内容正文:
黑龙江省牡丹江市第二高级中学2023-2024学年高三下学期
高考考前热身(一)化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 F19 Na23 Al27 S32 Cl35.5 Ca40
第Ⅰ卷 (选择题,共45分)
本卷共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 近年来,我国科技创新成果丰硕。下列有关说法错误的是
A. 中科院研发的“东方超环(人造太阳)”使用的氕、氘、氚互为同位素
B. 北科大研发的“超级钢”(含、、、)是一种新型合金
C. 杭州亚运会场馆全部使用绿色能源,打造首届碳中和亚运会,碳中和是指不排放二氧化碳
D. 华为新上市的mate60pro手机引发关注,其CPU基础材料是
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的空间结构模型:
B. 4-氯丁酸的结构简式:
C. 用电子式表示水的形成过程:
D. 基态磷原子的轨道表示式:
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 由与组成的混合物中所含中子、电子数目均为
B. 质量分数为的溶液中原子数约为
C. 常温下,铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为
D. 与溶液完全反应,则
4. 苯烯莫德是一种小分子药物,因可用于抑制多种自身免疫疾病而成为研究热点,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物的分子式为 B. 分子中所有碳原子可能处于同一平面
C. 苯环上的一溴代物有4种 D. 完全氢化后所得产物中含有2个手性碳原子
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用图甲装置观察钠的燃烧 B. 用图乙装置测定溶液的
C. 用图丙装置验证的还原性 D. 用图丁装置通过牺牲阳极法保护钢铁设备
6. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 将过量的通入溶液中:
B. 向酸性溶液中滴入溶液:
C. 溶液与少量溶液混合:
D. 用纯碱溶液转化水垢中的
7. 超导材料在强电应用领域的用途极其广泛。我国科学家发现了一系列超导材料,如由组成的铁系超导材料,由组成的镍基超导体等。下列说法正确的是
A. 基态的价电子有5种空间运动状态
B. 分子中与之间存在的是离子键
C. 分子中键角小于分子中键角
D. 配合物可作催化剂,其配体是由极性键构成的非极性分子
8. 某化合物通过界面埋入可以实现钙钛矿太阳能电池的高稳定性,其结构如图所示。是原子序数依次增大的前四周期主族元素,与的原子序数之和与的原子序数相等。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 和的VSEPR模型名称相同
D. 常温下,遇W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液钝化
9. 硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如下图所示,下列有关说法错误的是
A. 图中A和B分别为氧气和水
B. 合成氨原料气未净化可能引起催化剂“中毒”
C. 尾气中的氮氧化合物可用溶液吸收处理
D. 合成氨塔中采用高温高压有利于提高反应物的转化率
10. 下列实验操作和现象及所得到的结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B
将KCl固体溶于水进行导电性实验,溶液可导电
KCl中含有离子键
C
向试管中加入0.5g淀粉和硫酸溶液,加热一段时间,再加入银氨溶液,振荡后水浴加热,无银镜产生
淀粉没有发生水解反应
D
向Mg(OH)2悬浊液中加入几滴CuSO4溶液,生成蓝色沉淀
证明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
A. A B. B C. C D. D
11. 我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随时间的变化分别为曲线I和II,反应温度为时,随时间的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A. 该反应反应物的总能量小于生成物的总能量
B. 两时刻生成乙二醇的速率:
C. 在温度下,反应在内的平均速率为
D. 其他条件相同,在温度下,起始时向该容器中充入一定量的氩气,则反应达到平衡时
12. 已知四氨合铜离子的模型如图甲,晶体的晶胞如图乙,阿伏加德罗常数的值用表示。下列有关说法正确的是
A. 基态的电子排布式为
B. 四氨合铜离子中存在极性共价键、配位键、离子键
C. 距离最近且等距离的有6个
D. 若晶胞的棱长为的密度为
13. 1,2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料,在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用作润湿剂。已知1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是
A. 的化学式为
B. 催化过程中金属元素成键数发生改变
