
理科綜合共300分,包括物理、化學(xué)、生物三部分,考試時(shí)間共150分鐘。
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必將自己的姓名、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米的黑色簽字筆填寫在答題卡上,并檢查條形碼粘貼是否正確。
2.選擇題使用2B鉛筆涂在答題卡對(duì)應(yīng)題目標(biāo)號(hào)的位置上;非選擇題用0.5毫米黑色簽字筆書寫在答題卡的對(duì)應(yīng)框內(nèi),超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效;在草稿紙、試卷上答題無(wú)效。
3.考試結(jié)束后,將答題卡收回。
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量: H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Mn-55 Cu-64
第I卷(選擇題共126分)
一、選擇題。每題給出的選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題目要求,共 13題,每題6分,共78分。
1. 現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展離不開人與自然和諧共生,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是
A. 用氯氣處理水中的Cu2+、Hg2+等重金屬離子
B. 在田間大量焚燒秸稈,以增加草木灰肥料從而減少化肥的使用
C. 近期的空氣質(zhì)量報(bào)告中常出現(xiàn)“中度污染"和“重度污染”的結(jié)論,霧霾的形成是因?yàn)榭諝庵泻写罅康亩趸?br>D. 我國(guó)力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”,體現(xiàn)了中國(guó)對(duì)解決氣候問(wèn)題的大國(guó)擔(dān)當(dāng)
【答案】D
【詳解】A.氯氣不能與Cu2+、Hg2+等重金屬離子反應(yīng),可用Na2S與Cu2+、Hg2+等重金屬離子反應(yīng)生成難溶性鹽過(guò)濾除去,A錯(cuò)誤;
B.在田間大量焚燒秸稈,會(huì)造成空氣污染,且容易引起火災(zāi),B錯(cuò)誤;
C.霧霾的形成是因?yàn)榭諝庵泻写罅康目晌腩w粒物,不是二氧化硫,C錯(cuò)誤;
D.力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”,體現(xiàn)了中國(guó)對(duì)解決氣候問(wèn)題的大國(guó)擔(dān)當(dāng),D正確;
答案選D。
2. 下列有關(guān)有機(jī)物或有機(jī)反應(yīng)說(shuō)法正確的是
A. 等物質(zhì)的量的氯氣與乙烷在光照條件下反應(yīng)制得純凈的氯乙烷
B. 氯氣與苯在光照條件下可制備氯苯
C. 氟利昂-12是甲烷的氯、氟鹵代物,結(jié)構(gòu)式為,它有兩種同分異構(gòu)體
D. 石油裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量
【答案】D
【詳解】A.氯氣與乙烷在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),生成多種取代產(chǎn)物,因此等物質(zhì)的量的氯氣與乙烷在光照條件下反應(yīng)不能制得純凈的氯乙烷,A錯(cuò)誤;
B.氯氣與苯在Fe作催化劑的條件下可制備氯苯,B錯(cuò)誤;
C.甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),因此只有一種結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;
D.石油裂化目的是提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量,特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量,D正確;
答案選D。
3. 下列實(shí)驗(yàn)裝置和應(yīng)用正確的是
A. 圖甲可驗(yàn)證鎂和稀鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)
B. 圖乙可制備純凈的乙酸乙酯
C. 用圖丙所示裝置吸收尾氣中的SO2
D. 用丁裝置制備無(wú)水MgCl2
【答案】A
【詳解】A.圖甲中,若鎂和稀鹽酸反應(yīng)放熱,則U型管中紅墨水會(huì)左低右高,若反應(yīng)吸熱,則會(huì)左高右低,因此圖甲可驗(yàn)證鎂和稀鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng),A正確;
