内容正文:
机密★启用前
黄石二中2025届高三下学期适应性考试(二)
化学
本试卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用 2B 铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 Be 9 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Pb 207
本卷涉及的实验均须在专业人士指导和安全得到充分保障的条件下完成。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 中外历史人物在化学学科的发展中做出了不可磨灭的贡献。下列有关说法错误的是
A. 中国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中提取并用柱色谱分离得到抗虐有效成分青蒿素
B. 德国科学家玻尔发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理
C. 中国化学家徐光宪院士及其研究团队在稀土元素分离及其应用中作出了重要贡献
D. 美国化学家鲍林提出电负性的概念,用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. C4H10的质谱图为:
B. SO3的VSEPR模型为:
C. 的名称为:4-甲基-2-己烯
D. BF3的空间填充模型
3. 化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A. 工业生产中一般采用400~500℃合成氨,原因之一是铁触媒在500℃左右时的活性最大
B. 味精能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,其主要成分为谷氨酸钠
C. 水玻璃具有黏结力强、耐高温等特性,可用作黏合剂和防火剂,它是一种强电解质
D. 锅炉水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,后用盐酸除去
4. 下列化学反应表示正确的是
A. 尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
B. 氟化物预防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
C. 由石英与焦炭在高温的氮气流中制备氮化硅:3SiO2+3C+2N2Si3N4+3CO2
D. NaHCO3溶液中滴加少量澄清石灰水:HCO+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
5. 类推的思维方法可以预测许多物质的性质。类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是
A. Fe与S加热直接化合生成FeS,则Cu与S加热也能直接化合生成Cu2S
B. Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2
C. SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀,则SO2通入Ba(NO3)2溶液也不产生沉淀
D. Si是半导体材料,同族的Ge是半导体材料,则IVA族的元素单质都是半导体材料
6. 某有机物结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该有机物中有3种官能团
B. 该有机物能发生取代反应、加成反应和消去反应
C. 1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应,产生标况下22.4L气体
D. 该有机物能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色且反应原理不相同
7. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是
A. 图①验证反应有Cl2生成
B. 图②除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3
C. 图③制备无水CuSO4
D. 图④用于分离苯和溴苯
8. 我国科学家发现,添加LiX2Y4ZW2能有效减缓锂离子电池容量衰减,其结构式如图所示,Z、Y、W、X是原子序数依次增大的短周期元素,其中Z原子满足8电子稳定结构,X、Y原子核外均有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z<Y<W B. 简单离子半径:X>Y>Z
C. 简单氢化物沸点:Y<X D. X和Z的最高价含氧酸都为强酸
9. 下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是
选项
实例
解释
A
用He代替氢气填充探空气球更安全
He的电子构型稳定,不易得失电子
B
不存在稳定的NF5分子
N原子价层只有4个原子轨道,不利于形成5个N-F键
C
H2S、H2Se、H2Te的沸点依次升高
它们均为分子晶体,随着相对分子质量增大,范德华力增大
D
NO、NO、NO的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
10. 已知CuCl是一种难溶于水的白色固体,酸性溶液中发生反应:。探究与悬浊液制备CuCl实验装置如图。
下列说法正确的是
A. 实验室用稀硫酸与溶液制备
B. 为提高CuCl的产量,需要通入过量
C. 甲中生成CuCl的离子方程式:
D. 乙中液体a、b分别是苯、NaOH溶液
11. 根据下列实验操作及现象能达到实验目的的是
选项
实验操作及现象
实验目的
A
准确称取4.0 g NaOH固体,放在100 mL容量瓶中,加水溶解,冷却至室温,并稀释至刻度
配制100 mL浓度为1.00mol/LNaOH溶液
B
向10mL0.1mol/LNaNO3溶液加入粉,滴加几滴8mol/L硫酸,微热,溶液变浅蓝色
8mol/L硫酸具有强氧化性
C
向待测液中滴加氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变成血红色
待测液中含有Fe2+
D
在试管中加2ml 0.5mol/LCuCl2溶液,加热,溶液变黄绿色,然后置于冷水中,溶液变蓝绿色
证明反应
的
A. A B. B C. C D. D
12. 一种具有钙钛矿结构的光催化剂,其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°),NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体密度=
