精品解析:北京师范大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月月考(一)化学试题
2026-10-09
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内容正文:
北京师大附中2026-2027学年(上)高三月考1
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Pb-207
一、选择题(共42分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A. 月壤钛铁矿中存在活泼氢
B. 将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C. 月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D. 将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型:
B. BF3的VSEPR模型:
C. S的原子结构示意图:
D. 基态的价层电子排布式:3d10
3. 下列各组离子不能大量共存的原因与氧化还原反应有关的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
4. 下列叙述不正确的是
A. 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量固体CuSO4,加快速率
B. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入KNO3固体,铜粉溶解
C. 向FeCl3溶液中滴加氨水,产生红褐色沉淀;再加入NaHSO4溶液,沉淀消失
D. 将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
5. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应:
B. 实验室制:(浓)
C. 用明矾处理污水:(胶体)
D. 用吸收并供给:
6. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中,正确的是
A. 标准状况下,22.4 L己烷的氢原子数约为14 NA
B. 密闭容器中23 g NO2与N2O4的混合气体中氮原子数为0.5 NA
C. 过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.4 NA
D. 1 L 0.1 mol·L−1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1 NA
7. 碱性锌锰干电池的构造示意图如下。电池的总反应:。下列关于该电池的说法正确的是
A. 工作时电子由经外电路流向Zn B. 工作时向负极方向移动
C. 放电过程中存在化学能的消耗 D. 负极反应:
8. 下列实验的相应操作中,不正确的是
制备并检验SO2
验证牺牲阳极法
A.为防止有害气体逸出,先放置浸NaOH溶液的棉团,再加热
B.一段时间后,向铁电极附近滴加2滴铁氰化钾溶液
分液
蒸馏
C.先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞
D.冷却水从冷凝管②口通入,①口流出
A. A B. B C. C D. D
9. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
实验室用石灰石与稀盐酸制备
实验室可用石灰石与稀硫酸制备
B
常用溶液除去粗盐水中的
常用溶液除去粗盐水中的
C
金刚石的熔点高于晶体硅
干冰的熔点高于晶体
D
与CH3COONa反应生成乙酸
与可反应生成乙酸
A. A B. B C. C D. D
10. 乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. ①中反应为
B. ②中生成的过程中,有键断裂与形成
C. 生成总反应的原子利用率为
D. 催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
11. 我国科学家开发出一类具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料P,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. X→Y的反应属于取代反应
B. 25℃时Y聚合为P,150℃时P水解为Y
C. X中的官能团提高了的活泼性
D. 调控烃基链的长度可影响聚酯塑料的物理性能
12. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,将其与微生物电解池进行串联,可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下,所用电极均是惰性电极。
下列说法不正确的是
A. 微生物脱盐电池工作时移向N极
B. 电子由R极经导线流向N极
C. R极电极反应式:
D. 一段时间后,T极沉积2.07 g ,溶液中减少0.02 mol
13. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
14. 用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。
实验
电极I
电极Ⅱ
电压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石墨
b
iii
新石墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. ,说明实验i中形成原电池,反应为
B. ,是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. ,说明iii中电极I上有发生反应
D. ,是因为电极II上吸附的量:iv>iii
二、填空题(共58分)
15. 青铜器腐蚀与CuCl发生的自催化腐蚀循环有关。可采用多种化学方法对青铜器进行保护。
(1)与Cu2(OH)2CO3较致密不同,Cu2(OH)3Cl疏松多孔,对青铜器内部无保护作用。
①基态Cu的价层电子排布式是________________________。
②的空间结构是________________________。
(2)CuCl晶胞形状为立方体,结构如下图。
①该晶胞的边长为a nm,阿伏加德罗常数为,CuCl的摩尔体积是___________。(1 nm=cm)
②乙腈(CH3CN)的水溶液可溶解CuCl,CH3CN易溶于水的原因有______________。
(3)常用苯并三氮唑(BTA)处理出土的青铜器。BTA将Cu2O转化为致密的平面结构的保护膜。BTA和的结构如图。
已知:ⅰ.
