内容正文:
上海中学东校2025学年度第一学期学期素质评估
高一化学
(满分:110分 时间:60分钟)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级、考号。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Al-27 Fe-56
一、化学键
1. 百余种元素的原子或离子,通过各种相互作用力,构成了数量惊人的物质世界。
(1)下列有关化学键及化合物的说法中,正确的是___________。
A. 离子键是正、负离子间的吸引作用
B. 中既有离子键,又有共价键
C. 只含共价键的物质不一定是共价化合物
D. 离子化合物的化学式代表其分子组成
(2)下列性质中,可以证明某化合物中存在离子键的是___________。
A. 可溶于水 B. 有较高的熔点
C. 水溶液能导电 D. 熔融状态能导电
(3)下列变化中,不需要破坏化学键的是___________。
A. 氯化氢溶于水 B. 碘单质升华
C. 次氯酸见光分解 D. 硫酸铜溶于水
(4)在下列物质中:①HCl ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦NaOH ⑧Ar ⑨。其中既存在极性键又存在非极性键的是___________(填序号,下同);既存在离子键又存在极性键的是___________;已知不是平面型分子,则以上物质中属于非电解质的非极性分子的结构式为___________。最接近分子真实形状的表达是___________。
A.空间填充模型 B.球棍模型 C.电子式 D.结构式
(5)LiH可与水反应生成,该反应的氧化剂是___________,每生成转移___________mol电子。LiH中正离子半径___________负离子半径(填“>”“<”或“=”),其原因是___________。
(6)有一种型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是___________。
A. 假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
B. 假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子
C. 假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
D. 假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
(7)下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据:其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能大小的顺序是,该规律性是___________。
O—O键
键长/()
149
128
121
112
键能/()
x
y
A. 成键时,电子数越多,键能越大 B. 键长越短,键能越大
C. 成键所用的电子数越少,键能越小 D. 成键时电子对越偏移,键能越大
(8)催化分解产生羟基自由基(·OH),其结构中存在单电子,非常不稳定,它的电子式为___________,该物质具有___________(填“强氧化性”或“强还原性”)。在活性炭的存在下,·OH可将水体中的转化为一种无污染的常见单质气体,请写出该过程的化学方程式___________。
【答案】(1)C (2)D (3)B
(4) ①. ⑤ ②. ⑥、⑦ ③. ④. A
(5) ①. ②. 1 ③. < ④. 二者核外均为2个电子,电子层结构完全相同;电子层结构相同时,离子半径随核电荷数增大而减小,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引作用更强,半径更小,故LiH正离子半径<负离子半径; (6)C (7)B
(8) ①. ②. 强氧化性 ③.
【解析】
【小问1详解】
