内容正文:
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Ni-59 Cu-64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 中国的文化资源丰富。下列文物的主要材质属于有机物的是
A.秦始皇陵兵马俑
B.错金杜虎符
C.紫檀木瓶式香几
D.天蓝釉刻花鹅颈瓶
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.秦始皇陵兵马俑由陶土烧制而成,属于无机非金属材料,A错误;
B.错金杜虎符的主要材质属于金属材料,属于无机物,B错误;
C.紫檀木瓶式香几由木材制成,木材的主要成分是纤维素等有机物,C正确;
D.天蓝釉刻花鹅颈瓶是瓷器,陶瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成的,属于无机非金属材料,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达,正确的是
A. 基态氮原子的价电子轨道表示式为
B. 的化学键类型为共价键
C. 的空间结构模型为
D. 甘油的系统命名为1,2,3-三羟基丙醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态氮原子的价电子轨道表示式为,A错误;
B.属于共价化合物,其化学键类型为共价键,B正确;
C.的中心原子N形成3个键,有1个孤电子对,为杂化,为三角锥形,空间结构模型为,C错误;
D.甘油的系统命名法为1,2,3-丙三醇,D错误;
故选B。
3. 下列实验操作或方法,正确的是
A.干燥胆矾
B.萃取过程中放气
C.润洗滴定管
D.提纯含有NaCl的
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.胆矾含有结晶水,浓硫酸有强吸水性,如果把胆矾放入盛浓硫酸的干燥器中,浓硫酸会吸收胆矾里的结晶水,胆矾会失去结晶水变成无水硫酸铜,故不能用盛浓硫酸的干燥器干燥胆矾,A错误;
B.萃取过程中放气,分液漏斗的下口应朝上,气体从下口放出,B错误;
C.向滴定管中加入适量的待装液,倾斜并转动滴定管,使待装液润洗到滴定管各处,然后通过尖嘴管处排出,C错误;
D.易升华,采用常压升华装置可以实现两者的分离,D正确;
故选D。
4. 左氧氟沙星是一种喹诺酮类药物,具有广谱抗菌作用,其结构如图所示。下列关于该物质的叙述,错误的是
A. 1mol该物质可以消耗5mol B. 不能与酸性溶液反应
C. 该物质的分子式为 D. 该物质中有10个碳原子的杂化方式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol左氧氟沙星中含有1mol苯环、1mol碳碳双键、1mol羰基,故可以消耗5mol,A正确;
B.碳碳双键可以与酸性溶液反应,B错误;
C.该物质的分子式为,C正确;
D.苯环、碳碳双键、羰基、羧基中的碳均为杂化,该物质中有10个碳原子的杂化方式为,D正确;
故选B。
5. 下列对物质性质的解释,错误的是
选项
物质性质
解释
A
的沸点高于
水分子间存在氢键
B
α-石英具有光学活性
α-石英具有手性
C
碘易溶于四氯化碳
碘和四氯化碳都是极性分子
D
HClO的酸性大于HBrO
Cl的电负性大于Br
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.的沸点高于的原因是水分子间存在氢键,A正确;
B.α-石英存在左旋和右旋两种手性不同的结构,因此具有光学活性,B正确;
C.碘和四氯化碳都是非极性分子,碘易溶于四氯化碳,C错误;
D.Cl的电负性大于Br,HClO中O—H键极性更大,更易解离,D正确;
故选C。
6. 下列相关离子方程式的书写,正确的是
A. 向稀硫酸中通入:
B. 向溶液中加入铅单质:
C. 向中加入少量:
D. 电解饱和食盐水:
【答案】D
【解析】
【详解】A.稀硫酸不具备强氧化性,无法将氧化为S,二者不发生反应,A错误;
B.向溶液中加入铅单质生成硫酸铅和硫酸亚铁,离子方程式为,B错误;
C.与少量生成氢氧化镁沉淀和氯化铵,是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为 ,离子方程式应为,C错误;
D.电解饱和食盐水时,Cl⁻在阳极失电子生成,在阴极得电子生成和OH⁻,该离子方程式为,D正确;
故选D。
