参照秘密级管理★启用前
2023-2024学年度部分学校高三阶段性诊断检测试题
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ni 59 Cu 64 Sn 119 La 139
一、选择题:本题共10小题,每题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 化学与生产生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A. 北京冬奥会的志愿者服装添加石墨烯是为了提高硬度
B. 美缝剂-环氧彩砂中的石英砂与金刚砂属于同素异形体
C. 高强度芳纶纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺)可通过缩聚反应合成
D. 冠醚(18-冠-6)通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
2. 下列污垢处理试剂正确且符合安全环保理念的是
污垢 试剂
A 银镜反应的银垢 2%的稀氨水
B 石化设备内的硫垢 的溶液
C 制的垢 浓盐酸
D 锅炉内的石膏垢 饱和溶液5%的柠檬酸溶液
A. A B. B C. C D. D
3. X、Y、Z、W为同一短周期的主族元素,基态Y原子L层电子总数是内层电子总数的2倍,上述四种元素形成阴离子的结构如图。下列说法正确的是
A. ZW2为极性分子 B. 第一电离能:Z>W>Y
C. X元素位于元素周期表的s区 D. 最简单氢化物的热稳定性:Z>W>Y
4. 下列除杂操作可行的是
A. 加热升华除去铁粉中的I2 B. 加浓溴水用过滤法除去苯中的苯酚
C. 蒸发结晶除去KNO3溶液中的NaCl D. 加MgO粉末用过滤法除去MgCl2溶液中的FeCl3
5. 阿莫西林中间体的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 存在顺反异构,有手性碳原子 B. 1mol该物质最多可与2mol NaOH反应
C. 可形成分子间氢键,可以与盐酸反应生成盐 D. 含有5种官能团,能发生加聚和缩聚反应
6. 制备磺酰胺装置如图,原理为。已知SO2Cl2熔点为-54.1℃,遇潮湿空气产生酸雾。下列说法正确的是
A. 连接顺序为a→de→bc→hi→fg
B. 装置丙中试剂为无水CaCl2
C. 装置乙中多孔球泡的作用是防止倒吸
D. 若无装置丙,则可发生
7. 调节溶液的pH,当溶液中的氨基酸主要以两性离子存在时,分子整体呈电中性,此时溶液的pH值为该氨基酸的pI值,谷氨酸的;丙氨酸的;赖氨酸的。已知:
可以利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,下列说法不正确的是
A. 阳极的电极反应为
B. a应采用阳离子膜,b应采用阴离子膜
C. 原料室的应控制在6.02
D. 在产品室1中,可以收集到赖氨酸
8. 回收处理废旧镀锡覆铜板得到Cu和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A 上述流程共需要过滤2次
B. 氧化工序反应为:
C. 制备15.1g,至少需要22.6g30%溶液
D. 低温水解工序分离后的溶液可返回浸取工序
9. 二维磁性材料卤化铬混合晶体结构如图,在纯氧中发生光氧化反应生成长链状和。下列说法错误的是
A. 化学键中离子键成分百分数:
B.
C. 生成1mol X―X键转移3mol电子
D. 熔点:
10. 利用CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理(M为催化剂)和不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。下列说法错误的是
A. 存在2个副反应 B. 电化学还原时,HCOOH是阴极产物
C. 使用BiIn作催化剂更优 D. 降低温度有利于提高CO2制甲酸的平衡转化率
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 根据实验目的,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目 方案设计 现象和结论
A 检验铁锈中是否含 将铁锈溶于浓盐酸,滴入溶液 紫色褪去,铁锈中含有
B 比较和的水解常数 分别测浓度均为的和溶液的pH 后者大于前者,
C 探究温度对反应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的与溶液在不同温度下反应 温度高的溶液中先出现浑浊,温度升高,该反应速率加快
D 探究1-溴丙烷中含有溴原子 向试管中加入1-溴丙烷和20%的K0H溶液,加热,再向反应后的溶液中加入稀硝酸酸化,滴加溶液 产生淡黄色沉淀,证明1-溴丙烷中含有溴原子
A. A B. B C. C D. D
12. 有机物X→Y的异构化反应如图所示。下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B. X中所有碳原子可能共平面
C. 含碳碳双键和基团()的Y的同分异构体有5种
D. 类比上述反应,的异构化产物可得到水解产物
13. 利用钒电池电解制备ClO2的装置如图所示。下列说法中错误的是
A. 工作时,b极区溶液由绿色变成紫色
B. 离子交换膜为阳离子交换膜
C. 生成H2和NH3的物质的量之比为3∶1
D. 当钒电池有2 mol 通过质子交换膜时,理论上生成2 mol ClO2
14. 已知,该反应的,,、分别为正、逆反应速率常数。在一定压强下,按向密闭容器中投料,平衡时的体积分数、与温度T、w的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. ,曲线n表示随温度的变化
B. 在、,时,
C. 一定温度下,该反应的随催化剂的不同而发生改变
D. 相同温度下,平衡体系中大于的
15. 向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加溶液,发生反应和,pM、pN与的关系如图所示。其中M代表或,N代表或,。下列说法错误的是
A. 表示随的变化关系
B. AgBr的
C. 的平衡常数为
D. 时,溶液中
