大庆市2024届高三年级第三次教学质量检测
化学
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 Al—27 Cr—52 Fe—56 Ba—137
一、选择题(本题共15道小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题3分,共45分。)
1. 下列说法错误的是
A. “神舟”飞船航天员服装里的石墨烯是有机高分子材料
B. 制作航天器外壳的铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点
C. “可降解塑料”聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程
D. 轮船船体外部镶嵌锌块具有保护船体的作用,其原理是牺牲阳极法
2. 下列化学用语表达正确是
A. 的空间填充模型为 B. 锗(Ge)原子的价电子排布式为
C. 的电子式为 D. 核内有33个中子的Fe原子符号为
3. 为阿伏加德罗常数的数值。下列有关说法正确的是
A. 28g乙烯和环丙烷的混合物中,碳原子总数为2
B. 25℃,0.01水溶液中的数目小于0.01
C. 标准状况下,11.2L HF所含有的分子数为0.5
D. 1mol环戊烯()中含有键数目为5
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaHS溶液中的水解:
B. 用醋酸处理水垢中碳酸钙:
C. 向溶液中通入等物质的量的:
D. 明矾溶液与过量氨水混合:
5. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 在烧碱溶液中滴加植物油,煮沸 油层消失 植物油含碳碳双键
B 将溴乙烷与NaOH的水溶液混合,加热,向冷却后的溶液中滴入少量溶液 未观察到浅黄色沉淀 溴乙烷与NaOH的水溶液不反应
C 向淀粉水解液中加入碘水 溶液未变成蓝色 淀粉已完全水解
D 向NaCl、NaI的混合溶液中加少量溶液 产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
6. Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100℃。吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. ①②③在高温区发生,在高温区增加了活化分子百分数
B. 该历程中能量变化最大的是2.46 eV,过程为N2的吸附过程
C. ④⑤在低温区发生,在低温区提高了氨的产率和生产速率
D. 使用Ti-H-Fe双温区催化合成氨,降低了合成氨反应的活化能
7. 腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,结构如图,下列说法正确的是
A. 腺嘌呤核苷酸具有两性 B. 1mol腺嘌呤核苷酸最多能消耗5mol NaOH
C. 腺嘌呤核苷酸中P原子的杂化方式为 D. 1mol腺嘌呤核苷酸有3mol手性碳原子
8. 工业上常用的一种海水中提溴技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化、吹出、吸收和蒸馏等环节(如下图),下列有关说法错误的是
A. 过程中酸化海水的目的是抑制的溶解
B. 吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为
C. 实验室模拟蒸馏过程,用到的主要仪器包括:蒸馏烧瓶、球形冷凝管、温度计等
D. 保存液溴的过程中,水封的主要目的是防止或减弱的挥发
9. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期的主族元素,X、Y同主族,四种元素形成某种化合物的结构式如图所示,下列说法错误的是
A. 元素电负性:Y>W B. 简单离子半径:Z>Y
C. 简单氢化物的沸点高低:X>Y D. 的VSEPR模型为四面体形
10. 研究发现,以非晶态Ni()基硫化物为催化剂,能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 产生5.6L O2,电路中转移的电子数为2NA
B. 电极A反应为,电极A附近溶液的碱性增强
C. UOR分两步进行,其中没有非极性键的形成或断裂
D. 若将光伏电池改为铅蓄电池,电解过程中电极B应连接铅蓄电池的Pb极
11. 砷化铝是一种半导体材料,其晶胞如图所示,a点坐标为。下列说法错误的是
A. 砷元素位于周期表中的p区
B. 距离a处最近的砷原子的坐标为
C. Al原子的配位数为4
D. 若的键长为y nm,则晶胞棱长为
12. 布洛芬(丁)为解热镇痛药,其某种合成路线如图所示:
下列说法正确的是
A. 酸性强弱比较:
B. 甲分子中最多有9个碳原子共面
C. 1mol乙最多可与3mol 发生加成反应
D. 丁分子苯环上的二氯代物有2种
13. 常温下,用0.12 溶液滴定50.00mL未知浓度的溶液,溶液电导率k和随滴入溶液体积V的变化关系如图所示。下列说法正确的是
已知:常温下。
A. 该温度下的溶度积常数的数量级为
B. 当时,溶液中的主要溶质为
C. 该溶液的物质的量浓度为
