2021届新高考高三下学期4月仿真模拟 化学试卷四Word版含解析.zip

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2021 届新高考高考化学模拟试题四(原创) 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 Fe 56 第一部分 本部分共 14 题,每题 3 分,共 42 分。在每题列出四个选项中,选出最符合题目要 求 的一项。 1. 下列有关我国古代技术的应用中,其工作原理不涉及化学反应的是 () A.火药使用B.粮食酿酒C.转轮排字D.铁的冶炼 2.下列说法正确的是() A苯和溴水在铁作催化剂的条件可以制取溴苯 B油酸和硬脂酸可用酸性 KMnO4溶液鉴别 C顺-2-戊烯和反-2-戊烯加氢产物不相同 D的名称为:2-氯-3-甲基-3-戊烯 3.(2020全国卷,9)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 ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液 BCl2(HCl)通过饱和的食盐水 CN2(O2)通过灼热的铜丝网 DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液 4.依据反应 2NaIO35SO24H2O=I23H2SO42NaHSO4,并利用下列装置从含 NaIO3 的废液中制取单质碘的 CCl4溶液并回收 NaHSO4。 其中装置正确且能达到实验目的的组合是() A B C D 5.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是() A常温下 1 L 0.1 molL1 Na2CO3溶液中含 0.1NA个 CO2 3 B标准状况下,22.4 L SO3含 NA个分子 C常温下 100 mL 0.1 molL1醋酸溶液中含 0.01NA个醋酸分子 D0.1 mol Na2O2与足量水反应转移 0.1NA个电子 6 下列指定反应的离子方程式不正确的是() ANO2溶于水:3NO2H2O=2H2NONO 3 B漂白粉溶液呈碱性的原因:ClOH2OHClOOH C酸性条件下用 H2O2将海带灰中 I氧化:H2O22I2H=I22H2O D氯化铝溶液中加入过量的氨水:Al34NH3H2O=AlO4NH2H2O 2 4 7(2020河北省枣强中学高三试题)合成氨反应 N2(g) H2(g)NH3(g) H 的反 1 2 3 2 应机理如图所示,图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是() A该反应的 H46 kJmol1 B该反应机理中最大活化能为 79 kJmol1 C升高温度,该反应过渡态的能量会增大 D该反应达到平衡后增大压强反应正向进行 8短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,X 原子的最外层电子数是其周期数 的 3 倍,Z 是短周期元素中原子半径最大的,0.1 molL1W 最高价氧化物对应的水化物的 水溶液 pHXZW B由于氢键的作用导致气态氢化物的稳定性:XW CZY 的水溶液使蓝色石蕊试纸显红色 DZ 分别与其他三种元素组成的二元化合物均含有离子键 9、一种新型的合成氨的方法如图所示,下列说法错误的是() A反应中每固定 1 mol N2,消耗 Li 单质 42 g B反应属于非氧化还原反应 C反应可通过电解 LiOH 水溶液实现 D上述三步循环的总结果为 2N26H2O=4NH33O2 10、 2(2020化州市第一中学高二月考)某农民偶然发现他的一头小母牛食用腐败草料后, 血液不会凝固。化学家由此得到启发,从腐败草料中提取出结构简式为如图所示的双香豆 素。下列关于双香豆素的推论中错误的是() A分子式为 C19H12O6,有望将它发展制得一种抗凝血药 B它无嗅并略具芳香味,因而可用来制备致命性出血型的杀鼠药 C可发生水解、加成、氧化反应 D1 mol 双香豆素在碱性条件下水解,消耗 NaOH 6 mol 11、将亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)溶液通过电渗析法来制备亚磷酸(H3PO3)的原理如图所示, 下列有关说法错误的是() A阳极的电极反应式为 2H2O4e=4HO2 B在原料室与产品室间设计缓冲室的主要目的是提高产品的纯度 C阴极的电极反应式为 2H2O2e=2OHH2 D膜均为阳离子交换膜 12、700 时,向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O,发生反应:CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2t1): 反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol 01.200.60 t10.80 t20.20 下列说法正确的是() A反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2) molL1min1 0.40 t1 B保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol CO、0.20 mol H2O 和 0.60 mol H2时, 平衡不移动 C保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O,达到新平衡时 CO 转化率增大, H2O 的浓度减小 D温度升至 800 ,上述反应平衡常数为 0.86,则正反应为吸热反应 13 (2020泰安二模)下列实验操作、现象与预期实验目的或所得实验结论一致的是() A 向等体积 AgCl 与 AgBr 的饱和溶液中分别加入足量的浓 AgNO3溶液,析出沉淀的物质的量 AgCl 多于 AgBr Ksp(AgCl)Ksp(AgBr) B 向 20%蔗糖溶液中加入足量稀 H2SO4,加热;再加入银氨溶液, 加热;未出现银镜 蔗糖未水解 C向 BaCl2溶液中通入 SO2和气体 X,出现白色沉淀气体 X 具有氧化性 D 取 5 mL 0.1 molL1FeCl3溶液,向其中滴加 1 mL 0.1 molL1KI 溶液,取上层清液滴加 KSCN 溶液,溶液变成红色 该反应是可逆反应 14.铂基催化剂表面的氧化还原反应(ORR)是燃料电池最重要的阴极反应。厦门大学李剑锋 课题组模拟研究了在酸性条件下铂单晶表面的反应路径如图所示,其中吸附在铂基催化剂 表面上的物种用*标注。下列说法正确的是() A为氧氧双键的断裂过程 B过程断裂非极性键,过程形成非极性键 C该历程的总反应式为 O24H4e=2H2O D若在碱性条件下,铂单晶表面的 ORR 过程及产物均不变 第二部分 本部分共 5 题,共 58 分 15、 (10 分)工业合成氨解决了人类的生存问题。回答下列问题: (1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种 用“ad”表示,对图中线间距离窄小的部分,其能量差用的方式表示。由图可知合成氨 反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的 H____________kJmol1,反应速率最慢的步骤的 化学方程式为_____________________。 (2)工业合成氨反应为:N2(g)3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)V(H2) 13 时,平衡气体中 NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示: 则 500 时: 平衡常数KP(30 MPa)________(填“” “”或“”)KP(100 MPa)。 30 MPa 时,氢气的平衡转化率为________(结果保留 3 位有效数字)。用平衡分压表示平 衡常数KP_____________________________(列出计算式即可,不必化简)。 (3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示, 其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。 阴极区生成 NH3的电极反应式为_________________________________。 下列说法正确的是________(填字母)。 A三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性 B选择性透过膜可允许 N2和 NH3通过,防止 H2O 进入装置 C保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率 16(10 分) (2020滨州二模)“阿比朵尔”是一种抗病毒药物,能有效抑制新型冠状病毒, 其合成路线如下: 回答下列问题: (1)阿比朵尔中含氧官能团的名称为__________,反应中属于取代反应的是 __________。 (2)在合成阿比朵尔的整个流程中,设计由 A 到 B 的目的是__________。 (3)反应的化学方程式为___________________________________________。 (4)M 是 B 的一种同分异构体,满足下列条件的同分异构体有__________种; 苯环上有 3 个取代基; 能发生银镜反应; 能发生水解反应,且 1 mol M 水解时消耗 4 mol NaOH。 其中核磁共振氢谱显示有 4 组峰,峰面积之比为 2221 的结构简式为____________。 (5)参照上述合成路线,设计由甲苯和 2-丙醇为原料制备的合成路线 ________(其他无机试剂任选)。 