河北省张家口市2022-2023学年高三第二次模拟考试化学试题
一、单选题
1.(2022·张家口模拟)“胡服骑射”是我国古代史上的一次大变革,被历代史学家传为佳话。下列说法正确的是
A.汉服和胡服的主要成分均为天然有机高分子
B.竹制或木制长弓是利用了竹或木的柔韧性和延展性
C.“胡服骑射”是通过改进物质的化学性质,从而增强物质性能
D.弓箭上的箭羽为鹰或鹅的羽毛,其主要成分为纤维素
2.(2022·张家口模拟)近年来,中国制造的诸多铬基超耐热合金,铝合金基碳化硅等新型材料为我国航天事业的发展提供助力。下列说法错误的是
A.基态Cr原子未成对电子数是基态Al原子的6倍
B.铝合金的硬度、密度等均小于铝单质
C.与Al同周期且第一电离能小于Al的只有一种元素
D.碳化硅的熔点低于金刚石
3.(2022·张家口模拟)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 工厂用铁罐车运输浓硫酸 浓硫酸很难电离出H+,与铁不反应
B 将铁闸门与直流电源的负极相连 利用牺牲阳极法保护铁闸门不被腐蚀
C 陶瓷表面上釉 隔绝空气,防止陶瓷被氧化
D 消防演练用泡沫灭火器灭火 Al3+与发生了双水解反应
A.A B.B C.C D.D
4.(2022·张家口模拟)某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A.固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B.整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C.三步反应均为氧化还原反应
D.步骤Ⅲ可能为ΔH>0,ΔS<0的反应
5.(2022·张家口模拟)用粒子轰击可得到一个中子和一种放射性核素,即。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数的4倍。下列说法错误的是
A.b=13
B.最高价含氧酸的酸性:X
D.单质的沸点:X>Y
6.(2022·张家口模拟)羟基茜草素具有止血、化瘀、通经络等功效,其结构简式如图。下列关于羟基茜草素说法错误的是
A.能发生氧化反应和消去反应
B.分子中所有原子可能共平面
C.苯环上的氢原子被4个氯原子取代的结构有5种
D.1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应
7.(2022·张家口模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,2.24L丙烯中含有的σ键数目为0.8NA
B.6.0gSiO2与足量HF溶液充分反应,生成SiF4的数目为0.1NA
C.1.2gNaHSO4晶体中含有的数目为0.01NA
D.5.6gFe与3.55g氯气充分反应后转移的电子数目为0.1NA
8.(2022·张家口模拟)用下列实验装置进行相应实验,其中装置正确且能达到实验目的的是
A.制取并收集SO2 B.制取氢氧化铁胶体 C.制取无水 D.制取乙烯
A.A B.B C.C D.D
9.(2022·张家口模拟)NH3和N2H4是氮的两种常见氢化物。下列说法错误的是
A.两种氢化物均能形成分子间氢键
B.两种氢化物溶于水后均能形成配位键
C.NH3的VSEPR模型为三角锥形
D.N2H4中既含极性键又含非极性键
10.(2022·张家口模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X与Y能形成多种常见二元化合物,Y与Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体,基态原子中X,Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数。下列说法正确的是
A.W属于d区元素 B.原子半径:X
选项 实验操作 现象 结论
A 向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,一段时间后,冷却,加入NaOH溶液调至碱性,再加入新制的,加热 出现砖红色沉淀 淀粉已完全水解
B 加淀粉KBr溶液中通入足量氯气,再滴加淀粉KI溶液 溶液先变为橙色,后变为蓝色 氧化性:
C 向等浓度的NaCl和溶液中滴加少量溶液 出现白色沉淀(铬酸银为深红色沉淀)
D 向溶液中滴加溶液,再加入少量铜粉 开始时无明显变化,加入铜粉后产生蓝色沉淀 氧化性:
A.A B.B C.C D.D
12.(2022·张家口模拟)我国在H2和CO合成的研究中取得重大突破。向某密闭容器中,按物质的量为2:1的比例充入H2和CO,发生反应:。测得不同压强下的平衡体积分数随温度变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.
B.该反应的焓变ΔH>0
C.N点时对应该反应的
D.M、N两点使用不同催化剂时,正反应速率可能相等
13.(2022·张家口模拟)的水溶液呈碱性,其电离方程式可表示为,。常温下。用的水溶液滴定盐酸,滴定过程中三种含氮微粒的物质的量分布分数与溶液pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.曲线I代表的微粒是
B.pH=7时,
C.
D.b点时溶液中存在:
14.(2022·张家口模拟)我国新能源汽车上有望推广钠离子电池,一种钠离子电池工作示意图如下,充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6),下列说法错误的是
A.放电时,电势:电极a>电极b
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,再经电解液流回电极b
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极质量减少23g
D.充电时,电极a上发生反应的电极反应式为
二、非选择题
15.(2022·张家口模拟)对硝基苯甲酸()常用于合成叶酸,可用,在酸性条件下氧化对硝基甲苯()制得,反应原理为(未配平)。
所用实验装置如图(略去加热、夹持装置和部分仪器)。
操作步骤:
①向250mL的三口烧瓶中依次加入2.0550g对硝基甲苯,6.0g粉末及15mL水,在搅拌下滴入10mL浓硫酸(过量),并用冷水冷却;
②加热回流0.5h;
③待反应物冷却后,搅拌下加入40mL冰水,析出沉淀,抽滤;
④将③所得固体放入20mL5%硫酸溶液中,沸水浴上加热10min,冷却后抽滤并洗涤;
⑤将④所得固体溶于10mL5%NaOH溶液中,50℃温热后抽滤,在滤液中加入1g活性炭,煮沸,趁热抽滤;
⑥充分搅拌下将⑤所得滤液慢慢加入盛有60mL15%硫酸溶液的烧杯中,经“一系列操作”得产品,称重为2.0g。
部分物质的用量及物理常数如表:
药品名称 颜色状态 相对分子质量 熔点(℃) 沸点(℃) 水溶解性
对硝基甲醛 淡黄色晶体 137 51.3 237.7 不溶
重铬酸钾 橘红色结晶体粉末 294 398 500 易溶
对硝基苯甲酸 黄白色晶体 167 242 难溶
回答下列问题:
(1)配平化学方程式, + + + + H2O+ Cr2(SO4)3.
