内容正文:
天津市崇化中学26春高三开学考试卷
2025~2026学年第二学期高三年级化学阶段质量检测试卷
第Ⅰ卷(选择题,共36分)
可能用到的相对原子质量:H-1;C-12;N-14;O-16;Na-23;Al-27;Ag-108;Fe-56;Sr-88
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意)
1.为纪念元素周期表诞生150周年,IUPAC向世界介绍了118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。中国学者雷晓光、姜雪峰、刘庄分别成为“N、S、Hg”元素的代言人。下列元素的有关说法正确的是
A.14N和14C互为同位素 B.硫离子的结构示意图:
C.Si3N4中N为-3价 D.NH3的共价键类型:σ键和π键
2.下列实验对应的离子方程式不正确的是
A.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2 + H2O + 2ClO— === SO+ 2HClO
B.硫酸铵溶液显酸性:NH+ H2ONH3·H2O + H+
C.浓硝酸用棕色瓶保存:4HNO34NO2↑ + O2↑ + 2H2O
D.向AgCl悬浊液中滴加KI溶液产生黄色沉淀:AgCl(s) + I—(aq)AgI(s) + Cl—(aq)
3.根据下表给出的信息,推断下列说法不正确的是
元素及其性质或结构特点
第m周期元素
第 m+1周期元素
X
该元素最高价氧化物既溶于盐酸又溶于NaOH溶液
Q
焰色试验为紫色
Y
原子最高能层上仅有1个电子
W
与 Z 属于同主族元素
Z
该周期中原子半径最小
A.QW晶体中含有离子键 B.氧化性:Z2>W2
C.第一电离能:Q>Y D.元素的金属性:Y>X
4.若用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.1mol D2O,质子数目为12NA
B.锌与某浓度的浓硫酸反应,生成SO2和H2的混合气体22.4L(标准状况),锌失去电子数目为2NA
C.0.1mol Cl2和足量的铁粉反应,转移的电子数目为0.2NA
D.在1L 0.10mol·L—1碳酸钠溶液中阴离子总数大于0.1NA
5.下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A
B
D
实验
目的
实验室制乙酸乙酯
蒸干FeCl3溶液制无水FeCl3
苯萃取碘水中的I2,分出水层后的操作
比较碳酸与苯酚酸性强弱
实验
装置
6.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.在25℃、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l) ΔH=—285.8kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) === 2CO(g) + O2(g) ΔH=+283.0kJ/mol
C.在稀溶液中:H+(aq) + OH—(aq) === H2O(l) ΔH=—57.3kJ/mol,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
D.已知C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
7.我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是
A.分子中含有手性碳原子
B.分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
C.该物质既有酸性又有碱性
D.该物质可发生取代反应、加成反应
8.25℃时,用0.1000mol/L BOH溶液滴定20mL 0.1000mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HA的电离平衡常数Ka为1×10—14
B.滴定时应选择甲基橙作指示剂
C.当滴入BOH溶液20mL时,溶液中:c(B+)=c(A—)>c(OH—)=c(H+)
D.当滴入BOH溶液10mL时,溶液中:c(A—)>c(B+)>c(H+)>c(OH—)
9.25℃时,CH3COOH的电离平衡常数K2=1.8×10—5,体积均为10mL pH=3的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是
A.HX的酸性比CH3COOH强且为弱酸
B.该温度下,10mL pH=3的两种酸中,水电离的c(H⁺)均为1×10—11mol·L—1
C.10mL 0.1mol·L—1 CH3COOH中加入5mL 0.1mol·L—1的NaOH后,溶液pH>7
D.10mL pH=3的醋酸溶液中:c(H+) + c(CH3COOH)>c(CH3COO—) + c(OH—)
10.25℃时,在某氨水中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如右图所示。下列说法正确的是
A.lg[Kb(NH3·H2O)]=—9
B.随着CO2的通入,不断减小
C.刚通入CO2时反应的离子方程式:NH3·H2O + CO2 === NH+ HCO
D.pH=8.5 的溶液中:c(NH) + c(H+) = c(CO) + c(HCO) + c(NH2COO—) + c(OH—)
11.25℃时,向 20.00 mL 0.10 mol·L—1 HA溶液中逐滴加入0.10mol·L—1 NaOH溶液,同时分别测得溶液pH和导电能力的变化如图所示,下列说法不正确的是2
