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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷02(河南专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:依据高考评价体系,强调依据核心价值引领、学科素养导向、关键能力为重、必备知识为
基、试题情境链接、创新设计试题。突出关键能力考查,激发学生从事科学研究、探索未知的兴趣,助力
拔尖创新人才的选拔培养,充分发挥高考育人功能和积极导向作用,精选试题素材弘扬爱国主义。如第1
题结合最新的科技动态,考查金属材料、同素异形体、原电池能量的转化等
高考·新考法:选择题为单项选择,选择题1-9 旨在考查学生对基础知识的掌握和应用能力。其中第6、8
从不同角度进行考查关于物质性质的实验和实验的可行性分析。如第7 题以生活中的除草剂为载体考查了
第一电离能、最简单氢化物的稳定性、是否满足足
的稳定结构等相关知识。第18 题利用化学反应原理
图,多角度考查化学反应有关原理,要求学生在真实情境中综合运用热化学、化学平衡、晶胞计算等知识,
突出应用所学知识解决实际问题的综合能力的考查。
高考·新情境:创设真实情境是高考化学命题的一大特点。本试卷更多结合生产(海水提溴)、科技(新型
的生物催化剂TPA-OH、Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备
)等实际情境,这种情境化的命题形
式有助于考查学生将化学知识应用于实际情境的能力,以及在复杂情境下分析和解决问题的能力。
命题大预测:2025 年的高考试题仍会更贴近生产、生活。注重跨学科融合及热点应用,全面考查学生的核
心素养。强化图像解析,关注科技前沿案例及综合性实验与工艺流程等。如第12、13 题的反应机理、活
化能、新型电池的工作原理以及电解池的离子交换膜等。
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Mn 55
第I 卷(选择题)
一、单选题(本题共14 小题,每小题3 分,共42 分。每小题只有一个选项符合题目要求)。
1.下列对科学动态的解读错误的是
选项
最新科技动态
化学角度分析
A
研究人员研发出一种“火星化学电池”
该电池放电时将化学能转化成电能
B
我国首次发现罕见含金碲的叶碲金矿
叶碲金矿只含周期表前四周期元素
1
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C
科学家发现水星钻石圈层
钻石(金刚石)与石墨烯互为同素异形体
D
高效
(钯)
合金纳米颗粒催化甲酸制氢
(钯)
合金属于金属材料
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.电池放电时,将化学能转化成电能,A 项正确;
B.碲、金都不是前四周期元素,B 项错误;
C.金刚石和石墨烯都是碳的单质,互为同素异形体,C 项正确;
D.
合金属于金属组成的合金材料,属于金属材料,D 项正确;
故选B。
2.下列化学用语或图示表达正确的是
A.
中
为
杂化
B.
的电子式为
C.
的
模型为
D.
中共价键的电子云图形为
【答案】D
【详解】A.
中每个
原子周围有4 个O 原子,价层电子对为4,杂化方式为sp3杂化,A 错误;
B.B 的价电子数为3,
的电子式为
,B 错误;
C.
的中心原子为O 原子,价层电子对为
,
模型为四面体结构
,C 错
误;
D.
中Cl 原子间3p 轨道头碰头重叠形成共价键,电子云图形为
,D 正确;
答案选D。
3.下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A.将H2S 通入Hg(NO3)2溶液中:Hg2++S2-=HgS↓
B.向FeBr2溶液中通入过量Cl2:3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入少量NaOH 溶液:
+OH-=NH3·H2O
D.向KMnO4酸性溶液中滴入H2O2溶液:2
+3H2O2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O
2
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【答案】B
【详解】A.将H2S 通入Hg(NO3)2溶液中生成HgS 沉淀和稀硝酸:Hg2++H2S=HgS↓+2H+,A 错误;
B. 向FeBr2溶液中通入过量Cl2生成氯化铁和溴单质:3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-,B 正确;
C. 向NH4Al(SO4)2溶液中滴入少量NaOH 溶液,铝离子先产生沉淀:
,C 错误;
D. 向KMnO4酸性溶液中滴入H2O2溶液生成硫酸锰、硫酸钾、氧气和水,得失电子、电荷和元素应守
恒:2
+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,D 错误;
答案选B。
4.设
为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.
乙烯和丙烯的混合气体中p-p
键数目为
B.
氯化铵溶液中
和
数目之和为
C.
