四川省内江市威远中学2026届高三上学期期中考试化学试卷(Word版附解析)
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注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、O-16、Si-28、Br-80
第Ⅰ卷(选择题 共 42 分)
一、选择题(本题共 14 个小题,每小题 3 分,共 42 分。在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题意。)
1. 化学材料与生活息息相关,下列说法正确的是
A. 是常用的干燥剂,可用作食品干燥
B. 具有导电性,所以可以用于制作光导纤维
C. 大型天线所使用的碳纤维是一种有机高分子材料
D. 用过碳酸钠( )漂白衣物,是利用其具有强氧化性
【答案】D
【解析】
【详解】A.P2O5 是酸性氧化物,吸水生成磷酸或偏磷酸,酸有腐蚀性,而偏磷酸有毒,因此不可用作食品
干燥剂,A 错误;
B. 可以用于制作光导纤维,但 没有导电性,B 错误;
C.碳纤维不是有机高分子材料,碳纤维是无机材料,C 错误;
D.过碳酸钠含有过氧键,具有强氧化性,可漂白衣物,D 正确;
故选 D。
2. 下列方程式与所给事实相符的是
A. 用食醋处理水垢中的 :
B. 溶液和 溶液混合:
C. 过量铁粉与稀硝酸反应:
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D. 向 溶液中滴加 溶液:
【答案】B
【解析】
【 详 解 】 A. 食 醋 中 的 醋 酸 是 弱 酸 , 和 氢 氧 化 镁 生 成 醋 酸 镁 和 水 ,
,A 错误;
B. 溶液和 溶液混合,发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,B 正确;
C.过量铁粉与稀硝酸反应时,反应生成亚铁离子和 NO、水, ,
C 错误;
D. 溶液中滴加 溶液,铵根离子和氢氧根离子为 2:2 比例反应,
,D 错误;
故选 B。
3. 槐角苷是一种从槐花中分离得到的异黄酮糖苷,具有抗炎、抗癌和免疫抑制作用,其结构如图所示。下
列有关该化合物的说法错误的是
A. 分子中含有 5 个手性碳原子 B. 分子中有 6 个碳原子采取 sp3 杂化
C. 1 ml 槐角苷最多能与 7 ml H2 发生加成反应 D. 该化合物能发生缩聚反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子。该分子右侧糖环(吡喃糖环)中 5 个碳
均连有不同基团,因此该物质分子中含 5 个手性碳原子,A 正确;
B.饱和碳原子采用 sp3 杂化,苯环以及形成双键的碳原子采用 sp2 杂化。根据槐角苷分子结构可知:该物
质分子中糖环上 5 个碳原子及-CH2OH 中的碳原子都是饱和碳原子,因此共有 6 个碳原子采用 sp3 杂化,B
正确;
C.该物质分子中含有的苯环、碳碳双键、羰基都可以与 H2 发生加成反应。1 个苯环能够与 3 个 H2 发生加
成反应;1 个羰基或 1 个碳碳双键都能够与 1 个 H2 发生加成反应。该物质分子中含有 2 个苯环、1 个羰基、
1 个碳碳双键。则能够与 1 ml 槐角苷发生加成反应的 H2 的物质的量为 3 ml×2+1 ml+1 ml=8 ml,C 错
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误;
D.该化合物分子中含有多个羟基,可以发生分子间脱水生成聚醚,属于缩聚反应,D 正确;
故合理选项是 C。
4. 氨是一种重要的化工原料,根据下图转化判断下列有关表述正确的是
A. 浓硝酸见光易分解且易挥发,应用棕色试剂瓶盛放且用橡胶塞密封
B. 戊与丁反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2
C. 实验室可以用 Ca(OH)2 溶液鉴别 Na2CO3 或 NaHCO3 溶液
D. 向饱和食盐水中依次通入过量的 CO2 和 NH3,然后过滤可得乙
【答案】B
【解析】
【分析】根据转化关系分析: 与 HCl 反应生成 ,甲为 ;利用侯氏制碱法,向饱和食