C. 是该反应的催化剂,可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率
D. 整个反应的化学方程式为
14. 光伏电池具有体积小、寿命长、无污染等优点,下图为光伏并网发电装置,以此光伏电池为直流电源,采用电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵。原料为四甲基氯化铵,其工作原理如图所示(a、b均为惰性电极),下列叙述正确的是
A. 光伏并网发电装置中,P型半导体为负极
B. c、e均为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C. a极电极反应式:
D. 若两极共产生3.36L气体(标准状况),则可制备
15. 常温下,将溶液滴加到二元弱酸溶液中,混合溶液的与的关系如图所示。已知代表或。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ代表随的变化曲线,
B. 水的电离程度:
C. 滴定到b点时,溶液中
D. 当刚好被中和时,溶液中:
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
16. 氧化铋是一种淡黄色、低毒的氧化物俗称铋黄,广泛应用于医药合成、能源材料等领域,也是制作防火纸的材料之一。以铋精矿(主要成分,还含有、等杂质)为原料制备的一种工艺流程如图所示:
已知:①不溶于稀盐酸,“酸浸”后溶液中金属阳离子主要有等。
②盐酸羟胺常用作还原剂。
③在时开始水解,时几乎完全水解为白色的沉淀。
④常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表:
金属离子
开始沉淀
2.7
7.6
4.7
完全沉淀
3.7
9.6
6.7
回答下列问题:
(1)与同主族,原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为____________形。
(2)“滤渣1”的主要成分有、____________,工业上以纯碱、石灰石、____________(填化学式)为原料生产普通玻璃。
(3)写出“酸浸”步骤中发生氧化还原反应的离子方程式:____________。
(4)“转化”步骤中加入盐酸羟胺的目的是____________。“调”步骤中加入调节溶液的,其合理范围为____________。
(5)“滤液2”中主要的金属阳离子有____________(填离子符号);流程中生成的化学方程式为____________。
17. 磺酰胺[SO2(NH2)2]易溶于醇,溶于热水,不溶于冷水,在酸性、中性、碱性水溶液中性质稳定,主要用于制造医药、农药、染料等。制备磺酰胺的装置如下,其原理为。已知:磺酰氯(SO2Cl2)熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇潮湿空气会水解产生酸雾。
Ⅰ.磺酰胺的制备
(1)试剂X的名称为____________。
(2)装置B中盛放的试剂为____________(填字母)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.P2O5 d.无水CaCl2
(3)写出 SO2Cl2水解的化学方程式:____________。
(4)装置C中多孔球泡的作用是____________。
Ⅱ.用如下装置测定产品SO2(NH2)2的含量(假设只含NH4Cl杂质,部分装置已省略)
(5)蒸氨:取a g样品进行测定。添加药品后,加热仪器M,蒸出的NH3通入含有V1 mL c1 mol/LH2SO4标准溶液的锥形瓶中。仪器M的名称为____________,单向阀的作用是____________。
(6)滴定:将液封装置2中的水放入锥形瓶中,再将锥形瓶中的溶液倒入容量瓶中配制成500 mL的溶液,取20 mL溶液用c2 mol/L的NaOH标准溶液滴定过量的H2SO4,共消耗NaOH标准溶液V2 mL,产品中SO2(NH2)2的含量是____________(列出计算式)。
18. 2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇燃料,充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下,催化加氢生产甲醇,发生如下反应:
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则____________。
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:
①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为____________。(计算结果保留三位有效数字)。
(2)轴上点的数值比点____________(填“大”或“小”)。
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:
①压强由大到小的顺序为____________。
②曲线____________(填“”或“”)代表在含碳产物中的物质的量分数。
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数____________(填含的表达式)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:____________。
