内容正文:
金昌市金川高级中学2025届第三次模拟考试
化学
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用 2B 铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32 Zn 65 In 115
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 某些诗词和典籍中蕴含着丰富的化学知识。下列论述错误的是
A. “以曾青涂铁,铁赤色如铜”,涉及颜色变化和制铜工艺
B. “东风扑酒香,吹醒殊乡愁”,涉及液体挥发和酯化反应
C. “梨花淡白柳深青,柳絮飞时花满城”中柳絮的主要成分属于糖类
D. “五金元造化,九炼更精新”,“五金”指金、银、铜、铁、锡,自然界中的“五金”只能以化合物的形式存在
2. 下列化学用语表示正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 聚丙烯的链节:—CH2—CH2—CH2—
C. NaCl晶胞:
D. 用电子式表示NaH的形成过程:
3. 下列有关实验操作的叙述错误的是
A. 用剩的药品能否放回原试剂瓶,应视具体情况而定
B. 在蒸馏操作中,应先通入冷凝水再加热蒸馏烧瓶
C. 在实验室配制溶液时,常将晶体先溶于较浓的盐酸中,再加水稀释
D. 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应先在较高温度下制得浓溶液,再冷却结晶、过滤、干燥
4. 下列化学反应表示错误的是
A. Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
B. 用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
C. 向蓝色CuCl2溶液中加入浓NaCl溶液,发生反应:[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O
D. 苯甲酰胺在盐酸中水解:+H2O+NH3↑
5. 我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含键数目为
B. 晶体中含离子数目为
C. 每生成转移电子数目为
D. 溶液中含数目为
6. 对乙酰氨基酚具有良好的解热镇痛作用,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 对乙酰氨基酚分子中含有两种官能团
B. 对乙酰氨基酚可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 对乙酰氨基酚遇FeCl3溶液发生显色反应
D. 1 mol对乙酰氨基酚分子可与3 mol Br2发生取代反应
7. 用下列装置进行实验,仪器选择正确且能达到实验目的的是
A
B
对固体物质中的成分连续萃取,节约溶剂且萃取效率高
除去中的
C
D
浓硫酸与萤石(主要成分为)加热制备HF
快速制备少量
A. A B. B C. C D. D
8. 碳酸铈[Ce2(CO3)3]是一种稀土材料,工业上常以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3、BaO、SiO2)为原料制备碳酸铈,其工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”后铈元素主要以[CeF2]2+的形式存在;②Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能形成氢氧化物沉淀;③“还原”时,加入硫脲()的目的是将[CeF2]2+还原为Ce3+,硫脲被氧化为(SCN2H3)2。下列说法错误的是
A. 为了使“焙烧”更充分,应当从焙烧室的底部通入空气
B. “酸浸”的目的是除去氟碳铈矿中的BaO,因此“滤渣1”为BaSO4
C. 加入硫脲后发生“还原”,反应的离子方程式为2SC(NH2)2+2[CeF2]2+=(SCN2H3)2+2HF+2F-+2Ce3+
D. “碱转酸浸”最好隔绝空气进行
9. 一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学机制如图所示,电子传递可以促进中O-H键的解离,进而形成中间体,通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述正确的是
A. 图示中分子、离子之间以范德华力结合形成“水分子桥”
B. 中O-H键的解离可表示为=H++e-+
C. 1mol通过“水分子桥”传递2mol电子
D. 总反应的离子方程式为+NO2+H2O=HNO2+
10. 已知X、Y、Z、W、M为短周期元素且原子序数依次增大,W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,M的表面会形成一层致密的氧化膜。在化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,下列说法正确的是
A. 电解熔融MCl3可以得到单质M
B. X2W2中既有极性键又有非极性键
C. Z的氢化物的沸点大于Y的氢化物沸点
D. 原子半径:M>W>Z>Y
11. 乙酸制氢过程发生的反应为Ⅰ.CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g);Ⅱ.CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g),能量变化如图所示。某温度下,在管式反应器中发生上述反应,物料在一端连续加入,在管中反应后从另一端流出,下列相关说法错误的是
