一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,乙醚、乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸、氯仿等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品,下列说法错误的是( )
A.能与水互溶 通过氧化灭活病毒
C.过氧乙酸相对分子质量为 氯仿的化学名称是四氯化碳
【答案】
D
【考点】
相对分子质量及其计算
电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】
.与水分子间能形成氢键,并且都是极性分子;
.具有强氧化性;
.过氧乙酸的结构简式为;
.氯仿的化学名称是三氯甲烷。
【解答】
.与水分子间能形成氢键,并且都是极性分子,所以能与水以任意比互溶,故正确;
.具有强氧化性,通过氧化能灭活病毒,故正确;
.过氧乙酸的结构简式为,相对分子质量为=,故正确;
.氯仿的化学名称是三氯甲烷,不是四氯化碳,故错误;
2. 紫花前胡醇()可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是( )
A.分子式为 不能使酸性重铬酸钾溶液变色
C.能够发生水解反应 能够发生消去反应生成双键
【答案】
B
【考点】
有机物的结构和性质
【解析】
、分子中个碳原子,不饱和度为;
、分子中含有碳碳双键和羟基直接相连碳上有氢原子;
、分子中含有酯基,能发生水解;
、与相连的的邻位上有一种可发生消去反应;
【解答】
、分子的不饱和度为,则氢原子个数为:=,四个氧原子,所以分子式为:,故正确;
、分子中含有碳碳双键和羟基直接相连碳上有氢原子,所以能使酸性重铬酸钾溶液变色,故错误;
、分子中含有能发生水解酯基,则紫花前胡醇能水解,故正确;
、与相连的的邻位上有一种可发生消去反应,生成双键,故正确;
3. 下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是( )
| 气体(杂质) | 方法 | |
| . | 通过酸性高锰酸钾溶液 | |
| . | 通过饱和的食盐水 | |
| . | 通过灼热的铜丝网 | |
| . | 通过氢氧化钠溶液 |
【答案】
A
【考点】
物质的分离、提纯和除杂的基本方法选择与应用
【解析】
除杂的原则是不引入新的杂质,不减少要提纯的物质,操作简单,绿色环保。
.具有还原性,易被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸;
.饱和食盐水可以减少氯气的溶解量;
.利用化学性质的差异,铜与氧气反应,;
=,为不成盐氧化物,
【解答】
.被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸,故错误;
.利用溶解性的差异,除去,故正确;
.利用化学性质的差异,铜与氧气反应,不与氮气反应,达到除杂目的,故正确;
.可以与发生反应:=,与溶液不能发生反应;尽管可以与一同跟发生反应:,但由于杂质的含量一般较少,所以也不会对的量产生较大的影响,故正确;
4. 铑的配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.是反应中间体
B.甲醇羰基化反应为
C.反应过程中的成键数目保持不变
D.存在反应
【答案】
C
【考点】
氧化还原反应
配合物的成键情况
【解析】
、由图可知,铑的配合物离子生成,继续与反应生成和;
、由图可知发生的反应依次为:①,②=,③=,④=,⑤=,⑥=,个反应依次发生;
、由图可以看出的成键数目由变化;
、由分析及图中箭头方向判断出此步反应。
【解答】
、由图可知,铑的配合物离子生成,继续与反应生成和,所以是反应中间体,故正确;
、由图可知发生的反应依次为:①,②=,③=,④=,⑤=,⑥=,个反应依次发生,个反应方程式相加和,消去中间产物得出总反应:,故正确;
、由图可以看出的成键数目由变为再变为再变为再变为,依次循环,故错误;
、由分析,按照箭头方向可知:和反应生成和,反应方程式为:即,故正确;
5. 年约里奥-居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核)轰击金属原子,得到核素,开创了人造放射性核素的先河:其中元素、的最外层电子数之和为.下列叙述正确的是( )
A.的相对原子质量为 、均可形成三氯化物
C.的原子半径小于的 仅有一种含氧酸
【答案】
B
【考点】
原子结构与元素周期律的关系
【解析】
由及质量守恒可知,==,、的最外层电子数之和为,的最外层电子数为,金属原子的质量数为、且位于Ⅲ族,=符合题意,则为;的最外层电子数为=,质子数为=,为,以此来解答。
