【精品解析】贵州毕节市2026届高三下学期高考第二次适应性考试化学试题

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贵州毕节市2026届高三下学期高考第二次适应性考试化学试题
1.化学推动科技进步和社会发展。下列说法正确的是
A.“人造太阳”使用的核聚变原料中、互为同素异形体
B.人形机器人电机核心部件的高纯硅可用作光导纤维
C.“祖冲之三号”量子计算机中的氧化铝属于无机非金属材料
D.脑机接口的柔性电极常使用的复合材料石墨烯属于有机化合物
2.下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.反-2-丁烯的结构简式:
C.基态Cu原子的核外电子排布式:
D.用电子式表示HCl的形成:
3.下列实验操作规范的是
A.配制一定物质的量浓度溶液 B.制备蒸馏水
C.氧化还原滴定 D.中和反应反应热的测定
A.A B.B C.C D.D
4.中药材线纹香茶菜的一种活性成分结构如图。下列关于该分子的说法错误的是
A.能与溶液反应 B.含4个键
C.含3个手性碳原子 D.可发生加成反应和消去反应
5.化学变化五彩纷呈。下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A.向溴水中加入足量乙醛溶液,溶液由橙黄色变为无色
B.将苯酚置于空气中,无色晶体逐渐变为粉红色
C.向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,溶液由蓝色变为深蓝色
D.向含有淀粉的碘水中加入维生素C,溶液由蓝色变为无色
6.硫代硫酸钠()具有较强的还原性,可用作纺织工业和造纸工业的脱氯剂。其中脱氯原理:,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.标准状况下,含分子数为
B.中含有的质子数为
C.生成时,转移电子数为
D.的溶液中氧原子数为
7.近期中国科学院研究团队发现硫氰酸铵()溶液在压力变化下表现惊人的热效应,这种“溶解压卡效应”使得制冷技术领域取得新突破。下列有关说法错误的是
A.元素电负性:
B.的空间结构为正四面体
C.水溶液中存在氢键
D.该化合物存在离子键、共价键和配位键
8.下列实验操作或装置可以完成相应实验的是
A.实验室制备 B.除去中
C.NO收集和尾气处理 D.验证还原性
A.A B.B C.C D.D
9.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。X的基态原子中,s能级上只有1个电子,Y的基态原子中有3个未成对电子,Z是第三周期中原子半径最大的元素,W的最高价氧化物对应水化物是强酸。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.Z和W形成的化合物的水溶液一定呈中性
D.X和Y形成的化合物的空间结构可能是三角锥形
10.近年来,我国科学家通过合成新型氢氟碳化合物电解液,显著提升了锂金属电池在低温环境下的性能。一种基于1,3-二氟丙烷电解液、正极材料为的锂金属电池工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,嵌入锂基材料中
B.放电时,正极电极反应式:
C.该电池低温时性能优越的主要原因是强配位的快速嵌入/脱嵌
D.相同条件下,2-甲基-1,3-二氟丙烷比1,3-二氟丙烷更适合做锂金属电池电解液
11.在NaOH水溶液中发生反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.取代反应是吸热反应,消去反应是放热反应
B.取代反应中羟基进攻H原子,消去反应中羟基进攻C原子
C.NaOH水溶液中发生取代反应比发生消去反应更难
D.水溶液中化学反应的选择性取代由Br原子电负性决定
12.下列实验操作能达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 将粗铜和纯铜分别接直流电源的负、正极,平行插入溶液中 电解精炼铜
B 在酸性溶液中逐滴加入溶液,观察溶液颜色变化 探究的还原性
C 常温下,向溶液中加入8滴溶液 探究浓度对化学平衡的影响
D 向ZnS悬浊液中加入溶液,观察沉淀颜色变化(已知ZnS沉淀为白色,CuS沉淀为黑色) 探究和大小
A.A B.B C.C D.D
13.碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域具有优异的性能。一种六方相碳化钼晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为,,,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶体中Mo原子与C原子个数比为
B.①号原子和②号原子间的距离为
C.晶体中与C最近且距离相等的Mo有8个
D.晶体密度为
14.磷酸是重要的化工原料。常温下,在溶液中逐滴滴入溶液,溶液pH与[,或]的关系如图1所示,溶液pH与NaOH溶液滴入体积V的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A.Ⅲ为与pH的关系曲线
B.M点:
C.N点:
D.P点:
15.钒酸铋()是一种新型环保颜料,同时在催化剂和电池等领域也有着重要应用。某实验组欲利用和(偏钒酸铵)制备晶体,并测定其纯度。
已知:是黄色晶体,难溶于水和乙醇;价钒在不同pH溶液中存在不同形态。实验步骤如下:
Ⅰ.溶液的配制
称取一定量,加入溶液中,加热溶解完全后,再加水稀释得到溶液30 mL。
Ⅱ.的制备(反应装置如图1,夹持装置已略)
取25 mL步骤Ⅰ中制得溶液于250 mL三颈烧瓶中,先加入溶液,再加入(质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时,快速加入溶液,再滴加溶液至pH为6,控制温度约363 K并保温1小时至沉淀完全。
将反应混合液冷却、抽滤,用大量蒸馏水洗涤沉淀,再用乙醇洗涤两次。最后放入378 K的烘箱中烘干,得到产品2.4 g。
回答下列问题:
(1)基态V原子价层电子轨道表示式为   ,与有相似空间结构,则中V原子的杂化轨道类型为   。
(2)图1中仪器a的名称是   ,装置B烧杯中液体为   。
(3)步骤Ⅰ中由反应生成的离子方程式为   。
(4)步骤Ⅱ中两次加入的NaOH溶液浓度不同的原因是   。
(5)步骤Ⅱ中用蒸馏水洗涤沉淀的具体操作   。
(6)计算实验中产率为   %(保留小数点后一位)。
(7)储能容量大,使用寿命长的液流电池是电化学储能领域的研究热点。其中以石墨为电极,、、和为主要电解液阳离子的钒液流电池最为常见。该电池充电时的工作原理示意图如图2,其中电子迁移方向为电极   (填“A到B”或“B到A”),电极A的电极反应式为   。
16.推动磷矿资源“富矿精开、贫矿利用”,培育绿色化工领域新质生产力具有重要的现实意义和推广价值。一种以磷尾矿(主要成分、、)为原料开展湿式镁法烟气脱硫及高值化利用工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)高温煅烧磷尾矿的目的是   。
(2)煅烧后的磷尾矿加入溶液进行脱钙预处理,反应完成后,过滤得到固体混合物,该混合物中用于脱硫的有效成分是   (填化学式)。
(3)工业烟气()脱硫模拟装置中发生的化学反应方程式为   。
(4)“脱镁”过程用于制备高纯氢氧化镁,其操作是   。此过程中可循环利用的物质是   (填化学式)。
(5)磷尾矿、脱钙预处理过滤后得到的混合物和磷精矿主要成分质量分数如下表:
CaO MgO
磷尾矿 10.6% 38.2% 16.8%
脱钙预处理过滤后得到的混合物 20.14% 35.5% 22.88%
磷精矿 28.0% 51.2% 0.5%
①分析表中数据,说明磷尾矿中的镁资源在生产过程中的作用是   。
②化工生产中,若磷的回收率为95%,计算100吨原磷尾矿可生产磷精矿   吨(保留小数点后两位)。
17.甘油水蒸气重整具有重整效率高、产物气氢含量高等优势而备受关注。主要反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
已知:、、的燃烧热()分别为、、。
(1)计算反应①的   ,且该反应在   (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)反应③中能加快反应速率,同时能提高反应物平衡转化率的措施是   (填字母)。
A.升高反应体系温度 B.继续向密闭容器中通入氢气 C.改变容积增大体系压强
(3)一定温度下,的速率方程可表示为,k是速率常数,p表示物质分压。其中分压对的关系如图1所示,则速率方程中   。
(4)将和通入密闭容器中发生上述反应,相关物质平衡时的干基摩尔分数[某组分干基摩尔分数]如图2所示。已知图中对应温度下,的转化率接近100%。
①其中代表的曲线为   (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②在温度达平衡时,CO的干基摩尔分数为   %(保留小数点后两位,下同),反应的   。
③温度高于后,曲线Ⅰ对应物质的干基摩尔分数随温度升高而降低的原因为   。
18.一种心绞痛的药物中间体Ⅰ的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。
已知:①(其中,Z和代表、等强吸电子基团);
②。
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称   。
