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【精品解析】湖南省一起考大聯考2025屆高三下學期二模考試化學試題

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【精品解析】湖南省一起考大聯考2025屆高三下學期二模考試化學試題

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湖南省一起考大聯考2025屆高三下學期二模考試化學試題
1.(2025·湖南模擬)化學與生活密切相關,下列涉及生產生活有關的化學原理的表述,錯誤的是
A.淀粉、蔗糖水解產生的葡萄糖發生還原反應為生物體提供能量
B.谷氨酸鈉(味精)常用于增味劑,碳酸氫鈉、碳酸氫銨用于食品膨松劑
C.聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維等強度高、彈性好、耐磨,可用作漁網、繩索
D.在DNA的雙螺旋結構中,依靠形成氫鍵實現堿基互補配對
2.(2025·湖南模擬)化學用語是化學學科的獨特語言,下列化學用語的表述正確的是
A.二氧化硅的分子式:
B.苯環中的大鍵:
C.有機物的名稱:3-異丙基戊烷
D.在水中的電離:+H2O+OH-
3.(2025·湖南模擬)化學是一門以實驗為基礎的自然科學,下列相關實驗操作不正確的是
A.濃硫酸在運輸和儲存時要張貼標志
B.利用溶液除去電石制中混有的、氣體
C.向存在大量AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量蒸餾水稀釋,不變
D.重結晶法提純苯甲酸需要用到燒杯、分液漏斗、玻璃棒等玻璃儀器
4.(2025·湖南模擬)化學方程式是化學獨有的學科語言,下列過程所對應的化學方程式或離子方程式錯誤的是
A.用鐵氰化鉀檢驗溶液中的:
B.使酸性溶液褪色:
C.鉛酸蓄電池充放電的反應:
D.苯酚鈉溶液中通入少量:+CO2+H2O→+NaHCO3
5.(2025·湖南模擬)閱讀下面一段材料,據此完成下面小題:
離子晶體的熔點,有的很高,如CaO的熔點為,有的較低,如、的熔點分別為170℃、109℃。早在1914年就有人發現,引入有機基團可降低離子化合物的熔點,如的熔點只有12℃,比低了!大多數離子液體含有體積很大的陰、陽離子。常見的陰離子如四氯鋁酸根、六氟磷酸根、四氟硼酸根等,常見的陽離子如季銨離子(,即的H被烴基R取代)、帶烴基側鏈的咪唑、嘧啶等有環狀含氮結構的有機胺正離子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽是常見的離子液體,其結構如圖所示:。
(1)下列說法正確的是
A.元素的第二電離能:
B.氫化物的熔、沸點:
C.分子的極性:
D.鍵角:
(2)有關1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的結構,下列敘述錯誤的是
A.咪唑環上C原子和N原子的雜化方式相同
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中共面的原子最多有16個
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽在水中的溶解度比在苯中大
D.的空間結構為正八面體
(3)下列有關離子液體的敘述,錯誤的是
A.離子液體之所以在常溫下呈液體,是因為其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小
B.四氟合硼酸四甲基銨相對分子質量小于四氟合鋁酸四甲基銨,因此前者的熔點比后者低
C.咪唑()有較強的堿性,一般通過2號氮原子體現
D.離子液體熔點低,但難揮發,且具有良好的導電性,可用于制造原電池的電解質
6.(2025·湖南模擬)某種聚碳酸酯的透光性好,可制成車、船的擋風玻璃,以及眼鏡鏡片、光盤等。傳統的合成方法為
下列相關說法正確的是
A.X()中,鍵長:②>①>③
B.生成的同時,還生成了
C.Z可以發生取代反應、加成反應、水解反應和消去反應
D.用碳酸二甲酯()代替Y,另一生成產物為
7.(2025·湖南模擬)瑞士科學家開發了一種由水激活的一次性印刷紙電池,研究人員先從一張浸入鹽水后晾干的紙開始。首先在紙張的一側涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有鋅粉的墨水,而紙張本身充當隔膜,因此這種特殊的紙張就成為了電池。其結構示意圖如圖所示。下列有關說法不正確的是
A.當紙變濕時,紙中的鹽會溶解并釋放帶電離子,從而使電解質具有導電性,起到電解質溶液的作用
B.Zn電極作負極,發生的電極反應為
C.該印刷紙電池的總反應為
D.若外電路轉移電子,Zn電極上因Zn損耗減輕的質量為0.065g
8.(2025·湖南模擬)硫酸鋅是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、醫學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為,雜質為以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下:
所涉及離子的氫氧化物溶度積常數如表所示:
離子
下列有關說法不正確的是
A.濾渣①的成分可能有、、
B.調pH為5的X宜用、,不能用等強堿
C.加入發生的反應為
D.脫鈣鎂的過程,酸性過強或堿性過強均不利于除鈣鎂
9.(2025·湖南模擬)銅和氧形成的一種離子化合物的晶體結構如圖所示,設陽離子和陰離子的半徑分別為和。下列相關說法不正確的是
A.該離子化合物的化學式可以表示為
B.晶體中每個陽離子周圍緊鄰且距離相等的陽離子個數為12個
C.晶體的密度
D.晶胞沿面對角線的剖面圖為
10.(2025·湖南模擬)以溶液、濃鹽酸為腐蝕液,能將覆銅板上不需要的銅腐蝕。某小組對此反應過程進行探究。
資料:ⅰ.水溶液中:呈無色;呈黃色;呈棕色。
ⅱ.;CuCl為白色固體,難溶于水。
將等體積的溶液a分別加到等量銅粉中,實驗記錄如下:
實驗 溶液a 現象
Ⅰ 溶液() 產生白色沉淀,溶液藍色變淺,5h時銅粉剩余
Ⅱ 濃鹽酸() 產生無色氣泡,溶液無色;繼而溶液變為黃色;較長時間后溶液變為棕色,5h時銅粉剩余
Ⅲ 溶液()和濃鹽酸() 溶液由黃綠色變為棕色,無氣泡;隨著反應進行,溶液顏色變淺,后接近于無色,5h時銅粉幾乎無剩余
經檢驗,Ⅱ中產生的氣體為,下列有關說法中不正確的是
A.Ⅰ中產生白色沉淀的過程可以描述為
B.將加到銅粉中,溶液變藍,未檢測到。證明的產生與、結合成,提高了Cu的還原性有關
C.對比實驗Ⅰ、Ⅲ,分析實驗Ⅲ中將溶液a加到銅粉中未產生白色沉淀的原因可能是Ⅲ中溶液的酸性太強,白色沉淀被溶解
D.實驗Ⅱ、Ⅲ對比,實驗Ⅱ中產生氣泡,實驗Ⅲ中無氣泡,可能是在此條件下或的氧化性強于
11.(2025·湖南模擬)乙烯被譽為石油化工的“龍頭”,其衍生物占石化產品的75%以上。某化學興趣小組模擬工業上乙烷分解制乙烯。恒溫條件下,分別向體積為1L、2L、4L、8L的四個密閉容器(編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)中充入發生反應起始時容器Ⅰ中的壓強為24MPa,10min后測得剩余的濃度分別為0.5mol/L、0.2mol/L、0.15mol/L、0.1mol/L,下列相關說法不正確的是
A.容器Ⅱ中的平均反應速率比容器Ⅲ快
B.容器Ⅰ和Ⅱ處于平衡狀態,容器Ⅲ和Ⅳ尚未平衡
C.容器Ⅲ達到平衡時,以各物質分壓表示的壓強平衡常數
D.將容器Ⅳ壓縮至1L,平衡后乙烷的轉化率為50%
12.(2025·湖南模擬)常溫下,一元弱堿BOH的。在某體系中,和不能穿過隔膜,未電離的BOH分子可以自由穿過該膜(如圖所示)。設,且隔膜兩側的溶液體積相同,使其達到平衡,下列相關敘述不正確的是(已知:)
A.溶液Ⅰ中BOH的電離程度比溶液Ⅱ中大
B.溶液Ⅱ中BOH的電離度
C.撤去隔膜使溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合,所得溶液的pH約為12.7
D.向溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固體,重新平衡后,溶液Ⅱ的pH也將增大
13.(2025·湖南模擬)亞硫酰氯的化學式為,熔點為,沸點為,常溫下是一種無色或黃色有氣味的液體,有強烈刺激性氣味,可與苯、氯仿、四氯化碳等溶劑混溶,遇水劇烈水解,加熱易分解,主要用于制造酰基氯化物,還用于農藥、醫藥、染料等的生產。某化學興趣小組計劃用如圖所示的裝置制備少量(加持裝置已略去),生成的反應為,回答下列問題:
(1)的VSEPR模型名稱為   ;價層電子總數和原子總數均相等的兩種微粒(分子或離子)稱為等電子體,寫出分子的一個等電子體:   。
(2)裝置a的名稱是   ,其中裝有   可以防止產物水解并除去未反應的氣體,避免污染環境。
(3)由亞硫酸鈉和濃硫酸制取時,一般采用70%左右的濃硫酸的原因是   。
(4)裝置A和C中的濃硫酸,除了起干燥氣體和防止生成的產物水解的作用外,還有   的作用。
(5)裝置D的作用是   ,裝置E中反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為   。
(6)將溶液蒸干并灼燒得不到無水,而將與混合并加熱可制得無水,原因為   (用化學方程式表示)。
14.(2025·湖南模擬)金紅石是一種重要的鈦礦石,具有較高的穩定性和化學惰性,其主要成分為,還含有少量Fe、Cr的氧化物。金屬鈦具有高強度、低密度、耐腐蝕等優良性能,廣泛應用于航空航天、化工、醫療器械等領域。工業上常采用氯化法和還原法相結合的工藝來制備金屬鈦。工藝流程如下:
(1)Ti原子的價層電子軌道排布式為   。
(2)金紅石粉碎后遇濃硫酸加熱酸浸,轉化成了,加入大量水,水解成,水解過程的化學方程式為   。
(3)若氯化過程產生等物質的量的CO和,則該過程發生反應的化學方程式為   。
(4)還原過程用金屬鎂在高溫下還原得到金屬Ti.
