内容正文:
大石桥市高级中学高三年级上学期12月质量检测
化学学科试卷
说明:1.测试时间:75分钟 总分:100分
2.客观题涂在答题纸上,主观题答在答题纸的相应位置上
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 N:14 O:16
第Ⅰ卷(选择题,共45分
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 第31届世界大学生夏季运动会于2023年7月至8月在成都成功举办。下列相关说法正确的是
A. 火炬“蓉火”采用丙烷燃料,实现了零碳排放,说明丙烷不含碳元素
B. 开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理
C. 大运会金牌材质为银质镀金,这是一种新型合金材料
D. 场馆消毒使用的过氧类消毒剂,其消杀原理与酒精相同
2. 下图是一种具有磁性的“纳米药物”,可利用磁性引导该药物到达人体内的病变部位。该技术可大大提高治疗效果。下列有关说法不正确的是
A. 该“纳米药物”分散于水中可得胶体
B. 该药物具有磁性与外壳有关
C. 高温下铁与水蒸气反应可获得
D. 该“纳米药物”中的二氧化硅属于酸性氧化物,能与溶液反应
3. 下列化学用语或说法中正确的是
A. 在氨水中,与分子间氢键主要形式可表示为:
B. B原子由,时,由基态转化为激发态,形成吸收光谱
C. 的VSEPR模型为
D. 1个乙烯分子中有5个“”键和1个“”键
4. 已知铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3、SiO2。下列物质转化,在给定条件下能实现的是
A. NaNa2O2NaHCO3
B. 铝土矿Al2(SO4)3(aq) Al(OH)3Al2O3
C. 纯银饰品AgCl(s)Ag(NH3)2Cl(aq)
D. 铜刻制印刷线路板CuCl2(aq)、FeCl2(aq)Fe、CuCu
5. Carolyn·R·Bertozzi、MortenMeldal、K·Bary·Sharpless三人因对点击化学做出的贡献而荣获2022年诺贝尔化学奖。下图是利用点击化学方法设计的一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路线。下列有关说法正确的是
A. 有机物X属于芳香烃,含有一种官能团
B. 有机物X与互为同系物
C. 有机物Y中所有碳原子一定共平面
D. 有机物Z的分子式为
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 向1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中通入氨气至中性,铵根离子的数目为0.1NA
B. N2和H2反应生成1molNH3转移电子数目为3NA
C. 2L1mol·L-1CuSO4溶液中,Cu2+的数目为2NA
D. 相同物质的量的C2H5OH与CH3OCH3所含的共价键数目不同
7. 以下实验装置或操作(部分夹持仪器省略)正确的是
A.一定浓度的NaOH溶液测定未知浓度的
B.引发红色喷泉
C.验证分解
D.配一定物质的量浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
8. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,自由基与反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 产物的稳定性比产物的强
B. 该历程中各元素的化合价均未发生变化
C. 中间产物转化为产物的速率:
D. 与键能总和大于产物的键能总和
9. 分子TCCA(如图所示)是一种高效的消毒漂白剂。W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素,Y核外最外层电子数是电子层数的3倍。下列叙述正确的是
A. 分子所有原子均满足8电子稳定结构
B 原子半径大小顺序:X<Y<Z
C. 氧化物的水化物酸性:Z>X>W
D. 简单气态氢化物的热稳定性:W>X>Y
10. 现在广泛使用锂离子电池有多种类型,某可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A. 该电池放电时,其中正极的电极反应式是
B. 充电时A极与电源的正极相连
C. 放电时,移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D. 拆解废电池前先进行放电处理既可以保证安全又有利于回收锂
11. 一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以废铜料(含少量铁及难溶性杂质)为主要原料合成该物质,合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 操作I中发生的主要反应为:
B. 操作II中趁热过滤除去的是难溶性杂质和氢氧化铁
C. 操作III中洗涤可用乙醇和水的混合液,干燥可采用减压干燥方式
D. 设计操作IV的目的是为了提高乙醇的利用率
12. 下列离子方程式正确的是
A. 向 FeBr2溶液中通入等量的Cl2:
B. (NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应:
C. 漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体:
D. 明矾溶液与过量氨水混合:
13. CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2L恒容密闭容器中发生反应、,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. △H1<△H2
B. 增大S8(s)的用量,可提高甲烷的平衡转化率
C. 若容器内只发生反应,平衡后恒温压缩体积,S2(g)的平衡浓度不变
D. 若起始加入2 molCH4,2min时甲烷转化率为30%,则0~2min内
14. 探究铝片与溶液的反应。
实验
现象
无明显现象
Ⅲ中铝片表面产生细小气泡
Ⅳ中出现白色浑浊,产生大量气泡(经检验为和)
下列说法不正确的是
A. 溶液中存在水解平衡:
B. 若将打磨过的铝片加入Ⅰ中,加热后会出现气泡。再对比上图Ⅰ、Ⅲ,说明溶液能破坏铝表面的保护膜
C. 推测出现白色浑浊的原因可能为:
D. 加热和逸出对水解平衡移动方向的影响是相反的
15. 常温下,用 0.10mol·L-1 的盐酸滴定 20mL 相同浓度的某一元碱 BOH 溶液,滴定过程中 pH 及电导率变化曲线如图所示:
下列说法正确的是
A. BOH 的 Kb约为 1×10-5
B. a 点:
C. b 点:c(B+)>0.05mol·L-1
D. 滴加盐酸的过程中,溶液中水的电离程度先减小后增大
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. 完成下列问题。
(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。1molPAN中含有的σ键数目为___________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为_________,中心离子的外围电子排布图___________。
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3___________(填高或低),其原因是___________。
(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
②NH4NO3中阳离子的中心原子轨道采用___________杂化,阴离子的空间构型为___________。
(3)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个,晶胞中Kr原子为n个,则=___________(填数字)。已知:该晶胞边长为bpm,NA代表阿伏伽德罗常数,则该晶体的密度为___________g/cm3(写出计算式即可)。
17. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用重氮化反应。实验室将二氧化硫通入到硫酸和硝酸中发生氧化还原反应,硝酸被还原为亚硝酸,二氧化硫被氧化为三氧化硫(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①B中反应仪器的名称为:___________。
②导管b的作用是___________。
(2)装置B中浓HNO3与SO2浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快___________。
(3)装置C涉及反应的离子方程式为___________(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___________。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取产品放入的碘量瓶中,加入、的标准溶液和25%溶液,然后摇匀。用草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为。
已知:
①写出溶液与酸性溶液反应的离子方程式:___________。
②滴定终点时的现象为___________。
③亚硝酰硫酸的纯度=___________。(精确到0.01%)
18. 草酸镍是一种不溶于水的浅绿色粉末,常用于制镍催化剂和镍粉等。以铜镍合金废料(主要成分为镍和铜,含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍的工艺流程如图:
已知:①“浸出”液含有的离子主要有。
②pH增大,被氧化的速率加快,同时生成的水解形成更多的胶体能吸附。
③草酸的。
回答下列问题:
(1)生产时为提高合金废料浸出率,常采取的措施有___________(填字母)。
a.适当延长浸出时间 b.高温浸出 c.分批加入混酸浸取并搅拌
(2)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是___________。
(3)“氧化”过程中,控制70℃、pH小于3的条件下进行。
①的电子式为___________。
②“氧化”过程的离子方程式为___________。
③pH为3~4时,镍的回收率降低的原因是___________。
(4)“过滤”后的滤液中加入溶液反应得到草酸镍,过滤得到的草酸镍需要用蒸馏水洗涤,检验晶体是否洗涤干净的方法是___________。已知常温下,当溶液时,沉淀完全[时认为完全沉淀],则此时溶液中草酸的浓度___________。