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成____________(填写微粒名称)参与的还原再生。
19. 柏莫洛芬(J)是一种具有口服活性的非甾体类抗炎药,有解热和镇痛的作用。一种合成柏莫洛芬的路线如下:
已知:
(1)有机物A的名称是____________;有机物B的官能团的名称是____________。
(2)有机物C中碳原子的杂化方式有:____________;的反应类型为____________。
(3)写出的化学方程式:____________;G的结构简式为____________。
(4)同时符合下列条件的B的同分异构体共有____________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②能与溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为的结构简式为____________。
(5)一种制备的合成路线如下:
分别写出M、N的结构简式:M____________、N____________。
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黑龙江省牡丹江市第二高级中学2023-2024学年高三下学期
高考考前热身(一)化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 F19 Na23 Al27 S32 Cl35.5 Ca40
第Ⅰ卷 (选择题,共45分)
本卷共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 近年来,我国科技创新成果丰硕。下列有关说法错误的是
A. 中科院研发的“东方超环(人造太阳)”使用的氕、氘、氚互为同位素
B. 北科大研发的“超级钢”(含、、、)是一种新型合金
C. 杭州亚运会场馆全部使用绿色能源,打造首届碳中和亚运会,碳中和是指不排放二氧化碳
D. 华为新上市的mate60pro手机引发关注,其CPU基础材料是
【答案】C
【解析】
【详解】A.氕、氘、氚质子数相同,中子数不同,互为同位素,A正确;
B.“超级钢”的主要元素是,还含有等元素,属于合金,是一种新型合金,B正确;
C.碳中和是指一段时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳的排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”,C错误;
D.华为新上市的mate60pro手机的CPU基础材料是晶体,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的空间结构模型:
B. 4-氯丁酸的结构简式:
C. 用电子式表示水的形成过程:
D. 基态磷原子的轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的中心原子有3个键,孤电子对数为,价层电子对数为4,空间结构模型为三角锥形,故A错误;
B.4-氯丁酸的结构简式为,故B正确;
C.H2O是共价化合物,用电子式表示水的形成过程为,故C错误;
D.的原子序数为15,根据泡利原理和洪特规则,基态磷原子的轨道表示式为,故D错误;
选B;
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 由与组成的混合物中所含中子、电子数目均为
B. 质量分数为的溶液中原子数约为
C. 常温下,铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为
D. 与溶液完全反应,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.与相对分子质量均为20,含中子数为10,含电子数为10,由与组成的混合物中所含中子、电子数目均为,A错误;
B.质量分数为的溶液中含和,O原子数约为,B正确;
C.常温下,铝片投入足量的浓硫酸中发生钝化,生成致密的氧化膜会阻止内部的铝与浓硫酸反应,C错误;
D.没有温度压强,无法通过气体体积计算物质的量,D错误;
故选B。
4. 苯烯莫德是一种小分子药物,因可用于抑制多种自身免疫疾病而成为研究热点,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物的分子式为 B. 分子中所有碳原子可能处于同一平面
C. 苯环上的一溴代物有4种 D. 完全氢化后所得产物中含有2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.由有机物的结构简式可知,分子式为,A正确;
B.连接两个甲基的碳原子是饱和碳原子,是四面体结构,则所有碳原子不可能处于同一平面,B错误;
C.苯环上的一溴代物有4种,如图,C正确;
D.完全氢化后的产物中含有2个手性碳原子,如图(带“*”的碳原子为手性碳原子),D正确;
答案选B。
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. 用图甲装置观察钠的燃烧 B. 用图乙装置测定溶液的
C. 用图丙装置验证的还原性 D. 用图丁装置通过牺牲阳极法保护钢铁设备
