【精品解析】河北唐山市2026年高三下学期普通高中学业水平选择性考试第一次模拟演练 化学试卷

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河北唐山市2026年高三下学期普通高中学业水平选择性考试第一次模拟演练 化学试卷
1.“文房四宝”是古人书法必备用品。以下四种,其主要化学成分属于非金属单质的是
A.湖笔 B.徽墨 C.宣纸 D.易水砚
A.A B.B C.C D.D
2.下列操作不符合实验安全要求的是
A.与乙酸乙酯保存在不同的药品橱
B.闻气体气味时用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔
C.向铜与浓硫酸反应后的试管中加入水,观察溶液颜色
D.给液体加热时,沿试管倾斜方向不停移动试管或加入碎瓷片,以免液体暴沸
3.高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.用聚氯乙烯制作食品保鲜膜
B.用高强度的改性聚丙烯制作电动车头盔
C.用聚乳酸制作免拆手术缝合线
D.用聚甲基丙烯酸甲酯制作有机玻璃
4.设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.1 L 0.1 的HF溶液中的数目为0.1
B.26 g乙炔中键的数目为3
C.标准状况下,22.4 L 中价层电子对的数目为4
D.1 mol储氢材料氨硼烷()中配位键的数目为
5.下列化学用语表述正确的是
A.分子的球棍模型:
B.水分子的价层电子对互斥模型:
C.氯自由基的电子式:
D.分子中键的形成:
6.从紫苏中提取的迷迭香酸(E)的结构如图,下列说法正确的是
A.1 mol E与浓溴水反应,最多消耗6 mol
B.E不存在顺反异构现象
C.1 mol E最多与9 mol反应
D.E中含有手性碳原子
7.下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.配制悬浊液 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.模拟“侯氏制碱法” D.制备
A.A B.B C.C D.D
8.化学研究应注重宏观与微观相结合。下列描述与微观解释不符的是
  描述 微观解释
A 沸点:>HF 分子间氢键的数目:>HF
B 硬度:金刚石>晶体硅 键能:C-C>Si-Si
C 甲苯能使酸性溶液褪色 甲基使苯环变活泼、易被氧化
D 键角: 中心原子杂化类型不同
A.A B.B C.C D.D
9.短周期主族元素Q、W、X、Y、Z的原子半径依次增大,Q的原子序数与族序数相等;Y、Z同周期,W、Z同主族且Z的原子序数是W的两倍;基态X原子核外有3种能量不同但数目相同的电子。下列说法错误的是
A.单质沸点:X<W B.电负性:Y>Z
C.与均有强氧化性 D.与均为非极性分子
10.某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时插入PbSe中的Na变成后脱插。下列说法正确的是
A.电解质溶液换成的水溶液电池效率更高
B.充电时,负载于碳纳米管的PbSe电极接直流电源的负极
C.放电时,电极电势:<负载于碳纳米管的PbSe
D.外电路通过1 mol电子时,理论上两电极质量变化的差值为23 g
11.立方钙钛矿晶胞如图甲所示,晶胞参数为a nm;一种金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子,其晶胞如图乙所示。设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.甲中氧离子之间的最短距离为 nm
B.甲的密度为
C.乙中周围紧邻的有12个
D.甲中与乙中的空间位置不同
12.乙醇-水蒸气制过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:


101 kPa时,的平衡产率(Y)与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上的平衡产率相同。下列说法错误的是
A.的平衡产率:曲线a>曲线b
B.反应②的正反应活化能大于逆反应活化能
C.Q、P两点反应①的平衡常数:
D.只改变温度可使
13.下列实验操作及现象能得出相应结论的是
  实验操作及现象 结论
A 用pH计测得碳酸钠溶液的pH小于苯酚钠溶液的pH 酸性:碳酸>苯酚
B 加热0.3 溶液,溶液由蓝色变为黄色 (蓝色)
C 向葡萄酒中滴加几滴酸性溶液,溶液紫红色褪去 葡萄酒中含
D 取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,前者产生白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
A.A B.B C.C D.D
14.25℃时,向100 mL蒸馏水中加入10 g 粉末,一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水。整个过程中电导率的变化如图所示(电导率越大,溶液导电能力越强)。
已知:25℃时,;饱和溶液的pH略小于10.的电离常数:,。
下列说法错误的是
A.a→c为粉末不断溶解的过程
B.c时刻加入水,c→d的变化原因主要是溶液被稀释
C.e点后达到沉淀溶解平衡,上层清液中存在
D.体系中任意时刻都满足:
15.双水杨醛缩乙二胺()的锰配合物[,]常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备该配合物并确定其组成。
Ⅰ.配合物的制备
制备原理:
实验步骤:
实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置),单孔塞连接仪器A.将反应物用物质B溶解,在空气中,65~70℃反应30分钟。反应结束后,经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,获得产物。
Ⅱ.配合物中x的测定
①移取20.00 mL 3.5 的溶液置于锥形瓶中,加入10.00 mL 0.03020 过量的维生素C()溶液充分混合,放置3~4分钟。
②往上述锥形瓶中加入5滴1%的淀粉溶液,立即用0.01000 的标准溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。
上述测定过程所涉及的反应如下:
ⅰ.(未配平)
ⅱ.
回答下列问题:
(1)仪器A选用   (填序号),冷凝效果最好。
仪器 选择 选项
a.空气冷凝管 b.直形冷凝管 c.球形冷凝管
(2)制备过程中,空气的作用是   ;“物质B”常选用乙醇,下列说法错误的是   (填序号)。
a.在水中溶解度较小的原因之一是分子中含有较多的疏水基团
b.分子内形成氢键会增加其与水分子形成氢键的机会
c.在乙醇中的溶解度不会很小
(3)配平反应ⅰ的化学方程式:   。

(4)步骤②中滴定时间不宜过长。若用时过长,会导致测定结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)步骤②中,滴定终点现象为:加入最后半滴标准溶液,   ,且半分钟内无变化。接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为   (填序号)。
(6)根据实验数据,中x=   (保留整数)。
16.铝土矿生产氧化铝的过程中产生废渣,其主要成分为MgO、及少量、。从中回收钪(Sc)的工艺流程如下。
已知:
①、、。

回答下列问题:
(1)钪在元素周期表中的位置为   。
(2)为加快“酸浸”步骤中废渣的溶解,可采取的措施有   (写出一种);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,请说明理由   ;写出“滤渣”的一种工业用途   。
(3)向“滤液”中加入溶液,可将铝元素转化为(不考虑与的反应),反应的离子方程式为   ,该反应的化学平衡常数=   。
(4)“萃取”步骤中存在:。研究发现,pH过小或过大时,的萃取率均较小,原因是   。
17.甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和)的重要方法,主要反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在   (填“任意条件”“高温”或“低温”)下自发进行,又已知反应的,则   。
(2)起始时,向容器中充入1.0 mol 和1.0 mol 的混合气体发生反应ⅰ和ⅱ。
①若容器为恒容绝热密闭容器,下列描述不能说明反应达到平衡状态的有   (填序号)。
a.混合气体密度保持不变 b.混合气体温度不再改变
c.混合气体压强不再改变 d.
