精品解析:河南省部分学校联考2024-2025学年高三上学期11月期中考试 化学试题
2024-12-01
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内容正文:
2024—2025年度河南省高三期中考试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.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 Ga:70
一、单选题(每小题有一个正确答案,每题3分,共42分)
1. 文物见证历史,化学创造文明。下列物质的主要成分不能与其他三项归为一类的是
A. 战国蜻蜓眼玻璃珠 B. 元青花云龙纹兽耳衔环盖罐
C. 东汉青铜马踏飞燕 D. 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
【答案】C
【解析】
【详解】战国蜻蜓眼玻璃珠的主要材料为玻璃,属于硅酸盐;元青花云龙纹兽耳衔环盖罐是瓷器类文物,属于硅酸盐;东汉青铜马踏飞燕是青铜器,属于合金;新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐是陶类,属于硅酸盐,所以主要成分不能与其他三项归为一类的是东汉青铜马踏飞燕,故选C。
2. 化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是
A. 碳酸氢铵可以用作面包膨松剂 B. 五氧化二磷可用作食品干燥剂
C. 亚硝酸钠用作一些肉制品的防腐剂和护色剂 D. 铁粉可用作食品脱氧剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸氢铵能够在加热过程中分解产生二氧化碳气体,从而使食品体积膨胀,可以用作面包膨松剂,A正确;
B.五氧化二磷吸水后的产物有毒,不能用作食品干燥剂 ,B错误;
C.亚硝酸钠能够抑制微生物生长、延长保质期,并改善肉制品的色泽,用作一些肉制品的防腐剂和护色剂,C正确;
D.铁粉与氧气反应生成氧化铁,从而消耗包装内的氧气,达到脱氧的效果,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语表述错误的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. HClO的电子式:
C. 基态N原子的价层电子排布图:
D. 分子中键的形成:
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaCl溶液中Na+周围有5个水分子,Cl-周围有6个水分子,且Na+半径小于Cl-,则氯化钠在水中形成能够自由移动的水合氯离子和水合钠离子,故A错误;
B.已知H、Cl最外层上只有1个未成对电子,O最外层有2个未成对电子,HClO为共价化合物,故HClO的电子式为:,故B正确;
C.已知N是7号元素,基态N原子的核外电子排布式为:1s22s22p3,则基态N原子的价层电子排布图:,故C正确;
D.Cl2分子中2个氯原子的3p电子“头碰头”形成σ共价键,其形成过程为,故D正确;
答案选A。
4. 下列说法不正确的是
A. 具有氧化性,可用于腐蚀铜印刷电路板
B. 甘油具有黏性,是因为分子间氢键较强
C. 见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
D. 王水能溶解金,是因为浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeCl3溶液具有氧化性,铁离子能将铜氧化为铜离子从而溶解,可用于腐蚀铜印刷电路板,A正确;
B.甘油分子中含有三个羟基,这些羟基之间可以形成众多的氢键,导致甘油分子间的相互作用力增强,从而使得甘油表现出较高的黏度,B正确;
C.这是因为硝酸在光照条件下会分解,生成NO2、O2和H2O,故应保存在棕色试剂瓶中,C正确;
D.王水能溶解金的主要原因是其同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力,D错误;
故选D。
5. 碳酸二甲酯(DMC)具有优良的化学反应性能。在众多研究方向中,和甲醇直接合成DMC的方法受到了较多的关注。下列叙述不正确的是
A. 反应①③是取代反应,②是加成反应
B. DMC中共平面的原子最多为6个
C. 1molDMC最多消耗2molNaOH
D. DMC的同系物碳酸二乙酯的同分异构体中同时含有羧基和羟基的物质有12种(不考虑立体异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①③均是甲基取代了中间体的H原子,为取代反应,过程②应为中间体与CO2中一个C=O键的加成反应,故A正确;
B.如图,圈内的原子可以共面,最多为8个 ,故B不正确;
C.DMC中相当于含有两个酯基,1molDMC最多消耗2molNaOH,故C正确;
D.DMC的同系物碳酸二乙酯的同分异构体中同时含有羧基和羟基的物质,先考虑碳架有两种C-C-C-C和,定一动二,先定羧基再定羟基分别有(部分氢省略)、、、,共有12种(不考虑立体异构),故D正确;
答案选B。
6. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 等物质的量的和中所含阴离子数均为
B. 4.4g由和组成的混合物含中子的数目为
C. 10.0g最多含有键的数目为
D. 9.2g由和组成的混合物,含个氢原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaN3和Na2O2的物质的量未知,无法计算阴离子数目,A错误;
