内容正文:
高三化学考试(一)
全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上,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: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。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:用签字笔直接写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。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56
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. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列文物的主要成分为硅酸盐的是
A.秦•陶马
B.唐•水晶珠
C.汉•木雕
D.唐•鎏金铁芯铜龙
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.陶马是由陶瓷制作而成,其主要成分是硅酸盐,A项正确;
B.水晶的主要成分是二氧化硅,B项错误;
C.木雕的主要成分是纤维素,C项错误;
D.鎏金铁芯铜龙的主要成分是金属材料,D项错误;
故答案选A。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. F2分子中共价键的电子云轮廓图:
C. CaO2的电子式:
D. 铅酸蓄电池放电时的负极反应式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氧元素的电负性大于氢元素,水分子中氧原子呈负电性,氢原子呈正电性;水合离子中,氧原子朝向Na+,氢原子朝向Cl-,A错误;
B.F2分子中两个F的p轨道头碰头形成p-p σ键,B正确;
C.CaO2属于离子化合物,是由Ca2+和构成的,其电子式为,C错误;
D.铅酸蓄电池放电时的负极反应式为,充电时的阳极反应式为,D错误;
故选B。
3. 下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.制备无水氯化镁
B.氯化钠的焰色试验
C.蒸馏时接收馏分
D.分离海带灰和浸出液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.直接加热氯化镁溶液时,因水解产生的HCl易挥发,促进了镁离子水解,最终无法获得无水氯化镁,A项错误;
B.焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色,可用光洁无锈的铁丝蘸取样品,B项正确;
C.接收馏分时锥形瓶不应该密闭,C项错误;
D.漏斗尖嘴部分应该紧靠烧杯内壁,D项错误;
故选B。
4. “科技兴国,和谐发展”是我国的战略方针。下列说法正确的是
A. 我国火星探测器探测的Fe的摩尔质量为56 g
B. 陶瓷发动机采用的中Si的化合价为-4
C. 光伏材料碲化镉发电玻璃将化学能转化为电能
D. 广泛应用的“塑料王”聚四氟乙烯为合成高分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe的摩尔质量应为56 g/mol,A错误;
B.在Si3N4中,氮的化合价为-3,根据化合物总化合价为零,硅的化合价为+4,B错误;
C.光伏材料碲化镉发电玻璃利用光电效应将光能转化为电能,C错误;
D.聚四氟乙烯(PTFE)是由四氟乙烯单体通过聚合反应合成的有机高分子材料,属于合成高分子,D正确;
故选D。
5. 镁在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用,浓海水(含NaCl、MgSO4等)提取镁的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “沉降”步骤反应的离子方程式为2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓
B. “溶液Z”可循环利用于“脱硫”步骤
C. 用惰性电极电解“酸溶”所得溶液可制得Mg
D. 利用铝热法也可以制备镁
【答案】B
【解析】
【分析】浓海水中先加入氯化钙溶液,除去硫酸根,沉淀Y为硫酸钙,过滤后再加入石灰乳得到氯化钙溶液与Mg(OH)2沉淀,将Mg(OH)2沉淀用盐酸溶解后在HCl氛围下蒸发浓缩,冷却结晶,获得氯化镁晶体,最后电解熔融氯化镁可得到Mg单质,据此解答。
【详解】A.石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,正确离子方程式为,A错误;
B.溶液Z”中含有氯化钙,与硫酸根反应生成沉淀,故可循环利用于“脱硫”步骤,B正确;
