内容正文:
雅安市高2023级第一次诊断性考试
化学试题
全卷共100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,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,再选涂其它答案标号。非选择题用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考员只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Cl-35.5 Ca-40
一、单项选择题: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,只有一项是最符合题目要求的。
1. “四川舰”近期顺利完成了首次航行试验。下列有关其使用材料的说法正确的是
A. 舰体主体结构使用的特种钢中添加了镍、铬等元素,可以增强钢材的耐腐蚀性和强度
B. 桅杆使用的高强度碳纤维是一种合金材料
C. 舰载机机身部分使用了大量的铝合金和钛合金,主要利用了它们密度小、硬度小的特性
D. 舰员穿的阻燃防护服中使用的芳纶纤维是一种高性能的天然纤维
【答案】A
【解析】
【详解】A.特种钢属于铁合金,添加镍、铬元素后可制成不锈钢类特种钢材,既能够大幅提升耐海水腐蚀的能力,同时也能增强钢材的结构强度,A正确;
B.碳纤维的主要成分是碳单质,属于无机非金属材料,不属于合金材料,B错误;
C.舰载机使用铝合金、钛合金的核心优势是密度小,可减轻机身自重、同时合金的硬度远高于纯金属,并非利用硬度小的特性,C错误;
D.芳纶纤维是人工合成的有机高分子材料,属于合成纤维,并非自然界存在的天然纤维,D错误;
故选A。
2. 下列说法正确的是
A. 硝酸银溶液存放于棕色瓶中,因其受光照易分解
B. 油脂产生“哈喇”味,因其发生了水解反应
C. 淀粉和纤维素的分子式都可以写成,它们互为同分异构体
D. 焰色试验适用于所有金属元素的检验
【答案】A
【解析】
【详解】A.硝酸银见光易分解生成银、二氧化氮和氧气,为避免光照分解,硝酸银溶液需保存在棕色试剂瓶中,A正确;
B.油脂产生“哈喇”味是因为油脂在空气中被氧气氧化(酸败),并非发生水解反应,B错误;
C.淀粉和纤维素的分子式均为,但二者的聚合度取值不同,分子式实际不同,不互为同分异构体,C错误;
D.焰色试验仅适用于部分金属元素(如钠、钾等)的检验,并非所有金属元素都能产生特征焰色,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. 的电子式为:
B. 用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程:
C. NaCl溶液中的水合离子:
D. 2-丁烯的键线式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.BCl3中B原子最外层只有3个价电子,和3个Cl原子形成3对共用电子,电子式为,A错误;
B.氢原子的1s轨道各有1个未成对电子,两个氢原子相互靠近时,自旋相反的1s原子轨道发生头碰头重叠,电子云密度增大,最终形成稳定的H-H共价键,该过程的原子轨道描述为,B正确;
C.氯离子半径大于钠离子半径,且水分子中氢原子朝向氯离子,水分子中氧原子朝向钠离子,则NaCl溶液中的水合离子、,C错误;
D.该键线式的两个双键分别位于1号和3号碳上,是1,3-丁二烯的键线式;2-丁烯的官能团碳碳双键位于2号和3号碳之间,其键线式为,D错误;
故选B。
4. G是合成抗胆碱作用药物的中间体,结构如图所示,下列关于G的说法正确的是
A. 的化学式是 B. 中碳原子的杂化类型只有
C. 最多可消耗 D. 中有1个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.的化学式是,A错误;
B.中苯环上的碳原子以及酯基碳原子的杂化类型是杂化,其余碳原子都是饱和碳原子,是杂化,B错误;
C.含有酯基,最多可消耗,C错误;
D.连有四个不同原子或者基团的碳原子是手性碳原子,则连有羟基的碳原子是手性碳原子,即中有1个手性碳原子,D正确;
故选D。
5. 下列实验能达到目的的是
A.测定溶液的
B.证明苯与液溴反应产生
C.验证溴乙烷的消去产物
D.溶液的焰色试验
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液具有强氧化性,会将试纸漂白,无法通过试纸测定其,并且用试纸测定时不能将试纸插入溶液中,会对溶液造成污染,A错误;
B.苯和液溴反应时,挥发出的溴蒸气也会与溶液生成浅黄色沉淀,会干扰的检验,无法证明反应生成了,B错误;
C.溴乙烷在氢氧化钠的醇溶液加热发生消去反应生成乙烯气体,乙烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色,挥发出的乙醇不会使溴的四氯化碳溶液褪色,因此该装置可以验证消去产物为乙烯,C正确;
D.进行溶液的焰色试验时,需要透过蓝色钴玻璃进行观察,才能滤去钠元素的黄光,观察到钾元素特征的紫色火焰,图中操作错误,D错误;
故选C。
6. 下列对事实的解释或说明正确的是
事实
解释或说明
A
熔点:
键能:键键
B
用“杯酚”分离和
