内容正文:
【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考化学模拟卷(北京专用)
黄金卷04·参考答案
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。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
C
D
B
D
B
B
D
题号
11
12
13
14
答案
B
C
C
C
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(11分)(除标明外,每空1分)
(1) 14 、 CDEF
(2)平面三角形
(3)
(4)、、、 (2分,合理给分)
(5) 4 (2分) (2分)
16.(11分)(除标明外,每空2分)
(1) kJ/mol
(2)a
(3) 阳极反应:,;通过质子交换膜移向阴极区,阴极反应:,从而产生S、CO(3分) 、 阴极区通入不含的原料气,重复上述实验,无CO产生
17.(11分)(除标明外,每空2分)
(1) 羟基(1分) 取代反应(1分)
(2)
(3)
(4)
(5)ABCD
(6) (1分)
18.(11分)(除标明外,每空2分)
(1)提高浸取速率和铜的浸取率(1分)
(2)③⑤(1分)
(3)
(4)温度过高会导致H2O2分解
(5) NH4Cl(1分) RH(1分)
(6) 9(1分) b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3∙H2O,c(NH3)增大,反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变大,铜元素含量上升;c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变小,铜元素含量下降。
19.(14分)(除标明外,每空2分)
(1) (1分)
(2)(铜离子) (1分)
(3) 生成的()作为催化剂,加快了分解速率 优点:产物单一,污染小;缺点:大量分解,成本高
(4)降低,避免生成
(5) 加入氨水后,的因为生成配位化合物浓度变小,使Cu的还原能力增强,因此增大了氧化还原反应自发进行的趋势
试卷第2页,共22页
1
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考化学模拟卷(北京专用)
黄金卷04
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39 Zn 65
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.碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:下列说法正确的是
A.三种单质的晶体中C60晶体熔点最低
B.假设金刚石晶体中最近碳原子相切,则晶胞的空间利用率为74%
C.均为原子晶体
D.C原子杂化方式均为sp3
2.下列化学用语表示正确的是
A.的电子式:
B.聚丙烯的结构简式:
C.基态F原子价层电子的轨道表示式:
D.乙烯分子中σ键的形成:
3.下列应用与盐类的水解无关的是
A.用热的纯碱溶液除去废铁屑表面的油污
B.将TiCl4溶于水加热制备TiO2纳米材料
C.工业上向FeSO4溶液中加入NH4HCO3制备FeCO3晶体
D.利用AlCl3与NaHCO3制备泡沫灭火剂
4.下列事实中,不能用勒夏特列原理加以解释的是
A.Na2S的水溶液有臭味,溶液中加入NaOH固体后臭味减弱
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
D.BaSO4在水中溶解度比在稀硫酸中溶解度更大
5.我国科学家以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料能够高选择性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN],实现了CO2的再利用,有益于解决全球变暖问题。其工作原理如图,已知右池反应过程中无气体生成。下列说法不正确的是
A.Ni2P电极的电势高于In/In2O3-x电极
B.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
C.阴极上的电极反应:CO2 + H2O +2e-=+OH-
D.标准状况下,33.6L CO2参与反应时,Ni2P电极有1.5 mol辛腈生成
6.下列离子方程式与所述事实相符且正确的是( )
A.漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O=HClO+
B.用FeCl3溶液腐蚀铜板制印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.向NaAlO2溶液中通入少量CO2制Al(OH)3:+CO2+2H2O=+Al(OH)3↓
D.碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液:+OH-=+H2O
7.实验:将一小粒钠放在石棉网上,微热,待钠熔成球状时,将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方,钠剧烈燃烧,有白烟生成。下列分析不正确的是
A.钠熔化后体积增大,说明钠原子间的平均距离增大
B.反应过程中,的键断裂
C.的形成过程可表示为
D.该实验说明的氧化性比的强
8.下列装置完成相关实验,合理的是
A.吸收尾气中的SO2
B.验证NH3易溶于水