D. 若将0.1L含0.002mol 的悬浊液中的完全转化为,需加入0.002mol
14. 图1是天然气报警器成品装置,其工作原理如图2所示,其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是
A. 甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气、水煤气的主要成分
B. 当电路中转移0.008mol电子时,固体电解质中有0.004mol移向电极a
C. 电子在电解质中向b电极移动,电流方向由b电极经导线向a电极
D. 多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为:
15. 在两个相同恒温()恒容密闭容器中仅发生反应: 。实验测得:;;、为速率常数,受温度影响。下列说法错误的是
容器编号 物质的起始浓度() 物质的平衡浓度()
Ⅰ 4 0 0 1
Ⅱ 1 2 0.5
A. 平衡时容器1中再充入一定量的,体积分数增大
B. 若将容器1改为恒容绝热条件,平衡时
C. 反应刚开始时容器Ⅱ中的
D. 当温度改变为时,若,则
二、非选择题(本题共4道小题,共55分。)
16. 红矾钠(重铬酸钠:)是重要的基本化工原料,常在印染、电镀等工业中做辅助剂。工业上以铬铁矿(,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程如下。回答下列问题:
已知:①“焙烧”时,转化为和。
②“浸取”时铁元素以形式存在。
(1)写出“焙烧”时被氧化的化学方程式:_______。
(2)为了加快浸取速率可采取的措施有_______(请写出两种方法)。
(3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分的浓度时认为已除尽。
“中和”时pH的理论范围是_______,滤渣的主要成分有_______。
(4)“酸化”时,不可以将硫酸改为盐酸(HCl),原因是(用离子方程式表示)_______。
(5)“冷却结晶”所得母液中,除外,可在上述流程中循环利用的物质还有_______(用化学式表示)。
(6)的三种结构:①、②、③,下列说法错误的是_______。
A. ①中配合离子空间结构为或(已略去位于正八面体中心的)
B. ②③中的配位数都是6
C. ②中存在的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键等
D. 等物质的量浓度、等体积的①②③溶液中,的物质的量相等
17. 爆炸盐(也称氧净),主要成分是过碳酸钠(,)。过碳酸钠易溶于水,高温下易分解。某小组模拟工业生产过碳酸钠,装置如图所示。
(1)装置中仪器B的名称是_______。
(2)反应过程中温度一般不超过50℃,原因_______(用化学方程式表示)。
(3)按图连接好装置后,先将饱和溶液和稳定剂在三颈烧瓶中混合均匀,再从仪器B中缓慢滴加30% 溶液,在磁力搅拌下充分反应。下列物质可作为稳定剂使用的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(4)反应后向混合物中加入NaCl固体,搅拌、静置、过滤、洗涤、低温干燥,得到过碳酸钠固体。加入NaCl固体的作用是_______。
(5)键角大小比较:分子中的键角_______分子中的键角(填“>”或“<”),原因是_______;下列三种晶体①晶体 ②晶体 ③晶体的熔点由低到高的顺序_______。(用序号表示)
(6)过碳酸钠样品中含量的测定:取a g过碳酸钠样品配成100mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,用0.06溶液进行滴定至终点,消耗VmL 溶液。该过碳酸钠的产品纯度为_______(用含字母a、V的百分数形式表示)。
18. 选择性加氢制二甲醚(DME)是实现资源化利用的重要途径之一、近日,我国某研究团队通过镓改性的疏水二氧化硅负载铜基催化剂(Me:),实现了加氢制二甲醚的高效催化。其主要反应为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)则反应Ⅳ: _______,该反应在_______(填“低温”或“高温”)下可自发进行。
(2)已知:,在4.0MPa下,密闭容器中充入1mol 和4mol 发生反应,的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响):
①在220℃条件下,平衡时_______mol,计算反应Ⅱ的平衡常数为_______(保留3位有效数字);
②温度高于280℃,的平衡转化率随温度升高而上升,从平衡移动的角度分析原因:_______。
③其他条件不变,压强改为3.0MPa,图中点C将可能调至点_______(填“A”、“B”或“D”)。
(3)结合图像解释“镓物种和疏水基团”在反应Ⅱ进行过程中的重要作用:_______。
19. Voxelotor(化合物K)是首个被批准直接抑制镰状血红蛋白聚合的治疗药物,用于12岁及以上镰状细胞病(SCD)儿童和成人患者的治疗。Voxelotor的合成路线如下:
(1)A的化学名称是_______。
(2)H的分子式为_______。
