精品解析:河南省安阳市林州市第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考 化学试题
2024-11-06
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内容正文:
2022级高三10月调研考试
化学试卷
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60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. 下列关于古籍中的记载说法错误的是
A. 《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的是分解反应
B. 制造“司母戊鼎”的青铜和举世轰动的“超级钢”均属于合金
C. “半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是丁达尔效应
D. 诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”涉及了化学变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”是指碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,是由一种物质生成多种物质的反应,反应类型是分解反应,故A正确;
B.青铜是铜锡合金,“超级钢”是铁碳等形成的合金,均属于合金,故B正确;
C.“半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是江面上发生的光的反射,故C错误;
D.诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”指的是碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳,描述的变化属于化学变化,故D正确;
故答案为:C。
2. 维生素C又称“抗坏血酸”,广泛存在于水果蔬菜中,结构简式如图。下列关于维生素C的说法错误的是
A. 能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可发生消去反应和加聚反应
C. 与葡萄糖互为同分异构体
D. 服用补铁剂(含Fe2+)时,搭配维生素C效果更好
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中含有羟基和碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色;含有碳碳双键,能使溴水褪色,A正确;
B.结构简式中最左侧的两个羟基,与羟基直接相连的第二个C上有氢,可以发生消去反应;含有碳碳双键,能发生加聚反应应,B正确;
C.该分子的分子式为C6H8O6,与葡萄糖分子式不同,C错误;
D.补铁剂(含Fe2+)容易被氧化,维生素C具有还原性,搭配维生素C可防氧化,D正确;
故选C。
3. 化学用语是化学学习和表达的一种语言,下列化学用语或描述中正确的是
A. 基态硼原子最高能级的电子云轮廓图:
B. 碳化钙的电子式:
C. 1s22s22p→1s22s22p过程中形成的是吸收光谱
D. 的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态硼原子的电子排布式为,则占据最高能级的电子云轮廓图为 ,A错误;
B.碳化钙属于离子化合物,阴离子中存在碳碳三键,其电子式为 ,B错误;
C.因为2p轨道中三个轨道的能量相同,所以1s²2s²2→1s²2s²2过程中不形成吸收光谱,C错误;
D.中中心原子S原子的价层电子对数为,含有1对孤电子对,VSEPR模型为 ,D正确;
故选D。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 常温、常压下,1.4g环丁烷与环丙烷混合气体中含有的氢原子数为
B. 标准状况下,22.4L氯气、氢气和一氧化碳的混合气体中含有个原子
C. 100g32%的甲醇溶液中含有的氢原子数为
D. 两份质量均为5.6g的铁粉分别与足量硫粉、碘单质充分反应,转移的电子数均为
【答案】C
【解析】
【详解】A.环丁烷与环丙烷的最简式都为,所以含有的氢原子数为,所以A正确;
B.每个氯气、氢气和一氧化碳分子都含有两个原子,标准状况下,22.4L混合气体中含有个原子,故B正确;
C.100g32%的甲醇溶液中含有水和甲醇,所以含有的氢原子数为,故C错误;
D.铁与硫粉、碘单质反应都生成,所以5.6g的铁粉充分反应转移的电子数均为,故D正确;
故选C。
5. 下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A. 硫酸滴加到氢氧化钡溶液中:
B. 固体溶于溶液:
C. 向中滴入溶液至恰好显中性:
D. 向明矾溶液中加入溶液至生成沉淀的物质的量最多:
【答案】C
【解析】
【详解】A.漏写了硫酸根离子和钡离子的反应,正确的是,A错误 ;
B.I-有还原性,和铁离子发生氧化还原,正确是,B错误;
C.由于恰好呈中性,故硫酸氢钠前的系数是2,C正确;
D. 由于要生成的沉淀物质的量要最多,故应该生成Al(OH)3,正确的是,D错误;
故选C。
6. 下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 在氨水中:
B. 在氯化钠溶液中:
C. 在醋酸溶液中:
D. 在硝酸银溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨水显碱性,会与反应,不能大量共存,A项错误;
B.会发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;
C.醋酸显酸性,在醋酸溶液中均不会发生反应,能大量共存,C项正确;
D.硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误;
答案选C。
7. 工业上以铜阳极泥(主要成分是)为原料提取碲,涉及反应:
①,
②。
以下说法正确的是
A. 中元素的化合价是价
B. 反应①中氧化剂是,氧化产物是
