内容正文:
绝密启用前
2025新高考单科模拟综合卷(二)
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 K 39 Cr 52 Co 59
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活和社会息息相关。下列有关说法错误的是
A. 菏泽特产牡丹籽油属于高分子化合物
B. 燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
C. 亚硝酸钠可用于一些肉制品的加工,发挥防腐作用
D. 煤炭经气化和液化等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料
【答案】A
【解析】
【详解】A.牡丹籽油是一种优良的植物油脂,油脂的相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故A错误;
B.二氧化硫的排放是导致酸雨形成的重要因素,燃煤燃烧生成二氧化硫气体,但二氧化硫能与氧化钙、氧气反应生成硫酸钙,所以燃煤中加入CaO 可以减少酸雨的形成,故B正确;
C.亚硝酸钠能防腐,能使肉类呈现新鲜的红色,生产加工腊肉、香肠等肉制品时添加适量的亚硝酸钠,用作防腐剂,故C正确;
D.煤炭气化生成CO和H2,液化生成甲醇,可获得清洁能源和重要的化工原料,故D正确;
答案选A。
2. 侯氏制碱法的基本反应为。下列说法正确的是
A. 的结构示意图为
B. 的空间结构为V形
C. 电负性:
D. 既含离子键又含共价键
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na+的质子数为11,核外电子数为10,结构示意图为,A错误;
B.CO2中心C原子的价层电子对数为:2+=2,故其空间构型为直线形,B错误;
C.同周期从左到右电负性依次增大,故O>N,N和O的非金属性比H强,电负性大小为O>N>H,C错误;
D.NaHCO3中钠离子和碳酸氢根离子含离子键,碳酸氢根离子内含共价键,D正确;
故答案为:D。
3. 下列做法错误的是
A. 常温下,可用铝或铁制容器盛装浓硝酸、浓硫酸
B. 高锰酸钾固体保存在带橡胶塞的棕色广口瓶中
C. 乙醇、苯应密封保存,置于阴凉处,且远离火源
D. 容量瓶、滴定管、分液漏斗使用前均需要检验是否漏水
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下,铝或铁遇浓硝酸、浓硫酸会发生钝化,故可用铝或铁制容器盛装浓硝酸、浓硫酸,故A正确;
B.高锰酸钾有强氧化性会氧化腐蚀橡胶塞,应使用玻璃塞,故B错误;
C.乙醇、苯都易挥发且易燃,应密封保存,置于阴凉处,且远离火源,故C正确;
D.具有磨口玻璃塞或玻璃活塞的仪器使用前需要查漏,如容量瓶、滴定管、分液漏斗在使用之前必须先检查是否漏液,故D正确;
答案选B。
4. 衣食住行皆化学。下列物质在生活中的用途与其性质具有对应关系的是
选项
用途
性质
A
明矾净水
铝离子能够杀菌消毒
B
石英光纤用于通信
石英光纤传输光信号损耗低,带宽大,重量轻
C
氧化铝用于电解制取铝
氧化铝熔点高
D
茶叶常用于饼干类保鲜
茶叶酚具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A. 明矾能水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮颗粒而净水,与铝离子能够杀菌消毒无关,A错误;
B.石英光纤传输光信号损耗低,带宽大,重量轻,所以可以用作通信,B正确;
C.氧化铝熔点高,可用于作耐高温材料,氧化铝熔融时可产生阴阳离子,可用作电解冶炼铝的原料,性质与用途不具有对应关系,C错误;
D.茶叶酚具有还原性,茶叶常用于饼干类保鲜,D错误;
故选B。
5. 有存在时,活性炭吸附脱除的反应方程式为。研究发现:活性炭的表面含有羧基等含氧官能团,活性炭含氧官能团化学吸附和的机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 和中心原子的杂化方式相同
B. 吸附时,中的原子与羧基中的原子发生作用
C. 室温时,脱除30g转移电子数约为个
D. 含氧官能团化学吸附、的连接方式与、、和的电负性有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.和中心N原子的价层电子对数分别为、,VSEPR模型均为四面体,则N原子的杂化方式均为sp3,故A正确;
B.由图可知,吸附时与H原子配位转化为,即N原子与羧基中的H原子发生作用,故B正确;
C.中NO得电子生成N2,1molNO转移电子2mol,30gNO的物质的量为,转移电子数约为2×6.02×1023个,故C错误;
D.含氧官能团化学吸附NH3时形成,含氧官能团化学吸附NO时形成C=O-N=O结构,说明含氧官能团化学吸附NH3、NO的连接方式与O、N、C和H的电负性大小有关,元素电负性越大,吸引键合电子的能力越强,故D正确;
故选:C。
6. 光催化重整聚乳酸()塑料的反应如图,下列说法中错误的是
A. X分子可降解 B. Y分子中所有碳原子一定共面
C. X分子中含有两种官能团 D. 该反应历程可能为先水解、再消去
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示反应可知X可见光生成Y和小分子氢气,即X可降解,A正确;
B.Y分子中共有三个碳原子,根据三点共面分子中所有碳原子一定共面,B正确;
C.X分子中含有羟基、酯基、羧基,即三种官能团,C错误;
D.由图示信息可知该反应历程可能先在光照条件下发生酯基水解,然后消去小分子氢气。即先水解,再消去,D正确;
故选C。
