【精品解析】山东省名校考试联盟2024-2025学年高三下学期3月高考模拟考试 化学试题

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山东省名校考试联盟2024-2025学年高三下学期3月高考模拟考试 化学试题
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·山东模拟)山东历史文化底蕴深厚、地理位置优越、物产丰富,下列说法错误的是
A.临沂大青山锰矿含大量氧化锰,可用铝热法冶炼
B.龙山文化遗址的蛋壳黑陶高柄杯,可用黏土经一系列物理变化制得
C.潍坊风筝骨架材料可用竹篾制作,竹篾主要成分为纤维素
D.东营黄河三角洲的形成与胶体聚沉有关
2.(2025·山东模拟)物质性质决定用途,两者对应关系错误的是
A.FeO为黑色粉末状固体,可用于制作打印机的墨粉
B.具有良好的光学性能,可用于制作光导纤维
C.受到撞击时能迅速产生大量,可用于汽车安全气囊的气体发生剂
D.抗坏血酸具有还原性,可用作水果罐头中的抗氧化剂
3.(2025·山东模拟)下列化学用语正确的是
A.的系统命名:2-甲基-3-苯基丙酸
B.邻羟基苯甲醛中的氢键可以表示为
C.天然橡胶的反式结构简式为
D.分子中键的形成
4.(2025·山东模拟)下列描述错误的是
A.的VSEPR模型为正八面体 B.:大于;
C.是含有极性键的极性分子 D.1mol金刚砂中含有4molσ键
5.(2025·山东模拟)硫化氢()是一种有毒气体,常用纯碱溶液吸收法、高锰酸钾溶液氧化脱除法、活性炭吸附氧化法脱除。表面喷淋水的活性炭可用于吸附再氧化,其原理如图表示。下列说法错误的是
已知:高锰酸钾在酸性条件下的还原产物为,弱碱性条件下为。
A.纯碱溶液吸收处理,不能说明酸性强于
B.弱碱条件下,高锰酸钾溶液处理的离子方程式为
C.表面喷淋水法活性炭吸附氧化处理过程中,水体pH不变
D.适当增大活性炭表面水膜的pH,可以提高的氧化去除率
6.(2025·山东模拟)下列图示实验中,能达到实验目的的是
用二氧化锰和浓盐酸制氯气 比较非金属性:
灼烧海带 分离苯酚和水
A.A B.B C.C D.D
7.(2025·山东模拟)由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大。下列说法正确的是
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X原子采取sp3杂化,Y原子采取sp杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
8.(2025·山东模拟)一种利胆药物M的结构如图所示,下列关于M的说法错误的是
A.不含手性碳原子
B.除H原子外其他原子可能共平面
C.1mol该物质最多与4mol发生加成反应
D.通过红外光谱可确定该分子中含有11种氢原子
9.(2025·山东模拟)乙硼烷()是一种典型的缺电子化合物,其分子结构如图所示,两个硼原子通过B—H—B桥键连接,标记为化学键②。下列说法错误的是
已知:化学键①(B—H键)为“二中心二电子键”,可表示为“2c—2e”。
A.含有两种不同环境的氢原子
B.硼原子的杂化方式为杂化
C.化学键②可表示为“3c—4e”
D.氢原子可形成桥键的原因可能是1s轨道为球形,成键无方向性
10.(2025·山东模拟)向饱和溶液(有足量固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,总反应为。平衡时、分布系数与pH的变化关系如图所示(其中M代表、或)。比如,。
已知。
下列说法正确的是
A.曲线II表示的变化关系
B.时,溶液中
C.总反应的平衡常数
D.时,
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2025·山东模拟)下列实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 向苯酚浊液中加入足量碳酸钠溶液 溶液变澄清
B 向淀粉溶液中加入适量稀硫酸加热,冷却后加入NaOH溶液至碱性,再滴加少量碘水 溶液不变蓝 淀粉完全水解
C 用洁净的铂丝在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取某溶液,进行焰色试验 火焰呈黄色 该溶液为钠盐溶液
D 一段时间后,分别取铁电极附近溶液于2支试管中,均滴加铁氰化钾溶液 甲池的出现蓝色沉淀,乙池的无明显现象 相同介质中,负极的腐蚀速率大于阴极的腐蚀速率
A.A B.B C.C D.D
12.(2025·山东模拟)己二酸是工业上最有应用价值的脂肪族二元羧酸。我国科学家合成了四氧化三钴/石墨炔()复合电催化剂,利用该催化剂实现了己二酸的高效绿色制备,工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.a极电势高于b极
B.制备己二酸的电极反应式为
C.该装置工作一段时间后,b极区需补充水
D.该装置工作中至少涉及三种能量转化形式
13.(2025·山东模拟)ZnS俗称荧光粉,在光电领域有重要应用,利用含锌硅酸盐矿(,还含有CuO、、)为原料制备ZnS和高纯镓的工艺流程如下,下列说法错误的是
已知:①镓及其化合物性质类似于铝,溶液中的氯离子会影响镓电解析出;
②;
③时,开始溶解;时,。
A.“滤渣1”的主要成分为
B.“电解”操作中,阴极电极反应式为
C.金属A为Zn,目的是置换
D.“沉铁”的离子反应为
14.(2025·山东模拟)某化学兴趣小组探究Cu被氧化的产物,实验记录如下:
编号 实验操作 实验现象
实验I 极少量的溶解,溶液变为浅红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为浅红色
实验II 完全溶解,溶液为深红棕色;红色的铜粉快速溶解,充分反应后,溶液仍为深红棕色
实验III 深红棕色溶液加后分层,下层溶液显紫红色,上层溶液无色;无色溶液中滴加浓氨水,无明显现象,静置一段时间后溶液变为深蓝色
已知:①易溶于KI溶液,发生反应(红棕色),和氧化性几乎相同;
②(蓝色);(无色);(无色)易被空气氧化。
下列说法错误的是
A.根据实验I中白色沉淀可知,Cu能被氧化为
B.根据实验I和II可知,实验I中Cu溶解速率慢的可能原因是CuI覆盖在Cu表面,降低Cu与溶液接触面积
C.实验III中加入的目的是除去(或),防止干扰后续实验
D.通过上述实验可知,在一定条件下Cu能被氧化为和
15.(2025·山东模拟)一定温度下,向体积均为1L的刚性容器中,分别充入4molHCl和1mol,发生反应: ,在绝热或恒温条件下发生上述反应,测得体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线甲表示绝热条件下发生的反应
B.该反应的逆反应在低温下自发进行
C.b点时的平衡常数小于
D.b点逆反应速率大于c点逆反应速率
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(2025·山东模拟)全固态电池在性能和稳定性上具有良好的前景,是顺应全球能源转型和需求的新型电池,某固态电池的固体电解质由Li、铌(Nb)、Cl和O元素组成。回答下列问题:
(1)基态O原子价电子的空间运动状态有   种,V与Nb同一副族,与V同周期且基态原子核外的单电子数与V相同的元素还有   种。
(2)二氯二茂铌广泛应用于化工、医药等行业,其中为典型的三齿配体,则二氯二茂铌中存在的化学键有   (填标号),中心原子的配位数为   ,物质中含有的大键,可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键可表示为   ,二氯二茂铌熔点低于的原因为   。
a.离子键   b.共价键   c.配位键   d.氢键   e.金属键
(3)由Li、铌(Nb)、Cl和O元素组成的固态电解质,具有强稳定性,其四方晶胞沿x轴和z轴的投影如图所示,晶胞参数分别为anm、anm、cnm,随着迁入和迁出晶胞,晶胞参数不发生改变。
①若固体电解质中Nb的化合价为+5价,该电解质化学式为   ,放电过程中随着迁入,Nb化合价将   (填“升高”“降低”或“不变”);
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,晶体的密度为   (设为阿伏加德罗常数的值;用含、a、c的计算式表示)。
17.(2025·山东模拟)总丹参酮是从中药丹参中提取的治疗冠心病的新药,其衍生物K的合成路线如下:
已知:①RCOOR'RCH2OH+R'OH;

回答下列问题:
(1)F中含氧官能团名称为   。
(2)下列说法正确的是   。
a.C→E的反应类型为加成反应   b.B和E均能使酸性溶液褪色
c.沸点顺序:     d.化合物F为顺式结构
(3)DMP是一种含碘化合物,其化学式可以简写为(是一种阴离子),反应生成,写出J→K的化学方程式   。
(4)制备G的过程中会生成与G互为同分异构体的副产物G',G'的结构简式为   (不考虑立体异构)。
(5)在一定条件下还原得到化合物M(),写出所有符合下列条件的M的同分异构体的结构简式   。
①能发生银镜反应
②遇溶液显紫色
③核磁共振氢谱显示有四组峰,且面积比为
(6)总丹参酮的另一种衍生物为丹参酮ⅡA,合成过程中有如下转化。已知X含三种官能团,不与金属Na反应放出,丹参酮ⅡA分子中所有与氧原子连接的碳原子均为杂化。
写出X的分子式   ,丹参酮IIA的结构简式   。
18.(2025·山东模拟)常用于电极材料,工业利用制备产生的废渣[含、、、、等]和有机合成废旧还原剂(含、)合成电池级流程如图所示:
已知:①发生水解;②为难溶于水的黑色沉淀;③当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全;③常温下,几种沉淀的如下表所示:
回答下列问题:
(1)“加热除钛”操作中加入铁粉的目的是   ,“滤渣I”经脱水处理后,在电弧炉中高温加热可与、碳粉(稍过量)反应制备导电陶瓷材料(),写出制备的化学方程式   。
(2)“净化”操作时,若溶液体积为200mL,为,其他金属阳离子浓度为,为了达到流程目的,加入NaF物质的量至少为   mol。
(3)“氧化I”操作时,若加入速率过快,会导致用量大幅增大,其原因是   ,“氧化II”操作中发生反应的离子方程式为   。
(4)、与足量NaOH溶液反应生成、,则有机废旧还原剂中含、属于   盐(填“酸式”“碱式”或“正”),“沉铁”操作中如果体系pH值过高或过低,均导致产量降低,pH过低导致产量降低的原因是   。“沉铁”后的余液中含有大量的,溶解度与温度关系如图所示,从余液中提取的操作是   。
19.(2025·山东模拟)某学生实验小组用如图所示简易装置测定101kPa、298K下的气体摩尔体积。塑料注射器活塞摩擦力大,玻璃注射器活塞摩擦力小,可忽略不计。已知:双氧水分解是放热反应。
实验步骤:
①检查装置的气密性后,向注射器筒中加入少量二氧化锰颗粒(固体体积忽略不计);
②打开止水夹,将20mL玻璃注射器活塞推到0刻度处,关闭止水夹;
③缓缓推动5mL注射器活塞,向注射器筒内注入1mL3%双氧水(密度约为);
④充分反应后,……,读取玻璃注射器中的气体体积为12.3mL。
回答下列问题:
(1)步骤①中加入少量二氧化锰就能达到实验目的,其原因是   ,产生氧气的物质的量为   mol(保留2位有效数字)。
(2)步骤④中省略的操作步骤为   ,101kPa、298K下气体摩尔体积为   (保留3位有效数字)。
(3)若反应器中不再产生气泡,立即读取玻璃注射器中的气体体积,则测定的101kPa、298K下的氧气的气体摩尔体积   (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)另一化学实验小组提出分解与浓度密切相关,随着浓度降低分解速率降低,当浓度低于一定程度,不再发生分解,同时其浓度随着放置时间也会发生改变。因此提出新的实验方案:
I.利用排水法收集VmL101kPa、298K下的氧气,将其缓慢通入稍过量碱性悬浊液,反应生成;
II.向反应后悬浊液加入稍过量KI溶液,再加硫酸酸化,在暗处静置5min,将其配成500mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,然后加入几滴淀粉试液,用标准溶液滴定生成的()。
①配成500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、   ,则达到滴定终点时消耗溶液的体积为amL,则101kPa、298K下气体摩尔体积为   ;
②下列操作导致101kPa、298K下气体摩尔体积偏大的是   (填标号)。
a.步骤I中,氧气通入速率太快
b.步骤II中,配制500mL溶液时,仰视定容
c.步骤II中,滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡
20.(2025·山东模拟)甲烷催化氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题,其涉及的反应如下:
反应I.