ⅱ.nCu++nBTA-
①下列说法正确的是____________(填序号)。
a.BTA分子所有碳原子均为杂化
b.属于网状结构的高分子
c.是位于杂化轨道上的孤电子对与Cu+的空轨道相互作用形成的
②Cu-Cu2O复合膜能有效抑制铜的腐蚀,在强酸性条件下复合膜保护效果不好,除Cu2O会被酸破坏外,其他的原因是________________。
16. 环氧丙烷是重要的有机化工原料,工业上先用丙烷制丙烯,再通过间接电解丙烯制环氧丙烷。
Ⅰ.丙烷制丙烯
(1)一定条件下,C3H8脱氢制丙烯发生如下反应:。从平衡的角度推断有利于制备丙烯的条件是__________________。
(2)在高温下,CO2催化氧化C3H8制C3H6涉及的反应有:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
……
①CO2氧化C3H8生成C3H6、CO和反应的热化学方程式是__________________。
②与(1)相比,(2)中引入CO2的优点有_________________(答1点即可)。
Ⅱ.间接电解法制环氧丙烷
丙烯经间接电解法制环氧丙烷(,简称PO)的原理示意图如图1。
已知:ⅰ.Br2与H2O反应:
ⅱ.
(3)阳极反应式是_________________。
(4)结合电极反应式说明生成溶液①的原因_______________。
(5)丙烯经间接电解法制PO的总反应的化学方程式是_______________________。
(6)相同电压下电解,FE(PO)随的变化如图2。大于时,FE(PO)下降。不考虑其他副反应,从反应原理的角度解释原因:________________________。
17. 治疗阿尔茨海默病的潜在化合物的前体T的合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:i.
ii.
(1)A→B的反应类型是___________。
(2)F分子中含有的官能团的名称是醚键、___________。
(3)B→D的化学方程式是___________。
(4)E分子含有一个六元环,下列关于D→E的说法正确的是___________(填序号)。
a.D分子中使邻碳上的C—H键的极性增强
b.D→E,D分子中断裂C—O键和带*碳原子上的C—H键
c.D反应后的主要产物受反应物C—H键的极性强弱和产物的稳定性影响
(5)J→K发生取代反应,K的结构简式是___________。
(6)L→T经过三步转化,设计的目的是________________________________。
(7)G能与Na反应生成,G转化为I经历如下过程。
已知:
中间体1分子中含有三种不同化学环境的氢原子,数目之比是3∶2∶1。中间体2的结构简式是______________________。
18. 电解MnSO4溶液制备Mn时,电解锰渣中含大量MnO2和少量PbSO4.从电解锰渣中回收锰、铅的流程如下。
已知:①。
②25℃时,有关物质的如下表。
物质
Fe(OH)3
Mn(OH)2
PbSO4
PbCl2
(1)MnO2在电解池的____________(填“阴”或“阳”)极产生。
(2)“浸锰”时产生Fe3+和,写出“浸锰”反应的离子方程式____________。
(3)“净化”时调节溶液pH的理论最小值为____________(当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全)。
(4)写出“沉锰”过程的离子方程式____________。
(5)“浸铅”所用NaCl和CaCl2的浓度分别为(饱和)、。结合平衡移动原理解释NaCl、CaCl2的作用:____________。
(6)“沉铅”的操作是____________,过滤。所得“滤液4”循环用于“浸铅”。
(7)用PbCl2作阴极、石墨作阳极、氨水和NH4Cl的混合液作电解液电解,一段时间后,阴极产生Pb,阳极产生气体,溶液pH从7.5降至6.9。
①经检验阳极气体含N2,分析原因:
原因一:NH3或在阳极直接放电产生。
原因二:____________。
②一段时间后,电解液中NH4Cl浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。设计处理方案:取电解后溶液,加入____________(试剂),并加热,所得产物可用于“浸铅”和“电解”。
19. 某小组探究的制备和性质。
已知:①和均为棕黑色固体,常作氧化剂。
②为酒红色,具有强氧化性,在强酸性溶液中较稳定。
③
Ⅰ.探究氧化制备
序号
实验
操作及现象
i
加热,静置,试管底部有棕
黑色固体,溶液几乎无色
(1)检验产物
①取少量上层清液,滴加溶液,产生白色沉淀,证实有。生成白色沉淀的离子方程式是_______。
②取少量棕黑色固体,洗涤后,滴加溶液,反应剧烈,产生大量气泡。由此甲认为反应生成。乙认为甲的结论不严谨,理由是_______。经证实,产物中存在。
(2)进一步探究制备的条件
序号
实验
试剂a
操作及现象
ii
_______
溶液
加热,静置,试管底部有
棕黑色固体,溶液为紫色,
经检验有
iii
4mL
浓
加热,静置,试管底部有
棕黑色固体,溶液为酒红色
经检验,ii、iii中棕黑色固体中均无。
①由ii可以得出结论:改变了氧化的产物。补全试剂a:_______。
②设计实验确认iii中生成:取少量iii中上层清液,_______(填实验操作和现象)。
(3)综上,影响与反应产物的因素有_______。
Ⅱ.探究的性质
实验iv 向溶液中滴加少量iii中上层清液,振荡,溶液变为橙黄色。经检验,有橙黄色的生成。持续振荡一段时间,产生无色气泡,溶液颜色变浅直至褪去。
