内容正文:
湛江市第二十一中学2025届高考启航模拟测试
化学
本试卷共8页,20道小题,满分:100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 N14 O16 Ti48 V51
第Ⅰ卷(选择题,共44分)
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 中国的古建筑不仅体现了中国古代高超的工艺,更承载着浓厚的文化气息。下列建筑材料的主要成分属于有机高分子的是
A. 汉白玉栏杆
B. 琉璃屋顶
C. 杉木梁柱
D. 铜制门环
A. A B. B C. C D. D
2. 2024年4月25日,神舟十八号载人飞船顺利升空并进入空间站。下列说法正确的是
A. 火箭使用的燃料偏二甲肼属于烃类物质
B. 神舟十八号载人飞船外壳采用的高温陶瓷材料氮化硅属于共价晶体
C. 空间站中电的主要来源柔性太阳能电池翼,其主要成分中含二氧化硅
D. 出舱活动所穿舱外服的主要材料是聚氨酯,其属于天然有机高分子材料
3. 化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A. 颜色美:绚丽的焰火与能量转化有关
B. 味道美:谷氨酸钠可作食品添加剂
C. 结构美:“足球烯”是一种有机物
D. 现象美:“仙境”舞台利用干冰易升华的特性
4. 粤菜“尊重自然之味,包容天下之美”。下列关于美食的化学知识正确的是
A. 食物中的淀粉可水解为葡萄糖,葡萄糖能还原新制的 Cu(OH)2产生砖红色沉淀
B. 炖鱼时添加食醋和料酒会香气四溢,是因为生成了易溶于水的酯
C. 生腌——生蚝腌制时加入高度白酒使蛋白质发生盐析
D. 营养师建议适当摄入富含纤维素的食物,纤维素在人体内可水解和利用
5. 我国嫦娥三号月球探测器应用了众多先进材料和技术,其中镁锂合金材料发挥了重要作用。下列说法不正确的是
A. 电镀镁锂时,镀件接外接电源的负极
B. 电镀镁锂时,用含Mg2+和Li+的水溶液作为电镀液
C. 为防止镁锂合金被腐蚀可在表面进行喷涂处理
D. 锂电池放电时的负极反应:Li - e-=Li+
6. 下列叙述正确的是
A. 图①装置可用于测定锌与稀硫酸反应的速率 B. 图②装置可用作制备氯气的发生装置
C. 图③装置可用作蒸馏装置 D. 图④标识表示腐蚀类物质
7. 劳动是幸福的源泉。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
利用Na2S除去废水中的Cu2+
利用了Cu2+氧化性
B
根据焰色试验检验样品中是否含钠元素
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光
C
合成冠醚以识别不同的碱金属离子
冠醚有不同大小的空穴,可适配不同大小的碱金属离子
D
研制催化剂以加快化学反应速率
催化剂可降低反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
8. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A. 锅炉中的CaSO4水垢用纯碱溶液浸泡:
B. 向氨水中滴加少量硫酸铜溶液:
C. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
D. 过量铁粉与稀硝酸反应:
9. 关于下列“双人花样滑冰运动员”有机分子的说法正确的是
A. “女运动员”比“男运动员”多1个手性碳原子
B. “男运动员”最多可以与8mol H2发生加成反应
C. “女运动员”中所有碳原子可能共平面
D. “女运动员”比“男运动员”多3个sp3杂化碳原子
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol SF6分子中硫原子的价电子数为0.6NA
B. 标准状况下,11.2 LSO3中氧原子的数目为1.5NA
C. 1L1mol ·L-1FeCl3溶液中阳离子的数目小于NA
D. 常温下,将46g NO2通入密闭容器中,气体分子数为NA
11. 某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备,部分实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验过程中向启普发生器中添加液体时,可以取下I处胶塞加入
B. 所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C. 开始实验时,应先打开活塞II,再打开活塞III
D. 反应结束后,试剂换为冰水,可以促进晶体的析出
12. 短周期主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W是原子半径最小的原子,X、Y、Z的最外层电子数之和为18,且三者形成的化合物的结构如图所示。四种元素形成的化合物之间发生反应:YXZ3+W2X→W3YX4+WZ (未配平)。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z B. 单质的沸点:Z>Y>X
C. W3YX4的酸性强于WZ D. YW3的键角>YZ3的键角
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板
金属活泼性:Cu < Fe
B
沸点:H2S < H2O
稳定性:H2S < H2O
C
H2O2具有还原性
H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色
D
酸性:HCOOH > CH3COOH
羟基中O-H键极性: CH3COOH > HCOOH
A. A B. B C. C D. D
14. 已知:H2A = H+ + HA-,HA- H+ +A2-某化学研究小组利用pH传感器测定了暴露在空气中的 0. 1mol ·L- 1 Na2A 溶液和蒸馏水(均溶有微量的二氧化碳)的pH随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 常温下,Na2A 溶液(不含CO2 )呈碱性
B. 温度高于60 ℃,Na2A溶液的 pH 增大的原因可能是碳酸分解、溶解的CO2逸出