(3)Et为乙基(-CH2CH3),E的分子式为C15H22O5,则E中官能团的名称为_______。
(4)反应⑥的化学反应类型为_______。
(5)写出反应⑤化学方程式_______。
(6)在F的同分异构体中,能同时满足下列条件的共有_______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2的结构简式为_______(写出一种)。
a.含有一个苯环 b.能发生银镜反应 c.能与FeCl3溶液发生显色反应
(7)设计以甲苯()和邻羟基苯甲醛()为原料合成的路线_______。
[用流程图表示,可选无机试剂有:Cl2、NaHCO3、新制Cu(OH)2、O2、Cu、Ag、稀盐酸、酸性KMnO4溶液,不超过3步]大庆市2024届高三年级第三次教学质量检测
化学
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 Al—27 Cr—52 Fe—56 Ba—137
一、选择题(本题共15道小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题3分,共45分。)
1. 下列说法错误的是
A. “神舟”飞船航天员服装里的石墨烯是有机高分子材料
B. 制作航天器外壳的铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点
C. “可降解塑料”聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程
D. 轮船船体外部镶嵌锌块具有保护船体的作用,其原理是牺牲阳极法
【答案】A
【解析】
【详解】A.“神舟”飞船航天员服装里的石墨烯是无机非金属材料,A错误;
B.制作航天器外壳的铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点,B正确;
C.“可降解塑料”聚乳酸酯的降解是高分子生成小分子的过程,C正确;
D.轮船船体外部镶嵌锌块具有保护船体的作用,其原理是牺牲阳极法,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 的空间填充模型为 B. 锗(Ge)原子的价电子排布式为
C. 的电子式为 D. 核内有33个中子的Fe原子符号为
【答案】D
【解析】
【详解】A.的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,其空间构型为V形,且H原子半径比O原子半径小,所以水分子的空间填充模型为,故A错误;
B.锗(Ge)为第四周期IVA族元素,Ge原子的价电子排布式为,故B错误;
C.的电子式为,故C错误;
D.Fe的原子序数为26,核内有33个中子的Fe原子符号为,故D正确;
故答案:D。
3. 为阿伏加德罗常数的数值。下列有关说法正确的是
A. 28g乙烯和环丙烷的混合物中,碳原子总数为2
B. 25℃,0.01水溶液中的数目小于0.01
C. 标准状况下,11.2L HF所含有的分子数为0.5
D. 1mol环戊烯()中含有键的数目为5
【答案】A
【解析】
【详解】A.如果28g都是乙烯,即1mol,则含碳原子为2,如果28g都是环丙烷,即mol,则含碳原子为2,因此28g乙烯和环丙烷的混合物中,碳原子总数为2,A正确;
B.没有溶液的体积,无法计算的数目,B错误;
C.标准状况下HF不是气体,11.2L HF不是0.5mol,所含有的分子数不是0.5,C错误;
D.1mol环戊烯()中含有键的数目为13,D错误;
故选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaHS溶液中的水解:
B. 用醋酸处理水垢中的碳酸钙:
C. 向溶液中通入等物质的量的:
D. 明矾溶液与过量氨水混合:
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaHS溶液中的水解:,A错误;
B.用醋酸处理水垢中的碳酸钙:,醋酸是弱电解质,不能拆成离子形式,B错误;
C.向溶液中通入等物质的量的:,氯气先与亚铁离子反应,后与溴离子反应,C错误;
D.明矾溶液与过量氨水混合:,氢氧化铝不溶于氨水,D正确;
故选D。
5. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 在烧碱溶液中滴加植物油,煮沸 油层消失 植物油含碳碳双键
B 将溴乙烷与NaOH的水溶液混合,加热,向冷却后的溶液中滴入少量溶液 未观察到浅黄色沉淀 溴乙烷与NaOH的水溶液不反应
C 向淀粉水解液中加入碘水 溶液未变成蓝色 淀粉已完全水解
D 向NaCl、NaI的混合溶液中加少量溶液 产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.植物油含酯基,与NaOH溶液反应,充分反应后油层消失,不能证明油脂含碳碳双键,故A错误;
B.检验溴乙烷中溴元素时,在加硝酸银溶液之前必须加稀硝酸中和未反应的碱,否则实验不成功,故B错误;
C.淀粉遇碘单质变蓝,由实验操作和现象可知,淀粉已完全水解,故C正确;
D.NaCl、NaI的混合溶液的浓度未知,由实验操作和现象,不能比较Ksp(AgI)、Ksp (AgCl)的大小,故D错误;.