B.SO2摩尔质量均为64g/mol,1个SO2分子中含有32个中子,设混合物中SO2质量为xg,则含中子数目为:=NA;CO2的摩尔质量为44g/mol,1个CO2分子中含有22个中子,设混合物中CO2质量为yg,则含中子数目为:=NA;故4.4g由SO2和CO2组成的混合物中子的数目为:=2.2NA,B正确;
C.10.0gC5H8O2的物质的量为0.1mol,若形成多环,且不存在不饱和键时,1个 C5H8O2分子中含有16个键,则10.0gC5H8O2最多含有键的数目为1.6NA,C正确;
D.C7H8和C3H8O3的摩尔质量均为92g/mol,则 9.2g由C7H8和C3H8O3组成的混合物的物质的量为0.1mol,1个C7H8分子中含有8个氢原子,1个C3H8O3分子中含有8个氢原子,则9.2g由 C7H8和C3H8O3组成的混合物,含0.8NA个氢原子,D正确;
故选A。
7. 下列离子方程式书写错误的是
A. 含氟牙膏防治龋齿:
B. 用铜电极电解饱和食盐水制:
C. 通入酸性溶液中:
D. 向食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体生成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氟是人体必需的一种微量元素,其有效预防龋齿,也能有效预防蛀牙,氟离子会与羟基磷灰石反应生成氟磷灰石,其离子反应方程式:,故A正确;
B.用铜为电极电解饱和食盐水,阳极铜放电,正确的离子方程式为:Cu+2H2OH2↑+Cu(OH)2↓,故B错误;
C.SO2通入酸性KMnO4溶液中发生氧化还原反应,生成硫酸根离子、锰离子,反应离子方程式为,故C正确;
D.氨水提供了碱性环境,有利于CO2的吸收,反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,离子方程式应为,故D正确;
答案选B。
8. 如图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法不正确的是
A. 简单氢化物的稳定性: B. 最高价含氧酸酸性:
C. 基态原子的未成对电子数: D. 核外电子空间运动状态数目:
【答案】C
【解析】
【分析】由W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N;即W、X、Y、Z、Q分别为H、C、N、O、S,据此回答。
【详解】A.非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,故A正确;
B.非金属性:S>C,故最高价含氧酸酸性:H2CO3<H2SO4,故B正确;
C.基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:X=Q,故C错误;
D.Y为N元素,电子排布式为1s22s22p3,电子填充了5个轨道,核外电子空间运动状态有5种,Z为O元素,电子排布式为1s22s22p4,电子填充了5个轨道,核外电子空间运动状态有5种,故D正确;
答案选C。
9. 为达到下列实验目的,操作方法不合理的是
实验目的
操作方法
A
从热熔硅酸盐中冷却析出玻璃态物质
快速冷却
B
提纯实验室制备的乙酸乙酯
依次用饱和溶液、水洗涤,分液、干燥
C
测定X溶液中是否有
取X溶液于洁净的试管中,滴入几滴氯水,再加入KSCN溶液
D
从明矾过饱和溶液中快速析出晶体
用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到,热熔硅酸盐中冷却析出玻璃态物质需要快速冷却,A正确;
B.提纯实验室制备的乙酸乙酯,依次用饱和溶液除去乙醇乙酸杂质、水洗涤除去碳酸钠溶液,分液分离出有机层、干燥得到较纯乙酸乙酯,B正确;
C.若原溶液中含铁离子也会出现相同现象,会干扰了溶液中亚铁离子的检验,C错误;
D.从明矾过饱和溶液中快速析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁,在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核,D正确;
故选C。
10. CuCl难溶于水,在空气中易被氧化。工业上以废铜泥[含CuS、、、Fe等]为原料制备CuCl的流程如图:
下列说法不正确的是
A. “灼烧”不充分会降低CuCl的产率
B. “除杂”步骤中,氢氧化钠溶液不能换作CuO
C. “还原”时发生的反应为
D. “还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥
【答案】B
【解析】
【分析】废铜泥灼烧后将金属元素转化为可溶于硫酸的氧化物,酸浸后先加H2O2氧化Fe2+,再加NaOH稀溶液,过滤除去Fe(OH)3,往滤液中加入Na2SO3、NaCl还原后,为了保证产品纯度,防止CuCl水解,应采用减压过滤、洗涤及真空干燥的方式,据此分析回答。
【详解】A.“灼烧” 不充分, 铜没有完全转化为氧化铜, 则会降低 CuCl 的产率,A正确;
B.氧化铜会和溶液中的过量的酸发生反应,导致溶液pH值变大,Fe3+发生水解反应形成沉淀,从而除去铁离子,因此“除杂” 步骤中,氢氧化钠溶液能换作CuO,B错误;
C.“还原”时溶液中的铜离子与亚硫酸钠、氯化钠和水反应的离子方程式为,C正确;
D.由分析可知,“还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥,D正确;
故选B。
11. 下列实验的对应操作中,不合理的是
