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2023年高考化學(xué)考前信息必刷卷03(山東卷)

山東高考化學(xué)科目時間:6月9日15:30-17:00,考試時間90分鐘,滿分100分。試卷結(jié)構(gòu)依然采取10道單選題、5道不定項選擇題和5道主觀大題的模式??疾閮?nèi)容上預(yù)測不會有大的變化,試題情境將更加與實際生產(chǎn)生活相貼切。

本套試卷加大了對實驗基礎(chǔ)知識的考查,如第3、4、9、11等題,突出考查了實驗基本操作和儀器的使用。設(shè)置了一道價類二維坐標(biāo)圖題,這是近年來的熱點(diǎn)考查形式。第12題為傳統(tǒng)形式的氧化還原反應(yīng)分析題,考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握扎實程度。第15題考查晶胞知識,這也是命題的可能性之一。
本卷滿分100分,考試時間90分鐘。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 K 39 Mn 55
一、選擇題:本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1.化學(xué)與生活生產(chǎn)密切相關(guān)。下列說法錯誤的是
A.葡萄酒中添加的既可殺菌,又可防止?fàn)I養(yǎng)成分被氧化
B.加酶洗衣粉不宜洗滌真絲織品,會使真絲中的蛋白質(zhì)變性
C.常見無機(jī)含氯消毒劑有氯氣、次氯酸鹽、等
D.不銹鋼是一種含合金元素和的合金鋼
【答案】B
【解析】A.SO2可以抑制細(xì)菌生長,也具有還原性,在葡萄酒中可以殺菌,也可用于防氧化,A正確;B.真絲織品的主要成分是蛋白質(zhì),加酶洗衣粉不宜洗滌真絲織品,是因為酶使真絲中的蛋白質(zhì)水解,B錯誤;C.常見無機(jī)含氯消毒劑有氯氣、次氯酸鹽、 ClO2 等,C正確;D.不銹鋼主要含有Fe、Cr、Ni和少量的碳,D正確;故選B。
2.下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A.呈淡黃色,可用作供氧劑 B.NaCl熔點(diǎn)較高,可用于制取NaOH
C.溶液呈堿性,可用于除油污 D.易分解,可用于治療胃酸過多
【答案】C
【解析】A.能與水和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣,因此可做供氧劑,與顏色無關(guān),故A錯誤;B.電解飽和NaCl溶液生成NaOH,與NaCl熔點(diǎn)無關(guān),故B錯誤;C.溶液呈堿性,可使油污水解呈溶水物質(zhì)除去,故C正確;D.能與胃酸中HCl反應(yīng)生成二氧化碳,因此可以用于治療胃酸過多,與其不穩(wěn)定性無關(guān),故D錯誤;故選:C。
3.下列與實驗相關(guān)的敘述正確的是
A.除去乙酸乙酯中的少量乙酸,可加入飽和碳酸鈉溶液洗滌分液
B.在陶瓷坩堝中加強(qiáng)熱,可除去碳酸鈉晶體中的結(jié)晶水
C.實驗室制取氫氧化鐵膠體時,為了使膠體均勻應(yīng)不斷攪拌
D.用潔凈的鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+,無K+
【答案】A
【解析】A.乙酸,能與碳酸鈉反應(yīng),所以除去乙酸乙酯中少量的乙酸,加入飽和的碳酸鈉溶液后分液,A正確;
B.碳酸鈉高溫條件下能與陶瓷中的反應(yīng),所以不能用陶瓷坩堝加熱碳酸鈉晶體,B錯誤;
C.實驗室制取氫氧化鐵膠體時,不能用玻璃棒攪拌,會破壞膠體的生成,C錯誤;
D.顏色試驗為黃色,只能證明溶液中含有,要證明是否含有,需要透過藍(lán)色的鈷玻璃片觀看顏色,D錯誤;
故選A。
4.實驗室從廢定影液[含和等]中回收和的主要步驟為:向廢定影液中加入溶液沉銀,過濾、洗滌及干燥,灼燒制;制取并通入濾液氧化,用苯萃取分液。其中部分操作的裝置如圖,下列敘述正確的是

