【精品解析】广西南宁市第三中学2024-2025学年高三下学期毕业班5月检测(二模)化学试题

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广西南宁市第三中学2024-2025学年高三下学期毕业班5月检测(二模)化学试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2025·南宁模拟)化学与生活息息相关,下列有关叙述正确的是
A.由苯乙烯和丁二烯合成的SBS橡胶属于天然有机高分子化合物
B.春晚“宇树”机器人的核心芯片材料主要为二氧化硅
C.神舟十九号飞船返回舱表层材料玻璃纤维属于无机非金属材料
D.比亚迪新能源汽车“刀片”锂离子电池属于燃料电池
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A、由苯乙烯和丁二烯合成的 SBS 橡胶,是通过人工聚合反应制得的高分子材料,属于合成有机高分子化合物,并非天然存在的高分子,A错误;
B、机器人核心芯片的核心功能是处理信号与运算,依赖的是单质硅(半导体材料);二氧化硅是光导纤维的主要材料,不具备芯片所需的半导体性能,B错误;
C、玻璃纤维的主要成分为硅酸盐类无机化合物,属于无机非金属材料,符合其材料分类属性,C正确;
D、锂离子电池可通过充电实现电池反应的逆向进行,能反复充放电,属于二次电池(可充电电池);燃料电池是利用燃料氧化还原反应将化学能转化为电能,无需充电储能,二者本质不同,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
材料分类边界:人工合成的高分子(如合成橡胶、塑料)均属于合成高分子,区别于天然高分子(如淀粉、天然橡胶)。
关键材料用途:芯片用单质硅,光导纤维用二氧化硅,注意区分单质硅与二氧化硅的应用场景。
电池类型判定:二次电池(锂离子电池、铅酸电池)可充放电;燃料电池(氢氧燃料电池)靠燃料反应供能,不可充电。
无机非金属材料范畴:玻璃、陶瓷、纤维、水泥等均属于传统无机非金属材料。
2.(2025·南宁模拟)CO会与人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ)形成配位键 , 使其丧失运输氧的能力。下列有关说法错误的是
A.基态Fe2+的价电子排布式为3d6
B.16O2和18O3互为同位素
C.基态C原子2px轨道的电子云轮廓图为
D.人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ)形成配位键时, CO分子提供孤电子对
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;配合物的成键情况;元素、核素;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、铁是 26 号元素,基态铁原子的核外电子排布为 [Ar]3d64s2,失去 4s 轨道的 2 个电子形成 Fe2+,因此基态 Fe2+的价电子排布式为 3d6,A正确;
B、同位素的定义是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,而 6O2和 8O3是由不同氧原子构成的单质,二者属于同素异形体,并非同位素,B错误;
C、p 轨道的电子云呈哑铃形,2p 轨道的电子云沿 x 轴方向分布, 电子云轮廓图为,C正确;
D、配位键形成时,由一方提供孤电子对,另一方提供空轨道。Fe (Ⅱ) 存在空轨道,CO 分子中含有孤电子对,因此二者形成配位键时,CO 提供孤电子对,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
价电子排布:过渡金属形成阳离子时,优先失去最外层 s 轨道电子,再考虑 d 轨道电子。
同位素与同素异形体:同位素针对原子,同素异形体针对单质,二者概念不能混淆。
p 轨道电子云:p 轨道有三个取向,分别沿 x、y、z 轴分布,电子云轮廓图呈哑铃形。
3.(2025·南宁模拟)下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制备时,先通入再通入
B.用装置乙制备溴苯并验证该反应为取代反应
C.用装置丙在铁上镀锌
D.用装置丁蒸发溶液制无水
【答案】C
【知识点】苯的结构与性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、制备时,虽先通再通符合联合制碱原理,但装置甲中极易溶于水,直接通入饱和食盐水会引发倒吸,且为酸性干燥剂,无法吸收,无法有效富集,不能达到制备目的,A错误;
B、苯与液溴在铁粉催化下生成溴苯,该反应会产生气体。但溴易挥发,挥发的溴蒸气进入溶液也会生成淡黄色沉淀,无法证明反应为取代反应,且装置缺少除溴环节,B错误;
C、铁上镀锌属于电镀过程,电镀的核心规律为镀件作阴极,镀层金属作阳极,电解质溶液含镀层金属离子。装置丙中连接电源负极作阴极,连接电源正极作阳极,溶液提供,完全符合电镀原理,能达到实验目的,C正确;
D、为强酸弱碱盐,加热蒸发时会水解生成,且生成的易挥发,进一步促进水解,最终无法得到无水,需在氛围中蒸发,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
实验安全细节:氨气通入溶液需防倒吸,酸性干燥剂不能干燥碱性气体(如)。
有机反应验证:检验取代反应生成的前,必须先除溴蒸气(如用),排除溴干扰。
电镀规律:牢记“阴镀阳镀”原则,电解质溶液需含镀层金属阳离子。
盐类水解控制:蒸发易水解的盐溶液制备无水盐时,需抑制水解(如通气体)。
4.(2025·南宁模拟)下列对一些实验事实的理论解释,错误的是
选项 实验事实 理论解释
A 键角:NH3>NF3 氟的电负性大于氢,N-F的成键电子对更偏向氟, 氮周围电子云密度较小,斥力较小,键角较小
B 酸性: 氟的电负性大于氯,导致CF3COOH的羧基中的羟 基的极性更大,更易电离出
C 沸点: 前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
D 用杯酚分离C60和C70 超分子具有自组装特征
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系;键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A、NH3和 NF3的中心原子均为 N,且都有 1 对孤电子对。F 的电负性远大于 H,N-F 键的成键电子对更偏向 F,使 N 周围电子云密度降低,成键电子对之间的斥力更小,因此 NF3的键角小于 NH3,解释合理,A正确;
B、F 的电负性大于 Cl,CF3基团的吸电子能力强于 CCl3,会使羧基中 O-H 键的极性增强,H 更易电离,因此 CF3COOH 的酸性强于 CCl3COOH,解释合理,B正确;
C、对羟基苯甲酸(前者)能形成分子间氢键,使分子间作用力显著增强,沸点更高;而邻羟基苯甲酸(后者)易形成分子内氢键,分子间作用力较弱,沸点更低,解释合理,C正确;
D、用杯酚分离 C60和 C70,利用的是超分子的分子识别特征(杯酚与 C60的空腔尺寸匹配,可选择性包合),而非自组装特征,该理论解释错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
键角影响因素:中心原子相同、孤电子对数相同时,电负性大的配体使成键电子对偏向自身,减小成键电子对斥力,键角随之减小。
酸性强弱规律:羧酸分子中,吸电子基团的电负性越强、数量越多,羧基 O-H 键极性越强,酸性越强。
氢键与沸点:分子间氢键会显著提升物质沸点,分子内氢键则会降低分子间作用力,使沸点偏低。
超分子特性:超分子的核心特征包括分子识别、自组装等,分离 C60和 C70体现的是分子识别。
5.(2025·南宁模拟)下列离子方程式书写正确的是
A.向澄清石灰水中滴加少量草酸溶液:
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C.将SO2通入酸性KMnO4溶液中:
D.甲醛与足量银氨溶液反应:HCHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3↑+HCOO—+NH+H2O
【答案】A
【知识点】银镜反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、草酸是弱酸,需保留化学式;澄清石灰水中的拆分为和;少量草酸与反应生成沉淀和水。离子方程式符合化学式拆分、反应事实及守恒规律,A正确;
B、铅酸蓄电池充电时,阳极发生氧化反应,电极材料需保留化学式,正确的阳极反应为 ,选项中错误拆分,B错误;
C、通入酸性溶液发生氧化还原反应,需满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒。配平后正确的离子方程式为,C错误;
D、甲醛与足量银氨溶液反应时,是强电解质需拆分,且甲醛被氧化的产物为碳酸根(或碳酸铵),正确的离子方程式为HCHO+ 4Ag(NH3)2++ 4OH-4Ag↓+6NH3↑+ 2NH4++ CO32-+ 2H2O,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
拆分准则:弱酸、沉淀、气体、弱电解质均保留化学式,强电解质(可溶)拆分为离子。
氧化还原配平:需同时满足电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒,缺一不可。
电极反应规范:书写电极反应时,电极材料(如)及沉淀、气体等均需保留化学式,注意反应环境的离子参与。
反应量比:注意反应物用量对产物的影响,如甲醛与银氨溶液反应,1mol甲醛可还原4mol 。
6.(2025·南宁模拟)硫及其化合物的部分转化关系如图,已知S8分子的8个硫原子以单键连接构成环状结构。下列叙述正确的是
A.32g单质S8分子中含S-S键的数目为8NA
B.1L 0.1mol/L Na2SO3溶液中,的数目为0.1NA
C.反应①每消耗1 mol SO2,转移电子数为
D.反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、 为环状分子,每个 原子形成 2 个 键,1 个 分子含 8 个 键。
;,A错误;
B、 溶液中, 发生水解:,导致溶液中 实际数目小于 ,B错误;
C、反应①为归中反应:, 中 从 价降至 价, 转移电子数:,C错误;
D、反应②为歧化反应,配平后:,氧化产物为 ,还原产物为 ,二者物质的量之比为:,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
结构:环状分子中,1 个 含 8 个 键,计算时需注意分子组成。
盐类水解:弱酸根离子(如 )水解会使其实际浓度小于理论值。
归中反应:电子转移数由化合价变化决定, 归中时 1 mol 转移 4 mol 电子。
歧化反应:同一元素既被氧化又被还原,氧化产物与还原产物比例由配平方程式确定。
7.(2025·南宁模拟)前四周期元素X、Y、Z、R、M的原子序数依次增大,同周期中基态原子未成对电子数最多,基态原子价层电子排布式为。Z和位于同主族,基态的能级达到全充满结构。由这五种元素组成的化合物为蓝色晶体。下列叙述正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.氢化物稳定性:Y < R