7. X、Y、Z、Q、T、W为前36号元素,原子序数依次增大。其中仅X、Y、Z为短周期主族元素,且分占三个周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多,且第一电离能小于同周期的相邻元素;在同周期元素中,Z的电负性最大;基态W元素原子的4p轨道半充满;Q和T既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。下列说法正确的是
A. 基态Y原子核外电子有8种空间运动状态
B. 为非极性分子
C. 与X形成的简单化合物沸点:
D. 有2个未成对电子
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z原子序数依次增大,且为短周期主族元素,分占三个周期,则X是H,Y在第二周期,Z在第三周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多,且第一电离能小于同周期的相邻元素,则Y在第ⅥA族,Y是O。Z是第三周期电负性最大的元素,Z是Cl;基态W元素原子的4p轨道半充满,W是As;Q和T既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2,则Q、T在第四周期Ⅷ族,是Fe和Ni。综上,X、Y、Z、Q、T、W分别为H、O、Cl、Fe、Ni、As。
【详解】A.基态O原子核外电子轨道表示式为,则氧原子的空间运动状态有5种,故A错误;
B.WZ3为AsCl3,中心原子As有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,为极性分子,故B错误;
C.Y与X形成的简单化合物是H2O,W与X形成的简单化合物是AsH3,水分子间有氢键,沸点高于AsH3,故C错误;
D.Ni2+价层电子轨道表示式为,有2个未成对电子,故D正确;
答案选D。
8. 甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是
A. 物质A是
B. 半透膜是阳离子交换膜
C. 负极的电极反应式:
D. 可以看作是该反应的催化剂,可以循环利用
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,a电极上HCOOH被氧化为,作负极;则b电极作正极,发生还原反应。
【详解】A.铁的两种离子存在环境为酸性,且生成物为K2SO4,故物质A为H2SO4,A正确;
B.装置中K+由负极流向正极,则半透膜是阳离子交换膜,B正确;
C.a电极上HCOOH被氧化为,电解质溶液是KOH,其电极反应式为:HCOO−−2e−+2OH−=+H2O,C错误;
D.Fe3+先被还原为Fe2+,Fe2+又被O2氧化生成Fe3+,Fe3+可以循环,可看作是该反应的催化剂,D正确;
答案选C。
9. 卤代甲硅烷是一类重要的硅化合物,是合成其他硅烷衍生物的起始原料。三溴甲硅烷(,熔点-73.5℃、沸点111.8℃,易水解、易着火)的合成反应为:,一种合成并提纯的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 合成阶段,装置2和6均需冷水浴;提纯阶段,装置6需加热
B. 装置4的作用为吸收未反应的
C. 合成阶段,从装置8逸出的气体可直接排放;提纯阶段,装置9收集满产品后需将缩细处烧封
D. 为提高冷凝效果,可将装置7更换为球形冷凝管
【答案】B
【解析】
【分析】三颈烧瓶中液溴需要热水浴与氢气在管式炉3中化合反应生成溴化氢,通过4中的溴化亚铁除去溴化氢中的溴蒸汽,溴化氢和硅在管式炉5中反应合成,最后通过蒸馏冷凝提纯得到。
【详解】A.合成阶段,装置2需热水浴使液溴挥发为溴蒸汽,与氢气在3中化合反应,故A错误;
B.装置4为除去溴化氢中的溴蒸汽,故B正确;
C.合成阶段,从装置8逸出的气体含有溴化氢,不能直接排放,故C错误;
D.蒸馏装置中不能使用球形冷凝管,容易有液体残留,需用直型冷凝管,故D错误;
故选B。
10. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
目的
实验操作
现象和结论
A
探究盐类的水解程度
常温下,用pH计测得弱酸盐NaHA、NaB、溶液的pH分别为a、b、c
若,则水解程度:
B
实现沉淀的转化
向溶液中滴入2滴溶液,再滴入2滴溶液
若白色沉淀→蓝色沉淀,则
C
验证乙炔的化学性质
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性溶液中
若紫红色褪去,则证明乙炔能使溶液褪色
D
验证不同微粒与Cu2+的配位能力
向稀溶液中加入适量的NaCl固体,溶液颜色由蓝色变为绿色
转化为,说明与的配位能力比强
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaHA溶液中存在的水解和电离,当水解程度大于电离程度时显碱性;电离程度大于水解程度时显酸性,不能根据溶液的pH比较NaHA与NaB的水解程度大小,故A错误;
B.向1mL0.1mol•L-1NaOH溶液中滴入2滴0.1mol•L-1MgCl2溶液,此时NaOH过量,加入2滴0.1mol•L-1CuSO4溶液后生成的蓝色沉淀不一定是由氢氧化镁转化而来,不能得出Ksp:Cu(OH)2<Mg(OH)2的结论,故B错误;
C.电石中含有硫化钙,易生成硫化氢,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.向稀溶液中存在,加入氯化钠固体,平衡正向移动,溶液由蓝色转化为绿色,说明氯离子的配位能力比水强,D正确;
答案选D。
11. 从废旧CPU中回收Au(金)、Ag、Cu的部分流程如下:
已知HAuCl4 = H+ + AuCl。下列说法正确的是