【解答】
由上述分析可知为、为,
.为,原子的相对原子质量为,故错误;
.、可形成三氯化物分别为、,故正确;
.同周期从左向右原子半径减小,则的原子半径大于的半径,故错误;
.的含氧酸有磷酸、偏磷酸等,故错误;
6. 科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是( )
A.放电时,负极反应为
B.放电时,转化为,转移的电子数为
C.充电时,电池总反应为
D.充电时,正极溶液中浓度升高
【答案】
D
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
电极为金属锌放电时,由图示知负极反应为,温室气体被转化为储氢物质甲酸为还原反应,充电时阳极生成氧气,阴极发生还原反应生成锌,据此答题。
【解答】
.放电时,金属锌做负极生成,负极反应为,故正确;
.放电时,中碳的化合价为价,中碳的化合价,转化为,降低价,转移的电子数为,故正确;
.充电时,阳极电极反应:=,阴极反应:,电池总反应为,故正确;
.充电时,阳极(原电池的正极)电极反应:=,溶液中浓度增大,溶液中=,温度不变时,不变,因此溶液中浓度降低,故错误;
7. 以酚酞为指示剂,用的溶液滴定未知浓度的二元酸溶液。溶液中,、分布系数随滴加溶液体积的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表,曲线②代表
B.溶液的浓度为
C.的电离常数=
D.滴定终点时,溶液中
【答案】
C
【考点】
酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算
【解析】
、曲线①一直在减小,曲线②在一直增加,且两者相加等于;
、溶液的发生突变时,滴有酚酞的溶液发生颜色变化,到达滴定终点,即和恰好完全反应;
、的电离常数;
、滴定终点时=,溶液中的电荷守恒:=。
【解答】
、在未加溶液时,曲线①的分布系数与曲线②的分布系数之和等于,且曲线①一直在减小,曲线②在一直增加;说明第一步完全电离,第二步存在电离平衡,即=,,曲线①代表;当加入用的溶液滴定后,发生=,的分布系数减小,的分布系数在增大,且曲线②在一直在增加,在滴定终点后与③重合,所以曲线②代表,故错误;
、当加入溶液时,溶液的发生突变,到达滴定终点,说明和恰好完全反应,根据反应=,=,,故错误;
、由于第一步完全电离,则的起始浓度为,根据图象,当=时,的分布系数为,溶液的=,的分布系数为,则的电离平衡常数,故正确;
、用酚酞作指示剂,酚酞变色的范围为,终点时溶液呈碱性,,溶液中的电荷守恒,=,则,故错误;
二、非选择题:共58分。第8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11~12题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共43分。
钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以、、价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及、.采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
| 金属离子 | ||||
| 开始沉淀 | ||||
| 完全沉淀 |
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是________。
(2)“酸浸氧化”中,和被氧化成,同时还有________离子被氧化。写出转化为反应的离子方程式________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为,随滤液②可除去金属离子、、、________,以及部分的________。
(4)“沉淀转溶”中,转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。
(5)“调”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是________。
(6)“沉钒”中析出晶体时,需要加入过量,其原因是________。
【答案】
加快酸浸和氧化反应速率
,=
,和
=
利用同离子效应,促进尽可能析出完全
【考点】
制备实验方案的设计
【解析】
