内容正文:
哈尔滨市第六中学2023级上学期9月测试
高三化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 S32 Cl35.5 Mn55 Cu64 Ba137
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共100分,考试用时75分钟。
第I卷(选择题45分)
单项选择题(本题包括15小题,每题3分,共计45分。每小题只有1个选项是正确的。)
1. 八闽毓秀,史灿文华。下列有关福建省博物馆馆藏文物的说法错误的是
A. 西周云雷纹青铜大铙的主要成分是铜锡合金
B. 五代孔雀蓝釉陶瓶中基态Co2+的价电子排布式为3d7
C. 南宋褐色罗印花褶裥裙的主要成分是合成高分子材料
D. 明德化窑观音立像呈现“象牙白”说明其原料含铁量低
2. 河北省工业资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于氧化还原反应的是
A. 煤焦化制炭 B. 铝的冶炼 C. 制玻璃 D. 冶炼粗硅
3. 下列陈述I与陈述II不存在因果关系的是
选项
陈述I
陈述II
A
稳定性:
键能:H-O>H-S
B
沸点:乙醇>乙醛
相对分子质量:乙醇>乙醛
C
酸性:
电负性:F>Cl
D
碱性:
金属性:Na>Mg
A. A B. B C. C D. D
4. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A. 该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B. Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C. Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D. X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
5. 下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是
A. 将Na加入溶液中:
B. 将少量通入溶液中:
C. 用淀粉碘化钾试纸和食醋证明食盐中存在:
D. 将少量溶液加入稀盐酸中:
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 7.8 gNa2O2中含有阴、阳离子的总数目为0.3NA
B. 0.5 mol/L的H2SO4溶液中含有H+的数目为NA
C. 62 g白磷()分子中含有P-P共价键的数目为3NA
D. 1 molCl2和足量Na充分反应,转移电子的数目为2NA
7. 类比法是化学研究的重要方法之一、下列类比合理的是
A. Na与冷水反应生成H2,则Mg也能与冷水反应生成H2
B. AgCl是难溶于水的白色沉淀,则AgBr也是难溶于水的白色沉淀
C. 工业上通过电解熔融的NaCl冶炼Na,则可以通过电解熔融的MgCl2冶炼Mg
D. NaClO溶液与过量CO2反应生成NaHCO3,则NaClO溶液与过量SO2反应生成NaHSO3
8. 下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验目的
实验方案设计
现象和结论
A
探究CH3COOH与HClO酸性的相对强弱
用pH计测量CH3COOH、HClO溶液的pH,比较溶液pH大小
HClO溶液的pH比CH3COOH溶液大,则CH3COOH酸性比HClO强
B
证明某盐溶液中含有Na+
用玻璃棒蘸取待测液,放在酒精灯外焰处灼烧
观察到焰色呈黄色,证明试样中含有Na+
C
验证某固体是Na2CO3还是NaHCO3
室温下,取少量固体于试管中,插入温度计,加入几滴水
温度降低,该固体是NaHCO3
D
证明某盐溶液中含有
向试样中加入盐酸酸化,然后滴加少量AgNO3溶液
产生白色沉淀,证明试样中含有
A. A B. B C. C D. D
9. 下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 装置甲可用于除去乙烷中乙烯 B. 装置乙可用于制取少量乙酸乙酯
C. 装置丙可用于制取少量乙烯 D. 装置丁可用于除去苯甲酸中的难溶性杂质
10. 金属被广泛用于制笔行业。某实验小组以某钌废料[主要成分是,还含(其中为价)、和等]为原料制备的流程如图。
已知:“除杂”中氯元素被还原成最低价态,只氧化。
下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分是
B. “酸浸”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C. 、、的中心原子杂化方式相同
D. “热还原”时,往往需要先通一段时间的氢气,其目的是排尽装置内的空气,防止爆炸
11. 利用TiO2-Cr2O(H+)可快速测定水体化学需氧量,以CH3OH表示水体中的有机物,部分反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:O>C>H>Ti
B. 基态Ti原子与基态Cr原子中的未成对电子数之比为1:3
C. CO2、H2O是非极性分子,CH3OH是极性分子
D. Ti、Cr属于d区元素,而H、C、O属于p区元素
12. 根据下列操作及现象,得出的结论正确的是
选项
操作及现象
结论
A
在待测液中滴加硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀
原溶液含有
B
将氯气通入品红溶液中,溶液褪色
氯气有漂白性
C
将通入硝酸钡溶液中,产生白色沉淀
白色沉淀是
D
将M分成两份:一份加入NaOH浓溶液,加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,另一份中滴加溶液变红色
M可能是
A. A B. B C. C D. D
13. 广泛应用于相控阵雷达半导体材料氮化镓有不同的晶型,其中六方氮化镓和立方氮化镓晶胞相互转化关系如图。已知立方氮化镓的晶胞参数为a pm。下列说法正确的是
A. 六方氮化镓中Ga和N的配位数均为4
B. 立方氮化镓中若B原子坐标为,则A原子坐标为
C. 立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为 pm
D. 六方氮化镓和立方氮化镓的化学式均为Ga6N6
14. 某有机物的结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该有机物的分子式为C21H24O4
B. 该有机物共有四种官能团,分别是:羟基、羧基、苯环、碳碳双键
C. 该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3的物质的量比为1:1