19. 为了应对气候变化,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”等目标。和是两种主要的温室气体,以和为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
和反应生成和的热化学方程式为___________。
(2)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强由小到大的关系为___________。
②对于气相反应,用某组分平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数(记作),如果,计算X点的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果精确到0.01)。
③下列能说明该反应已达平衡状态的是___________(填字母)。
a.单位时间内有键断裂,同时有键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中保持不变
(3)某科研小组将微电池技术用于去除废气中的,其装置示意图如图二,主要反应:(FeS难溶于水),室温时,的条件下,研究反应时间对的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式为___________
②一段时间后,电流减小,单位时间内的去除率降低,可能的原因是___________。
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大石桥市高级中学高三年级上学期12月质量检测
化学学科试卷
说明:1.测试时间:75分钟 总分:100分
2.客观题涂在答题纸上,主观题答在答题纸的相应位置上
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 N:14 O:16
第Ⅰ卷(选择题,共45分
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 第31届世界大学生夏季运动会于2023年7月至8月在成都成功举办。下列相关说法正确的是
A. 火炬“蓉火”采用丙烷燃料,实现了零碳排放,说明丙烷不含碳元素
B. 开幕式上的烟花表演利用了焰色试验原理
C. 大运会金牌材质为银质镀金,这是一种新型合金材料
D. 场馆消毒使用的过氧类消毒剂,其消杀原理与酒精相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷是由碳元素和氢元素形成的烷烃,分子中含有碳元素,故A错误;
B.焰色反应是利用金属离子在热火焰中产生特定颜色的现象,大运会开幕式上的烟花表演利用了焰色反应原理而绽放出耀眼光彩,故B正确;
C.大运会金牌材质为银质镀金,则金牌材质不是银和金熔融得到的具有金属特性的金属材料,所以不属于新型合金材料,故C错误;
D.过氧类消毒剂的消毒原理是利用过氧化物的强氧化性使蛋白质变性而达到杀菌消毒的作用,而酒精的消毒原理是利用乙醇分子具有的强大的渗透力,能快速渗入病原微生物内部,使其内部的蛋白脱水、变性、凝固性而达到杀菌消毒的作用,两者的消毒原理不同,故D错误;
答案选B。
2. 下图是一种具有磁性的“纳米药物”,可利用磁性引导该药物到达人体内的病变部位。该技术可大大提高治疗效果。下列有关说法不正确的是
A. 该“纳米药物”分散于水中可得胶体
B. 该药物具有磁性与外壳有关
C. 高温下铁与水蒸气反应可获得
D. 该“纳米药物”中的二氧化硅属于酸性氧化物,能与溶液反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.“纳米药物分子车”粒子直径大于100nm,分散于水中得到的为浊液,故A错误;
B.具有磁性,因此该药物具有磁性与外壳有关,故B正确;
C.铁与水蒸气在高温下反应生成和氢气,故C正确;
D.二氧化硅能够与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,属于酸性氧化物,故D正确;
故选:A。
3. 下列化学用语或说法中正确的是
A. 在氨水中,与分子间的氢键主要形式可表示为:
B. B原子由,时,由基态转化为激发态,形成吸收光谱
C. 的VSEPR模型为
D. 1个乙烯分子中有5个“”键和1个“”键
【答案】C
【解析】
【详解】A.O原子电负性更强,与O连接的H原子几乎成了质子,更易形成氢键,故在氨水中,NH3与H2O分子间的氢键主要形式可表示为:,A错误;
B.因为2p轨道中三个轨道的能量相同,B原子由1s22s22p→1s22s22p时,不能形成吸收光谱,B错误;
C.CO的价层电子对数为=3,空间构型为平面三角形,VSEPR模型为,C正确;
D.1个乙烯分子中有4个“sp2−s”σ键、1个“sp2−sp2”σ键和1个“p−p”π键,D错误;
故答案为:C。
4. 已知铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3、SiO2。下列物质转化,在给定条件下能实现的是
A. NaNa2O2NaHCO3
B. 铝土矿Al2(SO4)3(aq) Al(OH)3Al2O3
C. 纯银饰品AgCl(s)Ag(NH3)2Cl(aq)
D. 铜刻制印刷线路板CuCl2(aq)、FeCl2(aq)Fe、CuCu
【答案】D