D.常温下向溶液中加入溶液,产生蓝色沉淀
【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、原子半径比较规律为电子层数越多半径越大,同周期从左到右原子半径逐渐减小。X(H)位于第一周期,Y(N)、Z(O)位于第二周期,故原子半径应为,A错误;
B、第一电离能比较,同周期ⅡA与ⅤA族反常,同主族从上到下减小。Y(N)的2p轨道处于半满稳定状态,第一电离能大于Z(O);R(S)位于第三周期,第一电离能远小于第二周期的N、O,故第一电离能,B正确;
C、元素非金属性越强,氢化物稳定性越强。非金属性,故氢化物稳定性(即),C错误;
D、为,其溶液中存在稳定的配离子,加入溶液时,不会与结合生成蓝色沉淀,D错误;
故答案为:B。
【分析】元素推断:
X元素:原子序数最小,结合化合物中的配位体结构及Y的成键特点,推知X为H(氢)。
Y元素:位于第二周期(X为H,Y原子序数更大),该周期基态原子未成对电子数最多。第二周期未成对电子数最多的是N(电子排布,3个未成对电子),故Y为N(氮)。
Z元素:价层电子排布式为,s轨道最多容纳2个电子,故,价层电子排布为,推知Z为O(氧)。
R元素:Z(O)和R同主族,且原子序数大于Z,故R为S(硫)。
M元素:前四周期元素,基态的d能级达到全充满结构。其核外电子排布为,推知M为Cu(铜)。综上,X为H,Y为N,Z为O,R为S,M为Cu。
8.(2025·南宁模拟)丹参是《本草纲目》记载的一味中药,丹参醇是其有效成分,结构简式如图所示。下列关于丹参醇的说法正确的是
A.分子中含3个手性碳原子
B.消去反应的有机产物最多有2种
C.红外光谱可鉴定有3种含氧官能团
D.1mol该分子最多与5mol H2发生加成反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;醇类简介
【解析】【解答】A、手性碳原子是指连有 4 个不同原子或基团的饱和碳原子。观察丹参醇结构,分子中存在2 个手性碳原子( ),并非 3 个,A错误;
B、醇的消去反应需要羟基邻位碳上有氢原子。该分子中两个羟基的邻位碳均有氢,且消去方向不同,可生成3 种不同的消去产物( ),B错误;
C、该分子中的含氧官能团有 羟基(-OH)、羰基(C=O)、醚键(-O-)共 3 种,红外光谱可通过特征吸收峰鉴定这 3 种官能团,C正确;
D、能与氢气加成的结构包括苯环、碳碳双键、羰基。1mol 该分子中,苯环可加成 3mol H2,两个碳碳双键可加成 2mol H2,两个羰基可加成 2mol H2,最多可与7mol H2发生加成反应,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
手性碳判断:饱和碳原子连接 4 个不同基团时为手性碳,需仔细标记环上所有饱和碳的连接情况。
消去反应规律:羟基邻位碳有氢即可发生消去,不同邻位氢可生成不同烯烃产物。
含氧官能团识别:羟基、羰基、醚键均为含氧官能团,红外光谱可区分不同官能团的特征吸收。
加成反应计量:苯环(3mol H2)、碳碳双键(1mol H2)、羰基(1mol H2)均可与 H2加成,需准确计数。
9.(2025·南宁模拟)某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.电极电势:b极>a极
B.放电时电子流向:a极→负载→b极
C.充电时,阳极电极反应为:LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D.外电路通过1mol电子时,理论上两电极质量变化差值为7g
【答案】D
【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、放电时向b极移动,说明b极为正极,a极为负极。在原电池中,正极电势高于负极,因此电极电势:b极 > a极,A正确;
B、放电时为原电池,电子由负极(a极)流出,经外电路负载流向正极(b极),电子流向为a极→负载→b极,B正确;
C、充电时为电解池,b极作阳极,发生氧化反应,失去,电极反应为,C正确;
D、放电时,a极(负极)反应为,每1mol电子通过,a极质量减少7g(对应1mol );b极(正极)反应为,每1mol电子通过,b极质量增加7g(对应1mol )。两极质量变化差值为,并非7g,D错误;
故答案为:D。
【分析】 放电时为原电池,阳离子(Li+)向正极移动,由图可知 Li+向 b 极移动,故b 极为正极,a 极为负极;充电时为电解池,原电池负极(a 极)作阴极,原电池正极(b 极)作阳极。
10.(2025·南宁模拟)在浓HNO3和浓H2SO4混合溶液中加入苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A.对于生成Y的反应,浓H2SO4作催化剂
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的碳原子杂化方式没有变化
D.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
【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;有机化合物中碳的成键特征;苯的结构与性质
【解析】【解答】A、生成 Y(硝基苯)的反应中,浓 H2SO4先参与反应生成中间体,最终又以 H2SO4形式释放,符合催化剂 “先参与反应、后又生成” 的特征,因此浓 H2SO4作催化剂,A正确;
B、X 的结构中苯环被打开,形成饱和碳键,属于苯的加成产物;Y 是苯环上的氢被硝基取代,属于苯的取代产物,B正确;
C、苯分子中所有碳原子均为 sp2 杂化,中间体 M 中部分碳原子连接了硝基和氢,由平面结构变为四面体结构,杂化方式由 sp2 转变为 sp3,因此苯到 M 的过程中碳原子杂化方式发生了改变,C错误;
D、从能量图看,产物 Ⅱ(Y)的能量更低,稳定性更强;同时过渡态 2-2 的能量低于过渡态 2-1,生成产物 Ⅱ 的活化能更小,反应速率更快,因此无论从稳定性还是反应速率角度,均有利于产物 Ⅱ,D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
催化剂判断:若物质在反应中先消耗、后生成,且化学性质与质量不变,即为催化剂。
反应类型区分:加成反应会破坏苯环的共轭体系,取代反应仅替换苯环上的氢原子。
杂化方式判断:平面结构的碳通常为 sp2 杂化,四面体结构的饱和碳为 sp3 杂化,苯环碳均为 sp2 杂化。
反应选择性:能量越低的产物越稳定,活化能越小的反应路径速率越快,二者共同决定反应的主要产物。
11.(2025·南宁模拟)硫化锂的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,晶体为立方晶胞,其结构如图。已知为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为。下列说法错误的是
A.Li+位于形成的四面体空隙中
B.晶胞沿轴方向的投影图为
C.该晶胞参数为
D.B点的原子分数坐标为
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、 按面心立方堆积, 填充在 形成的四面体空隙中,符合 的晶体结构特征,A正确;
B、沿轴方向投影时, 会投影到棱的端点与面心位置, 会投影到面内特定位置,选项给出的投影图与实际投影规律不符,B错误;
C、晶胞中 数目:, 数目为 。
晶胞质量:
由密度公式 ,晶胞体积 ,得:,C正确;
D、以为原点,点在晶胞内的位置为 、、,原子分数坐标为 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
晶体空隙:面心立方堆积的阴离子会形成四面体空隙和八面体空隙, 填充在四面体空隙中。
晶胞投影:沿轴投影时,原子的坐标被压缩,需关注、坐标的分布。
晶胞参数计算:先确定晶胞内原子数目,计算晶胞质量,再结合密度公式 求解晶胞边长。
原子分数坐标:以晶胞顶点为原点,用分数表示原子在晶胞内的位置。
12.(2025·南宁模拟)下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 适量的通入溶液中 有气泡生成 非金属性:
B 向Mg(OH)2悬浊液中滴加0.1mol/L 的CuCl2溶液,振荡 沉淀由白色变为蓝色 Cu(OH)2的溶解度 小于Mg(OH)2
C 向苯酚浓溶液中滴入少量溴水,振荡 无白色沉淀产生 苯酚与溴水不反应
D 乙醇和浓硫酸共热至170℃后,将 生成的气体通入酸性KMnO4溶液中 KMnO4溶液褪色 乙烯能使KMnO4 溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;乙烯的物理、化学性质;化学实验方案的评价;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、操作与现象:将适量 SO2通入 NaHCO3溶液,产生气泡,说明生成了 CO2。结论分析:比较元素非金属性,必须依据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。H2SO3不是 S 的最高价含氧酸(S 最高价为 +6,对应 H2SO4),因此该反应只能说明酸性 H2SO3 > H2CO3,无法证明非金属性 S > C,A错误;
B、操作与现象:向 Mg(OH)2悬浊液中滴加 CuCl2溶液,白色沉淀变为蓝色。结论分析:沉淀由 Mg(OH)2转化为 Cu(OH)2,根据沉淀转化规律,溶解度大的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,说明 Cu(OH)2的溶解度小于 Mg(OH)2,B正确;
C、操作与现象:向苯酚浓溶液中滴入少量溴水,无白色沉淀。结论分析:苯酚与溴水会发生取代反应生成三溴苯酚,但少量三溴苯酚易溶于过量苯酚,因此观察不到沉淀并非不反应,C错误;
D、操作与现象:乙醇和浓硫酸共热至 170℃,生成的气体使酸性 KMnO4溶液褪色。结论分析:反应生成的乙烯中混有乙醇、SO2等杂质,乙醇和 SO2也能还原酸性 KMnO4使其褪色,无法确定褪色一定是乙烯导致的,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
非金属性判断:必须用最高价含氧酸的酸性比较,次强酸不能作为依据。
沉淀转化:沉淀颜色变化是转化的直观证据,转化方向指向溶解度更小的物质。
有机反应细节:苯酚与溴水反应需溴水足量,否则沉淀会溶解;乙醇消去反应的杂质会干扰乙烯检验。
实验干扰排除:验证气体性质前,需先除去杂质气体(如 SO2、乙醇)。
13.(2025·南宁模拟)硫酸工业尾气中可用CO处理并回收S,涉及的反应有:
反应I: 
反应II: 
恒压条件下,按充入原料,其中的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示的平衡选择性。
(X的平衡选择性,X为COS或S)。
下列说法不正确的是
A.曲线c表示S的平衡选择性
B.