7. 氯及其化合物的部分转化关系如图所示。已知硝酸氯()是共价化合物,所有原子均满足8电子结构。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 反应①中生成1mol还原产物,转移电子的数目为3
B. 反应②中若1mol溶于水,则生成HClO的数目为
C. 反应③中生成22.4L(标准状况下)的同时生成HCl的数目为
D. 1mol中含有键的数目为5
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应①中的还原产物是,生成1mol,转移电子的数目为3,A正确;
B.与水的反应是可逆反应,不能进行完全,因此1mol与水反应生成的HClO数目少于,B错误;
C.反应③为,标准状况下是气体,22.4L的物质的量为1mol,氯气与甲烷之间的取代反应是连锁的链式反应,生成HCl的数目无法计算,C错误;
D.硝酸氯满足8电子结构,可推测其骨架为,1mol中含有键的数目为4,D错误;
故选A。
8. 从奶粉中分离提纯酪蛋白和乳糖的流程如图所示。下列叙述错误的是
A. 可利用析出酪蛋白
B. 实验过程中应避免温度过高
C. 加入是为了除去剩余的乙酸
D. 若要得到较大颗粒的乳糖晶体,则重结晶操作时应缓慢冷却
【答案】A
【解析】
【分析】奶粉加水得到奶粉水溶液,加入10%乙酸调pH到酪蛋白等电点(pH≈4.7),酪蛋白沉淀析出,过滤分离得到酪蛋白,滤液为水相Ⅰ(乳清,含乳糖、乳白蛋白、乙酸); 向水相Ⅰ加入:①中和过量乙酸,防止后续加热乳糖水解;②使乳白蛋白沉淀,过滤,固相Ⅰ为乳白蛋白,滤液水相Ⅱ,重结晶提纯得到乳糖,乳糖属于二糖,分子含有醛基,是还原糖。
【详解】A.实验要求分离提纯酪蛋白,会使蛋白质变性,不能实现目的,A错误;
B.高温可能会导致乙酸挥发,高温也会使蛋白质变性,实验过程中应避免温度过高,B正确;
C.可与乙酸反应,除去多余乙酸,便于后续重结晶,C正确;
D.若要得到较大颗粒的乳糖晶体,则重结晶操作时应缓慢冷却,降温速度越慢,越有利于形成较大颗粒的晶体,D正确;
故选A。
9. 存在氨的条件下,氰化镍可以捕捉苯生成包合物。包合物的化学式为,晶胞参数为,该包合物晶体的部分结构(能真实反映其组成,H原子省略)如图所示。下列叙述错误的是
A. x:y:z=2:1:1 B. 该包合物中存在配位键
C. 该单元结构不是晶胞单元 D. 晶胞密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,该包合物晶体的部分结构中位于顶点,有个,位于棱上,有个,位于棱上,有个,苯在体内有1个,则,A正确;
B.例如中的C与Ni形成配位键,B正确;
C.图示结构的8个顶点的所处环境不完全一样,无法通过平移进行重合,因此不是晶胞单元,C正确;
D.图示结构不是晶胞单元,且未对其对称性进行说明,因此无法得出该晶胞密度,D错误;
故选D。
10. 丙烷()在光照条件下与溴气发生取代反应,生成两种一溴代丙烷,部分反应进程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 是基元反应
B. 反应一段时间后,产物中
C. 适当提高HBr浓度一定会降低丙烷溴代反应的速率
D. 的能量低于,可能是所连的给电子基团数量更多
【答案】D
【解析】
【详解】A.基元反应指反应一步发生,不存在分步的中间过程,由图可知,存在两个过渡态,故不是基元反应,A错误;
B.由丙烷结构可知,若和上的H无区别,丙烷中:两端甲基H共6个,中间亚甲基H共2个,若只看H原子数目比,6:2=3:1,但结合图示可知,生成两种溴代烷的能量和活化能均不同,可知H存在差异,不能保证一段时间后,产物中,B错误;
C.丙烷溴代反应为自由基链式反应,HBr是链增长第一步的反应产物,反应速率与HBr浓度无必然关系,因此“一定会降低速率”的表述错误,C错误;
D.和带有单电子的C属于缺电子结构,烷基是给电子基团,的中心碳连接两个甲基(给电子基团),的单电子C只连 1 个乙基,更多给电子基团可以分散自由基单电子,稳定自由基,使能量更低,故D正确;
故选D。
11. 根据下列实验事实所得出的结论,正确的是
实验事实
结论
A
用滴定溶液中的时,作为指示剂
B
没有同分异构体
不是平面形分子
C
铜与浓硝酸反应生成,与稀硝酸反应生成NO
稀硝酸的氧化性更强
D
果糖可以发生银镜反应
果糖中含有醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.AgCl和的组成形式不同,因此不能判断的大小,A错误;
B.没有同分异构体,说明是四面体结构,不是平面形分子,B正确;
C.与稀硝酸相比,浓硝酸中和浓度更大,氧化性更强,C错误;
D.果糖可以发生银镜反应,但其结构中含羰基,不含醛基,D错误;
