【精品解析】【高考真题】云南省2026年化学高中学业水平等级性考试

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【高考真题】云南省2026年化学高中学业水平等级性考试
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学强国,筑梦未来。下列说法错误的是(  )
A.“雪豹”轮式载具所用耐寒轮胎,属特种橡胶
B.“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板,属陶瓷材料
C.“天舟七号”飞船所用石英加速度计,核心部件含二氧化硅
D.“深海一号”储油平台所用聚酯系泊缆绳,主要成分为有机高分子
【答案】B
【知识点】无机非金属材料;高分子材料
【解析】【解答】A、“雪豹” 6×6 轮式载具所用耐寒轮胎,需在低温环境下保持良好的弹性与耐磨性,属于特种橡胶,A 正确;
B、“北脑一号” 脑机系统植入手术所用钛板,主要成分为金属钛,属于金属材料,而非陶瓷材料,B 错误;
C、“天舟七号” 飞船所用石英加速度计,核心部件为石英晶体,其主要成分是二氧化硅,C 正确;
D、“深海一号” 储油平台所用聚酯系泊缆绳,聚酯是由多元醇与多元酸缩聚而成的有机高分子化合物,主要成分为有机高分子,D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:材料分类判断:金属材料包括金属单质及合金,陶瓷材料为无机非金属材料,高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维等;
特种橡胶应用:耐寒轮胎使用的特种橡胶具有优异的耐低温性能,属于橡胶类高分子材料;
钛板属性:钛及其合金具有良好的生物相容性和机械强度,常用于医用植入材料,属于金属材料;
石英成分:石英晶体的主要成分为二氧化硅,是制备高精度传感器的重要材料;
聚酯类材料:聚酯是典型的合成高分子化合物,广泛应用于高强度缆绳等工程材料。
2.下列化学用语或图示表示正确的是(  )
A.红磷和白磷互为同素异形体
B.CH3Cl是非极性分子
C.H2O的空间结构模型:
D.基态的价层电子轨道表示式:
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;极性分子和非极性分子;同素异形体
【解析】【解答】A、红磷和白磷是由磷元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,A正确;
B、分子中C—H键与C—Cl键极性不同,分子为四面体结构但正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C、中O原子的价层电子对数为,空间结构为V形:,而图示为直线形结构,C错误;
D、基态的价层电子排布为,根据泡利不相容原理,3p轨道的3个轨道均应填满电子,图示为:,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
同素异形体判断:同种元素组成的不同单质互为同素异形体;
分子极性判断:分子的极性由键的极性和分子空间对称性共同决定;
分子空间结构:分子中O原子采取杂化,含2对孤电子对,分子呈V形;
价层电子轨道表示式:需严格遵守泡利不相容原理,基态的轨道应全部充满电子。
3.合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是(  )
A.NO是红棕色、有刺激性气味的气体
B.NH4HCO3易溶于水,其电离方程式为
C.合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率
D.新型催化剂能降低N2生成的反应热
【答案】C
【知识点】工业合成氨;氮的固定;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A、NO是无色气体,才是红棕色、有刺激性气味的气体,NO遇空气会迅速被氧化为,A错误;
B、是弱酸的酸式盐,溶于水完全电离出和,不能完全拆分为与,正确电离方程式为,B错误;
C、合成氨反应为可逆反应,反应物无法完全转化,工业上将未反应的、循环通入反应器,能够提高两种原料的利用率,C正确;
D、催化剂仅能改变反应的活化能,加快反应速率,不会改变反应的始态与终态,因此无法降低反应热,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氮氧化物物理性质区分:NO无色,红棕色,二者气味、颜色存在明显差异;
弱酸式盐电离规则:碳酸氢根属于弱酸酸式酸根,电离方程式中不能拆分;
合成氨工业循环操作目的:可逆反应原料转化率低,循环利用未反应气体提升原料利用率;
催化剂作用本质:催化剂只改变活化能,不影响焓变(反应热)大小。
4.下列说法正确的是(  )
A.石油的分馏属于化学变化
B.蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
【答案】D
【知识点】石油的分馏;水的净化
【解析】【解答】A、石油分馏依靠各组分沸点不同实现分离,整个过程没有新物质生成,属于物理变化,A错误;
B、蔗糖属于二糖,发生水解反应后生成葡萄糖与果糖两种单糖,并非只生成葡萄糖,B错误;
C、明矾溶于水后电离出,发生水解反应生成胶体从而净水,水解使溶液中氢离子浓度大于氢氧根浓度,水溶液呈酸性,C错误;
D、碳酸氢钠固体受热条件下发生分解反应,生成碳酸钠、二氧化碳气体和水,对应的化学方程式书写符合原子守恒与气体标注规范,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
石油分馏判断:分馏利用沸点差异分离混合物,无新物质生成,属于物理变化,裂化、裂解才是化学变化;
糖类水解规律:蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖水解只生成葡萄糖;
明矾溶液酸碱性:铝离子发生水解,溶液显酸性;
碳酸氢钠分解方程式:受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,方程式配平、气体符号、加热条件均书写规范。
5.下列装置或试剂能达到实验目的的是(  )
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.胶体的制备
D.氯气的制备
【答案】A
【知识点】中和热的测定;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、硝酸银属于重金属盐,将硝酸银溶液滴入鸡蛋清溶液中,重金属离子会使蛋白质空间结构发生不可逆改变,能够实现蛋白质变性的实验目的,A正确;
B、该中和热测定装置存在密封性缺陷,装置内外存在空气流通缝隙,反应释放的热量会大量散失至外界环境,温度测量误差极大,无法精准测定中和反应的反应热;B错误;
C、向加热的NaOH溶液中滴加饱和氯化铁溶液,会直接生成氢氧化铁沉淀,制备氢氧化铁胶体需要将饱和溶液滴入沸水,C错误;
D、二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气:+++,需要加热条件,图中装置缺少酒精灯,无法发生反应制备氯气,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
蛋白质变性:重金属盐、强酸强碱、高温均可使蛋白质变性,为重金属离子,可完成该实验;
中和热测定装置辨析:中和热测定要求体系尽可能绝热、密封,减少热量流失,图中装置缝隙会造成热量损耗,温度变化测量值偏小,实验数据失真。
氢氧化铁胶体制备:操作要点为饱和氯化铁溶液滴入沸水,不能加入强碱溶液,否则生成沉淀;
氯气制备条件:和浓盐酸反应制的反应条件为加热,装置缺少加热仪器则反应不能进行。
6.彩云之南,花开四季。下列说法错误的是(  )
春·蓝花楹 夏·荷花 秋·桂花 冬·梅花
A.的分子式为 B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能发生加成和水解反应 D.最多消耗
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、根据W()的键线式逐一枚举原子,分子中含有9个碳原子、10个氢原子、4个氧原子,分子式为,A正确;
B、X()的结构中存在碳碳双键,碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C、Y()分子内含碳碳双键,能发生加成反应;同时含有内酯结构(环状酯),酯类物质可以发生水解反应,C正确;
D、Z()分子中,酚羟基两侧邻位均存在氢原子,苯环上发生取代会消耗2mol ;侧链的碳碳双键能和发生加成反应消耗1mol ,1mol Z最多共消耗3mol ,并非2mol,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
分子式判断:键线式中端点、拐点均代表碳原子,结合碳四价补足氢原子,同时数清杂原子即可得到分子式;
酸性高锰酸钾褪色判断:碳碳双键、与苯环直接相连的烷基均可还原高锰酸钾使其褪色;
有机物反应类型:碳碳双键能发生加成,酯(内酯)结构能发生水解;
溴与酚、烯烃的定量反应:酚羟基邻、对位氢可与发生1:1取代,碳碳双键与Br2 1:1加成,需同时计算两类反应消耗的溴单质总量。
7.化学护坝体,劳动保安全,某水电站坝体维护示意图如下,下列说法错误的是(  )
A.黏土是生产水泥的主要原料之一
B.与的反应属于氧化还原反应
C.聚四氟乙烯的合成:
D.利用板保护钢闸门时,需定期检查、更换
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;水泥的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A、工业制备水泥的基础原料为石灰石与黏土,黏土可以供给硅、铝元素,属于水泥制备的核心原料之一,A正确;
B、和发生复分解反应:,反应全程所有元素化合价均保持不变,不存在电子得失,不属于氧化还原反应,B错误;
C、四氟乙烯分子内含碳碳双键,能够发生加聚反应生成聚四氟乙烯高分子,单体双键断裂相互连接成长链,对应反应 ,C正确;
D、钢闸门搭配锌板属于牺牲阳极法防腐,锌金属活泼性强于铁,原电池中锌作负极持续被腐蚀损耗,铁作正极被保护;锌板消耗完后失去防护作用,需要定期检修、更换锌板,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
水泥原料记忆:水泥生产依靠石灰石提供钙源、黏土提供硅铝源;
