精品解析：江西省南昌市第十九中学2022-2023学年高三下学期第一次月考理科综合试卷-高中化学

江西省南昌市第十九中学2022-2023学年高三下学期第一次月考 理科综合化学试题 考试时间：150分钟 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出答案后，用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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 可能用到的相对原子质量：Li：7 H：1 O：16 Na：23 B：11 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合要求的。 1. 2022年2月4日，万众瞩目的第24届冬奥会在北京隆重开幕，本届冬奥会尽显化学高科技。下列有关说法错误的是 A. 清废团队工作服采用饮料瓶再生材质(rPET)，该材质属于高分子材料 B. “战袍”内层添加石墨烯片用于保暖，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体 C. 速滑馆采用的碲化镉发电玻璃，该玻璃可将太阳能转化为电能 D. 滑雪头盔的复合材料中含玻璃纤维，玻璃属于无机非金属材料 2. 一种新型漂白剂(结构如图)可用于漂白羊毛、草等，其中W、Y、Z为不同周期，不同主族的短周期元素，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述正确的是 A. 元素的非金属性： B. Y的最高价氧化物对应水化物为强酸 C. 工业上通过电解熔融的来制得W D. 该漂白剂中X、Y均满足8电子稳定结构 3. 环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物。1，4-二氧杂螺[2，2]丙烷的结构简式为 。下列说法正确的是 A. 1mol该有机物完全燃烧需要4molO2 B. 该有机物的二氯代物有3种(不考虑立体异构) C. 该有机物所有原子均处于同一平面 D. 该有机物与HCOOCH=CH2互为同分异构体 4. 下列方案设计、现象和结论都正确的是 目的 方案设计 现象和结论 A 检验淀粉是否完全水解 将适量样品与稀硫酸共热充分反应，加入足量NaOH溶液后加入碘水，观察现象 无明显现象，说明淀粉水解完全 B 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 将适量反应后的固体溶于稀盐酸，取少量溶解液于试管中，滴加硫氰化钾溶液 溶液变血红色，则证明还原产物中含有Fe3O4 C 探究FeCl3与KI溶液反应存在限度 取2mL0.1mol•L-1KI溶液于试管中，加入5滴等浓度的FeCl3溶液，再加入KSCN溶液 若溶液变血红色，则反应存在限度 D 证明SO2有氧化性 将足量的SO2通入BaCl2溶液中，再通入Cl2 一开始无沉淀，后出现白色沉淀，说明最后生成的是BaSO4，SO2有氧化性 A. A B. B C. C D. D 5. 硫元素广泛分布于自然界，其相图(用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图象)如图。已知正交硫和单斜硫是硫元素的两种常见单质，且都是由S8分子组成的晶体，燃烧的热化学方程式为：S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) △H1；S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g) △H2。则下列有关说法正确的是 A. 正交硫和单斜硫互同分异构体 B. 温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫发生升华现象 C. 图中M→N过程为固态硫的液化，该过程一定破坏了共价键和分子间作用力 D. 由上述信息可判断：△H1>△H2 6. 某实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。已知：苯酚的电离常数，的电离常数，。 下列有关说法正确的是 A. 溶液中存在： B. 若反应1后溶液中存在，此时溶液中 C. 反应2通入少量时，离子方程式为 D. 反应2中通入至溶液时，此时溶液中存在 7. 一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示，中间室辅助电极材料具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功能。工作过程可分为两步，第一步为选择性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。下列说法中错误的是 A. 第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂 B. 释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为 C. 中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜 D. 当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生1.12L气体(标准状态下) 三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38为选考题，考生依据要求作答。 (一)必考题：共129分。 8. 过硼酸钠(NaBO3•4H2O)是一种用途广泛的无机过氧化物，可用作织物的漂白、染色，医药上可作为消毒剂和杀菌剂。