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2027年1月浙江化学选考仿真卷（二）
时间：90分钟 分值100分
可能用到的相对原子质量:H—1　Li—7　C—12
N—14　O—16　Na—23　Mg—24　Al—27
Si—28　S—32　Cl—35.5　K—39　Ca—40
Mn—55　Fe—56　Ni—59　Cu—64　Zn—65
Br—80
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列属于含有非极性键的离子化合物的是 (　 　)
A.CaC2　　　　　　　 B.MgCl2
C.H2O2 D.NaOH
2.下列化学用语表示不正确的是 (　 　)
A.质量数为18的氧原子O
B.π键的电子云轮廓图:
C.基态Cu的价层电子排布式:3d104s1
D.的名称:2,3,3,5,5-五甲基己烷
3.根据元素周期律推测,下列说法不正确的是 (　 　)
A.半径:Na+B.酸性:HF>HBr
C.第一电离能:N>P
D.键角:N4.关于物质性质及应用,下列说法正确的是 (　 　)
A.利用浓硫酸的吸水性,可除去HCl中的水蒸气
B.漂白粉进行漂白时可加入浓盐酸,增强其漂白效果
C.铁比铜活泼,故电子工业中常用Fe与含Cu2+的溶液反应来蚀刻电路板
D.钠钾合金具有还原性,可用作原子反应堆的导热剂
5.关于化学试剂和实验安全,下列说法正确的是 (　 　)
A.若不慎将盐酸沾到皮肤上,应立即用湿抹布擦净,再用大量水冲洗湿抹布
B.实验室利用如图所示装置制备、收集NH3时,完成收集后,立即将导管插入盛有稀硫酸的烧杯中,吸收多余的NH3,防止污染
C.FeCl3溶液用于蚀刻不锈钢广告牌上的图形和文字,体现了其氧化性
D.含氯苯的有机废液没有回收利用的价值,可用焚烧法处理后直接排放
6.关于反应2MnSO4+5Na2S2O8+8H2O===2NaMnO4+4Na2SO4+8H2SO4,下列说法正确的是 (　 　)
A.MnSO4是氧化剂
B.Na2S2O8中S元素化合价为+7价
C.生成284 g NaMnO4时转移10 mol电子
D.Mn位于第四周期第ⅥB族
7.结构决定物质的性质,下列实例与解释不对应的是 (　 　)
选项 实例 解释
A 热稳定性:HF>HCl HF分子间存在氢键
B 石墨可制成导电材料 石墨中碳原子未杂化的p轨道相互平行重叠,使得p轨道中的电子可在整个碳原子平面运动
C 乙二醇用于生产汽车防冻液 乙二醇与水混合能显著降低水的凝固点
D 盐卤可用于豆腐的制作 盐卤使豆浆中的蛋白质聚沉
8.下列离子方程式与化学事实相符的是 (　 　)
A.FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀:Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O
B.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:S+Cl2+H2O===2H++2Cl-+S
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大:2Al3++3S+3Ba2++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
D.将ClO2气体通入H2O2、NaOH的混合溶液中制取NaClO2:2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2+2H2O
9.在化学合成和生物活性研究基础上,某团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是 (　 　)
A.甲、乙互为同分异构体
B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.甲、乙均能与H2发生加成反应
10.某实验小组按照“研磨→灰化→溶解→过滤→检验”的步骤检验菠菜中的铁元素(主要以难溶的FeC2O4存在),下列说法不正确的是 (　 　)
A.向研磨后的菠菜汁中加入H2O2和KSCN溶液,未观察到溶液变红,说明菠菜不含铁元素
B.“灰化”步骤能除去有机质且将铁元素转化为铁的氧化物,有利于后续检验
C.“溶解”步骤,可选用稀硝酸
D.“检验”步骤,加入K3溶液后有蓝色沉淀生成说明菠菜中含有铁元素
11.将氯化氢转化为氯气的总反应为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。该总反应可按下列催化过程进行:
Ⅰ.2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)　ΔH1
Ⅱ.2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)　ΔH2
Ⅲ.CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)　ΔH3
实验测得在一定容积的容器中,当进料浓度比c(HCl)/c(O2)的比值分别为1、4、7时,体系中HCl的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
下列说法不正确的是 (　 　)
A.ΔH<0
B.图中曲线③代表的c(HCl)/c(O2)=1
C.增加少量CuCl2,不改变HCl的平衡转化率
D.曲线①表明100 ℃时,HCl平衡转化率已经接近100%,但在工业生产中通常采用的反应温度为400450 ℃,可能是因为此温度下催化剂活性更高,反应速率更大
12.如图所示装置中,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-===H2↑)或氧化反应(H2-2e-===2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连时,a电极质量减小,2与3相连时,c电极质量增大。下列说法正确的是 (　 　)
A.1与2相连时,盐桥①中阳离子向b电极移动
B.2与3相连时,电池反应为2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑
C.1与3相连时,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、2与3相连,两个原电池装置中,电势较低的一极均为b电极
13.普鲁士蓝(PB,由四种元素组成)晶体部分结构如图所示,PB中的K+在一定条件下能嵌入和脱嵌,可作为钾离子电池的正极材料。下列说法不正确的是 (　 　)
A.“○”位置是Fe2+
B.PB化学式为KFe
C.PB中C和N均提供孤电子对成为配位原子
D.该正极材料充电时,K+嵌入PB晶体中
14.卤代烃的水解存在两种机理,分别用SN1和SN2表示。(X:F、Cl、Br、I)
SN1:(卤代烃容易形成碳正离子中间体,存在重排现象以形成更稳定的中间体)
SN2:(卤代烃相对不易形成碳正离子,无中间体;中心碳周围空间位阻小,OH-可直接从X的背面进攻中心碳)
下列说法不正确的是 (　 　)
A.增大c(OH-)对反应SN1的反应速率几乎无影响,但对反应SN2的速率影响呈正相关
B.相同条件下,水溶液中溴代烷发生SN1水解的速率:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br
C.不容易发生SN1水解,容易发生SN2的水解
D.(CH3)3CCH2Br发生SN1水解反应,在重排作用下,更多的生成
15.二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在如下平衡。
HA-质子自递平衡:HA-+HA-H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-
水电离平衡:H2OH++OH-
已知:25 ℃时,(H2CO3)=4.5×10-7、(H2CO3)=4.7×10-11、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是 (　 　)
A.NaHCO3溶液存在的各种平衡中,平衡常数最大的是HC的质子自递平衡
B.10-4mol/L的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度:c(H2CO3)>c(OH-)>c(C)>c(H+)
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:c(H2CO3)=c(C)
D.浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
16.以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO,含少量的CuO、MnO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。已知:“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为可溶性的[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。下列说法正确的是 (　 　)
A.H—N—H的键角:[Cu(NH3)4]2+B.滤渣②的主要成分为Fe2O3、Cu和Zn
C.“滤渣①”经稀盐酸溶浸、过滤可获得MnO2
D.“浸取”采用较高温度更有利于提高浸取率
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(16分)回答下列问题。
(1)CaF2的晶胞如图。请回答:
①CaF2的电子式: 　。
②Ca2+旁边最近的Ca2+有 　　个。
③ErF3荧光掺入,Er3+代替 　　(填“A”或“B”)。
(2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-,写出[H2NO3]+的结构式: 　。
(3)已知:,则:
①中S原子的杂化方式: 　　。
②熔点:LiF　 　(填“>”“<”或“=”),原因:　 　　。
③与反应生成NH(SO2F)2与X,X的结构简式:　 　　。
④等物质的量的(C2H5)3N、HN(SO2F)2混合,主要产物为,原因:　 　　。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式:　 　　。
18.(14分)利用工业废气中的H2S可以制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。
已知:几种二元弱酸的电离平衡常数如表所示。
物质 H2S H2CO3 H2SO3
1.0×10-7 4.5×10-7 1.4×10-2
1.0×10-13 4.7×10-11 6.0×10-8
(1)下列措施可以显著提升某未饱和的H2S浓溶液中S2-浓度的有　 　　(填字母)。
A.通入适量H2S气体 　　　 B.加热
C.加适量水稀释 　　　 D.加适量NaOH
(2)工业上,H2S通过煅烧炉-多级串联反应釜等设备转化,离心分离可得到焦亚硫酸钠(Na2S2O5),具体反应如下。
第一步:2H2S+3O2===2SO2+2H2O
第二步:2Na2CO3+SO2+H2O===Na2SO3+2NaHCO3
第三步:NaHCO3+SO2===NaHSO3+CO2;
Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时,形成的NaHSO3悬浊液逐渐转化为Na2S2O5固体。
①写出S2的结构式: 　　。
②常温下,若第二步反应恰好完全进行,溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(S)+c(HC)+　 　。
(3)常温下,某研究小组将0.02 mol H2S气体通入100 mL 0.3 mol/L NaOH溶液中,溶液的pH约为　 　　。(lg4≈0.6,≈1.4,忽略溶液体积变化)
(4)理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应。一定温度时,在1 L浓度均为1 mol·L-1的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中,随n的增加,S平衡转化率的变化如图所示。
0~b mol,S平衡转化率先升高后下降,请结合离子方程式分析原因: 　　。
(5)请在图中画出0~b mol区间内,HC的平衡转化率变化趋势。