①還原過程需在   氣氛中進行(填字母)。
a.氬氣 b. c. d.空氣
②下列金屬冶煉常用的方式和上述過程相似的是   (填字母)。
a.Al b.Fe c.Na d.Pt
③鈦的提取率在不同溫度下隨時間變化的曲線如圖1所示,工業中實際生產選擇左右進行,請解釋原因:   。
(5)如圖2是“碳中和”反應在鈦的氧化物催化作用下的反應基理,該過程的總反應可以表示為   。
(6)四鹵化鈦熔點如下表所示,利用物質結構的知識解釋熔點變化的原因:   。
物質
熔點/℃ 377 -25 38 150
15.(2025·湖南模擬)氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。下列反應是目前大規模制取氫氣的方法。
(1)標準摩爾生成焓是指在標準大氣壓下,由最穩定的單質生成1mol該物質的反應焓變。已知、、的標準摩爾生成焓分別是、、,則上述反應的焓變   。
(2)某化工廠在實驗室模擬該反應過程,在容積不變的密閉容器中將2.0molCO和混合加熱到發生上述反應。
①下列條件能說明反應已經達到平衡狀態的是   (填字母)。
A.體系的總壓強不再改變 B.CO和的濃度之比不再變化
C. D.和的濃度之比不再變化
②上述反應達到平衡時CO的轉化率為,該溫度下的平衡常數為   。若此時再向容器中充入和,平衡將   (填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”),判斷的理由是   。
③在生產中,欲提高反應的速率,同時提高CO的轉化率,下列措施可行的是   (填字母)。
A.升高溫度 B.及時分離出 C.增加水蒸氣的投入量
D.增大體系壓強 E.增大CO的投入量
(3)實驗發現其他條件不變,在相同時間內,向上述體系中投入一定量的CaO可以增大的體積分數,對比實驗的結果如圖1所示。
請解釋圖中體積分數變化的原因:   。
(4)以氫氧燃料電池為電源,以丙烯腈為原料電解制備己二腈的裝置簡圖如圖2所示。圖中交換膜2為陽離子交換膜,通入丙烯腈電極的電極反應為   ,應從   (填“電極a”或“電極b”)通入。
16.(2025·湖南模擬)阿斯巴甜(G)是一種廣泛使用的非糖類甜味食品工業的添加劑。它具有高甜度的特性,大約是蔗糖的200倍,因此只需少量就能產生甜味,同時具有含熱量極低的優點。一種合成阿斯巴甜(G)的路線如下:
已知:。
根據上述合成路線回答下列問題:
(1)物質A的化學名稱是   。
(2)A→B的反應類型是   。
(3)物質C與M()中,酸性較強的是   (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有   個手性碳原子,寫出其中含氮官能團的名稱   。
(5)寫出D→E的化學方程式:   。
(6)H是C的同分異構體,符合下列條件的H共有   種(不考慮立體異構)。
①能與氯化鐵溶液顯紫色 ②能發生銀鏡反應和水解反應 ③苯環上有四個取代基
其中核磁共振顯示氫原子個數比為的是   (寫出一種即可)。
(7)參照上述路線,寫出由丙酮和甲醇合成有機玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路線(其他無機試劑任選)   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知識點】多糖的性質和用途;常見的食品添加劑的組成、性質和作用;核酸
【解析】【解答】A.淀粉、蔗糖水解生成葡萄糖,此過程屬于水解反應(取代反應),而非氧化還原反應,葡萄糖在生物體內通過氧化反應(如細胞呼吸) 釋放能量,為生物體供能,反應中葡萄糖被氧化(失去電子),屬于氧化反應,A錯誤;
B.谷氨酸鈉(味精)能增強食品鮮味,是常用的增味劑,碳酸氫鈉(小蘇打)受熱分解生成 CO2氣體,使食品膨松,碳酸氫銨受熱分解生成 NH3和 CO2,常用于糕點等食品的膨松劑,B正確;
C.聚酰胺纖維(如尼龍)分子間存在氫鍵,結構緊密,具有高強度、耐磨、彈性好的特點,聚對苯二甲酸乙二酯纖維(滌綸)分子鏈規整,機械性能優異,適用于制造漁網、繩索,C正確;
D.DNA雙螺旋中,兩條鏈通過堿基對之間的氫鍵連接,其中 A(腺嘌呤)與 T(胸腺嘧啶)形成 2 個氫鍵,G(鳥嘌呤)與 C(胞嘧啶)形成 3 個氫鍵,氫鍵的形成維持了雙螺旋結構的穩定性,D正確;
故選A。
【分析】A.淀粉為多糖,蔗糖為二糖;
B.碳酸氫鈉、碳酸氫銨受熱分解生成氣體;
C.聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維等具有強度高、彈性好、耐磨等性質;
D.DNA兩條鏈通過堿基對之間的氫鍵連接。
2.【答案】D
【知識點】有機化合物的命名;有機物的結構和性質;電離方程式的書寫
【解析】【解答】A.為共價晶體,不含分子,不存在分子式,A錯誤;
B.苯環中的大π鍵是6個C原子中未雜化的p軌道肩并肩重合形成, 為苯環中的σ鍵,B錯誤;
C. 最長碳鏈含有5個碳原子,2號碳原子上含有一個甲基,3號碳原子上含有一個乙基,正確名稱應為2-甲基-3-乙基戊烷,C錯誤;
D.苯胺為弱堿,部分電離,其電離方程式為+H2O+OH-,D正確;
故答案選D。
【分析】A.SiO2為共價晶體;
B.苯環中的大π鍵是6個C原子中未雜化的p軌道肩并肩重合形成;
C.烷烴命名時,選最長的碳鏈為主鏈,從離支鏈近的一端開始編號,命名時表示出支鏈的位置;
D.苯胺為一元弱堿,部分電離。
3.【答案】D
【知識點】濃硫酸的性質;常用儀器及其使用;幾種常見的化學標志
【解析】【解答】A.濃硫酸具有腐蝕性,運輸和儲存時應張貼腐蝕品標志,為腐蝕品標志,操作正確,A不符合題意;
B.溶液可與反應生成沉淀,也能與反應,故可除去電石制中混有的、,操作正確,B不符合題意;
C.AgCl飽和溶液中加入少量蒸餾水稀釋,因有AgCl固體存在,加水繼續溶解,所以不變,操作正確,C不符合題意;
D.重結晶過程不需要用到分液漏斗,需要用到普通漏斗和酒精燈,操作不正確,D符合題意;
故選D。
【分析】A.濃硫酸具有強腐蝕性;
B.溶液與H2S、PH3反應生成CuS、CuP沉淀;
C.加水的過程中,AgCl繼續溶解;
D.苯甲酸重結晶的步驟如下:(1)將粗苯甲酸加入燒杯中,加入蒸餾水溶解。(2)趁熱過濾溶液,除去不溶性雜質。(3)靜置使溶液緩慢冷卻結晶。(4)抽濾可得純化的苯甲酸晶體。若純度不夠,可再溶于無水乙醚中,抽濾去不溶的固體,然后真空抽濾,得苯甲酸晶體,根據步驟選擇所需儀器。
4.【答案】B
【知識點】離子方程式的書寫
【解析】【解答】A.鐵氰化鉀與亞鐵離子反應生成藍色沉淀,反應的化學方程式為,A正確;
B.該氧化還原反應方程式中得失電子不守恒,正確的離子方程式為,B錯誤;
C.鉛酸蓄電池放電時正極材料PbO2和負極材料Pb都與硫酸反應生成PbSO4,充放電的反應為,C正確;
D.向苯酚鈉溶液中通入少量,反應生成苯酚和碳酸氫鈉,反應的離子方程式為+CO2+H2O→+NaHCO3,D正確;
故選B。
【分析】A.鐵氰化鉀遇亞鐵離子產生藍色沉淀;
B.過氧化氫和酸性高錳酸鉀發生氧化還原反應;
C.鉛蓄電池充放電均生成硫酸鉛;
D.苯酚鈉與二氧化碳反應生成苯酚和碳酸氫鈉。
5.【答案】(1)B
(2)B
(3)B
【知識點】物質的結構與性質之間的關系;離子鍵的形成;極性分子和非極性分子
【解析】【解答】(1)A.第二電離能是指原子失去第二個電子的所需能量的大小,原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定,失電子較難,電離能較大,O+、F+、N+的價層電子排布式為2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p軌道半充滿,更加穩定,第二電離能較大,F的電負性強于N,更難失去電子,則第二電離能:O>F>N,A錯誤;
B.HF、NH3分子均能形成氫鍵,PH3不存在分子間氫鍵,常溫下,HF為液體,NH3為氣體,則熔、沸點:,B正確;
C.中心原子價層電子對數為3+=3,且不含孤電子對,空間構型為平面三角形,正負電中心重合,是非極性分子,中心原子價層電子對數為3+=3,含1個孤電子對,空間構型為三角錐形,正負電中心不重合,是極性分子,則分子的極性:,C錯誤;
D.電負性:N>P,則NH3中N對成鍵電子對的吸引力強,成鍵電子對之間的排斥力大,鍵角大,因此鍵角: , D錯誤;
故選B。
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均有3個價電子對,采用雜化,A正確;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,含有多個飽和碳原子,飽和碳原子最多有2個原子共面,則該陽離子中共面的原子最多為15個,B錯誤;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水,則其在水中的溶解度比在苯中大,C正確;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,孤電子對數為0,空間結構為正八面體,D正確;
故選B。
(3)A.離子液體中其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小,因此呈液態,A正確;
B. 和 都是離子晶體,熔點與離子鍵的強度成正比,原子半徑:Al>B,則半徑:>,則的熔點低于,B錯誤;
C.2號氮原子的孤對電子沒有參與大鍵的共軛體系,可以自由地接受質子,堿性較強,C正確;
D.離子液體通常由有機陽離子和無機或者有機陰離子組成,因離子間作用力較弱,熔點較低,但難揮發,液態時離子可自由移動,導電能力與熔融鹽相當,優于多數有機電解質溶液,適合作為電解質傳導離子,是制造原電池電解質的理想材料,D正確;
故選B。
【分析】(1)A.第二電離能是指從原子中移除第二個電子所需的能量;
B.形成分子間氫鍵能使物質的熔沸點升高;
C.根據正負電荷中心是否重合判斷分子極性;
D.孤電子對間排斥力>孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力,孤電子對越多鍵角越小;
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均采用雜化;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,單鍵能旋轉;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,不含孤電子對;