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 镍及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的简化电子排布式为_______。已知第四电离能:,从原子结构的角度分析原因是_______。
(2)镍能形成多种配合物。中配位原子是_______。中键角_______(填“>”、“<”或“=”)中键角。中的空间结构为_______,该配离子中的大π键为_______(用表示,n为原子数,m为电子数)。硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(H―N=C=S)的沸点,原因是_______。
(3)某镧镍氧化物的晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:
晶胞中1个周围距离相等且最近的形成的空间结构为_______,离子A、B间距离d=_______pm,若阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度_______(用含的代数式表示)。
17. 工业上用电镀污泥[含Cr(OH)3,少量Cu(OH)2,FeO和Fe(OH)3等]和废铅膏(含PbSO4,少量PbO2,PbO)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下:
已知:①在碱性条件下,Cr(Ⅲ)可被H2O2氧化为Cr(Ⅵ);在酸性条件下,Cr(Ⅵ)可被H2O2还原为Cr(Ⅲ)。pH<5时Cr(Ⅵ)主要以存在,pH>7时Cr(Ⅵ)主要以存在。Fe(OH)3和Cr(OH)3易形成共沉淀。
②相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)滤液1中主要的阳离子有和_______。“沉铁”加入Na2CO3溶液调节溶液的pH=2,生成黄钠铁钒沉淀,pH不宜过大的原因是_______。
(2)“转化”中Cr3+反应的离子方程式为_______。一系列操作的顺序为_______(填标号)。
可供选择的操作有:①加热浓缩、趁热过滤 ②冷却结晶、过滤洗涤 ③加H2SO4溶液调pH ④加NaOH溶液调pH ⑤加热煮沸
(3)25℃时Na2Cr2O7溶液中存在多个平衡,本题条件下仅需考虑如下平衡: ; 。pH=9,0.1 mol L-1Na2Cr2O7溶液中,则溶液中的平衡浓度为_______(保留两位有效数字)。
(4)“盐浸”目的是加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为PbCO3,Na2CO3溶液的最小浓度为_______mol L-1 (保留两位有效数字)。[已知:25℃时,,]
(5)“焙烧”时H2C2O4与PbO2反应生成PbO、CO2和O2,测得CO2与O2分压比为2∶1,则反应的化学方程式为_______。
18. 利用席夫碱L(结构简式为,相对分子质量为416)制备金属缓蚀剂,并测定n值。
Ⅰ.制备
向烧瓶中加入席夫碱L和(沸点为39.8℃),置于35℃恒温水浴(如图所示)。滴加溶液,回流1h。反应结束后将烧瓶置于冰水浴中冷却,过滤、洗涤、干燥,得到固体。
(1)仪器X的名称为_______。控制水浴温度为35℃的原因是_______。
(2)洗涤所用最佳试剂为_______(填标号)。
A. 去离子水 B. 无水乙醇 C. NaOH溶液 D. 溶液
Ⅱ.测定n值
称取0.478g焙烧,将焙烧产物用稀充分溶解,滴加NaOH溶液调pH为3~4,加入过量浓KI溶液,用标准溶液滴定至浅黄色,加入淀粉溶液,继续滴定至浅蓝色,再加入KSCN溶液滴定至终点,共消耗标准溶液20.00mL。
已知:ⅰ.(棕黄色);;能吸附。
ⅱ.25℃时,,。
(3)滴加NaOH溶液调pH为3~4,若pH过高,则测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。释放出与反应的离子方程式为_______。滴定终点的现象是_______。
(4)加入KSCN溶液的目的是_______。中_______。
19. 广谱抗菌药物帕珠沙星(K)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.[或―COOR]
Ⅱ.
X=F,Br;Z=COR,COOR,CN等
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)①~⑤中共有_______种反应类型;B的同分异构体中,符合下列条件的结构简式为_______(任写1种)。
a.含有六元环结构 b.与溶液反应放出
c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2
(2)C的结构简式为_______;E中含氧官能团的名称为_______。
(3)W中碳原子的轨道杂化方式有_______种;H→I的化学方程式为_______。
(4)已知:,其反应机理为:
①ⅰ中形成的化学键类型为_______。
②该反应苯环较难生成多元取代产物的原因是_______。
(5)根据上述信息,写出以和为主要原料制备的合成路线_______。
20. 乙酸相对乙醇廉价易得,乙酸催化加氢制乙醇的反应如下:
主反应:
副反应:
已知:Ⅰ.该副反应的热效应很小;
Ⅱ.S表示产物选择性,,
回答下列问题:
(1)一定温度下,将1mol、2mol通入恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时的转化率为10%,该反应放热QkJ,则_______。
(2)在恒温、恒压下,原料气通过某催化剂发生上述反应,投料比对反应的影响如图甲所示。表示乙酸的转化率,最佳投料比为_______。当时,曲线可延伸至E、F、G中的_______点;投料比=20时,的转化率=_______。
(3)当时在不同条件下达到平衡。在下的、~t在下的、~p如图乙所示:
2Mpa时,随t变化的曲线是_______ (填标号),曲线变化的原因是_______。A、B、C三点对应的的转化率由大到小的顺序为_______。已知B点时对应的转化率为,则B点时副反应的平衡常数_______。150℃,和反应一段时间后,的选择性位于M点,不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施为_______ (填一条即可)。参照秘密级管理★启用前
