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绝密★考试结束前
浙江省Z20⁺名校联盟2025学年第二学期创新班联考
高二化学试题卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Sn-119
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质熔融状态下可以导电且含有共价键的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.为共价晶体,只含共价键故熔融状态下不导电,A错误;
B.是由和Cl-构成的离子化合物,熔融时可电离导电,其有机阳离子内部存在C-H、C-N等共价键,满足共价键条件,B正确;
C.是分子晶体,只含有共价键,熔融态不导电,C错误;
D.是离子化合物,熔融时可电离导电,但仅含离子键不含共价键,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 是手性分子
B. 和之间最强烈的氢键作用:
C. 基态C原子的电子排布式可表示为
D. 分子的空间结构模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是对称的分子结构,则该分子中与羟基相连的碳原子不是手性碳原子,该分子不含手性碳原子,不是手性分子,A错误;
B.由NH3·H2O可以电离出与OH-,可以推知氨分子中N原子与水中H原子之间可形成最强烈的氢键作用:,B错误;
C.基态C原子的电子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的两个电子应分别占据不同的轨道,且自旋方向相同。可以表示为:,C正确;
D.O3分子中心氧原子通过sp2杂化形成两个σ键,与两侧氧原子共同构建三中心四电子离域π键,空间结构为V形:,D错误;
故答案选C。
3. 下列类比或推论正确的是
A. 乙醛有较强还原性,能使酸性溶液褪色,也能使溴水褪色
B. 溶液蒸干灼烧得到,则溶液蒸干灼烧得到
C. 冰中一个分子周围有4个紧邻的分子,晶体中也类似
D. 高温分解不产生氨气,则高温分解也不产生氨气
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醛具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;同时,醛基也能与溴水发生氧化反应,使溴水褪色,A符合题意;
B.溶液蒸干时,水解:,挥发,灼烧时分解为;溶液蒸干时,水解:,挥发,易被空气中的氧气氧化为,灼烧时分解为,B不符合题意;
C.冰中分子间存在氢键,一个分子周围有4个紧邻的分子,而分子间无氢键,晶体结构不同,C不符合题意;
D.高温分解发生自身氧化还原反应,生成和,不产生氨气;高温分解时,铬酸根氧化性较弱,可能先释放氨气(如分解为和),最终产物可能含氨气,不类似,D不符合题意;
故选A。
4. 下列关于物质的结构或性质及解释错误的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
分子极性:
F的电负性大于H
B
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大,阳离子与阴离子半径比越大,配位数越大
C
的酸性大于
O的电负性比S大,使羧基中键极性更大,更易电离出
D
P原子间难形成三键而N原子间可以
P的原子半径大于N,难形成键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.电负性:F>H ,但O和F的电负性差值小于O和H的电负性差值,故分子的极性:, A错误;
B.离子晶体的配位数与阴阳离子半径比有关,比的半径大,阳离子与阴离子半径比更大,配位数更大,B正确;
C.O的电负性比S大,吸电子能力更强,使羧基中O-H键的极性更大,更易电离出,酸性更强,C正确;
D.P原子间难形成三键而N原子间可以,是因为N原子半径小,键容易形成;P原子半径大,轨道重叠程度小,难以形成稳定的键,所以P原子间难形成三键,D正确;
故选A。
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中通入氨气,溶液呈中性时,的数目大于
B. 72g中含有的键数目为
C. 浓硫酸与足量铁加热反应,产生气体的分子数小于
D. 标准状况下,11.2L含有的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.在100 mL 1 mol/L (NH4)2SO4溶液中通入氨气至中性时c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知c()+c(H+)=c(OH-)+2c(),c()=2c()=2mol/L,n()=0.1L×2mol/L=0.2mol,数目为,A错误;
B.72g的物质的量为=0.1mol,每个 分子中,碳原子形成12个五边形和20个六边形。根据碳的成键规律,每个碳原子形成3个σ键,总σ键数为:,总σ键数目为0.1×90×NA=9NA,B正确;
C.50 mL 18 mol/L浓硫酸含H2SO4的物质的量为0.05L×18mol/L=0.9 mol,与足量铁加热反应生成SO2,反应方程式为:2Fe + 6H2SO4Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O中,反应过程中浓硫酸变稀,铁和稀硫酸反应生成氢气,反应方程式为:Fe + H2SO4=FeSO4+H2,若只生成SO2,气体物质的量为0.45mol,若只生成H2,气体物质的量为0.9mol,则产生气体的分子数大于,C错误;