A.离子键是正、负离子间的静电作用(包括吸引和排斥),而不仅仅是吸引作用,A错误;
B.中与通过离子键结合,本身只含离子键,B错误;
C.只含共价键的物质可能是单质(如),而共价化合物必须是化合物,C正确;
D.离子化合物(如)的化学式表示离子比例,而非分子组成(因晶体中无独立分子),故D错误;
故答案选C。
【小问2详解】
A.乙醇、硫酸等物质均易溶于水,但不含离子键,A错误;
B.二氧化硅,金刚石等物质的熔点很高,但不含离子键,B错误;
C.HCl的水溶液可以导电,但HCl中只含共价键不含离子键,C错误;
D.化合物在熔融状态能导电说明其在熔融状态下能电离成离子,其组成中含有离子,存在离子键,D正确;
故答案选D。
【小问3详解】
A.氯化氢溶于水时破坏共价键,A错误;
B.碘升华破坏分子间作用力,不破坏共价键,B正确;
C.次氯酸见光分解破坏共价键,C错误;
D.硫酸铜溶于水破坏离子键,D错误;
故答案选B。
【小问4详解】
①HCl含有极性共价键,是极性分子,属于电解质;
②含有非极性共价键,是非极性分子,既不是电解质,也不是非电解质;
③含有极性共价键,是极性分子,属于非电解质;
④含有非极性共价键、离子键,是离子化合物,属于电解质;
⑤含有非极性共价键、极性共价键,是极性分子,属于电解质;
⑥含有极性共价键、离子键,是离子化合物,属于电解质;
⑦NaOH含有极性共价键、离子键,是离子化合物,属于电解质;
⑧Ar不含化学键,是单质,既不是电解质,也不是非电解质;
⑨含有极性共价键,是非极性分子,属于非电解质;
故既存在极性键又存在非极性键的是⑤;既存在离子键又存在极性键的是⑥⑦;属于非电解质的非极性分子的是,结构式为;
不是平面分子,具有三维空间结构,而空间填充模型能体现分子的真实空间形状和原子体积,故答案选A;
【小问5详解】
可与水反应生成,化学方程式为:,其中中H化合价为-1价,中H化合价为+1价,产物中H化合价为0价,故氧化剂为;
根据方程式,每生成转移1 mol电子;
二者核外均为2个电子,电子层结构完全相同;电子层结构相同时,离子半径随核电荷数增大而减小,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引作用更强,半径更小,故LiH正离子半径<负离子半径;
【小问6详解】
A.型分子可以看成是型分子的二取代物, 若型分子为平面四边形,如果结构不对称,电荷分布不均匀,则为极性分子,A错误;
B.若型分子为四面体形,类似于,其分子结构不对称,正负电荷中心不重合,一定是极性分子,B错误;
C.若型分子为平面四边形,可能为极性分子,也可能为非极性分子,故C正确;
D.若型分子为四面体,四个点的位置不完全相同,则结构不对称,电荷分布不均匀,为极性分子,D错误;
故答案选C。
【小问7详解】
A.和,电子数分别为16和15,但键能分别为:494,628,电子数越多键能越小,A错误;
B.表中数据以及题目信息键能大小的顺序是b>a> y>x,可知键长越短,键能越大,B正确;
C.和,共用电子对数相同,后者还失去一个电子,但后者的键能更大,C错误;
D.四种粒子中的共价键均为同种元素之间的,电子对未发生偏移,D错误;
故答案选B。
【小问8详解】
羟基自由基,其结构中存在一个单电子,故它的电子式为;
羟基自由基容易得到电子,故它具有强氧化性;
在活性炭的存在下,·OH可将水体中的转化为一种无污染的常见单质气体,该过程的化学方程式为:。
二、化学计量基础
2. 物质的量是联系宏观物质和微观粒子计量的桥梁,也是定量研究化学的基础。
(1)中含有b个则阿伏加德罗常数为___________。(用含有a、b的代数式表示)
(2)对于同温同压下等质量的NO和,下列叙述正确的是___________。
A. 分子数之比为1:1 B. 体积之比为15:23
C. 所含原子数之比为46:45 D. 密度之比为15:23
(3)某物质A在一定条件下加热完全分解,产物都是气体。其加热分解的化学方程式为4A=2B+3C+D,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,则A的相对分子质量为___________。
