内容正文:
二轮模拟卷·化学(三)
(75分钟 100分)
考生须知:
1.本卷侧重:高考评价体系之基础性。
2.本卷怎么考:①考查化学必备基础知识(题1);②考查化学实验中的基本操作(题7);③考查解决化学问题的基本技能(题15)。
3.本卷典型情境题:题1、2、6、12、17、18。本卷拔高题:题13、16。
4.本卷测试内容:高考全部范围。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39
I 127
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.化学在社会进步中发挥着关键性作用。下列有关材料的说法错误的是
A.北京冬奥会中的专用演出服为石墨烯智能发热材料,该材料属于新型无机非金属材料
B.卡塔尔世界杯官方用球使用的线型结构的新聚氨基酯(PU)材质具有热固性
C.天问一号火星车使用的热控保温材料纳米气凝胶可产生丁达尔效应
D.嫦娥五号月球车上的国旗是由纤维制成的,纤维属于高分子材料
2.常温离子液体也称常温熔融盐。硝酸乙基铵[(C2H5NH3)NO3]是人类发现的第一种常温离子液体,已知C2H5NH2结合H+的能力比NH3略强。下列有关硝酸乙基铵的说法正确的是
A.可用作电池的电解质
B.水溶液呈碱性
C.属于共价化合物
D.结构和性质类似于硝酸乙酯(CH3CH2ONO2)
3.亚铁氰化钾{K4[Fe(CN)6]},俗称黄血盐,烧制青花瓷时其可用于绘画。亚铁氰化钾的制备方法为Fe+6HCN+2K2CO3K4[Fe(CN)6]+H2↑+2CO2↑+2H2O。下列说法正确的是
A.HCN中σ键和π键的数目之比为1∶2
B.[Fe(CN)6]4-中,金属离子的价电子排布式为3d6
C.C和CO2中C原子均采用sp2杂化
D.C的空间结构为平面三角形,碳原子的价层电子对数为4
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.18 g H2 18O中含有的质子数为10NA
B.1 L 2 mol·L-1 HF溶液中H+的个数小于2NA
C.2.3 g钠用铝箔包裹后与足量水反应,生成H2的分子数为0.05NA
D.常温下,0.1 mol Cl2和足量NaOH溶液反应,转移的电子数为0.2NA
5.下列离子方程式书写正确的是
A.向亚硫酸钠溶液中加入稀硝酸:S+2H+SO2↑+H2O
B.石墨作电极电解AlCl3溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
C.向1 L 0.1 mol·L-1 FeBr2溶液中通入过量的氯气:2Fe2++2Br-+2Cl2Br2+4Cl-+2Fe3+
D.向Ba(OH)2溶液中滴入稀H2SO4:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
6.利用3-苯基丙酸催化脱氢制备异肉桂酸的反应过程如图所示,下列叙述错误的是
A.3-苯基丙酸和互为同系物
B.3-苯基丙酸的分子式为C9H10O2
C.异肉桂酸分子中9个碳原子可能共面
D.1 mol异肉桂酸最多能与5 mol H2发生加成反应
7.某同学用如图所示装置进行实验,预期现象与实际不相符的是
选项
①中物质
②中物质
预期现象
A
乙醇
酸性KMnO4溶液
紫色溶液颜色变浅或褪去
B
H2S溶液
Na2SO3溶液
溶液变浑浊、产生气泡
C
H2O2溶液
淀粉-KI溶液
溶液变蓝
D
氨水
AlCl3溶液
生成白色沉淀且不溶解
8.化合物A是一种催化剂,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z同周期,X的L层电子数比K层多1个。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性:Z>Y
B.Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为HZO4
C.W、X、Y、Z的原子半径依次增大
D.W、Y、Z形成的化合物为共价化合物
9.ZnO是一种光电材料,其晶胞结构如图,晶胞参数为a nm。下列说法正确的是
A.晶胞中含有14个O原子和4个Zn原子
B.晶胞中离O距离最近的Zn原子数为8
C.相邻的O和Zn最近的距离为a nm
D.该晶体的密度为 g·cm-3