B. 1位和2位O2-的核间距为apm
C. 该物质的化学式为PbTiO3
D. 晶胞中距离Ti4+最近的O2-数目为4
13. 近年来,科学家利用电化学催化的方法,将PET塑料(聚对苯二甲酸乙二酯)水解液中的乙二醇()和温室气体转化为甲酸(HCOOH),原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极A与电源正极相连 B. 电极B的反应:
C. 1 mol乙二醇参加反应两极共生成3 mol甲酸 D. 两个电极反应中碳原子的杂化类型均发生改变
14. 常温下Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,Mx+指Ag+或Cu2+。下列说法正确的是
A. d点所在直线表示-lgc(Cu2+)与-lgc(S2-)的关系式
B. CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s)
C. b点分散系中含有Ag2S和CuS固体混合物
D. Ksp(Ag2S)的数量级为10-49
15. 瓜环(简称CB[n],n=5~8,10,13~15)形似南瓜,简化示意图如图,是继杯芳烃之后被控掘出的第四代大环分子。瓜环的环壁上含有4倍于其结构单元数的氮原子,可以包结有机分子、气体分子和其他客体小分子。已知:苯环直径为0.34nm,根据下列信息下列说法错误的是
CB[n]
CB[5]
CB[6]
CB[7]
端口直径/nm
0.24
0.39
0.54
空腔直径/nm
0.44
0.58
0.73
高度/nm
0.91
0.91
0.91
A. 由化合物I和H2C=O生成1mol CB[7]的同时生成14molH2O
B. 瓜环在识别分子时可通过非共价键作用形成超分子
C. 化合物I既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应
D. 苯环可被包结进入CB[5]的空腔中
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 碳酸锶广泛应用于玻壳玻璃、感性材料、金属冶练、锶盐制备、电子元件、焰火等领域。以天青石(成分为SrSO4、BaSO4、SiO2)为原料制备SrCO3的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,Ksp(SrSO4)=3.2×10-7;Ksp(SrCO3)=5.6×10-10。
(1)基态Sr2+的最高能级的能层符号是___________。
(2)将天青石磨成粉的目的是___________。
(3)天青石粉中的SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应的化学方程式为___________,将过滤后的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物___________(填化学式)。
(4)酸解后滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)写出“沉锶”过程中反应的离子方程式___________。
(6)“系列操作”包括过滤、___________、___________。
(7)若“沉锶”后溶液中c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1,则溶液中CO的最小浓度是___________ mol·L−1。
17. 贝诺酯(G)又名扑炎痛、解热安、苯乐安,具有解热、镇痛、抗炎作用。其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)化合物D的系统命名为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)G中含氧官能团的名称为___________。
(4)E的结构简式为___________。
(5)F→G的化学方程式为___________。
(6)物质B的同分异构体中,满足下列条件的有___________种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:1:1:1的有机物的结构简式为___________(写出一种即可)。
i.能发生银镜反应且能和金属钠反应产生H2
ii.含有一个手性碳原子
iii.苯环上有2个取代基
18. 高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S)是炼铁过程中所得到的一种副产品,直接排放会污染空气。某化学兴趣小组利用高炉煤气和SO2制备Na2S2O3·5H2O,装置如图所示。回答下列问题:
已知:①H2CO3和H2S常温下的电离平衡常数分别为:Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11;Ka1(H2S)=1×10-7,Ka2(H2S)=1×10-13;
②醋酸亚铜氨[CH3COOCu(NH3)2]溶液用于吸收CO气体;
Ⅰ.Na2S2O3的制备
步骤一:关闭K1、K2,打开K3,通入高炉煤气。
(1)当观察___________(填现象),关闭K3,停止通入高炉煤气,此时三颈烧瓶中溶质的化学成分为___________(填化学式)。
(2)过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是___________。
步骤二:打开K1、K2,通入SO2气体。当溶液的pH接近或不小于7时,即可停止通气。静置,过滤,并用乙醇洗涤晶体,晾干。
(3)仪器a的名称___________。
(4)装置甲中发生反应的化学方程式为___________。
(5)装置乙中的液体可以是___________ 。
a.浓H2SO4 b.饱和NaHCO3溶液 c.饱和NaCl溶液 d.饱和NaHSO3溶液
Ⅱ.Na2S2O3·5H2O纯度的测定
(6)测定产品中Na2S2O3·5H2O(M=248g/mol)的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
i.取20.00mL0.01mol/L的K2Cr2O7溶液,用硫酸酸化后,加入过量KI溶液,发生反应:Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
ii.称取2.000g样品,配制成100mL溶液,取该溶液滴定步骤i所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗18.60mL样品溶液。发生的反应为:I2+2S2O=2I-+ S4O。