A. 7d B. 6d C. 5d D. 4d
(4)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是___________。
A. 中含有的中子数为
B. 常温常压下,与足量的水充分反应生成的个数为
C. 标准状况下,2.24 L乙醇()所含的原子数为
D. 含的饱和溶液在沸水中完全反应生成胶体的胶粒数小于
(5)将标准状况下的溶于1000 水中,得到氨水的密度为,则该氨水的物质的量浓度为___________。
A. B.
C. D.
(6)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是___________。
A. 若M(甲)<M(乙),则分子数:甲<乙
B. 若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
C. 若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D. 若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙
【答案】(1) (2)CD (3)B (4)AD (5)B (6)C
【解析】
【小问1详解】
根据的化学式,1个中含有2 个Na+,的物质的量为 ,Na+的物质的量为 ,已知Na+的数目为 ,即 , ,因此,阿伏加德罗常数为 。
【小问2详解】
A.假设NO和的质量均为m g,NO和的物质的量分别为 、 ,分子数之比为 ,A错误;
B.同温同压下,NO和的体积之比等于物质的量之比为 ,B错误;
C.NO和的原子数分别为2和3,同温同压下等质量的NO和NO2所含原子数之比为 ,C正确;
D.由B可知,同温同压下,等质量的NO和的体积之比等于物质的量之比为 ,二者密度之比为 ,D正确;
故选CD。
【小问3详解】
根据题意,生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,混合气体的平均摩尔质量是氢气的2d倍 ,根据方程式4A=2B+3C+D,4 mol A生成2 mol B、3 mol C、1 mol D,总物质的量为6 mol,总质量为 ,初始物质A的总质量为 ,根据质量守恒, ,解得 ,故选B。
【小问4详解】
A. 的摩尔质量为20 g/mol,2.0g 的物质的量为 =0.1 mol,每个 分子含10个中子,总中子数为 ,A正确;
B.7.1g 的物质的量=0.1 mol,氯气和水反应的化学方程式为:,该反应是可逆反应,0.1mol氯气不能完全反应,生成的个数小于,B错误;
C.标况下乙醇为液体,2.24L乙醇的物质的量不等于0.1 mol,C错误;
D.胶粒由多个 构成,含的饱和溶液在沸水中完全反应生成胶体的胶粒数小于,D正确;
故选AD。
【小问5详解】
标准状况下, a L NH3的物质的量为 n,氨气的质量为 m(NH3)= ×17 g/mol= g,水的质量为 1000 g,溶液的总质量为 m总= g +1000 g,溶液的密度为,根据密度公式:V=,溶液的物质的量浓度 c为:=,故选B。
【小问6详解】
A.根据 n=, 若M(甲)<M(乙), 表明 n(甲)>n(乙),即分子数:甲>乙,A错误;
B.根据 ρ= , 甲和乙的m和 ρ 相同,故 V相同,B错误;
C.根据 n=, 若M(甲)<M(乙), 表明 n(甲)>n(乙),根据 ρ= , 甲和乙的m和 ρ 相同,故 V相同,温度和体积相等时,压强与物质的量成正比,则气体的压强:甲>乙,C正确;
D.根据 n=, 若M(甲)>M(乙), 表明 n(甲)<n(乙),甲和乙V相同,气体摩尔体积 Vm=,气体摩尔体积:甲>乙,D错误;
故选C。
三、碳酸钙
3. 碳酸钙是重要的建筑材料和造纸、塑料、橡胶等行业的填充剂。此外,碳酸钙也作为补钙剂应用于医药和食品领域。
(1)下列三种药物常用于治疗胃酸过多,相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为___________。
碳酸钙片
每片含250 mg
碳酸钙
碳酸氢钠片
每片含250 mg
碳酸氢钠
胃舒平
每片含250 mg
氢氧化铝
①
②
③
A. ①=②=③ B. ①>②>③ C. ②>①>③ D. ③>①>②
某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制稀盐酸和溶液;
②向一粒研碎后的药片0.1 g中加入20.0 mL蒸馏水;
③再加入稀盐酸;
④用溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积13.0 mL;
请回答下列问题:
(2)欲用如下图标签所示的浓盐酸和蒸馏水配制稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为___________mL。
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:
HCl质量分数:36.5%
