内容正文:
高三化学考试
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Cr-52 Mn-55 Co-59 Zn-65 Ag-108 In-115 Ba-137
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. 新疆美食以其多元民族文化与独特地域风味闻名,每一道经典菜肴都承载着丝路文明的烟火气与生活的智慧。下列说法错误的是
美食
缸子肉
手抓饭
大盘鸡
拉条子
A. 缸子肉——制作缸子肉的调料简单,仅用食盐,NaCl属于离子化合物
B. 手抓饭——制作手抓饭要用到胡萝卜,胡萝卜含纤维素,纤维素属于高分子
C. 大盘鸡——做大盘鸡的佐料之一为料酒,料酒含有乙醇,乙醇属于饱和一元醇
D. 拉条子——制作拉条子要用到食用碱,食用碱的主要成分为NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaCl是由Na+与Cl-通过离子键构成的化合物,故NaCl属于离子化合物,A正确;
B.胡萝卜富含纤维素,纤维素是多糖,多糖属于天然高分子化合物,因此属于高分子,B正确;
C.料酒含有乙醇,乙醇结构简式是C2H5OH,物质分子中含有2个C原子,达到结合H原子的最大数目,分子含有一个羟基,因此属于饱和一元醇,C正确;
D.制作拉条子要用到食用碱,食用碱的主要成分为纯碱,纯碱化学式是Na2CO3,不是烧碱NaOH,D错误;
故合理选项是D。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 中子数为20的氯原子:
B. 的VSEPR模型:
C. F2分子的σ键电子云轮廓图:
D. CaCl2的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和。氯原子质子数为17,中子数为20时,其质量数A=17+20=37,则该同位素原子应表示为,A错误;
B.PCl3的中心原子P的价层电子对数为:3+=4,有1对孤电子对,因此PCl3的VSEPR模型为四面体形,图片所示与其吻合,B正确;
C.F是9号元素,原子核外电子排布式是1s22s22p5,在F2分子中2个F原子的p电子通过p-p形成σ键结合,σ键电子云轮廓图为沿键轴方向头碰头重叠的轴对称图形,图片符合σ键特征,C正确;
D.CaCl2为离子化合物,Ca2+与2个Cl-通过离子键结合,其电子式为,D正确;
故合理选项是A。
3. 合成有机高分子材料的单体有多种,其中不包括
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】通过逢二断键可得出含氰基的物质为CH3-CH=CHCN,该高分子的单体有CH3-CH=CHCN、、,不是该高分子的单体,故答案为A。
4. 硫有多种同素异形体,常见的晶体有斜方硫(,结构如图)和单斜硫,是难溶于水的固体。下列有关斜方硫的说法错误的是
A. 分子中每个S原子的孤电子对数均为2
B. 斜方硫()和单斜硫互为同素异形体
C. S-S之间的化学键为sp-sp键
D. 难溶于水,是因为水是极性分子,是非极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫原子价层电子数为6个,根据结构可以知道,每个S原子已经形成了2个单键,每个硫原子已经用了2个价层电子,还剩4个价层电子,能形成2对孤电子对,所以分子中每个硫原子的孤电子对数为2,A正确;
B.斜方硫()和单斜硫,都是由硫元素形成的性质不同的单质,互为同素异形体,B正确;
C.S原子的价层电子对=2+2=4对,所有硫原子的杂化方式为杂化,所以S-S之间的化学键为键,C错误;
D.根据的结构是高度对称的,所以是非极性分子,而水是极性分子,所以难溶于水,D正确;
故答案选:C。
5. 教材中有以下7个用于提醒注意实验安全的简易图标,下列相关说法错误的是
A. 研究甲烷与氯气的反应,该实验涉及安全提醒标志①②③⑦
B. 分别加热与,比较与的热稳定性,该实验涉及安全提醒标志①②⑤⑥
C. 利用淀粉与碘的反应检验淀粉是否完全水解,该实验涉及安全提醒标志①②⑤⑥
D. 切一块绿豆大的金属钠在空气中加热,该实验涉及安全提醒标志①②④⑤⑥⑦
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲烷与氯气反应需光照,可能用电光源,涉及③、护目镜(①)、洗手(②),但氯气有毒需排风(④),且锐器(⑦)不需要,A错误;
B.加热固体需护目镜(①)、洗手(②)、热烫(⑤)、明火(⑥),B正确;
C.淀粉水解需要加热条件,故有热烫(⑤)和明火(⑥),还需要护目镜(①)、洗手(②),C正确;
D.钠加热需护目镜(①)、洗手(②)、排风(④)、热烫(⑤)、明火(⑥)、锐器(⑦,切割钠用小刀),D正确。
故选A。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1 mol羟基()所含的电子数与所含的电子数相等
B. 7 g由乙烯和环丙烷组成的混合气体中,含有的原子总数为
C. 标准状况下,22.4 L苯甲酸中含有的杂化的碳原子数为
D. 向溶液中通入适量,当有生成时,转移的电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基含有9个电子,氢氧根离子含有10个电子,所含电子数不相等,A项错误;
B.乙烯和环丙烷的最简式都是,1个最简式中含有3个原子,7 g由乙烯和环丙烷组成的混合气体中含有最简式的物质的量是0.5 mol,因此含有的原子总数为1.5,B项正确;
C.标准状况下,苯甲酸为固态,无法计算,C项错误;
