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大题预测01(A 组+B 组+C 组)
【A 组】
题组一
(建议用时:30 分钟 满分:56 分)
17.(14 分)某学习小组欲探究
平衡体系的影响因素,并用色度计检测离子浓度变化。
I.配制
溶液
(1)用
晶体配制
溶液时,用浓盐酸溶解晶体的原因是 。
(2)用
溶液配制
溶液,需用量筒量取
溶液
,配制过程需要用到的仪器有 。(填序号)
II.探究影响
平衡的因素
20℃时,在烧杯中将
溶液与
溶液混合,发生系列反应
,其中
都显红色。反应得到红色混合溶液,用色
度计测得溶液透光率为
。各取
红色混合溶液分装于若干试管中备用。完成下列实验:
实验序号
实验操作
透光率
i
试管①:加热至40℃
ii
试管②:加入少量铁粉
iii
试管③:加入
溶液
已知:有色离子浓度越大,颜色越深,透光率(T)越小;T1、T2、T3均大于T。
(3)
与
的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应;实验ii 中发生反应 (写
离子方程式);用低浓度
溶液进行实验的原因是 。
(4)乙同学查阅资料发现存在反应a:
(浅黄色)
,并依据实验iii 得
出结论:反应a 可导致透光率升高。丙同学认为推断依据不严谨,为证明该结论的正确,进一步完善实
验,实验方案为: 。
1
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(5)已知:
与
的系列反应分6 步进行,反应i:
;反应ii:
……,平衡常数依次为
、
,
逐渐减少,其中
,平衡时
。甲同学认为决定透光率测定结果的是反应,其余反应影响可忽略。
请结合计算证明该观点 。
(6)学习小组进一步查阅资料发现:盐在水溶液中电离产生的离子可产生盐效应,使离子运动受到牵
制,离子有效浓度降低。若往装有
红色混合溶液试管中加入少量
固体,测得透光率为T′,则
T′ T。(填“>”、“<”或“=”)
18.(14 分)电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn 等的氧化物。一种回收路线如下:
已知:I.萃取时反应:M2+(水相)+2RH(有机相)
MR2(有机相)+2H+(水相),(K(M2+)为萃取反应的平衡常
数,M2+代表Ni2+或Co2+)。
II.该工艺下,Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2;饱和Na2CO3的浓度约为1.5mol·L-1。
(1)Mn 属于 区元素。
(2)“碱浸”时,Al 箔发生反应的离子方程式为 。
(3)“酸浸”时,Co3O4被还原为Co2+,1molCo3O4需添加Na2SO3 mol。
(4)“沉锰”时,Mn2+发生反应的离子方程式为 。
(5)“镍钴分离”时,NiR2和CoR2的浓度相近,通过调控pH,可将Ni2+、Co2+依次从有机溶剂HR 中分
离出来,可知
(填“>”“<”或“=”)
(6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。
(7)通过计算说明“沉锂”时Li+是否可以沉淀完全 。
(8)正极材料的结构如图所示,粒子个数比Ni:Co:Mn= ,该材料化学式为 。
2
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19.(14 分)铁及其化合物化学性质丰富,应用广泛。
(1)基态
的价电子排布式为 ;结合价电子排布式,解释
易被氧化为
的原因 。
(2)某含铁催化剂可催化苯的羟基化反应,其催化机理如图所示:
①上述过程中,催化剂为 。
②该过程总反应为 (有机物写结构简式,不需注明反应条件)。
(3)标准摩尔生成焓是指一定温度与标准压强(101kPa)下由元素最稳定的单质生成1mol 纯物质时的焓
变。已知:常温下,
与
的标准摩尔生成焓分别为
与
,则在该条件下,
分解转化为
和
的
(用含
的式子表示)。
一定温度下,
与
混合溶液存在如下平衡(不考虑碘单质的挥发与阳离子的水解):
反应i:
反应ii:
(4)关于上述平衡体系的说法正确的有_____(填标号)。
A.加入
,平衡时
增大
B.加入
固体,平衡时
的值增大
C.升高温度,反应速率增大,反应
速率减小
D.加水稀释,溶液中离子总数增大
(5)当
时
表示起始浓度,下同),部分相关微粒的物质的量浓度随
时间变化曲线如图:
3
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①结合图中
变化分析,反应i 的活化能 (填“大于”或“小于”)反应ii 的活化能。
②
内,上述体系中
的平均反应速率
(保留两位有效数字)。
(6)保持混合溶液中
,平衡时,
与
随起始投料
比的变化曲线如图。计算反应ii 的平衡常数 (写出计算过程,结果保留三位有效数字)。
20.(14 分)化合物E 是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂,可采用化合物A 为原料,按如图路线合
成:
回答下列问题:
(1)化合物B 的分子式为 ,化合物D 的一种官能团名称为 。
(2)化合物A 的名称为 ;X 为 (填化学式)。
(3)芳香族化合物F 是C 的同分异构体,能发生加聚反应,滴入
