内容正文:
2026—2027学年闽侯一中第一学期月考
高中 三 年 化学 科试卷
完卷时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 I-127 S-32 Cl-35.5
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题4分,共40分)
1. 《本草述钩元》中的“石碱”条目下记载“采蒿蓼之属,开窖浸水,漉起,晒干烧灰。以原水淋汁,连汁货之四方,浣衣发面”。下列说法正确的是
A. “石碱”是一种强碱,成分为
B. 蒿蓼中含有纤维素,化学式为,属于纯净物
C. 制取过程中包括浸取、灼烧、过滤、萃取等操作
D. “石碱”可用于浣衣,是由于其溶液显碱性,可以洗去油污
【答案】D
【解析】
【分析】采蒿草,浸泡一下,湿漉漉捞起,晒干烧成灰,加水溶解,过滤,溶液放久后变成石头一样沉淀,或者卖汤直接洗衣服和发面。
【详解】A.晒干烧灰说明成分含有碳酸钾,浣衣发面说明成分含有碳酸钠,“石碱”是混合物,A错误;
B.蒿蓼中含有纤维素,化学式为(C6H10O5)n,属于混合物,B错误;
C.制取过程中包括浸取、灼烧、过滤等操作,没有萃取,C错误;
D.“石碱”可用于浣衣,是由于其溶液含有碳酸钠和碳酸钾,水解显碱性,可以洗去油污,D正确;
故答案为:D。
2. 镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①:每消耗生成分子的数目为
B. 反应②:每消耗生成数目为
C. 反应③:每消耗转移电子数目为
D. 溶液中,数目为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,据此回答。
【详解】A.由反应①为可知,每消耗,生成的物质的量为0.25 mol,则分子数为,A错误;
B.2.24L N2未指明在标准状况下,物质的量不一定为0.1mol,则生成的的数目不一定为,B错误;
C.4.4g的物质的量为,反应③为,C的化合价由+4价降低为0价,转移4个电子,故每消耗4.4g,转移的电子数为,C正确;
D.溶液的体积未知,无法计算,D错误;
故选C。
3. 由五种元素组成的某配离子是一种常用的有机催化剂,结构如图。X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,Y元素化合物种类数最多,离子的价电子排布式为。下列说法不正确的是
A. 元素电负性大小:
B. 分子中含有的孤电子对数是2
C. 含有X、Y、Z的酸的分子式可能是
D. Q的最高价氧化物对应的水化物能溶于强酸,不溶于任何碱
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y元素化合物种类数最多,则Y为C元素;Y、Z、M同周期,由有机催化剂结构可知,X形成1个共价键、Z形成2个共价键(不算配位键)、M形成1个共价键,则X为H元素、Z为O元素、M为F元素;Q2+离子的价电子排布式为3d9,则Q为Cu元素。
【详解】A.Y为C,Z为O,M为F,同周期主族元素,随着核电荷数增加,电负性增强,电负性F>O>C,A正确;
B.X为H,Z为O,分子中含有的孤电子对数是=2,B正确;
C.氢、碳、氧三种元素形成的酸可能为(),C正确;
D.Cu的最高价氧化物对应的水化物氢氧化铜能溶于强酸,可以溶于氨水,形成四氨合铜离子,D错误;
故选D。
4. 超临界碳酸化技术(反应如下,其中R-代表烃基)是实现我国“双碳”目标的有效途径之一,下列叙述正确的是
A. 上述转化过程中涉及的反应类型只有取代反应
B. 化合物4不存在手性碳原子
C. 化合物2与化合物3含有相同的官能团
D. 甲醇和化合物4分别与足量反应产生的之比为
【答案】C
【解析】
【分析】由流程,化合物1和二氧化碳发生加成反应生成化合物2,化合物2和甲醇发生取代反应生成化合物3和化合物4;
【详解】A.化合物1和二氧化碳反应生成化合物2为加成反应,化合物2和甲醇生成化合物3和化合物4为取代反应,A错误;
B.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;化合物4存在1个手性碳原子,B错误;
C.据化合物2与化合物3的分子结构,二者都含有酯基,官能团相同,C正确;
D.1mol甲醇与足量Na反应产生的为0.5mol,1mol化合物4与足量Na反应产生的为1mol,二者之比为1:2,D错误;
故选C。
5. 下列描述或解释有误的是
描述
解释
A
N的第一电离能大于O
N的能级半充满,比较稳定
B
非金属与氢形成的共价化合物中,氢可能为负价
氢的电负性小于该非金属
C
晶体受热转化为和
该过程涉及σ键的断裂与生成
D
键角:
两者中心原子杂化类型相同,孤电子对数相同,电负性成键电子对之间的斥力更大
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.N的第一电离能大于O是由于其2p轨道半充满结构更稳定,故A正确;
B.非金属与氢的共价化合物中氢显负价需要氢的电负性更大,故B错误;
C.NaHSO4分解涉及O-H、O-S等 σ键的断裂与形成,故C正确;
D.PH3键角更大因P电负性大导致成键电子对斥力更大,故D正确;
选B。
6. 一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图,电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环,初始电解液为溶液,膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是
