一、單選題
1、化學與生活、生產(chǎn)及環(huán)境密切相關。下列說法錯誤的是( )
A.潛艇的耐壓球殼使用鈦合金,鈦合金中存在金屬鍵
B.以硅橡膠為基體的自供電軟機器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝,硅橡膠是一種高分子材料
C.2022年北京冬奧會開幕式演出服為石墨烯智能發(fā)熱材料,石墨烯屬于新型無機非金屬材料
D.卡塔爾世界杯球館屋頂采用了折疊式PT℉E(聚四氟乙烯)板材,該板材耐酸堿腐蝕、不耐高溫
2、設為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.中σ鍵的數(shù)目為
B.中雜化的碳原子數(shù)目為1
C.標準狀況下,中含有的電子數(shù)目為5
D.常溫下,將投入足量濃硝酸中,反應轉移電子數(shù)目為3
3、葫蘆脲家族分子是一種具有空腔的桶狀大杯、兩端開口的超分子主體,可以很好地包結有機分子、陽離子和其他客體分子,在分子識別、藥物載體等方面有廣泛應用。葫蘆脲(結構如圖乙)可由A()和B()在一定條件下合成。下列說法不正確的是( )
A.A分子中含有兩個手性碳原子
B.合成葫蘆脲發(fā)生的反應是縮合反應
C.B物質可發(fā)生氧化反應、還原反應、加成反應
D.葫蘆脲中空腔端口的羰基以配位鍵、氫鍵與其他客體分子形成超分子
4、下列實驗操作或裝置能達到目的的是( )(夾持裝置已略)
A.AB.BC.CD.D
5、TCCA是一種高效消毒劑,其分子結構如圖。W、X、Y、Z四種元素的原子序數(shù)依次增大,且位于兩個不同短周期,基態(tài)Y原子s能級電子總數(shù)與p能級電子總數(shù)相等。下列敘述正確的是( )
A.第一電離能:
B.簡單離子半徑:
C.TCCA能發(fā)生水解反應
D.最高價氧化物對應水化物的酸性:
6、廢水中的有機污染物可通過MFC-電芬頓技術來處理,該技術通過產(chǎn)生羥基自由基處理有機污染物,同時高效凈化廢水,其耦合系統(tǒng)原理示意圖如下,下列說法正確的是( )
A.甲池中溶液的不變
B.電極為陰極,電極反應為
C.乙池中產(chǎn)生的對廢水也能起到凈水作用
D.乙池中發(fā)生反應,之后部分生成絮狀沉淀
7、常溫下,改變乙二胺水溶液的,、和的分布分數(shù)與的關系如下圖所示。已知:。下列說法正確的是( )
A.曲線c可表示
B.M點溶液中:
C.溶液中:
D.反應的平衡常數(shù)
二、填空題
8、我國銻產(chǎn)量位居世界之首,金屬銻被廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、半導體元件等。一種輝銻礦濕法清潔冶金新工藝如下所示:
已知:輝銻礦的主要成分是,還含有、PbS、CuO和等;濾液1中除含有X和外,還含有等。回答下列問題:
(1)①物質X宜選用_________(填字母)。
A.NaCl溶液B.硫酸溶液C.鹽酸
②已知濾渣1的主要成分是和S,寫出“酸浸”時與溶液反應的化學方程式:_________。
(2)加入適量的主要目的是_________,濾渣2的主要成分是_________。
(3)在電解溶液時,陰極上放電的可能是,也可能是配離子,寫出后者放電時的電極反應式:_________。
(4)與傳統(tǒng)火法冶煉金屬銻(將輝銻礦在空氣中焙燒,然后用焦炭還原)相比,濕法冶煉金屬銻的優(yōu)點是_________(寫一種即可)。
(5)我國科學家提出一種輝銻礦氧化溶解方案,其轉化原理如圖1所示,用離子方程式表示該原理:①_________、②_________。
(6)①分子結構如圖2所示,其中原子的雜化方式為_________。已知沸點:,其原因是_________。
②(方鉛礦)晶胞結構如圖3所示,已知該晶體的密度為,則晶胞參數(shù)為_________(列出計算式,用表示阿伏伽德羅常數(shù)的值)。
