精品解析:云南省德宏傣族景颇族自治州2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题
2026-10-14
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内容正文:
德宏州2027届高三年级开学定位监测
化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 N-14 O-16 Na-23
一、选择题(本题共14道小题,每小题3分,共42分。每题只有一个答案符合题意)
1. 化学与科技、生产、生活密切相关,下列叙述错误的是
A. “中国天眼”FAST用到的碳化硅(SiC)是一种新型无机非金属材料
B. 我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)所应用的氕、氘、氚互为同位素
C. 轻量化机器人选用的聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)等高性能工程塑料属于纯净物
D. 我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金,其熔点比纯铝的熔点低
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳化硅属于陶瓷类无机非金属材料,具备硬度大、耐高温等特性,是新型无机非金属材料,该表述正确,A正确;
B.氕、氘、氚是质子数均为1、中子数不同的氢元素的不同核素,三者互为同位素,该表述正确,B正确;
C.工程塑料属于有机高分子聚合物,聚合物的聚合度n是一个范围值,n值不同,分子不同,因此所有高分子化合物一般都是混合物,不属于纯净物,该表述错误,C错误;
D.合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,因此铝锂合金的熔点比纯铝低,该表述正确,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 基态镓原子的简化电子排布式:
B. 基态碳原子的价电子排布图:
C. 的VSEPR模型:
D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.镓为31号元素,基态镓原子的简化电子排布式:,A错误;
B.碳为6号元素,基态碳原子的价电子排布式为:,根据泡利原理和洪特规则,其价电子排布图可画成,B正确;
C.的中心原子P的价电子对数为,为sp3杂化,VSEPR模型为正四面体形,C错误;
D.为共价化合物,分子中O原子间以单键结合,每个O原子分别与1个H原子形成共价键,电子式为:,D错误;
故选B。
3. 下列说法正确的是
A. 硝酸银溶液存于棕色瓶中,因其受光照易分解
B. 测溶液的pH时,将pH试纸用蒸馏水润湿后,再进行测量
C. 某溶液焰色试验呈黄色,说明其溶质是氯化钠
D. 淀粉和纤维素的分子式均可表示为,二者互为同分异构体
【答案】A
【解析】
【详解】A.硝酸银()是一种见光易分解的物质,为防止其分解,实验室需将硝酸银溶液存于棕色瓶中,A正确;
B.用pH试纸测溶液的pH时,若将pH试纸用蒸馏水润湿,会稀释待测溶液,该操作会导致测量结果不准确,B错误;
C.焰色试验呈黄色仅能说明溶液中含有钠元素(),但溶质不一定是氯化钠,也可能是氢氧化钠、碳酸钠等含钠元素的化合物,C错误;
D.淀粉和纤维素的分子式虽均可表示为,但二者的聚合度n值不同,导致分子式不同,因此二者不互为同分异构体,D错误;
故选A。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含有的数目为
B. 与足量的水充分反应,转移电子数为
C. 晶体中,阴阳离子个数比为1∶2
D. 一定条件下,与足量充分反应,生成的分子数小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.是强碱弱酸盐溶液, 是弱酸根离子,会发生水解反应:,虽然,但实际存在的数目小于,A错误;
B.7.8 g的物质的量为0.1 mol,它与水的反应为,该反应是过氧化钠自身的歧化反应,每消耗1 mol仅转移1 mol电子,因此0.1 mol与足量的水充分反应转移0.1 mol电子,则转移电子数为,B错误;
C.晶体中,阴离子是、阳离子是,阴阳离子个数比为1:1,C错误;
D.与生成的反应是可逆反应:,反应物不能完全转化,因此1 mol充分反应后,生成的物质的量小于1 mol,其分子数小于,D正确;
故选D。