A. ①为阳离子交换膜,②为阴离子交换膜
B. 阳极反应为
C. 电解一段时间后,Ⅲ室海水中盐的浓度降低
D. 电解过程中,Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定
【答案】C
【解析】
【分析】由题图可知,在电极上反应转化为,元素化合价降低,故电极为阴极,阴极反应为,生成的与电解液中的发生反应。电极为阳极,电离出的在阳极放电,阳极反应为,电离出的发生反应。若③为阴离子交换膜,结合电流方向可知,Ⅲ室海水中的会向右通过膜③迁移至Ⅳ室中,并在电极上放电生成,故③应为阳离子交换膜,以阻止通过,据此可知实现脱盐的海水不是Ⅲ室海水,而是Ⅱ室海水,则①为阳离子交换膜,②为阴离子交换膜,Ⅱ室海水中的向左通过膜①迁移至Ⅰ室中,Ⅱ室海水中的向右通过膜②迁移至Ⅲ室中,Ⅳ室电解液中的向左通过膜③迁移至Ⅲ室中,故电解一段时间后,Ⅱ室海水中盐的浓度降低,Ⅲ室海水中盐的浓度升高。
【详解】A.由分析知,①为阳离子交换膜,②为阴离子交换膜,A正确;
B.由分析知,电极为阳极,电离出的在阳极放电,阳极反应为,B正确;
C.由分析知,电解一段时间后,Ⅱ室海水中盐的浓度降低,Ⅲ室海水中盐的浓度升高,C错误;
D.根据前述分析,Ⅰ室中阴极反应生成的与电解液中的反应生成,形成缓冲体系,有利于Ⅰ室电解液的pH在一段时间内保持稳定,D项正确;
故选C。
7. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂(MgO)的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法正确的是
A. 浸出镁的反应离子方程式为MgO+2 NH=Mg2++2NH3↑+H2O
B. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C. 得到的高纯镁砂在工业上用来电解制备金属镁
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了Mg(OH)2的Ksp远小于Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp
【答案】A
【解析】
【分析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。
【详解】A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,离子方程式为MgO+2NH=Mg2++2NH3↑+H2O,A正确;
B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,B错误;
C.在工业上制备金属镁不是用电解熔点高的MgO,而是用电解熔点低些的MgCl2,C错误;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,D错误;
故选A。
8. 某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
实验1:
实验2:
已知:
ⅰ. ;
ⅱ.溶液为无色。
下列说法正确的是
A. 等物质的量的和中键数之比为
B. 结合实验可知反应
C. ②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,的浓度增大
D. ③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.等物质的量的和中键数之比为,故A错误;
B.降低温度,溶液变为红色,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为吸热反应,反应焓变,故B错误;
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,的浓度减小,故C错误;
D.③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物,使浓度减小,平衡逆向移动,溶液变红,D正确。
故答案选D。
9. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【详解】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
10. 常温下,向溶液中缓慢滴入溶液,混合溶液的和与V(溶液)的变化关系如图所示(不考虑热量变化)。
下列叙述正确的是
A. 滴加过程中,随着溶液滴入,不断减小
B. 点对应溶液中存在:
C. 点对应溶液中存在:
D. 若点溶液的,则该点溶液中水电离出的为
【答案】C
【解析】
【分析】未加溶液时,溶液呈碱性,pH不可能为2,因此起点为2的曲线代表的是与V(溶液)的变化关系,另一条代表与V(溶液)的变化关系。
【详解】A.是溶度积常数,只与温度有关,温度不变,不变,A错误;
B.点对应溶液中, V(溶液)=10mL,和的物质的量相等,恰好完全发生反应:,由化学方程式,生成的,故,由于水的电离,因此,钡离子恰好完全转化成沉淀,考虑沉淀溶解平衡,由图,,,故离子浓度,B错误;
C.点对应溶液中,V(溶液)=20 mL,和的物质的量为1:2,恰好完全发生反应:,溶质为碳酸钠,写出碳酸钠溶液的质子守恒式:,C正确;
