精品解析:贵州遵义航天高级中学2026-2027学年第一学期高三第三次模拟考试 化学试题
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内容正文:
2026-2027学年第一学期高三第三次模拟考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Cu-63.5 Cl-35.5
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
一、单选题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 世乒联冠军赛成功举办、天问2号成功发射、首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉等均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A. 吉祥物“波仔”的材质中有聚氯乙烯,聚氯乙烯是纯净物
B. 计算机芯片、光导纤维、太阳能电池板的化学成分都是高纯硅
C. 纯棉面料有良好的吸湿性、耐热性和抗碱性。棉的主要成分属于糖类
D. 首次实现人工通过合成淀粉,淀粉、蛋白质和油脂是人体必需的高分子营养物质
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 次氯酸钠的电子式:
B. 固体中的链状结构:
C. 基态的电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
3. 下列实验装置及实验结果合理的是
图1
图2
图3
图4
A. 实验室用图1所示装置验证能否与反应
B. 实验室用图2所示装置测定氯水的pH
C. 实验室用图3所示装置制备少量,先打开止水夹a,一段时间后再关闭a
D. 实验室用图4所示装置证明非金属性强弱:
4. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol甲基()含有的电子数为
B. 在的溶液中,的数目为
C. 14 g CO和的混合气体含有的原子数为
D. 2 mol NO与充分反应,得到的分子数为
5. 下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:
中C原子为sp杂化,为直线形分子;中C原子为杂化,为正四面体形分子
B
熔沸点:
为共价晶体,熔沸点由共价键的键能决定;为分子晶体,熔沸点由范德华力决定
C
碱金属元素和卤族元素熔沸点随原子序数增大而增大
相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高
D
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到相转移催化剂的作用
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有关离子方程式书写正确的是
A. 向NH4Cl 溶液中加入一小粒钠:
B. 向NaOH溶液中通入过量:
C. 向稀硝酸中滴加溶液:
D. 在溶液中通入足量的氯气:
7. 有机“纳米小人”风靡全球,其中涉及的一个反应如图:
下列说法正确的是
A. 化合物M的一氯代物有4种
B. 化合物N与化合物P互为同系物
C. 化合物M、N、P中均存在手性碳原子
D. 该反应完全符合绿色化学的思想,原子利用率为100%
8. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
用pH试纸分别测定1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/L Na2SO3溶液的pH
前者的试纸颜色比后者深
说明非金属性:S>C
B
将一支盛有2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液的试管水浴加热片刻,取出置于冷水中
加热,溶液变为黄绿色,置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色
C
两支试管中分别盛有1 mL 0.01 mol/L和1 mL 0.05 mol/L的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入2 mL 0.1 mol/L的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
装有1 mL 0.05 mol/L的酸性高锰酸钾溶液试管中溶液褪色更快
其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快
D
向等物质的量浓度的NaCl、NaI混合溶液中滴加AgNO3溶液
先生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
9. 化合物M在有机合成催化、锂离子电池等领域有重要应用,其结构如下。X、Y、Z、W、R、L是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y、Z、W、R是第二周期元素。下列说法错误的是
A. 原子半径:L>Y>Z>W>X B. 第一电离能:W>Z
C. 非金属性:R>W>L D. 最高价含氧酸的酸性:Z>Y
10. 我国科研团队新制备了一种复合催化剂,并将其与金属铝构成可充电型电化学装置,用于将污水中的定向还原为,其工作原理如图所示。电池放电时,水中的氢离子在复合催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在复合催化剂表面的 逐步还原为。
下列说法正确的是
A. 放电时,穿过离子交换膜向负极区迁移,负极区的浓度不变
B. 放电时,电极每转移8.0 电子时,理论上生成4.0 氢原子
C. 充电时,电极的电势比铝电极的低
D. 充电时,电池总反应为
11. 金配合物(,L为配体)催化炔烃加成的机理如图。下列说法错误的是
A. 能缩短反应达到平衡所需的时间
B. 总反应的原子利用率为100%
C. 反应③的有机产物存在顺反异构体
D. 用代替,产物为
12. 一种以海绵铜(Cu)为原料制备CuCl的工艺流程如下。