盐水中依次通入 、 生成物质乙 ; 分解生成 ; 与 催化氧化生
成 NO 和 ,NO 会与 反应生成化合物戊 ,故丙为 NO,丁为 。
【详解】A.浓硝酸见光易分解,需用棕色试剂瓶盛放,浓硝酸具有强氧化性,会腐蚀橡胶塞,应使用玻璃
塞,A 错误;
B.戊与丁反应为 ,其中 1 ml 作氧化剂,2 ml 作还原剂,氧化剂
与还原剂物质 量之比为 1:2,B 正确;
C. 与 反应生成 沉淀 ,
与 反应也生成 沉淀,无法鉴别,C 错误;
D.侯氏制碱法中,饱和食盐水应先通 以增大 溶解度,再通 ,若先通 ,无法析出
,D 错误;
故选 B。
5. 下列实验操作和现象,得出的相应结论正确的是
实验操作 现象 解释或结论
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A 向淀粉水解液中加入碘水 溶液变蓝 淀粉未水解或未完全水解
木炭作还原剂,将 B 在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸,然后加热 烧瓶中有红棕色气体产生
还原
和 均是酸性氧 C 和 分别通入滴有石蕊的蒸馏水中 溶液均变为红色
化物
D 连通电源,测试蒸馏水的导电性 小灯泡不亮 水是非电解质
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉遇碘单质变蓝,可能淀粉未水解或未完全水解,故 A 正确;
B.在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸,然后加热,可能是浓硝酸受热分解生成红棕色气体 ,故 B 错误;
C.NO2 和水反应生成硝酸和一氧化氮,不是酸性氧化物,故 C 错误;
D.水是一种极弱的电解质,故 D 错误;
故选 A。
6. 下列实验装置使用正确的是
A.排出盛有 KMnO4
B.验证酸性强弱:
溶液滴定管尖嘴内的
CH3COOH>H2CO3>苯酚 气泡
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加压颜色加深
C.实验室制备乙酸乙
D.验证平衡移动原理 酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.KMnO4 溶液具有强氧化性,应使用酸式滴定管,故 A 错误;
B.CH3COOH 易挥发,生成的 CO2 中混有 CH3COOH 蒸气,CH3COOH 也能与苯酚钠反应生成苯酚,苯酚
钠溶液变浑浊不能证明酸性:H2CO3>苯酚,故 B 错误;
C.实验室制备乙酸乙酯时,反应物为乙醇、乙酸、浓硫酸加热生成乙酸乙酯,导气管末端应悬于饱和 Na2CO3
溶液液面上方可以防止倒吸,饱和 Na2CO3 溶液可吸收乙醇、中和乙酸、降低酯的溶解度,装置符合要求,
故 C 正确;
D.反应 为气体体积不变的反应,加压时平衡不移动,加压颜色加深是因体积减
小导致 I2 浓度增大,与平衡移动无关,无法验证平衡移动原理,故 D 错误;
选 C。
7. 常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中: 、 、 、
B. 紫色石蕊试液呈红色的溶液中: 、 、 、
C. 与 Al 反应能放出 的溶液中: 、 、 、
D. 水电离的 的溶液中: 、 、 、
【答案】A
【解析】
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【详解】A.澄清透明的溶液中各离子( 、 、 、 )之间不反应,可大量共存,A 正确;
B.紫色石蕊试液呈红色的溶液为酸性环境, 在酸性条件下会氧化 ,发生反应,不能共存,B 错误;
C.与 Al 反应放出 的溶液可能为强酸性或强碱性;若为酸性, 在酸性条件下会与 Al 反应生成 NO
而非 ,且 会被 氧化;若为碱性, 会生成沉淀,C 错误;
D.水电离的 的溶液可能为强酸性或强碱性;若为酸性 和 均会与
反应;若为碱性, 会与 反应,D 错误;
故答案选 A。
8. 我国科技工作者设计了一种 转化的多功能光电化学平台,实现了 CO 生产及塑料到化学品的协同转
化,其原理如下图所示,下列说法不正确的是
