内容正文:
化学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答
题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,
用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:H一1C一120一16Na一23S一32K一39Ni一59
一、选择题:本题共14小题,每小题3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.化学与材料科学密切相关。下列说法错误的是
A.冬奥会使用的可降解餐具材料聚乳酸,属于合成有机高分子材料
B.碳纤维材料强度高、密度小,属于新型无机非金属材料Q
C.航天器外壳使用的钛合金,具有良好的耐高温性能和机械强度
可年!
D.橡胶轮胎硫化处理,其目的是将天然橡胶转化为线形高分子
2.下列有关化学用语的说法正确的是
A.CO}的空间结构为三角锥形
发3日四
B.过氧化氢的电子式为H[:0:0:]2H
代可水间
CH,
C.聚丙烯的结构简式为十CH,一CH
D.基态Fe3+的价电子排布式为3d4s
阅读下列材料,完成第3~5题。
硫及其化合物在工业生产和环境保护中具有重要应用。接触法制硫酸的核心反应是S0)
的催化氧化,S02是大气主要污染物之一,可用石灰乳吸收后转化为石膏(CS04·2H,0)。
焦亚硫酸钠(Na2S,0,)常用作食品抗氧化剂和漂白剂,其水溶液呈酸性(Na2S20,+H20
一2NaHS03)。连二亚硫酸钠(Na2S,04)是重要的还原剂,广泛用于印染工业。硫代
硫酸钠(N2S203)广泛用于照相、电影、纺织、造纸等行业,作为定影剂和漂白剂。
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■口
3.下列物质性质与用途均正确且具有因果关系的是
A.S02具有漂白性,可用于杀菌消毒
B.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥NH
C.Na2S20,具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.Na2S20,溶液呈碱性,可用于除去自来水中的余氯
4.设N为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4LS02与足量02充分反应,生成S0,的分子数为N
B.174gNa2S20,中含有阴离子数目为N
C.1 mol Na2S,0,溶于水后,溶液中HS0;的数目为2N
D.1L0.1mo/L的H,S0,溶液中,H*数目为0.2N
5.下列化学反应表示正确的是
A.接触法制硫酸的热化学方程式:2$02(g)+02(g)一2$0,(g)
△H=-197kJ
B.S02经石灰乳吸收后转化为石膏:Ca(0H)2+S02—CaS03↓+H,0
C.焦亚硫酸钠与酸性KMn04反应:5S,0号+4Mn0:+6H二10S0?+4Mn2++3H,0
D.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应:S20}+2H—=S↓+S02↑+H,0
6.下列实验操作规范且能达到实验目的的是
,199.
○瓷坩埚
1mol·L18.4mol·L
硫酸溶液
硫酸溶液
乙醇、乙酸、
浓硫酸摩
沸石
饱和
碳酸钠
溶液
A.
加热熔融
B.用pH试纸测
C.探究浓度对化学
纯碱
定溶液pH
D.制备乙酸乙酯
反应速率的影响
7.短周期元素X、Y、W、Q的原子序数依次增大,Q对应的单质暗处遇H,发生爆炸,
由上述四种元素形成的某焊接助溶剂结构如图1所示。下列说法错误的是
风不甲
图
A.该助溶剂中Y原子的杂化方式为sp
B.Q与X形成的化合物中,Q显负价
1
C.第一电离能:Q>W>Y
D.W的简单氢化物可以形成分子间氢键
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8。多巴胺分子被认为是一种使人快乐的物质,其结构简式如图2甲所示;苯巴比妥是
种镇静剂,结构如图2乙所示。下列关于它们
的说法正确的是
H
A.多巴胺和苯巴比妥具有完全相同的官能团
B.苯巴比妥的分子式为C12H2N203
C.多巴胺分子中所有原子共平面
图2
D.苯巴比妥分子中键角∠1<∠2
9.用有关仪器分析有机物A时,质谱图如图3甲、核磁共振氢谱示意图如图3乙,则A
的结构简式可能为
100
807
6
29
45
收强
27
40
2
46
20
30
质荷比
化学位移δ
甲
0图3
A.CH,CH,CH
B.CH,CH,OH
C.CH,CHO
D.CH,-O-CH,
10.在常温下,将金属a和金属b贴在一起并放人溶液c中,如图4所示。下列说法正确
的是
A.金属a是铁,金属b是铜,溶液c是海水时构成原电池,铁是正极
