精品解析:广东省华南师范大学附属中学2023届高三下学期第三次模拟考试化学试题(解析版)
展开2023届高三综合测试
化学
本试卷共10页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
相对原子质量:H−1 C−12 O−16 Na−23 Cl−35.5 Ca-40 Fe-56
一、单项选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 考古遗迹和历史文物是历史的见证,反映了古代人民丰富多彩的生活。下列文物属于无机非金属材料的是
铜烤炉
黄花梨云龙纹条案
三彩骑卧驼陶俑
山居图扇面
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜烤炉为金属材料,A错误;
B.黄花梨为木制品,所含的植物纤维为有机材料,B错误;
C.陶俑是烧制而成无机非金属材料,C正确;
D.山居图扇面为纸张制品,属于植物纤维制品,不是无机非金属材料,D错误;
故选C。
2. 2023年3月17日,科学技术部高技术研究发展中心发布了2022年度中国科学十大进展。下列说法错误是
A. 在温和压力条件下实现乙二醇合成,乙二醇可形成分子间氢键
B. 高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件,钙钛矿是一种合金
C. 全新原理实现海水直接电解制氢,制氢过程是将电能转化为化学能
D. 从深海中开采石油和天然气,石油和天然气都是混合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙二醇分子内含2个强极性键O-H,故可形成分子间氢键,A正确;
B. 合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起具有金属特性的物质,钙钛矿是一种矿石,不属于合金,B不正确;
C.海水直接电解制氢,属于电解,则制氢过程将电能转化为化学能,C正确;
D.石油和天然气都是混合物,D正确;
答案选B。
3. 作为工业强省,广东工业旅游资源丰富,是国内较早发展工业旅游的地区,下列说法错误的是
A. 罗浮山豆腐花现代全自动制作工艺——蛋白质溶液中加入石膏可发生盐析
B. 珠江英博国际啤酒博物馆——酿酒过程是将蔗糖水解为酒精
C. 广州可口可乐博物馆——加压可提高在水中溶解度
D. 东莞稻作智造之旅——水稻中的核酸可以水解为核苷和磷酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.蛋白质溶液中加入石膏会发生盐析析出固体,A正确;
B.酿酒过程中蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖再经过发酵生成乙醇,蔗糖无法水解直接生成乙醇,B错误;
C.增大压强,可提高二氧化碳在水中的溶解度,C正确;
D.核酸水解生成核苷和磷酸,D正确;
故答案选B。
4. 劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工厂用铁罐车运输浓硝酸
浓硝酸易分解
B
利用酒精除去衣物上的油污
乙醇可以发生酯化反应
C
利用植物油生产氢化植物油
碳碳双键可以发生加成反应
D
从煤中获得煤焦油
利用物质沸点不同可通过蒸馏进行分离
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下铁在浓硝酸中钝化,致密的氧化层薄膜阻碍反应的继续进行,所以工厂用铁罐车运输浓硝酸,与浓硝酸易分解无关,故A错误;
B.利用酒精除去衣物上的油污与相似相溶原理有关,与乙醇可以发生酯化反应无关,故B错误;
C.植物油分子中的碳碳双键能一定条件下与氢气发生加成反应,则利用植物油生产氢化植物油与碳碳双键可以发生加成反应有关,故C正确;
D.从煤中获得煤焦油的过程为煤的干馏,不是利用物质沸点不同进行分离的蒸馏,故D错误;
故选C。
5. 下列有关气体除杂的试剂选择正确的是
A. 除去中的:饱和食盐水
B. 除去中的:硫酸铜溶液
C. 除去中的:酸性高锰酸钾溶液
D. 除去中的:饱和碳酸钠溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.盐酸能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,则除去二氧化碳中的氯化氢杂质应选用饱和碳酸氢钠溶液,不能饱和食盐水,故A错误;
