内容正文:
2027届高三(上)10月限时训练
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Sn 119 I 127
一、选择题(每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列属于非极性分子的是
A. B. C. D.
2. 下列化学用语表达错误的是
A. NaCl的晶胞结构图:
B. 用电子云轮廓图表示HCl分子中键的形成:
C. H2O分子的VSEPR模型:
D. 的名称:1-丁醇
3. 下列说法正确的是
A. 第一电离能:N<O B. 电负性:Cl<O
C. 氢化物的沸点:C<F D. 离子键的百分数:Na2O<Na2S
4. 下列说法不正确的是
A. 具有强氧化性,能用于杀菌消毒
B. 溶液呈碱性,可用作厨房油污的清洗剂
C. 绿矾()有氧化性,可用作重铬酸根()处理剂
D. La-Ni合金能大量吸收且易放出,可用作储氢材料
5. “类比”是化学学习的重要方法。下列由客观事实类比所得结论正确的是
选项
客观事实
类比结论
A
的沸点高于
的沸点高于
B
电解熔融制备镁
电解熔融制备铝
C
通入溶液中无沉淀生成
通入溶液中无沉淀生成
D
加热溶液,低温蒸发至干,最终产物为
加热溶液,低温蒸发至干,最终产物为
A. A B. B C. C D. D
6. 根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
甲醇与过量酸性高锰酸钾溶液混合
溶液紫红色变浅
甲醇被氧化为甲醛
B
适量Cu粉投入FeCl3溶液振荡
Cu粉消失
Cu被FeCl3氧化
C
加热溴乙烷与NaOH的乙醇溶液,将产生气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液紫红色褪去
溴乙烷发生消去反应生成乙烯
D
将红热的木炭投入浓硝酸中
产生红棕色气体
木炭与浓硝酸反应生成NO2
A. A B. B C. C D. D
7. 白磷有毒,不慎沾到皮肤上可用稀硫酸铜溶液解毒,可能发生如下两个反应:
①2P4+20CuSO4+32H2O=20Cu↓+8H3PO4+20H2SO4
②11P4+60CuSO4+96H2O=20X↓+24H3PO4+60H2SO4,下列说法不正确的是
A. X是Cu3P
B. H3PO4均是氧化产物
C. 若反应①有lmolP4参与反应,转移20mol电子
D. 反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:65
8. 下列方程式书写正确的是
A. 用Na2SO3溶液吸收制备Cl2的尾气:+Cl2+H2O=+2Cl-+2H+
B. 用银电极电解饱和食盐水:2Ag+2Cl-+2H2O2AgCl+H2↑+2OH-
C. 向NaHCO3溶液中滴加少量澄清石灰水:Ca2++OH-+=CaCO3↓+H2O
D. 用Na2CO3溶液除去锅炉水垢中的CaSO4:+Ca2+=CaCO3↓
9. 碘及其化合物广泛用于医药、染料等。一种从海水中获取单质碘的部分工艺流程如下,下列有关说法错误的是
A. 过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B. 将“沉淀”与稀硝酸反应,生成的物质可循环使用
C. 通入氯气的过程中,先生成的氧化产物为
D. 将“氧化”后的溶液直接蒸馏可得
10. 由有机物M制备某液晶聚芳酯N的反应如图所示。下列说法不正确的是
A. M中含有2种官能团,分子中所有原子可能共平面
B. 该反应为缩聚反应
C. 化合物X为CH3COOH
D. 1mol M最多可与3mol NaOH反应
11. 研究化学反应的机理对于合成特定有机物具有重要意义,已知烯烃与氢卤酸(HX)加成反应分步进行:
①
②
根据下图中所示的丙烯与HCl反应两种可能反应路径的势能图(TS-1与TS-2分别是两种过渡态的碳正离子),下列说法正确的是
A. 一级碳正离子比二级碳正离子稳定
B. 决定烯烃与HX加成反应速率的关键步骤是②
C. 相同时间内,产物中所占比例更大
D. 含3个C以上的烯烃与HCl加成时均会有两种路径
12. 工厂利用电解法处理含醛类废水,并由邻溴硝基苯制备邻溴苯胺,工作原理如图所示:
下列说法中不正确的是
A. b电极的电极反应为:
B. 当生成邻溴苯胺,同时可以处理含有的废水
C. 电解过程中极区溶液的酸性减弱
D. 工作时,电极和均发生氧化反应
13. 新型钙钛矿材料可用于太阳能电池,一种钙钛矿晶体由Sn2+、I-和有机阳离子()构成,其立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为CH3NH3SnI3
B. 晶胞中Sn2+和I-构成正八面体
C. Sn2+的配位数是8
D. 晶体密度为(晶胞边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值)
14. 下列说法正确的是
A. 已知NaOH固体溶于水是一个自发过程且,可推测该过程
B. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),压缩容器体积,平衡正移,反应的平衡常数增大
C. 已知HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) ,则温度越高,HF(aq)中HF的电离程度越大
D. 已知HX(g)=H(g)+X(g) ,HX(aq)=H+(aq)+X-(aq) ,则H(g)+X(g)=H+(aq)+X-(aq)
15. 某温度下,饱和和溶液,与、的关系如图所示,为两线段的交点。下列说法错误的是
A.