故选B。
12. 化合物常用于检验。其中M、X、Y、Z属于前四周期元素,X、Y、Z为同周期原子序数依次增大的相邻主族元素,X和Y的质子数之和为M质子数的一半,配体中所有原子均为8电子结构。下列叙述错误的是
A. 该化合物中存在共价键 B. 化合物XZ的分子间作用力强于单质
C. M元素焰色试验的火焰呈砖红色 D. X和Z能形成非极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】结合信息X和Y的质子数之和为M质子数的一半可知,X、Y、Z是第二周期元素,M是第四周期元素,配体中原子均满足8电子结构,因此X、Y、Z分别为C、N、O。M质子数为26,M为Fe。
【详解】A.该化合物中存在共价键,如配体NO的结构中存在共价键,A正确;
B.CO的分子极性强于,故其分子间作用力强,B正确;
C.铁的焰色不在可见光区,C错误;
D.碳和氧元素能形成非极性分子,D正确;
故选C。
13. 电解合成可将废弃转化为乙酰胺(),合成原理如图所示。下列叙述错误的是
A. 电势:电极>电极
B. 生成1mol电极上转移6mol
C. 电解一段时间后,KOH的物质的量可能会增加
D. 电极仅发生反应:
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,电极为阴极,电极为阳极。
【详解】A.由图可知,电极为阴极,电极为阳极,阴极的电势低,电势:电极>电极,A正确;
B.由图可知,得变为,与发生氧化还原反应生成(此反应是溶液中的反应,转移的电子数不计入电极上转移的电子数),得生成,生成1mol电路中转移6mol,B正确;
C.阴极反应为和,当转移6mol电子时,生成,而阳极反应,当转移6mol电子时,阳极反应消耗6 mol ,则KOH的物质的量可能会增加,C正确;
D.据图可知,1mol转化为在电极上得6mol,此时生成,而在阳极仅失去,因此电极还有其他反应发生,如:乙醇被氧化为乙醛的反应,D错误;
故选D。
14. 液氨是化学中常用的溶剂,许多电解质在液氨中的行为与在水溶液中类似。常温下,0.01对苯二酚()的液氨溶液中(一定压强下),分布系数与的变化关系如图所示,。下列叙述正确的是
已知:常温下,对苯二酚在水中电离的,。
A. 曲线③表示随的变化
B. 常温下对苯二酚在液氨中的第一步电离方程式为
C. 时,溶液中
D. 曲线①和②的交点、曲线②和③的交点均满足:
【答案】C
【解析】
【分析】根据横坐标变化,逐渐增大,逐渐减小,由题意可知,对苯二酚在液氨中的电离方式与水中类似,故其在液氨中的电离方程式为,,,,结合电离平衡常数可知,当极小时,最大,则曲线③表示随的变化,曲线①表示随的变化,曲线②表示随的变化。
【详解】A.根据分析知,曲线③表示随的变化,A错误;
B.由对苯二酚的、、及可知,对苯二酚在液氨中的,同理可得,B错误;
C.当时,,,,,同理,,,故,C正确;
D.该图是通过外加酸碱绘制的,因此两处交点可能是外加酸碱导致的,外加酸碱的离子未知,两处交点可能不满足,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 工业上利用废酸(主要含)浸出冶炼铜时产生的烟尘(含、等),可以实现砷的去除及铜的回收,达到以废治废的目的。部分工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”时,烟尘与废酸相对而行的目的是__________________。
(2)该工艺中金属硫化物中的硫元素的化合价______(填“变化”或“未变化”)。
(3)滤渣中的化合物有______(填化学式)。
(4)“深度氧化”时应加入过量溶液将完全氧化为,该化学方程式为__________________。所加溶液需要过量的原因还有__________________。
(5)“中和除砷、铁”时,若较小,则会降低含砷微粒沉降的效果,原因是__________________。
(6)一定温度下,在有机溶液和水溶液的浓度之比称为分配系数[用表示,]。设100mL待萃取水溶液中含铜0.055mol,若用100mL有机萃取剂萃取1次(方法1)或将100mL有机萃取剂均分成三份萃取3次(方法2),则方法1水溶液中剩余的物质的量:方法2水溶液中剩余的物质的量=______。
(7)若采用惰性电极电解,则Cu在电解池______(填“阳”或“阴”)极产生。
【答案】(1)增大接触面积,增大反应物的接触时间,使反应更充分
(2)变化 (3)、
(4) ①. ②. 生成的、反应放热等会促使分解消耗
(5)若较小,生成的胶体颗粒数量少,难以通过吸附或共沉淀有效去除含砷微粒,不易聚沉