B.硫化氢能与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸,而乙炔与硫酸铜溶液不反应,则除去乙炔中的硫化氢杂质应选择硫酸铜溶液,故B正确;
C.乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成二氧化碳气体,则除去丙烷中的乙烯杂质不能选用酸性高锰酸钾溶液,否则会引入新杂质二氧化碳,应选择溴水,故C错误;
D.二氧化碳和二氧化硫电能与碳酸钠溶液反应,所以除去二氧化碳中的二氧化氯杂质不能选用饱和碳酸钠溶液,应选用饱和碳酸氢钠溶液,故D错误;
故选B。
6. 在骨骼代谢中具有重要意义,在周期表中位于第四周期ⅥA族,下列说法正确的是
A. 是非极性分子
B. 的酸性比强
C. 固体含有的阳离子数为
D. 基态原子中未成对电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氯化硒分子中硒原子的价层电子对数为2+=2+2=4,孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形,属于极性分子,故A错误;
B.同一主族,从上到下,元素的非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则硒酸的酸性弱于硫酸,故B错误;
C.亚硒酸氢钠是由钠离子和亚硒酸氢根离子形成的离子化合物,则1mol亚硒酸氢钠固体中含有的钠离子数目约为,故C错误;
D.硒元素的原子序数为34,基态原子的价电子排布式为4s24p4,原子中未成对电子数为2,则1mol硒原子中未成对电子数为,故D正确;
故选D。
7. 下列由废铜屑制取的实验原理与装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲除去废铜屑表面的油脂
B. 用装置乙溶解废铜屑
C. 用装置丙过滤得到溶液
D. 用装置丁蒸干溶液获得
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钠溶液显碱性,在加热的条件下可以除去铜屑表面的油污,能达到实验目的,A符合题意;
B.铜和稀硫酸不反应,不能达到实验目的,B不符合题意;
C.装置丙为过滤装置,过滤需要使用玻璃棒引流,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.用装置丁蒸干溶液得到硫酸铜固体,而不是CuSO4·5H2O,不能达到实验目的,D不符合题意;
答案选A。
8. 实验小组研究不同价态硫元素之间的转化,装置图如下。下列说法正确的是
A. ①中未生成蓝色固体,证明浓硫酸没有被还原
B. ②中溶液褪色,证明具有漂白性
C. ③中淡黄色粉未变白,证明具有氧化性
D. ④中产生淡黄色沉淀,证明被氧化
【答案】D
【解析】
【分析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,浓硫酸体现强氧化性、酸性,浓硫酸还会吸收生成的水,二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,与过氧化钠反应生成白色固体,通入硫化钠溶液中出现浑浊。
【详解】A.①中由于浓硫酸会吸收水分,而且反应是复杂的,不一定能看到有蓝色,但浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸被还原,故A错误;
B.②中溶液褪色,是二氧化硫 酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,证明具有还原性,故B错误;
C.③中淡黄色粉未变白,是过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠,证明具有还原性,故C错误;
D.④中产生淡黄色沉淀,沉淀是二氧化硫和硫离子反应生成硫单质,硫化钠中硫化合价升高,证明被氧化,故D正确。
综上所述,答案为D。
9. 微电解技术处理高盐、难降解、高色度废水的一种工艺,其原理是在不通电的条件下,将酸性废水通过铁、碳构成的填料,利用电化学反应进行废水处理。下列叙述错误的是
A. 铁失电子产生的可以还原废水中的
B. 碳表面的废水降低
C. 若向装置内通入,则在碳表面发生还原反应
D. 溶液中产生的,能净化废水中悬浮的微小颗粒
【答案】B
【解析】
【详解】A. 铁为原电池的负极,失电子产生,具有强还原性,可以还原废水中的,A正确;
