重庆市2024年高三考前最后一卷
化学试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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.微信公众号“山城学术圈”整理汇编。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分。
1. 《天工开物》中对“海水盐”有如下描述:“凡煎盐锅古谓之牢盆……其下列灶燃薪,多者十二三眼,少者七八眼,共煎……火燃釜底,滚沸延及成盐”。下列分析错误的是
A. “火燃釜底”的目的是蒸发结晶 B. 海水盐中含有多种杂质
C. “滚沸延及成盐”是物理变化 D. 海水盐中不会含有溴元素
2. 下列化学用语不正确是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 中子数为143的U原子:
C. 基态Ca原子核外电子占据的最高能级原子轨道示意图:
D. HCl分子中键的形成:
3. 化学与生产、生活等社会实际密不可分,下列说法正确的是
A. 高铁酸钾(KFeO4)可以用来进行自来水消毒,还可净水
B. 氯气和活性炭均可做漂白剂,若同时使用,其漂白效果会明显增强
C. 海水提溴工艺中,用二氧化硫进行吸收,利用了二氧化硫的氧化性
D. 暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等,其原理主要是利用铁粉与水反应放热
4. “臭碱”()广泛应用于冶金、电镀等工业。一种制备的方法为:。已知为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A. 12g石墨中含有六元环数为 B. 1 L 1 mol L 溶液中含有的离子数为3NA
C. 生成22.4 L 转移的电子数为 D. 14.2 g 晶体中含有的σ键数为0.6NA
5. 下列有关离子反应、共存和检验的说法正确的是
A. 滴入甲基橙呈红色的溶液中一定能大量共存、、、
B. 某溶液中滴加溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中一定不存在
C. 用溶液可鉴别浓度均为的、、三种溶液
D. 铅蓄电池放电时的负极反应为:
6. 下列关于青蒿素分子和图1为枸杞中某有机物的说法中,不正确的是
A. 青蒿素的分子式为,通过X射线衍射实验可获得青蒿素晶体中分子的空间结构
B. 过氧基团(-O-O-)的存在可以通过红外光谱证实
C. 对青蒿素进行结构改良得到了药效更佳双氢青蒿素,该过程发生了氧化反应
D 枸杞中该有机物能发生加成、加聚、水解等反应,1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
7. 下述装置或操作能实现相应实验目的的是
装置或操作
实验目的 A.铁钉表面镀铜 B.配制银氨溶液
装置或操作
实验目的 C.验证氧化性 D.检验1-溴丙烷的消去反应产物丙烯
A. A B. B C. C D. D
8. 我国科学家合成了一种咪唑基聚离子液体(PIL/AcO),该离子液体可用于制备离子导体。PIL/AcO的合成路线如下:
已知:高分子链之间形成氢键可显著提高材料的力学性能。
下列说法不正确的是
A. L和M不是同系物
B. 生成PIL/AcO时,参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y
C. 该反应的副产物不可能是网状结构的高分子
D. x与y的和一定时,改变x与y的比值可调控离子导体的力学性能
9. 根据实验目的设计方案并进行实验,下列有关方案设计、实验现象或结论都正确的是
实验目 方案设计 现象 结论
A 比较Cu和Fe的金属性强弱 取同浓度的①、②溶液,滴加同浓度氨水 ①先沉淀后溶解,②沉淀后不溶解 金属性:Cu<Fe
B 检验己烯中的碳碳双键 取少量己烯,加入溴的四氯化碳溶液,振荡 上下两层均无色 己烯中含碳碳双键
C 比较配离子的稳定性 向盛有少量蒸馏水的试管里加2滴,然后再加2滴硫氰化钾溶液 溶液由黄色变血红色 与形成的配离子更稳定
D 比较温度对反应速率的影响 将2mL 01mol/L 溶液(A)浸入0℃水浴中、2mL 0.05mol/L 溶液(B)浸入50℃水浴中,再同时滴加0.1mol/L稀硫酸2mL B溶液比A溶液先出现浑浊 温度越高,反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
10. 化合物甲(化学式可表示为)是德国化学家L。 Leopold Gmelin于1882年发现的一种配合物,可用于颜料、钢铁等行业。X、Y、Z、M为前4周期主族或副族元素,四种元素原子的电子数总和为58;X、Y同周期,Z、M同周期相邻。基态X最高能层的原子轨道为球形,且只填充了1个电子;基态Y的价电子排布中有4个单电子。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 化合物甲中除含配位键,还含离子键、非极性键
C. 的VSEPR模型为三角形
D. 化合物甲的溶液可用于检验
11. 一种含钒的锑化物在超导方面具有潜在的应用前景,的晶胞结构如图甲所示,晶胞高度处水平截面如图乙所示:
下列说法中错误的是
A. M的化学式为
B. M中V的化合价为+4和+5
C. V原子周围紧邻的Sb原子数为6
D. M晶体不导电,熔融状态可导电
12. 近日,科学家利用有机聚合物开发出了一种铝离子电池正极材料,其容量高于石墨。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,电流方向为有机物电极电极
B. 放电时,有机物电极可能发生反应
C. 充电时,电极电势比有机物电极的高
D. 充电时,当外电路通过电子时,两电极质量变化量差值为
13. 体系中存在平衡:。常温下,用一定浓度的溶液滴定NaCl溶液的过程中,溶液中含Hg微粒的分布分数随的变化曲线如图所示。已知:。下列说法错误的是
A. 曲线③表示随的变化关系
B.
