内容正文:
2025年5月高三下学期化学期中考试试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列有关说法涉及的化学知识正确的是
A. 可作为营养强化剂添加在奶粉中
B. 可大量添加在肉制品中以起到防腐作用
C. 有机高分子材料均属于不能导电的绝缘体材料
D. 杏仁中含有的苯甲醛具有特殊香味,可作为香料使用
【答案】D
【解析】
【详解】A.人体能吸收的是Fe2+,不吸收Fe3+,故Fe2(SO4)3不能作为营养强化剂添加在奶粉中,A错误;
B.NaNO2可添加在肉制品中以起到防腐作用,但是由于NaNO2有毒,要控制加入的量,B错误;
C.聚乙炔是高分子,可以导电,C错误;
D.杏仁中含有的苯甲醛具有特殊香味,可作为植物香料使用,但要注意控制加入的量,D正确;
本题选D。
2. CO2催化加氢可制取高附加值产品甲醇、乙醇等,这对解决环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。已知反应。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4 L H2含有的分子数为NA B. 44 g CO2含有的非极性共价键数为2NA
C. 0.1 mol C2H5OH中含有中子数为2NA D. 每生成1 mol H2O,转移的电子数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.未指明气体是否处于标准状况,无法计算,A错误;
B.CO2中不含非极性共价键,B错误;
C.每个C2H5OH中含20个中子,则0.1 mol C2H5OH中含有中子数为2NA,C正确;
D.生成3mol水时转移12mol电子,则每生成1 mol H2O,转移的电子数为4NA,D错误;
答案选C。
3. 下列说法错误的是
A. 的电负性比大,可推断分子的极性比的大
B. 核酸分子的碱基含有键,碱基间易形成氢键
C. 已知邻二氮菲(简称为)与形成的配位键可表示为:,则中的配位数为6
D. 不慎将浓硫酸滴到实验桌上,立即用湿抹布擦净,后用水冲洗抹布
【答案】A
【解析】
【详解】A.电负性F>O>S,F与O电负性相差小于F与S的电负性差,可推断分子的极性比的小,A错误;
B.核酸分子的碱基含有键,碱基间易形成N-H…N氢键,B正确;
C.中一个Fe3+与3个形成配位键,一个Fe3+与一个形成2个配位键,共形成6个配位键,C正确;
D.浓硫酸有腐蚀性,不慎将浓硫酸滴到实验桌上,立即用湿抹布擦净,后用水冲洗抹布,D正确;
答案选A。
4. 工业上可用如下反应:将丁烷经过催化裂解转化为更有工业价值的乙烯。下列说法正确的(为阿伏加德罗常数的值)
A. 乙烷中的轨道与的轨道相互重叠形成键
B. 室温,下,乙烯中的键数目为
C. 丁烷放入密闭容器充分反应后,所得的混合物中含有的电子数目为
D. 每生成乙烯,转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烷中C的sp3杂化轨道与H的1s轨道相互重叠形成C-H键,A错误;
B.不是标准状况,不可计算乙烯的物质的量,B错误;
C.反应前后元素守恒,0.1mol丁烷含有0.4molC,电子数为2.4mol,0.1mol丁烷含有1molH,电子数为1mol,所以所得的混合物中含有的电子数目为3.4NA,C正确;
D.根据方程式可知,整个反应转移1mol电子,生成1mol乙烯,D错误;
故选C。
5. 我国科学家合成了检测的荧光探针,其结构简式如图。下列关于荧光探针分子的说法不正确的是
A. 不存在手性碳原子 B. 能形成分子内氢键
C. 能与饱和溴水发生取代反应和加成反应 D. 探针最多能与反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指连接4个不同的原子或原子团的碳原子,该有机物中不含手性碳原子,A正确;
B.该分子中存在-OH,能够和邻位基团上N原子形成分子内氢键,B正确;
C.该分子具有碳碳双键,能与饱和溴水发生加成反应,具有酚羟基,Br2可以取代酚羟基邻位或对位的H,发生取代反应,C正确;
D.酚羟基、酯基水解生成的酚羟基和羧基都能和NaOH反应,1mol探针A最多能与4molNaOH反应,D错误;
故答案选D。
6. 科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子,其分子结构示意图如下。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A. 第一电离能大小关系:Y>X>Z
B. W、Y、Z三种元素中组成的二元化合物只有两种离子化合物
C. 简单氢化物的键角:X>Y
D. 改变同类别分子的“空穴”大小,可以识别某些金属阳离子
【答案】B
【解析】
【分析】原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z,其中W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。则W为H元素,Z为Na元素,由X在超分子中形成4个共价键,可确定X原子的最外层电子数为4,其为C元素,Y形成2个共价键,则其为O元素。从而得出W、X、Y、Z分别为H、C、O、Na。
