内容正文:
清华附中高22级高三入学调研试卷
化学
可能用到的相对原子质量H1 C12 O16 S32 Fe56 Cu64 Zn65
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项符合题目要求。
1. 新技术新材料在我国探月工程中大放异彩,例如:
用于供能的太阳电池阵及锂离子蓄电池组;
用于制作网状天线的钼金属丝纺织经编技术;
用于制作探测器取样钻杆的碳化硅增强铝基复合材料。
下列说法不正确的是
A. Li位于第二周期IA族 B. 制作天线利用了金属的延展性
C. 碳化硅属于共价晶体 D. 碳化硅的熔点比金刚石的高
【答案】D
【解析】
【详解】A.Li为3号元素,位于第二周期IA族,A正确;
B.制作天线利用了金属的延展性,能拉成丝,B正确;
C.碳化硅是通过共价键形成的,属于共价晶体,C正确;
D.碳原子半径小于硅,碳碳键键长小于碳硅键,则碳碳键键能更大,使得碳化硅的熔点比金刚石的低,D错误;
故选D。
2. 下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 浓硝酸久置后,显黄色
B. 刚生成的白色沉淀放置后,变成红褐色
C. 将通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去
D. 向黄色的铬酸钾()溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色()
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硝酸久置后,显黄色,浓硝酸发生了分解反应,N、O元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,故A不选;
B.新制的白色氢氧化亚铁放置在空气中,最终变为红褐色,Te元素化合价发生变化,是氧化还原反应,故B不选;
C.将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去,是二氧化硫具有还原性,被高锰酸钾溶液氧化,与氧化还原反应有关,故C不选;
D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色(Cr2O),铬元素化合价不变化,不是氧化还原反应,颜色变化与氧化还原反应无关,故D选;
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 用电子式表示HCl的形成过程:
B. 基态N原子的轨道表示式:
C. SO3的VSEPR模型:
D. 乙烯分子中σ键的形成:
【答案】A
【解析】
【详解】A.H原子核外只有1个电子,Cl原子最外层有7个电子,二者都是非金属元素的原子,容易从外界获得1个电子变为最外层2个电子或最外层8个电子的稳定结构。当二者结合时,通过1对共用电子对结合,使每种原子都达到稳定结构,故用电子式表示HCl的形成过程为:,A正确;
B.原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这种排布使原子能量最低,处于稳定状态,则根据构造原理,可知7号但元素的基态原子的轨道表示式为:,B错误;
C.SO3的中心S原子价层电子对数是3+=3,价层电子对数是3,孤电子对数是0,故SO3的VSEPR模型是平面三角形,C错误;
D.乙烯分子中σ键为头碰头重叠,图示为肩并肩的形成的π键,D错误;
故合理选项是A。
4. 下列说法正确的是
A. 淀粉水解生成乙醇,可用于酿酒
B. 75%的酒精使蛋白质盐析,可用于杀菌消毒
C. 由丙氨酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D. 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下分解产生乙醇,因此淀粉可用于酿酒,A错误;
B.75%的酒精使蛋白质变性而失去生理活性,因此75%可用于杀菌消毒,B错误;
C.氨基酸形成二肽时,一个氨基脱去1个H原子,一个羧基脱去羧基的羟基,二者结合形成H2O,剩余部分结合在一起形成肽键,故由丙氨酸形成的二肽中存在一个氨基和一个羧基和一个肽键,C错误;
D.核酸分子属于生物大分子,可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的物质,D正确;
故合理选项是D。
5. 下列对事实的分析正确的是
选项
事实
分析
A
键角:
电负性:C<N<O
B
第一电离能:P>S
原子半径:P>S
C
沸点:CO>
CO极性分子,为非极性分子
D
热稳定性:HF>HCl
HF中存在氢键,HCl中不存在氢键
A A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH4分子中的中心原子C的价层电子对数为4,无孤电子对,NH3分子中的中心原子N的价层电子对数为4,孤电子对数为1、H2O分子中的中心原子O的价层电子对数为4,孤电子对数为2,由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力,所以键角大小为,故A错误;
B.P、S位于第三周期,同一周期主族元素,从左往右第一电离能有增大的趋势,但P的3p轨道半充满,比较稳定,其第一电离能高于同周期相邻的两种元素,故B错误;
C.CO和N2结构相似,相对分子质量相等,但CO为极性分子,N2为非极性分子,因此CO的沸点高于N2的沸点,故C正确;
D.F、Cl位于同一主族,同一主族从上到下,原子半径增大,元素非金属性减弱,对应氢化物的稳定性减弱,所以热稳定性:HF>HCl,故D错误;
