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机密★启用前河北省2026年普通高中学业水平选择性考试化学注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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—1C—12N—14O—16Br—80一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.我国战略性新兴产业和未来产业发展日新月异,先进化学材料发挥了支撑作用。下列材料中主要成分属于有机物的是()A.人形机器人皮肤材料——硅橡胶B.第三代半导体核心材料——碳化硅C.航空锂电池电极材料——石墨烯D.5G通讯传输光缆材料——光导纤维2.下列操作不符合化学实验安全要求的是()A.切割钠B.试管中加锌粒C.点燃酒精灯D.转移热蒸发皿3.化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是()A.工业合成氨:N2+3H2高温_________催化剂2NH3B.氯碱工业:C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:D.生产可降解高分子聚乳酸:4.化学助力体育强国与健康中国建设。下列说法错误的是()A.乒乓球拍底板加入碳纤维材料,强度更高,质量更轻B.速滑冰刀由合金钢制成,熔点、强度均高于纯铁C.竞赛泳衣多采用氨纶复合面料,疏水、亲肤、弹性好D.铅球由铸铁和钢制成,硬度更大,更安全、更耐用5.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为。下列说法正确的是()A.基态S原子价层电子的轨道表示式为B.的价层电子对互斥模型为C.分子中键与键的个数比为1∶1D.分子的电子式为6.有机光电功能材料重要中间体X的一种合成反应如下:下列说法错误的是()A.该反应的原子利用率为100%B.中碳原子都是杂化C.存在顺反异构D.可发生聚合反应7.我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂,可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化,其原理如图所示:下列说法错误的是()A.M是电源正极,N是电源负极B.电解一段时间后,电极Ⅱ附近减小C.电路中每通过电子,理论上产生0.5molD.总反应为8.下列对宏观事实的微观解释错误的是()选项宏观事实微观解释A霓虹灯发光电子从能量较高的轨道跃迁至能量较低的轨道时,以光的形式释放能量B常温下,苯酚能与溶液反应,而乙醇不能苯环使羟基中O—H键极性变强C不溶于水,可溶于苯水是极性分子,与苯均为非极性分子D某汽车防冻液(主要成分为水和乙二醇)的凝固点为-40℃乙二醇水溶液分子间的范德华力大于水分子间的范德华力9.对甲苯磺酸钠()熔点大于300℃,易溶于水。实验室合成路线如下:下列说法错误的是()A.水分离装置的使用有利于反应①的进行B.温度过高会造成多取代副产物的增多C.饱和溶液有利于粗品的析出D.蒸馏法较重结晶法更适于的提纯10.是由我国科学家理论预测并合成的具有高温超导电性的材料,其立方晶胞如图所示,晶胞棱长为。晶体中氢原子与铍原子构成立方体单元(),铍原子位于体心。氢原子Y和Z的坐标分别为和。下列说法错误的是()A.La原子周围最紧邻的氢原子有12个B.晶胞沿体对角线的投影图为C.X、Y两原子之间的距离为D.晶胞中含有4个单元11.X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态原子中电子对的数目、未成对电子数均与其所在周期数相同,与相邻,基态原子最高能级的电子有4种运动状态,与同主族,在同周期主族元素中第一电离能最大。下列说法正确的是()A.简单氢化物的键角: B.双原子分子的稳定性:C.元素的电负性: D.元素的非金属性:12.的利用技术受到全球的广泛关注。在一定条件下使用催化剂将转变为的反应机理如下:下列说法错误的是()A.反应③中的产物是B.循环Ⅱ包含C—N键的形成与断裂C.吗啉和共同起催化作用D.总反应为13.由下列实验事实不能得出相应结论的是()选项实验事实结论A恒温恒容下平衡体系通入氩气,体系颜色不发生变化通入氩气后不变,平衡不移动B甲酸铵()水溶液显酸性C等浓度与的混合溶液中加入过量溶液,生成红褐色沉淀D溶液中滴加,溶液由红色变为无色,生成稳定性:14.25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):已知:Ⅰ.时,体系中有存在;Ⅱ.溶液中存在①;②。