A.a点对应溶液的 pH等于3,说明HA是弱酸
B.c点对应的溶液中:c(A—) + c(HA)=c(Na⁺)
C.b点对应的溶液中:c(A—)<c(Na⁺)<c(HA)
D.根据溶液pH和导电能力的变化可推断:V1<V2
12.T0℃时,在2L的密闭容器中发生反应:X(g) + Y(g)Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1℃、T2℃时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列正确的是
A.该反应的正反应是吸热反应
B.T0℃,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083mol·L—1·min—1
C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%
D.T1℃时,若该反应的平衡常数K=50,则T1<T0
第Ⅱ卷(非选择题,共64分)
13.(14分)铁氰化钾(化学式为K3[Fe(CN)6])主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)①铁元素在周期表中的位置为 ,基态Fe3+核外电子排布式为 。②在K3[Fe(CN)6]中不存在的作用力有 。
A.离子键 B.金属键 C.氢键 D.共价键 E.配位键
(2)已知(CN)2性质类似Cl2:(CN)2 + 2KOH === KCN + KCNO + H2O
KCN + HCl === HCN + KCl CH≡CH+HCN→CH2═CH—C≡N
①KCNO 中各元素原子的第一电离能由小到大排序为 。
丙烯腈(CH2═CH—C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型是 ,分子中σ键和π键数目之比为 。
②右图是 Fe单质的晶胞模型(体心立方堆积)。已知晶体密度为dg·cm—3,则该晶胞的边长为 nm。(用含有d、NA的代数式表示)
(3)①As4S4俗称雄黄,其中基态砷原子价电子排布图为 。
②甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的一种氨基酸,其相对分子质量为75,而戊烷相对分子质量为72,与甘氨酸相差不大,但甘氨酸易溶解于水,戊烷却难溶解于水,出现这种差异的原因是 。
(4)已知氨氮废水中氨元素多以NH和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以 Cl—形式存在。
①NaClO电子式为 。
②过程Ⅱ加入NaClO可将废水中的NH3·H2O转化为无污染气体,该反应的化学方程式为
。
14.(18分)化合物H是合成治疗心血管疾病药物的中间体,可通过如图所示途径合成:
已知:①(苯胺易被氧化)
②当苯环上已有-NO2、-COOH这类取代基时,再引入的其它基团主要进入它的间位。请回答下列问题:
(1)A中共平面的原子数最多 个,G中含氧官能团的名称: 。
(2)A→B 反应的试剂1是 。
(3)写出有关反应的反应类型:B→C: 。
(4)写出G→H反应的化学方程式: 。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共 种;写出其中一种物质的结构简式 。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液显紫色
③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子
(6)合成路线中,将C转化为D的目的是 。
(7)参照上述合成路线,以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
15.(18分)氮化锶(Sr3N2)是工业上生产荧光粉的原材料。已知:锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应产生氨气。4
I.利用装置A和B制备Sr3N2
(1)装置A中仪器b的名称为 ,a导管的作用是 。
(2)装置B中广口瓶中盛放的试剂是 (填名称),碱石灰的作用是 。
(3)A是N₂的发生装置,实验时先点燃装置 处酒精灯(填“A”或“B”)。
Ⅱ.测定Sr3N2产品的纯度
称取6.0g产品,放入干燥的三颈烧瓶中,然后加入蒸馏水,通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,用
200.00mL 1.0000mol/L 的盐酸标准溶液完全吸收(吸收液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取20.00mL的吸收液放入锥形瓶中,先加入几滴酚酞,再用1.0000mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗16.00mL NaOH溶液(图中夹持装置略)
(4)三颈烧瓶中发生反应产生氨气的化学方程式为 。
(5)判断滴定达到终点的现象为 。
(6) 产品纯度为 (精确到0.1%)。
(7)下列实验操作可能使氮化锶(Sr3N2)测定结果偏低的是 (填标号)。
A.锥形瓶洗涤干净后未干燥,直接装入待测液 B.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失D.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