17、 (12 分)碲(Te)常用于冶金工业,也是石油裂解的催化剂。工业上用精炼铜的阳极泥 (主要含有 TeO2,还含有少量 Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下: 已知 TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。 (1)从滤渣 A 中分离出 Au 的方法是___________________________________。 (2)“沉碲”时控制溶液的 pH 为 4.55.0,生成 TeO2沉淀。防止溶液局部酸性过强的操作 是 _____________________________________________________________________________。 (3)写出“碱浸”时发生反应的离子方程式: ________________________________________。 滤液 B 经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到的副产品是 __________________(填化学式)。 (4)为了提高“碱浸”的浸出率,宜采取的措施有________________________________(写两 条即可)。 “酸溶”时要控制温度,温度不宜过高,原因是 _____________________________。 (5)写出“还原”中发生反应的化学方程式: ________________________________________。 (6)经上述流程,从质量为 m t 的某阳极泥中提取出质量为 n t 的碲,已知该阳极泥含 TeO2 的质量分数为 w,则碲的提取率为________(用含 w、m、n 的代数式表示,提取率 100%)。 实际提取产品的质量 理论提取产品的质量 18、 (12 分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属 Ni、Al、Fe 及其氧化物,还有 少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O): 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示: 金属离子Ni2Al3Fe3Fe2 开始沉淀时 (c0.01 molL1)的 pH 7.23.72.27.5 沉淀完全时 (c1.0105 molL1)的 pH 8.74.73.29.0 回答下列问题: (1)“碱浸”中 NaOH 的两个作用分别是____________________________________________ ________________________________________________________________________。为回 收金属,用稀硫酸将“滤液”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式 ________________________。 (2)“滤液”中含有的金属离子是________________。 (3)“转化”中可替代 H2O2的物质是________________。若工艺流程改为先“调 pH”后 “转化” ,即, “滤液”中可能含有的杂质离子为 ____________。 (4)利用上述表格数据,计算 Ni(OH)2的 Ksp_________________________(列出计算式)。 如果“转化”后的溶液中 Ni2浓度为 1.0 molL1,则“调 pH”应控制的 pH 范围是 _____。 (5)硫酸镍在强碱溶液中用 NaClO 氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的 NiOOH。写 出该反应的离子方程式 ___________________________________________________________。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是________________________。 19、 (14 分)实验小组探究酸对 Fe3+3SCN- Fe(SCN)3 平衡的影响。将 0.005 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和 0.01 mol/L KSCN 溶液等体积混合,得到红色溶液。取两等 份红色溶液,进行如下操作并记录现象。 (1)FeCl3水解显酸性的原因是_____(用方程式表示) 。 (2)甲同学认为加入酸后,会使 Fe3+3SCN- Fe(SCN)3体系中_____浓度改变,导 致该平衡正向移动,溶液颜色加深。 【设计并实施实验】 【查阅资料】 Fe3+和 Cl、SO2- 4 均能发生络合反应: Fe3+4Cl FeCl4(黄色) ;Fe3+2SO2- 4 Fe(SO4)2(无色) 。 