A. a 电极是正极
B. 移动方向:右室 阳离子交换膜 左室
C. 正极区的电极反应:
D. 当电路中转移 1ml 电子时,有 转化为 CO
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,光催化电极 a 发生 CO2 到 CO,还原反应,为原电池的正极,碳酸氢根离子作用下二氧
化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为
,光催化电极 b 为负极,氢氧根离子作用下 在负极失去电子发
生氧化反应生成 和水,由电荷守恒可知,钾离子通过阳离子交换膜由负极移向正极。
【详解】A.由分析可知,光催化电极 a 为原电池的正极,光催化电极 b 为负极,A 正确;
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B.阳离子向正极移动, 移动方向:右室 阳离子交换膜 左室,B 正确;
C.根据分析,正极区的电极反应: ,C 正确;
D.没有给出标准状况,不能计算气体 体积,D 错误;
答案选 D。
9. 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 足量的浓盐酸与 反应,转移电子的数目为
B. 40 g SiC 晶体中σ键数目为 4NA
C. 1 L 0.5 ml·L-1 乙醇溶液与足量钠反应生成的 H2 分子数为 0.25NA
D. 标准状况下,11.2 L CHCl3 含有的分子数为 0.5NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓盐酸足量,则 可以完全反应。 的物质的量为 ,
根据反应 ,Mn 元素化合价由+4 价降为+2 价,若
完全反应,理论上转移电子的数目为 ,A 错误;
B.SiC 晶体中每个 Si 与 4 个 C 通过σ键连接,每个键被两个原子共享,1 ml SiC 含 4 ml σ键,40 g(1 ml
)SiC 对应 4NA 个σ键,B 正确;
C.乙醇溶液中水也会与钠反应生成 H2,总 H2 分子数大于 0.25NA,C 错误;
D.CHCl3 在标准状况下为液体,无法用气体摩尔体积计算分子数,D 错误;
故答案选 B。
10. 儿茶酸具有抗菌、抗氧化作用,常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病,可采用如图所示路线合成。下列说
法正确的是
A. X 的分子式为 B. Y 分子中所有原子不可能共平面
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C. 只有 Z 能与溴水发生反应 D. 1mlZ 最多与 4ml 发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,X 的分子式为 ,A 错误;
B.由结构简式可知,Y 分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有原子不可能共平面,B
正确;
C.由结构简式可知,X 分子含有的醛基能与溴水发生氧化反应,C 错误;
D.由结构简式可知,Z 分子中含有的苯环一定条件下能与氢气发生加成反应,则 1mlZ 最多与 3ml 氢气
发生加成反应,D 错误;
故选 B。
11. X、Y、Z、M 为原子序数依次增大的短周期元素。其中 X 原子的原子核内无中子;Y 与 Z 同周期且相
邻;Z 单质的一种同素异形体主要处于大气平流层,可以保护地球生物的生存;M 原子次外层电子数是最
外层的 4 倍。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X B. 第一电离能:Z>Y>M
C. 工业上用电解法制备单质 M D. 上述元素均分布在元素周期表的 p 区
【答案】C
【解析】
【分析】X 原子核内无中子,则 X 为 H;Z 单质的一种同素异形体主要处于大气平流层,可以保护地球生
物的生存,则 Z 为 O;Y 与 Z 同周期相邻,则 Y 为 N(原子序数 7);M 次外层电子数为最外层的 4 倍,则
次外层 8 电子(对应最外层 2 电子),可得 M 为 Mg。