B. 图中a代表AgX溶液
C. Q点所对应AgX生成沉淀,而不生成沉淀
D. 向NaX、均为混合溶液中滴加溶液,先产生沉淀
16. 某市售葡萄糖酸亚铁补铁剂,标注含铁量5mg·mL-1,现按下列步骤测定实际铁含量:
已知:①邻二氮菲(phen):结构简式为,可与Fe2+形成橘黄色配合物[Fe(phen)3]2+,该配合物的吸光度A与配合物浓度成正比。
②线性回归方程:A(Q为[Fe(phen)3]2+浓度,单位:mg·mL-1)
下列说法错误的是
A. 若改用酸性高锰酸钾溶液测定补铁剂中铁含量,结果超过5mg·mL-1,可能是因为补铁剂中还存在其他还原剂
B. 步骤II,加入盐酸羟胺的目的是防止溶液中Fe2+被氧化,提高测定结果的准确性
C. 步骤II,加入缓冲液可以维持pH值相对稳定,若pH过低,会导致测定结果偏高
D. 步骤III,测得吸光度A=0.74,则原补铁剂中铁的含量为4.8mg·mL-1
二、非选择题(本题共5题,共52分)
17. 硫及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用,请回答。
(1)关于VIA族元素有关微粒的描述,下列说法正确的是_______。
A. 第二电离能:基态氧原子高于基态氮原子
B. 的电子排布为
C. 酸性:
D. 价电子排布图为的S原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图:
化学式是_______;距离晶胞顶点Au原子距离最近的S原子有_______个。
(3)焦亚硫酸钠(可视为)溶于水所得溶液呈_______(填“酸”或“碱”)性,结合数据说明原因_______。(常温下,的,)
(4)某兴趣小组将载金硫化矿粉(细小的Au颗粒被、FeAsS包裹)通入空气焙烧,得到烟气和烧渣(含有和Au),以烧渣为原料,制备单质Au和,流程如下:
①操作A是_______,试剂B是_______。
②写出Zn和生成Au的化学方程式(Zn元素以四配位离子存在)_______。
③在碱性条件下,FeAsS与足量高压反应,可得和两种空间构型相同的酸根离子,写出反应的离子方程式_______。
18. 过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种常用氧化剂,其氧化I-的离子方程式为:(aq)+3I-(aq) 2 (aq)+(aq)。
请回答:
(1)上述反应速率很小,根据碰撞理论解释其主要原因可能是______________________。
(2)此反应的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,m、n为整数)。常温下,测得浓度与速率关系如下表所示。
实验
①
0.038
0.060
1.4×10-5
②
0.076
0.060
2.8×10-5
③
0.076
0.030
1.4×10-5
根据实验数据可知, ______________(保留两位有效数字)。
(3)一般认为,此反应机理是由以下3个基元反应组成:
①(aq)+I-(aq) S2O8 I3-(aq)
②S2O8I3-(aq)+I-(aq) 2(aq)+I2(aq)
③I2(aq)+I-(aq) (aq)
则总反应的 ________________(用含、、的代数式表示)。
(4)已知:速率常数与活化能、温度的关系表达式为 (R为常数,Ea为活化能,T为温度)。实验测得不同催化剂Cat1、Cat2作用下,与关系如图所示(活化能不随温度变化)。
催化效率较高的催化剂是__________(填“Cat1”或“Cat2”)。在催化剂Cat1作用下,活化能Ea为___________________kJ·moL-1(保留两位有效数字)。
(5)常温下,在某容器中加入1mol (NH4)2S2O8和3mol KI,加入蒸馏水配成1L溶液,发生上述反应,达到平衡时,的平衡转化率为 。则该温度下,平衡常数K为_________L·moL-1.若达到平衡后,加入CCl4,振荡,的平衡转化率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
19. 某研究小组制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾()的步骤如下:
步骤Ⅰ.称取一定质量和,用蒸馏水溶解并加入少量稀硫酸,加热煮沸并不断搅拌,形成颗粒较小的黄色沉淀,将黄色沉淀用热蒸馏水洗涤3次;
步骤Ⅱ.将上述黄色沉淀加入如图所示的三颈烧瓶中(加热装置已省略),加入饱和溶液后,加热并维持反应装置在40℃,缓慢滴加过量的溶液并不断搅拌,发生反应:。确认反应已完全后,将三颈烧瓶中的溶液转移至烧杯中,加热至沸;
步骤Ⅲ.保持上述溶液近沸状态,加入一定量饱和溶液直至溶液完全变绿,经过一系列操作,将得到的固体转移至表面皿,烘箱干燥后即得产品。
已知:三草酸合铁(Ⅲ)酸钾为翠绿色晶体,水中溶解度0℃为水,100℃为水,难溶于乙醇,加热时可发生分解。
请回答:
(1)装置图中盛放溶液的仪器名称为________。
(2)步骤Ⅱ“确认反应已完全”的方法是:取少量所得悬浊液,________(请将实验操作、现象及结论补充完整)。
(3)步骤Ⅱ中滴加过氧化氢的速率不可过快的原因是________。
(4)关于制备流程,下列说法中不正确的是________。
A. 步骤Ⅰ中使用稍过量主要是为了抑制的水解
B. 步骤Ⅰ得到较小的晶体颗粒,方便洗涤和后续反应溶解
C. 步骤Ⅱ过程中始终通入的主要作用是防止外界空气中的氧气进入
D. 步骤Ⅲ中发生的反应为:
(5)步骤Ⅲ,经过一系列操作得到产品的所有步骤如下,请排序__________③__________(填序号)。
①滤液中加入一定量乙醇
②加热蒸发浓缩至出现一层晶膜
③将一小段棉线悬挂在溶液中,盖好烧杯,在暗处放置数小时
④合并固体后用少量乙醇洗涤
⑤冰水浴冷却结晶后过滤
⑥过滤
(6)步骤Ⅲ得到的产品为水合晶体(摩尔质量为)。将产品置于气流中持续加热,记录产品的剩余质量分数随温度的变化如下图所示。
