武汉市硚口区2023-2024学年高三上学期起点质量检测
化学试卷
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Ni-59 Sr-88 La-139
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列变化或应用中,与氧化还原反应无关的是
A. 饱和(NH4)2SO4溶液中加入少量鸡蛋清变浑浊
B. 油酸甘油酯通过氢化反应变为硬脂酸甘油酯
C. 切开土豆、苹果,在空气中放置一段时间后变色
D. 食用补铁剂(含琥珀酸亚铁)时常与维生素C同服
2. 采用水合肼()还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示,已知:“合成”步骤中生成的副产物为。
下列说法中不正确的是
A. “合成”过程所得溶液中主要含有、、和
B. “还原”过程消耗的离子方程式为
C. “水合肼还原法”的优点是被氧化后的产物为和,不引入杂质
D. 工业上常用铁屑还原制备NaI,理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
3. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体中含有共价键数目为
B. 100g质量分数为17%的溶液中杂化的原子数约为
C. 标准状况下,11.2LNO和混合后分子数目为
D. 与足量浓盐酸反应生成氯气,转移电子数为
4. 关于化合物,下列说法正确的是
A. 分子中至少有7个碳原子共直线 B. 分子中含有1个手性碳原子
C. 与酸或碱溶液反应都可生成盐 D. 不能使酸性KMnO4稀溶液褪色
5. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是
A. 中子数为12的钠原子:
B. NaCl电子式:
C. 用电子云轮廓图表示H-H的键形成的示意图:
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
6. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物沸点: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 阴、阳离子中均有配位键
7. 中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法中不正确的是
A. 由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
B. 由于氢键的存在,乙醇比甲醚(CH3-O-CH3)更易溶于水
C. 由于氢键的存在,沸点:HF> HI >HBr> HCl
D. 由于氢键的存在,冰能浮在水面上
8. 实验室采用图a装置制备乙酸异戊脂夹持及加热装置略,产物依次用少量水、饱和溶液、水、无水固体处理后,再利用图b装置进行蒸馏,从而达到提纯目的。下列说法正确的是
A. 分别从1、3口向冷凝管中通入冷水
B. 依次向a装置中小心加入浓硫酸、乙酸和异戊醇
C. 第二次水洗的主要目的是洗掉等混合物中的盐
D. 图a和图b装置中的冷凝管可以互换
9. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A. 电极A为阴极,发生还原反应
B. 电极B的电极反应:
C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D. 电解结束,可通过调节除去,再加入溶液以获得
10. 价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A. 和均为非极性分子
B. 、、都是平面正三角形的分子
C. 和的VSEPR模型均为四面体
D. 键角为120°,键角大于120°
11. 下列关于物质结构或性质及解释均正确的是
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角: 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 稳定性: 分子间氢键强于分子间作用力
C 熔点:碳化硅>金刚石 键能大于的键能
D 酸性: 的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基极性更大,氢更易电离
A. A B. B C. C D. D
12. 葡萄糖水溶液中存在下列平衡。下列说法中正确的是
A. 链状葡萄糖中有5个手性碳原子
B. 三种葡萄糖分子互为同分异构体
C. 元素的第一电离能:
D. 吡喃葡萄糖环上原子共平面
13. 下列关于的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是
A B C D
制取 净化 收集 尾气处理
A. A B. B C. C D. D
14. 某储氢材料镧镍合金的晶胞结构如图所示。下列说法中错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 距离La最近且相等Ni的数目为6
C. 利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素
D. 晶体密度:
15. 常温下,将0.1mol/L的NaOH溶液滴入到20mL0.1mol/L的溶液中,(或)的分布系数【如】NaOH溶液体积V与pH的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. 曲线a表示的是的分布系数变化曲线