氧化还原反应判断依据:反应过程中有元素化合价升降才属于氧化还原反应,复分解反应均无化合价变化;
加聚反应特征:含碳碳双键的单体断开双键,相互连接形成高分子,无小分子产物生成;
牺牲阳极法防腐原理:活泼金属锌作为负极持续损耗,防护正极钢材,锌板消耗完后失去防护效果,需定期更换。
8.某水滑石是一种高效环保的阻燃剂,所含U、V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,U是原子半径最小的元素,V的轨道电子数是轨道电子数的一半,X的最外层电子数与其K层电子数相等,Y的氧化物具有两性,X和Z同主族,Z的原子序数等于W和X的原子序数之和。下列说法正确的是(  )
A.最简单氢化物沸点:
B.最高价氧化物的水化物碱性:
C.第一电离能:
D.与能形成两种常见液态化合物
【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、V、W 最简单氢化物分别为 CH4、H2O;H2O 存在分子间氢键,常温为液态,CH4无氢键,常温气态,沸点 CH4<H2O, 即 V<W,A错误;B、X 为 Mg、Z 为 Ca,二者位于第 ⅡA 主族,同主族从上至下金属性逐渐增强,金属性 Mg<Ca;金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,碱性 Mg(OH)2<Ca(OH)2,即 X<Z,B 错误;
C、Mg 原子 3s 轨道全充满,为稳定电子构型,第一电离能 Mg>Al,即 X>Y,C 错误;
D、U (H) 与 W (O) 可形成两种常见液态化合物:H2O、H2O2,D 正确;
故答案为:D。
【分析】U 是原子半径最小的主族元素,故 U=H(氢);V 的 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的一半:电子排布 1s22s22p2,总 s 电子 4,p 电子 2,故 V=C(碳);X 最外层电子数等于 K 层(2 个)电子,原子序数大于 C,故X=Mg(镁,最外层 2e-);Y 的氧化物具有两性,故 Y=Al(铝,Al2O3为两性氧化物);X、Z 同主族,前 20 号主族元素,Mg 同主族下一周期为 Ca ,故Z=Ca(钙);Z 原子序数 (20)=W 原子序数 + X 原子序数 (12),得 W 原子序数 = 8,故W=O(氧);综上:U=H、V=C、W=O、X=Mg、Y=Al、Z=Ca。
9.某兴趣小组将1.0g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是(  )
A.a中黑色固体成分有
B.与在空气中燃烧的产物可能有
C.步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D.b中使用溶液替代溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、步骤 II 中醋酸铅试纸变黑,说明反应生成硫化氢气体,只有 FeS 和稀硫酸反应能够产生 H2S,因此黑色固体中含有 FeS,A 正确;
B、空气中存在氧气,铁单质在加热条件下可以与氧气发生反应,因此 Fe 与 S 在空气中燃烧时,产物有可能混有 Fe2O3,B 正确;
C、稀硫酸煮沸的作用是除去溶液中溶解的氧气,防止氧气氧化体系内的 Fe2+,避免干扰离子检验,并不是为了加快反应速率,C 错误;
D、硫酸铜溶液能和硫化氢发生反应,生成不溶于稀硫酸的黑色沉淀,现象直观明显,可直接检验硫化氢,能够替代氢氧化钠溶液吸收并检验,无需额外使用醋酸铅试纸,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
FeS 的检验依据:FeS 和酸反应生成 H2S,H2S 遇醋酸铅生成黑色 PbS 沉淀,以此证明固体含 FeS;
空气环境反应分析:空气中含 O2,铁会同步和氧气反应,产物可出现铁的氧化物;
煮沸稀硫酸的目的:除去溶解氧,防止 O2氧化 Fe2+,避免干扰 Fe2+、Fe3+的检验;
硫化氢检验试剂:Cu2+与 H2S 反应生成黑色 CuS 沉淀,可直接检验硫化氢,替代醋酸铅试纸;
离子检验现象解读:铁氰化钾生成蓝色沉淀证明存在 Fe2+,放置后出现浅红说明少量 Fe3+由 Fe2+缓慢氧化产生。
10.纳米催化剂经光照后产生和空穴(),促进-甲基苯甲胺脱氢、偶联生成二胺,其催化机理关键步骤如图(Ph为苯基)。下列说法错误的是(  )
A.该过程涉及光能转化为化学能
B.步骤Ⅱ体现了的氧化性
C.相同条件下产生的空穴越多,生成的越多
D.该过程涉及非极性共价键的断裂和形成
【答案】D
【知识点】极性键和非极性键;氧化还原反应;化学反应中能量的转化
【解析】【解答】A、该反应依靠光照提供能量推动有机脱氢、偶联反应进行,光能转化为储存在有机产物内部的化学能,A正确;
B、步骤Ⅱ中空穴得到底物释放的电子,化合价降低,作氧化剂,能够体现氧化性,B正确;
C、空穴是反应体系中的氧化剂,同等条件下生成空穴的数量越多,原料转化效率越高,脱氢生成的 越多,C正确;
D、整个反应断裂的化学键只有反应物内极性共价键;反应最后一步生成键与分子内非极性键,全程只存在非极性共价键生成,不存在任何非极性共价键发生断裂,选项描述同时包含断裂、形成两种过程,与实际反应不符,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
光催化能量转化规律:光照驱动化学反应,实现光能向产物化学能的转化;
氧化性判断规则:粒子得到电子、发生还原反应时,具备氧化性,可作氧化剂;
催化反应定量逻辑:氧化剂空穴产量越高,原料脱氢转化越充分,中间体生成量越多;
共价键区分判断:不同原子间形成极性共价键,同种原子间形成非极性共价键,本题仅生成、非极性键,无原有非极性键断裂。
11.一种新型固态电解质(摩尔质量为)的立方晶胞结构示意图如下。已知:为阿伏加德罗常数的值:以晶胞参数为单位长度建立坐标系可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标,点原子的分数坐标为。
下列说法正确的是(  )
A.点原子的分数坐标为
B.每个周围与它最近且距离相等的有6个
C.沿轴方向的投影为
D.若晶体密度为,则晶胞参数为
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、N点分数坐标为,T点处在晶胞底面面心位置,对应x、y方向均取,z方向数值为0,分数坐标应为,选项给出坐标与实际不符,A错误;
B、分布在晶胞顶点与体心,以体心的作为参照,距离最近且间距相等的为8个相邻晶胞的顶点离子,并非6个,B错误;
C、分布在晶胞四角与体心,分布在各条棱的中点,沿z轴方向做投影时,竖直棱上的钠离子会被体心的遮挡,最终投影为 ,C正确;
D、先统计晶胞内粒子数目:数目,即单个晶胞包含2组单元;结合密度公式,变形推导得到晶胞参数,选项中系数为4,计算结果不匹配,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
分数坐标判断:以晶胞边长为单位1,原点在顶点,底面面心的x、y坐标均为,z坐标为0;
等距粒子配位数分析:顶点+体心型堆积,体心离子周围最近的同类型离子为8个顶点粒子;
晶胞投影判断:沿z轴投影仅保留xy平面点位,竖直棱上的粒子会被体心粒子遮挡,投影图形四角、中心存在,四边中点为;
晶胞参数计算思路:先均摊法算出晶胞内化学式单元总数,代入密度公式,完成与的单位换算后开立方求解边长。
12.我国科学家合成了一种大环化合物甲,能与形成超分子乙,其变化过程如图。下列说法错误的是(  )
A.乙的晶体类型为共价晶体
B.该过程体现了大环对的捕获与释放
C.乙中的与大环之间存在分子间作用力
D.调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变
【答案】A
【知识点】分子晶体;分子间作用力;超分子
【解析】【解答】A、超分子乙是大环分子甲与依靠分子间作用力结合而成的分子聚集体,构成乙的基本单元为分子,晶体类型属于分子晶体,并非共价晶体,A错误;
B、甲和结合生成乙,实现对的捕获;乙在酸碱可逆条件下分解,重新释放出并生成丙,整个过程完整体现大环对的捕获与释放,B正确;
C、乙属于超分子体系,大环与之间不存在共价键,依靠范德华力这类分子间作用力相互结合,C正确;
D、甲中标记的碳原子只形成3根σ键,无孤电子对,采取杂化;丙中标记的碳原子连接4个基团,形成4根σ键,采取杂化;改变体系可实现甲、丙之间的可逆转化,因此调控能让该碳原子两种杂化方式可逆切换,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
晶体类型判断:由分子通过分子间作用力堆积形成的晶体为分子晶体,共价晶体依靠共价键形成空间网状骨架;
超分子过程分析:结合反应物、生成物的转化关系,判断捕获、释放两种过程;
超分子作用力判断:超分子内部组分依靠分子间作用力结合,不存在化学键;
碳原子杂化判断:σ键数为3对应杂化,σ键数为4对应杂化,酸碱可逆反应可实现两种结构互变,杂化方式同步可逆变化。
13.一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知:只参与模式Ⅰ的充放电,其放电时反应方程式为。下列说法正确的是(  )
A.充电时,模式Ⅱ的反应为
B.充电时,若外电路通过1mol电子,则石墨电极最多生成
C.放电时,体系中的向电池的锂电极迁移
D.放电时,分别消耗,模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电反应是放电反应的逆过程,模式II放电反应为,则充电时反应应为,选项给出的方程式为放电方向,A错误;
B、模式I放电:,充电逆反应,每生成转移,外电路通过电子时,最多生成,B错误;
C、放电时锂电极失电子作负极,石墨电极为正极,阳离子向正极石墨电极迁移,不会向锂电极移动,C错误;
D、模式I消耗转移;模式II中反应转移,即消耗转移;转移电子越多放电量越大,因此模式I理论放电量大于模式II,D正确;
故答案为:D。
【分析】电池分为两种工作模式,锂电极始终为负极、石墨电极为正极;模式Ⅰ中与可逆转化,每消耗1mol 转移4mol电子;模式Ⅱ中和Li放电生成,每消耗1mol 转移3mol电子;充电时两个反应均逆向进行,阳离子放电时向石墨正极移动。
14.常温下,1L水溶液中和的初始浓度分别为和,达到溶解平衡时(,pM与pH的关系如图(),M代表、、和)。
已知:
下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅰ是的变化曲线
B.