【解析】
【详解】A. Na2O2与二氧化碳反应生成Na2CO3,与二氧化碳的量无关,故A错误;
B. 铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3、SiO2,Al2O3、Fe2O3与稀硫酸反应,SiO2与稀硫酸不反应,过滤后得到含有Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3的溶液,在滤液中加入过量的氢氧化钠,生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,在偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀,故B错误;
C. 银与稀盐酸不反应,故C错误;
D. Cu与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2,加入过量铁粉,Fe单质与CuCl2发生置换反应生成Cu单质,Fe与稀盐酸反应生成FeCl2,故D正确;
故选D。
5. Carolyn·R·Bertozzi、MortenMeldal、K·Bary·Sharpless三人因对点击化学做出的贡献而荣获2022年诺贝尔化学奖。下图是利用点击化学方法设计的一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路线。下列有关说法正确的是
A. 有机物X属于芳香烃,含有一种官能团
B. 有机物X与互为同系物
C. 有机物Y中所有碳原子一定共平面
D. 有机物Z的分子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.有机物X为苯甲醛(C6H5CHO),含有O元素,属于芳香族化合物,而非只含C、H的芳香烃,A错误;
B.X为苯甲醛,分子式为C7H6O,为邻甲基苯甲醛,分子式为C8H8O,二者结构相似,分子式相差一个-CH2,互为同系物,B正确;
C.Y中含sp3杂化的-CH(OH)-碳原子,该碳与周围基团形成四面体结构,单键可旋转,故所有碳原子不一定共平面,C错误;
D.Z分子式为C12H15ON3,选项中C11H14ON3错误,D错误;
故答案选B。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 向1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中通入氨气至中性,铵根离子的数目为0.1NA
B. N2和H2反应生成1molNH3转移电子数目为3NA
C. 2L1mol·L-1CuSO4溶液中,Cu2+的数目为2NA
D. 相同物质的量的C2H5OH与CH3OCH3所含的共价键数目不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.向1L0.1mol·L-1CH3COOH溶液中通入氨气至中性,由电荷守恒可知,,则,而溶液中必然存在CH3COOH,则<0.1mol/L,铵根离子的数目小于0.1NA,故A错误;
B.N2和H2反应生成1molNH3过程中N元素由0价下降到-3价,转移电子数目为3NA,故B正确;
C.2L1mol·L-1CuSO4溶液中,Cu2+发生水解,数目小于2NA,故C错误;
D.C2H5OH与CH3OCH3中共价键的个数相等,则相同物质的量的C2H5OH与CH3OCH3所含的共价键数目相同,故D错误;
故选B。
7. 以下实验装置或操作(部分夹持仪器省略)正确的是
A.一定浓度的NaOH溶液测定未知浓度的
B.引发红色喷泉
C.验证分解
D.配一定物质的量浓度的溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaOH溶液滴定,滴定终点溶质为醋酸钠,因其水解故溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂,而甲基橙变色范围为酸性,会导致滴定终点提前,指示剂选择错误,A错误;
B.喷泉实验中,HCl为酸性气体,酚酞溶液遇酸不变色,无法形成红色喷泉,B错误;
C.分解生成氨气和HCl,装置中吸收氨气,氯化氢接触湿润的蓝色石蕊试纸,试纸变红,证明产生氯化氢,碱石灰吸收氯化氢,氨气接触湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝,证明产生氨气,C正确;
D.配一定物质的量浓度的溶液,颠倒摇匀,应该用手扶住容量瓶底部,如图所示,D错误;
故选C。
8. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,自由基与反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 产物的稳定性比产物的强
B. 该历程中各元素化合价均未发生变化
C. 中间产物转化为产物的速率:
D. 与键能总和大于产物的键能总和
【答案】C
【解析】
【分析】自由基与反应进程的能量变化据图可分析,可生成两种产物,均为放热反应,结合化学反应能量变化相关理论分析即可。
【详解】A.产物P2的能量更低,稳定性更强,稳定性P1小于P2,A错误;
B.此反应有参加,并且产生了含氧化合物,氧气中氧元素化合价必定发生了变化,B错误;
C.由图分析可知,中间错误Z转化成产物产物P2过程能垒更高,故中间产物转化为产物的速率:,C正确;
D.结合图像可知,总反应为放热反应,故反应物总键能小于生成物总键能,D错误;
