2024许昌高级中学高三下学期5月月考试题化学含解析
展开注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡的相应位置上。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。
一、选择题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 工业上制备的反应为,下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为10的氧原子:
B. 的结构示意图:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 和的VSEPR模型相同
2. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1ml含有的共价键数为
B. 1L溶液中含有总数为
C. 标准状况下,11.2L含有的电子数大于
D. 向盐酸溶液中通氨气至中性,的数目大于
3. 用下列装置不能达到相关实验目的的是
A. 用装置甲证明:ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B. 用装置乙收集NO气体
C. 用装置丙制取无水MgCl2
D. 用装置丁制取金属锰
4. 已知为拟卤素,性质与卤素类似。老师将学生分为四组,做如下探究实验:甲组:分别配制500mLKSCN溶液、溶液;乙组:向的KSCN溶液中滴加酸性溶液,酸性溶液褪色;丙组:向的溶液中滴加酸性溶液,酸性溶液褪色;丁组:分别取50mLKSCN溶液和50mL溶液,混合,向混合液中滴加酸性溶液,溶液先变红后褪色,下列说法错误的是
A. 甲组同学用到500mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管等玻璃仪器
B. 乙组实验中将氧化为
C. 丙组实验发生反应的离子方程式:
D. 丁组实验说明还原性:
5. 某高分子化合物M常用于制作眼镜镜片,可由N和P两种物质合成,M、N、P的结构如图所示,下列说法正确的是
A. N与P合成M的反应为加聚反应B. M的链节中在同一平面的碳原子最多有14个
C. P在空气中很稳定,可以保存在广口瓶中D. 常温下,M、N、P均易溶于水
6. 镁―空气中性燃料电池是一种能被海水激活的电池,其能量比干电池高20~50倍。实验小组以该燃料电池为电源制备,工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 工作时,乙池可能产生导致光化学污染的气体
B. 石墨电极Ⅱ增重239g时,外电路中流过2ml电子
C. 工作时,电源的正极反应式为
D. 采用多孔电极有利于增大接触面积便于氧气扩散
7. 中国科学院理化所发现利用可使PLA()转化为丙酮酸()的速率显著提高,并且优异的稳定性确保了可以维持的反应性能,其反应机理如图所示,在光照条件下产生带正电空穴(用表示,可捕获电子)和电子。下列说法错误的是
A. 可作乳酸制备丙酮酸的催化剂,降低反应活化能
B. 光照为该反应提供能量,增大光的强度有利于加快反应速率
C. 丙酮酸的酸性比丙酸强
D. 当PLA完全转化成丙酮酸时,理论上中至少产生
8. 主要用于测定蛋白质、酚、砷、铅、铋等,一种以辉钼矿(主要成分为,含有FeO、等杂质)为原料制备的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A. “焙烧”时会生成,则“浸取”时的离子方程式为
B. 为提高“浸取”效率,可适当增大氨水浓度或将固体粉碎
C. “工序1”可为蒸发结晶
D. “灼烧”过程产生,可回收利用至“浸取”工序
9. 氮化铬的晶胞结构如图所示,A点原子坐标,密度为,摩尔质量为,晶胞参数为代表阿伏加德罗常数的值.下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为B. B点原子坐标
C. 原子位于N原子构成的四面体空隙中D.
10. 有机物X是一种瞬干胶,在常温常压下受水的引发可快速聚合实现黏合,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 有机物X中所有碳原子可能共平面
B. 有机物X中碳原子的杂化方式有两种
C. X转化为Y的反应原子利用率为100%
D. 与有机物X互顺反异构体
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 12g石墨烯与12g金刚石混合物中σ键数目为
B. 标准状况下,22.4L乙酸乙酯中的酯基数目为NA
C. 室温下,硫化钠溶液中的数目为
D. 室温下,的溶液中,和的数目均为
12. 亚砷酸C,是一种无机化合物.室温下,调节某亚砷酸溶液的pH,体系中含As物种的组分分布系数与pH的关系如图所示,分布系数。下列说法错误的是
A
B. 时,水电离的
C. 等物质的量浓度和混合溶液中
D. 当溶液后,体系中
13. 下列说法错误的是
A. 图1晶体中既存在共价键又存在范德华力,属于混合型晶体
B. 图2为某气态团簇分子的结构,该气态团簇分子的化学式为TiC
C. 图3为ZnS的晶胞结构,的配位数为4
D. 图3为ZnS的晶胞结构,已知该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中和的最近距离为