B. 的水解平衡常数的数量级为
C. n点对应的溶液中,
D. 在n、p、q三点中,水的电离程度最大的是p点
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)位于元素周期表第_______周期,第_______族。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的离子方程式为_______。
(3)已知:25℃,,,,当金属阳离子浓度小于时沉淀完全,恰好完全沉淀时溶液的pH约为_______(保留一位小数);为探究在氨水中能否溶解,计算反应的平衡常数_______。(已知:,)
(4)“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中是否洗净的试剂和用品是_______。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_______。
17. 有机物H()是合成洁面化妆品中间体,以A为原料合成有机物H的路线如下:
已知:①A是相对分子质量为92的芳香烃;
②D是C的一氯代物:
③(R、为烃基或氢原子)。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_______。
(2)由D生成E的反应类型为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
(5)H中含氧官能团的名称为_______;H长期暴露在空气中容易变质的主要原因是_______。
(6)X是F酸化后的产物,T是X的芳香族同分异构体,1molT最多能消耗2molNaOH,则符合条件的T的结构有_______种(不包括立体异构),写出其中一种核磁共振氢谱有4组峰的T的结构简式:_______。
18. 锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶(Sr3N2),氮化锶遇水剧烈反应。已知:醋酸二氨合亚铜溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2。实验室设计如下装置制备氮化锶(各装置盛装足量试剂),所使用的氮气样品可能含有少量CO、CO2、O2等气体杂质。回答下列问题:
Ⅰ.氮化锶的制取
(1)装置A中装有水的仪器的名称是_______。
(2)装置C中盛装的试剂是_______(填标号,下同),装置D中盛装的试剂是_______。
a.连苯三酚碱性溶液 b.醋酸二氨合亚铜溶液
(3)装置G的作用是_________________________________________________。
Ⅱ.产品纯度的测定
称取7.7g Ⅰ中所得产品,加入干燥的三颈烧瓶中,然后由恒压漏斗加入蒸馏水,通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,用200mL 1.00mol·L-1盐酸标准溶液完全吸收(吸收液体积变化忽略不计)。从烧杯中量取20.00mL吸收液,用1.00mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗NaOH标准溶液15.00mL。
(4)三颈烧瓶中发生反应产生气体的化学方程式为_____________________。
(5)产品纯度为_______%(保留整数)。
19. 我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的转化方法。该过程中涉及的反应如下:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
I.
II.
则主反应的_______。
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有_______(填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K。原料组成为、初始总压为4MPa恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率_______;主反应的压强平衡常数_______(列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______。
(5)1,2-丙二醇()单分子解离反应相对能量如图所示,路径包括碳碳健断裂解离和脱水过程。从能量的角度分析,TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中_______路径的速率最慢。
武汉市硚口区2023-2024学年高三上学期起点质量检测
化学试卷 答案解析
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Ni-59 Sr-88 La-139
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列变化或应用中,与氧化还原反应无关的是
A. 饱和(NH4)2SO4溶液中加入少量鸡蛋清变浑浊
B. 油酸甘油酯通过氢化反应变为硬脂酸甘油酯
C. 切开土豆、苹果,在空气中放置一段时间后变色
D. 食用补铁剂(含琥珀酸亚铁)时常与维生素C同服
【答案】A
【解析】
【详解】A.饱和(NH4)2SO4溶液中加入少量鸡蛋清,鸡蛋清盐析变浑浊,与氧化还原反应无关,A符合题意;