①样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为___________。
②下列实验操作,会造成测定结果偏低的是___________。
A.配制100mL溶液时,仰视容量瓶的刻度线
B.装K2Cr2O7标准液的酸式滴定管洗涤后若未润洗
C.量取K2Cr2O7标准液时,开始有气泡,终点无气泡
D.滴定阶段,开始平视刻度线,终点仰视刻度线
19. 推动CO2的综合利用、实现碳中和是党中央作出的重大战略决策。工业上可利用CO或CO2来生产甲醇燃料,从而实现碳元素的再利用。在某恒压密闭容器中,主要发生的反应有:
反应Ⅰ:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = –41.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2 ;
反应Ⅲ:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= –90.0 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在___________(填高温、低温或任意温度)下能自发进行,反应Ⅱ的△H2=___________ kJ∙mol-1。
(2)下列情况能说明容器中反应达到平衡状态是___________。
A. v (CO2)正 = v ( H2O)正
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. CH3OH体积分数保持不变
D. 容器内混合气体密度不再改变
(3)T℃时,将n(CO2):n(H2)=3:5的混合气体充入压强为6MPa的恒压密闭容器中,在催化剂的作用下,上述反应达到平衡状态时,CO2和H2的分压相等,甲醇的选择性是CO的2倍,则CO2的平衡转化率为___________,反应Ⅱ的平衡常数Kp为___________(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)在5MPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,达到平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如下图:
①图中代表CH3OH的曲线为___________(填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因___________。
③温度升高,H2O的平衡产率的变化趋势为___________。
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黄石二中2025届高三下学期适应性考试(二)
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本试卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用 2B 铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 Be 9 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Pb 207
本卷涉及的实验均须在专业人士指导和安全得到充分保障的条件下完成。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 中外历史人物在化学学科的发展中做出了不可磨灭的贡献。下列有关说法错误的是
A. 中国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中提取并用柱色谱分离得到抗虐有效成分青蒿素
B. 德国科学家玻尔发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理
C. 中国化学家徐光宪院士及其研究团队在稀土元素的分离及其应用中作出了重要贡献
D. 美国化学家鲍林提出电负性的概念,用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小
【答案】B
【解析】
【详解】A.屠呦呦发现并提取了治疗疟疾的青蒿素,A正确;
B.德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理,B错误;
C.我国化学家徐光宪院士在稀土元素的分离及应用中作出了重要贡献,促进了我国稀土工业的发展,C正确;
D.首先提出电负性概念的是美国化学家鲍林,用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,D正确;
故答案选B。
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. C4H10的质谱图为:
B. SO3的VSEPR模型为:
C. 的名称为:4-甲基-2-己烯
D. BF3的空间填充模型
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知质谱图中质荷比最大峰对应的数值为该物质的相对分子质量,C4H10的相对分子质量为58,故题干图示不是C4H10的质谱图,A错误;
B.SO3中心原子S周围的价层电子对数为:3+=3,根据价层电子对互斥理论可知,其VSEPR模型为:,B正确;
C.根据烯烃系统命名法可知,的名称为:4-甲基-2-己烯,C正确;
D.根据价层电子对互斥理论可知,BF3为平面三角形,且B的原子半径比F大,故BF3的空间填充模型为,D正确;
故答案为:A。
3. 化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A. 工业生产中一般采用400~500℃合成氨,原因之一是铁触媒在500℃左右时的活性最大
B. 味精能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,其主要成分为谷氨酸钠
C. 水玻璃具有黏结力强、耐高温等特性,可用作黏合剂和防火剂,它是一种强电解质
D. 锅炉水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,后用盐酸除去
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业一般选择400~500℃合成氨,原因之一是铁触媒在500℃左右时具有最大活性,A正确;