9、Ⅰ.磷酸是一種重要的化工原料,是生產(chǎn)磷肥的原料,也是食品添加劑之一。
(1)工業(yè)上可以用磷單質與硝酸作用得到純的磷酸(熔點)。的VSEPR模型是__________(填名稱)。磷酸易形成過飽和溶液,難以結晶,可向其過飽和溶液中加入_________促進其結晶,但是所制得的磷酸中仍含有少量的水極難除去,其可能的原因是_________。
Ⅱ.研究小組以無水甲苯為溶劑,(易水解)和(疊氮化鈉)為反應物制備納米球狀紅磷。
(2)甲苯干燥和收集的回流裝置如圖1所示(夾持及加熱裝置略)。以二苯甲酮為指示劑,無水時體系呈藍色。
①金屬的作用是__________。
②回流過程中,除水時打開的活塞是_________;體系變藍后,改變開關狀態(tài)收集甲苯。
(3)納米球狀紅磷的制備裝置如圖2所示(夾持、攪拌、加熱裝置已略)。
①在氬氣保護下,反應物在裝置A中混勻后轉入裝置B,于加熱12小時,反應物完全反應,其化學方程式為_________;用氬氣趕走空氣的目的是_________。
②經(jīng)冷卻、離心分離和洗滌得到產(chǎn)品,洗滌時先后使用乙醇和水,依次洗去的物質是_________、_________。
10、我省作為煤炭大省,為全國經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻。但是直接將煤炭用作燃料不僅浪費資源,還會污染環(huán)境,因此如何對煤炭資源綜合利用提高附加值成為我省經(jīng)濟轉型發(fā)展亟待解決的問題。煤的間接液化是先把煤轉化為CO、和,再在催化劑作用下合成化工產(chǎn)品。
(1)已知反應:①


則反應③的__________。
(2)已知:在一定條件下可發(fā)生反應:
①以下措施能使反應速率和轉化率都增大的__________(填字母)。
A.壓縮體積
B.升高溫度
C.恒容充入氦氣
D.恒容移走甲醇
E.恒容充入
②催化劑并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位稱為活性點位,也稱活性中心。在催化合成甲醇時必須控制氫碳比在一定區(qū)間內,若不變,過多時,反應速率會減慢,可能的原因是______。
③若將一定比例的和在裝有催化劑的反應器中反應12小時,體系中產(chǎn)率隨溫度的變化關系如圖所示。之后,產(chǎn)率隨溫度升高而減小的原因除平衡逆向移動外還可能是____________。
(3)在一定溫度下,向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和,起始壓強為0.2MPa,只發(fā)生下列反應:
Ⅰ.
Ⅱ.
反應達到平衡時,的轉化率為50%,CO的物質的量為0.1ml。此時,整個體系_________(填“吸收”或“放出”)熱量,反應Ⅰ的平衡常數(shù)_________MPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。
11、一種藥物的關鍵中間體部分合成路線如下:
(1)A物質的化學名稱是_________。
(2)反應①的反應類型為_________,E物質中含氧官能團的名稱為_________。
(3)反應②要加入,從平衡移動角度說明其目的:_________。
(4)反應⑤的化學方程式為_________。
(5)經(jīng)過水解、部分氧化可得到分子式為的化合物Ⅰ,寫出同時符合下列條件的Ⅰ的所有同分異構體的結構簡式_________(不考慮立體異構)。
①分子結構中有一個六元環(huán);
②核磁共振氫譜顯示分子中有3種氫原子。
(6)設計以甲苯和乙烯為原料制備X()的合成路線_________(無機試劑任選,用流程圖表示)。
參考答案
1、答案:D
解析:A.合金是以鈦元素為基礎加入其他元素組成的合金,存在金屬鍵,A正確;
B.硅橡膠是一種高分子材料,B正確;
C.石墨烯為碳元素形成的單質材料,屬于新型無機非金屬材料,C正確;
