2023年上海市金山区高三第一次质量调研(高考&等级考一模)化学试卷含详解
展开式量:Fe—56;—232;—233;—197;—217
一、选择题(共40分,每小题2分。每小题只有一个正确答案)
1. 下列有热量放出的过程是
A. 浓硫酸稀释B. 冰融化
C. 石灰石高温分解D. 断开中H-H键
2. 反应可除去( )污染。下列说法正确的是
A. 是极性分子B. 电子式:
C. 中含有非极性键D. 中子数为18的Cl原子:18Cl
3. 以下事实可以判断元素的非金属性氧强于氮的是
A. 相对原子质量:O>NB. 空气中含量:
C. 沸点:D. 在中燃烧生成
4. 环碳 (C18)中碳原子是单键和三键交替连接的,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 与互为同系物B. 和互为同位素
C. 和金刚石互为同分异构体D. 环碳中碳原子均达8电子稳定结构
5. 丹参醇具有抗心律失常作用,其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是
A. Y的分子式为B. Y不能发生消除反应C. X所有原子位于同一平面D. X和Y可用(H+)鉴别
6. NaCl是化学工业的最基本原料之一,下列说法符合工业生产实际的是
A. 电解饱和食盐水制金属钠
B. 在食盐中加入制加碘食盐
C. 将通入氨化的饱和食盐水中,析出晶体
D. 采用电解饱和食盐水在阳极上同时获得和烧碱
7. 实验室用盐酸和二氧化锰制备,有关说法正确的是
A. 增大盐酸的浓度能加快反应速率B. 用稀盐酸则反应速率较慢
C. 增加的用量可显著加快反应速率D. 升高温度则减慢反应速率
8. 实验室用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯的操作,错误是
A. 先注入无水乙醇再慢慢倒入浓硫酸B. 放入几片碎瓷片
C. 加热,使温度慢慢升到170℃D. 用排水法收集乙烯
9. 关于前四周期主族元素、、、的判断正确的是
A. 原子半径:B. 热稳定性:
C. 酸性:D. Ge位于第四周期ⅥA族
10. 有关铝及其化合物的说法正确的是
A. 铝片可与冷水剧烈反应B. 铝热反应放出的热量使生成的铁熔化
C. 氧化铝是碱性氧化物D. 氢氧化铝能溶于稀氨水
11. 实验室从碘的四氯化碳溶液中分离单质碘的主要步骤为:用浓溶液进行反萃取、分液、酸化、过滤及干燥等。下列说法正确的是
A. 反萃取时与溶液反应的离子方程式:
B. 反萃取时倒转振荡过程中要适时旋开活塞放气
C. 分液时,先放出有机相,然后从下口放出水相
D. 酸化后过滤时,用玻璃棒搅拌可加快单质碘从酸化后的体系分离
12. 为提纯下列物质(括号内的物质是杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
A. AB. BC. CD. D
13. 已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO+2H2O=2MnO+MnO2↓+4OH-。下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取Cl2B. 用装置乙除去 Cl2中的HCl
C. 用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4D. 用装置丁分离出溶液中的MnO2
14. 图示为某储氢合金的吸氢过程,此过程放出大量热。下列说法正确的是
A. 氢气以分子形式存在于储氢合金中B. 储氢合金在吸氢时体系能量升高
C. 相金属氢化物释放氢时不破坏化学键D. 利用储氢合金可制备高纯氢
15. 水热法制备纳米颗粒的反应为:,若反应生成1ml,则下列说法正确的是A. x=6B. 作氧化剂
C. 转移电子2mlD. 被还原的为0.5ml
16. 某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成,利用原电池原理处理弱酸性废水中的时,其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是
A. 电池工作时,向负极移动
B. 正极附近溶液的酸性增强
C. 负极的电极反应式为
D. 与单独使用纳米铁粉相比,该水处理剂能加快的去除速率
17. 在“价一类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。图中的字母分别代表硫及其常见化合物,相关推断不合理的是
A. b、d、f既具有氧化性又具有还原性
B. 硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C. d与c在一定条件下反应可生成b或a
D. d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f,且
18. 溶液(X)可能含有下列离子中的几种:、、、、、。为确定该溶液的组成,取X进行实验:
①向X中加入少量氯水,再滴加淀粉溶液,未显蓝色;
②另取100mLX加入过量氯水,再滴加足量,得到沉淀6.99g;
③将②反应后的混合液过滤,在滤液中加足量加热,生成0.01ml气体。
根据上述实验,原溶液中
A. 一定存在、B. 一定存在、
C. 一定不含、D. 可能存在、
19. 利用合成气(CO和)在催化剂作用下合成甲醇:(Q>0),反应体系中CO平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 升高温度,平衡常数减小
B.
