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2024漯河高二下学期期末考试化学含解析
展开时间:75分钟 满分:100分
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂上。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Cl35.5 Ca40
一、选择题(每小题3分,共42分。每小题四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活等息息相关,人类生活品质的提升离不开科技的进步,下列有关说法不正确的是
A. 液晶既有液体的流动性,又有类似晶体的各向异性
B. 利用合成淀粉,实现了无机小分子向有机高分子的转变
C. 葡萄酒中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
D. 核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,核酸属于生物大分子
2. 设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1ml硝基()与46g二氧化氮()所含的电子数均为
B. 1L0.50ml⋅L-1溶液与2L0.50ml⋅L-1溶液中的物质的量均为1.0ml
C. 1ml过氧化钠分别与足量、反应,转移的电子数均为
D. 1L0.01ml⋅L-1溶液中,和数目之和为
3. 下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、、
C. 中性溶液中:、、、
D. 常温下,由水电离产生ml⋅L-1的溶液中:、、、
4. 下列离子方程式错误的是
A. 向饱和NaOH溶液中通入过量析出白色晶体:
B 向溶液中滴入过量溶液:
C. 南方水果运往北方时,用浸泡了酸性高锰酸钾溶液的硅藻土除去乙烯,防止水果腐烂:
D. 白色沉淀CuCl溶于溶液得到深蓝色溶液:
5. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成:
B. 用硼酸中和溅在皮肤上的NaOH溶液:
C. 电解饱和食盐水时阴极电极反应式为:
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
6. 某离子液体(R为烷基),其中X原子核外有7种运动状态的电子;Y的单质是生活中常见的金属,且能与NaOH等强碱溶液反应,放出气体;Z与Y同周期且其第一电离能是同周期中最大的(不考虑稀有气体);Z与W元素形成的化合物WZ₂溶于水所得的溶液颜色与温度有关,且W是第四周期ds区的元素。下列说法错误的是
A 离子半径:Y
C. 离子液体中的VSEPR模型为正四面体形
D. 常温下,降低WZ2溶液温度,溶液颜色变黄
7. 下列实验操作、实验现象、解释或结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
8. 下列说法正确的是
A. 反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在常温下可自发进行,说明该反应的△H<0
B. 马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁仍不易腐蚀
C. 常温下,BaSO4分别在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同
D. 保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中的值增大
9. 实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142℃),实验中利用环己烷—水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81℃),其反应原理:
下列说法错误的是
A. 反应时水浴温度需严格控制在69℃~81℃之间
B. 以共沸体系带出水分促使反应正向进行
C. 最终三颈烧瓶中出现明显分层现象,乙酸异戊酯在上层
D. 根据分水器分出水的体积可估算反应进度
10. 某小组用硫铜矿煅烧废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O,流程如图:
下列说法错误的是
A “调节pH”时可以选择CuO或Cu(OH)2
B. “还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为4:1
C. 用N2H4还原制取Cu2O的优点是产生N2氛围,可防止产品被氧化
D. Cu2O的晶胞结构如上图所示,1个Cu2O晶胞中含1个氧原子
11. 中国科学院化学研究所发表了催化氢化机理。其机理中化合物化合物的过程和其相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 选择更优催化剂可以提升单位时间内的转化率
B. 该过程的总反应速率主要由过程①决定
C. 化合物化合物的过程包含两个基元反应
D. 低温有利于化合物化合物反应自发进行
12. 一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知:I室溶液中,锌主要以的形式存在,并存在电离平衡。下列说法错误的是
