精品解析:广州外国语学校2025-2026学年第二学期开学检测 高三化学试题
2026-09-10
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内容正文:
2025-2026学年第二学期开学检测
高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Pb-207
一、选择题:本大题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 岭南文化源远流长,对社会的发展起着积极的推动作用。下列地方文化涉及的材料不属于有机高分子化合物的是
选项
A
B
C
D
地方文化
顺德木制龙舟
石湾陶塑
广东剪纸
粤剧现代戏服
A. A B. B C. C D. D
2. 近年来,我国在航天、材料、能源、深海等领域取得了重大突破。下列说法正确的是
A. 人形机器人由“赛场”走向“市场”,机器人所使用的锂电池为一次电池
B. 隐形战机的隐身涂层材料之一为石墨烯,石墨烯是一种新型无机非金属材料
C. 长征五号火箭使用液氧煤油发动机,煤油属于酯类化合物
D. “海牛Ⅱ号”深海钻探采用的钛合金钻头,其耐腐蚀性比纯钛强但硬度比纯钛低
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. H2O中O原子的杂化轨道表示式:
B. BF3的价层电子对互斥模型:
C. CaC2的电子式:
D. 的化学名称是3-甲基-3-戊烯
4. 苯巴比妥是一种镇静剂,结构如图所示。关于该有机物说法正确的是
A. 键角∠1>∠2 B. 与氢气完全加成后,分子中有1个手性碳原子
C. 分子中含两种官能团 D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗2mol NaOH
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4LNO和11.2LO2充分反应后,体系中含有的分子数目为NA
B. 1mol基态Cr原子中未成对电子数为5NA
C. 铅酸蓄电池的负极增重96g,理论上转移电子数为2NA
D. 1mol 丙烯腈(CH2=CHCN)中π键的电子对数目为NA
6. 类比推理是化学的常用思维方法。下列推理正确的是
A. 干冰()是分子晶体,推测也是分子晶体
B. 与浓共热可制取气体,推测与浓共热也可制取气体
C. 与反应生成与,推测与反应主要生成与
D. 铝盐溶液中滴入过量氨水发生反应:,推测向溶液中滴入过量氨水:
7. 用下列仪器或装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
A.制备CuSO4
B.制备无水FeCl3
C.除去CO2中少量的HCl
D.分离NH4Cl和I2
A. A B. B C. C D. D
8. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 由S制备BaSO3:SSO2BaSO3
B. 由CuSO4生成Cu2O:CuSO4Cu(OH)2Cu2O
C. 工业制高纯硅:石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
D. 工业制硝酸:N2NO2HNO3
9. 以卤水(主要以I—形式存在)为原料提取碘的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A. 氧化剂1可以是H2O2,也可以是适量的Cl2
B. “吸附”步骤中,高分子树脂能与I2形成共价键,达到富集碘元素的目的
C. “脱附”的离子方程式:I2++H2O=2I—++2H+
D. “精制”过程可以是加热升华,再凝华
10. 由下面实验操作和现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某无色溶液中滴加稀硫酸,并将产生的气体通入品红溶液中
品红溶液褪色,加热后溶液又恢复红色
溶液中一定含有或
B
向溶液中滴加KSCN溶液,再逐滴加入双氧水
溶液的黄色先变深,后变为红色
还原性:
C
向浓度均为的NaCl和的混合液中滴加硝酸银溶液
先出现白色沉淀,一段时间后出现砖红色沉淀
D
将NaCl固体、和浓硫酸混合加热
产生黄绿色气体
氧化性:浓硫酸
A. A B. B C. C D. D
11. 部分含Fe或含N物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A. g的稳定性比f的稳定性更强
B. 工业制硝酸涉及a→b→c→d的转化
C. 常温下,可用e容器盛装d的浓溶液,因为e和d的浓溶液不反应
D. 向沸水中滴加h的饱和溶液,一定能形成产生丁达尔效应的分散系
12. 用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,b极室为溶液;热再生部分加热极室流出液,使分解。下列说法错误的是
A. 电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差
B. 若用该电池电解精炼铜,a电极所连电极材料为精铜
C. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
D. 电池部分的总反应为
13. 某配离子是一种常用的有机催化剂,其结构如图所示。X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,Y元素形成化合物种类数最多,且基态Q的价电子数等于Y与M的价电子数之和。下列说法正确的是
A. 由X、Y、Z三种元素构成的酸分子式一定是X2YZ3
B. M的第一电离能和电负性均是同周期中最大的
C. 简单氢化物的沸点:Z>M,是因为Z的氢化物中存在分子间氢键
D. Q的最高价氧化物对应的水化物可溶于某些酸和碱
14. 磺酰氯(SO2Cl2)是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1℃。实验室可通过反应SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) ΔH<0制备,实验装置如图所示,下列说法正确的是