C. 在不同温度、压强下进行该反应,α(CO)不可能相等
D. 若,则合成气中
20. 室温下,向100mL中分别加(通)入不同试剂,现象见下表:
下列说法错误的是
A. 中存在:
B. 实验1中随着水的不断加入,溶液中的值逐渐增大
C. 实验2反应后溶液中存在:
D. 实验3反应后溶液中存在:
二、综合题(共60分)
(一)(本题共15分)
21. 铁的常见化合价有+2、+3,在很强的氧化剂作用下也可形成不稳定的+6价高铁酸盐。
Ⅰ.实验室以为原料制备高密度磁记录材料Fe/复合物,装置如图所示。在氩气气氛中,向装有50mL的三颈烧瓶中逐滴加入100mL,100℃下搅拌回流3h,得到成分为Fe和的黑色沉淀。
待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,40℃干燥后焙烧3h,得到Fe/复合物产品3.24g。
完成下列填空:
(1)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为_______;检验反应是否进行完全的操作是_______。
(2)焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是_______,实验所得产品的产率为_______。
Ⅱ.已知:为共价化合物,熔点是306℃,易水解:
的平衡常数。
(3)的晶体类型属于_______。
(4)向中加入以除去杂质,为使溶液中c(Fe3+)≤10-6ml/L,则溶液中c(OH-)≥_____ml/L。用平衡移动原理解释除杂原理。_______。
(二)(本题共15分)
22. 抗抑郁药盐酸马普替林(M:)的一条合成路线如下:
完成下列填空:
(1)反应①、③的反应类型分别是_______。
(2)工业上,腈纶的主要成分PAN由A()聚合而成,则PAN的结构简式为_______。B可由石油裂解获得,则B的结构简式为_______。
(3)写出反应④的化学方程式。_______
(4)原料中的含氧官能团是_______,写出满足以下条件的该原料的一种同分异构体的结构简式。_______
(ⅰ)是含有三个六元碳环芳香族化合物;
(ⅱ)只有一种含氧官能团;
(ⅲ)分子中有4种不同化学环境的氢。
(5)写出-Y的结构简式并将以下合成路线补充完整。_______、______
(三)(本题共16分)
23. Ⅰ.(H-O-O-H)既有氧化性又有还原性,其中氧处于中间价态。完成下列填空:
(1)是二元弱酸,则的第一步电离方程式为_______。(2)已知:,结构如图所示,该反应_______(选填“是”或“不是”)氧化还原反应,理由是_______。
(3)少量催化分解的反应分两步进行,第一步:;写出第二步反应的离子方程式。_______
Ⅱ.称取1.023g()加入20.0mL酸化后定容至100mL,取出10.00mL用的滴定至终点,消耗24.34mL。
已知:①
②(未配平)
(4)配平离子方程式。_______
(5)实验所需的定量仪器有电子天平、量筒、_______。
(6)滴定终点的现象为溶液变为_______色,且30s不变色。理论上消耗_______mL,实验过程操作正确,产生误差的原因可能是_______。
(四)(本题共14分)
24. 丙烯()是石油化工的基础有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等。制备方法如下:
方法一 丙烷氧化脱氢法制备丙烯:(正反应放热)
在催化剂的作用下、相同的反应时间,的转化率和的产率随温度变化关系如图。
完成下列填空:
(1)转化率随温度升高而上升的原因是_______,写出一条提高产率的措施。_______
方法二 丙烷脱氢制备丙烯:
(2)已知:;
用含a、b的代数式表示Q=_______。
(3)某温度下,在一恒容容器中充入,发生脱氢制丙烯反应,起始压强为10kPa,平衡时总压强为14kPa,的平衡转化率为_______。该反应的平衡常数_______kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)
(4)将一定浓度的与固定浓度的通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应:,经相同时间,流出的、和随初始的变化关系如图。结合化学方程式解释和变化差异的原因。_______
