内容正文:
友好学校第八十届期末联考
高三化学
本试卷共19题,共100分,共8页。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,将条形码贴在贴条形码区内。
2.回答选择题时,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。
3.回答非选择题时,用黑色碳素笔将答案写在答题卡对应的答题区域,超出答题区域书写的答案无效,写在本试题卷上无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱、不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 高速铁路、量子计算机、移动支付、共享单车被称为中国新“四大发明”,下列说法正确的是
A
B
C
D
A. 高铁列车的受电弓和接触导线之间涂抹石墨主要是利用了石墨的润滑性和导电性
B. 量子计算机计算精度高、能力强,其芯片主要材质是
C. 手机保护壳通常是纳米硅胶材料,优点是防滑抗震性好,硅胶还常用作食品抗氧化剂
D. 共享单车用到的聚四氟乙烯材料含有键和键,能使溴水褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨是能导电的非金属单质,具有润滑性的优良性能,所以高铁列车的受电弓和接触导线之间涂抹石墨主要是利用了石墨的润滑性和导电性,故A正确;
B.芯片主要材质是单晶硅,不是二氧化硅,故B错误;
C.硅胶的主要成分二氧化硅没有还原性,不能用作食品抗氧化剂,故C错误;
D.聚四氟乙烯中不含有碳碳双键,不可能含有π键,也不能与溴水发生加成反应使溴水褪色,故D错误;
故选A。
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 的名称:3-甲基戊烷
B. 的VSEPR模型:
C. 中C原子杂化轨道的电子云轮廓图:
D. 形成过程:
【答案】B
【解析】
【详解】A.主链上有5个碳原子,3号位有1个甲基,名称为3-甲基戊烷,故A正确;
B.SO2的中心原子S原子的价层电子对数为2+,含有1对孤电子对,其VSEPR模型为,故B错误;
C.中C原子为sp3杂化,杂化轨道的电子云轮廓图:,故C正确;
D.为离子化合物,用电子式表示形成过程为:,故D正确;
答案选B。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 加入铝粉能放出H2的溶液中:NH、Na+、CO、Cl-
B. 在透明的溶液中:H+、Al3+、MnO、SO
C. 含有Fe3+的溶液中:Cu2+、Cl-、I-、NO
D. 在酸性溶液中:Fe2+、K+、ClO-、SO
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入Al能放出H2的溶液中可能为碱性也可能酸性,若为碱性则NH不能共存,若为酸性则碳酸根不能共存, A错误;
B.在透明的溶液中:H+、Al3+、MnO、SO互不反应,能大量共存,B正确;
C.含有Fe3+的溶液中:Fe3+、I-发生氧化还原反应,不能大量共存 ,C错误;
D.酸性条件下ClO-具有氧化性,会将Fe2+氧化为Fe3+,D错误;
答案选B。
4. 下列物质分类的正确组合是
混合物
化合物
单质
盐
A
稀盐酸
NaOH溶液
石墨
NaCl
B
水玻璃
KNO3晶体
O2
纯碱(Na2CO3)
C
空气
澄清石灰水
铁
CaCO3
D
CuSO4·5H2O
CaCl2
水银
CaO
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液属于混合物而非化合物,A错误;
B.水玻璃是硅酸钠溶液为混合物,晶体为化合物,为单质,纯碱是,为盐,B正确;
C.澄清石灰水是混合物而非化合物,C错误;
D.是纯净物而非混合物,是氧化物而非盐,D错误;
故选B。
5. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列实验或事实对应的离子方程式正确的是
A. 食醋除水垢中的
B. 钠投入水中:
C. 通入冷的溶液:
D. 将等物质的量浓度的溶液和溶液按体积比混合:
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸为弱电解质,书写离子方程式时不能拆成离子形式,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,A错误;
B.钠与水反应的正确离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B错误;
C.通入冷的溶液生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为,C正确;
D.等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液按体积比1:2混合的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,D错误;
答案选C。
6. 设表示阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是
A. 通入足量溶液中,得到的数目为
B. 室温下,的溶液中,水电离的数目为
C. 金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为
