内容正文:
2024~2025学年高三核心模拟卷(下)
化学(三)
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 P:31 S:32 Cu:64 In:115 Pb:207
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. 2024年诺贝尔化学奖授予在计算蛋白质设计、蛋白质结构预测方面做出卓越贡献的科学家。下列组成蛋白质的元素位于元素周期表s区的是
A. N B. O C. H D. C
2. 中华文化源远流长,文物是中华文明的物理载体。下列文物材质的主要成分属于硅酸盐的是
A.兰亭集序(绢本)
B.铜镜
C.水月观音(木雕)
D.元青花
A. A B. B C. C D. D
3. 下列化学用语正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 基态Co2+的电子排布式:[Ar]3d7
C. 的VSEPR模型:
D. 聚丙烯的结构简式:
4. 我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 22.4 L CO中含有碳原子的数目为NA
B. 4.6 g 14CO2中含有中子的数目为2.2 NA
C. 9 g葡萄糖分子中含有非极性键的数目为0.3 NA
D. CO和H2通过电催化得到60 g乙酸转移电子的数目为4 NA
5. 下列实验装置(部分夹持装置已省略)与操作均正确且能达到实验目的的是
A.制备并收集NH3
B.除去H2S中混有的少量水蒸气
C.分离水和CCl4
D.测定KI溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
6. Z是有机合成的重要中间体,其合成路线的片段如图所示。下列说法错误的是
A. X中所有原子可能共平面
B. Y→Z属于氧化反应
C. 1 mol Y最多可以与2 mol NaOH反应
D. X生成Y的过程中可能有副产物
7. 为了避免实验废液的排放污染环境,某学习小组设计了利用硫酸酸化的溶液与过量反应后的废液(含有、、)提取锰,并获得的实验,其流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 过程III①中,既被氧化又被还原
B. 过程II和过程III②都用到玻璃棒,玻璃棒的作用不同
C. 过程生成和的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D. “废液”也可通过生石灰调节合适的,过滤,再排放
8. 易与过渡金属阳离子形成配离子,例如。下列有关说法正确的是
A. 该配离子中呈价 B. 键角:
C. 为非极性分子 D. 该配离子中含有14个键
9. 甲酸(HCOOH)是一种储氢容量较高且可再生的化学制氢材料,研究人员提出了在含钌化合物催化作用下利用甲酸和二氧化碳在低温条件循环可逆储氢,其储放氢的历程如图所示(“→”代表放氢过程,“⇢”代表储氢过程)。下列说法正确的是
A. 放氢过程中环境酸性越强放氢速率越快
B. 可通过调节CO2的分压来实现储放氢的循环
C. 储放氢的过程中钌(Ru)的成键数目没有发生变化
D. 含钌化合物提高了储氢过程的活化能,降低了放氢的过程的活化能
10. X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素,原子序数依次增大。基态X原子中有7个运动状态不同的电子,是元素周期表中电负性最大的元素,和同主族。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 的简单氢化物分子间能形成氢键 D. 简单气态氢化物的热稳定性:
11. 下列实验操作、实验现象及实验结论或解析正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论或解释
A
向黄色的溶液中滴加氢碘酸
溶液颜色加深
氧化性:
B
向某钾盐中滴加浓盐酸,产生的气体再通入品红溶液
品红溶液褪色
该钾盐至少含有、或中的一种
C
将与焦炭混合,在高温条件下灼烧
生成可燃性气体及黑色固体粗硅
非金属性:
D
用试纸测量新制饱和氯水的酸碱性
pH试纸先变红后褪色
新制饱和氯水呈酸性且具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
12. 科技工作者利用光催化原理[光照时,光催化电极a会产生和空穴]设计了一套高效光电化学燃料电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该装置工作过程中仅有光能转化为电能
B. 电池工作时,溶液中的会从右向左迁移
C. 电池工作时,催化电极b上发生氧化反应
D. 用空穴表示的光催化电极a反应为
13. 某太阳能材料CuInS2晶体为四方晶系,其晶胞参数及结构如图所示(图示不表示原子相对大小),晶胞棱边夹角均为90°,已知:A处In原子分数坐标为(0.5,0,0.25),B处Cu原子分数坐标为(0,0.5,0.25)。下列说法正确的是
A. 该晶胞的质量为 B. 该晶胞中含有4个In原子
