精品解析:四川南充市2027届高三上学期高考适应性考试(一诊)化学试题
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内容正文:
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南充市高2027届高考适应性考试(一诊)
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
部分相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Co 59 Sb 122
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 四川以“动力电池为主、绿色甲醇为辅”打造新能源汽车产业生态,南充先行试点打造推广应用示范城市。下列说法错误的是
A. 铝合金可制造新能源商用车的车身,属于无机非金属材料
B. 电池可反复充放电,属于二次电池
C. 推广新能源汽车可减少化石燃料消耗,降低污染气体排放
D. 以和为原料合成,可实现资源化利用
2. 下列物质的结构或性质不能解释其用途的是
A. 离子液体具有导电性,可作原电池的电解质
B. 聚乳酸分子结构中含酯基,可制作可降解塑料
C. 具有氧化性,可作食品漂白剂
D. 铝锂合金密度小、强度高,可作飞机机身材料
3. 下列有关化学用语或图示正确的是
A. 和互为同位素
B. 的电子式:
C. 的空间填充模型:
D. 基态P原子的价层电子轨道表示式:
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 0.5 mol异丁烷分子中共价键的数目为
B. 标准状况下的溶于水生成HClO的数目为
C. 的溶液中,的数目为
D. 和混合气体中含有的N原子数为
5. 化合物X广泛存在于中草药中,其结构简式如图所示。
下列有关X的说法错误的是
A. 属于芳香族化合物 B. 具有较强的酸性和碱性
C. 可使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 含有2个手性碳原子
6. 某分子结构如图,其中W、X、Y和Z为四种短周期主族元素,原子序数依次增大,W与X相邻,基态Y原子的最外层电子数是其电子层数的两倍。
下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>X B. 最简单氢化物的酸性:Z>Y
C. 简单离子半径:Y>X D. 电负性:W>X
7. 下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
乙二醇可与水互溶
乙二醇分子与水分子形成氢键
B
熔融条件下,金属Na与KCl反应可制备金属K
Na的金属活泼性比K的金属活泼性强
C
加入冠醚(18-冠-6)能加快酸性高锰酸钾溶液氧化甲苯的速率
冠醚识别形成超分子,将带入甲苯中,促使氧化还原反应能在甲苯中顺利进行
D
常温下,苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能
苯环使羟基中O-H键极性变强
A. A B. B C. C D. D
8. 下列实验涉及的离子方程式正确的是
A. 向溶液中滴加过量溶液:
B. 向NaClO溶液中通入少量:
C. 溶液与稀溶液混合:
D. 向溶液中加入产生白色沉淀:
9. 在中学实验室中,下列装置、试剂或实验操作能达到实验目的的是
A.制备乙烯
B.检验
C.制备胶体
D.制备氯气
A. A B. B C. C D. D
10. 以和1,3-丁二烯为原料,合成高强度、高韧性的高分子材料Ⅳ(R表示烷基)。合成路线如下:
下列说法正确的是
A. Ⅰ分子中所有碳原子共平面 B. Ⅱ转化为Ⅲ的反应类型为缩聚反应
C. “”可改为“” D. Ⅳ属于可降解的聚酰胺类高分子材料
11. 异相电芬顿法能高效产生羟基自由基(·OH),可实现将丙烷()转化为丙酮(),其转化机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 和的循环起催化作用
B. 过程①为
C. 理论上每生成1 mol丙酮,阴极至少消耗
D. 及时分离阴极区产生的丙酮可提高丙酮的纯度
12. 一种热电材料的立方晶胞结构如图所示,a、b两点原子均位于晶胞体对角线四分之一处,且两原子之间距离为a pm。
下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为TiCoSb B. 距离Co最近的Ti数目为4个
C. b点原子的分数坐标为 D. 晶胞密度为
13. 硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。工业上以废锌铁合金(主要成分为Zn,含有少量的Fe、、ZnO和油污等杂质)为原料制备的流程如下:
下列说法错误的是
