内容正文:
宜宾市一中2024级高三上期第一次学情检测
化学
满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Si 28 Ag 108
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A. 我国首创液冷散热技术,其所用的石墨烯属于有机高分子材料
B. 酚醛树脂是热固性树脂,可用于制作绝缘材料
C. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高其性能,可用于生产食品包装袋
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨烯是碳的单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.酚醛树脂属于体型结构的热固性树脂,绝缘性良好,可用于制作绝缘材料,B正确;
C.油脂属于高级脂肪酸甘油酯,在人体内水解为高级脂肪酸和甘油,氨基酸是蛋白质的水解产物,C错误;
D.聚氯乙烯本身及添加的增塑剂均有毒性,不能用于生产食品包装袋,食品包装袋常用聚乙烯制备,D错误。
2. 氨与氯化氢的反应方程式为:,下列说法不正确的是
A. 基态N原子的价电子轨道表示式:
B. 的电子式:
C. HCl分子中键的电子云形状:
D. 的分子结构模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮元素的原子序数为7,基态原子价电子为2s22p3,轨道表示式为,A正确;
B.氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为,B错误;
C.氯化氢分子中含有“头碰头”的s-pσ键,σ键电子云形状为:,C正确;
D.氨分子中氮原子的价层电子对数为:3+(5-1×3) ×=4,孤对电子对数为(5-1×3) ×=1,则分子的空间构型为三角锥形,分子结构模型为:,D正确;
故选B。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使石蕊溶液呈紫色的溶液中:Na+、、Br-、CH3COO-
B. 的溶液中:Fe2+、Ba2+、、Cl-
C. 由水电离出的的溶液中,Na+、K+、Cl-、
D. 澄清透明溶液中:Na+、Cu2+、、HS-
【答案】A
【解析】
【详解】A.使石蕊溶液呈紫色的溶液pH范围为5~8,与双水解程度弱,无沉淀、气体生成,各离子间不发生反应,能大量共存,A正确;
B.pH=3的溶液为酸性,酸性条件下具有强氧化性,可将氧化为,不能大量共存,B错误;
C.由水电离出的的溶液中水的电离被抑制,可能为强酸或强碱性溶液,强酸条件下与反应生成和,不能大量共存,C错误;
D.Cu2+与会反应生成难溶的CuS沉淀,不能大量共存,D错误;
故选A。
4. NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 0.5 mol N2与足量的H2发生反应,会生成NA个NH3分子
B. 标准状况下,22.4 L的HF所含分子数为NA
C. 的H2SO4溶液中,H+的数目为0.01NA
D. 6 g SiO2晶体中,所含硅氧键的数目为0.2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.与合成的反应为可逆反应,反应物无法完全转化,生成的物质的量小于1mol,分子数小于,A错误;
B.标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,所含分子数不等于,B错误;
C.的溶液中,该溶液中,数目为,C正确;
D.的物质的量为,晶体中每个原子形成4个硅氧键,故含硅氧键数目为,D错误;
故选C。
5. 近日,武汉某大学课题组从桂花浓郁香味的挥发物中检测到了如下结构的有机物。
关于该有机物的叙述,正确的是
A. 易溶于水 B. 其同分异构体可能是芳香醛
C. 含有手性碳原子 D. 与发生加成反应的产物至少有3种
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物仅含羰基这一种弱亲水基团,疏水的烃基部分碳原子数较多,因此难溶于水,A错误;
B.该有机物不饱和度为4,芳香醛含苯环(不饱和度为4)和醛基(不饱和度为1),总不饱和度为5,二者不饱和度不同,分子式不可能相同,无法互为同分异构体,B错误;
C.手性碳原子需要连接4种不同的基团,该有机物中饱和碳原子均连有相同的甲基或氢原子,不存在手性碳原子,C错误;
D.该有机物含有2个共轭碳碳双键,分别与按1:1加成得到3种产物(1,2加成2种,1,4加成1种),2个双键均按1:2加成得到1种产物,因此加成产物至少有3种,D正确;
答案选D。
6. 常温下,W、X、Y、Z四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. W和X形成的化合物XW3中含有离子键和共价键
C. 简单离子的还原性:
D. Y2Z2为非极性分子,YZ2为极性分子,二者中的Y原子都是杂化
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z四种短周期元素,浓度均为的最高价氧化物水化物中,X对应溶液,为一元强碱,故X为;W、Z对应溶液,为一元强酸,结合原子序数、半径关系,W为(对应)、Z为(对应);Y对应溶液,为二元强酸,故Y为。