D.聚四氟乙烯通??勺霾徽冲伒耐繉?,故其耐酸堿腐蝕、耐高溫,D錯誤;
故答案為:D。
2、答案:B
解析:A.中含有12個N—Hσ鍵和4個配位鍵也是σ鍵,故中σ鍵的數(shù)目為,A錯誤;
B.中甲基中碳原子采用雜化,醛基上碳原子采用雜化,故中雜化的碳原子數(shù)目為=,B正確;
C.標準狀況下HF為液體,故無法計算中含有的電子數(shù)目,C錯誤;
D.常溫下Fe遇到濃硝酸將發(fā)生鈍化,將投入足量濃硝酸中,無法計算反應轉移電子數(shù)目,D錯誤;故答案為:B。
3、答案:A
解析:A.已知同時連有四個互不相同的原子或原子團的碳原子為手性碳原子,故A分子中不含手性碳原子,A錯誤;
B.由題干信息可知,葫蘆脲(結構如圖乙)可由A()和B()在一定條件下合成,故合成葫蘆脲發(fā)生類似與合成酚醛樹脂的反應,該反應是縮合反應,B正確;
C.B物質即HCHO含有醛基,可發(fā)生氧化反應,也能和發(fā)生加成反應(同時也屬于還原反應),C正確;
D.葫蘆脲中空腔端口的羰基氧含有孤電子對且電負性較大,能形成配位鍵和氫鍵,所以葫蘆脲中空腔端口的羰基以配位鍵、氫鍵與其他客體分子形成超分子,D正確;
故答案為:A。
4、答案:A
解析:A.若溴水褪色,說明1-溴丁烷在乙醇溶液、加熱條件下反應生成了1-丁烯,故A符合題意;
B.1mL溶液約為20滴,溶液和NaCl溶液反應后,有剩余,剩余的直接和KI反應生成黃色沉淀AgI,沒有發(fā)生AgCl沉淀向AgI沉淀的轉化,不能驗證,故B不符合題意;
C.在飽和食鹽水中的溶解度遠大于,應先通,后通,便于生成和析出更多的晶體,故C不符合題意;
D.電石與水反應生成的乙炔中含有的雜質也能使酸性溶液褪色,所以不能證明乙炔可使酸性溶液褪色,故D不符合題意;
答案選A。
5、答案:C
解析:TCCA是一種高效消毒劑,其分子結構如圖。W、X、Y、Z四種元素的原子序數(shù)依次增大,且位于兩個不同短周期,基態(tài)Y原子s能級電子總數(shù)與p能級電子總數(shù)相等,則Y為O,W有四個價鍵,X有三個價鍵,Z有一個價鍵,則W為C,X為N,Z為Cl。
A.根據(jù)同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,同主族從上到下第一電離能逐漸減小,則第一電離能:,故A錯誤;
B.根據(jù)層多徑大,同電子層結構核多徑小,則簡單離子半徑:,故B錯誤;
C.TCCA有基團,能發(fā)生水解反應,故C正確;
D.O沒有最高價氧化物對應水化物,根據(jù)非金屬性越強,其最高價氧化物對應水化物越強,則最高價氧化物對應水化物的酸性:,故D錯誤。
綜上所述,答案為C。
6、答案:C
解析:A.甲池是燃燒電池,反應生成二氧化碳和水,溶液體積增大,磷酸濃度減小,因此溶液的增大,故A錯誤;
B.氧氣為正極,則電極為陽極,電極反應為,故B錯誤;
C.乙池中產(chǎn)生的會形成氫氧化鐵膠體,對廢水起到凈水作用,故C正確;
D.鐵離子和氫氧根會反應,則乙池中發(fā)生反應,故D錯誤。
綜上所述,答案為C。
7、答案:C
解析:乙二胺溶液中存在、,隨著溶液pH增大,的濃度逐漸減小直至變?yōu)樽钚?,的濃度先增大后減小,的濃度逐漸增大之至達到最大,所以曲線a表示的變化、曲線b表示的變化、曲線c表示的變化。
A.由上述分析可知,曲線c表示,故A錯誤;
B.M點溶液顯酸性,則有,因此,故B錯誤;
C.交點(6.85,0.5)處,,則,交點(9.93,0.5)處,,則,則的水解常數(shù),由于,即電離大于水解,則有,故C正確;
D.的平衡常數(shù)為,故D錯誤;
故答案選C。
8、答案:(1)C;
(2)將還原;CuS、PbS
(3)
(4)能耗低
(5);
(6);分子間存在氫鍵,而均不能形成分子間氫鍵,導致的沸點比的沸點要高,影響沸點的因素為范德華力,相對分子質量越大,范德華力越大,沸點越高;
解析:(1)①A.若加入NaCl溶液,將引入新的雜質難以除去,A不合題意;
