【精品解析】广西南宁市2026届高三下学期第二次适应性测试化学试题

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广西南宁市2026届高三下学期第二次适应性测试化学试题
1.我国在科技领域的重大成就彰显了国家实力。下列有关说法正确的是
A.“奋斗者”号载人潜水器使用的钛合金,其熔点高于纯钛金属
B.“C919”大飞机使用的氮化硅涂层,属于传统无机非金属材料
C.“复兴号”高铁车厢连接部位使用的聚四氟乙烯,其单体是四氟乙烯
D.“神舟十八号”载人飞船使用的铬镍蓄电池充电过程是由化学能转化为电能
【答案】C
【知识点】无机非金属材料;合金及其应用
【解析】【解答】A、合金的熔点通常低于其组分纯金属的熔点,钛合金的熔点低于纯钛金属,故 A 错误;
B、氮化硅属于新型无机非金属材料,而非传统无机非金属材料,故 B 错误;
C、聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应生成的高分子化合物,其单体为四氟乙烯,故 C 正确;
D、铬镍蓄电池充电过程中,是将电能转化为化学能,而非化学能转化为电能,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
合金的熔点一般低于其组分纯金属;
氮化硅是新型无机非金属材料,传统无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥;
聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯;
蓄电池充电过程是电能转化为化学能,放电过程是化学能转化为电能。
2.下列实验操作规范的是
A.转移溶液 B.钠在空气中燃烧
C.加热固体 D.测定中和反应反应热
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】钠的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】A、转移 NaOH 溶液时,使用玻璃棒引流,且玻璃棒下端抵在容量瓶刻度线以下,操作规范,故 A 正确;
B、钠在空气中燃烧应在坩埚中进行,不能使用玻璃表面皿,高温下钠会与玻璃中的二氧化硅反应,故 B 错误;
C、加热 NH4HCO3固体时,试管口应略向下倾斜,防止反应生成的水蒸气冷凝回流使试管炸裂,故 C 错误;
D、测定中和反应反应热时,装置缺少环形玻璃搅拌棒,无法使酸碱溶液充分混合,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
溶液转移操作中,玻璃棒引流的正确位置与使用方法;
钠燃烧实验对容器的特殊要求,避免钠与玻璃成分反应;
加热固体时试管口的朝向规范,防止冷凝水回流;
中和热测定装置中环形玻璃搅拌棒的必要性。
3.超氧化钾()可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为0.01
D.反应每生成,转移电子数目为
【答案】B
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、44g CO2的物质的量为 1mol,1 个 CO2分子中含有 2 个 σ 键,故 σ 键数目为 2NA,故 A 错误;
B、KO2晶体由 K+和 O2-构成,1mol KO2晶体中含 1mol K+和 1mol O2-,离子总数为 2NA,故 B 正确;
C、CO32-在溶液中会发生水解,100mL 0.1mol L- K2CO3溶液中 CO32-的数目小于 0.01NA,故 C 错误;
D、根据反应 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2, KO2中O为-0.5价,生成3 mol O2时共转移3 mol电子, 则生成 1mol O2转移电子数目为 NA ,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
CO2分子中 σ 键的数目判断,1 个 CO2分子含 2 个 σ 键;
KO2晶体的离子构成,由 K+和 O2-两种离子组成;
碳酸根离子在水溶液中的水解平衡,会导致其数目减少;
氧化还原反应中电子转移数目的计算,需结合反应方程式分析化合价变化。
钴酞菁被广泛应用于电池材料、传感材料、光动力治疗等方面。钴酞菁可在催化下通过邻苯二甲酸酐与、尿素混合后加热制得。钴酞菁为平面结构,直径为,结构如图1所示,为增强水溶性可将其改性为四氨基钴酞菁,四氨基钴酞菁结构如图2。据此完成下面两个小题。
4.下列有关化学用语表示正确的是
A.铵根离子的VSEPR模型:
B.Co2+的价电子排布式:3d54s2
C.水合氯离子的示意图:
D.用轨道表示式表示尿素[CO(NH2)2]中C原子的杂化:
5.下列关于物质性质或事实的解释错误的是
选项 性质或事实 解释
A 钴酞菁为平面结构 钴酞菁分子中C、N原子均采用sp2杂化
B 可用渗析法分离钴酞菁和NaCl溶液 钴酞菁能通过半透膜,Na+和Cl-不能
C Co2+可与酞菁形成配合物 Co2+有空轨道,可接受孤电子对
D 与钴酞菁相比,四氨基钴酞菁水溶性更好 -NH2能与H2O形成氢键
A.A B.B C.C D.D
【答案】4.C
5.B
【知识点】判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)A、铵根离子的中心 N 原子价层电子对数为 4( ),VSEPR 模型应为正四面体结构, 如图, 故 A 错误;
B、Co 原子价电子排布式为 3d74s2,失去最外层 2 个电子形成 Co2+,价电子排布式应为 3d7,故 B 错误;
C、水合氯离子中,Cl-带负电荷,水分子中 H 原子带正电,H 原子朝向 Cl-,示意图符合水合氯离子的结构,故 C 正确;
D、尿素中 C 原子形成碳氧双键,为 sp2 杂化,轨道表示式中 C 原子应形成 3 个 sp2 杂化轨道,而非 sp3 杂化,正确的轨道表示式表示应为,故 D 错误;
故答案为:C。
(2)A、钴酞菁为平面结构,分子中 C、N 原子均采用 sp2 杂化,形成平面共轭体系,故 A 正确;
B、钴酞菁分子直径为 1.3×10-9m,属于胶体粒子范围,不能透过半透膜,而 Na+和 Cl-可透过半透膜,故可用渗析法分离,选项中解释 “钴酞菁能通过半透膜” 错误,故 B 错误;
C、Co2+有空轨道,酞菁分子中的 N 原子有孤电子对,二者可形成配位键,故 C 正确;
D、四氨基钴酞菁中的 - NH2能与 H2O 形成氢键,因此水溶性比钴酞菁更好,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】(1)本题解题要点:
铵根离子的 VSEPR 模型判断,中心 N 原子无孤电子对,价层电子对数为 4,呈正四面体结构;
Co2+的价电子排布式,需结合 Co 原子的电子排布及失电子顺序分析;
水合离子的结构特点,阴离子的水合中水分子的 H 原子朝向阴离子;
尿素中 C 原子的杂化类型,C 原子形成双键,为 sp2 杂化。
(2)本题解题要点:
平面结构分子中 C、N 原子的杂化类型判断,sp2 杂化可形成平面结构;
胶体与溶液的渗析分离原理,胶体粒子不能透过半透膜,离子可透过;
配合物形成的条件,中心离子有空轨道,配体有孤电子对;
氢键对物质水溶性的影响,能与水形成氢键的分子水溶性更好。
4.A、铵根离子的中心 N 原子价层电子对数为 4( ),VSEPR 模型应为正四面体结构, 如图, 故 A 错误;
B、Co 原子价电子排布式为 3d74s2,失去最外层 2 个电子形成 Co2+,价电子排布式应为 3d7,故 B 错误;
C、水合氯离子中,Cl-带负电荷,水分子中 H 原子带正电,H 原子朝向 Cl-,示意图符合水合氯离子的结构,故 C 正确;
D、尿素中 C 原子形成碳氧双键,为 sp2 杂化,轨道表示式中 C 原子应形成 3 个 sp2 杂化轨道,而非 sp3 杂化,正确的轨道表示式表示应为,故 D 错误;
故答案为:C。
5.A.钴酞菁为平面结构,说明分子中碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2杂化,A正确;
B.钴酞菁的分子直径为1.3 nm,因此在水中所形成的分散系属于胶体,胶体中的胶粒不能透过半透膜,溶液中的溶质离子可通过半透膜,B错误;
C.配合物钴酞菁中,Co2+是中心离子,提供空轨道,接受配位原子的孤电子对形成配位键,C正确;
D.四氨基钴酞菁中含有4个氨基,氨基是亲水基团,氨基中氮原子能与水分子形成氢键,增大其在水中的溶解性,D正确;
故答案为:B。
6.化合物M是合成一种实体瘤潜在药物的中间体,其合成路线中的某一步如下:
下列有关K和M的说法正确的是
A.M的分子式为
B.K中的所有原子不可能共平面
C.K和M都能发生氧化反应、水解反应
D.1molM最多能和发生加成反应
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、根据 M 的结构简式,分子式应为,A错误;
B、K 分子中含有饱和 sp3 杂化碳原子,其四面体结构会导致分子中所有原子不可能共平面,故 B 正确;
C、K 分子中不存在可水解的官能团(如酯基、卤原子),不能发生水解反应,故 C 错误;
D、1mol M 中,苯环可与 3mol H2加成, 3 mol酮羰基与加成 , 碳碳双键消耗 1mol H2,共可与 7mol H2发生加成反应,故 D 错误;
故答案为:B。【分析】本题解题要点:
分子式判断:通过逐个数出分子中的 C、H、O、Br 原子数,确认分子式为;
原子共面判断:K 分子中存在饱和碳原子,其 sp3 杂化的四面体结构,使部分原子无法处于同一平面;
反应类型判断:K 分子中无卤原子、酯基等可水解官能团,因此不能发生水解反应;两者均含碳碳双键、羰基,可发生氧化反应;
加成反应消耗 H2量:明确可与 H2加成的官能团,苯环、碳碳双键、酮羰基均可加成,逐一计算后得到总量为7mol。
7.一种矿石的组成元素W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且它们中只有一种是金属元素。X原子L层比K层多一个电子;Z原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子数相等,且其第一电离能高于同周期相邻元素的。下列说法正确的是
A.电负性:
B.为非极性分子
C.简单离子的半径:
D.同周期元素中,Y的氢化物的沸点最高
【答案】A
【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;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A、同周期从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,非金属性越强电负性越大;W、X、Y、Z 分别为 H、B、O、Mg,电负性:O > B > Mg,即 Y > X > Z,故 A 正确;
B、W2Y2为 H2O2,结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子;故 B 错误;
C、电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小;故简单离子半径:O2- > Mg2+,即 Y > Z,故 C 错误;