D.标准状况下CHCl3为液体,11.2 L CHCl3的物质的量不是0.5mol,D错误;
故选B。
6. 利用下列图示装置进行实验,能达到实验目的的是
A.用于色谱法,可确定有机物的结构
B.验证铁的吸氧腐蚀
C.可在煤焦油中检测出氨
D.检验氯化铵受热分解的产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.色谱法只能将不同组分分离,不能测定有机物结构,A错误;
B.铁的吸氧腐蚀消耗氧气,导致试管内压强下降,红墨水被吸入试管,液面上升,该装置可验证铁的吸氧腐蚀,B正确;
C.煤干馏产生的氨溶于水层形成氨水,煤焦油为有机相,不含游离氨,且氨气在空气中很难被点燃,无法验证氨气的生成,C错误;
D.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,装置中碱石灰用于吸收酸性气体氯化氢,氨气是碱性气体,应使用湿润的红色石蕊试纸检验,而图中使用了蓝色石蕊试纸,且P2O5吸收氨气后,酚酞试纸无法检验氯化氢,D错误;
故选B。
7. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 气体通入足量溶液中:
B. 将溶液长时间煮沸时形成水垢:
C. 甲醛与足量银氨溶液水浴加热:
D. 向溶液中滴加稀:
【答案】A
【解析】
【详解】A.气体通入足量溶液中,被氧化为,被还原为,H+与足量的ClO⁻反应生成弱电解质HClO,离子方程式为,A符合题意;
B.将溶液长时间煮沸时,水解生成更难溶的,离子方程式为,B不符合题意;
C.甲醛与足量银氨溶液水浴加热时,甲醛被氧化为,在碱性条件下以形式存在,离子方程式为,C不符合题意;
D.向溶液中滴加稀时,被氧化为,被还原为等,不会发生歧化反应生成和,正确的是:,D不符合题意;
故选A。
8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将悬浊液分成两等份,分别加入浓氨水和稀硝酸
沉淀均溶解
具有两性
B
分别取2mL甲苯和叔丁基苯(),再分别滴加5滴酸性溶液,振荡
紫红色均消失
苯环影响烷基,使烷基性质变活泼,被酸性溶液氧化
C
用pH试纸分别测定溶液和溶液的pH
溶液的pH较大
结合能力:
D
向碘的溶液中加入等体积的KI浓溶液,振荡
溶液分层,下层变为浅紫色,上层呈棕黄色
碘在KI浓溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氧化铜溶于浓氨水中并不是与OH-与氢氧化铜作用使其溶解,而是NH3与氢氧化铜发生配位反应生成铜氨配离子,不能体现氢氧化铜具有酸性,A错误;
B.苯的同系物中,能使酸性高锰酸钾褪色的需要满足与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子,故叔丁基苯无法使酸性高锰酸钾褪色,B错误;
C.未指明醋酸钠和亚硝酸钠溶液的浓度,醋酸钠溶液的pH较大可能是由于其浓度较大造成,不能比较结合氢离子能力大小,C错误;
D.上层为KI浓溶液,呈现棕黄色,下层为CCl4溶液,呈现浅紫色,说明上层溶液中I2浓度较高,I2在KI浓溶液溶解度比CCl4高,D正确;
故选D。
9. 1,4-丁二醇()在作用下生成丁内酯(),该反应的主要途径如下:
下列说法正确的是
A. 是该反应的催化剂
B. 以上5步反应有机物都被氧化
C. 化合物在作用下可生成
D. 具有相同官能团的C的同分异构体(不考虑立体异构)还有4种
【答案】D
【解析】
【分析】 步骤I:1,4-丁二醇与CrO3发生加成反应,生成中间体B; 步骤II:B脱去CrO3,生成4-羟基丁醛(C); 步骤III:C发生分子内环化,形成环状醇D; 步骤IV:D与CrO3再次加成,生成E; 步骤V:E脱去CrO3,生成γ-丁内酯(F);
【详解】A.CrO3在反应中作为氧化剂参与反应,其铬元素从+6价被还原为+3价(未在图中显示),发生化学变化,不符合催化剂“反应前后不变”的定义,A错误;
B.根据分析可知仅步骤II(伯醇→醛)和步骤V(半缩醛→内酯)涉及氧化;步骤I、III、IV为加成或环化反应,未发生氧化反应,B错误;
C.按如图流程反应可知化合物在作用下生成的为,C错误;
D.C为HOCH2CH2CH2CHO(4-羟基丁醛),分子式C4H8O2,含一个醛基和一个羟基,其余同分异构体包括: CH3CH(OH)CH2CHO(3-羟基丁醛)、CH3CH2CH(OH)CHO(2-羟基丁醛)、 HOCH2CH(CH3)CHO(2-甲基-3-羟基丙醛)、 (CH3)2C(OH)CHO(2-羟基-2-甲基丙醛) 共4种,D正确;
故选D。
10. X、Y、Z、M、Q 5种元素原子序数依次增大,分别位于周期表中前四个不同周期,X、Y同主族,Z、M基态原子核外都有5种能量不同的电子,且都只有一个未成对电子,Q位于周期表第4列,下列说法不正确的是
A. 第二电离能: B. 分子、均为非极性分子
C. 溶于水会产生白色沉淀 D. 金属Y在空气中燃烧生成
【答案】A
【解析】
【分析】Q位于周期表第4列,由此可判断Q为第四周期元素,Q为元素钛();Z、M基态原子核外有5种能量不同的电子,说明核外电子占据5个能级(1s、2s、2p、3s、3p),核外只有一个未成对电子,由此判断Z为元素铝(),M为元素氯();X、Y分别位于元素周期表第一、第二周期,且X、Y同主族,故推断X为元素氢(),Y为元素锂();
【详解】A.M为、Z为、Y为,的第二电离能(约2298 kJ/mol)大于(约1817 kJ/mol),但的第二电离能小于(约7298 kJ/mol),因此Z<Y,A项不正确;