16.(14分)石油产品中含者H2S及COS等多种有机硫化物,石油化工催生出多种脱硫技术
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)S2(g) + 2H2(g) ΔH1=+180kJ·mol—1
②CH4(g) + S2(g)CS2(g) + 2H2(g) ΔH2=+81kJ·mol—1
计算反应③:CH4(g) + 2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g) ΔH3= kJ·mol—1
(2)工业生产中应用:COS的水解反应为COS(g) + H2O(g)CO2(g) + H2S(g) ΔH<0。
用活性α-Al2O3作催化剂,在恒温恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[]的转化关系如图甲所示。
①向起始容器中投入一定量反应物,一定可以判断反应到达平衡状态的是 (填字母)。
A.容器中气体密度不变 B.保持不变
C.该反应化学平衡常数保持不变 D.v逆(COS)=v正(H2S)
②根据图甲和图乙判断该反应的最佳条件为:投料比[] ;温度 。
③当温度升高到一定值后,发现相同时间内COS(g)的水解转化率降低,猜测可能的原因是
; 。(写出两条)
(3)我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除,
如上图所示,则阳极区发生的总反应为
。
(4) 可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理:
K2CO3 + H2SKHS + KHCO3,该反应的平衡常数为
。
(已知H2CO3的Ka1=4.2×10—7,Ka2=5.6×10—11;
H2S的Ka1=5.6×10—8,Ka2=1.2×10—15)
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天津市崇化中学26春高三开学考试卷
2025~2026学年第二学期高三年级化学阶段质量检测试卷
第Ⅰ卷(选择题,共36分)
可能用到的相对原子质量:H-1;C-12;N-14;O-16;Na-23;Al-27;Ag-108;Fe-56;Sr-88
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意)
1.为纪念元素周期表诞生150周年,IUPAC向世界介绍了118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。中国学者雷晓光、姜雪峰、刘庄分别成为“N、S、Hg”元素的代言人。下列元素的有关说法正确的是
A.14N和14C互为同位素 B.硫离子的结构示意图:
C.Si3N4中N为-3价 D.NH3的共价键类型:σ键和π键
【答案】C
【详解】A.14N和14C质量相同,但质子数不同,不是同种元素,A错误;
B.硫离子有16个质子,18个电子,结构示意图为,B错误;
C.化合物各元素化合价代数和为0,Si3N4中Si为+4价,即N为-3价,C正确;
D.单键均为σ键,NH3的共价键均为σ键,D错误;
故选C。
2.下列实验对应的离子方程式不正确的是
A.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2 + H2O + 2ClO— === SO+ 2HClO
B.硫酸铵溶液显酸性:NH+ H2ONH3·H2O + H+
C.浓硝酸用棕色瓶保存:4HNO34NO2↑ + O2↑ + 2H2O
D.向AgCl悬浊液中滴加KI溶液产生黄色沉淀:AgCl(s) + I—(aq)AgI(s) + Cl—(aq)
【答案】A
【详解】A.将少量SO2通入NaClO溶液,离子方程式为3ClO— + H2O + SO2 === SO+ 2HClO + Cl—,A错误;
B.铵根离子为弱碱阳离子,水解生成一水合氨和氢离子,离子方程式:NH+ H2ONH3·H2O + H+,B正确;
C.浓硝酸见光分解生成二氧化氮、氧气和水,化学方程式4HNO34NO2↑ + O2↑ + 2H2O,C正确;
D.AgI的溶解度小于AgCl,故向AgCl悬浊液中滴加KI溶液,AgCl可以转化为AgI,产生黄色沉淀:AgCl(s) + I—(aq)AgI(s) + Cl—(aq),D正确;
故选A。
3.根据下表给出的信息,推断下列说法不正确的是
元素及其性质或结构特点
第m周期元素
第 m+1周期元素
X
该元素最高价氧化物既溶于盐酸又溶于NaOH溶液
Q
焰色试验为紫色
Y
原子最高能层上仅有1个电子
W
与 Z 属于同主族元素
Z
该周期中原子半径最小
A.QW晶体中含有离子键 B.氧化性:Z2>W2
C.第一电离能:Q>Y D.元素的金属性:Y>X
【答案】C
【详解】Q元素的焰色反应为紫色,则Q为K,m+1=4,则m=3,X位于第三周期,该元素最高价氧化物既溶于盐酸又溶于NaOH溶液,则X为Al;Y原子最高能层上仅有1个电子,则Y为Na;Z元素在该周期中原子半径最小,则Z为Cl;W与Z属于同主族元素,则W为Br元素。
A.溴化钾为离子化合物,形成的晶体为离子晶体,只含有离子键,A正确;
B.非金属性越强,对应单质的氧化性越强,非金属性:Cl>Br,则氧化性:Z2>W2,B正确;
C.同主族从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Q<Y,C错误;
D.主族元素同周期从左向右金属性逐渐减弱,则元素的金属性:Y>X,D正确;
故选C。
