2023届山东省菏泽市单县第二中学高三下学期5月高考模拟化学试题5(含解析)
山东省单县第二中学2023届高三高考模拟化学试题5
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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黑。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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Co 59
选题题 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.化学与生产、生活、科技及环境等密切相关下列说法正确的是( )
A.“天和”核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(C7H5NS2)属于有机高分子化合物
B.植物可以吸收利用空气中的NOx作为肥料,实现氮的固定
C.葡萄酒中通常添加有微量SO2,既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
D.我国新一代长征七号运载火箭使用的是液氧煤油发动机,煤油主要由煤的干馏制得
2.下列有关物质的保存或仪器的使用正确的是( )
A.NH4F溶液应保存在细口玻璃瓶中
B.利用盛有浓硫酸的U型管干燥氯气
C.浓硝酸在光照下颜色会变黄,可密封保存在铁质容器中
D.用玻璃棒蘸取待测液,焰色反应为黄色,证明待测液含钠元素
3.下列装置或操作能达到实验目的的是( )
A.利用装置①制备乙炔 B.利用装置②除去固体(NH4)2S中的Na2S
C.利用装置③测定混合液中I-浓度 D.利用装置④除去H2S中的HCl气体
4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价绝对值之差为0,W、X、Y形成的化合物甲的结构如图所示,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道。下列说法正确的是( )
A.电负性大小:X>W>Z B.简单氢化物的沸点:X>Z
C.X、Y形成的化合物只含离子键 D.W和Z最高价氧化物中心原子的杂化方式相同
5.某有机物是合成热塑性聚氨酯的主要原料,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.组成元素电负性:O>N>H>C B.1mol分子中含有30molσ键
C.碳原子杂化方式有2种 D.通过红外光谱可确定该有机物的相对分子质量
6.由青蒿素制备蒿甲醚的过程如下,下列说法错误的是( )
A.双氢青蒿素有8个手性碳原子
B.CF3COOH的酸性比CH3COOH弱
C.1mol青蒿素最多能与1molNaOH反应
D.双氢青蒿素与甲醇发生取代反应生成蒿甲醚
7.水体中Ni2+的测定可用二甲基乙二醛肟分光光度法,原理如下:在碘存在下的氨溶液中,Ni2+与二甲基乙二醛肟作用,形成如下配合物,在波长435nm处进行分光光度测定。下列说法错误的是( )
A.若配合物中心离子杂化时d轨道发生重排,则杂化方式可能为dsp2
B.二甲基乙二醛肟中最多12个原子共面
C.配合物中含有4个配位键
D.配合物易溶于水
8.由实验操作和现象可得出相应正确结论的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 向双氧水中滴加酸 性KMnO4溶液 迅速有气泡生成 KMnO4对H2O2分 解具有催化作用
B 甲醇与过量酸性高 锰酸钾溶液混合 紫红色变浅 甲醇被氧化成甲酸
C 向NaAlO2溶液中滴 加少量NaHCO3溶液 产生白色沉淀 与发生了 相互促进的水解反应
D 向盛有5mL0.1mol·L-1CuSO4溶液的试管中逐滴加入氨水至过量 先产生蓝色沉淀,后沉 淀溶解,得到深蓝色溶液 与Cu2+配位能力: NH3>H2O
9.实验室测定反应Ag++Fe2+Fe3++Ag的平衡常数K的过程为:
①一定温度下,将0.01mol·L-1Ag2SO4溶液与0.04mol·L-1FeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀;
②待步骤①中反应达到平衡时,取v mL上层清液,用c1mol·L-1KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。
资料:Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012,Fe3++SCN-FeSC2+(红色) K=102.3
下列说法正确的是( )
A.Ag2SO4溶液可替换为AgNO3溶液
B.过程①中产生的灰黑色沉淀为Fe或Ag元素的氧化物
C.可用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定Ag+
D.步骤②中不待溶液澄清,直接用浊液做滴定实验测定c(Ag+),则所测K值偏小
10.Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶催化甲醇羰基化制备乙酸具有更好的稳定性和更高的催化剂活性,其机理如图所示。已知:TS1、TS2、TS3表示过渡态。下列说法正确的是( )
A.①→②反应过程中仅有键的断裂与形成
B.CO做配体时,C的配位能力小于O
C.增大Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶的用量,甲醇的平衡转化率增大
D.通过定量测定发现,反应过程中物质②含量最少,其可能原因是②→③为快反应
