【精品解析】广东省广州市2025届高三下学期毕业班综合测试(一模)化学试题

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广东省广州市2025届高三下学期毕业班综合测试(一模)化学试题
一、单项选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2025·广州模拟)器具是饮食文化的重要载体。下列我国古代器具中主要由合金材料制成的是
A.单耳黑陶杯 B.秘色瓷莲花碗 C.青铜四足鬲 D.檀香木雕杯
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·广州模拟)我国科技发展成就巨大。下列说法正确的是
A.嫦娥三号搭载钚﹣238同位素电池:Pu的质量数为94
B.嫦娥六号搭载水升华器进行降温:水升华过程中破坏了H—O键
C.大洋钻探船“梦想”号进行深海油气勘探:深海油气属于纯净物
D.北斗卫星使用氮化铝芯片:氮化铝属于新型无机非金属材料
3.(2025·广州模拟)化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A.晨雾中的光束如梦如幻,是丁达尔效应带来的美景
B.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自Fe2O3
C.烟花燃放五彩缤纷,呈现的是某些金属元素的焰色
D.饱和CuSO4溶液析出形状规则的蓝色晶体,体现晶体的自范性
4.(2025·广州模拟)下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用硫酸铝处理污水 Al(OH)3胶体具有吸附性
B 用油脂为原料制肥皂 甘油具有水溶性
C 用小苏打作发泡剂烘焙面包 碳酸氢钠溶于水吸热
D 用乳酸制作聚乳酸可降解塑料 聚乳酸燃烧生成CO2和H2O
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·广州模拟)工业上常用“空气吹出法”进行海水提溴,过程如下,其中操作X为
A.趁热过滤 B.加热蒸馏 C.蒸发浓缩 D.降温结晶
6.(2025·广州模拟)含氮物质种类繁多,在一定条件下可相互转化,下列说法不合理的是
A.N2的氧化或还原均可实现氮的固定
B.将装有NO2的密闭烧瓶浸入冰水,红棕色变浅
C.过量的NH3通入0.1mol L﹣1CuSO4溶液最终产生蓝色沉淀
D.工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化
7.(2025·广州模拟)Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器,该电池以镁片、石墨为电极,石墨电极一侧加入H2O2海水为电解质溶液。该电池工作时,下列说法正确的是
A.镁片为正极,发生还原反应
B.石墨电极表面产生大量氢气
C.电子由石墨电极流出
D.溶液中的阳离子向石墨电极移动
8.(2025·广州模拟)C6H5NH2是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐C6H5NH3Cl,下列叙述正确的是
A.常温下,0.001mol L﹣1C6H5NH2水溶液的pH=11
B.0.001mol L﹣1C6H3NH3Cl水溶液加水稀释,pH升高
C.C6H5NH3Cl水溶液的电离方程式为C6H5NH3Cl=C6H5NH2+HCl
D.C6H3NH3Cl水溶液中,c(OH﹣)+c(Cl﹣)=c(C6H5)+c(C6H5NH2)
9.(2025·广州模拟)某抗生素的结构简式如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是
A.能发生加成反应
B.能与氨基酸的氨基发生反应
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.最多能与等物质的量的NaOH反应
10.(2025·广州模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.44g中的σ键的数目为7NA
B.1mol Cl2和足量Fe充分反应,转移电子数为3NA
C.1L1mol L﹣1(NH4)2SO4溶液中含的数目为2NA
D.常温常压下,22.4LCO和N2混合气体中的分子数为NA
11.(2025·广州模拟)按如图装置进行实验,闭合开关一段时间后,下列说法正确的是
A.滴加铁氰化钾溶液,产生大量蓝色沉淀
B.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
C.a处红布条褪色,说明Cl2具有漂白性
D.b处出现蓝色,说明还原性:I﹣>Cl﹣
12.(2025·广州模拟)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 卤素单质沸点:Cl2Br-Br>I-I
B CO2通入苯酚钠溶液中出现浑浊 碳酸酸性强于苯酚
C 石墨可用作润滑剂 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
D 医疗上常用BaSO4做“钡餐” BaSO4不溶于水和酸,不易被X射线透过
A.A B.B C.C D.D
13.(2025·广州模拟)一种在水处理领域应用广泛的物质,其结构如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点:W>Z
B.元素电负性:W>Z>R
C.第一电离能大小:W>Z>X
D.YR3和的空间构型均为三角锥形
14.(2025·广州模拟)部分含Na或Al或Fe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.若a和b含同种金属元素,则a能与H2O反应生成c
B.若b能与H2O反应生成O2则b中含共价键和离子键
C.若f能溶于NaOH溶液,则f中的金属元素位于周期表d区
D.在含同种金属元素的d→g→f转化过程中,一定存在物质颜色的变化
15.(2025·广州模拟)某温度下,在密闭容器中充入一定量的R(g),发生反应R(g)T(g),该反应经历两步:①R(g)I(g),②I(g)T(g),催化剂M能催化第②步反应,反应历程如图所示。
下列说法不正确的是
A.升高温度,减小,且减小
B.不使用催化剂M,反应过程中c(I)先增大后减小
C.使用催化剂M,反应①的ΔH不变,反应②的ΔH减小
D.使用催化剂M,反应①速率不变,反应②速率加快
16.(2025·广州模拟)一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图,电极为金属Zn和选择性催化材料,放电时,含的废水被转化为NH3。下列说法不正确的是
A.放电时,正极区域的pH增大
B.放电时,每消耗负极室溶液质量增加260g
C.充电时,Zn连接外接电源的负极
D.充电时,阳极反应:NH3+9OH﹣﹣8e﹣=6H2O
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(2025·广州模拟)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为   。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解,   (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是    。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,    (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是    。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+) c()    1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为   。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为   。
18.(2025·广州模拟)独居石精矿是一种以稀土(RE)元素的磷酸盐为主的矿物,还含有FePO4、SiO2和极少量含铀(U)的化合物。一种从独居石精矿中提取铀和稀土的工艺如图。
已知:①常温下,Ka1(H3PO4)=6.9×10﹣3,Ka2(H3PO4)=6.2×10﹣8,Ka3(H3PO4)=4.8×10﹣13,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12。
②盐酸体系中,存在4Cl﹣[UO2Cl4]3﹣。Fe3++4Cl﹣═[FeCl4]﹣,其他金属离子与Cl﹣的配位可忽略。
③工艺中“离子交换”是将含(An﹣)的溶液流过盛有阴离子交换树脂(RCl)的离子交换柱(如图),发生反应:nRCl(s)+An﹣(aq)RaA(s)+nCl﹣(aq)。
(1)“碱转化”后溶液中的阴离子含有OH、   (填离子符号)和含磷的酸根离子。常温下测得溶液pH=12.0,则溶液中c()   c()(填“>”“<”或“=”)。
(2)中O为-2价,U的化合价为    。“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2﹣,其离子方程式为    。
(3)“氧化”和“调pH”工序的目的是避免     (填离子符号)与交换树脂反应,从而有利于U的分离。
(4)“沉铀”中,加入NH4HCO3使UO2Cl2转化为(NH4)4[UO2(CO3)3]再加热促使其分解生成UO3。(NH4)4[UO2(CO3)3]分解的化学方程式为     。
(5)常温下,若“沉淀”后溶液中c(Mg2+)=0.056mol L﹣1为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2应确保溶液的pH低于   。
(6)一种铀的氧化物晶体结构可描述为U与空位交替填充在由氧原子构成的体积相等的立方体体心,形成如图所示的结构单元。
①该氧化物的化学式为    。
②若该氧化物的立方晶胞的晶胞参数为anm,则O与U原子最近的距离为    nm(用a表示)。
19.(2025·广州模拟)甲基叔戊基醚(结构简式为,用TAME表示)常用作汽油添加剂,在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得。体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:A+CH3OHTAME
反应Ⅱ:AB(A为、B为)
(1)制备TAME所用的催化剂含磺酸基团(—SO3H)。基态S原子的价层电子的轨道表示式为     。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数K与温度T的变化关系如图1所示,属于放热反应的是     。
(3)在非水溶剂中,向恒容密闭容器加入物质的量均为amol的CH3OH和A,在三种不同温度T1、T2、T3下进行反应,TAME的产率随反应时间t的变化曲线如图2。
①图2中温度由低到高的顺序为     。
②下列有关说法中,正确的是     (填字母)。
A.三种不同温度中,反应速率随反应进程一直增大
B.催化剂可加快化学反应速率,提高A的平衡转化率
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后不变
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,减小
(4)为研究不同醇烯投料比对平衡的影响,某温度下,当A起始浓度c0(A)=0.10mol L﹣1时,测得平衡时各物种随的变化曲线如图3。已知反应Ⅱ的平衡常数K2。当0.60,c平(A)=     mol L﹣1(用含x的式子表示)。计算反应Ⅰ的平衡常数K1    (结果保留1位小数,写出计算过程)。
20.(2025·广州模拟)应用光化学催化和烯还原酶的光生物催化一体化技术,可实现化合物Ⅳ的合成,示意图如图(反应条件略):
(1)化合物Ⅰ的分子式为     。化合物Ⅱ的官能团名称为     。
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,Ⅴ的结构简式为     ,其名称为     。
(3)关于上述由化合物Ⅰ到Ⅳ的转化及相关物质,下列说法正确的有 ___________ (填字母)。
A.有π键的断裂与形成
B.有C—Br键的断裂与C—C键的形成
C.存在C原子杂化方式的改变,没有手性碳原子形成
D.化合物Ⅳ可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键
(4)对化合物Ⅳ,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         取代反应
(5)以化合物Ⅱ为唯一有机原料,合成化合物。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步的化学方程式为     (注明反应条件)。
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为     (写结构简式)。
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为     (注明反应条件)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】合金及其应用