实验 I. 探究现象 a 中溶液颜色变化的原因 编号操作现象 向 2 mL 红色溶液中滴加 5 滴水溶液颜色无明显变化 向 2 mL 红色溶液中滴加 5 滴 3 mol/L KCl 溶 液 溶液颜色变浅,呈橙色 (3)实验的目的是_____。 (4)根据实验和实验的结果,从平衡移动角度解释现象 a:______。 实验. 探究现象 b 中溶液呈浅黄色的原因 编号操作现象 取 1 mL 0.0025 mol/L Fe2(SO4)3溶液(无色),加入 1mL 0.01 mol/L KSCN 溶液,再加入 5 滴 1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红,加硫 酸后变为浅黄色 取 1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液, (5)结合实验可推测现象 b 中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种,分别是_____。 (6)乙同学进一步补充了实验,确证了现象 b 中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的 一种,请将实验的操作及现象补充完整:_____。2021 届新高考高考化学模拟试题四(有答案和详细解 析) 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 Fe 56 第一部分 本部分共 14 题,每题 3 分,共 42 分。在每题列出四个选项中,选出最符合题目要 求 的一项。 1. 下列有关我国古代技术的应用中,其工作原理不涉及化学反应的是 () A.火药使用B.粮食酿酒C.转轮排字D.铁的冶炼 答案C 解析A 项,火药在适当条件下自身迅速燃烧生成大量气体,此过程涉及化学变化;B 项, 粮食酿酒经历了淀粉葡萄糖乙醇的化学变化过程;C 项,转轮排字过程中没有新物质 生成,不涉及化学反应;D 项,铁的冶炼是利用氧化还原反应,将铁元素还原为铁单质的 过程。 2.下列说法正确的是() A苯和溴水在铁作催化剂的条件可以制取溴苯 B油酸和硬脂酸可用酸性 KMnO4溶液鉴别 C顺-2-戊烯和反-2-戊烯加氢产物不相同 D的名称为:2-氯-3-甲基-3-戊烯 答案B 解析溴应该是液溴,故 A 错误;油酸是不饱和脂肪酸,硬脂酸是饱和脂肪酸,因此可用 酸性 KMnO4溶液鉴别两者,故 B 正确;顺-2-戊烯和反-2-戊烯加氢产物都得到正戊烷,故 C 错误;的名称为:3-甲基-4-氯-2-戊烯,故 D 错误。 3.(2020全国卷,9)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 ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液 BCl2(HCl)通过饱和的食盐水 CN2(O2)通过灼热的铜丝网 DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液 答案A 解析酸性高锰酸钾溶液不仅能与 H2S 反应,而且也能与 SO2反应,A 项不能实现目的。 4.依据反应 2NaIO35SO24H2O=I23H2SO42NaHSO4,并利用下列装置从含 NaIO3 的废液中制取单质碘的 CCl4溶液并回收 NaHSO4。 其中装置正确且能达到实验目的的组合是() A B C D 答案C 解析铜与浓硫酸反应需要加热,故错误;气体和液体反应,且防倒吸,故正确; 用四氯化碳从废液中萃取碘,静置后分液,故正确;蒸发溶液用蒸发皿,故错误,故选 C。 5.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是() A常温下 1 L 0.1 molL1 Na2CO3溶液中含 0.1NA个 CO2 3 B标准状况下,22.4 L SO3含 NA个分子 C常温下 100 mL 0.1 molL1醋酸溶液中含 0.01NA个醋酸分子 D0.1 mol Na2O2与足量水反应转移 0.1NA个电子 答案D 解析CO在溶液中会水解,故溶液中碳酸根的个数小于 0.1NA个,故 A 项错误;标况 23 下三氧化硫为固体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故 B 项错误;醋酸是弱 电解质,在溶液中会部分电离,故溶液中的醋酸分子小于 0.01NA个,故 C 项错误;过氧化 钠和水的反应为歧化反应,氧元素由1 价歧化为 0 价和2 价,故 0.1 mol 过氧化钠转移 0.1NA个电子,故 D 项正确。 