内容正文:
绝密★考试结束前
2026学年第一学期高三年级10月联考(江皖卷)
化学
考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息;
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效,考试结束后,只需上交答题卷。
4.常用元素的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ni 59 Zn 65 Ag 108
一、选择题(本大题共13题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是
A. 煤的气化属于物理变化 B. 焰色试验是化学变化
C. 有机玻璃是硅酸盐产品中的一种 D. 燃料电池可实现化学能向电能的转化
2. 常温下,和共存的混合溶液体系中可发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 中子数为20的原子可表示为 B. 次氯酸的结构式为
C. 是非极性分子 D. 分子的空间填充模型为
3. 规范的实验操作是实验成功与安全的保障。下列实验操作或处理方法正确的是
A. 用如图装置蒸干溶液获得
B. 润洗滴定管时,将润洗液全部从滴定管上口倒出
C. 温度计中水银洒落地面,用硫粉覆盖后再做进一步无害化处理
D. 不慎将苯酚溅在皮肤上,应立即用的水清洗
4. 电解熔融KF与HF混合物(加入少量LiF能降低混合物的熔融温度)可制得;电解饱和食盐水可制得。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 离子键强弱:
C. 电负性: D. 第一电离能:
阅读下列材料,完成以下3个小题:
周期表中氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)同是VIA族元素,其单质及其化合物应用广泛。双氧水是一种绿色氧化剂。硫可以用于制黑火药,黑火药反应为:;性质类似,还原性比强,其沸点高于;硒酸()氧化性极强,能氧化生成;用还原得到单质硒,硒单质具有半导体的特性,可用于制作半导体材料。
5. 下列说法正确的是
A. 黑火药反应中每消耗时,反应中转移电子总数为
B. 硒酸与盐酸共热的化学方程式为
C. 中
D. 中硫元素化合价为+7
6. 硒和碲的提取常利用SO2作还原剂。已知:
①
②(碲酸)(未配平)
下列说法不正确的是
A. 的模型为平面三角形
B. 的价电子构型为
C. 反应②中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为
D. 还原性:
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A. 水分子中氧原子上有孤电子对,可与H+形成配位键
B. 硒是非金属元素,可用于制作半导体材料
C. H2Se相对分子质量比H2S大,H2Se沸点高于H2S
D. 水结冰过程中氢键数目增多且氢键具有方向性,冰的密度比液态水小
8. 电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯
B. 阴阳两极产生气体的物质的量之比为
C. 生成的电极反应式为
D. 电解时溶液中向阳极区移动,阳极区溶液增大
9. 催化乙炔氢氯化反应过程中能量变化示意图如下(注:为过渡态)。
下列说法正确的是
A. 过程②由R1得到P1时,有π键的断裂和σ键的生成
B. 反应过程有五步基元反应
C. 升高反应温度,乙炔氢氯化的反应平衡常数增大
D. 乙炔氢氯化总反应速率由过程④决定
10. 化合物Z是一种药物中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多可与4 mol H2反应
C. Z分子存在3个手性碳原子 D. X、Y、Z均能使Br2的CCl4溶液褪色
11. 室温下,下列实验探究方案不能达到相应探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
用电导率传感器分别测定等体积的溶液和盐酸的电导率,比较溶液的导电性强弱
探究是否为弱电解质
B
向圆底烧瓶中加入、无水乙醇、碎瓷片和1-溴丁烷,微热。将产生的气体通入溴的溶液,观察现象
探究1-溴丁烷的消去产物
C
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,振荡试管,然后向其中滴加4滴溶液,观察现象
探究和的大小
D
以、为电极,以酸化的溶液作电解质溶液,连接成原电池装置,过一段时间,从电极区域取少量溶液于试管中,滴入2滴溶液,观察现象
探究金属的电化学保护法
A. A B. B C. C D. D
12. 常温下,酸性废水中的、、可经以下流程除去。
已知:溶液中浓度低于可认为沉淀完全;,,。
下列说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 被还原的离子方程式为
C. 若恰好沉淀完全,“沉淀”后上层清液中存在
D. “还原”时需加入的
13. 和催化重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
一定条件下,和一定量的反应,若仅考虑上述反应,平衡时转化率及CO选择性随的变化曲线如图所示。
已知:CO选择性
下列说法正确的是
A. 其他条件不变,加压有利于增大的平衡转化率
B. 当,选择性下降,可能原因是增加水的量导致反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡常数变大
C. 当,随增加,生成的物质的量减少
D. 当,平衡时的物质的量为2.106 mol
二、非选择题(共4题,共61分)
14. 银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域,某团队采用如下工艺从银锌电池(含有Zn、Ag2O、Ag和少量MnO2与石墨)中回收银。
Ⅰ.银的回收
(1)已知“氧化浸出”时无气体生成。
①Ag参与反应的离子方程式为________________;