B.味精的主要成分为谷氨酸钠,它是一种鲜味剂,是生活中常用的增味剂,B正确;
C.水玻璃是硅酸钠的水溶液,它不能燃烧,可以用做木材防火剂,水玻璃既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.锅炉水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,将其转化为CaCO3,再用盐酸溶解除去,D正确;
故答案选C。
4. 下列化学反应表示正确的是
A. 尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
B. 氟化物预防龋齿:Ca5(PO4)3(OH)(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
C. 由石英与焦炭在高温氮气流中制备氮化硅:3SiO2+3C+2N2Si3N4+3CO2
D. NaHCO3溶液中滴加少量澄清石灰水:HCO+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.题干原反应方程式中H和O元素不守恒,尿素与甲醛制备线型脲醛树脂的反应方程式为:+(2n-1)H2O,A错误;
B.氟化物预防龋齿即Ca5(PO4)3(OH)转化为更难溶更坚固的Ca5(PO4)3F沉淀,B正确;
C.石英与焦炭在高温的氮气流中制备氮化硅,同时生成CO:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,C错误;
D.少量的物质完全反应,按照少量物质电离出离子的物质的量之比进行反应,NaHCO3溶液中滴加少量澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+ CO+2H2O,D错误;
故选B。
5. 类推的思维方法可以预测许多物质的性质。类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是
A. Fe与S加热直接化合生成FeS,则Cu与S加热也能直接化合生成Cu2S
B. Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2
C. SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀,则SO2通入Ba(NO3)2溶液也不产生沉淀
D. Si是半导体材料,同族的Ge是半导体材料,则IVA族的元素单质都是半导体材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫单质的氧化性较弱,与变价金属元素的单质反应时都生成低价态的金属硫化物,故Fe与S加热直接化合生成FeS,则Cu与S加热也能直接化合生成Cu2S,故A正确;
B.Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和氢气,不是生成Fe(OH)2和H2,故B错误;
C.二氧化硫通入氯化钡溶液不产生沉淀,是因为弱酸不能制取强酸,但二氧化硫通入Ba(NO3)2溶液中,SO2溶于水,生成亚硫酸使溶液呈酸性,溶液中存在的硝酸根离子,将SO氧化成SO,会生成硫酸钡沉淀,故C错误;
D.第ⅣA族元素不都位于金属和非金属分界线处,因此第ⅣA族元素不都是半导体材料,如单质碳是非金属、铅是金属,不是半导体材料,故D错误;
答案选A
6. 某有机物的结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该有机物中有3种官能团
B. 该有机物能发生取代反应、加成反应和消去反应
C. 1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应,产生标况下22.4L气体
D. 该有机物能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色且反应原理不相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知该物质含有碳碳双键、羧基、羟基3种官能团,A正确;
B.羟基、羧基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,由于羟基没有β-H,无法发生消去反应,B错误;
C.羟基、羧基可以与Na反应生成H2,1mol该物质含有1mol-OH和1mol-COOH,因此可以生成1molH2,标况下为22.4L,C正确;
D.碳碳双键使溴的四氯化碳溶液褪色是发生加成反应,该物质使酸性高锰酸钾溶液褪色是碳碳双键、羟基发生氧化反应,褪色原理不同,D正确;
故选B。
7. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是
A. 图①验证反应有Cl2生成
B. 图②除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3
C. 图③制备无水CuSO4
D. 图④用于分离苯和溴苯
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓盐酸易挥发,反应生成的氯气中混有挥发出来的HCl,HCl也能和硝酸银溶液反应生成白色沉淀氯化银,HCl会干扰氯气和硝酸银溶液的反应,所以不能实现实验目的,A错误;
B.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、CO2、H2O,可用加热法除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠,但加热固体不能在蒸发皿中而应放在坩埚中,B错误;
C.胆矾加热后可分解生成无水硫酸铜和水,通氮气可将水蒸气排出,此装置可用于制备无水硫酸铜,C正确;
D.苯为有机溶剂,苯和溴苯会互溶,用分液的方法不能分离苯和溴苯,D错误;
故答案选C。
8. 我国科学家发现,添加LiX2Y4ZW2能有效减缓锂离子电池容量衰减,其结构式如图所示,Z、Y、W、X是原子序数依次增大的短周期元素,其中Z原子满足8电子稳定结构,X、Y原子核外均有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z<Y<W B. 简单离子半径:X>Y>Z
C. 简单氢化物沸点:Y<X D. X和Z的最高价含氧酸都为强酸
【答案】D
【解析】
【分析】阴离子结构整体带一个单位的负电荷,Z原子形成2个共价键,满足8电子稳定结构,说明Z为第VA族元素,结合Z、Y、W、X是原子序数依次增大的短周期元素,则Z为N元素;Y原子核外有2个未成对电子,且可形成2对共用电子对,则Y为O元素;W可形成1对共用电子对,则W为F元素;X原子核外有2个未成对电子,且可形成6个共价键,则X为S元素,据此解答。
