精品解析:江西南昌市部分学校2026-2027学年高三上学期9月零模学情检测 化学试题
2026-09-07
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内容正文:
高三化学
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 S:32 Co:59 Cu:64
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的。
1. 江西河网密布,水土丰美,盛产水稻和淡水鱼,素有“鱼米之乡”的美誉,尤其是环鄱阳湖区域。下列说法错误的是
A. 稻米中含有的淀粉属于高分子
B. 鱼油中富含DHA(C21H31COOH),DHA属于饱和脂肪酸
C. 淡水鱼富含蛋白质,蛋白质水解的最终产物为氨基酸
D. 种植水稻需要施用尿素[CO(NH2)2],尿素属于有机物
【答案】B
【解析】
【详解】A.淀粉是相对分子质量巨大的天然多糖,属于有机高分子化合物,A正确;
B.DHA的分子式为,饱和一元羧酸的通式为,对比可知DHA分子烃基部分存在大量不饱和键,属于不饱和脂肪酸,B错误;
C.蛋白质是氨基酸通过脱水缩合生成的高分子化合物,水解的最终产物为氨基酸,C正确;
D.尿素的化学式为,是含碳的共价化合物,属于有机物,D正确。
2. 十二水合硫酸铁铵[]是合成氯乙酸异丙酯的催化剂,氯乙酸异丙酯在其作用下由氯乙酸()和异丙醇()合成可得。下列说法错误的是
A. 酸性: B. 键角:
C. 第一电离能:N>O>C D. 为极性分子,易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cl的吸电子诱导效应使羧基中O-H键极性更强,更易电离出,故酸性,A错误;
B.中心N为杂化,无孤电子对,键角为;中心O为杂化,有2对孤电子对,孤对电子的排斥作用使键角更小,故键角,B正确;
C.同周期元素第一电离能总体递增,但N的2p轨道为半充满稳定结构,则第一电离能:N>O>C,C正确;
D.异丙醇是极性分子,含羟基可与水分子形成氢键,属于低级醇,易溶于水,D正确;
故选A。
3. 氯碱工业是最基本的化学工业之一,实验室欲测定氯碱工业所得NaOH溶液的浓度。操作包括溶液的配制、滴定管的润洗、滴定等,下列关于本实验中的操作错误的是
A.配制溶液时摇匀
B.润洗
C.滴定
D.加入最后半滴标准盐酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.容量瓶摇匀时,一手托住瓶底,一手按住瓶塞反复上下颠倒,图中操作符合规范,A正确,不符合题意;
B.润洗滴定管时,需将滴定管倾斜,缓慢转动使润洗液布满全部内壁,图中滴定管竖直放置,仅水平转动无法润洗上部内壁,操作错误,B错误,符合题意;
C.酸式滴定管滴定时,左手控制活塞,右手振荡锥形瓶,操作符合规范,C正确,不符合题意;
D.滴加最后半滴标准液时,将滴定管尖嘴靠在锥形瓶内壁,使半滴溶液附着在瓶壁上,后续可用蒸馏水冲洗入瓶,操作正确,D不符合题意;
故答案为:B。
4. 与锌同族,与有关的配离子转化如图:
已知:en为,双齿配体。
下列说法错误的是
A. 基态的能层中,层含有的电子数为18
B. 与的配位能力:
C. 单质属于金属晶体
D. 的价层电子排布为
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态为48号元素,电子排布式为,N层为的能层,其电子排布为共18个电子,A正确;
B.en为双齿配体,与结合,可形成更稳定的配位单元,配位能力强于单齿配体,B正确;
C.是金属单质,由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成,属于金属晶体,C正确;
D.与同族,位于第五周期、第ⅡB族,其价层电子排布为,是的价层电子排布,D错误;
故答案选D。
5. 以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A. N的分子式为C4H8O2 B. M与R互为同分异构体
C. 丁内酯可发生水解反应 D. N分子中所有原子可能共平面
【答案】D
【解析】
【详解】A.由N分子的结构简式可知,其含有4个、8个、2个,分子式为,A正确;
B.M的分子式为,R是1,4-丁二醇消去1分子的产物,分子式也为,二者结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.丁内酯属于环状酯类物质,酯基可以发生水解反应,C正确;
D.N分子中存在多个杂化的饱和碳原子,为四面体空间结构,所有原子不可能共平面,D错误;
故选D。
6. 是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
【答案】C
【解析】
【详解】A.在氧气中高温煅烧生成和,对应化学方程式,配平、产物均正确,A正确;