A. 装置①中圆底烧瓶中的固体药品可能为KMnO4、KClO3或MnO2
B. 依据装置②、④中单位时间内的气泡数可调节Cl2和SO2的流量
C. 装置②中盛放饱和食盐水,除去HCl气体,装置③应置于冰水中
D. 装置⑤中的浓硫酸可用质量分数为98.5%的硫酸
15. 25℃,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A. 在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B. 乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面
C. 生成产物1的决速步活化能为46.0kcal/mol
D. 反应达到平衡时,升高温度可提高产物2产率
16. 常温下,溶液中所有含硫物种的物质的量分数与pH变化关系如图中虚线所示。和CdS在溶液浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,与pH变化关系如图中实线所示(为金属离子的物质的量浓度)。
下列说法正确的是
A. 直线⑤表示溶液中的与pH的关系
B. 当溶液中与的物质的量分数相同时,溶液的pH为10.1
C. 的数量级为
D. 向相同浓度的和的混合溶液中通入气体,先开始沉淀
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}又叫赤血盐,是一种深红色易溶于水的晶体,常用于检验Fe2+。
(1)可用氯气氧化法制备K3[Fe(CN)6],其实验装置如图所示:
仪器a的名称为__________;装置A中发生反应的离子方程式为_______________________。
(2)船舶的外壳常用镶嵌锌块的方法避免船体遭受腐蚀,实验室模拟该过程如下。
实验
实验装置
实验步骤及现象
Ⅰ
电流表指针偏转,Fe电极上未见气泡生成;一段时间后,向Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀
Ⅱ
向A区滴加酚酞溶液,出现红色
Ⅲ
向A区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失
注:蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],说明有Fe2+产生。
①对实验Ⅰ中Fe2+产生的原因作出如下猜想:
猜想a.H+将Fe氧化;
猜想b.K3[Fe(CN)6]将Fe氧化;
猜想c.____________将Fe氧化;
猜想d.K3[Fe(CN)6]被Zn还原;
依据实验I中的现象否定了猜想a。
②理论分析:
资料i:实验I条件下,Fe2++6CN—⇌[Fe(CN)6]4— K=1.0×1035,
Zn2++4CN—⇌[Zn(CN)4]2— K=5.0×1016。
若K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,写出生成Fe2+的离子方程式为_______________________;若K3[Fe(CN)6]被Zn还原,还原产物为___________,无法生成蓝色沉淀;因此,猜想b可能成立,猜想d不成立。
③设计实验______________________(填操作和现象),证明了猜想c不成立,则猜想b成立。
(3)结合电极反应式,分析实验Ⅱ中出现红色的原因______________________。
资料ii:实验Ⅲ条件下,Fe与KFe[Fe(CN)6]很难发生反应。
(4)结合平衡移动原理,解释实验Ⅲ中“一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的可能原因:______________________。
(5)将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片,重复实验Ⅲ的操作,推测其与实验Ⅲ现象的差异:______________________。
由上述实验可知:比铁活泼的锌可以保护铁,减缓其腐蚀。
18. 电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd、Cu等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
①PtTe中Pt为+2价,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态均转化为单质。
②易溶于水,难溶于水;③;
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”中,PtTe发生反应的化学方程式为_______。
(2)滤液b溶质的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属被氧化为配离子:。
①的转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
②“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有_______。
(4) “沉钯”之前,测得溶液中,加入等体积的溶液充分反应,测得反应后混合液中,则初始加入溶液的浓度为_______(忽略溶液混合时的体积变化)。
(5)①Pt的一个面心立方晶胞含_______个以下基本结构单元,晶胞参数为anm,则最近的两个Pt原子之间的距离为_______nm。
②某金属M氧化物(为整数)的立方晶胞沿轴方向投影均如图所示,则O在晶胞中的位置为_______,晶体中一个M周围最近的O的个数为_______。
19. 乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇的反应分两步进行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l);
