精品解析:广东省部分学校2026-2027学年高三10月适应性训练 化学试题
2026-10-20
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内容正文:
2026-2027学年上学期高三年级10月适应性训练
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共9页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.开考前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2.选择题每小题选出答案后,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;不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第一部分 选择题(共44分)
一、选择题(本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。)
1. “南越王·行——广州南越王博物院出土文物特展”展出了西汉南越国时期的众多珍贵文物。下列文物中,主要成分属于硅酸盐材料的是
A.“文帝行玺”金印
B.“万岁”瓦当
C.船纹铜提桶
D.南越木简
A. A B. B C. C D. D
2. 以小鹏汽车为代表的智能网联新能源汽车企业为广州发展新质生产力作出了重要贡献,它深度融合了新能源、新材料、大数据、智能网联和智能制造等前沿科技,成为经济增长的新引擎。下列说法错误的是
A. 小鹏汽车使用的碳化硅芯片是共价晶体
B. 小鹏汽车P7使用的轮胎采用了新型硫化橡胶,橡胶硫化的过程发生了化学变化
C. 动力电池材料磷酸亚铁锂中铁元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族
D. 小鹏汽车在电控、电池等多个核心关键部件中使用的氧化铝属于金属材料
3. 食在广州,厨出凤城。广东人常把“食”挂在嘴边,饮食文化已渗透进生活的每个角落。下列说法错误的是
A. 制作家宴“香油鸡”用到的花生油属于油脂,油脂在碱性条件下水解称为皂化反应
B. 制作“钵仔糕”的淀粉和纤维素都是天然高分子,二者互为同分异构体
C. 茶楼经典“虾饺”中含有丰富的蛋白质,蛋白质水解的最终产物是氨基酸
D. 制作“蜜汁叉烧”时刷的蜂蜜主要含果糖和葡萄糖,其中葡萄糖能发生银镜反应
4. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法正确的是
A. 该物质属于芳香烃
B. 1 mol该物质最多与2 mol 反应
C. 1 mol藿香蓟水解最多消耗1 mol NaOH
D. 可以使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色
5. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
在牙膏中添加氟化物能有效防止蛀牙
与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更耐酸腐蚀的氟磷灰石
B
可用于除去矿物油污
属于强电解质
C
和Al可制作成管道疏通剂
Al能与酸反应
D
将气体通入NaClO溶液中产生HClO和
的酸性比HClO的酸性强
A. A B. B C. C D. D
6. “乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。匠人以铜为胎,将氧化变黑的银丝()嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内,然后用汗湿的手边捂边揉搓铜器,使铜胎变得乌黑,银丝变得光亮,呈现出黑白分明的装饰效果。下列叙述正确的是
A. 揉搓工序中电子从铜器经汗液流向银丝 B. 作为原电池的负极
C. 铜器发生了氧化反应 D. 铜和银均不活泼,在任何条件下都不能形成原电池
7. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,16 g 和的混合气体含氧原子数为
B. 标准状况下,22.4 L 通入足量中,转移的电子数目为
C. 1 L 1 mol/L 溶液中阳离子的总数目小于
D. 0.1 mol苯分子中所含σ键数目为
8. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列有关方程式的书写错误的是
A. 乙酰胺在氢氧化钠溶液中加热水解:
B. 生产可降解高分子聚乳酸:n
C. 将过量的通入氨水中吸收:
D. 溶液中滴加稀硫酸产生浑浊现象:
9. 物质的微观结构决定宏观性质,下列事实对应的解释正确的是
选项
事实
解释
A
在中的溶解度大于在水中的溶解度
是非极性分子
B
稳定性:
HF能形成分子间氢键
C
酸性:
电负性:,F的推电子效应更强
D
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
A. A B. B C. C D. D
10. 下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是
A. 图①装置用于在空气中加热金属钠
B. 图②装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
C. 图③装置用于分离萃取碘水后已分层的有机层和水层
D. 图④装置用于在实验室中制氨气
11. 部分含N或S物质的分类与相应化合价的关系如图。其中大写、小写字母分别含同一元素。下列有关叙述正确的是
A. c可用于食品添加剂
B. c和D是与酸雨形成有关的酸性氧化物
C. B→C→D→E是工业制硝酸的转化路线
D. 常温下,Fe和Cu在f与E的浓溶液中钝化
12. X、Y、Z、M、W五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,基态Y原子各能级上的电子数相等,离子的价电子排布式为。由五种元素组成的某配离子的结构如图。下列说法正确的是
A. Y和Z的氢化物的沸点:
B. 离子的空间构型为三角锥形
C. M的第一电离能是同周期元素中最大的
D. 往的硫酸盐溶液中加入过量氨水,最终溶液变为深蓝色
13. 为探究2-溴丁烷的消去反应,某化学活动小组设计如下图所示的实验装置。下列说法错误的是
A. a中反应可能产生两种烯烃
B. 向反应后的圆底烧瓶中滴加溶液,有沉淀生成,可检验2-溴丁烷中的溴元素
C. c中酸性高锰酸钾溶液褪色,可证明发生消去反应
D. 将b中溶液改为溴水,若溴水褪色,可证明发生消去反应
14. 用一定浓度NaOH溶液吸收可制备或。忽略溶液体积变化,溶液中含碳物种的浓度。25℃时,的电离常数,。下列说法正确的是
A. 溶液显碱性的原因:
B. NaOH转化为时:
C. 吸收所得的溶液中:
D. 制备所得与盐酸的反应属于放热反应
15. 在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:① ;② ;③ 。反应历程如图所示。相同条件下,下列说法一定正确的是
A. 相同条件下,物质比物质稳定
B. 恒温恒容条件下,达到平衡后充入He,的物质的量增大
C. 的反应热
D. 体系中,反应②先达到平衡
16. 科研团队使用碳纳米管做电极,实现了常温、常压条件下尿素[]的合成,原理如图所示。下列说法正确的是
A. 活性电极上被还原
B. Pt电极附近产生的气体只有
C. 理论上,电路中转移16 mol电子时,甲侧溶液质量增加44 g
D. 理论上,当外电路有16 mol电子通过时,产生了1 mol尿素
第二部分 非选择题(共56分)
17. 氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
(1)为了配制100mL0.1mol/LFeCl3溶液,需要用电子天平(精度0.001g)称量FeCl3 ·6H2O的质量为_____g,配制FeCl3溶液的部分操作顺序为_____(填序号)。
(2)实验室常用KSCN检验Fe3+。[Fe(SCN)6]3-中第二周期非金属元素电负性由大到小的顺序为_____(填元素符号)。
(3)①某兴趣小组利用FeCl3溶液与铜丝进行实验:向2mL0.1mol/LFeCl3溶液中插入一段铜丝,使铜丝高于FeCl3溶液,发生反应:_____(写离子方程式),静置1天,实验结束后,取出铜丝。为了检验溶液中是否残留Fe3+,该小组吸取少量溶液于另一支试管中,滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液。观察到溶液变红,且立即产生白色沉淀,进一步振荡则红色褪去,出现白色浑浊现象。针对实验中出现的白色浑浊,该小组开展探究。
查阅资料:
ⅰ.SCN-被称为“拟卤素离子”,其性质与卤素离子相似。
ⅱ.,。
提出猜想:
猜想1.Cu2+与SCN-反应产生了白色沉淀
猜想2.Fe2+与SCN-反应产生了白色沉淀
进行实验:
序号
实验内容
(a)
向溶液中加入1滴溶液,静置1天后,产生白色沉淀
(b)
向溶液中加入1滴溶液,静置1天后,溶液变为浅红色
(c)
向溶液中加入1滴溶液,再加入1滴溶液,振荡后红色褪去,并产生白色沉淀
结果讨论:
②由实验(a)可知,猜想1合理。经检验,白色沉淀的主要成分是CuSCN,写出实验(a)中产生白色沉淀CuSCN的总反应的离子方程式_____。
③由上述实验对比还可以判断,2mL0.1mol/LFeCl3溶液与铜丝反应结束后,溶液中的________(填离子符号)可以作为催化剂加快Cu2+与SCN-的反应。
(4)往2mL0.1mol/LFeCl3溶液与铜丝反应结束后的溶液中滴加KSCN溶液后,会观察到溶液先变红再产生白色沉淀。借助下图实验装置可以证明溶液先变红是因为Cu2+在SCN-存在下将Fe2+氧化:按下图组装好装置,闭合开关K,电流表指针几乎不偏转;向右侧烧杯滴加0.1mol/LKSCN溶液,电流表指针发生偏转,左侧烧杯看到的现象是_____。
(5)在空气中放置的CuSCN样品会在白色固体上出现灰绿色斑点,与AI对话后得知:CuSCN几乎不溶于盐酸;提出假设:在空气中放置的CuSCN部分变质生成碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]。为了测定变质样品中与的比例,进行如下实验:
ⅰ.准确称取2.576gCuSCN样品,加入足量稀盐酸,过滤,将滤液配制成100mL溶液;
ⅱ.取25mL溶液,向其中加入过量的KI溶液,再用的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液25.00mL。已知滴定过程涉及如下反应:、。则变质样品中CuSCN与Cu2(OH)2SO4的物质的量之比为_______。
18. 铜阳极泥的主要成分为、、、、等,从铜阳极泥中提取硒、金、银的工艺流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
②常温下, ;
③溶液中Pb(Ⅱ)微粒的物质的量分数(δ)与关系曲线如图所示:
(1)粉碎铜阳极泥的目的是_______。
(2)Cu2S和Cu2Se中离子键成分的百分数较大的是_______。
(3)“焙烧”中,Cu2Se与浓硫酸反应的化学方程式为________。
(4)“分金”的反应中,氧化剂是_______。
(5)“氨溶”通入足量的氨气,写出该过程的离子方程式_______;滤渣3的主要成分是_____。(填化学式)
(6)该工艺流程中可循环利用的物质有NaCl和________。(填化学式)
(7)粗AgCl中含有少量微溶的PbCl2,可用NaCl溶液进行净化。为尽可能提高AgCl的纯度和产量,需进行的实验操作为________。(限选用的试剂:0.01 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl溶液、5 mol/L NaCl溶液、蒸馏水)
(8)分离提纯的银可制作成具有储氢功能的铜银合金晶体,其面心立方晶胞结构如图所示:
已知:由Cu原子与Ag原子构成的每个四面体空隙中可填充1个氢原子,储氢材料的储氢能力,标准状况下氢气的密度为bg/cm3 (忽略吸氢前后晶胞的体积变化,阿伏加德罗常数的值为NA)。
①该材料储满氢后的化学式为_________。
②计算该储氢材料的储氢能力=_______(用含NA的代数式表示)。
19. 丙烯是石油化工行业的重要原料,利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:
Ⅰ.
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)基态C原子的价层电子轨道表示式为_____。
(2)反应Ⅰ能自发进行的条件是_____(填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(3)550℃时,混合气体按,以的流速流过装有催化剂M的反应器中。100-1000 min内,的转化率随反应时间呈线性下降,如图1所示。
①关于氧化丙烷制备丙烯体系,说法正确的有_____。(填标号)
A.的瞬时反应速率:i>ii>iii
B.的平衡转化率:i>ii>iii
C.提高,可提高的平衡转化率
D.的转化率下降可能的原因是催化剂失活
②从图可知,200-400min时间段内,消耗的的总体积为_____。
(4)反应历程中,催化剂表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图2所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
a. b.
c. d.