B.为,是由同种元素原子通过非极性键形成的非极性分子;为,分子结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子;B项正确;
C.为,溶于水水解生成白色沉淀(),C项正确;
D.Y为,金属锂在空气中燃烧主要生成,D项正确;
答案选A。
11. 在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A. a线所示物种为固相产物
B. 温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C. 小于温度时热解反应的平衡常数
D. 温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【解析】
【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,则其分解产物为和,其分解的化学方程式为,根据图数据分析可知,a线代表,b线代表,c线代表。由各线的走势可知,该反应为吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。
【详解】A.a线所示物种为,固相产物,A正确;
B.温度时,向容器中通入,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物分压不变,仍为,B正确;
C.根据题给图像,升高温度时物质的量增加,由于反应是在恒容密闭容器中进行,分压 不断增大,在此固气体系中,热解平衡常数 ,随温度升高增大,说明该反应为△H>0的反应。因此,尽管T2温度时,完全分解,但升温至T3过程中,热解平衡常数Kp将不断增大,则在T3时的显然小于 Kp,(Q<K反应未达平衡),由此即可判断出此时,的分压p3小于平衡常数 Kp,C正确;
D.若b线为气相产物,加入后分压增大,逆反应速率瞬时增大,平衡左移。重新平衡时,温度不变,平衡常数不变,气相产物分压不变,逆反应速率不变,D错误;
故选D。
12. 辅助电池捕获利用。电池原理如图所示,多孔碳电极上产物为,作为催化剂,催化过程分2步进行,反应I:,下列说法不正确的是
A. 电池工作时,阳离子移向多孔碳电极
B. 催化反应的反应II:
C. 常用的离子液体是,阳离子以单个形式存在具有良好的溶解性能,则与N原子相连的、被H原子替换后溶解性能更佳
D. 使用多孔碳电极可加快反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】多孔碳电极为正极,CO2被还原为,电极反应为,铝电极为负极,电极反应为Al-3e-=Al3+,生成的Al3+通过阳离子交换膜向正极移动,据此解答。
【详解】A.电池工作时,多孔碳电极为正极,阳离子向正极移动,A正确;
B.根据正极反应式和反应I可得,反应II为,B正确;
C.原阳离子含有的甲基与乙基可以降低离子的极性,提升在离子液体中的溶解性,而被H替换后极性增强,离子间作用力增大,溶解性下降,C错误;
D.多孔碳电极具有高比表面积,可以提供更多活性位点,促进CO2/O2吸附,加快反应速率,D正确;
故选C。
13. 一种由、N、P三种元素组成的物质,其晶胞如图所示,下列说法正确的是
A. 该物质的化学式为 B. 的配位数是4
C. 该物质的还原性比弱 D. 该物质的水溶液显酸性
【答案】A
【解析】
【分析】Ca2+和P3-的电子层数相同,P元素的核电荷数小于Ca,半径:Ca2+<P3-,N3-含有2个电子层,但且核电荷数较小,则半径:Ca2+< N3-<P3-,有晶胞结构可知,Ca2+位于面心,N3-位于体心,P3-位于顶点。
【详解】A.由分析可知,该晶胞中Ca2+的个数为6×=3,N3-的个数为1,P3-的个数为8×=1,则该物质的化学式为,A正确;
B.由分析可知,位于面心的Ca2+与体心的N3-以及相邻晶胞的体心N3-距离最近,故其配位数为2,B错误;
C.在元素周期表中,P位于N的下方,同主族元素从上到下,非金属性减弱,其对应阴离子的还原性增强,因此 的还原性比 强,的还原性比强,C错误;
D.该物质是离子化合物,溶于水后, 不水解,而阴离子 和 会与水发生水解反应,生成 离子,使溶液呈碱性,D错误;
故选A。
14. 、水解机理示意图如下。
(1)
(2)
结合以上机理,下列说法不正确的是
A. 可作为缓释长效消毒剂
B. 推测比难发生水解
C. 由于电负性,分子中N原子的电子云密度大,比易水解
D. 推测的水解产物为和
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据水解机理可知水解后生成具有强氧化性的HClO,因此可作为缓释长效消毒剂,A正确;
B.C原子属于第二周期,没有d轨道,无法接受水中的孤电子对,故比难发生水解,B正确;
C.由于电负性:,且F元素没有+1价,故不能发生上述水解反应,比难水解,C错误;
D.根据水解机理图可知水解是非氧化还原反应,推测的水解产物为和HCl,D正确;
故选C。
15. 常温下,溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系如图中各虚线所示;和在溶液(浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图中实线所示(已知:为金属离子和的浓度,易溶于水)。
下列说法正确的是
A. 直线②表示与的关系
B. ,
C. 化合物不能溶于稀
