内容正文:
高三年级下学期入学检测考试
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.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Mn-55 Fe-56 Pb-207
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,只有一项符合题目要求。
1. 下列古诗词中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法正确的是
A. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”中涉及的金属焰色试验属于化学变化
B. “丹霞地貌令人奇,七彩花纹似羽衣”中所描写的丹霞地貌的岩层中含有
C. “何意百炼刚,化为绕指柔”,经“百炼”的钢的硬度比纯铁的硬度小
D. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中的能量转化方式只有热能转化为化学能
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 分子的VSEPR模型: B. HClO的电子式:
C. 中子数为20的氯原子: D. 基态溴原子的电子排布式:
3. 化学实验过程中,如果操作或处理不当都会造成危险。下列实验操作或对事故的处理方法正确的是
A. 中学实验室中可以将未用完的钠、白磷放回原试剂瓶中
B. 蒸馏实验过程中发现忘加碎瓷片,立即停止加热,同时向烧瓶中快速加入碎瓷片
C. 用手持镊子取干燥的红色石蕊试纸直接检验氨气
D. 在实验中手被玻璃划破,仅用乙醇清洗即可
4. 在元素周期表中,根据对角线规则,B与Si的化学性质相似。下列有关说法正确的是
A. B与Si的单质都不能在强酸中稳定存在
B. 已知硅酸()为二元弱酸,则可推断硼酸()为三元弱酸
C. 已知氨硼烷()的结构与乙烷()相似,则中的N、B均为杂化
D. 、的中心原子均达到稳定结构
5. 化合物Z是合成某药物的中间体,可通过如下路线制得。下列说法正确的是
A. 反应①中有π键的断裂 B. X、Y互为同系物
C. 1molY最多消耗2molNaOH D. Z分子中所有原子可能共面
6. 碲(Te)是一种准金属,不溶于冷水和热水。从废弃声光器件(主要含,还含杂质)中提取粗碲的工艺流程如图:
已知:性质与相似。下列说法错误的是
A. “碱性浸出”过程中发生了非氧化还原反应
B. 向“滤液1”中滴加适量稀硫酸,无明显现象
C. “溶解还原”中n(氧化剂)∶n(还原剂)
D. 的VSEPR模型与空间结构相同
7. 下列实验操作或装置能达到相应实验目的的是
A.可以较长时间观察到白色沉淀
B.除去氯气中的少量氯化氢
C.验证对分解有催化作用
D.配制溶液
A. A B. B C. C D. D
8. 下列对应反应方程式书写错误的是
A
向溶液中通入少量
B
向银氨溶液中加入足量的稀盐酸
C
向溶液中滴加过量的氨水
D
通入溶液中
A. A B. B C. C D. D
9. 氯化亚铜(CuCl)在浓盐酸中存在平衡:CuCl(s,白色);CuCl悬浊液中存在平衡:CuCl(s,白色)(s,黄色)。某化学小组设计如图实验。下列有关说法错误的是
A. 过程①:Cu与溶液在酸性环境下发生了置换反应
B. 过程②中不稳定,平衡逆向移动
C. 实验二中产生黄色沉淀的原因是CuCl发生水解,转化为CuOH
D. 上述实验中制得CuCl的离子方程式:
10. 由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物X可作为放射性探测器元件材料,化合物X的立方晶胞结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值,a的原子坐标为。
下列说法正确的是
A. b的原子坐标为 B. a表示的原子间的最近距离为297pm
C. S的配位数为4 D. 该晶体密度为
11. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子中3个能级的电子数相等,基态Y原子有2个未成对电子,由该五种主族元素组成的某种化合物的结构如图所示。
下列说法正确的是
A. 分子中键和键个数比为2∶1 B. 电负性:
C. 第一电离能: D. Z、M的单质分别与水反应会生成同一种单质
12. 用碱性肼()-氧气燃料电池(以NaOH溶液为电解质溶液)电解甲基肼()制氢的装置如图所示,其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法错误的是
A. 甲中消耗的
B. 电池工作一段时间后,X极和M极附近的电解质溶液的pH均减小
C. N极为阴极,电极反应式为
D. 乙中生成标准状况下6.72L时,理论上消耗的质量为2.4g
13. 乙烷制乙烯的研究备受关注,一种直接脱氢制乙烯的反应原理为。经测定的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是
A
B. 600℃、0.7MPa时,的平衡转化率最接近40%
C. 800℃、0.6MPa时,该反应的(是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
D. 800℃、0.8MPa条件下,平衡时的物质的量分数为33.3%
14. 在常温下,用0.5mol·L-1溶液滴定25.00mL0.25mol·L-1溶液,加入的溶液体积与溶液pH变化曲线如图所示。
已知:整个滴定过程中未见气泡产生;,。滴定过程中沉淀情况如表所示:
V(溶液)/mL
4.54~25.00
沉淀情况
无沉淀
沉淀逐渐增多
下列说法错误的是
A. 滴定过程中,混合溶液中水的电离程度先增大后减小