(5)一定条件下,与HCl发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图。保持其他条件不变,若要提高产物中能量的比例,可采用的措施是_______。
a.适当提高反应温度 b.改变催化剂
c.适当降低反应温度 d.改变反应物浓度
上海市金山区2022-2023学年高三上学期第一次质量调研
化学试题
式量:Fe—56;—232;—233;—197;—217
一、选择题(共40分,每小题2分。每小题只有一个正确答案)
1. 下列有热量放出的过程是
A. 浓硫酸稀释B. 冰融化
C. 石灰石高温分解D. 断开中的H-H键
A
【详解】A.浓硫酸溶于水放出大量的热,A正确;
B.冰融化吸收热量,B错误;
C.石灰石高温分解需要吸收热量,C错误;
D.化学键断裂需要吸收热量,D错误;
故选A。
2. 反应可除去( )污染。下列说法正确的是
A. 是极性分子B. 电子式:
C. 中含有非极性键D. 中子数为18的Cl原子:18Cl
A
【详解】A.的中心原子是C的价层电子对数为3,为sp2杂化,孤电子对数为0,形成三角形结构,三角形三个顶点上有三个原子,分别是两个Cl原子和一个O原子,它们形成的键合力不为0,所以COCl2是极性分子,A正确;
B.的电子式为 ,B错误;
C.只含极性共价键,C错误;
D.中子数为18的Cl原子可表示为,D错误;
故选A。3. 以下事实可以判断元素的非金属性氧强于氮的是
A. 相对原子质量:O>NB. 空气中含量:
C. 沸点:D. 在中燃烧生成
D
【详解】非金属性是元素得电子能力的强弱,是元素的一种化学性质;相对原子质量、空气中含量、沸点均不能体现元素的非金属性强弱;在中燃烧生成,氧得到电子发生还原反应,氮失去电子发生氧化反应,说明非金属性氧强于氮;
故选D。
4. 环碳 (C18)中碳原子是单键和三键交替连接的,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 与互为同系物B. 和互为同位素
C. 和金刚石互为同分异构体D. 环碳中碳原子均达8电子稳定结构
D
【详解】A. C18与C60是组成元素相同、结构不同、性质不同的两种单质,属于同素异形体,A错误;
B.同位素是质子数相同中子数不同的原子,12C和14C互为同位素,12C18和14C18均为C18二者不互为同位素、虽然由不同的碳原子构成,但化学性质几乎相同,B错误;
C. C18和金刚石是组成元素相同,结构不同,性质不同的两种单质,属于同素异形体,不互为同分异构体,C错误;
D. 环碳中每个碳原子均参与形成1个碳碳三键、1个碳碳单键,均达8电子稳定结构,D正确;
故选D。
5. 丹参醇具有抗心律失常作用,其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是
A. Y的分子式为B. Y不能发生消除反应
C. X所有原子位于同一平面D. X和Y可用(H+)鉴别
A
【详解】A.由结构可知,Y的分子式为,A正确;
B.Y中羟基直接相连的碳的邻位碳上有氢原子,能发生消除反应,B错误;
C.X中含有3个直接相连的饱和碳原子,所有原子不会位于同一平面,C错误;
D.X和Y均含碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不可用(H+)鉴别,D错误;
故选A。
6. NaCl是化学工业的最基本原料之一,下列说法符合工业生产实际的是
A. 电解饱和食盐水制金属钠
B. 在食盐中加入制加碘食盐
C. 将通入氨化的饱和食盐水中,析出晶体
D. 采用电解饱和食盐水在阳极上同时获得和烧碱
B
【详解】A.电解饱和食盐水得到氢气、氯气、氢氧化钠,A错误;
B.碘酸钾中含有碘元素,在食盐中加入制加碘食盐,B正确;
C.碳酸氢钠溶解度较小,将通入氨化的饱和食盐水中,析出晶体,C错误;
D.采用电解饱和食盐水在阳极上水中氢离子放电生成氢气,同时获得烧碱,D错误;
故选B。
7. 实验室用盐酸和二氧化锰制备,有关说法正确的是
A. 增大盐酸的浓度能加快反应速率B. 用稀盐酸则反应速率较慢
C. 增加的用量可显著加快反应速率D. 升高温度则减慢反应速率
A
【详解】A.浓度越大则反应速率越快,增大盐酸的浓度能加快反应速率,A正确;B.稀盐酸和二氧化锰不反应,B错误;
C.二氧化锰固体,增加的用量不会显著加快反应速率,C错误;
D.升高温度会加快反应速率,D错误。
故选A。
8. 实验室用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯的操作,错误是