【详解】A.原子半径在同一周期随原子序数增大而减小,N>O>H,A 错误;
B.N 的 p 轨道半充满更稳定,第一电离能 N>O>Mg,B 错误;
C.工业电解熔融 MgCl2 制 Mg,C 正确;
D.H 和 Mg 位于 s 区,D 错误。
故选 C。
12. 砷化镓是一种重要的半导体材料,硬度高、耐磨,熔点 1238℃,其立方晶胞结构如图所示。下列说法
错误的是
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A. 砷化镓晶胞中 Ga 的配位数是 4
B. As 位于 Ga 形成的正四面体空隙中,其空隙占有率为 100%
C. 根据砷化镓的物理性质判断,砷化镓为共价晶体
D. 若 1 号 Ga 原子的分数坐标为 ,则 2 号 As 原子的分数坐标为
【答案】B
【解析】
【分析】图中白球(Ga)处于 8 个顶点和 6 个面心,黑球(As)处于体内,根据均摊法,一个晶胞中含
个 Ga,含 4 个 As,则该晶体的化学式为 GaAs。
【详解】A.图中一个 As 周围离它等距且最近的 Ga 有 4 个,则该晶胞中 As 的配位数是 4,结合分析知,
则该晶体的化学式为 GaAs,则 Ga 的配位数也是 4,A 正确;
B.根据晶胞结构可知,As 原子位于 Ga 原子围成的正四面体空隙中(As 在体心,4 个 Ga 是正四面体的 4
个顶点),Ga 原子共围成 8 个正四面体空隙,其中一半填充了 As 原子,所以空隙占有率不是 100%,B 错误;
C.GaAs 的熔点为 1238℃,说明其晶体中原子通过共价键结合,故晶体类型为共价晶体,C 正确;
D.若 1 号 Ga 原子的分数坐标为 ,由几何知识可知,2 号 As 原子在 x、y、z 轴上的分数坐标分别
为 ,则 2 号 As 原子的分数坐标为 ,D 正确;
故选 B。
13. 叔丁基溴[(CH3)3CBr]的水解属于单分子亲核取代反应,该反应的能量曲线如下图所示。下列说法正确的
是
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A. 第一步反应中,碳原子的杂化轨道类型未改变
B. 反应进程中,生成 的步骤为决速步骤
C. 反应达平衡时,升高温度,(CH3)3CBr 的浓度减小
D. 若叔丁基氯的水解机理与叔丁基溴相同,则其 E1 增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.第一步反应中,(CH3)3CBr→(CH3)3C+,叔丁基溴的中心碳原子价层电子对数是 4,该碳原子采
用 sp3 杂化;(CH3)3C+中的中心碳原子价层电子对数是 3,该碳原子采用 sp2 杂化,因此在该步反应中碳原
子的杂化类型发生改变,A 错误;
B.由图可知:反应的活化能 E1 最大,活化能越大,反应速率越慢,则生成(CH3)3CBr+H2O→(CH3)
3C++Br-+H2O 的步骤为总反应的决速步骤,B 错误;
C.由图可知,(CH3)3CBr 的水解反应为放热反应,升高温度时平衡逆向移动,(CH3)3CBr 的浓度增大,C 错
误;
D.原子半径:Cl<Br,则键能:C-Cl 键>C-Br 键,键能越大,共价键越稳定,断键所需能量越高,若叔
丁基氯的水解机理与叔丁基溴相同,则叔丁基氯的 E1 增大,D 正确;
故合理选项是 D。
14. H2A 为二元弱酸,25C 时 Ka1=10-1.3,Ka2=10-6.6。常温下,用 0.1ml·L-1NaOH 溶液滴定 20mL0.1ml·
L-1H2A 溶液的滴定曲线如图所示,下列说法不正确的是
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A. a 点时,溶液中有 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)
B. c 点时,溶液中 c(Na+)d
D. d 点时,溶液中有 c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)
【答案】C
【解析】