C. 每制备理论上共转移
D. 氧化性强弱顺序为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu2Te中Cu为+1,A错误;
B.反应①中O2得电子为氧化剂,Cu2Te中Cu和Te均失去电子,则CuSO4也是氧化产物,B错误;
C.反应②中每生成1molTe,转移4mol电子,反应①中每生成1molTeO2,转移8mol电子,则每制备1molTe,理论上共转移12mol电子,C正确;
D.氧化剂的氧化性强于氧化产物,根据两个反应无法比较O2和SO2的氧化性强弱,且无法证明SO2氧化性强于TeO2,只能证明O2氧化性强于TeO2,D错误;
故答案选C。
8. 镓及其化合物可用于制取第三代半导体材料。Ga与A1同主族,化学性质相似。从某金属废渣(主要含、)中提取镓并制备GaN的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. “碱浸”时发生反应
B. 滤渣的主要成分为
C. “电解”中金属Ga在阴极析出
D. 制备GaN的反应中,作氧化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ga与A1同主族,化学性质相似故其氧化物可以和氢氧化钠反应,方程式为:,A正确;
B.金属废渣碱浸后溶解,不能参加反应,故滤渣的主要成分是,B错误;
C.中镓为+3价,故电解时应该在阴极析出金属单质,C正确;
D.制备GaN的反应中,Ga由0价变为+3价,为还原剂,故为氧化剂,D正确;
故选B。
9. 下列实验操作规范且可行的是
A
B
C
D
过滤
配制一定物质的量浓度的溶液
测定醋酸溶液的pH
吸收
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.过滤时,漏斗下端要紧贴着烧杯内壁,防止液滴飞溅,故A错误;
B.容量瓶是精量器,不能用于溶解氢氧化钠固体,故B错误;
C.测定醋酸溶液pH时,不能将pH试纸直接伸入溶液中,应用玻璃棒蘸取醋酸溶液滴在pH试纸中央,故C错误;
D.氯化氢气体极易溶于水,用水吸收氯化氢时,直接通入水中会产生倒吸,通过倒置漏斗通入水中可以防止倒吸,故D正确;
故选D。
10. 某有机物X的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是
A. X的分子式为C12H16O3
B. X在一定条件下能发生加成、加聚、取代、氧化等反应
C. 在催化剂的作用下,1molX最多能与1molH2加成
D. 不能用酸性高锰酸钾溶液区分苯和X
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由有机物的结构简式可知,X的分子式为C12H14O3,故A错误;
B.由有机物的结构简式可知,X的分子中含有酯基、羟基和碳碳双键,一定条件下能发生加成反应、加聚反应、取代反应、氧化等反应,故B正确;
C.由有机物的结构简式可知,在催化剂的作用下,X的分子中碳碳双键和苯环能与氢气发生加成反应,则1molX最多能与4mol氢气加成,故C错误;
D.苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应,由有机物的结构简式可知,X的分子中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,则用酸性高锰酸钾溶液能区分苯和X,故D错误;
故选B。
11. 穿心莲内酯具有祛热解毒,消炎止痛之功效,被誉为天然抗生素药物,结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该物质分子式为C20H30O5
B. 1mol该物质最多可与2molH2发生加成反应
C. 等量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶2
D. 该物质能与酸性KMnO4溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质分子式为,A项正确;
B.该物质中碳碳双键可与发生加成反应,故1mol该物质最多可与2mol发生加成反应,B项正确;
C.1mol该物质中羟基可与3molNa反应,酯基可与1molNaOH反应,故等量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1,C项错误;
D.该物质含有羟基和碳碳双键两种官能团,能与酸性溶液发生氧化反应,D项正确;
答案选C。
12. 氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法不正确的是
A. 过程I中NO既作氧化剂又作还原剂
B. 过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为4×6.02×1023
C. 过程中涉及的反应均为氧化还原反应
D. 整个过程中Ni2+作催化剂
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,过程I发生的反应为2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,过程Ⅱ发生的反应为2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,总反应为2NOO2+N2。
【详解】A.由分析可知,过程I发生的反应为2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,反应中氮元素的化合价降低被还原,氧元素的化合价升高被氧化,则一氧化氮既作反应的氧化剂又作反应的还原剂,故A正确;
B.由分析可知,过程Ⅱ发生的反应为2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,则过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为2×6.02×1023,故B错误;
C.由分析可知,过程I和过程Ⅱ涉及的反应均有元素发生化合价变化,均为氧化还原反应,故C正确;
D.由分析可知,消除氮氧化物的总反应为2NOO2+N2,整个过程中镍离子作反应的催化剂,故D正确;