A. 放电时,I室溶液中浓度增大
B. 放电时,III室中溶液的pH不断增大
C. 充电时,Zn电极的电极反应为
D. 充电时,每生成2.24L,III室溶液质量理论上减少3.2g
13. 对苯二甲酸()是合成涤纶的原料,下列说法正确的是
A. 1ml对苯二甲酸与2ml可完全反应生成2ml水
B. 分子碳原子的杂化方式均为
C. 与氢气发生加成反应所得产物的分子式是
D. 对苯二甲酸的同分异构体中苯环上只有二个取代基的有5种
14. 常温下,用浓度为的盐酸标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随[]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 约
B. 点a:
C. 点b:
D. 水的电离程度:
二、非选择题(4道大题,共58分)
15. (三氯化六氨合钴)是一种橙黄色的晶体,溶于热水和稀盐酸中,在冷水、乙醇、浓盐酸中溶解度较小,可用于制备其他三价钴配合物。实验室制备的装置和步骤如下:
I.在三颈烧瓶中加入:3.0g、4.0g、5mL高纯水,加热溶解后加入1.5g催化剂活性炭,7mL浓氨水,搅拌,得到溶液。
II.将得到的溶液冷却至10℃,加入7mL4%的,恒温55℃,搅拌15min后冷却至2℃,抽滤,收集沉淀。
III.将沉淀转移入100mL烧杯中,用20mL、80℃的高纯水进行冲洗,再加入1mL的浓盐酸,搅拌均匀,___________,将活性炭滤出弃去。
IV.在滤液中加入3.5mL12ml/L盐酸,搅拌后用冰水浴冷却至2℃析出沉淀,之后快速抽滤,弃去滤液,用无水乙醇洗涤沉淀3次,低温烘干,得到产品1.92g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,仪器b的作用是___________。
(2)遇浓氨水生成,从平衡角度解释,步骤Ⅰ中先加,后加浓氨水的原因是___________。
(3)步骤Ⅲ中缺少的操作名称为___________。
(4)由制备的化学方程式为___________。
(5)沉淀滴定法测定制备的产品中的质量分数:
第一步:准确称取mgⅣ中的产品,配制成100mL溶液,移取25mL溶液于锥形瓶中;
第二步:滴加少量0.005ml⋅L-1溶液作为指示剂,用0.100ml⋅L-1溶液滴定至终点;
第三步:平行测定三次,消耗溶液的体积的平均值为nmL,计算晶体中的质量分数。
已知:溶解度:AgClml⋅L-1,(砖红色)ml⋅L⁻¹
①滴定至终点的现象是___________。
②制备的晶体中的质量分数是___________(列计算式)。
16. 是一种良好的催化剂,可用于加氢反应。钢渣是钢铁行业的固体废弃物,含有、、FeO、和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。
已知钢渣中Ca元素质量分数为30%,在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)浸出1过程生成的“包裹”在钢渣表面形成固体膜,阻碍反应物向钢渣扩散。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是___________。
(2)为避免引入杂质离子,氧化剂A应为___________(举1例)。
(3)滤液C的溶质可循环利用,试剂B应为___________。
(4)富钒渣焙烧可生成钒钙盐,不同钒钙盐的溶解率随pH变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5,则应控制焙烧条件使该钒钙盐为___________。该焙烧反应的化学方程式是___________。
(5)在硫酸酸化条件下,可与草酸()溶液反应得到含的溶液,反应的离子方程式为___________。
(6)若Ca的浸出率为80%,理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定___________kg。
17. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续多步氢抽提和闭环脱氢反应生成。下图是分子经过1步氢抽提和闭环脱氢反应生成的反应机理:
回答下列问题:
(1)1步氢抽提和闭环脱氢反应依次通过3步基元反应实现。由生成需要历经___________步氢抽提和闭环脱氢反应,中五元环的数目为___________个;由的第一步基元反应的方程式为___________。
(2)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ⋅ml-1和298.0kJ⋅ml-1,键能为436.0kJ⋅ml-1。估算的___________kJ⋅ml-1。
(3)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)及反应的(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是___________。
(5)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是___________(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