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.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.浸渣中的物质是Fe3O4、SiO2和CaSO4
B.“净化除杂”需先加H2O2溶液再调节溶液的pH
C.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D.“粗硼酸”中的主要杂质是氢氧化铝
12.探究铜与硝酸反应的生成NO时的硝酸浓度。如图所示,先通N2一段时间后关闭活塞K,将铜丝伸入溶液中,当A中气体变为无色时,上提铜丝,再将B中溶液稀释至200mL,取20.00mL,用0.20mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00mL(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.可用盛有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B.铜与硝酸反应主要生成NO时的硝酸浓度不大于8mol·L-1
C.若不通N2,可能导致所得实验结果偏高
D.若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉Cu2+的干扰)进行求算,所得实验结果偏低
13.(2023届山东日照市二模)格氏试剂能与醛酮加成并水解生成醇,三苯甲醇合成路线和制备流程如下,下列说法错误的是( )
已知:格氏试剂易与卤代烃发生取代反应;THF(四氢呋喃)、溴苯、三苯甲醇沸点分别为67℃、156℃、360℃。
A.缓慢滴加溴苯及THF混合液,目的是防止生成联苯()
B.饱和氯化铵溶液可用饱和食盐水和少量盐酸代替
C.水蒸气蒸馏的目的是除去溶剂THF
D.“操作Ⅰ”为重结晶
14.我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时,制氢并储能;断开K2、闭合K1时,供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是( )
A.制氢时,太阳能直接转化为化学能
B.制氢时,每产生1molH2,X电极的质量增加2g
C.供电时,Zn电极发生的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D.供电时,电子流向为:Zn电极→用电器→X电极
15.某二胺(H2N—R—NH2)为二元弱碱,常温下向20mL 0.1mol·L-1 的该二胺溶液中通入HCl气体(溶液体积变化忽略不计),得到的体系中RN2H4)、RN2H、RN2H三种粒子的浓度的对数值(lgc)、通入HCl气体的体积与pH关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.①代表RN2H
B.RN2H的水解常数的数量级为10-9
C.a点时,c(Cl-)>[c(RN2H)+2c(RN2H4)]
D.b点时,通入HCl气体的体积为0.672L(标准状况下)
本题共5小题,共60分。
16.第IIIA元素硼及其化合物在能源、材料、医药、环保等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)基态B原子价层电子的轨道表示式:___________。
(2)已知:BCl3有空轨道,可以与H2O分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解。
①下列卤化物不易发生水解的是___________。
A.CCl4 B.SiCl4 C.PCl3 D.AlCl3
②写出BCl3水解的化学方程式___________。
③写出B(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式___________。
(3)硼砂的阴离子的结构如图1,1mol该离子中有___________个硼氧四面体,含有配位键数目为___________,其中硼原子的杂化轨道类型为___________。
(4)硼化镁在39K温度下具有超导性,硼原子和镁原子分层排布,一层硼一层镁相间,部分原子沿垂直片层方向投影如图2,则硼化镁的化学式为___________。
17.钛酸钡(BaTiO3)是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,一种以富钛渣(主要成分为TiO2,含少量Si和Al的氧化物杂质)和重晶石(主要成分是BaSO4)为原料,制备钛酸钡的工艺流程如图所示。
已知:①粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:
物质 TiCl4
沸点/℃ 136 57 180
②草酸氧钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O。
回答下列问题:
(1)沸腾氯化时气体与矿料逆流而行,目的是_______;若沸腾氯化时生成TiCl4的反应中氧化产物为CO,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(2)除硅、铝过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是_______;高温还原时,BaSO4和碳粉的投料比(物质的量之比)要大于1∶2,目的是_______;生产过程中应避免氧气进入,主要原因是_______。
(3)转化过程中溶液中的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)+、TiOC2O4、这三种形式存在(变化曲线如图所示)。
①实际制备工艺中,先用氨水调节混合溶液的pH为_______,再进行转化,写出该条件生成草酸氧钛钡晶体的离子方程式:_______。