B.飽和碳酸鈉的作用是吸收乙醇、反應(yīng)乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,但不會(huì)做到完全除雜,因此制得的乙酸乙酯不會(huì)是純凈的,B錯(cuò)誤;
C.SO2不與飽和NaHSO3發(fā)生反應(yīng),而應(yīng)該用NaOH吸收SO2尾氣最好,C錯(cuò)誤;
D.HCl極易溶于水,用NaOH吸收時(shí)需防止倒吸,D錯(cuò)誤;
答案選A。
4. A、B、C、D、E五種元素原子序數(shù)逐漸增大,且均小于18,A的一種原子核內(nèi)沒(méi)有中子;在元素周期表中,C與B、E均相鄰,B、C和E三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17;其中A與D為同族元素,原子半徑A<C<B<E<D.下列說(shuō)法正確的是
A. B和E所形成的含氧酸均為強(qiáng)酸
B. BC和E三種元素可能位于同一周期
C. 元素C的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比元素E的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)高
D. D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中含有離子鍵和非極性共價(jià)鍵
【答案】C
【分析】已知A、B、C、D、E五種元素原子序數(shù)逐漸增大,且均小于18,A的一種原子核內(nèi)沒(méi)有中子,則A為H元素,其中A與D為同族元素,則D為Na元素,在元素周期表中,C與B、E均相鄰,B、C和E三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17,又原子半徑A<C<B<E<D,則B為N元素,C為O元素,E為S元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】A.B為N元素,E為S元素,兩個(gè)元素形成的含氧酸(HNO2、H2SO3)均不是強(qiáng)酸,A錯(cuò)誤;
B.B為N元素,C為O元素,E為S元素,三者不位于同一周期,B錯(cuò)誤;
C.C為O元素,其氫化物為H2O,E為S元素,其氣態(tài)氫化物為H2S,由于H2O分子間存在氫鍵,因此沸點(diǎn):H2O>H2S,C正確;
D.D為Na元素,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為NaOH,含有離子鍵和極性共價(jià)鍵,D錯(cuò)誤;
答案選C。
5. 以下是中學(xué)化學(xué)常見的四個(gè)裝置,下列關(guān)于這些裝置說(shuō)法正確的是
A. 裝置甲在使用過(guò)程中,電池內(nèi)部電子從Ag2O極通過(guò)隔板移向鋅粉
B. 裝置乙在使用過(guò)程中,電池外殼會(huì)逐漸變薄,容易出現(xiàn)漏液
C. 裝置丙在使用過(guò)程中,電解質(zhì)溶液的pH不會(huì)發(fā)生變化
D. 裝置丁電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
【答案】B
【詳解】A.裝置甲為銀鋅原電池,電子只在外電路中移動(dòng),不會(huì)在電池內(nèi)部移動(dòng),A錯(cuò)誤;
B.裝置乙中鋅筒為負(fù)極,Zn失去電子變成Zn2+,Zn不斷反應(yīng),即外殼會(huì)逐漸變薄,容易出現(xiàn)漏液,B正確;
C.裝置丙在使用過(guò)程中,反應(yīng)生成了水,電解質(zhì)KOH溶液濃度降低,堿性減弱,pH變小,C錯(cuò)誤;
D.裝置丁電極b上O2得到電子,與H+結(jié)合生成水,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O,D錯(cuò)誤;
答案選B。
6. 下圖是CO和O在釕催化劑的表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是
A. CO2和CO都能與堿反應(yīng)生成鹽和水
B. 該過(guò)程中,CO先斷鍵成C和O
C. CO與O形成化學(xué)鍵的過(guò)程中放出能量
D. 釕催化劑降低了該反應(yīng)的焓變
【答案】C
【詳解】A.CO為不成鹽氧化物,不能與堿發(fā)生反應(yīng),A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)過(guò)程圖示可知,該過(guò)程中,CO未斷鍵,B錯(cuò)誤;
C.形成化學(xué)鍵時(shí)會(huì)釋放能量,C正確;
D.催化劑只是降低了反應(yīng)的活化能,不會(huì)改變反應(yīng)的焓變,D錯(cuò)誤;
答案選C。
7. 弱酸、弱堿的電離都比較弱,已知25C時(shí)部分弱酸的電離平衡常數(shù)(Ka)如下表:
下列說(shuō)法正確的是