18. 乙烯是一种重要的化工原料,在有机合成中有着重要作用。某同学从乙烯出发,针对有机物H设计了如图合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳___________键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)H中含氧官能团的名称为___________。
(3)I是D的同分异构体,能被催化氧化为醛类化合物,则I的可能结构有___________种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为___________。
(4)由D到E发生反应的类型是___________,E到F发生反应的类型为___________。
(5)G的结构简式为___________。
(6)已知:,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,请写出H→J转化的化学反应方程式为________。若经此路线由H合成I,存在的问题有_________(填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
向NaCl、NaBr的混合稀溶液中滴入少量稀溶液
有浅黄色沉淀生成
B
已知呈红棕色,往溶液中通入
溶液先变红棕色,后逐渐变为浅绿色
与反应生成的速率比发生氧化还原反应的速率快,但氧化还原反应的平衡常数更大
C
将脱脂棉放入试管中,加入浓硫酸后搅拌成糊状,微热,加入新制氢氧化铜悬浊液
有砖红色沉淀生成
蔗糖水解产物中有葡萄糖
D
甲乙两支试管中各加入2mL5%,甲试管中滴加3滴1ml/L溶液,乙试管中滴加3滴1ml/L溶液
乙试管产生气泡较快
说明催化活性
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
7.2
3.5
12.4
沉淀完全的pH
2.9
8.2
5.1
13.8
漯河市2023–2024学年下学期期末质量监测
高二化学
时间:75分钟 满分:100分
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂上。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Cl35.5 Ca40
一、选择题(每小题3分,共42分。每小题四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活等息息相关,人类生活品质的提升离不开科技的进步,下列有关说法不正确的是
A. 液晶既有液体的流动性,又有类似晶体的各向异性
B. 利用合成淀粉,实现了无机小分子向有机高分子的转变
C. 葡萄酒中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
D. 核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,核酸属于生物大分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据液晶的特性可知,液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性,A项正确;
B.淀粉属于有机高分子,利用合成淀粉,实现了无机小分子向有机高分子的转变,B项正确;
C.SO2具有还原性,在葡萄酒中添加适量可起到防腐和抗氧化的作用,但不会起到漂白作用,SO2一般只能漂白品红等有机色质,C项错误;
D.核酸属于生物大分子,核苷酸通过缩聚反应可以得到核酸,D项正确;
答案选C。
2. 设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1ml硝基()与46g二氧化氮()所含的电子数均为
B. 1L0.50ml⋅L-1溶液与2L0.50ml⋅L-1溶液中的物质的量均为1.0ml
C. 1ml过氧化钠分别与足量、反应,转移的电子数均为
D. 1L0.01ml⋅L-1溶液中,和数目之和
【答案】A
【解析】
【详解】A.每个硝基()与二氧化氮()中均含23个电子,1ml硝基与46g(ml)二氧化氮所含的电子数均为,故A正确;
B.铵根会发生水解,溶液越稀,水解程度越大,故1L0.50ml⋅L-1溶液与2L0.50ml⋅L-1溶液中1.01的物质的量均小于,且后者更小,故B错误;
C.过氧化钠和二氧化碳的反应是歧化反应,过氧化钠中-1价氧原子歧化-2为价和0价,1ml过氧化钠转移个电子,过氧化钠与二氧化硫的反应中,过氧化钠做氧化剂,氧元素由-1价全部被还原为-2价,1ml过氧化钠转移个电子,故C错误;
D.由物料守恒,c(Na+)=c()+c()+c(),、和的离子数目之和为,故D错误;
故选:A。
3. 下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、、
C. 中性溶液中:、、、
D. 常温下,由水电离产生ml⋅L-1的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.使甲基橙显黄色的溶液pH>4.4,此时溶液既可能呈酸性也可能呈碱性,酸性溶液中、、、能大量共存,故A不符合题意;
B.的溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,溶液呈碱性,、、、能大量共存,故B不符合题意;
C.中性溶液中水解程度大,即在中性溶液中不能大量存在,故C符合题意;
D.常温下,由水电离产生ml⋅L-1的溶液既可能是酸性也可能是碱性,pH可能为2或12,pH=12时、、、能大量共存,故D不符合题意;
