精品解析:北京市顺义牛栏山第一中学2026-2027学年高三上学期期中考试 化学试卷
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内容正文:
牛栏山一中2026~2027学年度第一学期期中考试
高三化学试卷
说明:选择题、填空题写到答题纸上。
可能用到的数据:H-1 O-16 C-12 N-14 Cl-35.5 S-32 Na-23 Al-27 Fe-56 Ca-40
一、选择题(每题只有一个正确选项,每小题2分,共42分)
1. 我国航空航天事业取得显著成果。下列成果所涉及的材料属于金属材料的是
A. 神舟二十一号载人飞船使用的轻质高强度材料——碳纤维
B. 风云四号气象卫星光学系统使用的材料——硅基陶瓷
C. 嫦娥六号探测器的五星红旗使用的耐高温耐低温材料——玄武岩纤维
D. 北斗导航卫星热控制系统使用的内部填充材料——钛合金
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳纤维是由碳元素组成的无机非金属材料,A错误;
B.硅基陶瓷为硅化合物,属无机非金属材料,B错误;
C.玄武岩纤维主要成分为硅酸盐,属无机非金属材料,C错误;
D.钛合金是以钛为主的合金,属于金属材料,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式:
B. 乙醇的球棍模型:
C. Mg和Cl形成的过程:
D. 在水中电离:
【答案】A
【解析】
【详解】A.顺-2-丁烯的结构简式中,双键两端的甲基(-CH3)应在同一侧,题中结构简式中双键碳上的两个甲基位于同侧,符合顺式结构特征,A正确;
B.乙醇的结构为CH3CH2OH,图示结构为乙醇的空间填充模型,球棍模型应体现化学键,B错误;
C.MgCl2为离子化合物,正确形成过程为,C错误;
D.H2SO3为二元弱酸,电离分步进行且可逆,正确电离方程式为H2SO3⇌H++、⇌H++,题中用等号且一步电离,D错误;
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键缩合聚合成DNA单链
B. 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体,均能发生银镜反应
C. 一定条件下,两种氨基酸混合后脱水缩合最多生成两种二肽
D. 油脂在酸性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸的反应又称皂化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键缩合聚合成单链,A正确;
B.蔗糖和麦芽糖分子式均为,互为同分异构体,但蔗糖属于非还原糖,不能发生银镜反应,麦芽糖为还原糖可发生银镜反应,B错误;
C.两种不同氨基酸分子均同时含有氨基和羧基,混合脱水缩合时,可形成同种氨基酸自缩合的2种二肽、不同氨基酸交叉缩合的2种二肽,最多共生成4种二肽,并非2种,C错误;
D.皂化反应特指油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐的反应,酸性条件下油脂水解生成甘油和高级脂肪酸的反应不属于皂化反应,D错误;
故选A。
4. 下列实验能达到实验目的的是
A.由溶液制备无水
B.验证铁的析氢腐蚀
C.制作简单的氢氧燃料电池
D.检验乙烯具有还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.FeCl3溶液加热时,Fe3+水解生成Fe(OH)3和HCl,HCl易挥发,促进水解平衡正向移动,最终得到Fe2O3而非无水FeCl3,A错误;
B.食盐水为中性环境,铁钉发生吸氧腐蚀(氧气得电子),而非析氢腐蚀(酸性环境生成H2),B错误;
C.K2时电解Na2SO4溶液生成H2(阴极)和O2(阳极)分别储存在漏斗中,断开K2闭合K1后,H2和O2在石墨电极上发生原电池反应,构成氢氧燃料电池,C正确;
D.乙醇与浓硫酸反应生成的乙烯中混有SO2,SO2也能还原酸性KMnO4溶液,干扰乙烯还原性的检验,D错误;
故选C。
5. 下列试剂的保存不涉及物质的氧化性或还原性的是
A. 金属钠保存于煤油中 B. 碳酸氢铵保存于阴凉处
C. 浓硫酸保存于铁制容器中 D. 硫酸亚铁溶液保存时加入铁粉
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钠保存于煤油中是为了隔绝空气,防止钠被氧气氧化,涉及钠的还原性,A不符合题意;
B.碳酸氢铵保存于阴凉处是为了防止其受热分解,,该分解反应为非氧化还原反应,不涉及物质的氧化性或还原性,B符合题意;
C.浓硫酸保存于铁质容器中利用了浓硫酸的强氧化性使铁表面钝化形成保护膜,涉及浓硫酸的氧化性,C不符合题意;
D.硫酸亚铁溶液保存时加入铁粉是为了防止被氧化成,铁粉作为还原剂被氧化,涉及铁粉的还原性,D不符合题意;
故选B。
6. 叶绿素是和卟啉形成的一类配位化合物。某种叶绿素的结构如下图,下列关于该叶绿素的说法不正确的是
A. 含氧官能团有两种 B. 所含元素第一电离能:
C. N原子是配位原子 D. C原子均为杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.该叶绿素中的含氧官能团有酯基和酮羰基,共2种,A正确;
B.同周期元素第一电离能ⅤA>ⅥA,N的2p轨道半充满稳定,故第一电离能N>O,B正确;
C.Mg2+与卟啉环中的N原子通过配位键结合,N原子提供孤对电子,是配位原子,C正确;
D.结构中存在饱和碳原子(如甲基、亚甲基等),饱和C原子为sp3杂化,并非所有C原子均为sp2杂化,D错误;
故选D。
7. 用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1mol羟基含有的电子数目为
B. 56g Fe与足量稀反应转移的电子数目为
C. 2L 的溶液中,的数目为
D. 1mol 与5mol 充分反应可生成数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知1个羟基中含有9个电子,故1mol羟基含有的电子数目为,A错误;
B.56g Fe与足量稀反应生成Fe(NO3)3,故转移的电子数目为=,B正确;
C.已知Al3+能够发生水解,故2L的溶液中,的数目小于,C错误;
D.已知合成氨反应是一个可逆反应,故1mol 与5mol 充分反应可生成数目小于,D错误;
故答案为:B。
8. 下列事实所对应的离子方程式正确的是
A. 用NaOH溶液吸收少量:
B. 用浓硝酸溶解银镜:
C. 向溶液中通入:
D. 向稀硫酸中滴加过量溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH溶液吸收少量时,NaOH过量,反应生成和,正确离子方程式为,A错误;
B.浓硝酸溶解银时,浓硝酸被还原为,被氧化为,离子方程式满足得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,书写正确,B正确;