C.除去CO中的CO2气体
D.碳酸氢钠受热分解
A.A B.B C.C D.D
9.下列关于下图所示物质的说法,正确的是
A.该物质可由n个单体分子通过缩聚反应生成
B.该物质在酸性条件下的水解产物之一可做汽车发动机的抗冻剂
C.0.1mol该物质完全燃烧,生成(标准状况下)的
D.1mol该物质与足量溶液反应,最多可消耗
10.下列对物质性质的解释不合理的是
选项
性质
解释
A
熔点:晶体硅>白磷
晶体硅属于共价晶体、白磷属于分子晶体
B
密度:干冰>冰
的分子量大于的,干冰中分子采取密堆积排列,冰中分子采取非密堆积排列
C
酸性:
电负性:
D
氧化性:
键能:
A.A B.B C.C D.D
11.D是一种具有交联结构的吸附性高分子材料,其部分合成路线如下图。
下列说法不正确的是
A.A、B、C 生成D的反应是加聚反应
B.C中的核磁共振氢谱图吸收峰面积之比为2:1:1:1
C.D在碱性条件下水解可以生成NH3
D.生成 1mol D 参与反应的A、B 物质的量之比为1:1
12.已知中N元素为价,关于反应,下列说法正确的是
A.是氧化产物
B.发生了还原反应
C.当反应中转移电子时,有被还原
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1
13.已知:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ·mol-1,两步热循环制H2的过程如图,第一步以太阳能为热源分解Fe3O4,第二步FeO水解获得H2。
过程I:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △HI=+604.8kJ·mol-1
过程II:H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △HII
下列说法正确的是
A.根据盖斯定律△HI+△HII=0
B.过程I中每生成3molFeO,转移1mol电子
C.过程II在任何温度下均为自发反应
D.整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
14.湿法提银工艺中,浸出需加沉淀。25℃,平衡体系中含微粒的分布系数[如]随的变化曲线如图所示,
已知:,下列叙述正确的是
A.25℃时,的溶解度随增大而减小
B.沉淀最彻底时,溶液中
C.25℃时,的平衡常数
D.当时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(11分)金属及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的用途。
(1)三氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示:
①基态铁离子的核外电子填充在 个原子轨道中;
②此配离子中碳原子的杂化轨道类型为 ;
③此配离子中含有的化学键类型为 。
A.离子键 B.金属键 C.共价键 D.配位键 E.σ键 F.π键
(2)与钴盐形成的配离子可用于检验的存在。离子的VSEPR模型名称为 。
(3)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物和,其中适合作录音带磁粉原料的是 。
(4)锰的一种配合物的化学式为。已知:原子个数和价电子总数分别对应相等的分子、离子或基团称为等电子体。请写出两种与互为等电子体的微粒 (请写出一个分子和一个离子)。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶体的结构如图所示,a的配位数为 ,已知晶胞密度为ρg/cm,用表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的边长为 cm(列计算式)。
16.(11分)将天然气(主要成分为)中的、资源化转化在能源利用。环境保护等方面意义重大。
(1)转化为CO、转化为S的反应如下:
i. kJ/mol
ii. kJ/mol
iii.、转化生成CO、S等物质的热化学方程是 。
(2)性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应iii,通过设计合适的催化剂可以降低反应的 ,提高反应速率。
a.活化能 b. c.平衡常数
(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
【方案1】若
①结合化学用语说明生成S、CO的原理: 。
【方案2】若
电流效率的定义
②测得,,阴极放电的物质有 ;
③为进一步确认、能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等碳基材料发生降解,产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验方案是 。
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
17.(11分)我国科研人员发现,中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。黄芩素的一种合成路线如下:
已知:
①R-Br+CH3ONaR-OCH3+NaBr
②+ +
③+ +H2O(R、R´、R´´为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中所含的官能团为 ,A→B的反应类型为 。
(2)B→D中反应i的化学方程式为 。
(3)E与F反应生成G的化学方程式为 。
(4)H分子中有三个六元环状结构,其结构简式为 。
