精品解析:贵州省黔南州2024-2025学年高三上学期期末质量监测化学试卷
2026-09-21
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内容正文:
黔南州2024—2025学年度第一学期期末质量监测
高三化学
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H—1 Li—7 C—12 N—14 O—16 Na—23 Cl—35.5 V—51 Co—59
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分,在每小题列出的四个选项中只有一项最符合题目要求)
1. 近年来我国的科技实力从量的积累迈向质的飞跃,科技创新成就显著。下列有关说法不正确的是
A. “鸿蒙”操作系统载体芯片的主体材料是单晶硅,属于共价晶体
B. “华龙一号”核电机组使用的氦气中含有非极性共价键
C. “第五代战斗机”的聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料
D. “新能源汽车小米SU7”的车身采用钢铝合金材料,相对于纯铝具有熔点低、硬度大的特点
2. 下列化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. 的VSEPR模型:
C. 分子中的共价键的电子云图:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 7.8 g 与足量的水反应,转移的电子数为
B. 标准状况下,2.24 L 中含有的H原子数为
C. 2 mol 与足量反应,生成的分子数小于
D. 溶液中含有的数为
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 铜溶于浓硝酸:
B. 向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:
C. 硫酸铁溶液腐蚀铜制线路板:
D. 用醋酸溶解水垢中的碳酸钙:
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.由制取无水固体
B.该操作能观察到碳酸钾中K元素的焰色
C.试管内固体完全消失,能收集到大量
D.用该装置进行一定的重复操作可制取大晶体
A. A B. B C. C D. D
6. 鲁米诺试剂在血液检测中的应用非常广泛,它能鉴别微量血迹,并且不影响DNA的提取,而被称为“血迹检测小王子”,其一种合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 鲁米诺的分子式为
B. 反应(2)是还原反应
C. B中与硝基相连的碳原子的杂化类型为杂化
D. A中最多12个原子位于同一平面
7. 短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数是内层电子数的2倍,基态X原子的价层电子排布为。Y的原子半径在短周期中最大,Z的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物的稳定性: B. 离子半径:
C. 第一电离能: D. 可采用电解YZ溶液来制备Y的单质
8. 一定温度下,向容积一定的密闭容器中通入一定量的A(g),在某催化剂表面上发生反应的化学方程式为 ,实验测得催化剂表面积变化时,的浓度与时间变化的关系如下表所示,下列说法不正确的是
编号
0
20
40
60
80
①
2X
2.8
2.0
1.3
0.8
0.8
②
X
2.8
2.4
2.1
1.9
1.8
A. 实验①,0~20 min,
B. 实验①,80 min时,其他条件不变,向容器中充入少量的A,达到新平衡时B的体积分数减小
C. 实验②,其他条件不变,向容器中充入Ar,反应速率不变
D. 实验①、②说明,相同条件下增加催化剂的表面积,平衡转化率增大
9. 铜元素能形成多种化合物,在生产和生活中起着重要的作用。和CuCl是铜的两种氯化物,图甲是其中一种物质的立方晶胞结构。已知晶胞参数为q nm,图乙为该晶胞沿z轴的俯视图,a点的原子分数坐标为。阿伏加德罗常数的值为,下列说法不正确的是
A. 图甲表示的是CuCl的晶胞 B. 晶体中,离Cl最近的Cl原子有12个
C. 晶胞中d点的原子分数坐标为 D. 相邻两个Cu原子间的最短距离为
10. HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 1 mol HCOOH中含有5 mol共价键
B. 对于以Pd为催化剂的反应历程,决速步骤是Ⅳ→Ⅴ
C. 反应达到平衡时,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
D. 若将催化剂Pd换成Rh,反应的焓变不变
11. 下列实验操作、现象、解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向的溶液中加入4滴的NaCl溶液,再加5滴的NaI溶液,再振荡
先生成白色沉淀,后产生黄色沉淀
B
将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶
瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成
能支持镁条燃烧
C
向饱和溶液中滴加几滴硼酸
无气泡产生
酸性:硼酸<碳酸
D
向和中分别加入NaOH溶液和盐酸
只溶于盐酸,既溶于盐酸又溶于NaOH溶液
的碱性比强
A. A B. B C. C D. D
12. 钠离子电池具有低成本、高能量密度(能量密度是指单位质量电池所放出的能量)及高安全性等特点。如图所示的钠离子电池,以多孔碳材料作为电极材料钠和的载体,电解液为的碳酸酯溶液,外壳用铝包裹。放电时总反应为。下列叙述不正确的是
A. 钠离子电池的能量密度小于锂离子电池
B. 闭合时,向右侧电极移动
C. a、b为外接电源,闭合时,b为外接电源的负极
D. a、b为外接电源,闭合时,阳极的电极反应式为
13. 碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为,还含有及少量)为原料制备碱式碳酸铜,工艺流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 基态硫原子核外电子有16种空间运动状态
B. 滤渣的主要成分是S和
C. “调pH除铁”时用NaOH最好
D. “沉铜”时的离子方程式表示为
14. 已知为一种二元弱酸。常温时,向的水溶液中逐滴滴加的NaOH溶液,混合溶液中、、的物质的量分数()随pH变化的关系如图所示。已知:的、。下列说法不正确的是
A. 的为
B. 若用的NaOH标准溶液滴定未知浓度的NaHR,可选择酚酞作指示剂
C. 在的溶液中
D. 向溶液中加入过量溶液,发生反应:
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 五氧化二钒()在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(主要为,还含有少量FeO、CuO、、)为原料制备的工艺流程如图1所示。
已知:
①25℃时,,微溶于冷水、可溶于热水。
②该工艺条件下,溶液中金属阳离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.9
4.4
3.0
完全沉淀时的pH
3.2
6.4
4.7
(1)基态V原子的核外电子排布式为________。
(2)“焙烧”时,都转化为写出转化的化学方程式:________。
(3)“酸溶”时调节溶液的pH为5,可完全除去的金属阳离子有________。
(4)若“沉钒”前溶液中不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到96%,至少应调节为________;操作1为:过滤、________、干燥。
(5)钒的某种氧化物的晶胞结构如图2所示,晶胞的长、宽、高分别是a pm、b pm、c pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为________(用含a、b、c、的代数式表示)。
(6)将制得的通过电解的方法制备金属钒,以熔融CaO为电解质的电解装置如图3所示,阴极反应式为________。
16. 三氯化六氨合钴(Ⅲ)()是一种典型的维尔纳配合物,常用做合成Co(Ⅲ)配合物。其在水中的溶解度随温度的升高而增大。实验室常以活性炭为催化剂来制备,化学方程式为。某实验小组设计如图所示装置(夹持仪器及加热装置已省略)进行实验,回答下列问题:
(1)盛放过氧化氢溶液的仪器名称为________。
(2)中Co的配位数为________。
(3)多孔球泡的作用是________。
(4)装置B中反应温度控制在50∼55℃的原因是________。
(5)装置B中的溶液除做反应物外;另一个作用是________,避免生成沉淀。
(6)装置B中反应结束后,用冰水浴冷却至0℃后过滤,将沉淀溶于沸水中,趁热过滤,向滤液中缓慢加入浓盐酸,析出橙黄色晶体,过滤、洗涤、干燥得到产品。用下列实验测定产品的纯度:
ⅰ.称取5.00 g产品于锥形瓶中,加足量溶液并加热,蒸出。再加足量稀硫酸酸化,使全部转化为含的溶液。
ⅱ.将ⅰ中溶液配制成250 mL,取25.00 mL于锥形瓶中,加入过量的KI溶液将还原成,滴加几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点。
ⅲ.重复三次实验,平均消耗标准溶液的体积为24.00 mL。
(已知:,)
①滴定终点的颜色变化为________。
②产品的纯度为________%(结果保留2位小数)。
③若步骤ⅱ滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,则会使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用制备甲醇
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)反应ⅰ在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行。
(2)在恒温恒容密闭容器中,充入一定量、气体,只发生上述反应ⅰ,下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A. 容器的总压强不再改变
B.
