【精品解析】广东省2024-2025学年高三下学期第一次调研考试化学试题

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广东省2024-2025学年高三下学期第一次调研考试化学试题
1.(2025·广东模拟)中华传统礼仪文化源远流长。下列古代梳妆用品中,主要由无机非金属材料制成的是
A.大米制妆粉 B.缠枝牡丹纹玉梳
C.瑞兽葡萄铜镜 D.金累丝凤簪
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】A.大米主要成分为淀粉,属于糖类,属于有机物,A错误;
B.玉的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,B正确;
C.铜镜属于金属材料,C错误;
D.金累丝凤簪属于金属材料,D错误;
故选B。
【分析】A.淀粉为多糖;
B.玉的主要成分是硅酸盐;
C.铜属于金属材料;
D.金属于金属材料。
2.(2025·广东模拟)智能电车行业已经成为广东经济发展的新引擎。下列关于电车的说法正确的是
A.高压快充平台中的材料属于共价晶体
B.辅助驾驶系统的智能芯片主要成分为
C.电池充电时能量转化形式为化学能转化为电能
D.电池中分隔正负极活性物质的聚乙烯隔膜为纯净物
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A.只含Si-C共价键,属于共价晶体,A正确;
B.智能芯片主要成分为,B错误;
C.电池充电时能量转化形式为电能转化为化学能,C错误;
D.聚乙烯为高聚物,属于混合物,D错误;
故选A。
【分析】A.SiC属于共价晶体;
B.芯片的主要成分为单质硅;
C.电池充电将电能转化为化学能;
D.高聚物属于混合物。
3.(2025·广东模拟)我国的造船历史绵亘数千年。下列说法不正确的是
A.新石器时代广泛使用的独木舟和木筏,其材料的主要成分为天然高分子
B.隋朝大龙舟采用榫接结合铁钉钉联的制作方法,铁元素位于周期表的d区
C.我国制造的第一艘出口船“长城”号货轮,其燃料柴油由煤干馏得到
D.我国核动力货船将采用钍基熔盐反应堆技术,的中子数为142
【答案】C
【知识点】原子中的数量关系;高分子材料;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.独木舟和木筏的主要成分为纤维素,属于天然高分子,A项正确;
B.铁元素原子序数为26,位于周期表d区,B项正确;
C.货轮的燃料柴油主要由石油蒸馏得到,C项错误;
D.质量数=质子数+中子数,的质子数为90,中子数为232-90=142,D项正确;
故选C。
【分析】A.木材的主要成分为纤维素;
B.铁为26号元素;
C.柴油由石油蒸馏得到;
D.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数。
4.(2025·广东模拟)岭南自古盛产甘蔗,糖业发达,广府人因地制宜,创造出独特的“糖水文化”。下列说法不正确的是
A.蔗糖和麦芽糖互为同分异构体
B.绿豆沙中含有的酚类物质具有还原性
C.甘蔗汁净化过程中加入的石灰乳属于电解质
D.蒸煮制作鲜奶炖蛋的过程涉及蛋白质的变性
【答案】C
【知识点】电解质与非电解质;同分异构现象和同分异构体;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11,但结构不同,二者互为同分异构体,A正确;
B.酚类物质易被氧化,具有还原性,B正确;
C.石灰乳是氢氧化钙的悬浊液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.蛋白质在加热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐等条件下会发生变性,蒸煮制作鲜奶炖蛋的过程中,蛋白质受热发生变性,D正确;
故选C。
【分析】A.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
B.酚易被氧化,具有还原性;
C.电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物;
D.蛋白质在高温下变性。
5.(2025·广东模拟)我国科学家研发了一种新型玻璃相硫化物固体电解质材料,并采用该材料研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池,该电池两极的材料分别为锂单质和硫单质。放电时,下列说法不正确的是
A.锂作电池负极
B.正极发生还原反应
C.电子由锂电极经外电路流向硫电极
D.电解质中阳离子向负极移动
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锂为活泼金属,易失电子发生氧化反应,作电池负极,A正确;
B.正极得电子,发生还原反应,B正确;
C.电子由负极(锂电极)经导线流向正极(硫电极),C正确;
D.电解质中阳离子由负极向正极移动,D错误;
故选D。
【分析】原电池中,金属活动性强的金属为负极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
6.(2025·广东模拟)分离和提纯是化学实验中的重要环节。下列实验方法能达到实验目的的是
A.分离苯酚钠溶液和苯 B.除去中的
C.分离乙酸乙酯(沸点)和乙醇(沸点) D.分离淀粉胶体和食盐水
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.苯酚钠溶液与苯不互溶,苯的密度比水小,在上层,苯酚钠溶液在下层,可通过分液的方法进行分离,该装置为分液操作装置,能达到实验目的,A正确;
B.受热易分解为NH3和HCl,遇冷又会重新化合生成,而NaCl受热不分解,若用蒸发的方法,会分解损失,不能达到除去中NaCl的目的,B错误;
C.乙酸乙酯(沸点)和乙醇(沸点)的沸点相近,直接蒸馏难以分离完全,应加入饱和碳酸钠溶液,振荡、静置分层后分液,再对有机层进行蒸馏得到乙酸乙酯,C错误;
D.淀粉胶体和食盐水都能透过滤纸,不能用过滤的方法分离,D错误;
故选A。
【分析】A.苯酚钠和苯互不相溶;
B.加热氯化铵分解生成氨气和氯化氢;
C.蒸馏分离沸点差异较大的混合液体;
D.胶体和溶液均能透过滤纸。
7.(2025·广东模拟)“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者”。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 化学研究员:通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体 晶体的X射线衍射图谱中有明锐的衍射峰,而非晶体没有
B 机械工程师:用氧炔焰切割金属 乙炔可以发生加成反应
C 食品质检师:用碘标准溶液检验食品中的含量 具有还原性
D 玻璃制造员:将纯碱、石灰石和石英砂按一定配比投入玻璃窑中熔融
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;乙炔炔烃;晶体的定义
【解析】【解答】A.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,两者X射线衍射图谱有区别,晶体的X射线衍射图谱中有明锐的衍射峰,而非晶体没有,A不合题意;
B.用氧炔焰切割金属,是因为乙炔与氧气反应可以放出大量热,与乙炔可以发生加成反应无关,B合题意;
C.能与碘单质发生反应,该反应中S元素的化合价升高,表现还原性,C不合题意;
D.纯碱、石灰石和石英砂在高温下发生反应:,D不合题意;
故选B。
【分析】A.X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法;
B.乙炔与氧气反应放出大量热量;
C.能与碘发生氧化还原反应;
D.碳酸钠和二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠。
8.(2025·广东模拟)时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。下列实验现象不能证明氯气与水发生了化学反应的是
A.试管内液面上升 B.出现白色沉淀
C.仅湿润布条褪色 D.新制氯水
【答案】A
【知识点】氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.氯气溶于水能使试管内液面上升,因此试管内液面上升不能证明氯气和水发生了反应,A错误;
B.该白色沉淀为氯化银,说明产生了氯离子,从而证明氯气和水发生了反应,B正确;
C.干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色,仅湿润的红布条褪色,说明产生了漂白性物质,证明氯气和水发生了反应,C正确;
D.新制氯水,说明产生了氢离子,说明生成了酸性物质,证明氯气和水发生了反应,D正确;
故选A。
【分析】A.氯气能溶于水;
B.该白色沉淀为氯化银;
C.氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性;
D.,说明溶液呈酸性。
9.(2025·广东模拟)如图所示的化合物具有消炎作用。关于该化合物,下列说法不正确的是
A.含有3种含氧官能团
B.三个苯环可能共平面
C.能与氨基酸反应
D.该化合物与足量的反应可生成
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A.该物质中的含氧官能团有羧基、醚键和羟基,共3种,A正确;
B.通过旋转苯环之间的单键能使三个苯环共平面,B正确;
C.含有羧基,能与氨基酸反应,C正确;
D.该化合物含有1mol羧基和1mol羟基与足量的反应可生成,D错误;
故选D。
【分析】A.该物质中的含氧官能团有羧基、醚键和羟基;
B.苯为平面结构,单键可以旋转;
C.羧基能与氨基酸反应;
D.羧基和羟基能与钠反应。
10.(2025·广东模拟)火法冶炼粗铜涉及反应,粗铜经过电解精炼得到纯铜。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有的质子数目为
B.含有的键数目为
C.上述反应中,完全反应,转移的电子数目为
D.的溶液中含有的数目为
【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.一个氧气分子含有16个质子,物质的量是0.5mol,含有的质子数目为,A错误;
B.SO2中S原子采用sp2杂化,孤对电子占据一个杂化轨道,剩下的p轨道含有两个电子,两个氧(都是sp2杂化)分别与之形成σ键,剩下的p轨道各有一个电子,且三个p轨道相互平行,侧面重叠形成一个三中心四电子的大π键,则含有2个σ键,含有的σ键数目为,B正确;