和
充分反应后的混合气体中原子数小于
D.25℃时,
的氨水中含有
数目为
【答案】D
【详解】A.24g 乙烯和丙烯的混合气体中不确定具体乙烯、丙烯的质量,不能计算含有p-p
键数目,A
错误;
B.根据电荷守恒:
,则
氯化铵溶液中
和
数目之和大
于
,B 错误;
C.
和
充分反应后的混合气体中原子数等于
,C 错误;
D.
的氨水中
,溶液体积为1L,
数目为
,D 正确;
答案选D。
5.如图所示是一种新型的生物催化剂TPA-OH,能对多种废弃塑料包装实现完全解聚。下列叙述正确的是
A.TPA-OH 中所有原子一定共平面
B.0.1molTPA-OH 与足量
溶液反应能生成4.48L
C.TPA-OH 能和乙二醇发生缩聚反应
D.1molTPA-OH 都能与5mol
发生加成反应
【答案】C
【详解】A.TPA-OH 分子中含有羟基,单键可以旋转,不一定所有原子共平面,故A 错误;
B.TPA-OH 分子中含有2 个羧基,0.1molTPA-OH 与足量
溶液反应能生成0.2mol 二氧化碳,没有
3
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明确是否为标准状况,体积不一定是4.48L,故B 错误;
C.TPA-OH 分子中含有2 个羧基,所以能和乙二醇发生缩聚反应,故C 正确;
D.苯环能与氢气发生加成反应,1molTPA-OH 都能与3mol
发生加成反应,故D 错误;
选C。
6.利用如图所示装置进行Cl2的制备及性质检验实验。下列说法不正确的是
A.固体a 可为KMnO4
B.①处纸条无明显现象且②处纸条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.③处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
D.实验结束后,打开止水夹
向装置中鼓入空气以促进尾气吸收
【答案】B
【详解】A.已知反应KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,故固体a 可为KMnO4,A 正确;
B.①处纸条无明显现象,说明Cl2本身不具有漂白性,②处纸条褪色,说明Cl2与水的产物具有漂白性,
B 错误;
C.③处试纸变蓝,说明有碘单质生成,即发生了反应:2KI+Cl2=2KCl+I2,根据氧化剂的氧化性强于氧化
产物可知氧化性:Cl2>I2,C 正确;
D.实验结束后,装置内还有大量的未参与反应的有毒气体Cl2,故需打开止水夹
向装置中鼓入空气以促
进尾气吸收,防止污染环境,D 正确;
故答案为:B。
7.一种除草剂的结构如图所示,X、Y、Z、W、R 为原子序数依次增大的短周期元紫,Z 与R 同主族,下
列有关说法正确的是
A.第一电离能:
B.最简单氢化物的稳定性:
C.该分子能与碱反应
D.分子中除X 外,其他原子均满足
的稳定结构
【答案】C
4
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【分析】X、Y、Z、W、R 为原子序数依次增大的短周期元素,结合化合物中化学键的特征分析可知,X
形成1 个共价键为H 元素,Y 形成4 个共价键为C 元素,Z 形成3 个共价键为N 元素,W 形成2 个共价键
为O 元素,Z 与R 同主族,R 为P 元素。
【详解】A.N 核外电子排布处于半充满稳定状态,其第一电离能大于相邻族元素,第一电离能:
,A 错误;
B.非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,非金属性:O>N,则最简单氢化物的稳定性:
,B 错误;
C.根据分子结构可知,该分子中含有羧基可与碱发生反应,C 正确;
D.该分子中H、P 原子均不满足
的结构,D 错误;
答案选C。
8.一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“氧化”和“转化”工序中
的主要作用相同
B.水相Ⅱ中含有
和
C.“洗脱”工序可完成
的再生
D.保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质被氧化
【答案】D
【详解】A.分析可知“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用相同,都是氧化溴离子生成溴单质,A 正
确;
B.流程转化关系可知,还原时二氧化硫与R3N[ClBr2]反应生成硫酸、HBr、R3NCl,R3NCl 再与HBr 反应
生成HCl 和R3NBr,用盐酸洗脱R3NBr 生成HBr 和R3NCl,故水相Ⅱ中含H+和Cl-,B 正确;
C.用盐酸洗脱R3NBr 生成HBr 和R3NCl,“洗脱”工序可完成R3NCl 的再生,C 正确;
D.保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质挥发,D 错误;
故选:D。
9.一定条件下,酸性
溶液与
发生反应,
(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含
粒子的
浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
5
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A.