D. 1mol 该有机物与足量金属钠反应,生成33.6L氢气
15. 向硝酸溶液中加入铜粉,生成的气体体积(V)(标准状况)(过程中仅产生NO和NO2气体),转移电子的物质的量(n)与铜的物质的量(n)间关系如图所示.下列叙述错误的是
A. a点:
B. b点:收集的气体为
C. 点:收集气体
D. 点:溶液中剩余为
第II卷(非选择题55分)
16. [Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5 )是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验制备(实验装置如图)。
I.将适量氯化铵溶于浓氨水中,搅拌下,将混合溶液缓慢滴加至1.00 g研细的CoCl2·6H2O(M=238 ),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液,得到[Co(NH3)5H2O]Cl2溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到0.80 g产品。
已知:a. Co(OH)2是不溶于水的沉淀;b. H2O2参与反应时,明显放热。回答下列问题:
(1)仪器b的名称是___________。
(2)步骤I中,如果不加NH4Cl固体,对制备过程的不利影响是___________。
(3)步骤Ⅱ中滴加H2O2时应选择___________(填序号)。
A. 冷水浴 B. 温水浴(≈60℃) C. 沸水浴 D. 酒精灯直接加热
(4)制备[Co(NH3)5Cl]Cl2的总反应化学方程式为___________。
(5)步骤Ⅳ中依次使用冷水、冷的盐酸、___________(填试剂名称)洗涤晶体。
(6)本实验的产率为___________(保留两位小数)。
(7)已知:Co2++6NH3=[Co(NH3)6]2+ K=105.11;Co3++6NH3=[Co(NH3)6]3+ K=1035.2。则在水溶液中的稳定性:[Co(NH3)6]2+___________[Co(NH3)6]3+(填“大于”或“小于”)。
17. 某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知25℃时,,
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有___________(写一条)。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、___________(填离子符号)。
(3)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为___________。
(4)其他条件相同时,盐浸2h,浸出温度对锶浸出率的影响如图所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是___________。
(5)“浸出渣2”中主要含有SrSO4、___________(填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的Sr2+,原因是___________。
(7)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是___________(填标号)。
a.加热脱水 b.在HCl气流中加热 c.常温加压 d.加热加压
18. 我国提出力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。为了实现这一目标,我国科技工作者加大了对二氧化碳转化技术研究的力度。
I.中国科技研究者在催化剂作用下利用CO2人工合成甲醇,在CO2加氢合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
i.
ii.
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在298K的标准生成焓
物质
CO2(g)
CH3OH(g)
H2O(g)
H2(g)
标准摩尔生成焓/()
393.51
201.17
241.82
0
①由此可求得=___________kJ/mol。
②反应i在___________(填“高温”“低温”或“任意温度)下可以自发进行。
(2)在恒温恒容的容器中,充入0.5 mol CO2(g)和1.0 mol H2(g)发生反应i和ii,起始压强为p kPa,一段时间后达到平衡测得容器中生成0.3 mol H2O(g),压强为p kPa,反应ii的平衡常数Kp=___________。(分压=物质的量分数总压,用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数即为Kp)。
(3)已知甲醇选择性(S-CH3OH)=,CO2的平衡转化率(X-CO2)、甲醇的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示:
由图可知压强大小关系:p1___________p2(填“>”“<”或“=”)。
II.金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
(4)近期科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn-H键,从而制备甲酸盐。能量—反应进程图如下所示:(L为中性配体,TS表示过渡态)
①该历程的决速步是第___________步;升温会___________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向。
②红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关。由此比较CO2(O=C=O)和()的大小___________(填“>”或“<”)。
19. 米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图所示:
已知:RCOOHRCOCl
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B中所含官能团名称为___________。
(3)的系统命名为___________;III的反应类型为___________。
(4)V的化学方程式为___________。
(5)米洛巴林的一种同分异构体F,同时满足下列条件:
a.属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应;
b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶2.