②参考图-1,用硝酸-双氧水协同法浸取Ag,优点是________________;
③随温度升高,浸出率先增大后减小,其原因是________________。
(2)“浸出”步骤的反应原理为:。
①将初始浓度相同的Na2SO3溶液加入到一定量的AgCl中,检测不同pH时银的浸出率,结果如图-2所示。pH在6以下时银浸出率很低,其原因是________。
②“浸出”操作中也可以用氨水溶解“沉淀”,然后用肼(N2H4)“还原”得到银,同时生成一种无毒气体。用肼(N2H4)“还原”得到银的化学方程式为________________________。
Ⅱ.银的用途
(3)银/氯化银参比电极是一种用于测量氯化物溶液中阴、阳离子浓度的电极,具有良好的稳定性和良好的传感性能,是目前用于分析氯化物浓度常用的电极之一,某原电池装置如图-3所示:
①负极电极反应式为________。
②当消耗0.1 mol Cl2时,膜左侧溶液中约减少________mol离子。
(4)银铈合金是优良的导电材料,一种银铈晶体结构单元如图-4所示,该结构单元是否属于晶胞,________(填“是”或“不是”)。
(5)Ag通过“活化处理”可实现Ag+的可控释放。研究发现,Ag+可与细菌体内含巯基(—SH)的酶反应,生成稳定的配位化合物可破坏酶的活性,从而起到杀菌作用。Ag+与NH3也能形成稳定的[Ag(NH3)2]+,但Ag+与巯基的配位能力更强,其可能原因为________________________。
15. 化合物I具有降血压、减肥及治疗心脏疾病等功效,其合成路线如下(部分反应条件省略)。
已知:
①
②
③
④
请回答:
(1)化合物F中含氧官能团是________(写名称)。
(2)下列说法不正确的是________。
A. A→B的转变只有官能团种类和数量的变化
B. A中碳原子的杂化方式只有和
C. 化合物G的分子式为
D. 化合物I可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物D和E反应生成F的反应类型是________。
(4)G生成H的同时,生成的另一种产物的结构简式是________。
(5)写出同时符合下列条件的化合物C的一种同分异构体的结构简式________。
①分子中含有苯环且与溶液发生显色反应
②核磁共振氢谱和红外光谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,不含键
(6)写出以、以及乙醇为原料制备化合物A的合成路线图_____________________________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. 三氧化二镍(Ni2O3)常用作磁性材料,具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、SiO2以及少量的不溶杂质)为原料制备Ni2O3。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与CaCO3混合,粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入CaCO3的目的是________________________________。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、Ni2O3、CaSO4、CaSiO3)加入三颈烧瓶中(装置如图所示),通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,充分反应。反应后所得溶液中含Cu2+、Ca2+、Ni2+。
①“酸浸”反应完成的标志是________________________。
②酸浸时会有气体产生,这种气体是________。
(3)除杂。将三颈烧瓶中悬浊液倒出、过滤后,向所得滤液中加入足量Ni粉,充分反应后过滤,调节滤液的pH,向滤液中加入NaF溶液将Ca2+沉淀除去。
已知:开始溶液中的,,,离子浓度≤沉淀完全。
①加入Ni粉的目的是除去溶液中的Cu2+。不选择用调节pH的方法除去Cu2+的原因是________________。
②实际消耗Ni粉的量大于理论用量,原因是________________________。
(4)制备Ni2O3。请补充完整由除杂后得到的NiSO4溶液制取Ni2O3的实验方案:量取100 mL NiSO4溶液,测得其中NiSO4的浓度为,________________________,得到Ni2O3(须用到的试剂:溶液、稀盐酸、BaCl2溶液)。
已知:NiCO3样品在空气中煅烧,样品的固体残留率()随热解温度的变化如图所示。
17. 合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)在恒压条件下,将一定比例的CO2和H2通入反应器中,一段时间后,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比,则该温度下CO2转化率=________%。(结果保留1位小数);在某一温度下,当通入CO2和H2的浓度达到某一值后继续增大其浓度,化学反应速率却不再增大,其原因可能是________________。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图-1所示。
①温度为470 K时,图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态,490 K之后,甲醇产率随温度升高而减小的原因除了升高温度使反应“I”平衡逆向移动以外,还有________________。
②一定能提高甲醇平衡产率的措施是________。
A.增大压强 B.升高温度 C.加入大量催化剂
(3)一定比例的,、条件下甲醇生成速率与温度的关系如图-2。
①490 K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是________(填“A”或“B”)。
A.
B.