(5)下列关于黄芩素的说法中,正确的是________ (填字母序号)。
A.分子中有3种含氧官能团,所有碳原子均为sp2杂化
B.能与Na2CO3溶液反应,能与发生取代反应和加成反应
C.存在含苯环、碳碳三键和羧基的同分异构体
D.“H→黄岑素”反应中通入N2的目的可能是防止黄岑素被氧化
(6)有文献指出,C的另外一种合成方法如下:
Ⅰ与NaHCO3溶液反应产生气体,其结构简式为 (不考虑立体异构)。
18.(11分)以废旧铜电路板为原料制备硫酸铜晶体可变废为宝,如图是某工厂的实际制备工艺流程。
资料1:流程中RH为有机化合物
(1)浸取前将废旧铜电路板粉碎的目的是 。
(2)上述流程中需要用到分液操作步骤是(填序号) 。
(3)浸取后得到的溶液铜元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,浸取时发生反应的离子方程式为 。
(4)研究发现,加入H2O2后随温度升高,铜元素浸出率随温度变化的曲线如图。分析温度高于85℃,铜元素浸出率下降可能的原因 。
(5)工艺流程中循环使用的物质有:NH3、 、有机溶剂、 。
(6)该工厂排放的水质情况及国家允许的污水排放标准如表所示。为研究废水中Cu2+处理的最佳pH,取5份等量的废水,分别用30%的NaOH溶液调节pH至8.5、9、9.5、10、11,静置后,分析上层清液中铜元素的含量,实验结果如图所示。
项目
废水水质
排放标准
pH
1.0
6~9
Cu2+含量/(mg•L-1)
72
≤0.5
NH含量/(mg•L-1)
2632
≤15
资料2:Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
①根据实验结果分析,处理废水中Cu2+的最佳pH约为 。
②结合资料解释实验结果图中b到d段曲线所示的过程 。
19.(14分)工业上可用过氧化氢为氧化剂浸取废旧线路板中的铜,某兴趣小组采取不同方案进行实验并研究可行性。
方案1
实验装置
加入液体试剂
反应现象
10mL 30% 溶液(pH约为4)
开始无明显现象,静置10小时后,溶液变为浅蓝色,铜片上有少量蓝色沉淀,之后不再有明显变化
(1)实验结果表明,双氧水与铜可以缓慢的反应,其电极反应式可表示为
i.还原反应
ii.氧化反应
(2)根据电极反应式,有同学设想可以通过以下方式加快反应。
i.增大,增强的氧化性
ii.降低 ,增强Cu的还原性
(3)以此为依据设计了方案2与方案3
编号
加入液体试剂
反应现象
方案2
10mL30% 溶液和2mL 5mol/L 溶液
开始产生少量气泡,溶液变为蓝色,片刻后,反应越来越剧烈,甚至形成大量泡沫涌出(经检测,生成气体可使带火星木条复燃),反应后剩余铜片表面光亮
方案3
10mL 30% 溶液和2mL 5mol/L 氨水
生成较多气泡,溶液变为深蓝色。一段时间后,反应逐渐变慢,此时铜片上覆盖少量蓝色沉淀物。
方案2与方案3均在一定程度上加快了反应。
①方案2中,生成气体明显更剧烈的原因是 。
②方案3中发生主要反应的离子方程式为 。
③试评价方案2在回收铜过程的优缺点 。
(4)方案3中生成沉淀会降低铜的回收率并会阻碍反应进行,进一步改进方案获得了良好效果。
编号
加入液体试剂
反应现象
方案4
10mL 30% 溶液
2mL 5mol/L氨水
同时加入少量固体
生成较多气泡,溶液变为深蓝色。反应后铜片变薄且表面光亮。
试分析的作用 。
(5)小组同学通过进一步探究发现,含有和氨水的混合溶液能继续浸取单质铜。资料:在水溶液中不稳定,Cu(I)在溶液中能以等形式稳定存在。
①用离子方程式表示上述反应原理 。
②通常条件下,含的溶液不能与Cu发生反应,请从氧化还原角度分析此反应能够发生的原因 。
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考化学模拟卷(北京专用)
黄金卷04
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39 Zn 65
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.碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:下列说法正确的是
A.三种单质的晶体中C60晶体熔点最低
B.假设金刚石晶体中最近碳原子相切,则晶胞的空间利用率为74%
C.均为原子晶体
D.C原子杂化方式均为sp3
【答案】A
【详解】A.C60为分子晶体,石墨烯为混合键晶体,金刚石为原子晶体,三种单质的晶体中C60晶体熔点最低,A正确;
B.晶胞中只有体对角线上的原子是密置的,体对角线与晶胞边长a的关系是根号3 倍的a 等于8r,顶点两个原子,里面对角线上三个,这样找到a与r的关系,算出来的空间利用率是34.01%,B错误;
C.C60为分子晶体,C错误;
D.金刚石中碳原子与4个碳原子形成4个共价键,即sp3杂化,石墨烯和C60的碳原子为sp2杂化,D错误;
答案选A。
2.下列化学用语表示正确的是
A.的电子式:
B.聚丙烯的结构简式:
C.基态F原子价层电子的轨道表示式:
D.乙烯分子中σ键的形成:
【答案】C
【详解】
A.中C、Cl原子均达到8电子稳定结构,其电子式为:,A错误;
B.聚丙烯的结构简式为,B错误;
C.F原子价层共有7个电子,基态F原子价层电子的轨道表示式:,C正确;
D.键为头碰头重叠,题图所示为肩并肩形成的π键,D错误;
故选C。
3.下列应用与盐类的水解无关的是
A.用热的纯碱溶液除去废铁屑表面的油污
B.将TiCl4溶于水加热制备TiO2纳米材料
C.工业上向FeSO4溶液中加入NH4HCO3制备FeCO3晶体
D.利用AlCl3与NaHCO3制备泡沫灭火剂
【答案】C