C.该反应中, S元素化合价由-2价升高到+4价,则完全反应转移的电子数目为,C错误;
D.在溶液中发生水解,溶液中数目小于,D错误;
故选B。
【分析】A.一个氧气分子含有16个质子;
B.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
C.该反应中,S元素从-2价变为+4价,失去6个电子;
D.在溶液中发生水解。
11.(2025·广东模拟)部分含或物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b无法直接转化为f
B.e(硫酸盐)的水溶液可用于水体的净化
C.可存在的转化
D.若a和d含同种元素,则保存d溶液时可加入少量a
【答案】C
【知识点】镁、铝的重要化合物;铁盐和亚铁盐的相互转变;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.b为FeO,f为Fe(OH)2,FeO难溶于水,不能直接与水反应生成Fe(OH)2,A不符合题意,
B.e为铁盐或者铝盐,Fe3+或Al3+水解生成氢氧化铁或氢氧化铝胶体,具有吸附性,可用于水体的净化,B不符合题意;
C.当c为Fe2O3,Fe2O3与NaOH不反应,C符合题意;
D.若a和d含同种元素,即a为Fe,d为亚铁盐,亚铁离子易被氧化,保存亚铁盐溶液时,加入少量Fe,可以防止亚铁离子被氧化,D不符合题意;
故选C。
【分析】当该元素为Al元素时:
a为Al单质,c为Al2O3,e为铝盐,g为Al(OH)3;
当该元素为Fe元素时:
a为Fe单质,b为FeO,c为Fe2O3,d为亚铁盐,e为铁盐,f为Fe(OH)2,g为Fe(OH)3。
12.(2025·广东模拟)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 室温下,物质的量浓度相同的和溶液中,的水解程度大于 室温下,的溶解度大于
B 熔点: 离子半径:
C 浓和固体反应可制备 酸性强于
D 苯酚中苯环使羟基中的键极性变小 苯酚具有弱酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;浓硫酸的性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.的水解程度较大,是因为碳酸的二级电离常数较小,与其溶解度无关,A错误;
B.离子半径:,则晶格能: ,晶格能越大,熔点越高,所以熔点:,B正确;
C.硫酸和盐酸都是强酸,氯化钠固体与浓硫酸共热反应制备氯化氢气体说明硫酸的沸点高于氯化氢,C错误;
D.苯基为吸电子基团,使羟基中的O H极性变强,易断裂产生氢离子,因此苯酚具有弱酸性,D错误;
故选B。
【分析】A.根据越弱越水解分析;
B.离子晶体的晶格能越大,熔点越高;
C.盐酸是挥发性酸,硫酸不挥发;
D.苯酚显弱酸性。
13.(2025·广东模拟)浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验十分有趣。实验小组按如图所示装置(铝箔的作用是便于实验后清洗圆底烧瓶)进行实验,向圆底烧瓶中滴入浓硫酸。下列说法正确的是
A.圆底烧瓶中的铝箔不与浓硫酸反应
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,说明浓硫酸具有吸水性
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
D.溶液中出现黄色浑浊,说明浓硫酸具有酸性
【答案】C
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.常温下铝箔会与浓硫酸发生钝化反应,并非不发反应,A错误;
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中的H、O按2:1的比例脱去,体现了浓硫酸的脱水性,而不是吸水性,B错误;
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明有二氧化硫产生,生成二氧化硫的过程中,浓硫酸中S元素化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性,C正确;
D.溶液中出现黄色浑浊,是因为浓硫酸与蔗糖反应生成的二氧化硫与溶液反应生成了硫单质,在这个过程中,浓硫酸中S元素化合价降低,体现的是浓硫酸的强氧化性,而不是酸性,D错误;
故选C。
【分析】常温下,铝在浓硫酸中钝化,浓硫酸具有吸水性,将浓硫酸滴加到蔗糖上,蔗糖中的H、O以水的比例脱去,剩余炭黑,浓硫酸和碳发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳气体,二氧化硫具有漂白性,能使浸有品红溶液的棉花褪色,二氧化硫与硫化钠发生氧化还原反应生成S沉淀,证明二氧化硫具有氧化性,二氧化硫有毒,用氢氧化钠中进行尾气处理。
14.(2025·广东模拟)一种可提高电池整体性能的电解液添加剂的结构如图所示。该添加剂所含的5种元素均为短周期元素,其中基态的核外电子只有1种空间运动状态,X仅与M、E、Z位于同一周期。下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点:
B.X单质与M单质加热时反应生成
C.结构中所有原子均满足8电子稳定结构
D.和的空间结构均为正四面体形
【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.形成的氢键越多,物质的沸点越高,E为C,M为O,Z为F,简单氢化物分别为:,H2O和HF中均存在氢键,1个H2O中含2个氢键,氢键数目多,沸点最高,A错误;
B.X为Li,M为O,两者加热时生成Li2O,B错误;
C.Y形成6根键,不满足8电子结构,C错误;
D.E为C,Z为F,Y为P,CF4和的价层电子对数均为4,空间构型均为正四面体,D正确;
故选D。
【分析】 基态的核外电子只有1种空间运动状态 ,则其价电子排布式为1s2,X为Li元素,X仅与M、E、Z位于同一周期,则M、E、Z为第二周期元素,根据成键情况可知,E为C元素,M为O元素,Z为F元素,Y为P元素。
15.(2025·广东模拟)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入等物质的量的X和Y气体,发生反应。容器内各气体的物质的量浓度c与反应时间t的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时,X的物质的量分数逐渐减小
B.时,X和Y物质的量浓度之比为
C.时,体系达到平衡状态
D.其他条件不变,时减小容器体积,再次平衡后Y的物质的量浓度可能变为d点
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】A.起始时充入等物质的量的X和Y气体,反应中X和Y的化学计量数之比为1:2,时,X、Y都在消耗,且Y消耗的量是X的2倍。设起始X、Y物质的量均为n,反应消耗X的物质的量为a,则消耗Y的物质的量为2a,X的物质的量分数,所以X的物质的量分数始终不变,A错误;
B.消耗Y的量是X的2倍,起始X和Y物质的量相等,所以时X和Y物质的量浓度之比不为,B错误;
C.达到平衡时,正逆反应速率相等,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,反应达到平衡时,C错误;
D.其他条件不变,时减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,但由于容器体积减小,根据勒夏特列原理,平衡移动只能减弱而不能抵消这种改变,所以再次平衡后Y的物质的量浓度增大,可能变为d点,D正确;
故选D。
【分析】A.物质的量变化量之比等于化学计量数之比;
B.X、Y起始浓度相同,浓度变化之比等于化学计量数之比,则X和Y物质的量浓度之比不为;
C.可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变,据此判断;
D.减小容器体积,压强增大,该反应的平衡正向移动。
16.(2025·广东模拟)一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的均减小
C.理论上每将处理为,阳极区溶液减少
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
【答案】C
【知识点】电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,导电碳布为阴极,与电源的负极相连,故A正确
B.阳极总反应为,转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H+数目相等,因此随着反应进行,阳极区氢离子浓度增大,pH减小;阴极发生为,转移电子数目与迁移过来的H+数目相等,因此随着反应进行,阴极区氢离子浓度增大,pH减小;故B正确;
C.理论上每将处理为,转移6mol电子,生成1mol N2(28g)逸出,同时有6mol H+(6g)迁移到右侧阴极区,因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g,故C错误;
D.若该电池在高温下工作,厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性,其处理废水的效率会下降,故D正确;
故选C。
【分析】由图可知,导电碳刷上,最终转化为N2,N元素的化合价升高,发生氧化反应,则导电碳刷为阳极,电极反应式为,导电碳布为阴极,电极反应式为。
17.(2025·广东模拟)对金属腐蚀机理与防护措施的研究是工程材料领域的重要课题。
Ⅰ.铁片酸化腐蚀速率影响因素的探究
(1)盐酸的配制
配制的盐酸,下列仪器中需要用到的有   。
(2)铁片酸化腐蚀速率影响因素的探究
兴趣小组同学取的盐酸和一定浓度的缓蚀剂,按下表所示配制系列反应试液,向试液中分别加入形状、质量均相同的打磨后的洁净铁片进行酸化腐蚀实验,后取出铁片,移取浸出液,加入过量还原剂后,用标准溶液滴定至终点。已知滴定过程中只发生反应。记录的数据如下表所示。
实验序号 温度 反应试液 V消耗 (K2Cr2O7溶液)/mL
V(盐酸)/mL V(缓蚀剂)/mL
i 303 50.0 55.0 0
ii 323 50.0 55.0 0
iii 323 x y 0
iv 323 100.0 0 5.0
①滴定前若不向浸出液中加过量还原剂,可能会导致测定的铁片酸化腐蚀的速率   (填“偏大”或“偏小”)
②表格中   ;若,则两种实验条件下铁片酸化腐蚀的速率之比   。
③实验结果表明,其他条件相同时,盐酸浓度越大,铁片酸化腐蚀的速率越快。证明该结论的依据为   (用含或的关系式表示)。
