【精品解析】四川省眉山市仁寿第一中学校(北校区)2026届高三上学期一模 化学试题

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四川省眉山市仁寿第一中学校(北校区)2026届高三上学期一模 化学试题
1.“新质生产力”的概念中,“新”的核心在于科技创新,下列有关说法正确的是
A.我国研发的核反应堆华龙一号”以为核燃料,与化学性质不相同
B.奥运“中国制造”的足球植入了芯片,制备芯片的原料是新型无机非金属材料
C.“祝融号”火星车采用我国研发的“正十一烷相变保温系统”,正十一烷属于脂环烃
D.“歼-35”战斗机使用的碳纤维与金刚石互为同素异形体
【答案】B
【知识点】同素异形体;元素、核素;烷烃
【解析】【解答】A、235U 与236U 互为同位素,核外电子排布相同,化学性质几乎完全相同,A 错误;B、芯片的主要原料是晶体硅,属于新型无机非金属材料,B 正确;
C、正十一烷是链状烷烃,属于链烃(脂肪烃),不含环状结构,不属于脂环烃,C 错误;
D、碳纤维的主要成分是碳的单质,与金刚石互为同素异形体,但碳纤维是混合物,严格意义上不互为同素异形体,D 错误;
故答案为 B。
[【分析】本题解题要点:
同位素的化学性质由核外电子排布决定,质子数相同则化学性质几乎相同;
芯片原料硅属于新型无机非金属材料;
正十一烷为链状饱和烃,属于脂肪烃,非脂环烃;
同素异形体是同种元素形成的不同单质,碳纤维为混合物,不满足定义。
2.下列有关化学用语或表述正确的是
A.甲醛中键的电子云轮廓图:
B.的同分异构体:
C.的空间结构:
D.溶液中的水合离子:
【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A、甲醛分子中 C 原子采取 sp2 杂化,C=O 双键含 1 个 σ 键和 1 个 π 键,π 键的电子云轮廓图为垂直于分子平面的纺锤形,图示正确,A 正确;
B、CH2Cl2是四面体结构,不存在同分异构体,图示的两种结构为同一种物质,B 错误;
C、BCl3中 B 原子价层电子对数为 ,无孤电子对,空间结构为平面三角形,图示为三角锥形(对应 NH3等结构),C 错误;
D、NaCl 溶液中,Na+带正电,水合离子中水分子的 O 原子(带负电)朝向 Na+;Cl-带负电,水合离子中水分子的 H 原子(带正电)朝向 Cl-,图示朝向错误,D 错误;
故答案为 A。
【分析】本题解题要点:
甲醛 π 键电子云轮廓图:sp2 杂化的 C 原子形成的 π 键,电子云垂直于 σ 键所在平面,轮廓图为上下对称的纺锤形;
CH2Cl2的结构:甲烷的氯代物为四面体结构,任意两个顶点相邻,无同分异构体;
BCl3的空间结构:中心 B 原子无孤电子对,为平面正三角形,键角 120°;
水合离子的结构:阳离子吸引水分子的 O 端,阴离子吸引水分子的 H 端。
3.下列生活现象中涉及的原理描述错误的是
  生活现象 原理
A 放映机到银幕间形成光柱 丁达尔效应
B 石墨可用作工业机械润滑剂 石墨层间靠范德华力维系
C 变质的油脂有“哈喇”味 油脂发生氢化反应
D 用生铁铸造下水井盖 生铁硬度大、抗压
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学科学的主要研究对象;化学键和分子间作用力的区别;胶体的性质和应用;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、放映机到银幕间的光柱是胶体的丁达尔效应,A正确;
B、石墨层间依靠范德华力维系,层间易滑动,可用作润滑剂,B正确;
C、变质的油脂有 “哈喇” 味,是油脂发生氧化反应,而非氢化反应,C错误;
D、生铁硬度大、抗压,可用于铸造下水井盖,D正确;
故答案为:C
【分析】本题解题要点:
胶体性质:丁达尔效应是胶体特有的光学现象;
石墨结构:层状结构中层间作用力为范德华力,具有润滑性;
油脂变质原理:油脂的不饱和键被氧化,产生异味;
合金特性:生铁含碳量高,硬度大、抗压性能好。
4.物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素之间关联错误的是
选项 性质差异 结构因素
A 熔点: 晶体类型
B 焰色:钠黄色;钾紫色 第一电离能
C 沸点: 分子内、分子间氢键
D 溶解度: 分子极性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】分子晶体;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响;焰色反应
【解析】【解答】A、NaCl 为离子晶体,微粒间作用力为离子键;SiCl4为分子晶体,微粒间作用力为范德华力,离子键远强于范德华力,故熔点 NaCl > SiCl4,A正确;B、焰色是原子中的电子从激发态跃迁回基态时释放的光,与元素的电子层结构有关,和第一电离能无关联,B错误;
C、邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力更强,沸点更高,故沸点: ,C正确;
D、O2为非极性分子,O3为极性分子,根据 “相似相溶” 原理,极性分子 O3在水中的溶解度大于非极性分子 O2,故溶解度 O2 < O3,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
晶体熔点与晶体类型的关系:离子晶体熔点远高于分子晶体;
焰色反应的本质:电子跃迁产生的特征光谱,与第一电离能无关;
氢键对沸点的影响:分子间氢键使沸点升高,分子内氢键使沸点降低;
溶解度与分子极性的关系:相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂水。
5.D-2-脱氧核糖是生物遗传物质的主要成分,可发生如图转化。下列说法错误的是
A.D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应
B.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程是一个取代反应
C.D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖互为同分异构体
D.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖后,碳原子的杂化方式发生了改变
【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;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】A.D-2-脱氧核糖含有羟基,能与羧酸发生取代反应,羟基所连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,可以发生取代反应,也能被氧化,即D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应,故A正确;
B.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程分子内醛基与羟基发生加成反应形成环状结构,并非取代反应,故B错误;
C.D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖的分子式均为C5H10O4,结构式不同,互为同分异构体,故C正确;
D.D-2-脱氧核糖中含有醛基碳原子的杂化方式为sp2,其他饱和碳原子采用sp3杂化,β-D-2脱氧核糖中都是饱和碳原子,碳原子的杂化方式只有sp3,D-2-脱氧核糖转化为β-D-2脱氧核糖后,碳原子的杂化方式改变,故D正确;
答案选B。
【分析】A.D-2-脱氧核糖含有羟基和醛基,具有醇和醛的性质;
B.该过程中醛基与羟基发生加成反应形成环状结构;
C.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D.双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化。
6.下列反应方程式书写错误的是
A.向含KSCN的稀硝酸溶液中加入铁粉,溶液不变为红色:
B.、在强碱性溶液中反应制备:
C.在无水HF中电解制氟气,阴极反应式:
D.海水提溴中,用二氧化硫的水溶液吸收溴:
【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.向含KSCN的稀硝酸溶液中加入铁粉,溶液不变为红色,说明Fe过量,将硝酸铁还原为硝酸亚铁,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,故A正确;
B.将氧化为,自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为,B正确;
C.在无水HF中电解KHF2制氟气,阳极发生氧化反应生成F2,在阴极得电子生成氢气和F-,则阴极反应式为,故C正确;
D.用二氧化硫的水溶液吸收溴,溴具有强氧化性,SO2具有还原性,被溴氧化为硫酸根离子,Br2被还原为Br-,反应的离子方程式为:,D错误;
答案选D。
【分析】A.Fe3+遇KSCN变为血红色;
B.根据得失电子守恒和质量守恒书写离子方程式;
C.阴极发生得电子的还原反应;
D.二氧化硫和溴发生氧化还原反应。
7.利用如图所示装置制备SO2并检验其性质。下列说法不正确的是
A.装置①中紫色石蕊溶液变红
B.装置②和④中溶液褪色,均体现SO2的漂白性
C.装置③中出现浑浊,体现SO2的氧化性
D.装置⑤中的试剂可以是NaOH溶液,用于吸收尾气
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.70%的硫酸和Na2SO3发生反应生成Na2SO4、H2O和SO2。SO2是一种酸性氧化物,溶于水生成H2SO3,可使紫色石蕊变红,A项正确;
B.SO2能使品红褪色,是因为SO2具有漂白作用;SO2具有还原性,能与酸性KMnO4发生氧化还原反应,从而使酸性KMnO4溶液褪色。装置②和④中溶液褪色,原理不同,B项错误;
C.SO2与H2S发生反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,所以装置③中出现浑浊,该过程中SO2中的S元素化合价降低,被还原,体现了SO2的氧化性,C项正确;
D.SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,不能直接排放到空气中,SO2能与NaOH发生反应,故可以通过NaOH溶液来吸收尾气,D项正确;
故答案为:B。
【分析】70%的硫酸和Na2SO3发生反应生成二氧化硫,SO2是一种酸性氧化物,故①中石蕊变色,二氧化硫具有漂白性,②中品红褪色,③中硫化氢与二氧化硫反应生成单质硫,为淡黄色沉淀,④高锰酸钾与二氧化硫反应,褪色,最后高锰酸钾吸收多余二氧化硫,防止污染空气。
8.下列实验操作能达到实验目的的是(  )。
选项 实验目的 实验操作
A 比较和溶度积大小 向的硝酸银溶液中先滴加2~3滴浓度为的溶液,再滴加2~3滴相同浓度的KI溶液,观察生成沉淀的颜色
B 探究化学反应是否可逆 向的KI溶液中滴加2滴的溶液,充分反应后,滴入2滴的溶液,观察现象
C 探究浓度对盐类水解平衡的影响 向滴有酚酞的碳酸钠溶液中加入等体积蒸馏水,观察现象
D 比较和酸性强弱 用pH试纸测定溶液和溶液的pH
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学反应的可逆性;盐类水解的原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;酸的通性
【解析】【解答】A.向1mL0.1mol/L的硝酸银溶液中先滴加2~3滴浓度为0.1mol/L的NaCl溶液,发生反应Ag+ +Cl-=AgCl产生白色沉淀,由于NaCl不足,硝酸银有剩余,再滴加2~3滴相同浓度的KI溶液,发生反应Ag++I-=AgI产生黄色沉淀,黄色沉淀的生成不能证明是AgCl白色沉淀转化生成的,故不能比较AgI和AgCl溶度积大小,A错误;
B.Fe3+与I-发生氧化还原反应:2Fe3++2I-I2+2Fe2+,c(I-)过量,c(Fe3+)不足, 充分反应后,滴入2滴0.1mol/L的KSCN溶液 ,若溶液变红,可以证明Fe3+与I-是可逆反应,B正确;
C.CO32-在水中水解:CO32-+H2OHCO3-+OH-,加酚酞溶液变红,向碳酸钠溶液中加水,溶液碱性减弱,溶液由红色变为浅红色,不能说明平衡的移动方向,B错误;
D.NaClO溶液具有强氧化性会使pH试纸褪色,不能测定该溶液pH值,且NaClO溶液和CH3COONa溶液未知,不能比较酸性强弱,D错误;
答案:B
【分析】A.硝酸银过量,均生成沉淀,不是沉淀的转发,无法比较AgI和AgCl溶度积大小;
B.c(Fe3+)不足,滴入2滴0.1mol/L的KSCN溶液 ,若溶液变红,可以证明Fe3+与I-是可逆反应;
C.CO32-在水中水解显碱性,加水促进水解,但加水稀释c(OH-)减小,溶液由红色变为浅红色,不能说明平衡的移动方向;
D..NaClO溶液具有强氧化性会使pH试纸褪色,不能测定该溶液pH值,且NaClO溶液和CH3COONa溶液未知,不能比较酸性强弱。
