【精品解析】湖南省一起考大联考2025届高三下学期二模考试化学试题

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湖南省一起考大联考2025届高三下学期二模考试化学试题
1.(2025·湖南模拟)化学与生活密切相关,下列涉及生产生活有关的化学原理的表述,错误的是
A.淀粉、蔗糖水解产生的葡萄糖发生还原反应为生物体提供能量
B.谷氨酸钠(味精)常用于增味剂,碳酸氢钠、碳酸氢铵用于食品膨松剂
C.聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等强度高、弹性好、耐磨,可用作渔网、绳索
D.在DNA的双螺旋结构中,依靠形成氢键实现碱基互补配对
2.(2025·湖南模拟)化学用语是化学学科的独特语言,下列化学用语的表述正确的是
A.二氧化硅的分子式:
B.苯环中的大键:
C.有机物的名称:3-异丙基戊烷
D.在水中的电离:+H2O+OH-
3.(2025·湖南模拟)化学是一门以实验为基础的自然科学,下列相关实验操作不正确的是
A.浓硫酸在运输和储存时要张贴标志
B.利用溶液除去电石制中混有的、气体
C.向存在大量AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量蒸馏水稀释,不变
D.重结晶法提纯苯甲酸需要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒等玻璃仪器
4.(2025·湖南模拟)化学方程式是化学独有的学科语言,下列过程所对应的化学方程式或离子方程式错误的是
A.用铁氰化钾检验溶液中的:
B.使酸性溶液褪色:
C.铅酸蓄电池充放电的反应:
D.苯酚钠溶液中通入少量:+CO2+H2O→+NaHCO3
5.(2025·湖南模拟)阅读下面一段材料,据此完成下面小题:
离子晶体的熔点,有的很高,如CaO的熔点为,有的较低,如、的熔点分别为170℃、109℃。早在1914年就有人发现,引入有机基团可降低离子化合物的熔点,如的熔点只有12℃,比低了!大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根、六氟磷酸根、四氟硼酸根等,常见的阳离子如季铵离子(,即的H被烃基R取代)、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是常见的离子液体,其结构如图所示:。
(1)下列说法正确的是
A.元素的第二电离能:
B.氢化物的熔、沸点:
C.分子的极性:
D.键角:
(2)有关1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构,下列叙述错误的是
A.咪唑环上C原子和N原子的杂化方式相同
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中共面的原子最多有16个
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐在水中的溶解度比在苯中大
D.的空间结构为正八面体
(3)下列有关离子液体的叙述,错误的是
A.离子液体之所以在常温下呈液体,是因为其阴、阳离子的体积大,离子键强度小
B.四氟合硼酸四甲基铵相对分子质量小于四氟合铝酸四甲基铵,因此前者的熔点比后者低
C.咪唑()有较强的碱性,一般通过2号氮原子体现
D.离子液体熔点低,但难挥发,且具有良好的导电性,可用于制造原电池的电解质
6.(2025·湖南模拟)某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。传统的合成方法为
下列相关说法正确的是
A.X()中,键长:②>①>③
B.生成的同时,还生成了
C.Z可以发生取代反应、加成反应、水解反应和消去反应
D.用碳酸二甲酯()代替Y,另一生成产物为
7.(2025·湖南模拟)瑞士科学家开发了一种由水激活的一次性印刷纸电池,研究人员先从一张浸入盐水后晾干的纸开始。首先在纸张的一侧涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有锌粉的墨水,而纸张本身充当隔膜,因此这种特殊的纸张就成为了电池。其结构示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.当纸变湿时,纸中的盐会溶解并释放带电离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用
B.Zn电极作负极,发生的电极反应为
C.该印刷纸电池的总反应为
D.若外电路转移电子,Zn电极上因Zn损耗减轻的质量为0.065g
8.(2025·湖南模拟)硫酸锌是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为,杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如表所示:
离子
下列有关说法不正确的是
A.滤渣①的成分可能有、、
B.调pH为5的X宜用、,不能用等强碱
C.加入发生的反应为
D.脱钙镁的过程,酸性过强或碱性过强均不利于除钙镁
9.(2025·湖南模拟)铜和氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图所示,设阳离子和阴离子的半径分别为和。下列相关说法不正确的是
A.该离子化合物的化学式可以表示为
B.晶体中每个阳离子周围紧邻且距离相等的阳离子个数为12个
C.晶体的密度
D.晶胞沿面对角线的剖面图为
10.(2025·湖南模拟)以溶液、浓盐酸为腐蚀液,能将覆铜板上不需要的铜腐蚀。某小组对此反应过程进行探究。
资料:ⅰ.水溶液中:呈无色;呈黄色;呈棕色。
ⅱ.;CuCl为白色固体,难溶于水。
将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
实验 溶液a 现象
Ⅰ 溶液() 产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5h时铜粉剩余
Ⅱ 浓盐酸() 产生无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5h时铜粉剩余
Ⅲ 溶液()和浓盐酸() 溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉几乎无剩余
经检验,Ⅱ中产生的气体为,下列有关说法中不正确的是
A.Ⅰ中产生白色沉淀的过程可以描述为
B.将加到铜粉中,溶液变蓝,未检测到。证明的产生与、结合成,提高了Cu的还原性有关
C.对比实验Ⅰ、Ⅲ,分析实验Ⅲ中将溶液a加到铜粉中未产生白色沉淀的原因可能是Ⅲ中溶液的酸性太强,白色沉淀被溶解
D.实验Ⅱ、Ⅲ对比,实验Ⅱ中产生气泡,实验Ⅲ中无气泡,可能是在此条件下或的氧化性强于
11.(2025·湖南模拟)乙烯被誉为石油化工的“龙头”,其衍生物占石化产品的75%以上。某化学兴趣小组模拟工业上乙烷分解制乙烯。恒温条件下,分别向体积为1L、2L、4L、8L的四个密闭容器(编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)中充入发生反应起始时容器Ⅰ中的压强为24MPa,10min后测得剩余的浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L、0.15mol/L、0.1mol/L,下列相关说法不正确的是
A.容器Ⅱ中的平均反应速率比容器Ⅲ快
B.容器Ⅰ和Ⅱ处于平衡状态,容器Ⅲ和Ⅳ尚未平衡
C.容器Ⅲ达到平衡时,以各物质分压表示的压强平衡常数
D.将容器Ⅳ压缩至1L,平衡后乙烷的转化率为50%
12.(2025·湖南模拟)常温下,一元弱碱BOH的。在某体系中,和不能穿过隔膜,未电离的BOH分子可以自由穿过该膜(如图所示)。设,且隔膜两侧的溶液体积相同,使其达到平衡,下列相关叙述不正确的是(已知:)
A.溶液Ⅰ中BOH的电离程度比溶液Ⅱ中大
B.溶液Ⅱ中BOH的电离度
C.撤去隔膜使溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合,所得溶液的pH约为12.7
D.向溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固体,重新平衡后,溶液Ⅱ的pH也将增大
13.(2025·湖南模拟)亚硫酰氯的化学式为,熔点为,沸点为,常温下是一种无色或黄色有气味的液体,有强烈刺激性气味,可与苯、氯仿、四氯化碳等溶剂混溶,遇水剧烈水解,加热易分解,主要用于制造酰基氯化物,还用于农药、医药、染料等的生产。某化学兴趣小组计划用如图所示的装置制备少量(加持装置已略去),生成的反应为,回答下列问题:
(1)的VSEPR模型名称为   ;价层电子总数和原子总数均相等的两种微粒(分子或离子)称为等电子体,写出分子的一个等电子体:   。
(2)装置a的名称是   ,其中装有   可以防止产物水解并除去未反应的气体,避免污染环境。
(3)由亚硫酸钠和浓硫酸制取时,一般采用70%左右的浓硫酸的原因是   。
(4)装置A和C中的浓硫酸,除了起干燥气体和防止生成的产物水解的作用外,还有   的作用。
(5)装置D的作用是   ,装置E中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为   。
(6)将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热可制得无水,原因为   (用化学方程式表示)。
14.(2025·湖南模拟)金红石是一种重要的钛矿石,具有较高的稳定性和化学惰性,其主要成分为,还含有少量Fe、Cr的氧化物。金属钛具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。工业上常采用氯化法和还原法相结合的工艺来制备金属钛。工艺流程如下:
(1)Ti原子的价层电子轨道排布式为   。
(2)金红石粉碎后遇浓硫酸加热酸浸,转化成了,加入大量水,水解成,水解过程的化学方程式为   。
(3)若氯化过程产生等物质的量的CO和,则该过程发生反应的化学方程式为   。
(4)还原过程用金属镁在高温下还原得到金属Ti.
