精品解析:重庆市巴蜀中学校2026-2027学年高三上学期10月适应性月考(三) 化学试题
2026-10-27
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内容正文:
巴蜀中学高2027届10月适应性月考(三)
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 2026年可折叠柔性屏手机实现重大突破,其使用到多种功能材料,下列有关说法不正确的是
A. 屏幕的柔性基底聚酰亚胺(PI)薄膜属于有机高分子材料
B. 电池以碳纳米管作电极材料,碳纳米管属于无机非金属材料
C. 封装时可能使用到的纳米银属于胶体
D. 采用OLED显示技术,其发光层中的发光材料由碳、氢、氧等元素组成,不属于烃类化合物
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 乙烯的结构简式: B. 含有2个中子的氢原子:
C. 的电子式: D. 的VSEPR模型:
3. 工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,反应方程式为,下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. 第一电离能: D. 键角:
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 过量铁粉加入稀硝酸中:
B. 用溶液除去乙炔中的:
C. 氯化铝溶液中滴入过量氨水:
D. 将等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶2混合:
5. 下列关于物质性质的说法正确的是
A. 甘油和高级脂肪酸合成油脂是有机小分子向有机高分子的转变
B. 甲苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸,则乙苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯乙酸
C. 的稳定性强于是由于水分子间存在氢键
D. 小苏打遇酸能产生气体,可用作食品膨松剂
6. 化学实验是化学学习和研究的基础。下列操作不能达到实验目的的是
A.证明羟基使苯环活化
B.除去中的
C.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,用玻璃棒将洗涤液引流入容量瓶
D.向碘水中加入四氯化碳,然后倒转分液漏斗,振荡
A. A B. B C. C D. D
7. 根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
溴乙烷与溶液共热后,滴加溶液,未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
B
用试纸分别测定溶液和溶液,溶液大
结合能力:
C
向中加入,充分反应后取滤液,向滤液中加入,滤液变浑浊
在水中存在溶解平衡
D
向等物质的量浓度的,混合溶液中滴加溶液,先生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
8. 化合物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。下列有关化合物的说法正确的是
A. 分子式为
B. 与足量加成后的产物分子中含有5个手性碳原子
C. 有四种含氧官能团
D. 该有机物最多与反应
9. 实验室用和制备无水的装置如图2所示,夹持装置略。已知:易水解。
下列说法不正确的是
A. 装置B中氢气带动溴蒸气进入装置C
B. 装置D中湿润红磷除去未反应的
C. 可盛放固体
D. 装置后再连接装有碱石灰的干燥管可除去所有的尾气
10. 敦煌壁画历经千年,红色依然很鲜艳,其红色主要成分为朱砂,其立方晶胞结构如图3所示,晶胞边长为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 该化合物的化学式为
B. 该晶体的密度为
C. 的配位数为4
D. 和之间最短的距离是
11. 某离子液体由X、Y、Z、W、R五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其结构如图4所示。已知元素最外层电子数是次外层的2倍。下列说法不正确的是
A. Y、Z、W位于同一周期
B. 电负性:
C. 的最高价氧化物对应的水化物能在水溶液中完全电离
D. 该物质常温下为液体的主要原因是阴阳离子的体积较大,离子键较弱
12. 四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成,其工作原理如图5所示(a、b为石墨电极,c、d、e为离子交换膜),下列说法不正确的是
A. c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
B. 溶液的浓度大小关系:
C. 线路中通过时,阳极室电解液质量减重
D. 若两极共产生气体(标准状况下),则制备的质量为
13. 某二元酸(用表示)第一步完全电离,第二步部分电离。向溶液中滴加溶液。溶液中、、随滴加溶液体积的变化如图6所示。下列说法不正确的是
A. 曲线为的变化