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 使用含氟牙膏防蛀牙:
B. 少量通入漂白液中:
C. 草酸使酸性溶液褪色:
D. 泡沫灭火器的灭火原理:
【答案】A
【解析】
【详解】A.牙齿的主要成分为羟基磷酸钙,含氟牙膏中的可以与其发生沉淀转化,生成溶解度更低、更耐酸的氟磷酸钙,该离子方程式符合沉淀溶解平衡的书写规则,状态符号、可逆号均正确,书写无误,A正确;
B. 与少量反应时,二者会发生氧化还原反应,生成和,正确的离子方程式为,B错误;
C.草酸是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为,需要保留化学式,因此该方程式书写错误,正确的离子方程式为,C错误;
D.泡沫灭火器的灭火原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应,反应物为而非,正确离子方程式为,因此该方程式错误,D错误;
故选A。
6. 下列实验装置能达到目的的是
A.制备无水
B.向容量瓶中转移液体
C.在铁片上镀镍
D.比较和的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.直接加热时,会发生水解,通入干燥氮气无法抑制水解,最终会得到甚至分解产物,无法制备无水,制备无水需要在HCl气流中加热带走水蒸气、抑制水解,A不符合题意;
B.向容量瓶转移液体时,必须用玻璃棒引流,且玻璃棒下端要靠在容量瓶刻度线以下的内壁上,图中缺少玻璃棒,操作不规范,B不符合题意;
C.电镀的原理是待镀物件作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子的溶液作电镀液,在铁片上镀镍时,铁片(待镀件)应该接电源负极作阴极,镍片(镀层金属)接电源正极作阳极,图中电极接反了,无法实现镀镍,C不符合题意;
D.该装置采用“套管式”加热,酒精灯直接加热的外侧大试管温度更高,盛放热稳定性强的;内侧小试管温度更低,盛放热稳定性弱的,可以观察到对应小试管的澄清石灰水B变浑浊,对应大试管的澄清石灰水A不变浑浊,证明受热易分解、受热难分解,稳定性,能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
7. 化合物L是从某山胡椒属植物中分离得到的一种生物活性物质,其结构如图所示。下列有关L的说法错误的是
A. 最多能与发生加成反应 B. 能发生消去反应
C. 含有5种官能团 D. 含有3个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol L中,左侧碳碳双键可加成1mol H2,六元环内的碳碳双键可加成1mol H2,六元环上的酮羰基可加成1mol H2,酯基的碳氧双键不与H2加成,因此1mol L最多消耗3mol H2发生加成反应,A正确;
B.结构中存在连有羟基的饱和碳原子,且其相邻碳原子上有氢原子,满足醇的消去反应条件,可发生消去反应,B正确;
C.该物质的官能团为碳碳双键、羟基、酮羰基、酯基,共4种,C错误;
D.如图所示,共含有3个手性碳原子,D正确;
故选C。
8. 一种海水提溴的部分工艺流程如图所示,其中是一种有机溶剂。下列说法错误的是
A. “氧化”和“转化”工序中的主要作用相同
B. 理论上消耗与的物质的量之比为2∶1
C. “吸附”工序利用了溴易溶于有机溶剂的性质
D. “洗脱”工序可完成的再生,发生的反应可表示为
【答案】B
【解析】
【分析】卤水氧化时,氯气与卤水中溴离子反应生成溴单质,同时氯气和水反应生成盐酸进入水相Ⅰ,还原时二氧化硫与R3N[ClBr2]反应生成硫酸、HBr、R3NCl,R3NCl再与HBr反应生成HCl和R3NBr,用盐酸洗脱R3NBr生成HBr和R3NCl,HBr被氯气氧化生成溴单质,蒸馏得到液溴,据此分析回答问题。
【详解】A.由分析知,“氧化”和“转化”工序中,Cl2的主要作用都是把氧化为Br2,A正确;
B.1molR3N[ClBr2]含1mol Br2,被还原为总共得到2mol电子;二氧化硫被氧化为,总共失去2mol电子,根据电子守恒,二者物质的量之比为1∶1,B错误;
C.“吸附”实际是发生了萃取,利用了溴易溶于有机溶剂的性质,C正确;
D.“洗脱”工序R3NBr与盐酸反应生成R3NCl,发生的反应可表示为:,D正确;
故选B。
9. 某无机微孔材料中含有X、Y、Z、W、Q五种元素,其原子序数依次增大,其中X原子核外电子只有一种自旋取向,Y最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族,W基态原子的核外电子有8种空间运动状态,Q基态原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. W的最高价氧化物属于分子晶体