B. a点对应溶液中
C. a点对应溶液中存在:
D. b点对应溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 草酸亚铁晶体()是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体,具有较强的还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示)
称取5.0g硫酸亚铁铵晶体,放入250mL三颈烧瓶中,先加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水,加热溶解,固体溶解完全后,再加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸腾,停止加热。静置,待析出大量黄色晶体后倾析,向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水,搅拌并温热5min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______。
(2)仪器B的作用是冷凝回流,提高原料的利用率,选择下列仪器中的_______(填标号)效果最佳。
(3)硫酸亚铁铵晶体中可能混有一定量,羟胺(,酸性条件下以形式存在)具有强还原性。可用羟胺去除亚铁盐中的,写出相关反应的离子方程式:_______。
Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究,实验装置如图。
实验现象:装置B、F中澄清石灰水变浑浊,装置E中黑色氧化铜变为红色。
(4)无水硫酸铜的作用是_______;装置C中足量NaOH溶液的作用是_______。
(5)从绿色化学角度考虑,该套装置存在的明显缺陷是_______。
(6)实验结束后,装置A中残留FeO,无水硫酸铜变为蓝色,则装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(7)若称取mg草酸亚铁晶体进行实验,加热一段时间后,残余固体的组成可表示为,则残余固体的质量为_______(填含m的式子)g。
16. 工业利用软锰矿进行烟气脱硫并制备和的工艺流程如图所示。软锰矿的主要成分是,还含有少量FeO、、、MgO、ZnO、NiO、等物质。
已知:常温下,,。各金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表:
金属离子
开始沉淀时的pH
8.8
7.5
2.2
4.1
9.6
6.5
6.4
完全沉淀时的pH
10.8
9.5
3.5
5.4
11.6
8.5
8.4
回答下列问题:
(1)晶体为_______晶体,为测定其结构通常使用的仪器是_______。
(2)若保持温度不变,“脱硫浸锰”时体系中和随反应时间的变化如图所示。
则导致溶液中和的变化产生明显差异的原因可能是_______。
(3)“调pH”至5.5左右,则“滤渣2”成分为_______(填化学式)。
(4)已知“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS,则“除杂”后的溶液中_______。(当溶液中某离子的物质的量浓度小于或等于时,视作该离子已完全沉淀)
(5)“沉锰”时发生反应的离子方程式为_______。
(6)锰含量测定:为测定产品中锰的含量,取ag样品于烧杯中,加水溶解,加入足量的稀硫酸,再滴加过量的溶液将锰元素转化为,充分反应后加热一段时间,冷却后将烧杯中的溶液配成250mL溶液。取出25.00mL溶液于锥形瓶中,用标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗溶液的体积为VmL。已知:在水溶液中不稳定,会逐渐分解为和。
①滴定终点的现象是_______。
②“充分反应后加热一段时间”的目的为_______。
③该产品中锰的质量分数为_______(用含a、V的式子表示)。
17. 化合物Ⅰ是鞘氨醇激酶抑制剂,其合成路线如下:
已知:B的分子式为,G的分子式为。回答下列问题:
(1)A的名称为_______;D中含氧官能团的名称为_______。
(2)1个中有_______个手性碳原子。
(3)A→C中加入的作用是_______。
(4)D→E反应的化学方程式为_______。
(5)同时满足下列条件的G的同分异构体有_______种。(不考虑立体异构)
A.结构中含苯环且苯环上含有两个支链;B.能与氢氧化钠醇溶液发生消去反应。
其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为1:1:1:1的有机物结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线,设计以、、NBS、AIBN和为原料制的合成路线_______。(无机试剂任选)
18. 二氧化碳和甲烷是两种温室气体,和催化重整制取CO和的反应为。回答下列问题:
(1)已知:几种共价键的键能如表。
共价键
键能/
1065
463
803
436
413
则和催化重整制取和热化学方程式为_______。
(2)分子中的中心原子的杂化方式为_______,的空间结构为_______。
(3)恒温恒容条件下,向某密闭容器中充入1mol和1mol,下列事实能说明催化重整制取和的反应已达到平衡的是_______(填标号)。
A. 混合气体密度不再发生变化 B. 容器内压强不再发生变化
C. 的消耗速率等于的生成速率 D. CO和的体积分数相等
(4)在恒温恒压条件下,向某密闭容器中充入1mol和1mol,起始时总压强为pkPa,平衡时的体积分数为25%,则在该温度下,平衡时的体积分数为______%,该反应的分压平衡常数____(为以各组分的平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CO、熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