反应II.
已知:①的选择性;②:用平衡分压代替平衡浓度计算;分压总压物质的量分数。
回答下列问题:
(1)反应III:的   ,反应III能够自发进行的原因是   。
(2)向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为、温度为TK条件下发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,则的选择性为   ,反应I的分压表示的平衡常数   (用含代数式表示),若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,则分压将   (填“增大”“减小”或“不变”),将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)向刚性容器中,充入4mol和2mol,分别在催化剂A、催化剂B作用下发生反应I、反应II,反应tmin时测得转化率、选择性与温度关系如图所示:
①在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是   (填“X”或“Z”);
②在催化剂B的作用下,曲线Q随温度升高逐渐降低的可能原因是   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;金属冶炼的一般原理;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A、铝的还原性强于锰,高温下铝可通过铝热反应将氧化锰中的锰置换出来,该反应为氧化还原反应且放热,能使生成的锰熔化流出,A正确;
B、蛋壳黑陶高柄杯的制作涉及黏土的成型(物理变化)和烧制(化学变化,有新物质生成),并非仅物理变化,B错误;
C、竹篾的主要成分是纤维素,这是植物纤维的典型成分,C正确;
D、黄河水中的胶体粒子与海水中的电解质相遇,发生胶体聚沉,从而形成黄河三角洲,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要在于对物理变化和化学变化的判断。
选项 B 中,蛋壳黑陶高柄杯的制作过程,黏土烧制环节会发生复杂的化学变化(如物质的分解、化合等,有新物质生成),并非仅由物理变化完成,容易因忽略陶瓷烧制中的化学变化而误判该选项。
2.【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、打印机墨粉需要黑色且具有磁性的物质,实际使用的是 Fe3O4,而非 FeO,FeO 不具备墨粉所需的关键性质,A错误;
B、SiO2具有优良的光学性能,能高效传导光信号,因此可用于制造光导纤维,B正确;
C、NaN3在受到撞击时会快速分解产生大量 N2,能迅速填充安全气囊,适合作为汽车安全气囊的气体发生剂,C正确;
D、抗坏血酸(维生素 C)因具有还原性,能阻止水果罐头中的成分被氧化,可作为抗氧化剂使用,D 正确;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点在于对铁的氧化物性质与用途的混淆。
选项 A 中,容易误将用于制作打印机墨粉的 Fe3O4(具有磁性的黑色固体)与 FeO(氧化亚铁)混淆,忽略了 FeO 不具备墨粉所需的磁性等关键性质,从而导致判断错误。
3.【答案】A
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;含有氢键的物质;有机化合物的命名
【解析】【解答】A、该有机物( )含羧基(-COOH),命名时以羧基相连的碳原子为 1 号碳,依次编号。2 号碳连甲基(-CH3),3 号碳连苯基(-C6H5),系统命名为 2 - 甲基 - 3 - 苯基丙酸,A正确;
B、氢键形成条件是 “与 N、O、F 相连的 H” 与另一分子的 N、O、F 结合。邻羟基苯甲醛中,虚线右侧的 H 连在 C 上,不满足条件,无法形成图示氢键,B错误;
C、天然橡胶的结构中,双键两端的 - CH2- 位于双键同侧,属于顺式结构,而非反式结构,C错误;
D、N2分子的 σ 键由 p 轨道 “头碰头” 重叠形成,图示为 “肩并肩” 重叠(形成 π 键),D错误;
故答案为:A。
【分析】 A.以羧基碳为 1 号碳,按主链碳原子编号,结合取代基位置判断命名是否正确。
B.依据 “与 N、O、F 直接相连的 H” 这一氢键形成条件,分析图示是否成立。
C.根据天然橡胶双键两侧 - CH2- 的位置(同侧为顺式),判断结构简式是否正确。
D.区分 N2分子中 σ 键(头碰头重叠)和 π 键(肩并肩重叠)的轨道重叠方式,判断图示是否为 σ 键。
4.【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子晶体(共价晶体);极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、SF6中 S 原子的价层电子对数为 6,杂化类型为 sp3d2,对应的 VSEPR 模型为正八面体,A正确;
B、SO42-中 S 原子价层电子对数为 4(sp3 杂化),另一粒子中 S 原子价层电子对数为 3(sp2 杂化)。sp3 杂化轨道的成键电子对排斥力小于 sp2, 则:小于, B错误;
C、O3中中心 O 原子为 sp2 杂化,含 1 对孤电子对,O-O 键是极性键,分子正负电中心不重合,属于极性分子,C正确;
D、金刚砂(SiC)是共价晶体,每个原子与 4 个相邻原子形成 σ 键,用均摊法计算,1mol SiC 中含 4mol σ 键,D正确;
故答案为:B。
【分析】A.通过计算 SF6中 S 原子的价层电子对数(6),确定杂化类型(sp3d2),进而判断 VSEPR 模型为正八面体。
B.分别计算 SO42-和另一粒子中 S 原子的价层电子对数,确定杂化类型(sp3 和 sp2),根据杂化轨道的成键电子对排斥力差异,判断参数大小关系。
C.分析 O3中中心 O 原子的杂化类型(sp2)和孤电子对情况,结合 O-O 键的极性,判断分子极性。
D.明确金刚砂(SiC)的共价晶体结构,利用均摊法计算 1mol SiC 中 σ 键的数目。
5.【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A、纯碱溶液吸收 H2S 时,H2S 可能与 CO32-反应生成 HCO3-,无法直接说明 H2S 酸性强于 H2CO3,A正确;
B、弱碱条件下,KMnO4的还原产物为 MnO2,H2S 被氧化为 S,结合得失电子守恒和电荷守恒,离子方程式为 2MnO4-+3H2S=2MnO2↓+3S↓ +2OH-+2H2O,B正确;
C、表面喷淋水的活性炭吸附氧化过程中,涉及 H+、OH-的消耗与生成以及水的生成,水体 pH 会发生变化,C错误;
D、适当增大水膜 pH,OH-浓度增大,促使 H2S H++HS-平衡正向移动,H2S 的氧化去除率提高,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.纯碱吸收 H2S 时,产物可能是 HCO3-,据此判断无法直接比较 H2S 与 H2CO3的酸性强弱。
B.明确弱碱条件下 KMnO4的还原产物(MnO2)和 H2S 的氧化产物(S),结合得失电子、电荷守恒书写离子方程式。
C.分析活性炭吸附氧化过程中 H+、OH-及水的变化,判断水体 pH 是否改变。
D.依据 H2S 的电离平衡,分析 pH 增大对 H2S 去除率的影响。
6.【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、二氧化锰(MnO2)与浓盐酸反应制取氯气(Cl2)的化学方程式为
MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应需要加热才能发生。同时,启普发生器适用于 “块状固体与液体不加热” 的反应,而 MnO2是粉末状固体,无法在启普发生器中实现 “随开随用、随关随停” 的控制, A不能达到实验目的;
B、要比较非金属性 N > C > Si,需通过 “最高价氧化物对应水化物的酸性强弱” 来判断(酸性越强,非金属性越强)。实验中硝酸(HNO3)与碳酸钠(Na2CO3)反应生成二氧化碳(CO2),可说明硝酸酸性强于碳酸,即非金属性 N > C;但硝酸具有挥发性,挥发的 HNO3蒸气会随 CO2进入硅酸钠(Na2SiO3)溶液,与 Na2SiO3反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀,干扰 “碳酸与硅酸酸性比较” 的实验,因此需在锥形瓶和试管之间添加盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶(除去挥发的 HNO3),B不能达到实验目的;
C、灼烧海带需要在坩埚中进行(坩埚耐高温,适合固体的高温灼烧),而蒸发皿主要用于 “蒸发溶液、浓缩结晶”,因此 C 装置的仪器选择错误,C不能达到实验目的;
D、常温下,苯酚在水中的溶解度较小,与水混合后形成乳浊液,静置后会分层(苯酚层和水层)。分液漏斗可用于分离互不相溶的液体混合物,因此通过分液操作能分离苯酚和水,D装置能达到实验目的;
故答案为:D。
【分析】A.关注反应条件(需加热)和固体状态(MnO2为粉末),判断启普发生器是否适用。
B.明确硝酸的挥发性,分析其对 “碳酸与硅酸酸性比较” 的干扰,判断是否需除杂装置。
C.区分 “灼烧固体” 和 “蒸发溶液” 的仪器(坩埚 vs 蒸发皿),判断仪器选择是否正确。
D.依据苯酚与水的溶解性(常温形成乳浊液、静置分层),判断分液操作是否可行。
7.【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、C 和 S 基态原子的未成对电子数均为 2,故 X=Q,A错误;
B、非金属性 O<F,因此气态氢化物的稳定性H2O<HF,B错误;
C、X(C)形成 4 个共价键,采取 sp3 杂化;Y(N)形成的共价键和孤电子对情况使其采取 sp3 杂化,并非 sp 杂化,C错误;
D、YM3是 NF3,YH3是 NH3。NF3中 F 的强吸电子效应使 N 的孤电子对离 N 较近,难给出;而 NH3中 N 的孤电子对易给出,故 NH3与 Cu2+配位能力更强,D正确;
故答案为:D。
【分析】观察结构式,X 均形成 4 个共价键,且原子序数较小,推测为C;
Z 均形成 2 个共价键,原子序数大于 X,推测为O;
M 均形成 1 个共价键,结合原子序数小于 Q,推测为F;
Q 形成 6 个共价键,推测为S;
该离子带 -1 价,多出的电子在 Y 上,Y 得 1 个电子后形成 2 个共价键,说明 Y 最外层有 5 个电子,推测为N。
8.【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;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、手性碳原子是连有 4 个不同原子或原子团的碳原子。观察分子结构,无此类碳原子,A正确;
B、苯环、碳碳双键均为平面结构,单键可旋转,醚键、酰胺基的单键旋转后也可共面,烃基的碳原子经单键旋转也能与平面结构共面,因此除 H 外其他原子可能共平面,B正确;
C、能与 H2加成的结构为苯环(3mol H2)、碳碳双键(1mol H2),酰胺基不与 H2加成,故 1mol 该物质最多与 4mol H2加成,C正确;
D、红外光谱用于识别官能团,而确定氢原子种类需用核磁共振氢谱。该分子的氢原子种类需通过核磁共振氢谱分析,并非红外光谱,D错误;
故答案为:D。
【分析】解题关键:
抓官能团:苯环、碳碳双键、酰胺基等是分析反应、结构的核心。
判手性碳:看是否有碳连 4 个不同原子 / 基团。
判共面:利用苯环、双键的平面性 + 单键可旋转的特性。
判加成量:仅苯环、碳碳双键与 H2加成,酰胺基不参与。
判波谱:红外辨官能团,核磁氢谱定氢原子种类。
9.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、分子中存在两种化学环境的 H(参与普通 B—H 键的 H 和参与 B—H—B 桥键的 H),故氢原子有两种不同环境,A正确;
B、每个 B 原子形成 4 个共价键(3 个常规 B—H 键、1 个 B—H—B 桥键),需 4 个杂化轨道,因此采取 sp3 杂化,B正确;