C. Y的第一电离能低于同周期相邻元素
D. Q位于元素周期表中的ds区
【答案】C
【解析】
【分析】X原子核外电子只有一种自旋取向,说明核外只有1个电子,X为;Y最外层电子数是内层电子数的3倍,Y为;W基态原子的核外电子有8种空间运动状态,说明核外有8个不同的原子轨道,电子排布为,W为;Z和X同主族,并且原子序数在氧和硅之间,Z为;Q基态原子的价层电子排布式为,Q为,由此解答;
【详解】A.同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此原子半径:,A错误;
B.W的最高价氧化物为,属于共价晶体,B错误;
C.Y是,同周期的相邻元素为和,同一周期元素第一电离能大致呈增大趋势,但是的为半充满稳定结构,第一电离能大于,因此的第一电离能低于同周期相邻元素,C正确;
D.Q为,价层电子排布式为,位于d区,D错误;
故选C。
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量变化如图所示:
已知:
下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ和反应Ⅱ均为氧化还原反应
B. 反应Ⅰ为决速步骤
C. 总反应涉及极性键和非极性键的断裂和生成
D. CO属于反应过程中的中间产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应机理可知,反应Ⅰ:CH3OH+H2O=2H2+CO+H2O,反应Ⅱ:2H2+CO+H2O=3H2+CO2,两个反应中都存在H、C元素的化合价变化,因此均属于氧化还原反应,故A正确;
B.多步反应的决速步骤由慢反应决定,活化能越大的基元反应,反应速率越慢,从能量变化图可以看出,反应I的反应过程需要克服的活化能高于反应Ⅱ,即反应I的活化能大于反应Ⅱ,因此反应I才是决速步骤,故B正确;
C.总反应CH3OH(g)+H2O(g)= CO2(g) +3H2(g)中,断裂的极性键包括C-H、C-O、O-H,生成的非极性键为H-H,整个过程没有非极性键发生断裂,故C错误;
D.CO是反应Ⅱ的生成物,同时是反应I的反应物,在整个总反应中不会出现在初始反应物和最终产物里,因此属于反应过程中的中间产物,故D正确;
故答案为C。
11. 下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:
电负性:
B
在水中的溶解度:
是极性分子,是非极性分子
C
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到相转移催化剂的作用
D
邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力更强
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.的中心原子都是sp3杂化,CH4无孤电子对;NH3有1个孤电子对;H2O有2个孤电子对。孤电子对斥力>成键电子对斥力,孤电子对越多,挤压成键键角越小,所以键角,而不是电负性:,A错误;
B.根据 “相似相溶”,水是极性溶剂。是极性分子,是非极性分子,所以在水中溶解度大于,B正确;
C.冠醚有空穴,可以匹配,冠醚络合后,把阴离子带入有机相,让原本不溶于有机物的高锰酸钾进入有机体系,增大反应物接触,相转移催化,加快和环己烯的反应速率,C正确;
D.邻羟基苯甲醛含有分子内氢键,分子内部形成氢键,不会增大分子间作用力;对羟基苯甲醛含有分子间氢键,分子之间相互吸引,分子间作用力更强,沸点更高,所以邻羟基苯甲醛沸点更低,D正确;
故选A。
12. 新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,从I室向Ⅱ室迁移
B. 充电时,Mg极为阴极
C. 放电时,电极b反应为:
D. 充电时,每生成,电极b质量理论上减少7 g
【答案】D
【解析】
【分析】放电时为原电池,Mg电极为负极,负极反应式为,电极b的反应为,发生得电子的还原反应,b为正极,原电池工作时阳离子移向正极;充电时为电解池,原电池正极(b)与外加电源的正极相连、作阳极,负极(a)与电源负极相连、作阴极;
【详解】A.放电时为原电池,原电池中阳离子向正极迁移,从负极所在的I室向正极所在的Ⅱ室迁移,描述正确,A正确;
B.放电时为原电池,Mg的活泼性更强,Mg电极为负极;充电时为电解池,负极(a)与电源负极相连、作阴极,B正确;