则F的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)参照上述合成路线设计由和CH3COOH制备的合成路线。
M的结构简式为___________。
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哈尔滨市第六中学2023级上学期9月测试
高三化学试题
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Mg24 Al27 S32 Cl35.5 Mn55 Cu64 Ba137
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共100分,考试用时75分钟。
第I卷(选择题45分)
单项选择题(本题包括15小题,每题3分,共计45分。每小题只有1个选项是正确的。)
1. 八闽毓秀,史灿文华。下列有关福建省博物馆馆藏文物的说法错误的是
A. 西周云雷纹青铜大铙的主要成分是铜锡合金
B. 五代孔雀蓝釉陶瓶中基态Co2+的价电子排布式为3d7
C. 南宋褐色罗印花褶裥裙的主要成分是合成高分子材料
D. 明德化窑观音立像呈现“象牙白”说明其原料含铁量低
【答案】C
【解析】
【详解】A.青铜是铜与锡的合金,西周云雷纹青铜大铙属于青铜器,A正确;
B.Co的原子序数为27,基态的电子排布式为,价电子排布式正确,B正确;
C.南宋时期的“罗”是丝织品,主要成分为天然高分子材料,而非合成高分子材料,C错误;
D.原料中含铁烧制的瓷器会带有颜色,德化白瓷烧制后呈“象牙白”,因原料含铁量低,D正确;
故答案选C。
2. 河北省工业资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于氧化还原反应的是
A. 煤焦化制炭 B. 铝的冶炼 C. 制玻璃 D. 冶炼粗硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤焦化过程中,会产生等气体,生成气体的过程中有元素发生化合价变化,则转化的主要过程属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.工业上电解熔融制备Al,冶炼过程中铝元素的化合价降低被还原,则转化的主要过程属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.制玻璃主要原理是和共熔生成,制备过程中没有元素发生化合价变化,则转化的主要过程属于非氧化还原反应,C符合题意;
D.冶炼粗硅发生的反应是与C在高温下反应生成Si和CO,反应中有元素发生化合价变化,则转化的主要过程属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
3. 下列陈述I与陈述II不存在因果关系的是
选项
陈述I
陈述II
A
稳定性:
键能:H-O>H-S
B
沸点:乙醇>乙醛
相对分子质量:乙醇>乙醛
C
酸性:
电负性:F>Cl
D
碱性:
金属性:Na>Mg
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢化物分子中共价键的键能越大,说明共价键越强,分子越稳定,由氢氧键的键能强于氢硫键可知,水分子的稳定性强于硫化氢,故A正确;
B.乙醇能形成分子间氢键,乙醛不能形成分子间氢键,所以乙醇的分子间作用力强于乙醛,沸点高于乙醛,故B错误;
C.氟原子和氯原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,则三氟乙酸分子的羧基中氢氧键的极性强于三氯乙酸,电离出氢离子的能力强于三氯乙酸,酸性强于三氯乙酸,故C正确;
D.金属元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,钠元素的金属性强于镁元素,则氢氧化钠的碱性强于氢氧化镁,故D正确;
故选B。
4. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A. 该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B. Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C. Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D. X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【分析】一种由短周期主族元素形成的化合物,具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且总和为24,根据图示,W为1价形成共价键,W为氢,Z为+1价阳离子,Z为Na,Y为3价,Y为N,24-1-11-7=5,X为B元素。
【详解】A.该化合物中,H、B、N之间均以共用电子对形成共价键,故A正确;
B.Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气,也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气,故B正确;
