精品解析：重庆市乌江新高考协作体2023-2024学年高二下学期5月期中考试化学试题

2023-2024学年(下)期中学业质量联合调研抽测 高二化学试题 一、选择题 1. 下列化合物中，在常温常压下为液态的是 A 甲烷 B. 丙烯 C. 丁烷 D. CCl4 2. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A. 疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性导致失效 B. 山梨酸钾是常用的食品防腐剂、抗坏血酸是常用的食品抗氧化剂 C. 有“OTC”标志的是处方药，需要凭医生处方才能购买 D. 利用工业废气中的CO2制造全降解塑料，符合绿色环保要求 3. 下列有关烷烃的叙述中，正确的是 ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去；③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃；④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应：⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A ①②③⑥ B. ①②③④ C. ②③④ D. ①④⑥ 4. 下列有机物的命名，正确的是 A. 二溴乙烷 B. 2-甲基-3-丁醇 C. (CH3)3CCH2CH(CH3)2 2，2，3-三甲基戊烷 D. 2-甲基-2，4-己二烯 5. 维生素B5是一种水溶性维生素，其结构简式如图所示，下列关于维生素B5说法错误的是 A. 分子式为C9H17NO5 B. 可以发生取代、氧化等反应 C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 1 mol维生素B5可与足量金属钠反应生成1.5 molH2 6. 下列Li原子的轨道表示式表示的状态中，能量最低的是 A. B. C. D. 7. 如图是某化学反应历程。下列说法错误的是 A. 为共价化合物、MgO为离子化合物 B. 该过程发生了极性键和非极性键的断裂和形成 C. 存在反应 D. 总反应为 8. 某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示，该物质可能是 A. B. CH3CH2CHO C. HCOOCH2COOH D. CH2= CH-CH = CH2 9. 下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是 A. 水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致 B. 乳酸()分子中含有一个手性碳原子 C. 碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D. 氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 10. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA B. 0.1mol/L的Na2CO3溶液中阳离子数目为0.2NA C. 12g金刚石中含有化学键的数目为2NA D. 含0.2molH2SO4的浓硫酸和足量的铜反应，转移电子数为0.2NA 11. 下列说法正确的是 A. 3－戊醇和2－甲基－2－丁醇互为同系物 B. 顺－2－丁烯和反－2－丁烯的加氢产物不同 C. CH2=C(CH3)2的名称是2－甲基－2－丙烯 D. 沸点：1－戊醇＞戊烷＞2－甲基丁烷 12. 下列实验操作及现象得出的结论错误的是 选项 实验操作及现象 结论 A 向卤代烃X中加入溶液，加热，冷却后加入足量，再滴加溶液，产生白色沉淀 X为氯代烃 B 乙烯通入的水溶液中，溴水褪色，且分为两层 产物不溶于水 C 向酸性溶液中加入过量乙醇，振荡后，得到无色透明液体 乙醇具有还原性 D 与在集气瓶中混合后在光照下反应，瓶壁上有无色液滴出现 产物均为无色液体 A A B. B C. C D. D 13. a、b、c、d、e、f 为六种短周期元素, a、b、e 、f 位于同一周期，c、d 也是同一周期， 且 d、e 同一主族，原子半径 d＜e，a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则下列说法中正确的是（ ） A. e 的非金属性比 f 强 B. d 元素可能是第一周期元素 C 六种元素中，a 元素最高价氧化物对应水化物碱性最强 D. a、b、c、d 的原子序数逐渐增大 14. 已知X、Y为前四周期主族元素，基态X原子核外每个能级上电子数相等，基态Y原子最外层电子云轮廓图为球形，内层上s、p能级上电子数之比为1：2，Y的第二电离能与第一电离能之比大于5，X一种单质的单层二维结构如甲图所示，六方晶胞结构如乙图所示，晶胞中最近的两个X原子之间的距离为apm，层间距为bpm，Y原子嵌入X一种单质的层间得到的二维结构图如丙图所示，下列叙述错误的是 A. 甲、丙二维材料都具有良好的导电性 B. 甲、丙结构中X原子都是杂化 C. 丙的化学式为 D. 乙晶体的密度为 二、非选择题 15. 含苯酚的工业废水处理的流程图如图所示： （1）上述流程里，设备Ⅰ中进行的是_________操作（填写操作名称）。实验室里这一步 操作可以用____________（填写仪器名称）进行。 （2）由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是_____________。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是______________。（均填写物质的化学式） （3）在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为：___________________________________。 （4）在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和________。通过________操作（填写操作名称），可以使产物相互分离。 （5）图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、________、__________。（均填写物质的化学式） 16. 纳米TiO2被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料制备纳米TiO2的步骤如下：25 ℃时，Ksp[TiO(OH)2] =1×10−29；Ksp[Fe(OH)3] = 4×10−38；Ksp[Fe(OH)2] = 8×10−16 （1）酸浸：向磨细的钛铁矿中加入浓硫酸，充分反应后，所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO。Ti基态核外电子排布式为_______。 （2）除铁、沉钛：向溶液中加入铁粉，充分反应，趁热过滤。所得滤液冷却后过滤得到富含TiO2+的溶液；调节除铁后溶液的pH，使TiO2+水解生成TiO(OH)2，过滤。 ①若沉钛后c(TiO2+)＜1×10−5 mol·L−1，则需要调节溶液的pH略大于_______。 ②TiO2+水解生成TiO(OH)2的离子方程式为_______。 ③加入铁粉的作用是_______。 （3）煅烧：在550℃时煅烧TiO(OH)2，可得到纳米TiO2。 ①TiO2的一种晶胞结构如图-1所示，每个O周围距离最近的Ti数目是_______。 ②纳米TiO2在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化剂表面吸附，光照时，吸附的H2O与O2产生HO∙，从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图-2所示，甲醛降解率随空气湿度变化的原因为_______。 （4）纯度测定：取纳米TiO2样品2.000 g，在酸性条件下充分溶解，加入适量铝粉将TiO2＋还原为Ti3＋，过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并配成250 mL溶液。取合并液25.00 mL于锥形瓶中，加几滴KSCN溶液作指示剂，用0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，将Ti3＋氧化为TiO2＋，消耗0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液23.00 mL。滴定终点的现象是_______。 17. 碳和硫是高中化学学习的两种重要非金属元素 （1）下列C原子的电子排布式表达的状态中能量最高的是_____。 A. 1s22s22p2 B. 1s22s22px12py1 C. 1s22s22px12pz1 D. 1s22s12px12py12pz1 （2）硫有一种结构为的分子(灰球代表硫原子)。其中硫原子杂化方式为_____。 （3）Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等，其分子中σ键和π键的数目之比为_____。 （4）已知CS2晶体结构类似于干冰。CS2晶体中与每个CS2分子距离最近且等距的CS2分子有_____个。推测CS2晶体密度与冰的晶体密度较大的为_____。可能的原因是_____。又知CS2晶体中晶胞参数是apm，NA表示阿伏加德罗常数的值，晶体密度为_____g/cm3(用含a、NA等符号的表达式表示)。 （5）Na2S是离子晶体，其晶格能可通过图的Born﹣Haber循环计算得到。 由此可知，Na原子的第一电离能为_____kJ/mol，Na2S的晶格能为_____kJ/mol。(用图中给出的符号作答) 18. 苯氧乙酸为除草剂的中间体。制备苯氧乙酸的反应原理和装置(夹持仪器已省略)如图所示。相关物理数据如下表。 副反应：ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 苯酚 94 43 181.75 易溶于热水，易溶于乙醇 苯氧乙酸 152 89~100 285 易溶于热水，不溶于冷水，溶于乙醇 氯乙酸 94.5 63 189 易溶于水， 溶于乙醇 羟基乙酸 76 79~80 分解 易溶于水， 易溶于乙醇 具体实验步骤如下： Ⅰ、将 3.8g氯乙酸和5mL水加入100mL的仪器X中，开启搅拌器，缓慢加入7mL饱和碳酸钠溶液至溶液 pH 为 7~8。 Ⅱ、加入2.35g 苯酚， 再滴加 35%氢氧化钠溶液至反应溶液pH为12，将反应物在沸水浴中加热 30min。 Ⅲ、反应过程中溶液pH下降，补充氢氧化钠使pH保持为12，在沸水浴中继续加热15min。 Ⅳ、反应结束，将溶液转入锥形瓶中，在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为3~4。 