A. “碱洗”目的是除去合金表面的油污
B. “酸浸”时,适当增大酸的浓度有利于提高的浸出率
C. “氧化”时,发生反应的离子方程式为
D. “除铁”时,试剂X不可选择
14. 无活菌素(结构如图1)为大环离子载体,可识别或K+(用M+表示)并穿透细胞膜将其释放到细胞外(识别过程如图2):
下列说法错误的是
A. 无活菌素的大环可变形以适配阳离子,具有非刚性空腔
B. 与无活菌素通过氢键等多种弱相互作用协同结合
C. 无活菌素外侧甲基等疏水基团利于嵌入磷脂双层内部
D. K+的电子云形状被无活菌素识别前后发生显著改变
15. 实验室采用0.1000mol/LHCl标准溶液滴定20.00mLNa2CO3和NaHCO3的混合溶液,滴定曲线如图所示。
已知① ②
下列叙述正确的是
A. a点pH约为10.63
B. 初始混合溶液中,
C. b点混合溶液中:
D. 滴定过程中应依次使用甲基橙、酚酞作指示剂
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氯化钇()是重要的稀土化合物,常用于某特种合金的制备。实验室以和过量的为原料制备无水,并利用产生的NH3制备硝酸。实验装置如下图所示(部分夹持及加热装置省略)。
已知:无水极易水解。
回答下列问题:
(1)Y的价层电子排布式为,Y位于元素周期表第________族。
(2)实验过程中在装置A硬质玻璃管中均匀铺入,再将研碎的均匀铺在其上,加热后在装置A中生成,装置A中发生总反应的化学反应方程式为____________________,实验过程中需加入过量,并不断通入气体Ar,目的是__________。
(3)仪器X的名称是__________,其中填充的固体为__________。
(4)已知:NH3被氧化的过程会放出大量热。反应一段时间后,D中气体由无色变为红棕色,判断管式炉中反应已结束的实验现象是__________。
(5)C处的管式炉是一种采用管状炉膛进行环绕式高温加热的设备,A、C两处采取两种不同加热方式的原因是__________。
(6)实验结束时,正确的操作是__________(填字母标号)。
A.先停止通Ar,再停止加热
B.先停止加热,继续通Ar至装置冷却
C.先停止加热,立即停止通Ar
(7)产品纯度测定:称取一定量A处所得产品溶于稀硝酸,用EDTA标准溶液进行配位滴定。滴定过程中,溶液pH需保持在5~6,因此需加入六亚甲基四胺(结构简式如图所示)溶液,六亚甲基四胺溶液能维持溶液pH基本恒定的原理是__________。
17. 碲是一种重要的稀散金属,在太阳能电池、热电材料等领域应用广泛。以沉碲尾料(主要含及少量)为原料提取碲的流程如下:
已知:
①常温下,,。
②Te位于第五周期ⅥA族,碲在潮湿空气中被缓慢氧化为,以氧化性为主。
回答下列问题:
(1)中铜元素的化合价为__________。
(2)已知常温下,在水溶液体系中发生反应:,计算该反应的平衡常数__________。该工艺中,实际“浸出”时,有生成,则“单质气体X”应是__________(填化学式)。
(3)“还原”时生成、和Te,该反应的化学方程式为__________。
(4)“还原”过程中的过量系数对Te、Se的还原率影响如下图。
的最佳过量系数为______。若浸出液体积为,Te元素浓度为;还原后液体积为,Te元素浓度为,则Te的还原率为__________(列出计算式即可)。
(5)“酸洗”时加入的最佳试剂为______(填字母标号),理由是______________。
A.草酸()溶液 B.稀硫酸 C.稀硝酸
18. 甲烷干重整可利用和制取合成气(CO、),某课题组建立了只含下列两个反应的热力学模型,忽略积碳等其他反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒温恒压反应器中,按初始物质的量之比投料,产物的初始量均为0。定义相对总压为,。平衡转化率随的变化如图所示。
已知:①平衡时,反应Ⅰ的标准平衡常数表达式为:
②在600℃下,、
回答下列问题:
(1)反应 ____(用含m、n的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ和Ⅱ一定同时达到平衡状态,原因是__________。
(3)根据图和反应信息,下列说法正确的是__________(填标号)。
a.同一相对总压下,650℃时的平衡转化率较高,可判断
b.同温下增大相对总压,平衡转化率降低,是因为反应Ⅰ平衡正向移动
c.使用高活性催化剂可使650℃的平衡曲线整体上移
(4)相对分压商与反应吉布斯自由能变()满足,其中R为常数且大于0。若向平衡体系中插入Pd-Ag膜,瞬间移除少量,而其他组分相对分压暂未变化,则反应Ⅰ的__________0(填“>”“<”或“=”),随后反应Ⅰ移动方向为__________。(填“正移”“逆移”或“不移”)
(5)在650℃、=2.0下,初始时、的物质的量均为1.0 mol,反应达到平衡时,。