2023-2024学年度部分学校高三阶段性诊断检测试题
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ni 59 Cu 64 Sn 119 La 139
一、选择题:本题共10小题,每题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 化学与生产生活、科技密切相关。下列说法正确是
A. 北京冬奥会的志愿者服装添加石墨烯是为了提高硬度
B. 美缝剂-环氧彩砂中的石英砂与金刚砂属于同素异形体
C. 高强度芳纶纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺)可通过缩聚反应合成
D. 冠醚(18-冠-6)通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
【答案】C
【解析】
【详解】A.北京冬奥会的志愿者服装添加的石墨烯是发热材料,用于保暖,不是为了提高硬度,故A错误;
B.石英砂的主要成分是SiO2,金刚砂的成分是SiC,都是化合物,不是碳的单质,不属于同素异形体,故B错误;
C.对苯二甲酸和对苯二胺发生反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺和水,水是小分子,则该反应为缩聚反应,故C正确;
D.K+提供空轨道,O原子提供孤电子对,则冠醚(18-冠-6)通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,故D错误。
答案选C。
2. 下列污垢处理试剂正确且符合安全环保理念的是
污垢 试剂
A 银镜反应的银垢 2%的稀氨水
B 石化设备内的硫垢 的溶液
C 制的垢 浓盐酸
D 锅炉内的石膏垢 饱和溶液5%的柠檬酸溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.银镜反应的银垢不和2%的稀氨水反应,不能用来处理银镜反应的银垢,A不符合题意;
B.S和的溶液在加热的条件下反应生成NO2等污染性气体,不符合安全环保理念,B不符合题意;
C.浓盐酸具有挥发性,和二氧化锰生成有毒的氯气,不符合安全环保理念,C不符合题意;
D.石膏垢中硫酸钙和饱和碳酸钠转化为碳酸钙,碳酸钙和柠檬酸反应生成柠檬酸钙和二氧化碳,无污染性物质生成,D符合题意;
故选D。
3. X、Y、Z、W为同一短周期的主族元素,基态Y原子L层电子总数是内层电子总数的2倍,上述四种元素形成阴离子的结构如图。下列说法正确的是
A. ZW2为极性分子 B. 第一电离能:Z>W>Y
C. X元素位于元素周期表的s区 D. 最简单氢化物的热稳定性:Z>W>Y
【答案】A
【解析】
【分析】由题干信息结合阴离子的结构示意图可知,X、Y、Z、W为同一短周期的主族元素,基态Y原子L层电子总数是内层电子总数的2倍,且结构示意图中Y周围形成4个共价键,则Y为C,X形成了4个共价键,W形成1个共价键,Z形成2个共价键,阴离子带一个单位负电荷,说明X周围存在配位键,故W为F、X为B、Z为O,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Z为O、W为F,故ZW2即OF2为V形分子,正、负电荷中心不重合,则为极性分子,A正确;
B.由分析可知,X为B、Z为O、W为F,根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA、ⅤA反常,故第一电离能F>O>B即W>Z>Y,B错误;
C.由分析可知,X为B,价层电子排布为2s22p1,故X元素位于元素周期表的p区,C错误;
D.由分析可知,Y为C、Z为O、W为F,非金属性F>O>C,则最简单氢化物的热稳定性HF>H2O>CH4即W > Z>Y,D错误;
故答案为:A。
4. 下列除杂操作可行的是
A. 加热升华除去铁粉中的I2 B. 加浓溴水用过滤法除去苯中的苯酚
C. 蒸发结晶除去KNO3溶液中的NaCl D. 加MgO粉末用过滤法除去MgCl2溶液中的FeCl3
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁粉中混有I2时,加热会促进二者发生反应生成FeI2,A不可行;
B.苯中混有苯酚,加浓溴水时,苯酚转化为2,4,6-三溴苯酚,但仍溶解在苯中,则应加NaOH溶液将苯酚转化为苯酚钠,然后分液,B不可行;
C.KNO3溶液中混有NaCl,蒸发结晶不能除去KNO3溶液中的NaCl,应采用蒸发浓缩、降温结晶的方法让KNO3结晶析出,C不可行;
D.除去MgCl2溶液中的FeCl3,通常采用调节溶液的pH让FeCl3水解生成Fe(OH)3除去,加MgO粉末既能除去MgCl2溶液中的FeCl3,又不会导致生成Mg(OH)2沉淀,再用过滤法除去Fe(OH)3,D可行;
故选D。
5. 阿莫西林中间体的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 存在顺反异构,有手性碳原子 B. 1mol该物质最多可与2mol NaOH反应
C. 可形成分子间氢键,可以与盐酸反应生成盐 D. 含有5种官能团,能发生加聚和缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构简式,分子中的碳碳双键符合顺反异构的要求,连羧基的碳原子为手性碳原子,故A正确;
B.分子中酚羟基、羧基、酯基均可以与NaOH反应,最多可与3mol NaOH反应,故B错误;
C.分子中有羟基、羧基,可以形成分子间氢键,故C错误;
D.含有羟基、羧基、氨基、碳碳双键、酯基5种官能团,有羟基和羧基,能发生缩聚反应,故D正确。
答案选B。
6. 制备磺酰胺的装置如图,原理为。已知SO2Cl2熔点为-54.1℃,遇潮湿空气产生酸雾。下列说法正确的是
A. 连接顺序为a→de→bc→hi→fg
B. 装置丙中试剂为无水CaCl2
C. 装置乙中多孔球泡的作用是防止倒吸
D. 若无装置丙,则可发生
【答案】A
【解析】
【分析】在装置甲中与反应制取NH3,然后在装置丙中用碱石灰干燥氨气,通过多孔球泡通入装置乙中与SO2Cl2发生反应,制取得到磺酰胺[SO2(NH2)2],在装置乙后边连接安全瓶戊,最后盛有浓硫酸的装置丁的洗气瓶,用于防止水蒸气吸收SO2Cl2发生水解反应:SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4产生的HCl;