D、Y 为 O 元素,第二周期元素的氢化物中,HF 存在氢键,沸点高于 H2O,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】元素推断:由 “X 原子 L 层比 K 层多一个电子” 推出 X 为 B;由 “W2Y” 推出 Y 为 O,W 为 H;由 “Z 的 s 能级电子总数与 p 能级相等,且第一电离能高于同周期相邻元素” 推出 Z 为 Mg;
8.高铁酸钾()是一种新型绿色消毒剂,某化学兴趣小组制备高铁酸钾的主要流程如图。下列离子方程式正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、反应①中,Fe3+与 HCO3-发生双水解反应,正确的离子方程式为:,A错误;
B、反应②中,Cl2与 NaOH 反应的离子方程式原子不守恒,正确的应为: ,故 B 错误;
C、反应③中,离子方程式的电荷不守恒,正确的应为: ,故 C 错误;
D、反应④中,Na2FeO4与饱和 KOH 溶液发生复分解反应,析出 K2FeO4晶体,离子方程式为: ,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应①:Fe3+与 HCO3-的双水解反应,需注意反应物为 HCO3-而非 CO32-;
反应②:Cl2与碱反应的离子方程式,需满足原子守恒、电荷守恒;
反应③:碱性条件下 ClO-氧化 Fe(OH)3的反应,需通过化合价升降法配平,保证电荷守恒与原子守恒;
反应④:利用 K2FeO4的溶解度比 Na2FeO4小,发生复分解反应析出晶体,离子方程式书写正确。
9.铑的配合物离子可催化甲醇羰基化,反应历程如图所示。
下列叙述正确的是
A.图中的是
B.反应历程中是催化剂
C.反应历程没有涉及非极性键的断裂和形成
D.甲醇羰基化反应为
【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;配合物的成键情况;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、根据反应历程,X与水反应生成HI和CH3COOH,可推知X为CH3COI,而非CH3CHO,故A错误;
B、反应历程中, 是反应的中间产物,并非催化剂(催化剂在反应前后不发生变化),故B错误;
C、反应历程中涉及CO参与反应,CO中的碳氧键为极性键,但整个过程中不存在非极性键的断裂和形成,故C错误;
D、由反应历程可知,反应物为CH3OH和CO,生成物为CH3COOH,反应方程式为,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应中间体推断:结合X与水反应生成HI和CH3COOH,逆向推出X为CH3COI;
催化剂与中间产物的区分:催化剂在反应前后结构不变,而中间产物在反应过程中生成又消耗;
化学键类型判断:分析反应中涉及的化学键,确认无O=O、C-C等同种原子间形成的非极性键的断裂与生成;
总反应方程式推导:结合反应历程中的反应物和生成物,确定甲醇羰基化的总反应式。
10.探究Cu分别和物质A的反应,一段时间后实验现象如表所示。
装置 序号 物质A 实验现象
① 溶液(调) 铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含]
② 溶液 铜粉溶解,溶液变为蓝绿色
③ 溶液(调) 无明显变化
下列分析错误的是
A.实验①中被还原
B.由实验②可知,氧化性:
C.若向实验③的溶液中加入适量的固体,铜粉不会溶解
D.结合实验①②③可知,可能被Cu还原为,再与反应生成NO
【答案】C
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A、实验①中生成了 Fe(NO)2+,说明 NO3-被还原为 NO,再与 Fe2+结合,故 A 正确;
B、实验②中发生反应 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性:Fe3+ > Cu2+,故 B 正确;
C、向实验③的溶液中加入适量 FeSO4固体,溶液中存在 Fe2+、NO3-和 H+,Fe2+会被 NO3-(H+) 氧化为 Fe3+,生成的 Fe3+又会与 Cu 反应,铜粉会溶解,故 C 错误;
D、结合实验①②③可推知,Fe3+可能被 Cu 还原为 Fe2+,Fe2+再与 NO3-(H+) 反应生成 NO,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
实验①中 Fe(NO)2+的生成,说明 NO3-在酸性条件下被还原为 NO;
实验②的反应体现了 Fe3+的氧化性强于 Cu2+;
Fe2+、NO3-和 H+共存时,会发生氧化还原反应生成 Fe3+,Fe3+可进一步氧化 Cu;
综合三组实验,可推断出 Fe3+与 NO3-(H+) 在反应中的协同作用。
11.我国科研人员设计的/乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性,可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效,工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A.放电时,a极区溶液pH减小
B.充放电过程中,储液罐甲的液流体系中可合成
C.充电时,若消耗4.6 g乙醇,则有0.2 mol阴离子通过交换膜
D.充电时,阴极的电极反应式为
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时,a 极 Zn 被氧化生成 [Zn(OH)4]2-,消耗 OH-,溶液 pH 减小,故 A 正确;
B、储液罐甲中放电生成 NH3,充电生成 CH3COOH,二者可反应生成 CH3COONH4,故 B 正确;
C、充电时,消耗 4.6g 乙醇(物质的量为 0.1mol),乙醇被氧化为乙酸,每 mol 乙醇失去 4mol 电子,0.1mol 乙醇失去 0.4mol 电子;电路中转移 0.4mol 电子,需有 0.4mol 阴离子通过阴离子交换膜,故 C 错误;
D、充电时,阴极发生还原反应,[Zn(OH)4]2-得电子生成 Zn,电极反应式为 [Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
放电时,Zn 极为负极,发生氧化反应, 转化为, 消耗 OH-,pH 减小; 因此为负极,为正极;充电时,为阴极,为阳极。
储液罐甲中放电生成 NH3、充电生成 CH3COOH,二者可发生反应生成 CH3COONH4;
乙醇被氧化为乙酸时,1mol 乙醇失去 4mol 电子,0.1mol 乙醇反应转移 0.4mol 电子,对应通过阴离子交换膜的阴离子为 0.4mol;
充电时,阴极发生还原反应,[Zn(OH)4]2-被还原为 Zn,电极反应式正确。
12.某种重要的材料由Pb、O、Ti元素组成,其立方晶胞结构如图所示,已知晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.晶胞中距离最近的的个数为6
B.晶胞中与之间的最短距离为
C.若以为晶胞的顶点,则位于晶胞的面心
D.该晶体的密度为
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶胞中位于体心,周围最近的位于面心,上下、左右、前后共6个,故A正确;
B、晶胞中位于面心,两个之间的最短距离为晶胞面对角线的一半,即,而非,故B错误;
C、若以为晶胞的顶点,则位于原晶胞的顶点位置变为面心,故C正确;
D、晶胞中含1个、1个、3个,摩尔质量为,晶胞密度,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
配位数判断:体心离子的配位数为6,周围6个面心的距离相等且最近;
距离计算:面心原子间的最短距离为面对角线的一半,即;
晶胞等效变换:以面心原子为顶点时,原顶点原子变为面心;
密度计算:晶胞中原子数分别为,,,结合晶胞体积计算密度。
13.利用甲醇分解制取烯烃,涉及如下反应:①、②、③ 。向某恒压容器中通入0.8mol,反应完全,平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化的关系如图所示。
已知:下,反应后达到平衡,此时,体系总压强为。下列说法错误的是
A.反应③的
B.曲线表示的物质的量分数随温度的变化关系
C.向平衡体系中通入,再次平衡后,增大
D.、下,内,
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、温度升高时,乙烯的物质的量分数降低,丙烯和乙烷的物质的量分数升高,说明反应③平衡正向移动,故,A正确;
B、反应①和②均生成水,且水的物质的量分数随温度变化幅度小,曲线a表示,B正确;
C、恒压条件下通入,容器体积增大,各物质浓度同等倍数减小,平衡不移动,故减小,C错误;
D、设平衡时的物质的量为,由可知的物质的量为,根据反应关系和物料守恒计算得体系总物质的量为,的分压为,则,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
温度变化与平衡移动:根据乙烯、丙烯、乙烷的物质的量分数随温度的变化,判断反应③的热效应;
曲线成分判断:反应①和②均生成水,水的物质的量分数最大且变化平缓,对应曲线a;
恒压下通入惰性气体的影响:容器体积增大,各物质浓度同等倍数减小,平衡不移动,但浓度降低;
分压与反应速率计算:根据物料守恒和的关系,计算乙烯的分压,进而求反应速率。
14.常温下,将一定浓度的溶液分别滴加到浓度均为的、溶液中,生成沉淀的溶解平衡曲线如图所示(表示或)。已知:当某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全;,。下列叙述正确的是
A.①代表的溶解平衡曲线
B.点对应条件下,能生成沉淀,也能生成沉淀
C.向固体中加入溶液,可发生的转化
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,当完全沉淀时,溶液中
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、根据溶度积表达式取负对数的推导,曲线①对应的是的溶解平衡曲线,曲线②对应的是的溶解平衡曲线,A错误;
B、,数值越大代表越小。a点位于两条曲线的上方,意味着在相同阴离子浓度下,体系中的低于沉淀溶解平衡时的浓度,离子积,不会生成任何沉淀,B错误;
C、对于转化反应,其平衡常数,该常数远大于1,说明反应正向进行的趋势很大,只要的浓度足够,转化反应就可以发生,C正确;
D、当完全沉淀时,,此时溶液中,将其代入的溶度积表达式,可得,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕沉淀溶解平衡曲线展开,核心考查溶度积的计算与应用,解题关键是利用对数变换将溶度积表达式转化为线性关系,再结合平衡移动原理进行判断。
曲线归属判断:根据两种银盐的溶度积表达式,分别取负对数后得到不同的线性方程,据此区分曲线①和②对应的沉淀类型;
沉淀生成条件:理解的含义,通过比较a点与平衡曲线上的离子浓度,判断与的相对大小,确定沉淀能否生成;
沉淀转化反应:通过推导转化反应的平衡常数,判断反应进行的趋势和可能性;
分步沉淀计算:先计算完全沉淀时的,再代入另一沉淀的溶度积表达式,计算对应阴离子的平衡浓度,判断选项描述是否正确。
15.含硫化合物在工业上应用广泛,如硫代硫酸钠晶体(,)可用作定影剂、还原剂,在酸性环境中不稳定且易歧化。回答下列问题:
I.实验室可通过如图所示装置(夹持装置已省略)制备。
(1)装置A中盛装70%硫酸的仪器名称为   ;装置中鸭嘴阀的作用为   。
(2)若装置B中观察到试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,试分析造成该现象的可能原因:   。
(3)装置C中发生反应的化学方程式为   ;当装置C中溶液由浑浊变澄清时应停止通入,若继续通入,将导致产率降低,理由是   。
II.硫代硫酸钠的应用—定影。
胶片冲印原理是用定影液(含)将胶片上未感光的转化为,新制定影液(含)和废定影液[含和少量]的鉴别方法如图。
已知:①;②白色易分解出黑色。
(4)盛装新制定影液的试管为   (填“A”或“B”),若继续向该试管中滴加溶液,将出现的实验现象是   。
(5)结合化学平衡移动原理解释试管A中产生白色沉淀的原因   。
【答案】分液漏斗;防止倒吸;装置C中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,使装置B中液体被压入长颈漏斗中;;过量使溶液呈酸性,在酸性条件下发生歧化反应分解,导致产率降低;B;产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色;滴加溶液时, Ag+与发生反应,使平衡正向移动,产生白色沉淀
【知识点】二氧化硫的性质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 装置 A 中盛装 70% 硫酸的仪器为分液漏斗;鸭嘴阀的核心作用是单向导通气体(仅允许气体从左向右通过),可防止 D 装置中的 NaOH 溶液倒吸入 B、C 装置,避免实验失败或仪器炸裂。
故答案为: 分液漏斗 ; 防止倒吸 ;
(2) 若装置 B 中试管内液面下降、长颈漏斗内液面上升,说明装置 C 中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,将装置 B 中的液体压入长颈漏斗。
故答案为: 装置C中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,使装置B中液体被压入长颈漏斗中 ;
(3)装置 C 中、和通入的发生反应生成,根据原子守恒反应方程式为:;若继续通入,过量会使溶液呈酸性,由题干信息知在酸性环境中不稳定且易歧化,所以导致产率降低;
故答案为: ;过量使溶液呈酸性,在酸性条件下发生歧化反应分解,导致产率降低 ;
(4)由题干信息知新制定影液含有,废定影液含有 和少量,分别加入硝酸银溶液,对于新制定影液,反应生成,无明显现象,而废定影液反应生成白色沉淀,结合A、B试管现象判断盛装新制定影液的试管为B;若继续滴加硝酸银溶液,与反应生成白色沉淀,然后 分解生成黑色的,因此现象为随滴加 的量的增加,溶液中先产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色;
故答案为: B ; 产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色 ;
(5)滴加溶液时,使得Ag+浓度增加,使废定影液中存在的平衡正向移动,从而产生更多白色沉淀。
故答案为: 滴加溶液时, Ag+与发生反应,使平衡正向移动,产生白色沉淀 ;
【分析】(1)首先根据装置 A 的功能判断盛装硫酸的仪器为分液漏斗;鸭嘴阀的核心作用是防倒吸,它的单向导通特性可以阻断右侧装置的液体回流,避免反应装置被腐蚀或炸裂。
(2)装置 B 中液面变化是判断装置堵塞的关键依据。当装置 C 的导管堵塞时,气体无法顺利通过,会使 B 装置内压强升高,在压力差作用下,试管内的液体被压入长颈漏斗,出现 “试管液面下降、漏斗液面上升” 的现象。
(3)根据原子守恒和氧化还原规律,可配平 Na2S、Na2CO3与 SO2的反应方程式;SO2过量会使溶液酸性增强,而 Na2S2O3在酸性条件下会歧化分解为 S、SO2和硫酸盐,导致目标产物产率下降。
(4)新制定影液中的 Na2S2O3与 AgNO3反应生成可溶性的 Na3Ag(S2O3)2,无明显现象;废定影液中含有的 Na3Ag(S2O3)2与 Ag+反应,先生成 Ag2S2O3白色沉淀,随后该沉淀分解为黑色的 Ag2S,据此可区分两种溶液。
(5)废定影液中存在 [Ag(S2O3)2]3-与 Ag2S2O3的平衡,滴加 AgNO3会增大 Ag+浓度,根据勒夏特列原理,平衡向生成沉淀的方向移动,促进 Ag2S2O3沉淀的生成。
16.某炼锌废渣主要含(铁酸锌)、、、,还含有少量Au、Ag单质及杂质。工业上采用“湿法强化浸出-萃取分离”工艺回收、、、,流程如下:
已知:①部分氢氧化物的(25℃)数据如表所示。
物质
②,。③当某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)能加快“酸浸”速率的措施是   (写出一条即可)。
(2)“酸浸”中与反应的化学方程式为   ;滤渣1的成分除了Au、Ag、S外,还有   。
(3)“沉淀”时调的目的是除去,试剂的最佳选择为   。(填标号)。该工序中应将pH调至不低于   。
A. B. C. D.
(4)“萃取分液”中选用不同萃取剂实现、的分离。已知萃取时,若选用Lix-84()萃取剂,萃取后的有机相结构为。请从结构角度分析,“反萃取”时,增大浓度有利于进入水相的原因是   。
(5)“浸金银”中Au生成的产物是,请写出该反应的离子方程式:   。
(6)上述工艺流程中可循环利用的物质除了萃取剂,还有   (填化学式)。
【答案】(1)适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等)
(2);和
(3)C;3.2
(4)增大浓度,有利于与萃取剂中的配原子O和N结合,破坏了萃取剂与之间的配位结构,将从有机相中置换出来进入水相
(5)
(6)
【知识点】配合物的成键情况;化学反应速率的影响因素;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
【解析】【解答】(1) 提高酸浸效率的措施:可将废渣粉碎研磨以增大接触面积、适当升温、适当增大硫酸浓度、酸浸过程中搅拌混合物,使固体原料与硫酸充分接触;
故答案为: 适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等) ;
(2)中,Zn为+2价,Fe为+3价,与反应过程中,元素化合价不变,结合质量守恒可写出该反应化学方程式:;由分析可知,滤渣1为和;
故答案为: ;和 ;
(3)A.滤液1中主要的金属阳离子为、和,向其中加入会使上述三种金属离子一同转化为沉淀,影响后续分离,A错误;
B.可以作催化剂促进分解,但无法利用调整pH并除去,B错误;
C.ZnO通过与过量的反应调整溶液的pH,不会向滤液中引入新的杂离子,可以用于调整溶液pH并除去,C正确;
D.NaOH可以与反应,但会向溶液中引入,影响的纯度,D错误;
由题干可知,,要完全除去,需保证,此时;
故答案为: C ;3.2;
(4) 萃取过程中,Lix-84 中的 N、O 原子提供孤电子对,与 Cu2+的空轨道形成配位键,使 Cu2+进入有机相; 在反萃取过程中增大浓度有利于O原子和N原子与结合,破坏了萃取剂分子与之间的配位结构,进而释放出,使其回到水相,实现反萃取;
故答案为: 增大浓度,有利于与萃取剂中的配原子O和N结合,破坏了萃取剂与之间的配位结构,将从有机相中置换出来进入水相 ;
(5)在浸金银过程中,Au单质被氧化生成,结合质量守恒和电荷守恒可写出该反应离子方程式:;
故答案为: ;
(6)在萃取过程中,萃取剂与反应,置换出,此时水相中的离子主要有、和,经结晶除去后,滤液4中溶质的主要成分是,可以循环使用。
故答案为: ;
【分析】废渣与硫酸、氧气反应,金属硫化物(ZnS、CuS 等)被氧化为硫酸盐,ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌和硫酸铁;不反应的 SiO2、PbSO4及 Au、Ag 单质形成滤渣 1;滤液 1 中含 Zn2+、Cu2+、Fe3+。向滤液 1 中加入 ZnO 调 pH,使 Fe3+以 Fe (OH)3形式沉淀除去;再用萃取剂萃取 Cu2+,实现 Cu2+与 Zn2+的分离,有机相经反萃取回收铜,水相结晶得到硫酸锌。滤渣 1 用 NaCN 溶液、氧气浸出,Au、Ag 被氧化为可溶性氰配合物;滤液中加入锌粉置换,得到 Au、Ag 单质。
(1)结合影响反应速率的因素(接触面积、温度、浓度、搅拌)分析,这些措施均能通过加快反应速率提高酸浸效率;
(2)根据元素化合价不变的特点,结合质量守恒配平 ZnFe2O4与硫酸的反应;结合流程中不与硫酸反应的物质,判断滤渣 1 的成分为 SiO2和 PbSO4;
(3)通过分析各试剂对后续分离的影响,排除会引入杂质或无法除铁的选项,确定 ZnO 为最佳试剂;利用溶度积常数计算 Fe3+完全沉淀时的 c (OH-),再换算得到对应 pH;
(4)从配位键的形成与破坏角度分析,萃取依靠配位键使 Cu2+进入有机相,反萃取通过增大 H+浓度破坏配位键,实现 Cu2+的回收;
(5)根据 Au 被氧化、O2被还原的化合价变化,结合质量守恒和电荷守恒,配平浸金反应的离子方程式;
(6)结合萃取过程中置换出 H+的反应,分析水相中的离子组成,得出滤液 4 的主要溶质为 H2SO4,可循环利用。
(1)为提高酸浸效率,可以适当升温并适当增大硫酸浓度,也可以将废渣粉碎研磨,并在酸浸过程中搅拌反应混合物,使固体原料与硫酸充分接触,以提高酸浸速率;
(2)中,Zn为+2价,Fe为+3价,与反应过程中,元素化合价不变,结合质量守恒可写出该反应化学方程式:;由分析可知,滤渣1为和;
(3)A.由分析可知,滤液1中主要的金属阳离子为、和,向其中加入会使上述三种金属离子一同转化为沉淀,影响后续分离,A错误;
B.可以作催化剂促进分解,但无法利用调整pH并除去,B错误;
C.ZnO可以与过量的反应,调整溶液的pH,不会向滤液中引入新的杂离子,可以用于调整溶液pH并除去,C正确;
D.NaOH可以与反应,但会向溶液中引入,影响的纯度,D错误;
故答案选C;
由表格信息可知,,要完全除去,需保证,此时;
(4)从有机相结构式可以看出,Lix-84中N原子和O原子的孤对电子与的空轨道形成配位键,使从有机相进入水相,实现萃取。在反萃取过程中增大浓度有利于O原子和N原子与结合,破坏了萃取剂分子与之间的配位结构,进而释放出,使其回到水相,实现反萃取;
(5)由分析可知,在浸金银过程中,Au单质被氧化生成,从0价升至+1价,O元素从0价降至-2价,结合质量守恒和电荷守恒可写出该反应离子方程式:;
(6)在萃取过程中,萃取剂与反应,置换出,此时水相中的离子主要有、和,经结晶除去后,滤液4中溶质的主要成分是,可以循环使用。
17.中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化,其主要反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)一定温度下相关物质的相对能量如下表,则   。
物质
相对能量 0 -393.5 -110.5 -242
(2)在一定压强下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在两种不同催化剂作用下,反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。
已知:选择性。