D.点溶液溶质为碳酸钠和过量的碳酸氢钠,它们都是强碱弱酸盐,盐类水解促进水的电离,,,氢离子浓度是溶液中氢离子,水电离出的氢离子还包括水解消耗的。而氢氧根都是水电离出来的,因此,水电离出来的,D错误;
故选C。
二、非选择题(共4题,共60分)
11. 甲基丙烯酸(C)是重要的有机合成中间体,下图是以丙酮和1,3-丁二烯为主要原料合成有机物J的合成路线图。
已知:①
②
③化合物I核磁共振氢谱图中有5组吸收峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团名称为__________,F→G的反应类型为________________。
(2)C的结构简式为__________________,H的化学名称为__________________。
(3)加热条件下H与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为__________________________。
(4)下列说法正确的是__________(填序号)。
a.化合物B在一定条件下能发生缩聚反应
b.化合物E、J都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.可用鉴别化合物G和I
d.化合物I遇溶液显紫色
(5)同时满足下列条件的J的同分异构体有__________种。
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;
③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种;④分子中含两个甲基。
其中核磁共振氢谱图有5组吸收峰的同分异构体的结构简式为____________________。
【答案】(1) ①. 酯基 ②. 加成反应
(2) ①. ②. 苯甲醛
(3)
(4)ac (5) ①. 5 ②.
【解析】
【分析】丙酮先与HCN发生加成反应生成A,A的结构简式为,A在酸性条件下水解,-CN转化为-COOH,得到B,B结构简式为;B在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成C,C的结构简式为CH2=C(CH3)COOH,C再与CH3OH在浓硫酸作用下发生酯化反应生成D,D为,D发生加聚反应可以得到有机玻璃,根据已知信息,H的结构为,再与H2发生加成反应生成I,I核磁共振氢谱图中有5组吸收峰且峰面积之比为,则I的结构简式为,则J的结构简式为,据此解答。
【小问1详解】
D的结构简式为,含氧官能团为酯基,对比F和G的结构,F到G发生的反应为加成反应;
【小问2详解】
由分析可知,C的结构简式为CH2=C(CH3)COOH,H的结构为,名称是苯甲醛。
【小问3详解】
H的结构为,含有醛基,加热条件下与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为。
【小问4详解】
a.化合物B结构简式为,既有羧基又有羟基,能发生缩聚反应,故正确;
b.E中不含有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故错误;
c.G有碳碳双键,可以使Br2/CCl4溶液褪色,而I不能,可鉴别,故正确
d.化合物I中没有酚羟基,不能使FeCl3溶液显紫色,故错误;
【小问5详解】
J的结构简式为,同分异构体需要满足②、③,但只有两个氧原子限制条件,故含有甲酸酯基(),③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种,苯环上对位取代;④分子中含两个甲基,满足条件的同分异构体有:、、、、,核磁共振氢谱图有5组吸收峰的同分异构体的结构简式为。
12. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。
已知:和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。
氢氧化物
(1)金精矿研磨成粉是为了___________,提高浸取速率。
(2)“沉锑”的反应中,还原剂为___________。
(3)“电解”在电解池(图1)中实施,一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应,则
①阴极反应式为___________。
②初始电解液中,。为防止阳极室电解过程中产生沉淀,理论上,最终阳极室应不大于___________(列算式)。
(4)“X”包含多个步骤,需同时用到和溶液。一定条件下,Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2,在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度,“X”包括的步骤为___________。
(5)“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行,生成的离子方程式为___________。
_________________。
(6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子,其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。