【详解】A.根据分析可知连接顺序为a→de→bc→hi→fg,A正确;
B.因为无水氯化钙会和氨气反应,故装置丙中的试剂为碱石灰,B错误;
C.多孔球泡可以增大气体和液体的接触面积,使反应更充分,并非防止倒吸,C错误;
D.若无装置丙干燥氨气,SO2Cl2会和水反应:SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,D错误;
故选A。
7. 调节溶液的pH,当溶液中的氨基酸主要以两性离子存在时,分子整体呈电中性,此时溶液的pH值为该氨基酸的pI值,谷氨酸的;丙氨酸的;赖氨酸的。已知:
可以利用如图装置分离这三种氨基酸,a、b为离子交换膜,下列说法不正确的是
A. 阳极的电极反应为
B. a应采用阳离子膜,b应采用阴离子膜
C. 原料室的应控制在6.02
D. 在产品室1中,可以收集到赖氨酸
【答案】D
【解析】
【分析】由题干电解池装置图可知,阳极室为电解H2SO4溶液,故阳极反应为:2H2O-4e-=O2+4H+,阴极室为电解NaOH溶液,电极反应为:2H2O+2e-=H2+2OH-,H+经a膜进入产品室1,OH-经b膜进入产品室2,故a膜为阳离子交换膜,b膜为阴离子交换膜,根据三种氨基酸的pI值可知,产品室1显酸性,则为谷氨酸,产品室2显碱性,则为赖氨酸,丙氨酸留在原料室,据此分析解题。
【详解】A.由题干图示装置可知,阳极室为稀硫酸,故阳极电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,A正确;
B.由分析可知,a应采用阳离子膜,b应采用阴离子膜,B正确;
C.由分析可知,原料室留下了丙氨酸,根据丙氨酸的pI值可知,原料室的应控制在6.02,C正确;
D.由分析可知,产品室1显酸性,则可以收集到谷氨酸,产品室2显碱性,则可以收集到赖氨酸,D错误;
故答案为:D。
8. 回收处理废旧镀锡覆铜板得到Cu和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. 上述流程共需要过滤2次
B. 氧化工序反应为:
C. 制备15.1g,至少需要22.6g30%溶液
D. 低温水解工序分离后的溶液可返回浸取工序
【答案】C
【解析】
【分析】镀锡铜箔用硫酸铜浸取时,发生反应:Cu2++Sn=Sn2++Cu,再用过氧化氢将Sn2+氧化为Sn4+,低温水解成Sn(OH)4,焙烧分解成SnO2。
【详解】A.浸取和低温水解后均需要过滤,故A正确;
B.氧化工序用过氧化氢将Sn2+氧化为Sn4+,方程式为,故B正确;
C.由电子守恒可得关系式SnO2~H2O2,15.1gSnO2的物质的量为mol=0.1mol,故至少需30%的过氧化氢溶液11.3g,故C错误;
D.Sn(SO4)2低温水解生成Sn(OH)4沉淀和硫酸,溶液可返回浸取工序,故D正确;
故选 C。
9. 二维磁性材料卤化铬混合晶体结构如图,在纯氧中发生光氧化反应生成长链状和。下列说法错误的是
A. 化学键中离子键成分百分数:
B.
C. 生成1mol X―X键转移3mol电子
D. 熔点:
【答案】C
【解析】
【详解】A.电负性:Cl>Br>I,电负性差值越大,离子键的百分数越大,A正确;
B.图左侧中有四个重负单元,每个单元内含2个铬,卤素数目为:,则n=3;图右侧1个铬,氧数目为:,m=3,B正确;
C.中X的化合价为-1价,生成1mol X―X键转移2mol电子,C错误;
D.阳离子相同,阴离子半径越小,晶格能越大,熔点越高,D正确;
故选C。
10. 利用CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理(M为催化剂)和不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。下列说法错误的是
A. 存在2个副反应 B. 电化学还原时,HCOOH是阴极产物
C. 使用BiIn作催化剂更优 D. 降低温度有利于提高CO2制甲酸的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.从CO2与H2制备HCOOH的反应机理图中可看出,有副产物、生成,即存在、,2个副反应,A正确;
B.电化学原理为通过催化还原制得HCOOH,故HCOOH为还原产物,而电解池的阴极发生还原反应,HCOOH是阴极产物,B正确;
C.从不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量与反应进程图像可看出,BiIn作催化剂时反应活化能最低,故使用BiIn作催化剂效果更好,C正确;
D.从不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量与反应进程图像可看出,CO2与H2制备HCOOH的反应为吸热反应,降低温度使制备HCOOH的反应平衡逆移,降低了CO2制甲酸的平衡转化率,D错误;
答案选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 根据实验目的,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的 方案设计 现象和结论
A 检验铁锈中是否含 将铁锈溶于浓盐酸,滴入溶液 紫色褪去,铁锈中含有
B 比较和的水解常数 分别测浓度均为的和溶液的pH 后者大于前者,
C 探究温度对反应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的与溶液在不同温度下反应 温度高的溶液中先出现浑浊,温度升高,该反应速率加快
D 探究1-溴丙烷中含有溴原子 向试管中加入1-溴丙烷和20%的K0H溶液,加热,再向反应后的溶液中加入稀硝酸酸化,滴加溶液 产生淡黄色沉淀,证明1-溴丙烷中含有溴原子
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A.浓盐酸中的氯离子可与酸性高锰酸钾反应,使其褪色,会干扰二价铁的检验,故A错误;
B.CH3COONH4和NaHCO3溶液中阳离子不同,且醋酸根离子与铵根离子相互促进水解,由实验操作和现象,不能说明,故B错误;
C.只有温度不同,放在热水中的混合液先出现浑浊,可知当其他条件不变时,反应体系的温度越高,化学反应速率越快,故C正确;