(2)若先后发生加成反应和消去反应,则加成反应生成的中间体的结构简式为   。从分子结构的角度考虑,的酸性强于的原因为   。
(3)的化学方程式   。
(4)H的结构简式为   。
(5)同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式为   (任写一种)。
ⅰ.与作用显色;
ⅱ.发生水解反应生成含4个碳原子的胺类物质;
ⅲ.核磁共振氢谱显示为5组峰
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以苯甲醛和丙二醛为原料合成苯丙烯酸()的路线   (无机试剂和溶剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】同素异形体;硅和二氧化硅;同位素及其应用
【解析】【解答】A.、的质子数相同,中子数不同,属于氢元素的不同核素,二者互为同位素;而同素异形体的研究对象是同种元素形成的不同种单质,因此A错误;
B.高纯硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,可用来制作芯片和太阳能电池板,而光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是硅,因此B错误;
C.氧化铝是金属氧化物,从材料分类来看,它属于无机非金属材料,因此C正确;
D.石墨烯是碳元素组成的单质,属于无机物,并不属于有机化合物,因此D错误;
故答案选C。
【分析】A.同位素指的是质子数相同,质量数不同的原子,、互称为同位素;
B.光导纤维成分是二氧化硅;
C.氧化铝属于无机非金属材料;
D.石墨烯是碳单质,属于无机物。
2.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;烯烃;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.表示CH4的球棍模型时,需要体现出原子的相对半径大小,该模型中中心碳原子的半径大于周围氢原子,整体为正四面体结构,符合球棍模型的表示规范,因此A正确;
B.反-2-丁烯的结构中,碳碳双键两端的两个甲基应当位于双键的异侧,题图中两个甲基在双键的同侧,对应的是顺-2-丁烯,不是反-2-丁烯,因此B错误;
C.基态Cu原子符合洪特规则的特例,3d轨道全满的结构能量更低、更稳定,因此Cu原子正确的核外电子排布式为,选项给出的排布式错误,因此C错误;
D.HCl属于共价化合物,分子中原子通过共用电子对成键,不存在电子得失形成阴阳离子的过程,其电子式不能表示为,因此D错误;
故选A。
【分析】A.甲烷空间结构为正四面体,图示正确;
B.相同原子或原子团在碳碳双键两侧时,属于反式结构;
C. 基态Cu原子的核外电子排布式;
D.氯化氢是共价化合物。
3.【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度溶液时,需要先在烧杯中将固体溶质溶解,待溶液冷却后再转移至容量瓶中,不允许直接在容量瓶中溶解固体,A错误;
B.蒸馏操作中,温度计的作用是测定馏出蒸气的温度,因此温度计水银球需要放在蒸馏烧瓶的支管口处,图示中温度计位置错误,B错误;
C.酸性溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此需要盛放在酸式滴定管中,图示操作符合规范,C正确;
D.中和热测定实验中,装置需要配备玻璃搅拌器(即环形玻璃搅拌棒)来保证反应充分、温度均匀,图示装置缺少该仪器,D错误;
故选C。
【分析】A.根据容量瓶用途,不能用来溶解物质;
B.制备蒸馏水温度计水银球应放在支管口处;
C.高锰酸钾具有氧化性,用酸式滴定管滴定;
D.装置中缺少玻璃搅拌器。
4.【答案】B
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物中的官能团;烯烃;加成反应
【解析】【解答】A. 该有机物分子中含有羧基,羧基的酸性强于碳酸,因此可以和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,故A选项不符合要求;
B. 羧基本身就含有2个碳氧σ键,再加上羟基和直接相连的碳原子之间形成1个碳氧σ键,该分子总共含有3个碳氧σ键,故B选项符合要求;
C. 手性碳原子的定义是连接4个不同原子/基团的饱和碳原子,该分子中一共含有3个手性碳原子,标注如下图,故C选项不符合要求;
D. 该分子中含有碳碳双键,可以发生加成反应;分子中含有羟基,且与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上带有氢原子,可以发生消去反应,故D选项不符合要求;
综上,答案选B。
【分析】根据有机物结构,含有官能团羟基,羧基,碳碳双键,能发生加成反应和消去反应,羧基能与碳酸氢钠反应,结构中含3个C-O键,手性碳原子指的是碳原子连接4个不同的原子或原子团,有机物中含有3个手性碳原子。
5.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A. 乙醛会和溴水发生氧化还原反应,反应过程中乙醛被氧化、溴被还原,最终使溴水褪色,因此A不符合题意;
B. 苯酚在空气中会被氧化,变为粉红色的物质,该过程涉及氧化还原反应,因此B不符合题意;
C. 向溶液中加入氨水时,反应先生成沉淀,之后沉淀溶解,生成配离子,整个过程没有元素化合价发生变化,和氧化还原反应无关,因此C符合题意;
D. 维生素C会和碘水发生氧化还原反应,碘被还原,因此溶液会褪色,该过程涉及氧化还原反应,D不符合题意;
综上,答案选C。
【分析】A. 溴水能氧化乙醛;
B. 苯酚被氧气航华后,变为粉红色;
C. 硫酸铜和氨水反应,先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液呈深蓝色;
D. 维生素C具有还原性,和碘单质发生氧化还原反应。
6.【答案】D
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.标准状况下,2.24L Cl2的物质的量是0.1mol,含有的分子数为0.1NA,因此A错误;
B.18g H2O的物质的量为1mol,1个H2O分子中总共含有10个质子,所以1mol H2O中含有的质子数为10NA,因此B错误;
C.该反应中,S元素的化合价从+2价升高到+6价,每生成1mol Na2SO4,反应会转移8mol电子,因此生成0.5mol Na2SO4时,转移的电子数为4NA,因此C错误;
D.1L 0.1mol/L H2SO4溶液中,不仅溶质H2SO4含有氧原子,作为溶剂的水分子中也含有大量氧原子,因此溶液中总的氧原子数远大于0.4NA,D正确;
故答案选D。
【分析】A.根据公式计算;
B.1mol含10mol质子;
C.根据化学方程式,生成1mol硫酸钠转移8mol电子;
D.硫酸溶液中溶剂水含有氧原子。
7.【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.对于同周期的主族元素,电负性会随原子序数从左到右逐渐增大,因此氮元素的电负性大于碳元素,即;同时氢元素的电负性小于碳和氮,因此三种元素的电负性顺序为,A选项错误;
B.对于中的中心N原子,计算可得价层电子对数为,且孤电子对数为0,因此的空间结构为正四面体形,B选项正确;
C.的水溶液中存在、、等多种微粒,N、O都属于电负性大的原子,且这些微粒中都存在与N/O直接相连的氢原子,满足氢键的形成条件,因此体系中可以形成氢键,C选项正确;
D.和阴阳离子之间存在离子键;内部,除了3个普通的共价键,还有1个配位键;内部原子之间也存在共价键,因此该化合物中同时存在离子键、共价键和配位键,D选项正确;
本题选不正确的,故答案为A。
【分析】A.根据元素周期变化规律作答;
B.根据价层电子对互斥理论,铵根离子空间结构为正四面体形;
C.根据氢键形成条件,水溶液中存在氢键 ;
D. 是离子化合物,含离子键,铵根离子中存在配位键,共价键。
8.【答案】D
【知识点】氨的实验室制法;二氧化硫的性质;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.受热会分解为和,两种气体扩散到试管口时,温度降低,会重新反应结合生成,无法通过这个方法制得氨气;实验室制备氨气的正确方法是加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物,因此A错误;
B.碱石灰属于碱性干燥剂,它会和发生反应,会把氯气吸收掉,不能用来干燥氯气,干燥氯气需要选用浓硫酸,因此B错误;
C.可以和空气中的发生反应,且它的密度和空气接近,不能使用排空气法收集;同时不与发生反应,不能被溶液吸收,无法用该装置处理NO的尾气,因此C错误;
D.将通入酸性高锰酸钾溶液中,如果观察到溶液褪色,就说明将还原,反应过程中S元素的化合价升高,能够验证的还原性,装置采用“长进短出”的操作也符合要求,因此D正确;
故答案选D。
【分析】A.氯化铵受热分解后,氨气和氯化氢会重新生成氯化铵;
B.碱石灰中含氢氧化钠,会和氯气反应;
C.一氧化氮和氢氧化钠不反应;
D.通过观察高锰酸钾溶液颜色变化,判断二氧化硫还原性。
9.【答案】D
【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;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.根据原子半径递变规律:同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此三种元素的原子半径大小顺序为,A项错误;