C、B—H—B 桥键涉及 3 个原子(2 个 B、1 个 H),电子数为 2,应表示为 “3c-2e”,而非 “3c-4e”,C错误;
D、H 的 1s 轨道是球形,成键无方向性,这是其能形成桥键的可能原因,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题易错点:
误判桥键电子数,错认为 B—H—B 桥键是 “3c - 4e”(实际是 “3c - 2e”)。
错判硼原子杂化方式(因形成 4 个键,应为 sp3 杂化,易误判为 sp2)。
对氢原子 1s 轨道球形、成键无方向性的成键特性理解不到位。
忽略分子中两种不同化学环境的氢原子。
10.【答案】B
【知识点】化学平衡常数;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】随pH增大,浓度减小,浓度先增后减,浓度增大,浓度减小。因此曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应、、、。
A、曲线Ⅱ代表pH的变化关系, ,A错误;
B、pH=2.77时,。结合电荷守恒和物料守恒,推导得。因pH=2.77时,故,B正确;
C、总反应平衡常数,而非,C错误;
D、pH=4时,根据物料守恒,,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题易错点主要有以下几点:
曲线含义判断错误:易混淆和对应的曲线,需结合pH变化时各物种浓度的变化趋势准确判断。
平衡常数计算失误:对总反应平衡常数与溶度积、电离常数的关系推导不清,容易错误计算指数导致结果偏差。
守恒关系应用不当:在分析pH=2.77的离子浓度关系时,若不能熟练结合电荷守恒和物料守恒,易忽略与的大小关系,从而判断错误。
离子浓度大小比较出错:pH=4时,若未结合物料守恒和曲线信息,易错误判断与的浓度大小顺序。
11.【答案】A,D
【知识点】化学实验方案的评价;原电池、电解池综合
【解析】【解答】A、苯酚浊液中加足量碳酸钠溶液,发生反应 ,溶液变澄清。该反应说明苯酚酸性强于,即,A正确;
B、淀粉水解后加至碱性,再滴加碘水。由于会与碘反应,即使有淀粉残留,溶液也可能不变蓝,因此无法判断淀粉是否完全水解,B错误;
C、焰色试验呈黄色,只能说明溶液含钠元素,可能是钠盐溶液,也可能是溶液(碱溶液),不能确定一定是钠盐,C错误;
D、甲池是原电池,作负极,发生反应 ,滴加铁氰化钾溶液出现蓝色沉淀;乙池是电解池,作阴极,无生成,滴加铁氰化钾溶液无现象。由此说明相同介质中,负极的腐蚀速率大于阴极的腐蚀速率,D正确;
故答案为:AD。
【分析】A.苯酚与碳酸钠反应生成 NaHCO3和 C6H5ONa,说明 Ka(C6H5OH) > Ka2(H2CO3)。
B.碱性条件下碘与 NaOH 反应,无法判断淀粉是否完全水解。
C.焰色黄仅说明含钠元素,不一定是钠盐(如 NaOH 溶液)。
D.原电池中 Fe 作负极生成 Fe2+(显蓝),电解池中 Fe 作阴极无 Fe2+(无现象),说明负极腐蚀速率大于阴极。
12.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、阳极电势高于阴极,故 a 极电势高于 b 极,A正确;
B、环己醇氧化为己二酸的电极反应为 C6H12O-8e-+3H2O=C6H10O4+8H+,B正确;
C、b 极反应为 2H++2e-=H2↑,a 极产生的 H+通过质子交换膜迁移至 b 极,迁移的 H+恰好参与 b 极反应,b 极区水未消耗,无需补充,C错误;
D、装置涉及太阳能到电能、电能到化学能,还伴随热能转化,至少三种能量转化,D正确;
故答案为:C。
【分析】该装置为电解池,a 为阳极(环己醇氧化为己二酸),b 为阴极(H+还原为 H2)。
A.阳极电势高于阴极。
B.阳极反应式 C6H12O-8e-+3H2O=C6H10O4+8H+。
C.b 极区 H+由 a 极迁移而来,水未消耗,无需补水。
D.涉及太阳能→电能、电能→化学能及热能转化,至少三种。
13.【答案】C,D
【知识点】物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】要解决这道题,需结合工艺流程中各步骤的反应原理、物质转化及已知信息逐一分析。
A、酸浸时 Zn2SiO4与 H2SO4反应生成 H2SiO3沉淀,滤渣 1 主要成分为 H2SiO3,A正确;
B、电解时,阴极 [Ga(OH)4]-得电子生成 Ga,电极反应为 [Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-,B正确;
C、金属 A 为 Cu,目的是除去 Cu2+和 Cl-(反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓),而非 Zn,C错误;
D、沉铁时溶液呈酸性,离子反应为 Na++3Fe3++2SO42-+6H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,而非生成 OH-的反应,D错误;
故答案为:CD。
【分析】酸浸步骤:含锌硅酸盐矿(Zn2SiO4等)加稀硫酸,Zn2SiO4与 H2SO4反应生成 H2SiO3沉淀(滤渣 1),滤液含 Zn2+、Cu2+、Fe3+、Fe2+、Ga3+、SO42-、Cl-。
转化步骤:加 H2O2将 Fe2+氧化为 Fe3+,便于后续沉铁。
沉铁步骤:加 Na2SO4溶液,使 Fe3+转化为 NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀。
除杂步骤:加金属 A 除去 Cu2+和 Cl-,结合已知②,金属 A 为 Cu(反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓)。
调 pH 及电解步骤:加 NaOH 调 pH=11,Zn2+沉淀为 Zn(OH)2(后续转化为 ZnS);Ga(OH)3在 pH>9.4 时溶解为 [Ga(OH)4]-,电解时阴极 [Ga(OH)4]-得电子生成 Ga。
14.【答案】D
【知识点】配合物的成键情况;氧化性、还原性强弱的比较;性质实验方案的设计
【解析】【解答】要解决这道题,需结合实验现象、已知信息(如与的反应、铜的配合物性质),逐一分析选项:
A、实验Ⅰ中白色沉淀为,说明被氧化为,A正确;
B、实验Ⅰ中覆盖表面,减小了反应接触面积,导致溶解速率慢;实验Ⅱ中浓使溶解,反应速率加快,B正确;
C、加可除去(或),防止其颜色干扰后续的深蓝色观察,C正确;
D、实验仅证明被氧化为,无法确定生成,D错误;
故答案为:D。
【分析】分析实验Ⅰ:与在稀溶液中反应,生成白色沉淀,说明被氧化为。
分析实验Ⅱ:浓溶液中溶解速率更快,对比实验Ⅰ可推测,实验Ⅰ中覆盖在表面,降低了反应接触面积。
分析实验Ⅲ:加可萃取(或),避免其颜色干扰后续配合物的检验。
判断产物种类:实验中仅能证明被氧化为,无证据表明生成。
15.【答案】B,C
【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
【解析】【解答】A、曲线甲压强先升后降,符合绝热(反应放热)的压强变化,A正确;
B、正反应、,根据,正反应低温自发,逆反应则高温自发(低温下,不自发),B错误;
C、恒温下a点列三段式:
计算得 。b点温度高于a点(绝热升温),且压强与a点相同,说明b点反应正向进行程度更大,平衡常数大于,C错误;
D、b点温度和反应物浓度均高于c点,故逆反应速率,D正确;
故答案为:BC。
【分析】要解决这道题,需结合反应的热效应、自发反应条件、平衡常数及反应速率的知识,分析如下:
反应 是气态物质系数减小的反应。通过压强-时间曲线判断:
曲线甲先压强增大后减小,说明是绝热条件(反应放热,温度升高使压强先增大,后反应进行使物质的量减小、压强减小);曲线乙压强持续减小,是恒温条件。
16.【答案】(1)4;2
(2)abc;6;;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱
(3);降低;或
【知识点】原子核外电子的运动状态;配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态氧原子价电子排布为,因此空间运动状态有4种;V价电子排布为,基态价电子排布单电子数同为3个的还有、。
故答案为:4;2;
(2)中存在内外界阴阳离子间的离子键作用,碳氢原子、碳碳原子间的共价键作用,配体与中心离子间的配位键作用;中心原子配位数为;在中,大键的电子数来自于5个碳原子共提供5个电子、从外界得到一个电子,因此大键表示为;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱,使得其熔点低于。
故答案为: abc ;6; ;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱 。
(3)①根据四方晶胞沿x轴和z轴的投影图可知,八面体共用顶点氧,一个八面体对应的化学式为,根据化合价代数和为0,可知在一个晶胞中有4个,因此化学式为;放电过程中随着迁入,个数增多,Nb化合价将降低。
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,根据填充空隙判断,一个晶胞中最多填充8个,因此填满后的晶体化学式为,因此晶体的密度为。
故答案为: ; 降低 ;或 。
【分析】(1)明确基态 O 原子价电子排布,统计 2s 和 2p 轨道的空间运动状态总数;确定基态 V 原子单电子数,找出同周期中具有相同单电子数的元素种类。
(2)分析化合物内外界、配体内部及配体与中心原子间的化学键类型;根据配体齿数计算中心原子配位数;确定大 π 键的构成原子数和电子数,书写大 π 键符号;对比晶体微粒间作用力差异,解释熔点不同的原因。
(3)依据晶胞投影推导电解质化学式,结合放电时 Li+迁移情况判断 Nb 化合价变化;由晶胞参数计算晶胞体积,根据化学式得出摩尔质量,代入密度公式推导结果。
(1)基态氧原子价电子排布为,因此空间运动状态有4种;V价电子排布为,基态价电子排布单电子数同为3个的还有、。
(2)中存在内外界阴阳离子间的离子键作用,碳氢原子、碳碳原子间的共价键作用,配体与中心离子间的配位键作用;中心原子配位数为;在中,大键的电子数来自于5个碳原子共提供5个电子、从外界得到一个电子,因此大键表示为;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱,使得其熔点低于。
(3)①根据四方晶胞沿x轴和z轴的投影图可知,八面体共用顶点氧,一个八面体对应的化学式为,根据化合价代数和为0,可知在一个晶胞中有4个,因此化学式为;放电过程中随着迁入,个数增多,Nb化合价将降低。
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,根据填充空隙判断,一个晶胞中最多填充8个,因此填满后的晶体化学式为,因此晶体的密度为。
17.【答案】(1)醚键、硝基
(2)bd
(3)
(4)
(5)、
(6);
【知识点】有机物中的官能团;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
【解析】【解答】(1)根据F的结构简式可知F中含有的官能团为醚键和硝基;
故答案为: 醚键、硝基 ;
(2)C→E为取代反应,a错误;B和E中苯环上的异丙基均能被能酸性溶液氧化,所以B和E能使酸性溶液褪色,b正确;物质A中的羧基可以形成分子间氢键,沸点顺序为,c错误;化合物F中含有碳碳双键,氢原子位于双键的同一侧,为顺式结构,d正确,因此选bd;
故答案为: bd ;
(3)在反应时生成,减少一个氧原子,J→K的反应为;
故答案为: ;
(4)根据已知信息②,F中如图所示的碳碳单键能够旋转:,生成与G互为同分异构体的的结构简式为;
故答案为: ;
(5)根据M()的分子式可知其不饱和度为5,根据信息“①能发生银镜反应”可知M中含有醛基;根据“②遇溶液显紫色”可知M中含有苯环且含有酚羟基;
根据“③核磁共振氢谱显示有四种氢,且个数比为”可知还含有氨基且有两个酚羟基,分布在苯环对称位置上,因此M的结构简式和;
故答案为:、 ;
