浙江省2025年秋季高三上开学摸底考试模拟卷化学试题(解析版)
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这是一份浙江省2025年秋季高三上开学摸底考试模拟卷化学试题(解析版),共22页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,测试范围,结构决定性质,性质决定用途,下列离子方程式不正确的是等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:选考要求内容。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Na-23 Fe-56 Cu-64 Pd-106
浙江试题
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列物质中不属于天然有机高分子的是( )
A.纤维素 B.蛋白质 C.核糖 D.杜仲胶(顺式聚异戊二烯)
【答案】C
【解析】纤维素、蛋白质、杜仲胶(顺式聚异戊二烯)均于有机高分子,核糖是含有5个碳原子的单糖,不属于高分子;故选C。
2.下列关于[Cu(NH3)4]SO4·H2O的说法正确的是( )
A.可用作电镀铜时的电解液 B.易溶于乙醇
C.能与硫化钠溶液大量共存 D.呈浅蓝色
【答案】A
【解析】A项,铜氨离子可以缓慢产生Cu2+,电镀效果更好(来自教材),A正确;B项,该物质是铜氨溶液中加乙醇析出的,所以不易溶于乙醇,B错误;C项,会转化为溶解度很小的CuS,C错误;D项,[Cu(NH3)4]SO4·H2O呈深蓝色,D错误;故选A。
3.下列表示不正确的是( )
A.的电子式:
B.基态O原子的轨道表示式:
C.甲烷的空间填充模型:
D.(CH3)2CHCH2CH(C2H5)CH3的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
【答案】D
【解析】A项,MgCl2是离子化合物,阳离子是Mg2+,阴离子是两个Cl-,电子式为,故A正确;B项,O是8号元素,根据构造原理可知其基态原子核外电子排布式是1s22s22p4,则基态O原子的轨道表示式:,故B正确;C项,甲烷的分子式为CH4,其空间填充模型为,故C正确;D项,主链选择错误,应选取最长碳链(6个C)为主链,编号从靠近支链一端开始,名称为2,4-二甲基己烷,故D错误;故选D。
4.下列实验操作或事故处理方法正确的是( )
A.蒸馏实验中,先在铁架台上固定蒸馏烧瓶,再安装温度计,连接冷凝管、接收器,最后在铁架台上放置酒精灯、石棉网
B.制备乙酸乙酯时,先加浓硫酸,再将乙醇沿着玻璃棒缓慢注入浓硫酸中并不断搅拌,最后加乙酸
C.实验中轻微烫伤或烧伤时,先用大量冷水冲洗,如果有水泡要挑破,然后涂上烫伤药膏
D.金属钠切割后的碎屑不可以随便丢弃,要放回原试剂瓶保存
【答案】D
【解析】A项,仪器的连接从下到上,从左到右,先在铁架台上放置酒精灯、石棉网,再在铁架台上固定蒸馏烧瓶,再安装温度计,连接冷凝管、接收器,A错误;B项,浓硫酸密度大于乙醇,且溶解放热,制备乙酸乙酯时,先加乙醇,再将浓硫酸沿着玻璃棒缓慢注入乙醇中并不断搅拌,最后加乙酸,B错误;C项,轻微烫伤或烧伤时,可以先用洁净的冷水处理,然后涂上药膏,若有水泡,尽量不要弄破,防止感染,C错误;D项,钠、钾活泼性强,会与氧气、水反应,未用完的钠、钾等若随便丢弃容易引起火灾,可放回原试剂瓶,D正确;故选D。
5.年关将至,Flawless成员准备对房间进行大扫除,下列说法正确的是( )
A.准备清理厕所时,可以将84消毒液和洁厕灵混合使用来提高效率
B.清理厨房油污时,可以使用热的碳酸钠溶液
C.整理书柜时发现,一些书籍发生了变黄的现象,这是由于阳光照射引发的还原反应
D.在一些地方有贴灶王爷的习俗,可以使用加热的面糊进行粘贴,该过程中没有发生化学反应
【答案】B