C.放电时正极(b)得电子,结合迁移过来的生成,所给电极反应式正确,C正确;
D.充电时生成1mol(阴极反应:),阴极得2mol电子;对应阳极(电极b)的反应为,每转移2mol电子,会有2mol从电极b脱离、透过膜进入I室,电极b质量理论上减少的是2mol Li的质量,即,而非7g,该描述错误,D错误;
故选D。
13. 氮化镓(GaN)材料被誉为第三代半导体材料,其晶胞结构如图所示,已知氮化镓的晶胞参数为a pm,X原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法错误的是
A. Y原子的分数坐标为
B. N原子与Ga原子之间的最短距离为
C. 晶胞中与Ga等距且紧邻的Ga有12个
D. 该晶胞在yz平面的投影为
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知X原子分数坐标为(0,0,0),晶胞内N原子的位置符合金刚石型空隙的分布,Y原子在x、y方向的投影均为,z方向投影为,因此分数坐标为,A正确;
B.N原子与Ga原子的最短距离是晶胞体对角线的,晶胞体对角线长度为,因此二者最短距离为,而非,B错误;
C.该晶胞的Ga原子排布类似面心立方结构,Ga位于晶胞的顶点和面心,面心立方晶胞中与任意Ga等距且紧邻的Ga原子总数为12,C正确;
D.沿x轴方向向yz平面投影时,晶胞顶点、面心的Ga原子投影后形成正方形边框和中心的黑点,内部4个N原子,投影下来会形成1个小正方形,该晶胞在yz平面的投影为,D正确;
故选B。
14. 难溶性物质可通入气体来调节体系pH,促进溶解,总反应为。平衡时、分布系数与pH的变化关系如图所示(其中M代表、或)。比如,。已知。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅳ代表与pH的变化关系
B. 总反应的平衡常数
C. 时,
D. 时,溶液中存在
【答案】B
【解析】
【分析】二元弱酸的三种分布系数随pH变化规律:pH越小,越大;pH中等时占主导;pH越大,越大。因此曲线I为,曲线Ⅲ为,曲线Ⅳ为;曲线Ⅱ是:pH越小,溶解越多,越大,越大,符合曲线Ⅱ随pH增大数值减小的趋势。 同时根据交点可得:时,故;时,故。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅳ代表与pH的变化关系,A错误;
B.总反应平衡常数,B正确;
C.pH=4时,从分布系数曲线可知,,由物料守恒可知:=,则正确的离子浓度大小关系为:>,C错误;
D.溶液中的电荷守恒为,pH=4.27时,则,D错误;
故选B。
二、非选择题(共4个题,共58分)
15. 废旧三元锂离子电池正极材料主要成分为(含有铝箔、炭黑、有机物等杂质)。通过热处理、浸出、有价金属分离等过程回收钴、锰、镍、锂等金属的工艺流程如图所示:
已知:i.的溶解度随温度升高而减小;
ii.“灼烧”后的固体物质为、、、和;
iii.25℃,,,。
回答下列问题:
(1)Co在周期表中的位置为__________。
(2)Mn的价电子排布式为__________。
(3)“灼烧”步骤的目的是__________。
(4)“碱浸”步骤中反应的化学方程式为__________。
(5)“酸浸”步骤中的作用是__________。
(6)“沉钴”步骤中溶液中的、、浓度均为,欲使完全沉淀而、不沉淀,需调节的范围为__________。
(7)的结构式为,其在酸性条件下具有极强的氧化性,“沉锰”过程中加入溶液后,溶液先变为紫红色,后紫红色又褪去,请写出溶液变为紫红色时的离子反应方程式__________。
(8)“沉锂”步骤中加入溶液,将溶液温度升高至90℃,得到固体的系列操作为__________洗涤、干燥。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)
(3)除去炭黑和有机物
(4)
(5)将还原为
(6)
(7)
(8)蒸发结晶、趁热过滤
【解析】
【分析】废旧锂离子电池经粉碎、灼烧除去炭黑和有机粘合剂,同时将铝转化为Al2O3,向灼烧渣中加入NaOH溶液碱浸,将转化为Na[Al(OH)4],过滤分离含有Na[Al(OH)4]的滤液和滤渣;向滤渣中加入双氧水和硫酸的混合液,将Co2O3、MnO、Li2O、NiO转化为CoSO4、MnSO4、Li2SO4、NiSO4,向反应后的溶液中加入氨水和草酸铵混合溶液,将溶液中的Co2+转化为CoC2O4·2H2O沉淀,过滤得到CoC2O4·2H2O和滤液;向滤液中加入K2S2O8溶液,将溶液中的Mn2+转化为MnO2沉淀,过滤得到MnO2和滤液;向滤液中加入碳酸钠和氢氧化钠混合溶液,将溶液中的Ni2+转化为NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O沉淀,过滤得到NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O和滤液;向滤液中加入碳酸钠溶液,将溶液中的Li+转化为Li2CO3沉淀,过滤得到Li2CO3,据此回答。