C. 有键断裂的同时有键断裂
D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(3)将和充入某刚性密闭容器中发生反应ⅰ和ⅱ。
平衡时,、与温度的关系如图所示。
①图中代表的曲线是________(填“a”或“b”)。
②560℃时,________mol,反应ⅱ的平衡常数________。
Ⅱ.利用制备甲烷
通过萨巴蒂尔反应实现其清除,同时将氢气转化为更安全的甲烷。
萨巴蒂尔反应为 ,已知:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(4)萨巴蒂尔反应的焓变________kJ/mol。
(5)在恒温恒容密闭容器中加入等量和,分压均为20 kPa,一定条件下只发生萨巴蒂尔反应,随着反应的进行,的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。某时刻测得的分压为5 kPa,若的反应速率:,计算该时刻________。
18. 聚乙烯醇与醛缩合形成的聚合物具有多种优良性能,如良好的水溶性、稳定性、生物相容性等。这些特性使得聚合物在医药、纺织、造纸等领域具有广泛的应用前景。聚合物J的合成流程如图所示:
已知:
①(其中R、表示烃基或氢)。
②醛与二元醇(如:乙二醇)可生成环状缩醛:。
(1)A的核磁共振氢谱有两组峰,A的名称是________。
(2)C→D的反应类型为________。
(3)F→G的反应试剂和条件为________。
(4)①F的官能团名称为________。
②H到I反应的化学方程式为________。
(5)①关于物质I,下列说法正确的是________(填字母)。
A.化学式为
B.能使酸性溶液褪色
C.1 mol的I最多能与4 mol的发生加成反应
D.存在顺反异构现象
②比I的相对分子质量大2,属于芳香化合物且能与银氨溶液反应的有________种,其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积比为的结构简式为________(任写一种)。
(6)D和I反应生成J的化学方程式为________。
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黔南州2024—2025学年度第一学期期末质量监测
高三化学
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H—1 Li—7 C—12 N—14 O—16 Na—23 Cl—35.5 V—51 Co—59
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分,在每小题列出的四个选项中只有一项最符合题目要求)
1. 近年来我国的科技实力从量的积累迈向质的飞跃,科技创新成就显著。下列有关说法不正确的是
A. “鸿蒙”操作系统载体芯片的主体材料是单晶硅,属于共价晶体
B. “华龙一号”核电机组使用的氦气中含有非极性共价键
C. “第五代战斗机”的聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料都属于有机高分子材料
D. “新能源汽车小米SU7”的车身采用钢铝合金材料,相对于纯铝具有熔点低、硬度大的特点
【答案】B
【解析】
【详解】A.芯片的主体材料是单晶硅,为共价晶体,A正确;
B.“华龙一号”核电机组使用的氦气分子为单原子分子,因此氦气分子中不含有非极性共价键,B错误;
C.聚碳酸酯舱盖、芳纶蜂窝材料属于有机高分子材料,C正确;
D.合金具有熔点低、硬度大的特点,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. 的VSEPR模型:
C. 分子中的共价键的电子云图:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.N2的电子式为:,A错误;
B.价层电子对数为,因此VSEPR模型为平面三角形结构,B错误;
C.两个氯原子形成共价键时,是两个p能级轨道“头碰头”重叠,故轨道示意图为,C错误;
D.Cr为24号元素,价层电子排布为,故其价层电子轨道表示式为,D正确;
故选D。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 7.8 g 与足量的水反应,转移的电子数为
B. 标准状况下,2.24 L 中含有的H原子数为
C. 2 mol 与足量反应,生成的分子数小于
D. 溶液中含有的数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧化钠与水的反应是歧化反应:,2 mol过氧化钠参与反应转移2 mol电子,7.8 g过氧化钠的物质的量为0.1 mol,则0.1 mol过氧化钠转移0.1 mol电子,即个,A错误;
B.在标况下不是气体,无法用气体摩尔体积计算物质的量,B错误;
C.该反应为可逆反应,2 mol 与足量反应,生成的分子数小于,C正确;
D.没有溶液体积无法计算离子数,D错误;
故选C。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 铜溶于浓硝酸:
B. 向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:
C. 硫酸铁溶液腐蚀铜制线路板:
D. 用醋酸溶解水垢中的碳酸钙:
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,正确的离子方程式为,A错误;
B.硫化氢为弱酸,硫氢根离子不能拆,正确的离子方程式为,B错误;
C.电荷不守恒,正确的离子方程式为,C错误;
D.用醋酸溶解水垢中的碳酸钙:,D正确;
故选D。
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.由制取无水固体
B.该操作能观察到碳酸钾中K元素的焰色
C.试管内固体完全消失,能收集到大量
D.用该装置进行一定的重复操作可制取大晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.直接加热会促进水解,生成的HCl易挥发,得到氢氧化铁,继续加热会使氢氧化铁分解产生氧化铁,A错误;
B.观察钾元素的焰色时要透过蓝色的钴玻璃观察,B错误;
C.氯化铵固体受热分解生成氯化氢和氨气,氯化氢和氨气在试管口遇冷生成氯化铵,则试管内固体不会完全消失,也不能制得大量氨气,C错误;
D.按图中装置进行一定的重复操作进行不断结晶,可制取大晶体,D正确;
故选D。
6. 鲁米诺试剂在血液检测中的应用非常广泛,它能鉴别微量血迹,并且不影响DNA的提取,而被称为“血迹检测小王子”,其一种合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. 鲁米诺的分子式为
B. 反应(2)是还原反应
C. B中与硝基相连的碳原子的杂化类型为杂化
D. A中最多12个原子位于同一平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.鲁米诺的分子式为,A错误;
B.反应(2)硝基生成氨基,是还原反应,B正确;
C.苯环为平面结构,C原子的杂化类型为,C错误;
D.A中与苯环直接相连的原子在同一个平面上,羰基为平面结构,与苯环相连,单键在空间可旋转,所以最少有12个原子共面,D错误。
故选B。
7. 短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数是内层电子数的2倍,基态X原子的价层电子排布为。Y的原子半径在短周期中最大,Z的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物的稳定性: B. 离子半径:
C. 第一电离能: D. 可采用电解YZ溶液来制备Y的单质
【答案】A
【解析】
【分析】W的最外层电子数是内层电子数的2倍,则W为C;由基态X原子价层电子排布可知,n为2,X为O;短周期中,Y的原子半径最大,Y为Na;Z元素的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸,则Z为Cl元素,根据原子序数依次增大的原则,W为C,R为N,X为O,Y为Na,Z为Cl;
【详解】A.非金属氧化性越强,简单氢化物的稳定性越强,氧化性:,则稳定性:,A正确;
B.粒子的电子层越多,半径越大,电子层相同,核电荷数越大,半径越小,则,B错误;
C.N原子的价层电子排布为,p能级为半充满结构更稳定,故第一电离能:,C错误;
D.Y为活泼金属,可通过电解熔融状态的氯化钠制备单质钠,D错误;
故选A。
8. 一定温度下,向容积一定的密闭容器中通入一定量的A(g),在某催化剂表面上发生反应的化学方程式为 ,实验测得催化剂表面积变化时,的浓度与时间变化的关系如下表所示,下列说法不正确的是
编号
0
20
40
60
80
①
2X
2.8
2.0
1.3
0.8
0.8
②
X
2.8
2.4
2.1
1.9
1.8
A. 实验①,0~20 min,
B. 实验①,80 min时,其他条件不变,向容器中充入少量的A,达到新平衡时B的体积分数减小
C. 实验②,其他条件不变,向容器中充入Ar,反应速率不变
D. 实验①、②说明,相同条件下增加催化剂的表面积,平衡转化率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验①,由表格中数据可知,0∼20 min,平均反应速率,A正确;
B.其他条件不变,向容器中充入少量的A,相当于加压,达到新平衡时B的体积分数减小,B正确;
C.其他条件不变,向容器中充入Ar,参与反应的物质浓度不变,因此各物质反应速率不变,C正确;
D.催化剂只影响反应速率,不影响平衡转化率,D错误;
故选D。
9. 铜元素能形成多种化合物,在生产和生活中起着重要的作用。和CuCl是铜的两种氯化物,图甲是其中一种物质的立方晶胞结构。已知晶胞参数为q nm,图乙为该晶胞沿z轴的俯视图,a点的原子分数坐标为。阿伏加德罗常数的值为,下列说法不正确的是
A. 图甲表示的是CuCl的晶胞 B. 晶体中,离Cl最近的Cl原子有12个
C. 晶胞中d点的原子分数坐标为 D. 相邻两个Cu原子间的最短距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶胞示意图可知,1个晶胞中含有4个Cu,Cl个数为,Cu和Cl的个数比为1:1,故该晶胞为CuCl,A正确;