(7)①Sb与N同族,AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。
②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4,其原子占据A、B、C三种位置,每种位置上只有一种原子,则Al占据___________位置,Sb占据___________位置。(填编号)
【答案】(1)增大反应物接触面积
(2) (或铁粉)
(3) ①. ②. 或
(4)先控制浓度在,与HCl溶液浸出后过滤除去,再控制浓度在与HCl溶液浸出
(5)
(6)杂冠醚的空腔大小与的直径(大小)相匹配
(7) ①. GaN ②. A、B或C ③. C或A、B
【解析】
【分析】先通过盐酸+氧化剂体系,将硫化锑转化为可溶性配离子,过滤后滤泥含有Au、Ag、、S等;滤液主要含,还会存在、等,再用铁粉还原沉锑得到单质锑,同时也将还原为,滤液1含有、,通过电解实现沉锑试剂的回收循环,降低原料成本。滤泥除硫后得到含金银粉体,通过控制浓度在酸性条件下实现金、银的选择性浸出,最后用亚硫酸钠还原沉金得到单质金,回收的锑可进一步加工制备光电材料AlSb,实现副产物高值化利用。
【小问1详解】
固体研磨成粉,可增大反应物接触面积,加快反应浸取速率。
【小问2详解】
沉锑过程中,将中+3价还原为单质,被氧化,作还原剂。
【小问3详解】
①电解回收沉锑试剂(铁粉),阴极得电子生成单质,故阴极反应为。
②阳极室要防止产生沉淀,由数据可知,和两种沉淀中,先沉淀,但考虑到阳极失电子生成,最终,,计算得不产生沉淀时,该值远小于沉淀的临界,因此按计算。
【小问4详解】
由图可知,在时浸取率接近,浸取率很低,先过滤除去;再将调至,浸取率接近,可提高金的提取率和纯度。
【小问5详解】
从价降为,个共得;中从价升为价(生成),每个失,因此系数为3,再结合原子守恒、电荷守恒配平可得方程式。
【小问6详解】
超分子选择性识别的原理,除了配位作用,还需要空腔尺寸与离子大小匹配。
【小问7详解】
①离子键成分百分数随元素电负性差增大而增大,电负性远大于,和电负性相近,因此中电负性差更大,离子键成分更大。
②为型化合物,晶胞中:(顶点)数目为,(面心)数目为,共4个;(晶胞内部)共4个,满足。由此可知,顶点和面心是一种原子,晶胞内部是另一种原子,因此Al和Sb分别占据顶点(A)+面心(B)和体内四面体空隙(C);二者可互换顺序。
13. 氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入和,快速搅拌,打开通入,反应完成后,关闭,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开通入,接通冷凝水,加热保持微沸,直至除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为间的馏分,得到117mL氢碘酸(密度为,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称:_______,通入发生反应的化学方程式:_______。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的:_______(填序号)
a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因_______(用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用_______(填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序:_______。
(6)列出本实验产率的计算表达式:_______。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在_______。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②. I2+H2S=S+2HI
(2)c (3)
(4)NaOH (5)先停止加热,再通一段时间的N2后关闭K2
(6)
(7)密封的棕色细口瓶中,并放在避光低温处
【解析】
【分析】I2的氧化性比S强,A中发生I2+H2S=S↓+2HI,过滤除去S,得到含H2S的HI滤液;将滤液转移到B中,先通氮气、加热保持微沸除去H2S,升高温度,收集沸点为125℃~127℃间的馏分,得到117mL密度为1.7g/mL,质量分数为57%的HI溶液。
【小问1详解】
仪器A的名称为圆底烧瓶;I2的氧化性比S强,通入发生反应的化学方程式为I2+H2S=S↓+2HI;
【小问2详解】
I2在水中的溶解度较小,生成的S可能包裹在其表面阻止反应的继续进行,故步骤ⅰ中快速搅拌的目的是防止固体产物包覆碘,选c;
【小问3详解】
I2和I-会发生反应:,步骤ⅰ中随着反应的进行,生成的HI电离出的I-与I2反应促进I2的溶解,本空答案为;
【小问4详解】
步骤ⅱ中的尾气为,有毒,是酸性气体,常用NaOH溶液吸收;
【小问5详解】
为确保蒸馏装置内的HI全部进入C中,步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序为:先停止加热,再通一段时间的N2后关闭K2;
【小问6详解】