D. 锌加入浓硫酸中,锌完全溶解,硫酸得到的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.通入足量溶液中,发生反应:,得到的数目为,但生成的I2又会和I-反应生成,最终得到的数目小于,A错误;
B.的溶液中,OH-全部是由水电离产生,水电离产生的H+和OH-数目相等,则水电离的数目为,B错误;
C.金刚石中每个C原子形成4个碳碳单键,但每个碳碳单键被2个C原子共用,因此1mol C原子对应2mol碳碳单键;石墨中每个C原子形成3个碳碳单键,每个碳碳单键被2个C原子共用,因此1mol C原子对应1.5 mol碳碳单键,金刚石与石墨的混合物中碳原子的物质的量为0.1 mol,则混合物中含有碳碳单键的数目为之间,不可能为 ,C错误;
D.锌的物质的量为,Zn与浓硫酸反应生成ZnSO4,锌完全溶解,Zn失去0.2mol电子,则硫酸得到的电子数为,D正确;
故选D。
7. 在酸性溶液中过氧化氢能与重铬酸盐生成蓝色的,其分子结构为。不稳定,在水溶液中进一步与反应,蓝色迅速消失,此反应可用于检出。其中涉及的两个反应方程式:①(未配平,下同);②(仅作还原剂)。下列说法不正确的是
A. 中Cr的化合价为
B. 反应①中作氧化剂
C. 反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:7
D. 反应②若生成标准状况下的气体11.2L,则反应转移的电子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据CrO5的结构可知,CrO5中的氧原子有四个是-1价,一个是-2价,所以Cr的化合价为+6价,故A正确;
B.在反应①中所有元素的化合价都没有变化,属于非氧化还原反应,故B错误;
C.反应②中仅作还原剂,则CrO5是氧化剂,其中的+6价铬和-1价O的化合价都降低,则一个CrO5得7个电子,一个H2O2失去2个电子,所以反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:7,故C正确;
D.反应②中氧气来自H2O2,生成1molO2,转移2mol电子,则生成标况下11.2LO2即0.5molO2,转移的电子数为NA,故D正确;
故答案为:B。
8. 下图所示的有机物是合成青蒿素的原料之一。下列有关该有机物的说法错误的是
A. 分子式为C6H12O4
B. 既能发生取代反应,又能发生加成反应
C. 可使酸性KMnO4溶液褪色
D. 标况下,1mol该有机物与足量金属钠反应放出33.6L氢气
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构可知分子式为C6H12O4,故A正确;
B.含羟基、羧基可发生取代反应,不能发生加成反应,故B错误;
C.含羟基,可使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;
D.羧基、羟基均与Na反应生成氢气,则1mol该有机物与足量金属钠反应放出1.5mol氢气,标况下体积为33.6L,故D正确;
答案选B。
9. 某同学采用工业大理石(含有少量、、等杂质)制取,设计了如下流程:
下列说法不正确的是
A. 固体Ⅰ中含有,固体Ⅱ中含有、
B. 加入石灰水时,要控制,防止固体Ⅱ中,转化为
C. 试剂选用盐酸,从溶液Ⅲ得到产品的过程中,应控制条件防止其分解
D. 若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净的
【答案】D
【解析】
【分析】向工业大理石(含有少量、、等杂质)中加足量的盐酸,得到二氧化硅沉淀和氯化钙、氯化铝、氯化铁混合溶液,所以固体Ⅰ中含有SiO2,滤液中加石灰水,控制pH,可以得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,即为固体II,过滤,得滤液,再加入盐酸中和过量的氢氧化钙,得氯化钙溶液,CaCl2·6H2O易分解,所以从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止其分解。
【详解】A.由分析可知,固体Ⅰ中含有,固体Ⅱ中含有、,A项正确;
B.具有两性,可以和氢氧化钙反应生成,故加入石灰水时,要控制,防止固体Ⅲ中,转化为,B项正确;
C.由分析可知,试剂a为盐酸,CaCl2·6H2O易分解,所以从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止其分解,C项正确;
D.若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液中含有氯化铵,引入杂质,D项错误;
答案选D。
10. 一种涂料防沉淀剂的分子结构如图所示,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期非金属主族元素,其中Z原子的价层电子排布式为,W与Y同族。下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Z>Y>X B. 简单氢化物的稳定性:W>Y
C. 电负性:Z>Y>W D. 键角:
【答案】C
【解析】
【分析】Z原子的价层电子排布式为,n=2,Z为N,从价键角度看,Y、W有四个价键,且同主族,为C、Si,X只有一个价键,原子序数递增,X为H,综上元素X、Y、Z、W分别是H、C、N、。