C. 0.1mol ·L-1Na2A溶液中:0.2 mol ·L-1=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
D. 利用充分煮沸并用植物油液封冷却的蒸馏水进行实验,该蒸馏水的 pH 将随温度升高而减小
15. 烯烃是具有重要价值的化工原料。下列有关图示与对应的叙述不相符的是
已知反应①2CH3OH(g) C2H4 (g)2H2O (g) ΔH= -20. 9 kJ·mol-1
A. 图甲表示不同温度下烷烃分解得到烯烃的过程,则曲线 b 表示的温度更高
B. 图乙可表示温度对反应①的平衡常数K的影响
C. 图丙表示正丁烷脱氢制丁烯,产率在 600 ℃之后快速降低的原因可能是副产物增加
D. 图丁表示烯烃与H2的加成反应,实线可表示加入催化剂后的历程
16. 利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的,并将其转为,同时得到高浓度的盐酸、和。在直流电源的作用下,双极膜中的可自动解离为和。下列说法不正确的是
A. 电极b连接电源正极
B. Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜
C. Ⅱ室中发生反应:
D. 理论上,每转移,双极膜上共解离
第II卷(共4个大题,共56分)
17. 1800年,科学家尼科尔森和卡莱尔最早完成电解水实验。兴趣小组模拟如下。
(1)配制0.1mol/L的NaOH溶液并标定。
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度,需选填的仪器序号是___________。
②V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)=___________mol/L。
实验探究:取(1)中配制的NaOH溶液30.0mL滴加2滴指示剂后,用下图装置(a、b均为石墨电极)在恒定电压下通电20min,记录如下表
序号
指示剂
主要现象
I
甲基橙
b极附近溶液黄色变浅,U形管内其余位置溶液无明显变化
Ⅱ
酚酞溶液
b极附近溶液红色褪去,U形管内其余位置溶液红色变浅
(2)I中观察到b极附近溶液黄色变浅,兴趣小组认为是电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的。你认为该推论___________(选填“合理”“不合理”),理由是___________。
(3)兴趣小组对Ⅱ中U形管内其余位置溶液红色变浅的原因提出如下假设:
假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去
兴趣小组设计如下实验方案进行实验。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加___________后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量___________于试管中,滴加酚酞后静置20min。
___________
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
(4)电解前期,两极收到气体的体积与通电时间关系如图所示。
①图中代表H2的曲线是___________(填代号);
②兴趣小组查阅文献后推理:开始电解时两极几乎没有收集到气体的原因是产生的气体分子被石墨电极吸附请根据电化学原理,设计实验证实该推理。
限选材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。
在答题卡相应方框内绘出实验装置图___________。能证实上述推理的实验现象是___________。
18. 一种从石煤灰渣(主要含及等)中提取钒的工艺流程如下:
已知:萃取剂(HR)与阳离子结合能力:;萃取的原理为;“中间盐”中的金属阳离子均为+3价;含的硫酸盐难溶于水;。
(1)“酸浸”时,钒主要以的形式进入溶液。
①为提高浸取率,可采取的措施是_____(任写一条)。
②发生反应的化学方程式为_____。
(2)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表:
阳离子
浓度
10.79
0.0041
0.11
0.029
据此分析“溶液3”可在_____工序循环利用。
(3)“中间盐”的一种含钒物质为;“溶解”后,所得溶液中钒主要以的形式存在。该含钒物质“溶解”时发生反应的离子方程式为_____。
(4)“还原”步骤的主要目的是_____。
(5)“萃取”前,需调节溶液。
①已知萃取前溶液中,理论上,为避免产生沉淀,应调节溶液pH小于_____(保留一位小数)。
②实际上,溶液pH也不能过低,其原因是_____。
(6)一种V—Ti固溶体储氢材料经充分储氢后所得晶体的立方晶胞结构如图。
①该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为_____。
②储氢材料的性能常用“体积储氢密度”(储氢材料可释放出的体积)来衡量。一定条件下,50%的氢可从上述晶体中释放出来,且吸放氢引起储氢材料体积的变化可忽略。设为阿伏加德罗常数的值,的摩尔体积为,则该储氢材料的“体积储氢密度”为_____(列出算式)。
19. 含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。
(1)基态Cr的价电子排布式是:___________。
I.工业废气H2S分解可制取H2.
(2)已知热化学方程式:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
热分解反应___________(用含、、的式子表示)。
(3)一定温度下,2mol H2S 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应,ts时H2的产率为40%,则0~ts内的平均分解速率为___________;H2S充分分解达到平衡时,容器中H2S和H2的分压相等,则该温度下的平衡常数 ___________。
Ⅱ. KSCN可用于镀铬工业。常温下,用KSCN配制电镀液,溶液中与SCN-发生第一、二步络合的反应如下:
ⅳ.
ⅴ.