C.1400K下,反应的平衡常数
D.其它条件不变,增大体系压强的平衡转化率不变
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A、已知曲线b表示COS的平衡选择性。随着温度升高,COS的选择性下降,S的选择性上升,因此呈上升趋势的曲线c代表S的平衡选择性,A正确;
B、温度升高时S的选择性提升,说明反应Ⅱ(COS分解生成S)正向移动,正反应为吸热反应,故ΔH2 > 0,B正确;
C、1400K时,SO2的平衡转化率为80%,COS和S的选择性均为50%。设初始SO2为1mol、CO为3mol:转化的SO2:、生成COS:,生成S:、最终体系中:,,,、反应的平衡常数:,C正确;
D、反应Ⅰ是气体分子数减少的反应(),反应Ⅱ是气体分子数增加的反应
()。增大压强,平衡Ⅰ正向移动,会提高SO2的平衡转化率,因此“转化率不变”的结论错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
曲线对应关系:COS选择性随温度升高而下降,S选择性随温度升高而上升,据此判断曲线归属。
焓变判断:温度升高,S选择性提升,说明反应Ⅱ正向移动,正反应吸热,ΔH2 > 0。
平衡常数计算:根据转化率和选择性计算各物质平衡量,再代入平衡常数表达式求解。
压强影响:增大压强,气体分子数减少的反应(反应Ⅰ)正向移动,会提升SO2的转化率。
14.(2025·南宁模拟)常温下,向饱和AgAc溶液(有足量AgAc固体)中滴加稀硝酸,调节体系pH促进AgAc溶解,总反应为AgAc(s)+H+(aq)Ag+(aq)+HAc(aq),平衡时lgc(Ag+)、分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示〔其中M代表HAc或Ac,δ(HAc)=,Ag+水解忽略不计]。
已知:常温下,pKsp(AgAc)=-lgKsp(AgAc)=2.71。
下列叙述错误的是
A.曲线代表lgc(Ag+)与pH的关系
B.pH=4.5时,溶液中c(HAc)C.pH=6时,溶液中>10
D.AgAc(s)+H+(aq)Ag+(aq)+HAc(aq)的平衡常数K=102.04
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、根据上述分析,曲线Ⅰ代表 与pH的关系,A正确;
B、X点分析:X点(4.75, 0.5)处 ,根据HAc电离平衡常数公式 ,此时 。pH=4.5时计算:溶液中 ,则 ,即 。
物料守恒:初始溶液为饱和AgAc,。加入引入,由于,显然 (若浓度小于,则会小于,无法维持电荷平衡的逻辑推导下,实际浓度关系确为 ),B正确;
C、计算pH=6时的分布系数比值:
并非大于10,C错误;
D、总反应 的平衡常数 。
结合 和 ,可推导出 。
已知 ,则 ;X点知 ,则 。
代入得:,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
曲线定性分析:反应逻辑:。pH减小(增多),平衡正向移动, 增大;pH增大, 减小。
分布系数: 随pH增大而减小, 随pH增大而增大。
曲线对应:曲线Ⅰ:随pH增大数值减小,对应 (浓度随pH升高而降低)。
曲线Ⅱ:随pH增大数值减小,对应分布系数 。
曲线Ⅲ:随pH增大数值增大,对应分布系数 ,据此解题。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(2025·南宁模拟)[Co(NH3)5Cl]Cl2 ()是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验制备(实验装置如图)。
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中,搅拌下,将混合溶液缓慢滴加至1.00g研细的CoCl2·6H2O (M=238g·mol-1),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液,得到[Co(NH3)5 H2O]Cl3溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到0.80g产品。
已知:a. Co(OH)2 是不溶于水的沉淀;b. H2O2参与反应时,明显放热。回答下列问题:
(1)仪器b的名称是   。仪器d中的药品为   。
(2)步骤Ⅰ中,如果不加NH4Cl固体,对制备过程的不利影响是   。
(3)步骤Ⅱ中滴加H2O2时应选择___________(填序号)。
A.冷水浴 B.温水浴(约为60℃)
C.沸水浴 D.酒精灯直接加热
(4)制备[Co(NH3)5Cl]Cl2的总反应化学方程式为   。
(5)步骤Ⅳ中依次使用冷水、冷的盐酸、   (填试剂名称)洗涤晶体。
(6)本实验的产率为   (保留两位小数)。
(7)已知: ; 。则在水溶液中的稳定性:   (填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)球形冷凝管;P2O5(或无水CaCl2)
(2)氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且OH-浓度过大产生Co(OH)2沉淀
(3)A
(4)
(5)乙醇
(6)76.01%(或0.76)
(7)小于
【知识点】配合物的成键情况;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据实验装置图,仪器b的名称是球形冷凝管;据分析,加入过氧化氢后的反应中有氨气产生,因此仪器d中需要加入无水氯化钙 (或P2O5)吸收氨气;
故答案为: 球形冷凝管 ; P2O5(或无水CaCl2) ;
(2)浓氨水中存在电离平衡,加入氯化铵,浓度大抑制氨水的电离平衡,如果不加氯化铵,氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且c(OH-)过大产生Co(OH)2沉淀;
故答案为: 氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且OH-浓度过大产生Co(OH)2沉淀 ;
(3)过氧化氢受热易分解,因此步骤Ⅱ需要在较低温度进行,故答案为A;
故答案为: A ;
(4)据分析,步骤Ⅰ的化学方程式为,步骤Ⅱ的化学方程式为,步骤Ⅲ的化学方程式为,则总反应为:;
故答案为: ;
(5)紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
故答案为: 乙醇 ;
(6)根据钴原子守恒,本实验的产率为:;
故答案为: 76.01%(或0.76) ;
(7)Co3+与NH3反应的K更大,反应进行的更彻底,更稳定,
故答案为:小于;
【分析】步骤Ⅰ里,氯化铵、浓氨水与发生反应,生成沉淀,对应的反应方程式可写为: ;步骤Ⅱ中,向体系内加入30%过氧化氢溶液,会发生氧化反应: ,最终得到溶液;步骤Ⅲ时,加入浓盐酸后,溶液中存在化学平衡: ,提高溶液里氯离子的浓度,能推动该平衡向正反应方向移动,从而促进沉淀的生成与析出。据此解题即可。
(1)根据实验装置图,仪器b的名称是球形冷凝管;据分析,加入过氧化氢后的反应中有氨气产生,因此仪器d中需要加入无水氯化钙 (或P2O5)吸收氨气;
(2)浓氨水中存在电离平衡,加入氯化铵,浓度大抑制氨水的电离平衡,如果不加氯化铵,氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且c(OH-)过大产生Co(OH)2沉淀;
(3)过氧化氢受热易分解,因此步骤Ⅱ需要在较低温度进行,故答案为A;
(4)据分析,步骤Ⅰ的化学方程式为,步骤Ⅱ的化学方程式为,步骤Ⅲ的化学方程式为,则总反应为:;
(5)紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
(6)根据钴原子守恒,本实验的产率为:;
(7)Co3+与NH3反应的K更大,反应进行的更彻底,更稳定,故答案为:小于。
16.(2025·南宁模拟)软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2.闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下:
已知:Ⅰ.矿石中所有金属元素在滤液中均以离子形式存在。
Ⅱ.常温下各种金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表:
 
开始沉淀
完全沉淀
回答下列问题:
(1)为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有   。
(2)步骤①中发生多个反应,其中、与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出、与硫酸共热发生反应的离子方程式:   。
(3)步骤②中Zn的作用是   。
(4)步骤③中物质X用于调节溶液的,X可选用的是   。
A. NaOH B. Ca(OH)2 C. ZnO D. Zn(OH)2
调节pH的范围是   。
(5)步骤④结合流程图分析用惰性电极进行电解时阳极的电极反应式为   。
(6)锰的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价   (填“升高”“降低”或“不变”)。
(7)MnOx可作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是   。
【答案】(1)适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等
(2)3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O
(3)还原Cu2+、Fe3+
(4)CD;4.9~5.7
(5)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
(6)降低
(7)FDCA形成的分子间氢键更多
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)根据影响化学反应速率的因素相关知识,为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有:适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等;
故答案为: 适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等 ;
(2)其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S,溶液中存在Fe3+和Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O;
故答案为: 3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O ;
(3)Zn的作用是还原Cu2+、Fe3+,除去Cu和Fe;
故答案为: 还原Cu2+、Fe3+ ;
(4)步骤③中物质X是用来调节溶液的pH至a,使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去,又不能引入新的杂质,可选用CD进行除杂,而Zn2+和Mn2+不能沉淀,Al3+完全沉淀的pH为4.9,调节pH范围是4.9~5.7;
故答案为: CD ; 4.9~5.7 ;
(5)用惰性电极进行电解,Mn2+在阳极失去电子生成MnO2,电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
故答案为: Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ ;
(6)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为,O的数目为,即该氧化物的化学式为MnO2;晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;
故答案为:降低;
(7)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
故答案为: FDCA形成的分子间氢键更多 ;
【分析】软锰矿(含、、)与闪锌矿(含、、)经硫酸酸浸,以滤渣1形式除去,滤液A含、、、等金属离子;向滤液A中加适量锌粉,置换出并将氧化为,过滤得到滤渣2(含等),滤液中含、、、;再加入和适量试剂X,调节溶液pH,使、转化为氢氧化物沉淀(滤渣3)除去,得到纯净的、溶液;最后对该混合溶液进行电解,阳极析出,阴极析出,同时生成的可循环用于酸浸步骤。
(1)根据影响化学反应速率的因素相关知识,为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有:适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等;
(2)其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S,溶液中存在Fe3+和Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O;
(3)Zn的作用是还原Cu2+、Fe3+,除去Cu和Fe;
(4)步骤③中物质X是用来调节溶液的pH至a,使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去,又不能引入新的杂质,可选用CD进行除杂,而Zn2+和Mn2+不能沉淀,Al3+完全沉淀的pH为4.9,调节pH范围是4.9~5.7;
(5)用惰性电极进行电解,Mn2+在阳极失去电子生成MnO2,电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
(6)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为,O的数目为,即该氧化物的化学式为MnO2;晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;
(7)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
17.(2025·南宁模拟)采用热分解法去除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)写出(g)吸收H2S(g)生成CS2(g)和H2(g)的热化学方程式:   。
(2)保持100kPa不变,将与按体积比2∶1投入密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ,并通入一定量的稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得、与的体积分数如图所示。
①1050℃时,下列能说明容器中反应达到平衡状态的有   (填标号)。
A.容器的体积保持不变
B.容器内气体密度保持不变
C.v(CH4) = v(CS2)
D.S2和H2的物质的量之比为1∶2
②X所在曲线代表的是   (填化学式)的体积分数。
③Y所在曲线随温度的升高先增大后减小的原因是   。
④1000℃达到平衡时,H2S的体积分数为0.25%,则该温度下达到平衡后H2S的去除率为   (保留三位有效数字,下同),反应Ⅰ压强平衡常数Kp=   (用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×体积分数)。
