精品解析:北京市朝阳区2026-2027学年高三上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
北京市朝阳区2026~2027学年度第一学期期中质量检测
高三化学试卷
(考试时间90分钟 满分100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 N 14 O 16 Mg 24 I 127
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科研团队构建了全球首例基于的气-固氢负离子电池,以“氢电共储”的方式,为常温、常压、高效储氢提供了原型验证。下列说法不正确的是
A. Mg元素位于元素周期表第ⅡA族 B. 转变为需获得电子
C. 该电池充氢放电、充电放氢 D. 放电时,Mg作电池的负极
2. 侯氏制碱法推动了世界制碱技术的发展。其主要反应为:。下列说法不正确的是
A. 的结构式:
B. 的VSEPR模型:
C. 氨水呈碱性:
D. 常温下,溶解度:
3. 物质的性质决定用途。下列二者对应关系不正确的是
A. 能水解产生具有吸附性的胶体,可用作净水剂
B. Zn的活泼性较强,可作牺牲阳极金属保护钢铁设备
C. 溶液呈碱性,可将水垢中的转化为
D. 干冰在常压下易升华,可用作制冷剂
4. 已知:①
②
下列说法不正确的是
A. 和分子中均只含键
B.
C. 可通过原电池将反应①的化学能转化为电能
D. 易溶于,二者分子间能形成氢键
5. 下列有关实验安全的说法中不合理的是
A. 做钠在空气中燃烧的实验时,不要近距离俯视坩埚
B. 在用电石制乙炔的实验中,将NaCl溶液缓慢加入到圆底烧瓶时须用长颈漏斗
C. 实验方案中出现图标,说明实验中会遇到加热操作或用到温度较高的仪器
D. 中学实验室可将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶
6. 下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
A
Fe和水
高温
B
和稀盐酸
常温
C
硫酸四氨合铜溶液
硫酸铜溶液、氨水
常温
D
乙醇和浓硫酸
加热至140℃
A. A B. B C. C D. D
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 钢铁电化学吸氧腐蚀:;
B. 电解饱和食盐水制氯气:
C. 将铜丝插入热的浓硫酸中:
D. 向AgI浊液中滴加溶液:
8. 饱和氯水存在:。下列说法不正确的是
A. 是非极性分子,是极性分子
B. HClO分子中Cl价电子层上的孤电子对数为3
C. 可通过右图实验验证HClO具有漂白性
D. 向KI淀粉溶液中滴加少量氯水,溶液变蓝,说明与的反应存在限度
9. 浓硝酸是重要的化工原料,工业制取浓硝酸的过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. Ⅰ的化学方程式为
B. Ⅲ利用浓的强氧化性进一步提高NO的转化率
C. 依据化学平衡移动原理,Ⅳ中可升高温度促进转化为
D. 理论上,Ⅴ中生成反应的原子利用率为100%
10. 下列实验的相应操作中,不合理的是
探究的热稳定性
除去苯甲酸中的泥沙
A.实验结束时,先把导管移出液面,再熄灭酒精灯
B.先加热溶解,冷却后再过滤
验证氨易溶于水且溶液呈碱性
验证的还原性
C.先打开弹簧夹,再挤压胶头滴管
D.先滴加几滴KSCN溶液,再滴加几滴氯水
A. A B. B C. C D. D
11. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生一氧化碳变换反应: 。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为%。
下列说法不正确的是
A. 一氧化碳变换反应为放热反应,
B. 用表示反应开始到h的平均速率是
C. 其他条件不变,增大的初始浓度,的平衡浓度大于
D. 其他条件不变,向容器中投入一定量的可以增大的体积分数
12. 对下列事实的解释不合理的是
事实
解释
A
NaI溶液与溶液混合,无明显现象,加入稀硫酸,产生
增大浓度,提高了的氧化能力
B
氟元素的电负性大于氯元素的电负性,增大了O—H键的极性
C
溶液呈酸性
结合了水电离出来的
D
乙烯和乙炔均能发生加成反应
乙烯和乙炔均含键
A. A B. B C. C D. D
13. 500℃时,与反应先溴化生成,部分会进一步溴化,加入少量催化剂可提高的选择性。研究表明,参与反应的可能机理如图所示。
下列分析不正确的是
A. 促进和转化为
B. 无论是否加,一定发生
C. 催化过程中一定发生极性键和非极性键的断裂与生成
D. 图示转化中,X、Y表示两种不同的化合物
14. 已知:存在平衡: 。学习小组测定,实验如下:向饱和的的溶液中加入水,充分振荡、静置、分液。分别滴定水溶液中的和溶液中的,如下图所示。()
实验
现象
溶液最终由蓝色变成无色
溶液由蓝色变为几乎无色,再变为浅蓝色,最终无色
数据
消耗溶液mL
消耗溶液mL
下列分析不正确的是
A. Ⅱ中加入KI溶液后,振荡锥形瓶有利于
B. Ⅱ中颜色变化的原因之一是水中的与反应快,中的向水中转移慢
C. 通过实验Ⅰ、实验Ⅱ测得的数据,计算K的值为
D. 已知常温下,若向50 mL含0.01 g 的水溶液中加入10 mL 进行萃取,则平衡时在水中的残留质量为 g
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,已广泛应用于植入式医疗设备等领域。
(1)Li的晶体类型为_________。