【详解】A.纯碱溶液由于+H2O而碱性,且升高温度平衡正向移动,碱性增强,从而促进油脂水解,故用热的纯碱溶液除去废铁屑表面的油污与盐类水解有关,A不合题意;
B.将TiCl4溶于水加热制备TiO2纳米材料是由于TiCl4+4H2OTi(OH)4+4HCl,加入HCl挥发,促进平衡正向移动,且Ti(OH)4受热分解生成TiO2,故与水解盐类有关,B不合题意;
C.工业上向FeSO4溶液中加入NH4HCO3制备FeCO3晶体的原理:,与盐类的水解无关,C符合题意;
D.利用AlCl3与NaHCO3制备泡沫灭火剂是利用Al3+和发生双水解反应,故与盐类的水解有关,D不合题意;
故答案为:C。
4.下列事实中,不能用勒夏特列原理加以解释的是
A.Na2S的水溶液有臭味,溶液中加入NaOH固体后臭味减弱
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
D.BaSO4在水中溶解度比在稀硫酸中溶解度更大
【答案】C
【详解】分析:勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。使用勒夏特列原理时,该过程必须是可逆的,否则勒夏特列原理不适用。
详解:A、硫化钠溶液中存在硫离子的水解平衡,加入碱,氢氧根浓度增大,抑制硫离子水解臭味减弱,能用勒夏特列原理解释,A不符合;
B、氨水中存在一水合氨的电离平衡,加入氢氧化钠固体时,氢氧根浓度增大,可以产生较多的刺激性气味的气体氨气,能用勒夏特利原理解释,B不符合;
C、氢气与碘蒸气的反应是反应前后体积不变的可逆反应,压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,平衡不移动,碘蒸气浓度增大,颜色变深,不能用勒夏特利原理解释,C符合;
D、BaSO4在水中存在溶解平衡,硫酸溶液中硫酸根浓度增大抑制硫酸钡溶解,因此硫酸钡的溶解度在水中比在稀硫酸中溶解度更大,能用勒夏特列原理解释,D不符合;
答案选C。
点睛:本题考查了勒夏特列原理的使用条件,难度不大,注意把握影响平衡移动的因素以及使用勒夏特列原理的前提。选项C是易错点。
5.我国科学家以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料能够高选择性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN],实现了CO2的再利用,有益于解决全球变暖问题。其工作原理如图,已知右池反应过程中无气体生成。下列说法不正确的是
A.Ni2P电极的电势高于In/In2O3-x电极
B.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
C.阴极上的电极反应:CO2 + H2O +2e-=+OH-
D.标准状况下,33.6L CO2参与反应时,Ni2P电极有1.5 mol辛腈生成
【答案】D
【分析】CO2在In电极转化为HCOO-发生还原反应,该极为电解池的阴极与电源负极相连。而Ni2P为阳极与电源的正极相连。
【详解】A.阳极的电势高于阴极,A项正确;
B.H+可能在In电极发生还原反应产生H2,B项正确;
C.CO2在In电极转化为HCOO-发生还原反应,反应为:CO2 + H2O +2e-= HCOO− +OH-,C项正确;
D.33.6L CO2标况下物质的量为1.5mol。按照得失电子守恒2CO2~CH3(CH2)6CN,即1.5mol的CO2产生0.75mol辛腈,D项错误;
故选D。
6.下列离子方程式与所述事实相符且正确的是( )
A.漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O=HClO+
B.用FeCl3溶液腐蚀铜板制印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.向NaAlO2溶液中通入少量CO2制Al(OH)3:+CO2+2H2O=+Al(OH)3↓
D.碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液:+OH-=+H2O
【答案】B
【详解】A.漂白粉溶液在空气中失效时,Ca(ClO)2与空气中的CO2在水溶液中发生复分解反应,离子方程式为:Ca2++2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CaCO3↓,A不正确;
B.用FeCl3溶液腐蚀铜板制印刷电路板时,Fe3+被Cu还原为Fe2+,同时Cu转化为Cu2+,离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B正确;
C.向NaAlO2溶液中通入少量CO2,制得Al(OH)3同时生成,离子方程式为:2+CO2+3H2O=+2Al(OH)3↓,C不正确;
D.碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液,、都与OH-发生反应,离子方程式为:++2OH-=+H2O+ NH3∙H2O,D不正确;
故选B。
7.实验:将一小粒钠放在石棉网上,微热,待钠熔成球状时,将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方,钠剧烈燃烧,有白烟生成。下列分析不正确的是
A.钠熔化后体积增大,说明钠原子间的平均距离增大
B.反应过程中,的键断裂
C.的形成过程可表示为
D.该实验说明的氧化性比的强
【答案】D
【详解】A.钠熔化后体积增大,说明钠原子间的平均距离增大,故A正确;
B.反应过程中,的3p上的键断裂,故B正确;
C.的形成过程钠原子失去电子,氯原子得到电子,可表示为 ,故C正确;