10.向2 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S,一定条件下发生反应2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH,测得H2S的转化率与温度及时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B.P点:v(正)>v(逆)
C.950 ℃时,0~1.25 s内生成H2的平均反应速率为0.016 mol·L-1·s-1
D.950 ℃时,该反应的平衡常数小于3.125×10-4
11.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项
实验
现象
结论
A
常温下将Cu放入浓H2SO4中
生成具有刺激性气味的气体
Cu与浓H2SO4反应生成SO2
B
向某溶液中加入CCl4,振荡后静置
液体分层,下层呈紫红色
该溶液中存在I-
C
向1.0 mol·L-1的NaX溶液中滴加2滴甲基橙
溶液呈黄色
NaX溶液呈碱性
D
向浓度均为0.1 mol·L-1的Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3的混合溶液中逐滴加入氨水
先有红褐色沉淀生成,后有白色沉淀生成
Al(OH)3的溶度积比Fe(OH)3的大
12.研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法正确的是
A.石墨电极M为负极,发生氧化反应
B.右侧装置中K+通过阳离子交换膜从铂电极P移向铂电极Q
C.石墨电极N处发生的电极反应:S-6e-+4H2OS+8H+
D.电路中每消耗1 mol O2,理论上铂电极Q可制得342.4 g KIO3
13.【拔高题】25 ℃时,向浓度均为0.100 mol·L-1的1 L NaX、NaY溶液中分别滴加等浓度的盐酸,混合溶液中的离子浓度关系如图所示。下列说法错误的是
A.等浓度、等体积的溶液中阳离子总数:NaX>NaY
B.25 ℃时,电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)
C.M、N两点对应溶液中滴入盐酸的体积相同
D.N点对应溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Y-)+c(Cl-)
14.某铬贫矿的主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3,采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如下,已知“氧化浸出”时铁以Fe2O3形式存在。下列说法错误的是
A.“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率
B.滤渣的主要成分是Fe2O3、MgO
C.化合物Ⅰ为NaOH,化合物Ⅱ为NaHCO3
D.实验室进行“混合”时,将Na2Cr2O7溶液缓慢倒入浓硫酸中,边倒边搅拌
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的基本化工原料,用于电镀、冶金和有机合成医药、农药等领域。工业制备硫代硫酸钠的反应原理为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。某化学小组利用上述原理在实验室制备硫代硫酸钠,并用硫代硫酸钠溶液处理含氰化钠的废水。
【实验一】制备硫代硫酸钠。
关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,缓慢滴加浓硫酸,控制好反应速率。
(1)①装置C中盛放Na2S和Na2CO3混合溶液的仪器名称是 。
②装置B的作用是 。
③实验结束后装置D烧杯中的溶质除NaOH之外,还可能有 (填化学式)。
(2)实验结束后,在E处可连接盛有 (填字母)的注射器,再关闭K2,打开K1,以防止拆除装置时装置中的有害气体逸出,污染空气。
A.BaCl2溶液
B.浓硫酸
C.酸性KMnO4溶液
D.NaOH溶液
【实验二】测定硫代硫酸钠产品纯度并处理废水中的氰化钠。
制备的硫代硫酸钠产品一般为Na2S2O3·5H2O,可用I2的标准溶液测定产品纯度:取12.0 g产品配制成250 mL溶液,取25 mL溶液,用浓度为0.1 mol·L-1的I2标准溶液进行滴定(原理为2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI),相关数据记录如下表:
实验编号
1
2
3
溶液体积/mL
25.00
25.00
25.00