B.油酸甘油酯通过氢化反应,加氢还原,变为硬脂酸甘油酯,B不符合题意;
C.切开土豆、苹果,在空气中放置一段时间后被氧气氧化而变色,C不符合题意;
D.食用补铁剂(含琥珀酸亚铁)时常利用维生素C的还原性防止亚铁被氧化,D不符合题意;
故选A。
2. 采用水合肼()还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示,已知:“合成”步骤中生成的副产物为。
下列说法中不正确的是
A. “合成”过程所得溶液中主要含有、、和
B. “还原”过程消耗的离子方程式为
C. “水合肼还原法”的优点是被氧化后的产物为和,不引入杂质
D. 工业上常用铁屑还原制备NaI,理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
【答案】D
【解析】
【分析】在合成过程中碘和氢氧化钠反应生成碘化钠和次碘酸钠,同时生成副产物,加入水合肼将碘元素还原为碘化钠,结晶得到碘化钠晶体;
【详解】A.已知:“合成”步骤中生成的副产物为。碘和氢氧化钠反应生成碘化钠和次碘酸钠,则“合成”过程所得溶液中主要含有、、和,A正确;
B.根据氧化还原及流程图可知上述还原过程中水合肼和碘酸根离子生成氮气,反应中氮元素化合价升高则碘元素化合价降低生成碘离子,方程式为,B正确;
C.由流程可知,“水合肼还原法”的优点是被氧化后的产物为和,不会给碘化钠中引入杂质,C正确;
D.铁屑还原制备NaI,反应中铁化合价升高为+2为还原剂,碘化合价由+5变为-1为氧化剂,根据电子守恒可知,,则理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3,D错误;
故选D。
3. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体中含有共价键数目
B. 100g质量分数为17%的溶液中杂化的原子数约为
C. 标准状况下,11.2LNO和混合后的分子数目为
D. 与足量浓盐酸反应生成氯气,转移电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体中含有共价键数目为,故A错误;
B.H2O、H2O2中O原子均采用杂化,100g质量分数为17%的溶液中杂化的原子数约为,故B正确;
C.标准状况下,11.2LNO和混合后生成0.5molNO2、剩余0.25molO2,分子数目为0.75,故C错误;
D.KClO3和盐酸反应生成氯化钾、氯气、水,KClO3中Cl元素化合价由+5降低为0,与足量浓盐酸反应生成氯气,转移电子数为,故D错误;
选B。
4. 关于化合物,下列说法正确的是
A. 分子中至少有7个碳原子共直线 B. 分子中含有1个手性碳原子
C. 与酸或碱溶液反应都可生成盐 D. 不能使酸性KMnO4稀溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中所示的C课理解为与甲烷的C相同,故右侧所连的环可以不与其在同一直线上,分子中至少有5个碳原子共直线,A错误;
B.,分子中含有2个手性碳原子,B错误;
C.该物质含有酯基,与碱溶液反应生成盐,有亚氨基,与酸反应生成盐,C正确;
D.含有碳碳三键,能使酸性KMnO4稀溶液褪色,D错误;
答案选C。
5. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是
A. 中子数为12的钠原子:
B. NaCl电子式:
C. 用电子云轮廓图表示H-H的键形成的示意图:
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
【答案】D
【解析】
【详解】A.钠是11号元素,中子数为12,质量数为23,A正确;
B.氯最外层有8个电子,氯化钠的电子式正确,B正确;
C.H的s能级为球形,两个氢原子形成氢气的时候,是两个s能级的原子轨道相互靠近,形成新的轨道,图中电子云轮廓图表示正确,C正确;
D.尿素与甲醛制备线型脲醛树脂的方程式为:
,D错误;
故选D。
6. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物沸点: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 阴、阳离子中均有配位键
【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或者O,根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,故Y为N,故Z为O,M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,X、Y的氢化物分别为:CH4和NH3,由于NH3存在分子间氢键,故氢化物沸点:,A错误;
B.根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小,同一主族从上往下依次增大,故原子半径:,B错误;
C.根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,IIA与IIIA,VA与VIA反常,故第一电离能:,C错误;
D.由于阳离子中的Y原子是N原子,形成了类似于铵根离子的阳离子,故存在配位键,阴离子中的W为B,最外层上只有3个电子,能形成3个共价键,现在形成了4个共价键,故还有一个配位键,D正确;
故答案为:D。
7. 中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法中不正确的是