①反应Ⅱ的标准平衡常数__________。
②若600~650℃内焓变视作不变,已知,m_______n(填“>”“<”或“=”),理由是__________。
19. 己酸及其衍生物在有机合成中应用广泛。己酸G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_________,B中官能团的名称是__________。
(2)C的结构简式为__________。
(3)C→E的反应类型为__________。
(4)E→F的化学反应方程式为__________。
(5)F→G产生的气态小分子为__________。B与G相比,更小的是__________(填“B”或“G”)。
(6)F的同分异构体中,含两个的共有_________种(不考虑立体异构)。其中,核磁共振氢谱中有2组峰的结构简式为__________。
(7)参照上述合成路线,由C合成环戊甲酸的路线如下:
根据题中信息,二溴代物H的结构简式为___________。
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南充市高2027届高考适应性考试(一诊)
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
部分相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Co 59 Sb 122
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 四川以“动力电池为主、绿色甲醇为辅”打造新能源汽车产业生态,南充先行试点打造推广应用示范城市。下列说法错误的是
A. 铝合金可制造新能源商用车的车身,属于无机非金属材料
B. 电池可反复充放电,属于二次电池
C. 推广新能源汽车可减少化石燃料消耗,降低污染气体排放
D. 以和为原料合成,可实现资源化利用
【答案】A
【解析】
【详解】A.铝合金属于金属材料,不属于无机非金属材料,A错误;
B.电池可反复充放电,属于二次电池,B正确;
C.推广新能源汽车可减少汽油、柴油等化石燃料的消耗,降低氮氧化物、硫氧化物等污染气体排放,C正确;
D.以和为原料合成,可将转化为有用的化工原料,实现资源化利用,D正确;
故选A。
2. 下列物质的结构或性质不能解释其用途的是
A. 离子液体具有导电性,可作原电池的电解质
B. 聚乳酸分子结构中含酯基,可制作可降解塑料
C. 具有氧化性,可作食品漂白剂
D. 铝锂合金密度小、强度高,可作飞机机身材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.离子液体含有可自由移动的离子因而具有导电性,满足原电池电解质需要传导离子的要求,性质可解释其用途,A不符合题意;
B.聚乳酸分子中的酯基可发生水解反应断裂,因此聚乳酸可被降解,适合制作可降解塑料,性质可解释其用途,B不符合题意;
C.作食品漂白剂是利用其能与有色物质结合生成无色不稳定物质的漂白性,而非氧化性,性质不能解释其用途,C符合题意;
D.铝锂合金密度小可降低机身自重,强度高能满足航空材料的力学要求,适合作飞机机身材料,性质可解释其用途,D不符合题意;
故选C。
3. 下列有关化学用语或图示正确的是
A. 和互为同位素
B. 的电子式:
C. 的空间填充模型:
D. 基态P原子的价层电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,和质子数分别为6和7,属于不同元素,不互为同位素,故A错误;
B.是离子化合物,由和构成,电子式中位于中间,两个分别位于两侧,每个最外层满足8电子稳定结构,图示电子式书写正确,故B正确;
C.图示为的球棍模型,空间填充模型(比例模型)为,故C错误;
D.基态原子价层电子排布为,根据洪特规则,能级的3个电子应分占不同轨道且自旋平行,图示轨道电子排布违反洪特规则,应为,故D错误;
故答案为B。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 0.5 mol异丁烷分子中共价键的数目为
B. 标准状况下的溶于水生成HClO的数目为
C. 的溶液中,的数目为
D. 和混合气体中含有的N原子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.异丁烷分子式为,1个分子含13个共价键,0.5mol异丁烷含共价键物质的量为,数目为,A正确;
B.标准状况下物质的量为0.5mol,与水的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,生成的数目小于,B错误;
C.的溶液中,1L该溶液中物质的量为,数目为,C错误;
D.和最简式均为,23g混合气体相当于含结构单元,含N原子数目为,D错误;
故选A。
5. 化合物X广泛存在于中草药中,其结构简式如图所示。