C.“酸溶”所得氯化镁溶液,用惰性电极电解得到的是氢氧化镁,需电解熔融氯化镁冶炼镁,C错误;
D.铝热法原理为Al与金属氧化物在高温下的置换反应,但Mg的金属性大于Al,不能用铝热法制备镁,D错误;
故选B
6. YX2W是饮用水和污水消毒的重要药剂。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X元素的某核素无中子,Y元素的简单氢化物的水溶液呈碱性,基态Z原子的3p能级有2个未成对电子。下列叙述正确的是
A. 氧化物ZO2晶体类型一定为分子晶体
B. 简单离子半径:W>Mg2+>Y
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
D. YX2W在水中的溶解度大于在苯中的溶解度
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X元素的某核素无中子,即为元素;Y元素的简单氢化物的水溶液呈碱性,则Y为元素;基态Z原子的能级有2个未成对电子,可能为()或(),根据是消毒剂,且W的原子序数大于或的短周期主族元素,可知W为元素。
【详解】A.Z可能为或,为分子晶体,但为共价晶体,A错误;
B.W为元素,简单离子为,Y为元素,简单离子为;核外电子层有3层,与均有两层,但的核电荷数更少,半径更大,因此简单离子半径大小为:,即,B错误;
C.Z可能为或,其最高价氧化物对应水化物可能为硅酸或硫酸;W为元素,其最高价氧化物对应水化物为高氯酸。氯元素的非金属性大于硫和硅,即高氯酸酸性强于硅酸和硫酸,即Z < W,C错误;
D.为(氯胺),是极性分子。水为极性溶剂,苯为非极性溶剂,根据相似相溶原理,其在水中的溶解度较大,在苯中的溶解度较小,因此在水中的溶解度大于在苯中的溶解度,D正确;
故答案选D。
7. 下列说法正确的是
A. 键角:ClO2>OF2
B. 与Cu2+形成配位键的能力:NCl3>NH3
C 氧化性:F2<OF2
D. HOF分子之间能形成氢键,其结构为
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心原子为Cl,价层电子对为3,中心原子为sp2杂化,键角为117.4°,的中心原子为,价层电子对数为,中心原子为sp3杂化,含有对孤电子对,键角大约为103°,因此键角:,A正确;
B.形成配位键的关键是中心原子提供孤电子对,中原子有孤电子对,能与形成配位键;而中原子的孤电子对受原子吸电子效应影响,电子云密度大幅降低,难以提供孤电子对与形成配位键,因此与形成配位键的能力:,B错误;
C.与反应可生成:,是氧化剂,是氧化产物,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,可知氧化性:,C错误;
D.氢键是形式(、为、、等电负性大的原子),的结构为,分子中只有键的能形成氢键,应是或形式,D错误;
故答案选A。
8. DDT是一种重要的农药,但一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成毒性较低的DDE,从而产生了抗药性,DDT转化为DDE的反应如下。已知同碳二醇的结构不稳定,容易发生脱水反应。下列说法正确的是
A. DDT分子中所有碳原子可能共平面
B. DDT脱去HCl的反应可在浓硫酸催化下进行
C. 1 mol DDT与足量NaOH溶液反应时最多消耗7 mol NaOH
D. 键长:DDT中①C—Cl>DDE中②C—Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.DDT中心碳为sp3杂化,呈四面体构型,连接两个苯环和一个CCl3基团。由于单键旋转受限于四面体几何,两个苯环无法同时与中心碳共面;且CCl3中的碳也为sp3杂化,不可能与苯环共平面,A错误;
B.DDT脱HCl属于卤代烃的消除反应,通常需强碱(如NaOH醇溶液)或酶催化;浓硫酸主要用于醇脱水或酯化,不适用于此类卤代烃消除,B错误;
C.反应包括:2个芳环氯(Ar–Cl),每个水解需2 mol NaOH(水解+中和),共4 mol;1个–CCl3基团,在强碱下彻底水解为羧酸盐,反应为,消耗4 mol NaOH,因此1 mol DDT总共消耗4 mol(芳环氯)+ 4 mol(-CCl3)= 8 mol NaOH,C错误;
D.DDT中①C为sp3杂化,C—Cl为典型单键;DDE中②C为sp2杂化,且因双键共轭效应,C—Cl键具有部分双键性质,键级升高,键长缩短。根据杂化轨道理论,sp2碳的s成分更高,成键更短更强,D正确;
故选D。
9. 科学家合成了一种新的共价化合物,结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,Z和E同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是
A 第一电离能:Y<W<Z
B. 简单氢化物沸点:E<Z