A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
B.稀释浓硫酸
C.制备无水
D.铝热反应冶炼金属镁
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化,而不是滴定管内的液面变化,A正确;
B.浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B正确;
C.氯化镁在氯化氢的氛围中加热失水,抑制镁离子水解,最后得到无水氯化镁,C正确;
D.铝热反应只能用Al还原金属活动性弱于Al的金属氧化物,镁金属性强于铝,反应不能进行,D错误;
故选D。
12. 相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得、、较浓的和NaOH溶液。下列说法错误的是
A. 电极电势高低:
B. M和N溶液分别为和NaOH溶液
C. 工作时,Cu(1)电极上的电极反应为
D. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得98g
【答案】D
【解析】
【分析】浓差电池中,左侧溶液中Cu2+浓度大,Cu2+的氧化性强,则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极,正极上Cu2+发生得电子的还原反应,正极反应为Cu2++2e-═Cu,负极反应式为Cu-2e-═Cu2+;电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极,阳极上水失电子生成O2和H+,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上水得电子生成H2,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH,通过离子交换膜d生成硫酸,即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极,阳极的电势高于阴极,即电势高低:,故A正确;
B.由分析可知,a电极为阴极、b电极为阳极,阳极上水失电子生成O2和H+,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上水得电子生成H2,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以Na+通过离子交换膜生成N溶液为NaOH,通过离子交换膜生成M溶液为H2SO4,故B正确;
C.左侧溶液中Cu2+浓度大,Cu2+的氧化性强,则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极,正极上Cu2+发生得电子的还原反应,正极反应为Cu2++2e-═Cu,故C正确;
D.原电池中铜离子浓度相同时,原电池停止工作,此时两侧溶液中铜离子浓度均为1.5mol/L,则原电池负极生成铜离子的物质的量为(1.5-0.5)mol/L×2L=2mol,转移电子4mol,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,电解池阳极区理论上可生成4mol H+,故H2SO4为2mol,质量为2mol×98g/mol=196g,故D错误;
答案选D。
13. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中的能量变化示意图如图。下列说法正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. 升高温度,产物Ⅰ产率一定升高
C. 由苯得到M时,苯中的大π键没有变化
D. 无论产物是X还是Y,浓H2SO4均作催化剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图示可知:产物Ⅱ比反应产物Ⅰ的能量更低,物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强;且过渡态2-2比过渡态2-1的活化能低,反应更容易发生,因此从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ,A正确;
B.升高温度,浓硝酸会挥发,HNO3也会分解,使反应物的浓度降低,因此产物Ⅰ产率并不一定升高,B错误;
C.由图可知:M的六元环中与-NO2相连的C为sp3杂化,C的杂化方式改变,苯中大π键发生改变,C错误;
D.根据图示可知:X为苯的加成反应产物,Y为苯的取代反应的产物,因此反应生成产物是X时,浓硫酸是反应物;而当反应产生产物是Y时,浓硫酸作催化剂,D错误;
故合理选项是A。
14. 室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随NaOH的加入的变化关系如图[例如]。下列说法正确的是
A. 向等浓度的和NaOH混合溶液中逐滴加入溶液,先生成黑色沉淀,可证明
B. 室温下时:
C. 的溶液中:
D. 以酚酞作指示剂(变色的pH范围:8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定水溶液的浓度
【答案】C
【解析】
【分析】在H2S溶液中存在电离平衡:、,随着pH的增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13,由此分析回答。
【详解】A.向等浓度的Na2S和NaOH混合溶液中逐滴加入FeCl2溶液,先生成黑色沉淀,说明比更难溶,可证明,A错误;