①120℃和300℃时产生的气体分别为________(填“A”或“B”)。
A.、 B.、
②从微粒间相互作用强弱的角度做出解释:________。
20. 艾拉莫德(化合物F)有抗炎镇痛作用,可用于治疗类风湿关节炎。F的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知反应:,其中RL是较大烃基,RS是较小烃基或氢。
请回答:
(1)A的结构简式为_______________,B中官能团名称是_________________。
(2)反应②的反应类型是____________;在此反应中有机碱吡啶除了作溶剂外,还起到的作用是_________________________________________。
(3)反应⑤的步骤:先将二甲基丙酰氯和甲酸钠预先在溶剂丙酮中混合搅拌5小时,然后再加入物质D进行反应,写出搅拌时的反应方程式________________________________。
(4)关于F的性质,下列说法正确的是____________。
A. 可发生银镜反应
B. 核磁共振氢谱有6个峰
C. 在NaOH溶液中可发生水解反应,1mol F最多可消耗1mol NaOH
D. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(5)G是二甲基丙酰氯的同分异构体,可发生银镜反应,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。G的结构简式为_____________(用*标记出手性碳原子)。
(6)写出以和为有机原料合成杀菌剂的合成路线_______(无机试剂和溶剂任选)。
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2027届高三(上)10月限时训练
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Sn 119 I 127
一、选择题(每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列属于非极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子呈四面体形,碳原子连接两个氢原子和两个氯原子,各键的极性不能相互抵消,分子中正、负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B.分子虽由同种元素的原子组成,但其空间结构呈V形,分子中正、负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.分子呈三角锥形,三个氮氢键的极性不能相互抵消,分子中正、负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.分子呈直线形,两个碳氧双键的极性大小相等、方向相反,能够相互抵消,分子中正、负电荷中心重合,属于非极性分子,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语表达错误的是
A. NaCl的晶胞结构图:
B. 用电子云轮廓图表示HCl分子中键的形成:
C. H2O分子的VSEPR模型:
D. 的名称:1-丁醇
【答案】A
【解析】
【详解】A.图示不能代表一个完整晶胞,晶胞为面心立方结构,阴阳离子配位数为6,即,A错误;
B.分子中的键由的轨道与的轨道头碰头重叠形成,图示电子云重叠过程符合s-p 键的形成特征,B正确;
C.中心原子的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,图示包含2对孤电子对与2个成键电子对的四面体结构符合其VSEPR模型特征,C正确;
D.该有机物主链含4个碳原子,羟基连接在1号碳原子上,系统命名为1-丁醇,D正确;
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 第一电离能:N<O B. 电负性:Cl<O
C. 氢化物的沸点:C<F D. 离子键的百分数:Na2O<Na2S
【答案】B
【解析】
【详解】A.同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但原子2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的,即第一电离能,A错误;
B.电负性递变规律为同主族从上到下减小,同周期从左到右增大,的电负性大于,即电负性,B正确;
C.碳的氢化物为烃类,相对分子质量较大的烃沸点远高于的氢化物,未指明为最简单氢化物时该结论不成立,C错误;
D.成键元素电负性差值越大,离子键百分数越高,的电负性大于,与的电负性差大于与的,故离子键百分数,D错误;
故选B。
4. 下列说法不正确的是
A. 具有强氧化性,能用于杀菌消毒
B. 溶液呈碱性,可用作厨房油污的清洗剂
C. 绿矾()有氧化性,可用作重铬酸根()处理剂
D. La-Ni合金能大量吸收且易放出,可用作储氢材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.具有强氧化性,能使微生物的蛋白质变性,从而起到杀菌消毒的作用,A正确;
B.溶液中存在水解平衡,溶液呈碱性,能促进油脂水解,因此可用作厨房油污的清洗剂,B正确;
C.绿矾中的处理时,铁元素的化合价由+2价升高到+3价,铬元素的化合价由+6价降低到+3价,酸性条件下的反应为。这一用途利用的是的还原性,不能用其氧化性解释,C错误;
D.La-Ni合金能大量吸收,又能较容易地放出,满足氢气储存和释放的需要,因此可用作储氢材料,D正确;
故选C。
5. “类比”是化学学习的重要方法。下列由客观事实类比所得结论正确的是
选项
客观事实
类比结论
A
的沸点高于
的沸点高于
B
电解熔融制备镁
电解熔融制备铝
C
通入溶液中无沉淀生成
通入溶液中无沉淀生成
D
加热溶液,低温蒸发至干,最终产物为