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,从平衡移动的角度,结合反应Ⅰ、Ⅱ分析原因________________________。
(4)甲醇固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图-3所示,其中多孔电极均不参与电极反应。写出该电池的负极电极反应式:________________。
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绝密★考试结束前
2026学年第一学期高三年级10月联考(江皖卷)
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考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息;
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试卷上无效,考试结束后,只需上交答题卷。
4.常用元素的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ni 59 Zn 65 Ag 108
一、选择题(本大题共13题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是
A. 煤的气化属于物理变化 B. 焰色试验是化学变化
C. 有机玻璃是硅酸盐产品中的一种 D. 燃料电池可实现化学能向电能的转化
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤的气化是将煤与水蒸气等在高温下反应生成水煤气(CO和H2等可燃性气体)的过程,有新物质生成,属于化学变化,A错误;
B.焰色试验是金属元素的原子中核外电子受热跃迁后释放能量产生的特征光现象,过程中没有新物质生成,属于物理变化,B错误;
C.有机玻璃的化学成分为聚甲基丙烯酸甲酯,是有机高分子合成材料,不属于硅酸盐产品(常见硅酸盐产品为玻璃、陶瓷、水泥等),C错误;
D.燃料电池属于原电池的一类,能够通过自发的氧化还原反应,将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能,D正确;
故选D。
2. 常温下,和共存的混合溶液体系中可发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 中子数为20的原子可表示为 B. 次氯酸的结构式为
C. 是非极性分子 D. 分子的空间填充模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子数为20的Cl原子表示为,A错误;
B.O原子最外层有6个电子,Cl原子最外层有7个电子,H原子最外层有1个电子,根据化合价规则,O原子形成2个共价键,H原子和Cl原子各形成1个共价键,次氯酸的结构式为H-O-Cl,B正确;
C.ClO2为V形结构,正负电荷中心不重合,为极性分子,C错误;
D.D选项中给出的为水分子的球棍模型,D错误;
故选B。
3. 规范的实验操作是实验成功与安全的保障。下列实验操作或处理方法正确的是
A. 用如图装置蒸干溶液获得
B. 润洗滴定管时,将润洗液全部从滴定管上口倒出
C. 温度计中水银洒落地面,用硫粉覆盖后再做进一步无害化处理
D. 不慎将苯酚溅在皮肤上,应立即用的水清洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中会发生水解反应,且水解生成的属于挥发性酸,加热蒸发时会挥发而促进水解完全,最终得到(继续加热得到),无法得到带结晶水的,正确操作应为蒸发浓缩、冷却结晶,A错误;
B.润洗滴定管时,为保证润洗到滴定管尖嘴部位,润洗液需要从滴定管下口流出,B错误;
C.水银(金属汞)有毒,单质硫可以和汞常温下反应生成无毒的HgS,因此洒落水银后用硫粉覆盖再做无害化处理是正确的应急操作,C正确;
D.65℃的热水会造成皮肤烫伤,苯酚有毒,易溶于酒精,因此苯酚沾到皮肤上,可先用酒精溶解冲洗,再用水清洗,D错误;
故选C。
4. 电解熔融KF与HF混合物(加入少量LiF能降低混合物的熔融温度)可制得;电解饱和食盐水可制得。下列说法正确的是
A. 稳定性: B. 离子键强弱:
C. 电负性: D. 第一电离能:
【答案】A
【解析】
【详解】A.非金属性越强,简单氢化物越稳定,F的非金属性强于Cl,所以稳定性,A正确;
B.KF和LiF阴离子均为F⁻,阳离子所带电荷相同,但K⁺半径大于Li⁺,半径越大离子键越弱,故离子键强弱为,B错误;
C.F是元素周期表中电负性最大的元素,电负性,C错误;
D.同主族元素第一电离能整体随原子序数增大而减小,F的原子半径远小于Cl,原子核对最外层电子的束缚作用更强,第一电离能,D错误;
故选A。
阅读下列材料,完成以下3个小题:
周期表中氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)同是VIA族元素,其单质及其化合物应用广泛。双氧水是一种绿色氧化剂。硫可以用于制黑火药,黑火药反应为:;性质类似,还原性比强,其沸点高于;硒酸()氧化性极强,能氧化生成;用还原得到单质硒,硒单质具有半导体的特性,可用于制作半导体材料。
5. 下列说法正确的是
A. 黑火药反应中每消耗时,反应中转移电子总数为
B. 硒酸与盐酸共热的化学方程式为
C. 中
D. 中硫元素化合价为+7
6. 硒和碲的提取常利用SO2作还原剂。已知:
①
②(碲酸)(未配平)
下列说法不正确的是
A. 的模型为平面三角形
B. 的价电子构型为
