内容正文:
2027届高三第一学期期初教学质量测试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5 Co-59 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 传统节日“承载文化根脉”。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A.春节“五帝铜钱”
B.中秋纸灯笼
C.重阳菊花酒陶罐
D.端午木质龙舟
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.春节“五帝铜钱”主要成分是铜合金(如黄铜,含铜和锌等),属于合金,A正确;
B.中秋纸灯笼的主要材料是纸,其主要成分为纤维素,属于有机物,B错误;
C.重阳菊花酒陶罐的主要材料是陶瓷,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,C错误;
D.端午木质龙舟的主要材料是木材,主要成分为纤维素,属于有机物,D错误;
故选A。
2. 深圳社区出现机器狗助力巡逻执勤。下列关于机器狗说法正确的是
A. 主控芯片材料为单晶硅半导体,单晶硅是一种分子晶体
B. 承重框架结构使用的铝合金,具有刚性强、质量轻的优点
C. 电子元件散热片使用石墨烯作为涂层,石墨烯含有碳碳双键
D. 覆盖层ABS塑料可由苯乙烯、丙烯腈等单体反应制得,该过程涉及缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.主控芯片的主要成分是单质硅,单质硅为共价晶体,A错误;
B.合金是金属材料,合金通过掺杂其他元素改善了纯金属的性能,具有质量轻、强度高的特点,B正确;
C.石墨烯为单质碳,其结构中不含有碳碳双键而是大π键,C错误;
D.ABS塑料由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)通过加聚反应(而非缩聚反应)共聚而成,缩聚反应会生成小分子副产物(如水),但ABS无此过程,D错误;
故选B。
3. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A. 补铁剂(含)与胃舒平[含]配合使用效果更好
B. “光伏发电”采用单晶硅太阳能电池板,此处“硅”是指二氧化硅
C. 暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等,其原理主要是利用铁粉与水反应放热
D. 我国科学家开发了一种基于人工智能的蛋白质改造方法,蛋白质属于高分子化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.补铁剂吸收需要酸性环境,胃舒平[含Al(OH)3]会中和胃酸,降低Fe2+吸收效果,A错误;
B.光伏发电的单晶硅电池板使用单质硅,而非二氧化硅,B错误;
C.暖宝宝发热原理是铁粉与氧气、水发生氧化反应放热,而非单纯铁与水反应,C错误;
D.蛋白质由氨基酸脱水缩合生成,相对分子质量大,属于高分子化合物,D正确;
故选D。
4. 劳动开创美好未来,下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
将金属钠制成高压钠灯
钠具有强还原性
B
用Al和NaOH疏通剂处理管道堵塞
C
冬季用石灰浆涂抹树皮
石灰浆可以减少植物光合作用
D
清洗餐具时用洗洁精去除油污
洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.钠用于高压钠灯是因为其发出的黄光穿透力强,与强还原性无关,A不符合题意;
B.Al与NaOH反应产生氢气、放出热量,可疏通管道,反应式正确,B符合题意;
C.石灰浆用于树木防虫杀菌,而非减少光合作用,C不符合题意;
D.洗洁精通过乳化作用去除油污,并非水解,D不符合题意;
故选B。
5. 下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A. 漂白粉溶液吸收后产生白色沉淀:
B. 溶于氢碘酸:
C. 溶液与稀硫酸反应:
D. 用溶液处理锅炉水垢:
【答案】D
【解析】
【详解】A.漂白粉溶液吸收二氧化碳后生成碳酸钙沉淀和次氯酸,离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,A错误;
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸生成亚铁离子、碘单质和水,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++6H2O+I2,B错误;
C.氢氧化钡与稀硫酸反应的离子方程式为,C错误;
D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢,硫酸钙与碳酸根离子反应生成碳酸钙和硫酸根离子,选项中离子方程式正确,D正确;
故答案选D。
6. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 用装置甲定量测定化学反应速率
B. 用装置乙实现反应:
C. 用装置丙准确测定中和反应的反应热
D. 用装置丁验证对分解反应有催化作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成的氧气可从长颈漏斗逸出,不能测定反应速率,应改为分液漏斗,A错误;
B.Cu作阳极,石墨做阴极,可实现,B正确;
C.铁导热性好,会造成热量的散失,中和反应的反应热测定应用玻璃搅拌器,C错误;
D.温度、催化剂均能加快反应速率,在加热的基础上加催化剂,没有控制变量,因此不能验证FeCl3对H2O2分解有催化作用,D错误;
故选B;
7. 钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,电极B为负极
B. 钠硫电池在常温下能正常工作
C. 充电时,电极B与外接电源正极相连,电极反应式为
D. 当Na+由B极区向A极区移动时,能量转换方式为化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,放电时,A为负极,电极反应式为Na-e- =Na+,B为正极,电极反应式为:xS+2e-=;充电时,A为阴极,电极反应式为Na++e- =Na,B为阳极,电极反应式为-2e- =xS,据此分析。
【详解】A.根据上述分析可知放电时,A为负极,B为正极,A错误;