图2中的催化剂对_____(填“C-C”或“C-H”)键的断裂具有更好的选择性。
(5)向1 L装有适量催化剂M的密闭容器中通入和各1 mol,在不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图3所示。
①图3中,曲线L代表组分的化学式为_______。
②若600℃时,的物质的量为n mol,反应Ⅱ的平衡常数K=_____。(写出计算过程,结果用含n的表达式表示)
20. 医学成像示踪剂是助力疾病早期发现与治疗的重要物质。其化合物H合成路线如下:
已知:①—TBDMS:;②—Ts:
回答下列问题:
(1)化合物A中含氧官能团的名称为_____;A的同分异构体中,不考虑立体异构,符合下列要求的同分异构体有_____种:①能与NaHCO3溶液反应;②遇FeCl3溶液显色;③苯环上有两种取代基。
(2)B分子的名称为_____。
(3)E的结构简式为_____。
(4)下列说法正确的有_____(填标号)。
A. 化合物C与浓硫酸共热,反应后可生成存在顺反异构体的产物
B. 化合物D分子中所有碳原子可能共平面
C. 化合物F、G、H分子中的碳原子杂化方式只有sp2和sp3两种
D. 化合物F、G、H分子中不含手性碳原子
(5)参考上述路线,以甲苯和2-溴丁烷为原料,经五步反应可合成化合物X:
①合成路线中,由甲苯制备卤代烃的第一步反应的化学方程式为_____(注明反应条件)。
②第二步,由第一步所得卤代烃制备相应醇,反应所需的试剂与条件为_____。
③第三、四步,从2-溴丁烷出发,有机物先后经历卤代烃→_____→醚(填写有机化合物类别);其中,第三步所得产物与物质Q合成醚,则Q是_____(填化学式)。
④第五步,将第二步得到的醇与第四步得到的醚合成产物X;产物X在核磁共振氢谱中苯环上取代基的峰面积比是_____(从大到小排列)。
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2026-2027学年上学期高三年级10月适应性训练
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共9页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.开考前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2.选择题每小题选出答案后,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;不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第一部分 选择题(共44分)
一、选择题(本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。)
1. “南越王·行——广州南越王博物院出土文物特展”展出了西汉南越国时期的众多珍贵文物。下列文物中,主要成分属于硅酸盐材料的是
A.“文帝行玺”金印
B.“万岁”瓦当
C.船纹铜提桶
D.南越木简
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.“文帝行玺”金印的主要成分是金,属于金属材料,不属于硅酸盐材料,A错误;
B.“万岁”瓦当是以黏土为主要原料经高温烧制而成的陶制品,属于传统硅酸盐材料,B正确;
C.船纹铜提桶的主要成分是铜,属于金属材料,不属于硅酸盐材料,C错误;
D.南越木简由木材制成,木材的主要成分有纤维素等天然有机高分子,不属于硅酸盐材料,D错误;
故选B。
2. 以小鹏汽车为代表的智能网联新能源汽车企业为广州发展新质生产力作出了重要贡献,它深度融合了新能源、新材料、大数据、智能网联和智能制造等前沿科技,成为经济增长的新引擎。下列说法错误的是
A. 小鹏汽车使用的碳化硅芯片是共价晶体
B. 小鹏汽车P7使用的轮胎采用了新型硫化橡胶,橡胶硫化的过程发生了化学变化
C. 动力电池材料磷酸亚铁锂中铁元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族
D. 小鹏汽车在电控、电池等多个核心关键部件中使用的氧化铝属于金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳化硅晶体中,硅原子和碳原子通过共价键连接,形成空间网状结构,因此碳化硅是共价晶体,A正确;
B.橡胶硫化时,硫使橡胶的线型高分子链之间形成交联,转变为网状结构,过程中形成了新的化学键,发生了化学变化,B正确;
C.铁的原子序数为26,基态铁原子的电子排布式为,最高能层为第四层,属于第四周期;其价层电子排布为,铁元素属于Ⅷ族,C正确;
D.金属材料包括纯金属及其合金,氧化铝是金属氧化物,其制成的陶瓷属于无机非金属材料,因此不能因其含有金属元素就将其归为金属材料,D错误;
故选D。
3. 食在广州,厨出凤城。广东人常把“食”挂在嘴边,饮食文化已渗透进生活的每个角落。下列说法错误的是
A. 制作家宴“香油鸡”用到的花生油属于油脂,油脂在碱性条件下水解称为皂化反应
B. 制作“钵仔糕”的淀粉和纤维素都是天然高分子,二者互为同分异构体
C. 茶楼经典“虾饺”中含有丰富的蛋白质,蛋白质水解的最终产物是氨基酸
D. 制作“蜜汁叉烧”时刷的蜂蜜主要含果糖和葡萄糖,其中葡萄糖能发生银镜反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.花生油属于油脂,油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,这一反应称为皂化反应,A正确;
B.淀粉和纤维素都是天然高分子,组成均可表示为,但二者的聚合度不同,分子式不同,不互为同分异构体,B错误;
C.虾饺中含有丰富的蛋白质,蛋白质中的肽键可以发生水解,完全水解的最终产物是氨基酸,C正确;
D.蜂蜜主要含果糖和葡萄糖,葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能被银氨溶液氧化并析出银,发生银镜反应,D正确;
故选B。
4. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法正确的是
A. 该物质属于芳香烃
B. 1 mol该物质最多与2 mol 反应
C. 1 mol藿香蓟水解最多消耗1 mol NaOH
D. 可以使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.芳香烃是含有苯环且仅由碳、氢两种元素组成的化合物。该物质虽然含有苯环,但还含有氧元素,因此不属于芳香烃,A错误;
B. 该分子内的苯环可与3 mol 发生加成反应,分子中的2个碳碳双键各可与1 mol 加成,因此1 mol该物质最多可与5 mol 反应,B错误;