B.和发生铝热反应置换出,对应化学方程式,符合反应规律,B正确;
C.与溶液反应时,将氧化为,自身被还原为,正确离子方程式为,选项所给方程式得失电子、电荷均不守恒,C错误;
D.与反应生成蓝色的沉淀,离子方程式书写正确,D正确;
故选C。
7. 二硫化亚铁(FeS2)因其高理论比容量和电压平台而被广泛应用于热电池(一种需要达到一定温度才能工作的电池)。一种金掺杂的FeS2()热电池的结构如图所示。电池放电后有、生成。下列说法正确的是
A. 放电时,LiB电极为电池的负极,发生还原反应
B. 常温下,电池不能工作的原因是LiF、LiCl和LiBr为共价化合物
C. 放电时,电极上发生的反应为
D. 放电时,电解质溶液中Li+由电极向LiB电极移动
【答案】C
【解析】
【分析】生成,发生了还原反应,故为正极,LiB为负极。
【详解】A.放电时LiB电极为负极,负极发生失电子的氧化反应,A错误;
B.LiF、LiCl、LiBr均为离子化合物,常温下为固体,无自由移动的离子无法导电,因此常温下电池不能工作,B错误;
C.放电时电极为正极,得电子,结合迁移的生成,电极反应为,C正确;
D.放电时电解质中阳离子向正极移动,即由电极向电极移动,D错误;
故选C。
8. 下列方案设计、现象和结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究脱氧剂(主要成分是Fe粉)是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
无明显现象,说明脱氧剂没有变质
B
探究电解质的强弱
用pH计测量醋酸溶液、盐酸的pH
盐酸的pH小,CH3COOH是弱电解质
C
检验卤代烃中含有的卤素
加热卤代烃与NaOH水溶液的混合液,充分反应后,加入盐酸酸化,然后滴加AgNO3溶液
有白色沉淀生成,说明卤代烃中含氯元素
D
比较Na2CO3和NaHCO3的碱性强弱
相同温度下,向等浓度的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中分别滴入3滴酚酞溶液,观察现象
观察到红色较深的是Na2CO3,说明Na2CO3碱性强于NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若脱氧剂部分变质,样品中含有的粉会将变质生成的还原为,滴加溶液也无明显现象,无法说明脱氧剂没有变质,A错误;
B.未控制醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,变量不唯一,无法通过大小判断电解质强弱,B错误;
C.加入盐酸酸化会引入,干扰卤代烃中卤素的检验,应使用硝酸酸化,C错误;
D.相同温度、相同浓度下,弱酸根离子水解程度越大溶液碱性越强,滴入酚酞后红色越深,溶液红色更深,说明其碱性强于,方案设计、现象和结论均正确,D正确;
故选D。
9. 某矿石中含有四种位于不同的前四周期的元素X、Y、Z、W,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态原子中,X为元素周期表中半径最小的原子,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z的最高能层中s能级电子数与p能级电子数相等,W位于元素周期表的ds区,且有一个未成对电子。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 基态原子未成对电子数:
C. Y与Z形成的化合物属于分子晶体 D. W与Y形成的两种化合物WY和W2Y颜色相同
【答案】B
【解析】
【分析】元素推断:首先推出四种元素:X是周期表半径最小的原子,为(第一周期);Y最外层电子数是电子层数的3倍,只能为第二周期元素,电子层数为2、最外层电子数为6,为(第二周期);Z原子序数大于,最高能层s能级与p能级电子数相等,价电子排布为,为(第三周期);W位于前四周期ds区、有1个未成对电子,价电子排布为,为(第四周期),符合题干要求。
【详解】A.是,是,稳定性:。元素非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性,故氢化物稳定性,A错误;
B.基态原子电子排布为,能级有2个未成对电子;基态Si原子电子排布为,能级也有2个未成对电子,二者未成对电子数相等,B正确;
C.Y和Z分别为与,形成的属于共价(原子)晶体,不是分子晶体,C错误;
D.WY是为黑色固体,是为砖红色固体,二者颜色不同,D错误;
故选B。
10. 常温下,H2S溶液中含硫粒子的分布系数δ及CuS、Cu2S饱和溶液中、与pH的关系如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.CuS、Cu2S饱和溶液随pH变化过程中,c(HS-)保持0.1mol·L-1不变。
下列叙述错误的是
A. 曲线⑤代表与pH的关系
B.