【详解】A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性,A正确;
B.W和X形成的化合物中,与之间为离子键,内部原子之间为共价键,含有离子键和共价键,B正确;
C.非金属性,非金属性越强对应简单阴离子还原性越弱,故简单离子还原性,C正确;
D.结构为,正负电荷中心不重合,为极性分子,“为非极性分子”的说法错误,二者中原子均为杂化、为极性分子的描述正确,整体D错误;
故本题选D。
7. 下列图示实验中,操作合理规范且能达到实验目的的是
A. ①可用于制备少量氯气
B. ②可用于比较不同金属阳离子对H2O2分解速率的影响
C. ③可用于海水制取蒸馏水
D. ④可用于制备乙酸乙酯
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气需要加热,装置①无加热装置,无法反应,A错误;
B.比较不同金属阳离子对H2O2分解速率的影响需要控制温度等其他变量一致,装置②两组实验温度不同,变量不唯一,无法得出对应结论,B错误;
C.该蒸馏装置温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处,冷凝水下进上出,操作规范,可通过蒸馏制取蒸馏水,C正确;
D.制备乙酸乙酯时,导管末端若插入饱和碳酸钠溶液中会发生倒吸,装置④操作错误,D错误;
故选C。
8. 下列关于离子方程式的书写正确的是
A. 将少量二氧化硫气体通入次氯酸钠溶液中:
B. 草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2,溶液变浑浊:
D. 向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇,析出晶体:
【答案】D
【解析】
【详解】A.具有强氧化性,可将氧化为,正确产物为、和,正确离子方程式: ,A错误;
B.草酸是二元弱酸,属于弱电解质,书写离子方程式时不能拆为,应写化学式,正确离子方程式: ,B错误;
C.酸性:,苯酚钠与反应,量多少均生成,不能生成,正确化学方程式: ,C错误;
D.乙醇可降低硫酸四氨合铜晶体的溶解度,促使其析出,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
9. 用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①②③中Cu元素化合价均发生变化
B. 理论上处理1 mol 需要的物质的量为0.5 mol
C. 处理后溶液的pH减小
D. 图示反应过程中起催化作用的是
【答案】B
【解析】
【分析】整个循环体系中,先与结合生成配离子(过程①,Cu化合价不变);过程②中被还原为,同时被氧化生成与;过程③被氧化变回,被还原为。总反应:;
【详解】A.过程①是与形成配位化合物,配位过程没有电子转移,Cu元素化合价不变;过程②Cu从+2变为+1,过程③Cu从+1变回+2,所以①中Cu化合价不变,A错误;
B.可看作,1mol含有2mol,被还原为一共得到2mol电子;中N为-2价,氧化产物中N为0价,1mol失去4mol电子。根据电子守恒:,当,解得,B正确;
C.由总反应方程式可知,反应不断消耗,氢离子浓度降低,溶液pH增大,C错误;
D.先参与反应生成配离子,在循环中被消耗,并不是起始加入、反应结束又生成的催化剂;起催化作用的不是,D错误;
答案选B。
10. 由有机物M制备某液晶聚芳酯N的反应如下。下列说法正确的是
A. 1 mol M最多可与3 mol NaOH反应
B. ,化合物X为乙酸
C. 该反应为加聚反应,产物N为高聚物
D. M中含有2种官能团,最多有26个原子共平面
【答案】A
【解析】
【详解】A.M中含有1个酚酯基和1个羧基,1mol酚酯基水解后生成的乙酸和酚羟基共消耗2mol ,1mol羧基消耗1mol ,故1mol M最多可与3mol 反应,A正确;
B.该反应为缩聚反应,m个M反应脱去个小分子X,X为乙酸,B错误;
C.该反应过程中有小分子乙酸生成,属于缩聚反应,不属于加聚反应,C错误;
D.M中含有酯基和羧基2种官能团,单键可旋转,甲基最多有1个氢原子与整体共平面,最多有25个原子共平面,D错误;
故选A。
11. 结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是
选项
性质差异
结构因素
A
在中的溶解度:
分子极性
B
熔点:
晶体类型
C
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
氢键类型
D
电离常数:
范德华力
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.和均是非极性分子,而ICl是极性分子,根据相似相溶规律可知,在中的溶解度大于ICl在中的溶解度,A不符合题意;
B.SiC是共价晶体,属于分子晶体,一般共价晶体熔点高于分子晶体,B不符合题意;
C.对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,物质形成分子内氢键会使熔沸点降低,形成分子间氢键会使熔沸点升高,C不符合题意;
D.F的电负性比Cl强,F吸引电子能力更强,导致的羧基中的羟基的极性增大,更容易电离出,与范德华力无关,D符合题意;