①对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为   、   。
②在①所选的催化剂和温度下,下列措施能提高平衡转化率的是   (填标号)。
A.增大压强 B.恒压下通入水蒸气 C.延长反应时间 D.增加投入量
③以为催化剂,高于320℃后,转化率略有下降的可能原因是   。
(3)在恒容密闭容器中充入1mol和4mol,若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。
①图中表示的曲线为   (填“X”“Y”或“”),其呈现如图变化趋势的原因为   。
②点时体系压强为,则反应Ⅱ的平衡常数   (已知:分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化,同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为   。
【答案】(1)
(2)Ni-CeO2;320℃;AD;温度过高,导致催化剂活性降低
(3)Z;温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小;0.27
(4)
【知识点】反应热和焓变;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据反应焓变的定义,生成物总能量减去反应物总能量,可得:;
故答案为: ;
(2)① 工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为 Ni-CeO2、320℃,此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高;
②A.反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ正向移动,能提高平衡转化率;
B.恒压下通入水蒸气,水蒸气浓度增大,同时会导致容器体积增大,使得平衡逆向移动,平衡转化率降低;
C.延长反应时间,不改变平衡移动,不能提高平衡转化率
D.增加投入量,会促进二氧化碳的转化,能提高平衡转化率;
故选AD;
③ 高于 320℃后,CO2转化率略有下降,原因是温度过高导致催化剂活性降低,反应速率减慢,单位时间内转化率下降;
故答案为: Ni-CeO2 ; 320℃ ; AD ; 温度过高,导致催化剂活性降低 ;
(3)① 图中 X、Y、Z 分别表示 CH4、CO、CO2的曲线;温度低于 T1时,以反应 Ⅰ 逆向移动为主,CO2物质的量增大;温度高于 T1时,以反应 Ⅱ 正向移动为主,CO2物质的量减小;
②由图,点时体系压强为,甲烷、CO均为0.3mol,由三段式:
二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol,总的物质的量为4.4mol,因该反应前后气体分子数不变,故反应Ⅱ的平衡常数;
故答案为: Z ; 温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小 ; 0.27 ;
(4)电解池中,b 极 CO2被还原为 CH4,电极反应式为:。
故答案为: ;
【分析】(1)反应焓变计算:直接根据焓变的定义,即生成物总能量减去反应物总能量,代入数据计算即可;
(2)①通过对比不同催化剂和温度下的转化率、选择性,选择综合性能最优的 Ni-CeO2和 320℃;
②根据反应前后气体分子数变化,结合压强、浓度、时间等因素对平衡的影响,判断能提高 CO2平衡转化率的措施;
③催化剂的活性受温度影响,温度过高会导致活性降低,从而使单位时间内的转化率下降;
(3)①结合反应 Ⅰ(放热)和反应 Ⅱ(吸热)的热效应,分析温度对各物质物质的量的影响,判断曲线对应的物质;
②利用三段式计算平衡时各物质的物质的量,再根据平衡常数的定义,代入分压或物质的量计算 Kp;
(4)电解池电极反应式书写:根据 CO2被还原为 CH4的过程,结合电荷守恒和原子守恒,写出电极反应式。
(1)反应焓变等于生成物能量和减去反应物能量和,则;
(2)①对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为Ni-CeO2、320℃,此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高;
②A.反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ正向移动,能提高平衡转化率;
B.恒压下通入水蒸气,水蒸气浓度增大,同时会导致容器体积增大,使得平衡逆向移动,平衡转化率降低;
C.延长反应时间,不改变平衡移动,不能提高平衡转化率
D.增加投入量,会促进二氧化碳的转化,能提高平衡转化率;
故选AD;
③图示为反应相同时间的图示,以为催化剂,高于320℃后,转化率略有下降的可能原因是温度过高,导致催化剂活性降低,使得反应速率降低,导致单位时间内二氧化碳转化率下降;
(3)①反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲烷物质的量降低,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO物质的量增大,故图中XYZ分别表示、CO、的曲线;其呈现如图变化趋势的原因为温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小;
②由图,点时体系压强为,甲烷、CO均为0.3mol,由三段式:
二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol,总的物质的量为4.4mol,因该反应前后气体分子数不变,故反应Ⅱ的平衡常数;
(4)图示为电解池装置,b极二氧化碳得到电子被还原为甲烷:。
18.双氯芬酸钠是一种非甾体类镇痛剂,具有较强的抗炎作用和相对的安全性,双氯芬酸(M)的一种合成路线如图所示。
已知:①;②。请回答下列问题:
(1)化合物L中的官能团的名称为   ;化合物A的名称为   。
(2)若调换的反应顺序:先在中反应,再在浓硫酸中反应,D的产率将   (填“降低”“升高”或“不变”),理由是   。
(3)D——E除E外还有两种物质生成,分别为   、   。(用化学式表示)
(4)E+L→M的化学方程式为   。
(5)有机物X为L的同分异构体,满足下列条件的X的结构有   种(不考虑立体异构)。
①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应
③分子中含有手性碳原子
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为   (任写一种)。
(6)根据上述路线中的相关知识,以为主要原料,用不超过4步的反应设计制备的合成路线   (无机试剂任选,已知羧基为间位取代定位基,如)。
【答案】(1)羧基、碳氯键;苯胺
(2)降低;先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基
(3)H2SO4;CH3COOH
(4)
(5)9;或或
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;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) 根据题意可知,化合物 L 含羧基、碳氯键两种官能团;化合物 A 为苯胺:;
故答案为: 羧基、碳氯键 ; 苯胺 ;
(2) 若调换 B→D 的反应顺序,先氯化会生成,占据 - NHCOCH3的对位,导致后续难以引入磺酸基;
故答案为: 降低 ; 先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基 ;
(3)D——E是水解为,根据元素守恒,除E外还有两种物质生成,分别为H2SO4、CH3COOH。
故答案为: H2SO4 ;CH3COOH。
(4)E是,L是,E、L发生取代反应生成M和HCl ,E+L→M的化学方程式为;
故答案为: ;
(5)①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应,含有醛基,③分子中含有手性碳原子,则两个取代基为、-Cl或、-CHO或、-OH,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种,故符合条件的同分异构体共9种;
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为或或;
故答案为:9;或或 ;
(6)甲苯与浓硫酸发生取代反应生成,被酸性高锰酸钾氧化为,与氢氧化钠反应生成,酸化得到,合成路线为。
故答案为: ;
【分析】该合成路线可分为两大分支,最终通过缩合反应得到目标产物双氯芬酸:
苯胺衍生分支:以(A)为原料,先与乙酸发生乙酰化反应生成乙酰苯胺(B) 保护氨基, 由B逆推,可知A是;再经浓硫酸磺化引入对位磺酸基得到 C;随后在 FeCl3催化下与 Cl2反应,在氨基邻位引入两个氯原子生成 D;继而推出C为 ,最后在酸性条件下水解,脱去乙酰基和磺酸基,得到关键中间体 (E)。
苯乙酸衍生分支:以F为原料,在引发剂作用下与 NCS 发生侧链氯化生成G;再经 NaCN 亲核取代引入氰基,生成H,逆推得 G是、F是; 随后在硫酸条件下水解,将氰基转化为羧基,得到另一关键中间体邻氯苯乙酸(L)。
缩合反应:E()与L在一定条件下发生亲核取代反应,脱去一分子 HCl,形成 C-N 键,最终得到目标产物双氯芬酸(M)。
(1)官能团与物质名称判断:根据结构简式识别 L 中的官能团,结合氨基苯的结构判断 A 的名称;
(2)反应顺序分析:基于苯环上取代基的定位效应,分析先氯化会导致的副反应,理解反应顺序对后续基团引入的影响;
(3)水解反应产物判断:结合 D 的结构,根据元素守恒推断水解产物,除目标分子外还有 H2SO4和 CH3COOH;
(4)取代反应方程式书写:明确 E 与 L 的反应类型为取代反应,根据氨基与羧基的反应规律写出方程式;
(5)同分异构体分析:根据题目给出的取代基数量、官能团和手性碳条件,先确定取代基组合,再结合邻间对位置异构计算总数;最后根据核磁共振氢谱的峰数和面积比,筛选出符合条件的结构;
(6)有机合成路线设计:以甲苯为原料,结合定位基效应,先引入磺酸基保护对位,再氧化甲基,最后通过碱溶、酸化得到目标产物。
(1)根据L的结构简式,化合物L中的官能团的名称为羧基、碳氯键;化合物A是,名称为苯胺;
(2)若调换的反应顺序:先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基。
(3)D——E是水解为,根据元素守恒,除E外还有两种物质生成,分别为H2SO4、CH3COOH。
(4)E是,L是,E、L发生取代反应生成M和HCl ,E+L→M的化学方程式为;
(5)①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应,含有醛基,③分子中含有手性碳原子,则两个取代基为、-Cl或、-CHO或、-OH,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种,故符合条件的同分异构体共9种;
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为或或;
(6)甲苯与浓硫酸发生取代反应生成,被酸性高锰酸钾氧化为,与氢氧化钠反应生成,酸化得到,合成路线为。