C. 常温下,
D. 0.1mol·L-1NaHS溶液中,
【答案】C
【解析】
【分析】根据电离方程式()可知,随pH的增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,故曲线①代表与pH的关系,曲线②代表与pH的关系,曲线③代表与pH的关系;a点时,,由此可得;b点时,,由此可得;根据金属硫化物在溶液中存在平衡:,该过程,可得:;同理,,可得:,故斜率较大的④代表与pH的关系、⑤代表与pH的关系,据此解答。
【详解】A.根据分析可知,曲线⑤代表与pH的关系,A正确;
B.,当时,,即,,此时,即,B正确;
C.对于曲线④,时,根据,可得,则;同理,对于曲线⑤,时,根据,可得,则,所以,C错误;
D.NaHS完全电离出和,存在水解、电离两个微弱过程,溶液含硫粒子中浓度最大;因,即的水解程度大于其电离程度,则,所以该溶液中,D正确;
故选C。
11. 研究发现,酸性溶液中H2O2能氧化SCN-,但反应很慢且无明显现象,其他离子对该反应无影响。为研究Fe2+与Fe3+对该反应的影响,设计了如下两组实验:
已知:ⅰ.Fe3+参与该反应的机理为:、;
ⅱ.(羟基自由基)具有强氧化性,能直接氧化SCN-;
ⅲ. 实验二加入后溶液先变红,且红色褪去时间
下列说法错误的是
A. 溶液变红是因为Fe3+与SCN-发生了反应
B. 由实验二可知,H2O2氧化Fe2+的速率大于氧化SCN-的速率
C. 由实验可知,Fe3+能加速H2O2与SCN-的反应且效果比Fe2+好
D. 实验中有O2生成,可能是与溶液中的过氧化氢相互作用生成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应生成红色配合物,因此溶液变红,A正确;
B.实验二加入后溶液先变红,说明优先氧化生成,即氧化的速率大于氧化的速率,B正确;
C.实验二中与反应生成强氧化性的,可直接氧化,反应速率更快(红色褪去时间),因此的加速效果更好,C错误;
D.具有强氧化性,可与发生反应生成,因此实验中生成可能是二者相互作用的结果,D正确。
12. 三级溴丁烷[(CH3)3CBr]在水中水解生成叔丁醇的反应机理如图所示(图中箭头表示电子对的转移)。下列有关说法错误的是
A. 生成叔丁醇的过程中有配位键形成
B. 叔丁基碳正离子在碱性环境中能稳定存在
C. 生成叔丁基碳正离子的反应为该反应机理的决速步骤
D. 步骤②中加入强碱中和H+,可提高产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.步骤①中的提供孤电子对,叔丁基碳正离子的提供空轨道形成配位键,生成叔丁醇的过程中有配位键形成,A正确;
B.叔丁基碳正离子带正电荷,属于活泼反应中间体,碱性环境中存在大量,会与碳正离子发生反应,无法稳定存在,B错误;
C.多步反应的决速步骤为反应速率最慢的步骤,生成叔丁基碳正离子的反应为慢反应,是该反应机理的决速步骤,C正确;
D.步骤②为脱去生成叔丁醇的过程,加入强碱中和,可使反应正向移动,提高叔丁醇产率,D正确。
故选B。
13. 天然硫化铜俗称铜蓝,晶体由S2-、、Cu+、Cu2+构成,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式可表示为Cu2S B. 一个晶胞中含有2个Cu+
C. 晶体中S2-与的数目之比为1∶1 D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【分析】由俯视图可知,俯视图中处于顶点位置的S可能处于晶胞的顶点或棱上,结合晶胞图像可知该S处于棱上,且该S实际存在形式为,个数为,俯视图中处于面点位置的S可能处于晶胞的体内或者面心上,结合晶胞图像可知该S处于体内,且该S实际存在形式为,个数为2,因此晶胞中S的总价态为;由晶胞可知,Cu位于晶胞的体内,个数为6,据此分析。
【详解】A.由分析知,晶胞中S的总个数为=6,Cu个数为6,化学式为,不是,A错误;
B.由分析知,晶胞中含有2个和2个,设晶胞中数目为,数目为,则,可计算得,即一个晶胞含4个,B错误;
C.由分析知,晶胞中含有2个和2个,,二者数目比为,C正确;
D.六方晶胞的底面积为菱形面积:,晶胞体积,晶胞总质量。代入密度公式,D错误;
故选C。
14. 氢键催化作为一种模拟酶催化的生物概念,借助催化剂中的氢键作用,调控底物结合并稳定过渡态,从而实现高效和高选择性的有机反应。依据该原理,戊内酯经开环和脱羧反应,可制得1-丁烯,反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 保持适宜的酸度有利于反应的进行
B. 反应历程中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂和形成
C. 总反应的化学方程式:
D. 若将代替参与反应,则可制得
【答案】D
【解析】
【分析】题图显示,内酯的羰基氧通过氢键与酸性氢结合,环内醚氧与Nb位点配位。两个活性位点协同固定并活化底物,促使C—O键断裂;后续脱羧断开C—C键并形成C=C键。
【详解】A.酸性氢参与羰基氧的氢键作用和质子转移,酸度过低不利于底物活化;“适宜的酸度”也不等于酸度越强越好,A正确;
B.开环时有极性C—O键断裂,并伴随O—H键形成或断裂;脱羧时有非极性C—C键断裂,生成烯烃时形成非极性C=C键,B正确;
C.题图中的内酯、1-丁烯和二氧化碳的分子式分别为、和,总反应为,反应前后C、H、O原子数均守恒,C正确;