【分析】用 0.1 ml•L-1NaOH 溶液滴定 20 mL0.1 ml•L-1H2A,先发生 NaOH+H2A=NaHA+H2O,再发生 NaHA
+NaOH=Na2A+H2O,NaOH 溶液体积为 20mL 时得到 NaHA 溶液,即 b 点;NaOH 溶液体积为 40mL 时得到
Na2A 溶液,即 d 点;a 点为 NaHA、H2A 混合溶液,c 点为 Na2A、NaHA 混合溶液。
【详解】A.a 点时,溶液中有电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),A 正确;
B.c 点 pH=6.6,此时溶液中 c(H+)=10-6.6 ml/L,又由于 H2A 的 Ka2=10-6.6= ,所以
c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒可得 c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=3c(A2-)+c(OH-),c 点 c
(H+)>c(OH-),故 c(Na+)c(A2-),Na2A 是强
碱弱酸盐,在溶液中 A2-会逐步水解产生 HA-、H2A,水解程度逐渐减弱,每一步水解都会产生 OH-,且溶
液中还存在 H2O 电离产生 H+、OH-,所以 c(OH-)>c(HA-),盐电离产生的离子浓度大于水解产生的离子浓度,
则 c(A2-)>c(OH-),在溶液中水电离产生的 H+浓度很小,c(HA-)>c(H+),故该溶液中离子浓度大小关系为 c
(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+),D 正确;
故选 C。
第 II 卷(非选择题 共 58 分)
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二、非选择题(本题共 4 个小题,共 58 分。)
15. 乙苯在医药上用作氯霉素和合霉素的中间体,也用于制作香料。某化学兴趣小组设计如下实验制备乙苯,
回答下列问题:
反应原理: 。
Ⅰ.制备催化剂氯化铝(氯化铝易升华,易潮解)
(1)仪器 a 的名称为___________。
(2)装置 C、F 中盛放的试剂名称分别为___________、___________。
(3)用粗硬质玻璃管连接装置 D 和装置 E,优点是___________。
Ⅱ.制备乙苯
实验步骤:在仪器 b 中加入少量无水氯化铝、12.0g 苯和 10.9g 溴乙烷。加热,充分反应半小时后,提纯,
得到产品 9.0g。
(4)本实验的加热方式为___________。
(5)装置 H 的作用有___________、___________。
(6)该实验乙苯的产率为___________%(保留 3 位有效数字)。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2) ①. 浓硫酸 ②. 碱石灰
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(3)防止氯化铝凝华成固体堵塞导管
(4)水浴加热 (5) ①. 防倒吸 ②. 吸收生成的 HBr(此两空不分先后)
(6)84.9
【解析】
【分析】本实验先通过二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,氯气经过除去杂质 和 ,而后与铝粉反应
生成氯化铝,最后吸收尾气;通过苯与溴乙烷在氯化铝做催化剂条件下反应生成乙苯和 ,据此分析回
答问题。
【小问 1 详解】
由实验装置图可知仪器 a 的名称为圆底烧瓶;
【小问 2 详解】
A 是制备氯气装置, 中混有 和水蒸气杂质,装置 B 盛放饱和食盐水,吸收 ;装置 C 盛放浓硫
酸,吸收水蒸气,干燥 ;因氯化铝易潮解,装置 F 装有碱石灰,防止空气中水蒸气进入装置干扰实验;
【小问 3 详解】
氯化铝易升华,遇冷又易凝华,用粗硬质玻璃管连接装置 D 和装置 E,优点是防止氯化铝凝华成固体堵塞
导管;
【小问 4 详解】
实验所需温度不超过 100 ,可以采用水浴加热,便于控制实验温度,还能使烧瓶受热均匀;
【小问 5 详解】
溴化氢有毒,污染空气,且溴化氢极易溶于水,所以装置 H 的作用是吸收生成的 HBr,防倒吸;