B.金属a是铁,金属b是铜,溶液c是浓硝酸时构成原电池,电子从铁
流向铜
C.金属a是镁,金属b是铝,溶液c是氢氧化钠溶液时构成原电池,铝
电极上发生的反应是Al+40H-3e一[A1(0H)4]
D.金属a是铅,金属b是铂,溶液c是硫酸时构成原电池,金属块的总
图4
质量减少
11.高锰钴矿(含Mn02、Co,04和少量Fe203、Al203、Si02)的利用价值很高,可以用
生物质材料(稻草)和硫酸从该矿中提取金属元素,并制得相应的化合物,流程如
图5甲所示。下列说法不正确是
溶解度1g
H,S0+稻草Na,C0,
Na,S
矿石一浸田迪液调立池液远钻
一MnS0,滤液
滤渣1
滤渣2
CoS
25
温度/℃
甲
图5
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已知:MnS04的溶解度曲线如图5乙所示。
A.矿石和稻草都粉碎后混合,可以提高浸出速率
B.滤渣1的成分主要是Si02,还有未反应完的稻草
C.调pH可以分步除去铁和铝,都是生成它们的碳酸盐
D.25℃的MnS0,饱和溶液通过蒸发或降温均能析出MnS04晶体
12.H2与C02在金属催化剂M的作用下生成多
H,(g)H-M-H
C0,(g)
种产物,反应机理如图6所示。下列说法不
HCOOH(g)
正确的是
HCHO(g)
HM-COOH
A.CO2是非极性分子
co(g)
B.中间体X的结构可能是H一M一C一H
中问体X
H,o(g)
M=C=0
C.反应过程中极性键和非极性键均有断裂
H,(
和形成
图6
D.该机理中金属催化剂M的化合价有变化
13.H2C204是一种二元弱酸,其溶液中存在以下平衡:H2C204一HC204+H*,HC204
一H*+C,0好,下列说法正确的是
A.加水稀释,c(H)一定变小
t地
c(C20
民之海
B.升高温度,
的值变小
c(HC,O)
C.向体系中加少量NaOH溶液,c(HC2O4)一定变大
:的日小化
D.向体系中加少量NaOH溶液,体系中存在c(Ht)+c(Na)=c(HC,0)+2c(C2O)
+c(OH)
14.回收利用C02制备HC00H有利于实现“双碳”目标,回收废气中的S02和C02的
电化学原理如图7所示。下列说法正确的是
t
C02
含C0,和
NaHCO.
电源
S0,的废气
溶液
装置a
HSO
C02
NaHCO,溶液和
NaHSO,溶液
HCOOH
离子交换膜装置b
图7
A.通C02气体的电极与电源的正极相连
B.装置a吸收废气后,溶液碱性增强
C.装置b中生成1molS0子,同时吸收标准状祝下的C02气体22.4L
D.装置b中吸收CO2的电解液可以为浓NaOH溶液
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二、非选择题:本题共4小题,共58分。
CHO
15.(14分)香兰素
是一种常见香精,微溶于冷水,易溶于热水、乙醇、
OCH,
OH
乙醚等溶剂。
已知:①相关物质的沸点如下表
化合物
对羟基苯甲醛
3-溴-4-羟基苯甲醛
香兰素
液溴
DMF
苯
沸点/℃
191
261
170
58.5
153
80.1
②香兰素合成原理:
CHO
CHO
,
反应I:
+Br,DMF
+HBr
Br
OH
OH
CHO
CHO
反应Ⅱ:
+NaOCH,
H,OH
+NaBr
OCH,
OH
OH
香兰素
实验过程:
图8
反应I(在图8装置中进行):向f中加入16g(0.131mol)对羟基苯甲醛和90mL
溶剂(DMF),溶解后滴入7.0mL(0.136mol)液溴,加热至40-45℃反应6h。分
离溶剂后残留物加沸水溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、烘干后得白色固体(3-
溴-4-羟基苯甲醛)。
反应Ⅱ:在250mL三颈烧瓶中加人制得的白色固体、45mL含甲醇钠28.24%的甲醇
溶液、35 mL DMF及0.2 g CuCl;在115℃反应1.5h后分离溶剂、残留物用盐酸酸化
至pH=4~5,再用热苯萃取3次,收集有机层,有机层分离苯后,得咖啡色液体;
再用热的稀酒精溶解,冷却析出晶体,经过滤、干燥后得5.8g香兰素晶体。
根据以上实验信息,回答相关问题。
(1)盛放液溴的仪器名称是
(2)反应I中:装人反应试剂后,应先
(填“加热”或“通入冷凝
水”),冷水应从
(填“b”或“c”)口流人,充分冷凝回流。
(3)反应I中:残留物加沸水溶解,趁热过滤的目的是
从酚类的性质考虑,产生杂质的原因有可能是中间产物3-溴-4-羟基苯甲醛进一步
与Br2发生
(填反应类型)反应导致。
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(4)反应Ⅱ中:有机层分离苯的方法是
,理由是
(5)实验中香兰素的产率是
。(结果保留一位小数)
(6)有同学对实验进行反思后提出,可以通过加大液溴用量来提高香兰素产率,该
想法是否可行?