(3)催化剂对反应有高选择性,理论计算得到反应主要路径如图所示,表示状态2的为   (填选项)。
A. B. C.
【答案】(1)
(2)AB;;950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ平衡右移程度比反应Ⅱ右移程度大,所以的体积分数会增大;1050~1150℃之间,反应Ⅱ平衡移动程度增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;92.3%(或0.923);121kPa
(3)C
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得,反应Ⅰ+反应Ⅱ=所求反应,故热化学方程式为:。
故答案为: ;
(2)①A.随着反应的进行,气体物质的量增大,恒压条件下容器体积增大,A正确;
B.气体密度等于用气体总质量除以体积,反应前后气体质量不变,体积增大,气体密度减小,B正确;
C.未标明正、逆,无法说明,C错误;
D. S2和H2的物质的量之比为1:2无法证明达平衡状态,D错误;
②将与按体积比2∶1投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是的体积分数,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小,根据方程式中的数量关系,Z所在曲线为H2的体积分数,X所在曲线为的体积分数;
③由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;
④由题图可知,1000℃达到平衡时,,,,,则的去除率为;
反应Ⅰ压强平衡常数。
故答案为: AB ; ; 950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ平衡右移程度比反应Ⅱ右移程度大,所以的体积分数会增大;1050~1150℃之间,反应Ⅱ平衡移动程度增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小 ; 92.3%(或0.923) ; 121kPa ;
(3)由题干图示信息可知,催化剂CeO2-MgO对反应CO2(g)+H2S(g)=CO(g)+H2O(g)+S(g)具有高选择性,通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示,状态1为CO2与H2S吸附在催化剂上,为,根据可知,状态2为,状态3为,故表示状态2的为C,
故答案为:C。
【分析】(1)将反应Ⅰ×2 + 反应Ⅱ,消去,得到目标热化学方程式,焓变做相应加和计算。
(2)① 选AB:恒压下反应前后气体分子数变化,体积不变时达平衡;气体总质量不变、体积变化,密度不变时达平衡。排除C(未指明正逆速率)、D(比例不一定等于计量数比)。
② X代表:仅由反应Ⅱ生成,且反应Ⅱ吸热,温度升高其体积分数缓慢上升。
③ 950~1050℃:反应Ⅰ(吸热更显著)占优,升温使生成量增加;
1050~1150℃:反应Ⅱ平衡右移幅度更大,消耗,使其体积分数下降。
④ 去除率:设初始为2 mol、为1 mol,结合平衡体积分数列方程求解,得去除率约92.3%;
平衡常数:先求各物质平衡分压,代入反应Ⅰ的分压平衡常数表达式计算得约121 kPa。
(3) 根据能量图中状态2的相对能量(低于催化剂初始态、高于状态1),结合原子成键模型,匹配选项C的结构。
(1)根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得,反应Ⅰ+反应Ⅱ=所求反应,故热化学方程式为:。
(2)①A.随着反应的进行,气体物质的量增大,恒压条件下容器体积增大,A正确;
B.气体密度等于用气体总质量除以体积,反应前后气体质量不变,体积增大,气体密度减小,B正确;
C.未标明正、逆,无法说明,C错误;
D. S2和H2的物质的量之比为1:2无法证明达平衡状态,D错误;
故选AB;
②将与按体积比2∶1投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是的体积分数,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小,根据方程式中的数量关系,Z所在曲线为H2的体积分数,X所在曲线为的体积分数;
③由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;
④由题图可知,1000℃达到平衡时,,,,,则的去除率为;
反应Ⅰ压强平衡常数。
(3)由题干图示信息可知,催化剂CeO2-MgO对反应CO2(g)+H2S(g)=CO(g)+H2O(g)+S(g)具有高选择性,通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示,状态1为CO2与H2S吸附在催化剂上,为,根据可知,状态2为,状态3为,故表示状态2的为C,故答案为:C。
18.(2025·南宁模拟)叶酸作为水溶性维生素B族中的一种,是人类不可缺少的营养素。在实验室可利用如下合成路线制备叶酸。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为   ;
(2)化合物G的名称为   ;化合物J中含氧官能团的名称为   ;
(3)D+H→I的化学方程式为   ;
(4)F的同分异构体中含-NH2,且直接与苯环相连的有   种;其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:1的结构简式为   ;
(5)TAHP()是一种碱性有机化合物,将下列化合物按碱性由强到弱排序:   (填字母)(已知:孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强)。
a. b. c. NH3
(6)结合上述合成路线,设计以乙醛为原料合成化合物M()的合成路线   (无机试剂任选),已知CH3CHO。
【答案】(1)加成反应
(2)对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);羧基、酰胺基
(3)++HCl
(4)16;或
(5)bca
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A→B的反应为丙烯腈中碳碳双键与甲醛分子的加成反应;
故答案为: 加成反应 ;
(2)由路线分析可知,G的结构简式为,名称为对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);化合物J中含氧官能团的名称为羧基和酰胺基;
故答案为: 对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸) ; 羧基、酰胺基 ;
(3)化合物D中的氨基与H中的酰氯发生取代反应生成I,其反应方程式为++HCl;
故答案为:++HCl ;
(4)由路线分析可知,F为对硝基甲苯,分子式为C7H7O2N,不饱和度为5,其同分异构体中氨基与苯环直接相连,还有一个不饱和度,2个O原子,若有2个取代基,为醛基和羟基,其结构为×10;若为一个取代基,为羧基或甲酸酯基,其结构为×3或×3,共16种;
故答案为:16;或 ;
(5)孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强。a中氮原子是sp2杂化,两个sp2杂化轨道与相邻两个碳原子形成σ键,余下一个sp2轨道容纳一对孤对电子,未杂化的p轨道容纳1个单电子参与整个分子的离域;所含s轨道成分比sp3杂化的氮原子电负性要大,对电子对的束缚能力要强些,因此更难给电子与H+结合,碱性要弱于氨或者氨;b中氮原子与环烷基相连(推电子基团),电子云密度增大,碱性比NH3强;则碱性由强到弱排序:bca;
故答案为: bca ;
(6)M的结构类似于结构中的I,逆向推导M可由α-氨基丙酸与乙酰氯取代合成,乙酰氯的合成可由乙醛氧化并氯代制备,α-氨基丙酸的制备类似路线中B→C→D,所以可得如下合成路线:。
故答案为:
【分析】以丙烯腈(A)为原料,先与甲醛加成得到醛基腈(B),再经 HCN / 氨加成得到多氰基胺C(),酸性水解后得到含氨基和羧基的中间体 D();以甲苯(E)为原料,经硝化反应生成F(),F中甲基被酸性高锰酸钾氧化生成G(),再与 SOCl2反应生成酰氯H();酰氯 H 与中间体 D 发生酰胺化反应生成I(),经 Fe/HCl 还原硝基得到芳香胺 J;最后芳香胺 J 与 TAHP 硫酸盐、经缩合等多步反应,最终得到叶酸,据此分析。
(1)A→B的反应为丙烯腈中碳碳双键与甲醛分子的加成反应;
(2)由路线分析可知,G的结构简式为,名称为对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);化合物J中含氧官能团的名称为羧基和酰胺基;
(3)化合物D中的氨基与H中的酰氯发生取代反应生成I,其反应方程式为++HCl;
(4)由路线分析可知,F为对硝基甲苯,分子式为C7H7O2N,不饱和度为5,其同分异构体中氨基与苯环直接相连,还有一个不饱和度,2个O原子,若有2个取代基,为醛基和羟基,其结构为×10;若为一个取代基,为羧基或甲酸酯基,其结构为×3或×3,共16种;
(5)孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强。a中氮原子是sp2杂化,两个sp2杂化轨道与相邻两个碳原子形成σ键,余下一个sp2轨道容纳一对孤对电子,未杂化的p轨道容纳1个单电子参与整个分子的离域;所含s轨道成分比sp3杂化的氮原子电负性要大,对电子对的束缚能力要强些,因此更难给电子与H+结合,碱性要弱于氨或者氨;b中氮原子与环烷基相连(推电子基团),电子云密度增大,碱性比NH3强;则碱性由强到弱排序:bca;
(6)M的结构类似于结构中的I,逆向推导M可由α-氨基丙酸与乙酰氯取代合成,乙酰氯的合成可由乙醛氧化并氯代制备,α-氨基丙酸的制备类似路线中B→C→D,所以可得如下合成路线:。
1 / 1广西南宁市第三中学2024-2025学年高三下学期毕业班5月检测(二模)化学试题
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2025·南宁模拟)化学与生活息息相关,下列有关叙述正确的是
A.由苯乙烯和丁二烯合成的SBS橡胶属于天然有机高分子化合物
B.春晚“宇树”机器人的核心芯片材料主要为二氧化硅
C.神舟十九号飞船返回舱表层材料玻璃纤维属于无机非金属材料
D.比亚迪新能源汽车“刀片”锂离子电池属于燃料电池
2.(2025·南宁模拟)CO会与人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ)形成配位键 , 使其丧失运输氧的能力。下列有关说法错误的是
