甘肃省平凉市第一中学等校2024-2025学年高三下学期4月月考 化学试卷(含解析)

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甘肃省平凉市第一中学等校2024-2025学年高三下学期4月月考 化学试卷(含解析)

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2025届高三4月大联考考后强化卷(新高考卷)
化 学
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Co 59 Ga 70 Sb 122
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.下列物质使用的材料属于有机高分子材料的是
A.航空发动机——碳化硅纤维 B.人造骨骼——镍钛合金 C.量子计算机——铁基超导材料 D.滑雪服面料——聚酰胺纤维
2.化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实解释错误的是
A.乙炔难以压缩液化,可将乙炔溶于丙酮储存于钢瓶中
B.直链烷基苯磺酸钠与油脂发生酸碱中和反应,可用作洗涤剂
C.苯酚对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,可立即用乙醇冲洗后再用水冲洗
D.氯乙烷沸点较低,汽化时有冷冻麻醉作用,可制成气雾剂用于运动中的急性损伤
3.下列关于实验室安全的表述错误的是
A.实验用剩的金属钠块应放回原试剂瓶
B.实验室电器设备着火,应先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
C.酸液溅入眼睛,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
D.实验室制备氯气时,应开启排风管道或排风扇
4.反应为定影液回收的原理。是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中电子数为
B.含的溶液中阳离子数为
C.中含有数为
D.反应生成(已折算为标准状况)时,转移电子数为
5.化合物Z是合成维生素E的一种中间体,其合成路线如图所示:
下列说法正确的是
A.X分子中所有碳原子可能共平面 B.Y分子中采取杂化的碳原子有7个
C.Y分子中含有2个手性碳原子 D.Z能发生消去反应
6.1828年,化学家维勒发现无机化合物通过加热可以直接转化为有机化合物,、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中的原子半径在短周期元素中最大。Y、Z、W位于同周期且相邻,基态Y、W原子的未成对电子数相等。下列叙述错误的是
A.简单离子半径: B.第一电离能:
C.简单氢化物的稳定性: D.有机物B分子间能形成氢键
7.下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A.蒸干溶液制备 B.验证沉淀转化
C.检验乙炔 D.钢闸门电化学防腐
8.二水四氯合钴酸铵的制备反应为,下列说法正确的是
A.基态原子核外电子的空间运动状态有27种
B.键角:
C.该反应中所涉及的元素位于p区的有4种
D.中含有离子键、配位键、键等
9.下列为达到实验目的所进行的实验操作或原理解释存在错误的是
实验目的 实验操作 原理解释
A 探究有氧化性 钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛满的集气瓶中 被还原成碳单质
B 探究硫的酒精溶液属于胶体 用激光笔照射硫的酒精溶液 硫的酒精溶液中分散质粒子的直径在
C 除去酸性溶液中的 在加热搅拌的条件下向溶液中加入足量的固体,过滤后,再向滤液中加入适量的稀盐酸 溶解度:
D 探究温度对水解程度的影响 用计测溶液的随温度变化情况 随温度升高,溶液中水解程度增大
10.实验室以废料(含少量)为原料制备的流程如下:
下列说法正确的是
A.“溶解”过程所使用的玻璃棒的作用为引流
B.“沉铁”时需加入X调至,X可以是
C.可用溶液检验“滤液”中是否含有
D.“氧化2”中参与反应的与的物质的量之比为2∶3
11.高纯镓是制备第三代半导体的重要原料,其化学性质与铝相似。工业精炼镓(Ga)的装置示意图如下。已知金属活动性顺序:;Ga3+快离子导体只允许Ga3+通过。
下列说法错误的是
A.阴极的电极反应为
B.电解过程中,阳极室中的物质的量减小
C.电路中每转移电子,理论上粗镓熔融液减少
D.电解后粗镓中的以离子形式进入溶液中
12.锑酸亚铁晶胞结构如图所示,其晶胞参数分别为a nm、a nm、c nm,α=β=γ=90°,Sb原子填充在O原子形成的八面体空隙中。下列说法正确的是
A.该晶体的化学式为FeSb2O6
B.Sb原子的配位数为8
C.晶胞中W点Sb原子的分数坐标为
D.该晶体的密度为
13.过渡金属钌(Ru)的配合物对酮的不对称氢化有较高的催化活性,其反应催化机理如图所示。
下列说法错误的是
A.配合物C中含有4种配体
B.E到B的过程中,Ru的化合价不变