【解析】A项,洁厕灵的主要成分是盐酸,84消毒液的主要成分是次氯酸钠,二者反应生成有毒气体氯气,所以不能混合使用,A错误;B项,碳酸钠水解显碱性,加热促进盐类的水解,增强碱性,油污在碱性条件下可以发生水解反应,所以可以使用热的碳酸钠溶液去油污,B正确;C项,纸张变黄是因为纸张中纤维素被氧化,发生氧化反应,C错误;D项,加热面糊粘贴灶王爷时,淀粉糊化(物理变化)和可能的焦化(化学变化)都会发生,并非“没有化学反应”,D错误;故选B。
6.元素X、Y、Z、M是四种短周期主族元素,原子序数依次增大,Y与X同周期、与Z同主族,X是非金属元素且其第一电离能大于同周期相邻元素,基态Z原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1,下列说法不正确的是( )
A.简单阴离子的半径:Z>M>X>Y
B.最简单氢化物的沸点:Y<X
C.碱性:XH3>X2H4
D.化合物中离子键成分的百分数: Na2Y>MgZ
【答案】B
【解析】Z的价层电子排布式为3s23p4,故Z为S,M为Cl,X为非金属元素且根据第一电离能特征,可推出X为N,Y与Z同主族,为O;综上有X、Y、Z、M分别是N、O、S、Cl。A项,电子层数越多,半径越大,层数相同,核电荷越多,半径越小,阴离子半径:S2->Cl->N3->O2-,A正确;B项,水的氢键数目多于氨,故氨的沸点小于水,B错误;C项,因-NH2的吸引使氮上电子密度下降,故碱性:NH3>N2H4,C正确;D项,金属性:Mg<Na,非金属性:S<O,故Na2O中离子键百分数大于MgS,D正确;故选B。
7.结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释不正确的是( )
【答案】A
【解析】A项,热空气吹出法用于海水提溴是利用溴单质沸点低,具有挥发性,A项错误;B项,SO2属于酸性氧化物,水溶液呈酸性,故将SO2通入紫色石蕊溶液变红,B项正确;C项,冰晶体中水分子间形成氢键,氢键具有饱和性和方向性,空间利用率相对较低,使冰的密度小于干冰,C项正确;D项,二者相对分子质量相同,N2为非极性分子,CO为极性分子,CO范德华力大于N2,故N2沸点低于CO,D项正确;故选A。
8.下列离子方程式不正确的是( )
A.Cl2通入热的NaOH溶液:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO-+3H2O
B.向FeCl3溶液中滴加1滴KSCN溶液时主要发生反应:Fe.3++SCN- [Fe(SCN)]2+
C.惰性电极电解ZnSO4溶液获取Zn,其阴极的电极反应式:Zn2++2e-=Zn
D.乙醛与新制银氨溶液反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COONH4+2Ag↓ +3NH3↑+H2O
【答案】D
【解析】A项,Cl2通入热的NaOH溶液生成氯化钠、氯酸钠、水,反应的离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO-+3H2O,故A正确;B项,向FeCl3溶液中滴加1滴KSCN溶液,KSCN量不足,主要发生反应:Fe.3++SCN- [Fe(SCN)]2+,故B正确;C项,惰性电极电解ZnSO4溶液获取Zn,Zn2+在阴极发生还原反应生成Zn,其阴极的电极反应式:ZnSO4溶液获取Zn,故C正确;D项,乙醛与新制银氨溶液反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++2Ag↓ +3NH3↑+H2O,故D错误;故选D。
9.化合物X是一种抗抑郁药物的主要成分,结构简式如图。下列相关表述错误的是( )
A.分子式为C24H31NO3
B.含有3种官能团和1个手性碳原子
C.消去反应的产物有2种(不考虑立体异构)
D.1 ml X最多可与7mlH2发生加成反应
【答案】D
【解析】A项,该有机物的分子式为C24H31NO3,A正确;B项,含有酯基、羟基、氨基3种官能团和1个手性碳原子,B正确;C项,消去反应的产物有2种(不考虑立体异构),和C正确;D项,含有2个苯环,1mlX最多可与6mlH2发生加成反应,D错误;故选D。