A.基态Fe2+的价电子排布式为3d6
B.16O2和18O3互为同位素
C.基态C原子2px轨道的电子云轮廓图为
D.人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ)形成配位键时, CO分子提供孤电子对
3.(2025·南宁模拟)下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制备时,先通入再通入
B.用装置乙制备溴苯并验证该反应为取代反应
C.用装置丙在铁上镀锌
D.用装置丁蒸发溶液制无水
4.(2025·南宁模拟)下列对一些实验事实的理论解释,错误的是
选项 实验事实 理论解释
A 键角:NH3>NF3 氟的电负性大于氢,N-F的成键电子对更偏向氟, 氮周围电子云密度较小,斥力较小,键角较小
B 酸性: 氟的电负性大于氯,导致CF3COOH的羧基中的羟 基的极性更大,更易电离出
C 沸点: 前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
D 用杯酚分离C60和C70 超分子具有自组装特征
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·南宁模拟)下列离子方程式书写正确的是
A.向澄清石灰水中滴加少量草酸溶液:
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C.将SO2通入酸性KMnO4溶液中:
D.甲醛与足量银氨溶液反应:HCHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3↑+HCOO—+NH+H2O
6.(2025·南宁模拟)硫及其化合物的部分转化关系如图,已知S8分子的8个硫原子以单键连接构成环状结构。下列叙述正确的是
A.32g单质S8分子中含S-S键的数目为8NA
B.1L 0.1mol/L Na2SO3溶液中,的数目为0.1NA
C.反应①每消耗1 mol SO2,转移电子数为
D.反应②的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
7.(2025·南宁模拟)前四周期元素X、Y、Z、R、M的原子序数依次增大,同周期中基态原子未成对电子数最多,基态原子价层电子排布式为。Z和位于同主族,基态的能级达到全充满结构。由这五种元素组成的化合物为蓝色晶体。下列叙述正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.氢化物稳定性:Y < R
D.常温下向溶液中加入溶液,产生蓝色沉淀
8.(2025·南宁模拟)丹参是《本草纲目》记载的一味中药,丹参醇是其有效成分,结构简式如图所示。下列关于丹参醇的说法正确的是
A.分子中含3个手性碳原子
B.消去反应的有机产物最多有2种
C.红外光谱可鉴定有3种含氧官能团
D.1mol该分子最多与5mol H2发生加成反应
9.(2025·南宁模拟)某种可充电固态锂电池放电时工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.电极电势:b极>a极
B.放电时电子流向:a极→负载→b极
C.充电时,阳极电极反应为:LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D.外电路通过1mol电子时,理论上两电极质量变化差值为7g
10.(2025·南宁模拟)在浓HNO3和浓H2SO4混合溶液中加入苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A.对于生成Y的反应,浓H2SO4作催化剂
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的碳原子杂化方式没有变化
D.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
11.(2025·南宁模拟)硫化锂的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,晶体为立方晶胞,其结构如图。已知为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为。下列说法错误的是
A.Li+位于形成的四面体空隙中
B.晶胞沿轴方向的投影图为
C.该晶胞参数为
D.B点的原子分数坐标为
12.(2025·南宁模拟)下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 适量的通入溶液中 有气泡生成 非金属性:
B 向Mg(OH)2悬浊液中滴加0.1mol/L 的CuCl2溶液,振荡 沉淀由白色变为蓝色 Cu(OH)2的溶解度 小于Mg(OH)2
C 向苯酚浓溶液中滴入少量溴水,振荡 无白色沉淀产生 苯酚与溴水不反应
D 乙醇和浓硫酸共热至170℃后,将 生成的气体通入酸性KMnO4溶液中 KMnO4溶液褪色 乙烯能使KMnO4 溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
13.(2025·南宁模拟)硫酸工业尾气中可用CO处理并回收S,涉及的反应有:
反应I: 
反应II: 
恒压条件下,按充入原料,其中的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示的平衡选择性。
(X的平衡选择性,X为COS或S)。
下列说法不正确的是
A.曲线c表示S的平衡选择性
B.
C.1400K下,反应的平衡常数
D.其它条件不变,增大体系压强的平衡转化率不变
14.(2025·南宁模拟)常温下,向饱和AgAc溶液(有足量AgAc固体)中滴加稀硝酸,调节体系pH促进AgAc溶解,总反应为AgAc(s)+H+(aq)Ag+(aq)+HAc(aq),平衡时lgc(Ag+)、分布系数δ(M)与pH的变化关系如图所示〔其中M代表HAc或Ac,δ(HAc)=,Ag+水解忽略不计]。
已知:常温下,pKsp(AgAc)=-lgKsp(AgAc)=2.71。
下列叙述错误的是
A.曲线代表lgc(Ag+)与pH的关系
B.pH=4.5时,溶液中c(HAc)C.pH=6时,溶液中>10
D.AgAc(s)+H+(aq)Ag+(aq)+HAc(aq)的平衡常数K=102.04
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(2025·南宁模拟)[Co(NH3)5Cl]Cl2 ()是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验制备(实验装置如图)。
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中,搅拌下,将混合溶液缓慢滴加至1.00g研细的CoCl2·6H2O (M=238g·mol-1),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液,得到[Co(NH3)5 H2O]Cl3溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到0.80g产品。
已知:a. Co(OH)2 是不溶于水的沉淀;b. H2O2参与反应时,明显放热。回答下列问题:
(1)仪器b的名称是   。仪器d中的药品为   。
(2)步骤Ⅰ中,如果不加NH4Cl固体,对制备过程的不利影响是   。
(3)步骤Ⅱ中滴加H2O2时应选择___________(填序号)。
A.冷水浴 B.温水浴(约为60℃)
C.沸水浴 D.酒精灯直接加热
(4)制备[Co(NH3)5Cl]Cl2的总反应化学方程式为   。
(5)步骤Ⅳ中依次使用冷水、冷的盐酸、   (填试剂名称)洗涤晶体。
(6)本实验的产率为   (保留两位小数)。
(7)已知: ; 。则在水溶液中的稳定性:   (填“大于”或“小于”)。
16.(2025·南宁模拟)软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2.闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下:
已知:Ⅰ.矿石中所有金属元素在滤液中均以离子形式存在。
Ⅱ.常温下各种金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表:
 
开始沉淀
完全沉淀
回答下列问题:
(1)为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有   。
(2)步骤①中发生多个反应,其中、与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出、与硫酸共热发生反应的离子方程式:   。
(3)步骤②中Zn的作用是   。
(4)步骤③中物质X用于调节溶液的,X可选用的是   。
A. NaOH B. Ca(OH)2 C. ZnO D. Zn(OH)2
调节pH的范围是   。
(5)步骤④结合流程图分析用惰性电极进行电解时阳极的电极反应式为   。
(6)锰的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价   (填“升高”“降低”或“不变”)。
(7)MnOx可作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是   。
17.(2025·南宁模拟)采用热分解法去除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)写出(g)吸收H2S(g)生成CS2(g)和H2(g)的热化学方程式:   。
(2)保持100kPa不变,将与按体积比2∶1投入密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ,并通入一定量的稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得、与的体积分数如图所示。
①1050℃时,下列能说明容器中反应达到平衡状态的有   (填标号)。
A.容器的体积保持不变
B.容器内气体密度保持不变
C.v(CH4) = v(CS2)
D.S2和H2的物质的量之比为1∶2
②X所在曲线代表的是   (填化学式)的体积分数。
③Y所在曲线随温度的升高先增大后减小的原因是   。
④1000℃达到平衡时,H2S的体积分数为0.25%,则该温度下达到平衡后H2S的去除率为   (保留三位有效数字,下同),反应Ⅰ压强平衡常数Kp=   (用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×体积分数)。