(2)锂电池常用EC()作溶剂,锂盐作溶质。EC中能与形成配位键的原子是_________。
(3)锂电池多次放电后,Li负极出现膨胀粉化,电池容量降低。膨胀粉化的电极中存在LiH。Li、LiH的晶胞如下图。
①LiH晶胞中,距离最近的有_________个。
②两种晶胞的形状均为立方体。Li晶体密度与LiH晶体密度之比为7∶10,则Li晶胞体积与LiH晶胞的体积之比为_________。
(4)定性、定量探究含Li负极中存在的LiH。
实验方法:用足量的重水()与含Li负极反应,通过测定可获知。
①测得,则_____。
②研究发现,存在一个对温度敏感的平衡: ,该平衡控制着Li负极上LiH的形成和分解。设计对比实验,证实了该平衡存在且。
实验1:℃时,用足量的重水与一定质量含Li负极反应,测得
实验2:_________。
抑制的产生、引入具有强储氢或吸附氢的物质是保护Li负极的有效策略。
16. 除去粗盐中的杂质离子、和,流程示意图如下。
已知:①
物质
②当溶液中的离子浓度小于 mol/L时,认为沉淀完全。
(1)i中发生反应的离子方程式是_________。
(2)i中需加入过量的,检测是否过量的方法是_______________________。
(3)若加入后不过滤就加入NaOH、饱和溶液,会导致提纯后的精盐中存在,结合沉淀溶解平衡说明原因:________________________。
(4)若ii中只用6 mol/L NaOH溶液除去、,会导致________。
a.沉淀不完全 b.消耗更多NaOH c.步骤iii中会消耗更多的盐酸
(5)按图示流程,滤渣2的主要成分有_________。
(6)iii中向烧杯中加入盐酸,使溶液c呈弱酸性。iv中“系列操作”的步骤是:
①将溶液c转移至______中;
②用酒精灯加热,_________,停止加热。
(7)测量发现,精盐中NaCl的质量大于原粗盐中NaCl的质量,原因是___________________。
17. 的资源化利用对于环境保护、含硫化学品增值具有重要意义。由获得含硫化学品有多种方法。
(1)克劳斯法
①用 吸收,主要利用了该物质的性质是_________。
②燃烧_________的,转化时能最大程度获得S。
a.二分之一 b.三分之一 c.四分之一
(2)铜-铁吸收法
总反应:
一定温度下,将和空气按一定比例混合,以恒定流速通入酸化的、、的混合溶液中,产生S的过程示意如下。
①CuS转化为S的离子方程式是_____。
②欲使生成的S中不含CuS,可增大混合气中空气的比例,从反应速率的角度说明原因:___________________。
(3)电化学法
转化:→ (HMS),示意图如下。电解质溶液为稀碱溶液。
①写出阴极区、生成过程中的反应:_______。
②得到HMS的同时,HCHO有剩余,原因是________________________。
18. 利用工业废渣[主要含AgCl,还含少量的和Au(金)等物质]生产金、高纯银粉,流程示意图如下。
已知:
物质
AgCl
(1)“脱氯”时,将工业废渣与NaOH溶液充分混合后,加入过量的作为还原剂(氮被氧化为)。
①工业废渣需磨成细小粉末,目的是________________________。
②加入NaOH后,部分AgCl转化为,二者均能被还原为Ag。与反应的化学方程式是_________。
③做对比实验发现,一定温度下,在相同的时间内,的用量不同,Ag的还原率不同,如下图所示。用量超过 mL后,发现AgCl未完全反应,原因是__________________________。
④“脱氯”的目的是___________________。
(2)探究、在“氧化浸出”中的作用、加入方式,实验如下:取Ag、PbO和Au的固体混合物,加入,产生红棕色气体,随后加入,红棕色消失,部分固体溶解。
①向固体混合物中加入、的方式是______。
②实验中反应的离子方程式有_________。
(3)“沉铅”过程分离出70%左右的铅,“沉银”过程把剩余的铅分离出去。为提高银粉的纯度和回收率,需经、HCl两次除铅,原因是_________。
19. 实验小组学习合成氨的有关方法,初步探究固体转化为的过程。
已知:甲基橙变色范围为3.1~4.4。
(1)水解产
①原理 产生的反应方程式是_________。
②实验 称取 g研细的,加足量水溶解,搅拌,充分反应。过滤,得 mL滤液,以甲基橙为指示剂,用硫酸滴定氨。
③质疑 甲同学认为滤液中含溶解的,影响测定结果。补充实验获得了的量,补充实验的方案是__________________________________。(忽略氨水对溶解的影响)
④反思 按该方法能制,但分离出纯净的比较困难。查阅资料:HCl气体能与反应得到。
(2)探究HCl与的反应
①质疑 乙同学认为,HCl与反应不能得到。
②实验 将HCl气体通入盛有的烧瓶中,用酚酞溶液检验逸出的物质。进行实验,选择的装置有a、_________(部分夹持装置略)。酚酞溶液先变红后褪色,原因是_____________________。
以上实验说明,该方法不能持续收集到。
③反思 乙同学对比、HCl的结构,从化学键极性的角度说明了产生的合理性:_______________。
④猜想也能与反应产生。
(3)探究与的反应。
①实验 将两者混合物加热至200℃,检测到。
②质疑 丙同学认为的来源不止一种。
③证实 设计实验:___________________________。证实了来自于与的反应。
④反思 生成的明显少于理论值,推测的产生与温度有关。将两者混合物加热至500℃,收集的氨更多。查阅资料,在500℃分解达平衡时,大部分能转化为和,而在实验(500℃)中的产率却接近100%,原因是___________________________。