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察钠的燃烧实验应在坩埚中进行,A错误;
B.溶液有漂白性,不能用试纸测其,B错误;
C.将SO2通入滴有KSCN的Fe2(SO4)3溶液,SO2将Fe3+还原为Fe2+,可以验证SO2的还原性,C正确;
D.将闸门与电源的负极相连,属于外加电源阴极保护法,D错误;
本题选C。
6. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 将过量的通入溶液中:
B. 向酸性溶液中滴入溶液:
C. 溶液与少量溶液混合:
D. 用纯碱溶液转化水垢中的
【答案】D
【解析】
【详解】A.将过量的通入溶液中发生反应的离子方程式应为,酸性条件下不能生成,H2S是弱电解质离子方程式不能拆,A错误;
B.向酸性溶液中滴入溶液的离子方程式应为,B错误;
C.溶液与少量溶液混合,碳酸氢根过量,即,C错误;
D.用纯碱溶液转化水垢中的的离子方程式为,D正确;
故选D。
7. 超导材料在强电应用领域的用途极其广泛。我国科学家发现了一系列超导材料,如由组成的铁系超导材料,由组成的镍基超导体等。下列说法正确的是
A. 基态的价电子有5种空间运动状态
B. 分子中与之间存在的是离子键
C. 分子中键角小于分子中键角
D. 配合物可作催化剂,其配体是由极性键构成的非极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.镍元素的原子序数为28,基态镍原子的价电子排布式为,价电子所占的轨道数为6,则价电子有6种空间运动状态,A错误;
B.分子中与之间存在的是极性共价键,B错误;
C.均为三角锥形分子,但电负性:,NH3中共用电子对离中心原子更近,排斥力增大,键角增大,故分子中键角小于分子中键角,C正确;
D.是由极性键构成的极性分子,D错误;
故选C。
8. 某化合物通过界面埋入可以实现钙钛矿太阳能电池的高稳定性,其结构如图所示。是原子序数依次增大的前四周期主族元素,与的原子序数之和与的原子序数相等。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 和的VSEPR模型名称相同
D. 常温下,遇W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液钝化
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期主族元素,结合结构图和成键情况可推知,X形成2个共价键,可推知X最外层可能有6个电子,位于VIA族;Y形成1个共价键,可推知Y最外层可能有7个电子(根据原子序数排除Y为H),位于VIIA族;Z形成6个共价键,可推知Z最外层可能有6个电子,位于VIA族,X和Z同族,结合原子序数可推知,X为O,Z为S;根据X和Z,可知Y为F。W形成2个共价键且阴离子部分带1个单位负电荷,可推知W最外层可能有5个电子,位于VA族;结合原子序数可知W为N;M带1个单位负电荷,可推知M最外层可能有1个电子,位于IA族,结合原子序数可知M为K。因此,W为N,X为O,Y为F,Z为S,M为K,据此分析解题。
【详解】A.第一电离能:,A正确;
B.简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,B正确;
C.和的VSEPR模型名称分别为四面体形和平面三角形,C错误;
D.常温下,Al遇浓硝酸会发生钝化,D正确;
故选C。
9. 硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如下图所示,下列有关说法错误的是
A. 图中A和B分别为氧气和水
B. 合成氨原料气未净化可能引起催化剂“中毒”
C. 尾气中的氮氧化合物可用溶液吸收处理
D. 合成氨塔中采用高温高压有利于提高反应物的转化率
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程控制,高温高压催化剂作用下氮气和氢气在合成塔中反应生成氨气,向氨分离器得到的氨气中通入氧气,氨气在氧化炉中与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮、一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮在吸收塔中与水反应生成硝酸和一氧化氮。
【详解】A.由分析可知,A和B分别为氧气和水,故A正确;
B.合成氨原料气中含有能使催化剂中毒的杂质气体,所以原料气通入合成塔之前必须做净化处理,故B正确;
C.碳酸钠溶液呈碱性,能与氮氧化合物反应,所以为防止氮氧化合物排放污染空气,可以用碳酸钠溶液处理尾气中的氮氧化合物,故C正确;
D.合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应物的转化率减小,故D错误;
故选D。
10. 下列实验操作和现象及所得到的结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B
将KCl固体溶于水进行导电性实验,溶液可导电
KCl中含有离子键
C
向试管中加入0.5g淀粉和硫酸溶液,加热一段时间,再加入银氨溶液,振荡后水浴加热,无银镜产生
淀粉没有发生水解反应
D
向Mg(OH)2悬浊液中加入几滴CuSO4溶液,生成蓝色沉淀