溶液呈紫色,其核磁共振氢谱显示
有五种不同化学环境的氢,且峰面积之比为
,请写出一种符合条件的结构简式 。
(4)根据化合物E 的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
4
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序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
,催化剂
b
消去反应
(5)关于该合成路线,说法正确的是___________。
A.化合物A 可溶于水是因为能与水形成氢键
B.化合物C 到化合物D 的转化过程中,有手性碳原子形成
C.化合物D 和化合物E 中C、O 原子的杂化方式均完全相同
D.反应过程中,有碳卤键和
键的断裂和形成
(6)化合物A 可以由丙酮(
)或异丁烯(
)为原料合成。基于你设计的合成
路线,回答下列问题:
①由丙酮为原料第一步反应的有机产物为 。
②由异丁烯为原料涉及醛转化为酸的反应的化学方程式为 。
【B 组】
题组二
(建议用时:30 分钟 满分:56 分)
17.(14 分)某小组探究
被
氧化的产物,设计了以下实验,向等量的铜粉和
的固体混合物中分别
加入等体积不同浓度的
溶液,实验现象如下:
编号
实验现象
实验
Ⅰ
极少量
溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍
为淡红色
实验
Ⅱ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕
色
已知:①
易溶于
溶液,发生反应:
(红棕色);
和
氧化性几乎相同。
②铜元素被氧化可能存在的形式有
(蓝色)、
(无色)、
(白色沉淀);
③
(无色),易被空气氧化。
请回答:
5
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(1)初始阶段,
被氧化的反应速率:实验Ⅰ 实验Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
(2)继续探究实验Ⅱ中铜被碘氧化的产物,进行以下实验:
①步骤一实验中使用的玻璃仪器主要有 。加入
萃取分液的目的是 。
②用离子方程式表示步骤二中发生的反应 。
(3)结合实验Ⅱ,推测实验Ⅰ中的白色沉淀可能是
,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是
。取实验Ⅰ中洗涤后的白色沉淀,加入足量
溶液并充分振荡,现象为 。
(4)上述实验结果表明,
仅将
氧化为
价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了
能将
氧化为
。装置如图所示,物质a 是 ;溶液b 是 ;电势:a 电极
石墨电极(填“<”,“=”或“>”)。
18.(14 分)钒被称为“工业味精”“工业维生素”,在发展现代工业、国防等方面发挥着至关重要的作
用。某高铬型钒渣含
、
、
、
、
、
等物质,从中分离提取钒铬的工艺流程
如下:
回答下列问题:
(1)基态钒的价层电子排布轨道表示式为 。
(2)“焙烧”时会生成
和
,写出生成
的化学方程式 。
(3)“酸浸”时为提高浸取速率,除适当升高温度外,还可采取的措施有 、 (任
写两条)。滤渣2 的主要成分是
和
,则滤渣1 的主要成分为 。
(4)“还原”时可用双氧水代替
溶液作还原剂,此时溶液中的
发生反应的离子方程式为
。
6
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(5)工业上可用电解还原法处理含
的酸性废水。用铁板作阳极,电解过程中废水pH 逐渐上升,
、
都以氢氧化物沉淀析出,达到废水净化的目的。其中阳极的电极反应式为 。
(6)某含铬化合物立方晶胞如图所示。
与钙原子最近且等距离的氧原子有 个;钙和氧的最近距离为anm,
为阿伏加德罗常数的数
值,则该晶体密度为
(用含a,
的代数式表示)。
19.(14 分)研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题,其中催化转化法最具应用价值。
回答下列问题:
(1)常温常压下,一些常见物质的燃烧热如表所示:
化学式
已知:
,则
,该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)在氢气还原
的催化反应中,
可被催化转化为甲醇,同时有副产物
生成,为了提高甲醇的
选择性,某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器,原理如图所示。保持压强
为
,温度为
,向密闭容器中按投料比
投入一定量
和
,不同反应模式下
的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组
反应模式
温度/
的平衡转化率
的选择性
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①
普通催化反应器
3
260
21.9
67.3
②
分子筛膜催化反应
器
3
260
36.1
100
①分子筛膜催化反应器(恒温恒容)模式中,发生反应
,下列说法能作
为此反应达到平衡状态的判据的是 (填标号)。
A.气体压强不再变化
B.气体的密度不再改变
C.