已知:电量,n表示电路中转移电子的物质的量,。电极A上CO参与的电极反应为_____;当电极A上消耗标准状况下1.12L混合气体(、CO)时,电路中通过的电量为_____C。
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高三年级下学期入学检测考试
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.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Mn-55 Fe-56 Pb-207
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,只有一项符合题目要求。
1. 下列古诗词中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法正确的是
A. “纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”中涉及的金属焰色试验属于化学变化
B. “丹霞地貌令人奇,七彩花纹似羽衣”中所描写的丹霞地貌的岩层中含有
C. “何意百炼刚,化为绕指柔”,经“百炼”的钢的硬度比纯铁的硬度小
D. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中的能量转化方式只有热能转化为化学能
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属焰色反应是指某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色的反应。“纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”中涉及的金属焰色反应是物理变化,而不是化学变化,因为它没有生成新的物质,故A错误;
B.“丹霞地貌令人奇,七彩花纹似羽衣”中所描写的丹霞地貌的岩层中其岩层中含有大量的铁元素,铁元素的氧化物(如三氧化二铁)使岩石呈现红色。此外,丹霞地貌的岩层中也可能含有其他矿物质,这些矿物质在不同的氧化还原条件下会呈现不同的颜色,形成“七彩花纹”,故B正确;
C.钢是铁的合金,主要成分是铁,但还含有少量的碳和其他元素。“何意百炼刚,化为绕指柔”,经过“百炼”的钢,其碳含量被控制在一定范围内,使得钢的硬度和韧性都优于纯铁,故C错误;
D.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中豆萁燃烧时化学能转化为热能,热能再传递给豆子,使豆子煮熟。因此,能量转化方式主要是化学能转化为热能,故D错误;
故选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 分子的VSEPR模型: B. HClO的电子式:
C. 中子数为20的氯原子: D. 基态溴原子的电子排布式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨分子中N原子价层电子对数为,存在孤电子对,A错误;
B.次氯酸的电子式中O在中间,其电子式为,B错误;
C.质子数为17,中子数为20的氯原子为:,C正确;
D.溴为35号元素,基态溴原子的电子排布式为,D错误;
故选C。
3. 化学实验过程中,如果操作或处理不当都会造成危险。下列实验操作或对事故的处理方法正确的是
A. 中学实验室中可以将未用完的钠、白磷放回原试剂瓶中
B. 蒸馏实验过程中发现忘加碎瓷片,立即停止加热,同时向烧瓶中快速加入碎瓷片
C. 用手持镊子取干燥的红色石蕊试纸直接检验氨气
D. 在实验中手被玻璃划破,仅用乙醇清洗即可
【答案】A
【解析】
【详解】A.钠易与空气中的氧气和水蒸气反应、白磷在空气中能自燃,为防止发生意外事故,实验室中应将未用完的钠、白磷放回原试剂瓶中,故A正确;
B.蒸馏实验过程中发现忘加碎瓷片,立即停止加热,待装置冷却后再添加碎瓷片,故B错误;
C.氨气和水能部分反应生成一水合氨,一水合氨在溶液中部分电离出氢氧根离子使溶液呈碱性,而氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变色,所以检验氨气时应选择湿润的红色石蕊试纸检验,故C错误;
D.实验中不慎手被玻璃划破,应立即用清水清洗,然后用碘酒或酒精消毒,再用药外敷,避免感染,故D错误;
故选A。
4. 在元素周期表中,根据对角线规则,B与Si的化学性质相似。下列有关说法正确的是
A. B与Si的单质都不能在强酸中稳定存在
B. 已知硅酸()为二元弱酸,则可推断硼酸()为三元弱酸
C. 已知氨硼烷()的结构与乙烷()相似,则中的N、B均为杂化
D. 、的中心原子均达到稳定结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.硼单质和硅单质都不能与强酸溶液反应,所以两者都能在强酸中稳定存在,故A错误;
B.硼酸溶液中硼酸分子能与水分子电离出的氢氧根离子结合生成四羟基合硼酸根离子使溶液呈酸性,电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]—+ H+,则硼酸是一元弱酸,故B错误;
C.氨硼烷分子中,硼化氢分子中具有空轨道的硼原子与氨分子中具有孤对电子的氮原子形成配位键,则硼原子和氮原子的价层电子对数均为4,原子的杂化方式都为杂化,故C正确;
D.硼元素的原子序数为5,原子的最外层电子数为3,三氯化硼分子中硼原子与氯原子形成3个共价键,则分子中硼原子的最外层电子数为3+1×3=6,未达到稳定结构,故D错误;