B. 碳为原电池的正极,酸性废水中氢离子得电子被还原,碳表面的废水氢离子浓度下降、增大,B不正确;
C. 若向装置内通入,氧气为氧化剂在正极发生还原反应,则在碳表面发生还原反应,C正确;
D. 溶液中产生,能水解产生氢氧化铁胶体、具有吸附性,能吸附水中的固体悬浮物并使之沉降,即能净化废水中悬浮的微小颗粒,D正确;
答案选B。
10. 我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的“点击化学”试剂,其结构式如图,其中为+6价。下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 第一电离能:
C. 含有根键
D. 该分子中原子均为杂化
【答案】A
【解析】
【详解】A.元素非金属性越强,其电负性越大,非金属性:F>N>S,则电负性:F>N>S,A项正确;
B.第二周期,从左到右,元素第一电离能呈增大的趋势,但N原子2p轨道为半满结构,比较稳定,第一电离能比相邻元素的大,则第一电离能:N>O,B项错误;
C.由图可知1个含有6根σ键,则1mol 含有6根σ键,C项错误;
D.由图可知,3个N原子位于同一条直线上,则标有部分正电荷,部分负电荷的N原子为sp杂化,D项错误;
答案选A。
11. 在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:。平衡时的体积分数随反应温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 该反应的平衡常数表达式为
C. 在时加入催化剂,平衡时
D. 达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡时的体积分数随温度升高而增大,则升温平衡左移,,A正确;
B. 该反应方程式为,则按定义,其平衡常数表达式为,B正确;
C. 由图知,在时平衡时,催化剂通常能加快反应但不影响平衡,则加入催化剂时,C不正确;
D. 达到平衡状态后,充入纯氧不影响平衡常数,,则再次达到平衡后,,D正确;
答案选C。
12. 是原子序数依次增大的短周期元素,可以形成大量来源于石油分馏的化合物,的价电子排布式为,同主族且能构成如图所示的阴离子。以下说法正确的是
A. 最简单氢化物熔沸点: B. 中W的化合价为
C. 键角: D. 原子半径:
【答案】C
【解析】
【分析】W的价电子排布式为,则n=2,W的价电子排布式为,即W为S,Z和W同主族,即Z为O,根据阴离子模型,该阴离子为,X、Y可以形成大量来源于石油分馏的化合物,则X为H,Y为C;
【详解】A.相对分子质量增大,分子间作用力增大,沸点升高,则最简单氢化物沸点:W>Y,A项错误;
B.根据分析可知为,W为S元素,S位于第VIA,S的最高正价为+6价,则W的化合价不可能为+7价,B项错误;
C.根据分析可知为,为,为V型,是直线型,则键角>,C项正确;
D.Z为O,Y为C,X为H,原子半径大小为Y>Z>X,D项错误;
答案选C。
13. 下列物质性质和用途正确且有对应关系的是
选项
物质性质
用途
A
受热易分解
可用作氮肥
B
钠单质燃烧火焰呈黄色
钠单质可用于制作烟花
C
溶液呈碱性
可用作消毒剂
D
是两性氧化物
铝制餐具不宜长时间蒸煮酸性或碱性食物
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸铵受热易分解应保存在阴凉处,而用作氮肥是由于含有氮元素,A错误;
B.钠元素焰色试验呈黄色,又钠单质燃烧易爆炸,故烟花中加入的是金属钠盐,B错误;
C.次氯酸钠中次氯酸根水解使溶液显碱性,但用作消毒剂是由于次氯酸钠的强氧化性,C错误;
D.氧化铝是两性氧化物,铝制品表面被氧化生成氧化铝,故不宜长时间蒸煮酸性或者碱性食物,D正确;
故选D。
14. 化学是以实验为基础的科学。下列实验操作和现象,能得出相应结论的是
选项
操作和现象
实验结论
A
向菠菜汁中加入少量稀硝酸,再滴入几滴溶液,溶液变红
菠菜汁中含有
B
将收集满的试管倒扣在盛有足量水的水槽中,试管中液面上升,试管顶部仍有少量气体
收集的气体中含有不溶于水的杂质气体
C
向溶液中加入固体,溶液由蓝变绿
增大反应物浓度,平衡正向移动
D
向固体中加入饱和碳酸钠溶液,过滤、洗涤后,向滤渣中滴加稀盐酸,产生无色气泡,滤渣大部分溶解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.若菠菜汁中没有、有铁离子,也会出现同样现象,A错误;