(3)A.離子液體的熔沸點與其中離子鍵的強弱有關;
B.離子鍵越強,熔沸點越高;
C.2號氮原子的孤電子對不參與形成大鍵,可以自由地接受質子;
D.離子液體中離子間作用力強。
(1)A.第二電離能是指原子失去第二個電子的所需能量的大小,原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定,失電子較難,電離能較大,O+、F+、N+的價層電子排布式為2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p軌道半充滿,更加穩定,第二電離能較大,F的電負性強于N,更難失去電子,則第二電離能:O>F>N,A錯誤;
B.HF、NH3分子均能形成氫鍵,PH3不存在分子間氫鍵,常溫下,HF為液體,NH3為氣體,則熔、沸點:,B正確;
C.中心原子價層電子對數為3+=3,且不含孤電子對,空間構型為平面三角形,正負電中心重合,是非極性分子,中心原子價層電子對數為3+=3,含1個孤電子對,空間構型為三角錐形,正負電中心不重合,是極性分子,則分子的極性:,C錯誤;
D.電負性:N>P,則NH3中N對成鍵電子對的吸引力強,成鍵電子對之間的排斥力大,鍵角大,因此鍵角: , D錯誤;
故選B。
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均有3個價電子對,采用雜化,A正確;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,含有多個飽和碳原子,飽和碳原子最多有2個原子共面,則該陽離子中共面的原子最多為15個,B錯誤;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水,則其在水中的溶解度比在苯中大,C正確;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,孤電子對數為0,空間結構為正八面體,D正確;
故選B。
(3)A.離子液體中其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小,因此呈液態,A正確;
B. 和 都是離子晶體,熔點與離子鍵的強度成正比,原子半徑:Al>B,則半徑:>,則的熔點低于,B錯誤;
C.2號氮原子的孤對電子沒有參與大鍵的共軛體系,可以自由地接受質子,堿性較強,C正確;
D.離子液體通常由有機陽離子和無機或者有機陰離子組成,因離子間作用力較弱,熔點較低,但難揮發,液態時離子可自由移動,導電能力與熔融鹽相當,優于多數有機電解質溶液,適合作為電解質傳導離子,是制造原電池電解質的理想材料,D正確;
故選B。
6.【答案】D
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;鍵能、鍵長、鍵角及其應用;有機物的合成;有機物的結構和性質
【解析】【解答】A. 中飽和碳原子采用雜化,苯環上的碳原子采用雜化,則①為鍵,②為鍵,s成分越大,鍵長越短,所以鍵長①>②,③為鍵,由于氧原子電負性大于碳原子,電負性差異導致原子間作用力更強,原子軌道重疊程度進一步增大,所以鍵長②>③,則X中鍵長:①>②>③,故A錯誤;
B.X和Y發生縮聚反應生成Z和HCl,反應方程式為+2nHCl,所以生成的同時,還生成了,故B錯誤;
C.Z具有苯和酯的性質,苯能發生取代反應、加成反應、氧化反應,酯能發生水解反應,但不能發生消去反應,故C錯誤;
D. 與X反應生成Z和 ,故D正確;
故選D。
【分析】A.①為鍵,②為鍵,s成分越大,鍵長越短;
B.X和Y發生縮聚反應生成Z,同時生成HCl;
C.Z含有苯環和酯基,具有苯和酯的性質;
D.碳酸二甲酯與X反應生成Z和甲醇。
7.【答案】D
【知識點】電極反應和電池反應方程式;原電池工作原理及應用
【解析】【解答】A.紙中的鹽遇水溶解,產生自由移動的離子,從而使電解質具有導電性,起到電解質溶液的作用,A正確;
B.Zn失去電子發生氧化反應,則Zn作負極,電極反應為,B正確;
C.由圖可知,Zn最終轉化為ZnO,正極反應為,則電池的總反應為,C正確;
D.Zn電極上,Zn最終轉化為ZnO,則Zn電極質量增加,D錯誤;
故選D。
【分析】由圖可知,Zn失去電子發生氧化反應,則Zn電極為負極,電極反應式為,空氣電極為正極,電極反應式為。
8.【答案】B
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】A.pH為5時,Fe3+沉淀完全,則濾渣①為SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,A正確;
B.若X為,會引入雜質,B錯誤;
C.結合上述分析可知高錳酸鉀把Fe2+轉化為Fe(OH)3,同時生成MnO2,離子方程式為,C正確;
D.脫鈣鎂的過程,酸性過強會生成HF,不利于生成MgF2、CaF2,堿性過強可能導致Zn2+沉淀,D正確;
故選B。
【分析】菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,焙燒時,ZnCO3分解生成ZnO,加入硫酸浸取,Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物轉化為對應的硫酸鹽,ZnO和硫酸反應生成硫酸鋅,SiO2不與硫酸反應,加入X調節pH=5,將鐵元素轉化為氫氧化鐵沉淀除去,則濾渣①為SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,向濾液①中加入高錳酸鉀將Fe2+氧化為Fe3+,同時生成Fe(OH)3沉淀,過濾出沉淀,濾液②加鋅粉置換出Cu2+,從而除去Cu,濾液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+,過濾,濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得ZnSO4·7H2O晶體。
9.【答案】D
【知識點】離子晶體;晶胞的計算
【解析】【解答】A.由圖可知,氧位于頂點和體心,數目為,銅位于晶胞體內,數目為4,則其化學式為,A正確;
B.若晶胞中其中1個Cu原子位于頂點,則晶胞中其余3個Cu原子位于面心,銅離子周圍緊鄰且距離相等的銅離子數為12個,B正確;
C.晶胞的質量,設晶胞的棱長為,則有,晶體的密度,C正確;
D.晶胞內部的四個銅離子在四個小正方體的體心交錯排列,則晶胞沿面對角線的剖面圖為,D錯誤;
故選D。
【分析】A.根據均攤法計算;
B.銅離子周圍緊鄰且距離相等的銅離子有12個;
C.根據計算;
D.晶胞內部的四個銅離子在四個小正方體的體心交錯排列。
10.【答案】C
【知識點】配合物的成鍵情況;氧化還原反應;化學實驗方案的評價
【解析】【解答】A.實驗I中往CuCl2溶液(1mol/L)中加銅粉,產生CuCl白色沉淀,發生了反應Cu+Cu2++2Cl =2CuCl,A正確;
B.加入5mol/L的與Ⅱ形成對比,無氣體放出,該溶液中只有陰離子種類不同,其他條件相同,說明受到濃度的影響,與Cu+結合形成使Cu還原性增強,反應生成氫氣,B正確;
C.濃度較大時,存在平衡:,而CuCl不與濃鹽酸反應,因此白色沉淀CuCl不能穩定存在,并非是其酸性太強,C項錯誤;
D.實驗Ⅱ、Ⅲ對比,源于被還原,當有存在時,未生成,可能是因為或氧化性強于,先于與Cu反應,D項正確;
故選C。
【分析】實驗I:往CuCl2溶液(1mol/L)中加銅粉,產生CuCl白色沉淀,溶液藍色變淺;
實驗II:往濃鹽酸(10mol/L)中加銅粉,生成氫氣和[CuCl3]2-、然后生成[CuCl4]2-使溶液呈黃色、較長時間后生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色;
實驗III:往CuCl2溶液(1mol/L)和濃鹽酸(10mol/L)混合溶液中加銅粉,生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色,然后隨著反應進行,溶液顏色變淺,后接近于無色,5h時銅粉幾乎無剩余。
11.【答案】B
【知識點】化學平衡常數;化學反應速率的影響因素;化學平衡的影響因素;等效平衡
【解析】【解答】A.投入的反應物物質的量相同,容器Ⅱ的體積小,其反應物的濃度更大,反應速率更快,A正確;
B.10min內消耗(的物質的量分別為0.5mol、0.6mol、0.4mol、0.2mol,容器Ⅰ的體積最小,壓強最大,但在10min內消耗的物質的量卻不是最大,只有一種可能就是壓強大導致平衡逆移,因此可以判斷容器Ⅰ中10min時必然處于平衡狀態,此時可以計算出其平衡常數,此時容器Ⅱ中,,因此容器Ⅱ中尚未平衡,B錯誤;
C.恒溫條件下,Ⅲ中達到平衡后和Ⅰ中壓強平衡常數相同,Ⅰ中達到平衡后,三種氣體的物質的量均為0.5mol,此時的壓強,各氣體的分壓均為12MPa,則分壓平衡常數,C正確;
D.將容器Ⅳ體積壓縮至1L,與容器Ⅰ中形成等效平衡,平衡后乙烷的轉化率為=50%,D正確;
故選B。
【分析】A.濃度越大,反應速率越快;
B.計算平衡常數和濃度熵,當兩者相等時,都處于平衡狀態;
C.計算各物質分壓,結合平衡常數表達式計算;
D.將容器Ⅳ壓縮至1L,與容器Ⅰ是等效平衡。
12.【答案】C
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡
【解析】【解答】A.BOH是堿,溶液Ⅰ中加入酸,促進BOH電離;溶液Ⅱ中加入堿,抑制BOH電離,因此溶液Ⅰ中BOH的電離程度比溶液Ⅱ中大,A正確;
B.對于溶液Ⅱ,,代入,則有,則,B正確;
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合的過程中,會發生酸堿中和,不能按照兩個堿溶液混合進行計算,C錯誤;
D.溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固體,抑制BOH的電離,BOH濃度增大,進入溶液Ⅱ中,導致Ⅱ中BOH增大,濃度增大,pH增大,D正確;
故選C。
【分析】A.BOH是弱堿,酸能促進其電離,堿抑制其電離;
B.結合計算;
C.該過程中還會發生酸堿中和;
D.加入NaOH固體抑制BOH的電離。
13.【答案】(1)四面體形;或等均可
(2)球形干燥管;堿石灰