4.若用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.1mol D2O,质子数目为12NA
B.锌与某浓度的浓硫酸反应,生成SO2和H2的混合气体22.4L(标准状况),锌失去电子数目为2NA
C.0.1mol Cl2和足量的铁粉反应,转移的电子数目为0.2NA
D.在1L 0.10mol·L—1碳酸钠溶液中阴离子总数大于0.1NA
【答案】A
【详解】A.1个D2O含有10个质子,故1mol D2O,质子数目为10NA,A错误;
B.标况下22.4L二氧化硫和氢气的物质的量为1mol,生成1mol二氧化硫或1mol氢气转移的电子的物质的量都是2mol,所以锌失去了2mol电子,锌失去电子数为2NA,B正确;
C.氯气和铁反应生成氯化铁,电子转移依据反应的氯气计算,0.1mol Cl2与足量铁粉反应转移电子数目为0.2NA,C正确;
D.在1L 0.1mol/L的碳酸钠溶液中,含有溶质碳酸钠0.1mol,由于碳酸根离子部分水解,导致溶液中阴离子数目增多,所以溶液中阴离子总数大于0.1NA,D正确;
故选A。
5.下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A
B
D
实验
目的
实验室制乙酸乙酯
蒸干FeCl3溶液制无水FeCl3
苯萃取碘水中的I2,分出水层后的操作
比较碳酸与苯酚酸性强弱
实验
装置
【答案】D
【详解】A.导管口在碳酸钠溶液的液面下,易发生倒吸,导管口应在液面上,A错误;
B.加热促进铁离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备,B错误;
C.苯的密度小于水的密度,应从上口倒出苯的碘溶液,C错误;
D.发生强酸制取弱酸的反应,图中装置可比较碳酸与苯酚酸性强弱,D正确;
故选D。
6.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.在25℃、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l) ΔH=—285.8kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) === 2CO(g) + O2(g) ΔH=+ 283.0kJ/mol
C.在稀溶液中:H+(aq) + OH—(aq) === H2O(l) ΔH=—57.3kJ/mol,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
D.已知C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ/mol,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【详解】A.2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,可知1mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g) + O2(g) === H2O(l) ΔH=—285.8kJ/mol,A错误;
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,可知CO(g) +O2(g) === CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol,物质的量与热量成正比,且互为逆反应时焓变的数值相同、符号相反,则2CO2(g) === 2CO(g) + O2(g) ΔH=
+566.0kJ/mol,B错误;
C.浓硫酸溶于水放热,则将含0.5mol的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,C正确;
D.焓变为正,为吸热反应,可知石墨的能量低,则石墨比金刚石稳定,D错误;
故选C。
7.我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是
A.分子中含有手性碳原子
B.分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
C.该物质既有酸性又有碱性
D.该物质可发生取代反应、加成反应
【答案】A
【详解】A.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,根据结构简式知,该分子中不含手性碳原子,A错误;
B.含有共价双键的N原子的价层电子对数为3、只含共价单键的N原子的价层电子对数是4,N原子杂化类型:前者为sp2、后者为sp3,B正确;
C.-COOH具有酸性,-N(CH2CH3)2具有碱性,所以该物质具有酸性和碱性,C正确;
D.具有氯代烃、苯、羧酸、烯烃等物质的性质,苯环和碳碳双键能发生加成反应,羧基、氯原子能发生取代反应,D正确;
故选A。
8.25℃时,用0.1000mol/L BOH溶液滴定20mL 0.1000mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HA的电离平衡常数Ka为1×10—14
B.滴定时应选择甲基橙作指示剂
C.当滴入BOH溶液20mL时,溶液中:c(B+)=c(A—)>c(OH—)=c(H+)
D.当滴入BOH溶液10mL时,溶液中:c(A—)>c(B+)>c(H+)>c(OH—)
【答案】D