B.Na是活泼金属,容易失电子,第一电离能较小;而N的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,因此第一电离能大小关系为,即,B项错误;
C.若W为,Z和W形成的化合物水溶液呈中性;若W为,二者形成的是强碱弱酸盐,硫离子水解会使溶液显碱性,因此ZY(即NaW)溶液不一定为中性,C项错误;
D.X为H、Y为N,二者可以形成化合物,分子中中心N原子的价层电子对数为,因此N原子采取杂化,其中1对为孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用使NH3的空间结构为三角锥形,D项正确;
故答案选D。
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素:X的s能级仅填充1个电子,说明X的最外层只有1个电子,推得X为;Y的基态原子有3个未成对电子,结合原子序数大于X,推得Y为;Z是第三周期中原子半径最大的主族元素,因此Z为;W的最高价氧化物对应水化物为强酸,结合原子序数范围,W可能为或,据此分析。
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.放电过程中,锂基材料作为负极,发生的电极反应为,会从锂基材料中脱离出来,向正极方向迁移,该选项描述正确,不符合题意;
B.放电时正极发生还原反应,得到电子,同时结合从负极迁移过来的,最终生成,对应的电极反应式为,该选项描述正确,符合题意;
C.该电池具备优异低温性能的核心原因,是新型氢氟碳化合物电解液可以和形成强配位作用,能够促进快速发生脱嵌、完成传输,该选项描述正确,不符合题意;
D.2-甲基-1,3-二氟丙烷的空间位阻比1,3-二氟丙烷更大,会削弱它和的配位作用,对的传输不利,因此相比之下1,3-二氟丙烷更适合作为该电池的电解液,该选项描述正确,不符合题意;
综上,答案选B。
【分析】本题所研究的电池以锂基材料作为负极,作为正极,以1,3-二氟丙烷作为电解液。放电过程中,负极的Li会失去电子生成,生成的会透过阳离子膜向正极方向迁移,最终嵌入正极材料中,完成化学能到电能的转换,据此分析。
11.【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;卤代烃简介
【解析】【解答】A.取代反应的产物能量为-127.6 kJ/mol,消去反应的产物能量为-117.6 kJ/mol,二者能量都低于反应物的能量(反应物能量为0 kJ/mol),因此两个反应都属于放热反应,A错误;
B.发生取代反应时,是水分子中的羟基进攻和溴原子相连的碳原子,完成取代;发生消去反应时,水分子的羟基会进攻β-氢原子,同时溴原子离去,最终形成碳碳双键,B错误;
C.取代反应的活化能,消去反应的活化能比取代反应更高。由于活化能越低,反应越容易进行,因此取代反应比消去反应更易发生,C错误;
D.该反应在水溶液中进行,溴原子电负性较大,会使C-Br键发生极化,导致连接溴的碳原子带有部分正电荷,更容易被亲核试剂进攻,因此反应以取代反应为主。同时是良好的离去基团,会进一步促进取代反应的进行。因此该反应的选择性是由溴原子的电负性决定的,D正确;
故答案选D。
【分析】A.根据反应机理中物质能量变化,可判断取代反应和消去反应是放热反应;
B.根据机理图中物质结构分析, 取代反应中水分子中的羟基进攻和溴原子相连的碳原子, 消去反应中 水分子的羟基会进攻β-氢原子;
C.根据机理图,取代反应活化能低,更溶液发生;
D.溴电负性大,碳溴键极性大,容易发生取代反应。
12.【答案】C
【知识点】铜的电解精炼;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A. 电解精炼铜时,粗铜需要连接直流电源的正极作为阳极,纯铜连接电源负极作为阴极,因此A错误;
B. FeCl2中的Cl 同样具有还原性,也可以被酸性KMnO4氧化,使高锰酸钾溶液褪色,会对Fe2+还原性的检验造成干扰,因此B错误;
C. 加入NaOH后,NaOH会和平衡体系中的H+反应,导致溶液中H+浓度下降,平衡向正向移动,溶液从橙色逐渐变为黄色;同时本实验中滴加的NaOH溶液体积很小,对溶液总体积的影响可以忽略,因此可以探究浓度对化学平衡的影响,C正确;
D. 该体系本身就存在游离的S2 ,加入CuSO4后,Cu2+可以直接和S2 反应生成黑色的CuS沉淀,无法证明该沉淀是由ZnS沉淀转化得到的,因此不能比较ZnS和CuS的Ksp大小,D错误;
综上,答案选C。
【分析】A. 精炼铜时,粗铜和正极相连,纯铜和负极相连;
B. 高锰酸钾能氧化二价铁离子和氯离子;
C. ,滴加氢氧化钠可使平衡移动,溶液颜色发生变化;
D. ZnS悬浊液中含有硫离子,无法证明沉淀转化。
13.【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.由晶胞结构可计算出,一个晶胞中含有的Mo原子数目为,含有的C原子数目为,因此晶体中Mo原子与C原子的个数比为2:1,A正确;
B.根据晶胞结构可知,①号原子和②号原子在x-y平面投影的距离为 a pm ,在y-z平面投影的距离为 c pm ,且,根据空间两点距离公式可得,两原子之间的距离为,B正确;
C.从图像可以看出,晶体中与C原子最近且距离相等的Mo原子有6个,C错误;
D.从图像可以看出,该晶胞体积为,从选项A分析可知,晶胞中含有8个Mo原子和4个C原子,质量为,则该晶体密度为,D正确;
故答案选C。
【分析】A.根据晶胞中原子计算方法,可得 Mo原子与C原子个数比 ;
B.根据晶胞结构, ①号原子和②号原子间的距离为 ;
C.晶体中与C原子最近且距离相等的Mo原子有6个;
D.根据晶胞计算公式分析
14.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.曲线Ⅲ表示与pH的关系,A正确;
B.M点加入10mL等浓度的NaOH溶液,反应后溶质为NaH2PO4,溶液存在物料守恒:,结合电荷守恒关系:,得到关系式为,B错误;
C.N点加入15mL等浓度的NaOH溶液,反应后溶质为等物质的量的NaH2PO4和,溶液存在物料守恒:,C正确;
D.===0,故,D正确;
故答案选B。
【分析】根据题意推导可得:,
按照同样的推导逻辑可以得到另外两个关系:。 令-lgX=0可得,;当pH相同时,的值最大,故图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、与pH的关系。
15.【答案】(1);
(2)恒压分液漏斗;水
(3)
(4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液,第二次是为了精准控制pH到6,所以选择较低浓度的NaOH溶液
(5)在原漏斗中加入水至没过沉淀,让水自然流下,并重复2-3次
(6)74.1
(7)A到B;
【知识点】原子核外电子排布;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)V是23号元素,基态V原子核外电子总数等于原子序数,为23,其价层电子的轨道表示式为 ;中,中心P原子的价层电子对数为4,且没有孤电子对,空间构型为正四面体形;的空间结构同样为正四面体形,说明中V原子的价层电子对数也为4,因此V原子的杂化轨道类型为杂化;
(2)图1中仪器a的名称为恒压分液漏斗。三颈烧瓶中制备的过程中会生成氨气,因此装置B的烧杯中液体的作用是吸收氨气尾气;氨气极易溶于水,搭配防倒吸装置,直接用水就可以吸收氨气;
(3)由反应生成的离子方程式为,和题干推导一致;
(4)反应过程中,第一次加入NaOH的目的是快速调节体系的pH,因此选用浓度更高的NaOH溶液;第二次滴加NaOH是为了精准将pH调整至目标值6,因此选用浓度更低的NaOH溶液,避免滴加过量难以控制pH;
(5)过滤后洗涤沉淀的标准操作是:向漏斗中加入蒸馏水,直到水面没过沉淀,让水自然流尽后,重复该操作2~3次即可;
(6)根据制作沉淀的过程,
溶液的物质的量,
25 mL溶液的物质的量,
根据制备方程式:可知用的含量计算理论的到沉淀的量,,产率。
(7)根据分析,电极A为阳极,电源a为正极,电源b为负极,故充电时电子从A到B。
电极A的电极反应式为。
【分析】的制备流程如下:取25 mL步骤I配制得到的溶液,放入250 mL三颈烧瓶中,先加入溶液,再加入2 mL质量分数为1%的十二烷基苯磺酸钠(DBS作为结构导向辅助剂)溶液,将三种试剂混合均匀。在磁力搅拌、水浴加热的条件下,快速加入溶液,之后再滴加溶液,将体系pH调节至6,控制温度约为363 K,保温1小时,直到完全沉淀。步骤I中和混合后反应生成,该反应的离子方程式为。
针对钒液流电池,充电时电极A上V元素化合价从+3升高到+5,由,发生氧化反应,因此该电极是阳极;电极B上V元素化合价从+3降低到+2,由,发生还原反应,因此该电极是阴极。
(1)基态V原子核外电子数为23,价层电子轨道表示式为。
中中心原子P的价电子对数为4,没有孤对电子,空间结构为正四面体,也为正四面体形,则中V原子的价电子对数为4,杂化轨道类型为。
(2)图1中仪器a的名称是恒压分液漏斗。
三颈烧瓶中制备过程会产生氨气,故装置B烧杯中液体为尾气处理氨气,氨气极易溶于水,在防倒吸装置下用水吸收即可。
(3)由反应生成的离子方程式为。
(4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液,第二次是为了精准控制pH到6,所以选择较低浓度的NaOH溶液。
(5)洗涤沉淀的具体操作:在原漏斗中加入水至没过沉淀,让水自然流下,并重复2-3次。
(6)根据制作沉淀的过程,
溶液的物质的量,
25 mL溶液的物质的量,
根据制备方程式:可知用的含量计算理论的到沉淀的量,,产率。
(7)根据分析,电极A为阳极,电源a为正极,电源b为负极,故充电时电子从A到B。