C.该物质的酯基水解后生成的酚羟基还能额外消耗1 mol NaOH,因此1 mol藿香蓟水解最多消耗2 mol NaOH,C错误;
D.该物质含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使溶液褪色;也能与溴水中的发生加成反应,使溴水褪色,D正确;
故选D。
5. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
在牙膏中添加氟化物能有效防止蛀牙
与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更耐酸腐蚀的氟磷灰石
B
可用于除去矿物油污
属于强电解质
C
和Al可制作成管道疏通剂
Al能与酸反应
D
将气体通入NaClO溶液中产生HClO和
的酸性比HClO的酸性强
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.牙膏中的氟化物提供,使牙齿表面的羟基磷灰石转化为更耐酸腐蚀的氟磷灰石,从而减弱酸性物质对牙齿的侵蚀,起到防止蛀牙的作用。陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系,A正确;
B.是强电解质,其溶液中的发生水解:,使溶液显碱性。碱性溶液能促进油脂水解,但矿物油的主要成分是烃,不能发生水解,因此不能用溶液除去矿物油污。陈述Ⅰ错误,陈述Ⅱ正确,B错误;
C.NaOH能促进油脂水解,Al与NaOH溶液反应放热并产生氢气,有助于疏通管道,该反应的离子方程式为。Al也能与盐酸等酸反应,但这不能解释NaOH和Al可制作成管道疏通剂。陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,但不具有因果关系,C错误;
D.具有还原性,NaClO具有强氧化性,二者发生氧化还原反应,硫元素由+4价升高到+6价,氯元素由+1价降低到-1价,生成硫酸根和氯离子,不能按强酸制弱酸的规律判断生成HClO和。的酸性比HClO强,陈述Ⅰ错误,陈述Ⅱ正确,D错误;
故选A。
6. “乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。匠人以铜为胎,将氧化变黑的银丝()嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内,然后用汗湿的手边捂边揉搓铜器,使铜胎变得乌黑,银丝变得光亮,呈现出黑白分明的装饰效果。下列叙述正确的是
A. 揉搓工序中电子从铜器经汗液流向银丝 B. 作为原电池的负极
C. 铜器发生了氧化反应 D. 铜和银均不活泼,在任何条件下都不能形成原电池
【答案】C
【解析】
【分析】银丝由黑变亮,说明银丝表面的被还原为银,需要得到电子。铜胎与银丝直接接触,汗液提供电解质溶液,构成原电池;铜提供电子,银丝表面的接受电子,由此判断电极及电子移动方向。
【详解】A.铜胎提供电子,电子由铜胎经铜与银丝的接触部位流向银丝;汗液中通过离子迁移导电,电子不能经汗液流向银丝,A错误;
B.银丝表面的得到电子生成银,其中银元素的化合价由+1价降低到0价,发生还原反应,电极反应为,因此银丝一侧为原电池的正极,B错误;
C.铜胎为银丝表面的还原反应提供电子,铜原子失去电子,铜元素的化合价升高,因此铜器发生了氧化反应,C正确;
D.原电池的形成需要自发的氧化还原反应及闭合回路。本题中铜胎与银丝直接接触,并与汗液形成导电回路,铜失去电子,银丝表面的得到电子,已经构成原电池,说明铜和银在适当条件下可以形成原电池,D错误;
故选C。
7. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,16 g 和的混合气体含氧原子数为
B. 标准状况下,22.4 L 通入足量中,转移的电子数目为
C. 1 L 1 mol/L 溶液中阳离子的总数目小于
D. 0.1 mol苯分子中所含σ键数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.和均只含氧元素,混合气体中氧原子的物质的量为,因此氧原子数为,A正确;
B.标准状况下,氯气的物质的量为。氯气与水发生反应,其中氯元素的化合价分别由0价降低到−1价、由0价升高到+1价,每消耗1 mol氯气转移1 mol电子。该反应为可逆反应,通入的氯气不能完全反应,所以转移的电子数目小于,B错误;
C.溶液中的阳离子为和,阴离子为和。硝酸根离子的物质的量为。根据电荷守恒,有,所以阳离子的总数目大于,C错误;
D.苯分子的六元碳环中,相邻碳原子之间各形成1个σ键,共有6个碳碳σ键;每个碳原子还与1个氢原子形成1个σ键,共有6个碳氢σ键。因此每个苯分子中共有12个σ键,0.1 mol苯分子中σ键的物质的量为,所含σ键数目为,D错误;
故选A。
8. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列有关方程式的书写错误的是
A. 乙酰胺在氢氧化钠溶液中加热水解:
B. 生产可降解高分子聚乳酸:n
C. 将过量的通入氨水中吸收:
D. 溶液中滴加稀硫酸产生浑浊现象:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酰胺在氢氧化钠溶液中加热,酰胺基水解生成乙酸根离子和氨,加热时氨气逸出,反应的离子方程式为,A正确;
B.乳酸分子中含有一个羟基和一个羧基,分子间通过酯化反应发生缩聚。n个乳酸分子连接成一条线型聚合物链时,形成n−1个酯基,链的两端分别保留一个羟基和一个羧基,因此脱去n−1个水分子。原式产物明确保留了这两个端基,水的系数应为n−1,正确的反应方程式为:n,B错误;
C.二氧化硫过量时,氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵。亚硫酸氢铵在水溶液中完全电离为和,一水合氨是弱电解质,书写离子方程式时保留其化学式,因此反应的离子方程式为,C正确;
D.硫代硫酸根离子在酸性条件下反应生成硫、二氧化硫和水,析出的硫使溶液出现浑浊,反应的离子方程式为,D正确;
故选B。
9. 物质的微观结构决定宏观性质,下列事实对应的解释正确的是
选项
事实
解释
A
在中的溶解度大于在水中的溶解度
是非极性分子
B
稳定性:
HF能形成分子间氢键
C
酸性:
电负性:,F的推电子效应更强
D
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子的空间结构为V形,正、负电荷中心不重合,属于极性分子,不能将其在中溶解度较大解释为是非极性分子,A错误;
B.分子的稳定性主要取决于分子内共价键的强弱。F原子半径比Cl原子小,H—F键比H—Cl键的键能大,因此HF比HCl稳定;分子间氢键主要影响熔点、沸点等物理性质,不能用于解释该稳定性差异,B错误;
C.F的电负性比Cl大,F原子的吸电子效应更强,使羧基中O—H键的极性增大,更易电离出,因此的酸性比强。解释中的“推电子效应”应为“吸电子效应”,C错误;