一种由硼镁矿(Mg2B2O5•H2O)制取过硼酸钠的工艺流程图如下： 已知：过硼酸钠为白色晶状颗粒，熔点63℃，能溶于酸、碱，微溶于水，难溶于乙醇。在上述转化过程中硼元素的化合价始终未发生变化。回答下列问题： (1)为加快“溶解”步骤的的速率可采取的措施___(写一种即可)。 (2)“浸出液”中c(Mg2+)=2×10-3 mol/L，当Mg2+开始沉淀时，溶液中c(F-)=___ mol/L。[忽略溶液体积变化，已知Ksp(MgF2)= 2×10-11] (3)过硼酸钠(NaBO3•4H2O)中硼元素的化合价为_____。 (4)写出“反应结晶”步骤中发生的化学反应方程式_____。 (5)“反应结晶”步骤在冰水浴中进行的原因___。 (6)过硼酸钠的水溶液不稳定，极易生成偏硼酸钠(NaBO2)并放出氧气，写出该反应的化学反应方程式____。 (7)过硼酸钠晶体(NaBO3•4H2O)可用作洗衣业无氯漂白剂、清洗材料和牙齿增白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T2℃时所得晶体的化学式为___。 9. 过-硫酸氢钾复合盐(K2SO4·KHSO4·2KHSO5，M=614 g·mol-1)是白色粉末状固体，具有强氧化性，易溶于水，当溶液pH大于3.0时分解。实验室制取该物质实验步骤如下： ①制取过-硫酸(H2SO5) ：先在三颈烧瓶中加入吸附型双氧水稳定剂，然后加入冷的双氧水和过量的浓硫酸，pH控制在2. 0~2.5，反应30 min(反应装置如图所示)； ②过-硫酸氢钾复合盐的制备：向①中反应后的溶液中加入碳酸钾溶液，边加边搅拌，碳酸钾溶液滴加完毕后，反应30min，将反应后的混合液转移至烧杯中，在-10°C条件下冷却结晶后，将混合液转移到抽滤瓶中抽滤，得到滤饼，将滤饼置于电热鼓风干燥箱中烘干，得到产品过-硫酸氢钾复合盐。 回答下列问题： （1）装置a的名称是_______，用冷的双氧水的原因是_______。向三颈烧瓶中加入双氧水和浓硫酸的操作：_______。 （2）写出加入碳酸钾溶液时发生反应生成复合盐和KHSO4的化学方程式：_______。 （3）步骤②中加入碳酸钾溶液时，应控制加入速度，边加边搅拌的目的是_______。 （4）一种简单鉴别市售过-硫酸氢钾复合盐是否合格的方法：把一片过-硫酸氢钾片剂放入装有适量稀盐酸的烧杯中，若很快就可以明显闻到有刺激性气味且持续一定时间，可以证明产品的氧化性很好，从而证明这是合格的过-硫酸氢钾复合盐产品。这种方法的原理是_______(用离子方程式表示)。 （5）间接碘量法测定产品活性氧(一个活性氧可得到2e-)含量。 检测原理：2KHSO5 =K2SO4+H2SO4+O2↑ 4I-+4H+ +O2=2I2+2H2O I2+2S2O=S4O+2I- 量取75 mL蒸馏水于碘量瓶中，加入适量的稀硫酸和过量的碘化钾溶液，称取a g产品于碘量瓶中摇匀。暗处放置5 min后，用c mol·L-1的标准硫代硫酸钠溶液滴定，终点时消耗的体积为V mL，则样品中活性氧的质量分数是_______。 10. 烟道气和汽车尾气(NOx、NH3等)是造成雾霾天气的原因之一。对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。 (1)H2-SCR脱硝 ①氢气在富氧条件下催化还原NOx反应在低温时仍具有高活性和选择性，已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如表所示，其他条件一定时，决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______，基元反应OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s)的焓变ΔH=_______ kJ/mol 基元反应 活化能Ea(kJ/mol) NO+Rh(s)⟹NO(s) NO(s)+Rh(s)⟹N(s)+O(s) N(s)+N(s)⟹N2+Rh(s)+Rh(s) H2+Rh(s)+Rh(s)⟹H(s)+H(s) H2O(s)⟹H2O+Rh(s)+Rh(s) H(s)+H(s)⟹H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)⟹NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s) H(s)+O(s)⟹OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)⟹H2O(s)+Rh(s) 0.0 975 120.9 12.6 45.0 77.8 108.9 37.7 83.7 33.5 ②1093K时，NO与H2以物质的量2：1混合，置于某密闭容器中还能发生如下化学反应：2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)，实验测得该反应速率方程(以N2O为基准)为v(N2O)=kp2(NO)p(H2)，k=5.6×10-12Pa-2·s-1。某时刻测得体系中NO的分压为2.0kPa，则此时的反应速率为_______Pa·s-1。 (2)NH3-SCR脱硝 在有氧和新型催化剂作用下，NOx和NH3可以反应生成N2，将一定比例的O2、NOx和NH3通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内NOx的去除率随温度变化如图所示： 在50~250℃范围内，NOx的去除率先快速上升后变缓的主要原因是_______；380℃后去除率下降的可能原因是_______。 (3)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下： I： II： 已知：有效转化率= 在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45molO2，在催化剂作用下发生两个竞争反应I、II，测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示： ①520℃时，NH3的有效转化率=_______(保留1位小数)。 ②工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是_______。 ③520℃时，反应II的平衡常数K=_______mol·L-1(保留3位有效数字)。 (二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 11. 铬在希腊文中原意为“颜色”，能够生成美丽多色的化合物，三价铬离子能形成形形色色的络合物。回答下列问题： （1）铬位于元素周期表中____区。 （2）紫色的[Cr(H2O)6]3+、橙红色的［Cr(NH3)4(H2O)2］、灰绿色的Cr(CH3COO)3，部分结构示意图如图所示。 ①氮和氧中第一电离能较大的元素是____，原因是____ ②H2O和NH3中键角较大的分子是____，[Cr(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体共有____种，其结构中铬离子的外围电子数目为____。 ③1molCr(CH3COO)3所含σ键的数目为____。 （3）用铬原子代替部分铜原子，可以形成一系列铜—铬合金。其中两种铜—铬合金的晶体结构如图所示。 ①晶体a中铬原子的配位数为____。 ②晶体b中铬原子填充在由铜原子构成的____(填“四面体”“六面体”或“八面体”)空隙中，NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体b的密度为____。 12. 2020年2月4日李兰娟院士指出阿比多尔是第6套治疗“新冠肺炎”的首选药物，其合成路线如图所示： 回答下列问题： （1）A的名称为_______；B→C的反应类型为_______。 （2）阿比多尔分子中含氧官能团的名称为_______；C的结构简式为_______。 （3）写出D在足量的烧碱溶液中反应的方程式：_______。 （4）芳香族化合物H是B的同分异构体，符合下列条件的H的结构共有_______种。 ①属于苯的三元取代物；②能够水解且能够发生银镜反应；③1mol H水解时能够消耗4mol NaOH。 其中核磁共振氢谱有4种峰，峰面积之比为1：2：2：2的结构简式为_______。 （5）设计以苯、丙酮为原料制备的合成路线_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江西省南昌市第十九中学2022-2023学年高三下学期第一次月考 理科综合化学试题 考试时间：150分钟 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出答案后，用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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 可能用到的相对原子质量：Li：7 H：1 O：16 Na：23 B：11 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合要求的。 1. 2022年2月4日，万众瞩目的第24届冬奥会在北京隆重开幕，本届冬奥会尽显化学高科技。下列有关说法错误的是 A. 清废团队工作服采用饮料瓶再生材质(rPET)，该材质属于高分子材料 B. “战袍”内层添加石墨烯片用于保暖，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体 C. 速滑馆采用的碲化镉发电玻璃，该玻璃可将太阳能转化为电能 D. 滑雪头盔复合材料中含玻璃纤维，玻璃属于无机非金属材料 【答案】B 【解析】 【详解】A．饮料瓶再生材质(rPET)属于塑料，属于高分子材料，选项A正确； B．石墨烯和碳纳米管是由碳元素组成的不同性质的单质，互为同素异形体，选项B错误； C．碲化镉发电玻璃通过吸收可见光，将光能转换为电能，可将太阳能转化为电能，选项C正确； D．玻璃属于无机非金属材料，选项D正确； 答案选B。 2. 一种新型漂白剂(结构如图)可用于漂白羊毛、草等，其中W、Y、Z为不同周期，不同主族的短周期元素，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述正确的是 A. 元素非金属性： B. Y的最高价氧化物对应水化物为强酸 C. 工业上通过电解熔融的来制得W D. 该漂白剂中X、Y均满足8电子稳定结构 【答案】D 【解析】 【分析】W、Y、Z为不同周期，不同主族的短周期元素，W能形成+2价阳离子，W原子最外层有2的电子；Z能形成1个共价键，Z是H元素；X能形成2个共价键，X原子最外层有6个电子；W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，Y原子最外层有3个电子，W、X对应的简单离子核外电子排布相同，则W是Mg元素、Y是B元素、X是O元素。 【详解】A．同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，元素的非金属性：，故A错误； B．B的最高价氧化物对应水化物H3BO3为一元弱酸，故B错误； C．