(4)产生的气体是_______。
(5)从化学反应原理角度,分析iv中橙黄色出现后又消失的原因:_______。
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北京师大附中2026-2027学年(上)高三月考1
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Pb-207
一、选择题(共42分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A. 月壤钛铁矿中存在活泼氢
B. 将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C. 月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D. 将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.月壤钛铁矿中的氢来自太阳风,以原子态吸附,属于活泼氢,A正确;
B.地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子,根据原子守恒可知,加热可能无法生成水蒸气,因此“一定生成”的说法错误,B错误;
C.生成水时H被氧化(0→+1),Fe被还原(如+3→0),存在化合价变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.水蒸气液化是物理变化,但会释放热量,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 乙醇的分子模型:
B. BF3的VSEPR模型:
C. S的原子结构示意图:
D. 基态的价层电子排布式:3d10
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇的结构简式为,图中白色小球代表H原子,黑色球体代表C原子,灰色球体代表O原子,符合乙醇的分子模型,表达正确,A正确;
B.B的价层电子数为,故B原子杂化方式为sp2杂化,分子结构为平面三角形,图示VSEPR表达正确,B正确;
C.S为16号元素,原子最外层电子数应该为6,正确的原子结构示意图为,选项中图为硫离子结构示意图,C错误;
D.Zn为30号元素,价层电子排布式为3d104s2,失去2个电子形成Zn2+,价层电子排布式为3d10,D正确;
故选C。
3. 下列各组离子不能大量共存的原因与氧化还原反应有关的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应,不能大量共存,反应中没有元素发生化合价变化,与氧化还原反应无关,故A不符合题意;
B.酸性溶液中次氯酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应不能大量共存,故B符合题意;
C.溶液中氢离子与醋酸根离子反应生成醋酸,不能大量共存,反应中没有元素发生化合价变化,与氧化还原反应无关,故C不符合题意;
D.溶液中亚硫酸根离子与钡离子、钙离子生成亚硫酸钡、亚硫酸钙沉淀,且钙离子与氢氧根离子生成微溶的氢氧化钙,不能大量共存,反应中没有元素发生化合价变化,与氧化还原反应无关,故D不符合题意;
故选B。
4. 下列叙述不正确的是
A. 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量固体CuSO4,加快速率
B. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入KNO3固体,铜粉溶解
C. 向FeCl3溶液中滴加氨水,产生红褐色沉淀;再加入NaHSO4溶液,沉淀消失
D. 将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌与加入的CuSO4反应生成少量的铜,铜与锌和稀硫酸形成原电池加快反应速率,A正确;
B.稀硫酸与铜粉不反应,加入KNO3固体,由于酸性环境中的硝酸根有强氧化性使铜粉溶解,B正确;
C.向FeCl3溶液中滴加氨水,产生沉淀,再加入NaHSO4溶液,,沉淀消失,C正确;
D.二氧化碳,二氧化硫通入氯化钡溶液中均无沉淀产生,D错误;
故选D。
5. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应:
B. 实验室制:(浓)
C. 用明矾处理污水:(胶体)
D. 用吸收并供给:
【答案】A
【解析】
【详解】A.吸氧腐蚀中,正极上氧气发生还原反应,电极反应式为,选项中是负极发生氧化反应(铁溶解),A错误;
B.实验室制氯气的经典反应为与浓盐酸加热,产物和方程式均正确,B正确;
C.明矾净水原理是水解生成胶体吸附杂质,水解方程式书写正确,C正确;
D.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式符合实际应用,D正确;
故选A。
6. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中,正确的是
A. 标准状况下,22.4 L己烷的氢原子数约为14 NA
B. 密闭容器中23 g NO2与N2O4的混合气体中氮原子数为0.5 NA
C. 过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.4 NA