(4)根据以上络合反应,下列说法正确的有___________(填字母)。
A. 加水稀释后,溶液中离子的总数减少
B. 加入少量固体,溶液中含铬微粒总数不变
C. 反应的平衡常数
D. 溶液中减小,SCN- 与浓度的比值减小
(5)常温下,某研究小组配制了起始浓度、不同的系列溶液,测得平衡时、、的浓度 (含铬微粒)随的变化曲线如图所示,
时,图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为___________;A点时,溶液中的平衡浓度为___________(写出计算过程)。
20. 有机物vii是一种新型涂料固化剂,可由下列路线合成(部分反应条件略去)。
(1)化合物 iv 的分子式为___________ ,名称为___________o
(2)化合物iii中官能团的名称是___________。化合物iii的某同分异构体在核磁共振氢谱图上只有3组峰,且能够发生银镜反应和水解反应,其结构简式为 ___________(写一种)。
(3)关于合成路线图中的相关物质及转化,下列说法不正确的有___________(填字母)。
A. i→ii 反应过程中,有碳碳双键的断裂和碳氢单键的形成
B. 生成Vii的反应过程中,有C—0、N—H断裂和C—N 、0—H形成
C. vi易溶于水,是因为分子中的羟基和氨基能与水分子形成氢键
D. V是由共价键构成的极性分子,分子中C、0的杂化方式均为sp³
(4)化合物V在一定条件下可以转化为乙二醇,分析预测乙二醇可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
___________
___________
消去反应
②
___________
___________
(5)化合物A与O₂反应生成化合物v, 原子利用率为100%。A为 ___________o
(6)以丙烯为唯一有机原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应的化学方程式为___________ (注明反应条件)。
②由丙烯出发,第一步反应生成的有机产物为 ___________ (写结构简式)。
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化学
本试卷共8页,20道小题,满分:100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 N14 O16 Ti48 V51
第Ⅰ卷(选择题,共44分)
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 中国的古建筑不仅体现了中国古代高超的工艺,更承载着浓厚的文化气息。下列建筑材料的主要成分属于有机高分子的是
A. 汉白玉栏杆
B. 琉璃屋顶
C. 杉木梁柱
D. 铜制门环
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 汉白玉的主要成分是碳酸钙,A不符合题意;
B.琉璃为硅酸盐材料,B不符合题意;
C. 木材主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,C项符合题意;
D.铜制门环属于合金,D项不符合题意;
故选C。
2. 2024年4月25日,神舟十八号载人飞船顺利升空并进入空间站。下列说法正确的是
A. 火箭使用的燃料偏二甲肼属于烃类物质
B. 神舟十八号载人飞船外壳采用的高温陶瓷材料氮化硅属于共价晶体
C. 空间站中电的主要来源柔性太阳能电池翼,其主要成分中含二氧化硅
D. 出舱活动所穿舱外服的主要材料是聚氨酯,其属于天然有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.偏二甲肼由C、H、O元素组成,不属于烃类物质,故A错误;
B.氮化硅属于共价晶体,故B正确;
C.太阳能电池翼的组成是硅单质,故C错误;
D.聚氨酯不属于天然有机高分子材料,故D错误;
故选:B。
3. 化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A. 颜色美:绚丽的焰火与能量转化有关
B. 味道美:谷氨酸钠可作食品添加剂
C. 结构美:“足球烯”是一种有机物
D. 现象美:“仙境”舞台利用干冰易升华的特性
【答案】C
【解析】
【详解】A. 焰火产生的原理是电子从基态跃迁到激发态,再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态,以光的形式释放能量,故与能量转化有关,A正确;
B.谷氨酸钠即味精,可作食品添加剂增鲜,B正确;
C. “足球烯”(C60)是碳单质,不是有机物,C错误;
D.干冰升华吸热使水蒸气液化成雾,营造“仙境”舞台,D正确;
故答案选C。
4. 粤菜“尊重自然之味,包容天下之美”。下列关于美食化学知识正确的是
A. 食物中的淀粉可水解为葡萄糖,葡萄糖能还原新制的 Cu(OH)2产生砖红色沉淀
B. 炖鱼时添加食醋和料酒会香气四溢,是因为生成了易溶于水的酯
C. 生腌——生蚝腌制时加入高度白酒使蛋白质发生盐析
D. 营养师建议适当摄入富含纤维素的食物,纤维素在人体内可水解和利用
【答案】A
【解析】
【详解】A . 葡萄糖属于还原性糖,可还原新制的 Cu(OH)2产生砖红色沉淀Cu2O , A项正确;
B.食醋中的乙酸与料酒中的乙醇 发生酯化反应,得到微溶于水的乙酸乙酯,B项不正确;
C. 盐析需高浓度盐溶液,而高度白酒中的酒精使蛋白质变性析出,属于变性而非盐析,C不正确;
D.人体内没有水解纤维素的酶,不能够水解纤维素,D项不正确;
故选A。
5. 我国嫦娥三号月球探测器应用了众多先进材料和技术,其中镁锂合金材料发挥了重要作用。下列说法不正确的是
A. 电镀镁锂时,镀件接外接电源的负极
B. 电镀镁锂时,用含Mg2+和Li+的水溶液作为电镀液
C. 为防止镁锂合金被腐蚀可在表面进行喷涂处理
D. 锂电池放电时的负极反应:Li - e-=Li+
【答案】B
【解析】
【详解】A . 电镀时,镀件作阴极,发生还原反应,A项正确;