故选C。
5. 化合物Z是合成某药物的中间体,可通过如下路线制得。下列说法正确的是
A. 反应①中有π键的断裂 B. X、Y互为同系物
C. 1molY最多消耗2molNaOH D. Z分子中所有原子可能共面
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应①是苯中C-H键断裂后,与HCHO中C=O发生加成反应,发生加成反应时,断裂双键中的π键,A正确;
B.同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2基团的有机物,X、Y官能团羟基数目不同,不互为同系物,B项错误;
C.Y中有1个酚羟基,只能与等量的氢氧化钠发生中和反应,故1molY最多消耗1molNaOH,C项错误;
D.Z分子中存在饱和碳原子,以单键与其他四个原子相连,所连原子呈四面体结构,故所有原子不可能共面,D项错误;
故本题选A。
6. 碲(Te)是一种准金属,不溶于冷水和热水。从废弃的声光器件(主要含,还含杂质)中提取粗碲的工艺流程如图:
已知:性质与相似。下列说法错误的是
A. “碱性浸出”过程中发生了非氧化还原反应
B. 向“滤液1”中滴加适量稀硫酸,无明显现象
C. “溶解还原”中n(氧化剂)∶n(还原剂)
D. 的VSEPR模型与空间结构相同
【答案】B
【解析】
【分析】向废弃的声光器件粉末中加入氢氧化钠溶液碱性浸出,将二氧化碲、二氧化硅、铝转化为亚碲酸钠、硅酸钠、四羟基合铝酸钠,铜不与氢氧化钠溶液反应,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;向滤液中加入次氯酸钠,将溶液中的亚碲酸钠转化为碲酸钠沉淀和含有硅酸钠、四羟基合铝酸钠的滤液1;向碲酸钠中加入硫酸溶液,通入二氧化硫溶解还原,将碲酸钠转化为碲,过滤得到滤液2和粗碲。
【详解】A.由分析可知,加入氢氧化钠溶液碱性浸出的目的是将二氧化碲、二氧化硅、铝转化为亚碲酸钠、硅酸钠、四羟基合铝酸钠,碱性浸出过程中没有元素发生化合价变化,发生的反应为非氧化还原反应,故A正确;
B.由分析可知,滤液1的主要成分为硅酸钠、四羟基合铝酸钠,向溶液中滴加适量稀硫酸,溶液中硅酸钠、四羟基合铝酸钠能与稀硫酸反应生成硅酸沉淀、氢氧化铝沉淀,故B错误;
C.由分析可知,加入硫酸溶液,通入二氧化硫溶解还原的目的是将碲酸钠转化为碲,反应的化学方程式为Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4,则由方程式可知,氧化剂碲酸钠和还原剂二氧化硫的物质的量比为1:3,故C正确;
D.碲酸根离子中碲原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,则离子的VSEPR模型与空间结构相同,都为正四面体形,故D正确;
故选B。
7. 下列实验操作或装置能达到相应实验目的是
A.可以较长时间观察到白色沉淀
B.除去氯气中的少量氯化氢
C.验证对分解有催化作用
D.配制溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备氢氧化亚铁时,先打开止水夹,利用铁和稀硫酸反应产生的氢气赶走装置中的空气,然后关闭止水夹,A试管内反应生成的氢气使试管中气体压强增大,将生成的硫酸亚铁溶液压到B试管中与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁,在无氧环境中氢氧化亚铁不易被氧化,能较长时间观察到白色沉淀,则题给装置能达到实验目的,故A正确;
B.氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸,反应生成的盐酸能与碳酸氢钠溶液反应导致氯气溶于碳酸氢钠溶液,则题给装置不能达到实验目的,故B错误;
C.由实验装置图可知,两组实验的反应温度不同,由探究实验变量唯一化的原则可知,题给装置无法达到验证铜离子对过氧化氢分解有催化作用的实验目的,故C错误;
D.容量瓶是精量器,不能用于溶解氢氧化钠固体,则题给装置不能达到配制0.10mol/L氢氧化钠溶液的实验目的,故D错误;
故选A。
8. 下列对应反应方程式书写错误的是
A
向溶液中通入少量
B
向银氨溶液中加入足量的稀盐酸
C
向溶液中滴加过量的氨水
D
通入溶液中
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.亚铁离子的还原性强于溴离子,通入少量,优先氧化亚铁离子:,A正确;
B.向银氨溶液中加入足量的稀盐酸,生成氯化银沉淀:,B错误;
C.向溶液中滴加过量的氨水,形成四氨合铜离子:,C正确;
D.通入溶液中,生成硫化铜沉淀:,D正确;
答案选B。
9. 氯化亚铜(CuCl)在浓盐酸中存在平衡:CuCl(s,白色);CuCl悬浊液中存在平衡:CuCl(s,白色)(s,黄色)。某化学小组设计如图实验。下列有关说法错误的是
A. 过程①:Cu与溶液在酸性环境下发生了置换反应
B. 过程②中不稳定,平衡逆向移动
C. 实验二中产生黄色沉淀的原因是CuCl发生水解,转化为CuOH
D. 上述实验中制得CuCl的离子方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.在过程①中,Cu与溶液在酸性环境下发生反应的离子方程式为,该反应产物没有单质生成,不属于置换反应,A项错误;
B.由题可知,在过程②中,向无色溶液中加入100mL蒸馏水,产生白色沉淀,说明不稳定,浓度减小时,发生反应,B项正确;
C.由题可知,CuOH为黄色不溶于水的固体,实验二中产生黄色沉淀的原因是CuCl发生水解,转化为CuOH黄色沉淀,C项正确;
D.由题可知,实验一和实验二中制备CuCl发生反应的离子方程式均为,D项正确;
故选:A。