故答案为:C。
6. 下列解释事实的离子方程式不正确的是
A. 向酸性的淀粉—碘化钾溶液中滴加适量双氧水,溶液变蓝:
B. 电解饱和食盐水时阴极析出气体:
C. 过量铁粉与稀硝酸反应,产生无色气体:
D. 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解:
【答案】C
【解析】
【详解】A.向酸性的淀粉—碘化钾溶液中滴加适量双氧水,发生氧化还原反应,溶液变蓝:,A正确;
B.电解饱和食盐水时阴极得电子,发生还原反应,析出气体:,B正确;
C.过量铁粉与稀硝酸反应,最终生成亚铁离子,离子方程式为:,C错误;
D.向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,发生复分解反应,沉淀溶解:,D正确;
故选C。
7. 下列实验能达到实验目的的是
选项
A
B
实验
目的
验证铁的吸氧腐蚀
检验电石与水反应的产物是乙炔
选项
C
D
实验
目的
除去中的少量
探究干燥的氯气是否具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁在接近中性的潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,A正确;
B.乙炔是一种可燃性气体,燃烧时伴有大量黑烟,可以通过点燃乙炔气体,观察其燃烧现象来判断是否有乙炔生成,能使溴水褪色的物质有很多,不能验证反应生成的气体就是乙炔,B错误;
C.碳酸钠和二氧化碳、二氧化硫都能反应,应该用碳酸氢钠溶液,C错误;
D.两个装置中间没有干燥装置,不能确定干燥的氯气是否具有漂白性,应该增加干燥装置,D错误;
故选A。
8. 乙烯和氧气在Ag催化下生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注,TS表示过渡态(TS2和TS3的能量相差不大)。
注:表示Ag催化剂表面
下列说法不正确的是
A. C2H4(g)吸附在催化剂表面的过程需要吸收能量
B. OMC*→EO(g)和OMC*→AA(g)的过程中均形成了碳氧σ键
C. 测得平衡产率:AA>EO,其主要原因是AA比EO更稳定
D. EO(g)AA(g)的平衡常数随温度升高而降低
【答案】B
【解析】
【详解】A. C2H4 (g)吸附在催化剂表面能量升高,该过程需要吸收能量, A正确;
B.从环氧乙烷和乙醛结构可知,OMC*→EO (g)的过程中均形成了碳氧σ键,而OMC*→AA (g)的过程中均形成了碳氧π键,B错误;
C.EO (g)能量高于AA (g),所以AA比EO更稳定,平衡产率: AA> EO,C正确;
D. EO(g)能量高于AA(g),则EO(g) = AA (g)为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数降低,D正确;
答案选B。
9. 在碘水、淀粉、稀和的混合溶液中加入过量乙酰乙酸烯丙酯(AAA),观察到溶液中蓝色与无色交替出现,主要转化如下:
下列说法不正确的是
A. i为取代反应
B. ii的反应为
C. iii中,生成转移
D. 最终溶液呈蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,反应i为AAA与溶液中的碘发生取代反应生成AAAI和氢碘酸,反应ii为氢碘酸电离出的碘离子与二氧化氯反应生成亚氯酸根离子和碘,反应iii为酸性条件下亚氯酸根离子发生歧化反应生成二氧化氯和氯离子。
【详解】A.由分析可知,反应i为AAA与溶液中的碘发生取代反应生成AAAI和氢碘酸,故A正确;
B.由分析可知,反应ii为氢碘酸电离出的碘离子与二氧化氯反应生成亚氯酸根离子和碘,反应的离子方程式为,故B正确;
C.由分析可知,反应iii为酸性条件下亚氯酸根离子发生歧化反应生成二氧化氯和氯离子,则由化合价变化可知,反应生成1mol氯离子时,转移电子的物质的量为4mol,故C正确;
D.由题意可知,AAA过量,由分析可知,反应i为AAA与溶液中的碘发生取代反应生成AAAI和氢碘酸,所以反应中碘会完全反应,溶液最终不可能呈蓝色,故D错误;
故选D。
10. 含氟高分子是良好的防水涂层材料,某含氟高分子P的合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 合成高分子P的聚合反应为加聚反应
B. X及其反式异构体的分子内所有的碳原子均处在同一平面上
C. X与试剂反应每生成,同时生成
D. 将Z(乙烯基苯)替换成对二乙烯基苯可得到网状高分子
【答案】C
【解析】
【分析】X和试剂a发生脱水反应生成Y,结合高分子p,a为CF3CF2CF2CF2CH2CH2NH2,Y为,Y、Z、发生加聚反应生成P。
【详解】A.Y、Z、均断开双键,然后生成高分子P,该聚合反应为加聚反应,A正确;
B.X含有碳碳双键,碳碳双键连接的原子,均共面,故X及其反式异构体的分子内所有的碳原子均处在同一平面上,B正确;
C.a为CF3CF2CF2CF2CH2CH2NH2,Y为,X与试剂反应每生成,同时生成,C错误,
D.将Z(乙烯基苯)替换成对二乙烯基苯,由于对二乙烯基苯()的对位也可以发生同样的加聚反应,故可得到网状高分子,D正确;
故选C。
11. 用热再生氨电池处理含电镀废液装置如图,该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,B极室为溶液;热再生部分加热a极室流出液,使分解。下列说法不正确的是
A. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
B. a极的电极反应为:
C. 电池部分的总反应为:
D. 该方法可以富集并产生电能,同时循环利用