(2)仪器a的名称为 操作②中,仪器a上可能会有淡黄色晶体析出,该晶体的主要成分为 (填化学名称),析出的原因是 。
(3)操作⑤中,若温度过高可能产生的不良后果是 。
(4)操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为 ,“一系列操作”为 。
(5)本实验中对硝基苯甲酸的产率为 (保留两位有效数字)。
16.(2022·张家口模拟)碲在冶金工业中用途广泛。某精炼铜的阳极泥经过处理后的主要成分为Cu2Te、TeO2、CuO等,从中回收碲和胆矾的工艺如下:
已知:①高温焙烧后的产物为TeO2和Cu2O;
②Cu2O在酸性条件下会发生歧化反应;
③Te元素在酸化和碱浸后分别转化为TeOSO4和Na2TeO3两种易溶于水的盐。
回答下列问题:
(1)“高温焙烧”时,Cu2Te发生反应的化学方程式为 ;从结构的角度分析此时产物是Cu2O而不是CuO的原因为 。
(2)“酸化”时需要加入一定量的H2O2,其目的为 。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(4)胆矾中存在的化学键有 (填标号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.σ键
(5)“电解”制Te的原理如图。其中N与电源的 (填“正极”或“负极”)相连;与M相连的惰性电极上的电极反应式为 。
(6)Cu2Te的立方晶胞结构如图。其中Te的配位数为 ;已知晶胞参数为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
17.(2022·张家口模拟)1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下:
i. (g) ΔH1=-271.96kJ·mol-1
ⅱ.(g) ΔH2=-267.80kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为 。
(2)在恒温恒压条件下,将丙烯和HCl按起始投料n(丙烯):n(HCl)=1:2匀速通过装有等量相同催化剂的反应器,测得不同温度下丙烯和HCl的转化率如图(忽略温度对催化剂的影响);
①表示HCl转化率的曲线为 (填“L1”或“L2”),理由为 。
②T1温度下丙烯转化率最高的原因为 。
③已知T2温度下,平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%,则1-氯丙烷的体积分数为 (保留两位有效数字,下同);反应i的平衡常数 [对于反应,,x为物质的量分数]。
(3)向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷,只发生1氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应。保持温度不变,向平衡体系中再充入一定量的1-氯丙烷,再次平衡后,1氯丙烷的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”),原因为 。
18.(2022·张家口模拟)M是合成某增强免疫功效药物的中间体,其一种合成路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ;C中所含官能团的名称为 。
(2)B→C和F→G的反应类型分别为 、 。
(3)化合物D的结构简式为 。
(4)A→B反应的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的C的同分异构体有 种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱显示有四组峰的结构简式为 (任写一种)。
i.能与NaHCO3溶液反应生成CO2﹔
ⅱ.能发生银镜反应。
(6)参考以上合成路线及反应条件,写出以为原料制备的合成路线: 其他无机试剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】多糖的性质和用途;有机高分子化合物的结构和性质
【解析】【解答】A.汉服和胡服的主要成分均为天然纤维,属于天然有机高分子化合物,故A符合题意;
B.该过程不涉及竹或木的延展性,故B不符合题意;
C.“胡服骑射”并未改变物质的化学性质,故C不符合题意;
D.弓箭上的箭羽为鹰或鹅的羽毛,其主要成分为蛋白质,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.汉服和胡服的主要成分均为天然纤维;
B.不涉及延展性;
C.物质的化学性质未改变;
D.羽毛主要成分为蛋白质。
2.【答案】B
【知识点】晶体熔沸点的比较;合金及其应用
【解析】【解答】A.Cr是24号元素,价电子排布式为3d54s1,有6个未成对电子,基态铝原子价电子排布式为:3p1,有1个未成对电子,基态Cr原子未成对电子数是基态Al原子的6倍,故A不符合题意;
B.一般合金的硬度大于其组成的任一种纯金属,则铝合金的硬度大于铝单质,故B符合题意;
C.同一主族元素从上到下金属性逐渐增强,则第一电离能逐渐减弱,与Al同周期且第一电离能小于Al的只有Na这一种元素,故C不符合题意;
D.由原子半径:Si>C,键长:C-Si>C-C,键长越长键能越小,键能:C-Si
【分析】A.依据构造原理分析;
B.一般合金的硬度大于其组成的任一种纯金属;
C.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
D.原子晶体,原子半径越小,键能越大,熔沸点越高。
3.【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;盐类水解的应用;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.常温下浓硫酸能与铁发生钝化反应,因此能用铁罐车运输浓硫酸,A项不符合题意;
B.将铁闸门与直流电源的负极相连,利用的是外加电流法保护铁闸门不被腐蚀,B项不符合题意;
C.陶瓷不易被氧化,陶瓷上釉的目的主要是为了抗侵蚀和美观,C项不符合题意;
D.泡沫灭火器灭火的原理是Al3+与发生了双水解反应生成二氧化碳,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.常温下浓硫酸能与铁发生钝化反应;
B.利用的是外加电流的阴极保护法;
C.陶瓷不易被氧化;
D.依据盐类水解规律分析。
4.【答案】B
【知识点】氮的固定;化学键;焓变和熵变
【解析】【解答】A.固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,选项A不符合题意;
B.整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O),选项B符合题意;
C.第Ⅱ步反应为非氧化还原反应,选项C不符合题意;
D.步骤Ⅲ为熵增过程,△S>0,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.固氮过程是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程;
B.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键;
C.利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断;
D.依据ΔG=ΔH-TΔS<0分析。
5.【答案】C
【知识点】原子结构与元素的性质;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由信息可知X和Y分别为B和N,则a=5,由质量守恒4+2×5=b+1,解得b=13,A不符合题意;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,则非金属:B
D.常温下B单质为固体,N2为气体,则沸点:B>N2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据质量守恒;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;
