内容正文:
高三化学(一)
范围:高考全部内容。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 P 31 Fe 56 Zr 91
一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16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. 我国古代常使用金属铸造货币,下列关于古代货币的说法正确的是
A. 春秋战国时期的“刀币”多由青铜铸造,青铜属于纯净物
B. 汉代广泛使用的“五铢钱”为铜合金,铜合金的熔点低于纯铜
C. 宋代时期部分地区曾流通“铁钱”,生铁的含碳量低于钢
D. 明清时期流通“白银”,其主要成分银的化学性质非常活泼
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜是铜锡合金,属于混合物,不属于纯净物,A错误;
B.合金的熔点一般低于其组成成分纯金属的熔点,铜合金的熔点低于纯铜,B正确;
C.生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量高于钢,C错误;
D.银在金属活动性顺序中位于氢之后,化学性质不活泼,D错误;
故选B。
2. 下列有关物质用途的说法错误的是
A. 碱石灰可用作食品干燥剂 B. 碳酸钙可用作牙膏中的摩擦剂
C. 氯化铁溶液可用于蚀刻覆铜电路板 D. 次氯酸钠可用作游泳池的杀菌消毒剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.碱石灰是和的混合物,具有强腐蚀性,不可用作食品干燥剂,A错误;
B.碳酸钙性质稳定、硬度适中且无毒,符合牙膏摩擦剂的性能要求,B正确;
C.具有氧化性,可与铜发生反应而溶解铜,因此可用于蚀刻覆铜电路板,C正确;
D.具有强氧化性,溶于水可转化为具有杀菌消毒作用的,可用作游泳池的杀菌消毒剂,D正确;
故选A。
3. 下列关于实验安全和试剂保存的说法正确的是
A. 金属钠、钾性质非常活泼,均需密封保存在四氯化碳中
B. 盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶,必须使用磨口玻璃塞
C. 见光易分解,其溶液应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
D. 实验时不慎将少量水银洒落在桌面上,应立即用大量水冲洗,或用湿抹布擦拭干净
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属钠、钾的密度小于四氯化碳,保存在四氯化碳中会浮在液面,无法隔绝空气和水,通常保存在煤油或石蜡油中,A错误;
B.会与玻璃中的反应生成粘性的,使用磨口玻璃塞会将瓶塞和试剂瓶粘在一起,可使用橡胶塞,B错误;
C.见光易分解,需棕色瓶避光保存,其为液体试剂用细口瓶盛放,且具有氧化性会腐蚀橡胶,故用玻璃塞,C正确;
D.水银()不溶于水,大量水冲洗或湿抹布擦拭会导致汞扩散挥发,有毒,应撒硫粉使其反应生成无毒的,D错误;
故选C。
4. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用小苏打发酵面团
小苏打可中和酸并受热分解产生,使面团疏松多孔
B
用明矾净水
明矾具有强氧化性
C
用柠檬酸除去水垢
柠檬酸的酸性强于碳酸
D
工人注入熔融钢水前先将模具干燥
Fe与在高温条件下可以发生反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.小苏打为,可与面团中的有机酸反应生成,且受热易分解也会产生,使面团疏松多孔,解释合理,A不符合题意;
B.明矾净水的原理是明矾溶于水电离出的水解生成胶体,胶体吸附水中悬浮杂质使之沉降,明矾本身不具有强氧化性,解释不合理,B符合题意;
C.水垢的主要成分为等,柠檬酸酸性强于碳酸,可与反应生成可溶性盐从而除去水垢,解释合理,C不符合题意;
D.高温下与可发生反应,若模具不干燥会引发安全事故,故注入熔融钢水前需先干燥模具,解释合理,D不符合题意;
故选B。
5. 关于下列化合物性质的描述错误的是
① ② ③ ④
A. 足量的①和④的溶液混合有气体生成
B. ①和③的溶液混合有沉淀生成
C. ②和④的溶液混合既有沉淀生成,又有气体生成
D. 等物质的量浓度的溶液的pH:①>②>③>④
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水溶液中完全电离出,足量与中的反应生成气体,A正确;
B.电离出的与电离出的反应生成白色沉淀,B正确;
C.中的与中的发生双水解反应,生成沉淀和气体,既有沉淀又有气体生成,C正确;
