重庆市第一中学校2024届高三下学期5月测试化学试题卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:
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. 关于2023年重庆十大科技进展涉及的部分物质,下列表述错误的是
A 镁合金超大压铸件:镁合金属于金属材料,密度小
B. 尼龙66绿色制备技术:尼龙66属于合成高分子材料,强度大
C. 庆油3号油菜:菜籽油主要成分酯,属于天然高分子
D. 燃煤燃机全流程装备:燃煤燃机涉及“化学能→热能→动能→……”的转化,动力足
2. 在氟化氢催化作用下,甲酸与乙烯发生加成反应生成甲酸乙酯。以下化学用语错误的是
A. 甲酸的空间填充模型:
B. 乙烯键的电子云轮廓图:
C. 氟化氢分子间氢键:
D. 甲酸乙酯的结构简式:
3. 下列离子方程式错误的是
A. 向氨水中加入少量氯化银:
B. 向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大:
C. 用惰性电极电解硫酸铜溶液:
D. 硝酸铁溶液中通入少量二氧化硫:
4. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中采取杂化的原子数为
B. 白磷所含孤电子对数为
C. (一元弱酸)溶液中,与个数之和为
D. 标准状况下与充分反应生成的分子数为
5. 下列说法正确的是
A. 红热的铁与水蒸气发生反应生成氧化铁和氢气
B. 铝表面有致密的氧化膜、能很好地保护铝不受酸碱腐蚀
C. 硫的化学性质比较活泼,能与铜反应生成黑色的硫化铜
D. 雷雨天,空气中的氮气和氧气可反应生成一氧化氮
6. 下列实验装置能达到实验目的是
A.测量体积 B.分离碘水中的碘
C.混合浓硫酸和乙醇 D.用氨水滴定盐酸
A. A B. B C. C D. D
7. 短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,它们组成的化合物常用作工业乳化剂。已知Y的一种单质是自然界中硬度最大的物质,Z的基态原子有2个单电子,W的原子半径在同周期主族元素中最大,X与W同主族,Z与Q同主族,下列说法正确的是
A. 非金属性: B. 第一电离能:
C. 为共价化合物 D. 为含极性键的极性分子
8. 某种减肥药物中间体Z的合成方法如下图所示,下列有关说法不正确的是
A. W是
B. 与足量反应,最多消耗
C. Y分子中含有手性碳原子
D. Z分子苯环上的二溴代物有4种(不考虑立体异构)
9. 晶体属于立方型晶体,其晶胞结构如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 的配位数为4 B. 1个周围距离最近且等距的有12个
C. 由围成的最小正八面体的棱长为 D. 晶体的密度为
10. 由下列实验操作及现象推出的结论正确的是
选项 操作 现象 结论
A 石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液 溶液由红棕色变为无色 气体中含有不饱和烃
B 常温下将铁片分别插入稀硫酸和浓硫酸中 前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硫酸的氧化性比浓硫酸强
C 将的溶液与溶液混合充分反应后滴加溶液 溶液颜色变红 与的反应存在限度
D 分别用计测等物质的量浓度的和溶液的 溶液更大 非金属性S>C
A. A B. B C. C D. D
11. 一种电化学催化氮气合成氨气的反应历程如下图,中为价,L为配体,下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂 B. 催化过程的总反应为
C. 该历程中,每步反应N的化合价均降低 D. 该过程属于氮的固定
12. 电解产生羟基自由基()可用于处理酸性废水中的苯酚,原理如图,下列说法错误的是
A. 过氧化氢与的反应中,是还原产物
B. 电流方向:电极→电解质→电极
C. 得到的电极反应为
D. 每处理苯酚,需的物质的量为
13. 向体积为的两密闭容器中各通入,分别在恒温、绝热条件下发生:,测得反应过程中体系压强随时间变化如图。下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅱ对应绝热条件 B. 曲线I、内:
C. 转化率: D. 平衡常数:
14. 常温下,在封闭仪器中装有溶液,现向其中缓慢注入溶液,随着溶液注入体积增加,溶液的变化如下图所示(的电离平衡常数为),关于上述实验,下列分析错误的是
A. AB段主要发生的反应为
B. BC段值降低主要是因为生成强酸
C. 水电离程度
D. 时,溶液中离子浓度大小顺序为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 利用高压氨浸法从黄铜矿中提取铜具有提取率高、污染小等优点,被广泛使用。一种由黄铜矿(主要成分为,含少量等元素)提取铜的工艺如下:
已知:
I.“固液分离”后溶液中主要离子为,杂质离子为、、等阳离子(浓度均为);“电积”时溶液中主要溶质为。
Ⅱ.不稳定常数对,不稳定常数
不稳定常数(常温) 0.2
Ⅲ.溶度积
溶度积(常温)
(1)基态原子的价电子排布式为________________,中氮原子的杂化方式为_______________。
(2)①浸出前“粉碎磨矿”的目的是_______________,②“固液分离”用到的操作是_______________。
(3)①“搅拌浸出”主要成分反应的化学方程式为______________。(已知:硫元素变成最高价,铁元素变成);
②铁元素没有以配合物离子存在的原因是__________________。
(4)常温下,“沉钴”步骤中,溶液中氨气分子浓度为,若要“沉钻”完全[浓度为],需调节至___________,“萃取”和“反萃取”的作用为________________。
16. 在一定条件下具有与氧气结合的能力,对血液中运输氧有重要作用。合成原理如下:
已知:水杨醛微溶于水,易溶于乙醇。乙二胺易溶于水和乙醇。实验过程如下:
I.制备
装置如图甲,通入,向三颈烧瓶中加入的乙醇溶液,加入水杨醛和乙二胺,常温下发生反应①后,将足量溶液迅速加入三颈烧瓶中,恒温反应,得到暗红色晶体。过滤,洗涤,真空烘干,称重得产品。
请回答下列问题:
(1)仪器c的名称为___________。通入氮气的作用是________________。
(2)反应①中乙醇的作用是_______________。
(3)请写出反应②的化学方程式:_________________。
(4)实验I制得的产率为___________(保留小数点后一位)。
Ⅱ.配合物的吸氧测定原理:
装置如图乙,称取的,放入三颈烧瓶中,量取足量于弯管中,塞紧备用。打开、,第一次旋转三通阀,使氧气充满装置。随后关闭,第二次旋转三通阀,读数。再将全部加入三颈烧瓶中反应,结束后读数。记录反应前后量气管读数差值为(标准状况下)。
(5)实验Ⅱ第一次控制三通阀为下图___________,第二次为下图___________(填序号)。
A. B. C. D.
(6)由实验Ⅱ计算可得,中, ___________,下列操作会使所测x偏高的是___________(填序号)。
a.实验I烘干时直接暴露在空气中烘干
b.实验最后读数时未调平液面,量气管液面低于水准管
c.第二次读数后,发现量气管液面又升高了
17. 硫酸工业中,在接触室中催化氧化的反应为。
(1)上述反应在的催化作用下分两步进行,能量变化如图:
写出第二步反应的热化学方程式:_______________;通入、充分反应,放出热量__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)为了使尽可能多地转化为,理论上应选择的条件是___________(填序号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
但实际生产中选择常压,其原因是__________________。
(3)接触室中,原料气[投料比]依次通过催化剂层、热交换器,转化率随温度变化如图所示:
①BC段转化率几乎不变的主要原因是__________________。
②平衡时的压强为p,的转化率为,则__________(用、p表示)。
(4)催化分解可获取硫酸工业的重要原料。负载有、的催化剂在光照时可产生电子和具有强氧化性的电子空穴,催化过程的示意图如图:
在表面发生的反应式为__________________;若产生电子空穴,则产生标准状况下__________。
18. 屈昔多巴是一种治疗帕金森病的药物,它的一种合成路线如下图所示(路线中的表示,答题时也可使用):
回答下列问题:
(1)A的名称是___________,C所含官能团的名称是醛基和_________________。
(2)步骤③的反应类型是___________,步骤①、④的作用是_________________。
(3)D的结构简式为_______________,G的结构简式为____________________。
(4)上述路线中,在含有足量的环境中生成C的化学方程式为__________________。
(5)下列说法正确的是___________(填序号)。
a.与足量浓溴水反应,最多消耗
b.步骤①中的作用是消耗,使平衡向正反应方向移动
c.F在一定条件下可以发生缩聚反应
d.G与盐酸通过一步反应可生成H
(6)满足下列条件E的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①遇溶液显色 ②能发生银镜反应 ③苯环上所连取代基不超过3个重庆市第一中学校2024届高三下学期5月测试化学试题卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
以下数据可供解题时参考。
可能用到的相对原子质量:
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. 关于2023年重庆十大科技进展涉及的部分物质,下列表述错误的是