D. 时溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】所有虚线表示溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系,图中一共三条虚线,说明含组分共有三者,分别是、、,则是一种二元弱酸,随着pH逐渐增加,减小,故第一条下降的粗虚线是,先升后降的则是,最后出现并逐渐增加的虚线则代表,则利用a点求得=,利用b点求得=。实线①②分别是和在溶液的与的关系,已知 ,则,,同理对于,其,可以看出的斜率应该更大,故曲线②表示与pH的关系。基于以上分析来回答本题。
【详解】A. 从后半段分析中可知,,,则斜率更小,应该是曲线①,A错误;
B.曲线①是,点c有,pH=5,即,,H2A浓度保持不变,,利用=,求得,代入,即数量级为10-50;曲线②是,点d有,pH=7,的分布系数约为0.5,即,,,利用=,求得,代入,数量级为10-18,故B正确;
C.化合物在水中存在,由于易溶于水,且、酸性均弱于,随着稀硫酸加入,沉淀溶解平衡正移,化合物溶于稀,C错误;
D.根据分析已知=, =,则===,时则,D错误;
答案选B。
16. 从砷化镓废料(主要成分为,含、等杂质)中回收和的工艺流程如下图所示。
已知:Al与Ga的性质相似,下列说法正确的是
A. 浸出液中只含3种阴离子
B. “调节pH”时,若会导致元素以形式进入滤液I,降低的回收率
C. 系列操作是指加碱溶、过滤、洗涤
D. “电解”时,以惰性材料为阳极,在阴极得电子析出,余液可循环用于酸溶步骤
【答案】D
【解析】
【分析】As与P同族,Ga与Al同族,化学性质相似,将半导体废料使用NaOH/H2O2浸取后,浸出液中含有、、、调节pH 5.0~6.0后过滤,滤渣为Ga(OH)3,H2SiO3,H2SiO3为弱酸,Ga(OH)3为两性氢氧化物,所以系列操作应为酸溶、过滤、洗涤,得含Ga3+的滤液II,最后电解得到Ga;滤液I含,加入沉淀剂CaCl2溶液,得Ca3(AsO4)2沉淀,据此解答。
【详解】A.浸出液中除、、外还含有OH-,A错误;
B.Ga(OH)3为两性氢氧化物,pH<5.0会转化为Ga3+,pH>6.0转化为,B错误;
C.根据分析,系列操作应为酸溶、过滤、洗涤,C错误;
D.电解时,Ga3+在阴极得电子生成Ga,以惰性电极为阳极,阳极生成H+与O2,则电解结束后余液含有大量H+,可循环用于酸溶步骤(系列操作中),D正确;
故选D。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 五金通常指金、银、铜、铁、锡这五种传统金属,它们在古代和现代生活中都有重要用途。
(1)基态原子最外层电子的排布图是_______。
(2)胆矾晶体()的简单平面结构如图1,对胆矾晶体进行热重分析,结果如图2所示,
则胆矾在热分解时,温度从低到高依次失去的水分子的顺序是_______(填①、②、③)。
(3)尿素铁的化学式为,下列说法正确的是_______。
A. 价电子为,d轨道电子半充满稳定,因此在在纯氧中燃烧生成红棕色固体
B. 已知尿素分子()中所有原子同平面,则N、C原子均为杂化
C. 中碳氮键都等长且配位数为6,则尿素铁中配位原子是C
D. 为平面三角形
(4)锡有三种单质,分别是白锡、灰锡、脆锡。其中白锡、灰锡的晶胞如图所示:
若白锡晶胞体积为,灰锡晶胞体积为,则白锡与灰锡的密度比是_______。
(5)银的化合物有如下转化关系,回答下列问题:
①中的键角比键角大的原因是_______。
②步骤Ⅰ的离子方程式_______。
③步骤Ⅱ中反应的离子方程式为:,该反应体现了中的_______性(酸或碱),从结构角度解释_______。
④设计实验验证溶液中含有氮元素_______。
【答案】(1) (2)③②① (3)BD
(4)V2/4V1 (5) ①. NH3中N有孤电子对,对成键电子对的斥力大,键角小 ②. ③. 酸 ④. Ag+强吸电子,使NH3中N-H极性变大,容易电离出H+ ⑤. 取少量溶液于试管中,加入足量NaOH溶液并加热,湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝色,则含有氮元素
【解析】
【小问1详解】
铜(Cu)原子序数为29,基态电子排布为。最外层为第4层,仅含4s轨道上的1个电子,其轨道表示式为:;
【小问2详解】
温度0~102℃时,失去2个结晶水,失去③与通过配位键连接的水分子;温度在102~113℃时,失去2个结晶水,断裂②;温度在113~258℃时,失去1个结晶水,断开①,故顺序为③②①;
【小问3详解】
A.Fe在纯氧中燃烧生成黑色Fe3O4,非红棕色Fe2O3;Fe3+半满稳定与燃烧产物无关,A错误;
B.若所有原子共平面,尿素中C与N为sp2杂化,B正确;
C.中碳氮键都等长且配位数为6,说明配位原子不是N,而C无孤对电子,则配位原子为氧原子,C错误;
D.中N为sp2杂化,无孤对电子,空间构型为平面三角形,D正确;
故选BD;
【小问4详解】
白锡晶胞含Sn原子数=8×+1=2;灰锡晶胞含Sn原子数=8×+6×+4=8,设Sn摩尔质量为,阿伏加德罗常数为 ,白锡密度:,灰锡密度:,则密度比:;
【小问5详解】
中,的孤对电子与形成配位键,原子上孤对电子与成键电子对间的排斥作用消失,使得成键电子对间的排斥相对更强,键角增大;
步骤I离子方程式为:;
NH3表现为酸性,的强吸电子效应使配体中键极性增强,在强碱作用下可以失去质子;
验证氮元素:取少量[Ag(NH3)2]OH溶液于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,将湿润红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝,说明有NH3逸出,证明含氮元素。
18. 利用再生资源乙醇与水蒸气催化重整制氢的研究具有重要的现实意义。以为载体,催化作用下体系中发生的主要反应如下:
i.
ii.
iii.
iv.