B.,NO不溶于水,将收集满的试管倒扣在盛有足量水中,则试管顶部仍有少量气体中必定含有NO,不能证明收集的气体中含有不溶于水的杂质气体,B错误;
C.存在反应,则向溶液中加入固体时,增大了反应物浓度,平衡正向移动,溶液由蓝变绿,C正确;
D.向固体中加入饱和碳酸钠溶液,过滤、洗涤后,向滤渣中滴加稀盐酸,产生无色气泡,滤渣大部分溶解,说明有碳酸钡生成,发生反应BaSO4+CO=BaCO3+SO,其平衡常数K=,要使BaSO4+CO=BaCO3+S0正向进行,则要满足Qc
15. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液中加入过量氨水:
B. 少量通入溶液:
C. 溶液中通入:
D. 向溶液中加入过量溶液并加热:
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸铝溶液与过量氨水反应生成硫酸铵和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为,故A错误;
B.少量二氧化硫与次氯酸钠溶液反应生成硫酸钠、氯化钠和次氯酸,反应的离子方程式为,故B错误;
C.硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和硅酸沉淀,反应的离子方程式为,故C错误;
D.碳酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液共热反应生成碳酸钠、氨气和水,反应的离子方程式为,故D正确;
故选D。
16. 常温下,天然水体中的与空气中的保持平衡,变化对的浓度基本无影响,已知,常温时测得某溶洞水体中(X为、或)与的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线②表示与的关系
B. 的二级电离常数
C. 点有:
D. 时,溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】由溶液pH变化对碳酸的浓度基本无影响可知,则由图可知,曲线③表示—lgc(H2CO3) 与pH的关系;溶液的pH增大,天然水体中的碳酸与氢氧根离子反应使得溶液中碳酸氢根离子和碳酸根离子的浓度增大,碳酸钙在溶液中存在溶解平衡,碳酸根离子浓度增大,钙离子浓度减小,则由图可知,曲线①表示碳酸根离子与pH的关系、曲线②表示钙离子与pH的关系。
【详解】A.由分析可知,曲线②表示钙离子与pH的关系,故A错误;
B.由分析可知,曲线①表示碳酸根离子与pH的关系,由图可知,溶液中碳酸氢根离子和碳酸根离子浓度相等时,溶液中pH为10.3,由电离常数公式可得:Ka2(H2CO3)= = c(H+)=10—10.3,故B正确;
C.由图可知,M点为碳酸和碳酸氢钙的混合溶液,溶液中碳酸浓度与碳酸氢根离子浓度相等,结合电荷守恒关系2c(Ca2+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH—)和物料守恒关系4c(Ca2+)= c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)可得:3c(H2CO3)+ c(H+)=c(OH—),故C错误;
D.由图可知,溶液pH为8.3时,溶液中碳酸根离子浓度为10—5mol/L,由碳酸钙的溶度积可知,溶液中钙离子浓度为=0.00028 mol/L,故D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铁的化合物在水溶液中呈现丰富的颜色,这与其水解平衡和配位平衡有关。
(1)下列为用氯化铁固体制备氢氧化铁胶体的相关实验,可以达到实验目的的是___________。
A
B
C
D
配制溶液
制备胶体
观察胶体的丁达尔效应
分离胶体与溶液
A. A B. B C. C D. D
(2)实验室用溶液制备胶体化学反应方程式为___________。
(3)实验小组为探究溶液对水解平衡的影响,在常温下设计了下列实验,通过测定透光率进行研究。
已知:①水解程度越大,颜色越深
②颜色越深,透光率越低
组别
溶液
蒸馏水
溶液
透光率
1
2
3
①___________,___________。
②由___________,可证明:减小,的水解平衡逆向移动。(选填“>”“<”或“=”)
③分析实验结果:,同学甲推测原因可能是:(较深的黄色),并做了如下实验:
组别
溶液
蒸馏水
试剂
透光率
4
试剂为___________,可由,证实同学甲的推测。