D.氯气氧化溴离子前需先氧化亚铁离子,的物质的量未知,无法计算,D项错误。
故答案选:B。
7. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.石油的蒸馏
B.检验1-溴丁烷的消去产物
C.鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液
D.用标准高锰酸钾溶液测定盐酸酸化的FeCl2溶液中Fe2+的含量
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.蒸馏是分离互溶的沸点不同的液体混合物的方法。进行蒸馏操作时,温度计水银球应在支管口处来测馏分的温度,而不能伸入到混合溶液的液面以下,A错误;
B.1-溴丁烷与乙醇的混合溶液加热发生消去反应,产生的1-丁烯能够与溴发生加成反应,而使溴的四氯化碳溶液褪色,因此可以检验1-溴丁烷的消去产物,B正确;
C.Na2CO3与NaHCO3溶液都能够与Ca(OH)2反应产生CaCO3沉淀,因此不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液,C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够氧化Cl-而使溶液紫色褪色,也能够氧化Fe2+变为Fe3+而使溶液紫色褪色,因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl2溶液中Fe2+的存在及其含量,D错误;
故选B。
8. 已知X、Y、Z、R、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,基态X原子核外s、p能级上电子总数相等,Y的氢化物常用于刻蚀玻璃容器,Z的第一电离能大于同周期相邻两种元素,基态X、R、W原子的未成对电子数相同。下列叙述错误的是
A. 原子半径: B. 为共价晶体
C. 价层电子对数: D. 熔点:
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、R、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,基态X原子核外s、p能级上电子总数相等,则原子的电子排布式为1s22s22p4,X为O元素;Y的氢化物常用于刻蚀玻璃容器,则氢化物为HF,Y为F元素;氧原子的未成对电子数为2,基态X、R、W原子的未成对电子数相同,则R为Si元素、W为S元素;Z的第一电离能大于同周期相邻两种元素,则Z为Mg元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为:Mg>Si,A正确;
B.二氧化硅是熔沸点高、硬度大的共价晶体,B正确;
C.OF2分子中氧原子的价层电子对数为2+(6-1×2)×=4,SO3分子中硫原子的价层电子对数为3+(6-3×2)×=3,则价层电子对数的大小顺序为:OF2>SO3,C错误;
D.一般情况下,离子晶体的熔点高于分子晶体,MgO是离子晶体、SO2是分子晶体,所以MgO的熔点高于SO2,D正确;
故选C。
9. 二元酸酯和金属钠在乙醚或二甲苯中,在纯氮气流存在下剧烈搅拌和回流,发生反应得到-羟基环酮(c),进一步还原可得到环烃(d)。反应机理如图:
已知:索烃(由两个或多个互锁环状分子构成的机械互锁分子)可表示为。
下列说法正确的是
A. a极易溶于水 B. a、c、d均属于烃类
C. 通过该反应机理,可形成索烃 D. 在作催化剂时,可被氧气氧化为醛
【答案】C
【解析】
【分析】a在Na和二甲苯作用下转化为b,b发生水解反应生成c,c在HCl和Zn-Hg作用下转化为d;
【详解】A.a是二元酸酯,酯类物质通常难溶于水,因其分子极性较弱,不易与水分子形成氢键,A错误;
B.烃是只含C、H的有机物,a含酯基(O元素)、c含羟基和羰基(O元素),均不属于烃类,仅d为环烃,B错误;
C.索烃由两个或多个互锁环状分子构成,该反应机理中二元酸酯可通过分子间成环,形成两个互锁的环状结构,从而得到索烃,C正确;
D.c中羟基所连的碳原子只有一个H,为仲醇,Cu催化下被氧气氧化生成酮而非醛,D错误;
故答案选C。
10. 铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土(含、和少量等)为原料制备硫酸铝晶体[]和铵明矾[]的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 酸溶时,将稀硫酸换成98.3%的浓硫酸,酸溶效果更佳
B. 滤液1中的阳离子有3种,分别为、、
C. 向滤渣2中加入过量的NaOH溶液,滤渣部分溶解并放出无色气体
D. 用氨水中和结晶操作时,若氨水过量,则会产生杂质
【答案】C
【解析】
【分析】先将矿渣酸浸处理,浸入金属离子,分离SiO2,再加入过量铝粉,还原并分离Fe,将得到的溶液最后结晶操作,得到产品,据此解答。
【详解】A.越浓的硫酸中电离H+数目越少,酸溶时起主要溶解作用的为H+,所以不能用高浓度硫酸,A错误;
B.酸浸时硫酸过量,滤液1中的阳离子明显还有H+,B错误;
C.滤渣2成分为还原产生的Fe单质,以及剩余的Al单质,过量的NaOH可以溶解剩余的Al单质,并生成无色气体H2,C正确;
D.NH3·H2O为弱碱,无法将Al3+转化为[Al(OH)4]-,只能将Al3+转化为Al(OH)3,D错误;
答案选C。
11. 钴及其化合物在工业与材料科学中应用广泛,可与、形成配合物、。钴的氧化物和的晶胞结构如图所示。
已知:向溶液中滴加过量氨水,可生成。
下列说法错误的是
A. 氧化物的化学式为