故选B。
13. 碳元素的单质有多种形式,、石墨和金刚石的结构如图所示。
下列说法错误的是
A. 、石墨互为同素异形体
B. 1个金刚石晶胞中含有8个C原子
C. 石墨晶体中含有键的物质的量为
D. 加热熔融石墨晶体既破坏共价键,又要破坏分子间作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.、石墨均是碳元素的单质,互为同素异形体,A项正确;
B.1个金刚石晶胞中有8个C位于顶点,6个位于面心,4个在体内,共含有8个C原子,B项正确;
C.由晶胞结构可知,1个碳原子与周围3个碳原子成键,则属于1个碳原子的共价键数为:,石墨晶体中含有键的物质的量为,C项错误;
D.石墨晶体中既存在共价键,又存在分子间作用力,其熔化时两种作用力均要被破坏,D项正确;
故选:C。
14. 三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分,研究显示,在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测得随时间的变化如表所示:
时间/min
0
2
4
6
8
…
/(mol·L-1)
1.20
0.90
0.70
0.60
0.55
…
已知:在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂 B. 反应过程中可能产生
C. 与的空间结构相同 D. 0~4 min内,
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干信息可知,在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率,故Fe2+为该反应的催化剂,A正确;
B.已知H2O2可以氧化Fe2+为Fe3+,而Fe3+可以催化H2O2分解为O2,故反应过程中可能产生O2,B正确;
C.已知H2O2中O周围的价层电子对数为4,有2对孤电子对,即每个O与周围的H和O形成V形结构,整体呈现报夹或者书页结构,而CO2中心原子C周围的价层电子对数为2,故CO2为直线形结构,即H2O2与CO2的空间结构不相同,C错误;
D.由题干表格数据可知,0~4 min内,,D正确;
故答案为:C。
15. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,由其组成化合物的结构如图所示,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍,下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X
B. Z2X4中既有极性键,又有非极性键
C. 电负性:Z>Q>Y
D. W、Q形成的二元化合物与X2Q、YQ2反应都是氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,最外层电子数是电子层数的3倍,则Q为O元素;由化合物的结构可知,W为带一个单位正电荷的阳离子,则W为Na元素;阴离子中X、Y、Z形成共价键的数目为1、3、4,则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则碳原子、氮原子、氧原子的原子半径大小顺序为C>N>O,故A错误;
B.肼分子是含有氮氢极性键和氮氮非极性键的共价化合物,故B正确;
C.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,则三种元素的电负性大小顺序为O>N>C,故C错误;
D.氧化钠与水、二氧化碳的反应都是没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应,故D错误;
故选B。
16. 反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-620.9 kJ·mol-1分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示:
下列说法正确的是
A. 三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅲ
B. 过渡状态a、b、c的稳定性:b>c>a
C. Ⅰ、Ⅱ两步的总反应为CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=-513.5 kJ·mol-1
D. 反应Ⅲ的逆反应活化能为554.9 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.活化能越大,反应速率越慢,根据图中信息反应Ⅰ活化能最大,因此三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅰ,A错误;
B.物质的能量越低越温度,由图可知,三个图像的起始相对能量虽然都为0,但是起始物质不同,且CO(g)的能量不清楚,因此无法判断过渡状态a、b、c的稳定性大小,B错误;
C.反应Ⅰ为2NO(g)O-N=N-O(g) ΔH=+199.2 kJ·mol-1,反应Ⅱ为CO(g)+O-N=N-O(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=-513.5 kJ·mol-1,反应Ⅰ+反应Ⅱ,可得:CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=-314.3 kJ·mol-1,C错误;
D.根据总反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-620.9 kJ·mol-1和Ⅰ、Ⅱ两步的总反应CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=-314.3 kJ·mol-1,得到反应Ⅲ为CO(g)+CO2(g)+N2O(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-306.6 kJ·mol-1,反应Ⅲ的逆反应活化能=(248.3+306.6) kJ·mol-1=554.9 kJ·mol-1,D正确;