答案选C。
6. Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100℃。吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. ①②③在高温区发生,在高温区增加了活化分子百分数
B. 该历程中能量变化最大的是2.46 eV,过程为N2的吸附过程
C. ④⑤在低温区发生,在低温区提高了氨的产率和生产速率
D. 使用Ti-H-Fe双温区催化合成氨,降低了合成氨反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.①②③在高温区发生时,由于在高温区,物质的内能增加,分子含有的能量增加,活化分子数目增加,而分子总数不变,因此增加了活化分子百分数,反应速率大大加快,A正确;
B.根据图示可知:该历程中能量变化最大的是2.46 eV,该过程为N2在催化剂表面的吸附过程,B正确;
C.合成NH3的正反应是放热反应,降低温度,可以使合成氨的化学平衡向放热的正反应方向移动,因此在低温区提高了氨的产率;但由于温度降低,物质的内能减少,分子运动速率减小,故化学反应速率会减慢,C错误;
D.催化剂能改变反应历程,降低反应的活化能,使用Ti-H-Fe双温区催化合成氨,能够极大的降低合成氨反应的活化能,D正确;
故合理选项是C。
7. 腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,结构如图,下列说法正确的是
A. 腺嘌呤核苷酸具有两性 B. 1mol腺嘌呤核苷酸最多能消耗5mol NaOH
C. 腺嘌呤核苷酸中P原子的杂化方式为 D. 1mol腺嘌呤核苷酸有3mol手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.腺嘌噙核苷酸中有磷酸二氢根具有酸性,有氨基具有碱性,故A正确;
B.该有机物水解生成H3PO4,其它官能团和NaOH不反应,磷酸和氢氧化钠以1:3反应,所以1mol该物质最多消耗3mol氢氧化钠,故B错误;
C.腺嘌呤核苷酸中P原子的价层电子对数为,所以杂化方式为,故C错误;
D.腺嘌呤核苷酸中的手性碳原子如图所示,所以1mol腺嘌呤核苷酸4mol手性碳原子,故D错误;
故选A。
8. 工业上常用的一种海水中提溴技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化、吹出、吸收和蒸馏等环节(如下图),下列有关说法错误的是
A. 过程中酸化海水的目的是抑制的溶解
B. 吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为
C. 实验室模拟蒸馏过程,用到的主要仪器包括:蒸馏烧瓶、球形冷凝管、温度计等
D. 保存液溴的过程中,水封的主要目的是防止或减弱的挥发
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶于水显酸性,酸化海水可以抑制的溶解,A正确;
B.具有还原性,具有氧化性,则吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为,B正确;
C.蒸馏过程不能用球形冷凝管,应该用直形冷凝管,C错误;
D.因为易挥发,所以水封的主要目的是防止或减弱的挥发,D正确;
故选C。
9. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期的主族元素,X、Y同主族,四种元素形成某种化合物的结构式如图所示,下列说法错误的是
A. 元素电负性:Y>W B. 简单离子半径:Z>Y
C. 简单氢化物的沸点高低:X>Y D. 的VSEPR模型为四面体形
【答案】B
【解析】
【分析】由化合物的结构式可知,X 形成两个价键,所以X为VIA族元素,X、Y同主族,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期的主族元素,所以X、Y分别为O、S;W形成一个价键,原子序数小于O,所以W为H;Z形成带一个单位正电荷的阳离子,原子序数大于S,所以Z为K。
【详解】A.Y、W元素分别为S、H,电负性S>H,故A正确;
B.Z、Y元素分别为K、S,简单离子分别为K+、S2-,K+和S2-具有相同的电子层结构,核电荷数越大、离子半径越小,所以离子半径:Z<Y,故B错误;
C.X、Y的简单氢化物分别为H2O、H2S,H2O分子之间存在氢键,所以H2O的沸点更高,故C正确;
D.为,其中心原子S原子的价层电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,所以其VSEPR模型为四面体形,故D正确;
故答案为:B。