(3)質量分數過大,難電離出氫離子,質量分數小,電離出的氫離子濃度小,都不利于反應,70%左右的濃硫酸中,氫離子濃度較大,有利于反應進行
(4)觀察氣體流速
(5)吸收中的HCl氣體;
(6)
【知識點】制備實驗方案的設計;化學實驗方案的評價
【解析】【解答】(1)SOCl2中S原子上的孤對電子數,價層電子對數為4,因此VSEPR模型名稱為四面體形,SOCl2的等電子體有等;
(2)a為球形干燥管;尾氣的主要成分為SO2和Cl2溶于水可以用堿石灰吸收。
(3)硫酸質量分數過大難電離出H+,質量分數小電離出的H+濃度小,都不利于反應,70%左右的硫酸具有較強吸水性,且H+濃度大,有利于反應進行以及SO2的擴散;
(4)濃硫酸可以干燥氣體,防止水解,同時還可以觀察氣體流速;
(5)D裝置中的飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反應為,HCl中只有部分HCl起還原劑作用,氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:5;
(6)SOCl2可以與的結晶水反應生成HCl從而防止水解,加熱SOCl2和混合物可以得到無水,反應的化學方程式為。
【分析】裝置E中用濃鹽酸和高錳酸鉀發生制得氯氣,濃鹽酸易揮發,制得的氯氣中含有HCl雜質,用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl雜質, 遇水劇烈水解,因此裝置C中用濃硫酸干燥氯氣,裝置A中用濃硫酸干燥SO2,干燥后的SO2和氯氣通入裝置B,發生反應 制得 ,球形干燥管a中盛放堿石灰,吸收空氣中的水蒸氣,防止其進入裝置B中。
(1)SOCl2中S原子上的孤對電子數,價層電子對數為4,因此VSEPR模型名稱為四面體形,SOCl2的等電子體有等;
(2)a為球形干燥管;尾氣的主要成分為SO2和Cl2溶于水可以用堿石灰吸收。
(3)硫酸質量分數過大難電離出H+,質量分數小電離出的H+濃度小,都不利于反應,70%左右的硫酸具有較強吸水性,且H+濃度大,有利于反應進行以及SO2的擴散;
(4)濃硫酸可以干燥氣體,防止水解,同時還可以觀察氣體流速;
(5)D裝置中的飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反應為,HCl中只有部分HCl起還原劑作用,氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:5;
(6)SOCl2可以與的結晶水反應生成HCl從而防止水解,加熱SOCl2和混合物可以得到無水,反應的化學方程式為。
14.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)a;b;800℃時,轉化率低;和的轉化率相當,時能耗太高
(5)
(6)為離子晶體,熔點較高,都是分子晶體,相對分子質量逐漸增大,分子間作用力逐漸增大,熔點逐漸升高
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1)Ti的價層電子排布式為3d24s2,故價層電子軌道排布式為

(2)依題水解生成,水解方程式為;
(3)水解后的經煅燒得到TiO2,再與C、Cl2發生氧化還原反應生成TiCl4、CO、CO2,反應的化學方程式為;
(4)①Mg與氧氣、氮氣、二氧化碳均反應,故還原過程應在氬氣氛圍中進行;
②Mg還原TiCl4制Ti,屬于熱還原法,Fe也是用熱還原法制備;Na、Al等活潑金屬用電解法,Pt、Au等不活潑金屬用富集法制備;
③800℃的提取率低,1000℃與1500℃提取率很高而且相差不大,故選擇1000℃,可以節約生產成本;
(5)根據反應機理圖可知,在催化劑作用下甲醇和二氧化碳轉化甲酸甲酯、甲醛和水,總反應方程式為;
(6)TiF4是離子晶體,其余為分子晶體。離子晶體熔點較高,分子晶體熔點低,且分子晶體熔點隨相對分子質量增大而升高。
【分析】金紅石 主要成分為,還含有少量Fe、Cr的氧化物 ,粉碎增大反應物的接觸面積,使金紅石能充分浸出,加入濃硫酸酸浸,過濾除去濾渣,濾液中主要含TiOSO4、Fe2 (SO4)3,加入大量水使TiOSO4水解,過濾后得到膠狀;經煅燒得到TiO2,向TiO2中加入焦炭和氯氣氯化生成TiCl4,冷卻精餾得到純凈的TiCl4,加入Mg還原TiCl4得到單質Ti。
(1)Ti的價層電子排布式為3d24s2,故價層電子軌道排布式為;
(2)依題水解生成,水解方程式為;
(3)水解后的經煅燒得到TiO2,再與C、Cl2發生氧化還原反應生成TiCl4、CO、CO2,反應的化學方程式為;
(4)①Mg與氧氣、氮氣、二氧化碳均反應,故還原過程應在氬氣氛圍中進行;
②Mg還原TiCl4制Ti,屬于熱還原法,Fe也是用熱還原法制備;Na、Al等活潑金屬用電解法,Pt、Au等不活潑金屬用富集法制備;
③800℃的提取率低,1000℃與1500℃提取率很高而且相差不大,故選擇1000℃,可以節約生產成本;
(5)根據反應機理圖可知,在催化劑作用下甲醇和二氧化碳轉化甲酸甲酯、甲醛和水,總反應方程式為;
(6)TiF4是離子晶體,其余為分子晶體。離子晶體熔點較高,分子晶體熔點低,且分子晶體熔點隨相對分子質量增大而升高。
15.【答案】(1)
(2)B;1;逆向移動;,平衡逆移;C
(3)CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大
(4);電極a
【知識點】化學平衡常數;化學平衡狀態的判斷;化學平衡的計算;電解池工作原理及應用
【解析】【解答】(1)根據標準摩爾生成焓的定義,反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和,故;
(2)①A.反應為氣體物質的量不變的反應,壓強為恒量,故壓強不變不能作為判斷的依據,A項錯誤;
B.CO和起始投入量之比為,消耗量比為,反應過程中物質的量比值會有變化,比值不變可以作為判斷的依據,B項正確;
C.消耗CO和生成都是正反應,速率相同不能證明正、逆反應速率相等,C項錯誤;
D.無論平衡與否,生成和的濃度始終相等,D項錯誤;
故選B;
②CO的轉化率為80%,即消耗CO1.6mol。據此列出三段式:
,再充入1mol和,計算,故平衡逆向移動。
③A.升高溫度,平衡逆移,CO轉化率減小,A項錯誤;
B.及時分離出,平衡正移,但反應速率未增加,B項錯誤;
C.增加水蒸氣的量,反應速率增大,平衡正移,CO的轉化率增大,C項正確;
D.增大壓強,平衡不移動,CO的轉化率不變,D項錯誤;
E.增大CO的投入量,CO的轉化率減小,E項錯誤;
故選C;
(3)由圖可知,CaO可以增大H2的體積分數,且CaO的顆粒越小,H2體積分數越大,因為CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈為還原反應,碳元素化合價降低得電子,電解液為稀硫酸,電極反應為,反應得電子,在陰極上發生,氫氧燃料電池中通入的一極為負極,連接電解池的陰極,因此應通入電極a。
【分析】(1)標準摩爾生成焓是指在標準大氣壓下,由最穩定的單質生成1mol該物質的反應焓變,則反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和;
(2)①可逆反應達到平衡狀態時,正逆反應速率相等,反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變,據此判斷;
②列出反應的三段式,結合平衡常數表達式計算;
③化學平衡移動的具體內容為:如果改變可逆反應的條件(如濃度、壓強、溫度等),化學平衡就被破壞,并向減弱這種改變的方向移動,同時濃度、壓強、溫度等也能影響反應速率;
(3) CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加 ;
(4)丙烯腈生成己二腈的過程發生還原反應,氫氧燃料電池中,通入氫氣的一極為負極。
(1)根據標準摩爾生成焓的定義,反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和,故;
(2)①A.反應為氣體物質的量不變的反應,壓強為恒量,故壓強不變不能作為判斷的依據,A項錯誤;
B.CO和起始投入量之比為,消耗量比為,反應過程中物質的量比值會有變化,比值不變可以作為判斷的依據,B項正確;
C.消耗CO和生成都是正反應,速率相同不能證明正、逆反應速率相等,C項錯誤;
D.無論平衡與否,生成和的濃度始終相等,D項錯誤;
故選B;
②CO的轉化率為80%,即消耗CO1.6mol。據此列出三段式:
,再充入1mol和,計算,故平衡逆向移動。
③A.升高溫度,平衡逆移,CO轉化率減小,A項錯誤;
B.及時分離出,平衡正移,但反應速率未增加,B項錯誤;
C.增加水蒸氣的量,反應速率增大,平衡正移,CO的轉化率增大,C項正確;
D.增大壓強,平衡不移動,CO的轉化率不變,D項錯誤;
E.增大CO的投入量,CO的轉化率減小,E項錯誤;
故選C;
(3)由圖可知,CaO可以增大H2的體積分數,且CaO的顆粒越小,H2體積分數越大,因為CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈為還原反應,碳元素化合價降低得電子,電解液為稀硫酸,電極反應為,反應得電子,在陰極上發生,氫氧燃料電池中通入的一極為負極,連接電解池的陰極,因此應通入電極a。
16.【答案】(1)苯乙醛
(2)加成反應
(3)C
(4)2;氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16;或
(7)
【知識點】有機物的合成;有機物的結構和性質;同分異構現象和同分異構體;醛類簡介;醛的化學性質
【解析】【解答】(1)由A的結構簡式可知,A的名稱為苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反應類型為加成反應;
(3)C中羧基相鄰碳原子上連有為吸電子基團,使羧基中O-H鍵極性增大,酸性增強,故C的酸性更強;
(4)連接4個不同原子或基團的碳原子為手性碳原子,G中含有兩個手性碳原子,如圖,含氮官能團為氨基和酰胺基;
(5)D在濃硫酸、加熱的條件下和甲醇酯化生成E,化學方程式為+CH3OH+H2O;