(Ⅲ)不能氧化
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,
(Ⅱ)和
(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:
【答案】C
【详解】A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后
Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A 项错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13min 时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13min 后反应速
率会增大,B 项错误;
C.由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0 后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C 项
正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2
+5H2C2O4+6H+=2Mn2+
+10CO2↑+8H2O,D 项错误;
答案选C。
10.下列探究方案不能达到相应探究目的的是
选
项
探究方案
探究目的
A
向淀粉-KI 溶液中通入Cl2,直到大量过量,看溶液颜色变化及最
终的颜色
研究Cl2能否氧化I2
B
向丁烯醛(CH2=CHCH2CHO)中加入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液
颜色变化
验证丁烯醛中是否含碳碳双键
C
向20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,加热;冷却后再加入氢氧化
钠溶液中和硫酸,最后加入银氨溶液用水浴加热,看是否产生银
镜
研究蔗糖是否发生了水解
D
室温下,测定0.1mol·L-1KHC2O4溶液的pH
研究Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)与
Kw的大小
A.A
B.B
C.C
D.D
6
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【答案】B
【详解】A.向淀粉-KI 溶液中通入Cl2,直到大量过量,氯气可以氧化碘离子得到碘单质,看溶液颜色变
化及最终的颜色,可以研究Cl2能否氧化I2,故A 能达到相应探究目的;
B.向丁烯醛(CH2=CHCH2CHO)中加入酸性高锰酸钾溶液,碳碳双键和醛基都可以使酸性高锰酸钾溶液褪
色,无法观察溶液颜色变化验证丁烯醛中是否含碳碳双键,故B 不能达到相应探究目的;
C.向20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,加热;冷却后再加入氢氧化钠溶液中和硫酸,形成碱性环境,最
后加入银氨溶液用水浴加热,产生银镜,证明蔗糖发生了水解,故C 能达到相应探究目的;
D.室温下,测定0.1mol·L-1KHC2O4溶液的pH,若显酸性,电离大于水解,Ka2(H2C2O4)>Kh(
),即
Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)>Kw,故D 能达到相应探究目的;
答案选B。
11.化合物Z 是合成抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关化合物a、b、c、d 的说法正确的是
A.a 分子中含有3 个手性碳原子
B.b 分子中碳原子的杂化类型只有1 种
C.c 可消耗反应生成的酸,提高反应转化率
D.a、d 分别在过量NaOH 醇溶液中加热,均能生成以丙三醇为主的产物
【答案】C
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;a 中
方框内的碳原子为手性碳
原子,只有1 个手性碳原子,A 错误;
B.b 分子中苯环中、羰基上的碳原子为sp2杂化,甲氧基中碳原子全部以单键与其它原子连接,为sp3杂
化,故b 分子中碳原子杂化类型有2 种,B 错误;
C.c 中有-NH-结构,显碱性,可以结合H+,故可以消耗反应生成的酸,根据平衡移动,生成物被消耗,
平衡正向移动,提高反应的转化率,C 正确;
D.卤代烃在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应而不是水解反应,得不到丙三醇,D 错误;
故本题选C。
12.反应
分三步进行,各步的相对能量变化
如图I、Ⅱ、Ⅲ所示:
7
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下列说法正确的是
A.三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅲ
B.过渡状态a、b、c 的稳定性:b>c>a
C.I、Ⅱ两步的总反应为
D.反应Ⅲ的逆反应活化能为
【答案】C