故选D。
17. 碳链的增长是有机合成构建碳骨架的重要任务之一、以丙烯为原料构建碳骨架的流程如下图所示。下列说法错误的是
A. M-H为总反应的催化剂 B. 最终产物含1个手性碳原子
C. 该历程涉及键的断裂和生成 D. 该历程总反应原子利用率为100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.M-H反应前后的量不变,是总反应的催化剂,A正确;
B.由流程可知最终产物是,没有连接四个不同原子或原子团的碳原子,该分子无手性碳原子,B错误;
C.在反应历程中,涉及丙烯中键的断裂及产物中键的形成,C正确;
D.在总反应中产物完全转化为生成物,无其他物质生成,故原子利用率是100%,D正确;
故选B。
18. 利用气相沉积法制备 TiN 的反应为 2TiCl4(g)十N2(g)+4H2(g) 2TiN(s)+8HCl(g) △H=-346.2 kJ·mol-1.现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中,测得反应过程中 TiN的质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。则下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示的是 TiN 的质量随温度变化曲线
B. 曲线Ⅱ中 a、b、c 三点均已达到平衡状态
C. 混合气体的平均摩尔质量:M(a)>M(c)
D. 该反应的平衡常数:K(b)<K(c)
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.依据起点的纵坐标及曲线的变化趋势可知,曲线Ⅰ呈现上升趋势,曲线Ⅱ先升后降,因为该反应为放热反应,故升高温度,平衡逆移, TiN的质量减小,所以曲线Ⅰ表示的是压强随温度的变化,曲线Ⅱ表示的是 TiN的质量随温度的变化,故A错误;
B.温度越高反应速率越快,达到平衡的时间越短,b点为恰好达到平衡的点,a 点还未达到平衡,c 点是在b点基础上升高温度,平衡逆向移动,故B错误;
C.由图可知a、b、c 三点体系内固体质量大小关系是m(b)>m(c)>m(a),依据质量守恒,则气体质量大小关系为 m(b)<m(c)< m(a),结合化学方程式可知,当气体质量越大时,气体的物质的量就越小,根据可知 M(a)> M(c)>M(b),故C正确;
D.平衡常数只与温度有关, a、b、c三点的温度依次升高,反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,所以 K(b)>K(c),故D错误;
故选C。
19. 一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮,其中硝化过程中NH被O2氧化。下列叙述正确的是
A. 电池工作时,“厌氧阳极”为正极,“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极
B. 电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小
C. “好氧阴极”存在反应:NH-6e-+8OH-=NO+6H2O
D. “厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol
【答案】D
【解析】
【分析】如图所示,“厌氧阳极”上,C6H12O6失去电子生成CO2和H+,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+;“缺氧阴极”上,得到电子生成NO2,NO2再转化为N2,电极反应式分别为:+e-+2H+=NO2↑+H2O,2NO2+8e-+8H+=N2↑+4H2O;“好氧阴极”上,O2得到电子生成H2O,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,同时O2还能氧化生成,还可以被O2氧化为,反应方程式分别为2+3O2=2+2H2O+4H+,2+O2=2。
【详解】A.由分析可知,电池工作时,“厌氧阳极”失去的电子发生氧化反应,为负极;“缺氧阴极”和“好氧阴极”上得到电子发生还原反应,为正极,A错误;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗H+,其附近的溶液pH增大,B错误;
C.由分析可知,“好氧阴极”上的反应有O2+4H++4e-=2H2O,2+3O2=2+2H2O+4H+,2+O2=2,C错误;
D.“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+,每1mol C6H12O6反应,消耗6mol H2O,转移24mol电子,“厌氧阳极”区质量减少288g,故“厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol,D正确;
故选D。
20. 常温下,用0.10mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1CH3COONa溶液和NaCN溶液,所得滴定曲线如图(忽略体积变化)。下列说法正确的是( )
A. 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:点②等于点③
B. 点①所示溶液中:c(CN-)+c(HCN)﹤2c(Cl-)
C. 点②所示溶液中:c(Na+)> c(Cl-)> c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
D. 点④所示溶液中:c(Na+)+c(CH3COOH)+c(H+)>0.10mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒点②中存在c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),点③中存在c(CN-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),由于两点的溶液体积不等,溶液的pH相等,则c(Na+)不等,c(H+)分别相等,因此阳离子的物质的量浓度之和不等,故A错误;