D.等物质的量浓度的溶液中,水解显碱性,为强酸强碱盐显中性,水解显弱酸性,完全电离出呈强酸性,故pH顺序为,D错误;
故选D。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 2.3 g金属钠中含有的电子数目为
B. 中含有的π键数目为
C. 5.6 g铁粉与足量硫粉混合加热充分反应,转移的电子数目为
D. 与反应转移2 mol电子时,生成的分子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.2.3 g 的物质的量为0.1 mol,每个原子含11个电子,故总电子数为,A错误;
B.未指明处于标准状况下,无法确定其物质的量,故无法计算π键数目,B错误;
C.5.6 g 的物质的量为0.1 mol,与反应生成,元素化合价从0升高到+2,故0.1 mol 反应转移电子数为,C正确;
D.与反应时,每生成1 mol 转移2 mol电子,故转移2 mol电子时生成的分子数为,D错误;
故选C。
7. 下列给定条件的溶液中,能大量共存的离子组是
A. 使紫色石蕊溶液变红色的溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 无色透明溶液中:、、、
D. NaOH溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.使紫色石蕊溶液变红的溶液显酸性,存在大量,与反应生成,不能大量共存,A错误;
B.中性溶液中,、、、之间不发生反应,也不与水电离出的、反应,能大量共存,B正确;
C.为浅绿色,不符合无色透明溶液的要求,不能大量存在,C错误;
D.溶液中存在大量,与反应生成和,且生成的会与结合生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选B。
8. 下列过程对应的方程式错误的是
A. 黑火药爆炸:
B. 向溶液中滴加少量新制氯水:
C. 向溶液中滴加盐酸:
D. 向二元弱酸亚磷酸()溶液中滴加足量NaOH溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.黑火药爆炸的化学方程式配平符合反应事实及电子守恒、原子守恒,A正确;
B.还原性,少量氯水优先氧化,离子方程式书写正确,B正确;
C.是弱酸的酸式酸根,离子方程式中不能拆分为和,正确反应为,选项给出的方程式错误,C符合题意;
D.是二元弱酸,则为正盐的酸根,二元弱酸亚磷酸()与足量反应生成,离子方程式书写正确,D正确;
故选C。
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列图示实验装置正确、操作规范且能达到相应实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.除去中少量的HCl
C.钠在空气中燃烧
D.制备
A. A B. B C. C D. D
【答案】AB
【解析】
【详解】A.食盐水呈中性,铁钉发生吸氧腐蚀消耗,左侧试管内压强减小,右侧导管中液面上升,可验证吸氧腐蚀,A正确;
B.与饱和溶液反应生成,且难溶于饱和溶液,洗气装置长进短出符合操作规范,可除去杂质,B正确;
C.钠在空气中燃烧应在坩埚中进行,蒸发皿仅用于蒸发浓缩溶液,不耐高温灼烧,不能用于该实验,C错误;
D.制备时,由于极易溶于水,若直接将通入水溶液会发生倒吸,无法顺利制备,D错误;
故选AB。
10. 二氧化氯()是一种高效安全的杀菌消毒剂。实验室可用草酸与氯酸钾在酸性条件下反应制备,化学方程式为。下列说法错误的是
A. 属于酸式盐
B. 在该反应中得到电子,发生还原反应
C. 在该反应中既表现酸性又表现氧化性
D. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A.是二元强酸的酸式盐,可电离出,属于酸式盐,A正确;
B.中为+5价,反应后生成的中为+4价,化合价降低,得到电子,发生还原反应,B正确;
C.反应中所含元素化合价始终为+6价,没有电子得失,仅表现酸性,不表现氧化性,C错误;
D.该反应中氧化剂为化合价降低的(共2 mol),还原剂为元素化合价升高的(共1 mol),二者物质的量之比为,D正确;
故选C。
11. 从含、的酸浸液中回收Cu和Ag的流程如下:
下列叙述错误的是
A. a溶液可能为硫酸 B. b固体可能被磁铁吸引
C. c中可能既含有离子键又含有共价键 D. 固体2与c溶液反应时有红棕色气体生成
【答案】AD
【解析】
【分析】先用含氯离子的a溶液将转化为沉淀,与留在溶液中的分离,白色固体1用氨水溶解形成银氨配离子后再制得银;向溶液1中加入过量活泼金属b置换出铜,固体2为铜与剩余b的混合物,c溶液应能除去b而不溶解铜。