【详解】A.X、Y、Z分别为C、O、Na,C、O为同周期元素,C在O的左边,C的非金属性小于O,Na为金属元素,第一电离能相对较小,则第一电离能大小关系:O>C>Na,A正确;
B.W、Y、Z三种元素组成的二元化合物中,离子化合物有Na2O、Na2O2、NaH等,不止两种,B不正确;
C.X、Y的简单氢化物分别为CH4、H2O,C原子的最外层孤电子对数为=0,形成4个σ键,发生sp3杂化,O原子的最外层孤电子对数为=2,形成2个σ键,发生sp3杂化,由于孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对间的排斥作用,所以键角:∠HCH>∠HOH,C正确;
D.不同的金属阳离子,适配的空穴大小不同,则改变同类别分子的“空穴”大小,可以识别某些金属阳离子,D正确;
故选B。
7. 仿瓷餐具质轻美观,不易破碎,其主要成分蜜胺树脂是由三聚氰胺与甲醛在一定条件下缩聚得到的聚合物。
下列说法错误的是
A. 蜜胺树脂中所有原子一定不在同一平面
B. 上式中
C. 甲醛与足量银氨溶液反应,生成
D. 蜜胺树脂中碳原子的杂化轨道类型有、
【答案】B
【解析】
【详解】A.蜜胺树脂中氨基中的N原子采取sp3杂化,故N原子与其直接相连的3个原子一定不共平面,故所有原子一定不在同一平面,故A正确;
B.三聚氰胺与甲醛先发生加成反应生成蜜胺树脂单体, ,蜜胺树脂单体再发生缩聚反应生成蜜胺树脂,故上式中,故B错误;
C.甲醛相当于有两个醛基,1mol甲醛发生银镜反应最多生成4mol Ag,故C正确;
D.蜜胺树脂中碳原子有形成双键的碳原子和饱和碳原子,故其杂化轨道类型有、,故D正确;
故选B。
8. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动的电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力,空间结构与石墨类似,属于混合晶体,不含BN小分子,故A错误;
B.六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力,分子间作用力比较小,所以其质地较软,故B正确;
C.立方相氮化硼空间结构为网状结构,与金刚石类似,属于共价晶体,所以其熔点高、硬度大,故C正确;
D.晶体中存在可以自由移动的电子能导电,六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子,所以不导电,故D正确;
故答案选A。
9. 含元素或元素部分物质的“价-类”关系如图所示,下列叙述错误的是
A. 若为红色,则在高温下的稳定性强于
B. 若为蓝色,则两种物质之间一步反应能实现:
C. 若能被强磁铁吸附,则和能发生化合反应
D. 若为红褐色,则b、c均能与足量的稀硝酸发生氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,a为铁或铜,b为氧化亚铁或氧化铜,c为氢氧化亚铁和氢氧化铜,d为氢氧化铁,e为硫酸铁、g为氧化亚铜。
【详解】A.基态铜离子的价电子排布为3d9,基态亚铜离子的价电子排布为3d10、全充满、较稳定,若为红色、为铜,则即氧化铜在高温下的稳定性不如g即氧化亚铜,A符合题意;
B.若为蓝色即氢氧化铜,能受热分解转化为b即氧化铜,氧化铜能被还原为g为a即铜,B不符合题意;
C.若能被强磁铁吸附即为铁,则即铁和即硫酸铁能发生化合反应生成硫酸亚铁,C不符合题意;
D.若为红褐色即氢氧化铁,则b(氧化亚铁)、c(氢氧化亚铁)均能与足量的稀硝酸发生氧化还原反应,生成硝酸铁、一氧化氮和水,D不符合题意;
故选A。
10. 皓矾是一种无色晶体,主要用作收敛剂、防腐剂及颜料。工业上利用烧锌渣(ZnO、FeO、Fe2O3等)制备皓矾的流程如图所示(一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥)。
下列有关说法正确的是
A. 在“沉铁”时体现还原性
B. 沉铁时采用高温,效果更好
C. 蒸发时一定用到玻璃棒、坩埚及酒精灯
D. 检验是否洗涤干净所用的试剂可以为溶液
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知,向烧锌渣中加入稀硫酸酸浸,将金属元素转化为可溶的金属硫酸盐,向溶液中加入双氧水溶液和氨水,将溶液中的铁元素转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁和硫酸锌溶液;硫酸锌溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到皓矾。
【详解】A.由分析可知,加入双氧水溶液和氨水的目的是将溶液中的铁元素转化为氢氧化铁沉淀,则“沉铁”中过氧化氢表现氧化性,故A错误;
B.由分析可知,加入双氧水溶液和氨水的目的是将溶液中的铁元素转化为氢氧化铁沉淀,高温将会使过氧化氢分解、氨水挥发,导致原料利用率降低,所以沉铁时不能采用高温,故B错误;