19.(10分)某小组同学用废铜屑(含少量铁)制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体并探究其性质。
步骤Ⅰ:制备CuSO4溶液
取一定量废铜屑,加入稍过量的稀H2SO4和H2O2溶液,在4050 ℃下完全溶解;调节pH,加热煮沸2分钟后趁热过滤。
步骤Ⅱ:制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体
取步骤Ⅰ中所得CuSO4溶液,逐滴加入1 mol/L氨水至澄清,进行系列操作,得深蓝色晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ中调节pH所加试剂为　 　　(填一种即可)。
(2)步骤Ⅰ中加热煮沸的目的是　 　　(答出两点原因)。
(3)步骤Ⅱ中经过系列操作可得深蓝色晶体,请按正确的操作顺序补充完整。(填字母)
　 　　→过滤→　 　　→　 　　→　 　　→得深蓝色晶体。
a.干燥
b.加饱和NaCl溶液
c.加乙醇溶液
d.用乙醇和乙醚混合溶液洗涤
e.用乙醇和浓氨水混合溶液洗涤
(4)对所得产品进行热重分析,结果如图所示。400 ℃时固体为CuSO4,则240 ℃时固体成分为　 　。(已知:M{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}=246 g/mol)
(5)甲同学向CuSO4溶液中加氨水至澄清,再转移到蒸发皿中加热蒸发、冷却结晶,结果并未得到 [Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。结合平衡移动原理,说明该同学实验失败的原因:　
20.(12分)氧氟沙星是一种人工合成、广谱抗菌的氟喹诺酮类药物,主要用于革兰阴性菌所致的呼吸道、咽喉、中耳、鼻窦、肠道等部位的急、慢性感染,其一种合成路线如下。
已知:①R—OH+;
②CH3CHO+CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO。
请回答:
(1)A中含氧官能团的名称为 　　;E和F反应的目的是　 　 　　。
(2)已知化合物H的分子式为C5H12N2,推断H的结构简式: 　　。
(3)下列说法正确的是　 　　(填字母)。
A.化合物A酸化后水溶性增强
B.化合物A→C反应同时生成二甲胺
C.化合物F中心原子B的杂化方式为sp3
D.化合物E的分子式为C14H9O4NF2
(4)写出C→D的化学方程式: 　。
(5)E→氧氟沙星的反应过程中会生成分子式为 C23H30O3N5F 的副产物,写出一种可能的副产物的结构简式: : 　。
(6)合成化合物B的过程中会生成一种中间产物 M,以甲醇、乙醇为原料,设计M的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。7.2027年1月浙江化学选考仿真卷（二）
时间：90分钟 分值100分
可能用到的相对原子质量:H—1　Li—7　C—12
N—14　O—16　Na—23　Mg—24　Al—27
Si—28　S—32　Cl—35.5　K—39　Ca—40
Mn—55　Fe—56　Ni—59　Cu—64　Zn—65
Br—80
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列属于含有非极性键的离子化合物的是 (　A　)
A.CaC2　　　　　　　 B.MgCl2
C.H2O2 D.NaOH
【解析】 CaC2中含有Ca2+和,为离子化合物,其中含有非极性键(碳碳三键),A符合题意;MgCl2中含有Mg2+和Cl-,为离子化合物,不含共价键,B不符合题意;H2O2是共价化合物,C不符合题意;NaOH中含有Na+和OH-,为离子化合物,其中OH-含有O—H极性键,不含非极性键,D不符合题意。
2.下列化学用语表示不正确的是 (　D　)
A.质量数为18的氧原子O
B.π键的电子云轮廓图:
C.基态Cu的价层电子排布式:3d104s1
D.的名称:2,3,3,5,5-五甲基己烷
【解析】 氧原子质子数是8,质量数为18的氧原子表示为O,A正确;原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现概率增大而形成的共价键是π键,则电子云轮廓图正确,B正确;基态Cu的原子序数是29,价层电子排布式:3d104s1,C正确;的名称:2,2,4,4,5-五甲基己烷,D错误。
3.根据元素周期律推测,下列说法不正确的是 (　B　)
A.半径:Na+B.酸性:HF>HBr
C.第一电离能:N>P
D.键角:N【解析】 Na+和F-均为10电子离子,核电荷数:Na>F,根据“核大径小”的规律,半径:Na+ P,C正确;N中心原子N的价层电子对数为4+×(5-1-4)=4,为sp3杂化,N的空间结构为正四面体形,N中心原子N的价层电子对数为3+×(5+1-3×2)=3,为sp2杂化,N的空间结构为平面三角形,故键角:N4.关于物质性质及应用,下列说法正确的是 (　A　)
A.利用浓硫酸的吸水性,可除去HCl中的水蒸气
B.漂白粉进行漂白时可加入浓盐酸,增强其漂白效果
C.铁比铜活泼,故电子工业中常用Fe与含Cu2+的溶液反应来蚀刻电路板
D.钠钾合金具有还原性,可用作原子反应堆的导热剂
【解析】 浓硫酸具有吸水性,且 HCl 与浓硫酸不反应,所以可利用浓硫酸的吸水性除去 HCl 中的水蒸气,A 正确;漂白粉的有效成分为次氯酸钙,与浓盐酸会发生反应:Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,产生有毒的氯气,不能增强漂白效果,B错误;电子工业中常用FeCl3溶液与铜反应来蚀刻电路板,反应的化学方程式为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,C错误;钠钾合金熔点低,常温下为液态,具有良好的导热性,可用作原子反应堆的导热剂,D 错误。
5.关于化学试剂和实验安全,下列说法正确的是 (　C　)
A.若不慎将盐酸沾到皮肤上,应立即用湿抹布擦净,再用大量水冲洗湿抹布
B.实验室利用如图所示装置制备、收集NH3时,完成收集后,立即将导管插入盛有稀硫酸的烧杯中,吸收多余的NH3,防止污染
C.FeCl3溶液用于蚀刻不锈钢广告牌上的图形和文字,体现了其氧化性