C.酸性强弱顺序为,根据强酸制弱酸规律,若通入少量CO2,Ca2+会与生成的结合为CaCO3沉淀,正确离子方程式为Ca2++2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CaCO3↓;若通入过量CO2,反应生成,正确离子方程式为ClO-+H2O+CO2=HClO+,故原离子方程式书写错误,C错误;
D.稀硫酸与过量反应时,与按2:1参与反应,正确离子方程式为,D错误;
9. 化合物M可合成航空飞行器液体燃料Q,转化关系如下图。
下列说法正确的是
A. 等物质的量的M与加成生成1-戊醇
B. Q的核磁共振氢谱有两组峰
C. 用的溶液能区分P与Q
D. 1 mol Q完全燃烧需要
【答案】D
【解析】
【详解】A.等物质的量的M与H2发生加成反应后,酮羰基转化为羟基,生成环戊醇,A错误;
B.由Q得结构式可知,其分子中含有3中不同化学环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有3组峰,B错误;
C.P和Q的区别为苯环,而苯环不与Br2的CCl4溶液反应,两者均无现象,C错误;
D.Q分子式为C15H24,1 mol该物质完全燃烧需要氧气的物质的量为O2,D正确;
故选D。
10. 依据下列事实进行的推测合理的是
选项
事实
推测
A
丙酮()与HBr加成主要得到
电负性:O>C,Br<H
B
P、As均为第ⅤA族元素,H3PO4为中强酸
Na3AsO4溶液常温下显碱性
C
镁条能与热水反应而铝条不能
第一电离能:Mg<Al
D
熔点:金刚石>晶体硅
熔点:CH4>SiH4
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙酮与加成时,连接在羰基氧上,连接在羰基碳上,说明的电负性小于,的电负性大于,实际电负性顺序为,即,与推测中的结论不符,A错误;
B.、均为第ⅤA族元素,同主族从上到下元素非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性逐渐减弱,因此的酸性弱于,为强碱弱酸盐,发生水解使溶液常温下显碱性,B正确;
C.镁条能与热水反应而铝条不能,说明金属活泼性,但的轨道为全充满的稳定结构,失去电子需要的能量更高,第一电离能,C错误;
D.金刚石与晶体硅均为共价晶体,键的键长小于键,键的键能更大,因此熔点金刚石>晶体硅;但与均为分子晶体,相对分子质量,分子间作用力,因此熔点,与推测中的结论不符,D错误;
故选B。
11. 根据反应,用下列装置制备。
下列说法不正确的是
A. 甲中发生反应:
B. 丙中溶液X选用稀可吸收过量的
C. 乙、丙、丁装置中导管口的连接顺序为:g→c,b→e
D. 实验开始时,应先点燃甲中酒精灯,一段时间后,再打开丁中分液漏斗的活塞
【答案】C
【解析】
【分析】要制备碳酸氢钠需要氨气和二氧化碳原料气体 ,所以先利用装置甲氢氧化钙和氯化铵固体加热制备氨气,装置丁稀盐酸和石灰石制备二氧化碳,制备的二氧化碳气体中含少量氯化氢气体,要用乙装置饱和碳酸氢钠溶液除杂,再将气体都通入丙装置制备碳酸氢钠,因为氨气溶解度大,要防倒吸,所以从e口通入,二氧化碳从d口通入。
【详解】A.甲中固体氯化铵和氢氧化钙加热反应制备氨气,发生反应:,故A正确;
B.因为氨气是有毒气体,需要尾气处理,氨气溶于水显碱性,丙中溶液X选用稀可吸收过量的,故B正确;
C.由分析可知,乙、丙、丁装置中导管口的连接顺序为:g→c,b→d,故C错误;
D.因为氨气极易溶于水,且溶于水显碱性,所以先通入氨气可以增大二氧化碳溶解度,所以实验开始时,应先点燃甲中酒精灯,一段时间后,再打开丁中分液漏斗的活塞,故D正确;
故选C。
12. BeCl2可以以单体、二聚体和多聚体的形式存在。下列关于BeCl2的说法不正确的是
A. 单体是非极性分子 B. 二聚体的沸点比单体更高
C. 多聚体是平面结构 D. 二聚体和多聚体中均存在配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.单体BeCl2中心原子Be周围的价层电子对数为2+=2,为直线形结构,分子中正负电荷中心重合,是非极性分子,A正确;
B.BeCl2为共价化合物,形成分子晶体,二聚体的相对分子质量比单体大,则二聚体中分子间作用力比单体大,故二聚体的沸点比单体更高,B正确;
C.由题干图示信息可知,多聚体中Be周围的价层电子对数为4,呈正四面体结构,而不是平面结构,C错误;
D.已知Be的最外层上只有2个电子,结合题干图示信息可知,二聚体和多聚体中均存在Be←Cl配位键,D正确;
故答案为:C。
13. 几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A. ①中,试剂a可以是Cu
B. ②中,需要确保NaOH溶液足量
C. ③中,生成1 mol Na2S2O3时,转移4 mol电子
D. ③中,将S换为Cl2,氧化产物为Na2SO4
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热条件下与浓发生反应:,可生成,因此试剂a可以是,A正确;
B.与反应时,若不足会生成,只有足量才能得到,因此需要确保溶液足量,B正确;
C.反应中,中+4价的化合价降低为中的平均+2价,单质中0价的化合价升高为平均+2价,生成1 mol 时转移2 mol电子,C错误;
D.具有强氧化性,与反应时,作还原剂,其中+4价的被氧化为+6价,得到氧化产物,D正确;
故选C。
14. 氢化锂(LiX,X为H、D或T)在国防工业等领域有重要应用。LiX与水反应进程中的能量变化如下图,R、M、TS、P的相对能量如下表。
相对能量
R
M
TS
P
X为H
0
-95.7
-81.3
-151.6
X为D
0
-98.1
-85.4
-163.2
X为T
0
-96.2
-87.3
-165.2
下列说法不正确的是
A. H、D、T的核电荷数相同,但质量数不同
B. LiX和反应过程中,有极性键的断裂
C. 等物质的量的LiX与反应放出的热量:
D. 该条件下LiX与反应的速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.H、D、T为氢的同位素,质子数均为1,质量数分别为1、2、3,A正确;
B.LiX和反应生成XH和LiOH,中O-H极性键断裂,B正确;
C.等物质的量的LiX与反应放出热量为|ΔH|=|E(P)-E(R)|,且E(R)=0,故LiH、LiD、LiT反应焓变分别为-151.6、-163.2、-165.2 ,所以放出的热量分别为151.6、163.2、165.2 ,则放出热量LiH<LiD<LiT,C错误;
D.反应速率取决于活化能,Ea=E(TS)-E(M),故LiH、LiD、LiT的活化能分别为LiH:(-81.3)-(-95.7)=14.4 kJ/mol,LiD:(-85.4)-(-98.1)=12.7 kJ/mol,LiT:(-87.3)-(-96.2)=8.9 kJ/mol,活化能越低速率越快,故速率LiH<LiD<LiT,D正确;
故选C。
15. 我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是
A. T-碳与金刚石互为同素异形体
B. T-碳与金刚石均属于共价晶体
C. T-碳与金刚石中键角均为
D. T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.T-碳与金刚石均为碳的单质,结构不同,互为同素异形体,故A正确;