消耗I2标准溶液的体积/mL
20.05
18.00
19.95
(3)①上述滴定操作中应该选用 作为反应的指示剂。
②Na2S2O3·5H2O产品的纯度为 。
(4)查阅资料知氰化钠与硫代硫酸钠的反应是NaCN+Na2S2O3NaSCN+Na2SO3,实验室中NaSCN可以代替KSCN检验 (填离子符号)。
16.【拔高题】(14分)磷酸铁(FePO4·2H2O)是难溶于水的白色固体,可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室用磷铁渣(含Fe、FeP、Fe2P及少量杂质)来制备FePO4·2H2O的工艺流程如下:
(1)“浸取”时,在密闭反应容器中进行,硝酸分解生成的O2将Fe、FeP、Fe2P氧化为Fe2O3、P2O5。Fe2P与O2反应的化学方程式为 。
(2)加入硫酸的目的是 ;加入活性炭的目的是 。
(3)写出生成FePO4·2H2O的离子方程式: 。“制备”时,溶液的pH对磷酸铁产品中的值有影响,在pH为1.2~2.5时,随pH增大,的值明显增大,其原因是 。
(4)“系列操作”的名称是 。
(5)FePO4·2H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品含量随温度变化的曲线)如图所示。则a为 (保留小数点后两位)。
17.(15分)阿利克仑是一种肾素抑制剂,以芳香族化合物A为原料合成其中间体I的一种合成路线如下。
B C7H6O2D C8H7O2BrE C8H8O3
已知:D、E中均含有3个取代基。
回答下列问题:
(1)A的名称是 。
(2)HI的反应类型是 。
(3)D的结构简式为 ,G的分子式为 。
(4)CD的化学方程式为 。
(5)芳香族化合物X与E互为同分异构体,X既能与FeCl3溶液发生显色反应又能发生水解反应,则符合题意的X有 种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶3的结构简式为 。
(6)是一种医药中间体,设计以A和乙醇为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
18.(15分)近年来将CO2变废为宝,改善环境是科学研究的重要课题,这对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。
(1)一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的反应历程如图1所示。
步骤1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
步骤2:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
由CO2和H2制备CH3OH(g)的热化学方程式为 ,其总反应的反应速率由 (填“步骤1”或“步骤2”)决定。
(2)某研究小组向密闭容器中通入3 mol H2和1 mol CO2,同时发生反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在不同条件下达到平衡。在T=300 ℃下甲醇的体积分数φ(CH3OH)随压强p的变化、在p=600 kPa下φ(CH3OH)随温度T的变化如图2所示。
①下列说法正确的是 (填字母)。
A.曲线a为等压线,曲线b为等温线
B.增大CO2与H2的浓度,反应1和反应2的正反应速率都增大
C.反应1的平衡常数:K(X)=K(Y)
D.反应2的正反应速率:v(X)<v(M)
②已知M点时,容器中CO2的物质的量为 mol,CO的物质的量为 mol,则此时CO2的分压为 kPa,反应1的压强平衡常数Kp= kPa-2。(压强平衡常数Kp是以分压代替浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
③图中M点的φ(CH3OH)高于N点的原因是 。
(3)甲醇是重要的化工原料,也可用于甲醇燃料电池。以稀硫酸为电解质溶液,甲醇燃料电池的工作原理如图3所示。
①该电池工作时,c口通入的物质是 。
②该电池负极的电极反应式是 。
参考答案
1.答案 B
解题分析 本题考查化学在社会、科技中的应用。石墨烯是碳的一种单质,属于新型无机非金属材料,A项正确;卡塔尔世界杯官方用球使用线型结构的新聚氨基酯(PU)材质,线型结构的塑料具有热塑性而不具有热固性,B项错误;纳米气凝胶可产生丁达尔效应,C项正确;纤维属于高分子材料,D项正确。
2.答案 A