D.1-溴丙烷在KOH水溶液中共热进行充分水解后,先加入足量稀硝酸中和过量的KOH,使溶液呈酸性后再加入AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀,证明1-溴丙烷中含有溴原子,故D正确;
答案选CD
12. 有机物X→Y的异构化反应如图所示。下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B. X中所有碳原子可能共平面
C. 含碳碳双键和基团()的Y的同分异构体有5种
D. 类比上述反应,的异构化产物可得到水解产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.X分子中含有碳氯键、碳氮双键、醚键和碳碳双键,Y分子中含有碳氯键、酰胺基、碳碳双键,二者的官能团不完全相同,依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团,A正确;
B.X分子中,最多1个碳原子连接2个碳原子,则所有碳原子可能共平面,B正确;
C.含碳碳双键和基团()的Y的同分异构体有CH3CH2CH=CH-NHCCl3、CH3CH=CHCH2NHCCl3、CH2=CHCH2CH2NHCCl3、CH2=C(CH3)CH2NHCCl3、CH2=CHCH(CH3)NHCCl3、CH3CH=C(CH3)NHCCl3、(CH3)2C=CHNHCCl3,共7种,C错误;
D.类比上述反应,的异构化产物为,水解得到产物,D正确;
故选
13. 利用钒电池电解制备ClO2的装置如图所示。下列说法中错误的是
A. 工作时,b极区溶液由绿色变成紫色
B. 离子交换膜为阳离子交换膜
C. 生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1
D. 当钒电池有2 mol 通过质子交换膜时,理论上生成2 mol ClO2
【答案】AB
【解析】
【分析】由题干装置图可知,右侧的电解池中左侧产生H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,该电极为阴极,故与左侧钒电池中b电极为负极,电极反应为:V2+-e-=V3+,a电极为正极,电极反应为:+2H++e-=VO2++H2O,右侧电解池中右侧产生NCl3,电极反应为:+3Cl--6e-=NCl3+4H+,NCl3在ClO2发生器中和NaClO2反应生成ClO2和NH3,方程式为:3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,工作时,b极区电极反应为:V2+-e-=V3+,故溶液由紫色变成绿色,A错误;
B.由分析可知,电解池中阴极电极反应为:2H++2e-=H2↑,阳极的电极反应为:+3Cl--6e-=NCl3+4H+,则Cl-由阴极区经离子交换膜进入阳极区,极离子交换膜为阴离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,生成1molH2转移2mol电子,而生成1molNH3转移6mol电子,根据电子守恒可知,生成的H2和NH3的物质的量之比为3∶1,C正确;
D.由分析可知,生成1molClO2转移电子为1mol,根据电子守恒可知,当钒电池有2 mol通过质子交换膜时,理论上生成2 mol ClO2,D正确;
故答案为:AB。
14. 已知,该反应的,,、分别为正、逆反应速率常数。在一定压强下,按向密闭容器中投料,平衡时的体积分数、与温度T、w的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. ,曲线n表示随温度变化
B. 、,时,
C. 一定温度下,该反应的随催化剂的不同而发生改变
D. 相同温度下,平衡体系中大于的
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,当w一定时,温度升高,丙烯的体积分数增大,说明该反应正向为放热反应,则升温时,反应逆向进行,增大的程度大于,表示的值应该更小,所以曲线n表示随温度变化的曲线,A 正确;
B.反应为气体分子数不变的反应,在、,假设、投料均为1mol,平衡时,则平衡时为2mol×25%=0.5mol,则反应1mol-0.5mol=0.5mol,平衡时、、、均为0.5mol,反应平衡常数;当,则此时为2mol×20%=0.4mol,则反应1mol-0.4mol=0.6mol,此时时、、、分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol,,B错误;
C.结合B分析,一定温度下,该反应的=K,平衡常数不随催化剂的不同而发生改变,C错误;
D.相同温度下,增大氯气的量,w值增大,平衡正向移动,丙烯的体积分数减小,但由于氯气增多,平衡体系中的体积分数小于的,D错误;
故选A。
15. 向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加溶液,发生反应和,pM、pN与的关系如图所示。其中M代表或,N代表或,。下列说法错误的是
A. 表示随的变化关系
B. AgBr的
C. 的平衡常数为
D. 时,溶液中
【答案】CD
【解析】
【分析】溴化银的饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等,向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时,溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大,则b点所在曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在曲线表示溴离子与硫代硫酸根离子浓度变化的关系;溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时,溴化银主要转化为,溶液中小于,则直线L1表示随变化的关系、直线L2表示随的关系;由图可知,溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时,溶液中溴离子和银离子浓度分别为10—3.85mol/L、10—8.35mol/L,则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,直线L1表示随变化的关系、直线L2表示随的关系,故A正确;
B.据分析可知AgBr的,故B正确;