C.溶液中,的浓度为
D.,
【答案】B
【知识点】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、结合平衡关系推导: 的数值始终比大0.85,两条曲线平行,上方曲线Ⅱ代表,曲线Ⅰ代表,A错误;
B、目标反应,平衡常数;
联立、得;
图像时,,,则、、;代入计算,B正确;
C、曲线Ⅲ代表,其,则,并非,C错误;
D、根据物料守恒:初始总浓度,总浓度;
含草酸粒子:;含铜粒子:;
两式消去固相与,整理得:,是等式,不存在大于关系,D错误;
故答案为:B。
【分析】溶度积满足关系式,络合平衡常数,将两式联立整理,可推出。
对等式两侧同时取负对数,得到,由此能判断与对应的曲线互相平行,且相同pH下络合离子的pM数值更大,因此曲线Ⅰ对应、曲线Ⅱ对应。
依据溶度积定值不变的规律,和此消彼长,的pM随pH升高不断增大,对应图中上升的曲线Ⅳ;反应平衡常数固定,溶液内浓度不受pH影响,浓度恒定,对应水平直线Ⅲ,结合以上曲线对应关系分析各选项。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.创新驱动,深挖“城市矿山”,一种从废弃印刷电路板(WPCB)(主要含Cu、Ni、Au、Ag)中分离回收有价金属的工艺如下:
已知:①PMS为过一硫酸盐(含过氧键),在强酸介质中会水解。
②表示具有高氧化活性的单线态氧分子。
回答下列问题:
(1)Au与Cu同族,属于   区元素。
(2)“酸浸1”中发生反应的离子方程式为   。
(3)“滤液2”中主要的金属离子有、   (填离子符号)。
(4)“氧化溶金”中,KCl不能用HCl替代的原因为   ;PMS发生反应的离子方程式。   +   (将离子方程式补充完整)。
(5)工序“”中,抗坏血酸的作用为   。
(6)“碱沉”前,用的标准溶液测定“滤液”中的及浓度,和与的关系如图,,忽略的水解)。“滤液1”中的浓度为   (结果保留小数点后3位)。
(7)“沉银”时,“滤液2”与“滤液3”混合时有少量生成,其反应的化学方程式为   。
【答案】(1)ds
(2)
(3)
(4)会增大体系酸度,促使水解,氧化能力减弱,金回收率下降;;
(5)作还原剂
(6)0.035
(7)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;制备实验方案的设计;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)位于第四周期ⅠB族,属于ds区元素;与为同主族元素,元素分区规律一致,因此归属于ds区。
故答案为:ds;
(2)酸浸1添加稀盐酸,只有能够与发生置换反应,生成可溶性与氢气,、、金属活动性弱于氢,不与稀盐酸反应,对应的离子方程式:
故答案为:;
(3)滤渣1组分为、、,加入稀硝酸开展酸浸2,、被硝酸氧化,分别解离出、,不溶于稀硝酸仍留存于固体滤渣,因此滤液2中金属阳离子包含、,题目要求写出其中一种,填。
故答案为:;
(4)若用替换体系内,溶液酸性显著增强;含有过氧键,在强酸性环境下会发生水解,自身氧化性能下降,无法充分氧化单质,最终金的回收产率降低。
与发生反应,生成高活性单线态氧、与,配平离子方程式:

故答案为:会增大体系酸度,促使水解,氧化能力减弱,金回收率下降;;;
(5)氧化溶金工序后,以价络离子存在于溶液;抗坏血酸具备较强还原性,工序X中夺取的电子,将价金还原为零价纳米,自身作还原剂。
故答案为:作还原剂;
(6)滴定曲线中,体积仅中和滤液1中过量盐酸;区间专门沉淀,沉淀消耗碱液体积。
沉淀反应:
计量关系:,
滤液1体积为,计算浓度:
故答案为:0.035;
(7)滤液2溶质为,滤液3含过量;二者混合先发生复分解生成沉淀,极不稳定,迅速分解为与水,合并两步书写总化学方程式:
故答案为:
【分析】废弃印刷电路板原料包含、、、四种金属;第一步酸浸1使用稀盐酸,仅活泼金属发生反应溶解,其余贵金属不溶成为滤渣1;滤液1含与过量,加入先中和多余酸,再沉淀;滤渣1投入稀硝酸进行酸浸2,、被氧化溶解,稳定不反应形成滤渣2;滤渣2搭配、氧化溶金,转化为络离子;最后加入抗坏血酸还原络离子得到单质纳米金;滤液2含、,可分别回收铜、银产物。
(1)依据周期表同族元素分区一致规律,ⅠB族铜、金均属于ds区,通过主族定位分区;
(2)结合金属活动性顺序,只有氢前金属与稀盐酸反应,按照置换反应电子、电荷守恒书写离子方程式;
(3)稀硝酸可氧化、,不氧化,梳理溶解后进入液相的金属阳离子;
(4)强酸加速过一硫酸盐水解,削弱氧化能力;根据产物标注,结合电荷、原子守恒配平生成单线态氧的氧化还原离子方程式;
(5)化合价降低的物质被还原,对应试剂承担还原剂作用,通过金元素价态变化判定抗坏血酸功能;
(6)分段区分中和酸、沉淀金属离子两段滴定区间,依托沉淀反应计量比计算镍离子物质的量,再结合溶液体积算出物质的量浓度;
(7)分步拆解复分解、氢氧化物分解两个连续反应,合并消去中间产物,得到总反应方程式。
16.镍配合物是贵金属催化剂的重要替代品。某实验小组设计了一种制备Ni(Ⅱ)配合物的方法,原理如下:
已知:CH2Cl2有毒、易挥发,。
实验步骤如下:
Ⅰ.向双颈烧瓶中加入10mL含(1mmol)的乙醇溶液,通过仪器a逐滴加入3mL含bpy(2mmol)的乙醇溶液(装置如图,加热及夹持装置省略),加热搅拌,冷却至室温。
Ⅱ.将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20mLCH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液。
Ⅲ.有机层经减压蒸除溶剂,加入15mL乙醇和2mmolNaBPh4(Ph为苯基),产生沉淀。经过滤、洗涤、干燥得粗产品,进一步提纯后得紫色晶体(配合物Z,)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为   。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是   (填标号)。
(3)步骤Ⅱ中洗涤的目的为   ,分液时CH2Cl2在   层(填“上”或“下”)。
(4)步骤Ⅲ中乙醇的作用为   。
(5)步骤Ⅲ中用   法提纯粗产品。
(6)配合物Z的产率为   (列出计算式即可)。
(7)测定配合物Z的晶体结构,下列方法可采用的是(  )(填标号)。
A.核磁共振氢谱法 B.质谱法
C.红外光谱法 D.X射线衍射法
(8)实验小组进一步探究不同投料比对Ni(Ⅱ)配合物结构的影响,以进行投料,按上述制备方法得红色晶体。推测的配位数为   。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)D
(3)除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质;下
(4)降低配合物公的溶解度,使其结晶析出
(5)重结晶
(6)
(7)D
(8)6
【知识点】有机物的结构和性质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)仪器a为恒压滴液漏斗,装置侧边连通支管能够平衡漏斗内部与反应容器的气压,消除液体下落的压强差,保证漏斗内液体可以平稳、匀速流下。
故答案为:恒压滴液漏斗;
(2)佩戴护目镜能够阻挡飞溅试剂,起到眼部防护作用;实验结束清洗双手,避免试剂残留接触皮肤造成刺激;二氯甲烷有毒且易挥发,操作时保持通风排气,防止吸入蒸气引发中毒;本实验全程无尖锐器械操作,无需防护锐器,综上选D。
故答案为:D;
(3)步骤Ⅱ先减压蒸馏除去体系中的乙醇,加入20 mL二氯甲烷溶解固体产物,再加入少量蒸馏水振荡洗涤并分液;水洗可以萃取脱除有机层中混溶的硝酸盐、未反应的水溶性原料杂质,降低杂质对后续配位合成反应的干扰;二氯甲烷密度,大于水的密度,分液静置后有机相位于下层。
故答案为:除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质;下;
(4)步骤Ⅲ向反应体系加入乙醇,乙醇可以降低目标配合物Z在混合溶剂中的溶解能力,使配合物达到过饱和状态,以固体晶体形式从溶液中析出。
故答案为:降低配合物公的溶解度,使其结晶析出;
(5)粗产物已经析出固体结晶,晶体内部包裹少量可溶性杂质;重结晶法依托杂质与目标晶体溶解度随温度变化的差异,可高效除去微量水溶性杂质,提纯得到高纯度紫色晶体,因此选用重结晶操作。
故答案为:重结晶;
(6)配位反应离子方程式:,按照化学计量比例投料时,三种反应物恰好完全转化。
理论上生成1 mmol配合物Z,对应理论质量;设实际收集固体质量为,产物产率计算公式:
故答案为:;
(7)A. 核磁共振氢谱仅用于区分有机物中氢原子的化学环境,无法测定晶体内部原子排布结构,不符合题意;
B. 质谱法只能测定分子相对分子质量,不能解析晶体三维空间结构,不符合题意;
C. 红外光谱用于识别分子官能团、化学键类型,不具备测定晶体晶格结构的能力,不符合题意;
D. X射线衍射法可通过衍射图谱解析晶胞参数、原子空间排布,是测定晶体结构的标准经典方法,符合题意;
故答案为:D。
(8)联吡啶bpy属于双齿配体,单个bpy分子可提供2个配位原子;投料比时,2分子bpy一共提供个配位原子,中心配位数等于4;当投料比例调整为时,3分子bpy一共可提供个配位原子,此时的配位数为6。
故答案为:6;
【分析】向双颈烧瓶中移入10 mL溶有1 mmol 的乙醇溶液,借助仪器a缓慢滴加3 mL溶有2 mmol双吡啶配体bpy的乙醇溶液(配套加热、夹持装置图省略);混合体系加热搅拌充分反应后冷却至室温,先减压蒸馏除去体系内乙醇;加入20 mL二氯甲烷溶解固体产物,再添加少量蒸馏水振荡洗涤、静置分液;分离得到的有机层继续减压脱除溶剂,随后加入15 mL乙醇与2 mmol四苯硼钠(Ph代表苯基),体系析出固体沉淀;依次经过过滤、洗涤、干燥操作得到粗产物,再经提纯处理获得紫色晶体配合物Z(相对分子质量),最终称量所得晶体质量为,结合该实验流程作答下列问题。
(1)依靠连通支管平衡内外压强,消除液柱压差,保障液体顺利滴落,区分普通分液漏斗与恒压漏斗的结构差异;
(2)结合试剂毒性、腐蚀风险、器械类型逐一筛选防护要求,排除题目不涉及的锐器防护选项;
(3)水洗除去有机相中水溶性无机盐杂质,依据有机溶剂与水的密度大小判断分液后有机层位置;
(4)乙醇降低配合物在混合溶剂的溶解度,利用溶解度差异实现产物沉淀析出;
(5)重结晶适用于去除晶体包裹的微量可溶性杂质,适配提纯高纯度结晶产物的需求;
(6)依托方程式计量数计算理论产量,结合实际称量质量,代入产率通用公式完成列式;
(7)区分核磁、质谱、红外、X射线衍射四种仪器的检测用途,只有X射线衍射能够测定晶体空间原子排布;
(8)双齿配体单分子提供2个配位位点,根据配体投料物质的量,计算总配位原子数,对应得到中心金属离子配位数。
17.“双碳”目标推动科技发展。一种由CO制备高附加值酒石酸二甲酯(DMT)的路径如下:
回答下列问题:
I.“热催化”中主反应:
i.
(1)已知:
则   (用含和的代数式表示),   0(填“”或“”)。
(2)一定温度下,恒容密闭容器中只发生反应,提高平衡转化率的措施有(  )(填标号)。
A.及时移走 B.通入
C.增大和投料比 D.加入催化剂
(3)“热催化”存在两个副反应,其中生成“副产物1”()的副反应:
ii.