A. 镁合金超大压铸件:镁合金属于金属材料,密度小
B. 尼龙66绿色制备技术:尼龙66属于合成高分子材料,强度大
C. 庆油3号油菜:菜籽油主要成分为酯,属于天然高分子
D. 燃煤燃机全流程装备:燃煤燃机涉及“化学能→热能→动能→……”转化,动力足
【答案】C
【解析】
【详解】A.镁合金是金属材料,它是以镁为主要成分,添加其他金属或非金属元素,制成的一种轻质高强度合金材料,特点是密度小,比强度高,弹性模量大,A正确;
B.尼龙66是一种合成纤维材料,它由腈纶酸和仿冒器环己基胺组成,强度大,B正确;
C.菜籽油主要成分为酯,不属于天然高分子,C错误;
D.燃煤发电机组是将煤等化石燃料的化学能转化为电能的机械设备,涉及“化学能→热能→动能→……”的转化,动力足,D正确;
故选C。
2. 在氟化氢催化作用下,甲酸与乙烯发生加成反应生成甲酸乙酯。以下化学用语错误的是
A. 甲酸的空间填充模型:
B. 乙烯键的电子云轮廓图:
C. 氟化氢分子间氢键:
D. 甲酸乙酯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲酸的结构简式为HCOOH,空间填充模型为,故A正确;
B.乙烯分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化,未参与杂化的p电子形成肩并肩的π键,π键的电子云轮廓图为,故B正确;
C.氟化氢能形成分子间氢键,氢键示意图为,故C正确;
D.甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH2CH3,故D错误;
故选D。
3. 下列离子方程式错误的是
A. 向氨水中加入少量氯化银:
B. 向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大:
C. 用惰性电极电解硫酸铜溶液:
D. 硝酸铁溶液中通入少量二氧化硫:
【答案】B
【解析】
【详解】A.过量氨水与氯化银反应生成氯化二氨合银和水,反应的离子方程式为,故A正确;
B.向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀质量最大发生的反应为明矾溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钾、四羟基合铝酸钾和硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C.用惰性电极电解硫酸铜溶液生成铜、硫酸和氧气,反应的离子方程式为,故C正确;
D.硝酸铁溶液与少量二氧化硫反应生成硫酸铁、硫酸和一氧化氮,反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
4. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中采取杂化的原子数为
B. 白磷所含孤电子对数为
C. (一元弱酸)溶液中,与的个数之和为
D. 标准状况下与充分反应生成的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.中C原子和O原子都是杂化的,中采取杂化的原子数为,A错误;
B.白磷(P4)中每个P原子都含有1个孤电子对,白磷的物质的量为0.25mol,所含孤电子对数为,B错误;
C.是一元弱酸,电离方程式为:,由物料守恒可知,(一元弱酸)溶液中,与的个数之和为,C正确;
D.标准状况下的物质的量为1mol,的物质的量为0.5mol,SO2和O2的反应是可逆反应,充分反应生成的分子数小于,D错误;
故选C。
5. 下列说法正确的是
A. 红热的铁与水蒸气发生反应生成氧化铁和氢气
B. 铝表面有致密的氧化膜、能很好地保护铝不受酸碱腐蚀
C. 硫的化学性质比较活泼,能与铜反应生成黑色的硫化铜
D. 雷雨天,空气中的氮气和氧气可反应生成一氧化氮
【答案】D
【解析】
【详解】A.红热的铁与水蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气,A错误;
B.铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,酸性和碱性物质会破坏铝的氧化膜,不能保护铝不受酸碱腐蚀,B错误;
C.铜与硫在加热时反应生成黑色的Cu2S,C错误;
D.在放电条件下,氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体,D正确;
故选D。
6. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.测量体积 B.分离碘水中的碘
C.混合浓硫酸和乙醇 D.用氨水滴定盐酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化碳在饱和碳酸钠溶液中可溶解,不能用该装置测量,A错误;
B.碘在水中可溶解,不能通过过滤将碘分离,B错误;