①还原过程需在   气氛中进行(填字母)。
a.氩气 b. c. d.空气
②下列金属冶炼常用的方式和上述过程相似的是   (填字母)。
a.Al b.Fe c.Na d.Pt
③钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图1所示,工业中实际生产选择左右进行,请解释原因:   。
(5)如图2是“碳中和”反应在钛的氧化物催化作用下的反应基理,该过程的总反应可以表示为   。
(6)四卤化钛熔点如下表所示,利用物质结构的知识解释熔点变化的原因:   。
物质
熔点/℃ 377 -25 38 150
15.(2025·湖南模拟)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是目前大规模制取氢气的方法。
(1)标准摩尔生成焓是指在标准大气压下,由最稳定的单质生成1mol该物质的反应焓变。已知、、的标准摩尔生成焓分别是、、,则上述反应的焓变   。
(2)某化工厂在实验室模拟该反应过程,在容积不变的密闭容器中将2.0molCO和混合加热到发生上述反应。
①下列条件能说明反应已经达到平衡状态的是   (填字母)。
A.体系的总压强不再改变 B.CO和的浓度之比不再变化
C. D.和的浓度之比不再变化
②上述反应达到平衡时CO的转化率为,该温度下的平衡常数为   。若此时再向容器中充入和,平衡将   (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),判断的理由是   。
③在生产中,欲提高反应的速率,同时提高CO的转化率,下列措施可行的是   (填字母)。
A.升高温度 B.及时分离出 C.增加水蒸气的投入量
D.增大体系压强 E.增大CO的投入量
(3)实验发现其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数,对比实验的结果如图1所示。
请解释图中体积分数变化的原因:   。
(4)以氢氧燃料电池为电源,以丙烯腈为原料电解制备己二腈的装置简图如图2所示。图中交换膜2为阳离子交换膜,通入丙烯腈电极的电极反应为   ,应从   (填“电极a”或“电极b”)通入。
16.(2025·湖南模拟)阿斯巴甜(G)是一种广泛使用的非糖类甜味食品工业的添加剂。它具有高甜度的特性,大约是蔗糖的200倍,因此只需少量就能产生甜味,同时具有含热量极低的优点。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
已知:。
根据上述合成路线回答下列问题:
(1)物质A的化学名称是   。
(2)A→B的反应类型是   。
(3)物质C与M()中,酸性较强的是   (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有   个手性碳原子,写出其中含氮官能团的名称   。
(5)写出D→E的化学方程式:   。
(6)H是C的同分异构体,符合下列条件的H共有   种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液显紫色 ②能发生银镜反应和水解反应 ③苯环上有四个取代基
其中核磁共振显示氢原子个数比为的是   (写出一种即可)。
(7)参照上述路线,写出由丙酮和甲醇合成有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)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;常见的食品添加剂的组成、性质和作用;核酸
【解析】【解答】A.淀粉、蔗糖水解生成葡萄糖,此过程属于水解反应(取代反应),而非氧化还原反应,葡萄糖在生物体内通过氧化反应(如细胞呼吸) 释放能量,为生物体供能,反应中葡萄糖被氧化(失去电子),属于氧化反应,A错误;
B.谷氨酸钠(味精)能增强食品鲜味,是常用的增味剂,碳酸氢钠(小苏打)受热分解生成 CO2气体,使食品膨松,碳酸氢铵受热分解生成 NH3和 CO2,常用于糕点等食品的膨松剂,B正确;
C.聚酰胺纤维(如尼龙)分子间存在氢键,结构紧密,具有高强度、耐磨、弹性好的特点,聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)分子链规整,机械性能优异,适用于制造渔网、绳索,C正确;
D.DNA双螺旋中,两条链通过碱基对之间的氢键连接,其中 A(腺嘌呤)与 T(胸腺嘧啶)形成 2 个氢键,G(鸟嘌呤)与 C(胞嘧啶)形成 3 个氢键,氢键的形成维持了双螺旋结构的稳定性,D正确;
故选A。
【分析】A.淀粉为多糖,蔗糖为二糖;
B.碳酸氢钠、碳酸氢铵受热分解生成气体;
C.聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等具有强度高、弹性好、耐磨等性质;
D.DNA两条链通过碱基对之间的氢键连接。
2.【答案】D
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.为共价晶体,不含分子,不存在分子式,A错误;
B.苯环中的大π键是6个C原子中未杂化的p轨道肩并肩重合形成, 为苯环中的σ键,B错误;
C. 最长碳链含有5个碳原子,2号碳原子上含有一个甲基,3号碳原子上含有一个乙基,正确名称应为2-甲基-3-乙基戊烷,C错误;
D.苯胺为弱碱,部分电离,其电离方程式为+H2O+OH-,D正确;
故答案选D。
【分析】A.SiO2为共价晶体;
B.苯环中的大π键是6个C原子中未杂化的p轨道肩并肩重合形成;
C.烷烃命名时,选最长的碳链为主链,从离支链近的一端开始编号,命名时表示出支链的位置;
D.苯胺为一元弱碱,部分电离。
3.【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质;常用仪器及其使用;几种常见的化学标志
【解析】【解答】A.浓硫酸具有腐蚀性,运输和储存时应张贴腐蚀品标志,为腐蚀品标志,操作正确,A不符合题意;
B.溶液可与反应生成沉淀,也能与反应,故可除去电石制中混有的、,操作正确,B不符合题意;
C.AgCl饱和溶液中加入少量蒸馏水稀释,因有AgCl固体存在,加水继续溶解,所以不变,操作正确,C不符合题意;
D.重结晶过程不需要用到分液漏斗,需要用到普通漏斗和酒精灯,操作不正确,D符合题意;
故选D。
【分析】A.浓硫酸具有强腐蚀性;
B.溶液与H2S、PH3反应生成CuS、CuP沉淀;
C.加水的过程中,AgCl继续溶解;
D.苯甲酸重结晶的步骤如下:(1)将粗苯甲酸加入烧杯中,加入蒸馏水溶解。(2)趁热过滤溶液,除去不溶性杂质。(3)静置使溶液缓慢冷却结晶。(4)抽滤可得纯化的苯甲酸晶体。若纯度不够,可再溶于无水乙醚中,抽滤去不溶的固体,然后真空抽滤,得苯甲酸晶体,根据步骤选择所需仪器。
4.【答案】B
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.铁氰化钾与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,反应的化学方程式为,A正确;
B.该氧化还原反应方程式中得失电子不守恒,正确的离子方程式为,B错误;
C.铅酸蓄电池放电时正极材料PbO2和负极材料Pb都与硫酸反应生成PbSO4,充放电的反应为,C正确;
D.向苯酚钠溶液中通入少量,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为+CO2+H2O→+NaHCO3,D正确;
故选B。
【分析】A.铁氰化钾遇亚铁离子产生蓝色沉淀;
B.过氧化氢和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
C.铅蓄电池充放电均生成硫酸铅;
D.苯酚钠与二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠。
5.【答案】(1)B
(2)B
(3)B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;离子键的形成;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)A.第二电离能是指原子失去第二个电子的所需能量的大小,原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,电离能较大,O+、F+、N+的价层电子排布式为2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p轨道半充满,更加稳定,第二电离能较大,F的电负性强于N,更难失去电子,则第二电离能:O>F>N,A错误;
B.HF、NH3分子均能形成氢键,PH3不存在分子间氢键,常温下,HF为液体,NH3为气体,则熔、沸点:,B正确;
C.中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,是非极性分子,中心原子价层电子对数为3+=3,含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,是极性分子,则分子的极性:,C错误;
D.电负性:N>P,则NH3中N对成键电子对的吸引力强,成键电子对之间的排斥力大,键角大,因此键角: , D错误;
故选B。
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均有3个价电子对,采用杂化,A正确;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,含有多个饱和碳原子,饱和碳原子最多有2个原子共面,则该阳离子中共面的原子最多为15个,B错误;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水,则其在水中的溶解度比在苯中大,C正确;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,孤电子对数为0,空间结构为正八面体,D正确;
故选B。
(3)A.离子液体中其阴、阳离子的体积大,离子键强度小,因此呈液态,A正确;
B. 和 都是离子晶体,熔点与离子键的强度成正比,原子半径:Al>B,则半径:>,则的熔点低于,B错误;
C.2号氮原子的孤对电子没有参与大键的共轭体系,可以自由地接受质子,碱性较强,C正确;
D.离子液体通常由有机阳离子和无机或者有机阴离子组成,因离子间作用力较弱,熔点较低,但难挥发,液态时离子可自由移动,导电能力与熔融盐相当,优于多数有机电解质溶液,适合作为电解质传导离子,是制造原电池电解质的理想材料,D正确;
故选B。
【分析】(1)A.第二电离能是指从原子中移除第二个电子所需的能量;
B.形成分子间氢键能使物质的熔沸点升高;
C.根据正负电荷中心是否重合判断分子极性;
D.孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小;