D.依据物质状态判断。
6.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;取代反应;加成反应;消去反应
【解析】【解答】A.羟基茜草素不能发生消去反应,A项符合题意;
B.该分子中所有的碳原子都是sp2杂化,所有原子可能共平面,B项不符合题意;
C.苯环上有五个不同化学环境的H,苯环上的H原子被4个Cl原子取代和被1个Cl原子取代的结构数目相同,均为5种,C项不符合题意;
D.一定条件下,苯环和羰基均能和H2发生加成反应,所以1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应,D项不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.根据官能团的性质判断;
B.依据苯、乙烯、甲醛是平面结构,乙炔是直线结构、甲烷是正四面体形结构且单键可以沿键轴方向旋转判断;
C.利用等效氢的数目判断;
D.根据官能团的性质判断。
7.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.标准状况下,2.24L丙烯的物质的量为,单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,0.1mol丙烯CH2=CH-CH3含有的σ键数目为0.8NA,A项不符合题意;
B.6.0gSiO2的物质的量为,与足量HF溶液充分反应,生成SiF4的数目为0.1NA,B项不符合题意;
C.NaHSO4晶体含Na+和,不含有,C项符合题意;
D.氯气量不足,用氯气的量进行计算,3.55g氯气的物质的量为,1molCl2生成FeCl3转移2mol电子,则0.05mol Cl2充分反应后转移的电子数目为0.1NA,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
B.依据原子守恒;
C.不含有;
D.依据不足量的进行计算。
8.【答案】B
【知识点】实验装置综合;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.用铜和浓硫酸反应制备二氧化硫时需要加热,A不符合题意;
B.制备氢氧化铁胶体时,应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中,B符合题意;
C.受热时氯化镁会完全水解得不到氯化镁,使用图中装置无法制备无水,C不符合题意;
D.制取乙烯时,温度计应插入液面以下,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.反应需要加热;
B.应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体;
C.受热时氯化镁会完全水解得不到氯化镁;
D.温度计应插入液面以下。
9.【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;极性键和非极性键;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.两种氢化物均含N-H键,故两种氢化物均能形成分子间氢键,A不符合题意;
B.两种氢化物溶于水后,分子中的N原子均能与水电离出的H+形成配位键,B不符合题意;
C.NH3中含一个孤电子对和三个σ键,VSEPR模型为四面体形,C符合题意;
D.N2H4中存在N-H极性键,又含氮氮非极性键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;
B.当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应,另一原子提供空轨道时,就形成配位键;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
D.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键。
10.【答案】D
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.Cu位于元素周期表中ds 区,A不符合题意;
B.原子半径:C>О,B不符合题意;
C.C的氢化物较多,常温下固、液、气三态均有,C不符合题意;
D.基态H原子与Cu原子的最外层电子数均为1,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据构造原理分析;
B.同周期同左到右原子半径依次减小;
C.C的氢化物较多;
D.依据构造原理分析。
11.【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.出现砖红色沉淀只能证明淀粉已水解,未证明淀粉不存在,不能说明淀粉已完全水解,A不符合题意;
B.氯气过量,可能是氯气直接与KI反应生成I2,使淀粉溶液变蓝,无法证明氧化性:Br2>I2,B不符合题意;
C.为A2B型化合物,AgCl为AB型化合物,二者物质类型不同,Ksp的大小无法判断,C不符合题意;
D.加入少量铜粉后发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,产生蓝色沉淀可证明氧化性:,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.只能证明淀粉已水解,无法判断完全水解;
B.氯气过量,氯气可直接与KI反应生成I2;
C.二者物质类型不同,Ksp的大小无法判断;
D.在氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
12.【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.该反应为气体分子总数减小的反应,所以压强越大,平衡正向进行的程度越大,的平衡体积分数越高,,A项不符合题意;
B.温度升高,的平衡体积分数减小,说明该反应为放热反应,ΔH<0,B项符合题意;
C.N点时对应该反应的平衡常数与M点相同,列三段式,,M点的平衡体积分数即物质的量分数为40%,则,解得x=0.67,平衡时总物质的量为3-2×0.67=1.66mol,p(H2)=,p(CO)=, p(CH3OH)=,该反应的,C项不符合题意;
D.M、N两点使用不同催化剂时,催化剂活性不同,速率不同,压强也不同,正反应速率可能相等,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 压强对化学平衡移动的影响;
B. 温度对化学平衡移动的影响;
C. 利用三段式法计算化学平衡常数;
D. 催化剂对化学反应速率的影响。
13.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.pH越大,N2H4越多,所以曲线Ⅰ代表的微粒是,A不符合题意;
B.pH=7时,根据图像可知,,B不符合题意;
C.根据交点a可知,,,C符合题意;
D.根据电荷守恒可知,b点时溶液中存在,所以溶液中存在,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据平衡原理和曲线分析;
B.由A项分析判断;
C.根据交点a分析图像,找出定量关系;;
D.根据电荷守恒分析。
14.【答案】B
【知识点】化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据电池工作示意图分析可知,放电时,电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极,则电势:电极a>电极b,A项不符合题意;
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,电子不能通过电解液,B项符合题意;
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极上Na+转移至正极,减小1mol钠离子,质量减少23g,C项不符合题意;