127gI2的物质的量为0.5mol,n理论(HI)=2×0.5mol=1mol,m理论(HI)=1mol×128g/mol=128g、m实际(HI)=,故HI的产率= =;
【小问7详解】
氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在密封的棕色细口瓶中,并放在避光低温处。
14. 甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料,选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)__________;反应Ⅰ在一定条件下可自发进行,则自发进行的条件为__________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知HCOO*上的__________原子加氢更有利。
(3)一定条件下,在2 L的恒容密闭容器中,充入2 mol 和3 mol ,使之发生上述三个反应。50 min末反应达到平衡,测得和的物质的量均为1.2 mol。
①0~50 min内,的平均反应速率为_________。
②能说明该反应体系已达到平衡状态的是_________(填标号)。
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)一定条件下,在压强为p的恒压密闭容器中,加入1 mol 和3 mol ,使之发生上述三个反应,转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。
①若232℃~252℃时催化剂的活性受温度影响不大,分析236℃后图中曲线下降的原因:_________。
②240℃时反应的平衡常数________(列出含p的计算式即可)。
【答案】(1) ①. -90.64 ②. 高温
(2)氧(或“O”) (3) ①. 0.005 ②. bc
(4) ①. 反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,反应Ⅰ为吸热反应,升高温度,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度,从而使转化率和甲醇选择性下降 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据题目给出的三个反应,可以看出反应Ⅲ可以通过反应Ⅰ和反应Ⅱ相加得到的,即ΔH3=ΔH1+ΔH2,因此ΔH2=-49.47kJ/mol-41.17kJ/mol=-90.64kJ/mol;反应Ⅰ,反应前后气体分子数不变,根据自发判据,只有且高温下才能满足,故自发条件为高温。
【小问2详解】
根据题目给出的反应历程图,可以看出HCOO*→H2COO*的活化能较高,HCOO*→HCOOH*的活化能较低,显然,HCOO上的O原子加氢(生成HCOOH)的活化能更低,反应更容易进行,且产物更稳定,因此,HCOO*上的O原子加氢更有利;
【小问3详解】
①50min末测得CO2和H2的物质的量均为1.2mol,∆n(CO)=2mol-1.2mol=0.8mol,∆n(H2)=3mol-1.2mol=1.8mol,由C原子守恒可得n(CO)+n(CH3OH)=∆n(CO2)=0.8mol,由O原子守恒可得n(H2O)=∆n(CO)=0.8mol,由H原子守恒可得n(CH3OH)=[∆n(H2)-∆n(H2O)]÷2=0.5mol,n(CO)=0.3mol,则0~50min内,CH3OH的平均反应速率为0.5mol÷2L÷50min=0.005mol·L-1·min-1。
②a.容器内混合气体的密度保持不变,密度ρ=M/V,恒容且质量守恒,ρ始终不变,不能作为平衡标志;
b.容器内压强保持不变,总压p随气体物质的量变化,p不变说明n总不变,可作为平衡标志;
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变,m总不变,n总变化,平均相对分子质量不变说明n总不变,可作为平衡标志;
故答案选bc;
【小问4详解】
①题目给出一定条件下,在恒压密闭容器中加入1molCO2和3molH2,发生三个反应,236°C后,α(CO2)和x(CH3OH)均下降,反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,反应Ⅰ为吸热反应,升高温度,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度,从而使转化率和甲醇选择性下降;
②240°C时反应的Kp计算,图中数据α(CO2)=20%,总消耗CO2=0.2mol,x(CH3OH)=50%,用于生成甲醇的CO2=0.1mol,列三段式:
平衡时气体总物质的量n(总)=n(CO2)+n(H2)+n(CH3OH)+n(H2O)+n(CO)=0.8mol+2.6mol+0.1mol+0.2mol+0.1mol=3.8mol,恒压条件下,各组分分压,,,,代入平衡常数表达式为。
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完卷时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 I-127 S-32 Cl-35.5
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题4分,共40分)