B. 基态Co原子核外电子的空间运动状态有15种
C. 配合物的稳定性:
D. 氧化物和氧化物的密度比值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中A部分含有的原子数为,原子数为4,B部分含有的原子数为,原子数为4,故晶胞中含有的原子数为,原子数为,氧化物的化学式为,A正确;
B.Co为27号元素,基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,空间运动状态数即原子轨道数:1s(1)+2s(1)+2p(3)+3s(1)+3p(3)+3d(5)+4s(1)=15,B正确;
C.NH3是比H2O更强的配体(N的电负性小于O,N原子给电子能力更强),形成的配合物更稳定,即[Co(NH3)6]2+稳定性大于[Co(H2O)6]2+,C正确;
D.密度。设M为CoO(Z=4,M=75),N为Co3O4(Z=1,M=241),氧化物的密度,氧化物的密度,氧化物和氧化物的密度比值为,D错误;
故选D。
12. 我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”,有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电池工作时,电子由电极a经离子交换膜流向电极b
B. 电极a的电极反应式为
C. 理论上,每转移电子,室增加的的质量为
D. 电池工作一段时间后,室和室均减小
【答案】C
【解析】
【分析】电极a失电子,为负极,电极反应式为,电极b得电子,为正极,电极反应式为,据此分析;
【详解】A.电子只能通过外电路从负极流向正极,不能通过离子交换膜(离子交换膜允许离子通过),A错误;
B.电极a失电子,为负极,电极反应式为,B错误;
C.转移0.1mol电子时,M室K+(阳离子)通过阳离子交换膜进入R室(0.1mol),N室(阴离子)通过阴离子交换膜进入R室(0.05mol,因1mol带2mol负电荷,0.1mol电子需0.05mol平衡)。K⁺与结合生成0.05mol,质量为0.05mol×174g/mol=8.7g,C正确;
D.M室(KOH溶液)中OH⁻被消耗(负极反应),pH减小;N室(溶液)中H⁺被消耗(正极反应),pH增大;R室为中性溶液,pH不变,“均减小”错误,D错误;
故选C。
13. 根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论错误的是
实验目的
方案设计
现象
结论
A
证明CH3COOH是弱电解质
分别测定等浓度盐酸和CH3COOH溶液的pH
前者pH小
CH3COOH是弱电解质
B
探究有机物基团间的相互影响
向苯和甲苯中分别加入少量酸性高锰酸钾溶液,振荡并观察现象
甲苯中溶液紫红色褪去,苯中无明显变化
甲苯分子中甲基对苯环有影响
C
探究淀粉是否完全水解
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热一段时间后冷却,向冷却液中直接加入几滴碘水
溶液变蓝
淀粉有剩余,淀粉未完全水解
D
检验一卤代乙烷中的卤族元素
将一卤代乙烷与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,先加HNO3酸化,再加AgNO3溶液
产生淡黄色沉淀
一卤代乙烷中存在的卤族元素为溴
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl是一元强酸,分别测定等浓度盐酸和CH3COOH溶液的pH,前者pH小,说明CH3COOH部分电离,因此可以证明CH3COOH是弱酸,在溶液中存在电离平衡,A正确;
B.向苯和甲苯中分别加入少量酸性高锰酸钾溶液,振荡并观察现象,看到甲苯中溶液紫红色褪去,苯中无明显变化,这说明苯环使甲基变得活泼,甲苯被氧化为苯甲酸,这说明苯环对甲基有影响,而不能说明甲苯分子中甲基对苯环有影响,B错误;
C.向淀粉溶液中加入少放稀硫酸,加热一段时间后冷却,向冷却液中直接加入几滴碘水,溶液变蓝,说明水解后的溶液中含有未水解的淀粉,故可以证明淀粉有剩余,淀粉未完全水解,C正确;
D.将一卤代乙烷与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,先加HNO3酸化,再加AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀,说明水解后溶液中含有Br-,因此可以证明该一卤代乙烷中存在的卤族元素为溴元素,D正确;
故合理选项是B。
14. 常温下,将配制成悬浊液,向其中滴加的溶液。(代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:。
下列叙述错误的是
A. 曲线表示的是随加入溶液体积的变化关系
B. 常温下,的
C. 常温下,时,不变
D. 计算可得,
【答案】B
【解析】
【分析】将配制成悬浊液,悬浊液的浓度为,滴加的溶液,发生反应:,两者恰好完全反应时,溶液的体积为,20mL之后再加NaCl溶液,增大,据,可知,会随着增大而减小,所以20mL后降低的曲线,即最下方的虚线II代表,升高的曲线,即中间虚线I代表,则剩余最上方的实线III为曲线。由此分析解题。
【详解】A.根据分析可知曲线I表示,A正确;
B.反应的平衡常数。在V=15mL时,,,代入得,B错误;
C.时,溶液中存在和AgCl的溶解平衡,,二者均为常数,比值不变,故C正确;
D.为在23.5mL时的lg值,此时Cl⁻过量,,利用x=15时的数据可计算,故,;为在23.5mL时的lg值,,故,故D正确。