A. 先注入无水乙醇再慢慢倒入浓硫酸B. 放入几片碎瓷片
C. 加热,使温度慢慢升到170℃D. 用排水法收集乙烯
C
【详解】A.浓硫酸溶解放出大量的热,故先注入无水乙醇再慢慢倒入浓硫酸,A正确;
B.放入几片碎瓷片可以防止液体爆沸,B正确;
C.加热,使温度迅速升到170℃,以减少副产物的生成,C错误;
D.乙烯难溶于水,用排水法收集乙烯,D正确;
故选C。
9. 关于前四周期主族元素、、、的判断正确的是
A. 原子半径:B. 热稳定性:
C. 酸性:D. Ge位于第四周期ⅥA族
B
【详解】A.根据离子半径大小的判断,电子层数越多,原子半径越大,电子层结构相同,质子数越大,半径越小,故原子半径:,A错误;
B.因为元素的非金属性:,所以热稳定性:,B正确;
C.元素的非金属性:,酸性:,C错误;
D.Ge位于第四周期ⅣA族,D错误;
故选B。
10. 有关铝及其化合物的说法正确的是
A. 铝片可与冷水剧烈反应B. 铝热反应放出的热量使生成的铁熔化
C. 氧化铝是碱性氧化物D. 氢氧化铝能溶于稀氨水B
【详解】A.铝片不能与冷水剧烈反应,A错误;
B.铝热反应放出大量的热量使生成的铁熔化,可用于焊接钢轨,B正确;
C.氧化铝是两性氧化物,C错误;
D.氢氧化铝能溶于氢氧化钠等强碱,不能溶于稀氨水等弱碱,D错误;
故选B。
11. 实验室从碘的四氯化碳溶液中分离单质碘的主要步骤为:用浓溶液进行反萃取、分液、酸化、过滤及干燥等。下列说法正确的是
A. 反萃取时与溶液反应的离子方程式:
B. 反萃取时倒转振荡过程中要适时旋开活塞放气
C. 分液时,先放出有机相,然后从下口放出水相
D. 酸化后过滤时,用玻璃棒搅拌可加快单质碘从酸化后的体系分离
B
【详解】A.配平错误,应是:,A错误;
B.振荡过程中会增大分液漏斗内气压,要适时旋开活塞放气,以防产生危险,B正确;
C.四氯化碳密度比水大,在下口放出,水相要从上口倒出,C错误;
D.过滤时,待其自然流尽,不能用玻璃棒搅拌,防止滤纸破损,D错误;
故选B。
12. 为提纯下列物质(括号内的物质是杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
A. AB. BC. CD. DC
【详解】A.氯水也能与NaBr反应,不符合除杂的要求,A错误;
B.NH4Cl也能与NaOH反应,不符合除杂的要求,B错误;
C.一氧化碳通过灼热的氧化铜粉末生成二氧化碳,C正确;
D.乙酸和乙醇发生的酯化反应是可逆反应,不能加乙醇和浓硫酸除去乙酸乙酯中的乙酸。除去乙酸乙酯中的CH3COOH可以先加入饱和Na2CO3溶液,然后分液,D错误;
故选C。
13. 已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO+2H2O=2MnO+MnO2↓+4OH-。下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取Cl2B. 用装置乙除去 Cl2中的HCl
C. 用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4D. 用装置丁分离出溶液中的MnO2
B
【详解】A.漂白粉中的次氯酸钙具强氧化性,室温下能和浓盐酸发生氧化还原反应,生成氯化钙、氯气和水,故可用装置甲制取Cl2,A不符合题意;
B.氯化氢和饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,引入了新杂质,且Cl2溶于水后生成的HCl也会反应,从而增加了Cl2的损耗,故不能用装置乙除去 Cl2中的HCl,B符合题意;
C.已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO+2H2O=2MnO+MnO2↓+4OH-;氯气能和强碱溶液反应,消耗OH-而使溶液的碱性下降,故可用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4,C不符合题意;
D.二氧化锰是不溶性固体,故可用装置丁分离出溶液中的MnO2,D不符合题意;
答案选B。
14. 图示为某储氢合金的吸氢过程,此过程放出大量热。下列说法正确的是
A. 氢气以分子形式存在于储氢合金中B. 储氢合金在吸氢时体系能量升高
C. 相金属氢化物释放氢时不破坏化学键D. 利用储氢合金可制备高纯氢
D