通过对比___________(填字母)的实验结果,证明对的水解平衡的影响。
A.组别4与组别1 B.组别4与组别2 C.组别4与组别3
(4)为了探究的热效应,同学乙设计了下列四组实验方案:
组别
温度
试剂
透光率
5
溶液
6
溶液
7
溶液
8
溶液
若实验结果为___________,则可证明:为吸热反应。
(5)写出一种强酸弱碱盐(除)及其用途:___________。
【答案】(1)C (2)(胶体)
(3) ①. 0 ②. 0.1 ③. < ④. 溶液 ⑤. C
(4)
(5)氯化铵:化肥;氯化铝:净水剂;硫酸铝:灭火器材料(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
A.配制氯化铁溶液,是将FeCl3固体溶于浓盐酸中,然后加水稀释到需要的浓度,故A错误;
B.制备氢氧化铁胶体:将几滴饱和氯化铁溶液加入到沸水中,加热至出现红褐色液体,氯化铁与NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀,故B错误;
C.胶体性质之一具有丁达尔效应,故C正确;
D.胶体、溶液均能透过滤纸,分离胶体和溶液的方法是渗析,故D错误;
答案为C;
【小问2详解】
制备氢氧化铁胶体:将几滴饱和氯化铁溶液加入到沸水中,加热至出现红褐色液体,氯化铁制备氢氧化铁胶体,其反应方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;故答案为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
【小问3详解】
①探究外界因素影响水解,需要控制变量,根据第一组数值,溶液总体积为4mL,第三组数值,溶液总体积也应是4mL,即a3为0mL,同理b2为0.1mL;故答案为0;0.1;
②Fe3+水解平衡:Fe3++H2OFe(OH)3+3H+,根据题中所给信息,颜色越深,透光率越低,Fe3+水解程度越大,颜色越深;pH越小,抑制Fe3+水解,溶液颜色变浅,透光率增大,第3组相当于在第1组基础上加入酸,因此A1<A3,可证明结论;故答案为<;
③探究Cl-对实验的影响,做对照实验,试剂x应为6mol/LNaCl溶液;证明pH对Fe3+的水解的影响,应用对照实验,排除其他离子的干扰,即组别3和4可以证明pH对Fe3+的水解的影响,选项C正确;故答案为6mol/LNaCl溶液;C;
【小问4详解】
探究该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,溶液颜色加深,透光率降低,因此A5-A6>A7-A8,可以证明该反应为吸热反应;故答案为A5-A6>A7-A8;
【小问5详解】
氯化铵:化肥;氯化铝:净水剂;硫酸铝:灭火器材料(合理即可);故答案为氯化铵:化肥;氯化铝:净水剂;硫酸铝:灭火器材料(合理即可)。
18. 赤泥是氧化铝生产排放的固体废弃物。由赤泥(主要成分为、等)制备一种高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)的工艺流程如下:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为___________,的空间构型是___________。
(2)“焙烧”时,需将赤泥粉碎的目的是___________。
(3)酸浸渣的主要成分是___________(填化学式)。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。室温下,向氧化后的溶液中滴加溶液至时,溶液中的___________。(已知,的)
(5)为了测试所制得的聚合硫酸铝铁的性能,取某水样在不同条件下加入PAFS【】并测定其去浊率,结果如图所示。(已知去浊率越高,净水效果越好)由图可知在设定的偏酸性和偏碱性条件下,水样的去浊率均不高。试分析时,去浊率较低的可能原因为___________。
(6)一种碳溶解在铁单质中形成合金的晶胞如下图所示,则该物质的化学式为___________,若晶体密度为,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________(阿伏加德罗常数的值用表示,写出计算式即可)。
【答案】(1) ①. 或 ②. 正四面体
(2)增大接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分
(3)
(4) ①. ②.