下列有关X的说法错误的是
A. 属于芳香族化合物 B. 具有较强的酸性和碱性
C. 可使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 含有2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.该化合物分子中含有苯环,属于芳香族化合物,A正确;
B.该结构中的体现弱碱性(N的孤对电子和氢离子形成配位键),不存在羧基、酚羟基等酸性官能团,不具备较强的酸性,B错误;
C.该化合物含有碳碳双键,可与发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.手性碳原子是连接4种不同原子或基团的饱和碳原子,该分子中含有2个符合要求的手性碳原子:,D正确;
故选B。
6. 某分子结构如图,其中W、X、Y和Z为四种短周期主族元素,原子序数依次增大,W与X相邻,基态Y原子的最外层电子数是其电子层数的两倍。
下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>X B. 最简单氢化物的酸性:Z>Y
C. 简单离子半径:Y>X D. 电负性:W>X
【答案】D
【解析】
【分析】基态Y原子最外层电子数是其电子层数的两倍,结合Y的原子序数较大,属于短周期元素,可知Y为;Y与X形成双键,X原子序数小于Y,W与X相邻且原子序数,故X为,W为;Z原子序数大于,为短周期主族元素,故Z为。据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,W为、X为,的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的,即第一电离能,故A正确;
B.Z的最简单氢化物为,Y的最简单氢化物为,是强酸,是弱酸,酸性,即最简单氢化物的酸性,故B正确;
C.Y的简单离子为(3个电子层),X的简单离子为(2个电子层),电子层数越多离子半径越大,故简单离子半径,故C正确;
D.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性,即,故D错误;
故答案选D。
7. 下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
乙二醇可与水互溶
乙二醇分子与水分子形成氢键
B
熔融条件下,金属Na与KCl反应可制备金属K
Na的金属活泼性比K的金属活泼性强
C
加入冠醚(18-冠-6)能加快酸性高锰酸钾溶液氧化甲苯的速率
冠醚识别形成超分子,将带入甲苯中,促使氧化还原反应能在甲苯中顺利进行
D
常温下,苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能
苯环使羟基中O-H键极性变强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙二醇含有两个羟基,可与水分子之间形成氢键,因此可与水互溶,解释正确,A不符合题意;
B.K的金属活泼性强于Na,该反应能够发生的原因是K的沸点低于Na,熔融状态下K汽化脱离反应体系,促使平衡正向移动,解释错误,B符合题意;
C.18-冠-6可特异性识别形成超分子,将带入有机相甲苯中,增大反应物接触面积,加快反应速率,解释正确,C不符合题意;
D.苯环的吸电子作用使羟基中键极性变强,更易电离出,因此苯酚具有弱酸性可与反应,乙醇中羟基与乙基相连,无该效应,解释正确,D不符合题意;
故选B。
8. 下列实验涉及的离子方程式正确的是
A. 向溶液中滴加过量溶液:
B. 向NaClO溶液中通入少量:
C. 溶液与稀溶液混合:
D. 向溶液中加入产生白色沉淀:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与过量反应时,完全反应,1mol 含2mol ,需消耗2mol ,正确离子方程式为,选项系数错误,A错误;
B.少量通入溶液时,生成的会与过量的结合为弱电解质,正确离子方程式为,选项产物错误,B错误;
C.与稀发生歧化反应,生成、单质和,离子方程式书写正确,C正确;
D.与不发生反应,无沉淀生成,D错误;
故选C。
9. 在中学实验室中,下列装置、试剂或实验操作能达到实验目的的是
A.制备乙烯
B.检验
C.制备胶体
D.制备氯气
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇与浓硫酸共热至170℃可发生消去反应制备乙烯,装置中温度计水银球插入反应液中可准确控制反应温度,能达到实验目的,A正确;
B.检验时,若待测液中原本含有,直接先加氯水再加KSCN溶液会直接出现血红色,无法证明原待测液中存在,正确操作应先加KSCN溶液无明显现象,排除干扰后再加氯水,该操作不能达到实验目的,B错误;
C.将饱和溶液滴入溶液中会直接生成沉淀,无法得到胶体,制备胶体应将饱和溶液滴入沸水中,C错误;