1 / 1广西南宁市2026届高三下学期第二次适应性测试化学试题
1.我国在科技领域的重大成就彰显了国家实力。下列有关说法正确的是
A.“奋斗者”号载人潜水器使用的钛合金,其熔点高于纯钛金属
B.“C919”大飞机使用的氮化硅涂层,属于传统无机非金属材料
C.“复兴号”高铁车厢连接部位使用的聚四氟乙烯,其单体是四氟乙烯
D.“神舟十八号”载人飞船使用的铬镍蓄电池充电过程是由化学能转化为电能
2.下列实验操作规范的是
A.转移溶液 B.钠在空气中燃烧
C.加热固体 D.测定中和反应反应热
A.A B.B C.C D.D
3.超氧化钾()可用作潜水或航天装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为0.01
D.反应每生成,转移电子数目为
钴酞菁被广泛应用于电池材料、传感材料、光动力治疗等方面。钴酞菁可在催化下通过邻苯二甲酸酐与、尿素混合后加热制得。钴酞菁为平面结构,直径为,结构如图1所示,为增强水溶性可将其改性为四氨基钴酞菁,四氨基钴酞菁结构如图2。据此完成下面两个小题。
4.下列有关化学用语表示正确的是
A.铵根离子的VSEPR模型:
B.Co2+的价电子排布式:3d54s2
C.水合氯离子的示意图:
D.用轨道表示式表示尿素[CO(NH2)2]中C原子的杂化:
5.下列关于物质性质或事实的解释错误的是
选项 性质或事实 解释
A 钴酞菁为平面结构 钴酞菁分子中C、N原子均采用sp2杂化
B 可用渗析法分离钴酞菁和NaCl溶液 钴酞菁能通过半透膜,Na+和Cl-不能
C Co2+可与酞菁形成配合物 Co2+有空轨道,可接受孤电子对
D 与钴酞菁相比,四氨基钴酞菁水溶性更好 -NH2能与H2O形成氢键
A.A B.B C.C D.D
6.化合物M是合成一种实体瘤潜在药物的中间体,其合成路线中的某一步如下:
下列有关K和M的说法正确的是
A.M的分子式为
B.K中的所有原子不可能共平面
C.K和M都能发生氧化反应、水解反应
D.1molM最多能和发生加成反应
7.一种矿石的组成元素W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且它们中只有一种是金属元素。X原子L层比K层多一个电子;Z原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子数相等,且其第一电离能高于同周期相邻元素的。下列说法正确的是
A.电负性:
B.为非极性分子
C.简单离子的半径:
D.同周期元素中,Y的氢化物的沸点最高
8.高铁酸钾()是一种新型绿色消毒剂,某化学兴趣小组制备高铁酸钾的主要流程如图。下列离子方程式正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
9.铑的配合物离子可催化甲醇羰基化,反应历程如图所示。
下列叙述正确的是
A.图中的是
B.反应历程中是催化剂
C.反应历程没有涉及非极性键的断裂和形成
D.甲醇羰基化反应为
10.探究Cu分别和物质A的反应,一段时间后实验现象如表所示。
装置 序号 物质A 实验现象
① 溶液(调) 铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含]
② 溶液 铜粉溶解,溶液变为蓝绿色
③ 溶液(调) 无明显变化
下列分析错误的是
A.实验①中被还原
B.由实验②可知,氧化性:
C.若向实验③的溶液中加入适量的固体,铜粉不会溶解
D.结合实验①②③可知,可能被Cu还原为,再与反应生成NO
11.我国科研人员设计的/乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性,可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效,工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A.放电时,a极区溶液pH减小
B.充放电过程中,储液罐甲的液流体系中可合成
C.充电时,若消耗4.6 g乙醇,则有0.2 mol阴离子通过交换膜
D.充电时,阴极的电极反应式为
12.某种重要的材料由Pb、O、Ti元素组成,其立方晶胞结构如图所示,已知晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.晶胞中距离最近的的个数为6
B.晶胞中与之间的最短距离为
C.若以为晶胞的顶点,则位于晶胞的面心
D.该晶体的密度为
13.利用甲醇分解制取烯烃,涉及如下反应:①、②、③ 。向某恒压容器中通入0.8mol,反应完全,平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化的关系如图所示。
已知:下,反应后达到平衡,此时,体系总压强为。下列说法错误的是
A.反应③的
B.曲线表示的物质的量分数随温度的变化关系
C.向平衡体系中通入,再次平衡后,增大
D.、下,内,
14.常温下,将一定浓度的溶液分别滴加到浓度均为的、溶液中,生成沉淀的溶解平衡曲线如图所示(表示或)。已知:当某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全;,。下列叙述正确的是
A.①代表的溶解平衡曲线
B.点对应条件下,能生成沉淀,也能生成沉淀
C.向固体中加入溶液,可发生的转化
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,当完全沉淀时,溶液中
15.含硫化合物在工业上应用广泛,如硫代硫酸钠晶体(,)可用作定影剂、还原剂,在酸性环境中不稳定且易歧化。回答下列问题:
I.实验室可通过如图所示装置(夹持装置已省略)制备。
(1)装置A中盛装70%硫酸的仪器名称为   ;装置中鸭嘴阀的作用为   。
(2)若装置B中观察到试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,试分析造成该现象的可能原因:   。
(3)装置C中发生反应的化学方程式为   ;当装置C中溶液由浑浊变澄清时应停止通入,若继续通入,将导致产率降低,理由是   。
II.硫代硫酸钠的应用—定影。
胶片冲印原理是用定影液(含)将胶片上未感光的转化为,新制定影液(含)和废定影液[含和少量]的鉴别方法如图。
已知:①;②白色易分解出黑色。
(4)盛装新制定影液的试管为   (填“A”或“B”),若继续向该试管中滴加溶液,将出现的实验现象是   。
(5)结合化学平衡移动原理解释试管A中产生白色沉淀的原因   。
16.某炼锌废渣主要含(铁酸锌)、、、,还含有少量Au、Ag单质及杂质。工业上采用“湿法强化浸出-萃取分离”工艺回收、、、,流程如下:
已知:①部分氢氧化物的(25℃)数据如表所示。
物质
②,。③当某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)能加快“酸浸”速率的措施是   (写出一条即可)。
(2)“酸浸”中与反应的化学方程式为   ;滤渣1的成分除了Au、Ag、S外,还有   。
(3)“沉淀”时调的目的是除去,试剂的最佳选择为   。(填标号)。该工序中应将pH调至不低于   。
A. B. C. D.
(4)“萃取分液”中选用不同萃取剂实现、的分离。已知萃取时,若选用Lix-84()萃取剂,萃取后的有机相结构为。请从结构角度分析,“反萃取”时,增大浓度有利于进入水相的原因是   。
(5)“浸金银”中Au生成的产物是,请写出该反应的离子方程式:   。
(6)上述工艺流程中可循环利用的物质除了萃取剂,还有   (填化学式)。
17.中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化,其主要反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)一定温度下相关物质的相对能量如下表,则   。
物质
相对能量 0 -393.5 -110.5 -242
(2)在一定压强下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在两种不同催化剂作用下,反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。
已知:选择性。
①对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为   、   。
②在①所选的催化剂和温度下,下列措施能提高平衡转化率的是   (填标号)。
A.增大压强 B.恒压下通入水蒸气 C.延长反应时间 D.增加投入量
③以为催化剂,高于320℃后,转化率略有下降的可能原因是   。
(3)在恒容密闭容器中充入1mol和4mol,若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。
①图中表示的曲线为   (填“X”“Y”或“”),其呈现如图变化趋势的原因为   。
②点时体系压强为,则反应Ⅱ的平衡常数   (已知:分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化,同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为   。
18.双氯芬酸钠是一种非甾体类镇痛剂,具有较强的抗炎作用和相对的安全性,双氯芬酸(M)的一种合成路线如图所示。
已知:①;②。请回答下列问题:
(1)化合物L中的官能团的名称为   ;化合物A的名称为   。
(2)若调换的反应顺序:先在中反应,再在浓硫酸中反应,D的产率将   (填“降低”“升高”或“不变”),理由是   。
(3)D——E除E外还有两种物质生成,分别为   、   。(用化学式表示)
(4)E+L→M的化学方程式为   。
(5)有机物X为L的同分异构体,满足下列条件的X的结构有   种(不考虑立体异构)。
①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应
③分子中含有手性碳原子
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为   (任写一种)。
(6)根据上述路线中的相关知识,以为主要原料,用不超过4步的反应设计制备的合成路线   (无机试剂任选,已知羧基为间位取代定位基,如)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】无机非金属材料;合金及其应用
【解析】【解答】A、合金的熔点通常低于其组分纯金属的熔点,钛合金的熔点低于纯钛金属,故 A 错误;
B、氮化硅属于新型无机非金属材料,而非传统无机非金属材料,故 B 错误;
C、聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应生成的高分子化合物,其单体为四氟乙烯,故 C 正确;
D、铬镍蓄电池充电过程中,是将电能转化为化学能,而非化学能转化为电能,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
合金的熔点一般低于其组分纯金属;
氮化硅是新型无机非金属材料,传统无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥;
聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯;
蓄电池充电过程是电能转化为化学能,放电过程是化学能转化为电能。