C.N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸,故C正确;
D.B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子,达不到8电子稳定结构,故D错误;
故选D。
5. 下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是
A. 将Na加入溶液中:
B. 将少量通入溶液中:
C. 用淀粉碘化钾试纸和食醋证明食盐中存在:
D. 将少量溶液加入稀盐酸中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.将Na投入溶液中,Na先和水反应,生成的NaOH再和反应生成,A错误;
B.的还原性大于,向溶液中通入少量时,先氧化,离子方程式为,B正确;
C.醋酸是弱电解质,应该写化学式,C错误;
D.将少量溶液加入稀盐酸中将产生CO2气体,该反应的离子方程式为,D错误;
故答案为:B。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 7.8 gNa2O2中含有阴、阳离子的总数目为0.3NA
B. 0.5 mol/L的H2SO4溶液中含有H+的数目为NA
C. 62 g白磷()分子中含有P-P共价键的数目为3NA
D. 1 molCl2和足量Na充分反应,转移电子的数目为2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.7.8 gNa2O2的物质的量是0.1 mol,在1个Na2O2中含有2个Na+和1个,则在0.1 molNa2O2中含有0.2 mol Na+和0.1 mol,阴、阳离子总物质的量是0.3 mol,其数目是0.3NA,A正确;
B.只有溶液浓度,缺少溶液体积,无法计算溶液中含有H+的数目,B错误;
C.在一个P4分子中含有6个P-P键,62 g白磷的物质的量为n(P4)=,则其中含有P-P键的物质的量是3 mol,其数目为3NA,C正确;
D.1 mol Cl2和足量Na反应生成2 mol NaCl,反应过程中转移电子的物质的量是2 mol,则转移的电子数目为2NA,D正确;
故合理选项是B。
7. 类比法是化学研究的重要方法之一、下列类比合理的是
A. Na与冷水反应生成H2,则Mg也能与冷水反应生成H2
B. AgCl是难溶于水的白色沉淀,则AgBr也是难溶于水的白色沉淀
C. 工业上通过电解熔融的NaCl冶炼Na,则可以通过电解熔融的MgCl2冶炼Mg
D. NaClO溶液与过量CO2反应生成NaHCO3,则NaClO溶液与过量SO2反应生成NaHSO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na、Mg是同一周期金属元素,原子序数越大,元素的金属性就越弱,则金属活动性:Na>Mg。Na与冷水反应生成H2,而Mg与冷水不易反应,与沸水反应生成Mg(OH)2和H2,A错误;
B.AgCl是难溶于水的白色沉淀,AgBr是难溶于水的浅黄色沉淀,B错误;
C.NaCl和MgCl2均为离子化合物,熔融状态下均可以发生电离产生自由移动的离子而导电。电解熔融NaCl时,金属阳离子Na+在阴极放电产生金属Na,在阳极Cl-失去电子被氧化产生Cl2。电解熔融MgCl2,Mg2+在阴极放电产生金属Mg,在阳极Cl-放电被氧化产生Cl2,故可以通过电解熔融的MgCl2冶炼Mg,C正确;
D.NaClO具有强氧化性,SO2具有强的还原性,NaClO溶液能将SO2氧化为,NaClO被还原为Cl-,不能反应得到NaHSO3,D错误;
故合理选项是C。
8. 下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验目的
实验方案设计
现象和结论
A
探究CH3COOH与HClO酸性的相对强弱
用pH计测量CH3COOH、HClO溶液的pH,比较溶液pH大小
HClO溶液的pH比CH3COOH溶液大,则CH3COOH酸性比HClO强
B
证明某盐溶液中含有Na+
用玻璃棒蘸取待测液,放在酒精灯外焰处灼烧
观察到焰色呈黄色,证明试样中含有Na+
C
验证某固体是Na2CO3还是NaHCO3
室温下,取少量固体于试管中,插入温度计,加入几滴水
温度降低,该固体是NaHCO3
D
证明某盐溶液中含有
向试样中加入盐酸酸化,然后滴加少量AgNO3溶液
产生白色沉淀,证明试样中含有
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.未明确CH3COOH和HClO溶液的浓度是否相同,无法通过pH直接比较酸性强弱,A错误;
B.玻璃棒含Na+,焰色反应会干扰,无法证明溶液中的Na+,应使用铂丝,B错误;
C.Na2CO3溶于水放热,NaHCO3溶解吸热,温度降低说明是NaHCO3,C正确;
D.盐酸酸化会引入Cl-,干扰原溶液中Cl-的检验,D错误;
故选C。
9. 下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 装置甲可用于除去乙烷中乙烯 B. 装置乙可用于制取少量乙酸乙酯
C. 装置丙可用于制取少量乙烯 D. 装置丁可用于除去苯甲酸中的难溶性杂质