C. 反应②中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为
D. 还原性:
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A. 水分子中氧原子上有孤电子对,可与H+形成配位键
B. 硒是非金属元素,可用于制作半导体材料
C. H2Se相对分子质量比H2S大,H2Se沸点高于H2S
D. 水结冰过程中氢键数目增多且氢键具有方向性,冰的密度比液态水小
【答案】5. B 6. C 7. B
【解析】
【5题详解】
A.根据可知,每消耗时,反应中转移电子总数为,A错误;
B.硒酸()氧化性极强,能氧化生成,硒酸与盐酸共热的化学方程式正确,B正确;
C.K+和S2-二者电子层结构相同,S2-核电荷数小于K+,半径,C错误;
D.S最外层只有6个电子,最高化合价为+6价,中存在-O-O-键,有-1价O原子,硫元素化合价为+6,D错误;
答案选B。
【6题详解】
A.的中心原子为S,价层电子对数为2+=3,模型为平面三角形,A正确;
B.属于第五周期VIA族元素,价电子构型为,B正确;
C.反应(碲酸)(未配平)中,为氧化剂,Te的化合价由+6价降低到0价,得到6个电子,SO2为还原剂,S的化合价由+4价升高到+6价,失去2个电子,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:3,C错误;
D.由反应 可知,SO2为还原剂,Se为还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,可知 还原性:,D正确;
答案选C。
【7题详解】
A.水分子中氧原子上有孤电子对,H+存在空轨道,二者可以形成配位键,A正确;
B.硒是非金属元素,与可用于制作半导体材料之间不具有对应关系,B错误;
C.H2Se和H2S都属于分子晶体,二者分子间都不存在氢键, H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力H2Se大于H2S,H2Se沸点高于H2S,C正确;
D.水结冰过程中氢键数目增多且氢键具有方向性,使得冰的空间利用率低,冰的密度比液态水小,二者有对应关系,D正确;
答案选B。
8. 电解CO的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 工业主要通过乙醇的消去反应获取乙烯
B. 阴阳两极产生气体的物质的量之比为
C. 生成的电极反应式为
D. 电解时溶液中向阳极区移动,阳极区溶液增大
【答案】C
【解析】
【分析】该电解池装置中,左侧电极与电源正极相连,为阳极,发生氧化反应,电极反应式为;右侧电极为阴极,发生还原反应,电极反应包括、;
【详解】A.工业上乙烯主要通过石油的裂化和裂解获取,乙醇消去反应是实验室制备乙烯的方法,A错误;
B.根据得失电子守恒,由分析中电极反应式可知,若阴极只生成,则阴阳两极产生气体的物质的量之比为1:2,但阴极还有产生,因此无法确定阴阳两极产生气体的物质的量之比,B错误;
C.由分析知,生成的电极反应式为,C正确;
D.电解池中阴离子向阳极移动,故向阳极区(左侧)移动,阳极发生反应,总物质的量不变,但水增多,故阳极区溶液pH减小,D错误;
故选C。
9. 催化乙炔氢氯化反应过程中能量变化示意图如下(注:为过渡态)。
下列说法正确的是
A. 过程②由R1得到P1时,有π键的断裂和σ键的生成
B. 反应过程有五步基元反应
C. 升高反应温度,乙炔氢氯化的反应平衡常数增大
D. 乙炔氢氯化总反应速率由过程④决定
【答案】A
【解析】
【详解】A.过程②由得到时,有碳碳叁键的断开和单键形成,故有π键的断裂和σ键的生成,A正确;
B.反应过程有两个过渡态,有两步基元反应,其余为被催化剂吸附或脱附,不属于基元反应,B错误;
C.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;
D.由图可知,过程②的活化能大于过程④的活化能,总反应速率由过程②决定,D错误;
故选A。
10. 化合物Z是一种药物中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多可与4 mol H2反应
C. Z分子存在3个手性碳原子 D. X、Y、Z均能使Br2的CCl4溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中与酯基连接的碳原子为sp3杂化的碳原子,X分子中所有碳原子不可能共平面,A错误;
B.Y中的碳碳双键和羰基可以与氢气加成,1 mol Y最多可与3 mol H2反应,B错误;
C. 碳原子周围连接4个不同的原子或原子团为手性碳原子,Z分子中有2个手性碳原子,如图:,C错误;
D.X、Y、Z均含有碳碳双键,均能使Br2的CCl4溶液褪色,D正确;
故选 D。
11. 室温下,下列实验探究方案不能达到相应探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
用电导率传感器分别测定等体积的溶液和盐酸的电导率,比较溶液的导电性强弱
探究是否为弱电解质
B
向圆底烧瓶中加入、无水乙醇、碎瓷片和1-溴丁烷,微热。将产生的气体通入溴的溶液,观察现象
探究1-溴丁烷的消去产物
C
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,振荡试管,然后向其中滴加4滴溶液,观察现象
探究和的大小
D
以、为电极,以酸化的溶液作电解质溶液,连接成原电池装置,过一段时间,从电极区域取少量溶液于试管中,滴入2滴溶液,观察现象
探究金属的电化学保护法
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液和盐酸浓度未知,不能通过导电性强弱探究是否为弱电解质,故A错误;