解题分析 本题考查离子液体。硝酸乙基铵为离子液体,可用作电池的电解质,A项正确;硝酸乙基铵是一种强酸弱碱盐,水溶液呈酸性,B项错误;硝酸乙基铵为常温熔融盐,是由C2H5N和N构成的,属于离子化合物,C项错误;硝酸乙基铵为离子化合物,而硝酸乙酯是共价化合物,这两种物质的结构不同,所以性质也不同,D项错误。
3.答案 B
解题分析 本题考查原子结构与性质。HCN的结构式为H—C≡N,HCN中σ键和π键的数目之比为1∶1,A项错误;金属离子为Fe2+,其价电子排布式为3d6,B项正确;CO2中C采用sp杂化,C项错误;C中碳原子的价层电子对数为3,C的空间结构为平面三角形,D项错误。
4.答案 B
解题分析 本题考查阿伏加德罗常数的应用。O的摩尔质量为20 g·mol-1,18 g O的物质的量为0.9 mol,含有的质子数为9NA,A项错误;HF为弱酸,不能完全电离,B项正确;铝箔能与氢氧化钠反应放出氢气,因此生成氢气的分子数大于0.05NA,C项错误;转移的电子数为0.1NA,D项错误。
5.答案 D
解题分析 本题考查离子方程式。稀硝酸能将S氧化为S,A项错误;电解后,产生Al(OH)3沉淀,B项错误;正确的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl22Br2+6Cl-+2Fe3+,C项错误。
6.答案 D
解题分析 本题考查有机物的结构与性质。1 mol苯环可以与3 mol氢气发生加成反应,1 mol碳碳双键可以与1 mol氢气发生加成反应,故1 mol异肉桂酸最多能与4 mol H2发生加成反应,D项错误。
7.答案 B
解题分析 本题考查实验装置分析。乙醇能和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而使溶液褪色,A项预期现象与实际相符;硫化氢和亚硫酸钠发生反应生成硫单质沉淀,没有气体产生,B项预期现象与实际不相符;过氧化氢和碘离子反应生成碘单质,C项预期现象与实际相符;铝离子和氨水生成不溶于氨水的氢氧化铝沉淀,D项预期现象与实际相符。
8.答案 A
解题分析 本题考查元素推断与元素周期律。根据X的L层比K层多1个电子可判断X是B,可推出Y是N,Z是F,W是H。非金属性:F>N,故HF比NH3稳定,A项正确;Z是F,无正价,所以没有最高价氧化物对应的水化物,B项错误;X、Y、Z的原子半径依次减小,C项错误; NH4F是离子化合物,D项错误。
9.答案 D
解题分析 本题考查晶胞结构。晶胞中含有4个O原子和4个Zn原子,A项错误;离O距离最近的Zn原子数为4,B项错误;相邻的O和Zn最近的距离为a nm,C项错误;一个晶胞的质量为 g,晶胞的体积为a3 nm3=a3×10-21 cm3,所以密度ρ== g·cm-3,D项正确。
10.答案 B
解题分析 本题考查化学反应速率、影响化学平衡移动的条件及平衡常数等。温度越高,H2S的平衡转化率越大,则正反应为吸热反应,A项错误;P点所处的曲线还有上升的趋势,未达到平衡,故v(正)>v(逆),B项正确;v(H2)=v(H2S)= mol·L-1·s-1=0.008 mol·L-1·s-1,C项错误;P点处,c(H2S)=0.04 mol·L-1,c(H2)=0.01 mol·L-1,c(S2)=0.005 mol·L-1,浓度商Q==3.125×10-4,此时反应未达到平衡,则K>Q,D项错误。
11.答案 D
解题分析 本题考查实验现象分析及结论判断。常温下Cu与浓H2SO4不反应,A项错误;I2溶于CCl4中溶液呈紫红色,而I-没有该现象,B项错误;pH大于4.4时,甲基橙溶液呈黄色,NaX溶液可能呈酸性、中性或碱性,C项错误。
12.答案 C
解题分析 本题考查电化学。石墨电极M为正极,发生还原反应,A项错误;右侧装置中K+通过阳离子交换膜从铂电极Q移向铂电极P,B项错误;石墨电极N为负极,电极反应式为S-6e-+4H2OS+8H+,C项正确;电路中每消耗1 mol O2,转移电子的物质的量为4 mol,阳极反应式为I2+12OH--10e-2I+6H2O,可知生成KIO3的物质的量为0.8 mol,理论上铂电极Q可制得KIO3的质量为171.2 g,D项错误。
13.答案 C
解题分析 本题考查电解质溶液和三大守恒。由图可知,当c(OH-)相同时,<,则Ka(HX)>Ka(HY),X-的水解常数小于Y-的水解常数,等浓度、等体积的NaX和NaY溶液中,前者氢离子浓度大,故等浓度、等体积的溶液中阳离子总数:NaX>NaY,A、B两项均正确;向NaX、NaY溶液中分别滴加等浓度的盐酸,根据图像可知,溶液酸性增强,当滴定到M、N点时,溶液中c(OH-)=10-8 mol·L-1,此时溶液的pH为6,根据Ka(HX)>Ka(HY),可知加入盐酸体积:NaX<NaY,C项错误;由电荷守恒可知,D项正确。