9.为短周期主族元素,且原子序数依次递增,的简单阴离子与He原子具有相同的电子层结构,基态原子未成对电子数在所处周期中最多,为其所属周期中原子半径最大的金属元素,的第一电离能大于,且与位于同一周期,同主族。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.氢化物的沸点比较:
C.与Y组成的简单化合物的VSEPR模型为三角锥形
D.X与M可形成离子化合物
【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、离子半径比较遵循 “电子层越多半径越大,电子层结构相同时核电荷数越小半径越大”,因此半径顺序为 H+ < O2- < N3- < S2-,A 错误;
B、O、N、S 的氢化物存在多种形式(如 H2O、H2O2;NH3、N2H4;H2S 等),未限定 “简单氢化物” 时无法直接比较稳定性,B 错误;
C、NH3的 VSEPR 模型为四面体形,其分子空间结构为三角锥形,二者不能混淆,C 错误;
D、H 与 Na 形成的 NaH,由 Na+和 H-构成,属于离子化合物,D 正确;
故答案选 D。
【分析】X 的简单阴离子与 He 等电子(含 2 个电子),因此 X 为 H;短周期中基态未成对电子数最多的元素为 N(3 个未成对电子),且 N 与 Z 同周期、第一电离能大于 Z,故 Z 为 O;第三周期原子半径最大的金属元素为 Na,因此 M 为 Na;O 与 W 同主族且原子序数 W 大于 M,故 W 为 S,最终确定元素为 H、N、O、Na、S。
10.电解法能同时处理含多种有害物质的废水,以提高处理效率。下图为双极膜电解池中通过电解产生极强的氧化能力的羟基自由基(),来处理含苯酚废水和含甲醛废水的工作原理。已知:双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是
A.M极连接电源负极,电极反应式:
B.双极膜中解离出的透过膜a向N极移动
C.每处理甲醛。理论上消耗双极膜中
D.通电一段时间后,理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为
【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、M 极上 O2转化为 OH,O 元素化合价降低,发生还原反应,故 M 极为阴极,连接电源负极;电极反应式为 ,A 正确;
B、N 极为阳极,电解池中阴离子向阳极移动,双极膜中 H2O 解离出的 OH-透过膜 a 向 N 极移动,B 正确;
C、3.0g 甲醛的物质的量为 0.1mol,甲醛被 OH 氧化为 CO2,C 元素从 0 价升至 + 4 价,0.1mol 甲醛转移 0.4mol 电子;双极膜解离的 H+、OH-参与反应,每解离 1mol H2O 转移 1mol 电子,故转移 0.4mol 电子时消耗 0.4mol H2O,C 正确;
D、1mol 苯酚生成转移 28mol 电子;1mol 甲醛转移 4mol 电子。根据电子守恒,生成 CO2的物质的量之比等于转移电子数之比,即,D错误;
故答案为 D。
【分析】本题解题要点:
电极判断与反应:根据 O2得电子生成 OH 的还原反应,确定 M 极为阴极;结合电荷移动规律,判断 OH-向阳极 N 极移动。
电子守恒计算:计算甲醛氧化时的转移电子数,结合双极膜解离水的电子转移关系,推导水的消耗量。
产物量比计算:结合电子守恒,计算苯酚与甲醛生成 CO2的物质的量之比。
11.以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
【答案】B
【知识点】镁、铝的重要化合物;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.根据题给信息①,"焙烧"确实能够改变Al2O3的结构,提高其在酸中的溶解性,A选项正确;
B.若使用硫酸代替盐酸进行"酸溶",会引入杂质离子,不利于制备纯净的碱式氯化铝,B选项错误;
C."蒸发浓缩"和"稀释"操作都能有效降低溶液中HCl的浓度,从而将pH调节至4.2~4.5的适宜范围,促进碱式氯化铝的沉降,C选项正确;
D.碱式氯化铝水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用,可用于水处理净化,D选项正确;
故答案为:B
【分析】高岭土的主要成分包括Al2O3、SiO2和H2O。通过"焙烧"处理可以改变Al2O3的晶体结构,使其更易溶于酸。随后用盐酸进行"酸溶"处理,此时SiO2不溶解,经过过滤后得到含有AlCl3的滤液。通过蒸发浓缩和加水稀释来调节HCl浓度,将溶液pH控制在4.2~4.5范围内,最终可沉降得到碱式氯化铝。据此结合选项分析。
12.烯烃在一定条件下能转化为邻二醇,其机理如图所示。下列说法错误的是
A.转化过程涉及非极性键的断裂与形成
B.转化过程Os元素的化合价会发生改变
C.化合物戊是氧化剂
D.化合物甲是催化剂
【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性键和非极性键;氧化还原反应
【解析】【解答】A、转化过程中,断裂的是烯烃中的碳碳双键(含非极性键),但形成的均为极性键(如 C-O、O-H 等),无新的非极性键生成,A 错误;B、Os 元素在甲、丙、丁等化合物中,化合价发生了变化,B 正确;
C、戊将丁还原为甲,自身被还原为己,戊中 N 元素化合价降低,作氧化剂,C 正确;
D、甲在反应中参与循环,最终又生成,反应前后性质和质量不变,作催化剂,D 正确;
故答案为 A。
【分析】本题解题要点:
非极性键的判断:同种原子间形成的共价键为非极性键,反应中仅断裂烯烃的碳碳非极性键,无新非极性键形成;
化合价变化:Os元素在不同含 Os 化合物中,成键情况不同,化合价发生改变;
氧化剂判断:反应中 N 元素化合价降低的物质作氧化剂;
催化剂判断:反应前后循环出现、质量和化学性质不变的物质为催化剂。
13.晶体的一种立方晶胞如图。已知:与O最小间距大于与O最小间距,x、y为整数,两个“○”之间的最短距离为b。下列说法错误的是
A.x=1,y=3
B.周围最近的O原子数目为12
C.图中体心位置“”一定代表
D.晶体的密度为
【答案】D
【知识点】离子晶体;晶胞的计算
【解析】【解答】A、黑球占据立方体的8个顶点,每个顶点贡献1/8个原子,因此黑球数量为。白球位于6个面心,每个面心贡献1/2个原子,白球数量为。符号代表体心位置的1个原子。根据化合价平衡原则,推导出化学式为,对应x=1,y=3,A选项正确。B、通过比较原子间距可以确定黑球代表Al原子,白球代表O原子。每个Al原子被8个晶胞共享,每个晶胞贡献3个面,而每2个面会重叠计算,因此每个Al原子周围O原子数为,B选项正确。
C、结合B选项的分析,体心位置符号必定代表Co原子,C选项正确。
D、已知两个白球间距为b nm,设晶胞边长为2a nm。根据几何关系可得:,推导出,边长。晶胞体积。密度计算公式为。D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、根据均摊法确定原子个数比。
B、 与O最小间距大于与O最小间距,则黑球为Al,白球为O。以顶点Al原子为中心,与之距离最近的O原子位于面心,据此计算。
C、黑球为Al、白球为O,则一定为Co。
D、根据公式计算晶胞密度。
14.25℃时,向 溶液中不断通入气体(忽略溶液体积变化),浴液中、与的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.该温度下,的
B.点所表示的溶液中:
C.向原溶液中不断通入 气体:
D.的溶液中:
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.W点,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),此时pH=4.75,c(H+)=10-4.75mol/L,则醋酸的电离常数Ka==c(H+)=10-4.75,故A正确;
B.W点溶液中c(H+)=10-4.75 mol·L-1,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100mol/L,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.050 mol·L-1,则c(H+)c(Cl-),故B错误;
C.向原溶液中通入0.1 mol HCl气体,由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)及c(Cl-)=c(Na+)=0.100 mol·L-1,可得c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故C正确;
D.的溶液中 ,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1,联立两式可得c(Na+)+c(H+)-c(OH-)-c(Cl-)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.100 mol·L-1,故D正确;
故选B。
【分析】A.W点,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),根据Ka==c(H+),结合pH计算;
B.根据电荷守恒分析;
C.根据电荷守恒分析;
D.根据电荷守恒和物料守恒分析。
15.某容器中只发生反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)。由下列图像得出的结论不正确的是
A.相同温度下,分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1molX和1molY,tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态,则A中一定达到平衡状态
B.恒容密闭容器中通入一定量的X和Y,反应相同时间,X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的△H<0
C.其他条件相同,改变起始时X的物质的量,平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率:CD.其他条件相同,反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b【答案】C
【知识点】反应热和焓变;化学反应的可逆性;化学平衡移动原理;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、A 容器体积小于 B,初始压强 A > B。压强越大反应速率越快,达到平衡的时间越短。当 B 达到平衡时,速率更快的 A 必然已达到平衡,A正确;
B、图乙中,X 转化率随温度升高先增后减。最高点前未达平衡(升温速率加快使转化率提高),最高点后为平衡状态(升温转化率下降,说明平衡逆向移动)。逆反应吸热,则正反应放热(ΔH < 0),B正确;
C、增加 X 的物质的量,可促进 Y 的转化(提高 Y 的转化率)。图丙中 X 起始量 A B > C,C错误;
D、图丁中压强增大瞬间,v逆 > v正,平衡逆向移动,说明逆反应方向气体体积减小。因此反应式中反应物总系数小于生成物总系数(a + b < c),D正确;
故答案为:C。
【分析】A.比较不同压强下反应达到平衡的先后顺序。
B.根据温度对转化率的影响判断反应热。
C.分析反应物用量对其他反应物转化率的影响。
D.根据压强对正逆反应速率的影响判断气体体积变化。
16.高纯碳酸锰常用于制造通讯器材,以贫软锰矿(主要成分是,含有、、、、等杂质))和黄铁矿()为原料,制备高纯碳酸锰的工艺流程如下。
已知:①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
金属离子
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.3 10.6 8.8 9.6
沉淀完全的pH 5.2 2.8 8.3 12.6 10.8 11.6
②常温下,、、的溶度积分别为、、。
(1)为了加快“酸浸”速率,可采取的措施是   (任答一条即可),已知“滤渣①”中不含单质硫,写出“酸浸”时与反应的化学方程式:   。
(2)“中和净化”中调节溶液的pH范围为   ;“二次净化”后溶液中的,则   。
(3)“沉锰”中溶液浓度对纯度、产率的影响如图所示,应选择的浓度为   ,得到纯净碳酸锰的“系列操作”包括   。
(4)纯净碳酸锰溶于硫酸后再进行电解制备锰,装置如图所示,进入阳极区发生副反应生成造成资源浪费,该副反应的电极反应为   。
(5)硼酸可由三卤化硼水解制备,机理如下图。
从结构的角度解释水解反应很难进行的原因   。
(6)砷化镓是一种立方晶系如图甲所示,将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示,砷化镓的晶胞参数为x pm,密度为。
则①砷化镓中配位键的数目是   。
②Ga和As的最近距离是   。
③Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为   。
④沿体对角线a→b方向投影图如丙,若As的位置为7、9、11、13,则c(在甲图中位于面心)的位置在丙图中   处。
