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相关试卷

1、西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心，成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输，如图甲所示。

已知：图甲中的有机物为“冠醚”，命名规则是“环上原子个数-冠醚-氧原子个数”。

请回答下列问题：

(1)、基态Cs原子的价层电子排布式为。基态K原子的核外电子云有个伸展方向。

(2)、运输Cs⁺的冠醚名称是。冠醚分子中氧原子的杂化类型是，冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键，配位原子是(填元素符号)。

(3)、几种冠醚与识别的碱金属离子的有关数据如下表所示：

冠醚	冠醚空腔直径/pm	适合的粒子直径/pm
12冠醚- 4	120~ 150	Li⁺ (152)
15 -冠醚-5	170~ 220	Na⁺ (204)
18 -冠醚- 6	260~ 320	K⁺ (276)
	340~ 430	Rb⁺ (304)
	340~ 430	Cs⁺ (334)

18-冠醚-6不能识别和运输Na⁺和Cs⁺的原因是。观察图甲，冠醚不能识别和运输X^-的主要原因可能是。

(4)、足球烯的结构如图乙所示。1mol足球烯含molσ键。

(5)、铷晶胞为体心立方堆积，如图丙所示。

铷晶胞的原子空间利用率为(用含π的式子表示)。

(6)、锂晶胞为六方最密堆积，如图丁所示。锂晶胞中底边长为a pm，高为b pm，设N_A为阿伏加德罗常数的值，则锂晶胞的密度为g· cm^-3(用含字母的式子表示)。

2、短链烯烃是重要的有机化工原料，如丙烯(C₃H₆)和乙烯等。利用它们间的转化可有效强化节能减排，达到“碳达峰”和“碳中和”的目的。请回答下列问题：

(1)、丙烯可由丙烷脱氢制取。已知丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图，其中反应1为主反应，反应2为副反应。
反应1：C₃H₈(g) $\overset{}{⇌}$ C₃H₆(g)+H₂(g)ΔH₁；
反应2：C₃H₈(g) $\overset{}{⇌}$ C₂H₄(g) +CH₄(g)ΔH₂=+81.3kJmol^-1；
反应3：C₃H₆(g)+H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₂H₄(g)+CH₄(g) ΔH₃= -43.0kJ·mol^-1。
根据图和以上数据可知，若温度升高，副反应要比主反应更容易发生，其主要原因是，主反应的焓变ΔH₁=。

(2)、乙烯可由CO₂和H₂制取：2CO₂(g) + 6H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₂H₄(g) + 4H₂O(g)，在0.1 MPa，反应物起始物质的量之比n(CO₂₎：n(H₂)=1：3的条件下，不同温度下达到平衡时，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O四种组分的物质的量分数如图所示：
①图中表示C₂H₄的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。
②反应2CO₂(g) +6H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₂H₄(g) +4H₂O(g) ΔH(填“>”或“<”)，保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，C₂H₄的物质的量分数比在恒温密闭容器中 (填“大”“小”或“相同”)。
③440℃时H₂的平衡转化率为。

(3)、利用CO₂和CH₄重整：CO₂(g) +CH₄(g) $\overset{}{⇌}$ 2CO(g) +2H₂(g) ΔH >0，在密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH₄和CO₂ ，在一定条件下使CO₂(g)和CH₄(g)发生上述反应，CH₄的平衡转化率与温度及压强(单位：Pa)的关系如图所示。
①结合图示，在1100℃下y点时v_正v_逆(填“>”“<”或“=”)。
②若在1 100 ℃下x点时已达到平衡状态，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数K_p ，则x点对应温度下反应的平衡常数K_p=(已知：气体分压p_分=气体总压p_总×气体的物质的量分数)。