B.原电池工作时,控制的温度应为满足Na、S为熔融状态,则温度应高于常温,B错误;
C.充电时,B为阳极,与外接电源正极相连,电极反应式为:-2e- =xS ,C正确;
D.在原电解池中,阳离子向阴极(A)移动;当Na+由B极向A极移动时,该装置为电解池,能量转换方式为电能转化为化学能,D错误;
故合理选项是C。
8. AgCl悬浊液中滴加过量氨水,固体完全溶解,溶液中存在反应:,。关于反应后的溶液叙述正确的是
A. 微粒中配体为
B. 通入少量,增大
C. 加水稀释,促进电离,溶液的碱性增强
D. 体系中,
【答案】B
【解析】
【详解】A.[Ag(NH3)2]+中的配体是NH3分子,Ag+是中心离子,A错误;
B.的平衡常数,通入少量NH3会使增大,K不变,则,比值增大,B正确;
C.加水稀释时,NH3·H2O的电离度虽增大,但溶液体积增加更多,OH-总浓度降低,碱性减弱,C错误;
D.该体系中含有Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+、、H+、Cl-、OH-,根据电荷守恒:,D错误;
故选B。
9. 丹皮酚可从牡丹的干燥根皮中提取,利用丹皮酚合成一种药物中间体的流程如图:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A. 该反应属于加成反应
B. 反应前后K2CO3的质量不变
C. 可以用FeCl3溶液鉴别X和Y
D. X的沸点比的高
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中羟基上H被取代,该反应为取代反应,故A错误;
B.发生取代反应生成的HBr可与碳酸钾反应,可知反应后K2CO3的质量的减少,故B错误;
C.X含酚羟基,遇氯化铁溶液显紫色,Y不含酚羟基,则可用FeCl3溶液鉴别X和Y,故C正确;
D.X易形成分子内氢键,易形成分子间氢键,则X的沸点低,故D错误;
答案选C。
10. 结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是
选项
性质
结构因素
A
含钠元素的物质受热会发出黄光
电子由基态跃迁到激发态时,放出能量
B
的酸性大于
键的极性大于键
C
与“相似相溶”
的分子结构是三角锥形,为极性分子
D
NaCl的熔点高于CsCl
的半径小于
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.含钠元素的物质受热会发出黄光是因为电子由激发态跃迁到基态时,放出能量,A错误;
B.F的电负性比Cl的电负性强,导致羧基中的羟基的极性增强,更容易电离,因此的酸性大于,B正确;
C.的分子结构是三角锥形,分子中正负电荷重心不重合,为极性分子,水也为极性分子,故与“相似相溶”,C正确;
D.NaCl、CsCl均为离子晶体,熔点高低与离子键强弱有关,的半径小于,使得NaCl中离子键键长小于CsCl中离子键,键能大于CsCl中离子键,故NaCl的熔点高于CsCl,D正确;
故选A。
11. 部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. 可存在c→d→e的转化
B. 能与H2O反应生成c的物质只有b
C. a位于元周期表的s区或ds区
D. 若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知a、b、c对应物质分别为:钠、氧化钠(或过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e 、d对应物质分别为:铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜,据此分析;
【详解】A.由分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化,A正确;
B.钠和氧化钠(过氧化钠)都能与H2O反应都能生成氢氧化钠,B错误;
C.a是Na或Cu,Na位于元素周期表中的s区,Cu位于元素周期表中的ds区,则a位于元素周期表中的s区或ds区,C正确;
D.若b能与H2O反应生成O2,则b是Na2O2,Na2O2中含既离子键又含非极性共价键,D正确;
故选B。
12. 某兴趣小组设计如图实验探究一系列物质的性质。挤压滴管,不同阶段发生不同化学反应。
下列推断合理的是
A. 若试纸变蓝,则表明浓盐酸具有强挥发性
B. 若气球变“瘪”,则表明烧瓶中一定发生了熵减反应
C. 若产生“白烟”,则和发生反应生成了
D. 其他条件不变,若用水替代浓盐酸,则烧瓶内也会产生“白烟”
【答案】C
【解析】
【分析】氮化镁能和溶液中的水反应生成氨气,氨气与浓盐酸反应生成NH4Cl固体颗粒从而冒白烟;
【详解】A.湿润KI-淀粉试纸变蓝是因为高锰酸钾与浓盐酸反应生成的氯气氧化碘化钾生成碘单质,淀粉遇I2变蓝,与浓盐酸挥发性无关,A错误;
B.气球变“瘪”,一个原因是烧瓶内发生了熵增反应,烧瓶内气体的物质的量增多,烧瓶内气压大于外界大气压;另一个原因是烧瓶内发生了放热反应,使烧瓶内气体温度增大,压强增大,B错误;
C.“白烟”为NH4Cl固体小颗粒,需NH3与HCl反应生成,Mg3N2与H2O反应生成NH3:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑,浓盐酸挥发出HCl,二者相遇生成白烟,C正确;
D.用水替代浓盐酸,Mg3N2与水反应生成NH3,但无HCl气体,NH3无法形成白烟,D错误;
故选C。
13. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 18 g 中含有质子的数目为
B. 0.5 mol·L-1溶液中含有的数目小于
C. 常温下,42 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数目为
D. 1 mol 和1 mol 在密闭容器中充分反应,生成的的分子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A. H218O的摩尔质量为20 g/mol,18 g H218O的物质的量为0.9 mol,每个H218O分子含质子数为1×2 + 8 = 10,因此质子总数为0.9 mol×10×NA = 9 NA,不是10NA,A 错误;
B.0.5 mol·L-1 CH3COOH溶液中,由于未给出溶液体积,无法根据n = cV计算H+的物质的量,因此无法判断H+数目是否小于0.5 NA,B 错误;