A. 反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应
B. 反应Ⅱ的活化能小,反应速率大
C. 使用催化剂不能提高H2的产率
D. 适当升高温度可提高H2的产率
12. 零价铝是一种应用于环境修复的极有潜力的两性金属材料。构建微观腐蚀原电池体系(如图),实现了零价铝在近中性溶液中处理硝酸盐。下列叙述正确的是
A. 在电极上发生氧化反应
B. 生成的电极反应式:
C. 若表面生成了致密的,能提高去除率
D. 生成等物质的量的和,转移的电子数之比为1∶5
13. 下列说法错误的是
A. 图1晶体中既存在共价键又存在范德华力,属于混合型晶体
B. 图2为某气态团簇分子的结构,该气态团簇分子的化学式为TiC
C. 图3为ZnS的晶胞结构,的配位数为4
D. 图3为ZnS的晶胞结构,已知该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中和的最近距离为
14. 常温下,向等物质的量(2.0×10-4 mol)的BaCO3和Na2SO4固体中分别加入2 mL水配成浊液和溶液,完成如图所示实验。已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。下列说法错误的是
A. ③中的固体为BaCO3和BaSO4的混合物
B. 往①中通入一定量的CO2使溶液呈中性,溶液中存在:c(H2CO3)>c(C)
C. ③溶液中存在c(Na+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)+2c(S)
D. 水的电离程度:③>①>②
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属锆可用于核反应堆芯,战略价值高。以锆英砂(主要成分为,含有等元素)为原料制备金属锆的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”步骤所得溶液中各金属存在形式为。
②常温下,,。
③利用物质接近沸点时升华速度快的特点可以进行物质分离。各物质沸点如图所示。
回答下列问题:
(1)Zr是40号元素,位于第五周期第ⅣB族。基态Zr原子的价电子排布式为_________;较稳定的原因是_________。
(2)“酸溶”时,Zr元素以的形式存在,而不是,是因为极易水解。水解的离子方程式为___________。
(3)“萃取”时,生成配合物(TBP:磷酸三丁酯),可用_______(填实验方法)测定其晶体结构。
(4)“沉淀”时,若常温下滤液中,则滤液中______。
(5)不能直接与反应生成,但“沸腾氯化”步骤中可转化为(同时生成和CO,该反应),则加入碳粉的作用是__________(从热力学角度分析)。
(6)“还原”的目的是____________;若“还原”的产物均为化合物,“还原”过程的化学方程式为___________。
(7)立方的晶胞结构如图所示。
氧原子的配位数是________。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为,则立方的密度为________(列出计算式即可,为阿伏加德罗常数的值)。
16. 乙烯和丙烯都是重要的化工原料,甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗,该反应体系中存在如下反应:
I.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.20kJ/mol
Ⅱ.C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) ΔH2=+81.25 kJ/mol
Ⅲ.CH4(g)+C2H4(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH3
Ⅳ.CH3OH(g)+H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH4=-115.93 kJ/mol
(1)ΔH3=___________。
(2)630℃时,向盛有催化剂的真空容器中充入1molC3H8(g),保持容器压强为0.1MPa,进行反应,当反应达到平衡时,C3H8(g)的转化率为60%,C2H4(g)的平衡分压为0.0125MPa。
①此时p(C3H6)=___________,反应Ⅱ的分压平衡常数为Kp=___________MPa。
②若向上述平衡体系中充入N2(g),再次达到平衡时C3H8(g)的转化率___________(填“>”“<”或“=”)60%,其原因为___________。此时将会___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)若向盛有催化剂的真空容器中按物质的量之比4:1:1充入C3H8(g)、CH3OH(g)和H2O(g),仍在容器压强为0.1MPa下进行反应,平衡体系中C2H4(g)和C3H6(g)的体积分数随温度(T)的变化如图所示。解释300℃后,C3H6(g)的体积分数随温度(T)的变化的原因为___________;甲醇的作用为___________。
17. 为探究甲醛与新制Cu(OH)2反应的产物,设计了如下实验。回答下列问题:
I.反应装置如下:
反应一段时间后,生成大量气体,悬浊液蓝色褪去,且有红色沉淀生成。
(1)仪器a的名称是___________,该反应需控制温度为65℃,宜采用的加热方式为___________(填标号)。