【小问 6 详解】
苯过量,10.9g 溴乙烷物质的量为 ,故理论上可生成乙苯 0.1ml,乙苯的产率为
。
16. 纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂,以工业含锌废渣(主要成分为 ,还含有 、 、
、 、 等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。
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已知:①金属离子开始沉淀和完全沉淀时的 如下表所示。
金属离子 Al3+
开始沉淀时的
3.4
完全沉淀时的
4.7
回答下列问题:
(1)基态 价层电子轨道表示式为_______。
(2)“滤渣 1”的主要成分为_______。
(3)“调 ”的范围为_______。
(4)为表征纳米 的晶体结构,仪器测得结果如图 1 所示,所用仪器是_______。
A. 核磁共振仪 B. 质谱仪 C. 红外光谱仪 D. 射线衍射仪
(5)“沉锌”过程获得 ,离子方程式为_______。
(6)“母液”通过_______、_______、过滤、洗涤、干燥可获得 晶体。 下,
分解过程中含氮物质随时间变化关系如图 2 所示。该条件下 分
第 14页/共 21页
解的化学方程式为_______。
【答案】(1) (2) 、
(3) (4)D
(5)
( 6) ① . 蒸 发 浓 缩 ② . 冷 却 结 晶 ③ .
【解析】
【分析】含锌废渣主要成分为 ,还含有 、 、 、 、 等。向粉碎后的含锌废
渣中先加入稀硫酸“浸取”,将金属元素转化为硫酸盐,二氧化硅不反应,硫酸钙微溶,过滤得到含有二氧化
硅、硫酸钙的滤渣 1 和滤液;向滤液中加入氧化锌调节溶液 pH 在 4.7—6.2 范围内,将溶液中的铁离子、铝
离子、铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化铜沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化铜
的滤渣 2 和滤液;向滤液中加入硫化铵,将溶液中剩余的铜离子转化 CuS 沉淀“深度除铜”,过滤得到 CuS
沉淀和滤液;向滤液中加入碳酸氢铵溶液,将溶液中的锌离子转化为 沉淀,过滤得到母
液和 ;碱式碳酸锌煅烧分解生成氧化锌。母液中溶质为硫酸铵,“母液”通过蒸发浓缩、
冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得 晶体。
【小问 1 详解】
第 15页/共 21页
Fe 是 26 号元素,基态 价层电子排布式为 3d64s2,轨道表示式为 ;
【小问 2 详解】
稀硫酸浸取时, 不溶, 与 反应生成 微溶物沉淀,所以“滤渣 1”的主要成分为
和 。
【小问 3 详解】
“调 ”的目的是除去 、Al3+和 ,为不影响 浓度,根据题意 范围为 。
【小问 4 详解】
测定晶体结构常用 射线衍射仪,图示结果为 射线衍射图谱,选 D;
【小问 5 详解】
“沉锌”过程中硫酸锌和碳酸氢铵反应生成 、二氧化碳、水、和硫酸铵,反应的离子方程
式为 。
【小问 6 详解】
母液中溶质为硫酸铵,“母液”通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得 晶
体。根据图像, 时, ,根据原子守恒和电
子守恒,该条件下硫酸铵晶体分解的化学方程式为
。
17. 随着人们环保意识的日益增强,甲烷转化脱硫技术在环保领域的应用前景越来越广阔。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1) _______,该反应的正、逆反应活化
能分别为 、 ,则 _______(填“>”“<”或“=”) 。
(2)在某恒容、绝热的密闭容器中,充入 CH4 和 CO2 发生反应Ⅱ,下列描述不可表示该反应达到平衡状
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态的是_______(填字母)。
A.CH4 的体积分数保持不变 B.该反应的平衡常数不变 C.