C.乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)的最简式均为CH2,最简式的摩尔质量为14 g/mol。
42 g混合气体中,CH2的物质的量为;每个CH2含1个C原子,因此碳原子总数为3 mol×NA=3 NA,C 正确;
D.是可逆反应,可逆反应不能进行到底。因此1 mol I2(g)和1 mol H2(g)充分反应时,生成的HI(g)物质的量小于2 mol,分子数目小于2NA,D 错误;
故选C。
14. 铁基催化剂催化CH4→CH3OH的反应,部分反应历程如图所示(含决速步骤,CH4换成CH3D,反应相似,但反应速率减慢)。下列说法正确的是
A. 催化剂能提高CH4平衡转化率
B. 升高温度,n(CH3OH)增大
C. CH3D发生上述反应,过渡态1的能量降低
D. CH3D发生反应,所得两种甲醇分子的相对分子质量相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂只能降低反应活化能,加快反应速率,不影响化学平衡,因此不能提高CH4的平衡转化率,A错误;
B.由反应历程图可知,反应物(CH4+FeO+)的总能量高于产物(CH3OH+Fe+),该反应为放热反应(ΔH<0),升高温度,平衡向逆反应方向移动,n(CH3OH)减小,B错误;
C.由题干信息可知,过渡态1的活化能比过渡态2的活化能大,即过渡态1为决速步骤,且CH4换成CH3D,反应相似,但反应速率减慢,已知活化能越大反应速率越慢,则可推知过渡态1的活化能增大,即过渡态1的能量应升高,C错误;
D.CH3D反应时,可能断裂C-H键(生成CH2D-OH)或C-D键(生成CH3-OD),两种甲醇分子中,前者甲基含D(CH2D-OH),后者羟基含D(CH3-OD),相对分子质量均为12+3×1+16+2=33,相对分子质量相等,D正确;
答案选D。
15. 利用如图装置进行实验:关闭活塞、止水夹和,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞、止水夹和,通过控制活塞和止水夹,有节奏地通入气体。下列说法错误的是
A. d中受热的铜丝交替出现变黑、变红的现象
B. c中热水的作用是加热,便于乙醇的挥发,f的作用是冷却收集乙醛
C. 乙醇催化氧化生成乙醛时,乙醇分子中只有键发生断裂
D. 利用金属钠不能检验装置f的试管中有没有未反应的乙醇
【答案】C
【解析】
【分析】装置a中,过氧化氢在二氧化锰催化条件下反应生成氧气;装置b中,浓硫酸干燥氧气;装置c中,乙醇在水浴加热条件下生成乙醇蒸气;装置d中,乙醇与氧气在铜催化作用下发生氧化反应生成乙醛;e中无水硫酸铜用于水的检验,最后f中利用冰水冷却,收集乙醛,据此分析回答问题。
【详解】A.d中铜丝先被氧气氧化为CuO(变黑),后CuO与乙醇反应生成Cu(变红),d中受热的铜丝交替出现变黑、变红的现象,A正确;
B.c中热水加热使乙醇挥发为蒸汽,f中冰水浴冷却收集易挥发的乙醛,B正确;
C.乙醇催化氧化生成乙醛时,断裂O-H键和与羟基相连C上的C-H键,C错误;
D.f中可能有水(反应生成),钠与水、乙醇均反应生成氢气,无法区分是否含乙醇,D正确;
故选C。
16. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象对应所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量溶液,溶液变为红色
X溶液中一定含有
B
向饱和溶液中加入固体,测得溶液中不变
C
向3mL溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
的还原性比的强
D
用试纸测得:溶液的约为9,溶液的约为8
电离出的能力的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.不能证明一定含有,如果溶液本身含有Fe3+,加入少量KSCN溶液同样会使溶液变为红色,故A项错误;
B.由题目得,溶液中不存在CuS+Fe2+FeS+Cu2+的平衡,所以,故B正确;
C.加入淀粉溶液后,溶液变蓝色,表明存在碘,即加入溴水后发生反应:Br2+2KI=2KBr+I2,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故C项错误;
D.题目未注明浓度,无法通过pH比较两者电离H+的能力,故D项错误。
故答案为B。
二、非选择题:本题共4个小题,共56分。
17. 认识酸的强弱对理解酸反应规律有意义,兴趣小组开展相关研究。
(1)利用下图装置制备和及研究相应酸的强弱。
实验现象:A处变蓝,Ⅰ处变浑浊,Ⅱ处变浅但不褪色,Ⅲ处无浑浊。
①仪器m的名称是___________,木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式为___________。
②检验尾气中有的试剂是___________。
③试管Ⅲ无沉淀,从酸性强弱角度分析原因是___________。
(2)研究试管Ⅰ中产生浑浊的原因。
①甲猜想生成,取混合物过滤,所得固体加入___________,固体完全溶解,猜想不合理。
②乙猜想生成,进行以下探究:
查阅资料:常温下,、
实验设计将浓度均为0.40 mol/L的H2SO3、BaCl2溶液等体积混合,若的浓度为,a与满足___________关系,可产生BaSO3沉淀。
实验验证将0.40 mol/L H2SO3溶液与H2O等体积混合,若混合前后浓度几乎不变,则约为___________mol/L,代入关系式,证明猜想合理。
(3)研究 H2SO3、H2CO3与HClO的酸性强弱。
①将CO2通入NaClO溶液,产生酸性比H2CO3弱且有漂白性的HClO。
②丙同学参考①的方法,按下表进行实验比较H2SO3与HClO的酸性。
实验过程将各试剂混合,滴加石蕊试剂,测褪色时间(试剂浓度均为0.10)。
试剂
石蕊试液/滴
褪色时间/s
实验ⅰ
30.00
0.00
5.00
3
75
实验ⅱ
30.00
x
1.00
3
8
根据表中信息,补充数据,x=___________mL。
得出结论 酸性:H2SO3>HClO。
实验讨论 丁同学认为丙同学的实验不能得出相应结论,因会氧化H2SO3:,H2SO4与NaClO反应生成了HClO。基于丙的设计,完善方案,设计实验证明酸性:H2SO3>HClO ___________(简述实验过程和现象)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ③. 澄清石灰水 ④. 盐酸是强酸,碳酸是弱酸,碳酸难以制备盐酸
(2) ①. 足量稀盐酸 ②. ③.