②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l);
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
HCHO(g)
CO(g)
H2(g)
HOCH2CH2OH(l)
ΔfHm/(kJ·mol-1)
-116
-111
0
-455
回答下列问题:
(1)生成乙二醇的总反应③的热化学方程式为___________。
(2)恒压时,增大合成气的值,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间内产率降低,其可能原因是___________。
(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系ln K=-+常数(R为正常数),反应②和反应④的ln K与的关系如图所示,则ΔH2__________ΔH4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当___________(填“升高”或“降低”)反应温度,理由是___________。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1。
①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率v=___________mol·L-1·h-1。
②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,反应③生成乙二醇的平衡常数K=___________(mol·L-1)-3(保留两位小数)。
20. 那可丁是世界范围内使用的经典镇咳药物,也是一种抗肿瘤活性高且毒副作用小的新型抗肿瘤药物,中间体H的两条合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为______________,鉴别C和D可选用的试剂名称为________________。
(2)A生成B的过程中,NaOH的作用为________________________。
(3)C→F的过程分两步进行,写出第二步的化学方程式________________________。
(4)满足下列条件的化合物D的所有同分异构体有________种。
a.能发生水解反应且遇FeCl3溶液能发生显色反应
b. 1mol有机物最多能与3molNaOH反应
(5)D→E的合成路线设计如下:
M的结构简式为________________;试剂Y为________________。
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2025-2026学年第二学期开学检测
高三化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Pb-207
一、选择题:本大题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 岭南文化源远流长,对社会的发展起着积极的推动作用。下列地方文化涉及的材料不属于有机高分子化合物的是
选项
A
B
C
D
地方文化
顺德木制龙舟
石湾陶塑
广东剪纸
粤剧现代戏服
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.木制龙舟的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,A不合题意;
B.陶塑的主要成分为硅酸盐是无机非金属材料,不属于有机高分子化合物,B符合题意;
C.纸的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,C不合题意;
D.现代戏服的主要成分是合成纤维,属于有机高分子化合物,D不合题意;
故答案为:B。
2. 近年来,我国在航天、材料、能源、深海等领域取得了重大突破。下列说法正确的是
A. 人形机器人由“赛场”走向“市场”,机器人所使用的锂电池为一次电池
B. 隐形战机的隐身涂层材料之一为石墨烯,石墨烯是一种新型无机非金属材料
C. 长征五号火箭使用液氧煤油发动机,煤油属于酯类化合物
D. “海牛Ⅱ号”深海钻探采用的钛合金钻头,其耐腐蚀性比纯钛强但硬度比纯钛低
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂电池可充电后反复使用,属于二次电池,不属于一次电池,A错误;
B.石墨烯是碳元素形成的单质,属于新型无机非金属材料,B正确;
C.煤油是石油分馏产物,成分为多种烃类的混合物,不属于酯类化合物,C错误;
D.合金的硬度一般高于其成分纯金属,钛合金的硬度比纯钛高,D错误;
故选B。
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. H2O中O原子的杂化轨道表示式:
B. BF3的价层电子对互斥模型:
C. CaC2的电子式:
D. 的化学名称是3-甲基-3-戊烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.中原子价层电子对数为4,采取杂化,4个杂化轨道中2个填充孤电子对,2个填充单电子用于成键,轨道表示式符合电子排布规则,A正确;
B.中原子价层电子对数为3,无孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形,图示模型含孤电子对,B错误;
C.由和构成,阴离子中两个原子以三键结合,正确电子式为,C错误;
D.该有机物命名时应从靠近双键的一端编号,双键位于2号碳,3号碳连有甲基,正确名称为3-甲基-2-戊烯,D错误;
故选A。
4. 苯巴比妥是一种镇静剂,结构如图所示。关于该有机物说法正确的是
A. 键角∠1>∠2 B. 与氢气完全加成后,分子中有1个手性碳原子
C. 分子中含两种官能团 D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗2mol NaOH
【答案】A