1. 《本草述钩元》中的“石碱”条目下记载“采蒿蓼之属,开窖浸水,漉起,晒干烧灰。以原水淋汁,连汁货之四方,浣衣发面”。下列说法正确的是
A. “石碱”是一种强碱,成分为
B. 蒿蓼中含有纤维素,化学式为,属于纯净物
C. 制取过程中包括浸取、灼烧、过滤、萃取等操作
D. “石碱”可用于浣衣,是由于其溶液显碱性,可以洗去油污
2. 镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①:每消耗生成分子的数目为
B. 反应②:每消耗生成数目为
C. 反应③:每消耗转移电子数目为
D. 溶液中,数目为
3. 由五种元素组成的某配离子是一种常用的有机催化剂,结构如图。X、Y、Z、M、Q五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,Y元素化合物种类数最多,离子的价电子排布式为。下列说法不正确的是
A. 元素电负性大小:
B. 分子中含有的孤电子对数是2
C. 含有X、Y、Z的酸的分子式可能是
D. Q的最高价氧化物对应的水化物能溶于强酸,不溶于任何碱
4. 超临界碳酸化技术(反应如下,其中R-代表烃基)是实现我国“双碳”目标的有效途径之一,下列叙述正确的是
A. 上述转化过程中涉及的反应类型只有取代反应
B. 化合物4不存在手性碳原子
C. 化合物2与化合物3含有相同的官能团
D. 甲醇和化合物4分别与足量反应产生的之比为
5. 下列描述或解释有误的是
描述
解释
A
N的第一电离能大于O
N的能级半充满,比较稳定
B
非金属与氢形成的共价化合物中,氢可能为负价
氢的电负性小于该非金属
C
晶体受热转化为和
该过程涉及σ键的断裂与生成
D
键角:
两者中心原子杂化类型相同,孤电子对数相同,电负性成键电子对之间的斥力更大
A. A B. B C. C D. D
6. 一种利用电解还原同时实现海水脱盐的装置如图,电解液在Ⅰ和Ⅳ室间循环,初始电解液为溶液,膜①~③为阳离子或阴离子交换膜。下列说法错误的是
A. ①为阳离子交换膜,②为阴离子交换膜
B. 阳极反应为
C. 电解一段时间后,Ⅲ室海水中盐的浓度降低
D. 电解过程中,Ⅰ室电解液的pH在一段时间内可保持稳定
7. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂(MgO)的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法正确的是
A. 浸出镁的反应离子方程式为MgO+2 NH=Mg2++2NH3↑+H2O
B. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C. 得到的高纯镁砂在工业上用来电解制备金属镁
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了Mg(OH)2的Ksp远小于Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp
8. 某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
实验1:
实验2:
已知:
ⅰ. ;
ⅱ.溶液为无色。
下列说法正确的是
A. 等物质的量的和中键数之比为
B. 结合实验可知反应
C. ②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,的浓度增大
D. ③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物
9. 可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. Y为反应物,W为生成物
B. 反应制得,须投入
C. 升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
10. 常温下,向溶液中缓慢滴入溶液,混合溶液的和与V(溶液)的变化关系如图所示(不考虑热量变化)。
下列叙述正确的是
A. 滴加过程中,随着溶液滴入,不断减小
B. 点对应溶液中存在:
C. 点对应溶液中存在:
D. 若点溶液的,则该点溶液中水电离出的为
二、非选择题(共4题,共60分)
11. 甲基丙烯酸(C)是重要的有机合成中间体,下图是以丙酮和1,3-丁二烯为主要原料合成有机物J的合成路线图。
已知:①
②
③化合物I核磁共振氢谱图中有5组吸收峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团名称为__________,F→G的反应类型为________________。
(2)C的结构简式为__________________,H的化学名称为__________________。
(3)加热条件下H与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为__________________________。
(4)下列说法正确的是__________(填序号)。
a.化合物B在一定条件下能发生缩聚反应
b.化合物E、J都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.可用鉴别化合物G和I
d.化合物I遇溶液显紫色
(5)同时满足下列条件的J的同分异构体有__________种。
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;