B.点①所示溶液中含等物质的量浓度的NaCN、HCN、NaCl,存在物料守恒c(CN-)+c(HCN)= 2c(Cl-),故B错误;
C.点②所示溶液中含有等物质的量浓度的CH3COONa、CH3COOH和NaCl,溶液的pH=5,说明以醋酸的电离为主,因此c(CH3COO-)>c(Cl-),故C错误;
D.点④所示溶液为等物质的量浓度的醋酸和氯化钠,浓度均为0.05mol/L,则c(Na+)=c(Cl-)=0.05mol/L,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05mol/L,根据电荷守恒,c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),因此c(CH3COO-)=c(H+)-c(OH-),则c(Na+)+c(CH3COOH)+c(H+)=0.05mol/L+0.05mol/L-c(CH3COO-)+c(H+)=0.1mol/L-c(H+)+c(OH-)+c(H+)=0.1mol/L+c(OH-)>0.1mol/L,故D正确。答案选D。
二、非选择题(本题包括4小题,共40分)
21. 某科研小组模拟工业尿素法生产硫酸肼(N2H6SO4),并测量其纯度,具体方案为在尿素溶液中逐滴滴入次氯酸钠和氢氧化钠混合溶液,然后在催化剂存在的条件下反应制得肼,利用氮气吹出混合物中的肼,用硫酸吸收肼制备硫酸肼。制备实验装置图如图:
已知:①肼是一种无色、易溶于水的液体,沸点为113.5 ℃,长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解。
②硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇和二氯乙烷等有机溶剂,有还原性。
③密度:ρ(硫酸肼)>ρ(二氯乙烷)>ρ(稀硫酸)。
回答下列问题:
(1)盛装尿素溶液的装置名称为________;实验开始时肼不足量时可以得到酸式盐,该盐的化学式为________。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为________。
(3)装置A中发生反应制备肼的离子方程式为_______。
(4)装置B中二氯乙烷的作用为____________;使用冰水浴的作用为_________。
(5)装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中最好选择________作洗涤剂(填字母)。
A. 冷水 B. 热水 C. 无水乙醇 D. 饱和食盐水
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. N2H6(HSO4)2
(2)赶走装置中的空气,避免空气中氧气与肼反应
(3)ClO-+2OH-+CO(NH2)2N2H4+Cl-++H2O
(4) ①. 防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液 ②. 防止肼因温度高而爆炸分解,同时利于产物硫酸肼析出 (5)C
【解析】
【分析】本题为实验制备硫酸肼,由制备方案可知,装置A中尿素溶液和次氯酸钠、氢氧化钠混合溶液在催化剂存在的条件下反应制取肼,装置B中用硫酸吸收肼制备硫酸肼,由信息可知,肼易溶于水,不能直接通入水中,硫酸肼不溶于二氯乙烷,可用二氯乙烷防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液,装置C用于尾气处理。
【小问1详解】
由仪器构造可知,盛装尿素溶液的装置名称为三颈烧瓶;硫酸与肼反应可生成多种化合物,若肼不足量时可以得到酸式盐,则N2H4与H+通过配位键结合为,硫酸以与其形成酸式盐N2H6(HSO4)2;
【小问2详解】
肼中氮元素呈-2价,具有强还原性,则反应前应先通入一段时间氮气的目的为:排尽装置内的空气,防止空气中氧气与肼反应;
【小问3详解】
装置A中,碱性溶液,在催化剂作用下,将氧化为,自身被还原为,同时生成和,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒,反应的离子方程式为:ClO-+2OH-+CO(NH2)2N2H4+Cl-++H2O;
【小问4详解】
已知,肼长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸,硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,不溶于二氯乙烷等有机溶剂。则装置B中二氯乙烷的作用为:防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液;肼因温度高而爆炸,使用冰水浴的作用是:防止肼受热爆炸,同时降低产物的溶解度;
【小问5详解】
硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇,则装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中尽可能减少产品的溶解损失,所以最好选择无水乙醇,选C。
22. 实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,及少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2]的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)已知中含有1个过氧键(—O—O—),则其中硫元素的化合价为______,“氧化除锰”操作中生成MnO2和的离子方程式为_________。
(2)验证加入“试剂X”之前的溶液中不含Fe2+的实验方案是_____________。
(3)为提高碱式碳酸锌的产量,试剂X可以选择_________;常温下,调节溶液的pH,使溶液中铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为______{当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38}。