故答案为:C。
4. 下列离子方程式错误的是
A. 向饱和NaOH溶液中通入过量析出白色晶体:
B. 向溶液中滴入过量溶液:
C. 南方水果运往北方时,用浸泡了酸性高锰酸钾溶液的硅藻土除去乙烯,防止水果腐烂:
D. 白色沉淀CuCl溶于溶液得到深蓝色溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠溶解度小于氢氧化钠,饱和NaOH溶液中通入过量会生成碳酸氢钠沉淀,故A正确;
B.硝酸氧化性大于Fe3+,向溶液中滴入过量溶液,反应的离子方程式为,故B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液和乙烯反应,根据氧化还原规律,知生成二价锰离子和二氧化碳,,故C正确;
D.白色沉淀CuCl溶于溶液得到四氨合铜离子深蓝色溶液,故D正确;
答案选B。
5. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成:
B. 用硼酸中和溅在皮肤上的NaOH溶液:
C. 电解饱和食盐水时阴极电极反应式为:
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
【答案】A
【解析】
【详解】A.为分子晶体,由分子构成,没有阴阳离子,A项错误;
B.用硼酸中和溅在皮肤上的NaOH溶液的离子方程式为,B项正确;
C.电解饱和食盐水时阴极为水中氢离子放电生成氢气,阴极电极反应式为,C项正确;
D.尿素与甲醛制备线型脲醛树脂先加成后缩聚,化学方程式为:,D项正确;
答案选A。
6. 某离子液体(R为烷基),其中X原子核外有7种运动状态的电子;Y的单质是生活中常见的金属,且能与NaOH等强碱溶液反应,放出气体;Z与Y同周期且其第一电离能是同周期中最大的(不考虑稀有气体);Z与W元素形成的化合物WZ₂溶于水所得的溶液颜色与温度有关,且W是第四周期ds区的元素。下列说法错误的是
A. 离子半径:Y
C. 离子液体中的VSEPR模型为正四面体形
D. 常温下,降低WZ2溶液温度,溶液颜色变黄
【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息可知,其中X原子核外有7种运动状态的电子故X为N,Y的单质是生活中常见的金属,且能与NaOH等强碱溶液反应,放出气体,则Y为Al,Z与Y同周期且其第一电离能是同周期中最大的,则Z为Cl,Z与W元素形成的化合物WZ₂溶于水所得的溶液颜色与温度有关,且W是第四周期ds区的元素,则W为Cu,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y为Al、Z为Cl,故Cl-核外电子层数比Al3+多,则离子半径Al3+小于Cl-即Y
C.由分析可知,X为N,离子液体中(R为烷基),其中心原子的价层电子对数为:4+=4,故该离子的VSEPR模型为正四面体形,C正确;
D.由分析可知,W为Cu、Z为Cl,则常温下,溶液中存在平衡[Cu( H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O ΔH>0,降低温度,平衡向生成[Cu( H2O)4]2+的方向移动,溶液由黄绿色变为蓝绿色,D错误;
故答案为:D。
7. 下列实验操作、实验现象、解释或结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化钠、溴化钠溶液浓度未知,不能判断两种沉淀的Ksp,故A错误;
B.由现象先变为红棕色可知SO2与Fe3+反应生成的速率比发生氧化还原反应的速率快,最后逐渐变为浅绿色,说明氧化还原反应生成亚铁离子的平衡常数更大,故B正确;
C.脱脂棉本质是纤维素,水解后检验葡萄糖应该在碱性环境中进行,水解后没有加碱将溶液调整至碱性,操作错误,故C错误;
D.1ml/LFeCl3和1ml/LCuCl2溶液不但金属阳离子不同,而且阴离子也不相同,变量不唯一化,前者生成气泡的速率更快,不能说明催化效果,故D错误;
答案选B。
8. 下列说法正确的是
A. 反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在常温下可自发进行,说明该反应的△H<0
B. 马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁仍不易腐蚀
C. 常温下,BaSO4分别在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同
D. 保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中的值增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应NH3(g) + HCl(g)= NH4Cl(s)气体系数减小,△S< 0,在室温下可自发进行即△H-T△S< 0,所以,一定满足△H<0,A正确;
B.镀锡铁镀层破损后在电解质溶液中形成原电池时,铁做负极,容易被腐蚀,B错误;
C.常温下,同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液,:前者小于后者,抑制BaSO4溶解,则BaSO4在Al2(SO4)3中溶解度小,C错误;
D.向氨水中不断通入CO2,随着CO2增加,c( )逐渐增大,而氨水的 不变,故不断变小,D错误;
故选A。