A.酒精灯加热 B.砂浴 C.油浴 D.水浴
II.为探究气体产物、溶液中产物与固体产物的成分,小组同学经过讨论分析后,关于产物成分有如下猜想:
气体产物
H2、CO、CO2
溶液中产物
HCOO-、
固体产物
Cu、Cu2O
(2)为确定气体成分,下列实验装置的连接顺序是___________ ( 按气流方向填大写字母,个别装置可重复使用)。(已知:CO与银氨溶液能发生氧化还原反应)
实验发现,装置C、D中均未观察到明显现象, E中固体变为红色,A中固体颜色变蓝,则证明生成的气体是___________。
(3)为确定溶液中产物与固体产物,小组做了以下实验:
已知:Cu2O能与氨水反应生成Cu(NH3) (无色),Cu(NH3)易被氧化生成Cu(NH3)。
①由实验现象可知,液体产物中存在离子是___________ (填离子符号)。
②滤渣1中加入足量浓氨水时,主要反应的离子方程式为___________。
③滤液2在空气中放置一段时间后,显蓝色的离子是___________(填离子符号)。
④通过定量测定发现,固体产物主要是铜。综合以上分析,若主要还原产物的物质的量相等,甲醛与新制氢氧化铜发生的主要反应的化学方程式是___________。
18. 一种昆虫信息素的部分合成过程如下(加料顺序、部分反应条件略):
(1)I的名称是___________,I比Ⅳ沸点更高的原因是___________。
(2)Ⅱ的同分异构体M不能与发生加成反应,且核磁共振氢谱的峰面积比为1:1,写出M的结构简式___________。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的有机产物的结构简式
反应类型
a
___________
___________
b
催化剂,加热
___________
加聚反应
(4)反应⑥中,Ⅶ与Y反应生成Ⅷ,原子利用率为100%,Y为___________(填化学式)。
(5)关于反应③的说法正确的有___________(填字母)。
A. 反应过程中,有键和键的断裂
B. 反应过程中,有三键和键的生成
C. 反应物Ⅲ中,C原子的杂化方式有和
D. 产物Ⅳ中存在手性碳原子
(6)以和为主要原料,利用反应⑤和反应⑧的原理合成化合物Z。
①最后一步反应中,有机反应物是___________和___________(写结构简式)。
②从甲苯出发,第一步反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
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金昌市金川高级中学2025届第三次模拟考试
化学
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用 2B 铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32 Zn 65 In 115
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 某些诗词和典籍中蕴含着丰富的化学知识。下列论述错误的是
A. “以曾青涂铁,铁赤色如铜”,涉及颜色变化和制铜工艺
B. “东风扑酒香,吹醒殊乡愁”,涉及液体挥发和酯化反应
C. “梨花淡白柳深青,柳絮飞时花满城”中柳絮的主要成分属于糖类
D. “五金元造化,九炼更精新”,“五金”指金、银、铜、铁、锡,自然界中的“五金”只能以化合物的形式存在
【答案】D
【解析】
【详解】A.“以曾青涂铁,铁赤色如铜”,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu,涉及颜色变化和制铜工艺,A项正确;
B.“东风扑酒香,吹醒殊乡愁”,酒中含有乙醇、酯类物质,易挥发,涉及液体挥发和酯化反应,B项正确;
C.柳絮的主要成分是纤维素,属于多糖,C项正确;
D.自然界中的“五金”并非只能以化合物的形式存在,比如金、银就能以单质的形式存在,D项错误;
答案选D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 聚丙烯的链节:—CH2—CH2—CH2—
C. NaCl晶胞:
D. 用电子式表示NaH的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cl原子的半径大于C原子,中心原子半径小,A错误;
B.聚丙烯的链节为,B错误;
C.NaCl晶胞的8个顶角应该相同,C错误;
D.NaH的形成过程可表示为,D正确;
故选D。
3. 下列有关实验操作的叙述错误的是
A. 用剩的药品能否放回原试剂瓶,应视具体情况而定
B. 在蒸馏操作中,应先通入冷凝水再加热蒸馏烧瓶
C. 在实验室配制溶液时,常将晶体先溶于较浓的盐酸中,再加水稀释
D. 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应先在较高温度下制得浓溶液,再冷却结晶、过滤、干燥
【答案】D
【解析】
【详解】A.一般剩余药品不能放回原瓶,防止试剂污染,特殊药品如钠等可放回原瓶,视具体情况而定,A正确;
B.在蒸馏操作中,应先通入冷凝水再加热蒸馏烧瓶,如果先加热,蒸气不能得到充分冷凝,且冷凝器温度过高,通入冷却水时易发生炸裂事故,B正确;
C.FeCl3为强酸弱碱盐,水溶液呈酸性,原因是发生离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,实验室配制FeCl3的水溶液时,常将FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以抑制其水解,C正确;