C.反应过程中有的断裂和形成
D.循环过程中的总反应为+H2
14.为二元弱酸,常温下将0.1 mol·L 1的溶液滴入的溶液中,溶液中(或)的分布系数、加入溶液的体积V与pH的关系如图所示:
[已知:]。下列叙述正确的是
A.到达m点需要加入溶液的体积大于10 mL
B.q点溶液中溶质的第一步水解平衡常数的数量级为
C.随着溶液的加入,水的电离程度:
D.n点满足关系:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(15分)二氯异氰尿酸钠[]为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置(夹持装置已略去)制备二氯异氰尿酸钠。回答下列问题:
已知:实验原理为。
(1)仪器a的名称为___________________,装置A中的药品不能选择________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)装置B的作用是______________________________,用平衡原理解释B中不用蒸馏水而选用硫酸的原因:____________________________________________________________。
(3)加入溶液,实验过程中C的温度必须保持在17~20 ℃,pH控制在,则该实验的控温方式是_________________。若温度过高,pH过低,会生成和CO2等,写出与Cl2生成的化学方程式:____________________________________________________。
(4)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生HClO消毒灭菌,通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品的有效氯。准确称取样品,用容量瓶配成100 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封,在暗处静置5 min;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉,继续滴定至终点,消耗溶液。
[、]
已知:该样品的有效氯。
①样品的有效氯测定值为___________%(用含m、V的代数式表示)。
②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是___________(填标号)。
A.盛装标准溶液的滴定管未润洗
B.滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
D.滴定结束的时候仰视读数
16.(14分)一种基于微波辅助低共熔溶剂的回收方法可实现对废旧锂离子电池中粗品(主要成分为,同时含有少量Fe、Al、C单质)中的回收利用,其主要工艺流程如下:
已知:①难溶于水,在溶液中可形成(蓝色)和(粉红色);
②25 ℃时,;
③季铵盐是指铵盐的铵根离子中的四个氢原子都被烃基取代后生成的化合物。
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中的位置为______________________;中Co的化合价为___________。
(2)季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,物理性质与离子液体非常相似。下列说法正确的是___________(填字母)。
A.氯化胆碱与草酸混合可形成低共熔溶剂
B.该低共熔溶剂不导电
C.该低共熔溶剂可以溶解
(3)“微波共熔”过程中低共熔溶剂和粗品以不同的液固比在120 ℃下微波处理后,锂和钴的浸取率如图,则最佳液固比为___________mL·g 1;若低共熔溶剂中的草酸加入过多会导致钴的浸取率下降,原因是______________________________________________________________。
(4)已知在“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色,写出该变化的离子方程式:______________________。
(5)25 ℃时,“沉钴”反应完成后,溶液的,此时的浓度为___________mg·L 1(用科学计数法表示,保留3位有效数字)。
(6)“滤饼1”经过煅烧得到固体,“滤饼2”为固体,混合后经高温烧结得到的化学方程式为________________________________________。
17.(14分)可用作大型船舶的绿色燃料,可由或制备。工业上用制备的原理如下:
反应Ⅰ: (主反应)
反应Ⅱ: (副反应)
回答下列问题:
(1)反应 ____________,该反应在____________(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)℃时,向恒压密闭容器中充入和,若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,放出20 kJ能量;若在相同条件下向相同容器中充入和1 mol ,达到平衡时,吸收____________kJ的能量。