10. 由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物X可作为放射性探测器元件材料,化合物X的立方晶胞结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值,a的原子坐标为。
下列说法正确的是
A. b的原子坐标为 B. a表示的原子间的最近距离为297pm
C. S的配位数为4 D. 该晶体密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.a的原子坐标为,再结合各坐标轴方向可知,b的原子坐标为,A错误;
B.a原子间的最近距离为面对角线长的一半,即,B错误;
C.由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有4个Pb和4个S,每个原子周围距离最近的原子数均为6,因此S的配位数为6,C错误;
D.由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有4个Pb和4个S,所以该晶体的密度,D正确;
故选D。
11. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子中3个能级的电子数相等,基态Y原子有2个未成对电子,由该五种主族元素组成的某种化合物的结构如图所示。
下列说法正确的是
A. 分子中键和键个数比为2∶1 B. 电负性:
C. 第一电离能: D. Z、M的单质分别与水反应会生成同一种单质
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态X原子中3个能级的电子数相等,则基态X原子的电子排布式为1s22s22p2,X为碳元素;基态Y原子有2个未成对电子,则其电子排布式为1s22s22p4,Y为氧元素;M能形成M+,其原子的最外层电子数为1,且M为原子序数大于氧的短周期主族元素,则M为钠元素;从化合物的结构式可以看出,Z能形成1个共价键,则其原子最外层有7个电子,Z为氟元素;该化合物的结构中W原子可形成4对共用电子对,则W为硼元素。所以W、X、Y、Z、M分别为B、C、O、F、Na,据此解答。
【详解】A.由分析可知,XY2为CO2,CO2的结构式为O=C=O,共价双键中有1个σ键和1个π键,则分子中键和键个数比为2∶2=1∶1,A错误;
B.同一周期从左到右,元素电负性依次增大,且一般非金属元素的电负性大于金属元素,则电负性:F>O>C>B>Na,即Z>Y>X>W>M,B错误;
C.Y、Z、M分别为O、F、Na,同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于其右边相邻元素;同主族从上到下,元素第一电离能依次减小,则第一电离能:F>O>Li>Na,即Z>Y>M,C正确;
D.Z、M分别为F、Na,F2和Na都能与水反应:,,则生成不同的单质,D错误;
故选C。
12. 用碱性肼()-氧气燃料电池(以NaOH溶液为电解质溶液)电解甲基肼()制氢的装置如图所示,其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法错误的是
A. 甲中消耗的
B. 电池工作一段时间后,X极和M极附近的电解质溶液的pH均减小
C. N极为阴极,电极反应式为
D. 乙中生成标准状况下6.72L时,理论上消耗的质量为2.4g
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,甲池生成N2,为燃料电池,属于原电池,b通入氧气,Y为正极,a通入N2H4,X为负极,电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;乙池为电解池,M连接原电池正极Y,为阳极,CH3-NH-NH2失电子生成N2,N为阴极生成H2,据此解答。
【详解】A.甲池是燃料电池,N2H4与O2反应生成N2和H2O,总反应为,由此可知甲中消耗N2H4与O2物质的量之比为1:1,A项正确;
B.乙池CH3-NH-NH2在碱性条件下发生电解生成N2和H2,总反应为,M极电极反应式为,结合分析中甲池的负极反应,消耗氢氧根,可知电池工作一段时间后,X极和M极附近的电解质溶液的pH均减小,B项正确;
C.N极为阴极,水电离出的氢离子放电生成氢气,电极反应式为,C项正确;
D.理论上,标准状况下生成6.72L,氮气物质的量为0.3mol,根据B项分析中M极电极反应式,则转移3mol电子,同时消耗0.75mol,0.75mol的质量为0.75molg·mol-1g,D项错误;
故本题选D。
13. 乙烷制乙烯的研究备受关注,一种直接脱氢制乙烯的反应原理为。经测定的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B. 600℃、0.7MPa时,的平衡转化率最接近40%
C. 800℃、0.6MPa时,该反应的(是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
D. 800℃、0.8MPa条件下,平衡时的物质的量分数为33.3%
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,压强一定时,随温度升高,的平衡转化率逐渐增大,可知平衡正向移动,,因此该反应为吸热反应,,据此分析解答。
【详解】A.乙烷直接脱氢制乙烯的反应为气体体积增大的反应,从图中可知,在压强不变的情况下,的平衡转化率随温度的升高而增大,因此该反应为吸热反应,,A项错误;
B.由图可知,600℃、0.7MPa时,的平衡转化率,B项错误;
C.800℃、0.6MPa时,的平衡转化率为80%,设初始时物质的量为amol,平衡时转化率为80%,则剩余的物质的量为(mol),生成0.8amol,生成0.8amol,容器内气体总物质的量为(mol),,C项正确;