故选D。
12. 根据下列实验操作和现象,所得出的结论或解释正确的是
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
向废FeCl3铜版蚀刻液中,加入少量铁粉
铁粉溶解,未出现红色固体
蚀刻液中无Cu2+
B
将活性炭放入盛有NO2的锥形瓶中
锥形瓶气体颜色变浅
活性炭具有还原性
C
向盛有2 mL Na2S的溶液加入过量ZnSO4溶液,再逐滴加入同浓度的CuSO4溶液
白色沉淀逐渐变为黑色固体
D
溴乙烷与氢氧化钠溶液共热后,向其中滴加硝酸银溶液
未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe的还原性先与氧化性更强的反应,若蚀刻液中过量,即使含有也不会析出红色,无法说明蚀刻液无,A错误;
B.活性炭具有吸附性,吸附导致气体颜色变浅,属于物理变化,不能证明活性炭有还原性,B错误;
C.过量将完全沉淀为白色,加入后白色沉淀变为黑色,说明沉淀向溶度积更小的方向转化,故,C正确;
D.反应后溶液为碱性,会与反应生成沉淀干扰检验,应先加稀硝酸酸化再加硝酸银,未出现沉淀不能说明溴乙烷未水解,D错误;
答案选C。
13. 一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,该晶胞中含有银的配离子,晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为B[Ag(CN)4]
B. 晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个
C. 该晶胞的密度为
D. 沿晶胞体对角线方向的投影图为
【答案】D
【解析】
【详解】A.用均摊法计算原子数:位于晶胞顶点,;位于晶胞体心,;个全部在晶胞内部,, 因此晶体化学式为,A正确;
B.Ag位于每个晶胞体心,最近的是相邻晶胞体心的,沿三个坐标轴方向各存在2个最近的,总共有个,最近距离等于晶胞边长,B正确;
C.由A项分析知,1个晶胞的质量, 晶胞边长,晶胞体积, 密度,C正确;
D.沿晶胞体对角线投影时,晶胞内共有4个,该投影图中只画出3个和3个N,缺少1个,投影错误,D错误;
故选D。
14. 锂-空气电池是一种新型电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. a为负极,发生还原反应
B. 电子从a极经过有机电解液移向b极
C. b电极每消耗,转移电子数目为
D. 将有机电解液换成水溶液,可提高电池工作效率
【答案】C
【解析】
【详解】A.a电极为Li,属于活泼金属,作原电池负极,负极发生失电子的氧化反应而非还原反应,由图可知,负极电极方程式为:,A错误;
B.电子只能在外电路中定向移动,不能经过电解质溶液,电解质溶液依靠离子定向移动导电,B错误;
C.b极反应产物为,其中O元素化合价为-1价,1 mol 参与反应时得到2 mol电子,转移电子数目为,C正确;
D.Li是活泼金属,可直接与水发生反应,若将有机电解液换成水溶液,Li电极会被消耗,电池无法正常工作,D错误;
故答案选C。
15. 软锰矿(主要含MnO2、Fe2O3、SiO2)制备高锰酸钾的流程如图所示:
下列说法错误的是
A. “氧压碱浸”的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
B. “电解”时气体X为氢气,阳极反应式为-e-=
C. “碱浸”和“氧压碱浸”可合并进行,减少操作步骤
D. “电解”时所得溶液分离出KMnO4后的余液,可进行循环使用
【答案】C
【解析】
【分析】软锰矿(主要含)加入氢氧化钾碱浸,二氧化硅与氢氧化钾反应生成硅酸钾,过滤得到滤液1,主要有硅酸钾和氢氧化钾,滤渣为氧化铁和二氧化锰,再加入氢氧化钾、氧气和二氧化锰经过氧压碱浸得到锰酸钾溶液,在氧压碱浸阶段后与锰酸钾经过固液分离而除去,进而得到锰酸钾,最后通过电解得到。
【详解】A.根据转移电子守恒可知,“氧压碱浸”的化学方程式为,A正确;
B.“电解”时阳极反应式为-e-=,阴极反应式为,B正确;
C.加入KOH进行“碱浸”时,溶于KOH形成硅酸盐,进入浸液而除去,若“碱浸”和“氧压碱浸”合并进行,则所得锰酸钾溶液中含有硅酸盐,降低了产品纯度,C错误;
D.“电解”制备时还产生了KOH,分离后KOH可在“碱浸”和“氧压碱浸”过程进行循环使用,D正确;
故选C。
二、非选择题(包括4个题,共55分)。
16. 随着对有色金属需求的高速增长及冶炼技术的发展,钢铁行业的瓦斯泥也从昔日无序丢弃的大宗固体废物变成了今日抢手的资源。昆钢的技术员设计以瓦斯泥(主要含ZnO、Bi2O3、Bi2S3、Bi、Fe2O3还含少量PbO、FeO、CuO)为原料提取锌、铋的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“浸取”步骤,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉淀结块,可采取的措施为______。
(2)配离子[Cu(NH3)4]2+中,______接受孤电子对,其中电负性最大的元素在元素周期表中的位置为______。“过程Ⅰ”步骤发生反应的离子方程式为______。
(3)“过程Ⅱ”步骤产生的气体______(填电子式),可在流程的______步骤中循环使用。
(4)“滤渣2”的主要成分除S外还有______。