【详解】A.电子层数越多半径越大,层数相同,核电荷越多半径越小,原子半径:Si>C>N>H,A错误;
B.同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,元素的非金属越强,其简单氢化物越稳定,简单氢化物的稳定性:,B错误;
C.元素的非金属性越强,其电负性越大,电负性;N>C>Si,C正确;
D.氨气和甲烷的价电子互斥模型都是四面体,氨气中的N有一对孤对电子,孤对电子对对成键电子对的排斥力大于成键对成键电子对,故氨的键角减小,键角:,D错误;
答案选C。
11. 实验室制取少量并研究其性质,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.制取
B.除去杂质HCl
C.测量氯水pH
D.吸收尾气的
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.和浓盐酸反应制氯气时需加热,A错误;
B.氯气溶于水也会生成,和反应,导致氯气损失,B错误;
C.氯气溶于水会生成具有漂白性的,可将pH试纸漂白,C错误;
D.氯气溶于水生成和,都可以和反应,所以可用溶液吸收氯气,D正确;
故选D。
12. 我国科学家设计了如图所示的光电催化体系,可以实现烟气脱SO2。下列说法正确的是
A. N极为直流电源的正极
B. 阳极的电极反应:
C. 理论上每生成1.5molH2O2,可以实现烟气脱SO2的体积为33.6L
D. 电解过程中,阳极室中OH-的物质的量不断减少
【答案】D
【解析】
【分析】左侧电极为SO2转化为硫酸根的过程,为阳极,其电极反应式为,右侧为阴极,其电极反应式为,据此回答。
【详解】A.由分析可知右侧为阴极,连接电源的负极,故N极为直流电源的负极,A错误;
B.阳极的电极反应为,B错误;
C.未给定气体所处的温度和压强,气体体积无法计算,C错误;
D.左侧电极为SO2转化为硫酸根的过程,为阳极,其电极反应式为,故电解过程中,阳极室中OH-的物质的量不断减少,D正确;
故选D。
13. 由下列事实或现象能得出相应结论是
事实或现象
结论
A
向某有机物中加入溶液和5~6滴溶液,加热,产生砖红色沉淀
该有机物为醛类物质
B
向紫色石蕊试液中加入新制氯水,溶液先变红后褪色
新制氯水呈酸性,氯气具有漂白性
C
25℃时,用pH计测定碳酸氢铵溶液的pH为7.8
的与的数值大小:
D
将锌和硫酸锌溶液与铜和硫酸铜溶液组成原电池,连接后产生电流
金属性锌强于铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向有机物样品中加入过量NaOH后,再加入新制氢氧化铜,加热后产生砖红色沉淀,该有机物含有醛基,可能为醛类,也可能为甲酸或甲酸酯,故A项错误;
B.向紫色石蕊试液中加入新制氯水,新制氯水中含有HCl,呈酸性,则溶液先变红,氯气还含有次氯酸,次氯酸具有漂白性使溶液褪色,故B项错误;
C.25℃时,用pH计测定0.1mol⋅L−1碳酸氢铵溶液的pH为7.8显碱性,说明碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子,水解平衡常数越大,电离平衡常数越小,则NH3⋅H2O的Kb与H2CO3的Ka1数值大小:Kb﹥Ka1,故C项错误;
D.将锌和硫酸锌溶液与铜和硫酸铜溶液组成原电池,活泼金属作负极,即锌作负极,铜作正极,连接后产生电流,证明金属性锌强于铜,故D项正确;
故答案选D。
14. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到吸附态更稳定
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A错误;
B.平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B错误;
C.由图可知,丙烷被催化剂a吸附后能量更低,则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定, C正确;
D.活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H,D错误;
故选C。
15. 室温下,向溶液和溶液中分别滴入溶液至恰好完全反应,溶液的pM[或]与滴入的溶液的体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 室温下,
B. a、c、d点对应溶液中,最大的是c点
C. 若用溶液滴定,则a点向b点移动
D. 室温下,反应的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据离子反应和可知,滴入相同体积的溶液,消耗的的物质的量更多,则剩余的的物质的量更少,因为和的物质的量浓度相同,故剩余的的pM值更大,故a点所在曲线代表与滴入的溶液的体积的关系,a点对应溶液中,室温下,,A错误;
B.滴入溶液,溶液恰好完全反应,根据图像曲线可知,d点所在曲线代表与滴入的溶液的体积的关系,d点对应溶液中,则溶液中,室温下,。a点对应溶液中的,d点对应溶液中的,c点对应溶液中还剩余一半,c点对应溶液中的大于d点对应溶液中的,c、d两点温度相同(均为室温下),相同,则c点对应溶液中的小于d点对应溶液中的,故a、c、d点对应溶液中,最大的是d点,B错误;
C.a点所在曲线代表与滴入的溶液的体积的关系,若用溶液滴定溶液,当滴入的时,和恰好完全反应,由于温度不变,则不变,此时溶液中,则图中a点向b点移动,C正确;