6 下列指定反应的离子方程式不正确的是() ANO2溶于水:3NO2H2O=2H2NONO 3 B漂白粉溶液呈碱性的原因:ClOH2OHClOOH C酸性条件下用 H2O2将海带灰中 I氧化:H2O22I2H=I22H2O D氯化铝溶液中加入过量的氨水:Al34NH3H2O=AlO4NH2H2O 2 4 答案D 解析NO2溶于水生成硝酸与 NO,其离子方程式为: 3NO2H2O=2H2NONO,A 项正确;漂白粉溶液呈碱性的原因是次氯酸根离子 3 发生水解所致,其离子方程式为:ClOH2OHClOOH,B 项正确;酸性条件下, 用 H2O2将海带灰中 I氧化,其离子方程式为:H2O22I2H=I22H2O,C 项正确; 氯化铝的溶液中加入过量氨水,沉淀不会溶解,其正确的离子反应方程式为 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH,D 项错误。 4 7(2020河北省枣强中学高三试题)合成氨反应 N2(g) H2(g)NH3(g) H 的反 1 2 3 2 应机理如图所示,图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是() A该反应的 H46 kJmol1 B该反应机理中最大活化能为 79 kJmol1 C升高温度,该反应过渡态的能量会增大 D该反应达到平衡后增大压强反应正向进行 答案C 解析H 与始态和终态有关,与过程无关,H生成物的总能量反应物的总能量。由 图可知,H46 kJmol1,故A 说法正确;该反应的机理中的活化能即为每一步骤的过 渡态的总能量减去该步骤的反应物的总能量,由图可知,过渡态 2 步骤的活化能最高,为79 kJmol1,故 B 说法正确;该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变,故 C 说法错 误;该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,反应向右进行,故 D 说法正确。 8短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,X 原子的最外层电子数是其周期数 的 3 倍,Z 是短周期元素中原子半径最大的,0.1 molL1W 最高价氧化物对应的水化物的 水溶液 pHXZW B由于氢键的作用导致气态氢化物的稳定性:XW CZY 的水溶液使蓝色石蕊试纸显红色 DZ 分别与其他三种元素组成的二元化合物均含有离子键 答案D 解析电负性同周期从左到右依次递增,同族从上到下依次递减,因此电负性大小顺序: FOSNa,故 A 错误;氢键影响熔、沸点,与气态氢化物的稳定性无关,故 B 错误; NaF 的水溶液显碱性,使红色石蕊试纸显蓝色,故 C 错误;Na 分别与其他三种元素 O、F、S 组成的二元化合物均含有离子键,故 D 正确。 9、一种新型的合成氨的方法如图所示,下列说法错误的是() A反应中每固定 1 mol N2,消耗 Li 单质 42g B反应属于非氧化还原反应 C反应可通过电解 LiOH 水溶液实现 D上述三步循环的总结果为 2N26H2O=4NH33O2 答案C 10、 2(2020化州市第一中学高二月考)某农民偶然发现他的一头小母牛食用腐败草料后, 血液不会凝固。化学家由此得到启发,从腐败草料中提取出结构简式为如图所示的双香豆 素。下列关于双香豆素的推论中错误的是() A分子式为 C19H12O6,有望将它发展制得一种抗凝血药 B它无嗅并略具芳香味,因而可用来制备致命性出血型的杀鼠药 C可发生水解、加成、氧化反应 D1 mol 双香豆素在碱性条件下水解,消耗 NaOH 6 mol 答案D 解析根据有机物碳原子成键特点,其分子式为 C19H12O6,A 正确;因题干中说食用双香 豆素血液不会凝固,因此可以制备致命性出血型的杀鼠药,让老鼠中毒死亡,B 正确;因 含有酯基可以发生水解反应,因存在双键可以发生加成、氧化反应,C 正确;该分子中含 有两个酯基,酯基水解生成 2 个酚羟基和 2 个羧基;酚羟基和羧基都和 NaOH 反应,所以 1 mol 双香豆素在碱性条件下水解可消耗 NaOH 4 mol,D 错误。 11、将亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)溶液通过电渗析法来制备亚磷酸(H3PO3)的原理如图所示, 下列有关说法错误的是() A阳极的电极反应式为 2H2O4e=4HO2 B在原料室与产品室间设计缓冲室的主要目的是提高产品的纯度 C阴极的电极反应式为 2H2O2e=2OHH2 D膜均为阳离子交换膜 答案D 解析阳极室产生 O2,生成的 H透过膜进入产品室,原料室中的 HPO透过 AM 和 23 膜进入产品室,故膜为阳离子交换膜,膜为阴离子交换膜;阴极室产生 H2,生成的 OH透过膜进入产品室,原料室中的 Na透过膜和 CM 进入产品室,故膜为阳离子 交换膜,膜为阴离子交换膜。A、B、C 项正确,D 项错误。 