D.更换后的六元环内酯虽然只比原五元环内酯多一个亚甲基,所画总式在原子数上可以配平,但图示催化要求两个含氧部位与两个活性位点形成特定的双位点结合。改变环的大小会改变两个氧原子的相对位置和底物构象,不能仅根据碳数守恒推出该六元环内酯仍按同一路径生成图示1-戊烯。正确结论是由所给机理不能确定该六元环内酯生成图示1-戊烯,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 卟啉化合物在自然界中广泛存在,是生命过程中必不可少的一类化合物。一种八乙基()卟啉化合物(J)的合成路线如图。
已知:。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_______________,C中含氧官能团的名称为________________。
(2)H→J的反应类型为________反应。
(3)虚线框内的卟啉环为平面结构,则虚线框内N的杂化方式为________。
(4)写出A与B反应的化学方程式:________________________________。
(5)K是C的同分异构体,写出满足下列条件的K的结构简式:____________________。
a.能与NaHCO3反应产生气体
b.能发生银镜反应
c.核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为9:1:1:1
(6)根据题中信息,以和乙醇为原料,设计合成的路线_______________ (用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 丙酸乙酯 ②. 酯基、酮羰基
(2)还原 (3)
(4)
(5) (6)
【解析】
【分析】先结合合成路线的前后结构变化,通过官能团的衍变规律、已知反应的断成键逻辑,逐一推导各步物质的结构,在此基础上完成有机物命名、官能团识别、反应类型判断、杂化方式分析、陌生有机方程式书写;再结合限定的同分异构体条件,匹配不饱和度、特征反应基团与氢谱峰的信息推导符合要求的结构;最后迁移题干中已给出的酯缩合等反应规律,以目标产物的结构逆推原料与反应步骤,设计出符合要求的合成路线。
【小问1详解】
B的结构为,属于丙酸与乙醇形成的酯,命名为丙酸乙酯;C的结构中含有的含氧官能团为与烃基相连的酮羰基(),以及酯基()。
【小问2详解】
H-J的反应中,羰基被还原成亚甲基,该反应的反应类型为还原反应。
【小问3详解】
卟啉环为平面结构,说明所有N原子的价层电子空间分布为平面三角形,符合杂化的特征,N原子参与形成环内共轭大π键,支撑平面结构。
【小问4详解】
在乙醇钠作用下,乙酸乙酯和丙酸乙酯发生缩合反应,脱去一分子乙醇,得到C,反应的化学方程式为。
【小问5详解】
能与NaHCO3反应产生气体,说明含羧基(,与反应放),能发生银镜反应,说明含醛基(,能发生银镜反应);结合C的分子式,且核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为9:1:1:1,说明有4种等效氢原子,符合要求的同分异构体为。
【小问6详解】
根据题中信息,参照A+B生成C的反应逻辑,以和乙醇为原料合成,根据逆合成分析的方法,可通过2分子在乙醇钠的作用下发生缩合反应得到,可通过和乙醇发生酯化反应得到,可通过酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化得到,则合成路线为:。
16. BiVO4是一种光催化材料。工业利用废钒催化剂(主要含有V2O5、CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等)与铜铋矿(主要含CuFeS2、Bi2S3,还含少量Al2O3、SiO2)制备BiVO4的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.离子浓度≤时视为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)Bi与N同主族,位于第六周期,则铋元素在元素周期表中属于________区。
(2)滤渣的主要成分是___________(填化学式),“酸化”后的溶液中存在,则在“还原”时,发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)反萃取剂应选用__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。
(4)“酸溶”时有黄色固体(S)生成,则Bi2S3与足量FeCl3的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(5)常温下,“调pH”得到的沉淀为BiOCl。
①BiOCl叫氯氧化铋而不叫次氯酸铋,从化合价角度分析,其原因为________________________________________。
②BiOCl在水中存在平衡: K。当Bi3+(aq)恰好完全转化为BiOCl(s)时,,此时溶液中,________mol4·L-4。
(6)该流程中生成BiVO4的化学方程式为________________________________________。
【答案】(1)p (2) ①. 、 ②. (3)酸性
(4)6:1 (5) ①. BiOCl中Bi为+3价、Cl为-1价,并非次氯酸根中Cl为+1价的情况,不存在次氯酸根结构 ②.