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,a电极为原电池的负极,氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子,电极反应为,b电极为正极,铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2++2e—=Cu,总反应为,溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极。
【详解】A.由分析可知,溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜由正极迁移到负极,故A错误;
B.由分析可知,a极为原电池的负极,氨分子作用下铜在负极失去电子发生氧化反应生成四氨合铜离子,电极反应为为,故B正确;
C.由分析可知,电池的部分总反应为,故C正确;
D.由分析可知,该装置为原电池装置,可以富集铜离子并产生电能,同时回收液受热分解释放出氨气,能循环利用氨气,故D正确;
故选A。
12. 用过量的盐酸和溶液的混合液作为浸取剂,浸取黄铜矿()的流程示意图如下。
下列说法错误的是
A. 的中心离子是,配体是
B. 参与反应的
C. 浸取剂中的有助于固体的溶解
D. 用浓盐酸和溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
【答案】B
【解析】
【分析】将黄铜矿()粉碎,加入过量的盐酸和溶液的混合液溶解得到、的混合液,所得滤渣的主要成分是S和少量CuS等,说明发生氧化还原反应,硫元素被氧化,铜元素被还原,据此解答。
【详解】A.中氯元素是-1价,铜元素化合价是+1价,其中中心离子是,配体是,A正确;
B.溶解过程中发生的反应为,但由于含有少量CuS生成,所以参与反应的,B错误;
C.由于生成的亚铜离子能与氯离子结合形成络合物,因此浸取剂中的有助于固体的溶解,C正确;
D.铁离子具有氧化性,因此也能用浓盐酸和溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解,D正确;
故答案选B。
13. 某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
已知:ⅰ.;ⅱ.溶液为无色。
下列说法正确的是
A. 结合实验1和2,推测ⅰ中反应是放热反应
B. ①中滴加浓盐酸,增大了,导致Q>K,ⅰ中平衡正向移动
C. ②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,的浓度增大
D. ③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据所给的信息ⅰ、结合实验1,降温平衡逆向移动,逆向为放热方向,正向为吸热反应,A错误;
B.①中滴加浓盐酸,增大了,导致Q<K,ⅰ中平衡正向移动,B错误;
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,稀释导致的浓度减小,C错误;
D.③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物使Cl-浓度减小,平衡逆向移动,溶液变红,D正确;
故选D。
14. 不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A. 反应①,
B 对比反应①和②,
C. 对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D. 随反应进行,体系变化:①增大,②不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素,其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Co的价层电子排布式为_______。
(2)以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。
①基态O原子处于最高能级的电子的运动状态共有_______个。
②色胺酮分子中C原子的杂化类型为_______。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过_______作用与色胺酮钴配合物相结合。
(3)钴酸锂(LiCoO2)是锂电池正极材料的重要成分,该锂电池充放电反应为:。从废旧锂电池正极材料中回收钴和锂的流程如下:
①写出酸浸过程中发生反应的化学方程式_______。
②拆解废旧电池前需进行放电处理,既可保证安全又有利于回收锂,有利于回收锂的原因是_______。
(4)钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构构成,图1包含Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体,图2是钴蓝的晶胞。
①钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)= _______。
②NA为阿伏加德罗常数,钴蓝晶体的摩尔质量为M g/mol,钴蓝晶体的密度ρ=_______g/cm3(列出计算式)。
【答案】(1)3d74s2
(2) ①. 4 ②. sp2、sp3 ③. 氢键
(3) ①. 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O ②. 放电可使Li+从负极中脱出,尽可能多的在正极处富集
(4) ①. 1:2:4 ②.