(3)下图所示是配制溶液过程中的四个步骤,图示四个步骤正确的先后顺序应是___________。
(4)操作①所使用的玻璃仪器的名称是___________。
(5)步骤①过程中若俯视刻度线,则可能导致得到的溶液浓度___________(填序号,下同);步骤③过程中未洗涤,则可能导致得到的溶液浓度___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(6)操作①④的过程中,下列物理量始终不变的是___________。
A. 溶质的物质的量 B. 溶液的浓度
C. 溶液的质量 D. 溶液的密度
(7)这种药片中碳酸钙的质量分数___________。
(8)有一在空气中暴露过久的生石灰,经分析其中含氢氧化钙为a%,含碳酸钙b%,现取一定量的该固体,加入到的盐酸中,为了反应掉过量的酸,需继续往反应后的溶液中加m克的原样品,由此可知蒸发中和后的溶液可得固体质量为___________。
A. 5.55g B. 7.55g C. 11.1g D. 无法计算
【答案】(1)D (2)2.1
(3)③→④→②→① (4)100 mL容量瓶和胶头滴管
(5) ①. A ②. B (6)A
(7)60% (8)A
【解析】
【小问1详解】
250 mg CaCO3的物质的量:n(CaCO3)= ,消耗HCl的物质的量:
n(HCl)=2n(CaCO3)=0.0025 mol×2=0.005 mol,250 mg NaHCO3的物质的量:n(NaHCO3)= ,消耗HCl的物质的量:n(HCl)= n(NaHCO3)=0.00298 mol×1=0.00298 mol,250 mg Al(OH)3的物质的量:n[Al(OH)3]= ,消耗HCl的物质的量:n(HCl)=3 n(NaHCO3)=0.00321 mol×3=0.00963 mol,因此,相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为:③>①>②,综上所述,正确答案是D。
【小问2详解】
浓盐酸的密度为1.2 g/cm3,质量分数为36.5%,根据公式 c= ,可以计算浓盐酸的浓度:c=,要配制稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为=0.0021L=2.1mL。
【小问3详解】
配制溶液的基本步骤:溶解、转移、定容、摇匀;图③:在烧杯中稀释浓盐酸;图④:将溶液转移至容量瓶中;图①:定容时加水至刻度线;图②:转移后,加蒸馏水。因此,正确的顺序是:③→④→②→①。
【小问4详解】
操作①是定容,使用的玻璃仪器是100 mL容量瓶和胶头滴管。
【小问5详解】
步骤①:若俯视刻度线,会导致加入的水偏少,溶液体积 V偏小,根据 c=,浓度会偏高,故选A;步骤③:若未洗涤烧杯和玻璃棒,会导致部分溶质未转移至容量瓶,溶质的物质的量 n 偏小,浓度会偏低,故选B。
【小问6详解】
溶解、转移、定容、摇匀过程中,溶质的物质的量不变(因为未添加或移除溶质),溶液的浓度(变化,因为加水稀释)、溶液的质量(变化,因为加水增加质量)、溶液的密度(变化,因为浓度变化导致密度变化)均发生变化,故选A。
【小问7详解】
分析实验步骤:加入HCl的总物质的量:0.025 L × 0.1000 mol·L −1= 0.0025 mol,过量HCl消耗的NaOH量:0.013L × 0.1 mol·L−1= 0.0013 mol,根据 HCl+NaOH=NaCl+H2O ,过量的HCl为0.0013 mol,与CaCO3 反应的HCl量:0.0025mol-0.0013 mol = 0.0012 mol,根据反应方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,n(CaCO3) 0.0006 mol,药片质量为0.1 g,因此碳酸钙的质量分数为:w(CaCO3)= ×100%=60%。
【小问8详解】
首先,100 mL 1 mol·L −1盐酸中 n(HCl)=0.1 L×1 mo·L−1=0.1 mol,最终所有HCl均转化为CaCl2 ,根据 2HCl∼CaCl2,可得:n(CaCl2)= =0.05 mol,质量为:m(CaCl2)=0.05mol×111g/mol=5.55 g,故选A。
四、烟气脱硫
4. 工业排放的某些烟气中含有二氧化硫等大气污染物,对其进行脱硫治理不仅可以防止有害物质排放,还可以生产其他有用的产品。
(1)分子的空间结构和分子的极性分别为___________。
A. 直线形,非极性 B. 直线形,极性
C. 角形,非极性 D. 角形,极性
(2)下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中含量的是___________。
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气
④将含的尾气向高空排放
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④
(3)大气中溶于水,被氧化后形成硫酸型酸雨,该过程的总化学方程式为___________。