【小问1详解】
Co是27号元素,位于元素周期表的第四周期Ⅷ族;
【小问2详解】
Mn是25号元素,价电子排布式为3d54s2;
【小问3详解】
由分析可知,灼烧的目的是除去炭黑和有机粘合剂;
【小问4详解】
由分析可知,加入NaOH溶液碱浸的目的是将Al2O3转化为Na[Al(OH)4],反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
由分析可知,酸浸步骤加入双氧水和硫酸的混合液的目的是将还原为;
【小问6详解】
由溶度积可知,溶液中Co2+完全沉淀时,溶液中的浓度大于,草酸锰的溶度积小于草酸镍,则溶液中Mn2+、Ni2+不沉淀时,溶液中的浓度小于,所以溶液中的范围为;
【小问7详解】
的结构式为,含有过氧键,其在酸性条件下具有极强的氧化性,“沉锰”过程中加入溶液后,溶液先变为紫红色,将Mn2+氧化为,离子反应方程式:;
【小问8详解】
根据已知i,Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,那么在滤液中加入碳酸钠溶液后,应升高温度,蒸发浓缩,使Li2CO3因饱和而析出,然后趁热过滤,洗涤干燥,得到固体。
16. 化合物W是制取高纯BN的无碳前驱体,实验室以化合物X和为原料制得,反应原理及部分物质信息如下所示(实验装置如图所示)。
物质
熔点/℃
沸点/℃
摩尔质量/
性质
甲苯
-94
110.6
92
性质稳定
W
>58
>161
126
受热易分解
Z
-97
6.1
45
弱碱性
X
-16
147
143
易水解
实验步骤如下:
步骤Ⅰ:按上图所示装置,在三口烧瓶中加入和500 mL甲苯,控制反应温度51℃,以的速率通入过量的氨气,反应结束后得到无色溶液;
步骤Ⅱ:将步骤Ⅰ所得无色溶液除去溶剂、过滤、洗涤、干燥,最终得到6.93 gW。
回答以下问题:
(1)装有浓氨水的仪器名称是__________;三口烧瓶中加入甲苯的作用是__________。
(2)装有碱石灰的干燥管的作用是__________。
(3)烧杯中盛放的物质是__________(填序号);烧杯内化合物Z发生反应的离子方程式为__________。
A.稀硫酸 B.KOH溶液 C.澄清石灰水
(4)“步骤I”中控制温度51℃的原因是__________。
(5)“步骤Ⅱ”除去溶剂的适宜方法是__________(填序号)。
A. 萃取分液 B. 蒸发结晶 C. 减压蒸馏 D. 浓缩冷却
(6)W的产率为__________%。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 作溶剂
(2)防止烧杯中水蒸气进入三口烧瓶
(3) ①. A ②.
(4)温度低于51℃,反应速率过慢;温度高于51℃,W可能发生分解 (5)C
(6)82.5
【解析】
【小问1详解】
甲苯性质稳定,与反应物不反应,可溶解液态的X,为气液反应提供均匀的反应环境。
【小问2详解】
X的性质明确标注易水解,后续的碱石灰干燥管处于反应体系和尾气吸收装置之间,核心作用是隔绝尾气端的水汽,保护反应物X。
【小问3详解】
产物Z为弱碱性的二甲胺,需要用酸性稀硫酸吸收处理尾气,KOH溶液、澄清石灰水均为碱性溶液,无法吸收碱性的Z;弱碱在与酸反应时结合质子生成对应的阳离子,离子方程式为。
【小问4详解】
根据各物质的熔沸点和性质分析,51℃是兼顾反应速率、产物稳定性、氨气溶解量的适宜温度。温度高于51℃时,可能导致受热易分解的W发生分解,温度低于51℃时反应速率过慢。
【小问5详解】
溶剂甲苯沸点为110.6℃,而W受热易分解,常压蒸馏需要较高温度,会造成W分解,因此采用减压蒸馏可以在较低温度下蒸出甲苯,避免W分解;萃取分液无法分离溶解在甲苯中的W,蒸发结晶需要加热至较高温度,会导致W分解,浓缩冷却也难以将性质稳定的甲苯完全除去。
【小问6详解】
根据反应方程式,3 mol X完全反应生成1 mol W,投入X的物质的量为0.2 mol,理论生成W的物质的量为,理论产量为,实际得到6.93g W,产率为。
17. 研发利用技术、降低空气中含量成为化学科学家研究的热点。
已知:I.
II.