【答案】(1)将矿石粉碎,加热,适当地增加硫酸浓度,充分搅拌等;15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O
(2)8.3≤pH<8.8;0.8
(3)7.5%;过滤,洗涤和干燥
(4)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
(5)碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻
(6);;4;11
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)为了加快“酸浸”速率,可以选择加热升高温度、将矿石粉碎增大接触面积、充分搅拌或适当增加硫酸浓度等方法;已知“滤渣①”中不含单质硫,MnO2与FeS2、稀硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸锰、硫酸铁和水,反应方程式为15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O。
故答案为: 将矿石粉碎,加热,适当地增加硫酸浓度,充分搅拌等 ; 15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O ;
(2)“中和净化”的目的是除去、、等杂质离子,同时避免沉淀,根据表中数据,、、完全沉淀的pH分别为2.8、5.2、8.3,而开始沉淀的pH为8.8,故应调节溶液的pH范围为;二次净化后溶液中只剩Mn2+,溶液中的,则,故。
故答案为: 8.3≤pH<8.8 ; 0.8 ;
(3)根据“沉锰”中NH4HCO3溶液浓度对纯度,产率的影响示意图可知,当产率最高时,碳酸氢铵溶液浓度为7.5%;想得到纯净的碳酸锰时,应过滤、洗涤、干燥。
故答案为: 7.5% ; 过滤,洗涤和干燥 ;
(4)根据装置图可知左侧为阳极,右侧为阴极,Mn2+进入阳极区发生氧化反应生成MnO2,电极反应为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
故答案为: Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ ;
(5)如图所示,三卤化硼水解包括两个步骤:水分子加成和HX消去,由于B存在空轨道、水中的氧原子存在孤电子对,因此可以发生水分子与三卤化硼的加成反应,而四氯化碳中碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻,故水解反应很难进行。
故答案为: 碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻 ;
(6)①由甲可知,一个晶胞中Ga位于顶点和面心,其个数为,As位于晶胞中,其个数为4,则砷化镓的化学式为GaAs,砷化镓中砷提供孤电子对,镓提供空轨道形成配位键,平均1个GaAs配位键的数目为1,则1 mol砷化镓中配位键的数目是NA。
②由砷化镓晶胞结构可知,Ga和As的最近距离为晶胞体对角线的,Ga和As的最近距离是;
③由乙晶胞结构可知,Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为4;
④甲中d原子()在丙中位置为11,c、d连线与a、b连线平行,则在丙中c与d重合,则c在丙中处于11处。
故答案为: ; ;4;11;
【分析】贫软锰矿的主要成分为 MnO2,同时含有 SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO 等杂质,还混有黄铁矿 (FeS2)。用稀硫酸进行酸浸时,MnO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO 以及 FeS2会发生反应溶解,溶液中生成 Mn2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子;而 SiO2不与稀硫酸反应,以固体形式存在,因此滤渣①的成分为 SiO2。
后续处理中,先加入石灰乳调节溶液 pH,使部分金属离子以氢氧化物形式沉淀除去;再加入 MnF2进行二次净化,进一步沉淀 Ca2+、Mg2+等杂质离子;最后向净化后的含 Mn2+溶液中加入碳酸氢铵,使 Mn2+转化为碳酸锰沉淀,经过滤、洗涤、干燥等操作,即可得到纯净的碳酸锰产品。
(1)围绕加快酸浸速率的影响因素,从升温、粉碎矿石、搅拌、增大硫酸浓度等角度选取措施;再根据 MnO2与 FeS2在稀硫酸中的氧化还原反应,配平化学方程式,核心是反应速率影响规律与氧化还原反应配平原理。
(2)结合离子沉淀的 pH 数据,确定中和净化的 pH 范围(使 Fe3+、Al3+、Fe2+完全沉淀,同时避免 Mn2+沉淀);再利用溶度积常数 Ksp (MgF2) 计算 F-浓度,结合 Ksp (MnF2) 求解 Mn2+浓度,核心是沉淀溶解平衡的计算与 pH 控制原理。
(3)根据 NH4HCO3浓度对产率、纯度的影响图像,确定产率最高时的 NH4HCO3浓度;再明确沉锰后获得纯净碳酸锰的操作(过滤、洗涤、干燥),核心是图像分析与物质分离提纯操作。
(4)根据电解池电极判断,确定阳极发生 Mn2+的氧化反应,结合电荷守恒与原子守恒配平电极反应式,核心是电解池阳极反应的书写规律。
(5)分析三卤化硼的水解机理,从 B 原子的空轨道、水分子的孤电子对角度,解释三卤化硼易水解、CCl4难水解的原因,核心是化学键与原子结构对水解反应的影响规律。
(6) ①通过均摊法计算晶胞中 Ga、As 原子个数,确定 GaAs 的化学式;再分析配位键的形成(As 提供孤电子对、Ga 提供空轨道),计算 1mol GaAs 中配位键的数目,核心是晶胞均摊法与配位键的判断。
②根据晶胞结构,确定 Ga 与 As 的最近距离为晶胞体对角线的 1/4,结合晶胞边长计算距离,核心是晶胞空间距离的分析方法。
③根据 Mn 掺杂的晶胞结构,数出与 Mn 最近且等距离的 As 原子数目,核心是晶胞中原子配位数的判断。
④结合晶胞投影图的坐标关系,根据 c、d 连线与 a、b 连线平行的条件,确定 c 在投影图中的位置,核心是晶胞投影的坐标对应关系。
(1)为了加快“酸浸”速率,可以选择加热升高温度、将矿石粉碎增大接触面积、充分搅拌或适当增加硫酸浓度等方法;已知“滤渣①”中不含单质硫,MnO2与FeS2、稀硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸锰、硫酸铁和水,反应方程式为15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O。
(2)“中和净化”的目的是除去、、等杂质离子,同时避免沉淀,根据表中数据,、、完全沉淀的pH分别为2.8、5.2、8.3,而开始沉淀的pH为8.8,故应调节溶液的pH范围为;二次净化后溶液中只剩Mn2+,溶液中的,则,故。
(3)根据“沉锰”中NH4HCO3溶液浓度对纯度,产率的影响示意图可知,当产率最高时,碳酸氢铵溶液浓度为7.5%;想得到纯净的碳酸锰时,应过滤、洗涤、干燥。
(4)根据装置图可知左侧为阳极,右侧为阴极,Mn2+进入阳极区发生氧化反应生成MnO2,电极反应为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
(5)如图所示,三卤化硼水解包括两个步骤:水分子加成和HX消去,由于B存在空轨道、水中的氧原子存在孤电子对,因此可以发生水分子与三卤化硼的加成反应,而四氯化碳中碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻,故水解反应很难进行。
(6)①由甲可知,一个晶胞中Ga位于顶点和面心,其个数为,As位于晶胞中,其个数为4,则砷化镓的化学式为GaAs,砷化镓中砷提供孤电子对,镓提供空轨道形成配位键,平均1个GaAs配位键的数目为1,则1 mol砷化镓中配位键的数目是NA。
②由砷化镓晶胞结构可知,Ga和As的最近距离为晶胞体对角线的,Ga和As的最近距离是;
③由乙晶胞结构可知,Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为4;
④甲中d原子()在丙中位置为11,c、d连线与a、b连线平行,则在丙中c与d重合,则c在丙中处于11处。
17.为深蓝色晶体,可溶于水,难溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂。某小组在实验室制备该晶体并检验其纯度。
【制备晶体】利用图1装置(部分夹持装置略)制备晶体。
(1)仪器X的名称为   。
(2)A装置中发生反应的化学反应方程式为   。
(3)使用长颈漏斗将A装置产生的气体持续通入B装置中,而不使用长导管通入的原因是   。
(4)向B装置硫酸铜溶液中持续通入A装置产生的气体,并不断搅拌,可观察到的现象为   。
(5)反应后,向B中溶液继续滴加95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。请从结构的视角解释加乙醇的目的是   。
【测定纯度】将(相对分子质量为)样品溶于水,并加入过量NaOH,通入高温水蒸气,将样品产生的氨全部蒸出。先用稀盐酸吸收蒸出的氨。再利用图2装置(夹持装置略),用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定剩余的HCl,消耗V2mL NaOH溶液。
(6)接近滴定终点时,一般采用“半滴法操作”。即将悬挂在滴定管尖嘴处的NaOH溶液   (填实验操作),随即用洗瓶冲洗锥形瓶内壁。
(7)样品中的质量分数的表达式为   (用、、、表示)。
(8)对某次粗产品()进行热重分析,结果如下图所示。时失去全部结晶水及部分;时产物为,则   ;阶段反应的化学方程式为   。
【答案】恒压滴液漏斗;;防倒吸;先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色;降低溶剂的极性,利于结晶析出;轻轻靠一下锥形瓶内壁;(或其他合理形式);1;
【知识点】配合物的成键情况;氨的实验室制法;蒸发和结晶、重结晶;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)图中X为恒压滴液漏斗。
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(2)A为实验室加热氯化铵和熟石灰制氨气的反应:。
故答案为: ;
(3)氨气极易溶于水,若倒吸,液体进入长颈漏斗后,因重力作用会回落,可防止倒吸。
故答案为:防止倒吸;
(4)氨气少量时生成蓝色沉淀,氨气过量后沉淀溶解,生成深蓝色的配离子。
故答案为: 先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色 ;
(5)根据相似相溶原理,离子型极性化合物易溶于极性溶剂,加入乙醇降低溶剂极性,利于结晶析出。
故答案为: 降低溶剂的极性,利于结晶析出 ;
(6)半滴操作的规范为:将尖嘴处的半滴溶液靠在锥形瓶内壁,使其流入瓶中,再冲洗内壁。
故答案为: 轻轻靠一下锥形瓶内壁 ;
(7),剩余,故,,质量为,质量分数为。
故答案为:(或其他合理形式) ;
(8)最终产物为,质量,,故样品物质的量为,样品摩尔质量,则,解得;时固体质量为,失去全部结晶水和部分,剩余固体摩尔质量为,组成为,故阶段该物质分解得到和,反应的方程式为。
故答案为:1; ;
【分析】(1)根据仪器的结构特征,识别 X 为恒压滴液漏斗,核心是常见实验仪器的辨识。
(2)依据实验室制氨气的反应原理,写出氯化铵与熟石灰加热反应的化学方程式,核心是实验室气体制备的反应规律。
(3)结合氨气极易溶于水的性质,分析长颈漏斗的防倒吸原理(倒吸液体因重力回落),核心是实验安全装置的原理分析。
(4)根据氨气与铜离子的反应规律,分析氨气少量和过量时的现象(先生成 Cu(OH)2沉淀,后沉淀溶解生成深蓝色配离子),核心是配位化合物的形成规律。
(5)利用相似相溶原理,分析加入乙醇降低溶剂极性,促进 [Cu(NH3)4] SO4 H2O 结晶析出的原理,核心是溶解度与溶剂极性的关系。
(6)明确滴定实验中半滴操作的规范步骤,核心是滴定实验的操作要点。
(7)通过 HCl 的总物质的量与剩余物质的量,计算 NH3的物质的量;再结合配合物中 NH3的个数,计算配合物的物质的量、质量,最终推导质量分数的表达式,核心是滴定法的定量计算与物质的量守恒。
(8)根据 400℃产物 CuSO4的质量,计算样品的物质的量;再通过样品摩尔质量计算结晶水个数 x;结合 200℃固体的摩尔质量,分析分解产物,写出 250~400℃的分解反应方程式,核心是热重分析的定量计算与分解反应的推导。
18.石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢,H2S的回收利用具有重要意义。
(1)已知相关物质的燃烧热如下表:
物质 H2S(g) S(s) H2(g)
燃烧热/(kJ·mol-1) -562.0 -296.8 -285.8
则    。
(2)硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程如图:
①过程Ⅰ、Ⅱ均需要   (填“吸收”或“放出”)能量。
②总反应方程式可以表示为   。
(3)H2S和CH4的重整制氢涉及的反应如下:
a.
b.