B.1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯,丁烯与溴发生加成反应导致溴水褪色,故可以探究1-溴丁烷的消去产物,故B正确;
C.向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,NaCl过量,产生白色沉淀为AgCl,然后向其中滴加4滴溶液,白色沉淀转化为浅黄色沉淀,发生沉淀的转化,可以比较和的大小,故C正确;
D.由题意可知,锌铁在氯化钠溶液中构成的原电池中,活泼金属锌做负极被损耗,铁电极做正极被保护,则向铁电极区域取少量溶液中滴入铁氰化钾溶液,没有蓝色沉淀生成,说明铁做正极被保护,能用于探究金属的电化学保护法,故D正确;
故选A。
12. 常温下,酸性废水中的、、可经以下流程除去。
已知:溶液中浓度低于可认为沉淀完全;,,。
下列说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 被还原的离子方程式为
C. 若恰好沉淀完全,“沉淀”后上层清液中存在
D. “还原”时需加入的
【答案】C
【解析】
【分析】酸性含铬废水加入过量,发生氧化还原反应将六价铬还原为Cr3+,加入NaOH调节pH,形成Cr(OH)3沉淀,过滤得到除Cr后废水。
【详解】A.溶液中,由电荷守恒可得:,由物料守恒可得:,代入得:,A错误;
B.反应中还原剂是,不是,离子方程式应为,B错误;
C.若恰好沉淀完全,则,由,解得,则;根据的二级电离常数,变形得,即,C正确;
D.Cr(Ⅵ)被还原为Cr3+时,每个Cr原子得到3个电子:1mol 的、、中分别含2mol、1mol、1mol Cr,总得到电子的物质的量为,每个被氧化为失去2个电子,电子守恒关系为:,因流程中加入了过量,实际需满足,D错误;
故选C。
13. 和催化重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
一定条件下,和一定量的反应,若仅考虑上述反应,平衡时转化率及CO选择性随的变化曲线如图所示。
已知:CO选择性
下列说法正确的是
A. 其他条件不变,加压有利于增大的平衡转化率
B. 当,选择性下降,可能原因是增加水的量导致反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡常数变大
C. 当,随增加,生成的物质的量减少
D. 当,平衡时的物质的量为2.106 mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ和反应Ⅲ是气体分子数增加的反应,加压平衡左移,不利于甲醇的转化,加压对反应Ⅱ无影响,综合来看,加压总体会降低甲醇的转化率,故A错误;
B.平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关,增加水的量不会改变平衡常数,选择性下降的原因可能是随着水的增加,反应Ⅱ、反应Ⅲ正向移动,一氧化碳减少,二氧化碳增多,故B错误;
C.当,随增加,由图可知甲醇的转化率仍在增加,随着增加,会促进反应Ⅱ、反应Ⅲ正向移动,这些反应均产生氢气,故生成的物质的量增多,则C错误;
D.当时,甲醇转化率为百分之七十八,转化,此时一氧化碳选择性为百分之三十,即生成的一氧化碳的物质的量为,生成的二氧化碳的物质的量为,
反应Ⅰ产生的氢气的物质的量为,反应Ⅲ产生的氢气的物质的量为,氢气的总物质的量为,故D正确;
则该题选D。
二、非选择题(共4题,共61分)
14. 银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域,某团队采用如下工艺从银锌电池(含有Zn、Ag2O、Ag和少量MnO2与石墨)中回收银。
Ⅰ.银的回收
(1)已知“氧化浸出”时无气体生成。
①Ag参与反应的离子方程式为________________;
②参考图-1,用硝酸-双氧水协同法浸取Ag,优点是________________;
③随温度升高,浸出率先增大后减小,其原因是________________。
(2)“浸出”步骤的反应原理为:。
①将初始浓度相同的Na2SO3溶液加入到一定量的AgCl中,检测不同pH时银的浸出率,结果如图-2所示。pH在6以下时银浸出率很低,其原因是________。
②“浸出”操作中也可以用氨水溶解“沉淀”,然后用肼(N2H4)“还原”得到银,同时生成一种无毒气体。用肼(N2H4)“还原”得到银的化学方程式为________________________。
Ⅱ.银的用途
(3)银/氯化银参比电极是一种用于测量氯化物溶液中阴、阳离子浓度的电极,具有良好的稳定性和良好的传感性能,是目前用于分析氯化物浓度常用的电极之一,某原电池装置如图-3所示:
①负极电极反应式为________。
②当消耗0.1 mol Cl2时,膜左侧溶液中约减少________mol离子。
(4)银铈合金是优良的导电材料,一种银铈晶体结构单元如图-4所示,该结构单元是否属于晶胞,________(填“是”或“不是”)。
(5)Ag通过“活化处理”可实现Ag+的可控释放。研究发现,Ag+可与细菌体内含巯基(—SH)的酶反应,生成稳定的配位化合物可破坏酶的活性,从而起到杀菌作用。Ag+与NH3也能形成稳定的[Ag(NH3)2]+,但Ag+与巯基的配位能力更强,其可能原因为________________________。
【答案】(1) ①. ②. 双氧水作氧化剂,避免生成污染环境;还可提高银的浸出率 ③. 温度升高,反应速率加快,浸出率先增大;温度过高导致双氧水分解、硝酸挥发,浸出率减小
(2) ①. pH减小,溶液中与结合成或,使浓度降低,使平衡左移,减小浸出率 ②.