【详解】A.若a为硫酸,生成的为微溶物,无法将完全沉淀,会导致回收率降低且产品混有杂质,因此a不可能为硫酸,A错误;
B.若b为过量,可置换出溶液1中的,属于铁磁性物质,可被磁铁吸引,该情况存在,B正确;
C.若c为溶液,溶质中与之间为离子键,内部与之间为共价键,既含离子键又含共价键,该情况存在,C正确;
D.红棕色气体为,若c为硝酸,会与目标产物发生反应,无法得到,因此c不可能为硝酸,无红棕色气体生成,D错误;
故答案选AD。
12. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将化合物X溶于水,经测定所得溶液能导电
X是电解质
B
向溶液中滴加稀硫酸,溶液变黄色
硫酸将氧化为
C
向和中均分别加入NaOH溶液和盐酸,只溶于盐酸,在NaOH溶液和盐酸中都能溶解
碱性:
D
用洁净的铂丝蘸取少量Y溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰颜色呈紫色
Y为钾盐
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解质需自身在水溶液或熔融状态下电离出自由移动离子导电,若X为等物质,溶于水是反应生成的酸电离导电,X不属于电解质,A错误;
B.溶液中滴加稀硫酸时,酸性条件下具有强氧化性,将氧化为,并非硫酸氧化,B错误;
C.仅溶于强酸,只体现碱性,既可溶于强酸又可溶于强碱,属于两性氢氧化物,可证明碱性,C正确;
D.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,仅能说明溶液中含,Y可能为钾盐,也可能为等碱,D错误;
故选C。
13. Na、Al、Fe三种元素的部分代表物的价—类关系如图所示。下列说法正确的是
A. 工业上获取这三种金属单质时,均需采用电解其熔融化合物的方法
B. 若b为淡黄色粉末,则可用作呼吸面具的供氧剂
C. 若d、e、f、g均含有同一种金属元素,则e暴露在潮湿空气中,可转变为g
D. 若f常用于制造红色油漆和涂料,则f可与水发生化合反应生成g
【答案】BC
【解析】
【分析】Na、Al、Fe三种元素的部分代表物的价—类关系如图所示:a、b、c、d、e、f、g分别为Na或Al或Fe,,,,,或,;
【详解】A.工业上Na、Al采用电解熔融化合物法冶炼,Fe采用热还原法(如CO还原)冶炼,并非均用电解法,A错误;
B.b为+1价氧化物,淡黄色粉末为,可与、反应生成,可用作呼吸面具供氧剂,B正确;
C.d、e、f、g含同一种有+2、+3价的金属元素,即Fe元素,e为,暴露在潮湿空气中发生反应,可转变为g[],C正确;
D.f用于制造红色油漆和涂料,则f为,难溶于水,不能与水发生化合反应生成,D错误;
故选BC。
14. 某探究小组设计了以下四种定量实验方案,旨在测定和固体混合物中的质量分数。其中理论上可行且操作严谨的是
A. 称取混合物置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,将产生的气体直接通入盛有足量碱石灰的干燥管,测得干燥管增重
B. 称取混合物置于坩埚中充分加热,直接在空气中冷却至室温后,称量残留固体质量为
C. 称取混合物置于烧杯中,加入足量稀盐酸,待气泡不再产生后,测得反应前后烧杯及体系总质量减少
D. 称取混合物完全溶于水,加入足量溶液,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥后,称量其质量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.混合物和稀硫酸反应生成,气体中混有水蒸气,且碱石灰可同时吸收空气中的和水蒸气,导致测得的增重量偏大,无法准确计算,A错误;
B.加热发生反应:,残留固体直接在空气中冷却,会吸收空气中的和水蒸气,导致残留固体质量测定值偏大,计算结果误差较大,B错误;
C.反应生成的CO2气体会部分溶解在反应后的溶液中,不会完全逸出,导致测得的体系总质量减少量小于实际生成的CO2总质量,测定结果误差大,C错误;
D.足量与两种物质均反应生成沉淀,可列方程、,解得后即可计算的质量分数,操作严谨,D正确;
故答案选D。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
15. 电池级磷酸铁()是制备正极材料的关键前驱体。某小组以致密赤铁矿(主要成分为,含少量、、等)为原料,设计了如下“低碳活化—混酸浸出”新工艺制备无水:
已知:该工艺条件下,三价铁均与结合成稳定的。
回答下列问题:
(1)“预处理”中加入极少量碳在下活化,能显著提高后续酸浸速率。其原理是碳将部分还原为磁性氧化物,已知此温度下碳的氧化产物为CO,该活化反应的化学方程式为________________________________________________________。
(2)“酸浸”时采用混酸体系。相比于单用,加入HCl不仅能增大提高反应动力学速率,还能通过的________作用促进铁的浸出;分离出的滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)“氧化”时生成的离子方程式为________________________________________;设计实验验证该步骤中已完全被氧化________________________________________________________。
(4)在高温惰性气体中,以、和(葡萄糖)为原料焙烧制备。若消耗纯度为80%的工业葡萄糖4.5 kg,理论上可制得纯度为79%的粗品________kg(假设杂质不参与制备反应,葡萄糖中的碳元素全部转化为CO)。
【答案】(1)
(2) ①. 配位式络合 ②. SiO2
(3) ①. ②. 取部分溶液,向其中加入铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,说明Fe2+已完全被氧化
(4)48
【解析】
【分析】通过预处理,赤铁矿中所含的部分氧化铁被还原为四氧化三铁,赤铁矿发生碎裂,以便于下一步酸浸。“酸浸”步骤中,各金属氧化物被转化为金属阳离子,不溶于酸的二氧化硅形成滤渣并被除去。向该溶液中加入过氧化氢,Fe2+被全部氧化为Fe3+,并与溶液中的Cl-结合形成[FeCl4]-。加入氨水后,铁离子与磷酸根离子结合形成二水磷酸铁沉淀,将其煅烧后,制得无水磷酸铁。
【小问1详解】
碳单质将氧化铁还原为四氧化三铁,并被氧化为一氧化碳,该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
由“已知”可知,氯离子通过其配位式络合作用,与铁离子形成提高铁的浸出率;各金属氧化物被转化为金属阳离子,不溶于酸的二氧化硅形成滤渣,故该滤渣的主要成分为SiO2;
【小问3详解】
亚铁离子被过氧化氢氧化,并与氯离子结合为[FeCl4]-,该反应的离子方程式为:;检验溶液中亚铁离子最常用的试剂为铁氰化钾溶液,若向待测液中加入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成,说明该溶液中不含有亚铁离子,可说明亚铁离子已完全被氧化;
【小问4详解】
该步骤消耗的葡萄糖的物质的量为,1 mol葡萄糖被氧化为CO,转移12 mol电子,1 mol 被还原为,转移1 mol 电子,故1 mol葡萄糖能还原12 mol 。20 mol葡萄糖能还原产生的磷酸亚铁锂质量为。该粗品的纯度为79%,故该粗品的总质量为。
16. 异丙醇铝{,白色固体,极易吸水水解}是多功能低价路易斯酸催化剂和脱水剂。某实验小组在干燥的圆底烧瓶中加入5.4 g铝箔、80 mL无水异丙醇(过量,沸点82.4℃)和一小粒碘,实验装置如图所示(夹持装置已略去):
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为________,冷却水的进口为________(填“a”或“b”)。
(2)实验中碘粒的作用是破坏铝箔表面的氧化膜。某同学提出也可用NaOH溶液对铝箔进行预处理。
①用NaOH溶液除去氧化铝薄膜时发生反应的离子方程式为________________________________。
②该方法不宜用于本实验中铝箔的预处理,请简述理由:________________________________________。
(3)装置末端连接盛有无水干燥管的作用是________________________________________________。
(4)待反应完成后,将反应液趁热过滤,滤液先常压蒸馏回收多余的异丙醇,再减压至1.33 kPa,蒸馏收集130~150℃的馏分,冷却后得到白色固体产品。
①“趁热过滤”的目的:一是除去未反应的固体杂质;二是________________________________________。
②减压蒸馏操作中,下列说法正确的是________(填标号)。
A.减压蒸馏结束,先停止加热,继续维持真空,直至装置冷却
B.减压蒸馏结束,先打开连通大气的活塞,再关闭真空泵
C.减压蒸馏可以选用仪器X进行冷凝
【答案】(1) ①.
球形冷凝管 ②.
a (2) ①.
②.
NaOH溶液中含有水,处理后的铝箔表面会附着水分,而产物异丙醇铝极易吸水水解,引入水会导致产物水解,降低产率
(3)
防止空气中的水蒸气进入反应装置,导致异丙醇铝水解
(4) ①.