加热溶液,低温蒸发至干,最终产物为
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.的沸点高于,的沸点高于,是因为前者存在分子间氢键,A项正确;
B.氯化铝为共价化合物,故不能电解熔融的氯化铝制备铝,B项错误;
C.二氧化碳不具有还原性,二氧化硫具有还原性,会生成硫酸钡沉淀,C项错误;
D.水解生成和,但不挥发,最后得到的仍为,D项错误;
答案选A。
6. 根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
甲醇与过量酸性高锰酸钾溶液混合
溶液紫红色变浅
甲醇被氧化为甲醛
B
适量Cu粉投入FeCl3溶液振荡
Cu粉消失
Cu被FeCl3氧化
C
加热溴乙烷与NaOH的乙醇溶液,将产生气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液紫红色褪去
溴乙烷发生消去反应生成乙烯
D
将红热的木炭投入浓硝酸中
产生红棕色气体
木炭与浓硝酸反应生成NO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.过量酸性高锰酸钾可将甲醇直接氧化为二氧化碳,反应不会停留在甲醛阶段,结论错误,A错误;
B.与发生反应,元素化合价升高被氧化,结论正确,B正确;
C.加热时乙醇易挥发,挥发的乙醇也可使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明反应生成了乙烯,结论错误,C错误;
D.浓硝酸受热易分解生成,红棕色气体可能来自浓硝酸的自身分解,无法确定是木炭与浓硝酸的反应产物,结论错误,D错误;
故选 B。
7. 白磷有毒,不慎沾到皮肤上可用稀硫酸铜溶液解毒,可能发生如下两个反应:
①2P4+20CuSO4+32H2O=20Cu↓+8H3PO4+20H2SO4
②11P4+60CuSO4+96H2O=20X↓+24H3PO4+60H2SO4,下列说法不正确的是
A. X是Cu3P
B. H3PO4均是氧化产物
C. 若反应①有lmolP4参与反应,转移20mol电子
D. 反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:65
【答案】D
【解析】
【详解】A.②中由原子守恒可知,X为Cu3P,A正确;
B.两个反应中,P元素均由0价升高到+5价,则H3PO4均是氧化产物,B正确;
C.反应①中,P元素由0价升高到+5价,Cu元素化合价由+2价降低到0价,2molP4参与反应转移电子数为(2×4×5)mol=40mol,则有lmolP4参与反应,转移20mol电子,C正确;
D.反应②化合价降低元素是Cu(+2降到+1)和P(0降低到-3),所在的部分反应物P4和CuSO4是氧化剂,化合价升高元素是P(0升高到+5),所在的部分反应物P4是还原剂,11mol中P4中有5mol化合价下降转化为Cu3P,有6molP4化合价上升转化为H3PO4,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为(60+5):6=65:6,D错误;
故选D。
8. 下列方程式书写正确的是
A. 用Na2SO3溶液吸收制备Cl2的尾气:+Cl2+H2O=+2Cl-+2H+
B. 用银电极电解饱和食盐水:2Ag+2Cl-+2H2O2AgCl+H2↑+2OH-
C. 向NaHCO3溶液中滴加少量澄清石灰水:Ca2++OH-+=CaCO3↓+H2O
D. 用Na2CO3溶液除去锅炉水垢中的CaSO4:+Ca2+=CaCO3↓
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为过量时的反应,用溶液吸收尾气时过量,生成的会与过量反应生成,正确的离子方程式为,A错误;
B.银为活性电极,电解时阳极失电子生成,与结合为,阴极水电离出的得电子生成,总反应式书写符合反应事实,守恒关系正确,B正确;
C.澄清石灰水少量时,与的计量数之比应为1:2,正确离子方程式为,选项系数不符合配比要求,C错误;
D.锅炉水垢中的为固体微溶物,不能拆分为离子形式,正确离子方程式为,选项拆分错误,D错误;
故选B。
9. 碘及其化合物广泛用于医药、染料等。一种从海水中获取单质碘的部分工艺流程如下,下列有关说法错误的是
A. 过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B. 将“沉淀”与稀硝酸反应,生成的物质可循环使用
C. 通入氯气的过程中,先生成的氧化产物为
D. 将“氧化”后的溶液直接蒸馏可得
【答案】D
【解析】
【分析】净化除氯后的海水,加入硝酸银,发生反应为I-+Ag+=AgI↓,进行富集,生成含有AgI的悬浊液,继续即加入铁粉,发生反应Fe+2AgI=2I-+2Ag+Fe2+,过滤掉析出的Ag,向FeI2中加入过量Cl2,发生反应为2FeI2+3Cl2=2FeCl3+2I2,得到I2。据此解答。
【详解】A.过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故A正确;
B.从流程图可知,转化生成的沉淀为单质Ag,银和硝酸反应生成硝酸银,可循环使用,故B正确;
C.I-、Fe2+的还原性I->Fe2+,氯气首先与碘离子反应,因此先生成的氧化产物为I2,故C正确;
D.将“氧化”后的溶液需要先萃取分液后再蒸馏可得单质碘,故D错误;
故选D。
10. 由有机物M制备某液晶聚芳酯N的反应如图所示。下列说法不正确的是
A. M中含有2种官能团,分子中所有原子可能共平面
B. 该反应为缩聚反应
C. 化合物X为CH3COOH
D. 1mol M最多可与3mol NaOH反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.M中含有酯基和羧基2种官能团,但分子中含有甲基(饱和杂化碳原子,为四面体结构),所有原子不可能共平面,A错误;