2.【答案】A
【知识点】钠的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】A、转移 NaOH 溶液时,使用玻璃棒引流,且玻璃棒下端抵在容量瓶刻度线以下,操作规范,故 A 正确;
B、钠在空气中燃烧应在坩埚中进行,不能使用玻璃表面皿,高温下钠会与玻璃中的二氧化硅反应,故 B 错误;
C、加热 NH4HCO3固体时,试管口应略向下倾斜,防止反应生成的水蒸气冷凝回流使试管炸裂,故 C 错误;
D、测定中和反应反应热时,装置缺少环形玻璃搅拌棒,无法使酸碱溶液充分混合,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
溶液转移操作中,玻璃棒引流的正确位置与使用方法;
钠燃烧实验对容器的特殊要求,避免钠与玻璃成分反应;
加热固体时试管口的朝向规范,防止冷凝水回流;
中和热测定装置中环形玻璃搅拌棒的必要性。
3.【答案】B
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、44g CO2的物质的量为 1mol,1 个 CO2分子中含有 2 个 σ 键,故 σ 键数目为 2NA,故 A 错误;
B、KO2晶体由 K+和 O2-构成,1mol KO2晶体中含 1mol K+和 1mol O2-,离子总数为 2NA,故 B 正确;
C、CO32-在溶液中会发生水解,100mL 0.1mol L- K2CO3溶液中 CO32-的数目小于 0.01NA,故 C 错误;
D、根据反应 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2, KO2中O为-0.5价,生成3 mol O2时共转移3 mol电子, 则生成 1mol O2转移电子数目为 NA ,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
CO2分子中 σ 键的数目判断,1 个 CO2分子含 2 个 σ 键;
KO2晶体的离子构成,由 K+和 O2-两种离子组成;
碳酸根离子在水溶液中的水解平衡,会导致其数目减少;
氧化还原反应中电子转移数目的计算,需结合反应方程式分析化合价变化。
【答案】4.C
5.B
【知识点】判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)A、铵根离子的中心 N 原子价层电子对数为 4( ),VSEPR 模型应为正四面体结构, 如图, 故 A 错误;
B、Co 原子价电子排布式为 3d74s2,失去最外层 2 个电子形成 Co2+,价电子排布式应为 3d7,故 B 错误;
C、水合氯离子中,Cl-带负电荷,水分子中 H 原子带正电,H 原子朝向 Cl-,示意图符合水合氯离子的结构,故 C 正确;
D、尿素中 C 原子形成碳氧双键,为 sp2 杂化,轨道表示式中 C 原子应形成 3 个 sp2 杂化轨道,而非 sp3 杂化,正确的轨道表示式表示应为,故 D 错误;
故答案为:C。
(2)A、钴酞菁为平面结构,分子中 C、N 原子均采用 sp2 杂化,形成平面共轭体系,故 A 正确;
B、钴酞菁分子直径为 1.3×10-9m,属于胶体粒子范围,不能透过半透膜,而 Na+和 Cl-可透过半透膜,故可用渗析法分离,选项中解释 “钴酞菁能通过半透膜” 错误,故 B 错误;
C、Co2+有空轨道,酞菁分子中的 N 原子有孤电子对,二者可形成配位键,故 C 正确;
D、四氨基钴酞菁中的 - NH2能与 H2O 形成氢键,因此水溶性比钴酞菁更好,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】(1)本题解题要点:
铵根离子的 VSEPR 模型判断,中心 N 原子无孤电子对,价层电子对数为 4,呈正四面体结构;
Co2+的价电子排布式,需结合 Co 原子的电子排布及失电子顺序分析;
水合离子的结构特点,阴离子的水合中水分子的 H 原子朝向阴离子;
尿素中 C 原子的杂化类型,C 原子形成双键,为 sp2 杂化。
(2)本题解题要点:
平面结构分子中 C、N 原子的杂化类型判断,sp2 杂化可形成平面结构;
胶体与溶液的渗析分离原理,胶体粒子不能透过半透膜,离子可透过;
配合物形成的条件,中心离子有空轨道,配体有孤电子对;
氢键对物质水溶性的影响,能与水形成氢键的分子水溶性更好。
4.A、铵根离子的中心 N 原子价层电子对数为 4( ),VSEPR 模型应为正四面体结构, 如图, 故 A 错误;
B、Co 原子价电子排布式为 3d74s2,失去最外层 2 个电子形成 Co2+,价电子排布式应为 3d7,故 B 错误;
C、水合氯离子中,Cl-带负电荷,水分子中 H 原子带正电,H 原子朝向 Cl-,示意图符合水合氯离子的结构,故 C 正确;
D、尿素中 C 原子形成碳氧双键,为 sp2 杂化,轨道表示式中 C 原子应形成 3 个 sp2 杂化轨道,而非 sp3 杂化,正确的轨道表示式表示应为,故 D 错误;
故答案为:C。
5.A.钴酞菁为平面结构,说明分子中碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2杂化,A正确;
B.钴酞菁的分子直径为1.3 nm,因此在水中所形成的分散系属于胶体,胶体中的胶粒不能透过半透膜,溶液中的溶质离子可通过半透膜,B错误;
C.配合物钴酞菁中,Co2+是中心离子,提供空轨道,接受配位原子的孤电子对形成配位键,C正确;
D.四氨基钴酞菁中含有4个氨基,氨基是亲水基团,氨基中氮原子能与水分子形成氢键,增大其在水中的溶解性,D正确;
故答案为:B。
6.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、根据 M 的结构简式,分子式应为,A错误;
B、K 分子中含有饱和 sp3 杂化碳原子,其四面体结构会导致分子中所有原子不可能共平面,故 B 正确;
C、K 分子中不存在可水解的官能团(如酯基、卤原子),不能发生水解反应,故 C 错误;
D、1mol M 中,苯环可与 3mol H2加成, 3 mol酮羰基与加成 , 碳碳双键消耗 1mol H2,共可与 7mol H2发生加成反应,故 D 错误;
故答案为:B。【分析】本题解题要点:
分子式判断:通过逐个数出分子中的 C、H、O、Br 原子数,确认分子式为;
原子共面判断:K 分子中存在饱和碳原子,其 sp3 杂化的四面体结构,使部分原子无法处于同一平面;
反应类型判断:K 分子中无卤原子、酯基等可水解官能团,因此不能发生水解反应;两者均含碳碳双键、羰基,可发生氧化反应;
加成反应消耗 H2量:明确可与 H2加成的官能团,苯环、碳碳双键、酮羰基均可加成,逐一计算后得到总量为7mol。
7.【答案】A
【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;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A、同周期从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,非金属性越强电负性越大;W、X、Y、Z 分别为 H、B、O、Mg,电负性:O > B > Mg,即 Y > X > Z,故 A 正确;
B、W2Y2为 H2O2,结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子;故 B 错误;
C、电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小;故简单离子半径:O2- > Mg2+,即 Y > Z,故 C 错误;
D、Y 为 O 元素,第二周期元素的氢化物中,HF 存在氢键,沸点高于 H2O,故 D 错误;
故答案为:A。
【分析】元素推断:由 “X 原子 L 层比 K 层多一个电子” 推出 X 为 B;由 “W2Y” 推出 Y 为 O,W 为 H;由 “Z 的 s 能级电子总数与 p 能级相等,且第一电离能高于同周期相邻元素” 推出 Z 为 Mg;
8.【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、反应①中,Fe3+与 HCO3-发生双水解反应,正确的离子方程式为:,A错误;
B、反应②中,Cl2与 NaOH 反应的离子方程式原子不守恒,正确的应为: ,故 B 错误;
C、反应③中,离子方程式的电荷不守恒,正确的应为: ,故 C 错误;
D、反应④中,Na2FeO4与饱和 KOH 溶液发生复分解反应,析出 K2FeO4晶体,离子方程式为: ,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应①:Fe3+与 HCO3-的双水解反应,需注意反应物为 HCO3-而非 CO32-;
反应②:Cl2与碱反应的离子方程式,需满足原子守恒、电荷守恒;
反应③:碱性条件下 ClO-氧化 Fe(OH)3的反应,需通过化合价升降法配平,保证电荷守恒与原子守恒;
反应④:利用 K2FeO4的溶解度比 Na2FeO4小,发生复分解反应析出晶体,离子方程式书写正确。
9.【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;配合物的成键情况;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、根据反应历程,X与水反应生成HI和CH3COOH,可推知X为CH3COI,而非CH3CHO,故A错误;
B、反应历程中, 是反应的中间产物,并非催化剂(催化剂在反应前后不发生变化),故B错误;
C、反应历程中涉及CO参与反应,CO中的碳氧键为极性键,但整个过程中不存在非极性键的断裂和形成,故C错误;
D、由反应历程可知,反应物为CH3OH和CO,生成物为CH3COOH,反应方程式为,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应中间体推断:结合X与水反应生成HI和CH3COOH,逆向推出X为CH3COI;
催化剂与中间产物的区分:催化剂在反应前后结构不变,而中间产物在反应过程中生成又消耗;
化学键类型判断:分析反应中涉及的化学键,确认无O=O、C-C等同种原子间形成的非极性键的断裂与生成;
总反应方程式推导:结合反应历程中的反应物和生成物,确定甲醇羰基化的总反应式。
10.【答案】C
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A、实验①中生成了 Fe(NO)2+,说明 NO3-被还原为 NO,再与 Fe2+结合,故 A 正确;
B、实验②中发生反应 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性:Fe3+ > Cu2+,故 B 正确;
C、向实验③的溶液中加入适量 FeSO4固体,溶液中存在 Fe2+、NO3-和 H+,Fe2+会被 NO3-(H+) 氧化为 Fe3+,生成的 Fe3+又会与 Cu 反应,铜粉会溶解,故 C 错误;
D、结合实验①②③可推知,Fe3+可能被 Cu 还原为 Fe2+,Fe2+再与 NO3-(H+) 反应生成 NO,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
实验①中 Fe(NO)2+的生成,说明 NO3-在酸性条件下被还原为 NO;
实验②的反应体现了 Fe3+的氧化性强于 Cu2+;
Fe2+、NO3-和 H+共存时,会发生氧化还原反应生成 Fe3+,Fe3+可进一步氧化 Cu;