D.由于氯化钠的溶解度随温度升高变化不大,而硝酸钾的溶解度随温度升高变化很大,适合用蒸发结晶,趁热过滤的方法进行分离混有少量硝酸钾的氯化钠,D错误;
故选D。
4. 下列化学反应表示错误的是
A. Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
B. 用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
C. 向蓝色CuCl2溶液中加入浓NaCl溶液,发生反应:[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O
D. 苯甲酰胺在盐酸中水解:+H2O+NH3↑
【答案】D
【解析】
【详解】A. Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],化学方程式为Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],A项正确;
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2,生成铬离子和铁离子,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,B项正确;
C.CuCl2溶液呈蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2+,加入氯化钠后氯离子浓度增大,反应产生[CuCl4]2-,反应的离子方程式为[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O,C项正确;
D.苯甲酰胺在盐酸中发生的水解反应的化学方程式为+H2O+HCl+NH4Cl,酸性条件下不能产生氨气,D项错误。
故选D。
5. 我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含键数目为
B. 晶体中含离子数目为
C. 每生成转移电子数目为
D. 溶液中含数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.题中没有说明是否处于标准状况条件下,无法计算,A错误;
B.晶体含有离子为、,含有离子数目为,B正确;
C.的物质的量,生成转移的电子数为,则生成转移的电子数为,C错误;
D.因为水解,使溶液中的数目小于,D错误;
故选B。
6. 对乙酰氨基酚具有良好的解热镇痛作用,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 对乙酰氨基酚分子中含有两种官能团
B. 对乙酰氨基酚可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 对乙酰氨基酚遇FeCl3溶液发生显色反应
D. 1 mol对乙酰氨基酚分子可与3 mol Br2发生取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.对乙酰氨基酚分子中含有羟基、酰胺基两种官能团,A正确;
B.对乙酰氨基酚含有酚羟基,易被氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.对乙酰氨基酚含有酚羟基,遇FeCl3溶液发生显色反应,C正确;
D.酚羟基的邻、对位上的H原子可以被Br原子取代,因此1 mol对乙酰氨基酚分子可与2 mol Br2发生取代反应,D错误;
故选D。
7. 用下列装置进行实验,仪器选择正确且能达到实验目的的是
A
B
对固体物质中的成分连续萃取,节约溶剂且萃取效率高
除去中的
C
D
浓硫酸与萤石(主要成分为)加热制备HF
快速制备少量
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用该装置对固体物质中的成分连续萃取,萃取剂可以重复使用,节约溶剂且萃取效率高,A正确;
B.用加热的方法除去中的,需要在坩埚中进行,B错误;
C.会腐蚀玻璃,所以制备不能用玻璃仪器,C错误;
D.制备并收集时,用向下排空气法,但是收集试管口不能用橡皮塞塞紧,会产生爆炸现象,D错误;
故选A。
8. 碳酸铈[Ce2(CO3)3]是一种稀土材料,工业上常以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3、BaO、SiO2)为原料制备碳酸铈,其工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”后铈元素主要以[CeF2]2+的形式存在;②Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能形成氢氧化物沉淀;③“还原”时,加入硫脲()的目的是将[CeF2]2+还原为Ce3+,硫脲被氧化为(SCN2H3)2。下列说法错误的是
A. 为了使“焙烧”更充分,应当从焙烧室的底部通入空气
B. “酸浸”的目的是除去氟碳铈矿中的BaO,因此“滤渣1”为BaSO4
C. 加入硫脲后发生“还原”,反应的离子方程式为2SC(NH2)2+2[CeF2]2+=(SCN2H3)2+2HF+2F-+2Ce3+
D. “碱转酸浸”最好隔绝空气进行
【答案】B
【解析】
【分析】氟碳铈矿(主要成分为、BaO、)焙烧后,Ce元素被氧化,得到、,之后用稀硫酸浸取,得到的滤渣1为难溶物和,滤液中主要含有等,相继加入硫脲,根据题目已知信息可知Ce元素被还原为Ce3+,加入硫酸钠,价Ce元素转化为固体滤渣,依次加入NaOH溶液和稀盐酸,得到含的溶液,然后向溶液中加入碳酸氢铵,与结合得到沉淀。