10. 研究发现,以非晶态Ni()基硫化物为催化剂,能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 产生5.6L O2,电路中转移的电子数为2NA
B. 电极A的反应为,电极A附近溶液的碱性增强
C. UOR分两步进行,其中没有非极性键的形成或断裂
D. 若将光伏电池改为铅蓄电池,电解过程中电极B应连接铅蓄电池的Pb极
【答案】B
【解析】
【分析】由题意分析:该装置是电解池,电解水制氢,电极A上水得到电子生成氢气,电极反应式为,电极B上尿素失电子生成氮气,电极反应式为:,电极B上生成氧气的反应为:。
【详解】A.没有标明为标况,无法计算转移电子数,故A错误;
B.电解过程中,电极A为阴极,电极反应式为:,故电解过程中电极A附近不断生成氢氧根离子,电极A附近溶液碱性增强,故B正确;
C.结合图示,UOR分两步进行,有氮气生成,故有非极性键的形成,故C错误;
D.电极B为电解池的阳极,应该与铅蓄电池的正极也即是PbO2极相连,故D错误;
故选B。
11. 砷化铝是一种半导体材料,其晶胞如图所示,a点坐标为。下列说法错误的是
A. 砷元素位于周期表中的p区
B. 距离a处最近的砷原子的坐标为
C. Al原子的配位数为4
D. 若的键长为y nm,则晶胞棱长为
【答案】D
【解析】
【详解】A.砷元素是第ⅤA族元素,位于周期表中的p区,A正确;
B.根据晶胞图可知,距离a处最近的砷原子的坐标为,B正确;
C.根据晶胞图可知,距离Al原子最近且等距离的砷原子有4个,即Al原子的配位数为4,C正确;
D.晶胞体对角线是的键长的4倍,即4y nm,则晶胞棱长为,D错误;
故选D。
12. 布洛芬(丁)为解热镇痛药,其某种合成路线如图所示:
下列说法正确的是
A 酸性强弱比较:
B. 甲分子中最多有9个碳原子共面
C. 1mol乙最多可与3mol 发生加成反应
D. 丁分子苯环上的二氯代物有2种
【答案】B
【解析】
【详解】A.烃基越长,推电子效应越强,酸性越弱,酸性强弱比较:,A错误;
B.甲分子右边第二个碳与周围原子形成四面体结构,最多三个原子共面,所以最多有9个碳原子共面,B正确;
C.1mol乙最多可与4mol 发生加成反应,苯环与羰基都可以与氢气加成,C错误;
D.丁分子苯环上的二氯代物有4种,即分别取代1与2,1与4,1与3,2与4,D错误;
故选B。
13. 常温下,用0.12 溶液滴定50.00mL未知浓度的溶液,溶液电导率k和随滴入溶液体积V的变化关系如图所示。下列说法正确的是
已知:常温下。
A. 该温度下的溶度积常数的数量级为
B. 当时,溶液中的主要溶质为
C. 该溶液的物质的量浓度为
D. 若将0.1L含0.002mol 的悬浊液中的完全转化为,需加入0.002mol
【答案】C
【解析】
【分析】溶液中电导率k随着硫酸钠溶液的加入先减小后增大,硫酸钠溶液为2.5mL时,电导率k最小,说明硫酸钠溶液与氯化钡溶液恰好反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,溶液中电导率k为1.2×10-4μS cm-1、钡离子浓度为1.0×10-5mol/L,则氯化钡溶液的浓度为=6.0×10-3mol/L,硫酸钡的溶度积Ksp=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。
【详解】A.恰好完全反应时,由图像可知,,此时硫酸根、钡离子主要由硫酸钡电离得到,,则,溶度积常数数量级为10-10,A错误;
B.由分析可知,当溶液中电导率k为1.2×10-4μS cm-1时,硫酸钠溶液与氯化钡溶液恰好反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,溶液中的主要溶质为氯化钠,因此当时,溶液中的主要溶质为和氯化钠,B错误;
C.根据分析知,氯化钡溶液的浓度为=6.0×10-3mol/L,C正确;
D.0.002mol与0.002mol完全反应, 当恰好反应时,硫酸根为0.002mol,,,则碳酸根为0.052mol,则需要0.054mol,D错误;
故选C。
14. 图1是天然气报警器成品装置,其工作原理如图2所示,其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是
A. 甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气、水煤气的主要成分
B. 当电路中转移0.008mol电子时,固体电解质中有0.004mol移向电极a
C. 电子在电解质中向b电极移动,电流方向由b电极经导线向a电极
D. 多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为:
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为甲烷燃料电池,通甲烷一极为负极(a),通空气一极为正极(b),据此分析解答。
