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微测7　跨模块综合应用
　
1.化学处处呈现美。下列说法正确的是(　　)
A.瓷器的青釉主要是Fe2O3显色而成的
B.环己烷呈现对称美,是正六边形平面结构
C.“铁水打花”又叫打铁花,利用了铁元素的焰色试验
D.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块,体现了晶体的自范性
2.臭氧能氧化CN-,故常被用来治理电镀工业中的含氰废水,其化学反应原理为5O3+2CN-+H2O2HC+N2+5O2。下列说法正确的是(　　)
A.O3和O2互为同位素关系
B.该反应是熵减的过程
C.该反应中,每生成1 mol N2转移6 mol电子
D.反应中所涉及的N2、O2为非极性分子,O3为极性分子
3.(2024·北京卷)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3:①Mg3N2与D2O的水解反应;②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是(　　)
A.NH3和ND3可用质谱法区分
B.NH3和ND3均为极性分子
C.方法①的化学方程式是Mg3N2+6D2O3Mg(OD)2+2ND3↑
D.方法②得到的产品纯度比方法①的高
4.(2024·广东卷)按如图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是(　　)
A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应
B.试纸会变蓝,说明有NH3生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH4Cl升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
5.(2024·黑吉辽卷)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是(　　)
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
6.(2024·浙江6月选考)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是(　　)
A.Si5Cl10分子结构可能是
B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2
D.Si5Cl10的沸点低于相同结构的Si5Br10
7.(2024·东北三省一模)中药连钱草具有抗菌、抗血栓、抗肿瘤等作用,其有效成分之一的结构简式如图。下列有关该化合物说法错误的是(　　)
A.分子中有5个手性碳原子
B.环上氢原子一氯代物有7种
C.能发生加成反应、消去反应
D.可与某些过渡金属离子形成配合物
8.如图1,将邻氨基苯甲酰胺的乙醇溶液缓慢滴加到CuCl2的水溶液中,在60 ℃水浴加热和冰水浴冷却条件下分别得到化合物a和化合物b,反应过程中的能量变化如图2所示。下列关于这两种化合物的说法错误的是(　　)
A.化合物a和化合物b不互为同系物
B.可通过X射线衍射法鉴别两种产物
C.升高相同温度时,对活化能大的反应影响更大
D.曲线1代表化合物b的反应历程,曲线2代表化合物a的反应历程
9.(2024·唐山二模)一种新型富含氧空位的Co/CoO双功能催化剂,可对Zn-空气电池的充放电过程双向催化。电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是(　　)
A.充电时,b极与直流电源的正极相连
B.放电时11.2 L O2(标准状况)参与反应,有2 mol OH-由a极区移向b极区
C.充电过程中a极的电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-
D.充电时决速步反应为*+OH--e-*OH,氧空位提供更多反应位点,降低了反应的活化能
10.(2024·大庆质检)研究发现,以非晶态Ni(Ⅲ)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5.6 L O2,电路中转移的电子数为2NA
B.电极A的反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,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酸蓄电池,电解过程中电极B应连接铅酸蓄电池的Pb极
11.(2024·江南十校三模)某科研团队将离子液体1 乙基 3 甲基咪唑六氟磷酸盐(用IL表示)和单原子Co-bCN(相关物质结构如图甲所示)共同负载在超薄g-C3N4纳米片上,大幅改善了光催化还原CO2的电化学反应(相关电化学原理如图乙所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)。下列说法错误的是(　　)
A.Co-bCN中的Co元素位于周期表ds区,属于副族元素
B.IL中的阴离子[PF6]-的空间结构为正八面体
C.该电化学装置的阳极反应为2H2O+4h+O2↑+4H+
D.相比传统有机溶剂,IL中粒子为带电荷的离子,故具有难挥发的优势
12.(2024·沧衡联考)科学研究发现负载在Cu SSZ 13分子筛表面的Cu2+有两种存在形式,其结构如图1所示,其催化NH3还原NO的机理如图2所示。下列说法错误的是(　　)