D.聚丙烯酸钠的结构简式为,其中的羧酸盐基团具有亲水性,能与水分子相互作用,因而聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂,D正确;
故选D。
10. 下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是
A. 图①装置用于在空气中加热金属钠
B. 图②装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
C. 图③装置用于分离萃取碘水后已分层的有机层和水层
D. 图④装置用于在实验室中制氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.图①用酒精灯加热盛有金属钠的玻璃表面皿,表面皿不能用于加热,应改用坩埚,A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热,反应为。图②没有加热装置,不能达到实验目的,应增加加热装置,B错误;
C.与水互不相溶,且密度比水大,萃取碘水后,含碘的有机层在下层,水层在上层,与图③所示一致,可用分液漏斗分离。分液时取下上口玻璃塞,或使塞上的凹槽对准漏斗口的小孔,再打开活塞,使下层有机层从下口流出,待两层液体的分界面到达活塞处时关闭活塞,上层水层从上口倒出,C正确;
D.图④加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物可以产生氨气,反应为。但氨气的密度比空气小,应采用向下排空气法收集;图中收集试管管口向上,采用的是向上排空气法,应将收集试管倒置,使管口向下、导管伸至接近试管底部,D错误;
故选C。
11. 部分含N或S物质的分类与相应化合价的关系如图。其中大写、小写字母分别含同一元素。下列有关叙述正确的是
A. c可用于食品添加剂
B. c和D是与酸雨形成有关的酸性氧化物
C. B→C→D→E是工业制硝酸的转化路线
D. 常温下,Fe和Cu在f与E的浓溶液中钝化
【答案】A
【解析】
【分析】图中A是所含元素呈-3价的氢化物,对应;a是所含元素呈-2价的氢化物,对应,因此大写字母表示含氮物质,小写字母表示含硫物质。结合物质类别及化合价,B为氮元素呈0价的单质,C、D分别为氮元素呈+2价、+4价的氧化物NO、,E为氮元素呈+5价的酸;c为硫元素呈+4价的氧化物,f为硫元素呈+6价的酸。
【详解】A.c为,具有抗氧化、防腐等作用,可在规定的使用范围和限量内用作食品添加剂,A正确;
B.c为,属于酸性氧化物;D为,与水反应时氮元素的化合价既有升高又有降低,生成硝酸和一氧化氮,反应为,不属于酸性氧化物。两者均与酸雨的形成有关,但不能都归为酸性氧化物,B错误;
C.B为,而工业制硝酸以氨为原料,先将氨催化氧化生成NO,再将NO氧化生成,最后用水吸收生成硝酸。因此,正确的转化路线为,对应A→C→D→E,C错误;
D.f为,E为。常温下,铁在浓硫酸、浓硝酸中均会因表面形成致密的氧化膜而钝化;铜不会在这两种浓酸中发生钝化。铜与浓硝酸在常温下能发生反应:。常温下铜与浓硫酸不反应,也不属于钝化,D错误;
故选A。
12. X、Y、Z、M、W五种元素原子序数依次增大,Y、Z、M同周期,基态Y原子各能级上的电子数相等,离子的价电子排布式为。由五种元素组成的某配离子的结构如图。下列说法正确的是
A. Y和Z的氢化物的沸点:
B. 离子的空间构型为三角锥形
C. M的第一电离能是同周期元素中最大的
D. 往的硫酸盐溶液中加入过量氨水,最终溶液变为深蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】离子的价电子排布式为,对应元素的原子序数为,故W为Cu。图中片段内的Y与3个M及另一个Y形成4个单键,结合基态Y原子各能级上的电子数相等,可确定Y为C,其基态原子的电子排布式为。X与Y形成一个单键,且原子序数小于C,故X为H。Y、Z、M同周期,因此Z、M均为第二周期元素;Z与C形成双键,并提供孤电子对与Cu形成配位键,根据其成键方式可确定Z为O。M与C形成单键,且原子序数大于O,故M为F。因此,X、Y、Z、M、W分别为H、C、O、F、Cu。
【详解】A.Y为C,Z为O,碳的氢化物包括多种烃,水是氧的氢化物。在常压下,甲烷的沸点低于水,而正辛烷的沸点高于水,不能笼统地认为碳的氢化物的沸点都低于氧的氢化物,A错误;
B.Y为C,Z为O,为。其中中心C原子的孤电子对数为,价层电子对数为,故该离子的空间构型为平面三角形,B错误;
C.M为F,同周期的Ne具有稳定的全满电子层结构,其第一电离能大于F,是第二周期第一电离能最大的元素,C错误;
D.W为Cu,向溶液中滴加氨水时,先发生反应,生成蓝色沉淀。继续加入氨水至过量,发生反应,沉淀溶解,生成的使溶液呈深蓝色,D正确;
故选D。
13. 为探究2-溴丁烷的消去反应,某化学活动小组设计如下图所示的实验装置。下列说法错误的是
A. a中反应可能产生两种烯烃
B. 向反应后的圆底烧瓶中滴加溶液,有沉淀生成,可检验2-溴丁烷中的溴元素
C. c中酸性高锰酸钾溶液褪色,可证明发生消去反应
D. 将b中溶液改为溴水,若溴水褪色,可证明发生消去反应
【答案】B
【解析】
【分析】a中,2-溴丁烷在氢氧化钠的乙醇溶液中受热发生消去反应,生成烯烃和溴化钠。加热时,乙醇会挥发并随生成的气体逸出;b中的水用于吸收乙醇,排除其对后续检验的干扰。气体随后进入c,利用烯烃能被酸性高锰酸钾溶液氧化的性质检验反应产物。
【详解】A.2-溴丁烷中,与连溴碳原子相邻的两个碳原子上均有氢原子。发生消去反应时,分别脱去两侧相邻碳原子上的氢原子和溴原子,可使碳碳双键形成于不同位置,分别生成1-丁烯和2-丁烯,反应可表示为、,故a中反应可能产生两种烯烃,A正确;
B.反应后的溶液中可能含有剩余的氢氧化钠,直接滴加硝酸银溶液时,除溴离子外,氢氧根离子也能与银离子反应生成沉淀,反应为,因此不能仅凭有沉淀生成检验溴元素。应先用稀硝酸酸化反应液,消除氢氧根离子的干扰,再滴加硝酸银溶液;若生成淡黄色沉淀,根据,可检验2-溴丁烷中的溴元素,B错误;
C.乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,但气体经过b中的水时,夹带的乙醇被吸收,排除了乙醇的干扰。此后c中酸性高锰酸钾溶液褪色,说明生成了含碳碳双键的烯烃,可证明2-溴丁烷发生了消去反应,C正确;
D.在本实验条件下,乙醇不能使溴水褪色,而烯烃能与溴发生加成反应,使溴水褪色。因此,将b中的水改为溴水,若观察到溴水褪色,可证明生成了烯烃,即发生了消去反应,D正确;
故选B。
14. 用一定浓度NaOH溶液吸收可制备或。忽略溶液体积变化,溶液中含碳物种的浓度。25℃时,的电离常数,。下列说法正确的是
A. 溶液显碱性的原因:
B. NaOH转化为时:
C. 吸收所得的溶液中:
D. 制备所得与盐酸的反应属于放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.多元弱酸根离子的水解分步进行,主要发生第一步水解,不能将各步水解合写。水解产生,使溶液显碱性,主要水解反应应表示为,A错误;
B.溶液中正、负电荷总数相等,每个带两个单位负电荷,因此电荷守恒关系应为,B错误;
C.由可知,溶液的组成相当于溶液。碳酸的第一级电离为,对应的电离常数为;碳酸氢根离子的电离为,对应的电离常数为。碳酸氢根离子的水解为,其水解常数。由于,碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,水解生成的量大于电离生成的量,因此,C正确;
D.碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应为。该反应吸收热量,属于吸热反应,D错误;
故选C。
15. 在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:① ;② ;③ 。反应历程如图所示。相同条件下,下列说法一定正确的是
A. 相同条件下,物质比物质稳定
B. 恒温恒容条件下,达到平衡后充入He,的物质的量增大
C. 的反应热
D. 体系中,反应②先达到平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中反应①的终点表示和的总能量,起点表示的能量。终点高于起点只能说明反应①为吸热反应,不能将生成物的总能量当作的能量,因而不能据此判断比稳定,A错误;
B.恒温恒容条件下充入He,容器内各反应物、生成物的物质的量及容器体积均未立即改变,故各反应物、生成物的浓度不变,三个反应的平衡均不移动,的物质的量不变,B错误;
C.根据盖斯定律,将反应③乘以2,得;将反应②逆向并乘以2,得。两式相加,消去两侧相同的物质,得到,C正确;
D.反应速率由活化能决定,活化能越低速率越快、越先达到平衡。反应①活化能最大,速率最慢;反应②和③的正反应活化能相同,反应速率相同,不会是反应②先达到平衡,D错误;
故选C。
16. 科研团队使用碳纳米管做电极,实现了常温、常压条件下尿素[]的合成,原理如图所示。下列说法正确的是
A. 活性电极上被还原
B. Pt电极附近产生的气体只有
C. 理论上,电路中转移16 mol电子时,甲侧溶液质量增加44 g
D. 理论上,当外电路有16 mol电子通过时,产生了1 mol尿素
【答案】D
【解析】
【分析】图示装置外接电源,属于电解池。甲侧溶液中的提供合成尿素所需的氮元素,氮元素的化合价由+5价降低到-3价,发生还原反应,因此活性电极为阴极,Pt电极为阳极。电解过程中,乙侧溶液中的穿过阳离子交换膜进入甲侧,以维持两侧溶液的电中性。
【详解】A.中碳元素为+4价,尿素中碳元素仍为+4价,碳元素的化合价没有变化;发生还原反应的是中的氮元素,因此没有被还原,A错误;
B.Pt电极为阳极,水失去电子生成氧气,电极反应式为。乙侧溶液含有,生成的与其反应:。因此Pt电极附近产生的气体有和,B错误;
C.甲侧活性电极上,与参与合成尿素,氮元素由+5价降低到-3价,结合原子守恒和电荷守恒,电极反应式为。转移16 mol电子时,甲侧消耗的为1 mol;同时,为维持电中性,有16 mol 从乙侧穿过阳离子交换膜进入甲侧。甲侧溶液质量的增加量来自参与反应的和迁入的,故,C错误;
D.中氮元素的化合价为+5价,尿素中氮元素的化合价为-3价,每个氮原子对应得到8个电子;每个尿素分子含2个氮原子,因此生成1 mol尿素需要转移16 mol电子。当外电路通过16 mol电子时,生成尿素的物质的量为,D正确;
故选D。
第二部分 非选择题(共56分)
17. 氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
(1)为了配制100mL0.1mol/LFeCl3溶液,需要用电子天平(精度0.001g)称量FeCl3 ·6H2O的质量为_____g,配制FeCl3溶液的部分操作顺序为_____(填序号)。
(2)实验室常用KSCN检验Fe3+。[Fe(SCN)6]3-中第二周期非金属元素电负性由大到小的顺序为_____(填元素符号)。
(3)①某兴趣小组利用FeCl3溶液与铜丝进行实验:向2mL0.1mol/LFeCl3溶液中插入一段铜丝,使铜丝高于FeCl3溶液,发生反应:_____(写离子方程式),静置1天,实验结束后,取出铜丝。为了检验溶液中是否残留Fe3+,该小组吸取少量溶液于另一支试管中,滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液。观察到溶液变红,且立即产生白色沉淀,进一步振荡则红色褪去,出现白色浑浊现象。针对实验中出现的白色浑浊,该小组开展探究。
查阅资料:
ⅰ.SCN-被称为“拟卤素离子”,其性质与卤素离子相似。
ⅱ.,。
提出猜想:
猜想1.Cu2+与SCN-反应产生了白色沉淀
猜想2.Fe2+与SCN-反应产生了白色沉淀
进行实验:
序号
实验内容
(a)
向溶液中加入1滴溶液,静置1天后,产生白色沉淀
(b)
向溶液中加入1滴溶液,静置1天后,溶液变为浅红色
(c)
向溶液中加入1滴溶液,再加入1滴溶液,振荡后红色褪去,并产生白色沉淀
结果讨论:
②由实验(a)可知,猜想1合理。经检验,白色沉淀的主要成分是CuSCN,写出实验(a)中产生白色沉淀CuSCN的总反应的离子方程式_____。
③由上述实验对比还可以判断,2mL0.1mol/LFeCl3溶液与铜丝反应结束后,溶液中的________(填离子符号)可以作为催化剂加快Cu2+与SCN-的反应。
(4)往2mL0.1mol/LFeCl3溶液与铜丝反应结束后的溶液中滴加KSCN溶液后,会观察到溶液先变红再产生白色沉淀。借助下图实验装置可以证明溶液先变红是因为Cu2+在SCN-存在下将Fe2+氧化:按下图组装好装置,闭合开关K,电流表指针几乎不偏转;向右侧烧杯滴加0.1mol/LKSCN溶液,电流表指针发生偏转,左侧烧杯看到的现象是_____。
(5)在空气中放置的CuSCN样品会在白色固体上出现灰绿色斑点,与AI对话后得知:CuSCN几乎不溶于盐酸;提出假设:在空气中放置的CuSCN部分变质生成碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]。为了测定变质样品中与的比例,进行如下实验:
ⅰ.准确称取2.576gCuSCN样品,加入足量稀盐酸,过滤,将滤液配制成100mL溶液;
ⅱ.取25mL溶液,向其中加入过量的KI溶液,再用的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液25.00mL。已知滴定过程涉及如下反应:、。则变质样品中CuSCN与Cu2(OH)2SO4的物质的量之比为_______。
【答案】(1) ①. 2.705 ②. acb
(2)
(3) ①. ②. ③.