Ⅴ、冰水浴中冷却析出晶体，抽滤，冷水洗涤产物3次，在60~65℃下干燥得到黄色产品，再加入活性炭，得到2.47g白色晶体。 请回答下列问题： （1）仪器X的名称是___________。 （2）球形冷凝管中冷水由______(填“a”或“b”) 口流进， 与直形冷凝管相比，其优点是________。 （3）步骤Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液将pH调至7~8的原因：___________。 （4）写出反应③的化学方程式：___________。 （5）步骤Ⅳ用浓盐酸酸化至pH为3~4，其目的是___________。 （6）步骤Ⅴ中，抽滤装置如图所示，采用“抽滤”的优点是___________。 （7）步骤Ⅴ中加活性炭的目的是___________。 （8）该过程中苯氧乙酸的产率为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年(下)期中学业质量联合调研抽测 高二化学试题 一、选择题 1. 下列化合物中，在常温常压下为液态的是 A. 甲烷 B. 丙烯 C. 丁烷 D. CCl4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】甲烷、丙烯、丁烷含碳量较小，相对分子质量较小，熔沸点较低，常温常压下均为气态，CCl4相对分子质量较大，熔沸点较高，常温常压下为液体，是一种常见有机溶剂； 综上所述答案为D。 2. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A. 疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性导致失效 B. 山梨酸钾是常用的食品防腐剂、抗坏血酸是常用的食品抗氧化剂 C. 有“OTC”标志的是处方药，需要凭医生处方才能购买 D. 利用工业废气中的CO2制造全降解塑料，符合绿色环保要求 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度过高可使蛋白质变性，所以疫苗一般冷藏存放，A正确； B．山梨酸钾是常用的食品防腐剂，抗坏血酸是维生素C的俗称，具有还原性，是常用的食品抗氧化剂，B正确； C．所有非处方药药盒上有“OTC”标志，无需医生凭证方可购买，C错误； D．CO2气体过量会导致温室效应，可利用工业废气中CO2制造全降解塑料，符合绿色环保要求，D正确； 故答案是C。 3. 下列有关烷烃的叙述中，正确的是 ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去；③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃；④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应：⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A. ①②③⑥ B. ①②③④ C. ②③④ D. ①④⑥ 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】①碳原子以单键连接其它碳原子和氢原子的烃类是烷烃，描述正确，符合题意； ②烷烃均是单键连接，属于饱和烃，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，描述错误，不符题意； ③链状烷烃均同系物，分子通式为CnH2n+2(n≥1)，描述错误，不符题意； ④烷烃均可以与氯气在光照条件下发生取代反应，碳氢键断裂，氢原子被氯原子取代，描述正确，符合题意； ⑤烷烃只有单键，不存在双三键这类不饱和结构，故不可与溴水发生加成反应，所以不会使溴水褪色，描述错误，不符题意； ⑥烷烃均含C、H元素，可以在空气中或氧气中燃烧生成CO2和H2O，描述正确，符合题意； 综上，本题选D。 4. 下列有机物的命名，正确的是 A. 二溴乙烷 B. 2-甲基-3-丁醇 C (CH3)3CCH2CH(CH3)2 2，2，3-三甲基戊烷 D. 2-甲基-2，4-己二烯 【答案】D 【解析】 【详解】A．二溴乙烷有两种，是1，2—二溴乙烷，选项A错误； B．为3-甲基-2-丁醇，选项B错误； C．(CH3)3CCH2CH(CH3)2是2，2，4-三甲基戊烷，选项C错误； D．是2-甲基-2，4-己二烯，选项D正确； 答案选D。 5. 维生素B5是一种水溶性维生素，其结构简式如图所示，下列关于维生素B5的说法错误的是 A. 分子式为C9H17NO5 B. 可以发生取代、氧化等反应 C. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 1 mol维生素B5可与足量金属钠反应生成1.5 molH2 【答案】C 【解析】 【详解】A．由结构可知，分子式为C9H17NO5，A正确； B．分子中含有羧基、羟基可以发生取代，分子中羟基能被氧化为醛基、酮基，能发生氧化反应，B正确； C．分子中含有羟基，故能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．分子中羧基、羟基能和金属钠生成氢气，则1 mol维生素B5可与足量金属钠反应生成1.5 molH2，D正确； 故选C。 6. 