D.该实验没有对比无法说明的氧化性比的强,故D错误;
故选:D。
8.下列装置完成相关实验,合理的是
A.吸收尾气中的SO2
B.验证NH3易溶于水
C.除去CO中的CO2气体
D.碳酸氢钠受热分解
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.二氧化硫不与饱和亚硫酸氢钠溶液反应,不能用饱和亚硫酸氢钠溶液吸收尾气中的二氧化硫,故A错误;
B.挤压胶头滴管,少量水进入圆底烧瓶中,如果氨气极易溶于水,烧瓶内气体压强减小,小于外界大气压会产生喷泉,故B正确;
C.进气管未插入氢氧化钠溶液中,二氧化碳不能与氢氧化钠溶液反应,无法除去一氧化碳中混有的二氧化碳,故C错误;
D.碳酸氢钠受热分解时生成碳酸钠、二氧化碳和水,试管口若向上倾斜,水蒸气冷凝回流会导致试管炸裂,故D错误;
故选B。
9.下列关于下图所示物质的说法,正确的是
A.该物质可由n个单体分子通过缩聚反应生成
B.该物质在酸性条件下的水解产物之一可做汽车发动机的抗冻剂
C.0.1mol该物质完全燃烧,生成(标准状况下)的
D.1mol该物质与足量溶液反应,最多可消耗
【答案】B
【详解】A.根据该高分子的结构简式可知,该高分子是其单体通过加聚反应生成的,A错误;
B.该物质在酸性条件下的水解产物中有乙二醇,乙二醇可作为汽车发动机的抗冻剂,B正确;
C.因为该物质为高分子,无法确定0.1mol该物质中含有C原子的物质的量,故无法确定完全燃烧生成二氧化碳的量,C错误;
D.该物质的一个链节中含有三个酯基,水解产生的羧基均能与氢氧化钠反应,其中一个酯基水解后产生酚羟基,酚羟基也可与氢氧化钠反应,故1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4nmol NaOH,D错误;
故选B。
10.下列对物质性质的解释不合理的是
选项
性质
解释
A
熔点:晶体硅>白磷
晶体硅属于共价晶体、白磷属于分子晶体
B
密度:干冰>冰
的分子量大于的,干冰中分子采取密堆积排列,冰中分子采取非密堆积排列
C
酸性:
电负性:
D
氧化性:
键能:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.晶体硅属于共价晶体、白磷属于分子晶体,共价晶体熔点远大于分子晶体,解释合理,故A不符合题意;
B.的相对分子质量大于,且干冰中分子采取密堆积排列,而冰中水分子存在氢键导致水分子采取非密堆积排列,导致密度:干冰>冰,解释合理,故B不符合题意;
C.电负性F>Cl,则吸电子能力F>Cl,吸电子能力增强导致羧基中氢更容易被电离出来,导致酸性增强,故酸性,解释合理,故C不符合题意;
D.原子半径溴小于碘,溴溴键键长小于碘碘键键长,故键能,解释不合理,故D符合题意;
故选D。
11.D是一种具有交联结构的吸附性高分子材料,其部分合成路线如下图。
下列说法不正确的是
A.A、B、C 生成D的反应是加聚反应
B.C中的核磁共振氢谱图吸收峰面积之比为2:1:1:1
C.D在碱性条件下水解可以生成NH3
D.生成 1mol D 参与反应的A、B 物质的量之比为1:1
【答案】B
【详解】A.由于BC中的碳碳双键,A是苯乙烯,故该反应是加聚反应,A正确;
B.C有三种环境的氢,吸收峰面积之比为2:2:1,B错误;
C.D在碱性条件下水解,C-N键断裂,—NH2结合H原子生成NH3,C正确;
D. 从D的结构中可以看出,合成1molD,A使用了(m+n)mol,B使用了(m+n)mol,故生成 1mol D 参与反应的A、B 物质的量之比为1:1,D正确;
故选B。
12.已知中N元素为价,关于反应,下列说法正确的是
A.是氧化产物
B.发生了还原反应
C.当反应中转移电子时,有被还原
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1
【答案】C
【分析】已知NCl3中N元素为价,则氯元素化合价为+1;反应中NCl3的氯元素化合价从价降低至价,中氯元素的化合价从价升高至价,所以NCl3是氧化剂,发生了还原反应,是还原剂,发生了氧化反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,是氧化产物,是还原产物;
【详解】A.由分析可知,中氮元素、氢元素均没有化合价改变,不是氧化产物,A错误;
B.是还原剂,发生了氧化反应,B错误;
C.反应中NCl3的氯元素化合价从价降低至价,,当反应中转移电子,则有被还原,C正确;
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,D错误;
故选C。
13.已知:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ·mol-1,两步热循环制H2的过程如图,第一步以太阳能为热源分解Fe3O4,第二步FeO水解获得H2。
过程I:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △HI=+604.8kJ·mol-1
过程II:H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △HII
下列说法正确的是
A.根据盖斯定律△HI+△HII=0
B.过程I中每生成3molFeO,转移1mol电子
C.过程II在任何温度下均为自发反应
D.整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
【答案】C