B.由分析可知,随着pH的增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大
,则室温下pH=10时:,B错误;
C.由Na2S体系中各含S粒子的物质的量分数与pH的关系可知,Ka1(H2S)=1×10-7、Ka2(H2S)=1×10-13,硫化钠溶液中S2-部分水解且分步水解:、,以第一步水解为主,第一步水解平衡常数,0.01mol/L Na2S溶液中,解得c(HS-)≈0.0092mol/L,c(S2-)≈0.0008mol/L,则溶液中离子浓度大小为:,C正确;
D.酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应生成的是大量HS-没有反应完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,D错误;
故选C。
二、非选择题(共58分)
15. Ⅰ.第ⅢA族元素B、Al、Ga等元素及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途广泛。请回答:
(1)基态Ga原子的价层电子排布式是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A. 、中硼原子的杂化方式分别为和
B. 分子中的C-Ga-C键角大小:
C. 与Al同周期的元素中,第一电离能比Al大的有5种
D. 相同条件下在水中溶解度:
(3)GaN的一种晶胞结构如图甲所示,若阿伏加德罗常数的值为,则该GaN晶体的密度为___________(用含a、c、的式子表示)。
(4)金属Ga的化学性质与Al相似,工业上以粗镓为原料通过电解精炼制备Ga,电解精炼装置如图乙所示,阴极的电极反应式为___________。
Ⅱ.SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放,其工作原理如图:
(5)尿素水溶液热分解为和,该反应的化学方程式为___________。
(6)当燃油中含硫量较高时,尾气中在作用下会形成,使催化剂中毒。用化学方程式表示的形成:___________。
(7)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧,在尾气消除过程中发生着的循环,写出消除尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式:___________。
【答案】(1) (2)BC
(3)
(4)或者
(5)
(6)
(7)
【解析】
【小问1详解】
镓31号元素,基态Ga原子的价层电子排布式是;
【小问2详解】
A.中B形成3个共价键且无孤电子对、中B形成4个共价键且无孤电子对,故其中硼原子的杂化方式分别为和,正确;
B.中Ga形成3个共价键且无孤电子对,为sp2杂化,中Ga形成4个共价键且无孤电子对,为sp3杂化,则分子中的C-Ga-C键角大小:,错误;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,与Al同周期的元素中,第一电离能比Al大的有镁、硅、磷、硫、氯、氩6种,错误;
D.氨能和水形成氢键,导致相同条件下在水中溶解度:,D正确;
故选BC。
【小问3详解】
根据“均摊法”,晶胞中含个Ga,结合化学式,则含有2个N,则晶体密度为;
【小问4详解】
金属Ga的化学性质与Al相似,由图,阴极反应为在碱性条件下得到电子发生还原反应生成镓单质:;
【小问5详解】
尿素水溶液热分解为和,结合质量守恒,则反应物中含有水,该反应的化学方程式为:;
【小问6详解】
在作用下会形成,则反应为在一水合氨存在条件下,二氧化硫被氧气氧化为+6价硫得到硫酸铵,反应为;
【小问7详解】
尾气消除过程中发生着的循环,则消除尾气(气体产物是空气的某一成分,结合元素守恒,则产物为氮气)的反应为还原二氧化氮生成生成氮气,同时转化为,化学方程式:。
16. 以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下:
已知:与生成的可被TBP萃取;(有机相)(有机相);苯甲酸铝微溶于水,可溶于酸。
回答下列问题:
(1)“加热酸溶”时生成HF反应的化学方程式是___________,“沉铁”后的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)物质的溶解度曲线如图所示,“精制Ⅰ”时,滤渣Ⅱ的成分是___________,得到滤渣Ⅱ的实验方法为___________、过滤、洗涤。“精制Ⅱ”时,pH不宜过低的原因是___________。
(3)“萃取”时,还需要加入NaCl,其作用是___________。“反萃取”中加入的反萃取剂为___________(填化学式)。
(4)若不进行“操作X”,将导致___________。“沉铍”时,将pH从7.0提高到8.0,则铍的损失降低至原来的___________%。
【答案】(1) ①. ②. 变小
(2) ①. ②. 加热浓缩、冷却结晶 ③. 与生成苯甲酸,导致能与结合的减少,生成的苯甲酸铝减少,使铝的去除率降低
(3) ①. 增大的浓度,使转化成,提高的萃取率 ②. HCl
(4) ①. 沉铍时会混有杂质 ②. 1
【解析】