D.室温下,反应的平衡常数,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 1,3-二溴丙酮()为淡黄色固体,是一种重要的医药和有机合成中间体,有着广泛的应用,卤素交换法是常用的合成方法。其实验步骤如下:
Ⅰ.依次向干燥的三颈烧瓶中加入磁子,2.0g的1,3-二氯丙酮(M=127g·mol-1),4.8g溴化锂(M=87g·mol-1)和16.0mL二氯甲烷和丙酮的混合溶剂(体积比为10:1)。安装冷凝回流装置,将反应液置于40℃水浴中,搅拌下反应1.5h,冷却至室温。
Ⅱ.边搅拌边向反应液中缓慢加入蒸馏水(10.0mL),再搅拌1min。分出有机层,水相再用二氯甲烷(10.0mL)萃取两次,合并有机相,加入无水Na2SO4,过滤。滤液在旋转蒸发仪上浓缩得粗品,为淡黄色液体。
Ⅲ.向上步所得粗品中加入10.0mL石油醚,随后置于冰水浴中搅拌5min。减压抽滤,晾干后得到1,3-二溴丙酮(M=216g·mol-1)2.7g。
已知:溴化锂和氯化锂在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中的溶解度如下表。
物质
溴化锂
氯化锂
在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂(体积比为10:1)中的溶解度(35℃)
11.75g/kg
0.30 g/kg
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中选用三颈烧瓶最适宜规格为_______(填标号)。
a.25mL b.100mL c.250mL
(2)仪器c的名称为_______,反应时冷凝水应从_______口流入(选“a”或“b”)。
(3)生成1,3-二溴丙酮的化学方程式为_______。
(4)本实验选用二氯甲烷和丙酮的混合物作溶剂能提高产率的原因是_______。
(5)步骤Ⅱ中,萃取后,分液的具体操作为_______,加入无水Na2SO4的目的是_______。
(6)步骤Ⅲ中加入10.0mL石油醚并置于冰水浴中,观察到的现象是_______。
(7)本实验中1,3-二溴丙酮产率是_______(保留2位有效数字)。
【答案】(1)b (2) ①. 球形冷凝管 ②. a
(3) (4)在该溶剂中氯化锂的溶解度小,使之析出,从而促进生成1,3-二溴丙酮的反应方向进行
(5) ①. 先打开分液漏斗玻璃塞,再打开下方活塞,将下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 ②. 干燥有机相
(6)有大量淡黄色固体析出
(7)79%
【解析】
【分析】1,3-二氯丙酮和溴化锂在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中水浴40℃反应生成1,3-二溴丙酮和氯化锂;然后分离提纯1,3-二溴丙酮。
【小问1详解】
根据实验步骤,步骤Ⅰ中加入2.0g的1,3-二氯丙酮, 4.8g溴化锂,以及16.0mL的二氯甲烷和丙酮的混合溶剂;三颈烧瓶盛装液体的量既不能超过其容积的,也不能低于,选择100mL的三颈烧瓶最为适宜;故答案为:b;
【小问2详解】
仪器c是球形冷凝管,冷凝水应从下端流入,上端流出,以确保冷凝效果;故答案为:球形冷凝管;a;
【小问3详解】
1,3-二氯丙酮与溴化锂反应生成1,3-二溴丙酮和氯化锂,生成1,3-二溴丙酮的化学方程式为;故答案为:;
【小问4详解】
对比表中溶解度信息,在该溶剂中氯化锂的溶解度小,使之析出,使反应正向移动,从而促进1,3-二溴丙酮的生成;故答案为:在该溶剂中氯化锂的溶解度小,使之析出,从而促进生成1,3-二溴丙酮的反应方向进行;
【小问5详解】
萃取后,分液的具体操作是:将分液漏斗中的混合物静置,待分层后,先打开分液漏斗玻璃塞,再打开下方活塞,将下层液体从下层放出,上层液体从上口倒出。加入无水硫酸钠的目的是:干燥有机相,去除其中的水分。故答案为:先打开分液漏斗玻璃塞,再打开下方活塞,将下层液体从下层放出,上层液体从上口倒出;干燥有机相;
【小问6详解】
加入10.0mL石油醚再次萃取1,3-二溴丙酮,放入冰水浴中温度降低,从而降低了1,3-二溴丙酮的溶解度,进而使大量的1,3-二溴丙酮析出,所以看到有大量淡黄色固体析出;故答案为:有大量淡黄色固体析出;
【小问7详解】
,,,所以溴化锂过量,所以,;故答案为:79%。
17. 锂离子电池在生产、生活中应用广泛。从废锂电池材料(主要含难溶于水的,还含少量和等)中提取和,其流程如图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)“粉碎过筛”的目的是_____;“滤渣”的主要成分是_____(填化学式)。
(2)“酸浸”中双氧水的主要作用是_____(用离子方程式表示)。
(3)“沉钴”中,常温下,相同体积滤液、相同浓度氨水,沉钴率与氨水体积关系如图所示。解释时沉钴率降低的原因:_____。
(4)“沉锂”中主要反应的离子方程式为_____。
(5)2024年4月25日,我国成功发射神舟十八号载人飞船,该飞船首次采用“锂离子电池”作电源,锂离子电池放电时的工作原理如图所示。a极的电极反应为_____。
(6)晶胞如图所示。已知:晶胞棱长为,设为阿伏加德罗常数的值。
①若离子坐标为,则离子坐标为_____。
②该晶体的密度为_____(只列计算式)。
【答案】(1) ①. 增大固体接触面,增大反应速率及浸取率 ②.