C.混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入乙醇中,并不断搅拌,否则可能会造成液体飞溅,C正确;
D.氨水滴定盐酸时应选用甲基橙作指示剂,D错误;
答案选C。
7. 短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,它们组成的化合物常用作工业乳化剂。已知Y的一种单质是自然界中硬度最大的物质,Z的基态原子有2个单电子,W的原子半径在同周期主族元素中最大,X与W同主族,Z与Q同主族,下列说法正确的是
A 非金属性: B. 第一电离能:
C. 为共价化合物 D. 为含极性键的极性分子
【答案】A
【解析】
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,Y的一种单质是自然界中硬度最大的物质,则Y为C元素;W的原子半径在同周期主族元素中最大,则W为Na元素;Z的基态原子有2个单电子,则Z为O元素;Z与Q同主族,则Q为S元素;化合物是常用作工业乳化剂,则X为H元素。
【详解】A.元素的非金属性越强,电负性越大,硫元素的电负性大于碳元素,则硫元素的非金属性强于碳元素,故A正确;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则碳元素的第一电离能小于氧元素,故B错误;
C.化合物为含有离子键和共价键的离子化合物,故C错误;
D.三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,分子的空间构型为结构对称的平面正三角形,则三氧化硫为含有极性键的非极性分子,故D错误;
故选A。
8. 某种减肥药物中间体Z的合成方法如下图所示,下列有关说法不正确的是
A. W是
B. 与足量反应,最多消耗
C. Y分子中含有手性碳原子
D. Z分子苯环上的二溴代物有4种(不考虑立体异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A.由X、Y、Z的结构简式可知,X和Y发生取代反应生成Z和,A正确;
B.X中含有酯基和氯原子,且氯原子水解后产生酚羟基,则与足量反应,最多消耗,B错误;
C.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,Y分子中与羟基相连的C原子是手性碳原子,C正确;
D.分子苯环上有4个H原子可以被取代,二溴代物有1,2、1,4、1,3、2,3共4种,D正确;
故选B。
9. 晶体属于立方型晶体,其晶胞结构如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 的配位数为4 B. 1个周围距离最近且等距的有12个
C. 由围成的最小正八面体的棱长为 D. 晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【分析】由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的黑球个数为8×+6×=4,位于体内的白球个数为8,由化学式可知,黑球代表Ce4+、白球代表O2—。
【详解】A.由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的氧离子与4个铈离子的距离最近,则氧离子的配位数为4,故A正确;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的铈离子与位于面心的铈离子的距离最近,则1个铈周围距离最近且等距的铈有12个,故B正确;
C.由晶胞结构可知,由铈离子围成的最小正八面体中面对角线的距离与晶胞边长的距离相等,则棱长为,故C错误;
D.设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(10—7a)3d,解得d=,故D正确;
故选C。
10. 由下列实验操作及现象推出的结论正确的是
选项 操作 现象 结论
A 石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液 溶液由红棕色变为无色 气体中含有不饱和烃
B 常温下将铁片分别插入稀硫酸和浓硫酸中 前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硫酸的氧化性比浓硫酸强
C 将的溶液与溶液混合充分反应后滴加溶液 溶液颜色变红 与的反应存在限度
D 分别用计测等物质的量浓度的和溶液的 溶液更大 非金属性S>C
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.不饱和烃与溴发生加成反应,由溶液褪色,可知产物中含不饱和烃,故A正确;
B.铁片在浓硫酸中会发生钝化,该实验现象不能证明稀硫酸的氧化性比浓硫酸强,故B错误;
C.将的溶液与溶液混合,Fe3+是过量的,无论该反应是否为可逆反应,溶液中都存在Fe3+,滴加溶液,溶液颜色变红,不能证明与的反应存在限度,故C错误;