下列说法正确的是()A.反应①的平衡常数B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变二、非选择题:本题共4题,共58分。15.(16分)综合实验探究某兴趣小组探究的制备。(实验均在通风橱内进行)查阅资料:液溴()是生产溴化合物的基本原料。工业上利用和氨水的氧化还原反应生产。实验室制备少量高纯度常用氨气和氢溴酸的中和反应。方案Ⅰ:模拟工业生产方法制备(夹持装置等略)实验装置如图所示:步骤如下:ⅰ检查装置气密性。ⅱ将盛有氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0mL(32.0g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。ⅲ打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。ⅳ将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4g。回答下列问题:(1)仪器B的名称为___________。(2)步骤ⅰ中检查装置气密性的操作:_____________________________________,微热C,若导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后导管内上升一段水柱,并保持一段时间不下降,则证明装置气密性良好。(3)步骤ⅱ中,制备的化学方程式为______________________________________________。(4)步骤ⅲ中,滴加氨水至溶液________________________________时(填实验现象),反应恰好完成。(5)反应开始时,D中应盛放_________(单项选择,填序号)。a.溶液 b.蒸馏水 c.稀盐酸(6)步骤ⅳ中进一步提纯的方法为_________________________。(7)()的产率为_____。方案Ⅱ:实验室方法制备ⅰ利用70%硫酸和固体反应制备,再通入盛有和碎冰的烧瓶中,反应后溶液经蒸馏、除杂、再蒸馏得到高纯度氢溴酸。ⅱ利用氨水加热制备氨气,经净化处理后的氨气缓慢通入氢溴酸中至碱性,停止通气。溶液转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得高纯。(8)对比两种制备方案,方案Ⅰ存在的优点和不足为__________________________________________________________________________________________________________(优点和不足各答出1点即可)。16.(14分)清洁生产工艺设计钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:已知:钒渣主要含、、和少量CaO、等。回答下列问题:(1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是______________________________________________;配平化学方程式:_______________________________。(3)滤渣的主要成分有、__________、__________(填化学式)。(4)80℃和40℃时,和的溶解度随质量分数变化如图所示。结合图像分析质量分数为30%时,冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因:______________________________________________________________________________________________________。(5)母液返回_________工序。(6)还原工序中,反应的离子方程式为_____________________________________________________。17.(14分)丙烷制备丙烯反应原理探究丙烯是石油化工行业的重要原料,利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:Ⅰ使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:ⅡⅢ回答下列问题:(1)_________。(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20g催化剂M,按通入混合气体,反应2h后得到0.012mol,则0~2h内每克催化剂催化生成的平均速率为_____。