故选C。
9. 分子TCCA(如图所示)是一种高效的消毒漂白剂。W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素,Y核外最外层电子数是电子层数的3倍。下列叙述正确的是
A. 分子所有原子均满足8电子稳定结构
B. 原子半径大小顺序:X<Y<Z
C. 氧化物的水化物酸性:Z>X>W
D. 简单气态氢化物的热稳定性:W>X>Y
【答案】A
【解析】
【分析】Y核外最外层电子数是电子层数的3倍,则Y为氧元素,W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素,W形成4个共价键,则W为碳元素,X为氮元素,Z形成1个键,为氯元素,以此解答。
【详解】A.根据结构式,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,故A正确;
B.氮原子半径大于氧原子半径,故B错误;
C.氧化物的水化物没有明确最高价,不能进行比较,故C错误;
D.非金属性越强,对应氢化物越稳定,简单气态氢化物的热稳定性:W(CH4)<X(NH3)<Y(H2O),故D错误;
答案选A。
10. 现在广泛使用的锂离子电池有多种类型,某可充电钴酸锂电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A. 该电池放电时,其中正极的电极反应式是
B. 充电时A极与电源正极相连
C. 放电时,移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D. 拆解废电池前先进行放电处理既可以保证安全又有利于回收锂
【答案】D
【解析】
【分析】钴酸锂电池放电时,负极发生氧化反应,失去电子生成Li+和C,故A极为负极;正极应发生还原反应,B极为正极;充电时Li+从正极移回负极并嵌入,故A极为阴极,B电极为阳极。
【详解】A.放电时,负极发生氧化反应,失去电子生成Li+和C,电极反应式为,此为负极反应,正极应发生还原反应,A错误;
B.充电时,A极为阴极,应与电源负极相连,B错误;
C.放电时Li+移向正极(电势较高的电极),但Li+本身不得到电子,而是正极材料中的金属离子得电子发生还原反应,C错误;
D.废旧电池拆解前应进行放电处理以保证安全,充电会使电池处于高能量的不稳定状态,增加拆解风险且放电后锂离子集中于正极材料中,有利于锂的集中回收,D正确;
故选D。
11. 一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以废铜料(含少量铁及难溶性杂质)为主要原料合成该物质,合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 操作I中发生的主要反应为:
B. 操作II中趁热过滤除去的是难溶性杂质和氢氧化铁
C. 操作III中洗涤可用乙醇和水的混合液,干燥可采用减压干燥方式
D. 设计操作IV的目的是为了提高乙醇的利用率
【答案】A
【解析】
【分析】含铜废料加硫酸和双氧水,铜被氧化为硫酸铜,铁被氧化为硫酸铁,加氧化铜调节pH=4生成氢氧化铁沉淀除去铁,滤液得硫酸铜溶液,滤液中加氨水生成深蓝色硫酸四氨合铜溶液,加入乙醇,硫酸四氨合铜溶解度降低,析出。
【详解】A.操作I中铜被氧化为硫酸铜,发生的主要反应为:,故A错误;
B.加氧化铜调节pH=4生成氢氧化铁沉淀,操作II中趁热过滤除去的是难溶性杂质和氢氧化铁,故B正确;
C.硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,操作III中洗涤可用乙醇和水的混合液,干燥可采用减压干燥方式,故C正确;
D.设计操作IV,乙醇循环利用,目的是为了提高乙醇的利用率,故D正确;
选A。
12. 下列离子方程式正确的是
A. 向 FeBr2溶液中通入等量的Cl2:
B. (NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应:
C. 漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体:
D. 明矾溶液与过量氨水混合:
【答案】A
【解析】
【详解】A.向 FeBr2溶液中通入等量的Cl2:Cl2先与Fe2+反应,剩余的氯气再与Br-离子反应,方程式为: ,A正确;
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应,OH-先与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀,正确的方程式为:,B错误;
C.漂白粉溶液吸收少量二氧化硫气体,漂白粉过量应该生成HClO弱酸,正确的离子方程式为: ,C错误;
D.Al(OH)3不溶于氨水,正确的离子方程式为:,D错误;
答案选A。
13. CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2L恒容密闭容器中发生反应、,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. △H1<△H2
B. 增大S8(s)的用量,可提高甲烷的平衡转化率
C. 若容器内只发生反应,平衡后恒温压缩体积,S2(g)的平衡浓度不变
D. 若起始加入2 molCH4,2min时甲烷转化率为30%,则0~2min内