防止异丙醇铝冷却结晶析出,造成产物损失 ②. AB
【解析】
【小问1详解】
仪器X为球形冷凝管,用于回流冷凝异丙醇;冷凝管冷却水遵循“下进上出”原则,保证冷凝管内充满冷却水、冷凝充分,因此进口为a;
【小问2详解】
①氧化铝是两性氧化物,和强碱NaOH溶液反应生成和水,离子方程式为;
②题干明确异丙醇铝极易吸水水解,用NaOH溶液处理铝箔后,NaOH溶液中含有水,处理后的铝箔表面会附着水分,而产物异丙醇铝极易吸水水解,引入水会导致产物水解,降低产率,故该方法不宜用于本实验中铝箔的预处理;
【小问3详解】
结合异丙醇铝极易水解的性质,无水作为干燥剂,可防止空气中的水蒸气进入反应装置,导致异丙醇铝水解;
【小问4详解】
①趁热过滤可以维持体系温度,防止异丙醇铝冷却结晶析出,造成产物损失;
②A.减压蒸馏结束,先停止加热,继续抽真空维持负压,等装置冷却后再通大气,A正确;
B.减压蒸馏结束时必须先打开连通大气的活塞恢复常压,再关闭真空泵,防止倒吸损坏设备,B正确;
C.球形冷凝管的球泡内会残留馏分,不适合用于蒸馏操作的冷凝,减压蒸馏应使用直形冷凝管,C错误;
故选AB。
17. 丙烷催化脱氢是工业制备丙烯的主流低碳工艺,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知298 K时,各物质标准摩尔生成焓(标准状况下,由最稳定单质生成1 mol该物质时的焓变)数据如下:
物质
标准摩尔生成焓/()
-104.7
20.4
185.4
0
反应Ⅲ: ________。
(2)上述三个反应的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图所示。代表反应Ⅰ的曲线是________(填“a”“b”或“c”)。
(3)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应10 min达到平衡时,丙烷的转化率为50%,平衡体系中含。
①0~10 min内用表示的平均反应速率________。
②该温度下,反应Ⅰ的平衡常数________。
(4)从化学平衡角度分析,该脱氢体系适宜在________(填“高压”或“低压”)条件下进行,理由是________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)
-39.9 (2)
c (3) ①.
0.05 ②.
0.495 (4) ①.
低压 ②.
丙烷脱氢反应是气体分子数增大的反应,降低压强有利于平衡向正反应方向移动,提高丙烷的转化率(或丙烯的产率)
【解析】
【小问1详解】
根据标准摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于生成物的标准摩尔生成焓总和减去反应物的标准摩尔生成焓总和,对于反应Ⅲ:;
【小问2详解】
根据范特霍夫方程 可知, 与 图像的斜率为 ;计算各反应的焓变:反应Ⅰ:;反应Ⅱ:;反应Ⅲ:;反应Ⅰ和Ⅱ为吸热反应(),斜率为负,对应曲线b和c;反应Ⅲ为放热反应(),斜率为正,对应曲线a;由于 ,反应Ⅱ的斜率绝对值更大,曲线更陡,故曲线b代表反应Ⅱ,曲线c代表反应Ⅰ;
【小问3详解】
① 丙烷的转化率为 ,则 内消耗的 物质的量为 ,用 表示的平均反应速率 ;
② 反应Ⅰ消耗了 ,平衡时 ,根据反应Ⅱ的化学方程式可知,反应Ⅱ消耗了 ,根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学方程式可知,平衡时各物质的物质的量分别为:、、;容器体积为 ,平衡浓度分别为 ,,,该温度下反应Ⅰ的平衡常数 ;
【小问4详解】
丙烷脱氢反应(反应Ⅰ和Ⅱ)均为气体分子数增大的反应,降低压强,平衡向气体分子数增大的方向(即正反应方向)移动,有利于提高丙烷的转化率和丙烯的产率,因此适宜在低压条件下进行。
18. 在精细化工和制药工业中,化合物H常作为合成更复杂药物分子的中间体,其合成路线如图所示(部分条件略):
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。A+B→C的反应类型为________。
(2)E的结构简式为________。F中含氧官能团的名称为________。
(3)F+G→H的化学方程式为________________________________________________________________。
(4)X与C互为同分异构体,符合下列条件的X的结构简式为________。
①分子中含有4个且与苯环直接相连
②核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为1∶2∶3∶6∶6
(5)已知。参照上述合成路线,设计以和为原料制备的合成路线________________________________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 2-甲基-1,3-丁二烯 ②. 加成反应
(2) ①. ②. 羧基、醚键
(3) (4) (5)
【解析】
【分析】A和B发生双烯加成生成C,结合B、C的结构知A的结构简式为;是酯碱性水解再酸化得到E,E + D发生取代反应得到F,结合F和D的结构知E的结构简式为, F + G 发生酯化反应生成H,结合F、H的结构知G的结构简式为;据此分析解题。