①设Kp为压力平衡常数(其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用分压代替浓度。)反应a、b的lgKp在400~1000℃范围内随温度T的变化如图1所示,反应a、b均为   反应。(填“吸热”或“放热”)
②在恒压100kPa下按组成为通入混合气体,测得平衡状态下H2、S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如图2所示。
已知:H2的收率,的收率
Ⅰ.计算T1温度下H2的收率   ,此时反应a的Kp=   kPa(保留2位有效数字)。
Ⅱ.从800℃升温到1000℃过程中,反应a平衡向逆反应方向移动的原因   。
(4)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和合成尿素,下列能说明反应已经达到平衡状态的是___________。
A.的体积分数不再变化 B.化学平衡常数K不变
C. D.体系中气体的密度不变
(5)图中使用不同催化剂①,②,③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,能否判断A点已达平衡状态?   (选填“能”或“不能”);以上曲线②下降的原因可能是   。
(6)常温常压下,向一定浓度的中通入至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示,电解过程中生成尿素的电极反应式为   。
【答案】(1)
(2)吸收;
(3)吸热;20%;0.22;温度对反应b的影响大于反应a,H2S浓度减小,导致反应a向逆反应方向移动
(4)A;D
(5)不能;温度升高,催化剂活性降低
(6)
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用;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】(1)根据物质的燃烧热,可得热化学方程式①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) ΔH1=-562.0 kJ/mol;②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.8 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol;根据盖斯定律,将①-②-③,整理可得:H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20.6 kJ/mol;
故答案为: ;
(2)①过程Ⅰ、Ⅱ为反应物断键吸附在催化剂表面,断键需要吸收能量;
②由题干硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程图可知,该反应的反应物为CH3OH和H2S,生成物为CH3SH和H2O,故总反应方程式可以表示为;
故答案为: 吸收 ;;
(3)①由题干反应a、b的lgKp在范围内随温度T的变化如图1所示信息可知,随着温度的升高反应a、b的lgKp均增大,即Kp增大,说明反应化学平衡正向移动,故反应a、b均为吸热反应;
②Ⅰ.设充入的H2S、CH4分别为1 mol、1 mol,反应a、b中消耗的H2S分别为x mol、y mol,三段式分析为:,,由图2可知,T1温度下,S2的收率为4%,×100%=4%,可得x=0.04 mol,H2S的转化率为32%,×100%=32%,则y=0.28 mol,H2的收率=×100%=×100%=×100%=20%,此时H2S的平衡分压为:×100 kPa=×100 kPa=9.71 kPa,同理H2的平衡分压为:×100 kPa =×100 kPa=8.57 kPa,S2(g)的平衡分压为:=×100 kPa =0.286 kPa,则此时反应a的Kp===0.22;
故答案为: 吸热 ; 20%; 0.22 ; 温度对反应b的影响大于反应a,H2S浓度减小,导致反应a向逆反应方向移动 ;
(4)A.CO2的体积分数是变量,体积分数不再变化,说明达到平衡状态,A符合题意;
B.化学平衡常数K只和温度有关,K不变不能说明达到平衡状态,B不符合题意;
C.达到平衡时正逆反应速率相等,即υ正(NH3)=2υ逆(CO2),C不符合题意;
D.恒容条件下,密度等于气体质量比上气体体积,体积为定值,气体质量是变量,密度也是变量,体系中气体的密度不变时达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:AD;
(5)A点对应的温度为T2,在T2温度下,曲线③对应的尿素的物质的量更多,因此A点不能判断反应达到平衡状态;T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是:温度升高,催化剂活性降低;
故答案为: 不能 ; 温度升高,催化剂活性降低 ;
(6)由电解图可知,生成CO(NH2)2的反应是得电子反应,是还原反应,得到电极反应式为:。
故答案为: ;
【分析】(1)根据 H2S、S、H2的燃烧热写出对应热化学方程式,再利用盖斯定律,通过已知反应的焓变推导 H2S 分解为 S 和 H2的热化学方程式,核心是盖斯定律的应用与燃烧热的热化学方程式书写。
(2) ① 明确反应断键过程需要吸收能量;
②结合催化过程图,确定反应物为 H2S 和 CH3OH,生成物为 CH3SH 和 H2O,写出总反应方程式,核心是反应历程分析与化学方程式书写。
(3) ① 根据 lgKp 随温度的变化趋势,判断反应的热效应(lgKp 增大、Kp 增大,平衡正向移动,为吸热反应);
② 设出 H2S、CH4的起始量,列出两个反应的三段式,结合 S2的收率、H2S 的转化率计算各物质的平衡量,再计算平衡分压,代入 Kp 表达式求解,核心是化学平衡的三段式计算与压强平衡常数的应用。
(4)逐一分析平衡判断依据:CO2体积分数不变说明平衡;K 只与温度有关,K 不变不能说明平衡;平衡时正逆反应速率需满足计量数关系;恒容下密度不变说明气体质量不变,达到平衡,最终选出正确选项,核心是化学平衡状态的判断依据。
(5)① 分析 A 点的温度与曲线对应关系,说明 A 点不能判断平衡;
② 解释 T2℃以上尿素物质的量下降的原因(温度升高、催化剂活性降低),核心是反应速率与平衡的影响因素分析。
(6)根据电解图,确定 NO3-生成 CO(NH2)2为得电子的还原反应,结合电荷守恒、原子守恒配平电极反应式,核心是电解池电极反应式的书写。
(1)根据物质的燃烧热,可得热化学方程式①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) ΔH1=-562.0 kJ/mol;②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.8 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol;根据盖斯定律,将①-②-③,整理可得:H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20.6 kJ/mol;
(2)①过程Ⅰ、Ⅱ为反应物断键吸附在催化剂表面,断键需要吸收能量;
②由题干硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程图可知,该反应的反应物为CH3OH和H2S,生成物为CH3SH和H2O,故总反应方程式可以表示为;
(3)①由题干反应a、b的lgKp在范围内随温度T的变化如图1所示信息可知,随着温度的升高反应a、b的lgKp均增大,即Kp增大,说明反应化学平衡正向移动,故反应a、b均为吸热反应;
②Ⅰ.设充入的H2S、CH4分别为1 mol、1 mol,反应a、b中消耗的H2S分别为x mol、y mol,三段式分析为:,,由图2可知,T1温度下,S2的收率为4%,×100%=4%,可得x=0.04 mol,H2S的转化率为32%,×100%=32%,则y=0.28 mol,H2的收率=×100%=×100%=×100%=20%,此时H2S的平衡分压为:×100 kPa=×100 kPa=9.71 kPa,同理H2的平衡分压为:×100 kPa =×100 kPa=8.57 kPa,S2(g)的平衡分压为:=×100 kPa =0.286 kPa,则此时反应a的Kp===0.22;
(4)A.CO2的体积分数是变量,体积分数不再变化,说明达到平衡状态,A符合题意;
B.化学平衡常数K只和温度有关,K不变不能说明达到平衡状态,B不符合题意;
C.达到平衡时正逆反应速率相等,即υ正(NH3)=2υ逆(CO2),C不符合题意;
D.恒容条件下,密度等于气体质量比上气体体积,体积为定值,气体质量是变量,密度也是变量,体系中气体的密度不变时达到平衡状态,D符合题意;
故选AD;
(5)A点对应的温度为T2,在T2温度下,曲线③对应的尿素的物质的量更多,因此A点不能判断反应达到平衡状态;T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是:温度升高,催化剂活性降低;
(6)由电解图可知,生成CO(NH2)2的反应是得电子反应,是还原反应,得到电极反应式为:。
19.药物奥卡西平的一种合成路线如下:
(1)化合物A的结构简式是   。H的分子式为   。
(2)反应①所需的试剂与条件是   ;B的名称为   。
(3)奥卡西平中含有的官能团有   。
a.酯基 b.酮羰基 c.醛基 d.酰胺基
(4)合成路线中属于还原反应的是   。
a.反应② b.反应③ c.反应④ d.反应⑤
(5)写出符合下列要求的D的任一种同分异构体的结构简式   。
i)含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构
ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,有利于反应正向进行,原因是   。
(7)合成路线中B→C的转化过程是构建碳骨架的常见方法之一。已知:(、为烃基或D结合相关信息,写出B→C的转化路线(无机试剂任选)。   
【答案】(1);C15H12N2O2
(2)浓硫酸,浓硝酸,加热;邻硝基甲苯或2-硝基甲苯
(3)bd
(4)ab
(5)、、(任一种)
(6)NH3与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的结构简式为,由题干合成流程图中H的结构简式可知,H的分子式为C15H12N2O2;
故答案为: ; C15H12N2O2 ;
(2)由分析结合题干合成流程图可知,反应①为发生硝化反应生成等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由分析可知,B为 ,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
故答案为:浓硫酸,浓硝酸,加热 ; 邻硝基甲苯或2-硝基甲苯 ;
(3)奥卡西平的结构简式为 ,含有的官能团有酮羰基和酰胺基;
故答案为: bd ;
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,则属于还原反应的是ab;
故答案为: ab ;
(5)由分析可知,D为 ,符合要求:“含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构;核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1”的D的一种同分异构体分子中,除含有外,还可能含—CH3、—CH=NH或—N=CH2,或H2N—、—CH=CH2,则可能结构简式为:、、 (任写一种);
故答案为:、、(任一种) ;
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,过量的NH3将与反应产物HCl继续反应生成NH4Cl,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是:NH3 与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动;
故答案为: NH3与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动 ;
(7)由信息(R1、R2为烃基或H):可得出,以为原料合成时,应将 中—CH 转化为—CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后氧化为—CHO,最后依据信息进行合成,则由B()→C( )的转化路线为:故答案为: ;
【分析】以甲苯 (A) 为起始原料,经步骤①硝化得到硝基苯 (B),再经多步反应得到含碳碳双键、硝基的二苯并氮杂 类中间体 (C);由A、B的分子式和C的结构简式,可推出A为、B为;步骤②碳碳双键加氢,步骤③用 Fe/HCl 将硝基还原为氨基,得到二氨基中间体;脱氨后得到 D(),再与 COCl2反应引入 - COCl 基团,经 Br2加成生成E(),E再消去 HBr 重新引入碳碳双键得到 F;步骤④与 NH3反应引入酰胺基得到 G(),再经过氧化物环氧化得到 H,最终开环得到奥卡西平,完成合成。
(1)根据合成路线的原料与产物结构,推导 A 的结构简式;结合 H 的结构简式,数出 C、H、N、O 原子个数,确定分子式,核心是有机物结构与分子式的判断。
(2)反应①为甲苯的硝化反应,需确定试剂与条件(浓硫酸、浓硝酸、加热);根据 B 的结构,结合系统命名法确定其名称(邻硝基甲苯或 2 - 硝基甲苯),核心是有机反应条件与有机物命名。
(3)分析奥卡西平的结构简式,识别其中含有的酮羰基、酰胺基两种官能团,核心是官能团的识别。
(4)根据反应中有机物的加氢、去氧等特征判断还原反应:反应①②为还原反应(加氢、硝基还原),反应③为还原反应,反应④为取代反应,反应⑤为氧化反应,最终选出属于还原反应的选项,核心是有机反应类型的判断。
(5)根据限定条件(含联苯结构、苯环氢有四种且个数比 1:1:1:1、含特定基团),书写 D 的同分异构体结构简式,核心是同分异构体的书写。
(6)结合已知反应的可逆性,分析 NH3过量时,与 HCl 反应生成 NH4Cl、降低生成物浓度,使平衡正向移动的原理,核心是化学平衡移动原理的应用。
(7)结合题干信息,将原料中的 —CH3转化为 —CHO(经卤代、水解、氧化),再利用低价钛的反应规律,设计 B 到 C 的合成路线,核心是有机合成路线的设计。