(6)2:1 (7)阴
【解析】
【分析】烟尘(含、等)通入空气,用废酸(主要含)浸取,滤液主要为,PbO与硫酸反应生成,滤液加入生成,得到滤渣中含有、;加入深度氧化,全部被氧化为;加入石灰中和除砷、铁(以形式);加入有机萃取剂萃取(),反萃取得到硫酸铜,再经电解得到铜单质,据此分析解题。
【小问1详解】
“氧化浸出”时,烟尘与废酸相对而行的目的是增大接触面积,增大反应物的接触时间,使反应更充分;
【小问2详解】
该工艺中金属硫化物中的硫元素的化合价发生了变化,空气中氧气作氧化剂,将金属硫化物中的硫氧化为硫单质,以促进硫化物的浸出;
【小问3详解】
烟尘通入空气,用废酸(主要含)浸取,滤液主要为,PbO与硫酸反应生成,加入的与硫酸反应生成,得到滤渣中的化合物有、;
【小问4详解】
该过程中全部被氧化为,被还原为,化学方程式为:;反应生成的是分解的催化剂,且反应放热等都会促使分解消耗,故溶液需要过量;
【小问5详解】
“中和除砷、铁”时,若较小,生成的胶体颗粒数量少,难以通过吸附或共沉淀有效去除含砷微粒,不易聚沉;
【小问6详解】
若一次性使用有机萃取剂,由可知,设水溶液中剩余的量为a mol,则进入有机相中的为(0.055-a) mol,,a=0.01375,若把有机萃取剂均分成三份萃取3次,计算第一次:设水溶液中剩余的量为,则进入有机相中的为,,;计算第二次:设水溶液中剩余的量为y mol,则进入有机相中的为(0.0275-y)mol,,y=0.01375;计算第三次:设水溶液中剩余的量为z mol,则进入有机相中的为(0.01375-z)mol,,z=0.006875,则比值为0.01375:0.006875=2:1。
【小问7详解】
若采用惰性电极电解,则得电子生成Cu,故Cu在电解池阴极产生。
16. 2-硝基-1,3-苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,最后去磺化生成,反应过程如图所示。
已知:①部分物质的相关性质如表所示。
名称
摩尔质量/()
性状
熔点
溶解性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体,暴露在空气中逐渐变红
110.7
易溶于水
2-硝基-1,3-苯二酚
155
橘红色针状晶体
87.8
难溶于水
②水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的条件下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
回答下列问题:
(1)磺化。在搅拌下向装有5.5g间苯二酚的反应容器中慢慢加入适量浓硫酸,水浴加热至65℃,反应30min,冷却至室温,再在冰水浴中冷却至15℃。
①磺化步骤中需要用到的仪器有______(填标号)。
A.三颈烧瓶B.恒压滴液漏斗C.梨形分液漏斗D.温度计
②磺化的目的是____________。
③磺化步骤中应避免温度过高,原因是____________。
(2)硝化。在搅拌下向反应容器中滴加冰的混酸,反应30min,维持温度不超过30℃。再冰水浴冷却。制备“混酸”的步骤是向干燥的锥形瓶中先加入适量______(填“浓硫酸”或“浓硝酸”),然后缓慢滴加适量______(填“浓硫酸”或“浓硝酸”)。
(3)去磺化。将上述反应液转移到圆底烧瓶B中,加入一定量的尿素,然后用如图所示装置进行水蒸气蒸馏。
①在蒸馏过程中,冷凝管的管壁和馏出液中立即有橘红色固体出现,为避免生成过多的橘红色固体堵塞冷凝管,针对冷凝管可以采取的措施是__________________。
②粗产品进一步纯化的方法是__________________。
③下列方法中只用一种就可以确定2-硝基-1,3-苯二酚分子的空间结构的是______(填标号)。
A.X射线衍射B.质谱C.红外线光谱D.熔点测定
(4)若本实验最终获得1.0g橘红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为______%(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. ABD ②. 控制引入的硝基在苯环上的位置,防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,降低2-硝基-1,3-苯二酚的产率 ③. 浓硫酸具有较强的氧化性,温度过高会氧化酚羟基,副反应增加,产率降低
(2) ①. 浓硝酸 ②. 浓硫酸
(3) ①. 适当调小冷凝水的进水速度 ②. 重结晶 ③. A
(4)12.9