C.蒸发时一定用到玻璃棒、蒸发皿及酒精灯,用不到坩埚,故错误;
D.氢氧化铁沉淀表面附有可溶的硫酸锌杂质,检验沉淀是否洗涤干净实际上就是检验洗涤液中是否存在硫酸根离子,可以选择硝酸钡溶液检验硫酸根离子,故D正确;
故选。
11. 下列有关的离子方程式书写正确的是
A. 向铜片中滴加浓硫酸并加热,有刺激性气味气体产生:Cu+4H++SOCu2++SO2↑+2H2O
B. 服用阿司匹林过量出现水杨酸()中毒反应,可静脉注射NaHCO3溶液:+2HCO→+2CO2↑+2H2O
C. 20mL1.0mol/L的明矾溶液与10mL3.5mol/LBa(OH)2溶液混合充分反应:3Ba2++6OH-+2Al3++3SO=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
D. 向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液,有白色沉淀生成:Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.浓硫酸不能拆开,因此向铜片中滴加浓硫酸并加热,有刺激性气味气体产生,离子方程式为Cu+2H2SO4(浓)Cu2++SO+SO2↑+2H2O,A错误;
B.酚羟基与碳酸氢钠不反应,B错误;
C.明矾与氢氧化钡按照物质的量之比2:3.5反应生成硫酸钾、氢氧化铝、偏铝酸钾,离子方程式:7Ba2++14OH-+4Al3++7SO=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓+2Al[OH],+4BaSO4↓,C错误;
D.向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液,有白色沉淀生成,离子方程式:Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO,D正确;
答案选D。
12. 伯醇(记为)和叔醇(记为)发生酯化反应的机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 用标记醇羟基,可以分析叔丁醇与乙醇在酯化反应中的断键情况
B. 两个历程中均起到催化剂的作用
C. 两个历程中均有碳原子的杂化轨道类型发生改变
D. 两种酯化反应的机理均为羧基中的羟基与醇羟基的氢原子结合成水
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合图,㑑醇发生酯化反应后,羟基中的在生成的酯中,而叔醇发生酯反应后,羟基中的在生成的水中,所以可以用标记醇羟基,可以分析叔丁醇与乙醇在酯化反应中的断键情况,故A正确;
B.根据两个历程可以分析出均先被消耗、后生成,均起到催化剂的作用,故B正确;
C.第一个历程中CH3COOH、CH3COOCH2R等中C=O键的碳原子为sp2杂化、中与—OH相连的碳原子为sp3杂化,第二个历程中中C为sp3杂化、R3C+中非R—中C为sp2杂化,两个历程中都有碳原子的杂化类型的变化,故C正确;
D.两种酯化反应的机理,前者是羧基中的羟基与醇羟基的氢原子结合成水,后者是醇中羟基与酸中羟基上的氢结合成水,不同,故D错误;
故选D。
13. 一定条件下,与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢。说明:过渡态中“- -”表示化学键未完全断裂或形成。下列说法正确的是
A. 反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B. 相同条件下,与发生上述反应,则其过渡态的能量比高
C. 该反应的
D. 与发生上述反应,只能获得1种相对分子质量的有机产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图知,反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键,第二个反应没涉及氢原子的成键,A错误;
B.已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢,所以相同条件下,与发生上述反应,反应速率会变慢,则其过渡态Ⅰ的能量比b高,B正确;
C.该反应的,即生成物的总能量减去反应物的总能量,C错误;
D.根据图可知,与发生上述反应,可以获得、2种相对分子质量相等的有机产物,D错误;
故选B。
14. 已知,25℃时,的,。常温下,用NaOH溶液滴定20mL溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度a<b<c<d
B. c点所对应的溶液中各粒子浓度满足
C. b点所得溶液中:
D. a点加入NaOH溶液的体积
【答案】D
【解析】
【详解】A.向H₂A溶液中滴加NaOH溶液,水的电离程度会越来越大,当刚好中和时(d点),水的电离程度最大,故A正确;
B.c点的pH值为7.19,结合可知此时,且存在电荷守恒,两者结合可知所对应的溶液中的各粒子浓度满足,故B正确;