与的反应复杂,可继续探究。
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北京市朝阳区2026~2027学年度第一学期期中质量检测
高三化学试卷
(考试时间90分钟 满分100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 N 14 O 16 Mg 24 I 127
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科研团队构建了全球首例基于的气-固氢负离子电池,以“氢电共储”的方式,为常温、常压、高效储氢提供了原型验证。下列说法不正确的是
A. Mg元素位于元素周期表第ⅡA族 B. 转变为需获得电子
C. 该电池充氢放电、充电放氢 D. 放电时,Mg作电池的负极
【答案】B
【解析】
【详解】A.Mg的原子序数为12,核外电子排布为2、8、2,最外层电子数为2,位于元素周期表第三周期第ⅡA族,A正确;
B.中H元素为-1价,中H元素为0价,转变为的过程中H元素化合价升高,需要失去电子,而非获得电子,B错误;
C.放电过程总反应为,该过程消耗、将氢储存于中,属于充氢过程,同时对外放电;充电过程总反应为,该过程释放,属于放氢过程,同时外接电源完成充电,因此该电池为充氢放电、充电放氢,C正确;
D.放电时,Mg元素从0价升高为中的+2价,发生失电子的氧化反应,因此Mg作电池的负极,D正确;
故选B。
2. 侯氏制碱法推动了世界制碱技术的发展。其主要反应为:。下列说法不正确的是
A. 的结构式:
B. 的VSEPR模型:
C. 氨水呈碱性:
D. 常温下,溶解度:
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中C原子价层电子对数为,空间构型为直线形,C与每个O原子形成1个键和1个键,结构式为,A正确;
B.中心N原子的价层电子对数为,3个键与1对孤电子对,共4对,对应的VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.氨水中的为弱电解质,部分电离产生和使溶液呈碱性,电离方程式为,C正确;
D.侯氏制碱法中可从溶液中结晶析出,说明常温下溶解度满足,D正确;
故选B。
3. 物质的性质决定用途。下列二者对应关系不正确的是
A. 能水解产生具有吸附性的胶体,可用作净水剂
B. Zn的活泼性较强,可作牺牲阳极金属保护钢铁设备
C. 溶液呈碱性,可将水垢中的转化为
D. 干冰在常压下易升华,可用作制冷剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.在水溶液中电离出的可水解生成具有强吸附性的胶体,能够吸附水中悬浮杂质实现净水,性质与用途的对应关系正确,A正确;
B.的金属活泼性强于,当与钢铁设备形成原电池时,会作为负极(牺牲阳极)被氧化腐蚀,钢铁设备作为正极被保护,性质与用途的对应关系正确,B正确;
C.可将水垢中转化为的核心原理是的溶解度远低于,高浓度的可结合促使的溶解平衡正向移动,生成更难溶的,该转化过程与溶液呈碱性的性质无因果关联,性质与用途的对应关系错误,C错误;
D.干冰是固态,常压下易升华,升华过程会吸收大量的热,使环境温度快速降低,因此可用作制冷剂,性质与用途的对应关系正确,D正确;
故选C。
4. 已知:①
②
下列说法不正确的是
A. 和分子中均只含键
B.
C. 可通过原电池将反应①的化学能转化为电能
D. 易溶于,二者分子间能形成氢键
【答案】A
【解析】
【详解】A.过氧化氢分子、水分子中氧原子均为sp3杂化,中还含键,A错误;
B.根据盖斯定律,将已知反应①-2×②,即可得到目标反应,故其焓变,B正确;
C.反应①是氢气与氧气生成液态水的自发氧化还原放热反应,符合原电池的反应设计要求,可通过氢氧燃料电池将该反应的化学能转化为电能,C正确;
D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键,分子中存在键,可与分子的键形成分子间氢键,根据相似相溶原理,易溶于,D正确;
故选A。
5. 下列有关实验安全的说法中不合理的是
A. 做钠在空气中燃烧的实验时,不要近距离俯视坩埚
B. 在用电石制乙炔的实验中,将NaCl溶液缓慢加入到圆底烧瓶时须用长颈漏斗
C. 实验方案中出现图标,说明实验中会遇到加热操作或用到温度较高的仪器
D. 中学实验室可将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶
【答案】B
【解析】
【详解】A.钠在空气中燃烧时反应剧烈,高温熔融物易飞溅,近距离俯视坩埚易被灼伤,该说法合理,A不符合题意;
B.电石与水反应剧烈,使用长颈漏斗无法控制溶液的滴加速率,且生成的乙炔气体会从长颈漏斗上口逸出,实验中应选用分液漏斗添加溶液,该说法不合理,B符合题意;
C.题中图标为当心热烫的安全警示标志,提示实验过程存在加热操作或接触高温仪器的风险,该说法合理,C不符合题意;
D.钠、钾易与水、氧气反应引发火灾,白磷着火点低易自燃,未用完的上述药品随意丢弃易引发安全事故,中学实验室规定需将其放回原试剂瓶,该说法合理,D不符合题意;
故选B。
6. 下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
A
Fe和水
高温
B
和稀盐酸
常温
C
硫酸四氨合铜溶液
硫酸铜溶液、氨水
常温
D
乙醇和浓硫酸
加热至140℃
