冲刺2024年高考化学真题重组卷2(全国卷老教材)(解析版)
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这是一份冲刺2024年高考化学真题重组卷2(全国卷老教材)(解析版),共25页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
(考试时间:50分钟试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Al 27
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,这样一项是符合题目要求的。
7.(2023·全国新课标卷)化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A.竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B.龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C.古陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为Ca(OH)2
D.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3
8.(2023·全国甲卷)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.异丁烷分子中共价键的数目为
B.标准状况下,中电子的数目为
C.的溶液中的数目为
D.的溶液中的数目为
9.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应
B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面
D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
10.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验B.图2:干燥
C.图3:收集D.图4:制备
11.(2023·北京卷)回收利用工业废气中的和,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.废气中排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的和
D.装置中的总反应为
12.(2023·湖南卷)是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,配体失去质子能力增强
B.M中的化合价为
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:
13.(2023·湖北卷)为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数,已知,。下列说法正确的是
A.当时,体系中
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C.的平衡常数的lgK约为14
D.当时,参与配位的
二、非选择题:共58分,第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(15分)(2023·重庆卷)是一种用途广泛的磁性材料,以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表:
回答下列问题:
(1)中元素的化合价是和。的核外电子排布式为。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是。
(3)反应釜2中,加入和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为。
②为加快反应速率,可采取的措施有。(写出两项即可)。
(4)①反应釜3中,时,浓度为,理论上不超过。
②称取水合物,加水溶解,加入过量,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用标准溶液滴定,消耗。滴定达到终点的现象为,该副产物中的质量分数为。
27.(14分)(2023·福建卷)某研究小组以为原料制备新型耐热材料。
步骤一:水解制备(实验装置如图A,夹持装置省略):滴入,边搅拌边加热,使混合液升温至,保温3小时。离心分离白色沉淀并洗涤,煅烧制得。
(1)装置 A 中冷凝水的入口为(填“a”或“b”)
(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。水解生成的胶体主要成分为(填化学式)。
(3)判断沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有。
步骤二:由制备并测定产率(实验装置如下图,夹持装置省略)。
(4)装置C中试剂X为。
(5)装置D中反应生成和,该反应的化学方程式为。
(6)装置E的作用是。
(7)实验中部分操作如下:
a.反应前,称取样品;
b.打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
c.关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
d.打开管式炉加热开关,加热至左右;
e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;
f.反应后,称得瓷舟中固体质量为。
①正确的操作顺序为:a→→f(填标号)。
②的产率为。
28.(14分)(2023·辽宁卷)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、和(填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·ml-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是。
a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
(2023·全国甲卷)将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为,其中属于原子晶体的是,间的作用力是。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中轨道能提供一对电子的原子是(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为,氮原子提供孤对电子与钴离子形成键。
(3)气态通常以二聚体的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中的轨道杂化类型为。的熔点为,远高于的,由此可以判断铝氟之间的化学键为键。结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,的配位数为。若晶胞参数为,晶体密度(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
(2023·全国新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有种。
(3)D中官能团的名称为、。
(4)E与F反应生成G的反应类型为。
(5)F的结构简式为。
(6)I转变为J的化学方程式为。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为。
冲刺2024年高考化学真题重组卷(全国卷老教材)
真题重组卷02
(考试时间:50分钟试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Al 27
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,这样一项是符合题目要求的。
7.(2023·全国新课标卷)化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A.竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B.龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C.古陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为Ca(OH)2
D.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3
【答案】C
【详解】A.纤维素是一种天然化合物,其分子式为(C6H10O5)n,其相对分子质量较高,是一种天然高分子,A正确;
B.羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙,其化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2],属于无机物,B正确;
C.熟石膏是主要成分为2CaSO4·H2O,Ca(OH)2为熟石灰的主要成分,C错误;
D.Fe2O3为红色,常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,俗称铁红,D正确;
故答案选C。
8.(2023·全国甲卷)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.异丁烷分子中共价键的数目为
B.标准状况下,中电子的数目为
C.的溶液中的数目为
D.的溶液中的数目为
【答案】A
【详解】A.异丁烷的结构式为 ,1ml异丁烷分子含有13NA共价键,所以0.50ml异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;
B.在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;
C.pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01ml/L,则1.0L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;