B.由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构,两者均为共价晶体,故B正确;
C.T-碳中4个碳原子围成正四面体结构,该结构中键角为60°,故C错误;
D.由晶胞结构可知,在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点,6个位于面心,4个位于体内,个数为:,则碳原子个数为32,故D正确;
故选:C。
16. 化学链燃烧技术可提高燃烧效率,并有利于CO2的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图,其中M和N为铜的氧化物,反应①和②在不同装置中进行,燃料用CxHy表示。下列说法不正确的是
A. M和N分别是CuO和Cu2O
B. 若②中燃料为CH4,则完全反应时,燃料与①中所需空气的体积比约为1:2
C. 相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等
D. 与燃料在空气中燃烧相比,化学链燃烧生成的CO2纯度更高,利于富集
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①中N与空气中的反应生成M,中氧元素化合价降低,N中Cu元素化合价升高;反应②中M作为氧化剂氧化燃料,自身被还原为N。铜的氧化物中的Cu为+2价,的Cu为+1价,因此M为、N为,A正确;
B.若燃料为,1mol完全氧化为和时,共失去8mol电子,对应需要2mol参与反应。由于空气中的体积分数约为1/5,因此所需空气的物质的量为,相同条件下气体体积比等于物质的量之比,故燃料与所需空气的体积比约为1:10,并非1:2,B错误;
C.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应路径无关。化学链燃烧的总反应与燃料在空气中直接燃烧的总反应完全一致,因此相同条件下二者放出的热量相等,C正确;
D.化学链燃烧中,反应②的出口产物只有和,无空气中的等杂质,将冷凝后即可得到高纯度的,相比直接燃烧的含大量的烟气,更利于的富集捕集,D正确;
故选B。
17. 一种高性能聚碳硅烷材料P的合成路线如下。
下列说法正确的是
A. 中,a处和b处的碳碳双键均参与二聚反应
B. 和的不饱和度相同
C. 聚合物的反应类型为缩聚反应
D. 用核磁共振氢谱或红外光谱有可能鉴别和的水解产物
【答案】D
【解析】
【分析】X二聚得Y,Y加氢还原得Z,结合Y的分子式()推得Y的结构简式为;Z与加成聚合成聚合物P。
【详解】A.观察产物Z的结构,Z两端仍保留碳碳双键,说明二聚反应中仅b处碳碳双键参与加成二聚,a处碳碳双键未参与反应,A错误;
B.为还原反应,还原过程加氢,氢原子数增加,根据不饱和度公式,H增多则不饱和度降低,因此Y和Z不饱和度不同,B错误;
C.缩聚反应的特征是生成聚合物同时脱去小分子(如水、醇等),该反应是Z两端碳碳双键与的加成聚合,无小分子生成,属于加聚反应,不是缩聚反应,C错误;
D.Z含酯基,水解后酯基断裂生成羧基和羟基,二者官能团种类不同,红外光谱可区分;氢原子的化学环境不同,核磁共振氢谱也可区分,因此可以鉴别,D正确;
故答案选D。
18. 一定条件下,以废铝合金(含有少量、杂质)做阳极,经电解精炼可得到再生铝,装置如下图,其中的离子导体由BMIC和组成。
已知:ⅰ.BMIC是一种室温下为液态的离子化合物,其阴离子为,阳离子可记为(不参与电极反应)。
ⅱ.在BMIC中,Al和Zn的还原性接近、均明显高于。
下列说法不正确的是
A. 阴极得到再生铝的电极反应为
B. 通入稀有气体可以保护生成的铝不被空气氧化
C. 液体可用混合水溶液代替
D. 长时间电解后得到的再生铝纯度降低,其中的杂质主要为Zn
【答案】C
【解析】
【分析】依题意,阳极主要是Al放电(杂质Zn也会放电);阴极发生还原反应,离子导体中Al以形式存在,得电子生成Al,电极反应为。
【详解】A.阴极发生还原反应,离子导体中Al以形式存在,得电子生成Al,电极反应为,A正确;
B.铝易被空气氧化,通入稀有气体可隔绝空气,保护生成的铝不被氧化,B正确;
C.若用水溶液,阴极H+氧化性强于Al3+,会优先得电子生成H2,无法得到Al,C错误;
D.Al和Zn还原性接近,阳极二者均失电子进入溶液,阴极上锌的配合物可能与竞争得电子析出,导致再生铝纯度降低,杂质主要为Zn,D正确;
故答案选C。
19. 用焦炭还原NO的反应为。向容积均为2 L的甲、乙、丙三个容器中分别加入0.1 mol焦炭和一定量NO,恒温下测得各容器中随反应时间的变化情况如下表。
容器
温度/℃
时间/min
0
40
80
120
160
甲
4.00
3.00
2.20
1.60
1.60
乙
2.00
1.60
1.30
1.06
0.90
丙
4.00
2.90
2.00
2.00
2.00
注:的计量单位为mmol。
下列说法正确的是
A. 乙中0~40 min内平均反应速率
B. 时,反应的平衡常数值为
C. 该反应为吸热反应
D. 增加焦炭的量可提高NO的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙容器0~40 min内NO的物质的量减少0.40 mmol,体积为2 L,浓度变化为0.20 mmol/L,时间40 min,v(NO)= =0.005 mmol·L-1·min-1。根据反应式,v(N2)= v(NO)=0.0025 mmol·L-1·min-1,A错误;
B.甲容器平衡时NO为1.60 mmol(0.0008 mol/L),消耗2.40 mmol NO,生成N2和CO2各1.20 mmol(0.0006 mol/L)。平衡常数K= ,B正确;
C.对比甲和丙,丙反应速率更快,故温度。温度升高,平衡时从1.60 mmol增大到2.00 mmol,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,C错误;
D.焦炭为固体,增加其量不改变平衡浓度,无法提高NO转化率,D错误;
故选B。
20. 向溶液中滴加水溶液(以计),溶液pH随加入水溶液体积(V)的变化如图所示。
已知:
物质
下列说法不正确的是
A. 溶液显酸性,溶液显碱性
B. 水溶液的浓度为
C. a点对应的溶液中:
D. 发生反应:
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液中滴加溶液,发生反应依次为反应Ⅰ:(二氧化硫少量)和反应Ⅱ:(二氧化硫过量),加入20 mL 二氧化硫溶液时发生突变,说明此时碳酸钠恰好完全反应,反应为,根据题干信息可知n()=0.1×10×10-3=0.001 mol ,消耗的物质的量为0.002 mol ,此时消耗的二氧化硫的体积为20 mL ,则二氧化硫溶液的浓度为c==0.1 mol/L ,a点,加入5 mL 的二氧化硫溶液,发生反应Ⅰ,此时溶液显碱性,溶质为和,b点溶质为。
【详解】A.已知的,的水解常数为Kh=,电离常数大于水解常数,所以的电离程度大于水解程度,所以显酸性,的,的水解常数为,水解常数大于电离常数,说明水解程度大于电离程度,所以显碱性,A正确;
B.由分析知c()=0.1 mol/L ,B正确;