(6)根据“X含三种官能团,不与金属Na反应放出”可知X中不含羟基,再结合X到丹参酮ⅡA的反应可知X中应该含有醚键,X的结构简式为,X分子式为;根据丹参酮ⅡA的分子式、X→丹参酮ⅡA中脱去2个氢原子,已知丹参酮ⅡA分子中所有与氧原子连接的碳原子均为杂化,可知与单键氧原子连接的碳原子都存在双键,其结构简式为。
故答案为: ; 。
【分析】以“官能团转化”为突破口,根据反应条件判断反应类型,结合分子式或结构简式的变化,推导中间产物与试剂。
已知A的结构含苯环,苯环上连有异丙基和。A与、发生酯化反应,生成含酯基的B。结合结构变化,B的结构为: ;B经反应生成C,结合E的碳原子数与C一致,且C可转化为含溴原子的E。推测B中酯基被还原为羟基,故C的结构为: 。C(分子式)转化为E(分子式),是的羟基被溴原子取代。醇羟基被溴取代的试剂为,故试剂D为,E的结构为: ;根据已知信息②的环化反应规律,E经环化反应形成萘环骨架,故G的结构为:; 据此解题。
18.【答案】(1)将还原为防止生成沉淀,消耗促使水解;
(2)0.0042
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;
(4)正;转化为、或等形式,不易转化为;蒸发结晶,趁热过滤
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)结合题干信息及流程可知,加入铁粉的目的是消耗促使水解成为生成,同时将还原为;由于加入稍过量的碳粉,故碳的氧化产物为CO,该方程式为。
故答案为: 将还原为防止生成沉淀,消耗促使水解 ; ;
(2)设加入NaF的物质的量为xmol,可列下列三段式:,故存在,解得,故加入NaF的物质的量至少为。
故答案为: 0.0042 ;
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;由流程分析可知,“氧化Ⅱ”操作中发生反应的离子方程式为。
故答案为:、催化分解,导致其用量大幅增加 ; ;
(4)足量NaOH溶液与酸反应生成的盐为正盐;为弱酸根,pH值过低时,较大,会与结合,转化为、或等形式,不易转化为;由溶解度与温度关系图可知,溶解度随温度升高而降低,故应在较高温度下蒸发结晶、趁热过滤来获得固体。
故答案为: 正 ;转化为、或等形式,不易转化为 ; 蒸发结晶,趁热过滤 。
【分析】向原料中加入硫酸进行酸浸,原料中的含铁、钛、镁、锰等化合物与硫酸反应,生成 Fe2+、Fe3+、TiO2+、Mg2+、Mn2+等离子进入溶液。再加入铁,一方面,加热条件下 TiO2+发生水解等反应生成 TiO2 xH2O 滤渣,从而除去钛;另一方面,铁将 Fe3+还原为 Fe2+,同时剩余的硫酸与铁发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,产生氢气。然后加入氟化钠,Mg2+与 F-结合生成氟化镁沉淀,实现镁离子的除去。接着加入硫酸和双氧水,双氧水将 Fe2+氧化为 Fe3+;再加入高锰酸钾,高锰酸钾将 Mn2+氧化为 MnO2沉淀,从而除去锰离子。废旧还原剂中含有的 NaH2PO2、Na2HPO3与氧气发生氧化反应,被氧化为 PO43-;之后 PO43-与 Fe2+反应,生成 FePO4 2H2O。
(1)结合题干信息及流程可知,加入铁粉的目的是消耗促使水解成为生成,同时将还原为;由于加入稍过量的碳粉,故碳的氧化产物为CO,该方程式为。
(2)设加入NaF的物质的量为xmol,可列下列三段式:,故存在,解得,故加入NaF的物质的量至少为。
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;由流程分析可知,“氧化Ⅱ”操作中发生反应的离子方程式为。
(4)足量NaOH溶液与酸反应生成的盐为正盐;为弱酸根,pH值过低时,较大,会与结合,转化为、或等形式,不易转化为;由溶解度与温度关系图可知,溶解度随温度升高而降低,故应在较高温度下蒸发结晶、趁热过滤来获得固体。
19.【答案】(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;
(2)冷却至298K;22.6或
(3)偏大
(4)500mL容量瓶、胶头滴管;;ab
【知识点】热化学方程式;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定
【解析】【解答】(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;由题意可知向注射器内加入的物质的量为,。
故答案为: 二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解 ; ;
(2)由于双氧水分解是放热反应,且温度会影响气体的体积,故应冷却至298K后再读取气体的体积;注射器的体积为12.3mL,注入了1mL双氧水,所以氧气的体积为12.3-1=11.3mL,则气体摩尔体积。
故答案为: 冷却至298K ; 22.6或 ;
(3)由于双氧水分解是放热反应,反应结束后立即读取气体的体积会导致测得的偏大,从而导致偏大。
故答案为: 偏大 ;
(4)①配制500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;经过分析可知存在如下计量关系:,故。
②a.步骤Ⅰ中,氧气通入速率太快,会导致氧气和反应不充分,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;b.配制500mL溶液时仰视定容,会导致配制的溶液浓度偏小,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡,会导致滴定消耗的的读数偏大,导致偏小。
故答案为: 500mL容量瓶、胶头滴管 ; ;ab。
【分析】(1)二氧化锰是催化剂,少量即可促使 H2O2完全分解;通过 H2O2的体积、密度和质量分数计算其物质的量,再依据反应比例求氧气的物质的量。
(2)双氧水分解放热,需冷却到 298K 再读气体体积;用氧气体积(扣除加入双氧水的体积)和物质的量计算气体摩尔体积。
(3)反应放热,立即读数会因温度高导致氧气体积偏大,使测得的气体摩尔体积偏大。
(4)①配制 500mL 溶液需 500mL 容量瓶和胶头滴管;根据 O2与 Na2S2O3的氧化还原计量关系推导气体摩尔体积表达式。
②分析操作对 Na2S2O3消耗体积的影响,判断气体摩尔体积是否偏大。
(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;由题意可知向注射器内加入的物质的量为,。
(2)由于双氧水分解是放热反应,且温度会影响气体的体积,故应冷却至298K后再读取气体的体积;注射器的体积为12.3mL,注入了1mL双氧水,所以氧气的体积为12.3-1=11.3mL,则气体摩尔体积。
(3)由于双氧水分解是放热反应,反应结束后立即读取气体的体积会导致测得的偏大,从而导致偏大。
(4)①配制500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;经过分析可知存在如下计量关系:,故。
②a.步骤Ⅰ中,氧气通入速率太快,会导致氧气和反应不充分,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;b.配制500mL溶液时仰视定容,会导致配制的溶液浓度偏小,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡,会导致滴定消耗的的读数偏大,导致偏小。
20.【答案】(1);反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行
(2)66.7%;或;减小;增大
(3)X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)由反应I. 和反应II. ,可以得到反应III:可看作由反应II反应I,则;根据时反应能自发进行,由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
故答案为:;由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
(2)在温度为TK条件下,向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为,则起始、,发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,设在反应Ⅰ中消耗xkPa、Ⅱ中消耗ykPa,根据题干列出分压三段式:、,根据,解出;则的选择性为;用反应I的平衡分压来表示的平衡常数;若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,根据勒夏特列原理,作为另一反应物的分压会减小;由和进行处理得,当充入一定量的后,重新达平衡时,减小,因温度不变则不变,所以增大。
故答案为:66.7%;或;减小;增大。
(3)根据图中催化剂A与B曲线均不重合,可知反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,因此应从速率角度分析问题;
①在tmin内转化率会随温度升高而不断增大,因此在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是X;
②曲线Q代表在催化剂B的作用下,选择性与温度的关系,由于反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,则原因是随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度小于反应Ⅱ加快的程度。
故答案为:X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度。
【分析】(1)根据盖斯定律(反应Ⅱ×2 - 反应Ⅰ)计算;结合,分析反应Ⅲ自发的原因(、)。
(2)通过分压三段式,结合总压和分压列方程,计算选择性;根据平衡分压推导;分析充入对分压和的影响(勒夏特列原理、平衡常数关系)。
(3)①催化剂A下,温度升高转化率随温度升高而增大,对应曲线X。
②温度升高时,反应Ⅰ速率加快程度小于反应Ⅱ,导致选择性(曲线Q)降低。
(1)由反应I. 和反应II. ,可以得到反应III:可看作由反应II反应I,则;根据时反应能自发进行,由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
故答案为:;由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
(2)在温度为TK条件下,向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为,则起始、,发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,设在反应Ⅰ中消耗xkPa、Ⅱ中消耗ykPa,根据题干列出分压三段式:、,根据,解出;则的选择性为;用反应I的平衡分压来表示的平衡常数;若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,根据勒夏特列原理,作为另一反应物的分压会减小;由和进行处理得,当充入一定量的后,重新达平衡时,减小,因温度不变则不变,所以增大。
故答案为:66.7%;或;减小;增大。
(3)根据图中催化剂A与B曲线均不重合,可知反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,因此应从速率角度分析问题;
①在tmin内转化率会随温度升高而不断增大,因此在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是X;
②曲线Q代表在催化剂B的作用下,选择性与温度的关系,由于反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,则原因是随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度小于反应Ⅱ加快的程度。
故答案为:X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度。