已知:CuCl为白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化。
下列说法错误的是
A. “溶解”时可能生成
B. “过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C. “还原”时发生的离子反应方程式为
D. 为提高CuCl的产率和纯度,可采用乙醇洗涤、真空干燥
13. 氯化亚铜(CuCl)是一种易被氧化的白色粉末,熔点:426 ℃,沸点:1490 ℃,常用作有机合成催化剂,已知氯化亚铜晶体为立方晶胞,晶胞结构如图所示,其密度为,阿伏加德罗常数的值为。下列关于氯化亚铜晶体的描述正确的是
A. 铜的化合价为+2
B. 相邻铜原子的间距为
C. 氯位于由铜构成的四面体空隙中
D. 距离铜原子最近且等距的铜原子数为6
14. 二元弱酸在水相和有机相中存在平衡: (有机相),在有机相中不电离。 时,向 (有机相)溶液中加入等体积水进行萃取;用NaOH(s)或HCl(g)调节溶液pH,忽略体积变化。测得两相中含B微粒的浓度与水相萃取率随pH的变化关系如图。下列说法正确的是
A. 曲线a代表水相中的浓度随pH的变化
B. 当时,水溶液中:c(H+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-)
C. 交点N处,
D. 当时,水溶液中:
第Ⅱ卷 (填空题,共58分)
二、填空题(本题包括4小题,共58分)
15. 稀土配合物(TbZ3L2)可作为有机电致发光器件的发光材料。某小组以二氧化铽(TbO2)为原料制备TbZ3L2的实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
已知:吡唑啉酮衍生物(HZ,H为氢元素)和三苯基氧膦(L)都是难溶于水的固体。
回答下列问题:
(1)制备TbCl3
常温下,Ⅰ中反应时有黄绿色气体生成,装置a中盛放的试剂是__________。生成易溶盐TbCl3的化学方程式为______________________________________。
(2)制备TbZ3L2
①Ⅱ中冷却水的进水口为______(填“m”或“n”),仪器b的名称为__________,使用该仪器的优点是____________________。
②Ⅱ中生成TbZ3L2的化学方程式为________________________________。
(3)Ⅱ中乙醇的作用为__________;反应结束后,将反应液倒入Ⅲ中烧杯c,冷却至室温,加入蒸馏水立即析出大量沉淀,原因为_____________________________________。
(4)将烧杯c中沉淀经Ⅳ进行减压过滤,采用此过滤方法的优点是___________;洗涤该沉淀的正确操作是__________(填字母)。
A用乙醇洗 B.先用乙醇后用蒸馏水洗
C.用蒸馏水洗 D.先用蒸馏水后用乙醇洗
16. 从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag,并回收其他金属的一种工艺如下:
已知:①NaCN有剧毒;
②常温下,部分金属离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时溶液的pH如下表:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
开始沉淀时的pH
1.6
7.6
8.1
完全沉淀时的pH
3.1
9.6
10.1
(1)Cu元素处于元素周期表中__________区,写出基态Cu原子的价层电子排布图____________________
(2)滤渣2的主要成分是__________。氧化时发生的离子方程式为______________________________
(3)“沉铁”时,用NaOH调节溶液的pH的范围为__________。
(4)在常温下进行“沉铁”后,涉及过滤操作,过滤前需进行加热,加热的目的是__________。
(5)“沉锰”过程中反应的离子方程式为__________。
(6)“浸金银”时Ag转化为配离子,CN-中做配位原子的是__________(填元素符号),写出该转化的离子方程式__________________________________。
17. Ⅰ.甲烷重整制备合成气()是一种重要的能源转型途径。钌(Ru)基催化剂(常负载)作用下的三重反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
其中,反应ⅰ、ⅱ为甲烷水蒸气重整(SMR)反应,反应ⅲ为甲烷干重整(DMR)反应。
回答下列问题:
(1)反应ⅱ中,a = __________。有利于反应ⅰ正向自发进行的条件是__________(填标号)。
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)在673 K下,向刚性密闭容器中充入一定量和发生上述反应,下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是__________(填标号)。
A. 气体密度不随时间变化 B. 气体总压强不随时间变化
C. 气体平均摩尔质量不随时间变化 D. 混合气体中不随时间变化
(3)在反应器中充入体积比为3∶1的、发生SMR反应,测得温度对反应速率、的物质的量分数的影响如图所示(催化剂:)。
400℃~750℃区间,的物质的量分数随着温度升高而增大的原因是____________________。
(4)向某恒容密闭容器中充入1.5 mol 和2.5 mol ,在800 K下发生上述3个反应,平衡时,CO为0.4 mol,为0.1 mol。反应ⅱ的平衡常数 = __________(用分数表示)。(各物质分压 = 总压×该组分的物质的量分数)
Ⅱ.“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。因此利用技术降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。捕碳技术(主要指捕获)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