A.图1中,1号Cu2+与O原子形成的配位键中,O原子提供孤电子对
B.图2中,在Cu2+表面进行NH3还原NO的反应路径有2种,但可以相互转化
C.NH3还原NO的总化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O
D.该反应机理中涉及氧化还原反应,且Cu+形成配合物的配位数均相同
13.(2024·安徽素质测试)醛、酮与HCN可发生加成反应:,平衡常数为K,微量碱存在时的催化机理如下。
第一步　HO-+H—CNH2O+-CN
第二步　-CN+
第三步　+H2O
+HO-
已知不同基团(—R、—R')对平衡常数的影响如下表所示:
—R —R' 平衡常数K
① —H 210
② —H 530
③ —CH3 —CH2CH3 38
④ —C(CH3)3 —C(CH3)3 1
下列说法不正确的是(　　)
A.第二步为决速步骤
B.若将微量碱改成加入酸,则反应速率减慢
C.由①②可知推电子基团可以使上的C原子活化,增大平衡常数
D.④的平衡常数小于③,可能是因为④中受到的空间位阻更大
14.(2024·T8联考)科学家用镍催化剂在光催化下,以CO2和芳基卤化物合成氧—芳基氨基甲酸酯,限速步骤是光催化反应,反应机理如图。已知TMG(C5H13N3)是一种有机碱。下列说法错误的是(　　)
A.反应过程中Ni元素的化合价发生了变化
B.反应①和④均为取代反应
C.该过程中反应②的活化能最大
D.A的化学式是C5H14N3X
15.(2024·合肥质检)将等量的乙酸乙酯分别与等体积的H2SO4溶液、NaOH溶液、蒸馏水混合,加热,甲、乙同学分别测得酯层体积、乙醇浓度随时间变化如图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.乙酸乙酯在酸性条件下水解反应为
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
B.0~t1,乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性>中性
C.0~t2,乙酸乙酯的水解量:碱性=酸性
D.t2~t3,酯层体积:酸性<碱性,推测与溶剂极性的变化有关
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
题号 9 10 11 12 13 14 15
答案
微测7　跨模块综合应用
1.D　解析　Fe2O3为红色,瓷器的青釉不是Fe2O3显色而成的,A项错误;环己烷中碳原子为饱和碳原子,为四面体结构,6个碳原子不可能在同一平面,B项错误;“铁水打花”又叫打铁花,利用了铁和空气中氧气反应生成四氧化三铁,不是铁元素的焰色试验,C项错误;晶体具有规则的几何形状,有自范型,因此缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块,体现了晶体的自范性,D项正确。
2.D　解析　O3和O2是O元素的两种不同单质,二者互为同素异形体,A项错误;该反应后气体体积增大,因此反应是熵增的过程,B项错误;根据元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移数目,在反应5O3+2CN-+H2O2HC+N2+5O2中,反应过程中转移10 mol电子,反应产生1 mol N2,故该反应每生成1 mol N2会转移10 mol电子,C项错误;反应中所涉及的N2、O2为非极性分子,而O3的结构与SO2相似,属于极性分子,D项正确。
3.D　解析　NH3和ND3的相对分子质量不同,可以用质谱法区分,A项正确;NH3和ND3的H原子种类不同,但空间结构均为三角锥形,是极性分子,B项正确;Mg3N2与D2O发生水解生成Mg(OD)2和ND3,方法①的化学方程式书写正确,C项正确;方法②是通过D2O中D原子代替NH3中H原子的方式得到ND3,代换的个数不同,产物会不同,纯度低,D项错误。
4.B　解析　NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,所以烧瓶壁变冷,ΔH>0,A项错误;试纸会变蓝,说明有NH3生成,反应物都是固体,生成物中有气体,故产氨过程熵增,B项正确;滴加浓盐酸后有白烟产生,说明体系中有氨气,是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生的,不是NH4Cl的升华,C项错误;实验过程中,气球会一直变大,是因为反应产生了气体,但是膨胀以后压强就和外界压强一样了,D项错误。
5.C　解析　根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A项错误;有机物Y中含有氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B项错误;有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C项正确;随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,不会一直增大,D项错误。