D.分别用计测等物质的量浓度的和溶液的,溶液更大,说明酸性:H2CO3C,故D错误;
故选A。
11. 一种电化学催化氮气合成氨气的反应历程如下图,中为价,L为配体,下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂 B. 催化过程的总反应为
C. 该历程中,每步反应N的化合价均降低 D. 该过程属于氮的固定
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,电化学催化氮气合成氨气的反应为电解池的阴极,是反应的催化剂,酸性条件下氮气在阴极失去电子发生还原反应生成氨气,总反应为,反应中游离态的氮元素转化为化合态氮元素,属于氮的固定。
【详解】A.由分析可知,电化学催化氮气合成氨气的反应中是反应的催化剂,故A正确;
B.由分析可知,催化过程的总反应为催化剂作用下,酸性条件下氮气在阴极失去电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为 ,故B正确;
C.由图可知,与氮气生成的反应中没有元素发生化合价变化,故C错误;
D.由分析可知,电化学催化氮气合成氨气的反应属于氮的固定,故D正确;
故选C。
12. 电解产生羟基自由基()可用于处理酸性废水中的苯酚,原理如图,下列说法错误的是
A. 过氧化氢与的反应中,是还原产物
B. 电流方向:电极→电解质→电极
C. 得到的电极反应为
D. 每处理苯酚,需的物质的量为
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,铂电极为电解池的阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,HMC-3电极为阴极,酸性条件下氧气在阴极得到电子生成过氧化氢,铁离子在阴极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,放电生成的亚铁离子与过氧化氢在酸性条件下反应生成铁离子、羟基自由基和水,反应生成的羟基自由基与苯酚反应生成二氧化碳和水。
【详解】A.过氧化氢与亚铁离子的反应为Fe2++H2O2+H+=Fe3++·OH+ H2O,反应中,氧元素的化合价降低被还原,水是反应的还原产物,故A错误;
B.电解过程中,电解质溶液中阳离子向阴极移动,则内电路电流方向为电极→电解质→电极,故B正确;
C.由分析可知,放电生成过氧化氢的反应为酸性条件下氧气在阴极得到电子生成过氧化氢,电极反应式为,故C正确;
D.由分析可知,溶液中生成的羟基自由基与苯酚反应生成二氧化碳和水,反应的方程式为C6H5OH+28·OH=6CO2↑+17H2O,则处理4.7g苯酚时,消耗的物质的量为×28=1.4mol,故D正确;
故选A。
13. 向体积为的两密闭容器中各通入,分别在恒温、绝热条件下发生:,测得反应过程中体系压强随时间变化如图。下列说法不正确的是
A. 曲线Ⅱ对应绝热条件 B. 曲线I、内:
C. 转化率: D. 平衡常数:
【答案】B
【解析】
【分析】若在恒温条件下发生:,反应过程中气体体积增大,压强增大,则曲线I对应恒温条件,曲线Ⅱ对应绝热条件。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ对应绝热条件,A正确;
B.根据已知条件列出“三段式”
a点时,气体总压强为1.2p,则,x=0.1mol,,B错误;
C.该反应正向进行过程中气体体积增大,压强增大,b点压强大于c,则b点反应正向进行的程度大于c,转化率:,C正确;
D.绝热条件下随着反应的进行,压强先减小后增大,刚开始压强减小的原因是因为容器温度降低,说明上述反应过程为吸热反应,所以Ⅱ温度低于I,温度降低,平衡逆向移动,平衡常数减小,则,D正确;
故选B。
14. 常温下,在封闭仪器中装有溶液,现向其中缓慢注入溶液,随着溶液注入体积增加,溶液的变化如下图所示(的电离平衡常数为),关于上述实验,下列分析错误的是
A. AB段主要发生的反应为
B. BC段值降低主要是因为生成强酸
C. 水电离程度
D. 时,溶液中离子浓度大小顺序为
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,亚硫酸氢钠溶液体积为10mL时,溶液中发生的反应为2NaClO+NaHSO3= NaCl+HClO+Na2SO4,反应得到等浓度的氯化钠、次氯酸和硫酸钠混合溶液;亚硫酸氢钠溶液体积为20mL时,溶液中发生的反应为HClO+NaHSO3=NaCl+H2SO4,反应得到氯化钠、硫酸钠和硫酸的混合溶液;亚硫酸氢钠溶液体积为40mL时,溶液中发生的反应为H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2H2SO3,反应得到氯化钠、硫酸钠和亚硫酸的混合溶液。
【详解】A.由分析可知,AB段主要发生的反应为2NaClO+NaHSO3= NaCl+HClO+Na2SO4,反应的离子方程式为,故A正确;
B.由分析可知,BC段主要发生的反应为HClO+NaHSO3=NaCl+H2SO4,则溶液pH值降低主要是因为生成了完全电离的硫酸,故B正确;