②在温度分别为、和下,的平衡转化率与压强的关系如图所示,反应温度最高的是(填“”“”或“”)   ,原因是   。
③在起始压强为100 kPa的恒容密闭容器中,恒温下反应4 min达到平衡,测得体系总压强为120 kPa,且(p为气体分压,单位为kPa),达到平衡时的平均反应速率为   ,反应ⅱ的压强平衡常数   (用平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的//Ar混合气,投料组成与和的平衡转化率之间的关系如图所示。若投料组成中Ar含量下降,平衡体系中的值将(填“增大”“减小”或“不变”)   。
18.有机物I是一种治疗非小细胞肺癌药物的中间体,科研工作者设计的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物A的含氧官能团名称为   。
(2)反应B→C的化学方程式为   (不考虑参与反应)。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)有机物G的结构简式为   。
(5)D→E的转化过程如下:
反应①中还可能生成另一产物(与M互为同分异构体),其结构简式为   ,有机物K的结构简式为   。
(6)同时满足下列条件的E的同分异构体有   种(不考虑立体异构)。
①含环状结构;
②N原子上除氢原子外不再连接其他取代基;
③能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:2:1:1的结构简式为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;无机化合物与有机化合物的概念
【解析】【解答】A. 湖笔笔头由动物毛发制成,主要成分为蛋白质(有机混合物),因此A项描述错误;
B. 徽墨的主要成分为炭黑(碳单质),属于非金属单质,故B项正确;
C. 宣纸的主要成分是纤维素(有机高分子化合物),所以C项说法错误;
D. 易水砚由天然石材加工而成,主要成分为硅酸盐等无机物,因此D项不正确;
正确答案为B。
【分析】湖笔笔头成分是蛋白质,徽墨成分为碳单质,宣纸成分是纤维素,易水砚成分是硅酸盐。
2.【答案】C
【知识点】化学试剂的存放;化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A.KMnO4是强氧化剂,乙酸乙酯是易燃有机物,两者若混放可能因泄漏引发燃烧或爆炸,因此必须分柜存放,符合安全要求,A选项不符合题意;
B.闻气体时应采用扇闻法,使少量气体飘入鼻孔,避免吸入过量有毒气体,符合安全规范,B选项不符合题意;
C.铜与浓硫酸反应后试管中残留浓硫酸,若直接加水会导致液体飞溅,存在安全隐患,该操作违反安全规定,C选项符合题意;
D.加热液体时通过倾斜移动试管使受热均匀,加入碎瓷片可防暴沸,操作符合安全要求,D选项不符合题意;
综上所述,正确答案为C。
【分析】A.根据高锰酸钾和乙酸乙酯的性质,二者需分开存放;
B.闻气体正确方法是用手轻轻煽动,让少量气体飘进鼻孔;
C.把含有浓硫酸的溶液倒入水中;
D.根据试管使用方法,加热液体时,加入碎瓷片,倾斜试管。
3.【答案】A
【知识点】化学科学的主要研究对象;高分子材料
【解析】【解答】A. 聚氯乙烯(PVC)因含氯元素,受热可能释放氯化氢等有毒物质,,故不可用于食品包装。食品保鲜膜通常采用无毒聚乙烯(PE)制成,A符合题意;
B. 改性聚丙烯(PP)通过增强处理具备高强度特性,能满足电动车头盔的要求,B排除;
C. 聚乳酸(PLA)具有生物相容性,可被人体酶降解吸收,适用于手术缝合线,C排除;
D. 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,有机玻璃)透光率达92%,是透明高分子材料的典型应用,D排除;
综上,正确答案为A。
【分析】A. 根据聚氯乙烯性质,不可作食品保鲜膜;
B. 改性聚丙烯具有高强度特性,性质决定用途;
C. 根据聚乳酸可被人体吸收性质,可制作手术缝合线;
D. 聚甲基丙烯酸甲酯可制作有机玻璃 。
4.【答案】A
【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;气体摩尔体积;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. HF是弱电解质,存在电离平衡。在1 L 0.1 mol/L的HF溶液中,F-的物质的量小于0.1 mol,因此数目小于,A选项符合题意;B. 乙炔(C2H2)的摩尔质量为26 g/mol,26 g乙炔的物质的量为1 mol。每个乙炔分子含有3个σ键(1个C≡C键和2个C-H键),因此26 g乙炔中σ键的数目为,B选项不符合题意;
C. 标准状况下22.4 L NH3的物质的量为1 mol。NH3分子中N原子的价层电子对数为4(3个N-H键和1对孤电子对),因此价层电子对的数目为,C选项不符合题意;
D. 氨硼烷(H3B·NH3)中,N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道形成配位键。1个氨硼烷分子含有1个N→B配位键,因此1 mol氨硼烷中配位键的数目为,D选项不符合题意;
综上所述,正确答案是A。
【分析】A. 氟化氢是弱酸,水溶液中部分电离;
B. 根据乙炔结构分析,1个乙炔分子含有1个C-C键 ,2个C-H键 ;
C. 1个氨分子中价层电子对数是4;
D. 中硼原子和氮原子存在配位键。
5.【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.二氧化碳分子()的空间结构为直线形,氧原子半径小于碳原子半径。题目给出的图示是CO的比例模型(空间填充模型),而球棍模型应为:,因此A选项错误;
B.水分子(HO)的中心氧原子价层电子对数为4(计算式:2+(6-2×1)/2=4),含有两对孤对电子,其价层电子对互斥模型应为四面体形,,故B选项错误;
C.氯自由基即氯原子,最外层有7个电子,题目给出的电子式正确,因此C选项正确;
D.甲烷()中C-Hσ键是由碳原子的杂化轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成,而题目图示显示的是p轨道间的重叠。正确的示意图应为:,因此D选项错误;
正确答案是C。
【分析】A.二氧化碳是直线形分子;
B.水分子的价层电子对互斥模型为四面体;
C.氯最外层有7个电子;
D.甲烷是正四面体结构,C-H键为s-σ键。
6.【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;烯烃
【解析】【解答】A.迷迭香酸分子含有4个酚羟基,其邻位和对位可与溴水发生取代反应,1 mol该物质最多消耗6 mol Br2;分子中还含有一个碳碳双键,可与1 mol Br2发生加成反应,因此1 mol E与浓溴水反应最多消耗7 mol Br2,选项A错误。
B.分子中的碳碳双键两端连接的基团各不相同(一侧连苯环和氢原子,另一侧连羧基和氢原子),因此存在顺反异构现象,选项B错误。
C.1个苯环可与3 mol H2加成,1个碳碳双键可与1 mol H2加成,而羧基和酯基不能与H2反应,因此1 mol E最多消耗7 mol H2,选项C错误。
D.该分子中酯基氧原子右侧的碳原子(-O-CO-部分)符合此条件,因此E含有手性碳原子,选项D正确。
正确答案为D。
【分析】根据有机物结构,含有羟基,碳碳双键、羧基和酯基,有机物存在顺反异构,有机物和溴水发生取代反应和加成反应,苯环和碳碳双键与氢气发生加成反应,手性碳原子是指连接四个不同基团的碳原子,因此可判断有机物中含手性碳原子。
7.【答案】B
【知识点】卤代烃简介;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;制取氢氧化铁、氢氧化亚铁;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A. 检验醛基需使用新制Cu(OH)2碱性悬浊液。正确操作是向2 mL 10% NaOH溶液中滴加5滴5% CuSO4溶液,确保NaOH过量,反应时会产生砖红色沉淀。该操作能达到实验目的,故A不符合题意;
B. 检验1-氯丁烷中的氯元素需分三步:①NaOH溶液加热水解生成Cl-;②稀硝酸中和过量NaOH;③加AgNO3溶液检验Cl-。直接加硝酸酸化的AgNO3无法检测有机氯,故B符合题意;
C. 侯氏制碱法模拟实验的正确顺序:先通NH3使饱和食盐水碱化(增大CO2溶解度),再通CO2发生反应:。该操作正确,故C不符合题意;
D. 制备Fe(OH)2的关键是隔绝氧气。操作流程:①打开止水夹,Fe与H2SO4反应生成H2排尽空气;②关闭止水夹,利用H2压力将FeSO4压入NaOH溶液,发生反应:。该设计能达到目的,故D不符合题意;
综上所述,只有B项操作不能达到实验目的,故选B。
【分析】A. 配制悬浊液 应保证氢氧化钠过量;
B. 检验氯代烃中氯元素,卤代烃中先加入氢氧化钠溶液,加热后,在加入硝酸酸化的硝酸银溶液进行检测;
C. 制备纯碱实验中,先通入氨气,后通入二氧化碳;
D. 制备氢氧化亚铁时,需排空气排出氧气干扰。
8.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A.每个水分子()平均可形成2个分子间氢键,而每个氟化氢(HF)分子平均只能形成1个分子间氢键。由于水分子间氢键数量更多,分子间作用力更强,因此水的沸点高于氟化氢(>HF),选项A正确;B.金刚石和晶体硅都是共价晶体。由于碳原子半径小于硅原子,C-C键长比Si-Si键更短,键能更大(C-C>Si-Si)。共价键键能越大,晶体硬度越高,因此金刚石的硬度大于晶体硅,选项B正确;
C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其本质是苯环的电子效应活化了侧链甲基,使甲基更易被氧化。题目给出的微观解释不正确,选项C错误;
D.乙烯()中碳原子采用sp2杂化,键角约为120°;而甲烷()中碳原子为sp3杂化,键角为109°28'。因此乙烯的键角大于甲烷(),选项D正确;
综上所述,错误的选项是C。
【分析】A.水分子间氢键数目大于氟化氢分子间氢键数目;
B.碳原子半径小于硅原子, C-C 键长小于 Si-Si , 键能:C-C>Si-Si ;
C.苯环使甲基活化,甲苯可与高锰酸钾氧化;
D.键角比较看杂化类型:sp2>sp3.