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,升高温度,的体积分数增大,的平衡转化率减小,说明反应的平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,的平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应;
【详解】A.根据分析可知,,A错误;
B.增大固体用量,不影响反应物浓度,平衡不移动,B错误;
C.反应平衡常数:,温度不变,平衡常数不变,则S2(g)的平衡浓度不变,C正确;
D.若起始加入2 molCH4,2min时甲烷转化率为30%,其物质量变化0.6mol,浓度变化0.3mol/L,速率:,速率比等于化学计量数之比,则,D错误;
答案选C。
14. 探究铝片与溶液的反应。
实验
现象
无明显现象
Ⅲ中铝片表面产生细小气泡
Ⅳ中出现白色浑浊,产生大量气泡(经检验为和)
下列说法不正确的是
A. 溶液中存在水解平衡:
B. 若将打磨过的铝片加入Ⅰ中,加热后会出现气泡。再对比上图Ⅰ、Ⅲ,说明溶液能破坏铝表面的保护膜
C. 推测出现白色浑浊的原因可能为:
D. 加热和逸出对水解平衡移动方向影响是相反的
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.碳酸根离子为多元弱酸根离子,分步水解,以第一步为主,水解离子方程式:,故A正确;
B.若将打磨过的铝片加入Ⅰ中,加热后会出现气泡,说明铝能与热水反应,实验Ⅰ中没有气泡冒出,说明表面有氧化膜,实验Ⅲ有气泡冒出,说明氧化膜被破坏,故B正确;
C.碳酸钠水解显碱性,铝表面的氧化铝与碱反应生成偏铝酸根离子,去掉氧化膜后,铝与氢氧根离子、水反应生成氢气,碳酸根离子部分水解生成碳酸氢根离子,碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根,离子方程式:,故C正确;
D.盐类水解为吸热过程,加热促进盐类水解,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,氢气逸出有利于铝与氢氧根离子的反应,消耗氢氧根离子,促进碳酸根离子水解,所以加热和H2逸出对水解平衡移动都起到促进作用,故D错误;
故选:D。
15. 常温下,用 0.10mol·L-1 的盐酸滴定 20mL 相同浓度的某一元碱 BOH 溶液,滴定过程中 pH 及电导率变化曲线如图所示:
下列说法正确的是
A. BOH 的 Kb约为 1×10-5
B. a 点:
C. b 点:c(B+)>0.05mol·L-1
D. 滴加盐酸的过程中,溶液中水的电离程度先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图知,开始时BOH溶液的pH=11,溶液中c(OH-)=mol/L=10-3mol/L,BOH电离程度较小,则溶液中c(BOH)≈0.1mol/L,c(B+)≈c(OH-)=10-3mol/L,BOH的Kb==10-5,A正确;
B.a点等浓度的BOH和BCl混合溶液,存在电荷守恒c(B+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)、存在物料守恒c(B+)+c(BOH)=2c(Cl-),所以存在,B错误;
C.由A项分析可知,BOH是弱碱,b点为BOH与HCl恰好完全反应,由于B+发生水解,故b点c(B+)<0.05 mol·L-1,C错误;
D.随着盐酸的滴加,一开始BOH电离的OH-浓度越来越小,对水的电离的抑制作用也越来越小,水的电离程度增大,B+浓度越来越大,B+水解对水的电离起促进作用,当恰好完全反应生成BCl时,水的电离程度最大,继续滴加盐酸,由于HCl电离出的H+对水的电离和B+水解均起到抑制作用,导致水的电离程度又减小,即滴加盐酸的过程中,溶液中水的电离程度先增大后减小,D错误;
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. 完成下列问题。
(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。1molPAN中含有的σ键数目为___________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为_________,中心离子的外围电子排布图___________。
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3___________(填高或低),其原因是___________。
(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
②NH4NO3中阳离子的中心原子轨道采用___________杂化,阴离子的空间构型为___________。
(3)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个,晶胞中Kr原子为n个,则=___________(填数字)。已知:该晶胞边长为bpm,NA代表阿伏伽德罗常数,则该晶体的密度为___________g/cm3(写出计算式即可)。
【答案】(1) ①. N>O>C ②. 10NA ③. 6 ④. ⑤. 高 ⑥. HCOOH分子间可以形成氢键,而CH3OCH3分子间不能形成氢键
(2) ①. de ②. sp3 ③. 平面三角形
(3) ①. 3 ②.