【详解】A.已知反应①:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ·mol-1和反应②:2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △HI=+604.8kJ·mol-1,根据盖斯定律将,可得过程II的热化学方程式为H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △HII=-16.9 kJ·mol-1,△HI+△HII=604.8 kJ·mol-1-16.9 kJ·mol-1=+587.9 kJ·mol-1,A项错误;
B.过程I中每生成3molFeO,转移2mol电子,B项错误;
C.根据反应H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △HII=-16.9 kJ·mol-1,可知△S>0,△HII<0根据反应自发进行的判据:△H-T△S<0,该反应任何温度下均为自发反应, C项正确;
D.过程I将太阳能转化为化学能,过程I是放热反应,将化学能转化为热能,即该过程能量转化形式是太阳能转化为化学能和化学能转化为热能,D项错误;
答案选C。
14.湿法提银工艺中,浸出需加沉淀。25℃,平衡体系中含微粒的分布系数[如]随的变化曲线如图所示,
已知:,下列叙述正确的是
A.25℃时,的溶解度随增大而减小
B.沉淀最彻底时,溶液中
C.25℃时,的平衡常数
D.当时,溶液中
【答案】C
【详解】A.由图可知,氯化银的溶解度先随着氯离子浓度减小,后随着银离子与氯离子形成络离子而增大,故A错误;
B.由图可知,氯化银的分布系数最大时,氯离子浓度为10—2.54mol/L,溶液中银离子浓度为=10—7.21mol/L,故B错误;
C.由方程式可知,反应的平衡常数K=,由图可知,氯离子浓度为10—0.2mol/L时,溶液中c(AgCl)=c(AgCl),则反应的平衡常数K===100.2,故C正确;
D.由图可知,氯离子浓度为10—2.54mol/L,溶液中银离子浓度为=10—7.21mol/L,则溶液中的氯离子浓度大于银离子,故D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(11分)金属及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的用途。
(1)三氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示:
①基态铁离子的核外电子填充在 个原子轨道中;
②此配离子中碳原子的杂化轨道类型为 ;
③此配离子中含有的化学键类型为 。
A.离子键 B.金属键 C.共价键 D.配位键 E.σ键 F.π键
(2)与钴盐形成的配离子可用于检验的存在。离子的VSEPR模型名称为 。
(3)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物和,其中适合作录音带磁粉原料的是 。
(4)锰的一种配合物的化学式为。已知:原子个数和价电子总数分别对应相等的分子、离子或基团称为等电子体。请写出两种与互为等电子体的微粒 (请写出一个分子和一个离子)。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶体的结构如图所示,a的配位数为 ,已知晶胞密度为ρg/cm,用表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的边长为 cm(列计算式)。
【答案】(1) 14 、 CDEF
(2)平面三角形
(3)
(4)、、、(2分,合理给分)
(5) 4
【详解】(1)①铁的原子序数为26,基态铁原子核外电子数为26,根据构造原理,基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,则Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5,则基态铁离子的核外电子填充在14个原子轨道中;
②此配离子中-C2H5和-CH3中碳原子为sp3杂化,“C=O”和“C=C”中碳原子为sp2杂化,此配离子中碳原子的杂化类型为sp3杂化、sp2杂化。
③根据配离子的结构知,乙酰乙酸乙酯中碳碳之间存在非极性键,碳氢、碳氧、氧氢之间存在极性键,单键中只有σ键,碳碳双键和碳氧双键中存在σ键和π键,Fe3+与乙酰乙酸乙酯之间存在配位键,此配离子中含有的化学键为极性键、非极性键、配位键、σ键和π键,答案选CDEF。
(2)中中心原子N的孤电子对数为(5+1-22)=1,成键电子对数为2,价层电子对数为1+2=3,NO2-的VSEPR模型为平面三角形。
(3)V2O5中金属阳离子为V5+,V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,没有未成对电子;CrO2中金属阳离子为Cr4+,Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,3d上有2个未成对电子;根据“金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好”,适合作录音带磁粉原料的是CrO2。
(4)用替换法,与互为等电子体的分子为CH4、SiH4,离子为等。
(5)由晶胞可见黑色小球的配位数为4,该晶体的化学式为ZnS,则a的配位数也为4。
用“均摊法”,晶胞中含大的灰球:8+6=4,含黑色小球:4,设晶胞的边长为rcm,则晶体密度为,则。
16.(11分)将天然气(主要成分为)中的、资源化转化在能源利用。环境保护等方面意义重大。
(1)转化为CO、转化为S的反应如下:
i. kJ/mol
ii. kJ/mol
iii.、转化生成CO、S等物质的热化学方程是 。