D.与浓盐酸反应制备氯气需要加热条件,该装置缺少酒精灯加热,无法发生反应生成氯气,不能达到实验目的,D错误;
故选A。
10. 以和1,3-丁二烯为原料,合成高强度、高韧性的高分子材料Ⅳ(R表示烷基)。合成路线如下:
下列说法正确的是
A. Ⅰ分子中所有碳原子共平面 B. Ⅱ转化为Ⅲ的反应类型为缩聚反应
C. “”可改为“” D. Ⅳ属于可降解的聚酰胺类高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ⅰ分子的六元环中存在多个杂化的饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,A错误;
B.Ⅱ转化为Ⅲ是碳碳双键发生加成聚合反应,无小分子副产物生成,不属于缩聚反应,B错误;
C.Ⅲ的每个链节反应时脱去1分子,个链节共脱去,因此可将反应条件改为,C正确;
D.Ⅳ的结构中含酯基,属于聚酯类高分子,不含酰胺键且无氮元素,不属于聚酰胺类材料,D错误;
故选C。
11. 异相电芬顿法能高效产生羟基自由基(·OH),可实现将丙烷()转化为丙酮(),其转化机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 和的循环起催化作用
B. 过程①为
C. 理论上每生成1 mol丙酮,阴极至少消耗
D. 及时分离阴极区产生的丙酮可提高丙酮的纯度
【答案】C
【解析】
【详解】A.和在反应过程中循环转化,反应前后总质量和化学性质不变,起到催化剂作用,A正确;
B.过程①为丙烷与羟基自由基发生夺氢反应,生成异丙基自由基和,B正确;
C.生成羟基自由基涉及反应,,转化为丙酮()过程中需要消耗4 mol羟基自由基,生成丙酮至少需要消耗,C错误;
D.阴极区存在副反应:羟基自由基可进一步氧化丙酮生成等杂质,及时分离丙酮可避免其被氧化,提高产物纯度,D正确;
故选C。
12. 一种热电材料的立方晶胞结构如图所示,a、b两点原子均位于晶胞体对角线四分之一处,且两原子之间距离为a pm。
下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为TiCoSb B. 距离Co最近的Ti数目为4个
C. b点原子的分数坐标为 D. 晶胞密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.用均摊法计算晶胞中原子数目:的个数为,的个数为,位于晶胞内部共4个,三者个数比为,化学式为,故A正确;
B.将填充在正四面体空隙中,距离最近的数目为4,故B正确;
C.a点位于靠近原点的体对角线四分之一处,坐标为,结合坐标系可知b点位于另一条体对角线的四分之一处,其分数坐标为,故C正确;
D.设晶胞边长为,a、b两点原子之间距离为,即,得;晶胞质量为,晶胞体积为,代入密度公式计算得,选项误将晶胞参数当作计算,结果错误,故D错误;
故答案为D。
13. 硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。工业上以废锌铁合金(主要成分为Zn,含有少量的Fe、、ZnO和油污等杂质)为原料制备的流程如下:
下列说法错误的是
A. “碱洗”目的是除去合金表面的油污
B. “酸浸”时,适当增大酸的浓度有利于提高的浸出率
C. “氧化”时,发生反应的离子方程式为
D. “除铁”时,试剂X不可选择
【答案】D
【解析】
【分析】碱洗:加入碳酸钠溶液,利用其水解显碱性的特性,去除合金表面的油污,酸浸:加入稀硫酸,合金中的、、、均可与硫酸反应,生成、、进入溶液,氧化:加入将体系中的完全氧化为,便于后续通过调pH除铁,除铁:可加入等作为调pH试剂,它可消耗溶液中提升pH,促使水解为沉淀,且不会引入新杂质,后续过滤除去铁沉淀后,经结晶操作即可得到目标产物。
【详解】A.碳酸钠溶液呈碱性,油污可在碱性条件下水解,“碱洗”目的是除去合金表面的油污,A正确;
B.“酸浸”时适当增大酸的浓度,可加快反应速率、促进金属及金属氧化物溶解,有利于提高的浸出率,B正确;
C.“氧化”时酸性条件下将氧化为,离子方程式满足得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,C正确;
D.“除铁”时加入可与溶液中反应,升高溶液pH,使转化为沉淀除去,且不引入新杂质,故可以选择,D错误;
故选D。
14. 无活菌素(结构如图1)为大环离子载体,可识别或K+(用M+表示)并穿透细胞膜将其释放到细胞外(识别过程如图2):
下列说法错误的是
A. 无活菌素的大环可变形以适配阳离子,具有非刚性空腔
B. 与无活菌素通过氢键等多种弱相互作用协同结合
C. 无活菌素外侧甲基等疏水基团利于嵌入磷脂双层内部
D. K+的电子云形状被无活菌素识别前后发生显著改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图2可知无活菌素结合阳离子前后大环形状发生明显变化,说明大环可变形以适配阳离子,具有非刚性空腔,A正确;