(3) ①. ②. 0.4
(4)不是 (5)S比N的电负性小,容易给出孤对电子
【解析】
【分析】向银锌电池(含有Zn、Ag2O、Ag和少量MnO2与石墨)中,加入稀硝酸和进行氧化浸出,MnO2不溶,与石墨一起进入滤渣中,其余金属元素变为离子形式,Ag2O转化为;加入10%氯化钠溶液,得到AgCl沉淀,过滤后向AgCl中加入Na2SO3溶液,得到配离子,加入甘蔗渣水解液(主要成分为葡萄糖),还原配离子为银单质,得到银锭。
【小问1详解】
①氧化浸出无气体生成,说明稀硝酸仅作为酸性介质,作为氧化剂将Ag氧化为,自身被还原为,离子方程式为;
②对比图-1两条曲线,相同温度下加入的体系银浸出率始终高于仅用硝酸的体系,同时避免了硝酸单独氧化Ag时生成氮氧化物的污染问题;
③ 温度升高初期,反应速率加快,更多Ag被溶解,浸出率增大;温度过高时,受热分解、同时硝酸易挥发,体系中氧化剂浓度下降,导致银的浸出率减小。
【小问2详解】
①pH小于6时,溶液中浓度较高,与结合成或,使浓度降低,使平衡左移,因此银浸出率很低;
②肼还原银氨配离子时,被还原为Ag单质,生成无毒气体,即肼中-2价N被氧化为N2,根据元素守恒配平得到化学方程式。
【小问3详解】
①Cl2得电子发生还原反应,所以通入Cl2的Pt电极为正极,因此左侧AgCl/Ag电极为负极,Ag失电子结合溶液中生成AgCl,负极电极反应式为;
②消耗0.1mol Cl2时转移0.2mol电子,负极区每反应1mol ,为维持电荷平衡,会有1mol 通过阳离子交换膜从左侧移向右侧;左侧共消耗0.2mol ,同时迁出0.2mol ,左侧共减少0.2mol+0.2mol=0.4mol离子。
【小问4详解】
晶胞需满足“平移重复性”,即晶胞的任意顶点平移后都能与另一个等价原子重合,该结构单元中Ce原子仅分布在互不相邻的两个顶点,平移后无法与其他Ce原子重合,不满足晶胞的平移对称性要求,因此不属于晶胞。
【小问5详解】
S元素电负性小于N元素,且巯基中的S原子半径更大,更易给出孤电子对,因此巯基配位能力更强。
15. 化合物I具有降血压、减肥及治疗心脏疾病等功效,其合成路线如下(部分反应条件省略)。
已知:
①
②
③
④
请回答:
(1)化合物F中含氧官能团是________(写名称)。
(2)下列说法不正确的是________。
A. A→B的转变只有官能团种类和数量的变化
B. A中碳原子的杂化方式只有和
C. 化合物G的分子式为
D. 化合物I可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物D和E反应生成F的反应类型是________。
(4)G生成H的同时,生成的另一种产物的结构简式是________。
(5)写出同时符合下列条件的化合物C的一种同分异构体的结构简式________。
①分子中含有苯环且与溶液发生显色反应
②核磁共振氢谱和红外光谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,不含键
(6)写出以、以及乙醇为原料制备化合物A的合成路线图_____________________________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)酯基、酰胺基 (2)AB
(3)取代反应 (4)
(5) (6)
【解析】
【分析】A()在浓HCl的条件下生成B,B的分子式为C9H12O4,不饱和度为4,由B与甲醇生成C可知,B与甲醇发生酯化反应生成C,过程中碳原子的数目增加2个,则B的结构为;观察F的结构,结合D、E的分子式,D的分子式为C10H14O4,不饱和度为4,E的分子式为C10H12N2,不饱和度为6,则D为,E为,D和E脱水后得到F,F转化后得到G,G中加入碱发生水解得到H,H中的含氮杂环加氢后得到I。
【小问1详解】
由F的结构简式可知,含氧官能团为连接在环己烯上的-COOCH3(酯基),以及-CONH-结构(酰胺基)。
【小问2详解】
A.A→B()的过程中,A的-CN在浓HCl加热下水解为-COOH,同时两个乙酯基的乙基也发生了水解,不仅官能团的种类、数量变化,A的六元环上原本的碳碳双键位置也发生了异构化,碳骨架的不饱和度分布改变,并非只有官能团的变化,A错误;
B.A中氰基的C为sp杂化,并非只有sp²和sp³两种杂化方式,B错误;
C.由G的结构简式数C、H、N、O的原子数,分子式确实为,C正确;
D.化合物I含有内酰胺结构,酸性条件下水解生成羧酸和氨基,碱性条件下水解生成羧酸盐和氨基,可发生水解,D正确;
故选AB。
【小问3详解】
由分析知,D是二元羧酸,其中一个羧基与E()的氨基脱水形成酰胺键,属于取代反应。
【小问4详解】
G生成H的过程是G的酯基-COOCH3与分子内的-NH发生成环反应,消除得到H的同时,脱去1分子。
【小问5详解】