一定条件下,平衡转化率和产物选择性随温度变化关系如图1。
[比如:DMO选择性]
①“热催化”反应较适宜的温度区间为   (填标号)。
A: 120~140℃
B: 130~150℃
C: 140~160℃
②,若恒容密闭容器中只发生反应i、ii,当和的初始浓度分别为、,结合图1信息,平衡时   ,反应的   (列出计算式即可)。
(4)II.“电催化”中:DMODMT
25℃时,DMT的生成速率与关系如上图2,已知该反应的速率方程为,其中为速率常数。
①当增加10倍,也增加10倍,则为   。
②速率常数为   (列出计算式即可)。
(5)生成DMT的电极反应式为,其中Y为   (填结构简式)。
【答案】(1);<
(2)C
(3)C;0.25;
(4)1;或或或
(5)
【知识点】化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)依据盖斯定律运算规则,目标反应可由已知反应②乘以,减去已知反应③乘以推导得出,对应焓变计算式:
反应i内,反应物气体总物质的量为4 mol,生成物气体仅2 mol,产物DMO为液态,反应体系内气体分子总数减少,体系混乱度降低,因此熵变。
故答案为:;<;
(2)A. DMO属于纯液态物质,移走液态生成物不会改变体系内各气体组分浓度,化学平衡不发生移动,平衡转化率保持不变,该说法错误;
B. 恒容密闭容器中通入惰性气体,体系内各反应物、生成物的浓度均无变化,平衡不会发生移动,原料转化率不变,该说法错误;
C. 提高与的投料比例,等效于单独增大的浓度,平衡正向发生移动,的平衡转化率提升,该说法正确;
D. 催化剂仅能够同步加快正、逆反应速率,不会改变反应平衡限度,原料平衡转化率不发生变化,该说法错误。
故答案为:C;
(3)①工业生产需要兼顾主产物DMO的高选择性与原料的转化程度;结合图像数据分析,温度区间120~140 ℃时,主产物选择性虽高,但转化率偏低;温度高于140 ℃后,副产物2的选择性大幅升高,大量原料流向副反应,降低目标产物产率;综合两类因素,适宜温度区间为130~150 ℃,选B。
②130 ℃条件下平衡转化率为75%,初始浓度,平衡剩余浓度:
反应i、ii每消耗1 mol 均生成1 mol ,因此平衡时;DMO选择性90%,参与生成DMO的浓度为。
由反应i计量关系可得:
参与副反应ii的浓度:,对应副产物1平衡浓度。
两段反应浓度变化:,平衡剩余:
液态物质DMO不写入平衡常数表达式,反应i浓度平衡常数:
故答案为:B;0.25;;
(4)①速率公式,若扩大至原来10倍,反应速率同步扩大10倍,代入公式得,化简,解得。
②已知,变形速率方程得,选取图2任意一组数据代入均可计算,可选算式:或或或。
故答案为:1;或或或。
(5)根据原子守恒配平电极反应:反应物一侧总原子组成为8C、18H、8O;产物DMT含6C、10H、6O,剩余2C、8H、2O平均分配至2分子Y,单个Y分子含1C、4H、1O,因此Y为。
故答案为:;
【分析】(1)先观察目标反应与已知热化学方程式的计量系数差异,通过同乘系数、相加减的方式拼接出目标方程式,同步计算焓变;熵变判断只对比反应前后气体总物质的量,气体分子数目减少,体系混乱程度下降,。
(2)分类梳理四类外界条件对平衡的影响逻辑:纯液态物质浓度恒定,增减不影响平衡;恒容通入惰性气体,气体浓度不变,平衡无移动;增大单一气体反应物投料比,平衡正向,另一原料转化率上升;催化剂只改变反应速率,不改变平衡限度、转化率。依托勒夏特列原理逐一辨析选项正误。
(3)工业温度筛选需双重考量,既要保证目标产物高选择性,又要兼顾原料转化率,避开副反应剧烈发生的高温区间;定量计算时以原料初始浓度、转化率算出总消耗浓度,再按选择性拆分主、副反应各自消耗的原料量;用三段式分别计算两个可逆反应的浓度变化,汇总得到平衡时各气体浓度;液态产物无浓度项,书写平衡常数时直接省略,代入数值列式。
(4)利用浓度倍数与速率倍数的等量关系建立指数方程,求解反应级数;级数确定后变形速率方程,图像中任意一组对应浓度、反应速率数据均可代入,求出速率常数。
(5)采用整体原子守恒法,统计电极反应所有反应物的C、H、O原子总数,减去已知有机产物DMT包含的原子,剩余原子均分至未知小分子产物Y,直接推出Y的分子式与结构简式。
18.一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1) A中官能团为羧基、醚键和   (填名称)。
(2) A→B的反应类型为   。
(3) C分子中能共平面的碳原子个数最多为   。
(4) E与NaOH反应的化学方程式为   。
(5) G→H中另一产物的结构简式为   。
(6) I→J中DMP的作用为   。
(7) K中手性碳原子的个数为   。
(8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式   。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1。
(9)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)碳碳双键
(2)取代反应
(3)5
(4)
(5)
(6)将醇羟基氧化为醛基
(7)2
(8)或或。
(9)
【知识点】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;结构简式
【解析】【解答】(1)A()的碳链骨架为烯基羧酸,侧链取代基是 ,分子内含三种官能团:碳碳双键、羧基、醚键。
故答案为:碳碳双键;
(2)原料A属于羧酸,和反应时,羧基上的基团被基团替换,仅发生基团互换,旧化学键断裂、新化学键生成,没有双键加成、小分子消去、分子重排过程,完全符合取代反应定义,该步反应类型为取代反应。
故答案为:取代反应;
(3)C为,分子内两个碳碳双键均为sp2杂化平面结构,连接两个双键的碳碳单键可以自由旋转,旋转后能让两个双键所在平面完全重合;分子中4个主链碳原子全部是sp2杂化,甲基上的饱和碳通过单键旋转也能进入双键平面,全部5个碳原子均可处于同一平面。
故答案为:5;
(4)E()分子中存在酰胺键,酰胺键在水溶液、加热环境下会发生碱性水解,共价键断裂,羰基与碱结合生成羧酸钠,氮端结合氢生成脂肪胺,对应化学方程式:;
故答案为:;
(5)中间体G与发生亲核取代反应,G中的羟基进攻缩酮中心碳,脱去一分子乙氧基,乙氧基结合氢生成小分子乙醇,主产物为H。
故答案为:;
(6)DMP属于温和高选择性有机氧化剂,只针对醇羟基发生氧化,伯醇、仲醇均可被氧化,伯醇氧化产物为醛基,反应条件温和,不会进一步将醛氧化为羧酸,因此该步作用是将I内的醇羟基氧化为醛基。
故答案为:将醇羟基氧化为醛基;
(7)手性碳判定标准:饱和sp3碳原子,同时连接4种互不相同的原子或有机基团;产物环状结构中标注*的两个饱和碳原子,四个连接基团均完全不同,其余碳原子要么含双键不饱和,要么连接重复基团,不满足手性碳要求,因此手性碳原子总数为2,如图所示:,标*的即为手性碳原子。
故答案为:2。
(8)先计算不饱和度:F的分子式为,不饱和度,芳香化合物说明含苯环(不饱和度4),剩余1个不饱和度对应醛基/酯基;
分层拆解限制条件:①银镜反应:必须含醛基或者甲酸酚酯结构;
②显色:苯环直接连接酚羟基;
③核磁共振氢谱4组峰,峰面积比例,代表分子只有4种化学环境的氢,对称度高;
逐一匹配结构,满足全部约束条件的同分异构体共3种:、、。
故答案为:或或。
(9)先提取题干给出的Diels-Alder反应示范模板,即反应B→D, 与 发生环加成构建 ;与 Br2发生加成反应生成,在 NaOH 乙醇溶液中加热,发生消去反应,生成目标产物,则合成路线为:;
故答案为: ;
【分析】原料A与磺酰胺发生羧基上的取代得到中间体B;B和共轭二烯烃C通过Diels-Alder反应生成六元环状产物D;D经分子内转化得到含酰胺结构的E;E与小分子F反应后发生骨架重排得到G;G和发生取代,脱去乙醇,生成中间体H;H在特定条件下转化为含醇羟基的I;I经DMP氧化剂氧化羟基得到醛类J;J再经结构调整得到最终产物K,结合各步反应特征、官能团变化逐一作答。
(1)拆分有机物骨架,区分不饱和键、含氧特征基团;碳碳双键属于不饱和烃官能团,羧基是羧酸特征基团,环内为醚键,逐一排查结构内所有杂原子官能团,不漏判、错判。
(2)对比反应前后官能团变化,锁定断键成键方式;羧酸羟基被含氮基团完整替换,只有基团交换,无双键打开、无小分子脱除,直接判定取代反应;区分加成(双键断裂加基团)、消去(脱小分子生双键)、重排(碳骨架重组)三类易混淆反应。
(3)依托sp2杂化平面结构、单键可旋转两大核心知识点;共轭二烯烃两个双键均为平面,中间σ键可自由旋转实现平面重合,再逐个判断甲基饱和碳能否旋转进入平面,统计全部共面碳原子数量。
(4)牢记酰胺键水解断键位置为,碱性环境下羰基生成羧酸盐,氮原子质子化生成胺;书写方程式时注意加热、强碱条件,产物必须写羧酸钠而非羧酸,区分酸性水解、碱性水解产物差异。
(5)采用原子守恒法,对比反应物、缩酮试剂与产物的元素组成,找出脱离主碳链的乙基氧片段,结合氢原子匹配得到乙醇小分子。
(6)区分常见有机氧化剂特性,DMP、PCC属于温和氧化剂,仅氧化醇到醛,强氧化剂(酸性高锰酸钾、重铬酸钾)会直接氧化至羧酸;结合前后物质官能团变化,明确DMP专一氧化醇羟基生成醛基。
(7)严格遵循手性碳判定三要素:饱和sp3碳、四个连接基团全部不同;沿环状碳链逐个排查饱和碳原子,排除含双键、连接两个相同氢/烷基的碳原子,统计符合标准的手性碳数目。
(8)解题分四步,①计算不饱和度预判苯环、不饱和含氧基团;②根据特征反应锁定必含官能团(酚羟基、醛/甲酸酯);③根据氢谱峰组数、面积限制分子对称结构;④依次书写、剔除不符合氢环境的结构,最终统计有效同分异构体数目。
(9)解题分为三步,第一步提取题干示范反应的反应类型、反应物结构;第二步拆解目标产物碳环,逆向推导前体需要环加成、卤代、消去三步转化;第三步按正向流程书写,标注每一步对应的试剂、反应条件,保证官能团转化顺序合理,无副反应干扰。
1 / 1【高考真题】云南省2026年化学高中学业水平等级性考试
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学强国,筑梦未来。下列说法错误的是(  )
A.“雪豹”轮式载具所用耐寒轮胎,属特种橡胶
B.“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板,属陶瓷材料
C.“天舟七号”飞船所用石英加速度计,核心部件含二氧化硅
D.“深海一号”储油平台所用聚酯系泊缆绳,主要成分为有机高分子