(6)能與氯化鐵溶液顯紫色、能發生銀鏡反應和水解反應,則結構中必含有酚羥基和甲酸酯結構,苯環上有四個取代基則剩余兩個基團應為甲基。若苯環上只有兩個甲基和一個酚羥基,則變換位置共有6種,再加入甲酸酯的結構,共有種。當兩個甲基處在間位時,存在兩種是重復的,則符合要求的同分異構體共有16種;符合核磁共振氫譜顯示氫原子個數比為的為或。
(7)丙酮與HCN發生親核加成,水解后可以得到,濃硫酸條件下發生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸與甲醇發生酯化反應得甲基丙烯酸甲酯,在一定條件下發生加成聚合即得PMMA,合成路線為。
【分析】與HCN反應生成B,B在酸性條件下水解得到C,結合C的結構簡式可知,B的結構簡式為,C與氨氣發生類似 的反應得到D,則D的結構簡式為,在甲醇在濃硫酸、加熱的條件下發生酯化反應生成E,則E的結構簡式為,E和F發生取代反應生成G。
(1)由A的結構簡式可知,A的名稱為苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反應類型為加成反應;
(3)C中羧基相鄰碳原子上連有為吸電子基團,使羧基中O-H鍵極性增大,酸性增強,故C的酸性更強;
(4)連接4個不同原子或基團的碳原子為手性碳原子,G中含有兩個手性碳原子,如圖,含氮官能團為氨基和酰胺基;
(5)D在濃硫酸、加熱的條件下和甲醇酯化生成E,化學方程式為+CH3OH+H2O;
(6)能與氯化鐵溶液顯紫色、能發生銀鏡反應和水解反應,則結構中必含有酚羥基和甲酸酯結構,苯環上有四個取代基則剩余兩個基團應為甲基。若苯環上只有兩個甲基和一個酚羥基,則變換位置共有6種,再加入甲酸酯的結構,共有種。當兩個甲基處在間位時,存在兩種是重復的,則符合要求的同分異構體共有16種;
符合核磁共振氫譜顯示氫原子個數比為的為或。
(7)丙酮與HCN發生親核加成,水解后可以得到,濃硫酸條件下發生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸與甲醇發生酯化反應得甲基丙烯酸甲酯,在一定條件下發生加成聚合即得PMMA,合成路線為。
1 / 1湖南省一起考大聯考2025屆高三下學期二模考試化學試題
1.(2025·湖南模擬)化學與生活密切相關,下列涉及生產生活有關的化學原理的表述,錯誤的是
A.淀粉、蔗糖水解產生的葡萄糖發生還原反應為生物體提供能量
B.谷氨酸鈉(味精)常用于增味劑,碳酸氫鈉、碳酸氫銨用于食品膨松劑
C.聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維等強度高、彈性好、耐磨,可用作漁網、繩索
D.在DNA的雙螺旋結構中,依靠形成氫鍵實現堿基互補配對
【答案】A
【知識點】多糖的性質和用途;常見的食品添加劑的組成、性質和作用;核酸
【解析】【解答】A.淀粉、蔗糖水解生成葡萄糖,此過程屬于水解反應(取代反應),而非氧化還原反應,葡萄糖在生物體內通過氧化反應(如細胞呼吸) 釋放能量,為生物體供能,反應中葡萄糖被氧化(失去電子),屬于氧化反應,A錯誤;
B.谷氨酸鈉(味精)能增強食品鮮味,是常用的增味劑,碳酸氫鈉(小蘇打)受熱分解生成 CO2氣體,使食品膨松,碳酸氫銨受熱分解生成 NH3和 CO2,常用于糕點等食品的膨松劑,B正確;
C.聚酰胺纖維(如尼龍)分子間存在氫鍵,結構緊密,具有高強度、耐磨、彈性好的特點,聚對苯二甲酸乙二酯纖維(滌綸)分子鏈規整,機械性能優異,適用于制造漁網、繩索,C正確;
D.DNA雙螺旋中,兩條鏈通過堿基對之間的氫鍵連接,其中 A(腺嘌呤)與 T(胸腺嘧啶)形成 2 個氫鍵,G(鳥嘌呤)與 C(胞嘧啶)形成 3 個氫鍵,氫鍵的形成維持了雙螺旋結構的穩定性,D正確;
故選A。
【分析】A.淀粉為多糖,蔗糖為二糖;
B.碳酸氫鈉、碳酸氫銨受熱分解生成氣體;
C.聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維等具有強度高、彈性好、耐磨等性質;
D.DNA兩條鏈通過堿基對之間的氫鍵連接。
2.(2025·湖南模擬)化學用語是化學學科的獨特語言,下列化學用語的表述正確的是
A.二氧化硅的分子式:
B.苯環中的大鍵:
C.有機物的名稱:3-異丙基戊烷
D.在水中的電離:+H2O+OH-
【答案】D
【知識點】有機化合物的命名;有機物的結構和性質;電離方程式的書寫
【解析】【解答】A.為共價晶體,不含分子,不存在分子式,A錯誤;
B.苯環中的大π鍵是6個C原子中未雜化的p軌道肩并肩重合形成, 為苯環中的σ鍵,B錯誤;
C. 最長碳鏈含有5個碳原子,2號碳原子上含有一個甲基,3號碳原子上含有一個乙基,正確名稱應為2-甲基-3-乙基戊烷,C錯誤;
D.苯胺為弱堿,部分電離,其電離方程式為+H2O+OH-,D正確;
故答案選D。
【分析】A.SiO2為共價晶體;
B.苯環中的大π鍵是6個C原子中未雜化的p軌道肩并肩重合形成;
C.烷烴命名時,選最長的碳鏈為主鏈,從離支鏈近的一端開始編號,命名時表示出支鏈的位置;
D.苯胺為一元弱堿,部分電離。
3.(2025·湖南模擬)化學是一門以實驗為基礎的自然科學,下列相關實驗操作不正確的是
A.濃硫酸在運輸和儲存時要張貼標志
B.利用溶液除去電石制中混有的、氣體
C.向存在大量AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量蒸餾水稀釋,不變
D.重結晶法提純苯甲酸需要用到燒杯、分液漏斗、玻璃棒等玻璃儀器
【答案】D
【知識點】濃硫酸的性質;常用儀器及其使用;幾種常見的化學標志
【解析】【解答】A.濃硫酸具有腐蝕性,運輸和儲存時應張貼腐蝕品標志,為腐蝕品標志,操作正確,A不符合題意;
B.溶液可與反應生成沉淀,也能與反應,故可除去電石制中混有的、,操作正確,B不符合題意;
C.AgCl飽和溶液中加入少量蒸餾水稀釋,因有AgCl固體存在,加水繼續溶解,所以不變,操作正確,C不符合題意;
D.重結晶過程不需要用到分液漏斗,需要用到普通漏斗和酒精燈,操作不正確,D符合題意;
故選D。
【分析】A.濃硫酸具有強腐蝕性;
B.溶液與H2S、PH3反應生成CuS、CuP沉淀;
C.加水的過程中,AgCl繼續溶解;
D.苯甲酸重結晶的步驟如下:(1)將粗苯甲酸加入燒杯中,加入蒸餾水溶解。(2)趁熱過濾溶液,除去不溶性雜質。(3)靜置使溶液緩慢冷卻結晶。(4)抽濾可得純化的苯甲酸晶體。若純度不夠,可再溶于無水乙醚中,抽濾去不溶的固體,然后真空抽濾,得苯甲酸晶體,根據步驟選擇所需儀器。
4.(2025·湖南模擬)化學方程式是化學獨有的學科語言,下列過程所對應的化學方程式或離子方程式錯誤的是
A.用鐵氰化鉀檢驗溶液中的:
B.使酸性溶液褪色:
C.鉛酸蓄電池充放電的反應:
D.苯酚鈉溶液中通入少量:+CO2+H2O→+NaHCO3
【答案】B
【知識點】離子方程式的書寫
【解析】【解答】A.鐵氰化鉀與亞鐵離子反應生成藍色沉淀,反應的化學方程式為,A正確;
B.該氧化還原反應方程式中得失電子不守恒,正確的離子方程式為,B錯誤;
C.鉛酸蓄電池放電時正極材料PbO2和負極材料Pb都與硫酸反應生成PbSO4,充放電的反應為,C正確;
D.向苯酚鈉溶液中通入少量,反應生成苯酚和碳酸氫鈉,反應的離子方程式為+CO2+H2O→+NaHCO3,D正確;
故選B。
【分析】A.鐵氰化鉀遇亞鐵離子產生藍色沉淀;
B.過氧化氫和酸性高錳酸鉀發生氧化還原反應;
C.鉛蓄電池充放電均生成硫酸鉛;
D.苯酚鈉與二氧化碳反應生成苯酚和碳酸氫鈉。
5.(2025·湖南模擬)閱讀下面一段材料,據此完成下面小題:
離子晶體的熔點,有的很高,如CaO的熔點為,有的較低,如、的熔點分別為170℃、109℃。早在1914年就有人發現,引入有機基團可降低離子化合物的熔點,如的熔點只有12℃,比低了!大多數離子液體含有體積很大的陰、陽離子。常見的陰離子如四氯鋁酸根、六氟磷酸根、四氟硼酸根等,常見的陽離子如季銨離子(,即的H被烴基R取代)、帶烴基側鏈的咪唑、嘧啶等有環狀含氮結構的有機胺正離子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽是常見的離子液體,其結構如圖所示:。
(1)下列說法正確的是
A.元素的第二電離能:
B.氫化物的熔、沸點:
C.分子的極性:
D.鍵角:
(2)有關1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的結構,下列敘述錯誤的是
A.咪唑環上C原子和N原子的雜化方式相同
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中共面的原子最多有16個
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽在水中的溶解度比在苯中大
D.的空間結構為正八面體
(3)下列有關離子液體的敘述,錯誤的是
A.離子液體之所以在常溫下呈液體,是因為其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小
B.四氟合硼酸四甲基銨相對分子質量小于四氟合鋁酸四甲基銨,因此前者的熔點比后者低
C.咪唑()有較強的堿性,一般通過2號氮原子體現
D.離子液體熔點低,但難揮發,且具有良好的導電性,可用于制造原電池的電解質
【答案】(1)B
(2)B
(3)B
【知識點】物質的結構與性質之間的關系;離子鍵的形成;極性分子和非極性分子
【解析】【解答】(1)A.第二電離能是指原子失去第二個電子的所需能量的大小,原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定,失電子較難,電離能較大,O+、F+、N+的價層電子排布式為2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p軌道半充滿,更加穩定,第二電離能較大,F的電負性強于N,更難失去電子,則第二電離能:O>F>N,A錯誤;
B.HF、NH3分子均能形成氫鍵,PH3不存在分子間氫鍵,常溫下,HF為液體,NH3為氣體,則熔、沸點:,B正確;
C.中心原子價層電子對數為3+=3,且不含孤電子對,空間構型為平面三角形,正負電中心重合,是非極性分子,中心原子價層電子對數為3+=3,含1個孤電子對,空間構型為三角錐形,正負電中心不重合,是極性分子,則分子的極性:,C錯誤;
D.電負性:N>P,則NH3中N對成鍵電子對的吸引力強,成鍵電子對之間的排斥力大,鍵角大,因此鍵角: , D錯誤;
故選B。