【详解】A.氢气以金属氢化物的形式存在于储氢合金中,故A错误;
B.储氢合金在吸氢时放出能量,体系能量降低,故B错误;
C.相金属氢化物释放氢的过程中破坏化学键,故C错误;
D.利用储氢合金的选择性吸收的特性,可制备高纯氢,故D正确;
故答案选D。
15. 水热法制备纳米颗粒的反应为:,若反应生成1ml,则下列说法正确的是
A x=6B. 作氧化剂
C. 转移电子2mlD. 被还原的为0.5ml
D
【详解】A.根据氢原子守恒可知,x=4,A错误;
B.反应中硫元素化合价升高,发生氧化反应,为还原剂,B错误;
C.反应中只有氧气中氧元素得到电子发生还原反应,化合价由0变为-2,电子转移为,故若反应生成1ml,转移电子4ml,C错误;
D.反应中硫元素化合价升高、3个亚铁离子中2个亚铁离子化合价升高,两者发生氧化反应和1个氧分子反应,其中被还原的为1个氧分子的二分之一,故被被还原的为0.5ml,D正确;
故选D。16. 某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成,利用原电池原理处理弱酸性废水中的时,其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是
A. 电池工作时,向负极移动
B. 正极附近溶液的酸性增强
C. 负极的电极反应式为
D. 与单独使用纳米铁粉相比,该水处理剂能加快的去除速率
D
【分析】纳米铁粉作负极,,硝酸根离子在正极上得电子还原成铵离子NO+10H++8e-=NH+3H2O 。
【详解】A. 电池工作时,向正极移动,故A错误;
B. 硝酸根离子在正极上得电子还原成铵离子NO+10H++8e-=NH+3H2O ,正极附近溶液的酸性减弱,故B错误;
C. 负极的电极反应式为,故C错误;
D. 利用原电池原理,加快反应速率,与单独使用纳米铁粉相比,该水处理剂能加快的去除速率,故D正确;
故选D
17. 在“价一类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。图中字母分别代表硫及其常见化合物,相关推断不合理的是
A. b、d、f既具有氧化性又具有还原性
B. 硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C. d与c在一定条件下反应可生成b或a
D. d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f,且
C
【详解】A.根据图中信息,b为,d为S,f为亚硫酸盐,其中S元素价态都处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,A正确;
B.酸雨形成涉及到被氧气氧化转化为,B正确;
C.d为S,c为,硫与浓硫酸加热反应,根据价态变化规律,只能生成b,不能生成氢硫酸,C错误;
D.d在加热条件下与强碱溶液反应生成氢硫酸盐和亚硫酸盐,两者之比2∶1,D正确;
故选:C。
18. 溶液(X)可能含有下列离子中的几种:、、、、、。为确定该溶液的组成,取X进行实验:
①向X中加入少量氯水,再滴加淀粉溶液,未显蓝色;
②另取100mLX加入过量氯水,再滴加足量,得到沉淀6.99g;
③将②反应后的混合液过滤,在滤液中加足量加热,生成0.01ml气体。
根据上述实验,原溶液中
A. 一定存在、B. 一定存在、C. 一定不含、D. 可能存在、
AC
【分析】①向X中加入少量氯水,再滴加淀粉溶液,未显蓝色,说明不含碘离子;
②氯水可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子;另取100mLX加入过量氯水,再滴加足量,得到沉淀6.99g,则沉淀为0.03mlBaSO4,X中含有硫酸根离子或亚硫酸根离子或两者均有,一定不含钡离子;
③将②反应后的混合液过滤,在滤液中加足量加热,生成0.01ml气体,则生成气体为氨气,X含有铵根离子0.01ml;根据溶液电中性可知,X中还一定含有钠离子0.03ml×2-0.01ml=0.05ml;
【详解】A.由分析可知,一定存在、,A正确;
B.X中含有硫酸根离子或亚硫酸根离子或两者均有,B错误;
C.一定不含、,C正确;
D.一定存在,D错误。
故选AC。
19. 利用合成气(CO和)在催化剂作用下合成甲醇:(Q>0),反应体系中CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 升高温度,平衡常数减小
B.