【解析】【解答】A、单耳黑陶杯的主要成分是陶瓷,属于无机非金属材料,故A不符合题意 ;B、秘色瓷莲花碗的主要成分也是陶瓷,属于无机非金属材料,同样不符合要求,故B不符合题意 ;C、青铜四足鬲的主要成分为青铜(铜合金),属于合金材料,符合题目要求,故C符合题意 ;
D、檀香木雕杯的主要成分是纤维素(有机高分子材料),不符合要求,故D不符合题意 ;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有 2 个:混淆 “合金” 与其他材料的概念:容易把陶瓷(如 A 的陶、B 的瓷)、木材(如 D 的木雕)误判为合金,但陶瓷是无机非金属材料、木材是天然有机材料,都不属于合金。
对 “青铜” 的材质认知模糊:部分人可能不清楚青铜是铜锡合金,错以为它是单一金属材料,从而漏掉正确选项 C。
2.【答案】D
【知识点】化学键和分子间作用力的区别;元素、核素;物质的简单分类
【解析】【解答】A、钚 - 238 的 “238” 是质量数,94 是原子序数(质子数),A错误;
B、水升华是物理变化,仅改变分子间作用力,不会破坏 H-O 键(化学键破坏是化学变化),B错误;
C、深海油气是多种烃类等物质的混合体系,属于混合物而非纯净物,C错误;
D、氮化铝(AlN)具备新型无机非金属材料的特性,属于此类材料,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.区分质量数(同位素标注的数值,如 “238”)与原子序数(元素的质子数,如 Pu 的 94)。
B.物理变化(如升华)仅改变分子间作用力,化学变化才会破坏化学键(如 H-O 键)。
C.油气、空气等多组分体系属于混合物,单一成分的物质才是纯净物。
D.氮化铝、硅等属于新型无机非金属材料,需明确其材料类别。
3.【答案】B
【知识点】焰色反应;铁的氧化物和氢氧化物;晶体的定义;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A、晨雾属于胶体,胶体能产生丁达尔效应(光束通路现象),A正确;
B、Fe2O3是红棕色固体,“雨过天晴云破处” 的瓷器青色并非来自 Fe2O3,B错误;
C、烟花的五彩颜色是某些金属元素(如钠、铜等)发生焰色反应的结果,C正确;
D、饱和 CuSO4溶液析出的蓝色晶体(CuSO4 5H2O)具有规则形状,体现了晶体的自范性(自发形成规则几何外形的性质),D正确;
故答案为:B。
【分析】A.丁达尔效应是胶体的特征现象,分散质粒子直径在 1-100nm 的体系可产生该效应。
B.物质颜色需对应实际特征:Fe2O3为红棕色,与 “青色” 无关。
C.焰色反应是金属元素的物理性质,可用于呈现不同颜色。
D.晶体自范性指晶体能自发形成规则几何外形,是晶体的特征之一。
4.【答案】A
【知识点】探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;胶体的性质和应用;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、硫酸铝净水的核心是 Al3+ 水解生成 Al(OH)3 胶体,胶体的吸附性可沉降污水悬浮杂质,项目与原理描述匹配,A正确;
B、油脂制肥皂的关键是油脂与碱发生皂化反应生成高级脂肪酸盐,和甘油水溶性没有关联,项目与原理描述不匹配,B错误;
C、小苏打作发泡剂是依靠其受热分解或与酸反应释放 CO2 气体,而非溶解吸热,项目与原理描述不匹配,C错误;
D、聚乳酸可降解是因为能被自然环境中的微生物分解,和燃烧生成 CO2、H2O 没有直接关系,项目与原理描述不匹配,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.抓住 Al(OH)3 胶体吸附性,区分胶体吸附(物理过程)与离子反应(化学过程)的不同。
B.明确反应主体是油脂与碱,产物为高级脂肪酸盐和甘油,甘油的性质不影响皂化反应的发生。
C.反应生成 CO2 气体是发泡的根本原因,需摒弃 “溶解吸热” 的干扰项。
D.核心是微生物分解特性,与燃烧产物无关联,避免概念混淆。
5.【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A、适用于分离固体与液体,而此处是从溶液中分离 Br2(液态单质),不适用,故A不符合题意 ;
B、Br2沸点较低(约58.8℃),加热时Br2会汽化,再冷凝可得到液溴,符合从水溶液中分离 Br2的需求,故B符合题意 ;
C、仅能减少溶剂,无法分离出 Br2单质,故C不符合题意 ;
D、适用于从溶液中析出固体晶体,Br2是液态,不适用,故D不符合题意 ;
故答案为:B。
【分析】海水提溴流程为:先将浓缩酸化、富含 Br- 的海水用 Cl2氧化得到 Br2,再通过空气将 Br2吹出;接着用 SO2和水吸收吹出的 Br2,重新转化为含 Br- 的溶液,此过程发生反应: ;最后再次用 Cl2氧化该溶液生成 Br2:,经蒸馏操作得到液溴。
6.【答案】C
【知识点】氮的固定;配合物的成键情况;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、氮气(N2)的氧化或还原过程都是将游离态的氮转变为化合态的氮,属于氮的固定,A正确;B、二氧化氮(NO2)二聚生成四氧化二氮(N2O4)的反应为放热反应,化学方程式可表示为:2NO2N2O4 。当烧瓶浸入冰水时,温度降低使平衡向正反应方向移动,因此红棕色变浅,B正确;
C、将氨气(NH3)通入硫酸铜(CuSO4)溶液中,首先生成蓝色沉淀氢氧化铜(Cu(OH)2),继续通入过量氨气时,沉淀溶解形成深蓝色的四氨合铜(II)络离子([Cu(NH3)4]2+),C错误;
D、工业上生产硝酸的流程为:首先通过氮气(N2)与氢气(H2)反应合成氨(NH3),然后氨催化氧化生成一氧化氮(NO),NO进一步被氧气氧化为二氧化氮(NO2),最后NO2与水反应生成硝酸(HNO3)。整个过程可表示为:N2→NH3→NO→NO2→HNO3,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.氮的固定是将游离态 N2转化为化合态氮,N2氧化(如 N2→NO)或还原(如 N2→NH3)都符合。
B.2NO2 N2O4(放热),浸入冰水(降温)平衡正向移动,NO2浓度降低,红棕色变浅。
C.少量 NH3通入 CuSO4溶液生成 Cu (OH)2蓝色沉淀,但过量 NH3会与 Cu(OH)2结合生成 [Cu(NH3)4]2+ 络离子(溶液变蓝),不会最终留蓝色沉淀。
D.工业制硝酸是先合成氨(N2→NH3),再经 NH3氧化为 NO、NO 氧化为 NO2、NO2与水反应生成 HNO3。
7.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、镁片是负极,发生氧化反应,并非正极、还原反应,A错误;B、石墨电极(正极)的反应是 H2O2得电子生成 H2O(而非 H2),不会产生大量氢气,B错误;
C、电子由负极(镁片)流出,经导线流向正极(石墨),并非从石墨流出,C错误;
D、原电池中,阳离子向正极(石墨电极)移动,阴离子向负极移动,D正确;
故答案为:D。
【分析】 在该原电池体系中,电极材料为镁片与石墨,电解质是含 H2O2的海水:从金属活泼性来看,镁的还原性远强于石墨,因此镁会失去电子,作为负极参与反应;而石墨电极不参与失电子,是 H2O2发生得电子反应的场所,因此石墨为正极。工作时,负极的镁失电子形成Mg2+,正极的H2O2得电子转化为 OH-,电子通过导线从负极流向正极,从而形成电流。
8.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、C6H5NH2是弱碱,部分电离,0.001mol L- 溶液中 OH-浓度远小于 0.001mol L- ,pH 应小于 11,A错误;
B、C6H5NH3Cl 溶液中 C6H5NH3+ 水解使溶液呈酸性(C6H5NH3++H2O C6H5NH2+H3O+);加水稀释时,水解程度增大,但 H+ 浓度降低,pH 升高,B正确;
C、C6H5NH3Cl 是强电解质,电离方程式应为 C6H5NH3Cl=C6H5NH3++Cl-,而非生成 C6H5NH2和 HCl(这是水解的部分过程),C错误;
D、根据电荷守恒,溶液中应为 c (OH-)+c (Cl-)=c (C6H5NH3+)+c (H+);若结合物料守恒,应为
c (Cl-)=c (C6H5NH3+)+c (C6H5NH2),原式子不满足守恒关系,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查要点:
掌握弱碱与强酸弱碱盐的核心规律:弱碱部分电离,其盐的阳离子会水解显酸性。
判断稀释水解盐溶液的 pH 变化:强酸弱碱盐溶液稀释时,水解程度增大,但 H+浓度因溶液体积增大而降低,pH 升高。
考查电解质电离与水解的区分:强电解质完全电离为离子,水解是电离出的离子与水的反应,需区分电离方程式与水解方程式。
9.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、结构含碳碳双键,碳碳双键可发生加成反应(如与 H2、Br2加成),A正确;
B、结构含羧基(-COOH),羧基能与氨基酸的氨基(-NH2)发生缩合反应(形成酰胺键),B正确;
C、结构含碳碳双键、羟基(-CH2OH),二者均可被酸性 KMnO4溶液氧化,使溶液褪色,C正确;
D、结构中的羧基(-COOH)、酯基、酰胺键均可与 NaOH 反应:1mol 羧基消耗 1mol NaOH,1mol 酯基水解消耗 1mol NaOH,1mol 酰胺键水解也消耗 1mol NaOH,因此 1mol 该物质消耗的 NaOH 远多于 1mol,D错误;
故答案为:D。
【分析】解决这道题的关键点 :
抓官能团判反应:先识别结构中的官能团(碳碳双键、羧基、酯基、羟基、酰胺键),依据官能团特性判断反应:含碳碳双键,故可加成、可被酸性 KMnO4氧化;含羧基,故能与氨基缩合;
算 NaOH 反应量的关键:需明确 “能与 NaOH 反应的官能团”:羧基(1:1 反应)、酯基(水解消耗 1mol NaOH)、酰胺键(水解消耗 1mol NaOH),因此该物质与 NaOH 的反应量远多于 “等物质的量”。
10.【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、先确定该有机物为环氧乙烷(分子式 C2H4O,摩尔质量 44g/mol),44g 对应物质的量为 1mol。观察其结构(三元环:2 个 C 原子、1 个 O 原子),σ 键包括:2 个 C-H 键(每个 C 连 2 个 H)、1 个 C-C 键、2 个 C-O 键,共 7 个 σ 键,因此 1mol 该物质中 σ 键数目为 7NA,A正确;
B、Cl2与 Fe 反应生成 FeCl3,Cl 元素化合价从 0 降至 -1,1mol Cl2完全反应时,转移电子数为 2mol(即 2NA),并非 3NA(Fe 过量不改变 Cl2的电子转移量),B错误;
C、(NH4)2SO4溶液中,NH4+ 会发生水解(NH4++H2O NH3 H2O+H+),因此 1L 1mol L- 溶液中,NH4+ 的实际数目小于 2NA,C错误;
D、22.4L/mol 是标准状况(0℃、101kPa)下的气体摩尔体积,常温常压下气体摩尔体积大于 22.4L/mol,故 22.4L 混合气体的物质的量小于 1mol,分子数小于 NA,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.有机物 σ 键计数:需结合分子结构,逐一统计 C-C、C-H、C-O 等 σ 键的数量。
B.氧化还原电子转移:以完全反应的反应物为基准,而非过量反应物。
C.盐溶液离子数目:考虑弱离子水解,实际离子数少于化学式中的理论数量。
D.气体摩尔体积:仅适用于标准状况,常温常压下不能直接用 22.4L/mol 计算。
11.【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;二价铁离子和三价铁离子的检验;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、阴极Fe不参与反应(仅H2O得电子),无Fe2+生成,滴加铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀,A错误;
B、U 形管中,阳极(石墨侧)产生Cl2,阴极(Fe 侧)产生H2,并非Cl2和O2,B错误;
C、a处湿润红布条褪色,是 Cl2与水反应生成的HClO 具有漂白性,并非Cl2本身的漂白性,C错误;
D、Cl2通入b处淀粉 - KI 溶液,发生反应 Cl2+2I-=2Cl-+I2,I2使淀粉变蓝;该反应中I-作还原剂、Cl-是还原产物,说明还原性 I- > Cl-,D正确;
故答案为:D。
【分析】判断电极类型:装置为电解池,Fe 接电源负极作阴极,石墨接电源正极作阳极。电解质为 NaCl 溶液,电解时阳极(石墨)发生反应:2Cl--2e-=Cl2↑;阴极(Fe)发生反应:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-。据此解题。
12.【答案】A
【知识点】分子间作用力;苯酚的化学性质;晶体的定义
【解析】【解答】A、陈述 Ⅰ:卤素单质(Cl2、Br2、I2)均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,故沸点Cl2Br-Br>I-I,正确;逻辑:卤素单质的沸点由分子间作用力决定,键能影响的是单质的稳定性,二者无因果关系,A符合题意;