D.充电时,电极a为阳极,发生反应的电极反应式为,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据电原电池阳离子移向正极,阴离子移向负极,正极的电势高于负极;
B.放电时,电子从负极经外电路流向正极;
C.依据得失电子守恒;
D.充电时,阳极元素化合价升高,发生氧化反应;阴极元素化合价降低,发生还原反应。
15.【答案】(1)1;1;4;1;1;5;1
(2)球形冷凝管;对硝基甲苯;因加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后冷凝结晶
(3)对硝基甲苯熔化被滤入滤液中影响产物的纯度或产率
(4)析出黄白色沉淀;抽(过)滤、洗涤(2-3次)、干燥
(5)80%
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常用仪器及其使用;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)根据得失电子守恒及质量守恒配平化学方程式为++4++5H2O+Cr2(SO4)3;
(2)仪器a用于冷凝回流,其名称为球形冷凝管;淡黄色晶体的主要成分为对硝基甲苯;若加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后冷凝而结晶,此时可适当关小冷凝水,使其变为液体滴下;
(3)操作⑤很关键,若温度过高,对硝基甲苯熔化被滤入滤液中影响产物的纯度或产率;
(4)操作⑤滤液中含有对硝基苯甲酸钠,操作⑥将其酸化得到对硝基苯甲酸,故操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为析出黄白色沉淀,然后进行抽滤,再用少量冷水洗涤2~3次,干燥后称重即可;
(5)经计算,加入的物质的量为0.015mol,结合反应化学方程式++4++5H2O+Cr2(SO4)3可知过量,按的量进行计算,理论上生成的物质的量为0.015mol,即2.505g,实际产量为2.0g,故产率为=80%。
【分析】(1)根据得失电子守恒及质量守恒配平;
(2)依据仪器构造确定名称;依据现象判断;依据物质的物理常数分析;
(3)依据物质的物理常数分析;
(4)依据沉淀的性质选择洗涤剂;
(5)依据反应方程式计算。
16.【答案】(1)2Cu2Te+3O22Cu2O+2TeO2;基态+1价Cu的价电子排布式为3d10,处于稳定状态
(2)将“酸化”生成的Cu全部氧化
(3)TeO2++2SO2+3H2O=2+Te↓+6H+
(4)abd
(5)正极;+3H2O+4e-=Te+6OH-
(6)4;
【知识点】晶胞的计算;无机物的推断;物质的分离与提纯;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)Cu2Te高温焙烧生成TeO2和Cu2O,发生反应的化学式为2Cu2Te+3O22Cu2O+2TeO2。从结构的角度来分析,基态+1价Cu的价电子排布式为3d10,处于全满状态,相比+2价Cu(基态价电子排布式为3d9)更稳定。
(2)“酸化”时发生反应Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,为了使Cu元素完全转化为Cu2+,需要加入一定量的H2O2。
(3)“还原”时TeO2+中Te元素化合价降低,被还原成Te,SO2中S的化合价生成,被氧化成,发生的离子方程式为TeO2++2SO2+3H2O=2+Te↓+6H+。
(4)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,其中存在离子键、配位键、σ键,氢键不属于化学键,故答案为:abd。
(5)与M相连的惰性电极上发生还原反应,则M与电源的负极相连,N与与电源的正极相连。与M相连的惰性电极上中Te元素被还原成Te,电极反应式为+3H2O+4e-=Te+6OH-。
(6)由Cu2Te的晶胞结构可知,黑球为Cu、白球为Te,则Te的配位数为4。该晶胞的晶胞参数为apm,晶胞中含有4个Cu、2个Te,根据晶胞体积和晶胞质量可知该晶体的密度为
【分析】(1)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒分析;具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定;
(2)依据物质的性质选择试剂;
(3)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
(4)依据物质的组成和结构分析;
(5)电解时,阳极与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应;阴极与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应;
(6)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17.【答案】(1) (g) (g) ΔH=+4.16kJ·mol-1
(2)L1;丙烯和HCl的转化量相等,但起始投入的HCl物质的量多,所以其转化率低;T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低;26%;5.3
(3)不变;温度不变,所以平衡常数不变,两种物质的比例不变
【知识点】热化学方程式;化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】(1)由反应ⅱ减去反应ⅰ计算可得1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学反应方程式为 (g) (g) ΔH=+4.16kJ·mol-1;
(2)①由化学方程式可知,和HCl的转化量相等,但HCl的初始量是的两倍,所以其转化率低,故表示HCl转化率的曲线为L1;
②T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低,所以T1温度下丙烯转化率最高;
③已知T2温度下,平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%,设丙烯和HCl的起始投入量分别为1mol、2mol,根据三段式可知:
由图像可知,丙烯转化率为80%,所以x+y=0.8,所以最终总物质的量为2.2mol;则1-氯丙烷的体积分数为,反应ⅰ的平衡常数Kx=;
(3)向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷,只发生1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应,保持温度不变,向平衡体系中充入一定量的1-氯丙烷,再次平衡后,由于温度不变,所以平衡常数不变,两种物质的比例不变,所以1-氯丙烷的体积分数不变。
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2)①②依据影响化学平衡的因素分析;
③利用三段式法计算;
(3)K的大小只与温度有关,与反应物或生成物起始浓度的大小无关。
18.【答案】(1)己六醇或1,2,3,4,5,6-己六醇;醚键、醛基
(2)氧化反应;取代反应
(3)
(4)2 + +2H2O
(5)12;或
(6)
【知识点】有机物的合成;醇类简介;酯的性质
【解析】【解答】(1)由A的结构简式可知其化学名称为己六醇或1,2,3,4,5,6-己六醇;C中所含官能团的名称为醚键、醛基;
(2)B→C为去氢氧化,所以反应类型为氧化反应;F→G为羟基被氯原子取代,其反应类型为取代反应;
(3)结合C、E的结构简式以及D的分子式,C还原得到D,D酸化得到E,可知化合物D的结构简式为;
(4)A→B反应的化学方程式为2++2H2O ;
(5)结合信息可知,满足题给条件的C的同分异构体为四个饱和碳原子上连接一个醛基和一个羧基,即:,共有4+4+3+1=12种,其中核磁共振氢谱显示有四组峰的结构简式为或;
(6)结合以上合成路线及反应条件,以为原料合成的流程图为。