电极A的电极反应式为。
16.【答案】(1)将碳酸盐分解为氧化物,便于后续化学处理;
(2)MgO;
(3)2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液中加入氨水,调节pH使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,过滤、洗涤、干燥;;NH4NO3(或NH3、NH3 H2O);
(5)用于烟气脱硫,同时制备高纯氢氧化镁,实现镁资源高值化利用,并富集磷元素提升磷精矿品位。;35.96
【知识点】二氧化硫的性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)煅烧磷尾矿的作用是分解其中的碳酸盐,方便后续进行化学分离处理;
(2)结合上述分析与脱硫产物可判断,过滤后所得固体混合物中,可用于脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物,可以写出该反应的化学方程式: 2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4 ;
(4)向主要含有硝酸镁的高镁溶液中加入氨水,反应生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,想要得到高纯氢氧化镁,需要在沉淀后经过过滤、洗涤、干燥等操作,同时得到的NH4NO3可以返回浸取步骤循环利用。
(5)设可生产磷精矿的质量为x吨,根据P2O5元素质量守恒可得:
解得x=35.96。
【分析】工业生产中先对磷尾矿进行煅烧,使其中的碳酸盐分解,方便后续进行化学分离处理,煅烧后得到CaO、MgO、P2O5;加入NH4NO3溶液脱钙时,CaO与水、NH4NO3反应后进入高钙液,根据题干信息,MgO和P2O5会留在固体中,之后进行工业脱硫处理,最终得到磷精矿,脱硫后得到的MgSO4溶液和高钙液,即主要成分为硝酸钙,反应,得到精品硫酸钙和主要成分为硝酸镁的高镁液,向高镁液中加入氨水,可得到Mg(OH)2沉淀,同时得到可循环使用的硝酸铵浸取液。
(1)磷尾矿煅烧时将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理;
(2)根据以上分析及脱硫产物可知,过滤得到的固体混合物中脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物可知方程式为2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液(主要含硝酸镁)中加入氨水,生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,要获得高纯氢氧化镁还要进行过滤、洗涤、干燥等一系列操作,得到的NH4NO3可以循环利用。
(5)设可生产磷精矿质量为x 吨,根据P2O5守恒:;解得x≈35.96。
17.【答案】(1)+251;高温
(2)C
(3)0
(4)II;17.65;0.73;根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
【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;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)已知的燃烧反应及其焓变如下:
①;


目标反应为:
根据盖斯定律,将反应①减去3倍的反应②和4倍的反应③,即可得到目标反应,即,。
自发进行的判据:,反应①:,反应后气体体积增大,,要使 ,需 ,因此高温下自发进行;
(2)A. 升高温度虽然能加快反应速率,但会使该反应的平衡逆向移动,导致氢气的平衡转化率降低,因此A不符合要求;
B. 向密闭容器中继续通入氢气,虽然能加快反应速率,但根据勒夏特列原理,氢气自身的平衡转化率会降低,因此B不符合要求;
C. 增大体系压强后,各反应物浓度升高,反应速率加快;同时该反应正向为气体分子数减少的反应,增大压强平衡会正向移动,氢气的平衡转化率提高,因此C符合要求;
故选C。
(3)已知反应速率满足方程:,结合图1的变化规律可得:当的分压发生改变时,生成氢气的速率几乎不发生变化,这说明和无关,因此是常数项,可得指数;
(4)① 干基为除去的气体,产物中物质的量最大,摩尔分数最高,因此曲线Ⅰ为;已标出,随温度升高,反应③逆向移动,减少;升温使反应②(放热)逆向移动,物质的量一直增大,对应一直上升的曲线Ⅲ,因此一直下降的曲线Ⅱ为;
② 时几乎为0,完全转化,总C为,图中和干基摩尔分数相等,因此。 原子守恒计算:初始氢原子的物质的量为,总氧原子的物质的量为,由氧原子守恒得;氢原子守恒得,得。 干基总物质的量,干基摩尔分数;
反应②反应前后气体体积不变,分压比等于物质的量比,故。
③ 结合题目信息可知,升高温度后,反应②和反应③的平衡都会向逆反应方向移动。其中反应②平衡逆向移动会使的干基摩尔分数降低,而反应③平衡逆向移动会让的干基摩尔分数升高。当温度超过后,反应②逆向移动的程度比反应③更大,最终使得的干基摩尔分数随温度升高呈现下降趋势。
【分析】(1)根据该死定律计算,自发进行的判据:;
(2)加快反应速率可升高温度,增大物质浓度,增大压强,但是增大氢气浓度,氢气转化率降低;
(3)根据图1曲线变化,可知和无关,则;
(4)根据方程式吸放热分析,升高温度时,二氧化碳减少可知曲线 II 代表 ,整个反应过程遵循元素守恒,根据T2下甲烷为0,一氧化碳和二氧化碳相等,求得二者物质的量,整个反应过程遵循元素守恒,计算氢气物质的量,代入公式计算Kp。
(1)已知的燃烧反应及其焓变如下:
①;


目标反应为:
根据盖斯定律,将反应①减去3倍的反应②和4倍的反应③,即可得到目标反应,即,。
自发进行的判据:,反应①:,反应后气体体积增大,,要使 ,需 ,因此高温下自发进行。
(2)A.升高温度,加快反应速率,但平衡逆向移动,转化率降低,A不符合题意;
B.继续向密闭容器中通入氢气 ,加快反应速率,但氢气的平衡转化率降低,B不符合题意;
C.增大体系压强,浓度升高,反应速率加快;平衡正向移动,氢气的平衡转化率提高,C符合题意;
故选C。
(3)根据速率方程:,由图1可知:分压变化时,几乎不变,说明与无关,因此 为常数,即。
(4)① 干基为除去的气体,产物中物质的量最大,摩尔分数最高,因此曲线Ⅰ为;已标出,随温度升高,反应③逆向移动,减少;升温使反应②(放热)逆向移动,物质的量一直增大,对应一直上升的曲线Ⅲ,因此一直下降的曲线Ⅱ为。
② 时几乎为0,完全转化,总C为,图中和干基摩尔分数相等,因此。 原子守恒计算:初始氢原子的物质的量为,总氧原子的物质的量为,由氧原子守恒得;氢原子守恒得,得。 干基总物质的量,干基摩尔分数。
反应②反应前后气体体积不变,分压比等于物质的量比,故。
③ 根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
18.【答案】(1)醚键、醛基
(2);-是强吸电子基团,使羧基中键极性增强,更易电离出,故酸性强于乙酸
(3)+HBr
(4)
(5)
(6) +
【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)根据A的结构简式可以判断,A中含有的官能团是醚键和醛基;
(2)B转化为C的过程,依次发生加成反应、消去反应:B的醛基先发生加成反应,转变为羟基,之后再发生消去反应引入碳碳双键,因此加成反应得到的中间体结构简式为;属于强吸电子基团,它的存在会使CNCH2COOH中的键极性增强,更易电离出,因此CNCH2COOH的酸性比乙酸更强;
(3)E发生取代反应,发生自身环化生成F和HBr,反应的化学方程式为:
+HBr;
(4)结合G、I的结构简式,以及H的分子式,可以推断出H的结构简式为;
(5)G()除苯环外,还含有5个碳原子、2个氧原子、1个不饱和度、1个氮原子。要求同分异构体满足三个条件:①遇氯化铁溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基;②水解产物能得到含4个碳原子的胺,说明酰胺结构中氨基部分为4个碳,结构片段为;③核磁共振氢谱有5组峰,说明分子结构高度对称。同时符合以上条件的G的同分异构体的结构简式为;
(6)要合成苯丙烯酸(),结合题目给的信息②可知,需要先制备;参考题干中B→C的反应原理,用苯甲醛和丙二酸在吡啶中反应即可得到,而丙二酸可由丙二醛氧化得到,因此合成路线如下: + 。
【分析】A与发生取代反应得到B(),B再和反应生成C,C经还原得到D,D和DMA反应生成E,E发生自身环化,得到F和HBr;F结构中的-CN和2分子H2加成得到G,G再和H()发生取代反应,最终生成I和HCl,据此分析。
(1)由A的结构简式可知,A含有的官能团为醚键和醛基;
(2)B→C先后发生加成反应和消去反应,即B中醛基上发生加成反应转化为羟基、并进一步发生消去反应引入碳碳双键,则加成反应生成的中间体的结构简式为 ;-是强吸电子基团,使CNCH2COOH的键极性增强,更易电离出,故其酸性强于乙酸;
(3)E发生取代反应自身环化生成F和HBr ,化学方程式为:+HBr;
(4)根据G和I 的结构简式,以及H的分子式,推测H的结构简式为 ;
(5)G ()除苯环外,还有5个C,2个O,1个不饱和度,1个氮,满足条件:①遇说明含酚羟基;②水解生成4个碳的胺,说明酰胺结构中氨基部分为4碳,即;③核磁共振氢谱5组峰说明高度对称,满足以上条件的G的同分异构体的结构简式为;
(6)要合成苯丙烯酸(),利用信息②可知需得到,利用题干中B→C的转化原理,可用苯甲醛和丙二酸在吡啶中反应得到,而丙二酸通过丙二醛氧化即可得到,则合成路线如下:
+ 。
1 / 1贵州毕节市2026届高三下学期高考第二次适应性考试化学试题
1.化学推动科技进步和社会发展。下列说法正确的是
A.“人造太阳”使用的核聚变原料中、互为同素异形体
B.人形机器人电机核心部件的高纯硅可用作光导纤维
C.“祖冲之三号”量子计算机中的氧化铝属于无机非金属材料
D.脑机接口的柔性电极常使用的复合材料石墨烯属于有机化合物
【答案】C
【知识点】同素异形体;硅和二氧化硅;同位素及其应用
【解析】【解答】A.、的质子数相同,中子数不同,属于氢元素的不同核素,二者互为同位素;而同素异形体的研究对象是同种元素形成的不同种单质,因此A错误;
B.高纯硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,可用来制作芯片和太阳能电池板,而光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是硅,因此B错误;
C.氧化铝是金属氧化物,从材料分类来看,它属于无机非金属材料,因此C正确;
D.石墨烯是碳元素组成的单质,属于无机物,并不属于有机化合物,因此D错误;
故答案选C。
【分析】A.同位素指的是质子数相同,质量数不同的原子,、互称为同位素;
B.光导纤维成分是二氧化硅;
C.氧化铝属于无机非金属材料;
D.石墨烯是碳单质,属于无机物。
2.下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.反-2-丁烯的结构简式:
C.基态Cu原子的核外电子排布式:
D.用电子式表示HCl的形成:
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;烯烃;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.表示CH4的球棍模型时,需要体现出原子的相对半径大小,该模型中中心碳原子的半径大于周围氢原子,整体为正四面体结构,符合球棍模型的表示规范,因此A正确;
B.反-2-丁烯的结构中,碳碳双键两端的两个甲基应当位于双键的异侧,题图中两个甲基在双键的同侧,对应的是顺-2-丁烯,不是反-2-丁烯,因此B错误;
C.基态Cu原子符合洪特规则的特例,3d轨道全满的结构能量更低、更稳定,因此Cu原子正确的核外电子排布式为,选项给出的排布式错误,因此C错误;
D.HCl属于共价化合物,分子中原子通过共用电子对成键,不存在电子得失形成阴阳离子的过程,其电子式不能表示为,因此D错误;
故选A。
【分析】A.甲烷空间结构为正四面体,图示正确;
B.相同原子或原子团在碳碳双键两侧时,属于反式结构;
C. 基态Cu原子的核外电子排布式;
D.氯化氢是共价化合物。
3.下列实验操作规范的是
A.配制一定物质的量浓度溶液 B.制备蒸馏水
C.氧化还原滴定 D.中和反应反应热的测定
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度溶液时,需要先在烧杯中将固体溶质溶解,待溶液冷却后再转移至容量瓶中,不允许直接在容量瓶中溶解固体,A错误;
B.蒸馏操作中,温度计的作用是测定馏出蒸气的温度,因此温度计水银球需要放在蒸馏烧瓶的支管口处,图示中温度计位置错误,B错误;
C.酸性溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此需要盛放在酸式滴定管中,图示操作符合规范,C正确;
D.中和热测定实验中,装置需要配备玻璃搅拌器(即环形玻璃搅拌棒)来保证反应充分、温度均匀,图示装置缺少该仪器,D错误;
故选C。
【分析】A.根据容量瓶用途,不能用来溶解物质;
B.制备蒸馏水温度计水银球应放在支管口处;
C.高锰酸钾具有氧化性,用酸式滴定管滴定;
D.装置中缺少玻璃搅拌器。
4.中药材线纹香茶菜的一种活性成分结构如图。下列关于该分子的说法错误的是
A.能与溶液反应 B.含4个键
C.含3个手性碳原子 D.可发生加成反应和消去反应
【答案】B
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;有机物中的官能团;烯烃;加成反应
【解析】【解答】A. 该有机物分子中含有羧基,羧基的酸性强于碳酸,因此可以和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,故A选项不符合要求;
B. 羧基本身就含有2个碳氧σ键,再加上羟基和直接相连的碳原子之间形成1个碳氧σ键,该分子总共含有3个碳氧σ键,故B选项符合要求;
C. 手性碳原子的定义是连接4个不同原子/基团的饱和碳原子,该分子中一共含有3个手性碳原子,标注如下图,故C选项不符合要求;
D. 该分子中含有碳碳双键,可以发生加成反应;分子中含有羟基,且与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上带有氢原子,可以发生消去反应,故D选项不符合要求;
综上,答案选B。
【分析】根据有机物结构,含有官能团羟基,羧基,碳碳双键,能发生加成反应和消去反应,羧基能与碳酸氢钠反应,结构中含3个C-O键,手性碳原子指的是碳原子连接4个不同的原子或原子团,有机物中含有3个手性碳原子。
5.化学变化五彩纷呈。下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A.向溴水中加入足量乙醛溶液,溶液由橙黄色变为无色
B.将苯酚置于空气中,无色晶体逐渐变为粉红色
C.向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,溶液由蓝色变为深蓝色
D.向含有淀粉的碘水中加入维生素C,溶液由蓝色变为无色
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;氧化还原反应;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A. 乙醛会和溴水发生氧化还原反应,反应过程中乙醛被氧化、溴被还原,最终使溴水褪色,因此A不符合题意;
B. 苯酚在空气中会被氧化,变为粉红色的物质,该过程涉及氧化还原反应,因此B不符合题意;
C. 向溶液中加入氨水时,反应先生成沉淀,之后沉淀溶解,生成配离子,整个过程没有元素化合价发生变化,和氧化还原反应无关,因此C符合题意;
D. 维生素C会和碘水发生氧化还原反应,碘被还原,因此溶液会褪色,该过程涉及氧化还原反应,D不符合题意;
综上,答案选C。
【分析】A. 溴水能氧化乙醛;
B. 苯酚被氧气航华后,变为粉红色;
C. 硫酸铜和氨水反应,先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液呈深蓝色;
D. 维生素C具有还原性,和碘单质发生氧化还原反应。
6.硫代硫酸钠()具有较强的还原性,可用作纺织工业和造纸工业的脱氯剂。其中脱氯原理:,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.标准状况下,含分子数为
B.中含有的质子数为
C.生成时,转移电子数为
D.的溶液中氧原子数为
【答案】D
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.标准状况下,2.24L Cl2的物质的量是0.1mol,含有的分子数为0.1NA,因此A错误;
B.18g H2O的物质的量为1mol,1个H2O分子中总共含有10个质子,所以1mol H2O中含有的质子数为10NA,因此B错误;
C.该反应中,S元素的化合价从+2价升高到+6价,每生成1mol Na2SO4,反应会转移8mol电子,因此生成0.5mol Na2SO4时,转移的电子数为4NA,因此C错误;
D.1L 0.1mol/L H2SO4溶液中,不仅溶质H2SO4含有氧原子,作为溶剂的水分子中也含有大量氧原子,因此溶液中总的氧原子数远大于0.4NA,D正确;
故答案选D。
【分析】A.根据公式计算;
B.1mol含10mol质子;
C.根据化学方程式,生成1mol硫酸钠转移8mol电子;
D.硫酸溶液中溶剂水含有氧原子。
7.近期中国科学院研究团队发现硫氰酸铵()溶液在压力变化下表现惊人的热效应,这种“溶解压卡效应”使得制冷技术领域取得新突破。下列有关说法错误的是
A.元素电负性:
B.的空间结构为正四面体
C.水溶液中存在氢键
D.该化合物存在离子键、共价键和配位键
【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.对于同周期的主族元素,电负性会随原子序数从左到右逐渐增大,因此氮元素的电负性大于碳元素,即;同时氢元素的电负性小于碳和氮,因此三种元素的电负性顺序为,A选项错误;
B.对于中的中心N原子,计算可得价层电子对数为,且孤电子对数为0,因此的空间结构为正四面体形,B选项正确;
C.的水溶液中存在、、等多种微粒,N、O都属于电负性大的原子,且这些微粒中都存在与N/O直接相连的氢原子,满足氢键的形成条件,因此体系中可以形成氢键,C选项正确;
D.和阴阳离子之间存在离子键;内部,除了3个普通的共价键,还有1个配位键;内部原子之间也存在共价键,因此该化合物中同时存在离子键、共价键和配位键,D选项正确;
本题选不正确的,故答案为A。
【分析】A.根据元素周期变化规律作答;
B.根据价层电子对互斥理论,铵根离子空间结构为正四面体形;
C.根据氢键形成条件,水溶液中存在氢键 ;
D. 是离子化合物,含离子键,铵根离子中存在配位键,共价键。
8.下列实验操作或装置可以完成相应实验的是
A.实验室制备 B.除去中