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置甲中酸性高锰酸钾溶液会将乙烯氧化为二氧化碳,引入新杂质,无法达到除杂目的,A错误;
B.制取乙酸乙酯时,导管若伸入饱和碳酸钠溶液液面下会导致倒吸,图中为正确操作,B正确;
C.乙醇制乙烯需控制反应温度170℃,装置丙缺少温度计,无法准确控制温度,会产生乙醚等副产物,C错误;
D.苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,热饱和液中的难溶性杂质可通过过滤除去,装置丁为分液操作,不能达到实验目的,D错误;
故答案选B。
10. 金属被广泛用于制笔行业。某实验小组以某钌废料[主要成分是,还含(其中为价)、和等]为原料制备的流程如图。
已知:“除杂”中氯元素被还原成最低价态,只氧化。
下列说法错误的是
A. “滤渣”的主要成分是
B. “酸浸”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C. 、、的中心原子杂化方式相同
D. “热还原”时,往往需要先通一段时间的氢气,其目的是排尽装置内的空气,防止爆炸
【答案】B
【解析】
【分析】“酸浸”时,Ru(CO3)2、FeO能与稀硫酸反应,RuO4能与Na2SO3反应,SiO2不与酸反应,所以“滤渣”主要成分是SiO2。RuO4被Na2SO3还原为Ru4+,加入碳酸钠、氯酸钠溶液可除去二价铁离子,用浓碳酸钠溶液沉钌得到Ru(CO3)2,灼烧得到RuO2,最后加氢气热还原得到Ru,据此分析解题。
【详解】A.SiO2不与稀硫酸等酸反应,所以酸浸时,“滤渣”的主要成分是SiO2,A正确;
B.酸浸中,RuO4被Na2SO3还原为Ru4+,RuO4得4e⁻,为氧化剂;被氧化为,失2e⁻,为还原剂;由电子得失守恒知,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2,B错误;
C.中心原子S的价层电子对数为,中心原子Cl价层电子对数为,中心原子S的价层电子对数为,均为sp3杂化,C正确;
D.热还原用H2还原RuO2,H2与空气混合加热易爆炸,先通H2排尽空气可防止爆炸,D正确;
故答案选B。
11. 利用TiO2-Cr2O(H+)可快速测定水体化学需氧量,以CH3OH表示水体中的有机物,部分反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:O>C>H>Ti
B. 基态Ti原子与基态Cr原子中的未成对电子数之比为1:3
C. CO2、H2O是非极性分子,CH3OH是极性分子
D. Ti、Cr属于d区元素,而H、C、O属于p区元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.H的第一电离能大于C,故第一电离能:O>H>C>Ti,A项错误;
B.基态Ti原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2,未成对电子数为2;基态Cr原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数为6,二者的未成对电子数之比为1:3,B项正确;
C.CO2是含有极性键的非极性分子,H2O是含有极性键的极性分子,CH3OH为含极性键的极性分子,C项错误;
D.Ti、Cr的价层电子排布式分别为3d24s2、3d54s1,二者均属于d区元素。H元素的价层电子排布式为1s1,为s区元素;C、O的价层电子排布式分别为2s22p2、2s22p4,C、O属于p区元素,D项错误;
答案选B。
12. 根据下列操作及现象,得出的结论正确的是
选项
操作及现象
结论
A
在待测液中滴加硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀
原溶液含有
B
将氯气通入品红溶液中,溶液褪色
氯气有漂白性
C
将通入硝酸钡溶液中,产生白色沉淀
白色沉淀是
D
将M分成两份:一份加入NaOH浓溶液,加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,另一份中滴加溶液变红色
M可能是
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.原溶液可能含等离子,可与硝酸酸化后的溶液反应产生白色沉淀,A错误;
B.氯气与水生成次氯酸和盐酸,次氯酸具有漂白性,氯气本身没有漂白性,B错误;
C.向硝酸钡溶液中通入,生成亚硫酸,硝酸根在酸性环境下具有氧化性,将亚硫酸根氧化为硫酸根,最终生成硫酸钡沉淀,C错误;
D.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是氨气,说明M含铵根离子与NaOH溶液反应,加热后产生氨气;另一份加入氯化铁溶液,溶液变红色,则M含硫氰根离子,故M可能是NH4SCN,D正确;
故选D。
13. 广泛应用于相控阵雷达半导体材料氮化镓有不同的晶型,其中六方氮化镓和立方氮化镓晶胞相互转化关系如图。已知立方氮化镓的晶胞参数为a pm。下列说法正确的是
A. 六方氮化镓中Ga和N的配位数均为4
B. 立方氮化镓中若B原子坐标为,则A原子坐标为
C. 立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为 pm