B.锂单质易与水反应,不能用水溶液作电镀液,B项错误;
C. 喷涂处理是金属防护常用方法之一,C项正确;
D.锂电池放电时,负极锂失电子,发生反应 Li-e- = Li+,D项正确;
故选B。
6. 下列叙述正确的是
A. 图①装置可用于测定锌与稀硫酸反应的速率 B. 图②装置可用作制备氯气的发生装置
C. 图③装置可用作蒸馏装置 D. 图④标识表示腐蚀类物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.测定锌与稀硫酸反应的速率时,图装置中的长颈漏斗应换成分液漏斗,且实验时还需要用到秒表, A项错误;
B.二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气时需要加热, 图装置缺少加热仪器,B项错误;
C.图③装置中尾部的接 收部分不应密封(蒸馏装置不能是密闭体系),且温度计水银球应位于支管口处,另外,蒸馏时一般使用直形冷凝管,C项错误;
D.由图可知,图④标识表示腐蚀类物质,D正确;
故选D。
7. 劳动是幸福的源泉。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
利用Na2S除去废水中的Cu2+
利用了的Cu2+氧化性
B
根据焰色试验检验样品中是否含钠元素
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光
C
合成冠醚以识别不同的碱金属离子
冠醚有不同大小的空穴,可适配不同大小的碱金属离子
D
研制催化剂以加快化学反应速率
催化剂可降低反应的活化能
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.S2- 与 Cu2+ 反应生成难溶的 CuS , 可除去废水中的 Cu2+ , 不是利用Cu2+的氧化性,A 项符合题意;
B.焰色试验与不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光有关,B 项不符合题意;
C.冠醚识别不同碱金属离子的原理是冠醚有不同大小的空穴,可适配不同大小的碱金属离子,C 项不符合题意;
D.催化剂可以降低反应的活化能,使普通分子转化为活化分子,从而加快化学反应速率, D 项不符合题意;
故选A。
8. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A. 锅炉中的CaSO4水垢用纯碱溶液浸泡:
B. 向氨水中滴加少量硫酸铜溶液:
C. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
D. 过量铁粉与稀硝酸反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.锅炉中的水垢用纯碱溶液浸泡,发生沉淀的转化:,故A错误;
B.向氨水中滴加少量硫酸铜溶液生成四氨合铜离子和水,离子方程式为,故B正确;
C.铅酸蓄电池充电时的阳极发生氧化反应,阳极反应式为,故C错误;
D.过量铁粉与稀硝酸的反应产物应该为,离子方程式为,故D错误;
故答案为B。
9. 关于下列“双人花样滑冰运动员”有机分子的说法正确的是
A. “女运动员”比“男运动员”多1个手性碳原子
B. “男运动员”最多可以与8mol H2发生加成反应
C. “女运动员”中所有碳原子可能共平面
D. “女运动员”比“男运动员”多3个sp3杂化的碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,“女运动员”和“男运动员”都没有手性碳原子,A项不正确;
B.苯环、碳碳三键均能和氢气发生加成反应,“男运动员”最多可以与14 mol H2发生加成反应,B项不正确;
C.“女运动员”中“手”和“辫子”位置的碳原子不可能共平面,C项不正确;
D.“女运动员”和“男运动员”只有“辫子”位置不同,对比结构可知,“女运动员”比“男运动员”多3个sp3杂化的碳原子,D项正确;
故选D。
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol SF6分子中硫原子的价电子数为0.6NA
B. 标准状况下,11.2 LSO3中氧原子的数目为1.5NA
C. 1L1mol ·L-1FeCl3溶液中阳离子的数目小于NA
D. 常温下,将46g NO2通入密闭容器中,气体分子数为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A .SF6分子中硫原子的价电子数为, 则0.1molSF6分子中硫原子的价电子数为0.6NA,A项正确
B.标准状况下,SO3是固体,2 L SO3的物质的量不是0.5mol,其所含氧原子数不是1.5NA,B项错误;
C. 1 mol Fe3+水解产生3mol H+,1L1mol·L-1FeCl3溶液中阳离子的数目大于NA,C项错误 ;
D.NO2会发生反应:2NO2 ⇌N2O4, 因此将46gNO2通入密闭容器中,部分NO2会转化为N2O4,气体分子数不是NA,D项错误;
故选A。
11. 某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备,部分实验装置如图所示。下列说法正确的是
A. 实验过程中向启普发生器中添加液体时,可以取下I处胶塞加入
B. 所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C. 开始实验时,应先打开活塞II,再打开活塞III
D. 反应结束后,试剂换为冰水,可以促进晶体的析出
【答案】D
【解析】
【分析】试剂a为盐酸,试剂b为碳酸钙,用于制取二氧化碳,试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl;然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中,反应生成碳酸氢钠,过量的氨气用水或硫酸溶液吸收,且要防止倒吸,据此分析解答。
【详解】A.实验过程中向启普发生器中添加液体时,应从球形漏斗加入,A项错误;