(5)下列物质中能作为捕碳剂的是__________。
A. B. NaOH C. D.
(6)已知:25℃时的,的,。工业生产尾气中的捕获技术之一是利用氨水吸收,工艺流程是将烟气冷却至25℃后用氨水吸收过量的,所得溶液显__________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
Ⅲ.电化学还原法捕获碳:利用太阳能光伏电池进行电化学还原制甲醇的装置如图所示。
(7)工作电极上作催化剂,工作时电极上转化为甲醇的电极反应式为__________。
18. 天然产物异戊烯基黄酮Coryfolia D(M)的合成路线如下。
已知:ⅰ.试剂a为;
ⅱ.+ +H2O。
(1)A的名称是_________。H中含氧官能团名称是羟基、____________。
(2)C→D的化学反应方程式是__________。
(3)试剂a的羰基相邻碳原子上的C-H键极性强,易断裂,原因是__________。
(4)G的结构简式为__________。
(5)C的同分异构体中,与C含有相同官能团的同分异构体数目为_________________,写出其中核磁共振氢谱有四组峰的同分异构体的结构简式_________________________。
(6)H到M经历如下三步反应,写出M的结构简式__________。
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2026-2027学年第一学期高三第三次模拟考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Cu-63.5 Cl-35.5
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
一、单选题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 世乒联冠军赛成功举办、天问2号成功发射、首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉等均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A. 吉祥物“波仔”的材质中有聚氯乙烯,聚氯乙烯是纯净物
B. 计算机芯片、光导纤维、太阳能电池板的化学成分都是高纯硅
C. 纯棉面料有良好的吸湿性、耐热性和抗碱性。棉的主要成分属于糖类
D. 首次实现人工通过合成淀粉,淀粉、蛋白质和油脂是人体必需的高分子营养物质
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚氯乙烯中的高分子链长短不同,相对分子质量不同,因此聚氯乙烯属于混合物,A错误;
B.高纯硅可用于制造计算机芯片和太阳能电池,光导纤维的主要成分是二氧化硅(),B错误;
C.棉的主要成分是纤维素,纤维素属于多糖,因此棉的主要成分属于糖类,C正确;
D.淀粉和蛋白质属于高分子化合物,油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,不属于高分子化合物,因此不能将三者都称为高分子营养物质,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 次氯酸钠的电子式:
B. 固体中的链状结构:
C. 基态的电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.次氯酸钠是离子化合物,由和构成,中与形成一对共用电子对,各原子均满足8电子稳定结构,图示电子式正确,A正确;
B.分子间可形成氢键,F原子有孤对电子,导致氢键具有方向性,其中拐点是F,多个分子通过氢键(虚线表示)连接成链状结构,图示正确,B正确;
C.为26号元素,基态原子电子排布式为,形成时先失去最外层轨道的2个电子,故基态的电子排布式为,选项所给式子错误,C错误;
D.中心原子的价层电子对数为,含1对孤电子对,VSEPR模型为包含孤电子对的平面三角形,图示模型符合,D正确;
故选C。
3. 下列实验装置及实验结果合理的是
图1
图2
图3
图4
A. 实验室用图1所示装置验证能否与反应
B. 实验室用图2所示装置测定氯水的pH
C. 实验室用图3所示装置制备少量,先打开止水夹a,一段时间后再关闭a
D. 实验室用图4所示装置证明非金属性强弱:
【答案】C
【解析】
【详解】A.碱石灰会吸收,无法到达右侧湿润红布条处,无法验证能否与反应,A错误;
B.氯水中含有具有漂白性的,会漂白pH试纸,无法用pH试纸测定氯水的pH,B错误;
C.先打开止水夹a,铁粉与稀硫酸反应生成,排尽装置内的空气,防止被氧化;一段时间后关闭a,左侧压强增大,将生成的溶液压入B中与反应生成,且体系处于还原性氛围中可防止被氧化,能达到实验目的,C正确;
D.非金属性强弱需要通过最高价氧化物对应水化物的酸性比较,不是的最高价氧化物对应水化物,无法证明的非金属性强于,D错误;
故选C。
4. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol甲基()含有的电子数为
B. 在的溶液中,的数目为
C. 14 g CO和的混合气体含有的原子数为
D. 2 mol NO与充分反应,得到的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个甲基()含有的电子数为,故1 mol甲基含有的电子数为,A错误;
B.的溶液中,1 L该溶液中的物质的量为,数目为,B错误;
C.和的摩尔质量均为,且均为双原子分子,14 g混合气体总物质的量为,含有的原子总物质的量为,数目为,C正确;
D.与反应生成后,存在可逆反应,故得到的分子数小于,D错误;
故答案选C。
5. 下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是
选项
物质结构或性质
解释
A
键角:
中C原子为sp杂化,为直线形分子;中C原子为杂化,为正四面体形分子
B
熔沸点:
为共价晶体,熔沸点由共价键的键能决定;为分子晶体,熔沸点由范德华力决定
C
碱金属元素和卤族元素熔沸点随原子序数增大而增大
相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高
D
冠醚能加快与环己烯的反应速率
冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,冠醚通过与结合将带入有机相,起到相转移催化剂的作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化碳分子中碳原子为sp杂化,分子的空间结构为直线形,键角为180°,而甲烷分子中碳原子为sp3杂化,分子的空间结构为正四面体形,键角为109°28',所以二氧化碳的键角大于甲烷,A正确;
B.二氧化硅为共价晶体,熔沸点由共价键键能决定,二氧化碳为分子晶体,熔沸点由范德华力决定,共价键键能远大于范德华力,所以二氧化硅的熔沸点大于二氧化碳,B正确;