14.答案 D
解题分析 本题考查工艺流程分析。“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率,A项正确;滤渣的主要成分为Fe2O3、MgO,B项正确;由于“电解”时产生氢气和氯气,故产物还有NaOH,“沉铝”时通入过量的CO2,产生NaHCO3,C项正确;实验室进行“混合”时,应将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中,边倒边搅拌,D项错误。
15.答案 (1)①三颈烧瓶(1分)
②作安全瓶,防止倒吸(2分)
③Na2SO3、Na2CO3(2分)
(2)CD(2分)
(3)①淀粉溶液(2分)
②82.7%(3分)
(4)Fe3+(2分)
解题分析 (3)①利用I2遇淀粉变蓝的特性,可知指示剂为淀粉溶液。②三组实验数据中第2组数据与其他两组数据相差太大,应舍弃,取第1组和第3组数据的平均值,可知消耗I2标准溶液的平均体积为20.00 mL,Na2S2O3·5H2O产品的纯度=×100%≈82.7%。
(4)根据SCN-的性质可知,实验室中NaSCN可以代替KSCN检验Fe3+。
16.答案 (1)4Fe2P+11O24Fe2O3+2P2O5(2分)
(2)溶解Fe2O3等并抑制Fe3+的水解(2分);吸附NO2,减少气体污染(1分)
(3)Fe3++H3PO4+3NH3·H2OFePO4·2H2O↓+3N+H2O(2分);pH增大,促进了Fe3+水解,生成的Fe(OH)3混入产品中(2分)
(4)过滤、洗涤、干燥(2分)
(5)80.75(3分)
解题分析 (3)根据信息可知反应为Fe3++H3PO4+3NH3·H2OFePO4·2H2O↓+3N+H2O。pH增大,促进溶液中的Fe3+水解,生成的Fe(OH)3混入产品中,导致的值明显增大。
(5)设100 g FePO4·2H2O样品受热,得到FePO4固体的质量为a g,水的质量为(100-a) g,根据物质的量比例得到∶=1∶2,解得a≈80.75。
17.答案 (1)对甲基苯酚或4-甲基苯酚(1分)
(2)取代反应(1分)
(3)(2分);C12H16O4(1分)
(4)2+(CH3)2SO42+H2SO4(2分)
(5)19(3分);、(2分)
(6)(3分)
解题分析 B是、D是、E是。
(5)满足条件的有(10种)、(3种)、(3种)、(3种),共有19种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶3的结构简式为、。
18.答案 (1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1(2分);步骤1(1分)
(2)①BD(2分)
②80(2分);2.5×10-6(2分)
③反应1为放热反应,且正反应是气体体积减小的反应,M点相对于N点,温度更低,压强更大,有利于反应①平衡正向移动,φ(CH3OH)增大(2分)
(3)①O2(或空气)(2分)
②CH3OH+H2O-6e-6H++CO2↑(2分)
解题分析 (2)②由三段式分析法可知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol x 3x x x
平衡量/mol 1-x 3-3x x x
CO2(g) + H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始量/mol 1-x 3-3x 0 x
转化量/mol y y y y
平衡量/mol 1-x-y 3-3x-y y x+y
已知M点时,容器中CO2的物质的量为 mol,CO的物质的量为 mol,即y=,1-x-y=,解得x=,则平衡时气体总的物质的量为[(1-x-y)+(3-3x-y)+x+y+(x+y)] mol=(4-2x) mol= mol,此时容器的总压强为800 kPa,则此时CO2的分压为×800 kPa=80 kPa;同理可知,p(CH3OH)=×800 kPa=80 kPa,p(H2)=400 kPa,p(H2O)=160 kPa,反应①的压强平衡常数Kp== kPa-2=2.5×10-6 kPa-2。
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