精品解析:四川泸州市泸县第四中学2026-2027学年高三上学期开学检测 化学试题
2026-09-10
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内容正文:
泸县四中2026年秋期高2024级化学第一学月考试
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 P-31 K-39
一、选择题(本题包括15个小题,每个小题3分,共45分。每个小题只有一个正确选项)
1. 北宋蔡襄《茶录》中关于复烤陈茶的记载:“于净器中以沸汤渍之,刮去膏油一两重乃止,以钤箝之,微火炙干,然后碎碾”,其中不涉及的操作是
A. 溶解 B. 加热 C. 蒸馏 D. 碾磨
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 氯化铵的电子式:
B. 的球棍模型为
C. 聚丙烯的结构简式为
D. 激发态原子的轨道表示式:
3. 下列做法不应该提倡的是
A. 使用布袋替代一次性塑料袋购物 B. 利用聚氯乙烯薄膜保鲜食品
C. 用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料 D. 矿泉水瓶丢入可回收的分类垃圾桶中
4. 设为阿伏加德罗常数的值,以下说法正确的是
A. 溶于水后,生成分子的总数为
B. 正四面体烷中含有键的数目是
C. 碳酸钠和碳酸氢钠的混合物含有的氧原子数为
D. 盐酸与足量共热,反应转移的电子数为
5. 下列指定反应的化学方程式或离子方程式书写错误的是
A. 溶于氨水:
B. 钢铁发生吸氧腐蚀的总反应:
C. 向乙酸乙酯中滴加NaOH溶液:
D. 用除去废水中的:
6. 下列实验仪器或装置的选择正确的是
A.用NaOH溶液滴定盐酸
B.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
C.萃取后从下口放出碘的苯溶液
D.制备无水
A. A B. B C. C D. D
7. 室温下,KPF6固体的立方晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 每个晶胞中有14个
B. 每个周围有12个紧邻的K+
C. 晶体中K+之间的最短距离是
D. 晶体密度为
8. 室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论或目的的是
选项
实验过程及现象
实验结论或目的
A
往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡分层,下层由紫红色变浅至几乎无色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解度大于
B
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
能否催化分解
C
取试管收集半试管甲烷和半试管氯气,试管夹固定倒扣于水中,放在光亮处,静置,观察到试管中的液面上升
甲烷与氯气光照条件下发生了反应
D
用计分别测定浓度均为的和的,的更大
A. A B. B C. C D. D
9. 甲醇()与催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图。下列说法正确的是
A. 历程ⅲ为取代反应
B. 该过程不涉及非极性键的形成
C. 该反应中,为催化剂,为中间产物
D. 总反应的热化学方程式为
10. 一种合成吲哚-2-酮类药物的中间体的结构如图所示。下列关于该化合物的说法不正确的是
A. 含有3种官能团 B. 1 mol该物质最多能与6 mol NaOH反应
C. 其中碳原子的杂化方式有和 D. 能发生加成和加聚反应
11. 化合物A是一种治疗青光眼的药物,其结构如下。该物质由短周期主族元素W、X、Y、Z、M组成,其中W元素分别和其它四种元素均可形成18电子微粒,X、Y、Z同周期,Z、M同主族。下列说法正确的是
A. 电负性: B. 简单氢化物键角:
C. 第一电离能: D. 含氧酸的酸性:
12. 下列关于物质结构或性质的解释中存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:大于
中心原子的孤电子对数不同
B
水中的溶解性:
HCl是极性分子,是非极性分子
C
沸点:
键能比键能大
D
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚中不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到催化剂的作用
A. A B. B C. C D. D
13. 某课题组合成的一种配合物,其内部空腔可识别并包裹特定结构的分子,形成超分子胶囊。该配合物的阴离子部分,其结构如图所示。
下列说法错误的是
A. Ga3+的配位数为6
B. 配合物内部空腔通过非共价键作用识别特定结构的分子
C. Si4+替换Ga3+后,配体骨架的电子云分布不会发生改变