【解析】
【分析】由题中信息可知,间苯二酚与适量浓硫酸共热后可发生磺化反应;待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入混酸;将硝化反应混合物的稀释液进行水蒸气蒸馏可以得到2-硝基-1,3-苯二酚。
【小问1详解】
①反应装置需要控温、滴加液体,所以选择三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、温度计。
②磺化的目的是控制引入的硝基在苯环上的位置,防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,降低2-硝基-1,3-苯二酚的产率。
③浓硫酸具有较强的氧化性,温度过高会氧化酚羟基,副反应增加,产率降低。
【小问2详解】
溶液混合时,必须把密度大的溶液加入到密度小的溶液中,浓硫酸的密度大于浓硝酸,则硝化步骤中制备“混酸”的步骤是向干燥的锥形瓶中先加入适量浓硝酸,然后缓慢滴加适量浓硫酸。
【小问3详解】
①为避免生成过多的橘红色固体堵塞冷凝管,针对冷凝管可以采取的措施是适当调小冷凝水的进水速度,降低冷凝效果。
②粗产品进一步纯化的方法是重结晶。
③X射线衍射可以通过晶体结构分析确定分子的空间结构,其他选项的方法需要组合多种方法共同表征。题目需要指定一种分析方法,故选A。
【小问4详解】
间苯二酚的质量为5.5g,其物质的量为,理论上2-硝基-1,3-苯二酚的产量为,产率为。
17. 瑞司美替罗可用于治疗非酒精性脂肪性肝炎,其合成中间体F的两条合成路线如图所示。
已知:和之间可以发生转化。
回答下列问题:
(1)A的分子式为____________。B中官能团的名称为____________。
(2)B→E的反应类型为______。
(3)E→F的反应条件可能为______(填标号)。
A. B. C.
(4)B→C的反应会产生,(三乙胺)的作用是__________________(从平衡移动原理的角度解释)。
(5)D→F反应的化学方程式为__________________。
(6)D的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为______(填一种)。
①遇溶液显紫色;②含苯环;③含4种不同化学环境的氢原子。
【答案】(1) ①. ②. 碳碳双键、酰胺基
(2)取代反应 (3)B
(4)三乙胺可以中和生成的酸,促进反应正移
(5) (6)或或
【解析】
【分析】该合成有两条路线制备中间体F:起始原料A先和肼反应得到B;B分为两条支路,第一条支路中B在、三乙胺作用下发生氯化得到C,C再经乙酸处理得到中间产物D,该产物再与含有酚羟基、两个氯原子、氨基的苯环在DIPEA作用下发生取代反应生成F;第二条支路中B和在碳酸氢钾条件下发生取代反应生成E,E再在氢气、钯碳催化的条件下,将硝基还原为氨基得到F;整个过程先后经历肼的加成环化、氯化、亲核取代、硝基还原等反应,最终得到目标中间体F,以此解答。
【小问1详解】
A的分子式为;B中官能团的名称为碳碳双键和酰胺基;
【小问2详解】
结合E的分子式和F的结构式可知,B与氟氯硝基苯反应,B上的NH的氢被苯环基团替换,F离去,生成E,旧键N‑H断裂,C‑F断裂;新键N‑C形成,HF脱去。符合取代反应“有上有下”的特征,B→E的反应类型为取代反应;
【小问3详解】
E→F:对比E、F结构,变化只有硝基变成氨基,其余骨架不变,本质是硝基还原为氨基;
A. 是氧化剂,只会氧化,不能还原硝基;
B. 催化加氢,可以把硝基还原成氨基;
C. 氨水没有还原性,不能还原硝基;
由B→E的反应物和F的结构式可知,E→F反应是还原硝基,故选B;
【小问4详解】
由B和C的结构式可知,发生了取代反应,羟基被取代为氯,则会转化为,三乙胺是有机碱,中和生成的酸,促进反应正移;
【小问5详解】
由F和D的结构式可知,D→F的化学方程式为;
【小问6详解】
①遇显紫色:一定含有酚羟基-OH直接连苯环;②含有苯环; ③一共只有4种化学环境氢原子:整体分子对称性很高,所以分子结构必须高度对称;符合题意的结构简式为或或。
18. 氢气和碳氧化物反应生成甲烷,有利于碳循环利用,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:为物质生成焓,反应焓变=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如表所示。
物质
(g)
CO(g)
(g)
(g)
()
a
b
0
c
