2025届高考化学热点核心卷 新高考卷二(含解析)

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名称 2025届高考化学热点核心卷 新高考卷二(含解析)
格式 zip
文件大小 2.6MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 化学
更新时间 2025-04-29 22:12:06

文档简介

2025届高考热点核心卷
化学(新高考卷二) 分值:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H—1、Li—7、C—12、O—16、Mg—24、S—32、V—51、Fe—56、Co—59、Cu—64、Sn—119。
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求
1.化学源于生活又服务于生活。化学在古代生活中就已有诸多高光时刻,下列说法正确的是( )
A.西汉鎏金铜马采用的鎏金工艺,即铜上镀金,采用的是电镀原理
B.青花瓷作为我国主流瓷器,耐酸、碱和高温,不会被任何物质腐蚀
C.秦兵马俑出土前具有鲜艳的彩绘,可利用光谱分析获知彩绘中含有的元素种类
D.敦煌壁画颜料中含有孔雀石等,其属于碱
2.下列化学用语使用错误的是( )
A.基态C原子的核外电子轨道表示式:
B.过氧化钠的电子式:
C.中C的杂化轨道电子云轮廓图:
D.的结构示意图:
3.陶铸曾说过:“劳动是一切知识的源泉。”下列解释不合理的是( )
A.养鱼时加入过氧化钙可以增加水中的溶氧量
B.家里使用漂白粉时不必加酸,空气中的溶于水可起到弱酸的作用
C.铁锅清洗干净后及时擦干,能减缓铁锅在空气中发生析氢腐蚀
D.高温水煮给碗筷消毒,利用了高温可使蛋白质变性的性质
4.DMF是无色透明液体,不仅可以作为反应试剂,同时也是一种有机溶剂,如图是DMF的球棍模型。DMF由X、Y、Z、M四种原子序数依次增大的短周期元素组成,Y、Z、M元素位于同一周期,基态M原子的2p能级只有一对成对电子。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:YB.最简单氢化物的稳定性:Z>M
C.最简单氢化物的键角:YD.X、Y、Z形成的最简单饱和有机物具有碱性
5.利用硼烷独特温和的化学选择性可还原羧酸,其机理如下:
下列说法错误的是( )
A.过程①的进行与硼原子的缺电子有关
B.整个过程中硼的杂化方式不发生改变
C.还原过程中一共涉及三种反应类型
D.根据上述机理猜测硼烷还可还原酯基
6.下列说法错误的是( )
A.装置①可用于观察钠的燃烧
B.装置②可用于除去中少量HCl
C.装置③可用于与浓盐酸反应制
D.装置④可用于铁与水蒸气反应并检验氢气
7.从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如下:
已知甲基叔丁基醚的密度为。下列说法错误的是( )
A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层
B.“有机层”从分液漏斗上口倒出
C.“操作X”为蒸馏,“试剂Y”可选用盐酸
D.“洗涤”苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸馏水好
8.化合物甲()是制药工业和电池制造业等的原料,其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素;其中W、X、Y为短周期主族元素,W是元素周期表中原子半径最小的元素,X、Y同周期,且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2:3,的电子数比Z原子的电子数多20。化合物甲在加热分解过程中剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.第一电离能:X>W>Z
B.若M点时所得产物化学式为,则n为2
C.M到N的过程中只有一种气体生成
D.可由与足量酸性溶液反应得到
9.小盘木是一种具有消肿止痛作用的中药,《新华本草纲要》中对小盘木的记载:“树汁入药,用于齿痹”。其含有的一种活性成分的结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.该活性成分分子中含有三种官能团
B.1mol该活性成分最多消耗Na、NaOH的物质的量之比为1:2
C.该活性成分能使酸性溶液和溴水褪色
D.该活性成分能发生水解、氧化、加成等反应