【小问1详解】
由分析知A的结构简式为为,系统命名为2-甲基-1,3-丁二烯;结合已知信息,A和B发生双烯加成反应生成C,反应类型为加成反应;
【小问2详解】
C在碱性条件下水解后酸化,酯基水解为,乙酸酯基水解为,得到E,E的结构简式为;F中含氧官能团为羧基、醚键;
【小问3详解】
由分析知G的结构简式为;F+G→H为羧酸与醇的酯化(取代)反应,羧基脱羟基、醇羟基脱氢生成酯和水,化学方程式为;
【小问4详解】
C的不饱和度为4(2个酯基,1个环,1个碳碳双键),X含苯环(不饱和度为4),4个直接连苯环的共占4个氧原子,核磁共振氢谱中有5组峰、峰面积比1:2:3:6:6,说明剩余基团组成为,且高度对称,满足条件X的结构简式为;
【小问5详解】
和溴的溶液发生加成反应生成,在NaOH、乙醇溶液加热发生消去反应生成,和发生已知信息的双烯加成反应生成,发生已知信息氧化反应生成目标产物;合成路线为。
19. 我国学者研究了催化加氢制甲醇的反应机理,研究表明,反应过程中催化剂表面的氧空位起到关键作用:在氧空位邻近的上解离吸附为,嵌入氧空位形成中间体,最终加氢生成甲醇。回答下列问题:
(1)Ga与Al同主族,基态Ga原子的价层电子排布式为________________,位于元素周期表中________区。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)嵌入氧空位形成中间体时,碳原子的杂化轨道类型由________变为________。
(4)产物极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还有________________________________。
(5)催化剂的一种载体为Ga掺杂的立方晶体,立方晶胞结构如图所示(填充在由围成的正四面体中心)。
①晶体中的配位数为________。
②若该掺杂缺陷晶胞中含有4个金属阳离子,且与的个数比为,该单个晶胞中平均含有________个。
③晶体的密度为,晶胞中与的最短核间距为________pm(为阿伏加德罗常数的值,列出计算式)。
【答案】(1) ①.
②.
p (2)
(3) ①.
②.
(4)
与分子间能形成氢键
(5) ①.
8 ②.
7.5 ③.
【解析】
【小问1详解】
是31号元素,与同主族,位于第四周期第IIIA族,其价层电子排布式为;由于最后填入的电子为p电子,故位于元素周期表的p区;
【小问2详解】
、、均为第二周期元素,同一周期元素的第一电离能总体呈增大趋势,但原子的2p轨道处于半充满的较稳定状态,其第一电离能反常地大于相邻的元素,故第一电离能由大到小的顺序为;
【小问3详解】
分子中原子价层电子对数为,为杂化;中原子形成3个键,无孤电子对,为杂化;
【小问4详解】
甲醇分子中的羟基()与水分子之间可以形成分子间氢键,增加了甲醇在水中的溶解度,使其极易溶于水;
【小问5详解】
①由晶胞结构可知,位于围成的正四面体中心,即每个的配位数为4,晶胞中个数为,个数为8,根据化学式中微粒个数比与配位数成反比,的配位数为;
②晶胞中含有4个金属阳离子,与个数比为,则有1个和3个,根据电中性原则,正电荷总数为,则的个数为;
③晶胞中含有4个单元,晶胞质量,晶胞体积,晶胞边长,与的最短核间距为体对角线的,即。
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高三化学(一)
范围:高考全部内容。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 Na 23 P 31 Fe 56 Zr 91
一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16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. 我国古代常使用金属铸造货币,下列关于古代货币的说法正确的是
A. 春秋战国时期的“刀币”多由青铜铸造,青铜属于纯净物
B. 汉代广泛使用的“五铢钱”为铜合金,铜合金的熔点低于纯铜
C. 宋代时期部分地区曾流通“铁钱”,生铁的含碳量低于钢
D. 明清时期流通“白银”,其主要成分银的化学性质非常活泼
2. 下列有关物质用途的说法错误的是
A. 碱石灰可用作食品干燥剂 B. 碳酸钙可用作牙膏中的摩擦剂
C. 氯化铁溶液可用于蚀刻覆铜电路板 D. 次氯酸钠可用作游泳池的杀菌消毒剂
3. 下列关于实验安全和试剂保存的说法正确的是
A. 金属钠、钾性质非常活泼,均需密封保存在四氯化碳中
B. 盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶,必须使用磨口玻璃塞
C. 见光易分解,其溶液应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
D. 实验时不慎将少量水银洒落在桌面上,应立即用大量水冲洗,或用湿抹布擦拭干净
4. 用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用小苏打发酵面团
小苏打可中和酸并受热分解产生,使面团疏松多孔
B
用明矾净水
明矾具有强氧化性
C