9.【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;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A. X的单质(如碳)常温下为固态,W的单质(如氧气、臭氧)常温下为气态,因此单质沸点:C > O,即X > W,A选项正确;
B. Y为Cl,Z为S,二者同周期,电负性从左到右逐渐增大,故电负性Cl > S,即Y > Z,B选项错误;
C. Q2W2为H2O2(过氧化氢),YW2为ClO2(二氧化氯)。H2O2中O为-1价,ClO2中Cl为+4价,二者均具有强氧化性,C选项错误;
D. XY4为CCl4(四氯化碳),呈正四面体结构;XZ2为CS2(二硫化碳),呈直线形。二者正负电荷中心重合,均为非极性分子,D选项错误;
综上所述,正确答案为 A。
【分析】根据题目描述,短周期主族元素中:Q的原子序数与族序数相等且原子半径最小,因此Q为氢(H)。W和Z同主族,且Z的原子序数是W的两倍,故W为氧(O),Z为硫(S)。 基态X原子核外有3种能量不同但数目相同的电子,其电子排布为,因此X为碳(C)。 Y和Z同周期,且原子半径Y < Z,故Y为氯(Cl)。
10.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.若将电解质溶液换成NaPF6的水溶液,金属钠会与水发生剧烈反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑,这不仅会降低电池效率,还可能损坏电池,因此A选项不符合题意;
B.在放电过程中,负载于碳纳米管的PbSe电极作为负极;而在充电时,该电极需要作为阴极连接直流电源的负极,故B选项符合题意;
C.放电时,正极电势始终高于负极电势。由于Na3-xV2(PO4)3是正极,PbSe是负极,因此电极电势关系为:Na3-xV2(PO4)3 > PbSe,所以C选项不符合题意;
D.当外电路通过1 mol电子:负极(PbSe电极)减少1 mol Na的质量(23 g),正极[Na3-xV2(PO4)3电极]增加1 mol Na的质量(23 g),因此两电极质量变化的总差值为23 g + 23 g = 46 g,故D选项不符合题意;
综上所述,正确答案是B。
【分析】放电过程中,负载于碳纳米管的PbSe电极作为负极,钠离子(Na+)从电极中脱嵌并失去电子,发生氧化反应,反应式为:。与此同时,正极材料Na3- V2(PO4)3接受钠离子和电子,发生还原反应,反应式为:。电解质溶液中的Na+通过允许Na+通过的隔膜从负极迁移至正极,形成闭合回路。充电时,原PbSe负极作为阴极,连接直流电源负极,发生还原反应:。原正极Na3- V2(PO4)3作为阳极,连接直流电源正极,发生氧化反应:,此时Na+从阳极向阴极迁移。
11.【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 在甲晶胞中,氧离子位于棱心位置,两个氧离子之间的最短距离等于面对角线长度的一半,即。因此选项A的表述不正确。
B. 甲晶胞的边长为,晶胞体积为。晶胞质量为,因此密度计算公式为。选项B的表述与计算结果不符。
C. 在乙晶胞中,位于顶点位置,每个顶点离子周围紧邻的位于面心,根据面心立方堆积的配位数规律,每个顶点离子周围有12个面心离子。因此选项C的表述不正确。
D. 通过对比甲、乙两种晶胞结构可以发现:将乙晶胞中体心的与周围8个相邻晶胞的体心离子连接起来,就能构成甲晶胞的结构。此时乙晶胞中的体心相当于甲晶胞顶点上的。因此两种晶胞中和的空间位置相同,选项D的表述正确。
综上所述,正确答案是D。
【分析】在立方钙钛矿晶胞结构中:离子占据体心位置,每个晶胞含1个;离子位于顶点,通过共享计算得个;离子分布在棱边,贡献数为个。因此化学式为。金属卤化物光电材料晶胞中:位于顶点,等效为个;占据体心,含1个;位于面心,贡献个。对应化学式为。
12.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A. 在其他条件相同的情况下,增加水的浓度会导致反应②向逆反应方向移动,同时促使反应①向正反应方向移动。因此,提高水醇比会使H2的平衡产率上升。由此可以得出,H2的平衡产率关系为:曲线a > 曲线b。该结论正确;
B. 观察图中同一曲线上的点,H2平衡产率相同。在相同水醇比条件下,随着温度升高,H2平衡产率下降,说明反应②占主导地位,即反应②为吸热反应。因此,该反应的正反应活化能大于逆反应活化能。该结论正确;
C. 由于平衡常数仅与温度相关,Q点和P点的反应①平衡常数相等。该结论正确;
D. 根据图示可知,要实现,不仅需要调整温度,还需要增大水醇比。因此该选项的结论错误;
综上所述,正确答案为D。
【分析】A.根据曲线分析,增大水醇比,反应①正向移动,反应②逆向移动,据此分析;
B.根据曲线变化,相同水醇比,改变温度,氢气产率变化可判断反应②为吸热反应;
C.温度相同,平衡常数相等;
D.M和N点温度和水醇比都不同。
13.【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.实验中碳酸钠和苯酚钠溶液的浓度未保持一致,因此无法通过pH比较直接得出碳酸和苯酚的酸性强弱结论,A选项错误;
B.实验现象显示加热后溶液由蓝色变为黄色,表明平衡向生成黄色的方向移动。根据化学平衡移动原理,升温使平衡向吸热方向移动,说明该反应的逆反应为吸热过程,正反应为放热反应,故,B选项正确;
C.由于乙醇也具有还原性,能还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色,因此该现象不能作为葡萄酒中含有的确证,C选项错误;
D.实验现象中:白色沉淀证明Cl-存在,淀粉KI溶液变蓝证明有氧化性物质(Cl2或HClO)存在,但这些现象不能证明氯气与水的反应存在限度,D选项错误;
综上所述,正确答案为B。
【分析】A.碳酸钠和苯酚钠溶液浓度未知,无法比较;
B.根据升高温度后,溶液颜色变化可判断热效应;
C.乙醇和二氧化硫都与高锰酸钾溶液反应;
D.根据实验现象无法证明反应物和生成物同时存在,不能说明反应存在限度。
14.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A. a→c段:表示碳酸钙()粉末逐渐溶解的过程,溶液中离子浓度增大,电导率持续上升, A正确;
B. c→e段:加入10 mL蒸馏水后,溶液被稀释,离子浓度降低,导致电导率下降, B正确;
C.e点后溶液的电导率几乎不再改变,由得,存在水解平衡,即,根据可得,则碳酸根离子的水解平衡常数,以第一步水解为主,设有的水解生成,列三段式有:
则,,所以,,,C错误;
D. 体系中始终满足电荷守恒关系:, D正确;
因此答案为 C。
【分析】a→c段:此阶段表示碳酸钙(CaCO3)溶解于水的过程。碳酸钙是难溶电解质,其溶解导致溶液中离子浓度逐渐增加,因此电导率呈现上升趋势。 c→e段:此阶段表示向体系中加入10 mL蒸馏水后,溶液被稀释,离子浓度降低,因此电导率下降。
15.【答案】(1)c
(2)氧化剂;b
(3)
(4)偏大
(5)锥形瓶中溶液由无色变为蓝色;b
(6)1
【知识点】含有氢键的物质;中和滴定;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)仪器选择:球形冷凝管(选项c)因其冷凝面积大、效果佳,适用于回流操作;直形冷凝管和空气冷凝管分别用于蒸馏和高温蒸馏,不适用本实验;
(2)空气的作用与溶解性分析,空气的作用:提供氧气,作为氧化剂将Mn2+氧化为Mn3+。 溶解性判断:a. H2L含疏水基团,水中溶解度小,正确;
b. 分子内氢键减少与水分子作用,溶解度降低,错误;
c. 四水合醋酸锰为极性溶质,乙醇为极性溶剂,溶解度不会很小,正确。
题目要求选择错误选项,故答案为b。
(3)根据原子守恒配平:;
(4)误差分析若反应时间过长,维生素C会被空气中O2氧化,导致与I2反应的维生素C减少,误判为与MnLClx反应的量偏多,最终使测定结果偏大;
(5)滴定操作 终点现象:加入最后半滴碘标准液,溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色。
半滴操作:滴定管尖嘴轻靠锥形瓶内壁,使半滴溶液流出后冲洗内壁。
滴定管选择:碘液氧化性强,腐蚀橡胶,需用酸式滴定管(选项b)。
(6)与反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.01000 mol L-1×0.02020 L=2.020×10-4mol,与MnLClx反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.03020 mol L-1×0.01000 L-2.020×10-4 mol=1.000×10-4mol,MnLClx的物质的量:;由,得,即,解得x≈1。
【分析】本实验通过以下步骤完成:以双水杨醛缩乙二胺(H2L)和醋酸锰(Mn(CH3COO)2·4H2O)为原料,在乙醇溶液中利用空气中的氧气将Mn2+氧化为Mn3+,形成锰配合物MnLClx; 利用Mn3+的氧化性,使其与过量维生素C(C6H8O6)定量反应;用碘标准溶液滴定剩余的维生素C,通过反应比例和摩尔质量计算,确定配合物中氯离子的数目。
(1)球形冷凝管的冷凝面积大,冷凝效果好,适合用于回流反应;直形冷凝管主要用于蒸馏,空气冷凝管用于高温蒸馏,都不适合本实验的回流操作,故选c;
(2)空气的作用:提供氧气,作氧化剂;
a.H2L分子含较多疏水基团,在水中溶解度较小,a正确;
b.H2L分子内形成氢键会减少与水分子形成氢键的机会,使溶解度降低,b错误;
c.Mn(CH3COO)2 4H2O为离子化合物,属于“极性溶质”;乙醇是极性有机溶剂,根据相似相溶原理,四水合醋酸锰在乙醇中的溶解度不会很小,c正确;
故选b;
(3)依据H原子和Cl原子守恒,先给HCl配2x,再依次配平MnLClx、MnL,最后给C6H6O6和C6H8O6分别配x;答案为:;
(4)若用时过长,维生素C会被空气中氧气氧化,导致与反应的维生素C减少,误认为与MnLClx反应的维生素C偏多,导致测定结果偏大;
(5)用碘标准液滴定维生素C,则滴定终点现象为:加入最后半滴碘标准溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内无变化;