C. Z的氧化物对应的水化物为强酸
D. X与Y、Z、W、E均可以形成含有相同电子数的二元分子
【答案】C
【解析】
【分析】从结构式看,X只形成1个共价键,且原子序数最小,故X为H,Y形成4个共价键,原子序数大于H,故Y为C,W形成2个共价键(双键或单键),原子序数大于C,故W为O,Z与W同周期(第2周期),则Z为N,Z和E同主族,则E为P,据此回答。
【详解】A.由分析知,Y为C,W为O,Z为N,同周期从左到右,第一电离能总体递增,但第ⅤA族 > 第ⅥA族(半满稳定),故第一电离能为:C < O < N,即Y < W < Z,A正确;
B.由分析知,Z为N,E为P,E的简单氢化物:PH3;Z的简单氢化物:NH3,NH3分子间存在氢键,沸点显著高于PH3(无氢键,仅范德华力),故沸点:PH3< NH3,即E < Z,B正确;
C.Z为N,其氧化物对应的水化物有:HNO3(强酸)和HNO2(亚硝酸,弱酸),C错误;
D.由分析知,X为H,Y为C,W为O,Z为N,E为P,H与C、N、O、P均可以形成含有18电子的二元分子,分别为CH3CH3、N2H4、H2O2、PH3,D正确;
故选C。
10. 室温下,根据下列实验过程及现象能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向试管中加入5 mL乙醇、15 mL浓硫酸和几片碎瓷片,加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
有C2H4生成产生
B
分别向两支试管中加入2 mL H2O2溶液,其中一支试管做空白实验,另一支试管中滴加几滴FeSO4溶液,快速产生O2
Fe2+对H2O2分解有催化作用
C
向CuSO4溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体
乙醇能降低[Cu(NH3)4]SO4在水中的溶解度
D
向浓硝酸中加入红热的炭,产生红棕色气体
C还原浓硝酸生成NO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.挥发的乙醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则紫色褪去,因此溶液褪色不能确定是C2H4引起,A错误;
B.Fe2+具有还原性,会被氧化为,真正对分解起催化作用的是生成的,而非,B错误;
C.向硫酸铜溶液中加入氨水生成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体是因为极性较低的乙醇能降低硫酸四氨合铜在水中的溶解度,便于晶体析出所致,C正确;
D.浓硝酸遇热会分解生成二氧化氮、氧气和水,则向浓硝酸中加入红热的碳,产生红棕色气体不能说明碳还原浓硝酸生成二氧化氮,D错误;
故选C。
11. T0℃时, ,已知,,其中、只与温度有关。将一定量的NO2(g)充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是
A. T1℃时,,则
B. b点,
C. 若d点加入催化剂,达到平衡时透光率可能为e点
D. 保持压强不变,再充入一定量氩气,达到新平衡后NO2的物质的量分数减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.T0℃反应达到平衡时即,T1℃时,,正反应放热,则,故A错误;
B.b点透光率增大,可知NO2浓度降低,可知平衡正向移动,则,故B正确;
C.若d点加入催化剂,反应速率加快,但平衡不移动,达到平衡时透光率不变,不可能为e点,故C错误;
D.保持压强不变,再充入一定量氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡逆向移动,达到新平衡后NO2的物质的量分数增大,故D错误;
选B。
12. 油气田开采过程中会产生大量的硫化氢气体,利用光电催化分解硫化氢可获得氢气,其原理如图所示,已知:光半导体在光照条件下产生电子-空穴对,二者产生后迅速分离。下列说法错误的是
A. 在光半导体表面,空穴将氧化
B. 沉积于光半导体表面的会使电极钝化
C. 生成,理论上转移电子
D. 阴极的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.在光半导体表面,S2-失电子发生氧化反应生成S单质,空穴将氧化,故A正确;
B.生成的硫沉积于光半导体表面,会阻碍到达光半导体表面光的强度,从而影响电子-空穴对的产生,使电极钝化,故B正确;
C.未指明标准状况下,的物质的量不一定是1mol,故C错误;
D.阴极上发生还原反应,氢离子得电子生成氢气,电极反应式为,故D正确;
选C。
13. W、X、Y、Z、R均为短周期主族元素,原子序数依次增大,基态W原子能级上有2个单电子,Y和R位于同族,这五种元素形成的阴离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的键角:
C. 单质的熔点:
D. 常温常压下,+4价氧化物的密度:
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、R均为短周期主族元素,原子序数依次增大,基态W原子能级上有2个单电子,故W的2p能级上的排布为(碳元素)或(氧元素),结合结构图中W形成4条共价键可知W为C;Y和R位于同族,Y形成2条共价键,R形成6条共价键,故Y为O、R为S;Z只形成1条共价键,根据原子序数关系可知Z为F;X为N。综上可知W为C、X为N、Y为O、Z为F、R为S。
【详解】A.N原子的2p能级上的电子处于半满结构,比O的第一电离能大,故第一电离能:,A错误;
B.甲烷和水的中心原子均为杂化,水中原子周围有2对孤电子对,而甲烷中原子周围孤电子对为0,孤电子对越多对成键电子对的排斥力越大,键角越小,故键角<,B正确;
C.氟的单质常温下呈气态,硫的单质常温下呈固态,故氟的单质熔点低,C错误;
D.常温常压、均为气体,的摩尔质量小于,故的密度较小,D错误;
故选B。
14. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示(代表或,忽略和的水解),下列说法错误的是
A. 曲线代表的沉淀溶解平衡曲线
B. 图中点无析出,有析出
C. 曲线表示在纯水中的沉淀溶解平衡曲线
D. 图中点的值为3.3
【答案】C
【解析】
【分析】的沉淀溶解平衡存在如下关系:,则,即,该等式关系符合函数关系:[代表,代表,代表],同理的沉淀溶解平衡符合如下函数关系:,因此的沉淀溶解平衡曲线更倾斜,故曲线代表的沉淀溶解平衡曲线,据此回答。
【详解】A.由分析知,曲线代表的沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.图中点的浓度比平衡体系中浓度小,因此还未达到平衡,不会析出,的浓度比平衡体系中浓度大,因此会析出,B正确;
C.在纯水中,由可知,,曲线上的点不符合此关系,C错误;
D.由图中数据可知,,,即,,由于点,故,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体()为无色透明的单斜晶体,硫代硫酸钠在溶液中加热或遇酸易分解。实验室利用硫磺粉和亚硫酸钠溶液制备硫代硫酸钠晶体的实验装置如图所示(夹持仪器已略去)。
步骤1:将硫磺粉用乙醇润湿后置于圆底烧瓶中。称取亚硫酸钠固体放入烧杯中加入蒸馏水搅拌使其溶解,将亚硫酸钠溶液转移到圆底烧瓶中,按如图所示装配装置。
步骤2:启动恒温加热器,加热回流。
步骤3:反应完毕后,加入适量脱色剂进行脱色,趁热过滤,将滤液转移至蒸发皿中加热至滤液表面出现晶膜,停止加热。
步骤4:室温下冷却,析出硫代硫酸钠晶体,抽滤,将所得晶体用少量乙醇洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤1中需要将硫磺在______(填仪器名称)中研细成硫磺粉。硫磺粉用乙醇润湿的目的是______。
(2)步骤3中若采用物理方法进行脱色,所使用的试剂为______(填写试剂名称),过滤需要趁热进行的理由是______。
(3)步骤3中加热温度不能太高,其原因是______。
(4)步骤4中洗涤晶体所用的乙醇的量太多导致的不良后果是______。
(5)称取硫代硫酸钠晶体在烧杯中溶解,然后转移到容量瓶中定容。量取的酸性溶液置于锥形瓶中,加入过量的溶液充分反应,然后利用所配硫代硫酸钠溶液进行滴定,测得消耗硫代硫酸钠溶液的平均体积为(已知:,)。
①硫代硫酸钠晶体的纯度为______。
②下列操作会导致纯度测定值偏高的是______(填字母)。
A.配制硫代硫酸钠溶液,定容时俯视液面
B.实验前,用蒸馏水洗涤锥形瓶后未干燥
C.滴定结束时,仰视读数
D.盛放硫代硫酸钠溶液的滴定管洗涤后未润洗
【答案】(1) ①. 研钵 ②. 使硫磺粉易于分散到亚硫酸钠溶液中
(2) ①. 活性炭 ②. 防止因温度降低导致硫代硫酸钠晶体析出,而造成损失
(3)温度太高,易导致硫代硫酸钠晶体分解
(4)硫代硫酸钠晶体损失的量增多
(5) ①. 95.6% ②. A
【解析】
【分析】硫磺粉在研钵中研细并用乙醇润湿,以增大接触面积、加快反应速率;使用恒温加热器加热回流40min是为了使反应物充分反应;用活性炭物理脱色,趁热过滤防止晶体析出损失,温度过高会导致晶体分解;洗涤时乙醇过多会溶解晶体,降低产率;利用滴定反应关系式 ,先计算的物质的量,再推得的量,进而求得晶体纯度。误差分析中,定容俯视(A)和滴定终点仰视(C)会使测定值偏高;锥形瓶未干燥(B)无影响,滴定管未润洗(D)会使结果偏低。
【小问1详解】
步骤1中需要将硫磺在研钵中研细成硫磺粉;硫磺粉用乙醇润湿的目的是使硫磺粉易于分散到亚硫酸钠溶液中。
【小问2详解】
通常使用活性炭进行物理脱色;为防止因温度降低导致硫代硫酸钠晶体析出而造成损失,通常采用趁热过滤。
【小问3详解】
温度过高会导致硫代硫酸钠在溶液中分解。
【小问4详解】