9. 实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142℃),实验中利用环己烷—水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81℃),其反应原理:
下列说法错误的是
A. 反应时水浴温度需严格控制在69℃~81℃之间
B. 以共沸体系带出水分促使反应正向进行
C. 最终三颈烧瓶中出现明显分层现象,乙酸异戊酯在上层
D. 根据分水器分出水的体积可估算反应进度
【答案】C
【解析】
【分析】乙酸和异戊醇加热制备乙酸异戊酯,用环己烷—水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。
【详解】A.实验中产品乙酸异戊酯的沸点是142℃,环己烷的沸点是81℃,环己烷-水的共沸体系沸点是69℃,利用环己烷-水的共沸体系带出水分,反应时水浴温度需严格控制在69℃~81℃之间,故A正确;
B.乙酸和异戊醇制备乙酸异戊酯的反应为可逆反应,水是生成物之一,以共沸体系带出水分可以促使反应正向进行,故B正确;
C.环己烷—水的共沸体系(沸点69℃)带出水分,最终三颈烧瓶中不会出现明显分层现象,故C错误;
D.根据投料量可以估算生成的水的体积,根据带出的水的体积,即据分水器分出水的体积可估算反应进度,故D正确;
故答案为:C。
10. 某小组用硫铜矿煅烧废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O,流程如图:
下列说法错误的是
A. “调节pH”时可以选择CuO或Cu(OH)2
B. “还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为4:1
C. 用N2H4还原制取Cu2O的优点是产生N2氛围,可防止产品被氧化
D. Cu2O的晶胞结构如上图所示,1个Cu2O晶胞中含1个氧原子
【答案】D
【解析】
【分析】废渣主要含Fe2O3、CuO、FeO,由流程可知,加硫酸溶解,溶液中含Fe3+、Fe2+、Cu2+,氧化时将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH使Fe3+转化为沉淀,滤渣为氢氧化铁,由流程中反应物、生成物可知还原时发生4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O,产生N2氛围,可防止产品被氧化,以此来解答。
【详解】A.“调节pH”主要目的是除去Fe3+,转化为沉淀,从而与铜离子分离,故可以选择CuO或Cu(OH)2,A正确;
B.由分析可知,“还原”过程中主要发生的反应为4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O,故消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为4:1,B正确;
C.由分析可知,Cu2O易被氧化,则用N2H4还原制取Cu2O的优点是产生N2氛围,可防止产品被氧化,C正确;
D.由图可知,黑球个数为4,白球个数为1+8×=2,二者个数比为2:1,则1个Cu2O晶胞中含2个氧原子,D错误;
故答案为:D。
11. 中国科学院化学研究所发表了催化氢化机理。其机理中化合物化合物的过程和其相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 选择更优催化剂可以提升单位时间内的转化率
B. 该过程的总反应速率主要由过程①决定
C. 化合物化合物的过程包含两个基元反应
D. 低温有利于化合物化合物的反应自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂可以加快反应速率,从而可以提升单位时间内的转化率,故A正确;
B.过程①的活化能为:(6.05-0.00)=6.05kJ·ml-1,②的活化能为:(11.28-2.08)=9.20kJ·ml-1,过程①的活化能小于过程②的活化能,过程①的反应速率大于过程②的反应速率,故该过程的总反应速率主要由过程②决定,故B错误;
C.化合物1经两步反应转化为化合物2,每步反应均为基元反应,故C正确;
D.由能量关系图可知化合物化合物的反应为放热反应,则低温有利于反应自发进行,故D正确;
故选:B。
12. 一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知:I室溶液中,锌主要以的形式存在,并存在电离平衡。下列说法错误的是
A. 放电时,I室溶液中浓度增大
B. 放电时,III室中溶液的pH不断增大
C. 充电时,Zn电极的电极反应为
D. 充电时,每生成2.24L,III室溶液质量理论上减少3.2g
【答案】D
【解析】
【分析】放电时,该装置为原电池,通入的Pt/C电极是正极,电极反应式为,Zn电极为负极,电极反应式为,充电时,Zn电极为阴极,其电极反应为,Pt/C电极为阳极,电极反应式为,据此作答。
【详解】A.放电时,该装置为原电池,通入的Pt/C电极是正极,电极反应式为,Zn电极为负极,电极反应式为,浓度增大,电离平衡正向移动,导致Ⅰ室溶液中浓度增大,故A正确;
B.放电时,III室电极反应式为,溶液的pH不断增大,故B正确;
C.充电时,Zn电极为阴极,其电极反应为,故C正确;
D.充电时,Pt/C电极为阳极,电极反应式为,每生成0.1ml氧气转移0.4ml电子,同时有0.4mlNa+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,Ⅲ室溶液质量理论上减少3.2g+0.4×23g/ml=12.4g,故充电时,每生成0.1ml氧气,Ⅲ室溶液质量理论上减少12.4g,故D错误;