A.用裝置甲分離時,用玻璃棒進(jìn)行引流
B.用裝置乙在空氣中高溫灼燒制取
C.用裝置丙制備時還需要加熱條件
D.用裝置丁分液時,從下口放出有機(jī)相
【答案】A
【解析】A.過濾時用玻璃棒進(jìn)行引流,防止液體濺出,故A正確;B.蒸發(fā)皿不能用于高溫灼燒固體,否則會受熱不均而炸裂,應(yīng)選用坩堝灼燒,故B錯誤;C.高錳酸鉀與濃鹽酸不需加熱就能反應(yīng)生成氯氣,故C錯誤;D.苯的密度比水小,溴的苯溶液在上層,則用裝置丁分液時,先放出水相,再從分液漏斗上口倒出有機(jī)相,故D錯誤;故選A。
5.乙二胺()是一種重要的有機(jī)化工原料,下列關(guān)于乙二胺的說法不正確的是
A.易溶于水,其水溶液顯堿性
B.鍵角大于鍵角
C.第二周期中第一電離能大于C小于N的元素只有一種
D.中,提供孤電子對形成配位鍵的是
【答案】D
【解析】A.乙胺中含氨基,能與水形成分子間氫鍵,易溶于水,其水溶液顯堿性,A正確;
B.-NH2中含有孤電子對,孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對之間的排斥力,所以鍵角大于鍵角,B正確;
C.同一周期隨著原子序數(shù)變大,第一電離能變大,N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素;第二周期中第一電離能大于小于的只有氧元素,C正確;
D.乙二胺與形成的中,提供?電子對形成配位鍵的是N,D錯誤;
故選D。
6.軸烯(Radialene)是獨(dú)特的環(huán)狀烯烴,環(huán)上每個碳原子都接有一個雙鍵,含n元環(huán)的軸烯可以表示為軸烯,如下圖是三種簡單的軸烯。下列有關(guān)說法正確的是

A.a(chǎn)分子中所有原子共面
B.b分子中鍵和鍵的數(shù)目之比為
C.c與足量發(fā)生反應(yīng)后所得產(chǎn)物的一氯代物只有一種
D.上述三種軸烯互為同系物
【答案】A
【解析】A.a(chǎn)中含三個碳碳雙鍵,且直接相連,根據(jù)乙烯的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及3點(diǎn)共面可知,分子中所有原子都在同一個平面上,A正確;B.b分子中含8個C-H鍵,4個C=C鍵,4個C-C鍵,單鍵是鍵,雙鍵含1個鍵和1個鍵,則b分子中含16個鍵和4個鍵,鍵和鍵的數(shù)目之比為,B錯誤;C.c與足量發(fā)生反應(yīng)后所得產(chǎn)物有2種等效氫,則其一氯代物有2種,C錯誤;D.a(chǎn)、b、c含碳碳雙鍵個數(shù)不相等,結(jié)構(gòu)不相似,不是同系物,D錯誤; 故選A。
7.部分含及物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示,下列推斷不合理的是

A.對應(yīng)含氧酸的酸性強(qiáng)弱為: B.工業(yè)上通過 來制備
C.久置的水溶液會變小 D.利用a還原c或者d可以消除氮氧化物的污染
【答案】B
【解析】根據(jù)元素的化合價和物質(zhì)類別可推出a、b、c、d、e分別為NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸鹽;a'、b'、c'、d'、e'分別為HCl、Cl2、HClO或次氯酸鹽、HClO3或氯酸鹽、HClO4或高氯酸鹽。A.硝酸和高氯酸都是相應(yīng)元素的最高價酸,最高價酸的酸性和非金屬性相關(guān),非金屬性越強(qiáng),最高價酸的酸性越強(qiáng),非金屬性Cl>N,所以酸性:HClO4>HNO3,故A合理;B.工業(yè)上制備硝酸,首先發(fā)生的是氨的催化氧化,即氨被氧氣氧化為NO,然后NO再被氧化為NO2,最后NO2和水反應(yīng)生成HNO3和NO,NO可以循環(huán)使用,即工業(yè)上是通過制備硝酸,不經(jīng)過氮?dú)膺@一步,故B不合理;C.氯水中的HClO光照下會分解為強(qiáng)酸鹽酸和氧氣,所以久置的氯水pH會變小,故C合理;D.NH3中N為-3價,NO和NO2中N的化合價為正價,NH3和NO或NO2反應(yīng)時,都可以發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮?dú)夂退?,可以用氨還原NO或NO2消除氮氧化物的污染,故D合理;故選B。
8.X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大且不超過20的主族元素。X是地殼中含量最多的元素,Y基態(tài)原子核外s能級和p能級電子數(shù)相等,Z與X同主族,Q的焰色試驗呈紫色。列說法正確的是
A.簡單離子半徑;
B.X的第一電離能比同周期的相鄰元素的大
C.Z的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)
D.Q最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比Y的弱
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大且不超過20的主族元素;X是地殼中含量最多的元素,X為O;Y基態(tài)原子核外s能級和p能級電子數(shù)相等,Y為Mg;Z與X同主族,Z為S;Q的焰色試驗呈紫色,Q為K,則W為Cl。A.由分析可知,X為O,Y為Mg,Z為S;電子層數(shù)越多,簡單離子的半徑越大;電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,簡單離子的半徑越??;故簡單離子半徑;,A正確;B.由分析可知,X為O;同一周期,從左到右,隨著原子序數(shù)變大,元素的第一電離能變大,N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素,故N、O的第一電離能大?。篘>O;而不是氧的第一電離能比同周期的相鄰元素的大,B錯誤;C.由分析可知,Z為S,W為Cl;元素的非金屬性越強(qiáng),其簡單氫化物穩(wěn)定性越強(qiáng),非金屬性:Cl>S,則S的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的Cl,C錯誤;D.由分析可知,Y為Mg,Q為K;元素金屬性越強(qiáng),最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng);金屬性:K>Mg,K最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比Mg的強(qiáng),D錯誤;故選A。
9.一定量的甲苯和溶液發(fā)生反應(yīng)得到混合物,按如下流程分離出苯甲酸、回收未反應(yīng)的甲苯。下列說法錯誤的是