②滤液2的主要成分为_______(填化学式)。
(4)常温下,用Na2CO3溶液浸泡BaSO4固体,也能将BaSO4转化为BaCO3。不考虑的水解,向340 mL 3.0mol·L-1Na2CO3溶液中加入4.66 gBaSO4,恰好完全转化为BaCO3,则Ksp(BaCO3)=_______。[已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10;溶液体积变化忽略不计]
18.PCl3是重要的化工原料,实验室利用红磷制取粗PCl3的装置如图,夹持装置略去,已知红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3,遇O2会生成POCl3。
PCl3、POCl3的熔沸点见下表。
物质 熔点/℃ 沸点/℃
PCl3 -112.0 75.5
POCl3 1.3 105.3
回答下列问题:
(1)A、C中所盛试剂为___________,装置中a的作用是___________。
(2)实验时,检查装置气密性后,先打开k1通入CO2,再迅速加入红磷,通入CO2的作用是___________。
(3)装置B中的反应需要65~70℃,较适合的加热方式为___________,装置E中盛有碱石灰,其作用为___________。
(4)实验结束后,装置B中制得的PCl3粗产品中常混有POCl3、PCl5等。加入过量红磷加热可将PCl5转化为PCl3,通过___________(填操作名称),即可得到较纯净的PCl3产品。
(5)PCl3纯度测定
步骤I:取ag上述所得PCl3产品,置于盛有蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成250mL溶液;
步骤II:取25.00mL上述溶液于锥形瓶中,先加入足量稀硝酸,一段时间后再加入V1mLc1mol·L-1AgNO3溶液(过量),使Cl-完全转化为Ag沉淀(Ag3PO4可溶于稀硝酸);
步骤III:加入少硝基苯,振荡,使沉淀表面被有机物覆盖。以硫酸铁溶液为指示剂,用c1mol·L-1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液(AgSCN难溶于水),达到滴定终点时,共用去V2mLKSCN溶液。
步骤I中发生反应的化学方程式为___________,产品中PCl3的质量分数为___________%,若测定过程中没有加入硝基苯,则所测PCl3的含量会___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19.物质Ⅰ是治疗甲型和乙型流感的中间体,该化合物的合成路线如下:
已知: 。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_______。
(2)G→H的化学方程式为_______,F→G的反应类型为_______。
(3)已知B→C有CH3OH生成,X试剂的结构简式为_______,该步反应的目的是_______。
(4)物质C的同分异构体M具有如下性质,则M有_______种。
①乙基与苯环直接相连
②1mol该物质能与1molNaOH反应 ③侧链能使灼热的CuO变红
根据上述信息,写出以丙三醇为主要原料制备 的合成路线_______。
20.氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用,乙醇与水催化重整制氢发生以下反应。
反应Ⅰ:CH3OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH1=+255.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41。2kJ·mol-1
反应Ⅲ:CH3OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=__________kJ·mol-1
(2)压强为100Pa,H2的平衡产率与温度、起始时的关系如图甲所示,每条曲线表示H2相同的平衡产率。
①产率:B点__________C点(填>、=或<)
②A、B两点H2产率相等的原因是__________。
(3)压强为100kPa下,CH3OH(g)和H2O(g)投料比1∶3发生上述反应,平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图乙所示[已知:CO的选择性=]
①表示CO2选择性的曲线是__________(填标号);
②573K时,生成氢气的体积分数为__________(保留2位有效数字,下同);
③573K时,反应Ⅱ的标准平衡常数,其中Pθ为标准压强(100kPa),P(CO2)、P(H2)、P(CO)和P(H2O)为各组分的平衡分压,则Kθ=__________。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)
已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3 (s) ΔH=-178.8 kJ·mol-1,向重整体系中加入适量多孔,该做法的优点是__________。试卷第1页,共3页山东省单县第二中学2023届高三高考模拟化学试题5
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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黑。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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Co 59