(1)由分析可知,A的结构简式为,由题干合成流程图中H的结构简式可知,H的分子式为C15H12N2O2;
(2)由分析结合题干合成流程图可知,反应①为发生硝化反应生成等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由分析可知,B为 ,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
(3)奥卡西平的结构简式为 ,含有的官能团有酮羰基和酰胺基;
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,则属于还原反应的是ab;
(5)由分析可知,D为 ,符合要求:“含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构;核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1”的D的一种同分异构体分子中,除含有外,还可能含—CH3、—CH=NH或—N=CH2,或H2N—、—CH=CH2,则可能结构简式为:、、 (任写一种);
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,过量的NH3将与反应产物HCl继续反应生成NH4Cl,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是:NH3 与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动;
(7)由信息(R1、R2为烃基或H):可得出,以为原料合成时,应将 中—CH 转化为—CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后氧化为—CHO,最后依据信息进行合成,则由B()→C( )的转化路线为:。
1 / 1四川省眉山市仁寿第一中学校(北校区)2026届高三上学期一模 化学试题
1.“新质生产力”的概念中,“新”的核心在于科技创新,下列有关说法正确的是
A.我国研发的核反应堆华龙一号”以为核燃料,与化学性质不相同
B.奥运“中国制造”的足球植入了芯片,制备芯片的原料是新型无机非金属材料
C.“祝融号”火星车采用我国研发的“正十一烷相变保温系统”,正十一烷属于脂环烃
D.“歼-35”战斗机使用的碳纤维与金刚石互为同素异形体
2.下列有关化学用语或表述正确的是
A.甲醛中键的电子云轮廓图:
B.的同分异构体:
C.的空间结构:
D.溶液中的水合离子:
3.下列生活现象中涉及的原理描述错误的是
  生活现象 原理
A 放映机到银幕间形成光柱 丁达尔效应
B 石墨可用作工业机械润滑剂 石墨层间靠范德华力维系
C 变质的油脂有“哈喇”味 油脂发生氢化反应
D 用生铁铸造下水井盖 生铁硬度大、抗压
A.A B.B C.C D.D
4.物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素之间关联错误的是
选项 性质差异 结构因素
A 熔点: 晶体类型
B 焰色:钠黄色;钾紫色 第一电离能
C 沸点: 分子内、分子间氢键
D 溶解度: 分子极性
A.A B.B C.C D.D
5.D-2-脱氧核糖是生物遗传物质的主要成分,可发生如图转化。下列说法错误的是
A.D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应
B.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程是一个取代反应
C.D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖互为同分异构体
D.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖后,碳原子的杂化方式发生了改变
6.下列反应方程式书写错误的是
A.向含KSCN的稀硝酸溶液中加入铁粉,溶液不变为红色:
B.、在强碱性溶液中反应制备:
C.在无水HF中电解制氟气,阴极反应式:
D.海水提溴中,用二氧化硫的水溶液吸收溴:
7.利用如图所示装置制备SO2并检验其性质。下列说法不正确的是
A.装置①中紫色石蕊溶液变红
B.装置②和④中溶液褪色,均体现SO2的漂白性
C.装置③中出现浑浊,体现SO2的氧化性
D.装置⑤中的试剂可以是NaOH溶液,用于吸收尾气
8.下列实验操作能达到实验目的的是(  )。
选项 实验目的 实验操作
A 比较和溶度积大小 向的硝酸银溶液中先滴加2~3滴浓度为的溶液,再滴加2~3滴相同浓度的KI溶液,观察生成沉淀的颜色
B 探究化学反应是否可逆 向的KI溶液中滴加2滴的溶液,充分反应后,滴入2滴的溶液,观察现象
C 探究浓度对盐类水解平衡的影响 向滴有酚酞的碳酸钠溶液中加入等体积蒸馏水,观察现象
D 比较和酸性强弱 用pH试纸测定溶液和溶液的pH
A.A B.B C.C D.D
9.为短周期主族元素,且原子序数依次递增,的简单阴离子与He原子具有相同的电子层结构,基态原子未成对电子数在所处周期中最多,为其所属周期中原子半径最大的金属元素,的第一电离能大于,且与位于同一周期,同主族。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.氢化物的沸点比较:
C.与Y组成的简单化合物的VSEPR模型为三角锥形
D.X与M可形成离子化合物
10.电解法能同时处理含多种有害物质的废水,以提高处理效率。下图为双极膜电解池中通过电解产生极强的氧化能力的羟基自由基(),来处理含苯酚废水和含甲醛废水的工作原理。已知:双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是
A.M极连接电源负极,电极反应式:
B.双极膜中解离出的透过膜a向N极移动
C.每处理甲醛。理论上消耗双极膜中
D.通电一段时间后,理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为
11.以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
12.烯烃在一定条件下能转化为邻二醇,其机理如图所示。下列说法错误的是
A.转化过程涉及非极性键的断裂与形成
B.转化过程Os元素的化合价会发生改变
C.化合物戊是氧化剂
D.化合物甲是催化剂
13.晶体的一种立方晶胞如图。已知:与O最小间距大于与O最小间距,x、y为整数,两个“○”之间的最短距离为b。下列说法错误的是
A.x=1,y=3
B.周围最近的O原子数目为12
C.图中体心位置“”一定代表
D.晶体的密度为
14.25℃时,向 溶液中不断通入气体(忽略溶液体积变化),浴液中、与的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.该温度下,的
B.点所表示的溶液中:
C.向原溶液中不断通入 气体:
D.的溶液中:
15.某容器中只发生反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)。由下列图像得出的结论不正确的是
A.相同温度下,分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1molX和1molY,tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态,则A中一定达到平衡状态
B.恒容密闭容器中通入一定量的X和Y,反应相同时间,X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的△H<0
C.其他条件相同,改变起始时X的物质的量,平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率:CD.其他条件相同,反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b16.高纯碳酸锰常用于制造通讯器材,以贫软锰矿(主要成分是,含有、、、、等杂质))和黄铁矿()为原料,制备高纯碳酸锰的工艺流程如下。
已知:①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
金属离子
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.3 10.6 8.8 9.6
沉淀完全的pH 5.2 2.8 8.3 12.6 10.8 11.6
②常温下,、、的溶度积分别为、、。
(1)为了加快“酸浸”速率,可采取的措施是   (任答一条即可),已知“滤渣①”中不含单质硫,写出“酸浸”时与反应的化学方程式:   。
(2)“中和净化”中调节溶液的pH范围为   ;“二次净化”后溶液中的,则   。
(3)“沉锰”中溶液浓度对纯度、产率的影响如图所示,应选择的浓度为   ,得到纯净碳酸锰的“系列操作”包括   。
(4)纯净碳酸锰溶于硫酸后再进行电解制备锰,装置如图所示,进入阳极区发生副反应生成造成资源浪费,该副反应的电极反应为   。
(5)硼酸可由三卤化硼水解制备,机理如下图。
从结构的角度解释水解反应很难进行的原因   。
(6)砷化镓是一种立方晶系如图甲所示,将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示,砷化镓的晶胞参数为x pm,密度为。
则①砷化镓中配位键的数目是   。
②Ga和As的最近距离是   。
③Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为   。
④沿体对角线a→b方向投影图如丙,若As的位置为7、9、11、13,则c(在甲图中位于面心)的位置在丙图中   处。
17.为深蓝色晶体,可溶于水,难溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂。某小组在实验室制备该晶体并检验其纯度。
【制备晶体】利用图1装置(部分夹持装置略)制备晶体。
(1)仪器X的名称为   。
(2)A装置中发生反应的化学反应方程式为   。
(3)使用长颈漏斗将A装置产生的气体持续通入B装置中,而不使用长导管通入的原因是   。
(4)向B装置硫酸铜溶液中持续通入A装置产生的气体,并不断搅拌,可观察到的现象为   。
(5)反应后,向B中溶液继续滴加95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。请从结构的视角解释加乙醇的目的是   。
【测定纯度】将(相对分子质量为)样品溶于水,并加入过量NaOH,通入高温水蒸气,将样品产生的氨全部蒸出。先用稀盐酸吸收蒸出的氨。再利用图2装置(夹持装置略),用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定剩余的HCl,消耗V2mL NaOH溶液。
(6)接近滴定终点时,一般采用“半滴法操作”。即将悬挂在滴定管尖嘴处的NaOH溶液   (填实验操作),随即用洗瓶冲洗锥形瓶内壁。
(7)样品中的质量分数的表达式为   (用、、、表示)。
(8)对某次粗产品()进行热重分析,结果如下图所示。时失去全部结晶水及部分;时产物为,则   ;阶段反应的化学方程式为   。
18.石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢,H2S的回收利用具有重要意义。
(1)已知相关物质的燃烧热如下表:
物质 H2S(g) S(s) H2(g)
燃烧热/(kJ·mol-1) -562.0 -296.8 -285.8
则    。
(2)硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程如图:
①过程Ⅰ、Ⅱ均需要   (填“吸收”或“放出”)能量。
②总反应方程式可以表示为   。
(3)H2S和CH4的重整制氢涉及的反应如下:
a.
b.
①设Kp为压力平衡常数(其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用分压代替浓度。)反应a、b的lgKp在400~1000℃范围内随温度T的变化如图1所示,反应a、b均为   反应。(填“吸热”或“放热”)
②在恒压100kPa下按组成为通入混合气体,测得平衡状态下H2、S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如图2所示。
已知:H2的收率,的收率
Ⅰ.计算T1温度下H2的收率   ,此时反应a的Kp=   kPa(保留2位有效数字)。
Ⅱ.从800℃升温到1000℃过程中,反应a平衡向逆反应方向移动的原因   。
(4)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和合成尿素,下列能说明反应已经达到平衡状态的是___________。
A.的体积分数不再变化 B.化学平衡常数K不变
C. D.体系中气体的密度不变
(5)图中使用不同催化剂①,②,③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,能否判断A点已达平衡状态?   (选填“能”或“不能”);以上曲线②下降的原因可能是   。
(6)常温常压下,向一定浓度的中通入至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示,电解过程中生成尿素的电极反应式为   。
19.药物奥卡西平的一种合成路线如下:
(1)化合物A的结构简式是   。H的分子式为   。
(2)反应①所需的试剂与条件是   ;B的名称为   。
(3)奥卡西平中含有的官能团有   。
a.酯基 b.酮羰基 c.醛基 d.酰胺基
(4)合成路线中属于还原反应的是   。
a.反应② b.反应③ c.反应④ d.反应⑤
(5)写出符合下列要求的D的任一种同分异构体的结构简式   。
i)含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构
ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,有利于反应正向进行,原因是   。
(7)合成路线中B→C的转化过程是构建碳骨架的常见方法之一。已知:(、为烃基或D结合相关信息,写出B→C的转化路线(无机试剂任选)。   