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 环己酮()是一种重要的化工原料和有机溶剂,实验室以环己醇为原料制备环己酮,制备流程包括氧化、蒸馏和提纯。
实验步骤:
Ⅰ、环己酮的制备
向三颈烧瓶中依次加入冰水、浓硫酸、5.2mL(约0.05mol)环己醇,滴加溶液。维持反应温度为55~65℃。待反应结束后。加入少量,除去过量的。
Ⅱ、环己酮的纯化
①将三颈烧瓶内的反应混合液转移到如图装置(夹持装置略)的仪器B中;再向三颈烧瓶中加入25mL蒸馏水洗涤其内壁,将洗涤液一并转移至仪器B中;用酒精灯加热仪器A,用仪器C收集适量馏分。
②蒸馏完成后,向仪器C的馏分中加入一定量的至反应液呈中性,然后分批加入4.5g ,振荡使之成为饱和溶液,分出有机层。水层用乙醚萃取,合并有机层和萃取液,干燥,蒸去乙醚。
③再次蒸馏,收集150~156℃的馏分,得到4.3mL环己酮产品。
相关数据如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
环己醇
23
161.1
0.9624
能溶于水
环己酮
-45
155.6
09478
微溶于水
共沸物
环己醇与水的共沸物沸点为97.8℃(含水80%),环己酮与水的共沸物沸点为95℃(含水61.60%)
回答下列问题:
(1)仪器D的名称为______。仪器D的冷水从b口进入、a口排出,这种冷凝水接入方法比从a口进入、b口排出的冷凝效果好,其原因是______。
(2)步骤Ⅰ加发生反应的离子方程式为______。
(3)通入水蒸气蒸馏的目的为______。
(4)步骤Ⅱ中用25mL蒸馏水洗涤三颈烧瓶的目的是______;用酒精灯加热进行水蒸气蒸馏,馏分收集完成的标志是______(从实验现象角度分析)。
(5)在馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,加NaCl的目的是______。
(6)设实验中,环己酮的产率约为______%(计算结果精确到小数点后1位)。
【答案】(1) ①. 直形冷凝管(或冷凝管) ②. 冷水能缓慢充满冷凝管,且增大冷水和热蒸气之间的接触面积和增加接触时间,冷却效果更好
(2)
(3)形成共沸物,降低沸点,降低蒸馏所需温度
(4) ①. 减少产品损失,提高产率 ②. 仪器D后的尾接管中无油状液体流出
(5)增大水层的密度,便于分层
(6)83.2
【解析】
【分析】本实验的反应原理为:,对产物环己酮进行分离提纯。
【小问1详解】
实验时冷水从b口进入、a口排出可以使冷水能缓慢充满冷凝管,且增大冷水和热蒸气之间的接触面积和增加接触时间,冷却效果更好,而冷水从a口进入,b口排出,冷水会因重力作用沿着管壁快速流出,达不到冷凝效果,所以下口进、上口出的冷却效果更好;
【小问2详解】
(草酸)具有还原性,(重铬酸根离子)具有强氧化性,在酸性条件下(反应中有参与),被氧化为,被还原为。根据氧化还原反应的得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式,得到;
【小问3详解】
由题目信息可知,通入水蒸气蒸馏时,环己酮与水形成共沸物,共沸物的沸点比环己酮单独的沸点低,这样能在较低温度下将环己酮蒸馏出来,避免环己酮因高温发生过多副反应,同时也节约能源等;
【小问4详解】
用蒸馏水洗涤三颈烧瓶可使附着在内壁上的生成物进入溶液中,减少产品损失,提高产率;用酒精灯加热进行水蒸气蒸馏时,仪器D后的尾接管中无油状液体流出说明馏分收集完成;
【小问5详解】
溶解在水中会增大水层的密度,环己酮的密度比水小,水层密度增大后,环己酮与水层的密度差更明显,更有利于分层,方便后续分离出环己酮有机层
【小问6详解】
由题意可知,5.2mL环己醇完全反应制得4.3mL环己酮。则环己酮的产率为
16. 铟是一种银白色的金属,它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有着广泛而重要的应用。含铟化合物CuInSe2是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为In2S3,还含有FeAsO4、PbO、SiO2等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下:
已知:①常温下,,。
②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂,将转化为SO2。
③FeAsO4难溶于水,但可溶于硫酸。
请回答下列问题:
(1)In与Al同族,的价电子排布式为___________,它属于元素周期表中___________区元素。
(2)“热熔解”时生成与的物质的量之比为___________。
(3)“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。
(4)“还原除砷”时,可将溶液中的转化为,写出反应的离子方程式:___________。
(5)已知“滤液1”中含有,和,其中的浓度为。经氧化后调节使沉淀完全,则应调节___________。
(6)工业上常用电解法精炼粗钢。已知粗铟中含有少量、、等杂质(活动性)。电解过程中,保持电流恒定。下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 粗铟为阳极,纯铟为阴极
B. 电解过程中,电解液的质量在增加
C. 电解液中需加入硫酸,电解过程中需补加
D. 电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是因为电解液中浓度降低