【解析】
【分析】废旧锂离子电池正极材料经放电处理后进行拆解,正极用氢氧化钠溶液碱溶过滤得到滤液,调节溶液pH过滤得到氢氧化铝沉淀;滤渣加入硫酸,过氧化氢调节溶液pH过滤,得到滤液加入萃取剂萃取分液得到水层为硫酸锂,有机层中含有CoSO4,通过反萃取得到水层CoSO4溶液。
【小问1详解】
Co是27号元素,根据构造原理,可知基态Co的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2,则基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2;
【小问2详解】
①O是8号元素,根据构造原理,可知基态O原子核外电子排布式是1s22s22p4,则基态O原子的处于最高能级的电子是2p电子,该能级上有4个不同运动状态的电子;
②根据图示可知:色胺酮分子中苯环上的C原子及形成羰基的C原子采用sp2杂化,饱和C原子采用sp3杂化,因此色胺酮分子中C原子的杂化类型为sp2、sp3杂化;
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过氢键与与色胺酮钴配合物相结合而在一起的;
【小问3详解】
①LiCoO2在用H2SO4酸浸,用H2O2还原时,反应产生Li2SO4、CoSO4、O2、H2O,根据原子守恒、电子守恒,可得该反应的化学方程式为:2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;
②拆解废旧电池前需进行放电处理,既可保证安全又有利于回收锂,有利于回收锂的原因是放电可使Li+从负极中脱出,尽可能多的在正极处富集;
【小问4详解】
①根据钴蓝晶胞可知:在1个晶胞中含有4个Ⅰ型和4个Ⅱ型的小立方体结构。在Ⅰ型立体结构含有Co原子数是4×+1=1.5,O原子数是4,Ⅱ型小立方体含有Co原子数是4×=0.5,O原子数是4、Al原子数是4,故在1个晶胞含有Co原子数是(1.5+0.5)×4=8;O原子数是(4+4)×4=32;A1原子数是4×4=16,故钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)=8:16:32=1:2:4;
②根据①分析可知:在钴蓝晶体中,在三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)=8:16:32=1:2:4,在1个钴蓝晶胞中含有8个CoAlO4,晶胞的边长为2a nm,NA为阿伏加德罗常数,钴蓝晶体的摩尔质量为M g/mol,钴蓝晶体的密度ρ= g/cm3。
16. 烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为,并进一步将转化获得含氮产品,流程示意图如下。
深度氧化器中发生的反应:
i.
ii.
iii.
(1)被深度氧化,补全热化学方程式:
___________
(2)一定条件下,不同温度时,的浓度随时间的变化如图所示。
①___________(填“>”或“<”)。
②8s时,的浓度不同的原因是___________。
(3)一定条件下,NO的初始浓度为时,不同反应时间,深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。
①时,深度氧化器中发生的反应主要是___________(填“i”“ii”或“iii”)。
②时,的浓度随变化的原因是___________。
(4)且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是___________。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。
已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为___________。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. 8s时反应已达到平衡状态,将深度氧化为是放热反应,温度越高,越不利于反应正向进行,生成的浓度越低
(3) ①. i ②. 0.9s、n(O3)∶n(NO)>1.0时,n(O3)∶n(NO)增大,使vⅱ增大、vⅲ增大,从而使的浓度减小
(4)使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律知:i2+ ii+ iii可得,;
【小问2详解】
由图知,T2温度下,反应速率快,首先到达平衡,因此<;由图知,8s时反应已达到平衡状态,将深度氧化为是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,越不利于反应正向进行,生成的浓度越低,所以答案为:8s时反应已达到平衡状态,将深度氧化为是放热反应,温度越高,越不利于反应正向进行,生成的浓度越低;
【小问3详解】
当时,NO主要转化为NO2, 所以深度氧化器中发生的反应主要是i;由图知,时,的浓度随着增大而减小的原因是:n(O3)∶n(NO)增大,使vⅱ增大、vⅲ增大,从而使NO2的浓度减小;
【小问4详解】
由(3)知反应过程中NO3的浓度极低,说明反应ⅲ比反应ⅱ快,因为烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长,所以为了加快反应速率,采取的措施及目的分别是:使用适宜的催化剂,以增大ⅱ的反应速率;
小问5详解】
溶液X中的与亚铁离子发生氧化还原反应后,剩余的亚铁离子与发生氧化还原反应,,则与发生氧化还原反应的Fe2+为n2=,则与反应的Fe2+为n1=,,则物质的量,则的物质的量浓度为。
17. 吲哚美辛(R)是一种强力镇痛消炎药,它的一种合成路线如下。
已知:
①
②
(1)A→B所需试剂是_______。
(2)写出反应E→F的化学方程式_______。
(3)试剂a的名称是_______。
(4)已知B→C中被还原为,理论上B与的物质的量之比为_______。
(5)写出反应D+K→L的化学方程式_______
(6)写出M的结构简式:_______。
(7)试剂b的结构简式为,Q与试剂b互为同分异构体,二者有相同官能团,Q含有手性碳原子,写出Q的结构简式:_______。
(8)M与试剂b经多步反应生成R。
已知:
写出中间产物1和中间产物2的结构简式:中间产物1_______;中间产物2_______。
【答案】(1)和(或Fe和)
(2)
(3)乙醛 (4)5:6
(5) (6) (7)
(8) ①. ②.