③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种;④分子中含两个甲基。
其中核磁共振氢谱图有5组吸收峰的同分异构体的结构简式为____________________。
12. 金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。
已知:和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。
氢氧化物
(1)金精矿研磨成粉是为了___________,提高浸取速率。
(2)“沉锑”的反应中,还原剂为___________。
(3)“电解”在电解池(图1)中实施,一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应,则
①阴极反应式为___________。
②初始电解液中,。为防止阳极室电解过程中产生沉淀,理论上,最终阳极室应不大于___________(列算式)。
(4)“X”包含多个步骤,需同时用到和溶液。一定条件下,Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2,在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度,“X”包括的步骤为___________。
(5)“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行,生成的离子方程式为___________。
_________________。
(6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子,其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。
(7)①Sb与N同族,AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。
②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4,其原子占据A、B、C三种位置,每种位置上只有一种原子,则Al占据___________位置,Sb占据___________位置。(填编号)
13. 氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入和,快速搅拌,打开通入,反应完成后,关闭,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开通入,接通冷凝水,加热保持微沸,直至除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为间的馏分,得到117mL氢碘酸(密度为,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称:_______,通入发生反应的化学方程式:_______。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的:_______(填序号)
a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因_______(用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用_______(填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序:_______。
(6)列出本实验产率的计算表达式:_______。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在_______。
14. 甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料,选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)__________;反应Ⅰ在一定条件下可自发进行,则自发进行的条件为__________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知HCOO*上的__________原子加氢更有利。
(3)一定条件下,在2 L的恒容密闭容器中,充入2 mol 和3 mol ,使之发生上述三个反应。50 min末反应达到平衡,测得和的物质的量均为1.2 mol。
①0~50 min内,的平均反应速率为_________。
②能说明该反应体系已达到平衡状态的是_________(填标号)。
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)一定条件下,在压强为p的恒压密闭容器中,加入1 mol 和3 mol ,使之发生上述三个反应,转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。
①若232℃~252℃时催化剂的活性受温度影响不大,分析236℃后图中曲线下降的原因:_________。
②240℃时反应的平衡常数________(列出含p的计算式即可)。
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