B. 的第二步电离常数为
C. 时,溶液中存在:
D. 曲线和的交点处对应的溶液中存在:
14. 工业上可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。维持压强为,、和按体积比1∶1∶2投料,发生反应:。测得的平衡转化率随温度的变化如图7中曲线①所示。下列说法不正确的是
A. 该反应是吸热反应
B. 下,体系中时,表明反应已达平衡
C. 其他条件不变,仅减小投料量,平衡转化率随温度的变化可能为曲线③
D. 下,的平衡转化率为,则该反应的
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 锌冶炼产生的锌浸渣中含有锗的氧化物()及、、等金属化合物。现从锌浸渣中回收锗、并制备高纯四氯化锗(),工艺流程如图8:
已知信息:
①含锗烟尘中有、、、等;
②;;
③四价锗在时以离子形式存在于溶液中;
④与相似,沸点低且易水解。
(1)Ge、Si同属第ⅣA族,基态Ge原子价电子排布式为_________;Ge-Cl键和Si-Cl键相比,键长:Ge-Cl_________Si-Cl(填“>”“<”或“=”)。
(2)“富氧熔融分段还原挥发”中,通过调控分压把难挥发的选择性还原成易挥发的,反应方程式为______________________________________________________。
(3)工业中“控酸浸出”时会加少量盐酸,但盐酸不宜过量,原因是___________________________。
(4)富锗浸出液中含有杂质,可通过调节除去,值调控范围是_________。{,,}
(5)“除杂净化”中需要先用有机溶剂萃取形成配合物。下列说法正确的是_________(填序号)。
A. 萃取剂可以是乙醇
B. 与配位的配体具有疏水性
C. 可提供空轨道,与配位原子形成配位键
D. 配位时,被还原
(6)“氯化蒸馏”制备高纯时,体系需要维持高浓度盐酸,写出化学方程式并解释原因:___________________________________________________________________________________________。
16. 2025年我国科研团队成功制备出热力学稳定的纯固态碳酸氢钙晶体。
实验装置如图9:
已知:易溶于水,难溶于乙醇;温度高于极易分解;常温常压下固态不稳定。
(1)实验室制可选用的装置有_________(填序号)。
(2)B装置的作用是____________________________________。
(3)结合体系总平衡可能的热力学特征,解释实验需在低温、高压下进行的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
(4)低温高压密闭反应釜中含浊液和乙醇,体系中加入乙醇的作用是__________________。
(5)减压抽滤装置如图10,下列说法正确的是_________(填序号)。
a.减压过滤可加快过滤速度并使获得的固体更干燥
b.抽滤不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀
c.洗涤沉淀时,加入洗涤液后快速抽干
d.抽滤完毕,先关闭抽气泵,再打开K
(6)洗涤固态碳酸氢钙晶体的最佳洗涤剂为_________(填序号),并说明选择依据:_______________________________________________________________________________________________________________。
A.沸水 B.低温乙醇水溶液 C.稀盐酸 D.无水乙醇
17. 甲醇是重要的工业原料,常利用、等进行制备。回答下列问题:
Ⅰ.一种将甲烷直接转化为甲醇的催化反应机理如图11:。
(1)反应过程中最稳定的中间体为_________(填图11的字母),该反应的决速步骤为_________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”“Ⅳ”或“Ⅴ”)。
(2)该实验流程可分为四个阶段:高温氦气氛围下活化催化剂通反应通水蒸气并释放甲醇高温氦气氛围下再生、活化催化剂……
①若在实验中使用和催化剂,则一段时间后反应容器释放的甲醇气流主要为_________。
②已知固相催化剂的催化活性与其表面的吸附分子的占比有关,在实验过程中发现在473 K下对催化剂进行活化,得到的甲醇产率远低于活化后的产率,根据反应机理及实验流程解释原因:____________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用、制备甲醇
ⅰ)
ⅱ)
(3)在不同压强下、按照进行投料,在容器中发生上述2个反应,平衡时,和在含碳产物(即和)中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图12,判断图中压强从大到小排序为__________________。
(4)某恒温恒容体系,按、进行实验,平衡时的物质的量分数为点,此时转化率为,则该条件下反应的平衡常数为_________(保留两位小数)。
Ⅲ.甲醇燃料电池
我国研发的直接甲醇无膜微流体燃料电池原理如图13所示。该电池无需使用传统燃料电池中的交换膜,且使用氧化剂可确保电池工作过程中无固体析出附着在电极表面,且浓度无明显变化。