C. 在不同温度、压强下进行该反应,α(CO)不可能相等
D. 若,则合成气中C
【分析】反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小;反应为气体分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故;
【详解】A.由分析可知,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,A正确;
B.由分析可知,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故,B正确;
C.温度、压强均会改变平衡移动,由图可知,不同温度、压强下进行该反应,α(CO)可能相等,C错误;
D.若,则反应中投料比等于反应的系数比,故合成气中,D正确;
故选C。
20. 室温下,向100mL中分别加(通)入不同试剂,现象见下表:
下列说法错误的是
A. 中存在:
B. 实验1中随着水的不断加入,溶液中的值逐渐增大
C. 实验2反应后溶液中存在:
D. 实验3反应后溶液中存在:
D
【详解】A.中根据质子守恒可知,,A正确;
B.,实验1中随着水的不断加入,溶液中碱性变弱,氢离子浓度增大,故比值逐渐增大,B正确;
C.实验2反应后溶液根据电荷守恒可知,,溶液,溶液显碱性,则,故存在:,C正确;
D.通入少量,发生反应,故,D错误;
故选D。
二、综合题(共60分)
(一)(本题共15分)
21. 铁的常见化合价有+2、+3,在很强的氧化剂作用下也可形成不稳定的+6价高铁酸盐。
Ⅰ.实验室以为原料制备高密度磁记录材料Fe/复合物,装置如图所示。在氩气气氛中,向装有50mL的三颈烧瓶中逐滴加入100mL,100℃下搅拌回流3h,得到成分为Fe和的黑色沉淀。
待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,40℃干燥后焙烧3h,得到Fe/复合物产品3.24g。
完成下列填空:
(1)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为_______;检验反应是否进行完全的操作是_______。
(2)焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是_______,实验所得产品的产率为_______。
Ⅱ.已知:为共价化合物,熔点是306℃,易水解:
的平衡常数。
(3)的晶体类型属于_______。
(4)向中加入以除去杂质,为使溶液中c(Fe3+)≤10-6ml/L,则溶液中c(OH-)≥_____ml/L。用平衡移动原理解释除杂原理。_______。(1) ①. ②. 取少量反应后溶液加入KSCN溶液,溶液不变色,再加入新制氯水,溶液没有变红色,说明反应已经完全
(2) ①. 铁容易被空气中氧气氧化 ②.
(3)分子晶体 (4) ①. 3.42×10-11 ②. 溶液中加入溶液,氢氧根离子浓度增大,平衡向生成氢氧化铁沉淀的方向移动
【分析】在氩气气氛中,在碱性条件下,100℃搅拌回流3h,得到成分为Fe和的黑色沉淀,过滤后洗涤、烘干、焙烧得到复合物产品;
【小问1详解】
在氩气气氛中,在碱性条件下,100℃搅拌回流3h,得到成分为Fe和的黑色沉淀,则三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为;检验反应是否进行完全,就是检验反应后亚铁离子是否过量,故操作可以为:取少量反应后溶液加入KSCN溶液,溶液不变色,再加入新制氯水,溶液没有变红色,说明反应已经完全;
【小问2详解】
铁容易被空气中氧气氧化,故焙烧需在隔绝空气条件下进行;50mL中氯化亚铁为0.05ml,根据化学方程式可知,生成Fe和各0.0125ml,总质量为0.0125ml×(56g/ml+232g/ml)=3.6g,故实验所得产品的产率为;
【小问3详解】
已知:为共价化合物,熔点是306℃,则的晶体类型属于分子晶体;
【小问4详解】
,3.42×10-11ml/L,故使溶液中c(Fe3+)≤10-6ml/L,则溶液中c(OH-)≥3.42×10-11ml/L。溶液中加入溶液,氢氧根离子浓度增大,平衡向生成氢氧化铁沉淀的方向移动,从而将铁离子除去。
(二)(本题共15分)22. 抗抑郁药盐酸马普替林(M:)的一条合成路线如下:
完成下列填空:
(1)反应①、③的反应类型分别是_______。
(2)工业上,腈纶的主要成分PAN由A()聚合而成,则PAN的结构简式为_______。B可由石油裂解获得,则B的结构简式为_______。
(3)写出反应④的化学方程式。_______
(4)原料中的含氧官能团是_______,写出满足以下条件的该原料的一种同分异构体的结构简式。_______
(ⅰ)是含有三个六元碳环的芳香族化合物;
(ⅱ)只有一种含氧官能团;
(ⅲ)分子中有4种不同化学环境的氢。
(5)写出-Y的结构简式并将以下合成路线补充完整。_______、______
(1)取代反应、还原反应
(2) ①. ②. CH2=CH2 (3)+CH3NH2+H2O
(4) ①. 羧基 ②.