14. 一种2-甲基色酮内酯(Y)可通过下列反应合成,下列说法正确的是
A. X分子中碳原子的杂化类型都相同B. Y分子中所有碳原子均可能处于同平面
C. X、Y均可发生消去反应D. 1mlY与NaOH反应最多消耗2mlNaOH
15. 化学性质类似的盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂,工业上主要通过图1所示的方法制备,装置中含的催化电极反应机理如图2所示。图3是用图1的电池电解处理含有的酸性废水的装置。下列说法错误的是
A. 图1作图3装置电源时,电极b与Pt电极相连
B. 图1电池工作时,含的催化电极的电极反应式为
C. 理论上,当图1电池中有参与反应时,左室溶液质量增加
D. 图3装置中每处理使其转化为,酸性废水中减少
二、非选择题(共4小题,共55分)
16. 抗心律失常药物盐酸决奈达隆(Ⅰ)的合成路线如下。
(1)的反应类型为___________。
(2)同时生成。
①D中官能团的名称是___________。
②吸电子能力:1号基团___________2号基团(填“>”或“<”)。
(3)的化学方程式为___________。
(4)G的同分异构体中符合以下条件的有___________种。
①含有苯环和硝基。
②遇溶液显紫色。
③该有机物具有两性。
(5)结合平衡移动原理说明中的作用为___________。
(6)I中3号N的杂化类型为,4号N的杂化类型为___________;更易与结合的为___________N(填“3号”或“4号”),原因是___________。
17. 苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气做稀释剂、催化剂存在条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应:
主反应:
副反应:
(1)已知,在298K、101kPa条件下,某些物质的相对能量()变化关系如图所示:
___________。
(2)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,原理如图所示。
已知移出率
①忽略副反应。维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数___________(用等符号表示)。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数];
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表:
高温下副反应程度极小。试说明当温度高于950℃时,乙苯的平衡转化率随的移去率的变化改变程度不大的原因:___________;
③下列说法正确的是___________。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.膜反应器可降低反应温度,减少副反应的影响
(3)不同催化剂效能与水烃比有关。保持体系总压为常压的条件下,水烃比为9(曲线Ⅰ)时乙苯的平衡转化率与温度的关系的示意图如下:
①请在图中画出水烃比为1时乙苯的平衡转化率与温度的关系曲线(曲线Ⅱ)__________;
②工业上,减小水烃比是降低苯乙烯脱氢装置能耗的一个重要方向。若其他条件不变,减少水烃比,为使反应从起始到平衡均达到或接近原有的反应速率、限度,则可相应的改变的条件:___________。
A.升温 B.降温 C.增压 D.减压 E.催化剂
18. 四氮化四硫(为价)为橙黄色固体,易被氧化,难溶于水,易溶于四氯化碳,可用氨气与反应制备,反应装置如图所示(夹持和加热装置已省略)。
已知:;
步骤如下:
①反应时关闭止水夹,打开和,先向装置C中通入干燥纯净的,待装置C中充满黄绿色气体时,开始加热C,使与在下反应生成;
②待装置C中的全部反应后,关闭止水夹,撤掉装置A、B;
③处连接制的装置,关闭止水夹,打开和,通入干燥纯净的,反应制得。
回答下列问题:
(1)装置A用粉末与浓盐酸反应制取,发生装置A可以选用_________。(填选项)
(2)制备时为使装置C受热均匀,可采用的最佳加热方式为____________;
(3)制取同时装置C中还生成一种常见固体单质和一种盐,写出反应的化学方程式_____________;
(4)装置E的作用是____________、_________;
(5)测定纯度:称取样品(杂质不参与反应),加入溶液,并加热,释放出的氨气用足量硼酸吸收[假定溶液体积不变,反应为:].反应后的溶液再用的盐酸进行滴定[滴定反应为:],重复三次实验.实验数据记录如下表所示:
①该实验的下列有关说法正确的是____________.(填选项)
A.滴定时应先快后慢滴入盐酸,且眼睛注视滴定管中液面变化
B.滴加最后半滴方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,使溶液流入锥形瓶,振荡摇匀
C.滴定终点装盐酸的滴定管液面如图所示,则读数为
D.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致测定的结果偏高
②制得的的纯度为____________。(保留四位有效数字)
(6)副产物溶于水加入硫酸铜溶液中先沉淀后溶解,再向溶解后的深蓝色溶液中加入乙醇后,析出深蓝色晶体,下列叙述正确的是____________.(填选项)