常用的烟气脱硫法有石灰-石膏法、碱法和双碱法等。
①“石灰-石膏法”的吸收反应为,吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化。
②“碱法”的吸收反应为。
③“双碱法”的具体流程如下:
(4)提高脱硫率的不可行措施有___________。
A.加快通入尾气的速率 B.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触 C.提高碱液pH
(5)和“碱法”相比,“石灰-石膏法”的优点是___________,缺点是___________。(任写一条)
(6)“双碱法”脱除的过程中,可以循环利用的物质___________(填化学式)。过程II中,可氧化___________。
(7)pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响,当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
B. 石灰石浆液,烟气脱硫效果降低的原因是石灰石的溶解度增大
C. 反应时需鼓入足量的空气以保证被充分氧化生成
D. 将脱硫后的气体通入溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
某同学用下图所示装置测定空气中的含量。
(8)写出该反应的离子方程式,并用单线桥法表示电子转移的方向和数目___________。
(9)当注入标准状况下V mL空气时,酸性溶液的紫红色恰好褪去,则该空气中二氧化硫的体积分数为___________。
【答案】(1)D (2)A
(3)
(4)A (5) ①. 原料来源广泛、价格低廉 ②. 石灰-石膏法在运行中吸收较慢,易出现吸收塔内壁结垢、管道堵塞
(6) ①. NaOH ②. 2 (7)CD
(8) (9)
【解析】
【小问1详解】
的中心原子S的价层电子对数为,孤电子对数为1,根据价层电子对互斥理论(VSEPR),分子的空间构型为角形(V形),由于分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,故答案选D。
【小问2详解】
①以其他清洁能源代替燃煤可以减少燃煤,减少SO2的生成,能减少工业排放尾气中含量,①正确;
②对煤炭进行固硫、脱硫处理可在燃烧前或燃烧中减少硫的释放,能减少工业排放尾气中含量,②正确;
③石灰乳(Ca(OH)2)与SO2反应生成CaSO3,再被氧气氧化为CaSO4,能减少工业排放尾气中含量,③正确;
④将含的尾气向高空排放,只是稀释了污染物,并未减少排放量,不能减少工业排放尾气中含量,④错误;
故答案选A。
【小问3详解】
二氧化硫和水和氧气反应生成硫酸,化学方程式为:;
【小问4详解】
A.加快通入尾气的速率会导致与碱液接触时间缩短,吸收不充分,脱硫率降低,A符合题意;
B.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触,能使反应物充分接触,可以提高脱硫率,B不符合题意;
C.提高碱液pH可以使被充分吸收,因而可以提高脱硫率,C不符合题意;
故答案选A。
【小问5详解】
石灰-石膏法使用石灰石或石灰作为吸收剂,原料来源广泛、价格低廉。碱法(如钠碱法)使用的氢氧化钠等碱性药剂成本较高,运行费用相对较大。由于氢氧化钙的溶解度较小,石灰-石膏法在运行中吸收较慢,易出现吸收塔内壁结垢、管道堵塞;
【小问6详解】
二氧化硫为酸性氧化物,会和碱液反应,先用氢氧化钠吸收二氧化硫转化成亚硫酸钠,再用氢氧化钙、氧气与亚硫酸钠反应生成氢氧化钠和硫酸钙,使NaOH循环使用;氧气为反应的氧化剂,氧元素化合价:0→-2,转移4mol电子,而亚硫酸钠为还原剂,硫元素化合价:+4→+6,转移2mol电子,故可氧化2;
【小问7详解】
A.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,二氧化硫气体的溶解度越小,部分二氧化硫不能被溶解,故吸收率降低,a错误;
B.石灰石浆液pH>5.7时,石灰石的溶解度小,脱硫率下降,B错误;
C.结合题意,可得脱硫总反应:2CaCO3+2SO2十O2=2CaSO4+2CO2,反应时需鼓入足量的空气以保证SO2被充分氧化生成CaSO4,C正确;
D.脱硫后的气体中残留SO2的量,可以通过KMnO4溶液褪色的程度和快慢来判断,从而粗略判断烟气的脱硫效率,D正确;
故答案为CD。
【小问8详解】
被高锰酸钾氧化为硫酸根,硫元素的化合价升高2价,Mn元素从+7价降低到+2价,降低5价,根据电子守恒和电荷守恒,可得:;
【小问9详解】
由方程式可知,5SO2,V mL空气中的物质的量为,则该空气中的体积分数为。
五、硫酸
5. 硫酸是一种重要的工业原料,广泛用于化肥、电池、冶金等领域。
(1)运输浓硫酸的罐车上,应粘贴的危险化学品标志是___________。
A.腐蚀类物质
B.易燃固体
C.毒性物质
D.易燃液体
(2)下列事实中,体现浓硫酸脱水性的是___________。
A. 与蔗糖混合固体变黑 B. 在空气中敞口久置质量增大
C. 加热条件下与木炭发生反应 D. 与固体微热产生