(3)某温度下,将和按物质的量之比1∶3通入恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,下列情况能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.和的物质的量之比不再改变
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的压强不再变化
D.形成1 mol碳氧键的同时断裂2 mol氧氢键
(4)将和按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,分别在1 MPa、、下,测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(S)(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。
①代表5 MPa下随温度变化趋势的是曲线____________(填“a”“b”或“c”)。
②P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数____________(保留两位有效数字)。
③随着温度的升高,a、b、c三条曲线接近重合的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)另有科学工作者利用电解法将转化为甲醇的原理如图所示,写出电极b上发生的电极反应:______________________________________________________________________________。
18.(15分)氯苯唑酸(Tafamidis)是用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样多发性神经病的药物,一种合成路线如下图所示(部分反应条件省略,副产物均未标出):
已知:。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_________________;C的化学名称为_______________________。
(2)H中含氧官能团的名称为_______________________。
(3)反应④的化学方程式为_________________________________________。
(4)有机物J是E的同分异构体,满足下列条件的J的结构有___________种(不考虑立体异构);
ⅰ.红外光谱未检测到的吸收峰;X射线衍射实验发现分子结构中含苯环;
ⅱ.能发生银镜反应;
ⅲ.1 mol J与足量NaOH溶液反应时,最多消耗3 mol NaOH。
写出其中任意一种的结构简式:______________________。
(5)反应⑤的过程中同时生成一种副产物(G的同分异构体),其结构简式为_____________________。
(6)研究发现反应⑥的一种可能历程是由两步完成的,如图所示:
若第一步为加成反应,第二步为消去反应,则M的结构简式为_____________________。
2025届高三4月大联考考后强化卷(新高考卷)
化学·全解全析
1 2 3 4 5 6 7
D B C C A B B
8 9 10 11 12 13 14
B D B D A C D
1.D 【解析】碳化硅纤维属于新型无机非金属材料,A错误;镍钛合金属于金属材料,B错误;铁基超导材料属于金属材料,C错误;聚酰胺纤维属于有机高分子材料,D正确。
2.B 【解析】乙炔熔沸点较低,难以液化,常将乙炔溶于丙酮储存于钢瓶中,A正确;直链烷基苯磺酸钠将油脂包裹在胶束中,使其溶于水,便于去除,未发生酸碱中和反应,B错误;苯酚具有腐蚀性,但易溶于乙醇,因此沾到皮肤上的苯酚,可用乙醇冲洗后再用水冲洗,C正确;氯乙烷沸点较低,液化后易汽化,该过程吸收大量的热,可起到冷冻麻醉作用,医疗上用于运动中的急性损伤,D正确。
3.C 【解析】钠是非常活泼的金属,易和空气中的氧气、水蒸气等反应,因此金属钠不能随意丢弃,实验时用剩的金属钠块应该放回原试剂瓶,A正确;实验室电器设备起火时,要先切断电源以避免触电,再用二氧化碳灭火器灭火,不能使用水基灭火器灭火,B正确;不慎将酸液溅入眼睛,先用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗以反应掉残留的酸,饱和碳酸钠溶液的碱性太强,会腐蚀眼睛,C错误;氯气有毒,进行有关氯气的实验时应开启排风管道或排风扇或在通风橱中进行,D正确。
4.C 【解析】36.5 g HCl即1 mol HCl,含有的电子数为,A错误;该溶液中,溶质是配合物,能完全电离出钠离子,但阴离子解离出银离子的能力相当小,因此含的溶液中的阳离子数目小于,B错误;硫酸分子中有两个氧原子与硫原子形成双键,另外两个氧原子与氢原子形成羟基,因此1 mol硫酸中含有羟基的数目为,C正确;每生成3 mol二氧化硫同时生成1 mol硫酸,反应中,硫元素从+2价转化成+4价的二氧化硫,还转化成+6价的硫酸,则失去(2×3+4) mol = 10 mol电子,每生成2.24 L二氧化硫即生成0.1 mol二氧化硫时,转移电子的物质的量为,即转移电子数约为,D错误。