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均采用杂化;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,单键能旋转;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,不含孤电子对;
(3)A.离子液体的熔沸点与其中离子键的强弱有关;
B.离子键越强,熔沸点越高;
C.2号氮原子的孤电子对不参与形成大键,可以自由地接受质子;
D.离子液体中离子间作用力强。
(1)A.第二电离能是指原子失去第二个电子的所需能量的大小,原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,电离能较大,O+、F+、N+的价层电子排布式为2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p轨道半充满,更加稳定,第二电离能较大,F的电负性强于N,更难失去电子,则第二电离能:O>F>N,A错误;
B.HF、NH3分子均能形成氢键,PH3不存在分子间氢键,常温下,HF为液体,NH3为气体,则熔、沸点:,B正确;
C.中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,是非极性分子,中心原子价层电子对数为3+=3,含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,是极性分子,则分子的极性:,C错误;
D.电负性:N>P,则NH3中N对成键电子对的吸引力强,成键电子对之间的排斥力大,键角大,因此键角: , D错误;
故选B。
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均有3个价电子对,采用杂化,A正确;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,含有多个饱和碳原子,饱和碳原子最多有2个原子共面,则该阳离子中共面的原子最多为15个,B错误;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水,则其在水中的溶解度比在苯中大,C正确;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,孤电子对数为0,空间结构为正八面体,D正确;
故选B。
(3)A.离子液体中其阴、阳离子的体积大,离子键强度小,因此呈液态,A正确;
B. 和 都是离子晶体,熔点与离子键的强度成正比,原子半径:Al>B,则半径:>,则的熔点低于,B错误;
C.2号氮原子的孤对电子没有参与大键的共轭体系,可以自由地接受质子,碱性较强,C正确;
D.离子液体通常由有机阳离子和无机或者有机阴离子组成,因离子间作用力较弱,熔点较低,但难挥发,液态时离子可自由移动,导电能力与熔融盐相当,优于多数有机电解质溶液,适合作为电解质传导离子,是制造原电池电解质的理想材料,D正确;
故选B。
6.【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;键能、键长、键角及其应用;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A. 中饱和碳原子采用杂化,苯环上的碳原子采用杂化,则①为键,②为键,s成分越大,键长越短,所以键长①>②,③为键,由于氧原子电负性大于碳原子,电负性差异导致原子间作用力更强,原子轨道重叠程度进一步增大,所以键长②>③,则X中键长:①>②>③,故A错误;
B.X和Y发生缩聚反应生成Z和HCl,反应方程式为+2nHCl,所以生成的同时,还生成了,故B错误;
C.Z具有苯和酯的性质,苯能发生取代反应、加成反应、氧化反应,酯能发生水解反应,但不能发生消去反应,故C错误;
D. 与X反应生成Z和 ,故D正确;
故选D。
【分析】A.①为键,②为键,s成分越大,键长越短;
B.X和Y发生缩聚反应生成Z,同时生成HCl;
C.Z含有苯环和酯基,具有苯和酯的性质;
D.碳酸二甲酯与X反应生成Z和甲醇。
7.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.纸中的盐遇水溶解,产生自由移动的离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用,A正确;
B.Zn失去电子发生氧化反应,则Zn作负极,电极反应为,B正确;
C.由图可知,Zn最终转化为ZnO,正极反应为,则电池的总反应为,C正确;
D.Zn电极上,Zn最终转化为ZnO,则Zn电极质量增加,D错误;
故选D。
【分析】由图可知,Zn失去电子发生氧化反应,则Zn电极为负极,电极反应式为,空气电极为正极,电极反应式为。
8.【答案】B
【知识点】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】A.pH为5时,Fe3+沉淀完全,则滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,A正确;
B.若X为,会引入杂质,B错误;
C.结合上述分析可知高锰酸钾把Fe2+转化为Fe(OH)3,同时生成MnO2,离子方程式为,C正确;
D.脱钙镁的过程,酸性过强会生成HF,不利于生成MgF2、CaF2,碱性过强可能导致Zn2+沉淀,D正确;
故选B。
【分析】菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,焙烧时,ZnCO3分解生成ZnO,加入硫酸浸取,Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物转化为对应的硫酸盐,ZnO和硫酸反应生成硫酸锌,SiO2不与硫酸反应,加入X调节pH=5,将铁元素转化为氢氧化铁沉淀除去,则滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,向滤液①中加入高锰酸钾将Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀,过滤出沉淀,滤液②加锌粉置换出Cu2+,从而除去Cu,滤液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+,过滤,滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4·7H2O晶体。
9.【答案】D
【知识点】离子晶体;晶胞的计算
【解析】【解答】A.由图可知,氧位于顶点和体心,数目为,铜位于晶胞体内,数目为4,则其化学式为,A正确;
B.若晶胞中其中1个Cu原子位于顶点,则晶胞中其余3个Cu原子位于面心,铜离子周围紧邻且距离相等的铜离子数为12个,B正确;
C.晶胞的质量,设晶胞的棱长为,则有,晶体的密度,C正确;
D.晶胞内部的四个铜离子在四个小正方体的体心交错排列,则晶胞沿面对角线的剖面图为,D错误;
故选D。
【分析】A.根据均摊法计算;
B.铜离子周围紧邻且距离相等的铜离子有12个;
C.根据计算;
D.晶胞内部的四个铜离子在四个小正方体的体心交错排列。
10.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.实验I中往CuCl2溶液(1mol/L)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,发生了反应Cu+Cu2++2Cl =2CuCl,A正确;
B.加入5mol/L的与Ⅱ形成对比,无气体放出,该溶液中只有阴离子种类不同,其他条件相同,说明受到浓度的影响,与Cu+结合形成使Cu还原性增强,反应生成氢气,B正确;
C.浓度较大时,存在平衡:,而CuCl不与浓盐酸反应,因此白色沉淀CuCl不能稳定存在,并非是其酸性太强,C项错误;
D.实验Ⅱ、Ⅲ对比,源于被还原,当有存在时,未生成,可能是因为或氧化性强于,先于与Cu反应,D项正确;
故选C。
【分析】实验I:往CuCl2溶液(1mol/L)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,溶液蓝色变浅;
实验II:往浓盐酸(10mol/L)中加铜粉,生成氢气和[CuCl3]2-、然后生成[CuCl4]2-使溶液呈黄色、较长时间后生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色;
实验III:往CuCl2溶液(1mol/L)和浓盐酸(10mol/L)混合溶液中加铜粉,生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色,然后随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉几乎无剩余。
11.【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;等效平衡
【解析】【解答】A.投入的反应物物质的量相同,容器Ⅱ的体积小,其反应物的浓度更大,反应速率更快,A正确;
B.10min内消耗(的物质的量分别为0.5mol、0.6mol、0.4mol、0.2mol,容器Ⅰ的体积最小,压强最大,但在10min内消耗的物质的量却不是最大,只有一种可能就是压强大导致平衡逆移,因此可以判断容器Ⅰ中10min时必然处于平衡状态,此时可以计算出其平衡常数,此时容器Ⅱ中,,因此容器Ⅱ中尚未平衡,B错误;
C.恒温条件下,Ⅲ中达到平衡后和Ⅰ中压强平衡常数相同,Ⅰ中达到平衡后,三种气体的物质的量均为0.5mol,此时的压强,各气体的分压均为12MPa,则分压平衡常数,C正确;
D.将容器Ⅳ体积压缩至1L,与容器Ⅰ中形成等效平衡,平衡后乙烷的转化率为=50%,D正确;
故选B。
【分析】A.浓度越大,反应速率越快;
B.计算平衡常数和浓度熵,当两者相等时,都处于平衡状态;
C.计算各物质分压,结合平衡常数表达式计算;
D.将容器Ⅳ压缩至1L,与容器Ⅰ是等效平衡。
12.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.BOH是碱,溶液Ⅰ中加入酸,促进BOH电离;溶液Ⅱ中加入碱,抑制BOH电离,因此溶液Ⅰ中BOH的电离程度比溶液Ⅱ中大,A正确;
B.对于溶液Ⅱ,,代入,则有,则,B正确;
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合的过程中,会发生酸碱中和,不能按照两个碱溶液混合进行计算,C错误;
D.溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固体,抑制BOH的电离,BOH浓度增大,进入溶液Ⅱ中,导致Ⅱ中BOH增大,浓度增大,pH增大,D正确;
故选C。
【分析】A.BOH是弱碱,酸能促进其电离,碱抑制其电离;
B.结合计算;
C.该过程中还会发生酸碱中和;
D.加入NaOH固体抑制BOH的电离。
13.【答案】(1)四面体形;或等均可