【分析】萤石尾矿含BeO、、及少量、、FeO、、,加硫酸“加热酸溶”,生成BeSO4、Li2SO4、CaSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3,不溶于硫酸、CaSO4微溶,过滤出、CaSO4,加入H2O2、Na2SO4将Fe2+氧化为Fe3+并转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀除铁;此时滤液主要含有Be2+、Li+和Al3+;加入K2SO4,结合物质的溶解度曲线,可知“精制Ⅰ”时,得到滤渣Ⅱ的实验方法为加热浓缩、冷却结晶、过滤,得到KAl(SO4)2·12H2O;精制Ⅱ中溶液中的Al3+通过与苯甲酸钠作用生成苯甲酸铝沉淀除去;同时得到主要含有Be2+、Li+的滤液,锂离子是通过有机物的萃取分离出来;水相含有Be2+、Fe3+,操作X为除去Fe3+,再加入氨水得到Be(OH)2。
【小问1详解】
“加热酸溶”时和硫酸反应生成HF气体和硫酸钙,反应的化学方程式是,加入Na2SO4将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀,发生离子反应Na++3Fe3++2+6H2O= NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,反应生成H+,H+浓度增大,则“沉铁”后的pH变小。
【小问2详解】
沉铁后的滤液主要含有Be2+、Li+和Al3+,加入K2SO4,结合物质的溶解度曲线,可知“精制Ⅰ”时,得到滤渣Ⅱ的实验方法为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,滤渣Ⅱ的成分是KAl(SO4)2·12H2O;苯甲酸是弱酸,与生成,导致能与结合的减少,生成的苯甲酸铝减少,使铝的去除率降低,所以“精制Ⅱ”时,pH不宜过低。
【小问3详解】
与生成的可被TBP萃取,增大的浓度,使转化成,提高的萃取率,所以“萃取”时,还需要加入NaCl。根据(有机相)(有机相),“反萃取”中加入的反萃取剂HCl,增大氢离子浓度,平衡正向移动。
【小问4详解】
操作X为除去Fe3+,若不进行“操作X”,将导致沉铍时会混有杂质。“沉铍”时,pH=7.0时,c1(Be2+)= ;pH=8.0时,c2(Be2+)=,。
17. 在工业上常作催化剂。实验室中,先合成,再与反应制备无水,装置如图所示(加热及夹持仪器略)。
已知:①实验室合成的原理为。
②的熔点为,沸点为74℃,遇水剧烈分解为两种酸性气体;沸点为106℃;忽略共沸。
回答下列问题:
(1)仪器乙的名称为___________,仪器B中盛装的试剂为___________。
(2)下列与实验有关的图标分别表示佩戴护目镜和排风的是___________(填标号)。
A. B. C. D. E.
(3)E中发生反应的化学方程式为___________。
(4)打开,将三通阀调至,接下来打开,一段时间后,加热装置C至60℃;仪器丙的作用为___________。
(5)当C中出现较多液体后,关闭、。制得的操作:①调节三通阀的位置为___________(填标号);②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处,将C装置升温至___________(填范围);③加热E处硬质玻璃管。
(6)某化学学习小组探究在溶液中的颜色变化,进行以下实验。
试剂
加热前溶液颜色
加热后溶液颜色
实验Ⅰ
溶液蒸馏水
棕黄色
深棕色
实验Ⅱ
溶液
几乎无色
几乎无色
实验Ⅲ
溶液
黄色
深黄色
已知:水溶液中,几乎无色,为黄色;水解生成(棕黄色)。
①由实验可知,对水解影响大小:的影响___________(填“大于”“等于”或“小于”)温度的影响。
②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是:___________。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 浓
(2)AD (3)
(4)吸收,防止外界水蒸气进入C中
(5) ①. c ②. 74℃~106℃
(6) ①. 大于 ②. 向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色,加热后变为深黄色
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A中70%硫酸溶液与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化硫,装置C中二氧化硫与五氧化二磷在40—80℃的水浴加热的条件下反应生成SOCl2,装置丙中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化硫,同时防止空气中的水蒸气进入C中与SOCl2反应,装置D中盛有的无水氯化钙用于干燥SOCl2气体,装置E中SOCl2与六水氯化铁共热反应制备无水氯化铁,装置F中盛有的氯化钙用于防止空气中的水蒸气进入E中导致无水氯化铁水解,装置G为氯化氢的吸收装置,其中倒置球形干燥管的作用是防止产生倒吸。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器乙为恒压滴液漏斗;由分析可知,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化硫,故答案为:恒压滴液漏斗;浓;
【小问2详解】
由图可知,表示佩戴护目镜的图标为、表示排风的图标为,故选AD;
【小问3详解】
由分析可知,装置E中SOCl2与六水氯化铁共热反应制备无水氯化铁,反应的化学方程式为,故答案为:;
【小问4详解】
由分析可知,装置丙中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化硫,同时防止空气中的水蒸气进入C中与SOCl2反应,故答案为:吸收,防止外界水蒸气进入C中;
【小问5详解】