【解析】
【详解】A.双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,所以∠1 的键角大于∠2,A 正确;
B.该物质仅苯环可以加氢,加氢后无手性碳原子,B错误;
C.分子中含有一种官能团是酰胺基,C错误;
D.1mol该物质的环状酰亚胺结构在足量NaOH溶液中加热会完全水解,生成1 mol、1 molNa2CO3、2 mol氨气,消耗4 molNaOH,D错误;
故选A。
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4LNO和11.2LO2充分反应后,体系中含有的分子数目为NA
B. 1mol基态Cr原子中未成对电子数为5NA
C. 铅酸蓄电池的负极增重96g,理论上转移电子数为2NA
D. 1mol 丙烯腈(CH2=CHCN)中π键的电子对数目为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,1mol 与0.5mol 反应生成1mol ,由于存在平衡,体系分子数目小于,A错误;
B.基态原子价电子排布为,未成对电子数为6,1mol基态原子未成对电子数为,B错误;
C.铅酸蓄电池负极反应为,每转移2mol电子,负极增重1mol 的质量即96g,故负极增重96g时转移电子数为,C正确;
D.1个丙烯腈分子中含1个碳碳双键(1个π键)和1个碳氮三键(2个π键),共3个π键,故1mol丙烯腈中π键的电子对数目为,D错误;
故选C。
6. 类比推理是化学的常用思维方法。下列推理正确的是
A. 干冰()是分子晶体,推测也是分子晶体
B. 与浓共热可制取气体,推测与浓共热也可制取气体
C. 与反应生成与,推测与反应主要生成与
D. 铝盐溶液中滴入过量氨水发生反应:,推测向溶液中滴入过量氨水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由原子直接构成,属于共价晶体,故A错误;
B.浓硫酸为高沸点酸,可以制得低沸点,同样也可以得到低沸点,故B正确;
C.二氧化硫具有还原性,与具有强氧化性的过氧化钠反应生成硫酸钠,故C错误;
D.向溶液中滴入过量氨水:,故D错误;
故答案选B。
7. 用下列仪器或装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
A.制备CuSO4
B.制备无水FeCl3
C.除去CO2中少量的HCl
D.分离NH4Cl和I2
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜作阳极电解稀硫酸,阳极反应为,阴极反应为,总反应为,可制备,A正确;
B.水解生成和,易挥发,在气流中加热可抑制水解得到无水,B正确;
C.饱和溶液不溶解,且可与反应生成,装置为长进短出的洗气装置,可除去杂质,C正确;
D.受热分解为和,遇冷又化合生成,受热升华、遇冷凝华,二者加热后都会在冷烧瓶底部凝结为固体,无法分离,不能达到实验目的,D错误;
故答案选D。
8. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 由S制备BaSO3:SSO2BaSO3
B. 由CuSO4生成Cu2O:CuSO4Cu(OH)2Cu2O
C. 工业制高纯硅:石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
D. 工业制硝酸:N2NO2HNO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氯化钡不反应,A错误;
B.硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀,在加热条件下,氢氧化铜分解生成氧化铜和水,B错误;
C.石英砂(主要成分为)与焦炭,高温下发生反应制取粗硅,粗硅与HCl在高温下反应生成SiHCl3,再与发生还原反应,制备高纯硅,C正确;
D.不能在中燃烧,与在高温或放电条件下反应生成在常温下易与结合生成,D错误;
故选C。
9. 以卤水(主要以I—形式存在)为原料提取碘的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A. 氧化剂1可以是H2O2,也可以是适量的Cl2
B. “吸附”步骤中,高分子树脂能与I2形成共价键,达到富集碘元素的目的
C. “脱附”的离子方程式:I2++H2O=2I—++2H+
D. “精制”过程可以是加热升华,再凝华
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知,卤水酸化后,通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘,用高分子树脂吸附溶液中的碘,向吸附后的树脂中加入亚硫酸钠溶液将碘还原为碘离子得到解脱液,向解脱液中通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘,粗产品再升华纯化得到纯碘产品。
【详解】A.和适量在酸性条件下均可将氧化为,适量不会过度氧化生成,A正确;
B.高分子树脂吸附是依靠范德华力的物理吸附过程,二者未形成共价键,B错误;
C.该离子方程式原子、电荷、得失电子均守恒,符合氧化的反应规律,C正确;
D.易升华,加热升华后再凝华可实现碘的提纯,D正确;
故选B。
10. 由下面实验操作和现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某无色溶液中滴加稀硫酸,并将产生的气体通入品红溶液中
品红溶液褪色,加热后溶液又恢复红色
溶液中一定含有或
B
向溶液中滴加KSCN溶液,再逐滴加入双氧水
溶液的黄色先变深,后变为红色
还原性:
C
向浓度均为的NaCl和的混合液中滴加硝酸银溶液
先出现白色沉淀,一段时间后出现砖红色沉淀
D
将NaCl固体、和浓硫酸混合加热
产生黄绿色气体
氧化性:浓硫酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向某无色溶液中滴加稀硫酸,产生的气体使品红褪色,加热恢复红色,说明气体为SO2,可能来自或,但硫代硫酸根()与酸反应也会生成SO2,溶液中也可能含有硫代硫酸根(),A错误;