(2)球形干燥管;碱石灰
(3)质量分数过大,难电离出氢离子,质量分数小,电离出的氢离子浓度小,都不利于反应,70%左右的浓硫酸中,氢离子浓度较大,有利于反应进行
(4)观察气体流速
(5)吸收中的HCl气体;
(6)
【知识点】制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)SOCl2中S原子上的孤对电子数,价层电子对数为4,因此VSEPR模型名称为四面体形,SOCl2的等电子体有等;
(2)a为球形干燥管;尾气的主要成分为SO2和Cl2溶于水可以用碱石灰吸收。
(3)硫酸质量分数过大难电离出H+,质量分数小电离出的H+浓度小,都不利于反应,70%左右的硫酸具有较强吸水性,且H+浓度大,有利于反应进行以及SO2的扩散;
(4)浓硫酸可以干燥气体,防止水解,同时还可以观察气体流速;
(5)D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反应为,HCl中只有部分HCl起还原剂作用,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(6)SOCl2可以与的结晶水反应生成HCl从而防止水解,加热SOCl2和混合物可以得到无水,反应的化学方程式为。
【分析】装置E中用浓盐酸和高锰酸钾发生制得氯气,浓盐酸易挥发,制得的氯气中含有HCl杂质,用饱和食盐水除去氯气中的HCl杂质, 遇水剧烈水解,因此装置C中用浓硫酸干燥氯气,装置A中用浓硫酸干燥SO2,干燥后的SO2和氯气通入装置B,发生反应 制得 ,球形干燥管a中盛放碱石灰,吸收空气中的水蒸气,防止其进入装置B中。
(1)SOCl2中S原子上的孤对电子数,价层电子对数为4,因此VSEPR模型名称为四面体形,SOCl2的等电子体有等;
(2)a为球形干燥管;尾气的主要成分为SO2和Cl2溶于水可以用碱石灰吸收。
(3)硫酸质量分数过大难电离出H+,质量分数小电离出的H+浓度小,都不利于反应,70%左右的硫酸具有较强吸水性,且H+浓度大,有利于反应进行以及SO2的扩散;
(4)浓硫酸可以干燥气体,防止水解,同时还可以观察气体流速;
(5)D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反应为,HCl中只有部分HCl起还原剂作用,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(6)SOCl2可以与的结晶水反应生成HCl从而防止水解,加热SOCl2和混合物可以得到无水,反应的化学方程式为。
14.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)a;b;800℃时,转化率低;和的转化率相当,时能耗太高
(5)
(6)为离子晶体,熔点较高,都是分子晶体,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增大,熔点逐渐升高
【知识点】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)Ti的价层电子排布式为3d24s2,故价层电子轨道排布式为

(2)依题水解生成,水解方程式为;
(3)水解后的经煅烧得到TiO2,再与C、Cl2发生氧化还原反应生成TiCl4、CO、CO2,反应的化学方程式为;
(4)①Mg与氧气、氮气、二氧化碳均反应,故还原过程应在氩气氛围中进行;
②Mg还原TiCl4制Ti,属于热还原法,Fe也是用热还原法制备;Na、Al等活泼金属用电解法,Pt、Au等不活泼金属用富集法制备;
③800℃的提取率低,1000℃与1500℃提取率很高而且相差不大,故选择1000℃,可以节约生产成本;
(5)根据反应机理图可知,在催化剂作用下甲醇和二氧化碳转化甲酸甲酯、甲醛和水,总反应方程式为;
(6)TiF4是离子晶体,其余为分子晶体。离子晶体熔点较高,分子晶体熔点低,且分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高。
【分析】金红石 主要成分为,还含有少量Fe、Cr的氧化物 ,粉碎增大反应物的接触面积,使金红石能充分浸出,加入浓硫酸酸浸,过滤除去滤渣,滤液中主要含TiOSO4、Fe2 (SO4)3,加入大量水使TiOSO4水解,过滤后得到胶状;经煅烧得到TiO2,向TiO2中加入焦炭和氯气氯化生成TiCl4,冷却精馏得到纯净的TiCl4,加入Mg还原TiCl4得到单质Ti。
(1)Ti的价层电子排布式为3d24s2,故价层电子轨道排布式为;
(2)依题水解生成,水解方程式为;
(3)水解后的经煅烧得到TiO2,再与C、Cl2发生氧化还原反应生成TiCl4、CO、CO2,反应的化学方程式为;
(4)①Mg与氧气、氮气、二氧化碳均反应,故还原过程应在氩气氛围中进行;
②Mg还原TiCl4制Ti,属于热还原法,Fe也是用热还原法制备;Na、Al等活泼金属用电解法,Pt、Au等不活泼金属用富集法制备;
③800℃的提取率低,1000℃与1500℃提取率很高而且相差不大,故选择1000℃,可以节约生产成本;
(5)根据反应机理图可知,在催化剂作用下甲醇和二氧化碳转化甲酸甲酯、甲醛和水,总反应方程式为;
(6)TiF4是离子晶体,其余为分子晶体。离子晶体熔点较高,分子晶体熔点低,且分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高。
15.【答案】(1)
(2)B;1;逆向移动;,平衡逆移;C
(3)CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大
(4);电极a
【知识点】化学平衡常数;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据标准摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和,故;
(2)①A.反应为气体物质的量不变的反应,压强为恒量,故压强不变不能作为判断的依据,A项错误;
B.CO和起始投入量之比为,消耗量比为,反应过程中物质的量比值会有变化,比值不变可以作为判断的依据,B项正确;
C.消耗CO和生成都是正反应,速率相同不能证明正、逆反应速率相等,C项错误;
D.无论平衡与否,生成和的浓度始终相等,D项错误;
故选B;
②CO的转化率为80%,即消耗CO1.6mol。据此列出三段式:
,再充入1mol和,计算,故平衡逆向移动。
③A.升高温度,平衡逆移,CO转化率减小,A项错误;
B.及时分离出,平衡正移,但反应速率未增加,B项错误;
C.增加水蒸气的量,反应速率增大,平衡正移,CO的转化率增大,C项正确;
D.增大压强,平衡不移动,CO的转化率不变,D项错误;
E.增大CO的投入量,CO的转化率减小,E项错误;
故选C;
(3)由图可知,CaO可以增大H2的体积分数,且CaO的颗粒越小,H2体积分数越大,因为CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈为还原反应,碳元素化合价降低得电子,电解液为稀硫酸,电极反应为,反应得电子,在阴极上发生,氢氧燃料电池中通入的一极为负极,连接电解池的阴极,因此应通入电极a。
【分析】(1)标准摩尔生成焓是指在标准大气压下,由最稳定的单质生成1mol该物质的反应焓变,则反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和;
(2)①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;
②列出反应的三段式,结合平衡常数表达式计算;
③化学平衡移动的具体内容为: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,同时浓度、压强、温度等也能影响反应速率;
(3) CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加 ;
(4)丙烯腈生成己二腈的过程发生还原反应,氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为负极。
(1)根据标准摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和,故;
(2)①A.反应为气体物质的量不变的反应,压强为恒量,故压强不变不能作为判断的依据,A项错误;
B.CO和起始投入量之比为,消耗量比为,反应过程中物质的量比值会有变化,比值不变可以作为判断的依据,B项正确;
C.消耗CO和生成都是正反应,速率相同不能证明正、逆反应速率相等,C项错误;
D.无论平衡与否,生成和的浓度始终相等,D项错误;
故选B;
②CO的转化率为80%,即消耗CO1.6mol。据此列出三段式:
,再充入1mol和,计算,故平衡逆向移动。
③A.升高温度,平衡逆移,CO转化率减小,A项错误;
B.及时分离出,平衡正移,但反应速率未增加,B项错误;
C.增加水蒸气的量,反应速率增大,平衡正移,CO的转化率增大,C项正确;
D.增大压强,平衡不移动,CO的转化率不变,D项错误;
E.增大CO的投入量,CO的转化率减小,E项错误;
故选C;
(3)由图可知,CaO可以增大H2的体积分数,且CaO的颗粒越小,H2体积分数越大,因为CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈为还原反应,碳元素化合价降低得电子,电解液为稀硫酸,电极反应为,反应得电子,在阴极上发生,氢氧燃料电池中通入的一极为负极,连接电解池的阴极,因此应通入电极a。
16.【答案】(1)苯乙醛
(2)加成反应
(3)C
(4)2;氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16;或
(7)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;醛类简介;醛的化学性质
【解析】【解答】(1)由A的结构简式可知,A的名称为苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反应类型为加成反应;
(3)C中羧基相邻碳原子上连有为吸电子基团,使羧基中O-H键极性增大,酸性增强,故C的酸性更强;
(4)连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中含有两个手性碳原子,如图,含氮官能团为氨基和酰胺基;
(5)D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇酯化生成E,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(6)能与氯化铁溶液显紫色、能发生银镜反应和水解反应,则结构中必含有酚羟基和甲酸酯结构,苯环上有四个取代基则剩余两个基团应为甲基。若苯环上只有两个甲基和一个酚羟基,则变换位置共有6种,再加入甲酸酯的结构,共有种。当两个甲基处在间位时,存在两种是重复的,则符合要求的同分异构体共有16种;符合核磁共振氢谱显示氢原子个数比为的为或。