【分析】(1)由结构简式先确定物质的类别,再确定名称;根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(4)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(5)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
河北省张家口市2022-2023学年高三第二次模拟考试化学试题
一、单选题
1.(2022·张家口模拟)“胡服骑射”是我国古代史上的一次大变革,被历代史学家传为佳话。下列说法正确的是
A.汉服和胡服的主要成分均为天然有机高分子
B.竹制或木制长弓是利用了竹或木的柔韧性和延展性
C.“胡服骑射”是通过改进物质的化学性质,从而增强物质性能
D.弓箭上的箭羽为鹰或鹅的羽毛,其主要成分为纤维素
【答案】A
【知识点】多糖的性质和用途;有机高分子化合物的结构和性质
【解析】【解答】A.汉服和胡服的主要成分均为天然纤维,属于天然有机高分子化合物,故A符合题意;
B.该过程不涉及竹或木的延展性,故B不符合题意;
C.“胡服骑射”并未改变物质的化学性质,故C不符合题意;
D.弓箭上的箭羽为鹰或鹅的羽毛,其主要成分为蛋白质,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.汉服和胡服的主要成分均为天然纤维;
B.不涉及延展性;
C.物质的化学性质未改变;
D.羽毛主要成分为蛋白质。
2.(2022·张家口模拟)近年来,中国制造的诸多铬基超耐热合金,铝合金基碳化硅等新型材料为我国航天事业的发展提供助力。下列说法错误的是
A.基态Cr原子未成对电子数是基态Al原子的6倍
B.铝合金的硬度、密度等均小于铝单质
C.与Al同周期且第一电离能小于Al的只有一种元素
D.碳化硅的熔点低于金刚石
【答案】B
【知识点】晶体熔沸点的比较;合金及其应用
【解析】【解答】A.Cr是24号元素,价电子排布式为3d54s1,有6个未成对电子,基态铝原子价电子排布式为:3p1,有1个未成对电子,基态Cr原子未成对电子数是基态Al原子的6倍,故A不符合题意;
B.一般合金的硬度大于其组成的任一种纯金属,则铝合金的硬度大于铝单质,故B符合题意;
C.同一主族元素从上到下金属性逐渐增强,则第一电离能逐渐减弱,与Al同周期且第一电离能小于Al的只有Na这一种元素,故C不符合题意;
D.由原子半径:Si>C,键长:C-Si>C-C,键长越长键能越小,键能:C-Si
【分析】A.依据构造原理分析;
B.一般合金的硬度大于其组成的任一种纯金属;
C.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
D.原子晶体,原子半径越小,键能越大,熔沸点越高。
3.(2022·张家口模拟)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 工厂用铁罐车运输浓硫酸 浓硫酸很难电离出H+,与铁不反应
B 将铁闸门与直流电源的负极相连 利用牺牲阳极法保护铁闸门不被腐蚀
C 陶瓷表面上釉 隔绝空气,防止陶瓷被氧化
D 消防演练用泡沫灭火器灭火 Al3+与发生了双水解反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;盐类水解的应用;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.常温下浓硫酸能与铁发生钝化反应,因此能用铁罐车运输浓硫酸,A项不符合题意;
B.将铁闸门与直流电源的负极相连,利用的是外加电流法保护铁闸门不被腐蚀,B项不符合题意;
C.陶瓷不易被氧化,陶瓷上釉的目的主要是为了抗侵蚀和美观,C项不符合题意;
D.泡沫灭火器灭火的原理是Al3+与发生了双水解反应生成二氧化碳,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.常温下浓硫酸能与铁发生钝化反应;
B.利用的是外加电流的阴极保护法;
C.陶瓷不易被氧化;
D.依据盐类水解规律分析。
4.(2022·张家口模拟)某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A.固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B.整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C.三步反应均为氧化还原反应
D.步骤Ⅲ可能为ΔH>0,ΔS<0的反应
【答案】B
【知识点】氮的固定;化学键;焓变和熵变
【解析】【解答】A.固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,选项A不符合题意;
B.整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O),选项B符合题意;
C.第Ⅱ步反应为非氧化还原反应,选项C不符合题意;
D.步骤Ⅲ为熵增过程,△S>0,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.固氮过程是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程;
B.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键;
C.利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断;
D.依据ΔG=ΔH-TΔS<0分析。
5.(2022·张家口模拟)用粒子轰击可得到一个中子和一种放射性核素,即。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数的4倍。下列说法错误的是
A.b=13
B.最高价含氧酸的酸性:X
D.单质的沸点:X>Y
【答案】C
【知识点】原子结构与元素的性质;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由信息可知X和Y分别为B和N,则a=5,由质量守恒4+2×5=b+1,解得b=13,A不符合题意;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,则非金属:B
D.常温下B单质为固体,N2为气体,则沸点:B>N2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据质量守恒;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;
D.依据物质状态判断。
6.(2022·张家口模拟)羟基茜草素具有止血、化瘀、通经络等功效,其结构简式如图。下列关于羟基茜草素说法错误的是
A.能发生氧化反应和消去反应
B.分子中所有原子可能共平面
C.苯环上的氢原子被4个氯原子取代的结构有5种
D.1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;取代反应;加成反应;消去反应
【解析】【解答】A.羟基茜草素不能发生消去反应,A项符合题意;
B.该分子中所有的碳原子都是sp2杂化,所有原子可能共平面,B项不符合题意;
C.苯环上有五个不同化学环境的H,苯环上的H原子被4个Cl原子取代和被1个Cl原子取代的结构数目相同,均为5种,C项不符合题意;
D.一定条件下,苯环和羰基均能和H2发生加成反应,所以1mol羟基茜草素最多能与8molH2发生加成反应,D项不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.根据官能团的性质判断;
B.依据苯、乙烯、甲醛是平面结构,乙炔是直线结构、甲烷是正四面体形结构且单键可以沿键轴方向旋转判断;
C.利用等效氢的数目判断;
D.根据官能团的性质判断。
7.(2022·张家口模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,2.24L丙烯中含有的σ键数目为0.8NA
B.6.0gSiO2与足量HF溶液充分反应,生成SiF4的数目为0.1NA
C.1.2gNaHSO4晶体中含有的数目为0.01NA