(3) ①. 4.00 ②. 将亚硫酸加入饱和NaHCO3溶液中,产生的气体依次通过足量饱和NaHCO3溶液、实验ⅰ混合溶液,测得褪色时间小于75 s
【解析】
【分析】将分液漏斗中的浓硫酸滴入烧瓶中,C与浓硫酸混合加热,发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;看到的实验现象是:A处变蓝,Ⅰ处变浑浊,Ⅱ处变浅但不褪色,Ⅲ处无浑浊。装置A用于检验H2O的产生;由于酸性:HCl>H2CO3,因此装置Ⅰ沉淀不是BaCO3,有人认为是产生BaSO4,可以根据BaSO4是既不溶于水,也不溶于酸的白色沉淀的性质检验;也有人认为是产生BaSO3,可根据溶液中c(Ba2+)·c()>Ksp(BaSO3)进行检验。要比较H2CO3、H2SO3、HClO三种酸的酸性强弱。可结合复分解反应的规律:强酸与弱酸盐反应制取弱酸的性质进行分析。将CO2气体通入NaClO中产生具有漂白性的HClO,证明酸性:H2CO3>HClO。同时要注意H2SO3还具有还原性,会与具有氧化性的NaClO发生氧化还原反应,而影响判断,应该要先利用H2SO3与NaHCO3反应制取CO2气体,再利用前面的结果进行判断。
【小问1详解】
①根据装置图可知仪器m的名称是分液漏斗;
木炭粉与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O; 无水CuSO4与水发生反应产生CuSO4·5H2O,固体由白色变为蓝色,证明产生了水蒸气;尾气中可能含有CO2和SO2,要检验尾气中含有CO2气体,由于CO2、SO2都能够使澄清石灰水变浑浊,因此需先根据SO2具有还原性,用足量酸性KMnO4溶液除去SO2,然后再通入澄清石灰水检验,所以检验尾气中CO2的试剂应该是澄清石灰水;
③试管Ⅲ无沉淀,是因为酸性:H2CO3<HCl,根据复分解反应的规律,弱酸不能与强酸的盐反应制取强酸,因此CO2通入饱和BaCl2溶液中,没有生成BaCO3沉淀;
【小问2详解】
①试管Ⅰ中出现浑浊现象,甲同学认为是反应生成了BaSO4,由于BaSO4既不溶于水,也不溶于盐酸,可以取混合物过滤,所得固体加入足量稀盐酸,若固体完全溶解,说明其中不含有BaSO4,则该猜想不合理;
②乙同学认为是生成了BaSO3,将浓度均为0.40 mol/L的H2SO3和BaCl2溶液等体积混合,c(H2SO3)=0.20 mol/L,c(Ba2+) =0.20 mol/L,H2SO3H++,H++,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8。若c()=a mol/ L,由于Ksp(BaSO3)=c(Ba2+)·c(),则0.20a>Ksp(BaSO3)时就会形成BaSO3沉淀;将0.40 mol/LH2SO3溶液与H2O等体积混合,c(H2SO3)=0.20 mol/L,若混合前后c()几乎不变,根据,由于亚硫酸的电离以一级电离为主,故,则c()=6.0×10-8 mol/L,则证明上述猜想是合理的;
【小问3详解】
实验ⅰ溶液的总体积V1=30.00 mL+5.00 mL=35.00 mL,要研究比较两种物质的酸性强弱,应该使溶液总体积相同,故实验ⅱ中亚硫酸溶液的体积x=35.00-30.00 -1.00=4.00;
实验ⅰ没有加H2SO3,只加了NaClO溶液和3滴石蕊试液,溶液褪色需75 s,而实验ⅱ中加入了4 mLH2SO3溶液,猜测可能发生复分解反应:H2SO3+2NaClO=Na2SO3+2HClO,反应产生了HClO,使溶液褪色时间大大缩短,只有8 s。故丙同学根据实验现象:实验ⅱ比实验ⅰ褪色时间缩短,就得出:H2SO3的酸性比HClO的酸性强结论;
但丁同学认为该结论不合理,认为是ClO-具有强氧化性,会将具有还原性的H2SO3氧化为硫酸,发生反应:,H2SO4与NaClO反应生了HClO,HClO氧化漂白了紫色石蕊试液。基于丙的设计,要设计实验证明酸性:H2SO3>HClO,可以将亚硫酸加入饱和NaHCO3溶液中,将反应产生的CO2气体依次通过足量饱和NaHCO3溶液除去挥发的SO2气体、实验ⅰ混合溶液,若测得褪色时间小于75 s,就可以证明酸性:H2SO3>H2CO3>HClO,得到结论:H2SO3>HClO。
18. 对废水进行处理可有效利用金属资源。某废水处理渣的主要元素组成为铁、钴、铜、钨,其一种回收利用工艺的部分流程如图所示:
已知:ⅰ、氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO4、NH4NO3配制而成;
ⅱ、氨浸时,氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物;
ⅲ、Kb(NH3·H2O)=10-4.7
ⅳ、萃取剂LiX973的萃取原理为Cu2+(aq)+2HRCuR2+2H+(aq),P507的萃取原理与其相似。
回答下列问题:
(1)基态Co2+的价层电子排布式为_____。
(2)处理渣中的Cu(OH)2在“氨浸”步骤中发生反应的离子方程式为_____。
(3)常温下,pH=12的氨性溶液中,_____1(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下,氨浸时间超过5h时,钴、铜浸出率不再升高,反而有所下降,原因可能是_____。
(5)“反萃取”步骤中加入的试剂是_____(填化学式);大颗粒硫酸钴晶体是制备锂离子电池的原材料,“操作Ⅱ”的结晶过程中更利于制得大颗粒晶体的操作为_____(任答一点)。
(6)我国科学工作者利用晶胞结构如图1所示的氮化钴掺杂Cu获得有高效催化性能新物质,形成了如图2所示的结构单元。
①由图2所示单元结构形成的晶胞中,Cu原子周围距离最近且相等的Co原子的数目为_____。
②)若NA为阿伏加德罗常数的值,则由图2所示单元结构形成的晶胞的密度为_____g▪cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】(1)3d7 (2)Cu(OH)2+2NH3·H2O+2=[Cu(NH3)4]2++4H2O