滴入半滴标准液的操作:将滴定管尖嘴轻靠锥形瓶内壁,使半滴溶液流下,用少量蒸馏水冲洗内壁;碘具有氧化性会腐蚀橡胶管,则应该选用酸式滴定管盛装碘标准液;故选b;
(6)与反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.01000 mol L-1×0.02020 L=2.020×10-4mol,与MnLClx反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.03020 mol L-1×0.01000 L-2.020×10-4 mol=1.000×10-4mol,MnLClx的物质的量:;由,得,即,解得x≈1。
16.【答案】(1)第四周期ⅢB族
(2)适当增大硫酸浓度、搅拌;反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;制光导纤维、玻璃、冶炼硅等
(3);
(4)pH过小时,萃取平衡逆向移动;pH过大时,水解生成
【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;离子方程式的书写;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)钪(Sc)为21号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅢB族;
(2)加快“酸浸”步骤中废渣溶解的措施为适当增大硫酸浓度(或搅拌、升高温度、将废渣粉碎等);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,理由为反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;“滤渣”为,工业用途为制光导纤维、玻璃、冶炼硅等;
(3)向“滤液”中加入溶液,反应的离子方程式为,,结合,该反应的化学平衡常数;
(4)“萃取”步骤中,pH过小时,浓度增大,萃取平衡逆向移动,萃取率减小;pH过大时,水解生成沉淀,萃取率减小。
【分析】废渣主要成分为、、、,稀硫酸酸浸时,、、溶解为硫酸盐,不溶成为滤渣;滤液加,、分别转化为、,以沉淀形式分离;加盐酸/氯化铵转溶后,用HR萃取,再经反萃取、电解得到,据此分析。
(1)钪(Sc)为21号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅢB族;
(2)加快“酸浸”步骤中废渣溶解的措施为适当增大硫酸浓度(或搅拌、升高温度、将废渣粉碎等);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,理由为反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;“滤渣”为,工业用途为制光导纤维、玻璃、冶炼硅等;
(3)向“滤液”中加入溶液,反应的离子方程式为,,结合,该反应的化学平衡常数;
(4)“萃取”步骤中,pH过小时,浓度增大,萃取平衡逆向移动,萃取率减小;pH过大时,水解生成沉淀,萃取率减小。
17.【答案】(1)高温;+41
(2)ad;;反应ⅰ为吸热反应,其他条件相同时,升温,平衡右移,的平衡转化率增大;2.5;1
(3)增大
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)根据热力学第二定律,当吉布斯自由能变化ΔG=ΔH-T·ΔS<0时,反应能够自发进行。对于反应Ⅰ,其焓变ΔH1>0,且正反应方向气体分子数增加,因此熵变ΔS>0。只有在高温条件下,才能满足ΔG<0的条件。通过盖斯定律计算反应Ⅱ的焓变:ΔH2=ΔH1-ΔH=+247kJ·mol- -206kJ·mol- =+41kJ·mol- 。
(2)①a.,两个反应中的物质均为气体,气体的质量不变,容器又是恒容的,所以气体的密度一直不变,不能作为平衡判断的依据,a符合题意;
b.容器是绝热的,说明与外界不存在能量的交换,而两个反应都是吸热反应,在没有达到平衡之前,体系的温度一直在下降,达到平衡后温度不变,可以作为平衡判断的依据,b不符合题意;
c.反应ⅰ前后气体分子数不同,在没有达到平衡之前,气体的压强越来越大,平衡后压强不变,可以作为平衡判断的依据,c不符合题意;
d.两者在反应ⅱ中的变化量相同,但还在反应ⅰ中作反应物,导致两者速率不相等,该选项不能作为平衡判断的依据,d不符合题意;
答案选ad。
②反应ⅰ是吸热反应,温度升高,平衡正移,的平衡转化率升高,即温度越高,平衡转化率越大,而图中下,的平衡转化率最高。
③反应ⅱ气体分子数不变,不会引起压强的变化,只有反应ⅰ会。设反应ⅰ中物质的量的变化值为,所以平衡时气体的总物质的量为,再根据阿伏加德罗定律的结论可知,,求得,所以达到平衡时,的平均反应速率为。平衡时的分压为,剩余气体的总压为。因为,所以、、、平衡时各自的分压分别为、、、。则反应ⅱ的压强平衡常数为。
(3)在恒温恒压条件下,Ar含量的降低相当于系统压力增大。根据勒夏特列原理,这会导致反应Ⅰ的平衡向逆向移动,使得H2和CO的量减少,CO2的量增加。由于H2和CO的减少程度更为显著,进而促使反应Ⅱ的平衡正向移动,最终结果是CO含量上升,H2含量下降,导致n(CO):n(H2)比值增大。
【分析】 (1)根据反应自发条件ΔG=ΔH-T·ΔS<0分析;
(2)在恒容绝热的条件下,判断平衡状态的标志,温度是变量,体系压强是变量,变量不变时,可知反应达到平衡;
(3)根据反应条件,恒压条件下,减少惰性气体,可视为对反应体系增大压强,结合两个反应移动方向,判断n(CO):n(H2)比值变化。
(1)当时,反应可以自发进行,而反应ⅰ的,正反应气体分子数增加,,所以只有高温才能使。由盖斯定律可知,反应ⅱ可由反应ⅰ和(1)中的反应相减得到,。
(2)①a.,两个反应中的物质均为气体,气体的质量不变,容器又是恒容的,所以气体的密度一直不变,不能作为平衡判断的依据,a符合题意;
b.容器是绝热的,说明与外界不存在能量的交换,而两个反应都是吸热反应,在没有达到平衡之前,体系的温度一直在下降,达到平衡后温度不变,可以作为平衡判断的依据,b不符合题意;
c.反应ⅰ前后气体分子数不同,在没有达到平衡之前,气体的压强越来越大,平衡后压强不变,可以作为平衡判断的依据,c不符合题意;
d.两者在反应ⅱ中的变化量相同,但还在反应ⅰ中作反应物,导致两者速率不相等,该选项不能作为平衡判断的依据,d不符合题意;
答案选ad。
②反应ⅰ是吸热反应,温度升高,平衡正移,的平衡转化率升高,即温度越高,平衡转化率越大,而图中下,的平衡转化率最高。
③反应ⅱ气体分子数不变,不会引起压强的变化,只有反应ⅰ会。设反应ⅰ中物质的量的变化值为,所以平衡时气体的总物质的量为,再根据阿伏加德罗定律的结论可知,,求得,所以达到平衡时,的平均反应速率为。平衡时的分压为,剩余气体的总压为。因为,所以、、、平衡时各自的分压分别为、、、。则反应ⅱ的压强平衡常数为。
(3)恒温恒压下Ar含量下降相当于增大压强,反应ⅰ平衡逆向移动导致和量减少,量增加,前两个的减少量更多,使反应ⅱ的平衡正移,含量增大,含量减小,最终增大。
18.【答案】(1)硝基、(酚)羟基
(2)+CH3NH2+HF
(3)还原反应
(4)
(5);
(6)14;
【知识点】有机物中的官能团;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)A的结构简式为,其含氧官能团为硝基和(酚)羟基;
(2)B→C的反应方程式为 B→C的反应方程式为+CH3NH2+HF;
(3)C→D的反应条件为Pd/C和H2,反应类型为还原反应,将硝基(-NO2)还原为氨基(-NH2)。
(4) G的结构简式为 ;
(5)D的结构简式为,反应①生成M同时,还生成CH3OH,断键部位为和,如果反应生成另一产物且与M互为同分异构体,断键部位为和,则其结构简式为 ;反应③生成水,根据E的结构简式,该反应类型为消去反应,推出K的结构简式为;
(6)含,能发生银镜反应,说明含有醛基,根据E的结构简式,推出不含其他不饱和键或环,取代基为-CH2CHO,有3种,取代基为-CH3、-CHO,-CH3固定在①位置上,-CHO可以在①②③上,有3种,-CHO固定在①位置上,-CH3可以在②③上,有2种,-CH3固定在②位置上,-CHO在苯环上有3种位置,-CH3固定在③位置上,-CHO在苯环上有3种位置,综上所述符合条件的共有14种结构;根据核磁共振氢谱峰面积比,符合条件的结构简式为 。
【分析】根据A的分子式及B的结构简式,可推断A→B为取代反应,A的结构简式为:
,结合C的分子式及E的结构简式,B→C为取代反应,CH3NH-取代F的位置, C的结构简式为,由C→D的反应条件可知,该反应为还原反应,D的结构简式为:,根据H→I的反应条件,-NO2被还原为-NH2,H的结构简式为: ,对比F、I的结构简式及G的分子式,G的结构简式为:据此分析解题。
(1)A的结构简式为,含氧官能团为硝基、(酚)羟基;
(2)根据上述分析,B→C的反应方程式为+CH3NH2+HF;
(3)C→D反应条件是Pd/C,H2,发生反应类型为还原反应,将-NO2还原为-NH2;
(4)根据上述分析,G的结构简式为 ;
(5)根据上述分析,D的结构简式为,反应①生成M同时,还生成CH3OH,断键部位为和,如果反应生成另一产物且与M互为同分异构体,断键部位为和,则其结构简式为 ;反应③生成水,根据E的结构简式,该反应类型为消去反应,推出K的结构简式为;
(6)含,能发生银镜反应,说明含有醛基,根据E的结构简式,推出不含其他不饱和键或环,取代基为-CH2CHO,有3种,取代基为-CH3、-CHO,-CH3固定在①位置上,-CHO可以在①②③上,有3种,-CHO固定在①位置上,-CH3可以在②③上,有2种,-CH3固定在②位置上,-CHO在苯环上有3种位置,-CH3固定在③位置上,-CHO在苯环上有3种位置,综上所述符合条件的共有14种结构;根据核磁共振氢谱峰面积比,符合条件的结构简式为 。
1 / 1河北唐山市2026年高三下学期普通高中学业水平选择性考试第一次模拟演练 化学试卷
1.“文房四宝”是古人书法必备用品。以下四种,其主要化学成分属于非金属单质的是
A.湖笔 B.徽墨 C.宣纸 D.易水砚
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;无机化合物与有机化合物的概念
【解析】【解答】A. 湖笔笔头由动物毛发制成,主要成分为蛋白质(有机混合物),因此A项描述错误;
B. 徽墨的主要成分为炭黑(碳单质),属于非金属单质,故B项正确;
C. 宣纸的主要成分是纤维素(有机高分子化合物),所以C项说法错误;