黏土钒矿中,钒以、、价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及、,加入稀硫酸,使生成和;加入氧化还原性的成;和成,成为滤渣①,滤液①含有:、、、、、;滤液①加入溶液至=,中和过量的硫酸并沉淀,使钒水解并沉淀为,得滤饼②,除去滤液②、、、及部分、;滤饼②加入过量溶液至,沉淀转溶得滤液③,滤液③含有生成和溶于碱的生成的;滤渣③为,滤液③加入盐酸调,生成即滤渣④;滤液④含有,加入沉钒的产物:;和滤液⑤溶液;
(1)升高温度,反应速率加快;
(2)加入氧化性物质可除去具有还原性的离子;依据电子转移守恒和元素守恒写出离子方程式;
(3)根据某些离子沉淀的,找出相应沉淀的离子;
(4)溶液呈强碱性时转化为;
(5)加入酸沉淀离子生成;
(6)溶于水电离出,根据沉淀溶解平衡原理,利用等离子效应。
【解答】
温度升高反应速率加快;加快酸浸氧化的反应速率,
故答案为:加快酸浸和氧化反应速率;
加入氧化剂,除了氧化具有还原性的和,还可以氧化还原性的为;以便后面步骤一次性的除去元素;酸浸氧化转化为,根据电荷守恒和电子转移守恒得出:在酸性条件下,价的矾化合价升高生成价,中价的锰化合价降低生成价,所以反应的离子方程式为:=,
故答案为:;=;
“中和沉淀”中,滤液①加入溶液至=,中和过量的硫酸并沉淀和,使钒水解并沉淀为,得滤饼②,除去滤液②、、、及部分、,
故答案为:、和;
滤液①加入溶液至=,中和过量的硫酸并沉淀,使钒水解并沉淀为,得滤饼②,
故答案为:;
滤液③含有生成和溶于碱的生成的;滤液③加入盐酸调,生成即滤渣④;化学方程式为:=,
故答案为:=;
“沉钒”中析出晶体时,沉淀溶解平衡方程式为:,需要加入过量,溶于水电离出,增大,利用同离子效应,促进尽可能析出完全。
故答案为:利用同离子效应,促进尽可能析出完全。
为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由固体配制溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择________作为电解质。
| 阳离子 | 阴离子 | ||
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中增加了.石墨电极上未见析出。可知,石墨电极溶液中=________。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为________,铁电极反应式为________。因此,验证了氧化性小于________,还原性小于________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在溶液中加入几滴溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是________。
【答案】
托盘天平、烧杯、量筒
石墨
=,=,,
取少量活化液,加入洁净的试管中,向其中加入两滴硫氰酸钾溶液,看是否变红,若不变红,说明已经活化完成
【考点】
性质实验方案的设计
【解析】
(1)配制一定物质的量浓度的溶液用到的仪器有,托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶。
(2)盐桥中的离子不与溶液中的物质反应,排除了碳酸氢根离子和根离子,电迁移率尽可能的接近,硫酸根离子的电迁移率与其它离子的相差较大,的阴阳离子电迁移率相差最小;
(3)铁电极失去电子,铁电极是负极,石墨电极是正极,原电池内部阳离子向正极移动,所以阳离子向石墨电极移动。
(4)铁电极反应:=,铁电极增加,根据电荷守恒,石墨电极反应=,则石墨电极增加,原溶液是,现在变为;
(5)铁电极为负极,电极反应:=,石墨电极为正极,电极反应反应:=,电池的总反应式为:=,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性:,同理还原性
(6)对铁电极活化是除去表面的氧化膜,氧化膜反应完成后,铁单质把三价铁还原,所以只要检验溶液中是否还含有三价铁离子就可以了。
【解答】
配制一定物质的量浓度的溶液用到的仪器有:托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶。图中给出的有托盘天平、烧杯、量筒;
故答案为:托盘天平、烧杯、量筒;
盐桥中的离子不与溶液中的物质反应,排除了碳酸氢根离子和根离子,电迁移率尽可能的接近,故选;
故答案为:;
铁电极失去电子,铁电极是负极,石墨电极是正极,原电池内部阳离子向正极移动,所以阳离子向石墨电极移动;
故答案为:石墨;
铁电极反应:=,铁电极增加,石墨电极反应=,根据电荷守恒,则石墨电极增加,变为;
故答案为:;
铁电极为负极,电极反应:=,石墨电极为正极,电极反应反应:=,电池的总反应式为:=;所以氧化性:,还原性
故答案为:=;=;; ;