(5)已知:此工艺中,Bi3+水解得到BiOCl沉淀的适宜pH范围为;溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时pH
7.0
1.9
6.2
完全沉淀时pH
9.0
3.2
8.0
①结合上述信息分析,“水解”步骤加入适量Zn粉的目的是______。
②“水解”步骤后的“系列操作”为______。
【答案】(1)(高速)搅拌
(2) ①. Cu2+ ②. 第二周期第ⅤA族 ③.
(3) ①. ②. 浸取
(4)PbSO4 (5) ①. 将Fe3+还原为Fe2+,避免在Bi3+水解时,Fe3+同时水解,导致产物不纯 ②. 过滤、洗涤、干燥
【解析】
【分析】瓦斯泥(主要含还含少量,浸取之后过滤得到、、,滤渣1中的和硫酸反应后,得到的滤渣2中会含有,“水解”时加入适量的粉可以将还原为,避免在水解时,同时水解,导致产物不纯,“水解”后,将得到的产品过滤、洗涤并干燥即可得到产品。
【小问1详解】
“浸取”时,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉淀、结块,可采用高速搅拌的方法;
【小问2详解】
配合物中中心空轨道的中心离子接受配体的孤电子对,因此接受中的孤电子对;该配离子含三种元素,电负性最大的是,位于元素周期表第二周期第ⅤA族;过程Ⅰ中将配离子中的置换,生成更稳定的和单质离子方程式为;
【小问3详解】
根据元素守恒可知,“过程Ⅱ”中会产生,电子式为:,结合流程图可知,可在流程中的“浸取”步骤中循环使用;
【小问4详解】
瓦斯泥中的和硫酸反应生成,难溶于水和稀硫酸,因此酸盐浸提时会作为滤渣和生成的一同被分离;
【小问5详解】
①由表格可知开始沉淀的为1.9,恰好落在水解的区间内,若不除去会和共沉淀;加入粉可将还原为,而开始沉淀的为7.0,远大于的水解,不会干扰的生成;
②水解生成沉淀后,通过过滤分离出固体,再洗涤除去表面可溶性杂质,最后干燥得到纯净的产品。
17. 汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而,燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物,的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)利用活性炭对NO进行吸附是处理氮氧化物的途径之一、向容积恒为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应 ,NO和的物质的量变化如下表所示:
物质的量/mol
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①在温度下,0~5 min内,以表示该反应速率v(N2)=___________;第15 min后,将温度调整为,数据变化如上表所示,则T1___________T2(填“>”“<”或“=”)。
②若为绝热恒容容器,下列表示该反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A合气体的密度不再变化
B.温度不再变化
C.NO和的消耗速率之比为1∶2
D.混合气体中
(2)汽车尾气的净化装置中,在适当催化剂的作用下,CO和NO发生反应: 。向一恒容密闭容器中,充入1 mol CO气体和一定量的NO气体,图1是3种投料比[n(CO)∶n(NO)]分别为2∶1、1∶1、1∶2时,反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。
图1
①图中表示投料比为2∶1的曲线是___________。
②已知条件下,投料比为1∶2时,起始容器内气体的总压强为3 MPa,则℃时该反应的平衡常数Kp=___________(MPa)-1(保留两位小数,以分压表示,气体分压=总压×物质的量分数);p点时,再向容器中充入NO和,使二者分压均增大为原来的2倍,达到平衡时CO的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③研究表明,在不同催化剂甲、乙作用下,NO的脱氮率在相同时间内随温度的变化如图2所示,工业生产中选用甲,理由是___________。
图2
(3)含铈溶液可以处理大气中的氮氧化物,并可通过电解法再生。铈元素(Ce)常见的化合价有+3价、+4价。NO可以被含的溶液吸收,生成等物质的量的、。可采用电解法将上述吸收液中等物质的量、转化为无毒物质,其原理如图3所示。阴极的电极反应式为___________。
图3
【答案】(1) ①. ②. > ③. AB
(2) ①. D ②. 4.44 ③. 不变 ④. 催化剂甲在较低温度下活性可达到最大,能降低生产能耗的同时满足NO的脱氮率最高
(3)
【解析】
【小问1详解】
①0~5 min内生成氮气的物质的量是0.42 mol,浓度是0.21 mol/L,以表示该反应速率;第15 min后,将温度调整为,氮气的物质的量增加,NO的物质的量减少,说明平衡正向进行,由于正反应是放热反应,所以。
②由于反应前后体积不变,气体质量是变化的,因此密度是变化的,所以混合气体的密度不再变化可以说明反应达到平衡状态。温度不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态。NO和的消耗速率之比为1∶2,根据方程式可知正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态。混合气体中,不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态。答案选AB。