B、陈述 Ⅰ:CO2通入苯酚钠溶液生成苯酚(难溶),出现浑浊,正确;陈述 Ⅱ:根据 “强酸制弱酸”,碳酸酸性强于苯酚,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,B不符合题意;
C、陈述 Ⅰ:石墨可用作润滑剂,正确;陈述 Ⅱ:石墨为层状结构,层间范德华力弱,层与层易滑动,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,C不符合题意;
D、陈述 Ⅰ:医疗用 BaSO4作 “钡餐”,正确;陈述 Ⅱ:BaSO4不溶于水和胃酸,且不易被 X 射线透过,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下 2 个:
混淆 “分子间作用力” 与 “化学键” 的影响范畴易误将卤素单质的沸点(由分子间作用力决定)与键能(影响化学稳定性)关联,错认为二者有因果关系,忽略了 “沸点” 和 “键能” 对应的作用力类型完全不同。
对因果关系的误判容易混淆 “陈述均正确” 和 “存在因果关系” 的区别,比如误把选项 A 中两个独立正确的陈述,当成有因果逻辑的关联内容,忽略了题目 “无因果关系” 的核心要求。
13.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、W 的简单氢化物是 CH4,Z 的是 H2O,H2O 分子间含氢键,沸点 H2O>CH4,即 Z>W,A错误;
B、电负性同周期从左到右增大,故 O(Z)>C(W)>H(R),应为 Z>W>R,B错误;
C、第一电离能同周期从左到右增大(O>C),同主族从上到下减小(C>Na),故 O(Z)>C(W)>Na(X),应为 Z>W>X,C错误;
D、YR3是 PH3,中心 P 为 sp3 杂化(3 个 σ 键 + 1 对孤电子对);R3Z+是 H3O+,中心 O 为 sp3 杂化(3 个 σ 键 + 1 对孤电子对),二者空间构型均为三角锥形,D正确;
故答案为:D。
【分析】元素推断:X 形成 + 1 价阳离子,为 Na;Z 最多成 2 个键,原子序数小于 Na,为 O;Y 成 5 个键,原子序数大于 O,为 P;R 只成 1 个键且原子序数最小,为 H;W 成 4 个键且原子序数小于 O,为 C。即 R=H,W=C,Z=O,X=Na,Y=P。据此解题。
14.【答案】C
【知识点】镁、铝的重要化合物;无机物的推断
【解析】【解答】A、若 a(单质,化合价0)、b(氧化物,化合价1)为同种金属,对应 Na(a 为 Na,b 为 Na2O),Na 与 H2O 反应生成 NaOH(c,碱,+1价),故A不符合题意 ;
B、若 b(氧化物)与 H2O 反应生成 O2,b 应为 Na2O2(Na 的+1 价氧化物),Na2O2含离子键(Na+ 与 O22-)和共价键(O22- 内部),故B不符合题意 ;
C、若 f(+3 价氧化物)能溶于 NaOH 溶液,f 可为 Al2O3(Al 的+3价氧化物),Al 位于周期表 p 区(并非 d 区),故C符合题意 ;
D、含同种金属的 d→g→f 转化(如 Fe 的 +2 价碱→+3 价碱→+3价氧化物),Fe(OH)2(白色)→Fe(OH)3(红褐色)→Fe2O3(红棕色),存在颜色变化,故D不符合题意 ;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有 2 个:
周期表分区的混淆:易误将 “能溶于 NaOH 的 +3 价氧化物(如 Al2O3)” 对应的 Al 归为 d 区元素,忽略了 Al 实际位于周期表的 p 区,错判选项 C 的合理性。
物质对应关系的模糊:对 “化合价 + 物质类别” 对应的具体物质不明确,比如不确定 “+1 价氧化物 b 与水反应生成 O2” 对应的是 Na2O2,或混淆不同元素(Na、Al、Fe)的价态与物质类别的匹配关系,导致选项分析出错。
15.【答案】C
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、总反应R(g)=T(g)为放热(T能量低于R),升温平衡逆向移动,(I是中间产物,升温时②步速率变慢,I积累)、均减小,A正确;
B、不使用催化剂,①步生成I,②步速率慢,I先积累后消耗,故浓度先增后减,B正确;
C、焓变(ΔH)由反应物和生成物能量差决定,催化剂只改变活化能,不改变ΔH,故反应①、②的ΔH均不变,C错误;
D、催化剂M只催化②步,故①步速率不变,②步速率加快,D正确;
故答案为:A。
【分析】A.抓总反应放热的特点,升温平衡逆向移动,结合中间产物 I 的积累规律,判断浓度比值变化。
B.明确无催化剂时②步速率慢,中间产物 I 生成快、消耗慢,因此浓度会先增后减。
C.牢记焓变由反应物和生成物的总能量差决定,催化剂仅改变活化能,不影响焓变大小。
D.注意催化剂 M 的作用具有选择性,只加快催化目标步骤②的速率,对步骤①无影响。
16.【答案】B
【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;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时正极生成 OH-,区域内 OH-浓度增大,pH 升高,A正确;B、放电时,负极每消耗 1mol NO3-(对应转移 8mol 电子),负极会溶解 4mol Zn(Zn~2e-,8e-对应 4mol Zn),同时阴离子交换膜允许 OH-从正极移向负极(每转移 8mol 电子,移过 8mol OH-)。负极室增加的质量为 “4mol Zn 的质量(4×65g=260g)” 加上 “8mol OH-的质量(8×17g=136g)”,共396g,B错误;
C、充电时是电解池,原电池的负极(Zn)需接外接电源的负极(作阴极,得电子被还原),C正确;
D、充电时阳极是原电池的正极,NH3失电子被氧化为 NO3-,结合碱性环境(OH-参与),反应为 NH3+9OH--8e-=NO3-+6H2O,D正确;
故答案为:B。
【分析】在该储能电池中,电极材料为 Zn 和选择性催化材料,电解质是 KOH 溶液:
放电(原电池模式):NO3-转化为 NH3(N 元素化合价从 +5 降为 -3),发生还原反应,因此选择性催化材料是正极,正极反应为 NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH-;Zn 发生氧化反应(Zn 转化为 Zn(OH)42-),作负极,负极反应为 Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-。
充电(电解池模式):原电池的负极(Zn)需连接外接电源的负极,作阴极,发生还原反应,阴极反应为 Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-;原电池的正极(选择性催化材料)连接外接电源的正极,作阳极,发生氧化反应,阳极反应为 NH3+9OH-- 8e-=NO3-+6H2O。
17.【答案】(1)bae
(2)产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;<;
(3)将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二氧化硫的性质;性质实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,
故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,
故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,
故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+) c()故答案为:<;
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,
故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,
故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
【分析】本次实验分为两部分:首先用 70% 的H2SO4与Na2SO3反应制备SO2,并对其进行干燥处理;随后将干燥的 SO2通入 0.1mol L- 的AgNO3溶液,观察到体系产生大量白色沉淀、瓶底沉淀略带灰色。基于此现象,实验需分析沉淀的具体成分,同时探究如何优化 SO2与AgNO3溶液的反应,以实现 Ag 的高效回收。
(1)制 SO2后,用浓硫酸干燥(长进短出),向上排空气法收集,最后碱石灰处理尾气,接口顺序按 “干燥→收集→尾气处理” 衔接。
(2)① 利用 Ag 与浓硝酸反应生成红棕色 NO2的现象验 Ag;根据氧化还原规律写离子方程式(SO2还原 Ag+为 Ag,自身被氧化为 SO42-)。② 利用 Ag2SO3与盐酸反应生成的 SO2使品红褪色验 Ag2SO3;根据复分解规律写化学方程式。③ 依据溶度积规则,离子积小于 Ksp 则无沉淀。④ 利用 “复分解生成 Ag2SO3、氧化还原生成 Ag” 的质量关系,计算物质的量之比即反应速率比。
(3)加硫酸酸化抑制复分解反应,仅发生氧化还原生成 Ag,再用浓氨水分离杂质得到Ag。
(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+) c()④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
18.【答案】(1)Si;<
(2)+6;UO(OH)2+2Fe3++4Cl﹣=[UO2Cl4]2﹣+2Fe2++H2O
(3)[FeCl4]﹣
(4)(NH4)4[UO2(CO3)3)UO3+4NH3↑+3CO2↑+2H2O
(5)9
(6)UO2;a
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;离子浓度大小的比较;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)独居石精矿中含有FePO4、SiO2,“碱转化”时SiO2会与碱反应生成,所以溶液中的阴离子含有OH-、和含磷的酸根离子;已知Ka3(H3PO4)=4.8×10-13,pH = 12.0时,
c(H+) =10-12mol/L,0.48<1,所以c()故答案为:;<;
(2)在中,O为-2,设U的化合价为x,则x+2×(-2)=+2,解得x =+6,“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2-,Fe3+被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,
故答案为:+6;;
(3)根据“离子交换”原理,Fe3+会形成[FeCl4]-与交换树脂反应,所以“氧化”和“调pH”工序的目的是避免[FeCl4]-与交换树脂反应,从而有利于U的分离,
故答案为:[FeCl4]-;
(4)分解生成UO3,根据原子守恒,还会生成NH3、CO2和H2O,化学方程式为,
故答案为:;
(5)已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,c(Mg2+)=0.056mol/L,当Mg(OH)2开始沉淀时,c(OH-)10-5mol/L,pOH=5,pH=9,所以为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2,应确保溶液的pH低于9,
故答案为:9;
(6)①由晶胞结构可知,O原子位于顶点和棱心,O原子个数为8124,U原子个数为2,所以该氧化物的化学式为UO2,
故答案为:UO2;
②O与U原子最近的距离为晶胞体对角线长度的,晶胞体对角线长度为a,所以O与U原子最近的距离为anm,
故答案为:a。
【分析】这个独居石精矿的处理流程,是通过多步操作实现铀与稀土元素的分离回收,具体环节作用如下:碱转化:将含稀土磷酸盐、FePO4、SiO2、含铀化合物的独居石精矿与NaOH溶液反应,让SiO2等转化后进入滤液,实现初步分离;酸浸:用盐酸溶解碱转化产物,使相关元素以离子形式溶解到溶液中;氧化:加入H2O2,把溶液中低价态离子(如Fe2+)氧化为高价态,避免后续干扰;调pH:加入MgO调节溶液pH,让部分杂质离子沉淀为滤渣被除去;离子交换:借助阴离子交换树脂的选择性,交换特定阴离子,实现目标离子与其他离子的分离;洗脱、加热沉淀:处理交换后的树脂,洗脱目标离子,经加热沉淀得到 UO3;同时流出液经处理可获得 RE(OH)3。据此解题。
(1)独居石精矿中含有FePO4、SiO2,“碱转化”时SiO2会与碱反应生成,所以溶液中的阴离子含有OH-、和含磷的酸根离子;已知Ka3(H3PO4)=4.8×10-13,pH = 12.0时,c(H+) = 10-12mol/L,0.48<1,所以c()(2)在中,O为-2,设U的化合价为x,则x+2×(-2)=+2,解得x =+6,“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2-,Fe3+被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,故答案为:+6;;