(5)电极的电极反应式为___________________________________________________。
(6)电池工作时,若电路上转移电子,理论上消耗_________。
18. 吉泊达星Q是一种新型口服抗生素,其合成路线如图14(部分反应条件及试剂已简化)。
已知:-为
(1)A的含氧官能团的名称为__________________________。
(2)I→J的反应类型为__________________________。
(3)设置步骤C→E的目的是__________________________。
(4)写出F+G→H的化学方程式:____________________________________________________。
(5)N生成O分两步,其中步骤(ⅰ)加入HCl的目的是___________________________________________。
(6)L→N的反应过程中同时有另一种小分子生成,比较该物质与三氟甲磺酸()的酸性强弱,并说明原因:________________________________________________________________________。
(7)P的同分异构体中,写出一种同时满足以下条件的结构简式为_________。
(ⅰ)苯环上有-CN;(ⅱ)核磁共振氢谱显示三组峰(峰面积比为6∶2∶1)。
(8)化合物R为某药物中间体,参照上述路线,设计一条以和为原料合成R的最简路线(其他试剂可任选,以流程图形式呈现)_________。
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巴蜀中学高2027届10月适应性月考(三)
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 2026年可折叠柔性屏手机实现重大突破,其使用到多种功能材料,下列有关说法不正确的是
A. 屏幕的柔性基底聚酰亚胺(PI)薄膜属于有机高分子材料
B. 电池以碳纳米管作电极材料,碳纳米管属于无机非金属材料
C. 封装时可能使用到的纳米银属于胶体
D. 采用OLED显示技术,其发光层中的发光材料由碳、氢、氧等元素组成,不属于烃类化合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚酰亚胺是有机高聚物,属于有机高分子材料,A正确;
B.碳纳米管是碳的单质,属于无机非金属材料,B正确;
C.胶体是分散质粒子直径为的分散系,属于混合物,纳米银是银单质的纳米级颗粒,为纯净物,不属于胶体,C错误;
D.烃是仅由、两种元素组成的化合物,该发光材料含有元素,不属于烃类化合物,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 乙烯的结构简式: B. 含有2个中子的氢原子:
C. 的电子式: D. 的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式必须标出碳碳双键,正确应为,A错误;
B.氢原子质子数为1,含有2个中子的氢原子质量数为,正确表示为,B错误;
C.是离子化合物,其电子式为,C错误;
D.中心原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,即,D正确;
故选D。
3. 工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,反应方程式为,下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. 第一电离能: D. 键角:
【答案】C
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故,为第三周期元素,原子半径大于第二周期的、,正确原子半径顺序为,A错误;
B.的电负性大于(氯的氧化物中显负价可证明),故正确电负性顺序为,B错误;
C.同周期主族元素第一电离能总体呈增大趋势,的轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的,故第一电离能,C正确;
D.中心价层电子对数为,含1对孤电子对,中心价层电子对数为,含2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对斥力越大,键角越小,故键角,D错误;
故选C。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 过量铁粉加入稀硝酸中:
B. 用溶液除去乙炔中的:
C. 氯化铝溶液中滴入过量氨水:
D. 将等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶2混合:
【答案】D
【解析】
【详解】A.过量铁粉与稀硝酸反应时,过量的会将生成的还原为,正确的离子方程式为,A错误;
B.是弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为离子形式,正确的离子方程式为,B错误;
C.氨水为弱碱,不能溶解,氯化铝与过量氨水反应只能生成沉淀,正确的离子方程式为,C错误;