D. 易水砚由天然石材加工而成,主要成分为硅酸盐等无机物,因此D项不正确;
正确答案为B。
【分析】湖笔笔头成分是蛋白质,徽墨成分为碳单质,宣纸成分是纤维素,易水砚成分是硅酸盐。
2.下列操作不符合实验安全要求的是
A.与乙酸乙酯保存在不同的药品橱
B.闻气体气味时用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔
C.向铜与浓硫酸反应后的试管中加入水,观察溶液颜色
D.给液体加热时,沿试管倾斜方向不停移动试管或加入碎瓷片,以免液体暴沸
【答案】C
【知识点】化学试剂的存放;化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A.KMnO4是强氧化剂,乙酸乙酯是易燃有机物,两者若混放可能因泄漏引发燃烧或爆炸,因此必须分柜存放,符合安全要求,A选项不符合题意;
B.闻气体时应采用扇闻法,使少量气体飘入鼻孔,避免吸入过量有毒气体,符合安全规范,B选项不符合题意;
C.铜与浓硫酸反应后试管中残留浓硫酸,若直接加水会导致液体飞溅,存在安全隐患,该操作违反安全规定,C选项符合题意;
D.加热液体时通过倾斜移动试管使受热均匀,加入碎瓷片可防暴沸,操作符合安全要求,D选项不符合题意;
综上所述,正确答案为C。
【分析】A.根据高锰酸钾和乙酸乙酯的性质,二者需分开存放;
B.闻气体正确方法是用手轻轻煽动,让少量气体飘进鼻孔;
C.把含有浓硫酸的溶液倒入水中;
D.根据试管使用方法,加热液体时,加入碎瓷片,倾斜试管。
3.高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.用聚氯乙烯制作食品保鲜膜
B.用高强度的改性聚丙烯制作电动车头盔
C.用聚乳酸制作免拆手术缝合线
D.用聚甲基丙烯酸甲酯制作有机玻璃
【答案】A
【知识点】化学科学的主要研究对象;高分子材料
【解析】【解答】A. 聚氯乙烯(PVC)因含氯元素,受热可能释放氯化氢等有毒物质,,故不可用于食品包装。食品保鲜膜通常采用无毒聚乙烯(PE)制成,A符合题意;
B. 改性聚丙烯(PP)通过增强处理具备高强度特性,能满足电动车头盔的要求,B排除;
C. 聚乳酸(PLA)具有生物相容性,可被人体酶降解吸收,适用于手术缝合线,C排除;
D. 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,有机玻璃)透光率达92%,是透明高分子材料的典型应用,D排除;
综上,正确答案为A。
【分析】A. 根据聚氯乙烯性质,不可作食品保鲜膜;
B. 改性聚丙烯具有高强度特性,性质决定用途;
C. 根据聚乳酸可被人体吸收性质,可制作手术缝合线;
D. 聚甲基丙烯酸甲酯可制作有机玻璃 。
4.设是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.1 L 0.1 的HF溶液中的数目为0.1
B.26 g乙炔中键的数目为3
C.标准状况下,22.4 L 中价层电子对的数目为4
D.1 mol储氢材料氨硼烷()中配位键的数目为
【答案】A
【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;气体摩尔体积;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. HF是弱电解质,存在电离平衡。在1 L 0.1 mol/L的HF溶液中,F-的物质的量小于0.1 mol,因此数目小于,A选项符合题意;B. 乙炔(C2H2)的摩尔质量为26 g/mol,26 g乙炔的物质的量为1 mol。每个乙炔分子含有3个σ键(1个C≡C键和2个C-H键),因此26 g乙炔中σ键的数目为,B选项不符合题意;
C. 标准状况下22.4 L NH3的物质的量为1 mol。NH3分子中N原子的价层电子对数为4(3个N-H键和1对孤电子对),因此价层电子对的数目为,C选项不符合题意;
D. 氨硼烷(H3B·NH3)中,N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道形成配位键。1个氨硼烷分子含有1个N→B配位键,因此1 mol氨硼烷中配位键的数目为,D选项不符合题意;
综上所述,正确答案是A。
【分析】A. 氟化氢是弱酸,水溶液中部分电离;
B. 根据乙炔结构分析,1个乙炔分子含有1个C-C键 ,2个C-H键 ;
C. 1个氨分子中价层电子对数是4;
D. 中硼原子和氮原子存在配位键。
5.下列化学用语表述正确的是
A.分子的球棍模型:
B.水分子的价层电子对互斥模型:
C.氯自由基的电子式:
D.分子中键的形成:
【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.二氧化碳分子()的空间结构为直线形,氧原子半径小于碳原子半径。题目给出的图示是CO的比例模型(空间填充模型),而球棍模型应为:,因此A选项错误;
B.水分子(HO)的中心氧原子价层电子对数为4(计算式:2+(6-2×1)/2=4),含有两对孤对电子,其价层电子对互斥模型应为四面体形,,故B选项错误;
C.氯自由基即氯原子,最外层有7个电子,题目给出的电子式正确,因此C选项正确;
D.甲烷()中C-Hσ键是由碳原子的杂化轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成,而题目图示显示的是p轨道间的重叠。正确的示意图应为:,因此D选项错误;
正确答案是C。
【分析】A.二氧化碳是直线形分子;
B.水分子的价层电子对互斥模型为四面体;
C.氯最外层有7个电子;
D.甲烷是正四面体结构,C-H键为s-σ键。
6.从紫苏中提取的迷迭香酸(E)的结构如图,下列说法正确的是
A.1 mol E与浓溴水反应,最多消耗6 mol
B.E不存在顺反异构现象
C.1 mol E最多与9 mol反应
D.E中含有手性碳原子
【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;烯烃
【解析】【解答】A.迷迭香酸分子含有4个酚羟基,其邻位和对位可与溴水发生取代反应,1 mol该物质最多消耗6 mol Br2;分子中还含有一个碳碳双键,可与1 mol Br2发生加成反应,因此1 mol E与浓溴水反应最多消耗7 mol Br2,选项A错误。
B.分子中的碳碳双键两端连接的基团各不相同(一侧连苯环和氢原子,另一侧连羧基和氢原子),因此存在顺反异构现象,选项B错误。
C.1个苯环可与3 mol H2加成,1个碳碳双键可与1 mol H2加成,而羧基和酯基不能与H2反应,因此1 mol E最多消耗7 mol H2,选项C错误。
D.该分子中酯基氧原子右侧的碳原子(-O-CO-部分)符合此条件,因此E含有手性碳原子,选项D正确。
正确答案为D。
【分析】根据有机物结构,含有羟基,碳碳双键、羧基和酯基,有机物存在顺反异构,有机物和溴水发生取代反应和加成反应,苯环和碳碳双键与氢气发生加成反应,手性碳原子是指连接四个不同基团的碳原子,因此可判断有机物中含手性碳原子。
7.下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.配制悬浊液 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.模拟“侯氏制碱法” D.制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】卤代烃简介;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;制取氢氧化铁、氢氧化亚铁;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A. 检验醛基需使用新制Cu(OH)2碱性悬浊液。正确操作是向2 mL 10% NaOH溶液中滴加5滴5% CuSO4溶液,确保NaOH过量,反应时会产生砖红色沉淀。该操作能达到实验目的,故A不符合题意;
B. 检验1-氯丁烷中的氯元素需分三步:①NaOH溶液加热水解生成Cl-;②稀硝酸中和过量NaOH;③加AgNO3溶液检验Cl-。直接加硝酸酸化的AgNO3无法检测有机氯,故B符合题意;
C. 侯氏制碱法模拟实验的正确顺序:先通NH3使饱和食盐水碱化(增大CO2溶解度),再通CO2发生反应:。该操作正确,故C不符合题意;
D. 制备Fe(OH)2的关键是隔绝氧气。操作流程:①打开止水夹,Fe与H2SO4反应生成H2排尽空气;②关闭止水夹,利用H2压力将FeSO4压入NaOH溶液,发生反应:。该设计能达到目的,故D不符合题意;
综上所述,只有B项操作不能达到实验目的,故选B。
【分析】A. 配制悬浊液 应保证氢氧化钠过量;
B. 检验氯代烃中氯元素,卤代烃中先加入氢氧化钠溶液,加热后,在加入硝酸酸化的硝酸银溶液进行检测;
C. 制备纯碱实验中,先通入氨气,后通入二氧化碳;
D. 制备氢氧化亚铁时,需排空气排出氧气干扰。
8.化学研究应注重宏观与微观相结合。下列描述与微观解释不符的是
  描述 微观解释
A 沸点:>HF 分子间氢键的数目:>HF
B 硬度:金刚石>晶体硅 键能:C-C>Si-Si
C 甲苯能使酸性溶液褪色 甲基使苯环变活泼、易被氧化
D 键角: 中心原子杂化类型不同
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A.每个水分子()平均可形成2个分子间氢键,而每个氟化氢(HF)分子平均只能形成1个分子间氢键。由于水分子间氢键数量更多,分子间作用力更强,因此水的沸点高于氟化氢(>HF),选项A正确;B.金刚石和晶体硅都是共价晶体。由于碳原子半径小于硅原子,C-C键长比Si-Si键更短,键能更大(C-C>Si-Si)。共价键键能越大,晶体硬度越高,因此金刚石的硬度大于晶体硅,选项B正确;
C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其本质是苯环的电子效应活化了侧链甲基,使甲基更易被氧化。题目给出的微观解释不正确,选项C错误;
D.乙烯()中碳原子采用sp2杂化,键角约为120°;而甲烷()中碳原子为sp3杂化,键角为109°28'。因此乙烯的键角大于甲烷(),选项D正确;
综上所述,错误的选项是C。
【分析】A.水分子间氢键数目大于氟化氢分子间氢键数目;
B.碳原子半径小于硅原子, C-C 键长小于 Si-Si , 键能:C-C>Si-Si ;
C.苯环使甲基活化,甲苯可与高锰酸钾氧化;
D.键角比较看杂化类型:sp2>sp3.