【详解】A .“焙烧”时,从焙烧室的底部通入空气可以增大反应物的接触面积,使焙烧更充分,A正确;
B.氟碳铈矿中含有SiO2和BaO,“酸浸”时,硫酸会与BaO反应生成BaSO4,但SiO2难溶于硫酸,故“滤渣1”中应含有BaSO4和SiO2,B错误;
C .“还原”时,加入硫脲()的目的是将[CeF2]2+还原为Ce3+,硫脲被氧化为(SCN2H3)2,反应的离子方程式为,C正确;
D.Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,因此“碱转酸浸”最好隔绝空气进行,D正确;
故选B。
9. 一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学机制如图所示,电子传递可以促进中O-H键的解离,进而形成中间体,通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述正确的是
A. 图示中分子、离子之间以范德华力结合形成“水分子桥”
B. 中O-H键的解离可表示为=H++e-+
C. 1mol通过“水分子桥”传递2mol电子
D. 总反应的离子方程式为+NO2+H2O=HNO2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,N、O原子的电负性大,与周围其他分子(或离子)中的H原子之间形成氢键,分子、离子之间以氢键结合形成“水分子桥”,A项错误;
B.由图可知,中O-H键解离时生成e-和,根据质量守恒可知,还会生成H+,则该过程可表示为=H++e-+,B项正确;
C.由图可知,1mol通过“水分子桥”传递1mol电子,C项错误;
D.由图可知,与NO2发生的总反应的离子方程式为+2NO2+H2O=2HNO2+,D项错误;
故选B。
10. 已知X、Y、Z、W、M为短周期元素且原子序数依次增大,W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,M的表面会形成一层致密的氧化膜。在化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,下列说法正确的是
A. 电解熔融MCl3可以得到单质M
B. X2W2中既有极性键又有非极性键
C. Z的氢化物的沸点大于Y的氢化物沸点
D. 原子半径:M>W>Z>Y
【答案】B
【解析】
【分析】W原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,说明W为O元素;0.1molM单质与足量稀硫酸作用,在标准状况下能产生3.36LH2,说明转移的电子数为0.3mol,说明M为Al元素;常温下,M的单质与Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液作用,形成一层致密的氧化膜,Al在冷的浓硝酸中会钝化,说明Z为N元素;根据化合物Y2X6、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,说明X为H元素,Y为C元素,因此X、Y、Z、W、M分别为H、C、N、O、Al元素,据此作答。
【详解】A.AlCl3是共价化合物,冶炼铝可以通过电解熔融的三氧化二铝,A错误;
B.过氧化氢的结构式为H-O-O-H,既有极性键又有非极性键,B正确;
C.氨气的沸点大于甲烷的沸点,碳的氢化物有很多,随着碳原子数目的增加,沸点升高,C错误;
D.同周期,原子半径从左往右递减,故原子半径:Al>C>N>O,D错误;
故答案选B。
11. 乙酸制氢过程发生的反应为Ⅰ.CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g);Ⅱ.CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g),能量变化如图所示。某温度下,在管式反应器中发生上述反应,物料在一端连续加入,在管中反应后从另一端流出,下列相关说法错误的是
A. 反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应
B. 反应Ⅱ的活化能小,反应速率大
C. 使用催化剂不能提高H2的产率
D. 适当升高温度可提高H2的产率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,A项正确;
B.反应Ⅱ的活化能小,因此其反应速率大,B项正确;
C.由题意可知,物质是在反应器中流动的,因此在所给条件下不一定能达到平衡,如果未达到平衡,则选择有利于反应Ⅰ的催化剂可增大反应Ⅰ的速率,提高H2的产率,C项错误;
D.反应Ⅰ的活化能大,反应速率受温度的影响更大,温度升高,反应Ⅰ的速率增大得更快,H2的产率越高,D项正确。
故选C。
12. 零价铝是一种应用于环境修复的极有潜力的两性金属材料。构建微观腐蚀原电池体系(如图),实现了零价铝在近中性溶液中处理硝酸盐。下列叙述正确的是
A. 在电极上发生氧化反应
B. 生成的电极反应式:
C. 若表面生成了致密的,能提高去除率
D. 生成等物质的量的和,转移的电子数之比为1∶5
【答案】B
【解析】
【详解】A.发生的是还原反应,生成氢气,A项错误;
B.根据图示,生成的电极反应式:,B项正确;
C.铝表面致密的氧化铝保护膜,阻止铝失去电子,降低了去除率,C项错误;
D.生成的反应式为,生成的反应式为,生成等物质的量的和,转移的电子数之比为5∶1,D项错误;
答案选B。
13. 下列说法错误的是
A. 图1晶体中既存在共价键又存在范德华力,属于混合型晶体
B. 图2为某气态团簇分子的结构,该气态团簇分子的化学式为TiC
C. 图3为ZnS的晶胞结构,的配位数为4