(1)反应iii的_______。
(2)在无催化剂作用下,反应iv需在极高温度下才有显著反应,可能原因是_______。
(3)下图1是体系中某些组分体积分数与温度的关系,图2是平衡体系中部分组分物质的量与水醇比的关系(反应条件见图中虚框)。
①根据图1、图2相关信息,下列说法正确的是_______。
A.乙醇重整制氢的适宜温度在450℃-550℃之间
B.水醇比越大,产物中的体积分数越大
C.图1中,温度大于300℃,的体积分数明显减小的原因是温度升高,反应iv平衡正移
D.选择更高效催化剂提高氢气的平衡产率
②图2中,n(C)随水醇比增加急剧减少的原因是_______。
③在500℃,条件下往密闭容器中充入和,反应达到平衡时,乙醇100%转化,则的分压=_______[],反应iii的压强平衡常数_______。
【答案】(1)+42 (2)正反应活化能很大,反应速率很慢
(3) ①. AC ②. 水蒸气与C反应,水蒸气增加,C不断被消耗 ③. 0.041 ④. 0.44
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,(反应ii-反应i)×可得反应iii,ΔH3= (ΔH2 -ΔH1)×= = +42 kJ/mol。
【小问2详解】
在无催化剂的情况下,反应iv的活化能较高,导致在较低温度下反应速率极慢,只有在极高温下才能显著进行。
【小问3详解】
①A.根据图1,450℃-550℃时,H2的体积分数较高,而CO、CO2、CH4等副产物含量较低,这表明该温度范围适合乙醇重整制氢,A正确;
B.根据图2,当增大时,H2的物质的量增加,但H2O的增加会导致总物质的量增加,H2的体积分数不一定增大,B错误;
C.反应iv 是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,消耗,使其体积分数减小,C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡位置,无法提高H2的平衡产率,D错误;
故选AC;
②图2显示,随着增大,n(C)急剧减少,原因是水蒸气与C反应,水蒸气增加,C不断被消耗;
③计算在500℃, 0.1MPa条件下,1mol 和7mol 反应,水醇比为7,根据图2,乙醇完全转化后,各组分的物质的量为: mol, mol, mol, mol,根据碳原子守恒,n(CO)+ =2mol-0.1mol=1.9mol,由H元素守恒可知,平衡时n(H2O)= =4.8mol,由O元素守恒可知n(CO)+ 2+4.8mol=8mol,则n(CO)=0.6mol,n(CO2)=1.3mol,平衡时气体总物质的量为5mol+0.1mol+4.8mol+1.3mol+0.6mol=11.8mol,则的分压= ,反应iii的压强平衡常数=≈0.44。
19. 草酸亚铁晶体难溶于水,是制备锂电池正极材料的重要前驱体。
(1)晶体是一种配位聚合物,草酸根作为双齿侨联配体,形成无限一维线性链,晶体的部分结构如图1所示。
下列说法不正确的是_______。
A. 每个位于O原子围成的八面体的中心
B. 草酸亚铁晶体为共价晶体
C. 相邻一维线性链之间存在氢键、范德华力
D. 草酸亚铁晶体受热易分解
(2)制备流程如图2所示。
①加热溶解的过程中,加入少量的作用是_______。
②的,则其沉淀溶解平衡常数的表达式_______。
(3)草酸亚铁晶体纯度的测定,假设杂质只有,方案如下:
步骤1:准确称取草酸亚铁晶体样品,溶于适量硫酸,配成250mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00mL于锥形瓶中,用的标准溶液滴定至终点,消耗。
步骤3:向上述滴定后的溶液中加入适量锌粉,充分反应后再加入适量稀硫酸,继续用的标准溶液滴定至终点,消耗。
回答下列问题
①下列说法正确的是_______。
A.滴定过程中操作滴定管的图示是
B.配制过程中洗涤液都注入容量瓶后,使溶液混合均匀的操作如图
C.步骤2中,滴定前需在锥形瓶中加入几滴指示剂
D.步骤3中锌粉的作用是还原
②计算该草酸亚铁晶体样品的纯度_______。
③若步骤3滴定过程操作过慢,则测定结果将_______(填“偏高”、“偏低”、“不影响”)。
【答案】(1)B (2) ①. 抑制Fe2+⁺的水解 ②.