(填“行”或“不行”),理由是
16.(15分)利用CH4与C02重整制合成气(C0和H2)是实现“碳达峰、碳中和”的
重要路径。重整过程中可能发生的反应及焓变与活化能如下(已知活化能较大的反
应其速率受温度影响更大)。
反应I:CH,(g)+C02(g)=2C0(g)+2H2(g)△H,=+247kJ/mol
E=240kJ/mol
反应Ⅱ:C02(g)+H2(g)=C0(g)+H,0(g)△H2=+41kJ/mol
E2=120kJ/mol
反应Ⅲ:CH,(g)=C(s)+2H2(g)△H3
=320kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应I的熵变△S0(填“>”“<”或“=”)。已知反应V:2C0(g)
=C(s)+C02(g)△H=-172kJ/mol,则△H3=
kJ/mol。
(2)在恒容密闭容器中,按n(CH4):n(C02)兰1:1投料,发生反应I、Ⅱ、Ⅲ。
下列说法正确的是
(填序号)。
A.增大体系压强,反应I的平衡向正反应方向移动
B.升高温度,反应I的平衡常数增大
州·
C.加入催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.分离出C0,可提高CH,的转化率
(3)在某温度下,向2L恒容容器中通人0.4 mol CH4和0.4molC02,发生反应I、
Ⅱ、Ⅲ。测得CH4转化率随时间变化如图9所示。.同时测得平衡时C0的选择性
[Sco=-
生成(CO)
耗(CH4)X2]
为0.85,H20(g)的物质的量为0.04mol。
80
9
60
(10,60%)
三40
o
(5,40%)
10
时间/min
CH转化率随时间变化的曲线
图9
①0~5min内,CH4的平均反应速率v(CH4)=
mol·Ll.min'。
②该温度下,反应I的平衡常数K。=
(列出计算式,不要求化简)。
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③在实际升温过程中(尚未达到新平衡),测得C0的选择性先下降后回升。请解释
升温过程中C0选择性先下降的原因:
用电器
(4)将CH设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图10
所示(A、B为多孔碳棒):
①该燃料电池中B电极的电极反应式为
2L2mol/L的
②当消耗甲烷的体积为2.24L(标准状况下)时,消耗K0H
KOH溶液
的质量为
图10
go
17.(14分)一种从深海多金属结核[主要含MnO2、Fe0(0H)、Si02,有少量的
CozO3、Al2O,、NO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(NiS04,
CoS04、MnS0)的工艺流程如图11:
S02,H,S0,
空气NaOH
萃取剂
萃取剂
200gpH=3.2调节pH
深海
高压
萃余液1
多金属
酸浸还原
沉铁
沉铝
第一次
第二次萃余液2
结核
萃取
萃取
电解一Mn
滤渣
Fe2O,Al(OH),
萃取液1
萃取液2
电解余液
CuSO,溶液电池级镍钴锰混合溶液
图11
已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子。
②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为0.1mol·)开始沉淀和完全沉淀
的pH:
金属离子
Fe3+
A13+
Cu2*
Ni
Co2+
Mn2*
开始沉淀的pH
1.9
3.3
4.8
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的pH
3.2
4.6
6.8
8.9
9.4
10.
回答下列问题:
(1)A1203属于
(填“酸性氧化物”“碱性氧化物”或“两性氧化物”)。
(2)“沉铁”得到的是Fe2O,而不是生成Fe(OH)3的理由是
(3)“沉铝”步骤调节pH为
之间。
(4)“第一次萃取”发生的反应是Cu2*(水相)+H2R(有机相)一CuR(有机相)+
2H(水相),由萃取液1获得CuS0,溶液的操作顺序是
①充分振荡
②分液
③硫酸酸化
(5)通过“电解”的方法可以获得金属Mn,也可以由软锰矿(MO2)通过铝热反
应的方法获得金属Mn,试写出软锰矿发生铝热反应的化学方程式:
(6)N0的立方晶胞结构如图12所示,原子①的原子坐标是(0,0,0),原子②的
原子坐标是(1,1,1),则原子③的原子坐标是
晶胞边长为
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anm,该NiO晶体的密度是
g/cm3。
②
图12
18.(15分)苯酚是一种重要的化工原料,广泛用于制造医药。化合物H的合成路线如
图13。
E
0B-
a
(C,H)N DC.H,O.
C,H0多聚醉酸令
C2H,BrCl
n-Bu,NHSO,,NaOH
图13
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是
:以
(2)C的分子式为
八上::(中6I
(3)E的命名是
〔
(4)G的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1:1,G的结构简式是
(5)由F和G生成H的反应类型是
(6)写出B和C生成D的化学方程式:
2Sn·1
(7)推测H可能的性质有
(填序号)。
a.能与氢气发生加成反应
.之-1图
b.能与FeCl,发生显色反应
c.能发生水解反应生成含羧基的产物和含羟基的产物
d.能与硝酸银反应生成白色沉淀
(8)X与F互为同系物,但比F少五个碳原子。写出一个符合下列条件的X的同分
异构体:
a.含有两个苯环;
b.只含有一种官能团
c.能与NaHC03反应生成CO2;
d.苯环上的一氯代物有两种。
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