B.由图甲可知Cl位于晶胞的顶点和面心上,故晶体中每个Cl周围紧邻且距离相等(即最近)的Cl共有12个,B正确;
C.根据晶胞结构示意图和俯视图可知,若将该晶胞均分为8个小立方体,则d点位于晶胞的右下后方小立方体的体心,结合a点的坐标可知,d点的坐标为,C错误;
D.根据图乙可知,晶体中相邻两个Cu原子间的最短距离为面对角线长度的一半,即,D正确;
故选C。
10. HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 1 mol HCOOH中含有5 mol共价键
B. 对于以Pd为催化剂的反应历程,决速步骤是Ⅳ→Ⅴ
C. 反应达到平衡时,其他条件相同,升高温度,甲酸浓度减小
D. 若将催化剂Pd换成Rh,反应的焓变不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCOOH的结构式为,可知1 mol HCOOH中含有5 mol共价键,A正确;
B.由反应历程图可知,Ⅰ→Ⅴ过程中,Ⅳ→Ⅴ的活化能最大,活化能越大反应速率越慢,故Ⅳ→Ⅴ的反应为决速步骤,B正确;
C.根据反应历程可知该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲酸的浓度增大,C错误;
D.催化剂能改变反应的活化能,从而改变反应速率,但不能改变焓变,D正确;
故选C。
11. 下列实验操作、现象、解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向的溶液中加入4滴的NaCl溶液,再加5滴的NaI溶液,再振荡
先生成白色沉淀,后产生黄色沉淀
B
将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶
瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成
能支持镁条燃烧
C
向饱和溶液中滴加几滴硼酸
无气泡产生
酸性:硼酸<碳酸
D
向和中分别加入NaOH溶液和盐酸
只溶于盐酸,既溶于盐酸又溶于NaOH溶液
的碱性比强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.1 mL溶液约有20滴,向4 mL 0.1 mol/L的溶液中加入4滴0.1 mol/L的NaCl溶液,再加5滴0.1 mol/L的溶液,是过量的,不能确定是否是AgCl转化为AgI,所以不能比较,A错误;
B.将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶,瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成,黑色颗粒物为C,说明能支持镁条燃烧,B正确;
C.向饱和溶液中滴加几滴硼酸,因为硼酸不足量,即使酸性强于碳酸,也可能因为生成而无气泡产生,因此无法得出酸性:硼酸<碳酸的结论,C错误;
D.能与盐酸反应,不能与NaOH溶液反应,与NaOH溶液和盐酸都能反应,是两性氢氧化物,说明的碱性比的强,D错误;
故选B。
12. 钠离子电池具有低成本、高能量密度(能量密度是指单位质量电池所放出的能量)及高安全性等特点。如图所示的钠离子电池,以多孔碳材料作为电极材料钠和的载体,电解液为的碳酸酯溶液,外壳用铝包裹。放电时总反应为。下列叙述不正确的是
A. 钠离子电池的能量密度小于锂离子电池
B. 闭合时,向右侧电极移动
C. a、b为外接电源,闭合时,b为外接电源的负极
D. a、b为外接电源,闭合时,阳极的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【分析】当开关置于K2时为原电池,放电时总反应为NaV2(PO3)2 + xNa=Na(1+x)V2(PO3)2,钠离子向右移动,则此时左侧为原电池的负极、右侧为原电池的正极;当开关置于K1时为电解池,放电时的负极此时要经还原反应恢复,钠离子向左移动,则左侧为阴极、右侧为阳极。
【详解】A.钠的摩尔质量大于锂,故钠离子电池能量密度小于锂离子电池,A正确;
B.闭合时为放电过程,阳离子向正极移动,B正确;
C.闭合时为充电过程,右侧为阳极,b为外接电源的正极,C错误;
D.阳极的电极反应式为,D正确;
故选C。
13. 碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为,还含有及少量)为原料制备碱式碳酸铜,工艺流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 基态硫原子核外电子有16种空间运动状态
B. 滤渣的主要成分是S和
C. “调pH除铁”时用NaOH最好
D. “沉铜”时的离子方程式表示为
【答案】B
【解析】
【分析】辉铜矿浸取的过程中,氧化铁被溶解生成硫酸铁,硫化亚铜与以及稀硫酸反应生成硫酸铜和硫单质,二氧化硅不溶于硫酸,经过滤后,滤渣为和S;调节滤液pH将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,从而除去铁元素;在滤液中继续加入碳酸氢铵溶液后将铜离子转化为碱式碳酸铜,据此分析;