D. 1 L 0.1 mol·L−1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.状况下己烷为液态,不能使用气体摩尔体积来计算分子数,A错误;
B.NO2与N2O4具有相同的最简式为NO2,因此求混合气体的氮原子数相当于求23g NO2的氮原子数,23g NO2的物质的量为0.5mol,混合气体中氮原子数为0.5NA,B正确;
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,该反应为歧化反应,生成1mol O2转移2mol电子,因此生成0.1mol O2转移的电子数为0.2 NA,C错误;
D.在溶液中既电离又水解,由物料守恒得和、的离子数之和为0.1 NA,D错误;
故选B。
7. 碱性锌锰干电池的构造示意图如下。电池的总反应:。下列关于该电池的说法正确的是
A. 工作时电子由经外电路流向Zn B. 工作时向负极方向移动
C. 放电过程中存在化学能的消耗 D. 负极反应:
【答案】C
【解析】
【分析】由碱性锌锰干电池的总反应可知,正极MnO2得电子被还原,负极是金属锌失电子被氧化,据此解答。
【详解】A.原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,因此电子由Zn经外电路流向,A错误;
B.原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,因此向正极方向移动,B错误;
C.原电池放电时,将化学能转化为电能,同时部分化学能转化为热能等,过程中消耗化学能转化为其他形式能量,C正确;
D.该电池为碱性环境,负极Zn失电子最终生成,正确负极反应为,D错误;
故选C。
8. 下列实验的相应操作中,不正确的是
制备并检验SO2
验证牺牲阳极法
A.为防止有害气体逸出,先放置浸NaOH溶液的棉团,再加热
B.一段时间后,向铁电极附近滴加2滴铁氰化钾溶液
分液
蒸馏
C.先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞
D.冷却水从冷凝管②口通入,①口流出
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸反应,生成二氧化硫,二氧化硫有毒会污染空气,二氧化硫属于酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收,所以为防止有害气体逸出,先放置浸NaOH溶液的棉团,再加热,操作方法正确,A不符合题意;
B.牺牲阳极法中,活泼性更强的Zn作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,不会生成亚铁离子,但该选项操作中铁氰化钾可能与电极发生反应生成亚铁离子,产生蓝色沉淀,不能验证铁电极受到了保护。操作应为一段时间后从铁电极附近取出少量溶液,滴入2滴铁氰化钾溶液,B符合题意;
C.分液时,为了使液体顺利流下,需保持分液漏斗内部和外界大气压相等,所以分液时,先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞,将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出,操作方法正确,C不符合题意;
D.蒸馏时,为了更好的冷凝效果,冷凝水应“下进上出”,即②口通入,①口流出,操作方法正确,D不符合题意;
故选B。
9. 依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
实验室用石灰石与稀盐酸制备
实验室可用石灰石与稀硫酸制备
B
常用溶液除去粗盐水中的
常用溶液除去粗盐水中的
C
金刚石的熔点高于晶体硅
干冰的熔点高于晶体
D
与CH3COONa反应生成乙酸
与可反应生成乙酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2是因为反应生成可溶性CaCl2,而用稀硫酸时生成的CaSO4微溶,会覆盖石灰石表面阻止反应,A错误;
B.溶液能除去,但需用NaOH形成Mg(OH)2沉淀,原因是Mg(OH)2溶解度更小,除的更彻底,B错误;
C.金刚石熔点高于晶体硅是因C-C键的键能更大,但干冰(分子晶体)熔点约-78°C,远低于SiO2(共价晶体,熔点约1700°C),C错误;
D.酸性强于乙酸,能与CH3COONa反应生成乙酸;而酸性更强,同样能与CH3COONa反应生成乙酸,D正确;
故选D。
10. 乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. ①中反应为
B. ②中生成的过程中,有键断裂与形成
C. 生成总反应的原子利用率为
D. 催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:,A正确;
B.②中生成的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在键断裂与形成,B正确;
C.生成总反应中有H2O生成,原子利用率不是,C错误;
D.是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,D正确;
答案选C。
11. 我国科学家开发出一类具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料P,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. X→Y的反应属于取代反应
B. 25℃时Y聚合为P,150℃时P水解为Y