“杯酚”与通过配位键形成超分子
C
和的空间构型相同
中心原子的杂化方式相同
D
单质硫()难溶于水,易溶于
是极性分子,和是非极性分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.SiO2是共价晶体,熔化时破坏Si-O共价键;SiCl4是分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,二者熔点差异源于晶体类型不同,并非直接由Si-O和Si-Cl的键能大小解释,A错误;
B.杯酚分离C60和C70的原理是杯酚通过分子间作用力与C60形成超分子,从而实现二者分离,B错误;
C.SO2中心S原子的价层电子对数为,sp2杂化,空间构型是V形;HClO的中心原子是O,O的价层电子数为,sp3杂化,分子空间构型虽为V形,但二者中心原子杂化方式不同,C错误;
D.根据相似相溶原理,极性分子H2O和非极性分子S8极性不匹配,故S8难溶于水;S8和非极性分子CS2极性匹配,因此S8易溶于CS2,D正确;
故选D。
7. 下列离子方程式错误的是
A. 苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B. 向碘化亚铁溶液通入等物质的量的氯气:
C. 溶液中滴加过量的浓氨水:
D. 泡沫灭火器的反应原理:
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚的酸性弱于碳酸、强于,因此苯酚钠溶液中通入,无论量多量少,都只会生成苯酚和碳酸氢钠,离子方程式为,A正确;
B.还原性顺序,向碘化亚铁中通入等物质的量的时,恰好氧化全部的, 不会被氧化,离子方程式为,B正确;
C.向溶液中滴加过量浓氨水时,先生成的沉淀会和过量氨水结合生成可溶性的铜氨络离子,离子方程式为,C错误;
D.泡沫灭火器的原理是铝离子和碳酸氢根发生彻底的双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为,D正确;
故选C。
8. W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法不正确的是
A. 原子半径:Z<W B. 第一电离能:Y<X
C. 电负性:W<X D. 最简单氢化物的沸点:Y<Z
【答案】B
【解析】
【分析】短周期非金属中,根据已充满能级数等于最高能级中的电子数,可知W可能为C或S:C原子已充满1s、2s能级,最高能级2p中有2个电子;S原子已充满1s、2s、2p、3s能级,最高能级3p中有4个电子。
若W为C,则X为Si,Y为P;C对角线位置的短周期非金属也只能为P,使Y与Z为同一种元素,与题意矛盾,故W为S,X为O。O原子的2p能级有4个电子、2个未成对电子,相邻元素中N原子的2p能级有3个电子、3个未成对电子,F原子的2p能级有5个电子、1个未成对电子,故Y为N。S对角线位置的短周期非金属为N、F,N已为Y,故Z为F。
【详解】A.同周期从左到右原子半径总体减小,同主族从上到下原子半径增大,因此F的原子半径小于O,O的原子半径小于S,即Z的原子半径小于W,A正确;
B.N原子的2p能级有3个电子,处于半充满的稳定状态,O原子的2p能级有4个电子,因此N的第一电离能大于O,即Y的第一电离能大于X,B错误;
C.同主族从上到下电负性减小,因此S的电负性小于O,即W的电负性小于X,C正确;
D.Y、Z的最简单氢化物分别为和HF。二者均存在分子间氢键,HF分子间氢键较强,因此前者的沸点低于HF,D正确;
故选B。
9. 有机物Y是一种医药中间体,其合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 一定条件下,X最多能与4molH2发生加成反应
B. Y中所有原子可能处于同一平面
C. 可以用少量FeCl3溶液鉴别X与Y
D. Y中含有两种含氧官能团
【答案】C
【解析】
【详解】A.X物质的量不知道,则无法判断与多少摩尔H2发生加成反应,A错误;
B.Y中含饱和碳原子,饱和碳原子与相连原子构成四面体结构,该碳原子最多与周围2个原子共平面,因此Y中所有原子不可能处于同一平面,B错误;
C.由X的结构简式可知,X含酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,Y不含酚羟基,因此可以用少量FeCl3溶液鉴别X与Y,C正确;
D.由Y的结构简式可知,Y中含有酯基一种含氧官能团,D错误;
故选C。
10. 下列操作与平衡移动原理无关的是
A. 向试管中先加入3 mL 5% H2O2溶液,再加入少量MnO2固体,有大量气体产生
B. 向试管中先加入2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液,再加热,溶液由蓝绿色变为黄绿色
C. 配制FeCl3溶液,先将FeCl3固体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
D. 为了除去水垢中的CaSO4,先加入Na2CO3溶液处理,使沉淀发生转化,再加入酸除去
【答案】A
【解析】
【详解】A.MnO2是H2O2分解反应的催化剂,催化剂的作用是同等程度加快正、逆反应速率,仅缩短反应达到终点的时间,不会使化学平衡发生移动,该过程和平衡移动原理无关,A符合题意;