B.制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸,生成的CO2无需干燥,NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3,尾气中含有NH3,可用稀硫酸吸收,B项错误;
C.CO2在水中溶解度小,开始实验时应先打开活塞Ⅲ,通入NH3营造碱性环境,增大CO2的溶解度,再打开活塞Ⅱ,通入CO2,C项错误;
D.反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低的溶解度,促进晶体的析出,D项正确;
故选D。
12. 短周期主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W是原子半径最小的原子,X、Y、Z的最外层电子数之和为18,且三者形成的化合物的结构如图所示。四种元素形成的化合物之间发生反应:YXZ3+W2X→W3YX4+WZ (未配平)。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z B. 单质的沸点:Z>Y>X
C. W3YX4的酸性强于WZ D. YW3的键角>YZ3的键角
【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息可知,短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W是原子半径最小的原子,故W为H,X、Y、Z的最外层电子数之和为18,且三者形成的化合物结构图所示信息可知,Y能形成5个共价键,Z只能形成1个共价键,X能形成2个共价键,则X为O,Y为P、Z为Cl,YXZ3+W2X=W3YX4+WZ即POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl,据此分析解题。
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>Cl>P,则电负性:X>Z>Y,A错误;
B.磷单质为固体,其他均为气体,单质沸点最大的是Y,的范德华力大于,沸点高于,故单质沸点:Y>X>W,B错误;
C.W3YX4即H3PO4为中强酸,WZ即HCl是强酸在水溶液中能完全电离,酸性:H3PO4<HCl,C错误;
D.PH3、PCl3的中心原子P均是均是杂化,孤对电子数均为1,Cl的电负性比H大,PCl3中P周围电子云密度较小,成键电子对之间的斥力较小,故PH3的键角大于PCl3的键角,D正确;
故选D。
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板
金属活泼性:Cu < Fe
B
沸点:H2S < H2O
稳定性:H2S < H2O
C
H2O2具有还原性
H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色
D
酸性:HCOOH > CH3COOH
羟基中O-H键的极性: CH3COOH > HCOOH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.用氯化铁刻蚀铜质电路板,根据氧化还原反应规律推出氧化性:Fe3+ >Cu2+ , 与金属的活泼性无关,A 项不符合题意;
B.H2S 分子间只存在范德华力,H2O 分子间存在范德华力和氢键,沸点:H2S<H2O , 而稳定性主要看键能的大小,S—H 键键能小于 O—H 键键能,B 项不符合题意;
C. H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色的原因是KMnO4将H2O2氧化成O2, H2O2体现还原性,C项符合题意;
D.酸性主要看羧基中 O—H 极性,由于—CH3的推电子效应,使得羧基中O—H键的极性:HCOOH>CH3COOH , 导致酸 性:HCOOH > CH3COOH , D 项不符合题意。
故选C。
14. 已知:H2A = H+ + HA-,HA- H+ +A2-某化学研究小组利用pH传感器测定了暴露在空气中的 0. 1mol ·L- 1 Na2A 溶液和蒸馏水(均溶有微量的二氧化碳)的pH随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 常温下,Na2A 溶液(不含CO2 )呈碱性
B. 温度高于60 ℃,Na2A溶液的 pH 增大的原因可能是碳酸分解、溶解的CO2逸出
C. 0.1mol ·L-1Na2A溶液中:0.2 mol ·L-1=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
D. 利用充分煮沸并用植物油液封冷却的蒸馏水进行实验,该蒸馏水的 pH 将随温度升高而减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,可发生水解:, 常温下Na2A溶液(不含CO2)呈碱性,A正确;
B.碳酸分解、溶解的二氧化碳逸出会导致溶液氢离子浓度减小,pH增大,B正确;
C.Na2A溶液中存在电荷守恒关系:,将代入得到,C错误;
D.温度升高,水的电离程度增大,使水中的增大,即pH减小,D正确;
故选C。
15. 烯烃是具有重要价值的化工原料。下列有关图示与对应的叙述不相符的是
已知反应①2CH3OH(g) C2H4 (g)2H2O (g) ΔH= -20. 9 kJ·mol-1
A. 图甲表示不同温度下烷烃分解得到烯烃的过程,则曲线 b 表示的温度更高
B. 图乙可表示温度对反应①的平衡常数K的影响
C. 图丙表示正丁烷脱氢制丁烯,产率在 600 ℃之后快速降低的原因可能是副产物增加
D. 图丁表示烯烃与H2的加成反应,实线可表示加入催化剂后的历程
【答案】B
【解析】
【详解】A.曲线 a 速率更慢,说明其表示的温度较低;曲线 b 速率更快,说明其表示的温度更高,A项正确;
B.分析图乙,可以看出随着温度的升高,平衡常数 K 在增大,对于放热反应,升高温度应该使平衡向吸热反应方向,也就是逆反应方向移动,导致生成物浓度降低、反应物浓度增大,从而使得平衡常数 K 减小,B项不正确;