对铁电极活化是除去表面的氧化膜,氧化膜反应完成后,铁单质把三价铁还原,所以只要检验溶液中是否还含有三价铁离子就可以了,取少量活化液,加入洁净的试管中,向其中加入两滴硫氰酸钾溶液,看是否变红,若不变红,说明已经活化完成。
故答案为:取少量活化液,加入洁净的试管中,向其中加入两滴硫氰酸钾溶液,看是否变红,若不变红,说明已经活化完成。
硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化:=.问答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,与反应生成和的热化学方程式为:________。
(2)当、和起始的物质的量分数分别为、和时,在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在、时的=________,判断的依据是________。影响的因素有________。
(3)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为________,平衡常数=________(以分压表示,分压=总压物质的量分数)。
(4)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:=式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,为常数。在=时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度.时,逐渐提高;后,逐渐下降。原因是________。
【答案】
==
,反应是气体分子数减小的反应,压强越大转化率越大,压强、温度、投料比
,
反应温度升高,速率常数增大使速率加快,但降低造成速率减小,时,增大对的提高大于引起的降低;后,速率常数增大小于引起的降低
【考点】
化学平衡的计算
【解析】
(1)由图象得出①==,
②==,
结合盖斯定律可知②-①得到:=;
(2)当、和起始的物质的量分数分别为、和时,在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示,这个反应是气体分子数减小的反应,压强越大转化率越大,所以反应在、时的=,由图象看出压强越大转化率越高,温度越高转化率越小,转化率与影响平衡的因素:温度压强还与投料比有关,氧气越多平衡转化率越大;
(3)利用三段式计算出平衡时三氧化硫的量,利用阿伏伽德罗定律的推论压强之比等于物质的量的比,分压=总压物质的量分数可解;
(4)=温度升高,速率常数增大,反应速率增大;=.为放热反应,平衡转化率减小,减小,反应速率减小,时,速率常数增大,对速率的影响大于因减小对速率的影响,总体速率加快;后速率常数增大没有减小对速率影响大,速率减小。
【解答】
由图象得出①==,
②==,
由盖斯定律可知②-①得到:==;
故答案为:==;
当、和起始的物质的量分数分别为、和时,在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示,这个反应是气体分子数减小的反应,压强越大转化率越大,所以反应在、时的=,由图象看出压强越大转化率越高,温度越高转化率越小,转化率与影响平衡的因素:温度、压强还与投料比有关,氧气越多平衡转化率越大;
故答案为:;该反应是气体分子数减小的反应,压强越大转化率越大,=,该线时的转化率为;压强、温度、投料比;
根据体积之比等于物质的量的比,==,设的物质的量为,的物质的量为
开始
变化
平衡
反应后的总量:=,结合=,反应后的总量=,
,则,
平衡常数,
故答案为:;;
=温度升高,表达式中速率常数增大,反应速率增大;=,为放热反应,平衡转化率减小,减小,反应速率减小,时,速率常数增大,对速率的影响大于因减小对速率的影响,总体速率加快;后速率常数增大没有减小对速率影响大,速率减小。
故答案为:反应温度升高,速率常数增大使速率加快,但降低造成速率减小。时,增大对的提高大于引起的降低;后,速率常数增大小于引起的降低。
(二)选考题:共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[化学--选修3:物质结构与性质](15分)
等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态与离子中未成对的电子数之比为________。
(2)及其周期表中相邻元素的第一电离能如表所示。,原因是________。 ,原因是________。
(3)磷酸根离子的空间构型为________,其中的价层电子对数为________、杂化轨道类型为________。