A.苯甲酸可反應(yīng)形成鹽、酯、酰胺、酸酐等
B.操作Ⅰ和操作Ⅱ依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和蒸餾
C.甲苯、苯甲酸依次由①、②獲得
D.苯甲酸100℃時迅速升華,故其粗品精制除采用重結(jié)晶方法外,還可用升華法
【答案】B
【解析】A.苯甲酸中含有羧基,能形成鹽、酯、酰胺、酸酐等故A正確;B.濾液經(jīng)過萃取分為有機(jī)相和水相,有機(jī)相經(jīng)過無水硫酸鈉干燥,蒸餾后得到甲苯,水相經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和冷卻過濾得到苯甲酸,故B錯誤;C.據(jù)B分析可知,甲苯、苯甲酸依次由①、②,故C正確;D.苯甲酸在100℃左右開始升華。故除了重結(jié)晶方法外,也可用升華方法精制苯甲酸,故D正確;故答案選B。
10.羥醛縮合反應(yīng)是一種常用的增長碳鏈的方法。一種合成目標(biāo)產(chǎn)物(圖中⑦)的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是

A.③是該反應(yīng)的催化劑
B.③到④的過程中有極性鍵的斷裂和非極性鍵的生成
C.⑥中有1個手性碳原子
D.合成⑦的總反應(yīng)為
【答案】B
【解析】A.③是第一步反應(yīng)的產(chǎn)物,第二個反應(yīng)的反應(yīng)物,所以③只是該反應(yīng)的中間產(chǎn)物,不是該反應(yīng)的催化劑,故A錯誤;B.③到④的過程中,有C—N極性鍵的斷裂和C—C非極性鍵的生成,故B正確;C.⑥中有2個手性碳原子,如圖,故C錯誤;D.合成⑦的總反應(yīng)為,故D錯誤;故答案為:B
二、選擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題目要求,全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
11.下列實驗操作不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?br /> 選項
實驗?zāi)康?br /> 實驗操作
A
測定與混合物中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)
將固體溶于水配制成溶液,分別以酚酞和甲基橙為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定
B
比較HClO與的酸性
用pH計測量相同濃度NaClO溶液和溶液的pH
C
提純混有雜質(zhì)的NaCl固體
將固體溶于水,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過濾
D
比較、、的氧化性
向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和,振蕩,靜置
【答案】CD
【解析】A.若以酚酞為指示劑,則加入鹽酸溶液由紅色變無色時,碳酸鈉已完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉,以甲基橙為指示劑,加入鹽酸溶液由黃色變橙色,此時碳酸氫鈉完全轉(zhuǎn)化為CO2,根據(jù)消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的量可以計算碳酸鈉或碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實驗操作正確能達(dá)到實驗?zāi)康?,A正確;
B.弱酸的酸性越強(qiáng),其酸根離子水解的程度越弱,相同濃度下其酸根離子水解液的pH越小,用pH計測量相同濃度NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH,pH大的溶液對應(yīng)的酸的酸性更弱,B正確;
C.提純混有KNO3雜質(zhì)的NaCl固體,NaCl溶解度隨溫度變化小,KNO3溶解度隨溫度變化大,應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、將濾液冷卻結(jié)晶、過濾的方法,C錯誤;
D.少量Cl2水加入到KBr和KI的混合溶液中,Cl2氧化I-,得出溴離子還原性比碘離子弱,即溴的氧化性比碘強(qiáng),同時氯氣的氧化性也比碘強(qiáng),但是不能比較溴和氯氣的氧化性強(qiáng)弱,D錯誤;
故答案選CD。
12.實驗室利用制取高錳酸鈉的相關(guān)反應(yīng)的離子方程式如下:
Ⅰ:;Ⅱ:;Ⅲ:。
下列說法錯誤的是
A.反應(yīng)Ⅰ中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量比為5∶1
B.酸性條件下的氧化性:
C.可與鹽酸發(fā)生反應(yīng):
D.制得28.4g高錳酸鈉時,理論上消耗氯酸鈉的物質(zhì)的量為mol
【答案】B
【解析】A.反應(yīng)Ⅰ中中氯元素化合價降低發(fā)生還原反應(yīng)得到還原產(chǎn)物氯氣,氯離子中氯元素化合價升高發(fā)生氧化反應(yīng)得到氧化產(chǎn)物氯氣,根據(jù)電子守恒可知,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量比為5∶1,A正確;B.氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物;Ⅰ得氧化性,Ⅱ在堿性條件顯得氧化性,Ⅲ得氧化性,故不能說明酸性條件下氧化性:,B錯誤;C.酸性條件下可與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯氣,,C正確;D.28.4g高錳酸鈉為0.2mol,根據(jù)方程式可知,,理論上消耗氯酸鈉的物質(zhì)的量為mol ,D正確;故選B。
13.我國科學(xué)家利用電池,以水溶液作為鋅離子電池的介質(zhì),可實現(xiàn)快速可逆的協(xié)同轉(zhuǎn)化反應(yīng)。如圖所示,放電時該電池總反應(yīng)為:。下列說法正確的是