(7)丙酮与HCN发生亲核加成,水解后可以得到,浓硫酸条件下发生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯,在一定条件下发生加成聚合即得PMMA,合成路线为。
【分析】与HCN反应生成B,B在酸性条件下水解得到C,结合C的结构简式可知,B的结构简式为,C与氨气发生类似 的反应得到D,则D的结构简式为,在甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成E,则E的结构简式为,E和F发生取代反应生成G。
(1)由A的结构简式可知,A的名称为苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反应类型为加成反应;
(3)C中羧基相邻碳原子上连有为吸电子基团,使羧基中O-H键极性增大,酸性增强,故C的酸性更强;
(4)连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中含有两个手性碳原子,如图,含氮官能团为氨基和酰胺基;
(5)D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇酯化生成E,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(6)能与氯化铁溶液显紫色、能发生银镜反应和水解反应,则结构中必含有酚羟基和甲酸酯结构,苯环上有四个取代基则剩余两个基团应为甲基。若苯环上只有两个甲基和一个酚羟基,则变换位置共有6种,再加入甲酸酯的结构,共有种。当两个甲基处在间位时,存在两种是重复的,则符合要求的同分异构体共有16种;
符合核磁共振氢谱显示氢原子个数比为的为或。
(7)丙酮与HCN发生亲核加成,水解后可以得到,浓硫酸条件下发生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯,在一定条件下发生加成聚合即得PMMA,合成路线为。
1 / 1湖南省一起考大联考2025届高三下学期二模考试化学试题
1.(2025·湖南模拟)化学与生活密切相关,下列涉及生产生活有关的化学原理的表述,错误的是
A.淀粉、蔗糖水解产生的葡萄糖发生还原反应为生物体提供能量
B.谷氨酸钠(味精)常用于增味剂,碳酸氢钠、碳酸氢铵用于食品膨松剂
C.聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等强度高、弹性好、耐磨,可用作渔网、绳索
D.在DNA的双螺旋结构中,依靠形成氢键实现碱基互补配对
【答案】A
【知识点】多糖的性质和用途;常见的食品添加剂的组成、性质和作用;核酸
【解析】【解答】A.淀粉、蔗糖水解生成葡萄糖,此过程属于水解反应(取代反应),而非氧化还原反应,葡萄糖在生物体内通过氧化反应(如细胞呼吸) 释放能量,为生物体供能,反应中葡萄糖被氧化(失去电子),属于氧化反应,A错误;
B.谷氨酸钠(味精)能增强食品鲜味,是常用的增味剂,碳酸氢钠(小苏打)受热分解生成 CO2气体,使食品膨松,碳酸氢铵受热分解生成 NH3和 CO2,常用于糕点等食品的膨松剂,B正确;
C.聚酰胺纤维(如尼龙)分子间存在氢键,结构紧密,具有高强度、耐磨、弹性好的特点,聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)分子链规整,机械性能优异,适用于制造渔网、绳索,C正确;
D.DNA双螺旋中,两条链通过碱基对之间的氢键连接,其中 A(腺嘌呤)与 T(胸腺嘧啶)形成 2 个氢键,G(鸟嘌呤)与 C(胞嘧啶)形成 3 个氢键,氢键的形成维持了双螺旋结构的稳定性,D正确;
故选A。
【分析】A.淀粉为多糖,蔗糖为二糖;
B.碳酸氢钠、碳酸氢铵受热分解生成气体;
C.聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等具有强度高、弹性好、耐磨等性质;
D.DNA两条链通过碱基对之间的氢键连接。
2.(2025·湖南模拟)化学用语是化学学科的独特语言,下列化学用语的表述正确的是
A.二氧化硅的分子式:
B.苯环中的大键:
C.有机物的名称:3-异丙基戊烷
D.在水中的电离:+H2O+OH-
【答案】D
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.为共价晶体,不含分子,不存在分子式,A错误;
B.苯环中的大π键是6个C原子中未杂化的p轨道肩并肩重合形成, 为苯环中的σ键,B错误;
C. 最长碳链含有5个碳原子,2号碳原子上含有一个甲基,3号碳原子上含有一个乙基,正确名称应为2-甲基-3-乙基戊烷,C错误;
D.苯胺为弱碱,部分电离,其电离方程式为+H2O+OH-,D正确;
故答案选D。
【分析】A.SiO2为共价晶体;
B.苯环中的大π键是6个C原子中未杂化的p轨道肩并肩重合形成;
C.烷烃命名时,选最长的碳链为主链,从离支链近的一端开始编号,命名时表示出支链的位置;
D.苯胺为一元弱碱,部分电离。
3.(2025·湖南模拟)化学是一门以实验为基础的自然科学,下列相关实验操作不正确的是
A.浓硫酸在运输和储存时要张贴标志
B.利用溶液除去电石制中混有的、气体
C.向存在大量AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量蒸馏水稀释,不变
D.重结晶法提纯苯甲酸需要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒等玻璃仪器
【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质;常用仪器及其使用;几种常见的化学标志
【解析】【解答】A.浓硫酸具有腐蚀性,运输和储存时应张贴腐蚀品标志,为腐蚀品标志,操作正确,A不符合题意;
B.溶液可与反应生成沉淀,也能与反应,故可除去电石制中混有的、,操作正确,B不符合题意;
C.AgCl饱和溶液中加入少量蒸馏水稀释,因有AgCl固体存在,加水继续溶解,所以不变,操作正确,C不符合题意;
D.重结晶过程不需要用到分液漏斗,需要用到普通漏斗和酒精灯,操作不正确,D符合题意;
故选D。
【分析】A.浓硫酸具有强腐蚀性;
B.溶液与H2S、PH3反应生成CuS、CuP沉淀;
C.加水的过程中,AgCl继续溶解;
D.苯甲酸重结晶的步骤如下:(1)将粗苯甲酸加入烧杯中,加入蒸馏水溶解。(2)趁热过滤溶液,除去不溶性杂质。(3)静置使溶液缓慢冷却结晶。(4)抽滤可得纯化的苯甲酸晶体。若纯度不够,可再溶于无水乙醚中,抽滤去不溶的固体,然后真空抽滤,得苯甲酸晶体,根据步骤选择所需仪器。
4.(2025·湖南模拟)化学方程式是化学独有的学科语言,下列过程所对应的化学方程式或离子方程式错误的是
A.用铁氰化钾检验溶液中的:
B.使酸性溶液褪色:
C.铅酸蓄电池充放电的反应:
D.苯酚钠溶液中通入少量:+CO2+H2O→+NaHCO3
【答案】B
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.铁氰化钾与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,反应的化学方程式为,A正确;
B.该氧化还原反应方程式中得失电子不守恒,正确的离子方程式为,B错误;
C.铅酸蓄电池放电时正极材料PbO2和负极材料Pb都与硫酸反应生成PbSO4,充放电的反应为,C正确;
D.向苯酚钠溶液中通入少量,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为+CO2+H2O→+NaHCO3,D正确;
故选B。
【分析】A.铁氰化钾遇亚铁离子产生蓝色沉淀;
B.过氧化氢和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
C.铅蓄电池充放电均生成硫酸铅;
D.苯酚钠与二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠。
5.(2025·湖南模拟)阅读下面一段材料,据此完成下面小题:
离子晶体的熔点,有的很高,如CaO的熔点为,有的较低,如、的熔点分别为170℃、109℃。早在1914年就有人发现,引入有机基团可降低离子化合物的熔点,如的熔点只有12℃,比低了!大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根、六氟磷酸根、四氟硼酸根等,常见的阳离子如季铵离子(,即的H被烃基R取代)、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是常见的离子液体,其结构如图所示:。
(1)下列说法正确的是
A.元素的第二电离能:
B.氢化物的熔、沸点:
C.分子的极性:
D.键角:
(2)有关1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构,下列叙述错误的是
A.咪唑环上C原子和N原子的杂化方式相同
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中共面的原子最多有16个
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐在水中的溶解度比在苯中大
D.的空间结构为正八面体
(3)下列有关离子液体的叙述,错误的是
A.离子液体之所以在常温下呈液体,是因为其阴、阳离子的体积大,离子键强度小
B.四氟合硼酸四甲基铵相对分子质量小于四氟合铝酸四甲基铵,因此前者的熔点比后者低
C.咪唑()有较强的碱性,一般通过2号氮原子体现
D.离子液体熔点低,但难挥发,且具有良好的导电性,可用于制造原电池的电解质
【答案】(1)B
(2)B
(3)B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;离子键的形成;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)A.第二电离能是指原子失去第二个电子的所需能量的大小,原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,电离能较大,O+、F+、N+的价层电子排布式为2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p轨道半充满,更加稳定,第二电离能较大,F的电负性强于N,更难失去电子,则第二电离能:O>F>N,A错误;
B.HF、NH3分子均能形成氢键,PH3不存在分子间氢键,常温下,HF为液体,NH3为气体,则熔、沸点:,B正确;
C.中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,是非极性分子,中心原子价层电子对数为3+=3,含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,是极性分子,则分子的极性:,C错误;