(3)催化剂对反应有高选择性,理论计算得到反应主要路径如图所示,表示状态2的为   (填选项)。
A. B. C.
18.(2025·南宁模拟)叶酸作为水溶性维生素B族中的一种,是人类不可缺少的营养素。在实验室可利用如下合成路线制备叶酸。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为   ;
(2)化合物G的名称为   ;化合物J中含氧官能团的名称为   ;
(3)D+H→I的化学方程式为   ;
(4)F的同分异构体中含-NH2,且直接与苯环相连的有   种;其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:1的结构简式为   ;
(5)TAHP()是一种碱性有机化合物,将下列化合物按碱性由强到弱排序:   (填字母)(已知:孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强)。
a. b. c. NH3
(6)结合上述合成路线,设计以乙醛为原料合成化合物M()的合成路线   (无机试剂任选),已知CH3CHO。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学电源新型电池;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A、由苯乙烯和丁二烯合成的 SBS 橡胶,是通过人工聚合反应制得的高分子材料,属于合成有机高分子化合物,并非天然存在的高分子,A错误;
B、机器人核心芯片的核心功能是处理信号与运算,依赖的是单质硅(半导体材料);二氧化硅是光导纤维的主要材料,不具备芯片所需的半导体性能,B错误;
C、玻璃纤维的主要成分为硅酸盐类无机化合物,属于无机非金属材料,符合其材料分类属性,C正确;
D、锂离子电池可通过充电实现电池反应的逆向进行,能反复充放电,属于二次电池(可充电电池);燃料电池是利用燃料氧化还原反应将化学能转化为电能,无需充电储能,二者本质不同,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
材料分类边界:人工合成的高分子(如合成橡胶、塑料)均属于合成高分子,区别于天然高分子(如淀粉、天然橡胶)。
关键材料用途:芯片用单质硅,光导纤维用二氧化硅,注意区分单质硅与二氧化硅的应用场景。
电池类型判定:二次电池(锂离子电池、铅酸电池)可充放电;燃料电池(氢氧燃料电池)靠燃料反应供能,不可充电。
无机非金属材料范畴:玻璃、陶瓷、纤维、水泥等均属于传统无机非金属材料。
2.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;配合物的成键情况;元素、核素;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、铁是 26 号元素,基态铁原子的核外电子排布为 [Ar]3d64s2,失去 4s 轨道的 2 个电子形成 Fe2+,因此基态 Fe2+的价电子排布式为 3d6,A正确;
B、同位素的定义是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,而 6O2和 8O3是由不同氧原子构成的单质,二者属于同素异形体,并非同位素,B错误;
C、p 轨道的电子云呈哑铃形,2p 轨道的电子云沿 x 轴方向分布, 电子云轮廓图为,C正确;
D、配位键形成时,由一方提供孤电子对,另一方提供空轨道。Fe (Ⅱ) 存在空轨道,CO 分子中含有孤电子对,因此二者形成配位键时,CO 提供孤电子对,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
价电子排布:过渡金属形成阳离子时,优先失去最外层 s 轨道电子,再考虑 d 轨道电子。
同位素与同素异形体:同位素针对原子,同素异形体针对单质,二者概念不能混淆。
p 轨道电子云:p 轨道有三个取向,分别沿 x、y、z 轴分布,电子云轮廓图呈哑铃形。
3.【答案】C
【知识点】苯的结构与性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、制备时,虽先通再通符合联合制碱原理,但装置甲中极易溶于水,直接通入饱和食盐水会引发倒吸,且为酸性干燥剂,无法吸收,无法有效富集,不能达到制备目的,A错误;
B、苯与液溴在铁粉催化下生成溴苯,该反应会产生气体。但溴易挥发,挥发的溴蒸气进入溶液也会生成淡黄色沉淀,无法证明反应为取代反应,且装置缺少除溴环节,B错误;
C、铁上镀锌属于电镀过程,电镀的核心规律为镀件作阴极,镀层金属作阳极,电解质溶液含镀层金属离子。装置丙中连接电源负极作阴极,连接电源正极作阳极,溶液提供,完全符合电镀原理,能达到实验目的,C正确;
D、为强酸弱碱盐,加热蒸发时会水解生成,且生成的易挥发,进一步促进水解,最终无法得到无水,需在氛围中蒸发,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
实验安全细节:氨气通入溶液需防倒吸,酸性干燥剂不能干燥碱性气体(如)。
有机反应验证:检验取代反应生成的前,必须先除溴蒸气(如用),排除溴干扰。
电镀规律:牢记“阴镀阳镀”原则,电解质溶液需含镀层金属阳离子。
盐类水解控制:蒸发易水解的盐溶液制备无水盐时,需抑制水解(如通气体)。
4.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;物质的结构与性质之间的关系;键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A、NH3和 NF3的中心原子均为 N,且都有 1 对孤电子对。F 的电负性远大于 H,N-F 键的成键电子对更偏向 F,使 N 周围电子云密度降低,成键电子对之间的斥力更小,因此 NF3的键角小于 NH3,解释合理,A正确;
B、F 的电负性大于 Cl,CF3基团的吸电子能力强于 CCl3,会使羧基中 O-H 键的极性增强,H 更易电离,因此 CF3COOH 的酸性强于 CCl3COOH,解释合理,B正确;
C、对羟基苯甲酸(前者)能形成分子间氢键,使分子间作用力显著增强,沸点更高;而邻羟基苯甲酸(后者)易形成分子内氢键,分子间作用力较弱,沸点更低,解释合理,C正确;
D、用杯酚分离 C60和 C70,利用的是超分子的分子识别特征(杯酚与 C60的空腔尺寸匹配,可选择性包合),而非自组装特征,该理论解释错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
键角影响因素:中心原子相同、孤电子对数相同时,电负性大的配体使成键电子对偏向自身,减小成键电子对斥力,键角随之减小。
酸性强弱规律:羧酸分子中,吸电子基团的电负性越强、数量越多,羧基 O-H 键极性越强,酸性越强。
氢键与沸点:分子间氢键会显著提升物质沸点,分子内氢键则会降低分子间作用力,使沸点偏低。
超分子特性:超分子的核心特征包括分子识别、自组装等,分离 C60和 C70体现的是分子识别。
5.【答案】A
【知识点】银镜反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、草酸是弱酸,需保留化学式;澄清石灰水中的拆分为和;少量草酸与反应生成沉淀和水。离子方程式符合化学式拆分、反应事实及守恒规律,A正确;
B、铅酸蓄电池充电时,阳极发生氧化反应,电极材料需保留化学式,正确的阳极反应为 ,选项中错误拆分,B错误;
C、通入酸性溶液发生氧化还原反应,需满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒。配平后正确的离子方程式为,C错误;
D、甲醛与足量银氨溶液反应时,是强电解质需拆分,且甲醛被氧化的产物为碳酸根(或碳酸铵),正确的离子方程式为HCHO+ 4Ag(NH3)2++ 4OH-4Ag↓+6NH3↑+ 2NH4++ CO32-+ 2H2O,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
拆分准则:弱酸、沉淀、气体、弱电解质均保留化学式,强电解质(可溶)拆分为离子。
氧化还原配平:需同时满足电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒,缺一不可。
电极反应规范:书写电极反应时,电极材料(如)及沉淀、气体等均需保留化学式,注意反应环境的离子参与。
反应量比:注意反应物用量对产物的影响,如甲醛与银氨溶液反应,1mol甲醛可还原4mol 。
6.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、 为环状分子,每个 原子形成 2 个 键,1 个 分子含 8 个 键。
;,A错误;
B、 溶液中, 发生水解:,导致溶液中 实际数目小于 ,B错误;
C、反应①为归中反应:, 中 从 价降至 价, 转移电子数:,C错误;
D、反应②为歧化反应,配平后:,氧化产物为 ,还原产物为 ,二者物质的量之比为:,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
结构:环状分子中,1 个 含 8 个 键,计算时需注意分子组成。
盐类水解:弱酸根离子(如 )水解会使其实际浓度小于理论值。
归中反应:电子转移数由化合价变化决定, 归中时 1 mol 转移 4 mol 电子。
歧化反应:同一元素既被氧化又被还原,氧化产物与还原产物比例由配平方程式确定。
7.【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、原子半径比较规律为电子层数越多半径越大,同周期从左到右原子半径逐渐减小。X(H)位于第一周期,Y(N)、Z(O)位于第二周期,故原子半径应为,A错误;
B、第一电离能比较,同周期ⅡA与ⅤA族反常,同主族从上到下减小。Y(N)的2p轨道处于半满稳定状态,第一电离能大于Z(O);R(S)位于第三周期,第一电离能远小于第二周期的N、O,故第一电离能,B正确;
C、元素非金属性越强,氢化物稳定性越强。非金属性,故氢化物稳定性(即),C错误;
D、为,其溶液中存在稳定的配离子,加入溶液时,不会与结合生成蓝色沉淀,D错误;
故答案为:B。
【分析】元素推断:
X元素:原子序数最小,结合化合物中的配位体结构及Y的成键特点,推知X为H(氢)。
Y元素:位于第二周期(X为H,Y原子序数更大),该周期基态原子未成对电子数最多。第二周期未成对电子数最多的是N(电子排布,3个未成对电子),故Y为N(氮)。
Z元素:价层电子排布式为,s轨道最多容纳2个电子,故,价层电子排布为,推知Z为O(氧)。
R元素:Z(O)和R同主族,且原子序数大于Z,故R为S(硫)。
M元素:前四周期元素,基态的d能级达到全充满结构。其核外电子排布为,推知M为Cu(铜)。综上,X为H,Y为N,Z为O,R为S,M为Cu。
8.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;醇类简介
【解析】【解答】A、手性碳原子是指连有 4 个不同原子或基团的饱和碳原子。观察丹参醇结构,分子中存在2 个手性碳原子( ),并非 3 个,A错误;
B、醇的消去反应需要羟基邻位碳上有氢原子。该分子中两个羟基的邻位碳均有氢,且消去方向不同,可生成3 种不同的消去产物( ),B错误;
C、该分子中的含氧官能团有 羟基(-OH)、羰基(C=O)、醚键(-O-)共 3 种,红外光谱可通过特征吸收峰鉴定这 3 种官能团,C正确;
D、能与氢气加成的结构包括苯环、碳碳双键、羰基。1mol 该分子中,苯环可加成 3mol H2,两个碳碳双键可加成 2mol H2,两个羰基可加成 2mol H2,最多可与7mol H2发生加成反应,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
手性碳判断:饱和碳原子连接 4 个不同基团时为手性碳,需仔细标记环上所有饱和碳的连接情况。
消去反应规律:羟基邻位碳有氢即可发生消去,不同邻位氢可生成不同烯烃产物。
含氧官能团识别:羟基、羰基、醚键均为含氧官能团,红外光谱可区分不同官能团的特征吸收。
加成反应计量:苯环(3mol H2)、碳碳双键(1mol H2)、羰基(1mol H2)均可与 H2加成,需准确计数。
9.【答案】D
【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、放电时向b极移动,说明b极为正极,a极为负极。在原电池中,正极电势高于负极,因此电极电势:b极 > a极,A正确;