C. a点加入,,发生反应,反应后生成和,物质的量是的2倍,即使发生少量水解电离,最终仍满足,因此正确顺序为,C错误;
D.a点溶质为和,a到b继续加入,最终所有溶质转化为,同时放出,配平后总反应为:,符合酸性强弱规律和原子电荷守恒,D正确;
故选C。
21. 25℃下分别取250mL蒸馏水、AgCl饱和溶液和AgCl悬浊液,测定各样品在25℃、35℃和45℃的电导率,数据如下。
温度/℃
样品电导率
蒸馏水
溶液
悬浊液
25
129
172
172
35
148
197
224
45
164
222
259
已知:电解质稀溶液的电导率与离子浓度和离子迁移速率有关。
离子迁移速率与离子种类和温度有关。
25℃,,。
下列说法不正确的是
A. 悬浊液中存在沉淀溶解平衡:
B. 对比蒸馏水和溶液电导率随温度的变化,推测和的迁移速率随温度升高而增大
C. 对比溶液和悬浊液电导率随温度的变化,推测悬浊液中的和随温度升高而增大
D. 向25℃的饱和溶液中加入1滴0.1mol/L KI溶液,电导率小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.为难溶电解质,悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;
B.相同温度下溶液比蒸馏水多出和,二者电导率的差值为和的贡献,温度升高差值增大,可推测和迁移速率随温度升高而增大,B正确;
C.25℃时溶液和悬浊液电导率相同,说明此时溶液为饱和溶液;温度升高时悬浊液电导率远大于溶液,是因为悬浊液中存在多余固体,温度升高增大,溶解更多,和增大,C正确;
D.AgCl饱和溶液中加入0.1 mol/L KI溶液后,发生沉淀转化,虽然被沉淀,但引入了K+和I−,溶液总离子浓度大于原AgCl饱和溶液中离子浓度,电导率应大于,D错误;
故选D。
二、填空题(5道大题共58分)
22. 过氧化钙可用于污水处理。
Ⅰ.的制备
将与浓氨水、溶液混合,在冰水浴中冷却后即有沉淀析出。分离沉淀,洗涤,干燥,低温脱水,得。
(1)基态氧原子价层电子轨道表示式为________。
(2)制备反应的离子方程式为________。
(3)已知为酸性很弱的二元弱酸,解释制备时浓氨水的作用:________。
(4)通过检验来判断沉淀是否洗涤干净:取最后一次洗涤沉淀的滤出液,________(补全操作和现象),表明沉淀已洗涤干净。
Ⅱ.的结构
(5)的晶体结构示意图如下。
①用表示阿伏加德罗常数的数值。该晶体的密度为________。
②的熔点明显高于,分析原因:________。
Ⅲ.处理含苯酚污水
(6)溶于水可产生,将苯酚氧化,在时,最终产物为和。理论上处理含苯酚的污水,至少需消耗________。
【答案】(1) (2)
(3)浓氨水中和,使、正向移动,提高,利于生成沉淀
(4)加入硝酸银溶液,无白色沉淀
(5) ①. ②. 是离子晶体,是分子晶体,前者的离子键强于后者的分子间作用力
(6)14
【解析】
【小问1详解】
氧的核电荷数为 8,价电子排布式为2s22p4,轨道表示式为:(2s轨道全充满,2p轨道遵循洪特规则排布)。
【小问2详解】
将与浓氨水、溶液混合,在冰水浴中冷却后即有沉淀析出,离子方程式为:。
【小问3详解】
H2O2是弱酸,在水中会发生微弱电离、,浓氨水中和,使H+浓度降低,平衡、正向移动,提高,利于生成沉淀。
【小问4详解】
沉淀表面会吸附Cl-(来自反应物CaCl2),检验方法是取最后一次洗涤的滤液,滴加稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,查看是否有白色沉淀生成,但是因为反应体系中不涉及碳酸根等杂质离子,仅仅只有氯离子,因此只需要滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已洗涤干净。
【小问5详解】
①由晶胞结构可知,Ca2+位于顶点和面心,个数为,位于棱心与体心,个数为,Ca的摩尔质量为40 g/mol,的摩尔质量为32 g/mol,所以晶胞质量为,晶胞体积V=,密度,②CaO2是离子晶体,微粒间作用力为离子键;H2O2是分子晶体,微粒间作用力为范德华力和氢键。离子键的强度远大于分子间作用力,因此CaO2的熔点明显高于H2O2。
【小问6详解】
苯酚的分子式为C6H5OH,设C的平均化合价为x,根据化合价代数和为0,,解得,产物为CO2,C 的化合价为+4,则1 mol苯酚中 6 个C的总失电子数为:,根据得失电子守恒,从而得到反应方程式:,CaO2溶于水生成H2O2,反应方程式为:,根据化学方程式与电子守恒有:14CaO2~14H2O2~C6H5OH,所以处理含苯酚的污水,至少需消耗14。
23. 一种重要医药中间体T的合成路线如下:
已知:
(1)A可与小苏打反应,B的分子式是。的化学反应方程式是______。
(2)的反应类型是______。
(3)已知:J与溶液作用显紫色。的反应试剂和条件为______。
(4)Q分子中含有的官能团名称是氯原子、______。
(5)下列说法正确的是______(填序号)。
a.引入保护基,脱除保护基
b.L的一种同分异构体同时含有苯环和碳碳三键、既有酸性又有碱性
c.的反应类型是还原反应
(6)以G和R为原料合成T分为三步反应:
①X的结构简式为______。
②Y中仅有一个六元环,的反应类型是______。
【答案】(1)
(2)取代反应 (3)浓硝酸、浓硫酸、加热
(4)(酚)羟基、氨基
(5)abc (6) ①. ②. 消去反应
【解析】
【分析】A可与小苏打反应,说明A含羧基,B分子式为,为乙醇,A在浓硫酸、加热条件下与B发生酯化反应生成D,推得A为,D为;D与在一定条件下发生取代反应生成E,E为;E与发生取代反应生成F,F与反应生成G和乙醇,根据已知信息可知,G的结构式为;A脱水生成H(), H结构为,H与含酚羟基遇显紫色的J反应,生成K,K发生硝化反应生成L,根据L的结构逆推可知K为,J为;L与在催化下发生苯环取代生成M,根据R的结构逆推可知,M的结构为,M在条件下发生还原反应,硝基转化为氨基生成P,P的结构为;P脱保护基生成Q的结构为 ,Q与在下发生反应生成R;R与G经三步反应生成T,据此分析。
【小问1详解】
A为,B为,A→D为乙酸与乙醇的酯化反应,化学反应方程式为;
【小问2详解】
D为,D→E为与的取代反应,甲基上的氢原子被氯原子取代,反应类型为取代反应;
【小问3详解】
K为对羟基苯乙酸乙酯类结构,K→L为苯环的硝化反应,反应试剂和条件为浓硝酸、浓硫酸、加热;
【小问4详解】
Q的结构为,Q分子中含有的官能团为氯原子、(酚)羟基、氨基;
【小问5详解】
a.H→K引入乙酰基保护酚羟基,P→Q脱除保护基,a正确;
b.L的同分异构体同时含苯环、碳碳三键,且既有酸性又有碱性,考虑同时含酚羟基和氨基,如符合要求,b正确;
c.M→P为硝基还原为氨基,属于还原反应,c正确;
故选abc;
【小问6详解】
①R与G发生加成反应,G的结构为,加成后X的结构简式为;
②Y中仅有一个六元环,X→Y为分子内羟基消去形成碳氮双键,反应类型为消去反应。
24. 在双碳目标驱动下,大批量氢燃料客车在2022年北京冬奥会上投入使用。稳定氢源的获取是科学研究热点,对以下2种氢源获取方法进行讨论。
Ⅰ.甲醇蒸汽重整制氢
甲醇蒸汽重整制氢过程中有以下化学反应。