C. C处In原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.25) D. 基态Cu原子核外电子的空间运动状态有29种
14. 某研究小组研究了当体系中分压一定的情况下浊液中(X为、、或)与的关系,实验结果如图所示。下列说法正确的是
A. 线段③表示与的关系 B. 的第二级电离常数的数量级为
C. 点的等于8.3 D. 时:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以工厂废渣为主要原料(主要含PbO,SiO2、Fe2O3、In2O3)制备铟的工艺流程如图1所示:
回答下列问题:
已知:i.“酸化、焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在;
ii.In(OH)3性质与Al(OH)3类似。
(1)写出一种提高“水浸”效率的方法:___________。
(2)“浸液”中的主要溶质为___________(填化学式)。
(3)将“浸液”与“浸渣”分离时,玻璃棒的作用为___________。
(4)“还原铁”工艺反应的离子方程式为___________。
(5)“萃取除铁”中,水相的pH对铟的萃取率的影响如图2所示,pH>2时,铟的萃取率开始明显下降,其原因是___________。
(6)将浸渣加入NaOH溶液中加热生成PbO,该反应的化学方程式为___________。
(7)铅磷青铜的立方晶胞结构如图3所示,晶胞参数为a nm,密度为ρ g·cm-3。
①该晶胞中Pb,Cu原子的个数之比为___________。
②阿伏加德罗常数NA=___________(用含a、ρ的代数式表示)。
16. 含氯化合物用途广泛,KClO3可用作氧化剂及火箭推进剂等,NaClO常用作消毒剂及漂白剂。实验室中利用下图装置制备KClO3和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是___________,若没有a装置可能产生的后果是___________。
(2)b装置中采用的加热方式的优点是___________,该装置中化学反应的离子方程式是___________。
(3)c装置中采用冰水浴冷却的目的是___________。
(4)d装置的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,向试管中分别滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕黄色,加入CCl4振荡,静置后2号试管CCl4层呈___________色,该条件下KClO3的氧化能力___________(填“大于”或“小于”)NaClO。
17. 含硫化合物在化工生产和日常生活中应用广泛,关于含硫化合物的研究是目前化学工业的热点之一。回答下列问题:
(1)家用煤气中常掺入微量具有难闻气味的乙硫醇(C2H5SH)作为煤气泄露的预警气。已知:C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g) ΔH1=-32 kJ·mol-1,120℃时,在足量O2中1 mol 乙醇燃烧放热1409 kJ,1 mol 硫化氢燃烧放热562 kJ。则反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g)的ΔH=___________。
(2)已知C2H5SH呈弱酸性,其水溶液中的物种分布分数如图1所示。
①已知Ka1(H2S)=9×10-8,Ka(C2H5SH)___________(填“大于”或“小于”)Ka1(H2S)。
②废水中的C2H5SH可以用K2FeO4除去,废水pH=9时,K2FeO4氧化C2H5SH生成()和Fe(OH)3,若1molK2FeO4完全反应,则消耗___________molC2H5SH。
(3)硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂、其制备原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g) ΔH= -67.59 kJ·mol-1,恒容密闭容器中按不同投料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p,p0为体系初始压强,p0=240 kPa,p为体系平衡压强)与投料比的关系如图2所示。
①上图中温度由高到低的顺序为___________,判断依据为___________。
②M点Cl2的转化率为___________,T1温度下平衡常数K2=___________kPa-1(用分压代替物质的量浓度、分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学协同吸收SO2、NO的工作原理如图3所示(阴极室溶液pH在4~7之间)
①阳极电极反应式为___________。
②若电路中通过2mol e-、则理论上可处理标准状况下___________LNO。
18. 化合物H在生活、生产及科研中用途广泛,其合成路线如下:
已知;R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑。
回答下列问题:
(1)A中C原子的杂化方式有___________种。
(2)B的化学名称为___________,D中官能团的名称是___________。
(3)D→E发生反应的化学方程式为___________(反应中有两种酸性气体生成),该反应的类型为___________。
(4)有机物F的分子式为C10H10,则其结构简式为___________。
(5)D和甲醇酯化的有机产物有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有___________种(立体异构除外),其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为___________。
i.含有苯环;ii.能发生水解反应,其产物之一能发生银镜反应
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2024~2025学年高三核心模拟卷(下)
化学(三)
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 P:31 S:32 Cu:64 In:115 Pb:207
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. 2024年诺贝尔化学奖授予在计算蛋白质设计、蛋白质结构预测方面做出卓越贡献的科学家。下列组成蛋白质的元素位于元素周期表s区的是
A. N B. O C. H D. C
【答案】C
【解析】
【分析】组成蛋白质的元素有C、H、O、N,部分蛋白质含有S元素;s区包括第IA族(H、碱金属)和第IIA族(碱土金属)。
【详解】A.N元素属于第二周期,其核外电子排布式为1s22s22p3,属于p区,不属于s区,故A项错误;
B.O元素属于第二周期,其核外电子排布式为1s22s22p4,属于p区,不属于s区,故B项错误;
C.H元素属于第一周期,其核外电子排布式为1s1,属于s区,故C项正确;
D.C元素属于第二周期,其核外电子排布式为1s22s22p2,属于p区,不属于s区,故D项错误;
故答案选择C项。
2. 中华文化源远流长,文物是中华文明的物理载体。下列文物材质的主要成分属于硅酸盐的是
A.兰亭集序(绢本)
B.铜镜
C.水月观音(木雕)
D.元青花
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.绢本主要成分丝绸为蛋白质,属于天然有机高分子材料,A错误;
B.铜镜主要成分为铜合金,属于金属材料,B错误;
C.木雕主要成分为纤维素,属于天然有机高分子材料,C错误;
D.元青花属于瓷器,瓷器的主要成分是硅酸盐,D正确;
故选D。
3. 下列化学用语正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 基态Co2+的电子排布式:[Ar]3d7
C. 的VSEPR模型:
D. 聚丙烯的结构简式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的空间填充模型为四面体形,且空间填充模型中要符合原子半径大小:C<Cl,外面的四个氯比C要大,A错误;
B.Co为27号元素,基态原子电子排布式为,失去2个电子形成时先失4s电子,故电子排布式为,B正确;
C.中心S原子价层电子对数=3+1=4(含1对孤电子对),VSEPR模型为四面体形,C错误;
D.聚丙烯由丙烯加聚而成,只有碳碳双键发生反应,甲基不反应,重复单元应为-CH2-CH(CH3)-,题目结构简式缺少甲基支链,D错误;
故选B。
4. 我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 22.4 L CO中含有碳原子的数目为NA
B. 4.6 g 14CO2中含有中子的数目为2.2 NA
C. 9 g葡萄糖分子中含有非极性键的数目为0.3 NA
D. CO和H2通过电催化得到60 g乙酸转移电子的数目为4 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.未说明是否为标准状况,22.4 L CO的物质的量无法确定,A错误;
B.14CO2的摩尔质量为(14+2×16) g/mol=46 g/mol,4.6 g14CO2的物质的量为0.1 mol。14C中子数=14-6=8,O中子数=16-8=8,1个14CO2含中子8+2×8=24,0.1 mol含中子2.4 NA,B错误;
C.葡萄糖(C6H12O6)摩尔质量180 g/mol,9 g葡萄糖的物质的量为=0.05 mol。分子中C-C键为非极性键,6个C原子形成5个C-C键,0.05 mol葡萄糖含非极性键0.05×5=0.25 NA,C错误;
D.60 g乙酸的物质的量为=1 mol(C2H4O2),CO中C为+2价,乙酸中C平均价为0,每个C得2e-,2 mol C共得4 mol e-,转移电子数4 NA,D正确;
故选D。
5. 下列实验装置(部分夹持装置已省略)与操作均正确且能达到实验目的的是
A.制备并收集NH3
B.除去H2S中混有的少量水蒸气
C.分离水和CCl4