由题意可知,制备无水氯化铁的操作为调节三通阀的位置为c,调节温度计水银球位置至三颈瓶口处,将C装置升温至74℃~106℃使SOCl2气化进入装置E中,加热E处硬质玻璃管使SOCl2与六水氯化铁共热反应制备无水氯化铁,故答案为:c;74℃~106℃;
【小问6详解】
①由实验I中加热前后溶液颜色无明显变化、实验Ⅱ中加热前后溶液几乎无色可知,氢离子浓度对平衡的影响大于温度的影响,故答案为:大于;
②由方程式可知,增大实验Ⅱ溶液中氯离子浓度,平衡会向正反应方向移动,溶液中浓度增大,会使溶液变为黄色,则证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的实验方案为向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色,加热后变为深黄色,故答案为:向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色,加热后变为深黄色。
18. 在无氧环境下,经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,芳构化时同时存在如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在800℃时___________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表,则反应ⅱ的___________(用含x、y、z的代数式表示)。
物质
x
y
z
(3)受反应ⅰ影响,随着反应进行,单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低,原因是___________。加入适量水蒸气,可以提高单位时间内甲烷转化率和芳烃产率,用化学方程式表示原因:___________。
(4)利用与反应制备甲烷,对2060年前实现“碳中和”具有重要意义。 ;向若干个体积均为2L的恒容密闭容器中均充入1mol、3.6mol,在不同温度下经过10min测得各容器中的转化率如图所示。
①X点对应的坐标为,X点对应的转化率为___________(保留三位有效数字);X点对应的容器中起始时压强为460kPa,则X点对应的平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数,气体的分压总压该气体的物质的量分数,保留两位小数)。
②X、Y两点对应的平衡常数___________(填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)碳酸钙高温分解会产生大量二氧化碳气体,是“碳排放”的主要来源:。某温度下,向恒容容器中加入mg,设平衡压强为,分解过程中与压强p的关系为,k为速率常数(定温下为常数),当固体质量减少33%时,逆反应速率最大,若转化率为20%,则___________(用k表示)。
【答案】(1)能 (2)
(3) ①. 由于反应ⅰ生成固态炭,会覆盖在催化剂表面,从而减小气体与催化剂的接触面积,因此随着反应进行,单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低 ②.
(4) ①. 88.9% ②. 0.04 ③. 小于
(5)或0.73k
【解析】
【小问1详解】
800℃为1073K,反应ⅰ在1073K时,ΔH-TΔS=74.6kJ/mol-1073K×0.08084kJ•mol-1•K-1=-12.14kJ/mol<0,所以反应能自发进行;
【小问2详解】
已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表,有如下热化学方程式:
① ;
②;
③ ;
根据盖斯定律,方程式②+9③-6①可得,故;
【小问3详解】
反应i生成固态碳,会覆盖在催化剂的表面,减小气体与催化剂的接触面积,所以随着反应的进行,单位时间内甲烷的转化率和芳烃的产率逐渐降低;加入适量水蒸气,发生反应,会减少C对催化剂的覆盖,反应速率会加快,故能提高单位时间内甲烷转化率和芳烃产率;
【小问4详解】
①随着温度的升高,反应速率加快,经过相同的反应时间时,当温度较低时,反应未达平衡,升高温度速率加快,CO2的转化率提高;当温度较高时,反应已经达到平衡,由于是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,由图可知X点已经达到平衡,此时CO2的转化率为80%,列三段式如下:
故H2的转化率为88.9%;
X点对应的起始压强为460kPa,恒容时,,即,解得p平=300kPa,Kp===0.04;
②由于该反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,故小于;
【小问5详解】
当固体质量减小33%时,逆反应速率最大,说明反应处于平衡状态,减小的质量为生成CO2的质量,则生成的CO2的物质的量为=,若转化率为20时,则此时生成CO2的物质的量为=0.002mmol,则此时=,=。
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2024—2025年度河南省高三期中考试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.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 Ga:70
一、单选题(每小题有一个正确答案,每题3分,共42分)
1. 文物见证历史,化学创造文明。下列物质的主要成分不能与其他三项归为一类的是