【详解】A.基态硫原子的核外电子排布为,则电子空间运动状态有9种,A错误;
B.浸取过程中,硫化亚铜与以及稀硫酸反应生成硫酸铜和硫单质,不溶于稀硫酸等浸取试剂,二者都以固体形式存在,因此滤渣的主要成分是S和,B正确;
C.用NaOH会引入新杂质,最好用或等试剂调节pH,既可以提升pH,又不会引入新的杂质,C错误;
D.沉铜时反应物为,生成的会和过量的反应生成和,正确的“沉铜”时的离子方程式为,D错误;
故选B。
14. 已知为一种二元弱酸。常温时,向的水溶液中逐滴滴加的NaOH溶液,混合溶液中、、的物质的量分数()随pH变化的关系如图所示。已知:的、。下列说法不正确的是
A. 的为
B. 若用的NaOH标准溶液滴定未知浓度的NaHR,可选择酚酞作指示剂
C. 在的溶液中
D. 向溶液中加入过量溶液,发生反应:
【答案】D
【解析】
【分析】已知为一种二元弱酸,的电离方程式为、,溶液酸性较强时主要发生第一步电离,随着酸性减弱发生第二步电离,I、II、III分别代表所占分数δ随溶液pH的变化关系,由图可知,pH=2时,,;当pH=7.2时,,则;
【详解】A.由图可知,曲线Ⅰ为,曲线Ⅱ为,Ⅲ为;故为,为,A正确;
B.若用的NaOH标准溶液滴定未知浓度的NaHR,反应终点为碱性,可选择酚酞作指示剂,B正确;
C.在 的溶液中,符合电荷守恒的规律,C正确;
D.结合碳酸的电离常数推知,酸性:,故溶液中加入过量,发生反应:,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 五氧化二钒()在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(主要为,还含有少量FeO、CuO、、)为原料制备的工艺流程如图1所示。
已知:
①25℃时,,微溶于冷水、可溶于热水。
②该工艺条件下,溶液中金属阳离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.9
4.4
3.0
完全沉淀时的pH
3.2
6.4
4.7
(1)基态V原子的核外电子排布式为________。
(2)“焙烧”时,都转化为写出转化的化学方程式:________。
(3)“酸溶”时调节溶液的pH为5,可完全除去的金属阳离子有________。
(4)若“沉钒”前溶液中不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到96%,至少应调节为________;操作1为:过滤、________、干燥。
(5)钒的某种氧化物的晶胞结构如图2所示,晶胞的长、宽、高分别是a pm、b pm、c pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为________(用含a、b、c、的代数式表示)。
(6)将制得的通过电解的方法制备金属钒,以熔融CaO为电解质的电解装置如图3所示,阴极反应式为________。
【答案】(1)(或)
(2)V2O3+CaO+O2Ca(VO3)2(或V2O3+CaCO3+O2Ca(VO3)2+CO2)
(3)、
(4) ①. 0.4 ②. 用冷水洗涤
(5)(或)
(6)V2O5+10e-=2V+5O2-
【解析】
【分析】含钒废料(V2O3、FeO、CuO、SiO2、Al2O3)加CaCO3在O2中焙烧,V2O3被氧化生成Ca(VO3)2;焙烧产物用硫酸、H2O2酸溶,H2O2氧化亚铁离子,调节pH=5,Fe3+、Al3+完全沉淀进入滤渣,Cu2+未沉淀;溶液经过萃取、反萃得到含水层;加入NH4Cl沉钒,析出NH4VO3,经过滤、洗涤、干燥后煅烧,NH4VO3分解得到V2O5;
【小问1详解】
V为23号元素,则基态V原子的核外电子排布式为(或);
【小问2详解】
焙烧时,CaCO3高温分解生成CO2和CaO,CaO和V2O3、O2反应生成Ca(VO3)2,化学方程式为V2O3+CaO+O2Ca(VO3)2;也可以写总反应:V2O3+CaCO3+O2Ca(VO3)2+CO2;
【小问3详解】
沉淀时,调节pH为5,按照表格完全沉淀时pH为3.2,完全沉淀时pH为4.7,小于5,所以和会沉淀完全;
【小问4详解】
若“沉钒”前溶液中,不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到96%,至少调节;微溶于冷水、可溶于热水,因此操作为过滤,用冷水洗涤,干燥;
【小问5详解】
该晶胞中V的数目为,O的数目为,晶胞体积为,故晶体密度为;
【小问6详解】
熔融CaO为电解质,阴极上V2O5得电子生成V单质,电极反应式为:V2O5+10e-=2V+5O2-。
16. 三氯化六氨合钴(Ⅲ)()是一种典型的维尔纳配合物,常用做合成Co(Ⅲ)配合物。其在水中的溶解度随温度的升高而增大。实验室常以活性炭为催化剂来制备,化学方程式为。某实验小组设计如图所示装置(夹持仪器及加热装置已省略)进行实验,回答下列问题:
(1)盛放过氧化氢溶液的仪器名称为________。
(2)中Co的配位数为________。
(3)多孔球泡的作用是________。