10.某兴趣小组提取玫瑰精油的实验流程如图所示,下列说法不正确的是( )
已知:玫瑰油中成分有的难溶于水,有的可溶于水;溶于水的成分在无机盐溶液中溶解度小。
A.蒸馏时可能会用到直形冷凝管、温度计、蒸馏烧瓶等玻璃仪器
B.从油水混合物中得到油层可直接分液操作
C.为了提高玫瑰油的产率,需要将玫瑰花瓣捣碎
D.系列操作包括加无水硫酸钠固体干燥、过滤、蒸馏
【答案】B
【解析】A项,蒸馏提纯时,需要用到的玻璃仪器除了酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、牛角管、锥形瓶,直形冷凝管,A正确;B项,因玫瑰油中成分有的难溶于水,有的可溶于水,可知还有一部分溶于水中,可加无机盐让其析出,再分液,B错误;C项,将玫瑰花瓣捣碎增加接触面积,可提高玫瑰油的产率,C正确;D项,加饱和无机盐溶液洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压蒸馏得到产品,D正确;故选B。
11.下列说法正确的是( )
A.可燃物的燃烧均为放热熵增的过程,故能自发进行
B.某反应的正反应活化能小于逆反应活化能,则该反应ΔH>0
C.对于反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2O(g),当混合气体的平均摩尔质量保持不变,则一定处于化学平衡状态
D.升高温度平衡向吸热方向移动,原因是吸热方向反应物分子中活化分子的百分数增大,放热方向减小
【答案】C
【解析】A项,可燃物的燃烧通常都是放热反应,但熵变并不总是增加,熵的变化取决于具体的反应物和生成物,如2H2(g)+O2(g)2H2O(g)为熵减的反应,A错误;B项,反应的ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,某反应的正反应活化能小于逆反应活化能,则该反应ΔH<0,B错误;C项,对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2O(g),反应过程中H2O转化为等物质的量的CO和H2,假设投入1mlH2O,生成CO和H2的物质的量均为xml,则混合气体的平均摩尔质量为,反应过程中混合气体的平均摩尔质量发生变化,当混合气体的平均摩尔质量保持不变,则一定处于化学平衡状态,C正确;D项,升高温度平衡向吸热方向移动,原因是吸热方向反应物分子中活化分子的百分数增大,放热方向也增大,但吸热方向活化分子百分数增大的幅度大于放热方向,D错误;故选C。
12.一种Zn-CO2离子液体电池可以在供电的同时将CO2转化为CH4,电解质为离子液体[EMIM]+[BF4]-及少量水,其中的[EMIM]+是一种季铵离子,在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后,碳纳米管表面可检测出有ZnCO3生成。
下列说法正确的是( )
A.a电极为负极,[EMIM]+在该电极上被氧化
B.b电极反应式为:5CO2+2H2O+8e-=4CO32-+CH4
C.[EMIM]+是电池中唯一的质子源
D.[EMIM]+作为电池促进剂的原理是通过生成[ZnNHC]2+增加电荷浓度,从而增强了离子电流强度
【答案】B
【解析】碳纳米管通入二氧化碳,生成甲烷和ZnCO3,发生还原反应,得到电子,是正极,电极反应:5CO2+2H2O+8e-=4CO32-+CH4;则锌为负极,锌失电子,发生氧化反应。A项,a电极为负极,锌被氧化,A错误;B项,b电极反应式为:5CO2+2H2O+8e-=4CO32-+CH4,B正确;C项,根据左图可知,水也是质子源,C错误;D项,根据左图可知,2个[EMIM]+生成1个[ZnNHC]2+,没有增加电荷的浓度,D错误;故选B。
13.化合物是一种第四周期金属元素M的氧化物,其晶胞类型I在1000℃高温下煅烧时会转换成类型II(晶胞棱夹角均为),两种晶胞的体积比。下列说法正确的是( )
A.化合物W的类型I与类型II化学式不相同
B.类型I与类型II均为分子晶体