A. 战国蜻蜓眼玻璃珠 B. 元青花云龙纹兽耳衔环盖罐
C. 东汉青铜马踏飞燕 D. 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
2. 化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是
A. 碳酸氢铵可以用作面包膨松剂 B. 五氧化二磷可用作食品干燥剂
C. 亚硝酸钠用作一些肉制品的防腐剂和护色剂 D. 铁粉可用作食品脱氧剂
3. 下列化学用语表述错误的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. HClO的电子式:
C. 基态N原子的价层电子排布图:
D. 分子中键的形成:
4. 下列说法不正确的是
A. 具有氧化性,可用于腐蚀铜印刷电路板
B. 甘油具有黏性,是因为分子间氢键较强
C. 见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
D. 王水能溶解金,是因为浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
5. 碳酸二甲酯(DMC)具有优良的化学反应性能。在众多研究方向中,和甲醇直接合成DMC的方法受到了较多的关注。下列叙述不正确的是
A. 反应①③是取代反应,②是加成反应
B. DMC中共平面的原子最多为6个
C. 1molDMC最多消耗2molNaOH
D. DMC的同系物碳酸二乙酯的同分异构体中同时含有羧基和羟基的物质有12种(不考虑立体异构)
6. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 等物质的量的和中所含阴离子数均为
B. 4.4g由和组成的混合物含中子的数目为
C. 10.0g最多含有键的数目为
D. 9.2g由和组成的混合物,含个氢原子
7. 下列离子方程式书写错误的是
A. 含氟牙膏防治龋齿:
B. 用铜电极电解饱和食盐水制:
C. 通入酸性溶液中:
D. 向食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体生成:
8. 如图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法不正确的是
A. 简单氢化物的稳定性: B. 最高价含氧酸酸性:
C. 基态原子的未成对电子数: D. 核外电子空间运动状态数目:
9. 为达到下列实验目的,操作方法不合理的是
实验目的
操作方法
A
从热熔硅酸盐中冷却析出玻璃态物质
快速冷却
B
提纯实验室制备的乙酸乙酯
依次用饱和溶液、水洗涤,分液、干燥
C
测定X溶液中是否有
取X溶液于洁净的试管中,滴入几滴氯水,再加入KSCN溶液
D
从明矾过饱和溶液中快速析出晶体
用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A. A B. B C. C D. D
10. CuCl难溶于水,在空气中易被氧化。工业上以废铜泥[含CuS、、、Fe等]为原料制备CuCl的流程如图:
下列说法不正确的是
A. “灼烧”不充分会降低CuCl的产率
B. “除杂”步骤中,氢氧化钠溶液不能换作CuO
C. “还原”时发生的反应为
D. “还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥
11. 下列实验的对应操作中,不合理的是
A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
B.稀释浓硫酸
C.制备无水
D.铝热反应冶炼金属镁
A. A B. B C. C D. D
12. 相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得、、较浓的和NaOH溶液。下列说法错误的是
A. 电极电势高低:
B. M和N溶液分别为和NaOH溶液
C. 工作时,Cu(1)电极上的电极反应为
D. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得98g
13. 苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中的能量变化示意图如图。下列说法正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. 升高温度,产物Ⅰ产率一定升高
C. 由苯得到M时,苯中的大π键没有变化
D. 无论产物是X还是Y,浓H2SO4均作催化剂
14. 室温下,水溶液中各含硫微粒物质的量分数随NaOH的加入的变化关系如图[例如]。下列说法正确的是
A. 向等浓度的和NaOH混合溶液中逐滴加入溶液,先生成黑色沉淀,可证明
B. 室温下时:
C. 的溶液中:
D. 以酚酞作指示剂(变色的pH范围:8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定水溶液的浓度
二、非选择题(共58分)
15. Ⅰ.第ⅢA族元素B、Al、Ga等元素及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途广泛。请回答:
(1)基态Ga原子的价层电子排布式是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A. 、中硼原子的杂化方式分别为和
B. 分子中的C-Ga-C键角大小:
C. 与Al同周期的元素中,第一电离能比Al大的有5种
D. 相同条件下在水中溶解度:
(3)GaN的一种晶胞结构如图甲所示,若阿伏加德罗常数的值为,则该GaN晶体的密度为___________(用含a、c、的式子表示)。
(4)金属Ga的化学性质与Al相似,工业上以粗镓为原料通过电解精炼制备Ga,电解精炼装置如图乙所示,阴极的电极反应式为___________。
Ⅱ.SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放,其工作原理如图:
(5)尿素水溶液热分解为和,该反应的化学方程式为___________。
(6)当燃油中含硫量较高时,尾气中在作用下会形成,使催化剂中毒。用化学方程式表示的形成:___________。
(7)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧,在尾气消除过程中发生着的循环,写出消除尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式:___________。
16. 以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下:
已知:与生成的可被TBP萃取;(有机相)(有机相);苯甲酸铝微溶于水,可溶于酸。
回答下列问题:
(1)“加热酸溶”时生成HF反应的化学方程式是___________,“沉铁”后的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)物质的溶解度曲线如图所示,“精制Ⅰ”时,滤渣Ⅱ的成分是___________,得到滤渣Ⅱ的实验方法为___________、过滤、洗涤。“精制Ⅱ”时,pH不宜过低的原因是___________。
(3)“萃取”时,还需要加入NaCl,其作用是___________。“反萃取”中加入的反萃取剂为___________(填化学式)。
(4)若不进行“操作X”,将导致___________。“沉铍”时,将pH从7.0提高到8.0,则铍的损失降低至原来的___________%。
17. 在工业上常作催化剂。实验室中,先合成,再与反应制备无水,装置如图所示(加热及夹持仪器略)。
已知:①实验室合成的原理为。
②的熔点为,沸点为74℃,遇水剧烈分解为两种酸性气体;沸点为106℃;忽略共沸。
回答下列问题:
(1)仪器乙的名称为___________,仪器B中盛装的试剂为___________。
(2)下列与实验有关的图标分别表示佩戴护目镜和排风的是___________(填标号)。
A. B. C. D. E.
(3)E中发生反应的化学方程式为___________。
(4)打开,将三通阀调至,接下来打开,一段时间后,加热装置C至60℃;仪器丙的作用为___________。
(5)当C中出现较多液体后,关闭、。制得的操作:①调节三通阀的位置为___________(填标号);②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处,将C装置升温至___________(填范围);③加热E处硬质玻璃管。
(6)某化学学习小组探究在溶液中的颜色变化,进行以下实验。
试剂
加热前溶液颜色
加热后溶液颜色
实验Ⅰ
溶液蒸馏水
棕黄色
深棕色
实验Ⅱ
溶液
几乎无色
几乎无色
实验Ⅲ
溶液
黄色
深黄色
已知:水溶液中,几乎无色,为黄色;水解生成(棕黄色)。
①由实验可知,对水解影响大小:的影响___________(填“大于”“等于”或“小于”)温度的影响。
②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是:___________。
18. 在无氧环境下,经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,芳构化时同时存在如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应ⅰ在800℃时___________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表,则反应ⅱ的___________(用含x、y、z的代数式表示)。
物质
x
y
z
(3)受反应ⅰ影响,随着反应进行,单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低,原因是___________。加入适量水蒸气,可以提高单位时间内甲烷转化率和芳烃产率,用化学方程式表示原因:___________。
(4)利用与反应制备甲烷,对2060年前实现“碳中和”具有重要意义。 ;向若干个体积均为2L的恒容密闭容器中均充入1mol、3.6mol,在不同温度下经过10min测得各容器中的转化率如图所示。
①X点对应的坐标为,X点对应的转化率为___________(保留三位有效数字);X点对应的容器中起始时压强为460kPa,则X点对应的平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数,气体的分压总压该气体的物质的量分数,保留两位小数)。
②X、Y两点对应的平衡常数___________(填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)碳酸钙高温分解会产生大量二氧化碳气体,是“碳排放”的主要来源:。某温度下,向恒容容器中加入mg,设平衡压强为,分解过程中与压强p的关系为,k为速率常数(定温下为常数),当固体质量减少33%时,逆反应速率最大,若转化率为20%,则___________(用k表示)。
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