【详解】A.水煤气主要成分是氢气和一氧化碳,A错误;
B.当电路中转移0.008mol电子时,,固体电解质中有0.004mol 移向电极a,B正确;
C.电子不会在电解质中移动,电流方向在外电路是由b电极经导线向a电极,C错误;
D.多孔电极b极上发生的反应的电极反应式为:,D错误;
故选:B。
15. 在两个相同恒温()恒容密闭容器中仅发生反应: 。实验测得:;;、为速率常数,受温度影响。下列说法错误的是
容器编号 物质的起始浓度() 物质的平衡浓度()
Ⅰ 4 0 0 1
Ⅱ 1 2 0.5
A. 平衡时容器1中再充入一定量的,体积分数增大
B. 若将容器1改为恒容绝热条件,平衡时
C. 反应刚开始时容器Ⅱ中的
D. 当温度改变为时,若,则
【答案】A
【解析】
【详解】A.平衡时容器1中再充入一定量的,相当于增大压强,平衡逆向移动,体积分数减小,A错误;
B.该反应为吸热反应,若将容器1改为恒容绝热条件,反应过程中容器的温度降低,平衡逆向移动,平衡时,B正确;
C.容器Ⅰ平衡时,=1mol/L,=4mol/L,=2mol/L,平衡常数K==64,容器Ⅱ开始时Qc==8
故选A。
二、非选择题(本题共4道小题,共55分。)
16. 红矾钠(重铬酸钠:)是重要的基本化工原料,常在印染、电镀等工业中做辅助剂。工业上以铬铁矿(,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程如下。回答下列问题:
已知:①“焙烧”时,转化为和。
②“浸取”时铁元素以形式存在。
(1)写出“焙烧”时被氧化的化学方程式:_______。
(2)为了加快浸取速率可采取的措施有_______(请写出两种方法)。
(3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分的浓度时认为已除尽。
“中和”时pH的理论范围是_______,滤渣的主要成分有_______。
(4)“酸化”时,不可以将硫酸改为盐酸(HCl),原因是(用离子方程式表示)_______。
(5)“冷却结晶”所得母液中,除外,可在上述流程中循环利用的物质还有_______(用化学式表示)。
(6)的三种结构:①、②、③,下列说法错误的是_______。
A. ①中配合离子空间结构为或(已略去位于正八面体中心的)
B. ②③中的配位数都是6
C. ②中存在的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键等
D. 等物质的量浓度、等体积的①②③溶液中,的物质的量相等
【答案】(1)
(2)将固体研磨、粉碎;适当升温;搅拌等
(3) ①. ②. 、
(4)
(5) (6)D
【解析】
【分析】分析流程可知,铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)中加入纯碱和O2进行焙烧,生成Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3,加入水进行“浸取”,过滤,滤渣为不溶于水的Fe2O3,向过滤后的溶液中加入H2SO4调节pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为氢氧化铝和硅酸沉淀过滤除去,再向滤液中加入H2SO4,将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,将溶液蒸发结晶将Na2SO4除去,所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7 2H2O晶体,母液中还含有大量H2SO4可以循环利用。
【小问1详解】
根据已知,“焙烧”时,转化为和,根据氧化还原反应配平可知,焙烧发生的主要化学方程式为;
【小问2详解】
为了加快浸取速率可采取的措施有将固体研磨、粉碎;适当升温;搅拌等;
【小问3详解】
过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为氢氧化铝和硅酸沉淀过滤除去,依据图中数据,当溶液时,Al3+除尽,当溶液pH>9.3时,H2SiO3会溶解,因此中和时pH的理论范围为;滤渣的主要成分有、;
【小问4详解】
“酸化”时,不可以将硫酸改为盐酸(HCl),原因是会氧化氯离子,;
【小问5详解】
加入硫酸酸化后,母液中主要溶质为和硫酸,而其中能在上述流程中循环利用的就是H2SO4;
【小问6详解】
A. ①为八面体结构,则配合离子空间结构为或(已略去位于正八面体中心的),正确;B. ②、③中的配位数都是6,正确;C. ②中存在的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键等,正确;D. 等物质的量浓度、等体积的①②③溶液中,的物质的量:①<②<③,错误;故选D;