A. 0.1ml·L-1Na2SO3溶液中通入CO2至恰好完全反應(yīng)(不考慮溶液體積變化),溶液中存在:c(H+)-c(OH-)=2c(SO)+c(HSO)+2c(CO)+c(HCO)-0.1
B. 25℃時(shí),0.1ml·L-1Na2SO3溶液的pH約等于10(忽略二級(jí)水解和H2O的電離)
C. 25℃時(shí),0.1ml·L-1CH3COONa溶液中通入HCl氣體,至pH=7(溶液體積變化忽略不計(jì)):c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COOH)
D. 足量CH3COOH與Na2SO3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CH3COOH+Na2SO3=2CH3COONa+SO2↑+H2O
【答案】B
【詳解】A.0.1ml·L-1Na2SO3溶液中通入CO2至恰好完全反應(yīng)(不考慮溶液體積變化),溶液中存在電荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(SO)+c(HSO)+2c(CO)+c(HCO),則c(H+)-c(OH-)=2c(SO)+c(HSO)+2c(CO)+c(HCO)-0.2,A錯(cuò)誤;
B.25℃時(shí),0.1ml·L-1Na2SO3溶液中SO發(fā)生一級(jí)水解時(shí),SO+H2OHSO+OH-,,則c(OH-)=,溶液中c(H+)=,因此pH=-lgc(H+)=10,B正確;
C.25℃時(shí),0.1ml·L-1CH3COONa溶液中通入HCl氣體,至pH=7,則c(H+)=c(OH-),溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),則c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),則c(Na+)>c(Cl-),又存在物料守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),因此c(CH3COOH)=c(Cl-),C錯(cuò)誤;
D.由于K1(H2SO3)>Ka(CH3COOH)>K2(H2SO3),因此酸性:H2SO3>CH3COOH>HSO,則足量CH3COOH與Na2SO3溶液反應(yīng)時(shí),不會(huì)生成SO2,D錯(cuò)誤;
答案選B。
8. 用氧化還原滴定法可以測(cè)定市售雙氧水中過(guò)氧化氫的濃度(單位g·L-1),實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)備和滴定待測(cè)溶液:
I.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液
a.配制100mLKMnO4溶液備用;
b.準(zhǔn)確稱取Na2C2O4基準(zhǔn)物質(zhì)3.35g(0.025ml),配制成250mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。取出25.00mL于錐形瓶中,加入適量3ml·L-1硫酸酸化后,用待標(biāo)定的KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),記錄數(shù)據(jù),計(jì)算KMnO4溶液的濃度。
II.滴定主要步驟
a.取待測(cè)雙氧水10.00mL于錐形瓶中;
b.錐形瓶中加入30.00mL蒸餾水和30.00mL3ml·L-1硫酸,然后用已標(biāo)定的KMnO4溶液(0.1000ml·L-1)滴定至終點(diǎn);
e.重復(fù)上述操作兩次,三次測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:
d.?dāng)?shù)據(jù)處理。
回答下列問(wèn)題:
(1)將稱得的Na2C2O4配制成250mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有___________。
(2)標(biāo)定KMnO4溶液時(shí),能否用稀硝酸調(diào)節(jié)溶液酸度___________(填“能”或“不能”),簡(jiǎn)述理由___________。寫出標(biāo)定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。
(3)滴定待測(cè)雙氧水時(shí),標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝入___________滴定管,裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步應(yīng)進(jìn)行的操作是___________。
(4)滴定雙氧水至終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。
(5)計(jì)算此雙氧水的濃度為___________g·L-1.