9.短周期主族元素Q、W、X、Y、Z的原子半径依次增大,Q的原子序数与族序数相等;Y、Z同周期,W、Z同主族且Z的原子序数是W的两倍;基态X原子核外有3种能量不同但数目相同的电子。下列说法错误的是
A.单质沸点:X<W B.电负性:Y>Z
C.与均有强氧化性 D.与均为非极性分子
【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;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A. X的单质(如碳)常温下为固态,W的单质(如氧气、臭氧)常温下为气态,因此单质沸点:C > O,即X > W,A选项正确;
B. Y为Cl,Z为S,二者同周期,电负性从左到右逐渐增大,故电负性Cl > S,即Y > Z,B选项错误;
C. Q2W2为H2O2(过氧化氢),YW2为ClO2(二氧化氯)。H2O2中O为-1价,ClO2中Cl为+4价,二者均具有强氧化性,C选项错误;
D. XY4为CCl4(四氯化碳),呈正四面体结构;XZ2为CS2(二硫化碳),呈直线形。二者正负电荷中心重合,均为非极性分子,D选项错误;
综上所述,正确答案为 A。
【分析】根据题目描述,短周期主族元素中:Q的原子序数与族序数相等且原子半径最小,因此Q为氢(H)。W和Z同主族,且Z的原子序数是W的两倍,故W为氧(O),Z为硫(S)。 基态X原子核外有3种能量不同但数目相同的电子,其电子排布为,因此X为碳(C)。 Y和Z同周期,且原子半径Y < Z,故Y为氯(Cl)。
10.某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时插入PbSe中的Na变成后脱插。下列说法正确的是
A.电解质溶液换成的水溶液电池效率更高
B.充电时,负载于碳纳米管的PbSe电极接直流电源的负极
C.放电时,电极电势:<负载于碳纳米管的PbSe
D.外电路通过1 mol电子时,理论上两电极质量变化的差值为23 g
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.若将电解质溶液换成NaPF6的水溶液,金属钠会与水发生剧烈反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑,这不仅会降低电池效率,还可能损坏电池,因此A选项不符合题意;
B.在放电过程中,负载于碳纳米管的PbSe电极作为负极;而在充电时,该电极需要作为阴极连接直流电源的负极,故B选项符合题意;
C.放电时,正极电势始终高于负极电势。由于Na3-xV2(PO4)3是正极,PbSe是负极,因此电极电势关系为:Na3-xV2(PO4)3 > PbSe,所以C选项不符合题意;
D.当外电路通过1 mol电子:负极(PbSe电极)减少1 mol Na的质量(23 g),正极[Na3-xV2(PO4)3电极]增加1 mol Na的质量(23 g),因此两电极质量变化的总差值为23 g + 23 g = 46 g,故D选项不符合题意;
综上所述,正确答案是B。
【分析】放电过程中,负载于碳纳米管的PbSe电极作为负极,钠离子(Na+)从电极中脱嵌并失去电子,发生氧化反应,反应式为:。与此同时,正极材料Na3- V2(PO4)3接受钠离子和电子,发生还原反应,反应式为:。电解质溶液中的Na+通过允许Na+通过的隔膜从负极迁移至正极,形成闭合回路。充电时,原PbSe负极作为阴极,连接直流电源负极,发生还原反应:。原正极Na3- V2(PO4)3作为阳极,连接直流电源正极,发生氧化反应:,此时Na+从阳极向阴极迁移。
11.立方钙钛矿晶胞如图甲所示,晶胞参数为a nm;一种金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子,其晶胞如图乙所示。设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.甲中氧离子之间的最短距离为 nm
B.甲的密度为
C.乙中周围紧邻的有12个
D.甲中与乙中的空间位置不同
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 在甲晶胞中,氧离子位于棱心位置,两个氧离子之间的最短距离等于面对角线长度的一半,即。因此选项A的表述不正确。
B. 甲晶胞的边长为,晶胞体积为。晶胞质量为,因此密度计算公式为。选项B的表述与计算结果不符。
C. 在乙晶胞中,位于顶点位置,每个顶点离子周围紧邻的位于面心,根据面心立方堆积的配位数规律,每个顶点离子周围有12个面心离子。因此选项C的表述不正确。
D. 通过对比甲、乙两种晶胞结构可以发现:将乙晶胞中体心的与周围8个相邻晶胞的体心离子连接起来,就能构成甲晶胞的结构。此时乙晶胞中的体心相当于甲晶胞顶点上的。因此两种晶胞中和的空间位置相同,选项D的表述正确。
综上所述,正确答案是D。
【分析】在立方钙钛矿晶胞结构中:离子占据体心位置,每个晶胞含1个;离子位于顶点,通过共享计算得个;离子分布在棱边,贡献数为个。因此化学式为。金属卤化物光电材料晶胞中:位于顶点,等效为个;占据体心,含1个;位于面心,贡献个。对应化学式为。
12.乙醇-水蒸气制过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:


101 kPa时,的平衡产率(Y)与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上的平衡产率相同。下列说法错误的是
A.的平衡产率:曲线a>曲线b
B.反应②的正反应活化能大于逆反应活化能
C.Q、P两点反应①的平衡常数:
D.只改变温度可使
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A. 在其他条件相同的情况下,增加水的浓度会导致反应②向逆反应方向移动,同时促使反应①向正反应方向移动。因此,提高水醇比会使H2的平衡产率上升。由此可以得出,H2的平衡产率关系为:曲线a > 曲线b。该结论正确;
B. 观察图中同一曲线上的点,H2平衡产率相同。在相同水醇比条件下,随着温度升高,H2平衡产率下降,说明反应②占主导地位,即反应②为吸热反应。因此,该反应的正反应活化能大于逆反应活化能。该结论正确;
C. 由于平衡常数仅与温度相关,Q点和P点的反应①平衡常数相等。该结论正确;
D. 根据图示可知,要实现,不仅需要调整温度,还需要增大水醇比。因此该选项的结论错误;
综上所述,正确答案为D。
【分析】A.根据曲线分析,增大水醇比,反应①正向移动,反应②逆向移动,据此分析;
B.根据曲线变化,相同水醇比,改变温度,氢气产率变化可判断反应②为吸热反应;
C.温度相同,平衡常数相等;
D.M和N点温度和水醇比都不同。
13.下列实验操作及现象能得出相应结论的是
  实验操作及现象 结论
A 用pH计测得碳酸钠溶液的pH小于苯酚钠溶液的pH 酸性:碳酸>苯酚
B 加热0.3 溶液,溶液由蓝色变为黄色 (蓝色)
C 向葡萄酒中滴加几滴酸性溶液,溶液紫红色褪去 葡萄酒中含
D 取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,前者产生白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.实验中碳酸钠和苯酚钠溶液的浓度未保持一致,因此无法通过pH比较直接得出碳酸和苯酚的酸性强弱结论,A选项错误;
B.实验现象显示加热后溶液由蓝色变为黄色,表明平衡向生成黄色的方向移动。根据化学平衡移动原理,升温使平衡向吸热方向移动,说明该反应的逆反应为吸热过程,正反应为放热反应,故,B选项正确;
C.由于乙醇也具有还原性,能还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色,因此该现象不能作为葡萄酒中含有的确证,C选项错误;
D.实验现象中:白色沉淀证明Cl-存在,淀粉KI溶液变蓝证明有氧化性物质(Cl2或HClO)存在,但这些现象不能证明氯气与水的反应存在限度,D选项错误;
综上所述,正确答案为B。
【分析】A.碳酸钠和苯酚钠溶液浓度未知,无法比较;
B.根据升高温度后,溶液颜色变化可判断热效应;
C.乙醇和二氧化硫都与高锰酸钾溶液反应;
D.根据实验现象无法证明反应物和生成物同时存在,不能说明反应存在限度。
14.25℃时,向100 mL蒸馏水中加入10 g 粉末,一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水。整个过程中电导率的变化如图所示(电导率越大,溶液导电能力越强)。
已知:25℃时,;饱和溶液的pH略小于10.的电离常数:,。
下列说法错误的是
A.a→c为粉末不断溶解的过程
B.c时刻加入水,c→d的变化原因主要是溶液被稀释
C.e点后达到沉淀溶解平衡,上层清液中存在
D.体系中任意时刻都满足:
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A. a→c段:表示碳酸钙()粉末逐渐溶解的过程,溶液中离子浓度增大,电导率持续上升, A正确;
B. c→e段:加入10 mL蒸馏水后,溶液被稀释,离子浓度降低,导致电导率下降, B正确;
C.e点后溶液的电导率几乎不再改变,由得,存在水解平衡,即,根据可得,则碳酸根离子的水解平衡常数,以第一步水解为主,设有的水解生成,列三段式有:
则,,所以,,,C错误;
D. 体系中始终满足电荷守恒关系:, D正确;
因此答案为 C。
【分析】a→c段:此阶段表示碳酸钙(CaCO3)溶解于水的过程。碳酸钙是难溶电解质,其溶解导致溶液中离子浓度逐渐增加,因此电导率呈现上升趋势。 c→e段:此阶段表示向体系中加入10 mL蒸馏水后,溶液被稀释,离子浓度降低,因此电导率下降。
15.双水杨醛缩乙二胺()的锰配合物[,]常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备该配合物并确定其组成。
Ⅰ.配合物的制备
制备原理:
实验步骤:
实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置),单孔塞连接仪器A.将反应物用物质B溶解,在空气中,65~70℃反应30分钟。反应结束后,经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,获得产物。
Ⅱ.配合物中x的测定
①移取20.00 mL 3.5 的溶液置于锥形瓶中,加入10.00 mL 0.03020 过量的维生素C()溶液充分混合,放置3~4分钟。
②往上述锥形瓶中加入5滴1%的淀粉溶液,立即用0.01000 的标准溶液滴定至终点。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。
上述测定过程所涉及的反应如下:
ⅰ.(未配平)
ⅱ.