C.由分析可知,A点为次氯酸钠溶液,次氯酸根离子水解促进水的电离,B点为等浓度的氯化钠、次氯酸和硫酸钠混合溶液,次氯酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,C点为氯化钠、硫酸钠和硫酸的混合溶液,硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,D点为氯化钠、硫酸钠和亚硫酸的混合溶液,亚硫酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,酸溶液中氢离子浓度越大,抑制水的电离程度越大,则水电离程度大小顺序为A>B>D>C,故C正确;
D.由得失电子数目守恒可知,次氯酸钠溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成氯离子的物质的量与硫酸根离子的物质的量相等,则溶液pH为7时,溶液中氯离子浓度大于硫酸根离子浓度,故D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 利用高压氨浸法从黄铜矿中提取铜具有提取率高、污染小等优点,被广泛使用。一种由黄铜矿(主要成分为,含少量等元素)提取铜的工艺如下:
已知:
I.“固液分离”后溶液中主要离子为,杂质离子为、、等阳离子(浓度均为);“电积”时溶液中主要溶质为。
Ⅱ.不稳定常数对,不稳定常数
不稳定常数(常温) 0.2
Ⅲ.溶度积
溶度积(常温)
(1)基态原子的价电子排布式为________________,中氮原子的杂化方式为_______________。
(2)①浸出前“粉碎磨矿”的目的是_______________,②“固液分离”用到的操作是_______________。
(3)①“搅拌浸出”主要成分反应的化学方程式为______________。(已知:硫元素变成最高价,铁元素变成);
②铁元素没有以配合物离子存在的原因是__________________。
(4)常温下,“沉钴”步骤中,溶液中氨气分子浓度为,若要“沉钻”完全[浓度为],需调节至___________,“萃取”和“反萃取”的作用为________________。
【答案】(1) ①. 3d104s1 ②. sp3
(2) ①. 增大反应物的接触面积,加快反应速率 ②. 过滤
(3) ①. 4+24NH3+17O2+(4+2n)H2O=4+2+4(NH4)2SO4 ②. 的不稳定常数相比较大,铁元素不易以配合物离子存在
(4) ①. 11.9 ②. 除去杂质离子、
【解析】
【分析】黄铜矿(主要成分为,含少量等元素)粉碎研磨后在高压氨、高压氧的环境中水浸,过滤得到的滤液中含有主要离子为,杂质离子为、、等阳离子,加入石灰将Co2+转化为Co(OH)2,过滤后将滤液萃取和反萃取得到硫酸铜溶液,电解硫酸铜溶液得到Cu单质。
【小问1详解】
Cu是29号元素,基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1,中氮原子的杂化方式为形成3个N-H键和1个配位键,价层电子对数为4,杂化方式为sp3。
【小问2详解】
①浸出前“粉碎磨矿”的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率;
②“固液分离”用到的操作是过滤。
【小问3详解】
①“固液分离”后溶液中主要离子为,硫元素变成最高价,铁元素变成,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:4+24NH3+17O2+(4+2n)H2O=4+2+4(NH4)2SO4;
②的不稳定常数相比较大,铁元素不易以配合物离子存在。
【小问4详解】
的不稳定常数=10-15.6,溶液中氨气分子浓度为,若要“沉钻”完全[浓度为],则c(Co2+)=,则溶液中c(OH-)=,c(H+)=,pH=11.9。“萃取”和“反萃取”的作用为:除去杂质离子、。
16. 在一定条件下具有与氧气结合的能力,对血液中运输氧有重要作用。合成原理如下:
已知:水杨醛微溶于水,易溶于乙醇。乙二胺易溶于水和乙醇。实验过程如下:
I.制备
装置如图甲,通入,向三颈烧瓶中加入的乙醇溶液,加入水杨醛和乙二胺,常温下发生反应①后,将足量溶液迅速加入三颈烧瓶中,恒温反应,得到暗红色晶体。过滤,洗涤,真空烘干,称重得产品。
请回答下列问题:
(1)仪器c的名称为___________。通入氮气的作用是________________。
(2)反应①中乙醇的作用是_______________。
(3)请写出反应②的化学方程式:_________________。
(4)实验I制得的产率为___________(保留小数点后一位)。
Ⅱ.配合物的吸氧测定原理:
装置如图乙,称取的,放入三颈烧瓶中,量取足量于弯管中,塞紧备用。打开、,第一次旋转三通阀,使氧气充满装置。随后关闭,第二次旋转三通阀,读数。再将全部加入三颈烧瓶中反应,结束后读数。记录反应前后量气管读数差值为(标准状况下)。