D. 改变配体骨架的基团或链的长短,配合物内部空腔可适配不同结构的分子
14. 中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳(多孔形态,化学式为C)为电极材料的有机钠离子电池,其内部结构如下图所示,放电时,a电极发生如下变化:
下列说法错误的是
A. 放电时,a电极电势高于b电极
B. 充电时,向b电极移动
C. 充电时,b电极的电极反应式为
D. 放电时,a电极质量增加46 g,转移电子数为个
15. 常温下将NaOH溶液分别滴加到等浓度的二氯乙酸()和一氯乙酸()溶液中,两溶液中pH与微粒浓度比值的对数的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线I表示pH与的变化关系
B. 的数量级为
C. 浓度均为的与混合溶液中,
D. 在pH均为3的两种酸的溶液中,曲线I对应酸的物质的量浓度更大
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 连二硫酸钠晶体(,)是常用的化学试剂。某研究小组通过如下实验方案制备连二硫酸钠晶体并测定产品纯度。
Ⅰ、向盛有无氧蒸馏水的三颈烧瓶中通入制得饱和溶液。开启磁力搅拌器,将称量好的分批加入,直至反应完全(反应装置如图)。
Ⅱ、将反应后的液体转移并真空抽气,除去过量的(装置省略,下同)。
Ⅲ、向溶液中加入适量的溶液,过滤后得到含的溶液。
Ⅳ、边搅拌边向滤液中缓慢滴加过量饱和溶液。
Ⅴ、过滤,滤液经一系列操作获得产品。
Ⅵ、测定产品纯度。
已知:①一定条件下,饱和溶液能与反应生成连二硫酸锰()和硫酸锰。
②连二硫酸锰()易溶于水,受热分解生成硫酸锰。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_________________;仪器b盛放的试剂可能是_________(填标号)。
A.无水氯化钙 B.碱石灰 C.五氧化二磷 D.氢氧化钠溶液
(2)步骤Ⅰ中采用_________(填“低温”或“高温”)浴槽,原因是_________________________。
(3)步骤Ⅳ发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
(4)步骤Ⅴ“一系列操作”是:蒸发浓缩、__________________________、过滤、洗涤、干燥。
(5)称取产品配制成100.00 mL溶液,移取20.00 mL溶液于锥形瓶,用的酸性标准溶液滴定至终点的现象为:_________________________________________。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为V mL,产品的纯度为_________%(用含、、的代数式表示)。
17. 研发利用技术,降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。与在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅰ在低温下自发进行,则________(填“>”“<”或“=”)0.
(2)和合成甲醇时,温度对单位时间内转化率及甲醇和产率的影响如图1所示。则由图1判断合成最适宜的温度是___________;温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_____________________________。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入和,容器内起始的压强为,达到平衡时,测定容器内生成了,且生成的选择性为。
(反应物的选择性)
①下列相关说法正确的是____________________(填字母)。
A.从反应体系中分离出甲醇,有利于提高反应物的平衡转化率
B.向容器按原比例再充入反应物,达到新平衡时各组分的体积分数不变
C.当,说明反应达到了平衡状态
D.工业合成甲醇时,选择合适催化剂可提高单位时间内甲醇的产率
②该温度下,反应Ⅰ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数___________。(保留1位小数)
(4)和在某支撑的表面的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。
决定总反应速率的步骤的活化能_____________。
18. 某化工厂的含镍废料中主要含有镍、铝、铜、铁的氧化物以及少量二氧化硅和碳。工业上可采用如下流程回收其中的镍并制备一种重要的电子元件材料三氧化二镍():
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的如下表:
物质
开始沉淀
2.7
6.5
7.7
7.0
5.6
3.8
沉淀完全
3.7
9.7
10.2
9.7
6.7
4.7