C.分析图丙, 可以看出在 600 ℃之前,正丁烷脱氢制丁烯的产率随着温度的升高而增大;但在 600 ℃之后,产率却快速降低。 这可能是因为随着温度的进一步升高,副产物的生成量增加,导致目标产物丁烯的产率下降,C项正确;
D.分析图丁,催化剂的作用是降低反应活化能,所以图示中虚线表示加入催化剂前的曲线,实线表示加入催化剂后的曲线,D项正确;
故选B。
16. 利用如图所示的电化学装置可捕捉废气中的,并将其转为,同时得到高浓度的盐酸、和。在直流电源的作用下,双极膜中的可自动解离为和。下列说法不正确的是
A. 电极b连接电源正极
B. Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜
C. Ⅱ室中发生反应:
D 理论上,每转移,双极膜上共解离
【答案】D
【解析】
【分析】电极b:溶液中的H2O在阳极失去电子发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。电极a:溶液中的H+在阴极得到电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑。
【详解】左侧双极膜中移向电极a,即电极a为阴极,电极b为阳极,连接电源正极,故A正确;
B.右侧双极膜中移向Ⅲ室,Ⅱ室中也移向Ⅲ室,Ⅲ室中才能获得高浓度盐酸,Ⅱ、Ⅲ室之间为阴离子交换膜,故B正确;
C.通过阴离子交换膜移向Ⅱ室,Ⅱ室中发生反应:,故C正确;
D.理论上,每转移,每个双极膜上解离两个双极膜上共解离,故D错误;
故选:D。
第II卷(共4个大题,共56分)
17. 1800年,科学家尼科尔森和卡莱尔最早完成电解水实验。兴趣小组模拟如下。
(1)配制0.1mol/L的NaOH溶液并标定。
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度,需选填的仪器序号是___________。
②V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)=___________mol/L。
实验探究:取(1)中配制的NaOH溶液30.0mL滴加2滴指示剂后,用下图装置(a、b均为石墨电极)在恒定电压下通电20min,记录如下表
序号
指示剂
主要现象
I
甲基橙
b极附近溶液黄色变浅,U形管内其余位置溶液无明显变化
Ⅱ
酚酞溶液
b极附近溶液红色褪去,U形管内其余位置溶液红色变浅
(2)I中观察到b极附近溶液黄色变浅,兴趣小组认为是电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的。你认为该推论___________(选填“合理”“不合理”),理由是___________。
(3)兴趣小组对Ⅱ中U形管内其余位置溶液红色变浅的原因提出如下假设:
假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去
兴趣小组设计如下实验方案进行实验。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加___________后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量___________于试管中,滴加酚酞后静置20min。
___________
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
(4)电解前期,两极收到气体的体积与通电时间关系如图所示。
①图中代表H2的曲线是___________(填代号);
②兴趣小组查阅文献后推理:开始电解时两极几乎没有收集到气体的原因是产生的气体分子被石墨电极吸附请根据电化学原理,设计实验证实该推理。
限选材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。
在答题卡相应方框内绘出实验装置图___________。能证实上述推理实验现象是___________。
【答案】(1) ①. AD ②.
(2) ①. 不合理 ②. 若因c(OH-)降低导致溶液变色,Ⅰ中应该观察到溶液由黄色变为橙色(或红色)(合理即可)
(3) ①. 酚酞溶液 ②. 0.1mol/LNaOH溶液或(1)中NaOH溶液 ③. 溶液红色变浅
(4) ①. n ②. ③. 电流计指针发生偏转
【解析】
【分析】电解NaOH溶液时,在阳极,发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O,则c(OH-)减小。用甲基橙作指示剂时,b极(阳极)附近溶液黄色变浅,若溶液颜色变浅是因c(OH-)减小造成的,则溶液应变为橙色或红色;用酚酞作指示剂,若溶液颜色变浅是因c(OH-)减小造成的,可通过加入酚酞或NaOH等进行验证。
【小问1详解】
①用KHP()通过中和滴定标定上述溶液准确浓度时,需要使用酸式、碱式滴定管,并用胶头滴管往锥形瓶内滴加1~2滴酸碱指示剂,则需选填的仪器序号是AD。
②KHP分子中,-COOH能与NaOH反应,而-COOK与NaOH溶液不反应,所以1molKHP消耗1molNaOH,V1mL的NaOH溶液消耗c0mol/LKHP标准溶液V0mL,则c(NaOH)==mol/L。
【小问2详解】
I中观察到b极附近溶液黄色变浅,若是因为电解中b极附近溶液c(OH-)降低导致的,则溶液的碱性变弱,甚至呈酸性,甲基橙应变为酸性区域的颜色。所以该推论:不合理,理由是:若因c(OH-)降低导致溶液变色,Ⅰ中应该观察到溶液由黄色变为橙色(或红色)(合理即可)。
【小问3详解】
假设1 实验过程中,c(OH-)降低,导致酚酞溶液不显色,则可通过再次加入NaOH或酚酞进行判断。加入NaOH使溶液变红,表明是c(OH-)降低造成的,加入酚酞使溶液变红,表明是NaOH与酚酞发生反应造成的。
假设2 实验过程中,酚酞与NaOH反应,导致溶液红色褪去,则可做对照实验进行判断。
步骤
现象