B、放电时为原电池,电子由负极(a极)流出,经外电路负载流向正极(b极),电子流向为a极→负载→b极,B正确;
C、充电时为电解池,b极作阳极,发生氧化反应,失去,电极反应为,C正确;
D、放电时,a极(负极)反应为,每1mol电子通过,a极质量减少7g(对应1mol );b极(正极)反应为,每1mol电子通过,b极质量增加7g(对应1mol )。两极质量变化差值为,并非7g,D错误;
故答案为:D。
【分析】 放电时为原电池,阳离子(Li+)向正极移动,由图可知 Li+向 b 极移动,故b 极为正极,a 极为负极;充电时为电解池,原电池负极(a 极)作阴极,原电池正极(b 极)作阳极。
10.【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;有机化合物中碳的成键特征;苯的结构与性质
【解析】【解答】A、生成 Y(硝基苯)的反应中,浓 H2SO4先参与反应生成中间体,最终又以 H2SO4形式释放,符合催化剂 “先参与反应、后又生成” 的特征,因此浓 H2SO4作催化剂,A正确;
B、X 的结构中苯环被打开,形成饱和碳键,属于苯的加成产物;Y 是苯环上的氢被硝基取代,属于苯的取代产物,B正确;
C、苯分子中所有碳原子均为 sp2 杂化,中间体 M 中部分碳原子连接了硝基和氢,由平面结构变为四面体结构,杂化方式由 sp2 转变为 sp3,因此苯到 M 的过程中碳原子杂化方式发生了改变,C错误;
D、从能量图看,产物 Ⅱ(Y)的能量更低,稳定性更强;同时过渡态 2-2 的能量低于过渡态 2-1,生成产物 Ⅱ 的活化能更小,反应速率更快,因此无论从稳定性还是反应速率角度,均有利于产物 Ⅱ,D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
催化剂判断:若物质在反应中先消耗、后生成,且化学性质与质量不变,即为催化剂。
反应类型区分:加成反应会破坏苯环的共轭体系,取代反应仅替换苯环上的氢原子。
杂化方式判断:平面结构的碳通常为 sp2 杂化,四面体结构的饱和碳为 sp3 杂化,苯环碳均为 sp2 杂化。
反应选择性:能量越低的产物越稳定,活化能越小的反应路径速率越快,二者共同决定反应的主要产物。
11.【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、 按面心立方堆积, 填充在 形成的四面体空隙中,符合 的晶体结构特征,A正确;
B、沿轴方向投影时, 会投影到棱的端点与面心位置, 会投影到面内特定位置,选项给出的投影图与实际投影规律不符,B错误;
C、晶胞中 数目:, 数目为 。
晶胞质量:
由密度公式 ,晶胞体积 ,得:,C正确;
D、以为原点,点在晶胞内的位置为 、、,原子分数坐标为 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
晶体空隙:面心立方堆积的阴离子会形成四面体空隙和八面体空隙, 填充在四面体空隙中。
晶胞投影:沿轴投影时,原子的坐标被压缩,需关注、坐标的分布。
晶胞参数计算:先确定晶胞内原子数目,计算晶胞质量,再结合密度公式 求解晶胞边长。
原子分数坐标:以晶胞顶点为原点,用分数表示原子在晶胞内的位置。
12.【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;乙烯的物理、化学性质;化学实验方案的评价;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、操作与现象:将适量 SO2通入 NaHCO3溶液,产生气泡,说明生成了 CO2。结论分析:比较元素非金属性,必须依据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。H2SO3不是 S 的最高价含氧酸(S 最高价为 +6,对应 H2SO4),因此该反应只能说明酸性 H2SO3 > H2CO3,无法证明非金属性 S > C,A错误;
B、操作与现象:向 Mg(OH)2悬浊液中滴加 CuCl2溶液,白色沉淀变为蓝色。结论分析:沉淀由 Mg(OH)2转化为 Cu(OH)2,根据沉淀转化规律,溶解度大的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,说明 Cu(OH)2的溶解度小于 Mg(OH)2,B正确;
C、操作与现象:向苯酚浓溶液中滴入少量溴水,无白色沉淀。结论分析:苯酚与溴水会发生取代反应生成三溴苯酚,但少量三溴苯酚易溶于过量苯酚,因此观察不到沉淀并非不反应,C错误;
D、操作与现象:乙醇和浓硫酸共热至 170℃,生成的气体使酸性 KMnO4溶液褪色。结论分析:反应生成的乙烯中混有乙醇、SO2等杂质,乙醇和 SO2也能还原酸性 KMnO4使其褪色,无法确定褪色一定是乙烯导致的,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
非金属性判断:必须用最高价含氧酸的酸性比较,次强酸不能作为依据。
沉淀转化:沉淀颜色变化是转化的直观证据,转化方向指向溶解度更小的物质。
有机反应细节:苯酚与溴水反应需溴水足量,否则沉淀会溶解;乙醇消去反应的杂质会干扰乙烯检验。
实验干扰排除:验证气体性质前,需先除去杂质气体(如 SO2、乙醇)。
13.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A、已知曲线b表示COS的平衡选择性。随着温度升高,COS的选择性下降,S的选择性上升,因此呈上升趋势的曲线c代表S的平衡选择性,A正确;
B、温度升高时S的选择性提升,说明反应Ⅱ(COS分解生成S)正向移动,正反应为吸热反应,故ΔH2 > 0,B正确;
C、1400K时,SO2的平衡转化率为80%,COS和S的选择性均为50%。设初始SO2为1mol、CO为3mol:转化的SO2:、生成COS:,生成S:、最终体系中:,,,、反应的平衡常数:,C正确;
D、反应Ⅰ是气体分子数减少的反应(),反应Ⅱ是气体分子数增加的反应
()。增大压强,平衡Ⅰ正向移动,会提高SO2的平衡转化率,因此“转化率不变”的结论错误,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
曲线对应关系:COS选择性随温度升高而下降,S选择性随温度升高而上升,据此判断曲线归属。
焓变判断:温度升高,S选择性提升,说明反应Ⅱ正向移动,正反应吸热,ΔH2 > 0。
平衡常数计算:根据转化率和选择性计算各物质平衡量,再代入平衡常数表达式求解。
压强影响:增大压强,气体分子数减少的反应(反应Ⅰ)正向移动,会提升SO2的转化率。
14.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、根据上述分析,曲线Ⅰ代表 与pH的关系,A正确;
B、X点分析:X点(4.75, 0.5)处 ,根据HAc电离平衡常数公式 ,此时 。pH=4.5时计算:溶液中 ,则 ,即 。
物料守恒:初始溶液为饱和AgAc,。加入引入,由于,显然 (若浓度小于,则会小于,无法维持电荷平衡的逻辑推导下,实际浓度关系确为 ),B正确;
C、计算pH=6时的分布系数比值:
并非大于10,C错误;
D、总反应 的平衡常数 。
结合 和 ,可推导出 。
已知 ,则 ;X点知 ,则 。
代入得:,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
曲线定性分析:反应逻辑:。pH减小(增多),平衡正向移动, 增大;pH增大, 减小。
分布系数: 随pH增大而减小, 随pH增大而增大。
曲线对应:曲线Ⅰ:随pH增大数值减小,对应 (浓度随pH升高而降低)。
曲线Ⅱ:随pH增大数值减小,对应分布系数 。
曲线Ⅲ:随pH增大数值增大,对应分布系数 ,据此解题。
15.【答案】(1)球形冷凝管;P2O5(或无水CaCl2)
(2)氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且OH-浓度过大产生Co(OH)2沉淀
(3)A
(4)
(5)乙醇
(6)76.01%(或0.76)
(7)小于
【知识点】配合物的成键情况;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据实验装置图,仪器b的名称是球形冷凝管;据分析,加入过氧化氢后的反应中有氨气产生,因此仪器d中需要加入无水氯化钙 (或P2O5)吸收氨气;
故答案为: 球形冷凝管 ; P2O5(或无水CaCl2) ;
(2)浓氨水中存在电离平衡,加入氯化铵,浓度大抑制氨水的电离平衡,如果不加氯化铵,氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且c(OH-)过大产生Co(OH)2沉淀;
故答案为: 氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且OH-浓度过大产生Co(OH)2沉淀 ;
(3)过氧化氢受热易分解,因此步骤Ⅱ需要在较低温度进行,故答案为A;
故答案为: A ;
(4)据分析,步骤Ⅰ的化学方程式为,步骤Ⅱ的化学方程式为,步骤Ⅲ的化学方程式为,则总反应为:;
故答案为: ;
(5)紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
故答案为: 乙醇 ;
(6)根据钴原子守恒,本实验的产率为:;
故答案为: 76.01%(或0.76) ;
(7)Co3+与NH3反应的K更大,反应进行的更彻底,更稳定,
故答案为:小于;
【分析】步骤Ⅰ里,氯化铵、浓氨水与发生反应,生成沉淀,对应的反应方程式可写为: ;步骤Ⅱ中,向体系内加入30%过氧化氢溶液,会发生氧化反应: ,最终得到溶液;步骤Ⅲ时,加入浓盐酸后,溶液中存在化学平衡: ,提高溶液里氯离子的浓度,能推动该平衡向正反应方向移动,从而促进沉淀的生成与析出。据此解题即可。
(1)根据实验装置图,仪器b的名称是球形冷凝管;据分析,加入过氧化氢后的反应中有氨气产生,因此仪器d中需要加入无水氯化钙 (或P2O5)吸收氨气;
(2)浓氨水中存在电离平衡,加入氯化铵,浓度大抑制氨水的电离平衡,如果不加氯化铵,氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且c(OH-)过大产生Co(OH)2沉淀;
(3)过氧化氢受热易分解,因此步骤Ⅱ需要在较低温度进行,故答案为A;
(4)据分析,步骤Ⅰ的化学方程式为,步骤Ⅱ的化学方程式为,步骤Ⅲ的化学方程式为,则总反应为:;
(5)紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
(6)根据钴原子守恒,本实验的产率为:;
(7)Co3+与NH3反应的K更大,反应进行的更彻底,更稳定,故答案为:小于。
16.【答案】(1)适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等
(2)3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O
(3)还原Cu2+、Fe3+
(4)CD;4.9~5.7
(5)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
(6)降低
(7)FDCA形成的分子间氢键更多
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)根据影响化学反应速率的因素相关知识,为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有:适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等;
故答案为: 适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等 ;
(2)其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S,溶液中存在Fe3+和Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O;
故答案为: 3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O ;
(3)Zn的作用是还原Cu2+、Fe3+,除去Cu和Fe;
故答案为: 还原Cu2+、Fe3+ ;