(1)基态镍原子的价层电子排布式为_____________。
(2)为提高碱浸率可在“预处理”中采取的措施有_____________________________。
(3)“碱浸”中的作用是_________________________。
(4)“酸浸”后“滤渣②”的主要成分为_____________。
(5)“转化”中涉及的、离子方程式为_________________________、_____________________。
(6)“除铁”中加入调节溶液的范围为_________________________。
(7)“除铜”时发生反应的平衡常数_________(结果保留三位有效数字)。[已知常温下,,]
19. 阿普昔腾坦是一种新型的高血压治疗药物,其合成路线如图所示:M是产品阿普昔腾坦。
说明:代表。
(1)B的分子式为:_____________________________。
(2)写出A与足量NaOH溶液反应的化学方程式:____________________________________________。
(3)C中官能团名称为:_______________________。
(4)E的结构简式为:_______________________。
(5)G转化为的反应类型为:_______________________。
(6)物质的分子式比少一个溴原子、多一个氢原子,能发生银镜反应,其中一种水解产物能与溶液显紫色,N的同分异构体有_________种;以上同分异构体中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为(任写一种):______________。
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泸县四中2026年秋期高2024级化学第一学月考试
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 P-31 K-39
一、选择题(本题包括15个小题,每个小题3分,共45分。每个小题只有一个正确选项)
1. 北宋蔡襄《茶录》中关于复烤陈茶的记载:“于净器中以沸汤渍之,刮去膏油一两重乃止,以钤箝之,微火炙干,然后碎碾”,其中不涉及的操作是
A. 溶解 B. 加热 C. 蒸馏 D. 碾磨
【答案】C
【解析】
【详解】A.“沸汤渍之”指用沸水浸泡,使茶叶中的可溶成分溶解,涉及溶解操作,A不符合题意;
B.“微火炙干”指用小火加热使茶叶烘干,涉及加热操作,B不符合题意;
C.蒸馏是利用互溶液态混合物各组分沸点不同进行分离的操作,题干记载的操作中没有涉及蒸馏,C符合题意;
D.“然后碎碾”指将干燥后的陈茶碾碎,涉及碾磨操作,D不符合题意;
故选C。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 氯化铵的电子式:
B. 的球棍模型为
C. 聚丙烯的结构简式为
D. 激发态原子的轨道表示式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化铵是离子化合物,其电子式为,A错误;
B.的空间填充模型为,球棍模型为,B错误;
C.聚丙烯的单体为,加聚后结构简式为,C正确;
D.能层只有1个能级,不存在能级,D错误;
故选C。
3. 下列做法不应该提倡的是
A. 使用布袋替代一次性塑料袋购物 B. 利用聚氯乙烯薄膜保鲜食品
C. 用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料 D. 矿泉水瓶丢入可回收的分类垃圾桶中
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用布袋替代一次性塑料袋可减少塑料消耗,降低白色污染,属于环保行为,应该提倡,A不符合题意;
B.聚氯乙烯含有毒的残留氯乙烯单体及增塑剂等物质,不可用于食品保鲜,该做法不应该提倡,B符合题意;
C.利用合成聚碳酸酯可降解塑料,既可以减少碳排放,又能缓解白色污染,应该提倡,C不符合题意;
D.矿泉水瓶属于可回收塑料,丢入可回收分类垃圾桶有利于资源回收利用,应该提倡,D不符合题意;
故答案选B。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,以下说法正确的是
A. 溶于水后,生成分子的总数为
B. 正四面体烷中含有键的数目是
C. 碳酸钠和碳酸氢钠的混合物含有的氧原子数为
D. 盐酸与足量共热,反应转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.与水的反应为可逆反应:,不能完全反应,且生成的会部分电离,因此分子总数小于,A错误;
B.正四面体烷分子式为,1个分子中含6个键和4个键,共10个键,因此1mol正四面体烷含键数目为,B错误;
C.和化学式中均含有3个氧原子,因此0.1mol二者的混合物,无论比例如何,所含氧原子物质的量均为0.3mol,数目为,C正确;