D. 图3为ZnS的晶胞结构,已知该晶体的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中和的最近距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1晶体是石墨晶体,每一层内原子之间为共价键,层与层之间存在的作用力为范德华力,属于混合型晶体,A正确;
B.图2为某气态团簇分子的结构,该分子结构中有13个C,14个Ti,因此其化学式为Ti14C13,B错误;
C.晶胞结构中,Zn2+周围等距且最近的S2-有4个,即Zn2+的配位数为4,因为Zn2+:S2-=1:1,则的配位数为4,C正确;
D.根据ZnS的晶胞结构可知,和的最近距离为1/4体对角线。设晶胞边长为acm,则晶胞密度,a=cm,则晶胞中和的最近距离为,D正确。
故选B。
14. 常温下,向等物质的量(2.0×10-4 mol)的BaCO3和Na2SO4固体中分别加入2 mL水配成浊液和溶液,完成如图所示实验。已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。下列说法错误的是
A. ③中的固体为BaCO3和BaSO4的混合物
B. 往①中通入一定量的CO2使溶液呈中性,溶液中存在:c(H2CO3)>c(C)
C. ③溶液中存在c(Na+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)+2c(S)
D. 水的电离程度:③>①>②
【答案】C
【解析】
【详解】A.由混合后溶液的颜色加深可知,溶液中的C浓度增大,且Ksp(BaCO3)和Ksp(BaSO4)相差不大,因此有部分BaCO3转化为BaSO4,A项正确;
B.因为H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11,则当溶液呈中性时,==<1,因此c(H2CO3)>c(C),B项正确;
C.③溶液中由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+2c(C)+c(HC)+2c(S),由质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),可推出c(Na+)+2c(Ba2+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)+2c(S),C项错误;
D.由溶液的颜色可知,水的电离程度大小为③>①>②,D项正确。
故选C。
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属锆可用于核反应堆芯,战略价值高。以锆英砂(主要成分为,含有等元素)为原料制备金属锆的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”步骤所得溶液中各金属存在形式为。
②常温下,,。
③利用物质接近沸点时升华速度快的特点可以进行物质分离。各物质沸点如图所示。
回答下列问题:
(1)Zr是40号元素,位于第五周期第ⅣB族。基态Zr原子的价电子排布式为_________;较稳定的原因是_________。
(2)“酸溶”时,Zr元素以的形式存在,而不是,是因为极易水解。水解的离子方程式为___________。
(3)“萃取”时,生成配合物(TBP:磷酸三丁酯),可用_______(填实验方法)测定其晶体结构。
(4)“沉淀”时,若常温下滤液中,则滤液中______。
(5)不能直接与反应生成,但“沸腾氯化”步骤中可转化为(同时生成和CO,该反应),则加入碳粉的作用是__________(从热力学角度分析)。
(6)“还原”的目的是____________;若“还原”的产物均为化合物,“还原”过程的化学方程式为___________。
(7)立方的晶胞结构如图所示。
氧原子的配位数是________。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为,则立方的密度为________(列出计算式即可,为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. ②. 的4d和5s能级均为全空状态,较稳定
(2)
(3)X射线衍射法 (4)
(5)生成CO气体,体系熵增大,反应趋势增大
(6) ①. 将转化为,防止升华影响的纯度 ②.
(7) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
Zr的原子序数为40,位于第五周期第ⅣB族,故基态Zr原子的价电子排布式为,失去2个电子形成,轨道上还含有2个未成对电子,而当失去4个电子形成时,能级全空,达到稳定结构。
【小问2详解】
结合已知信息“Zr元素以的形式存在”以及极易水解知,水解的离子方程式为。
【小问3详解】
晶体的X射线衍射实验可以获得晶体的结构信息。
【小问4详解】
第一步,列出与相关的式子,由(5)中信息“生成”知,“沉淀”时形成了沉淀,则滤液中,结合已知信息②,则需要求出,第二步,根据给出的关系式,求,由和得,第三步,求解,。
【小问5详解】
不能直接与反应生成,但加入碳粉后可生成,是因为碳粉转化为CO气体,体系熵增大,增大反应趋势。
【小问6详解】
由各种物质沸点图可知和的沸点接近,通入将转化为,以防止升华时中含有;“还原”过程的化学方程式为。
【小问7详解】
根据均摊法,每个晶胞中X原子个数为、Y原子个数为8,结合化学式,可知X代表Zr,Y代表O,由图知,氧原子的配位数是4.若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为,则晶胞棱长为,晶胞体积为,故立方的密度为。