12、700 时,向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O,发生反应:CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2t1): 反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol 01.200.60 t10.80 t20.20 下列说法正确的是() A反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2) molL1min1 0.40 t1 B保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol CO、0.20 mol H2O 和 0.60 mol H2时, 平衡不移动 C保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O,达到新平衡时 CO 转化率增大, H2O 的浓度减小 D温度升至 800 ,上述反应平衡常数为 0.86,则正反应为吸热反应 答案B 解析v(CO) molL1min1,则 v(H2) molL1min1,故 A 项错误;t1 min 时 0.4 2t1 0.4 2t1 n(CO)0.8 mol,n(H2O)0.6 mol0.4 mol0.2 mol,t2 min 时 n(H2O)0.2 mol,说明 t1 min 时反应已经达到平衡状态,平衡时 c(CO)0.4 molL1,c(H2O)0.1 molL1,c(H2) c(CO2) 0.2 molL1,K1,保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol CO、0.20 mol H2O 和 0.60 mol H2后,c(CO)0.5 molL1,c(H2O)0.2 molL1,c(H2)0.5 molL1,c(CO2) 0.2 molL1,此时 Q1K,平衡不移动,故 B 项正确;保持其他条件不变,向平衡体系 中再通入 0.20 mol H2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时 CO 转化率增大, H2O 转化率减小,H2O 的浓度会增大,故 C 项错误;700 时 K1,温度升至 800 ,上 述反应平衡常数为 0.86,说明温度升高,平衡是向左移动的,那么正反应为放热反应,故 D 项错误。 13 (2020泰安二模)下列实验操作、现象与预期实验目的或所得实验结论一致的是() A 向等体积 AgCl 与 AgBr 的饱和溶液中分别加入足量的浓 AgNO3溶液,析出沉淀的物质的量 AgCl 多于 AgBr Ksp(AgCl)Ksp(AgBr) B 向 20%蔗糖溶液中加入足量稀 H2SO4,加热;再加入银氨溶液, 加热;未出现银镜 蔗糖未水解 C向 BaCl2溶液中通入 SO2和气体 X,出现白色沉淀气体 X 具有氧化性 D 取 5 mL 0.1 molL1FeCl3溶液,向其中滴加 1 mL 0.1 molL1KI 溶液,取上层清液滴加 KSCN 溶液,溶液变成红色 该反应是可逆反应 答案A 解析AgCl、AgBr 在溶液中存在沉淀溶解平衡,向等体积 AgCl、AgBr 饱和溶液中加入足 量 AgNO3浓溶液,产生沉淀的物质的量 AgClAgBr,可证明物质的溶度积常数 Ksp(AgCl) Ksp(AgBr),A 正确;向 20%的蔗糖溶液中加入一定体积稀硫酸,加热,使蔗糖发生水解反 应,然后加入 NaOH 中和硫酸,使溶液显碱性,然后再加入银氨溶液,水浴加热,才可以 发生银镜反应,否则不能证明蔗糖是否发生水解反应,B 错误;向 BaCl2溶液中通入 SO2 气体和气体 X,产生白色沉淀,该气体可能是碱性气体 NH3,反应产生的白色沉淀是 BaSO3;也可能是具有氧化性的气体如 Cl2,反应产生的是 BaSO4白色沉淀,C 错误; FeCl3与 KI 会发生反应:2FeCl32KI=2FeCl2I22KCl,n(FeCl3)5104 moln(KI) 1104 mol,FeCl3溶液过量,所以取反应后上层清液滴加 KSCN 溶液,溶液变为红色, 不能证明该反应为可逆反应,D 错误。 14.铂基催化剂表面的氧化还原反应(ORR)是燃料电池最重要的阴极反应。厦门大学李剑锋 课题组模拟研究了在酸性条件下铂单晶表面的反应路径如图所示,其中吸附在铂基催化剂 表面上的物种用*标注。下列说法正确的是() A为氧氧双键的断裂过程 B过程断裂非极性键,过程形成非极性键 C该历程的总反应式为 O24H4e=2H2O D若在碱性条件下,铂单晶表面的 ORR 过程及产物均不变 答案C 解析是 O2*变为*OOH,*OOH 还存在氧氧键,故不是氧氧双键的断裂过程,故 A 错误;过 程是*OOH 变为*OH 和 O*,是断裂非极性键,过程是 O*变为*OH,形成极性键,故 B 错误; 根据该反应的历程得到总反应式为 O24H4e=2H2O,故 C 正确;该过程是在酸性条 件下,若在碱性条件下,过程中不再是氢离子,产物不是生成水,因此碱性条件下,铂单 晶表面的 ORR 过程及产物均发生变化,故 D 错误。 