选题题 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.化学与生产、生活、科技及环境等密切相关下列说法正确的是( )
A.“天和”核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(C7H5NS2)属于有机高分子化合物
B.植物可以吸收利用空气中的NOx作为肥料,实现氮的固定
C.葡萄酒中通常添加有微量SO2,既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
D.我国新一代长征七号运载火箭使用的是液氧煤油发动机,煤油主要由煤的干馏制得
【答案】C
2.下列有关物质的保存或仪器的使用正确的是( )
A.NH4F溶液应保存在细口玻璃瓶中
B.利用盛有浓硫酸的U型管干燥氯气
C.浓硝酸在光照下颜色会变黄,可密封保存在铁质容器中
D.用玻璃棒蘸取待测液,焰色反应为黄色,证明待测液含钠元素
【答案】C
【解析】A.氟化铵是弱酸弱碱盐,在溶液中水解生成的氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应,所以氟化铵溶液不能保存在玻璃瓶中,应保存在塑料瓶中,故A错误;B.浓硫酸是液态干燥剂,不能盛放在U形管中,应盛放在洗气瓶中,故B错误;C.常温下铁在浓硝酸中发生钝化,阻碍反应的继续进行,所以为防止浓硝酸在光照下颜色会变黄,可将浓硝酸密封保存在铁质容器中,故C正确;D.玻璃中含有钠元素,所以用玻璃棒蘸取待测液,焰色反应为黄色不能证明待测液含钠元素,故D错误。
3.下列装置或操作能达到实验目的的是( )
A.利用装置①制备乙炔 B.利用装置②除去固体(NH4)2S中的Na2S
C.利用装置③测定混合液中I-浓度 D.利用装置④除去H2S中的HCl气体
【答案】D
【解析】A.碳化钙和水生成微溶的氢氧化钙容易堵塞小孔,且反应速率太快,该装置不易控制反应的速率,故A不符合题意;B.除去固体中的杂质不应该使用蒸发皿,故B不符合题意;C.酸性高锰酸钾也会和溶液中氯离子反应,故不能使用高锰酸钾溶液滴定法测定混合液中I-浓度,故C不符合题意;D.氯化氢气体和饱和硫氢化钠反应生成硫化氢气体,能除去H2S中的HCl气体,故D符合题意。
4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价绝对值之差为0,W、X、Y形成的化合物甲的结构如图所示,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道。下列说法正确的是( )
A.电负性大小:X>W>Z B.简单氢化物的沸点:X>Z
C.X、Y形成的化合物只含离子键 D.W和Z最高价氧化物中心原子的杂化方式相同
【答案】 B
【解析】 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价代数和为0,则W为C或Si;结合化合物甲的结构,X形成2个共价键,是O,Y原子最外层电子数为1,是Na;Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道,Z是S,结合上述分析,W是C;综上所述,W、X、Y、Z分别为C、O、Na、S。
A.非金属性越强,电负性越大,故电负性:X(O)>Z(S)>W(C),A项错误;B.水分子间存在氢键,沸点反常,简单氢化物的沸点:H2O>H2S,B项正确;C.X、Y形成的化合物可以是氧化钠或过氧化钠,过氧化钠中含有共价键,C项错误;D.W(C)的最高价氧化物为CO2,中心C原子的杂化方式为sp杂化,Z(S)的最高价氧化物为SO3,中心S原子价层电子对数=3+0=3,为sp2杂化,C和S杂化方式不同,D项错误。
5.某有机物是合成热塑性聚氨酯的主要原料,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.组成元素电负性:O>N>H>C B.1mol分子中含有30molσ键
C.碳原子杂化方式有2种 D.通过红外光谱可确定该有机物的相对分子质量
【答案】B
【解析】A.同主族从上到下电负性逐渐减小,同周期从左到右电负性逐渐增大,即电负性O>N>C>H,A错误;B.单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,则1mol分子中含有30molσ键,B正确;C.O=C=N中碳原子杂化方式为sp,苯中碳原子的杂化方式为sp2,亚甲基上饱和碳原子的杂化方式为sp3,C错误;D.红外光谱可测定有机物的共价键以及官能团,质谱法可确定分子的相对分子质量,D错误。
6.由青蒿素制备蒿甲醚的过程如下,下列说法错误的是( )
A.双氢青蒿素有8个手性碳原子
B.CF3COOH的酸性比CH3COOH弱
C.1mol青蒿素最多能与1molNaOH反应
D.双氢青蒿素与甲醇发生取代反应生成蒿甲醚
【答案】B
【解析】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;双氢青蒿素有8个手性碳原子,A正确;B.电负性F>H,则吸电子能力F>H,吸电子能力增强导致酸性增强,故CF3COOH的酸性比CH3COOH强,B错误;C.酯基能和氢氧化钠反应,则1mol青蒿素最多能与1molNaOH反应,C正确;D.由图可知,双氢青蒿素中羟基转化为-OCH3生成蒿甲醚,故是与甲醇发生取代反应生成蒿甲醚,D正确。
7.水体中Ni2+的测定可用二甲基乙二醛肟分光光度法,原理如下:在碘存在下的氨溶液中,Ni2+与二甲基乙二醛肟作用,形成如下配合物,在波长435nm处进行分光光度测定。下列说法错误的是( )
A.若配合物中心离子杂化时d轨道发生重排,则杂化方式可能为dsp2
B.二甲基乙二醛肟中最多12个原子共面
C.配合物中含有4个配位键
D.配合物易溶于水
【答案】B