综合三组实验,可推断出 Fe3+与 NO3-(H+) 在反应中的协同作用。
11.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时,a 极 Zn 被氧化生成 [Zn(OH)4]2-,消耗 OH-,溶液 pH 减小,故 A 正确;
B、储液罐甲中放电生成 NH3,充电生成 CH3COOH,二者可反应生成 CH3COONH4,故 B 正确;
C、充电时,消耗 4.6g 乙醇(物质的量为 0.1mol),乙醇被氧化为乙酸,每 mol 乙醇失去 4mol 电子,0.1mol 乙醇失去 0.4mol 电子;电路中转移 0.4mol 电子,需有 0.4mol 阴离子通过阴离子交换膜,故 C 错误;
D、充电时,阴极发生还原反应,[Zn(OH)4]2-得电子生成 Zn,电极反应式为 [Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
放电时,Zn 极为负极,发生氧化反应, 转化为, 消耗 OH-,pH 减小; 因此为负极,为正极;充电时,为阴极,为阳极。
储液罐甲中放电生成 NH3、充电生成 CH3COOH,二者可发生反应生成 CH3COONH4;
乙醇被氧化为乙酸时,1mol 乙醇失去 4mol 电子,0.1mol 乙醇反应转移 0.4mol 电子,对应通过阴离子交换膜的阴离子为 0.4mol;
充电时,阴极发生还原反应,[Zn(OH)4]2-被还原为 Zn,电极反应式正确。
12.【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、晶胞中位于体心,周围最近的位于面心,上下、左右、前后共6个,故A正确;
B、晶胞中位于面心,两个之间的最短距离为晶胞面对角线的一半,即,而非,故B错误;
C、若以为晶胞的顶点,则位于原晶胞的顶点位置变为面心,故C正确;
D、晶胞中含1个、1个、3个,摩尔质量为,晶胞密度,故D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
配位数判断:体心离子的配位数为6,周围6个面心的距离相等且最近;
距离计算:面心原子间的最短距离为面对角线的一半,即;
晶胞等效变换:以面心原子为顶点时,原顶点原子变为面心;
密度计算:晶胞中原子数分别为,,,结合晶胞体积计算密度。
13.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、温度升高时,乙烯的物质的量分数降低,丙烯和乙烷的物质的量分数升高,说明反应③平衡正向移动,故,A正确;
B、反应①和②均生成水,且水的物质的量分数随温度变化幅度小,曲线a表示,B正确;
C、恒压条件下通入,容器体积增大,各物质浓度同等倍数减小,平衡不移动,故减小,C错误;
D、设平衡时的物质的量为,由可知的物质的量为,根据反应关系和物料守恒计算得体系总物质的量为,的分压为,则,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
温度变化与平衡移动:根据乙烯、丙烯、乙烷的物质的量分数随温度的变化,判断反应③的热效应;
曲线成分判断:反应①和②均生成水,水的物质的量分数最大且变化平缓,对应曲线a;
恒压下通入惰性气体的影响:容器体积增大,各物质浓度同等倍数减小,平衡不移动,但浓度降低;
分压与反应速率计算:根据物料守恒和的关系,计算乙烯的分压,进而求反应速率。
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
【解析】【解答】A、根据溶度积表达式取负对数的推导,曲线①对应的是的溶解平衡曲线,曲线②对应的是的溶解平衡曲线,A错误;
B、,数值越大代表越小。a点位于两条曲线的上方,意味着在相同阴离子浓度下,体系中的低于沉淀溶解平衡时的浓度,离子积,不会生成任何沉淀,B错误;
C、对于转化反应,其平衡常数,该常数远大于1,说明反应正向进行的趋势很大,只要的浓度足够,转化反应就可以发生,C正确;
D、当完全沉淀时,,此时溶液中,将其代入的溶度积表达式,可得,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕沉淀溶解平衡曲线展开,核心考查溶度积的计算与应用,解题关键是利用对数变换将溶度积表达式转化为线性关系,再结合平衡移动原理进行判断。
曲线归属判断:根据两种银盐的溶度积表达式,分别取负对数后得到不同的线性方程,据此区分曲线①和②对应的沉淀类型;
沉淀生成条件:理解的含义,通过比较a点与平衡曲线上的离子浓度,判断与的相对大小,确定沉淀能否生成;
沉淀转化反应:通过推导转化反应的平衡常数,判断反应进行的趋势和可能性;
分步沉淀计算:先计算完全沉淀时的,再代入另一沉淀的溶度积表达式,计算对应阴离子的平衡浓度,判断选项描述是否正确。
15.【答案】分液漏斗;防止倒吸;装置C中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,使装置B中液体被压入长颈漏斗中;;过量使溶液呈酸性,在酸性条件下发生歧化反应分解,导致产率降低;B;产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色;滴加溶液时, Ag+与发生反应,使平衡正向移动,产生白色沉淀
【知识点】二氧化硫的性质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 装置 A 中盛装 70% 硫酸的仪器为分液漏斗;鸭嘴阀的核心作用是单向导通气体(仅允许气体从左向右通过),可防止 D 装置中的 NaOH 溶液倒吸入 B、C 装置,避免实验失败或仪器炸裂。
故答案为: 分液漏斗 ; 防止倒吸 ;
(2) 若装置 B 中试管内液面下降、长颈漏斗内液面上升,说明装置 C 中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,将装置 B 中的液体压入长颈漏斗。
故答案为: 装置C中导管发生堵塞,导致装置内压强增大,使装置B中液体被压入长颈漏斗中 ;
(3)装置 C 中、和通入的发生反应生成,根据原子守恒反应方程式为:;若继续通入,过量会使溶液呈酸性,由题干信息知在酸性环境中不稳定且易歧化,所以导致产率降低;
故答案为: ;过量使溶液呈酸性,在酸性条件下发生歧化反应分解,导致产率降低 ;
(4)由题干信息知新制定影液含有,废定影液含有 和少量,分别加入硝酸银溶液,对于新制定影液,反应生成,无明显现象,而废定影液反应生成白色沉淀,结合A、B试管现象判断盛装新制定影液的试管为B;若继续滴加硝酸银溶液,与反应生成白色沉淀,然后 分解生成黑色的,因此现象为随滴加 的量的增加,溶液中先产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色;
故答案为: B ; 产生白色沉淀,随后沉淀逐渐变为黑色 ;
(5)滴加溶液时,使得Ag+浓度增加,使废定影液中存在的平衡正向移动,从而产生更多白色沉淀。
故答案为: 滴加溶液时, Ag+与发生反应,使平衡正向移动,产生白色沉淀 ;
【分析】(1)首先根据装置 A 的功能判断盛装硫酸的仪器为分液漏斗;鸭嘴阀的核心作用是防倒吸,它的单向导通特性可以阻断右侧装置的液体回流,避免反应装置被腐蚀或炸裂。
(2)装置 B 中液面变化是判断装置堵塞的关键依据。当装置 C 的导管堵塞时,气体无法顺利通过,会使 B 装置内压强升高,在压力差作用下,试管内的液体被压入长颈漏斗,出现 “试管液面下降、漏斗液面上升” 的现象。
(3)根据原子守恒和氧化还原规律,可配平 Na2S、Na2CO3与 SO2的反应方程式;SO2过量会使溶液酸性增强,而 Na2S2O3在酸性条件下会歧化分解为 S、SO2和硫酸盐,导致目标产物产率下降。
(4)新制定影液中的 Na2S2O3与 AgNO3反应生成可溶性的 Na3Ag(S2O3)2,无明显现象;废定影液中含有的 Na3Ag(S2O3)2与 Ag+反应,先生成 Ag2S2O3白色沉淀,随后该沉淀分解为黑色的 Ag2S,据此可区分两种溶液。
(5)废定影液中存在 [Ag(S2O3)2]3-与 Ag2S2O3的平衡,滴加 AgNO3会增大 Ag+浓度,根据勒夏特列原理,平衡向生成沉淀的方向移动,促进 Ag2S2O3沉淀的生成。
16.【答案】(1)适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等)
(2);和
(3)C;3.2
(4)增大浓度,有利于与萃取剂中的配原子O和N结合,破坏了萃取剂与之间的配位结构,将从有机相中置换出来进入水相
(5)
(6)
【知识点】配合物的成键情况;化学反应速率的影响因素;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
【解析】【解答】(1) 提高酸浸效率的措施:可将废渣粉碎研磨以增大接触面积、适当升温、适当增大硫酸浓度、酸浸过程中搅拌混合物,使固体原料与硫酸充分接触;
故答案为: 适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等) ;
(2)中,Zn为+2价,Fe为+3价,与反应过程中,元素化合价不变,结合质量守恒可写出该反应化学方程式:;由分析可知,滤渣1为和;
故答案为: ;和 ;
(3)A.滤液1中主要的金属阳离子为、和,向其中加入会使上述三种金属离子一同转化为沉淀,影响后续分离,A错误;
B.可以作催化剂促进分解,但无法利用调整pH并除去,B错误;
C.ZnO通过与过量的反应调整溶液的pH,不会向滤液中引入新的杂离子,可以用于调整溶液pH并除去,C正确;
D.NaOH可以与反应,但会向溶液中引入,影响的纯度,D错误;
由题干可知,,要完全除去,需保证,此时;
故答案为: C ;3.2;
(4) 萃取过程中,Lix-84 中的 N、O 原子提供孤电子对,与 Cu2+的空轨道形成配位键,使 Cu2+进入有机相; 在反萃取过程中增大浓度有利于O原子和N原子与结合,破坏了萃取剂分子与之间的配位结构,进而释放出,使其回到水相,实现反萃取;
故答案为: 增大浓度,有利于与萃取剂中的配原子O和N结合,破坏了萃取剂与之间的配位结构,将从有机相中置换出来进入水相 ;
(5)在浸金银过程中,Au单质被氧化生成,结合质量守恒和电荷守恒可写出该反应离子方程式:;
故答案为: ;
(6)在萃取过程中,萃取剂与反应,置换出,此时水相中的离子主要有、和,经结晶除去后,滤液4中溶质的主要成分是,可以循环使用。
故答案为: ;
【分析】废渣与硫酸、氧气反应,金属硫化物(ZnS、CuS 等)被氧化为硫酸盐,ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌和硫酸铁;不反应的 SiO2、PbSO4及 Au、Ag 单质形成滤渣 1;滤液 1 中含 Zn2+、Cu2+、Fe3+。向滤液 1 中加入 ZnO 调 pH,使 Fe3+以 Fe (OH)3形式沉淀除去;再用萃取剂萃取 Cu2+,实现 Cu2+与 Zn2+的分离,有机相经反萃取回收铜,水相结晶得到硫酸锌。滤渣 1 用 NaCN 溶液、氧气浸出,Au、Ag 被氧化为可溶性氰配合物;滤液中加入锌粉置换,得到 Au、Ag 单质。
(1)结合影响反应速率的因素(接触面积、温度、浓度、搅拌)分析,这些措施均能通过加快反应速率提高酸浸效率;
(2)根据元素化合价不变的特点,结合质量守恒配平 ZnFe2O4与硫酸的反应;结合流程中不与硫酸反应的物质,判断滤渣 1 的成分为 SiO2和 PbSO4;