(3)> (4)氨水挥发,使其浓度下降,浸出反应逆向进行,浸出率下降
(5) ①. H2SO4 ②. 缓慢降温
(6) ①. 12 ②. ×1030
【解析】
【分析】废水处理渣氨浸得到钨酸钠滤渣,滤液加入LiX973萃取分液,分离出含铜的有机层,处理得到硫酸铜溶液,水层加入P507萃取后再反萃取得到硫酸钴溶液,蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸钴晶体。
【小问1详解】
Co的价层电子排布式为3d74s2,所以基态Co2+的价层电子排布式为3d7;
【小问2详解】
由已知ⅱ:氨浸时,氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物可知,Cu(OH)2变为了[Cu(NH3)4]2+,所以离子方程式为Cu(OH)2+2NH3·H2O+2=[Cu(NH3)4]2++4H2O;
【小问3详解】
由已知ⅲ可知,,pH=12的氨性溶液中,
【小问4详解】
氨水具有挥发性,时间过长,氨水挥发,使其浓度下降,浸出反应逆向进行,浸出率下降;
【小问5详解】
由已知ⅳCu2+(aq)+2HRCuR2+2H+(aq) ,且P507的萃取原理与其相似,可知,“反萃取”步骤需加酸,且反萃取得到硫酸钴溶液,故得加硫酸,提高氢离子浓度,促使平衡逆向移动;更利于制得大颗粒晶体的操作为缓慢降温,缓慢降温更有利于颗粒慢慢长大成为大颗粒;
【小问6详解】
①由图2可知,Cu原子周围距离最近且相等的Co原子都位于面对角线上,每一个水平面有4个面对角线,共有三个水平面,所以数目为12个;
②由题中信息可知,氮化钴晶胞中掺杂Cu的结构单元可知,晶胞中的只有顶点被全部换为Cu,故掺杂后的晶胞中含有Co:,含Cu:,N:,则图2所示单元结构形成的晶胞的密度为。
19. 甲醇是重要的化工原料。工业上常利用合成气(主要成分为、和)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下:
Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
Ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)_______。
(2)一定温度下,按起始比在一密闭容器中进行反应Ⅰ,保持总压为2.1MPa不变,达平衡时CO的平衡转化率为,则该条件下的平衡常数_______(结果精确至0.01,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(3)将和按物质的量之比投料发生反应Ⅱ,下列不能说明反应Ⅱ已达平衡的是______(填字母)。
A. CO的浓度保持不变
B. 和的转化率相等
C. 混合气体中的百分含量不再发生变化
D. 单位时间内体系中减少的同时有增加
(4)一定温度下,在一体积为2L的恒容密闭容器中充入和进行反应Ⅲ,测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示:
反应进行的前5min内,_______;10min时改变外界条件,15min时反应再次达到平衡,10~15min内,的平衡转化率为_______。
(5)下图为一定比例的、、条件下甲醇生成速率与温度的关系图。
①490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的机理是_______(填“甲”或“乙”)。
甲:
乙:
②490K时,曲线a和曲线b比较,CO的存在使甲醇的生成速率增大,从平衡角度,结合反应Ⅱ、Ⅲ分析其原因_______。
【答案】(1)
(2)0.23 (3)BD
(4) ①. 0.24 ②. 40%
(5) ①. 乙 ②. CO促进反应Ⅱ逆向移动,二氧化碳和氢气的量增加,水蒸气的量减少,促进反应Ⅲ正向移动,有利于甲醇的生成
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应I+II可得反应III,-99+41=-58;
【小问2详解】
一定温度下,按起始比在一密闭容器中进行反应Ⅰ,假设起始投入3molH2、1molCO,达平衡时CO的平衡转化率为,列三段式:,平衡时气体总物质的量为,保持总压为2.1MPa不变,则该条件下的平衡常数;
【小问3详解】
将CO2和H2按物质的量之比1:1投料发生反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.9kJ•mol-1;
A.CO的浓度保持不变,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,故A错误;
B.因为CO2和H2按物质的量之比1:1投料,二者的变化量之比为1:1,不管反应是否达到平衡,CO2和H2的转化率始终相等,反应不一定达到平衡,故B正确;
C.混合气体中CO2的百分含量不再发生变化,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,故C错误;
D.单位时间内体系中减少1molH2的同时有1molH2O增加,反应进行的方向相同,不能肯定反应达平衡状态,故D正确;
故答案为:BD;
【小问4详解】
一定温度下,在一体积固定的密闭容器中进行反应I,从图中可以看出,反应进行的前5分钟内,CO的浓度变化量为0.4mol/L,则H2的浓度变化量为1.2mol/L,H2的反应速率v(H2)==0.24mol•L-1•min-1;发生反应,平衡状态I时消耗∆c()=1-0.6=0.4mol/L,由变化的浓度之比等于系数比,则∆c(H2)=3∆c()=1.2mol/L,平衡状态I时c(H2)=3-1.2=1.8mol/L,10~15min内,消耗∆c()=0.6-0.36=0.24mol/L,则消耗∆c(H2)=3∆c()=0.72mol/L,的平衡转化率为;
【小问5详解】