B.若加入硫酸溶液,將引入新的雜質硫酸根離子難以除去,B不合題意;
C.若加入鹽酸,不會引入新的雜質,并結合濾液1的主要成分可知,C符合題意;
故答案為:C;
②已知濾渣1的主要成分是和S,“酸浸”過程中和發(fā)生反應,根據(jù)原子守恒,可得反應的方程式為:;
(2)浸出液中加入適量Sb的目的是將過量的還原,化學方程式為:,向還原后的溶液中加入溶液沉淀,過濾,除去生成的CuS、PbS沉淀,故濾渣2為CuS、PbS;
(3)在電解溶液時,陰極上放電的可能是,也可能是配離子,已知陰極發(fā)生還原反應,故后者放電時的電極反應式為:;
(4)與傳統(tǒng)火法冶煉金屬銻(將輝銻礦在空氣中焙燒,然后用焦炭還原)相比,濕法冶煉的優(yōu)點有能耗低(或“安全性高”等),故答案為:能耗低;
(5)我國科學家提出一種輝銻礦氧化溶解方案,其轉化原理如圖1所示,根據(jù)氧化還原反應配平可知,該原理涉及的離子方程式為:①,②;
(6)①由題干圖2所示分子結構可知,其中每個Sb原子周圍形成3個σ鍵,且Sb最外層上有5個價電子,即每個Sb還有一對孤電子對,故Sb的雜化方式為分子間存在氫鍵,而均不能形成分子間氫鍵,導致的沸點比的沸點要高,影響沸點的因素為范德華力,相對分子質量越大,范德華力越大,沸點越高,則沸點由高到低的順序為;
②由題干圖3所示PbS(方鉛礦)晶胞結構可知,晶胞中位于頂點和面心黑球個數(shù)為:=4個,位于棱上和體心的白球個數(shù)為:1+=4,即每個晶胞中含有4個PbS。已知該晶體的密度為,則有:,故晶胞參數(shù)為。
9、答案:(1)四面體形;磷酸晶體;磷酸分子與水分子能形成氫鍵
(2)干燥甲苯;
(3);防止五氯化磷遇空氣中的水蒸氣而發(fā)生水解;甲苯;氯化鈉
解析:利用苯來干燥甲苯,通過回流得到的水與鈉反應,二苯甲酮為指示劑,無水時體系呈藍色,改變開關狀態(tài)收集甲苯,將甲苯、五氯化磷、在Ar氣氛圍中充分混合后轉入裝置B中,在反應釜中于加熱12小時使其充分反應。
(1)中心原子價層電子對數(shù)為4+0=4,其VSEPR模型是四面體形。磷酸易形成過飽和溶液,難以結晶,可以引入晶種來促進溶液中的磷酸結晶析出,可向其過飽和溶液中加入磷酸晶體促進其結晶,磷酸分子含有羥基,容易與水分子形成氫鍵,因此磷酸具有較強的吸水性,所制得的磷酸中仍含有少量的水極難除去;故答案為:四面體形;磷酸晶體;磷酸分子與水分子能形成氫鍵。
(2)①金屬鈉與水能發(fā)生反應,因此金屬的作用是干燥甲苯;故答案為:干燥甲苯。
②回流過程中,水要回流到燒瓶中,因此除水時打開的活塞是;體系變藍后,改變開關狀態(tài)收集甲苯。
(3)①在氬氣保護下,反應物在裝置A中混勻后轉入裝置B,于加熱12小時,反應物完全反應,五氯化磷和反應生成紅磷、氮氣和氯化鈉,其反應的化學方程式為;由于五氯化磷易水解,為防止五氯化磷遇見空氣中的水蒸氣發(fā)生水解,因此用氬氣趕走空氣;故答案為:;防止五氯化磷遇空氣中的水蒸氣而發(fā)生水解。
②根據(jù)反應可知,得到的產(chǎn)物上沾有甲苯和氯化鈉,用乙醇洗去甲苯,用水洗去氯化鈉;故答案為:甲苯、氯化鈉。
10、答案:(1)+131.3kJ/ml
(2)A;過多的占用催化劑活性點位過多,導致反應速率減慢;催化劑活性降低
(3)吸收;0.02MPa
解析:(1)已知反應:①
②,則可得反應③,根據(jù)蓋斯定律可知反應③的,故答案為:+131.3kJ/ml;
(2)①A.已知該反應正反應是一個氣體體積減小的方向,故壓縮體積,反應物和生成物濃度增大,反應速率增大,化學平衡正向移動,CO轉化率增大,A符合題意;
B.已知該反應正反應為放熱反應,故升高溫度,反應速率增大,化學平衡逆向移動,CO的轉化率減小,B不合題意;
C.恒容充入氦氣,反應速率不變,化學平衡不移動,CO轉化率不變,C不合題意;
D.恒容移走甲醇,即減小生成物濃度,反應速率減慢,平衡正向移動,CO轉化率增大,D不合題意;