D.等物质的量浓度的和以体积比1:2混合时,结合的能力强于,恰好与完全反应生成,与生成沉淀,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
5. 下列关于物质性质的说法正确的是
A. 甘油和高级脂肪酸合成油脂是有机小分子向有机高分子的转变
B. 甲苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸,则乙苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯乙酸
C. 的稳定性强于是由于水分子间存在氢键
D. 小苏打遇酸能产生气体,可用作食品膨松剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.油脂相对分子质量较小,不属于有机高分子,该反应不是有机小分子向有机高分子的转变,A错误;
B.苯的同系物与苯环直接相连的碳原子上有氢时,侧链被酸性高锰酸钾氧化的产物均为苯甲酸,乙苯的氧化产物为苯甲酸而非苯乙酸,B错误;
C.物质的热稳定性由分子内共价键的键能决定,稳定性强于是因为的非金属性强于,键键能大于键,与水分子间氢键无关,氢键仅影响熔沸点等物理性质,C错误;
D.小苏打为,遇酸可反应生成气体,能使食品疏松多孔,可用作食品膨松剂,D正确;
故答案选D。
6. 化学实验是化学学习和研究的基础。下列操作不能达到实验目的的是
A.证明羟基使苯环活化
B.除去中的
C.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,用玻璃棒将洗涤液引流入容量瓶
D.向碘水中加入四氯化碳,然后倒转分液漏斗,振荡
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯酚与饱和溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀,苯与溴水不发生取代反应仅发生萃取,对比可证明羟基使苯环活化,能达到实验目的,A不符合题意;
B.与饱和溶液反应会生成新杂质,且与水反应生成的盐酸也会与反应消耗,不能达到实验目的,B符合题意;
C.配制一定物质的量浓度的溶液时,用玻璃棒引流转移洗涤液,可防止液体洒出,操作正确,能达到实验目的,C不符合题意;
D.萃取操作中,倒转分液漏斗振荡碘水和四氯化碳的混合物,可使萃取剂与碘水充分接触,操作正确,能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
7. 根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
溴乙烷与溶液共热后,滴加溶液,未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
B
用试纸分别测定溶液和溶液,溶液大
结合能力:
C
向中加入,充分反应后取滤液,向滤液中加入,滤液变浑浊
在水中存在溶解平衡
D
向等物质的量浓度的,混合溶液中滴加溶液,先生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴乙烷与溶液共热后反应液呈碱性,会与反应生成沉淀,干扰的检验,应先加稀硝酸酸化再滴加溶液,因此未出现浅黄色沉淀不能说明溴乙烷未水解,A错误;
B.实验未控制和溶液的浓度相等,变量不唯一,无法根据大小比较阴离子结合的能力,B错误;
C.反应物中物质的量大于,完全反应生成沉淀,滤液中加溶液变浑浊,说明滤液中存在,证明在水中存在溶解平衡,C正确;
D.是型难溶物,是型难溶物,二者溶度积表达式不同,不能直接根据沉淀先后顺序比较大小,D错误;
故答案选C。
8. 化合物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。下列有关化合物的说法正确的是
A. 分子式为
B. 与足量加成后的产物分子中含有5个手性碳原子
C. 有四种含氧官能团
D. 该有机物最多与反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.只含C、H、O的有机物中H原子数必为偶数,该物质分子式应为,A错误;
B.与足量加成时,碳碳双键、酮羰基均可与加成,酯基不反应,加成后的产物分子为,如图所示该分子有5个手性碳,B正确;
C.该物质的含氧官能团为醇羟基、酯基、酮羰基,共3种,C错误;
D.1 mol该有机物含1 mol酯基结构,碱性条件下可水解,生成的羧酸可与1 mol反应,故1 mol该有机物最多与1 mol反应,D错误;
故选B。
9. 实验室用和制备无水的装置如图2所示,夹持装置略。已知:易水解。
下列说法不正确的是
A. 装置B中氢气带动溴蒸气进入装置C
B. 装置D中湿润红磷除去未反应的
C. 可盛放固体
D. 装置后再连接装有碱石灰的干燥管可除去所有的尾气
【答案】D
【解析】
【分析】该实验以氢气和液溴为原料制备无水溴化氢,流程按气流方向依次为:装置A用浓硫酸干燥氢气以除去水蒸气,干燥的氢气进入装置B,将滴入的液溴蒸气带出并混合;混合气进入装置C,在管式炉中以铂石棉为催化剂加热反应生成HBr;生成的HBr经装置D中湿润红磷除去未反应的Br2,再通过装置E干燥,随后在装置F中冷却收集,最后连接装有碱石灰的干燥管,除去尾气中的Br2和HBr以防止污染,据此分析;