(3) ①. D ②. ; ③. 偏高
【解析】
【小问1详解】
A.根据图1,Fe2+与6个O原子配位,其中4个O来自草酸根,2个O来自结晶水,形成一个八面体结构,Fe2+位于八面体中心,O原子位于顶点,A正确;
B.共价晶体指原子间以共价键构成三维无限网络,如金刚石、SiO2,是由Fe2+、和H2O分子通过离子键、配位键及分子间作用力(如氢键)构成的晶体,不是共价晶体,B错误;
C.在晶体中,除了Fe2+与草酸根之间的配位键外,结晶水中的H原子可以与草酸根中的O原子形成氢键,同时链与链之间还存在范德华力,这些作用力维持了晶体的稳定性,C正确;
D.草酸亚铁晶体在加热时会发生分解反应生成FeO、CO、CO2和H2O,D正确;
故选B。
【小问2详解】
①根据题目,溶于水后会解离出Fe2+和,Fe2+在水中会发生水解反应:,加入少量3 mol/L H2SO4溶液增大氢离子浓度,主要作用是:抑制Fe2+⁺的水解;
②是一种难溶电解质,其沉淀溶解平衡可以表示为:,则其沉淀溶解平衡常数的表达式。
【小问3详解】
A.酸式滴定管的使用方法为:左手控制旋塞,大拇指在管前,食指和中指在后,三指轻拿旋塞柄,手指略微弯曲,向内扣住旋塞,避免产生使旋塞拉出的力。向里旋转旋塞使溶液滴出,如图,A错误;
B.配制过程中洗涤液都注入容量瓶后,使溶液混合均匀时不能上下颠倒,正确的操作图示为:,B错误;
C.步骤2中,KMnO4溶液本身具有紫红色,滴定终点时溶液由无色变为浅紫红色,且30秒内不褪色。由于KMnO4可作自身指示剂,无需额外加入指示剂,C错误;
D.步骤2中,KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+,同时将氧化为CO2。步骤3中,加入锌粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+,以便后续用KMnO4滴定Fe2+的总量,D正确;
故选D。
②步骤2中发生反应:、,共消耗,则,步骤3中加入锌粉后,发生反应:,溶液中Fe2+的总量为原样品中的Fe2+,包括FeC2O4和FeSO4中的Fe2+,该步骤中消耗,则,=( -)×=n(FeC2O4),由于取样为25.00mL,原250mL溶液中:n(FeC2O4)= ( -)××10= ( -)×25,样品纯度为:=;
③步骤3的目的是测定样品中铁元素的总物质的量。如果滴定过程过慢,溶液中的 会与空气中的氧气发生反应而被氧化,会导致实际参与KMnO4反应的Fe2+的量减少,从而使滴定消耗的KMnO4 体积V2 偏小,根据可知最终计算出的样品纯度偏高。
20. 冠醚是有机合成中重要的相转移催化剂。12-冠-4是其中一种,其键线式为 ,12-冠-4可以通过以下流程制取:
回答下列问题:
(1)12-冠-4的分子式为_______。
(2)反应③的反应类型是_______,C分子中含有的官能团名称_______。
(3)在铜催化下乙二醇发生氧化反应的方程式_______。
(4)乙二醇与甲胺在一定条件按1:1反应,产生和一种有机物,有机物的结构简式_______。
(5)下列有关说法正确的是_______。
A. 12-冠-4分子中所有C、O原子同平面
B. 乙烯分子中存在键
C. 乙二醇的沸点比乙醇高,主要原因是乙二醇相对分子质量大
D. A能与生成一种能降解的聚合物
(6)为了实现高选择性,反应④还需加入模板剂,能提高选择性的原因是_______。
(7)碱性溶液中的乙二醇在通电条件下能转化为羟基乙酸盐,装置如图所示:
写出阳极的电极反应式_______。
【答案】(1)C8H16O4
(2) ①. 取代反应 ②. 碳氯键(氯原子)、醚键
(3)
(4)CH3NHCH2CH2OH或 (5)D
(6)Li+的半径与12-冠-4的空腔尺寸高度匹配,精准诱导环化反应,提高选择性
(7)
【解析】
【分析】乙烯(CH2=CH2)经过氧化生成A(C2H4O),A应为,A与水在H3PO4催化下生成乙二醇,乙二醇与A发生反应生成B(C6H14O4),B的结构简式为HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH,B再与SOCl2发生取代反应生成C(C6H12Cl2O2),C为ClOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCl,C和乙二醇发生取代反应生成12-冠-4。
【小问1详解】
根据12-冠-4的键线式可知,其分子式为C8H16O4。
【小问2详解】
由分析可知,反应③是取代反应,C的结构简式为ClOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCl,含有的官能团名称碳氯键(氯原子)、醚键。
【小问3详解】
乙二醇在铜催化下被氧化为乙二醛(OHC-CHO),反应方程式为:。
【小问4详解】
乙二醇与甲胺反应,-OH与-NH2上的H脱水,可生成CH3NHCH2CH2OH;在特定条件下,也可能进一步反应生成环状产物。
【小问5详解】
A.12-冠-4是环状结构,C和O均为sp3杂化,所有C、O原子不可能共平面,A错误;
B.乙烯中C=C双键由1个σ键和1个p-pπ键组成,B错误;
C.乙二醇沸点高于乙醇,主要原因是乙二醇分子间可形成更多氢键,而非相对分子质量大,C错误;
D.A是,可与CO2发生加聚反应生成聚碳酸乙烯酯,属于脂肪族聚碳酸酯类材料,该聚合物可降解,D正确;
故答案选D。
【小问6详解】
反应④是C(ClOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCl)在碱性条件下环化生成12-冠-4,Li+的半径与12-冠-4的空腔尺寸高度匹配,精准诱导环化反应,提高选择性。
【小问7详解】
根据装置图,右侧为阳极(连接电源正极),乙二醇(HOCH2CH2OH)被氧化为HOCH2COO-,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为: 。
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高二化学试题卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Sn-119