A.放電時,Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.放電時,參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移
C.充電時,通過陽離子交換膜從極移向極
D.充電時,陽極發(fā)生反應(yīng):
【答案】AD
【解析】A.由總反應(yīng)可知,放電時,Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;B.由總反應(yīng)可知,反應(yīng)時生成2molBi,轉(zhuǎn)移6mol電子,參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移,故B錯誤;C.充電時,Zn電極作陰極,極作陽極,溶液中陽離子向陰極移動,則通過陽離子交換膜從極移向極,故C錯誤;D.充電時的總反應(yīng)為:,陽極發(fā)生反應(yīng):,故D正確;故選AD。
14.室溫,向和的混合溶液中逐滴加入溶液,溶液中與的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
(已知:的、分別為、;)

A.a(chǎn)對應(yīng)溶液的pH小于b
B.b對應(yīng)溶液的
C.a(chǎn)→b變化過程中,溶液中的減小
D.a(chǎn)對應(yīng)的溶液中一定存在:
【答案】D
【解析】A.溫度不變水解平衡常數(shù)不變,=,則橫坐標(biāo)數(shù)值越大,溶液中c(OH-)越小,溶液的pH值越小,則溶液的pH:a點(diǎn)大于b點(diǎn),故A錯誤;B.b點(diǎn)=-5,=1.0×10-5mol/L,=,=2,則=100,,故B錯誤;C.溫度不變電離平衡常數(shù)、水的離子積不變,則==不變,故C錯誤;D.任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒,a點(diǎn)橫坐標(biāo)等于0,說明c(CO)=c(HCO),根據(jù)電荷守恒得2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(Cl-)+c(OH-),所以得2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=3c(HCO)+c(Cl-)+c(OH-),故D正確;故選:D。
15.砷化鎵是一種立方晶系如圖甲所示,將Mn摻雜到晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料如圖乙所示,砷化鎵的晶胞參數(shù)為x pm,密度為。下列說法錯誤的是

A.砷化鎵中配位鍵的數(shù)目是
B.Ga和As的最近距離是
C.沿體對角線a→b方向投影圖如丙,若c在11處,則As的位置為7、9、11、13
D.Mn摻雜到砷化鎵晶體中,和Mn最近且等距離的As的數(shù)目為6
【答案】D
【解析】A.由甲可知砷化鎵的化學(xué)式為GaAs,砷化鎵中砷提供孤電子對,鎵提供空軌道形成配位鍵,平均1個GaAs配位鍵的數(shù)目為1,則砷化鎵中配位鍵的數(shù)目是,故A正確;
B.由砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)可知,Ga和As的最近距離為晶胞體對角線的,Ga和As的最近距離是,故B正確;
C.由砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)可知,c位于側(cè)面的面心,沿體對角線a→b方向投影圖如丙,則As的位置為7、9、11、13,故C正確;
D.由乙晶胞結(jié)構(gòu)可知,摻雜Mn之后,晶體中Mn數(shù)目為,As數(shù)目為4,故晶體中Mn、As的原子個數(shù)比為5:32,則和Mn最近且等距離的As的數(shù)目大于6,故D錯誤;
故選D。
三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16.(12分)配合物是近代無機(jī)化學(xué)的重要研究對象,Cu或Cu2+常作為中心原子或離子,H2O、CN-、吡啶(C5H5N)等粒子是常見的配體。
(1)題干中所涉及元素電負(fù)性由大到小的順序為__________,其中電負(fù)性最小的元素的基態(tài)原子的價電子排布式為_________________。
(2)原子核外運(yùn)動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),可以用自旋量子數(shù)來描述。若一種自旋狀態(tài)用+表示,與之相反的用-表示,則基態(tài)O原子的價電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和為__________。H3O+中不存在的作用力有____(填標(biāo)號),H3O+的空間構(gòu)型為_____________。
A.配位鍵? ??B.離子鍵?? ??C.共價鍵? ???D.氫鍵
(3)吡啶( )在水中的溶解度遠(yuǎn)大于在苯中的溶解度,可能原因是
①吡啶和H2O均為極性分子,而苯為非極性分子;
②______________________________________。
吡啶及其衍生物(、)的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),其中堿性最弱的是_____________________。
(4)配合物M結(jié)構(gòu)如右圖所示。若其中與Cu相連的4個配位原子處在一個平面內(nèi),則Cu的雜化方式可能是
(填標(biāo)號)。