【详解】A.0.1000mol/L的HA溶液中pH=2,HA是弱酸,其电离程度较小,所以该溶液中c(A—)≈c(H+)=0.01mol/L、c(HA)≈0.1000mol/L,HA的电离平衡常数Ka===1×10—3,A错误;
B.根据图知,滴定终点pH值在8左右,选择的指示剂变色范围应该在8左右,应该选取酚酞作指示剂,B错误;
C.当滴入BOH溶液20mL时,二者恰好完全反应生成BA,根据图知,溶液的pH<7,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH—),C错误;
D.当滴入BOH溶液10mL时,溶液中溶质为等物质的量浓度的HA和BA,A—水解平衡常数Kh===10—11<Ka,说明HA电离程度大于BA水解程度,溶液的pH<7,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH—),根据电荷守恒得c(A—)>c(B+),HA电离程度较小,所以存在c(A—)>c(B+)>c(H+)>c(OH—),D正确;
故选D。
9.25℃时,CH3COOH的电离平衡常数K2=1.8×10—5,体积均为10mL pH=3的醋酸溶液与一元酸
HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是
A.HX的酸性比CH3COOH强且为弱酸
B.该温度下,10mL pH=3的两种酸中,水电离的c(H⁺)均为1×10—11mol·L—1
C.10mL 0.1mol·L—1 CH3COOH中加入5mL 0.1mol·L—1的NaOH后,溶液pH>7
D.10mL pH=3的醋酸溶液中:c(H+) + c(CH3COOH)>c(CH3COO—) + c(OH—)
【答案】C
【详解】A.pH=3的HX稀释100倍时,溶液的pH值变化小于2,说明HX在稀释过程中继续电离,则HX为弱酸,pH相同的这两种酸稀释相同的倍数时,HX溶液的pH值变化较大,则HX酸性大于醋酸,A正确;
B.酸抑制水电离,常温下pH=3的这两种酸中,水电离的c(H+)=c(OH—)=mol/L=1×10—11mol·L—1,B正确;
C.混合溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa,CH3COO—的水解平衡常数Kh==≈5.6×10—10<Ka,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则溶液呈酸性,溶液的pH<7,C错误;
D.溶液中存在电荷守恒c(H+) = c(CH3COO—) + c(OH—),所以c(H+) + c(CH3COOH)>c(CH3COO—) + c(OH—),D正确;
故选C。
10.25℃时,在某氨水中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如右图所示。下列说法正确的是
A.lg[Kb(NH3·H2O)]=—9
B.随着CO2的通入,不断减小
C.刚通入CO2时反应的离子方程式:NH3·H2O + CO2 === NH+ HCO
D.pH=8.5的溶液中:c(NH) + c(H+) = c(CO) + c(HCO) + c(NH2COO—) + c(OH—)
【答案】B
【详解】A.图像中c(NH)=c(NH3·H2O)时,pH=9,c(H+)=10—9mol/L,Kb(NH3·H2O)==c(OH—)=mol/L=10—5mol/L,lg[Kb(NH3·H2O)]=5,A错误;
B.已知Kb=,温度一定时,Kb为常数,不随浓度的变化而变化,随着CO2的通入,c(NH)逐渐增大,则不断减小,B正确;
C.刚通入CO2时,反应主要生成碳酸铵,反应的离子方程式:2NH3·H2O + CO2 === H2O + (NH4)2CO3,C错误;
D.pH=8.5的溶液中存在电荷守恒关系为:c(NH) + c(H+)=2c(CO) + c(HCO) + c(NH2COO—) +
c(OH—),D错误;
故选B。
11.25℃时,向 20.00 mL 0.10 mol·L—1 HA溶液中逐滴加入0.10mol·L—1 NaOH溶液,同时分别测得溶液pH和导电能力的变化如图所示,下列说法不正确的是
A.a点对应溶液的pH等于3,说明HA是弱酸
B.c点对应的溶液中:c(A—) + c(HA)=c(Na⁺)
C.b点对应的溶液中:c(A—)<c(Na⁺)<c(HA)
D.根据溶液pH和导电能力的变化可推断:V1<V2
【答案】C
【详解】A.根据图知,0.10mol/LHA溶液的pH=3,c(H+)=10—pH=10—3mol/L<c(HA),说明HA部分电离,HA为弱酸,A正确;
B.c点溶液导电能力出现拐点,此时酸碱恰好完全反应生成NaA,溶液中存在物料守恒,根据物料守恒得c(A—) + c(HA)=c(Na⁺),B正确;
C.b点溶液中溶质为等物质的量浓度的HA、NaA,混合溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA电离程度大于A—水解程度,Na+不水解,所以溶液中存在c(A—)>c(Na⁺)>c(HA),C错误;
D.NaA溶液呈碱性,要使酸碱混合溶液呈中性,HA应该稍微过量,则V1<20.00mL,V2时酸碱恰好完全反应生成NaA,酸碱的体积相等,则V2=20.00mL,所以V1<V2,D正确;
故选C。
12.T0℃时,在2L的密闭容器中发生反应:X(g) + Y(g)Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1℃、T2℃时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列正确的是