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均有3個價電子對,采用雜化,A正確;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,含有多個飽和碳原子,飽和碳原子最多有2個原子共面,則該陽離子中共面的原子最多為15個,B錯誤;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水,則其在水中的溶解度比在苯中大,C正確;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,孤電子對數為0,空間結構為正八面體,D正確;
故選B。
(3)A.離子液體中其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小,因此呈液態,A正確;
B. 和 都是離子晶體,熔點與離子鍵的強度成正比,原子半徑:Al>B,則半徑:>,則的熔點低于,B錯誤;
C.2號氮原子的孤對電子沒有參與大鍵的共軛體系,可以自由地接受質子,堿性較強,C正確;
D.離子液體通常由有機陽離子和無機或者有機陰離子組成,因離子間作用力較弱,熔點較低,但難揮發,液態時離子可自由移動,導電能力與熔融鹽相當,優于多數有機電解質溶液,適合作為電解質傳導離子,是制造原電池電解質的理想材料,D正確;
故選B。
【分析】(1)A.第二電離能是指從原子中移除第二個電子所需的能量;
B.形成分子間氫鍵能使物質的熔沸點升高;
C.根據正負電荷中心是否重合判斷分子極性;
D.孤電子對間排斥力>孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力,孤電子對越多鍵角越小;
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均采用雜化;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,單鍵能旋轉;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,不含孤電子對;
(3)A.離子液體的熔沸點與其中離子鍵的強弱有關;
B.離子鍵越強,熔沸點越高;
C.2號氮原子的孤電子對不參與形成大鍵,可以自由地接受質子;
D.離子液體中離子間作用力強。
(1)A.第二電離能是指原子失去第二個電子的所需能量的大小,原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定,失電子較難,電離能較大,O+、F+、N+的價層電子排布式為2s22p3、2s22p4、2s22p2,O+2p軌道半充滿,更加穩定,第二電離能較大,F的電負性強于N,更難失去電子,則第二電離能:O>F>N,A錯誤;
B.HF、NH3分子均能形成氫鍵,PH3不存在分子間氫鍵,常溫下,HF為液體,NH3為氣體,則熔、沸點:,B正確;
C.中心原子價層電子對數為3+=3,且不含孤電子對,空間構型為平面三角形,正負電中心重合,是非極性分子,中心原子價層電子對數為3+=3,含1個孤電子對,空間構型為三角錐形,正負電中心不重合,是極性分子,則分子的極性:,C錯誤;
D.電負性:N>P,則NH3中N對成鍵電子對的吸引力強,成鍵電子對之間的排斥力大,鍵角大,因此鍵角: , D錯誤;
故選B。
(2)A.咪唑環上的C原子和N原子均有3個價電子對,采用雜化,A正確;
B.1-丁基-3-甲基咪唑陽離子中環狀含氮結構是平面結構,含有多個飽和碳原子,飽和碳原子最多有2個原子共面,則該陽離子中共面的原子最多為15個,B錯誤;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽屬于離子化合物,易溶于水,則其在水中的溶解度比在苯中大,C正確;
D.的中心原子P的價層電子對數為=6,孤電子對數為0,空間結構為正八面體,D正確;
故選B。
(3)A.離子液體中其陰、陽離子的體積大,離子鍵強度小,因此呈液態,A正確;
B. 和 都是離子晶體,熔點與離子鍵的強度成正比,原子半徑:Al>B,則半徑:>,則的熔點低于,B錯誤;
C.2號氮原子的孤對電子沒有參與大鍵的共軛體系,可以自由地接受質子,堿性較強,C正確;
D.離子液體通常由有機陽離子和無機或者有機陰離子組成,因離子間作用力較弱,熔點較低,但難揮發,液態時離子可自由移動,導電能力與熔融鹽相當,優于多數有機電解質溶液,適合作為電解質傳導離子,是制造原電池電解質的理想材料,D正確;
故選B。
6.(2025·湖南模擬)某種聚碳酸酯的透光性好,可制成車、船的擋風玻璃,以及眼鏡鏡片、光盤等。傳統的合成方法為
下列相關說法正確的是
A.X()中,鍵長:②>①>③
B.生成的同時,還生成了
C.Z可以發生取代反應、加成反應、水解反應和消去反應
D.用碳酸二甲酯()代替Y,另一生成產物為
【答案】D
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;鍵能、鍵長、鍵角及其應用;有機物的合成;有機物的結構和性質
【解析】【解答】A. 中飽和碳原子采用雜化,苯環上的碳原子采用雜化,則①為鍵,②為鍵,s成分越大,鍵長越短,所以鍵長①>②,③為鍵,由于氧原子電負性大于碳原子,電負性差異導致原子間作用力更強,原子軌道重疊程度進一步增大,所以鍵長②>③,則X中鍵長:①>②>③,故A錯誤;
B.X和Y發生縮聚反應生成Z和HCl,反應方程式為+2nHCl,所以生成的同時,還生成了,故B錯誤;
C.Z具有苯和酯的性質,苯能發生取代反應、加成反應、氧化反應,酯能發生水解反應,但不能發生消去反應,故C錯誤;
D. 與X反應生成Z和 ,故D正確;
故選D。
【分析】A.①為鍵,②為鍵,s成分越大,鍵長越短;
B.X和Y發生縮聚反應生成Z,同時生成HCl;
C.Z含有苯環和酯基,具有苯和酯的性質;
D.碳酸二甲酯與X反應生成Z和甲醇。
7.(2025·湖南模擬)瑞士科學家開發了一種由水激活的一次性印刷紙電池,研究人員先從一張浸入鹽水后晾干的紙開始。首先在紙張的一側涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有鋅粉的墨水,而紙張本身充當隔膜,因此這種特殊的紙張就成為了電池。其結構示意圖如圖所示。下列有關說法不正確的是
A.當紙變濕時,紙中的鹽會溶解并釋放帶電離子,從而使電解質具有導電性,起到電解質溶液的作用
B.Zn電極作負極,發生的電極反應為
C.該印刷紙電池的總反應為
D.若外電路轉移電子,Zn電極上因Zn損耗減輕的質量為0.065g
【答案】D
【知識點】電極反應和電池反應方程式;原電池工作原理及應用
【解析】【解答】A.紙中的鹽遇水溶解,產生自由移動的離子,從而使電解質具有導電性,起到電解質溶液的作用,A正確;
B.Zn失去電子發生氧化反應,則Zn作負極,電極反應為,B正確;
C.由圖可知,Zn最終轉化為ZnO,正極反應為,則電池的總反應為,C正確;
D.Zn電極上,Zn最終轉化為ZnO,則Zn電極質量增加,D錯誤;
故選D。
【分析】由圖可知,Zn失去電子發生氧化反應,則Zn電極為負極,電極反應式為,空氣電極為正極,電極反應式為。
8.(2025·湖南模擬)硫酸鋅是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、醫學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為,雜質為以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下:
所涉及離子的氫氧化物溶度積常數如表所示:
離子
下列有關說法不正確的是
A.濾渣①的成分可能有、、
B.調pH為5的X宜用、,不能用等強堿
C.加入發生的反應為
D.脫鈣鎂的過程,酸性過強或堿性過強均不利于除鈣鎂
【答案】B
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】A.pH為5時,Fe3+沉淀完全,則濾渣①為SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,A正確;
B.若X為,會引入雜質,B錯誤;
C.結合上述分析可知高錳酸鉀把Fe2+轉化為Fe(OH)3,同時生成MnO2,離子方程式為,C正確;
D.脫鈣鎂的過程,酸性過強會生成HF,不利于生成MgF2、CaF2,堿性過強可能導致Zn2+沉淀,D正確;
故選B。
【分析】菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,焙燒時,ZnCO3分解生成ZnO,加入硫酸浸取,Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物轉化為對應的硫酸鹽,ZnO和硫酸反應生成硫酸鋅,SiO2不與硫酸反應,加入X調節pH=5,將鐵元素轉化為氫氧化鐵沉淀除去,則濾渣①為SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,向濾液①中加入高錳酸鉀將Fe2+氧化為Fe3+,同時生成Fe(OH)3沉淀,過濾出沉淀,濾液②加鋅粉置換出Cu2+,從而除去Cu,濾液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+,過濾,濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得ZnSO4·7H2O晶體。
9.(2025·湖南模擬)銅和氧形成的一種離子化合物的晶體結構如圖所示,設陽離子和陰離子的半徑分別為和。下列相關說法不正確的是
A.該離子化合物的化學式可以表示為
B.晶體中每個陽離子周圍緊鄰且距離相等的陽離子個數為12個
C.晶體的密度
D.晶胞沿面對角線的剖面圖為
【答案】D
【知識點】離子晶體;晶胞的計算
【解析】【解答】A.由圖可知,氧位于頂點和體心,數目為,銅位于晶胞體內,數目為4,則其化學式為,A正確;
B.若晶胞中其中1個Cu原子位于頂點,則晶胞中其余3個Cu原子位于面心,銅離子周圍緊鄰且距離相等的銅離子數為12個,B正確;
C.晶胞的質量,設晶胞的棱長為,則有,晶體的密度,C正確;
D.晶胞內部的四個銅離子在四個小正方體的體心交錯排列,則晶胞沿面對角線的剖面圖為,D錯誤;
故選D。
【分析】A.根據均攤法計算;
B.銅離子周圍緊鄰且距離相等的銅離子有12個;
C.根據計算;
D.晶胞內部的四個銅離子在四個小正方體的體心交錯排列。