C.由图可知,溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时,溶液中溴离子和银离子浓度分别为10—3.85mol/L、10—8.35mol/L,为10—4.2,的浓度为:,的平衡常数为,故C错误;
D.由图可知,硫代硫酸根离子浓度为0.001 mol/L时,溶液中溴离子浓度最大,大于,则溶液中的浓度小于的浓度,所以溶液中离子浓度大小顺序为,故D错误;
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 镍及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的简化电子排布式为_______。已知第四电离能:,从原子结构的角度分析原因是_______。
(2)镍能形成多种配合物。中配位原子是_______。中键角_______(填“>”、“<”或“=”)中键角。中的空间结构为_______,该配离子中的大π键为_______(用表示,n为原子数,m为电子数)。硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(H―N=C=S)的沸点,原因是_______。
(3)某镧镍氧化物的晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:
晶胞中1个周围距离相等且最近的形成的空间结构为_______,离子A、B间距离d=_______pm,若阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度_______(用含的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. Ni失去的是上的一个电子,而Fe失去的是半充满状态上的一个电子
(2) ①. C ②. > ③. 直线形 ④. ⑤. 异硫氰酸能形成分子间氢键,而硫氰酸分子间没有氢键
(3) ①. 正八面体形 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
Ni的原子序数为28,简化电子排布式为:;Ni失去3个电子后价电子变为,故再失去的是上的一个电子,Fe失去3个电子后是,再失去的是上的一个电子,而是半满结构,较稳定,故;
【小问2详解】
中配位原子是C;中键角> 中键角,因为N原子上的孤电子对参与形成配位键,相当于没有孤电子对,而独立的氨分子中N原子上一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力更大,故中键角更小;中心原子为S,其价电子对为2+=2,没有孤电子对,中的空间结构为直线形;该配离子中的大π键为,因为共3个原子共用电子,S和N共提供4个电子,故大π键为;异硫氰酸能形成分子间氢键,而硫氰酸分子间没有氢键,所以硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(H―N=C=S)的沸点;
【小问3详解】
根据投影图,可判断Ni2+位于体内,共2个;La3+的位置有:体内1个,顶点=1;棱上,共4个;O2-的位置有:体内2个,面上,棱上,共8个;因此1个周围距离相等且最近的形成的空间结构为正八面体形;由上述分析可知,底面面对角线长度的一半,A到棱心的长度,以及要计算得d三者构成直角三角形,d为斜边的长度,底面面对角线长度的一半=;A到棱心的长度为()pm;故d=;根据上述计算,晶胞的质量为,晶胞的体积为,故晶体的密度=。
17. 工业上用电镀污泥[含Cr(OH)3,少量Cu(OH)2,FeO和Fe(OH)3等]和废铅膏(含PbSO4,少量PbO2,PbO)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下:
已知:①在碱性条件下,Cr(Ⅲ)可被H2O2氧化为Cr(Ⅵ);在酸性条件下,Cr(Ⅵ)可被H2O2还原为Cr(Ⅲ)。pH<5时Cr(Ⅵ)主要以存在,pH>7时Cr(Ⅵ)主要以存在。Fe(OH)3和Cr(OH)3易形成共沉淀。
②相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)滤液1中主要的阳离子有和_______。“沉铁”加入Na2CO3溶液调节溶液的pH=2,生成黄钠铁钒沉淀,pH不宜过大的原因是_______。
(2)“转化”中Cr3+反应的离子方程式为_______。一系列操作的顺序为_______(填标号)。
可供选择的操作有:①加热浓缩、趁热过滤 ②冷却结晶、过滤洗涤 ③加H2SO4溶液调pH ④加NaOH溶液调pH ⑤加热煮沸
(3)25℃时Na2Cr2O7溶液中存在多个平衡,本题条件下仅需考虑如下平衡: ; 。pH=9,0.1 mol L-1Na2Cr2O7溶液中,则溶液中的平衡浓度为_______(保留两位有效数字)。
(4)“盐浸”目的是加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为PbCO3,Na2CO3溶液的最小浓度为_______mol L-1 (保留两位有效数字)。[已知:25℃时,,]
(5)“焙烧”时H2C2O4与PbO2反应生成PbO、CO2和O2,测得CO2与O2分压比为2∶1,则反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. [Cu(NH3)4]2+ ②. Fe(OH)3和Cr(OH)3易形成共沉淀难以分离(或Fe(OH)3胶体吸附Cr3+)
(2) ①. ②. ⑤③①②④
(3)6.0×10-4
(4)5.9×10-10
(5)
【解析】
【分析】电镀污泥[含Cr(OH)3,少量Cu(OH)2,FeO和Fe(OH)3等]中加入NH3 H2O和(NH4)2CO3进行氨浸,Cu(OH)2溶解生成[Cu(NH3)4]2+,Cr(OH)3、FeO和Fe(OH)3不溶而成为滤渣;往滤渣中加入H2SO4,Cr(OH)3、FeO和Fe(OH)3溶解生成Cr3+、Fe2+、Fe3+,通入O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入Na2CO3,此时Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,过滤后,往滤液中加入NaOH调节pH=9,并加入足量的H2O2氧化铬,将铬转化为;经过一系列操作得到Na2CrO4。废铅膏(含PbSO4,少量PbO2,PbO)中加入Na2CO3进行盐浸,将PbSO4转化为PbCO3,再加入H2C2O4焙烧,生成PbO、CO2、O2,然后加HNO3酸化,生成Pb2+;两份溶液混合,可制得PbCrO4。