B.向FeI2溶液中滴加KSCN后加双氧水,黄色加深(I-→I2)后变红(Fe2+→Fe3+),说明I-先被氧化,还原性I->Fe2+,B正确;
C.向浓度均为的NaCl和的混合液中滴加硝酸银溶液,先析出AgCl沉淀,后析出Ag2CrO4沉淀,说明AgCl的溶解度更小,但二者是结构不同的沉淀,不能直接通过沉淀的先后顺序来推导Ksp的大小关系,C错误;
D.NaCl、MnO2与浓硫酸加热生成Cl2,反应中MnO2为氧化剂(将Cl-氧化为Cl2),浓硫酸仅提供酸性环境,结论中浓硫酸的氧化性大于Cl2不成立,D错误;
故选B。
11. 部分含Fe或含N物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A. g的稳定性比f的稳定性更强
B. 工业制硝酸涉及a→b→c→d的转化
C. 常温下,可用e容器盛装d的浓溶液,因为e和d的浓溶液不反应
D. 向沸水中滴加h的饱和溶液,一定能形成产生丁达尔效应的分散系
【答案】A
【解析】
【分析】左侧为含N物质,单质为,氧化物为、为,酸为;右侧为含Fe物质,单质为,氧化物为、为,为等+3价铁盐,据此分析。
【详解】A.为,为,中为+3价,更稳定,在空气中易被氧化为,故的稳定性比更强,A符合题意;
B.工业制硝酸的转化为,、、,并非的直接转化,B不符合题意;
C.常温下,与的浓溶液发生钝化,钝化是化学变化,C不符合题意;
D.向沸水中滴加的饱和溶液,若加热时间过长,会生成沉淀(胶体发生聚沉),无法形成产生丁达尔效应的胶体,D不符合题意;
故选A。
12. 用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,b极室为溶液;热再生部分加热极室流出液,使分解。下列说法错误的是
A. 电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差
B. 若用该电池电解精炼铜,a电极所连电极材料为精铜
C. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
D. 电池部分的总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】a极室铜失去电子发生氧化反应,结合NH3生成[Cu(NH3 )4 ]2+,则a极为负极,电极反应为, b极室铜离子得到电子发生还原反应生成铜,则b极为正极,电极反应为:。
【详解】A.根据分析可知电池部分能产生电流的直接驱动力是结合,导致两极区产生浓度差,A正确;
B.该电池中a为负极,b为正极,若用于电解精炼铜,a极接电解池阴极,阴极的电极材料为精铜,B正确;
C.a极室溶液中生成的导致正电荷在增加,b极室消耗Cu2+,导致正电荷减少,需由 b极室迁移到a极室,才能维持两室溶液中的电荷呈电中性,使电池反应能不断进行下去,故装置中的离子交换膜为阴离子交换膜,C错误;
D.根据分析可知,电池部分的总反应为,D正确;
故答案选C。
13. 某配离子是一种常用的有机催化剂,其结构如图所示。X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,Y元素形成化合物种类数最多,且基态Q的价电子数等于Y与M的价电子数之和。下列说法正确的是
A. 由X、Y、Z三种元素构成的酸分子式一定是X2YZ3
B. M的第一电离能和电负性均是同周期中最大的
C. 简单氢化物的沸点:Z>M,是因为Z的氢化物中存在分子间氢键
D. Q的最高价氧化物对应的水化物可溶于某些酸和碱
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y元素化合物种类数最多,则Y为C元素;Y、Z、M同周期,由有机催化剂结构可知,X形成1个共价键、Z形成2个共价键(不算配位键)、M形成1个共价键,则X为H元素、Z为O元素、M为F元素;基态Q的价电子数等于Y与M的价电子数之和(4+7=11),则Q为价电子排布式为,为Cu元素,综上所述:X=H、Y=C、Z=O、M=F、Q=Cu,据此解答。
【详解】A.含有H、C、O的酸除外,还有羧酸(如)等,分子式并非一定为,故A错误;
B.第一电离能:Ne>F,M的第一电离能在同周期中并不是最大的,但其电负性是同周期元素中最大的,故B错误;
C.Z的简单氢化物为,M的简单氢化物为,二者均存在分子间氢键,的沸点高于,是因为分子间氢键更多,故C错误;
D.Q的最高价氧化物对应水化物为,可溶于弱碱氨水,形成四氨合铜离子,也能溶于盐酸,形成铜盐,故D正确;
故选D。
14. 磺酰氯(SO2Cl2)是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1℃。实验室可通过反应SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) ΔH<0制备,实验装置如图所示,下列说法正确的是
A. 装置①中圆底烧瓶中的固体药品可能为KMnO4、KClO3或MnO2
B. 依据装置②、④中单位时间内的气泡数可调节Cl2和SO2的流量
C. 装置②中盛放饱和食盐水,除去HCl气体,装置③应置于冰水中
D. 装置⑤中的浓硫酸可用质量分数为98.5%的硫酸
【答案】B
【解析】
【分析】磺酰氯(SO2Cl2)的制备:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) ΔH<0,氯气和SO2在木炭作催化剂的作用下合成SO2Cl2,因SO2Cl2是一种无色液体,极易水解生成硫酸和盐酸,遇潮湿空气会产生白雾,因此要保证参加反应的氯气和SO2是干燥的,同时要防止空气中的水汽进入③中,为了减小生成物的损失需要使用冷凝管冷凝回流,同时要利用碱石灰吸收SO2和氯气的尾气防污染,反应后的液体混合物可利用蒸馏进行分离,①装置用于制备氯气,②装置:干燥装置氯气,防止SO2Cl2的水解,③装置:制备磺酰氯,碱石灰可防止外界空气中的水蒸气进入,并吸收未反应的氯气和二氧化硫,④装置:干燥二氧化硫,⑤装置:浓硫酸和亚硫酸钠固体制备二氧化硫,以此解答该题。