B.该反应生成高分子N的同时有小分子副产物X生成,属于缩聚反应,B正确;
C.根据原子守恒,对比反应物M和产物N的结构,可知化合物X为,C正确;
D.中含酚酯基(水解生成酚羟基和乙酸,共消耗)和羧基(中和消耗),最多可与反应,D正确;
故选A。
11. 研究化学反应的机理对于合成特定有机物具有重要意义,已知烯烃与氢卤酸(HX)加成反应分步进行:
①
②
根据下图中所示的丙烯与HCl反应两种可能反应路径的势能图(TS-1与TS-2分别是两种过渡态的碳正离子),下列说法正确的是
A. 一级碳正离子比二级碳正离子稳定
B. 决定烯烃与HX加成反应速率的关键步骤是②
C. 相同时间内,产物中所占比例更大
D. 含3个C以上的烯烃与HCl加成时均会有两种路径
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干反应历程图可知,一级碳正离子所具有的总能量比二级碳正离子所具有的总能量高,能量越高越不稳定,即一级碳正离子比二级碳正离子更不稳定,A错误;
B.由题干信息可知,①是慢反应,②是快反应,故决定烯烃与HX加成反应速率的关键步骤是①而不是②,B错误;
C.由题干反应历程图可知,TS-1需要的活化能比TS-2,即生成CH3CHClCH3的反应速率比生成CH3CH2CH2Cl的快,故相同时间内,产物中CH3CHClCH3所占比例更大,C正确;
D.含3个C以上的烯烃与HCl加成时不一定会有两种路径,如对称的烯烃CH3CH=CHCH3等只有一种路径,D错误;
故答案为:C。
12. 工厂利用电解法处理含醛类废水,并由邻溴硝基苯制备邻溴苯胺,工作原理如图所示:
下列说法中不正确的是
A. b电极的电极反应为:
B. 当生成邻溴苯胺,同时可以处理含有的废水
C. 电解过程中极区溶液的酸性减弱
D. 工作时,电极和均发生氧化反应
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可知,甲为酸性甲烷燃料电池,通入甲烷的电极为负极,则b为负极,通入氧气的电极为正极,则a为正极,乙为电解池,c与原电池负极相连,则c为阴极,阴极上硝基得电子被还原生成-NH2,d与原电池正极相连为阳极,阳极上溴离子失电子生成溴,溴再将RCHO氧化为RCOOH。
【详解】A.b极CH4参加反应,在酸性条件下生成CO2,根据化合价变化,可知电极反应为,A正确;
B.制备邻溴苯胺的反应为,制备1mol邻溴苯胺需要转移6mol电子,电解过程中,d极区发生的反应有:2Br--2e-=Br2,RCHO+H2O+Br2=RCOOH+2HBr,可以处理含有的废水,B错误;
C.电解过程中极电极方程式为:,该过程中有水生,H+浓度减小,酸性减弱,C正确;
D.由分析可知,b为原电池的负极,d与原电池正极相连为阳极,均发生氧化反应,D正确;
故选B
13. 新型钙钛矿材料可用于太阳能电池,一种钙钛矿晶体由Sn2+、I-和有机阳离子()构成,其立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 晶体的化学式为CH3NH3SnI3
B. 晶胞中Sn2+和I-构成正八面体
C. Sn2+的配位数是8
D. 晶体密度为(晶胞边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】
【分析】该晶胞为立方晶胞,位于晶胞顶点,位于晶胞体心,位于晶胞面心。立方晶胞顶点微粒均摊占比为,面心微粒均摊占比为,体心微粒均摊占比为1,计算得晶胞内的实际数目为,的实际数目为1,的实际数目为,因此晶体化学式为。
【详解】A.根据均摊法计算,晶胞内、、的数目比为1:1:3,故晶体的化学式为,A正确;
B.体心的周围紧邻6个位于面心的,6个构成正八面体结构,位于正八面体的体心,B正确;
C.周围紧邻的数目为6,故的配位数是6,不是8,C错误;
D.晶胞的总相对质量为532,晶胞体积为,晶体密度,D正确;
故选 C。
14. 下列说法正确的是
A. 已知NaOH固体溶于水是一个自发过程且,可推测该过程
B. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),压缩容器体积,平衡正移,反应的平衡常数增大
C. 已知HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) ,则温度越高,HF(aq)中HF的电离程度越大
D. 已知HX(g)=H(g)+X(g) ,HX(aq)=H+(aq)+X-(aq) ,则H(g)+X(g)=H+(aq)+X-(aq)
【答案】D
【解析】
【详解】A.自发过程判据为,该过程,无论大于0还是略小于0都可满足自发条件,无法推测,A错误;
B.平衡常数仅与温度有关,压缩容器体积增大压强使平衡正向移动,但温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.已知强酸强碱中和反应,结合题干中和反应,由盖斯定律得HF电离反应的,为放热反应,温度升高平衡逆向移动,HF电离程度减小,C错误;
D.设反应①,反应②,反应③为气体溶解过程,;目标反应可由得到,故总反应,D正确;
故选D。
15. 某温度下,饱和和溶液,与、的关系如图所示,为两线段的交点。下列说法错误的是
A.
B. 图中a代表AgX溶液
C. Q点所对应AgX生成沉淀,而不生成沉淀
D. 向NaX、均为混合溶液中滴加溶液,先产生沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.利用P点计算Ksp[Ag3Y]=c3(Ag+)c(Y3-)=(10-3.1)3×10-6.7=10-16,A正确;
B.同理计算Ksp[AgX]=c(Ag+)c(X-)=10-3.1×10-6.7=10-9.8。当X-和Y3-相同,例如均为1mol/L时,Ag3Y中的Ag+为10-5.33mol/L,而AgX中Ag+为10-9.8mol/L,所以a为AgX,而b为Ag3Y,B正确;
C.对于两条线的左下方均为其过饱和溶液,Q点位于b的右上方为未饱和溶液无沉淀,即不生成沉淀,而Q位于a的左下方为过饱和有沉淀,AgX生成沉淀,C正确;