C. 增大氯化钠溶液的浓度,a点向右移动
D.
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构~活性关系,经研究发现主要反应如下:
在T ℃、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应,测得含氮元素占比[如N2的含氮元素占比与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响; Kp为用平衡时气体分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是
A. 曲线c表示的是氨气的含氮元素占比
B. 若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则 F点将移向 E点
C. Ⅰ点时,0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa min
D. 若95 min时达到平衡,则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碳酸钠是一种重要的无机化工原料,以“侯氏制碱法”为原理,实验室中用碳酸氢铵和粗盐(含有MgCl2、CaCl2)制备碳酸钠,并测定其含量。回答下列问题:
I.碳酸钠的制备
制备流程如图所示。
已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12
(1)滤渣的成分有____。
(2)写出灼烧碳酸氢钠的化学方程式____。
(3)根据相关物质的溶解度随温度的变化曲线(如图所示),制备NaHCO3时反应温度控制在30~35℃之间,温度过高或者过低都不利于反应进行,原因是____。
(4)向母液中加入研细的NaCl粉末可以制得NH4Cl晶体,为使NH4Cl晶体充分析出并分离,根据溶解度曲线,需采用的操作为____、____、洗涤、干燥。
II.碳酸钠含量分析
称取制备的碳酸钠2.00g,配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入2滴某指示剂,用0.1000mol/L盐酸滴定至第一滴定终点,消耗16.00mL盐酸。再加入2滴甲基橙,继续滴加盐酸,溶液由黄色变为橙色后,加热煮沸1~2min,冷却后溶液又变为黄色,继续用盐酸滴定,溶液重新变为橙色,直至加热不褪色即为第二滴定终点,最终共消耗34.00mL盐酸。
(5)第一滴定终点的现象为____。
(6)滴定过程中加热煮沸溶液的目的是____,若不煮沸,测得Na2CO3的质量分数____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(7)产品中Na2CO3的质量分数为____,NaHCO3的质量分数为____。
16. 镍是一种重要的金属,可用于制备铁镍合金以及镍氢电池的材料。某铁镍矿石的主要成分是和NiO,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。一种以该铁镍矿为原料制备高纯氢氧化镍的工艺流程如下:
已知:,,,,,
回答下列问题:
(1)将铁镍矿石粉碎的目的是_______。
(2)“酸溶”所得溶液中除含有、、外,还含有的金属阳离子有_______。废渣1的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“除铁”时的作用是_______。
(4)“除铜”时,试剂B可选用或。当选用作沉淀剂时,发生反应的离子方程式为_______,该反应的平衡常数_______。
(5)“除钙、镁”所得废渣3的主要成分是和,“除钙、镁”所得滤液中_______。
(6)“沉镍”过程中,需调节溶液pH约为_______时,才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度;)。
17. 短链烃是重要的化工原料,也是衡量国家化工水平的重要指标之一.
I.丙烷制烯烃的反应有
ⅰ.
ⅱ.
已知:共价键的键能如表所示.
共价键 C-H C-C
键能 413 347 613 436
回答下列问题:
(1)________;
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入发生反应ⅰ和ⅱ,下列事实能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母);
A. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
B. 的值保持不变
C.
D. 和的物质的量之比保持不变
(3)在温度为、起始压强为的恒温恒容密闭容器中充入发生反应ⅰ和ⅱ,达到平衡后、的体积分数均为;
①反应ⅰ的分压平衡常数为________;
②若其他条件不变,该反应在恒容绝热容器中进行,测得平衡时的体积分数大于,则此时反应ⅰ和ⅱ的分压平衡常数:________(填“”“”或“”);
(4)在催化剂表面制的部分反应机理如图所示.从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为________________;
Ⅱ.丙烷、甲醇共进料时,除发生反应ⅰ和ⅱ外,还发生反应:
ⅲ.
(5)平衡体系中、、和在含碳微粒中的物质的量分数随不同投料比的变化关系如图所示,其中代表的变化曲线为________(填字母).