【解析】A.基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2,能量相近的轨道发生重排,杂化时d轨道参与重排,d电子会跃迁到4p轨道,由于镍离子形成4个配位键,说明形成的4个杂化轨道,故杂化方式可能为dsp2,A正确; B.碳氮双键两端的原子一定共面,单键可以旋转,甲基中碳氢键、-OH中氢氧键旋转可能与碳氮双键共面,图中原子均共面,且4个甲基中1个氢原子也可能共面,故二甲基乙二醛肟中最多23个原子共面,B错误;C.由结构可知,配合物中含有4个配位键,C正确; D.该配合物中含有羟基,容易和水分子形成氢键,故易溶于水,D正确。
8.由实验操作和现象可得出相应正确结论的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 向双氧水中滴加酸 性KMnO4溶液 迅速有气泡生成 KMnO4对H2O2分 解具有催化作用
B 甲醇与过量酸性高 锰酸钾溶液混合 紫红色变浅 甲醇被氧化成甲酸
C 向NaAlO2溶液中滴 加少量NaHCO3溶液 产生白色沉淀 与发生了 相互促进的水解反应
D 向盛有5mL0.1mol·L-1CuSO4溶液的试管中逐滴加入氨水至过量 先产生蓝色沉淀,后沉 淀溶解,得到深蓝色溶液 与Cu2+配位能力: NH3>H2O
【答案】D
9.实验室测定反应Ag++Fe2+Fe3++Ag的平衡常数K的过程为:
①一定温度下,将0.01mol·L-1Ag2SO4溶液与0.04mol·L-1FeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀;
②待步骤①中反应达到平衡时,取v mL上层清液,用c1mol·L-1KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。
资料:Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012,Fe3++SCN-FeSC2+(红色) K=102.3
下列说法正确的是( )
A.Ag2SO4溶液可替换为AgNO3溶液
B.过程①中产生的灰黑色沉淀为Fe或Ag元素的氧化物
C.可用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定Ag+
D.步骤②中不待溶液澄清,直接用浊液做滴定实验测定c(Ag+),则所测K值偏小
【答案】D
【详解】A.AgNO3溶液中的NO具有强氧化性能够将Fe2+氧化为Fe3+,影响反应Ag++Fe2+Fe3++Ag的平衡常数K测定,故A错误;B.由方程式可知过程①中产生的灰黑色沉淀为Ag,故B错误;C.硫氰化钾和铁离子形成红色溶液,氯化钾和铁离子不反应,故不能用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定Ag+,故C错误;D.实验①所得浊液中还含有Ag,因存在平衡Ag++Fe2+Fe3++Ag,且随着反应Ag++SCN-AgSCN↓的进行,使得Ag++Fe2+Fe3++Ag平衡逆向移动,则测定平衡体系中的c(Ag+)偏高,偏高,所得到的K=偏小,故D正确。
10.Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶催化甲醇羰基化制备乙酸具有更好的稳定性和更高的催化剂活性,其机理如图所示。已知:TS1、TS2、TS3表示过渡态。下列说法正确的是( )
A.①→②反应过程中仅有键的断裂与形成
B.CO做配体时,C的配位能力小于O
C.增大Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶的用量,甲醇的平衡转化率增大
D.通过定量测定发现,反应过程中物质②含量最少,其可能原因是②→③为快反应
【答案】D
【解析】A.由图可知,①→②反应过程中碳氧双键生成,所以有键和键的形成,A错误;B.做配体时,C和O都含有孤电子对,因为C原子的电负性较小,所以更能提供电子对形成配位键,C的配位能力大于O,B错误;C.由已知条件可知,Rh(I)-3-羟基-2-硝基吡啶为催化剂,其用量不能改变平衡,不能使甲醇的平衡转化率增大,C错误;D.若②→③为反应速率较快,物质②含量最少,D正确。
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.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.浸渣中的物质是Fe3O4、SiO2和CaSO4
B.“净化除杂”需先加H2O2溶液再调节溶液的pH
C.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D.“粗硼酸”中的主要杂质是氢氧化铝
【答案】AD
【解析】以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3),根据流程可知,加硫酸溶解,只有SiO2不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO4,“净化除杂”需先加入氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+均转化为沉淀,则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。A.由分析可知,“浸渣”为SiO2,CaSO4,A错误;B.“净化除杂”先加H2O2溶液将Fe2+转化为Fe3+,再调节溶液的pH,生成氢氧化铝和氢氧化铁,B正确;C.由分析可知,操作a为蒸发浓缩、冷却结晶,C正确;D.最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出,则粗硼酸中的主要杂质是七水硫酸镁,D错误。