【解析】
【分析】根据A的分子式及L的结构简式可得,A为甲苯(),在做催化剂的条件下和反应(或Fe和)生成B(),被酸性高锰酸钾氧化生成C(),与SOCl2反应生成D()。根据流程及F的分子式可得,E()与浓硝酸、浓硫酸反应生成F(),发生还原反应生成 G(),根据已知信息①,生成的H为,根据L的结构简式可得,K为,根据已知信息②第一步,H与试剂a反应后脱水生成,试剂a为乙醛。根据已知信息②第二步,L()与HCl反应生成M(),M与试剂b经多步反应生成R。
【小问1详解】
根据分析,A()→B()所需试剂是和(或Fe和);
【小问2详解】
根据分析,E()与浓硝酸、浓硫酸反应生成F()的化学方程式为;
【小问3详解】
根据分析,试剂a的名称是乙醛;
【小问4详解】
B(被酸性高锰酸钾氧化生成C()中,被还原为,1mol失去5mol电子,生成,1mol得到6mol电子,根据电子守恒,理论上B与的物质的量之比为5:6;
【小问5详解】
根据分析,反应D+K→L的化学方程式为;
【小问6详解】
根据分析,M的结构简式为;
【小问7详解】
Q与试剂b()互为同分异构体,二者有相同官能团,即Q与b分子式相同,官能团相同,Q还含有手性碳原子(连接四个不同原子或基团的碳原子),可得Q的结构简式为;
【小问8详解】
M()与试剂b经多步反应生成R(),中间产物2失去NH3生成R,可得中间产物2为;根据已知:,结合中间产物2,可得中间产物1为。
18. 工业锌粉常用于制造防锈漆等,其主要成分为金属锌,还有少量含锌化合物及其他杂质,锌单质的含量及锌元素的总量影响着工业锌粉的等级。
I.锌的制备
(1)氯氨法炼锌:一定条件下,通入,以浓溶液为浸取剂浸锌,可将矿物中难溶的转化为、等,同时生成S,结合平衡移动原理解释、对浸锌的作用:_________。
(2)酸性介质中电沉积制锌粉:以和混合液(pH为4~6)为电解质溶液,用下图装置电解制锌粉,一定条件下,实验测得电流效率为80%。
已知:电流效率
①阴极的电极反应有_________。
②制得65g锌粉时,电解质溶液中的物质的量至少增加_________mol。
(3)离子液体电沉积制锌:80℃时,将溶解于EMIC(结构如图)中,电解制锌。离子化合物EMIC的熔点约为79℃,从结构角度解释其熔点低的原因:_________。
Ⅱ.锌元素总量的测定
已知:
i.二甲酚橙(In)与反应:
EDTA与反应:
ii.溶液可排除其他金属阳离子的干扰,避免其与EDTA和In作用。
(4)滴定终点时的现象是_________。
(5)计算样品中锌元素的质量分数还需要的实验数据有_________。
【答案】(1)ZnS在溶液中存在如下平衡:,加入,NH发生水解:,NH3·H2O与形成,通入,与反应生成S,促进溶解平衡正向移动
(2) ①. 、 ②. 0.25
(3)EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1,由于阳离子体积较大,阴、阳离子之间距离大,离子之间的作用力弱
(4)溶液从红色变为黄色,且30s不变红
(5)待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积
【解析】
【小问1详解】
硫化锌在溶液中存在如下溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2−(aq),氯化铵是强酸弱碱盐,在溶液中存在如下水解平衡:NH+ H2ONH3·H2O+H+,加入氯化铵浓溶液,溶液中锌离子与一水合氨反应生成四氨合锌离子,通入氧气,氧气与溶液中硫离子反应生成硫,硫化锌的溶解平衡向右移动,硫化锌转化为可溶的锌离子和四氨合锌离子,所以一定条件下,通入氧气,以氯化铵浓溶液为浸取剂可以浸取矿物中的锌元素,故答案为:ZnS在溶液中存在如下平衡:,加入,NH发生水解:,NH3·H2O与形成,通入,与反应生成S,促进溶解平衡正向移动;
【小问2详解】
由题意可知,酸性介质中电沉积制锌粉的过程为与直流电源正极相连的左侧锌电极为电解池的阳极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,右侧锌电极为阴极,锌离子、氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢气;
①由分析可知,右侧锌电极为阴极,锌离子、氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢气,电极反应式为、,故答案为:、;
②由题意可知,制得65g锌粉时,理论上析出金属锌的物质的量为=1.25mol,由得失电子数目守恒可知,阳极放电生成锌离子的物质的量为1.25mol,则电解质溶液中增加锌离子的物质的量为1.25mol—=0.25mol,故答案为:0.25;
【小问3详解】
由结构可知,离子化合物EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1,由于阳离子体积较大,阴、阳离子之间距离大,离子之间的作用力弱,所以EMIC的熔点低,故答案为:EMIC中阴、阳离子所带电荷数均为1,由于阳离子体积较大,阴、阳离子之间距离大,离子之间的作用力弱;
【小问4详解】
由题意可知,二甲酚橙为EDTA溶液滴定溶液中锌离子的指示剂,溶液中锌离子与EDTA完全反应后,滴入最后半滴EDTA溶液,溶液会由红色变为黄色,则滴定终点时的现象为溶液从红色变为黄色,且30s不变红,故答案为:溶液从红色变为黄色,且30s不变红;
【小问5详解】
由方程式可知,计算样品中锌元素的质量分数除需要样品的质量、EDTA溶液的浓度外,还需要待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积,故答案为:待测液的体积、滴定所用的EDTA溶液的体积。