C.类型I与类型II的晶体密度之比为64:65
D.两种类型中的所有原子均有d轨道参与成键
【答案】C
【解析】A项,类型I中,O原子个数为:,M原子个数为:,化学式为:MO2;类型II中,O原子个数为:,M的个数为:,化学式为:MO2,故类型I与类型II化学式相同,A错误;B项,类型I与类型II均为离子晶体,B错误;C项,两种晶胞的体积比,根据A分析,两种晶胞的质量比为2:1,故密度比为:64:65,C正确;D项,两种类型中的O原子未用d轨道参与成键,D错误;故选C。
14.某研究小组以Na+作模板按以下路线制备高效相转移催化剂15-冠-5(部分反应条件及试剂已简化):
下列说法正确的是( )
A.化合物A与15-冠-5是同系物
B.A→E过程中,H+和OH-都是催化剂
C.1个D分子中有4个手性碳原子
D.利用上述流程的原理,改用KOH可以制备18-冠-6()
【答案】D
【解析】A项,化合物A属于环醚,而15-冠-5属于冠醚,它们官能团的种类相同,但数目不相同,分子组成上也不是相差若干个“CH2”,不是同系物,A不正确;B项,A→B、B→C时,H+作催化剂,但D→E时,NaOH与C、D反应生成的HCl反应,从而促进反应的正向进行,所以OH-不是催化剂,B不正确;C项,D分子的结构简式为ClCH2CH2OCH2CH2Cl,不存在连接4个不同原子或原子团的碳原子,则D分子中没有手性碳原子,C不正确;D项,15-冠-5适配Na+,18-冠-6适配K+,利用上述流程的原理,若改用KOH,可以制备18-冠-6(),D正确;故选D。
15.25℃时,H2C2O4的电离常数Ka1=5.6×10-2,Ka2=1.5×10-4;Ksp(FeC2O4)= 2.1×10-7。下列描述不正确的是( )
A.C2O42-+H2OHC2O4-+OH- K≈6.7×10-11
B.C2O42-+H2C2O42HC2O4-- K≈3.7×102
C.H2C2O4+Fe2+FeC2O4(s)+2H+ K=40
D.0.1ml/L H2C2O4溶液
【答案】D
【解析】A项,根据方程式:C2O42-+H2OHC2O4-+OH-,则,A项正确;B项,根据方程式:C2O42-+H2C2O42HC2O4--,则,B项正确;C项,根据方程式:H2C2O4+Fe2+FeC2O4(s)+2H+,则,C项正确;D项,H2C2O4的电离常数Ka1=5.6×10-2远大于Ka2=1.5×10-4,则只考虑第一步电离,则,解得,D项错误;故选D。
16.硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O中铜含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是( )
A.步骤I,H+和NH3反应破坏了[Cu(NH3)4]2+稳定性,从而释放出Cu2+
B.步骤II,需过量,以确保完全还原为
C.步骤III,当溶液变为浅黄色时再滴入淀粉溶液作为指示剂
D.计算Cu元素含量必须需要的数据有:[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的质量、KI固体的质量、滴定时消耗Na2S2O3标准溶液的浓度和体积
【答案】D
【解析】硫酸四氨合铜晶体加入稀硫酸溶解,加入碘化钾将铜离子还原为碘化亚铜,碘离子被氧化生成碘单质,用硫代硫酸钠溶液滴定碘单质,从而计算Cu元素含量。A项,[Cu(NH3)4]2+中存在[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3,用稀硫酸溶解该配合物时,H⁺与NH3发生中和反应,破坏了[Cu(NH3)4]2+中Cu–NH3配位键的稳定性,释放出Cu²⁺,A正确;B项,滴加KI固体时通常需要过量KI,以确保生成CuI和I₂的反应得以进行完全,B正确;C项,用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘时,应在溶液呈浅黄色、碘浓度已降低时才加入淀粉指示剂,否则淀粉—碘形成的深蓝色不易消退,C正确;D项,计算晶体中Cu元素含量所需的关键数据是晶体质量以及滴定过程中所用Na2S2O3溶液的浓度和体积,通过硫代硫酸钠与碘的摩尔关系再推算出Cu的含量。KI的加入量只需保证足量即可,实验无需精确测定KI的质量,D错误;故选D。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(16分)氯是生命活动中不可或缺的元素。请回答:
(1)关于ⅦA族元素原子结构与性质的描述,下列说法正确的是_______。
A.基态原子的电子占据的最高能级的轨道形状是球形
B.电子排布为[Ne]3s13p6的Cl-原子电子跃迁时,由光谱仪可能捕捉到发射光谱
C.Br的半径大于Br-的半径
D.I元素的原子序数为53
(2)某含有结晶水的化合物的晶胞如图。
①化学式是 。
②将该化合物配成0.5 ml·L-1的水溶液,然后取于试管中将其加热,实验现象是 (从平衡移动角度考虑)。
(3)已知常压下NH4Cl的分解温度为337℃,NH4Br的分解温度为452℃,从化学键角度分析两者分解温度差异的原因 。
(4)Cl2O是高效安全消毒灭菌剂,某兴趣小组设计了两种制备Cl2O的方法:
I.用新制的HgO和Cl2反应。
已知:
i. HgO+2Cl2=Hg+Cl2O,副反应:2HgO+2Cl2=2HgCl2+O2
ⅱ.常压下,Cl2沸点-34.0℃,熔点-101.0℃;Cl2O沸点2.0℃,熔点-120.6℃;沸点-183℃,熔点-218℃。
ⅲ. Cl2O在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
Ⅱ.将Cl2通入过量潮湿的Na2CO3。
①方法I,所得物质的成分是 。将纯化后的Cl2O产品气化,通入水中得到高纯度Cl2O的浓溶液,于阴凉暗处贮存。当需要Cl2O时,可将Cl2O浓溶液用CCl4 (操作名称),得到的混合液再经过 (操作名称),可重新得到Cl2O。
②写出方法Ⅱ中的化学反应方程式 。
③ClO2也是一种高效安全消毒灭菌剂。现有一瓶气体,可能是ClO2或Cl2O。已知或Cl2O都可完全分解,产物都是Cl2和O2。请设计实验通过分解产物来确定气体是哪种化合物 。
【答案】(1)BD(2分)
(2)CuCl2·2H2O(2分) 溶液由蓝色变为(黄)绿色(2分)
(3) Cl原子半径小,H-Cl键能大,NH4Cl分解温度低(2分)
(4)Cl2O、Cl2 (2分) 萃取,分液(1分) 气化(加热、蒸馏) (1分)
2Na2CO3+2Cl2+2H2O=2NaHCO3+Cl2O↑+2NaCl(2分)
2Cl2O=2Cl2+O2、2Cl2O=Cl2+2O2,取一定体积的气体在一定条件下使其完全分解,然后向分解产物中加入足量氢氧化钠溶液,剩余体积的是Cl2O,剩余体积的是ClO2(2分)
【解析】(1)A项,基态F原子的电子占据的最高能级为2p能级,轨道形状是哑铃形,而不是球形,A错误; B项,电子排布为[Ne]3s13p6的Cl原子,当电子从高能级跃迁到低能级时,会释放能量,由光谱仪可能捕捉到发射光谱, B正确;C项,对于同一种元素来说,其原子半径小于阴离子半径,故Br的半径小于Br-的半径,C错误; D项,I元素位于第五周期ⅦA族,原子序数为53,D正确;故选BD。
(2)①根据晶胞结构,顶点上的Cu原子被8个晶胞共用,面上的Cu原子被2个晶胞共用。晶胞中Cu原子位于8个顶点和2个面心,利用均摊法,Cu原子个数为。Cl原子位于晶胞内部和面上,晶胞内部的全部属于该晶胞,面上的Cl原子被2个晶胞共用,Cl原子个数为。H2O分子位于棱上和面上,棱上的分子被4个晶胞共用,面上的分子被2个晶胞共用,H2O分子个数为。,所以该含有结晶水化合物的化学式是CuCl2·2H2O。②在CuCl2水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O。[Cu(H2O)4]2+(水合铜离子)在溶液中呈蓝色 ,[CuCl4]2-在溶液中呈 (黄) 绿色 。加热过程中,水会不断挥发,平衡正向移动,随着平衡正向移动,[Cu(H2O)4]2+不断转化为[CuCl4]2- ,[Cu(H2O)4]2+浓度逐渐减小,[CuCl4]2-浓度逐渐增大,所以溶液颜色由蓝色逐渐变为 (黄) 绿色。