工业上通过电解熔融的来冶炼Mg，故C错误； D．O形成2个共价键，B形成4个共价键，所以均满足8电子稳定结构，故D正确； 选D 3. 环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物。1，4-二氧杂螺[2，2]丙烷的结构简式为 。下列说法正确的是 A. 1mol该有机物完全燃烧需要4molO2 B. 该有机物的二氯代物有3种(不考虑立体异构) C. 该有机物所有原子均处于同一平面 D. 该有机物与HCOOCH=CH2互为同分异构体 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题干有机物的结构简式可知，该有机物的分子式为：C3H4O2，则1mol该有机物完全燃烧需要3molO2，A错误； B．环共用的碳原子上没有H原子，只能取代其它2个碳原子的氢原子，二氯代物可以在同一碳原子上，也可以在不同碳原子上，该有机物的二氯代物有2种，B错误； C．环共用的碳原子连接的2个O原子、2个C原子形成四面体结构，该有机物所有原子不可能处于同一平面，C错误； D．该有机物与HCOOCH=CH2的分子式相同，含有的官能团等不同，二者互为同分异构体，D正确； 故答案为：D。 4. 下列方案设计、现象和结论都正确的是 目的 方案设计 现象和结论 A 检验淀粉是否完全水解 将适量样品与稀硫酸共热充分反应，加入足量NaOH溶液后加入碘水，观察现象 无明显现象，说明淀粉水解完全 B 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 将适量反应后的固体溶于稀盐酸，取少量溶解液于试管中，滴加硫氰化钾溶液 溶液变血红色，则证明还原产物中含有Fe3O4 C 探究FeCl3与KI溶液反应存在限度 取2mL0.1mol•L-1KI溶液于试管中，加入5滴等浓度的FeCl3溶液，再加入KSCN溶液 若溶液变血红色，则反应存在限度 D 证明SO2有氧化性 将足量的SO2通入BaCl2溶液中，再通入Cl2 一开始无沉淀，后出现白色沉淀，说明最后生成的是BaSO4，SO2有氧化性 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．碘与氢氧化钠溶液反应生成碘化钠、次碘酸钠和水，则将适量样品与稀硫酸共热充分反应，加入足量氢氧化钠溶液后加入碘水，无明显现象不能确定淀粉是否水解完全，故A错误； B．若氧化铁未完全反应，将适量反应后的固体溶于稀盐酸时，氧化铁也与稀盐酸反应生成氯化铁和水，滴加硫氰化钾溶液时，溶液也会变血红色，则溶液变血红色不能说明还原产物中是否含有四氧化三铁，故B错误； C．向碘化钾溶液与少量氯化铁溶液反应后的溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液变血红色说明溶液中存在铁离子，证明碘化钾溶液与氯化铁溶液的反应为可逆反应，反应存在限度，故C正确； D．亚硫酸的酸性弱于盐酸，将足量的二氧化硫通入氯化钡溶液中，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，再通入氯气，氯气与二氧化硫和水反应生成硫酸和盐酸，反应生成的硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，反应中二氧化硫表现还原性，故D错误； 故选C。 5. 硫元素广泛分布于自然界，其相图(用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图象)如图。已知正交硫和单斜硫是硫元素的两种常见单质，且都是由S8分子组成的晶体，燃烧的热化学方程式为：S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) △H1；S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g) △H2。则下列有关说法正确的是 A. 正交硫和单斜硫互为同分异构体 B. 温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫发生升华现象 C. 图中M→N过程为固态硫的液化，该过程一定破坏了共价键和分子间作用力 D. 由上述信息可判断：△H1>△H2 【答案】D 【解析】 【详解】A．正交硫和单斜硫均是硫元素组成的单质，二者互为同素异形体，A错误； B．温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫是固态，需要降压才能升华为气态，B错误； C．图中M→N过程为固态硫的液化，该过程中，正交硫先转化为单斜硫，再变成液体；正交硫和单斜硫都是由S8分子组成的晶体，则两种晶体中分子排列的方式不同，从正交硫转化为单斜硫破坏的是分子间作用力，单斜硫变为液体破坏的也是分子间作用力，C错误； D．在同压条件下，升温由正交硫转化为单斜硫，说明单斜硫能量高，同质量的情况下，单斜硫燃烧放热多，由于两个燃烧反应的ΔH均为负值，则ΔH1>ΔH2，D正确； 故选D。 6. 某实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。已知：苯酚的电离常数，的电离常数，。 下列有关说法正确的是 A. 溶液中存在： B. 若反应1后溶液中存在，此时溶液中 C. 反应2通入少量时，离子方程式为 D. 反应2中通入至溶液时，此时溶液中存在 【答案】D 【解析】 【分析】苯酚与苯互溶得到有机层和水层，操作1为分液，反应1中苯酚与碳酸钠溶液反应生成苯酚钠，操作2为分液，得到水层含苯酚钠，反应2中苯酚钠溶液与二氧化碳反应生成苯酚，操作3为分液，分离出苯酚； 【详解】A．溶液中存在质子守恒：，A错误； B．