12.探究铜与硝酸反应的生成NO时的硝酸浓度。如图所示,先通N2一段时间后关闭活塞K,将铜丝伸入溶液中,当A中气体变为无色时,上提铜丝,再将B中溶液稀释至200mL,取20.00mL,用0.20mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00mL(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.可用盛有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B.铜与硝酸反应主要生成NO时的硝酸浓度不大于8mol·L-1
C.若不通N2,可能导致所得实验结果偏高
D.若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉Cu2+的干扰)进行求算,所得实验结果偏低
【答案】BD
13.(2023届山东日照市二模)格氏试剂能与醛酮加成并水解生成醇,三苯甲醇合成路线和制备流程如下,下列说法错误的是( )
已知:格氏试剂易与卤代烃发生取代反应;THF(四氢呋喃)、溴苯、三苯甲醇沸点分别为67℃、156℃、360℃。
A.缓慢滴加溴苯及THF混合液,目的是防止生成联苯()
B.饱和氯化铵溶液可用饱和食盐水和少量盐酸代替
C.水蒸气蒸馏的目的是除去溶剂THF
D.“操作Ⅰ”为重结晶
【答案】C【解析】由题给流程可知,在无水THF和碘的作用下,溴苯与镁反应生成 MgBr,THF作用下MgBr与二苯甲酮在冰水浴中发生加成反应生成,冰水浴条件下在饱和氯化铵酸性溶液中发生水解反应生成三苯甲醇。【解析】A.由格氏试剂易与卤代烃发生取代反应可知,制备格氏试剂时应缓慢滴加溴苯及THF混合溶液,防止MgBr 与溴苯反应生成联苯,影响MgBr与二苯甲酮反应生成 ,故A正确;B.由分析可知,加入饱和氯化铵溶液的目的是使 在酸性溶液中发生水解反应生成三苯甲醇,则 水解时,可用饱和食盐水和少量盐酸代替饱和氯化铵溶液,故B正确;C.由图可知,水蒸气蒸馏的目的是除去混合液3中THF、MgBr和溴苯,抽滤得到含有三苯甲醇的粗产品,故C正确;D.由图可知,向粗产品中加入石油醚,经重结晶得到三苯甲醇晶体,故D正确。
14.我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时,制氢并储能;断开K2、闭合K1时,供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是( )
A.制氢时,太阳能直接转化为化学能
B.制氢时,每产生1molH2,X电极的质量增加2g
C.供电时,Zn电极发生的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D.供电时,电子流向为:Zn电极→用电器→X电极
【答案】D
15.某二胺(H2N—R—NH2)为二元弱碱,常温下向20mL 0.1mol·L-1 的该二胺溶液中通入HCl气体(溶液体积变化忽略不计),得到的体系中RN2H4)、RN2H、RN2H三种粒子的浓度的对数值(lgc)、通入HCl气体的体积与pH关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.①代表RN2H
B.RN2H的水解常数的数量级为10-9
C.a点时,c(Cl-)>[c(RN2H)+2c(RN2H4)]
D.b点时,通入HCl气体的体积为0.672L(标准状况下)
【答案】C
本题共5小题,共60分。
16.第IIIA元素硼及其化合物在能源、材料、医药、环保等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)基态B原子价层电子的轨道表示式:___________。
(2)已知:BCl3有空轨道,可以与H2O分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解。
①下列卤化物不易发生水解的是___________。
A.CCl4 B.SiCl4 C.PCl3 D.AlCl3
②写出BCl3水解的化学方程式___________。
③写出B(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式___________。
(3)硼砂的阴离子的结构如图1,1mol该离子中有___________个硼氧四面体,含有配位键数目为___________,其中硼原子的杂化轨道类型为___________。
(4)硼化镁在39K温度下具有超导性,硼原子和镁原子分层排布,一层硼一层镁相间,部分原子沿垂直片层方向投影如图2,则硼化镁的化学式为___________。
【答案】(1) (2)①A②BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl ③B(OH)3+OH-=B(OH)(或B(OH)3+OH-=BO+2H2O)
(3)2NA 2NA sp2 、sp3 (4) MgB2
【解析】(1)基态B原子价层电子的轨道表示式为: ;(2)①CCl4 中C原子没有空轨道,不能与H2O分子形成配位键,不能使原有的键削弱、断裂,所以不易发生水解,SiCl4、PCl3、AlCl3都已发生水解,故选A;②BCl3水解的化学方程式:BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl ;③B(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为:B(OH)3+OH-=B(OH)或B(OH)3+OH-=BO+2H2O(3)由图1可知,1mol该离子中有2NA个硼氧四面体,含有配位键数目为2NA,其中硼原子的杂化轨道类型为:sp3杂化;(4)根据投影可知,1个B原子为3个Mg原子共用,故属于1个Mg原子的B原子为;1个Mg原子为6个B原子共用,故属于1个B原子的Mg原子为,由此可知,Mg和B原子个数比为:,硼化镁的化学式为:MgB2 。