证明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下,铁片与浓硝酸会发生钝化,导致无明显现象,但稀硝酸与铁不发生钝化,会产生气泡,所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱,A错误;
B.能溶于水的电解质,其水溶液可以导电,能溶于水的电解质可能为离子化合物,也可能为共价化合物,因此,KCl溶液能导电不能证明KCl中存在离子键,B错误;
C.由于淀粉水解时要加入稀酸,检验其水解情况时,应先加入碱溶液使溶液呈碱性,再加入银氨溶液进行实验,不然即使水解出了葡萄糖也不会出现银镜,C错误;
D.向Mg(OH)2悬浊液中加入几滴CuSO4溶液,生成蓝色沉淀,Mg(OH)2沉淀转化为Cu(OH)2,证明,D正确;
故选D。
11. 我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随时间的变化分别为曲线I和II,反应温度为时,随时间的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A. 该反应反应物的总能量小于生成物的总能量
B. 两时刻生成乙二醇的速率:
C. 在温度下,反应在内的平均速率为
D. 其他条件相同,在温度下,起始时向该容器中充入一定量的氩气,则反应达到平衡时
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,曲线II比曲线III先达到平衡,所以,温度升高,的平衡浓度增大,平衡逆向移动,正反应放热,反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;
B.升高温度,反应速率加快,,则反应速率正确;
C.时,在内,,则错误;
D.向恒容容器中充入氩气,不影响反应物浓度,不影响化学平衡,则反应达到平衡时,D错误。
故选B。
12. 已知四氨合铜离子的模型如图甲,晶体的晶胞如图乙,阿伏加德罗常数的值用表示。下列有关说法正确的是
A. 基态的电子排布式为
B. 四氨合铜离子中存在极性共价键、配位键、离子键
C. 距离最近且等距离的有6个
D. 若晶胞的棱长为的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态的核外电子排布式为,A错误;
B.四氨合铜离子的配位体的原子与中心之间以配位键结合,在配位体中键为极性键共价键,不存在离子键,B错误;
C.根据图乙可知距离最近且等距离的有8个,C错误;
D.根据图乙可知,该晶胞中Ca2+个数是,F-个数是8,该晶胞中相当于4个CaF2,晶胞体积为a3cm3,则该晶胞的密度为,D正确;
答案选D。
13. 1,2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料,在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用作润湿剂。已知1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是
A. 的化学式为
B. 催化过程中金属元素成键数发生改变
C. 是该反应的催化剂,可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率
D. 整个反应的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干反应历程图可知,反应②为,则为,A正确;
B.由图可知,成键数发生改变,正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能来提高化学反应速率,正确;
D.整个反应的化学方程式为:+2H2O,D错误;
本题选D
14. 光伏电池具有体积小、寿命长、无污染等优点,下图为光伏并网发电装置,以此光伏电池为直流电源,采用电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵。原料为四甲基氯化铵,其工作原理如图所示(a、b均为惰性电极),下列叙述正确的是
A. 光伏并网发电装置中,P型半导体为负极
B. c、e均为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C. a极电极反应式:
D. 若两极共产生3.36L气体(标准状况),则可制备
【答案】D
【解析】
【分析】根据第三个池中浓度变化得出,钠离子从第四个池通过 e膜进入,氯离子从第二个池通过d膜进入,由电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则 a为阴极,b为阳极,a与N型半导体相连,b与P型半导体相连,所以N型半导体为负极,P型半导体为正极,由此可知:
【详解】A. 由分析可知,P型半导体为正极,A错误;
B. 由题中图示信息和分析可知,Na+离子通过e膜,Cl-通过d膜,通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,B错误;
C. 由题中信息可知,a为阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为,C错误;
D. 的物质的量为0.2mol,由a极电极反应式可知收集氢气0.1mol,转移电子为0.2mol,b极电极反应式为 ,收集氧气为0.05mol,标准状况下两极共得气体体积为,D正确;
故选D。
15. 常温下,将溶液滴加到二元弱酸溶液中,混合溶液的与的关系如图所示。已知代表或。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ代表随的变化曲线,