D.测定KI溶液的浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备NH3时,浓氨水与CaO反应,CaO与水反应放热且消耗水,促进NH3逸出;NH3密度比空气小,采用向下排空气法收集,试管倒置、导管伸至试管底部且管口塞棉花,防止空气对流,收集方法正确,A正确;
B.H2S具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应,H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,不能用浓硫酸干燥H2S,B错误;
C.水和CCl4互不相溶且分层,应采用分液法分离,需使用分液漏斗,而装置中为过滤装置,用于分离固液混合物,C错误;
D.溴水具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应使用酸式滴定管,D错误;
故选A。
6. Z是有机合成的重要中间体,其合成路线的片段如图所示。下列说法错误的是
A. X中所有原子可能共平面
B. Y→Z属于氧化反应
C. 1 mol Y最多可以与2 mol NaOH反应
D. X生成Y的过程中可能有副产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.X为苯酚,苯环是平面结构,羟基中O原子与苯环直接相连且参与共轭,O原子在苯环平面内,羟基H原子通过单键旋转可与平面共面,故所有原子可能共平面,A正确;
B.Y中由醇羟基生成醛基,过程中失去氢原子,属于氧化反应,B正确;
C.Y含1个酚羟基(-OH)和1个醇羟基(-CH2OH),仅酚羟基能与NaOH反应(1:1),1 mol Y最多与1 mol NaOH反应,C错误;
D.苯酚与HCHO反应时,由于酚羟基是邻、对位定位基,生成Y的同时可能生成邻位取代产物,D正确;
故选C。
7. 为了避免实验废液的排放污染环境,某学习小组设计了利用硫酸酸化的溶液与过量反应后的废液(含有、、)提取锰,并获得的实验,其流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 过程III①中,既被氧化又被还原
B. 过程II和过程III②都用到玻璃棒,玻璃棒的作用不同
C. 过程生成和的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D. “废液”也可通过生石灰调节合适的,过滤,再排放
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程III①是Cl2通入热NaOH溶液,发生反应3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O,Cl元素化合价部分从0升高到+5(被氧化),部分从0降低到-1(被还原),故Cl2既被氧化又被还原,A正确;
B.过程II为过滤,玻璃棒作用是引流;过程III②为蒸发结晶,玻璃棒作用是搅拌防止局部过热,二者作用不同,B正确;
C.过程I氧化剂为,还原产物为Cl-,还原剂为Mn2+,氧化产物为MnO2,根据得失电子守恒可知氧化剂和还原剂物质的量之比为2:5,C错误;
D.废液含H+和Mn2+,生石灰(CaO)与水反应生成Ca(OH)2,可中和H+并使Mn2+转化为沉淀,过滤后可减少污染再排放,D正确;
故选C。
8. 易与过渡金属阳离子形成配离子,例如。下列有关说法正确的是
A. 该配离子中呈价 B. 键角:
C. 为非极性分子 D. 该配离子中含有14个键
【答案】B
【解析】
【详解】A.在中,配离子总电荷为+2;和为中性配体,作为配体带电荷;设Cr的电荷为,则有,解得,因此Cr的化合价为+3价,A错误;
B.在中N原子与H原子形成3对共用电子对,其孤电子对数为,N原子采用杂化,得到VSEPR模型为四面体结构,空间结构为三角锥形;而中O原子与H原子形成2对共用电子对,其孤电子对数为,O原子采用杂化,得到VSEPR模型为四面体结构,空间结构为V形,同时在杂化方式相同时,中心原子的孤电子对越多,对成键共用电子对的斥力越大,形成的键角越小,故有键角:,B正确;
C.的中心N原子存在3个键,同时还有1个孤电子对,则N原子采用,得到的空间结构为三角锥形,偶极矩不为零,分子为极性分子,C错误;
D.在中,键总数计算:每个含3个键,3个共9个;每个含2个键,2个共4个;与6个配体形成6个配位键,得到总键数为:,D错误;
故答案为:B。
9. 甲酸(HCOOH)是一种储氢容量较高且可再生的化学制氢材料,研究人员提出了在含钌化合物催化作用下利用甲酸和二氧化碳在低温条件循环可逆储氢,其储放氢的历程如图所示(“→”代表放氢过程,“⇢”代表储氢过程)。下列说法正确的是
A. 放氢过程中环境酸性越强放氢速率越快
B. 可通过调节CO2的分压来实现储放氢的循环
C. 储放氢的过程中钌(Ru)的成键数目没有发生变化
D. 含钌化合物提高了储氢过程的活化能,降低了放氢的过程的活化能
【答案】B
【解析】
【详解】A.放氢过程涉及HCOO-参与,酸性越强,H+浓度高会使HCOO-与H+结合生成HCOOH,导致反应物HCOO-浓度降低,反而抑制放氢速率,A错误;
B.储氢过程需要CO2参与,放氢过程释放CO2,增大CO2分压可促进储氢,降低CO2分压可促进放氢,通过调节CO2分压能实现储放氢循环,B正确;