(6)
【解析】
【分析】本流程以废钒催化剂(主要含、CaO、、、)和铜铋矿精矿(主要含、,少量、)为原料,最终制备光催化材料,分为两条主线并行处理。
主线1:向废钒催化剂中加入硫酸,碱性氧化物CaO、、分别与硫酸反应生成可溶性硫酸盐;作为酸性氧化物,和硫酸反应生成含高价钒的可溶性钒氧硫酸盐;只有不与硫酸反应,同时生成微溶的,二者共同作为滤渣被分离。加入还原剂,将+5价的V还原为+4价的;利用萃取剂将从水相转移至有机相,实现钒与铁、铝等杂质离子的分离;再通过反萃取将钒重新转移回水相,得到纯度较高的含钒溶液;加入将+4价的钒重新氧化为+5价,加入,使+5价钒转化为沉淀,完成钒的分离提纯。
主线2:将铜铋矿精矿粉碎,加入盐酸和,利用将氧化为黄色单质S,同时将金属元素转化为可溶性氯化物,不溶解可在后续步骤分离。通过调节溶液pH,使、、等杂质金属离子水解生成氢氧化物沉淀,而留在溶液中;控制条件使转化为BiOCl沉淀,实现铋与残留杂质的分离。加入硝酸将BiOCl溶解,转化为可溶性的溶液。最终和反应,得到目标产物。
【小问1详解】
Bi与N同主族,位于第六周期,属于第ⅤA族,其价电子排布式为,最后填充的电子在p轨道,因此属于p区。
【小问2详解】
废钒催化剂加硫酸酸化时,不与硫酸反应,CaO和硫酸反应生成微溶的,二者共同作为滤渣析出;加入作还原剂,将+5价的V还原为+4价的,亚硫酸根被氧化为硫酸根,配平得:;
【小问3详解】
萃取过程通常是萃取剂在酸性条件下结合钒的阳离子实现萃取,反萃取需要破坏萃取平衡,通过更高浓度的酸性溶液提供大量,将钒的离子从有机相置换回水相,因此反萃取剂选酸性溶液。
【小问4详解】
和足量反应生成S单质,Fe元素从+3价降为+2价,中-2价的S被氧化为0价的S,根据得失电子守恒,消耗6mol氧化剂和1mol还原剂,因此氧化剂和还原剂物质的量之比为6:1。
【小问5详解】
① BiOCl中Bi为+3价、Cl为-1价,并非次氯酸根中Cl为+1价的情况,不存在次氯酸根结构,因此命名为氯氧化铋而非次氯酸铋;
②当恰好完全转化,即时,,则,此时溶液中,则。
【小问6详解】
电离出的和电离出的结合生成沉淀,根据原子守恒配平得:。
17. CO2的充分利用及其向其他化学品的转化,对环境和能源等意义重大。
Ⅰ.CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH),其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。
已知:常温下各物质的相对能量如图。
(1)H1=__________kJ·mol-1,该反应的活化能Ea(正)__________(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。
Ⅱ.利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(2)若10min时反应到达X点,则用CH4表示的平均反应速率为__________(用含p的分式表示,下同)kPa·min-1,X点对应的反应平衡常数__________(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(kPa)2。
(3)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体,在催化剂作用下发生反应,已知该条件下有副反应发生,测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、c、d三点最接近平衡的点是_____________。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是______________________________。
Ⅲ.采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示,工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。
(4)若用铅蓄电池作该电解装置的电源,则石墨电极应与铅蓄电池的__________(填“Pb”或“PbO2”)极相连。
(5)写出铜电极的电极反应式:____________________________________。
【答案】(1) ①. -173.7 ②. 小于
(2) ①. ②.
(3) ①. b ②. 随着温度升高,发生的反应以副反应为主,而副反应为反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变对平衡移动没有影响
(4)PbO2 (5)2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O
【解析】
【小问1详解】
反应物的相对能量总和-生成物的相对能量总和=(-393.5kJ/mol×2mol)-(-235.3kJ/mol×1mol-241.8kJ/mol×3mol) =173.7k,故H1=-173.7kJ/mol;该反应为放热反应,活化能Ea(正)小于Ea(逆)。
【小问2详解】
设通入的CH4的物质的量为amol,列出三段式,平衡时,总物质的量为3.6amol,CH4的体积分数为,CH4的分压为pkpa。起始时CH4的分压为0.5pkpa,故0~10min用CH4表示的平均反应速率为;平衡时,H2与CO的分压均为。
【小问3详解】
①根据条件:相同压强下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂,由于催化剂只影响反应的快慢,在相同的温度和压力下,采用不同催化剂的同一反应达到平衡时的转化率均相同,在图像中表现为三条曲线最终趋于重合,即图中的a点;b、d、c三点中,b点离平衡点a最近,故b点最接近平衡;
②根据条件:相同温度下,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,随温度升高,三条线自a点开始发生重合。由于主反应为气体分子数变化的反应,压强变化时,反应达到平衡的CO2转化率应该不同,但若随温度升高,副反应成为主要进行的反应,由于副反应前后气体分子数不变,此时反应平衡受压强的影响很小,因此在图像上表现为三条曲线随温度升高趋于重合。
【小问4详解】
根据图示可知,CO2在Cu电极发生还原反应,则Cu是阴极,石墨是阳极,故石墨与铅蓄电池的正极PbO2相连;
【小问5详解】
CO2在Cu电极发生还原反应,阴极电极方程式是2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。