D.5.6gFe与3.55g氯气充分反应后转移的电子数目为0.1NA
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.标准状况下,2.24L丙烯的物质的量为,单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,0.1mol丙烯CH2=CH-CH3含有的σ键数目为0.8NA,A项不符合题意;
B.6.0gSiO2的物质的量为,与足量HF溶液充分反应,生成SiF4的数目为0.1NA,B项不符合题意;
C.NaHSO4晶体含Na+和,不含有,C项符合题意;
D.氯气量不足,用氯气的量进行计算,3.55g氯气的物质的量为,1molCl2生成FeCl3转移2mol电子,则0.05mol Cl2充分反应后转移的电子数目为0.1NA,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
B.依据原子守恒;
C.不含有;
D.依据不足量的进行计算。
8.(2022·张家口模拟)用下列实验装置进行相应实验,其中装置正确且能达到实验目的的是
A.制取并收集SO2 B.制取氢氧化铁胶体 C.制取无水 D.制取乙烯
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】实验装置综合;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.用铜和浓硫酸反应制备二氧化硫时需要加热,A不符合题意;
B.制备氢氧化铁胶体时,应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中,B符合题意;
C.受热时氯化镁会完全水解得不到氯化镁,使用图中装置无法制备无水,C不符合题意;
D.制取乙烯时,温度计应插入液面以下,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.反应需要加热;
B.应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体;
C.受热时氯化镁会完全水解得不到氯化镁;
D.温度计应插入液面以下。
9.(2022·张家口模拟)NH3和N2H4是氮的两种常见氢化物。下列说法错误的是
A.两种氢化物均能形成分子间氢键
B.两种氢化物溶于水后均能形成配位键
C.NH3的VSEPR模型为三角锥形
D.N2H4中既含极性键又含非极性键
【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;极性键和非极性键;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.两种氢化物均含N-H键,故两种氢化物均能形成分子间氢键,A不符合题意;
B.两种氢化物溶于水后,分子中的N原子均能与水电离出的H+形成配位键,B不符合题意;
C.NH3中含一个孤电子对和三个σ键,VSEPR模型为四面体形,C符合题意;
D.N2H4中存在N-H极性键,又含氮氮非极性键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;
B.当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应,另一原子提供空轨道时,就形成配位键;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
D.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键。
10.(2022·张家口模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X与Y能形成多种常见二元化合物,Y与Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体,基态原子中X,Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数。下列说法正确的是
A.W属于d区元素 B.原子半径:X
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.Cu位于元素周期表中ds 区,A不符合题意;
B.原子半径:C>О,B不符合题意;
C.C的氢化物较多,常温下固、液、气三态均有,C不符合题意;
D.基态H原子与Cu原子的最外层电子数均为1,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据构造原理分析;
B.同周期同左到右原子半径依次减小;
C.C的氢化物较多;
D.依据构造原理分析。
11.(2022·张家口模拟)下列实验操作和现象可得出相应正确结论的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,一段时间后,冷却,加入NaOH溶液调至碱性,再加入新制的,加热 出现砖红色沉淀 淀粉已完全水解
B 加淀粉KBr溶液中通入足量氯气,再滴加淀粉KI溶液 溶液先变为橙色,后变为蓝色 氧化性:
C 向等浓度的NaCl和溶液中滴加少量溶液 出现白色沉淀(铬酸银为深红色沉淀)
D 向溶液中滴加溶液,再加入少量铜粉 开始时无明显变化,加入铜粉后产生蓝色沉淀 氧化性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.出现砖红色沉淀只能证明淀粉已水解,未证明淀粉不存在,不能说明淀粉已完全水解,A不符合题意;
B.氯气过量,可能是氯气直接与KI反应生成I2,使淀粉溶液变蓝,无法证明氧化性:Br2>I2,B不符合题意;
C.为A2B型化合物,AgCl为AB型化合物,二者物质类型不同,Ksp的大小无法判断,C不符合题意;
D.加入少量铜粉后发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,产生蓝色沉淀可证明氧化性:,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.只能证明淀粉已水解,无法判断完全水解;
B.氯气过量,氯气可直接与KI反应生成I2;
C.二者物质类型不同,Ksp的大小无法判断;
D.在氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
12.(2022·张家口模拟)我国在H2和CO合成的研究中取得重大突破。向某密闭容器中,按物质的量为2:1的比例充入H2和CO,发生反应:。测得不同压强下的平衡体积分数随温度变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.
B.该反应的焓变ΔH>0
C.N点时对应该反应的
D.M、N两点使用不同催化剂时,正反应速率可能相等
【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.该反应为气体分子总数减小的反应,所以压强越大,平衡正向进行的程度越大,的平衡体积分数越高,,A项不符合题意;
B.温度升高,的平衡体积分数减小,说明该反应为放热反应,ΔH<0,B项符合题意;
C.N点时对应该反应的平衡常数与M点相同,列三段式,,M点的平衡体积分数即物质的量分数为40%,则,解得x=0.67,平衡时总物质的量为3-2×0.67=1.66mol,p(H2)=,p(CO)=, p(CH3OH)=,该反应的,C项不符合题意;
D.M、N两点使用不同催化剂时,催化剂活性不同,速率不同,压强也不同,正反应速率可能相等,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 压强对化学平衡移动的影响;
B. 温度对化学平衡移动的影响;
C. 利用三段式法计算化学平衡常数;
D. 催化剂对化学反应速率的影响。
13.(2022·张家口模拟)的水溶液呈碱性,其电离方程式可表示为,。常温下。用的水溶液滴定盐酸,滴定过程中三种含氮微粒的物质的量分布分数与溶液pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.曲线I代表的微粒是
B.pH=7时,
C.