D.
②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下,
的平衡转化率明显提高,结合具体反应分析
可能的原因: 。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中[
]在起始物
时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为
,在
时,
随压强(
)的变化及在
时
随温度(
)的变化,如图所示。
①图中对应等压过程的曲线是 (填“
”或“ ”),判断的理由是 。
②恒温时
,当
时,
的平衡转化率
(保留小数点后一位),此条件
下该反应的
。(保留小数点后两位)(对于气相反应,可以用分压表示,分压
总压物质的
量分数)。
(4)研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时
零排放,其基本原理如下图所示。温度小于
时进行电解反应,碳酸钙先分解为
和
,电解质为熔融碳酸钠,阳极的电极反应为
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,则阴极的电极反应为 。
20.(14 分)酰胺类化合物在药物化学、生物化学以及高分子合成等领域都有着重要的应用。一种以烯
烃、胺等为原料高选择性合成相关化合物的路线如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,化合物W 为Ⅰ的同分昇构体,能与银氨溶液反应生成银镜,且在核磁共
振氢谱上有3 组峰;W 的结构简式为 。
(2)对化合物Ⅱ,分析预测其可能的化学性质
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
取代反应
b
,
,加热
(3)反应④的原子利用率为
,则化合物a 中含有的官能团名称为 。
(4)以下关于反应③的说法,错误的是 。
a.反应过程中,涉及到“头碰头”
键的断裂
b.化合物Ⅲ、Ⅵ都能形成分子间氢键
c.化合物Ⅴ使酸性
溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
d.CO 含有极性键,分子的正电中心与负电中心不重合
(5)以环戊烷和CO 为含碳原料,利用反应②和③的原理,设计合成目标产物的路线:
(a)有机物B 为 (写结构简式)。
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(b)写出上述路线中,卤代烃转化为烯烃的化学方程式: 。
【C 组】
题组三
(建议用时:30 分钟 满分:58 分)
17.(14 分)某小组制备SO2并探究SO2与BaCl2溶液的反应。
(1)实验I:
室温下,按图示组装仪器(夹持装置已省略),检查装置气密性后向B 注入一定量50%的H2SO4溶液,B 中
迅速产生大量气体,三到五分钟后D 中出现白色浑浊,并闻到刺激性气味。据此回答:
①仪器A 是 (填仪器名称)。
C
②
可以除去SO2中可能混有的H2SO4蒸气,写出相应的化学方程式: 。
(2)D 中白色浑浊的理论及可能性分析:
猜测一:SO2溶于水生成H2SO3,继而与BaCl2发生复分解反应,形成BaSO3白色沉淀。
查阅资料:
i. 室温下:
,Ka1=1.4×10-2;
,Ka2=6.0×10-8;
,Ksp=5.0×10-10
ii.室温下,H2SO3水溶液中H+、
浓度与H2SO3浓度关系如下图:
①如图可知:当c(H2SO3)≥10-6mol/L 时,c(H+)与C(
)几乎相等,原因是 。
计算可得;此时c(
)= mol/L,实验I 条件下 (填“可能”或“不可能”)生成BaSO3白色
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沉淀。
猜测二:SO2具有强还原性,可能被溶液或空气中O2氧化,继而生成BaSO4白色沉淀。
②写出猜测二对应的离子方程式 。
(3)实验探究:小组经过讨论,设计了室温条件下的实验Ⅱ~IV:
编
号
Ⅱ
Ⅲ
IV
实
验
操
作
现
象
烧杯中出现白色浑浊
白色浊液很快全部溶解,得到澄
清溶液;数小时内烧杯中溶液依
旧澄清
烧杯中蒸馏水变浑浊,数小时内沉
淀的量无明显变化;数天后沉淀量
才明显增加
①实验Ⅱ煮沸、油覆的目的是 。
②综合实验Ⅱ、Ⅲ分析:实验I 中沉淀为 (填合适的选项)。
a.仅BaSO3 b.仅BaSO4 c.BaSO3和BaSO4的混合物