A. 析出深蓝色晶体为
B. 深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C. 与形成的配位键比与形成的配位键更稳定
D. 由配体形成配离子的过程中键角变大
19. 钴广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、电池制造等行业,是国家重要的战略资源。用含钴废料(主要成分为,含少量、、CaO、MgO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示,试回答下列问题:
已知:
①具有强氧化性。
②,。
(1)为提高含钴废料的浸出效率,可采取的措施是___________(任写一条)。
(2)在水溶液中的电离方程式为___________;浸出渣的主要成分为___________(填化学式)。
(3)向“浸出液”中加入适量的时,发生反应的离子方程式为___________。
(4)①“除钙镁”后,滤液中时,___________。
②若“调pH”时溶液的pH偏低,将会导致、沉淀不完全,其原因是___________。
(5)将在空气中加热最终可得到钴的氧化物。分解时测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示。[已知:]
经测定,A→B过程中产生的气体只有,此过程中发生反应的化学方程式为___________。温度/℃
增长百分数/%
移出率/%
700
950
1000
60
8.43
4.38
2.77
80
16.8
6.1
3.8
90
27
7.1
4.39
实验序号
初始读数
最终读数
Ⅰ
0.20
20.42
Ⅱ
0.40
24.85
Ⅲ
1.00
21.18
2023-2024学年高三下学期5月检测
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡的相应位置上。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。
一、选择题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 工业上制备的反应为,下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为10的氧原子:
B. 的结构示意图:
C. 用电子式表示的形成过程:
D. 和的VSEPR模型相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子数为10的氧原子符号为,A错误;
B.的结构示意图:, B正确;
C.属于共价化合物,由分子构成,无电子得失,C错误;
D.的VSEPR模型为四面体形,的VSEPR模型为平面三角形,二者不相同,D错误;
故选B。
2. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1ml含有的共价键数为
B. 1L溶液中含有总数为
C. 标准状况下,11.2L含有的电子数大于
D. 向盐酸溶液中通氨气至中性,的数目大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据N2H4的结构可知,1ml的N2H4中含有共价键的数目为, A选项错误;
B.氢硫酸是弱酸,电离程度小,1L溶液中含有总数远小于,B选项错误;
C.1个水分子含10个电子,标准状况下,11.2L不是气体、其物质的量远大于0.5ml,则含有的电子数大于,C选项正确;
D.溶液体积不知道,不能计算铵离子数目,D选项错误;
答案选C。
3. 用下列装置不能达到相关实验目的的是
A. 用装置甲证明:ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B. 用装置乙收集NO气体
C. 用装置丙制取无水MgCl2
D. 用装置丁制取金属锰
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na在水与煤油的交界面反应,钠在煤油中上下跳动,说明钠密度大于煤油,浮在水面,说明钠密度小于水,用装置甲证明:ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水),故A正确;
B.NO密度小,应该从短管进,才能排出CO2收集NO,故B错误;
C. MgCl22H2O在加热过程中镁离子会发生水解,但在氯化氢气流中加热,氯化氢能抑制MgCl22H2O的水解,最终得到无水MgCl2,该装置能达到实验目的,故C正确;
D.可以用铝热反应制备熔点较高的金属铝和二氧化锰反应制备金属Mn,故D正确;
故答案为B。
4. 已知为拟卤素,性质与卤素类似。老师将学生分为四组,做如下探究实验:甲组:分别配制500mLKSCN溶液、溶液;乙组:向的KSCN溶液中滴加酸性溶液,酸性溶液褪色;丙组:向的溶液中滴加酸性溶液,酸性溶液褪色;丁组:分别取50mLKSCN溶液和50mL溶液,混合,向混合液中滴加酸性溶液,溶液先变红后褪色,下列说法错误的是
A. 甲组同学用到500mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管等玻璃仪器
B. 乙组实验中将氧化为
C. 丙组实验发生反应的离子方程式:
D. 丁组实验说明还原性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲组同学用到500mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管等玻璃仪器,A正确;
B.实验乙中阴离子SCN﹣被氧化为(SCN)2,B正确;
C.酸性高锰酸钾与亚铁离子反应的离子方程式:,C正确;
D.在等体积浓度均为0.1ml/L的KSCN和FeSO4混合溶液中滴加酸性高锰酸钾,溶液先变红,说明亚铁离子先被高锰酸根离子氧化成铁离子,故还原性SCN-
5. 某高分子化合物M常用于制作眼镜镜片,可由N和P两种物质合成,M、N、P的结构如图所示,下列说法正确的是
A. N与P合成M的反应为加聚反应B. M的链节中在同一平面的碳原子最多有14个
C. P在空气中很稳定,可以保存在广口瓶中D. 常温下,M、N、P均易溶于水
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,一定条件下N与P发生缩聚反应生成M和甲醇,故A错误;
B.由结构简式可知,M分子中苯环和酯基为平面结构,由三点成面可知,链节中在同一平面碳原子最多有14个,故B正确;
C.由结构简式可知,P分子中含有极易被空气中氧气氧化的酚羟基,所以P在空气中很不稳定,不能保存在广口瓶中,故C错误;
D.由结构简式可知,M、N分子的官能团均为酯基,均属于难溶于水的酯类,故D错误;
故选B。
6. 镁―空气中性燃料电池是一种能被海水激活的电池,其能量比干电池高20~50倍。实验小组以该燃料电池为电源制备,工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 工作时,乙池可能产生导致光化学污染的气体
B. 石墨电极Ⅱ增重239g时,外电路中流过2ml电子
C. 工作时,电源的正极反应式为
D. 采用多孔电极有利于增大接触面积便于氧气扩散
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,左池为镁—空气中性燃料电池,右池为电解池,镁电极为燃料电池的负极,多孔电极为正极,与正极相连的石墨Ⅰ电极为电解池的阳极,与负极相连的石墨Ⅱ电极为电解池的阴极。
【详解】A.工作时,乙池中可能有硝酸根离子得到电子会生成氮的氧化物,会导致光化学污染,A正确;
B.工作时,Pb2+在石墨Ⅰ电极上失去电子,生成PbO2等,电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+,则石墨电极Ⅰ增重239g时,外电路中流过2ml电子,B错误;
C.由分析可知,工作时富氧空气中氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为,C正确;
D.采用多孔电极增大了富氧空气中氧气与电极的接触面积,有利于增大氧气扩散,D正确;
故选B。
7. 中国科学院理化所发现利用可使PLA()转化为丙酮酸()的速率显著提高,并且优异的稳定性确保了可以维持的反应性能,其反应机理如图所示,在光照条件下产生带正电空穴(用表示,可捕获电子)和电子。下列说法错误的是
A. 可作乳酸制备丙酮酸的催化剂,降低反应活化能
B. 光照为该反应提供能量,增大光的强度有利于加快反应速率
C. 丙酮酸的酸性比丙酸强
D. 当PLA完全转化成丙酮酸时,理论上中至少产生
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知乳酸在Pd-CdS上可发生转化生成丙酮酸,Pd-CdS可做该转化的催化剂,降低反应活化能,故A正确;
B.根据图像可知,增加光的强度可产生更多的带正电空穴和电子,有利于加快反应速率,故B正确;
C.丙酮酸和丙酸都有羧基,丙酮酸中的羧基连有乙酰基,也就是说直接连有羰基,羰基具有吸电子能力,使羟基的氧氢键的极性越大酸性越强;丙酸中的羧基直接连有乙基,乙基是供电子基,使羟基的极性降低,酸性变弱,因此丙酮酸的酸性大于丙酸,故C正确;
D.由图可知Pd-CdS在光照条件下产生1ml h+时同时产生1ml电子,180gPLA完全水解生成乳酸的物质的量大于2ml,乳酸发生反应:,则2ml乳酸反应时转移4ml电子,因此,理论上Pd-CdS中产生4ml h+也不能将180gPLA完全水解生成的乳酸完全氧化,故D错误。
故选D。
8. 主要用于测定蛋白质、酚、砷、铅、铋等,一种以辉钼矿(主要成分为,含有FeO、等杂质)为原料制备的流程如下图所示:
下列说法错误的是
A. “焙烧”时会生成,则“浸取”时的离子方程式为
B. 为提高“浸取”效率,可适当增大氨水浓度或将固体粉碎
C. “工序1”可为蒸发结晶
D. “灼烧”过程产生,可回收利用至“浸取”工序
【答案】C
【解析】
【分析】辉钼矿(主要成分为,含有FeO、等杂质)在空气中焙烧得二氧化硫气体,、氧化铁和,用氨水浸取过滤去除不溶物、氧化铁,滤液中含,蒸发浓缩冷却结晶得 ,灼烧得。
【详解】A.“焙烧”将转变为,则“浸取”时的离子方程式为,A项正确;
B.为提高“浸取”效率,可适当增大氨水浓度或将固体粉碎,B项正确;
C.“工序1”后得到带结晶水的钼酸铵,故“工序1”不可为蒸发结晶,C项错误;
D.钼酸铵“灼烧”过程产生,可回收利用至“浸取”工序,D项正确;
故选C。
9. 氮化铬的晶胞结构如图所示,A点原子坐标,密度为,摩尔质量为,晶胞参数为代表阿伏加德罗常数的值.下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为B. B点原子坐标