若洗涤晶体所用的乙醇的量太多,会导致硫代硫酸钠晶体损失的量增多。
【小问5详解】
①由发生的反应可知存在如下关系:据此可得,
的质量分数为:。
②
A.配制硫代硫酸钠溶液定容时俯视液面,导致溶液体积偏小,浓度偏大。滴定时,消耗的该溶液体积偏小,根据公式计算出的硫代硫酸钠溶液浓度偏大,最终导致纯度测定值偏高;
B.因为是溶液中进行的反应,锥形瓶未干燥对测定结果没有影响;
C.滴定结束时仰视读数,读取的消耗体积偏大,计算出的浓度偏小,总物质的量偏小,测定结果偏小;
D.盛放硫代硫酸钠溶液的滴定管洗涤后未润洗,多消耗了硫酸钠溶液,导致测得的硫酸钠溶液浓度偏小,质量偏小,测定结果偏低;
故答案选择A。
16. 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
【答案】 ①. 碱煮水洗 ②. 加快反应 ③. 热水浴 ④. C ⑤. 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 ⑥. 防止Fe3+水解 ⑦. 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) ⑧. NH4Fe(SO4)2∙12H2O
【解析】
【详解】(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下容易水解,所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗;
(2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持80~95 ℃,由于保持温度比较恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C装置;
(3)步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,且H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质,故理由是:将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5;
(4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤);
(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙xH2O,其相对分子质量为266+18x,1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27,则27/(266+18x)=5.6%,解得x=12,则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙12H2O。
17. 某化学小组同学利用溶液制,再用氧化,并检验氧化产物。
(1)仪器b中发生反应的化学方程式为_______。
(2)C和E两个水浴作用不相同,其中E中冰水的作用是_______。
(3)为检验上述实验收集到的产物,该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号
检验试剂和反应条件
现象
结论
①
酸性溶液
紫红色褪去
产物含有乙醛
②
新制加热
生成砖红色沉淀
产物含有乙醛
③
微红色含酚酞的NaOH溶液
微红色褪去
产物可能含有乙酸
实验①~③中的结论不合理的是_______(填序号),原因是_______。
(4)化合物的分子中采取杂化方式成键的原子数目是_______个。
(5)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,则氮化钛晶体化学式为_______,该晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子有_______个;该晶胞的密度,则晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为_______。(NA为阿伏加德罗常数的数值,,只列计算式)。
【答案】(1)
(2)使气态乙醛冷凝为液体,便于收集
(3) ①. ① ②. 挥发出来的乙醇也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)5 (5) ①. TiN ②. 12 ③. pm
【解析】
【分析】用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中,和热的乙醇一起进入硬质玻璃管中,在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中,被冷凝收集。
【小问1详解】
仪器b中乙醇在铜的催化下发生氧化反应生成乙醛,发生反应的化学方程式为;
【小问2详解】
E中盛冷水,作用是使乙醛冷凝为液体,便于收集;