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择,填序号)。a.b.的生成速率和消耗速率相等c.混合气体的密度不再改变d.混合气体的平均摩尔质量不再改变(3)反应历程中,催化剂M表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):①②③④甲该催化剂对__________(填“C—C”或“C—H”)键的断裂具有更好的选择性。(4)100kPa下,向装有适量催化剂M的密闭容器中通入和各1mol,在不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图乙所示:①图乙中曲线L代表的组分为__________。②若体系压强变为50kPa,其他条件不变,达平衡时,点对应组分的物质的量_________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为__________________________________________________________。18.(14分)药物合成的设计与实施他司美琼(T)是一种新型褪黑素受体激动剂,用于治疗睡眠障碍。其合成路线之一如下(未考虑立体异构):回答下列问题:(1)T中的官能团名称为醚键和_________。(2)A与可发生_________反应和_________反应。(3)反应①引入基团C6H5CH2—的目的是_________________________________________________。(4)H中手性碳原子的个数为__________。(5)J的结构简式为________________。(6)E不与溶液发生显色反应,写出反应⑤的化学方程式:________________________________。(7)写出满足下列条件的G()的芳香族同分异构体的结构简式:_____________________。a)红外光谱表明无和O—H吸收峰b)核磁共振氢谱显示有两组峰,且面积比为1∶4河北省2026年普通高中学业水平选择性考试化学答案及解析注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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—1C—12N—14O—16Br—80一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.我国战略性新兴产业和未来产业发展日新月异,先进化学材料发挥了支撑作用。下列材料中主要成分属于有机物的是()A.人形机器人皮肤材料——硅橡胶B.第三代半导体核心材料——碳化硅C.航空锂电池电极材料——石墨烯D.5G通讯传输光缆材料——光导纤维【答案】A
【解析】本题考查了有机物、无机物的区分判断
选项A:硅橡胶属于有机高分子合成材料,其主要成分属于有机物。
选项B:碳化硅属于碳化物,组成与类别上归为无机物。
选项C:石墨烯是碳元素形成的单质,属于无机物。
选项D:光导纤维主要成分为二氧化硅,属于无机非金属氧化物,为无机物。
故选A。2.下列操作不符合化学实验安全要求的是()A.切割钠B.试管中加锌粒C.点燃酒精灯D.转移热蒸发皿A.AB.BC.CD.D【答案】C
【解析】本题考查了化学实验基本操作与实验安全判断
选项A:钠保存在煤油中,用镊子取出后在滤纸上吸干煤油,用小刀在玻璃片上切割,操作符合安全要求。
选项B:向试管中加入锌粒时,试管横放,用镊子将锌粒放在试管口,再缓慢竖立试管,防止打破试管底部,操作符合安全要求。
选项C:禁止用一个酒精灯引燃另一个酒精灯,容易造成酒精洒落引发火灾,该操作不符合实验安全要求。
选项D:热的蒸发皿不能用手拿,使用坩埚钳夹取转移,放置在陶土网上冷却,操作符合安全要求。
故选C。3.化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是()A.工业合成氨:N2+3H2高温_________催化剂2NH3B.氯碱工业:C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:D.生产可降解高分子聚乳酸:【答案】D
【解析】本题考查常见工业反应化学方程式正误判断
选项A:工业合成氨为可逆反应,条件高温、高压、催化剂,方程式书写正确。
选项B:氯碱工业电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,方程式书写正确。
选项C:氨气、水、氧气、二氧化硫反应生成硫酸铵,用于氨法脱硫,方程式原子守恒、书写正确。