硫酸工业在国民经济中占有重要地位。工业制硫酸主要的生产流程如图:
(3)中硫元素显___________价。“造气”阶段,黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎的原因是___________。“净化干燥”时,除去原料气中有毒物质的原因是___________。
(4)在硫酸工业生产中,转化器中使用热交换器的作用是___________。
①将转化为的反应热及时导出
②预热进入转化器的原料气
③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
(5)在硫酸工业生产中,的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是___________。
A. 从①处通入的气体中含大量整个吸收操作采取逆流的形式
B. 从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C. 从③处导出的气体可直接排入大气
D. 从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸
(6)煅烧10吨纯度90%的黄铁矿(设杂质不参加反应),若转化率为95%,最后可以制得98%的硫酸___________吨。(写出计算过程)
(7)也可使用硫黄为原料制备硫酸:硫液化后与空气中的氧气反应生成。若进料温度超过硫的沸点,部分燃烧的硫以蒸气的形式随进入到下一阶段,可能会导致___________。
A.硫的消耗量减少 B.产率下降 C.生成较多 D.堵塞管道
目前,我国以黄铁矿制硫酸的比例不断下降,用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外,还有___________等。(任写一条)
【答案】(1)A (2)A
(3) ①. -1 ②. 为了增大反应物的接触面积,使反应更充分、更快 ③. 防止这些有毒物质使后续转化器中的催化剂中毒,失去催化活性 (4)D (5)C
(6)黄铁矿的质量为10t×90%=9t,设可以制得98%的硫酸的质量为x,根据硫元素守恒可列关系式:, ,考虑到SO2的转化率为95%,实际生成纯硫酸的质量为14.7t × 95% = 13.965t,则98%的硫酸质量为= 14.25t
(7) ①. BD ②. 产生的污染物少(或对设备腐蚀小、原料利用率高等)
【解析】
【分析】黄铁矿和通入的空气在高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫净化干燥,在催化剂表面发生氧化反应生成三氧化硫,三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸。
【小问1详解】
浓硫酸具有强腐蚀性,属于腐蚀类物质,因此运输浓硫酸的罐车应粘贴腐蚀类物质的危险化学品标志,故答案A符合题意。
【小问2详解】
A.浓硫酸将蔗糖中的氢、氧元素按水的比例脱去,使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,A正确;
B.浓硫酸在空气中敞口久置质量增大,是因为它吸收了空气中的水蒸气,体现的是吸水性,B错误;
C.加热条件下与木炭反应,浓硫酸将碳氧化为二氧化碳,自身被还原为二氧化硫,体现的是强氧化性,C错误;
D.与固体微热产生,是利用了浓硫酸的高沸点难挥发性,体现的是酸性和难挥发性,D错误;
故答案为:A。
【小问3详解】
在FeS2中,铁元素显+2价,根据化合物中正负化合价代数和为 0,可得硫元素的化合价为-1价;黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎,是为了增大反应物的接触面积,使反应更充分、更快;净化干燥” 时除去原料气中有毒物质,是为了防止这些有毒物质使后续转化器中的催化剂中毒,失去催化活性。
【小问4详解】
①热换器把反应放出热量及时导出,降低反应体系温度,根据平衡移动原理,平衡向放热反应方向移动,有利于SO3生成,①正确;
②热交换器利用SO2转化为SO3的反应放出的热量,预热进入转化器的原料气,②正确;
③热交换器同时调节转化器内的温度,使其保持在催化剂的最佳活性温度范围内;③正确;综上所述答案为D。
【小问5详解】
A.从吸收塔底部①处通入SO3,从吸收塔顶部②处喷下98.3%的硫酸,整个吸收操作采取逆流的形式有利于吸收三氧化硫,故A正确;
B.从②处喷下浓硫酸,吸收塔中填充瓷环,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面积,有利于三氧化硫的吸收,故B正确;
C.从③处导出的气体含有SO2,还有少量氧气、氮气等,二氧化硫是有毒气体,污染环境,不能直接排入大气,应进行尾气处理,故C错误;
D.SO3被98.3%的硫酸吸收后得到浓度更高的浓硫酸,可用水或稀硫酸稀释使用,故D正确;
故答案为:C。
【小问6详解】