D. 六方氮化镓和立方氮化镓的化学式均为Ga6N6
【答案】A
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知六方氮化镓中Ga在N围成的四面体空隙处,N在Ga围成的四面体空隙处,故Ga和N的配位数均为4,A正确;
B.立方氮化镓中,若B原子坐标为(四面体空隙位置),A原子若为面心立方格子中的Ga原子,其坐标应为,B错误;
C.立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为体对角线的,即a pm,C错误;
D.六方和立方氮化镓的晶胞中Ga与N原子数比均为1:1,化学式均为GaN,D错误;
故答案选A。
14. 某有机物的结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该有机物的分子式为C21H24O4
B. 该有机物共有四种官能团,分别是:羟基、羧基、苯环、碳碳双键
C. 该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3的物质的量比为1:1
D. 1mol 该有机物与足量金属钠反应,生成33.6L氢气
【答案】C
【解析】
【详解】A项,该有机物的不饱和度为9,该有机物的分子式为C21H26O4,A项错误;B项,该有机物中含有羟基、碳碳双键、羧基三种官能团,B项错误;C项,该有机物中只有-COOH能与NaOH和NaHCO3反应,该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3物质的量之比为1:1,C项正确;D项,该有机物中2个-OH和1个-COOH都能与金属Na反应,1mol该有机物与足量金属Na反应生成1.5molH2,由于H2所处温度和压强未知,无法计算H2的体积,D项错误;答案选C。
点睛:本题考查有机物的结构和性质、官能团的识别。注意苯环不是官能团,该物质中的羟基为醇羟基,不是酚羟基。
15. 向硝酸溶液中加入铜粉,生成的气体体积(V)(标准状况)(过程中仅产生NO和NO2气体),转移电子的物质的量(n)与铜的物质的量(n)间关系如图所示.下列叙述错误的是
A. a点:
B. b点:收集的气体为
C. 点:收集气体
D. 点:溶液中剩余为
【答案】C
【解析】
【分析】随着反应的进行,硝酸被消耗,浓度降低,b点附近气体体积出现拐点,则该点前后反应方程式不一样,前段反应的离子方程式为,后段反应的离子方程式为,据此进行解答。
【详解】A.随着反应的进行,硝酸被消耗,浓度降低,b点附近气体体积出现拐点,则该点前后反应方程式不一样,a点反应的离子方程式为,故A正确;
B.a→b消耗0.2mol Cu,结合反应的离子方程式可知产生0.4mol,故B正确;
C.c点消耗0.5mol Cu,失去1.0mol电子,气体物质的量:=0.6mol
,设气体中NO的物质的量为x,的物质的量为y。由x+y=0.6,3x+y=1.0,解得:x=0.2mol,y=0.4mol。所以,故C错误;
D.根据N元素守恒,d点:n()=0.26L×10mol/L--0.8mol×2=0.2mol,故D正确;
故选:C。
【点睛】本题考查化学计算,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。
第II卷(非选择题55分)
16. [Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5 )是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验制备(实验装置如图)。
I.将适量氯化铵溶于浓氨水中,搅拌下,将混合溶液缓慢滴加至1.00 g研细的CoCl2·6H2O(M=238 ),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液,得到[Co(NH3)5H2O]Cl2溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到0.80 g产品。
已知:a. Co(OH)2是不溶于水的沉淀;b. H2O2参与反应时,明显放热。回答下列问题:
(1)仪器b的名称是___________。
(2)步骤I中,如果不加NH4Cl固体,对制备过程的不利影响是___________。
(3)步骤Ⅱ中滴加H2O2时应选择___________(填序号)。
A. 冷水浴 B. 温水浴(≈60℃) C. 沸水浴 D. 酒精灯直接加热
(4)制备[Co(NH3)5Cl]Cl2的总反应化学方程式为___________。
(5)步骤Ⅳ中依次使用冷水、冷的盐酸、___________(填试剂名称)洗涤晶体。
(6)本实验的产率为___________(保留两位小数)。
(7)已知:Co2++6NH3=[Co(NH3)6]2+ K=105.11;Co3++6NH3=[Co(NH3)6]3+ K=1035.2。则在水溶液中的稳定性:[Co(NH3)6]2+___________[Co(NH3)6]3+(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)球形冷凝管(或冷凝管)
(2)产物[Co(NH3)6]Cl2的产率小 (3)A