【详解】A.活化能越大,反应速率越慢,根据图中信息反应Ⅰ活化能最大,因此三步分反应中决定总反
应速率的是反应Ⅰ,A 错误;
B .根据总反应和盖斯定律,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应依次为2CO(g)+2NO(g)=
+2CO(g)∆H=+199.2kJ/mol 、
+2CO(g)=N2O(g)+CO2(g)+CO(g)∆H=-513.5kJ/mol 、N2O(g)+CO2(g)
+CO(g)=N2(g)+2CO2(g)∆H=-306.6kJ/mol,结合图像a、b、c 相对于2NO(g)的能量依次为298.4kJ/mol、
392.2kJ/mol、-66kJ/mol,能量越低越稳定,因此过渡状态
、、的稳定性大小为c>a>b,B 错误;
C.反应Ⅰ为
,反应Ⅱ为
,反应Ⅰ+反应Ⅱ,可得:
,C 正确;
D.根据总反应
和Ⅰ、Ⅱ两步的总反应
,得到反应Ⅲ为
,反应Ⅲ的逆反应活化能
,D 错误。
故选C。
13.某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备
,其工作原理如图所示。已知电池反应
为
,下列说法错误的是
8
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A.电池中C 电极的电极反应式为
B.电池的e 极连接电解池的h 极
C.膜a、c 是阳离子交换膜,膜b 是阴离子交换膜
D.生成
时,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加46 克
【答案】D
【详解】A.由图示可知,Li 电极为负极,发生氧化反应,则C 电极为正极,发生得电子的还原反应,电
极反应式为SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑,A 正确;
B.原电池中Li 电极为负极,C 电极为正极,电解池中,Ni 电极失去电子生成Ni2+,即g 电极为阳极,则
h 电极为阴极,接原电池的e 极,B 正确;
C.电解池中,Ni 电极失去电子生成Ni2+,通过膜a 进入产品室II 室,H2PO 由原料室III 室通过膜b 进入
产品室II 室,在产品室II 室中与Ni2+生成Ni(H2PO2)2,Na+通过膜c 进入IV 室,形成闭合回路,所以膜
a、c 都是阳离子交换膜,b 是阴离子交换膜,C 正确;
D.电解池中不锈钢电极即h 电极为阴极,电极上H2O 或H+发生得电子的还原反应,电极反应式为:
,生成
时,电路中转移2mol 电子,同时2molNa+通过膜c 进入IV
室,理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加(23×2- 2)g=44g,D 错误;
故选D。
14.25℃时,将HCl 气体缓慢通入0.1 mol·L−1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应
物的物质的量之比[
]的关系如下图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法错误的是
A.25℃时,NH3·H2O 的电离平衡常数为10−4.75
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B.t =0.5 时,c(NH ) > c(Cl−) > c(NH3·H2O)
C.P2所示溶液:c(NH ) > 100c(NH3·H2O)
D.P1所示溶液:c(Cl−) = 0.05mol·L−1
【答案】D
【详解】A.由图可知,图中P1点pH=9.25,c(OH−)=10-4.75mol·L−1,此时
,则NH3·H2O
的电离平衡常数
,A 正确;
B.t =0.5 时溶质为等浓度的氯化铵和一水合氨的混合物,由图可知溶液此时显碱性,则一水合氨的电离大
于铵根离子水解,则此时溶液中的离子浓度大小顺序为:c(NH ) > c(Cl−) > c(NH3·H2O),B 正确;
C.P2所示溶液pH=7,c(OH−)=10-7mol·L−1,根据其电离常数
,则
,故c(NH ) > 100c(NH3·H2O),C 正确;
D.P1所示溶液中电荷守恒,
,由图可知P1点时
,
故c(
)=0.05mol·L−1,
,则
,
,D 错误;
故选D。
第II 卷(非选择题)
二、解答题(共58 分)
15.(14 分)以铅精矿(含
,
等)为主要原料提取金属
和
的工艺流程如下:
已知:
是一种难溶于冷水,易溶于热水的弱电解质。在
浓度较大的溶液中,存在平衡:
。
回答下列问题:
(1)
的原子序数为82,在元素周期表中的位置是 。
(2)“热浸”时,难溶的
和
转化为
和
及单质硫。溶解
时的离子方程式为
。“热浸”时温度为70°C 最佳,原因是 。
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(3)加适量水稀释并冷却有利于滤液1 中
的析出,从平衡移动的角度分析可能的原因是 。
(4)将“过滤II”得到的
沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可在阴极制得金属