16. 乙烯和丙烯都是重要的化工原料,甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗,该反应体系中存在如下反应:
I.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.20kJ/mol
Ⅱ.C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) ΔH2=+81.25 kJ/mol
Ⅲ.CH4(g)+C2H4(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH3
Ⅳ.CH3OH(g)+H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH4=-115.93 kJ/mol
(1)ΔH3=___________。
(2)630℃时,向盛有催化剂的真空容器中充入1molC3H8(g),保持容器压强为0.1MPa,进行反应,当反应达到平衡时,C3H8(g)的转化率为60%,C2H4(g)的平衡分压为0.0125MPa。
①此时p(C3H6)=___________,反应Ⅱ的分压平衡常数为Kp=___________MPa。
②若向上述平衡体系中充入N2(g),再次达到平衡时C3H8(g)的转化率___________(填“>”“<”或“=”)60%,其原因为___________。此时将会___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)若向盛有催化剂的真空容器中按物质的量之比4:1:1充入C3H8(g)、CH3OH(g)和H2O(g),仍在容器压强为0.1MPa下进行反应,平衡体系中C2H4(g)和C3H6(g)的体积分数随温度(T)的变化如图所示。解释300℃后,C3H6(g)的体积分数随温度(T)的变化的原因为___________;甲醇的作用为___________。
【答案】(1)+42.95kJ/mol
(2) ①. 0.025MPa ②. 0.00625 ③. > ④. Ⅰ和Ⅱ均为气体分子数增大的反应,充入的N2降低了各组分的分压,平衡正向移动 ⑤. 不变
(3) ①. 反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅰ(温度升高,反应Ⅳ平衡逆向移动,H2浓度增大使平衡逆向移动)(合理答案即可) ②. 在低温区通过反应Ⅳ拉动反应Ⅰ的发生(或生成CH4,不利于反应Ⅱ的发生)(合理答案即可)
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应I-反应Ⅱ,ΔH3=ΔH1-ΔH2=+42.95 kJ/mol 。
【小问2详解】
①根据信息可知转化的C3H8(g)的物质的量为1mol×60%=0.6mol,此时容器中气体的总物质的量为1.6mol,C2H4(g)的物质的量为×1.6mol=0.2mol,则C3H6(g)的物质的量为0.4mol,其分压为×0.1MPa=0.025MPa.反应Ⅱ的分压平衡常数为Kp==0.00625MPa。
②若向上述平衡体系中充入N2,再次达到平衡时C3H8(g)的转化率大于60%,因为Ⅰ和Ⅱ均为气体分子数增大的反应,充入惰性的气体降低了各组分的分压,平衡正向移动;因为反应Ⅰ和Ⅱ的分压平衡常数为定值,则此时保持不变。
【小问3详解】
300℃后,C3H8(g)的体积分数随温度(T)变化的原因为反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅰ(温度升高,反应Ⅳ平衡逆向移动,H2浓度增大使平衡逆向移动);甲醇的作用为在低温区通过反应Ⅳ拉动反应Ⅰ的发生(或生成CH4,不利于反应Ⅱ的发生)。
17. 为探究甲醛与新制Cu(OH)2反应的产物,设计了如下实验。回答下列问题:
I.反应装置如下:
反应一段时间后,生成大量气体,悬浊液蓝色褪去,且有红色沉淀生成。
(1)仪器a的名称是___________,该反应需控制温度为65℃,宜采用的加热方式为___________(填标号)。
A.酒精灯加热 B.砂浴 C.油浴 D.水浴
II.为探究气体产物、溶液中产物与固体产物的成分,小组同学经过讨论分析后,关于产物成分有如下猜想:
气体产物
H2、CO、CO2
溶液中产物
HCOO-、
固体产物
Cu、Cu2O
(2)为确定气体成分,下列实验装置的连接顺序是___________ ( 按气流方向填大写字母,个别装置可重复使用)。(已知:CO与银氨溶液能发生氧化还原反应)
实验发现,装置C、D中均未观察到明显现象, E中固体变为红色,A中固体颜色变蓝,则证明生成的气体是___________。
(3)为确定溶液中产物与固体产物,小组做了以下实验:
已知:Cu2O能与氨水反应生成Cu(NH3) (无色),Cu(NH3)易被氧化生成Cu(NH3)。
①由实验现象可知,液体产物中存在离子是___________ (填离子符号)。
②滤渣1中加入足量浓氨水时,主要反应的离子方程式为___________。
③滤液2在空气中放置一段时间后,显蓝色的离子是___________(填离子符号)。
④通过定量测定发现,固体产物主要是铜。综合以上分析,若主要还原产物的物质的量相等,甲醛与新制氢氧化铜发生的主要反应的化学方程式是___________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. D
(2) ①. DCBEAB ②. H2
(3) ①. ②. Cu2O+8NH3·H2O=2Cu(NH3)+2OH-+7H2O ③. ④.