(4)装置B中反应温度控制在50∼55℃的原因是________。
(5)装置B中的溶液除做反应物外;另一个作用是________,避免生成沉淀。
(6)装置B中反应结束后,用冰水浴冷却至0℃后过滤,将沉淀溶于沸水中,趁热过滤,向滤液中缓慢加入浓盐酸,析出橙黄色晶体,过滤、洗涤、干燥得到产品。用下列实验测定产品的纯度:
ⅰ.称取5.00 g产品于锥形瓶中,加足量溶液并加热,蒸出。再加足量稀硫酸酸化,使全部转化为含的溶液。
ⅱ.将ⅰ中溶液配制成250 mL,取25.00 mL于锥形瓶中,加入过量的KI溶液将还原成,滴加几滴淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点。
ⅲ.重复三次实验,平均消耗标准溶液的体积为24.00 mL。
(已知:,)
①滴定终点的颜色变化为________。
②产品的纯度为________%(结果保留2位小数)。
③若步骤ⅱ滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,则会使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)6 (3)增大气体与溶液的接触面积,使反应充分进行
(4)温度过低反应速率慢,温度过高会加快氨的挥发和的分解
(5)抑制一水合氨的电离
(6) ①. 蓝色褪去(或蓝色变为无色) ②. 64.20 ③. 偏小
【解析】
【分析】由反应装置图可知,A用来制取氨气,制取的氨气进入B中与CoCl2、氯化铵、H2O2反应制备[Co(NH3)6]Cl3,尾气用防倒吸的装置C吸收。
【小问1详解】
由题干实验装置图可知,装置中盛放过氧化氢溶液的仪器名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
由化学式[Co(NH3)6]Cl3可知Co配位数是6,Co和6个氨分子中的6个N形成了配位键;
【小问3详解】
多孔球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积,使反应充分进行;
【小问4详解】
B中温度过低会导致反应速率慢,反应温度过高会加快氨的挥发和H2O2的分解;
【小问5详解】
由题意可知,CoCl2能与氨水反应生成Co(OH)2沉淀,所以混合溶液中氯化铵的作用是抑制一水合氨的电离,防止溶液中氢氧根离子浓度过大而生成Co(OH)2沉淀,导致产率降低;
【小问6详解】
①滴定过程中,溶液中存在碘单质和淀粉,最初为蓝色,随着硫代硫酸钠的滴入,碘单质被消耗,碘单质恰好完全反应时溶液为无色,故滴定至终点的颜色变化是蓝色变为无色;
②由得失电子数目守恒可得如下转化关系:,滴定消耗硫代硫酸钠溶液的体积为24.00 mL,则产品的纯度为;
③若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,会导致硫代硫酸钠溶液体积读数偏小,使测定结果偏小。
17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用制备甲醇
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)反应ⅰ在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行。
(2)在恒温恒容密闭容器中,充入一定量、气体,只发生上述反应ⅰ,下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A. 容器的总压强不再改变
B.
C. 有键断裂的同时有键断裂
D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(3)将和充入某刚性密闭容器中发生反应ⅰ和ⅱ。
平衡时,、与温度的关系如图所示。
①图中代表的曲线是________(填“a”或“b”)。
②560℃时,________mol,反应ⅱ的平衡常数________。
Ⅱ.利用制备甲烷
通过萨巴蒂尔反应实现其清除,同时将氢气转化为更安全的甲烷。
萨巴蒂尔反应为 ,已知:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(4)萨巴蒂尔反应的焓变________kJ/mol。
(5)在恒温恒容密闭容器中加入等量和,分压均为20 kPa,一定条件下只发生萨巴蒂尔反应,随着反应的进行,的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。某时刻测得的分压为5 kPa,若的反应速率:,计算该时刻________。
【答案】(1)低温 (2)AD
(3) ①. a ②. 0.5 ③. 0.5
(4)
(5) ①. 不变 ②. 0.84
【解析】
【小问1详解】
反应ⅰ为放热的熵减反应,即ΔH<0、ΔS<0,当ΔG=ΔH-TΔS<0,反应在低温条件下可自发进行;
【小问2详解】
反应ⅰ为气体分子数减小的反应,反应前后气体总物质的量变化;
A.恒温恒容下容器总压强与气体总物质的量成正比,总压强不变说明总物质的量不变,反应达平衡,A正确;