【详解】A.二氧化锰与浓盐酸需在加热条件下反应制备氯气,A错误;
B.由方程式可知二氧化硫和氯气的化学计量数为1:1,气体流量可通过观察②、④中单位时间内的气泡数来调节,B正确;
C.氯化氢对物质的制备无影响,应用浓硫酸,用于除去水,C错误;
D.质量分数为98.5%的浓硫酸中,硫酸主要以分子形式存在,反应速率较慢,故装置⑤中的浓硫酸不可用质量分数为98.5%的硫酸,D错误;
故选B。
15. 25℃,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A. 在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B. 乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面
C. 生成产物1的决速步活化能为46.0kcal/mol
D. 反应达到平衡时,升高温度可提高产物2产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图中可知,产物2的能量比产物1低,根据能量越低越稳定的原则,产物2比产物1稳定,A正确;
B.从图中可知,乙醇中的O原子与固体酸分子筛中的H原子形成分子间氢键,因此乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面,B正确;
C.生成产物1的决速步骤为活化能最高的一步,从图中可知生成产物1时活化能最高为36.7+9.3=46kcal/mol,C正确;
D.生成产物2的反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,产物2产率降低,D错误;
故答案选D。
16. 常温下,溶液中所有含硫物种的物质的量分数与pH变化关系如图中虚线所示。和CdS在溶液浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,与pH变化关系如图中实线所示(为金属离子的物质的量浓度)。
下列说法正确的是
A. 直线⑤表示溶液中的与pH的关系
B. 当溶液中与的物质的量分数相同时,溶液的pH为10.1
C. 的数量级为
D. 向相同浓度的和的混合溶液中通入气体,先开始沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】随着pH增大,物质的量分数减小,物质的量分数先增大再减小,物质的量分数增大,虚线①代表物质的量分数,虚线②代表物质的量分数,虚线③代表物质的量分数;由A点得,由B点得,,由P点可知,,,随着溶液的pH增大,逐渐增大,则金属离子浓度逐渐减小,且由于减小得更快[即增大得更快,故直线④表示溶液中的与pH的关系,直线⑤表示溶液中的与pH的关系,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,直线④表示溶液中的与pH的关系,A错误;
B.由分析可知,,当与的物质的量分数相同时,,根据,可得,故,此时,B错误;
C.由分析可知,,故其数量级是,C正确;
D.向相同浓度的和的混合溶液中通入气体,不妨设中,中沉淀所需更小,先沉淀,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}又叫赤血盐,是一种深红色易溶于水的晶体,常用于检验Fe2+。
(1)可用氯气氧化法制备K3[Fe(CN)6],其实验装置如图所示:
仪器a的名称为__________;装置A中发生反应的离子方程式为_______________________。
(2)船舶的外壳常用镶嵌锌块的方法避免船体遭受腐蚀,实验室模拟该过程如下。
实验
实验装置
实验步骤及现象
Ⅰ
电流表指针偏转,Fe电极上未见气泡生成;一段时间后,向Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀
Ⅱ
向A区滴加酚酞溶液,出现红色
Ⅲ
向A区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失
注:蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],说明有Fe2+产生。
①对实验Ⅰ中Fe2+产生的原因作出如下猜想:
猜想a.H+将Fe氧化;
猜想b.K3[Fe(CN)6]将Fe氧化;
猜想c.____________将Fe氧化;
猜想d.K3[Fe(CN)6]被Zn还原;
依据实验I中的现象否定了猜想a。
②理论分析:
资料i:实验I条件下,Fe2++6CN—⇌[Fe(CN)6]4— K=1.0×1035,
Zn2++4CN—⇌[Zn(CN)4]2— K=5.0×1016。
若K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,写出生成Fe2+的离子方程式为_______________________;若K3[Fe(CN)6]被Zn还原,还原产物为___________,无法生成蓝色沉淀;因此,猜想b可能成立,猜想d不成立。
③设计实验______________________(填操作和现象),证明了猜想c不成立,则猜想b成立。
(3)结合电极反应式,分析实验Ⅱ中出现红色的原因______________________。
资料ii:实验Ⅲ条件下,Fe与KFe[Fe(CN)6]很难发生反应。
(4)结合平衡移动原理,解释实验Ⅲ中“一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的可能原因:______________________。
(5)将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片,重复实验Ⅲ的操作,推测其与实验Ⅲ现象的差异:______________________。
由上述实验可知:比铁活泼的锌可以保护铁,减缓其腐蚀。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②.