(3)根据“离子交换”原理,Fe3+会形成[FeCl4]-与交换树脂反应,所以“氧化”和“调pH”工序的目的是避免[FeCl4]-与交换树脂反应,从而有利于U的分离,故答案为:[FeCl4]-;
(4)分解生成UO3,根据原子守恒,还会生成NH3、CO2和H2O,化学方程式为,故答案为:;
(5)已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,c(Mg2+)=0.056mol/L,当Mg(OH)2开始沉淀时,c(OH-)10-5mol/L,pOH=5,pH=9,所以为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2,应确保溶液的pH低于9,故答案为:9;
(6)①由晶胞结构可知,O原子位于顶点和棱心,O原子个数为8124,U原子个数为2,所以该氧化物的化学式为UO2,故答案为:UO2;
②O与U原子最近的距离为晶胞体对角线长度的,晶胞体对角线长度为a,所以O与U原子最近的距离为anm,故答案为:a。
19.【答案】(1)
(2)反应Ⅰ
(3)T3(4)0.1﹣0.2x;2.5
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学反应速率;化学平衡常数
【解析】【解答】(1)S的原子序数为16,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为:;
故答案为: ;
(2)对于放热反应,降低温度,增大,平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK增大,所以属于放热反应的是反应Ⅰ;
故答案为: 反应Ⅰ ;
(3)①温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以图2中温度由低到高的顺序为T3②A.三种不同温度中,反应速率随反应进程开始增大,逐渐减小,故A错误;
B.催化剂可加快化学反应速率,但不能提高A的平衡转化率,故B错误;
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后K(平衡常数)不变,故C正确;
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,K c(A),平衡常数K不变,稀释过程中,c(A)减小,所以K c(A)是减小的,即是减小的,故D正确;
故答案为: T3(4)由图可知,c平(TAME)=c平(B)=0.1x,K2,则c平(A)=0.8x,根据物料守恒可得:c△(A)=c平(TAME)+c平(B),所以有c平(A)=c0(A)﹣c平(TAME)﹣c平(B)=0.1﹣0.1x﹣0.1x=0.1﹣0.2x,即0.8x=0.1﹣0.2x,解得:x=0.1,故c平(A)=0.08,c平(TAME)=c平(B)=0.01mol/L,又因c0(A)=0.1mol/L,0.6,则c0(CH3OH)=0.06mol/L,由守恒可知,cΔ(CH3OH)=c平(TAME),故有:c平(CH3OH)=c0(CH3OH)﹣c平(TAME)=0.06mol/L﹣0.01mol/L=0.05mol/L,故反应Ⅰ的平衡常数K12.5。
故答案为: 0.1﹣0.2x ; 2.5 ;
【分析】(1)基态 S 原子价层电子排布为 3s23p4,据此写轨道表示式。
(2)放热反应的平衡常数随温度升高而减小(lnK 随 1/T 增大而增大),结合图 1 判断反应 Ⅰ 为放热反应。
(3)① 温度越高,反应速率越快、达平衡时间越短,结合图 2 中曲线斜率判断温度顺序为 T3
(4)① 利用反应 Ⅱ 的平衡常数 K2和物料守恒,推导 c平 (A)=0.1-0.2x。② 结合反应 Ⅰ 的平衡浓度(
c平 (TAME)=0.01、c平 (A)=0.08、c平 (CH3OH)=0.05),代入平衡常数公式计算得 K1=2.5。
(1)S的原子序数为16,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为:;
(2)对于放热反应,降低温度,增大,平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK增大,所以属于放热反应的是反应Ⅰ;
(3)①温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以图2中温度由低到高的顺序为T3②A.三种不同温度中,反应速率随反应进程开始增大,逐渐减小,故A错误;
B.催化剂可加快化学反应速率,但不能提高A的平衡转化率,故B错误;
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后K(平衡常数)不变,故C正确;
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,K c(A),平衡常数K不变,稀释过程中,c(A)减小,所以K c(A)是减小的,即是减小的,故D正确;
故答案为:CD;
(4)由图可知,c平(TAME)=c平(B)=0.1x,K2,则c平(A)=0.8x,根据物料守恒可得:c△(A)=c平(TAME)+c平(B),所以有c平(A)=c0(A)﹣c平(TAME)﹣c平(B)=0.1﹣0.1x﹣0.1x=0.1﹣0.2x,即0.8x=0.1﹣0.2x,解得:x=0.1,故c平(A)=0.08,c平(TAME)=c平(B)=0.01mol/L,又因c0(A)=0.1mol/L,0.6,则c0(CH3OH)=0.06mol/L,由守恒可知,cΔ(CH3OH)=c平(TAME),故有:c平(CH3OH)=c0(CH3OH)﹣c平(TAME)=0.06mol/L﹣0.01mol/L=0.05mol/L,故反应Ⅰ的平衡常数K12.5。
20.【答案】(1)C9H10;酮羰基
(2)BrCH2CH2CHO;3﹣溴丙醛
(3)B;D
(4)浓硫酸、加热;消去反应;浓硫酸、加热;—COO—
(5)HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;CH2=CHCH3;BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr
【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;结构简式
【解析】【解答】(1)化合物Ⅰ的分子中C、H原子个数依次是9、10,分子式为C9H10;化合物Ⅱ的官能团名称为酮羰基;
故答案为: C9H10 ; 酮羰基 ;
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,说明含有醛基,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,说明含有三种氢原子且氢原子的个数之比为2:2:1,结构简式为BrCH2CH2CHO,名称为3﹣溴丙醛;
故答案为:BrCH2CH2CHO ; 3﹣溴丙醛 ;
(3)A.生成Ⅳ的过程中有π键的断裂,没有π键的形成,故A错误;
B.反应时Ⅲ中C—Br键的断裂、Ⅳ中有C—C键的形成,故B正确;
C.Ⅰ中采用sp2杂化的碳原子在Ⅳ中采用sp3杂化,所以有碳原子杂化方式的改变,Ⅳ中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,故C错误;
D.化合物Ⅳ羟基可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键,故D正确;
故答案为:BD;
(4)①Ⅳ在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生醇羟基的消去反应,反应类型是消去反应;
②中醇羟基能和乙酸发生酯化反应生,反应条件是浓硫酸作催化剂、加热条件;
故答案为: 浓硫酸、加热 ; 消去反应 ; 浓硫酸、加热 ; —COO— ;
(5)以CH3COCH3为唯一有机原料合成化合物,可由CH3COOH和HOCH2CH(CH3)OH发生酯化反应得到,HOCH2CH(CH3)OH可由BrCH2CHBrCH3发生水解反应得到,BrCH2CHBrCH3可由CH2=CHCH3和溴发生加成反应得到,CH2=CHCH3可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应得到,丙酮和氢气发生加成反应生成CH3CH(OH)CH3,CH2=CHCH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2和CH3COOH:;
①最后一步的化学方程式为HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为CH2=CHCH3;
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr。
故答案为: HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O ; CH2=CHCH3 ; BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr 。
【分析】这个反应流程分为三步:化合物 Ⅱ 通过取代反应转化为中间体 Ⅲ;
中间体 Ⅲ 与化合物 Ⅰ 发生反应,生成一种中间产物();
该中间产物再与水反应,最终生成目标产物 Ⅳ,据此解题。
(1)数化合物 Ⅰ 的 C、H 原子数得分子式;识别化合物 Ⅱ 的官能团(酮羰基)。
(2)结合 “银镜反应(含醛基)+氢谱 3 组峰(2:2:1)”,推导同分异构体结构并命名。
(3)分析反应中键的断裂、形成、C 原子杂化、手性碳、氢键等,判断选项合理性。
(4)利用化合物 Ⅳ 的羟基,分析消去、取代(酯化)反应的试剂、产物及反应类型。
(5)以丙酮为原料,通过加成、消去、加成、水解、氧化、酯化等步骤合成目标物,推导各步反应的方程式、反应物。
(1)化合物Ⅰ的分子中C、H原子个数依次是9、10,分子式为C9H10;化合物Ⅱ的官能团名称为酮羰基;
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,说明含有醛基,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,说明含有三种氢原子且氢原子的个数之比为2:2:1,结构简式为BrCH2CH2CHO,名称为3﹣溴丙醛;
(3)A.生成Ⅳ的过程中有π键的断裂,没有π键的形成,故A错误;
B.反应时Ⅲ中C—Br键的断裂、Ⅳ中有C—C键的形成,故B正确;
C.Ⅰ中采用sp2杂化的碳原子在Ⅳ中采用sp3杂化,所以有碳原子杂化方式的改变,Ⅳ中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,故C错误;
D.化合物Ⅳ羟基可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键,故D正确;
故答案为:BD;
(4)①Ⅳ在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生醇羟基的消去反应,反应类型是消去反应;
②中醇羟基能和乙酸发生酯化反应生,反应条件是浓硫酸作催化剂、加热条件;
(5)以CH3COCH3为唯一有机原料合成化合物,可由CH3COOH和HOCH2CH(CH3)OH发生酯化反应得到,HOCH2CH(CH3)OH可由BrCH2CHBrCH3发生水解反应得到,BrCH2CHBrCH3可由CH2=CHCH3和溴发生加成反应得到,CH2=CHCH3可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应得到,丙酮和氢气发生加成反应生成CH3CH(OH)CH3,CH2=CHCH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2和CH3COOH:;
①最后一步的化学方程式为HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为CH2=CHCH3;
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr。
1 / 1广东省广州市2025届高三下学期毕业班综合测试(一模)化学试题
一、单项选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2025·广州模拟)器具是饮食文化的重要载体。下列我国古代器具中主要由合金材料制成的是
A.单耳黑陶杯 B.秘色瓷莲花碗 C.青铜四足鬲 D.檀香木雕杯
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】合金及其应用
【解析】【解答】A、单耳黑陶杯的主要成分是陶瓷,属于无机非金属材料,故A不符合题意 ;B、秘色瓷莲花碗的主要成分也是陶瓷,属于无机非金属材料,同样不符合要求,故B不符合题意 ;C、青铜四足鬲的主要成分为青铜(铜合金),属于合金材料,符合题目要求,故C符合题意 ;
D、檀香木雕杯的主要成分是纤维素(有机高分子材料),不符合要求,故D不符合题意 ;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有 2 个:混淆 “合金” 与其他材料的概念:容易把陶瓷(如 A 的陶、B 的瓷)、木材(如 D 的木雕)误判为合金,但陶瓷是无机非金属材料、木材是天然有机材料,都不属于合金。
对 “青铜” 的材质认知模糊:部分人可能不清楚青铜是铜锡合金,错以为它是单一金属材料,从而漏掉正确选项 C。