E.恒容充入CO(g),反應物濃度增大,反應速率增大,平衡正向移動,轉化率增大,而CO轉化率減小,E不合題意;
故答案為:A;
②催化劑并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位稱為活性點位,也稱活性中心,在催化合成甲醇時必須控制氫碳比在一定區(qū)間內,若不變,過多時,則由于占用催化劑活性點位過多,則CO占用催化劑的活性點位過少,導致反應速率會減慢,故答案為:過多的占用催化劑活性點位過多,導致反應速率減慢;
③由圖可知490K后溫度升高時甲醇的產(chǎn)率降低,可知該反應為放熱反應,490K之前甲醇的產(chǎn)率均小于最大產(chǎn)率,則溫度為470K時,圖中P點不是處于平衡狀態(tài)。490K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是反應Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,且催化劑活性降低,正向移動,故答案為:催化劑活性降低;
(3)設反應Ⅰ中水轉化的物質的量為a,反應Ⅱ中水轉化的物質的量為b,可列出以下式子:,,根據(jù)的轉化率為50%,可得,CO的物質的量為0.1ml可得,解得,則反應Ⅰ吸收能量,反應Ⅱ放出熱量為:,故整個過程是吸熱過程,吸收熱量為:39.39kJ-8.22kJ=31.17kJ;由以上計算可知:,=(0.5+0.5+0.1+0.2)ml=1.3ml,物質的量之比等于壓強之比可得=,,,故答案為:吸收;0.02MPa。
11、答案:(1)鄰羥基苯甲醛或者2-羥基苯甲醛
(2)取代反應;酯基、醚鍵
(3)可與生成的HCl反應,使反應②向正反應方向移動
(4)++2HCl
(5)
(6),
解析:由題干流程圖中有機物,B的分子式和B到該有機物的轉化條件可知,B的結構簡式為:,由B的結構簡式和A的分子式可知,A的結構簡式為:,由E的結構簡式和D的分子式并結合D到E的轉化條件可知,D的結構簡式為:,由D的結構簡式和C的分子式并結合C到D的轉化條件可知,C的結構簡式為:,(5)化學式為的化合物Ⅰ,Ⅰ的同分異構體滿足①分子結構中有一個六元環(huán),該六元環(huán)可能由4個碳原子和一個O一個H構成,也可能由三個碳原子和三個雜原子構成;②譜顯示分子中有3種氫原子,可知該結構必須為對稱結構,其結構簡式為,(6) 利用氨基的氫與氯代烴的鹵素原子結合脫去鹵代烴,實現(xiàn)碳鏈延長;所以利用甲苯硝化反應后,硝基再被還原為氨基即→→;另外利用碳碳雙鍵與鹵素加成反應得到二氯代烴,據(jù)此分析解題。
(1)由分析可知,A的結構簡式為:,則A物質的化學名稱是鄰羥基苯甲醛或者2-羥基苯甲醛,故答案為:鄰羥基苯甲醛或者2-羥基苯甲醛;
(2)由分析可知,反應①即轉化為,故該反應的反應類型為取代反應,E的結構簡式為:,則E物質中含氧官能團的名稱為酯基和醚鍵,故答案為:取代反應;酯基、醚鍵;
(3)由分析可知,反應②即+HCl,故加入,消耗HCl促進上述平衡正向移動,故答案為:可與生成的HCl反應,使反應②向正反應方向移動;
(4)由分析可知,反應⑤即轉化為,該反應的化學方程式為++2HCl,故答案為:++2HCl;
(5)經(jīng)過水解和氧化可得到化學式為的化合物Ⅰ,Ⅰ的同分異構體滿足①分子結構中有一個六元環(huán),該六元環(huán)可能由4個碳原子和一個O一個H構成,也可能由三個碳原子和三個雜原子構成;②譜顯示分子中有3種氫原子,可知該結構必須為對稱結構,其結構簡式為,故答案為:;
(6)利用氨基的氫與氯代烴的鹵素原子結合脫去鹵代烴,實現(xiàn)碳鏈延長;所以利用甲苯硝化反應后,硝基再被還原為氨基即→→;另外利用碳碳雙鍵與鹵素加成反應得到二氯代烴,則合成路線為:,,故答案為:,。
A
B
檢驗1-溴丁烷與乙醇溶液生成1-丁烯
驗證
C
D
制備
證明乙炔可使酸性溶液褪色

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