第二部分 本部分共 5 题,共 58 分 15、 (10 分)工业合成氨解决了人类的生存问题。回答下列问题: (1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种 用“ad”表示,对图中线间距离窄小的部分,其能量差用的方式表示。由图可知合成氨 反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的 H____________kJmol1,反应速率最慢的步骤的 化学方程式为_____________________。 (2)工业合成氨反应为:N2(g)3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)V(H2) 13 时,平衡气体中 NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示: 则 500 时: 平衡常数KP(30 MPa)________(填“” “”或“”)KP(100 MPa)。 30 MPa 时,氢气的平衡转化率为________(结果保留 3 位有效数字)。用平衡分压表示平 衡常数KP_____________________________(列出计算式即可,不必化简)。 (3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示, 其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。 阴极区生成 NH3的电极反应式为_________________________________。 下列说法正确的是________(填字母)。 A三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性 B选择性透过膜可允许 N2和 NH3通过,防止 H2O 进入装置 C保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率 答案(1)92N(ad)3H(ad)NH(ad)2H(ad) (2)33.3% 30 20%2 30 20% 30 60%3 (3)N26e6C2H5OH=2NH36C2H5O AB 解析(1)由图可知,反应物 N2(g) H2(g)和生成物NH3(g)的能量差为 46 1 2 3 2 kJmol1,合成氨反应 N2(g) H2(g)NH3(g)的 H46 kJmol1,则 N2(g) 1 2 3 2 3H2(g)2NH3(g)的 H2(46 kJmol1)92 kJmol1;反应的活化 能越大,破坏化学键消耗的能量越大,反应速率越慢,由图可知,(N(ad)3H(ad)转化为 (NH(ad)2H(ad)时,反应物破坏化学键消耗能量最大,则反应速率最慢,反应的化学方程 式为 N(ad)3H(ad)NH(ad)2H(ad)。 (2)化学平衡常数是温度函数,只受温度变化的影响,则 500 时,反应平衡常数Kp(30 MPa)Kp(100 MPa)。 设参加反应 N2的物质的量为x,由题意建立如下三段式: N2(g)3H2(g)2NH3(g) 起始量/mol130 变化量/molx3x 2x 平衡量/mol1x33x 2x 由图可知,氨气的物质的量为 20%,则由三段式可得,解得x ,则氢气的平 2x 42x 20 100 1 3 衡转化率为100%33.3%;由三段式数据可得 N2的体积分数为 3 1 3 3 100%20%,H2的体积分数为100%60%,则用平衡分压表示平衡常数KP 1x 42x 33x 42x 。 30 20%2 30 20% 30 60%3 (3)从阴极区的微观反应过程示意图可知,N2与 C2H5OH 在阴极区得到电子发生还原反应 生成 NH3和 C2H5O,电极反应式为 N26e6C2H5OH=2NH36C2H5O。 从阴极反应看,电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液,三氟甲磺酸锂并未参 与反应,作用是电离出离子,使溶液中离子浓度增大,增强溶液导电性,A 正确;从示意 图可知,水在选择性透过膜上方,说明选择性透过膜可允许 N2和 NH3通过,不允许 H2O 透 过,B 正确;保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率,C 错误。 16(10 分) (2020滨州二模)“阿比朵尔”是一种抗病毒药物,能有效抑制新型冠状病毒, 其合成路线如下: 回答下列问题: (1)阿比朵尔中含氧官能团的名称为__________,反应中属于取代反应的是 __________。 (2)在合成阿比朵尔的整个流程中,设计由 A 到 B 的目的是__________。 (3)反应的化学方程式为___________________________________________。 (4)M 是 B 的一种同分异构体,满足下列条件的同分异构体有__________种; 苯环上有 3 个取代基; 能发生银镜反应; 能发生水解反应,且 1 mol M 水解时消耗 4 mol NaOH。 其中核磁共振氢谱显示有 4 组峰,峰面积之比为 2221 的结构简式为____________。 (5)参照上述合成路线,设计由甲苯和 2-丙醇为原料制备的合成路线 ________(其他无机试剂任选)。 答案(1)(酚)羟基、酯基(2)保护酚羟基 (3)(4)6、 (5) 解析(4)M 是 B 的一种同分异构体,满足下列条件:苯环上有三个取代基、能发生银 镜反应、能发生水解反应,且 1 mol M 水解时消耗 4 mol NaOH;说明结构中含有 2 个甲 酸形成的酯基,为OOCH,则另一个取代基为NH2,则满足以上三个条件的同分异构 体共有 6 种;其中核磁共振氢谱显示有 4 组峰,峰面积之比为 2221 的结构简式为 或。 (5)中的碳氮双键,类似于中的碳氮双键,由NH2与含有羰基 的物质反应得到;NH2的引入可模仿 B 到 C;利用硝化反应在甲苯中甲基的对位引入 NO2,再还原得到NH2;2-丙醇可以发生催化氧化引入羰基。 17、 (12 分)碲(Te)常用于冶金工业,也是石油裂解的催化剂。工业上用精炼铜的阳极泥 (主要含有 TeO2,还含有少量 Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下: 已知 TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。 (1)从滤渣 A 中分离出 Au 的方法是___________________________________。 (2)“沉碲”时控制溶液的 pH 为 4.55.0,生成 TeO2沉淀。防止溶液局部酸性过强的操作 是 _____________________________________________________________________________。 (3)写出“碱浸”时发生反应的离子方程式: ________________________________________。 滤液 B 经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到的副产品是 __________________(填化学式)。 (4)为了提高“碱浸”的浸出率,宜采取的措施有________________________________(写两 条即可)。 “酸溶”时要控制温度,温度不宜过高,原因是 _____________________________。 (5)写出“还原”中发生反应的化学方程式: ________________________________________。 (6)经上述流程,从质量为 m t 的某阳极泥中提取出质量为 n t 的碲,已知该阳极泥含 TeO2 的质量分数为 w,则碲的提取率为________(用含 w、m、n 的代数式表示,提取率 100%)。 实际提取产品的质量 理论提取产品的质量 答案(1)加稀硝酸充分反应,过滤、洗涤、干燥 (2)缓慢加入稀硫酸,同时搅拌,并随时检测溶液的 pH (3)TeO22OH=TeOH2ONa2SO4 23 (4)粉碎阳极泥、加热、增大氢氧化钠溶液的浓度、搅拌等(合理即可)温度过高,加快盐 酸挥发,降低原料的利用率 (5)TeCl42SO24H2O=Te2H2SO44HCl (6)100% 5n 4mw 解析(1)滤渣 A 的主要成分是金、银,金不溶于硝酸。(2)为了避免溶液局部酸性过强, 应缓慢加入稀硫酸,同时搅拌,并随时检测溶液的 pH。(3)二氧化碲类似 SO2,与氢氧化钠 反应生成亚碲酸钠。 “碱浸”时加入 NaOH 溶液, “沉碲”时加入稀硫酸,故滤液 B 中所得 副产品是 Na2SO4。(4)从影响化学反应速率的因素角度考虑,即从增大接触面积、升温、增 大浓度等角度分析。酸浸用到盐酸,温度高,盐酸挥发快。(5)二氧化硫是还原剂,还原四 氯化碲生成碲、硫酸和盐酸。(6)理论上提取碲的质量 m(Te)wm t,碲的提取率为 128 160 100%100%。 n t wm t 128 160 5n 4wm 18、 (12 分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属 Ni、Al、Fe 及其氧化物,还有 少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O): 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示: 金属离子Ni2Al3Fe3Fe2 开始沉淀时 (c0.01 molL1)的 pH 7.23.72.27.5 沉淀完全时 (c1.0105 molL1)的 pH 8.74
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