(2)性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应iii,通过设计合适的催化剂可以降低反应的 ,提高反应速率。
a.活化能 b. c.平衡常数
(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
【方案1】若
①结合化学用语说明生成S、CO的原理: 。
【方案2】若
电流效率的定义
②测得,,阴极放电的物质有 ;
③为进一步确认、能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等碳基材料发生降解,产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验方案是 。
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
【答案】(1) kJ/mol
(2)a
(3) 阳极反应:,;通过质子交换膜移向阴极区,阴极反应:,从而产生S、CO 、 阴极区通入不含的原料气,重复上述实验,无CO产生
【详解】(1)已知:i. kJ/mol;ii. kJ/mol;由盖斯定律可知,(i+ ii)可得 kJ/mol=+18 kJ/mol。
(2)根据题中信息,选取合适的催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,提高反应速率,对无影响,对平衡移动无影响,即对平衡常数无响影,选项a符合题意。
(3)①由题中图示可知,阳极电极反应式为,与发生氧化还原反应,即,通过质子交换膜移向阴极区,阴极发生电极反应为,从而产生S、CO;
②由题中信息可知,的电解效率接近100%,CO的电解效率为,说明在阴极区除了CO2放电,还有放电;
③为了证实来源2不成立,实验方案是阴极区通入不含CO2的原料气,重复上述实验,无CO产生。
17.(11分)我国科研人员发现,中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。黄芩素的一种合成路线如下:
已知:
①R-Br+CH3ONaR-OCH3+NaBr
②+ +
③+ +H2O(R、R´、R´´为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中所含的官能团为 ,A→B的反应类型为 。
(2)B→D中反应i的化学方程式为 。
(3)E与F反应生成G的化学方程式为 。
(4)H分子中有三个六元环状结构,其结构简式为 。
(5)下列关于黄芩素的说法中,正确的是________ (填字母序号)。
A.分子中有3种含氧官能团,所有碳原子均为sp2杂化
B.能与Na2CO3溶液反应,能与发生取代反应和加成反应
C.存在含苯环、碳碳三键和羧基的同分异构体
D.“H→黄岑素”反应中通入N2的目的可能是防止黄岑素被氧化
(6)有文献指出,C的另外一种合成方法如下:
Ⅰ与NaHCO3溶液反应产生气体,其结构简式为 (不考虑立体异构)。
【答案】(1) 羟基 取代反应
(2)
(3)
(4)
(5)ABCD
(6)
【分析】由信息②,结合A的分子式C6H6O,推得A是,A和溴发生取代反应生成B,由黄芩素的结构简式逆推,B是;由信息①可知D是;由信息②可知E是;根据信息③可知,F是,E和F生成G,G 是,G和氧气反应生成H,H分子中有三个六元环状结构,根据H的分子式可知,H是。
【详解】(1)A是,所含的官能团为羟基,A→B是与溴反应生成,反应类型为取代反应;
(2)根据信息①,和CH3ONa反应生成,反应方程式为;
(3)与反应生成和水,反应的化学方程式为;
(4)根据以上分析,H分子中有三个六元环状结构,其结构简式为;
(5)A.分子中有羟基、羰基、醚键3种含氧官能团,所有碳原子均为sp2杂化,故A正确;
B.黄芩素分子中含有酚羟基,能与Na2CO3溶液反应,能与发生取代反应,含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,故B正确;
C.不饱和度为11,所以可能存在含苯环、碳碳三键和羧基的同分异构体,故C正确;
D.酚羟基易被氧化,黄岑素含有酚羟基,“H→黄岑素”反应中通入N2的目的可能是防止黄岑素被氧化,故D正确;
选ABCD。
(6)Ⅰ与NaHCO3溶液反应产生气体,说明I含有羧基,根据原子守恒,由D、G的结构简式逆推,可知I的结构简式为。
18.(11分)以废旧铜电路板为原料制备硫酸铜晶体可变废为宝,如图是某工厂的实际制备工艺流程。
资料1:流程中RH为有机化合物
(1)浸取前将废旧铜电路板粉碎的目的是 。
(2)上述流程中需要用到分液操作步骤是(填序号) 。
(3)浸取后得到的溶液铜元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,浸取时发生反应的离子方程式为 。
(4)研究发现,加入H2O2后随温度升高,铜元素浸出率随温度变化的曲线如图。分析温度高于85℃,铜元素浸出率下降可能的原因 。
(5)工艺流程中循环使用的物质有:NH3、 、有机溶剂、 。
(6)该工厂排放的水质情况及国家允许的污水排放标准如表所示。为研究废水中Cu2+处理的最佳pH,取5份等量的废水,分别用30%的NaOH溶液调节pH至8.5、9、9.5、10、11,静置后,分析上层清液中铜元素的含量,实验结果如图所示。
项目
废水水质
排放标准
pH
1.0
6~9
Cu2+含量/(mg•L-1)
72
≤0.5
NH含量/(mg•L-1)
2632
≤15
资料2:Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
①根据实验结果分析,处理废水中Cu2+的最佳pH约为 。
②结合资料解释实验结果图中b到d段曲线所示的过程 。