【小问3详解】
乙醇催化氧化生成乙醛。
①乙醇易挥发,乙醛中混有乙醇,因乙醇具有还原性,也能使酸性KMnO4溶液褪色,故不能用酸性KMnO4溶液检验乙醛,结论不合理;
②乙醛中含有醛基,能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,结论合理;
③乙酸能与NaOH溶液发生酸碱中和反应,使含酚酞的NaOH溶液微红色褪去,结论合理;
答案为①;挥发出来的乙醇也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色;
【小问4详解】
根据乙结构简式可知:其中采取sp3杂化方式成键的原子有3个饱和C原子、1个O原子和1个N原子,共5个原子;
【小问5详解】
观察晶胞N位于立方体的顶点和面心位置,N数=8×+6×=4;Ti位于晶胞内,有4个,化学式可写为TiN;以晶胞顶点的N原子研究,距离氮原子最近的氮原子位于晶胞三个面的面心,每一个顶点为8个晶胞所共用,每一个面心上的N原子为两个晶胞所共用,所以晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子数目为:=12;该晶胞中有4个Ti原子和4个氮原子,所以晶胞的质量为g,所以该晶胞的边长为:pm,晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为对角线长度的一半,所以两个氮原子之间的最近距离为:pm。
18. 化合物H是一种抗过敏药物,其合成路线如图:
已知:(、为烃基)。
回答下列问题:
(1)A的名称为______;F的分子式为______。
(2)E中含氧官能团名称为______。
(3)①的反应类型为______。
(4)下列有关说法正确的是______(填字母)。
a.A分子中有6个键 b.反应③的原子利用率为100%
c.G能发生取代反应、加成反应和消去反应 d.F、G分子中所含手性碳原子数目相同
(5)反应②的化学方程式为______。
(6)H的同分异构体M是芳香族化合物,写出一种满足下列条件的M的结构简式:______(任写一种)。
i、苯环上有三个取代基;
ii、能与溶液发生显色反应;
iii、核磁共振氢谱确定分子中有7种不同化学环境的氢原子;
iv、该物质可催化氧化生成二元醛。
M的同系物比少4个碳原子,苯环上有三个取代基,可催化氧化生成二元醛,符合上述条件的有______种(不包含立体异构)。
【答案】(1) ①. 丙烯 ②.
(2)羰基、酯基 (3)取代反应
(4)c (5)
(6) ①. 或 ②. 6
【解析】
【分析】A的结构式是,A是丙烯,丙烯和溴发生取代反应生成B,B化学式是, B和发生反应生成D,因为B中含有-Br,根据D的结构式可知该反应为取代反应,B的结构简式为,D在Ru催化剂下反应生成E,根据题目信息可知,E是,E和氢气发生加成反应得到F,F和反应得到G,G在催化剂下发生消去反应得到H,据此分析解答:
【小问1详解】
由题目信息知,A是丙烯,F的分子式为;
【小问2详解】
由分析可知,E的结构式为,其中的含氧官能团是羰基和酯基;
【小问3详解】
由分析可知,反应①是取代反应;
【小问4详解】
a.A是丙烯,结构简式为,其中的C-H键、C-C均为键,C=C中有一个键,所以一个分子中有8个键,a错误;
b.反应③生成E的过程中碳原子数目减少,原子利用率小于100%,b错误;
c.G 中含有酯基、羰基、碘原子,可发生取代、加成、消去反应,c正确;
d.F中含有1个手性碳原子,G中含有2个手性碳原子,数目不同,d错误;
答案选c;
【小问5详解】
由分析可知,反应②的方程式为;
【小问6详解】
根据题中条件,M中含有苯环、酚羟基、有2个基团,且分子对称性较高,符合条件的M的结构式为或,
M的同系物比少4个碳原子,苯环上有三个取代基,可催化氧化生成二元醛,说明N的苯环上连接一个羟基和2个,若两个在邻位,有2种,若两个在间位有3种,若两个在对位有1种,共6种。
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高三化学考试(一)
全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上,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: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。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:用签字笔直接写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。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56