C. X中的官能团提高了的活泼性
D. 调控烃基链的长度可影响聚酯塑料的物理性能
【答案】B
【解析】
【详解】A.X分子的位碳原子上氢原子被烃基R取代生成Y,因此X→Y为取代反应,A正确;
B.由图示关系可知,25℃时,Y在催化剂的作用下开环聚合得到P;但是在150℃时,若P直接水解会生成,再发生酯化反应生成Y,B错误;
C.X结构中含有酯基,酯基中的羰基有吸电子作用,可以让相邻的位碳原子上的氢原子的电子云密度降低,更容易解离,从而提升的活泼性,C正确;
D.烃基属于柔性基团,调控烃基链的长度可以改变聚酯分子链之间的相互作用、分子链柔顺性等性质(可以改变聚酯塑料的相对分子质量,影响分子间的作用力等性质),从而影响聚酯塑料的熔点、力学性能等物理性质,D正确;
故选B。
12. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,将其与微生物电解池进行串联,可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下,所用电极均是惰性电极。
下列说法不正确的是
A. 微生物脱盐电池工作时移向N极
B. 电子由R极经导线流向N极
C. R极电极反应式:
D. 一段时间后,T极沉积2.07 g ,溶液中减少0.02 mol
【答案】D
【解析】
【分析】微生物脱盐电池中,M电极在微生物群落的作用下,转化成,发生氧化反应,M电极为电池负极,N电极为电池正极,得电子发生还原反应,转化成;微生物电解池中,R电极与电池正极(N电极)相连,作电解池阳极,失电子发生氧化生成,T电极与电池负极相连,作电解池阴极,得电子发生还原反应、;
【详解】A.由分析可知,N电极为电池正极,电池工作时阳离子移向正极,移向N极,说法正确;
B.R电极为电解池阳极,发生氧化反应失去电子,N电极为电池正极,发生还原反应得电子,电子经导线由R极流向N极,说法正确;
C.R极为电解池阳极,失电子发生氧化生成,阳极反应式为,说法正确;
D.由分析可知,T电极反应式为、,由反应式可得沉积2.07 g(),转移0.02 mol电子,但同时还发生反应,电路中实际转移电子的物质的量大于0.02 mol,溶液中的减少量大于0.02 mol,说法错误;
答案选D。
13. 为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A. ①中浓盐酸促进平衡正向移动
B. 由①到②,生成并消耗
C. ②、③对比,说明:②>③
D. 由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。
【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②溶液中均存在平衡,加入NaF固体,Fe3+与F-结合成无色的[FeF6]3-,使平衡逆向移动,使得溶液红色褪去变为无色,说明与Fe3+的配位能力:F->SCN-,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
14. 用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。
实验
电极I
电极Ⅱ
电压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石墨
b
iii
新石墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. ,说明实验i中形成原电池,反应为
B. ,是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. ,说明iii中电极I上有发生反应
D. ,是因为电极II上吸附的量:iv>iii
【答案】D
【解析】
【分析】按照图1电解溶液,石墨1为阳极,发生反应,石墨1中会吸附少量氧气;石墨2为阴极,发生反应,石墨2中会吸附少量氢气;图2中电极Ⅰ为正极,氧气发生还原反应,电极Ⅱ为负极。
【详解】A.由分析可知,石墨1中会吸附少量氧气,石墨2中会吸附少量氢气,实验i会形成原电池,,反应为2H2+O2=2H2O,A正确;
B.因为ii中电极Ⅱ为新石墨,不含有H2,缺少作为还原剂,故导致,B正确;
C.图2中,电极Ⅰ发生还原反应,实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气,c>0,说明iii中电极I上有发生反应,C正确;
D.实验iii与实验iv的主要区别在于电极I不同,实验iv中石墨1电极上吸附氧气的量远大于实验iii中的新石墨电极,使得实验iv电压大于实验iii,由于实验iv在实验iii之后进行,故电极II上吸附氢气的量iv<iii,D错误;
故选D。
二、填空题(共58分)
15. 青铜器腐蚀与CuCl发生的自催化腐蚀循环有关。可采用多种化学方法对青铜器进行保护。
(1)与Cu2(OH)2CO3较致密不同,Cu2(OH)3Cl疏松多孔,对青铜器内部无保护作用。
①基态Cu的价层电子排布式是________________________。
②的空间结构是________________________。
(2)CuCl晶胞形状为立方体,结构如下图。
①该晶胞的边长为a nm,阿伏加德罗常数为,CuCl的摩尔体积是___________。(1 nm=cm)
②乙腈(CH3CN)的水溶液可溶解CuCl,CH3CN易溶于水的原因有______________。
(3)常用苯并三氮唑(BTA)处理出土的青铜器。BTA将Cu2O转化为致密的平面结构的保护膜。BTA和的结构如图。
已知:ⅰ.