A. 酸溶时,溶解相同的原料,使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸的少
B. 向过滤所得滤液中加入过量浓氨水,可以分离Cu2+、Ag+
C. 用浓盐酸和浓NaNO3溶液的混合液也可以溶解金
D. 向1 mol HAuCl4中加入过量Zn使其完全还原为Au,只需消耗1.5 mol Zn
【答案】C
【解析】
【分析】CPU中的银和铜与硝酸可以反应,金没有溶解,过滤后滤液中含银离子和铜离子,金用硝酸和氯化钠可以溶解得到HAuCl4溶液,加锌粉还原得到金。从流程中可以看出,在氢离子、氯离子、硝酸根同时存在时金可溶解。
【详解】A.铜与稀硝酸反应的比例关系3Cu~2~2NO,与浓硝酸反应的比例关系Cu~2~2NO2,相同Cu与硝酸反应产生的氮氧化物,浓硝酸产生的多,A错误;
B.“过滤”所得滤液中的Cu2+和Ag+与过量浓氨水都能生成配合物离子,不能分离,B错误;
C.用浓盐酸和NaNO3,溶液中溶质与HNO3-NaCl一样,可以溶解金,C正确;
D.用过量Zn粉将1molHAuCl4完全还原为Au,锌与氢离子反应也会参加反应,消耗Zn的物质的量大于1.5mol,D错误;
本题选C。
12. 一定温度下,向恒容密闭容器中投入E和M发生如下反应:E(g)+M(g)F(g)G(g)。已知反应初始c0(E)=c0(M)=0.10mol/L,部分物质的浓度(c)随时间(t)的变化关系如图所示,t2后反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是
A. X为c(F)随的变化曲线 B. 0~t1内,mol•L-1•s-1
C. 反应的活化能:①>② D. t2时,扩大容器的体积,n(F)减小
【答案】B
【解析】
【分析】由题干反应E(g)+M(g)F(g) G(g)信息可知,达到平衡之前,F的浓度先增大后减小,G的浓度一直增大,E、M的浓度一直减小,故可知X为G,浓度一直减小的曲线为E或者M,浓度先增大后减小的曲线为F,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,X为c(G)随的变化曲线,A错误;
B.由分析可知,X为c(G)随的变化曲线,根据图像信息可知,0~t1s内,G的浓度增大了(0.10-a)mol/L,则=mol•L-1•s-1,B正确;
C.由题干图像信息可知,F的浓度先增大后减小,且F的浓度增大比X的增大的快,故反应①的速率大于反应②的速率,活化能越大,反应速率越慢,故反应的活化能:①<②,C错误;
D.由题干图像信息可知,反应①即E(g)+M(g)=F(g)不可逆,反应②即F(g) G(g)反应前后体积不变,平衡不移动,故时,扩大容器的体积,n(F)不变,D错误;
故选B。
13. 是一种锂离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Zn原子。下列说法正确的是
A. 每个晶胞中包含的个数为2
B. 每个晶胞完全转化为晶胞,电极反应式为
C. 当转化为时,每个晶胞有个迁移
D. 若的晶胞参数为anm,则和间的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由LixZnyS晶胞可知,位于顶点和面心的硫离子个数为8×+6×=4,位于体内的锂离子和锌离子的个数之和为7,则利用原子守恒可得①x+y=7,利用化合价代数和为0可得x+2y=4×2,联立①②可得x=6,y=1,即锌离子总个数为1,A错误;
B.由题意可知,Li2S晶胞完全转化为ZnmS晶胞,由Li2S失去2e-得两个锂离子再利用原子守恒可配平电极反应式为:4Li2S-8e-+4mZn═4ZnmS+8Li+,B错误;
C.在LixZnyS晶胞中,LixZnyS转化为Li2S的电极反应式为:LixZnyS+(2-x)e-+(2-x)Li+=Li2S+yZn,该一个晶胞中有4个S,故每个晶胞有4×(2-x)个Li+迁移,C错误;
D.Li+和S2-间的最短距离为立方晶胞体对角线的,已知Li2S的晶胞参数为anm,则体对角线为=a,故Li+和S2-间的最短距离为,D正确;
答案选D。
14. 某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液的过程,得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是
已知:①电位滴定法的原理:在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃,进而确定滴定终点。
②亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,其电离常数分别是Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。
A. a点对应溶液的pH>7
B. b点对应第二次电极电位突跃,溶液的溶质是H3PO3
C. c点对应的溶液中存在:c(H+)<c(OH-)+c()+2c()
D. 水的电离程度:a>b>c
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析可知,a点为第一次电极电位突跃,恰好完成第一步反应,对应溶质为NaH2PO3、NaCl,的电离平衡常数Ka2=10-6.7,水解平衡常数,的电离程度大于水解程度,即pH<7,故A错误;
B.发生第二次突跃是NaH2PO3和盐酸恰好完全反应,溶液的溶质是NaCl和H3PO3,故B错误;
C.c点对应溶质为NaH2PO3、NaCl、H3PO3,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c()+2c()+c(Cl-),根据物料守恒c(Na+)> c(Cl-),所以c(H+)<c(OH-)+c()+2c(),故C正确;