5.A 【解析】苯及直接连接苯环的原子、乙烯、乙炔分子中所有原子共平面,甲烷分子中最多有3个原子共平面,单键可以旋转,根据图知,X分子中所有碳原子可能共平面,A正确;饱和碳原子采取杂化,Y分子中采取杂化的碳原子有8个,B错误;连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y分子中只有连接—CH2OH的碳原子为手性碳原子,只有1个手性碳原子,C错误;Z分子中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上没有氢原子,所以不能发生消去反应,D错误。
6.B 【解析】、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中的原子半径在短周期元素中最大,R为钠;Y、Z、W位于同周期且相邻,基态Y、W原子的未成对电子数相等,且其原子序数小于钠,则Y为碳、Z为氮、W为氧;无机物A能转化为有机物B,结合A、B的化学式,推测X为氢。电子层数越多半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,简单离子半径:,A正确;同主族元素随原子序数增大,第一电离能减小,同周期元素随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:,B错误;同周期主族元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,简单氢化物的稳定性:,C正确;分子中含有2个氨基,分子间能形成氢键,D正确。
7.B 【解析】Fe3+会水解,蒸干溶液制备要在HCl气流中进行,A错误;向氯化钠溶液中滴加2滴硝酸银溶液,产生白色沉淀,再加入4滴碘化钾溶液,白色沉淀转变为黄色,再滴加8滴硫化钠溶液,黄色沉淀转变为黑色,溶液中所给银离子少量,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,可以验证沉淀转化,B正确;制备的乙炔中含H2S等杂质,也可使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;钢闸门通过外接电源防腐时,应作阴极,接外接电源负极,D错误。
8.B 【解析】基态原子的核外电子排布式为,电子的空间运动状态有15种,A错误;中心原子价层电子对数相同、孤电子对数也相同,O的电负性强,成键电子对间排斥力更大,键角更大,故键角:,B正确;反应中涉及的位于p区的元素有三种,C错误;中Co与Cl原子、H2O形成配位键,H2O中存在键,没有离子键,D错误。
9.D 【解析】该反应中,二氧化碳被还原为碳单质,二氧化碳作氧化剂,说明二氧化碳具有氧化性,A不符合题意;用激光笔照射硫的酒精溶液,若产生丁达尔效应,说明硫的酒精溶液属于胶体,则硫的酒精溶液中分散质粒子的直径在1~100 nm,B不符合题意;在加热搅拌的条件下加入碳酸镁除去三价铁离子,发生反应2Fe3++3MgCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3Mg2++3CO2↑,没有生成氢氧化镁,说明溶解度:,C不符合题意;随温度升高,水的电离程度增大,Kw增大,测pH变化不能探究温度对CH3COONa水解程度的影响,D符合题意。
10.B 【解析】废料(含少量)溶解后,加入稀硫酸和H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,加入X调节pH使Fe3+沉淀为Fe(OH)3,滤液为CuSO4,为了不引入杂质,X可以是CuO或Cu(OH)2,Fe(OH)3在碱性条件下被NaClO氧化为Na2FeO4。“溶解”过程所使用的玻璃棒的作用为搅拌,A错误;根据分析,沉铁时为了不引入杂质,可以加入CuO与酸反应,X可以是CuO,B正确;检验Fe3+用KSCN溶液,用溶液检验的是Fe2+,C错误;根据方程式3+2+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O可知,与物质的量之比为3∶2,D错误。
11.D 【解析】电解精炼法提纯镓时,纯金属镓作阴极,含有杂质的粗镓作阳极,即铂电极Ⅰ为阳极,铂电极Ⅱ为阴极,阳极上活动性强的金属Zn、Ga失电子进入溶液中,镓离子与溶液中的氢氧根离子结合生成,然后在阴极得电子生成镓,阳极反应为Ga 3e +4OH =2H2O+,阴极反应为2H2O++3e =Ga+4OH ,据此分析解答。由分析可知,阴极的电极反应为,A正确;由分析可知,电解过程中,阳极反应为Ga 3e +4OH =2H2O+ ,根据电荷守恒每消耗4 mol OH 只有3 mol OH 或者由阴极室进入阳极室,则阳极室中OH 的物质的量减小,B正确;由分析可知,阳极反应为Ga 3e +4OH =2H2O+,虽然阳极上还有Zn放电,但产生的Zn2+不进入NaOH溶液,而是Ga3+经Ga3+快离子导体进入NaOH溶液,故电路中每转移电子,理论上粗镓熔融液减少,C正确;由C项分析可知,电解后粗镓中的Zn失电子以离子形式进入粗镓熔融液,而不是NaOH溶液中,Fe活动性比Ga弱,不发生反应,也不会进入NaOH溶液中,D错误。