下列Li原子的轨道表示式表示的状态中，能量最低的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】处于基态的锂原子能量最低，基态Li原子电子排布式为1s22s1，A不是基态，B也不是基态原子的电子排布，C也不是基态原子的电子排布，D符合基态原子电子排布图，故选D。 答案选D。 7. 如图是某化学反应历程。下列说法错误的是 A. 为共价化合物、MgO为离子化合物 B. 该过程发生了极性键和非极性键的断裂和形成 C. 存在反应 D. 总反应为 【答案】B 【解析】 【详解】A．非金属氧化物为共价化合物，金属氧化物为离子化合物，所以为共价化合物、MgO为离子化合物，故A正确； B．由该化学反应历程可知，反应中存在碳氧键的断裂和氢氧键的形成，所以发生了极性键的断裂和形成；反应中存在氢氢键的断裂，所以发生非极性键的断裂，但是不存在非极性键的形成，故B错误； C．由该化学反应历程可知，存在反应，故C正确； D．由该化学反应历程可知，整个过程只加入了CO2和H2两种物质，也只生成CH4和H2O两种物质，所以总反应为，故D正确； 故选B。 8. 某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示，该物质可能是 A B. CH3CH2CHO C. HCOOCH2COOH D. CH2= CH-CH = CH2 【答案】B 【解析】 【分析】从图中可以看出，该有机物含有3 种氢原子，且原子个数不相等。 【详解】A．分子中含有3种氢原子，且原子个数比为1:1:3，A不符合题意； B．CH3CH2CHO分子中含有3种氢原子，且原子个数比为1:2:3，B符合题意； C．HCOOCH2COOH分子中含有3种氢原子，且原子个数比为1:2:1，C不符合题意； D．CH2=CH-CH=CH2分子中含有2种氢原子，且原子个数比为2:1，D不符合题意； 故选B。 9. 下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是 A. 水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致 B. 乳酸()分子中含有一个手性碳原子 C. 碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D. 氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 【答案】A 【解析】 【详解】A．稳定性为物质的化学性质，而氢键影响物质的物理性质，A错误； B．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确； C．碘、四氯化碳、甲烷均为非极性分子，水为极性分子，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释，C正确； D．氟的电负性大于氯的电负性，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易电离出氢离子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确； 答案选A。 10. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA B. 0.1mol/L的Na2CO3溶液中阳离子数目为0.2NA C. 12g金刚石中含有化学键的数目为2NA D. 含0.2molH2SO4的浓硫酸和足量的铜反应，转移电子数为0.2NA 【答案】C 【解析】 【详解】A．CH4与Cl2在光照下发生取代反应为连锁反应，产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，即1.0molCH4并完全转化为CH3Cl，故生成的CH3Cl分子数小于NA，A错误； B．溶液体积未知，无法计算离子数目，B错误； C．12g金刚石的物质的量为=1mol，金刚石中1个碳原子参与形成4个C-C键，则1个碳原子形成4=2个C-C键，则含有化学键的物质的量为1mol2=2mol，数目为2NA，C正确； D．随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以0.2molH2SO4不能完全反应，反应转移电子数小于0.2NA，D错误； 答案选C。 11. 下列说法正确的是 A. 3－戊醇和2－甲基－2－丁醇互为同系物 B. 顺－2－丁烯和反－2－丁烯的加氢产物不同 C. CH2=C(CH3)2的名称是2－甲基－2－丙烯 D. 沸点：1－戊醇＞戊烷＞2－甲基丁烷 【答案】D 【解析】 【详解】A．3-戊醇和2-甲基-2-丁醇分子式相同，互为同分异构体，A不正确； B．顺-2-丁烯和反-2-丁烯的加氢产物都是正丁烷，B不正确； C．CH2＝C(CH3)2的名称是2-甲基-1-丙烯，C不正确； D．1-戊醇分子间能形成氢键，分子间作用力比戊烷大，戊烷为直链结构，而2-甲基丁烷有取代基，所以沸点1-戊醇>戊烷>2-甲基丁烷，D正确； 故选D。 12. 下列实验操作及现象得出的结论错误的是 选项 实验操作及现象 结论 A 向卤代烃X中加入溶液，加热，冷却后加入足量，再滴加溶液，产生白色沉淀 X为氯代烃 B 乙烯通入的水溶液中，溴水褪色，且分为两层 产物不溶于水 C 向酸性溶液中加入过量乙醇，振荡后，得到无色透明液体 乙醇具有还原性 D 与在集气瓶中混合后在光照下反应，瓶壁上有无色液滴出现 产物均为无色液体 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．