,写出在阴
极的电极反应方程式 ,“电解I”的阳极产物用尾液吸收后可在工艺中循环使用,可循环利用
该吸收液的操作单元为 。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)
【答案】(1)第六周期第IVA 族
(2)
温度过低,反应速率过慢温度过高,盐酸易挥发
或铁离子易水解
(3)加适量水稀释,使
平衡向左移动;冷却可降低
的溶解度,有利于滤液1 中
的析出
(4)
热浸
(5)阳极
【详解】(1)Pb 为82 号元素,在元素周期表中的位置第六周期第ⅣA 族;
(2)“热浸”时, Ag2S 和铁离子发生氧化还原反应转化为
及单质硫,反应中铁化合价由+3 变
为+2、硫化合价由-2 变为0,结合电子守恒,Ag2S “热浸”的离子方程式为
;
“热浸”温度为70°C 时最佳,若温度过低,反应速率过慢,温度过高,盐酸易挥发或铁离子易水解;
(3)在含Cl-的溶液中存在平衡:
,加适量水稀释,氯离子浓度降
低更大,使
平衡向左移动,且冷却可降低的溶解度,有利于滤液1 中
的PbCl2沉淀析出;
(4)沉淀反复用饱和食盐水热溶,得到
溶液,电解所得溶液可制备金属Pb,电解时
得
到电子在阴极发生还原反应生成铅单质和氯离子:
;
“电解I”的阳极产物为Cl2,尾液为FeCl2,向“尾液”中通入Cl2后,亚铁离子被氯气氧化为铁离子,得到
的吸收液可在“热浸”中循环使用;
(5)富银铅泥精炼得到铅和银,应该将富银铅泥做阳极,阳极放电时,银变成阳极泥而沉降下来,铅失
电子为Pb2+,阴极Pb2+得电子得到Pb,答案是阳极。
16.(14 分)某实验小组利用EDTA 标准溶液滴定
,从而间接测定
混合溶液中
和
的总浓度。已知EDTA 与
按物质的量之比
反应。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如下图所示,取
混合溶液于①中,在搅拌下滴加NaOH 溶液,调pH 至
11,然后准确加入
溶液(过量),搅拌下水浴加热至60℃并保持5min,冷却至室温。过
11
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滤、洗涤,合并滤液和洗涤液,在250mL 容量瓶中定容。
Ⅱ.取25.00mL 步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入一定量蒸馏水,用NaOH 溶液调pH 在12~13 之间,
再滴加4~5 滴钙指示剂。用
标准溶液滴定至终点,平行测定三次。消耗EDTA 溶液平均体
积为
。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 ;②的名称是 。
(2)步骤Ⅰ中,若不慎将NaOH 溶液沾到皮肤上,应对措施是 。
(3)步骤Ⅰ中,调pH 至11 的目的是 ;加入的
溶液需过量的原因是 。
(4)步骤Ⅰ中,采用水浴加热方式的优点是 。
(5)步骤Ⅱ滴定接近终点时,使滴定管尖嘴处悬垂的半滴标准溶液加入到锥形瓶中的操作是 。
(6)
混合溶液中,
和
的总浓度
(写出计算式)。
【答案】(1) 三颈烧瓶 恒压滴液漏斗
(2)先用大量的水冲洗,然后涂上1%硼酸溶液减小对皮肤的腐蚀
(3) 将混合溶液中的碳酸氢钠完全转化为碳酸钠 保证碳酸根离子沉淀完全
(4)便于控制温度,且受热均匀
(5)使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出
(6)
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称是三颈烧瓶;②的名称是恒压滴液漏斗;
(2)NaOH 溶液有腐蚀性,会腐蚀皮肤,若不慎将NaOH 溶液沾到皮肤上,应先用大量的水冲洗,然后涂
上1%硼酸溶液减小对皮肤的腐蚀;
(3)在搅拌下滴加NaOH 溶液,调pH 至11,可以将混合溶液中的碳酸氢钠完全转化为碳酸钠;加入过量
的
溶液可以保证碳酸根离子沉淀完全;
(4)本实验所需温度低于100℃,可以采用水浴加热,水浴加热便于控制温度,且受热均匀;
(5)使滴定管尖嘴处悬垂的半滴标准溶液加入到锥形瓶中的操作是:使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内
壁与管口接触,使液滴流出;
12
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(6)消耗EDTA 溶液平均体积为
,则配制的溶液中含有钙离子的物质的量为:
×c2·V2×10-
3mol,所以
混合溶液中,
和
的总浓度
。
17.(15 分)二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过
程存在如下化学反应:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)
,反应① 正向自发进行(填标号)。
A.低温下能 B.高温下能 C.任何温度下都能 D.任何温度下都不能
(2)反应体系总压强分别为
和
时,
平衡转化率随反应温度变化如图所示,则