(6)在恒容密闭容器中充入和发生反应,平衡体系中随温度的升高先减小后增大,解释其原因为________________。
18. 磷酸氯喹治疗新冠肺炎具有一定的疗效,可由氯喹与磷酸制备。下图是制备氯喹的一种合成路线:
已知:①R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH;
②和苯酚相似,具有酸性。
③
回答下列问题:
(1)C 的化学名称为___________,D 中含氧官能团的名称为___________。
(2)完成合成X的路线:
(3)F的结构简式为___________,写出F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(4)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.含有苯环,无其他环状结构 ii.苯环上有一个碳氯键 iii.含有氰基(-CN)
(5)已知:2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。写出以环己烯和乙二胺(NH2CH2CH2NH2)为原料制备的合成路线:___________(其他试剂任选)。
重庆市2024年高三考前最后一卷
化学试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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.微信公众号“山城学术圈”整理汇编。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分。
1. 《天工开物》中对“海水盐”有如下描述:“凡煎盐锅古谓之牢盆……其下列灶燃薪,多者十二三眼,少者七八眼,共煎……火燃釜底,滚沸延及成盐”。下列分析错误的是
A. “火燃釜底”的目的是蒸发结晶 B. 海水盐中含有多种杂质
C. “滚沸延及成盐”是物理变化 D. 海水盐中不会含有溴元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.“火燃釜底,滚沸延及成盐”,则“火燃釜底”的目的是蒸发结晶,故A正确;
B.用海水制得的粗盐中含有多种可溶性杂质(MgCl2、CaCl2、Na2SO4等)和不溶性杂质(泥沙等),故B正确;
C.“滚沸延及成盐”是盐的析出,是物理变化,故C正确;
D.海水盐中含有溴元素,如NaBr,故D错误;
故选D。
2. 下列化学用语不正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 中子数为143的U原子:
C. 基态Ca原子核外电子占据的最高能级原子轨道示意图:
D. HCl分子中键的形成:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Mn原子核外有25个电子,基态Mn原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2,则基态Mn2+的价电子排布式为3d5,基态Mn2+的价电子轨道表示式为,A项错误;
B.中子数为143的U原子的质量数为92+143=235,核素符号为,B项正确;
C.Ca原子核外有20个电子,基态Ca原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,占据的最高能级为4s能级,其原子轨道示意图为,C项正确;
D.HCl分子中σ键是由H原子提供的未成对的1s原子轨道和Cl原子提供的未成对的3p原子轨道重叠形成的,表示为,D项正确;
答案选A。
3. 化学与生产、生活等社会实际密不可分,下列说法正确的是
A. 高铁酸钾(KFeO4)可以用来进行自来水消毒,还可净水
B. 氯气和活性炭均可做漂白剂,若同时使用,其漂白效果会明显增强
C. 海水提溴工艺中,用二氧化硫进行吸收,利用了二氧化硫的氧化性
D. 暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等,其原理主要利用铁粉与水反应放热
【答案】A
【解析】
【详解】A.高铁酸钾具有强氧化性,故可用来自来水消毒,高铁酸钾会遇水生成氢氧化铁絮状沉淀,具有吸附作用,故可用来净水,A正确;
B.氯气和活性炭不反应,但活性炭吸附能力强,能吸附氯气,减弱漂白效果,B错误;
C.海水提溴工艺中,用二氧化硫进行吸收,利用了二氧化硫的还原性,SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,C错误;
D.溴水暖宝宝的工作原理是铁生锈放出大量的热,D错误;
故答案选A。
4. “臭碱”()广泛应用于冶金、电镀等工业。一种制备的方法为:。已知为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A. 12g石墨中含有六元环数为 B. 1 L 1 mol L 溶液中含有离子数为3NA
C. 生成22.4 L 转移的电子数为 D. 14.2 g 晶体中含有的σ键数为0.6NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨为层状结构,层内 1个碳原子被3个六元环共用,即1个六元环中含个碳原子,12 g石墨中含有1mol碳原子,六元环数为0.5NA,故A正确;
B.1molNa2S完全电离得到的离子数为3NA,能发生水解反应,其水解离子方程式为,即水解后离子数目增大,所以离子数目大于,故B错误;