D.反应的离子方程式为,由于仅与浓盐酸反应,随着反应进行盐酸浓度降低变为稀盐酸时反应停止,不能完全参与反应,转移电子数小于,D错误;
故本题选C。
5. 下列指定反应的化学方程式或离子方程式书写错误的是
A. 溶于氨水:
B. 钢铁发生吸氧腐蚀的总反应:
C. 向乙酸乙酯中滴加NaOH溶液:
D. 用除去废水中的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶于氨水的反应中,应作为反应物直接参与反应,而非直接写成。正确方程式应为,A错误;
B.钢铁吸氧腐蚀的总反应为,电荷守恒且符合反应过程,B正确;
C.乙酸乙酯在NaOH溶液中水解生成乙酸钠和乙醇,离子方程式为,条件标注合理,C正确;
D.与反应生成更难溶的,因溶度积差异反应趋近完全,但离子方程式仍用可逆符号(平衡理论),D正确;
综上,答案是A。
6. 下列实验仪器或装置的选择正确的是
A.用NaOH溶液滴定盐酸
B.用瓷坩埚加热熔化NaOH固体
C.萃取后从下口放出碘的苯溶液
D.制备无水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.为强碱,会腐蚀酸式滴定管的玻璃活塞,应使用碱式滴定管盛装溶液,A错误;
B.瓷坩埚中含有,高温下可与发生反应,会腐蚀坩埚,不能用瓷坩埚熔化固体,B错误;
C.苯的密度小于水,碘的苯溶液位于分液漏斗上层,分液时上层液体应从上口倒出,不能从下口放出,C错误;
D.加热时易水解,在气流中加热可抑制水解,得到无水,尾气中多余的可用碱石灰吸收,装置合理,D正确;
故答案选D。
7. 室温下,KPF6固体的立方晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 每个晶胞中有14个
B. 每个周围有12个紧邻的K+
C. 晶体中K+之间的最短距离是
D. 晶体密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.位于晶胞顶点和面心,根据均摊法,数目为,不是14个,故A错误;
B.观察晶胞的结构可知,该结构属于型晶体,的配位数为6,即每个周围有6个紧邻的,不是12个,故B错误;
C.位于晶胞的棱心和体心,相邻的最短距离为面对角线的一半,即,故C正确;
D.每个晶胞含有4个单元,晶胞质量为,晶胞体积为,密度为,故D错误;
故答案选C。
8. 室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论或目的的是
选项
实验过程及现象
实验结论或目的
A
往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡分层,下层由紫红色变浅至几乎无色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解度大于
B
向溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
能否催化分解
C
取试管收集半试管甲烷和半试管氯气,试管夹固定倒扣于水中,放在光亮处,静置,观察到试管中的液面上升
甲烷与氯气光照条件下发生了反应
D
用计分别测定浓度均为的和的,的更大
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.与浓溶液中的发生反应,并非在溶液中溶解度更大,A错误;
B.会被氧化为,无法证明是起催化作用,且未设置对照实验排除其他因素干扰,B错误;
C.甲烷与氯气光照下发生取代反应,生成易溶于水的和液态氯代甲烷,试管内气体物质的量减少、压强减小,液面上升,可证明反应发生,C正确;
D.的对应的水解,其水解对应的弱酸是,只能得出,无法比较与的大小,D错误;
故选C。
9. 甲醇()与催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图。下列说法正确的是
A. 历程ⅲ为取代反应
B. 该过程不涉及非极性键的形成
C. 该反应中,为催化剂,为中间产物
D. 总反应的热化学方程式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.历程ⅲ中的原子被的取代,生成和,属于取代反应,A正确;
B.步骤ii中与反应生成,形成了非极性键,该过程涉及非极性键的形成,B错误;
C.在步骤i中作反应物、步骤iii中作生成物,反应前后总量不变,为催化剂;在步骤i中生成、步骤iii中消耗,为中间产物,C错误;
D.图中能量单位为,是每分子反应的能量变化,换算为每摩尔反应的焓变需要乘以阿伏加德罗常数,总反应不为,D错误;
故选A。
10. 一种合成吲哚-2-酮类药物的中间体的结构如图所示。下列关于该化合物的说法不正确的是
A. 含有3种官能团 B. 1 mol该物质最多能与6 mol NaOH反应
C. 其中碳原子的杂化方式有和 D. 能发生加成和加聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知该物质含有酯基、酰胺基和碳溴键3种官能团,A正确;