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. “挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列文物的主要成分为硅酸盐的是
A.秦•陶马
B.唐•水晶珠
C.汉•木雕
D.唐•鎏金铁芯铜龙
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. F2分子中共价键的电子云轮廓图:
C. CaO2的电子式:
D. 铅酸蓄电池放电时的负极反应式:
3. 下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.制备无水氯化镁
B.氯化钠的焰色试验
C.蒸馏时接收馏分
D.分离海带灰和浸出液
A. A B. B C. C D. D
4. “科技兴国,和谐发展”是我国的战略方针。下列说法正确的是
A. 我国火星探测器探测的Fe的摩尔质量为56 g
B. 陶瓷发动机采用的中Si的化合价为-4
C. 光伏材料碲化镉发电玻璃将化学能转化电能
D. 广泛应用“塑料王”聚四氟乙烯为合成高分子
5. 镁在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用,浓海水(含NaCl、MgSO4等)提取镁的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A. “沉降”步骤反应的离子方程式为2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓
B. “溶液Z”可循环利用于“脱硫”步骤
C. 用惰性电极电解“酸溶”所得溶液可制得Mg
D. 利用铝热法也可以制备镁
6. YX2W是饮用水和污水消毒的重要药剂。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X元素的某核素无中子,Y元素的简单氢化物的水溶液呈碱性,基态Z原子的3p能级有2个未成对电子。下列叙述正确的是
A. 氧化物ZO2的晶体类型一定为分子晶体
B. 简单离子半径:W>Mg2+>Y
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
D. YX2W在水中溶解度大于在苯中的溶解度
7. 下列说法正确的是
A. 键角:ClO2>OF2
B. 与Cu2+形成配位键的能力:NCl3>NH3
C. 氧化性:F2<OF2
D. HOF分子之间能形成氢键,其结构为
8. DDT是一种重要的农药,但一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成毒性较低的DDE,从而产生了抗药性,DDT转化为DDE的反应如下。已知同碳二醇的结构不稳定,容易发生脱水反应。下列说法正确的是
A. DDT分子中所有碳原子可能共平面
B. DDT脱去HCl的反应可在浓硫酸催化下进行
C. 1 mol DDT与足量NaOH溶液反应时最多消耗7 mol NaOH
D. 键长:DDT中①C—Cl>DDE中②C—Cl
9. 科学家合成了一种新的共价化合物,结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,Z和E同主族,Z与W同周期。下列说法错误的是
A. 第一电离能:Y<W<Z
B. 简单氢化物沸点:E<Z
C. Z的氧化物对应的水化物为强酸
D. X与Y、Z、W、E均可以形成含有相同电子数的二元分子
10. 室温下,根据下列实验过程及现象能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向试管中加入5 mL乙醇、15 mL浓硫酸和几片碎瓷片,加热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
有C2H4生成产生
B
分别向两支试管中加入2 mL H2O2溶液,其中一支试管做空白实验,另一支试管中滴加几滴FeSO4溶液,快速产生O2
Fe2+对H2O2分解有催化作用
C
向CuSO4溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再加入乙醇,析出深蓝色晶体
乙醇能降低[Cu(NH3)4]SO4在水中的溶解度
D
向浓硝酸中加入红热的炭,产生红棕色气体
C还原浓硝酸生成NO2
A. A B. B C. C D. D
11. T0℃时, ,已知,,其中、只与温度有关。将一定量的NO2(g)充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是
A. T1℃时,,则
B. b点,
C. 若d点加入催化剂,达到平衡时透光率可能为e点
D. 保持压强不变,再充入一定量氩气,达到新平衡后NO2的物质的量分数减小
12. 油气田开采过程中会产生大量的硫化氢气体,利用光电催化分解硫化氢可获得氢气,其原理如图所示,已知:光半导体在光照条件下产生电子-空穴对,二者产生后迅速分离。下列说法错误的是