10.与作用分别生成的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率,生成的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.其他条件不变,升高温度,的平衡转化率增大
B.其他条件不变,时,随温度的升高,出口处浓度基本不变
C.相同温度下,浓度越高,越有利于的无害化处理
D.该工艺中,与生成的活化能比生成的活化能更大
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.某小组同学为研究溶液与溶液的反应,进行如下实验。
实验操作及现象
试管甲 向酸性溶液(酸化至)中加入10滴(约0.3 mL)溶液,溶液紫色变浅,生成棕褐色沉淀
试管乙 向溶液中加入10滴(约0.3 mL)酸性溶液(酸化至),溶液呈淡黄色,生成浅粉色沉淀
已知:
①在强酸性条件下被还原为(新生成的具有较强的化学活性);在近中性条件下被还原成。
②单质硫可溶于溶液:(x一般为),随x增大,溶液由无色变为黄色、棕色、红色。
下列说法错误的是( )
A.试管甲中被还原为
B.试管甲和试管乙发生的反应中所有均体现还原性
C.试管乙中存在
D.实验表明物质变化除与其自身性质有关外,还与用量,酸碱性等因素有关
12.钯是航天、航空高科技领域的重要材料。工业用粗钯制备高纯度钯的流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”时反应的化学方程式是
B.在“酸浸”过程中,为加快反应速率可用浓硫酸代替浓盐酸
C.化学实验中可利用氯钯酸根离子检验溶液中是否含有
D.“热还原”中每生成1 mol Pd,同时生成的气体的物质的量为8 mol
13.镁锂双盐电池展现了高能量密度和优异的循环性能,其工作原理如图所示。充电时b电极发生反应。下列说法正确的是( )
A.充电时,在阴极得电子生成单质锂
B.电解液中比迁移速率快,提高了电流效率
C.向电解质中加入稍过量NaOH溶液可提高导电性
D.放电时a、b电极质量变化之比为12:7
14.八角油具有温中、健胃的功效,其主要成分茴香脑()是难溶于水、易溶于有机溶剂的淡黄色液体。实验室用水蒸气蒸馏法从八角茴香中提取八角油的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中虚框内的仪器为直形冷凝管
B.乙装置中圆底烧瓶倾斜的目的是防止飞溅物进入导管
C.当丙处不再产生油状液体时,先停止加热,后打开活塞K
D.向馏出液加NaCl至饱和可以提高八角油的产率
15.室温下,与与pH的关系如图所示,其中分别表示,X表示Fe和Mn。已知溶液中含S粒子的分布系数随pH的变化曲线如图乙所示,其中的分布系数表示为。下列说法正确的是( )
A.室温下,
B.室温下,反应的平衡常数
C.将溶液和溶液等体积混合,pH调节至5.35,有FeS沉淀生成
D.向,的溶液中加入少量的溶液,有MnS生成,则无沉淀生成
三、非选择题:本大题共5小题,共60分。
16.(12分)铜及其化合物用途广泛。回答下列问题:
(1)Cu在元素周期表中位于第_______周期第_______族;基态核外有_______个未成对电子。
(2)蓝矾的简单结构如图1。
蓝矾晶体中形成配位键时_______提供空轨道。的空间结构为_____________________。蓝矾晶体中形成配位键的分子的H—O—H键角_______(填“>”“=”或“<”)104.5°。
(3)二维导电金属—有机框架(MOFs)因其在超级电容器、电化学传感器、电催化剂和电池等方面的潜在应用而受到越来越多的关注。合成MOFs的一种方法如下。
MOFs
固态的晶体类型是_________。中N原子的杂化方式是______。
(4)一种含铜的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,已知金属原子均呈四面体配位,晶胞棱边夹角均为90°,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。图2为A沿体对角线的投影图,图3为B沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。立方体A、B棱长均为a pm,晶胞中部分原子的分数坐标为S(0,0,0)、Fe。
图2 图3
晶胞中Sn原子的分数坐标为______________________。若该晶体的密度为,则阿伏加德罗常数_______________。
17.(12分)实验小组欲探究乙酸乙酯水解速率的影响因素以及测定其在NaOH溶液中水解的速率常数。