【答案】(1)提高浸取速率和铜的浸取率
(2)③⑤
(3)
(4)温度过高会导致H2O2分解
(5) NH4Cl RH
(6) 9 b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3∙H2O,c(NH3)增大,反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变大,铜元素含量上升;c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变小,铜元素含量下降。
【分析】铜电路板粉碎后和NH3、NH4Cl、H2O2等发生氧化还原反应,离子方程式为。浸出液中主要存在[Cu(NH3)4]2+、Cl-等离子。浸出液再与RH反应,用有机溶剂萃取,有机层中含CuR2,水层中含NH4Cl。分液后往有机层加入稀硫酸,则CuR2和H2SO4反应得到CuSO4和RH,CuSO4位于水层,RH位于有机层。分液后得到CuSO4溶液,后续处理得到CuSO4晶体。
【详解】(1)粉碎操作可增大浸取液和废旧电路板的接触面积,从而提高浸取速率和铜的浸取率。
(2)分液是把两种互不混溶的液体分离开的操作方法,上述流程中需要用到分液操作步骤是③⑤。
(3)该过程发生氧化还原反应,离子方程式为。
(4)温度过高会导致H2O2分解,从而可能使得铜元素的浸出率下降。
(5)操作③分液得到的NH4Cl溶液可用于操作①浸取步骤,操作⑤分液得到的有机层中包含有机溶剂和RH,可重复用于③步骤。
(6)①由图像可知当pH=9时,铜元素含量最低,故根据实验结果分析,处理废水中Cu2+的最佳pH约为9;②b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3∙H2O,c(NH3)增大,发生Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,该反应的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变大,铜元素含量上升。c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH3)4]2+浓度变小,铜元素含量下降。
19.(14分)工业上可用过氧化氢为氧化剂浸取废旧线路板中的铜,某兴趣小组采取不同方案进行实验并研究可行性。
方案1
实验装置
加入液体试剂
反应现象
10mL 30% 溶液(pH约为4)
开始无明显现象,静置10小时后,溶液变为浅蓝色,铜片上有少量蓝色沉淀,之后不再有明显变化
(1)实验结果表明,双氧水与铜可以缓慢的反应,其电极反应式可表示为
i.还原反应
ii.氧化反应
(2)根据电极反应式,有同学设想可以通过以下方式加快反应。
i.增大,增强的氧化性
ii.降低 ,增强Cu的还原性
(3)以此为依据设计了方案2与方案3
编号
加入液体试剂
反应现象
方案2
10mL30% 溶液和2mL 5mol/L 溶液
开始产生少量气泡,溶液变为蓝色,片刻后,反应越来越剧烈,甚至形成大量泡沫涌出(经检测,生成气体可使带火星木条复燃),反应后剩余铜片表面光亮
方案3
10mL 30% 溶液和2mL 5mol/L 氨水
生成较多气泡,溶液变为深蓝色。一段时间后,反应逐渐变慢,此时铜片上覆盖少量蓝色沉淀物。
方案2与方案3均在一定程度上加快了反应。
①方案2中,生成气体明显更剧烈的原因是 。
②方案3中发生主要反应的离子方程式为 。
③试评价方案2在回收铜过程的优缺点 。
(4)方案3中生成沉淀会降低铜的回收率并会阻碍反应进行,进一步改进方案获得了良好效果。
编号
加入液体试剂
反应现象
方案4
10mL 30% 溶液
2mL 5mol/L氨水
同时加入少量固体
生成较多气泡,溶液变为深蓝色。反应后铜片变薄且表面光亮。
试分析的作用 。
(5)小组同学通过进一步探究发现,含有和氨水的混合溶液能继续浸取单质铜。资料:在水溶液中不稳定,Cu(I)在溶液中能以等形式稳定存在。
①用离子方程式表示上述反应原理 。
②通常条件下,含的溶液不能与Cu发生反应,请从氧化还原角度分析此反应能够发生的原因 。
【答案】(1)
(2)(铜离子)
(3) 生成的()作为催化剂,加快了分解速率 优点:产物单一,污染小;缺点:大量分解,成本高
(4)降低,避免生成
(5) 加入氨水后,的因为生成配位化合物浓度变小,使Cu的还原能力增强,因此增大了氧化还原反应自发进行的趋势
【分析】探究影响铜与双氧水反应的速率的因素。方案2中通过加入稀硫酸增大氢离子浓度,探究增大,增强的氧化性;方案3通过加入氨水生成降低Cu2+浓度,探究降低Cu2+,增强Cu的还原性;方案4通过加固体降低OH-浓度,防止生成,探究对反应速率的影响。
【详解】(1)实验结果表明,双氧水与铜可以缓慢的反应,双氧水得电子发生还原反应,Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应为;
(2)负极发生反应,降低浓度,增强Cu的还原性;
(3)①方案2中,可以催化双氧水分解放出氧气,生成的作为催化剂,加快了分解速率,所以生成气体明显更剧烈。
②方案3中Cu、H2O2、氨水反应溶液变为深蓝色,说明生成,发生主要反应的离子方程式为;
③方案2在回收铜过程,优点是产物单一,污染小;缺点是大量分解,成本高。
(4)加入,发生反应降低,避免生成。
(5)①上述反应原理为;
②通常条件下,含的溶液不能与Cu发生反应,加入氨水后,的因为生成配位化合物浓度变小,使Cu的还原能力增强,因此增大了氧化还原反应自发进行的趋势。
试卷第2页,共22页
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