i.取少量U形管内浅红色溶液于试管中,滴加酚酞溶液后充分振荡
溶液红色加深
ii.取少量0.1mol/LNaOH溶液或(1)中NaOH溶液于试管中,滴加酚酞后静置20min。
溶液红色变浅
探究结论:假设1不成立,假设2成立。
【小问4详解】
①电解前期,两电极生成的少量H2、O2都被石墨电极吸附,吸附达到最大限度后,生成的H2、O2从溶液中逸出,理论上,生成H2的体积是O2体积的二倍,则图中代表H2的曲线是n;
②既然石墨电极吸附了H2、O2,就可设计成氢氧燃料电池,将两石墨电极插入盛有电解质的溶液中,用导线连接,用电流计检验是否有电流产生,则使用材料:通电一段时间后的石墨电极a和b,NaOH溶液,电流表(可用ⓐ表示)、导线、烧杯。实验装置图为。能证实上述推理的实验中,线路中有电流产生,电流计指针发生偏转,则实验现象是:电流计指针发生偏转。
【点睛】电解NaOH溶液的过程中(滴加酸碱指示剂),溶液的颜色变化不明显,可能是OH-迁移速率慢引起的。
18. 一种从石煤灰渣(主要含及等)中提取钒的工艺流程如下:
已知:萃取剂(HR)与阳离子的结合能力:;萃取的原理为;“中间盐”中的金属阳离子均为+3价;含的硫酸盐难溶于水;。
(1)“酸浸”时,钒主要以的形式进入溶液。
①为提高浸取率,可采取的措施是_____(任写一条)。
②发生反应的化学方程式为_____。
(2)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表:
阳离子
浓度
10.79
0.0041
0.11
0.029
据此分析“溶液3”可在_____工序循环利用。
(3)“中间盐”的一种含钒物质为;“溶解”后,所得溶液中钒主要以的形式存在。该含钒物质“溶解”时发生反应的离子方程式为_____。
(4)“还原”步骤主要目的是_____。
(5)“萃取”前,需调节溶液。
①已知萃取前溶液中,理论上,为避免产生沉淀,应调节溶液pH小于_____(保留一位小数)。
②实际上,溶液pH也不能过低,其原因是_____。
(6)一种V—Ti固溶体储氢材料经充分储氢后所得晶体的立方晶胞结构如图。
①该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为_____。
②储氢材料的性能常用“体积储氢密度”(储氢材料可释放出的体积)来衡量。一定条件下,50%的氢可从上述晶体中释放出来,且吸放氢引起储氢材料体积的变化可忽略。设为阿伏加德罗常数的值,的摩尔体积为,则该储氢材料的“体积储氢密度”为_____(列出算式)。
【答案】(1) ①. “适当升温”“搅拌”“将灰渣进一步粉碎”“适当增加酸的浓度”等,答案合理即可 ②.
(2)酸浸 (3)
(4)将转化为,避免影响的萃取
(5) ①. 3.3 ②. 过低,即浓度过大,会导致萃取反应的平衡逆向移动,不利于进入有机相
(6) ①. 1:2 ②. 或等答案合理即可
【解析】
【分析】酸浸时,溶于稀硫酸,得到,而SiO2不溶于稀硫酸而除去,溶液1中加入固体,得到,而溶液2中加入添加剂,得到中间盐,“中间盐”中一种含钒物质为在热水、空气、酸性条件下溶解,“溶解”后,所得溶液中钒主要以的形式存在,加入铁粉会将三价铁离子还原为二价铁离子,氨水调节溶液pH后,经萃取、反萃取得到钒溶液,最终得到钒材料,回答下列问题。
【小问1详解】
①为提高浸取率,可采取的措施有:适当增加酸的浓度、适当提高反应温度、搅拌、将灰渣进一步粉碎等;
②根据题干信息,“酸浸”时,钒主要以的形式进入溶液,与硫酸反应生成VO₂⁺的化学方程式为:;
【小问2详解】
根据表中阳离子浓度,溶液3中主要阳离子为H⁺、VO₂⁺、Al³⁺和Fe³⁺,由于H⁺浓度最高,溶液3可以在酸浸工序循环利用,以充分利用其中的酸;
【小问3详解】
由题干信息:含的硫酸盐难溶于水,“中间盐”的一种含钒物质为发生溶解工序,已知“溶解”后,所得溶液中钒主要以的形式存在,“溶解”时发生反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
根据由题干信息,酸浸后溶液中存在且萃取剂(HR)与阳离子的结合能力:,还原步骤的主要目的是将Fe³⁺还原为Fe²⁺,以便在后续的萃取步骤中,萃取剂HR优先与VO²⁺结合,提高钒的提取效率,所以还原步骤的目的是:将转化为,避免影响的萃取;
【小问5详解】
①已知Al(OH)₃的溶度积 ,溶液中Al³⁺浓度为0.4mol/L,根据溶度积公式:
解得:,,pH=,为避免产生沉淀,pH应小于3.3;
②pH过低,即浓度过大,会导致萃取反应的平衡逆向移动,不利于V进入有机相,降低了钒元素的萃取率;
【小问6详解】
①根据晶胞结构图,金属原子(V和Ti)位于顶点和面心,利用均摊法可知,晶胞中金属原子共有个,非金属原子(H)位于体内,晶胞中氢原子共有8个,该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为;
②该晶胞的体积为,该晶胞中含有8个氢原子,50%的氢可从上述晶体中释放出来,一个晶胞可以释放出来氢分子个数为,一个晶胞释放出来氢气的物质的量为mol,一个晶胞释放出来的氢气在标况下的体积为,根据定义可知,则该储氢材料的“体积储氢密度”为或者。
19. 含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。
(1)基态Cr的价电子排布式是:___________。
I.工业废气H2S分解可制取H2
(2)已知热化学方程式:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
热分解反应的___________(用含、、的式子表示)。
(3)一定温度下,2mol H2S 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应,ts时H2的产率为40%,则0~ts内的平均分解速率为___________;H2S充分分解达到平衡时,容器中H2S和H2的分压相等,则该温度下的平衡常数 ___________。
Ⅱ. KSCN可用于镀铬工业。常温下,用KSCN配制电镀液,溶液中与SCN-发生第一、二步络合的反应如下:
ⅳ.
ⅴ.