D.Na2HPO3水解促进水电离,盐酸抑制水电离,加盐酸过程中水的电离程度逐渐减小,所以水的电离程度a>c >b,故D错误;
故选:C。
二、非选择题:本大题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解,在熔化,分解。用两种方法制取并加以应用。
Ⅰ.制备
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:。
实验步骤:称取一定量的固体于烧杯中,溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)中心硫原子的杂化方式为___________。
(2)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是___________。
方法二:硫化碱法,装置如图所示。
(3)组装好仪器后,首先进行的操作是___________;尾气成分为___________。
(4)①装置C中,将和以2:1的物质的量之比配成溶液再通入,便可制得和。反应的化学方程式为___________。
②三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将固体溶于水配成溶液,再将固体溶于溶液中,其目的是___________。
③实验过程中,C装置中的澄清溶液先变浑浊,后变澄清时生成大量的一段时间后,再次出现少量浑浊,此时须立刻停止通入。为了保证的产量,实验中通入的不能过量,原因是___________。
Ⅱ.的应用
(5)设计以下实验测定粗产品中的含量:
步骤1:准确称取8.0000g样品溶于水,加入5mL甲醛,配成100mL溶液。
步骤2:准确称取固体于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL1%淀粉,用待测溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗溶液20.00mL。(已知:)
试计算的纯度:___________%(保留整数)。
【答案】(1)sp3 (2)硫粉微溶于乙醇,在乙醇中有一定的溶解度,从而增大反应物的接触面积,加快反应速率
(3) ①. 检验气密性 ②. SO2、CO2
(4) ①. 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 ②. Na2CO3溶液呈碱性,可以抑制Na2S水解,防止产生H2S气体 ③. 若通入SO2过量,反应液呈酸性,生成的Na2S2O3与酸反应使产品受到损失
(5)93%
【解析】
【分析】方法一:利用归中反应 ,直接将两种物质化合即可得到产物,应注意S在水中溶解度较低,所以应在乙醇溶液中完成反应;
方法二:A装置中用亚硫酸钠和70%的硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,装置B是缓冲装置,可以通过装置B观察SO2生成速率,SO2通入装置C的混合溶液中,加热、搅拌,至溶液pH约为8时,发生反应:、;亚硫酸钠和硫发生反应:,C中的溶液pH约为8时,停止通入SO2气体,得产品混合溶液,产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O3•5H2O产品,由此分析。
【小问1详解】
中心硫原子的成键电子对4,孤对电子对为:,杂化方式为sp3杂化;
【小问2详解】
反应速率与固体物质的接触面积有关,硫粉微溶于乙醇,在乙醇中有以定的溶解度,从而增大反应物的接触面积,加快反应速率;
【小问3详解】
组装好仪器后,首先需要检验装置气密性,可将B中左侧导管没入水中,关闭分液漏斗活塞,微热烧瓶,在B中有气泡冒出,移走酒精灯后一段时间,导管倒吸形成一段水柱;反应尾气主要为未反应完的二氧化硫和反应生成的二氧化碳;
【小问4详解】
①二氧化硫气体均匀通入硫化钠和碳酸钠的混台溶液中最终生成硫代硫酸钠和二氧化碳,可知反应的化学方程式为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;
②三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,其目的是Na2CO3溶液呈碱性,抑制Na2S水解,就可以防止产生H2S气体;
③产物在中性和碱性环境中稳定,若通入SO2过量,反应液呈酸性,生成的Na2S2O3与酸反应使产品受到损失;
【小问5详解】
根据反应方程式:+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O 、I2+2=2I-+中物质反应转化关系可知n(K2Cr2O7)=3n(I2)=6n(Na2S2O3•5H2O),n(K2Cr2O7)=,则Na2S2O3•5H2O的质量为m(Na2S2O3•5H2O)=6×0.001 mol×248 g/mol×=7.44 g,所以Na2S2O3•5H2O的纯度为。
16. 钴酸锂电池性能稳定,应用于手机、笔记本电脑等的技术最为成熟。如图所示是工业上一种处理废弃钴酸锂正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)的工艺,并从中分步回收相应金属化合物。
回答下列问题:
(1)写出一条可提高“酸浸”浸出率及速率的措施:___________。
(2)“酸浸”时的作用为___________,发生反应的离子方程式为___________。
(3)鉴别滤饼2中是否含有的方法为___________。
(4)“沉钴”时加入的NaOH需过量的原因为___________。