D.b点时溶液中存在:
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.pH越大,N2H4越多,所以曲线Ⅰ代表的微粒是,A不符合题意;
B.pH=7时,根据图像可知,,B不符合题意;
C.根据交点a可知,,,C符合题意;
D.根据电荷守恒可知,b点时溶液中存在,所以溶液中存在,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据平衡原理和曲线分析;
B.由A项分析判断;
C.根据交点a分析图像,找出定量关系;;
D.根据电荷守恒分析。
14.(2022·张家口模拟)我国新能源汽车上有望推广钠离子电池,一种钠离子电池工作示意图如下,充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6),下列说法错误的是
A.放电时,电势:电极a>电极b
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,再经电解液流回电极b
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极质量减少23g
D.充电时,电极a上发生反应的电极反应式为
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.根据电池工作示意图分析可知,放电时,电极a为正极,电极b为负极,正极的电势高于负极,则电势:电极a>电极b,A项不符合题意;
B.放电时,电子从电极b经外电路流向电极a,电子不能通过电解液,B项符合题意;
C.放电过程中,导线上每通过1mole-,负极上Na+转移至正极,减小1mol钠离子,质量减少23g,C项不符合题意;
D.充电时,电极a为阳极,发生反应的电极反应式为,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据电原电池阳离子移向正极,阴离子移向负极,正极的电势高于负极;
B.放电时,电子从负极经外电路流向正极;
C.依据得失电子守恒;
D.充电时,阳极元素化合价升高,发生氧化反应;阴极元素化合价降低,发生还原反应。
二、非选择题
15.(2022·张家口模拟)对硝基苯甲酸()常用于合成叶酸,可用,在酸性条件下氧化对硝基甲苯()制得,反应原理为(未配平)。
所用实验装置如图(略去加热、夹持装置和部分仪器)。
操作步骤:
①向250mL的三口烧瓶中依次加入2.0550g对硝基甲苯,6.0g粉末及15mL水,在搅拌下滴入10mL浓硫酸(过量),并用冷水冷却;
②加热回流0.5h;
③待反应物冷却后,搅拌下加入40mL冰水,析出沉淀,抽滤;
④将③所得固体放入20mL5%硫酸溶液中,沸水浴上加热10min,冷却后抽滤并洗涤;
⑤将④所得固体溶于10mL5%NaOH溶液中,50℃温热后抽滤,在滤液中加入1g活性炭,煮沸,趁热抽滤;
⑥充分搅拌下将⑤所得滤液慢慢加入盛有60mL15%硫酸溶液的烧杯中,经“一系列操作”得产品,称重为2.0g。
部分物质的用量及物理常数如表:
药品名称 颜色状态 相对分子质量 熔点(℃) 沸点(℃) 水溶解性
对硝基甲醛 淡黄色晶体 137 51.3 237.7 不溶
重铬酸钾 橘红色结晶体粉末 294 398 500 易溶
对硝基苯甲酸 黄白色晶体 167 242 难溶
回答下列问题:
(1)配平化学方程式, + + + + H2O+ Cr2(SO4)3.
(2)仪器a的名称为 操作②中,仪器a上可能会有淡黄色晶体析出,该晶体的主要成分为 (填化学名称),析出的原因是 。
(3)操作⑤中,若温度过高可能产生的不良后果是 。
(4)操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为 ,“一系列操作”为 。
(5)本实验中对硝基苯甲酸的产率为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)1;1;4;1;1;5;1
(2)球形冷凝管;对硝基甲苯;因加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后冷凝结晶
(3)对硝基甲苯熔化被滤入滤液中影响产物的纯度或产率
(4)析出黄白色沉淀;抽(过)滤、洗涤(2-3次)、干燥
(5)80%
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常用仪器及其使用;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)根据得失电子守恒及质量守恒配平化学方程式为++4++5H2O+Cr2(SO4)3;
(2)仪器a用于冷凝回流,其名称为球形冷凝管;淡黄色晶体的主要成分为对硝基甲苯;若加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后冷凝而结晶,此时可适当关小冷凝水,使其变为液体滴下;
(3)操作⑤很关键,若温度过高,对硝基甲苯熔化被滤入滤液中影响产物的纯度或产率;
(4)操作⑤滤液中含有对硝基苯甲酸钠,操作⑥将其酸化得到对硝基苯甲酸,故操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为析出黄白色沉淀,然后进行抽滤,再用少量冷水洗涤2~3次,干燥后称重即可;
(5)经计算,加入的物质的量为0.015mol,结合反应化学方程式++4++5H2O+Cr2(SO4)3可知过量,按的量进行计算,理论上生成的物质的量为0.015mol,即2.505g,实际产量为2.0g,故产率为=80%。
【分析】(1)根据得失电子守恒及质量守恒配平;
(2)依据仪器构造确定名称;依据现象判断;依据物质的物理常数分析;
(3)依据物质的物理常数分析;
(4)依据沉淀的性质选择洗涤剂;
(5)依据反应方程式计算。
16.(2022·张家口模拟)碲在冶金工业中用途广泛。某精炼铜的阳极泥经过处理后的主要成分为Cu2Te、TeO2、CuO等,从中回收碲和胆矾的工艺如下:
已知:①高温焙烧后的产物为TeO2和Cu2O;
②Cu2O在酸性条件下会发生歧化反应;
③Te元素在酸化和碱浸后分别转化为TeOSO4和Na2TeO3两种易溶于水的盐。
回答下列问题:
(1)“高温焙烧”时,Cu2Te发生反应的化学方程式为 ;从结构的角度分析此时产物是Cu2O而不是CuO的原因为 。
(2)“酸化”时需要加入一定量的H2O2,其目的为 。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(4)胆矾中存在的化学键有 (填标号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.σ键
(5)“电解”制Te的原理如图。其中N与电源的 (填“正极”或“负极”)相连;与M相连的惰性电极上的电极反应式为 。
(6)Cu2Te的立方晶胞结构如图。其中Te的配位数为 ;已知晶胞参数为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
【答案】(1)2Cu2Te+3O22Cu2O+2TeO2;基态+1价Cu的价电子排布式为3d10,处于稳定状态
(2)将“酸化”生成的Cu全部氧化
(3)TeO2++2SO2+3H2O=2+Te↓+6H+
(4)abd
(5)正极;+3H2O+4e-=Te+6OH-
(6)4;
【知识点】晶胞的计算;无机物的推断;物质的分离与提纯;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)Cu2Te高温焙烧生成TeO2和Cu2O,发生反应的化学式为2Cu2Te+3O22Cu2O+2TeO2。从结构的角度来分析,基态+1价Cu的价电子排布式为3d10,处于全满状态,相比+2价Cu(基态价电子排布式为3d9)更稳定。