D.电负性:N>P,则NH3中N对成键电子对的吸引力强,成键电子对之间的排斥力大,键角大,因此键角: , D错误;
故选B。
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均有3个价电子对,采用杂化,A正确;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,含有多个饱和碳原子,饱和碳原子最多有2个原子共面,则该阳离子中共面的原子最多为15个,B错误;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水,则其在水中的溶解度比在苯中大,C正确;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,孤电子对数为0,空间结构为正八面体,D正确;
故选B。
(3)A.离子液体中其阴、阳离子的体积大,离子键强度小,因此呈液态,A正确;
B. 和 都是离子晶体,熔点与离子键的强度成正比,原子半径:Al>B,则半径:>,则的熔点低于,B错误;
C.2号氮原子的孤对电子没有参与大键的共轭体系,可以自由地接受质子,碱性较强,C正确;
D.离子液体通常由有机阳离子和无机或者有机阴离子组成,因离子间作用力较弱,熔点较低,但难挥发,液态时离子可自由移动,导电能力与熔融盐相当,优于多数有机电解质溶液,适合作为电解质传导离子,是制造原电池电解质的理想材料,D正确;
故选B。
【分析】(1)A.第二电离能是指从原子中移除第二个电子所需的能量;
B.形成分子间氢键能使物质的熔沸点升高;
C.根据正负电荷中心是否重合判断分子极性;
D.孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小;
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均采用杂化;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,单键能旋转;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,不含孤电子对;
(3)A.离子液体的熔沸点与其中离子键的强弱有关;
B.离子键越强,熔沸点越高;
C.2号氮原子的孤电子对不参与形成大键,可以自由地接受质子;
D.离子液体中离子间作用力强。
(1)A.第二电离能是指原子失去第二个电子的所需能量的大小,原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,电离能较大,O+、F+、N+的价层电子排布式为2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p轨道半充满,更加稳定,第二电离能较大,F的电负性强于N,更难失去电子,则第二电离能:O>F>N,A错误;
B.HF、NH3分子均能形成氢键,PH3不存在分子间氢键,常温下,HF为液体,NH3为气体,则熔、沸点:,B正确;
C.中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,是非极性分子,中心原子价层电子对数为3+=3,含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,是极性分子,则分子的极性:,C错误;
D.电负性:N>P,则NH3中N对成键电子对的吸引力强,成键电子对之间的排斥力大,键角大,因此键角: , D错误;
故选B。
(2)A.咪唑环上的C原子和N原子均有3个价电子对,采用杂化,A正确;
B.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,含有多个饱和碳原子,饱和碳原子最多有2个原子共面,则该阳离子中共面的原子最多为15个,B错误;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,易溶于水,则其在水中的溶解度比在苯中大,C正确;
D.的中心原子P的价层电子对数为=6,孤电子对数为0,空间结构为正八面体,D正确;
故选B。
(3)A.离子液体中其阴、阳离子的体积大,离子键强度小,因此呈液态,A正确;
B. 和 都是离子晶体,熔点与离子键的强度成正比,原子半径:Al>B,则半径:>,则的熔点低于,B错误;
C.2号氮原子的孤对电子没有参与大键的共轭体系,可以自由地接受质子,碱性较强,C正确;
D.离子液体通常由有机阳离子和无机或者有机阴离子组成,因离子间作用力较弱,熔点较低,但难挥发,液态时离子可自由移动,导电能力与熔融盐相当,优于多数有机电解质溶液,适合作为电解质传导离子,是制造原电池电解质的理想材料,D正确;
故选B。
6.(2025·湖南模拟)某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。传统的合成方法为
下列相关说法正确的是
A.X()中,键长:②>①>③
B.生成的同时,还生成了
C.Z可以发生取代反应、加成反应、水解反应和消去反应
D.用碳酸二甲酯()代替Y,另一生成产物为
【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;键能、键长、键角及其应用;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A. 中饱和碳原子采用杂化,苯环上的碳原子采用杂化,则①为键,②为键,s成分越大,键长越短,所以键长①>②,③为键,由于氧原子电负性大于碳原子,电负性差异导致原子间作用力更强,原子轨道重叠程度进一步增大,所以键长②>③,则X中键长:①>②>③,故A错误;
B.X和Y发生缩聚反应生成Z和HCl,反应方程式为+2nHCl,所以生成的同时,还生成了,故B错误;
C.Z具有苯和酯的性质,苯能发生取代反应、加成反应、氧化反应,酯能发生水解反应,但不能发生消去反应,故C错误;
D. 与X反应生成Z和 ,故D正确;
故选D。
【分析】A.①为键,②为键,s成分越大,键长越短;
B.X和Y发生缩聚反应生成Z,同时生成HCl;
C.Z含有苯环和酯基,具有苯和酯的性质;
D.碳酸二甲酯与X反应生成Z和甲醇。
7.(2025·湖南模拟)瑞士科学家开发了一种由水激活的一次性印刷纸电池,研究人员先从一张浸入盐水后晾干的纸开始。首先在纸张的一侧涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有锌粉的墨水,而纸张本身充当隔膜,因此这种特殊的纸张就成为了电池。其结构示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.当纸变湿时,纸中的盐会溶解并释放带电离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用
B.Zn电极作负极,发生的电极反应为
C.该印刷纸电池的总反应为
D.若外电路转移电子,Zn电极上因Zn损耗减轻的质量为0.065g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.纸中的盐遇水溶解,产生自由移动的离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用,A正确;
B.Zn失去电子发生氧化反应,则Zn作负极,电极反应为,B正确;
C.由图可知,Zn最终转化为ZnO,正极反应为,则电池的总反应为,C正确;
D.Zn电极上,Zn最终转化为ZnO,则Zn电极质量增加,D错误;
故选D。
【分析】由图可知,Zn失去电子发生氧化反应,则Zn电极为负极,电极反应式为,空气电极为正极,电极反应式为。
8.(2025·湖南模拟)硫酸锌是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为,杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如表所示:
离子
下列有关说法不正确的是
A.滤渣①的成分可能有、、
B.调pH为5的X宜用、,不能用等强碱
C.加入发生的反应为
D.脱钙镁的过程,酸性过强或碱性过强均不利于除钙镁
【答案】B
【知识点】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】A.pH为5时,Fe3+沉淀完全,则滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,A正确;
B.若X为,会引入杂质,B错误;
C.结合上述分析可知高锰酸钾把Fe2+转化为Fe(OH)3,同时生成MnO2,离子方程式为,C正确;
D.脱钙镁的过程,酸性过强会生成HF,不利于生成MgF2、CaF2,碱性过强可能导致Zn2+沉淀,D正确;
故选B。
【分析】菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,焙烧时,ZnCO3分解生成ZnO,加入硫酸浸取,Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物转化为对应的硫酸盐,ZnO和硫酸反应生成硫酸锌,SiO2不与硫酸反应,加入X调节pH=5,将铁元素转化为氢氧化铁沉淀除去,则滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,向滤液①中加入高锰酸钾将Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀,过滤出沉淀,滤液②加锌粉置换出Cu2+,从而除去Cu,滤液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+,过滤,滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4·7H2O晶体。
9.(2025·湖南模拟)铜和氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图所示,设阳离子和阴离子的半径分别为和。下列相关说法不正确的是
A.该离子化合物的化学式可以表示为
B.晶体中每个阳离子周围紧邻且距离相等的阳离子个数为12个
C.晶体的密度
D.晶胞沿面对角线的剖面图为
【答案】D
【知识点】离子晶体;晶胞的计算
【解析】【解答】A.由图可知,氧位于顶点和体心,数目为,铜位于晶胞体内,数目为4,则其化学式为,A正确;
B.若晶胞中其中1个Cu原子位于顶点,则晶胞中其余3个Cu原子位于面心,铜离子周围紧邻且距离相等的铜离子数为12个,B正确;
C.晶胞的质量,设晶胞的棱长为,则有,晶体的密度,C正确;
D.晶胞内部的四个铜离子在四个小正方体的体心交错排列,则晶胞沿面对角线的剖面图为,D错误;
故选D。
【分析】A.根据均摊法计算;
B.铜离子周围紧邻且距离相等的铜离子有12个;
C.根据计算;
D.晶胞内部的四个铜离子在四个小正方体的体心交错排列。
10.(2025·湖南模拟)以溶液、浓盐酸为腐蚀液,能将覆铜板上不需要的铜腐蚀。某小组对此反应过程进行探究。