C.碱金属元素的单质属于金属晶体,熔沸点由金属键的强弱决定,与分子间作用力无关,随原子序数增大单质的金属键依次减弱,熔沸点依次减小,C错误;
D.冠醚的空穴可适配钾离子,二者结合后将高锰酸根离子带入有机相,起到相转移催化剂的作用,增大高锰酸钾与环己烯的接触面积,加快反应速率,D正确;
故选C。
6. 下列有关离子方程式书写正确的是
A. 向NH4Cl 溶液中加入一小粒钠:
B. 向NaOH溶液中通入过量:
C. 向稀硝酸中滴加溶液:
D. 在溶液中通入足量的氯气:
【答案】D
【解析】
【详解】A.钠与水反应生成的会与反应生成,离子方程式书写不完整,正确离子方程式: ,A错误;
B.过量与反应生成而非,离子方程式产物错误,正确离子方程式: ,B错误;
C.稀硝酸具有强氧化性,会将及反应生成的、氧化,不会得到题给产物,正确离子方程式为 例如,C错误;
D.足量氯气可将中和完全氧化,离子方程式配平、产物均正确,D正确;
故选D。
7. 有机“纳米小人”风靡全球,其中涉及的一个反应如图:
下列说法正确的是
A. 化合物M的一氯代物有4种
B. 化合物N与化合物P互为同系物
C. 化合物M、N、P中均存在手性碳原子
D. 该反应完全符合绿色化学的思想,原子利用率为100%
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物M结构对称,分子中含有4种等效氢,如图,故其一氯代物有4种,A正确;
B.化合物N含有醛基官能团,P不含醛基、含有羟基且结构中多1个苯环单元,二者结构不相似,分子组成也不满足差若干个的要求,不互为同系物,B错误;
C.手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的饱和碳原子,M、N中均不存在符合要求的手性碳原子,仅P中存在与羟基相连的手性碳原子,如图,C错误;
D.M中含有原子,产物P中不含原子,说明反应有含的小分子生成,原子利用率小于,不符合绿色化学思想,D错误;
故选A。
8. 下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
用pH试纸分别测定1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/L Na2SO3溶液的pH
前者的试纸颜色比后者深
说明非金属性:S>C
B
将一支盛有2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液的试管水浴加热片刻,取出置于冷水中
加热,溶液变为黄绿色,置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色
C
两支试管中分别盛有1 mL 0.01 mol/L和1 mL 0.05 mol/L的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入2 mL 0.1 mol/L的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
装有1 mL 0.05 mol/L的酸性高锰酸钾溶液试管中溶液褪色更快
其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快
D
向等物质的量浓度的NaCl、NaI混合溶液中滴加AgNO3溶液
先生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.比较元素非金属性应比较其最高价氧化物对应水化物的酸性,不是的最高价含氧酸,无法通过对应盐溶液的比较和的非金属性,A错误;
B.蓝色的和黄色的存在平衡:,加热溶液变为黄绿色,说明升温平衡正向移动,降温变为蓝绿色,平衡逆向移动,证明正反应为吸热反应,,B正确;
C.探究反应物浓度对反应速率的影响应控制只有一组反应物浓度不同,该实验中高锰酸钾的浓度、物质的量均不同,初始颜色深浅不同,且浓度更高的高锰酸钾需要消耗的草酸更多,无法通过褪色快慢判断反应速率,C错误;
D.,等浓度的和中滴加溶液应先生成黄色沉淀,D错误;
故选B。
9. 化合物M在有机合成催化、锂离子电池等领域有重要应用,其结构如下。X、Y、Z、W、R、L是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y、Z、W、R是第二周期元素。下列说法错误的是
A. 原子半径:L>Y>Z>W>X B. 第一电离能:W>Z
C. 非金属性:R>W>L D. 最高价含氧酸的酸性:Z>Y
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R、L为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z、W、R为第二周期元素,故X为第一周期主族元素;Y形成4个共价键为,Z形成3个共价键为,W形成2个共价键为,R形成1个共价键为;L为第三周期元素,可形成6个共价键为。
【详解】A.原子半径规律为电子层数越多半径越大,同周期主族元素从左到右原子半径递减,半径大小为,A正确;
B.的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能,即,B错误;
C.同周期主族元素从左到右非金属性增强,同主族从上到下非金属性减弱,故非金属性,C正确;
D.的最高价含氧酸为(强酸),的最高价含氧酸为(弱酸),故酸性,D正确;
故选B。
10. 我国科研团队新制备了一种复合催化剂,并将其与金属铝构成可充电型电化学装置,用于将污水中的定向还原为,其工作原理如图所示。电池放电时,水中的氢离子在复合催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在复合催化剂表面的 逐步还原为。
下列说法正确的是
A. 放电时,穿过离子交换膜向负极区迁移,负极区的浓度不变
B. 放电时,电极每转移8.0 电子时,理论上生成4.0 氢原子
C. 充电时,电极的电势比铝电极的低
D. 充电时,电池总反应为
【答案】D
【解析】
【分析】该装置为可充电电池。放电时,活泼金属铝作负极,铝在碱性电解质中失电子生成四羟基合铝酸根;Ni−CuO复合催化剂作正极,硝酸根在催化剂表面被氢原子逐步还原为NH3,生成的NH3⋅H2O从右室排出,从而除去污水中的硝酸根。充电时外接电源,Ni−CuO电极作阳极、铝电极作阴极:阳极上OH−失电子生成O2,阴极上四羟基合铝酸根得电子重新生成Al。
【详解】A.放电时阴离子向负极(铝电极)迁移,OH−通过离子交换膜进入负极区;但铝电极每消耗4 mol OH−只生成1 mol四羟基合铝酸根,由电荷守恒可知,迁移补充的OH−少于消耗的OH−,负极区OH−浓度减小,A错误;
B.放电时H+在催化剂表面得1个电子生成1个氢原子,每转移8.0 mol电子理论上生成8.0 mol氢原子,而不是4.0 mol,B错误;
C.充电时Ni−CuO电极作阳极,与电源正极相连,其电势比作阴极的铝电极高,C错误;
D.充电时阳极上OH−失电子生成O2和H2O,阴极上四羟基合铝酸根得电子生成Al和OH−,将两极反应按电子守恒合并,即得D项所示的充电总反应(铝、氧、氢原子及电荷均守恒),D正确;