B.中的氢原子可与无活菌素结构中的氧原子形成氢键,同时存在静电作用等多种弱相互作用,实现协同结合,B正确;
C.磷脂双层内部为疏水环境,无活菌素外侧的甲基等疏水基团符合相似相溶原理,利于嵌入磷脂双层内部,C正确;
D.与无活菌素通过弱相互作用结合,弱相互作用不会改变本身的电子云结构,其电子云形状不会发生显著改变,D错误;
故选D。
15. 实验室采用0.1000mol/LHCl标准溶液滴定20.00mLNa2CO3和NaHCO3的混合溶液,滴定曲线如图所示。
已知① ②
下列叙述正确的是
A. a点pH约为10.63
B. 初始混合溶液中,
C. b点混合溶液中:
D. 滴定过程中应依次使用甲基橙、酚酞作指示剂
【答案】A
【解析】
【分析】滴加盐酸先发生反应+=,再发生反应+=+,第一个突跃消耗10.00mL ,得原,第二步消耗体积为,得到总,原,据此回答;
【详解】A.a点为初始混合溶液,由,代入得,,A正确;
B.由分析可知,B错误;
C.b点,完全转化为,此时,,体积相同,故,正确顺序为,C错误;
D.第一步滴定产物为,溶液呈弱碱性,选酚酞作指示剂,第二步滴定产物为,溶液呈弱酸性,选甲基橙作指示剂,指示剂顺序为酚酞、甲基橙,D错误;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氯化钇()是重要的稀土化合物,常用于某特种合金的制备。实验室以和过量的为原料制备无水,并利用产生的NH3制备硝酸。实验装置如下图所示(部分夹持及加热装置省略)。
已知:无水极易水解。
回答下列问题:
(1)Y的价层电子排布式为,Y位于元素周期表第________族。
(2)实验过程中在装置A硬质玻璃管中均匀铺入,再将研碎的均匀铺在其上,加热后在装置A中生成,装置A中发生总反应的化学反应方程式为____________________,实验过程中需加入过量,并不断通入气体Ar,目的是__________。
(3)仪器X的名称是__________,其中填充的固体为__________。
(4)已知:NH3被氧化的过程会放出大量热。反应一段时间后,D中气体由无色变为红棕色,判断管式炉中反应已结束的实验现象是__________。
(5)C处的管式炉是一种采用管状炉膛进行环绕式高温加热的设备,A、C两处采取两种不同加热方式的原因是__________。
(6)实验结束时,正确的操作是__________(填字母标号)。
A.先停止通Ar,再停止加热
B.先停止加热,继续通Ar至装置冷却
C.先停止加热,立即停止通Ar
(7)产品纯度测定:称取一定量A处所得产品溶于稀硝酸,用EDTA标准溶液进行配位滴定。滴定过程中,溶液pH需保持在5~6,因此需加入六亚甲基四胺(结构简式如图所示)溶液,六亚甲基四胺溶液能维持溶液pH基本恒定的原理是__________。
【答案】(1)
IIIB (2) ①.
②.
过量使充分氯化,通入Ar气提供惰性环境,抑制发生水解
(3) ①.
U形管 ②.
碱石灰 (4)
D中气体由红棕色变为无色(或催化剂网不再持续红热)
(5)
A装置中为固-固反应,需要集中加热,提供反应引发所需的高温;装置C是气-固催化反应,管式炉控温精确、受热均匀,提供较高且稳定的温度,保证催化反应顺利进行 (6)B
(7)
六亚甲基四胺是一种弱碱,与体系中的酸反应能得到其共轭酸离子,当滴加酸或碱时,外加的能与六亚甲基四胺反应被吸收,外加的能与共轭酸离子反应被吸收,维持溶液pH基本恒定
【解析】
【分析】装置A:发生主反应。受热分解产生和,与反应生成和。由于已知无水极易水解,因此需要不断通入惰性气体Ar,将产生的水蒸气和及时带走,防止水解。装置B:干燥,装置C:的催化氧化。氨气与氧气在催化剂和加热条件下反应生成和。装置D、E:尾气吸收与现象观察。在D中被空气中的氧气氧化为红棕色的,最后进行尾气处理。
【小问1详解】
Y 的价层电子排布式为,最高能层为5,故位于第五周期;价电子总数为,位于第IIIB族。
【小问2详解】
与在高温下反应生成、和,化学方程式为:。实验中加入过量,是为了提供充足的氯化剂(或其分解产生的),使充分氯化,提高转化率;不断通入Ar气,一方面可以提供惰性环境,另一方面能将反应生成的水蒸气和及时带出,抑制发生水解。
【小问3详解】
仪器X的名称为U形管,因其内部填充的是固体干燥剂。由于需要干燥碱性气体,且后续要进入管式炉进行催化氧化,必须避免水蒸气干扰,因此填充的固体为碱石灰(不能使用无水,因为会与形成络合物)。
【小问4详解】
已知催化氧化生成无色气体,进入D装置后与空气中的反应生成红棕色气体。当管式炉中反应结束时,不再有产生,D瓶中的红棕色气体逐渐被后续通入的气体排尽或消耗,颜色变浅直至无色。此外,由于氨的催化氧化是放热反应,反应期间催化剂网会持续红热,反应结束时催化剂网也会逐渐变暗。因此判断反应结束的实验现象是:D中气体由红棕色变为无色(或催化剂网不再持续红热)。