A.sp B.sp2 C.sp3 D.dsp2
(5)CuInS2(相對分子質(zhì)量為Mr)是生物醫(yī)藥、太陽能電池等領(lǐng)域的理想熒光材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則CuInS2晶體的密度為_______________g·cm-3(列出計算式即可,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。

【答案】(1) O>N>C>H>Cu(1分)???? 3d104s1(1分)
(2)?+1(或-1) (1分)???? BD(2分)???? 三角錐形(1分)
(3)?吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵(1分)???? (2分)
(4)D(1分)
(5) (2分)
【解析】(1)題干中所給元素有Cu、H、O、C、N,非金屬電負(fù)性大,金屬電負(fù)性小,同一周期從左到右電負(fù)性依次增大,所以O(shè)>N>C>H>Cu;電負(fù)性最小的為Cu,其價電子排布式為: 3d104s1;
(2)基態(tài)O原子價電子排布式為2s22p4,有兩個不成對電子,所以價電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和為+1(或-1);H3O+中存在H共價鍵和配位鍵,不存在離子鍵和氫鍵,價層電子對數(shù),所以H3O+的空間構(gòu)型為三角錐形。
(3)吡啶分子結(jié)構(gòu)中的N有孤電子對可以與水分子形成氫鍵,故答案為:吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵;甲基為推電子基,-F為吸電子基,當(dāng)吡啶中N的間位C上的H被甲基取代時,N的電子云密度增大,當(dāng)被-CF3代替后N的電子云密度減小,又根據(jù)吡啶及其衍生物(、)的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),所以堿性最弱的為 ;
(4)Cu的配位數(shù)為4,說明不是sp2雜化,sp3雜化的分子空間構(gòu)型為四面體形,而該物質(zhì)的4個配位原子在同一個平面內(nèi),說明不是sp3雜化,故排除法選D;
(5)根據(jù)均攤法,晶胞中Cu的原子個數(shù)= ,化學(xué)式為CuInS2,說明一個晶胞中有4個CuInS2單元,所以晶胞的質(zhì)量為 ,晶胞的體積為 ,故晶胞的密度 。
17.(12分)硼氫化鈉在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值,工業(yè)上可用硼鎂礦(生要成分為,含少量雜質(zhì))制取,其工藝流程如下:

已知:硼氫化鈉常溫下能與水反應(yīng),易溶于異丙胺(沸點(diǎn)為)。
(1)和都是硼酸鹽,請寫出一元弱酸硼酸在水中的電離方程式_______。
(2)粉碎的目的是_______;濾渣的成分是_______(寫化學(xué)式、下同)。
(3)操作1的步驟是____、冷卻結(jié)晶;操作2、操作3的名稱分別為_____、_______。
(4)高溫合成過程中,加料之前需先在反應(yīng)器中通入氬氣,該操作的目的是_______。
(5)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_______。寫出副產(chǎn)物硅酸鈉的一種用途_______。
(6)被稱為萬能還原劑,“有效氫含量”可用來衡量含氫還原劑的還原能力,其定義是:每克含氫還原劑的還原能力相當(dāng)于多少克的還原能力。的有效氫含量為_____(保留兩位小數(shù))。
【答案】(1) (2分)
(2)增大硼鎂礦與堿液的接觸面積,提高浸取率(或提高原料的利用率)和加快反應(yīng)速率(或者使反應(yīng)更快更充分)?(1分) 和(1分)
(3)蒸發(fā)濃縮(1分)??過濾?(1分) ?蒸餾(1分)
(4)除去反應(yīng)器中的空氣,防止空氣中的水、氧氣與原料鈉、氫氣反應(yīng)(1分)
(5)異丙胺(1分) ??可做防火劑或黏合劑(1分)
(6)0.21(2分)
【解析】硼鎂礦粉碎后加入氫氧化鈉堿溶,氫氧化鈉和四氧化三鐵不反應(yīng)、和鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,得到濾渣和,濾液中含硼,為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到,脫水后高溫合成得到、,加入異丙胺提取出,蒸餾分離出取異丙胺得到;
(1)一元弱酸硼酸在水溶液中部分電離,;
(2)粉碎的目的是增大硼鎂礦與堿液的接觸面積,提高浸取率(或提高原料的利用率)和加快反應(yīng)速率(或者使反應(yīng)更快更充分);氫氧化鈉和四氧化三鐵不反應(yīng)、和鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,故濾渣的成分是和;
(3)操作1從溶液中得到晶體,則操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;操作2為分離固液的操作,是過濾;硼氫化鈉常易溶于異丙胺(沸點(diǎn)為),操作3為從硼氫化鈉的異丙胺溶液中得到硼氫化鈉的操作,為蒸餾;
(4)鈉、氫氣均可與空氣中氧氣反應(yīng),高溫合成過程中,加料之前需先在反應(yīng)器中通入氬氣,該操作的目的是除去反應(yīng)器中的空氣,防止空氣中的水、氧氣與原料鈉、氫氣反應(yīng);
(5)操作3蒸餾出的異丙胺,可以在操作2中重復(fù)使用,故流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是異丙胺。副產(chǎn)物硅酸鈉可做防火劑或黏合劑等;
(6)中氫元素化合價為-1,可以失去電子變?yōu)?1;氫氣中氫失去電子變?yōu)?1,根據(jù)電子守恒可知,,則有效氫含量為。
18.(12分)三氯化鉻是常用的媒染劑和催化劑,易潮解,易升華,高溫下易被氧氣氧化。實驗室可利用下面裝置模擬制取三氯化鉻(、為氣流控制開關(guān))。