C.NO收集和尾气处理 D.验证还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】氨的实验室制法;二氧化硫的性质;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.受热会分解为和,两种气体扩散到试管口时,温度降低,会重新反应结合生成,无法通过这个方法制得氨气;实验室制备氨气的正确方法是加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物,因此A错误;
B.碱石灰属于碱性干燥剂,它会和发生反应,会把氯气吸收掉,不能用来干燥氯气,干燥氯气需要选用浓硫酸,因此B错误;
C.可以和空气中的发生反应,且它的密度和空气接近,不能使用排空气法收集;同时不与发生反应,不能被溶液吸收,无法用该装置处理NO的尾气,因此C错误;
D.将通入酸性高锰酸钾溶液中,如果观察到溶液褪色,就说明将还原,反应过程中S元素的化合价升高,能够验证的还原性,装置采用“长进短出”的操作也符合要求,因此D正确;
故答案选D。
【分析】A.氯化铵受热分解后,氨气和氯化氢会重新生成氯化铵;
B.碱石灰中含氢氧化钠,会和氯气反应;
C.一氧化氮和氢氧化钠不反应;
D.通过观察高锰酸钾溶液颜色变化,判断二氧化硫还原性。
9.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。X的基态原子中,s能级上只有1个电子,Y的基态原子中有3个未成对电子,Z是第三周期中原子半径最大的元素,W的最高价氧化物对应水化物是强酸。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.Z和W形成的化合物的水溶液一定呈中性
D.X和Y形成的化合物的空间结构可能是三角锥形
【答案】D
【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;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.根据原子半径递变规律:同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此三种元素的原子半径大小顺序为,A项错误;
B.Na是活泼金属,容易失电子,第一电离能较小;而N的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,因此第一电离能大小关系为,即,B项错误;
C.若W为,Z和W形成的化合物水溶液呈中性;若W为,二者形成的是强碱弱酸盐,硫离子水解会使溶液显碱性,因此ZY(即NaW)溶液不一定为中性,C项错误;
D.X为H、Y为N,二者可以形成化合物,分子中中心N原子的价层电子对数为,因此N原子采取杂化,其中1对为孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用使NH3的空间结构为三角锥形,D项正确;
故答案选D。
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素:X的s能级仅填充1个电子,说明X的最外层只有1个电子,推得X为;Y的基态原子有3个未成对电子,结合原子序数大于X,推得Y为;Z是第三周期中原子半径最大的主族元素,因此Z为;W的最高价氧化物对应水化物为强酸,结合原子序数范围,W可能为或,据此分析。
10.近年来,我国科学家通过合成新型氢氟碳化合物电解液,显著提升了锂金属电池在低温环境下的性能。一种基于1,3-二氟丙烷电解液、正极材料为的锂金属电池工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,嵌入锂基材料中
B.放电时,正极电极反应式:
C.该电池低温时性能优越的主要原因是强配位的快速嵌入/脱嵌
D.相同条件下,2-甲基-1,3-二氟丙烷比1,3-二氟丙烷更适合做锂金属电池电解液
【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.放电过程中,锂基材料作为负极,发生的电极反应为,会从锂基材料中脱离出来,向正极方向迁移,该选项描述正确,不符合题意;
B.放电时正极发生还原反应,得到电子,同时结合从负极迁移过来的,最终生成,对应的电极反应式为,该选项描述正确,符合题意;
C.该电池具备优异低温性能的核心原因,是新型氢氟碳化合物电解液可以和形成强配位作用,能够促进快速发生脱嵌、完成传输,该选项描述正确,不符合题意;
D.2-甲基-1,3-二氟丙烷的空间位阻比1,3-二氟丙烷更大,会削弱它和的配位作用,对的传输不利,因此相比之下1,3-二氟丙烷更适合作为该电池的电解液,该选项描述正确,不符合题意;
综上,答案选B。
【分析】本题所研究的电池以锂基材料作为负极,作为正极,以1,3-二氟丙烷作为电解液。放电过程中,负极的Li会失去电子生成,生成的会透过阳离子膜向正极方向迁移,最终嵌入正极材料中,完成化学能到电能的转换,据此分析。
11.在NaOH水溶液中发生反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.取代反应是吸热反应,消去反应是放热反应
B.取代反应中羟基进攻H原子,消去反应中羟基进攻C原子
C.NaOH水溶液中发生取代反应比发生消去反应更难
D.水溶液中化学反应的选择性取代由Br原子电负性决定
【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;卤代烃简介
【解析】【解答】A.取代反应的产物能量为-127.6 kJ/mol,消去反应的产物能量为-117.6 kJ/mol,二者能量都低于反应物的能量(反应物能量为0 kJ/mol),因此两个反应都属于放热反应,A错误;
B.发生取代反应时,是水分子中的羟基进攻和溴原子相连的碳原子,完成取代;发生消去反应时,水分子的羟基会进攻β-氢原子,同时溴原子离去,最终形成碳碳双键,B错误;
C.取代反应的活化能,消去反应的活化能比取代反应更高。由于活化能越低,反应越容易进行,因此取代反应比消去反应更易发生,C错误;
D.该反应在水溶液中进行,溴原子电负性较大,会使C-Br键发生极化,导致连接溴的碳原子带有部分正电荷,更容易被亲核试剂进攻,因此反应以取代反应为主。同时是良好的离去基团,会进一步促进取代反应的进行。因此该反应的选择性是由溴原子的电负性决定的,D正确;
故答案选D。
【分析】A.根据反应机理中物质能量变化,可判断取代反应和消去反应是放热反应;
B.根据机理图中物质结构分析, 取代反应中水分子中的羟基进攻和溴原子相连的碳原子, 消去反应中 水分子的羟基会进攻β-氢原子;
C.根据机理图,取代反应活化能低,更溶液发生;
D.溴电负性大,碳溴键极性大,容易发生取代反应。
12.下列实验操作能达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 将粗铜和纯铜分别接直流电源的负、正极,平行插入溶液中 电解精炼铜
B 在酸性溶液中逐滴加入溶液,观察溶液颜色变化 探究的还原性
C 常温下,向溶液中加入8滴溶液 探究浓度对化学平衡的影响
D 向ZnS悬浊液中加入溶液,观察沉淀颜色变化(已知ZnS沉淀为白色,CuS沉淀为黑色) 探究和大小
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A. 电解精炼铜时,粗铜需要连接直流电源的正极作为阳极,纯铜连接电源负极作为阴极,因此A错误;
B. FeCl2中的Cl 同样具有还原性,也可以被酸性KMnO4氧化,使高锰酸钾溶液褪色,会对Fe2+还原性的检验造成干扰,因此B错误;
C. 加入NaOH后,NaOH会和平衡体系中的H+反应,导致溶液中H+浓度下降,平衡向正向移动,溶液从橙色逐渐变为黄色;同时本实验中滴加的NaOH溶液体积很小,对溶液总体积的影响可以忽略,因此可以探究浓度对化学平衡的影响,C正确;
D. 该体系本身就存在游离的S2 ,加入CuSO4后,Cu2+可以直接和S2 反应生成黑色的CuS沉淀,无法证明该沉淀是由ZnS沉淀转化得到的,因此不能比较ZnS和CuS的Ksp大小,D错误;
综上,答案选C。
【分析】A. 精炼铜时,粗铜和正极相连,纯铜和负极相连;
B. 高锰酸钾能氧化二价铁离子和氯离子;
C. ,滴加氢氧化钠可使平衡移动,溶液颜色发生变化;
D. ZnS悬浊液中含有硫离子,无法证明沉淀转化。
13.碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域具有优异的性能。一种六方相碳化钼晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为,,,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶体中Mo原子与C原子个数比为
B.①号原子和②号原子间的距离为
C.晶体中与C最近且距离相等的Mo有8个
D.晶体密度为
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.由晶胞结构可计算出,一个晶胞中含有的Mo原子数目为,含有的C原子数目为,因此晶体中Mo原子与C原子的个数比为2:1,A正确;
B.根据晶胞结构可知,①号原子和②号原子在x-y平面投影的距离为 a pm ,在y-z平面投影的距离为 c pm ,且,根据空间两点距离公式可得,两原子之间的距离为,B正确;
C.从图像可以看出,晶体中与C原子最近且距离相等的Mo原子有6个,C错误;
D.从图像可以看出,该晶胞体积为,从选项A分析可知,晶胞中含有8个Mo原子和4个C原子,质量为,则该晶体密度为,D正确;
故答案选C。
【分析】A.根据晶胞中原子计算方法,可得 Mo原子与C原子个数比 ;
B.根据晶胞结构, ①号原子和②号原子间的距离为 ;
C.晶体中与C原子最近且距离相等的Mo原子有6个;