【详解】A.通入装置B的氢气流可以将液溴挥发产生的溴蒸气带入装置C中参与反应,A正确;
B.红磷先与Br2反应生成PBr3,生成的PBr3极易与体系中的水分发生水解反应生成亚磷酸和HBr,将两步反应叠加,总反应方程式为2P+3Br2+6H2O=2H3PO3+6HBr,从而除去杂质,B正确;
C.装置E的作用是干燥HBr,是酸性固体干燥剂,与不发生反应,可盛放于E中干燥,满足制备无水的要求,C正确;
D.碱石灰可以吸收酸性尾气和残留的,但无法吸收反应剩余的,不能除去所有尾气,D错误;
故选D。
10. 敦煌壁画历经千年,红色依然很鲜艳,其红色主要成分为朱砂,其立方晶胞结构如图3所示,晶胞边长为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 该化合物的化学式为
B. 该晶体的密度为
C. 的配位数为4
D. 和之间最短的距离是
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中数目为,位于晶胞内部,数目为4,二者个数比为,故化合物化学式为,A正确;
B.晶胞总质量为,晶胞体积为,代入密度公式,可得密度为,B错误;
C.该晶胞为闪锌矿型结构,每个周围紧邻且等距的有4个,故的配位数为4,C正确;
D.和的最短距离为晶胞体对角线的,即,D正确;
故选B。
11. 某离子液体由X、Y、Z、W、R五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其结构如图4所示。已知元素最外层电子数是次外层的2倍。下列说法不正确的是
A. Y、Z、W位于同一周期
B. 电负性:
C. 的最高价氧化物对应的水化物能在水溶液中完全电离
D. 该物质常温下为液体的主要原因是阴阳离子的体积较大,离子键较弱
【答案】C
【解析】
【分析】首先推断元素:Y最外层电子数是次外层的2倍,短周期元素故Y为C;X仅形成1个单键且原子序数小于,故X为;阳离子为咪唑类结构,环中与交替的Z原子序数大于,故Z为;阴离子为,结合短周期主族元素原子序数依次增大的规律,可知W为,R为。
【详解】A.均属于第二周期元素,A正确;
B.同周期主族元素从左到右电负性递增,故电负性,即,B正确;
C.的最高价氧化物对应水化物为,属于中强酸,在水溶液中不能完全电离,C错误;
D.离子液体常温为液态的主要原因是阴阳离子体积大,离子键较弱,晶格能低,熔点低,D正确;
故答案选C。
12. 四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成,其工作原理如图5所示(a、b为石墨电极,c、d、e为离子交换膜),下列说法不正确的是
A. c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
B. 溶液的浓度大小关系:
C. 线路中通过时,阳极室电解液质量减重
D. 若两极共产生气体(标准状况下),则制备的质量为
【答案】C
【解析】
【分析】以四甲基氯化铵为原料,采用电渗析法合成的过程中,根据从左往右第二、三个池中浓度变化得出:钠离子从第四池通过e膜,氯离子从第二池通过d膜,从第二池通过c膜,b为阳极,a为阴极,且阳极电极反应式为,阴极反应式为;
【详解】A.由分析可知,需要移入阴极区产生产物,因此c允许阳离子通过,为阳离子交换膜;中的需要移出原料室,因此d允许阴离子通过,为阴离子交换膜,A正确;
B.由分析可知,b为阳极,浓氢氧化钠溶液进入阳极区,稀的氢氧化钠溶液出阳极区,则NaOH溶液的浓度大小关系:,B正确;
C.转移1mole-时,阳极生成0.25molO2,质量8g,同时有1molNa+移出阳极室,质量为23g,因此阳极室总减重为8g+23g=31g,不是8g,C不正确;
D.由分析可知,若两极共产生33.6L气体(标准状况下),则有2mol生成,则制备的质量为,D正确;
答案选C。
13. 某二元酸(用表示)第一步完全电离,第二步部分电离。向溶液中滴加溶液。溶液中、、随滴加溶液体积的变化如图6所示。下列说法不正确的是
A. 曲线为的变化
B. 的第二步电离常数为
C. 时,溶液中存在:
D. 曲线和的交点处对应的溶液中存在:
【答案】D
【解析】
【分析】初始时第一步完全电离生成和,会部分电离生成和,所以初始浓度略小于0.10 mol/L,初始浓度略大于0.10 mol/L,的浓度接近0。随着NaOH溶液的加入,和被消耗,浓度逐渐降低,浓度逐渐升高,故X为随滴加NaOH溶液体积的变化曲线,Y为随滴加NaOH溶液体积的变化曲线,Z为随滴加NaOH溶液体积的变化曲线。
【详解】A.由分析可知,曲线为的变化,A正确;
B.第二步电离常数,曲线(代表)和交点处,此时,故,B正确;
C.时,溶质为,因第一步完全电离,溶液中无分子,根据物料守恒可得,C正确;
D.溶液中电荷守恒为,和交点处,代入得,不等于,D错误;
故选D。
14. 工业上可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。维持压强为,、和按体积比1∶1∶2投料,发生反应:。测得的平衡转化率随温度的变化如图7中曲线①所示。下列说法不正确的是
A. 该反应是吸热反应
B. 下,体系中时,表明反应已达平衡
C. 其他条件不变,仅减小投料量,平衡转化率随温度的变化可能为曲线③