D.800℃、0.8MPa时,的平衡转化率,故平衡时的物质的量分数小于33.3%,D项错误;
故选:C。
14. 在常温下,用0.5mol·L-1溶液滴定25.00mL0.25mol·L-1溶液,加入的溶液体积与溶液pH变化曲线如图所示。
已知:整个滴定过程中未见气泡产生。;,。滴定过程中沉淀情况如表所示:
V(溶液)/mL
4.54~25.00
沉淀情况
无沉淀
沉淀逐渐增多
下列说法错误的是
A. 滴定过程中,混合溶液中水的电离程度先增大后减小
B. a点对应溶液中
C. a点对应溶液中存在:
D. b点对应溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,a点之前,和未发生反应,随溶液的加入的物质的量浓度增大,溶液pH增大,a→b过程中,溶液中出现白色浑浊且无气体生成,说明发生反应:,故可分析出开始至a点,水的电离程度不断增大,b点对应溶液中含有碳酸,水的电离受到抑制,则a→b过程中,水的电离程度不断减小,所以滴定过程中,混合溶液中水的电离程度先增大后减小,A正确;
B.a点对应溶液中,,则,代入数据可得,B正确;
C.a点对应溶液中溶质有和,故存在溶液中的质子守恒,以作为基准物质,得到一个生成,得到一个生成H3O+(可简写成H+);失去一个生成,失去一个生成, 根据得失质子守恒可得,C正确;
D.b点对应溶液中,,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 草酸亚铁晶体()是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体,具有较强的还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示)
称取5.0g硫酸亚铁铵晶体,放入250mL三颈烧瓶中,先加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水,加热溶解,固体溶解完全后,再加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸腾,停止加热。静置,待析出大量黄色晶体后倾析,向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水,搅拌并温热5min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______。
(2)仪器B的作用是冷凝回流,提高原料的利用率,选择下列仪器中的_______(填标号)效果最佳。
(3)硫酸亚铁铵晶体中可能混有一定量,羟胺(,酸性条件下以形式存在)具有强还原性。可用羟胺去除亚铁盐中的,写出相关反应的离子方程式:_______。
Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究,实验装置如图。
实验现象:装置B、F中澄清石灰水变浑浊,装置E中黑色氧化铜变为红色。
(4)无水硫酸铜的作用是_______;装置C中足量NaOH溶液的作用是_______。
(5)从绿色化学角度考虑,该套装置存在的明显缺陷是_______。
(6)实验结束后,装置A中残留FeO,无水硫酸铜变为蓝色,则装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(7)若称取mg草酸亚铁晶体进行实验,加热一段时间后,残余固体的组成可表示为,则残余固体的质量为_______(填含m的式子)g。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)b (3)
(4) ①. 监测是否有水生成 ②. 除去混合气体中的
(5)缺少处理CO尾气的装置
(6)
(7)
【解析】
【分析】称取一定质量硫酸亚铁铵晶体,放入三颈烧瓶中,加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水,加热溶解,固体溶解完全后,再加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸腾,停止加热。静置,待析出大量黄色晶体后倒出上层水溶液,再向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水,搅拌并温热5min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。
验证草酸亚铁晶体分解产物,组装好装置后,先通一段时间氮气,排尽装置中空气和A中水蒸气,防止干扰产物检验;加热A装置,通过无水硫酸铜检验产物水,再通过澄清石灰水检验二氧化碳;用足量NaOH溶液除去二氧化碳后,干燥,氧化铜及F中澄清石灰水用于检验是否存在CO,据此分析解答。
【小问1详解】
由示意图可知仪器C的名称是恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
三种冷凝管中,b为蛇形冷凝管,蒸汽与冷凝水接触时间最长,冷凝效果最好,故选b;
【小问3详解】
在酸性条件下,Fe3+、羟胺(NH2OH)会发生氧化还原反应,Fe3+转化为Fe2+,羟胺被氧化为N2,从而可除去Fe3+,由于酸性条件下NH2OH会转化为NH3OH+,所以根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
无水硫酸铜遇水生成蓝色晶体,作用是监测是否有水生成;装置C中足量NaOH溶液的作用是除去混合气体中的,以避免对CO检验产生干扰;
【小问5详解】
从绿色化学角度考虑,该装置中缺少处理CO尾气的装置;
【小问6详解】
依据题目信息,可推出草酸亚铁分解的产物有水、一氧化碳、二氧化碳和氧化亚铁,据此写出其分解的化学方程式:;
【小问7详解】