(5)“沉铝”时涉及反应的离子方程式为___________,使铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为___________{通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全;;;}。
(6)已知微溶于水,易溶于水,则“工序4”的具体操作为___________(填标号)。
A.蒸发浓缩,冷却结晶,过滤 B.蒸发结晶,过滤 C.加热煮沸,过滤
(7)“滤饼2”在空气中加热分解的热重图如图所示,则CD段得到的固体化学式近似为___________。
【答案】(1)适当提高硫酸的浓度、将反应粉碎、充分搅拌等
(2) ①. 将LiCoO2转化为Co2+ ②. 2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++4H2O+O2↑
(3)用洗净后的金属铁丝蘸取少量的滤饼2在火焰外焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,说明含有Na+,反之则反
(4)将Al3+转化为以分离Co2+和Al3+
(5) ①. [Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+ ②. 8.37
(6)C (7)Co3O4
【解析】
【分析】由题干工艺流程图可知,向废弃钴酸锂正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)中加入H2SO4、H2O2将Al转化为Al3+,LiCoO2转化为Li2SO4、CoSO4,然后过滤得到滤饼1,主要成分为炭黑和吸附的有机粘合剂,滤液1中主要含有Al3+、Li+和Co2+,加入过量的NaOH溶液将Co2+转化为Co(OH)2,Al3+转化为,过滤出滤饼2主要成分为Co(OH)2,滤液2中主要含有、Li+和Na+,向滤液2中通入足量的CO2进行沉铝,即将转化为Al(OH)3沉淀,过滤出滤饼3主要成分为Al(OH)3,此时滤液3主要成分为LiHCO3、NaHCO3,然后加热煮沸,将可溶性LiHCO3转化为微溶物Li2CO3,然后过滤、洗涤干燥即得Li2CO3固体,据此分析解题。
【小问1详解】
适当提高硫酸的浓度、将反应粉碎或者充分搅拌均可提高“酸浸”浸出率及速率,故答案为:适当提高硫酸的浓度、将反应粉碎、充分搅拌等;
【小问2详解】
由分析可知,“酸浸”时H2O2的作用为将LiCoO2转化为Co2+,根据氧化还原反应配平可得,LiCoO2发生反应的离子方程式为:2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++4H2O+O2↑,故答案为:将LiCoO2转化为Co2+;2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++4H2O+O2↑;
【小问3详解】
利用Na+的焰色试验可以鉴别滤饼2中是否含有Na+,具体方法为用洗净后的金属铁丝蘸取少量的滤饼2在火焰外焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,说明含有Na+,反之则反,故答案为:用洗净后的金属铁丝蘸取少量的滤饼2在火焰外焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,说明含有Na+,反之则不含;
【小问4详解】
由分析可知,“沉钴”时加入的需过量的原因为加入过量的NaOH溶液将Co2+转化为Co(OH)2,Al3+转化为,故答案为:将Al3+转化为以分离Co2+和Al3+;
【小问5详解】
由分析可知,“沉铝”即向含有Na[Al(OH)4]溶液中通入过量的CO2,故涉及反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+,根据反应则K==100.63,当离子浓度等于10-5mol•L-1时,代入数据可知,c(OH-)=10-5.63,此时c(Al3+)==10-16.11远小于10-5,此时c(H+)===10-8.37mol/L, pH为-lgc(H+)=8.37,故答案为:[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+;8.37;
【小问6详解】
由分析可知,已知Li2CO3微溶于水LiHCO3易溶于水,则“工序4”的目的是:加热煮沸,将可溶性LiHCO3转化为微溶物Li2CO3,故其具体操作为加热煮沸,过滤,故答案为:C;
【小问7详解】
由分析可知,滤饼2主要成分为Co(OH)2,根据“滤饼2”在空气中加热分解的热重图所示,设1molCo(OH)2在空气中加热分解,则CD段的质量为:93×86.4%=80.35,故CD段对应物质中O的物质的量为:=1.33mol,即n(Co):n(O)=1:1.33=3:4,则CD段得到的固体化学式近似为:Co3O4,故答案为:Co3O4。
17. 尿素是一种重要的氮肥,也是一种化工原料。合成尿素能回收利用二氧化碳,实现“碳的固定”。回答下列问题:
(1)尿素(Ur)的结构简式为,尿素有X、Y两种同分异构体,X能发生银镜反应,Y属于铵盐,则X、Y的结构简式分别为___________。
(2)合成尿素分如图所示的两步进行:
反应的反应热为___________。
(3)某课题组使用氢氧化铟纳米晶电催化剂直接由和高选择性地合成。
①上述和的转化中,被还原的物质是___________(填化学式)。
②上述转化中,控速步骤是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(4)在恒温恒容密闭容器中投入和合成尿素,原理是。下列表明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 气体密度不随时间变化