(2)
(3)当时,发生反应,随着氨水体积的增大,生成的量减少
(4)
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】废锂电池材料“碱溶”时,Al和NaOH溶液反应生成和H2,过滤除去,得含LiCoO2、Fe固体;“酸溶”时加入稀硫酸和过氧化氢,LiCoO2、Fe被溶解得到含Li+、Co2+、Fe3+溶液,加入氢氧化钠、空气使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤除去Fe3+,滤液加入氨水“沉钴”并过滤得Co(OH)2固体和含Li+溶液;加入碳酸钠“沉锂”并过滤得Li2CO3,煅烧得到Li2O,Li2CO3和Co(OH)2、空气高温转化为LiCoO2;
【小问1详解】
“粉碎过筛”的目的是增大固体接触面,增大反应速率及浸取率;由分析,“滤渣”的主要成分是;
【小问2详解】
废锂电池材料主要含难溶于水的,酸浸中加入稀硫酸和过氧化氢,LiCoO2被溶解得到含Li+、Co2+的溶液,则三价钴被过氧化氢还原为二价钴,过氧化氢中氧被氧化为氧气,结合电子守恒,反应为:;
【小问3详解】
已知:,当时,发生反应,随着氨水体积的增大,Co2+被转化为,生成的量减少,沉钴率降低;
【小问4详解】
“沉锂”中主要反应为锂离子和碳酸根离子生成碳酸锂沉淀,离子方程式为:;
【小问5详解】
由图,a极的得到电子被还原为,则电极反应为:;
【小问6详解】
①若离子坐标为,则离子在xyz轴上投影坐标分别为、、,故坐标为。
②由图,该晶胞中含有8个锂离子,结合化学式,该晶体的密度为。
18. 氢能是理想清洁能源,其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
【制氢】
甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)________。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________(填字母序号)。
a.
b.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
c.容器内混合气体的密度不再变化
d.单位时间内,断裂键的同时生成键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成时,体系中的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是________,理由是________。
②温度为250℃、压强为时,该反应的平衡常数________(为用气体的物质的量分数表示的平衡常数,物质的量分数,保留两位有效数字)。
【储氢】
(4)催化储氢:在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①下列有关说法正确的是________(填字母序号)。
a.这种储氢方式便于运输
b.储氢过程中被氧化
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”
d.释氢过程中,每消耗放出的
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内,催化加氢的转化率下降的原因可能是________(写出一条即可)。
【答案】(1)
(2)b (3) ①. ②. 该反应为气体体积增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,的平衡转化率减小 ③. 21
(4) ①. ac ②. 储氢过程放热,80℃∼120℃范围内升温平衡逆向移动;升温催化剂活性降低(一条即可)
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,反应i+反应ii可得反应iiiCH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g),△H3=△H1+△H2=+49.4 kJ•mol-1;
【小问2详解】
a.v正(CH3OH)=2v逆(H2),不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,a不选;
b.反应i是质量不变的反应,反应过程中容器内气体的物质的量增大,当容器内的混合气体的平均相对分子质量不再变化时,说明反应达到平衡,b选;
c.该反应过程中气体总质量和总体积不变,容器内混合气体的密度是定值,当容器内混合气体的密度不再变化时,不能说明反应达到平衡,c不选;
d.单位时间内,断裂3molC-H键的同时生成2molH-H键,都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,d不选;
故选b。
【小问3详解】
①该反应为气体分子数目增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,CH3OH的转化率减小,则图中的压强由大到小的顺序是p3>p2>p1;
②根据已知条件列出“三段式”,假设甲醇和水的起始物质的量为1mol,,
该反应的平衡常数Kx=。
【小问4详解】
①a.这种储氢方式将气体变为液体,便于运输,a正确;