答案选D。
13. 对苯二甲酸()是合成涤纶的原料,下列说法正确的是
A. 1ml对苯二甲酸与2ml可完全反应生成2ml水
B. 分子碳原子的杂化方式均为
C. 与氢气发生加成反应所得产物的分子式是
D. 对苯二甲酸的同分异构体中苯环上只有二个取代基的有5种
【答案】B
【解析】
【详解】A.酯化反应是可逆反应,故1ml对苯二甲酸与2ml不能完全反应,生成水的物质的量小于2ml,A项错误;
B.分子中苯环上及连接双键的碳原子采用sp2杂化,故碳原子的杂化方式均为,B项正确;
C.对苯二甲酸结构中能与氢气发生加成反应的是苯环部分,则与氢气发生加成反应所得产物的分子式是C8H12O4,C项错误;
D.对苯二甲酸的同分异构体,除了邻位还有间位,且取代基不是羧基的二元取代物还有 、,每种都有邻、间、对三种,D项错误;
答案选B。
14. 常温下,用浓度为的盐酸标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随[]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 约为
B. 点a:
C. 点b:
D. 水的电离程度:
【答案】D
【解析】
【分析】a点溶质为氯化钠、氨水;b点溶质为氯化钠、氯化铵、氨水;c点溶质为氯化钠、氯化铵;d点溶质为氯化钠、氯化铵、氯化氢;
【详解】A.利用a点数据计算电离常数,氨水浓度为0.1ml/L,根据电离常数表达可知,,,A正确;
B.由图可知,a点时盐酸和混合溶液的体积相同,再结合元素守恒可知,,B正确;
C.b点中,电离和水解之前有c(NH3∙H2O)=c(NH4Cl),氨水电离程度大于铵根水解程度,故c(NH3·H2O)
故选D。
二、非选择题(4道大题,共58分)
15. (三氯化六氨合钴)是一种橙黄色的晶体,溶于热水和稀盐酸中,在冷水、乙醇、浓盐酸中溶解度较小,可用于制备其他三价钴配合物。实验室制备的装置和步骤如下:
I.在三颈烧瓶中加入:3.0g、4.0g、5mL高纯水,加热溶解后加入1.5g催化剂活性炭,7mL浓氨水,搅拌,得到溶液。
II.将得到的溶液冷却至10℃,加入7mL4%的,恒温55℃,搅拌15min后冷却至2℃,抽滤,收集沉淀。
III.将沉淀转移入100mL烧杯中,用20mL、80℃的高纯水进行冲洗,再加入1mL的浓盐酸,搅拌均匀,___________,将活性炭滤出弃去。
IV.在滤液中加入3.5mL12ml/L盐酸,搅拌后用冰水浴冷却至2℃析出沉淀,之后快速抽滤,弃去滤液,用无水乙醇洗涤沉淀3次,低温烘干,得到产品1.92g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,仪器b的作用是___________。
(2)遇浓氨水生成,从平衡角度解释,步骤Ⅰ中先加,后加浓氨水的原因是___________。
(3)步骤Ⅲ中缺少的操作名称为___________。
(4)由制备的化学方程式为___________。
(5)沉淀滴定法测定制备的产品中的质量分数:
第一步:准确称取mgⅣ中的产品,配制成100mL溶液,移取25mL溶液于锥形瓶中;
第二步:滴加少量0.005ml⋅L-1溶液作为指示剂,用0.100ml⋅L-1溶液滴定至终点;
第三步:平行测定三次,消耗溶液的体积的平均值为nmL,计算晶体中的质量分数。
已知:溶解度:AgClml⋅L-1,(砖红色)ml⋅L⁻¹
①滴定至终点的现象是___________。
②制备的晶体中的质量分数是___________(列计算式)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 吸收挥发出的氨气,防止污染空气
(2)溶于水电离出会抑制的电离,防止过大产生沉淀
(3)趁热过滤 (4)
(5) ①. 滴入最后半滴溶液后,锥形瓶中出现砖红色沉淀,且半分钟内不消失 ②.
【解析】
【分析】根据题意,在氨气和氯化铵存在条件下,以活性炭为催化剂,搅拌,得到溶液,用H2O2氧化溶液来制备[C(NH3)6]Cl3 ,反应的化学方程式为,将粗产品用20mL、80℃的高纯水进行冲洗,再加入1mL的浓盐酸,搅拌均匀,趁热过滤,将活性炭滤出弃去,在滤液中加入3.5mL12ml/L盐酸,搅拌后用冰水浴冷却至2℃析出沉淀,之后快速抽滤,弃去滤液,用无水乙醇洗涤沉淀3次,低温烘干,得到产品,据此解答。
【小问1详解】
仪器a的名称为球形冷凝管,仪器b的作用是吸收挥发出的氨气,防止污染空气,答案:球形冷凝管、吸收挥发出的氨气,防止污染空气;
【小问2详解】
先加入氯化铵,增加铵根离子浓度,抑制一水合氨电离,防止c(OH⁻)过大产生C(OH)2沉淀,答案:溶于水电离出会抑制的电离,防止过大产生沉淀;
【小问3详解】
活性炭难溶于水,趁热过滤除去活性炭,减少损失,答案:趁热过滤;
【小问4详解】
由制备的化学方程式为,答案:;
【小问5详解】
向溶液中,滴加少量0.005ml⋅L-1溶液作为指示剂,用0.100ml⋅L-1溶液滴定,达到滴定终点时,多余阴离子和铬酸根离子生成砖红色沉淀,①当达到滴定终点时,滴定至终点的现象是滴入最后半滴溶液后,锥形瓶中出现砖红色沉淀,且半分钟内不消失,②由AgCl沉淀的化学式可知:反应时Ag+与Cl-物质的量之比为1:1,滴定时消耗AgNO3的物质的量为0.100ml⋅L-1×n×10-3L,则25ml溶液中Cl-物质的量为0.100ml⋅L-1×n×10-3L,25ml溶液中Cl-的质量为:35.5g/ml×0.100ml⋅L-1×n×10-3 L,则100ml溶液中Cl-的质量为:×35.5g/ml×0.100ml⋅L-1×n×10-3 L,故质量分数为,答案:。