B. 体积分数不随时间变化
C. 气体总压强不随时间变化
D. 的转化率之比不随时间变化
(5)在恒容密闭容器中发生反应:测得的平衡转化率与起始投料比[,分别为1:1、2:1、3:1]、温度关系如图所示。①在相同投料比下,升高温度,的平衡转化率降低的主要原因是___________。
②曲线a代表的投料比为___________。
③若下,从反应开始至达到M点历时5min,测得M点对应的总压强为140kPa,则0~5min内,分压的平均变化率为___________。
【答案】(1)、
(2)
(3) ①. ②. C (4)AC
(5) ①. 合成尿素是放热反应,当投料比不变时,升温平衡向左移动 ②. 1∶1 ③. 8
【解析】
【小问1详解】
X能发生银镜反应,则含有醛基,可以看作联氨中的一个氢原子被醛基取代,故X的结构为;Y属于铵盐,则含有,为氰酸,即Y为;
【小问2详解】
由图知,,,根据盖斯定律:①+②得到目标反应:,;
【小问3详解】
由于中N元素为+5价,中N元素为-3价,因此被还原;控速步骤为活化能最大的一步,由图知的活化能最大,因此为控速步骤,故选C;
【小问4详解】
反应达到平衡状态的标志为正逆反应速率相等或变量不变,对于反应;
A. 气体密度随反应进行而减小,气体密度不随时间变化时反应达到平衡,A正确;
B. 由于生成物中无气体,CO2体积分数一直不变,当其不随时间变化无法说明反应达到平衡,B错误;
C. 该反应为气体体积减小的反应,气体总压强不随时间变化时,可以判断反应达到平衡,C正确;
D. 的转化率之比始终不随时间变化,故无法判断平衡,D错误;
故选AC。
【小问5详解】
①由于该反应正向放热,因此在相同投料比下,升高温度,平衡向左移动,CO2的平衡转化率降低;
②相同温度下,曲线a的CO2平衡转化率最低,因此投入CO2比例高,则此投料比为1∶1;
③根据M点所对应的曲线中,相同温度下,CO2平衡转化率最高为40%,可知此时投料比为3:1,设起始时充入NH3 3amol,CO2 amol由此可列三段式:,设起始充入气体时总压为P,由于平衡时M点对应的总压强为140kPa,则有,解得P=200kPa;则分压的平均变化率为。
18. 异苯并呋喃酮类物质广泛存在。某异苯并呋喃酮类化合物H的合成路线如下:
已知:ⅰ.与反应生成;
ⅱ.;
ⅲ.。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________。
(2)试剂a的分子式是,其中含有的官能团是___________。
(3)E→F的反应类型是___________。
(4)C→D的反应化学方程式是___________。
(5)由E和F制备G时发现产率不高,写出与G互为同分异构体的副产物Y的结构简式:___________。
(6)同时符合下列条件的D的同分异构体有___________种。
①能使溶液发生显色反应;
②1mol有机物能消耗3molNaOH;
③分子中只存在一个环。
(7)D和G经五步反应合成H,中间产物2和4的结构简式为___________、___________。
【答案】(1)邻苯二酚(或1,2-苯二酚)
(2)醛基、羧基 (3)取代反应
(4)2+O2 2+2CO2+2H2O
(5) (6)6
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】由A→C根据反应条件可推知A为,B为二氯甲烷与A发生取代反应的产物,与a(C2H2O3)反应生成,推知a为OHCCOOH。结合已知信息i.与反应生成和D的分子式推知D为。由E→F推知E为乙酸乙酯,结合已知信息ii. 推知E与F反应生成G:。
【小问1详解】
由分析可知A 的名称为邻苯二酚(或1,2-苯二酚);
【小问2详解】
由分析可知a为乙醛酸,含有的官能团为醛基、羧基;
【小问3详解】
E→F为卤代反应,可知反应类型为取代反应;
【小问4详解】
分析易知D为,据此可知化学方程式为2+O22+2CO2+2H2O;
【小问5详解】
结合已知信息,可知E与F反应可生成G,取代位置不同产生副产物,与G互为同分异构体的副产物Y为;
【小问6详解】
D的同分异构体能使溶液发生显色反应,且1mol有机物能消耗3molNaOH,故苯环上连有3个羟基和1个乙炔基,可视为苯六酚()上3个羟基被2个氢原子和1个乙炔基取代,等同于苯环上连有X、X、Y三个基团,结构简式为:、、、、、,共6种情况;
【小问7详解】
经分析可知有如下过程:→→,由此可知中间产物2和4的结构简式分别为、
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2025新高考单科模拟综合卷(二)
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 K 39 Cr 52 Co 59
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活和社会息息相关。下列有关说法错误的是
A. 菏泽特产牡丹籽油属于高分子化合物
B. 燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
C. 亚硝酸钠可用于一些肉制品的加工,发挥防腐作用
D. 煤炭经气化和液化等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料
2. 侯氏制碱法的基本反应为。下列说法正确的是
A. 的结构示意图为
B. 的空间结构为V形
C. 电负性:
D. 既含离子键又含共价键
3. 下列做法错误的是
A. 常温下,可用铝或铁制容器盛装浓硝酸、浓硫酸
B. 高锰酸钾固体保存在带橡胶塞的棕色广口瓶中