Ⅱ.铁片吸氧腐蚀的探究
兴趣小组同学在学习“吸氧腐蚀”时进行了如图甲所示实验:将溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现,液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀而变暗,在液滴中心和边缘的中间区域形成棕色铁锈环(b)。小组同学猜想该现象是由液滴中心和边缘处的溶解氧含量的差异引起的。
(3)小组同学向棕色铁锈环(b)外侧滴加酚酞试液,酚酞试液变红,变红的原因为   (用电极反应式表示);铁锈环(b)形成的过程为   。
(4)小组同学设计图乙所示实验装置进一步验证猜想:a、b电极分别为   、   (填“铁片”“铜片”或“石墨”);闭合开关K,   (填实验操作和现象),说明金属发生吸氧腐蚀,其他条件相同时,氧气浓度大的一极为正极。
【答案】BD;偏小;5.0;;;;由液滴中心向(b)区迁移,由液滴边缘向(b)区迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;铁片或铜片;铁片或铜片;往A(或B)烧杯中持续通入氧气,电流计指针发生偏转,A(或B)烧杯中酚酞试液变红
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;探究影响化学反应速率的因素;铁及其化合物的性质实验;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】(1)配制一定浓度的溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,根据实验步骤可知,配制的盐酸,需要使用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,A为坩埚、B为容量瓶、C为酸式滴定管、D为胶头滴管,需要用到的仪器选BD;
故答案为:BD;
(2)①滴定前若不向浸出液中加过量还原剂,浸出液中含有的被空气中的氧气氧化为,使滴定消耗的标准溶液减小,测得的浓度偏小,铁片酸化腐蚀的速率偏小;
②探究某一因素对反应速率的影响时,应保持其他变量相同,ⅰ与ⅱ只有温度不同,则探究温度对速率的影响,ⅲ与ⅳ温度相同、缓蚀剂体积不相同,则应控制反应试液总体积及盐酸体积相同,探究缓蚀剂浓度不同时对速率的影响,则使x=100.0、y=5.0,总体积为105.0,同时达到ⅱ与ⅲ温度相同、反应试液总体积相同、缓蚀剂体积相同、盐酸体积不相同,探究盐酸浓度对速率的影响,故y=5.0;根据,浸出液中,ⅲ浸出液中与ⅳ浸出液,则;
③使x=100.0、y=5.0,总体积为105.0,达到ⅱ与ⅲ温度相同、反应试液总体积相同、缓蚀剂体积相同、盐酸体积不相同,探究盐酸浓度对速率的影响,故能证明其他条件相同时,盐酸浓度越大,铁片酸化腐蚀的速率越快,依据为;
故答案为:①偏小;②5.0;;③;
(3)铁片发生吸氧腐蚀时形成原电池,铁锈环(b)外侧滴加酚酞试液,酚酞试液变红,说明该区呈碱性,发生反应;铁锈环(b)形成的过程为负极生成的由液滴中心向正极迁移,正极生成的由液滴边缘向负极迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;
故答案为:;由液滴中心向(b)区迁移,由液滴边缘向(b)区迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;
(4)设计原电池装置,探究溶解氧含量不同金属发生吸氧腐蚀,即在相同条件下,氧气浓度大的一极为正极,则控制原电池两极金属相同,向其中一区通入氧气,增大氧气浓度,通过测定该区溶液是否有生成,判断金属发生吸氧腐蚀,故该装置图中,a、b两电极都选择相同的金属,铁片或铜片,实验操作向其中一个烧杯通入氧气,观察电流表指针是否偏转,酚酞溶液是否变红;
故答案为:铁片或铜片;铁片或铜片;往A(或B)烧杯中持续通入氧气,电流计指针发生偏转,A(或B)烧杯中酚酞试液变红。
【分析】Ⅰ.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同,形状、质量均相同的打磨后的洁净铁片在不同温度、不同浓度的盐酸缓蚀剂中腐蚀相同时间后,取浸出液,通过标准溶液滴定的浓度来探究温度、浓度对铁片酸化腐蚀速率的影响;
Ⅱ.铁片、溶液及溶解的氧气构成原电池,为负极,发生,正极电极反应为,溶液中、移向正极,、移向负极,,,脱水形成铁锈。
18.(2025·广东模拟)对电解制锰过程中产生的复合硫酸盐[成分为和]进行回收利用具有较高的经济价值与环保价值,相关工艺流程如图所示。
已知:室温下,;;。
(1)气态化合物a的化学式为   。
(2)“沉淀1”时,室温下将“浸液1”的调至9.5,得到沉淀,此时浸液中的浓度为   。
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分“焙烧”时发生反应的化学方程式为   。
(4)“浸出2”中加入溶液的目的为   。
(5)“浸出3”后,铅元素以的形式存在,该过程中涉及铅元素的反应的离子方程式为   ;“浸渣3”的主要成分为   (填化学式)。
(6)将“沉淀1”中所得的焙烧,可制得锰的某种氧化物,其立方晶胞结构如图中A所示(和O原子省略),晶胞棱长为。A可看作是i、ii两种基本单元交替排列而成。
①该氧化物的化学式为   。
②设该氧化物最简式的式量为,则晶体密度为   (列出计算式,为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理
(5);
(6);
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)低温焙烧时,受热分解产生的气态化合物a为;
(2)室温下将 “浸液1” 的pH调至9.5,则,根据,可得;
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分 “焙烧”,C元素被氧气氧化为CO2,反应的化学方程式为;
(4)由可知,PbCO3的溶解度小于PbSO4,加入溶液可发生沉淀转化,将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理;
(5)“浸出3” 后,铅元素以的形式存在,“浸渣2” 主要含,加入HCl、NaCl,发生反应的离子方程式为;复合硫酸盐中含,加入转化为,再加入HCl、NaCl,转化为AgCl沉淀,所以 “浸渣3” 的主要成分为AgCl;
(6)①在晶胞中,i、ii两种基本单元交替排列,一个晶胞中含有8个基本单元,每个i单元中Mn原子个数为;每个ii单元中Mn原子个数为,则一个晶胞中Mn原子总数为个;每个i单元中O原子个数为4个,每个ii单元中O原子个数为4个,所以一个晶胞中O原子总数为个,因此Mn与O原子个数比为,该氧化物的化学式为;
②由①可知一个晶胞中含有8个 “”,晶胞质量,晶胞棱长为,则晶胞体积,则晶体密度为。
【分析】将复合硫酸盐进行低温焙烧,分解产生氨气,则气态化合物a为,得到的固体加水浸出,和溶于水,浸液1主要含有和,和难溶,为浸渣1,向浸液1通入氨气调节pH值,转化为沉淀,再加入进行沉淀,得到,在空气中焙烧得到MgO;向含有和的浸渣1中加入溶液进行浸出2,将和转化为能与酸反应的和,得到含和的浸渣2,向浸渣2中加入HCl和NaCl进行浸取3,与反应生成含的浸液3和含的浸渣3。
(1)复合硫酸盐中含有,低温焙烧时,铵盐受热分解,分解产生的气态化合物a为;
(2)室温下将 “浸液1” 的pH调至9.5,则,根据,可得;
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分 “焙烧”,C元素被氧气氧化为CO2,根据原子守恒和得失电子守恒配平化学方程式为;
(4)由可知,PbCO3的溶解度小于PbSO4,加入溶液可发生沉淀转化,将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理;
(5)“浸出3” 后,铅元素以的形式存在,“浸渣2” 主要含,加入HCl、NaCl,发生反应的离子方程式为;复合硫酸盐中含,加入转化为,再加入HCl、NaCl,转化为AgCl沉淀,所以 “浸渣3” 的主要成分为AgCl;
(6)①计算Mn原子个数:在晶胞中,i、ii两种基本单元交替排列,一个晶胞中含有8个基本单元。每个i单元中Mn原子个数为(1个位于体心,4个位于顶点,顶点原子被8个晶胞共用);每个ii单元中Mn原子个数为(4个位于顶点)。则一个晶胞中Mn原子总数为个;计算O原子个数:每个i单元中O原子个数为4个,每个ii单元中O原子个数为4个,所以一个晶胞中O原子总数为个,因此,Mn与O原子个数比为,该氧化物的化学式为;
②由①可知一个晶胞中含有8个 “”,根据m = nM,晶胞质量(Mr为该氧化物最简式的式量,为阿伏加德罗常数的值),已知晶胞棱长为,根据正方体体积公式(a为棱长),则晶胞体积,根据密度公式,可得晶体密度。
19.(2025·广东模拟)的资源化利用是化学领域关注的热点。
Ⅰ.利用合成甲醇是资源化利用的一种途径。催化与反应制甲醇的化学方程式为,反应机理如图甲所示(★表示氧空位),反应进程如图乙所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,代表过渡态)。
(1)与同主族,则基态原子价层电子的轨道表示式为________。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 该反应在低温下能自发进行
B. 催化剂能提高甲醇的平衡产率
C. “吸附a”与“氢化”两个步骤消耗的分子数之比为
D. 降低步骤的能垒,能有效加快甲醇的生成速率
(3)恒容密闭容器中和的起始浓度分别为和,一定温度下只发生反应时反应达到平衡,平衡体系中的物质的量分数为b,则内________(用含a、b和t的式子表示)。
(4)恒定总压和碳氢投料比,在不同温度下反应相同时间后含碳主产物甲醇的产率如图所示。
①图中Q点对应的产率________(填“是”或“不是”)该温度下甲醇的平衡产率,理由为________。
②当温度高于时,甲醇的产率随温度下降的原因可能为________(写两条)。
Ⅱ.捕获有助于实现碳中和。海洋是地球上最大的“碳库”,海水中存在的主要碳平衡关系如图所示。
已知:①;。
②25℃时,海水的,表层海水中。
(5)时,表层海水中浓度最大的含碳微粒为________(填“”“”或“”)。
(6)海洋中形成珊瑚礁(主要成分为)可能涉及反应。请从化学平衡的角度,通过计算判断该反应进行的趋势大小:________(平衡常数可反映反应的趋势。一般认为时,反应基本能完全进行;时,则反应很难进行)。
【答案】(1)
(2) A,C
(3)