(1)NaOH溶液的配制:称量NaOH固体配制溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯,量筒、玻璃棒、_________________________。下列实验操作会导致所配制NaOH溶液浓度偏大的是_________(填标号)。
A.NaOH固体放在滤纸上称量
B.没有洗涤溶解NaOH的烧杯
C.定容时俯视刻度线
D.摇匀后液面下降,继续加水至刻度线
(2)乙酸乙酯水解速率的影响因素的探究
该实验小组利用乙醇测定仪测定反应相同时间后溶液中乙醇的浓度,进而探究乙酸乙酯水解速率的影响因素,设计如下实验。
所用试剂:溶液、NaOH溶液、乙酸乙酯、蒸馏水。
序号 乙酸乙酯体积/mL 溶液体积/mL NaOH溶液体积/mL 蒸馏水体积/mL 温度/℃ 反应相同时间后乙醇的浓度
ⅰ 10 0 0 10
ⅱ 10 10 0 0
ⅲ a 0 10 b
ⅳ a 0 10 b
①表中___________。测得,则得到实验结论:________________________________________________________________________________。
②由,_________(在中选取所需数据并比较大小),可得到实验结论:其他条件相同,温度升高,水解速率加快。
③写出乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式:_____________________________________。
(3)乙酸乙酯在NaOH溶液中水解速率常数的测定
【查阅资料】水解溶液电导率随降低而减小,测定不同时刻水解溶液的电导率,通过数据处理可得k的值。
【实验过程】取(1)中配制的NaOH溶液与等浓度,等体积的乙酸乙酯混合,恒温下测定不同时刻溶液的电导率,所得k的值比文献中的值小。
【交流研讨】该实验小组同学认为杂质影响了k的值。
【改进实验】三位同学进行了以下改进实验:
①甲同学将配制溶液时所用蒸馏水煮沸冷却后再使用的目的是___________________________________________________。
②乙同学用蒸馏水洗涤NaOH固体后,再配制成溶液。洗涤NaOH固体的目的是_________________________________________________。
③丙同学先配制NaOH饱和溶液,再取上层清液稀释到所需浓度。依据文献资料:在饱和NaOH溶液中几乎不溶解。请用平衡移动原理解释:_________________________________________________________________________________。
【实验结果】三位同学的改进实验均使示测得的k的值更接近文献中的值。
(4)酯在碱性环境中可以发生水解。请写出该原理在生产或生活中的一种应用:_______________________________________________。
18.(12分)三氯化六氨合钴是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量等杂质)制取的工艺流程如下所示:
已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有等。
②均为难溶物。
③具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)制备。“除杂”过程中加入的作用是_____________________________________。
(2)制备。
①“氧化”过程应先加入______(填序号),原因是________________________________________。
A.氨水 B.氢氧化钠 C. D.
②生成的离子方程式为______________________________________________。
(3)得到晶体。中中心原子配位数是__________。
(4)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钴元素的含量。称取0.20g产品,加入稍过量的NaOH溶液并加热,将Co元素完全转化为难溶的,过滤洗涤后将滤渣完全溶于盐酸中,向所得的溶液中加入过量的KI和滴淀粉溶液,再用的溶液滴定(反应原理:、),达到滴定终点时消耗溶液