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质熔融状态下可以导电且含有共价键的是
A. B. C. D.
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 是手性分子
B. 和之间最强烈的氢键作用:
C. 基态C原子的电子排布式可表示为
D. 分子的空间结构模型:
3. 下列类比或推论正确的是
A. 乙醛有较强还原性,能使酸性溶液褪色,也能使溴水褪色
B. 溶液蒸干灼烧得到,则溶液蒸干灼烧得到
C. 冰中一个分子周围有4个紧邻的分子,晶体中也类似
D. 高温分解不产生氨气,则高温分解也不产生氨气
4. 下列关于物质的结构或性质及解释错误的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
分子极性:
F的电负性大于H
B
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大,阳离子与阴离子半径比越大,配位数越大
C
的酸性大于
O的电负性比S大,使羧基中键极性更大,更易电离出
D
P原子间难形成三键而N原子间可以
P的原子半径大于N,难形成键
A. A B. B C. C D. D
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中通入氨气,溶液呈中性时,的数目大于
B. 72g中含有的键数目为
C. 浓硫酸与足量铁加热反应,产生气体的分子数小于
D. 标准状况下,11.2L含有的分子数为
6. 利用下列图示装置进行实验,能达到实验目的的是
A.用于色谱法,可确定有机物的结构
B.验证铁的吸氧腐蚀
C.可在煤焦油中检测出氨
D.检验氯化铵受热分解的产物
A. A B. B C. C D. D
7. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 气体通入足量溶液中:
B. 将溶液长时间煮沸时形成水垢:
C. 甲醛与足量银氨溶液水浴加热:
D. 向溶液中滴加稀:
8. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将悬浊液分成两等份,分别加入浓氨水和稀硝酸
沉淀均溶解
具有两性
B
分别取2mL甲苯和叔丁基苯(),再分别滴加5滴酸性溶液,振荡
紫红色均消失
苯环影响烷基,使烷基性质变活泼,被酸性溶液氧化
C
用pH试纸分别测定溶液和溶液的pH
溶液的pH较大
结合能力:
D
向碘的溶液中加入等体积的KI浓溶液,振荡
溶液分层,下层变为浅紫色,上层呈棕黄色
碘在KI浓溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
A. A B. B C. C D. D
9. 1,4-丁二醇()在作用下生成丁内酯(),该反应的主要途径如下:
下列说法正确的是
A. 是该反应的催化剂
B. 以上5步反应有机物都被氧化
C. 化合物在作用下可生成
D. 具有相同官能团的C的同分异构体(不考虑立体异构)还有4种
10. X、Y、Z、M、Q 5种元素原子序数依次增大,分别位于周期表中前四个不同周期,X、Y同主族,Z、M基态原子核外都有5种能量不同的电子,且都只有一个未成对电子,Q位于周期表第4列,下列说法不正确的是
A. 第二电离能: B. 分子、均为非极性分子
C. 溶于水会产生白色沉淀 D. 金属Y在空气中燃烧生成
11. 在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A. a线所示物种为固相产物
B. 温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C. 小于温度时热解反应的平衡常数
D. 温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
12. 辅助电池捕获利用。电池原理如图所示,多孔碳电极上产物为,作为催化剂,催化过程分2步进行,反应I:,下列说法不正确的是
A. 电池工作时,阳离子移向多孔碳电极
B. 催化反应的反应II:
C. 常用的离子液体是,阳离子以单个形式存在具有良好的溶解性能,则与N原子相连的、被H原子替换后溶解性能更佳
D. 使用多孔碳电极可加快反应速率
13. 一种由、N、P三种元素组成的物质,其晶胞如图所示,下列说法正确的是
A. 该物质的化学式为 B. 的配位数是4
C. 该物质的还原性比弱 D. 该物质的水溶液显酸性
14. 、水解机理示意图如下。
(1)
(2)
结合以上机理,下列说法不正确的是
A. 可作为缓释长效消毒剂
B. 推测比难发生水解
C. 由于电负性,分子中N原子的电子云密度大,比易水解
D. 推测的水解产物为和
15. 常温下,溶液中所有含组分的摩尔分数与变化关系如图中各虚线所示;和在溶液(浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,与的关系如图中实线所示(已知:为金属离子和的浓度,易溶于水)。
下列说法正确的是
A. 直线②表示与的关系
B. ,
C. 化合物不能溶于稀
D. 时溶液中