(1)则反应 ______;该反应在______(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定温度时,在固定容积的容器中充入和进行上述反应,平衡时的转化率,的选择性随温度变化如图所示:
①下列说法正确的是______。
A.当容器中与的物质的量之比保持不变时,该反应体系已达平衡
B.当容器内混合气体的密度保持不变时,该反应体系已达平衡
C.其他条件不变,升高温度,反应I速率减小,反应II的速率增大
D.若保持温度和体积不变,平衡时再向容器内充入一定量的,反应I化学平衡将正向移动,反应II不移动
②根据图像分析:平衡转化率先减小后增大的原因是______。T℃,反应II的______(只列出计算式,为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,的选择性=)。
(3)我国科学家采用单原子和纳米作串联催化剂,通过电解法将转化为乙烯,其装置如图所示。
①阴离子透过交换膜往______(填“左”或“右”)移动。
②纳米上发生的电极反应为______。
【答案】(1) ①. +311.2 ②. 高温
(2) ①. A ②. 反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,温度升高,温度较低时以反应Ⅰ为主,温度较高时以反应Ⅱ为主 ③.
(3) ①. 右 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应可用反应Ⅱ减去反应Ⅰ得到,所以;该反应是个吸热反应,同时也是熵增反应,即该反应,,根据,当T较大(高温)时,,反应能自发进行。
【小问2详解】
①A.初始时,反应Ⅰ和Ⅱ中与的消耗比例不同,当与物质的量之比保持不变时,说明各物质的量不再变化,反应达平衡,A正确;
B.容器容积固定,混合气体总质量不变,密度始终不变,不能作为平衡判断依据,B错误;
C.升高温度,反应I和反应II的反应速率均增大,C错误;
D.保持温度和体积不变,充入,各物质的浓度不变,平衡不移动,D错误;
故答案选A。
②低温时,以反应Ⅰ(放热)为主,升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,平衡转化率减小;高温时,以反应Ⅱ(吸热)为主,升高温度,反应Ⅱ平衡正向移动,平衡转化率增大。所以平衡转化率先减小后增大的原因是反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,温度升高,温度较低时以反应Ⅰ为主,温度较高时以反应Ⅱ为主;设T℃时,反应Ⅰ中转化了x mol CO2,反应Ⅱ中转化了y mol CO2。由的选择性,的转化率,解得,。对于反应Ⅰ:,各物质的量变化有:减少0.48 mol,减少1.92 mol,生成、。对于反应Ⅱ:,各物质的量变化有:减少0.12 mol,减少0.12 mol,生成、。故平衡时各物质的量为:,,,,,所以总物质的量。分压=总压×物质的量分数,故反应Ⅱ的==。
【小问3详解】
①由装置图可知,左侧电极上被还原为CO,CO被还原为乙烯,左侧电极为阴极,右侧为阳极,阴离子向阳极移动,故阴离子透过交换膜往右移动。
②据装置图可知,纳米上被还原为乙烯,结合电解质溶液为溶液,电极反应为。
18. 替米沙坦(Telmisartan)是一种降血压药物,在治疗原发性高血压中应用广泛。其合成路线如下图所示(部分条件省略,副产物均未标出)。其合成路线如下:
(1)F中含氧官能团的名称为______________________________。
(2)B生成C的反应类型为______________________________。
(3)由C生成D的化学方程式________________________________________。
(4)Ⅰ的结构简式______________________________。
(5)化合物N是比化合物A相对分子质量小14的同系物,同时满足下列条件的N的同分异构体有__________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为2∶2∶1的有机物结构简式为__________。
①含有苯环和硝基;②能发生银镜反应。
(6)参考上方合成路线,设计化合物的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中Y和Z的结构简式分别为____________________、____________________。
【答案】(1)酰胺基、酯基
(2)还原反应 (3)
(4) (5) ①. 13 ②.