C为,不饱和度为4,其一种同分异构体满足条件:①分子中含有苯环且与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,有苯环的话就不存在其它不饱和基团,剩下的碳原子为饱和碳原子;②核磁共振氢谱和红外光谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,不含键,说明对称性较高,因此符合条件的结构简式为:。
【小问6详解】
以、以及乙醇为原料制备化合物A(),结合已知信息②③,目标产物A可由与反应得到,可由经一系列反应得到,合成路线为:
。
16. 三氧化二镍(Ni2O3)常用作磁性材料,具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、SiO2以及少量的不溶杂质)为原料制备Ni2O3。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与CaCO3混合,粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入CaCO3的目的是________________________________。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、Ni2O3、CaSO4、CaSiO3)加入三颈烧瓶中(装置如图所示),通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,充分反应。反应后所得溶液中含Cu2+、Ca2+、Ni2+。
①“酸浸”反应完成的标志是________________________。
②酸浸时会有气体产生,这种气体是________。
(3)除杂。将三颈烧瓶中悬浊液倒出、过滤后,向所得滤液中加入足量Ni粉,充分反应后过滤,调节滤液的pH,向滤液中加入NaF溶液将Ca2+沉淀除去。
已知:开始溶液中的,,,离子浓度≤沉淀完全。
①加入Ni粉的目的是除去溶液中的Cu2+。不选择用调节pH的方法除去Cu2+的原因是________________。
②实际消耗Ni粉的量大于理论用量,原因是________________________。
(4)制备Ni2O3。请补充完整由除杂后得到的NiSO4溶液制取Ni2O3的实验方案:量取100 mL NiSO4溶液,测得其中NiSO4的浓度为,________________________,得到Ni2O3(须用到的试剂:溶液、稀盐酸、BaCl2溶液)。
已知:NiCO3样品在空气中煅烧,样品的固体残留率()随热解温度的变化如图所示。
【答案】(1)吸收煅烧生成的,防止污染空气,同时将转化为便于后续分离
(2) ①. 三颈烧瓶中不再产生气泡 ②.
(3) ①. 若调节pH,沉淀完全时溶液,而开始沉淀的pH为6.5,沉淀完全时,Ni2+已经开始沉淀 ②. 部分Ni粉与H+发生反应
(4)向溶液中边搅拌边加入溶液,充分反应后过滤,用蒸馏水洗直至向最后一次洗涤滤液中加稀盐酸酸化后滴加溶液,无沉淀产生然后将所得固体在350℃左右温度下在空气中加热至固体质量不变
【解析】
【分析】由题意可知,制备三氧化二镍的实验过程为将一定量的镍铜矿与碳酸钙混合、粉碎后在富氧空气中充分煅烧得到含有氧化铜、氧化钙、三氧化二镍、硫酸钙、硅酸钙的固体;将固体加入三颈瓶中,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,将金属氧化物、硅酸钙转化为硫酸盐;将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤得到含有铜离子、镍离子、钙离子的滤液;向滤液中加入足量镍粉,将溶液中的铜离子转化为铜,过滤得到含有镍离子、钙离子的滤液;调节滤液的pH,向滤液中加入氟化钠。将溶液中的钙离子转化为氟化钙沉淀,过滤得到硫酸镍溶液;向硫酸镍溶液中加入碳酸氢钠溶液,将溶液中的硫酸镍转化为碳酸镍沉淀,过滤得到碳酸镍,碳酸镍在空气中煅烧得到三氧化二镍。
【小问1详解】
金属硫化物在空气中煅烧时会生成有毒的二氧化硫,所以煅烧时加入碳酸钙的目的是碳酸钙与氧气和二氧化硫反应,将二氧化硫转化为硫酸钙,防止污染空气,同时将二氧化硅转化为硅酸钙;
【小问2详解】
由题意可知,酸浸时发生的反应为氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,三氧化二镍与稀硫酸反应生成硫酸镍、氧气和水;
①由分析可知,“酸浸”已经完成的标志是三颈烧瓶中不再产生气泡;
②由分析可知,酸浸时产生的气体是氧气;
【小问3详解】
①由溶度积可知,溶液中铜离子完全沉淀时,氢氧根离子的浓度为:=1×10-7.5mol/L,溶液pH为6.5;溶液中镍离子开始沉淀时,氢氧根离子的浓度为:=1×10-7.5mol/L,溶液pH为6.5,则溶液中铜离子完全沉淀时,镍离子会产生沉淀,所以不选择用调节溶液pH的方法除去溶液中的铜离子;
②镍是活泼金属,能与稀硫酸反应,所以加入镍粉除去溶液中铜离子时,镍粉也能与稍过量的稀硫酸反应,导致实际消耗镍粉的量大于理论用量;
【小问4详解】