(2) ①. O2 ②. ③. ④. 取实验Ⅰ中Fe电极附近未滴加的溶液于试管中,滴入溶液,无蓝色沉淀产生
(3)A区为正极,发生反应,氢氧根浓度增大,酚酞变红
(4)体系中存在平衡、,A区反应生成,会消耗、,浓度降低,平衡正移,蓝色沉淀溶解
(5)该反应比实验Ⅲ产生的蓝色沉淀更快、更多,一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀不消失
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗;高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应的离子方程式为;
【小问2详解】
①装置暴露在空气中,空气中的氧气会将铁氧化;
②K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,则生成Fe2+和K4[Fe(CN)6],反应的离子方程式为;K3[Fe(CN)6]被Zn还原,铁元素的化合价降低生成;
③取实验Ⅰ中Fe电极附近未滴加的溶液于试管中,滴入溶液,无蓝色沉淀产生,说明脱离Fe电极,无Fe2+生成,即猜想b可能成立;
【小问3详解】
A区铁做正极,空气中的氧气被还原,发生反应,环境为碱性,酚酞变红;
【小问4详解】
体系中存在平衡、,负极Zn失电子生成,与结合生成稳定的,使浓度降低,平衡正向移动,蓝色沉淀溶解;
【小问5详解】
将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片,A区铁做负极被氧化生成Fe2+,Fe2+和K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],但Fe与KFe[Fe(CN)6]很难发生反应,故蓝色沉淀不会消失。
18. 电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd、Cu等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
①PtTe中Pt为+2价,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态均转化为单质。
②易溶于水,难溶于水;③;
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”中,PtTe发生反应的化学方程式为_______。
(2)滤液b溶质的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属被氧化为配离子:。
①的转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
②“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有_______。
(4) “沉钯”之前,测得溶液中,加入等体积的溶液充分反应,测得反应后混合液中,则初始加入溶液的浓度为_______(忽略溶液混合时的体积变化)。
(5)①Pt的一个面心立方晶胞含_______个以下基本结构单元,晶胞参数为anm,则最近的两个Pt原子之间的距离为_______nm。
②某金属M氧化物(为整数)的立方晶胞沿轴方向投影均如图所示,则O在晶胞中的位置为_______,晶体中一个M周围最近的O的个数为_______。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 2:1 ②. 将还原为,便于后续使含Pt物质与含Pd物质分离
(4)0.8 (5) ①. 8 ②. ③. 棱心 ④. 6
【解析】
【分析】阳极泥(含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质)加入纯碱(碳酸钠)、空气焙烧,然后加入水,浸取过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3的滤液a,分离出滤渣,滤渣加入稀硫酸,酸浸溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b,分离出含Au、Pt、Pd的滤渣,加入氯气和浓盐酸氯浸,金属Au、Pt、Pd被氧化为配离子:、、,加入草酸将还原为金单质、还原为,过滤分离出金单质,滤液加入氯化铵得到含的滤液c和沉淀,据此分析;
【小问1详解】
PtTe中Pt为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt转化为单质,反应中Pt元素的化合价由+2变为0,空气中氧气参与反应,氧元素的化合价由0变为-2,Te元素的化合价由-2变为+4得到,结合电子守恒、质量守恒,PtTe发生反应的化学方程式为;
【小问2详解】
根据分析,滤液b溶质的主要成分是;
【小问3详解】
①,Pd元素的化合价由0变为+4,为还原剂,氯气中氯元素的化合价由0变为-1,为氧化剂,结合电子守恒存在,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;
②草酸具有还原性,由分析结合流程,“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有将还原为,便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离;
【小问4详解】
反应后混合液中,则此时,结合反应,则初始加入溶液的浓度约为;
【小问5详解】
①Pt的一个面心立方晶胞含8个以下基本结构单元,晶胞参数为anm,则最近的两个Pt原子之间的距离为面对角线的一半,nm;
②某金属M氧化物(为整数)的立方晶胞沿轴方向投影均如图所示,则白球在顶点,黑球在棱心,黑球的数目为,白球的数目为,则O在晶胞中的位置为棱心,晶体中一个M周围最近的O的个数为。
19. 乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇的反应分两步进行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l);
②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l);
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
HCHO(g)
CO(g)
H2(g)
HOCH2CH2OH(l)
ΔfHm/(kJ·mol-1)
-116
-111
0
-455
回答下列问题:
(1)生成乙二醇的总反应③的热化学方程式为___________。
(2)恒压时,增大合成气的值,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间内产率降低,其可能原因是___________。