D.含氯苯的有机废液没有回收利用的价值,可用焚烧法处理后直接排放
【解析】 不慎将盐酸沾到皮肤上,要立即用大量的水冲洗,然后涂上3%5%的碳酸氢钠溶液,A错误;氨气极易溶于水,反应后立即将导管插入盛有稀硫酸的烧杯中会导致倒吸,B错误;FeCl3溶液用于蚀刻不锈钢广告牌上的图形和文字,铁离子和铁反应生成亚铁离子,体现了铁离子的氧化性,C正确;含氯苯的有机废液燃烧后会生成含氯污染物,焚烧法处理后仍需对废气处理,不能直接排放,D错误。
6.关于反应2MnSO4+5Na2S2O8+8H2O===2NaMnO4+4Na2SO4+8H2SO4,下列说法正确的是 (　C　)
A.MnSO4是氧化剂
B.Na2S2O8中S元素化合价为+7价
C.生成284 g NaMnO4时转移10 mol电子
D.Mn位于第四周期第ⅥB族
【解析】 在该反应中锰元素化合价由+2价升高为+7价,则硫酸锰为还原剂,A错误;Na2S2O8中存在1个过氧键,即有2个氧显-1价,其余的氧显-2价,根据化合物的化合价代数和为0的原则,可得硫元素为+6价,B错误;284 g NaMnO4是2 mol,反应中锰元素化合价由+2价升高为+7价,则生成2 mol NaMnO4时转移10 mol电子,C正确;锰的原子序数为25,在元素周期表中位于第四周期第ⅦB族,D错误。
7.结构决定物质的性质,下列实例与解释不对应的是 (　A　)
选项 实例 解释
A 热稳定性:HF>HCl HF分子间存在氢键
B 石墨可制成导电材料 石墨中碳原子未杂化的p轨道相互平行重叠,使得p轨道中的电子可在整个碳原子平面运动
C 乙二醇用于生产汽车防冻液 乙二醇与水混合能显著降低水的凝固点
D 盐卤可用于豆腐的制作 盐卤使豆浆中的蛋白质聚沉
【解析】 电负性:F>Cl,简单氢化物的热稳定性:HF>HCl,故A错误;石墨中碳原子未杂化的所有p轨道相互平行重叠,使p轨道中的电子可在整个碳原子平面内运动,因此石墨可制成导电材料,故B正确;乙二醇与水混合能显著降低水的凝固点,故乙二醇用于生产汽车防冻液,故C正确;豆浆中含有胶体成分,加入盐卤,电解质使胶体发生聚沉而得到豆腐,故D正确。
8.下列离子方程式与化学事实相符的是 (　D　)
A.FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀:Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O
B.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:S+Cl2+H2O===2H++2Cl-+S
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大:2Al3++3S+3Ba2++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
D.将ClO2气体通入H2O2、NaOH的混合溶液中制取NaClO2:2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2+2H2O
【解析】 FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀:Fe2++HC+NH3·H2O===FeCO3↓+N+H2O,A错误;用Na2SO3溶液吸收少量Cl2,生成硫酸钠、亚硫酸氢钠和氯化钠,反应的离子方程式为3S+Cl2+H2O===2HS+2Cl-+S,B错误;向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大时,产生的沉淀只有硫酸钡:Al3++2S+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+,C错误;将ClO2气体通入H2O2、NaOH的混合溶液,发生氧化还原反应生成NaClO2:2ClO2+H2O2+2OH-===2Cl+O2+2H2O,D正确。
9.在化学合成和生物活性研究基础上,某团队发现了具有显著抗骨肉瘤活性的氧杂蒽类化合物,该研究涉及的一个反应如图所示。下列说法错误的是 (　A　)
A.甲、乙互为同分异构体
B.甲、乙含相同数目的手性碳原子
C.甲、乙均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.甲、乙均能与H2发生加成反应
【解析】 两者含O原子个数不同,分子式不同,故不是同分异构体,A错误;甲、乙含相同数目的手性碳原子(用*标出),,B正确;甲、乙均含有羟基,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;甲、乙均含有苯环、酮羰基,均能与H2发生加成反应,D正确。
10.某实验小组按照“研磨→灰化→溶解→过滤→检验”的步骤检验菠菜中的铁元素(主要以难溶的FeC2O4存在),下列说法不正确的是 (　A　)
A.向研磨后的菠菜汁中加入H2O2和KSCN溶液,未观察到溶液变红,说明菠菜不含铁元素
B.“灰化”步骤能除去有机质且将铁元素转化为铁的氧化物,有利于后续检验
C.“溶解”步骤,可选用稀硝酸
D.“检验”步骤,加入K3溶液后有蓝色沉淀生成说明菠菜中含有铁元素
【解析】 向研磨后的菠菜汁中加入H2O2和KSCN溶液,溶液未显红色,并不能说明不含铁元素,因为铁以难溶的FeC2O4形式存在,需通过灰化、溶解、过滤等步骤后再检验铁元素,A错误;“灰化”过程中,有机物被燃烧掉,铁元素被转化为铁的氧化物,便于后续的溶解和检验,B正确;“溶解”步骤可选用稀硝酸,稀硝酸可以将铁的氧化物溶解,并且将其转化为可溶性的铁盐,便于后续的检验,C正确;K3 与Fe2+反应会生成蓝色的沉淀 ,可检验 Fe2+,因此“检验”步骤,加入K3溶液后有蓝色沉淀生成说明菠菜中含有铁元素,D正确。
11.将氯化氢转化为氯气的总反应为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。该总反应可按下列催化过程进行:
Ⅰ.2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2(g)　ΔH1
Ⅱ.2CuCl(s)+O2(g)2CuO(s)+Cl2(g)　ΔH2
Ⅲ.CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)　ΔH3