【小问2详解】
①一氧化碳和一氧化氮的投料比增大相当于增大一氧化碳的浓度,平衡向正反应方向移动,一氧化氮的转化率增大,但一氧化碳的转化率减小,则投料比为2∶1形成的平衡中一氧化碳的转化率最小,由图可知,表示一氧化碳和一氧化氮的投料比为2∶1的曲线是曲线D、1∶1的是曲线B、1∶2的是曲线A,故答案为D。
②由图可知,m点一氧化碳的转化率为80%,则由题意可建立如下三段式:
设平衡时气体压强为p MPa,由同温同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比可得:,解得p=2.6,则时该反应的平衡常数。p点时,再向容器中充入一氧化氮和二氧化碳,使二者分压均增大为原来的2倍,反应的浓度熵,则化学平衡不移动,达到平衡时一氧化碳的转化率不变。
【小问3详解】
③由图可知,在催化剂甲作用下,反应在较低温度下,一氧化氮的转化率达到最大,说明催化剂甲在较低温度下活性可达到最大,能降低生产能耗的同时满足NO的脱氮率最高,所以工业生产中选用甲。
(3)阴极发生还原反应,和得电子生成无害的,阴极电极反应式为。
18. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于重氮化反应。实验室将二氧化硫通入到硫酸和硝酸中发生氧化还原反应,硝酸被还原为亚硝酸,二氧化硫被氧化为三氧化硫(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为__________。
②导管b的作用是__________。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H,该反应放热。
①该反应必须维持体系温度不得高于,采取的措施除了冷水浴外,还可以是__________。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快是因为__________。
(3)C装置的作用是__________(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是__________。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380 g产品放入250 mL的碘量瓶中,加入0.1000 mol·L-1、60.00 mL的KMnO4标准溶液和10 mL 25% H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500 mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00 mL。
已知:
①滴定终点时的现象为__________。
②亚硝酰硫酸的纯度=__________(精确到0.01%)。[]
【答案】(1) ①. ②. 平衡气压,使液体顺利滴下
(2) ①. 调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度 ②. 生成的NOSO4H作为反应的催化剂
(3)
(4)装置A产生的SO2未经过干燥,混有的水蒸气进入装置B中使NOSO4H水解,且C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解
(5) ①. 滴入最后半滴草酸钠标准溶液,溶液恰好由浅红色变为无色且半分钟不恢复 ②. 92.03%
【解析】
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2,制取的SO2通入到B装置中,HNO3与SO2在浓硫酸作用下在冰水浴中反应制得NOSO4H,由于亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解,所以应该对产生的二氧化硫进行干燥,但是题目中并未进行,且装置A中制得的SO2属于大气污染物,不能直接排放到大气中,则装置C中的氢氧化钠的作用是吸收SO2,但是会导致部分水蒸气进入装置B中,导致产率降低;
【小问1详解】
①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2,A中反应的化学方程式为;
②导管b的作用是平衡气压,使液体顺利滴下;
【小问2详解】
①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以控制浓硫酸的滴加速度;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是生成的NOSO4H作为反应的催化剂;
【小问3详解】
装置C的主要作用是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是:装置A产生的SO2未经过干燥,混有的水蒸气进入装置B中使NOSO4H水解,且C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解;
【小问5详解】
滴入最后半滴草酸钠标准溶液,溶液恰好由浅红色变为无色且半分钟不恢复;
②