向卤代烃X中加入溶液，加热，水解生成卤化钠，冷却后加入足量，再滴加溶液，产生白色沉淀，白色沉淀为氯化银，则X为氯代烃，故A正确； B．乙烯通入的水溶液中，发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，不溶于水，分为两层，故B正确； C．向酸性溶液中加入过量乙醇，高锰酸钾溶液将乙醇氧化为乙酸，为无色透明液体，体现乙醇的还原性，故C正确； D．与在集气瓶中混合后在光照下发生取代反应，产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，其中一氯甲烷和氯化氢为气体，故D错误。 答案为：D。 13. a、b、c、d、e、f 为六种短周期元素, a、b、e 、f 位于同一周期，c、d 也是同一周期， 且 d、e 同一主族，原子半径 d＜e，a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则下列说法中正确的是（ ） A. e 的非金属性比 f 强 B. d 元素可能是第一周期元素 C. 六种元素中，a 元素最高价氧化物对应水化物碱性最强 D. a、b、c、d 的原子序数逐渐增大 【答案】C 【解析】 【分析】a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则d的最外层电子数≥4；d、e同一主族，原子半径d＜e，则d处于第二周期，e处于第三周期；a、b、e、f位于同一周期，故a、b、e、f处于第三周期，c、d是同一周期，故c位于第二周期，原子序数c＜d＜a＜b＜e＜f，据此分析解答。 【详解】A．a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则d的最外层电子数≥4，e的最外层电子数大于等于4，小于f的最外层电子数，且e 、f 位于同一周期，同周期从左到右非金属性逐渐增强，所以f的非金属性比e强，故A错误； B．a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，则d的最外层电子数≥4，d、e同一主族，原子半径d＜e，则d处于第二周期，故B错误； C．c、d处于第二周期，a、b、e、f处于第三周期，a、b、c、d、f原子最外层电子依次增多，所以金属性a最强，a元素最高价氧化物对应水化物碱性最强，故C正确； D．由上述分析可知，c在d的左侧，a、b、e、f处于第三周期，所以原子序数大小顺序是c＜d＜a＜b，故D错误。 本题应选C。 14. 已知X、Y为前四周期主族元素，基态X原子核外每个能级上电子数相等，基态Y原子最外层电子云轮廓图为球形，内层上s、p能级上电子数之比为1：2，Y的第二电离能与第一电离能之比大于5，X一种单质的单层二维结构如甲图所示，六方晶胞结构如乙图所示，晶胞中最近的两个X原子之间的距离为apm，层间距为bpm，Y原子嵌入X一种单质的层间得到的二维结构图如丙图所示，下列叙述错误的是 A. 甲、丙二维材料都具有良好导电性 B. 甲、丙结构中X原子都是杂化 C. 丙的化学式为 D. 乙晶体的密度为 【答案】C 【解析】 【分析】X、Y为前四周期主族元素，基态X原子核外每个能级上电子数相等，则X为C元素；基态Y原子最外层电子云轮廓图为球形，内层上s、p能级上电子数之比为1：2，Y的第二电离能与第一电离能之比大于5，则Y为K元素；由晶胞结构可知，甲图为过渡型晶体石墨的单层二维结构、乙图为石墨的六方晶胞结构、丙图为钾原子嵌入石墨的层间得到的二维结构，由丙图可知，钾原子形成的正六边形中，位于顶点和面心的钾原子的个数为6×+1=3、位于面内的碳原子个数为24，则丙的化学式为KC8。 【详解】A．石墨和KC8二维材料都为片层晶体，晶体内部含有大量的自由电子，所以石墨和KC8二维材料都具有良好的导电性，故A正确； B．石墨和KC8二维材料都为片层晶体，晶体中每个碳原子均形成3个σ键，原子的杂化方式都为sp2杂化，故B正确； C．由分析可知，丙的化学式为KC8，故C错误； D．由石墨的六方晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上、棱上、体内的碳原子个数为8×+2×+4×+1=4，晶胞中碳原子之间的距离为由碳原子之间的距离为apm可知，晶胞的参数为apm，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=a×a××2b×10—30×ρ，解得ρ=，故D正确； 故选C。 二、非选择题 15. 含苯酚的工业废水处理的流程图如图所示： （1）上述流程里，设备Ⅰ中进行的是_________操作（填写操作名称）。实验室里这一步 操作可以用____________（填写仪器名称）进行。 （2）由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是_____________。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是______________。（均填写物质的化学式） （3）在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为：___________________________________。 （4）在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和________。通过________操作（填写操作名称），可以使产物相互分离。 （5）图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、________、__________。（均填写物质的化学式） 【答案】（1） ①. 萃取（或萃取、分液） ②. 分液漏斗 （2） ①. C6H5ONa ②. NaHCO3 （3）C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3 （4） ①. CaCO3 ②. 过滤 （5） ①. NaOH水溶液 ②. CO2 【解析】 【分析】从图中可知设备Ⅰ中进行的是萃取分液操作，加入苯将废水中的苯酚萃取出来，设备Ⅱ中加入NaOH，苯酚与NaOH反应生成苯酚钠，苯通过分液分离出来进入设备Ⅰ再利用，苯酚钠进入设备Ⅲ，设备Ⅲ中通入CO2，CO2与苯酚钠反应生成苯酚和碳酸氢钠，通过分液分离出苯酚，碳酸氢钠溶液进入设备Ⅳ，碳酸氢钠与CaO反应生成碳酸钙、水和氢氧化钠，氢氧化钠进入设备Ⅱ再利用，过滤得到碳酸钙并进入设备Ⅴ，碳酸钙分解生成CO2，二氧化碳进入设备Ⅲ再利用。 【小问1详解】 由流程示意图可知：上述流程里，设备Ⅰ中进行的是萃取（或萃取、分液），实验室里这一步操作可以用分液漏斗进行。 【小问2详解】 苯酚与NaOH发生反应得到苯酚钠。因此由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是C6H5ONa；向含有苯酚钠的溶液中通入过量的二氧化碳气体，会发生反应产生苯酚与碳酸氢钠。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是NaHCO3。 【小问3详解】 在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为：C6H5ONa+CO2+H2O= C6H5OH+NaHCO3。 【小问4详解】 在设备Ⅳ中会发生反应：CaO+H2O=Ca(OH)2；NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O。由于CaCO3难溶于水，可以通过过滤的方法使产物相互分离。 【小问5详解】 CaCO3高温分解得到CaO和CO2。由图示结合反应可知：能循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液、CO2。 16. 纳米TiO2被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料制备纳米TiO2的步骤如下：25 ℃时，Ksp[TiO(OH)2] =1×10−29；Ksp[Fe(OH)3] = 4×10−38；Ksp[Fe(OH)2] = 8×10−16 （1）酸浸：向磨细的钛铁矿中加入浓硫酸，充分反应后，所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO。Ti基态核外电子排布式为_______。 （2）除铁、沉钛：向溶液中加入铁粉，充分反应，趁热过滤。所得滤液冷却后过滤得到富含TiO2+的溶液；调节除铁后溶液的pH，使TiO2+水解生成TiO(OH)2，过滤。 ①若沉钛后c(TiO2+)＜1×10−5 mol·L−1，则需要调节溶液的pH略大于_______。 ②TiO2+水解生成TiO(OH)2的离子方程式为_______。 ③加入铁粉的作用是_______。 （3）煅烧：在550℃时煅烧TiO(OH)2，可得到纳米TiO2。 ①TiO2的一种晶胞结构如图-1所示，每个O周围距离最近的Ti数目是_______。 ②纳米TiO2在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化剂表面吸附，光照时，吸附的H2O与O2产生HO∙，从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图-2所示，甲醛降解率随空气湿度变化的原因为_______。 （4）纯度测定：取纳米TiO2样品2.000 g，在酸性条件下充分溶解，加入适量铝粉将TiO2＋还原为Ti3＋，过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并配成250 mL溶液。取合并液25.00 mL于锥形瓶中，加几滴KSCN溶液作指示剂，用0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，将Ti3＋氧化为TiO2＋，消耗0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液23.00 mL。滴定终点的现象是_______。 【答案】（1）[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2 （2） ①. 2 ②. TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+ ③. 将溶液中Fe3+转化为Fe2+，避免沉钛过程中生成Fe(OH)3杂质 （3） ①. 3 ②. 湿度低于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子增多，产生的HO∙增多，甲醛降解率增大；湿度高于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子过多，降低了甲醛的吸附，甲醛降解率降低 （4）当滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时，溶液变为红色，且30s内不褪色 【解析】 【小问1详解】 Ti是22号元素，Ti基态核外电子排布式为[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2。