17.钛酸钡(BaTiO3)是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,一种以富钛渣(主要成分为TiO2,含少量Si和Al的氧化物杂质)和重晶石(主要成分是BaSO4)为原料,制备钛酸钡的工艺流程如图所示。
已知:①粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:
物质 TiCl4
沸点/℃ 136 57 180
②草酸氧钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O。
回答下列问题:
(1)沸腾氯化时气体与矿料逆流而行,目的是_______;若沸腾氯化时生成TiCl4的反应中氧化产物为CO,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(2)除硅、铝过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是_______;高温还原时,BaSO4和碳粉的投料比(物质的量之比)要大于1∶2,目的是_______;生产过程中应避免氧气进入,主要原因是_______。
(3)转化过程中溶液中的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)+、TiOC2O4、这三种形式存在(变化曲线如图所示)。
①实际制备工艺中,先用氨水调节混合溶液的pH为_______,再进行转化,写出该条件生成草酸氧钛钡晶体的离子方程式:_______。
②滤液2的主要成分为_______(填化学式)。
(4)常温下,用Na2CO3溶液浸泡BaSO4固体,也能将BaSO4转化为BaCO3。不考虑的水解,向340 mL 3.0mol·L-1Na2CO3溶液中加入4.66 gBaSO4,恰好完全转化为BaCO3,则Ksp(BaCO3)=_______。[已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10;溶液体积变化忽略不计]
【答案】(1)使气、固反应充分接触,加快反应速率,使反应充分进行 1∶1
(2)蒸馏 防止生成CO等有毒气体 BaS易被氧气氧化生成有毒气体SO2(3) 2.7 Ba2++ +4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ NH4Cl (4)5.0×10-9
【解析】富钛渣加入炭、通入氯气沸腾氯化,得到粗四氯化钛,通过除硅、铝去掉含Si、Al杂质,纯四氯化钛加入草酸、加入氨水进行转化;重晶石加入炭高温还原产生二氧化碳,生成的硫化钡加入碳酸钠溶液沉钡得到滤液1为硫化钠等,所得碳酸钡沉淀加入盐酸酸化进入转化反应,转化时生成BaTiO(C2O4)2·4H2O,过滤后晶体煅烧生成BaTiO3晶体。(1)沸腾氯化时气体与矿料逆流而行,目的是增大气流与矿料接触面积,提高化学反应速率;若沸腾氯化时生成TiCl4的反应中氧化产物为CO,由得失电子守恒、原子守恒得反应为2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO,则氧化剂Cl2和还原剂C的物质的量之比为1∶1;(2)由已知①可知,各物质沸点不同,故除硅、铝过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是蒸馏;高温还原时发生反应BaSO4+2CCO2↑+BaS,当n(BaSO4)∶n(C)>1∶2时,则C不会剩下,即C不会与CO2反应生成CO,故答案为防止生成CO等有毒气体;生产过程中应避免氧气进入,主要原因是O2可氧化BaS,生成SO2等有毒气体;(3)①因为转化时生成BaTiO(C2O4)2·4H2O,故需要浓度越大越好,故调节pH为2.7;再进行转化,生成草酸氧钛钡晶体的离子方程式为:Ba2++ +4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓;②滤液2的主要成分为NH4Cl;(4)340 mL 3.0mol·L-1Na2CO3溶液中n()=0.34L×3.0mol·L-1=1.02mol,4.66 gBaSO4中 n(Ba2+)=n()=n(BaSO4)==0.02mol,故生成BaCO3的物质的量为n(BaCO3)=0.02mol,剩余n()=1.02mol-0.02mol=1mol,反应中BaSO4(s)+(aq)(aq)+BaCO3(s),则,故=5.010-9。
18.PCl3是重要的化工原料,实验室利用红磷制取粗PCl3的装置如图,夹持装置略去,已知红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3,遇O2会生成POCl3。
PCl3、POCl3的熔沸点见下表。
物质 熔点/℃ 沸点/℃
PCl3 -112.0 75.5
POCl3 1.3 105.3
回答下列问题:
(1)A、C中所盛试剂为___________,装置中a的作用是___________。
(2)实验时,检查装置气密性后,先打开k1通入CO2,再迅速加入红磷,通入CO2的作用是___________。
(3)装置B中的反应需要65~70℃,较适合的加热方式为___________,装置E中盛有碱石灰,其作用为___________。
(4)实验结束后,装置B中制得的PCl3粗产品中常混有POCl3、PCl5等。加入过量红磷加热可将PCl5转化为PCl3,通过___________(填操作名称),即可得到较纯净的PCl3产品。
(5)PCl3纯度测定
步骤I:取ag上述所得PCl3产品,置于盛有蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成250mL溶液;