(4) 不是 该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Q点温度低于,甲醇的平衡产率应高于时的 温度升高,催化剂的活性降低;或温度升高,主反应逆向移动;或温度高于,促进了副反应的进行等
(5)
(6)===,K值已经很接近,该反应进行的趋势很大
【知识点】化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)Ga与Al同主族,位于第四周期,则基态Ga原子价层电子排布式为4s24p1,轨道表示式;
(2)A.由图可知,该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,,气体体积减小,则,在低温下存在,该反应在低温下能自发进行,A正确;
B.催化剂能加快反应速率,但不影响化学平衡,不能提高甲醇的平衡产率,B错误;
C.“吸附a” 消耗1个,“氢化”消耗2个(生成甲基和水),两个步骤消耗的分子数之比为,C正确;
D.降低活化能反应速率加快,则降低最后一步的能垒(能垒最大),能有效加快甲醇的生成速率,D错误;
故选AC;
(3) 恒容密闭容器中和的起始浓度分别为和 , 平衡体系中的物质的量分数为b ,则有三段式:,,;
(4)①放热反应,若在平衡状态,温度升高,平衡逆向移动,甲醇的产率降低,图中甲醇的产率还在升高,故Q点所示的条件下,反应还未达到平衡状态;该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Q点温度低于,甲醇的平衡产率应高于时的;
②温度升高,催化剂的活性降低;或温度升高,主反应逆向移动;或温度高于,促进了副反应的进行等;
(5)时,二氧化碳溶于水形成碳酸,表层海水中碳酸以第一步电离为主,故浓度最大的含碳微粒为;
(6)===,K值已经很接近,该反应进行的趋势很大。
【分析】(1)Ga的原子序数为31,核外共有31个电子,根据核外电子排布规则书写其价电子排布式;
(2)A.ΔH-TΔS<0时反应可自发进行;
B.催化剂能加快反应速率,但不影响平衡移动;
C.“吸附a” 消耗1个,“氢化”消耗2个;
D.活化能越大反应速率越慢;
(3)列出反应的三段式计算;
(4)化学平衡呢移动原理的具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动。;
(5)二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸分步电离,以第一步电离为主;
(6)K值越大,反应进行的趋势越大。
20.(2025·广东模拟)利用化合物vii合成轮胎橡胶的粘合剂间苯二酚甲醛树脂,可解决轮胎生产过程中的环保问题。合成vii的路线如下(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物ii的分子式为   ,化合物vi的名称为   。
(2)反应①中,1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,原子利用率为100%。已知x为链状烃,则x的结构简式为   。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与溶液发生显色反应,核磁共振氢谱上峰面积之比为,y的结构简式为   (写一种)。
(4)根据化合物v的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①        
②         氧化反应(生成有机产物)
(5)关于上述合成路线中相关物质及转化,下列说法正确的有_______。
A.反应④中有键和键的断裂
B.反应⑤中有σ键的断裂和形成
C.化合物iv易溶于水,因为其能与水分子形成氢键
D.化合物vii中碳原子均采取杂化,分子中仅含1个手性碳原子
(6)以1-戊烯和间苯二酚为含碳原料,利用反应⑤的原理,合成化合物viii。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和   (写结构简式)。
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为   (注明反应条件)。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为   (写一个即可,注明反应条件)。
【答案】(1);苯乙烯或乙烯基苯
(2)
(3)或
(4),浓硫酸、加热;酯化反应或取代反应;,加热或酸性溶液;或
(5)B;C
(6);;或
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由图可知,化合物ii中含有12个C原子,18个H原子,其分子式为C12H18;化合物vi的命名如果以苯环为母体,则可命名为乙烯基苯,如果以链烃为母体,可命名为苯乙烯。
(2)原子利用率为100% ,说明该反应是加成反应,1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,已知x为链状烃,则可以判断x的结构简式为CH3-CH=CH2。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,对比v的组成,可以判断在苯环上还需要再补上两个碳原子,且不增加不饱和度,存在两种可能,一是乙基,也可能是两个甲基,核磁共振氢谱上峰面积之比为 6:2:1:1,说明分子中含有4种不同环境的氢原子,同时考虑至少有6个氢原子“等效”,想到应该在苯环上加上两个位置对称的甲基,则符合条件的化合物y的两种可能结构为:或。
(4)结合化合物v的官能团为酚羟基,能与羧酸发生酯化反应,则由生成的反应试剂、条件是:CH3COOH ,浓硫酸、加热,反应类型为酯化反应或取代反应;如果发生氧化反应,常见有两种方式,一种是催化氧化,所需反应试剂和反应条件为:Cu、O2,加热,所得生成物为:;另一种是使用酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂,既可以使醇羟基被氧化,也可以氧化与苯环直接相连的碳氢键,氧化的产物为。
(5)A.反应④为醇的消去反应,反应过程中断裂C-O键和C-H键,O-H键未发生断裂,A错误;
B.观察反应⑤的特点,发现它是苯环上与羟基邻对位的碳氢键断裂与碳碳双键发生的加成反应,在苯环有有C-H σ键的断裂和C-Cσ键的形成,B正确;
C.化合物iv中的羟基是亲水基团,能与水分子间形成氢键,易溶于水,C正确;
D.化合物vii中苯环上碳原子均采取 sp2 杂化,另外两个碳原子采用sp3杂化,这两个碳原子中与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D错误;
答案选BC。
(6)对比反应物1-戊烯和间苯二酚与生成物viii的结构特点,判断该合成路线先加成、消去以调整碳碳双键位置,然后再发生加成反应,合成过程为或。
①根据以上分析,最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和;
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为:。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为:
或。
【分析】(1)根据化合物ii的结构简式确定其分子式;化合物vi为苯乙烯;
(2)反应①中,1分子化合物ⅰ与2分子x反应生成化合物ⅱ,原子利用率为100%,已知x为链状烃,则x为CH2=CHCH3;
(3)分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体,与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,分子中有几种不同环境的氢原子,核磁共振氢谱就有几组峰;
(4)化合物v含有苯环和羟基,具有醇和苯的性质;
(5)A.反应④为醇的消去反应;
B.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
C.羟基能与水分子间形成氢键;
D.苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
(6)反应⑤为加成反应。
(1)化合物ii的分子式为C12H18;化合物vi的命名如果以苯环为母体,则可命名为乙烯基苯,如果以链烃为母体,可命名为苯乙烯。
(2)结合题中反应信息,“原子利用率为100%” 可初步判断该反应是加成反应,信息“1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,已知x为链状烃”,则可以判断x的结构简式为CH3-CH=CH2。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,可知在y中含有结构酚羟基,再对比v的组成,可以判断在苯环上还需要再补上两个碳原子,且不增加不饱和度。存在两种可能,一是乙基,也可能是两个甲基。根据题目信息“核磁共振氢谱上峰面积之比为 6:2:1:1”考虑至少有6个氢原子“等效”,想到应该在苯环上加上两个位置对称的甲基,于是符合条件的化合物y的两种可能结构为:或。
(4)结合化合物v的官能团——醇羟基(—OH)的化学性质,可知由生成的反应试剂、条件是:CH3COOH ,浓硫酸、加热,反应类型为酯化反应或取代反应;如果发生氧化反应,常见有两种方式,一种是催化氧化,所需反应试剂和反应条件为:Cu、O2,加热,所得生成物为:;另一种是使用酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂,既可以使醇羟基被氧化,也可以氧化与苯环直接相连的碳氢键,氧化的产物为。
(5)A.观察反应④的特点,发现它是醇的消去反应,反应过程中断裂C-O键和C-H键,O-H键未发生断裂,A错误;
B.观察反应⑤的特点,发现它是苯环上与羟基邻对位的碳氢键断裂与碳碳双键发生的加成反应,在苯环有有C-H σ键的断裂和C—Cσ键的形成,B正确;
C.根据题意“化合物iv易溶于水”是已知结论,要求对其进行解释,观察该分子的结构特点,发现羟基是亲水基团,因为其能与水分子形成氢键,C正确;
D.化合物vii中苯环上碳原子均采取 sp2 杂化,另外两个碳原子采用sp3杂化,这两个碳原子中与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D错误;
答案选BC。
(6)对比反应物1-戊烯和间苯二酚与生成物viii的结构特点,判断该合成路线先加成、消去以调整碳碳双键位置,然后再发生加成反应,合成过程为或。
①根据以上分析,最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和;