C. 原子位于N原子构成的四面体空隙中D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮化铬的晶胞结构中,N位于顶点和面心,利用均摊法总共4个,Cr位于体心和棱上,总共4个,故该晶体的化学式为,故A正确;
B.A为坐标原点,故B的原子坐标为,故B正确;
C.原子位于N原子构成的八面体空隙中,故C错误;
D.依据密度为d,可算出晶胞参数为:,故D正确;
故选C。
10. 有机物X是一种瞬干胶,在常温常压下受水的引发可快速聚合实现黏合,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 有机物X中所有碳原子可能共平面
B. 有机物X中碳原子的杂化方式有两种
C. X转化为Y的反应原子利用率为100%
D. 与有机物X互为顺反异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.有机物X中含有碳碳双键、酯基都是平面型结构,单键可旋转,所有的碳原子可能共平面,故A正确;
B.有机物X中碳碳双键上C采取sp2杂化,甲基饱和碳原子采取sp3杂化,-C≡N中C采取sp杂化,碳原子的杂化方式有3种,故B错误;
C.有机物X中含有碳碳双键,反应过程中碳碳双键发生变化,因此为加聚反应,X转化为Y的反应原子利用率为100%,故C正确;
D.物质X含碳碳双键中一端的碳原子连接不同基团,两侧的碳原子连接相同的基团-H在同侧的为顺式、异侧为反式,则与有机物X互为顺反异构体,故D正确;
故答案选B。
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 12g石墨烯与12g金刚石混合物中σ键数目为
B. 标准状况下,22.4L乙酸乙酯中的酯基数目为NA
C. 室温下,硫化钠溶液中的数目为
D. 室温下,的溶液中,和的数目均为
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨烯为单层石墨结构,具有正六边形结构,1mlC中含1.5mlσ键,而金刚石则为正四面体构型,1mlC中含2mlσ键,故1ml石墨烯与1ml金刚石混合物中σ键数目为,A项正确;
B.标准状况下,乙酸乙酯是液体,不能用气体摩尔体积计算,B项错误;
C.室温下,硫化钠溶液中,会发生水解,所以数目小于,C项错误;
D.未指出溶液体积,且两种离子均水解,无法计算,D项错误;
故选A。
12. 亚砷酸C,是一种无机化合物.室温下,调节某亚砷酸溶液的pH,体系中含As物种的组分分布系数与pH的关系如图所示,分布系数。下列说法错误的是
A.
B. 时,水电离的
C. 等物质的量浓度和混合溶液中
D. 当溶液后,体系中
【答案】D
【解析】
【详解】A.由As(OH)3⇌H++,Ka1=根据图像中第一个交点,c[]=c[As(OH)3]且c(H+)=10-9ml/L,可算得,A项正确;
B.由图可知时是亚砷酸的盐溶液,弱酸的盐溶液由于酸根水解,会促进水的电离,所以水电离的,B项正确;
C.的水解大于的电离,所以等物质的量浓度和混合溶液中,C项正确;
D.pH越大体系中会越大,D项错误;
本题选D。
13. 下列说法错误的是
A. 图1晶体中既存在共价键又存在范德华力,属于混合型晶体
B. 图2为某气态团簇分子的结构,该气态团簇分子的化学式为TiC
C. 图3为ZnS的晶胞结构,的配位数为4
D. 图3为ZnS的晶胞结构,已知该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中和的最近距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1晶体是石墨晶体,每一层内原子之间为共价键,层与层之间存在的作用力为范德华力,属于混合型晶体,A正确;
B.图2为某气态团簇分子的结构,该分子结构中有13个C,14个Ti,因此其化学式为Ti14C13,B错误;
C.晶胞结构中,Zn2+周围等距且最近的S2-有4个,即Zn2+的配位数为4,因为Zn2+:S2-=1:1,则的配位数为4,C正确;
D.根据ZnS的晶胞结构可知,和的最近距离为1/4体对角线。设晶胞边长为acm,则晶胞密度,a=cm,则晶胞中和的最近距离为,D正确。
故选B。
14. 一种2-甲基色酮内酯(Y)可通过下列反应合成,下列说法正确的是
A. X分子中碳原子的杂化类型都相同B. Y分子中所有碳原子均可能处于同平面
C. X、Y均可发生消去反应D. 1mlY与NaOH反应最多消耗2mlNaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.X分子中的甲基C为sp3杂化,其余C均为sp2杂化,A错误;
B.Y分子中有一个C为sp3杂化,四个化学键分别连接3个C、1个O,因此Y分子中不可能所有碳原子处于同平面,B错误;
C.X、Y分子中含酚羟基,均不可发生消去反应,C错误;
D.Y中酯基、酚羟基均可以与NaOH反应,因此1mlY与NaOH反应最多消耗2mlNaOH,D正确。
故选D。
15. 化学性质类似的盐酸羟胺是一种常见的还原剂和显像剂,工业上主要通过图1所示的方法制备,装置中含的催化电极反应机理如图2所示。图3是用图1的电池电解处理含有的酸性废水的装置。下列说法错误的是
A. 图1作图3装置电源时,电极b与Pt电极相连