故答案为：[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2； 【小问2详解】 ①25℃时，Ksp[TiO(OH)2]=1×10−29，c(TiO2+)•c2(OH-)=1×10−29，c(TiO2+)＜1×10−5mol•L−1，c(OH-)＞mol/L=10-12mol/L，c(H+)＜ mol/L=10-2mol/L，即需要调整溶液的pH＞2。故答案为：2； ②TiO2+水解生成TiO(OH)2同时产生H+，离子方程式为TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+。故答案为：TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+； ③加入铁粉的作用是将溶液中Fe3+转化为Fe2+，避免沉钛过程中生成Fe(OH)3杂质。故答案为：将溶液中Fe3+转化为Fe2+，避免沉钛过程中生成Fe(OH)3杂质； 【小问3详解】 ①TiO2的一种晶胞结构如图-1所示，每个O周围距离最近的Ti数目是3。故答案为：3； ②甲醛降解率随空气湿度变化的原因为湿度低于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子增多，产生的HO∙增多，甲醛降解率增大；湿度高于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子过多，降低了甲醛的吸附，甲醛降解率降低。故答案为：湿度低于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子增多，产生的HO∙增多，甲醛降解率增大；湿度高于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子过多，降低了甲醛的吸附，甲醛降解率降低； 【小问4详解】 取合并液25.00 mL于锥形瓶中，加几滴KSCN溶液作指示剂，用0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，将Ti3＋氧化为TiO2＋，Fe3+转化为Fe2+，消耗0.1000 mol·L−1 NH4Fe(SO4)2标准溶液23.00 mL，滴定终点，Ti3＋反应结束，Fe3+与KSCN溶液反应显红色。滴定终点的现象是当滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时，溶液变为红色，且30s内不褪色。故答案为：当滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时，溶液变为红色，且30s内不褪色。 17. 碳和硫是高中化学学习的两种重要非金属元素 （1）下列C原子的电子排布式表达的状态中能量最高的是_____。 A. 1s22s22p2 B. 1s22s22px12py1 C. 1s22s22px12pz1 D. 1s22s12px12py12pz1 （2）硫有一种结构为的分子(灰球代表硫原子)。其中硫原子杂化方式为_____。 （3）Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等，其分子中σ键和π键的数目之比为_____。 （4）已知CS2晶体结构类似于干冰。CS2晶体中与每个CS2分子距离最近且等距的CS2分子有_____个。推测CS2晶体密度与冰的晶体密度较大的为_____。可能的原因是_____。又知CS2晶体中晶胞参数是apm，NA表示阿伏加德罗常数的值，晶体密度为_____g/cm3(用含a、NA等符号的表达式表示)。 （5）Na2S是离子晶体，其晶格能可通过图的Born﹣Haber循环计算得到。 由此可知，Na原子的第一电离能为_____kJ/mol，Na2S的晶格能为_____kJ/mol。(用图中给出的符号作答) 【答案】 ①. D ②. sp3 ③. 1：1 ④. 12 ⑤. CS2晶体 ⑥. 冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大 ⑦. ⑧. ⑨. f 【解析】 【详解】（1）基态原子核外电子排布式符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则，选项中A、B、C为基态原子电子排布式。D中2s能级1个电子跃迁到2p能级，为激发态，D表示的原子的能量更高，故答案为：D； （2）结构中S原子形成2个S﹣S键，有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，S原子杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3； （3）Fe(CO)5中Fe与5个CO分子形成5个配位键，属于σ键，CO与氮气分子互为等电子体，CO结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键，Fe(CO)5分子含有10个σ键、10个π键，含有的σ键、π键数目之比为1：1，故答案为：1：1； （4）CS2晶体结构类似于干冰，则CS2晶体中CS2位于立方晶胞的顶点与面心位置，以顶点CS2分子研究，与之紧邻的CS2分子处于晶胞面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故晶体中与1个CS2分子距离最近且等距的CS2分子数为；冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大； 