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】同素异形体;元素、核素;烷烃
【解析】【解答】A、235U 与236U 互为同位素,核外电子排布相同,化学性质几乎完全相同,A 错误;B、芯片的主要原料是晶体硅,属于新型无机非金属材料,B 正确;
C、正十一烷是链状烷烃,属于链烃(脂肪烃),不含环状结构,不属于脂环烃,C 错误;
D、碳纤维的主要成分是碳的单质,与金刚石互为同素异形体,但碳纤维是混合物,严格意义上不互为同素异形体,D 错误;
故答案为 B。
[【分析】本题解题要点:
同位素的化学性质由核外电子排布决定,质子数相同则化学性质几乎相同;
芯片原料硅属于新型无机非金属材料;
正十一烷为链状饱和烃,属于脂肪烃,非脂环烃;
同素异形体是同种元素形成的不同单质,碳纤维为混合物,不满足定义。
2.【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A、甲醛分子中 C 原子采取 sp2 杂化,C=O 双键含 1 个 σ 键和 1 个 π 键,π 键的电子云轮廓图为垂直于分子平面的纺锤形,图示正确,A 正确;
B、CH2Cl2是四面体结构,不存在同分异构体,图示的两种结构为同一种物质,B 错误;
C、BCl3中 B 原子价层电子对数为 ,无孤电子对,空间结构为平面三角形,图示为三角锥形(对应 NH3等结构),C 错误;
D、NaCl 溶液中,Na+带正电,水合离子中水分子的 O 原子(带负电)朝向 Na+;Cl-带负电,水合离子中水分子的 H 原子(带正电)朝向 Cl-,图示朝向错误,D 错误;
故答案为 A。
【分析】本题解题要点:
甲醛 π 键电子云轮廓图:sp2 杂化的 C 原子形成的 π 键,电子云垂直于 σ 键所在平面,轮廓图为上下对称的纺锤形;
CH2Cl2的结构:甲烷的氯代物为四面体结构,任意两个顶点相邻,无同分异构体;
BCl3的空间结构:中心 B 原子无孤电子对,为平面正三角形,键角 120°;
水合离子的结构:阳离子吸引水分子的 O 端,阴离子吸引水分子的 H 端。
3.【答案】C
【知识点】化学科学的主要研究对象;化学键和分子间作用力的区别;胶体的性质和应用;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、放映机到银幕间的光柱是胶体的丁达尔效应,A正确;
B、石墨层间依靠范德华力维系,层间易滑动,可用作润滑剂,B正确;
C、变质的油脂有 “哈喇” 味,是油脂发生氧化反应,而非氢化反应,C错误;
D、生铁硬度大、抗压,可用于铸造下水井盖,D正确;
故答案为:C
【分析】本题解题要点:
胶体性质:丁达尔效应是胶体特有的光学现象;
石墨结构:层状结构中层间作用力为范德华力,具有润滑性;
油脂变质原理:油脂的不饱和键被氧化,产生异味;
合金特性:生铁含碳量高,硬度大、抗压性能好。
4.【答案】B
【知识点】分子晶体;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响;焰色反应
【解析】【解答】A、NaCl 为离子晶体,微粒间作用力为离子键;SiCl4为分子晶体,微粒间作用力为范德华力,离子键远强于范德华力,故熔点 NaCl > SiCl4,A正确;B、焰色是原子中的电子从激发态跃迁回基态时释放的光,与元素的电子层结构有关,和第一电离能无关联,B错误;
C、邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力更强,沸点更高,故沸点: ,C正确;
D、O2为非极性分子,O3为极性分子,根据 “相似相溶” 原理,极性分子 O3在水中的溶解度大于非极性分子 O2,故溶解度 O2 < O3,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
晶体熔点与晶体类型的关系:离子晶体熔点远高于分子晶体;
焰色反应的本质:电子跃迁产生的特征光谱,与第一电离能无关;
氢键对沸点的影响:分子间氢键使沸点升高,分子内氢键使沸点降低;
溶解度与分子极性的关系:相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂水。
5.【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;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】A.D-2-脱氧核糖含有羟基,能与羧酸发生取代反应,羟基所连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,可以发生取代反应,也能被氧化,即D-2-脱氧核糖可发生取代、消去、氧化反应,故A正确;
B.D-2-脱氧核糖转化为β-D-2-脱氧核糖的过程分子内醛基与羟基发生加成反应形成环状结构,并非取代反应,故B错误;
C.D-2-脱氧核糖与β-D-2-脱氧核糖的分子式均为C5H10O4,结构式不同,互为同分异构体,故C正确;
D.D-2-脱氧核糖中含有醛基碳原子的杂化方式为sp2,其他饱和碳原子采用sp3杂化,β-D-2脱氧核糖中都是饱和碳原子,碳原子的杂化方式只有sp3,D-2-脱氧核糖转化为β-D-2脱氧核糖后,碳原子的杂化方式改变,故D正确;
答案选B。
【分析】A.D-2-脱氧核糖含有羟基和醛基,具有醇和醛的性质;
B.该过程中醛基与羟基发生加成反应形成环状结构;
C.分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D.双键碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化。
6.【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A.向含KSCN的稀硝酸溶液中加入铁粉,溶液不变为红色,说明Fe过量,将硝酸铁还原为硝酸亚铁,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为,故A正确;
B.将氧化为,自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为,B正确;
C.在无水HF中电解KHF2制氟气,阳极发生氧化反应生成F2,在阴极得电子生成氢气和F-,则阴极反应式为,故C正确;
D.用二氧化硫的水溶液吸收溴,溴具有强氧化性,SO2具有还原性,被溴氧化为硫酸根离子,Br2被还原为Br-,反应的离子方程式为:,D错误;
答案选D。
【分析】A.Fe3+遇KSCN变为血红色;
B.根据得失电子守恒和质量守恒书写离子方程式;
C.阴极发生得电子的还原反应;
D.二氧化硫和溴发生氧化还原反应。
7.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.70%的硫酸和Na2SO3发生反应生成Na2SO4、H2O和SO2。SO2是一种酸性氧化物,溶于水生成H2SO3,可使紫色石蕊变红,A项正确;
B.SO2能使品红褪色,是因为SO2具有漂白作用;SO2具有还原性,能与酸性KMnO4发生氧化还原反应,从而使酸性KMnO4溶液褪色。装置②和④中溶液褪色,原理不同,B项错误;
C.SO2与H2S发生反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,所以装置③中出现浑浊,该过程中SO2中的S元素化合价降低,被还原,体现了SO2的氧化性,C项正确;
D.SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,不能直接排放到空气中,SO2能与NaOH发生反应,故可以通过NaOH溶液来吸收尾气,D项正确;
故答案为:B。
【分析】70%的硫酸和Na2SO3发生反应生成二氧化硫,SO2是一种酸性氧化物,故①中石蕊变色,二氧化硫具有漂白性,②中品红褪色,③中硫化氢与二氧化硫反应生成单质硫,为淡黄色沉淀,④高锰酸钾与二氧化硫反应,褪色,最后高锰酸钾吸收多余二氧化硫,防止污染空气。
8.【答案】B
【知识点】化学反应的可逆性;盐类水解的原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;酸的通性
【解析】【解答】A.向1mL0.1mol/L的硝酸银溶液中先滴加2~3滴浓度为0.1mol/L的NaCl溶液,发生反应Ag+ +Cl-=AgCl产生白色沉淀,由于NaCl不足,硝酸银有剩余,再滴加2~3滴相同浓度的KI溶液,发生反应Ag++I-=AgI产生黄色沉淀,黄色沉淀的生成不能证明是AgCl白色沉淀转化生成的,故不能比较AgI和AgCl溶度积大小,A错误;
B.Fe3+与I-发生氧化还原反应:2Fe3++2I-I2+2Fe2+,c(I-)过量,c(Fe3+)不足, 充分反应后,滴入2滴0.1mol/L的KSCN溶液 ,若溶液变红,可以证明Fe3+与I-是可逆反应,B正确;
C.CO32-在水中水解:CO32-+H2OHCO3-+OH-,加酚酞溶液变红,向碳酸钠溶液中加水,溶液碱性减弱,溶液由红色变为浅红色,不能说明平衡的移动方向,B错误;
D.NaClO溶液具有强氧化性会使pH试纸褪色,不能测定该溶液pH值,且NaClO溶液和CH3COONa溶液未知,不能比较酸性强弱,D错误;
答案:B
【分析】A.硝酸银过量,均生成沉淀,不是沉淀的转发,无法比较AgI和AgCl溶度积大小;
B.c(Fe3+)不足,滴入2滴0.1mol/L的KSCN溶液 ,若溶液变红,可以证明Fe3+与I-是可逆反应;
C.CO32-在水中水解显碱性,加水促进水解,但加水稀释c(OH-)减小,溶液由红色变为浅红色,不能说明平衡的移动方向;
D..NaClO溶液具有强氧化性会使pH试纸褪色,不能测定该溶液pH值,且NaClO溶液和CH3COONa溶液未知,不能比较酸性强弱。
9.【答案】D
【知识点】原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、离子半径比较遵循 “电子层越多半径越大,电子层结构相同时核电荷数越小半径越大”,因此半径顺序为 H+ < O2- < N3- < S2-,A 错误;
B、O、N、S 的氢化物存在多种形式(如 H2O、H2O2;NH3、N2H4;H2S 等),未限定 “简单氢化物” 时无法直接比较稳定性,B 错误;
C、NH3的 VSEPR 模型为四面体形,其分子空间结构为三角锥形,二者不能混淆,C 错误;
D、H 与 Na 形成的 NaH,由 Na+和 H-构成,属于离子化合物,D 正确;
故答案选 D。
【分析】X 的简单阴离子与 He 等电子(含 2 个电子),因此 X 为 H;短周期中基态未成对电子数最多的元素为 N(3 个未成对电子),且 N 与 Z 同周期、第一电离能大于 Z,故 Z 为 O;第三周期原子半径最大的金属元素为 Na,因此 M 为 Na;O 与 W 同主族且原子序数 W 大于 M,故 W 为 S,最终确定元素为 H、N、O、Na、S。
10.【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、M 极上 O2转化为 OH,O 元素化合价降低,发生还原反应,故 M 极为阴极,连接电源负极;电极反应式为 ,A 正确;
B、N 极为阳极,电解池中阴离子向阳极移动,双极膜中 H2O 解离出的 OH-透过膜 a 向 N 极移动,B 正确;
C、3.0g 甲醛的物质的量为 0.1mol,甲醛被 OH 氧化为 CO2,C 元素从 0 价升至 + 4 价,0.1mol 甲醛转移 0.4mol 电子;双极膜解离的 H+、OH-参与反应,每解离 1mol H2O 转移 1mol 电子,故转移 0.4mol 电子时消耗 0.4mol H2O,C 正确;
D、1mol 苯酚生成转移 28mol 电子;1mol 甲醛转移 4mol 电子。根据电子守恒,生成 CO2的物质的量之比等于转移电子数之比,即,D错误;
故答案为 D。
【分析】本题解题要点:
电极判断与反应:根据 O2得电子生成 OH 的还原反应,确定 M 极为阴极;结合电荷移动规律,判断 OH-向阳极 N 极移动。
电子守恒计算:计算甲醛氧化时的转移电子数,结合双极膜解离水的电子转移关系,推导水的消耗量。
产物量比计算:结合电子守恒,计算苯酚与甲醛生成 CO2的物质的量之比。
11.【答案】B
【知识点】镁、铝的重要化合物;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.根据题给信息①,"焙烧"确实能够改变Al2O3的结构,提高其在酸中的溶解性,A选项正确;
B.若使用硫酸代替盐酸进行"酸溶",会引入杂质离子,不利于制备纯净的碱式氯化铝,B选项错误;
C."蒸发浓缩"和"稀释"操作都能有效降低溶液中HCl的浓度,从而将pH调节至4.2~4.5的适宜范围,促进碱式氯化铝的沉降,C选项正确;
D.碱式氯化铝水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用,可用于水处理净化,D选项正确;
故答案为:B
【分析】高岭土的主要成分包括Al2O3、SiO2和H2O。通过"焙烧"处理可以改变Al2O3的晶体结构,使其更易溶于酸。随后用盐酸进行"酸溶"处理,此时SiO2不溶解,经过过滤后得到含有AlCl3的滤液。通过蒸发浓缩和加水稀释来调节HCl浓度,将溶液pH控制在4.2~4.5范围内,最终可沉降得到碱式氯化铝。据此结合选项分析。
12.【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性键和非极性键;氧化还原反应
【解析】【解答】A、转化过程中,断裂的是烯烃中的碳碳双键(含非极性键),但形成的均为极性键(如 C-O、O-H 等),无新的非极性键生成,A 错误;B、Os 元素在甲、丙、丁等化合物中,化合价发生了变化,B 正确;
C、戊将丁还原为甲,自身被还原为己,戊中 N 元素化合价降低,作氧化剂,C 正确;
D、甲在反应中参与循环,最终又生成,反应前后性质和质量不变,作催化剂,D 正确;
故答案为 A。
【分析】本题解题要点:
非极性键的判断:同种原子间形成的共价键为非极性键,反应中仅断裂烯烃的碳碳非极性键,无新非极性键形成;
化合价变化:Os元素在不同含 Os 化合物中,成键情况不同,化合价发生改变;
氧化剂判断:反应中 N 元素化合价降低的物质作氧化剂;
催化剂判断:反应前后循环出现、质量和化学性质不变的物质为催化剂。
13.【答案】D
【知识点】离子晶体;晶胞的计算