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】A和MeOH发生取代反应生成B,B和H2发生还原反应生成C,硝基转化为氨基,C的结构简式为,C和发生取代反应生成D为,D发生硝化反应生成E,E和H2发生还原反应生成F,G发生水解反应后酸化生成H,J和I发生取代反应生成M,由M的结构简式结合I的分子式可以推知I为,以此解答。
【小问1详解】
由F的结构简式可知,含氧官能团的名称为酰胺基、酯基。
【小问2详解】
由分析可知,B和H2发生还原反应生成C,硝基转化为氨基。
【小问3详解】
C和发生取代反应生成D,反应为。
【小问4详解】
由分析可知,I的结构简式为:。
【小问5详解】
化合物N是比化合物A相对分子质量小14的同系物,N的同分异构体满足条件:①含有苯环和硝基;②能发生银镜反应,说明其中含有-CHO或-OOCH。若苯环上含有2个取代基,分别为-NO2和-OOCH,有3种结构;若苯环上含有3个取代基,分别为-NO2、-OH、-CHO,有10种结构;综上所述,满足条件的同分异构体共有13种。其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为2∶2∶1的有机物结构简式是对称的结构,为。
【小问6详解】
参考E→G的转化,和H2发生还原反应,硝基转化为氨基,生成Y为,Y中碳氧双键和氨基发生加成反应、消去反应生成Z为。
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化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 B-11 N-14 O-16 Na-23
一、选择题(本题共14道小题,每小题3分,共42分。每题只有一个答案符合题意)
1. 化学与科技、生产、生活密切相关,下列叙述错误的是
A. “中国天眼”FAST用到的碳化硅(SiC)是一种新型无机非金属材料
B. 我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)所应用的氕、氘、氚互为同位素
C. 轻量化机器人选用的聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)等高性能工程塑料属于纯净物
D. 我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金,其熔点比纯铝的熔点低
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 基态镓原子的简化电子排布式:
B. 基态碳原子的价电子排布图:
C. 的VSEPR模型:
D. 的电子式:
3. 下列说法正确的是
A. 硝酸银溶液存于棕色瓶中,因其受光照易分解
B. 测溶液的pH时,将pH试纸用蒸馏水润湿后,再进行测量
C. 某溶液焰色试验呈黄色,说明其溶质是氯化钠
D. 淀粉和纤维素的分子式均可表示为,二者互为同分异构体
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含有的数目为
B. 与足量的水充分反应,转移电子数为
C. 晶体中,阴阳离子个数比为1∶2
D. 一定条件下,与足量充分反应,生成的分子数小于
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 使用含氟牙膏防蛀牙:
B. 少量通入漂白液中:
C. 草酸使酸性溶液褪色:
D. 泡沫灭火器的灭火原理:
6. 下列实验装置能达到目的的是
A.制备无水
B.向容量瓶中转移液体
C.在铁片上镀镍
D.比较和的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
7. 化合物L是从某山胡椒属植物中分离得到的一种生物活性物质,其结构如图所示。下列有关L的说法错误的是
A. 最多能与发生加成反应 B. 能发生消去反应
C. 含有5种官能团 D. 含有3个手性碳原子
8. 一种海水提溴的部分工艺流程如图所示,其中是一种有机溶剂。下列说法错误的是
A. “氧化”和“转化”工序中的主要作用相同
B. 理论上消耗与的物质的量之比为2∶1
C. “吸附”工序利用了溴易溶于有机溶剂的性质
D. “洗脱”工序可完成的再生,发生的反应可表示为
9. 某无机微孔材料中含有X、Y、Z、W、Q五种元素,其原子序数依次增大,其中X原子核外电子只有一种自旋取向,Y最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族,W基态原子的核外电子有8种空间运动状态,Q基态原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. W的最高价氧化物属于分子晶体
C. Y的第一电离能低于同周期相邻元素
D. Q位于元素周期表中的ds区
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量变化如图所示:
已知:
下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ和反应Ⅱ均为氧化还原反应
B. 反应Ⅰ为决速步骤
C. 总反应涉及极性键和非极性键的断裂和生成
D. CO属于反应过程中的中间产物
11. 下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:
电负性:
B
在水中的溶解度:
是极性分子,是非极性分子
C
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到相转移催化剂的作用
D
邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力更强
A. A B. B C. C D. D
12. 新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,从I室向Ⅱ室迁移