选项D:乳酸缩聚生成聚乳酸,缩聚反应生成,该方程式水分子系数错误,正确缩聚产物水分子前系数应为(n-1),方程式错误。
故选D。4.化学助力体育强国与健康中国建设。下列说法错误的是()A.乒乓球拍底板加入碳纤维材料,强度更高,质量更轻B.速滑冰刀由合金钢制成,熔点、强度均高于纯铁C.竞赛泳衣多采用氨纶复合面料,疏水、亲肤、弹性好D.铅球由铸铁和钢制成,硬度更大,更安全、更耐用【答案】B
【解析】本题考查材料的性质与用途
选项A:碳纤维密度小、强度高,添加在乒乓球拍底板中,可提升强度、减轻质量,说法正确。
选项B:合金的特点:硬度大于成分纯金属,熔点低于成分纯金属;合金钢强度高于纯铁,但熔点低于纯铁,该说法错误。
选项C:氨纶弹性优异,氨纶复合面料疏水、亲肤,适合制作竞赛泳衣,说法正确。
选项D:铸铁、钢硬度较大,用其制作铅球,结实耐用、使用安全性更高,说法正确。
故选B。5.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为。下列说法正确的是()A.基态S原子价层电子的轨道表示式为B.的价层电子对互斥模型为C.分子中键与键的个数比为1∶1D.分子的电子式为【答案】C
【解析】本题考查了化学用语辨析(轨道表示式、价层电子对互斥模型、键与键、电子式)
选项A:依据洪特规则,基态原子电子填充简并轨道时优先分占不同轨道且自旋平行;基态原子价电子排布为,正确价层轨道表示式中轨道应为两对成对电子、两个单电子分占不同轨道,题图排布不符合洪特规则,A错误。
选项B:中心原子价层电子对数,无孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形,题目给出模型为三角锥形,二者不符,B错误。
选项C:结构式为,1个分子内含2个键、2个键,键与键个数之比为,C正确。
选项D:分子正确电子式为;题目书写形式未标出两端孤电子对,电子式书写错误,D错误。
故选C。6.有机光电功能材料重要中间体X的一种合成反应如下:下列说法错误的是()A.该反应的原子利用率为100%B.中碳原子都是杂化C.存在顺反异构D.可发生聚合反应【答案】C
【解析】本题考查了有机化合物的结构与性质,涉及反应类型、杂化类型、顺反异构、官能团性质等
选项A:该反应为与炔烃的加成反应,反应无小分子生成,加成反应原子只进不出,原子利用率为100%,A正确。
选项B:中所有碳原子均处于苯环或碳碳双键结构中,全部采取杂化,B正确。
选项C:顺反异构要求碳碳双键两端每个碳原子均连接两个互不相同的原子或原子团;中端位双键碳原子连接两个氢原子,不满足顺反异构形成条件,不存在顺反异构,C错误。
选项D:分子内含有碳碳双键,碳碳双键能够发生加聚聚合反应,D正确。
故选C。7.我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂,可实现硝酸盐与葡萄糖的同时转化,其原理如图所示:下列说法错误的是()A.M是电源正极,N是电源负极B.电解一段时间后,电极Ⅱ附近减小C.电路中每通过电子,理论上产生0.5molD.总反应为【答案】B
【解析】本题考查了电解装置分析,涉及电源电极判断、总反应、电化学相关计算等
选项A:电极Ⅱ上得电子转化为,N元素化合价降低,发生还原反应,电极Ⅱ为阴极,连接电源
负极N;电极Ⅰ上失电子发生氧化反应,电极Ⅰ为阳极,连接电源正极M,A正确。
选项B:阴极电极反应:,反应生成,电解一段时间后电极Ⅱ附近增大,B错误。
选项C:阳极反应关系式:,电路中每通过3mol电子,理论生成0.5mol,C正确。
选项D:总反应书写正确,D正确。
故选B。8.下列对宏观事实的微观解释错误的是()选项宏观事实微观解释A霓虹灯发光电子从能量较高的轨道跃迁至能量较低的轨道时,以光的形式释放能量B常温下,苯酚能与溶液反应,而乙醇不能苯环使羟基中O—H键极性变强C不溶于水,可溶于苯水是极性分子,与苯均为非极性分子D某汽车防冻液(主要成分为水和乙二醇)的凝固点为-40℃乙二醇水溶液分子间的范德华力大于水分子间的范德华力A.AB.BC.CD.D【答案】D
【解析】本题考查了宏观现象的微观解释,涉及电子跃迁、化学键极性、相似相溶原理、分子间作用力
选项A:霓虹灯发光原理为原子核外电子吸收能量跃迁到高能轨道,再从高能轨道跃迁回低能轨道,多余能量以光的形式释放,解释正确。
选项B:苯环具有吸电子效应,使苯酚羟基内O—H键极性增强,更容易电离出氢离子,苯酚显酸性可与NaOH反应;乙酸乙基团推电子,O—H极性弱,难以电离,不能与NaOH反应,解释正确。
选项C:遵循相似相溶原理,水是极性分子,C₆₀、苯均为非极性分子,因此C₆₀难溶于水、易溶于苯,解释正确。
选项D:乙二醇水溶液凝固点降低,是因为乙二醇与水分子之间形成大量氢键,破坏水分子规整排列形成冰的结构;并非乙二醇水溶液分子间范德华力大于纯水分子间范德华力,微观解释错误。
