反应中Pb元素化合价由+2降至0,C元素化合价由-4升至+4,根据得失电子守恒配平化学方程式为;若用炭代替,由于炭是固体,反应后过量的炭容易作为杂质混入液态或固态铅中难以分离,从而导致铅的纯度下降;
【小问5详解】
“沉铅”后的溶液中含有硫酸根离子和通入后产生的碳酸根离子(或碳酸氢根离子),加入后进行“再生”时,钙离子会与硫酸根离子、碳酸根离子反应生成微溶的硫酸钙和难溶的碳酸钙沉淀,因此得到的“含钙粗产品”的主要成分为和。
13. 盐酸吡格列酮(TDZs)是一种口服型抗糖尿病药物,其合成方法如下:
已知①B的相对分子质量为A的3倍,D是A的同系物;
②MsCl的结构简式为。
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称为________。
(2)C→E的反应类型为________。
(3)E→F的反应中添加可以消耗反应中的另一生成物,有利于F的生成,请从结构角度解释能吸收该生成物的原因是________________________。
(4)F→G的化学方程式为________________________________________________。
(5)G→H经历两步反应,第二步为消去反应,请写出中间产物的结构简式________。
(6)TZDs结构中用“”表示结构信息的原因是________________。
(7)已知M与E分子式相差1个“”组成,写出符合下列条件的M的一种结构简式______________。
①结构中含有苯环且遇溶液能显色;
②核磁共振氢谱中有四组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1.
【答案】(1)醚键 (2)加成反应
(3)分子中氮原子含孤电子对,可与反应生成的的空轨道形成配位键
(4) (5) (6)“”连接的其中一个碳原子为手性碳(或者结构中含手性碳原子),TZDs存在对映异构体
(7)、、
【解析】
【分析】由可得B的相对分子质量为132,则A的相对分子质量为44,D是A的同系物,结合C+D→E反应可知D分子中应含有1个碳原子和1个氧原子,由此可推断A分子中含有2个碳原子、1个氧原子,结合相对分子质量为44可得A为乙醛(),D为甲醛();
A()分子相互发生加成反应,形成醚键,构成碳氧六元环,生成B();B与在高温高压下脱水成环,生成C();C与D()发生加成反应,形成羟基,生成E();E与发生取代反应,E中羟基上的氢原子被取代,生成F()和;F与发生取代反应,生成G()和;G中醛基与先加成后脱水,形成碳碳双键,生成H();H先在催化剂作用下,碳碳双键与、发生反应,然后再与反应生成TDZs;
【小问1详解】
由结构简式可知B中官能团名称为醚键;
【小问2详解】
由分析可知C与D发生加成反应,生成E,答案为加成反应;
【小问3详解】
由分析可知,E与发生取代反应,生成F()和,分子中氮原子上含孤电子对,可与反应生成的的提供的空轨道形成配位键,形成有机铵盐,促进E→F反应的进行,答案为分子中氮原子含孤电子对,可与反应生成的的空轨道形成配位键
(回答合理即可);
【小问4详解】
F()与发生取代反应,生成G()和或,反应方程式为;
【小问5详解】
G→H的第一步反应为醛基的加成反应,生成,第二步反应为脱水消去、形成碳碳双键;
【小问6详解】
H反应生成TDZs过程中涉及加成反应,中碳原子均为饱和碳原子,空间构型为四面体形,且两端存在手性碳原子,使得TDZs存在对映异构体,因此用来表示基团空间位置,答案为“”连接的其中一个碳原子为手性碳(或者结构中含手性碳原子),TZDs存在对映异构体(回答合理即可);
【小问7详解】
由E的结构简式可得M的分子式为;结构中含有苯环且遇溶液显色说明含有酚羟基,即主体结构为,其他取代基可能有、、、、、和、和、和、2个和,根据核磁共振氢谱峰面积6:2:2:1可知M的结构高度对称,其中含有2个对称的甲基,由此可得M的结构简式为或、。
14. 常用作化学反应的催化剂,一种制备的方法如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
回答下列问题:
(1)基态B原子的核外电子排布式为________;键角:________(填“>”“=”或“<”)。
(2)B、C和N三种元素组成的某一化合物的晶胞如图1所示(晶胞参数,α=β=γ=90°)。B原子分数坐标为和,C原子分数坐标为。一个N与所有紧邻B形成的空间结构为________。该晶体的密度为________(用含、、和的代数式表示,为阿伏加德罗常数的值,)。
(3)反应Ⅱ中,有利于提高平衡转化率的条件为________(填标号)。
A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压
(4)100 kPa下,向一恒压密闭反应器中加入、和,进行反应Ⅰ和反应Ⅱ(不考虑副反应),反应达到平衡时,气体组分的分压与温度的关系如图2所示。
①当温度高于时,分压随温度升高逐渐减小,原因是________________。
②某温度下,反应达到平衡时,分压是分压的2倍,假设剩余可忽略不计,此时的物质的量为________,的分压为________kPa;若再加入,其他条件不变,重新达到平衡时,反应Ⅱ的平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②. >
(2) ①. 四面体 ②. 或、 (3)B
(4) ①. 在900℃以上时,,反应Ⅰ趋于完全,不再变化,但反应Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅱ的正方向是气体分子数增大的反应,使体系内气体总物质的量增大,氢气的物质的量分数减小,分压逐渐减小 ②. 1.6 ③. 62.5 ④. 不变
【解析】
【小问1详解】
硼()的原子序数为5,基态硼原子核外电子排布式为;
中心碳原子无孤电子对,价层电子对数为4,分子空间构型为正四面体形,键角为109°28′,中心氮原子有1个孤电子对(),键数为3,价层电子对数为4,VSEPR模型为正四面体,分子空间构型为三角锥形,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,因此键角大小关系为,答案为 >;
【小问2详解】
观察晶胞中N的位置和紧邻的4个B的空间分布,结合图中标注的键角54.1°和题目原子坐标,可知1个N与所有紧邻B形成四面体形空间结构,答案为四面体;
用均摊法计算晶胞原子数,N位于晶胞顶点,数目为,B位于晶胞表面,数目为,C位于晶胞体心,数目为1,该晶胞含有1个,晶胞体积,因为,所以晶胞体积也可以表示为或,晶胞密度,答案为或、(其他表示形式正确即可);
【小问3详解】
根据反应Ⅱ 可知正反应为吸热反应、反应气体分子数增加,升高温度或降低压强可使反应平衡向正反应方向移动,提高氮气的平衡转化率,反应条件选择高温低压,答案选B;
【小问4详解】
①由图2可知,温度高于900℃,完全反应,生成的物质的量为6.0 mol并保持不变,随着温度继续升高,反应Ⅱ平衡向正反应方向移动容器内气体分子总数增加,气体总物质的量增大,在恒温恒压条件下,气体总物质的量增大,使得物质的量分数减小,分压逐渐减小,答案为在900℃以上时,,反应Ⅰ趋于完全,不再变化,但反应Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅱ的正方向是气体分子数增大的反应,使体系内气体总物质的量增大,氢气的物质的量分数减小,分压逐渐减小(回答合理即可);
②相同温度、压强下,气体分压之比等于物质的量之比,初始的物质的量为2.0 mol,平衡时剩余与生成的物质的量之比(分压之比)为1:2,设生成的的物质的量为2a,则平衡时剩余的物质的量为a,根据反应Ⅱ可得生成的物质的量为2(2.0-a),由物料守恒可得解得a=1.2,则生成的物质的量为;
剩余可忽略不计,说明3.0 mol完全分解生成6.0 mol,平衡时剩余的物质的量为2.0-1.2=0.8 mol,生成的物质的量为2.4 mol,气体总物质的量0+6.0+1.2+2.4=9.6 mol,总压为100 kPa,分压为;
平衡常数只与温度有关,温度不变,加入后反应Ⅱ的平衡常数不变;
答案为1.6;62.5;不变。
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