实验测得在一定容积的容器中,当进料浓度比c(HCl)/c(O2)的比值分别为1、4、7时,体系中HCl的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
下列说法不正确的是 (　B　)
A.ΔH<0
B.图中曲线③代表的c(HCl)/c(O2)=1
C.增加少量CuCl2,不改变HCl的平衡转化率
D.曲线①表明100 ℃时,HCl平衡转化率已经接近100%,但在工业生产中通常采用的反应温度为400450 ℃,可能是因为此温度下催化剂活性更高,反应速率更大
【解析】 根据图像可知,随温度升高,HCl平衡转化率降低,可知升高温度,平衡逆向移动,ΔH<0,故A正确;其他条件相同,增大HCl的投料,HCl的平衡转化率减小,所以图中曲线③代表的 c(HCl)/c(O2)=7,故B错误;CuCl2是催化剂,增加少量CuCl2,平衡不移动, HCl的平衡转化率不变,故C正确;工业上为提高生产效率,需综合考虑反应速率和限度,曲线①表明100 ℃时,HCl平衡转化率已经接近100%,但在工业生产中通常采用的反应温度为400450 ℃,可能是因为此温度下催化剂活性更高,反应速率更大,故D正确。
12.如图所示装置中,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-===H2↑)或氧化反应(H2-2e-===2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连时,a电极质量减小,2与3相连时,c电极质量增大。下列说法正确的是 (　B　)
A.1与2相连时,盐桥①中阳离子向b电极移动
B.2与3相连时,电池反应为2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑
C.1与3相连时,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、2与3相连,两个原电池装置中,电势较低的一极均为b电极
【解析】 1与2相连,左侧两池构成原电池,a电极质量减小,AgCl转化为Ag,说明a为正极,b为负极,b极反应为H2-2e-===2H+;2与3相连,右侧两池构成原电池,c电极质量增大,Ag转化为AgI,说明c为负极,b为正极,b极反应为2H++2e-===H2↑。1与2相连时,a为正极,b为负极,盐桥①中阳离子向a电极移动,A错误;2与3相连时,右侧两池构成原电池,c电极质量增大,Ag转化为AgI,说明c为负极,b为正极,生成氢气,电池反应为2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑,B正确;1与3相连时,由于AgI更难溶,总反应为AgCl转化为AgI,a极为正极,AgCl转化为Ag,a极质量减小,c极为负极,Ag转化为AgI,c极质量增加,a电极减小的质量小于c电极增加的质量,C错误;1与2相连,b为负极,电势较低,2与3相连,c为负极,电势较低,D错误。
13.普鲁士蓝(PB,由四种元素组成)晶体部分结构如图所示,PB中的K+在一定条件下能嵌入和脱嵌,可作为钾离子电池的正极材料。下列说法不正确的是 (　D　)
A.“○”位置是Fe2+
B.PB化学式为KFe
C.PB中C和N均提供孤电子对成为配位原子
D.该正极材料充电时,K+嵌入PB晶体中
【解析】 一个晶胞含有Fe3+的个数为4×+2×=1,C原子的个数为16×+4×=6,N原子的个数为16×+4×=6,K+的个数为1,“○”的个数为4×+2×=1,在晶体中C、N原子是以CN-形式存在,根据化合物中元素化合价的代数和为零可知“○”位置是Fe2+,故A项正确;由A项分析可知,PB化学式为 KFe,故B项正确;PB中C和N均有孤电子对,分别提供孤电子与Fe3+、Fe2+形成配位键,故C项正确;该正极材料在充电时作阳极,发生氧化反应,Fe2+被氧化为Fe3+,K+从PB晶体中脱嵌,故D项错误。
14.卤代烃的水解存在两种机理,分别用SN1和SN2表示。(X:F、Cl、Br、I)
SN1:(卤代烃容易形成碳正离子中间体,存在重排现象以形成更稳定的中间体)
SN2:(卤代烃相对不易形成碳正离子,无中间体;中心碳周围空间位阻小,OH-可直接从X的背面进攻中心碳)
下列说法不正确的是 (　C　)
A.增大c(OH-)对反应SN1的反应速率几乎无影响,但对反应SN2的速率影响呈正相关
B.相同条件下,水溶液中溴代烷发生SN1水解的速率:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br
C.不容易发生SN1水解,容易发生SN2的水解
D.(CH3)3CCH2Br发生SN1水解反应,在重排作用下,更多的生成
【解析】 SN1反应决速步为碳正离子的形成,仅与卤代烃浓度相关,增大c(OH-)对其速率几乎无影响,SN2为一步反应,反应速率与卤代烃、OH-浓度均相关,增大c(OH-)会增大速率,A正确;SN1速率取决于碳正离子稳定性,叔碳正离子拥有更多烷基取代基,可通过超共轭效应和给电子诱导效应分散正电荷,同时空间位阻更小,结构更稳定,则稳定性:叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基碳正离子,对应溴代烷速率:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br,B正确;该氯代烃(桥头碳氯代物)中,桥头碳因环刚性无法形成平面碳正离子(SN1难),且空间位阻极大阻碍了OH-背面进攻(SN2亦难),C错误;(CH3)3CCH2Br的伯碳正离子不稳定,会发生甲基迁移重排为更稳定的叔碳正离子,进而生成,D正确。
15.二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在如下平衡。
HA-质子自递平衡:HA-+HA-H2A+A2-
HA-电离平衡:HA-H++A2-
HA-水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-
水电离平衡:H2OH++OH-
已知:25 ℃时,(H2CO3)=4.5×10-7、(H2CO3)=4.7×10-11、Ksp(Ag2CO3)=8.3×10-12。
下列说法不正确的是 (　C　)
A.NaHCO3溶液存在的各种平衡中,平衡常数最大的是HC的质子自递平衡