B.平衡时正逆反应速率满足速率比等于化学计量数比,即3v(CO2)正=v(H2)逆,v(CO2)正=3v(H2)逆时正逆反应速率不等,未达平衡,B错误;
C.1mol H-H键断裂为正反应,对应生成1mol H-O键,断裂2mol H-O键为逆反应,此时正逆反应速率不等,未达平衡,C错误;
D.混合气体总质量恒定,平均摩尔质量不变说明气体总物质的量不变,反应达平衡,D正确;
故选AD;
【小问3详解】
①升温,ΔH1<0,平衡逆向移动,平衡时增大;ΔH2>0,平衡正向移动,平衡时增大,减小,所以曲线a为CO,曲线b为CO2;
②
故,反应ⅱ的体积不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,因此该反应的平衡常数;
【小问4详解】
根据盖斯定律,反应ⅰ+反应ⅱ可得萨巴蒂尔反应的热化学方程式,因此ΔH1=ΔH2+ΔH3=+247.3kJ/mol;
【小问5详解】
依题意列三段式:
反应未开始时,的体积分数为1/2,平衡时,的体积分数为,则的体积分数不变;某时刻测得的分压为5 kPa,则列三段式:
;。
18. 聚乙烯醇与醛缩合形成的聚合物具有多种优良性能,如良好的水溶性、稳定性、生物相容性等。这些特性使得聚合物在医药、纺织、造纸等领域具有广泛的应用前景。聚合物J的合成流程如图所示:
已知:
①(其中R、表示烃基或氢)。
②醛与二元醇(如:乙二醇)可生成环状缩醛:。
(1)A的核磁共振氢谱有两组峰,A的名称是________。
(2)C→D的反应类型为________。
(3)F→G的反应试剂和条件为________。
(4)①F的官能团名称为________。
②H到I反应的化学方程式为________。
(5)①关于物质I,下列说法正确的是________(填字母)。
A.化学式为
B.能使酸性溶液褪色
C.1 mol的I最多能与4 mol的发生加成反应
D.存在顺反异构现象
②比I的相对分子质量大2,属于芳香化合物且能与银氨溶液反应的有________种,其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积比为的结构简式为________(任写一种)。
(6)D和I反应生成J的化学方程式为________。
【答案】(1)乙醛 (2)水解反应(取代反应)
(3)NaOH水溶液,加热
(4) ①. 碳氯键 ②. +CH3CHO+H2O
(5) ①. BD ②. 14 ③. (或)
(6)
【解析】
【分析】A的分子式为C2H4O,含1个不饱和度,结合A的核磁共振氢谱有2种,推知A为乙醛,不是环氧乙烷,A(CH3CHO)与CH3COOH在高温高压条件下发生反应生成B,B中碳碳双键加聚得到C(),结合J的结构简式与给定条件②,采用逆合成分析法可推知,D为,E的分子式为C7H8,不饱和度为4,结合I的结构可推知,E分子中含苯环,所以可得到E的结构简式为,甲苯与氯气在光照条件下可反应生成F(),F水解得到苯甲醇G,其结构简式为,G发生催化氧化得到苯甲醛H(),根据给定信息①可知苯甲醛与乙醛在稀NaOH,加热条件下发生反应生成I,I与D在酸性条件下按给定信息②生成目标产物J,据此分析解答。
【小问1详解】
A的核磁共振氢谱有两组峰,说明有两种等效氢,且含一个不饱和度,推知A的名称是乙醛;
【小问2详解】
C→D为酯基的水解反应,其反应类型为水解反应(取代反应);
【小问3详解】
F为,在氢氧化钠水溶液,并加热条件下发生水解生成G();
【小问4详解】
①F为,其官能团名称为碳氯键;
②结合给定信息①推知,H到I反应的化学方程式为+CH3CHO+H2O;
【小问5详解】
①A.I为,分子中含6个不饱和度,其化学式为,A错误;
B.I分子中含碳碳双键和醛基,均能被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性溶液褪色,B正确;
C.1 mol的I所含苯环可与3mol H2发生加成反应,碳碳双键可与1mol氢气发生加成反应,醛基也可与1mol氢气发生加成反应,所以1mol I分子最多能与3+1+1=5mol的发生加成反应,C错误;
D.碳碳双键每一侧所连接的官能团不相同,存在顺反异构现象,D正确;
②比I的相对分子质量大2,则分子式为C9H10O,不饱和度含5个,属于芳香化合物,说明分子中含苯环,且能与银氨溶液反应,说明分子中含-CHO,剩下的基团可以为-CH2CH3或两个-CH3,若苯环侧链有一个取代基,则该取代基为-CH2CH2CHO,或-CH(CH3)CHO共2种;若苯环侧链有2个取代基,则该取代基为-CH2CHO和-CH3,或- CHO和-CH2CH3,每种有邻、间、对3种,共6种;若苯环侧链有3个取代基,则该取代基为-CH3、-CH3和-CHO,共6种,综上所述,符合要求的同分异构体有2+6+6=14种;
其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积比为,说明分子中含4种环境的氢原子,且氢原子个数比为1:1:2:6,则推知分子中有两个甲基,且对称,其结构简式为(或);
【小问6详解】
结合给定信息与分析可知,D和I反应生成J的化学方程式为。
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