用柠檬酸除去水垢
柠檬酸的酸性强于碳酸
D
工人注入熔融钢水前先将模具干燥
Fe与在高温条件下可以发生反应
A. A B. B C. C D. D
5. 关于下列化合物性质的描述错误的是
① ② ③ ④
A. 足量的①和④的溶液混合有气体生成
B. ①和③的溶液混合有沉淀生成
C. ②和④的溶液混合既有沉淀生成,又有气体生成
D. 等物质的量浓度的溶液的pH:①>②>③>④
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 2.3 g金属钠中含有的电子数目为
B. 中含有的π键数目为
C. 5.6 g铁粉与足量硫粉混合加热充分反应,转移的电子数目为
D. 与反应转移2 mol电子时,生成的分子数目为
7. 下列给定条件的溶液中,能大量共存的离子组是
A. 使紫色石蕊溶液变红色的溶液中:、、、
B. 中性溶液中:、、、
C. 无色透明溶液中:、、、
D. NaOH溶液中:、、、
8. 下列过程对应的方程式错误的是
A. 黑火药爆炸:
B. 向溶液中滴加少量新制氯水:
C. 向溶液中滴加盐酸:
D. 向二元弱酸亚磷酸()溶液中滴加足量NaOH溶液:
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 下列图示实验装置正确、操作规范且能达到相应实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.除去中少量的HCl
C.钠在空气中燃烧
D.制备
A. A B. B C. C D. D
10. 二氧化氯()是一种高效安全的杀菌消毒剂。实验室可用草酸与氯酸钾在酸性条件下反应制备,化学方程式为。下列说法错误的是
A. 属于酸式盐
B. 在该反应中得到电子,发生还原反应
C. 在该反应中既表现酸性又表现氧化性
D. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
11. 从含、的酸浸液中回收Cu和Ag的流程如下:
下列叙述错误的是
A. a溶液可能为硫酸 B. b固体可能被磁铁吸引
C. c中可能既含有离子键又含有共价键 D. 固体2与c溶液反应时有红棕色气体生成
12. 下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将化合物X溶于水,经测定所得溶液能导电
X是电解质
B
向溶液中滴加稀硫酸,溶液变黄色
硫酸将氧化为
C
向和中均分别加入NaOH溶液和盐酸,只溶于盐酸,在NaOH溶液和盐酸中都能溶解
碱性:
D
用洁净的铂丝蘸取少量Y溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰颜色呈紫色
Y为钾盐
A. A B. B C. C D. D
13. Na、Al、Fe三种元素的部分代表物的价—类关系如图所示。下列说法正确的是
A. 工业上获取这三种金属单质时,均需采用电解其熔融化合物的方法
B. 若b为淡黄色粉末,则可用作呼吸面具的供氧剂
C. 若d、e、f、g均含有同一种金属元素,则e暴露在潮湿空气中,可转变为g
D. 若f常用于制造红色油漆和涂料,则f可与水发生化合反应生成g
14. 某探究小组设计了以下四种定量实验方案,旨在测定和固体混合物中的质量分数。其中理论上可行且操作严谨的是
A. 称取混合物置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,将产生的气体直接通入盛有足量碱石灰的干燥管,测得干燥管增重
B. 称取混合物置于坩埚中充分加热,直接在空气中冷却至室温后,称量残留固体质量为
C. 称取混合物置于烧杯中,加入足量稀盐酸,待气泡不再产生后,测得反应前后烧杯及体系总质量减少
D. 称取混合物完全溶于水,加入足量溶液,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥后,称量其质量为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
15. 电池级磷酸铁()是制备正极材料的关键前驱体。某小组以致密赤铁矿(主要成分为,含少量、、等)为原料,设计了如下“低碳活化—混酸浸出”新工艺制备无水:
已知:该工艺条件下,三价铁均与结合成稳定的。
回答下列问题:
(1)“预处理”中加入极少量碳在下活化,能显著提高后续酸浸速率。其原理是碳将部分还原为磁性氧化物,已知此温度下碳的氧化产物为CO,该活化反应的化学方程式为________________________________________________________。
(2)“酸浸”时采用混酸体系。相比于单用,加入HCl不仅能增大提高反应动力学速率,还能通过的________作用促进铁的浸出;分离出的滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)“氧化”时生成的离子方程式为________________________________________;设计实验验证该步骤中已完全被氧化________________________________________________________。