故选D。9.对甲苯磺酸钠()熔点大于300℃,易溶于水。实验室合成路线如下:下列说法错误的是()A.水分离装置的使用有利于反应①的进行B.温度过高会造成多取代副产物的增多C.饱和溶液有利于粗品的析出D.蒸馏法较重结晶法更适于的提纯【答案】D
【解析】本题考查了有机合成实验原理、实验操作、物质分离提纯
选项A:反应①甲苯磺化生成对甲基苯磺酸,同时生成水,水分离装置及时移走生成物,促使平衡正向移动,有利于反应①正向进行,A正确。
选项B:温度过高,浓硫酸磺化能力过强,苯环上容易发生二取代、多取代反应,造成多取代副产物增多,B正确。
选项C:易溶于水,饱和溶液存在大量,产生同离子效应,降低溶解度,有利于粗品析出,C正确。
选项D:熔点高于,属于离子型有机盐,沸点极高,无法通过蒸馏提纯;该物质易溶于水,适合利用重结晶法提纯,蒸馏法不合适,D错误。
故选D。10.是由我国科学家理论预测并合成的具有高温超导电性的材料,其立方晶胞如图所示,晶胞棱长为。晶体中氢原子与铍原子构成立方体单元(),铍原子位于体心。氢原子Y和Z的坐标分别为和。下列说法错误的是()A.La原子周围最紧邻的氢原子有12个B.晶胞沿体对角线的投影图为C.X、Y两原子之间的距离为D.晶胞中含有4个单元【答案】A
【解析】本题考查晶胞结构分析、原子坐标、粒子间距计算、配位数判断
选项A:La周围紧邻的是多个单元整体,并非直接紧邻12个H原子;通过晶胞空间结构分析,该配位数数据描述错误,A错误。
选项B:该晶胞为立方晶胞,顶点、面心分布,沿体对角线投影后原子排布与题图投影结构匹配,B正确。
选项C:、,二者z轴差值,该小立方体棱长;X位于立方体体心,坐标,X、Y坐标差值,立方体体心到顶点距离pm,C正确。
选项D:利用均摊法计算:顶点面心,晶胞内含4个结构单元,D正确。
故选A。11.X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态原子中电子对的数目、未成对电子数均与其所在周期数相同,与相邻,基态原子最高能级的电子有4种运动状态,与同主族,在同周期主族元素中第一电离能最大。下列说法正确的是()A.简单氢化物的键角: B.双原子分子的稳定性:C.元素的电负性: D.元素的非金属性:【答案】A
【解析】本题考查元素推断、分子结构、电负性、非金属性、第一电离能比较
选项A:X氢化物,M氢化物;中心N孤电子对1对,中心S孤电子对2对,孤电子对斥力大于成键电子对,孤电子越多键角越小,故键角,即,A正确。
选项B:双原子分子分别为、;O非金属性远强于Si,稳定性远大于,稳定性,B错误。
选项C:电负性同周期从左往右递增,、,电负性不成立,C错误。
选项D:同周期主族元素从左到右非金属性增强,非金属性,D错误。
故选A。12.的利用技术受到全球的广泛关注。在一定条件下使用催化剂将转变为的反应机理如下:下列说法错误的是()A.反应③中的产物是B.循环Ⅱ包含C—N键的形成与断裂C.吗啉和共同起催化作用D.总反应为【答案】B
【解析】本题考查催化反应机理分析、化学键变化、催化剂判断、总反应书写
选项A:根据原子守恒,反应③脱去的产物为,A正确。
选项B:观察循环全过程,只存在键的形成,没有键发生断裂,该描述错误,B错误。
选项C:吗啉和参与反应历程,反应结束后又重新生成,二者共同作为整个反应的催化剂,C正确。
选项D:整个循环消耗、,生成、,总反应:,D正确。
故选B。13.由下列实验事实不能得出相应结论的是()选项实验事实结论A恒温恒容下平衡体系通入氩气,体系颜色不发生变化通入氩气后不变,平衡不移动B甲酸铵()水溶液显酸性C等浓度与的混合溶液中加入过量溶液,生成红褐色沉淀D溶液中滴加,溶液由红色变为无色,生成稳定性:A.AB.BC.CD.D【答案】C
【解析】本题考查化学平衡移动、盐类水解、溶度积比较、配合物稳定性判断
选项A:恒温恒容通入惰性气体He,各反应物、生成物浓度均不变,不变,平衡不移动,体系颜色不变,实验事实可推出对应结论,A正确。
选项B:溶液呈酸性,说明水解程度小于水解程度,水解常数越小对应弱酸/弱碱电离常数越大,故,实验事实可推出对应结论,B正确。
选项C:加入过量,会溶于过量强碱生成,无法通过该现象比较二者大小,不能得出对应结论,C错误。
选项D:转化为更稳定的,溶液褪色,可证明稳定性,实验事实可推出对应结论,D正确。
故选C。14.25℃下,在的KI溶液中加入一定量,达平衡时,溶液中和(或)与pH的关系如图所示(溶液体积变化忽略不计):已知:Ⅰ.时,体系中有存在;Ⅱ.溶液中存在①;②。下列说法正确的是()A.反应①的平衡常数B.溶液中始终有,且时,的值随增大而减小C.若在平衡体系中加入少量,和的平衡浓度均增大D.若改变KI溶液的初始浓度,相同下达平衡时,的值不变【答案】B