反应1中苯酚与碳酸钠溶液反应生成C6H5ONa，存在物料守恒，则c(Na2CO3)：c(C6H5OH)=1:1，碳酸根离子存在水解平衡，第一步水解常数为，苯酚的电离常数，说明碳酸钠的水解程度大于苯酚的电离程度，则生成碳酸氢根离子浓度大于苯酚根离子，此时溶液中，B错误； C．根据弱酸的电离平衡常数越大其酸性越强，已知苯酚和碳酸的电离常数可知酸性：>>，反应2通入少量时生成苯酚和碳酸氢钠，离子方程式为，C错误； D．苯酚的电离常数，当时，c(H+)=1.0×10-10mol/L，此时pH=10，D正确； 故选：D。 7. 一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示，中间室辅助电极材料具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功能。工作过程可分为两步，第一步为选择性吸附锂，第二步为释放锂，通过以上两步连续的电解过程，锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室。下列说法中错误的是 A. 第一步接通电源1选择性提取锂：第二步接通电源2释放锂 B. 释放锂过程中，中间室材料应接电源负极，发生的电极反应式为 C. 中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜 D. 当阴极室得到4.8gLiOH时，理论上阳极室产生1.12L气体(标准状态下) 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A. 第一步接通电源1，中间室为阴极，发生反应，选择性提取锂，第二步接通电源2，中间室为阴极，发生反应释放锂，故A正确； B. 释放锂过程中，中间室材料应接电源正极，发生的电极反应式为，故B错误； C. 根据图示，第一步为选择性吸附锂过程中阳极室中的离子向中间室移动，第二步为释放锂的过程中锂离子移向阴极室，所以中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜，故C正确； D.当阴极室得到4.8gLiOH时，电路中转移0.2mol电子，阳极室电极反应式是 ，产生氧气的体积是1.12L气体(标准状态下)，故D正确； 选B。 三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38为选考题，考生依据要求作答。 (一)必考题：共129分。 8. 过硼酸钠(NaBO3•4H2O)是一种用途广泛的无机过氧化物，可用作织物的漂白、染色，医药上可作为消毒剂和杀菌剂。一种由硼镁矿(Mg2B2O5•H2O)制取过硼酸钠的工艺流程图如下： 已知：过硼酸钠为白色晶状颗粒，熔点63℃，能溶于酸、碱，微溶于水，难溶于乙醇。在上述转化过程中硼元素的化合价始终未发生变化。回答下列问题： (1)为加快“溶解”步骤的的速率可采取的措施___(写一种即可)。 (2)“浸出液”中c(Mg2+)=2×10-3 mol/L，当Mg2+开始沉淀时，溶液中c(F-)=___ mol/L。[忽略溶液体积变化，已知Ksp(MgF2)= 2×10-11] (3)过硼酸钠(NaBO3•4H2O)中硼元素的化合价为_____。 (4)写出“反应结晶”步骤中发生的化学反应方程式_____。 (5)“反应结晶”步骤在冰水浴中进行的原因___。 (6)过硼酸钠的水溶液不稳定，极易生成偏硼酸钠(NaBO2)并放出氧气，写出该反应的化学反应方程式____。 (7)过硼酸钠晶体(NaBO3•4H2O)可用作洗衣业的无氯漂白剂、清洗材料和牙齿增白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T2℃时所得晶体的化学式为___。 【答案】 ①. 将硼镁矿矿石粉碎(或适当增大NaHCO3溶液的浓度、适当升高反应温度等) ②. 1×10-4 ③. +3 ④. Na2B4O7•10H2O+4H2O2+2NaOH+ H2O =4NaBO3•4H2O ⑤. 防止H2O2分解 ⑥. 2NaBO3= 2NaBO2+ O2↑ ⑦. NaBO3•3H2O 【解析】 【分析】根据流程图，硼镁矿在NaHCO3溶液中溶解，浸出液中加入NaF溶液生成MgF2沉淀除去Mg2+，再经过一系列操作得到Na2B4O7•10H2O，然后Na2B4O7•10H2O与过氧化氢(H2O2)在氢氧化钠溶液中反应生成NaBO3•4H2O，经过洗涤、干燥得到NaBO3•4H2O晶体，据此分析解答。 【详解】(1)根据影响化学反应速率的因素可知，加快“溶解”步骤的的速率可采取的措施有将硼镁矿矿石粉碎、适当增大NaHCO3溶液的浓度、适当升高反应温度等，故答案为：将硼镁矿矿石粉碎(或适当增大NaHCO3溶液的浓度、适当升高反应温度等)； (2) Ksp(MgF2)= 2×10-11= c(Mg2+)c2(F-)=2×10-3×c2(F-)，解得：c(F-)=1×10-4 mol/L，故答案为：1×10-4； (3)过硼酸钠(NaBO3•4H2O)中存在过氧根，Na为+1价，O为-2和-1价，则硼元素的化合价为+(2+1×2-1)=+3，与题意“在上述转化过程中硼元素的化合价始终未发生变化”相符，故答案为：+3； (4)“反应结晶”过程中，Na2B4O7•10H2O与过氧化氢(H2O2)在氢氧化钠溶液中反应生成NaBO3•4H2O，反应的化学反应方程式为Na2B4O7•10H2O+4H2O2+2NaOH+ H2O =4NaBO3•4H2O，故答案为：Na2B4O7•10H2O+4H2O2+2NaOH+ H2O =4NaBO3•4H2O； (5)过氧化氢受热容易分解，“反应结晶”步骤在冰水浴中进行，可以防止过氧化氢分解，故答案为：防止H2O2分解； (6)过硼酸钠的水溶液不稳定，极易生成偏硼酸钠(NaBO2)并放出氧气，反应的化学反应方程式为2NaBO3= 2NaBO2+ O2↑，故答案为：2NaBO3= 2NaBO2+ O2↑； (7)过硼酸钠晶体(NaBO3•4H2O)的物质的量==0.2mol，T2℃质量变为27.20g，质量差为30.8g-27.20g=3.6g，减少水的物质的量==0.2mol，则1molNaBO3•4H2O失去水1mol，则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO3•3H2O，故答案为：NaBO3•3H2O。 