【小问1详解】
由分析可知,滤液1中主要的阳离子有和[Cu(NH3)4]2+。“沉铁”加入Na2CO3溶液调节溶液的pH=2,生成黄钠铁钒沉淀,若pH过大,会导致Fe3+、Cr3+生成沉淀,其原因是:Fe(OH)3和Cr(OH)3易形成共沉淀难以分离(或Fe(OH)3胶体吸附Cr3+)。
【小问2详解】
“转化”中,溶液由酸性变为碱性,此时Cr3+转化为,反应的离子方程式为。从溶解度曲线可以看出,若直接降低温度,则Na2SO4也会结晶析出,则应先除杂质,即加酸将转化为,升高温度让Na2SO4结晶析出后,再降低温度,结晶析出Na2Cr2O7,再调节溶液的pH,将Na2Cr2O7转化为NaCrO4,所以一系列操作的顺序为⑤加热煮沸、③加H2SO4溶液调pH、①加热浓缩、趁热过滤、②冷却结晶、过滤洗涤、④加NaOH溶液调pH,故选⑤③①②④。
【小问3详解】
pH=9,0.1 mol L-1Na2Cr2O7溶液中,依据Cr元素守恒可建立等式:c()+c()+2c()=0.2mol/L,,则c()+c()≈0.2mol/L,,,溶液中的平衡浓度为mol/L≈6.0×10-4。
【小问4详解】
“盐浸”目的是加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为PbCO3,当K>1×105时,可认为反应物完全转化为生成物。对于反应PbSO4(s)+(aq)PbCO3(aq)+(aq),K===2.16×105>1×105时,则PbSO4发生完全转化,c(Pb2+)==1.26×10-4mol/L,Na2CO3溶液的最小浓度为mol L-1≈5.9×10-10mol L-1。
【小问5详解】
“焙烧”时H2C2O4与PbO2反应生成PbO、CO2和O2,测得CO2与O2分压比为2∶1,则CO2与O2的化学计量数之比为2:1,反应的化学方程式为。
【点睛】对于可逆反应,当当K>1×105时,可认为反应物完全转化为生成物。
18. 利用席夫碱L(结构简式为,相对分子质量为416)制备金属缓蚀剂,并测定n值。
Ⅰ.制备
向烧瓶中加入席夫碱L和(沸点为39.8℃),置于35℃恒温水浴(如图所示)。滴加溶液,回流1h。反应结束后将烧瓶置于冰水浴中冷却,过滤、洗涤、干燥,得到固体。
(1)仪器X的名称为_______。控制水浴温度为35℃的原因是_______。
(2)洗涤所用最佳试剂为_______(填标号)。
A. 去离子水 B. 无水乙醇 C. NaOH溶液 D. 溶液
Ⅱ.测定n值
称取0.478g焙烧,将焙烧产物用稀充分溶解,滴加NaOH溶液调pH为3~4,加入过量浓KI溶液,用标准溶液滴定至浅黄色,加入淀粉溶液,继续滴定至浅蓝色,再加入KSCN溶液滴定至终点,共消耗标准溶液20.00mL。
已知:ⅰ.(棕黄色);;能吸附。
ⅱ.25℃时,,。
(3)滴加NaOH溶液调pH为3~4,若pH过高,则测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。释放出的与反应的离子方程式为_______。滴定终点的现象是_______。
(4)加入KSCN溶液的目的是_______。中_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 温度过低,反应速率慢;温度过高,挥发损失 (2)B
(3) ①. 偏高 ②. 或 ③. 滴入最后半滴标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色
(4) ①. 加入KSCN,使CuI转化为CuSCN,释放被吸附的,使充分反应 ②. 1
【解析】
【分析】制备的实验过程为向烧瓶中加入席夫碱L和(沸点为39.8℃),置于35℃恒温水浴(如图所示);滴加溶液,回流1h;反应结束后将烧瓶置于冰水浴中冷却,过滤、洗涤、干燥,得到固体。
【小问1详解】
根据仪器X结构特点可知为球形冷凝管,温度过高会导致CH2Cl2挥发;温度过低会降低反应速率,所以应控制水浴温度为35℃;
【小问2详解】
根据席夫碱L结构可知其在无水乙醇中的溶解度较大,洗涤后过滤可将CuLn滤出,从而实现分离,故答案为:B;
【小问3详解】
pH过高,Cu2+水解造成结果偏低;pH过低,I-易被空气氧化为I2造成结果偏高,所以应调节pH至3~4;I-与CuLn释放出的Cu2+,离子方程式:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2或2Cu2++5I 2CuI↓+;滴定终点的现象:滴入最后半滴标准溶液后,蓝色恰好消失且30s内不再变蓝;
【小问4详解】
根据Ksp(CuI)=5.1×10-12,Ksp(CuSCN)=4.8×10-15可知,加入KSCN溶液可使CuI转化为CuSCN,释放被吸附的,使I2充分反应;根据离子反应:I2+I- ;I2+2S2═2I-+S4,得关系:2CuLn~I2~2S2,则0.03×0.0204×(416n+64)g≈0.3g,解得:n≈1。
19. 广谱抗菌药物帕珠沙星(K)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.[或―COOR]
Ⅱ.
X=F,Br;Z=COR,COOR,CN等
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)①~⑤中共有_______种反应类型;B的同分异构体中,符合下列条件的结构简式为_______(任写1种)。
a.含有六元环结构 b.与溶液反应放出
c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2
(2)C的结构简式为_______;E中含氧官能团的名称为_______。
(3)W中碳原子的轨道杂化方式有_______种;H→I的化学方程式为_______。
(4)已知:,其反应机理为:
①ⅰ中形成的化学键类型为_______。
②该反应苯环较难生成多元取代产物的原因是_______。
(5)根据上述信息,写出以和为主要原料制备的合成路线_______。
【答案】(1) ①. 2 ②. 、(任写一种)
(2) ①. ②. 酮羰基、酯基
(3) ①. 3 ②.