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为:。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为:
或。
1 / 1广东省2024-2025学年高三下学期第一次调研考试化学试题
1.(2025·广东模拟)中华传统礼仪文化源远流长。下列古代梳妆用品中,主要由无机非金属材料制成的是
A.大米制妆粉 B.缠枝牡丹纹玉梳
C.瑞兽葡萄铜镜 D.金累丝凤簪
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·广东模拟)智能电车行业已经成为广东经济发展的新引擎。下列关于电车的说法正确的是
A.高压快充平台中的材料属于共价晶体
B.辅助驾驶系统的智能芯片主要成分为
C.电池充电时能量转化形式为化学能转化为电能
D.电池中分隔正负极活性物质的聚乙烯隔膜为纯净物
3.(2025·广东模拟)我国的造船历史绵亘数千年。下列说法不正确的是
A.新石器时代广泛使用的独木舟和木筏,其材料的主要成分为天然高分子
B.隋朝大龙舟采用榫接结合铁钉钉联的制作方法,铁元素位于周期表的d区
C.我国制造的第一艘出口船“长城”号货轮,其燃料柴油由煤干馏得到
D.我国核动力货船将采用钍基熔盐反应堆技术,的中子数为142
4.(2025·广东模拟)岭南自古盛产甘蔗,糖业发达,广府人因地制宜,创造出独特的“糖水文化”。下列说法不正确的是
A.蔗糖和麦芽糖互为同分异构体
B.绿豆沙中含有的酚类物质具有还原性
C.甘蔗汁净化过程中加入的石灰乳属于电解质
D.蒸煮制作鲜奶炖蛋的过程涉及蛋白质的变性
5.(2025·广东模拟)我国科学家研发了一种新型玻璃相硫化物固体电解质材料,并采用该材料研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池,该电池两极的材料分别为锂单质和硫单质。放电时,下列说法不正确的是
A.锂作电池负极
B.正极发生还原反应
C.电子由锂电极经外电路流向硫电极
D.电解质中阳离子向负极移动
6.(2025·广东模拟)分离和提纯是化学实验中的重要环节。下列实验方法能达到实验目的的是
A.分离苯酚钠溶液和苯 B.除去中的
C.分离乙酸乙酯(沸点)和乙醇(沸点) D.分离淀粉胶体和食盐水
A.A B.B C.C D.D
7.(2025·广东模拟)“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者”。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 化学研究员:通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体 晶体的X射线衍射图谱中有明锐的衍射峰,而非晶体没有
B 机械工程师:用氧炔焰切割金属 乙炔可以发生加成反应
C 食品质检师:用碘标准溶液检验食品中的含量 具有还原性
D 玻璃制造员:将纯碱、石灰石和石英砂按一定配比投入玻璃窑中熔融
A.A B.B C.C D.D
8.(2025·广东模拟)时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。下列实验现象不能证明氯气与水发生了化学反应的是
A.试管内液面上升 B.出现白色沉淀
C.仅湿润布条褪色 D.新制氯水
9.(2025·广东模拟)如图所示的化合物具有消炎作用。关于该化合物,下列说法不正确的是
A.含有3种含氧官能团
B.三个苯环可能共平面
C.能与氨基酸反应
D.该化合物与足量的反应可生成
10.(2025·广东模拟)火法冶炼粗铜涉及反应,粗铜经过电解精炼得到纯铜。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有的质子数目为
B.含有的键数目为
C.上述反应中,完全反应,转移的电子数目为
D.的溶液中含有的数目为
11.(2025·广东模拟)部分含或物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b无法直接转化为f
B.e(硫酸盐)的水溶液可用于水体的净化
C.可存在的转化
D.若a和d含同种元素,则保存d溶液时可加入少量a
12.(2025·广东模拟)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 室温下,物质的量浓度相同的和溶液中,的水解程度大于 室温下,的溶解度大于
B 熔点: 离子半径:
C 浓和固体反应可制备 酸性强于
D 苯酚中苯环使羟基中的键极性变小 苯酚具有弱酸性
A.A B.B C.C D.D
13.(2025·广东模拟)浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验十分有趣。实验小组按如图所示装置(铝箔的作用是便于实验后清洗圆底烧瓶)进行实验,向圆底烧瓶中滴入浓硫酸。下列说法正确的是
A.圆底烧瓶中的铝箔不与浓硫酸反应
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,说明浓硫酸具有吸水性
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
D.溶液中出现黄色浑浊,说明浓硫酸具有酸性
14.(2025·广东模拟)一种可提高电池整体性能的电解液添加剂的结构如图所示。该添加剂所含的5种元素均为短周期元素,其中基态的核外电子只有1种空间运动状态,X仅与M、E、Z位于同一周期。下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点:
B.X单质与M单质加热时反应生成
C.结构中所有原子均满足8电子稳定结构
D.和的空间结构均为正四面体形
15.(2025·广东模拟)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入等物质的量的X和Y气体,发生反应。容器内各气体的物质的量浓度c与反应时间t的关系如图所示。下列说法正确的是
A.时,X的物质的量分数逐渐减小
B.时,X和Y物质的量浓度之比为
C.时,体系达到平衡状态
D.其他条件不变,时减小容器体积,再次平衡后Y的物质的量浓度可能变为d点
16.(2025·广东模拟)一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.与导电碳布相连的一极为电源的负极
B.反应一段时间后,阴极区和阳极区溶液的均减小
C.理论上每将处理为,阳极区溶液减少
D.若该电池在高温下工作,其处理废水的效率会下降
17.(2025·广东模拟)对金属腐蚀机理与防护措施的研究是工程材料领域的重要课题。
Ⅰ.铁片酸化腐蚀速率影响因素的探究
(1)盐酸的配制
配制的盐酸,下列仪器中需要用到的有   。
(2)铁片酸化腐蚀速率影响因素的探究
兴趣小组同学取的盐酸和一定浓度的缓蚀剂,按下表所示配制系列反应试液,向试液中分别加入形状、质量均相同的打磨后的洁净铁片进行酸化腐蚀实验,后取出铁片,移取浸出液,加入过量还原剂后,用标准溶液滴定至终点。已知滴定过程中只发生反应。记录的数据如下表所示。
实验序号 温度 反应试液 V消耗 (K2Cr2O7溶液)/mL
V(盐酸)/mL V(缓蚀剂)/mL
i 303 50.0 55.0 0
ii 323 50.0 55.0 0
iii 323 x y 0
iv 323 100.0 0 5.0
①滴定前若不向浸出液中加过量还原剂,可能会导致测定的铁片酸化腐蚀的速率   (填“偏大”或“偏小”)
②表格中   ;若,则两种实验条件下铁片酸化腐蚀的速率之比   。
③实验结果表明,其他条件相同时,盐酸浓度越大,铁片酸化腐蚀的速率越快。证明该结论的依据为   (用含或的关系式表示)。
Ⅱ.铁片吸氧腐蚀的探究
兴趣小组同学在学习“吸氧腐蚀”时进行了如图甲所示实验:将溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现,液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀而变暗,在液滴中心和边缘的中间区域形成棕色铁锈环(b)。小组同学猜想该现象是由液滴中心和边缘处的溶解氧含量的差异引起的。
(3)小组同学向棕色铁锈环(b)外侧滴加酚酞试液,酚酞试液变红,变红的原因为   (用电极反应式表示);铁锈环(b)形成的过程为   。
(4)小组同学设计图乙所示实验装置进一步验证猜想:a、b电极分别为   、   (填“铁片”“铜片”或“石墨”);闭合开关K,   (填实验操作和现象),说明金属发生吸氧腐蚀,其他条件相同时,氧气浓度大的一极为正极。
18.(2025·广东模拟)对电解制锰过程中产生的复合硫酸盐[成分为和]进行回收利用具有较高的经济价值与环保价值,相关工艺流程如图所示。
已知:室温下,;;。
(1)气态化合物a的化学式为   。
(2)“沉淀1”时,室温下将“浸液1”的调至9.5,得到沉淀,此时浸液中的浓度为   。
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分“焙烧”时发生反应的化学方程式为   。
(4)“浸出2”中加入溶液的目的为   。
(5)“浸出3”后,铅元素以的形式存在,该过程中涉及铅元素的反应的离子方程式为   ;“浸渣3”的主要成分为   (填化学式)。
(6)将“沉淀1”中所得的焙烧,可制得锰的某种氧化物,其立方晶胞结构如图中A所示(和O原子省略),晶胞棱长为。A可看作是i、ii两种基本单元交替排列而成。
①该氧化物的化学式为   。
②设该氧化物最简式的式量为,则晶体密度为   (列出计算式,为阿伏加德罗常数的值)。
19.(2025·广东模拟)的资源化利用是化学领域关注的热点。
Ⅰ.利用合成甲醇是资源化利用的一种途径。催化与反应制甲醇的化学方程式为,反应机理如图甲所示(★表示氧空位),反应进程如图乙所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,代表过渡态)。
(1)与同主族,则基态原子价层电子的轨道表示式为________。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 该反应在低温下能自发进行
B. 催化剂能提高甲醇的平衡产率
C. “吸附a”与“氢化”两个步骤消耗的分子数之比为
D. 降低步骤的能垒,能有效加快甲醇的生成速率
(3)恒容密闭容器中和的起始浓度分别为和,一定温度下只发生反应时反应达到平衡,平衡体系中的物质的量分数为b,则内________(用含a、b和t的式子表示)。
(4)恒定总压和碳氢投料比,在不同温度下反应相同时间后含碳主产物甲醇的产率如图所示。
①图中Q点对应的产率________(填“是”或“不是”)该温度下甲醇的平衡产率,理由为________。
②当温度高于时,甲醇的产率随温度下降的原因可能为________(写两条)。