B. 图1电池工作时,含的催化电极的电极反应式为
C. 理论上,当图1电池中有参与反应时,左室溶液质量增加
D. 图3装置中每处理使其转化为,酸性废水中减少
【答案】C
【解析】
【分析】由题目信息可快速推出图1是原电池,且由NO变成盐酸羟胺()可知铁电极为正极,Pt电极上氢气失去电子发生氧化反应是负极;图3为电解池,由硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子,可知b电极为阴极,则a为阳极,据此回答。
【详解】A.图1作图3装置电源时,电极b为阴极与电源的负极Pt电极相连,A正确;
B.由图2知,图1电池工作时,含的催化电极的电极反应式为,B正确;
C.未标明气体在标准状况下,不能用计算,C错误;
D.;最终变成了,根据化合价的变化可推出,处理使其转化为需转移电子,而转化为转移电子,故有氯离子参加了反应,D正确;
故选D。
二、非选择题(共4小题,共55分)
16. 抗心律失常药物盐酸决奈达隆(Ⅰ)的合成路线如下。
(1)的反应类型为___________。
(2)同时生成。
①D中官能团的名称是___________。
②吸电子能力:1号基团___________2号基团(填“>”或“<”)。
(3)的化学方程式为___________。
(4)G的同分异构体中符合以下条件的有___________种。
①含有苯环和硝基。
②遇溶液显紫色。
③该有机物具有两性。
(5)结合平衡移动原理说明中的作用为___________。
(6)I中3号N的杂化类型为,4号N的杂化类型为___________;更易与结合的为___________N(填“3号”或“4号”),原因是___________。
【答案】(1)取代反应
(2) ①. 酮羰基、酚羟基 ②. <
(3)++NaOH+NaCl+H2O
(4)10 (5)醋酸中和反应生成的氨水,使平衡正移,提高产率
(6) ①. ②. 4号 ③. 4号N上有孤电子对,能以配位键结合
【解析】
【分析】根据C的结构简式可知,A为CH3CH2CH2CH2COOH,B为CH3CH2OH,A与B发生酯化反应生成C,C与反应转化为D,E与反应转化为F,F转化为G,D与G反应转化为H,H多步反应转化为I,据此回答。
【小问1详解】
根据分析可知,A+B→C的反应类型为取代反应;
【小问2详解】
①D中官能团的名称是酮羰基、酚羟基;
②吸电子能力:1号基团小于2号基团;
【小问3详解】
E→F的化学方程式为:++NaOH+NaCl+H2O;
【小问4详解】
①含有苯环和硝基,②遇FeCl3溶液显紫色,含有酚羟基,③该有机物具有两性,含有氨基,所以同分异构体中含有-NH2、-NO2、-OH,先固定一种基团,设固定基团-NH2,则当-NO2处于-NH2的邻位时,-OH可以有四种位置(除-NH2、-NO2以外的四个位置都可以),当-NO2处于-NH2的间位时,-OH可以有四种位置(除-NH2、-NO2以外的四个位置都可以),-NO2处于-NH2的对位时,-OH可以有两种位置(两边对称,所以是4/2=2种),因为固定-NO2和固定-OH和固定-NH2是重复的,所以一共是4+4+2=10种同分异构体;
【小问5详解】
D+G→H中CH3COOH的作用为:醋酸中和反应生成的氨水,使平衡正移,提高产率;
【小问6详解】
I中3号N的杂化类型为 sp2,4号N的杂化类型为sp3杂化,更易与H+结合的为4号N,原因是:4号N上有孤电子对,能以配位键结合H+。
17. 苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气做稀释剂、催化剂存在条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应:
主反应:
副反应:
(1)已知,在298K、101kPa条件下,某些物质的相对能量()变化关系如图所示:
___________。
(2)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,原理如图所示。
已知移出率
①忽略副反应。维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数___________(用等符号表示)。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数];
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表:
高温下副反应程度极小。试说明当温度高于950℃时,乙苯的平衡转化率随的移去率的变化改变程度不大的原因:___________;
③下列说法正确的是___________。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.膜反应器可降低反应温度,减少副反应的影响
(3)不同催化剂效能与水烃比有关。保持体系总压为常压的条件下,水烃比为9(曲线Ⅰ)时乙苯的平衡转化率与温度的关系的示意图如下:
①请在图中画出水烃比为1时乙苯的平衡转化率与温度的关系曲线(曲线Ⅱ)__________;
②工业上,减小水烃比是降低苯乙烯脱氢装置能耗的一个重要方向。若其他条件不变,减少水烃比,为使反应从起始到平衡均达到或接近原有的反应速率、限度,则可相应的改变的条件:___________。
A.升温 B.降温 C.增压 D.减压 E.催化剂
【答案】(1)-54.6