C.题中未明确交代是否是标准状况,无法计算22.4 L的物质的量,故C错误;
D.为离子晶体,每1mol中含4molσ键,14.2 g的物质的量为0.1mol,所以14.2 g晶体中只含有0.4 mol σ键,故D错误;
故答案为:A。
5. 下列有关离子反应、共存和检验的说法正确的是
A. 滴入甲基橙呈红色的溶液中一定能大量共存、、、
B. 某溶液中滴加溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中一定不存在
C. 用溶液可鉴别浓度均为的、、三种溶液
D. 铅蓄电池放电时的负极反应为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.滴入甲基橙呈红色的溶液显酸性,不能大量共存,故A错误;
B.某溶液中滴加溶液,产生的氨气溶于水,需要加热,氨气才能逸出,没有加热,湿润红色石蕊试纸未变蓝,不能证明溶液中一定不存在,故B错误;
C.与发生氧化还原产生碘单质,溶液变为棕黄色,滴入和中均不反应,无现象,无法鉴别二者,故C错误;
D.铅蓄电池的负极为Pb,电解质溶液为硫酸,放电时的负极反应为:,故D正确;
故答案为D。
6. 下列关于青蒿素分子和图1为枸杞中某有机物的说法中,不正确的是
A. 青蒿素的分子式为,通过X射线衍射实验可获得青蒿素晶体中分子的空间结构
B. 过氧基团(-O-O-)的存在可以通过红外光谱证实
C. 对青蒿素进行结构改良得到了药效更佳的双氢青蒿素,该过程发生了氧化反应
D. 枸杞中该有机物能发生加成、加聚、水解等反应,1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构可知青蒿素分子中含15个C原子、22个H原子、5个O原子,青蒿素的分子式为,通过X射线衍射实验可获得青蒿素晶体中分子的空间结构,故A正确;
B.红外光谱可测定化学键、官能团,则过氧基团(-O-O-)的存在可以通过红外光谱证实,故B正确;
C.该过程中羰基转化为羟基,与氢气发生还原反应可实现,故C错误;
D.枸杞中该有机物含有苯环和碳碳双键,能发生加成反应,含有碳碳双键,能发生加聚反应,含有肽键,能发生水解反应,碳碳双键能与溴水发生加成反应,酚羟基的邻位、对位上的氢原子可以与溴水发生取代反应,故1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗,故D正确;
故选C。
7. 下述装置或操作能实现相应实验目的的是
装置或操作
实验目的 A.铁钉表面镀铜 B.配制银氨溶液
装置或操作
实验目的 C.验证氧化性 D.检验1-溴丙烷的消去反应产物丙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解装置中铁与电源负极相连为阴极,铜与电源正极相连作阳极,硫酸铜作电解质溶液,能够实现在铁钉表面镀铜,A正确;
B.配制银氨溶液的操作为:向一洁净的试管中加入一定量的溶液,向其中逐滴加入稀氨水至产生的沉淀恰好完全溶解为止,B错误;
C.图示装置可以得出溶液处变橙黄色,淀粉溶液处变蓝色,证明氯气可分别氧化、,但不能证明氧化,即不能比较溴、碘的氧化性强弱,C错误;
D.挥发的醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰丙烯的检验,因此紫色褪去不能证明生成丙烯,D错误;
答案选A。
8. 我国科学家合成了一种咪唑基聚离子液体(PIL/AcO),该离子液体可用于制备离子导体。PIL/AcO的合成路线如下:
已知:高分子链之间形成氢键可显著提高材料的力学性能。
下列说法不正确的是
A. L和M不是同系物
B. 生成PIL/AcO时,参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y
C. 该反应的副产物不可能是网状结构的高分子
D. x与y的和一定时,改变x与y的比值可调控离子导体的力学性能
【答案】C
【解析】
【详解】A.同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2的有机物,L、M中所含有的醛基个数不同,分子组成也不是相差若干个CH2,不是同系物,A正确;
B.由聚合物PIL/AcO的结构式可知,含有K的结构单元聚合度为x,含有N的结构单元聚合物为y,故参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y,B正确;
C.聚合度为y的结构单元中还有羟基,可以与其它高分子链中的羟基发生脱水从而连接形成网状结构,C错误;
D.聚合物PIL/AcO中有乙酸根和聚合物中的N形成离子键,x与y的和一定时,改变x与y的比值,高分子链的总长度不同,可调控离子导体的力学性能,D正确;
本题选C。
9. 根据实验目的设计方案并进行实验,下列有关方案设计、实验现象或结论都正确的是
实验目的 方案设计 现象 结论
A 比较Cu和Fe的金属性强弱 取同浓度的①、②溶液,滴加同浓度氨水 ①先沉淀后溶解,②沉淀后不溶解 金属性:Cu<Fe
B 检验己烯中的碳碳双键 取少量己烯,加入溴的四氯化碳溶液,振荡 上下两层均无色 己烯中含碳碳双键
C 比较配离子的稳定性 向盛有少量蒸馏水的试管里加2滴,然后再加2滴硫氰化钾溶液 溶液由黄色变血红色 与形成的配离子更稳定