48.00 mL,试求产品中钴元素的百分含量(写出解题过程)______________________________________________________________________________________________________________。
19.(12分)某研究小组按下列路线合成药物诺氟沙星(H)。
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为__________。化合物C_____(填“存在”或“不存在”)顺反异构现象。
(2)H的结构简式为_____________________,E中含氧官能团的名称为_______________。
(3)流程中B→D也可由B与经取代和环化两步反应得到,写出发生环化反应的化学方程式_________________________________________________________。
(4)M()为化合物G的同系物,同时符合下列条件的M的同分异构体的结构简式为_____________________________。
①谱表明分子中有4种氢原子,IR谱显示含有N—H键,不含N—N键;
②分子中含有六元环状结构,且成环原子中至少含有一个N原子。
(5)利用以上合成路线中的信息,设计以苯和乙烯为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_________。
20.(12分)小分子在科学研究和生产实践中有着重要作用。回答下列问题:
Ⅰ.的转化与利用
(1)科学研究人员通过“Sabatier反应器”实现了将转化为,如图1是空间站中的循环过程示意图。
已知:某温度下,由处于标准状态的各种元素的指定单质生成标准状态的1mol某纯物质的热效应,叫做该温度下该物质的标准摩尔生成热。下表给出了几种物质在298 K下的标准摩尔生成热,则“Sabatier反应器”中发生反应的热化学方程式为_____________________________________。
物质
-393.51 -74.85 -241.82 0
(2)写出一种有利于提高“Sabatier反应器”中反应的转化率的措施__________________________。
Ⅱ.有机胺用于塑料加工
工业上可用对苯二胺加氢制备1,4-环己二胺,主要反应如下:
(3)现取4mol对苯二胺,少量催化剂和一定量的氢气于反应釜中发生反应,后,对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度变化如图2所示,则内,时,环己二胺)=_________________________________(列出计算式)。
(4)当温度高于时,对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度升高均呈现下降趋势,试分析其原因可能为___________________________________________________。
Ⅲ.甲醇的制备
利用和合成甲醇主要涉及以下反应:
反应①:
反应②:
在1L的密闭容器中,加入催化剂,并投入和发生上述两个反应,的平衡转化率和甲醇的选择性随温度的变化趋势如图3所示。
在1L的密闭容器中,加入催化剂,并投入和发生上述两个反应,的平衡转化率和甲醇的选择性随温度的变化趋势如图3所示。
(5)由图可知,达到平衡最适宜的温度为_________(填“413 K”“513 K”或“550 K”)。
(6)550 K时,若反应后体系的总压强为p,则反应①的_______________(列出计算式)。
Ⅳ.甲酸的制备
工业上制备甲酸的反应为,该反应的速率方程。
(7)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C均为常数)。在催化剂1和催化剂2作用下,测得该反应的与的关系如图4所示。其中催化效率比较高的是_______(填“催化剂1”或“催化剂2”),在催化剂2的作用下,活化能_______。2025届高考热点核心卷
化学(新高考卷二)参考答案
1.答案:C
解析:传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞齐”,涂在器物表面,然后加热使汞挥发,使金附着在器物表面,与电镀原理不同,A错误;青花瓷是由黏土经高温烧结而成的硅酸盐产品,耐酸、碱和高温,但其中含有,能与氢氟酸反应,会被HF腐蚀,B错误;光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的,C正确;孔雀石的主要成分为(碱式碳酸铜),其属于碱式盐,D错误。
2.答案:C