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe与水蒸气在高温条件下反应生成和,无法得到目标产物,试剂与反应产物不匹配,A错误;
B.与稀盐酸在常温下不发生反应,制备需要与浓盐酸共热,试剂浓度和反应条件均错误,B错误;
C.常温下向溶液中逐滴加入稀氨水,先产生沉淀,继续滴加氨水至沉淀完全溶解,即可得到硫酸四氨合铜溶液,试剂和反应条件均正确,C正确;
D.乙醇与浓硫酸共热至140℃时发生分子间脱水生成乙醚,制备需要将反应温度控制在170℃,反应条件错误,D错误;
故选C。
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 钢铁电化学吸氧腐蚀:;
B. 电解饱和食盐水制氯气:
C. 将铜丝插入热的浓硫酸中:
D. 向AgI浊液中滴加溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.钢铁发生电化学吸氧腐蚀时,负极Fe失去电子生成,电极反应为,不会直接生成;且吸氧腐蚀的环境为弱酸性、中性或碱性,正极得电子的反应为,不存在大量参与正极反应,所给电极反应均与事实不相符,A符合题意;
B.电解饱和食盐水时,阳极放电生成,阴极放电生成与,总反应与事实相符,B不符合题意;
C.热的浓硫酸具有强氧化性,可与Cu发生氧化还原反应,Cu被氧化为,浓硫酸被还原为,所给反应的产物、配平均符合事实,C不符合题意;
D.的溶解度远小于,向浊液中滴加溶液可发生沉淀转化,反应与事实相符,D不符合题意;
故选A。
8. 饱和氯水存在:。下列说法不正确的是
A. 是非极性分子,是极性分子
B. HClO分子中Cl价电子层上的孤电子对数为3
C. 可通过右图实验验证HClO具有漂白性
D. 向KI淀粉溶液中滴加少量氯水,溶液变蓝,说明与的反应存在限度
【答案】D
【解析】
【详解】A.为同种原子构成的双原子分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;的价层电子对为,有2对孤电子对,为V形结构,键的极性无法抵消,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A正确;
B.的结构为,的价电子数为7,与相邻原子形成1个σ键,成键共占用1个价电子,剩余6个价电子形成3对孤电子对,因此价电子层上的孤电子对数为3,B正确;
C.图示实验中,干燥有色布条不褪色,说明本身无漂白性;湿润有色布条褪色,是因为与水反应生成的具有漂白性,两组实验对照可验证的漂白性,C正确;
D.氯水中也具有强氧化性,可将氧化为,使淀粉溶液变蓝,无法证明溶液中存在,故不能证明与的反应存在限度,D错误;
故选D。
9. 浓硝酸是重要的化工原料,工业制取浓硝酸的过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. Ⅰ的化学方程式为
B. Ⅲ利用浓的强氧化性进一步提高NO的转化率
C. 依据化学平衡移动原理,Ⅳ中可升高温度促进转化为
D. 理论上,Ⅴ中生成反应的原子利用率为100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ⅰ为氨的催化氧化反应,对应化学方程式为,反应式符合客观事实与配平规则,A正确;
B.Ⅲ中浓硝酸具有强氧化性,可将混合气体中未完全氧化的NO氧化为,反应为,能够进一步提高NO的转化率,B正确;
C.Ⅳ中存在平衡,该反应正反应为放热反应(),根据化学平衡移动原理,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,会抑制转化为,而非促进转化,C错误;
D.Ⅴ中生成硝酸的反应为,反应物的所有原子全部进入目标产物中,无副产物生成,理论上原子利用率为100%,D正确;
故答案为:C。
10. 下列实验的相应操作中,不合理的是
探究的热稳定性
除去苯甲酸中的泥沙
A.实验结束时,先把导管移出液面,再熄灭酒精灯
B.先加热溶解,冷却后再过滤
验证氨易溶于水且溶液呈碱性
验证的还原性
C.先打开弹簧夹,再挤压胶头滴管
D.先滴加几滴KSCN溶液,再滴加几滴氯水
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.探究热稳定性的实验结束时,先把导管移出液面再熄灭酒精灯,可避免因试管内温度降低、压强减小导致澄清石灰水倒吸,炸裂热的试管,操作合理,A正确;
B.苯甲酸的溶解度随温度升高显著增大,除去苯甲酸中的泥沙时,先加热使苯甲酸充分溶解,趁热过滤除去不溶性泥沙后再冷却结晶,若直接冷却后过滤,苯甲酸会因温度降低结晶析出,与泥沙一同留在滤纸上,无法实现分离,B错误;
C.氨的喷泉实验中,打开弹簧夹后挤压胶头滴管,少量水进入烧瓶溶解,烧瓶内压强显著降低形成喷泉,证明了氨气易溶于水,并且酚酞溶液变红也可以说明溶液呈碱性,C正确;
D.验证的还原性时,先滴加溶液,无明显现象说明溶液中无,再滴加氯水,若溶液变红,说明被氯水氧化为,可证明具有还原性,操作合理,D正确;
故选B。
11. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生一氧化碳变换反应: 。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为%。
下列说法不正确的是
A. 一氧化碳变换反应为放热反应,
B. 用表示反应开始到h的平均速率是
C. 其他条件不变,增大的初始浓度,的平衡浓度大于
D. 其他条件不变,向容器中投入一定量的可以增大的体积分数