C.B点加入NaOH溶液的体积为20mL,此时反应恰好产生NaHA,由物料守恒可得c(Na+)=c(H2A)+c(A2-)+c(HA-),电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),将c(Na+)等量替换后得c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),故C正确;
D.用NaOH溶液滴定20 mL溶液,a点溶液中溶质为和NaHA,,则,若恰好是10mLNaOH,反应开始得到的溶液中存在,但由于水解和电离最后溶液呈酸性,平衡时,因此所加NaOH溶液的体积小于10 mL,故D错误;
故选D。
15. 常温下Ag(Ⅰ)-水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已知初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ、Ⅲ分别表示、的摩尔分数与pH的变化关系
B. 常温下的电离常数
C. pH=n时,
D. pH=8时,
【答案】C
【解析】
【分析】随着溶液的pH增大,减小,乙酸电离平衡正向移动,减小,增大,即的摩尔分数减小,的摩尔分数增大,同时的平衡正向移动,的摩尔分数也增大,但当pH增大到一定程度时,部分转化为AgOH沉淀,使得平衡逆向移动,的摩尔分数减小,的摩尔分数增大。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ代表的摩尔分数与pH的变化关系,曲线Ⅱ代表的摩尔分数与pH的变化关系,曲线Ⅲ代表的摩尔分数与pH的变化关系,A项正确;
B.由图可知,当时(即曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点),溶液的pH=m,则的电离常数,B项正确;
C.pH=n时,,则,的平衡常数,则,由图可知,pH=n时,,故pH=n时,,C项错误;
D.pH=8时,部分转化为AgOH沉淀,根据元素守恒,pH=8时溶液中,D项正确;
答案选C。
16. 时,用气体调节氨水的,体系中粒子浓度的对数、反应物的物质的量之比t=与溶液的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法错误的是
A. 点溶液中:
B. 点溶液中:
C. 时,的水解平衡常数的数量级为
D. 时,
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,P3点时=1.0,则该溶液的溶质为NH4Cl,根据物料守恒得,c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(),故有c(Cl-)>c(NH3·H2O),A正确;
B.P2点c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故c()=c(Cl-),B正确;
C.NH3·H2O的Kb=,根据图可知当lgc()=lgc(NH3·H2O),即c()=c(NH3·H2O)时,溶液pH=9.25,则此时c(OH-)=10-4.75mol/L,所以NH3·H2O的电离平衡常数为10-4.75,的水解常数Kh==10-9.25,数量级为10-10,C错误;
D.=0.5时,溶液相当于等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合,根据元素守恒,c(NH3·H2O)+c()=2c(Cl-),D正确;
故选C。
二、解答题(共52分)
17. 以硫酸厂矿渣(含、、等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示:
资料:i.化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。ii.;。回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有(写出其中一种)_______。
(2)“滤渣”中主要成分为(填化学式)_______。
(3)①“沉铁”过程中有气体产生,反应的离子方程式为_______。
②“沉铁”过程中往往有副产物生成,分析原因是_______。
③若用“沉铁”,则无副产物产生,当反应完成时,溶液_______。
(4)利用制备的铁黄进行如图实验:
某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液,又出现红色,则褪色的原因可能是_______。
(5)铁有、、三种晶型,各晶胞结构下图,则、两种晶胞中铁原子的配位数之比为_______-Fe的晶胞边长为,则原子半径为_______。
【答案】(1)粉碎矿渣或适当升高温度或适当提高稀硫酸浓度或搅拌等
(2)α—Al2O3、SiO2、Fe
(3) ①. Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O ②. 加入NH4HCO3,HCO促进Fe2+水解,生成Fe(OH)2 ③. 140
(4)SCN—被过量的氯水氧化
(5) ①. 4:3 ②.