回答下列问题:
(1)仪器A选用   (填序号),冷凝效果最好。
仪器 选择 选项
a.空气冷凝管 b.直形冷凝管 c.球形冷凝管
(2)制备过程中,空气的作用是   ;“物质B”常选用乙醇,下列说法错误的是   (填序号)。
a.在水中溶解度较小的原因之一是分子中含有较多的疏水基团
b.分子内形成氢键会增加其与水分子形成氢键的机会
c.在乙醇中的溶解度不会很小
(3)配平反应ⅰ的化学方程式:   。

(4)步骤②中滴定时间不宜过长。若用时过长,会导致测定结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)步骤②中,滴定终点现象为:加入最后半滴标准溶液,   ,且半分钟内无变化。接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为   (填序号)。
(6)根据实验数据,中x=   (保留整数)。
【答案】(1)c
(2)氧化剂;b
(3)
(4)偏大
(5)锥形瓶中溶液由无色变为蓝色;b
(6)1
【知识点】含有氢键的物质;中和滴定;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】(1)仪器选择:球形冷凝管(选项c)因其冷凝面积大、效果佳,适用于回流操作;直形冷凝管和空气冷凝管分别用于蒸馏和高温蒸馏,不适用本实验;
(2)空气的作用与溶解性分析,空气的作用:提供氧气,作为氧化剂将Mn2+氧化为Mn3+。 溶解性判断:a. H2L含疏水基团,水中溶解度小,正确;
b. 分子内氢键减少与水分子作用,溶解度降低,错误;
c. 四水合醋酸锰为极性溶质,乙醇为极性溶剂,溶解度不会很小,正确。
题目要求选择错误选项,故答案为b。
(3)根据原子守恒配平:;
(4)误差分析若反应时间过长,维生素C会被空气中O2氧化,导致与I2反应的维生素C减少,误判为与MnLClx反应的量偏多,最终使测定结果偏大;
(5)滴定操作 终点现象:加入最后半滴碘标准液,溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色。
半滴操作:滴定管尖嘴轻靠锥形瓶内壁,使半滴溶液流出后冲洗内壁。
滴定管选择:碘液氧化性强,腐蚀橡胶,需用酸式滴定管(选项b)。
(6)与反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.01000 mol L-1×0.02020 L=2.020×10-4mol,与MnLClx反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.03020 mol L-1×0.01000 L-2.020×10-4 mol=1.000×10-4mol,MnLClx的物质的量:;由,得,即,解得x≈1。
【分析】本实验通过以下步骤完成:以双水杨醛缩乙二胺(H2L)和醋酸锰(Mn(CH3COO)2·4H2O)为原料,在乙醇溶液中利用空气中的氧气将Mn2+氧化为Mn3+,形成锰配合物MnLClx; 利用Mn3+的氧化性,使其与过量维生素C(C6H8O6)定量反应;用碘标准溶液滴定剩余的维生素C,通过反应比例和摩尔质量计算,确定配合物中氯离子的数目。
(1)球形冷凝管的冷凝面积大,冷凝效果好,适合用于回流反应;直形冷凝管主要用于蒸馏,空气冷凝管用于高温蒸馏,都不适合本实验的回流操作,故选c;
(2)空气的作用:提供氧气,作氧化剂;
a.H2L分子含较多疏水基团,在水中溶解度较小,a正确;
b.H2L分子内形成氢键会减少与水分子形成氢键的机会,使溶解度降低,b错误;
c.Mn(CH3COO)2 4H2O为离子化合物,属于“极性溶质”;乙醇是极性有机溶剂,根据相似相溶原理,四水合醋酸锰在乙醇中的溶解度不会很小,c正确;
故选b;
(3)依据H原子和Cl原子守恒,先给HCl配2x,再依次配平MnLClx、MnL,最后给C6H6O6和C6H8O6分别配x;答案为:;
(4)若用时过长,维生素C会被空气中氧气氧化,导致与反应的维生素C减少,误认为与MnLClx反应的维生素C偏多,导致测定结果偏大;
(5)用碘标准液滴定维生素C,则滴定终点现象为:加入最后半滴碘标准溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内无变化;
滴入半滴标准液的操作:将滴定管尖嘴轻靠锥形瓶内壁,使半滴溶液流下,用少量蒸馏水冲洗内壁;碘具有氧化性会腐蚀橡胶管,则应该选用酸式滴定管盛装碘标准液;故选b;
(6)与反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.01000 mol L-1×0.02020 L=2.020×10-4mol,与MnLClx反应的维生素C:n(C6H8O6)=0.03020 mol L-1×0.01000 L-2.020×10-4 mol=1.000×10-4mol,MnLClx的物质的量:;由,得,即,解得x≈1。
16.铝土矿生产氧化铝的过程中产生废渣,其主要成分为MgO、及少量、。从中回收钪(Sc)的工艺流程如下。
已知:
①、、。

回答下列问题:
(1)钪在元素周期表中的位置为   。
(2)为加快“酸浸”步骤中废渣的溶解,可采取的措施有   (写出一种);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,请说明理由   ;写出“滤渣”的一种工业用途   。
(3)向“滤液”中加入溶液,可将铝元素转化为(不考虑与的反应),反应的离子方程式为   ,该反应的化学平衡常数=   。
(4)“萃取”步骤中存在:。研究发现,pH过小或过大时,的萃取率均较小,原因是   。
【答案】(1)第四周期ⅢB族
(2)适当增大硫酸浓度、搅拌;反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;制光导纤维、玻璃、冶炼硅等
(3);
(4)pH过小时,萃取平衡逆向移动;pH过大时,水解生成
【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;离子方程式的书写;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)钪(Sc)为21号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅢB族;
(2)加快“酸浸”步骤中废渣溶解的措施为适当增大硫酸浓度(或搅拌、升高温度、将废渣粉碎等);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,理由为反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;“滤渣”为,工业用途为制光导纤维、玻璃、冶炼硅等;
(3)向“滤液”中加入溶液,反应的离子方程式为,,结合,该反应的化学平衡常数;
(4)“萃取”步骤中,pH过小时,浓度增大,萃取平衡逆向移动,萃取率减小;pH过大时,水解生成沉淀,萃取率减小。
【分析】废渣主要成分为、、、,稀硫酸酸浸时,、、溶解为硫酸盐,不溶成为滤渣;滤液加,、分别转化为、,以沉淀形式分离;加盐酸/氯化铵转溶后,用HR萃取,再经反萃取、电解得到,据此分析。
(1)钪(Sc)为21号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅢB族;
(2)加快“酸浸”步骤中废渣溶解的措施为适当增大硫酸浓度(或搅拌、升高温度、将废渣粉碎等);“酸浸”时不能用盐酸代替硫酸,理由为反应温度为80℃,盐酸易挥发,酸浸效率低;“滤渣”为,工业用途为制光导纤维、玻璃、冶炼硅等;
(3)向“滤液”中加入溶液,反应的离子方程式为,,结合,该反应的化学平衡常数;
(4)“萃取”步骤中,pH过小时,浓度增大,萃取平衡逆向移动,萃取率减小;pH过大时,水解生成沉淀,萃取率减小。
17.甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和)的重要方法,主要反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在   (填“任意条件”“高温”或“低温”)下自发进行,又已知反应的,则   。
(2)起始时,向容器中充入1.0 mol 和1.0 mol 的混合气体发生反应ⅰ和ⅱ。
①若容器为恒容绝热密闭容器,下列描述不能说明反应达到平衡状态的有   (填序号)。
a.混合气体密度保持不变 b.混合气体温度不再改变
c.混合气体压强不再改变 d.