2.下列化学用语或图示表示正确的是(  )
A.红磷和白磷互为同素异形体
B.CH3Cl是非极性分子
C.H2O的空间结构模型:
D.基态的价层电子轨道表示式:
3.合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是(  )
A.NO是红棕色、有刺激性气味的气体
B.NH4HCO3易溶于水,其电离方程式为
C.合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率
D.新型催化剂能降低N2生成的反应热
4.下列说法正确的是(  )
A.石油的分馏属于化学变化
B.蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
5.下列装置或试剂能达到实验目的的是(  )
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.胶体的制备
D.氯气的制备
6.彩云之南,花开四季。下列说法错误的是(  )
春·蓝花楹 夏·荷花 秋·桂花 冬·梅花
A.的分子式为 B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能发生加成和水解反应 D.最多消耗
7.化学护坝体,劳动保安全,某水电站坝体维护示意图如下,下列说法错误的是(  )
A.黏土是生产水泥的主要原料之一
B.与的反应属于氧化还原反应
C.聚四氟乙烯的合成:
D.利用板保护钢闸门时,需定期检查、更换
8.某水滑石是一种高效环保的阻燃剂,所含U、V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,U是原子半径最小的元素,V的轨道电子数是轨道电子数的一半,X的最外层电子数与其K层电子数相等,Y的氧化物具有两性,X和Z同主族,Z的原子序数等于W和X的原子序数之和。下列说法正确的是(  )
A.最简单氢化物沸点:
B.最高价氧化物的水化物碱性:
C.第一电离能:
D.与能形成两种常见液态化合物
9.某兴趣小组将1.0g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是(  )
A.a中黑色固体成分有
B.与在空气中燃烧的产物可能有
C.步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D.b中使用溶液替代溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
10.纳米催化剂经光照后产生和空穴(),促进-甲基苯甲胺脱氢、偶联生成二胺,其催化机理关键步骤如图(Ph为苯基)。下列说法错误的是(  )
A.该过程涉及光能转化为化学能
B.步骤Ⅱ体现了的氧化性
C.相同条件下产生的空穴越多,生成的越多
D.该过程涉及非极性共价键的断裂和形成
11.一种新型固态电解质(摩尔质量为)的立方晶胞结构示意图如下。已知:为阿伏加德罗常数的值:以晶胞参数为单位长度建立坐标系可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标,点原子的分数坐标为。
下列说法正确的是(  )
A.点原子的分数坐标为
B.每个周围与它最近且距离相等的有6个
C.沿轴方向的投影为
D.若晶体密度为,则晶胞参数为
12.我国科学家合成了一种大环化合物甲,能与形成超分子乙,其变化过程如图。下列说法错误的是(  )
A.乙的晶体类型为共价晶体
B.该过程体现了大环对的捕获与释放
C.乙中的与大环之间存在分子间作用力
D.调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变
13.一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知:只参与模式Ⅰ的充放电,其放电时反应方程式为。下列说法正确的是(  )
A.充电时,模式Ⅱ的反应为
B.充电时,若外电路通过1mol电子,则石墨电极最多生成
C.放电时,体系中的向电池的锂电极迁移
D.放电时,分别消耗,模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ
14.常温下,1L水溶液中和的初始浓度分别为和,达到溶解平衡时(,pM与pH的关系如图(),M代表、、和)。
已知:
下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅰ是的变化曲线
B.
C.溶液中,的浓度为
D.,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.创新驱动,深挖“城市矿山”,一种从废弃印刷电路板(WPCB)(主要含Cu、Ni、Au、Ag)中分离回收有价金属的工艺如下:
已知:①PMS为过一硫酸盐(含过氧键),在强酸介质中会水解。
②表示具有高氧化活性的单线态氧分子。
回答下列问题:
(1)Au与Cu同族,属于   区元素。
(2)“酸浸1”中发生反应的离子方程式为   。
(3)“滤液2”中主要的金属离子有、   (填离子符号)。
(4)“氧化溶金”中,KCl不能用HCl替代的原因为   ;PMS发生反应的离子方程式。   +   (将离子方程式补充完整)。
(5)工序“”中,抗坏血酸的作用为   。
(6)“碱沉”前,用的标准溶液测定“滤液”中的及浓度,和与的关系如图,,忽略的水解)。“滤液1”中的浓度为   (结果保留小数点后3位)。
(7)“沉银”时,“滤液2”与“滤液3”混合时有少量生成,其反应的化学方程式为   。
16.镍配合物是贵金属催化剂的重要替代品。某实验小组设计了一种制备Ni(Ⅱ)配合物的方法,原理如下:
已知:CH2Cl2有毒、易挥发,。
实验步骤如下:
Ⅰ.向双颈烧瓶中加入10mL含(1mmol)的乙醇溶液,通过仪器a逐滴加入3mL含bpy(2mmol)的乙醇溶液(装置如图,加热及夹持装置省略),加热搅拌,冷却至室温。
Ⅱ.将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20mLCH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液。
Ⅲ.有机层经减压蒸除溶剂,加入15mL乙醇和2mmolNaBPh4(Ph为苯基),产生沉淀。经过滤、洗涤、干燥得粗产品,进一步提纯后得紫色晶体(配合物Z,)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为   。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是   (填标号)。
(3)步骤Ⅱ中洗涤的目的为   ,分液时CH2Cl2在   层(填“上”或“下”)。
(4)步骤Ⅲ中乙醇的作用为   。
(5)步骤Ⅲ中用   法提纯粗产品。
(6)配合物Z的产率为   (列出计算式即可)。
(7)测定配合物Z的晶体结构,下列方法可采用的是(  )(填标号)。
A.核磁共振氢谱法 B.质谱法
C.红外光谱法 D.X射线衍射法
(8)实验小组进一步探究不同投料比对Ni(Ⅱ)配合物结构的影响,以进行投料,按上述制备方法得红色晶体。推测的配位数为   。
17.“双碳”目标推动科技发展。一种由CO制备高附加值酒石酸二甲酯(DMT)的路径如下:
回答下列问题:
I.“热催化”中主反应:
i.
(1)已知:
则   (用含和的代数式表示),   0(填“”或“”)。
(2)一定温度下,恒容密闭容器中只发生反应,提高平衡转化率的措施有(  )(填标号)。
A.及时移走 B.通入
C.增大和投料比 D.加入催化剂
(3)“热催化”存在两个副反应,其中生成“副产物1”()的副反应:
ii.
一定条件下,平衡转化率和产物选择性随温度变化关系如图1。
[比如:DMO选择性]
①“热催化”反应较适宜的温度区间为   (填标号)。
A: 120~140℃
B: 130~150℃
C: 140~160℃
②,若恒容密闭容器中只发生反应i、ii,当和的初始浓度分别为、,结合图1信息,平衡时   ,反应的   (列出计算式即可)。
(4)II.“电催化”中:DMODMT
25℃时,DMT的生成速率与关系如上图2,已知该反应的速率方程为,其中为速率常数。
①当增加10倍,也增加10倍,则为   。
②速率常数为   (列出计算式即可)。
(5)生成DMT的电极反应式为,其中Y为   (填结构简式)。
18.一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1) A中官能团为羧基、醚键和   (填名称)。
(2) A→B的反应类型为   。
(3) C分子中能共平面的碳原子个数最多为   。
(4) E与NaOH反应的化学方程式为   。
(5) G→H中另一产物的结构简式为   。
(6) I→J中DMP的作用为   。
(7) K中手性碳原子的个数为   。
(8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式   。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1。
(9)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】无机非金属材料;高分子材料
【解析】【解答】A、“雪豹” 6×6 轮式载具所用耐寒轮胎,需在低温环境下保持良好的弹性与耐磨性,属于特种橡胶,A 正确;
B、“北脑一号” 脑机系统植入手术所用钛板,主要成分为金属钛,属于金属材料,而非陶瓷材料,B 错误;
C、“天舟七号” 飞船所用石英加速度计,核心部件为石英晶体,其主要成分是二氧化硅,C 正确;
D、“深海一号” 储油平台所用聚酯系泊缆绳,聚酯是由多元醇与多元酸缩聚而成的有机高分子化合物,主要成分为有机高分子,D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:材料分类判断:金属材料包括金属单质及合金,陶瓷材料为无机非金属材料,高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维等;
特种橡胶应用:耐寒轮胎使用的特种橡胶具有优异的耐低温性能,属于橡胶类高分子材料;
钛板属性:钛及其合金具有良好的生物相容性和机械强度,常用于医用植入材料,属于金属材料;
石英成分:石英晶体的主要成分为二氧化硅,是制备高精度传感器的重要材料;
聚酯类材料:聚酯是典型的合成高分子化合物,广泛应用于高强度缆绳等工程材料。