编号
反应
方程式
△H/kJ·mol-1
R1
甲醇蒸汽重整
CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
△H1=+49.24
R2
甲醇分解反应
CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
△H2
R3
水汽反应
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
△H3=-41.17
R4
积碳反应
CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)
△H<0
CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)
△H<0
2CO(g)C(s)+CO2(g)
△H<0
资料:产氢率和水碳比(S/C)的定义:
①产氢率=
②水碳比(S/C)表示反应物中H2O和CH3OH的比值,水碳比的变化是以CH3OH不变,改变H2O的物质的量加以控制。
(1)理想产氢率=_______。
(2)△H2=_______kJ·mol-1
(3)针对R1进行讨论:其他条件不变,随着温度升高,n(H2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是_______。
(4)其他条件不变,测得产物摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图所示。由图可知,在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大,原因是_______。
(5)结合资料和图示,提出2条减少积碳的措施_______、_______。
Ⅱ.电解液氨制氢
氨分子中具有较高的含氢量,因此是制氢的优选原料。使用NaNH2非水电解质研究液氨电解制氢原理,装置示意图如图所示。
资料:2NH3NH+NH
(6)①某电极上发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH,该电极为_______(选填a或b)极。
②写出另一极上发生的电极反应_______。
③不考虑其它能量损耗,利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是_______mol。
【答案】(1)3 (2)+90.41
(3) ①. 增大 ②. 该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,n(H2)增大
(4)R1、R2均为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,n(H2)增大,同时R4为放热反应,随着温度升高,平衡逆向进行,n(H2)也增大,R3为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向进行,n(H2)减小,R1、R2、R4影响大于R3
(5) ①. 升高温度 ②. 增加水碳比
(6) ①. b ②. 6-6e-=N2↑+4NH3 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
根据甲醇蒸汽重整反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,每产生3mol氢气消耗1mol甲醇,则产氢率=;
【小问2详解】
根据已知信息,R1=R2+R3,由盖斯定律可得,△H2=△H1-△H3=(+49.24kJ/mol)-(-41.17kJ/mol)=+90.41kJ/mol;
【小问3详解】
已知R1:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H1=+49.24kJ/mol,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,n(H2)增大;
【小问4详解】
由反应可知,R1、R2均为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,n(H2)增大,同时R4(积碳反应)前两步为放热反应,随着温度升高,平衡逆向进行,n(H2)也增大,R3为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向进行,n(H2)减小,R1、R2、R4影响大于R3,因此在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大;
【小问5详解】
若要减少积碳,需使反应R4逆向进行,由于R4为放热反应,故可采取升高温度的方式使反应逆向进行,减少积碳;也可以增大水碳比,使H2O的物质的量增大,平衡逆向进行,积碳减少;
【小问6详解】
①由装置可知,a连电池的正极,为阳极,失去电子发生氧化反应,b连电池的负极,为阴极,得到电子发生还原反应,故发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH的电极是阴极,即电极b;
②a为阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为6-6e-=N2↑+4NH3;
③由阴极反应式6NH3+6e-=3H2↑+6NH可知,2e-~H2,则利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是2mol。
25. 新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下:
资料:碳酸锂在水中溶解度:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
(1)过程i研磨粉碎的目的是_______。
(2)过程ii加入足量NaOH溶液的作用是______。
(3)过程iii采用不同氧化剂分别进行实验,均采用Li含量为3.7%的原料,控制pH为3.5,浸取1.5h后,实验结果如下表所示:
序号
酸
氧化剂
浸出液Li+浓度(g/L)
滤渣中Li含量/%
实验1
HCl
H2O2
9.02
0.10
实验2
HCl
NaClO3
9.05
0.08
实验3
HCl
O2
7.05
0.93
①实验2中,NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为______。
②结合实验结果和①中的现象,最终选择H2O2作为氧化剂,原因是______。
③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是_____。
(4)浸出液中存在大量H2PO4−和HPO42−,已知:H2PO4− ⇌ HPO42− +H+,HPO42−⇌ PO43−+H+,结合平衡移动原理,解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因_____。
(5)对比过程iv和v,说明过程iv不用饱和Na2CO3溶液的原因______。
(6)简述过程vi的操作_______。