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3、某学习小组在实验室中利用下图装置(部分装置略去)测定某铁硫化物(Fe_xS_y)的组成，并探究反应结束后装置D所得溶液中含硫化合物的组成。
实验步骤：
步骤一：如图依次连接装置，检查装置气密性，装入试剂；
步骤二：打开分液漏斗活塞与旋塞，并点燃酒精喷灯：
步骤三：足够长时间后，装置D中产生气泡速率变快时，停止加热，继续向装置A中的烧瓶滴水一段时间；
步骤四：实验结束后，将装置D中所得溶液加水配制成100mL溶液。
请回答下列问题：

(1)、盛水仪器的名称为， C中使用酒精喷灯而不使用酒精灯的原因是。

(2)、检查装置A气密性的方法是。

(3)、装置A中反应的离子方程式为。

(4)、装置D的作用是，检验反应后 D装置溶液中含硫阴离子的方法是。

(5)、取25. 00 mL步骤四中所配溶液，加入足量的H₂O₂ ，再加入足量经稀盐酸酸化的BaCl₂溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为23.3g，则Fe_xS_y与O₂反应的化学方程式为。

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4、近期科学家首次发现像大脑样的学习材料—— VO₂ ，某小组以接触法制硫酸的废催化剂(主要成分是V₂O₅ ，含少量Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质)为原料制备VO₂的流程如下：
已知：①NH₄VO₃难溶于水，(VO₂)₂SO₄易溶于水；
② $V O_{3}^{-}$ +2H⁺ $\overset{}{⇌}$ $V O_{2}^{+}$ + H₂O；
③几种金属离子以氢氧化物沉淀时的pH如下表。
金属氢氧化物
Fe(OH)₃
Al(OH)₃
Cu(OH)₂
开始沉淀的pH
2.7
4.0
4.6
完全沉淀的pH
3.7
5.2
6.0
请回答下列问题：

(1)、“碱浸”中提高反应速率的可行措施有(答两条)。

(2)、“煅烧1”发生主要反应的化学方程式为。

(3)、理论上，为实现Cu²⁺完全沉淀，应调节pH=6.0，工业生产中，常调节pH=8.0，其目的是(用化学用语和必要的文字说明)。

(4)、滤渣2的主要成分是Cu(OH)₂和(填化学式)。“煅烧2”需要在流动空气中煅烧的原因可能是。

(5)、将2.075g VO₂产品溶于强碱溶液，加热煮沸，调节pH为8.5，将溶液稀释至250.00mL溶液。取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中，加入硫酸酸化的KI溶液(过量) ，溶液中的还原产物为V³⁺ ，滴加指示剂，用0. 10 mol∙L⁻¹Na₂S₂O₃溶液滴定，重复三次，测得数据如下表所示：
序号
起始读数
终点读数
①
0.10
20.55
②
0. 02
20.12
③
0.03
19. 93
该产品的纯度为%。若滴定过程中，振荡时间太长，则测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(已知：2Na₂S₂O₃ +I₂ =Na₂S₄O₆ + 2NaI)

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5、已知丙二酸(HOOCCH₂COOH，简记为H₂A)是二元弱酸。常温下，向20.0 mL0.1 mol·L^-1丙二酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液V mL，体系中含碳粒子的物质的量分布系数(δ)与pH的关系如图所示。已知：丙二酸在体系中物质的量分布系数为δ(H₂A)= $\frac{c (H_{2} A)}{c (H_{2} A) + c (H A^{-}) + c (A^{2 -})}$ 。
下列叙述正确的是

A、V=20.0时，c(HA^-)>c(H₂A)>c(A^2- ) B、b点对应的溶液温度为滴定过程中的最高值 C、V=40.0时，c(H₂A)+c(HA^-)+c(A^2-)=0.1 mol ·L^-1 D、常温下，H₂A+A^2- $\overset{}{⇌}$ 2HA^-的平衡常数K= 10^2.81

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6、科学家发明了一种Mg—PbO₂电池，电解质为Na₂SO₄、H₂SO₄、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，下列说法错误的是

A、Na⁺通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜 B、B区域的电解质浓度逐渐减小 C、放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH^—－2e^—=Mg(OH)₂ D、消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g