故选D。
11. 金配合物(,L为配体)催化炔烃加成的机理如图。下列说法错误的是
A. 能缩短反应达到平衡所需的时间
B. 总反应的原子利用率为100%
C. 反应③的有机产物存在顺反异构体
D. 用代替,产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.AuL+在整个反应中起到催化作用,加快反应速率,能缩短反应达到平衡的时间,A正确;
B.总反应是炔烃与甲醇发生加成反应,,反应物的所有原子都进入了目标产物,原子利用率为100%,B正确;
C.反应③的有机产物中碳碳双键两端连接的原子团都不相同,存在顺反异构体和,C正确;
D.根据题干反应原理可知,发生加成时断裂的是甲醇中羟基上的O-H键,如用CH3NH2代替CH3OH,则应断裂氨基上的N-H键,得到,D错误;
故答案选D。
12. 一种以海绵铜(Cu)为原料制备CuCl的工艺流程如下。
已知:CuCl为白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化。
下列说法错误的是
A. “溶解”时可能生成
B. “过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C. “还原”时发生的离子反应方程式为
D. 为提高CuCl的产率和纯度,可采用乙醇洗涤、真空干燥
【答案】A
【解析】
【分析】溶解步骤海绵铜中加入稀硫酸和,酸性条件下作为氧化剂,将单质氧化为,最终得到含的酸性溶液;还原步骤向溶解后的溶液中加入(还原剂)和(提供),将还原为,与结合生成沉淀,产物中生成,对应后续滤液为含的混合液;过滤步骤通过过滤分离出粗沉淀和含的滤液;洗涤、干燥步骤对过滤得到的粗进行洗涤干燥,得到纯净的产品。
【详解】A.溶解时酸性条件下氧化性强于,优先和发生氧化还原反应;且活泼性弱于,不能和稀硫酸置换出,因此溶解时不可能生成,A错误;
B.过滤操作用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,B正确;
C.还原过程中,被还原为沉淀,被氧化为,该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒,书写正确,C正确;
D.已知微溶于水、不溶于乙醇,在潮湿空气中易被氧化,乙醇洗涤可减少的溶解损失,真空干燥能隔绝空气,防止被氧化,可提高产率和纯度,D正确;
故选A。
13. 氯化亚铜(CuCl)是一种易被氧化的白色粉末,熔点:426 ℃,沸点:1490 ℃,常用作有机合成催化剂,已知氯化亚铜晶体为立方晶胞,晶胞结构如图所示,其密度为,阿伏加德罗常数的值为。下列关于氯化亚铜晶体的描述正确的是
A. 铜的化合价为+2
B. 相邻铜原子的间距为
C. 氯位于由铜构成的四面体空隙中
D. 距离铜原子最近且等距的铜原子数为6
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化亚铜的名称中“亚铜”表明Cu为+1价,而非+2价,A错误;
B.氯化亚铜晶胞为面心立方结构,原子位于顶点和面心,1个晶胞中含原子数:,4个Cu原子位于大正方体包含的8个小正方体的中心,故为4个:则晶胞总质量为,晶胞体积,由密度公式可得晶胞参数,该晶胞中4个原子位于大正方体包含的8个小正方体的中心,根据立体几何知识可知,相邻原子的间距是面对角线的一半,即,并非选项中的体对角线一半 ,B错误;
C.观察某个位于晶胞面心的氯原子,可以看出的配位数为4,与之配位的4个原子构成一个四面体,位于构成的四面体空隙中,C正确;
D.原子的堆积为类面心立方分布,距离Cu原子最近且等距的Cu原子数为12,D错误;
故选C。
14. 二元弱酸在水相和有机相中存在平衡: (有机相),在有机相中不电离。 时,向 (有机相)溶液中加入等体积水进行萃取;用NaOH(s)或HCl(g)调节溶液pH,忽略体积变化。测得两相中含B微粒的浓度与水相萃取率随pH的变化关系如图。下列说法正确的是
A. 曲线a代表水相中的浓度随pH的变化
B. 当时,水溶液中:c(H+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-)
C. 交点N处,
D. 当时,水溶液中:
【答案】D
【解析】
【分析】H2B在有机相中不电离,在水相中电离方程式为、,水溶液pH增大时,水相中H2B的浓度减小,HB-浓度先增大后减小,B2-浓度增大,同时平衡逆向移动,使得有机相中H2B的浓度减小、水相萃取率增大,则曲线a、b、c、d、e分别表示有机相中H2B的浓度、水相萃取率、水相中HB-的浓度、水相中H2B的浓度、水相中B2-的浓度随pH的变化;由图可知,水相中H2B的浓度与HB-的浓度相等时,溶液pH为4,则H2B的电离常数为:Ka1(H2B)= = c(H+)=10-4,同理可知,Ka2(H2B)= 10-7。
【详解】A.曲线a为有机相中H2B的浓度随pH的变化曲线,水相中HB-的浓度对应曲线c,故A错误;
B.调节溶液pH时加入了NaOH(s)或HCl(g),溶液中的电荷守恒式应包含c(Na+)或c(Cl-)项,B项遗漏了该项,故B错误;
C.由分析可知,曲线b表示水相萃取率随pH的变化,由图可知,交点N处有机相中H2B的浓度与水相中HB-的浓度相等,而水相萃取率大于40%,故C错误;
D.由电离常数可知,Ka1(H2B) Ka2(H2B)= ×==10-11,则pH为5时溶液中:,故D正确;
故答案为D。
第Ⅱ卷 (填空题,共58分)
二、填空题(本题包括4小题,共58分)
15. 稀土配合物(TbZ3L2)可作为有机电致发光器件的发光材料。某小组以二氧化铽(TbO2)为原料制备TbZ3L2的实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
已知:吡唑啉酮衍生物(HZ,H为氢元素)和三苯基氧膦(L)都是难溶于水的固体。
回答下列问题:
(1)制备TbCl3
常温下,Ⅰ中反应时有黄绿色气体生成,装置a中盛放的试剂是__________。生成易溶盐TbCl3的化学方程式为______________________________________。
(2)制备TbZ3L2
①Ⅱ中冷却水的进水口为______(填“m”或“n”),仪器b的名称为__________,使用该仪器的优点是____________________。
②Ⅱ中生成TbZ3L2的化学方程式为________________________________。
(3)Ⅱ中乙醇的作用为__________;反应结束后,将反应液倒入Ⅲ中烧杯c,冷却至室温,加入蒸馏水立即析出大量沉淀,原因为_____________________________________。
(4)将烧杯c中沉淀经Ⅳ进行减压过滤,采用此过滤方法的优点是___________;洗涤该沉淀的正确操作是__________(填字母)。
A用乙醇洗 B.先用乙醇后用蒸馏水洗
C.用蒸馏水洗 D.先用蒸馏水后用乙醇洗
【答案】(1) ①.