(3)向恒容密闭容器中充入一定量的 SO2 和 CH4,只发生反应Ⅰ。在不同催化剂条件下,SO2 在单位时间
内的转化率随温度变化的关系如图所示。
工业生产过程中应选择的最佳催化剂是_______;若选择催化剂 Cat.2,SO2 在单位时间内的转化率随温度升
高先增大后减小,其原因是_______。
(4)一定条件下,在压强为 100 kPa 的恒压密闭容器中按体积比 1:1:7 充入 CH4、SO2、N2 发生反应Ⅰ
和Ⅱ。测得 的平衡转化率为 90%,CH4 的平衡转化率为 50%,则达到平衡时,SO2 的分压 p=_______
kPa,反应Ⅱ的压强平衡常数 (Ⅱ)=_______kPa2 (用平衡分压计算)。
【答案】(1) ①. -282.0 kJ/ml ②. <
(2)C (3) ①. Cat.3 ②. 温度升高,催化剂 Cat.2 的活性增强,反应速率加快,SO2 在单位时
间内的转化率增大,770℃后,催化剂 Cat.2 失活,反应速率减慢,SO2 单位时间内的转化率减小
(4) ①. 1 ②. 0.05(或 )
【解析】
【小问 1 详解】
已知:Ⅰ. ;Ⅱ.
,根据盖斯定律,将 ×(Ⅰ-Ⅱ),整理
可得 --282 0 kJ/ml;
根据热化学方程式可知:该反应的正反应是放热反应,由于反应热等于正反应活化能与逆反应的活化能的
差值,该反应的正、逆反应活化能分别为 、 , , < ,故可以说明正反应的
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活化能小于逆反应的活化能;
【小问 2 详解】
在某恒容、绝热的密闭容器中,充入 CH4 和 CO2 发生反应Ⅱ。根据热化学方程式可知:该反应的正反应是
气体物质的量增大的吸热反应。
A.若 CH4 的体积分数保持不变,说明反应混合物中各组分的含量不变,反应达到了化学平衡状态,A 不符
合题意;
B.化学平衡常数只与温度有关,若该反应的平衡常数不变,说明反应温度不变,因此可以说明反应达到了
平衡状态,B 不符合题意;
C.CH4 是反应物,CO 是生成物,二者反应时的物质的量的比是 1:2,在任何时刻都存在关系 2v 正(CH4)
=v 正(CO),若反应速率关系为:v 正(CH4)=v 逆(CO),则 v 逆(CO) = v 正(CH4)= v 正(CO),即 v 正(CO)=2v 逆(CO),
反应正向进行,未处于平衡状态,C 符合题意;
【小问 3 详解】
要使用不同催化剂,以提高 SO2 的反应速率。根据图像可知:催化剂 Cat.3 在温度较低时能够使 SO2 在单位
时间内的转化率先达到最大值,如在 700℃时 SO2 的转化率达到最大值,且温度升高,SO2 的转化率下降幅
度较小,故工业生产过程中应选择的最佳催化剂是 Cat.3;
根据图像可知:温度升高,催化剂 Cat.2 的活性增强,反应速率加快,SO2 在单位时间内的转化率增大;770
℃后,催化剂 Cat.2 失活,反应速率减慢,SO2 单位时间内的转化率减小,所以若选择催化剂 Cat.2,SO2
在单位时间内的转化率随温度升高先增大后减小;
【小问 4 详解】
在一定条件下在压强为 100 kPa 的恒压密闭容器中按体积比 1:1:7 充入 CH4、SO2、N2 发生反应Ⅰ和Ⅱ。
假设 SO2 的物质的量为 1 ml,则开始时通入气体 n(CH4)=n(SO2)=1 ml,n(N2)=7 ml,SO2 转化率为 90%,
反应Ⅰ消耗 SO2 的物质的量为 0.9 ml,根据反应Ⅰ 中
物质反应转化关系可知:该反应消耗 0.45 ml CH4,生成 0.9 ml S,生成 0.9 ml H2O,0.45 ml CO2;CH4
的转化率是 50%,则反应Ⅱ消耗 CH4 物质的量为 0.5 ml-0.45 ml=0.05 ml,根据
的反应转化关系可知,该反应消耗 0.05 mlCO2,同时反应生成
0.1 mlCO 和 0.1 mlH2,故平衡时各种气体的物质的量分别为 n(SO2)=0.1 ml,n(CH4)=0.5 ml,n