原理:
已知:氣體有毒,遇水發(fā)生水解產(chǎn)生兩種酸性氣體
(1)實驗裝置合理的連接順序為a—___________(填儀器接口字母標(biāo)號)。
(2)步驟如下:
i.連接裝置,檢查裝置氣密性,裝入藥品并通;
ii.加熱反應(yīng)管至400℃;
iii.控制開關(guān),加熱,溫度保持在50℃~60℃之間;
iv.加熱石英管繼續(xù)升溫至650℃,直到E中反應(yīng)基本完成,切斷管式爐的電源;
v.停止A裝置水浴加熱,……;
vi.裝置冷卻后,結(jié)束制備實驗。
①步驟i中,開關(guān)、的狀態(tài)分別為___________。
②補(bǔ)全步驟v的操作:___________,其目的是___________。
(3)從安全的角度考慮,整套裝置的不足是___________。
(4)裝置D中反應(yīng)的離子方程式為___________。
(5)取三氯化鉻樣品0.300g,配制成250mL溶液。移取25.00mL于碘量瓶中,加熱至沸騰后,加適量溶液,生成綠色沉淀。冷卻后,加足量30% ,小火加熱至綠色沉淀完全溶解。冷卻后,加入酸化,再加入足量KI溶液,加塞搖勻充分反應(yīng)后,鉻元素只以存在,暗處靜置5min后,加入指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液21.00mL(雜質(zhì)不參加反應(yīng))。

已知:;
①綠色沉淀完全溶解后,繼續(xù)加熱一段時間再進(jìn)行后續(xù)操作,目的是___________。
②樣品中無水三氯化鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
③若將碘量瓶換為錐形瓶,則樣品中無水三氯化鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測量結(jié)果___________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
【答案】(1)hi(或ih)debcf(g) (2分)
(2)??開, 關(guān)(1分)???? 繼續(xù)通入一段時間?(1分)??? 將COCl2完全排入裝置D被充分吸收(1分)
(3)升華的三氯化鉻易凝華,堵塞導(dǎo)管(1分)
(4) (2分)
(5)?除去多余的?(1分)??? 92.5%?(2分)??? 偏低(1分)
【分析】三氯化鉻易潮解,易升華,高溫下易被氧氣氧化,所以實驗過程中要確保裝置內(nèi)不能存在氧氣和水蒸氣。A裝置的作用是用N2將CCl4導(dǎo)入裝置參與反應(yīng),B裝置作用是防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置,C裝置作用是收集氣體,D裝置是處理COCl2尾氣,E裝置是發(fā)生裝置。整個反應(yīng)流程先用干燥的N2排除裝置內(nèi)空氣,然后再通入N2將CCl4氣體帶入裝置,與E中的CrO2反應(yīng),生成的COCl2有毒氣體用C裝置收集,與D裝置中NaOH溶液反應(yīng)從而進(jìn)行吸收處理,為防止D裝置中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置,還有在C和D裝置中間加一個干燥裝置C。
【解析】(1)根據(jù)分析,裝置的排序是AECBD。首先用干燥的N2排除裝置空氣,則反應(yīng)前C裝置內(nèi)應(yīng)該充滿N2,要收集的氣體為COCl2,其密度大于N2,所以COCl2從d進(jìn)入。因此,實驗裝置合理的連接順序為ahi(或ih)debcf(g)。
(2)①K1開,K2關(guān),使得N2能進(jìn)入裝置排盡空氣而不會帶入CCl4。
②反應(yīng)結(jié)束后還需要持續(xù)通入N2一段時間,從而將COCl2完全排入裝置D被充分吸收。
(3)三氯化鉻容易受熱升華,溫度降低后容易在導(dǎo)管內(nèi)凝華,從而堵塞導(dǎo)管。
(4)根據(jù)元素分析,COCl2水解生成的兩種酸性氣體是HCl和CO2,COCl2和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式應(yīng)該為;
(5)①為避免過量的H2O2和KI反應(yīng)而對后續(xù)的測定產(chǎn)生干擾,應(yīng)加熱除去多余的H2O2;
②被H2O2氧化后的Cr元素全部以形式存在,其再次和酸化的KI反應(yīng),離子方程式為。根據(jù)方程式,生成的I2的物質(zhì)的量為n(I2)==0.0002625mol,則根據(jù)Cr元素守恒,可計算出無水三氯化鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為;
③普通錐形瓶沒有密封效果,將碘量瓶換成普通錐形瓶將導(dǎo)致I2升華,從而使得消耗的量偏小,則樣品中無水三氯化鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測量結(jié)果偏低。
19.(12分)由芳香化合物A制備藥物中間體I的一種合成路線如圖:

已知:①同一碳原子上連兩個羥基不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):R- CH(OH)2→R-CHO+ H2O;
②R- CHO+R1-CH2COOHR –CH=CH- R1+ H2O+CO2↑;
③。
(1)A的名稱為_______;C 的分子式為_______。
(2)B→C的反應(yīng)類型為_______ ;A~I九種物質(zhì)中含有手性碳原子的有_______種。
(3)F→G的反應(yīng)方程式為_______。
(4)試劑Y的結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(5)同時滿足下列條件的G的同分異構(gòu)體有_______種(不含立體異構(gòu))。
①苯環(huán)上只有兩個側(cè)鏈
②只有一種官能團(tuán)且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體
其中核磁共振氫譜顯示有3組峰,且峰面積之比為2:2:1的同分異構(gòu)體的一種結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(6)參照上述合成路線,設(shè)計由CH3CH2CHCl2制備CH3CH2 CH=CHCH3的合成路線_________(有機(jī)溶劑及無機(jī)試劑任選)。
【答案】(1)對甲苯酚(1分) C9H8Cl2O2(1分)
(2)取代反應(yīng)(1分) 0(1分)
(3) (2分)
(4) (1分)
(5)12(1分) (1分)
(6) (3分)
【解析】由B的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合A的分子式可知,A為, A中酚羥基和乙酸發(fā)生取代反應(yīng)生成B,試劑X為CH3COOH,B中甲基發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C中氯原子發(fā)生水解反應(yīng)生成D,D為對羥基苯甲醛,D→E為取代反應(yīng),F(xiàn)發(fā)生已知信息②中反應(yīng)生成G為,再發(fā)生已知信息③的反應(yīng)生成H為,試劑Y為。
(1)由分析可知A的結(jié)構(gòu)簡式為,名稱為對甲苯酚;由C的結(jié)構(gòu)簡式可知,C 的分子式為C9H8Cl2O2;
(2)B→C是甲基上發(fā)生二氯取代,則反應(yīng)類型為取代反應(yīng);與4個不同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子為手性碳原子,由A~I九種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知,沒有含有手性碳原子的物質(zhì),故答案為:取代反應(yīng);0;
(3)F發(fā)生已知信息②中反應(yīng)生成G為,反應(yīng)方程式為;
(4)H+YI+H2O,H為,結(jié)合I的結(jié)構(gòu)。推知試劑Y的結(jié)構(gòu)簡式為;
(5)G為,G的同分異構(gòu)體同時滿足下列條件:①苯環(huán)上只有兩個側(cè)鏈;
②只有一種官能團(tuán)且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體,說明含有羧基;苯環(huán)上一個取代基為-COOH,另一個取代基為-CH2CH2COOH或-CH(CH3)COOH或兩個取代基均為-CH2COOH或一個取代基為-CH3,另一個取代基為-CH(COOH)2,兩個取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對3種,故滿足條件的同分異構(gòu)體有43=12種;核磁共振氫譜顯示有3組峰,說明該有機(jī)物分子中有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;又知峰面積之比為2:2:1,說明3種氫原子個數(shù)比為2:2:1,該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為;
(6)CH3CH2CHCl2發(fā)生水解反應(yīng)生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO氧化得到CH3CH2COOH,然后CH3CH2CHO與CH3CH2COOH發(fā)生信息②中反應(yīng)生成CH3CH2 CH=CHCH3,合成路線為:。
20.(12分)2020年中國向世界宣布2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。轉(zhuǎn)化和吸收CO2的研究成為更加迫切的任務(wù)。
(1)在催化劑作用下CO2和H2發(fā)生反應(yīng)I:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H1。已知298K時,部分物質(zhì)的相對能量如表所示(忽略△H隨溫度的變化)。
物質(zhì)
CO2(g)
H2O(l)
H2O(g)
H2(g)
C2H4(g)
相對能量(kJ?mol-1)
-393
-286
-242
0
52
則△H1=_____kJ?mol-1,該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是_____(填“較高溫度”或“較低溫度”)。
(2)在恒溫恒容條件下,向密閉容器中充入CO2、H2,加入合適催化劑,發(fā)生反應(yīng)I,下列情況表明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____(填序號)。
A.C2H4的體積分?jǐn)?shù)保持不變 B.混合氣體密度保持不變
C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D.混合氣體中C2H4與H2O(g)的分壓之比不變
(3)在一體積不變的密閉容器中投入0.4molCO2和1.2molH2,發(fā)生反應(yīng)I,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示;