①由图可知:CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大,则反应机理乙符合题图;
②490 K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,结合反应II、反应III分析原因为:CO促进反应Ⅱ逆向移动,二氧化碳和氢气的量增加,水蒸气的量减少,促进反应Ⅲ正向移动,有利于甲醇的生成。
20. 四环素是一种能抑制细菌蛋白质合成从而发挥抗菌作用的广谱抗生素,其合成路线中的第一步反应如下。
(1)1a中含氧官能团的名称为________________________。
(2)1a可由Ⅰ()在________________条件下与Cl2、在_______________条件下与Br2逐步发生取代反应得到。在Ⅰ的同分异构体中属于芳香醇的有______________种(不考虑立体异构)。
(3)以羧酸和醇为原料,生成2a,其反应类型为______________,其化学方程式为________________________。
(4)下列说法错误的有________________________。
A. 1a物质中可能存在分子间氢键
B. 2a是乙酸乙酯的同系物
C. 3a分子中不存在手性碳原子
D. 在生成3a的过程中有σ键的断裂与形成
(5)2a的核磁共振氢谱峰面积比为________________。该反应中,2a的被取代生成主产物3a,另一种被取代还可能生成副产物_______________(填结构简式)。
(6)已知:丙酮在一定条件下,也可与1a发生类似于2a的取代反应。根据上述信息,以丙烯为原料,分三步合成化合物Ⅱ.
①第一步,引入羟基:丙烯与____________(填化学式)发生原子利用率100%的反应。
②第二步,引入酮羰基:其反应的化学方程式为________________________。
③第三步,②中得到的有机产物与1a反应。
【答案】(1)醚键 (2) ①. Fe或FeCl3(或“催化剂”) ②. 光照或“加热” ③. 5
(3) ①. 酯化反应(或取代反应) ②. (4)AB
(5) ①. 6:3:2:1 ②.
(6) ①. H2O ②. 2+O22+2H2O
【解析】
【分析】由流程,1a中溴原子和2a中1个碳原子上氢发生取代反应生成3a和HBr;
【小问1详解】
由结构,1a中含氧官能团的名称为醚键。
【小问2详解】
由结构,1a可由Ⅰ()中甲氧基对位氢被氯取代、与苯环直接相连的甲基氢被溴取代得到,故可以在Fe或(或“催化剂”)条件下与、在光照或“加热”条件下与逐步发生取代反应得到。在Ⅰ的同分异构体中属于芳香醇,含1个取代基可以为、,有2种;含、,2个取代基连在苯环上存在邻间对3种;不考虑立体异构时同分异构体共5种;
【小问3详解】
以羧酸和醇为原料生成2a,为羧酸和醇的酯化反应,属于取代反应;其化学方程式为:。
【小问4详解】
A.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;由1a物质结构可知,其不存在分子间氢键,A错误;
B.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;2a不是乙酸乙酯的同系物,B错误;
C.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;在3a分子中不存在手性碳原子,C正确;
D.在生成3a的过程中溴原子被取代生成共价化合物HBr,存在σ键的断裂与形成,D正确;
故选AB;
【小问5详解】
2a中存在4种氢,氢原子数之比为6:3:2:1,则核磁共振氢谱峰面积比为6:3:2:1。该反应中,2a的被取代生成主产物3a,那么另一种被取代,也就是-CH2-中氢被取代,其还可能生成副产物。
【小问6详解】
①第一步,引入羟基:丙烯与发生原子利用率100%的加成反应生成CH3CHOHCH3;
②第二步,引入酮羰基:CH3CHOHCH3发生催化氧化反应生成丙酮,反应的化学方程式为。
③第三步,②中得到的丙酮与la反应得到产物。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2027届高三第一学期期初教学质量测试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5 Co-59 Cu-64
一、选择题:本题共16个小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 传统节日“承载文化根脉”。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A.春节“五帝铜钱”
B.中秋纸灯笼
C.重阳菊花酒陶罐
D.端午木质龙舟
A. A B. B C. C D. D
2. 深圳社区出现机器狗助力巡逻执勤。下列关于机器狗说法正确的是
A. 主控芯片材料为单晶硅半导体,单晶硅是一种分子晶体
B. 承重框架结构使用的铝合金,具有刚性强、质量轻的优点
C. 电子元件散热片使用石墨烯作为涂层,石墨烯含有碳碳双键
D. 覆盖层ABS塑料可由苯乙烯、丙烯腈等单体反应制得,该过程涉及缩聚反应
3. 化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A. 补铁剂(含)与胃舒平[含]配合使用效果更好
B. “光伏发电”采用单晶硅太阳能电池板,此处“硅”是指二氧化硅
C. 暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等,其原理主要是利用铁粉与水反应放热
D. 我国科学家开发了一种基于人工智能的蛋白质改造方法,蛋白质属于高分子化合物
4. 劳动开创美好未来,下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
将金属钠制成高压钠灯
钠具有强还原性
B
用Al和NaOH疏通剂处理管道堵塞
C
冬季用石灰浆涂抹树皮
石灰浆可以减少植物光合作用
D
清洗餐具时用洗洁精去除油污
洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
A. A B. B C. C D. D
5. 下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A. 漂白粉溶液吸收后产生白色沉淀:
B. 溶于氢碘酸:
C. 溶液与稀硫酸反应:
D. 用溶液处理锅炉水垢:
6. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 用装置甲定量测定化学反应速率
B. 用装置乙实现反应:
C. 用装置丙准确测定中和反应的反应热
D. 用装置丁验证对分解反应有催化作用
7. 钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,电极B为负极
B. 钠硫电池在常温下能正常工作
C. 充电时,电极B与外接电源正极相连,电极反应式为
D. 当Na+由B极区向A极区移动时,能量转换方式为化学能转化为电能
8. AgCl悬浊液中滴加过量氨水,固体完全溶解,溶液中存在反应:,。关于反应后的溶液叙述正确的是
A. 微粒中配体为
B. 通入少量,增大
C. 加水稀释,促进电离,溶液的碱性增强
D. 体系中,
9. 丹皮酚可从牡丹的干燥根皮中提取,利用丹皮酚合成一种药物中间体的流程如图:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A. 该反应属于加成反应
B. 反应前后K2CO3的质量不变
C. 可以用FeCl3溶液鉴别X和Y
D. X的沸点比的高
10. 结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是
选项
性质
结构因素
A
含钠元素的物质受热会发出黄光
电子由基态跃迁到激发态时,放出能量
B
的酸性大于
键的极性大于键
C
与“相似相溶”
的分子结构是三角锥形,为极性分子
D
NaCl的熔点高于CsCl
的半径小于
A. A B. B C. C D. D
11. 部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. 可存在c→d→e的转化
B. 能与H2O反应生成c的物质只有b
C. a位于元周期表的s区或ds区
D. 若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键
12. 某兴趣小组设计如图实验探究一系列物质的性质。挤压滴管,不同阶段发生不同化学反应。
下列推断合理的是
A. 若试纸变蓝,则表明浓盐酸具有强挥发性
B. 若气球变“瘪”,则表明烧瓶中一定发生了熵减反应
C. 若产生“白烟”,则和发生反应生成了
D. 其他条件不变,若用水替代浓盐酸,则烧瓶内也会产生“白烟”
13. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 18 g 中含有质子的数目为
B. 0.5 mol·L-1溶液中含有的数目小于
C. 常温下,42 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数目为
D. 1 mol 和1 mol 在密闭容器中充分反应,生成的的分子数目为
14. 铁基催化剂催化CH4→CH3OH的反应,部分反应历程如图所示(含决速步骤,CH4换成CH3D,反应相似,但反应速率减慢)。下列说法正确的是
A. 催化剂能提高CH4平衡转化率
B. 升高温度,n(CH3OH)增大
C. CH3D发生上述反应,过渡态1的能量降低
D. CH3D发生反应,所得两种甲醇分子的相对分子质量相等
15. 利用如图装置进行实验:关闭活塞、止水夹和,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞、止水夹和,通过控制活塞和止水夹,有节奏地通入气体。下列说法错误的是
A. d中受热的铜丝交替出现变黑、变红的现象
B. c中热水的作用是加热,便于乙醇的挥发,f的作用是冷却收集乙醛
C. 乙醇催化氧化生成乙醛时,乙醇分子中只有键发生断裂
D. 利用金属钠不能检验装置f的试管中有没有未反应的乙醇
16. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象对应所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量溶液,溶液变为红色
X溶液中一定含有
B
向饱和溶液中加入固体,测得溶液中不变
C
向3mL溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
的还原性比的强
D
用试纸测得:溶液的约为9,溶液的约为8
电离出的能力的强
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4个小题,共56分。
17. 认识酸的强弱对理解酸反应规律有意义,兴趣小组开展相关研究。
(1)利用下图装置制备和及研究相应酸的强弱。
实验现象:A处变蓝,Ⅰ处变浑浊,Ⅱ处变浅但不褪色,Ⅲ处无浑浊。
①仪器m的名称是___________,木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式为___________。
②检验尾气中有的试剂是___________。
③试管Ⅲ无沉淀,从酸性强弱角度分析原因是___________。
(2)研究试管Ⅰ中产生浑浊的原因。
①甲猜想生成,取混合物过滤,所得固体加入___________,固体完全溶解,猜想不合理。
②乙猜想生成,进行以下探究:
查阅资料:常温下,、
实验设计将浓度均为0.40 mol/L的H2SO3、BaCl2溶液等体积混合,若的浓度为,a与满足___________关系,可产生BaSO3沉淀。
实验验证将0.40 mol/L H2SO3溶液与H2O等体积混合,若混合前后浓度几乎不变,则约为___________mol/L,代入关系式,证明猜想合理。