Ⅱ.捕获有助于实现碳中和。海洋是地球上最大的“碳库”,海水中存在的主要碳平衡关系如图所示。
已知:①;。
②25℃时,海水的,表层海水中。
(5)时,表层海水中浓度最大的含碳微粒为________(填“”“”或“”)。
(6)海洋中形成珊瑚礁(主要成分为)可能涉及反应。请从化学平衡的角度,通过计算判断该反应进行的趋势大小:________(平衡常数可反映反应的趋势。一般认为时,反应基本能完全进行;时,则反应很难进行)。
20.(2025·广东模拟)利用化合物vii合成轮胎橡胶的粘合剂间苯二酚甲醛树脂,可解决轮胎生产过程中的环保问题。合成vii的路线如下(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物ii的分子式为   ,化合物vi的名称为   。
(2)反应①中,1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,原子利用率为100%。已知x为链状烃,则x的结构简式为   。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与溶液发生显色反应,核磁共振氢谱上峰面积之比为,y的结构简式为   (写一种)。
(4)根据化合物v的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①        
②         氧化反应(生成有机产物)
(5)关于上述合成路线中相关物质及转化,下列说法正确的有_______。
A.反应④中有键和键的断裂
B.反应⑤中有σ键的断裂和形成
C.化合物iv易溶于水,因为其能与水分子形成氢键
D.化合物vii中碳原子均采取杂化,分子中仅含1个手性碳原子
(6)以1-戊烯和间苯二酚为含碳原料,利用反应⑤的原理,合成化合物viii。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和   (写结构简式)。
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为   (注明反应条件)。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为   (写一个即可,注明反应条件)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】A.大米主要成分为淀粉,属于糖类,属于有机物,A错误;
B.玉的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,B正确;
C.铜镜属于金属材料,C错误;
D.金累丝凤簪属于金属材料,D错误;
故选B。
【分析】A.淀粉为多糖;
B.玉的主要成分是硅酸盐;
C.铜属于金属材料;
D.金属于金属材料。
2.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A.只含Si-C共价键,属于共价晶体,A正确;
B.智能芯片主要成分为,B错误;
C.电池充电时能量转化形式为电能转化为化学能,C错误;
D.聚乙烯为高聚物,属于混合物,D错误;
故选A。
【分析】A.SiC属于共价晶体;
B.芯片的主要成分为单质硅;
C.电池充电将电能转化为化学能;
D.高聚物属于混合物。
3.【答案】C
【知识点】原子中的数量关系;高分子材料;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.独木舟和木筏的主要成分为纤维素,属于天然高分子,A项正确;
B.铁元素原子序数为26,位于周期表d区,B项正确;
C.货轮的燃料柴油主要由石油蒸馏得到,C项错误;
D.质量数=质子数+中子数,的质子数为90,中子数为232-90=142,D项正确;
故选C。
【分析】A.木材的主要成分为纤维素;
B.铁为26号元素;
C.柴油由石油蒸馏得到;
D.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数。
4.【答案】C
【知识点】电解质与非电解质;同分异构现象和同分异构体;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11,但结构不同,二者互为同分异构体,A正确;
B.酚类物质易被氧化,具有还原性,B正确;
C.石灰乳是氢氧化钙的悬浊液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.蛋白质在加热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐等条件下会发生变性,蒸煮制作鲜奶炖蛋的过程中,蛋白质受热发生变性,D正确;
故选C。
【分析】A.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
B.酚易被氧化,具有还原性;
C.电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物;
D.蛋白质在高温下变性。
5.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锂为活泼金属,易失电子发生氧化反应,作电池负极,A正确;
B.正极得电子,发生还原反应,B正确;
C.电子由负极(锂电极)经导线流向正极(硫电极),C正确;
D.电解质中阳离子由负极向正极移动,D错误;
故选D。
【分析】原电池中,金属活动性强的金属为负极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
6.【答案】A
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.苯酚钠溶液与苯不互溶,苯的密度比水小,在上层,苯酚钠溶液在下层,可通过分液的方法进行分离,该装置为分液操作装置,能达到实验目的,A正确;
B.受热易分解为NH3和HCl,遇冷又会重新化合生成,而NaCl受热不分解,若用蒸发的方法,会分解损失,不能达到除去中NaCl的目的,B错误;
C.乙酸乙酯(沸点)和乙醇(沸点)的沸点相近,直接蒸馏难以分离完全,应加入饱和碳酸钠溶液,振荡、静置分层后分液,再对有机层进行蒸馏得到乙酸乙酯,C错误;
D.淀粉胶体和食盐水都能透过滤纸,不能用过滤的方法分离,D错误;
故选A。
【分析】A.苯酚钠和苯互不相溶;
B.加热氯化铵分解生成氨气和氯化氢;
C.蒸馏分离沸点差异较大的混合液体;
D.胶体和溶液均能透过滤纸。
7.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;乙炔炔烃;晶体的定义
【解析】【解答】A.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,两者X射线衍射图谱有区别,晶体的X射线衍射图谱中有明锐的衍射峰,而非晶体没有,A不合题意;
B.用氧炔焰切割金属,是因为乙炔与氧气反应可以放出大量热,与乙炔可以发生加成反应无关,B合题意;
C.能与碘单质发生反应,该反应中S元素的化合价升高,表现还原性,C不合题意;
D.纯碱、石灰石和石英砂在高温下发生反应:,D不合题意;
故选B。
【分析】A.X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法;
B.乙炔与氧气反应放出大量热量;
C.能与碘发生氧化还原反应;
D.碳酸钠和二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠。
8.【答案】A
【知识点】氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.氯气溶于水能使试管内液面上升,因此试管内液面上升不能证明氯气和水发生了反应,A错误;
B.该白色沉淀为氯化银,说明产生了氯离子,从而证明氯气和水发生了反应,B正确;
C.干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色,仅湿润的红布条褪色,说明产生了漂白性物质,证明氯气和水发生了反应,C正确;
D.新制氯水,说明产生了氢离子,说明生成了酸性物质,证明氯气和水发生了反应,D正确;
故选A。
【分析】A.氯气能溶于水;
B.该白色沉淀为氯化银;
C.氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性;
D.,说明溶液呈酸性。
9.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A.该物质中的含氧官能团有羧基、醚键和羟基,共3种,A正确;
B.通过旋转苯环之间的单键能使三个苯环共平面,B正确;
C.含有羧基,能与氨基酸反应,C正确;
D.该化合物含有1mol羧基和1mol羟基与足量的反应可生成,D错误;
故选D。
【分析】A.该物质中的含氧官能团有羧基、醚键和羟基;
B.苯为平面结构,单键可以旋转;
C.羧基能与氨基酸反应;
D.羧基和羟基能与钠反应。
10.【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.一个氧气分子含有16个质子,物质的量是0.5mol,含有的质子数目为,A错误;
B.SO2中S原子采用sp2杂化,孤对电子占据一个杂化轨道,剩下的p轨道含有两个电子,两个氧(都是sp2杂化)分别与之形成σ键,剩下的p轨道各有一个电子,且三个p轨道相互平行,侧面重叠形成一个三中心四电子的大π键,则含有2个σ键,含有的σ键数目为,B正确;
C.该反应中, S元素化合价由-2价升高到+4价,则完全反应转移的电子数目为,C错误;
D.在溶液中发生水解,溶液中数目小于,D错误;
故选B。
【分析】A.一个氧气分子含有16个质子;
B.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
C.该反应中,S元素从-2价变为+4价,失去6个电子;
D.在溶液中发生水解。
11.【答案】C
【知识点】镁、铝的重要化合物;铁盐和亚铁盐的相互转变;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.b为FeO,f为Fe(OH)2,FeO难溶于水,不能直接与水反应生成Fe(OH)2,A不符合题意,
B.e为铁盐或者铝盐,Fe3+或Al3+水解生成氢氧化铁或氢氧化铝胶体,具有吸附性,可用于水体的净化,B不符合题意;
C.当c为Fe2O3,Fe2O3与NaOH不反应,C符合题意;
D.若a和d含同种元素,即a为Fe,d为亚铁盐,亚铁离子易被氧化,保存亚铁盐溶液时,加入少量Fe,可以防止亚铁离子被氧化,D不符合题意;
故选C。
【分析】当该元素为Al元素时:
a为Al单质,c为Al2O3,e为铝盐,g为Al(OH)3;
当该元素为Fe元素时:
a为Fe单质,b为FeO,c为Fe2O3,d为亚铁盐,e为铁盐,f为Fe(OH)2,g为Fe(OH)3。
12.【答案】B
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;浓硫酸的性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.的水解程度较大,是因为碳酸的二级电离常数较小,与其溶解度无关,A错误;
B.离子半径:,则晶格能: ,晶格能越大,熔点越高,所以熔点:,B正确;
C.硫酸和盐酸都是强酸,氯化钠固体与浓硫酸共热反应制备氯化氢气体说明硫酸的沸点高于氯化氢,C错误;
D.苯基为吸电子基团,使羟基中的O H极性变强,易断裂产生氢离子,因此苯酚具有弱酸性,D错误;
故选B。
【分析】A.根据越弱越水解分析;
B.离子晶体的晶格能越大,熔点越高;
C.盐酸是挥发性酸,硫酸不挥发;
D.苯酚显弱酸性。
13.【答案】C
【知识点】浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.常温下铝箔会与浓硫酸发生钝化反应,并非不发反应,A错误;
B.圆底烧瓶内白色固体变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中的H、O按2:1的比例脱去,体现了浓硫酸的脱水性,而不是吸水性,B错误;
C.浸有品红溶液的棉花褪色,说明有二氧化硫产生,生成二氧化硫的过程中,浓硫酸中S元素化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性,C正确;
D.溶液中出现黄色浑浊,是因为浓硫酸与蔗糖反应生成的二氧化硫与溶液反应生成了硫单质,在这个过程中,浓硫酸中S元素化合价降低,体现的是浓硫酸的强氧化性,而不是酸性,D错误;
故选C。
【分析】常温下,铝在浓硫酸中钝化,浓硫酸具有吸水性,将浓硫酸滴加到蔗糖上,蔗糖中的H、O以水的比例脱去,剩余炭黑,浓硫酸和碳发生氧化还原反应生成二氧化硫、二氧化碳气体,二氧化硫具有漂白性,能使浸有品红溶液的棉花褪色,二氧化硫与硫化钠发生氧化还原反应生成S沉淀,证明二氧化硫具有氧化性,二氧化硫有毒,用氢氧化钠中进行尾气处理。
14.【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.形成的氢键越多,物质的沸点越高,E为C,M为O,Z为F,简单氢化物分别为:,H2O和HF中均存在氢键,1个H2O中含2个氢键,氢键数目多,沸点最高,A错误;
B.X为Li,M为O,两者加热时生成Li2O,B错误;
C.Y形成6根键,不满足8电子结构,C错误;
D.E为C,Z为F,Y为P,CF4和的价层电子对数均为4,空间构型均为正四面体,D正确;
故选D。
【分析】 基态的核外电子只有1种空间运动状态 ,则其价电子排布式为1s2,X为Li元素,X仅与M、E、Z位于同一周期,则M、E、Z为第二周期元素,根据成键情况可知,E为C元素,M为O元素,Z为F元素,Y为P元素。
15.【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】A.起始时充入等物质的量的X和Y气体,反应中X和Y的化学计量数之比为1:2,时,X、Y都在消耗,且Y消耗的量是X的2倍。设起始X、Y物质的量均为n,反应消耗X的物质的量为a,则消耗Y的物质的量为2a,X的物质的量分数,所以X的物质的量分数始终不变,A错误;
B.消耗Y的量是X的2倍,起始X和Y物质的量相等,所以时X和Y物质的量浓度之比不为,B错误;
C.达到平衡时,正逆反应速率相等,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,反应达到平衡时,C错误;
D.其他条件不变,时减小容器体积,压强增大,平衡正向移动,但由于容器体积减小,根据勒夏特列原理,平衡移动只能减弱而不能抵消这种改变,所以再次平衡后Y的物质的量浓度增大,可能变为d点,D正确;
故选D。
【分析】A.物质的量变化量之比等于化学计量数之比;
B.X、Y起始浓度相同,浓度变化之比等于化学计量数之比,则X和Y物质的量浓度之比不为;
C.可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变,据此判断;
D.减小容器体积,压强增大,该反应的平衡正向移动。
16.【答案】C
【知识点】电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,导电碳布为阴极,与电源的负极相连,故A正确
B.阳极总反应为,转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H+数目相等,因此随着反应进行,阳极区氢离子浓度增大,pH减小;阴极发生为,转移电子数目与迁移过来的H+数目相等,因此随着反应进行,阴极区氢离子浓度增大,pH减小;故B正确;
C.理论上每将处理为,转移6mol电子,生成1mol N2(28g)逸出,同时有6mol H+(6g)迁移到右侧阴极区,因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g,故C错误;
D.若该电池在高温下工作,厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性,其处理废水的效率会下降,故D正确;
故选C。
【分析】由图可知,导电碳刷上,最终转化为N2,N元素的化合价升高,发生氧化反应,则导电碳刷为阳极,电极反应式为,导电碳布为阴极,电极反应式为。
17.【答案】BD;偏小;5.0;;;;由液滴中心向(b)区迁移,由液滴边缘向(b)区迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;铁片或铜片;铁片或铜片;往A(或B)烧杯中持续通入氧气,电流计指针发生偏转,A(或B)烧杯中酚酞试液变红
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;探究影响化学反应速率的因素;铁及其化合物的性质实验;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】(1)配制一定浓度的溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,根据实验步骤可知,配制的盐酸,需要使用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,A为坩埚、B为容量瓶、C为酸式滴定管、D为胶头滴管,需要用到的仪器选BD;
故答案为:BD;
(2)①滴定前若不向浸出液中加过量还原剂,浸出液中含有的被空气中的氧气氧化为,使滴定消耗的标准溶液减小,测得的浓度偏小,铁片酸化腐蚀的速率偏小;
②探究某一因素对反应速率的影响时,应保持其他变量相同,ⅰ与ⅱ只有温度不同,则探究温度对速率的影响,ⅲ与ⅳ温度相同、缓蚀剂体积不相同,则应控制反应试液总体积及盐酸体积相同,探究缓蚀剂浓度不同时对速率的影响,则使x=100.0、y=5.0,总体积为105.0,同时达到ⅱ与ⅲ温度相同、反应试液总体积相同、缓蚀剂体积相同、盐酸体积不相同,探究盐酸浓度对速率的影响,故y=5.0;根据,浸出液中,ⅲ浸出液中与ⅳ浸出液,则;
③使x=100.0、y=5.0,总体积为105.0,达到ⅱ与ⅲ温度相同、反应试液总体积相同、缓蚀剂体积相同、盐酸体积不相同,探究盐酸浓度对速率的影响,故能证明其他条件相同时,盐酸浓度越大,铁片酸化腐蚀的速率越快,依据为;
故答案为:①偏小;②5.0;;③;
(3)铁片发生吸氧腐蚀时形成原电池,铁锈环(b)外侧滴加酚酞试液,酚酞试液变红,说明该区呈碱性,发生反应;铁锈环(b)形成的过程为负极生成的由液滴中心向正极迁移,正极生成的由液滴边缘向负极迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;
故答案为:;由液滴中心向(b)区迁移,由液滴边缘向(b)区迁移,与在(b)区形成再进一步氧化、脱水形成铁锈;
(4)设计原电池装置,探究溶解氧含量不同金属发生吸氧腐蚀,即在相同条件下,氧气浓度大的一极为正极,则控制原电池两极金属相同,向其中一区通入氧气,增大氧气浓度,通过测定该区溶液是否有生成,判断金属发生吸氧腐蚀,故该装置图中,a、b两电极都选择相同的金属,铁片或铜片,实验操作向其中一个烧杯通入氧气,观察电流表指针是否偏转,酚酞溶液是否变红;
故答案为:铁片或铜片;铁片或铜片;往A(或B)烧杯中持续通入氧气,电流计指针发生偏转,A(或B)烧杯中酚酞试液变红。
【分析】Ⅰ.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同,形状、质量均相同的打磨后的洁净铁片在不同温度、不同浓度的盐酸缓蚀剂中腐蚀相同时间后,取浸出液,通过标准溶液滴定的浓度来探究温度、浓度对铁片酸化腐蚀速率的影响;
Ⅱ.铁片、溶液及溶解的氧气构成原电池,为负极,发生,正极电极反应为,溶液中、移向正极,、移向负极,,,脱水形成铁锈。
18.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理
(5);
(6);
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)低温焙烧时,受热分解产生的气态化合物a为;
(2)室温下将 “浸液1” 的pH调至9.5,则,根据,可得;
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分 “焙烧”,C元素被氧气氧化为CO2,反应的化学方程式为;
(4)由可知,PbCO3的溶解度小于PbSO4,加入溶液可发生沉淀转化,将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理;
(5)“浸出3” 后,铅元素以的形式存在,“浸渣2” 主要含,加入HCl、NaCl,发生反应的离子方程式为;复合硫酸盐中含,加入转化为,再加入HCl、NaCl,转化为AgCl沉淀,所以 “浸渣3” 的主要成分为AgCl;
(6)①在晶胞中,i、ii两种基本单元交替排列,一个晶胞中含有8个基本单元,每个i单元中Mn原子个数为;每个ii单元中Mn原子个数为,则一个晶胞中Mn原子总数为个;每个i单元中O原子个数为4个,每个ii单元中O原子个数为4个,所以一个晶胞中O原子总数为个,因此Mn与O原子个数比为,该氧化物的化学式为;
②由①可知一个晶胞中含有8个 “”,晶胞质量,晶胞棱长为,则晶胞体积,则晶体密度为。
【分析】将复合硫酸盐进行低温焙烧,分解产生氨气,则气态化合物a为,得到的固体加水浸出,和溶于水,浸液1主要含有和,和难溶,为浸渣1,向浸液1通入氨气调节pH值,转化为沉淀,再加入进行沉淀,得到,在空气中焙烧得到MgO;向含有和的浸渣1中加入溶液进行浸出2,将和转化为能与酸反应的和,得到含和的浸渣2,向浸渣2中加入HCl和NaCl进行浸取3,与反应生成含的浸液3和含的浸渣3。