(4)步骤③中物质X是用来调节溶液的pH至a,使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去,又不能引入新的杂质,可选用CD进行除杂,而Zn2+和Mn2+不能沉淀,Al3+完全沉淀的pH为4.9,调节pH范围是4.9~5.7;
故答案为: CD ; 4.9~5.7 ;
(5)用惰性电极进行电解,Mn2+在阳极失去电子生成MnO2,电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
故答案为: Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ ;
(6)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为,O的数目为,即该氧化物的化学式为MnO2;晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;
故答案为:降低;
(7)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
故答案为: FDCA形成的分子间氢键更多 ;
【分析】软锰矿(含、、)与闪锌矿(含、、)经硫酸酸浸,以滤渣1形式除去,滤液A含、、、等金属离子;向滤液A中加适量锌粉,置换出并将氧化为,过滤得到滤渣2(含等),滤液中含、、、;再加入和适量试剂X,调节溶液pH,使、转化为氢氧化物沉淀(滤渣3)除去,得到纯净的、溶液;最后对该混合溶液进行电解,阳极析出,阴极析出,同时生成的可循环用于酸浸步骤。
(1)根据影响化学反应速率的因素相关知识,为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有:适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等;
(2)其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S,溶液中存在Fe3+和Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O;
(3)Zn的作用是还原Cu2+、Fe3+,除去Cu和Fe;
(4)步骤③中物质X是用来调节溶液的pH至a,使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去,又不能引入新的杂质,可选用CD进行除杂,而Zn2+和Mn2+不能沉淀,Al3+完全沉淀的pH为4.9,调节pH范围是4.9~5.7;
(5)用惰性电极进行电解,Mn2+在阳极失去电子生成MnO2,电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
(6)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为,O的数目为,即该氧化物的化学式为MnO2;晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;
(7)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
17.【答案】(1)
(2)AB;;950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ平衡右移程度比反应Ⅱ右移程度大,所以的体积分数会增大;1050~1150℃之间,反应Ⅱ平衡移动程度增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;92.3%(或0.923);121kPa
(3)C
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得,反应Ⅰ+反应Ⅱ=所求反应,故热化学方程式为:。
故答案为: ;
(2)①A.随着反应的进行,气体物质的量增大,恒压条件下容器体积增大,A正确;
B.气体密度等于用气体总质量除以体积,反应前后气体质量不变,体积增大,气体密度减小,B正确;
C.未标明正、逆,无法说明,C错误;
D. S2和H2的物质的量之比为1:2无法证明达平衡状态,D错误;
②将与按体积比2∶1投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是的体积分数,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小,根据方程式中的数量关系,Z所在曲线为H2的体积分数,X所在曲线为的体积分数;
③由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;
④由题图可知,1000℃达到平衡时,,,,,则的去除率为;
反应Ⅰ压强平衡常数。
故答案为: AB ; ; 950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ平衡右移程度比反应Ⅱ右移程度大,所以的体积分数会增大;1050~1150℃之间,反应Ⅱ平衡移动程度增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小 ; 92.3%(或0.923) ; 121kPa ;
(3)由题干图示信息可知,催化剂CeO2-MgO对反应CO2(g)+H2S(g)=CO(g)+H2O(g)+S(g)具有高选择性,通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示,状态1为CO2与H2S吸附在催化剂上,为,根据可知,状态2为,状态3为,故表示状态2的为C,
故答案为:C。
【分析】(1)将反应Ⅰ×2 + 反应Ⅱ,消去,得到目标热化学方程式,焓变做相应加和计算。
(2)① 选AB:恒压下反应前后气体分子数变化,体积不变时达平衡;气体总质量不变、体积变化,密度不变时达平衡。排除C(未指明正逆速率)、D(比例不一定等于计量数比)。
② X代表:仅由反应Ⅱ生成,且反应Ⅱ吸热,温度升高其体积分数缓慢上升。
③ 950~1050℃:反应Ⅰ(吸热更显著)占优,升温使生成量增加;
1050~1150℃:反应Ⅱ平衡右移幅度更大,消耗,使其体积分数下降。
④ 去除率:设初始为2 mol、为1 mol,结合平衡体积分数列方程求解,得去除率约92.3%;
平衡常数:先求各物质平衡分压,代入反应Ⅰ的分压平衡常数表达式计算得约121 kPa。
(3) 根据能量图中状态2的相对能量(低于催化剂初始态、高于状态1),结合原子成键模型,匹配选项C的结构。
(1)根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得,反应Ⅰ+反应Ⅱ=所求反应,故热化学方程式为:。
(2)①A.随着反应的进行,气体物质的量增大,恒压条件下容器体积增大,A正确;
B.气体密度等于用气体总质量除以体积,反应前后气体质量不变,体积增大,气体密度减小,B正确;
C.未标明正、逆,无法说明,C错误;
D. S2和H2的物质的量之比为1:2无法证明达平衡状态,D错误;
故选AB;
②将与按体积比2∶1投料,并用稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是的体积分数,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小,根据方程式中的数量关系,Z所在曲线为H2的体积分数,X所在曲线为的体积分数;
③由于是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物,因此Y所在曲线是,950~1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ,的体积分数会增大,1050~1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,的体积分数会减小;
④由题图可知,1000℃达到平衡时,,,,,则的去除率为;
反应Ⅰ压强平衡常数。
(3)由题干图示信息可知,催化剂CeO2-MgO对反应CO2(g)+H2S(g)=CO(g)+H2O(g)+S(g)具有高选择性,通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示,状态1为CO2与H2S吸附在催化剂上,为,根据可知,状态2为,状态3为,故表示状态2的为C,故答案为:C。
18.【答案】(1)加成反应
(2)对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);羧基、酰胺基
(3)++HCl
(4)16;或
(5)bca
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A→B的反应为丙烯腈中碳碳双键与甲醛分子的加成反应;
故答案为: 加成反应 ;
(2)由路线分析可知,G的结构简式为,名称为对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);化合物J中含氧官能团的名称为羧基和酰胺基;
故答案为: 对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸) ; 羧基、酰胺基 ;
(3)化合物D中的氨基与H中的酰氯发生取代反应生成I,其反应方程式为++HCl;
故答案为:++HCl ;
(4)由路线分析可知,F为对硝基甲苯,分子式为C7H7O2N,不饱和度为5,其同分异构体中氨基与苯环直接相连,还有一个不饱和度,2个O原子,若有2个取代基,为醛基和羟基,其结构为×10;若为一个取代基,为羧基或甲酸酯基,其结构为×3或×3,共16种;
故答案为:16;或 ;
(5)孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强。a中氮原子是sp2杂化,两个sp2杂化轨道与相邻两个碳原子形成σ键,余下一个sp2轨道容纳一对孤对电子,未杂化的p轨道容纳1个单电子参与整个分子的离域;所含s轨道成分比sp3杂化的氮原子电负性要大,对电子对的束缚能力要强些,因此更难给电子与H+结合,碱性要弱于氨或者氨;b中氮原子与环烷基相连(推电子基团),电子云密度增大,碱性比NH3强;则碱性由强到弱排序:bca;
故答案为: bca ;
(6)M的结构类似于结构中的I,逆向推导M可由α-氨基丙酸与乙酰氯取代合成,乙酰氯的合成可由乙醛氧化并氯代制备,α-氨基丙酸的制备类似路线中B→C→D,所以可得如下合成路线:。
故答案为:
【分析】以丙烯腈(A)为原料,先与甲醛加成得到醛基腈(B),再经 HCN / 氨加成得到多氰基胺C(),酸性水解后得到含氨基和羧基的中间体 D();以甲苯(E)为原料,经硝化反应生成F(),F中甲基被酸性高锰酸钾氧化生成G(),再与 SOCl2反应生成酰氯H();酰氯 H 与中间体 D 发生酰胺化反应生成I(),经 Fe/HCl 还原硝基得到芳香胺 J;最后芳香胺 J 与 TAHP 硫酸盐、经缩合等多步反应,最终得到叶酸,据此分析。
(1)A→B的反应为丙烯腈中碳碳双键与甲醛分子的加成反应;
(2)由路线分析可知,G的结构简式为,名称为对硝基苯甲酸(或4-硝基苯甲酸);化合物J中含氧官能团的名称为羧基和酰胺基;
(3)化合物D中的氨基与H中的酰氯发生取代反应生成I,其反应方程式为++HCl;
(4)由路线分析可知,F为对硝基甲苯,分子式为C7H7O2N,不饱和度为5,其同分异构体中氨基与苯环直接相连,还有一个不饱和度,2个O原子,若有2个取代基,为醛基和羟基,其结构为×10;若为一个取代基,为羧基或甲酸酯基,其结构为×3或×3,共16种;
(5)孤电子对所占s轨道成分越少,越易给出电子,碱性越强。a中氮原子是sp2杂化,两个sp2杂化轨道与相邻两个碳原子形成σ键,余下一个sp2轨道容纳一对孤对电子,未杂化的p轨道容纳1个单电子参与整个分子的离域;所含s轨道成分比sp3杂化的氮原子电负性要大,对电子对的束缚能力要强些,因此更难给电子与H+结合,碱性要弱于氨或者氨;b中氮原子与环烷基相连(推电子基团),电子云密度增大,碱性比NH3强;则碱性由强到弱排序:bca;
(6)M的结构类似于结构中的I,逆向推导M可由α-氨基丙酸与乙酰氯取代合成,乙酰氯的合成可由乙醛氧化并氯代制备,α-氨基丙酸的制备类似路线中B→C→D,所以可得如下合成路线:。
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