(6)若在配制Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),燒杯中的溶液有少量濺出,則最后測(cè)定出的雙氧水的濃度會(huì)___________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。
【答案】(1)250mL容量瓶、膠頭滴管
(2) ①. 不能 ②. 稀硝酸有氧化性,會(huì)影響KMnO4溶液濃度的標(biāo)定 ③. 2KMnO4+ 5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(3) ①. 酸式 ②. 用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管
(4)滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶中的液體變?yōu)闇\紫色,且半分鐘不變色
(5)21.25(6)偏高
【小問(wèn)1詳解】
配制250mLNa2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),所使用的儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和250mL容量瓶;
【小問(wèn)2詳解】
稀硝酸具有氧化性,也會(huì)氧化草酸鈉,會(huì)影響KMnO4溶液濃度的標(biāo)定,因此不能用稀硝酸調(diào)節(jié)溶液酸度;標(biāo)定過(guò)程中KMnO4氧化Na2C2O4,發(fā)生的化學(xué)方程式為2KMnO4+ 5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O;
【小問(wèn)3詳解】
滴定待測(cè)雙氧水時(shí),標(biāo)準(zhǔn)溶液為已標(biāo)定KMnO4溶液,具有強(qiáng)氧化性,應(yīng)裝入酸式滴定管中,裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液前需要用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管;
【小問(wèn)4詳解】
KMnO4溶液可氧化雙氧水,當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶中的液體變?yōu)闇\紫色,且半分鐘不變色時(shí),說(shuō)明滴定達(dá)到終點(diǎn);
【小問(wèn)5詳解】
由數(shù)據(jù)分析可知,三次滴定消耗KMnO4溶液的體積第1組與2.3組差距較大,省略,因此消耗KMnO4溶液的平均體積為25.00mL,根據(jù)得失電子守恒有:2KMnO4~5H2O2,則此雙氧水的濃度為;
【小問(wèn)6詳解】
若在配制Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),燒杯中的溶液有少量濺出,則標(biāo)定出的KMnO4溶液實(shí)際濃度偏低,消耗的KMnO4溶液體積偏大,導(dǎo)致最后測(cè)定出的雙氧水的濃度會(huì)偏高。
9. 某電解銅企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量陽(yáng)極泥,主要成分如下:Cu-16.32%,Ag-4.62%,Au-0.23%,Pb-15.68%?,F(xiàn)設(shè)計(jì)如下流程實(shí)現(xiàn)對(duì)銅、銀的有效回收:
已知:
①NaNO3受熱分解產(chǎn)生NaNO2和O2;
②焙燒時(shí)Pb轉(zhuǎn)化PbO;
③Ag(NH)2OH能被含醛基的有機(jī)物還原生成銀。
回答下列問(wèn)題:
(1)銅陽(yáng)極泥可用濕法直接浸出,浸出劑主要是硫酸,同時(shí)還需加入一定量的氯酸鈉(NaClO3),加入氯酸鈉的目的是___________。寫出銅被浸出的離子反應(yīng)方程式___________。
(2)寫出焙燒過(guò)程中銀與NaNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。
(3)浸渣的主要成分有___________。
(4)對(duì)浸取液進(jìn)行氯化時(shí)的現(xiàn)象是___________,濾渣提銀時(shí)需依次加入___________、甲醛溶液。
(5)最后的濾液中加入一定濃度的純堿沉銅(主要沉淀為堿式碳酸銅),經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定某批沉銅產(chǎn)品中m(Cu):m(C)=16:1,則該堿式碳酸銅的組成可表示為___________。
A.Cu(OH)2·CuCO3 B. Cu(OH)2·2CuCO3 C.2Cu(OH)2·CuCO3
【答案】(1) ①. 作氧化劑 ②. 3Cu+Cl+6H+=3Cu2++3H2O
(2)
(3)Au、PbSO4
(4) ①. 產(chǎn)生白色沉淀 ②. 濃氨水
(5)C