资料:ⅰ.水溶液中:呈无色;呈黄色;呈棕色。
ⅱ.;CuCl为白色固体,难溶于水。
将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
实验 溶液a 现象
Ⅰ 溶液() 产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5h时铜粉剩余
Ⅱ 浓盐酸() 产生无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5h时铜粉剩余
Ⅲ 溶液()和浓盐酸() 溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉几乎无剩余
经检验,Ⅱ中产生的气体为,下列有关说法中不正确的是
A.Ⅰ中产生白色沉淀的过程可以描述为
B.将加到铜粉中,溶液变蓝,未检测到。证明的产生与、结合成,提高了Cu的还原性有关
C.对比实验Ⅰ、Ⅲ,分析实验Ⅲ中将溶液a加到铜粉中未产生白色沉淀的原因可能是Ⅲ中溶液的酸性太强,白色沉淀被溶解
D.实验Ⅱ、Ⅲ对比,实验Ⅱ中产生气泡,实验Ⅲ中无气泡,可能是在此条件下或的氧化性强于
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.实验I中往CuCl2溶液(1mol/L)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,发生了反应Cu+Cu2++2Cl =2CuCl,A正确;
B.加入5mol/L的与Ⅱ形成对比,无气体放出,该溶液中只有阴离子种类不同,其他条件相同,说明受到浓度的影响,与Cu+结合形成使Cu还原性增强,反应生成氢气,B正确;
C.浓度较大时,存在平衡:,而CuCl不与浓盐酸反应,因此白色沉淀CuCl不能稳定存在,并非是其酸性太强,C项错误;
D.实验Ⅱ、Ⅲ对比,源于被还原,当有存在时,未生成,可能是因为或氧化性强于,先于与Cu反应,D项正确;
故选C。
【分析】实验I:往CuCl2溶液(1mol/L)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,溶液蓝色变浅;
实验II:往浓盐酸(10mol/L)中加铜粉,生成氢气和[CuCl3]2-、然后生成[CuCl4]2-使溶液呈黄色、较长时间后生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色;
实验III:往CuCl2溶液(1mol/L)和浓盐酸(10mol/L)混合溶液中加铜粉,生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色,然后随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5h时铜粉几乎无剩余。
11.(2025·湖南模拟)乙烯被誉为石油化工的“龙头”,其衍生物占石化产品的75%以上。某化学兴趣小组模拟工业上乙烷分解制乙烯。恒温条件下,分别向体积为1L、2L、4L、8L的四个密闭容器(编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)中充入发生反应起始时容器Ⅰ中的压强为24MPa,10min后测得剩余的浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L、0.15mol/L、0.1mol/L,下列相关说法不正确的是
A.容器Ⅱ中的平均反应速率比容器Ⅲ快
B.容器Ⅰ和Ⅱ处于平衡状态,容器Ⅲ和Ⅳ尚未平衡
C.容器Ⅲ达到平衡时,以各物质分压表示的压强平衡常数
D.将容器Ⅳ压缩至1L,平衡后乙烷的转化率为50%
【答案】B
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;等效平衡
【解析】【解答】A.投入的反应物物质的量相同,容器Ⅱ的体积小,其反应物的浓度更大,反应速率更快,A正确;
B.10min内消耗(的物质的量分别为0.5mol、0.6mol、0.4mol、0.2mol,容器Ⅰ的体积最小,压强最大,但在10min内消耗的物质的量却不是最大,只有一种可能就是压强大导致平衡逆移,因此可以判断容器Ⅰ中10min时必然处于平衡状态,此时可以计算出其平衡常数,此时容器Ⅱ中,,因此容器Ⅱ中尚未平衡,B错误;
C.恒温条件下,Ⅲ中达到平衡后和Ⅰ中压强平衡常数相同,Ⅰ中达到平衡后,三种气体的物质的量均为0.5mol,此时的压强,各气体的分压均为12MPa,则分压平衡常数,C正确;
D.将容器Ⅳ体积压缩至1L,与容器Ⅰ中形成等效平衡,平衡后乙烷的转化率为=50%,D正确;
故选B。
【分析】A.浓度越大,反应速率越快;
B.计算平衡常数和浓度熵,当两者相等时,都处于平衡状态;
C.计算各物质分压,结合平衡常数表达式计算;
D.将容器Ⅳ压缩至1L,与容器Ⅰ是等效平衡。
12.(2025·湖南模拟)常温下,一元弱碱BOH的。在某体系中,和不能穿过隔膜,未电离的BOH分子可以自由穿过该膜(如图所示)。设,且隔膜两侧的溶液体积相同,使其达到平衡,下列相关叙述不正确的是(已知:)
A.溶液Ⅰ中BOH的电离程度比溶液Ⅱ中大
B.溶液Ⅱ中BOH的电离度
C.撤去隔膜使溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合,所得溶液的pH约为12.7
D.向溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固体,重新平衡后,溶液Ⅱ的pH也将增大
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.BOH是碱,溶液Ⅰ中加入酸,促进BOH电离;溶液Ⅱ中加入碱,抑制BOH电离,因此溶液Ⅰ中BOH的电离程度比溶液Ⅱ中大,A正确;
B.对于溶液Ⅱ,,代入,则有,则,B正确;
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合的过程中,会发生酸碱中和,不能按照两个碱溶液混合进行计算,C错误;
D.溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固体,抑制BOH的电离,BOH浓度增大,进入溶液Ⅱ中,导致Ⅱ中BOH增大,浓度增大,pH增大,D正确;
故选C。
【分析】A.BOH是弱碱,酸能促进其电离,碱抑制其电离;
B.结合计算;
C.该过程中还会发生酸碱中和;
D.加入NaOH固体抑制BOH的电离。
13.(2025·湖南模拟)亚硫酰氯的化学式为,熔点为,沸点为,常温下是一种无色或黄色有气味的液体,有强烈刺激性气味,可与苯、氯仿、四氯化碳等溶剂混溶,遇水剧烈水解,加热易分解,主要用于制造酰基氯化物,还用于农药、医药、染料等的生产。某化学兴趣小组计划用如图所示的装置制备少量(加持装置已略去),生成的反应为,回答下列问题:
(1)的VSEPR模型名称为   ;价层电子总数和原子总数均相等的两种微粒(分子或离子)称为等电子体,写出分子的一个等电子体:   。
(2)装置a的名称是   ,其中装有   可以防止产物水解并除去未反应的气体,避免污染环境。
(3)由亚硫酸钠和浓硫酸制取时,一般采用70%左右的浓硫酸的原因是   。
(4)装置A和C中的浓硫酸,除了起干燥气体和防止生成的产物水解的作用外,还有   的作用。
(5)装置D的作用是   ,装置E中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为   。
(6)将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热可制得无水,原因为   (用化学方程式表示)。
【答案】(1)四面体形;或等均可
(2)球形干燥管;碱石灰
(3)质量分数过大,难电离出氢离子,质量分数小,电离出的氢离子浓度小,都不利于反应,70%左右的浓硫酸中,氢离子浓度较大,有利于反应进行
(4)观察气体流速
(5)吸收中的HCl气体;
(6)
【知识点】制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)SOCl2中S原子上的孤对电子数,价层电子对数为4,因此VSEPR模型名称为四面体形,SOCl2的等电子体有等;
(2)a为球形干燥管;尾气的主要成分为SO2和Cl2溶于水可以用碱石灰吸收。
(3)硫酸质量分数过大难电离出H+,质量分数小电离出的H+浓度小,都不利于反应,70%左右的硫酸具有较强吸水性,且H+浓度大,有利于反应进行以及SO2的扩散;
(4)浓硫酸可以干燥气体,防止水解,同时还可以观察气体流速;
(5)D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反应为,HCl中只有部分HCl起还原剂作用,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(6)SOCl2可以与的结晶水反应生成HCl从而防止水解,加热SOCl2和混合物可以得到无水,反应的化学方程式为。
【分析】装置E中用浓盐酸和高锰酸钾发生制得氯气,浓盐酸易挥发,制得的氯气中含有HCl杂质,用饱和食盐水除去氯气中的HCl杂质, 遇水剧烈水解,因此装置C中用浓硫酸干燥氯气,装置A中用浓硫酸干燥SO2,干燥后的SO2和氯气通入装置B,发生反应 制得 ,球形干燥管a中盛放碱石灰,吸收空气中的水蒸气,防止其进入装置B中。
(1)SOCl2中S原子上的孤对电子数,价层电子对数为4,因此VSEPR模型名称为四面体形,SOCl2的等电子体有等;
(2)a为球形干燥管;尾气的主要成分为SO2和Cl2溶于水可以用碱石灰吸收。
(3)硫酸质量分数过大难电离出H+,质量分数小电离出的H+浓度小,都不利于反应,70%左右的硫酸具有较强吸水性,且H+浓度大,有利于反应进行以及SO2的扩散;
(4)浓硫酸可以干燥气体,防止水解,同时还可以观察气体流速;
(5)D装置中的饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反应为,HCl中只有部分HCl起还原剂作用,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(6)SOCl2可以与的结晶水反应生成HCl从而防止水解,加热SOCl2和混合物可以得到无水,反应的化学方程式为。
14.(2025·湖南模拟)金红石是一种重要的钛矿石,具有较高的稳定性和化学惰性,其主要成分为,还含有少量Fe、Cr的氧化物。金属钛具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。工业上常采用氯化法和还原法相结合的工艺来制备金属钛。工艺流程如下:
(1)Ti原子的价层电子轨道排布式为   。
(2)金红石粉碎后遇浓硫酸加热酸浸,转化成了,加入大量水,水解成,水解过程的化学方程式为   。
(3)若氯化过程产生等物质的量的CO和,则该过程发生反应的化学方程式为   。
(4)还原过程用金属镁在高温下还原得到金属Ti.