10.(2025·湖南模擬)以溶液、濃鹽酸為腐蝕液,能將覆銅板上不需要的銅腐蝕。某小組對此反應過程進行探究。
資料:ⅰ.水溶液中:呈無色;呈黃色;呈棕色。
ⅱ.;CuCl為白色固體,難溶于水。
將等體積的溶液a分別加到等量銅粉中,實驗記錄如下:
實驗 溶液a 現象
Ⅰ 溶液() 產生白色沉淀,溶液藍色變淺,5h時銅粉剩余
Ⅱ 濃鹽酸() 產生無色氣泡,溶液無色;繼而溶液變為黃色;較長時間后溶液變為棕色,5h時銅粉剩余
Ⅲ 溶液()和濃鹽酸() 溶液由黃綠色變為棕色,無氣泡;隨著反應進行,溶液顏色變淺,后接近于無色,5h時銅粉幾乎無剩余
經檢驗,Ⅱ中產生的氣體為,下列有關說法中不正確的是
A.Ⅰ中產生白色沉淀的過程可以描述為
B.將加到銅粉中,溶液變藍,未檢測到。證明的產生與、結合成,提高了Cu的還原性有關
C.對比實驗Ⅰ、Ⅲ,分析實驗Ⅲ中將溶液a加到銅粉中未產生白色沉淀的原因可能是Ⅲ中溶液的酸性太強,白色沉淀被溶解
D.實驗Ⅱ、Ⅲ對比,實驗Ⅱ中產生氣泡,實驗Ⅲ中無氣泡,可能是在此條件下或的氧化性強于
【答案】C
【知識點】配合物的成鍵情況;氧化還原反應;化學實驗方案的評價
【解析】【解答】A.實驗I中往CuCl2溶液(1mol/L)中加銅粉,產生CuCl白色沉淀,發生了反應Cu+Cu2++2Cl =2CuCl,A正確;
B.加入5mol/L的與Ⅱ形成對比,無氣體放出,該溶液中只有陰離子種類不同,其他條件相同,說明受到濃度的影響,與Cu+結合形成使Cu還原性增強,反應生成氫氣,B正確;
C.濃度較大時,存在平衡:,而CuCl不與濃鹽酸反應,因此白色沉淀CuCl不能穩定存在,并非是其酸性太強,C項錯誤;
D.實驗Ⅱ、Ⅲ對比,源于被還原,當有存在時,未生成,可能是因為或氧化性強于,先于與Cu反應,D項正確;
故選C。
【分析】實驗I:往CuCl2溶液(1mol/L)中加銅粉,產生CuCl白色沉淀,溶液藍色變淺;
實驗II:往濃鹽酸(10mol/L)中加銅粉,生成氫氣和[CuCl3]2-、然后生成[CuCl4]2-使溶液呈黃色、較長時間后生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色;
實驗III:往CuCl2溶液(1mol/L)和濃鹽酸(10mol/L)混合溶液中加銅粉,生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色,然后隨著反應進行,溶液顏色變淺,后接近于無色,5h時銅粉幾乎無剩余。
11.(2025·湖南模擬)乙烯被譽為石油化工的“龍頭”,其衍生物占石化產品的75%以上。某化學興趣小組模擬工業上乙烷分解制乙烯。恒溫條件下,分別向體積為1L、2L、4L、8L的四個密閉容器(編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)中充入發生反應起始時容器Ⅰ中的壓強為24MPa,10min后測得剩余的濃度分別為0.5mol/L、0.2mol/L、0.15mol/L、0.1mol/L,下列相關說法不正確的是
A.容器Ⅱ中的平均反應速率比容器Ⅲ快
B.容器Ⅰ和Ⅱ處于平衡狀態,容器Ⅲ和Ⅳ尚未平衡
C.容器Ⅲ達到平衡時,以各物質分壓表示的壓強平衡常數
D.將容器Ⅳ壓縮至1L,平衡后乙烷的轉化率為50%
【答案】B
【知識點】化學平衡常數;化學反應速率的影響因素;化學平衡的影響因素;等效平衡
【解析】【解答】A.投入的反應物物質的量相同,容器Ⅱ的體積小,其反應物的濃度更大,反應速率更快,A正確;
B.10min內消耗(的物質的量分別為0.5mol、0.6mol、0.4mol、0.2mol,容器Ⅰ的體積最小,壓強最大,但在10min內消耗的物質的量卻不是最大,只有一種可能就是壓強大導致平衡逆移,因此可以判斷容器Ⅰ中10min時必然處于平衡狀態,此時可以計算出其平衡常數,此時容器Ⅱ中,,因此容器Ⅱ中尚未平衡,B錯誤;
C.恒溫條件下,Ⅲ中達到平衡后和Ⅰ中壓強平衡常數相同,Ⅰ中達到平衡后,三種氣體的物質的量均為0.5mol,此時的壓強,各氣體的分壓均為12MPa,則分壓平衡常數,C正確;
D.將容器Ⅳ體積壓縮至1L,與容器Ⅰ中形成等效平衡,平衡后乙烷的轉化率為=50%,D正確;
故選B。
【分析】A.濃度越大,反應速率越快;
B.計算平衡常數和濃度熵,當兩者相等時,都處于平衡狀態;
C.計算各物質分壓,結合平衡常數表達式計算;
D.將容器Ⅳ壓縮至1L,與容器Ⅰ是等效平衡。
12.(2025·湖南模擬)常溫下,一元弱堿BOH的。在某體系中,和不能穿過隔膜,未電離的BOH分子可以自由穿過該膜(如圖所示)。設,且隔膜兩側的溶液體積相同,使其達到平衡,下列相關敘述不正確的是(已知:)
A.溶液Ⅰ中BOH的電離程度比溶液Ⅱ中大
B.溶液Ⅱ中BOH的電離度
C.撤去隔膜使溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合,所得溶液的pH約為12.7
D.向溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固體,重新平衡后,溶液Ⅱ的pH也將增大
【答案】C
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡
【解析】【解答】A.BOH是堿,溶液Ⅰ中加入酸,促進BOH電離;溶液Ⅱ中加入堿,抑制BOH電離,因此溶液Ⅰ中BOH的電離程度比溶液Ⅱ中大,A正確;
B.對于溶液Ⅱ,,代入,則有,則,B正確;
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ充分混合的過程中,會發生酸堿中和,不能按照兩個堿溶液混合進行計算,C錯誤;
D.溶液Ⅰ中加入一定量NaOH固體,抑制BOH的電離,BOH濃度增大,進入溶液Ⅱ中,導致Ⅱ中BOH增大,濃度增大,pH增大,D正確;
故選C。
【分析】A.BOH是弱堿,酸能促進其電離,堿抑制其電離;
B.結合計算;
C.該過程中還會發生酸堿中和;
D.加入NaOH固體抑制BOH的電離。
13.(2025·湖南模擬)亞硫酰氯的化學式為,熔點為,沸點為,常溫下是一種無色或黃色有氣味的液體,有強烈刺激性氣味,可與苯、氯仿、四氯化碳等溶劑混溶,遇水劇烈水解,加熱易分解,主要用于制造酰基氯化物,還用于農藥、醫藥、染料等的生產。某化學興趣小組計劃用如圖所示的裝置制備少量(加持裝置已略去),生成的反應為,回答下列問題:
(1)的VSEPR模型名稱為   ;價層電子總數和原子總數均相等的兩種微粒(分子或離子)稱為等電子體,寫出分子的一個等電子體:   。
(2)裝置a的名稱是   ,其中裝有   可以防止產物水解并除去未反應的氣體,避免污染環境。
(3)由亞硫酸鈉和濃硫酸制取時,一般采用70%左右的濃硫酸的原因是   。
(4)裝置A和C中的濃硫酸,除了起干燥氣體和防止生成的產物水解的作用外,還有   的作用。
(5)裝置D的作用是   ,裝置E中反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為   。
(6)將溶液蒸干并灼燒得不到無水,而將與混合并加熱可制得無水,原因為   (用化學方程式表示)。
【答案】(1)四面體形;或等均可
(2)球形干燥管;堿石灰
(3)質量分數過大,難電離出氫離子,質量分數小,電離出的氫離子濃度小,都不利于反應,70%左右的濃硫酸中,氫離子濃度較大,有利于反應進行
(4)觀察氣體流速
(5)吸收中的HCl氣體;
(6)
【知識點】制備實驗方案的設計;化學實驗方案的評價
【解析】【解答】(1)SOCl2中S原子上的孤對電子數,價層電子對數為4,因此VSEPR模型名稱為四面體形,SOCl2的等電子體有等;
(2)a為球形干燥管;尾氣的主要成分為SO2和Cl2溶于水可以用堿石灰吸收。
(3)硫酸質量分數過大難電離出H+,質量分數小電離出的H+濃度小,都不利于反應,70%左右的硫酸具有較強吸水性,且H+濃度大,有利于反應進行以及SO2的擴散;
(4)濃硫酸可以干燥氣體,防止水解,同時還可以觀察氣體流速;
(5)D裝置中的飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反應為,HCl中只有部分HCl起還原劑作用,氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:5;
(6)SOCl2可以與的結晶水反應生成HCl從而防止水解,加熱SOCl2和混合物可以得到無水,反應的化學方程式為。
【分析】裝置E中用濃鹽酸和高錳酸鉀發生制得氯氣,濃鹽酸易揮發,制得的氯氣中含有HCl雜質,用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl雜質, 遇水劇烈水解,因此裝置C中用濃硫酸干燥氯氣,裝置A中用濃硫酸干燥SO2,干燥后的SO2和氯氣通入裝置B,發生反應 制得 ,球形干燥管a中盛放堿石灰,吸收空氣中的水蒸氣,防止其進入裝置B中。
(1)SOCl2中S原子上的孤對電子數,價層電子對數為4,因此VSEPR模型名稱為四面體形,SOCl2的等電子體有等;
(2)a為球形干燥管;尾氣的主要成分為SO2和Cl2溶于水可以用堿石灰吸收。
(3)硫酸質量分數過大難電離出H+,質量分數小電離出的H+濃度小,都不利于反應,70%左右的硫酸具有較強吸水性,且H+濃度大,有利于反應進行以及SO2的擴散;
(4)濃硫酸可以干燥氣體,防止水解,同時還可以觀察氣體流速;
(5)D裝置中的飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl;制取Cl2的反應為,HCl中只有部分HCl起還原劑作用,氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:5;
(6)SOCl2可以與的結晶水反應生成HCl從而防止水解,加熱SOCl2和混合物可以得到無水,反應的化學方程式為。
14.(2025·湖南模擬)金紅石是一種重要的鈦礦石,具有較高的穩定性和化學惰性,其主要成分為,還含有少量Fe、Cr的氧化物。金屬鈦具有高強度、低密度、耐腐蝕等優良性能,廣泛應用于航空航天、化工、醫療器械等領域。工業上常采用氯化法和還原法相結合的工藝來制備金屬鈦。工藝流程如下:
(1)Ti原子的價層電子軌道排布式為   。
(2)金紅石粉碎后遇濃硫酸加熱酸浸,轉化成了,加入大量水,水解成,水解過程的化學方程式為   。
(3)若氯化過程產生等物質的量的CO和,則該過程發生反應的化學方程式為   。
(4)還原過程用金屬鎂在高溫下還原得到金屬Ti.