溶液 ②.
(2) ①.
m ②.
恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) ③.
平衡漏斗与三颈烧瓶内的气压,使液体顺利滴下 ④.
(3) ①.
作溶剂,溶解反应物,增大接触面积,加快反应速率 ②.
难溶于水,加入蒸馏水后,溶剂极性增大,产物溶解度降低而析出
(4) ①.
过滤速度快,得到的固体较干燥 ②.
C
【解析】
【分析】本实验的目的是以为原料制备稀土配合物。装置Ⅰ中,浓盐酸与发生氧化还原反应,制备易溶于水的,同时产生有毒的气体,需用装置a中的溶液进行尾气吸收;装置Ⅱ中,将、和溶于乙醇中,通过恒压滴液漏斗b滴加溶液,在加热回流条件下反应生成目标配合物;装置Ⅲ中,将反应液冷却后加入蒸馏水,使难溶于水的配合物大量析出;装置Ⅳ中,通过减压过滤分离出固体产物,并用水洗涤除去表面附着的可溶性杂质。
【小问1详解】
常温下,装置Ⅰ中浓盐酸与反应生成的黄绿色气体为,氯气有毒,需要用碱液吸收,故装置a中盛放的试剂是溶液。反应中元素的化合价由+4价降低到+3价,部分元素的化合价由-1价升高到0价,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:。
【小问2详解】
①为了达到良好的冷凝回流效果,冷凝管中的冷却水应“下进上出”,故进水口为m;仪器b带有侧管,名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗);其侧管可以平衡漏斗内外压强,使得漏斗内的液体能够顺利滴下。
②在装置Ⅱ中,、、和在加热条件下发生反应生成,根据原子守恒,同时有和生成,故该反应的化学方程式为:。
【小问3详解】
已知和都是难溶于水的固体,乙醇作为有机溶剂,可以溶解反应物,增大反应物之间的接触面积,从而加快反应速率;反应结束后,产物溶解在含乙醇的混合液中,加入蒸馏水后,溶剂的极性增大,而难溶于水,导致其在混合溶剂中的溶解度显著降低,从而立即析出大量沉淀。
【小问4详解】
减压过滤(抽滤)相比于常压过滤,其优点是过滤速度快,且得到的固体较干燥;由于产物难溶于水,但在乙醇中有一定的溶解度,为了洗去固体表面附着的等可溶性杂质且减少产物的溶解损失,应选用蒸馏水进行洗涤,故选C。
16. 从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag,并回收其他金属的一种工艺如下:
已知:①NaCN有剧毒;
②常温下,部分金属离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时溶液的pH如下表:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
开始沉淀时的pH
1.6
7.6
8.1
完全沉淀时的pH
3.1
9.6
10.1
(1)Cu元素处于元素周期表中__________区,写出基态Cu原子的价层电子排布图____________________
(2)滤渣2的主要成分是__________。氧化时发生的离子方程式为______________________________
(3)“沉铁”时,用NaOH调节溶液的pH的范围为__________。
(4)在常温下进行“沉铁”后,涉及过滤操作,过滤前需进行加热,加热的目的是__________。
(5)“沉锰”过程中反应的离子方程式为__________。
(6)“浸金银”时Ag转化为配离子,CN-中做配位原子的是__________(填元素符号),写出该转化的离子方程式__________________________________。
【答案】(1) ①.
ds ②.
(2) ①.
②.
(3)
3.1~8.1 (4)
破坏胶体,使其聚沉,便于过滤
(5)
(6) ①.
C ②.