b.储氢过程中氢气被氧化,被还原,b错误;
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”,c正确;
d.不确定是标况,不能确定氢气体积,d错误;
故选ac。
②储氢过程放热,80℃~120℃范围内升温平衡逆向移动;升温可能超过催化剂活性温度,导致催化剂活性降低;温度升高分解,导致浓度降低,催化加氢的转化率下降。
19. 回答下列问题。
(1)中组成元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。中阴离子的空间结构为_______。
(2)①的沸点比的沸点低,原因是_______。
②中与杂化的碳原子数目之比为_______。
③乙二胺可以和等离子形成稳定的环状离子。如,其结构中有两个五元环,试画出其结构_______。与相比,的键角前者_______后者(填“>”、“<”或“=”)。
(3)关于化合物,下列叙述正确的有_______(填字母序号)。
a.分子间可形成氢键 b.分子中既有极性键又有非极性键
c.分子中含有7个键和1个键 d.该分子在水中的溶解度大于
(4)某钴氧化物的晶胞如图所示,该氧化物中钴离子的价电子排布式为_______。
(5)已知硫酸的结构为,中S元素的化合价为,画出的结构式_______。
【答案】(1) ①. H>B>Na ②. 正四面体形
(2) ①. 形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大 ②. 4:1 ③. ④. >
(3)bd (4)
(5)或
【解析】
【小问1详解】
Na是活泼金属,电负性最小,B是非金属,电负性小于H;则电负性从大到小的顺序为:H>B>Na;NaBH4中的阴离子为,中心B原子价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形;
【小问2详解】
①形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大,沸点升高;
②该分子中苯环上6个C、羧基C、酯基C共8个C为sp2杂化;亚甲基和甲基C共2个C为sp3杂化,则sp2与sp3杂化的碳原子数目之比8:2=4:1;
③Cu2+与乙二胺的两个N原子配位,形成两个五元环,结构为:;[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中N原子无孤电子对,而NH3中N原子有1对孤电子对,孤电子对斥力大于成键电子对,则[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中H-N-H键角>NH3中H-N-H键角;
【小问3详解】
a.分子中无O-H、N-H等可形成氢键的基团,分子间不能形成氢键,a错误;
b.分子中C-H、C=O为极性键,C=C为非极性键,b正确;
c.分子中σ键共9个(C-H 4个,C-C 2个,C=C中 1个,两个C=O各1个),π键共3个(C=C中1个、两个C=O中各1个),c错误;
d.该分子含醛基,可与水形成氢键,而CH3CH=CHCH3为烃类,难溶于水,d正确;
答案为bd;
【小问4详解】
由晶胞结构可知,白球代表钴离子,个数为个,黑球代表氧离子,个数为个,则钴氧化物化学式为CoO,钴离子为Co2+,其价电子排布式为3d7;
【小问5详解】
在中,两个S原子均为+6价,因此每个S原子与周围的氧原子形成6个键;为了满足这一条件,结构中必须存在一个过氧键(-O-O-),其中两个O原子的化合价为-1,其余6个O原子的化合价为–2;这样,两个S原子通过过氧键相连,每个S原子还与另外两个双键O原子和单键O原子相连,形成四面体结构;据此画出结构式为:或。
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友好学校第八十届期末联考
高三化学
本试卷共19题,共100分,共8页。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,将条形码贴在贴条形码区内。
2.回答选择题时,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。
3.回答非选择题时,用黑色碳素笔将答案写在答题卡对应的答题区域,超出答题区域书写的答案无效,写在本试题卷上无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱、不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 高速铁路、量子计算机、移动支付、共享单车被称为中国新“四大发明”,下列说法正确的是
A
B
C
D
A. 高铁列车的受电弓和接触导线之间涂抹石墨主要是利用了石墨的润滑性和导电性
B. 量子计算机计算精度高、能力强,其芯片主要材质是
C. 手机保护壳通常是纳米硅胶材料,优点是防滑抗震性好,硅胶还常用作食品抗氧化剂
D. 共享单车用到的聚四氟乙烯材料含有键和键,能使溴水褪色
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 的名称:3-甲基戊烷
B. 的VSEPR模型:
C. 中C原子杂化轨道的电子云轮廓图:
D. 的形成过程:
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 加入铝粉能放出H2的溶液中:NH、Na+、CO、Cl-
B. 在透明的溶液中:H+、Al3+、MnO、SO
C. 含有Fe3+的溶液中:Cu2+、Cl-、I-、NO
D. 在酸性溶液中:Fe2+、K+、ClO-、SO
4. 下列物质分类的正确组合是
混合物
化合物
单质
盐
A
稀盐酸
NaOH溶液
石墨
NaCl
B
水玻璃
KNO3晶体
O2
纯碱(Na2CO3)
C
空气
澄清石灰水
铁
CaCO3
D
CuSO4·5H2O
CaCl2
水银
CaO
A. A B. B C. C D. D
5. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列实验或事实对应的离子方程式正确的是
A. 食醋除水垢中的
B. 钠投入水中:
C. 通入冷的溶液:
D. 将等物质的量浓度的溶液和溶液按体积比混合:
6. 设表示阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是
A. 通入足量溶液中,得到的数目为
B. 室温下,的溶液中,水电离的数目为
C. 金刚石与石墨的混合物中含有碳碳单键的数目为
D. 锌加入浓硫酸中,锌完全溶解,硫酸得到的电子数为
7. 在酸性溶液中过氧化氢能与重铬酸盐生成蓝色的,其分子结构为。不稳定,在水溶液中进一步与反应,蓝色迅速消失,此反应可用于检出。其中涉及的两个反应方程式:①(未配平,下同);②(仅作还原剂)。下列说法不正确的是
A. 中Cr的化合价为
B. 反应①中作氧化剂
C. 反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:7
D. 反应②若生成标准状况下的气体11.2L,则反应转移的电子数为
8. 下图所示的有机物是合成青蒿素的原料之一。下列有关该有机物的说法错误的是
A. 分子式为C6H12O4
B. 既能发生取代反应,又能发生加成反应
C. 可使酸性KMnO4溶液褪色
D. 标况下,1mol该有机物与足量金属钠反应放出33.6L氢气
9. 某同学采用工业大理石(含有少量、、等杂质)制取,设计了如下流程:
下列说法不正确的是
A. 固体Ⅰ中含有,固体Ⅱ中含有、
B. 加入石灰水时,要控制,防止固体Ⅱ中,转化为
C. 试剂选用盐酸,从溶液Ⅲ得到产品的过程中,应控制条件防止其分解
D. 若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净的
10. 一种涂料防沉淀剂的分子结构如图所示,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期非金属主族元素,其中Z原子的价层电子排布式为,W与Y同族。下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Z>Y>X B. 简单氢化物的稳定性:W>Y
C. 电负性:Z>Y>W D. 键角:
11. 实验室制取少量并研究其性质,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.制取
B.除去杂质HCl
C.测量氯水pH
D.吸收尾气
A. A B. B C. C D. D
12. 我国科学家设计了如图所示的光电催化体系,可以实现烟气脱SO2。下列说法正确的是
A. N极为直流电源的正极
B. 阳极的电极反应:
C. 理论上每生成1.5molH2O2,可以实现烟气脱SO2的体积为33.6L
D. 电解过程中,阳极室中OH-的物质的量不断减少
13. 由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象
结论
A
向某有机物中加入溶液和5~6滴溶液,加热,产生砖红色沉淀
该有机物醛类物质
B
向紫色石蕊试液中加入新制氯水,溶液先变红后褪色
新制氯水呈酸性,氯气具有漂白性
C
25℃时,用pH计测定碳酸氢铵溶液的pH为7.8
的与的数值大小:
D
将锌和硫酸锌溶液与铜和硫酸铜溶液组成原电池,连接后产生电流
金属性锌强于铜
A. A B. B C. C D. D
14. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
15. 室温下,向溶液和溶液中分别滴入溶液至恰好完全反应,溶液的pM[或]与滴入的溶液的体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 室温下,
B. a、c、d点对应溶液中,最大的是c点
C 若用溶液滴定,则a点向b点移动
D. 室温下,反应的平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 1,3-二溴丙酮()为淡黄色固体,是一种重要的医药和有机合成中间体,有着广泛的应用,卤素交换法是常用的合成方法。其实验步骤如下:
Ⅰ.依次向干燥的三颈烧瓶中加入磁子,2.0g的1,3-二氯丙酮(M=127g·mol-1),4.8g溴化锂(M=87g·mol-1)和16.0mL二氯甲烷和丙酮的混合溶剂(体积比为10:1)。安装冷凝回流装置,将反应液置于40℃水浴中,搅拌下反应1.5h,冷却至室温。