B. 水的电离程度:
C. 滴定到b点时,溶液中
D. 当刚好被中和时,溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.、,当pX=0时,Ka=c(H+),Ka1远大于Ka2,故曲线I代表pH随的变化曲线,根据b点坐标,可得Ka2(H2A)=10-4.3,故A正确;
B.溶液的pH:a<b,溶液的酸性越强对水的电离抑制程度越大,所以水的电离程度:a<b,故B错误;
C.b点时,,溶液显酸性,即,结合电荷守恒得,即,故C错误;
D.当H2A刚好被中和时,溶质为K2A,由质子守恒可知,溶液中,故D错误;
故答案为A。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
16. 氧化铋是一种淡黄色、低毒的氧化物俗称铋黄,广泛应用于医药合成、能源材料等领域,也是制作防火纸的材料之一。以铋精矿(主要成分,还含有、等杂质)为原料制备的一种工艺流程如图所示:
已知:①不溶于稀盐酸,“酸浸”后溶液中金属阳离子主要有等。
②盐酸羟胺常用作还原剂。
③在时开始水解,时几乎完全水解为白色的沉淀。
④常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表:
金属离子
开始沉淀
2.7
7.6
4.7
完全沉淀
3.7
9.6
6.7
回答下列问题:
(1)与同主族,原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为____________形。
(2)“滤渣1”的主要成分有、____________,工业上以纯碱、石灰石、____________(填化学式)为原料生产普通玻璃。
(3)写出“酸浸”步骤中发生氧化还原反应的离子方程式:____________。
(4)“转化”步骤中加入盐酸羟胺的目的是____________。“调”步骤中加入调节溶液的,其合理范围为____________。
(5)“滤液2”中主要的金属阳离子有____________(填离子符号);流程中生成的化学方程式为____________。
【答案】(1)哑铃 (2) ①. ②.
(3)
(4) ①. 将还原为,防止加入碳酸钠溶液调节时,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,影响产品纯度 ②. 3~4.7
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】铋精矿(主要成分,还含有、等杂质)“酸浸”后溶液中金属阳离子主要有等,浸出渣有S、PbO2、SiO2,在转化步骤中加入盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+,防止加入碳酸钠溶液调节pH时,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,影响产品纯度,接着调节pH将转化为沉淀,然后向沉淀加入碳酸氢铵,将转化为(BiO)2CO3,同时生成CO2,将(BiO)2CO3在530℃煅烧即可得到Bi2O3,据此分析答题。
【小问1详解】
与同主族,则Bi原子基态价电子排布式为ns2np3,最高能级是np,电子云轮廓图为哑铃形;
【小问2详解】
铋精矿“酸浸”后溶液中金属阳离子主要有等,浸出渣有S、PbO2、SiO2;
工业上以纯碱、石灰石、SiO2为原料生产普通玻璃;
【小问3详解】
“酸浸”步骤中发生的最主要的氧化还原反应是将转化为Bi3+,离子方程式为;
【小问4详解】
转化步骤中加入盐酸羟胺的目的是将Fe3+还原为Fe2+,防止加入碳酸钠溶液调节pH时,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,影响产品纯度;
“调pH”步骤中加入Na2CO3调节溶液的pH是为了BiCl3水解完全,而Fe2+、Cu2+不沉淀,因此pH合理范围为3~4.7;
【小问5详解】
“滤液2”中主要的金属阳离子有;
向BiOCl沉淀加入碳酸氢铵将BiOCl转化为(BiO)2CO3同时生成CO2和NH4Cl,化学方程式为。
17. 磺酰胺[SO2(NH2)2]易溶于醇,溶于热水,不溶于冷水,在酸性、中性、碱性水溶液中性质稳定,主要用于制造医药、农药、染料等。制备磺酰胺的装置如下,其原理为。已知:磺酰氯(SO2Cl2)熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇潮湿空气会水解产生酸雾。
Ⅰ.磺酰胺的制备
(1)试剂X的名称为____________。
(2)装置B中盛放的试剂为____________(填字母)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.P2O5 d.无水CaCl2
(3)写出 SO2Cl2水解的化学方程式:____________。
(4)装置C中多孔球泡的作用是____________。
Ⅱ.用如下装置测定产品SO2(NH2)2的含量(假设只含NH4Cl杂质,部分装置已省略)
(5)蒸氨:取a g样品进行测定。添加药品后,加热仪器M,蒸出的NH3通入含有V1 mL c1 mol/LH2SO4标准溶液的锥形瓶中。仪器M的名称为____________,单向阀的作用是____________。