【小问5详解】
装置A中为固体与固体的反应,需要集中加热以提供反应引发所需的高温,因此采用酒精灯直接加热;装置C是气体的催化氧化反应,要求温度较高且稳定,管式炉采用环绕式加热,具有炉控温精确、受热均匀的优点,能够提供较高且稳定的温度,保证催化剂活性和催化反应顺利进行。
【小问6详解】
实验结束时,由于无水极易水解,若先停止通入Ar气,装置内气压降低,外界空气中的水蒸气会倒吸入装置,导致生成的水解。因此,必须继续通入Ar气直至装置冷却,正确的操作是B。
【小问7详解】
六亚甲基四胺是一种弱碱(可用表示),与体系中的酸反应能得到其共轭酸离子(),两者在溶液中构成缓冲对。当滴加酸或碱时,外加的能与六亚甲基四胺反应被吸收,外加的能与共轭酸离子反应被吸收,从而抵抗外加少量酸碱对溶液pH的影响,维持溶液pH基本恒定。
17. 碲是一种重要的稀散金属,在太阳能电池、热电材料等领域应用广泛。以沉碲尾料(主要含及少量)为原料提取碲的流程如下:
已知:
①常温下,,。
②Te位于第五周期ⅥA族,碲在潮湿空气中被缓慢氧化为,以氧化性为主。
回答下列问题:
(1)中铜元素的化合价为__________。
(2)已知常温下,在水溶液体系中发生反应:,计算该反应的平衡常数__________。该工艺中,实际“浸出”时,有生成,则“单质气体X”应是__________(填化学式)。
(3)“还原”时生成、和Te,该反应的化学方程式为__________。
(4)“还原”过程中的过量系数对Te、Se的还原率影响如下图。
的最佳过量系数为______。若浸出液体积为,Te元素浓度为;还原后液体积为,Te元素浓度为,则Te的还原率为__________(列出计算式即可)。
(5)“酸洗”时加入的最佳试剂为______(填字母标号),理由是______________。
A.草酸()溶液 B.稀硫酸 C.稀硝酸
【答案】(1)
(2) ①.
②.
(3)
(4) ①.
②.
(5) ①.
A ②.
防止Te粉被氧化,不引入杂质
【解析】
【分析】先将尾料粉碎增大接触面积,加入溶液和单质气体进行浸出,利用沉淀转化将铜元素以更难溶的形式留在浸出渣中分离,Te元素转化为可溶性的进入浸出液;随后向浸出液中加入溶液进行还原,将Te元素还原为单质Te,同时生成副产物、;最后对粗Te进行酸洗,除去残留杂质后得到碲粉,实现稀散金属碲的分离提取。
【小问1详解】
Te位于第五周期ⅥA族,最低负价为-2价,根据化合物正负化合价代数和为0,可得Cu的化合价为+1价;
【小问2详解】
反应的离子方程式为,反应的平衡常数,实际“浸出”时,有生成,碲元素被氧化,单质气体X应具有氧化性,结合反应情况可知单质气体X为O2;
【小问3详解】
被溶液“还原”时生成、和Te,根据守恒可得方程式为;
【小问4详解】
最佳过量系数选择Te还原率接近100%、同时Se还原率较低的点,对应k=2.0,此时Te几乎完全还原,Se大部分留在溶液中实现分离,故最佳过量系数为2.0,;
【小问5详解】
稀硝酸会氧化碲,稀硫酸酸性较强,会使硫代硫酸钠分解产生杂质;草酸酸性弱,可除去杂质,不会氧化碲,也不会使硫代硫酸钠分解,故选A。
18. 甲烷干重整可利用和制取合成气(CO、),某课题组建立了只含下列两个反应的热力学模型,忽略积碳等其他反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒温恒压反应器中,按初始物质的量之比投料,产物的初始量均为0。定义相对总压为,。平衡转化率随的变化如图所示。
已知:①平衡时,反应Ⅰ的标准平衡常数表达式为:
②在600℃下,、
回答下列问题:
(1)反应 ____(用含m、n的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ和Ⅱ一定同时达到平衡状态,原因是__________。
(3)根据图和反应信息,下列说法正确的是__________(填标号)。
a.同一相对总压下,650℃时的平衡转化率较高,可判断
b.同温下增大相对总压,平衡转化率降低,是因为反应Ⅰ平衡正向移动
c.使用高活性催化剂可使650℃的平衡曲线整体上移
(4)相对分压商与反应吉布斯自由能变()满足,其中R为常数且大于0。若向平衡体系中插入Pd-Ag膜,瞬间移除少量,而其他组分相对分压暂未变化,则反应Ⅰ的__________0(填“>”“<”或“=”),随后反应Ⅰ移动方向为__________。(填“正移”“逆移”或“不移”)
(5)在650℃、=2.0下,初始时、的物质的量均为1.0 mol,反应达到平衡时,。
①反应Ⅱ的标准平衡常数__________。
②若600~650℃内焓变视作不变,已知,m_______n(填“>”“<”或“=”),理由是__________。
【答案】(1)
(2)
反应I和Ⅱ在同一容器中发生,它们共享相同的反应物和生成物。只要其中一个反应达到平衡,另一个反应的各物质浓度也必然不再变化 (3)a
(4) ①. < ②. 正移
(5) ①.