(4) ①. 配位键 ②. 羰基具有吸电子作用,使苯环缺电子,难以与-R进一步反应
(5)合成路线参考:
【解析】
【分析】A与反应生成B,结合A的分子式,A为CH≡CCOOC2H5;E与在CH3COOH的作用下生成F,结合F的结构,和已知Ⅰ的信息,可得E为,B、D反应生成E,结合D的分子式,倒推得到D的结构为,C与SOCl2反应生成D,结合C的分子式,C的结构为,F发生取代反应生成G,H和C2H4Br2在一定条件下生成I,根据I的结构和H的分子式,H的结构为,G生成H参考已知Ⅱ的信息,结合W的分子式,可得W为,I生成J参考已知Ⅲ的信息,可得J为,J先与NaClO、OH-反应,再与H+反应生成K。
【小问1详解】
①为加成反应,②③④⑤为取代反应,共有2种反应类型;B的同分异构体a.含有六元环结构;b.与NaHCO3溶液反应放出CO2,即存在羧基;c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2,符合条件的结构简式为、;
【小问2详解】
由分析得,C为;E为,E中含氧官能团有酯基、酮羰基;
【小问3详解】
W为,-CN中的C为sp杂化,-COO-中的碳为sp2杂化,其余C为sp3杂化,杂化方式共3种;由分析得H的结构为,H→I的化学方程式为:;
【小问4详解】
①i中Cl的孤电子对与Al上的空轨道形成配位键;
②羰基具有吸电子作用,使苯环缺电子,难以与-R进一步反应;
【小问5详解】
与SOCl2反应生成,与在AlCl3的作用下生成,发生已知信息Ⅱ的反应,生成,合成路线为:。
20. 乙酸相对乙醇廉价易得,乙酸催化加氢制乙醇的反应如下:
主反应:
副反应:
已知:Ⅰ.该副反应的热效应很小;
Ⅱ.S表示产物选择性,,
回答下列问题:
(1)一定温度下,将1mol、2mol通入恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时的转化率为10%,该反应放热QkJ,则_______。
(2)在恒温、恒压下,原料气通过某催化剂发生上述反应,投料比对反应的影响如图甲所示。表示乙酸的转化率,最佳投料比为_______。当时,曲线可延伸至E、F、G中的_______点;投料比=20时,的转化率=_______。
(3)当时在不同条件下达到平衡。在下的、~t在下的、~p如图乙所示:
2Mpa时,随t变化的曲线是_______ (填标号),曲线变化的原因是_______。A、B、C三点对应的的转化率由大到小的顺序为_______。已知B点时对应的转化率为,则B点时副反应的平衡常数_______。150℃,和反应一段时间后,的选择性位于M点,不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施为_______ (填一条即可)。
【答案】(1)―10Q
(2) ①. 20 ②. E ③. 8.1%
(3) ①. ②. 副反应热效应小,温度对影响小,主反应为放热反应,温度升高,平衡左移,减少,增大,减小 ③. C>A>B ④. ⑤. 增大压强或使用对主反应催化活性更高的催化剂
【解析】
【小问1详解】
一定温度下,将1molCH3COOH(g)、2molH2(g)通入到恒压密闭容器电(不考虑副反应),氢气过量,达到平衡时,H2的转化率为10%,该反应放热QkJ,则消耗氢气0.2mol,若消耗2mol则放出10QkJ热量,故则该温度下主反应的△H1=-10QkJ/mol。
【小问2详解】
表示乙酸的转化率,由图可知,投料比为20时,乙酸的选择性最大,转化率也较高,最佳投料比为20,当时,相当于增大H2的浓度,由图可知,乙酸的选择性降低,则乙酸乙酯的选择性增大到E点,投料比=20时,乙酸的转化率为90%,乙醇的选择性为80%,假设投入20molH2和1molCH3COOH,生成乙醇的物质的量为1mol×90%×80%=0.72mol,生成乙酸乙酯的物质的量为1mol×90%×20%×=0.09mol,则主反应生成0.72mol+0.09mol=0.81mol乙醇,H2的转化量为0.81mol×2=1.62mol,则的转化率==8.1%。
【小问3详解】
当时在不同条件下达到平衡。在下的、~t在下的、~p如图乙所示,副反应热效应小,温度对影响小,主反应为放热反应,温度升高,平衡左移,减少,增大,减小,2Mpa时,随t变化的曲线是,随t变化的曲线是,主反应是气体体积减小反应,增大压强平衡正向移动,副反应的平衡状态不受压强影响,则增大压强增大,减小,则随p变化的曲线是,随p变化的曲线是,综上所述,增大压强或减小温度,的转化率增大,C点温度为250℃、压强为2MPa,A和B压强为2Mpa,且温度CA>B,已知B点时对应的转化率为,乙酸乙酯的选择性为10%,列出“三段式”
x+y=,,解得x=0.95,y=0.05,则B点时副反应的平衡常数;150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,由于主反应的正反应是气体体积减小的反应,而副反应反应前后气体的物质的量不变,因此要提高乙醇选择性,可以是增大压强;或者是使用对主反应催化活性更高的催化剂,来提高主反应中乙醇选择性;