1 / 1山东省名校考试联盟2024-2025学年高三下学期3月高考模拟考试 化学试题
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·山东模拟)山东历史文化底蕴深厚、地理位置优越、物产丰富,下列说法错误的是
A.临沂大青山锰矿含大量氧化锰,可用铝热法冶炼
B.龙山文化遗址的蛋壳黑陶高柄杯,可用黏土经一系列物理变化制得
C.潍坊风筝骨架材料可用竹篾制作,竹篾主要成分为纤维素
D.东营黄河三角洲的形成与胶体聚沉有关
【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;金属冶炼的一般原理;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A、铝的还原性强于锰,高温下铝可通过铝热反应将氧化锰中的锰置换出来,该反应为氧化还原反应且放热,能使生成的锰熔化流出,A正确;
B、蛋壳黑陶高柄杯的制作涉及黏土的成型(物理变化)和烧制(化学变化,有新物质生成),并非仅物理变化,B错误;
C、竹篾的主要成分是纤维素,这是植物纤维的典型成分,C正确;
D、黄河水中的胶体粒子与海水中的电解质相遇,发生胶体聚沉,从而形成黄河三角洲,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点主要在于对物理变化和化学变化的判断。
选项 B 中,蛋壳黑陶高柄杯的制作过程,黏土烧制环节会发生复杂的化学变化(如物质的分解、化合等,有新物质生成),并非仅由物理变化完成,容易因忽略陶瓷烧制中的化学变化而误判该选项。
2.(2025·山东模拟)物质性质决定用途,两者对应关系错误的是
A.FeO为黑色粉末状固体,可用于制作打印机的墨粉
B.具有良好的光学性能,可用于制作光导纤维
C.受到撞击时能迅速产生大量,可用于汽车安全气囊的气体发生剂
D.抗坏血酸具有还原性,可用作水果罐头中的抗氧化剂
【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、打印机墨粉需要黑色且具有磁性的物质,实际使用的是 Fe3O4,而非 FeO,FeO 不具备墨粉所需的关键性质,A错误;
B、SiO2具有优良的光学性能,能高效传导光信号,因此可用于制造光导纤维,B正确;
C、NaN3在受到撞击时会快速分解产生大量 N2,能迅速填充安全气囊,适合作为汽车安全气囊的气体发生剂,C正确;
D、抗坏血酸(维生素 C)因具有还原性,能阻止水果罐头中的成分被氧化,可作为抗氧化剂使用,D 正确;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点在于对铁的氧化物性质与用途的混淆。
选项 A 中,容易误将用于制作打印机墨粉的 Fe3O4(具有磁性的黑色固体)与 FeO(氧化亚铁)混淆,忽略了 FeO 不具备墨粉所需的磁性等关键性质,从而导致判断错误。
3.(2025·山东模拟)下列化学用语正确的是
A.的系统命名:2-甲基-3-苯基丙酸
B.邻羟基苯甲醛中的氢键可以表示为
C.天然橡胶的反式结构简式为
D.分子中键的形成
【答案】A
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;含有氢键的物质;有机化合物的命名
【解析】【解答】A、该有机物( )含羧基(-COOH),命名时以羧基相连的碳原子为 1 号碳,依次编号。2 号碳连甲基(-CH3),3 号碳连苯基(-C6H5),系统命名为 2 - 甲基 - 3 - 苯基丙酸,A正确;
B、氢键形成条件是 “与 N、O、F 相连的 H” 与另一分子的 N、O、F 结合。邻羟基苯甲醛中,虚线右侧的 H 连在 C 上,不满足条件,无法形成图示氢键,B错误;
C、天然橡胶的结构中,双键两端的 - CH2- 位于双键同侧,属于顺式结构,而非反式结构,C错误;
D、N2分子的 σ 键由 p 轨道 “头碰头” 重叠形成,图示为 “肩并肩” 重叠(形成 π 键),D错误;
故答案为:A。
【分析】 A.以羧基碳为 1 号碳,按主链碳原子编号,结合取代基位置判断命名是否正确。
B.依据 “与 N、O、F 直接相连的 H” 这一氢键形成条件,分析图示是否成立。
C.根据天然橡胶双键两侧 - CH2- 的位置(同侧为顺式),判断结构简式是否正确。
D.区分 N2分子中 σ 键(头碰头重叠)和 π 键(肩并肩重叠)的轨道重叠方式,判断图示是否为 σ 键。
4.(2025·山东模拟)下列描述错误的是
A.的VSEPR模型为正八面体 B.:大于;
C.是含有极性键的极性分子 D.1mol金刚砂中含有4molσ键
【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子晶体(共价晶体);极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、SF6中 S 原子的价层电子对数为 6,杂化类型为 sp3d2,对应的 VSEPR 模型为正八面体,A正确;
B、SO42-中 S 原子价层电子对数为 4(sp3 杂化),另一粒子中 S 原子价层电子对数为 3(sp2 杂化)。sp3 杂化轨道的成键电子对排斥力小于 sp2, 则:小于, B错误;
C、O3中中心 O 原子为 sp2 杂化,含 1 对孤电子对,O-O 键是极性键,分子正负电中心不重合,属于极性分子,C正确;
D、金刚砂(SiC)是共价晶体,每个原子与 4 个相邻原子形成 σ 键,用均摊法计算,1mol SiC 中含 4mol σ 键,D正确;
故答案为:B。
【分析】A.通过计算 SF6中 S 原子的价层电子对数(6),确定杂化类型(sp3d2),进而判断 VSEPR 模型为正八面体。
B.分别计算 SO42-和另一粒子中 S 原子的价层电子对数,确定杂化类型(sp3 和 sp2),根据杂化轨道的成键电子对排斥力差异,判断参数大小关系。
C.分析 O3中中心 O 原子的杂化类型(sp2)和孤电子对情况,结合 O-O 键的极性,判断分子极性。
D.明确金刚砂(SiC)的共价晶体结构,利用均摊法计算 1mol SiC 中 σ 键的数目。
5.(2025·山东模拟)硫化氢()是一种有毒气体,常用纯碱溶液吸收法、高锰酸钾溶液氧化脱除法、活性炭吸附氧化法脱除。表面喷淋水的活性炭可用于吸附再氧化,其原理如图表示。下列说法错误的是
已知:高锰酸钾在酸性条件下的还原产物为,弱碱性条件下为。
A.纯碱溶液吸收处理,不能说明酸性强于
B.弱碱条件下,高锰酸钾溶液处理的离子方程式为
C.表面喷淋水法活性炭吸附氧化处理过程中,水体pH不变
D.适当增大活性炭表面水膜的pH,可以提高的氧化去除率
【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A、纯碱溶液吸收 H2S 时,H2S 可能与 CO32-反应生成 HCO3-,无法直接说明 H2S 酸性强于 H2CO3,A正确;
B、弱碱条件下,KMnO4的还原产物为 MnO2,H2S 被氧化为 S,结合得失电子守恒和电荷守恒,离子方程式为 2MnO4-+3H2S=2MnO2↓+3S↓ +2OH-+2H2O,B正确;
C、表面喷淋水的活性炭吸附氧化过程中,涉及 H+、OH-的消耗与生成以及水的生成,水体 pH 会发生变化,C错误;
D、适当增大水膜 pH,OH-浓度增大,促使 H2S H++HS-平衡正向移动,H2S 的氧化去除率提高,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.纯碱吸收 H2S 时,产物可能是 HCO3-,据此判断无法直接比较 H2S 与 H2CO3的酸性强弱。
B.明确弱碱条件下 KMnO4的还原产物(MnO2)和 H2S 的氧化产物(S),结合得失电子、电荷守恒书写离子方程式。
C.分析活性炭吸附氧化过程中 H+、OH-及水的变化,判断水体 pH 是否改变。
D.依据 H2S 的电离平衡,分析 pH 增大对 H2S 去除率的影响。
6.(2025·山东模拟)下列图示实验中,能达到实验目的的是
用二氧化锰和浓盐酸制氯气 比较非金属性:
灼烧海带 分离苯酚和水
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、二氧化锰(MnO2)与浓盐酸反应制取氯气(Cl2)的化学方程式为
MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应需要加热才能发生。同时,启普发生器适用于 “块状固体与液体不加热” 的反应,而 MnO2是粉末状固体,无法在启普发生器中实现 “随开随用、随关随停” 的控制, A不能达到实验目的;
B、要比较非金属性 N > C > Si,需通过 “最高价氧化物对应水化物的酸性强弱” 来判断(酸性越强,非金属性越强)。实验中硝酸(HNO3)与碳酸钠(Na2CO3)反应生成二氧化碳(CO2),可说明硝酸酸性强于碳酸,即非金属性 N > C;但硝酸具有挥发性,挥发的 HNO3蒸气会随 CO2进入硅酸钠(Na2SiO3)溶液,与 Na2SiO3反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀,干扰 “碳酸与硅酸酸性比较” 的实验,因此需在锥形瓶和试管之间添加盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶(除去挥发的 HNO3),B不能达到实验目的;
C、灼烧海带需要在坩埚中进行(坩埚耐高温,适合固体的高温灼烧),而蒸发皿主要用于 “蒸发溶液、浓缩结晶”,因此 C 装置的仪器选择错误,C不能达到实验目的;
D、常温下,苯酚在水中的溶解度较小,与水混合后形成乳浊液,静置后会分层(苯酚层和水层)。分液漏斗可用于分离互不相溶的液体混合物,因此通过分液操作能分离苯酚和水,D装置能达到实验目的;
故答案为:D。
【分析】A.关注反应条件(需加热)和固体状态(MnO2为粉末),判断启普发生器是否适用。
B.明确硝酸的挥发性,分析其对 “碳酸与硅酸酸性比较” 的干扰,判断是否需除杂装置。
C.区分 “灼烧固体” 和 “蒸发溶液” 的仪器(坩埚 vs 蒸发皿),判断仪器选择是否正确。
D.依据苯酚与水的溶解性(常温形成乳浊液、静置分层),判断分液操作是否可行。
7.(2025·山东模拟)由短周期主族元素X、Y、Z、M、Q组成的离子液体,结构式如图所示,X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大。下列说法正确的是
A.基态原子未成对电子数:X<Q
B.气态氢化物的稳定性:Z>M
C.该离子中X原子采取sp3杂化,Y原子采取sp杂化
D.YM3与YH3相比,YH3与Cu2+配位的能力更强
【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、C 和 S 基态原子的未成对电子数均为 2,故 X=Q,A错误;
B、非金属性 O<F,因此气态氢化物的稳定性H2O<HF,B错误;
C、X(C)形成 4 个共价键,采取 sp3 杂化;Y(N)形成的共价键和孤电子对情况使其采取 sp3 杂化,并非 sp 杂化,C错误;
D、YM3是 NF3,YH3是 NH3。NF3中 F 的强吸电子效应使 N 的孤电子对离 N 较近,难给出;而 NH3中 N 的孤电子对易给出,故 NH3与 Cu2+配位能力更强,D正确;
故答案为:D。
【分析】观察结构式,X 均形成 4 个共价键,且原子序数较小,推测为C;
Z 均形成 2 个共价键,原子序数大于 X,推测为O;
M 均形成 1 个共价键,结合原子序数小于 Q,推测为F;
Q 形成 6 个共价键,推测为S;
该离子带 -1 价,多出的电子在 Y 上,Y 得 1 个电子后形成 2 个共价键,说明 Y 最外层有 5 个电子,推测为N。
8.(2025·山东模拟)一种利胆药物M的结构如图所示,下列关于M的说法错误的是
A.不含手性碳原子
B.除H原子外其他原子可能共平面
C.1mol该物质最多与4mol发生加成反应
D.通过红外光谱可确定该分子中含有11种氢原子
【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;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、手性碳原子是连有 4 个不同原子或原子团的碳原子。观察分子结构,无此类碳原子,A正确;