步骤II:取25.00mL上述溶液于锥形瓶中,先加入足量稀硝酸,一段时间后再加入V1mLc1mol·L-1AgNO3溶液(过量),使Cl-完全转化为Ag沉淀(Ag3PO4可溶于稀硝酸);
步骤III:加入少硝基苯,振荡,使沉淀表面被有机物覆盖。以硫酸铁溶液为指示剂,用c1mol·L-1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液(AgSCN难溶于水),达到滴定终点时,共用去V2mLKSCN溶液。
步骤I中发生反应的化学方程式为___________,产品中PCl3的质量分数为___________%,若测定过程中没有加入硝基苯,则所测PCl3的含量会___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)浓硫酸 使F与D压强相同,便于浓盐酸顺利滴出 (2)赶尽A、B装置中空气,防止PCl3被氧化 (3) 水浴加热 吸收未反应的氯气,防止污染空气;防止空气中水蒸气进入,使PCl3发生水解 (4)蒸馏(5) PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl 偏小
19.物质Ⅰ是治疗甲型和乙型流感的中间体,该化合物的合成路线如下:
已知: 。
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_______。
(2)G→H的化学方程式为_______,F→G的反应类型为_______。
(3)已知B→C有CH3OH生成,X试剂的结构简式为_______,该步反应的目的是_______。
(4)物质C的同分异构体M具有如下性质,则M有_______种。
①乙基与苯环直接相连
②1mol该物质能与1molNaOH反应 ③侧链能使灼热的CuO变红
根据上述信息,写出以丙三醇为主要原料制备 的合成路线_______。
【答案】(1)醚键、酯基(2) +
取代反应(3) 保护羟基(4)30(5)
【解析】由有机物的转化关系可知,SOCl2作用下 与乙醇发生取代反应生成,则B为;TsOH作用下与发生取代反应生成,则C为、X试剂为;与BzCl发生取代反应生成,在氯化氢作用下转化为,一定条件下转化为,Et3N作用下与乙酸酐发生取代反应生成,则G为;催化剂作用下与3—戊醇发生环加成反应生成,一定条件下转化为。(1)由结构简式可知,D分子的含氧官能团为醚键、酯基;(2)由分析可知,G→H的反应为催化剂作用下与3—戊醇发生环加成反应生成,反应的化学方程式为+;F→G的反应为Et3N作用下与乙酸酐发生取代反应生成和乙酸;取代反应;(3)由分析可知,B→C的反应为TsOH作用下与发生取代反应生成,则试剂X的结构简式为,由A和E分子中都含有羟基可知,该步反应的目的是保护羟基,防止羟基与BzCl发生取代反应;(4)C的同分异构体M分子中乙基与苯环直接相连,1mol该物质能与4mol氢氧化钠反应说明分子中含有4个羟基,侧链能使灼热的氧化铜变红说明侧链上与羟基相连的碳原子连有氢原子,则M的结构可以视作1—丁醇、2—丁醇、2—甲基—1—丙醇分子中烃基上的氢原子被或或取代所得结构,1—丁醇、2—丁醇分子中烃基上的氢原子被取代基取代各有4种结构,2—甲基—1—丙醇分子中烃基上的氢原子被取代基取代有2种结构,则符合条件的同分异构体共有10×3=30种;(5)由题给信息可知,以丙三醇为主要原料制备的合成步骤为TsOH作用下丙三醇与发生取代反应生成,浓硫酸作用下与乙酸共热发生酯化反应生成,在氯化氢作用下转化为,合成路线为。
20.氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用,乙醇与水催化重整制氢发生以下反应。
反应Ⅰ:CH3OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH1=+255.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41。2kJ·mol-1
反应Ⅲ:CH3OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=__________kJ·mol-1
(2)压强为100Pa,H2的平衡产率与温度、起始时的关系如图甲所示,每条曲线表示H2相同的平衡产率。
①产率:B点__________C点(填>、=或<)
②A、B两点H2产率相等的原因是__________。
(3)压强为100kPa下,CH3OH(g)和H2O(g)投料比1∶3发生上述反应,平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图乙所示[已知:CO的选择性=]
①表示CO2选择性的曲线是__________(填标号);
②573K时,生成氢气的体积分数为__________(保留2位有效数字,下同);
③573K时,反应Ⅱ的标准平衡常数,其中Pθ为标准压强(100kPa),P(CO2)、P(H2)、P(CO)和P(H2O)为各组分的平衡分压,则Kθ=__________。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)
已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3 (s) ΔH=-178.8 kJ·mol-1,向重整体系中加入适量多孔,该做法的优点是__________。
【答案】
(1)+173.3kJ/mol
(2) > B点温度高于A点,升高温度,反应II逆向移动消耗氢气的量与反应I、Ⅲ正向移动产生H2的量相等
(3)a 53% (或者0.53) 14 (4)①多孔CaO与CO2接触面积大,吸收CO2速率快,使得反应Ⅱ和III正向进行,提高氢气的产率;②为反应提供热能。试卷第1页,共3页
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