【解析】
【分析】本题考查物质的制备与分离提纯工艺流程。解题的关键是理清工艺流程中各步骤的物质转化关系:矿石经“还原酸浸”后,、被还原为和,CuO溶解为,Au、Ag、不溶进入滤渣1;滤渣1经“浸金银”提取Au、Ag,进入滤渣2;滤液1加铁粉“沉铜”置换出Cu;滤液3加“氧化”将转化为;加NaOH“沉铁”使转化为沉淀;滤液4加“沉锰”得到。结合物质性质和反应原理逐一分析即可。
【小问1详解】
Cu是29号元素,基态原子的电子排布式为,最后填入的电子在d轨道,属于ds区;其价层电子排布图:;
【小问2详解】
由流程分析可知,既不溶于酸也不参与“浸金银”反应,最终留在滤渣2中,故滤渣2的主要成分是。“氧化”步骤中,加入作氧化剂,在酸性条件下将氧化为,自身被还原为,根据电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为。
【小问3详解】
“沉铁”的目的是使完全沉淀,同时保证不沉淀。根据表中数据,完全沉淀的pH为3.1,开始沉淀的pH为8.1,因此调节pH的范围应为3.1~8.1。
【小问4详解】
水解容易形成胶体,导致过滤困难。加热可以破坏胶体,促使沉淀聚沉,从而便于过滤分离。
【小问5详解】
“沉锰”时,滤液4中的与加入的发生反应生成沉淀,根据元素守恒和电荷守恒,还会生成气体和水,离子方程式为。
【小问6详解】
在中,C原子的电负性小于N原子,C原子更容易给出孤对电子与中心离子形成配位键,故配位原子是C。“浸金银”时,Ag被氧化,并在存在下转化为,反应的离子方程式为。
17. Ⅰ.甲烷重整制备合成气()是一种重要的能源转型途径。钌(Ru)基催化剂(常负载)作用下的三重反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
其中,反应ⅰ、ⅱ为甲烷水蒸气重整(SMR)反应,反应ⅲ为甲烷干重整(DMR)反应。
回答下列问题:
(1)反应ⅱ中,a = __________。有利于反应ⅰ正向自发进行的条件是__________(填标号)。
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)在673 K下,向刚性密闭容器中充入一定量和发生上述反应,下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是__________(填标号)。
A. 气体密度不随时间变化 B. 气体总压强不随时间变化
C. 气体平均摩尔质量不随时间变化 D. 混合气体中不随时间变化
(3)在反应器中充入体积比为3∶1的、发生SMR反应,测得温度对反应速率、的物质的量分数的影响如图所示(催化剂:)。
400℃~750℃区间,的物质的量分数随着温度升高而增大的原因是____________________。
(4)向某恒容密闭容器中充入1.5 mol 和2.5 mol ,在800 K下发生上述3个反应,平衡时,CO为0.4 mol,为0.1 mol。反应ⅱ的平衡常数 = __________(用分数表示)。(各物质分压 = 总压×该组分的物质的量分数)
Ⅱ.“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。因此利用技术降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。捕碳技术(主要指捕获)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
(5)下列物质中能作为捕碳剂的是__________。
A. B. NaOH C. D.
(6)已知:25℃时的,的,。工业生产尾气中的捕获技术之一是利用氨水吸收,工艺流程是将烟气冷却至25℃后用氨水吸收过量的,所得溶液显__________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
Ⅲ.电化学还原法捕获碳:利用太阳能光伏电池进行电化学还原制甲醇的装置如图所示。
(7)工作电极上作催化剂,工作时电极上转化为甲醇的电极反应式为__________。
【答案】(1) ①. -41 ②. A (2)A
(3)反应ⅰ为吸热反应,升高温度使平衡正向移动,且升高温度反应速率加快,从而使的物质的量分数增大。
(4) (5)AB
(6)碱性 (7)
【解析】
【分析】第Ⅰ部分的三个反应相互关联,将反应ⅱ与反应ⅲ相加并消去两侧相同的物质,即得到反应ⅰ,因此可以用盖斯定律联系三个反应的焓变。体系中的反应物和生成物均为气体,密闭容器内气体总质量守恒。设初始和分别为、,某时刻净消耗为,生成为。由碳原子守恒,该时刻和CO分别为、;由氧原子守恒,剩余为;再由氢原子守恒,生成为。这些组分关系可用于判断气体总量、组分比是否随反应改变,也可用于求平衡组成。
【小问1详解】
将反应ⅲ逆向,得到,其焓变为;再与反应ⅰ相加,消去两侧相同的物质,得到反应ⅱ。根据盖斯定律,,所以。
反应ⅰ正向为吸热反应,;气体化学计量数之和由2增至4,。正向自发进行需满足,因此高温有利于反应ⅰ正向自发进行。
故选A;
【小问2详解】
A.反应物和生成物均为气体,密闭容器内气体总质量不变,刚性容器的体积也不变。设气体总质量为m、容器体积为V,则在反应过程中始终不变,与是否达到平衡无关,因此气体密度不随时间变化不能说明达到平衡,A正确;