解得n=0.002mol,则与NOSO4H反应的高锰酸钾物质的量:;根据可知,,纯度:,即92.03%。
19. 一种烃的衍生物A,相对分子质量为138,遇FeCl3溶液显紫色,能与NaHCO3溶液反应放出气体。以A为原料可以制备一种催吐剂的中间体J,其合成路线如图所示。(注:部分条件已省略)
请回答下列问题:
(1)A的系统命名为__________。
(2)D中的含氧官能团的名称为__________。
(3)写出的化学方程式__________。
(4)以下各步骤转化中不属于取代反应的有__________(填序号)。
a. b. c. d.
(5)满足下列条件的G的同分异构有__________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为的结构简式为__________。
①不含碳氧双键 ②只含有3种常见的官能团
③遇FeCl3溶液显紫色 ④苯环上有两个取代基
(6)参照以上合成路线,若以为原料制备(其他试剂自选),则其合成路线为__________。
【答案】(1)2-羟基苯甲酸
(2)羧基、(酚)羟基
(3)
+HNO3(浓)+H2O
(4)c (5) ①. 12 ②.
(6)
【解析】
【分析】根据题目信息,A相对分子质量为138,遇溶液显紫色,说明分子含酚羟基,能与溶液反应放出气体,说明分子含羧基,结合C的结构简式,可推断出A的结构简式为,同时结合C的结构简式,可知浓硫酸在羟基的邻位发生取代反应,因此B的结构简式为;结合D的分子式,可知被取代,因此D的结构简式为;发生酯化反应,D中的羧基与的羟基发生酯化反应,反应后得到E的结构简式为;发生硝化反应,结合G的结构简式,可知E中酚羟基的邻位被取代,因此F的结构简式为;步骤中,结合J的结构简式,可知H中酰胺基上的H被甲基取代,因此I的结构简式为。
【小问1详解】
根据分析可得A的结构简式,以苯甲酸为母体,羟基处于羧基的邻位,即2号位,因此A的系统命名为2-羟基苯甲酸。
【小问2详解】
D的结构简式为,D中含氧官能团有羧基、(酚)羟基。
【小问3详解】
根据分析可得,为硝基取代的反应,化学方程式为+HNO3(浓)+H2O。
【小问4详解】
a.是苯环的磺化反应,属于取代反应,不符合题意;
b.是酯化反应,属于取代反应,不符合题意;
c.是硝基还原为氨基,属于还原反应,符合题意;
d.是酰胺基上的氢被甲基取代,属于取代反应,不符合题意;
故答案选c。
【小问5详解】
G的分子式为,根据题意,不含碳氧双键,即排除酯基、羧基等结构,只含3种常见官能团,含有酚羟基,且苯环上有两个取代基,结合分子式的元素,剩余两种官能团应为与;苯环的两个取代基中一个是羟基,另一个是含2个C,1个与的烷基,将与苯环直接相连的碳记为碳,相邻碳记为碳,可分为与都在碳上、与都在碳上,当与分别在碳与碳上时,有2种结构,总计有4种结构,而苯环上两个取代基有邻间对三种位置关系,因此同分异构体有种;而其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积分别为的结构简式为。
【小问6详解】
根据题给信息与合成产物倒推结构,根据的反应可知,产物的上一级结构简式应为,参考的反应,可知再上一级的结构简式为,参考的反应,可知上一级的结构简式为,综上合成路线为。
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宜宾市一中2024级高三上期第一次学情检测
化学
满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Si 28 Ag 108
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45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. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A. 我国首创液冷散热技术,其所用的石墨烯属于有机高分子材料
B. 酚醛树脂是热固性树脂,可用于制作绝缘材料
C. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高其性能,可用于生产食品包装袋
2. 氨与氯化氢的反应方程式为:,下列说法不正确的是
A. 基态N原子的价电子轨道表示式:
B. 的电子式:
C. HCl分子中键的电子云形状:
D. 的分子结构模型:
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使石蕊溶液呈紫色的溶液中:Na+、、Br-、CH3COO-
B. 的溶液中:Fe2+、Ba2+、、Cl-
C. 由水电离出的的溶液中,Na+、K+、Cl-、
D. 澄清透明溶液中:Na+、Cu2+、、HS-
4. NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A. 0.5 mol N2与足量的H2发生反应,会生成NA个NH3分子
B. 标准状况下,22.4 L的HF所含分子数为NA
C. 的H2SO4溶液中,H+的数目为0.01NA
D. 6 g SiO2晶体中,所含硅氧键的数目为0.2NA
5. 近日,武汉某大学课题组从桂花浓郁香味的挥发物中检测到了如下结构的有机物。
关于该有机物的叙述,正确的是
A. 易溶于水 B. 其同分异构体可能是芳香醛