19. 某小组探究Cu与的反应,进行如下实验。
已知:(无色)(白色)
(白色)
序号
试剂x
实验现象
Ⅰ
溶液
溶液变为浅蓝色,时,铜粉有较多剩余
Ⅱ
溶液
溶液变为蓝色,时,铜粉完全溶解
(1)Ⅰ、Ⅱ中,反应后的溶液均变为蓝色,推测有生成。分别取少量反应后的溶液,滴加溶液,均产生蓝色沉淀。Ⅰ中反应的离子方程式是_______。
(2)内,Cu被氧化的反应速率:Ⅰ_______Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
(3)研究Ⅱ的反应过程,设计如下装置进行实验。不同时间取左侧烧杯中的溶液,滴加溶液,取样时间与实验现象如下(不考虑的作用)。
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
1
产生白色沉淀
ⅱ
10
产生白色沉淀,较时量多
ⅲ
30
产生白色沉淀,较时量少
ⅳ
40
无白色沉淀产生
经检验,白色沉淀为。ⅰ~ⅳ中,分别取右侧烧杯中的溶液,滴加溶液,溶液红色依次变浅。
①溶液的浓度是_______。
②根据ⅰ、ⅱ中“产生白色沉淀”“溶液红色变浅”,推测Cu转化为,Cu与溶液反应的离子方程式是_______。
③由ⅲ、ⅳ可知,后主要反应的离子方程式是_______。
(4)对比Ⅰ和Ⅱ,结合ⅰ~ⅳ,在Cu与反应中的作用是_______。
(5)研究的浓度对铜粉溶解的影响,进行如下实验。
a中加入的试剂x为和的混合溶液。充分反应后,铜粉有少量剩余,溶液变为蓝色,有少量白色沉淀,经检验白色沉淀是。则铜粉未完全溶解的原因是_______。
【答案】(1)Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
(2)< (3) ①. 0.3 ②. Cu + Fe3+ + 3Cl- = [CuCl3]2− + Fe2+ ③. [CuCl3]2− + Fe3+ = Cu2+ + Fe2+ + 3Cl-
(4)作催化剂 (5)c(Cl-)小,反应会生成CuCl,CuCl覆盖在铜粉表面,阻止反应继续进行
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ中,将硫酸铁溶液中加到不足量的铜粉中,充分振荡,溶液变为蓝绿色,说明铜与硫酸铁反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,Ⅰ中反应的离子方程式是Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+。故答案为:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+;
【小问2详解】
内,Ⅱ中铁离子浓度大,反应速率 大,Cu被氧化的反应速率:Ⅰ<Ⅱ。故答案为:<;
【小问3详解】
经检验,白色沉淀为。ⅰ~ⅳ中,分别取右侧烧杯中的溶液,滴加溶液,溶液红色依次变浅,说明铁离子浓度越来越小。
①控制左侧氯离子浓度与右侧相同,溶液的浓度是0.3。故答案为:0.3;
②根据ⅰ、ⅱ中“产生白色沉淀”“溶液红色变浅”,推测Cu转化为,铜由0价变为+1价,Cu与溶液反应的离子方程式是Cu + Fe3+ + 3Cl- = [CuCl3]2− + Fe2+。故答案为:Cu + Fe3+ + 3Cl- = [CuCl3]2− + Fe2+;
③由ⅲ、ⅳ可知,后+1价的铜被氧化为铜离子,主要反应的离子方程式是[CuCl3]2− + Fe3+ = Cu2+ + Fe2+ + 3Cl-。故答案为:[CuCl3]2− + Fe3+ = Cu2+ + Fe2+ + 3Cl-;
【小问4详解】
对比Ⅰ和Ⅱ,结合ⅰ~ⅳ,在Cu与反应中的作用是作催化剂。故答案为:作催化剂;
【小问5详解】
研究的浓度对铜粉溶解的影响,铜粉未完全溶解的原因是c(Cl-)小,反应会生成CuCl,CuCl覆盖在铜粉表面,阻止反应继续进行。故答案为:c(Cl-)小,反应会生成CuCl,CuCl覆盖在铜粉表面,阻止反应继续进行。
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清华附中高22级高三入学调研试卷
化学
可能用到的相对原子质量H1 C12 O16 S32 Fe56 Cu64 Zn65
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项符合题目要求。
1. 新技术新材料在我国探月工程中大放异彩,例如:
用于供能的太阳电池阵及锂离子蓄电池组;
用于制作网状天线的钼金属丝纺织经编技术;
用于制作探测器取样钻杆的碳化硅增强铝基复合材料。
下列说法不正确的是
A. Li位于第二周期IA族 B. 制作天线利用了金属的延展性
C. 碳化硅属于共价晶体 D. 碳化硅的熔点比金刚石的高
2. 下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 浓硝酸久置后,显黄色
B. 刚生成的白色沉淀放置后,变成红褐色
C. 将通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去
D. 向黄色的铬酸钾()溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色()
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 用电子式表示HCl的形成过程:
B. 基态N原子的轨道表示式:
C. SO3的VSEPR模型:
D. 乙烯分子中σ键的形成:
4. 下列说法正确的是
A. 淀粉水解生成乙醇,可用于酿酒
B. 75%的酒精使蛋白质盐析,可用于杀菌消毒
C. 由丙氨酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D. 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