【分析】結(jié)合題干和已知,陽(yáng)極泥中含有的主要成分有Cu、Ag、Au和Pb,加入適量NaNO3焙燒,得到含Au、CuO、Ag2O和PbO的燒渣,再加入適量的硫酸,得到主要成分為PbSO4和Au的浸渣,浸取液中含有Cu2+和Ag+,氯化過(guò)濾后得到AgCl的濾渣和含Cu2+的濾液,據(jù)此分析解答。
【小問(wèn)1詳解】
若銅陽(yáng)極泥用濕法直接浸出,浸出劑主要是硫酸,同時(shí)還需加入一定量的氯酸鈉(NaClO3)作氧化劑,銅被浸出時(shí),Cu轉(zhuǎn)化為Cu2+,反應(yīng)的離子方程式為:3Cu+Cl+6H+=3Cu2++3H2O;
【小問(wèn)2詳解】
已知NaNO3受熱分解產(chǎn)生NaNO2和O2,則焙燒過(guò)程中銀與NaNO3反應(yīng)生成Ag2O和NaNO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
【小問(wèn)3詳解】
根據(jù)上述分析可知,浸渣的主要成分為PbSO4和Au;
【小問(wèn)4詳解】
浸取液中含有Cu2+和Ag+,氯化過(guò)濾后得到AgCl的濾渣,即觀察到的現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀,可向AgCl中加入濃氨水得到Ag(NH)2OH,再加入甲醛溶液即可提取Ag;
【小問(wèn)5詳解】
某批沉銅產(chǎn)品中m(Cu):m(C)=16:1,則n(Cu):n(C)=,因此該堿式碳酸銅組成可表示為2Cu(OH)2·CuCO3,故答案選C。
10. 乙烯是重要的化工原料,在化工合成與生產(chǎn)中具有極其重要的地位,回答下列問(wèn)題:
(1)C2H4(g)+3O2=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
2H(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3
寫出乙烯氣體分解得到石墨和氫氣的熱化學(xué)方程式___________。
(2)乙烯可由甲烷制得:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。T℃時(shí)在2L恒容密閉容器中充入0.6ml甲烷氣體,若5分鐘時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),則v(H2)=___________ml·L-1·min-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。保持溫度不變,若再向平衡后的容器中各充入0.12ml的三種氣體,充人后v正___________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)工業(yè)上以煤為主要原料制乙烯首先需要制備合成氣,生產(chǎn)合成氣的反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),理論上該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是___________。制得合成氣后需用合成氣制備甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),現(xiàn)設(shè)置以下三個(gè)容器進(jìn)行該反應(yīng)(恒溫)
達(dá)平衡時(shí),三個(gè)容器中甲醇體積分?jǐn)?shù)的大小關(guān)系為___________(填編號(hào))。
(4)已知反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)可用于制備乙烯,現(xiàn)向一剛性容器中按物質(zhì)的量之比1:1充入CO2和H2,在溫度為378K和478K時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示:
①圖中A、B、C三點(diǎn)逆反應(yīng)速率由大到小順序是___________。
②如改變影響平衡的某一條件使得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則該反應(yīng)平衡常數(shù)的變化是___________。
【答案】(1)C2H4(g)=2C(s,石墨)+ 2H2(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2-ΔH3
(2) ①. 0.048 ②. 1.92 ③. >
(3) ①. 高溫 ②. ③>②>①
(4) ①. C>A>B ②. 變大或不變
【小問(wèn)1詳解】
乙烯氣體分解得到石墨和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C2H4=2C(s,石墨)+2H2,反應(yīng)①-②×2-③即可得到該反應(yīng),根據(jù)蓋斯定律可得,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H4(g)=2C(s,石墨)+ 2H2(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2-ΔH3;