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图1可知,反应物总能量高于生成物总能量,故反应为放热反应;正反应活化能为(反应物到过渡态的能量差),逆反应活化能为(生成物到过渡态的能量差),根据,可得,A正确;
B.时刻的转化率为,则转化的浓度为,根据反应计量关系,生成的浓度等于转化的浓度,故,B正确;
C.原平衡状态下,的平衡浓度为,其他条件不变,增大的初始浓度,平衡正向移动,的平衡转化率大于,则平衡时的浓度为(),故的平衡浓度小于,C错误;
D.为碱性氧化物,可与气相中的反应生成,使浓度降低,平衡正向移动,的物质的量增加;由于被吸收为固体,气相总物质的量减少,故的体积分数增大,D正确;
故答案选C。
12. 对下列事实的解释不合理的是
事实
解释
A
NaI溶液与溶液混合,无明显现象,加入稀硫酸,产生
增大浓度,提高了的氧化能力
B
氟元素的电负性大于氯元素的电负性,增大了O—H键的极性
C
溶液呈酸性
结合了水电离出来的
D
乙烯和乙炔均能发生加成反应
乙烯和乙炔均含键
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaI溶液与溶液混合时,中性环境下氧化能力较弱,无法与发生反应;加入稀硫酸后,浓度增大,的氧化能力提升,可与发生归中反应生成,解释合理,A不符合题意;
B.F的电负性大于Cl,的吸电子诱导效应强于,可更大程度增大羧基中O—H键的极性,使O—H更易断裂解离出,因此,解释合理,B不符合题意;
C.溶液中,会结合水电离产生的,使水的电离平衡正向移动,最终溶液中,溶液呈酸性,解释合理,C不符合题意;
D.乙烯含碳碳双键、乙炔含碳碳三键,二者均存在键能较小、易断裂的键,因此可发生加成反应;键键能大、性质稳定,不是二者能发生加成反应的原因,解释不合理,D符合题意;
故选D。
13. 500℃时,与反应先溴化生成,部分会进一步溴化,加入少量催化剂可提高的选择性。研究表明,参与反应的可能机理如图所示。
下列分析不正确的是
A. 促进和转化为
B. 无论是否加,一定发生
C. 催化过程中一定发生极性键和非极性键的断裂与生成
D. 图示转化中,X、Y表示两种不同的化合物
【答案】D
【解析】
【分析】根据催化循环图示,和X生成和Y,Y生成碘单质,结合质量守恒定律,X为,Y为;
【详解】A.根据催化循环图示,碘单质生成碘自由基,和转化为自由基,再和HBr转化为,故促进了和转化为,A正确;
B.题干说明会部分发生进一步溴化反应,即与在下反应生成和,无论是否加入,该反应都会生成,故必然发生,B正确;
C.催化过程中,的非极性键会发生断裂,最终又重新生成非极性键,且存在极性键的断裂(如中的键、中的键、中的键)和极性键的生成(如中的键、中的键),因此一定发生极性键和非极性键的断裂与生成,C正确;
D.由分析,X为(属于化合物),Y为(碘自由基,是单质的活性物种,不属于化合物),因此X和Y不全是化合物,D错误;
故选D。
14. 已知:存在平衡: 。学习小组测定,实验如下:向饱和的的溶液中加入水,充分振荡、静置、分液。分别滴定水溶液中的和溶液中的,如下图所示。()
实验
现象
溶液最终由蓝色变成无色
溶液由蓝色变为几乎无色,再变为浅蓝色,最终无色
数据
消耗溶液mL
消耗溶液mL
下列分析不正确的是
A. Ⅱ中加入KI溶液后,振荡锥形瓶有利于
B. Ⅱ中颜色变化的原因之一是水中的与反应快,中的向水中转移慢
C. 通过实验Ⅰ、实验Ⅱ测得的数据,计算K的值为
D. 已知常温下,若向50 mL含0.01 g 的水溶液中加入10 mL 进行萃取,则平衡时在水中的残留质量为 g
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅱ中加入KI溶液后,振荡锥形瓶,可以加快溶液的混合,利于增大反应接触面积,促进有机相中碘单质转移至水相中,有利于,A正确;
B.碘单质能使淀粉溶液变为蓝色,Ⅱ中溶液先由蓝色变为几乎无色,再变为浅蓝色最终无色,原因是水相中的I2与Na2S2O3反应速率快,而CCl4中的I2向水相转移的速率较慢,初期水相I2被快速消耗后,CCl4中的I2逐渐扩散进入水相使溶液再次显浅蓝色,随滴定进行最终褪色,B正确;
C.根据滴定反应,实验Ⅰ中V1mL水相的I2浓度;实验Ⅱ中v3mLCCl4相的I2浓度;根据K的定义,代入得,C正确;
D.设平衡时水相中残留I2的质量为m,则相中I2的质量为0.01g−m,根据K的定义,代入K=85,V(H2O)=50 mL, V(CCl4)=10 mL,得,整理得90m=0.05,解得m=g,D错误;
故选D。
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,已广泛应用于植入式医疗设备等领域。
(1)Li的晶体类型为_________。
(2)锂电池常用EC()作溶剂,锂盐作溶质。EC中能与形成配位键的原子是_________。
(3)锂电池多次放电后,Li负极出现膨胀粉化,电池容量降低。膨胀粉化的电极中存在LiH。Li、LiH的晶胞如下图。
①LiH晶胞中,距离最近的有_________个。
②两种晶胞的形状均为立方体。Li晶体密度与LiH晶体密度之比为7∶10,则Li晶胞体积与LiH晶胞的体积之比为_________。
(4)定性、定量探究含Li负极中存在的LiH。
实验方法:用足量的重水()与含Li负极反应,通过测定可获知。
①测得,则_____。
②研究发现,存在一个对温度敏感的平衡: ,该平衡控制着Li负极上LiH的形成和分解。设计对比实验,证实了该平衡存在且。
实验1:℃时,用足量的重水与一定质量含Li负极反应,测得
实验2:_________。
抑制的产生、引入具有强储氢或吸附氢的物质是保护Li负极的有效策略。
【答案】(1)
金属晶体 (2)
O(或氧) (3) ①.