解析:原子核外电子填入简并轨道时总是先单独分占,而且自旋方向相同,这种排布使原子的能量最低,处于稳定状态,C是6号元素,原子核外有6个电子,则基态C原子的核外电子轨道表示式是,A正确;是离子化合物,2个与过氧根离子通过离子键结合,在过氧根离子中2个O原子通过共价单键结合,故过氧化钠的电子式是,B正确;中C的杂化轨道电子云轮廓图为,C错误;核外有18个电子,结构示意图为,D正确。
3.答案:C
解析:过氧化钙与水反应生成,可以增加水中的溶氧量,A正确;2HClO,空气中的溶于水生成,可起到弱酸的作用,B正确;在弱酸或中性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,C错误;蛋白质在高温条件下变性,D正确。
4.答案:D
解析:第一步,提取关键信息。DMF的球棍模型,基态M原子的2p能级只有一对成对电子,Y、Z、M元素位于同一周期。第二步,根据信息推断元素。由关键信息知,M原子的核外电子排布式为,M元素为O元素,结合球棍模型可知白球为O;由图知大黑球可形成4个共价键,价电子数为4,其为C元素;大灰球形成3个共价键,结合原子序数大小可知,Z为N元素;小灰球的原子半径最小,只能形成1个共价键,为H元素。综上可知,X、Y、Z、M分别为H、C、N、O。第三步,逐项分析。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但基态N原子价电子排布式为,2p能级为半充满较稳定状态,故第一电离能N>O>C,A错误;Z、M形成的最简单氢化物分别为和,同周期从左到右元素的非金属性依次增强,最简单氢化物的稳定性依次增强,故最简单氢化物的稳定性,B错误;孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,孤电子对数越多,键角越小,键角,C错误;X、Y、Z三种元素形成的最简单饱和有机物为,含有氨基,具有碱性,D正确。
5.答案:B
解析:过程①中B与O形成配位键,O提供孤电子对,B提供空轨道,A正确;、、中B为杂化,、中B为杂化,B错误;过程①、过程④只有化学键的形成,可看成吸附过程,过程②、过程⑤为加成反应,过程③为消去反应,过程⑥为取代反应,故还原过程中一共涉及三种反应类型,C正确;该反应中硼烷作用于碳氧双键,根据该反应机理,可推测硼烷还可将酯基还原为,D正确。
6.答案:A
解析:加热时Na剧烈燃烧,该实验应在坩埚中进行,A错误;氯气在饱和食盐水中溶解度小,HCl易溶于水,B正确;使用和浓盐酸反应制不需要加热,C正确;铁和水蒸气在高温时发生反应生成四氧化三铁和氢气,可以用点燃肥皂泡的方法检验氢气,D正确。
7.答案:D
分析:苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中主要是生成的苯甲醇和苯甲酸钾,加甲基叔丁基醚萃取、分液后,苯甲醇、苯甲醛进入有机层中,加水洗涤、加硫酸镁干燥、过滤,再用蒸馏的方法将苯甲醇分离出来;而萃取、分液后所得水层主要是苯甲酸钾,要加酸将其转化为苯甲酸,然后经过结晶、过滤、洗涤、干燥得苯甲酸。
解析:“萃取”过程需振荡、放气、静置分层,A正确;甲基叔丁基醚的密度为,密度比水小,所以分层时“有机层”位于上层,要从分液漏斗上口倒出,B正确;“操作X”是将苯甲醇从有机物中分离出来,利用沸点不同用蒸馏的方法进行分离,“试剂Y”的作用是将苯甲酸钾转化为苯甲酸,可选用盐酸,C正确;苯甲酸在乙醇中的溶解度大于其在水中的溶解度,所以“洗涤”苯甲酸,用蒸馏水的效果比用乙醇好,D错误。
8.答案:B
解析:W是元素周期表中原子半径最小的元素,则W为H;X、Y为同周期的短周期主族元素,且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2:3,则X和Y可能为Be和B、C和O、Mg和Al、Si和S,结合甲的化学式,可推知应为,因此Y为O、X为C;(即)的电子数为46,比Z原子的电子数多20,则Z原子的电子数为26,Z为Fe,因此化合物甲为。综上所述,W为H,X为C,Y为O,Z为Fe,化合物甲为,为。第一电离能H>C>Fe,A错误;若M点所得产物为,则,解得,B正确;开始时,根据铁元素守恒,N点Fe的物
质的量为0.03 mol,O的物质的量为,则400 ℃时所得产物为发生反应:,C错误;分子式为C2H6O2,同分异构体有多种,可能为乙二醇,若为乙二醇,在酸性高锰酸钾作用下,可生产草酸,但由于酸性高锰酸钾足量,草酸会被进一步氧化为二氧化碳,且C2H6O2不一定是乙二醇,D错误。
9.答案:B