ⅱ.nCu++nBTA-
①下列说法正确的是____________(填序号)。
a.BTA分子所有碳原子均为杂化
b.属于网状结构的高分子
c.是位于杂化轨道上的孤电子对与Cu+的空轨道相互作用形成的
②Cu-Cu2O复合膜能有效抑制铜的腐蚀,在强酸性条件下复合膜保护效果不好,除Cu2O会被酸破坏外,其他的原因是________________。
【答案】(1) ①. ②. 平面三角形
(2) ①. ②. 乙腈分子与水分子之间可以形成氢键,并且乙腈分子和水分子都是极性分子,乙腈与水相似相溶
(3) ①. ac ②. 在强酸条件下,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,导致溶液中浓度降低,使得平衡逆向移动,导致复合膜中的被破坏
【解析】
【小问1详解】
①铜的原子序数是29,基态原子的价层电子排布式为;
②中心C的价电子对数为,无孤电子对,因此的空间结构为平面三角形;
【小问2详解】
①晶胞中的数量为 ,的数量为4,则晶胞中含有4个单元,晶胞的体积为,因此其摩尔体积为 ;
②与水分子之间可以形成氢键,增大了与水分子之间的作用力,并且乙腈分子和水分子都是极性分子,乙腈与水相似相溶;
【小问3详解】
①a.苯环上所有碳原子均为杂化,所以BTA分子所有碳原子均为杂化,a正确;
b.根据结构可知,属于链状结构的高分子,并非网状结构的高分子,b错误;
c.价层电子对数为3,包含2个键电子对和一对孤电子对, 采取杂化,因此是位于杂化轨道上的孤电子对与的空轨道相互作用形成的,c正确;
故选择ac;
②在强酸条件下,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,导致溶液中浓度降低,使得平衡逆向移动,从而破坏了复合膜中的,导致保护效果不好。
16. 环氧丙烷是重要的有机化工原料,工业上先用丙烷制丙烯,再通过间接电解丙烯制环氧丙烷。
Ⅰ.丙烷制丙烯
(1)一定条件下,C3H8脱氢制丙烯发生如下反应:。从平衡的角度推断有利于制备丙烯的条件是__________________。
(2)在高温下,CO2催化氧化C3H8制C3H6涉及的反应有:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
……
①CO2氧化C3H8生成C3H6、CO和反应的热化学方程式是__________________。
②与(1)相比,(2)中引入CO2的优点有_________________(答1点即可)。
Ⅱ.间接电解法制环氧丙烷
丙烯经间接电解法制环氧丙烷(,简称PO)的原理示意图如图1。
已知:ⅰ.Br2与H2O反应:
ⅱ.
(3)阳极反应式是_________________。
(4)结合电极反应式说明生成溶液①的原因_______________。
(5)丙烯经间接电解法制PO的总反应的化学方程式是_______________________。
(6)相同电压下电解,FE(PO)随的变化如图2。大于时,FE(PO)下降。不考虑其他副反应,从反应原理的角度解释原因:________________________。
【答案】(1)低压、高温
(2) ①. ②. 通过与反应生成的反应,使反应平衡正向移动,提高丙烷的转化率,防止积碳覆盖在催化剂表面减小反应速率
(3)
(4)阴极发生还原反应,电解池中通过阳离子膜进入阴极,因此生成含钾盐与的溶液①
(5)
(6)当过高时,反应平衡逆向移动,导致浓度减小,减小了与丙烯反应生成目标产物PO的机会,使用于生成PO的电子占比减小,因此下降
【解析】
【小问1详解】
该反应为气体分子数增大的吸热反应,有利于制备丙烯的条件是低压与高温。
【小问2详解】
根据题目信息,反应物为、,生成物为、、,根据盖斯定律,将反应+反应,消去中间产物,得到总反应,,因此反应的热化学方程式为;引入的可与反应中生成的发生反应,使反应平衡正向移动,提高丙烷的转化率;高温下也可与积碳发生反应,减少催化剂表面积碳,延长催化剂寿命。
【小问3详解】
阳极发生氧化反应,失电子生成,电极反应式为。
【小问4详解】
阴极发生还原反应,生成,电解池中通过阳离子膜进入阴极,因此生成了含钾盐与的溶液①。
【小问5详解】
在反应中起催化作用,反应物为丙烯和水,产物为PO与氢气,反应方程式为。
【小问6详解】
已知反应中存在平衡,当浓度过高时,平衡逆向移动,导致浓度减小,而是与丙烯反应生成中间产物的反应物,浓度过低会使生成PO的反应速率减慢,导致生成PO转移的电子量减少,从而导致下降。
17. 治疗阿尔茨海默病的潜在化合物的前体T的合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:i.
ii.