(5)实验Ⅱ第一次控制三通阀为下图___________,第二次为下图___________(填序号)。
A. B. C. D.
(6)由实验Ⅱ计算可得,中, ___________,下列操作会使所测x偏高的是___________(填序号)。
a.实验I烘干时直接暴露在空气中烘干
b.实验最后读数时未调平液面,量气管液面低于水准管
c.第二次读数后,发现量气管液面又升高了
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 排出甲中的空气,防止产物被氧化
(2)溶解水杨醛和乙二胺,增大反应物的接触面积,加快反应速率
(3)+(CH3COO)2Co+2CH3COOH
(4)95.1% (5) ①. C ②. D
(6) ①. 2 ②. b
【解析】
【分析】水杨醛与乙二胺反应生成亮黄色的乙二胺双缩水杨醛片状晶体,向甲中通入氮气排出甲中的空气,加热甲,将(CH3COO)2Co迅速加入仪器甲中,生成棕色胶状沉淀,恒温搅拌1h,使棕色胶状沉淀全部转变为暗红色晶体,冷却、过滤,洗涤得到。
【小问1详解】
仪器c的名称为球形冷凝管。由分析可知,通入氮气的作用是:排出甲中的空气,防止产物被氧化。
【小问2详解】
水杨醛和乙二胺都易溶于乙醇,反应①中乙醇的作用是:溶解水杨醛和乙二胺,增大反应物的接触面积,加快反应速率。
【小问3详解】
反应②中和(CH3COO)2Co发生反应生成,化学方程式为:+(CH3COO)2Co+2CH3COOH。
【小问4详解】
6.1g水杨醛的物质的量为=0.05mol,乙二胺的摩尔质量为=0.1mol,则理论上生成的物质的量为0.05mol,产品的产率为=95.1%。
【小问5详解】
实验Ⅱ第一次控制三通阀使氧气充满装置,为,随后关闭,第二次旋转三通阀,再将全部加入三颈烧瓶中反应,将三通阀调整为,装置中氧气浓度降低,前后量气管液面出现变化,故选C、D。
小问6详解】
的物质的量为,记录反应前后量气管读数差值为(标准状况下),说明过程中消耗O2的物质的量为,则中x=2,
a.实验I烘干时直接暴露在空气中烘干,导致后续消耗氧气的物质的量偏小,则所测x偏低,a不选;
b.实验最后读数时未调平液面,量气管液面低于水准管,会导致测得氧气的体积偏大,则所测x偏高,b选;
c.第二次读数后,发现量气管液面又升高了,说明测得消耗氧气的物质的量偏小,则所测x偏低,c不选;
故选b。
17. 硫酸工业中,在接触室中催化氧化的反应为。
(1)上述反应在的催化作用下分两步进行,能量变化如图:
写出第二步反应的热化学方程式:_______________;通入、充分反应,放出热量__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)为了使尽可能多地转化为,理论上应选择的条件是___________(填序号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
但实际生产中选择常压,其原因是__________________。
(3)接触室中,原料气[投料比]依次通过催化剂层、热交换器,转化率随温度变化如图所示:
①BC段转化率几乎不变的主要原因是__________________。
②平衡时的压强为p,的转化率为,则__________(用、p表示)。
(4)催化分解可获取硫酸工业的重要原料。负载有、的催化剂在光照时可产生电子和具有强氧化性的电子空穴,催化过程的示意图如图:
在表面发生的反应式为__________________;若产生电子空穴,则产生标准状况下__________。
【答案】(1) ①. 2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol ②. <
(2) ①. 低温高压 ②. 常压下,SO2的转化率已经很高
(3) ①. 反应温度过高,催化剂的活性降低 ②.