A. 由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
B. 由于氢键的存在,乙醇比甲醚(CH3-O-CH3)更易溶于水
C. 由于氢键的存在,沸点:HF> HI >HBr> HCl
D. 由于氢键的存在,冰能浮在水面上
【答案】A
【解析】
【详解】A.HF的氢键存在于分子之间,与稳定性没有关系,HF的稳定性强于H2S是因为F的非金属性强于S,故A错误;
B. 乙醇分子可以与水分子形成氢键,所以乙醇比甲醚(CH3-O-CH3)更易溶于水,故B正确;
C. 组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,HF分子间容易形成氢键,导致沸点:HF> HI >HBr> HCl,故C正确;
D. 由于氢键的存在,使得冰中的水分子间空隙变大,密度小于液态水,所以冰能浮在水面上故D正确,
故选A。
8. 实验室采用图a装置制备乙酸异戊脂夹持及加热装置略,产物依次用少量水、饱和溶液、水、无水固体处理后,再利用图b装置进行蒸馏,从而达到提纯目的。下列说法正确的是
A. 分别从1、3口向冷凝管中通入冷水
B. 依次向a装置中小心加入浓硫酸、乙酸和异戊醇
C. 第二次水洗的主要目的是洗掉等混合物中的盐
D. 图a和图b装置中的冷凝管可以互换
【答案】C
【解析】
【详解】A.冷凝管中冷凝水常采用下进上出,使气态物质充分冷却,所以从1、4口向冷凝管中通入冷水,故A错误;
B.浓硫酸吸水放热,所以浓硫酸应该缓慢加入异戊醇中,再加入乙酸,加入物质的顺序为异戊醇、浓硫酸、乙酸,故B错误;
C.加入饱和NaHCO3溶液的主要目的是除去残留的硫酸,第二次水洗的主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠等盐,使之加入水中与乙酸异戊脂分层,故C正确;
D.图a和图b装置中的冷凝管分别为球形冷凝管和直管冷凝管,球形冷凝管常与发生装置连接,起冷凝回流作用,直管冷凝管常用于气态物质的冷凝,其下端接接收器,同时球形冷凝管倾斜角度大易造成堵塞,使冷凝效果变差,故D错误。
综上所述,答案为C。
9. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A. 电极A为阴极,发生还原反应
B. 电极B的电极反应:
C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D. 电解结束,可通过调节除去,再加入溶液以获得
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电解示意图可知,电极B上Mn2+转化为了MnO2,锰元素化合价升高,失电子,则电极B为阳极,电极A为阴极,得电子,发生还原反应,A正确;
B.由电解示意图可知,电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2,电极反应式为:2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,B正确;
C.电极A为阴极, LiMn2O4得电子,电极反应式为:2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O,依据得失电子守恒,电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,Mn2+浓度增大,C错误;
D.电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,电解结束后,可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去,然后再加入碳酸钠溶液,从而获得碳酸锂,D正确;
答案选C。
10. 价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A. 和均为非极性分子
B. 、、都是平面正三角形的分子
C. 和VSEPR模型均为四面体
D. 键角为120°,键角大于120°
【答案】BC
【解析】
【详解】A.类似甲烷,为正四面体结构,属于非极性分子;中心原子S价层电子对数,sp3d杂化,含一对孤电子对,为极性分子,故A错误;
B.中C原子形成3个键,属于sp2杂化,为平面三角形;中心原子B价层电子对数,无孤电子对,平面三角形;中心原子S价层电子对数,无孤电子对,平面三角形,故B正确;
C.中心原子C价层电子对数,无孤电子对,VSEPR模型均为四面体;中心原子O价层电子对数,VSEPR模型均为四面体,故C正确;
D.中心原子B价层电子对数,无孤电子对,平面三角形,键角为120°;中心原子Sn价层电子对数,有一对孤电子对,V形结构,键角小于120°,故D错误;
答案选BC。
11. 下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角: 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 稳定性: 分子间氢键强于分子间作用力
C 熔点:碳化硅>金刚石 的键能大于的键能
D 酸性: 的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基极性更大,氢更易电离
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.随着孤电子对数增多,成键电子对与成键电子对之间的斥力减小,键角也减小, H2O和的键角大小为,选项A错误;