解析:该活性成分分子中含有酯基、羟基、碳碳双键三种官能团,A正确;1 mol该活性成分最多消耗Na、NaOH的物质的量分别为2 mol、2 mol,B错误;该活性成分含有碳碳双键,能使酸性溶液和溴水褪色,C正确;该活性成分含有酯基、羟基、碳碳双键,能发生水解、氧化、加成等反应,D正确。
10.答案:D
解析:第一步,读题,提取题给信息。题中给出的转化率,生成的选择性与温度的关系图。第二步,逐项分析。与作用分别生成的反应均为放热反应,升高温度,平衡都逆向移动,的平衡转化率减小,A错误;由图可知,范围内的转化率基本不变,而生成的选择性明显减小,则出口处的浓度减小,B错误;浓度过高,则容易进一步将N元素氧化为有毒的NO和,不利于的无害化处理,C错误;在给定的时间范围内,反应速率越快的反应,其产物的选择性越高,题中给出“一定流速”的信息,也就是给定相同反应时间,温度低时,的选择性接近,随温度升高,的选择性下降,的转化率先升高后基本不变,换言之,NO和的选择性升高,即温度升高生成NO和的反应速率增大得更明显,因此生成的活化能更大,D正确。
11.答案:AB
解析:试管甲中,在强酸性条件下被还原为,过量的与新生成的具有较强化学活性的反应生成,A错误;与生成MnS沉淀的化合价没有变化,没有体现还原性,B错误;结合已知信息②可知,试管乙中存在,C正确;试管甲和试管乙中和的用量存在差异,且最终溶液的酸碱性也不同,造成产物存在差异,D正确。
12.答案:B
解析:由流程可知,“酸浸”时反应物有Pd、浓和浓盐酸,产物有,“中和”过程为非氧化还原过程,说明“酸浸”后Pd的化合价应为+4,存在形式为,结合电子守恒和元素守恒可知,反应的化学方程式为,A正确;“酸浸”过程中,与生成,促使Pd转化为的反应平衡正向移动,若用浓硫酸代替浓盐酸,无法生成该配离子,使Pd的溶解效率降低,且后续中和时无法生成沉淀,后续步骤无法进行,B错误;根据流程中信息判断,为红色沉淀,若溶液中含有,加入会生成红色沉淀,有明显现象,氯钯酸根离子可以检验溶液中是否含有,C正确;“热还原”过程中发生反应,每生成1 mol Pd,生成8 mol气体(和HCl),D正确。
13.答案:BD
解析:第一步,根据已知信息,判断电池正负极(或阴阳极)。充电时b电极发生的反应为,则b电极为阳极,a电极为阴极,进而推出放电时,b电极为正极,a电极为负极。第二步,写出放电时电极反应式。放电时,a电极(负极)的电极反应式为;b电极(正极)的电极反应式为。第三步,逐项分析。根据镁锂双盐电池的循环性能知,放电时镁(负极)失电子,充电时(阴极)得电子,A错误;体积小,比迁移速率快,可提高电流效率,B正确;向电解质中加入NaOH溶液,会与NaOH反应生成沉淀,导电性降低,C错误;放电时,电路中每通过2 mol电子,a电极质量减小24 g,b电极质量增加14 g,则a、b电极质量变化之比为12:7,D正确。
14.答案:C
解析:蒸馏装置中需使用直形冷凝管冷凝液体,A正确;乙装置中圆底烧瓶倾斜可以防止飞溅起的液体进入冷凝管中,起到缓冲气流的作用,B正确;当丙处不再产生油状液体时,应该先打开活塞K,然后停止加热(防倒吸),最后关闭冷凝水,C错误;加NaCl至饱和可进一步降低八角油的溶解度,有利于其析出,可提高八角油的产率,D正确。
15.答案:BC
解析:第一步,分析图像,从图像中获取信息。
第二步,逐项进行分析判断。由m点数据可得,,则,A错误;由图甲可知,,则反应的平衡常数,B正确;由图乙可知,,将溶液和溶液等体积混合,pH调节至5.35,则,代入数据可得,解得,此时,故有FeS沉淀生成,C正确;时,,生成MnS沉淀,则,则体系中,所以有沉淀生成,D错误。
16.(12分)答案:(1)四(1分);ⅠB(1分);1(1分)
(2)(1分);正四面体(1分);>(1分)
(3)离子晶体(1分);(1分)
(4),(2分);(2分)
解析:(1)Cu为29号元素,在元素周期表中位于第四周期第IB族;基态Cu原子的价电子排布式为,基态的价电子排布式为,则基态核外有1个未成对电子。
(2)由蓝矾的结构可知,其晶体可表示为,晶体中含配位键,其中O提供孤电子对,提供空轨道。的中心原子S的σ键电子对数为4,孤电子对数为,中心S原子采取杂化,的空间结构为正四面体。水分子中的键角为,蓝矾晶体中形成配位键的水分子的孤电子对参与成键,成键电子对之间的斥力小于孤电子对对成键电子对的斥力,蓝矾晶体中形成配位键的分子的H—O—H键角大于104.5°。
(3)类似于,属于离子晶体。分子的氨基中N原子为杂化。
(4)第一步,分析晶胞结构。根据题意分析该晶体采用面心立方最密堆积,S原子位于立方体A、B的顶点和面心,位于体内。1个晶胞中含S原子个数为,原子个数为4,原子个数为2,Sn原子个数为2,因此该晶体的化学式为。第二步,分析Sn原子的分数坐标。B在下面,根据图3可以确定B中Sn原子的分数坐标为,则A中Sn原子的分数坐标为。第三步,计算。晶体的密度,则。