(7)含铟化合物CuInSe2是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性(在材料中,共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关,将铜铟硒(CuInSe2)中的In替换为Al(电负性),得到另一种半导体材料铜铝硒(CuAlSe2),两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但CuAlSe2的导电能力更弱,请从化学键角度解释原因:___________。
【答案】(1) ①. 5s25p1 ②. p
(2)1:6 (3)SiO2、PbSO4
(4)
(5)3.4 (6)B
(7)Al与Se形成的化学键中共价键成分更少,电子在晶体中的传导相对较困难,形成的半导体导电性较弱
【解析】
【分析】向含铟烟灰渣在加入浓硫酸,加热溶解,分别生成硫酸铅,硫酸铟,硫酸铁、砷酸等,浓硫酸部分被还原为SO2,加水进行水浸,滤渣为SiO2、PbSO4,向滤液中通入SO2,把H3AsO4中+5价砷还原为+3价的As2O3,过滤除去。同时Fe3+也会被还原为Fe2+,向滤液中加入H2O2、NaOH溶液,Fe2+会被氧化为Fe3+,调整溶液的pH,可以使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀除去;向得到的硫酸铟溶液中加入锌粉,发生反应为:2In3++3Zn=3Zn2++2In,置换出In,据此分析作答。
【小问1详解】
In与Al同族,位于元素周期表第五周期第ⅢA族,49In的价电子排布式为5s25p1;In属于元素周期表p区元素;
【小问2详解】
在“热熔解”时发生反应In2S3+12H2SO4(浓)In2(SO4)3+12SO2↑+12H2O,故反应生成In3+与SO2的物质的量之比为2:12=1:6;
【小问3详解】
根据上述分析可知“浸渣”的主要成分为SiO2及PbSO4;
【小问4详解】
SO2在“还原除砷”时,可将溶液中的H3AsO4转化为As2O3,SO2被氧化为H2SO4,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,结合物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式:;
【小问5详解】
根据可知,当In3+的浓度为0.1 mol/L时,开始沉淀时c(OH-),c(H+)=,溶液pH=-lg10-3.4=3.4,即应调节溶液的pH<3.4;
【小问6详解】
A.电解精炼铟时,应该使粗铟连接电源正极,为阳极,纯铟连接电源负极为阴极,A正确;
B.在电解过程中阳极上铟失去电子变为In3+进入溶液,活动性比In强的金属Zn、Fe也会变为金属阳离子进入溶液,Ag形成阳极泥沉淀在阳极底部,在阴极上只有In3+得到电子被还原为In单质附着在阴极上,Zn、Fe、In的摩尔电子质量分别是32.5 g/mol、28 g/mol、38 g/mol,因此在电解时随着电解反应的进行,电解液的质量会不断减少,B错误;
C.在电解过程中,溶液的酸性会逐渐减弱,溶液中In2(SO4)3会不断消耗,为保持溶液的pH不变,同时保持电流恒定,使铟不断被精炼析出,电解液中需加入硫酸,电解过程中需补加In2(SO4)3,C正确;
D.溶液中离子浓度越小,反应速率就会越慢。在电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是由于电解液中In3+由于不断被还原消耗,使其浓度降低,D正确;
故合理选项是B;
【小问7详解】
含铟化合物CuInSe2与CuAlSe2两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但CuAlSe2的导电能力更弱,从化学键角度解释,其原因是Al与Se形成的化学键中共价键成分更少,电子在晶体中的传导相对较困难,形成的半导体导电性较弱。
17. 乙醇在化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域都有广泛的用途,可由乙烯气相直接水合法制取。根据所学知识,回答下列问题:
(1)已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。一些物质的摩尔生成焓数据如下表:
物质
摩尔生成焓/
52.3
则 ___________。
(2)在磷酸/硅藻土催化剂作用下,乙烯进行水合反应的历程与能量的变化关系如图所示:
①该历程中决定总反应速率的步骤的化学方程式为___________。
②若使用更高效的催化剂,则、的活化分子数目会因___________的减小而增加。
(3)已知:的反应速率表达式为,,其中、为速率常数。温度为时,向恒容密闭容器中通入乙烯和水蒸气各,时达到平衡,此时容器中和的浓度之比为。
①,用表示的平均反应速率为___________。
②乙烯的平衡转化率是___________%
③当温度变为时,,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)在催化剂作用下,乙烯气相直接水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图[其中]。
①图中压强(、、)的大小顺序为___________。
②已知,则点时的___________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)
【答案】(1)
(2) ①. (或) ②. 反应活化能(或活化能)
(3) ①. 0.025 ②. 25 ③.