(4)根据以上络合反应,下列说法正确的有___________(填字母)。
A. 加水稀释后,溶液中离子的总数减少
B. 加入少量固体,溶液中含铬微粒总数不变
C. 反应的平衡常数
D. 溶液中减小,SCN- 与浓度的比值减小
(5)常温下,某研究小组配制了起始浓度、不同的系列溶液,测得平衡时、、的浓度 (含铬微粒)随的变化曲线如图所示,
时,图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为___________;A点时,溶液中的平衡浓度为___________(写出计算过程)。
【答案】(1)3d54s1
(2)
(3) ①. ②. (4)BC
(5) ①. ②. (或)
【解析】
【小问1详解】
铬是24号元素,基态Cr的价电子式是;
【小问2详解】
由盖斯定律可知ⅲ-ⅰ-ⅱ得反应,故;
【小问3详解】
,ts时的产率为40%,则0~ts内的平均分解速率为充分分解达到平衡时,容器中和的分压相等,由方程式可知,平衡时硫化氢、氢气的物质的量相等,均为2mol÷2=1mol,同时生成为1mol÷2=0.5mol,则该温度下的平衡常数=;
【小问4详解】
A.加水稀释后,离子浓度减小,促使平衡向生成离子数多的方向移动,溶液中离子的总数增大,A错误;
B.加入少量固体,根据铬元素守恒,溶液中含铬微粒总数不变,B正确;
C.ⅳ:
ⅴ:
由盖斯定律可知,ⅳ+ⅴ得反应,则其平衡常数,C正确;
D.,,溶液中减小,与浓度的比值增大,D错误;
故选BC;
【小问5详解】
ⅳ.
ⅴ.
由平衡常数可知,初始生成的进行程度更大,结合图可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为、、的曲线,由图可知,当 时,图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为;A点时,,,溶液中的平衡浓度为(或)。
20. 有机物vii是一种新型涂料固化剂,可由下列路线合成(部分反应条件略去)。
(1)化合物 iv 的分子式为___________ ,名称为___________o
(2)化合物iii中官能团的名称是___________。化合物iii的某同分异构体在核磁共振氢谱图上只有3组峰,且能够发生银镜反应和水解反应,其结构简式为 ___________(写一种)。
(3)关于合成路线图中的相关物质及转化,下列说法不正确的有___________(填字母)。
A. i→ii 反应过程中,有碳碳双键的断裂和碳氢单键的形成
B. 生成Vii的反应过程中,有C—0、N—H断裂和C—N 、0—H形成
C. vi易溶于水,是因为分子中的羟基和氨基能与水分子形成氢键
D. V是由共价键构成的极性分子,分子中C、0的杂化方式均为sp³
(4)化合物V在一定条件下可以转化为乙二醇,分析预测乙二醇可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
___________
___________
消去反应
②
___________
___________
(5)化合物A与O₂反应生成化合物v, 原子利用率为100%。A为 ___________o
(6)以丙烯为唯一有机原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应的化学方程式为___________ (注明反应条件)。
②由丙烯出发,第一步反应生成的有机产物为 ___________ (写结构简式)。
【答案】(1) ①. C8H14O4 ②. 己二酸二甲酯
(2) ①. 羧基 ②. (3)A
(4) ①. 浓硫酸、加热 ②. HCCH ③. HOOC-COOH、催化剂、加热 ④. 缩聚反应
(5)CH2=CH2 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】苯与氢气加成生成环己烷,氧化生成,酯化生成iv,A为乙烯,氧化生成环氧乙烷,与氨反应生成vi,vi与iv发生取代反应生成vii,据此分析;
【小问1详解】
由iv的结构简式可知其分子式为C8H14O8,其名称为己二酸二甲酯
【小问2详解】
由iii的分子式及iv的结构简式可推出iii为己二酸(),己二酸中官能团的名称为羧基;己二酸的某同分异构体在核磁共振氢谱图上只有3组峰,且能够发生银镜反应和水解反应,说明该同分异构体的结构比较对称,且分子中含有甲酸酯基,符合条件的结构简式有;
【小问3详解】
A.i(苯)与H₂发生加成反应生成iii(环己烷),i(苯)分子中不存在碳碳双键,A错误;
B.iv与vi反应生成vii和CH3OH,该过程中,iv的酯基中的C—O和vi的氨基中的N—H断裂,形成vii的酰胺基中的C—N和CH3OH的羟基中的O—H,B正确;
C.vi中含有的羟基和氨基能与水分子形成氢键,故其易溶于水,C正确;
D.v由C—O、C—C、C—H 共价键构成,分子中含有三元环,正、负电中心不重合,因此v为极性分子,分子中的C、O分别形成4个、2个α键,孤电子对数分别为0、2,故其杂化方式均为sp³,D正确;
故选A;
【小问4详解】
乙二醇在浓硫酸催化、加热的条件下发生消去反应 生成CH=CH;乙二醇与乙二酸在催化剂、加热的条件下发生缩聚反应生成;
【小问5详解】
A与O₂生成V的反应的原子利用率为100%,说明该反应为加成反应,A为CH₂=CH₂;
【小问6详解】
以丙烯为唯一有机原料,合成 ,可设计如下合成路线 :,据此可知,最后一步反应为:;第一步生成的有机产物为:。
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