6 ②.
5:8 (4) ①.
②.
℃()时,用足量的重水与等质量的同种含Li负极反应,测得 ,且 (或 且 )
【解析】
【小问1详解】
Li是活泼金属,金属锂由金属阳离子和自由电子构成,其晶体类型为金属晶体。
【小问2详解】
具有空轨道,能接受孤电子对形成配位键,EC分子中O原子最外层有孤电子对,因此能与形成配位键的原子是O原子。
【小问3详解】
① 由LiH晶胞结构图可知,其为面心立方结构,阴阳离子交替排列(类似于NaCl晶胞);由于H-半径大于Li+半径,棱心和体心的离子为Li+,顶点和面心的离子为H-,由图知,距离最近的有6个。
② Li晶胞为体心立方,每个晶胞含有的Li原子数为 ;LiH晶胞为面心立方,每个晶胞含有的H-数目为 ,即一个晶胞含4个LiH单元。设Li晶胞体积为 ,LiH晶胞体积为 ,则Li晶体与LiH晶体密度之比为: =, 可得 ,解得 。
【小问4详解】
① Li与反应的化学方程式为 ,LiH与反应的化学方程式为 ;由方程式可知,,。已知 ,则 ,解得 。
② 要证实该平衡存在且 (正反应为吸热反应),可通过改变温度观察平衡移动方向来验证。若升高温度(),平衡正向移动,Li的含量增加,LiH的含量减少,则测得的 的比值将增大,即 ;若降低温度(),平衡逆向移动,比值将减小,即 ;实验设计需遵循控制变量法,使用等质量的同种含Li负极进行对比。故实验设计为:℃()时,用足量的重水与等质量的同种含Li负极反应,测得 ,且 (或 且 )。
16. 除去粗盐中的杂质离子、和,流程示意图如下。
已知:①
物质
②当溶液中的离子浓度小于 mol/L时,认为沉淀完全。
(1)i中发生反应的离子方程式是_________。
(2)i中需加入过量的,检测是否过量的方法是_______________________。
(3)若加入后不过滤就加入NaOH、饱和溶液,会导致提纯后的精盐中存在,结合沉淀溶解平衡说明原因:________________________。
(4)若ii中只用6 mol/L NaOH溶液除去、,会导致________。
a.沉淀不完全 b.消耗更多NaOH c.步骤iii中会消耗更多的盐酸
(5)按图示流程,滤渣2的主要成分有_________。
(6)iii中向烧杯中加入盐酸,使溶液c呈弱酸性。iv中“系列操作”的步骤是:
①将溶液c转移至______中;
②用酒精灯加热,_________,停止加热。
(7)测量发现,精盐中NaCl的质量大于原粗盐中NaCl的质量,原因是___________________。
【答案】(1)
(2)取少量上层清液于试管中,滴加少量溶液,若有白色沉淀产生,则证明已过量
(3)沉淀会与后续加入的发生转化反应:,导致沉淀中重新进入溶液
(4)bc (5)氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡
(6) ①. 蒸发皿 ②. 当出现较多固体时
(7)粗盐在提纯过程加入的氯化钡、、等与杂质反应生成的进入了溶液
【解析】
【分析】粗盐加入稍过量的BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,除去硫酸根离子,过滤,滤液中加入稍过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,加入稍过量Na2CO3溶液,生成BaCO3和CaCO3沉淀,除去过量的Ba2+和Ca2+,过滤,滤液中加入稀盐酸,除去氢氧化钠、碳酸钠,得到氯化钠溶液,经过一系列操作后得到精盐。
【小问1详解】
i中发生反应为钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,离子方程式是;
【小问2详解】
步骤①中若过量,则溶液中存在钡离子,钡离子和硫酸根离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故判断过量的方法是:取少量上层清液于试管中,滴加少量溶液,若有白色沉淀产生,则证明已过量;
【小问3详解】
由表数据,相同条件下,由于BaCO3和BaSO4的Ksp较为接近,若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,可能发生沉淀的转化:,导致沉淀中重新进入溶液,且消耗更多的溶液;
【小问4详解】
a.由表,的Ksp=4.7×10−6,,根据6 mol/L的NaOH提供的氢氧根离子,可得:,可以使Ca2+的浓度降至1×10−5mol/L以下,导致Ca2+沉淀完全,a不符合题意;
b.使用较多浓度的碳酸钠即可完成对钙离子的去除,若该用氢氧化钠除去钙离子,则需要较高浓度的氢氧化钠,导致消耗更多NaOH,b符合题意;
c.过量氢氧化钠会与盐酸反应,使得步骤iii中会消耗更多的盐酸,c符合题意;
故选bc;
【小问5详解】