(3)卤化铵的分解过程是质子传递反应,其热稳定性与对应的卤化氢(HX)的稳定性直接相关。HX 越稳定,对应的铵盐越容易分解。Cl原子半径小,H-Cl键能大于H-Br键能,说明HCl稳定性更强,对应的铵盐NH4Cl更容易分解,所以NH4Cl的分解温度比NH4Br分解温度低。
(4)①由制备流程可知,HgO和Cl2在18~25℃反应生成Cl2O等气体,因Cl2沸点-34.0℃,Cl2O沸点2.0℃,O2沸点-183℃,在−80~-60℃充分冷却时,Cl2和Cl2O会被冷凝,所以物质A的成分是Cl2O、Cl2。已知Cl2O在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度,要从Cl2O浓溶液中得到Cl2O,先利用萃取剂(如CCl4)萃取Cl2O,然后进行分液得到含Cl2O的有机层,最后通过气化(加热、蒸馏 )使Cl2O从有机层中分离出来。所以操作名称依次为萃取,分液;气化(加热、蒸馏)。②方法Ⅱ将Cl2通入过量潮湿的Na2CO3制备Cl2O,根据原子守恒和得失电子守恒,反应的化学方程式为2Na2CO3+2Cl2+2H2O=2NaHCO3+Cl2O↑+2NaCl。③已知ClO2或Cl2O都可完全分解,产物都是Cl2和O2,方程式分别为2Cl2O=2Cl2+O2、2Cl2O=Cl2+2O2,由此可知ClO2分解产生的Cl2和O2体积比为1:2,Cl2O分解产生的Cl2和O2体积比2:1。设计实验通过分解产物来确定气体X是哪种化合物,可取一定体积的气体在一定条件下使其完全分解,然后向分解产物中加入足量氢氧化钠溶液,由于Cl2能与氢氧化钠溶液反应,O2不与氢氧化钠溶液反应,所以剩余体积的是Cl2O,剩余体积的是ClO2。
18.(12分)以CO2为碳源催化加氢合成甲醇,有利于降低碳的排放,实现“碳中和”。
已知:I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.8kJ·ml−1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
请回答:
(1)①物质的标准生成焓是指在一定温度下,由元素最稳定的单质生成纯物质时的焓变。下表是几种物质在时的标准生成焓:
则x= 。
②反应的自由能变化量:ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔG<0时反应自发,反应Ⅱ的随温度变化如图所示。则反应Ⅱ的 0(填“>”、“(2分)
(2) = 1 \* GB3 ①AC(2分)
②反应I为放热反应,升高温度平衡逆向移动;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度平衡正向移动;275℃后,反应Ⅱ正向移动的程度比反应I逆向移动的程度大,因此CO2的平衡转化率随温度升高而增大(2分)
③0.007(2分)
④(2分)
【解析】(1)①根据题意可知,由单质生成CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式分别为:
i)
ii)
iii)
根据盖斯定律可知反应I可由反应ii)+ iii)-i)得到,故,解得;②ΔG=ΔH-TΔS,根据图像可知其他条件不变时,ΔG为以温度为变量的一次函数,且该函数的斜率小于零,因此ΔS>0;(2)①A项,温度不变,缩小容器的体积,体系中各气体的浓度均增大,反应I正向移动,达到新平衡后,CO2浓度变大,A项正确;B项,升高温度,反应速率增大,但反应I平衡逆向移动,CH3OH的平衡产率减小,B项错误;C项,使用合适的催化剂,可以加快反应速率,在相同时间内可提高CH3OH的产量,C项正确;D项,当反应达到平衡时,各物质的物质的量不再发生变化,故不能确定当n(CO2)=n(H2O)时,反应达到平衡,D项错误;故选AC;②275℃后,继续升高温度,对反应II的影响大于反应I,而反应II为吸热反应,温度升高,反应II平衡正向移动,因此CO2的平衡转化率随温度升高而增大;③由图像可知,225℃时,CO2的平衡转化率为25%,CH3OH的选择性为80%,设反应I中CO2的转化量为x ml,设反应II中CO2的转化量为y ml,根据题意列三段式有:
则, ,解得,;反应Ⅱ为等体积反应,故反应Ⅱ的平衡常数;④其他条件相同,若将反应物充入恒压(3MPa)容器中发生反应,压强较原来降低,反应II平衡不移动,反应I平衡逆向移动,因此相同温度下,CO2的平衡转化率小于5MPa时的平衡转化率,故CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为:。
19.(12分)甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型的铁营养强化剂。实验室制备甘氨酸亚铁部分装置如下图(夹持和加热、搅拌仪器已省略)。
已知:
i.柠檬酸易溶于水和乙醇,有弱酸性和还原性。
ii.(H2NCH2COO)2Fe易溶于水,难溶于乙醇。
iii.H2通入PdCl2溶液中的反应:H2+ PdCl2=Pd↓(黑色)+2HCl
实验步骤:
Ⅰ.关闭活塞K2,打开活塞K3和K1,加入适量稀硫酸(铁屑足量),当出现____________现象后关闭活塞K1。
Ⅱ.____________,磁力搅拌器不断搅拌,B中生成FeCO3沉淀。
Ⅲ.在50℃恒温条件下继续磁力搅拌,然后向B中滴加甘氨酸和柠檬酸溶液,调节溶液pH至5.5左右,使反应物充分反应。
Ⅳ.反应完成后,向B的反应混合物中加入无水乙醇,生成白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤得到粗产品,将粗产品纯化后得精品。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称为 。
(2)步骤Ⅰ中横线处的现象是 。
(3)下列说法正确的是____________。
A.步骤Ⅰ中的铁屑可以改为铁粉,从而加快反应速率
B.步骤Ⅱ横线处操作为:关闭K3,打开K2,将A中溶液压入到B中
C.步骤Ⅲ可以用水浴加热
D.步骤Ⅳ中洗涤剂可以用冰水
(4)写出B中生成甘氨酸亚铁的化学方程式 。
(5)步骤Ⅲ中加入少量柠檬酸的一个作用是能调节溶液促进FeCO3溶解,另一个作用是 。
(6)已知甘氨酸亚铁的结构为:,请分析,等浓度(H2NCH2COO)2Fe溶液导电能力远弱于FeCl2溶液的原因 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗(2分)
(2)C中出现大量黑色沉淀(2分)
(3)BC(2分)
(4)2H2NCH2COOH+FeCO3→(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O(2分)
(5)防止二价铁被氧化(2分)
(6)甘氨酸亚铁的结构中存在配位键,使得它在水中难以完全解离成离子,其溶液中自由移动的离子的浓度比FeCl2溶液中的离子浓度小的多(2分)
【解析】二价铁易被氧化,为制备甘氨酸亚铁,需先利用A中稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置中的空气排空(关闭K2,打开K3和K1),当C中出现大量黑色沉淀时,证明装置中的空气已排空,关闭K3并打开K2,A中的硫酸亚铁溶液被氢气压入B中,在B中亚铁离子和HCO3-反应生成FeCO3沉淀、水、二氧化碳,然后加入甘氨酸和柠檬酸溶液,B中发生反应:2H2NCH2COOH+FeCO3→(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O,反应完成后,向B的反应混合物中加入无水乙醇使(H2NCH2COO)2Fe析出,经过滤、洗涤得到粗产品,将粗产品纯化后得(H2NCH2COO)2Fe精品。
(1)仪器b为恒压滴液漏斗。
(2)结合分析知,步骤Ⅰ的目的是利用A中产生的氢气将整体装置中的空气排空,结合已知信息iii知,当C中出现大量黑色沉淀(Pd)时,即可关闭活塞K1。