【详解】A.同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定状态,其第一电离能大于右边相邻元素,则第一电离能:O<N<F,即Y<Z<W,A错误;
B.电子层数越多,离子半径越大,且电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:S2->N3->O2-,即X>Z>Y,B错误;
C.水分子能形成分子间氢键,导致其沸点高于H2S,则简单氢化物沸点:Y>X,C错误;
D.X为S元素,Z为N元素,X和Z的最高价含氧酸分别为硫酸、硝酸,都为强酸,D正确;
故选D。
9. 下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是
选项
实例
解释
A
用He代替氢气填充探空气球更安全
He的电子构型稳定,不易得失电子
B
不存在稳定NF5分子
N原子价层只有4个原子轨道,不利于形成5个N-F键
C
H2S、H2Se、H2Te的沸点依次升高
它们均为分子晶体,随着相对分子质量增大,范德华力增大
D
NO、NO、NO的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢气具有可燃性,使用氢气填充气球存在一定的安全隐患,而相比之下,氦气是一种惰性气体,不易燃烧或爆炸,因此使用电子构型稳定,不易得失电子的氦气填充气球更加安全可靠,A正确;
B.氮原子价层电子排布式为:,有4个原子轨道,3个未成对电子,由共价键的饱和性可知,氮原子不能形成5个氮氟键,所以不存在稳定的分子,B正确;
C.题中所给物质均为分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,随着物质分子的相对分子质量增大,范德华力逐渐增大,沸点依次升高,C正确;
D.中N的价层电子对数为,杂化,无孤对电子,空间结构为直线形,键角为180°;中N的价层电子对数为,杂化,无孤对电子,空间结构为平面三角形,键角为120°;中N的价层电子对数为,杂化,有1对孤对电子,空间结构为V形,由于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致其键角小于120°;、、的键角依次减小,这不仅与与孤电子对与成键电子对的作用力有关,也与中心N原子的杂化类型有关,D错误;
故答案选D。
10. 已知CuCl是一种难溶于水的白色固体,酸性溶液中发生反应:。探究与悬浊液制备CuCl实验装置如图。
下列说法正确的是
A. 实验室用稀硫酸与溶液制备
B. 为提高CuCl的产量,需要通入过量
C. 甲中生成CuCl的离子方程式:
D. 乙中液体a、b分别是苯、NaOH溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于二氧化硫易溶于水,实验室用浓硫酸与固体制备,A错误;
B.若过量,溶液显酸性,发生歧化反应:,CuCl的产量降低,B错误;
C.先向甲中加入氨水,与反应生成,再通入发生反应:,C正确;
D.乙为防倒吸的尾气处理装置,液体a、b分别应是NaOH溶液、,D错误;
故选C。
11. 根据下列实验操作及现象能达到实验目的的是
选项
实验操作及现象
实验目的
A
准确称取4.0 g NaOH固体,放在100 mL容量瓶中,加水溶解,冷却至室温,并稀释至刻度
配制100 mL浓度为1.00mol/LNaOH溶液
B
向10mL0.1mol/LNaNO3溶液加入粉,滴加几滴8mol/L硫酸,微热,溶液变浅蓝色
8mol/L硫酸具有强氧化性
C
向待测液中滴加氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变成血红色
待测液中含有Fe2+
D
在试管中加2ml 0.5mol/LCuCl2溶液,加热,溶液变黄绿色,然后置于冷水中,溶液变蓝绿色
证明反应
的
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.不能在容量瓶中直接溶解NaOH固体,A错误;
B.加入8mol/L硫酸,酸性条件下的硝酸根具有强氧化性,能将铜氧化生成铜离子,8mol/L硫酸不具有强氧化性,B错误;
C.滴加氯水,再加几滴KSCN溶液无法排出铁离子干扰,应向待测液中滴加几滴KSCN溶液,没有明显变化,再加氯水,溶液变成血红色,说明待测液中含有Fe2+,C错误;
D.根据实验现象,加热,溶液变黄绿色可知,升温生成,说明的,D正确;
故选D。
12. 一种具有钙钛矿结构的光催化剂,其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°),NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶体密度=
B. 1位和2位O2-的核间距为apm
C. 该物质的化学式为PbTiO3
D. 晶胞中距离Ti4+最近的O2-数目为4
【答案】A
【解析】
【分析】该晶胞为四方晶胞,包含、、三种离子,可由粒子位置与均摊得出化学式:位于晶胞顶点,共有8个顶点,均摊后为个。位于晶胞体心,共有1个体心,均摊后为1个。位于面心,共有6个面心粒子,均摊后为个。、、个数比为1:3:1,化学式为。晶胞质量为;晶胞体积为(),密度为;
【详解】A.晶胞的密度为,故A错误;
B.如图,构造一个直角三角形,m=0.5a,n=0.55a,由勾股定理可得1位和2位的核间距为,故B正确;
C.、、个数比为1:3:1,化学式为,故C正确;
D.位于晶胞体心,距离它最近的分别位于前、后、左、右的4个面心,距离为0.5a,上、下两个面面心的距离0.55a,所以晶胞中距离最近的数目为4,故D正确;
故选A。
13. 近年来,科学家利用电化学催化的方法,将PET塑料(聚对苯二甲酸乙二酯)水解液中的乙二醇()和温室气体转化为甲酸(HCOOH),原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极A与电源正极相连 B. 电极B的反应:
C. 1 mol乙二醇参加反应两极共生成3 mol甲酸 D. 两个电极反应中碳原子的杂化类型均发生改变
【答案】C
【解析】
【分析】H+由电极A移向电极B,B电极二氧化碳发生还原反应生成甲酸,B是阴极、A是阳极。
【详解】A.根据以上分析,A是阳极,电极A与电源正极相连 ,故A正确;
B.B电极二氧化碳发生还原反应生成甲酸,电极B的反应:,故B正确;
C.A电极乙二醇失电子发生氧化反应生成甲酸,电极反应式为 ,B电极二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为,1 mol乙二醇参加反应,阳极生成2mol甲酸,根据得失电子守恒,B电极生成3mol甲酸,两极共生成5 mol甲酸,故C错误;