D.属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO会发生水解,所以1.0L 1.0 ml/L的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误;
故选A。
9.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
【答案】C
【详解】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应生成了乙酸异丙酯和水,因此,①的反应类型为取代反应,A叙述正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应的原子利用率为100%,因此,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.乙酸异丙酯分子中含有4个饱和的碳原子,其中异丙基中存在着一个饱和碳原子连接两个饱和碳原子和一个乙酰氧基,类比甲烷的正四面体结构可知,乙酸异丙酯分子中的所有碳原子不可能共平面,C叙述是错误;
D.两个反应的产物是相同的,从结构上看,该产物是由乙酸与异丙醇通过酯化反应生成的酯,故其化学名称是乙酸异丙酯,D叙述是正确;
综上所述,本题选C。
10.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验B.图2:干燥
C.图3:收集D.图4:制备
【答案】B
【详解】A.极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;
B.P2O5为酸性氧化物,具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥,故B不可以达到预期;
C.的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;
D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使挥发,可用此装置制备,故D可以达到预期;
故选B。
11.(2023·北京卷)回收利用工业废气中的和,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.废气中排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的和
D.装置中的总反应为
【答案】C
【详解】A.是酸性氧化物,废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨,故A正确;
B.装置a中溶液的溶质为,溶液显碱性,说明的水解程度大于电离程度,故B正确;
C.装置a中溶液的作用是吸收气体,与溶液不反应,不能吸收,故C错误;
D.由电解池阴极和阳极反应式可知,装置b中总反应为,故D正确;
选C。
12.(2023·湖南卷)是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,配体失去质子能力增强
B.M中的化合价为
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:
【答案】B
【详解】A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,中的带有更多的正电荷,其与N原子成键后,吸引电子的能力比(Ⅱ)强,这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂,因此其失去质子()的能力增强,A说法正确;
B.(Ⅱ)中的化合价为+2,当其变为(Ⅲ)后,的化合价变为+3,(Ⅲ)失去2个质子后,N原子产生了1个孤电子对,的化合价不变;M为,当变为M时,N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子,其中的化合价变为,因此,B说法不正确;
C.该过程M变为时,有键形成,是非极性键,C说法正确;
D.从整个过程来看, 4个失去了2个电子后生成了1个和2个,(Ⅱ)是催化剂,因此,该过程的总反应式为,D说法正确;
综上所述,本题选B。
13.(2023·湖北卷)为某邻苯二酚类配体,其,。常温下构建溶液体系,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示,分布系数,已知,。下列说法正确的是
A.当时,体系中
B.pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
C.的平衡常数的lgK约为14
D.当时,参与配位的
【答案】C
【分析】从图给的分布分数图可以看出,在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH,利用此规律解决本题。
【详解】A.从图中可以看出Fe(Ⅲ)主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的型体主要为H2L,此时电离出的HL-较少,根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)≈5×10-9.46,但pH=1时c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)>c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-),A错误;
B.根据图示的分布分数图可以推导出,H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大,而H2L和L2-的含量最少,因此当pH在9.5~10.5之间时,含L的物种主要为HL-,B错误;
C.该反应的平衡常数K=,当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时,可以将K简化为K=,此时体系的pH=4,在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86,则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16,即lg K≈14,C正确;
D.根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4ml·L-1,此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4ml·L-1的L2-,形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4ml·L-1的L2-,共消耗了5×10-4ml·L-1的L2-,即参与配位的c(L2-)≈5×10-4,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:共58分,第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(15分)(2023·重庆卷)是一种用途广泛的磁性材料,以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表:
回答下列问题:
(1)中元素的化合价是和。的核外电子排布式为。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是。
(3)反应釜2中,加入和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为。
②为加快反应速率,可采取的措施有。(写出两项即可)。
(4)①反应釜3中,时,浓度为,理论上不超过。
②称取水合物,加水溶解,加入过量,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用标准溶液滴定,消耗。滴定达到终点的现象为,该副产物中的质量分数为。
【答案】(1) +3 1s22s22p6
(2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
(3) 适当升高温度、搅拌
(4) 11 最后半滴标准液加入后,溶液变为红色,且半分钟内不变色 66.6%
【分析】溶液加入氧化钙生成氢氧化亚铁,溶液加入氧化钙和空气生成氢氧化铁,反应釜1、2中物质混合后调节pH,加压过滤分离出沉淀处理得到四氧化三铁,滤液处理得到氯化钙水合物;,
【详解】(1)可以写成,故元素的化合价是和+3。为氧原子得到2个电子形成的,核外电子排布式为1s22s22p6;
(2)空气中氧气具有氧化性,反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁;
(3)①反应釜2中,加入和分散剂的同时通入空气,氧气将二价铁氧化三价铁,三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙生成氢氧化铁,反应的离子方程式为。
②为加快反应速率,可采取的措施有适当升高温度、搅拌等;
(4)①反应釜3中,时,浓度为,反应不能使钙离子生成沉淀,防止引入杂质,故此时,pOH=3,pH=11,故理论上不超过11。
②高锰酸钾溶液紫红色,故滴定达到终点的现象为:最后半滴标准液加入后,溶液变为红色,且半分钟内不变色;
氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀,草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸,草酸和高锰酸钾发生氧化还原反应:,结合质量守恒可知,,则该副产物中的质量分数为。
【点睛】
27.(14分)(2023·福建卷)某研究小组以为原料制备新型耐热材料。
步骤一:水解制备(实验装置如图A,夹持装置省略):滴入,边搅拌边加热,使混合液升温至,保温3小时。离心分离白色沉淀并洗涤,煅烧制得。
(1)装置 A 中冷凝水的入口为(填“a”或“b”)
(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。水解生成的胶体主要成分为(填化学式)。
(3)判断沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有。
步骤二:由制备并测定产率(实验装置如下图,夹持装置省略)。
(4)装置C中试剂X为。
(5)装置D中反应生成和,该反应的化学方程式为。
(6)装置E的作用是。
(7)实验中部分操作如下:
a.反应前,称取样品;
b.打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
c.关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
d.打开管式炉加热开关,加热至左右;
e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;
f.反应后,称得瓷舟中固体质量为。
①正确的操作顺序为:a→→f(填标号)。
②的产率为。
【答案】(1)b
(2)
(3)(或、硝酸银、酸化的硝酸银)
(4)碱石灰(或生石灰以及这些物质的组合均可)
(5)
(6)吸收氨气与水 (7) bdec 80.0%或80%、0.8
【分析】稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成,向盐酸中滴入,搅拌并加热,在盐酸中水解生成白色沉淀,将洗涤,煅烧制得,装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3,利用装置C除去NH3中的水蒸气,则试剂X可以是碱石灰,装置D中,NH3和在800℃下反应生成和,化学方程式为,装置E中装有CaCl2,可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。
【详解】(1)装置 A 中冷凝水应从下口进上口出,则冷凝水的入口为b;
(2)水解生成,水解生成的胶体主要成分为;
(3)沉淀中含有少量的Cl-杂质,判断沉淀是否洗涤干净,只需检验洗涤液中是否含有Cl-,若最后一次洗涤液中不含Cl-,则证明沉淀清洗干净,检验Cl-,应选用的试剂是硝酸酸化的AgNO3;
(4)由分析可知,装置C中试剂X为碱石灰;
(5)由分析可知,该反应的化学方程式为;
(6)由分析可知,装置E的作用是吸收氨气与水;
(7)①该实验应先称取一定量的固体,将放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,则正确的实验操作步骤为abdecf;
②的物质的量为,则TiN的理论产量为,反应后剩余固体质量为0.656g,则固体质量减少质量为0.800g-0.656g=0.144g,根据,则TiN的实际产量=,则TiN产率为。
28.(14分)(2023·辽宁卷)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、和(填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·ml-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是。
a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) CuO SO3
(2)催化剂反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)
(3) cd d
【详解】(1)根据图示的热重曲线所示,在700℃左右会出现两个吸热峰,说明此时CuSO4发生热分解反应,从TG图像可以看出,质量减少量为原CuSO4质量的一半,说明有固体CuO剩余,还有其他气体产出,此时气体产物为SO2、SO3、O2,可能出现的化学方程式为3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定,该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2,故答案为CuO、SO3。
(2)(i)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中线消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作用;
(ii)近年来,铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。
(3)(i)a.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;
b.从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,转化率越低反应速率越快,但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出,无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率,b错误;
c.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,c正确;
d.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,d正确;
故答案选cd;
(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好,产率最佳,故答案选d;
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数Kp===;设SO2初始量为m ml,则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe),n(SO3)=m·αe,Kp==,故答案为。
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
(2023·全国甲卷)将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为,其中属于原子晶体的是,间的作用力是。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中轨道能提供一对电子的原子是(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为,氮原子提供孤对电子与钴离子形成键。
(3)气态通常以二聚体的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中的轨道杂化类型为。的熔点为,远高于的,由此可以判断铝氟之间的化学键为键。结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,的配位数为。若晶胞参数为,晶体密度(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】(1) 同素异形体金刚石范德华力
(2)③ +2 配位
(3) 离子 2
【详解】(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质,它们的组成元素均为碳元素,因此,它们互为同素异形体;其中金刚石属于原子晶体,石墨属于混合型晶体,属于分子晶体,碳纳米管不属于原子晶体;间的作用力是范德华力;
(2)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键,因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出;钴酞菁分子中,失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,因此,钴离子的化合价为+2,氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
(3)由的空间结构结合相关元素的原子结构可知,Al原子价层电子对数是4,其与其周围的4个氯原子形成四面体结构,因此,二聚体中A1的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃,远高于AlCl3的192℃,由于F的电负性最大,其吸引电子的能力最强,因此,可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知,其中含灰色球的个数为,蓝色球的个数为,则灰色的球为,距最近且等距的有2个,则的配位数为2。若晶胞参数为a pm,则晶胞的体积为,晶胞的质量为,则其晶体密度。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
(2023·全国新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有种。
(3)D中官能团的名称为、。
(4)E与F反应生成G的反应类型为。
(5)F的结构简式为。
(6)I转变为J的化学方程式为。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为。
【答案】(1)3-甲基苯酚(间甲基苯酚)
(2)2
(3)氨基羟基
(4)取代反应
(5)
(6)+H2O+HCl+N2↑
(7) 9
【分析】根据流程,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为;G发生两步反应生成H,H再与NaNO2/HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子式可知,H为;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为;据此分析解题。
【详解】(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚(间甲基苯酚)。
(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种。
(3)根据分析,有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基。
(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,故反应类型为取代反应。
(5)根据分析,有机物F的结构简式为。
(6)有机物I与水反应生成有机物J,该反应的方程式为+H2O+HCl+N2↑。
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为:、 、、、、、、、;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为。
物质
溶度积
物质
溶度积
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