【解析】【解答】A、黑球占据立方体的8个顶点,每个顶点贡献1/8个原子,因此黑球数量为。白球位于6个面心,每个面心贡献1/2个原子,白球数量为。符号代表体心位置的1个原子。根据化合价平衡原则,推导出化学式为,对应x=1,y=3,A选项正确。B、通过比较原子间距可以确定黑球代表Al原子,白球代表O原子。每个Al原子被8个晶胞共享,每个晶胞贡献3个面,而每2个面会重叠计算,因此每个Al原子周围O原子数为,B选项正确。
C、结合B选项的分析,体心位置符号必定代表Co原子,C选项正确。
D、已知两个白球间距为b nm,设晶胞边长为2a nm。根据几何关系可得:,推导出,边长。晶胞体积。密度计算公式为。D选项错误。
故答案为:D
【分析】A、根据均摊法确定原子个数比。
B、 与O最小间距大于与O最小间距,则黑球为Al,白球为O。以顶点Al原子为中心,与之距离最近的O原子位于面心,据此计算。
C、黑球为Al、白球为O,则一定为Co。
D、根据公式计算晶胞密度。
14.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.W点,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),此时pH=4.75,c(H+)=10-4.75mol/L,则醋酸的电离常数Ka==c(H+)=10-4.75,故A正确;
B.W点溶液中c(H+)=10-4.75 mol·L-1,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100mol/L,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.050 mol·L-1,则c(H+)c(Cl-),故B错误;
C.向原溶液中通入0.1 mol HCl气体,由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)及c(Cl-)=c(Na+)=0.100 mol·L-1,可得c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故C正确;
D.的溶液中 ,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1,联立两式可得c(Na+)+c(H+)-c(OH-)-c(Cl-)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.100 mol·L-1,故D正确;
故选B。
【分析】A.W点,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),根据Ka==c(H+),结合pH计算;
B.根据电荷守恒分析;
C.根据电荷守恒分析;
D.根据电荷守恒和物料守恒分析。
15.【答案】C
【知识点】反应热和焓变;化学反应的可逆性;化学平衡移动原理;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、A 容器体积小于 B,初始压强 A > B。压强越大反应速率越快,达到平衡的时间越短。当 B 达到平衡时,速率更快的 A 必然已达到平衡,A正确;
B、图乙中,X 转化率随温度升高先增后减。最高点前未达平衡(升温速率加快使转化率提高),最高点后为平衡状态(升温转化率下降,说明平衡逆向移动)。逆反应吸热,则正反应放热(ΔH < 0),B正确;
C、增加 X 的物质的量,可促进 Y 的转化(提高 Y 的转化率)。图丙中 X 起始量 A B > C,C错误;
D、图丁中压强增大瞬间,v逆 > v正,平衡逆向移动,说明逆反应方向气体体积减小。因此反应式中反应物总系数小于生成物总系数(a + b < c),D正确;
故答案为:C。
【分析】A.比较不同压强下反应达到平衡的先后顺序。
B.根据温度对转化率的影响判断反应热。
C.分析反应物用量对其他反应物转化率的影响。
D.根据压强对正逆反应速率的影响判断气体体积变化。
16.【答案】(1)将矿石粉碎,加热,适当地增加硫酸浓度,充分搅拌等;15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O
(2)8.3≤pH<8.8;0.8
(3)7.5%;过滤,洗涤和干燥
(4)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
(5)碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻
(6);;4;11
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)为了加快“酸浸”速率,可以选择加热升高温度、将矿石粉碎增大接触面积、充分搅拌或适当增加硫酸浓度等方法;已知“滤渣①”中不含单质硫,MnO2与FeS2、稀硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸锰、硫酸铁和水,反应方程式为15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O。
故答案为: 将矿石粉碎,加热,适当地增加硫酸浓度,充分搅拌等 ; 15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O ;
(2)“中和净化”的目的是除去、、等杂质离子,同时避免沉淀,根据表中数据,、、完全沉淀的pH分别为2.8、5.2、8.3,而开始沉淀的pH为8.8,故应调节溶液的pH范围为;二次净化后溶液中只剩Mn2+,溶液中的,则,故。
故答案为: 8.3≤pH<8.8 ; 0.8 ;
(3)根据“沉锰”中NH4HCO3溶液浓度对纯度,产率的影响示意图可知,当产率最高时,碳酸氢铵溶液浓度为7.5%;想得到纯净的碳酸锰时,应过滤、洗涤、干燥。
故答案为: 7.5% ; 过滤,洗涤和干燥 ;
(4)根据装置图可知左侧为阳极,右侧为阴极,Mn2+进入阳极区发生氧化反应生成MnO2,电极反应为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
故答案为: Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ ;
(5)如图所示,三卤化硼水解包括两个步骤:水分子加成和HX消去,由于B存在空轨道、水中的氧原子存在孤电子对,因此可以发生水分子与三卤化硼的加成反应,而四氯化碳中碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻,故水解反应很难进行。
故答案为: 碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻 ;
(6)①由甲可知,一个晶胞中Ga位于顶点和面心,其个数为,As位于晶胞中,其个数为4,则砷化镓的化学式为GaAs,砷化镓中砷提供孤电子对,镓提供空轨道形成配位键,平均1个GaAs配位键的数目为1,则1 mol砷化镓中配位键的数目是NA。
②由砷化镓晶胞结构可知,Ga和As的最近距离为晶胞体对角线的,Ga和As的最近距离是;
③由乙晶胞结构可知,Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为4;
④甲中d原子()在丙中位置为11,c、d连线与a、b连线平行,则在丙中c与d重合,则c在丙中处于11处。
故答案为: ; ;4;11;
【分析】贫软锰矿的主要成分为 MnO2,同时含有 SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO 等杂质,还混有黄铁矿 (FeS2)。用稀硫酸进行酸浸时,MnO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO 以及 FeS2会发生反应溶解,溶液中生成 Mn2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子;而 SiO2不与稀硫酸反应,以固体形式存在,因此滤渣①的成分为 SiO2。
后续处理中,先加入石灰乳调节溶液 pH,使部分金属离子以氢氧化物形式沉淀除去;再加入 MnF2进行二次净化,进一步沉淀 Ca2+、Mg2+等杂质离子;最后向净化后的含 Mn2+溶液中加入碳酸氢铵,使 Mn2+转化为碳酸锰沉淀,经过滤、洗涤、干燥等操作,即可得到纯净的碳酸锰产品。
(1)围绕加快酸浸速率的影响因素,从升温、粉碎矿石、搅拌、增大硫酸浓度等角度选取措施;再根据 MnO2与 FeS2在稀硫酸中的氧化还原反应,配平化学方程式,核心是反应速率影响规律与氧化还原反应配平原理。
(2)结合离子沉淀的 pH 数据,确定中和净化的 pH 范围(使 Fe3+、Al3+、Fe2+完全沉淀,同时避免 Mn2+沉淀);再利用溶度积常数 Ksp (MgF2) 计算 F-浓度,结合 Ksp (MnF2) 求解 Mn2+浓度,核心是沉淀溶解平衡的计算与 pH 控制原理。
(3)根据 NH4HCO3浓度对产率、纯度的影响图像,确定产率最高时的 NH4HCO3浓度;再明确沉锰后获得纯净碳酸锰的操作(过滤、洗涤、干燥),核心是图像分析与物质分离提纯操作。
(4)根据电解池电极判断,确定阳极发生 Mn2+的氧化反应,结合电荷守恒与原子守恒配平电极反应式,核心是电解池阳极反应的书写规律。
(5)分析三卤化硼的水解机理,从 B 原子的空轨道、水分子的孤电子对角度,解释三卤化硼易水解、CCl4难水解的原因,核心是化学键与原子结构对水解反应的影响规律。
(6) ①通过均摊法计算晶胞中 Ga、As 原子个数,确定 GaAs 的化学式;再分析配位键的形成(As 提供孤电子对、Ga 提供空轨道),计算 1mol GaAs 中配位键的数目,核心是晶胞均摊法与配位键的判断。
②根据晶胞结构,确定 Ga 与 As 的最近距离为晶胞体对角线的 1/4,结合晶胞边长计算距离,核心是晶胞空间距离的分析方法。
③根据 Mn 掺杂的晶胞结构,数出与 Mn 最近且等距离的 As 原子数目,核心是晶胞中原子配位数的判断。
④结合晶胞投影图的坐标关系,根据 c、d 连线与 a、b 连线平行的条件,确定 c 在投影图中的位置,核心是晶胞投影的坐标对应关系。
(1)为了加快“酸浸”速率,可以选择加热升高温度、将矿石粉碎增大接触面积、充分搅拌或适当增加硫酸浓度等方法;已知“滤渣①”中不含单质硫,MnO2与FeS2、稀硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸锰、硫酸铁和水,反应方程式为15MnO2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O。
(2)“中和净化”的目的是除去、、等杂质离子,同时避免沉淀,根据表中数据,、、完全沉淀的pH分别为2.8、5.2、8.3,而开始沉淀的pH为8.8,故应调节溶液的pH范围为;二次净化后溶液中只剩Mn2+,溶液中的,则,故。
(3)根据“沉锰”中NH4HCO3溶液浓度对纯度,产率的影响示意图可知,当产率最高时,碳酸氢铵溶液浓度为7.5%;想得到纯净的碳酸锰时,应过滤、洗涤、干燥。
(4)根据装置图可知左侧为阳极,右侧为阴极,Mn2+进入阳极区发生氧化反应生成MnO2,电极反应为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
(5)如图所示,三卤化硼水解包括两个步骤:水分子加成和HX消去,由于B存在空轨道、水中的氧原子存在孤电子对,因此可以发生水分子与三卤化硼的加成反应,而四氯化碳中碳原子价层无空轨道,不能接受水的进攻,故水解反应很难进行。
(6)①由甲可知,一个晶胞中Ga位于顶点和面心,其个数为,As位于晶胞中,其个数为4,则砷化镓的化学式为GaAs,砷化镓中砷提供孤电子对,镓提供空轨道形成配位键,平均1个GaAs配位键的数目为1,则1 mol砷化镓中配位键的数目是NA。
②由砷化镓晶胞结构可知,Ga和As的最近距离为晶胞体对角线的,Ga和As的最近距离是;
③由乙晶胞结构可知,Mn掺杂到砷化镓晶体中,和Mn最近且等距离的As的数目为4;
④甲中d原子()在丙中位置为11,c、d连线与a、b连线平行,则在丙中c与d重合,则c在丙中处于11处。
17.【答案】恒压滴液漏斗;;防倒吸;先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色;降低溶剂的极性,利于结晶析出;轻轻靠一下锥形瓶内壁;(或其他合理形式);1;
【知识点】配合物的成键情况;氨的实验室制法;蒸发和结晶、重结晶;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)图中X为恒压滴液漏斗。
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(2)A为实验室加热氯化铵和熟石灰制氨气的反应:。
故答案为: ;
(3)氨气极易溶于水,若倒吸,液体进入长颈漏斗后,因重力作用会回落,可防止倒吸。
故答案为:防止倒吸;
(4)氨气少量时生成蓝色沉淀,氨气过量后沉淀溶解,生成深蓝色的配离子。
故答案为: 先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色 ;
(5)根据相似相溶原理,离子型极性化合物易溶于极性溶剂,加入乙醇降低溶剂极性,利于结晶析出。
故答案为: 降低溶剂的极性,利于结晶析出 ;
(6)半滴操作的规范为:将尖嘴处的半滴溶液靠在锥形瓶内壁,使其流入瓶中,再冲洗内壁。
故答案为: 轻轻靠一下锥形瓶内壁 ;
(7),剩余,故,,质量为,质量分数为。
故答案为:(或其他合理形式) ;
(8)最终产物为,质量,,故样品物质的量为,样品摩尔质量,则,解得;时固体质量为,失去全部结晶水和部分,剩余固体摩尔质量为,组成为,故阶段该物质分解得到和,反应的方程式为。
故答案为:1; ;
【分析】(1)根据仪器的结构特征,识别 X 为恒压滴液漏斗,核心是常见实验仪器的辨识。
(2)依据实验室制氨气的反应原理,写出氯化铵与熟石灰加热反应的化学方程式,核心是实验室气体制备的反应规律。
(3)结合氨气极易溶于水的性质,分析长颈漏斗的防倒吸原理(倒吸液体因重力回落),核心是实验安全装置的原理分析。
(4)根据氨气与铜离子的反应规律,分析氨气少量和过量时的现象(先生成 Cu(OH)2沉淀,后沉淀溶解生成深蓝色配离子),核心是配位化合物的形成规律。
(5)利用相似相溶原理,分析加入乙醇降低溶剂极性,促进 [Cu(NH3)4] SO4 H2O 结晶析出的原理,核心是溶解度与溶剂极性的关系。
(6)明确滴定实验中半滴操作的规范步骤,核心是滴定实验的操作要点。