D.X-和Y3-离子浓度相同,生成沉淀需要的Ag+浓度分别为:、,需要Ag+浓度小的先生成沉淀,故先产生AgX沉淀,D错误;
故选D。
16. 某市售葡萄糖酸亚铁补铁剂,标注含铁量5mg·mL-1,现按下列步骤测定实际铁含量:
已知:①邻二氮菲(phen):结构简式为,可与Fe2+形成橘黄色配合物[Fe(phen)3]2+,该配合物的吸光度A与配合物浓度成正比。
②线性回归方程:A(Q为[Fe(phen)3]2+浓度,单位:mg·mL-1)
下列说法错误的是
A. 若改用酸性高锰酸钾溶液测定补铁剂中铁含量,结果超过5mg·mL-1,可能是因为补铁剂中还存在其他还原剂
B. 步骤II,加入盐酸羟胺的目的是防止溶液中Fe2+被氧化,提高测定结果的准确性
C. 步骤II,加入缓冲液可以维持pH值相对稳定,若pH过低,会导致测定结果偏高
D. 步骤III,测得吸光度A=0.74,则原补铁剂中铁的含量为4.8mg·mL-1
【答案】C
【解析】
【分析】明确实验核心目的为测定补铁剂的实际铁含量,核心原理为与邻二氮菲形成的配合物吸光度与配合物浓度成正比,结合线性回归方程可计算对应浓度。梳理实验稀释关系:1mL补铁剂稀释至100mL,取5mL该稀释液加入试剂后定容至50mL,最终结果需通过稀释倍数换算得到原补铁剂的铁含量。明确各试剂作用:盐酸羟胺为还原剂,可防止被氧化;pH=4.5的缓冲液维持配位反应所需pH,保证邻二氮菲与正常配位。若用酸性高锰酸钾测定铁含量,高锰酸钾可氧化,若存在其他还原剂会额外消耗高锰酸钾,导致测定结果偏高。
【详解】A.酸性高锰酸钾具有强氧化性,滴定过程中若补铁剂中存在其他还原剂,会额外消耗高锰酸钾,使计算得到的Fe含量偏高,A正确;
B.盐酸羟胺为还原剂,可防止溶液中被氧化为,保证完全与邻二氮菲配位,提高测定结果的准确性,B正确;
C.pH过低时,邻二氮菲中的N原子会与结合,降低与的配位能力,生成的配合物浓度减小,测得的吸光度偏低,代入线性方程计算得到的Fe含量偏低,C错误;
D.将代入线性回归方程,得,50mL显色液中Fe的总质量为,该质量来自5mL初次稀释液,原补铁剂1mL稀释至100mL,故原补铁剂中铁的含量为,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题共5题,共52分)
17. 硫及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用,请回答。
(1)关于VIA族元素有关微粒的描述,下列说法正确的是_______。
A. 第二电离能:基态氧原子高于基态氮原子
B. 的电子排布为
C. 酸性:
D. 价电子排布图为的S原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图:
化学式是_______;距离晶胞顶点Au原子距离最近的S原子有_______个。
(3)焦亚硫酸钠(可视为)溶于水所得溶液呈_______(填“酸”或“碱”)性,结合数据说明原因_______。(常温下,的,)
(4)某兴趣小组将载金硫化矿粉(细小的Au颗粒被、FeAsS包裹)通入空气焙烧,得到烟气和烧渣(含有和Au),以烧渣为原料,制备单质Au和,流程如下:
①操作A是_______,试剂B是_______。
②写出Zn和生成Au的化学方程式(Zn元素以四配位离子存在)_______。
③在碱性条件下,FeAsS与足量高压反应,可得和两种空间构型相同的酸根离子,写出反应的离子方程式_______。
【答案】(1)AC (2) ①. ②. 4
(3) ①. 酸性 ②. 焦亚硫酸钠与水发生反应:,水解常数
(4) ①. 过滤 ②. 过量铁粉 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
A.氧元素的原子序数为8,基态原子失去1个电子后得到O+的价电子排布式为2s22p3,2p轨道为稳定的半充满结构,较难失去电子,氮元素的原子序数为7,基态原子失去1个电子后得到N+的价电子排布式为2s22p2,较易失去电子,所以基态氧原子第二电离能高于基态氮原子,故正确;
B.硒元素的原子序数为34,基态离子的电子排布为,故错误;
C.氧元素的电负性大于硫元素,则甲硫醇分子中巯基的极性弱于甲醇分子中羟基的极性,解离出氢离子能力强于甲醇,酸性强于甲醇,故正确;
D.由价电子排布图可知,表示处于基态的硫原子,故错误;
故选AC;
【小问2详解】
由晶胞结构可知,金原子位于晶胞的顶点和体心,金原子个数为8×+1=2,磷原子位于体内,磷原子个数为2,硫原子位于体内和面上,硫原子个数为8×+4=8,则晶胞的化学式为;晶胞中距离晶胞顶点金原子距离最近的硫原子位于面上,共有4个,故答案为:;4;
【小问3详解】
焦亚硫酸钠溶于水发生的反应为:,则焦亚硫酸钠溶于水得到亚硫酸氢钠溶液,亚硫酸氢根离子的水解常数,所以亚硫酸氢钠溶液呈酸性,故答案为:酸性;焦亚硫酸钠与水发生反应:,水解常数;
【小问4详解】
由题给流程可知,含有氧化铁、金的烧渣与氰化钠溶液和足量空气反应后,过滤得到二氰合金酸钠溶液和含有氧化铁的滤渣;二氰合金酸钠溶液与锌反应后,过滤得到金和四氰合锌酸钠溶液;将滤渣溶于稀硫酸后,加入过量铁粉充分反应后,过滤得到硫酸亚铁溶液,硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到七水硫酸亚铁;
①由分析可知,操作A是过滤、试剂B是过量铁粉,故答案为:过滤;过量铁粉;
②由分析可知,二氰合金酸钠溶液与锌反应生成金和四氰合锌酸钠溶液,反应的化学方程式为,故答案为:;
③由题意可知,在碱性条件下,FeAsS与足量高压氧气反应生成氧化铁、硫酸根离子、砷酸根离子和水,反应的离子方程式为,故答案为:。
18. 过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种常用氧化剂,其氧化I-的离子方程式为:(aq)+3I-(aq) 2 (aq)+(aq)。
请回答:
(1)上述反应速率很小,根据碰撞理论解释其主要原因可能是______________________。
(2)此反应的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关,m、n为整数)。常温下,测得浓度与速率关系如下表所示。
实验
①
0.038
0.060
1.4×10-5
②
0.076
0.060
2.8×10-5
③
0.076
0.030
1.4×10-5
根据实验数据可知, ______________(保留两位有效数字)。
(3)一般认为,此反应机理是由以下3个基元反应组成:
①(aq)+I-(aq) S2O8 I3-(aq)
②S2O8I3-(aq)+I-(aq) 2(aq)+I2(aq)
③I2(aq)+I-(aq) (aq)
则总反应的 ________________(用含、、的代数式表示)。
(4)已知:速率常数与活化能、温度的关系表达式为 (R为常数,Ea为活化能,T为温度)。实验测得不同催化剂Cat1、Cat2作用下,与关系如图所示(活化能不随温度变化)。
催化效率较高的催化剂是__________(填“Cat1”或“Cat2”)。在催化剂Cat1作用下,活化能Ea为___________________kJ·moL-1(保留两位有效数字)。
(5)常温下,在某容器中加入1mol (NH4)2S2O8和3mol KI,加入蒸馏水配成1L溶液,发生上述反应,达到平衡时,的平衡转化率为 。则该温度下,平衡常数K为_________L·moL-1.若达到平衡后,加入CCl4,振荡,的平衡转化率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)和均带负电荷,相互排斥,二者碰撞频率低,反应速率慢
(2)
(3)++
(4) ①. ②. 53
(5) ①. ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
反应物和均为阴离子,带负电荷,相互排斥,二者碰撞频率低,有效碰撞少,因此反应速率慢;
【小问2详解】
根据实验①和实验②可知,当不变时,增加一倍,反应速率增加一倍,因此;根据实验②和实验③可知,不变时,减小为原来的一半,反应速率也减小为原来的一半,因此,;代入实验①的数据可求出;
【小问3详解】
总反应为反应①+反应②+反应③,根据盖斯定律可知,总反应的 ;
【小问4详解】
根据 可知,催化效率越高,反应的活化能越小,在相同温度下, 越大,因此的催化效率更高;
将代入 可知, ,或将代入 可知, ;
【小问5详解】
,的平衡转化率为 ,转化的的浓度为,根据化学方程式可知,转化的的浓度为,生成的的浓度为,生成的的浓度为,平衡时,的浓度为,的浓度为,的浓度为,的浓度为,因此平衡常数;
加入会萃取溶液中的,导致溶液中的浓度降低,平衡正向移动,的平衡转化率增大。
19. 某研究小组制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾()的步骤如下:
步骤Ⅰ.称取一定质量和,用蒸馏水溶解并加入少量稀硫酸,加热煮沸并不断搅拌,形成颗粒较小的黄色沉淀,将黄色沉淀用热蒸馏水洗涤3次;
步骤Ⅱ.将上述黄色沉淀加入如图所示的三颈烧瓶中(加热装置已省略),加入饱和溶液后,加热并维持反应装置在40℃,缓慢滴加过量的溶液并不断搅拌,发生反应:。确认反应已完全后,将三颈烧瓶中的溶液转移至烧杯中,加热至沸;
步骤Ⅲ.保持上述溶液近沸状态,加入一定量饱和溶液直至溶液完全变绿,经过一系列操作,将得到的固体转移至表面皿,烘箱干燥后即得产品。
已知:三草酸合铁(Ⅲ)酸钾为翠绿色晶体,水中溶解度0℃为水,100℃为水,难溶于乙醇,加热时可发生分解。
请回答:
(1)装置图中盛放溶液的仪器名称为________。
(2)步骤Ⅱ“确认反应已完全”的方法是:取少量所得悬浊液,________(请将实验操作、现象及结论补充完整)。
(3)步骤Ⅱ中滴加过氧化氢的速率不可过快的原因是________。
(4)关于制备流程,下列说法中不正确的是________。
A. 步骤Ⅰ中使用稍过量主要是为了抑制的水解
B. 步骤Ⅰ得到较小的晶体颗粒,方便洗涤和后续反应溶解
C. 步骤Ⅱ过程中始终通入的主要作用是防止外界空气中的氧气进入
D. 步骤Ⅲ中发生的反应为:
(5)步骤Ⅲ,经过一系列操作得到产品的所有步骤如下,请排序__________③__________(填序号)。
①滤液中加入一定量乙醇
②加热蒸发浓缩至出现一层晶膜
③将一小段棉线悬挂在溶液中,盖好烧杯,在暗处放置数小时
④合并固体后用少量乙醇洗涤
⑤冰水浴冷却结晶后过滤
⑥过滤
(6)步骤Ⅲ得到的产品为水合晶体(摩尔质量为)。将产品置于气流中持续加热,记录产品的剩余质量分数随温度的变化如下图所示。
①120℃和300℃时产生的气体分别为________(填“A”或“B”)。
A.、 B.、
②从微粒间相互作用强弱的角度做出解释:________。
【答案】(1)分液漏斗
(2)加入少量稀硫酸,滴加溶液,未出现蓝色浑浊,说明已完全反应(或过滤并用水洗涤沉淀,将洗涤后的沉淀溶于稀硫酸,滴加酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪去,说明已完全反应)
(3)滴加过快,导致反应过于剧烈;同时部分草酸根被氧化;可能使过氧化氢分解(或其他合理答案) (4)AC
(5) ①. ②⑤① ②. ⑥④
(6) ①. A ②. 通过氢键(或分子间相互作用)与其他微粒相互作用,作用力较弱,较易失去;产生时需断裂共价键(和配位键),作用力较强,较难失去
【解析】
【分析】制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾()的流程包括三个关键步骤,首先利用和在加热下反应生成黄色沉淀,与饱和溶液及在三颈烧瓶中发生氧化还原反应可生成,反应方程式为,确认反应完全后,然后将三颈烧瓶中的溶液转移至烧杯中,加热至沸,加入一定量饱和溶液,可使Fe(OH)3转化为,最后经过一系列操作(加热浓缩、冷却结晶、过滤等),将得到的固体转移至表面皿,放入烘箱中干燥,最终可得产品。