B、苯环、碳碳双键均为平面结构,单键可旋转,醚键、酰胺基的单键旋转后也可共面,烃基的碳原子经单键旋转也能与平面结构共面,因此除 H 外其他原子可能共平面,B正确;
C、能与 H2加成的结构为苯环(3mol H2)、碳碳双键(1mol H2),酰胺基不与 H2加成,故 1mol 该物质最多与 4mol H2加成,C正确;
D、红外光谱用于识别官能团,而确定氢原子种类需用核磁共振氢谱。该分子的氢原子种类需通过核磁共振氢谱分析,并非红外光谱,D错误;
故答案为:D。
【分析】解题关键:
抓官能团:苯环、碳碳双键、酰胺基等是分析反应、结构的核心。
判手性碳:看是否有碳连 4 个不同原子 / 基团。
判共面:利用苯环、双键的平面性 + 单键可旋转的特性。
判加成量:仅苯环、碳碳双键与 H2加成,酰胺基不参与。
判波谱:红外辨官能团,核磁氢谱定氢原子种类。
9.(2025·山东模拟)乙硼烷()是一种典型的缺电子化合物,其分子结构如图所示,两个硼原子通过B—H—B桥键连接,标记为化学键②。下列说法错误的是
已知:化学键①(B—H键)为“二中心二电子键”,可表示为“2c—2e”。
A.含有两种不同环境的氢原子
B.硼原子的杂化方式为杂化
C.化学键②可表示为“3c—4e”
D.氢原子可形成桥键的原因可能是1s轨道为球形,成键无方向性
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、分子中存在两种化学环境的 H(参与普通 B—H 键的 H 和参与 B—H—B 桥键的 H),故氢原子有两种不同环境,A正确;
B、每个 B 原子形成 4 个共价键(3 个常规 B—H 键、1 个 B—H—B 桥键),需 4 个杂化轨道,因此采取 sp3 杂化,B正确;
C、B—H—B 桥键涉及 3 个原子(2 个 B、1 个 H),电子数为 2,应表示为 “3c-2e”,而非 “3c-4e”,C错误;
D、H 的 1s 轨道是球形,成键无方向性,这是其能形成桥键的可能原因,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题易错点:
误判桥键电子数,错认为 B—H—B 桥键是 “3c - 4e”(实际是 “3c - 2e”)。
错判硼原子杂化方式(因形成 4 个键,应为 sp3 杂化,易误判为 sp2)。
对氢原子 1s 轨道球形、成键无方向性的成键特性理解不到位。
忽略分子中两种不同化学环境的氢原子。
10.(2025·山东模拟)向饱和溶液(有足量固体)中通入HCl气体,调节体系pH促进溶解,总反应为。平衡时、分布系数与pH的变化关系如图所示(其中M代表、或)。比如,。
已知。
下列说法正确的是
A.曲线II表示的变化关系
B.时,溶液中
C.总反应的平衡常数
D.时,
【答案】B
【知识点】化学平衡常数;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】随pH增大,浓度减小,浓度先增后减,浓度增大,浓度减小。因此曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别对应、、、。
A、曲线Ⅱ代表pH的变化关系, ,A错误;
B、pH=2.77时,。结合电荷守恒和物料守恒,推导得。因pH=2.77时,故,B正确;
C、总反应平衡常数,而非,C错误;
D、pH=4时,根据物料守恒,,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题易错点主要有以下几点:
曲线含义判断错误:易混淆和对应的曲线,需结合pH变化时各物种浓度的变化趋势准确判断。
平衡常数计算失误:对总反应平衡常数与溶度积、电离常数的关系推导不清,容易错误计算指数导致结果偏差。
守恒关系应用不当:在分析pH=2.77的离子浓度关系时,若不能熟练结合电荷守恒和物料守恒,易忽略与的大小关系,从而判断错误。
离子浓度大小比较出错:pH=4时,若未结合物料守恒和曲线信息,易错误判断与的浓度大小顺序。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2025·山东模拟)下列实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 向苯酚浊液中加入足量碳酸钠溶液 溶液变澄清
B 向淀粉溶液中加入适量稀硫酸加热,冷却后加入NaOH溶液至碱性,再滴加少量碘水 溶液不变蓝 淀粉完全水解
C 用洁净的铂丝在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取某溶液,进行焰色试验 火焰呈黄色 该溶液为钠盐溶液
D 一段时间后,分别取铁电极附近溶液于2支试管中,均滴加铁氰化钾溶液 甲池的出现蓝色沉淀,乙池的无明显现象 相同介质中,负极的腐蚀速率大于阴极的腐蚀速率
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,D
【知识点】化学实验方案的评价;原电池、电解池综合
【解析】【解答】A、苯酚浊液中加足量碳酸钠溶液,发生反应 ,溶液变澄清。该反应说明苯酚酸性强于,即,A正确;
B、淀粉水解后加至碱性,再滴加碘水。由于会与碘反应,即使有淀粉残留,溶液也可能不变蓝,因此无法判断淀粉是否完全水解,B错误;
C、焰色试验呈黄色,只能说明溶液含钠元素,可能是钠盐溶液,也可能是溶液(碱溶液),不能确定一定是钠盐,C错误;
D、甲池是原电池,作负极,发生反应 ,滴加铁氰化钾溶液出现蓝色沉淀;乙池是电解池,作阴极,无生成,滴加铁氰化钾溶液无现象。由此说明相同介质中,负极的腐蚀速率大于阴极的腐蚀速率,D正确;
故答案为:AD。
【分析】A.苯酚与碳酸钠反应生成 NaHCO3和 C6H5ONa,说明 Ka(C6H5OH) > Ka2(H2CO3)。
B.碱性条件下碘与 NaOH 反应,无法判断淀粉是否完全水解。
C.焰色黄仅说明含钠元素,不一定是钠盐(如 NaOH 溶液)。
D.原电池中 Fe 作负极生成 Fe2+(显蓝),电解池中 Fe 作阴极无 Fe2+(无现象),说明负极腐蚀速率大于阴极。
12.(2025·山东模拟)己二酸是工业上最有应用价值的脂肪族二元羧酸。我国科学家合成了四氧化三钴/石墨炔()复合电催化剂,利用该催化剂实现了己二酸的高效绿色制备,工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.a极电势高于b极
B.制备己二酸的电极反应式为
C.该装置工作一段时间后,b极区需补充水
D.该装置工作中至少涉及三种能量转化形式
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、阳极电势高于阴极,故 a 极电势高于 b 极,A正确;
B、环己醇氧化为己二酸的电极反应为 C6H12O-8e-+3H2O=C6H10O4+8H+,B正确;
C、b 极反应为 2H++2e-=H2↑,a 极产生的 H+通过质子交换膜迁移至 b 极,迁移的 H+恰好参与 b 极反应,b 极区水未消耗,无需补充,C错误;
D、装置涉及太阳能到电能、电能到化学能,还伴随热能转化,至少三种能量转化,D正确;
故答案为:C。
【分析】该装置为电解池,a 为阳极(环己醇氧化为己二酸),b 为阴极(H+还原为 H2)。
A.阳极电势高于阴极。
B.阳极反应式 C6H12O-8e-+3H2O=C6H10O4+8H+。
C.b 极区 H+由 a 极迁移而来,水未消耗,无需补水。
D.涉及太阳能→电能、电能→化学能及热能转化,至少三种。
13.(2025·山东模拟)ZnS俗称荧光粉,在光电领域有重要应用,利用含锌硅酸盐矿(,还含有CuO、、)为原料制备ZnS和高纯镓的工艺流程如下,下列说法错误的是
已知:①镓及其化合物性质类似于铝,溶液中的氯离子会影响镓电解析出;
②;
③时,开始溶解;时,。
A.“滤渣1”的主要成分为
B.“电解”操作中,阴极电极反应式为
C.金属A为Zn,目的是置换
D.“沉铁”的离子反应为
【答案】C,D
【知识点】物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】要解决这道题,需结合工艺流程中各步骤的反应原理、物质转化及已知信息逐一分析。
A、酸浸时 Zn2SiO4与 H2SO4反应生成 H2SiO3沉淀,滤渣 1 主要成分为 H2SiO3,A正确;
B、电解时,阴极 [Ga(OH)4]-得电子生成 Ga,电极反应为 [Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-,B正确;
C、金属 A 为 Cu,目的是除去 Cu2+和 Cl-(反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓),而非 Zn,C错误;
D、沉铁时溶液呈酸性,离子反应为 Na++3Fe3++2SO42-+6H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,而非生成 OH-的反应,D错误;
故答案为:CD。
【分析】酸浸步骤:含锌硅酸盐矿(Zn2SiO4等)加稀硫酸,Zn2SiO4与 H2SO4反应生成 H2SiO3沉淀(滤渣 1),滤液含 Zn2+、Cu2+、Fe3+、Fe2+、Ga3+、SO42-、Cl-。
转化步骤:加 H2O2将 Fe2+氧化为 Fe3+,便于后续沉铁。
沉铁步骤:加 Na2SO4溶液,使 Fe3+转化为 NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀。
除杂步骤:加金属 A 除去 Cu2+和 Cl-,结合已知②,金属 A 为 Cu(反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓)。
调 pH 及电解步骤:加 NaOH 调 pH=11,Zn2+沉淀为 Zn(OH)2(后续转化为 ZnS);Ga(OH)3在 pH>9.4 时溶解为 [Ga(OH)4]-,电解时阴极 [Ga(OH)4]-得电子生成 Ga。
14.(2025·山东模拟)某化学兴趣小组探究Cu被氧化的产物,实验记录如下:
编号 实验操作 实验现象
实验I 极少量的溶解,溶液变为浅红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为浅红色
实验II 完全溶解,溶液为深红棕色;红色的铜粉快速溶解,充分反应后,溶液仍为深红棕色
实验III 深红棕色溶液加后分层,下层溶液显紫红色,上层溶液无色;无色溶液中滴加浓氨水,无明显现象,静置一段时间后溶液变为深蓝色
已知:①易溶于KI溶液,发生反应(红棕色),和氧化性几乎相同;
②(蓝色);(无色);(无色)易被空气氧化。
下列说法错误的是
A.根据实验I中白色沉淀可知,Cu能被氧化为
B.根据实验I和II可知,实验I中Cu溶解速率慢的可能原因是CuI覆盖在Cu表面,降低Cu与溶液接触面积
C.实验III中加入的目的是除去(或),防止干扰后续实验
D.通过上述实验可知,在一定条件下Cu能被氧化为和
【答案】D
【知识点】配合物的成键情况;氧化性、还原性强弱的比较;性质实验方案的设计
【解析】【解答】要解决这道题,需结合实验现象、已知信息(如与的反应、铜的配合物性质),逐一分析选项:
A、实验Ⅰ中白色沉淀为,说明被氧化为,A正确;
B、实验Ⅰ中覆盖表面,减小了反应接触面积,导致溶解速率慢;实验Ⅱ中浓使溶解,反应速率加快,B正确;
C、加可除去(或),防止其颜色干扰后续的深蓝色观察,C正确;
D、实验仅证明被氧化为,无法确定生成,D错误;
故答案为:D。
【分析】分析实验Ⅰ:与在稀溶液中反应,生成白色沉淀,说明被氧化为。
分析实验Ⅱ:浓溶液中溶解速率更快,对比实验Ⅰ可推测,实验Ⅰ中覆盖在表面,降低了反应接触面积。
分析实验Ⅲ:加可萃取(或),避免其颜色干扰后续配合物的检验。
判断产物种类:实验中仅能证明被氧化为,无证据表明生成。
15.(2025·山东模拟)一定温度下,向体积均为1L的刚性容器中,分别充入4molHCl和1mol,发生反应: ,在绝热或恒温条件下发生上述反应,测得体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线甲表示绝热条件下发生的反应
B.该反应的逆反应在低温下自发进行
C.b点时的平衡常数小于