2.(2025·广州模拟)我国科技发展成就巨大。下列说法正确的是
A.嫦娥三号搭载钚﹣238同位素电池:Pu的质量数为94
B.嫦娥六号搭载水升华器进行降温:水升华过程中破坏了H—O键
C.大洋钻探船“梦想”号进行深海油气勘探:深海油气属于纯净物
D.北斗卫星使用氮化铝芯片:氮化铝属于新型无机非金属材料
【答案】D
【知识点】化学键和分子间作用力的区别;元素、核素;物质的简单分类
【解析】【解答】A、钚 - 238 的 “238” 是质量数,94 是原子序数(质子数),A错误;
B、水升华是物理变化,仅改变分子间作用力,不会破坏 H-O 键(化学键破坏是化学变化),B错误;
C、深海油气是多种烃类等物质的混合体系,属于混合物而非纯净物,C错误;
D、氮化铝(AlN)具备新型无机非金属材料的特性,属于此类材料,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.区分质量数(同位素标注的数值,如 “238”)与原子序数(元素的质子数,如 Pu 的 94)。
B.物理变化(如升华)仅改变分子间作用力,化学变化才会破坏化学键(如 H-O 键)。
C.油气、空气等多组分体系属于混合物,单一成分的物质才是纯净物。
D.氮化铝、硅等属于新型无机非金属材料,需明确其材料类别。
3.(2025·广州模拟)化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A.晨雾中的光束如梦如幻,是丁达尔效应带来的美景
B.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自Fe2O3
C.烟花燃放五彩缤纷,呈现的是某些金属元素的焰色
D.饱和CuSO4溶液析出形状规则的蓝色晶体,体现晶体的自范性
【答案】B
【知识点】焰色反应;铁的氧化物和氢氧化物;晶体的定义;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A、晨雾属于胶体,胶体能产生丁达尔效应(光束通路现象),A正确;
B、Fe2O3是红棕色固体,“雨过天晴云破处” 的瓷器青色并非来自 Fe2O3,B错误;
C、烟花的五彩颜色是某些金属元素(如钠、铜等)发生焰色反应的结果,C正确;
D、饱和 CuSO4溶液析出的蓝色晶体(CuSO4 5H2O)具有规则形状,体现了晶体的自范性(自发形成规则几何外形的性质),D正确;
故答案为:B。
【分析】A.丁达尔效应是胶体的特征现象,分散质粒子直径在 1-100nm 的体系可产生该效应。
B.物质颜色需对应实际特征:Fe2O3为红棕色,与 “青色” 无关。
C.焰色反应是金属元素的物理性质,可用于呈现不同颜色。
D.晶体自范性指晶体能自发形成规则几何外形,是晶体的特征之一。
4.(2025·广州模拟)下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用硫酸铝处理污水 Al(OH)3胶体具有吸附性
B 用油脂为原料制肥皂 甘油具有水溶性
C 用小苏打作发泡剂烘焙面包 碳酸氢钠溶于水吸热
D 用乳酸制作聚乳酸可降解塑料 聚乳酸燃烧生成CO2和H2O
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;胶体的性质和应用;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、硫酸铝净水的核心是 Al3+ 水解生成 Al(OH)3 胶体,胶体的吸附性可沉降污水悬浮杂质,项目与原理描述匹配,A正确;
B、油脂制肥皂的关键是油脂与碱发生皂化反应生成高级脂肪酸盐,和甘油水溶性没有关联,项目与原理描述不匹配,B错误;
C、小苏打作发泡剂是依靠其受热分解或与酸反应释放 CO2 气体,而非溶解吸热,项目与原理描述不匹配,C错误;
D、聚乳酸可降解是因为能被自然环境中的微生物分解,和燃烧生成 CO2、H2O 没有直接关系,项目与原理描述不匹配,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.抓住 Al(OH)3 胶体吸附性,区分胶体吸附(物理过程)与离子反应(化学过程)的不同。
B.明确反应主体是油脂与碱,产物为高级脂肪酸盐和甘油,甘油的性质不影响皂化反应的发生。
C.反应生成 CO2 气体是发泡的根本原因,需摒弃 “溶解吸热” 的干扰项。
D.核心是微生物分解特性,与燃烧产物无关联,避免概念混淆。
5.(2025·广州模拟)工业上常用“空气吹出法”进行海水提溴,过程如下,其中操作X为
A.趁热过滤 B.加热蒸馏 C.蒸发浓缩 D.降温结晶
【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A、适用于分离固体与液体,而此处是从溶液中分离 Br2(液态单质),不适用,故A不符合题意 ;
B、Br2沸点较低(约58.8℃),加热时Br2会汽化,再冷凝可得到液溴,符合从水溶液中分离 Br2的需求,故B符合题意 ;
C、仅能减少溶剂,无法分离出 Br2单质,故C不符合题意 ;
D、适用于从溶液中析出固体晶体,Br2是液态,不适用,故D不符合题意 ;
故答案为:B。
【分析】海水提溴流程为:先将浓缩酸化、富含 Br- 的海水用 Cl2氧化得到 Br2,再通过空气将 Br2吹出;接着用 SO2和水吸收吹出的 Br2,重新转化为含 Br- 的溶液,此过程发生反应: ;最后再次用 Cl2氧化该溶液生成 Br2:,经蒸馏操作得到液溴。
6.(2025·广州模拟)含氮物质种类繁多,在一定条件下可相互转化,下列说法不合理的是
A.N2的氧化或还原均可实现氮的固定
B.将装有NO2的密闭烧瓶浸入冰水,红棕色变浅
C.过量的NH3通入0.1mol L﹣1CuSO4溶液最终产生蓝色沉淀
D.工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化
【答案】C
【知识点】氮的固定;配合物的成键情况;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A、氮气(N2)的氧化或还原过程都是将游离态的氮转变为化合态的氮,属于氮的固定,A正确;B、二氧化氮(NO2)二聚生成四氧化二氮(N2O4)的反应为放热反应,化学方程式可表示为:2NO2N2O4 。当烧瓶浸入冰水时,温度降低使平衡向正反应方向移动,因此红棕色变浅,B正确;
C、将氨气(NH3)通入硫酸铜(CuSO4)溶液中,首先生成蓝色沉淀氢氧化铜(Cu(OH)2),继续通入过量氨气时,沉淀溶解形成深蓝色的四氨合铜(II)络离子([Cu(NH3)4]2+),C错误;
D、工业上生产硝酸的流程为:首先通过氮气(N2)与氢气(H2)反应合成氨(NH3),然后氨催化氧化生成一氧化氮(NO),NO进一步被氧气氧化为二氧化氮(NO2),最后NO2与水反应生成硝酸(HNO3)。整个过程可表示为:N2→NH3→NO→NO2→HNO3,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.氮的固定是将游离态 N2转化为化合态氮,N2氧化(如 N2→NO)或还原(如 N2→NH3)都符合。
B.2NO2 N2O4(放热),浸入冰水(降温)平衡正向移动,NO2浓度降低,红棕色变浅。
C.少量 NH3通入 CuSO4溶液生成 Cu (OH)2蓝色沉淀,但过量 NH3会与 Cu(OH)2结合生成 [Cu(NH3)4]2+ 络离子(溶液变蓝),不会最终留蓝色沉淀。
D.工业制硝酸是先合成氨(N2→NH3),再经 NH3氧化为 NO、NO 氧化为 NO2、NO2与水反应生成 HNO3。
7.(2025·广州模拟)Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器,该电池以镁片、石墨为电极,石墨电极一侧加入H2O2海水为电解质溶液。该电池工作时,下列说法正确的是
A.镁片为正极,发生还原反应
B.石墨电极表面产生大量氢气
C.电子由石墨电极流出
D.溶液中的阳离子向石墨电极移动
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、镁片是负极,发生氧化反应,并非正极、还原反应,A错误;B、石墨电极(正极)的反应是 H2O2得电子生成 H2O(而非 H2),不会产生大量氢气,B错误;
C、电子由负极(镁片)流出,经导线流向正极(石墨),并非从石墨流出,C错误;
D、原电池中,阳离子向正极(石墨电极)移动,阴离子向负极移动,D正确;
故答案为:D。
【分析】 在该原电池体系中,电极材料为镁片与石墨,电解质是含 H2O2的海水:从金属活泼性来看,镁的还原性远强于石墨,因此镁会失去电子,作为负极参与反应;而石墨电极不参与失电子,是 H2O2发生得电子反应的场所,因此石墨为正极。工作时,负极的镁失电子形成Mg2+,正极的H2O2得电子转化为 OH-,电子通过导线从负极流向正极,从而形成电流。
8.(2025·广州模拟)C6H5NH2是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐C6H5NH3Cl,下列叙述正确的是
A.常温下,0.001mol L﹣1C6H5NH2水溶液的pH=11
B.0.001mol L﹣1C6H3NH3Cl水溶液加水稀释,pH升高
C.C6H5NH3Cl水溶液的电离方程式为C6H5NH3Cl=C6H5NH2+HCl
D.C6H3NH3Cl水溶液中,c(OH﹣)+c(Cl﹣)=c(C6H5)+c(C6H5NH2)
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、C6H5NH2是弱碱,部分电离,0.001mol L- 溶液中 OH-浓度远小于 0.001mol L- ,pH 应小于 11,A错误;
B、C6H5NH3Cl 溶液中 C6H5NH3+ 水解使溶液呈酸性(C6H5NH3++H2O C6H5NH2+H3O+);加水稀释时,水解程度增大,但 H+ 浓度降低,pH 升高,B正确;
C、C6H5NH3Cl 是强电解质,电离方程式应为 C6H5NH3Cl=C6H5NH3++Cl-,而非生成 C6H5NH2和 HCl(这是水解的部分过程),C错误;
D、根据电荷守恒,溶液中应为 c (OH-)+c (Cl-)=c (C6H5NH3+)+c (H+);若结合物料守恒,应为
c (Cl-)=c (C6H5NH3+)+c (C6H5NH2),原式子不满足守恒关系,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查要点:
掌握弱碱与强酸弱碱盐的核心规律:弱碱部分电离,其盐的阳离子会水解显酸性。
判断稀释水解盐溶液的 pH 变化:强酸弱碱盐溶液稀释时,水解程度增大,但 H+浓度因溶液体积增大而降低,pH 升高。
考查电解质电离与水解的区分:强电解质完全电离为离子,水解是电离出的离子与水的反应,需区分电离方程式与水解方程式。
9.(2025·广州模拟)某抗生素的结构简式如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是
A.能发生加成反应
B.能与氨基酸的氨基发生反应
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.最多能与等物质的量的NaOH反应
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、结构含碳碳双键,碳碳双键可发生加成反应(如与 H2、Br2加成),A正确;
B、结构含羧基(-COOH),羧基能与氨基酸的氨基(-NH2)发生缩合反应(形成酰胺键),B正确;
C、结构含碳碳双键、羟基(-CH2OH),二者均可被酸性 KMnO4溶液氧化,使溶液褪色,C正确;
D、结构中的羧基(-COOH)、酯基、酰胺键均可与 NaOH 反应:1mol 羧基消耗 1mol NaOH,1mol 酯基水解消耗 1mol NaOH,1mol 酰胺键水解也消耗 1mol NaOH,因此 1mol 该物质消耗的 NaOH 远多于 1mol,D错误;
故答案为:D。
【分析】解决这道题的关键点 :
抓官能团判反应:先识别结构中的官能团(碳碳双键、羧基、酯基、羟基、酰胺键),依据官能团特性判断反应:含碳碳双键,故可加成、可被酸性 KMnO4氧化;含羧基,故能与氨基缩合;
算 NaOH 反应量的关键:需明确 “能与 NaOH 反应的官能团”:羧基(1:1 反应)、酯基(水解消耗 1mol NaOH)、酰胺键(水解消耗 1mol NaOH),因此该物质与 NaOH 的反应量远多于 “等物质的量”。
10.(2025·广州模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.44g中的σ键的数目为7NA
B.1mol Cl2和足量Fe充分反应,转移电子数为3NA
C.1L1mol L﹣1(NH4)2SO4溶液中含的数目为2NA
D.常温常压下,22.4LCO和N2混合气体中的分子数为NA
【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、先确定该有机物为环氧乙烷(分子式 C2H4O,摩尔质量 44g/mol),44g 对应物质的量为 1mol。观察其结构(三元环:2 个 C 原子、1 个 O 原子),σ 键包括:2 个 C-H 键(每个 C 连 2 个 H)、1 个 C-C 键、2 个 C-O 键,共 7 个 σ 键,因此 1mol 该物质中 σ 键数目为 7NA,A正确;