晶胞中CS2分子数目==4，晶胞质量＝g，晶体密度＝ g•cm﹣3，故答案为：12；CS2晶体；冰晶体中水分子之间形成的氢键具有方向性与饱和性，空间利用率低，密度下，而CS2晶体中分子之间为范德华力，没有方向性，分子密堆积，密度大；； （5）气态基态Na原子失去1个电子转化为气态基态钠离子需要的最低能量为Na的第一电离能，故Na的第一电离能为kJ/mol；Na2S晶格能是Na+、S2-气态离子形成1molNa2S晶体释放的能量，故Na2S的晶格能为 f kJ/mol，故答案为：；f。 18. 苯氧乙酸为除草剂的中间体。制备苯氧乙酸的反应原理和装置(夹持仪器已省略)如图所示。相关物理数据如下表。 副反应：ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 苯酚 94 43 181.75 易溶于热水，易溶于乙醇 苯氧乙酸 152 89~100 285 易溶于热水，不溶于冷水，溶于乙醇 氯乙酸 94.5 63 189 易溶于水， 溶于乙醇 羟基乙酸 76 79~80 分解 易溶于水， 易溶于乙醇 具体实验步骤如下： Ⅰ、将 3.8g氯乙酸和5mL水加入100mL的仪器X中，开启搅拌器，缓慢加入7mL饱和碳酸钠溶液至溶液 pH 为 7~8。 Ⅱ、加入2.35g 苯酚， 再滴加 35%氢氧化钠溶液至反应溶液pH为12，将反应物在沸水浴中加热 30min。 Ⅲ、反应过程中溶液pH下降，补充氢氧化钠使pH保持为12，在沸水浴中继续加热15min。 Ⅳ、反应结束，将溶液转入锥形瓶中，在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为3~4。 Ⅴ、冰水浴中冷却析出晶体，抽滤，冷水洗涤产物3次，在60~65℃下干燥得到黄色产品，再加入活性炭，得到2.47g白色晶体。 请回答下列问题： （1）仪器X的名称是___________。 （2）球形冷凝管中冷水由______(填“a”或“b”) 口流进， 与直形冷凝管相比，其优点是________。 （3）步骤Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液将pH调至7~8的原因：___________。 （4）写出反应③的化学方程式：___________。 （5）步骤Ⅳ用浓盐酸酸化至pH为3~4，其目的是___________。 （6）步骤Ⅴ中，抽滤装置如图所示，采用“抽滤”的优点是___________。 （7）步骤Ⅴ中加活性炭的目的是___________。 （8）该过程中苯氧乙酸的产率为___________。 【答案】（1）三颈烧瓶 （2） ①. b ②. 冷却面积大，冷凝效果更好 （3）使氯乙酸转化为氯乙酸钠，防止生成羟基乙酸钠 （4） ＋ ＋NaCl （5）使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸以便冷却析出 （6）过滤速度更快，沉淀更干燥 （7）除去产品中的有色杂质而脱色 （8）65% 【解析】 【分析】本实验制备苯氧乙酸，先让氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠，再让苯酚与氢氧化钠溶液反应生成苯酚钠，沸水水浴中加热30min，氯乙酸钠与苯酚钠反应生成苯氧乙酸钠，利用酸性强的制备酸性弱的，苯乙酸钠与盐酸反应生成苯氧乙酸，据此分析解答； 【小问1详解】 根据仪器X的特点，仪器X为三颈烧瓶或三口烧瓶；故答案为三颈烧瓶或三口烧瓶； 【小问2详解】 冷凝管通入冷却水，为了增强冷凝效果，冷却水下进上出，即冷水由b口流进；球形冷凝管比直形冷凝管冷却面积大，冷凝效果好；故答案为b；冷却面积大，冷凝效果更好； 【小问3详解】 如果不加入碳酸钠，氯乙酸与NaOH溶液生成羟基乙酸钠，发生副反应，因此加入碳酸钠的目的是使氯乙酸转化为氯乙酸钠，防止生成羟基乙酸钠；故答案为使氯乙酸转化为氯乙酸钠，防止生成羟基乙酸钠； 【小问4详解】 步骤③发生取代反应，其方程式为ClCH2COONa+ +NaCl；故答案为ClCH2COONa+ +NaCl； 【小问5详解】 利用酸性强的制备酸性弱，以及表中数据，苯氧乙酸不溶于冷水，因此步骤Ⅳ中用浓盐酸酸化至pH为3～4的目的是使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸，以便冷却析出；故答案为使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸，以便冷却析出； 【小问6详解】 采取抽滤的优点是过滤速度更快，沉淀更干燥；故答案为过滤速度更快，沉淀更干燥； 【小问7详解】 活性炭具有吸附性，能吸附有色杂质，因此使用活性炭的目的是除去产品中的有色杂质而脱色；故答案为除去产品中的有色杂质而脱色； 【小问8详解】 根据题中所给数值，氯乙酸物质的量约为0.04mol，苯酚的物质的量为0.025mol，按照反应原理可知，苯酚不足，氯乙酸过量，则理论生成苯氧乙酸的物质的量为0.025mol，即质量为3.8g，产率为=65%；故答案为65%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$