17. 爆炸盐(也称氧净),主要成分是过碳酸钠(,)。过碳酸钠易溶于水,高温下易分解。某小组模拟工业生产过碳酸钠,装置如图所示。
(1)装置中仪器B的名称是_______。
(2)反应过程中温度一般不超过50℃,原因是_______(用化学方程式表示)。
(3)按图连接好装置后,先将饱和溶液和稳定剂在三颈烧瓶中混合均匀,再从仪器B中缓慢滴加30% 溶液,在磁力搅拌下充分反应。下列物质可作为稳定剂使用的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(4)反应后向混合物中加入NaCl固体,搅拌、静置、过滤、洗涤、低温干燥,得到过碳酸钠固体。加入NaCl固体的作用是_______。
(5)键角大小比较:分子中的键角_______分子中的键角(填“>”或“<”),原因是_______;下列三种晶体①晶体 ②晶体 ③晶体的熔点由低到高的顺序_______。(用序号表示)
(6)过碳酸钠样品中含量的测定:取a g过碳酸钠样品配成100mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,用0.06溶液进行滴定至终点,消耗VmL 溶液。该过碳酸钠的产品纯度为_______(用含字母a、V的百分数形式表示)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) (3)B
(4)增大溶液中钠离子浓度,有利于过碳酸钠析出
(5) ①. < ②. 分子中的O原子周围有两对孤电子对,分子中的N原子周围有一对孤电子对,孤电子对对孤电子对的斥力大于孤电子对对成键电子对的斥力,大于成键电子对之间的斥力 ③. ①③②
(6)
【解析】
【分析】该实验的目的是用饱和碳酸钠溶液和过氧化氢溶液反应制备过碳酸钠,并测定过碳酸钠样品的纯度。
【详解】(1)小问详解:
由图可知,装置中仪器B的名称是恒压滴液漏斗,故答案为:恒压滴液漏斗;
(2)小问详解:
由于H2O2溶液在温度较高条件下易分解,降低反应产率,因此反应过程中要控制温度不能太高;故答案为:2H2O2=2H2O+O2↑
(3)小问详解:
根据题意及催化剂知识分析H2O2溶液在FeCl3、MnO2等催化剂作用下易分解,而与和还原剂Na2SO3发生氧化还原反应,因此可作为稳定剂使用的是Na2SiO3;故答案为:B。
(4)小问详解:
由题意可知,加入氯化钠固体的作用是降低过碳酸钠的溶解度 ,便于过碳酸钠析出;
(5)小问详解:
H2O2分子和NH3分子的中心原子都是sp3杂化,但O原子周围有两对孤电子对,N原子周围有一对孤电子对,孤电子对对孤电子对的斥力大于孤电子对对成键电子对的斥力,大于成键电子对之间的斥力,故O-O-H键角小于H-N-H键角;H2O2为分子晶体,熔点低,NH4NO3、C2H5NH3NO3为离子晶体,熔点高,而C2H5NH3NO3晶体中阳离子半径大,离子键弱,导致其熔点低于NH4NO3晶体,故三种晶体熔点由低到高顺序为:①③②;
(6)小问详解:
根据滴定过程中的方程式:
可得消耗VmL0.06mol L-1KMnO4时,溶液中过氧化氢的物质的量为0.06mol L-1×V×10-3L×=1.5V×10-4mol,则ag过碳酸钠的产品纯度为,故答案为:。
18. 选择性加氢制二甲醚(DME)是实现资源化利用的重要途径之一、近日,我国某研究团队通过镓改性的疏水二氧化硅负载铜基催化剂(Me:),实现了加氢制二甲醚的高效催化。其主要反应为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)则反应Ⅳ: _______,该反应在_______(填“低温”或“高温”)下可自发进行。
(2)已知:,在4.0MPa下,密闭容器中充入1mol 和4mol 发生反应,的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响):
①在220℃条件下,平衡时_______mol,计算反应Ⅱ的平衡常数为_______(保留3位有效数字);
②温度高于280℃,的平衡转化率随温度升高而上升,从平衡移动的角度分析原因:_______。
③其他条件不变,压强改为3.0MPa,图中点C将可能调至点_______(填“A”、“B”或“D”)。
(3)结合图像解释“镓物种和疏水基团”在反应Ⅱ进行过程中的重要作用:_______。
【答案】(1) ①. -122.54 ②. 低温
(2) ①. 0.02 ②. 24.9 ③. 反应Ⅰ,反应Ⅲ ,升温时反应Ⅰ左移,反应Ⅲ右移,温度高于280℃时,反应Ⅲ右移程度大于反应Ⅰ左移程度,使的平衡转化率上升 ④. D
(3)镓物种作为催化剂加快了化学反应速率;疏水甲基基团的引入促进水分子在催化剂表面的扩散并抑制其二次吸附,有利于反应正向进行,也为催化剂持续高效工作提供了有利条件,从而实现甲醇到二甲醚反应的高效转化