(1)A→B的反应类型是___________。
(2)F分子中含有的官能团的名称是醚键、___________。
(3)B→D的化学方程式是___________。
(4)E分子含有一个六元环,下列关于D→E的说法正确的是___________(填序号)。
a.D分子中使邻碳上的C—H键的极性增强
b.D→E,D分子中断裂C—O键和带*碳原子上的C—H键
c.D反应后的主要产物受反应物C—H键的极性强弱和产物的稳定性影响
(5)J→K发生取代反应,K的结构简式是___________。
(6)L→T经过三步转化,设计的目的是________________________________。
(7)G能与Na反应生成,G转化为I经历如下过程。
已知:
中间体1分子中含有三种不同化学环境的氢原子,数目之比是3∶2∶1。中间体2的结构简式是______________________。
【答案】(1)氧化反应
(2)碳碳双键、羰基 (3)
(4)ac (5)
(6)将酰胺基中的羰基还原为,保护酮羰基不被还原
(7)
【解析】
【分析】A发生氧化反应生成B,B与乙醇发生酯化反应生成D,由此可知,B的结构简式为,D发生已知信息i的反应生成E,E分子含有一个六元环,E的结构简式为,E经历两步反应生成F,F发生还原反应生成G,结合G的分子式可知,G的结构简式为,G经历多步反应生成I,I发生氧化反应生成J,J和发生取代反应生成K,K发生碳碳双键的加成反应转化为L,则K的结构简式为,据此解答。
【小问1详解】
A中碳碳双键被高锰酸钾氧化,发生的是氧化反应;
【小问2详解】
F分子中含有的官能团的名称是醚键、碳碳双键、羰基;
【小问3详解】
B→D的发生的是酯化反应,化学方程式是;
【小问4详解】
a.D分子中由于的吸电子作用,使邻碳上的C—H键的极性增强,a正确;
b.若D分子中断裂C—O键和带*碳原子上的C—H键,则会形成四元环结构,故而断裂的是羰基左侧碳原子上的C—H键,b错误;
c.D→E的反应机理是极性强的C—H键断裂,与结合生成乙醇,而受羰基、酯基吸电子效应影响图中标注*碳原子上的C—H键极性更强,会影响主产物的产率,但生成的四元环结构由于张力过大,稳定性差,从而也会影响主要产物的生成,c正确;
故选ac;
【小问5详解】
根据分析可知,K的结构简式是;
【小问6详解】
L→T经过三步转化,第一步是利用乙二醇将L中的酮羰基转化为缩酮结构(反应机理为:),第二步是利用强还原剂将酰胺基中的羰基还原为,第三步是将缩酮结构在酸性条件下重新转化为酮羰基,故设计的目的是将酰胺基中的羰基还原为,保护酮羰基不被还原;
【小问7详解】
中间体1的分子式是,有1个不饱和度,说明发生的是消去反应,结合氢原子种类和数目比,可知,中间体1的结构简式是,G的结构简式为,二者发生加成反应,生成中间体2的结构简式为,中间体2发生消去反应生成中间体3为,中间体3发生已知信息的反应得到I。
18. 电解MnSO4溶液制备Mn时,电解锰渣中含大量MnO2和少量PbSO4.从电解锰渣中回收锰、铅的流程如下。
已知:①。
②25℃时,有关物质的如下表。
物质
Fe(OH)3
Mn(OH)2
PbSO4
PbCl2
(1)MnO2在电解池的____________(填“阴”或“阳”)极产生。
(2)“浸锰”时产生Fe3+和,写出“浸锰”反应的离子方程式____________。
(3)“净化”时调节溶液pH的理论最小值为____________(当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全)。
(4)写出“沉锰”过程的离子方程式____________。
(5)“浸铅”所用NaCl和CaCl2的浓度分别为(饱和)、。结合平衡移动原理解释NaCl、CaCl2的作用:____________。
(6)“沉铅”的操作是____________,过滤。所得“滤液4”循环用于“浸铅”。
(7)用PbCl2作阴极、石墨作阳极、氨水和NH4Cl的混合液作电解液电解,一段时间后,阴极产生Pb,阳极产生气体,溶液pH从7.5降至6.9。
①经检验阳极气体含N2,分析原因:
原因一:NH3或在阳极直接放电产生。
原因二:____________。
②一段时间后,电解液中NH4Cl浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。设计处理方案:取电解后溶液,加入____________(试剂),并加热,所得产物可用于“浸铅”和“电解”。
【答案】(1)阳 (2) (3)2.8
(4)
(5)、中的与生成,中的与生成沉淀,促使溶解平衡正向移动,促进的溶解。
(6)降低浓度或降低温度
(7) ①. 在阳极放电,产生的氯气将或氧化成 ②. 氨水、(或CaO)
【解析】