(3)通过分析各试剂对后续分离的影响,排除会引入杂质或无法除铁的选项,确定 ZnO 为最佳试剂;利用溶度积常数计算 Fe3+完全沉淀时的 c (OH-),再换算得到对应 pH;
(4)从配位键的形成与破坏角度分析,萃取依靠配位键使 Cu2+进入有机相,反萃取通过增大 H+浓度破坏配位键,实现 Cu2+的回收;
(5)根据 Au 被氧化、O2被还原的化合价变化,结合质量守恒和电荷守恒,配平浸金反应的离子方程式;
(6)结合萃取过程中置换出 H+的反应,分析水相中的离子组成,得出滤液 4 的主要溶质为 H2SO4,可循环利用。
(1)为提高酸浸效率,可以适当升温并适当增大硫酸浓度,也可以将废渣粉碎研磨,并在酸浸过程中搅拌反应混合物,使固体原料与硫酸充分接触,以提高酸浸速率;
(2)中,Zn为+2价,Fe为+3价,与反应过程中,元素化合价不变,结合质量守恒可写出该反应化学方程式:;由分析可知,滤渣1为和;
(3)A.由分析可知,滤液1中主要的金属阳离子为、和,向其中加入会使上述三种金属离子一同转化为沉淀,影响后续分离,A错误;
B.可以作催化剂促进分解,但无法利用调整pH并除去,B错误;
C.ZnO可以与过量的反应,调整溶液的pH,不会向滤液中引入新的杂离子,可以用于调整溶液pH并除去,C正确;
D.NaOH可以与反应,但会向溶液中引入,影响的纯度,D错误;
故答案选C;
由表格信息可知,,要完全除去,需保证,此时;
(4)从有机相结构式可以看出,Lix-84中N原子和O原子的孤对电子与的空轨道形成配位键,使从有机相进入水相,实现萃取。在反萃取过程中增大浓度有利于O原子和N原子与结合,破坏了萃取剂分子与之间的配位结构,进而释放出,使其回到水相,实现反萃取;
(5)由分析可知,在浸金银过程中,Au单质被氧化生成,从0价升至+1价,O元素从0价降至-2价,结合质量守恒和电荷守恒可写出该反应离子方程式:;
(6)在萃取过程中,萃取剂与反应,置换出,此时水相中的离子主要有、和,经结晶除去后,滤液4中溶质的主要成分是,可以循环使用。
17.【答案】(1)
(2)Ni-CeO2;320℃;AD;温度过高,导致催化剂活性降低
(3)Z;温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小;0.27
(4)
【知识点】反应热和焓变;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据反应焓变的定义,生成物总能量减去反应物总能量,可得:;
故答案为: ;
(2)① 工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为 Ni-CeO2、320℃,此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高;
②A.反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ正向移动,能提高平衡转化率;
B.恒压下通入水蒸气,水蒸气浓度增大,同时会导致容器体积增大,使得平衡逆向移动,平衡转化率降低;
C.延长反应时间,不改变平衡移动,不能提高平衡转化率
D.增加投入量,会促进二氧化碳的转化,能提高平衡转化率;
故选AD;
③ 高于 320℃后,CO2转化率略有下降,原因是温度过高导致催化剂活性降低,反应速率减慢,单位时间内转化率下降;
故答案为: Ni-CeO2 ; 320℃ ; AD ; 温度过高,导致催化剂活性降低 ;
(3)① 图中 X、Y、Z 分别表示 CH4、CO、CO2的曲线;温度低于 T1时,以反应 Ⅰ 逆向移动为主,CO2物质的量增大;温度高于 T1时,以反应 Ⅱ 正向移动为主,CO2物质的量减小;
②由图,点时体系压强为,甲烷、CO均为0.3mol,由三段式:
二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol,总的物质的量为4.4mol,因该反应前后气体分子数不变,故反应Ⅱ的平衡常数;
故答案为: Z ; 温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小 ; 0.27 ;
(4)电解池中,b 极 CO2被还原为 CH4,电极反应式为:。
故答案为: ;
【分析】(1)反应焓变计算:直接根据焓变的定义,即生成物总能量减去反应物总能量,代入数据计算即可;
(2)①通过对比不同催化剂和温度下的转化率、选择性,选择综合性能最优的 Ni-CeO2和 320℃;
②根据反应前后气体分子数变化,结合压强、浓度、时间等因素对平衡的影响,判断能提高 CO2平衡转化率的措施;
③催化剂的活性受温度影响,温度过高会导致活性降低,从而使单位时间内的转化率下降;
(3)①结合反应 Ⅰ(放热)和反应 Ⅱ(吸热)的热效应,分析温度对各物质物质的量的影响,判断曲线对应的物质;
②利用三段式计算平衡时各物质的物质的量,再根据平衡常数的定义,代入分压或物质的量计算 Kp;
(4)电解池电极反应式书写:根据 CO2被还原为 CH4的过程,结合电荷守恒和原子守恒,写出电极反应式。
(1)反应焓变等于生成物能量和减去反应物能量和,则;
(2)①对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为Ni-CeO2、320℃,此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高;
②A.反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ正向移动,能提高平衡转化率;
B.恒压下通入水蒸气,水蒸气浓度增大,同时会导致容器体积增大,使得平衡逆向移动,平衡转化率降低;
C.延长反应时间,不改变平衡移动,不能提高平衡转化率
D.增加投入量,会促进二氧化碳的转化,能提高平衡转化率;
故选AD;
③图示为反应相同时间的图示,以为催化剂,高于320℃后,转化率略有下降的可能原因是温度过高,导致催化剂活性降低,使得反应速率降低,导致单位时间内二氧化碳转化率下降;
(3)①反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲烷物质的量降低,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO物质的量增大,故图中XYZ分别表示、CO、的曲线;其呈现如图变化趋势的原因为温度低于T1时,升高温度,以反应Ⅰ逆向移动为主,导致二氧化碳物质的量增大,温度高于T1时,升高温度,以反应Ⅱ正向移动为主,导致二氧化碳物质的量减小;
②由图,点时体系压强为,甲烷、CO均为0.3mol,由三段式:
二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol,总的物质的量为4.4mol,因该反应前后气体分子数不变,故反应Ⅱ的平衡常数;
(4)图示为电解池装置,b极二氧化碳得到电子被还原为甲烷:。
18.【答案】(1)羧基、碳氯键;苯胺
(2)降低;先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基
(3)H2SO4;CH3COOH
(4)
(5)9;或或
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;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) 根据题意可知,化合物 L 含羧基、碳氯键两种官能团;化合物 A 为苯胺:;
故答案为: 羧基、碳氯键 ; 苯胺 ;
(2) 若调换 B→D 的反应顺序,先氯化会生成,占据 - NHCOCH3的对位,导致后续难以引入磺酸基;
故答案为: 降低 ; 先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基 ;
(3)D——E是水解为,根据元素守恒,除E外还有两种物质生成,分别为H2SO4、CH3COOH。
故答案为: H2SO4 ;CH3COOH。
(4)E是,L是,E、L发生取代反应生成M和HCl ,E+L→M的化学方程式为;
故答案为: ;
(5)①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应,含有醛基,③分子中含有手性碳原子,则两个取代基为、-Cl或、-CHO或、-OH,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种,故符合条件的同分异构体共9种;
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为或或;
故答案为:9;或或 ;
(6)甲苯与浓硫酸发生取代反应生成,被酸性高锰酸钾氧化为,与氢氧化钠反应生成,酸化得到,合成路线为。
故答案为: ;
【分析】该合成路线可分为两大分支,最终通过缩合反应得到目标产物双氯芬酸:
苯胺衍生分支:以(A)为原料,先与乙酸发生乙酰化反应生成乙酰苯胺(B) 保护氨基, 由B逆推,可知A是;再经浓硫酸磺化引入对位磺酸基得到 C;随后在 FeCl3催化下与 Cl2反应,在氨基邻位引入两个氯原子生成 D;继而推出C为 ,最后在酸性条件下水解,脱去乙酰基和磺酸基,得到关键中间体 (E)。
苯乙酸衍生分支:以F为原料,在引发剂作用下与 NCS 发生侧链氯化生成G;再经 NaCN 亲核取代引入氰基,生成H,逆推得 G是、F是; 随后在硫酸条件下水解,将氰基转化为羧基,得到另一关键中间体邻氯苯乙酸(L)。
缩合反应:E()与L在一定条件下发生亲核取代反应,脱去一分子 HCl,形成 C-N 键,最终得到目标产物双氯芬酸(M)。
(1)官能团与物质名称判断:根据结构简式识别 L 中的官能团,结合氨基苯的结构判断 A 的名称;
(2)反应顺序分析:基于苯环上取代基的定位效应,分析先氯化会导致的副反应,理解反应顺序对后续基团引入的影响;
(3)水解反应产物判断:结合 D 的结构,根据元素守恒推断水解产物,除目标分子外还有 H2SO4和 CH3COOH;
(4)取代反应方程式书写:明确 E 与 L 的反应类型为取代反应,根据氨基与羧基的反应规律写出方程式;
(5)同分异构体分析:根据题目给出的取代基数量、官能团和手性碳条件,先确定取代基组合,再结合邻间对位置异构计算总数;最后根据核磁共振氢谱的峰数和面积比,筛选出符合条件的结构;
(6)有机合成路线设计:以甲苯为原料,结合定位基效应,先引入磺酸基保护对位,再氧化甲基,最后通过碱溶、酸化得到目标产物。
(1)根据L的结构简式,化合物L中的官能团的名称为羧基、碳氯键;化合物A是,名称为苯胺;
(2)若调换的反应顺序:先在中反应,有生成,造成的对位被占据,在浓硫酸的作用下,很难引入磺酸基。
(3)D——E是水解为,根据元素守恒,除E外还有两种物质生成,分别为H2SO4、CH3COOH。
(4)E是,L是,E、L发生取代反应生成M和HCl ,E+L→M的化学方程式为;
(5)①分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基
②能发生银镜反应,含有醛基,③分子中含有手性碳原子,则两个取代基为、-Cl或、-CHO或、-OH,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种,故符合条件的同分异构体共9种;
其中,核磁共振氢谱显示有5组峰且峰面积之比为的结构简式为或或;
(6)甲苯与浓硫酸发生取代反应生成,被酸性高锰酸钾氧化为,与氢氧化钠反应生成,酸化得到,合成路线为。
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