③实验IV 数天后新增的沉淀经检验确认为BaSO4。结合速率相关知识,能够得出结论: 。
18.(14 分)“永磁之王”钕铁硼因超强的磁性被广泛应用于新能源汽车等领域。从钕铁硼废料中提炼稀
土金属钕(Nd)的工艺流程如下图所示。
已知:①钕铁硼废料主要成分为钕和铁,“氧化焙烧”后钕和铁主要以
和
的形式存在。
②“选择性浸出”中主要元素的浸出率如下图所示。
③金属离子完全沉淀时,其浓度为
。
(1)“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“浸出液”中仍有少量
,极易被P507 萃取液萃取进入有机相,故需继续氧化除铁。工业上可用
作氧化剂,反应的化学方程式为 ;已知常温下,
的
为
,要使
完
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全沉淀,pH 至少应调至 。
(3)“萃取”是用酸性磷酸酯P507(用HA 表示)和煤油的混合液作萃取剂,其萃取原理为
。溶液初始pH 以及P507 的浓度对萃取率的影响如下图所示。请从平衡
移动的角度解释萃取率随初始pH 的减小而减小的原因: 。“萃取”操作条件应选的最佳pH 以及
与P507 浓度之比为 。
A.2.0
B.2.5
C.3.0
(4)“沉钕”过程中得到
晶体,反应的离子方程式为 。
(5)在钕铁硼表面电镀氧化铈薄膜可增强其抗腐蚀性。氧化铈的立方晶胞结构如下图所示,其晶胞参数
为anm。氧化铈的化学式为 ;晶体中与Ce 最近且等距的Ce 的个数为 ;已知
为阿伏加
德罗常数的值,则该晶体的密度为
(列出算式)。
19.(14 分)氰离子(
)可与多种金属离子形成配离子,在化学分析、分离提纯、冶金、电镀等领域有
重要应用。
(1)基态N 原子价层电子的轨道表示式为: ,化合物
不含有的化学键类型是
(填字母)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(2)已知:
写出NaCN 溶液发生水解反应的热化学方程式: 。
(3)25℃时,
,在该温度下,
①
溶液中
近似为
。
②将浓度相等的HCN 与NaCN 溶液等体积混合,判断溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,
并结合有关数据解释原因: 。
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(4)保持室温不变下,将一定量
固体投入
溶液中,1min 时固体反应完全,
反应为
。若反应进行到第20s 时,测得溶液
(忽略
NaCN 水解和溶液体积变化),则反应前20s 内,
的溶解速率为
。
(5)常温下,溶液中
分别与三种金属离子形成配离子
、
、
,平
衡时,
与
的关系如图所示,其中I 是
与
变化的关
系。
①当I 对应的相关离子浓度处于点P 时,
的解离速率 生成速率(填“>”、“<”或
“=”)。
②当Ⅱ和Ⅲ对应相关离子的混合液处于Q 点,向其中加少量
粉末,达平衡时,
与
的大小:前者 后者(填“>”、“<”或“=”)。
20.(14 分)有机物G 是一种医药中间体,其合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。
(1)根据化合物C 的结构特征,分析预测其含氧官能团可能的化学性质,完成下表。
序
号
反应试剂、条件
反应形成新官能团的名称
反应类型
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①
H2,催化剂,加热
②
消去反应
(2)化合物B 的化学式是 ,组成元素的第一电离能数值由大到小的排列是 。在
B 的同分异构体中,含有六元环结构且能发生银镜反应的有机物有 种(不考虑立体异构)。
(3)上述物质转变过程中,说法正确的是___________(填标号)
A.B 生成C 的反应是原子利用率100%的反应,则化合物a 是甲醛
B.化合物C 中手性碳原子有2 个,且所有的碳原子不可能共平面
C.反应④中,有
键的断裂与生成
D.化合物E 的碳原子的杂化方法有sp2和sp3,分子内有“s-p”形成的Π 键
(4)根据上述信息,以甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)为有机原料,合成化合物
,基于你的合成路线,回答下列问题:
①从甲苯出发,第一步的化学方程式为 。
②第二步生成有机产物的结构简式为 。
14