C. 乙醇、苯应密封保存,置于阴凉处,且远离火源
D. 容量瓶、滴定管、分液漏斗使用前均需要检验是否漏水
4. 衣食住行皆化学。下列物质在生活中的用途与其性质具有对应关系的是
选项
用途
性质
A
明矾净水
铝离子能够杀菌消毒
B
石英光纤用于通信
石英光纤传输光信号损耗低,带宽大,重量轻
C
氧化铝用于电解制取铝
氧化铝熔点高
D
茶叶常用于饼干类保鲜
茶叶酚具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
5. 有存在时,活性炭吸附脱除的反应方程式为。研究发现:活性炭的表面含有羧基等含氧官能团,活性炭含氧官能团化学吸附和的机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 和中心原子的杂化方式相同
B. 吸附时,中的原子与羧基中的原子发生作用
C. 室温时,脱除30g转移电子数约为个
D. 含氧官能团化学吸附、的连接方式与、、和的电负性有关
6. 光催化重整聚乳酸()塑料的反应如图,下列说法中错误的是
A. X分子可降解 B. Y分子中所有碳原子一定共面
C. X分子中含有两种官能团 D. 该反应历程可能为先水解、再消去
7. X、Y、Z、Q、T、W为前36号元素,原子序数依次增大。其中仅X、Y、Z为短周期主族元素,且分占三个周期。基态Y元素原子价层p轨道上的电子数比s轨道多,且第一电离能小于同周期的相邻元素;在同周期元素中,Z的电负性最大;基态W元素原子的4p轨道半充满;Q和T既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。下列说法正确的是
A. 基态Y原子核外电子有8种空间运动状态
B. 为非极性分子
C. 与X形成的简单化合物沸点:
D. 有2个未成对电子
8. 甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是
A. 物质A是
B. 半透膜是阳离子交换膜
C. 负极的电极反应式:
D. 可以看作是该反应的催化剂,可以循环利用
9. 卤代甲硅烷是一类重要的硅化合物,是合成其他硅烷衍生物的起始原料。三溴甲硅烷(,熔点-73.5℃、沸点111.8℃,易水解、易着火)的合成反应为:,一种合成并提纯的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 合成阶段,装置2和6均需冷水浴;提纯阶段,装置6需加热
B. 装置4的作用为吸收未反应的
C. 合成阶段,从装置8逸出的气体可直接排放;提纯阶段,装置9收集满产品后需将缩细处烧封
D. 为提高冷凝效果,可将装置7更换为球形冷凝管
10. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
目的
实验操作
现象和结论
A
探究盐类的水解程度
常温下,用pH计测得弱酸盐NaHA、NaB、溶液的pH分别为a、b、c
若,则水解程度:
B
实现沉淀的转化
向溶液中滴入2滴溶液,再滴入2滴溶液
若白色沉淀→蓝色沉淀,则
C
验证乙炔的化学性质
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性溶液中
若紫红色褪去,则证明乙炔能使溶液褪色
D
验证不同微粒与Cu2+的配位能力
向稀溶液中加入适量的NaCl固体,溶液颜色由蓝色变为绿色
转化为,说明与的配位能力比强
A. A B. B C. C D. D
11. 从废旧CPU中回收Au(金)、Ag、Cu的部分流程如下:
已知HAuCl4 = H+ + AuCl。下列说法正确的是
A. 酸溶时,溶解相同的原料,使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸的少
B. 向过滤所得滤液中加入过量浓氨水,可以分离Cu2+、Ag+
C. 用浓盐酸和浓NaNO3溶液的混合液也可以溶解金
D. 向1 mol HAuCl4中加入过量Zn使其完全还原为Au,只需消耗1.5 mol Zn
12. 一定温度下,向恒容密闭容器中投入E和M发生如下反应:E(g)+M(g)F(g)G(g)。已知反应初始c0(E)=c0(M)=0.10mol/L,部分物质的浓度(c)随时间(t)的变化关系如图所示,t2后反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是
A. X为c(F)随的变化曲线 B. 0~t1内,mol•L-1•s-1
C. 反应的活化能:①>② D. t2时,扩大容器的体积,n(F)减小
13. 是一种锂离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Zn原子。下列说法正确的是
A. 每个晶胞中包含的个数为2
B. 每个晶胞完全转化为晶胞,电极反应式为
C. 当转化为时,每个晶胞有个迁移
D. 若的晶胞参数为anm,则和间的最短距离为
14. 某研究小组利用电位滴定法研究盐酸滴加亚磷酸钠(Na2HPO3)溶液的过程,得到电极电位U和溶液pH随盐酸滴加的体积变化曲线如图所示。下列说法正确的是
已知:①电位滴定法的原理:在化学计量点附近,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃,进而确定滴定终点。
②亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,其电离常数分别是Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。
A. a点对应溶液的pH>7
B. b点对应第二次电极电位突跃,溶液的溶质是H3PO3
C. c点对应的溶液中存在:c(H+)<c(OH-)+c()+2c()
D. 水的电离程度:a>b>c