(7)通过 HCl 的总物质的量与剩余物质的量,计算 NH3的物质的量;再结合配合物中 NH3的个数,计算配合物的物质的量、质量,最终推导质量分数的表达式,核心是滴定法的定量计算与物质的量守恒。
(8)根据 400℃产物 CuSO4的质量,计算样品的物质的量;再通过样品摩尔质量计算结晶水个数 x;结合 200℃固体的摩尔质量,分析分解产物,写出 250~400℃的分解反应方程式,核心是热重分析的定量计算与分解反应的推导。
18.【答案】(1)
(2)吸收;
(3)吸热;20%;0.22;温度对反应b的影响大于反应a,H2S浓度减小,导致反应a向逆反应方向移动
(4)A;D
(5)不能;温度升高,催化剂活性降低
(6)
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用;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】(1)根据物质的燃烧热,可得热化学方程式①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) ΔH1=-562.0 kJ/mol;②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.8 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol;根据盖斯定律,将①-②-③,整理可得:H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20.6 kJ/mol;
故答案为: ;
(2)①过程Ⅰ、Ⅱ为反应物断键吸附在催化剂表面,断键需要吸收能量;
②由题干硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程图可知,该反应的反应物为CH3OH和H2S,生成物为CH3SH和H2O,故总反应方程式可以表示为;
故答案为: 吸收 ;;
(3)①由题干反应a、b的lgKp在范围内随温度T的变化如图1所示信息可知,随着温度的升高反应a、b的lgKp均增大,即Kp增大,说明反应化学平衡正向移动,故反应a、b均为吸热反应;
②Ⅰ.设充入的H2S、CH4分别为1 mol、1 mol,反应a、b中消耗的H2S分别为x mol、y mol,三段式分析为:,,由图2可知,T1温度下,S2的收率为4%,×100%=4%,可得x=0.04 mol,H2S的转化率为32%,×100%=32%,则y=0.28 mol,H2的收率=×100%=×100%=×100%=20%,此时H2S的平衡分压为:×100 kPa=×100 kPa=9.71 kPa,同理H2的平衡分压为:×100 kPa =×100 kPa=8.57 kPa,S2(g)的平衡分压为:=×100 kPa =0.286 kPa,则此时反应a的Kp===0.22;
故答案为: 吸热 ; 20%; 0.22 ; 温度对反应b的影响大于反应a,H2S浓度减小,导致反应a向逆反应方向移动 ;
(4)A.CO2的体积分数是变量,体积分数不再变化,说明达到平衡状态,A符合题意;
B.化学平衡常数K只和温度有关,K不变不能说明达到平衡状态,B不符合题意;
C.达到平衡时正逆反应速率相等,即υ正(NH3)=2υ逆(CO2),C不符合题意;
D.恒容条件下,密度等于气体质量比上气体体积,体积为定值,气体质量是变量,密度也是变量,体系中气体的密度不变时达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:AD;
(5)A点对应的温度为T2,在T2温度下,曲线③对应的尿素的物质的量更多,因此A点不能判断反应达到平衡状态;T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是:温度升高,催化剂活性降低;
故答案为: 不能 ; 温度升高,催化剂活性降低 ;
(6)由电解图可知,生成CO(NH2)2的反应是得电子反应,是还原反应,得到电极反应式为:。
故答案为: ;
【分析】(1)根据 H2S、S、H2的燃烧热写出对应热化学方程式,再利用盖斯定律,通过已知反应的焓变推导 H2S 分解为 S 和 H2的热化学方程式,核心是盖斯定律的应用与燃烧热的热化学方程式书写。
(2) ① 明确反应断键过程需要吸收能量;
②结合催化过程图,确定反应物为 H2S 和 CH3OH,生成物为 CH3SH 和 H2O,写出总反应方程式,核心是反应历程分析与化学方程式书写。
(3) ① 根据 lgKp 随温度的变化趋势,判断反应的热效应(lgKp 增大、Kp 增大,平衡正向移动,为吸热反应);
② 设出 H2S、CH4的起始量,列出两个反应的三段式,结合 S2的收率、H2S 的转化率计算各物质的平衡量,再计算平衡分压,代入 Kp 表达式求解,核心是化学平衡的三段式计算与压强平衡常数的应用。
(4)逐一分析平衡判断依据:CO2体积分数不变说明平衡;K 只与温度有关,K 不变不能说明平衡;平衡时正逆反应速率需满足计量数关系;恒容下密度不变说明气体质量不变,达到平衡,最终选出正确选项,核心是化学平衡状态的判断依据。
(5)① 分析 A 点的温度与曲线对应关系,说明 A 点不能判断平衡;
② 解释 T2℃以上尿素物质的量下降的原因(温度升高、催化剂活性降低),核心是反应速率与平衡的影响因素分析。
(6)根据电解图,确定 NO3-生成 CO(NH2)2为得电子的还原反应,结合电荷守恒、原子守恒配平电极反应式,核心是电解池电极反应式的书写。
(1)根据物质的燃烧热,可得热化学方程式①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) ΔH1=-562.0 kJ/mol;②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.8 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol;根据盖斯定律,将①-②-③,整理可得:H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20.6 kJ/mol;
(2)①过程Ⅰ、Ⅱ为反应物断键吸附在催化剂表面,断键需要吸收能量;
②由题干硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程图可知,该反应的反应物为CH3OH和H2S,生成物为CH3SH和H2O,故总反应方程式可以表示为;
(3)①由题干反应a、b的lgKp在范围内随温度T的变化如图1所示信息可知,随着温度的升高反应a、b的lgKp均增大,即Kp增大,说明反应化学平衡正向移动,故反应a、b均为吸热反应;
②Ⅰ.设充入的H2S、CH4分别为1 mol、1 mol,反应a、b中消耗的H2S分别为x mol、y mol,三段式分析为:,,由图2可知,T1温度下,S2的收率为4%,×100%=4%,可得x=0.04 mol,H2S的转化率为32%,×100%=32%,则y=0.28 mol,H2的收率=×100%=×100%=×100%=20%,此时H2S的平衡分压为:×100 kPa=×100 kPa=9.71 kPa,同理H2的平衡分压为:×100 kPa =×100 kPa=8.57 kPa,S2(g)的平衡分压为:=×100 kPa =0.286 kPa,则此时反应a的Kp===0.22;
(4)A.CO2的体积分数是变量,体积分数不再变化,说明达到平衡状态,A符合题意;
B.化学平衡常数K只和温度有关,K不变不能说明达到平衡状态,B不符合题意;
C.达到平衡时正逆反应速率相等,即υ正(NH3)=2υ逆(CO2),C不符合题意;
D.恒容条件下,密度等于气体质量比上气体体积,体积为定值,气体质量是变量,密度也是变量,体系中气体的密度不变时达到平衡状态,D符合题意;
故选AD;
(5)A点对应的温度为T2,在T2温度下,曲线③对应的尿素的物质的量更多,因此A点不能判断反应达到平衡状态;T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是:温度升高,催化剂活性降低;
(6)由电解图可知,生成CO(NH2)2的反应是得电子反应,是还原反应,得到电极反应式为:。
19.【答案】(1);C15H12N2O2
(2)浓硫酸,浓硝酸,加热;邻硝基甲苯或2-硝基甲苯
(3)bd
(4)ab
(5)、、(任一种)
(6)NH3与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的结构简式为,由题干合成流程图中H的结构简式可知,H的分子式为C15H12N2O2;
故答案为: ; C15H12N2O2 ;
(2)由分析结合题干合成流程图可知,反应①为发生硝化反应生成等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由分析可知,B为 ,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
故答案为:浓硫酸,浓硝酸,加热 ; 邻硝基甲苯或2-硝基甲苯 ;
(3)奥卡西平的结构简式为 ,含有的官能团有酮羰基和酰胺基;
故答案为: bd ;
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,则属于还原反应的是ab;
故答案为: ab ;
(5)由分析可知,D为 ,符合要求:“含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构;核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1”的D的一种同分异构体分子中,除含有外,还可能含—CH3、—CH=NH或—N=CH2,或H2N—、—CH=CH2,则可能结构简式为:、、 (任写一种);
故答案为:、、(任一种) ;
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,过量的NH3将与反应产物HCl继续反应生成NH4Cl,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是:NH3 与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动;
故答案为: NH3与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动 ;
(7)由信息(R1、R2为烃基或H):可得出,以为原料合成时,应将 中—CH 转化为—CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后氧化为—CHO,最后依据信息进行合成,则由B()→C( )的转化路线为:故答案为: ;
【分析】以甲苯 (A) 为起始原料,经步骤①硝化得到硝基苯 (B),再经多步反应得到含碳碳双键、硝基的二苯并氮杂 类中间体 (C);由A、B的分子式和C的结构简式,可推出A为、B为;步骤②碳碳双键加氢,步骤③用 Fe/HCl 将硝基还原为氨基,得到二氨基中间体;脱氨后得到 D(),再与 COCl2反应引入 - COCl 基团,经 Br2加成生成E(),E再消去 HBr 重新引入碳碳双键得到 F;步骤④与 NH3反应引入酰胺基得到 G(),再经过氧化物环氧化得到 H,最终开环得到奥卡西平,完成合成。
(1)根据合成路线的原料与产物结构,推导 A 的结构简式;结合 H 的结构简式,数出 C、H、N、O 原子个数,确定分子式,核心是有机物结构与分子式的判断。
(2)反应①为甲苯的硝化反应,需确定试剂与条件(浓硫酸、浓硝酸、加热);根据 B 的结构,结合系统命名法确定其名称(邻硝基甲苯或 2 - 硝基甲苯),核心是有机反应条件与有机物命名。
(3)分析奥卡西平的结构简式,识别其中含有的酮羰基、酰胺基两种官能团,核心是官能团的识别。
(4)根据反应中有机物的加氢、去氧等特征判断还原反应:反应①②为还原反应(加氢、硝基还原),反应③为还原反应,反应④为取代反应,反应⑤为氧化反应,最终选出属于还原反应的选项,核心是有机反应类型的判断。
(5)根据限定条件(含联苯结构、苯环氢有四种且个数比 1:1:1:1、含特定基团),书写 D 的同分异构体结构简式,核心是同分异构体的书写。
(6)结合已知反应的可逆性,分析 NH3过量时,与 HCl 反应生成 NH4Cl、降低生成物浓度,使平衡正向移动的原理,核心是化学平衡移动原理的应用。
(7)结合题干信息,将原料中的 —CH3转化为 —CHO(经卤代、水解、氧化),再利用低价钛的反应规律,设计 B 到 C 的合成路线,核心是有机合成路线的设计。
(1)由分析可知,A的结构简式为,由题干合成流程图中H的结构简式可知,H的分子式为C15H12N2O2;
(2)由分析结合题干合成流程图可知,反应①为发生硝化反应生成等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由分析可知,B为 ,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
(3)奥卡西平的结构简式为 ,含有的官能团有酮羰基和酰胺基;
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,则属于还原反应的是ab;
(5)由分析可知,D为 ,符合要求:“含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构;核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1”的D的一种同分异构体分子中,除含有外,还可能含—CH3、—CH=NH或—N=CH2,或H2N—、—CH=CH2,则可能结构简式为:、、 (任写一种);
(6)已知:。反应④进行时,若NH3过量,过量的NH3将与反应产物HCl继续反应生成NH4Cl,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是:NH3 与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动;
(7)由信息(R1、R2为烃基或H):可得出,以为原料合成时,应将 中—CH 转化为—CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后氧化为—CHO,最后依据信息进行合成,则由B()→C( )的转化路线为:。
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