(2) ①. ②. 主反应的吸热,高于950℃时,乙苯的平衡转化率很大(或平衡常数很大),的移出率对平衡转化率的影响很小,或主反应的吸热,高于950℃时,温度对于主反应的影响大于的移出率对平衡转化率的影响 ③. D
(3) ①. ②. AE
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知:
①;
②;
③;
根据盖斯定律:③-②+①,得;
【小问2详解】
①,的移出率为b,剩余氢气,结合总压强p,将数据代入分压平衡常数,得;
②当温度高于950℃时,乙苯平衡转化率随的移去率的变化改变程度不大的原因:主反应的吸热,高于950℃时,乙苯的平衡转化率很大(或平衡常数很大),的移出率对平衡转化率的影响很小,或主反应的吸热,高于950℃时,温度对于主反应的影响大于的移出率对平衡转化率的影响;
③A.该过程有副反应发生,生成的总物质的量与苯乙烯不相等,故A错误;
B.主反应为可逆过程,始终有存在,故反应器中发生副反应,故B错误;
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,平衡正向移动,但乙苯的转化率降低,故C错误;
D.膜反应器可降低反应温度,减少副反应的影响,故D正确;
答案选D;
【小问3详解】
①水烃比为1时乙苯的平衡转化率与温度的关系曲线(曲线Ⅱ):;
②工业上,减小水烃比是降低苯乙烯脱氢装置能耗的一个重要方向。若其他条件不变,减少水烃比,为使反应从起始到平衡均达到或接近原有的反应速率、限度,由于该反应吸热且正反应为气体体积增大的反应,则:
A.升温可以增大反应速率,同时可以使平衡正向移动,A符合题意;
B.降温会使反应速率降低,无法达到或接近原有的反应速率,B不符合题意;
C.增大压强平衡会向着气体体积减小的方向移动,即逆向移动,C不符合题意;
D.减小压强会使反应速率降低,无法达到或接近原有反应速率,D不符合题意;
E.使用催化剂可以加快反应速率,达到或接近原有的反应速率,由于反应速率加快,则单位时间内的产率升高,E符合题意;
故选AE。
18. 四氮化四硫(为价)为橙黄色固体,易被氧化,难溶于水,易溶于四氯化碳,可用氨气与反应制备,反应装置如图所示(夹持和加热装置已省略)。
已知:;
步骤如下:
①反应时关闭止水夹,打开和,先向装置C中通入干燥纯净的,待装置C中充满黄绿色气体时,开始加热C,使与在下反应生成;
②待装置C中的全部反应后,关闭止水夹,撤掉装置A、B;
③处连接制的装置,关闭止水夹,打开和,通入干燥纯净的,反应制得。
回答下列问题:
(1)装置A用粉末与浓盐酸反应制取,发生装置A可以选用_________。(填选项)
(2)制备时为使装置C受热均匀,可采用的最佳加热方式为____________;
(3)制取的同时装置C中还生成一种常见固体单质和一种盐,写出反应的化学方程式_____________;
(4)装置E的作用是____________、_________;
(5)测定的纯度:称取样品(杂质不参与反应),加入溶液,并加热,释放出的氨气用足量硼酸吸收[假定溶液体积不变,反应为:].反应后的溶液再用的盐酸进行滴定[滴定反应为:],重复三次实验.实验数据记录如下表所示:
①该实验的下列有关说法正确的是____________.(填选项)
A.滴定时应先快后慢滴入盐酸,且眼睛注视滴定管中液面变化
B.滴加最后半滴方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,使溶液流入锥形瓶,振荡摇匀
C.滴定终点装盐酸的滴定管液面如图所示,则读数为
D.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致测定的结果偏高
②制得的的纯度为____________。(保留四位有效数字)
(6)副产物溶于水加入硫酸铜溶液中先沉淀后溶解,再向溶解后的深蓝色溶液中加入乙醇后,析出深蓝色晶体,下列叙述正确的是____________.(填选项)
A. 析出的深蓝色晶体为
B. 深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C. 与形成的配位键比与形成的配位键更稳定
D. 由配体形成配离子的过程中键角变大
【答案】(1)c (2)油浴加热(或电加热套加热)
(3)
(4) ①. 吸收多余的氨气 ②. 防止空气污染、液封,防止空气或氧气进入装置C中
(5) ①. BD ②. 84.47% (6)CD
【解析】
【分析】装置A制取氯气,浓盐酸具有较强挥发性,所以制取的氯气中有氯化氢和水蒸气,由于二氯化硫易水解,所以进入C装置的气体必须是干燥的,氯化氢和S不反应,所以B装置应是干燥装置,其中盛装浓硫酸,由于二氯化硫沸点较低,为防止其损失,用冷凝管冷凝回流,由于氯气有毒,不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,D装置中盛装碱石灰,干燥的氯气和和S在加热条件下反应制取二氯化硫;二氯化硫与氨气在装置C中制备。
【小问1详解】
装置A用粉末与浓盐酸反应制取,为固液加热型,发生装置A可以选用c;
【小问2详解】
使与在下反应生成,不能选择水浴加热,则受热均匀的最佳加热方式为油浴加热(或电加热套加热);
【小问3详解】
据反应的现象以及元素种类可知,生成S4N4的同时还生成的一种常见固体单质为S、一种盐为NH4Cl,反应的化学方程式为;
【小问4详解】