二、非选择题:本大题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解,在熔化,分解。用两种方法制取并加以应用。
Ⅰ.制备
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:。
实验步骤:称取一定量的固体于烧杯中,溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)中心硫原子的杂化方式为___________。
(2)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是___________。
方法二:硫化碱法,装置如图所示。
(3)组装好仪器后,首先进行的操作是___________;尾气成分为___________。
(4)①装置C中,将和以2:1的物质的量之比配成溶液再通入,便可制得和。反应的化学方程式为___________。
②三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将固体溶于水配成溶液,再将固体溶于溶液中,其目的是___________。
③实验过程中,C装置中的澄清溶液先变浑浊,后变澄清时生成大量的一段时间后,再次出现少量浑浊,此时须立刻停止通入。为了保证的产量,实验中通入的不能过量,原因是___________。
Ⅱ.的应用
(5)设计以下实验测定粗产品中的含量:
步骤1:准确称取8.0000g样品溶于水,加入5mL甲醛,配成100mL溶液。
步骤2:准确称取固体于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL1%淀粉,用待测溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗溶液20.00mL。(已知:)
试计算的纯度:___________%(保留整数)。
16. 钴酸锂电池性能稳定,应用于手机、笔记本电脑等的技术最为成熟。如图所示是工业上一种处理废弃钴酸锂正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)的工艺,并从中分步回收相应金属化合物。
回答下列问题:
(1)写出一条可提高“酸浸”浸出率及速率的措施:___________。
(2)“酸浸”时的作用为___________,发生反应的离子方程式为___________。
(3)鉴别滤饼2中是否含有的方法为___________。
(4)“沉钴”时加入的NaOH需过量的原因为___________。
(5)“沉铝”时涉及反应的离子方程式为___________,使铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为___________{通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全;;;}。
(6)已知微溶于水,易溶于水,则“工序4”的具体操作为___________(填标号)。
A.蒸发浓缩,冷却结晶,过滤 B.蒸发结晶,过滤 C.加热煮沸,过滤
(7)“滤饼2”在空气中加热分解的热重图如图所示,则CD段得到的固体化学式近似为___________。
17. 尿素是一种重要的氮肥,也是一种化工原料。合成尿素能回收利用二氧化碳,实现“碳的固定”。回答下列问题:
(1)尿素(Ur)的结构简式为,尿素有X、Y两种同分异构体,X能发生银镜反应,Y属于铵盐,则X、Y的结构简式分别为___________。
(2)合成尿素分如图所示的两步进行:
反应的反应热为___________。
(3)某课题组使用氢氧化铟纳米晶电催化剂直接由和高选择性地合成。
①上述和的转化中,被还原的物质是___________(填化学式)。
②上述转化中,控速步骤是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(4)在恒温恒容密闭容器中投入和合成尿素,原理是。下列表明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 气体密度不随时间变化
B. 体积分数不随时间变化
C. 气体总压强不随时间变化
D. 的转化率之比不随时间变化
(5)在恒容密闭容器中发生反应:测得的平衡转化率与起始投料比[,分别为1:1、2:1、3:1]、温度关系如图所示。①在相同投料比下,升高温度,的平衡转化率降低的主要原因是___________。
②曲线a代表的投料比为___________。
③若下,从反应开始至达到M点历时5min,测得M点对应的总压强为140kPa,则0~5min内,分压的平均变化率为___________。
18. 异苯并呋喃酮类物质广泛存在。某异苯并呋喃酮类化合物H的合成路线如下:
已知:ⅰ.与反应生成;
ⅱ.;
ⅲ.。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________。
(2)试剂a的分子式是,其中含有的官能团是___________。
(3)E→F的反应类型是___________。
(4)C→D的反应化学方程式是___________。
(5)由E和F制备G时发现产率不高,写出与G互为同分异构体的副产物Y的结构简式:___________。
(6)同时符合下列条件的D的同分异构体有___________种。
①能使溶液发生显色反应;
②1mol有机物能消耗3molNaOH;
③分子中只存在一个环。
(7)D和G经五步反应合成H,中间产物2和4的结构简式为___________、___________。
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