黄铁矿的质量为10t×90%=9t,设可以制得98%的硫酸的质量为x,根据硫元素守恒可列关系式:, ,解得x=14.7t,考虑到SO₂的转化率为95%,实际生成纯硫酸的质量为14.7t × 95% = 13.965t,则98%的硫酸质量为= 14.25t。
【小问7详解】
部分硫蒸气随SO2进入下一阶段,部分硫粉损失,硫的消耗量增加、产率下降,在热交换时遇冷会凝结成固体硫,可能会堵塞管道,由于二氧化硫产率下降,则生成较少的 ,故答案为BD;以黄铁矿制硫酸的造气阶段会产生含氧化铁等的废渣,黄铁矿杂质含量高(如砷、硒等),需经过复杂的净化和脱硫流程才能获得合格的SO2气体,这导致设备投资大、能耗高、操作成本高。用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外,产生的污染物少(或对设备腐蚀小、原料利用率高等)。
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上海中学东校2025学年度第一学期学期素质评估
高一化学
(满分:110分 时间:60分钟)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级、考号。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Al-27 Fe-56
一、化学键
1. 百余种元素的原子或离子,通过各种相互作用力,构成了数量惊人的物质世界。
(1)下列有关化学键及化合物的说法中,正确的是___________。
A. 离子键是正、负离子间的吸引作用
B. 中既有离子键,又有共价键
C. 只含共价键的物质不一定是共价化合物
D. 离子化合物的化学式代表其分子组成
(2)下列性质中,可以证明某化合物中存在离子键的是___________。
A. 可溶于水 B. 有较高的熔点
C. 水溶液能导电 D. 熔融状态能导电
(3)下列变化中,不需要破坏化学键的是___________。
A. 氯化氢溶于水 B. 碘单质升华
C. 次氯酸见光分解 D. 硫酸铜溶于水
(4)在下列物质中:①HCl ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦NaOH ⑧Ar ⑨。其中既存在极性键又存在非极性键的是___________(填序号,下同);既存在离子键又存在极性键的是___________;已知不是平面型分子,则以上物质中属于非电解质的非极性分子的结构式为___________。最接近分子真实形状的表达是___________。
A.空间填充模型 B.球棍模型 C.电子式 D.结构式
(5)LiH可与水反应生成,该反应的氧化剂是___________,每生成转移___________mol电子。LiH中正离子半径___________负离子半径(填“>”“<”或“=”),其原因是___________。
(6)有一种型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是___________。
A. 假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
B. 假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子
C. 假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
D. 假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
(7)下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据:其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能大小的顺序是,该规律性是___________。
O—O键
键长/()
149
128
121
112
键能/()
x
y
A. 成键时,电子数越多,键能越大 B. 键长越短,键能越大
C. 成键所用的电子数越少,键能越小 D. 成键时电子对越偏移,键能越大
(8)催化分解产生羟基自由基(·OH),其结构中存在单电子,非常不稳定,它的电子式为___________,该物质具有___________(填“强氧化性”或“强还原性”)。在活性炭的存在下,·OH可将水体中的转化为一种无污染的常见单质气体,请写出该过程的化学方程式___________。
二、化学计量基础
2. 物质的量是联系宏观物质和微观粒子计量的桥梁,也是定量研究化学的基础。
(1)中含有b个则阿伏加德罗常数为___________。(用含有a、b的代数式表示)
(2)对于同温同压下等质量的NO和,下列叙述正确的是___________。
A. 分子数之比为1:1 B. 体积之比为15:23
C. 所含原子数之比为46:45 D. 密度之比为15:23
(3)某物质A在一定条件下加热完全分解,产物都是气体。其加热分解的化学方程式为4A=2B+3C+D,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,则A的相对分子质量为___________。