①還原過程需在   氣氛中進行(填字母)。
a.氬氣 b. c. d.空氣
②下列金屬冶煉常用的方式和上述過程相似的是   (填字母)。
a.Al b.Fe c.Na d.Pt
③鈦的提取率在不同溫度下隨時間變化的曲線如圖1所示,工業中實際生產選擇左右進行,請解釋原因:   。
(5)如圖2是“碳中和”反應在鈦的氧化物催化作用下的反應基理,該過程的總反應可以表示為   。
(6)四鹵化鈦熔點如下表所示,利用物質結構的知識解釋熔點變化的原因:   。
物質
熔點/℃ 377 -25 38 150
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)a;b;800℃時,轉化率低;和的轉化率相當,時能耗太高
(5)
(6)為離子晶體,熔點較高,都是分子晶體,相對分子質量逐漸增大,分子間作用力逐漸增大,熔點逐漸升高
【知識點】常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1)Ti的價層電子排布式為3d24s2,故價層電子軌道排布式為

(2)依題水解生成,水解方程式為;
(3)水解后的經煅燒得到TiO2,再與C、Cl2發生氧化還原反應生成TiCl4、CO、CO2,反應的化學方程式為;
(4)①Mg與氧氣、氮氣、二氧化碳均反應,故還原過程應在氬氣氛圍中進行;
②Mg還原TiCl4制Ti,屬于熱還原法,Fe也是用熱還原法制備;Na、Al等活潑金屬用電解法,Pt、Au等不活潑金屬用富集法制備;
③800℃的提取率低,1000℃與1500℃提取率很高而且相差不大,故選擇1000℃,可以節約生產成本;
(5)根據反應機理圖可知,在催化劑作用下甲醇和二氧化碳轉化甲酸甲酯、甲醛和水,總反應方程式為;
(6)TiF4是離子晶體,其余為分子晶體。離子晶體熔點較高,分子晶體熔點低,且分子晶體熔點隨相對分子質量增大而升高。
【分析】金紅石 主要成分為,還含有少量Fe、Cr的氧化物 ,粉碎增大反應物的接觸面積,使金紅石能充分浸出,加入濃硫酸酸浸,過濾除去濾渣,濾液中主要含TiOSO4、Fe2 (SO4)3,加入大量水使TiOSO4水解,過濾后得到膠狀;經煅燒得到TiO2,向TiO2中加入焦炭和氯氣氯化生成TiCl4,冷卻精餾得到純凈的TiCl4,加入Mg還原TiCl4得到單質Ti。
(1)Ti的價層電子排布式為3d24s2,故價層電子軌道排布式為;
(2)依題水解生成,水解方程式為;
(3)水解后的經煅燒得到TiO2,再與C、Cl2發生氧化還原反應生成TiCl4、CO、CO2,反應的化學方程式為;
(4)①Mg與氧氣、氮氣、二氧化碳均反應,故還原過程應在氬氣氛圍中進行;
②Mg還原TiCl4制Ti,屬于熱還原法,Fe也是用熱還原法制備;Na、Al等活潑金屬用電解法,Pt、Au等不活潑金屬用富集法制備;
③800℃的提取率低,1000℃與1500℃提取率很高而且相差不大,故選擇1000℃,可以節約生產成本;
(5)根據反應機理圖可知,在催化劑作用下甲醇和二氧化碳轉化甲酸甲酯、甲醛和水,總反應方程式為;
(6)TiF4是離子晶體,其余為分子晶體。離子晶體熔點較高,分子晶體熔點低,且分子晶體熔點隨相對分子質量增大而升高。
15.(2025·湖南模擬)氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。下列反應是目前大規模制取氫氣的方法。
(1)標準摩爾生成焓是指在標準大氣壓下,由最穩定的單質生成1mol該物質的反應焓變。已知、、的標準摩爾生成焓分別是、、,則上述反應的焓變   。
(2)某化工廠在實驗室模擬該反應過程,在容積不變的密閉容器中將2.0molCO和混合加熱到發生上述反應。
①下列條件能說明反應已經達到平衡狀態的是   (填字母)。
A.體系的總壓強不再改變 B.CO和的濃度之比不再變化
C. D.和的濃度之比不再變化
②上述反應達到平衡時CO的轉化率為,該溫度下的平衡常數為   。若此時再向容器中充入和,平衡將   (填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”),判斷的理由是   。
③在生產中,欲提高反應的速率,同時提高CO的轉化率,下列措施可行的是   (填字母)。
A.升高溫度 B.及時分離出 C.增加水蒸氣的投入量
D.增大體系壓強 E.增大CO的投入量
(3)實驗發現其他條件不變,在相同時間內,向上述體系中投入一定量的CaO可以增大的體積分數,對比實驗的結果如圖1所示。
請解釋圖中體積分數變化的原因:   。
(4)以氫氧燃料電池為電源,以丙烯腈為原料電解制備己二腈的裝置簡圖如圖2所示。圖中交換膜2為陽離子交換膜,通入丙烯腈電極的電極反應為   ,應從   (填“電極a”或“電極b”)通入。
【答案】(1)
(2)B;1;逆向移動;,平衡逆移;C
(3)CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大
(4);電極a
【知識點】化學平衡常數;化學平衡狀態的判斷;化學平衡的計算;電解池工作原理及應用
【解析】【解答】(1)根據標準摩爾生成焓的定義,反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和,故;
(2)①A.反應為氣體物質的量不變的反應,壓強為恒量,故壓強不變不能作為判斷的依據,A項錯誤;
B.CO和起始投入量之比為,消耗量比為,反應過程中物質的量比值會有變化,比值不變可以作為判斷的依據,B項正確;
C.消耗CO和生成都是正反應,速率相同不能證明正、逆反應速率相等,C項錯誤;
D.無論平衡與否,生成和的濃度始終相等,D項錯誤;
故選B;
②CO的轉化率為80%,即消耗CO1.6mol。據此列出三段式:
,再充入1mol和,計算,故平衡逆向移動。
③A.升高溫度,平衡逆移,CO轉化率減小,A項錯誤;
B.及時分離出,平衡正移,但反應速率未增加,B項錯誤;
C.增加水蒸氣的量,反應速率增大,平衡正移,CO的轉化率增大,C項正確;
D.增大壓強,平衡不移動,CO的轉化率不變,D項錯誤;
E.增大CO的投入量,CO的轉化率減小,E項錯誤;
故選C;
(3)由圖可知,CaO可以增大H2的體積分數,且CaO的顆粒越小,H2體積分數越大,因為CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈為還原反應,碳元素化合價降低得電子,電解液為稀硫酸,電極反應為,反應得電子,在陰極上發生,氫氧燃料電池中通入的一極為負極,連接電解池的陰極,因此應通入電極a。
【分析】(1)標準摩爾生成焓是指在標準大氣壓下,由最穩定的單質生成1mol該物質的反應焓變,則反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和;
(2)①可逆反應達到平衡狀態時,正逆反應速率相等,反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變,據此判斷;
②列出反應的三段式,結合平衡常數表達式計算;
③化學平衡移動的具體內容為:如果改變可逆反應的條件(如濃度、壓強、溫度等),化學平衡就被破壞,并向減弱這種改變的方向移動,同時濃度、壓強、溫度等也能影響反應速率;
(3) CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加 ;
(4)丙烯腈生成己二腈的過程發生還原反應,氫氧燃料電池中,通入氫氣的一極為負極。
(1)根據標準摩爾生成焓的定義,反應的焓變等于生成物的生成焓之和減去反應物的生成焓之和,故;
(2)①A.反應為氣體物質的量不變的反應,壓強為恒量,故壓強不變不能作為判斷的依據,A項錯誤;
B.CO和起始投入量之比為,消耗量比為,反應過程中物質的量比值會有變化,比值不變可以作為判斷的依據,B項正確;
C.消耗CO和生成都是正反應,速率相同不能證明正、逆反應速率相等,C項錯誤;
D.無論平衡與否,生成和的濃度始終相等,D項錯誤;
故選B;
②CO的轉化率為80%,即消耗CO1.6mol。據此列出三段式:
,再充入1mol和,計算,故平衡逆向移動。
③A.升高溫度,平衡逆移,CO轉化率減小,A項錯誤;
B.及時分離出,平衡正移,但反應速率未增加,B項錯誤;
C.增加水蒸氣的量,反應速率增大,平衡正移,CO的轉化率增大,C項正確;
D.增大壓強,平衡不移動,CO的轉化率不變,D項錯誤;
E.增大CO的投入量,CO的轉化率減小,E項錯誤;
故選C;
(3)由圖可知,CaO可以增大H2的體積分數,且CaO的顆粒越小,H2體積分數越大,因為CaO吸收使減小,平衡正移,的體積分數增加,納米CaO顆粒更小,表面積更大,使反應速率增大;
(4)由丙烯腈生成己二腈為還原反應,碳元素化合價降低得電子,電解液為稀硫酸,電極反應為,反應得電子,在陰極上發生,氫氧燃料電池中通入的一極為負極,連接電解池的陰極,因此應通入電極a。
16.(2025·湖南模擬)阿斯巴甜(G)是一種廣泛使用的非糖類甜味食品工業的添加劑。它具有高甜度的特性,大約是蔗糖的200倍,因此只需少量就能產生甜味,同時具有含熱量極低的優點。一種合成阿斯巴甜(G)的路線如下:
已知:。
根據上述合成路線回答下列問題:
(1)物質A的化學名稱是   。
(2)A→B的反應類型是   。
(3)物質C與M()中,酸性較強的是   (填字母)。
(4)阿斯巴甜(G)中含有   個手性碳原子,寫出其中含氮官能團的名稱   。
(5)寫出D→E的化學方程式:   。
(6)H是C的同分異構體,符合下列條件的H共有   種(不考慮立體異構)。
①能與氯化鐵溶液顯紫色 ②能發生銀鏡反應和水解反應 ③苯環上有四個取代基
其中核磁共振顯示氫原子個數比為的是   (寫出一種即可)。
(7)參照上述路線,寫出由丙酮和甲醇合成有機玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路線(其他無機試劑任選)   。
【答案】(1)苯乙醛
(2)加成反應
(3)C
(4)2;氨基、酰胺基
(5)+CH3OH+H2O
(6)16;或
(7)
【知識點】有機物的合成;有機物的結構和性質;同分異構現象和同分異構體;醛類簡介;醛的化學性質
【解析】【解答】(1)由A的結構簡式可知,A的名稱為苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反應類型為加成反應;
(3)C中羧基相鄰碳原子上連有為吸電子基團,使羧基中O-H鍵極性增大,酸性增強,故C的酸性更強;
(4)連接4個不同原子或基團的碳原子為手性碳原子,G中含有兩個手性碳原子,如圖,含氮官能團為氨基和酰胺基;
(5)D在濃硫酸、加熱的條件下和甲醇酯化生成E,化學方程式為+CH3OH+H2O;
(6)能與氯化鐵溶液顯紫色、能發生銀鏡反應和水解反應,則結構中必含有酚羥基和甲酸酯結構,苯環上有四個取代基則剩余兩個基團應為甲基。若苯環上只有兩個甲基和一個酚羥基,則變換位置共有6種,再加入甲酸酯的結構,共有種。當兩個甲基處在間位時,存在兩種是重復的,則符合要求的同分異構體共有16種;符合核磁共振氫譜顯示氫原子個數比為的為或。
(7)丙酮與HCN發生親核加成,水解后可以得到,濃硫酸條件下發生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸與甲醇發生酯化反應得甲基丙烯酸甲酯,在一定條件下發生加成聚合即得PMMA,合成路線為。
【分析】與HCN反應生成B,B在酸性條件下水解得到C,結合C的結構簡式可知,B的結構簡式為,C與氨氣發生類似 的反應得到D,則D的結構簡式為,在甲醇在濃硫酸、加熱的條件下發生酯化反應生成E,則E的結構簡式為,E和F發生取代反應生成G。
(1)由A的結構簡式可知,A的名稱為苯乙醛;
(2)苯乙醛和HCN加成生成,所以A→B的反應類型為加成反應;
(3)C中羧基相鄰碳原子上連有為吸電子基團,使羧基中O-H鍵極性增大,酸性增強,故C的酸性更強;
(4)連接4個不同原子或基團的碳原子為手性碳原子,G中含有兩個手性碳原子,如圖,含氮官能團為氨基和酰胺基;
(5)D在濃硫酸、加熱的條件下和甲醇酯化生成E,化學方程式為+CH3OH+H2O;
(6)能與氯化鐵溶液顯紫色、能發生銀鏡反應和水解反應,則結構中必含有酚羥基和甲酸酯結構,苯環上有四個取代基則剩余兩個基團應為甲基。若苯環上只有兩個甲基和一個酚羥基,則變換位置共有6種,再加入甲酸酯的結構,共有種。當兩個甲基處在間位時,存在兩種是重復的,則符合要求的同分異構體共有16種;
符合核磁共振氫譜顯示氫原子個數比為的為或。
(7)丙酮與HCN發生親核加成,水解后可以得到,濃硫酸條件下發生消去可以得到甲基丙烯酸,甲基丙烯酸與甲醇發生酯化反應得甲基丙烯酸甲酯,在一定條件下發生加成聚合即得PMMA,合成路線為。
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