B、Cl2与 Fe 反应生成 FeCl3,Cl 元素化合价从 0 降至 -1,1mol Cl2完全反应时,转移电子数为 2mol(即 2NA),并非 3NA(Fe 过量不改变 Cl2的电子转移量),B错误;
C、(NH4)2SO4溶液中,NH4+ 会发生水解(NH4++H2O NH3 H2O+H+),因此 1L 1mol L- 溶液中,NH4+ 的实际数目小于 2NA,C错误;
D、22.4L/mol 是标准状况(0℃、101kPa)下的气体摩尔体积,常温常压下气体摩尔体积大于 22.4L/mol,故 22.4L 混合气体的物质的量小于 1mol,分子数小于 NA,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.有机物 σ 键计数:需结合分子结构,逐一统计 C-C、C-H、C-O 等 σ 键的数量。
B.氧化还原电子转移:以完全反应的反应物为基准,而非过量反应物。
C.盐溶液离子数目:考虑弱离子水解,实际离子数少于化学式中的理论数量。
D.气体摩尔体积:仅适用于标准状况,常温常压下不能直接用 22.4L/mol 计算。
11.(2025·广州模拟)按如图装置进行实验,闭合开关一段时间后,下列说法正确的是
A.滴加铁氰化钾溶液,产生大量蓝色沉淀
B.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
C.a处红布条褪色,说明Cl2具有漂白性
D.b处出现蓝色,说明还原性:I﹣>Cl﹣
【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;二价铁离子和三价铁离子的检验;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、阴极Fe不参与反应(仅H2O得电子),无Fe2+生成,滴加铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀,A错误;
B、U 形管中,阳极(石墨侧)产生Cl2,阴极(Fe 侧)产生H2,并非Cl2和O2,B错误;
C、a处湿润红布条褪色,是 Cl2与水反应生成的HClO 具有漂白性,并非Cl2本身的漂白性,C错误;
D、Cl2通入b处淀粉 - KI 溶液,发生反应 Cl2+2I-=2Cl-+I2,I2使淀粉变蓝;该反应中I-作还原剂、Cl-是还原产物,说明还原性 I- > Cl-,D正确;
故答案为:D。
【分析】判断电极类型:装置为电解池,Fe 接电源负极作阴极,石墨接电源正极作阳极。电解质为 NaCl 溶液,电解时阳极(石墨)发生反应:2Cl--2e-=Cl2↑;阴极(Fe)发生反应:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-。据此解题。
12.(2025·广州模拟)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 卤素单质沸点:Cl2Br-Br>I-I
B CO2通入苯酚钠溶液中出现浑浊 碳酸酸性强于苯酚
C 石墨可用作润滑剂 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
D 医疗上常用BaSO4做“钡餐” BaSO4不溶于水和酸,不易被X射线透过
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】分子间作用力;苯酚的化学性质;晶体的定义
【解析】【解答】A、陈述 Ⅰ:卤素单质(Cl2、Br2、I2)均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,故沸点Cl2Br-Br>I-I,正确;逻辑:卤素单质的沸点由分子间作用力决定,键能影响的是单质的稳定性,二者无因果关系,A符合题意;
B、陈述 Ⅰ:CO2通入苯酚钠溶液生成苯酚(难溶),出现浑浊,正确;陈述 Ⅱ:根据 “强酸制弱酸”,碳酸酸性强于苯酚,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,B不符合题意;
C、陈述 Ⅰ:石墨可用作润滑剂,正确;陈述 Ⅱ:石墨为层状结构,层间范德华力弱,层与层易滑动,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,C不符合题意;
D、陈述 Ⅰ:医疗用 BaSO4作 “钡餐”,正确;陈述 Ⅱ:BaSO4不溶于水和胃酸,且不易被 X 射线透过,正确;逻辑:陈述 Ⅱ 是陈述 Ⅰ 的原因,存在因果关系,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要有以下 2 个:
混淆 “分子间作用力” 与 “化学键” 的影响范畴易误将卤素单质的沸点(由分子间作用力决定)与键能(影响化学稳定性)关联,错认为二者有因果关系,忽略了 “沸点” 和 “键能” 对应的作用力类型完全不同。
对因果关系的误判容易混淆 “陈述均正确” 和 “存在因果关系” 的区别,比如误把选项 A 中两个独立正确的陈述,当成有因果逻辑的关联内容,忽略了题目 “无因果关系” 的核心要求。
13.(2025·广州模拟)一种在水处理领域应用广泛的物质,其结构如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点:W>Z
B.元素电负性:W>Z>R
C.第一电离能大小:W>Z>X
D.YR3和的空间构型均为三角锥形
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、W 的简单氢化物是 CH4,Z 的是 H2O,H2O 分子间含氢键,沸点 H2O>CH4,即 Z>W,A错误;
B、电负性同周期从左到右增大,故 O(Z)>C(W)>H(R),应为 Z>W>R,B错误;
C、第一电离能同周期从左到右增大(O>C),同主族从上到下减小(C>Na),故 O(Z)>C(W)>Na(X),应为 Z>W>X,C错误;
D、YR3是 PH3,中心 P 为 sp3 杂化(3 个 σ 键 + 1 对孤电子对);R3Z+是 H3O+,中心 O 为 sp3 杂化(3 个 σ 键 + 1 对孤电子对),二者空间构型均为三角锥形,D正确;
故答案为:D。
【分析】元素推断:X 形成 + 1 价阳离子,为 Na;Z 最多成 2 个键,原子序数小于 Na,为 O;Y 成 5 个键,原子序数大于 O,为 P;R 只成 1 个键且原子序数最小,为 H;W 成 4 个键且原子序数小于 O,为 C。即 R=H,W=C,Z=O,X=Na,Y=P。据此解题。
14.(2025·广州模拟)部分含Na或Al或Fe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.若a和b含同种金属元素,则a能与H2O反应生成c
B.若b能与H2O反应生成O2则b中含共价键和离子键
C.若f能溶于NaOH溶液,则f中的金属元素位于周期表d区
D.在含同种金属元素的d→g→f转化过程中,一定存在物质颜色的变化
【答案】C
【知识点】镁、铝的重要化合物;无机物的推断
【解析】【解答】A、若 a(单质,化合价0)、b(氧化物,化合价1)为同种金属,对应 Na(a 为 Na,b 为 Na2O),Na 与 H2O 反应生成 NaOH(c,碱,+1价),故A不符合题意 ;
B、若 b(氧化物)与 H2O 反应生成 O2,b 应为 Na2O2(Na 的+1 价氧化物),Na2O2含离子键(Na+ 与 O22-)和共价键(O22- 内部),故B不符合题意 ;
C、若 f(+3 价氧化物)能溶于 NaOH 溶液,f 可为 Al2O3(Al 的+3价氧化物),Al 位于周期表 p 区(并非 d 区),故C符合题意 ;
D、含同种金属的 d→g→f 转化(如 Fe 的 +2 价碱→+3 价碱→+3价氧化物),Fe(OH)2(白色)→Fe(OH)3(红褐色)→Fe2O3(红棕色),存在颜色变化,故D不符合题意 ;
故答案为:C。
【分析】本题的易错点主要有 2 个:
周期表分区的混淆:易误将 “能溶于 NaOH 的 +3 价氧化物(如 Al2O3)” 对应的 Al 归为 d 区元素,忽略了 Al 实际位于周期表的 p 区,错判选项 C 的合理性。
物质对应关系的模糊:对 “化合价 + 物质类别” 对应的具体物质不明确,比如不确定 “+1 价氧化物 b 与水反应生成 O2” 对应的是 Na2O2,或混淆不同元素(Na、Al、Fe)的价态与物质类别的匹配关系,导致选项分析出错。
15.(2025·广州模拟)某温度下,在密闭容器中充入一定量的R(g),发生反应R(g)T(g),该反应经历两步:①R(g)I(g),②I(g)T(g),催化剂M能催化第②步反应,反应历程如图所示。
下列说法不正确的是
A.升高温度,减小,且减小
B.不使用催化剂M,反应过程中c(I)先增大后减小
C.使用催化剂M,反应①的ΔH不变,反应②的ΔH减小
D.使用催化剂M,反应①速率不变,反应②速率加快
【答案】C
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、总反应R(g)=T(g)为放热(T能量低于R),升温平衡逆向移动,(I是中间产物,升温时②步速率变慢,I积累)、均减小,A正确;
B、不使用催化剂,①步生成I,②步速率慢,I先积累后消耗,故浓度先增后减,B正确;
C、焓变(ΔH)由反应物和生成物能量差决定,催化剂只改变活化能,不改变ΔH,故反应①、②的ΔH均不变,C错误;
D、催化剂M只催化②步,故①步速率不变,②步速率加快,D正确;
故答案为:A。
【分析】A.抓总反应放热的特点,升温平衡逆向移动,结合中间产物 I 的积累规律,判断浓度比值变化。
B.明确无催化剂时②步速率慢,中间产物 I 生成快、消耗慢,因此浓度会先增后减。
C.牢记焓变由反应物和生成物的总能量差决定,催化剂仅改变活化能,不影响焓变大小。
D.注意催化剂 M 的作用具有选择性,只加快催化目标步骤②的速率,对步骤①无影响。
16.(2025·广州模拟)一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如图,电极为金属Zn和选择性催化材料,放电时,含的废水被转化为NH3。下列说法不正确的是
A.放电时,正极区域的pH增大
B.放电时,每消耗负极室溶液质量增加260g
C.充电时,Zn连接外接电源的负极
D.充电时,阳极反应:NH3+9OH﹣﹣8e﹣=6H2O
【答案】B
【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;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时正极生成 OH-,区域内 OH-浓度增大,pH 升高,A正确;B、放电时,负极每消耗 1mol NO3-(对应转移 8mol 电子),负极会溶解 4mol Zn(Zn~2e-,8e-对应 4mol Zn),同时阴离子交换膜允许 OH-从正极移向负极(每转移 8mol 电子,移过 8mol OH-)。负极室增加的质量为 “4mol Zn 的质量(4×65g=260g)” 加上 “8mol OH-的质量(8×17g=136g)”,共396g,B错误;
C、充电时是电解池,原电池的负极(Zn)需接外接电源的负极(作阴极,得电子被还原),C正确;
D、充电时阳极是原电池的正极,NH3失电子被氧化为 NO3-,结合碱性环境(OH-参与),反应为 NH3+9OH--8e-=NO3-+6H2O,D正确;
故答案为:B。
【分析】在该储能电池中,电极材料为 Zn 和选择性催化材料,电解质是 KOH 溶液:
放电(原电池模式):NO3-转化为 NH3(N 元素化合价从 +5 降为 -3),发生还原反应,因此选择性催化材料是正极,正极反应为 NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH-;Zn 发生氧化反应(Zn 转化为 Zn(OH)42-),作负极,负极反应为 Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-。
充电(电解池模式):原电池的负极(Zn)需连接外接电源的负极,作阴极,发生还原反应,阴极反应为 Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-;原电池的正极(选择性催化材料)连接外接电源的正极,作阳极,发生氧化反应,阳极反应为 NH3+9OH-- 8e-=NO3-+6H2O。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(2025·广州模拟)从含银废液中回收银是保护金属资源的有效途径。
(1)实验室用70%H2SO4和Na2SO3制取干燥SO2选择净化与收集SO2所需装置,接口连接顺序为   。
(2)兴趣小组探究从AgNO3溶液中回收银,将SO2通入一定体积0.1mol L﹣1的AgNO3溶液中(如图所示)。
已知:a.25℃时,Ksp(Ag2SO3)=1.5×10﹣14,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
b.Ag2SO3、Ag2SO4均能溶于浓氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
ⅰ.实验现象瓶内产生大量白色沉淀,瓶底沉淀略显灰色。
ⅱ.沉淀成分的分析
将瓶内混合物分离得到溶液和固体X。
①取固体X加入过量浓氨水中,固体大部分溶解,过滤,得到无色溶液和少量灰黑色固体:将灰黑色固体加入浓硝酸中,固体溶解,   (填实验现象),说明沉淀中含有Ag。SO2与AgNO3溶液反应生成银单质的离子方程式是    。