B.CuCl2溶液中存在平衡:,加热时平衡发生移动,溶液颜色变化,和平衡移动原理有关,B不符合题意;
C.FeCl3溶液中存在Fe3+的水解平衡:,溶于浓盐酸可增大H+浓度,抑制水解,避免生成Fe(OH)3沉淀,和平衡移动原理有关,C不符合题意;
D.CaSO4存在溶解平衡:,加入Na2CO3溶液后,可与结合生成更难溶的CaCO3,使CaSO4的溶解平衡正向移动,实现沉淀转化,后续CaCO3可溶于酸除去,和平衡移动原理有关,D不符合题意;
故选A。
11. 如图为两种途径制备硫酸的过程(反应条件略)。下列说法错误的是
A. 途径②增大浓度可提高的转化率
B. 工业上一般不直接用水吸收制备硫酸
C. 也可用如下反应制备:,当消耗时,理论上转移
D. 若,则为吸热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.增大一种反应物的浓度可以增大另外一种反应物的转化率,故途径②增大浓度可提高的转化率,A正确;
B.溶于水放出大量热量,导致形成酸雾,不利于的吸收。工业上用98.3%浓硫酸吸收,就可以防止酸雾的形成,从而可以提高的吸收效率,B正确;
C.当消耗时,有元素从+2价升高到+3价,元素从-1价升高到+4价,则理论上转移,C正确;
D.①,②,③,①-(②+③)即得反应,所以若,,则2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)为放热反应,D错误;
故选D。
12. 一种砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”,晶胞参数为a pm,建立如图的原子坐标系,①号位的分数坐标为。已知:砷化镉的摩尔质量为M g/mol,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该砷化镉晶体的化学式可表示为
B. 晶胞中周围紧邻的有12个
C. ②号位分数坐标为
D. 该晶胞的密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该晶胞中的个数为6个,的个数为 个,和的个数比为3:2,因此该砷化镉晶体的化学式可表示为,A错误;
B.以面心的为例,在x、y、z三个平面各有4个与其距离最近且相等的,因此晶胞中周围紧邻的有12个,B正确;
C.已知①号位的分数坐标为,结合晶胞坐标系原点在晶胞左下角顶点的设定,②号位处于晶胞体对角线的另一侧处,因此②号位分数坐标为,C正确;
D.根据A中的分析可知,晶胞中含有两个,晶胞的质量为,晶胞的体积为,因此晶胞的密度为,D正确;
故选A。
13. 一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。下列说法错误的是
A. “电炉煅烧”必须隔绝空气
B. 浸渣的主要成分是和
C. “炉气水洗”使白磷蒸气冷凝成固态而与分离
D. “中和沉淀”需要控制溶液的
【答案】B
【解析】
【分析】主要成分为和的高钾磷矿,与焦炭经电炉煅烧生成气体,炉气水洗,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,尾气为不溶于水的CO,燃烧生成,用于中和沉淀;炉渣经水浸,浸渣主要成分为不溶于水的浸液中通入CO2,生成,过滤经加热得;滤液主要成分为,据此分析:
【详解】A.电炉煅烧的产物包含强还原性的P4和CO,二者都易与空气中的O2发生反应,因此电炉煅烧必须隔绝空气,A正确;
B.根据给出的煅烧反应,炉渣的主要成分为CaSiO3和KAlO2。CaSiO3难溶于水,而KAlO2可溶于水,因此炉渣水浸后,浸渣的主要成分是CaSiO3,不存在SiO2;且水浸步骤没有生成Al(OH)3的条件,Al元素存在于滤液中,B错误;
C.“炉气水洗”,白磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,而CO不溶于水且沸点极低,仍为气体,从而使与分离,C正确;
D.“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸,不会溶解生成的,但需要控制溶液的,防止生成,D正确;
故选B。
14. 利用燃料电池可处理高浓度的氨氮废水,同时电解含有苯酚、乙腈()的水溶液合成扑热息痛(),装置如图所示,其中a、b的电极材料为石墨。下列说法正确的是
A. a极电势高于b极
B. 燃料电池工作过程中,乙室溶液pH增大
C. 乙室每产生0.5 mol N2,a电极理论上产生H2的体积为33.6 L
D. 丙室中发生反应的总化学方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】左侧装置为燃料电池,甲室中通入空气作正极,在乙室中转化为氮气,电极乙作负极;右侧装置为电解池,电极a接负极作阴极,电极b接正极作阳极;
【详解】A.a是电解池的阴极,连接燃料电池的负极;b是电解池的阳极,连接燃料电池的正极。原电池正极电势高于负极,因此电解池阳极b的电势高于阴极a,A错误。
B.乙室的电极反应为,同时乙室的通过质子交换膜迁移进入甲室,6mol电子转移时乙室生成8mol,乙室同时有6mol移向甲室,乙室H+浓度增大,溶液pH减小,B错误。