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,2Ⅰ+Ⅱ得: (-49.012-24.52)=-122.54;该反应,根据知,在低温下可自发进行;
【小问2详解】
①在220°C条件下,CO2平衡转化率为40%,即CO2转化了0.4mol,CO的选择性为5%,则平衡时0.45%mol=0.02mol;二甲醚的选择性为80%,则有0.38molCO2参与反应I,0.02 CO2参与反应III,反应生成CH3OCH3(g)0.16mol,所以平衡时n(H2O)=(0.38+0.16+0.02)mol =0.56mol,达到平衡时CH3OH(g)的物质的量为(0.38-0.16×2)mol =0.06mol,反应Ⅱ的平衡常数为;
②反应Ⅰ,反应Ⅲ ,升温时反应Ⅰ左移,反应Ⅲ右移,温度高于280℃时,反应Ⅲ右移程度大于反应Ⅰ左移程度,使的平衡转化率上升,则温度高于280℃,的平衡转化率随温度升高而上升;
③反应Ⅰ是气体分子数减小的反应,反应Ⅱ与反应Ⅲ是气体分子数不变的反应,其他条件不变,压强改为3.0MPa,反应Ⅰ逆向移动,甲醇物质的量减小,则反应Ⅱ逆向移动,二甲醚的物质的量减小,二甲醚的选择性减小,则图中点C将可能调至点D ;
【小问3详解】
结合图像可知“镓物种和疏水基团”在反应Ⅱ进行过程中的重要作用:镓物种作为催化剂加快了化学反应速率;疏水甲基基团的引入促进水分子在催化剂表面的扩散并抑制其二次吸附,有利于反应正向进行,也为催化剂持续高效工作提供了有利条件,从而实现甲醇到二甲醚反应的高效转化。
19. Voxelotor(化合物K)是首个被批准直接抑制镰状血红蛋白聚合的治疗药物,用于12岁及以上镰状细胞病(SCD)儿童和成人患者的治疗。Voxelotor的合成路线如下:
(1)A的化学名称是_______。
(2)H的分子式为_______。
(3)Et为乙基(-CH2CH3),E的分子式为C15H22O5,则E中官能团的名称为_______。
(4)反应⑥的化学反应类型为_______。
(5)写出反应⑤化学方程式_______。
(6)在F的同分异构体中,能同时满足下列条件的共有_______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2的结构简式为_______(写出一种)。
a.含有一个苯环 b.能发生银镜反应 c.能与FeCl3溶液发生显色反应
(7)设计以甲苯()和邻羟基苯甲醛()为原料合成的路线_______。
[用流程图表示,可选无机试剂有:Cl2、NaHCO3、新制Cu(OH)2、O2、Cu、Ag、稀盐酸、酸性KMnO4溶液,不超过3步]
【答案】(1)间苯二酚(1,3-苯二酚)
(2)C6H6NOCl
(3)醛基、醚键 (4)取代反应
(5)2+SOCl2→2+H2O+SO2↑
(6) ①. 8 ②. 或
(7)
【解析】
【分析】A与B发生加成反应生成C,对比C与F的结构,结合反应条件(3)中Et为乙基(-CH2CH3),E的分子式为C15H22O5,推知E为,对比G与J的结构简式,结合反应条件中物质,推知I为,F与J发生取代反应生成K和HCl;在由“F+J→K”可知,与生成,然后用新制氢氧化铜氧化生成,而与Cl2在光照条件下反应生成。
【小问1详解】
根据A的结构简式可知:2个羟基在苯环的间位上,因此该物质名称为间苯二酚(1,3-苯二酚);
【小问2详解】
根据H结构简式,可知H的分子式是C6H6NOCl;
【小问3详解】
Et为乙基(-CH2CH3),E分子式为C15H22O5,对比C、F的结构简式,可推知E为,则E中官能团的名称为醛基、醚键;
【小问4详解】
反应⑥为++HCl,因此该反应的化学反应类型为取代反应;
【小问5详解】
根据流程图可知反应⑤的化学方程式为:2+SOCl2→2+H2O+SO2↑;
【小问6详解】
F的结构简式为,F的同分异构体中,含有一个苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,且能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸形成的酯基。若苯环有2个侧链为-OH、-OOCH,两种取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系;若苯环有3个侧链为-OH、-OH、-CHO,2个酚羟基有邻、间、对3种位置关系,对应的-CHO分别有2种、3种(含F本身)、l种位置,故符合条件的同分异构体共有3+(2+3+1)-1=8种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2的结构简式为:或;
【小问7详解】
根据F+J→K可知:与生成,然后用新制氢氧化铜氧化的醛基,反应生成,而与Cl2在光照条件下反应生成。故甲苯()和邻羟基苯甲醛()为原料合成的路线为:。