(4)溶液由浅绿色逐渐变为黄色
(5)19:1
【解析】
【小问1详解】
计算:,摩尔质量为270.5 g/mol,因此质量。配制顺序:图a为洗涤后定容前的振荡操作,图b为定容后颠倒摇匀操作,图c为定容操作,正确顺序为acb。
【小问2详解】
中的第二周期非金属元素为C、N,同周期主族元素电负性随原子序数增大而递增,因此顺序为。
【小问3详解】
①具有强氧化性,可氧化Cu生成和,离子方程式为。
②已知性质类似卤素离子,将部分氧化为拟卤素,自身被还原为+1价,与结合生成CuSCN沉淀,配平后得到离子方程式:。
③ 对比实验(a):仅和,静置1天才产生沉淀;和实验(c):加入后振荡就快速反应生成沉淀,可知是该反应的催化剂。
【小问4详解】
初始状态闭合开关K时,电流表指针几乎不偏转,说明无,与几乎不发生自发的氧化还原反应;向右侧烧杯滴加0.1mol/LKSCN溶液,电流表指针发生偏转,说明形成了原电池,发生了氧化还原反应,右侧为氧化剂,为正极,左侧为还原剂,左侧失去电子被氧化为,原本浅绿色的溶液,随着的生成,溶液颜色会从浅绿色逐渐变为黄色。
【小问5详解】
由已知滴定反应方程式可得,滴定过程的定量关系为,25 mL待测液中,则100 mL溶液中,即,其质量为。因此样品中CuSCN的质量为,,二者物质的量之比为0.019:0.001=19:1。
18. 铜阳极泥的主要成分为、、、、等,从铜阳极泥中提取硒、金、银的工艺流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
②常温下, ;
③溶液中Pb(Ⅱ)微粒的物质的量分数(δ)与关系曲线如图所示:
(1)粉碎铜阳极泥的目的是_______。
(2)Cu2S和Cu2Se中离子键成分的百分数较大的是_______。
(3)“焙烧”中,Cu2Se与浓硫酸反应的化学方程式为________。
(4)“分金”的反应中,氧化剂是_______。
(5)“氨溶”通入足量的氨气,写出该过程的离子方程式_______;滤渣3的主要成分是_____。(填化学式)
(6)该工艺流程中可循环利用的物质有NaCl和________。(填化学式)
(7)粗AgCl中含有少量微溶的PbCl2,可用NaCl溶液进行净化。为尽可能提高AgCl的纯度和产量,需进行的实验操作为________。(限选用的试剂:0.01 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl溶液、5 mol/L NaCl溶液、蒸馏水)
(8)分离提纯的银可制作成具有储氢功能的铜银合金晶体,其面心立方晶胞结构如图所示:
已知:由Cu原子与Ag原子构成的每个四面体空隙中可填充1个氢原子,储氢材料的储氢能力,标准状况下氢气的密度为bg/cm3 (忽略吸氢前后晶胞的体积变化,阿伏加德罗常数的值为NA)。
①该材料储满氢后的化学式为_________。
②计算该储氢材料的储氢能力=_______(用含NA的代数式表示)。
【答案】(1)增大固体和反应物的接触面积,加快反应速率,让反应进行充分
(2)
(3)
(4)
(5) ①. ②.
(6)
(7)把粗置于溶液中,搅拌后过滤、蒸馏水洗涤、干燥
(8) ①. ②.
【解析】
【分析】铜阳极泥的主要成分为、、、、,加入浓硫酸焙烧后,、与浓硫酸反应生成、和;将含有和的烟气用水吸收、过滤后得到粗;烧渣加入稀硫酸进行酸浸后,只有溶于稀硫酸,其余、、均不溶于稀硫酸成为滤渣1;向滤渣1中加入和将氧化为,将氧化为,过滤后将滤液2进行还原得到单质,、成为滤渣2;将滤渣2放入水中通入足量的,转化为,成为滤渣3;向含有滤液3加入,将转化为粗,提纯后得到纯,由此解答;
【小问1详解】
粉碎铜阳极泥是为了增大固体和反应物的接触面积,从而加快后续焙烧等反应速率,让反应进行充分;
【小问2详解】
的电负性大于,与的电负性差值大于与的电负性差值,因此的离子键成分百分数更大;
【小问3详解】
“焙烧”时,被浓氧化为和,自身被还原为,因此化学方程式为;
【小问4详解】
“分金”的反应中,将氧化为,自身被还原为,因此该过程中氧化剂为;
【小问5详解】
“氨溶”与反应生成,因此离子方程式为;由分析可知,滤渣3的主要成分为;
【小问6详解】
烟气中的、用水吸收、过滤后,滤液的主要成分为,氧化后为可以用于酸浸过程,因此可循环利用的物质除了以外还有;
【小问7详解】
根据 可知,要使不溶解,需要使 的浓度不高于,根据 计算,需要,说明溶液浓度为时,基本不溶于溶液,并且结合铅微粒溶解图像可知,为时,溶液中的全部转化为可溶性的和,因此净化的方法为把粗置于溶液中,搅拌后过滤、蒸馏水洗涤,干燥;
【小问8详解】
①晶胞中的数量为 ,的数量为 ,由和构成的四面体空隙共有8个,的数量为8个,因此该材料储满氢后的化学式为;
②晶胞的体积为,晶胞中的质量为,储氢后氢气的密度为,因此该储氢材料的储氢能力为。
19. 丙烯是石油化工行业的重要原料,利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:
Ⅰ.
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)基态C原子的价层电子轨道表示式为_____。
(2)反应Ⅰ能自发进行的条件是_____(填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(3)550℃时,混合气体按,以的流速流过装有催化剂M的反应器中。100-1000 min内,的转化率随反应时间呈线性下降,如图1所示。
①关于氧化丙烷制备丙烯体系,说法正确的有_____。(填标号)
A.的瞬时反应速率:i>ii>iii
B.的平衡转化率:i>ii>iii
C.提高,可提高的平衡转化率
D.的转化率下降可能的原因是催化剂失活
②从图可知,200-400min时间段内,消耗的的总体积为_____。
(4)反应历程中,催化剂表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图2所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
a. b.
c. d.