【解析】
【分析】由题给流程可知,硫酸厂矿渣加入稀硫酸酸浸时,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,α-Al2O3和二氧化硅与稀硫酸不反应,向反应后的溶液中加入过量铁粉,铁粉与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁,过滤得到含有铁、二氧化硅、α-Al2O3的滤渣和滤液;向滤液中加入碳酸氢铵溶液,将亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀,向反应后的体系中通入空气,空气中的氧气碳酸亚铁氧化为铁黄,过滤得到铁黄。
【小问1详解】
粉碎矿渣、适当升高温度、适当提高稀硫酸浓度、搅拌等措施能提高酸浸的效率,故答案为:粉碎矿渣或适当升高温度或适当提高稀硫酸浓度或搅拌等;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣的主要成分是α—Al2O3、铁、二氧化硅,故答案为:α—Al2O3、SiO2、Fe;
【小问3详解】
①由分析可知,沉铁过程中加入碳酸氢铵溶液发生的反应为碳酸氢铵溶液与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸铵、碳酸亚铁沉淀、二氧化碳和水,反应的离子方程式为Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
②加入碳酸氢铵溶液沉铁时,溶液中的碳酸氢根离子与亚铁离子可能发生双水解反应生成氢氧化亚铁、二氧化碳和水,导致有副产物氢氧化亚铁生成,故答案为:加入NH4HCO3,HCO促进Fe2+水解,生成Fe(OH)2;
③用碳酸钙沉淀时,溶液中===140,故答案为:140;
【小问4详解】
铁黄溶于稀盐酸得到的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液变为淡红色,向淡红色中加入过量新制氯水,溶液变为深红色,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加硫氰化钾溶液,又出现红色说明溶液中硫氰酸根离子被过量的氯气氧化使得硫氰化铁溶液浓度先减小后增大,故答案为:SCN—被过量的氯水氧化;
【小问5详解】
由晶胞结构可知,δ晶胞中位于顶点的铁原子与位于体心的铁原子距离最近,配位数为8,α晶胞中位于顶点的铁原子与位于顶点的铁原子距离最近,配位数为6,则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4:3;γ-Fe的晶胞中位于顶点和面心的铁原子距离为面对角线的,则铁原子半径为apm××=pm,故答案为:4:3;。
18. 碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防治碘缺乏病,KI、KIO3曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等,其制备原理如下:
反应I : 3I2+ 6KOH= KIO3 +5KI+ 3H2O
反应II: 3H2S+KIO3=3S↓+KI+ 3H2O
请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式是_______,装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_______;
(2)关闭启普发生器活塞,先滴入30%的KOH溶液。待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为无色 ,停止滴入KOH溶液;然后_______(填操作),待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。
(3)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还含有硫酸钡和_______(填名称)。合并滤液和洗涤液,蒸发至析出结晶,干燥得成品。
(4)实验室模拟工业制备KIO3流程如下:
几种物质的溶解度见下表:
KCl
KH(IO3)2
KClO3
25℃时的溶解度(g)
20.8
0.8
7.5
80℃时的溶解度(g)
37.1
12.4
16.2
①由上表数据分析可知,“操作a”是_______;
②用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO3,与电解法相比,上述流程制备KIO3的缺点是_______
(5)某同学为了测定上述流程生产的KIO3样品的纯度,进行了下列操作:
取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化,再加入过量的KI和少量的淀粉溶液,逐滴滴加2.0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好完全反应时共消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_______(已知反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
【答案】(1) ①. ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4 ②. 恒压滴液漏斗
(2)打开启普发生器活塞,通入气体,使溶液酸化并加热
(3)硫 (4) ①. 蒸发浓缩、冷却结晶(或重结晶) ②. KClO3和I2反应时会产生有毒的氯气,污染环境
(5)89.88%
【解析】
【分析】反应Ⅰ为制取碘酸氢钾,其反应为,由表中信息可知操作a为蒸发浓缩,冷却结晶或重结晶;反应Ⅱ为调pH制取碘酸钾;
【小问1详解】
启普发生器中为硫化锌与硫酸的反应,制取硫化氢气体,其反应为,装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是恒压滴液漏斗,故填;恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
根据题干,制取KI时先制备KIO3,即先发生的是反应Ⅰ,然后才是反应Ⅱ,所以停止滴入KOH溶液后的操作为打开启普发生器活塞,通入气体,使溶液酸化并加热;故填打开启普发生器活塞,通入气体,使溶液酸化并加热;
【小问3详解】
反应Ⅱ中还有硫单质生成,所以除了上述沉淀外,还有硫,故填硫;
【小问4详解】
根据表中数据,低温时有利于碘酸氢钾析出,所以操作为蒸发浓缩、冷却结晶(或重结晶),故填蒸发浓缩、冷却结晶(或重结晶);
电解制备碘酸钾时没有氯气等污染环境的气体产生,更环保,所以上述流程制备KIO3的缺点是KClO3和I2反应时会产生有毒的氯气,污染环境,故填KClO3和I2反应时会产生有毒的氯气,污染环境;
【小问5详解】
该测量方法为:将转化为,然后再与反应,根据消耗的量来计算的含量,根据反应和,可得,则反应消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液,需要的质量为0.8988g,分数为,故填89.88%。
19. 随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭,同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下,作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。
(1)目前正在开发用甲烷和氧气合成甲醇:,已知:(为常数)。根据图中信息,恒压条件下,温度升高,___________(填“增大”、“减小”或“不变”);该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲烷干重整反应()可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为和),兼具环境效益和经济效益。甲烷干重整过程中可能存在反应:
:(主反应)
:
:
:
:
在、进料配比、温度为500~1000℃的条件下,甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为___________℃。
②恒容绝热条件下仅发生主反应时,下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。
A.和的转化率相等 B.正逆
C.容器内气体密度不变 D.平衡常数不变
③在最佳温度、初始压强条件下,向某的恒容密闭容器中加入和,设只发生、两个反应。达平衡后,测得容器中的浓度为,的转化率为80%,则此时反应的压强平衡常数___________(列出计算表达式,压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算,平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
(3)利用甲烷干重整反应中的气体和在某催化剂表面制备甲醇的反应机理如图所示。
①催化循环中产生的中间体微粒共___________种。
②催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. 减小 ②.