2.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;极性分子和非极性分子;同素异形体
【解析】【解答】A、红磷和白磷是由磷元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,A正确;
B、分子中C—H键与C—Cl键极性不同,分子为四面体结构但正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C、中O原子的价层电子对数为,空间结构为V形:,而图示为直线形结构,C错误;
D、基态的价层电子排布为,根据泡利不相容原理,3p轨道的3个轨道均应填满电子,图示为:,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
同素异形体判断:同种元素组成的不同单质互为同素异形体;
分子极性判断:分子的极性由键的极性和分子空间对称性共同决定;
分子空间结构:分子中O原子采取杂化,含2对孤电子对,分子呈V形;
价层电子轨道表示式:需严格遵守泡利不相容原理,基态的轨道应全部充满电子。
3.【答案】C
【知识点】工业合成氨;氮的固定;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A、NO是无色气体,才是红棕色、有刺激性气味的气体,NO遇空气会迅速被氧化为,A错误;
B、是弱酸的酸式盐,溶于水完全电离出和,不能完全拆分为与,正确电离方程式为,B错误;
C、合成氨反应为可逆反应,反应物无法完全转化,工业上将未反应的、循环通入反应器,能够提高两种原料的利用率,C正确;
D、催化剂仅能改变反应的活化能,加快反应速率,不会改变反应的始态与终态,因此无法降低反应热,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氮氧化物物理性质区分:NO无色,红棕色,二者气味、颜色存在明显差异;
弱酸式盐电离规则:碳酸氢根属于弱酸酸式酸根,电离方程式中不能拆分;
合成氨工业循环操作目的:可逆反应原料转化率低,循环利用未反应气体提升原料利用率;
催化剂作用本质:催化剂只改变活化能,不影响焓变(反应热)大小。
4.【答案】D
【知识点】石油的分馏;水的净化
【解析】【解答】A、石油分馏依靠各组分沸点不同实现分离,整个过程没有新物质生成,属于物理变化,A错误;
B、蔗糖属于二糖,发生水解反应后生成葡萄糖与果糖两种单糖,并非只生成葡萄糖,B错误;
C、明矾溶于水后电离出,发生水解反应生成胶体从而净水,水解使溶液中氢离子浓度大于氢氧根浓度,水溶液呈酸性,C错误;
D、碳酸氢钠固体受热条件下发生分解反应,生成碳酸钠、二氧化碳气体和水,对应的化学方程式书写符合原子守恒与气体标注规范,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
石油分馏判断:分馏利用沸点差异分离混合物,无新物质生成,属于物理变化,裂化、裂解才是化学变化;
糖类水解规律:蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖水解只生成葡萄糖;
明矾溶液酸碱性:铝离子发生水解,溶液显酸性;
碳酸氢钠分解方程式:受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,方程式配平、气体符号、加热条件均书写规范。
5.【答案】A
【知识点】中和热的测定;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、硝酸银属于重金属盐,将硝酸银溶液滴入鸡蛋清溶液中,重金属离子会使蛋白质空间结构发生不可逆改变,能够实现蛋白质变性的实验目的,A正确;
B、该中和热测定装置存在密封性缺陷,装置内外存在空气流通缝隙,反应释放的热量会大量散失至外界环境,温度测量误差极大,无法精准测定中和反应的反应热;B错误;
C、向加热的NaOH溶液中滴加饱和氯化铁溶液,会直接生成氢氧化铁沉淀,制备氢氧化铁胶体需要将饱和溶液滴入沸水,C错误;
D、二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气:+++,需要加热条件,图中装置缺少酒精灯,无法发生反应制备氯气,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
蛋白质变性:重金属盐、强酸强碱、高温均可使蛋白质变性,为重金属离子,可完成该实验;
中和热测定装置辨析:中和热测定要求体系尽可能绝热、密封,减少热量流失,图中装置缝隙会造成热量损耗,温度变化测量值偏小,实验数据失真。
氢氧化铁胶体制备:操作要点为饱和氯化铁溶液滴入沸水,不能加入强碱溶液,否则生成沉淀;
氯气制备条件:和浓盐酸反应制的反应条件为加热,装置缺少加热仪器则反应不能进行。
6.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、根据W()的键线式逐一枚举原子,分子中含有9个碳原子、10个氢原子、4个氧原子,分子式为,A正确;
B、X()的结构中存在碳碳双键,碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C、Y()分子内含碳碳双键,能发生加成反应;同时含有内酯结构(环状酯),酯类物质可以发生水解反应,C正确;
D、Z()分子中,酚羟基两侧邻位均存在氢原子,苯环上发生取代会消耗2mol ;侧链的碳碳双键能和发生加成反应消耗1mol ,1mol Z最多共消耗3mol ,并非2mol,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
分子式判断:键线式中端点、拐点均代表碳原子,结合碳四价补足氢原子,同时数清杂原子即可得到分子式;
酸性高锰酸钾褪色判断:碳碳双键、与苯环直接相连的烷基均可还原高锰酸钾使其褪色;
有机物反应类型:碳碳双键能发生加成,酯(内酯)结构能发生水解;
溴与酚、烯烃的定量反应:酚羟基邻、对位氢可与发生1:1取代,碳碳双键与Br2 1:1加成,需同时计算两类反应消耗的溴单质总量。
7.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;水泥的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A、工业制备水泥的基础原料为石灰石与黏土,黏土可以供给硅、铝元素,属于水泥制备的核心原料之一,A正确;
B、和发生复分解反应:,反应全程所有元素化合价均保持不变,不存在电子得失,不属于氧化还原反应,B错误;
C、四氟乙烯分子内含碳碳双键,能够发生加聚反应生成聚四氟乙烯高分子,单体双键断裂相互连接成长链,对应反应 ,C正确;
D、钢闸门搭配锌板属于牺牲阳极法防腐,锌金属活泼性强于铁,原电池中锌作负极持续被腐蚀损耗,铁作正极被保护;锌板消耗完后失去防护作用,需要定期检修、更换锌板,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
水泥原料记忆:水泥生产依靠石灰石提供钙源、黏土提供硅铝源;
氧化还原反应判断依据:反应过程中有元素化合价升降才属于氧化还原反应,复分解反应均无化合价变化;
加聚反应特征:含碳碳双键的单体断开双键,相互连接形成高分子,无小分子产物生成;
牺牲阳极法防腐原理:活泼金属锌作为负极持续损耗,防护正极钢材,锌板消耗完后失去防护效果,需定期更换。
8.【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、V、W 最简单氢化物分别为 CH4、H2O;H2O 存在分子间氢键,常温为液态,CH4无氢键,常温气态,沸点 CH4<H2O, 即 V<W,A错误;B、X 为 Mg、Z 为 Ca,二者位于第 ⅡA 主族,同主族从上至下金属性逐渐增强,金属性 Mg<Ca;金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,碱性 Mg(OH)2<Ca(OH)2,即 X<Z,B 错误;
C、Mg 原子 3s 轨道全充满,为稳定电子构型,第一电离能 Mg>Al,即 X>Y,C 错误;
D、U (H) 与 W (O) 可形成两种常见液态化合物:H2O、H2O2,D 正确;
故答案为:D。
【分析】U 是原子半径最小的主族元素,故 U=H(氢);V 的 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的一半:电子排布 1s22s22p2,总 s 电子 4,p 电子 2,故 V=C(碳);X 最外层电子数等于 K 层(2 个)电子,原子序数大于 C,故X=Mg(镁,最外层 2e-);Y 的氧化物具有两性,故 Y=Al(铝,Al2O3为两性氧化物);X、Z 同主族,前 20 号主族元素,Mg 同主族下一周期为 Ca ,故Z=Ca(钙);Z 原子序数 (20)=W 原子序数 + X 原子序数 (12),得 W 原子序数 = 8,故W=O(氧);综上:U=H、V=C、W=O、X=Mg、Y=Al、Z=Ca。
9.【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、步骤 II 中醋酸铅试纸变黑,说明反应生成硫化氢气体,只有 FeS 和稀硫酸反应能够产生 H2S,因此黑色固体中含有 FeS,A 正确;
B、空气中存在氧气,铁单质在加热条件下可以与氧气发生反应,因此 Fe 与 S 在空气中燃烧时,产物有可能混有 Fe2O3,B 正确;
C、稀硫酸煮沸的作用是除去溶液中溶解的氧气,防止氧气氧化体系内的 Fe2+,避免干扰离子检验,并不是为了加快反应速率,C 错误;
D、硫酸铜溶液能和硫化氢发生反应,生成不溶于稀硫酸的黑色沉淀,现象直观明显,可直接检验硫化氢,能够替代氢氧化钠溶液吸收并检验,无需额外使用醋酸铅试纸,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
FeS 的检验依据:FeS 和酸反应生成 H2S,H2S 遇醋酸铅生成黑色 PbS 沉淀,以此证明固体含 FeS;
空气环境反应分析:空气中含 O2,铁会同步和氧气反应,产物可出现铁的氧化物;
煮沸稀硫酸的目的:除去溶解氧,防止 O2氧化 Fe2+,避免干扰 Fe2+、Fe3+的检验;
硫化氢检验试剂:Cu2+与 H2S 反应生成黑色 CuS 沉淀,可直接检验硫化氢,替代醋酸铅试纸;
离子检验现象解读:铁氰化钾生成蓝色沉淀证明存在 Fe2+,放置后出现浅红说明少量 Fe3+由 Fe2+缓慢氧化产生。
10.【答案】D
【知识点】极性键和非极性键;氧化还原反应;化学反应中能量的转化