②在温度分别为、和下,的平衡转化率与压强的关系如图所示,反应温度最高的是(填“”“”或“”)   ,原因是   。
③在起始压强为100 kPa的恒容密闭容器中,恒温下反应4 min达到平衡,测得体系总压强为120 kPa,且(p为气体分压,单位为kPa),达到平衡时的平均反应速率为   ,反应ⅱ的压强平衡常数   (用平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的//Ar混合气,投料组成与和的平衡转化率之间的关系如图所示。若投料组成中Ar含量下降,平衡体系中的值将(填“增大”“减小”或“不变”)   。
【答案】(1)高温;+41
(2)ad;;反应ⅰ为吸热反应,其他条件相同时,升温,平衡右移,的平衡转化率增大;2.5;1
(3)增大
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)根据热力学第二定律,当吉布斯自由能变化ΔG=ΔH-T·ΔS<0时,反应能够自发进行。对于反应Ⅰ,其焓变ΔH1>0,且正反应方向气体分子数增加,因此熵变ΔS>0。只有在高温条件下,才能满足ΔG<0的条件。通过盖斯定律计算反应Ⅱ的焓变:ΔH2=ΔH1-ΔH=+247kJ·mol- -206kJ·mol- =+41kJ·mol- 。
(2)①a.,两个反应中的物质均为气体,气体的质量不变,容器又是恒容的,所以气体的密度一直不变,不能作为平衡判断的依据,a符合题意;
b.容器是绝热的,说明与外界不存在能量的交换,而两个反应都是吸热反应,在没有达到平衡之前,体系的温度一直在下降,达到平衡后温度不变,可以作为平衡判断的依据,b不符合题意;
c.反应ⅰ前后气体分子数不同,在没有达到平衡之前,气体的压强越来越大,平衡后压强不变,可以作为平衡判断的依据,c不符合题意;
d.两者在反应ⅱ中的变化量相同,但还在反应ⅰ中作反应物,导致两者速率不相等,该选项不能作为平衡判断的依据,d不符合题意;
答案选ad。
②反应ⅰ是吸热反应,温度升高,平衡正移,的平衡转化率升高,即温度越高,平衡转化率越大,而图中下,的平衡转化率最高。
③反应ⅱ气体分子数不变,不会引起压强的变化,只有反应ⅰ会。设反应ⅰ中物质的量的变化值为,所以平衡时气体的总物质的量为,再根据阿伏加德罗定律的结论可知,,求得,所以达到平衡时,的平均反应速率为。平衡时的分压为,剩余气体的总压为。因为,所以、、、平衡时各自的分压分别为、、、。则反应ⅱ的压强平衡常数为。
(3)在恒温恒压条件下,Ar含量的降低相当于系统压力增大。根据勒夏特列原理,这会导致反应Ⅰ的平衡向逆向移动,使得H2和CO的量减少,CO2的量增加。由于H2和CO的减少程度更为显著,进而促使反应Ⅱ的平衡正向移动,最终结果是CO含量上升,H2含量下降,导致n(CO):n(H2)比值增大。
【分析】 (1)根据反应自发条件ΔG=ΔH-T·ΔS<0分析;
(2)在恒容绝热的条件下,判断平衡状态的标志,温度是变量,体系压强是变量,变量不变时,可知反应达到平衡;
(3)根据反应条件,恒压条件下,减少惰性气体,可视为对反应体系增大压强,结合两个反应移动方向,判断n(CO):n(H2)比值变化。
(1)当时,反应可以自发进行,而反应ⅰ的,正反应气体分子数增加,,所以只有高温才能使。由盖斯定律可知,反应ⅱ可由反应ⅰ和(1)中的反应相减得到,。
(2)①a.,两个反应中的物质均为气体,气体的质量不变,容器又是恒容的,所以气体的密度一直不变,不能作为平衡判断的依据,a符合题意;
b.容器是绝热的,说明与外界不存在能量的交换,而两个反应都是吸热反应,在没有达到平衡之前,体系的温度一直在下降,达到平衡后温度不变,可以作为平衡判断的依据,b不符合题意;
c.反应ⅰ前后气体分子数不同,在没有达到平衡之前,气体的压强越来越大,平衡后压强不变,可以作为平衡判断的依据,c不符合题意;
d.两者在反应ⅱ中的变化量相同,但还在反应ⅰ中作反应物,导致两者速率不相等,该选项不能作为平衡判断的依据,d不符合题意;
答案选ad。
②反应ⅰ是吸热反应,温度升高,平衡正移,的平衡转化率升高,即温度越高,平衡转化率越大,而图中下,的平衡转化率最高。
③反应ⅱ气体分子数不变,不会引起压强的变化,只有反应ⅰ会。设反应ⅰ中物质的量的变化值为,所以平衡时气体的总物质的量为,再根据阿伏加德罗定律的结论可知,,求得,所以达到平衡时,的平均反应速率为。平衡时的分压为,剩余气体的总压为。因为,所以、、、平衡时各自的分压分别为、、、。则反应ⅱ的压强平衡常数为。
(3)恒温恒压下Ar含量下降相当于增大压强,反应ⅰ平衡逆向移动导致和量减少,量增加,前两个的减少量更多,使反应ⅱ的平衡正移,含量增大,含量减小,最终增大。
18.有机物I是一种治疗非小细胞肺癌药物的中间体,科研工作者设计的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物A的含氧官能团名称为   。
(2)反应B→C的化学方程式为   (不考虑参与反应)。
(3)C→D的反应类型为   。
(4)有机物G的结构简式为   。
(5)D→E的转化过程如下:
反应①中还可能生成另一产物(与M互为同分异构体),其结构简式为   ,有机物K的结构简式为   。
(6)同时满足下列条件的E的同分异构体有   种(不考虑立体异构)。
①含环状结构;
②N原子上除氢原子外不再连接其他取代基;
③能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:2:1:1的结构简式为   。
【答案】(1)硝基、(酚)羟基
(2)+CH3NH2+HF
(3)还原反应
(4)
(5);
(6)14;
【知识点】有机物中的官能团;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)A的结构简式为,其含氧官能团为硝基和(酚)羟基;
(2)B→C的反应方程式为 B→C的反应方程式为+CH3NH2+HF;
(3)C→D的反应条件为Pd/C和H2,反应类型为还原反应,将硝基(-NO2)还原为氨基(-NH2)。
(4) G的结构简式为 ;
(5)D的结构简式为,反应①生成M同时,还生成CH3OH,断键部位为和,如果反应生成另一产物且与M互为同分异构体,断键部位为和,则其结构简式为 ;反应③生成水,根据E的结构简式,该反应类型为消去反应,推出K的结构简式为;
(6)含,能发生银镜反应,说明含有醛基,根据E的结构简式,推出不含其他不饱和键或环,取代基为-CH2CHO,有3种,取代基为-CH3、-CHO,-CH3固定在①位置上,-CHO可以在①②③上,有3种,-CHO固定在①位置上,-CH3可以在②③上,有2种,-CH3固定在②位置上,-CHO在苯环上有3种位置,-CH3固定在③位置上,-CHO在苯环上有3种位置,综上所述符合条件的共有14种结构;根据核磁共振氢谱峰面积比,符合条件的结构简式为 。
【分析】根据A的分子式及B的结构简式,可推断A→B为取代反应,A的结构简式为:
,结合C的分子式及E的结构简式,B→C为取代反应,CH3NH-取代F的位置, C的结构简式为,由C→D的反应条件可知,该反应为还原反应,D的结构简式为:,根据H→I的反应条件,-NO2被还原为-NH2,H的结构简式为: ,对比F、I的结构简式及G的分子式,G的结构简式为:据此分析解题。
(1)A的结构简式为,含氧官能团为硝基、(酚)羟基;
(2)根据上述分析,B→C的反应方程式为+CH3NH2+HF;
(3)C→D反应条件是Pd/C,H2,发生反应类型为还原反应,将-NO2还原为-NH2;
(4)根据上述分析,G的结构简式为 ;
(5)根据上述分析,D的结构简式为,反应①生成M同时,还生成CH3OH,断键部位为和,如果反应生成另一产物且与M互为同分异构体,断键部位为和,则其结构简式为 ;反应③生成水,根据E的结构简式,该反应类型为消去反应,推出K的结构简式为;
(6)含,能发生银镜反应,说明含有醛基,根据E的结构简式,推出不含其他不饱和键或环,取代基为-CH2CHO,有3种,取代基为-CH3、-CHO,-CH3固定在①位置上,-CHO可以在①②③上,有3种,-CHO固定在①位置上,-CH3可以在②③上,有2种,-CH3固定在②位置上,-CHO在苯环上有3种位置,-CH3固定在③位置上,-CHO在苯环上有3种位置,综上所述符合条件的共有14种结构;根据核磁共振氢谱峰面积比,符合条件的结构简式为 。
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