17.(12分)答案:(1)250 mL容量瓶,胶头滴管(2分);C(1分)
(2)①10(1分);相同温度下,乙酸乙酯在碱性条件下的水解速率大于在酸性条件下的水解速率,在蒸馏水中的水解速率最慢(1分)
②(1分)
③(2分)
(3)①除去溶解在蒸馏水中少量的,防止与NaOH反应生成的影响实验结果(1分)
②除去NaOH固体表面附着的固体,以免影响实验结果(1分)
③在饱和NaOH溶液中平衡逆向移动(1分)
(4)用热的纯碱溶液来除去油污(1分)
解析:(1)称量NaOH固体配制NaOH溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒250 mL容量瓶和胶头滴管。若将NaOH固体放在滤纸上称量由于NaOH具有很强的吸水性,导致称量的NaOH固体中含有水分,即所配制的NaOH溶液中溶质NaOH的物质的量偏小,所配NaOH溶液的浓度偏小,A不符合题意。没有洗涤溶解NaOH的烧杯,导致溶质NaOH的物质的量偏小,所配NaOH溶液的浓度偏小,B不符合题意。定容时俯视刻度线,导致所配NaOH溶液的体积偏小,所配NaOH溶液浓度偏大,C符合题意。摇匀后液面下降,继续加水至刻度线,导致所配NaOH溶液的体积偏大,所配NaOH溶液浓度偏小,D不符合题意。
(2)①实验ⅰ~ⅲ中,应保持乙酸乙酯的体积相同、溶液总体积相同、温度相同,改变溶液酸碱性,故表中a=10,b=0。测得,则相同温度下,乙酸乙酯在碱性条件下的水解速率大于在酸性条件下的水解速率,在蒸馏水中的水解速率最慢。
②实验ⅲ和实验ⅳ的其他条件均相同,只有温度不同,且,若得到的实验结论为其他条件相同,温度升高,水解速率加快,则反应相同时间后乙醇的浓度。
③乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为。
(3)①的存在将影响实验结果,故甲同学将配制溶液时所用蒸馏水煮沸冷却后再使用,目的是除去溶解在蒸馏水中少量的,防止与NaOH反应生成的影响实验结果。
②乙同学用蒸馏水洗涤NaOH固体后,再配制成溶液,NaOH固体在空气中放置过程中能与空气中的反应生成附着在NaOH固体表面,故洗涤NaOH固体的目的是除去NaOH固体表面附着的固体,以免影响实验结果。
③在水溶液中存在水解反应,在饱和NaOH溶液中上述反应平衡逆向移动,导致在饱和NaOH溶液中几乎不溶解。
(4)酯在碱性环境中可以发生水解,生活中用热的纯碱溶液来除去油污,就是利用这一原理。
18.(12分)答案:(1)将氧化成,便于后续去除(2分)
(2)①A(2分);具有较强还原性,易被氧化,若先加将氧化为,后加氨水,会生成沉淀,不利于产品的生成(2分)
②(2分)
(3)6(2分)
(4)(2分)
根据得失电子守恒可得关系式:
产品中钴元素的百分含量为。
分析:以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3:用盐酸溶解废料,过滤出滤渣,得到含Co2+、Fe2+、Al3+的酸性滤液,向滤液中加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,再加Na2CO3调pH,沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3,过滤得滤渣[主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3]和滤液,向含有Co2+的溶液中加入活性炭和NH4Cl溶液得到CoCl2 6H2O,再依次加入氨水和H2O2,发生的反应依次为:CoCl2+6NH3 H2O=[Co(NH3)6]Cl2+6H2O、H2O2+2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl=2[Co(NH3)6]Cl3+2NH3↑+2H2O,再将溶液在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤得到产品,据此分析解题。
解析:(1)由分析可知,加入适量的NaClO3的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除去;