由分析,滤渣2的主要成分有氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡;
【小问6详解】
向烧杯中加入盐酸,使溶液c呈弱酸性,得到含氯化钠和少量HCl的溶液,①将溶液c转移至蒸发皿中,②用酒精灯加热,蒸发结晶,当出现较多固体时,停止加热,利用余热得到氯化钠晶体;
【小问7详解】
除杂过程中,、与盐酸反应,以及沉淀反应中均有新的生成,因此最终得到的NaCl总质量大于原粗盐中原本的NaCl质量,导致精盐中NaCl的质量大于原粗盐中NaCl的质量。
17. 的资源化利用对于环境保护、含硫化学品增值具有重要意义。由获得含硫化学品有多种方法。
(1)克劳斯法
①用 吸收,主要利用了该物质的性质是_________。
②燃烧_________的,转化时能最大程度获得S。
a.二分之一 b.三分之一 c.四分之一
(2)铜-铁吸收法
总反应:
一定温度下,将和空气按一定比例混合,以恒定流速通入酸化的、、的混合溶液中,产生S的过程示意如下。
①CuS转化为S的离子方程式是_____。
②欲使生成的S中不含CuS,可增大混合气中空气的比例,从反应速率的角度说明原因:___________________。
(3)电化学法
转化:→ (HMS),示意图如下。电解质溶液为稀碱溶液。
①写出阴极区、生成过程中的反应:_______。
②得到HMS的同时,HCHO有剩余,原因是________________________。
【答案】(1) ①. 形成氢键和显碱性 ②. b
(2) ①. ②. 增大空气比例即提高浓度,加快被氧化为的速率,使CuS的消耗速率大于生成速率
(3) ①. 、、 ②. 阳极生成 HCHO 的量大于与HCHO反应消耗HCHO的量
【解析】
【分析】(3)左侧电极(阴极,接电源负极):得电子,生成(过氧氢根), 阴极反应(稀碱):, 生成的是氧化剂,在溶液中氧化(在稀碱中变成),;右侧电极(阳极,接电源正极):失电子,发生氧化反应生成,阳极反应(稀碱):。
【小问1详解】
①该吸收剂为甲基二乙醇胺,分子中含有羟基和叔胺氮原子,既可以通过羟基与形成氢键;同时属于有机胺类,显碱性,可与酸性的发生反应,从而实现吸收,故主要利用了该物质的碱性;
②克劳斯法的核心反应为,要最大化得到S,需要燃烧部分生成:反应,生成的1 mol 恰好可以和2 mol未燃烧的反应得到S,因此总3 mol中只需要燃烧1 mol,即燃烧三分之一的,故选b;
【小问2详解】
根据过程示意图,和反应,生成S单质、和,根据氧化还原反应的电子转移守恒与电荷、原子守恒配平离子方程式是;
②增大空气比例,体系中浓度升高,步骤iii氧化生成的反应速率加快,使体系中的浓度增大,导致步骤ii中被氧化为S的反应速率加快,快于步骤i中和生成的速率,因此不会残留;
【小问3详解】
①根据示意图,阴极区先得电子生成,在稀碱中转化为,再和反应得到,涉及反应为;;;
②阴极上反应为;;;若生成1 mol需消耗3 mol,根据反应可得阴极要转移6 mol电子;阳极反应(稀碱):,根据电解池中电子转移守恒,阳极也要转移6 mol电子,则生成3 mol HCHO,即两极生成与HCHO的物质的量之比为,而溶液中的耦合反应为,故HCHO剩余;即HCHO剩余的原因是阳极生成 HCHO 的量大于与 HCHO 反应消耗 HCHO 的量,所以 HCHO 会有剩余。
18. 利用工业废渣[主要含AgCl,还含少量的和Au(金)等物质]生产金、高纯银粉,流程示意图如下。
已知:
物质
AgCl
(1)“脱氯”时,将工业废渣与NaOH溶液充分混合后,加入过量的作为还原剂(氮被氧化为)。
①工业废渣需磨成细小粉末,目的是________________________。
②加入NaOH后,部分AgCl转化为,二者均能被还原为Ag。与反应的化学方程式是_________。
③做对比实验发现,一定温度下,在相同的时间内,的用量不同,Ag的还原率不同,如下图所示。用量超过 mL后,发现AgCl未完全反应,原因是__________________________。
④“脱氯”的目的是___________________。
(2)探究、在“氧化浸出”中的作用、加入方式,实验如下:取Ag、PbO和Au的固体混合物,加入,产生红棕色气体,随后加入,红棕色消失,部分固体溶解。
①向固体混合物中加入、的方式是______。
②实验中反应的离子方程式有_________。
(3)“沉铅”过程分离出70%左右的铅,“沉银”过程把剩余的铅分离出去。为提高银粉的纯度和回收率,需经、HCl两次除铅,原因是_________。
【答案】(1) ①.
增大固体与液体的接触面积,加快反应速率,提高脱氯率 ②.
③.
过量的还原生成的Ag覆盖在未反应的AgCl表面,阻止了内部的AgCl继续与还原剂接触反应 ④.
除去废渣中的氯元素,防止在后续“氧化浸出”时与结合生成沉淀,降低银的回收率
(2) ①.
先加入,再加入 ②.