D.根据晶胞计算公式分析
14.磷酸是重要的化工原料。常温下,在溶液中逐滴滴入溶液,溶液pH与[,或]的关系如图1所示,溶液pH与NaOH溶液滴入体积V的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A.Ⅲ为与pH的关系曲线
B.M点:
C.N点:
D.P点:
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.曲线Ⅲ表示与pH的关系,A正确;
B.M点加入10mL等浓度的NaOH溶液,反应后溶质为NaH2PO4,溶液存在物料守恒:,结合电荷守恒关系:,得到关系式为,B错误;
C.N点加入15mL等浓度的NaOH溶液,反应后溶质为等物质的量的NaH2PO4和,溶液存在物料守恒:,C正确;
D.===0,故,D正确;
故答案选B。
【分析】根据题意推导可得:,
按照同样的推导逻辑可以得到另外两个关系:。 令-lgX=0可得,;当pH相同时,的值最大,故图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、与pH的关系。
15.钒酸铋()是一种新型环保颜料,同时在催化剂和电池等领域也有着重要应用。某实验组欲利用和(偏钒酸铵)制备晶体,并测定其纯度。
已知:是黄色晶体,难溶于水和乙醇;价钒在不同pH溶液中存在不同形态。实验步骤如下:
Ⅰ.溶液的配制
称取一定量,加入溶液中,加热溶解完全后,再加水稀释得到溶液30 mL。
Ⅱ.的制备(反应装置如图1,夹持装置已略)
取25 mL步骤Ⅰ中制得溶液于250 mL三颈烧瓶中,先加入溶液,再加入(质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时,快速加入溶液,再滴加溶液至pH为6,控制温度约363 K并保温1小时至沉淀完全。
将反应混合液冷却、抽滤,用大量蒸馏水洗涤沉淀,再用乙醇洗涤两次。最后放入378 K的烘箱中烘干,得到产品2.4 g。
回答下列问题:
(1)基态V原子价层电子轨道表示式为   ,与有相似空间结构,则中V原子的杂化轨道类型为   。
(2)图1中仪器a的名称是   ,装置B烧杯中液体为   。
(3)步骤Ⅰ中由反应生成的离子方程式为   。
(4)步骤Ⅱ中两次加入的NaOH溶液浓度不同的原因是   。
(5)步骤Ⅱ中用蒸馏水洗涤沉淀的具体操作   。
(6)计算实验中产率为   %(保留小数点后一位)。
(7)储能容量大,使用寿命长的液流电池是电化学储能领域的研究热点。其中以石墨为电极,、、和为主要电解液阳离子的钒液流电池最为常见。该电池充电时的工作原理示意图如图2,其中电子迁移方向为电极   (填“A到B”或“B到A”),电极A的电极反应式为   。
【答案】(1);
(2)恒压分液漏斗;水
(3)
(4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液,第二次是为了精准控制pH到6,所以选择较低浓度的NaOH溶液
(5)在原漏斗中加入水至没过沉淀,让水自然流下,并重复2-3次
(6)74.1
(7)A到B;
【知识点】原子核外电子排布;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)V是23号元素,基态V原子核外电子总数等于原子序数,为23,其价层电子的轨道表示式为 ;中,中心P原子的价层电子对数为4,且没有孤电子对,空间构型为正四面体形;的空间结构同样为正四面体形,说明中V原子的价层电子对数也为4,因此V原子的杂化轨道类型为杂化;
(2)图1中仪器a的名称为恒压分液漏斗。三颈烧瓶中制备的过程中会生成氨气,因此装置B的烧杯中液体的作用是吸收氨气尾气;氨气极易溶于水,搭配防倒吸装置,直接用水就可以吸收氨气;
(3)由反应生成的离子方程式为,和题干推导一致;
(4)反应过程中,第一次加入NaOH的目的是快速调节体系的pH,因此选用浓度更高的NaOH溶液;第二次滴加NaOH是为了精准将pH调整至目标值6,因此选用浓度更低的NaOH溶液,避免滴加过量难以控制pH;
(5)过滤后洗涤沉淀的标准操作是:向漏斗中加入蒸馏水,直到水面没过沉淀,让水自然流尽后,重复该操作2~3次即可;
(6)根据制作沉淀的过程,
溶液的物质的量,
25 mL溶液的物质的量,
根据制备方程式:可知用的含量计算理论的到沉淀的量,,产率。
(7)根据分析,电极A为阳极,电源a为正极,电源b为负极,故充电时电子从A到B。
电极A的电极反应式为。
【分析】的制备流程如下:取25 mL步骤I配制得到的溶液,放入250 mL三颈烧瓶中,先加入溶液,再加入2 mL质量分数为1%的十二烷基苯磺酸钠(DBS作为结构导向辅助剂)溶液,将三种试剂混合均匀。在磁力搅拌、水浴加热的条件下,快速加入溶液,之后再滴加溶液,将体系pH调节至6,控制温度约为363 K,保温1小时,直到完全沉淀。步骤I中和混合后反应生成,该反应的离子方程式为。
针对钒液流电池,充电时电极A上V元素化合价从+3升高到+5,由,发生氧化反应,因此该电极是阳极;电极B上V元素化合价从+3降低到+2,由,发生还原反应,因此该电极是阴极。
(1)基态V原子核外电子数为23,价层电子轨道表示式为。
中中心原子P的价电子对数为4,没有孤对电子,空间结构为正四面体,也为正四面体形,则中V原子的价电子对数为4,杂化轨道类型为。
(2)图1中仪器a的名称是恒压分液漏斗。
三颈烧瓶中制备过程会产生氨气,故装置B烧杯中液体为尾气处理氨气,氨气极易溶于水,在防倒吸装置下用水吸收即可。
(3)由反应生成的离子方程式为。
(4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液,第二次是为了精准控制pH到6,所以选择较低浓度的NaOH溶液。
(5)洗涤沉淀的具体操作:在原漏斗中加入水至没过沉淀,让水自然流下,并重复2-3次。
(6)根据制作沉淀的过程,
溶液的物质的量,
25 mL溶液的物质的量,
根据制备方程式:可知用的含量计算理论的到沉淀的量,,产率。
(7)根据分析,电极A为阳极,电源a为正极,电源b为负极,故充电时电子从A到B。
电极A的电极反应式为。
16.推动磷矿资源“富矿精开、贫矿利用”,培育绿色化工领域新质生产力具有重要的现实意义和推广价值。一种以磷尾矿(主要成分、、)为原料开展湿式镁法烟气脱硫及高值化利用工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)高温煅烧磷尾矿的目的是   。
(2)煅烧后的磷尾矿加入溶液进行脱钙预处理,反应完成后,过滤得到固体混合物,该混合物中用于脱硫的有效成分是   (填化学式)。
(3)工业烟气()脱硫模拟装置中发生的化学反应方程式为   。
(4)“脱镁”过程用于制备高纯氢氧化镁,其操作是   。此过程中可循环利用的物质是   (填化学式)。
(5)磷尾矿、脱钙预处理过滤后得到的混合物和磷精矿主要成分质量分数如下表:
CaO MgO
磷尾矿 10.6% 38.2% 16.8%
脱钙预处理过滤后得到的混合物 20.14% 35.5% 22.88%
磷精矿 28.0% 51.2% 0.5%
①分析表中数据,说明磷尾矿中的镁资源在生产过程中的作用是   。
②化工生产中,若磷的回收率为95%,计算100吨原磷尾矿可生产磷精矿   吨(保留小数点后两位)。
【答案】(1)将碳酸盐分解为氧化物,便于后续化学处理;
(2)MgO;
(3)2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液中加入氨水,调节pH使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,过滤、洗涤、干燥;;NH4NO3(或NH3、NH3 H2O);
(5)用于烟气脱硫,同时制备高纯氢氧化镁,实现镁资源高值化利用,并富集磷元素提升磷精矿品位。;35.96
【知识点】二氧化硫的性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)煅烧磷尾矿的作用是分解其中的碳酸盐,方便后续进行化学分离处理;
(2)结合上述分析与脱硫产物可判断,过滤后所得固体混合物中,可用于脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物,可以写出该反应的化学方程式: 2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4 ;
(4)向主要含有硝酸镁的高镁溶液中加入氨水,反应生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,想要得到高纯氢氧化镁,需要在沉淀后经过过滤、洗涤、干燥等操作,同时得到的NH4NO3可以返回浸取步骤循环利用。
(5)设可生产磷精矿的质量为x吨,根据P2O5元素质量守恒可得:
解得x=35.96。
【分析】工业生产中先对磷尾矿进行煅烧,使其中的碳酸盐分解,方便后续进行化学分离处理,煅烧后得到CaO、MgO、P2O5;加入NH4NO3溶液脱钙时,CaO与水、NH4NO3反应后进入高钙液,根据题干信息,MgO和P2O5会留在固体中,之后进行工业脱硫处理,最终得到磷精矿,脱硫后得到的MgSO4溶液和高钙液,即主要成分为硝酸钙,反应,得到精品硫酸钙和主要成分为硝酸镁的高镁液,向高镁液中加入氨水,可得到Mg(OH)2沉淀,同时得到可循环使用的硝酸铵浸取液。
(1)磷尾矿煅烧时将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理;