②.
③.
在600~650℃,与△H(正值)成正比,标准平衡常数的增幅,反应I:倍,反应Ⅱ为倍,所以m>n
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应可由反应Ⅰ+反应Ⅱ相加得到,因此焓变满足;
【小问2详解】
该体系内的组分同时参与两个反应,两个反应共享部分反应物和生成物,不存在独立于另一反应单独达到平衡的可能,任意组分的分压变化会同时影响两个反应的进行程度,最终两个反应必然同时达到平衡状态;
【小问3详解】
a.同一相对总压下,温度升高平衡转化率升高,说明升温使反应Ⅰ平衡正向移动,正反应为吸热反应,,a正确;
b.反应Ⅰ是气体分子数增多的反应,增大总压平衡会逆向移动,导致转化率降低,b错误;
c.催化剂只能改变反应速率,不影响平衡转化率,不能使平衡曲线移动,c错误;
故选a;
【小问4详解】
瞬间移除少量,其他组分分压不变,反应Ⅰ的相对分压商中减小,因此,因此、T>0,可得,反应正向自发进行,即反应Ⅰ正移;
【小问5详解】
①已知650℃、时,初始为1.0 mol,平衡转化率为0.4,因此反应Ⅰ消耗的为。平衡时,说明反应Ⅱ生成了,列三段式:
总物质的量。 恒压下各组分相对分压为,代入,反应Ⅱ的平衡常数: ;
②同理可以计算出600℃时、,650℃时,,温度升高反应Ⅱ的平衡常数增大,说明反应Ⅱ为吸热反应,;由图可知温度升高转化率升高,反应Ⅰ平衡常数随温度升高增大,说明反应Ⅰ为吸热反应,;结合范特霍夫方程,标准平衡常数的增幅,反应Ⅰ为倍,反应Ⅱ为倍,所以m>n。
19. 己酸及其衍生物在有机合成中应用广泛。己酸G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的系统命名为_________,B中官能团的名称是__________。
(2)C的结构简式为__________。
(3)C→E的反应类型为__________。
(4)E→F的化学反应方程式为__________。
(5)F→G产生的气态小分子为__________。B与G相比,更小的是__________(填“B”或“G”)。
(6)F的同分异构体中,含两个的共有_________种(不考虑立体异构)。其中,核磁共振氢谱中有2组峰的结构简式为__________。
(7)参照上述合成路线,由C合成环戊甲酸的路线如下:
根据题中信息,二溴代物H的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 1,4-环己二烯 ②. 羧基
(2) (3)取代反应
(4)
(5) ①. ②. B
(6) ①. 4 ②.
(7)
【解析】
【分析】A被臭氧和过氧化氢连续氧化生成丙二酸(B),B和甲醇发生酯化反应生成C,结合C的分子式可知C的结构简式是,C和D发生取代反应生成E,E中酯基在酸性条件下发生水解反应生成F,F的结构简式是,F在100℃条件下脱羧生成G,据此解答。
【小问1详解】
A为含两个双键的六元环烯烃,系统命名为1,4-环己二烯;B的结构为,名称是丙二酸,官能团为羧基。
【小问2详解】
B(丙二酸)与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,生成分子式为的丙二酸二甲酯,C的结构简式是。
【小问3详解】
丙二酸二甲酯在甲醇钠作用下与1-碘丁烷发生取代反应,在两个酯基中间的亚甲基上引入正丁基,得到E,属于取代反应。
【小问4详解】
E在酸性条件下两个酯基完全水解,生成F和甲醇,化学方程式:。
【小问5详解】
F在100℃下发生脱羧反应,失去一分子得到己酸G;B为二元羧酸,一个羧基的吸电子效应会显著增强另一个羧基的电离能力,酸性强于一元羧酸己酸,酸性越强越小,因此B的更小。
【小问6详解】
F的分子式为,含两个,剩余的骨架为3个碳的烷基链,两个酯基连接在该烷基的不同碳上,有:、(只画出了碳骨架,箭头代表另一个的位置),共计4种同分异构体; 其中结构高度对称,仅甲基氢一种环境、酯基氢一种环境,合计2组核磁共振氢谱峰。
【小问7详解】
参照C生成E的反应逻辑,丙二酸二甲酯在甲醇钠作用下与二溴代物H发生取代反应,关环得到五元环结构I(),最终经水解、脱羧得到,因此H为1,4-二溴丁烷,结构简式是。
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