C.由图可知,储放氢过程中,Ru的配位数变化,导致成键数目改变,C错误;
D.催化剂降低所有反应的活化能,含钌化合物作为催化剂,会同时降低储氢和放氢过程的活化能,D错误;
故选B。
10. X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素,原子序数依次增大。基态X原子中有7个运动状态不同的电子,是元素周期表中电负性最大的元素,和同主族。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 的简单氢化物分子间能形成氢键 D. 简单气态氢化物的热稳定性:
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素,原子序数依次增大;基态X原子中有7个运动状态不同的电子,则其电子排布式为,得到X为N元素;是元素周期表中电负性最大的元素,则Z为F元素;则介于X和Z之间的Y为O元素;和同主族,则W为S元素;据此分析解答。
【详解】A.原子半径比较中,和同主族,位于第三周期,原子半径,而和位于第二周期,原子半径,因此原子半径顺序应为,A错误;
B.第一电离能中由于N原子的p轨道处于半充满更稳定,其第一电离能高于O;同时S位于第三周期,第一电离能低于O;最后得到第一电离能顺序为:,B错误;
C.W为S元素,其简单氢化物为,S的电负性不足以形成分子间氢键,故分子间不能形成氢键,C错误;
D.的非金属性强于,因此HF的热稳定性高于,D正确;
故答案为:D。
11. 下列实验操作、实验现象及实验结论或解析正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论或解释
A
向黄色的溶液中滴加氢碘酸
溶液颜色加深
氧化性:
B
向某钾盐中滴加浓盐酸,产生的气体再通入品红溶液
品红溶液褪色
该钾盐至少含有、或中的一种
C
将与焦炭混合,在高温条件下灼烧
生成可燃性气体及黑色固体粗硅
非金属性:
D
用试纸测量新制饱和氯水的酸碱性
pH试纸先变红后褪色
新制饱和氯水呈酸性且具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe(NO3)3溶液中含,加入氢碘酸后,有强氧化性,优先氧化I⁻生成I2,因此无法得出Fe3+>I2的结论,A错误;
B.Cl2、SO2等都能使品红褪色,该钾盐可能是K2S2O3、K2SO3或KHSO3,也可能是KClO、KClO3等含有Cl的氧化剂,B错误;
C.SiO2与焦炭高温反应生成Si和CO,该反应不是自发反应,无法据此比较非金属性,结论错误,C错误;
D.新制氯水中有HCl,显酸性使pH试纸变红,氯水中的HClO氧化性较强会使pH试纸褪色,故变红后褪色现象描述准确,D正确;
故选D。
12. 科技工作者利用光催化原理[光照时,光催化电极a会产生和空穴]设计了一套高效光电化学燃料电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该装置工作过程中仅有光能转化为电能
B. 电池工作时,溶液中的会从右向左迁移
C. 电池工作时,催化电极b上发生氧化反应
D. 用空穴表示的光催化电极a反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该装置利用光催化产生电子和空穴,同时涉及化学反应(如有机物氧化),能量转化包括光能和化学能转化为电能,并非仅有光能转化为电能,A错误;
B.电池工作时,光催化电极a产生电子,为负极,催化电极b为正极,H+(阳离子)向正极(右侧)迁移,即从左向右迁移,B错误;
C.催化电极b为正极,正极发生还原反应,C错误;
D.光催化电极a上,反应物为HOOC-CH=CH-COOH(丁烯二酸,C4H4O4),空穴(h⁺)具有氧化性,将其氧化为CO2。反应中C元素从平均+1价升至+4价,4个C共失12e-,12h+得12e-,配平后方程式为C4H4O4+12h++4H2O=4CO2↑+12H+,D正确;
故答案选D。
13. 某太阳能材料CuInS2晶体为四方晶系,其晶胞参数及结构如图所示(图示不表示原子相对大小),晶胞棱边夹角均为90°,已知:A处In原子分数坐标为(0.5,0,0.25),B处Cu原子分数坐标为(0,0.5,0.25)。下列说法正确的是
A. 该晶胞的质量为 B. 该晶胞中含有4个In原子
C. C处In原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.25) D. 基态Cu原子核外电子的空间运动状态有29种
【答案】B
【解析】
【详解】A.每个晶胞中含有Cu原子个,In原子个,S原子8个,所以该晶胞的质量为,故A错误;
B.由A项分析可知,在晶胞中含有In原子4个,故B正确;
C.C处为In原子,已知A处In坐标(0.5,0,0.25),B处Cu坐标(0,0.5,0.25)。四方晶胞x、y方向等价,C处In在z=0.25平面,x为0.5,y为1,分数坐标为(0.5,1,0.25),故C错误;
D.基态Cu原子核外电子排布为[Ar]3d104s1,空间运动状态数即轨道数:1+1+3+1+3+5+1=15种,故D错误;
故选B。
14. 某研究小组研究了当体系中分压一定的情况下浊液中(X为、、或)与的关系,实验结果如图所示。下列说法正确的是