代表反应体系总压强为
的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是 。
(3)控制恒温和总压强1.00MPa 条件下,向密闭容器中通入2molCH4和1molCO2只发生反应①,达到平衡时
H2的体积分数为25%,CO2的平衡转化率为 ,平衡常数KP= (MPa)2。
(4)MnO 是制备甲烷重整反应催化剂的原料。基态氧原子价层电子排布的轨道表示式为 ;MnO 的立
方晶胞结构如图所示,实验测得其晶胞参数
,用
代表阿伏加德罗常数的值,MnO 晶体的密
度ρ=
(列出计算式即可)。
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【答案】(1)
B
(2) Ⅲ 恒温减压时平衡①、③右移,甲烷平衡转化率增大
(3) 50%
(4)
【详解】(1)①
②
③
④
,依据盖斯定律可知反应②+
-2×
③
④得方程式①,则ΔH1=ΔH2+ΔH3-2ΔH4=
(-90.2+74.9+2×131.3)kJ/mol=+247.3kJ/mol;反应①中ΔH>0,反应①中ΔS>0,如果ΔG=ΔH-TΔS<0 反
应能自发进行,反应①在高温下正向自发进行,故选B;
(2)甲烷反应的方程式中,反应前后气体计量数增大,其它条件不变时,恒温减压时平衡①、③右移,
甲烷平衡转化率增大,所以代表反应体系总压强为5.00MPa 的曲线是Ⅲ;
(3)控制恒温和总压强1.00MPa 条件下,向密闭容器中通入2molCH4和1molCO2只发生反应①,设转化
了xmol CO2,列三段式,
,达到平衡时H2
的体积分数为25%,
,x= 0.5mol,CO2的平衡转化率为
;
平衡后混合气体总物质的量为4mol, CH4物质的量为1.5mol, CO2物质的量为0.5mol,H2物质的量为
1mol,CO 物质的量为1mol,
;
(4)基态氧原子价层电子排布的轨道表示式为
;根据均摊法,每个晶胞中含有O 的个数为
,Mn 的个数为
,1 个晶胞质量为
,晶胞体积为
,则晶胞
密度为
;
18.(15 分)一种能缓解各种功能性消化不良的药物依托比利[K:
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]的合成路线如图。
已知:
-CH=N-
请回答下列问题:
(1)化合物K 中含氧官能团的名称是 ,
(2)化合物A 的结构简式是 。
(3)反应
中,生成了2 种无机盐且无气体生成,写出该反应的化学方程式: 。
(4)写出
的化学方程式: 。
(5)在A 的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种。(不考虑立体异构)
①能与
溶液作用显紫色; ②含有手性碳。
其中,核磁共振氢谱显示为6 组峰,且峰面积之比为
的同分异构体的结构简式为
。
(6)写出以
为原料制备
的合成路线流程图 (无机
试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)醚键、酰胺基
(2)
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(3)
+ClCH2CH2N(CH3)2+K2CO3→
+ KHCO3+KCl
(4)
+2H2
H2O+
(5) 22
(6)
【分析】A 被酸性高锰酸钾氧化为B,结合B 的结构简式可知A 为:
,B 与SOCl2发生取代
反应生成C;D 经氧化转化为E,E 与F 发生取代反应生成G,结合G 的结构简式可知F 应为:
ClCH2CH2N(CH3)2,对比C 和K 的结构简式可知I 为
;G 中醛基与H2N-OH 发生加成再发生
已知中转化生成H,H 的结构简式为:
,H 与氢气在一定条件下发生还原反应生成I,据此分
析解答。
【详解】(1)由K 的结构简式可知K 中含氧官能团为醚键和酰胺基;
(2)由以上分析可知A 为:
;
(3)反应E+F→G 中,生成了2 种无机盐且无气体生成,结合反应物组成可知生成的两种盐为碳酸氢钾和
氯化钾,反应方程式为:
+ClCH2CH2N(CH3)2+K2CO3→
+KHCO3+KCl;
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(4)H→I 的化学方程式:
+2H2
H2O+
;
(5)A 的同分异构体满足①能与FeCl3溶液作用显紫色,说明含酚羟基;②含有手性碳,即与四个不同原
子或原子团相连的碳原子。若苯环上只含两个取代基,除羟基外,另一取代基可以是:
,分别存在邻、间、对三种位置,共12
种;若苯环上有三个取代基,则分别为羟基、-CH3、
,共10 种结构如图:
(数字代表甲基位置),因此符合条
件的同分异构体共22 种;其中,核磁共振氢谱显示为6 组峰,且峰面积之比为3 3 2 2 1 1
∶∶∶∶∶的同分异构体的
结构简式为
;
(6)经酸性高锰酸钾氧化生成,结合流程可知在二氯亚砜作用下生成;与H2N-OH 发生流程中反应生
成,与氢气在催化剂作用下反应生成,与发生取代反应生成,反应流程为:。
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