(2)“酸化”时发生反应Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,为了使Cu元素完全转化为Cu2+,需要加入一定量的H2O2。
(3)“还原”时TeO2+中Te元素化合价降低,被还原成Te,SO2中S的化合价生成,被氧化成,发生的离子方程式为TeO2++2SO2+3H2O=2+Te↓+6H+。
(4)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,其中存在离子键、配位键、σ键,氢键不属于化学键,故答案为:abd。
(5)与M相连的惰性电极上发生还原反应,则M与电源的负极相连,N与与电源的正极相连。与M相连的惰性电极上中Te元素被还原成Te,电极反应式为+3H2O+4e-=Te+6OH-。
(6)由Cu2Te的晶胞结构可知,黑球为Cu、白球为Te,则Te的配位数为4。该晶胞的晶胞参数为apm,晶胞中含有4个Cu、2个Te,根据晶胞体积和晶胞质量可知该晶体的密度为
【分析】(1)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒分析;具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定;
(2)依据物质的性质选择试剂;
(3)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
(4)依据物质的组成和结构分析;
(5)电解时,阳极与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应;阴极与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应;
(6)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17.(2022·张家口模拟)1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下:
i. (g) ΔH1=-271.96kJ·mol-1
ⅱ.(g) ΔH2=-267.80kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为 。
(2)在恒温恒压条件下,将丙烯和HCl按起始投料n(丙烯):n(HCl)=1:2匀速通过装有等量相同催化剂的反应器,测得不同温度下丙烯和HCl的转化率如图(忽略温度对催化剂的影响);
①表示HCl转化率的曲线为 (填“L1”或“L2”),理由为 。
②T1温度下丙烯转化率最高的原因为 。
③已知T2温度下,平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%,则1-氯丙烷的体积分数为 (保留两位有效数字,下同);反应i的平衡常数 [对于反应,,x为物质的量分数]。
(3)向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷,只发生1氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应。保持温度不变,向平衡体系中再充入一定量的1-氯丙烷,再次平衡后,1氯丙烷的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”),原因为 。
【答案】(1) (g) (g) ΔH=+4.16kJ·mol-1
(2)L1;丙烯和HCl的转化量相等,但起始投入的HCl物质的量多,所以其转化率低;T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低;26%;5.3
(3)不变;温度不变,所以平衡常数不变,两种物质的比例不变
【知识点】热化学方程式;化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】(1)由反应ⅱ减去反应ⅰ计算可得1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学反应方程式为 (g) (g) ΔH=+4.16kJ·mol-1;
(2)①由化学方程式可知,和HCl的转化量相等,但HCl的初始量是的两倍,所以其转化率低,故表示HCl转化率的曲线为L1;
②T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低,所以T1温度下丙烯转化率最高;
③已知T2温度下,平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%,设丙烯和HCl的起始投入量分别为1mol、2mol,根据三段式可知:
由图像可知,丙烯转化率为80%,所以x+y=0.8,所以最终总物质的量为2.2mol;则1-氯丙烷的体积分数为,反应ⅰ的平衡常数Kx=;
(3)向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷,只发生1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应,保持温度不变,向平衡体系中充入一定量的1-氯丙烷,再次平衡后,由于温度不变,所以平衡常数不变,两种物质的比例不变,所以1-氯丙烷的体积分数不变。
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2)①②依据影响化学平衡的因素分析;
③利用三段式法计算;
(3)K的大小只与温度有关,与反应物或生成物起始浓度的大小无关。
18.(2022·张家口模拟)M是合成某增强免疫功效药物的中间体,其一种合成路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ;C中所含官能团的名称为 。
(2)B→C和F→G的反应类型分别为 、 。
(3)化合物D的结构简式为 。
(4)A→B反应的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的C的同分异构体有 种(不包含立体异构),其中核磁共振氢谱显示有四组峰的结构简式为 (任写一种)。
i.能与NaHCO3溶液反应生成CO2﹔
ⅱ.能发生银镜反应。
(6)参考以上合成路线及反应条件,写出以为原料制备的合成路线: 其他无机试剂任选)。
【答案】(1)己六醇或1,2,3,4,5,6-己六醇;醚键、醛基
(2)氧化反应;取代反应
(3)
(4)2 + +2H2O
(5)12;或
(6)
【知识点】有机物的合成;醇类简介;酯的性质
【解析】【解答】(1)由A的结构简式可知其化学名称为己六醇或1,2,3,4,5,6-己六醇;C中所含官能团的名称为醚键、醛基;
(2)B→C为去氢氧化,所以反应类型为氧化反应;F→G为羟基被氯原子取代,其反应类型为取代反应;
(3)结合C、E的结构简式以及D的分子式,C还原得到D,D酸化得到E,可知化合物D的结构简式为;
(4)A→B反应的化学方程式为2++2H2O ;
(5)结合信息可知,满足题给条件的C的同分异构体为四个饱和碳原子上连接一个醛基和一个羧基,即:,共有4+4+3+1=12种,其中核磁共振氢谱显示有四组峰的结构简式为或;
(6)结合以上合成路线及反应条件,以为原料合成的流程图为。
【分析】(1)由结构简式先确定物质的类别,再确定名称;根据结构简式确定官能团;
(2)根据官能团的变化确定反应类型;
(3)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(4)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定化学方程式;
(5)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。