A.该反应的正反应是吸热反应
B.T0℃,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083mol·L—1·min—1
C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%
D.T1℃时,若该反应的平衡常数K=50,则T1<T0
【答案】D
【详解】A.A.根据“先拐先平数值大”知,T1℃>T2℃,升高温度,X的平衡物质的量增大,所以平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,A错误;
B.v(X)===0.042 mol·L—1·min—1,B错误;
C.图a中反应达到平衡时,参加反应的Y的物质的量为0.25mol,开始时Y的物质的量为0.4mol,所以平衡时Y的转化率为×100%=62.5%,C错误;
D.T0℃达到平衡状态时,Δ(X)=0.25mol,Δ(Y)=0.25mol,Δ(Z)=0.5mol,Δ(X):Δ(Y):Δ(Z)=0.25mol:0.25mol:0.5mol=1:1:2,所以该方程式为X(g) + Y(g)2Z(g),c(X)==0.025mol/L,c(Y)==0.075mol/L,c(Z)==0.25mol/L,所以T0时平衡常数K==,T1℃时,若该反应平衡常数K=50,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以T1<T0,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共64分)
13.(14分)铁氰化钾(化学式为K3[Fe(CN)6])主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)①铁元素在周期表中的位置为 ,基态Fe3+核外电子排布式为 。②在K3[Fe(CN)6]中不存在的作用力有 。
A.离子键 B.金属键 C.氢键 D.共价键 E.配位键
(2)已知(CN)2性质类似Cl2:(CN)2 + 2KOH === KCN + KCNO + H2O
KCN + HCl === HCN + KCl CH≡CH+HCN→CH2═CH—C≡N
①KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为 。
丙烯腈(CH2═CH—C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型是 ,分子中σ键和π键数目之比为 。
②右图是Fe单质的晶胞模型(体心立方堆积)。已知晶体密度为dg·cm—3,则该晶胞的边长为 nm。(用含有d、NA的代数式表示)
(3)①As4S4俗称雄黄,其中基态砷原子价电子排布图为 。
②甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的一种氨基酸,其相对分子质量为75,而戊烷相对分子质量为72,与甘氨酸相差不大,但甘氨酸易溶解于水,戊烷却难溶解于水,出现这种差异的原因是
。
(4)已知氨氮废水中氨元素多以NH和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以 Cl—形式存在。
①NaClO电子式为 。
②过程Ⅱ加入NaClO可将废水中的 NH3·H2O转化为无污染气体,该反应的化学方程式为
。
【答案】(1)①第四周期第Ⅷ族,[Ar]3d5;②B、C;
(2)①K<C<O<N;sp、sp2,2:1;②×107;
(3)①;②甘氨酸分子与水分子之间存在氢键,而戊烷与水分子之间不能形成氢键;
(4)①;②2NH3·H2O + 6HClO === N2↑ + 6HCl + 8H2O。
【详解】(1)①铁元素的原子序数为26,在周期表中第四周期第Ⅷ族,铁原子的核外电子排布式为
[Ar]3d64s2,Fe3+是铁原子失去3个最外层电子数得到的离子,其核外电子排布式为[Ar]3d5;
②K3[Fe(CN)6]为离子化合物,存在钾离子与[Fe(CN)6]3—,含离子键,[Fe(CN)6]3—内部,中心离子
Fe3+与CN—之间存在配位键,CN—中C与N原子之间存在极性共价键,不含氢键和金属键,则符合题意的选项为B、C;
(2)①同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,IIA和VA族元素最外层电子处于稳定结构,不易失去电子,第一电离能反常,同一主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,则KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为K<C<O<N;
丙烯腈(CH2═CH—C≡N)分子中碳原子与碳原子形成的有双键和三键,则其轨道杂化类型是sp、sp2,1个共价单键含1个σ键,1个共价双键含1个σ键,1个π键,1个共价三键含1个σ键,2个π键,则丙烯腈(H2C=CH-C≡N)分子中σ键和π键数目之比为6:3=2:1;
②如图是Fe单质的晶胞模型(体心立方堆积),已知晶体密度为dg•cm-3,Fe单质的相对原子质量是56,每个晶胞中含有8×+1=2个Fe原子,则每个晶胞的质量m为=g,又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度d==g/cm3,解得a=cm=×107nm;
(3)①As元素为33号元素,第四周期第ⅤA族,原子核外电子排布为[Ar]3d104s24p3,则价电子排布式为:4s24p3,价电子排布图为;