B.10-4mol/L的极稀NaHCO3溶液中粒子浓度:c(H2CO3)>c(OH-)>c(C)>c(H+)
C.加水稀释NaHCO3溶液的过程中可能出现:c(H2CO3)=c(C)
D.浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合,可析出Ag2CO3沉淀
【解析】 HA-+HA-H2A+A2-的平衡常数K==×=,则HC的质子自递平衡常数K==≈1.04×10-4,HC水解平衡常数Kh===×10-7,比较可知,平衡常数最大的是HC的质子自递平衡,A正确;10-4 mol/L的极稀NaHCO3溶液中,==4.7×10-11,得到c2(H+)≈4.7×10-15(mol/L)2,c(H+)≈2.17×10-7.5 mol/L,由A项分析可知,HC水解程度大于电离程度,则c(H2CO3)>c(C),且≈1.04×10-4,则c(H2CO3)> mol/L≈1.02×10-6 mol/L,溶液pH≈7.164,c(OH-)=10-6.836 mol/L,则 c(H2CO3)>c(OH-),====≈2.127 7,则 c(OH-)>c(C),pH≈7.164,==100.328=2.128 1>2.127 7,则c(C)>c(H+),故离子浓度为 c(H2CO3)>c(OH-)>c(C)>c(H+),B正确;加水稀释 NaHCO3溶液的过程中,HC水解程度始终大于电离程度,则c(H2CO3)>c(C),C错误;浓度均为0.2 mol/L的NaHCO3溶液与AgNO3溶液等体积混合后,(H2CO3)==4.7×10-11,c(C)≈ mol/L≈2.168×10-6 mol/L,c(Ag+)=0.1 mol/L,Q=c2(Ag+)·c(C)=10-2×2.168×10-6=2.168×10-8>8.3×10-12,则析出Ag2CO3沉淀,D正确。
16.以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO,含少量的CuO、MnO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。已知:“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为可溶性的[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。下列说法正确的是 (　C　)
A.H—N—H的键角:[Cu(NH3)4]2+B.滤渣②的主要成分为Fe2O3、Cu和Zn
C.“滤渣①”经稀盐酸溶浸、过滤可获得MnO2
D.“浸取”采用较高温度更有利于提高浸取率
【解析】 由题给流程可知,向炼铁厂锌灰中加入碳酸氢铵溶液和过量氨水,将氧化铜、氧化锌转化为四氨合铜离子、四氨合锌离子,二氧化锰、氧化铁不反应,过滤得到含有二氧化锰、氧化铁的滤渣①;向滤液①中加入过量锌粉,将四氨合铜离子转化为铜,过滤得到含有铜、锌的滤渣②;滤液②经蒸氨沉锌,将溶液中的锌元素转化为碱式碳酸锌,碱式碳酸锌灼烧分解得到氧化锌。氨分子中氮原子的孤电子对数为=1,四氨合铜离子中铜离子的空轨道与氨分子中孤电子对形成配位键,氮原子的孤电子对数为0,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,所以四氨合铜离子中H—N—H的键角大于氨分子,故A错误;滤渣②的主要成分为铜和锌,故B错误;由分析可知,滤渣①的主要成分为二氧化锰、氧化铁,二氧化锰与稀盐酸不反应,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,则滤渣①经稀盐酸溶浸、过滤可获得二氧化锰,故C正确;浸取时,温度过高会导致碳酸氢铵和氨水受热分解,导致浸取率下降,故D错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(16分)回答下列问题。
(1)CaF2的晶胞如图。请回答:
①CaF2的电子式:　 　。
②Ca2+旁边最近的Ca2+有　12　个。
③ErF3荧光掺入,Er3+代替　B　(填“A”或“B”)。
(2)将HF与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3]+F-,写出[H2NO3]+的结构式: 　。
(3)已知:,则:
①中S原子的杂化方式:　sp3　。
②熔点:LiF　>　(填“>”“<”或“=”),原因:　LiF中氟离子半径较小,离子键较强,熔点较高;Li+[N(SO2F)2]-中阴离子结构复杂,离子半径较大,离子键较弱,熔点较低　。
③与反应生成NH(SO2F)2与X,X的结构简式:　SiF2(CH3)2　。
④等物质的量的(C2H5)3N、HN(SO2F)2混合,主要产物为,原因:　(C2H5)3N 中—C2H5为推电子基团,N上的电子云密度大,是具有碱性的有机碱,HN(SO2F)2中—SO2F为吸电子基团,具有酸性,二者发生反应生成盐　。
⑤与足量NaOH生成气体的化学方程式:　HN(SO2F)2+6NaOH===2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O　。
【解析】 (1)①Ca原子最外层有2个电子,F原子最外层有7个电子,Ca原子失去最外层2个电子形成Ca2+,两个F原子各得到1个电子形成F-,达到最外层8电子稳定结构,所以CaF2的电子式为。②晶胞图中,A离子共8个,均位于晶胞内,B离子有8个位于顶角,有6个位于面心,在1个晶胞内B离子有8×+6×=4个,因此晶胞中A与B的离子个数之比为2∶1,由化学式CaF2可知,A离子表示F-,B离子表示Ca2+,Ca2+旁边最近的Ca2+有12个,距离均为晶胞棱长的倍(可以视为顶角对于面心)。③Er3+为阳离子,ErF3掺入后,Er3+代替的是原有阳离子Ca2+,即代替B。
(2)硝酸的结构式可表示为,HF中的氢离子与带负电的O结合,所以的结构式为。
(3)①S原子形成2个S===O和2个S—F,σ键数目为4,孤电子对数为0,所以中心原子S采取sp3杂化。
②LiF中氟离子半径较小,离子键较强,熔点较高;Li+[N(SO2F)2]-中阴离子结构复杂,离子半径较大,离子键较弱,熔点较低,所以LiF的熔点高于Li+[N(SO2F)2]-。
③与反应的产物之一是NH(SO2F)2,说明N—Si发生断裂,两分子各断裂一个S—F后与结合生成NH(SO2F)2,两个F原子与结合生成SiF2(CH3)2。