【小问1详解】
装置图中盛放溶液的仪器名称为分液漏斗。
【小问2详解】
步骤Ⅱ“确认反应已完全”的关键是证明三颈烧瓶中已无剩余,采取的方法可以是:取少量所得悬浊液,加入少量稀硫酸,滴加溶液,未出现蓝色浑浊,说明已完全反应(或过滤并用水洗涤沉淀,将洗涤后的沉淀溶于稀硫酸,滴加酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪去,说明已完全反应)。
【小问3详解】
步骤Ⅱ中滴加过氧化氢的速率不可过快的原因有:滴加过快,会导致反应过于剧烈;滴加过快,会使部分草酸根同时被氧化;滴加过快,可能使过氧化氢分解(或其他合理答案)。
【小问4详解】
A.步骤Ⅰ中使用稍过量主要是为了保证完全反应而转化为,加入少量稀硫酸主要是为了抑制的水解,A错误;
B.步骤Ⅰ得到较小的晶体颗粒,小颗粒晶体在洗涤、溶解时与液体的接触面积大,便于洗涤和后续反应溶解,B正确;
C.步骤Ⅱ反应前通入的主要作用是除去空气,防止二价铁被氧化,反应过程中始终通入的主要作用是搅拌,C错误;
D.由题意知,步骤Ⅲ中得到的产品为,根据K、Fe、C、O原子守恒知,步骤Ⅲ中发生的反应为,D正确;
故选AC。
【小问5详解】
步骤Ⅲ中,为得到产品,需将溶液通过加热浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体,向滤液中加入适量乙醇促使残存的产物析出,再次过滤合并固体后用乙醇洗涤、过滤, 所以顺序应为②⑤①③⑥④,故填“②⑤①”;“⑥④”。
【小问6详解】
①设该晶体物质的量为1mol,则其质量为491g,从开始到温度为,产品失去的质量为,即3mol的质量,则时产生的气体为;从到,产品失去的质量为,即1mol的质量,则时产生的气体为,故选A。
②产品加热过程中,较低温度下产生而较高温度下产生的原因:通过氢键(或分子间相互作用)与其他微粒相互作用,作用力较弱,较易失去;产生时需断裂共价键(和配位键),作用力较强,较难失去。
20. 艾拉莫德(化合物F)有抗炎镇痛作用,可用于治疗类风湿关节炎。F的一条合成路线如下(略去部分条件和试剂):
已知反应:,其中RL是较大烃基,RS是较小烃基或氢。
请回答:
(1)A的结构简式为_______________,B中官能团名称是_________________。
(2)反应②的反应类型是____________;在此反应中有机碱吡啶除了作溶剂外,还起到的作用是_________________________________________。
(3)反应⑤的步骤:先将二甲基丙酰氯和甲酸钠预先在溶剂丙酮中混合搅拌5小时,然后再加入物质D进行反应,写出搅拌时的反应方程式________________________________。
(4)关于F的性质,下列说法正确的是____________。
A. 可发生银镜反应
B. 核磁共振氢谱有6个峰
C. 在NaOH溶液中可发生水解反应,1mol F最多可消耗1mol NaOH
D. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(5)G是二甲基丙酰氯的同分异构体,可发生银镜反应,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1。G的结构简式为_____________(用*标记出手性碳原子)。
(6)写出以和为有机原料合成杀菌剂的合成路线_______(无机试剂和溶剂任选)。
【答案】(1) ①. ②. 氨基、醚键
(2) ①. 取代反应 ②. 吸收反应产生的HCl,促进反应进行
(3) (4)AD
(5) (6)
【解析】
【分析】A在Fe粉、盐酸条件下反应生成B,Fe粉具有还原性,观察到B中含有氨基,A→B的过程中,O原子变少了,说明A→B是硝基被还原为氨基,结合B的结构简式和A的分子式可知,A的结构简式为,B与发生取代反应生成C,C发生③和④两步反应得到D,D发生反应生成E,E经⑥和⑦两步反应得到产物F,据此分析解答。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为。根据B的结构简式可知,B中含有的官能团是氨基和醚键。
【小问2详解】
观察B和C的结构简式可知,取代B中氨基上的一个H原子得到C,则反应②为取代反应;吡啶是一种有机碱,具有碱性,反应②反应会生成HCl,吡啶能够吸收反应生成的HCl,促进反应正向进行。
【小问3详解】
在反应⑤的步骤中,二甲基丙酰氯和甲酸钠预先在溶剂丙酮中混合搅拌5小时,在这个过程中,甲酸钠和反应生成酸酐,该过程的化学方程式为:。
【小问4详解】
A.根据F的结构简式可知,F含有醛基,能发生银镜反应,A正确;
B.F核磁共振氢谱有10个峰:,B错误;
C.F中含有-CONH-和,在NaOH溶液中可发生水解反应,1mol F最多可消耗NaOH的物质的量大于1 mol,C错误;
D.F含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,D正确;
故选AD。
【小问5详解】
二甲基丙酰氯的结构简式为:(CH3)3CCOCl,G是二甲基丙酰氯的同分异构体,可以发生银镜反应,说明分子中含有醛基,符合条件的结构相当于丁烷中的两个氢原子被氯原子、醛基取代,其中核磁共振氢谱中显示为四组峰,且峰面积比为6:1:1:1,说明含有4种不同环境的氢原子,且数目之比为6:1:1:1,说明结构对称,且存在两个等效的甲基,手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子,则G的结构简式为(用*标记出手性碳原子)。
【小问6详解】
参照反应①和②,利用和合成杀菌剂乙霉威,先发生硝化反应,在苯环上引入硝基得到,然后发生类似①的反应,将硝基还原为氨基得到,与在吡啶存在的条件下发生取代反应得到产物乙霉威,则合成路线为:。
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