(4)ZnCO3·2Zn(OH)2可用于制备ZnSO4·7H2O晶体,具体操作为将ZnCO3·2Zn(OH)2溶于足量稀硫酸,______,洗涤、低温干燥,即可得到ZnSO4·7H2O晶体。
【答案】(1) ①. +6 ②. Mn2+++2H2O=MnO2↓+2+4H+
(2)取少量溶液于洁净的试管中,滴入几滴铁氰化钾溶液,不产生蓝色沉淀,证明溶液中不含Fe2+
(3) ①. ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等 ②. 3
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【解析】
【分析】向含锌废液中加入Na2S2O8溶液,锰离子被氧化生成MnO2沉淀且将亚铁离子氧化为铁离子,过滤后向滤液中加入试剂X调节pH使铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,为了不引入新杂质,试剂X可以为ZnO、碳酸锌、氢氧化锌等,最后过滤后滤液再加入NH4HCO3沉锌生成碱式碳酸锌。
【小问1详解】
中含有1个过氧键(—O—O—),其中有2个氧原子为-1价,令S元素化合价为a,根据化合价代数和等于所带电荷,则2a+6×(-2)+2×(-1)=-2,解得a=+6,故硫元素的化合价为+6价;“氧化除锰”操作中氧化锰离子生成MnO2,同时生成硫酸根离子,离子方程式为Mn2+++2H2O=MnO2↓+2+4H+;
【小问2详解】
亚铁离子和铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀,则验证加入“试剂X”之前的溶液中不含Fe2+方案为:取少量溶液于洁净的试管中,滴入几滴铁氰化钾溶液,不产生蓝色沉淀,证明溶液中不含亚铁离子;
【小问3详解】
过滤后向滤液中加入试剂X调节pH使铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,为了不引入新杂质,试剂X可以为ZnO、碳酸锌、氢氧化锌等;当时,可认为该离子沉淀完全,则此时,pOH=11,则理论上pH的最小值为3;
【小问4详解】
将ZnCO3·2Zn(OH)2溶于足量稀硫酸,得到硫酸锌溶液,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥,即可得到晶体。
23. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素的反应为:,该反应为放热反应。
(1)上述反应中,有利于加快反应速率的措施是___________(填序号),有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其热化学方程式如下:
第一步:
第二步:
则合成尿素总反应的热化学方程式为___________。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:
(3)在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,能说明反应到达平衡状态的是___________(填序号)。
A.反应速率:
B.同时断裂0.2molC-H键和0.1molH-H键
C.容器内混合气体的压强保持不变
D.容器中混合气体的密度保持不变
②由图可知,P2压强下Y点速率___________(填“>”“<”或“=”,下同);容器内压强___________。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,则X点对应温度下的Kp=___________(用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制取乙烯:在强酸性溶液中通入气体,用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示:
(4)该装置中,当电路中通过2mol电子时,产生标况下的体积为___________L;阴极的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. C ②. B
(2)
(3) ①. ABD ②. > ③. < ④.
(4) ①. 11.2 ②.
【解析】
【小问1详解】
升高温度和增大压强都可以加快反应速率,故选C;该该反应为放热反应同时为气体体积减小的反应,所以低温高压可使化学平衡正向移动,有利于提高平衡转化率,故选B。
【小问2详解】
合成尿素的总反应=第一步反应+第二步反应,则总反应的热化学方程式为。
【小问3详解】
①A.由反应速率判断出正逆反应速率相等,可以说明反应达到平衡,A正确;
B.断裂0.2molC-H键时生成0.1molH-H键,同时又断裂0.1molH-H键,正反应速率等于逆反应速,反应达到平衡,B正确;
C.该反应在恒压密闭容器中进行,压强始终不变,故不能判断是否达到平衡,C错误;
D.反应在恒压密闭容器中进行,随着反应进行混合气体总质量不变,但体积改变,密度则是一个变量,当密度不变时则达到平衡状态,D正确。
②由图可知P2压强下,Y点的转化率小于其平衡转化率,说明此时未达到平衡状态,,该反应为气体体积增大的反应,压强增大化学平衡逆向移动,转化率减小,则。
③X点转化率为50%,则有,则各物质的分压为,,,
【小问4详解】
阳极反应为,当电路中通过2mol电子时,产生有0.5mol,则标况下的体积为V=n∙Vm=11.2L,阴极上二氧化碳得电子结合氢离子生成乙烯,其电极反应式为。
24. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:
①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_________位(填“间”或“对”)。
(2)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为____________。
(3)H→I的反应类型为_________。
(4)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_________和________。
【答案】(1)对 (2)
(3)取代反应 (4) ①. ②.