A. 在光半导体表面,空穴将氧化
B. 沉积于光半导体表面的会使电极钝化
C. 生成,理论上转移电子
D. 阴极的电极反应式为
13. W、X、Y、Z、R均为短周期主族元素,原子序数依次增大,基态W原子能级上有2个单电子,Y和R位于同族,这五种元素形成的阴离子的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的键角:
C. 单质熔点:
D. 常温常压下,+4价氧化物的密度:
14. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示(代表或,忽略和的水解),下列说法错误的是
A. 曲线代表的沉淀溶解平衡曲线
B. 图中点无析出,有析出
C. 曲线表示在纯水中的沉淀溶解平衡曲线
D. 图中点值为3.3
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫代硫酸钠晶体()为无色透明的单斜晶体,硫代硫酸钠在溶液中加热或遇酸易分解。实验室利用硫磺粉和亚硫酸钠溶液制备硫代硫酸钠晶体的实验装置如图所示(夹持仪器已略去)。
步骤1:将硫磺粉用乙醇润湿后置于圆底烧瓶中。称取亚硫酸钠固体放入烧杯中加入蒸馏水搅拌使其溶解,将亚硫酸钠溶液转移到圆底烧瓶中,按如图所示装配装置。
步骤2:启动恒温加热器,加热回流。
步骤3:反应完毕后,加入适量脱色剂进行脱色,趁热过滤,将滤液转移至蒸发皿中加热至滤液表面出现晶膜,停止加热。
步骤4:室温下冷却,析出硫代硫酸钠晶体,抽滤,将所得晶体用少量乙醇洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤1中需要将硫磺在______(填仪器名称)中研细成硫磺粉。硫磺粉用乙醇润湿的目的是______。
(2)步骤3中若采用物理方法进行脱色,所使用的试剂为______(填写试剂名称),过滤需要趁热进行的理由是______。
(3)步骤3中加热温度不能太高,其原因是______。
(4)步骤4中洗涤晶体所用的乙醇的量太多导致的不良后果是______。
(5)称取硫代硫酸钠晶体在烧杯中溶解,然后转移到容量瓶中定容。量取的酸性溶液置于锥形瓶中,加入过量的溶液充分反应,然后利用所配硫代硫酸钠溶液进行滴定,测得消耗硫代硫酸钠溶液的平均体积为(已知:,)。
①硫代硫酸钠晶体的纯度为______。
②下列操作会导致纯度测定值偏高的是______(填字母)。
A.配制硫代硫酸钠溶液,定容时俯视液面
B.实验前,用蒸馏水洗涤锥形瓶后未干燥
C.滴定结束时,仰视读数
D.盛放硫代硫酸钠溶液的滴定管洗涤后未润洗
16. 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
17. 某化学小组同学利用溶液制,再用氧化,并检验氧化产物。
(1)仪器b中发生反应的化学方程式为_______。
(2)C和E两个水浴作用不相同,其中E中冰水的作用是_______。
(3)为检验上述实验收集到的产物,该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号
检验试剂和反应条件
现象
结论
①
酸性溶液
紫红色褪去
产物含有乙醛
②
新制加热
生成砖红色沉淀
产物含有乙醛
③
微红色含酚酞的NaOH溶液
微红色褪去
产物可能含有乙酸
实验①~③中的结论不合理的是_______(填序号),原因是_______。
(4)化合物的分子中采取杂化方式成键的原子数目是_______个。
(5)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,则氮化钛晶体化学式为_______,该晶体结构中与N原子距离最近且相等的N原子有_______个;该晶胞的密度,则晶胞结构中两个氮原子之间的最近距离为_______。(NA为阿伏加德罗常数的数值,,只列计算式)。
18. 化合物H是一种抗过敏药物,其合成路线如图:
已知:(、为烃基)。
回答下列问题:
(1)A的名称为______;F的分子式为______。
(2)E中含氧官能团的名称为______。
(3)①的反应类型为______。
(4)下列有关说法正确的是______(填字母)。
a.A分子中有6个键 b.反应③的原子利用率为100%
c.G能发生取代反应、加成反应和消去反应 d.F、G分子中所含手性碳原子数目相同
(5)反应②的化学方程式为______。
(6)H的同分异构体M是芳香族化合物,写出一种满足下列条件的M的结构简式:______(任写一种)。
i、苯环上有三个取代基;
ii、能与溶液发生显色反应;
iii、核磁共振氢谱确定分子中有7种不同化学环境的氢原子;
iv、该物质可催化氧化生成二元醛。
M的同系物比少4个碳原子,苯环上有三个取代基,可催化氧化生成二元醛,符合上述条件的有______种(不包含立体异构)。
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