16. 是一种良好的催化剂,可用于加氢反应。钢渣是钢铁行业的固体废弃物,含有、、FeO、和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。
已知钢渣中Ca元素质量分数为30%,在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)浸出1过程生成的“包裹”在钢渣表面形成固体膜,阻碍反应物向钢渣扩散。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是___________。
(2)为避免引入杂质离子,氧化剂A应为___________(举1例)。
(3)滤液C的溶质可循环利用,试剂B应为___________。
(4)富钒渣焙烧可生成钒钙盐,不同钒钙盐的溶解率随pH变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5,则应控制焙烧条件使该钒钙盐为___________。该焙烧反应的化学方程式是___________。
(5)在硫酸酸化条件下,可与草酸()溶液反应得到含的溶液,反应的离子方程式为___________。
(6)若Ca浸出率为80%,理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定___________kg。
【答案】(1)稀硫酸与反应形成微溶于水的覆盖在钢渣表面,阻碍反应物向钢渣扩散
(2)或氯水
(3)氨水 (4) ①. ②.
(5)
(6)264
【解析】
【分析】钢渣中含有2CaO∙SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和V2O3等,钢渣中加入稀盐酸、NH4Cl进行“浸出1”,经过滤得到富钒渣,滤液中含Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+,滤液中加入氧化剂A将Fe2+氧化成Fe3+,加入试剂B将Fe3+、Al3+转化成铁铝渣而除去,然后加入试剂B调pH,再吸收CO2“固碳”得到微细CaCO3和滤液C,富钒渣与CaCO3在空气中焙烧得焙烧产物,焙烧产物中加入稀硫酸进行“浸出2”经过滤得滤渣和滤液,滤液经系列操作得V2O5,用还原剂将V2O5还原为V2O3,据此分析解题。
【小问1详解】
该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是:稀硫酸与2CaO∙SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面,阻碍反应物向钢渣扩散;
【小问2详解】
加入氧化剂A的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,为避免引入杂质离子,氧化剂A应为H2O2或氯水;
【小问3详解】
加入试剂B的目的使Fe3+、Al3+转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,继续加入试剂B调pH,便于“固碳”时形成CaCO3,滤液C的溶质可循环利用,试剂B应为氨水;
【小问4详解】
①由图可知浸出2的pH约为2.5时,Ca2V2O7的溶解率最大,故应控制焙烧条件使钒钙盐为Ca2V2O7;
②该焙烧过程中V元素的化合价由+3价升至+5价,O2为氧化剂,根据得失电子守恒和原子守恒,该焙烧反应的化学方程式为;
【小问5详解】
在硫酸酸化条件下,溶液中含有大量,可与草酸()溶液反应得到含的溶液与二氧化碳和水,反应的离子方程式为;
【小问6详解】
钢渣中Ca元素的质量分数为30%,若Ca的浸出率为80%,理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定CO2的质量为。
17. 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续多步氢抽提和闭环脱氢反应生成。下图是分子经过1步氢抽提和闭环脱氢反应生成的反应机理:
回答下列问题:
(1)1步氢抽提和闭环脱氢反应依次通过3步基元反应实现。由生成需要历经___________步氢抽提和闭环脱氢反应,中五元环的数目为___________个;由的第一步基元反应的方程式为___________。
(2)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ⋅ml-1和298.0kJ⋅ml-1,键能为436.0kJ⋅ml-1。估算的___________kJ⋅ml-1。
(3)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)及反应的(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是___________。
(5)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是___________(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
【答案】(1) ①. 5 ②. 6 ③.