(3)研究 H2SO3、H2CO3与HClO的酸性强弱。
①将CO2通入NaClO溶液,产生酸性比H2CO3弱且有漂白性的HClO。
②丙同学参考①的方法,按下表进行实验比较H2SO3与HClO的酸性。
实验过程将各试剂混合,滴加石蕊试剂,测褪色时间(试剂浓度均为0.10)。
试剂
石蕊试液/滴
褪色时间/s
实验ⅰ
30.00
0.00
5.00
3
75
实验ⅱ
30.00
x
1.00
3
8
根据表中信息,补充数据,x=___________mL。
得出结论 酸性:H2SO3>HClO。
实验讨论 丁同学认为丙同学的实验不能得出相应结论,因会氧化H2SO3:,H2SO4与NaClO反应生成了HClO。基于丙的设计,完善方案,设计实验证明酸性:H2SO3>HClO ___________(简述实验过程和现象)。
18. 对废水进行处理可有效利用金属资源。某废水处理渣的主要元素组成为铁、钴、铜、钨,其一种回收利用工艺的部分流程如图所示:
已知:ⅰ、氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO4、NH4NO3配制而成;
ⅱ、氨浸时,氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物;
ⅲ、Kb(NH3·H2O)=10-4.7
ⅳ、萃取剂LiX973的萃取原理为Cu2+(aq)+2HRCuR2+2H+(aq),P507的萃取原理与其相似。
回答下列问题:
(1)基态Co2+的价层电子排布式为_____。
(2)处理渣中的Cu(OH)2在“氨浸”步骤中发生反应的离子方程式为_____。
(3)常温下,pH=12的氨性溶液中,_____1(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下,氨浸时间超过5h时,钴、铜浸出率不再升高,反而有所下降,原因可能是_____。
(5)“反萃取”步骤中加入的试剂是_____(填化学式);大颗粒硫酸钴晶体是制备锂离子电池的原材料,“操作Ⅱ”的结晶过程中更利于制得大颗粒晶体的操作为_____(任答一点)。
(6)我国科学工作者利用晶胞结构如图1所示的氮化钴掺杂Cu获得有高效催化性能新物质,形成了如图2所示的结构单元。
①由图2所示单元结构形成的晶胞中,Cu原子周围距离最近且相等的Co原子的数目为_____。
②)若NA为阿伏加德罗常数的值,则由图2所示单元结构形成的晶胞的密度为_____g▪cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
19. 甲醇是重要的化工原料。工业上常利用合成气(主要成分为、和)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下:
Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
Ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)_______。
(2)一定温度下,按起始比在一密闭容器中进行反应Ⅰ,保持总压为2.1MPa不变,达平衡时CO的平衡转化率为,则该条件下的平衡常数_______(结果精确至0.01,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(3)将和按物质的量之比投料发生反应Ⅱ,下列不能说明反应Ⅱ已达平衡的是______(填字母)。
A. CO的浓度保持不变
B. 和的转化率相等
C. 混合气体中的百分含量不再发生变化
D. 单位时间内体系中减少的同时有增加
(4)一定温度下,在一体积为2L的恒容密闭容器中充入和进行反应Ⅲ,测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示:
反应进行的前5min内,_______;10min时改变外界条件,15min时反应再次达到平衡,10~15min内,的平衡转化率为_______。
(5)下图为一定比例的、、条件下甲醇生成速率与温度的关系图。
①490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的机理是_______(填“甲”或“乙”)。
甲:
乙:
②490K时,曲线a和曲线b比较,CO的存在使甲醇的生成速率增大,从平衡角度,结合反应Ⅱ、Ⅲ分析其原因_______。
20. 四环素是一种能抑制细菌蛋白质合成从而发挥抗菌作用的广谱抗生素,其合成路线中的第一步反应如下。
(1)1a中含氧官能团的名称为________________________。
(2)1a可由Ⅰ()在________________条件下与Cl2、在_______________条件下与Br2逐步发生取代反应得到。在Ⅰ的同分异构体中属于芳香醇的有______________种(不考虑立体异构)。
(3)以羧酸和醇为原料,生成2a,其反应类型为______________,其化学方程式为________________________。
(4)下列说法错误的有________________________。
A. 1a物质中可能存在分子间氢键
B. 2a是乙酸乙酯的同系物
C. 3a分子中不存在手性碳原子
D. 在生成3a的过程中有σ键的断裂与形成
(5)2a的核磁共振氢谱峰面积比为________________。该反应中,2a的被取代生成主产物3a,另一种被取代还可能生成副产物_______________(填结构简式)。
(6)已知:丙酮在一定条件下,也可与1a发生类似于2a的取代反应。根据上述信息,以丙烯为原料,分三步合成化合物Ⅱ.
①第一步,引入羟基:丙烯与____________(填化学式)发生原子利用率100%的反应。
②第二步,引入酮羰基:其反应的化学方程式为________________________。
③第三步,②中得到的有机产物与1a反应。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$