②另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,    (填实验操作和现象),说明沉淀中含有Ag2SO3,SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的化学方程式是    。
③进一步实验证明,沉淀中不含Ag2SO4原因是c2(Ag+) c()    1.4×10﹣5(填“>”“<”或“=”)。
ⅲ.实验结论SO2通入AgNO3溶液中同时发生复分解反应和氧化还原反应,Ag的回收率低。
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应和氧化还原反应的平均反应速率之比为   。
(3)基于上述探究,兴趣小组重新设计了用SO2从AgNO3溶液中回收Ag的优化方案,避免了复分解反应的发生。该方案为   。
【答案】(1)bae
(2)产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;<;
(3)将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二氧化硫的性质;性质实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,
故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,
故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,
故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+) c()故答案为:<;
④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,
故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,
故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
【分析】本次实验分为两部分:首先用 70% 的H2SO4与Na2SO3反应制备SO2,并对其进行干燥处理;随后将干燥的 SO2通入 0.1mol L- 的AgNO3溶液,观察到体系产生大量白色沉淀、瓶底沉淀略带灰色。基于此现象,实验需分析沉淀的具体成分,同时探究如何优化 SO2与AgNO3溶液的反应,以实现 Ag 的高效回收。
(1)制 SO2后,用浓硫酸干燥(长进短出),向上排空气法收集,最后碱石灰处理尾气,接口顺序按 “干燥→收集→尾气处理” 衔接。
(2)① 利用 Ag 与浓硝酸反应生成红棕色 NO2的现象验 Ag;根据氧化还原规律写离子方程式(SO2还原 Ag+为 Ag,自身被氧化为 SO42-)。② 利用 Ag2SO3与盐酸反应生成的 SO2使品红褪色验 Ag2SO3;根据复分解规律写化学方程式。③ 依据溶度积规则,离子积小于 Ksp 则无沉淀。④ 利用 “复分解生成 Ag2SO3、氧化还原生成 Ag” 的质量关系,计算物质的量之比即反应速率比。
(3)加硫酸酸化抑制复分解反应,仅发生氧化还原生成 Ag,再用浓氨水分离杂质得到Ag。
(1)70%的浓硫酸和Na2SO3发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O,浓硫酸具有吸水性,且和SO2不反应,所以用浓硫酸干燥SO2;SO2的密度大于空气且能和碱石灰反应,所以用向上排空气法收集SO2,为防止污染空气,用碱石灰处理尾气,接口连接顺序为bae,故答案为:bae;
(2)①Ag和浓硝酸反应生成AgNO3、NO2和H2O,NO2为红棕色气体,所以看到的现象是:产生红棕色气体;SO2与AgNO3溶液反应生成银单质,Ag+被还原为Ag,则SO2被氧化为,即SO2和AgNO3溶液反应生成Ag和H2SO4,离子方程式为SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+,故答案为:产生红棕色气体;SO2+2Ag++2H2O=2Ag↓+4H+;
②Ag2SO3和稀盐酸反应生成AgCl、SO2和H2O,SO2能使品红溶液褪色,则另取固体X加入过量盐酸中,充分反应后静置,取上层清液于试管中,滴加品红溶液,溶液褪色,说明沉淀中含有Ag2SO3;SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3和HNO3,反应的化学方程式为SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3,故答案为:滴加品红溶液,溶液褪色;SO2+2AgNO3+H2O=Ag2SO3↓+2HNO3;
③如果溶液中c2(Ag+) c()④另取m1g固体X进行定量分析,测得其中Ag的质量为m2g,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应生成Ag2SO3的质量为(m1﹣m2)g,相同时间内其物质的量之比等于其反应速率之比,该条件下SO2与AgNO3溶液发生复分解反应(1mol SO2生成1mol Ag2SO3)和氧化还原反应(1mol SO2生成2mol Ag)的平均反应速率之比为mol:()mol,故答案为:;
(3)加入适量硫酸可以提供酸性环境,防止SO2与硝酸银发生复分解反应,所以避免复分解反应发生的方案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质,故答案为:将原溶液于试管中加入适量硫酸酸化,再向试管中通入SO2,过滤得到无色溶液和白色固体,将白色固体加入浓氨水,过滤得到的固体为Ag单质。
18.(2025·广州模拟)独居石精矿是一种以稀土(RE)元素的磷酸盐为主的矿物,还含有FePO4、SiO2和极少量含铀(U)的化合物。一种从独居石精矿中提取铀和稀土的工艺如图。
已知:①常温下,Ka1(H3PO4)=6.9×10﹣3,Ka2(H3PO4)=6.2×10﹣8,Ka3(H3PO4)=4.8×10﹣13,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12。
②盐酸体系中,存在4Cl﹣[UO2Cl4]3﹣。Fe3++4Cl﹣═[FeCl4]﹣,其他金属离子与Cl﹣的配位可忽略。
③工艺中“离子交换”是将含(An﹣)的溶液流过盛有阴离子交换树脂(RCl)的离子交换柱(如图),发生反应:nRCl(s)+An﹣(aq)RaA(s)+nCl﹣(aq)。
(1)“碱转化”后溶液中的阴离子含有OH、   (填离子符号)和含磷的酸根离子。常温下测得溶液pH=12.0,则溶液中c()   c()(填“>”“<”或“=”)。
(2)中O为-2价,U的化合价为    。“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2﹣,其离子方程式为    。
(3)“氧化”和“调pH”工序的目的是避免     (填离子符号)与交换树脂反应,从而有利于U的分离。
(4)“沉铀”中,加入NH4HCO3使UO2Cl2转化为(NH4)4[UO2(CO3)3]再加热促使其分解生成UO3。(NH4)4[UO2(CO3)3]分解的化学方程式为     。
(5)常温下,若“沉淀”后溶液中c(Mg2+)=0.056mol L﹣1为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2应确保溶液的pH低于   。
(6)一种铀的氧化物晶体结构可描述为U与空位交替填充在由氧原子构成的体积相等的立方体体心,形成如图所示的结构单元。
①该氧化物的化学式为    。
②若该氧化物的立方晶胞的晶胞参数为anm,则O与U原子最近的距离为    nm(用a表示)。
【答案】(1)Si;<
(2)+6;UO(OH)2+2Fe3++4Cl﹣=[UO2Cl4]2﹣+2Fe2++H2O
(3)[FeCl4]﹣
(4)(NH4)4[UO2(CO3)3)UO3+4NH3↑+3CO2↑+2H2O
(5)9
(6)UO2;a
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;离子浓度大小的比较;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)独居石精矿中含有FePO4、SiO2,“碱转化”时SiO2会与碱反应生成,所以溶液中的阴离子含有OH-、和含磷的酸根离子;已知Ka3(H3PO4)=4.8×10-13,pH = 12.0时,
c(H+) =10-12mol/L,0.48<1,所以c()故答案为:;<;
(2)在中,O为-2,设U的化合价为x,则x+2×(-2)=+2,解得x =+6,“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2-,Fe3+被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,
故答案为:+6;;
(3)根据“离子交换”原理,Fe3+会形成[FeCl4]-与交换树脂反应,所以“氧化”和“调pH”工序的目的是避免[FeCl4]-与交换树脂反应,从而有利于U的分离,
故答案为:[FeCl4]-;
(4)分解生成UO3,根据原子守恒,还会生成NH3、CO2和H2O,化学方程式为,
故答案为:;
(5)已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,c(Mg2+)=0.056mol/L,当Mg(OH)2开始沉淀时,c(OH-)10-5mol/L,pOH=5,pH=9,所以为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2,应确保溶液的pH低于9,
故答案为:9;
(6)①由晶胞结构可知,O原子位于顶点和棱心,O原子个数为8124,U原子个数为2,所以该氧化物的化学式为UO2,
故答案为:UO2;
②O与U原子最近的距离为晶胞体对角线长度的,晶胞体对角线长度为a,所以O与U原子最近的距离为anm,
故答案为:a。
【分析】这个独居石精矿的处理流程,是通过多步操作实现铀与稀土元素的分离回收,具体环节作用如下:碱转化:将含稀土磷酸盐、FePO4、SiO2、含铀化合物的独居石精矿与NaOH溶液反应,让SiO2等转化后进入滤液,实现初步分离;酸浸:用盐酸溶解碱转化产物,使相关元素以离子形式溶解到溶液中;氧化:加入H2O2,把溶液中低价态离子(如Fe2+)氧化为高价态,避免后续干扰;调pH:加入MgO调节溶液pH,让部分杂质离子沉淀为滤渣被除去;离子交换:借助阴离子交换树脂的选择性,交换特定阴离子,实现目标离子与其他离子的分离;洗脱、加热沉淀:处理交换后的树脂,洗脱目标离子,经加热沉淀得到 UO3;同时流出液经处理可获得 RE(OH)3。据此解题。
(1)独居石精矿中含有FePO4、SiO2,“碱转化”时SiO2会与碱反应生成,所以溶液中的阴离子含有OH-、和含磷的酸根离子;已知Ka3(H3PO4)=4.8×10-13,pH = 12.0时,c(H+) = 10-12mol/L,0.48<1,所以c()(2)在中,O为-2,设U的化合价为x,则x+2×(-2)=+2,解得x =+6,“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2-,Fe3+被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,故答案为:+6;;
(3)根据“离子交换”原理,Fe3+会形成[FeCl4]-与交换树脂反应,所以“氧化”和“调pH”工序的目的是避免[FeCl4]-与交换树脂反应,从而有利于U的分离,故答案为:[FeCl4]-;
(4)分解生成UO3,根据原子守恒,还会生成NH3、CO2和H2O,化学方程式为,故答案为:;
(5)已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,c(Mg2+)=0.056mol/L,当Mg(OH)2开始沉淀时,c(OH-)10-5mol/L,pOH=5,pH=9,所以为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2,应确保溶液的pH低于9,故答案为:9;
(6)①由晶胞结构可知,O原子位于顶点和棱心,O原子个数为8124,U原子个数为2,所以该氧化物的化学式为UO2,故答案为:UO2;
②O与U原子最近的距离为晶胞体对角线长度的,晶胞体对角线长度为a,所以O与U原子最近的距离为anm,故答案为:a。
19.(2025·广州模拟)甲基叔戊基醚(结构简式为,用TAME表示)常用作汽油添加剂,在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得。体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:A+CH3OHTAME
反应Ⅱ:AB(A为、B为)
(1)制备TAME所用的催化剂含磺酸基团(—SO3H)。基态S原子的价层电子的轨道表示式为     。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数K与温度T的变化关系如图1所示,属于放热反应的是     。
(3)在非水溶剂中,向恒容密闭容器加入物质的量均为amol的CH3OH和A,在三种不同温度T1、T2、T3下进行反应,TAME的产率随反应时间t的变化曲线如图2。
①图2中温度由低到高的顺序为     。