mg草酸亚铁晶体的物质的量为:n=;根据元素守恒,最终得到的的物质的量为;则残余固体的质量为。
16. 工业利用软锰矿进行烟气脱硫并制备和的工艺流程如图所示。软锰矿的主要成分是,还含有少量FeO、、、MgO、ZnO、NiO、等物质。
已知:常温下,,。各金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表:
金属离子
开始沉淀时的pH
8.8
7.5
2.2
4.1
96
6.5
6.4
完全沉淀时的pH
10.8
9.5
3.5
5.4
11.6
8.5
8.4
回答下列问题:
(1)晶体为_______晶体,为测定其结构通常使用的仪器是_______。
(2)若保持温度不变,“脱硫浸锰”时体系中和随反应时间的变化如图所示。
则导致溶液中和的变化产生明显差异的原因可能是_______。
(3)“调pH”至5.5左右,则“滤渣2”的成分为_______(填化学式)。
(4)已知“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS,则“除杂”后的溶液中_______。(当溶液中某离子的物质的量浓度小于或等于时,视作该离子已完全沉淀)
(5)“沉锰”时发生反应的离子方程式为_______。
(6)锰含量测定:为测定产品中锰的含量,取ag样品于烧杯中,加水溶解,加入足量的稀硫酸,再滴加过量的溶液将锰元素转化为,充分反应后加热一段时间,冷却后将烧杯中的溶液配成250mL溶液。取出25.00mL溶液于锥形瓶中,用标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗溶液的体积为VmL。已知:在水溶液中不稳定,会逐渐分解为和。
①滴定终点的现象是_______。
②“充分反应后加热一段时间”的目的为_______。
③该产品中锰的质量分数为_______(用含a、V的式子表示)。
【答案】(1) ①. 共价 ②. X射线衍射仪
(2),催化与、反应,生成
(3)、
(4)16 (5)
(6) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液褪色且半分钟内不恢复原色 ②. 使溶液中过量的受热分解,以免影响后续实验[或除去分解产生的] ③. (或)
【解析】
【分析】工业利用软锰矿进行烟气脱硫并制备MnSO4和Mg(OH)2,将含SO2的烟气通入硫酸酸化的软锰矿浆中进行脱硫浸锰,MnO2有氧化性,与还原性的SO2反应生成MnSO4,SiO2不反应,是滤渣1的主要成分,浸出液加入MnO2将少量Fe2+氧化为Fe3+,则溶液中除了Mn2+还有Fe3+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+等金属离子,加入氨水调节pH至5.5左右,使Fe3+、Al3+以Fe(OH)3、Al(OH)3析出而除去,考虑到Ni2+、Zn2+完全沉淀时pH较大,为了防止调节pH时使Mn2+也沉淀,故加入(NH4)2S使Ni2+、Zn2+转化为硫化物沉淀,即滤渣3为NiS、ZnS,再加入碳酸氢铵和氨水使锰以碳酸锰沉淀,分离后,溶液中的镁离子通入氨气使其以氢氧化镁沉淀,碳酸锰加入硫酸转化为MnSO4。
【小问1详解】
SiO2是共价晶体,测定晶体结构通常使用X射线衍射仪;
小问2详解】
若反应体系中只发生MnO2+SO2=MnSO4,则Mn2+与的浓度变化应该一致,而图示信息表明,的浓度变化比Mn2+的浓度变化要快,说明反应体系中还发生了其他生成的反应,由于温度不变,则的浓度变化说明Mn2+能催化O2与H2O、SO2反应生成H2SO4;
【小问3详解】
“调pH”至5.5左右,根据表格中离子沉淀时的pH值,结合分析中浸出液中的金属离子可知滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;
【小问4详解】
Ksp(NiS)相比Ksp(ZnS)更大,则说明当Ni2+完全沉淀时,Zn2+已经沉淀完全,以NiS计算,当Ni2+完全沉淀,c(Ni2+)≤1×10-5mol⋅L-1,则c(S2-)≥ 1×10-16mol⋅L-1,故-lg≤16;
【小问5详解】
“沉锰”时加入碳酸氢氨,由于碳酸氢根离子电离出碳酸根离子,与锰离子形成碳酸锰沉淀,氢离子被氨水中和生成铵根,发生反应的离子方程式为Mn2+++NH3⋅H2O=MnCO3↓++H2O;
【小问6详解】
①滴定时发生+5Fe2++8H+=Mn2++Fe3++4H2O,高锰酸根离子显紫色,故滴定终点的现象是当滴入最后半滴FeSO4标准溶液时,溶液褪色且半分钟内不恢复原色;
②反应过程中加入的(NH4)2S2O8是过量的,而过量的(NH4)2S2O8会影响后续实验,故加热的目的是除去过量的(NH4)2S2O8;
③根据关系式Mn2+~~5Fe2+,可得该产品中锰元素的质量分数为。
17. 化合物Ⅰ是鞘氨醇激酶抑制剂,其合成路线如下:
已知:B的分子式为,G的分子式为。回答下列问题:
(1)A的名称为_______;D中含氧官能团的名称为_______。
(2)1个中有_______个手性碳原子。
(3)A→C中加入的作用是_______。
(4)D→E反应的化学方程式为_______。
(5)同时满足下列条件的G的同分异构体有_______种。(不考虑立体异构)
A.结构中含苯环且苯环上含有两个支链;B.能与氢氧化钠醇溶液发生消去反应。
其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为1:1:1:1的有机物结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线,设计以、、NBS、AIBN和为原料制的合成路线_______。(无机试剂任选)
【答案】(1) ①. 3,5-二甲基苯酚 ②. 酯基
(2)1 (3)中和反应产物HCl,提高C的产率
(4)+
(5) ①. 6 ②.