(5) ①. -CH2CH2COCH3 ②.
【分析】反应①为羧基和苯环上氢发生取代的成环反应,反应②为的加成反应;有机反应中将去氧或加氢的反应称为还原反应,反应③为去氧的反应得到,故为还原反应;和B生成,B可由石油裂解获得,则B为乙烯,结构简式为CH2=CH2;和CH3NH2转化为C,C和强还原剂生成,则C结构简式为;
【小问1详解】
由分析可知,反应①、③的反应类型分别是取代反应、还原反应;
【小问2详解】
中含有碳碳双键,能发生加聚反应,PAN由A()聚合而成,则PAN的结构简式为。B可由石油裂解获得,则B的结构简式为CH2=CH2;
【小问3详解】
由分析可知,反应④的化学方程式为+CH3NH2+H2O;
【小问4详解】
原料中的含氧官能团是羧基;
满足以下条件的该原料的一种同分异构体:
(ⅰ)是含有三个六元碳环的芳香族化合物,则含有苯环、;
(ⅱ)原羧基的不饱和度为1,由于要求只有一种含氧官能团,且又多了1个环,则同分异构体含有羟基;
(ⅲ)分子中有4种不同化学环境的氢,结构对称性好。故结构为;
【小问5详解】
CH2=CHCOCH3和发生Michael加成生成,结合反应②原理可知,-Y的结构简式为-CH2CH2COCH3;在碱性条件下加热成环生成,再发生反应③原理得到;故路线为:。
(三)(本题共16分)
23. Ⅰ.(H-O-O-H)既有氧化性又有还原性,其中氧处于中间价态。完成下列填空:
(1)是二元弱酸,则的第一步电离方程式为_______。
(2)已知:,结构如图所示,该反应_______(选填“是”或“不是”)氧化还原反应,理由是_______。
(3)少量催化分解的反应分两步进行,第一步:;写出第二步反应的离子方程式。_______
Ⅱ.称取1.023g()加入20.0mL酸化后定容至100mL,取出10.00mL用的滴定至终点,消耗24.34mL。
已知:①
②(未配平)
(4)配平离子方程式。_______
(5)实验所需的定量仪器有电子天平、量筒、_______。
(6)滴定终点的现象为溶液变为_______色,且30s不变色。理论上消耗_______mL,实验过程操作正确,产生误差的原因可能是_______。
(1)
(2) ①. 不是 ②. 反应中没有元素化合价改变
(3)
(4)
(5)100mL容量瓶、酸式滴定管
(6) ①. 红 ②. ③. 生成的氧气部分参与了反应
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【小问1详解】
是二元弱酸,则会分步电离,的第一步电离方程式为;
【小问2详解】
中氧为-2价,则铬为+6价;在中,由图可知,存在2个过氧根、1个-2价氧,铬化合价也为+6;过氧化氢中过氧根和铬结合,化合价没有改变;故反应中没有元素化合价改变,不是氧化还原反应;【小问3详解】
催化分解反应生成氧气,则第二步会生成锰离子、水、氧气,;
【小问4详解】
反应中锰元素化合价由+7变为+2,过氧化氢中氧元素化合价由-1变为0,根据电子守恒和质量守恒配平为,;
【小问5详解】
取1.023g()加入20.0mL酸化后定容至100mL,需要使用100mL容量瓶;使用高锰酸钾溶液滴定需要使用酸式滴定管;故实验所需的定量仪器有电子天平、量筒、100mL容量瓶、酸式滴定管;
【小问6详解】
高锰酸钾溶液为红色,故滴定终点现象为溶液变为红色,且30s不变色。已知:①,②,则,理论上消耗的体积为,实验过程操作正确,实际消耗24.34mL,氧气具有氧化性,产生误差的原因可能是生成的氧气部分参与了反应导致高锰酸钾用量减小。
(四)(本题共14分)
24. 丙烯()是石油化工的基础有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等。制备方法如下:
方法一 丙烷氧化脱氢法制备丙烯:(正反应放热)
在催化剂的作用下、相同的反应时间,的转化率和的产率随温度变化关系如图。