【点睛】本题的易错点为(3)，要注意过硼酸钠(NaBO3•4H2O)中存在过氧根，过氧根中的O显-1价。 9. 过-硫酸氢钾复合盐(K2SO4·KHSO4·2KHSO5，M=614 g·mol-1)是白色粉末状固体，具有强氧化性，易溶于水，当溶液pH大于3.0时分解。实验室制取该物质的实验步骤如下： ①制取过-硫酸(H2SO5) ：先在三颈烧瓶中加入吸附型双氧水稳定剂，然后加入冷的双氧水和过量的浓硫酸，pH控制在2. 0~2.5，反应30 min(反应装置如图所示)； ②过-硫酸氢钾复合盐的制备：向①中反应后的溶液中加入碳酸钾溶液，边加边搅拌，碳酸钾溶液滴加完毕后，反应30min，将反应后的混合液转移至烧杯中，在-10°C条件下冷却结晶后，将混合液转移到抽滤瓶中抽滤，得到滤饼，将滤饼置于电热鼓风干燥箱中烘干，得到产品过-硫酸氢钾复合盐。 回答下列问题： （1）装置a的名称是_______，用冷的双氧水的原因是_______。向三颈烧瓶中加入双氧水和浓硫酸的操作：_______。 （2）写出加入碳酸钾溶液时发生反应生成复合盐和KHSO4的化学方程式：_______。 （3）步骤②中加入碳酸钾溶液时，应控制加入速度，边加边搅拌的目的是_______。 （4）一种简单鉴别市售过-硫酸氢钾复合盐是否合格的方法：把一片过-硫酸氢钾片剂放入装有适量稀盐酸的烧杯中，若很快就可以明显闻到有刺激性气味且持续一定时间，可以证明产品的氧化性很好，从而证明这是合格的过-硫酸氢钾复合盐产品。这种方法的原理是_______(用离子方程式表示)。 （5）间接碘量法测定产品活性氧(一个活性氧可得到2e-)含量。 检测原理：2KHSO5 =K2SO4+H2SO4+O2↑ 4I-+4H+ +O2=2I2+2H2O I2+2S2O=S4O+2I- 量取75 mL蒸馏水于碘量瓶中，加入适量的稀硫酸和过量的碘化钾溶液，称取a g产品于碘量瓶中摇匀。暗处放置5 min后，用c mol·L-1的标准硫代硫酸钠溶液滴定，终点时消耗的体积为V mL，则样品中活性氧的质量分数是_______。 【答案】（1） ①. 滴液漏斗 ②. 防止在加入浓硫酸时发热使温度升高造成H2O2分解 ③. 先加入双氧水再缓缓加入浓硫酸，同时不断搅拌 （2）2H2SO5+3H2SO4+3K2CO3=K2SO4·KHSO4·2KHSO5+KHSO4+3H2O+3CO2↑ （3）碳酸钾水解，溶液显碱性，加入过快会引起局部溶液pH升高，超过3.0，使产品分解，降低产率 （4）+2Cl-+H+=+Cl2↑+H2O （5） 【解析】 【分析】本实验的实验目的为制取过-硫酸氢钾复合盐并检测其活性氧含量，制备原理为2H2SO5+3H2SO4+3K2CO3=K2SO4·KHSO4·2KHSO5+KHSO4+3H2O+3CO2↑，结合物质相关性质进行分析，利用关系式法进行计算解答。 【小问1详解】 由装置图可以看出a是滴液漏斗，双氧水和浓硫酸混合时会放热，易使温度过高，造成H2O2分解，因此用冷的双氧水，由于双氧水的密度小于浓硫酸，所以应先加入双氧水，然后把浓硫酸加入双氧水中，同时进行搅拌，使其迅速散热； 【小问2详解】 根据实验步骤可知步骤①生成H2SO5，加入K2CO3，反应物由浓硫酸、H2SO5、K2CO3，生成物有K2SO4·KHSO4·2KHSO5、水、二氧化碳和KHSO4，反应的化学方程式为：2H2SO5+3H2SO4+3K2CO3=K2SO4·KHSO4·2KHSO5+KHSO4+3H2O+3CO2↑； 【小问3详解】 根据提给信息，溶液pH大于3.0时K2SO4·KHSO4·2KHSO5分解，因为碳酸钾水解显碱性，加入碳酸钾过快，易引起pH升高，导致过-硫酸氢钾复合盐分解，产率降低，因此加入碳酸钾溶液时，应控制加入速度，边加边搅拌，控制pH＜3.0； 【小问4详解】 由于过硫酸氢盐强氧化性，过-硫酸氢钾复合盐可以和Cl-发生氧化还原反应：+2Cl-+H+=+Cl2↑+H2O，从而放出氯气； 【小问5详解】 由检测原理：2KHSO5 =K2SO4+H2SO4+O2↑，每1个KHSO5相当于含有1个活性氧原子，再根据方程式4I-+4H+ +O2=2I2+2H2O、I2+2S2O=S4O+2I-可知，活性氧原子与S2O的比例关系为1：2，则样品中活性氧的质量分数为。 10. 烟道气和汽车尾气(NOx、NH3等)是造成雾霾天气的原因之一。对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。 (1)H2-SCR脱硝 ①氢气在富氧条件下催化还原NOx反应在低温时仍具有高活性和选择性，已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如表所示，其他条件一定时，决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______，基元反应OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s)的焓变ΔH=_______ kJ/mol 基元反应 活化能Ea(kJ/mol) NO+Rh(s)⟹NO(s) NO(s)+Rh(s)⟹N(s)+O(s) N(s)+N(s)⟹N2+Rh(s)+Rh(s) H2+Rh(s)+Rh(s)⟹H(s)+H(s) H2O(s)⟹H2O+Rh(s)+Rh(s) H(s)+H(s)⟹H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)⟹NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s) H(s)+O(s)⟹OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)⟹H2O(s)+Rh(s) 0.0 97.5 120.9 12.6 45.0 77.8 108.9 37.7 83.7 33.5 ②1093K时，NO与H2以物质的量2：1混合，置于某密闭容器中还能发生如下化学反应：2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)，实验测得该反应速率方程(以N2O为基准)为v(N2O)=kp2(NO)p(H2)，k=5.6×10-12Pa-2·s-1。某时刻测得体系中NO的分压为2.0kPa，则此时的反应速率为_______Pa·s-1。 (2)NH3-SCR脱硝 在有氧和新型催化剂作用下，NOx和NH3可以反应生成N2，将一定比例的O2、NOx和NH3通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内NOx的去除率随温度变化如图所示： 在50~250℃范围内，NOx的去除率先快速上升后变缓的主要原因是_______；380℃后去除率下降的可能原因是_______。 (3)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下： I： II： 已知：有效转化率= 在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45molO2，在催化剂作用下发生两个竞争反应I、II，测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示： ①520℃时，NH3的有效转化率=_______(保留1位小数)。 ②工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是_______。 ③520℃时，反应II的平衡常数K=_______mol·L-1(保留3位有效数字)。 【答案】 ①. N(s)+N(s)⟹N2+Rh(s)+Rh(s) ②. -46 ③. 2.24×10-2 ④. 迅速上升段是催化剂活性增大与温度升高共同使NO去除率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高使得反应速率加快，但催化剂活性下降 ⑤. NH3与O2反应发生了副反应或催化剂活性降低或温度升高，平衡逆向移动 ⑥. 33.3% ⑦. 840℃ ⑧. 1.14 【解析】 【分析】 【详解】(1) ①其它条件一定时，基元反应的活化能越大，该基元反应的反应速率越小，由题表信息知决定氢气催化还原一氧化氮反应速率的基元反应是N(s)+N(s)⟹N2+Rh(s)+Rh(s)，基元反应OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s)的活化能为37.7 kJ/mol，其逆反应的活化能是83.7 kJ/mol，则该基元反应的反应热ΔH=（37.7-83.7）kJ/mol=-46.0 kJ/mol； ②1093K时，NO与H2以物质的量2：1混合，所以任意时刻的物质的量之比为2:1，分压之比为2:1，p(NO)= 2.0kPa，故p(H2)=1.0kPa，代入公式计算得v(N2O)=kp2(NO)p(H2)= =2.24×10-2 Pa·s-1； (2) NOx的去除率先快速上升后变缓的主要原因是：迅速上升段是催化剂活性增大与温度升高共同使NO去除率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高使得反应速率加快，但催化剂活性下降； 380℃后去除率下降的可能原因是：NH3与O2反应发生了副反应或催化剂活性降低或温度升高，平衡逆向移动； (3)①由图知520℃时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol，则反应II消耗的氨气的物质的量为0.4mol，反应I消耗的氨气的物质的量为0.2mol，NH3的有效转化率= =33.3%； ②840℃，一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低，则工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是840℃； ③在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45molO2，520℃时，反应II：氮气的浓度0.2mol/L，水蒸气的浓度0.6mol/L，消耗氨气的浓度为0.4mol/L，消耗氧气的浓度为0.3mol/L；反应I：一氧化氮的浓度为0.2mol/L，水蒸气的浓度是0.3mol/L，消耗氨气的浓度是0.2mol/L，消耗氧气浓度是0.25mol/L，所以平衡时氮气的浓度是0.2mol/L，水蒸气浓度是（0.6+0.3）mol/L=0.9mol/L，氧气浓度是（1.45-0.3-0.25）mol/L=0.9mol/L，氨气浓度是（1-0.4-0.2）mol/L=0.4mol/L，则反应II的平衡常数K= =1.14。 (二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 11. 铬在希腊文中的原意为“颜色”，能够生成美丽多色的化合物，三价铬离子能形成形形色色的络合物。回答下列问题： （1）铬位于元素周期表中____区。 （2）紫色的[Cr(H2O)6]3+、橙红色的［Cr(NH3)4(H2O)2］、灰绿色的Cr(CH3COO)3，部分结构示意图如图所示。 ①氮和氧中第一电离能较大的元素是____，原因是____ ②H2O和NH3中键角较大的分子是____，[Cr(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体共有____种，其结构中铬离子的外围电子数目为____。 ③1molCr(CH3COO)3所含σ键的数目为____。 （3）用铬原子代替部分铜原子，可以形成一系列铜—铬合金。其中两种铜—铬合金的晶体结构如图所示。 ①晶体a中铬原子的配位数为____。 ②晶体b中铬原子填充在由铜原子构成的____(填“四面体”“六面体”或“八面体”)空隙中，NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体b的密度为____。 【答案】（1）d （2） ①. N(氮) ②. 基态氮原子2p轨道半充满 ③. NH3 ④. 2 ⑤. 15 ⑥. 21NA （3） ①. 12 ②. 六面体 ③. g/cm3 【解析】 【小问1详解】 铬元素的原子序数为24，价电子排布式为3d54s1，位于元素周期表d区，故答案为：d； 【小问2详解】 ①同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故答案为：N(氮)；基态氮原子2p轨道半充满； ②分子中孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，水分子中氧原子有2对孤对电子，氨分子中氮原子有1对孤对电子，所以氨分子的键角大于水分子；由[Cr(H2O)6]3+离子的空间构型为正八面体可知，当4个水分子被氨分子取代后，[Cr(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体共有2种，铬离子的外围电子数目为3+2×6=15，故答案为：NH3；2；15； ③Cr(CH3COO)3中配位键属于σ键，单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，由结构式可知，1molCr(CH3COO)3所含σ键的数目为1mol×7×3×NAmol-1=21NA，故答案为：21NA； 【小问3详解】 ①由晶胞结构可知，晶体a中位于顶点的铜原子与位于面心的铬原子的距离最近，则铬原子的配位数为12，故答案为：12； ②由晶胞结构可知，晶体b中铬原子填充在由铜原子构成的六面体空隙中，晶胞中位于顶点和面心的铜原子个数为8×+2×=2，位于面心的铬原子个数为4×=2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=k2hd，解得d=，故答案为：g/cm3。 12. 2020年2月4日李兰娟院士指出阿比多尔是第6套治疗“新冠肺炎”的首选药物，其合成路线如图所示： 回答下列问题： （1）A的名称为_______；B→C的反应类型为_______。 （2）阿比多尔分子中含氧官能团的名称为_______；C的结构简式为_______。 （3）写出D在足量的烧碱溶液中反应的方程式：_______。 （4）芳香族化合物H是B的同分异构体，符合下列条件的H的结构共有_______种。 ①属于苯的三元取代物；②能够水解且能够发生银镜反应；③1mol H水解时能够消耗4mol NaOH。 其中核磁共振氢谱有4种峰，峰面积之比为1：2：2：2的结构简式为_______。 （5）设计以苯、丙酮为原料制备的合成路线_______。 【答案】（1） ①. 4−硝基苯酚或对硝基苯酚 ②. 还原反应 （2） ①. 酯基、羟基 ②. （3） （4） ①. 6 ②. 或 （5） 【解析】 【分析】A和CH3COCl在TEA作用下发生取代反应，则A为对硝基苯酚，B和HCl在Fe作用下发生还原反应生成C(硝基变为氨基)，C和CH3COCH2COOCH2CH3在InBr3作用下反应生成D，D在碳酸钾、Pd(OAc)2、Cu(OAc)2作用下反应生成E，E在无水碳酸钾、硫酸二乙酯作用下反应生成F，F经多步反应生成G。 【小问1详解】 根据前面分析得到A的名称为4−硝基苯酚或对硝基苯酚；B→C是硝基变为氨基，其反应类型为还原反应；故答案为：4−硝基苯酚或对硝基苯酚；还原反应。 【小问2详解】 根据阿比多尔的结构简式得到该分子中含氧官能团的名称为酯基、羟基；B→C是硝基变为氨基，则C的结构简式为；故答案为：酯基、羟基；。 【小问3详解】 D在足量的烧碱溶液中反应的方程式：；故答案为：。 【小问4详解】 芳香族化合物H是B的同分异构体， ①属于苯的三元取代物；②能够水解且能够发生银镜反应，说明含有醛基和酯基；③1mol H水解时能够消耗4mol NaOH，则含有2个−OOCH，一个−NH2基团，当−OOCH处于苯的邻位，有2种结构，当−OOCH处于苯的间位，有3种结构，当−OOCH处于苯的对位，有1种结构，因此符合条件的H的结构共有6种；其中核磁共振氢谱有4种峰，峰面积之比为1：2：2：2的结构简式为或；故答案为：6；或。 【小问5详解】 根据题意，先是苯和浓硝酸在浓硫酸加热条件下反应生成硝基苯，再是硝基苯和HCl在Fe作用下反应生成，和CH3COCH3在InBr3作用下反应生成，其合成路线为；故答案为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$