D. 下,的平衡转化率为,则该反应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度升高,平衡转化率升高,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,A正确;
B.设初始、、的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol,543℃下平衡转化率为60%,平衡时剩余,由方程式系数关系可知,满足,故该关系成立时反应达平衡,B正确;
C.总压不变,减小的占比,反应体系各物质分压增大,该反应正反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,平衡转化率降低,可能对应曲线②,C错误;
D.设初始、、的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol,平衡转化率为50%时,反应的为0.5 mol,列出“三段式”,,平衡时总物质的量为0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+2 mol=4.5 mol,压强平衡常数:,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 锌冶炼产生的锌浸渣中含有锗的氧化物()及、、等金属化合物。现从锌浸渣中回收锗、并制备高纯四氯化锗(),工艺流程如图8:
已知信息:
①含锗烟尘中有、、、等;
②;;
③四价锗在时以离子形式存在于溶液中;
④与相似,沸点低且易水解。
(1)Ge、Si同属第ⅣA族,基态Ge原子价电子排布式为_________;Ge-Cl键和Si-Cl键相比,键长:Ge-Cl_________Si-Cl(填“>”“<”或“=”)。
(2)“富氧熔融分段还原挥发”中,通过调控分压把难挥发的选择性还原成易挥发的,反应方程式为______________________________________________________。
(3)工业中“控酸浸出”时会加少量盐酸,但盐酸不宜过量,原因是___________________________。
(4)富锗浸出液中含有杂质,可通过调节除去,值调控范围是_________。{,,}
(5)“除杂净化”中需要先用有机溶剂萃取形成配合物。下列说法正确的是_________(填序号)。
A. 萃取剂可以是乙醇
B. 与配位的配体具有疏水性
C. 可提供空轨道,与配位原子形成配位键
D. 配位时,被还原
(6)“氯化蒸馏”制备高纯时,体系需要维持高浓度盐酸,写出化学方程式并解释原因:___________________________________________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 4s24p2 ②. >
(2)
(3)盐酸过量会使溶液中氯离子浓度过高,将浸出渣中的氯化铅沉淀络合转化为可溶性的,导致铅杂质进入浸出液,增加后续提纯难度;同时高浓度氯离子会腐蚀生产设备
(4) (5)BC
(6);高浓度HCl 使水解平衡逆向移动,有效抑制水解
【解析】
【小问1详解】
Ge为32号元素,位于第四周期第ⅣA族,价电子为最外层电子,价电子排布式为4s24p2。同主族元素从上至下原子半径增大,Ge原子半径大于Si,成键原子间距变大,因此键长Ge—Cl>Si—Cl。
【小问2详解】
GeO2被CO还原,生成易挥发的GeO,C元素从+2价升高为+4价,氧化产物为CO2,反应条件为高温,化学方程式为。
【小问3详解】
根据平衡,浓度过大,平衡正向移动,沉淀PbCl2转化可溶性络离子,引入Pb杂质;高浓度氯离子对工业设备有腐蚀作用。
【小问4详解】
除杂标准:金属离子沉淀完全,。,,计算得。由题目已知可知四价锗pH<3才以离子留在溶液,故2.8≤pH<3。
【小问5详解】
A.乙醇可以与水任意比互溶,萃取剂必须和水层不互溶,不能选乙醇作萃取剂,A错误;
B.萃取后配合物进入有机相,配体需要具备疏水性,易溶于有机溶剂,B正确;
C.Ge4+金属阳离子存在空轨道,配体提供孤电子对,二者形成配位键,C正确;
D.配位过程只形成配合物,Ge化合价保持+4价,没有发生还原反应,D错误;
故选BC。
【小问6详解】
GeCl4极易发生水解,,该水解为可逆反应;增大生成物HCl浓度,平衡逆向移动,抑制水解,减少产物损耗。
16. 2025年我国科研团队成功制备出热力学稳定的纯固态碳酸氢钙晶体。
实验装置如图9:
已知:易溶于水,难溶于乙醇;温度高于极易分解;常温常压下固态不稳定。
(1)实验室制可选用的装置有_________(填序号)。
(2)B装置的作用是____________________________________。
(3)结合体系总平衡可能的热力学特征,解释实验需在低温、高压下进行的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
(4)低温高压密闭反应釜中含浊液和乙醇,体系中加入乙醇的作用是__________________。
(5)减压抽滤装置如图10,下列说法正确的是_________(填序号)。
a.减压过滤可加快过滤速度并使获得的固体更干燥
b.抽滤不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀
c.洗涤沉淀时,加入洗涤液后快速抽干
d.抽滤完毕,先关闭抽气泵,再打开K
(6)洗涤固态碳酸氢钙晶体的最佳洗涤剂为_________(填序号),并说明选择依据:_______________________________________________________________________________________________________________。
A.沸水 B.低温乙醇水溶液 C.稀盐酸 D.无水乙醇
【答案】(1)abd (2)除中的
(3)体系平衡,正反应放热、气体分子数减小;低温使平衡正向移动,促进碳酸氢钙生成、抑制其热分解;高压促使平衡正向移动,提高产率,稳定介稳产物。
(4)降低溶解度,促进晶体析出;抑制碳酸氢钙水解与热分解,提升晶体稳定性
(5)ab (6) ①. B ②. 低温可防止晶体热分解,乙醇水溶液既能洗去可溶性杂质,又能减少碳酸氢钙晶体溶解损耗,体系中少量水能洗去晶体表面吸附的水溶性杂质。无水乙醇难以洗除水溶性杂质。
【解析】
【小问1详解】
a.实验室通常使用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热。装置a是固液常温型发生装置,锥形瓶+长颈漏斗,适合块状固体和液体常温反应,a正确;
b.装置b是试管+长颈漏斗,固液常温装置,适合该反应,b正确;
c.装置c是固体加热型装置,需要酒精灯加热,本反应不需要加热,不能选用,c错误;
d.装置d是简易启普发生器,适合块状固体、液体、不加热的反应,关闭活塞可以随开随停,d正确;
故答案选abd。
【小问2详解】
A装置制取的中常混有气体,通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的B装置可以洗气除杂。
【小问3详解】
,该反应的(正反应为放热反应),且气体分子数减小。正反应放热,降低温度使化学平衡向正向移动,从而促进碳酸氢钙的生成,并有效抑制其受热分解。正反应是气体分子数减小的反应,增大压强可促使平衡向正向移动,提高产率,同时稳定介稳态产物。
【小问4详解】
碳酸氢钙易溶于水,在水溶液中容易发生水解或受热分解。加入乙醇后,可以降低在体系中的溶解度,有利于结晶析出;同时乙醇的存在也有助于保护产物,提升其稳定性。
【小问5详解】
a.减压过滤(抽滤)利用气泵降低吸滤瓶内压强,能大大加快过滤速度,且由于压差作用使滤饼挤压得更干燥,a正确;
b.抽滤时由于压强差大、滤纸紧贴布氏漏斗,胶状沉淀或颗粒太小的沉淀容易透过滤纸或迅速堵塞滤孔,因此不宜使用抽滤,b正确;
c.洗涤沉淀时,应让洗涤液自然流下或轻微抽滤,不能盲目“快速抽干”,否则洗涤不均匀,c错误;
d.抽滤完毕后,为了防止水倒吸进入吸滤瓶,正确的操作顺序是先打开安全瓶上的活塞 K,再关闭抽气泵,d错误;
故答案选ab。
【小问6详解】
低温可防止晶体热分解,乙醇水溶液既能洗去可溶性杂质,又能减少碳酸氢钙晶体溶解损耗,体系中少量水能洗去晶体表面吸附的水溶性杂质。无水乙醇难以洗除水溶性杂质。沸水会促进碳酸氢钙分解。稀盐酸会与碳酸氢钙反应。所以洗涤固态碳酸氢钙晶体的最佳洗涤剂为低温乙醇水溶液。
17. 甲醇是重要的工业原料,常利用、等进行制备。回答下列问题:
Ⅰ.一种将甲烷直接转化为甲醇的催化反应机理如图11:。
(1)反应过程中最稳定的中间体为_________(填图11的字母),该反应的决速步骤为_________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”“Ⅳ”或“Ⅴ”)。
(2)该实验流程可分为四个阶段:高温氦气氛围下活化催化剂通反应通水蒸气并释放甲醇高温氦气氛围下再生、活化催化剂……
①若在实验中使用和催化剂,则一段时间后反应容器释放的甲醇气流主要为_________。
②已知固相催化剂的催化活性与其表面的吸附分子的占比有关,在实验过程中发现在473 K下对催化剂进行活化,得到的甲醇产率远低于活化后的产率,根据反应机理及实验流程解释原因:____________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用、制备甲醇
ⅰ)
ⅱ)
(3)在不同压强下、按照进行投料,在容器中发生上述2个反应,平衡时,和在含碳产物(即和)中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图12,判断图中压强从大到小排序为__________________。
(4)某恒温恒容体系,按、进行实验,平衡时的物质的量分数为点,此时转化率为,则该条件下反应的平衡常数为_________(保留两位小数)。
Ⅲ.甲醇燃料电池
我国研发的直接甲醇无膜微流体燃料电池原理如图13所示。该电池无需使用传统燃料电池中的交换膜,且使用氧化剂可确保电池工作过程中无固体析出附着在电极表面,且浓度无明显变化。
(5)电极的电极反应式为___________________________________________________。
(6)电池工作时,若电路上转移电子,理论上消耗_________。
【答案】(1) ①. D ②. V
(2) ①. ②. 低温条件下活化,吸附在催化剂上的水分子无法脱附,占据催化位点,使催化剂中毒从而降低产率
(3)
(4)0.01 (5)