【解析】
【分析】甲醛具有还原性,新制的氢氧化铜聚氧化性,二者发生氧化还原反应,气体产物可能是H2、CO、CO2, CO2用石灰水检验,CO用银氨溶液检验,H2用CuO和无水硫酸铜检验,氢气还原氧化铜之前要干燥,无水硫酸铜之后也要接干燥管防止空气中水蒸气干扰,因此装置的连接顺序是DCBEAB;装置C、D无明显现象,说明没有CO2和CO,E中固体变为红色,A中固体颜色变蓝,证明气体是氢气;溶液中混合物过滤,滤液加稀硫酸无现象说明没有碳酸根离子,液体中的离子是甲酸根离子,滤渣加浓氨水,经过一系列变化最后是蓝色溶液,根据Cu2O能与氨水反应生成Cu(NH3) (无色),Cu(NH3)易被氧化生成Cu(NH3),证明滤渣中有Cu2O。
【小问1详解】
A是冷凝管或者球形冷凝管,65°C加热应该用水浴加热;
【小问2详解】
由于二氧化碳溶于水,所以先用澄清石灰水检验二氧化碳,再用银氨溶液检验CO,干燥后再用氧化铜和无水硫酸铜检验H2,连接顺序为DCBEAB;C、D中均未观察到明显现象说明没有CO2和CO,E中固体变为红色,A中固体颜色变蓝,则证明生成的气体是H2;
【小问3详解】
滤液1加稀硫酸无明显现象说明没有碳酸根离子,液体中是甲酸根离子;加入足量浓氨水是氧化亚铜和浓氨水反应生成无色Cu(NH3),离子方程式为Cu2O+8NH3·H2O=2Cu(NH3)+2OH-+7H2O;Cu(NH3)易被氧化生成Cu(NH3),显蓝色的离子是Cu(NH3)离子;甲醛与新制氢氧化铜在碱性条件下发生反应生成Cu、氢气、甲酸盐等,还原产物是氢气和铜,物质的量之比为1:1,因此方程式为。
18. 一种昆虫信息素的部分合成过程如下(加料顺序、部分反应条件略):
(1)I的名称是___________,I比Ⅳ沸点更高的原因是___________。
(2)Ⅱ的同分异构体M不能与发生加成反应,且核磁共振氢谱的峰面积比为1:1,写出M的结构简式___________。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的有机产物的结构简式
反应类型
a
___________
___________
b
催化剂,加热
___________
加聚反应
(4)反应⑥中,Ⅶ与Y反应生成Ⅷ,原子利用率为100%,Y为___________(填化学式)。
(5)关于反应③的说法正确的有___________(填字母)。
A. 反应过程中,有键和键的断裂
B. 反应过程中,有三键和键的生成
C. 反应物Ⅲ中,C原子的杂化方式有和
D. 产物Ⅳ中存在手性碳原子
(6)以和为主要原料,利用反应⑤和反应⑧的原理合成化合物Z。
①最后一步反应中,有机反应物是___________和___________(写结构简式)。
②从甲苯出发,第一步反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. 2-甲基-1-丙醇 ②. I中存在分子间氢键,与Ⅳ相比具有更强的分子间作用力
(2) (3) ①. ,催化剂,加热 ②. 氧化反应 ③.
(4) (5)AB
(6) ①. ②. ③. +Cl2+HCl
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成,一定条件下转化为,一定条件下转化为,一定条件下转化为,与发生取代反应生成;与次氯酸发生加成反应生成,一定条件下转化为;一定条件下与发生取代反应生成。
【小问1详解】
由结构简式可知,的名称为2-甲基-1-丙醇;分子中含有羟基,能形成分子间氢键,分子不能形成分子间氢键,所以的分子间作用力大于,沸点高于,故答案为:2-甲基-1-丙醇;I中存在分子间氢键,与Ⅳ相比具有更强的分子间作用力;
【小问2详解】
Ⅱ的同分异构体M不能与氢气发生加成反应说明M分子中不含有碳碳双键或醛基或酮羰基,则核磁共振氢谱的峰面积比为1:1的结构简式为,故答案为:;
【小问3详解】
由结构简式可知,分子中含有羟基,催化剂作用下能与氧气共热发生催化氧化反应生成;分子中含有碳碳双键,催化剂作用下能发生加聚反应生成,故答案为:,催化剂,加热;氧化反应;;
【小问4详解】
由分析可知,反应⑥为与次氯酸发生原子利用率为100%的加成反应生成,则Y为HClO,故答案为:HClO;
【小问5详解】
由分析可知,反应③为一定条件下转化为,反应的方程式为+2HBr;
A.由方程式可知,反应过程中,有C−Br键和C−H键的断裂,故正确;
B.由方程式可知,反应过程中,有C≡C三键和C−H键的生成,故正确;
C.由结构简式可知,分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,饱和原子的杂化方式为sp3杂化,故错误;
D.由结构简式可知,分子中不含有连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故错误;
故选AB;
【小问6详解】
由反应⑤和反应⑧的原理可知,以和为主要原料合成的合成步骤为光照条件下与氯气发生取代反应生成,在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,与反应生成,与反应生成;
①由分析可知,最后一步反应中,有机反应物是和,故答案为:;;
②由分析可知,从甲苯出发,第一步反应为光照条件下与氯气发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学方程式为+Cl2+HCl,故答案为:+Cl2+HCl。
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