D 比较温度对反应速率的影响 将2mL 0.1mol/L 溶液(A)浸入0℃水浴中、2mL 0.05mol/L 溶液(B)浸入50℃水浴中,再同时滴加0.1mol/L稀硫酸2mL B溶液比A溶液先出现浑浊 温度越高,反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.取同浓度的①、②溶液,滴加同浓度氨水,CuCl2先生成Cu(OH)2沉淀,与氨水继续反应,生成,FeCl3生成Fe(OH)3沉淀,该实验不能比较Fe、Cu金属性的大小,故A错误;
B.取少量己烯,加入溴的四氯化碳溶液,振荡,溴的四氯化碳溶液褪色,溶液不分层,能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团还有碳碳三键等,该实验也不能说明己烯中含有碳碳双键,故B错误;
C.向盛有少量蒸馏水的试管里加2滴,然后再加2滴硫氰化钾溶液,溶液颜色不变,Fe3+与CN-形成的配离子更稳定,故C错误;
D.两份混合溶液体积相同,浓度相同,但温度不同,热水中出现浑浊的时间短,从而得出升温加可加快化学反应速率,故D正确;
故选D。
10. 化合物甲(化学式可表示为)是德国化学家L。 Leopold Gmelin于1882年发现的一种配合物,可用于颜料、钢铁等行业。X、Y、Z、M为前4周期主族或副族元素,四种元素原子的电子数总和为58;X、Y同周期,Z、M同周期相邻。基态X最高能层的原子轨道为球形,且只填充了1个电子;基态Y的价电子排布中有4个单电子。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 化合物甲中除含配位键,还含离子键、非极性键
C. 的VSEPR模型为三角形
D. 化合物甲的溶液可用于检验
【答案】B
【解析】
【分析】基态Y的价电子排布中有4个单电子,则Y的价电子排布为3d64s2,Y为铁,基态X最高能层的原子轨道为球形,且只填充了1个电子且与铁同周期,X可能为铜,铬,或钾;四种元素原子的电子数总和为58讨论,若X为铜,则Y为铁,电子总数为55,Z,M电子总和为3,不可能同周期相邻;若X为铬,则Y为铁,电子总数为50,Z,M电子总和为8,不可能同周期相邻;X为K,四种元素原子的电子数总和为58且 Z、M同周期相邻,则Z为碳,M为氮;则甲为的化学式为K3[Fe(CN)6],据此分析;
【详解】A.同一周期从左往右,依次增大,但第二主族大于第三主族。第五主族大于第六主族。同主族从上到下依次减小,第一电离能: ,A正确;
B.化合物K3[Fe(CN)6]中,钾离子与[Fe(CN) ] 之间是离子键,Fe离子和6个CN-之间是配位共价键,C和N之间是极性共价键,化合物K [Fe(CN) ]中除含配位键,还含离子键、极性键,B错误;
C.中心原子价层电子对数为2+3,VSEPR模型为三角形,C正确;
D.化合物K [Fe(CN) ]的溶液可用于检验,方程式:3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2↓,D正确;
故选B。
11. 一种含钒的锑化物在超导方面具有潜在的应用前景,的晶胞结构如图甲所示,晶胞高度处水平截面如图乙所示:
下列说法中错误的是
A. M的化学式为
B. M中V的化合价为+4和+5
C. V原子周围紧邻的Sb原子数为6
D. M晶体不导电,熔融状态可导电
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶体结构俯视图判断,该晶胞底面为菱形,该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知,晶胞中含个Cs、个V、个Sb,则化学式为,A正确;
B.M为,Cs为ⅠA族、Sb为ⅤA族,化合价分别为+1、-3,结合化合价代数和为零可知,V的化合价为+4和+5,B正确;
C.由图可知,V原子周围紧邻的Sb为同层的2个,C错误;
D.含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景,且Cs为ⅠA族的活泼金属元素,则含钒的锑化物是离子化合物,其晶体不导电,在熔融状态导电,D正确;
故选C。
12. 近日,科学家利用有机聚合物开发出了一种铝离子电池正极材料,其容量高于石墨。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,电流方向为有机物电极电极
B. 放电时,有机物电极可能发生反应
C. 充电时,电极电势比有机物电极的高
D. 充电时,当外电路通过电子时,两电极质量变化量差值为
【答案】A
【解析】
【分析】科学家利用有机聚合物开发出了一种铝离子电池正极材料,可知b电极为原电极的正极,正极得到电子,发生还原反应,a极为负极,电极反应式为:;充电时,b极是电解池的阳极,a极是电解池的阴极,据此作答。
【详解】A.放电时,Al电极作负极、有机物电极作正极,电流从正极流出,由负极流入,因此电流方向为有机物电极电极,A项正确;
B.放电时,有机物电极发生还原反应,应该是得电子的电极反应,B项错误;
C.充电时,有机物电极接外接电源的正极,因此Al电极电势比有机物电极的低,C项错误;
D.充电时,如果有机物电极上全部是脱嵌,则当外电路通过3 mol电子时,两电极质量变化量差值为934.5 g,但是电极上为、同时脱嵌,因此其质量小于934.5g,D项错误;
故答案选A。
13. 体系中存在平衡:。常温下,用一定浓度的溶液滴定NaCl溶液的过程中,溶液中含Hg微粒的分布分数随的变化曲线如图所示。已知:。下列说法错误的是
A. 曲线③表示随的变化关系
B.
C. 增大氯化钠溶液的浓度,a点向右移动
D.