D.乙二醇中碳原子采用sp3杂化,二氧化碳中C原子采用sp杂化,甲酸中一个碳原子采用sp2杂化,故D正确;
选C。
14. 常温下Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,Mx+指Ag+或Cu2+。下列说法正确的是
A. d点所在直线表示-lgc(Cu2+)与-lgc(S2-)的关系式
B. CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s)
C. b点分散系中含有Ag2S和CuS固体混合物
D. Ksp(Ag2S)的数量级为10-49
【答案】B
【解析】
【分析】Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)c(S2-),则lgc(S2-)+2lgc(Ag+)=lgKsp(Ag2S),-lgc(S2-)=-2[-lgc(Ag+)]-lgKsp(Ag2S),同理,-lgc(S2-)=-[-lgc(Cu2+)]-lgKsp(CuS),由斜率可知,a点曲线为CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线、d点曲线为Ag2S在水中的沉淀溶解平衡曲线;
【详解】A.由分析,a点曲线为CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线、d点曲线为Ag2S在水中的沉淀溶解平衡曲线,A错误;
B.由点a坐标(5,30.2)可知,30.2=-5-lgKsp(CuS),则Ksp(CuS)=10-35.2,同理,由d点可知,Ksp(Ag2S)=10-49.2,,K=,CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s),B正确;
C.由图,b点在a曲线下、d曲线上,则分散系含Ag2S固体,但不含CuS固体,C错误;
D.由B分析,Ksp(Ag2S)的数量级为10-50,D错误;
故选B。
15. 瓜环(简称CB[n],n=5~8,10,13~15)形似南瓜,简化示意图如图,是继杯芳烃之后被控掘出的第四代大环分子。瓜环的环壁上含有4倍于其结构单元数的氮原子,可以包结有机分子、气体分子和其他客体小分子。已知:苯环直径为0.34nm,根据下列信息下列说法错误的是
CB[n]
CB[5]
CB[6]
CB[7]
端口直径/nm
0.24
0.39
0.54
空腔直径/nm
0.44
0.58
0.73
高度/nm
0.91
0.91
0.91
A. 由化合物I和H2C=O生成1mol CB[7]的同时生成14molH2O
B. 瓜环在识别分子时可通过非共价键作用形成超分子
C. 化合物I既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应
D. 苯环可被包结进入CB[5]的空腔中
【答案】D
【解析】
【详解】A.化合物I和发生缩合反应并失水,根据结构简式可推知生成1molCB[7]的同时生成14mol水,A正确;
B.瓜环在识别分子时可通过非共价键作用,如分子间作用力形成超分子,B正确;
C.化合物I中含有酰胺基,既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应,C正确;
D.由表中数据可知,CB[5]的端口直径仅0.24 nm,而苯环直径约 0.34 nm,苯环无法通过如此小的端口进入CB[5]的空腔,D错误;
故答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 碳酸锶广泛应用于玻壳玻璃、感性材料、金属冶练、锶盐制备、电子元件、焰火等领域。以天青石(成分为SrSO4、BaSO4、SiO2)为原料制备SrCO3的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,Ksp(SrSO4)=3.2×10-7;Ksp(SrCO3)=5.6×10-10。
(1)基态Sr2+的最高能级的能层符号是___________。
(2)将天青石磨成粉的目的是___________。
(3)天青石粉中的SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应的化学方程式为___________,将过滤后的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物___________(填化学式)。
(4)酸解后滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)写出“沉锶”过程中反应的离子方程式___________。
(6)“系列操作”包括过滤、___________、___________。
(7)若“沉锶”后溶液中c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1,则溶液中CO的最小浓度是___________ mol·L−1。
【答案】(1)N (2)增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率
(3) ①. SrSO4 + NH3‧H2O + NH4HCO3= SrCO3+(NH4)2SO4+H2O ②. (NH4)2SO4
(4)BaSO4、SiO2
(5)Sr2+ + 2HCO= SrCO3 ↓+CO2↑+H2O
(6) ①. 洗涤 ②. 干燥
(7)7×10-6
【解析】
【分析】已知:常温下,Ksp(SrSO4)=3.2×10-7、Ksp(SrCO3)=5.6×10-10,碳酸锶更难溶;青石矿粉加入水、碳酸氢铵,碳酸氢铵和硫酸锶反应生成碳酸锶沉淀、硫酸铵、二氧化碳,过滤,过滤出含硫酸铵的母液,用盐酸溶解滤渣,碳酸锶转化为SrCl2溶液,净化后,向纯净的SrCl2溶液中加入碳酸氢铵生成碳酸锶沉淀,过滤、洗涤、干燥,粉碎后得产品碳酸锶。
【小问1详解】
Sr为38号元素,位于第五周期第ⅡA族,失去2个电子形成Sr2+,基态Sr2+的最高能级的能层符号是N;
【小问2详解】
将天青石磨成粉的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率;
【小问3详解】
由Ksp(SrSO4)=3.2×10-7、Ksp(SrCO3)=5.6×10-10可知碳酸锶更难溶;SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应转化为SrCO3,根据质量守恒,还生成(NH4)2SO4和H2O,化学方程式为SrSO4 + NH3‧H2O + NH4HCO3= SrCO3+(NH4)2SO4+H2O,将过滤后的含(NH4)2SO4的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物(NH4)2SO4;