①还原过程需在   气氛中进行(填字母)。
a.氩气 b. c. d.空气
②下列金属冶炼常用的方式和上述过程相似的是   (填字母)。
a.Al b.Fe c.Na d.Pt
③钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图1所示,工业中实际生产选择左右进行,请解释原因:   。
(5)如图2是“碳中和”反应在钛的氧化物催化作用下的反应基理,该过程的总反应可以表示为   。
(6)四卤化钛熔点如下表所示,利用物质结构的知识解释熔点变化的原因:   。
物质
熔点/℃ 377 -25 38 150
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)a;b;800℃时,转化率低;和的转化率相当,时能耗太高
(5)
(6)为离子晶体,熔点较高,都是分子晶体,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增大,熔点逐渐升高
【知识点】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)Ti的价层电子排布式为3d24s2,故价层电子轨道排布式为

(2)依题水解生成,水解方程式为;
(3)水解后的经煅烧得到TiO2,再与C、Cl2发生氧化还原反应生成TiCl4、CO、CO2,反应的化学方程式为;
(4)①Mg与氧气、氮气、二氧化碳均反应,故还原过程应在氩气氛围中进行;
②Mg还原TiCl4制Ti,属于热还原法,Fe也是用热还原法制备;Na、Al等活泼金属用电解法,Pt、Au等不活泼金属用富集法制备;
③800℃的提取率低,1000℃与1500℃提取率很高而且相差不大,故选择1000℃,可以节约生产成本;
(5)根据反应机理图可知,在催化剂作用下甲醇和二氧化碳转化甲酸甲酯、甲醛和水,总反应方程式为;
(6)TiF4是离子晶体,其余为分子晶体。离子晶体熔点较高,分子晶体熔点低,且分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高。
【分析】金红石 主要成分为,还含有少量Fe、Cr的氧化物 ,粉碎增大反应物的接触面积,使金红石能充分浸出,加入浓硫酸酸浸,过滤除去滤渣,滤液中主要含TiOSO4、Fe2 (SO4)3,加入大量水使TiOSO4水解,过滤后得到胶状;经煅烧得到TiO2,向TiO2中加入焦炭和氯气氯化生成TiCl4,冷却精馏得到纯净的TiCl4,加入Mg还原TiCl4得到单质Ti。
(1)Ti的价层电子排布式为3d24s2,故价层电子轨道排布式为;
(2)依题水解生成,水解方程式为;
(3)水解后的经煅烧得到TiO2,再与C、Cl2发生氧化还原反应生成TiCl4、CO、CO2,反应的化学方程式为;
(4)①Mg与氧气、氮气、二氧化碳均反应,故还原过程应在氩气氛围中进行;
②Mg还原TiCl4制Ti,属于热还原法,Fe也是用热还原法制备;Na、Al等活泼金属用电解法,Pt、Au等不活泼金属用富集法制备;
③800℃的提取率低,1000℃与1500℃提取率很高而且相差不大,故选择1000℃,可以节约生产成本;
(5)根据反应机理图可知,在催化剂作用下甲醇和二氧化碳转化甲酸甲酯、甲醛和水,总反应方程式为;
(6)TiF4是离子晶体,其余为分子晶体。离子晶体熔点较高,分子晶体熔点低,且分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高。
15.(2025·湖南模拟)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是目前大规模制取氢气的方法。
(1)标准摩尔生成焓是指在标准大气压下,由最稳定的单质生成1mol该物质的反应焓变。已知、、的标准摩尔生成焓分别是、、,则上述反应的焓变   。
(2)某化工厂在实验室模拟该反应过程,在容积不变的密闭容器中将2.0molCO和混合加热到发生上述反应。
①下列条件能说明反应已经达到平衡状态的是   (填字母)。
A.体系的总压强不再改变 B.CO和的浓度之比不再变化
C. D.和的浓度之比不再变化
②上述反应达到平衡时CO的转化率为,该温度下的平衡常数为   。若此时再向容器中充入和,平衡将   (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),判断的理由是   。
③在生产中,欲提高反应的速率,同时提高CO的转化率,下列措施可行的是   (填字母)。
A.升高温度 B.及时分离出 C.增加水蒸气的投入量
D.增大体系压强 E.增大CO的投入量
(3)实验发现其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数,对比实验的结果如图1所示。
请解释图中体积分数变化的原因:   。
(4)以氢氧燃料电池为电源,以丙烯腈为原料电解制备己二腈的装置简图如图2所示。图中交换膜2为阳离子交换膜,通入丙烯腈电极的电极反应为   ,应从   (填“电极a”或“电极b”)通入。
【答案】(1)
(2)B;1;逆向移动;,平衡逆移;C
(3)CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大
(4);电极a
【知识点】化学平衡常数;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据标准摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和,故;
(2)①A.反应为气体物质的量不变的反应,压强为恒量,故压强不变不能作为判断的依据,A项错误;
B.CO和起始投入量之比为,消耗量比为,反应过程中物质的量比值会有变化,比值不变可以作为判断的依据,B项正确;
C.消耗CO和生成都是正反应,速率相同不能证明正、逆反应速率相等,C项错误;
D.无论平衡与否,生成和的浓度始终相等,D项错误;
故选B;
②CO的转化率为80%,即消耗CO1.6mol。据此列出三段式:
,再充入1mol和,计算,故平衡逆向移动。
③A.升高温度,平衡逆移,CO转化率减小,A项错误;
B.及时分离出,平衡正移,但反应速率未增加,B项错误;
C.增加水蒸气的量,反应速率增大,平衡正移,CO的转化率增大,C项正确;
D.增大压强,平衡不移动,CO的转化率不变,D项错误;
E.增大CO的投入量,CO的转化率减小,E项错误;
故选C;
(3)由图可知,CaO可以增大H2的体积分数,且CaO的颗粒越小,H2体积分数越大,因为CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈为还原反应,碳元素化合价降低得电子,电解液为稀硫酸,电极反应为,反应得电子,在阴极上发生,氢氧燃料电池中通入的一极为负极,连接电解池的阴极,因此应通入电极a。
【分析】(1)标准摩尔生成焓是指在标准大气压下,由最稳定的单质生成1mol该物质的反应焓变,则反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和;
(2)①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;
②列出反应的三段式,结合平衡常数表达式计算;
③化学平衡移动的具体内容为: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,同时浓度、压强、温度等也能影响反应速率;
(3) CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加 ;
(4)丙烯腈生成己二腈的过程发生还原反应,氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为负极。
(1)根据标准摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于生成物的生成焓之和减去反应物的生成焓之和,故;
(2)①A.反应为气体物质的量不变的反应,压强为恒量,故压强不变不能作为判断的依据,A项错误;
B.CO和起始投入量之比为,消耗量比为,反应过程中物质的量比值会有变化,比值不变可以作为判断的依据,B项正确;
C.消耗CO和生成都是正反应,速率相同不能证明正、逆反应速率相等,C项错误;
D.无论平衡与否,生成和的浓度始终相等,D项错误;
故选B;
②CO的转化率为80%,即消耗CO1.6mol。据此列出三段式:
,再充入1mol和,计算,故平衡逆向移动。
③A.升高温度,平衡逆移,CO转化率减小,A项错误;
B.及时分离出,平衡正移,但反应速率未增加,B项错误;
C.增加水蒸气的量,反应速率增大,平衡正移,CO的转化率增大,C项正确;
D.增大压强,平衡不移动,CO的转化率不变,D项错误;
E.增大CO的投入量,CO的转化率减小,E项错误;
故选C;
(3)由图可知,CaO可以增大H2的体积分数,且CaO的颗粒越小,H2体积分数越大,因为CaO吸收使减小,平衡正移,的体积分数增加,纳米CaO颗粒更小,表面积更大,使反应速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈为还原反应,碳元素化合价降低得电子,电解液为稀硫酸,电极反应为,反应得电子,在阴极上发生,氢氧燃料电池中通入的一极为负极,连接电解池的阴极,因此应通入电极a。
16.(2025·湖南模拟)阿斯巴甜(G)是一种广泛使用的非糖类甜味食品工业的添加剂。它具有高甜度的特性,大约是蔗糖的200倍,因此只需少量就能产生甜味,同时具有含热量极低的优点。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如下:
已知:。
根据上述合成路线回答下列问题:
(1)物质A的化学名称是   。
(2)A→B的反应类型是   。
(3)物质C与M()中,酸性较强的是   (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有   个手性碳原子,写出其中含氮官能团的名称   。
(5)写出D→E的化学方程式:   。
(6)H是C的同分异构体,符合下列条件的H共有   种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液显紫色 ②能发生银镜反应和水解反应 ③苯环上有四个取代基
其中核磁共振显示氢原子个数比为的是   (写出一种即可)。
(7)参照上述路线,写出由丙酮和甲醇合成有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路线(其他无机试剂任选)   。
【答案】(1)苯乙醛
(2)加成反应
(3)C
(4)2;氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16;或
(7)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;醛类简介;醛的化学性质
【解析】【解答】(1)由A的结构简式可知,A的名称为苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反应类型为加成反应;
(3)C中羧基相邻碳原子上连有为吸电子基团,使羧基中O-H键极性增大,酸性增强,故C的酸性更强;
(4)连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中含有两个手性碳原子,如图,含氮官能团为氨基和酰胺基;
(5)D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇酯化生成E,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(6)能与氯化铁溶液显紫色、能发生银镜反应和水解反应,则结构中必含有酚羟基和甲酸酯结构,苯环上有四个取代基则剩余两个基团应为甲基。若苯环上只有两个甲基和一个酚羟基,则变换位置共有6种,再加入甲酸酯的结构,共有种。当两个甲基处在间位时,存在两种是重复的,则符合要求的同分异构体共有16种;符合核磁共振氢谱显示氢原子个数比为的为或。
(7)丙酮与HCN发生亲核加成,水解后可以得到,浓硫酸条件下发生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯,在一定条件下发生加成聚合即得PMMA,合成路线为。
【分析】与HCN反应生成B,B在酸性条件下水解得到C,结合C的结构简式可知,B的结构简式为,C与氨气发生类似 的反应得到D,则D的结构简式为,在甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成E,则E的结构简式为,E和F发生取代反应生成G。
(1)由A的结构简式可知,A的名称为苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反应类型为加成反应;
(3)C中羧基相邻碳原子上连有为吸电子基团,使羧基中O-H键极性增大,酸性增强,故C的酸性更强;
(4)连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子,G中含有两个手性碳原子,如图,含氮官能团为氨基和酰胺基;
(5)D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇酯化生成E,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(6)能与氯化铁溶液显紫色、能发生银镜反应和水解反应,则结构中必含有酚羟基和甲酸酯结构,苯环上有四个取代基则剩余两个基团应为甲基。若苯环上只有两个甲基和一个酚羟基,则变换位置共有6种,再加入甲酸酯的结构,共有种。当两个甲基处在间位时,存在两种是重复的,则符合要求的同分异构体共有16种;
符合核磁共振氢谱显示氢原子个数比为的为或。
(7)丙酮与HCN发生亲核加成,水解后可以得到,浓硫酸条件下发生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯,在一定条件下发生加成聚合即得PMMA,合成路线为。
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