(2)根据以上分析及脱硫产物可知,过滤得到的固体混合物中脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物可知方程式为2MgO+2SO2 + O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液(主要含硝酸镁)中加入氨水,生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,要获得高纯氢氧化镁还要进行过滤、洗涤、干燥等一系列操作,得到的NH4NO3可以循环利用。
(5)设可生产磷精矿质量为x 吨,根据P2O5守恒:;解得x≈35.96。
17.甘油水蒸气重整具有重整效率高、产物气氢含量高等优势而备受关注。主要反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
已知:、、的燃烧热()分别为、、。
(1)计算反应①的   ,且该反应在   (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)反应③中能加快反应速率,同时能提高反应物平衡转化率的措施是   (填字母)。
A.升高反应体系温度 B.继续向密闭容器中通入氢气 C.改变容积增大体系压强
(3)一定温度下,的速率方程可表示为,k是速率常数,p表示物质分压。其中分压对的关系如图1所示,则速率方程中   。
(4)将和通入密闭容器中发生上述反应,相关物质平衡时的干基摩尔分数[某组分干基摩尔分数]如图2所示。已知图中对应温度下,的转化率接近100%。
①其中代表的曲线为   (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②在温度达平衡时,CO的干基摩尔分数为   %(保留小数点后两位,下同),反应的   。
③温度高于后,曲线Ⅰ对应物质的干基摩尔分数随温度升高而降低的原因为   。
【答案】(1)+251;高温
(2)C
(3)0
(4)II;17.65;0.73;根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
【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;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)已知的燃烧反应及其焓变如下:
①;


目标反应为:
根据盖斯定律,将反应①减去3倍的反应②和4倍的反应③,即可得到目标反应,即,。
自发进行的判据:,反应①:,反应后气体体积增大,,要使 ,需 ,因此高温下自发进行;
(2)A. 升高温度虽然能加快反应速率,但会使该反应的平衡逆向移动,导致氢气的平衡转化率降低,因此A不符合要求;
B. 向密闭容器中继续通入氢气,虽然能加快反应速率,但根据勒夏特列原理,氢气自身的平衡转化率会降低,因此B不符合要求;
C. 增大体系压强后,各反应物浓度升高,反应速率加快;同时该反应正向为气体分子数减少的反应,增大压强平衡会正向移动,氢气的平衡转化率提高,因此C符合要求;
故选C。
(3)已知反应速率满足方程:,结合图1的变化规律可得:当的分压发生改变时,生成氢气的速率几乎不发生变化,这说明和无关,因此是常数项,可得指数;
(4)① 干基为除去的气体,产物中物质的量最大,摩尔分数最高,因此曲线Ⅰ为;已标出,随温度升高,反应③逆向移动,减少;升温使反应②(放热)逆向移动,物质的量一直增大,对应一直上升的曲线Ⅲ,因此一直下降的曲线Ⅱ为;
② 时几乎为0,完全转化,总C为,图中和干基摩尔分数相等,因此。 原子守恒计算:初始氢原子的物质的量为,总氧原子的物质的量为,由氧原子守恒得;氢原子守恒得,得。 干基总物质的量,干基摩尔分数;
反应②反应前后气体体积不变,分压比等于物质的量比,故。
③ 结合题目信息可知,升高温度后,反应②和反应③的平衡都会向逆反应方向移动。其中反应②平衡逆向移动会使的干基摩尔分数降低,而反应③平衡逆向移动会让的干基摩尔分数升高。当温度超过后,反应②逆向移动的程度比反应③更大,最终使得的干基摩尔分数随温度升高呈现下降趋势。
【分析】(1)根据该死定律计算,自发进行的判据:;
(2)加快反应速率可升高温度,增大物质浓度,增大压强,但是增大氢气浓度,氢气转化率降低;
(3)根据图1曲线变化,可知和无关,则;
(4)根据方程式吸放热分析,升高温度时,二氧化碳减少可知曲线 II 代表 ,整个反应过程遵循元素守恒,根据T2下甲烷为0,一氧化碳和二氧化碳相等,求得二者物质的量,整个反应过程遵循元素守恒,计算氢气物质的量,代入公式计算Kp。
(1)已知的燃烧反应及其焓变如下:
①;


目标反应为:
根据盖斯定律,将反应①减去3倍的反应②和4倍的反应③,即可得到目标反应,即,。
自发进行的判据:,反应①:,反应后气体体积增大,,要使 ,需 ,因此高温下自发进行。
(2)A.升高温度,加快反应速率,但平衡逆向移动,转化率降低,A不符合题意;
B.继续向密闭容器中通入氢气 ,加快反应速率,但氢气的平衡转化率降低,B不符合题意;
C.增大体系压强,浓度升高,反应速率加快;平衡正向移动,氢气的平衡转化率提高,C符合题意;
故选C。
(3)根据速率方程:,由图1可知:分压变化时,几乎不变,说明与无关,因此 为常数,即。
(4)① 干基为除去的气体,产物中物质的量最大,摩尔分数最高,因此曲线Ⅰ为;已标出,随温度升高,反应③逆向移动,减少;升温使反应②(放热)逆向移动,物质的量一直增大,对应一直上升的曲线Ⅲ,因此一直下降的曲线Ⅱ为。
② 时几乎为0,完全转化,总C为,图中和干基摩尔分数相等,因此。 原子守恒计算:初始氢原子的物质的量为,总氧原子的物质的量为,由氧原子守恒得;氢原子守恒得,得。 干基总物质的量,干基摩尔分数。
反应②反应前后气体体积不变,分压比等于物质的量比,故。
③ 根据题意,升高温度,反应②和反应③均向逆反应方向移动。反应②使的干基摩尔分数减小,反应③使的干基摩尔分数增大。当温度高于后,反应②程度大于反应③,从而使的干基摩尔分数随温度升高而减少。
18.一种心绞痛的药物中间体Ⅰ的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。
已知:①(其中,Z和代表、等强吸电子基团);
②。
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称   。
(2)若先后发生加成反应和消去反应,则加成反应生成的中间体的结构简式为   。从分子结构的角度考虑,的酸性强于的原因为   。
(3)的化学方程式   。
(4)H的结构简式为   。
(5)同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式为   (任写一种)。
ⅰ.与作用显色;
ⅱ.发生水解反应生成含4个碳原子的胺类物质;
ⅲ.核磁共振氢谱显示为5组峰
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以苯甲醛和丙二醛为原料合成苯丙烯酸()的路线   (无机试剂和溶剂任选)。
【答案】(1)醚键、醛基
(2);-是强吸电子基团,使羧基中键极性增强,更易电离出,故酸性强于乙酸
(3)+HBr
(4)
(5)
(6) +
【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)根据A的结构简式可以判断,A中含有的官能团是醚键和醛基;
(2)B转化为C的过程,依次发生加成反应、消去反应:B的醛基先发生加成反应,转变为羟基,之后再发生消去反应引入碳碳双键,因此加成反应得到的中间体结构简式为;属于强吸电子基团,它的存在会使CNCH2COOH中的键极性增强,更易电离出,因此CNCH2COOH的酸性比乙酸更强;
(3)E发生取代反应,发生自身环化生成F和HBr,反应的化学方程式为:
+HBr;
(4)结合G、I的结构简式,以及H的分子式,可以推断出H的结构简式为;
(5)G()除苯环外,还含有5个碳原子、2个氧原子、1个不饱和度、1个氮原子。要求同分异构体满足三个条件:①遇氯化铁溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基;②水解产物能得到含4个碳原子的胺,说明酰胺结构中氨基部分为4个碳,结构片段为;③核磁共振氢谱有5组峰,说明分子结构高度对称。同时符合以上条件的G的同分异构体的结构简式为;
(6)要合成苯丙烯酸(),结合题目给的信息②可知,需要先制备;参考题干中B→C的反应原理,用苯甲醛和丙二酸在吡啶中反应即可得到,而丙二酸可由丙二醛氧化得到,因此合成路线如下: + 。
【分析】A与发生取代反应得到B(),B再和反应生成C,C经还原得到D,D和DMA反应生成E,E发生自身环化,得到F和HBr;F结构中的-CN和2分子H2加成得到G,G再和H()发生取代反应,最终生成I和HCl,据此分析。
(1)由A的结构简式可知,A含有的官能团为醚键和醛基;
(2)B→C先后发生加成反应和消去反应,即B中醛基上发生加成反应转化为羟基、并进一步发生消去反应引入碳碳双键,则加成反应生成的中间体的结构简式为 ;-是强吸电子基团,使CNCH2COOH的键极性增强,更易电离出,故其酸性强于乙酸;
(3)E发生取代反应自身环化生成F和HBr ,化学方程式为:+HBr;
(4)根据G和I 的结构简式,以及H的分子式,推测H的结构简式为 ;
(5)G ()除苯环外,还有5个C,2个O,1个不饱和度,1个氮,满足条件:①遇说明含酚羟基;②水解生成4个碳的胺,说明酰胺结构中氨基部分为4碳,即;③核磁共振氢谱5组峰说明高度对称,满足以上条件的G的同分异构体的结构简式为;
(6)要合成苯丙烯酸(),利用信息②可知需得到,利用题干中B→C的转化原理,可用苯甲醛和丙二酸在吡啶中反应得到,而丙二酸通过丙二醛氧化即可得到,则合成路线如下:
+ 。
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