(4)的晶胞结构示意图如所示。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有________个。
电池充电时,脱出部分,形成,结构示意图如所示,则=________,:=________。
【答案】
与同族,电子层多,原子半径大,易失电子,、、同周期,核电荷数依次增加,的电子排布为:,全满稳定结构,第一电离能最大,与相比,的核电荷数大,半径小,较难失去电子,第一电离能较大。
正四面体形,,
,,
【考点】
晶胞的计算
原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】
(1)基态的电子排布式为:;
(2)与同族,电子层多,原子半径大,易失电子;、、的价电子排布分别为:,,;
(3)根据价层电子对互斥理论,价层电子对数=杂化轨道数=,若为阴离子,=价电子数+电荷数;价层电子对数=,空间构型为四面体形,去掉孤电子对,即为分子的空间构型;杂化轨道数=,为杂化;
(4)根据晶胞中的正八面体和正四面体来判断;失去的为:棱心上一个,面心上一个;化合物中正负化合价代数和等于。
【解答】
基态的电子排布式为:,基态失去最外层个电子得,价电子排布为:,基态失去个电子得,价电子排布为:,根据洪特规则和泡利原理,能级有个轨道,每个轨道最多容纳个电子,有个未成对电子,有个未成对电子,所以未成对电子数之比为:,
故答案为:;
与同族,电子层多,原子半径大,易失电子;、、的电子排布分别为:,,,、、同周期,核电荷数依次增加,的电子排布为:,全满稳定结构,第一电离能最大,与相比的核电荷数大,半径小,较难失去电子,第一电离能较大,
故答案为:与同族,电子层多,原子半径大,易失电子;、、同周期,核电荷数依次增加,的电子排布为:,全满稳定结构,第一电离能最大,与相比,的核电荷数大,半径小,较难失去电子,第一电离能较大;
根据价层电子对互斥理论,离子的价层电子对数:==,构型为:四面体形,去掉孤电子对数,即为分子的立体构型,即正四面体形;杂化轨道数=价层电子对数=,中心原子的杂化类型为:杂化;
故答案为:正四面体形;;;
根据晶胞中的正八面体和正四面体,可知晶体中含有个单元;由图可知圆球为,失去的为:棱心上一个,面心上一个;棱心上的为该晶胞的,面心上为该晶胞的;因晶体中含有个单元,所以,则=,所以化学式为,根据化合价代数和等于,设的个数为,的的个数为,=,又因=,解得、,所以个数比为,
故答案为:;;;
[化学--选修5:有机化学基础](15分)
有机碱,例如二甲基胺()、苯胺()、吡啶()等,在有机合成中应用很普遍,目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱的合成路线:
已知如下信息:
①=
②
③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
回答下列问题:
(1)的化学名称为________。
(2)由生成的化学方程式为________________。
(3)中所含官能团的名称为________。
(4)由生成的反应类型为________。
(5)的结构简式为________。
(6)的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为的有________种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为________。
【答案】
三氯乙烯
,
碳碳双键、氯原子
取代反应
,
【考点】
有机物的合成
【解析】
三氯乙烯在和乙二醇二甲醚在加热条件下生成,即为,()在的醇溶液下加热发生消去反应,生成,即,与过量的二环己基胺()与在加热条件下发生取代反应生成,即,()与()在条件下反应生成最终产物:。
【解答】
名称为三氯乙烯,
故答案为:三氯乙烯;
有分析得出,由发生消去反应生成的化学方程式为:
,
故答案为:,
中的官能团为:碳碳双键、氯原子,
故答案为:碳碳双键、氯原子;
由可知,上个原子被二环己基胺()去氢后剩余的原子团所取代,反应类型为:取代反应,
故答案为:取代反应;
的结构简式为,
故答案为:;
()的六元环芳香同分异构体中,与钠反应产生氢气,说明含有羟基,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为;说明有两个甲基且对称;又因苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体,所以同分异构体的结构简式分别为:,,,,,共种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为,
故答案为:;。下载本文