A. 7d B. 6d C. 5d D. 4d
(4)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是___________。
A. 中含有的中子数为
B. 常温常压下,与足量的水充分反应生成的个数为
C. 标准状况下,2.24 L乙醇()所含的原子数为
D. 含的饱和溶液在沸水中完全反应生成胶体的胶粒数小于
(5)将标准状况下的溶于1000 水中,得到氨水的密度为,则该氨水的物质的量浓度为___________。
A. B.
C. D.
(6)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是___________。
A. 若M(甲)<M(乙),则分子数:甲<乙
B. 若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
C. 若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D. 若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙
三、碳酸钙
3. 碳酸钙是重要的建筑材料和造纸、塑料、橡胶等行业的填充剂。此外,碳酸钙也作为补钙剂应用于医药和食品领域。
(1)下列三种药物常用于治疗胃酸过多,相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为___________。
碳酸钙片
每片含250 mg
碳酸钙
碳酸氢钠片
每片含250 mg
碳酸氢钠
胃舒平
每片含250 mg
氢氧化铝
①
②
③
A. ①=②=③ B. ①>②>③ C. ②>①>③ D. ③>①>②
某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制稀盐酸和溶液;
②向一粒研碎后的药片0.1 g中加入20.0 mL蒸馏水;
③再加入稀盐酸;
④用溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积13.0 mL;
请回答下列问题:
(2)欲用如下图标签所示的浓盐酸和蒸馏水配制稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为___________mL。
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:
HCl质量分数:36.5%
(3)下图所示是配制溶液过程中的四个步骤,图示四个步骤正确的先后顺序应是___________。
(4)操作①所使用的玻璃仪器的名称是___________。
(5)步骤①过程中若俯视刻度线,则可能导致得到的溶液浓度___________(填序号,下同);步骤③过程中未洗涤,则可能导致得到的溶液浓度___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(6)操作①④的过程中,下列物理量始终不变的是___________。
A. 溶质的物质的量 B. 溶液的浓度
C. 溶液的质量 D. 溶液的密度
(7)这种药片中碳酸钙的质量分数___________。
(8)有一在空气中暴露过久的生石灰,经分析其中含氢氧化钙为a%,含碳酸钙b%,现取一定量的该固体,加入到的盐酸中,为了反应掉过量的酸,需继续往反应后的溶液中加m克的原样品,由此可知蒸发中和后的溶液可得固体质量为___________。
A. 5.55g B. 7.55g C. 11.1g D. 无法计算
四、烟气脱硫
4. 工业排放的某些烟气中含有二氧化硫等大气污染物,对其进行脱硫治理不仅可以防止有害物质排放,还可以生产其他有用的产品。
(1)分子的空间结构和分子的极性分别为___________。
A. 直线形,非极性 B. 直线形,极性
C. 角形,非极性 D. 角形,极性
(2)下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中含量的是___________。
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气
④将含的尾气向高空排放
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④
(3)大气中溶于水,被氧化后形成硫酸型酸雨,该过程的总化学方程式为___________。
常用的烟气脱硫法有石灰-石膏法、碱法和双碱法等。
①“石灰-石膏法”的吸收反应为,吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化。
②“碱法”的吸收反应为。
③“双碱法”的具体流程如下:
(4)提高脱硫率的不可行措施有___________。
A.加快通入尾气的速率 B.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触 C.提高碱液pH
(5)和“碱法”相比,“石灰-石膏法”的优点是___________,缺点是___________。(任写一条)
(6)“双碱法”脱除的过程中,可以循环利用的物质___________(填化学式)。过程II中,可氧化___________。
(7)pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响,当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
B. 石灰石浆液,烟气脱硫效果降低的原因是石灰石的溶解度增大
C. 反应时需鼓入足量的空气以保证被充分氧化生成
D. 将脱硫后的气体通入溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
某同学用下图所示装置测定空气中的含量。
(8)写出该反应的离子方程式,并用单线桥法表示电子转移的方向和数目___________。
(9)当注入标准状况下V mL空气时,酸性溶液的紫红色恰好褪去,则该空气中二氧化硫的体积分数为___________。
五、硫酸
5. 硫酸是一种重要的工业原料,广泛用于化肥、电池、冶金等领域。
(1)运输浓硫酸的罐车上,应粘贴的危险化学品标志是___________。
A.腐蚀类物质
B.易燃固体
C.毒性物质
D.易燃液体
(2)下列事实中,体现浓硫酸脱水性的是___________。
A. 与蔗糖混合固体变黑 B. 在空气中敞口久置质量增大
C. 加热条件下与木炭发生反应 D. 与固体微热产生
硫酸工业在国民经济中占有重要地位。工业制硫酸主要的生产流程如图:
(3)中硫元素显___________价。“造气”阶段,黄铁矿进入沸腾炉中需要粉碎的原因是___________。“净化干燥”时,除去原料气中有毒物质的原因是___________。
(4)在硫酸工业生产中,转化器中使用热交换器的作用是___________。
①将转化为的反应热及时导出
②预热进入转化器的原料气
③调节转化器内的温度保持在催化剂的最佳活性温度范围内
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
(5)在硫酸工业生产中,的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是___________。
A. 从①处通入的气体中含大量整个吸收操作采取逆流的形式
B. 从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C. 从③处导出的气体可直接排入大气
D. 从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸
(6)煅烧10吨纯度90%的黄铁矿(设杂质不参加反应),若转化率为95%,最后可以制得98%的硫酸___________吨。(写出计算过程)
(7)也可使用硫黄为原料制备硫酸:硫液化后与空气中的氧气反应生成。若进料温度超过硫的沸点,部分燃烧的硫以蒸气的形式随进入到下一阶段,可能会导致___________。
A.硫的消耗量减少 B.产率下降 C.生成较多 D.堵塞管道
目前,我国以黄铁矿制硫酸的比例不断下降,用硫黄或冶炼烟气作原料的优势除成本较低外,还有___________等。(任写一条)
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