C.乙室生成0.5mol N2时,转移电子的物质的量为,a极(阴极)生成H2的反应为,理论上生成1.5mol H2,但选项未注明“标准状况”,无法确定H2体积为33.6L,C错误。
D.丙室中苯酚、CH₃CN在电解条件下反应生成扑热息痛和H2,总反应式为,D正确;
故选D。
15. 利用平衡移动原理,分析在常温下在不同的体系[起始]中的可能产物。
已知:ⅰ.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系
ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合
下列说法正确的是
A. 由图可知,在常温下,的水解平衡常数
B. 由图可知,当初始状态为、时,平衡后溶液中存在
C. 常温下,用盐酸滴定溶液至时,溶液呈酸性
D. 由图可知,当初始状态为、时,发生反应:
【答案】D
【解析】
【分析】,;,;由图1中和的交点可知,,由和的交点可知,。图2中,曲线Ⅰ为的溶度积对应曲线,曲线上的点代表沉淀达到溶解平衡的状态,曲线上方的点,为过饱和溶液,将生成沉淀,曲线下方的点,为不饱和溶液,不生成沉淀。曲线Ⅱ为的溶度积对应曲线,曲线上的点代表沉淀达到溶解平衡的状态,曲线上方的点,为过饱和溶液,将生成沉淀,曲线下方的点,为不饱和溶液,不生成沉淀。
【详解】A.在常温下,的水解常数,A错误;
B.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中,B错误;
C.根据碳酸的两步电离常数:,代入、、,可得: ,即,溶液呈中性而非酸性,C错误;
D.pH = 8、的点在曲线Ⅱ上方、曲线Ⅰ下方,按分析中的沉淀判据,生成碳酸镁沉淀而不生成氢氧化镁沉淀。图1显示此时主要含碳粒子为碳酸氢根离子;碳酸镁沉淀消耗碳酸根离子,促进碳酸氢根离子电离,产生的氢离子再与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水。合并可得离子方程式,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16. 亚氯酸钙[]具有极强的吸湿性,无水亚氯酸钙加热至尚不分解,含水亚氯酸钙加热到即分解。某实验小组利用下图所示装置制备黄绿色气体,并在加热条件下使其与反应制备。
已知:ClO2可被NaOH溶液吸收得到NaClO3和NaClO2的混合物
Ⅰ.亚氯酸钙的制备
(1)盛放H2O2的仪器名称为__________________。
(2)仪器的连接顺序为a→__________________(部分仪器可重复使用)。
(3)装置D中长颈漏斗的作用为______________________________。
(4)D中发生反应的离子方程式为______________________________。
(5)制备时,参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________。
Ⅱ.产品中亚氯酸钙(杂质为CaCl2)含量测定
①准确称取0.1200 g粗产品于碘量瓶中,加入醋酸和稍过量的KI溶液,然后以淀粉溶液作指示剂,用0.2000 mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定至滴定终点,平行测定三次后取平均值,用去25.24 mL标准溶液
②不取产品,其余试剂用量和步骤均与①相同,消耗1.24 mL Na2S2O3标准溶液。
已知:;
(6)操作“②”的目的是______________________________;亚氯酸钙的纯度为__________________(结果保留4位有效数字)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗
(2)debcdef(g)或decbdef(g)
(3)防止倒吸 (4)
(5)
(6) ①. 作空白对照,减小实验误差 ②. 87.50%
【解析】
【小问1详解】
由仪器特征可知,其名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
A中生成ClO2,通过装置C干燥,然后将干燥的ClO2通过装置B,为防止水蒸气进入装置B,需在装置B后连接装置C,最后用装置D进行尾气处理,所以仪器的连接顺序为a→d→e→b→c→d→e→f(→g)或a→d→e→c→b→d→e→f(→g);
【小问3详解】
D为尾气吸收装置,长颈漏斗用于防倒吸;
【小问4详解】
已知ClO2可被NaOH溶液吸收得到NaClO3和NaClO2,Cl元素发生歧化,一部分从+4价升为+5价,一部分降为+3价,配平得到该离子方程式为;
【小问5详解】
反应中ClO2作为氧化剂,Cl从+4价变为中的+3价,每个ClO2得1e-;CaO2作为还原剂,其中-1价的O被氧化为O2,每个CaO2失去2e-。根据电子守恒:,结合产物的组成,总反应为,因此氧化剂(ClO2)和还原剂(CaO2)物质的量之比为2:1;
【小问6详解】
操作②为空白对照实验,扣除试剂中氧化性杂质消耗的Na2S2O3,减小实验误差。
有效滴定消耗的体积为,根据已知反应关系:,,因此纯度为。
17. 催化裂化(FCC)是石油精炼中最重要的转化之一、FCC催化剂中含有多种金属元素,一种针对FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质)综合回收利用的工艺流程如下:
已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液
②常温下,,,
③当溶液中的某离子浓度时视为沉淀完全
回答下列问题:
(1)Ce元素(原子序数为58)在元素周期表的位置为________________________。
(2)“酸溶”前,需将废催化剂磨碎,其目的是________________________。
(3)“反应1”中H2O2的作用为________________________;“物质X”为____________,若利用pH传感器监测“反应2”,当pH=____________时,Fe3+沉淀完全。
(4)“反应3”的化学反应方程式为________________________。
(5)从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括____________、过滤、洗涤、常温晾干。
(6)以为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的NO2和SO2,装置如图所示:
已知模拟烟气中NO2和SO2的体积比为,写出“气-液吸收柱”中发生主要反应的离子方程式____________________________________。
【答案】(1)第六周期第ⅢB族
(2)增大固体与酸反应的接触面积,加快反应速率,增大浸取率
(3) ①. 将铁元素全部转化为 ②. 氨水或氨气 ③. 3.3
(4)
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
(6)
【解析】
【分析】FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质)用稀硫酸“酸溶”,过滤得到的滤液1中含Fe2+、Fe3+、Al3+等,滤渣1中含CeO2等;滤液1中加入H2O2发生反应1将Fe2+氧化成Fe3+,加入物质X发生反应2将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去、同时生成(NH4)2SO4,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干得到NH4Al(SO4)2∙6H2O晶体;滤渣1中加入稀硫酸和H2O2发生反应3,CeO2溶解得到含Ce2(SO4)3的溶液,过滤后,滤液2发生反应4得到Ce(OH)4,Ce(OH)4受热分解成CeO2。
【小问1详解】
Ce元素(原子序数为58)在元素周期表的位置为:第六周期第ⅢB族;
【小问2详解】
“酸溶”前,需将废催化剂磨碎,其目的是:增大固体与酸反应的接触面积,加快反应速率,增大浸取率;
【小问3详解】
“反应1”中H2O2的作用为:将铁元素全部转化为;加入物质X将硫酸铝转化为硫酸铝铵晶体,同时将铁离子除去,则物质X为氨水或氨气,反应2中铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀,若利用pH传感器检测反应2, , ;
【小问4详解】
反应3是与在硫酸条件下发生氧化还原反应,根据得失电子守恒、原子守恒,化学反应方程式为;
【小问5详解】
从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干;
【小问6详解】
由图示可知,NO2和SO2将Ce4+还原为Ce3+,则NO2被氧化成,SO2被氧化成,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为。
18. 氨是工业生产中重要的化工原料,氨的合成以及应用在工业上有重要意义。
(1)工业合成氨的反应为,合成氨的反应历程和能量变化如图所示(图中a~d表示物质吸附在催化剂表面时的状态),请回答下列问题:
①合成氨反应的热化学方程式为________________________;对总反应速率影响较大的是步骤____________(填写编号)。
②合成氨的原料气需预先净化,其主要目的是__________________;在实际工业生产中,提高产品平衡产率的措施有________________________(答出两点)。
(2)工业上以和为原料合成尿素。液相中合成尿素的热化学方程式为:,在液相中的平衡转化率与温度、初始氨碳比(用L表示,)、初始水碳比(用W表示,)关系如图。
①曲线A、B中,____________(填“A”或“B”)的W较小。
②对于液相反应,常用某组分M达到平衡时的物质的量分数代替平衡浓度来计算平衡常数(记作),时,的的值为____________。
(3)工业上以为氮源催化氧化可以制备,反应原理分三步进行
①第Ⅰ步反应的化学方程式为________________________。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因______________________________。
【答案】(1) ①. ②. ③ ③. 防止催化剂中毒 ④. 加压、分离出、循环利用和
(2) ①. A ②. 3.25(或13/4)