完成下列填空:
(1)的转化率随温度升高而上升的原因是_______,写出一条提高产率的措施。_______
方法二 丙烷脱氢制备丙烯:。
(2)已知:;
用含a、b的代数式表示Q=_______。
(3)某温度下,在一恒容容器中充入,发生脱氢制丙烯反应,起始压强为10kPa,平衡时总压强为14kPa,的平衡转化率为_______。该反应的平衡常数_______kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)
(4)将一定浓度的与固定浓度的通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应:,经相同时间,流出的、和随初始的变化关系如图。结合化学方程式解释和变化差异的原因。_______
(5)一定条件下,与HCl发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图。保持其他条件不变,若要提高产物中能量的比例,可采用的措施是_______。
a.适当提高反应温度 b.改变催化剂
c适当降低反应温度 d.改变反应物浓度
(1) ①. 温度升高,催化剂活性增大,导致反应速率加快,单位时间内反应的更多 ②. 适当降低反应温度
(2)a-b (3) ①. 40% ②.
(4)高温下二氧化碳会和氢气发生反应生成一氧化碳,且消耗氢气等于生成的一氧化碳:,导致、的变化幅度出现差异
(5)ab
【小问1详解】
在催化剂的作用下、相同的反应时间,的转化率随温度升高而上升,原因为温度升高,催化剂活性增大,导致反应速率加快,单位时间内反应的更多,其转化率上升;
生成的反应为放热反应,故提高产率的方法有适当降低反应温度、选择更合适的催化剂等;
【小问2详解】
已知:①;
②
由盖斯定律可知,①-②得:,故Q=a-b;
【小问3详解】
则10+a=14 kPa,a=4 kPa,的平衡转化率为。该反应的平衡常数kPa;
【小问4详解】
若只发生,则、的变化幅度应该是相同的,实际氢气变化不明显而、的增加幅度几乎相等,推测高温下二氧化碳会和氢气发生反应生成一氧化碳,且消耗氢气等于生成的一氧化碳:,导致、的变化幅度出现差异;
【小问5详解】
a.由图可知,反应①活化能更大,适当提高反应温度更利于反应①的进行,a正确;
b.改变催化剂,选用高效催化剂降低反应①的活化能,提高反应①的选择性,b正确;
c.适当降低反应温度,更不利于活化能高的反应①的进行,c错误;
d.改变反应物浓度,不能影响反应的活化能,不影响生成物的比例,d错误;
故选ab。选项
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
溴化钠溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
B
氯化铵溶液(FeCl3)
氢氧化钠溶液
过滤
C
二氧化碳(CO)
氧化铜粉末
通过灼热的氧化铜粉末
D
乙酸乙酯(CH3COOH)
乙醇、浓硫酸
加热蒸馏
实验
试剂
现象
1
酚酞
溶液变红,加水稀释,红色变浅
2
少量
用pH试纸测得溶液
3
少量
无明显现象
选项
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
溴化钠溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
B
氯化铵溶液(FeCl3)
氢氧化钠溶液
过滤
C
二氧化碳(CO)
氧化铜粉末
通过灼热的氧化铜粉末
D
乙酸乙酯(CH3COOH)
乙醇、浓硫酸
加热蒸馏
实验
试剂
现象
1
酚酞
溶液变红,加水稀释,红色变浅
2
少量
用pH试纸测得溶液
3
少量
无明显现象
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