C. 含有手性碳原子 D. 与发生加成反应的产物至少有3种
6. 常温下,W、X、Y、Z四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. W和X形成的化合物XW3中含有离子键和共价键
C. 简单离子的还原性:
D. Y2Z2为非极性分子,YZ2为极性分子,二者中的Y原子都是杂化
7. 下列图示实验中,操作合理规范且能达到实验目的的是
A. ①可用于制备少量氯气
B. ②可用于比较不同金属阳离子对H2O2分解速率的影响
C. ③可用于海水制取蒸馏水
D. ④可用于制备乙酸乙酯
8. 下列关于离子方程式的书写正确的是
A. 将少量二氧化硫气体通入次氯酸钠溶液中:
B. 草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2,溶液变浑浊:
D. 向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇,析出晶体:
9. 用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①②③中Cu元素化合价均发生变化
B. 理论上处理1 mol 需要的物质的量为0.5 mol
C. 处理后溶液的pH减小
D. 图示反应过程中起催化作用的是
10. 由有机物M制备某液晶聚芳酯N的反应如下。下列说法正确的是
A. 1 mol M最多可与3 mol NaOH反应
B. ,化合物X为乙酸
C. 该反应为加聚反应,产物N为高聚物
D. M中含有2种官能团,最多有26个原子共平面
11. 结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是
选项
性质差异
结构因素
A
在中的溶解度:
分子极性
B
熔点:
晶体类型
C
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
氢键类型
D
电离常数:
范德华力
A. A B. B C. C D. D
12. 根据下列实验操作和现象,所得出的结论或解释正确的是
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
向废FeCl3铜版蚀刻液中,加入少量铁粉
铁粉溶解,未出现红色固体
蚀刻液中无Cu2+
B
将活性炭放入盛有NO2的锥形瓶中
锥形瓶气体颜色变浅
活性炭具有还原性
C
向盛有2 mL Na2S的溶液加入过量ZnSO4溶液,再逐滴加入同浓度的CuSO4溶液
白色沉淀逐渐变为黑色固体
D
溴乙烷与氢氧化钠溶液共热后,向其中滴加硝酸银溶液
未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
A. A B. B C. C D. D
13. 一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,该晶胞中含有银的配离子,晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为B[Ag(CN)4]
B. 晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个
C. 该晶胞的密度为
D. 沿晶胞体对角线方向的投影图为
14. 锂-空气电池是一种新型电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. a为负极,发生还原反应
B. 电子从a极经过有机电解液移向b极
C. b电极每消耗,转移电子数目为
D. 将有机电解液换成水溶液,可提高电池工作效率
15. 软锰矿(主要含MnO2、Fe2O3、SiO2)制备高锰酸钾的流程如图所示:
下列说法错误的是
A. “氧压碱浸”的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
B. “电解”时气体X为氢气,阳极反应式为-e-=
C. “碱浸”和“氧压碱浸”可合并进行,减少操作步骤
D. “电解”时所得溶液分离出KMnO4后的余液,可进行循环使用
二、非选择题(包括4个题,共55分)。
16. 随着对有色金属需求的高速增长及冶炼技术的发展,钢铁行业的瓦斯泥也从昔日无序丢弃的大宗固体废物变成了今日抢手的资源。昆钢的技术员设计以瓦斯泥(主要含ZnO、Bi2O3、Bi2S3、Bi、Fe2O3还含少量PbO、FeO、CuO)为原料提取锌、铋的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“浸取”步骤,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉淀结块,可采取的措施为______。
(2)配离子[Cu(NH3)4]2+中,______接受孤电子对,其中电负性最大的元素在元素周期表中的位置为______。“过程Ⅰ”步骤发生反应的离子方程式为______。
(3)“过程Ⅱ”步骤产生的气体______(填电子式),可在流程的______步骤中循环使用。
(4)“滤渣2”的主要成分除S外还有______。
(5)已知:此工艺中,Bi3+水解得到BiOCl沉淀的适宜pH范围为;溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时pH
7.0
1.9
6.2
完全沉淀时pH
9.0
3.2
8.0