②下列有关说法中,正确的是     (填字母)。
A.三种不同温度中,反应速率随反应进程一直增大
B.催化剂可加快化学反应速率,提高A的平衡转化率
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后不变
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,减小
(4)为研究不同醇烯投料比对平衡的影响,某温度下,当A起始浓度c0(A)=0.10mol L﹣1时,测得平衡时各物种随的变化曲线如图3。已知反应Ⅱ的平衡常数K2。当0.60,c平(A)=     mol L﹣1(用含x的式子表示)。计算反应Ⅰ的平衡常数K1    (结果保留1位小数,写出计算过程)。
【答案】(1)
(2)反应Ⅰ
(3)T3(4)0.1﹣0.2x;2.5
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学反应速率;化学平衡常数
【解析】【解答】(1)S的原子序数为16,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为:;
故答案为: ;
(2)对于放热反应,降低温度,增大,平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK增大,所以属于放热反应的是反应Ⅰ;
故答案为: 反应Ⅰ ;
(3)①温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以图2中温度由低到高的顺序为T3②A.三种不同温度中,反应速率随反应进程开始增大,逐渐减小,故A错误;
B.催化剂可加快化学反应速率,但不能提高A的平衡转化率,故B错误;
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后K(平衡常数)不变,故C正确;
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,K c(A),平衡常数K不变,稀释过程中,c(A)减小,所以K c(A)是减小的,即是减小的,故D正确;
故答案为: T3(4)由图可知,c平(TAME)=c平(B)=0.1x,K2,则c平(A)=0.8x,根据物料守恒可得:c△(A)=c平(TAME)+c平(B),所以有c平(A)=c0(A)﹣c平(TAME)﹣c平(B)=0.1﹣0.1x﹣0.1x=0.1﹣0.2x,即0.8x=0.1﹣0.2x,解得:x=0.1,故c平(A)=0.08,c平(TAME)=c平(B)=0.01mol/L,又因c0(A)=0.1mol/L,0.6,则c0(CH3OH)=0.06mol/L,由守恒可知,cΔ(CH3OH)=c平(TAME),故有:c平(CH3OH)=c0(CH3OH)﹣c平(TAME)=0.06mol/L﹣0.01mol/L=0.05mol/L,故反应Ⅰ的平衡常数K12.5。
故答案为: 0.1﹣0.2x ; 2.5 ;
【分析】(1)基态 S 原子价层电子排布为 3s23p4,据此写轨道表示式。
(2)放热反应的平衡常数随温度升高而减小(lnK 随 1/T 增大而增大),结合图 1 判断反应 Ⅰ 为放热反应。
(3)① 温度越高,反应速率越快、达平衡时间越短,结合图 2 中曲线斜率判断温度顺序为 T3
(4)① 利用反应 Ⅱ 的平衡常数 K2和物料守恒,推导 c平 (A)=0.1-0.2x。② 结合反应 Ⅰ 的平衡浓度(
c平 (TAME)=0.01、c平 (A)=0.08、c平 (CH3OH)=0.05),代入平衡常数公式计算得 K1=2.5。
(1)S的原子序数为16,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为:;
(2)对于放热反应,降低温度,增大,平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK增大,所以属于放热反应的是反应Ⅰ;
(3)①温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以图2中温度由低到高的顺序为T3②A.三种不同温度中,反应速率随反应进程开始增大,逐渐减小,故A错误;
B.催化剂可加快化学反应速率,但不能提高A的平衡转化率,故B错误;
C.达到平衡后加入CH3OH再次达到平衡后K(平衡常数)不变,故C正确;
D.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,K c(A),平衡常数K不变,稀释过程中,c(A)减小,所以K c(A)是减小的,即是减小的,故D正确;
故答案为:CD;
(4)由图可知,c平(TAME)=c平(B)=0.1x,K2,则c平(A)=0.8x,根据物料守恒可得:c△(A)=c平(TAME)+c平(B),所以有c平(A)=c0(A)﹣c平(TAME)﹣c平(B)=0.1﹣0.1x﹣0.1x=0.1﹣0.2x,即0.8x=0.1﹣0.2x,解得:x=0.1,故c平(A)=0.08,c平(TAME)=c平(B)=0.01mol/L,又因c0(A)=0.1mol/L,0.6,则c0(CH3OH)=0.06mol/L,由守恒可知,cΔ(CH3OH)=c平(TAME),故有:c平(CH3OH)=c0(CH3OH)﹣c平(TAME)=0.06mol/L﹣0.01mol/L=0.05mol/L,故反应Ⅰ的平衡常数K12.5。
20.(2025·广州模拟)应用光化学催化和烯还原酶的光生物催化一体化技术,可实现化合物Ⅳ的合成,示意图如图(反应条件略):
(1)化合物Ⅰ的分子式为     。化合物Ⅱ的官能团名称为     。
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,Ⅴ的结构简式为     ,其名称为     。
(3)关于上述由化合物Ⅰ到Ⅳ的转化及相关物质,下列说法正确的有 ___________ (填字母)。
A.有π键的断裂与形成
B.有C—Br键的断裂与C—C键的形成
C.存在C原子杂化方式的改变,没有手性碳原子形成
D.化合物Ⅳ可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键
(4)对化合物Ⅳ,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         取代反应
(5)以化合物Ⅱ为唯一有机原料,合成化合物。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步的化学方程式为     (注明反应条件)。
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为     (写结构简式)。
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为     (注明反应条件)。
【答案】(1)C9H10;酮羰基
(2)BrCH2CH2CHO;3﹣溴丙醛
(3)B;D
(4)浓硫酸、加热;消去反应;浓硫酸、加热;—COO—
(5)HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;CH2=CHCH3;BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr
【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;结构简式
【解析】【解答】(1)化合物Ⅰ的分子中C、H原子个数依次是9、10,分子式为C9H10;化合物Ⅱ的官能团名称为酮羰基;
故答案为: C9H10 ; 酮羰基 ;
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,说明含有醛基,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,说明含有三种氢原子且氢原子的个数之比为2:2:1,结构简式为BrCH2CH2CHO,名称为3﹣溴丙醛;
故答案为:BrCH2CH2CHO ; 3﹣溴丙醛 ;
(3)A.生成Ⅳ的过程中有π键的断裂,没有π键的形成,故A错误;
B.反应时Ⅲ中C—Br键的断裂、Ⅳ中有C—C键的形成,故B正确;
C.Ⅰ中采用sp2杂化的碳原子在Ⅳ中采用sp3杂化,所以有碳原子杂化方式的改变,Ⅳ中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,故C错误;
D.化合物Ⅳ羟基可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键,故D正确;
故答案为:BD;
(4)①Ⅳ在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生醇羟基的消去反应,反应类型是消去反应;
②中醇羟基能和乙酸发生酯化反应生,反应条件是浓硫酸作催化剂、加热条件;
故答案为: 浓硫酸、加热 ; 消去反应 ; 浓硫酸、加热 ; —COO— ;
(5)以CH3COCH3为唯一有机原料合成化合物,可由CH3COOH和HOCH2CH(CH3)OH发生酯化反应得到,HOCH2CH(CH3)OH可由BrCH2CHBrCH3发生水解反应得到,BrCH2CHBrCH3可由CH2=CHCH3和溴发生加成反应得到,CH2=CHCH3可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应得到,丙酮和氢气发生加成反应生成CH3CH(OH)CH3,CH2=CHCH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2和CH3COOH:;
①最后一步的化学方程式为HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为CH2=CHCH3;
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr。
故答案为: HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O ; CH2=CHCH3 ; BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr 。
【分析】这个反应流程分为三步:化合物 Ⅱ 通过取代反应转化为中间体 Ⅲ;
中间体 Ⅲ 与化合物 Ⅰ 发生反应,生成一种中间产物();
该中间产物再与水反应,最终生成目标产物 Ⅳ,据此解题。
(1)数化合物 Ⅰ 的 C、H 原子数得分子式;识别化合物 Ⅱ 的官能团(酮羰基)。
(2)结合 “银镜反应(含醛基)+氢谱 3 组峰(2:2:1)”,推导同分异构体结构并命名。
(3)分析反应中键的断裂、形成、C 原子杂化、手性碳、氢键等,判断选项合理性。
(4)利用化合物 Ⅳ 的羟基,分析消去、取代(酯化)反应的试剂、产物及反应类型。
(5)以丙酮为原料,通过加成、消去、加成、水解、氧化、酯化等步骤合成目标物,推导各步反应的方程式、反应物。
(1)化合物Ⅰ的分子中C、H原子个数依次是9、10,分子式为C9H10;化合物Ⅱ的官能团名称为酮羰基;
(2)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体,能够发生银镜反应,说明含有醛基,在核磁共振氢谱图上只有3组峰,峰面积之比为2:2:1,说明含有三种氢原子且氢原子的个数之比为2:2:1,结构简式为BrCH2CH2CHO,名称为3﹣溴丙醛;
(3)A.生成Ⅳ的过程中有π键的断裂,没有π键的形成,故A错误;
B.反应时Ⅲ中C—Br键的断裂、Ⅳ中有C—C键的形成,故B正确;
C.Ⅰ中采用sp2杂化的碳原子在Ⅳ中采用sp3杂化,所以有碳原子杂化方式的改变,Ⅳ中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,故C错误;
D.化合物Ⅳ羟基可形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键,故D正确;
故答案为:BD;
(4)①Ⅳ在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生醇羟基的消去反应,反应类型是消去反应;
②中醇羟基能和乙酸发生酯化反应生,反应条件是浓硫酸作催化剂、加热条件;
(5)以CH3COCH3为唯一有机原料合成化合物,可由CH3COOH和HOCH2CH(CH3)OH发生酯化反应得到,HOCH2CH(CH3)OH可由BrCH2CHBrCH3发生水解反应得到,BrCH2CHBrCH3可由CH2=CHCH3和溴发生加成反应得到,CH2=CHCH3可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应得到,丙酮和氢气发生加成反应生成CH3CH(OH)CH3,CH2=CHCH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2和CH3COOH:;
①最后一步的化学方程式为HOCH2CH(CH3)OH+2CH3COOH+2H2O;
②相关步骤涉及氧化反应,其有机反应物为CH2=CHCH3;
③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为BrCH2CHBrCH3+2NaOHHOCH2CH(OH)CH3+2NaBr。
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