(3)A项,铁粉表面积大,与硫酸反应速率过快,反应不易控制,可能导致反应过于剧烈,而铁屑与硫酸反应速率适中,A错误;B项,步骤Ⅱ的目的是利用A中产生的氢气将A中的硫酸亚铁溶液压入B中,则横线处操作为:关闭K3,打开K2,将A中溶液压入到B中,B正确;C项,步骤Ⅲ在50℃恒温条件下进行,水的沸点为100℃,故可以用水浴加热,C正确;D项,已知信息中提到(H2NCH2COO)2Fe易溶于水,则步骤Ⅳ中的洗涤剂不能是冰水,D错误;故选BC。
(4)B中甘氨酸和碳酸亚铁反应生成甘氨酸亚铁,反应的化学方程式:2H2NCH2COOH+FeCO3→(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O。
(5)已知信息中提到柠檬酸具有酸性和还原性,则柠檬酸的另一个作用是作还原剂,防止二价铁被氧化。
(6)甘氨酸亚铁的结构中存在配位键,使得它在水中难以完全解离成离子,故其溶液中自由移动的离子的浓度比FeCl2溶液中的离子浓度小的多,等浓度(H2NCH2COO)2Fe溶液导电能力远弱于FeCl2溶液。
20.(12分)某研究小组按下列路线合成抗帕金森病药物罗匹尼罗:
已知:R-Cl+X-→R-X+Cl-(X=OH-、CN-、CH3O-)
请回答:
(1)下列说法不正确的是 。
A.A→B的反应所需试剂为浓硝酸、浓硫酸 B.B→C、E→F的反应均为取代反应
C.罗匹尼罗的分子式是C16H22N2O D.罗匹尼罗可制成盐酸盐,增强水溶性
(2) 化合物A的官能团名称是 ;化合物M的结构简式是 。
(3)补充完整F→G的化学方程式:
+CCl3CHO+NH3OH•HCl→+ 。
(4)设计从甲苯合成A的路线(用流程图表示,注明反应条件,无机试剂任选) 。
(5)帕金森病与多巴胺()有关,写出多巴胺同时符合下列条件的同分异构体的结构简式 。
①1H→NMR谱和IR谱检测表明:
分子中不同化学环境的氢原子个数比为1∶2∶2∶6,有羧基和碳碳双键。
②分子中含一个六元环。
【答案】(1)BC(2分)
(2) 羧基、碳氯键(1分) (1分)
(3) (1分) 4HCl(1分)
(4) (3分)
(5)、、(3分)
【解析】根据B的分子式,结合A的结构简式,由D逆推,可知B是;和SOCl2反应生成C,根据C的分子式可知,C是;C和M反应生成D,由C和D的结构简式可知M是;D被还原为E,根据E的分子式可知E是;E中硝基被还原为氨基,F是。
(1)A项,A→B苯环上引入硝基,发生硝化反应,反应所需试剂为浓硝酸、浓硫酸,故A正确;B项,B→C是B中羟基被Cl原子代替、E→F是E中的硝基被还原为氨基,B→C是取代反应、E→F是还原反应,故B错误;C项,根据罗匹尼罗的结构简式,可知分子式是C16H24N2O,故C错误;D项,罗匹尼罗中N原子可与通过配位键与H+结合,可制成盐酸盐,增强水溶性,故D正确;选BC。
(2)化合物A为,其官能团名称为羧基、碳氯键;C是;C和M反应生成D,由C和D的结构简式可知M是;(3)根据以上分析,F是,和CCl3CHO+NH3OH•HCl反应生成和HCl, F→G的化学方程式:+CCl3CHO+NH3OH•HCl→+4HCl。(4)甲苯和氯气在Fe作用下生成,在光照条件下和氯气反应生成,根据题目信息,和CN-反应生成,再水解为,合成A的路线为。(5)①1H→NMR谱和IR谱检测表明:分子中不同化学环境的氢原子个数比为1∶2∶2∶6,有羧基和碳碳双键,说明分子中含有2个甲基且结构对称;②分子中含一个六元环。符合条件的的同分异构有、、。
选项
事实
解释
A
热空气吹出法用于海水提溴
溴单质沸点低,受热易分解
B
SO2通入紫色石蕊溶液变红
SO2属于酸性氧化物,水溶液呈酸性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
沸点:N2低于CO
N2为非极性分子,为极性分子
物质
CO2(g)
H2(g)
CH3OH(g)
H2O(g)
0
x
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