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=______(用含a、b、c的代数式表示),反应Ⅰ在______(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)一定温度下,在固定容积的密闭容器中充入和CO引发上述三个反应,下列叙述正确的有______(填标号)。
A. 平衡时向容器中充入氩气,反应Ⅲ的平衡正向移动
B. 混合气体的总压强保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C. 混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
D. 升高温度可加快反应速率
(3)时,在固定容积的容器中充入一定量的和1mol CO,平衡时和CO的转化率(α)及和的物质的量(n)随变化的情况如图所示。
①平衡时的转化率用曲线______(填曲线字母)表示。
②d曲线下降的原因是__________________。
③当=2时,的选择性=______%,若初始压强为p,则时反应Ⅰ的=______(以分压表示平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. c+a-b ②. 低温 (2)BD
(3) ①. b ②. 其他条件不变,当氢气通入量增多,反应Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅲ平衡正向移动,所以平衡时二氧化碳物质的量降低 ③. 75 ④. (或)
【解析】
【小问1详解】
根据反应焓变公式,可以计算,由盖斯定律可知,,,由于,则,而反应Ⅰ属于熵值减小的反应,根据反应自发性判断,该反应在低温条件下自发;
【小问2详解】
A.恒温恒容体系充入惰性气体,对平衡无影响,A错误;
B.反应Ⅰ和反应Ⅲ前后气体的化学计量数不相等,所以混合气体的总压强不变可以作为平衡依据,B正确;
C.混合气体的质量、体积不变,密度不变不能说明反应体系已达到平衡,C错误;
D.升高温度,反应速率加快,D正确;
故选BD。
【小问3详解】
①结合三个反应,越大,转化率越大,直到接近100%,而本身的转化率将下降,故b表示转化率,随着增大,接近完全转化,物质的量逐渐增大,直到接近,但由于还能转化为,故物质的量会低于物质的量,a表示转化率变化的曲线,b表示转化率变化的曲线,c表示物质的量变化的曲线,d表示物质的量变化的曲线;
②其他条件不变,当氢气通入量增多,反应Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅲ平衡正向移动,所以平衡时二氧化碳物质的量降低;
③反应Ⅰ减反应Ⅱ得反应Ⅲ,可以只考虑反应Ⅰ、Ⅱ,当时,图中转化率为80%,投料、,反应了,生成,结合碳守恒可知,生成,的选择性。列“三段式”:,,则平衡时一氧化碳、氢气、甲烷、水、二氧化碳分别为,总的物质的量为,若起始压强为,则平衡压强为,反应Ⅰ的。
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化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Ni-59 Cu-64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 中国的文化资源丰富。下列文物的主要材质属于有机物的是
A.秦始皇陵兵马俑
B.错金杜虎符
C.紫檀木瓶式香几
D.天蓝釉刻花鹅颈瓶
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表达,正确的是
A. 基态氮原子的价电子轨道表示式为
B. 的化学键类型为共价键
C. 的空间结构模型为
D. 甘油的系统命名为1,2,3-三羟基丙醇
3. 下列实验操作或方法,正确的是
A.干燥胆矾
B.萃取过程中放气
C.润洗滴定管
D.提纯含有NaCl的
A. A B. B C. C D. D
4. 左氧氟沙星是一种喹诺酮类药物,具有广谱抗菌作用,其结构如图所示。下列关于该物质的叙述,错误的是
A. 1mol该物质可以消耗5mol B. 不能与酸性溶液反应
C. 该物质的分子式为 D. 该物质中有10个碳原子的杂化方式为
5. 下列对物质性质的解释,错误的是
选项
物质性质
解释
A
的沸点高于
水分子间存在氢键
B
α-石英具有光学活性
α-石英具有手性
C
碘易溶于四氯化碳
碘和四氯化碳都是极性分子
D
HClO的酸性大于HBrO
Cl的电负性大于Br
A. A B. B C. C D. D
6. 下列相关离子方程式的书写,正确的是
A. 向稀硫酸中通入:
B. 向溶液中加入铅单质:
C. 向中加入少量:
D. 电解饱和食盐水:
7. 氯及其化合物的部分转化关系如图所示。已知硝酸氯()是共价化合物,所有原子均满足8电子结构。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 反应①中生成1mol还原产物,转移电子的数目为3
B. 反应②中若1mol溶于水,则生成HClO的数目为
C. 反应③中生成22.4L(标准状况下)的同时生成HCl的数目为
D. 1mol中含有键的数目为5
8. 从奶粉中分离提纯酪蛋白和乳糖的流程如图所示。下列叙述错误的是
A. 可利用析出酪蛋白
B. 实验过程中应避免温度过高
C. 加入是为了除去剩余的乙酸
D. 若要得到较大颗粒的乳糖晶体,则重结晶操作时应缓慢冷却
9. 存在氨的条件下,氰化镍可以捕捉苯生成包合物。包合物的化学式为,晶胞参数为,该包合物晶体的部分结构(能真实反映其组成,H原子省略)如图所示。下列叙述错误的是
A. x:y:z=2:1:1 B. 该包合物中存在配位键
C. 该单元结构不是晶胞单元 D. 晶胞密度为
10. 丙烷()在光照条件下与溴气发生取代反应,生成两种一溴代丙烷,部分反应进程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 是基元反应
B. 反应一段时间后,产物中
C. 适当提高HBr浓度一定会降低丙烷溴代反应的速率
D. 的能量低于,可能是所连的给电子基团数量更多
11. 根据下列实验事实所得出的结论,正确的是
实验事实
结论
A
用滴定溶液中的时,作为指示剂
B
没有同分异构体
不是平面形分子
C
铜与浓硝酸反应生成,与稀硝酸反应生成NO
稀硝酸的氧化性更强
D
果糖可以发生银镜反应
果糖中含有醛基
A. A B. B C. C D. D
12. 化合物常用于检验。其中M、X、Y、Z属于前四周期元素,X、Y、Z为同周期原子序数依次增大的相邻主族元素,X和Y的质子数之和为M质子数的一半,配体中所有原子均为8电子结构。下列叙述错误的是
A. 该化合物中存在共价键 B. 化合物XZ的分子间作用力强于单质
C. M元素焰色试验的火焰呈砖红色 D. X和Z能形成非极性分子
13. 电解合成可将废弃转化为乙酰胺(),合成原理如图所示。下列叙述错误的是
A. 电势:电极>电极
B. 生成1mol电极上转移6mol
C. 电解一段时间后,KOH的物质的量可能会增加
D. 电极仅发生反应:
14. 液氨是化学中常用的溶剂,许多电解质在液氨中的行为与在水溶液中类似。常温下,0.01对苯二酚()的液氨溶液中(一定压强下),分布系数与的变化关系如图所示,。下列叙述正确的是
已知:常温下,对苯二酚在水中电离的,。
A. 曲线③表示随的变化
B. 常温下对苯二酚在液氨中的第一步电离方程式为
C. 时,溶液中
D. 曲线①和②的交点、曲线②和③的交点均满足:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 工业上利用废酸(主要含)浸出冶炼铜时产生的烟尘(含、等),可以实现砷的去除及铜的回收,达到以废治废的目的。部分工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”时,烟尘与废酸相对而行的目的是__________________。
(2)该工艺中金属硫化物中的硫元素的化合价______(填“变化”或“未变化”)。
(3)滤渣中的化合物有______(填化学式)。
(4)“深度氧化”时应加入过量溶液将完全氧化为,该化学方程式为__________________。所加溶液需要过量的原因还有__________________。
(5)“中和除砷、铁”时,若较小,则会降低含砷微粒沉降的效果,原因是__________________。
(6)一定温度下,在有机溶液和水溶液的浓度之比称为分配系数[用表示,]。设100mL待萃取水溶液中含铜0.055mol,若用100mL有机萃取剂萃取1次(方法1)或将100mL有机萃取剂均分成三份萃取3次(方法2),则方法1水溶液中剩余的物质的量:方法2水溶液中剩余的物质的量=______。
(7)若采用惰性电极电解,则Cu在电解池______(填“阳”或“阴”)极产生。
16. 2-硝基-1,3-苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,最后去磺化生成,反应过程如图所示。
已知:①部分物质的相关性质如表所示。
名称
摩尔质量/()
性状
熔点
溶解性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体,暴露在空气中逐渐变红