B.酯基可以与发生水解反应,1 mol酯基消耗1 mol NaOH,酰胺基也可以与NaOH反应,1 mol酰胺基消耗1 mol NaOH,同时两个溴原子也可以与发生取代反应,2 mol溴原子共消耗4 mol NaOH,故1 mol该物质最多能与6 mol NaOH反应,B正确;
C.在该分子中,碳原子有的形成3个键,无孤电子对,为杂化,有的形成4个键,无孤电子对,为杂化,C正确;
D.该物质含苯环,可以发生加成反应,但不能发生加聚反应,D错误;
故本题选D。
11. 化合物A是一种治疗青光眼的药物,其结构如下。该物质由短周期主族元素W、X、Y、Z、M组成,其中W元素分别和其它四种元素均可形成18电子微粒,X、Y、Z同周期,Z、M同主族。下列说法正确的是
A. 电负性: B. 简单氢化物键角:
C. 第一电离能: D. 含氧酸的酸性:
【答案】B
【解析】
【分析】W能与四种元素形成18电子微粒,推测为H;X形成4个键,且H3X-为CH3-,X为C;X、Y、Z同周期,Z含双键为O,Y为N;Z与M同主族,M为S。
【详解】A.电负性:X(C)≈M(S)<Z(O),A错误;
B.简单氢化物键角:Y(NH3,107°)>Z(H2O,104.5°)>M(H2S,92°),B正确;
C.同周期中第一电离能从左至右呈现增大趋势,N的2p处于半满状态较稳定,所以第一电离能:X(C)<Z(O)<Y(N),C错误;
D.已知元素的最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性一致,含氧酸酸性未指明最高价,无法比较,D错误;
故选B。
12. 下列关于物质结构或性质的解释中存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:大于
中心原子的孤电子对数不同
B
水中的溶解性:
HCl是极性分子,是非极性分子
C
沸点:
键能比键能大
D
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚中不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到催化剂的作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH4的键角大于NH3是因为CH4的中心原子无孤电子对,而NH3的中心原子有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥导致键角减小,A正确;
B.根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,HCl为极性分子更易溶于极性溶剂水,CO2为非极性分子溶解度较低,B正确;
C.H2O沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键,而非键能更大,键能与沸点无关,键能影响物质的稳定性,C错误;
D.冠醚通过结合K+使MnO4-进入有机相,提高反应物接触效率,属于相转移催化,D正确;
故选C。
13. 某课题组合成的一种配合物,其内部空腔可识别并包裹特定结构的分子,形成超分子胶囊。该配合物的阴离子部分,其结构如图所示。
下列说法错误的是
A. Ga3+的配位数为6
B. 配合物内部空腔通过非共价键作用识别特定结构的分子
C. Si4+替换Ga3+后,配体骨架的电子云分布不会发生改变
D. 改变配体骨架的基团或链的长短,配合物内部空腔可适配不同结构的分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该配合物的阴离子含有6个配体(每条线都是1个配体),4个,每个周围有6个O(3个配体)作为配位原子,配位数为6,A正确;
B.超分子识别客体分子依靠氢键、范德华力等非共价键作用,B正确;
C.正电荷数高于,对配位原子的电子吸引力更强,替换后配体骨架的电子云分布会发生改变,C错误;
D.改变配体的基团或碳链长度,可以改变配合物空腔的大小,结构和作用位点,从而适配不同结构的分子,D正确;
故选C。
14. 中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳(多孔形态,化学式为C)为电极材料的有机钠离子电池,其内部结构如下图所示,放电时,a电极发生如下变化:
下列说法错误的是
A. 放电时,a电极电势高于b电极
B. 充电时,向b电极移动
C. 充电时,b电极的电极反应式为
D. 放电时,a电极质量增加46 g,转移电子数为个
【答案】D
【解析】
【分析】根据a极电极反应可知,a电极得电子,a电极为正极,据分析答题。
【详解】A.放电时a电极为正极,b电极为负极,正极电势高于负极,因此a电极电势高于b电极,A正确;
B.充电时该装置为电解池,a电极为阳极,b电极为阴极,阳离子向阴极移动,因此向b电极移动,B正确;
C.充电时b电极为阴极,发生得电子的还原反应,电极反应式为,C正确;
D.放电时a电极每结合2mol (质量为),对应转移2mol电子,转移电子数为,不是,D错误;