②甘氨酸分子与水分子之间存在氢键,而戊烷与水分子之间不能形成氢键,所以甘氨酸易溶解于水,戊烷却难溶解于水;
(4)①NaClO是离子化合物,电子式为:;
②溶液中NH3·H2O与HClO反应生成N2,结合得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为:2NH3·H2O + 6HClO === N2↑ + 6HCl + 8H2O。
14.(18分)化合物H是合成治疗心血管疾病药物的中间体,可通过如图所示途径合成:
已知:①(苯胺易被氧化)
②当苯环上已有-NO2、-COOH这类取代基时,再引入的其它基团主要进入它的间位。请回答下列问题:
(1)A中共平面的原子数最多 个,G中含氧官能团的名称: 。
(2)A→B反应的试剂1是 。
(3)写出有关反应的反应类型:B→C: 。
(4)写出G→H反应的化学方程式: 。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共 种;写出其中一种物质的结构简式 。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液显紫色
③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子
(6)合成路线中,将C转化为D的目的是 。
(7)参照上述合成路线,以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
【答案】(1)12,醚键和酰胺基;(2)浓硝酸、浓硫酸;(3)还原反应;
(4);
(5)3,、、;
(6)保护氨基,防止合成过程中被氧化;
(7)
。
【详解】(1)A为苯甲醚,苯环上的12个原子共平面,由于单键能旋转,则分子中共有14个原子共平面,由G的结构可知,G中含氧官能团的名称醚键和酰胺基;
(2)A和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成B,所以A→B反应的试剂1是浓硝酸、浓硫酸;
(3)根据A、C的结构简式及题干信息知B为,则B→C为还原反应;
(4)G和NaOH反应生成H,反应方程式为;
(5)D的同分异构体符合下列条件:
①能发生银镜反应,说明含有醛基;
②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液显紫色,则结构中含由酚羟基形成的酯基;
③核磁共振氢谱有4种不同化学环境的氢,说明结构具有一定对称性,则该结构可能为:、、,共3种;
(6)根据合成途径中的最终产物结构及题干信息分析知,C转化为D的目的是保护氨基,防止合成过程中被氧化;
(7)参照上述合成路线结合已知①②,用逆合成分析法知目标产物可以由间氨基苯甲酸与(CH3CO)2O发生取代反应得到,而间氨基苯甲酸可以通过间硝基苯甲酸还原得到,间硝基苯甲酸由苯甲酸硝化反应得到,苯甲酸可以由甲苯氧化得到,合成路线为
。
15.(18分)氮化锶(Sr3N2)是工业上生产荧光粉的原材料。已知:锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应产生氨气。
I.利用装置A和B制备Sr3N2
(1)装置A中仪器b的名称为 ,a导管的作用是 。
(2)装置B中广口瓶中盛放的试剂是 (填名称),碱石灰的作用是 。
(3)A是N2的发生装置,实验时先点燃装置 处酒精灯(填“A”或“B”)。
Ⅱ.测定Sr3N2产品的纯度
称取6.0g产品,放入干燥的三颈烧瓶中,然后加入蒸馏水,通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,用
200.00mL 1.0000mol/L 的盐酸标准溶液完全吸收(吸收液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取20.00mL的吸收液放入锥形瓶中,先加入几滴酚酞,再用1.0000mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗16.00mL NaOH溶液(图中夹持装置略)
(4)三颈烧瓶中发生反应产生氨气的化学方程式为 。
(5)判断滴定达到终点的现象为 。
(6)产品纯度为 (精确到0.1%)。
(7)下列实验操作可能使氮化锶(Sr3N2)测定结果偏低的是 (填标号)。
A.锥形瓶洗涤干净后未干燥,直接装入待测液 B.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失 D.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
【答案】I.(1)恒压滴液漏斗,平衡气压,使液体顺利流下;(2)浓硫酸,防止空气中的水蒸气进入;
(3)A;II.(4)Sr3N2 + 6H2O === 3Sr(OH)2 + 2NH3↑;(5)滴入最后半滴氢氧化钠溶液,溶液由无色变为红色,且30s不变色;(6)97.3%;(7)BC。
【详解】I.(1)根据图示,装置A中仪器b的名称为恒压滴液漏斗,装置A是一个相对密闭的环境,a导管的存在可以平衡气压,使液体顺利流下;
(2)氮化锶遇水剧烈反应,通入装置B玻璃管中的气体必须是干燥的氮气,所以装置B中广口瓶盛放的试剂是干燥剂浓硫酸,由于氮化锶遇水剧烈反应产生氨气,碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入;
(3)锶是活泼金属,为防止锶被氧气氧化,要用A中生成的氮气排出B中的空气后,再加热金属锶,所以实验时先点燃装置A处酒精灯,一段时间后,点燃B处酒精灯;