(6)滴定:将液封装置2中的水放入锥形瓶中,再将锥形瓶中的溶液倒入容量瓶中配制成500 mL的溶液,取20 mL溶液用c2 mol/L的NaOH标准溶液滴定过量的H2SO4,共消耗NaOH标准溶液V2 mL,产品中SO2(NH2)2的含量是____________(列出计算式)。
【答案】(1)浓氨水 (2)a
(3)SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
(4)增大气体与液体的接触面积,使反应更充分
(5) ①. 三颈烧瓶 ②. 防倒吸
(6)
【解析】
【分析】Ⅰ.在装置A中浓氨水与CaO反应制取NH3,然后在装置B中用碱石灰干燥氨气,通过多孔球泡通入装置C中,与SO2Cl2发生反应:制取得到磺酰胺[SO2(NH2)2],在装置后边连接一个盛有碱石灰的干燥管,用于吸收SO2Cl2发生水解反应:SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4产生的HCl;
Ⅱ.将样品放入蒸氨装置,加入浓NaOH溶液,丙进行加热,发生反应NH4Cl+NaOHNaCl+ NH3↑+H2O,产生NH3被吸收装置的H2SO4吸收,过量的H2SO4用NaOH溶液进行滴定,根据反应消耗NaOH标准溶液的体积及浓度可计算出过量H2SO4的量,进而可知吸收NH3的H2SO4及NH3的物质的量,根据N元素守恒,可计算出样品中SO2(NH2)2中NH4Cl物质的量、质量,结合样品质量,可得SO2(NH2)2的质量及含量。
【小问1详解】
浓氨水与CaO发生反应:NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,反应制取得到NH3,故试剂X为浓氨水;
【小问2详解】
装置B中盛有干燥剂,用于干燥NH3。
a.碱石灰可以吸收氨气中的水蒸气,并且与氨气不能发生反应,因此可以用于干燥氨气,a正确;
b.酸性干燥剂浓硫酸会与碱性气体氨气发生反应,因此不能用于干燥氨气,b错误;
c.P2O5吸收水分反应产生H3PO4,H3PO4是酸性干燥剂,能够与碱性气体氨气发生反应,因此不能用于干燥氨气,c错误;
d.无水CaCl2会和氨气发生反应产生CaCl2·8NH3,因此无水CaCl2不能用于干燥氨气,d错误;
故合理选项是a;
【小问3详解】
SO2Cl2容易与水发生水解反应,产生HCl、H2SO4,反应的化学方程式为:SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4;
【小问4详解】
装置C中多孔球泡的作用是增大气体与液体的接触面积,使反应更充分;
【小问5详解】
根据装置图可知仪器M名称是三颈烧瓶;
根据装置图可知在蒸氨装置与吸收装置之间安装了一个单向阀,其作用是防止由于NH3的溶解吸收而产生的倒吸现象;
【小问6详解】
在20 mL的吸收液中反应消耗了V1 mLc2 mol/LNaOH标准溶液,用于滴定过量H2SO4,则根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,可知过量H2SO4的物质的量为n(H2SO4)=n(NaOH)=c2×V2×10-3 L×=(c2V2×10-3 ×25) mol,溶液中开始加入H2SO4的物质的量为n(H2SO4)总=c1V1×10-3 mol,故用于吸收NH3反应消耗H2SO4的物质的量为n(H2SO4)反应=(c1V1×10-3-c2V2×10-3 ×25)mol,根据物质反应转化关系,结合元素守恒可知关系式:2NH4Cl~2NH3~H2SO4,故n(NH4Cl)=2n(H2SO4)反应=2(c1V1×10-3-c2V2×10-3 ×25)mol,所以a g样品中SO2(NH2)2的含量为:。
18. 2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇燃料,充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下,催化加氢生产甲醇,发生如下反应:
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则____________。
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:
①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为____________。(计算结果保留三位有效数字)。
(2)轴上点的数值比点____________(填“大”或“小”)。
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:
①压强由大到小的顺序为____________。
②曲线____________(填“”或“”)代表在含碳产物中的物质的量分数。
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数____________(填含的表达式)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:____________。
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成____________(填写微粒名称)参与的还原再生。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 大
(3) ①. ②. ③.