Ⅱ.边搅拌边向反应液中缓慢加入蒸馏水(10.0mL),再搅拌1min。分出有机层,水相再用二氯甲烷(10.0mL)萃取两次,合并有机相,加入无水Na2SO4,过滤。滤液在旋转蒸发仪上浓缩得粗品,为淡黄色液体。
Ⅲ.向上步所得粗品中加入10.0mL石油醚,随后置于冰水浴中搅拌5min。减压抽滤,晾干后得到1,3-二溴丙酮(M=216g·mol-1)2.7g。
已知:溴化锂和氯化锂在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中的溶解度如下表。
物质
溴化锂
氯化锂
在二氯甲烷和丙酮的混合溶剂(体积比为10:1)中的溶解度(35℃)
11.75g/kg
0.30 g/kg
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中选用三颈烧瓶最适宜规格为_______(填标号)。
a.25mL b.100mL c.250mL
(2)仪器c的名称为_______,反应时冷凝水应从_______口流入(选“a”或“b”)。
(3)生成1,3-二溴丙酮的化学方程式为_______。
(4)本实验选用二氯甲烷和丙酮的混合物作溶剂能提高产率的原因是_______。
(5)步骤Ⅱ中,萃取后,分液的具体操作为_______,加入无水Na2SO4的目的是_______。
(6)步骤Ⅲ中加入10.0mL石油醚并置于冰水浴中,观察到的现象是_______。
(7)本实验中1,3-二溴丙酮产率是_______(保留2位有效数字)。
17. 锂离子电池在生产、生活中应用广泛。从废锂电池材料(主要含难溶于水的,还含少量和等)中提取和,其流程如图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)“粉碎过筛”的目的是_____;“滤渣”的主要成分是_____(填化学式)。
(2)“酸浸”中双氧水的主要作用是_____(用离子方程式表示)。
(3)“沉钴”中,常温下,相同体积滤液、相同浓度氨水,沉钴率与氨水体积关系如图所示。解释时沉钴率降低的原因:_____。
(4)“沉锂”中主要反应的离子方程式为_____。
(5)2024年4月25日,我国成功发射神舟十八号载人飞船,该飞船首次采用“锂离子电池”作电源,锂离子电池放电时的工作原理如图所示。a极的电极反应为_____。
(6)晶胞如图所示。已知:晶胞棱长为,设为阿伏加德罗常数的值。
①若离子坐标为,则离子坐标为_____。
②该晶体的密度为_____(只列计算式)。
18. 氢能是理想清洁能源,其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题:
【制氢】
甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有:
i.
ii.
iii.
(1)________。
(2)恒温恒容的密闭容器中,假设只发生反应i,下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________(填字母序号)。
a.
b.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
c.容器内混合气体的密度不再变化
d.单位时间内,断裂键的同时生成键
(3)实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢,若只考虑反应iii,当合成气组成时,体系中平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①图中的压强由大到小的顺序是________,理由是________。
②温度为250℃、压强为时,该反应的平衡常数________(为用气体的物质的量分数表示的平衡常数,物质的量分数,保留两位有效数字)。
【储氢】
(4)催化储氢:在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①下列有关说法正确的是________(填字母序号)。
a.这种储氢方式便于运输
b.储氢过程中被氧化
c.这种储氢方法有利于实现“碳中和”
d.释氢过程中,每消耗放出的
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内,催化加氢的转化率下降的原因可能是________(写出一条即可)。
19. 回答下列问题。
(1)中组成元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。中阴离子的空间结构为_______。
(2)①的沸点比的沸点低,原因是_______。
②中与杂化的碳原子数目之比为_______。
③乙二胺可以和等离子形成稳定的环状离子。如,其结构中有两个五元环,试画出其结构_______。与相比,的键角前者_______后者(填“>”、“<”或“=”)。
(3)关于化合物,下列叙述正确的有_______(填字母序号)。
a.分子间可形成氢键 b.分子中既有极性键又有非极性键
c.分子中含有7个键和1个键 d.该分子在水中的溶解度大于
(4)某钴氧化物的晶胞如图所示,该氧化物中钴离子的价电子排布式为_______。
(5)已知硫酸的结构为,中S元素的化合价为,画出的结构式_______。
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