【解析】本题考查多重化学平衡、平衡常数计算、平衡移动分析
反应①:
反应②:
选项A:时,,则;初始,图中,平衡时,代入平衡常数表达式:
,该选项指数符号书写错误,A错误。
选项B:由变形可得;由物料关系可知溶液始终满足;,碱性增强,反应②正向进行消耗,使减小,温度不变不变,因此的值随增大而减小,B正确。
选项C:时体系存在,固体碘浓度视为常数,加入少量,溶液中不变,反应①、②平衡均不发生移动,、平衡浓度均不变,C错误。
选项D:联立反应①、②消去,可推导出与、总平衡常数相关,改变初始浓度,相同下该乘积数值会发生改变,D错误。
故选B。二、非选择题:本题共4题,共58分。15.(16分)综合实验探究某兴趣小组探究的制备。(实验均在通风橱内进行)查阅资料:液溴()是生产溴化合物的基本原料。工业上利用和氨水的氧化还原反应生产。实验室制备少量高纯度常用氨气和氢溴酸的中和反应。方案Ⅰ:模拟工业生产方法制备(夹持装置等略)实验装置如图所示:步骤如下:ⅰ检查装置气密性。ⅱ将盛有氨水的C置于冰水浴中,搅拌下由B向C缓慢滴加10.0mL(32.0g),反应快速进行,C中出现白烟,D中导管口有无色气泡冒出。滴加完毕后关闭,C中溶液呈橙黄色。ⅲ打开,向C中逐滴加入氨水至反应完成,再继续滴加少量氨水。ⅳ将C和D中的溶液混合,转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得粗品,进一步提纯得到无色产品29.4g。回答下列问题:(1)仪器B的名称为___________。(2)步骤ⅰ中检查装置气密性的操作:____________________,微热C,若导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后导管内上升一段水柱,并保持一段时间不下降,则证明装置气密性良好。(3)步骤ⅱ中,制备的化学方程式为_____________________。(4)步骤ⅲ中,滴加氨水至溶液_______________时(填实验现象),反应恰好完成。(5)反应开始时,D中应盛放_________(单项选择,填序号)。a.溶液 b.蒸馏水 c.稀盐酸(6)步骤ⅳ中进一步提纯的方法为____________。(7)()的产率为_____。方案Ⅱ:实验室方法制备ⅰ利用70%硫酸和固体反应制备,再通入盛有和碎冰的烧瓶中,反应后溶液经蒸馏、除杂、再蒸馏得到高纯度氢溴酸。ⅱ利用氨水加热制备氨气,经净化处理后的氨气缓慢通入氢溴酸中至碱性,停止通气。溶液转移至蒸发皿中,水浴加热蒸发、冷却结晶得高纯。(8)对比两种制备方案,方案Ⅰ存在的优点和不足为______________________________________(优点和不足各答出1点即可)。【答案】
(1)分液漏斗
(2)关闭、,将装置D中的导管末端浸入水中
(3)
(4)由橙黄色变为无色
(5)b
(6)重结晶
(7)75%
(8)优点:实验步骤少,操作简便;不足:所得产品纯度低【解析】(1)本小题考查常见化学仪器名称
仪器B带有活塞,可控制液体滴加速度,该仪器名称为分液漏斗。
(2)本小题考查制备实验气密性检查操作
采用微热法检查整套装置气密性,需要先封闭体系,操作是关闭、,将装置D中的导管末端浸入水中,后续通过微热三颈烧瓶、冷却后观察水柱高度不变,即可判断气密性良好。
(3)本小题考查氧化还原化学方程式书写配平
与氨水发生氧化还原反应,溴元素化合价由0价降为-1价,部分氮元素化合价由-3价升为0价生成氮气,氮气为反应生成的气体,需要标注气体符号;根据化合价升降守恒配平,得到反应方程式。
(4)本小题考查实验现象判断与反应终点判定
步骤ⅱ反应后C中溶解过量未反应的液溴,溶液呈橙黄色;持续滴加氨水消耗剩余,当溶液由橙黄色恰好变为无色时,溴单质完全反应,制备的主反应恰好完成。(5)本小题考查尾气吸收试剂的选择分析
a.KMnO₄具有强氧化性,可氧化挥发的氨气、溴离子,不可选用;
b.蒸馏水可以吸收逸出氨气与少量挥发溴蒸气,适合作为尾气吸收液;
c.稀盐酸会与氨气反应,消耗原料氨水,造成原料损耗,不可选用;因此选b。
(6)本小题考查固体粗产品提纯方法
NH₄Br粗品混有可溶性杂质,依据其溶解度随温度变化的特点,采用重结晶法可提纯得到高纯度NH₄Br晶体。
(7)本小题考查产品产率计算
先计算Br₂物质的量:;结合反应计量关系,可得理论生成;理论质量;产率。
(8)本小题考查实验方案优劣评价
方案Ⅰ优点:一步反应生成溴化铵,实验流程短、操作简单、耗时更少;