①隨著溫度升高,不同壓強(qiáng)下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率接近相等,原因是______。
②若反應(yīng)平衡時M點(diǎn)(p2對應(yīng)壓強(qiáng)下)密閉容器的體積為2L,請列出計算N點(diǎn)條件下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)的計算式K=_____(只列計算式)。
(4)CO2催化加H2還可能生成其他含碳化合物。研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)e、Co固體雙催化劑的成分對相同時間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性有重要作用,部分研究數(shù)據(jù)如表所示:
實驗編號
n(Fe):n(Co)
CO2轉(zhuǎn)化率/%
CO選擇性/%
CH4選擇性/%
C2H4選擇性/%
反應(yīng)后固體的成分
1
100∶0
1.1
100
0
0
Fe和少量Fe3O4
2
50∶50
30.5
36.8
42.9
20.3
Fe和Co
3
0∶100
69.2
2.7
97.1
0.2
Co
下列說法錯誤的是______(填序號)。
A.實驗1中生成Fe3O4的化學(xué)方程式為3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO
B.用該方法制備CH4時,最好選用金屬Co作催化劑
C.n(Fe):n(Co)對該制備過程影響很大
D.若生成等物質(zhì)的量的CH4和C2H4,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比值為2∶1
(5)在一定條件下,選擇合適的催化劑使CO2只發(fā)生轉(zhuǎn)化為CO的反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0。調(diào)整CO2和H2初始投料比,測得在一定投料比和一定溫度下,該反應(yīng)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示:

已知:Kx是以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù);反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。B、E、F三點(diǎn)反應(yīng)溫度最高的是_____點(diǎn),計算E點(diǎn)所示的投料比在從起始到平衡的過程中,當(dāng)CO2轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%時,=_____。
【答案】(1) -130(2分)???? 較低溫度(1分)
(2)AC(1分)
(3)?隨著溫度升高,壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減小,所以隨著溫度升高,不同壓強(qiáng)下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率接近相等(2分)???? (2分)
(4)D(1分)
(5) F(1分)???? 2.25(2分)
【解析】(1)已知反應(yīng)熱焓變等于生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量,
則kJ/mol;該反應(yīng)是一個熵減的放熱反應(yīng),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則上述反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是較低溫度。
(2)A.C2H4的體積分?jǐn)?shù)保持不變,說明平衡不再移動,達(dá)到平衡狀態(tài),故A符合題意;B.容器體積和氣體質(zhì)量始終不變,則混合氣體的密度始終不變,因此不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故B不符合題意;C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M= m/n,氣體質(zhì)量不變,但是氣體的總物質(zhì)的量隨反應(yīng)進(jìn)行而改變,所以M會發(fā)生改變,當(dāng)M不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡,故C符合題意;D.混合氣體中C2H4與H2O(g)為生成物,分壓之比等于反應(yīng)的系數(shù)比為定值,分壓之比不變不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故D不符合題意;故選AC。
(3)①隨著溫度升高,壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減小,所以隨著溫度升高,不同壓強(qiáng)下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率接近相等;
②在一體積不變的密閉容器中投入0.4molCO2和1.2molH2,發(fā)生反應(yīng)I,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則反應(yīng)二氧化碳0.16mol;

若反應(yīng)平衡時M點(diǎn)(p2對應(yīng)壓強(qiáng)下)密閉容器的體積為2L,平常常數(shù)只受溫度影響,則MN兩點(diǎn)的平衡常數(shù)相同,故N點(diǎn)條件下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)的計算式K=;
(4)A.由題干表中數(shù)據(jù)可知,實驗1中CO的選擇性100%,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,A正確;
B.由題干表中數(shù)據(jù)可知,實驗1和實驗3比較可知,當(dāng)用Co作催化劑時的轉(zhuǎn)化率最高,的選擇性也很高,則制備時最好選用金屬CO作催化劑,B正確;
C.由題干表中數(shù)據(jù)可知,的不同對的轉(zhuǎn)化率、CO、、的選擇性均影響很大,即對該制備過程影響很大,C正確;
D.本反應(yīng)中是由中的+4價的C降低為中的-2價和CH?中的-4價,生成等物質(zhì)的量的和,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比值為2∶3,D錯誤;
故選D;
(5)反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大;B、E、F投料比不同但轉(zhuǎn)化率相同,且F點(diǎn)和初始投料比最大,說明F點(diǎn)的溫度最高;達(dá)到平衡狀態(tài)E點(diǎn),轉(zhuǎn)化率剛好達(dá)到50%,設(shè)初始投料和均為1mol,列三段式:

此時;
當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%時,

。

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