(4) ①. H2S+2h+=S+2H+ ②. 11.2
【解析】
【小问1详解】
由图可知,第二步反应为四氧化二钒与氧气反应生成五氧化二钒,反应的反应热△H=—222kJ/mol,反应的热化学方程式为2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol,总反应的反应热△H=—(222kJ/mol—24kJ/mol)=—198kJ/mol,该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以1mol二氧化硫与0.5mol氧气完全反应放出的热量小于198kJ/mol×1mol×=99kJ,故答案为:2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol;<;
【小问2详解】
二氧化硫与氧气的催化氧化反应是气体体积减小的放热反应,增大压强、降低温度,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,故选C;常压下,二氧化硫的转化率已经很高,所以实际生产中选择常压,故答案为:C;常压下,SO2的转化率已经很高;
【小问3详解】
①BC段转化率几乎不变说明反应温度过高,催化剂的活性降低,故答案为:反应温度过高,催化剂的活性降低;
②设起始二氧化硫和氧气的物质的量分别为2mol、1mol,平衡时压强为p,二氧化硫的转化率为α,则平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的物质的量分别为2mol—2mol×α= (2—2α)mol、1mol—2mol×α×=(1—α)mol、2αmol,则反应的平衡常数Kp==,故答案为:;
【小问4详解】
由图可知,在催化剂RuO2表面发生的反应为硫化氢被h+氧化生成硫和氢离子,反应式为H2S+2h+=S+2H+,在催化剂铂表面氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,反应式为2H++2e—=H2↑,则产生1mol电子空穴h+时,产生标准状况下氢气的体积为1mol××22.4L/mol=11.2L,故答案为:H2S+2h+=S+2H+;11.2。
18. 屈昔多巴是一种治疗帕金森病的药物,它的一种合成路线如下图所示(路线中的表示,答题时也可使用):
回答下列问题:
(1)A的名称是___________,C所含官能团的名称是醛基和_________________。
(2)步骤③的反应类型是___________,步骤①、④的作用是_________________。
(3)D的结构简式为_______________,G的结构简式为____________________。
(4)上述路线中,在含有足量的环境中生成C的化学方程式为__________________。
(5)下列说法正确是___________(填序号)。
a.与足量浓溴水反应,最多消耗
b.步骤①中的作用是消耗,使平衡向正反应方向移动
c.F在一定条件下可以发生缩聚反应
d.G与盐酸通过一步反应可生成H
(6)满足下列条件的E的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①遇溶液显色 ②能发生银镜反应 ③苯环上所连取代基不超过3个
【答案】(1) ①. 3,4-二羟基苯甲醛 ②. 醚键
(2) ①. 取代反应 ②. 保护酚羟基
(3) ①. ②.
(4)+2+K2CO3→+2KBr+2KHCO3
(5)bc (6)13
【解析】
【分析】A与B在K2CO3存在下反应生成C,根据A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为;C与反应生成D,D与E反应生成F,结合D、E的分子式和F的结构简式知,D的结构简式为、E的结构简式为;F与H2在Pd—C存在下反应生成G,结合G的分子式知G的结构简式为,G最终反应生成H。
【小问1详解】
由A的结构简式知,A的名称为3,4-二羟基苯甲醛;由C的结构简式知,C中所含官能团的名称为醛基和醚键。
【小问2详解】
步骤③为D与E发生取代反应生成F;步骤①中将酚羟基转化成醚键,步骤④又将相应的醚键转化成酚羟基,步骤①、④的作用是保护酚羟基。
【小问3详解】
根据分析,D的结构简式为,G的结构简式为。
【小问4详解】
在含有足量K2CO3的环境中生成C的化学方程式为+2+K2CO3→+2KBr+2KHCO3。
【小问5详解】
a.A中含酚羟基和醛基,酚羟基邻、对位的苯环氢可与浓溴水发生取代反应,醛基可与溴水发生氧化反应,1molA与足量浓溴水反应最多消耗4molBr2,a项错误;
b.步骤①中A与B发生取代反应生成C和HBr,K2CO3能消耗HBr,使平衡向正反应方向移动,b项正确;
c.F中含醇羟基和羧基,F在一定条件下可以发生缩聚反应,c项正确;
d.G与HCl反应生成,d项错误;
答案选bc。
【小问6详解】
E的分子式为C8H7ClO2,不饱和度为5,E的同分异构体遇FeCl3溶液显色说明含酚羟基,能发生银镜反应说明含—CHO;若苯环上有两个取代基,两个取代基为—OH、—CHClCHO,有邻、间、对三种位置;若苯环上有三个取代基,三个取代基为—OH、—CHO、—CH2Cl,先写出—OH和—CHO,有邻、间、对三种位置,再用—CH2Cl代替苯环上的氢,依次有4、4、2种;符合题意的同分异构体共3+4+4+2=13种。