6.A　解析　该结构中,如图所示的两个Cl原子,Cl原子最外层有7个电子,形成了两个共价键,因此其中1个应为配位键,而Si原子不具备空轨道来接受孤电子对,因此结构是错误的,A项错误;Si5Cl10与水反应可生成HCl,HCl是一种强酸,B项正确;Si5Cl10与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3,Si元素的化合价升高,根据得失电子守恒可知,H元素的化合价降低,有H2生成,C项正确;Si5Br10的相对分子质量大于Si5Cl10,因此Si5Br10的范德华力更大,沸点更高,D项正确。
7.B　解析　手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,根据结构简式,该有机物分子中有5个手性碳原子,标记如图,A项正确;该有机物有三个环,环上氢原子的一氯代物有12种,B项错误;该有机物中有醇羟基,醇羟基所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,苯环可以加成,故该有机物能发生加成反应、消去反应,C项正确;该有机物中的氧原子上有孤对电子,可与某些过渡金属离子形成配合物,D项正确。
8.D　解析　结构相似且相差n个CH2原子团为同系物,化合物a和化合物b不互为同系物,A项正确;X射线衍射法研究物质的物相和晶体结构,两物质中Cu原子的配合物有差异,可以鉴别,B项正确;升高相同温度时,原来不是活化分子的变为活化分子,活化分子百分数增大,活化能大的反应在反应中需要更多的能量,升高同等温度对活化能大的反应影响更大,C项正确;由题给信息可知,60 ℃水浴加热得到化合物a,所需能量更多,则a的反应历程为(曲线1);冰水浴冷却得到化合物b,则b的反应历程为(曲线2),D项错误。
9.B　解析　根据Zn-空气电池分析,放电时,锌失去电子作负极,即a为负极,b为正极,则充电时,b极与直流电源的正极相连,A项正确;根据O2+4e-+2H2O4OH-,则放电时11.2 L O2(标准状况下物质的量为0.5 mol)参与反应,有2 mol电子转移,则有2 mol OH-由b极区移向a极区,B项错误;放电过程中a极的电极反应为Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-,则充电过程中a极的电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-,C项正确;决速步反应是指活化能最高的一步,由图可以看出充电过程中活化能最大的是H2O→*OH,即H2O电离的OH-发生反应:*+OH--e-*OH,氧空位提供更多反应位点,降低了反应的活化能,D项正确。
10.B　解析　没有标明为标准状况,无法计算转移电子数,A项错误;电解过程中,电极A为阴极,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,故电解过程中电极A附近不断生成氢氧根离子,电极A附近溶液的碱性增强,B项正确;结合图示,UOR分两步进行,有氮气生成,故有非极性键的形成,C项错误;电极B为电解池的阳极,应该与铅酸蓄电池的正极也就是PbO2极相连,D项错误。
11.A　解析　Co为27号元素,价电子排布式为3d74s2,位于周期表的第Ⅷ族,属于副族元素,它属于d区元素,不属于ds区元素,A项错误;IL中的阴离子[PF6]-中,P原子的价层电子对数为6,发生sp3d2杂化,空间结构为正八面体,B项正确;该电化学装置中,H2O在阳极得到空穴(h+)后生成O2等,则阳极反应为2H2O+4h+O2↑+4H+,C项正确;传统有机溶剂,微粒间只存在微弱的分子间作用力(有的含有氢键),而IL中粒子为带电荷的离子(离子液体),故具有难挥发的优势,D项正确。
12.D　解析　O原子中存在孤电子对,可与Cu2+形成配位键,A项正确;根据图2可知,NH3还原NO的反应在Ⅰ号Cu2+和Ⅱ号Cu2+表面进行的反应路径不同,但可以相互转化,B项正确;根据图像可知,NH3还原NO的总方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,C项正确;在Cu+(NH3)2转化为Cu2+(NO2)(NH3)2过程中氧元素的化合价降低,则Cu元素的化合价升高,发生了氧化还原反应,但Cu+(H2NNO)(NH3)2转化为Cu+(NH3)2时,Cu+形成配合物的配位数发生改变,D项错误。
13.C　解析　第二步反应慢,为决速步骤,A项正确;氢离子能与CN-结合生成HCN,降低CN-浓度,所以若将微量碱改成加入酸,则反应速率减慢,B项正确;由①②可知吸电子基团可以使上的C原子活化,增大平衡常数,C项错误;由于④中受到的空间位阻更大,不利于反应进行,所以④的平衡常数小于③,D项正确。
14.B　解析　由图可知,Ni元素连接的化学键数目发生了改变,故化合价发生变化,A项正确;反应①断裂C—O π键,而且多变一,属于加成反应,B项错误;限速步骤是光催化反应,说明反应②速率最慢,活化能最大,C项正确;反应②为取代反应,结合原子守恒可知A的化学式为C5H14N3X,D项正确。
15.C　解析　乙酸乙酯在稀硫酸作催化剂条件下发生水解生成乙酸和乙醇,A项正确;由图可知,0~t1酯层减少的体积为碱性>酸性>中性,可知乙酸乙酯的水解速率为碱性>酸性>中性,B项正确;硫酸条件下一段时间后酯层减少速度加快,并不是水解速率提高导致,而是因为随溶剂中乙醇的增大,导致乙酸乙酯溶解量增加,因此0~t2乙酸乙酯的水解量在酸性、碱性条件下并不相等,C项错误;t2~t3,酯层体积为酸性<碱性,主要原因是溶液中乙醇含量增大,溶剂极性变化,导致乙酸乙酯的溶解量增加,D项正确。(共42张PPT)
微测7　跨模块综合应用
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