(3) ①. ②. x,y点NO转化率相同,,压强对容器容积的影响大于温度对容器容积的影响(或体积不变,升温,NO的转化率要减小,而从x到y点升温,NO的转化率相等,则需要压缩体积使平衡正移,增大NO的转化率,才能使x,y两点的转化率相等)
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,反应物的总能量比中间产物高,而生成物的总能量比高,因此生成物总能量比反应物总能量低,即合成氨反应的热化学方程式为;反应速率由活化能最大的步骤决定,步骤③的活化能为,在所有步骤中最大,因此对总反应速率影响较大的是步骤③;
②合成氨的原料气需预先净化,其主要目的是防止催化剂中毒;在实际工业生产中,提高产品平衡产率的措施有加压、分离出、循环利用和等;
【小问2详解】
①当初始氨碳比相同,水碳比越大,二氧化碳的转化率越小,根据图中信息可知,曲线A二氧化碳转化率大于曲线B,则W较小的曲线是A;
②N点初始氨碳比[L=]为3、初始水碳比[W=]为0,二氧化碳的转化率为75%,设初始氨气物质的量为3amol,,平衡时总物质的量为3.25amol,则Kx===3.25;
【小问3详解】
①第Ⅰ步为氨气的催化氧化反应,生成一氧化氮和水,化学方程式为:;
②y点温度比x点高、压强比x点的大,两点NO转化率均为60%,气体总物质的量相同,根据阿伏加德罗定律的推论,y点温度T更高、压强p更大,且压强增大对容积的影响超过了温度升高对容积的影响,最终y点容器容积小于x点;或者第Ⅱ步反应为,该反应的正反应是放热反应。体积不变,升温,NO的转化率要减小,而从x到y点升温,NO的转化率相等,则需要压缩体积使平衡正移,增大NO的转化率,才能使x,y两点的转化率相等。
19. “味精大王”吴蕴初是我国近代化工专家,上世纪二十年代在上海创办了我国第一个味精厂。味精的主要成分为谷氨酸钠,生产谷氨酸钠的核心原料谷氨酸的一种合成路线如下,回答相应问题。
已知:
(1)A的化学名称为__________________。
(2)G中官能团的名称是__________________。
(3)X()可由M()与适量的KOH反应制备,从结构特点解释M为何能与KOH反应生成X__________________。
(4)C生成D是一个加成反应,则Y的结构简式为__________________。
(5)D生成E的反应中,消耗的D与NaOH物质的量之比为__________________。
(6)写出E生成G的化学方程式__________________。
(7)H是G的同分异构体,符合下列条件的H有__________________种。
①1 mol H能与足量的NaHCO3反应放出2 mol气体 ②含有氨基
【答案】(1)丙二酸二乙酯
(2)羧基、氨基 (3)M中受2个羰基强烈的吸电子效应影响,极性增强,具有酸性
(4)
(5)
(6)+3HCl+3NaCl+CO2↑
(7)8
【解析】
【分析】B到C发生取代反应,可知X为,C到D发生加成反应,可知Y为,E在HCl加热条件下,先发生水解反应,再根据已知条件脱羧生成G ,E的结构简式为。
【小问1详解】
根据系统命名法,可得A的名称为丙二酸二乙酯;
【小问2详解】
由G的结构可知,其官能团的名称为羧基、氨基;
【小问3详解】
M中N−H受2个羰基强烈的吸电子效应影响,极性增强,具有酸性,可以与碱发生反应。
【小问4详解】
C()与Y反应生成D()是一个加成反应,由此可知Y的结构简式是。
【小问5详解】
D中含有3个酯基、2个酰胺基,酯基水解时1个酯基消耗1个NaOH ,酰胺基水解消耗1个NaOH ,所以1个D分子消耗5个NaOH ,消耗的D与NaOH物质的量之比为1:5。
【小问6详解】
E在HCl加热条件下,先发生水解反应,再根据已知条件脱羧生成G ,E的结构简式为,反应中生成谷氨酸、NaCl和,反应式为+3HCl+3NaCl+CO2↑。
【小问7详解】
H是G的同分异构体,且1 mol H能与足量的反应放出2 mol气体说明含有2个羧基,含有氨基,满足条件的同分异构体有、、、、、、、,共8种。
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雅安市高2023级第一次诊断性考试
化学试题
全卷共100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,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,再选涂其它答案标号。非选择题用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考员只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Cl-35.5 Ca-40
一、单项选择题: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,只有一项是最符合题目要求的。
1. “四川舰”近期顺利完成了首次航行试验。下列有关其使用材料的说法正确的是
A. 舰体主体结构使用的特种钢中添加了镍、铬等元素,可以增强钢材的耐腐蚀性和强度
B. 桅杆使用的高强度碳纤维是一种合金材料
C. 舰载机机身部分使用了大量的铝合金和钛合金,主要利用了它们密度小、硬度小的特性
D. 舰员穿的阻燃防护服中使用的芳纶纤维是一种高性能的天然纤维