(2)①结合分析可知,若先加H2O2,将Co元素氧化到Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2,可防止Co(OH)3的生成,原因为;[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,易被氧化;先加H2O2将Co2+氧化为Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2;
②由分析可知,生成[Co(NH3)6]3+的反应方程式为:H2O2+2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl=2[Co(NH3)6]Cl3+2NH3↑+2H2O,则其离子方程式为2[Co(NH3)6]2++2+H2O2=2[Co(NH3)6]3++2NH3↑+2H2O;
(3)[Co(NH3)6]3+中配位原子是N,配位数是6;
(4)由题意可知:2Co3+~I2~2,n(Co3+)=n()==0.01mol/L×0.048L=4.8×10-4mol;m(Co3+)=4.8×10-4 mol×59 g/mol=0.02832 g;产品中钴元素的含量为=14.16%。
19.(12分)答案:(1)还原反应(1分);存在(1分)
(2)(2分);(酮)羰基、酯基(2分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(5)(2分)
解析:(1)A→B的反应类型为还原反应。化合物C中存在不能旋转的碳氮双键,且碳氮双键中C原子上连接2个不同的基团或原子,存在顺反异构。(2)由E的结构简式可知,其含氧官能团为(酮)羰基和酯基。
(3)根据题意知,B与先发生取代反应,再发生环化反应得到部分,分析可知发生取代反应生成,然后发生环化反应。
(4)若六元环上只有一个N原子,则不存在含有4种氢原子的同分异构体,所以两个N原子必须都在环上,且分子呈对称结构。依照试题信息,两个N原子不能位于六元环的邻位,N原子上不能连接甲基,若两个C原子构成乙基,也不能满足“分子中有4种氢原子”的题给条件。因此,两个N原子只能位于六元环的间位或对位,两个甲基可连在同一个碳原子上或不同的碳原子上,结构简式可能为。
(5)第一步,结合原料分解目标产物结构。如图。第二步,根据分解图设计合成步骤。首先是苯在浓硫酸、浓硝酸加热条件下生成硝基苯;然后硝基苯在Fe/HCl条件下反应生成苯胺;乙烯与发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;最后是苯胺与1,3-二溴乙烷发生流程图中D→E类似的反应生成产物。第三步,写出合成路线。根据分析写出符合题意的合成路线,注意反应条件。
20.(12分)答案:(1)(2分)
(2)降低温度(1分)
(3)(2分)
(4)催化剂活性降低(1分)
(5)513K(1分)
(6)(2分)
(7)催化剂1(1分);30(2分)
解析:(1)由示意图可知,“Sabatier反应器”中发生的反应为。根据题给数据,该反应的焓变,故“Sabatier反应器”中发生反应的热化学方程式为 。
(2)“Sabatier反应器”中反应为放热反应,适当降低温度,平衡正向移动,反应转化率提高;该反应为气体分子数减小的反应,适当增大压强,平衡正向移动,反应转化率提高。
(3)时,对苯二胺的转化率为,产物环己二胺的选择性为,所以内,。
(4)当温度高于时,可能由于催化剂的活性降低或者发生了副反应而导致对苯二胺的转化率以及1,4-环己二胺的选择性随温度升高均呈现下降趋势。(5)首先应选择甲醇的选择性比较高的温度,排除,和513K时甲醇的选择性和的转化率都相差不大,计算产率可知413K时,时,故最适宜的反应温度为513K。
(6)第一步,结合图像信息,计算消耗的总的物质的量及生成CO消耗的的物质的量。根据图像,550K时,的平衡转化率为,则消耗的总的物质的量,平衡时的物质的量;甲醇的选择性为,则生成甲醇消耗的的物质的量,那么生成CO消耗的的物质的量。第二步,列三段式,计算各物质的分压。根据上述数据可以列出如下三段式:
达到平衡后,体系中各物质的物质的量分别为,,,,,则平衡时体系总物质的量为。已知反应后体系的总压强为p,则达到平衡时,反应①中各物质的分压为,,,。第三步,结合的计算公式,写出的表达式。反应①的。
(7)根据Arrhenius经验公式可知,和呈反比例关系,从图像上看,直线的斜率的绝对值即为活化能,因此直线的斜率的绝对值越小表示活化能越小,而活化能越小则说明催化剂的效果更好,所以催化效率更高的是催化剂1。将两点的数据代入Arrhenius经验公式可得,,将两式联立即可得活化能。
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