5. 下列对事实的分析正确的是
选项
事实
分析
A
键角:
电负性:C<N<O
B
第一电离能:P>S
原子半径:P>S
C
沸点:CO>
CO为极性分子,为非极性分子
D
热稳定性:HF>HCl
HF中存在氢键,HCl中不存在氢键
A. A B. B C. C D. D
6. 下列解释事实的离子方程式不正确的是
A. 向酸性的淀粉—碘化钾溶液中滴加适量双氧水,溶液变蓝:
B. 电解饱和食盐水时阴极析出气体:
C. 过量铁粉与稀硝酸反应,产生无色气体:
D. 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解:
7. 下列实验能达到实验目的的是
选项
A
B
实验
目的
验证铁的吸氧腐蚀
检验电石与水反应的产物是乙炔
选项
C
D
实验
目的
除去中的少量
探究干燥的氯气是否具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
8. 乙烯和氧气在Ag催化下生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注,TS表示过渡态(TS2和TS3的能量相差不大)。
注:表示Ag催化剂表面
下列说法不正确的是
A. C2H4(g)吸附在催化剂表面的过程需要吸收能量
B. OMC*→EO(g)和OMC*→AA(g)的过程中均形成了碳氧σ键
C. 测得平衡产率:AA>EO,其主要原因是AA比EO更稳定
D. EO(g)AA(g)的平衡常数随温度升高而降低
9. 在碘水、淀粉、稀和的混合溶液中加入过量乙酰乙酸烯丙酯(AAA),观察到溶液中蓝色与无色交替出现,主要转化如下:
下列说法不正确的是
A. i为取代反应
B. ii的反应为
C. iii中,生成转移
D. 最终溶液呈蓝色
10. 含氟高分子是良好的防水涂层材料,某含氟高分子P的合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 合成高分子P的聚合反应为加聚反应
B. X及其反式异构体的分子内所有的碳原子均处在同一平面上
C. X与试剂反应每生成,同时生成
D. 将Z(乙烯基苯)替换成对二乙烯基苯可得到网状高分子
11. 用热再生氨电池处理含电镀废液的装置如图,该装置由电池部分和热再生部分组成:电池部分中,a极室为混合液,B极室为溶液;热再生部分加热a极室流出液,使分解。下列说法不正确的是
A. 装置中的离子交换膜为阳离子交换膜
B. a极的电极反应为:
C. 电池部分的总反应为:
D. 该方法可以富集并产生电能,同时循环利用
12. 用过量的盐酸和溶液的混合液作为浸取剂,浸取黄铜矿()的流程示意图如下。
下列说法错误的是
A. 的中心离子是,配体是
B. 参与反应的
C. 浸取剂中的有助于固体的溶解
D. 用浓盐酸和溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
13. 某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
已知:ⅰ.;ⅱ.溶液为无色。
下列说法正确的是
A. 结合实验1和2,推测ⅰ中反应是放热反应
B. ①中滴加浓盐酸,增大了,导致Q>K,ⅰ中平衡正向移动
C. ②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,的浓度增大
D. ③中加入,溶液变红,推测与形成了配合物
14. 不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A. 反应①,
B 对比反应①和②,
C. 对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D. 随反应进行,体系变化:①增大,②不变
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素,其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Co的价层电子排布式为_______。
(2)以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。
①基态O原子处于最高能级的电子的运动状态共有_______个。
②色胺酮分子中C原子的杂化类型为_______。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过_______作用与色胺酮钴配合物相结合。
(3)钴酸锂(LiCoO2)是锂电池正极材料重要成分,该锂电池充放电反应为:。从废旧锂电池正极材料中回收钴和锂的流程如下:
①写出酸浸过程中发生反应的化学方程式_______。
②拆解废旧电池前需进行放电处理,既可保证安全又有利于回收锂,有利于回收锂的原因是_______。
(4)钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构构成,图1包含Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体,图2是钴蓝的晶胞。
①钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)= _______。
②NA为阿伏加德罗常数,钴蓝晶体的摩尔质量为M g/mol,钴蓝晶体的密度ρ=_______g/cm3(列出计算式)。
16. 烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为,并进一步将转化获得含氮产品,流程示意图如下。
深度氧化器中发生的反应:
i.
ii.
iii.