(4) ①. ②. 氢离子
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应iii=反应i-反应ii,可知,故答案为:-90。
【小问2详解】
①设转化xmol一氧化碳,可列三段式计算,如下:
由气体体积与物质的量成正比,则,解得,故CO的转化率为42.9%;
②反应,当温度升高,平衡逆向移动,CH3OH的体积分数变小,所以Y表示温度;当增大压强时,平衡向着正反应方向移动,CH3OH的体积分数变大,所以X表示压强;则X轴上a点的数值比b点小,故答案为:大。
【小问3详解】
由方程式可知,反应i、iii均为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量减小、一氧化碳的物质的量增大,反应ii为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的物质的量增大,所以升高温度,甲醇在含碳产物中物质的量分数减小,则曲线m表示甲醇在含碳产物中物质的量分数;反应i、iii均为体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增大,一氧化碳的物质的量减小,反应ii是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,一氧化碳的物质的量不变,所以增大压强,甲醇在含碳产物中物质的量分数增大,则压强的大小顺序为;设起始二氧化碳和氢气的物质的量为1mol和3mol,容器的体积为VL,反应i、iii生成甲醇的物质的量分别为amol、bmol,反应ii生成一氧化碳的物质的量为cmol,由图可知,在T1℃下,压强为p3时,甲醇和一氧化碳在含碳产物中物质的量分数相等、二氧化碳的转化率为α,由题意可建立如下三段式:
由二氧化碳的转化率为α可得:a+b+c=α%,由甲醇和一氧化碳在含碳产物中物质的量分数相等可得c—b=a+b=,解得a=c=、b=0,则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量分别为(1—α%)mol、(1—2α%)mol、mol、α%mol,反应v的浓度平衡常数Kc==,故答案为;m;。
【小问4详解】
已知光催化原理与电解原理类似,由图可知,高能导带的电极反应为:二氧化碳得电子发生还原反应得到甲醇,由此可知其电极反应式为:。光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性),相当于电解池的阳极,结合图知,在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为:2H2O+4h+=O2+4H+,反应生成H+可参与高能带上的还原再生,故答案为:;氢离子。
19. 柏莫洛芬(J)是一种具有口服活性的非甾体类抗炎药,有解热和镇痛的作用。一种合成柏莫洛芬的路线如下:
已知:
(1)有机物A的名称是____________;有机物B的官能团的名称是____________。
(2)有机物C中碳原子的杂化方式有:____________;的反应类型为____________。
(3)写出的化学方程式:____________;G的结构简式为____________。
(4)同时符合下列条件的B的同分异构体共有____________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②能与溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为的结构简式为____________。
(5)一种制备的合成路线如下:
分别写出M、N的结构简式:M____________、N____________。
【答案】(1) ①. 苯酚 ②. (酚)羟基、(酮)羰基
(2) ①. ②. 还原反应
(3) ①. +K2CO3+KHCO3+KI ②.
(4) ①. 13 ②.
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】F:发生类似的反应,—Cl转化为—CN,转化为G:。
【小问1详解】
有机物A的名称是苯酚,有机物B:的官能团名称为羟基和酮羰基。
【小问2详解】
有机物C中碳原子的杂化方式有,经历了羧基变为醇羟基、酮羰基变为羟基,反应类型为还原反应。
【小问3详解】
为取代反应,化学方程式为+K2CO3+KHCO3+KI。由分析可知,F:发生类似的反应,—Cl转化为—CN,转化为G:。
【小问4详解】
的同分异构体含有酚羟基和醛基的同分异构体需要满足苯酚上连有—CHO、—CH3,若苯环上直接连有-OH、—CHO、—CH3,则共10种同分异构体,若含-OH、—CH2CHO两种基团,共邻、间、对三种情况,共计13种。其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为的结构简式为。
【小问5详解】
经酸性高锰酸钾氧化为M:,M发生类似D→E的反应,羧基和酮羰基均被LiAlH4还原为羟基,即转化为N:,羟基经亚硫酰氯转化为—Cl,得到目标产物:。
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