(4) ①. (或) ②. 0.125
【解析】
【小问1详解】
根据物质的摩尔生成焓定义结合盖斯定律可知,该反应生成物的摩尔生成焓-反应物的摩尔生成焓,。
【小问2详解】
①历程中决定总反应速率的步骤是活化能最大的慢反应,图中第一步基元反应活化能最大,化学方程式为(或);②催化剂可以降低反应的活化能,使非活化分子转化为活化分子而增大活化分子数目,故答案为:反应活化能(或活化能)。
【小问3详解】
根据反应列出三段式:
平衡时,容器中和的浓度之比为,则,;
①;
②乙烯的平衡转化率是;
③当时,反应达到平衡状态,即,由此可得反应平衡常数;根据上述数据计算可得,时,;当温度变为时,,即,增大,平衡正移,该反应为放热反应,则降低温度可以使平衡正移,故。
【小问4详解】
①图中在温度相同时(如300℃)压强条件下乙烯的平衡转化率>压强条件下乙烯的平衡转化率>压强条件下乙烯的平衡转化率,结合正反应为气体分子数减小,增大压强平衡正移使乙烯的平衡转化率增大,则图中压强(、、)的大小顺序为(或;②,点时乙烯的平衡转化率为20%,利用三段式分析,。
18. 化合物G是合成某种药物的重要中间体,其合成路线如下。
已知:
①;
②。
回答下列问题:
(1)D的名称为________。
(2)A具有酸性,且酸性比乙酸________(填“强”或“弱”);G中含氧官能团的名称是________。
(3)D→E过程中有副产物E′生成,E′为E的同分异构体,则E′的结构简式为________。
(4)F有多种同分异构体,符合下列条件的F的同分异构体有________种。
a.经红外光谱测定分子中含结构
b.不存在对映异构体
(5)一种以乙醛、丙酮、为原料,制备某有机物的合成路线如图所示。
①写出第一步反应的化学方程式:________________________________________。
②N的结构简式为________,第三步反应的反应类型为________。
【答案】(1)苯甲醛 (2) ①. 强 ②. 酯基、羟基
(3) (4)5
(5) ①. ②. ③. 氧化反应
【解析】
【分析】BrCH2COOH与乙醇发生酯化反应生成B为BrCH2COOC2H5,B与Mg、乙醚发生信息②的反应,生成的C为BrMgCH2COOC2H5,苯甲醛与在碱性条件下、加热发生信息①的反应,生成E为,E与氢气在Ni催化下加成生成F为,C与F在酸性条件下反应生成G。
【小问1详解】
根据D的结构简式知,其名称为苯甲醛。
【小问2详解】
溴乙酸分子中的溴原子通过吸电子效应使羧基中羟基的极性更大,更易电离出H+,故溴乙酸酸性比乙酸强;根据G的结构简式知,其含氧官能团的名称为酯基、羟基。
【小问3详解】
D分子中没有α-氢原子,中有两种α-氢原子(),反应生成E时,利用的是端碳的α-氢原子,生成E′时,利用的是另一个α-氢原子,故E′的结构为。
【小问4详解】
F的分子式为C12H16O,不饱和度为5,其同分异构体不存在对映异构体,则分子中无手性碳原子;存在结构,除此环状结构外,另一结构为-OH;羟基的位置可能为中标*的位置,故符合条件的F的同分异构体共有5种。
【小问5详解】
①结合已知条件②,可知M的结构为,第一步发生已知信息①的反应,化学方程式为:;
②第三步反应的反应类型为氧化反应,羟基被氧化为羰基,可以推知N的结构为。
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高三化学考试
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Cr-52 Mn-55 Co-59 Zn-65 Ag-108 In-115 Ba-137
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. 新疆美食以其多元民族文化与独特地域风味闻名,每一道经典菜肴都承载着丝路文明的烟火气与生活的智慧。下列说法错误的是
美食
缸子肉
手抓饭
大盘鸡
拉条子
A. 缸子肉——制作缸子肉的调料简单,仅用食盐,NaCl属于离子化合物
B. 手抓饭——制作手抓饭要用到胡萝卜,胡萝卜含纤维素,纤维素属于高分子
C. 大盘鸡——做大盘鸡的佐料之一为料酒,料酒含有乙醇,乙醇属于饱和一元醇
D. 拉条子——制作拉条子要用到食用碱,食用碱的主要成分为NaOH
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 中子数为20的氯原子:
B. 的VSEPR模型:
C. F2分子的σ键电子云轮廓图:
D. CaCl2的电子式:
3. 合成有机高分子材料的单体有多种,其中不包括
A. B. C. D.
4. 硫有多种同素异形体,常见的晶体有斜方硫(,结构如图)和单斜硫,是难溶于水的固体。下列有关斜方硫的说法错误的是
A. 分子中每个S原子的孤电子对数均为2
B. 斜方硫()和单斜硫互为同素异形体
C. S-S之间的化学键为sp-sp键
D. 难溶于水,是因为水是极性分子,是非极性分子
5. 教材中有以下7个用于提醒注意实验安全的简易图标,下列相关说法错误的是
A. 研究甲烷与氯气的反应,该实验涉及安全提醒标志①②③⑦
B. 分别加热与,比较与的热稳定性,该实验涉及安全提醒标志①②⑤⑥
C. 利用淀粉与碘的反应检验淀粉是否完全水解,该实验涉及安全提醒标志①②⑤⑥
D. 切一块绿豆大的金属钠在空气中加热,该实验涉及安全提醒标志①②④⑤⑥⑦
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1 mol羟基()所含的电子数与所含的电子数相等
B. 7 g由乙烯和环丙烷组成的混合气体中,含有的原子总数为
C. 标准状况下,22.4 L苯甲酸中含有的杂化的碳原子数为
D. 向溶液中通入适量,当有生成时,转移的电子数为
7. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.石油的蒸馏
B.检验1-溴丁烷的消去产物
C.鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液
D.用标准高锰酸钾溶液测定盐酸酸化的FeCl2溶液中Fe2+的含量
A. A B. B C. C D. D
8. 已知X、Y、Z、R、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,基态X原子核外s、p能级上电子总数相等,Y的氢化物常用于刻蚀玻璃容器,Z的第一电离能大于同周期相邻两种元素,基态X、R、W原子的未成对电子数相同。下列叙述错误的是
A. 原子半径: B. 为共价晶体
C. 价层电子对数: D. 熔点:
9. 二元酸酯和金属钠在乙醚或二甲苯中,在纯氮气流存在下剧烈搅拌和回流,发生反应得到-羟基环酮(c),进一步还原可得到环烃(d)。反应机理如图:
已知:索烃(由两个或多个互锁环状分子构成的机械互锁分子)可表示为。
下列说法正确的是
A. a极易溶于水 B. a、c、d均属于烃类
C. 通过该反应机理,可形成索烃 D. 在作催化剂时,可被氧气氧化为醛
10. 铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土(含、和少量等)为原料制备硫酸铝晶体[]和铵明矾[]的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是
A. 酸溶时,将稀硫酸换成98.3%的浓硫酸,酸溶效果更佳
B. 滤液1中的阳离子有3种,分别为、、
C. 向滤渣2中加入过量的NaOH溶液,滤渣部分溶解并放出无色气体
D. 用氨水中和结晶操作时,若氨水过量,则会产生杂质
11. 钴及其化合物在工业与材料科学中应用广泛,可与、形成配合物、。钴的氧化物和的晶胞结构如图所示。
已知:向溶液中滴加过量氨水,可生成。
下列说法错误的是
A. 氧化物的化学式为
B. 基态Co原子核外电子的空间运动状态有15种
C. 配合物的稳定性:
D. 氧化物和氧化物的密度比值为
12. 我国科学团队研发了一种绿色环保“全氧电池”,有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电池工作时,电子由电极a经离子交换膜流向电极b
B. 电极a的电极反应式为
C. 理论上,每转移电子,室增加的的质量为
D. 电池工作一段时间后,室和室均减小
13. 根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论错误的是
实验目的
方案设计
现象
结论
A
证明CH3COOH是弱电解质
分别测定等浓度盐酸和CH3COOH溶液的pH
前者pH小
CH3COOH是弱电解质
B
探究有机物基团间的相互影响
向苯和甲苯中分别加入少量酸性高锰酸钾溶液,振荡并观察现象
甲苯中溶液紫红色褪去,苯中无明显变化
甲苯分子中甲基对苯环有影响
C
探究淀粉是否完全水解
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热一段时间后冷却,向冷却液中直接加入几滴碘水
溶液变蓝
淀粉有剩余,淀粉未完全水解
D
检验一卤代乙烷中的卤族元素
将一卤代乙烷与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,先加HNO3酸化,再加AgNO3溶液
产生淡黄色沉淀
一卤代乙烷中存在的卤族元素为溴
A. A B. B C. C D. D
14. 常温下,将配制成悬浊液,向其中滴加的溶液。(代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:。
下列叙述错误的是
A. 曲线表示的是随加入溶液体积的变化关系
B. 常温下,的
C. 常温下,时,不变
D. 计算可得,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 环己酮()是一种重要的化工原料和有机溶剂,实验室以环己醇为原料制备环己酮,制备流程包括氧化、蒸馏和提纯。
实验步骤:
Ⅰ、环己酮的制备
向三颈烧瓶中依次加入冰水、浓硫酸、5.2mL(约0.05mol)环己醇,滴加溶液。维持反应温度为55~65℃。待反应结束后。加入少量,除去过量的。
Ⅱ、环己酮的纯化
①将三颈烧瓶内的反应混合液转移到如图装置(夹持装置略)的仪器B中;再向三颈烧瓶中加入25mL蒸馏水洗涤其内壁,将洗涤液一并转移至仪器B中;用酒精灯加热仪器A,用仪器C收集适量馏分。
②蒸馏完成后,向仪器C的馏分中加入一定量的至反应液呈中性,然后分批加入4.5g ,振荡使之成为饱和溶液,分出有机层。水层用乙醚萃取,合并有机层和萃取液,干燥,蒸去乙醚。