18. [Co(NH3)5Cl]Cl2是一种易溶于热水、微溶于冷水、难溶于乙醇的紫红色晶体,可利用图示装置制备。
已知:①Co2+在溶液中较稳定,不易被氧化,[Co(NH3)6]2+具有较强还原性;
②[Co(NH3)5(H2O)]Cl3为深红色晶体,可溶于水,在水中存在。
具体实验步骤如下:
Ⅰ.在锥形瓶中,将12.5 g NH4Cl溶于75 mL浓氨水中,待完全溶解后摇匀;
Ⅱ.分数次加入25.0 g CoCl2·6H2O,边加边摇动,加完后继续摇动使溶液变成棕色稀浆;
Ⅲ.将上述棕色稀浆倒入仪器A中,再利用仪器B逐滴加入20 mL 30%双氧水,水浴加热至60℃,不断搅拌溶液,直到无气泡放出,溶液变为深红色;
Ⅳ.再通过仪器C慢慢注入75 mL浓盐酸,将溶液自然冷却至室温,再用冰水浴冷却10 min,便有大量深红色晶体析出,最后转移至布氏漏斗中减压过滤,得到深红色固体产物;
Ⅴ.固体产物用95%的乙醇溶液分数次洗涤,再用冷的盐酸洗涤,将得到的晶体放入烘箱,在105℃烘烤1.5 h后取出,最终得到m g紫红色晶体产品。
回答下列问题:
(1)配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中,Co3+的配位数为__________。
(2)仪器A的名称为________________。
(3)实验中使用的浓氨水溶质质量分数为25%,密度为0.918 g·cm-3,则该氨水(以NH3计)的物质的量浓度为__________mol·L-1。
(4)写出步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式:__________________________。
(5)步骤Ⅳ中加入浓盐酸的作用是______________________________。
(6)步骤Ⅴ中晶体在烘箱中发生反应的化学方程式为______________________________。
(7)最终获得的产品会含少量杂质[Co(NH3)6]Cl3或[Co(NH3)4Cl2]Cl,产品组成可表示为[Co(NH3)xCly]Clz,通过实验可测定内界与外界氯的数目比值,实验如下:
实验①:称取一定质量的产品溶解后,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗标准溶液V1 mL。
实验②:另取相同质量的产品,加入硝酸至溶液呈酸性(此时含钴离子仅有Co3+),加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,再用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗标准溶液V2 mL。
则y:z=__________(用含V1和V2的代数式表示)。
【答案】(1)
6 (2)
三颈烧瓶(或三口烧瓶)
(3)
13.5 (4)
(5)
利用盐效应,增大溶液中浓度,促进结晶
(6)
(7)
【解析】
【分析】步骤Ⅱ中生成了具有较强还原性的 ,步骤Ⅲ中加入 将其氧化。根据已知信息,溶液变为深红色,说明生成了 。步骤Ⅳ中加入浓盐酸,促使深红色晶体 结晶析出。步骤Ⅴ得到紫红色晶体为:。
【小问1详解】
在配合物 中,内界为 ,中心离子 结合了 5 个 分子和 1 个 离子作为配体,因此其配位数为 。
【小问2详解】
根据仪器A的结构特征,带有三个磨口颈部,可知其名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶)。
【小问3详解】
根据物质的量浓度与质量分数的换算公式 ,代入数据计算可得:。
【小问4详解】
步骤Ⅱ中生成了具有较强还原性的 ,步骤Ⅲ中加入 将其氧化。根据已知信息,溶液变为深红色,说明生成了 。在含有大量 的缓冲溶液中,反应的离子方程式为: 。
【小问5详解】
步骤Ⅳ中加入浓盐酸,一方面可以中和溶液中过量的氨水,防止 形成其他副产物配合物;另一方面,浓盐酸提供了大量的 ,增大了氯离子浓度,利用同离子效应促使深红色晶体 结晶析出。
【小问6详解】
步骤Ⅳ析出的是深红色晶体 ,而最终需要得到紫红色晶体 。在烘箱中烘烤时,晶体失去结晶水(配位水),外界的 进入内界取代水分子,发生反应的化学方程式为:。
【小问7详解】
实验①中,配合物未被破坏, 仅与外界的 反应,消耗体积 ,故外界氯离子数 ;实验②中,加入硝酸破坏了配合物结构,释放出所有的 , 与总 反应,消耗体积 ,故总氯离子数 。由此可知内界氯离子数 ,因此内界与外界氯的数目比值 。
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高三化学
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 S:32 Co:59 Cu:64
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的。
1. 江西河网密布,水土丰美,盛产水稻和淡水鱼,素有“鱼米之乡”的美誉,尤其是环鄱阳湖区域。下列说法错误的是
A. 稻米中含有的淀粉属于高分子
B. 鱼油中富含DHA(C21H31COOH),DHA属于饱和脂肪酸
C. 淡水鱼富含蛋白质,蛋白质水解的最终产物为氨基酸
D. 种植水稻需要施用尿素[CO(NH2)2],尿素属于有机物
2. 十二水合硫酸铁铵[]是合成氯乙酸异丙酯的催化剂,氯乙酸异丙酯在其作用下由氯乙酸()和异丙醇()合成可得。下列说法错误的是
A. 酸性: B. 键角:
C. 第一电离能:N>O>C D. 为极性分子,易溶于水
3. 氯碱工业是最基本的化学工业之一,实验室欲测定氯碱工业所得NaOH溶液的浓度。操作包括溶液的配制、滴定管的润洗、滴定等,下列关于本实验中的操作错误的是
A.配制溶液时摇匀
B.润洗
C.滴定
D.加入最后半滴标准盐酸
A. A B. B C. C D. D
4. 与锌同族,与有关的配离子转化如图:
已知:en为,双齿配体。
下列说法错误的是
A. 基态的能层中,层含有的电子数为18
B. 与的配位能力:
C. 单质属于金属晶体
D. 的价层电子排布为
5. 以1,4-丁二醇为原料,在催化剂Cu/SiO2上进行脱氢反应制备丁内酯,可能的转化如下:
A. N的分子式为C4H8O2 B. M与R互为同分异构体
C. 丁内酯可发生水解反应 D. N分子中所有原子可能共平面
6. 是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是
A. 反应①:
B. 反应②:
C. 反应③:
D. 反应④:
7. 二硫化亚铁(FeS2)因其高理论比容量和电压平台而被广泛应用于热电池(一种需要达到一定温度才能工作的电池)。一种金掺杂的FeS2()热电池的结构如图所示。电池放电后有、生成。下列说法正确的是
A. 放电时,LiB电极为电池的负极,发生还原反应
B. 常温下,电池不能工作的原因是LiF、LiCl和LiBr为共价化合物
C. 放电时,电极上发生的反应为
D. 放电时,电解质溶液中Li+由电极向LiB电极移动
8. 下列方案设计、现象和结论均正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究脱氧剂(主要成分是Fe粉)是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
无明显现象,说明脱氧剂没有变质
B
探究电解质的强弱
用pH计测量醋酸溶液、盐酸的pH
盐酸的pH小,CH3COOH是弱电解质
C
检验卤代烃中含有的卤素
加热卤代烃与NaOH水溶液的混合液,充分反应后,加入盐酸酸化,然后滴加AgNO3溶液
有白色沉淀生成,说明卤代烃中含氯元素
D
比较Na2CO3和NaHCO3的碱性强弱
相同温度下,向等浓度的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中分别滴入3滴酚酞溶液,观察现象
观察到红色较深的是Na2CO3,说明Na2CO3碱性强于NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
9. 某矿石中含有四种位于不同的前四周期的元素X、Y、Z、W,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态原子中,X为元素周期表中半径最小的原子,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z的最高能层中s能级电子数与p能级电子数相等,W位于元素周期表的ds区,且有一个未成对电子。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 基态原子未成对电子数:
C. Y与Z形成的化合物属于分子晶体 D. W与Y形成的两种化合物WY和W2Y颜色相同
10. 常温下,H2S溶液中含硫粒子的分布系数δ及CuS、Cu2S饱和溶液中、与pH的关系如图所示。
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.CuS、Cu2S饱和溶液随pH变化过程中,c(HS-)保持0.1mol·L-1不变。
下列叙述错误的是
A. 曲线⑤代表与pH的关系
B.
C. 常温下,
D. 0.1mol·L-1NaHS溶液中,
11. 研究发现,酸性溶液中H2O2能氧化SCN-,但反应很慢且无明显现象,其他离子对该反应无影响。为研究Fe2+与Fe3+对该反应的影响,设计了如下两组实验:
已知:ⅰ.Fe3+参与该反应的机理为:、;
ⅱ.(羟基自由基)具有强氧化性,能直接氧化SCN-;
ⅲ. 实验二加入后溶液先变红,且红色褪去时间
下列说法错误的是
A. 溶液变红是因为Fe3+与SCN-发生了反应
B. 由实验二可知,H2O2氧化Fe2+的速率大于氧化SCN-的速率
C. 由实验可知,Fe3+能加速H2O2与SCN-的反应且效果比Fe2+好
D. 实验中有O2生成,可能是与溶液中的过氧化氢相互作用生成的
12. 三级溴丁烷[(CH3)3CBr]在水中水解生成叔丁醇的反应机理如图所示(图中箭头表示电子对的转移)。下列有关说法错误的是
A. 生成叔丁醇的过程中有配位键形成
B. 叔丁基碳正离子在碱性环境中能稳定存在
C. 生成叔丁基碳正离子的反应为该反应机理的决速步骤
D. 步骤②中加入强碱中和H+,可提高产率
13. 天然硫化铜俗称铜蓝,晶体由S2-、、Cu+、Cu2+构成,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式可表示为Cu2S B. 一个晶胞中含有2个Cu+
C. 晶体中S2-与的数目之比为1∶1 D. 该晶体的密度为
14. 氢键催化作为一种模拟酶催化的生物概念,借助催化剂中的氢键作用,调控底物结合并稳定过渡态,从而实现高效和高选择性的有机反应。依据该原理,戊内酯经开环和脱羧反应,可制得1-丁烯,反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 保持适宜的酸度有利于反应的进行
B. 反应历程中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂和形成
C. 总反应的化学方程式:
D. 若将代替参与反应,则可制得
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 卟啉化合物在自然界中广泛存在,是生命过程中必不可少的一类化合物。一种八乙基()卟啉化合物(J)的合成路线如图。
已知:。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_______________,C中含氧官能团的名称为________________。
(2)H→J的反应类型为________反应。
(3)虚线框内的卟啉环为平面结构,则虚线框内N的杂化方式为________。
(4)写出A与B反应的化学方程式:________________________________。
(5)K是C的同分异构体,写出满足下列条件的K的结构简式:____________________。
a.能与NaHCO3反应产生气体
b.能发生银镜反应
c.核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为9:1:1:1
(6)根据题中信息,以和乙醇为原料,设计合成的路线_______________ (用流程图表示,无机试剂任选)。
16. BiVO4是一种光催化材料。工业利用废钒催化剂(主要含有V2O5、CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等)与铜铋矿(主要含CuFeS2、Bi2S3,还含少量Al2O3、SiO2)制备BiVO4的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.。
Ⅱ.离子浓度≤时视为该离子已沉淀完全。
回答下列问题:
(1)Bi与N同主族,位于第六周期,则铋元素在元素周期表中属于________区。