【答案】 ①. 增大接触面积,加快反应速率 ②. 溶解Al,使其分离出去 ③. ClO3−+5Cl−+6H+ =3Cl2↑+3H2O ④. Li+的浸出率较高,且较环保(节约酸和氧化剂的用量) ⑤. 提高浸出液中Li+ 浓度(或提高氧化剂和酸的利用率/节约后续纯碱的用量) ⑥. CO32−结合H+,c(H+)减小,H2PO4−HPO42− +H+,HPO42−PO43−+H+,两个电离平衡均向右移动,c(PO43−)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体 ⑦. 过程iv若使用饱和Na2CO3溶液,其中c(CO32−)较大,易形成Li2CO3沉淀与磷酸铁沉淀一同析出,减少高纯Li2CO3的产量 ⑧. 用热水洗涤,干燥
【解析】
【分析】(1)根据影响反应速率的因素分析过程i研磨粉碎的目的;
(2)根据铝可溶于氢氧化钠溶液分析;
(3)①实验2中,NaClO3与盐酸发生归中反应反应生成氯气、氯化钠、水;
②实验1与实验3比,浸出液中Li+浓度高;
③浸出液循环利用,可以提高氧化剂和酸的利用率;
(4)过程iv加入30%的Na2CO3溶液可以提高PO43−的浓度;
(5)c(CO32−)越大越易生成Li2CO3沉淀;
(6)根据温度越高碳酸锂溶解度越小分析;
【详解】(1)过程i研磨粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率;
(2)单质铝可溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠,所以过程ii加入足量NaOH溶液的作用是溶解Al,使其分离出去;
(3)①实验2中,NaClO3与盐酸发生归中反应生成氯气、氯化钠、水,反应离子方程式是ClO3−+5Cl−+6H+=3Cl2↑+3H2O;
②实验2生成氯气污染空气,增加了酸和氧化剂的用量,实验1与实验3比,Li+的浸出率较高,所以最终选择H2O2作为氧化剂;
③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是提高氧化剂和酸的利用率,提高浸出液中Li+浓度;
(4)过程iv加入30%的Na2CO3溶液,CO32−结合H+,c(H+)减小,H2PO4−HPO42−+H+,HPO42−PO43−+H+,两个电离平衡均向右移动,c(PO43−)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体;
(5)过程iv若使用饱和Na2CO3溶液,其中c(CO32-)较大,易形成Li2CO3沉淀与磷酸铁沉淀一同析出,减少高纯Li2CO3的产量,所以过程iv不用饱和Na2CO3溶液;
(6)温度越高碳酸锂溶解度越小,过程vi的操作是用热水洗涤,干燥。
26. 某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变为橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为___________。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在___________。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是___________。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是:___________ 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象:___________ 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是___________。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因:___________。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
(2) ①. Fe3+ ②. Fe3+可能将+4价含硫物质氧化 ③. H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-;使c(Fe3+)降低,氧化性减弱,不能将+4价含硫物质氧化 ④. 加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘2Fe3++2I-=2Fe2++I2
(3) ①. Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3 ②. 持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化
【解析】
【小问1详解】
A中用亚硫酸钠和70%的浓硫酸来制取SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
【小问2详解】
实验二中,取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红,证明溶液中存在Fe3+;由于Fe3+具有氧化性,能将SO氧化成SO,故并不能确认原溶液中是否含有SO;实验三中:由于H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-,再继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解,可知白色沉淀为亚硫酸钡,即确认X中不含SO;实验四中:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。
【小问3详解】
①由已知a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2可得,向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3;②由已知b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(HSO),可得溶液最终“几乎无色”的原因为持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化。
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牛栏山一中2026~2027学年度第一学期期中考试
高三化学试卷
说明:选择题、填空题写到答题纸上。
可能用到的数据:H-1 O-16 C-12 N-14 Cl-35.5 S-32 Na-23 Al-27 Fe-56 Ca-40
一、选择题(每题只有一个正确选项,每小题2分,共42分)
1. 我国航空航天事业取得显著成果。下列成果所涉及的材料属于金属材料的是
A. 神舟二十一号载人飞船使用的轻质高强度材料——碳纤维
B. 风云四号气象卫星光学系统使用的材料——硅基陶瓷
C. 嫦娥六号探测器的五星红旗使用的耐高温耐低温材料——玄武岩纤维
D. 北斗导航卫星热控制系统使用的内部填充材料——钛合金
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式:
B. 乙醇的球棍模型:
C. Mg和Cl形成的过程:
D. 在水中电离:
3. 下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键缩合聚合成DNA单链
B. 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体,均能发生银镜反应
C. 一定条件下,两种氨基酸混合后脱水缩合最多生成两种二肽
D. 油脂在酸性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸的反应又称皂化反应
4. 下列实验能达到实验目的的是
A.由溶液制备无水
B.验证铁的析氢腐蚀
C.制作简单的氢氧燃料电池
D.检验乙烯具有还原性
A. A B. B C. C D. D
5. 下列试剂的保存不涉及物质的氧化性或还原性的是
A. 金属钠保存于煤油中 B. 碳酸氢铵保存于阴凉处
C. 浓硫酸保存于铁制容器中 D. 硫酸亚铁溶液保存时加入铁粉
6. 叶绿素是和卟啉形成的一类配位化合物。某种叶绿素的结构如下图,下列关于该叶绿素的说法不正确的是
A. 含氧官能团有两种 B. 所含元素第一电离能:
C. N原子是配位原子 D. C原子均为杂化
7. 用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1mol羟基含有的电子数目为
B. 56g Fe与足量稀反应转移的电子数目为
C. 2L 的溶液中,的数目为
D. 1mol 与5mol 充分反应可生成数目为
8. 下列事实所对应的离子方程式正确的是
A. 用NaOH溶液吸收少量:
B. 用浓硝酸溶解银镜:
C. 向溶液中通入:
D. 向稀硫酸中滴加过量溶液:
9. 化合物M可合成航空飞行器液体燃料Q,转化关系如下图。
下列说法正确的是
A. 等物质的量的M与加成生成1-戊醇
B. Q的核磁共振氢谱有两组峰
C. 用的溶液能区分P与Q
D. 1 mol Q完全燃烧需要
10. 依据下列事实进行的推测合理的是
选项
事实
推测
A
丙酮()与HBr加成主要得到
电负性:O>C,Br<H
B
P、As均为第ⅤA族元素,H3PO4为中强酸
Na3AsO4溶液常温下显碱性
C
镁条能与热水反应而铝条不能
第一电离能:Mg<Al
D
熔点:金刚石>晶体硅
熔点:CH4>SiH4
A. A B. B C. C D. D
11. 根据反应,用下列装置制备。
下列说法不正确的是
A. 甲中发生反应:
B. 丙中溶液X选用稀可吸收过量的
C. 乙、丙、丁装置中导管口的连接顺序为:g→c,b→e
D. 实验开始时,应先点燃甲中酒精灯,一段时间后,再打开丁中分液漏斗的活塞
12. BeCl2可以以单体、二聚体和多聚体的形式存在。下列关于BeCl2的说法不正确的是
A. 单体是非极性分子 B. 二聚体的沸点比单体更高
C. 多聚体是平面结构 D. 二聚体和多聚体中均存在配位键
13. 几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去),下列判断不正确的是
A. ①中,试剂a可以是Cu
B. ②中,需要确保NaOH溶液足量
C. ③中,生成1 mol Na2S2O3时,转移4 mol电子
D. ③中,将S换为Cl2,氧化产物为Na2SO4
14. 氢化锂(LiX,X为H、D或T)在国防工业等领域有重要应用。LiX与水反应进程中的能量变化如下图,R、M、TS、P的相对能量如下表。
相对能量
R
M
TS
P
X为H
0
-95.7
-81.3
-151.6
X为D
0
-98.1
-85.4
-163.2
X为T
0
-96.2
-87.3
-165.2
下列说法不正确的是
A. H、D、T的核电荷数相同,但质量数不同
B. LiX和反应过程中,有极性键的断裂
C. 等物质的量的LiX与反应放出的热量:
D. 该条件下LiX与反应的速率:
15. 我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是
A. T-碳与金刚石互为同素异形体
B. T-碳与金刚石均属于共价晶体
C. T-碳与金刚石中键角均为
D. T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
16. 化学链燃烧技术可提高燃烧效率,并有利于CO2的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图,其中M和N为铜的氧化物,反应①和②在不同装置中进行,燃料用CxHy表示。下列说法不正确的是
A. M和N分别是CuO和Cu2O
B. 若②中燃料为CH4,则完全反应时,燃料与①中所需空气的体积比约为1:2
C. 相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧和在空气中直接燃烧放出的热量相等
D. 与燃料在空气中燃烧相比,化学链燃烧生成的CO2纯度更高,利于富集
17. 一种高性能聚碳硅烷材料P的合成路线如下。
下列说法正确的是
A. 中,a处和b处的碳碳双键均参与二聚反应
B. 和的不饱和度相同
C. 聚合物的反应类型为缩聚反应
D. 用核磁共振氢谱或红外光谱有可能鉴别和的水解产物
18. 一定条件下,以废铝合金(含有少量、杂质)做阳极,经电解精炼可得到再生铝,装置如下图,其中的离子导体由BMIC和组成。
已知:ⅰ.BMIC是一种室温下为液态的离子化合物,其阴离子为,阳离子可记为(不参与电极反应)。
ⅱ.在BMIC中,Al和Zn的还原性接近、均明显高于。
下列说法不正确的是
A. 阴极得到再生铝的电极反应为
B. 通入稀有气体可以保护生成的铝不被空气氧化
C. 液体可用混合水溶液代替
D. 长时间电解后得到的再生铝纯度降低,其中的杂质主要为Zn
19. 用焦炭还原NO的反应为。向容积均为2 L的甲、乙、丙三个容器中分别加入0.1 mol焦炭和一定量NO,恒温下测得各容器中随反应时间的变化情况如下表。
容器
温度/℃
时间/min
0
40
80
120
160
甲
4.00
3.00
2.20
1.60
1.60
乙
2.00
1.60
1.30
1.06
0.90
丙
4.00
2.90
2.00
2.00
2.00
注:的计量单位为mmol。
下列说法正确的是
A. 乙中0~40 min内平均反应速率
B. 时,反应的平衡常数值为
C. 该反应为吸热反应
D. 增加焦炭的量可提高NO的平衡转化率
20. 向溶液中滴加水溶液(以计),溶液pH随加入水溶液体积(V)的变化如图所示。
已知:
物质
下列说法不正确的是
A. 溶液显酸性,溶液显碱性
B. 水溶液的浓度为
C. a点对应的溶液中:
D. 发生反应:
21. 25℃下分别取250mL蒸馏水、AgCl饱和溶液和AgCl悬浊液,测定各样品在25℃、35℃和45℃的电导率,数据如下。
温度/℃
样品电导率
蒸馏水
溶液
悬浊液
25
129
172
172
35
148
197
224
45
164
222
259
已知:电解质稀溶液的电导率与离子浓度和离子迁移速率有关。
离子迁移速率与离子种类和温度有关。
25℃,,。
下列说法不正确的是
A. 悬浊液中存在沉淀溶解平衡:
B. 对比蒸馏水和溶液电导率随温度的变化,推测和的迁移速率随温度升高而增大