【解析】【解答】A、该反应依靠光照提供能量推动有机脱氢、偶联反应进行,光能转化为储存在有机产物内部的化学能,A正确;
B、步骤Ⅱ中空穴得到底物释放的电子,化合价降低,作氧化剂,能够体现氧化性,B正确;
C、空穴是反应体系中的氧化剂,同等条件下生成空穴的数量越多,原料转化效率越高,脱氢生成的 越多,C正确;
D、整个反应断裂的化学键只有反应物内极性共价键;反应最后一步生成键与分子内非极性键,全程只存在非极性共价键生成,不存在任何非极性共价键发生断裂,选项描述同时包含断裂、形成两种过程,与实际反应不符,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
光催化能量转化规律:光照驱动化学反应,实现光能向产物化学能的转化;
氧化性判断规则:粒子得到电子、发生还原反应时,具备氧化性,可作氧化剂;
催化反应定量逻辑:氧化剂空穴产量越高,原料脱氢转化越充分,中间体生成量越多;
共价键区分判断:不同原子间形成极性共价键,同种原子间形成非极性共价键,本题仅生成、非极性键,无原有非极性键断裂。
11.【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、N点分数坐标为,T点处在晶胞底面面心位置,对应x、y方向均取,z方向数值为0,分数坐标应为,选项给出坐标与实际不符,A错误;
B、分布在晶胞顶点与体心,以体心的作为参照,距离最近且间距相等的为8个相邻晶胞的顶点离子,并非6个,B错误;
C、分布在晶胞四角与体心,分布在各条棱的中点,沿z轴方向做投影时,竖直棱上的钠离子会被体心的遮挡,最终投影为 ,C正确;
D、先统计晶胞内粒子数目:数目,即单个晶胞包含2组单元;结合密度公式,变形推导得到晶胞参数,选项中系数为4,计算结果不匹配,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
分数坐标判断:以晶胞边长为单位1,原点在顶点,底面面心的x、y坐标均为,z坐标为0;
等距粒子配位数分析:顶点+体心型堆积,体心离子周围最近的同类型离子为8个顶点粒子;
晶胞投影判断:沿z轴投影仅保留xy平面点位,竖直棱上的粒子会被体心粒子遮挡,投影图形四角、中心存在,四边中点为;
晶胞参数计算思路:先均摊法算出晶胞内化学式单元总数,代入密度公式,完成与的单位换算后开立方求解边长。
12.【答案】A
【知识点】分子晶体;分子间作用力;超分子
【解析】【解答】A、超分子乙是大环分子甲与依靠分子间作用力结合而成的分子聚集体,构成乙的基本单元为分子,晶体类型属于分子晶体,并非共价晶体,A错误;
B、甲和结合生成乙,实现对的捕获;乙在酸碱可逆条件下分解,重新释放出并生成丙,整个过程完整体现大环对的捕获与释放,B正确;
C、乙属于超分子体系,大环与之间不存在共价键,依靠范德华力这类分子间作用力相互结合,C正确;
D、甲中标记的碳原子只形成3根σ键,无孤电子对,采取杂化;丙中标记的碳原子连接4个基团,形成4根σ键,采取杂化;改变体系可实现甲、丙之间的可逆转化,因此调控能让该碳原子两种杂化方式可逆切换,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
晶体类型判断:由分子通过分子间作用力堆积形成的晶体为分子晶体,共价晶体依靠共价键形成空间网状骨架;
超分子过程分析:结合反应物、生成物的转化关系,判断捕获、释放两种过程;
超分子作用力判断:超分子内部组分依靠分子间作用力结合,不存在化学键;
碳原子杂化判断:σ键数为3对应杂化,σ键数为4对应杂化,酸碱可逆反应可实现两种结构互变,杂化方式同步可逆变化。
13.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电反应是放电反应的逆过程,模式II放电反应为,则充电时反应应为,选项给出的方程式为放电方向,A错误;
B、模式I放电:,充电逆反应,每生成转移,外电路通过电子时,最多生成,B错误;
C、放电时锂电极失电子作负极,石墨电极为正极,阳离子向正极石墨电极迁移,不会向锂电极移动,C错误;
D、模式I消耗转移;模式II中反应转移,即消耗转移;转移电子越多放电量越大,因此模式I理论放电量大于模式II,D正确;
故答案为:D。
【分析】电池分为两种工作模式,锂电极始终为负极、石墨电极为正极;模式Ⅰ中与可逆转化,每消耗1mol 转移4mol电子;模式Ⅱ中和Li放电生成,每消耗1mol 转移3mol电子;充电时两个反应均逆向进行,阳离子放电时向石墨正极移动。
14.【答案】B
【知识点】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、结合平衡关系推导: 的数值始终比大0.85,两条曲线平行,上方曲线Ⅱ代表,曲线Ⅰ代表,A错误;
B、目标反应,平衡常数;
联立、得;
图像时,,,则、、;代入计算,B正确;
C、曲线Ⅲ代表,其,则,并非,C错误;
D、根据物料守恒:初始总浓度,总浓度;
含草酸粒子:;含铜粒子:;
两式消去固相与,整理得:,是等式,不存在大于关系,D错误;
故答案为:B。
【分析】溶度积满足关系式,络合平衡常数,将两式联立整理,可推出。
对等式两侧同时取负对数,得到,由此能判断与对应的曲线互相平行,且相同pH下络合离子的pM数值更大,因此曲线Ⅰ对应、曲线Ⅱ对应。
依据溶度积定值不变的规律,和此消彼长,的pM随pH升高不断增大,对应图中上升的曲线Ⅳ;反应平衡常数固定,溶液内浓度不受pH影响,浓度恒定,对应水平直线Ⅲ,结合以上曲线对应关系分析各选项。
15.【答案】(1)ds
(2)
(3)
(4)会增大体系酸度,促使水解,氧化能力减弱,金回收率下降;;
(5)作还原剂
(6)0.035
(7)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;制备实验方案的设计;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)位于第四周期ⅠB族,属于ds区元素;与为同主族元素,元素分区规律一致,因此归属于ds区。
故答案为:ds;
(2)酸浸1添加稀盐酸,只有能够与发生置换反应,生成可溶性与氢气,、、金属活动性弱于氢,不与稀盐酸反应,对应的离子方程式:
故答案为:;
(3)滤渣1组分为、、,加入稀硝酸开展酸浸2,、被硝酸氧化,分别解离出、,不溶于稀硝酸仍留存于固体滤渣,因此滤液2中金属阳离子包含、,题目要求写出其中一种,填。
故答案为:;
(4)若用替换体系内,溶液酸性显著增强;含有过氧键,在强酸性环境下会发生水解,自身氧化性能下降,无法充分氧化单质,最终金的回收产率降低。
与发生反应,生成高活性单线态氧、与,配平离子方程式:

故答案为:会增大体系酸度,促使水解,氧化能力减弱,金回收率下降;;;
(5)氧化溶金工序后,以价络离子存在于溶液;抗坏血酸具备较强还原性,工序X中夺取的电子,将价金还原为零价纳米,自身作还原剂。
故答案为:作还原剂;
(6)滴定曲线中,体积仅中和滤液1中过量盐酸;区间专门沉淀,沉淀消耗碱液体积。
沉淀反应:
计量关系:,
滤液1体积为,计算浓度:
故答案为:0.035;
(7)滤液2溶质为,滤液3含过量;二者混合先发生复分解生成沉淀,极不稳定,迅速分解为与水,合并两步书写总化学方程式:
故答案为:
【分析】废弃印刷电路板原料包含、、、四种金属;第一步酸浸1使用稀盐酸,仅活泼金属发生反应溶解,其余贵金属不溶成为滤渣1;滤液1含与过量,加入先中和多余酸,再沉淀;滤渣1投入稀硝酸进行酸浸2,、被氧化溶解,稳定不反应形成滤渣2;滤渣2搭配、氧化溶金,转化为络离子;最后加入抗坏血酸还原络离子得到单质纳米金;滤液2含、,可分别回收铜、银产物。
(1)依据周期表同族元素分区一致规律,ⅠB族铜、金均属于ds区,通过主族定位分区;
(2)结合金属活动性顺序,只有氢前金属与稀盐酸反应,按照置换反应电子、电荷守恒书写离子方程式;
(3)稀硝酸可氧化、,不氧化,梳理溶解后进入液相的金属阳离子;
(4)强酸加速过一硫酸盐水解,削弱氧化能力;根据产物标注,结合电荷、原子守恒配平生成单线态氧的氧化还原离子方程式;
(5)化合价降低的物质被还原,对应试剂承担还原剂作用,通过金元素价态变化判定抗坏血酸功能;
(6)分段区分中和酸、沉淀金属离子两段滴定区间,依托沉淀反应计量比计算镍离子物质的量,再结合溶液体积算出物质的量浓度;
(7)分步拆解复分解、氢氧化物分解两个连续反应,合并消去中间产物,得到总反应方程式。
16.【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)D
(3)除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质;下
(4)降低配合物公的溶解度,使其结晶析出
(5)重结晶
(6)
(7)D
(8)6
【知识点】有机物的结构和性质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)仪器a为恒压滴液漏斗,装置侧边连通支管能够平衡漏斗内部与反应容器的气压,消除液体下落的压强差,保证漏斗内液体可以平稳、匀速流下。
故答案为:恒压滴液漏斗;
(2)佩戴护目镜能够阻挡飞溅试剂,起到眼部防护作用;实验结束清洗双手,避免试剂残留接触皮肤造成刺激;二氯甲烷有毒且易挥发,操作时保持通风排气,防止吸入蒸气引发中毒;本实验全程无尖锐器械操作,无需防护锐器,综上选D。
故答案为:D;
(3)步骤Ⅱ先减压蒸馏除去体系中的乙醇,加入20 mL二氯甲烷溶解固体产物,再加入少量蒸馏水振荡洗涤并分液;水洗可以萃取脱除有机层中混溶的硝酸盐、未反应的水溶性原料杂质,降低杂质对后续配位合成反应的干扰;二氯甲烷密度,大于水的密度,分液静置后有机相位于下层。
故答案为:除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质;下;
(4)步骤Ⅲ向反应体系加入乙醇,乙醇可以降低目标配合物Z在混合溶剂中的溶解能力,使配合物达到过饱和状态,以固体晶体形式从溶液中析出。
故答案为:降低配合物公的溶解度,使其结晶析出;
(5)粗产物已经析出固体结晶,晶体内部包裹少量可溶性杂质;重结晶法依托杂质与目标晶体溶解度随温度变化的差异,可高效除去微量水溶性杂质,提纯得到高纯度紫色晶体,因此选用重结晶操作。
故答案为:重结晶;
(6)配位反应离子方程式:,按照化学计量比例投料时,三种反应物恰好完全转化。
理论上生成1 mmol配合物Z,对应理论质量;设实际收集固体质量为,产物产率计算公式:
故答案为:;
(7)A. 核磁共振氢谱仅用于区分有机物中氢原子的化学环境,无法测定晶体内部原子排布结构,不符合题意;