【解析】
【分析】发生取代反应生成B,B发生取代反应生成C,由A、C的结构简式可知,B是;C还原为D,D氧化生成E, E比D少2个H原子,结合C、E的结构简式,可知D是;E和F生成G,G还原为H,根据信息②,由H逆推,F是;G是;
【小问1详解】
A以CH3I发生取代反应生成,可知中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的对位。
【小问2详解】
D是,D→E是D中的醇羟基被氧化为醛基,用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为2;
【小问3详解】
H→I是H中N原子上的H被-CHO代替,反应类型为取代反应;
【小问4详解】
根据D→E→G→H,可知氧化生成,与CH3NH2反应生成,还原生成,则M是、N是。
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2022级高三10月调研考试
化学试卷
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60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. 下列关于古籍中的记载说法错误的是
A. 《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的是分解反应
B. 制造“司母戊鼎”的青铜和举世轰动的“超级钢”均属于合金
C. “半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是丁达尔效应
D. 诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”涉及了化学变化
2. 维生素C又称“抗坏血酸”,广泛存在于水果蔬菜中,结构简式如图。下列关于维生素C的说法错误的是
A. 能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可发生消去反应和加聚反应
C. 与葡萄糖互为同分异构体
D. 服用补铁剂(含Fe2+)时,搭配维生素C效果更好
3. 化学用语是化学学习和表达的一种语言,下列化学用语或描述中正确的是
A. 基态硼原子最高能级的电子云轮廓图:
B. 碳化钙的电子式:
C. 1s22s22p→1s22s22p过程中形成的是吸收光谱
D. 的VSEPR模型:
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 常温、常压下,1.4g环丁烷与环丙烷混合气体中含有的氢原子数为
B. 标准状况下,22.4L氯气、氢气和一氧化碳的混合气体中含有个原子
C. 100g32%的甲醇溶液中含有的氢原子数为
D. 两份质量均为5.6g的铁粉分别与足量硫粉、碘单质充分反应,转移的电子数均为
5. 下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A. 硫酸滴加到氢氧化钡溶液中:
B. 固体溶于溶液:
C. 向中滴入溶液至恰好显中性:
D. 向明矾溶液中加入溶液至生成沉淀的物质的量最多:
6. 下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 在氨水中:
B. 在氯化钠溶液中:
C. 在醋酸溶液中:
D. 在硝酸银溶液中:
7. 工业上以铜阳极泥(主要成分是)为原料提取碲,涉及反应:
①,
②。
以下说法正确的是
A. 中元素的化合价是价
B. 反应①中氧化剂是,氧化产物是
C. 每制备理论上共转移
D. 氧化性强弱顺序为:
8. 镓及其化合物可用于制取第三代半导体材料。Ga与A1同主族,化学性质相似。从某金属废渣(主要含、)中提取镓并制备GaN的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. “碱浸”时发生反应
B. 滤渣的主要成分为
C. “电解”中金属Ga在阴极析出
D. 制备GaN的反应中,作氧化剂
9. 下列实验操作规范且可行的是
A
B
C
D
过滤
配制一定物质的量浓度的溶液
测定醋酸溶液的pH
吸收
A. A B. B C. C D. D
10. 某有机物X的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是
A. X的分子式为C12H16O3
B. X在一定条件下能发生加成、加聚、取代、氧化等反应
C. 在催化剂的作用下,1molX最多能与1molH2加成
D. 不能用酸性高锰酸钾溶液区分苯和X
11. 穿心莲内酯具有祛热解毒,消炎止痛之功效,被誉为天然抗生素药物,结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该物质分子式为C20H30O5
B. 1mol该物质最多可与2molH2发生加成反应
C. 等量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶2
D. 该物质能与酸性KMnO4溶液反应
12. 氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法不正确的是
A. 过程I中NO既作氧化剂又作还原剂
B. 过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为4×6.02×1023
C. 过程中涉及的反应均为氧化还原反应
D. 整个过程中Ni2+作催化剂
13. 碳元素的单质有多种形式,、石墨和金刚石的结构如图所示。
下列说法错误的是
A. 、石墨互为同素异形体
B. 1个金刚石晶胞中含有8个C原子
C. 石墨晶体中含有键的物质的量为
D. 加热熔融石墨晶体既破坏共价键,又要破坏分子间作用力
14. 三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分,研究显示,在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测得随时间的变化如表所示:
时间/min
0
2
4
6
8
…
/(mol·L-1)
1.20
0.90
0.70
0.60
0.55
…
已知:在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率。下列说法错误的是
A. 为该反应的催化剂 B. 反应过程中可能产生
C. 与的空间结构相同 D. 0~4 min内,
15. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,由其组成化合物的结构如图所示,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍,下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X
B. Z2X4中既有极性键,又有非极性键
C. 电负性:Z>Q>Y
D. W、Q形成的二元化合物与X2Q、YQ2反应都是氧化还原反应
16. 反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-620.9 kJ·mol-1分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示:
下列说法正确的是
A. 三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅲ
B. 过渡状态a、b、c的稳定性:b>c>a
C. Ⅰ、Ⅱ两步的总反应为CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=-513.5 kJ·mol-1
D. 反应Ⅲ的逆反应活化能为554.9 kJ·mol-1