(2) ①. 900℃(850-950℃之间都可以) ②. D ③.
(3) ①. 6 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据图中信息,恒压条件下,温度升高,减小,减小;根据坐标值,可得:0.055=-1.5×10-3+C,0.4315=-3×10-3+C,求得,该反应的热化学方程式为;
【小问2详解】
①从图中可看出,随温度升高,甲烷干重整过程中甲烷的转化率增大、的转化率增大和积碳率减小,温度升高到900℃后的转化率与的转化率几乎相等,且达到97%以上,900℃后积碳率很低,说明几乎只发生甲烷干重整主反应R1,故甲烷干重整的最佳温度为900℃(850-950℃之间都可以);
②A.仅发生主反应,进料配比,和的转化率一直相等,不能说明该反应达到平衡状态,A错误;
B.2正逆表明正逆反应速率相等,正逆不能说明该反应达到平衡状态,B错误;
C.恒容条件下,容器内气体密度保持不变,不能说明该反应达到平衡状态,C错误;
D.平衡常数只与温度相关,不变说明温度不变,恒容绝热条件下,温度不变能说明该反应达到平衡状态,D正确;
故选D;
③在最佳温度、初始压强条件下,向某的恒容密闭容器中加入和,设只发生、两个反应,平衡后,测得容器中的浓度为,的物质的量为,的转化率为80%,的物质的量为=,根据碳原子守恒,的物质的量为(4-2.4-0.4)=1.2mol,根据氧原子守恒,的物质的量为(2×2-2.4-0.4×2)=0.8mol,根据氢原子守恒,的物质的量为(2×4-1.2×4-0.8×2)=0.8mol,平衡时气体总的物质的量为 (2.4+0.4+1.2+0.8+0.8)mol=5.6mol,恒温恒容,压强之比等于气体物质的量之比,平衡时压强为,则、、、的分压分别为、、、,则此时反应的压强平衡常数;
【小问3详解】
①根据图示,催化循环中产生的中间体微粒共6种;
②催化加氢生成甲醇和水,总反应的化学方程式为。
20. 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下,与在催化剂表面发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
共价键
C-H
H-H
H-O
C=O
键能
413
436
464
799
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ: ________,该反应的反应物和生成物中,属于杂化的原子种类有________种。
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数________kpa(用含a、b的代数式表示)。
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
A. 正反应速率先增大后减小 B. 混合气体密度增大
C. 反应物的体积百分数增大 D. 化学平衡常数K值增大
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为________。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是________。
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为________,离子交换膜为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
【答案】(1) ①. -166 ②. 2
(2) (3)AD
(4) ①. B ②. 600℃左右催化剂活性最大
(5) ①. ②. 阴离子
【解析】
【小问1详解】
焓变=反应物总键能-生成物总键能, 799×2+436×4-413×4-464×4=-166;该反应的反应物和生成物中,属于杂化的原子有甲烷中的C和水中的O,共2种。
【小问2详解】
在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,设乙烷的投料为1mol。
混合气体的总物质的量为(1+a+b)mol,则该反应平衡常数kpa。
【小问3详解】
A.正反应速率先增大后减小,说明改变的条件为增大反应物浓度,平衡正向移动,选A;
B.混合气体密度增大,说明分子数减少,平衡逆向移动,故不选B;
C.反应物的体积百分数增大,说明平衡逆向移动,故不选C;
D.正反应吸热,化学平衡常数K值增大,说明升高温度,平衡正向移动,选D;
选AD。
【小问4详解】
①A.反应Ⅱ正反应吸热,降低温度,平衡逆向移动;增大压强,反应Ⅲ正向移动,不利于提高乙烯产率,故不选A;
B.反应Ⅱ正反应吸热,升高温度,平衡正向移动;减小压强,反应Ⅲ逆向移动,有利于提高乙烯产率,故选B;
C.反应Ⅱ正反应吸热,降低温度,平衡逆向移动;低温不利于提高乙烯产率,故不选C;
D.增大压强,反应Ⅲ正向移动,不利于提高乙烯产率,故不选D;
选B;
②在催化剂表面与发生脱氢制乙烯,600℃左右催化剂活性最大,为加快反应速率,该反应温度常控制在600℃左右。
【小问5详解】
根据图示,A电极乙烯失电子发生氧化反应生成1,2-二氯乙烷,A为负极,A电极的电极反应式为,乙烯生成1,2-二氯乙烷,消耗氯离子,所以使用阴离子交换膜。
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2025年5月高三下学期化学期中考试试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列有关说法涉及的化学知识正确的是
A. 可作为营养强化剂添加在奶粉中
B. 可大量添加在肉制品中以起到防腐作用
C. 有机高分子材料均属于不能导电的绝缘体材料
D. 杏仁中含有的苯甲醛具有特殊香味,可作为香料使用
2. CO2催化加氢可制取高附加值产品甲醇、乙醇等,这对解决环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。已知反应。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4 L H2含有的分子数为NA B. 44 g CO2含有的非极性共价键数为2NA
C. 0.1 mol C2H5OH中含有中子数为2NA D. 每生成1 mol H2O,转移的电子数为2NA
3. 下列说法错误的是
A. 的电负性比大,可推断分子的极性比的大
B. 核酸分子的碱基含有键,碱基间易形成氢键