④HN(SO2F)2中F的电负性大,—SO2F的吸电子能力很强,N—H极性较大,H容易以H+的形式解离,而(C2H5)3N中由于乙基的推电子效应,导致N上电子云密度较大,易与H+结合,生成[(C2H5)3NH]+。
⑤可水解生成H2SO4、HF、N,则N与足量NaOH反应会产生NH3,H2SO4、HF与NaOH反应生成盐,因此反应的化学方程式为HN(SO2F)2+6NaOH===2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O。
18.(14分)利用工业废气中的H2S可以制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。
已知:几种二元弱酸的电离平衡常数如表所示。
物质 H2S H2CO3 H2SO3
1.0×10-7 4.5×10-7 1.4×10-2
1.0×10-13 4.7×10-11 6.0×10-8
(1)下列措施可以显著提升某未饱和的H2S浓溶液中S2-浓度的有　D　(填字母)。
A.通入适量H2S气体 　　　 B.加热
C.加适量水稀释 　　　 D.加适量NaOH
(2)工业上,H2S通过煅烧炉-多级串联反应釜等设备转化,离心分离可得到焦亚硫酸钠(Na2S2O5),具体反应如下。
第一步:2H2S+3O2===2SO2+2H2O
第二步:2Na2CO3+SO2+H2O===Na2SO3+2NaHCO3
第三步:NaHCO3+SO2===NaHSO3+CO2;
Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时,形成的NaHSO3悬浊液逐渐转化为Na2S2O5固体。
①写出S2的结构式: 　。
②常温下,若第二步反应恰好完全进行,溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(S)+c(HC)+　2c(HS)+2c(H2SO3)+c(C)+c(H2CO3)　。
(3)常温下,某研究小组将0.02 mol H2S气体通入100 mL 0.3 mol/L NaOH溶液中,溶液的pH约为　12.6　。(lg4≈0.6,≈1.4,忽略溶液体积变化)
(4)理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应。一定温度时,在1 L浓度均为1 mol·L-1的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中,随n的增加,S平衡转化率的变化如图所示。
0~b mol,S平衡转化率先升高后下降,请结合离子方程式分析原因:　0~a mol,SO2优先发生反应1:S+SO2+H2O2HS,故S的平衡转化率上升;a~b mol,主要发生反应2:HC+SO2HS+CO2,随着产生的CO2逸出,该反应平衡不断正移,HC平衡转化率上升,同时c(HS)的上升,导致反应1平衡逆移,故S平衡转化率下降　。
(5)请在图中画出0~b mol区间内,HC的平衡转化率变化趋势。
【答案】
【解析】 (1)向未饱和的H2S浓溶液中通入适量H2S气体,增大H2S(反应物)浓度,推动电离平衡右移,S2-浓度提升,但由于开始为浓溶液,故提升不显著,A不符合题意;H2S电离为吸热过程,升温促进电离,S2-浓度增大,同时因温度升高,H2S会逸出溶液,故不能显著提升,B不符合题意;加水稀释虽促进电离,但溶液体积增大导致S2-总浓度降低,C不符合题意;加适量NaOH中和H+使平衡右移,S2-浓度显著增大,D符合题意。
(2)②Na2SO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(S)+2c(HS)+2c(H2SO3);NaHCO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3),故混合液中c(Na+)=2c(S)+c(HC)+2c(HS)+2c(H2SO3)+c(C)+c(H2CO3)。
(3)0.02 mol H2S气体通入100 mL 0.3 mol/L NaOH溶液中生成Na2S和NaHS各0.01 mol,浓度均为0.1 mol/L,形成缓冲溶液,c(S2-)≈0.1 mol/L,根据S2-+H2OOH-+HS-,Kh===0.1,设水解生成的OH-浓度为x mol/L,可得Kh==0.1,解得x≈0.04,则pH约为12.6。
(4)0~a mol,SO2优先发生反应1:S+SO2+H2O2HS,故S的平衡转化率上升;a~b mol,主要发生反应2:HC+SO2HS+CO2,随着产生的CO2逸出,反应2平衡不断正移,HC平衡转化率上升,同时c(HS)的上升,导致反应1平衡逆移,故S平衡转化率下降。
19.(10分)某小组同学用废铜屑(含少量铁)制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体并探究其性质。
步骤Ⅰ:制备CuSO4溶液
取一定量废铜屑,加入稍过量的稀H2SO4和H2O2溶液,在4050 ℃下完全溶解;调节pH,加热煮沸2分钟后趁热过滤。
步骤Ⅱ:制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体
取步骤Ⅰ中所得CuSO4溶液,逐滴加入1 mol/L氨水至澄清,进行系列操作,得深蓝色晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ中调节pH所加试剂为　CuO[或Cu(OH)2,合理即可]　(填一种即可)。
(2)步骤Ⅰ中加热煮沸的目的是　除去过量H2O2;使Fe(OH)3颗粒变大便于除去　(答出两点原因)。
(3)步骤Ⅱ中经过系列操作可得深蓝色晶体,请按正确的操作顺序补充完整。(填字母)
　c　→过滤→　e　→　d　→　a　→得深蓝色晶体。
a.干燥
b.加饱和NaCl溶液
c.加乙醇溶液
d.用乙醇和乙醚混合溶液洗涤
e.用乙醇和浓氨水混合溶液洗涤
(4)对所得产品进行热重分析,结果如图所示。400 ℃时固体为CuSO4,则240 ℃时固体成分为　[Cu(NH3)2]SO4　。(已知:M{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}=246 g/mol)