110.7
易溶于水
2-硝基-1,3-苯二酚
155
橘红色针状晶体
87.8
难溶于水
②水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的条件下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
回答下列问题:
(1)磺化。在搅拌下向装有5.5g间苯二酚的反应容器中慢慢加入适量浓硫酸,水浴加热至65℃,反应30min,冷却至室温,再在冰水浴中冷却至15℃。
①磺化步骤中需要用到的仪器有______(填标号)。
A.三颈烧瓶B.恒压滴液漏斗C.梨形分液漏斗D.温度计
②磺化的目的是____________。
③磺化步骤中应避免温度过高,原因是____________。
(2)硝化。在搅拌下向反应容器中滴加冰的混酸,反应30min,维持温度不超过30℃。再冰水浴冷却。制备“混酸”的步骤是向干燥的锥形瓶中先加入适量______(填“浓硫酸”或“浓硝酸”),然后缓慢滴加适量______(填“浓硫酸”或“浓硝酸”)。
(3)去磺化。将上述反应液转移到圆底烧瓶B中,加入一定量的尿素,然后用如图所示装置进行水蒸气蒸馏。
①在蒸馏过程中,冷凝管的管壁和馏出液中立即有橘红色固体出现,为避免生成过多的橘红色固体堵塞冷凝管,针对冷凝管可以采取的措施是__________________。
②粗产品进一步纯化的方法是__________________。
③下列方法中只用一种就可以确定2-硝基-1,3-苯二酚分子的空间结构的是______(填标号)。
A.X射线衍射B.质谱C.红外线光谱D.熔点测定
(4)若本实验最终获得1.0g橘红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为______%(保留三位有效数字)。
17. 瑞司美替罗可用于治疗非酒精性脂肪性肝炎,其合成中间体F的两条合成路线如图所示。
已知:和之间可以发生转化。
回答下列问题:
(1)A的分子式为____________。B中官能团的名称为____________。
(2)B→E的反应类型为______。
(3)E→F的反应条件可能为______(填标号)。
A. B. C.
(4)B→C的反应会产生,(三乙胺)的作用是__________________(从平衡移动原理的角度解释)。
(5)D→F反应的化学方程式为__________________。
(6)D的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为______(填一种)。
①遇溶液显紫色;②含苯环;③含4种不同化学环境的氢原子。
18. 氢气和碳氧化物反应生成甲烷,有利于碳循环利用,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:为物质生成焓,反应焓变=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如表所示。
物质
(g)
CO(g)
(g)
(g)
()
a
b
0
c
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=______(用含a、b、c的代数式表示),反应Ⅰ在______(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)一定温度下,在固定容积的密闭容器中充入和CO引发上述三个反应,下列叙述正确的有______(填标号)。
A. 平衡时向容器中充入氩气,反应Ⅲ的平衡正向移动
B. 混合气体的总压强保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C. 混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
D. 升高温度可加快反应速率
(3)时,在固定容积的容器中充入一定量的和1mol CO,平衡时和CO的转化率(α)及和的物质的量(n)随变化的情况如图所示。
①平衡时的转化率用曲线______(填曲线字母)表示。
②d曲线下降的原因是__________________。
③当=2时,的选择性=______%,若初始压强为p,则时反应Ⅰ的=______(以分压表示平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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