C. 对比溶液和悬浊液电导率随温度的变化,推测悬浊液中的和随温度升高而增大
D. 向25℃的饱和溶液中加入1滴0.1mol/L KI溶液,电导率小于
二、填空题(5道大题共58分)
22. 过氧化钙可用于污水处理。
Ⅰ.的制备
将与浓氨水、溶液混合,在冰水浴中冷却后即有沉淀析出。分离沉淀,洗涤,干燥,低温脱水,得。
(1)基态氧原子价层电子轨道表示式为________。
(2)制备反应的离子方程式为________。
(3)已知为酸性很弱的二元弱酸,解释制备时浓氨水的作用:________。
(4)通过检验来判断沉淀是否洗涤干净:取最后一次洗涤沉淀的滤出液,________(补全操作和现象),表明沉淀已洗涤干净。
Ⅱ.的结构
(5)的晶体结构示意图如下。
①用表示阿伏加德罗常数的数值。该晶体的密度为________。
②的熔点明显高于,分析原因:________。
Ⅲ.处理含苯酚污水
(6)溶于水可产生,将苯酚氧化,在时,最终产物为和。理论上处理含苯酚的污水,至少需消耗________。
23. 一种重要医药中间体T的合成路线如下:
已知:
(1)A可与小苏打反应,B的分子式是。的化学反应方程式是______。
(2)的反应类型是______。
(3)已知:J与溶液作用显紫色。的反应试剂和条件为______。
(4)Q分子中含有的官能团名称是氯原子、______。
(5)下列说法正确的是______(填序号)。
a.引入保护基,脱除保护基
b.L的一种同分异构体同时含有苯环和碳碳三键、既有酸性又有碱性
c.的反应类型是还原反应
(6)以G和R为原料合成T分为三步反应:
①X的结构简式为______。
②Y中仅有一个六元环,的反应类型是______。
24. 在双碳目标驱动下,大批量氢燃料客车在2022年北京冬奥会上投入使用。稳定氢源的获取是科学研究热点,对以下2种氢源获取方法进行讨论。
Ⅰ.甲醇蒸汽重整制氢
甲醇蒸汽重整制氢过程中有以下化学反应。
编号
反应
方程式
△H/kJ·mol-1
R1
甲醇蒸汽重整
CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
△H1=+49.24
R2
甲醇分解反应
CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
△H2
R3
水汽反应
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
△H3=-41.17
R4
积碳反应
CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)
△H<0
CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)
△H<0
2CO(g)C(s)+CO2(g)
△H<0
资料:产氢率和水碳比(S/C)的定义:
①产氢率=
②水碳比(S/C)表示反应物中H2O和CH3OH的比值,水碳比的变化是以CH3OH不变,改变H2O的物质的量加以控制。
(1)理想产氢率=_______。
(2)△H2=_______kJ·mol-1
(3)针对R1进行讨论:其他条件不变,随着温度升高,n(H2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是_______。
(4)其他条件不变,测得产物摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图所示。由图可知,在600-912K时,随着温度升高,氢气的摩尔分数增大,原因是_______。
(5)结合资料和图示,提出2条减少积碳的措施_______、_______。
Ⅱ.电解液氨制氢
氨分子中具有较高的含氢量,因此是制氢的优选原料。使用NaNH2非水电解质研究液氨电解制氢原理,装置示意图如图所示。
资料:2NH3NH+NH
(6)①某电极上发生的电极反应为6NH3+6e-=3H2↑+6NH,该电极为_______(选填a或b)极。
②写出另一极上发生的电极反应_______。
③不考虑其它能量损耗,利用该装置产生1mol氢气时,转移电子的物质的量是_______mol。
25. 新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下:
资料:碳酸锂在水中溶解度:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
(1)过程i研磨粉碎的目的是_______。
(2)过程ii加入足量NaOH溶液的作用是______。
(3)过程iii采用不同氧化剂分别进行实验,均采用Li含量为3.7%的原料,控制pH为3.5,浸取1.5h后,实验结果如下表所示:
序号
酸
氧化剂
浸出液Li+浓度(g/L)
滤渣中Li含量/%
实验1
HCl
H2O2
9.02
0.10
实验2
HCl
NaClO3
9.05
0.08
实验3
HCl
O2
7.05
0.93
①实验2中,NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为______。
②结合实验结果和①中的现象,最终选择H2O2作为氧化剂,原因是______。
③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是_____。
(4)浸出液中存在大量H2PO4−和HPO42−,已知:H2PO4− ⇌ HPO42− +H+,HPO42−⇌ PO43−+H+,结合平衡移动原理,解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因_____。
(5)对比过程iv和v,说明过程iv不用饱和Na2CO3溶液的原因______。
(6)简述过程vi的操作_______。
26. 某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变为橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为___________。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在___________。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是___________。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是:___________ 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象:___________ 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是___________。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因:___________。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
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