①结合上述信息分析,“水解”步骤加入适量Zn粉的目的是______。
②“水解”步骤后的“系列操作”为______。
17. 汽车等交通工具为出行、物流带来了舒适和方便。然而,燃油车排放的尾气中含有大量的氮氧化物,的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)利用活性炭对NO进行吸附是处理氮氧化物的途径之一、向容积恒为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应 ,NO和的物质的量变化如下表所示:
物质的量/mol
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①在温度下,0~5 min内,以表示该反应速率v(N2)=___________;第15 min后,将温度调整为,数据变化如上表所示,则T1___________T2(填“>”“<”或“=”)。
②若为绝热恒容容器,下列表示该反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A合气体的密度不再变化
B.温度不再变化
C.NO和的消耗速率之比为1∶2
D.混合气体中
(2)汽车尾气的净化装置中,在适当催化剂的作用下,CO和NO发生反应: 。向一恒容密闭容器中,充入1 mol CO气体和一定量的NO气体,图1是3种投料比[n(CO)∶n(NO)]分别为2∶1、1∶1、1∶2时,反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。
图1
①图中表示投料比为2∶1的曲线是___________。
②已知条件下,投料比为1∶2时,起始容器内气体的总压强为3 MPa,则℃时该反应的平衡常数Kp=___________(MPa)-1(保留两位小数,以分压表示,气体分压=总压×物质的量分数);p点时,再向容器中充入NO和,使二者分压均增大为原来的2倍,达到平衡时CO的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③研究表明,在不同催化剂甲、乙作用下,NO的脱氮率在相同时间内随温度的变化如图2所示,工业生产中选用甲,理由是___________。
图2
(3)含铈溶液可以处理大气中的氮氧化物,并可通过电解法再生。铈元素(Ce)常见的化合价有+3价、+4价。NO可以被含的溶液吸收,生成等物质的量的、。可采用电解法将上述吸收液中等物质的量、转化为无毒物质,其原理如图3所示。阴极的电极反应式为___________。
图3
18. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于重氮化反应。实验室将二氧化硫通入到硫酸和硝酸中发生氧化还原反应,硝酸被还原为亚硝酸,二氧化硫被氧化为三氧化硫(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为__________。
②导管b的作用是__________。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H,该反应放热。
①该反应必须维持体系温度不得高于,采取的措施除了冷水浴外,还可以是__________。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快是因为__________。
(3)C装置的作用是__________(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是__________。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380 g产品放入250 mL的碘量瓶中,加入0.1000 mol·L-1、60.00 mL的KMnO4标准溶液和10 mL 25% H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500 mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00 mL。
已知:
①滴定终点时的现象为__________。
②亚硝酰硫酸的纯度=__________(精确到0.01%)。[]
19. 一种烃的衍生物A,相对分子质量为138,遇FeCl3溶液显紫色,能与NaHCO3溶液反应放出气体。以A为原料可以制备一种催吐剂的中间体J,其合成路线如图所示。(注:部分条件已省略)
请回答下列问题:
(1)A的系统命名为__________。
(2)D中的含氧官能团的名称为__________。
(3)写出的化学方程式__________。
(4)以下各步骤转化中不属于取代反应的有__________(填序号)。
a. b. c. d.
(5)满足下列条件的G的同分异构有__________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为的结构简式为__________。
①不含碳氧双键 ②只含有3种常见的官能团
③遇FeCl3溶液显紫色 ④苯环上有两个取代基
(6)参照以上合成路线,若以为原料制备(其他试剂自选),则其合成路线为__________。
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