小问4详解】
二氧化硅、硫酸钡和稀盐酸不反应,酸解后滤渣的主要成分为BaSO4、SiO2;
【小问5详解】
“沉锶”过程中SrCl2和碳酸氢铵生成碳酸锶沉淀,同时生成二氧化碳和水:Sr2+ + 2HCO=SrCO3 ↓+CO2↑+H2O;
【小问6详解】
碳酸锶浊液,过滤、洗涤、干燥,粉碎后得产品碳酸锶,“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥;
【小问7详解】
c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1,则溶液中CO的最小浓度是。
17. 贝诺酯(G)又名扑炎痛、解热安、苯乐安,具有解热、镇痛、抗炎作用。其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)化合物D的系统命名为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)G中含氧官能团的名称为___________。
(4)E的结构简式为___________。
(5)F→G的化学方程式为___________。
(6)物质B的同分异构体中,满足下列条件的有___________种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:1:1:1的有机物的结构简式为___________(写出一种即可)。
i.能发生银镜反应且能和金属钠反应产生H2
ii.含有一个手性碳原子
iii.苯环上有2个取代基
【答案】(1)2-羟基苯甲酸
(2)取代反应 (3)酯基、酰胺基
(4) (5) (6) ①. 9 ②. 、、
【解析】
【分析】A()与(CH3CO)2O反应生成B()和CH3COOH,被酸性KMnO4氧化为C(),在碱性条件下水解生成D(),与在POCl3催化下生成E(),在H2、Ni作用下硝基还原为氨基,得到F(),与(CH3CO)2O反应生成G()。
【小问1详解】
据分析,化合物D为,其系统命名为2-羟基苯甲酸。
【小问2详解】
据分析,A→B为与(CH3CO)2O反应生成和CH3COOH,其反应类型为取代反应。
【小问3详解】
据分析,G为,其中含氧官能团的名称为酯基、酰胺基。
【小问4详解】
据分析,E的结构简式为。
【小问5详解】
据分析,F→G为1mol与2mol(CH3CO)2O反应生成1mol和2mol CH3COOH,化学方程式为。
【小问6详解】
满足条件的B的同分异构体为:(1)-CH3和-CH(OH)CHO二取代苯,(2)-OH和-CH(CH3)CHO二取代苯,(3)-CHO和-CH(OH)CH3二取代苯,每种情况有3种结构,共有9种同分异构体;核磁共振氢谱峰面积之比为3:2:2:1:1:1的有机物的结构简式为、、。
18. 高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S)是炼铁过程中所得到的一种副产品,直接排放会污染空气。某化学兴趣小组利用高炉煤气和SO2制备Na2S2O3·5H2O,装置如图所示。回答下列问题:
已知:①H2CO3和H2S常温下的电离平衡常数分别为:Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11;Ka1(H2S)=1×10-7,Ka2(H2S)=1×10-13;
②醋酸亚铜氨[CH3COOCu(NH3)2]溶液用于吸收CO气体;
Ⅰ.Na2S2O3的制备
步骤一:关闭K1、K2,打开K3,通入高炉煤气。
(1)当观察___________(填现象),关闭K3,停止通入高炉煤气,此时三颈烧瓶中溶质的化学成分为___________(填化学式)。
(2)过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是___________。
步骤二:打开K1、K2,通入SO2气体。当溶液的pH接近或不小于7时,即可停止通气。静置,过滤,并用乙醇洗涤晶体,晾干。
(3)仪器a的名称___________。
(4)装置甲中发生反应的化学方程式为___________。
(5)装置乙中的液体可以是___________ 。
a.浓H2SO4 b.饱和NaHCO3溶液 c.饱和NaCl溶液 d.饱和NaHSO3溶液
Ⅱ.Na2S2O3·5H2O纯度的测定
(6)测定产品中Na2S2O3·5H2O(M=248g/mol)的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
i.取20.00mL0.01mol/L的K2Cr2O7溶液,用硫酸酸化后,加入过量KI溶液,发生反应:Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
ii.称取2.000g样品,配制成100mL溶液,取该溶液滴定步骤i所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗18.60mL样品溶液。发生的反应为:I2+2S2O=2I-+ S4O。
①样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为___________。
②下列实验操作,会造成测定结果偏低的是___________。
A.配制100mL溶液时,仰视容量瓶的刻度线
B.装K2Cr2O7标准液的酸式滴定管洗涤后若未润洗
C.量取K2Cr2O7标准液时,开始有气泡,终点无气泡
D.滴定阶段,开始平视刻度线,终点仰视刻度线
【答案】(1) ①. CuSO4试纸由蓝色变为黑色 ②. NaHCO3、NaHS
(2)H2S与醋酸亚铜氨溶液作用(H2S与亚铜离子结合),使醋酸亚铜氨溶液与CO结合能力减弱
(3)长颈漏斗 (4)
(5)ad (6) ①. 80% ②. AD
【解析】
【分析】装置甲中铜与浓硫酸加热生成二氧化硫,二氧化硫易溶于水,容易引起倒吸,因此首先通入盛有浓硫酸或饱和NaHSO3溶液锥形瓶中防止倒吸,然后再通入丙装置中,二氧化硫与高炉煤气中的硫化氢、以及丙中碳酸钠溶液反应生成Na2S2O3,过量的CO用醋酸亚铜氨[CH3COOCu(NH3)2]溶液吸收,防止污染空气,据此分析解答。
【小问1详解】
当观察CuSO4试纸由蓝色变为黑色,可知此时有H2S气体逸出,据此判断高炉煤气过量,可关闭K3,停止通入高炉煤气;根据Ka大小可知酸性:H2CO3> H2S >HCO>HS-;则H2S与碳酸钠溶液反应可生成NaHCO3、NaHS,因此三颈烧瓶中溶质的化学成分为NaHCO3、NaHS;