C. 已知邻二氮菲(简称为)与形成的配位键可表示为:,则中的配位数为6
D. 不慎将浓硫酸滴到实验桌上,立即用湿抹布擦净,后用水冲洗抹布
4. 工业上可用如下反应:将丁烷经过催化裂解转化为更有工业价值的乙烯。下列说法正确的(为阿伏加德罗常数的值)
A. 乙烷中的轨道与的轨道相互重叠形成键
B. 室温,下,乙烯中的键数目为
C. 丁烷放入密闭容器充分反应后,所得的混合物中含有的电子数目为
D. 每生成乙烯,转移的电子数为
5. 我国科学家合成了检测的荧光探针,其结构简式如图。下列关于荧光探针分子的说法不正确的是
A. 不存在手性碳原子 B. 能形成分子内氢键
C. 能与饱和溴水发生取代反应和加成反应 D. 探针最多能与反应
6. 科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子,其分子结构示意图如下。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A. 第一电离能大小关系:Y>X>Z
B. W、Y、Z三种元素中组成的二元化合物只有两种离子化合物
C. 简单氢化物的键角:X>Y
D. 改变同类别分子的“空穴”大小,可以识别某些金属阳离子
7. 仿瓷餐具质轻美观,不易破碎,其主要成分蜜胺树脂是由三聚氰胺与甲醛在一定条件下缩聚得到的聚合物。
下列说法错误的是
A. 蜜胺树脂中所有原子一定不在同一平面
B. 上式中
C. 甲醛与足量银氨溶液反应,生成
D. 蜜胺树脂中碳原子的杂化轨道类型有、
8. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,不正确的是
A. 六方相氮化硼含有BN小分子
B. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大
D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电,原因是没有可以自由移动的电子
9. 含元素或元素部分物质的“价-类”关系如图所示,下列叙述错误的是
A. 若为红色,则在高温下的稳定性强于
B. 若为蓝色,则两种物质之间一步反应能实现:
C. 若能被强磁铁吸附,则和能发生化合反应
D. 若为红褐色,则b、c均能与足量的稀硝酸发生氧化还原反应
10. 皓矾是一种无色晶体,主要用作收敛剂、防腐剂及颜料。工业上利用烧锌渣(ZnO、FeO、Fe2O3等)制备皓矾的流程如图所示(一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥)。
下列有关说法正确的是
A. 在“沉铁”时体现还原性
B. 沉铁时采用高温,效果更好
C. 蒸发时一定用到玻璃棒、坩埚及酒精灯
D. 检验是否洗涤干净所用的试剂可以为溶液
11. 下列有关的离子方程式书写正确的是
A. 向铜片中滴加浓硫酸并加热,有刺激性气味气体产生:Cu+4H++SOCu2++SO2↑+2H2O
B. 服用阿司匹林过量出现水杨酸()中毒反应,可静脉注射NaHCO3溶液:+2HCO→+2CO2↑+2H2O
C. 20mL1.0mol/L的明矾溶液与10mL3.5mol/LBa(OH)2溶液混合充分反应:3Ba2++6OH-+2Al3++3SO=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
D. 向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液,有白色沉淀生成:Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO
12. 伯醇(记为)和叔醇(记为)发生酯化反应的机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 用标记醇羟基,可以分析叔丁醇与乙醇在酯化反应中的断键情况
B. 两个历程中均起到催化剂的作用
C. 两个历程中均有碳原子的杂化轨道类型发生改变
D. 两种酯化反应的机理均为羧基中的羟基与醇羟基的氢原子结合成水
13. 一定条件下,与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢。说明:过渡态中“- -”表示化学键未完全断裂或形成。下列说法正确的是
A. 反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B. 相同条件下,与发生上述反应,则其过渡态的能量比高
C. 该反应的
D. 与发生上述反应,只能获得1种相对分子质量的有机产物
14. 已知,25℃时,的,。常温下,用NaOH溶液滴定20mL溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度a<b<c<d
B. c点所对应的溶液中各粒子浓度满足
C. b点所得溶液中:
D. a点加入NaOH溶液的体积
15. 常温下Ag(Ⅰ)-水溶液体系中存在反应:,平衡常数为K。已知初始浓度,所有含碳物种的摩尔分数与pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ、Ⅲ分别表示、的摩尔分数与pH的变化关系
B. 常温下的电离常数
C. pH=n时,
D. pH=8时,
16. 时,用气体调节氨水的,体系中粒子浓度的对数、反应物的物质的量之比t=与溶液的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法错误的是
A. 点溶液中:
B. 点溶液中:
C. 时,的水解平衡常数的数量级为
D. 时,
二、解答题(共52分)
17. 以硫酸厂矿渣(含、、等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示:
资料:i.化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。ii.;。回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有(写出其中一种)_______。
(2)“滤渣”中主要成分为(填化学式)_______。
(3)①“沉铁”过程中有气体产生,反应的离子方程式为_______。
②“沉铁”过程中往往有副产物生成,分析原因是_______。
③若用“沉铁”,则无副产物产生,当反应完成时,溶液_______。
(4)利用制备的铁黄进行如图实验:
某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液,又出现红色,则褪色的原因可能是_______。