答案选D。
15. 常温下将NaOH溶液分别滴加到等浓度的二氯乙酸()和一氯乙酸()溶液中,两溶液中pH与微粒浓度比值的对数的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线I表示pH与的变化关系
B. 的数量级为
C. 浓度均为的与混合溶液中,
D. 在pH均为3的两种酸的溶液中,曲线I对应酸的物质的量浓度更大
【答案】D
【解析】
【分析】氯原子具有较大的电负性,能够吸引电子,增加羧基中羟基的极性,故二氯乙酸的酸性比一氯乙酸强,和等于0时, 、,Ⅱ的氢离子浓度大于Ⅰ,所以电离平衡常数,且均为弱酸,故曲线I表示pH与的变化关系,曲线Ⅱ表示pH与的变化关系。
【详解】A.根据分析,曲线I表示pH与的变化关系,故A错误;
B.曲线I表示pH与的变化关系,,,pH约为3,==,数量级为,故B错误;
C.结合B,,水解常数<10-3,的电离大于的水解,溶液显酸性,,故C错误;
D.根据分析,曲线I表示pH与的变化关系,曲线Ⅱ表示pH与的变化关系,二氯乙酸的酸性比一氯乙酸强,在pH均为3的两种酸的溶液中,曲线I对应酸的物质的量浓度更大,故D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 连二硫酸钠晶体(,)是常用的化学试剂。某研究小组通过如下实验方案制备连二硫酸钠晶体并测定产品纯度。
Ⅰ、向盛有无氧蒸馏水的三颈烧瓶中通入制得饱和溶液。开启磁力搅拌器,将称量好的分批加入,直至反应完全(反应装置如图)。
Ⅱ、将反应后的液体转移并真空抽气,除去过量的(装置省略,下同)。
Ⅲ、向溶液中加入适量的溶液,过滤后得到含的溶液。
Ⅳ、边搅拌边向滤液中缓慢滴加过量饱和溶液。
Ⅴ、过滤,滤液经一系列操作获得产品。
Ⅵ、测定产品纯度。
已知:①一定条件下,饱和溶液能与反应生成连二硫酸锰()和硫酸锰。
②连二硫酸锰()易溶于水,受热分解生成硫酸锰。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_________________;仪器b盛放的试剂可能是_________(填标号)。
A.无水氯化钙 B.碱石灰 C.五氧化二磷 D.氢氧化钠溶液
(2)步骤Ⅰ中采用_________(填“低温”或“高温”)浴槽,原因是_________________________。
(3)步骤Ⅳ发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
(4)步骤Ⅴ“一系列操作”是:蒸发浓缩、__________________________、过滤、洗涤、干燥。
(5)称取产品配制成100.00 mL溶液,移取20.00 mL溶液于锥形瓶,用的酸性标准溶液滴定至终点的现象为:_________________________________________。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为V mL,产品的纯度为_________%(用含、、的代数式表示)。
【答案】(1) ①.
恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) ②. B
(2) ①.
低温 ②.
增大二氧化硫的溶解度,同时防止生成的连二硫酸锰受热分解,提高产率
(3)
(4)
冷却结晶 (5) ①.
滴入最后半滴酸性标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 ②.
【解析】
【小问1详解】
仪器a带有连通漏斗和烧瓶的平衡管,作用是保证液体顺利滴下,为恒压滴液漏斗;仪器b是尾气处理装置,作用是吸收未反应的有毒酸性气体:无水氯化钙、五氧化二磷均无法吸收,D选项为溶液不能装入球形干燥管,只有碱石灰(碱性固体)可以吸收,选B;
【小问2详解】
连二硫酸锰易受热分解生成硫酸锰,温度降低可以保证连二硫酸锰的生成率,同时温度降低有利于增大二氧化硫溶解度,促进反应进行;
【小问3详解】
步骤Ⅳ中和反应,生成难溶的沉淀,得到目标产物,属于复分解反应,化学方程式为:;
【小问4详解】
连二硫酸钠带结晶水,受热易导致连二硫酸根分解、失去结晶水,因此蒸发浓缩后需要冷却结晶析出晶体,不能采用蒸发结晶;
【小问5详解】
滴定终点现象:酸性本身为紫红色,滴定前待测液为无色,终点时过量的使溶液显浅紫红色,且半分钟不恢复原色;纯度计算:酸性条件下被氧化为,从+5价升至+6价, 失去电子;中从+7价降至+2价, 得到电子,由电子守恒得物质的量关系:, 20mL待测液中,对应20mL溶液中,100mL溶液中总物质的量为,总质量为,因此纯度为。
17. 研发利用技术,降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。与在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅰ在低温下自发进行,则________(填“>”“<”或“=”)0.