③再次蒸馏,收集150~156℃的馏分,得到4.3mL环己酮产品。
相关数据如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/()
溶解性
环己醇
23
161.1
0.9624
能溶于水
环己酮
-45
155.6
09478
微溶于水
共沸物
环己醇与水的共沸物沸点为97.8℃(含水80%),环己酮与水的共沸物沸点为95℃(含水61.60%)
回答下列问题:
(1)仪器D的名称为______。仪器D的冷水从b口进入、a口排出,这种冷凝水接入方法比从a口进入、b口排出的冷凝效果好,其原因是______。
(2)步骤Ⅰ加发生反应的离子方程式为______。
(3)通入水蒸气蒸馏的目的为______。
(4)步骤Ⅱ中用25mL蒸馏水洗涤三颈烧瓶的目的是______;用酒精灯加热进行水蒸气蒸馏,馏分收集完成的标志是______(从实验现象角度分析)。
(5)在馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,加NaCl的目的是______。
(6)设实验中,环己酮的产率约为______%(计算结果精确到小数点后1位)。
16. 铟是一种银白色的金属,它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有着广泛而重要的应用。含铟化合物CuInSe2是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为In2S3,还含有FeAsO4、PbO、SiO2等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下:
已知:①常温下,,。
②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂,将转化为SO2。
③FeAsO4难溶于水,但可溶于硫酸。
请回答下列问题:
(1)In与Al同族,的价电子排布式为___________,它属于元素周期表中___________区元素。
(2)“热熔解”时生成与的物质的量之比为___________。
(3)“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。
(4)“还原除砷”时,可将溶液中的转化为,写出反应的离子方程式:___________。
(5)已知“滤液1”中含有,和,其中的浓度为。经氧化后调节使沉淀完全,则应调节___________。
(6)工业上常用电解法精炼粗钢。已知粗铟中含有少量、、等杂质(活动性)。电解过程中,保持电流恒定。下列说法错误的是___________(填标号)。
A. 粗铟为阳极,纯铟为阴极
B. 电解过程中,电解液的质量在增加
C. 电解液中需加入硫酸,电解过程中需补加
D. 电解一段时间后,阴极析出铟的速率下降,可能是因为电解液中浓度降低
(7)含铟化合物CuInSe2是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性(在材料中,共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关,将铜铟硒(CuInSe2)中的In替换为Al(电负性),得到另一种半导体材料铜铝硒(CuAlSe2),两种半导体具有相同的黄铜矿型结构,但CuAlSe2的导电能力更弱,请从化学键角度解释原因:___________。
17. 乙醇在化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域都有广泛的用途,可由乙烯气相直接水合法制取。根据所学知识,回答下列问题:
(1)已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。一些物质的摩尔生成焓数据如下表:
物质
摩尔生成焓/
52.3
则 ___________。
(2)在磷酸/硅藻土催化剂作用下,乙烯进行水合反应的历程与能量的变化关系如图所示:
①该历程中决定总反应速率的步骤的化学方程式为___________。
②若使用更高效的催化剂,则、的活化分子数目会因___________的减小而增加。
(3)已知:的反应速率表达式为,,其中、为速率常数。温度为时,向恒容密闭容器中通入乙烯和水蒸气各,时达到平衡,此时容器中和的浓度之比为。
①,用表示的平均反应速率为___________。
②乙烯的平衡转化率是___________%
③当温度变为时,,则___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)在催化剂作用下,乙烯气相直接水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图[其中]。
①图中压强(、、)的大小顺序为___________。
②已知,则点时的___________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)
18. 化合物G是合成某种药物的重要中间体,其合成路线如下。
已知:
①;
②。
回答下列问题:
(1)D的名称为________。
(2)A具有酸性,且酸性比乙酸________(填“强”或“弱”);G中含氧官能团的名称是________。
(3)D→E过程中有副产物E′生成,E′为E的同分异构体,则E′的结构简式为________。
(4)F有多种同分异构体,符合下列条件的F的同分异构体有________种。
a.经红外光谱测定分子中含结构
b.不存在对映异构体
(5)一种以乙醛、丙酮、为原料,制备某有机物的合成路线如图所示。
①写出第一步反应的化学方程式:________________________________________。
②N的结构简式为________,第三步反应的反应类型为________。
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