、、
(3)
加入时,由于,可沉淀大部分而不损失,提高银的回收率;加入时,由于,完全转化为沉淀,而残留的少量不沉淀,实现银和铅的彻底分离,提高银粉纯度
【解析】
【分析】脱氯(加NaOH、):AgCl被肼还原为,和反应转化为,不反应,溶液a含等含氯产物;固体产物Ag、Au、PbO氧化浸出(): 被氧化溶解进入溶液b,Au在此条件下不溶解,过滤分离得到Au(产品金);溶液b含(硝酸体系)沉铅(加):析出沉淀,溶液c主要含;沉银(加HCl):得到沉淀;还原(NaOH、): 水合肼在碱性下还原,得到高纯银粉,据此分析解题。
【小问1详解】
①将固体磨细,可以增大固体与液体的接触面积,加快反应速率,提高脱氯率;
②反应物为和,已知中氮被氧化为,中+1价Ag被还原为0价Ag,根据得失电子守恒,原子守恒配平化学方程式为;
③当还原剂过量后,快速生成的单质Ag会附着在剩余AgCl固体的表面,形成隔离层,阻碍未反应的AgCl和进一步接触,导致AgCl无法完全反应;
④原废渣中银以难溶AgCl形式存在,脱氯过程既除去了氯元素,又将化合态银转化为单质银,防止在后续“氧化浸出”时与结合生成沉淀,降低银的回收率;
【小问2详解】
①实验描述为先加产生红棕色,再加使红棕色消失,该操作可以让将氮氧化物氧化为,实现硝酸的循环利用,减少污染物排放;
②首先硝酸氧化单质银生成银离子和氮氧化物,PbO和硝酸发生酸碱反应溶解生成;随后将生成的氧化为硝酸,实现硝酸的循环利用,减少污染物排放,反应的离子方程式有:、、;
【小问3详解】
结合题目给出的数据分析:第一步加硫酸时,由于,更易沉淀,而溶解度相对大,不会大量沉淀,在除去大部分铅的同时避免银的损耗;第二步加HCl时,由于,银完全沉淀为AgCl,而残留的少量不沉淀,实现银和铅的彻底分离,提高银粉纯度。
19. 实验小组学习合成氨的有关方法,初步探究固体转化为的过程。
已知:甲基橙变色范围为3.1~4.4。
(1)水解产
①原理 产生的反应方程式是_________。
②实验 称取 g研细的,加足量水溶解,搅拌,充分反应。过滤,得 mL滤液,以甲基橙为指示剂,用硫酸滴定氨。
③质疑 甲同学认为滤液中含溶解的,影响测定结果。补充实验获得了的量,补充实验的方案是__________________________________。(忽略氨水对溶解的影响)
④反思 按该方法能制,但分离出纯净的比较困难。查阅资料:HCl气体能与反应得到。
(2)探究HCl与的反应
①质疑 乙同学认为,HCl与反应不能得到。
②实验 将HCl气体通入盛有的烧瓶中,用酚酞溶液检验逸出的物质。进行实验,选择的装置有a、_________(部分夹持装置略)。酚酞溶液先变红后褪色,原因是_____________________。
以上实验说明,该方法不能持续收集到。
③反思 乙同学对比、HCl的结构,从化学键极性的角度说明了产生的合理性:_______________。
④猜想也能与反应产生。
(3)探究与的反应。
①实验 将两者混合物加热至200℃,检测到。
②质疑 丙同学认为的来源不止一种。
③证实 设计实验:___________________________。证实了来自于与的反应。
④反思 生成的明显少于理论值,推测的产生与温度有关。将两者混合物加热至500℃,收集的氨更多。查阅资料,在500℃分解达平衡时,大部分能转化为和,而在实验(500℃)中的产率却接近100%,原因是___________________________。
与的反应复杂,可继续探究。
【答案】(1) ①. ②. 将 mL滤液加热排出,以甲基橙为指示剂,用同浓度的硫酸进行滴定,记录消耗硫酸的体积,将原滴定的总消耗硫酸体积减去该体积,就可以计算的量
(2) ①. d、e ②. 先逸出的溶于酚酞溶液使溶液呈碱性,酚酞变红;随后过量的HCl气体逸出进入溶液,中和碱性后溶液变为酸性,酚酞的红色褪去 ③. 和HCl分子中的H-O和H-Cl键均为极性键,共用电子对都偏向电负性更大的O和Cl,使H带部分正电荷,可以和中结合生成
(3) ①. 分别加热固体至200℃,均检测不到氨气 ②. 生成的迅速逸出反应体系,来不及分解转化为和
【解析】
【小问1详解】
①水解生成和,反应方程式为:;
③要排除溶解的对氨含量测定的干扰,需做空白对照实验:将实验中 mL滤液加热排出,以甲基橙为指示剂,用同浓度的硫酸进行滴定,记录消耗硫酸的体积,将原滴定的总消耗硫酸的体积减去该体积,即可得到消耗硫酸的体积,计算的量;
【小问2详解】
②装置a是HCl发生装置,后续需要将HCl通入盛有的反应容器:c的长导管插入固体底部易堵塞,d的短进气导管可将HCl气体通入烧瓶内与固体充分反应;后续检验逸出的氨气时,e的倒扣漏斗可以防倒吸,避免酚酞溶液倒吸入高温反应烧瓶导致炸裂,因此选d、e;酚酞先变红后褪色的原因:先逸出的溶于酚酞溶液使溶液呈碱性,酚酞变红;随后过量的HCl气体逸出进入溶液,中和氨水后溶液变为酸性,酚酞的红色褪去;
③HCl中H-Cl键和中H-O键均为极性键,共用电子对都偏向电负性更大的Cl和O,使H带部分正电荷,可以与中结合生成;
【小问3详解】
③丙同学认为的来源不止一种,通过空白对照实验排除各自受热分解产生的干扰,即分别加热固体至200℃,均检测不到氨气,即可证实来自于与的反应;
④实验中生成的氨及时逸出脱离了反应体系,氨来不及分解转化为和,所以产率接近100%。
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