【答案】C
【解析】
【分析】由体系中存在的平衡知,当浓度很大时,含Hg微粒主要以的形式存在,随着浓度的增大,转化为,的分布分数逐渐减小,所以曲线⑤表示随的变化关系,转化为,的分布分数先增大后减小,所以曲线④表示随的变化关系,转化为,的分布分数先增大后减小,所以曲线③表示随的变化关系,转化为,的分布分数先增大后减小,所以曲线②表示随的变化关系,的分布分数逐渐增大,所以曲线①表示随的变化关系。
【详解】A.根据分析可知,曲线③表示随的变化关系,A正确;
B.根据图示,当时,,同理、、,故,B正确;
C.根据图示,a点时,,温度不变,平衡常数不变,不变,故增大氯化钠溶液的浓度,a点不右移,C错误;
D.根据化学反应,该反应的平衡常数,b点时,则,,,D正确;
故答案选C。
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构~活性关系,经研究发现主要反应如下:
在T ℃、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2,发生上述反应,测得含氮元素占比[如N2的含氮元素占比与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响; Kp为用平衡时气体分压代替平衡浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是
A. 曲线c表示的是氨气的含氮元素占比
B. 若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则 F点将移向 E点
C. Ⅰ点时,0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa min
D. 若95 min时达到平衡,则反应Ⅲ平衡常数Kp的计算式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应ii为快反应,曲线a表示物质快速减少,故表示NO,NH3快速增加,故曲线b表示氨气,曲线表示c氮气,A错误;
B.若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,反应Ⅱ会更快,生成NH3达到最高点所用时间短,NH3的占比更大,因此F点可能移向E点上方的某个点,B错误;
C.起始时,压强为100 kPa、 2 mol NO、6 mol H2,Ⅰ点时,由图知,NO的氮含量为6%,n(NO)=2mol×6%=0.12mol,NH3的氮含量为47%,n(NH3)=2mol×47%=0.94mol,N2的氮含量为47%,n(N2)=,由氧守恒得,n(H2O)=2mol-0.12mol=1.88mol,由氢守恒得,n(H2)= ,此时的总压为,氨气的分压为,则0~45 min内用氨气表示的平均反应速率约为1kPa min ,C错误;
D.起始时,压强为100 kPa、 2 mol NO、6 mol H2,若95 min时达到平衡,则由图知,NO的氮含量为6%,n(NO)=2mol×6%=0.12mol,N2的氮含量为86%,n(N2)=,NH3的氮含量为100%-6%-86%=8%,n(NH3)=2mol×8%=0.16mol,由氧守恒得,n(H2O)=2mol-0.12mol=1.88mol,由氢守恒得,n(H2)= ,此时的总压为,分压分别为,,,则反应Ⅲ的平衡常数Kp的计算式为,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碳酸钠是一种重要的无机化工原料,以“侯氏制碱法”为原理,实验室中用碳酸氢铵和粗盐(含有MgCl2、CaCl2)制备碳酸钠,并测定其含量。回答下列问题:
I.碳酸钠的制备
制备流程如图所示。
已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12
(1)滤渣的成分有____。
(2)写出灼烧碳酸氢钠的化学方程式____。
(3)根据相关物质的溶解度随温度的变化曲线(如图所示),制备NaHCO3时反应温度控制在30~35℃之间,温度过高或者过低都不利于反应进行,原因是____。
(4)向母液中加入研细的NaCl粉末可以制得NH4Cl晶体,为使NH4Cl晶体充分析出并分离,根据溶解度曲线,需采用的操作为____、____、洗涤、干燥。
II.碳酸钠含量分析
称取制备的碳酸钠2.00g,配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入2滴某指示剂,用0.1000mol/L盐酸滴定至第一滴定终点,消耗16.00mL盐酸。再加入2滴甲基橙,继续滴加盐酸,溶液由黄色变为橙色后,加热煮沸1~2min,冷却后溶液又变为黄色,继续用盐酸滴定,溶液重新变为橙色,直至加热不褪色即为第二滴定终点,最终共消耗34.00mL盐酸。
(5)第一滴定终点的现象为____。
(6)滴定过程中加热煮沸溶液的目的是____,若不煮沸,测得Na2CO3的质量分数____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(7)产品中Na2CO3的质量分数为____,NaHCO3的质量分数为____。
【答案】(1)CaCO3、Mg(OH)2
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)温度过高,NH4HCO3易分解;温度过低,NH4HCO3溶解度小
(4) ①. 降温结晶 ②. 过滤
(5)溶液由红色变为浅红色
(6) ①. 赶走溶解的CO2 ②. 无影响
(7) ①. 84.8% ②. 8.4%
【解析】
【分析】粗盐(含有MgCl2、CaCl2)中加入NaOH和Na2CO3,将杂质转化为CaCO3、Mg(OH)2过滤除去,滤液中存在的物质为NaCl和过量的NaOH和Na2CO3,向滤液中加入盐酸调节pH,除去滤液中的OH-和CO,得到NaCl溶液,再加入NH4HCO3,发生复分解反应生成溶解度较小的NaHCO3和NH4Cl,最后将NaHCO3灼烧得到碳酸钠,气体为CO2和H2O。
【小问1详解】
粗盐(含有MgCl2、CaCl2)中加入NaOH,目的是与MgCl2反应生成Mg(OH)2,加入Na2CO3可以CaCl2转化为CaCO3,所以滤渣为CaCO3、Mg(OH)2;