II.(4)三颈烧瓶中Sr3N2和水反应生成氢氧化锶、氨气,化学方程式为Sr3N2 + 6H2O === 3Sr(OH)2 + 2NH3↑;
(5)氢氧化钠滴定过量的盐酸,滴定达到终点的现象为最后半滴氢氧化钠加入后,溶液由无色变为红色,且30s不变色;
(6)根据题意,氨气、氢氧化钠共消耗盐酸的物质的量是0.2L×1mol/L=0.2mol,氢氧化钠消耗盐酸的物质的量=n(NaOH)=0.016L×1mol/L×0.16mol,氨气消耗盐酸的物质的量是0.2mol-0.16mol=0.04mol,即氨气的物质的量是0.04mol,根据Sr3N2 + 6H2O === 3Sr(OH)2 + 2NH3↑可知,Sr3N2的物质的量是=0.02mol,产品纯度为×100%≈97.3%;
(7)A.锥形瓶洗涤干净后未干燥,直接装入待测液,不影响盐酸的物质的量,对测定结果无影响,A错误;
B.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管,氢氧化钠浓度偏低,消耗氢氧化钠的体积偏大,过量的HCl的物质的量偏大,导致测定结果偏低,B正确;
C.滴定前碱式滴定管未排气泡,滴定后气泡消失,则消耗的NaOH标准溶液体积偏大,过量的HCl的物质的量偏大,导致测定结果偏低,C正确;
D.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,则消耗的NaOH标准溶液体积偏小,过量的HCl的物质的量偏小,导致测定结果偏高,D错误;
故选BC。
16.(14分)石油产品中含者H2S及COS等多种有机硫化物,石油化工催生出多种脱硫技术
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)S2(g) + 2H2(g) ΔH1=+180kJ·mol—1
②CH4(g) + S2(g)CS2(g) + 2H2(g) ΔH2=+81kJ·mol—1
计算反应③:CH4(g) + 2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g) ΔH3= kJ·mol—1
(2)工业生产中应用:COS的水解反应为COS(g) + H2O(g)CO2(g) + H2S(g) ΔH<0。
用活性α-Al2O3作催化剂,在恒温恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[]的转化关系如图甲所示。
①向起始容器中投入一定量反应物,一定可以判断反应到达平衡状态的是 (填字母)。
A.容器中气体密度不变 B.保持不变
C.该反应化学平衡常数保持不变 D.v逆(COS)=v正(H2S)
②根据图甲和图乙判断该反应的最佳条件为:投料比[] ;温度 。
③当温度升高到一定值后,发现相同时间内COS(g)的水解转化率降低,猜测可能的原因是
; 。(写出两条)
(3)我国科学家设计了一种CO2+H2S 协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除,
如上图所示,则阳极区发生的总反应为
。
(4) 可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理:
K2CO3 + H2SKHS + KHCO3,该反应的平衡常数为 。
(已知H2CO3的Ka1=4.2×10—7,Ka2=5.6×10—11;H2S的Ka1=5.6×10—8,Ka2=1.2×10—15)
【答案】(1)+261;(2)①D;②10;160℃;③平衡向逆反应方向移动;催化剂活性降低;
(3)2EDTA—Fe3+ + H2S === 2EDTA—Fe2+ + 2H+ + S;(4)1000。
【详解】(1)根据盖斯定律:①+②得CH4(g) + 2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g) ΔH3=180+81=+261kJ·mol—1;
(2)①A.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,容器体积不变,则气体的密度始终不变,当气体的密度不再改变,不能说明明反应已达到平衡状态,故A错误;
B.该反应是气体体积不变的反应,则容器中气体的压强始终不变,容器中气体的压强不随时间而变化,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.根据质量守恒,混合气体的始终不变,该反应是气体体积不变的反应,气体的物质的量不变,则容器中气体的平均相对分子质量保持不变,当气体的平均相对分子质量保持不变,不能说明明反应已达到平衡状态,故C错误;
D.v逆(COS)=v正(H2S),根据反应方程式,v正(H2O)=v正(H2S),则v逆(COS)=v正(H2S),即正反应速率等于逆反应速率,说明反应达到平衡状态,D正确;
②投料比越大COS转化率越大,160℃后升高温度COS转化率降低,选取的最佳条件必须使COS转化率越大越好,根据图知,该反应的最佳条件为:投料比[]=10,温度为160℃;
③催化剂在一定温度范围内有效,升高温度平衡逆向移动,导致其转化率降低;
(3)根据图示阳极区为H2S转化为S,失去电子,则阳极区发生的总反应为:2EDTA—Fe3+ + H2S === 2EDTA—Fe2+ + 2H+ + S;
(4)K2CO3 + H2S === KHS + KHCO3的平衡常数===
==1000。
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