【分析】从电解锰渣中回收锰、铅,电解锰渣加入FeS2、H2SO4 浸锰,得到硫酸锰、硫酸铁的溶液,生成硫酸铅不溶,过滤后的滤液1含硫酸锰、硫酸铁,加氨水使铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤得到滤渣2,滤液加入NH4HCO3、氨水生成MnCO3;滤渣1为PbSO4,加入热NaCl、CaCl2,得到滤渣3为CaSO4和含[PbCl4]2-的滤液3,滤液3存在PbCl2+2Cl-[PbCl4]2- ,降温得到PbCl2和含NaCl的滤液4,PbCl2加氨水、NH4Cl电解得到Pb,据此解答。
【小问1详解】
电解硫酸锰生成MnO2,锰离子失去电子发生氧化反应,故在电解池的阳极产生。
【小问2详解】
由分析可知,根据得失电子守恒,“浸锰”反应的离子方程式是:。
【小问3详解】
净化的目的是使沉淀完全(浓度≤),同时不沉淀。铁离子沉淀完全时,根据的,代入,解得,则,此时,调节溶液pH的理论最小值为。
【小问4详解】
沉锰时,与在氨水提供的弱碱性环境下反应生成沉淀,同时生成和水,。
【小问5详解】
结合平衡移动原锂,、中的与生成沉淀,与形成沉淀,促使溶解平衡正向移动,同时高浓度的使平衡正向移动,将转化为可溶性的,从而促进硫酸铅的溶解。
【小问6详解】
沉铅的目的是让平衡逆向移动,析出沉淀;该平衡正向吸热且粒子数左少右多,稀释降低浓度、降低温度都能使平衡左移,析出,同时滤液4的高浓度可循环回浸铅工序。
【小问7详解】
①电解液含大量,阳极可生成,具有强氧化性,能将体系中的或氧化为,同时消耗、生成,也符合pH下降的现象。
②一段时间后,电解液中氯化铵浓度增大,将其处理后可重新用于回收铅的流程。主要可以用于电解和沉铅,故设计处理方案:取部分电解后溶液,加适量氨水,所得溶液重新用于“电解”;向另一部分电解后溶液中加(或CaO),并加热,将所得用于“电解”,所得用于“浸铅”。
19. 某小组探究的制备和性质。
已知:①和均为棕黑色固体,常作氧化剂。
②为酒红色,具有强氧化性,在强酸性溶液中较稳定。
③
Ⅰ.探究氧化制备
序号
实验
操作及现象
i
加热,静置,试管底部有棕
黑色固体,溶液几乎无色
(1)检验产物
①取少量上层清液,滴加溶液,产生白色沉淀,证实有。生成白色沉淀的离子方程式是_______。
②取少量棕黑色固体,洗涤后,滴加溶液,反应剧烈,产生大量气泡。由此甲认为反应生成。乙认为甲的结论不严谨,理由是_______。经证实,产物中存在。
(2)进一步探究制备的条件
序号
实验
试剂a
操作及现象
ii
_______
溶液
加热,静置,试管底部有
棕黑色固体,溶液为紫色,
经检验有
iii
4mL
浓
加热,静置,试管底部有
棕黑色固体,溶液为酒红色
经检验,ii、iii中棕黑色固体中均无。
①由ii可以得出结论:改变了氧化的产物。补全试剂a:_______。
②设计实验确认iii中生成:取少量iii中上层清液,_______(填实验操作和现象)。
(3)综上,影响与反应产物的因素有_______。
Ⅱ.探究的性质
实验iv 向溶液中滴加少量iii中上层清液,振荡,溶液变为橙黄色。经检验,有橙黄色的生成。持续振荡一段时间,产生无色气泡,溶液颜色变浅直至褪去。
(4)产生的气体是_______。
(5)从化学反应原理角度,分析iv中橙黄色出现后又消失的原因:_______。
【答案】(1) ①. ②. 过量,具有氧化性,可能氧化产生
(2) ①. ②. 缓慢倒入盛水的烧杯中,溶液酒红色褪去,产生棕黑色沉淀
(3)阴离子的种类、浓度
(4)
(5)与反应生成的速率大于与发生氧化还原反应的速率,溶液变为橙黄色;与发生氧化还原反应,使、均减小,正向移动,橙黄色消失
【解析】
【分析】本题探究的制备和性质,对比实验i和实验ii,改变阴离子种类,发现生成的产物不相同,对比实验ii和实验iii,改变阴离子浓度,发现生成的产物不相同,故而得出结论阴离子种类不同、浓度会对生成的产物有影响;
【小问1详解】
①与反应生成难溶的白色沉淀,离子方程式:;
②实验中本身过量,且为棕黑色氧化剂,可能氧化产生,因此甲的结论不严谨;
【小问2详解】
①对比实验i和实验ii,改变阴离子种类,Mn2+和H+浓度相同,溶液总体积相同,因此试剂a为硫酸溶液;
②结合已知平衡③,若溶液中存在,稀释后氢离子浓度降低,平衡右移,会观察到酒红色褪去,析出棕黑色沉淀,以此检验;
【小问3详解】
对比三组实验,阴离子种类不同、浓度不同,氧化的产物不同,因此影响因素为阴离子种类不同、浓度;
【小问4详解】
中的C为+3价,被强氧化性的氧化,最终生成+4价的,因此气体为;
【小问5详解】
反应分两步:先生成橙黄色配合物,随后氧化,说明与反应生成的速率大于与发生氧化还原反应的速率,溶液变为橙黄色,随着与发生氧化还原反应,使、均减小,平衡正向移动,橙黄色配合物浓度降低,溶液颜色消失。
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