【小问2详解】
灼烧NaHCO3生成Na2CO3,所以化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
【小问3详解】
由图象可知,NH4HCO3的溶解度在最大,当温度再高时NH4HCO3分解,而温度低时NH4HCO3溶解度小,会导致反应物浓度较小,反应变慢,所以答案为:温度过高,NH4HCO3易分解;温度过低,NH4HCO3溶解度小;
【小问4详解】
根据溶解度曲线可知,NH4Cl的溶解度随着温度的升高而增大,NaCl的溶解度随温度变化不明显,所以采取降温结晶的方式得到晶体,然后过滤分离,答案为降温结晶,过滤;
【小问5详解】
Na2CO3用盐酸滴定时,选用双指示剂,第一步发生反应Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl,终点为NaHCO3溶液,水解呈碱性,所以选择酚酞作为指示剂,终点的现象是溶液由红色变成浅红色,且半分钟内不恢复;
【小问6详解】
由第一步反应的方程式Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl可知,消耗的盐酸的物质的量等于Na2CO3物质的量,第二步,向NaHCO3溶液中继续滴加盐酸,发生反应:NaHCO3+HCl= H2O + CO2↑ + NaCl,终点为NaCl,同时会混有碳酸和CO2,呈酸性,所以用甲基橙作为指示剂,终点时溶液由黄色变成橙色,且半分钟内不恢复,此时第二步消耗的盐酸的物质的量等于溶液中NaHCO3的物质的量。为了排除的CO2干扰,所以煮沸,若第二步不煮沸不影响Na2CO3质量分数的求解,只会使得NaHCO3的质量分数偏低,所以答案为①加热煮沸溶液的目的是赶走溶解的CO2,②无影响;
【小问7详解】
见小问6详解,n(Na2CO3)= n(HCl)(第一步)=0.100016.0010-3 mol,w(Na2CO3)= 100%=84.8%,两步一共消耗的盐酸为34mL,第一步生成的NaHCO3和原溶液中含有的NaHCO3一共消耗盐酸的体积=(34-16)=18mL,所以原溶液中含有的n(NaHCO3)(原溶液)= n(HCl) = mol,w(NaHCO3)=100%=8.4%。
16. 镍是一种重要的金属,可用于制备铁镍合金以及镍氢电池的材料。某铁镍矿石的主要成分是和NiO,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。一种以该铁镍矿为原料制备高纯氢氧化镍的工艺流程如下:
已知:,,,,,
回答下列问题:
(1)将铁镍矿石粉碎的目的是_______。
(2)“酸溶”所得溶液中除含有、、外,还含有的金属阳离子有_______。废渣1的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“除铁”时的作用是_______。
(4)“除铜”时,试剂B可选用或。当选用作沉淀剂时,发生反应的离子方程式为_______,该反应的平衡常数_______。
(5)“除钙、镁”所得废渣3的主要成分是和,“除钙、镁”所得滤液中_______。
(6)“沉镍”过程中,需调节溶液pH约为_______时,才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度;)。
【答案】(1)便于酸溶时增大固体与酸溶液接触面积,使之充分反应,提高浸出率
(2) ①. 、、 ②.
(3)将氧化为
(4) ①. ②.
(5)2 (6)
【解析】
【分析】铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物,粉碎后,加入试剂稀硫酸进行酸溶,其中硅的氧化物不与酸反应,形成废渣Ⅰ,滤液中含有、、、、、,加入将氧化为后,利用碳酸钠除铁,得到黄钠铁矾渣,再利用除铜,得到硫化铜废渣,再利用除钙、除镁,得到废渣为、,最后利用沉镍,得到固体。
【小问1详解】
铁镍矿石粉碎可以增大固体与酸溶液接触面积,使之充分反应,故答案为:便于酸溶时增大固体与酸溶液接触面积,使之充分反应,提高浸出率;
【小问2详解】
“酸溶”时,加入稀硫酸,硅的氧化物与硫酸不反应,四氧化三铁、铜的氧化物、钙的氧化物、镁的氧化物与稀硫酸反应生成、、、、,再加上硫酸镍中的,废渣的主要成分为,故答案为:、、;;
小问3详解】
酸溶”后所得溶液中含有、,“除铁”时的作用是将氧化为,故答案为:将氧化为;
【小问4详解】
为弱酸,在离子方程式中不可拆分,其离子方程式为:,该反应的平衡常数;
【小问5详解】
“除钙、镁”所得废渣3的主要成分是和,“除钙、镁”所得滤液中;
【小问6详解】
,,则,,,该流程在“沉镍”过程中,需调节溶液约为时,才刚好沉淀完全,故答案为:。
17. 短链烃是重要的化工原料,也是衡量国家化工水平的重要指标之一.
I.丙烷制烯烃的反应有
ⅰ.
ⅱ.
已知:共价键的键能如表所示.
共价键 C-H C-C
键能 413 347 613 436
回答下列问题:
(1)________;
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入发生反应ⅰ和ⅱ,下列事实能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母);
A. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
B. 的值保持不变
C.
D. 和的物质的量之比保持不变
(3)在温度为、起始压强为的恒温恒容密闭容器中充入发生反应ⅰ和ⅱ,达到平衡后、的体积分数均为;
①反应ⅰ的分压平衡常数为________;
②若其他条件不变,该反应在恒容绝热容器中进行,测得平衡时的体积分数大于,则此时反应ⅰ和ⅱ的分压平衡常数:________(填“”“”或“”);
(4)在催化剂表面制的部分反应机理如图所示.从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为________________;
Ⅱ.丙烷、甲醇共进料时,除发生反应ⅰ和ⅱ外,还发生反应:
ⅲ.
(5)平衡体系中、、和在含碳微粒中的物质的量分数随不同投料比的变化关系如图所示,其中代表的变化曲线为________(填字母).