B.非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属的非金属性有关,非金属性越强,越稳定,所以HF和HCl的稳定性大小为,但解释错误,选项B错误;
C.键长越短,键能越大,熔沸点越高,碳化硅和金刚石的熔点大小为金刚石>碳化硅,选项C错误;
D.的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性大于,选项D正确;
答案选D。
12. 葡萄糖水溶液中存在下列平衡。下列说法中正确的是
A. 链状葡萄糖中有5个手性碳原子
B. 三种葡萄糖分子互为同分异构体
C. 元素的第一电离能:
D. 吡喃葡萄糖环上原子共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.连有4个不同原子或原子团的碳为手性碳,链状葡萄糖中有4个手性碳,故A错误;
B.三种葡萄糖分子分子式相同,结构不同,是同分异构体,故B正确;
C.同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,同主族从上到下第一电离能减小,元素的第一电离能:O>H>C,故C错误;
D.α-D-吡喃葡萄糖环上的碳原子是sp3杂化,原子一定不共平面,故D错误;
故选:B。
13. 下列关于的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是
A B C D
制取 净化 收集 尾气处理
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cu在常温下可与浓硝酸反应生成NO2,该实验装置为固液不加热装置,可以用来制取NO2,A不符合题意;
B.二氧化氮能与水反应,不能用水净化二氧化氮,B符合题意;
C.二氧化氮的密度大于空气,可用向上排空气法法收集,C不符合题意;
D.二氧化氮能与氢氧化钠溶液反应,可以用氢氧化钠溶液吸收尾气,D不符合题意;
答案选B。
14. 某储氢材料镧镍合金的晶胞结构如图所示。下列说法中错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 距离La最近且相等的Ni的数目为6
C. 利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素
D. 晶体密度:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该晶胞中La原子个数为12×+2×=3,Ni原子个数为18×+6=15,则La、Ni原子个数之比为3:15=1:5,化学式为LaNi5,A正确;
B.根据图知,以底面中心La原子为例,与其距离最近且相对的Ni原子个数是6,B正确;
C.原子光谱可以鉴定金属元素,所以利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素,C正确;
D.该晶胞的体积为×(a×10-10cm)2×sin60°×6×(b×10-10cm)=a2b×10-30cm3,晶体密度ρ===g/cm3=g/cm3,D错误;
故答案为:D。
15. 常温下,将0.1mol/L的NaOH溶液滴入到20mL0.1mol/L的溶液中,(或)的分布系数【如】NaOH溶液体积V与pH的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. 曲线a表示的是的分布系数变化曲线
B. 的水解平衡常数的数量级为
C. n点对应的溶液中,
D. 在n、p、q三点中,水的电离程度最大的是p点
【答案】C
【解析】
【分析】随着加入NaOH溶液体积增大,分布系数逐渐减小,曲线a代表的变化曲线,的物质的量增多,的分布系数增大,则曲线b代表其变化曲线;20mL时二者恰好完全反应生成草酸钠,pH发生突跃,故虚线代表pH。
【详解】A.NaOH与反应生成和H2O,随着加入NaOH溶液体积增大,的物质的量增多,的分布系数增大,则曲线b代表其变化曲线,A错误;
B.m点对应的溶液中c()=c(),pH=4.2,此时Ka2(H2C2O4)=×c(H+)=c(H+)=10-4.2,q点对应溶液中溶质为,
水解常数Kh==10-9.8,数量级为10-10,B错误;
C.n点对应的溶液中c()=n(),物料守恒关系为2c(Na+)=3[c()+c(H2C2O4)+c()],电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),则c()+2c(OH-)=2c(H+)+3c(H2C2O4)+c(),常温下n点pH<7,c(OH-)
故选:C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)位于元素周期表第_______周期,第_______族。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的离子方程式为_______。
(3)已知:25℃,,,,当金属阳离子浓度小于时沉淀完全,恰好完全沉淀时溶液的pH约为_______(保留一位小数);为探究在氨水中能否溶解,计算反应的平衡常数_______。(已知:,)
(4)“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中是否洗净的试剂和用品是_______。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_______。
【答案】(1) ①. 四 ②. VIA
(2)
(3) ①. 4.7 ②.