(1)被深度氧化,补全热化学方程式:
___________
(2)一定条件下,不同温度时,的浓度随时间的变化如图所示。
①___________(填“>”或“<”)。
②8s时,的浓度不同的原因是___________。
(3)一定条件下,NO的初始浓度为时,不同反应时间,深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。
①时,深度氧化器中发生的反应主要是___________(填“i”“ii”或“iii”)。
②时,的浓度随变化的原因是___________。
(4)且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是___________。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。
已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为___________。
17. 吲哚美辛(R)是一种强力镇痛消炎药,它的一种合成路线如下。
已知:
①
②
(1)A→B所需试剂是_______。
(2)写出反应E→F的化学方程式_______。
(3)试剂a的名称是_______。
(4)已知B→C中被还原为,理论上B与的物质的量之比为_______。
(5)写出反应D+K→L的化学方程式_______
(6)写出M的结构简式:_______。
(7)试剂b的结构简式为,Q与试剂b互为同分异构体,二者有相同官能团,Q含有手性碳原子,写出Q的结构简式:_______。
(8)M与试剂b经多步反应生成R。
已知:
写出中间产物1和中间产物2的结构简式:中间产物1_______;中间产物2_______。
18. 工业锌粉常用于制造防锈漆等,其主要成分为金属锌,还有少量含锌化合物及其他杂质,锌单质的含量及锌元素的总量影响着工业锌粉的等级。
I.锌制备
(1)氯氨法炼锌:一定条件下,通入,以浓溶液为浸取剂浸锌,可将矿物中难溶的转化为、等,同时生成S,结合平衡移动原理解释、对浸锌的作用:_________。
(2)酸性介质中电沉积制锌粉:以和混合液(pH为4~6)为电解质溶液,用下图装置电解制锌粉,一定条件下,实验测得电流效率为80%。
已知:电流效率
①阴极的电极反应有_________。
②制得65g锌粉时,电解质溶液中的物质的量至少增加_________mol。
(3)离子液体电沉积制锌:80℃时,将溶解于EMIC(结构如图)中,电解制锌。离子化合物EMIC的熔点约为79℃,从结构角度解释其熔点低的原因:_________。
Ⅱ.锌元素总量的测定
已知:
i.二甲酚橙(In)与反应:
EDTA与反应:
ii.溶液可排除其他金属阳离子的干扰,避免其与EDTA和In作用。
(4)滴定终点时的现象是_________。
(5)计算样品中锌元素的质量分数还需要的实验数据有_________。
19. 某小组探究Cu与的反应,进行如下实验。
已知:(无色)(白色)
(白色)
序号
试剂x
实验现象
Ⅰ
溶液
溶液变为浅蓝色,时,铜粉有较多剩余
Ⅱ
溶液
溶液变为蓝色,时,铜粉完全溶解
(1)Ⅰ、Ⅱ中,反应后的溶液均变为蓝色,推测有生成。分别取少量反应后的溶液,滴加溶液,均产生蓝色沉淀。Ⅰ中反应的离子方程式是_______。
(2)内,Cu被氧化的反应速率:Ⅰ_______Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
(3)研究Ⅱ的反应过程,设计如下装置进行实验。不同时间取左侧烧杯中的溶液,滴加溶液,取样时间与实验现象如下(不考虑的作用)。
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
1
产生白色沉淀
ⅱ
10
产生白色沉淀,较时量多
ⅲ
30
产生白色沉淀,较时量少
ⅳ
40
无白色沉淀产生
经检验,白色沉淀为。ⅰ~ⅳ中,分别取右侧烧杯中的溶液,滴加溶液,溶液红色依次变浅。
①溶液的浓度是_______。
②根据ⅰ、ⅱ中“产生白色沉淀”“溶液红色变浅”,推测Cu转化为,Cu与溶液反应离子方程式是_______。
③由ⅲ、ⅳ可知,后主要反应的离子方程式是_______。
(4)对比Ⅰ和Ⅱ,结合ⅰ~ⅳ,在Cu与反应中的作用是_______。
(5)研究的浓度对铜粉溶解的影响,进行如下实验。
a中加入的试剂x为和的混合溶液。充分反应后,铜粉有少量剩余,溶液变为蓝色,有少量白色沉淀,经检验白色沉淀是。则铜粉未完全溶解的原因是_______。
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