(5)甲同学向CuSO4溶液中加氨水至澄清,再转移到蒸发皿中加热蒸发、冷却结晶,结果并未得到 [Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。结合平衡移动原理,说明该同学实验失败的原因:　[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3　ΔH>0,升高温度平衡正向移动,另外加热时氨气从敞口体系中逸出,导致c(NH3)降低,使平衡向右移动,导致配合物分解(合理即可)　。
【解析】 实验目的为制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O,实验原理:Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2H2O,CuSO4+4NH3 H2O===[Cu(NH3)4]SO4+4H2O。
(1)调节 pH 的试剂应为 CuO或Cu(OH)2、CuCO3等,可中和H+使铁离子水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀,同时不引入新杂质。
(2)H2O2受热易分解且升高温度可以增大Fe3+的水解程度,步骤Ⅰ中加热煮沸的目的是除去过量H2O2,使Fe3+水解程度增大,生成的Fe(OH)3颗粒变大便于除去。
(3)步骤Ⅱ中经过系列操作可得深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,操作顺序为向溶液中加入乙醇使晶体析出(c),过滤后用乙醇和浓氨水混合溶液洗涤(e),再用乙醇和乙醚混合溶液洗涤(d),最后干燥(a)。
(4)根据图像可知,400 ℃时,固体的成分为CuSO4,质量为3.20 g,物质的量为 =0.02 mol,根据元素守恒,25 ℃时,固体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O质量为4.92 g,物质的量为0.02 mol,失去全部结晶水时,[Cu(NH3)4]SO4的质量为0.02 mol×228 g/mol=4.56 g,240 ℃左右固体质量只有3.88 g,说明此时固体不是 [Cu(NH3)4]SO4,由[Cu(NH3)4]SO4转化为CuSO4时质量减少 4.56 g-3.20 g=1.36 g,为0.08 mol NH3的质量,240 ℃时固体质量与400 ℃时固体质量之差为3.88 g-3.20 g=0.68 g,为=0.04 mol NH3的质量,可知240 ℃时固体为[Cu(NH3)2]SO4。
(5)甲同学向CuSO4溶液中加氨水至澄清,溶液中存在平衡 [Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3,再转移到蒸发皿中加热蒸发、冷却结晶,结果并未得到[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,原因是 [Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的ΔH>0,是吸热反应,升高温度平衡正向移动,另外加热时氨气从敞口体系中逸出,导致c(NH3)降低,使平衡向右移动,导致配合物分解。
20.(12分)氧氟沙星是一种人工合成、广谱抗菌的氟喹诺酮类药物,主要用于革兰阴性菌所致的呼吸道、咽喉、中耳、鼻窦、肠道等部位的急、慢性感染,其一种合成路线如下。
已知:①R—OH+;
②CH3CHO+CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO。
请回答:
(1)A中含氧官能团的名称为　醚键　;E和F反应的目的是　保护E中羧基　。
(2)已知化合物H的分子式为C5H12N2,推断H的结构简式: 　。
(3)下列说法正确的是　AB　(填字母)。
A.化合物A酸化后水溶性增强
B.化合物A→C反应同时生成二甲胺
C.化合物F中心原子B的杂化方式为sp3
D.化合物E的分子式为C14H9O4NF2
(4)写出C→D的化学方程式:
+CH3CH2OH　。
(5)E→氧氟沙星的反应过程中会生成分子式为 C23H30O3N5F 的副产物,写出一种可能的副产物的结构简式: (或)　。
(6)合成化合物B的过程中会生成一种中间产物 M,以甲醇、乙醇为原料,设计M的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】
【解析】 A和(CH3)2NCHC(COOC2H5)2发生取代反应生成C,D中酯基在碱性条件下水解再酸化得到E,由E和C的结构简式可以推知D为,E和F反应生成G,G和H发生取代反应得到氧氟沙星,可以推知H为,据此解答。
(1)由A的结构简式可知,A中含氧官能团的名称为醚键。E和F反应过程中羧基转化为—COOB—,G→氧氟沙星过程中又产生了羧基,说明E和F反应的目的是保护E中羧基。
(2)G和H发生取代反应得到氧氟沙星,由G和氧氟沙星的结构简式以及H的分子式可以推知H为。
(3)化合物A中含有氨基,酸化后可以生成盐,水溶性增强,A正确;A和(CH3)2NCH===C(COOC2H5)2发生取代反应生成C,同时生成(CH3)2NH(二甲胺),B正确;化合物F中心原子B形成3个σ键,且不含孤电子对,杂化方式为sp2,C错误;由化合物E的结构简式可知,其分子式为 C13H9O4NF2,D错误。
(4)C→D的过程中,1个酯基先发生水解得到羧基,羧基再发生取代反应生成D,该反应中还有乙醇生成。
(5)E中含有2个F原子和1个羧基,其中1个羧基和1个F原子分别与发生反应即可得到分子式为C23H30O3N5F的副产物,结构简式为 或。
(6)甲醇发生催化氧化反应生成甲醛,乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,甲醛和乙醛发生已知信息②的反应得到HOCH2CH2CHO,HOCH2CH2CHO和NH3发生已知信息①的反应生成H2NCH2CH2CHO,1分子H2NCH2CH2CHO和2分子甲醇发生取代反应生成(CH3)2NCH2CH2CHO,(CH3)2NCH2CH2CHO发生氧化反应生成(CH3)2NCH2CH2COOH。

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