17. 碳链的增长是有机合成构建碳骨架的重要任务之一、以丙烯为原料构建碳骨架的流程如下图所示。下列说法错误的是
A. M-H为总反应的催化剂 B. 最终产物含1个手性碳原子
C. 该历程涉及键的断裂和生成 D. 该历程总反应原子利用率为100%
18. 利用气相沉积法制备 TiN 的反应为 2TiCl4(g)十N2(g)+4H2(g) 2TiN(s)+8HCl(g) △H=-346.2 kJ·mol-1.现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中,测得反应过程中 TiN的质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。则下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示的是 TiN 的质量随温度变化曲线
B. 曲线Ⅱ中 a、b、c 三点均已达到平衡状态
C. 混合气体的平均摩尔质量:M(a)>M(c)
D. 该反应的平衡常数:K(b)<K(c)
19. 一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮,其中硝化过程中NH被O2氧化。下列叙述正确的是
A. 电池工作时,“厌氧阳极”为正极,“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极
B. 电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小
C. “好氧阴极”存在反应:NH-6e-+8OH-=NO+6H2O
D. “厌氧阳极”区质量减少28.8g时,该电极输出电子2.4mol
20. 常温下,用0.10mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1CH3COONa溶液和NaCN溶液,所得滴定曲线如图(忽略体积变化)。下列说法正确的是( )
A. 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:点②等于点③
B. 点①所示溶液中:c(CN-)+c(HCN)﹤2c(Cl-)
C. 点②所示溶液中:c(Na+)> c(Cl-)> c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
D. 点④所示溶液中:c(Na+)+c(CH3COOH)+c(H+)>0.10mol·L-1
二、非选择题(本题包括4小题,共40分)
21. 某科研小组模拟工业尿素法生产硫酸肼(N2H6SO4),并测量其纯度,具体方案为在尿素溶液中逐滴滴入次氯酸钠和氢氧化钠混合溶液,然后在催化剂存在的条件下反应制得肼,利用氮气吹出混合物中的肼,用硫酸吸收肼制备硫酸肼。制备实验装置图如图:
已知:①肼是一种无色、易溶于水的液体,沸点为113.5 ℃,长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解。
②硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇和二氯乙烷等有机溶剂,有还原性。
③密度:ρ(硫酸肼)>ρ(二氯乙烷)>ρ(稀硫酸)。
回答下列问题:
(1)盛装尿素溶液的装置名称为________;实验开始时肼不足量时可以得到酸式盐,该盐的化学式为________。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为________。
(3)装置A中发生反应制备肼的离子方程式为_______。
(4)装置B中二氯乙烷的作用为____________;使用冰水浴的作用为_________。
(5)装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中最好选择________作洗涤剂(填字母)。
A. 冷水 B. 热水 C. 无水乙醇 D. 饱和食盐水
22. 实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,及少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2]的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)已知中含有1个过氧键(—O—O—),则其中硫元素的化合价为______,“氧化除锰”操作中生成MnO2和的离子方程式为_________。
(2)验证加入“试剂X”之前的溶液中不含Fe2+的实验方案是_____________。
(3)为提高碱式碳酸锌的产量,试剂X可以选择_________;常温下,调节溶液的pH,使溶液中铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为______{当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38}。
(4)ZnCO3·2Zn(OH)2可用于制备ZnSO4·7H2O晶体,具体操作为将ZnCO3·2Zn(OH)2溶于足量稀硫酸,______,洗涤、低温干燥,即可得到ZnSO4·7H2O晶体。
23. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素的反应为:,该反应为放热反应。
(1)上述反应中,有利于加快反应速率的措施是___________(填序号),有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其热化学方程式如下:
第一步:
第二步:
则合成尿素总反应的热化学方程式为___________。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:
(3)在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,能说明反应到达平衡状态的是___________(填序号)。
A.反应速率:
B.同时断裂0.2molC-H键和0.1molH-H键
C.容器内混合气体的压强保持不变
D.容器中混合气体的密度保持不变
②由图可知,P2压强下Y点速率___________(填“>”“<”或“=”,下同);容器内压强___________。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,则X点对应温度下的Kp=___________(用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制取乙烯:在强酸性溶液中通入气体,用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示:
(4)该装置中,当电路中通过2mol电子时,产生标况下的体积为___________L;阴极的电极反应式为___________。
24. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
已知:
①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_________位(填“间”或“对”)。
(2)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为____________。
(3)H→I的反应类型为_________。
(4)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_________和________。
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