(2)+128 (3)
(4)在反应过程中,断裂和形成的化学键相同
(5)a
【解析】
【小问1详解】
分子经过1步氢抽提和闭环脱氢反应生成,即经过1步氢抽提和闭环脱氢反应物分子中减少2个H原子,则由生成需要历经步氢抽提和闭环脱氢反应;经过1步氢抽提和闭环脱氢反应物分子中减少2个H原子,分子中形成一个5元环,原分子中存在一个5元环,所以中五元环的数目为5+1=6个;由的反应机理图可知,第一步基元反应的方程式为;
【小问2详解】
由的反应机理图可知,转化为C20H18时分子断裂两个碳氢键、形成一个碳碳键和一个氢氢键,所以的2×431kJ/ml-298 kJ/ml -436 kJ/ml =+128kJ⋅ml-1;
【小问3详解】
设起始时C40H12的物质的量为1ml,,平衡时气体总物质的量为(1-α+α+α)ml=(1+α)ml,则该反应的平衡常数 ;
【小问4详解】
及在反应过程中,断裂和形成的化学键相同,相同,所以(K为平衡常数)随温度倒数两条线几乎平行;
【小问5详解】
据以上分析可知,生成的反应为吸热反应。
a.升高温度能增大生成的反应速率,升高温度平衡向生成的方向移动,的平衡转化率增大,故a符合题意;
b.增大压强能增大生成的反应速率,正反应为气体体积增大的反应,加压平衡逆向移动,的平衡转化率减小,故b不符合题意;
c.加入催化剂能增大生成的反应速率,但不能改变的平衡转化率,故c不符合题意;
故答案为:a。
18. 乙烯是一种重要的化工原料,在有机合成中有着重要作用。某同学从乙烯出发,针对有机物H设计了如图合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳___________键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)H中含氧官能团的名称为___________。
(3)I是D的同分异构体,能被催化氧化为醛类化合物,则I的可能结构有___________种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为___________。
(4)由D到E发生反应的类型是___________,E到F发生反应的类型为___________。
(5)G的结构简式为___________。
(6)已知:,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,请写出H→J转化的化学反应方程式为________。若经此路线由H合成I,存在的问题有_________(填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻
【答案】(1)π (2)羰基
(3) ①. 4 ②.
(4) ①. 消去反应 ②. 氧化反应
(5) (6) ①. +H2O ②. ab
【解析】
【分析】A为乙烯,与HBr加成反应生成B,B为溴乙烷;B与Mg在无水乙醚作用下生成C,C为;丙酮中含有羰基,与C加成反应生成D;D中含有羟基,在、加热条件下消去反应生成E;E中含有碳碳双键,在碱性条件下被高锰酸钾氧化为F;结合D→E的反应可知,F中含有2ml羟基,可以消去反应生成二烯烃,则G的结构为;G为二烯烃,与加成反应生成六元环状有机物H。
【小问1详解】
A→B为乙烯与HBr发生加成反应生成溴乙烷,因此乙烯中碳碳双键的π键断裂。
【小问2详解】
根据H的结构可知,含氧官能团的名称为羰基。
【小问3详解】
I是D的同分异构体,能被催化氧化生成醛类化合物,说明I中与羟基相连的碳原子上含有2个氢原子,则符合条件的结构为、、、,共4种;其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为。
【小问4详解】
根据分析,由D到E发生反应的类型为消去反应;E到F发生反应的类型为氧化反应。
【小问5详解】
根据分析,G的结构简式为。
【小问6详解】
根据已知反应信息,中上侧的羰基与下侧的甲基形成碳碳双键,得到I();中下侧的羰基与上侧的甲基形成碳碳双键得到α,β-不饱和酮J,则J的结构为,化学方程式为+H2O。经此路线由H合成I,反应条件为碱性环境并加热,反应条件相对温和,但同时产生两种同分异构体I与J,导致原子利用率低,同时两种产物难以分离等问题,答案选ab。
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
向NaCl、NaBr的混合稀溶液中滴入少量稀溶液
有浅黄色沉淀生成
B
已知呈红棕色,往溶液中通入
溶液先变红棕色,后逐渐变为浅绿色
与反应生成的速率比发生氧化还原反应的速率快,但氧化还原反应的平衡常数更大
C
将脱脂棉放入试管中,加入浓硫酸后搅拌成糊状,微热,加入新制氢氧化铜悬浊液
有砖红色沉淀生成
蔗糖水解产物中有葡萄糖
D
甲乙两支试管中各加入2mL5%,甲试管中滴加3滴1ml/L溶液,乙试管中滴加3滴1ml/L溶液
乙试管产生气泡较快
说明催化活性
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
7.2
3.5
12.4
沉淀完全的pH
2.9
8.2
5.1
13.8
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