图2中的催化剂对_____(填“C-C”或“C-H”)键的断裂具有更好的选择性。
(5)向1 L装有适量催化剂M的密闭容器中通入和各1 mol,在不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图3所示。
①图3中,曲线L代表组分的化学式为_______。
②若600℃时,的物质的量为n mol,反应Ⅱ的平衡常数K=_____。(写出计算过程,结果用含n的表达式表示)
【答案】(1) (2)高温
(3) ①. AD ②. 440
(4)C-H (5) ①. ②. 600℃时,图中丙烯与二氧化碳的曲线相交,故。由反应Ⅱ、Ⅲ的物质的量关系,,。容器体积为1 L,平衡时、、,因此。
【解析】
【小问1详解】
C原子的核电荷数为6,基态电子排布式为,价层电子排布式为。根据泡利原理和洪特规则,2s轨道中的两个电子自旋方向相反,两个2p电子分别占据不同的2p轨道且自旋方向相同,因此价层电子轨道表示式为;
【小问2详解】
反应Ⅱ为,;反应Ⅲ为,。将两反应相加,消去氢气,得到反应Ⅰ。根据盖斯定律,。反应Ⅰ中气体的化学计量数之和由2增至3,故。由自发反应的判据可知,温度足够高时反应能自发进行,因此应填“高温”;
【小问3详解】
①
A.丙烷连续进入反应器,进料流速保持不变,单位时间内消耗的丙烷体积等于进料体积流速与转化率的乘积。i、ii、iii三个时刻的转化率分别为46%、42%、39%,因此丙烷的瞬时反应速率依次减小,A正确;
B.图1给出的是连续进料条件下测得的实际转化率,不能直接将其视为平衡转化率。三个时刻的温度和进料组成等条件相同,催化剂活性的变化只影响反应速率,不改变平衡转化率,因此不能得出题述平衡转化率的大小关系,B错误;
C.增加二氧化碳的相对用量,有利于反应Ⅲ消耗氢气,从而促进反应Ⅱ正向进行,提高丙烷的平衡转化率。提高却减小了二氧化碳的相对用量,不能达到题述目的,C错误;
D.催化剂失活会使反应速率降低。在进料流速不变时,气体在反应器内停留相同时间,发生反应的丙烷减少,实际转化率下降,因此催化剂失活是可能的原因,D正确;
故选AD;
②设200 min和400 min时丙烷的转化率分别为、。100~1000 min内转化率呈线性下降,根据图中100 min时为46%、500 min时为42%,有,。该时间段内的平均转化率为。设消耗的丙烷总体积为,则,故填440;
【小问4详解】
由各基元反应的反应物和产物可知,a、c均发生C—C键断裂,其活化能分别为2.44 eV、2.21 eV;b、d均发生C—H键断裂,其活化能分别为0.38 eV、0.75 eV。相同条件下,活化能较低的反应更容易发生,而b、d的活化能分别低于相应的a、c,说明该催化剂更有利于C—H键断裂,因此填“C-H”;
【小问5详解】
①设达到平衡时,反应Ⅱ消耗的丙烷为,反应Ⅲ消耗的二氧化碳为。反应Ⅱ使丙烷减少,丙烯、氢气各增加;反应Ⅲ使二氧化碳、氢气各减少,一氧化碳、水各增加。因此,平衡时、、、,且。
由于氢气的生成量不小于其消耗量,故,丙烷的平衡物质的量不大于二氧化碳的平衡物质的量,丙烯的平衡物质的量不小于任一其他生成物的平衡物质的量。因此,两条由1 mol开始下降的曲线中,下方曲线代表丙烷,上方曲线代表二氧化碳;由零开始上升且位于最上方的曲线代表丙烯。600℃时,丙烯与二氧化碳的曲线相交,说明,从而,即此时丙烷、一氧化碳和水的物质的量相等。因此,600℃处与丙烷曲线相交的生成物曲线代表一氧化碳和水,剩余的曲线L代表氢气,故填。
②600℃时,二氧化碳的物质的量为,因此反应Ⅲ消耗二氧化碳的量为。由该温度下丙烯与二氧化碳曲线相交,知丙烯的物质的量也为,反应Ⅱ消耗丙烷并生成氢气的量均为。所以平衡时,。容器体积为1 L,故、、。对于反应Ⅱ,平衡常数为。
20. 医学成像示踪剂是助力疾病早期发现与治疗的重要物质。其化合物H合成路线如下:
已知:①—TBDMS:;②—Ts:
回答下列问题:
(1)化合物A中含氧官能团的名称为_____;A的同分异构体中,不考虑立体异构,符合下列要求的同分异构体有_____种:①能与NaHCO3溶液反应;②遇FeCl3溶液显色;③苯环上有两种取代基。
(2)B分子的名称为_____。
(3)E的结构简式为_____。
(4)下列说法正确的有_____(填标号)。
A. 化合物C与浓硫酸共热,反应后可生成存在顺反异构体的产物
B. 化合物D分子中所有碳原子可能共平面
C. 化合物F、G、H分子中的碳原子杂化方式只有sp2和sp3两种
D. 化合物F、G、H分子中不含手性碳原子
(5)参考上述路线,以甲苯和2-溴丁烷为原料,经五步反应可合成化合物X:
①合成路线中,由甲苯制备卤代烃的第一步反应的化学方程式为_____(注明反应条件)。
②第二步,由第一步所得卤代烃制备相应醇,反应所需的试剂与条件为_____。
③第三、四步,从2-溴丁烷出发,有机物先后经历卤代烃→_____→醚(填写有机化合物类别);其中,第三步所得产物与物质Q合成醚,则Q是_____(填化学式)。
④第五步,将第二步得到的醇与第四步得到的醚合成产物X;产物X在核磁共振氢谱中苯环上取代基的峰面积比是_____(从大到小排列)。
【答案】(1) ①. 酯基、羟基 ②. 6 (2)环氧乙烷
(3) (4)CD
(5) ①. ②. NaOH水溶液,加热 ③. 烯烃 ④. ⑤. 3:3:2:1:1:1
【解析】
【分析】A(对羟甲基苯甲酸甲酯)在催化下,与环氧乙烷(B)发生开环加成反应,得到C;C先用TBDMSCl作为羟基保护试剂,随后加入,将酯基还原为醇羟基,得到D;在DIAD和的作用下,D与E()发生脱水成醚反应,得到F;加入TBAF,脱除TBDMS保护基,随后在TsCl、和催化剂DMAP的作用下,将脱保护的羟基转化为对甲苯磺酸酯基(-OTs),得到G;G发生取代反应,-OTs被取代,最终得到目标示踪剂H。
【小问1详解】
由图得,A中含氧官能团名称:酯基、醇羟基;A的分子式为,①能和反应说明含;②遇显色说明含酚羟基;③苯环上只有两种取代基,其中一个取代基为酚羟基,另一个为含2个C、1个的饱和链烃基,有2种结构:,两个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系,因此总数为种。
【小问2详解】
B是三元环醚,结构为氧原子连接两个亚甲基形成的三元环,系统命名为氧杂环丙烷,习惯命名为环氧乙烷。
【小问3详解】
根据分析,E的结构简式为;
【小问4详解】
A.C的醇羟基在端位,消去后碳碳双键其中1个碳原子连接2个氢原子,不存在顺反异构,A错误;
B.D中TBDMS基团的叔丁基中心碳为饱和杂化,呈四面体结构,所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.F、G、H中不存在碳碳三键,所有碳原子仅存在苯环或杂环的杂化和烷基的杂化,C正确;
D.手性碳原子是连接4个不同基团的饱和碳原子,化合物F、G、H中不存在手性碳原子,D正确;
故选CD。
【小问5详解】
①光照条件下甲苯的侧链甲基发生自由基卤代,得到卤代烃,化学方程式:;
②卤代烃在强碱水溶液中发生取代反应,卤素被羟基取代得到苯甲醇。
③2-溴丁烷先发生消去反应得到2-丁烯(烯烃),再发生氧化反应得到醚为,因此Q为;最后一步得到的环醚与苯甲醇发生的反应得到目标产物。
④产物X的结构简式为,苯环上取代基的氢的化学环境分为6组,氢原子数比为3:3:2:1:1:1,对应峰面积比为3:3:2:1:1:1。
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