A. 线段③表示与的关系 B. 的第二级电离常数的数量级为
C. 点的等于8.3 D. 时:
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH升高时,溶液中c()、c()都增大,c(Ca2+)减小,则曲线①②③分别表示Ca2+、、与pH的关系,A错误;
B.H2CO3第二级电离为,。当时(d点),,对应pH为pKa2。曲线(②)与曲线(③线)交点处pH约为10.3,故Ka2=10-10.3,数量级为10-11,B错误;
C.浓度最大时,。H2CO3第一级电离pKa1=6.3(H2CO3与交点pH=6.3),若pKa2=10.3,则,即曲线顶点c点pH=8.3,C正确;
D.由图可知,pH=7.5时,浓度大于H2CO3和,且Ca2+浓度最大,正确顺序为c(Ca2+)>c()>c(H2CO3)>c(),D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以工厂废渣为主要原料(主要含PbO,SiO2、Fe2O3、In2O3)制备铟的工艺流程如图1所示:
回答下列问题:
已知:i.“酸化、焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在;
ii.In(OH)3性质与Al(OH)3类似。
(1)写出一种提高“水浸”效率的方法:___________。
(2)“浸液”中的主要溶质为___________(填化学式)。
(3)将“浸液”与“浸渣”分离时,玻璃棒的作用为___________。
(4)“还原铁”工艺反应的离子方程式为___________。
(5)“萃取除铁”中,水相的pH对铟的萃取率的影响如图2所示,pH>2时,铟的萃取率开始明显下降,其原因是___________。
(6)将浸渣加入NaOH溶液中加热生成PbO,该反应的化学方程式为___________。
(7)铅磷青铜的立方晶胞结构如图3所示,晶胞参数为a nm,密度为ρ g·cm-3。
①该晶胞中Pb,Cu原子的个数之比为___________。
②阿伏加德罗常数NA=___________(用含a、ρ的代数式表示)。
【答案】(1)粉碎、搅拌、适当升高温度等
(2)Fe2(SO4)3、In2(SO4)3
(3)引流 (4)
(5)铟离子发生水解,导致铟萃取率下降
(6)
(7) ①. 1:3 ②.
【解析】
【分析】工厂废渣加入硫酸溶液硫酸化、焙烧得到的焙砂加水水浸,硫酸铅、二氧化硅不溶解成为浸渣,浸液加入硫代硫酸钠还原铁离子为亚铁离子,萃取剂萃取除铁得到含有亚铁离子、的水溶液,加入硫酸溶液反萃取分液得到萃余液,水层系列处理得到粗铟;
【小问1详解】
焙砂粉碎、搅拌、适当升高温度都能加快浸取速率,提高“水浸”效率;
【小问2详解】
“酸化、焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在,焙砂加水水浸,硫酸铅、二氧化硅不溶解成为浸渣,得到“浸液”中的主要溶质为Fe2(SO4)3、In2(SO4)3;
【小问3详解】
“浸液”与“浸渣”分离时操作为过滤,其中玻璃棒的作用为引流;
【小问4详解】
“还原铁”工艺反应为铁离子和反应生成亚铁离子和,铁化合价由+3变为+2、硫平均化合价由+2变为+2.5,结合电子守恒,反应为:;
【小问5详解】
In(OH)3性质与Al(OH)3类似,那么溶液中的铟离子会发生水解,当溶液pH>2.0后,溶液碱性增强促进溶液中的铟离子发生水解,形成难被P2O4萃取的离子,导致铟萃取率下降,答案为铟离子发生水解,导致铟萃取率下降;
【小问6详解】
由浸渣生成PbO粗品是硫酸铅在氢氧化钠溶液中加热反应生成PbO,结合质量守恒,还生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为;
【小问7详解】
据“均摊法”,晶胞中含个Pb、个Cu、1个P,则该晶胞中Pb,Cu原子的个数之比为1:3,晶体密度为,阿伏加德罗常数。
16. 含氯化合物用途广泛,KClO3可用作氧化剂及火箭推进剂等,NaClO常用作消毒剂及漂白剂。实验室中利用下图装置制备KClO3和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是___________,若没有a装置可能产生的后果是___________。
(2)b装置中采用的加热方式的优点是___________,该装置中化学反应的离子方程式是___________。
(3)c装置中采用冰水浴冷却的目的是___________。
(4)d装置的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,向试管中分别滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕黄色,加入CCl4振荡,静置后2号试管CCl4层呈___________色,该条件下KClO3的氧化能力___________(填“大于”或“小于”)NaClO。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. HCl会和氢氧化钾、氢氧化钠反应导致生成物产率降低
(2) ①. 受热均匀且加热温度容易控制 ②.