(5)时,较大,抑制了PAFS(或和)的水解,生成胶体的量减少,使得去浊率较低
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】赤泥(主要成分为、等)经焙烧后加硫酸酸浸,生成的CaSO4难溶于水,SiO2不溶于H2SO4,所以酸浸渣的成分是,所得滤液含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Na+以及过量的硫酸,氧化工序中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入NaOH聚合后,分离出高效净水剂聚合硫酸铝铁。
【小问1详解】
Al是13号元素,基态铝原子的核外电子排布式为或,硫酸根离子中,中心原子S原子的孤电子对为,价层电子对个数=4+0=4 ,的空间构型是正四面体。
【小问2详解】
接触面积越大,反应速率越快,“焙烧”时,需将赤泥粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分。
【小问3详解】
据分析,酸浸渣的主要成分是 (填化学式)。
【小问4详解】
“氧化”时NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为。室温下,向氧化后的溶液中滴加溶液至时,c (OH-)=10-10 mol·L-1, ,则溶液中的。
【小问5详解】
高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)净水原理是:铁离子、铝离子水解生成的氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中的固体悬浮物并使之沉降。时,去浊率较低的可能原因为:时,较大,抑制了PAFS(或和)的水解,生成胶体的量减少,使得去浊率较低。
【小问6详解】
铁位于晶胞的顶点和面心,数目为个,C位于棱边的中点和体心,数目为个,则该物质的化学式为,若晶体密度为,晶胞的体积,晶胞的参数为pm,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为面对角线的一半,即。
19. 环戊烯()是无色液体,主要用作共聚单体、溶剂,也可用于有机合成。
在催化剂作用下,可通过环戊二烯()选择性还原制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)标准状态下,由最稳定的单质合成某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,最稳定的单质的标准摩尔生成焓为0;已知气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为,则气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为___________。
(2)下列有关该反应体系的说法正确的是___________(填标号)。
A. 恒温恒压下,混合气体的密度不变时,反应达到平衡
B. 恒温恒容下,通入,环戊二烯()的平衡转化率增大
C. 升高温度,反应Ⅲ正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 反应Ⅰ的活化能
(3)在相同时间内测得环戊二烯()的转化率和环戊烯()的产率与温度的关系如图所示。若只考虑反应Ⅰ和反应Ⅱ,表示环戊二烯()的转化率的曲线为___________(填“”或“”),内,曲线的值增加而曲线的值减小的可能原因是___________。
(4)在下,向某密闭容器中加入环戊二烯()和,测得平衡时,容器中环戊二烯()和环戊烷()的物质的量相等,环戊烯()的选择性为80%(选择性),的转化率为50%,则___________。反应Ⅲ 以物质的量分数表示的平衡常数___________。
(5)环戊烯衍生物可以通过电化学方法合成。某团队以作为碘源,用和(R为含苯环的基团)合成了环戊烯衍生物,制备原理如下图所示。
阳极区的总反应为
(将上述方程式补充完整)___________。
标准状况下,生成电路中转移电子___________。
【答案】(1) (2)AD
(3) ①. ②. 反应未达到平衡,温度升高,反应速率加快,反应相同时间环戊二烯的转化率(曲线)增大,但是反应Ⅰ反应速率增大的程度小于反应Ⅱ反应速率增大的程度,所以环戊烯的产率(曲线)减小
(4) ①. 4 ②. 16
(5) ①. ②. 2
【解析】
【小问1详解】
由题可知:
①:
气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为,则:
②5C(s)+3H2(g)(g);
气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为:
③5C(s)+4H2(g)(g)
由盖斯定律可知,①+②得③5C(s)+4H2(g)(g);
【小问2详解】
A.反应为气体分子数改变的反应,恒温恒压下,随着反应进行,容器体积改变但是气体的总的质量不变,密度为变量,故当混合气体的密度不变时,反应达到平衡,A正确;
B.恒温恒容下,通入,不影响反应中各物质的分压,故不影响环戊二烯()的平衡转化率,B错误;
C.升高温度,反应Ⅲ的正逆反应速率均增大,C错误;
D.反应Ⅰ为放热反应,则逆反应的活化能更大,故活化能,D正确;
故选AD;
【小问3详解】
反应Ⅰ中环戊二烯转化为环戊烯,环戊烯又发生反应Ⅱ转化为环戊烷,使得在达到平衡时,环戊二烯的转化率要大于环戊烯的产率,结合图像可知,表示环戊二烯的转化率的曲线为;
反应未达到平衡,随着温度升高,反应速率加快,反应相同时间环戊二烯的转化率(曲线)增大,但是反应Ⅰ反应速率增大的程度小于反应Ⅱ反应速率增大的程度,导致环戊烯的产率(曲线)减小,故内,曲线的值增加而曲线的值减小;
【小问4详解】
在下,向某密闭容器中加入环戊二烯()和,测得平衡时,容器中环戊二烯()和环戊烷()的物质的量相等,环戊烯()的选择性为80%,设平衡时环戊二烯、环戊烷的物质的量分别为x,则生成环戊烯为(2-x)×80%mol,根据碳守恒可知,x+x+(2-x)×80%=2,x=mol,生成环戊烯;
设反应Ⅰ中反应环戊二烯、反应Ⅱ中反应环戊烯物质的量分别为b、c,则反应Ⅲ中反应的环戊二烯、环戊烷均为,平衡时环戊烷为mol,则,b+c=2mol,已知的转化率为50%,则,a=4mol;反应Ⅲ 以物质的量分数表示的平衡常数;
【小问5详解】
由题干的制备原理可知,阳极区物质失去电子发生氧化反应生成氧化产物,阳极区的总反应为和、I-失去电子生成环戊烯衍生物,根据质量守恒、电荷守恒可知,还会生成氢离子,反应为:;阴极反应为水得到电子发生还原反应生成氢气,标准状况下,生成(为1mol),则电路中转移电子2mol。
20. 瑞卡帕布樟脑磺酸盐(H)是一种口服有效的PARP蛋白抑制剂,可以影响癌细胞的自我复制,是目前治疗卵巢癌、前列腺癌的一种新药。H的合成路线如下图所示:
已知:()一般不能水解成苯酚。
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团名称:___________。
(2)E→F的反应类型:___________。
(3)请写出C在氢氧化钠溶液中水解的化学方程式:___________。
(4)B的分子式是:___________,B的芳香族同分异构体中同时满足以下条件的有___________种。
①含有硝基②具有“”的结构③苯环上只有3个取代基
(5)已知叔丁氧羰基(-Boc)是目前有机合成中广为采用的氨基保护基,选择性较好,短时间内一般不会与醇羟基反应。
设计以为原料制备的路线___________(用流程图表示)
【答案】(1)醚键、酰胺基
(2)取代反应 (3)+NaOH+CH3OH
(4) ①. ②. 10
(5)
【解析】
【分析】A和HCl在70~75℃条件下反应生成B,B和C在20~30℃条件下反应生成D,D到E形成环状后又接入一个碳溴键,E发生取代反应生成F,F先取代再加成得到G,G在一定条件得到H。
【小问1详解】
根据A的结构简式得到A的含氧官能团名称为醚键、酰胺基;故答案为:醚键、酰胺基。
【小问2详解】
根据E、F的结构简式得到E→F的反应类型为取代反应;故答案为:取代反应。
小问3详解】
C在氢氧化钠溶液中水解的化学方程式:+NaOH+CH3OH;故答案为:+NaOH+CH3OH。
【小问4详解】
根据B的结构简式得到B的分子式是,B的芳香族同分异构体中同时满足①含有硝基即−NO2;②具有“”的结构;③苯环上只有3个取代基,则还有一个甲基;当甲基和−NO2在苯环邻位,有四种位置的氢,则同分异构体有四种;当甲基和−NO2在苯环间位,有四种位置的氢,则同分异构体有四种;当甲基和−NO2在苯环对位,有两种位置的氢,则同分异构体有两种;因此B的芳香族同分异构体共10种;故答案为:10。
【小问5详解】
根据信息由于易被氧化,因此与(BoC)2O,MeOH作用下反应生成,在铜催化剂作用下氧化生成,在一定条件下反应生成,在NaBH4作用下反应生成,其合成路线为: ;故答案为: 。
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