D.b点逆反应速率大于c点逆反应速率
【答案】B,C
【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
【解析】【解答】A、曲线甲压强先升后降,符合绝热(反应放热)的压强变化,A正确;
B、正反应、,根据,正反应低温自发,逆反应则高温自发(低温下,不自发),B错误;
C、恒温下a点列三段式:
计算得 。b点温度高于a点(绝热升温),且压强与a点相同,说明b点反应正向进行程度更大,平衡常数大于,C错误;
D、b点温度和反应物浓度均高于c点,故逆反应速率,D正确;
故答案为:BC。
【分析】要解决这道题,需结合反应的热效应、自发反应条件、平衡常数及反应速率的知识,分析如下:
反应 是气态物质系数减小的反应。通过压强-时间曲线判断:
曲线甲先压强增大后减小,说明是绝热条件(反应放热,温度升高使压强先增大,后反应进行使物质的量减小、压强减小);曲线乙压强持续减小,是恒温条件。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(2025·山东模拟)全固态电池在性能和稳定性上具有良好的前景,是顺应全球能源转型和需求的新型电池,某固态电池的固体电解质由Li、铌(Nb)、Cl和O元素组成。回答下列问题:
(1)基态O原子价电子的空间运动状态有   种,V与Nb同一副族,与V同周期且基态原子核外的单电子数与V相同的元素还有   种。
(2)二氯二茂铌广泛应用于化工、医药等行业,其中为典型的三齿配体,则二氯二茂铌中存在的化学键有   (填标号),中心原子的配位数为   ,物质中含有的大键,可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键可表示为   ,二氯二茂铌熔点低于的原因为   。
a.离子键   b.共价键   c.配位键   d.氢键   e.金属键
(3)由Li、铌(Nb)、Cl和O元素组成的固态电解质,具有强稳定性,其四方晶胞沿x轴和z轴的投影如图所示,晶胞参数分别为anm、anm、cnm,随着迁入和迁出晶胞,晶胞参数不发生改变。
①若固体电解质中Nb的化合价为+5价,该电解质化学式为   ,放电过程中随着迁入,Nb化合价将   (填“升高”“降低”或“不变”);
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,晶体的密度为   (设为阿伏加德罗常数的值;用含、a、c的计算式表示)。
【答案】(1)4;2
(2)abc;6;;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱
(3);降低;或
【知识点】原子核外电子的运动状态;配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态氧原子价电子排布为,因此空间运动状态有4种;V价电子排布为,基态价电子排布单电子数同为3个的还有、。
故答案为:4;2;
(2)中存在内外界阴阳离子间的离子键作用,碳氢原子、碳碳原子间的共价键作用,配体与中心离子间的配位键作用;中心原子配位数为;在中,大键的电子数来自于5个碳原子共提供5个电子、从外界得到一个电子,因此大键表示为;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱,使得其熔点低于。
故答案为: abc ;6; ;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱 。
(3)①根据四方晶胞沿x轴和z轴的投影图可知,八面体共用顶点氧,一个八面体对应的化学式为,根据化合价代数和为0,可知在一个晶胞中有4个,因此化学式为;放电过程中随着迁入,个数增多,Nb化合价将降低。
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,根据填充空隙判断,一个晶胞中最多填充8个,因此填满后的晶体化学式为,因此晶体的密度为。
故答案为: ; 降低 ;或 。
【分析】(1)明确基态 O 原子价电子排布,统计 2s 和 2p 轨道的空间运动状态总数;确定基态 V 原子单电子数,找出同周期中具有相同单电子数的元素种类。
(2)分析化合物内外界、配体内部及配体与中心原子间的化学键类型;根据配体齿数计算中心原子配位数;确定大 π 键的构成原子数和电子数,书写大 π 键符号;对比晶体微粒间作用力差异,解释熔点不同的原因。
(3)依据晶胞投影推导电解质化学式,结合放电时 Li+迁移情况判断 Nb 化合价变化;由晶胞参数计算晶胞体积,根据化学式得出摩尔质量,代入密度公式推导结果。
(1)基态氧原子价电子排布为,因此空间运动状态有4种;V价电子排布为,基态价电子排布单电子数同为3个的还有、。
(2)中存在内外界阴阳离子间的离子键作用,碳氢原子、碳碳原子间的共价键作用,配体与中心离子间的配位键作用;中心原子配位数为;在中,大键的电子数来自于5个碳原子共提供5个电子、从外界得到一个电子,因此大键表示为;中阳离子的离子体积大,阴阳离子间的距离大,离子之间的作用力弱,使得其熔点低于。
(3)①根据四方晶胞沿x轴和z轴的投影图可知,八面体共用顶点氧,一个八面体对应的化学式为,根据化合价代数和为0,可知在一个晶胞中有4个,因此化学式为;放电过程中随着迁入,个数增多,Nb化合价将降低。
②当固体电解质的晶胞空隙充满时,根据填充空隙判断,一个晶胞中最多填充8个,因此填满后的晶体化学式为,因此晶体的密度为。
17.(2025·山东模拟)总丹参酮是从中药丹参中提取的治疗冠心病的新药,其衍生物K的合成路线如下:
已知:①RCOOR'RCH2OH+R'OH;

回答下列问题:
(1)F中含氧官能团名称为   。
(2)下列说法正确的是   。
a.C→E的反应类型为加成反应   b.B和E均能使酸性溶液褪色
c.沸点顺序:     d.化合物F为顺式结构
(3)DMP是一种含碘化合物,其化学式可以简写为(是一种阴离子),反应生成,写出J→K的化学方程式   。
(4)制备G的过程中会生成与G互为同分异构体的副产物G',G'的结构简式为   (不考虑立体异构)。
(5)在一定条件下还原得到化合物M(),写出所有符合下列条件的M的同分异构体的结构简式   。
①能发生银镜反应
②遇溶液显紫色
③核磁共振氢谱显示有四组峰,且面积比为
(6)总丹参酮的另一种衍生物为丹参酮ⅡA,合成过程中有如下转化。已知X含三种官能团,不与金属Na反应放出,丹参酮ⅡA分子中所有与氧原子连接的碳原子均为杂化。
写出X的分子式   ,丹参酮IIA的结构简式   。
【答案】(1)醚键、硝基
(2)bd
(3)
(4)
(5)、
(6);
【知识点】有机物中的官能团;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
【解析】【解答】(1)根据F的结构简式可知F中含有的官能团为醚键和硝基;
故答案为: 醚键、硝基 ;
(2)C→E为取代反应,a错误;B和E中苯环上的异丙基均能被能酸性溶液氧化,所以B和E能使酸性溶液褪色,b正确;物质A中的羧基可以形成分子间氢键,沸点顺序为,c错误;化合物F中含有碳碳双键,氢原子位于双键的同一侧,为顺式结构,d正确,因此选bd;
故答案为: bd ;
(3)在反应时生成,减少一个氧原子,J→K的反应为;
故答案为: ;
(4)根据已知信息②,F中如图所示的碳碳单键能够旋转:,生成与G互为同分异构体的的结构简式为;
故答案为: ;
(5)根据M()的分子式可知其不饱和度为5,根据信息“①能发生银镜反应”可知M中含有醛基;根据“②遇溶液显紫色”可知M中含有苯环且含有酚羟基;
根据“③核磁共振氢谱显示有四种氢,且个数比为”可知还含有氨基且有两个酚羟基,分布在苯环对称位置上,因此M的结构简式和;
故答案为:、 ;
(6)根据“X含三种官能团,不与金属Na反应放出”可知X中不含羟基,再结合X到丹参酮ⅡA的反应可知X中应该含有醚键,X的结构简式为,X分子式为;根据丹参酮ⅡA的分子式、X→丹参酮ⅡA中脱去2个氢原子,已知丹参酮ⅡA分子中所有与氧原子连接的碳原子均为杂化,可知与单键氧原子连接的碳原子都存在双键,其结构简式为。
故答案为: ; 。
【分析】以“官能团转化”为突破口,根据反应条件判断反应类型,结合分子式或结构简式的变化,推导中间产物与试剂。
已知A的结构含苯环,苯环上连有异丙基和。A与、发生酯化反应,生成含酯基的B。结合结构变化,B的结构为: ;B经反应生成C,结合E的碳原子数与C一致,且C可转化为含溴原子的E。推测B中酯基被还原为羟基,故C的结构为: 。C(分子式)转化为E(分子式),是的羟基被溴原子取代。醇羟基被溴取代的试剂为,故试剂D为,E的结构为: ;根据已知信息②的环化反应规律,E经环化反应形成萘环骨架,故G的结构为:; 据此解题。
18.(2025·山东模拟)常用于电极材料,工业利用制备产生的废渣[含、、、、等]和有机合成废旧还原剂(含、)合成电池级流程如图所示:
已知:①发生水解;②为难溶于水的黑色沉淀;③当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全;③常温下,几种沉淀的如下表所示:
回答下列问题:
(1)“加热除钛”操作中加入铁粉的目的是   ,“滤渣I”经脱水处理后,在电弧炉中高温加热可与、碳粉(稍过量)反应制备导电陶瓷材料(),写出制备的化学方程式   。
(2)“净化”操作时,若溶液体积为200mL,为,其他金属阳离子浓度为,为了达到流程目的,加入NaF物质的量至少为   mol。
(3)“氧化I”操作时,若加入速率过快,会导致用量大幅增大,其原因是   ,“氧化II”操作中发生反应的离子方程式为   。
(4)、与足量NaOH溶液反应生成、,则有机废旧还原剂中含、属于   盐(填“酸式”“碱式”或“正”),“沉铁”操作中如果体系pH值过高或过低,均导致产量降低,pH过低导致产量降低的原因是   。“沉铁”后的余液中含有大量的,溶解度与温度关系如图所示,从余液中提取的操作是   。
【答案】(1)将还原为防止生成沉淀,消耗促使水解;
(2)0.0042
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;
(4)正;转化为、或等形式,不易转化为;蒸发结晶,趁热过滤
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)结合题干信息及流程可知,加入铁粉的目的是消耗促使水解成为生成,同时将还原为;由于加入稍过量的碳粉,故碳的氧化产物为CO,该方程式为。
故答案为: 将还原为防止生成沉淀,消耗促使水解 ; ;
(2)设加入NaF的物质的量为xmol,可列下列三段式:,故存在,解得,故加入NaF的物质的量至少为。
故答案为: 0.0042 ;
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;由流程分析可知,“氧化Ⅱ”操作中发生反应的离子方程式为。
故答案为:、催化分解,导致其用量大幅增加 ; ;
(4)足量NaOH溶液与酸反应生成的盐为正盐;为弱酸根,pH值过低时,较大,会与结合,转化为、或等形式,不易转化为;由溶解度与温度关系图可知,溶解度随温度升高而降低,故应在较高温度下蒸发结晶、趁热过滤来获得固体。
故答案为: 正 ;转化为、或等形式,不易转化为 ; 蒸发结晶,趁热过滤 。
【分析】向原料中加入硫酸进行酸浸,原料中的含铁、钛、镁、锰等化合物与硫酸反应,生成 Fe2+、Fe3+、TiO2+、Mg2+、Mn2+等离子进入溶液。再加入铁,一方面,加热条件下 TiO2+发生水解等反应生成 TiO2 xH2O 滤渣,从而除去钛;另一方面,铁将 Fe3+还原为 Fe2+,同时剩余的硫酸与铁发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,产生氢气。然后加入氟化钠,Mg2+与 F-结合生成氟化镁沉淀,实现镁离子的除去。接着加入硫酸和双氧水,双氧水将 Fe2+氧化为 Fe3+;再加入高锰酸钾,高锰酸钾将 Mn2+氧化为 MnO2沉淀,从而除去锰离子。废旧还原剂中含有的 NaH2PO2、Na2HPO3与氧气发生氧化反应,被氧化为 PO43-;之后 PO43-与 Fe2+反应,生成 FePO4 2H2O。
(1)结合题干信息及流程可知,加入铁粉的目的是消耗促使水解成为生成,同时将还原为;由于加入稍过量的碳粉,故碳的氧化产物为CO,该方程式为。