(5)铁有、、三种晶型,各晶胞结构下图,则、两种晶胞中铁原子的配位数之比为_______-Fe的晶胞边长为,则原子半径为_______。
18. 碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防治碘缺乏病,KI、KIO3曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等,其制备原理如下:
反应I : 3I2+ 6KOH= KIO3 +5KI+ 3H2O
反应II: 3H2S+KIO3=3S↓+KI+ 3H2O
请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式是_______,装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_______;
(2)关闭启普发生器活塞,先滴入30%的KOH溶液。待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为无色 ,停止滴入KOH溶液;然后_______(填操作),待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。
(3)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还含有硫酸钡和_______(填名称)。合并滤液和洗涤液,蒸发至析出结晶,干燥得成品。
(4)实验室模拟工业制备KIO3流程如下:
几种物质的溶解度见下表:
KCl
KH(IO3)2
KClO3
25℃时的溶解度(g)
20.8
0.8
7.5
80℃时的溶解度(g)
37.1
12.4
16.2
①由上表数据分析可知,“操作a”是_______;
②用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO3,与电解法相比,上述流程制备KIO3的缺点是_______
(5)某同学为了测定上述流程生产的KIO3样品的纯度,进行了下列操作:
取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化,再加入过量的KI和少量的淀粉溶液,逐滴滴加2.0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好完全反应时共消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_______(已知反应:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
19. 随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭,同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下,作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。
(1)目前正在开发用甲烷和氧气合成甲醇:,已知:(为常数)。根据图中信息,恒压条件下,温度升高,___________(填“增大”、“减小”或“不变”);该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲烷干重整反应()可以将两种温室气体(和)直接转化为合成气(主要成分为和),兼具环境效益和经济效益。甲烷干重整过程中可能存在反应:
:(主反应)
:
:
:
:
在、进料配比、温度为500~1000℃的条件下,甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为___________℃。
②恒容绝热条件下仅发生主反应时,下列情况能说明该反应达到平衡状态的有___________(填标号)。
A.和的转化率相等 B.正逆
C.容器内气体密度不变 D.平衡常数不变
③在最佳温度、初始压强条件下,向某的恒容密闭容器中加入和,设只发生、两个反应。达平衡后,测得容器中的浓度为,的转化率为80%,则此时反应的压强平衡常数___________(列出计算表达式,压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算,平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
(3)利用甲烷干重整反应中的气体和在某催化剂表面制备甲醇的反应机理如图所示。
①催化循环中产生的中间体微粒共___________种。
②催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为___________。
20. 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下,与在催化剂表面发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
共价键
C-H
H-H
H-O
C=O
键能
413
436
464
799
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ: ________,该反应的反应物和生成物中,属于杂化的原子种类有________种。
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数________kpa(用含a、b的代数式表示)。
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
A. 正反应速率先增大后减小 B. 混合气体密度增大
C. 反应物的体积百分数增大 D. 化学平衡常数K值增大
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为________。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是________。
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为________,离子交换膜为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
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