(6)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,在作用下与分子式为的B发生取代反应生成,则B的结构简式为CH3COCl; 与NBS、AIBN共热发生取代反应生成,与发生取代反应生成,先与氢氧化钠溶液发生水解反应后,再加入稀盐酸酸化得到,则F的结构简式为;在碳酸钾作用下与分子式为的G发生取代反应生成,则G的结构简式为;最后在碳酸氢钠作用下与发生取代反应生成,据此解答。
【小问1详解】
由A的结构简式()可知,A的名称为3,5-二甲基苯酚;D()中含氧官能团为酯基;
【小问2详解】
连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子,则1个分子中含有如图标注“*”的1个手性碳原子:;
【小问3详解】
由分析可知,A→C的反应为作用下与CH3COCl发生取代反应生成和氯化氢,能与生成的氯化氢反应,使A→C的平衡向正反应方向移动,有利于提高的产率,则A→C中加入的作用是中和反应产物HCl,提高C的产率;
【小问4详解】
由分析可知,D→E的反应为与发生取代反应生成和溴化钠,反应的化学方程式为:+;
【小问5详解】
G()同分异构体结构中含苯环且苯环上含有两个支链,能与氢氧化钠醇溶液发生消去反应,说明同分异构体分子中的取代基为-Br和-CH2CH2Br或-Br和-CHBrCH3,其同分异构体的结构可看作溴苯分子中苯环上的1个氢原子被-CH2CH2Br或-CHBrCH3取代的产物,共有3×2=6种。其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为1∶1∶1∶1(即有4种等效氢,且每种等效氢的氢原子个数之比为1∶1∶1∶1)的有机物结构简式为:;
【小问6详解】
参照上述合成路线,设计以、、NBS、AIBN和为原料制的合成步骤为:在碳酸钾作用下与发生取代反应生成,再与NBS、AIBN共热发生取代反应生成,最后在碳酸氢钠作用下与发生取代反应生成,则合成路线为:。
18. 二氧化碳和甲烷是两种温室气体,和催化重整制取CO和的反应为。回答下列问题:
(1)已知:几种共价键的键能如表。
共价键
键能/
1065
463
803
436
413
则和催化重整制取和的热化学方程式为_______。
(2)分子中的中心原子的杂化方式为_______,的空间结构为_______。
(3)恒温恒容条件下,向某密闭容器中充入1mol和1mol,下列事实能说明催化重整制取和的反应已达到平衡的是_______(填标号)。
A. 混合气体密度不再发生变化 B. 容器内压强不再发生变化
C. 的消耗速率等于的生成速率 D. CO和的体积分数相等
(4)在恒温恒压条件下,向某密闭容器中充入1mol和1mol,起始时总压强为pkPa,平衡时的体积分数为25%,则在该温度下,平衡时的体积分数为______%,该反应的分压平衡常数____(为以各组分的平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CO、熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
已知:电量,n表示电路中转移电子的物质的量,。电极A上CO参与的电极反应为_____;当电极A上消耗标准状况下1.12L混合气体(、CO)时,电路中通过的电量为_____C。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 直线形 (3)BC
(4) ①. 25 ②.
(5) ①. ②. 9650
【解析】
【小问1详解】
根据=反应物键能之和-生成物键能之和=,所以和催化重整制取和的热化学方程式为:
【小问2详解】
分子中的中心原子的价层电子对数:,杂化方式为,的空间结构为直线形。
【小问3详解】
A.反应前后气体的质量不变,容器的容积不变,则气体密度始终不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,故A错误;
B.恒温恒容情况下,若压强不再改变,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,故B正确;
C.消耗速率为正反应速率,的生成速率代表逆反应速率,系数相同,速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;
D.CO和都是生成物且物质的量之比1:1,所以CO和的体积分数一直相等,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,故D错误;
故选BC;
【小问4详解】
设该反应过程中转化了xmol,则列三段式如下:,平衡时气体总物质的量为(2+2x)mol,根据题意有得,则平衡时所有物质总物质的量均为mol,气体的总物质的量为mol,则。
【小问5详解】
结合图形信息可推断电极A上CO参与的电极反应为:。根据图中变化可知每1mol或CO都转移2mol电子,当电极A上消耗标准状况下1.12L混合气体(、CO)即0.05mol时,电路中通过的电量为0.1mol,电量为。
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