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7、短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素的最高正价和最低负价之和相差2，Y和W同主族，在短周期元素中Z原子的原子半径最大，其中Y、Z、W构成的某种物质结构如图所示。下列说法正确的是

A、简单离子半径：W> Z> Y> X B、元素X的氧化物对应水化物是强酸 C、元素Y和Z能形成一种用于呼吸面具供氧剂的物质 D、向Y、Z和W形成的上述化合物中加入稀硫酸，无明显现象

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8、下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是

选项	实验操作	现象	解释或结论
A	向FeBr₂溶液中加入少量新制氯水，再加CCl₄振荡	CCl₄层无色	Fe²⁺的还原性强于Br^-
B	取丙烯醛(CH₂=CHCHO)于试管中，滴加酸性KMnO₄溶液	酸性高锰酸钾溶液褪色	说明丙烯醛中含有碳碳双键
C	向20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热，再加入银氨溶液	未出现银镜	蔗糖未水解
D	将乙醇和浓硫酸混合，迅速加热到170 ℃ ，将产生的气体通入溴水中	溴水褪色	说明乙醇发生消去反应且产物是乙烯

A、A B、B C、C D、D

9、Rh(铑)催化苯乙烯的不对称氢硒化反应历程如图所示。
已知：与四个互不相同的原子或基团直接连接的碳原子叫手性碳原子，含手性碳原子的分子叫手性分子。Ph-代表苯基(C₆H₅-)。下列叙述错误的是

A、该反应历程的总反应是最理想的绿色化学工艺 B、Rh(COD)₂BF₄是总反应的催化剂 C、上述循环中，Rh原子形成化学键数目保持不变 D、有机物3是手性分子

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10、莫诺拉韦可有效治疗新冠病毒感染，化合物1和化合物2是制备莫诺拉韦的原料，结构如下。下列叙述错误的是

A、化合物1分子中含有羟基和醚键 B、化合物1可发生加成反应 C、化合物2与乙酸互为同系物 D、化合物2分子中所有碳原子不可能共平面

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11、化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述正确的是

A、“五花马，千金裘”中“裘”的主要成分是纤维素 B、二氧化硫不可用作食品添加剂 C、“绿宝石”“孔雀石”的主要成分均属于硅酸盐 D、“火树银花”涉及焰色反应

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12、铬盐是重要的无机化工产品。我国某科研团队研究了一种铬铁矿(主要成分为 $C r_{2} O_{3}$ ，含少量 $F e_{2} O_{3}$ 、MgO和少量硬度比金刚石大的BN)液相氧化浸出制备 $C r {(O H)}_{3}$ 的工艺，流程如下：

回答下列问题：

(1)、“碱浸”步骤提高浸出率的方法有(任写出一条)，滤渣的成分为，该步骤 $C r_{2} O_{3}$ 发生反应的化学方程式是。

(2)、已知 $K_{s p} (B a C r O_{4}) = 1.2 \times 1 0^{- 10}$ ，在“转化”步骤将铬元素完全沉淀时(离子浓度不大于 $1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ )，需保持转化液中 $c (B a^{2 +})$ 至少为 $m o l \cdot L^{- 1}$ 。

(3)、“还原”步骤的尾气为无色无味气体，则其反应离子方程式为。

(4)、该团队在实验室模拟流程中用到的主要分离方法，所需玻璃仪器有。

(5)、立方氮化硼(BN)晶体是一种硬度比金刚石大的特殊耐磨和削切材料，其晶胞结构如图所示：
该晶体中B的配位数为，其晶胞参数为 $a n m$ ，则立方氮化硼晶体的密度为 $g \cdot c m^{- 3}$ 。