12.A 【解析】据图可知,一个晶胞中含有Sb的个数为,O的个数为,Fe的个数为,所以该锑酸亚铁晶体的化学式为FeSb2O6,A正确;以位于晶胞内部的Sb原子为研究对象,距离Sb原子最近且相等的O原子的个数为6,Sb原子的配位数为6,B错误;位于体心的Fe原子的分数坐标为,由晶胞结构可知,晶胞中W点Sb原子的分数坐标为,C错误;该晶体的密度为 ,D错误。
13.C 【解析】根据配合物C的结构,C中含有4种配体:H 、Cl 、、,A正确;E到B的过程中,阳离子转化为分子,Ru与H 形成配位键,Ru的化合价不变,B正确;反应过程中有的断裂,没有的形成,C错误;循环过程的总反应为中的羰基与氢气的加成,反应方程式为,D正确。
14.D 【解析】常温下将0.1 mol·L 1的NaOH溶液滴入20 mL 0.1 mol·L 1的NaHA溶液中,发生反应:NaHA+NaOH= Na2A+H2O,随着NaOH溶液的加入,的浓度上升,浓度下降,曲线a代表的分布系数与pH的关系,故曲线b代表的分布系数与pH的关系,剩余曲线代表加入NaOH溶液的体积V与pH的关系,据此分析。m点时,存在,pH=4.2,可得出c(H+)=10 4.2 mol·L 1,,说明的电离程度大于的水解程度,若加入的NaOH溶液的体积为10 mL,,根据的电离程度的水解程度,则有,而m点时,存在,若加入NaOH溶液的体积大于10 mL,则溶液中生成更多的,因此到达m点需要加入NaOH溶液的体积小于10 mL,A错误;q点为溶液,,其第一步水解平衡常数 ,数量级为,B错误;的水解程度大于,q点时,溶液刚好反应生成,q点之前,随着NaOH溶液的加入,水的电离程度增大,m点时加入的NaOH溶液的体积小于10 mL,n点时加入的NaOH溶液的体积等于10 mL,则随着溶液的加入,水的电离程度:,C错误;n点时滴入了10 mL NaOH溶液,,根据元素守恒和电荷守恒可得:,,消去可得,此时溶液呈酸性,则,D正确。
15.(15分)
(1)恒压滴液漏斗(1分) B(2分)
(2)除去氯气中的氯化氢气体(2分) 氯气溶于水发生反应:,硫酸中的可使平衡左移,减少氯气损失(2分)
(3)冷水浴(2分) (2分)
(4)①(2分) ②AD(2分)
【解析】A中制取氯气,反应不加热,可用浓盐酸与高锰酸钾、氯酸钾或重铬酸钾制取氯气,B是除去氯气中混有的HCl,C中Cl2先与NaOH反应得到NaClO,NaClO再与(CNO)3H3反应得到产品,尾气用D吸收。
(1)仪器a的名称为恒压滴液漏斗;二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,不能选择MnO2。
(2)HCl易挥发,制取的氯气中混有HCl,B的作用是除去氯气中的HCl;Cl2溶于水得到盐酸和次氯酸,反应方程式为,硫酸中的可使平衡左移,减少氯气损失。
(3)17~20 ℃比室温低,所以用冷水浴控温。根据题目信息,结合氧化还原反应原理与元素守恒,反应的化学方程式为。
(4)①根据反应可列关系式:,所以样品有效氯的测定值=。
②装标准溶液的滴定管未润洗,会导致标准溶液浓度偏低,消耗标准溶液的体积偏大,有效氯测定值偏高;滴定前无气泡,滴定后有气泡,导致标准溶液的体积偏小,有效氯测定值偏低;稀硫酸偏少,反应不充分,转化生成的偏少,消耗标准溶液体积偏小,有效氯测定值偏低;滴定结束时仰视读数,终点读数偏大,导致标准溶液的体积偏大,有效氯测定值偏高。
16.(14分)
(1)第四周期第Ⅷ族(1分) +3(1分)
(2)AC(2分)
(3)60(2分) 若草酸加入过多,钴会与草酸结合成难溶的CoC2O4,使Co的浸取率下降(2分)
(4)[CoCl4]2 +6H2O=[Co(H2O)6]2++4Cl (2分)
(5)9.44×10 3(2分)
(6)6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2(2分)
【解析】废旧锂离子电池中粗品(主要成分为,同时含有少量Fe、Al、C单质)加入低共熔溶剂进行微波共熔,季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,Co被还原为+2价,经过“水浸”,滤液中Co以[CoCl4]2 形式存在,加入氢氧化钠沉钴,得到Co(OH)2沉淀(即滤饼1)和含有锂离子的滤液2,Co(OH)2固体经过煅烧得到Co3O4固体,含有锂离子的滤液2中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀(即滤饼2),碳酸锂和Co3O4混合后通入空气高温烧结得到LiCoO2产品。
(1)钴元素的原子序数为27,Co在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;LiCoO2中O为-2价,Li为+1价,故Co为+3价。