(2)滤渣的主要成分是___________(填化学式),“酸化”后的溶液中存在,则在“还原”时,发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)反萃取剂应选用__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。
(4)“酸溶”时有黄色固体(S)生成,则Bi2S3与足量FeCl3的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
(5)常温下,“调pH”得到的沉淀为BiOCl。
①BiOCl叫氯氧化铋而不叫次氯酸铋,从化合价角度分析,其原因为________________________________________。
②BiOCl在水中存在平衡: K。当Bi3+(aq)恰好完全转化为BiOCl(s)时,,此时溶液中,________mol4·L-4。
(6)该流程中生成BiVO4的化学方程式为________________________________________。
17. CO2的充分利用及其向其他化学品的转化,对环境和能源等意义重大。
Ⅰ.CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH),其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。
已知:常温下各物质的相对能量如图。
(1)H1=__________kJ·mol-1,该反应的活化能Ea(正)__________(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。
Ⅱ.利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(2)若10min时反应到达X点,则用CH4表示的平均反应速率为__________(用含p的分式表示,下同)kPa·min-1,X点对应的反应平衡常数__________(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(kPa)2。
(3)向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体,在催化剂作用下发生反应,已知该条件下有副反应发生,测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①相同压强下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内,催化活性不变),则图中b、c、d三点最接近平衡的点是_____________。
②相同温度下,若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强,且纵轴表示CO2的平衡转化率,则随温度升高,图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是______________________________。
Ⅲ.采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示,工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。
(4)若用铅蓄电池作该电解装置的电源,则石墨电极应与铅蓄电池的__________(填“Pb”或“PbO2”)极相连。
(5)写出铜电极的电极反应式:____________________________________。
18. [Co(NH3)5Cl]Cl2是一种易溶于热水、微溶于冷水、难溶于乙醇的紫红色晶体,可利用图示装置制备。
已知:①Co2+在溶液中较稳定,不易被氧化,[Co(NH3)6]2+具有较强还原性;
②[Co(NH3)5(H2O)]Cl3为深红色晶体,可溶于水,在水中存在。
具体实验步骤如下:
Ⅰ.在锥形瓶中,将12.5 g NH4Cl溶于75 mL浓氨水中,待完全溶解后摇匀;
Ⅱ.分数次加入25.0 g CoCl2·6H2O,边加边摇动,加完后继续摇动使溶液变成棕色稀浆;
Ⅲ.将上述棕色稀浆倒入仪器A中,再利用仪器B逐滴加入20 mL 30%双氧水,水浴加热至60℃,不断搅拌溶液,直到无气泡放出,溶液变为深红色;
Ⅳ.再通过仪器C慢慢注入75 mL浓盐酸,将溶液自然冷却至室温,再用冰水浴冷却10 min,便有大量深红色晶体析出,最后转移至布氏漏斗中减压过滤,得到深红色固体产物;
Ⅴ.固体产物用95%的乙醇溶液分数次洗涤,再用冷的盐酸洗涤,将得到的晶体放入烘箱,在105℃烘烤1.5 h后取出,最终得到m g紫红色晶体产品。
回答下列问题:
(1)配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中,Co3+的配位数为__________。
(2)仪器A的名称为________________。
(3)实验中使用的浓氨水溶质质量分数为25%,密度为0.918 g·cm-3,则该氨水(以NH3计)的物质的量浓度为__________mol·L-1。
(4)写出步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式:__________________________。
(5)步骤Ⅳ中加入浓盐酸的作用是______________________________。
(6)步骤Ⅴ中晶体在烘箱中发生反应的化学方程式为______________________________。
(7)最终获得的产品会含少量杂质[Co(NH3)6]Cl3或[Co(NH3)4Cl2]Cl,产品组成可表示为[Co(NH3)xCly]Clz,通过实验可测定内界与外界氯的数目比值,实验如下:
实验①:称取一定质量的产品溶解后,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗标准溶液V1 mL。
实验②:另取相同质量的产品,加入硝酸至溶液呈酸性(此时含钴离子仅有Co3+),加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,再用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗标准溶液V2 mL。
则y:z=__________(用含V1和V2的代数式表示)。
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