(S)=n(H2O)=0.9 ml,n(CO2)=0.45 ml-0.05 ml=0.4 ml,n(CO)= n(H2)=0.1 ml,n(N2)=7 ml,气体的总物
质的量 n(总)= 0.1 ml+0.5 ml+0.9 ml+0.9 ml+0.4 ml+0.1 ml+0.1 ml+7 ml=10 ml,故此时 SO2 的分压
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为:p(SO2)= ;
平衡时分压 p(CO)=p(H2)= ,p(CO2)= ,p(CH4)=
,故反应Ⅱ 压强平衡常数 Kp(Ⅱ)=
。
18. 以间甲基苯酚(A)和有机物 D 为原料,制备有机物 M 和高聚物 N 的合成路线如图:
已知: (R1、R2 表示氢原子或烃基)。
(1)A→B 的反应类型 ___________,检验 D 中官能团的试剂为 ___________。
(2)E 的结构简式为 ___________;其___________含有不对称碳原子(填写“是”或“否”)。
(3)H 生成 N 的化学方程式为 ___________。
(4)写出满足下列条件的 B 的一种同分异构体的结构简式 ___________。
①能发生银镜反应
②苯环上连有三个取代基
③苯环上的一卤代物有两种
(5)参照上述合成路线和信息,以丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线
___________。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. 新制氢氧化铜悬浊液(或者银氨溶液)
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(2) ①. (CH3)2CHCH(OH)COOH ②. 是
(3)
(4) 或者 (5)
【解析】
【分析】A 为间甲基苯酚,结构简式为 ,A 和丙炔发生加成反应生成 B;D 和 HCN 发生信息中
的反应生成 E 为(CH3)2CHCH(OH)COOH,根据 G 的结构简式知,E 发生消去反应生成 F 为(CH3)
2C=CHCOOH,F 和氢气发生加成反应生成 G,C 和 G 发生酯化反应生成 M,根据 M 的结构简式知,C 为
,F 和甲醇发生酯化反应生成 H 为(CH3)2C=CHCOOCH3,H 发生加聚反应生
成 N,以此解答。
【小问 1 详解】
A 和丙炔发生加成反应生成 B,则 A→B 的反应类型为加成反应,D 中含有醛基,醛基具有还原性,检验醛
基的试剂为新制氢氧化铜悬浊液(或者银氨溶液)。
【小问 2 详解】
由分析可知,E 的结构简式为(CH3)2CHCH(OH)COOH,该结构不是对称的,与羟基相连的 C 原子为不对称
碳原子。
【小问 3 详解】
H 为(CH3)2C=CHCOOCH3,H 发生加聚反应生成 N,则 H 生成 N 的化学方程式为
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。
【小问 4 详解】
B 的一种同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②苯环上连有三个取代基;③苯
环上的一卤代物有两种,说明苯环上有 2 种氢原子,B 的不饱和度是 5,苯环的不饱和度是 4、醛基的不饱
和度是1,则符合条件的同分异构体中除了苯环和醛基外不含其它环或双键,结构对称,则取代基为-CH2CHO、
2 个-CH3,符合条件的结构简式为 、 。
【小问 5 详解】
以丙烯为原料制备 , 可由 HOOCC(CH3)2OH 发生缩聚反应得到,由丙酮
与 HCN 在酸性条件下反应得到 HOC(CH3)2COOH,丙烯与水发生加成反应生成 2-丙醇,2-丙醇发生催化氧
化生成丙酮,合成路线为:
。
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