(2)设加入NaF的物质的量为xmol,可列下列三段式:,故存在,解得,故加入NaF的物质的量至少为。
(3)、催化分解,导致其用量大幅增加;由流程分析可知,“氧化Ⅱ”操作中发生反应的离子方程式为。
(4)足量NaOH溶液与酸反应生成的盐为正盐;为弱酸根,pH值过低时,较大,会与结合,转化为、或等形式,不易转化为;由溶解度与温度关系图可知,溶解度随温度升高而降低,故应在较高温度下蒸发结晶、趁热过滤来获得固体。
19.(2025·山东模拟)某学生实验小组用如图所示简易装置测定101kPa、298K下的气体摩尔体积。塑料注射器活塞摩擦力大,玻璃注射器活塞摩擦力小,可忽略不计。已知:双氧水分解是放热反应。
实验步骤:
①检查装置的气密性后,向注射器筒中加入少量二氧化锰颗粒(固体体积忽略不计);
②打开止水夹,将20mL玻璃注射器活塞推到0刻度处,关闭止水夹;
③缓缓推动5mL注射器活塞,向注射器筒内注入1mL3%双氧水(密度约为);
④充分反应后,……,读取玻璃注射器中的气体体积为12.3mL。
回答下列问题:
(1)步骤①中加入少量二氧化锰就能达到实验目的,其原因是   ,产生氧气的物质的量为   mol(保留2位有效数字)。
(2)步骤④中省略的操作步骤为   ,101kPa、298K下气体摩尔体积为   (保留3位有效数字)。
(3)若反应器中不再产生气泡,立即读取玻璃注射器中的气体体积,则测定的101kPa、298K下的氧气的气体摩尔体积   (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)另一化学实验小组提出分解与浓度密切相关,随着浓度降低分解速率降低,当浓度低于一定程度,不再发生分解,同时其浓度随着放置时间也会发生改变。因此提出新的实验方案:
I.利用排水法收集VmL101kPa、298K下的氧气,将其缓慢通入稍过量碱性悬浊液,反应生成;
II.向反应后悬浊液加入稍过量KI溶液,再加硫酸酸化,在暗处静置5min,将其配成500mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,然后加入几滴淀粉试液,用标准溶液滴定生成的()。
①配成500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、   ,则达到滴定终点时消耗溶液的体积为amL,则101kPa、298K下气体摩尔体积为   ;
②下列操作导致101kPa、298K下气体摩尔体积偏大的是   (填标号)。
a.步骤I中,氧气通入速率太快
b.步骤II中,配制500mL溶液时,仰视定容
c.步骤II中,滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡
【答案】(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;
(2)冷却至298K;22.6或
(3)偏大
(4)500mL容量瓶、胶头滴管;;ab
【知识点】热化学方程式;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定
【解析】【解答】(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;由题意可知向注射器内加入的物质的量为,。
故答案为: 二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解 ; ;
(2)由于双氧水分解是放热反应,且温度会影响气体的体积,故应冷却至298K后再读取气体的体积;注射器的体积为12.3mL,注入了1mL双氧水,所以氧气的体积为12.3-1=11.3mL,则气体摩尔体积。
故答案为: 冷却至298K ; 22.6或 ;
(3)由于双氧水分解是放热反应,反应结束后立即读取气体的体积会导致测得的偏大,从而导致偏大。
故答案为: 偏大 ;
(4)①配制500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;经过分析可知存在如下计量关系:,故。
②a.步骤Ⅰ中,氧气通入速率太快,会导致氧气和反应不充分,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;b.配制500mL溶液时仰视定容,会导致配制的溶液浓度偏小,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡,会导致滴定消耗的的读数偏大,导致偏小。
故答案为: 500mL容量瓶、胶头滴管 ; ;ab。
【分析】(1)二氧化锰是催化剂,少量即可促使 H2O2完全分解;通过 H2O2的体积、密度和质量分数计算其物质的量,再依据反应比例求氧气的物质的量。
(2)双氧水分解放热,需冷却到 298K 再读气体体积;用氧气体积(扣除加入双氧水的体积)和物质的量计算气体摩尔体积。
(3)反应放热,立即读数会因温度高导致氧气体积偏大,使测得的气体摩尔体积偏大。
(4)①配制 500mL 溶液需 500mL 容量瓶和胶头滴管;根据 O2与 Na2S2O3的氧化还原计量关系推导气体摩尔体积表达式。
②分析操作对 Na2S2O3消耗体积的影响,判断气体摩尔体积是否偏大。
(1)二氧化锰作催化剂,少量可催化全部分解;由题意可知向注射器内加入的物质的量为,。
(2)由于双氧水分解是放热反应,且温度会影响气体的体积,故应冷却至298K后再读取气体的体积;注射器的体积为12.3mL,注入了1mL双氧水,所以氧气的体积为12.3-1=11.3mL,则气体摩尔体积。
(3)由于双氧水分解是放热反应,反应结束后立即读取气体的体积会导致测得的偏大,从而导致偏大。
(4)①配制500mL溶液时需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶;经过分析可知存在如下计量关系:,故。
②a.步骤Ⅰ中,氧气通入速率太快,会导致氧气和反应不充分,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;b.配制500mL溶液时仰视定容,会导致配制的溶液浓度偏小,使得滴定消耗的标准溶液体积偏小,导致偏大;c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束后尖嘴没有气泡,会导致滴定消耗的的读数偏大,导致偏小。
20.(2025·山东模拟)甲烷催化氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题,其涉及的反应如下:
反应I.
反应II.
已知:①的选择性;②:用平衡分压代替平衡浓度计算;分压总压物质的量分数。
回答下列问题:
(1)反应III:的   ,反应III能够自发进行的原因是   。
(2)向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为、温度为TK条件下发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,则的选择性为   ,反应I的分压表示的平衡常数   (用含代数式表示),若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,则分压将   (填“增大”“减小”或“不变”),将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)向刚性容器中,充入4mol和2mol,分别在催化剂A、催化剂B作用下发生反应I、反应II,反应tmin时测得转化率、选择性与温度关系如图所示:
①在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是   (填“X”或“Z”);
②在催化剂B的作用下,曲线Q随温度升高逐渐降低的可能原因是   。
【答案】(1);反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行
(2)66.7%;或;减小;增大
(3)X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)由反应I. 和反应II. ,可以得到反应III:可看作由反应II反应I,则;根据时反应能自发进行,由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
故答案为:;由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
(2)在温度为TK条件下,向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为,则起始、,发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,设在反应Ⅰ中消耗xkPa、Ⅱ中消耗ykPa,根据题干列出分压三段式:、,根据,解出;则的选择性为;用反应I的平衡分压来表示的平衡常数;若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,根据勒夏特列原理,作为另一反应物的分压会减小;由和进行处理得,当充入一定量的后,重新达平衡时,减小,因温度不变则不变,所以增大。
故答案为:66.7%;或;减小;增大。
(3)根据图中催化剂A与B曲线均不重合,可知反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,因此应从速率角度分析问题;
①在tmin内转化率会随温度升高而不断增大,因此在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是X;
②曲线Q代表在催化剂B的作用下,选择性与温度的关系,由于反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,则原因是随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度小于反应Ⅱ加快的程度。
故答案为:X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度。
【分析】(1)根据盖斯定律(反应Ⅱ×2 - 反应Ⅰ)计算;结合,分析反应Ⅲ自发的原因(、)。
(2)通过分压三段式,结合总压和分压列方程,计算选择性;根据平衡分压推导;分析充入对分压和的影响(勒夏特列原理、平衡常数关系)。
(3)①催化剂A下,温度升高转化率随温度升高而增大,对应曲线X。
②温度升高时,反应Ⅰ速率加快程度小于反应Ⅱ,导致选择性(曲线Q)降低。
(1)由反应I. 和反应II. ,可以得到反应III:可看作由反应II反应I,则;根据时反应能自发进行,由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
故答案为:;由于反应Ⅲ的、,在任意温度都有,都能自发进行。
(2)在温度为TK条件下,向刚性容器中充入4mol和2mol,起始压强为,则起始、,发生反应I、反应II,达到平衡后,测得反应体系总压强为,的分压为,设在反应Ⅰ中消耗xkPa、Ⅱ中消耗ykPa,根据题干列出分压三段式:、,根据,解出;则的选择性为;用反应I的平衡分压来表示的平衡常数;若再向刚性容器中充入一定量的,重新达平衡后,根据勒夏特列原理,作为另一反应物的分压会减小;由和进行处理得,当充入一定量的后,重新达平衡时,减小,因温度不变则不变,所以增大。
故答案为:66.7%;或;减小;增大。
(3)根据图中催化剂A与B曲线均不重合,可知反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,因此应从速率角度分析问题;
①在tmin内转化率会随温度升高而不断增大,因此在催化剂A的作用下,表示转化率与T关系曲线是X;
②曲线Q代表在催化剂B的作用下,选择性与温度的关系,由于反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡,则原因是随着温度升高,反应Ⅰ速率加快的程度小于反应Ⅱ加快的程度。
故答案为:X;随着温度升高,反应I速率加快的程度小于反应II加快的程度。
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