B. 质谱法只能测定分子相对分子质量,不能解析晶体三维空间结构,不符合题意;
C. 红外光谱用于识别分子官能团、化学键类型,不具备测定晶体晶格结构的能力,不符合题意;
D. X射线衍射法可通过衍射图谱解析晶胞参数、原子空间排布,是测定晶体结构的标准经典方法,符合题意;
故答案为:D。
(8)联吡啶bpy属于双齿配体,单个bpy分子可提供2个配位原子;投料比时,2分子bpy一共提供个配位原子,中心配位数等于4;当投料比例调整为时,3分子bpy一共可提供个配位原子,此时的配位数为6。
故答案为:6;
【分析】向双颈烧瓶中移入10 mL溶有1 mmol 的乙醇溶液,借助仪器a缓慢滴加3 mL溶有2 mmol双吡啶配体bpy的乙醇溶液(配套加热、夹持装置图省略);混合体系加热搅拌充分反应后冷却至室温,先减压蒸馏除去体系内乙醇;加入20 mL二氯甲烷溶解固体产物,再添加少量蒸馏水振荡洗涤、静置分液;分离得到的有机层继续减压脱除溶剂,随后加入15 mL乙醇与2 mmol四苯硼钠(Ph代表苯基),体系析出固体沉淀;依次经过过滤、洗涤、干燥操作得到粗产物,再经提纯处理获得紫色晶体配合物Z(相对分子质量),最终称量所得晶体质量为,结合该实验流程作答下列问题。
(1)依靠连通支管平衡内外压强,消除液柱压差,保障液体顺利滴落,区分普通分液漏斗与恒压漏斗的结构差异;
(2)结合试剂毒性、腐蚀风险、器械类型逐一筛选防护要求,排除题目不涉及的锐器防护选项;
(3)水洗除去有机相中水溶性无机盐杂质,依据有机溶剂与水的密度大小判断分液后有机层位置;
(4)乙醇降低配合物在混合溶剂的溶解度,利用溶解度差异实现产物沉淀析出;
(5)重结晶适用于去除晶体包裹的微量可溶性杂质,适配提纯高纯度结晶产物的需求;
(6)依托方程式计量数计算理论产量,结合实际称量质量,代入产率通用公式完成列式;
(7)区分核磁、质谱、红外、X射线衍射四种仪器的检测用途,只有X射线衍射能够测定晶体空间原子排布;
(8)双齿配体单分子提供2个配位位点,根据配体投料物质的量,计算总配位原子数,对应得到中心金属离子配位数。
17.【答案】(1);<
(2)C
(3)C;0.25;
(4)1;或或或
(5)
【知识点】化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)依据盖斯定律运算规则,目标反应可由已知反应②乘以,减去已知反应③乘以推导得出,对应焓变计算式:
反应i内,反应物气体总物质的量为4 mol,生成物气体仅2 mol,产物DMO为液态,反应体系内气体分子总数减少,体系混乱度降低,因此熵变。
故答案为:;<;
(2)A. DMO属于纯液态物质,移走液态生成物不会改变体系内各气体组分浓度,化学平衡不发生移动,平衡转化率保持不变,该说法错误;
B. 恒容密闭容器中通入惰性气体,体系内各反应物、生成物的浓度均无变化,平衡不会发生移动,原料转化率不变,该说法错误;
C. 提高与的投料比例,等效于单独增大的浓度,平衡正向发生移动,的平衡转化率提升,该说法正确;
D. 催化剂仅能够同步加快正、逆反应速率,不会改变反应平衡限度,原料平衡转化率不发生变化,该说法错误。
故答案为:C;
(3)①工业生产需要兼顾主产物DMO的高选择性与原料的转化程度;结合图像数据分析,温度区间120~140 ℃时,主产物选择性虽高,但转化率偏低;温度高于140 ℃后,副产物2的选择性大幅升高,大量原料流向副反应,降低目标产物产率;综合两类因素,适宜温度区间为130~150 ℃,选B。
②130 ℃条件下平衡转化率为75%,初始浓度,平衡剩余浓度:
反应i、ii每消耗1 mol 均生成1 mol ,因此平衡时;DMO选择性90%,参与生成DMO的浓度为。
由反应i计量关系可得:
参与副反应ii的浓度:,对应副产物1平衡浓度。
两段反应浓度变化:,平衡剩余:
液态物质DMO不写入平衡常数表达式,反应i浓度平衡常数:
故答案为:B;0.25;;
(4)①速率公式,若扩大至原来10倍,反应速率同步扩大10倍,代入公式得,化简,解得。
②已知,变形速率方程得,选取图2任意一组数据代入均可计算,可选算式:或或或。
故答案为:1;或或或。
(5)根据原子守恒配平电极反应:反应物一侧总原子组成为8C、18H、8O;产物DMT含6C、10H、6O,剩余2C、8H、2O平均分配至2分子Y,单个Y分子含1C、4H、1O,因此Y为。
故答案为:;
【分析】(1)先观察目标反应与已知热化学方程式的计量系数差异,通过同乘系数、相加减的方式拼接出目标方程式,同步计算焓变;熵变判断只对比反应前后气体总物质的量,气体分子数目减少,体系混乱程度下降,。
(2)分类梳理四类外界条件对平衡的影响逻辑:纯液态物质浓度恒定,增减不影响平衡;恒容通入惰性气体,气体浓度不变,平衡无移动;增大单一气体反应物投料比,平衡正向,另一原料转化率上升;催化剂只改变反应速率,不改变平衡限度、转化率。依托勒夏特列原理逐一辨析选项正误。
(3)工业温度筛选需双重考量,既要保证目标产物高选择性,又要兼顾原料转化率,避开副反应剧烈发生的高温区间;定量计算时以原料初始浓度、转化率算出总消耗浓度,再按选择性拆分主、副反应各自消耗的原料量;用三段式分别计算两个可逆反应的浓度变化,汇总得到平衡时各气体浓度;液态产物无浓度项,书写平衡常数时直接省略,代入数值列式。
(4)利用浓度倍数与速率倍数的等量关系建立指数方程,求解反应级数;级数确定后变形速率方程,图像中任意一组对应浓度、反应速率数据均可代入,求出速率常数。
(5)采用整体原子守恒法,统计电极反应所有反应物的C、H、O原子总数,减去已知有机产物DMT包含的原子,剩余原子均分至未知小分子产物Y,直接推出Y的分子式与结构简式。
18.【答案】(1)碳碳双键
(2)取代反应
(3)5
(4)
(5)
(6)将醇羟基氧化为醛基
(7)2
(8)或或。
(9)
【知识点】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;结构简式
【解析】【解答】(1)A()的碳链骨架为烯基羧酸,侧链取代基是 ,分子内含三种官能团:碳碳双键、羧基、醚键。
故答案为:碳碳双键;
(2)原料A属于羧酸,和反应时,羧基上的基团被基团替换,仅发生基团互换,旧化学键断裂、新化学键生成,没有双键加成、小分子消去、分子重排过程,完全符合取代反应定义,该步反应类型为取代反应。
故答案为:取代反应;
(3)C为,分子内两个碳碳双键均为sp2杂化平面结构,连接两个双键的碳碳单键可以自由旋转,旋转后能让两个双键所在平面完全重合;分子中4个主链碳原子全部是sp2杂化,甲基上的饱和碳通过单键旋转也能进入双键平面,全部5个碳原子均可处于同一平面。
故答案为:5;
(4)E()分子中存在酰胺键,酰胺键在水溶液、加热环境下会发生碱性水解,共价键断裂,羰基与碱结合生成羧酸钠,氮端结合氢生成脂肪胺,对应化学方程式:;
故答案为:;
(5)中间体G与发生亲核取代反应,G中的羟基进攻缩酮中心碳,脱去一分子乙氧基,乙氧基结合氢生成小分子乙醇,主产物为H。
故答案为:;
(6)DMP属于温和高选择性有机氧化剂,只针对醇羟基发生氧化,伯醇、仲醇均可被氧化,伯醇氧化产物为醛基,反应条件温和,不会进一步将醛氧化为羧酸,因此该步作用是将I内的醇羟基氧化为醛基。
故答案为:将醇羟基氧化为醛基;
(7)手性碳判定标准:饱和sp3碳原子,同时连接4种互不相同的原子或有机基团;产物环状结构中标注*的两个饱和碳原子,四个连接基团均完全不同,其余碳原子要么含双键不饱和,要么连接重复基团,不满足手性碳要求,因此手性碳原子总数为2,如图所示:,标*的即为手性碳原子。
故答案为:2。
(8)先计算不饱和度:F的分子式为,不饱和度,芳香化合物说明含苯环(不饱和度4),剩余1个不饱和度对应醛基/酯基;
分层拆解限制条件:①银镜反应:必须含醛基或者甲酸酚酯结构;
②显色:苯环直接连接酚羟基;
③核磁共振氢谱4组峰,峰面积比例,代表分子只有4种化学环境的氢,对称度高;
逐一匹配结构,满足全部约束条件的同分异构体共3种:、、。
故答案为:或或。
(9)先提取题干给出的Diels-Alder反应示范模板,即反应B→D, 与 发生环加成构建 ;与 Br2发生加成反应生成,在 NaOH 乙醇溶液中加热,发生消去反应,生成目标产物,则合成路线为:;
故答案为: ;
【分析】原料A与磺酰胺发生羧基上的取代得到中间体B;B和共轭二烯烃C通过Diels-Alder反应生成六元环状产物D;D经分子内转化得到含酰胺结构的E;E与小分子F反应后发生骨架重排得到G;G和发生取代,脱去乙醇,生成中间体H;H在特定条件下转化为含醇羟基的I;I经DMP氧化剂氧化羟基得到醛类J;J再经结构调整得到最终产物K,结合各步反应特征、官能团变化逐一作答。
(1)拆分有机物骨架,区分不饱和键、含氧特征基团;碳碳双键属于不饱和烃官能团,羧基是羧酸特征基团,环内为醚键,逐一排查结构内所有杂原子官能团,不漏判、错判。
(2)对比反应前后官能团变化,锁定断键成键方式;羧酸羟基被含氮基团完整替换,只有基团交换,无双键打开、无小分子脱除,直接判定取代反应;区分加成(双键断裂加基团)、消去(脱小分子生双键)、重排(碳骨架重组)三类易混淆反应。
(3)依托sp2杂化平面结构、单键可旋转两大核心知识点;共轭二烯烃两个双键均为平面,中间σ键可自由旋转实现平面重合,再逐个判断甲基饱和碳能否旋转进入平面,统计全部共面碳原子数量。
(4)牢记酰胺键水解断键位置为,碱性环境下羰基生成羧酸盐,氮原子质子化生成胺;书写方程式时注意加热、强碱条件,产物必须写羧酸钠而非羧酸,区分酸性水解、碱性水解产物差异。
(5)采用原子守恒法,对比反应物、缩酮试剂与产物的元素组成,找出脱离主碳链的乙基氧片段,结合氢原子匹配得到乙醇小分子。
(6)区分常见有机氧化剂特性,DMP、PCC属于温和氧化剂,仅氧化醇到醛,强氧化剂(酸性高锰酸钾、重铬酸钾)会直接氧化至羧酸;结合前后物质官能团变化,明确DMP专一氧化醇羟基生成醛基。
(7)严格遵循手性碳判定三要素:饱和sp3碳、四个连接基团全部不同;沿环状碳链逐个排查饱和碳原子,排除含双键、连接两个相同氢/烷基的碳原子,统计符合标准的手性碳数目。
(8)解题分四步,①计算不饱和度预判苯环、不饱和含氧基团;②根据特征反应锁定必含官能团(酚羟基、醛/甲酸酯);③根据氢谱峰组数、面积限制分子对称结构;④依次书写、剔除不符合氢环境的结构,最终统计有效同分异构体数目。
(9)解题分为三步,第一步提取题干示范反应的反应类型、反应物结构;第二步拆解目标产物碳环,逆向推导前体需要环加成、卤代、消去三步转化;第三步按正向流程书写,标注每一步对应的试剂、反应条件,保证官能团转化顺序合理,无副反应干扰。
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