(4)在高温惰性气体中,以、和(葡萄糖)为原料焙烧制备。若消耗纯度为80%的工业葡萄糖4.5 kg,理论上可制得纯度为79%的粗品________kg(假设杂质不参与制备反应,葡萄糖中的碳元素全部转化为CO)。
16. 异丙醇铝{,白色固体,极易吸水水解}是多功能低价路易斯酸催化剂和脱水剂。某实验小组在干燥的圆底烧瓶中加入5.4 g铝箔、80 mL无水异丙醇(过量,沸点82.4℃)和一小粒碘,实验装置如图所示(夹持装置已略去):
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为________,冷却水的进口为________(填“a”或“b”)。
(2)实验中碘粒的作用是破坏铝箔表面的氧化膜。某同学提出也可用NaOH溶液对铝箔进行预处理。
①用NaOH溶液除去氧化铝薄膜时发生反应的离子方程式为________________________________。
②该方法不宜用于本实验中铝箔的预处理,请简述理由:________________________________________。
(3)装置末端连接盛有无水干燥管的作用是________________________________________________。
(4)待反应完成后,将反应液趁热过滤,滤液先常压蒸馏回收多余的异丙醇,再减压至1.33 kPa,蒸馏收集130~150℃的馏分,冷却后得到白色固体产品。
①“趁热过滤”的目的:一是除去未反应的固体杂质;二是________________________________________。
②减压蒸馏操作中,下列说法正确的是________(填标号)。
A.减压蒸馏结束,先停止加热,继续维持真空,直至装置冷却
B.减压蒸馏结束,先打开连通大气的活塞,再关闭真空泵
C.减压蒸馏可以选用仪器X进行冷凝
17. 丙烷催化脱氢是工业制备丙烯的主流低碳工艺,相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知298 K时,各物质标准摩尔生成焓(标准状况下,由最稳定单质生成1 mol该物质时的焓变)数据如下:
物质
标准摩尔生成焓/()
-104.7
20.4
185.4
0
反应Ⅲ: ________。
(2)上述三个反应的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图所示。代表反应Ⅰ的曲线是________(填“a”“b”或“c”)。
(3)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应10 min达到平衡时,丙烷的转化率为50%,平衡体系中含。
①0~10 min内用表示的平均反应速率________。
②该温度下,反应Ⅰ的平衡常数________。
(4)从化学平衡角度分析,该脱氢体系适宜在________(填“高压”或“低压”)条件下进行,理由是________________________________________________________________________________________。
18. 在精细化工和制药工业中,化合物H常作为合成更复杂药物分子的中间体,其合成路线如图所示(部分条件略):
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。A+B→C的反应类型为________。
(2)E的结构简式为________。F中含氧官能团的名称为________。
(3)F+G→H的化学方程式为________________________________________________________________。
(4)X与C互为同分异构体,符合下列条件的X的结构简式为________。
①分子中含有4个且与苯环直接相连
②核磁共振氢谱中有5组峰且峰面积之比为1∶2∶3∶6∶6
(5)已知。参照上述合成路线,设计以和为原料制备的合成路线________________________________(无机试剂任选)。
19. 我国学者研究了催化加氢制甲醇的反应机理,研究表明,反应过程中催化剂表面的氧空位起到关键作用:在氧空位邻近的上解离吸附为,嵌入氧空位形成中间体,最终加氢生成甲醇。回答下列问题:
(1)Ga与Al同主族,基态Ga原子的价层电子排布式为________________,位于元素周期表中________区。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)嵌入氧空位形成中间体时,碳原子的杂化轨道类型由________变为________。
(4)产物极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还有________________________________。
(5)催化剂的一种载体为Ga掺杂的立方晶体,立方晶胞结构如图所示(填充在由围成的正四面体中心)。
①晶体中的配位数为________。
②若该掺杂缺陷晶胞中含有4个金属阳离子,且与的个数比为,该单个晶胞中平均含有________个。
③晶体的密度为,晶胞中与的最短核间距为________pm(为阿伏加德罗常数的值,列出计算式)。
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