B. 充电时,Mg极为阴极
C. 放电时,电极b反应为:
D. 充电时,每生成,电极b质量理论上减少7 g
13. 氮化镓(GaN)材料被誉为第三代半导体材料,其晶胞结构如图所示,已知氮化镓的晶胞参数为a pm,X原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法错误的是
A. Y原子的分数坐标为
B. N原子与Ga原子之间的最短距离为
C. 晶胞中与Ga等距且紧邻的Ga有12个
D. 该晶胞在yz平面的投影为
14. 难溶性物质可通入气体来调节体系pH,促进溶解,总反应为。平衡时、分布系数与pH的变化关系如图所示(其中M代表、或)。比如,。已知。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅳ代表与pH的变化关系
B. 总反应的平衡常数
C. 时,
D. 时,溶液中存在
二、非选择题(共4个题,共58分)
15. 废旧三元锂离子电池正极材料主要成分为(含有铝箔、炭黑、有机物等杂质)。通过热处理、浸出、有价金属分离等过程回收钴、锰、镍、锂等金属的工艺流程如图所示:
已知:i.的溶解度随温度升高而减小;
ii.“灼烧”后的固体物质为、、、和;
iii.25℃,,,。
回答下列问题:
(1)Co在周期表中的位置为__________。
(2)Mn的价电子排布式为__________。
(3)“灼烧”步骤的目的是__________。
(4)“碱浸”步骤中反应的化学方程式为__________。
(5)“酸浸”步骤中的作用是__________。
(6)“沉钴”步骤中溶液中的、、浓度均为,欲使完全沉淀而、不沉淀,需调节的范围为__________。
(7)的结构式为,其在酸性条件下具有极强的氧化性,“沉锰”过程中加入溶液后,溶液先变为紫红色,后紫红色又褪去,请写出溶液变为紫红色时的离子反应方程式__________。
(8)“沉锂”步骤中加入溶液,将溶液温度升高至90℃,得到固体的系列操作为__________洗涤、干燥。
16. 化合物W是制取高纯BN的无碳前驱体,实验室以化合物X和为原料制得,反应原理及部分物质信息如下所示(实验装置如图所示)。
物质
熔点/℃
沸点/℃
摩尔质量/
性质
甲苯
-94
110.6
92
性质稳定
W
>58
>161
126
受热易分解
Z
-97
6.1
45
弱碱性
X
-16
147
143
易水解
实验步骤如下:
步骤Ⅰ:按上图所示装置,在三口烧瓶中加入和500 mL甲苯,控制反应温度51℃,以的速率通入过量的氨气,反应结束后得到无色溶液;
步骤Ⅱ:将步骤Ⅰ所得无色溶液除去溶剂、过滤、洗涤、干燥,最终得到6.93 gW。
回答以下问题:
(1)装有浓氨水的仪器名称是__________;三口烧瓶中加入甲苯的作用是__________。
(2)装有碱石灰的干燥管的作用是__________。
(3)烧杯中盛放的物质是__________(填序号);烧杯内化合物Z发生反应的离子方程式为__________。
A.稀硫酸 B.KOH溶液 C.澄清石灰水
(4)“步骤I”中控制温度51℃的原因是__________。
(5)“步骤Ⅱ”除去溶剂的适宜方法是__________(填序号)。
A. 萃取分液 B. 蒸发结晶 C. 减压蒸馏 D. 浓缩冷却
(6)W的产率为__________%。
17. 研发利用技术、降低空气中含量成为化学科学家研究的热点。
已知:I.
II.
(1)则反应 ______;该反应在______(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定温度时,在固定容积的容器中充入和进行上述反应,平衡时的转化率,的选择性随温度变化如图所示:
①下列说法正确的是______。
A.当容器中与的物质的量之比保持不变时,该反应体系已达平衡
B.当容器内混合气体的密度保持不变时,该反应体系已达平衡
C.其他条件不变,升高温度,反应I速率减小,反应II的速率增大
D.若保持温度和体积不变,平衡时再向容器内充入一定量的,反应I化学平衡将正向移动,反应II不移动
②根据图像分析:平衡转化率先减小后增大的原因是______。T℃,反应II的______(只列出计算式,为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,的选择性=)。
(3)我国科学家采用单原子和纳米作串联催化剂,通过电解法将转化为乙烯,其装置如图所示。
①阴离子透过交换膜往______(填“左”或“右”)移动。
②纳米上发生的电极反应为______。
18. 替米沙坦(Telmisartan)是一种降血压药物,在治疗原发性高血压中应用广泛。其合成路线如下图所示(部分条件省略,副产物均未标出)。其合成路线如下:
(1)F中含氧官能团的名称为______________________________。
(2)B生成C的反应类型为______________________________。
(3)由C生成D的化学方程式________________________________________。
(4)Ⅰ的结构简式______________________________。
(5)化合物N是比化合物A相对分子质量小14的同系物,同时满足下列条件的N的同分异构体有__________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为2∶2∶1的有机物结构简式为__________。
①含有苯环和硝基;②能发生银镜反应。
(6)参考上方合成路线,设计化合物的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中Y和Z的结构简式分别为____________________、____________________。
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