(1)复合硫酸盐中含有,低温焙烧时,铵盐受热分解,分解产生的气态化合物a为;
(2)室温下将 “浸液1” 的pH调至9.5,则,根据,可得;
(3)草酸镁晶体在足量空气中充分 “焙烧”,C元素被氧气氧化为CO2,根据原子守恒和得失电子守恒配平化学方程式为;
(4)由可知,PbCO3的溶解度小于PbSO4,加入溶液可发生沉淀转化,将和转化为能与酸反应的和,便于后续和的分离、回收处理;
(5)“浸出3” 后,铅元素以的形式存在,“浸渣2” 主要含,加入HCl、NaCl,发生反应的离子方程式为;复合硫酸盐中含,加入转化为,再加入HCl、NaCl,转化为AgCl沉淀,所以 “浸渣3” 的主要成分为AgCl;
(6)①计算Mn原子个数:在晶胞中,i、ii两种基本单元交替排列,一个晶胞中含有8个基本单元。每个i单元中Mn原子个数为(1个位于体心,4个位于顶点,顶点原子被8个晶胞共用);每个ii单元中Mn原子个数为(4个位于顶点)。则一个晶胞中Mn原子总数为个;计算O原子个数:每个i单元中O原子个数为4个,每个ii单元中O原子个数为4个,所以一个晶胞中O原子总数为个,因此,Mn与O原子个数比为,该氧化物的化学式为;
②由①可知一个晶胞中含有8个 “”,根据m = nM,晶胞质量(Mr为该氧化物最简式的式量,为阿伏加德罗常数的值),已知晶胞棱长为,根据正方体体积公式(a为棱长),则晶胞体积,根据密度公式,可得晶体密度。
19.【答案】(1)
(2) A,C
(3)
(4) 不是 该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Q点温度低于,甲醇的平衡产率应高于时的 温度升高,催化剂的活性降低;或温度升高,主反应逆向移动;或温度高于,促进了副反应的进行等
(5)
(6)===,K值已经很接近,该反应进行的趋势很大
【知识点】化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)Ga与Al同主族,位于第四周期,则基态Ga原子价层电子排布式为4s24p1,轨道表示式;
(2)A.由图可知,该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,,气体体积减小,则,在低温下存在,该反应在低温下能自发进行,A正确;
B.催化剂能加快反应速率,但不影响化学平衡,不能提高甲醇的平衡产率,B错误;
C.“吸附a” 消耗1个,“氢化”消耗2个(生成甲基和水),两个步骤消耗的分子数之比为,C正确;
D.降低活化能反应速率加快,则降低最后一步的能垒(能垒最大),能有效加快甲醇的生成速率,D错误;
故选AC;
(3) 恒容密闭容器中和的起始浓度分别为和 , 平衡体系中的物质的量分数为b ,则有三段式:,,;
(4)①放热反应,若在平衡状态,温度升高,平衡逆向移动,甲醇的产率降低,图中甲醇的产率还在升高,故Q点所示的条件下,反应还未达到平衡状态;该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Q点温度低于,甲醇的平衡产率应高于时的;
②温度升高,催化剂的活性降低;或温度升高,主反应逆向移动;或温度高于,促进了副反应的进行等;
(5)时,二氧化碳溶于水形成碳酸,表层海水中碳酸以第一步电离为主,故浓度最大的含碳微粒为;
(6)===,K值已经很接近,该反应进行的趋势很大。
【分析】(1)Ga的原子序数为31,核外共有31个电子,根据核外电子排布规则书写其价电子排布式;
(2)A.ΔH-TΔS<0时反应可自发进行;
B.催化剂能加快反应速率,但不影响平衡移动;
C.“吸附a” 消耗1个,“氢化”消耗2个;
D.活化能越大反应速率越慢;
(3)列出反应的三段式计算;
(4)化学平衡呢移动原理的具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动。;
(5)二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸分步电离,以第一步电离为主;
(6)K值越大,反应进行的趋势越大。
20.【答案】(1);苯乙烯或乙烯基苯
(2)
(3)或
(4),浓硫酸、加热;酯化反应或取代反应;,加热或酸性溶液;或
(5)B;C
(6);;或
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由图可知,化合物ii中含有12个C原子,18个H原子,其分子式为C12H18;化合物vi的命名如果以苯环为母体,则可命名为乙烯基苯,如果以链烃为母体,可命名为苯乙烯。
(2)原子利用率为100% ,说明该反应是加成反应,1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,已知x为链状烃,则可以判断x的结构简式为CH3-CH=CH2。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,对比v的组成,可以判断在苯环上还需要再补上两个碳原子,且不增加不饱和度,存在两种可能,一是乙基,也可能是两个甲基,核磁共振氢谱上峰面积之比为 6:2:1:1,说明分子中含有4种不同环境的氢原子,同时考虑至少有6个氢原子“等效”,想到应该在苯环上加上两个位置对称的甲基,则符合条件的化合物y的两种可能结构为:或。
(4)结合化合物v的官能团为酚羟基,能与羧酸发生酯化反应,则由生成的反应试剂、条件是:CH3COOH ,浓硫酸、加热,反应类型为酯化反应或取代反应;如果发生氧化反应,常见有两种方式,一种是催化氧化,所需反应试剂和反应条件为:Cu、O2,加热,所得生成物为:;另一种是使用酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂,既可以使醇羟基被氧化,也可以氧化与苯环直接相连的碳氢键,氧化的产物为。
(5)A.反应④为醇的消去反应,反应过程中断裂C-O键和C-H键,O-H键未发生断裂,A错误;
B.观察反应⑤的特点,发现它是苯环上与羟基邻对位的碳氢键断裂与碳碳双键发生的加成反应,在苯环有有C-H σ键的断裂和C-Cσ键的形成,B正确;
C.化合物iv中的羟基是亲水基团,能与水分子间形成氢键,易溶于水,C正确;
D.化合物vii中苯环上碳原子均采取 sp2 杂化,另外两个碳原子采用sp3杂化,这两个碳原子中与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D错误;
答案选BC。
(6)对比反应物1-戊烯和间苯二酚与生成物viii的结构特点,判断该合成路线先加成、消去以调整碳碳双键位置,然后再发生加成反应,合成过程为或。
①根据以上分析,最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和;
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为:。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为:
或。
【分析】(1)根据化合物ii的结构简式确定其分子式;化合物vi为苯乙烯;
(2)反应①中,1分子化合物ⅰ与2分子x反应生成化合物ⅱ,原子利用率为100%,已知x为链状烃,则x为CH2=CHCH3;
(3)分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体,与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,分子中有几种不同环境的氢原子,核磁共振氢谱就有几组峰;
(4)化合物v含有苯环和羟基,具有醇和苯的性质;
(5)A.反应④为醇的消去反应;
B.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
C.羟基能与水分子间形成氢键;
D.苯环和双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化,手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
(6)反应⑤为加成反应。
(1)化合物ii的分子式为C12H18;化合物vi的命名如果以苯环为母体,则可命名为乙烯基苯,如果以链烃为母体,可命名为苯乙烯。
(2)结合题中反应信息,“原子利用率为100%” 可初步判断该反应是加成反应,信息“1分子化合物i与2分子x反应生成化合物ii,已知x为链状烃”,则可以判断x的结构简式为CH3-CH=CH2。
(3)化合物y为v的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,可知在y中含有结构酚羟基,再对比v的组成,可以判断在苯环上还需要再补上两个碳原子,且不增加不饱和度。存在两种可能,一是乙基,也可能是两个甲基。根据题目信息“核磁共振氢谱上峰面积之比为 6:2:1:1”考虑至少有6个氢原子“等效”,想到应该在苯环上加上两个位置对称的甲基,于是符合条件的化合物y的两种可能结构为:或。
(4)结合化合物v的官能团——醇羟基(—OH)的化学性质,可知由生成的反应试剂、条件是:CH3COOH ,浓硫酸、加热,反应类型为酯化反应或取代反应;如果发生氧化反应,常见有两种方式,一种是催化氧化,所需反应试剂和反应条件为:Cu、O2,加热,所得生成物为:;另一种是使用酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂,既可以使醇羟基被氧化,也可以氧化与苯环直接相连的碳氢键,氧化的产物为。
(5)A.观察反应④的特点,发现它是醇的消去反应,反应过程中断裂C-O键和C-H键,O-H键未发生断裂,A错误;
B.观察反应⑤的特点,发现它是苯环上与羟基邻对位的碳氢键断裂与碳碳双键发生的加成反应,在苯环有有C-H σ键的断裂和C—Cσ键的形成,B正确;
C.根据题意“化合物iv易溶于水”是已知结论,要求对其进行解释,观察该分子的结构特点,发现羟基是亲水基团,因为其能与水分子形成氢键,C正确;
D.化合物vii中苯环上碳原子均采取 sp2 杂化,另外两个碳原子采用sp3杂化,这两个碳原子中与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D错误;
答案选BC。
(6)对比反应物1-戊烯和间苯二酚与生成物viii的结构特点,判断该合成路线先加成、消去以调整碳碳双键位置,然后再发生加成反应,合成过程为或。
①根据以上分析,最后一步反应中,有机反应物为间苯二酚和;
②若相关步骤涉及卤代烃制烯烃,则其化学方程式为:。
③从1-戊烯出发,第一步的化学方程式为:
或。
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