装置E含有稀硫酸,可与碱性气体氨气反应,作用是吸收多余的氨气,S4N4易被氧化,装置E另一个作用为防止空气污染、液封,防止空气或氧气进入装置C中;
【小问5详解】
①A.滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,故A错误;
B.滴加最后半滴方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,使溶液流入锥形瓶,振荡摇匀,故B正确;
C.酸式滴定管刻度上边的小(有0刻度),下边的大,则读数为,故C错误;
D.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成盐酸体积偏大,导致测定的结果偏高,故D正确;
故选BD;
②三次实验消耗盐酸的体积分别为20.42-0.20=20.22mL、24.85-0.40=24.45mL、21.18-1.00=20.18mL,第II次数据误差较大应舍去,平均消耗盐酸体积,结合化学方程式和原子守恒可得出关系式~4NH3~4HCl,所以n()=n(HCl)= ,所以S4N4的纯度为;
【小问6详解】
A. ①向硫酸铜溶液中滴加过量氨水,产生蓝色沉淀为Cu(OH)2,继续加氨水沉淀溶解则是Cu(OH)2形成氨配合物 [Cu(NH3)4](OH)2,再向深蓝色透明溶液中加入乙醇,析出深蓝色的晶体,则析出的蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4•H2O,故A错误;
B. [Cu(NH3)4]2+中Cu2+与4个NH3分子通过配位键形成平面结构,结构式为,不是正四面体形,故B错误;
C.配合物向生成更稳定的配合物转化,所以判断NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3>H2O,则与形成的配位键较稳定,故C正确;
D. NH3分子中N原子的孤电子对进入Cu2+的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥作用减弱,故NH3形成配合物后H-N-H键角变大,故D正确;
故选CD。
19. 钴广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、电池制造等行业,是国家重要的战略资源。用含钴废料(主要成分为,含少量、、CaO、MgO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示,试回答下列问题:
已知:
①具有强氧化性。
②,。
(1)为提高含钴废料的浸出效率,可采取的措施是___________(任写一条)。
(2)在水溶液中的电离方程式为___________;浸出渣的主要成分为___________(填化学式)。
(3)向“浸出液”中加入适量的时,发生反应的离子方程式为___________。
(4)①“除钙镁”后,滤液中时,___________。
②若“调pH”时溶液pH偏低,将会导致、沉淀不完全,其原因是___________。
(5)将在空气中加热最终可得到钴的氧化物。分解时测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示。[已知:]
经测定,A→B过程中产生的气体只有,此过程中发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)将含钴废料粉碎(或其他合理答案)
(2) ①. ②. 、
(3)
(4) ①. ②. pH偏低,浓度过大,和结合成HF分子,降低了浓度,导致、溶解平衡向溶解方向移动
(5)
【解析】
【分析】、与盐酸、亚硫酸钠发生氧化还原反应,得到硫酸根、二价钴离子、亚铁离子,含钴废料加入盐酸与亚硫酸钠还得到硫酸钙、铝离子、镁离子,则浸出渣为、,浸出液加入氯酸钠,将亚铁离子氧化为铁离子、加入碳酸钠调pH得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,所得滤液加入氟化钠除去钙镁离子,加入萃取剂,二价钴离子进入水相,加入草酸铵溶液,得到。
【小问1详解】
为提高含钴废料的浸出效率,可采取的措施是将含钴废料粉碎、适当加热、适当增大盐酸浓度等(或其他合理答案);
【小问2详解】
是强电解质,在水溶液中的电离方程式;根据分析知,浸出渣的主要成分为、;
【小问3详解】
根据流程图可知,加入的作用是将氧化为,该反应的离子方程式为;
【小问4详解】
①滤液中时,;②pH偏低,浓度过大,和结合成HF分子,降低了浓度,、溶解平衡向溶解方向移动,将会导致、沉淀不完全;
【小问5详解】
在空气中加热首先失去结晶水,、的相对分子质量分别为183、147.结合图像可知,初始为0.1ml ,A点时为0.1ml 。根据钴元素守恒,B点时8.03g固体中钴元素的物质的量为0.1ml,则8.03g固体中氧元素的物质的量为,则8.03g固体中C、O的物质的量之比为0.1∶0.133≈3∶4,故B点时固体产物为,A→B发生的反应为。
温度/℃
增长百分数/%
移出率/%
700
950
1000
60
8.43
4.38
2.77
80
16.8
6.1
3.8
90
27
7.1
4.39
实验序号
初始读数
最终读数
Ⅰ
0.20
20.42
Ⅱ
0.40
24.85
Ⅲ
1.00
21.18
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