(2)季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂,故氯化胆碱与草酸混合可形成低共熔溶剂,A正确;该低共熔溶剂物理性质与离子液体非常相似,故含有可自由移动的带电粒子,可导电,B错误;该低共熔溶剂可以电离出氯离子与Co2+在溶液中可形成[CoCl4]2 (蓝色)和[Co(H2O)6]2+(粉红色)而溶解LiCoO2,C正确。
(3)图中信息显示,当液固比为60 mL·g 1时钴的浸取率最高,当液固比继续增大时,锂的浸取率随液固比的增大变化不大,因此最佳液固比为60 mL·g 1;若草酸加入过多,钴会与草酸结合成难溶的CoC2O4,使Co的浸取率下降。
(4)已知在溶液中可形成(蓝色)和(粉红色),“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色,说明钴元素的存在形式由[CoCl4]2 变为[Co(H2O)6]2 ,结合元素守恒得该变化的离子方程式为[CoCl4]2 +6H2O=[Co(H2O)6]2++4Cl 。
(5)25 ℃时,“沉钴”反应完成后,溶液的,即溶液中c(H+)=1×10 10 mol·L 1,c(OH )=1×10 4 mol·L 1,c(Co2+)= mol·L 1=1.6×10 7 mol·L 1,故Co2+的质量体积浓度为1.6×10 7×59×103 mg·L 1=9.44×10 3 mg·L 1。
(6)“滤饼2”是碳酸锂固体,与Co3O4混合后,通入空气高温烧结得到LiCoO2,故反应的化学方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2。
17.(14分)
(1)-90.7(2分) 低温(1分)
(2)29.5(2分)
(3)AC(2分)
(4)①a(1分) ②0.009 6(2分) ③温度升高到一定程度时以反应Ⅱ为主,该反应前后气体体积不变,改变压强对其平衡没有影响(2分,答案合理即可)
(5)或(2分,答案合理即可)
【解析】(1)根据盖斯定律,该反应=反应Ⅰ-反应Ⅱ,该反应焓变等于,根据,时反应能自发进行,该反应,,故低温下能自发进行。
(2)两平衡等效,热量之和等于49.5 kJ。
(3)两个反应和的化学计量数之比不同,所以当比值不变时,反应达到了平衡状态,A项符合题意;反应容器容积不变,参与反应的物质均为气体,总质量不变,混合气体的密度为一个定值,所以不能说明反应达到平衡状态,B项不符合题意;主反应反应前后气体分子数改变,故压强不变可以说明反应达到了平衡状态,C项符合题意;没有考虑甲醇中的氢氧键的变化,且碳氧键指代不明,所以不能说明反应达到平衡状态,D项不符合题意。
(4)①反应Ⅰ是气体分子数减小的反应,反应Ⅱ是气体分子数不变的反应,相同温度下,增大压强,反应Ⅰ正向移动,的转化率增大,则压强越大,越大,即a符合反应特点。
②设初始时投入1 mol CO2、3 mol H2,生成CH3OH的物质的量为x mol。生成CO的物质的量为y mol,则根据已知条件列出“三段式”:
P点时压强为,的选择性为50%,的平衡转化率为20%,则,,解得,反应Ⅱ的压强平衡常数。
③反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小,反应Ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,增大,随着温度升高,a、b、c三条曲线先减小再增大接近重合的原因是温度升高到一定程度时,整个过程以反应Ⅱ为主,该反应是气体分子数不变的反应,改变压强对平衡无影响。
(5)该装置利用电解法将转化为甲醇,所以电极b上的反应为得电子被还原为甲醇,电解质溶液为溶液,所以电极反应为或 。
18.(15分)
(1)氧化反应(2分) 3,5-二氯苯甲酸(1分)
(2)酯基、醚键(2分)
(3)(2分)
(4)10(2分) 、、、、、、、、、(2分,任写一种)
(5)(2分)
(6)(2分)
【解析】根据D的结构,结合A的分子式,可以推出A为,A被酸性高锰酸钾氧化为B(),根据D的结构,结合C的分子式,可以推出C为,根据G与D的结构,以及F的分子式,可以推出F为,则E为。
(1)A→B的反应类型为氧化反应;的化学名称为3,5-二氯苯甲酸。
(2)H中含氧官能团的名称为酯基、醚键。
(3)反应④为酯化反应,化学方程式为。
(4)ⅰ.红外光谱未检测到的吸收峰;X射线衍射实验发现分子结构中含苯环;ⅱ.能发生银镜反应,说明有醛基或甲酸酯基;ⅲ.1 mol J与足量NaOH溶液反应时,最多消耗3 mol NaOH,说明含有酚羟基与甲酸酚酯,结合分子式,还含有氨基,因此满足条件的J的结构有、、、、、、、、、,共10种。
(5)根据已知信息:中的第二个反应,反应⑤的过程中同时生成的一种副产物(G的同分异构体)是D中与F中—OH反应的产物,其结构简式为。
(6)由题意知,第一步为酮羰基与羟基的加成反应,第二步为羟基的消去反应,则M的结构简式为。

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