(4)2CoCl2+8NH3+H2O2+2NH4Cl=2[Co(NH3)5Cl]Cl2↓+2H2O
(5)乙醇 (6)76.01%
(7)小于
【解析】
【分析】步骤Ⅰ中氯化铵、浓氨水、反应,得到沉淀,反应式为;步骤Ⅱ中加入30%过氧化氢,发生反应,得到溶液;步骤Ⅲ中加入浓盐酸,存在平衡,增加溶液中氯离子浓度,有助于反应正向进行,有利于沉淀的形成。
【小问1详解】
b为球形冷凝管。
【小问2详解】
浓氨水中存在电离平衡,加入氯化铵,浓度大抑制氨水的电离平衡,如果不加氯化铵,氨水电离导致NH3浓度小,产物产率小,且c(OH-)过大产生Co(OH)2沉淀;
【小问3详解】
H2O2受热分解,且反应放热,应采用冷水浴。
【小问4详解】
据分析,步骤Ⅰ的化学方程式为,步骤Ⅱ的化学方程式为,步骤Ⅲ的化学方程式为,则总反应为:;
【小问5详解】
紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
【小问6详解】
理论上产量为,产率为。
【小问7详解】
Co3+与NH3反应的K更大,反应进行的更彻底,更稳定,故填小于。
17. 某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知25℃时,,
回答下列问题:
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有___________(写一条)。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、___________(填离子符号)。
(3)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为___________。
(4)其他条件相同时,盐浸2h,浸出温度对锶浸出率的影响如图所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是___________。
(5)“浸出渣2”中主要含有SrSO4、___________(填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的Sr2+,原因是___________。
(7)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是___________(填标号)。
a.加热脱水 b.在HCl气流中加热 c.常温加压 d.加热加压
【答案】(1)搅拌、粉碎、提高酸浸温度等
(2)Ca2+、Mg2+
(3)SrSO4(s)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq)或SrSO4+Ba2+=BaSO4+Sr2+
(4)升高温度,Ba2+与SrSO4有效碰撞次数增加,反应速率加快,所以锶浸出率增大
(5)BaSO4、SiO2
(6)窝穴体a的空腔与Sr2+更匹配,可通过分子间相互作用形成超分子,且Sr2+具有更多的空轨道,能够与更多的N、O形成配位键,形成超分子后,结构更稳定
(7)a
【解析】
【分析】含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶解进入滤液,浸出渣1中含有SrSO4、SiO2,加入BaCl2溶液,发生沉淀转化:SrSO4(s)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq),得到SrCl2溶液,经过系列操作得到SrCl2·6H2O晶体;
【小问1详解】
通过搅拌、粉碎、提高酸浸温度等措施能够提高“酸浸”的浸取速率。
【小问2详解】
由分析可知,碳酸盐均能溶于盐酸,“浸出液”中主要的金属离子有Ca2+、Mg2+;
【小问3详解】
由分析可知,“盐浸”中发生沉淀的转化,离子方程式为:SrSO4(s)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq)或SrSO4+Ba2+=BaSO4+Sr2+;
【小问4详解】
随温度升高锶浸出率增大,原因是升高温度,Ba2+与SrSO4有效碰撞次数增加,反应速率加快,所以锶浸出率增大;
【小问5详解】
“盐浸”时发生沉淀的转化,生成了BaSO4,SiO2不参与反应,故浸出渣2”中主要含有SrSO4、BaSO4、SiO2;
【小问6详解】
窝穴体a与K+形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的Sr2+,原因是窝穴体a的空腔与Sr2+更匹配,可通过分子间相互作用形成超分子,且Sr2+具有更多的空轨道,能够与更多的N、O形成配位键,形成超分子后,结构更稳定;
【小问7详解】
Sr(OH)2是强碱,Sr2+不水解,排除b,由平衡移动原理可知SrCl2·6H2O制备无水的SrCl2方法加压不利于脱水,排除c、d,故选a。
18. 我国提出力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。为了实现这一目标,我国科技工作者加大了对二氧化碳转化技术研究的力度。
I.中国科技研究者在催化剂作用下利用CO2人工合成甲醇,在CO2加氢合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
i.
ii.