(4)浓氢氧化钠溶液、红色石蕊试纸
(5)
【解析】
【分析】废旧太阳能电池CIGS首先焙烧生成金属氧化物和二氧化硒,之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价,再加氨水分离氢氧化铜和Ga(OH)3、In(OH)3过滤,氨水过量氢氧化铜再溶解,用SOCl2溶解得到滤渣InCl3,滤液经过浓缩结晶后,通入GaCl3,通入氨气后得到GaN;
【小问1详解】
S、Se同一主族,S原子序数是16,Se比S多18个电子,则Se的原子序数是34,位于元素周期表第四周期第VIA族,答案为四;VIA;
【小问2详解】
“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应,其离子方程式为: ;
【小问3详解】
恰好完全沉淀时,,故pH=4.7;由反应方程式可知,K=,由得=,即,代入数据可知K=2.010-6,故答案为4.7;2.010-6;
【小问4详解】
检验滤渣中是否洗净可以足量浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察试纸是否变蓝色,故答案为:浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸;
【小问5详解】
高温气相沉积过程中是氨气和GaCl3反应生成GaN和HCl,反应的化学方程式为;答案为。
17. 有机物H()是合成洁面化妆品的中间体,以A为原料合成有机物H的路线如下:
已知:①A是相对分子质量为92的芳香烃;
②D是C的一氯代物:
③(R、为烃基或氢原子)。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为_______。
(2)由D生成E的反应类型为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
(5)H中含氧官能团的名称为_______;H长期暴露在空气中容易变质的主要原因是_______。
(6)X是F酸化后的产物,T是X的芳香族同分异构体,1molT最多能消耗2molNaOH,则符合条件的T的结构有_______种(不包括立体异构),写出其中一种核磁共振氢谱有4组峰的T的结构简式:_______。
【答案】(1)3,4-二氯甲苯
(2)取代反应 (3)
(4) (5) ①. 羟基、羧基 ②. H中含酚羟基,易被空气中的氧气氧化
(6) ①. 8 ②. (或或)
【解析】
【分析】A是相对分子质量为92的芳香烃,则A为甲苯,由C的结构简式可知甲苯中苯环上的氢原子被氯原子取代生成3,4-二氯甲苯,3,4-二氯甲苯在一定条件下生成C,C与氯气在光照的条件下反应,甲基上发生取代反应生成D,又因D是C的一氯代物,则D为,由已知③可知D与热的氢氧化钠溶液反应生成E(),E在一定条件的作用下发生氧化反应生成F(),F与CH3CHO生成G(),G与新制氢氧化铜悬浊液共热发生反应后酸化,醛基转化为羧基,并且在酸性条件下,发生水解反应产生羟基,H为,由此可知:
【小问1详解】
B为,其名称为3,4-二氯甲苯;
【小问2详解】
D与热的氢氧化钠溶液反应生成E,羟基取代了氯原子,反应类型为取代反应;
【小问3详解】
由以上分析可知,E的结构简式为;
小问4详解】
根据已知③,F与CH3CHO反应生成G,F生成G的方程式为;
【小问5详解】
由H的结构简式可知,H中含氧官能团为羟基和羧基,长期暴露在空气中容易变质的原因是H中含有酚羟基,易被空气中的氧气氧化;
【小问6详解】
X是F酸化后的产物,则X是,T是X的芳香族同分异构体,1molT最多能消耗2molNaOH,则符合条件的T的结构有如下2种情况:①苯环上有两个羟基、一个醛基,根据“定二移一”原则,共有6种结构(包括X);②苯环上有一个羧基、一个羟基,有邻、间、对3种结构。故有6+3-1=8种,其中核磁共振氢谱有4组峰的T的结构简式为:、、。
18. 锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶(Sr3N2),氮化锶遇水剧烈反应。已知:醋酸二氨合亚铜溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2。实验室设计如下装置制备氮化锶(各装置盛装足量试剂),所使用的氮气样品可能含有少量CO、CO2、O2等气体杂质。回答下列问题:
Ⅰ.氮化锶的制取
(1)装置A中装有水的仪器的名称是_______。
(2)装置C中盛装的试剂是_______(填标号,下同),装置D中盛装的试剂是_______。
a.连苯三酚碱性溶液 b.醋酸二氨合亚铜溶液
(3)装置G的作用是_________________________________________________。
Ⅱ.产品纯度的测定
称取7.7g Ⅰ中所得产品,加入干燥的三颈烧瓶中,然后由恒压漏斗加入蒸馏水,通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,用200mL 1.00mol·L-1盐酸标准溶液完全吸收(吸收液体积变化忽略不计)。从烧杯中量取20.00mL吸收液,用1.00mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗NaOH标准溶液15.00mL。