(6)在恒容密闭容器中充入和发生反应,平衡体系中随温度的升高先减小后增大,解释其原因为________________。
【答案】(1)+124kJ/mol (2)AB
(3) ①. 56.25或 ②. <
(4)C的电负性大于H,O的电负性大于Cr,显负电的C与显正电的Cr成键,显正电的H与显负电的O成键
(5)c (6)反应ⅱ为吸热反应,反应ⅲ为放热反应,升高温度反应ⅱ正向移动,反应ⅲ逆向移动,开始时反应ⅲ占主导,温度升高到一定程度后反应ⅱ占主导
【解析】
【小问1详解】
ΔH1=反应物的总键能-生成物的总键能=347×2+8×413-613-347-6×413-436=+124kJ/mol;
【小问2详解】
A.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化,无论反应ⅰ还是ⅱ,气体质量不变,n可变,说明平均相对分子质量是一个可变的值,不再发生变化,说明达到平衡状态,A正确;
B.,当Q不变时,说明Q=K,达到了平衡状态,B正确;
C.C3H8参加了两个反应,而C3H6只存在于一个反应,不能说明达到平衡状态,C错误;
D.C2H4(g)和CH4(g)在任何时刻物质的量都是按1:1生成,不能说明达到了平衡状态,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
①体积分数=物质的量分数,甲烷的体积分数等于乙烯的体积分数,丙烯的体积分数等于氢气的体积分数,则C3H8的体积分数为100%-15%-15%-15%-15%=40%,则平衡时的压强=,则p(CH4)=p(C2H4)=1000×40%=400kpa,p(C3H6)=p(H2)=15%×1000=150kpa,Kp1=kpa;
②恒容绝热容器中,ΔH1>ΔH2>0,反应吸热,温度降低,K′p1减小更多,所以K′p1<K′p2;
【小问4详解】
C3H8(g)在催化剂Cr2O3/Al2O3表面制C3H6(g)部分反应机理如图所示,从元素电负性角度解释步骤1能发生反应的原因为:C的电负性大于H,O的电负性大于Cr,显负电的C与显正电的Cr成键,显正电的H与显负电的O成键;
【小问5详解】
随着的增大,C3H8的投料增大,CH3OH的投料减小,反应ⅰ和ⅱ正向移动,反应ⅲ逆向移动,CH4与CO物质的量分数减小,C2H4与C3H6物质的量分数增大,由于反应ⅲ逆向移动消耗CH4,使得反应ⅱ正向移动趋势更大,C2H4变化量更大,则代表C2H4(g)的变化曲线为c;
【小问6详解】
反应ⅱ为吸热反应,反应ⅲ为放热反应,升高温度反应ⅱ正向移动,反应ⅲ逆向移动,开始时反应ⅲ占主导,温度升高到一定程度后反应ⅱ占主导。
18. 磷酸氯喹治疗新冠肺炎具有一定的疗效,可由氯喹与磷酸制备。下图是制备氯喹的一种合成路线:
已知:①R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH;
②和苯酚相似,具有酸性。
③
回答下列问题:
(1)C 的化学名称为___________,D 中含氧官能团的名称为___________。
(2)完成合成X的路线:
(3)F的结构简式为___________,写出F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:___________。
(4)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.含有苯环,无其他环状结构 ii.苯环上有一个碳氯键 iii.含有氰基(-CN)
(5)已知:2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。写出以环己烯和乙二胺(NH2CH2CH2NH2)为原料制备的合成路线:___________(其他试剂任选)。
【答案】(1) ①. 乙二酸二乙酯 ②. 酮羰基、酯基
(2)
(3) ①. ②. +4NaOH+NaCl+CH3CH2OH+2H2O
(4)29 (5)
【解析】
【分析】B与乙醇在浓硫酸条件下发生酯化反应,结合C的分子组成可知B为HOOC-COOH,则A为HOCH2CH2OH,C为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,C与乙酸乙酯发生已知①中的取代反应生成D为,D与X生成E,结合E的结构及X的分子式可知X为,E在一定条件下生成F,F生成G,结合G的结构可知F应为,F碱性水解后酸化得到G,G发生脱羧反应后再发生羟基取代反应得到H,H与反应得到氯喹,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,C为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,则C的化学名称为乙二酸二乙酯;D为,则D中含氧官能团的名称为酮羰基、酯基。
【小问2详解】
X为,由反应条件,可确定加入Fe/HCl前的反应物为,由制取,反应条件为浓硫酸、浓硝酸、加热,则合成X的路线:。
【小问3详解】
F的结构简式为,F与足量NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式:+4NaOH+NaCl+CH3CH2OH+2H2O。
【小问4详解】
H为,满足下列条件:i.含有苯环,无其他环状结构;ii.苯环上有一个碳氯键;iii.含有氰基(-CN)的H的同分异构体中,含有、-CN、-CCl=CH2,与苯环连接共有10种;、-CN、-CH=CHCl,与苯环连接也有10种;、-C(CN)=CHCl组合有3种;、-CH=C(CN)Cl组合有3种;、-CCl=CHCN组合有3种,共有29种(不考虑立体异构)。
【小问5详解】
已知2-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸。先将环己烯用酸性高锰酸钾溶液氧化为己二酸,再与甲醇酯化,得己二酸二甲酯,利用已知①的性质成环,再与乙二胺(NH2CH2CH2NH2)发生已知③的反应,故设计流程如下:。