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在298K的标准生成焓
物质
CO2(g)
CH3OH(g)
H2O(g)
H2(g)
标准摩尔生成焓/()
393.51
201.17
241.82
0
①由此可求得=___________kJ/mol。
②反应i在___________(填“高温”“低温”或“任意温度)下可以自发进行。
(2)在恒温恒容的容器中,充入0.5 mol CO2(g)和1.0 mol H2(g)发生反应i和ii,起始压强为p kPa,一段时间后达到平衡测得容器中生成0.3 mol H2O(g),压强为p kPa,反应ii的平衡常数Kp=___________。(分压=物质的量分数总压,用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数即为Kp)。
(3)已知甲醇选择性(S-CH3OH)=,CO2的平衡转化率(X-CO2)、甲醇的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示:
由图可知压强大小关系:p1___________p2(填“>”“<”或“=”)。
II.金属氢化物催化CO2合成甲酸盐
(4)近期科学家报道了CO2可插入锌氢化物的Zn-H键,从而制备甲酸盐。能量—反应进程图如下所示:(L为中性配体,TS表示过渡态)
①该历程的决速步是第___________步;升温会___________(填“增大”或“减小”)正反应热力学倾向。
②红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关。由此比较CO2(O=C=O)和()的大小___________(填“>”或“<”)。
【答案】(1) ①. 49.48 ②. 低温
(2)3/8 (3)>
(4) ①. 1 ②. 减小 ③. >
【解析】
【小问1详解】
①由题给信息可得反应i的==49.48,故答案为49.48。
②反应i的、,根据判断,反应i在低温下可以自发进行,故答案为低温。
【小问2详解】
设达到平衡后生成甲醇的物质的量为x mol、一氧化碳为y mol,根据题给数据可列三段式:
,平衡后气体总物质的量为(1.5-2x)mol,由题给数据可得x+y=0.3,,解得x=0.25,y=0.05,则反应②反应前后气体的体积不变,故平衡常数===,故答案为。
【小问3详解】
反应ⅰ为气体总分子数减小的反应,反应ⅱ为气体总分子数不变的反应,故增大压强,反应ⅰ平衡向右移动,CO2的平衡转化率增加,甲醇选择性增加,结合图像可知,p1> p2;故答案为>。
【小问4详解】
①历程的决速步是由活化能最高的步骤决定,由图可知,第一步的活化能与生成的活化能高于第2步(生成的活化能),故决速步是第1步;该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小正反应热力学倾向,故答案为1;减小。
②中的C=O键为双键,中由于存在共轭效应,C=O具有一定的单键性质,中的碳氧间的键合强度大于中的碳氧间的键合强度,因为红外光谱中羰基伸缩振动峰波数与碳氧间的键合强度呈正相关,所以的大于的,故答案为>。
19. 米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图所示:
已知:RCOOHRCOCl
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B中所含官能团名称为___________。
(3)的系统命名为___________;III的反应类型为___________。
(4)V的化学方程式为___________。
(5)米洛巴林的一种同分异构体F,同时满足下列条件:
a.属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应;
b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶2.
则F的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)参照上述合成路线设计由和CH3COOH制备的合成路线。
M的结构简式为___________。
【答案】(1)CH3COOCH2CH3
(2)酮羰基(或羰基)、酯基
(3) ①. 3-溴-1-丙烯或3-溴丙烯 ②. 取代反应
(4) (5)或
(6)
【解析】
【分析】乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生取代反应生成A(乙酸乙酯),乙酸乙酯与CH3CH2CH2COCl发生取代反应生成B,B通过Ⅲ发生取代反应生成C(),C中羰基发生还原反应生成D,D发生水解反应生成CH3CH2OH与E(),E通过一系列反应生成米洛巴林(),最后与作用生成米洛巴林苯磺酸盐。
【小问1详解】
根据分析可知,A为乙酸乙酯,其结构简式为CH3COOCH2CH3;
【小问2详解】
根据B结构简式,B中所含官能团名称:酮羰基、酯基;
【小问3详解】
的系统命名为:3-溴-1-丙烯或3-溴丙烯;根据分析可知,III反应类型为取代反应;
【小问4详解】
V为酯基在KOH溶液下发生水解,化学方程式为;
【小问5详解】
米洛巴林的一种同分异构体F,同时满足下列条件:a.属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应,说明含有苯环和酚羟基;b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9:6:2:2,说明有四种等效氢,满足要求的有机物:或;
【小问6详解】
和CH3COOH制备目标产物,首先两种原料在浓硫酸作催化剂的作用下发生酯化反应生成,然后再与SOCl2在加热作用下转化为,最后转化为目标产物,合成路线为:,即M的结构简式为。
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