(3)防止生成氯酸钠杂质
(4) ①. 吸收剩余的氯气防止污染 ②.
(5) ①. 紫 ②. 小于
【解析】
【分析】二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,a中盛放饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,b中氯气和热的浓氢氧化钾反应生成KClO3和氯化钾,c中氯气和稀氢氧化钠反应生成NaClO和氯化钠,d溶液吸收剩余的氯气防止污染。
【小问1详解】
盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,若没有a装置可能产生的后果是HCl会和氢氧化钾、氢氧化钠反应导致生成物产率降低;
【小问2详解】
b中采用的加热方式是水浴加热,优点是受热均匀且加热温度容易控制;该装置中化学反应为氯气和热的浓氢氧化钾反应生成KClO3和氯化钾,离子方程式是;
【小问3详解】
c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,而氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠,为防止生成氯酸钠,该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。
【小问4详解】
d溶液吸收剩余的氯气防止污染,反应中氯气和过量亚硫酸钠反应生成氯离子和硫酸根离子、亚硫酸氢根离子:;
【小问5详解】
取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液,1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕黄色,加入CCl4振荡,CCl4能萃取碘水中的碘单质,静置后CCl4层显紫色,说明该条件下氯酸钾没有氧化碘离子生成碘单质,而次氯酸钠能氧化碘离子,可知该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO。
17. 含硫化合物在化工生产和日常生活中应用广泛,关于含硫化合物的研究是目前化学工业的热点之一。回答下列问题:
(1)家用煤气中常掺入微量具有难闻气味的乙硫醇(C2H5SH)作为煤气泄露的预警气。已知:C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g) ΔH1=-32 kJ·mol-1,120℃时,在足量O2中1 mol 乙醇燃烧放热1409 kJ,1 mol 硫化氢燃烧放热562 kJ。则反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g)的ΔH=___________。
(2)已知C2H5SH呈弱酸性,其水溶液中的物种分布分数如图1所示。
①已知Ka1(H2S)=9×10-8,Ka(C2H5SH)___________(填“大于”或“小于”)Ka1(H2S)。
②废水中的C2H5SH可以用K2FeO4除去,废水pH=9时,K2FeO4氧化C2H5SH生成()和Fe(OH)3,若1molK2FeO4完全反应,则消耗___________molC2H5SH。
(3)硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂、其制备原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g) ΔH= -67.59 kJ·mol-1,恒容密闭容器中按不同投料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p,p0为体系初始压强,p0=240 kPa,p为体系平衡压强)与投料比的关系如图2所示。
①上图中温度由高到低的顺序为___________,判断依据为___________。
②M点Cl2的转化率为___________,T1温度下平衡常数K2=___________kPa-1(用分压代替物质的量浓度、分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学协同吸收SO2、NO的工作原理如图3所示(阴极室溶液pH在4~7之间)
①阳极电极反应式为___________。
②若电路中通过2mol e-、则理论上可处理标准状况下___________LNO。
【答案】(1)
(2) ①. 小于 ②. 0.5
(3) ①. T3>T2>T1 ②. 该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此反应正向进行程度越大,平衡时容器内压强越小,即△p越大,从T3到T1,△p增大,说明反应正向进行程度逐渐增大,已知正反应为放热反应,则温度由T3到T1逐渐降低,即T3>T2>T1 ③. ④. 0.03
(4) ①. ②. 22.4
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;由题意:
①C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g) ΔH1=-32 kJ·mol-1
②
③
由盖斯定律,-2×①+2×②+2×③得反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g),;
【小问2详解】
①由图,时,pH>10,则,已知Ka1(H2S)=9×10-8,故Ka(C2H5SH)小于Ka1(H2S)。
②废水pH=9时,K2FeO4氧化C2H5SH生成和Fe(OH)3,反应中硫化合价由-2变为+4、铁化合价由+6变为+3,结合电子守恒存在2K2FeO4~6e-~C2H5SH,若1mol K2FeO4完全反应,则消耗0.5molC2H5SH;
【小问3详解】
①该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此反应正向进行程度越大,平衡时容器内压强越小,即△p越大,从T3到T1,△p增大,说明反应正向进行程度逐渐增大,已知正反应为放热反应,则温度由T3到T1逐渐降低,即T3>T2>T1。
②由题图中M点可知,进料比为n(SO2):n(Cl2)=2,初始二氧化硫、氯气分压分别为160kPa、80kPa,反应为气体分子数减小1的反应,平衡时△p=60kPa,结合反应方程式,则反应中二氧化硫、氯气变化压强均为60kPa,平衡时二氧化硫、氯气、SO2Cl2压强分别为100kPa、20kPa、60kPa,则M点Cl2的转化率为,T1温度下平衡常数K2= ;
【小问4详解】
①由图,右侧二氧化硫失去电子被氧化为硫酸根离子,为阳极,阳极电极反应式为。
②反应中NO得到电子生成氮气,氮化合价由+2变为0,存在,若电路中通过2 mol e-、则理论上可处理1molNO,标准状况下为22.4LNO。
18. 化合物H在生活、生产及科研中用途广泛,其合成路线如下:
已知;R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑。
回答下列问题:
(1)A中C原子的杂化方式有___________种。
(2)B的化学名称为___________,D中官能团的名称是___________。
(3)D→E发生反应的化学方程式为___________(反应中有两种酸性气体生成),该反应的类型为___________。
(4)有机物F的分子式为C10H10,则其结构简式为___________。
(5)D和甲醇酯化的有机产物有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有___________种(立体异构除外),其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为___________。
i.含有苯环;ii.能发生水解反应,其产物之一能发生银镜反应
【答案】(1)2 (2) ①. 对溴甲苯 ②. 羧基
(3) ①. +SOCl2→+SO2↑+HCl↑ ②. 取代反应
(4) (5) ①. 14 ②. 、
【解析】
【分析】A为甲苯,与Br2在FeBr3的催化作用下发生取代反应,生成B和HBr;B与Mg在乙醚中发生反应生成C;C与CO2反应的产物再在H2O/H+中发生反应,生成D等;D与SOCl2发生取代反应,生成E等;E与有机物F在PdCl2(PPh2)2、CuI作用下发生反应生成G等;G与在Mo(CO)2作用下发生反应生成H等。
【小问1详解】
A中,苯环上的碳原子都形成3个σ键,碳原子的另1个电子形成大π键,无孤电子对,C原子发生sp2杂化;甲基上的碳原子形成4个σ键,无孤电子对,发生sp3杂化,则C原子的杂化方式有2种。
【小问2详解】
B的结构简式为,化学名称为:对溴甲苯,D的结构简式为,官能团的名称是:羧基。
【小问3详解】
D()→E()的同时,生成SO2、HCl两种酸性气体,则发生反应的化学方程式为: +SOCl2→+SO2↑+HCl↑,该反应的类型为:取代反应。
【小问4详解】
E的结构简式为,G的结构简式为,有机物F的分子式为C10H10,依据已知反应;R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑,可得出F的结构简式为。
【小问5详解】
D和甲醇酯化的有机产物为,其同分异构体同时满足下列条件:“i.含有苯环;ii.能发生水解反应,其产物之一能发生银镜反应”的同分异构体,除含苯环外,可能还含有HCOOCH2CH2-(1种结构)、HCOOCH(CH3)-(1种结构)、HCOOCH2-和-CH3(有邻间对3种结构)、HCOO-和-CH2CH3(有邻间对3种结构)、HCOO-和2个-CH3(有6种结构),可能结构共有1+1+3+3+6=14种(立体异构除外),其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为、。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
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