(4)三颈烧瓶中发生反应产生气体的化学方程式为_____________________。
(5)产品纯度为_______%(保留整数)。
【答案】 ①. 分液漏斗 ②. a ③. b ④. 防止空气中的水蒸气进入装置F跟产品中跟氮化铯发生反应 ⑤. Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3 ⑥. 95
【解析】
【分析】氮气样品可能含有少量CO、CO2、O2等气体杂质、利用NaOH溶液易和CO2反应而除去CO2,用连苯三酚碱性溶液定量吸收O2后,再通入醋酸二氨合亚铜溶液能定量吸收CO,纯净的氮气在F中发生反应生成氮化锶,装置G中是碱石灰,作用是:防止空气中的水蒸气进入装置F跟产品中跟氮化铯发生反应,以此解答。
【详解】(1)装置A中装有水的仪器的名称是:分液漏斗;
(2)氮气样品可能含有少量CO、CO2、O2等气体杂质、利用NaOH溶液易和CO2反应而除去CO2,醋酸二氨合亚铜CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;所以在除CO之前先把O2除去,先用连苯三酚碱性溶液定量吸收O2后,再通入醋酸二氨合亚铜溶液能定量吸收CO,再干燥气体以便后续与锶加热反应,所以装置C、D盛装的试剂分别是:a、b;
(3)装置G中是碱石灰,作用是:防止空气中的水蒸气进入装置F跟产品中跟氮化铯发生反应;
(4)根据题干信息:三颈瓶中通入水蒸气产生氨气,Sr3N2和NH3中N元素的化合价均为-3价,根据质量守恒写出方程式为:Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3;
(5)用用200mL 1.00mol·L-1的盐酸标准溶液完全吸收,盐酸的总量为:n(HCl)=200.0010-3L1.00mol/L=0.20mol,量取了20.00mL的吸收液,即的吸收液与NaOH标准溶液反应,滴定过剩的HCl,HCl+NaOH=NaCl+H2O,则与NaOH标准溶液反应的HCl的物质的量为:n(HCl)=n(NaOH)=15.0010-3L1.00mol/L=0.015mol;根据HCl+NH3=NH4Cl,那么与NH3反应的HCl的物质的量为:n(NH3)=n(HCl)=0.20mol-0.015mol =0.05mol;根据Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3建立关系式:2NH3-Sr3N2,所以产品纯度为=95%。
19. 我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的转化方法。该过程中涉及的反应如下:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
I.
II.
则主反应的_______。
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有_______(填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K。原料组成为、初始总压为4MPa恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率_______;主反应的压强平衡常数_______(列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______。
(5)1,2-丙二醇()单分子解离反应相对能量如图所示,路径包括碳碳健断裂解离和脱水过程。从能量的角度分析,TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中_______路径的速率最慢。
【答案】(1)-122.5
(2) ①. 主反应放热,副反应吸热,温度升高使副反应平衡转化率上升幅度大于主反应的下降幅度 ②. BD
(3) ①. 20% ②.
(4)
(5)TS4
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,主反应= I×2+II,则;
【小问2详解】
①主反应放热,升温平衡逆向移动,副反应吸热,升温平衡正向移动,温度升高使副反应平衡转化率上升幅度大于主反应的下降幅度;
②A.主反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不利于提高二甲醚的选择性,故A错误;
B.主反应为气体体积减小放热反应,副反应为气体体积不变的吸热反应,增大压强,主反应平衡向正反应方向移动,副反应平衡不移动,有利于提高二甲醚的选择性,故B正确;
C.增大,主反应和副反应平衡均向正反应方向移动,不利于提高二甲醚的选择性故C错误;
D.更换适宜的催化剂可以提高二甲醚的选择性,故D正确;
答案选BD;
【小问3详解】
设起始二氧化碳物质的量为1mol,氢气物质的量为3mol,列三段式:,平衡时氢气转化率;混合气体总物质的量3.7mol,平衡时混合气体总压强,则二氧化碳、氢气、二甲醚、水蒸气平衡分压分别为、、、,;
【小问4详解】
二甲醚燃料在二甲醚直接燃料电池负极发生失电子的氧化反应,电极反应式:;
【小问5详解】
反应过程中,需要活化能越大,反应速率越慢,根据反应历程图,TS4需要活化能最大;