溶液中镍离子与碳酸氢根离子反应的方程式为:Ni2++2HCO=NiCO3↓+CO2↑+H2O,由方程式可知,100 mL1 mol/L硫酸镍溶液完全反应时,消耗1 mol/L碳酸氢钠溶液的体积为:=200 mL;设起始碳酸镍的物质的量为1 mol,由镍原子个数守恒可知,生成三氧化二镍时,样品的固体残留率为:≈69.7%,则由图可知,350℃时得到的固体为三氧化二镍,所以由除杂后得到的硫酸镍溶液制取三氧化二镍的实验方案为量取100 mL1 mol/L硫酸镍溶液,向溶液中边搅拌边加入200 mL1 mol/L碳酸氢钠溶液,充分反应后过滤,用蒸馏水洗直至向最后一次洗涤滤液中加稀盐酸酸化后滴加氯化钡溶液,无沉淀产生,然后将所得固体在350℃左右温度下在空气中加热至固体质量不变得到三氧化二镍。
17. 合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)在恒压条件下,将一定比例的CO2和H2通入反应器中,一段时间后,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比,则该温度下CO2转化率=________%。(结果保留1位小数);在某一温度下,当通入CO2和H2的浓度达到某一值后继续增大其浓度,化学反应速率却不再增大,其原因可能是________________。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图-1所示。
①温度为470 K时,图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态,490 K之后,甲醇产率随温度升高而减小的原因除了升高温度使反应“I”平衡逆向移动以外,还有________________。
②一定能提高甲醇平衡产率的措施是________。
A.增大压强 B.升高温度 C.加入大量催化剂
(3)一定比例的,、条件下甲醇生成速率与温度的关系如图-2。
①490 K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是________(填“A”或“B”)。
A.
B.
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,从平衡移动的角度,结合反应Ⅰ、Ⅱ分析原因________________________。
(4)甲醇固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图-3所示,其中多孔电极均不参与电极反应。写出该电池的负极电极反应式:________________。
【答案】(1) ①. 13.4 ②. 催化剂表面活性位点已被完全占据,所以再增大反应物浓度,速率不再增大
(2) ①. 不是 ②. 催化剂活性降低 ③. A
(3) ①. B ②. CO促进反应Ⅱ逆向移动,使反应Ⅰ中CO2和H2的量增加,水蒸气的量减少,促使反应Ⅰ正向移动
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据C元素守恒,初始CO2的总物质的量=反应后所有含碳物质的物质的量之和,即n(初始CO2)=n(CH3OH)+n(CO2)+n(CO);CO2转化率=,已知,则CO2转化率=;催化剂的吸附量达到饱和(或催化剂的活性位点已被全部占据),继续增大反应物浓度,无法进一步加快反应速率。
【小问2详解】
①温度为470 K时, 甲醇的产率随着温度的升高而增大,反应还没有达到平衡,所以P点不是处于平衡状态;温度升高,从题图可知,催化剂的活性降低,且由于反应Ⅰ是放热反应,温度升高,反应Ⅰ平衡逆向移动,甲醇的产率降低;
②A.合成甲醇的反应Ⅰ:,正向气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,有利于提高甲醇的产率,A符合题意;
B.反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,由题图可看出大于一定温度后甲醇的产率降低,B不符合题意;
C.加入大量催化剂,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,不会影响甲醇的产率,C不符合题意;
故选A。
【小问3详解】
①490 K时,比较甲醇的生成速率,a曲线大于c曲线,即甲醇主要来源于CO2和H2反应,故490 K时,合成甲醇的机理为B,故选B;
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,对反应Ⅱ,CO是生成物,CO促使反应Ⅱ逆向移动,CO2和H2的量增加,水蒸气的量减少,促使反应Ⅰ正向进行,故CO的存在使甲醇生成速率增大。
【小问4详解】
燃料电池中甲醇失电子被氧化是负极,固体电解质允许O2−定向移动至负极参与反应,最终生成CO2和H2O,根据电子守恒、电荷守恒配平得到负极电极反应式。
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