B.设初始和分别为、,净消耗为。根据各组分的物质的量关系,气体总物质的量为,随反应进程改变。在恒温恒容条件下,气体总压强与气体总物质的量成正比;对于题述相互关联的反应体系,总压强持续不随时间变化可作为达到平衡的标志,不符合“不能说明”的要求,B错误;
C.气体总质量m保持不变,而气体总物质的量为,故平均摩尔质量随反应进程改变。平均摩尔质量不随时间变化可作为达到平衡的标志,不符合“不能说明”的要求,C错误;
D.反应过程中氢气和一氧化碳是变化的,且变化程度不一样,当不随时间变化可作为达到平衡的标志,不符合“不能说明”的要求,D错误;
故选A;
【小问3详解】
反应ⅰ的,正向为吸热反应,升高温度使其平衡向生成CO和的方向移动,有利于甲烷转化、生成氢气;同时升高温度使反应速率加快。在题给400℃~750℃区间内,这些作用促进制氢,使的物质的量分数增大;
【小问4详解】
初始仅有1.5 mol 和2.5 mol ,平衡时生成0.4 mol CO和0.1 mol 。由碳原子守恒,净消耗为,因此平衡时。
CO和中的氧均来自水,故消耗为,平衡时。净消耗的甲烷和水所含的氢转化为氢气,由氢原子守恒,平衡时。
反应ⅱ为,反应前后气体化学计量数之和相等。设平衡总压强为p、气体总物质的量为,将各组分分压代入平衡常数表达式,总压强及总物质的量的因子均可约去。因此,;
【小问5详解】
A.溶液能与反应生成,反应为,能作为捕碳剂,A正确;
B.NaOH能与反应,例如,能作为捕碳剂,B正确;
C.是强酸强碱盐,不能通过与反应实现捕碳,C错误;
D.溶液中的水解使溶液显酸性,不能像氨水那样与反应实现捕碳,D错误;
故选AB;
【小问6详解】
氨水吸收过量生成,反应为。在水中完全电离:,需要比较和对溶液酸碱性的影响。
碳酸的第一步电离为,对应。的水解为,25℃时其水解常数为。还发生电离,对应。
一水合氨的电离为,对应。的水解为,其水解常数为。
的水解常数大于其电离常数,也大于的水解常数,水解产生碱性的作用占优势,因此所得溶液显碱性;
【小问7详解】
装置由光伏电池提供电能,属于电解装置。工作电极上转化为甲醇,C元素的化合价由+4价降至-2价,每转化1 mol 需得到6 mol电子,因此工作电极为阴极。电解液含少量KOH,应在碱性条件下用和配平氢、氧及电荷;作催化剂,不作为净消耗的反应物。所得电极反应式为。
18. 天然产物异戊烯基黄酮Coryfolia D(M)的合成路线如下。
已知:ⅰ.试剂a为;
ⅱ.+ +H2O。
(1)A的名称是_________。H中含氧官能团名称是羟基、____________。
(2)C→D的化学反应方程式是__________。
(3)试剂a的羰基相邻碳原子上的C-H键极性强,易断裂,原因是__________。
(4)G的结构简式为__________。
(5)C的同分异构体中,与C含有相同官能团的同分异构体数目为_________________,写出其中核磁共振氢谱有四组峰的同分异构体的结构简式_________________________。
(6)H到M经历如下三步反应,写出M的结构简式__________。
【答案】(1) ①. 4-羟基苯甲醛 ②. 醚键 酮羰基
(2) +
(3)羰基中氧原子电负性大,存在强吸电子诱导效应,使羰基相邻碳原子上碳氢键的共用电子对偏向碳原子,碳氢键极性显著增强,易发生断裂
(4) (5) ①. 5 ②. 、。
(6)
【解析】
【分析】对比A的结构与B的分子式,A的分子式为,B的分子式为,可知A苯环上酚羟基邻位氢原子被溴原子取代得到B为。对比B与C的分子式,B经过碱性水解再酸化得到C为,B中溴原子被羟基取代。C碳酸钾作用下,两个酚羟基的氢原子被取代得到D为。E的分子式为,与题目给出的试剂a发生取代反应,酚羟基邻位氢原子被取代得到F为。F发生分子内环化后脱去两个氢原子得到G为,。D含有醛基,G含有甲基酮结构,二者在碱作用下发生题目给出的羟醛缩合反应,脱去一分子水得到H,分子式符合。H经分子内成环、脱氢形成双键、脱除酚羟基保护基三步转化得到M为。
【小问1详解】
A的苯环上1位连接醛基,4位连接酚羟基,系统命名为4-羟基苯甲醛。观察H的结构,分子中除羟基外,含氧官能团包括环醚与链醚对应的醚键,以及侧链上的酮羰基。
【小问2详解】
C分子中含有两个酚羟基,生成1mol D和2mol氯化氢,反应方程式为 +。
【小问3详解】
羰基中氧原子电负性远大于碳原子,羰基整体表现强吸电子诱导效应,会吸引相邻α碳原子上碳氢键的共用电子对,使共用电子对向碳原子方向偏移,碳氢键极性显著增强,氢原子易以质子形式离去,因此该碳氢键易断裂。
【小问4详解】
结合分析可知,G为。
【小问5详解】
C的官能团为两个酚羟基和一个醛基,固定醛基在苯环1位,在剩余5个位置上排布两个酚羟基,两个羟基完全相同,共得到6种不同构造的三取代苯,除去C本身,符合要求的同分异构体共5种。分子存在穿过醛基和对位碳原子的对称轴时,核磁共振氢谱仅有四组峰,分别为和。
【小问6详解】
H中酚羟基的氧氢键断裂,同时侧链碳碳双键的π键断裂,氧原子连接双键端位碳原子,形成新的六元环,之后两个饱和碳原子各脱去一个氢原子形成环内碳碳双键,再脱除两个甲氧基甲基保护基,将两个保护的酚羟基还原,得到M为。
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