【小問(wèn)2詳解】
達(dá)到平衡時(shí),設(shè)轉(zhuǎn)化CH4的濃度為x,則列三段式有:
,已知c(C2H4)=2c(CH4),則2(0.3-x)=0.5x,解得x=0.24,則v(H2)=,反應(yīng)的平衡常數(shù),保持溫度不變,若再向平衡后的容器中各充入0.12ml的三種氣體,此時(shí),則平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v正>v逆;
【小問(wèn)3詳解】
該反應(yīng)為熵增反應(yīng),ΔS>0,要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,ΔG=ΔH-TΔS<0,則理論應(yīng)在高溫條件下能夠自發(fā)進(jìn)行,②的投入量為①的兩倍,③、②相比,③恒壓,反應(yīng)進(jìn)行時(shí)物質(zhì)的量減少,體積減小,③相當(dāng)于加壓,平衡正向進(jìn)行的程度比②大,甲醇的體積分?jǐn)?shù)更大,則達(dá)到平衡時(shí),三個(gè)容器中甲醇體積分?jǐn)?shù)的大小關(guān)系為③>②>①;
【小問(wèn)4詳解】
①根據(jù)圖像,A、C所在曲線先達(dá)到平衡,說(shuō)明溫度更高,為478K時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化曲線,因此B點(diǎn)反應(yīng)速率最小,又A點(diǎn)CO2轉(zhuǎn)化率比C點(diǎn)低,則A點(diǎn)時(shí)生成物濃度更小,逆反應(yīng)速率更小,則逆反應(yīng)速率:C>A>B;
②由圖象,升溫可以使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),此時(shí)平衡常數(shù)會(huì)變大,或著保持溫度不變的條件下,增大壓強(qiáng)、增大氫氣的濃度、及時(shí)移去產(chǎn)物等方法,都可以使平衡正向移動(dòng),從而CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,但由于溫度不變,則平衡常數(shù)不變。
(二)選考題:共45分。請(qǐng)考生從給出的2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一題做答。如果多做,則每學(xué)科按所做的第一題計(jì)分。
11. 含鈷的化合物在金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展中占有相當(dāng)重要的一席之地,回答下列問(wèn)題:
(1)寫出鈷原子的價(jià)層電子排布式___________。
(2)八羰基二鈷C2(CO)8可催化乙炔環(huán)三聚為苯,寫出與CO互為等電子體離子的電子式___________(寫出一種)。苯分子中碳原子的雜化方式為___________,1ml苯分子中含有的σ鍵的數(shù)目為___________(NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)。
(3)二茂鈷可看作是C2+與兩個(gè)正五邊形的環(huán)戊二烯負(fù)離子配體形成的夾心型分子(結(jié)構(gòu)如下圖所示:
①已知大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù),則環(huán)戊二烯負(fù)離子(C5H5)的大π鍵可表示為___________;
②二茂鈷是紫黑色晶體,熔點(diǎn)約173℃,不溶于水和液氨,但能溶于有機(jī)溶劑,下列相互作用中,二茂鈷晶體中不存在的是___________;
A.離子鍵 B.配位鍵 C.范德華力 D.氫鍵
(4)[C(NH3)5Cl]Cl2晶胞中[C(NH3)5Cl]2+和Cl-的排布具有類似氟化鈣晶胞的結(jié)構(gòu)(氟化鈣晶胞如下圖)
則一個(gè)氯離子周圍距離最近的配離子的數(shù)目為___________,若此配合物晶體的密度為g·cm-3,則[C(NH3)5Cl]2+與氯離子之間的最短距離是___________nm(設(shè)配合物相對(duì)分子質(zhì)量為M)。
【答案】(1)3d74s2
(2) ①. ②. sp2 ③. 12NA
(3) ①. ②. AD
(4) ①. 4 ②.
【小問(wèn)1詳解】
C為27號(hào)元素,其核外電子排布式為[Ar]3d74s2,則其價(jià)層電子排布式為3d74s2;
【小問(wèn)2詳解】
互為等電子體,原子個(gè)數(shù)相等,價(jià)電子數(shù)相同,根據(jù)此規(guī)則,與CO互為等電子體的離子可以是CN-,其電子式為:;苯分子中碳原子的雜化方式為sp2雜化,1ml苯分子中含有12ml σ鍵,個(gè)數(shù)為12NA;
【小問(wèn)3詳解】
①環(huán)戊二烯負(fù)離子(C5H5)中,5個(gè)原子參與形成大π鍵,參與形成大π鍵的電子數(shù)共6個(gè),因此環(huán)戊二烯負(fù)離子(C5H5)的大π鍵可表示為;
②根據(jù)二茂鈷的結(jié)構(gòu)可知,該晶體中存在配位鍵和范德華力,不存在離子鍵和氫鍵,故答案選AD;