2. 下列说法正确的是
A. 硝酸银溶液存放于棕色瓶中,因其受光照易分解
B. 油脂产生“哈喇”味,因其发生了水解反应
C. 淀粉和纤维素的分子式都可以写成,它们互为同分异构体
D. 焰色试验适用于所有金属元素的检验
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. 的电子式为:
B. 用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程:
C. NaCl溶液中的水合离子:
D. 2-丁烯的键线式:
4. G是合成抗胆碱作用药物的中间体,结构如图所示,下列关于G的说法正确的是
A. 的化学式是 B. 中碳原子的杂化类型只有
C. 最多可消耗 D. 中有1个手性碳原子
5. 下列实验能达到目的的是
A.测定溶液的
B.证明苯与液溴反应产生
C.验证溴乙烷的消去产物
D.溶液的焰色试验
A. A B. B C. C D. D
6. 下列对事实的解释或说明正确的是
事实
解释或说明
A
熔点:
键能:键键
B
用“杯酚”分离和
“杯酚”与通过配位键形成超分子
C
和的空间构型相同
中心原子的杂化方式相同
D
单质硫()难溶于水,易溶于
是极性分子,和是非极性分子
A. A B. B C. C D. D
7. 下列离子方程式错误的是
A. 苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B. 向碘化亚铁溶液通入等物质的量的氯气:
C. 溶液中滴加过量的浓氨水:
D. 泡沫灭火器的反应原理:
8. W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法不正确的是
A. 原子半径:Z<W B. 第一电离能:Y<X
C. 电负性:W<X D. 最简单氢化物的沸点:Y<Z
9. 有机物Y是一种医药中间体,其合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 一定条件下,X最多能与4molH2发生加成反应
B. Y中所有原子可能处于同一平面
C. 可以用少量FeCl3溶液鉴别X与Y
D. Y中含有两种含氧官能团
10. 下列操作与平衡移动原理无关的是
A. 向试管中先加入3 mL 5% H2O2溶液,再加入少量MnO2固体,有大量气体产生
B. 向试管中先加入2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液,再加热,溶液由蓝绿色变为黄绿色
C. 配制FeCl3溶液,先将FeCl3固体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
D. 为了除去水垢中的CaSO4,先加入Na2CO3溶液处理,使沉淀发生转化,再加入酸除去
11. 如图为两种途径制备硫酸的过程(反应条件略)。下列说法错误的是
A. 途径②增大浓度可提高的转化率
B. 工业上一般不直接用水吸收制备硫酸
C. 也可用如下反应制备:,当消耗时,理论上转移
D. 若,则为吸热反应
12. 一种砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”,晶胞参数为a pm,建立如图的原子坐标系,①号位的分数坐标为。已知:砷化镉的摩尔质量为M g/mol,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该砷化镉晶体的化学式可表示为
B. 晶胞中周围紧邻的有12个
C. ②号位分数坐标为
D. 该晶胞的密度为
13. 一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。下列说法错误的是
A. “电炉煅烧”必须隔绝空气
B. 浸渣的主要成分是和
C. “炉气水洗”使白磷蒸气冷凝成固态而与分离
D. “中和沉淀”需要控制溶液的
14. 利用燃料电池可处理高浓度的氨氮废水,同时电解含有苯酚、乙腈()的水溶液合成扑热息痛(),装置如图所示,其中a、b的电极材料为石墨。下列说法正确的是
A. a极电势高于b极
B. 燃料电池工作过程中,乙室溶液pH增大
C. 乙室每产生0.5 mol N2,a电极理论上产生H2的体积为33.6 L
D. 丙室中发生反应的总化学方程式为
15. 利用平衡移动原理,分析在常温下在不同的体系[起始]中的可能产物。
已知:ⅰ.图1中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系
ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合
下列说法正确的是
A. 由图可知,在常温下,的水解平衡常数
B. 由图可知,当初始状态为、时,平衡后溶液中存在
C. 常温下,用盐酸滴定溶液至时,溶液呈酸性
D. 由图可知,当初始状态为、时,发生反应:
二、非选择题:本题共4个小题,共55分。
16. 亚氯酸钙[]具有极强的吸湿性,无水亚氯酸钙加热至尚不分解,含水亚氯酸钙加热到即分解。某实验小组利用下图所示装置制备黄绿色气体,并在加热条件下使其与反应制备。
已知:ClO2可被NaOH溶液吸收得到NaClO3和NaClO2的混合物
Ⅰ.亚氯酸钙的制备