(6)4
【解析】
【小问1详解】
反应中间体的能量越低越稳定,结合反应机理图的能量刻度,中间体D的能量为-129kJ·mol⁻¹,为所有中间体中最低,故最稳定的中间体为D。反应的决速步骤为活化能最大的步骤,活化能为过渡态能量与对应步骤始态能量的差值,计算各步骤活化能(kJ/mol)第一步为90,第三步为85,第四步为40,第五步为102,可知步骤V的活化能最大,故决速步骤为V。
【小问2详解】
① 由机理图可以发现,甲醇的O 源于Cu 催化剂上的O。而经过一轮反应后, 水中的O 转移到Cu 催化剂上实现催化剂的再生,所以释放的甲醇气流主要为。
② 催化剂活化过程中,水分子会吸附在催化剂表面,473K温度较低,吸附的水分子无法获得足够能量脱附,会占据催化活性位点,使催化剂中毒,导致甲醇产率低于673K活化后的产率。
【小问3详解】
反应i为气体分子数减小的放热反应,反应ii为气体分子数不变的吸热反应,则升高温度,反应i逆向移动,CH3OH含量减小;反应ii正向移动,CO含量增大,故向下变化的曲线为CH3OH在含碳产物中物质的量分数曲线,向上变化曲线为CO在含碳产物中物质的量分数曲线。相同条件下,增大压强,反应i正向移动,则导致甲醇含量增大,结合曲线压强从大到小排序为。
【小问4详解】
初始时,,转化率为20%,故平衡时,总转化的浓度为0.2mol·L⁻¹。点M为与的量分数相等的点,即平衡时,设反应i转化的浓度为,反应ii转化的浓度为,则有,且,解得。平衡时,,。反应ii的平衡常数,代入数值计算得:
。
【小问5详解】
电极a通入,发生氧化反应为负极,碱性电解质中被氧化为,C元素化合价从-2升高到+4,失去6个电子,结合电荷守恒与原子守恒,配平得到电极反应式为。
【小问6详解】
根据负极电极反应式,每转移6mol电子,消耗8mol ,故电路上转移3mol电子时,理论上消耗的物质的量为。
18. 吉泊达星Q是一种新型口服抗生素,其合成路线如图14(部分反应条件及试剂已简化)。
已知:-为
(1)A的含氧官能团的名称为__________________________。
(2)I→J的反应类型为__________________________。
(3)设置步骤C→E的目的是__________________________。
(4)写出F+G→H的化学方程式:____________________________________________________。
(5)N生成O分两步,其中步骤(ⅰ)加入HCl的目的是___________________________________________。
(6)L→N的反应过程中同时有另一种小分子生成,比较该物质与三氟甲磺酸()的酸性强弱,并说明原因:________________________________________________________________________。
(7)P的同分异构体中,写出一种同时满足以下条件的结构简式为_________。
(ⅰ)苯环上有-CN;(ⅱ)核磁共振氢谱显示三组峰(峰面积比为6∶2∶1)。
(8)化合物R为某药物中间体,参照上述路线,设计一条以和为原料合成R的最简路线(其他试剂可任选,以流程图形式呈现)_________。
【答案】(1)醚键、硝基 (2)氧化反应
(3)保护羟基,防止在后续步骤中被氧化
(4) (5)脱去Boc保护基团
(6)为强吸电子基团,可降低磺酸基中氧原子电子云密度,使O-H键极性增强,更易电离出,酸性更强;为给电子基团,作用相反,因此甲磺酸酸性弱于三氟甲磺酸酸性。
(7)(任写一个) (8)
【解析】
【分析】A与B发生亲核取代得到C,C与D发生取代反应,两个羟基被保护,得到E;E的硝基在催化下加氢还原为氨基,得到F:;F的氨基与G:在作用下发生亲核取代得到H,H在NaH作用下发生分子内的酰胺化缩合,关环得到I;I的亚甲基被氧化为碳氮双键,得到J;J在HCl作用下,脱去保护基团,得到K;K与甲磺酰基试剂反应,生成甲磺酸酯,随后发生分子内关环得到L;L与M发生亲核取代,得到Boc保护的N;HCl先脱除Boc保护基,再经碱化,得到O;O与P在作用下发生还原胺化,最终得到目标产物Q。
【小问1详解】
由结构简式可知,A中含氧官能团为醚键、硝基;
【小问2详解】
对比I和J的结构,I中的亚氨基被氧化,环内形成了新的碳氮双键,属于氧化反应;
【小问3详解】
保护两个羟基,避免后续硝基加氢还原、成环等反应过程中羟基被破坏,反应结束后可通过后续步骤重新释放出羟基;
【小问4详解】
该反应为氨基的N上的亲核取代,中和生成的HBr,推动反应正向进行,化学方程式:。
【小问5详解】
已知Boc是叔丁氧羰基,在酸性条件下会水解断裂,释放出被保护的基团,参与后续反应;
【小问6详解】
L→N是甲磺酸酯与M的氨基发生亲核取代,离去的小分子为;为强吸电子基团,可降低磺酸基中氧原子电子云密度,使O-H键极性增强,更易电离出,酸性更强;为给电子基团,作用相反,因此甲磺酸酸性弱于三氟甲磺酸酸性。
【小问7详解】
P的分子式为,满足苯环上有,保证分子高度对称,氢谱仅三组峰,比例6:2:1的结构简式为;
【小问8详解】
参考题干中Q的合成逻辑,先通过和发生还原胺化反应,再还原硝基得到氨基,最后发生乙酰化得到酰胺结构;最简路线:。
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