【小問(wèn)4詳解】
[C(NH3)5<Cl]Cl2晶胞中[C(NH3)5Cl]2+和Cl-的排布具有類似氟化鈣晶胞的結(jié)構(gòu),由晶胞可知,一個(gè)氯離子周圍距離最近的配離子的數(shù)目為4,[C(NH3)5Cl]2+與氯離子之間的最短距離是晶胞中體對(duì)角線的,設(shè)晶胞參數(shù)為a cm,則a3=,則a=,因此[C(NH3)5Cl]2+與氯離子之間的最短距離為nm。
12. 視黃醛是眼球發(fā)育中重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,可由天然產(chǎn)物β-環(huán)檸檬醛為起始原料進(jìn)行人工合成,合成路線(待完善)如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)β-環(huán)檸檬醛分子中含有的官能團(tuán)名稱為___________,寫出其在一定條件下與足量氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。
(2)產(chǎn)物A的核磁共振氫譜共有___________組峰。
(3)反應(yīng)a屬于___________(填有機(jī)反應(yīng)類型),該反應(yīng)生成產(chǎn)物B的同時(shí)還會(huì)生成的另一種產(chǎn)物是___________(填物質(zhì)名稱)。
(4)B的一種同系物分子,分子量比B小84,滿足以下條件的該同系物的同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))共有___________種。
①分子中含有苯環(huán) ②可與三氯化鐵產(chǎn)生顏色反應(yīng) ③環(huán)上有三個(gè)取代基
(5)根據(jù)已給出的合成信息,補(bǔ)齊由產(chǎn)物B制備視黃醛的剩余合成路線___________。
【答案】(1) ①. 碳碳雙鍵、醛基 ②. +2H2
(2)7(3) ①. 消去反應(yīng) ②. 甲醇
(4)10(5)
【分析】根據(jù)合成路線,β-環(huán)檸檬醛與HC(OCH3)3在CH3OH中發(fā)生取代反應(yīng)得到產(chǎn)物A,產(chǎn)物A在TiCl4作催化劑的條件下與反應(yīng)生成,再與堿發(fā)生消去反應(yīng)得到產(chǎn)物B和甲醇(CH3OH),產(chǎn)物B經(jīng)一系列反應(yīng)得到視黃醛,據(jù)此分析解答。
【小問(wèn)1詳解】
β-環(huán)檸檬醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,分子中含有的官能團(tuán)為醛基和碳碳雙鍵,在一定條件下,與足量的氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2H2;
【小問(wèn)2詳解】
產(chǎn)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,分子中含有7種不同的氫原子,因此產(chǎn)物A的核磁共振氫譜共有7組峰;
【小問(wèn)3詳解】
根據(jù)分析,與堿發(fā)生消去反應(yīng)得到產(chǎn)物B和甲醇(CH3OH),故反應(yīng)a的反應(yīng)類型為消去反應(yīng),該反應(yīng)生成產(chǎn)物B的同時(shí)還會(huì)生成甲醇;
【小問(wèn)4詳解】
根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,B的分子式為C15H22O,其一種同系物分子,分子量比B小84,則該同系物的分子式為C9H10O,且該同系物含有苯環(huán),且苯環(huán)上有3個(gè)取代基,能夠與三氯化鐵產(chǎn)生顏色反應(yīng),說(shuō)明含有酚羥基,則同系物的結(jié)構(gòu)可能有:、、、、、、、、共10種結(jié)構(gòu);
【小問(wèn)5詳解】
產(chǎn)物B經(jīng)一系列反應(yīng)得到視黃醛,結(jié)合視黃醛結(jié)構(gòu)和已知合成信息,可知產(chǎn)物B與與HC(OCH3)3在CH3OH中發(fā)生取代反應(yīng)得到,再在TiCl4作催化劑的條件下與反應(yīng)生成,再在堿性條件下發(fā)生消去反應(yīng)得到視黃醛,故合成路線為。
化學(xué)式
CH3COOH
H2CO3
H2SO3
Ka
1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
K1=1.5×10-2
K2=1.0×10-7
組別
1
2
3
消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)
25.24
25.02
24.98
編號(hào)
條件
n(CO)/ml
n(H2)/ml
n(CH3OH)/ml
①
恒容
0.2
0.4
0
②
恒容
0.4
0.8
0
③
恒壓
0.4
0.8
0
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