(1)盛放H2O2的仪器名称为__________________。
(2)仪器的连接顺序为a→__________________(部分仪器可重复使用)。
(3)装置D中长颈漏斗的作用为______________________________。
(4)D中发生反应的离子方程式为______________________________。
(5)制备时,参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________。
Ⅱ.产品中亚氯酸钙(杂质为CaCl2)含量测定
①准确称取0.1200 g粗产品于碘量瓶中,加入醋酸和稍过量的KI溶液,然后以淀粉溶液作指示剂,用0.2000 mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定至滴定终点,平行测定三次后取平均值,用去25.24 mL标准溶液
②不取产品,其余试剂用量和步骤均与①相同,消耗1.24 mL Na2S2O3标准溶液。
已知:;
(6)操作“②”的目的是______________________________;亚氯酸钙的纯度为__________________(结果保留4位有效数字)。
17. 催化裂化(FCC)是石油精炼中最重要的转化之一、FCC催化剂中含有多种金属元素,一种针对FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质)综合回收利用的工艺流程如下:
已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液
②常温下,,,
③当溶液中的某离子浓度时视为沉淀完全
回答下列问题:
(1)Ce元素(原子序数为58)在元素周期表的位置为________________________。
(2)“酸溶”前,需将废催化剂磨碎,其目的是________________________。
(3)“反应1”中H2O2的作用为________________________;“物质X”为____________,若利用pH传感器监测“反应2”,当pH=____________时,Fe3+沉淀完全。
(4)“反应3”的化学反应方程式为________________________。
(5)从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括____________、过滤、洗涤、常温晾干。
(6)以为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的NO2和SO2,装置如图所示:
已知模拟烟气中NO2和SO2的体积比为,写出“气-液吸收柱”中发生主要反应的离子方程式____________________________________。
18. 氨是工业生产中重要的化工原料,氨的合成以及应用在工业上有重要意义。
(1)工业合成氨的反应为,合成氨的反应历程和能量变化如图所示(图中a~d表示物质吸附在催化剂表面时的状态),请回答下列问题:
①合成氨反应的热化学方程式为________________________;对总反应速率影响较大的是步骤____________(填写编号)。
②合成氨的原料气需预先净化,其主要目的是__________________;在实际工业生产中,提高产品平衡产率的措施有________________________(答出两点)。
(2)工业上以和为原料合成尿素。液相中合成尿素的热化学方程式为:,在液相中的平衡转化率与温度、初始氨碳比(用L表示,)、初始水碳比(用W表示,)关系如图。
①曲线A、B中,____________(填“A”或“B”)的W较小。
②对于液相反应,常用某组分M达到平衡时的物质的量分数代替平衡浓度来计算平衡常数(记作),时,的的值为____________。
(3)工业上以为氮源催化氧化可以制备,反应原理分三步进行
①第Ⅰ步反应的化学方程式为________________________。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因______________________________。
19. “味精大王”吴蕴初是我国近代化工专家,上世纪二十年代在上海创办了我国第一个味精厂。味精的主要成分为谷氨酸钠,生产谷氨酸钠的核心原料谷氨酸的一种合成路线如下,回答相应问题。
已知:
(1)A的化学名称为__________________。
(2)G中官能团的名称是__________________。
(3)X()可由M()与适量的KOH反应制备,从结构特点解释M为何能与KOH反应生成X__________________。
(4)C生成D是一个加成反应,则Y的结构简式为__________________。
(5)D生成E的反应中,消耗的D与NaOH物质的量之比为__________________。
(6)写出E生成G的化学方程式__________________。
(7)H是G的同分异构体,符合下列条件的H有__________________种。
①1 mol H能与足量的NaHCO3反应放出2 mol气体 ②含有氨基
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