(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系ln K=-+常数(R为正常数),反应②和反应④的ln K与的关系如图所示,则ΔH2__________ΔH4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当___________(填“升高”或“降低”)反应温度,理由是___________。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1。
①反应5 h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率v=___________mol·L-1·h-1。
②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,反应③生成乙二醇的平衡常数K=___________(mol·L-1)-3(保留两位小数)。
【答案】(1)HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228kJ/mol
(2)若单位时间内未达平衡,可能是反应②的速率大于反应①,使得单位时间内HOCH2CHO(羟基乙醛)产率降低;若单位时间已达平衡,可能是反应①平衡逆移,反应②平衡正移,导致羟基乙醛产率降低
(3) ①. < ②. 降低 ③. 随着的增大,即温度降低,反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大的程度
(4) ①. 0.112 ②. 1.67×1011
【解析】
【19题详解】
反应①+反应②,得到总反应③:HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l),反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和,即ΔH=∑ΔfHm(产物)-∑ΔfHm(反应物)=(-455)-[(-116)+(-111)+0] kJ/mol=-228 kJ/mol,则热化学方程式为HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228kJ/mol。
【20题详解】
恒压时,增大合成气中的值,意味着H2的分压增大,CO的分压减小,反应速率与反应物浓度相关,CO分压减小的影响超过H2分压增大的影响,导致反应①比反应②慢,故羟基乙醛单位时间内产率降低。
【21题详解】
ln K与的关系图中,斜率为,图中反应②的斜率大于反应④,表明|ΔH2|>|ΔH4|,由于两反应的K随温度降低均增大,均为放热(ΔH<0),故ΔH2<ΔH4;抑制甲醇生成,即让反应②的正向进行程度大于反应④,由图可知,随着的增大,ln K2增大的程度大于ln K4增大程度,故需要低温才能抑制甲醇的生成。
【22题详解】
①生成HOCH2CHO消耗甲醛38%,生成乙二醇消耗甲醛8%,生成甲醇消耗甲醛10%,总计38%+8%+10%=56%,消耗量=1.0 mol/L × 56%=0.56 mol/L,则甲醛的平均消耗速率v==0.112 mol·L-1·h-1;
②总反应③为HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l),H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4 mol·L-1、6.0×10-4 mol·L-1不变,溶剂中甲醛的初始浓度为1.0 mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18%、34%、14%,则羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡浓度为0.18 mol·L-1、0.34 mol·L-1、0.14 mol·L-1,总甲醛消耗浓度为(0.18+0.34+0.14) mol·L-1=0.66 mol·L-1,则平衡时甲醛浓度为(1.0-0.66) mol·L-1=0.34 mol·L-1,故反应③生成乙二醇的平衡常数为。
20. 那可丁是世界范围内使用的经典镇咳药物,也是一种抗肿瘤活性高且毒副作用小的新型抗肿瘤药物,中间体H的两条合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为______________,鉴别C和D可选用的试剂名称为________________。
(2)A生成B的过程中,NaOH的作用为________________________。
(3)C→F的过程分两步进行,写出第二步的化学方程式________________________。
(4)满足下列条件的化合物D的所有同分异构体有________种。
a.能发生水解反应且遇FeCl3溶液能发生显色反应
b. 1mol有机物最多能与3molNaOH反应
(5)D→E的合成路线设计如下:
M的结构简式为________________;试剂Y为________________。
【答案】(1) ①. 醚键 ②. 氯化铁溶液
(2)消耗生成的HBr,促进反应正向进行
(3)+H2O
(4)13 (5) ①. ②. 氢氧化钠水溶液
【解析】
【分析】A的分子式为C7H8O3,不饱和度为4,结合后续C的结构简式可知,A中含有苯环,且除了苯环外,不含有双键或环的结构,结合C中取代基的位置可知,A的结构简式为,A与CH2Br2发生取代反应形成左侧的环,则B的结构简式为,B中苯环的H被醛基取代生成C,C与CH3NO2发生反应生成F,结合F的分子式可知,F的不饱和度为7,说明C→F过程中引入了一个硝基,则可推断C中醛基先发生加成反应生成了羟基,羟基再发生消去反应生成了碳碳双键,则F的结构简式为;E→C的过程和A→B类似,则可推断E中含有两个相邻的酚羟基,即D→E的过程在酚羟基的邻位引入了一个酚羟基,则E的结构简式为;
【小问1详解】
B的结构简式为,含有的官能团为醚键;D中含有酚羟基,C中无此官能团,酚类物质与氯化铁溶液显紫色,因此鉴别C和D可选用的试剂为氯化铁溶液,故答案为:醚键;氯化铁溶液;
【小问2详解】
A生成B发生取代反应,同时会生成2分子HBr,则试剂NaOH的作用为消耗生成的HBr,促进反应正向进行,故答案为:消耗生成的HBr,促进反应正向进行;
【小问3详解】
由分析可知,C→F过程中引入了一个硝基,则可推断C中醛基先发生加成反应生成了羟基,羟基再发生消去反应生成了碳碳双键,因此第二步反应为:+H2O;
【小问4详解】
由题,能发生水解反应且遇FeCl3溶液能发生显色反应,说明含有酚羟基和酯基;1mol有机物最多能与3mol NaOH反应,则说明酯基水解后能生成酚羟基,则有两种情况:苯环连两个取代基(-OH、-OOCCH3)共有3种结构;苯环连三个取代基(-OH、-OOCH、-CH3)共有10种结构;因此共有13种同分异构体;故答案为:13;
【小问5详解】
化合物E为,结合D的结构可知,需要在羟基的邻位引入取代基,结合M的分子式,可知该过程首先在酚羟基的邻位引入一个溴原子,则M的结构简式为;后续M中苯环的溴原子水解生成羟基,该过程需要两步反应,即C6H5-BrC6H5-ONaC6H5-OH,则试剂Y为氢氧化钠水溶液,故答案为:;氢氧化钠水溶液。
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