【小问2详解】
过量H2S会与醋酸亚铜氨溶液作用(H2S与亚铜离子结合),使醋酸亚铜氨溶液与CO结合能力减弱;
【小问3详解】
由仪器构造可知a为长颈漏斗;
【小问4详解】
甲中铜与浓硫酸在加热条件反应生成二氧化硫,反应方程式为:;
【小问5详解】
乙装置的作用为平衡气压,防止倒吸,故溶液不吸收SO2即可,可选用浓硫酸和饱和NaHSO3溶液,故选:ad;
【小问6详解】
①根据得失电子守恒:,所以c()=mol/L;样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为;
②A.配制100mL溶液时,仰视容量瓶的刻度线,溶液体积偏大,使配制溶液的浓度偏低,测定结果偏低,故A正确;
B.装K2Cr2O7标准液的酸式滴定管洗涤后若未润洗,使K2Cr2O7标准液的浓度偏低,消耗Na2S2O3溶液体积偏小,测定浓度偏大,故B错误;
C.量取K2Cr2O7标准液时,开始有气泡,终点无气泡,使量取体积小于20.00mL,消耗Na2S2O3溶液体积偏小,测定浓度偏大,故C错误;
D.滴定阶段,开始平视刻度线,终点仰视刻度线,读数偏大,使测定浓度偏小,故D正确;
故选:AD。
19. 推动CO2的综合利用、实现碳中和是党中央作出的重大战略决策。工业上可利用CO或CO2来生产甲醇燃料,从而实现碳元素的再利用。在某恒压密闭容器中,主要发生的反应有:
反应Ⅰ:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = –41.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2 ;
反应Ⅲ:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= –90.0 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在___________(填高温、低温或任意温度)下能自发进行,反应Ⅱ的△H2=___________ kJ∙mol-1。
(2)下列情况能说明容器中反应达到平衡状态的是___________。
A. v (CO2)正 = v ( H2O)正
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. CH3OH的体积分数保持不变
D. 容器内混合气体密度不再改变
(3)T℃时,将n(CO2):n(H2)=3:5的混合气体充入压强为6MPa的恒压密闭容器中,在催化剂的作用下,上述反应达到平衡状态时,CO2和H2的分压相等,甲醇的选择性是CO的2倍,则CO2的平衡转化率为___________,反应Ⅱ的平衡常数Kp为___________(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)在5MPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,达到平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如下图:
①图中代表CH3OH的曲线为___________(填“m”或“n”)。
②解释150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因___________。
③温度升高,H2O的平衡产率的变化趋势为___________。
【答案】(1) ①. 低温 ②. +49 (2)BCD
(3) ①. 50% ②.
(4) ①. m ②. 反应I、Ⅲ是放热反应,反应II是吸热反应,150 ~250℃ 范围内,以反应I、Ⅲ为主导,温度升高,反应I、Ⅲ逆向移动,使CO2平衡转化率减小的程度大于反应II使CO2平衡转化率增大的程度 ③. 先减小后增大
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅰ是熵减的放热反应,根据复合判据 ΔG=ΔH-TΔS<0,可知该反应在低温下能自发进行;根据盖斯定律可知,反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ,则ΔH2 =ΔH1-ΔH3=( –41.0 kJ·mol-1)-(–90.0 kJ·mol-1 )=+49 kJ·mol-1;
【小问2详解】
A.v (CO2)正 = v ( H2O)正,都是正反应,则不能证明正、逆反应速率相等,反应不一定平衡,A错误;
B.三个反应中的反应物和产物都是氢气,则气体总质量不变,反应Ⅰ和反应Ⅲ的反应前后的气体分子数不等,则混合气体的平均相对分子质量是变量,当其不变时,可以证明反应达到平衡,B正确;
C.CH3OH是产物,则其体积分数是变量,当其不变时,可以证明反应达到平衡,C正确;
D.三个反应中的反应物和产物都是氢气,则气体总质量不变,反应Ⅰ和反应Ⅲ的反应前后的气体分子数不等,容器为恒压容器,则体积是变量,容器内混合气体密度也是变量,当其不变时可以证明反应达到平衡,D正确;
故选BCD;
【小问3详解】
结合盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,则可以结合其中某两个反应计算转化率,现在利用反应Ⅰ和反应Ⅱ进行计算,甲醇的选择性(产率)是CO的2倍,设起始n(H2)=5mol、n(CO2)=3mol,列三段式:
,
,和的分压相等,即n(H2)= n(CO2),3-x-2x=5-x-6x,解得x=0.5,则CO2的平衡转化率为;
n总=n(H2)+n(CO)+n(CO2)+n(H2O)+n(CH3OH),代入得n总=6mol,反应Ⅱ的;
【小问4详解】
①反应I、Ⅲ均为放热反应,随着温度升高平衡逆向移动,甲醇的含量会一直下降,而反应Ⅲ中一氧化碳含量增加,且Ⅱ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,一氧化碳的含量也会增加,结合图像可知:图中代表的曲线为m、代表CO的曲线为n;
②可以从温度对平衡移动的影响的角度分析,则150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因为:反应I、Ⅲ是放热反应,反应II是吸热反应,150 ~250℃ 范围内,以反应I、Ⅲ为主导,温度升高,反应I、Ⅲ逆向移动,使CO2平衡转化率减小的程度大于反应II使CO2平衡转化率增大的程度;
③由图像可知,150-400℃范围内,温度升高,二氧化碳的转化率先降低后升高,根据二氧化碳的转化率可知,的平衡产量先减小后增大。
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