16. 从砷化镓废料(主要成分为,含、等杂质)中回收和的工艺流程如下图所示。
已知:Al与Ga的性质相似,下列说法正确的是
A. 浸出液中只含3种阴离子
B. “调节pH”时,若会导致元素以形式进入滤液I,降低的回收率
C. 系列操作是指加碱溶、过滤、洗涤
D. “电解”时,以惰性材料为阳极,在阴极得电子析出,余液可循环用于酸溶步骤
非选择题部分
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. 五金通常指金、银、铜、铁、锡这五种传统金属,它们在古代和现代生活中都有重要用途。
(1)基态原子最外层电子的排布图是_______。
(2)胆矾晶体()的简单平面结构如图1,对胆矾晶体进行热重分析,结果如图2所示,
则胆矾在热分解时,温度从低到高依次失去的水分子的顺序是_______(填①、②、③)。
(3)尿素铁的化学式为,下列说法正确的是_______。
A. 价电子为,d轨道电子半充满稳定,因此在在纯氧中燃烧生成红棕色固体
B. 已知尿素分子()中所有原子同平面,则N、C原子均为杂化
C. 中碳氮键都等长且配位数为6,则尿素铁中配位原子是C
D. 为平面三角形
(4)锡有三种单质,分别是白锡、灰锡、脆锡。其中白锡、灰锡的晶胞如图所示:
若白锡晶胞体积为,灰锡晶胞体积为,则白锡与灰锡的密度比是_______。
(5)银的化合物有如下转化关系,回答下列问题:
①中的键角比键角大的原因是_______。
②步骤Ⅰ的离子方程式_______。
③步骤Ⅱ中反应的离子方程式为:,该反应体现了中的_______性(酸或碱),从结构角度解释_______。
④设计实验验证溶液中含有氮元素_______。
18. 利用再生资源乙醇与水蒸气催化重整制氢的研究具有重要的现实意义。以为载体,催化作用下体系中发生的主要反应如下:
i.
ii.
iii.
iv.
(1)反应iii的_______。
(2)在无催化剂作用下,反应iv需在极高温度下才有显著反应,可能原因是_______。
(3)下图1是体系中某些组分体积分数与温度的关系,图2是平衡体系中部分组分物质的量与水醇比的关系(反应条件见图中虚框)。
①根据图1、图2相关信息,下列说法正确的是_______。
A.乙醇重整制氢的适宜温度在450℃-550℃之间
B.水醇比越大,产物中的体积分数越大
C.图1中,温度大于300℃,的体积分数明显减小的原因是温度升高,反应iv平衡正移
D.选择更高效催化剂提高氢气的平衡产率
②图2中,n(C)随水醇比增加急剧减少的原因是_______。
③在500℃,条件下往密闭容器中充入和,反应达到平衡时,乙醇100%转化,则的分压=_______[],反应iii的压强平衡常数_______。
19. 草酸亚铁晶体难溶于水,是制备锂电池正极材料的重要前驱体。
(1)晶体是一种配位聚合物,草酸根作为双齿侨联配体,形成无限一维线性链,晶体的部分结构如图1所示。
下列说法不正确的是_______。
A. 每个位于O原子围成的八面体的中心
B. 草酸亚铁晶体为共价晶体
C. 相邻一维线性链之间存在氢键、范德华力
D. 草酸亚铁晶体受热易分解
(2)制备流程如图2所示。
①加热溶解的过程中,加入少量的作用是_______。
②的,则其沉淀溶解平衡常数的表达式_______。
(3)草酸亚铁晶体纯度的测定,假设杂质只有,方案如下:
步骤1:准确称取草酸亚铁晶体样品,溶于适量硫酸,配成250mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00mL于锥形瓶中,用的标准溶液滴定至终点,消耗。
步骤3:向上述滴定后的溶液中加入适量锌粉,充分反应后再加入适量稀硫酸,继续用的标准溶液滴定至终点,消耗。
回答下列问题
①下列说法正确的是_______。
A.滴定过程中操作滴定管的图示是
B.配制过程中洗涤液都注入容量瓶后,使溶液混合均匀的操作如图
C.步骤2中,滴定前需在锥形瓶中加入几滴指示剂
D.步骤3中锌粉的作用是还原
②计算该草酸亚铁晶体样品的纯度_______。
③若步骤3滴定过程操作过慢,则测定结果将_______(填“偏高”、“偏低”、“不影响”)。
20. 冠醚是有机合成中重要的相转移催化剂。12-冠-4是其中一种,其键线式为 ,12-冠-4可以通过以下流程制取:
回答下列问题:
(1)12-冠-4的分子式为_______。
(2)反应③的反应类型是_______,C分子中含有的官能团名称_______。
(3)在铜催化下乙二醇发生氧化反应的方程式_______。
(4)乙二醇与甲胺在一定条件按1:1反应,产生和一种有机物,有机物的结构简式_______。
(5)下列有关说法正确的是_______。
A. 12-冠-4分子中所有C、O原子同平面
B. 乙烯分子中存在键
C. 乙二醇的沸点比乙醇高,主要原因是乙二醇相对分子质量大
D. A能与生成一种能降解的聚合物
(6)为了实现高选择性,反应④还需加入模板剂,能提高选择性的原因是_______。
(7)碱性溶液中的乙二醇在通电条件下能转化为羟基乙酸盐,装置如图所示:
写出阳极的电极反应式_______。
第1页/共1页
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