方案Ⅰ不足:反应生成氮气,部分氮元素没有转化为目标产物,原子利用率较低;液溴挥发性、毒性强,易挥发污染空气;方案Ⅱ经过多次蒸馏提纯,产品纯度更高,方案Ⅰ产品纯度相对更低(优缺点各答一条即可)。16.(14分)清洁生产工艺设计钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:已知:钒渣主要含、、和少量CaO、等。回答下列问题:(1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是___________________;配平化学方程式:_______________________________。(3)滤渣的主要成分有、__________、__________(填化学式)。(4)80℃和40℃时,和的溶解度随质量分数变化如图所示。结合图像分析质量分数为30%时,冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因:__________________________。(5)母液返回_________工序。(6)还原工序中,反应的离子方程式为___________________。【答案】
(1)d
(2)使原料充分氧化,加快氧化反应速率,保证钒、铬元素被完全氧化;
配平系数:4、24、5、2、8、12
(3);(或,合理即可)
(4)当质量分数为30%时,下的溶解度很低,易结晶析出,而的溶解度仍较大,留在母液中,从而实现钒和铬的有效分离
(5)氧化
(6)【解析】(1)本小题考查元素周期表分区
V、Cr均为第四周期过渡金属,价电子排布填充d轨道,位于元素周期表d区。
(2)本小题考查反应条件作用与氧化还原方程式配平
通入过量目的:增大氧气浓度,加快氧化反应速率,确保、钒元素、铬元素被充分氧化。
化合价升降配平:中升1价,2个V化合价不变;每个降4价,根据升降守恒配平得到系数:4、16、5、2、8、8。
(3)本小题考查流程沉淀成分判断
钒渣含,与反应生成,再加生成沉淀;在强碱体系转化为难溶,因此滤渣为、、。(4)本小题考查溶解度曲线应用
由图像:质量分数30%时,时溶解度极低,易结晶析出;溶解度很大留在母液,降温结晶即可分离钒、铬。
(5)本小题考查工艺流程物料循环
母液含大量,可返回氧化工序重复利用,节约原料、降低成本。
(6)本小题考查酸性条件氧化还原离子方程式
还原工序中作还原剂,将还原,酸性环境下反应离子方程式:
。17.(14分)丙烷制备丙烯反应原理探究丙烯是石油化工行业的重要原料,利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:Ⅰ使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:ⅡⅢ回答下列问题:(1)_________。(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20g催化剂M,按通入混合气体,反应2h后得到0.012mol,则0~2h内每克催化剂催化生成的平均速率为_____。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择,填序号)。a.b.的生成速率和消耗速率相等c.混合气体的密度不再改变d.混合气体的平均摩尔质量不再改变(3)反应历程中,催化剂M表面可能发生的部分基元反应及其相应活化能如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):①②③④甲该催化剂对__________(填“C—C”或“C—H”)键的断裂具有更好的选择性。(4)100kPa下,向装有适量催化剂M的密闭容器中通入和各1mol,在不同温度下体系达平衡时各组分的物质的量如图乙所示:①图乙中曲线L代表的组分为__________。②若体系压强变为50kPa,其他条件不变,达平衡时,点对应组分的物质的量_________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为________________________________。【答案】
(1)+165
(2)0.03;bd
(3)
(4)①
②减小;A点所在曲线代表,减压,反应Ⅰ平衡正向移动,物质的量减小【解析】(1)本小题考查盖斯定律计算反应焓变
已知反应:
Ⅱ
Ⅲ
反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ
(2)本小题考查特殊单位反应速率计算、化学平衡状态判断
①速率计算:
题目速率单位为,公式:
代入数据:②平衡选项逐一分析:
a.由两步反应物料关系,在反应任意时刻恒成立,不能说明正逆反应速率相等,无法判断平衡;
b.生成速率(正反应速率)与消耗速率(逆反应速率)相等,说明反应Ⅱ正逆速率相等,整体体系达到平衡状态,符合题意;
c.恒容密闭容器,反应前后气体总
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