(2)和合成甲醇时,温度对单位时间内转化率及甲醇和产率的影响如图1所示。则由图1判断合成最适宜的温度是___________;温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是_____________________________。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入和,容器内起始的压强为,达到平衡时,测定容器内生成了,且生成的选择性为。
(反应物的选择性)
①下列相关说法正确的是____________________(填字母)。
A.从反应体系中分离出甲醇,有利于提高反应物的平衡转化率
B.向容器按原比例再充入反应物,达到新平衡时各组分的体积分数不变
C.当,说明反应达到了平衡状态
D.工业合成甲醇时,选择合适催化剂可提高单位时间内甲醇的产率
②该温度下,反应Ⅰ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数___________。(保留1位小数)
(4)和在某支撑的表面的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。
决定总反应速率的步骤的活化能_____________。
【答案】(1)
(2) ①.
②.
反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动(或温度升高,催化剂活性降低)
(3) ①. AD ②.
(4)
2.17
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ正向是气体分子数减小的反应,即 。根据吉布斯自由能判据 时反应自发进行,该反应在低温下能自发进行,说明必须满足 ;
【小问2详解】
由图1可知,在 时甲醇的产率达到最高峰,故合成 最适宜的温度是 。温度继续升高时甲醇产率降低,其原因可能是:反应Ⅰ为放热反应(),升高温度导致平衡逆向移动;或者温度过高导致催化剂的活性降低;
【小问3详解】
①A.从反应体系中分离出产物甲醇,生成物浓度降低,促使平衡正向移动,有利于提高反应物的平衡转化率,A正确;
B.在恒温恒容条件下,按原比例再充入反应物相当于增大体系压强。由于反应Ⅰ正向是气体分子数减小的反应,增大压强会使平衡正向移动,达到新平衡时各组分的体积分数会发生改变,B错误;
C. 代表反应Ⅰ的正反应速率,而 代表反应Ⅰ和反应Ⅱ的逆反应速率之和。由于体系中存在两个竞争反应且化学计量数关系复杂,两者相等并不能说明各物质的正逆反应速率相等,不能作为平衡状态的标志,C错误;
D.加入合适的催化剂能有效降低反应的活化能,加快反应速率,从而提高单位时间内甲醇的产率(即时空产率),D正确;
故选AD。
②设达到平衡时,反应Ⅰ消耗的 为 ,反应Ⅱ消耗的 为 。根据题意,体系中生成的 总量为 。 生成 的选择性为 ,代入 解得 ,。平衡时各物质的物质的量分别为: 平衡时气体总物质的量为 。起始气体总物质的量为 ,起始压强为 。恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比,则平衡总压 ,反应Ⅰ的平衡常数 ,保留1位小数,即 ;
【小问4详解】
多步反应中,决定总反应速率的决速步骤是活化能最大的步骤。由反应历程图可知, 的能垒最大,其活化能 。
18. 某化工厂的含镍废料中主要含有镍、铝、铜、铁的氧化物以及少量二氧化硅和碳。工业上可采用如下流程回收其中的镍并制备一种重要的电子元件材料三氧化二镍():
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的如下表:
物质
开始沉淀
2.7
6.5
7.7
7.0
5.6
3.8
沉淀完全
3.7
9.7
10.2
9.7
6.7
4.7
(1)基态镍原子的价层电子排布式为_____________。
(2)为提高碱浸率可在“预处理”中采取的措施有_____________________________。
(3)“碱浸”中的作用是_________________________。
(4)“酸浸”后“滤渣②”的主要成分为_____________。
(5)“转化”中涉及的、离子方程式为_________________________、_____________________。
(6)“除铁”中加入调节溶液的范围为_________________________。
(7)“除铜”时发生反应的平衡常数_________(结果保留三位有效数字)。[已知常温下,,]
【答案】(1)
(2)
粉碎废料(或适当加热、搅拌等)
(3)
溶解并除去铝的氧化物和二氧化硅
(4)
碳(或)
(5) ①.
②.