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13、向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液中逐滴滴加等浓度的NaOH溶液，所得溶液中 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 、 $H C_{2} O_{4}^{-}$ 、 $C_{2} O_{4}^{2 -}$ 三种微粒的物质的量分数( $δ$ )与溶液pH的关系如图a所示；向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的草酸钠溶液中逐滴滴加等浓度的 $C a C l_{2}$ 溶液，形成的 $c (C_{2} O_{4}^{2 -})$ 与 $c (C a^{2 +})$ 变化如图b所示。下列有关说法中错误的是(已知 $l g 2 = 0.3$ )

A、图b中当溶液 $c (C a^{2 +}) = c (C_{2} O_{4}^{2 -})$ 时， $c (H C_{2} O_{4}^{-}) > c (H^{+})$ B、向 $10 m L 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 草酸钠溶液中加入等体积 $0.2 m o l \cdot L^{- 1} C a C l_{2}$ 溶液后，溶液中 $c (C_{2} O_{4}^{2 -})$ 为 $4.5 \times 1 0^{- 8} m o l \cdot L^{- 1}$ C、 $0.05 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $N a H C_{2} O_{4}$ 溶液的pH>2.5 D、向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液中逐滴滴加等浓度的 $C a {(O H)}_{2}$ 溶液，所得溶液中 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 、 $H C_{2} O_{4}^{-}$ 、 $C_{2} O_{4}^{2 -}$ 三种微粒的物质的量分数( $δ$ )与溶液pH的关系与图a相同

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14、锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是

A、晶胞中Li与C原子个数比为1：6 B、Li的配位数为8 C、碳原子的杂化方式为 $s p^{3}$ 杂化 D、该负极材料的摩尔质量为79

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15、2022年诺贝尔化学奖授予了研究“点击化学和生物正交化学”的三位科学家。已知“点击化学”中的一个经典反应如下：
下列说法中错误的是

A、生成物分子中所有原子不可能在同一平面 B、上述反应所涉及的物质中，所有基态原子的第一电离能最大的是N C、上述反应物和产物中，C的杂化方式只有sp和 $s p^{2}$ 两种 D、该反应为加成反应

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16、金属钯催化乙醇羰基化的反应过程如图所示。下列说法正确的是

A、在金属钯催化下不能被羰基化的醇中，相对分子质量最小的为60 B、整个反应过程的化学方程式为： $C H_{3} C H_{2} O H + O_{2} \overset{P d}{\to} C H_{3} C H O + H_{2} O$ C、反应过程中断裂和形成最多的键是Pd-H键 D、反应过程中钯的化合价没有变化

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17、某多孔储氢材料结构如图，M、W、X、Y、Z五种短周期元素原子序数依次增大，电负性Z大于Y，下列说法错误的是

A、最高价含氧酸的酸性：Y>X>W B、M、Y、Z形成的化合物只能抑制水的电离 C、该物质中有离子键、极性共价键，还存在配位键 D、基态原子的第一电离能Y>Z

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18、地西泮是一种抑制中枢神经的药物，其结构如图所示：下列有关该药物的说法中，错误的是

A、地西泮能发生加成、取代、氧化和还原等反应 B、地西泮的一氯取代产物为8种 C、地西泮的化学式为 $C_{15} H_{12} C l N_{2} O$ D、地西泮中无手性碳原子

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19、用绿矾( $F e S O_{4} \cdot 7 H_{2} O$ )制备电池电极材料 $L i F e P O_{4}$ 的流程如下：
下列说法正确的是

A、反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 B、洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌 C、可用酸性 $K M n O_{4}$ 溶液检验反应1中 $F e^{2 +}$ 是否完全反应 D、溶解过程中 $H_{3} P O_{4}$ 可抑制 $F e^{2 +}$ 的水解

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20、 $N_{A}$ 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A、18g重水( $D_{2} O$ )中含有的质子数为 $9 N_{A}$ B、一定条件下， $32 g S O_{2}$ 与足量 $O_{2}$ 反应，转移的电子数为 $N_{A}$ C、100g质量分数为17%的 $H_{2} O_{2}$ 水溶液中极性键数目为 $N_{A}$ D、28g晶体Si中Si-Si键数目为 $4 N_{A}$

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