(6)
(或)
(7)
【解析】
【分析】本题以含镍废料为原料回收镍并制备三氧化二镍,通过碱浸除去铝的氧化物和二氧化硅,酸浸溶解金属氧化物后氧化亚铁离子,调节pH除去铁、铝杂质,再除铜后最终得到目标产品,以此解题。
【小问1详解】
是28号元素,根据构造原理,其基态原子的核外电子排布式为,故其价层电子排布式为。
【小问2详解】
在工业流程中,为了加快反应速率和提高浸出率,通常在预处理阶段采取的措施有:将废料粉碎以增大固液接触面积,或在浸出时适当加热、进行搅拌等。
【小问3详解】
废料中含有铝的氧化物和二氧化硅,它们均能与强碱反应生成可溶性的盐(四羟基合铝酸钠和硅酸钠),而镍、铜、铁的氧化物及碳不与碱反应。因此“碱浸”中的作用是溶解并除去铝的氧化物和二氧化硅。
【小问4详解】
经过碱浸后,剩余固体主要含有镍、铜、铁的氧化物和碳。加入盐酸进行“酸浸”时,金属氧化物与盐酸反应溶解进入溶液,而碳不溶于盐酸,因此过滤后得到的“滤渣②”的主要成分是碳()。
【小问5详解】
“转化”步骤中加入作为氧化剂,主要目的是将溶液中的氧化为,以便在较低的下将其沉淀除去;同时也将氧化为。反应的离子方程式:和。
【小问6详解】
“调节pH需使完全沉淀,同时保证不沉淀,因此pH下限为完全沉淀的pH=3.7,而开始沉淀的为,因此需要调节溶液的范围是。
【小问7详解】
反应的平衡常数表达式为。分子分母同乘,可得。代入已知数据计算:。
19. 阿普昔腾坦是一种新型的高血压治疗药物,其合成路线如图所示:M是产品阿普昔腾坦。
说明:代表。
(1)B的分子式为:_____________________________。
(2)写出A与足量NaOH溶液反应的化学方程式:____________________________________________。
(3)C中官能团名称为:_______________________。
(4)E的结构简式为:_______________________。
(5)G转化为的反应类型为:_______________________。
(6)物质的分子式比少一个溴原子、多一个氢原子,能发生银镜反应,其中一种水解产物能与溶液显紫色,N的同分异构体有_________种;以上同分异构体中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为(任写一种):______________。
【答案】(1)
(2) (3)碳溴键,酯基
(4) (5)取代反应
(6) ①. 9 ②.
(任写一种)
【解析】
【分析】A在条件下与甲醇发生取代反应生成B,B通过反应引入一个酯基生成C,C与题设物质通过缩合环化生成D,D通过羟基氯代生成E,E的结构简式为,E通过取代反应去掉一个氯生成F,F通过取代反应去掉一个氯引入基团,生成G,G上面的羟基氢被取代掉生成H,H通过取代反应生成目标产物M;
【小问1详解】
B的结构为对溴苯乙酸甲酯,数出分子中C、H、Br、O原子个数分别为9、9、1、2,得到分子式:;
【小问2详解】
A含溴原子和羧基两种可与NaOH反应的官能团:羧基发生中和反应,苯环上的溴原子发生水解反应,由于碳溴键与NaOH反应后生成酚羟基,还可与NaOH溶液反应,则1 mol A共消耗3 mol NaOH,反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
根据C的结构简式知,其官能团为碳溴键、酯基;
【小问4详解】
据分析,是引入氯原子的试剂,把嘧啶环上的两个羟基替换成氯原子, D:嘧啶环上2个,E:嘧啶环上2个,目的:把羟基转化为Cl,为下一步取代做准备,故E的结构简式为;
【小问5详解】
根据G和H的结构简式可知,G与反应生成H和HCl,反应类型为取代反应;
【小问6详解】
B的分子式为,N的分子式比B少一个溴原子、多一个氢原子,N的分子式为,N能发生银镜反应、其中一种水解产物能与溶液显紫色,说明N中含有与苯环直接相连,若N的苯环上有两个侧链:和乙基(两个侧链有邻、间、对3种位置),若N的苯环上有三个侧链:和2个甲基(两个甲基为邻位时有2种位置、两个甲基为对位时有1种位置、两个甲基为间位时有3种位置),符合题意的共有9种同分异构体;核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶6,该分子中含有2个等效的甲基、1个、苯环上有2种氢(比例为1:2),则符合要求的结构简式为(任写一种)。
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