【解析】
【小问1详解】
①PAN中除H外其余三种元素为C、N、O,C的价电子为2s22p2,N的价电子为2s22p3,p轨道为半充满状态,O的价电子为2s22p4,则它们的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;1个PAN分子中含10根σ键,则1molPAN中含有的σ键数目为10NA;
②配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4的中心离子为Fe2+,其配位数为6,Fe2+的外围电子排布式为3d6,排布图为;
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3高,原因为HCOOH分子间可以形成氢键,而CH3OCH3分子间不能形成氢键;
【小问2详解】
①(NH4)2SO4晶体中含离子键、共价键、配位键,各种微粒间的作用力不涉及范德华力和氢键,故选de;
②NH4NO3中阳离子的中心原子为铵根离子中的N原子,采用sp3杂化;阴离子为硝酸根,硝酸根中的N原子采用sp2杂化,阴离子的空间构型为平面三角形;
【小问3详解】
由晶胞结构可知,晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有12个,晶胞中Kr原子为个,则=3;NA代表阿伏伽德罗常数,该晶胞边长为bpm,则晶胞的体积为,每个晶胞中含个Kr原子,则每个晶胞的质量为,则该晶体的密度为。
17. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用重氮化反应。实验室将二氧化硫通入到硫酸和硝酸中发生氧化还原反应,硝酸被还原为亚硝酸,二氧化硫被氧化为三氧化硫(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2
①B中反应仪器的名称为:___________。
②导管b的作用是___________。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快___________。
(3)装置C涉及反应的离子方程式为___________(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___________。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取产品放入的碘量瓶中,加入、的标准溶液和25%溶液,然后摇匀。用草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为。
已知:
①写出溶液与酸性溶液反应的离子方程式:___________。
②滴定终点时的现象为___________。
③亚硝酰硫酸的纯度=___________。(精确到0.01%)
【答案】(1) ①. 三颈(烧)瓶 ②. 平衡气压,使液体顺利滴下
(2)生成的NOSO4H作为反应的催化剂
(3)SO2+2OH-=+H2O
(4)C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解,在BC间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶
(5) ①. 2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O ②. 溶液恰好由紫红色变为无色且半分钟不恢复 ③. 92.02%
【解析】
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O制取SO2,制取的SO2通入到B装置中,HNO3与SO2在浓H2SO4作用下在冰水浴中反应制得NOSO4H,由于亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解,所以应该是对产生的二氧化硫进行干燥,但是题目中并未进行,且装置A中制得的SO2属于大气污染物,不能直接排放到大气中,则装置C中的氢氧化钠的作用是吸收SO2,但是会导致部分水蒸气进入装置B中,导致产率降低,据此分析回答问题。
【小问1详解】
①由题干实验装置图可知,B中反应仪器的名称为:三颈(烧)瓶,故答案为:三颈(烧)瓶;
②导管b的作用是平衡气压,使液体顺利滴下,故答案为:平衡气压,使液体顺利滴下;
【小问2详解】
开始反应缓慢,待生成少量 NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是:生成的NOSO4H作为反应的催化剂,故答案为:生成的NOSO4H作为反应的催化剂;
【小问3详解】
由分析可知,装置C中的氢氧化钠的作用是吸收SO2,故涉及反应的离子方程式为:SO2+2OH-=+H2O,故答案为:SO2+2OH-=+H2O;
【小问4详解】
该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是:C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解,应在B、C间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶,故答案为:C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解,在B、C间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶;
【小问5详解】
①酸溶液中高锰酸钾和草酸钠发生氧化还原反应,生成二氧化碳,锰元素化合价+7价降低到+2价,电子转移5e-,碳元素化合价+3价变化为+4价,电子转移e-,电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,
故答案为:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②用0.2500mol•L-1草酸钠标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟不变说明反应达到终点故答案为:溶液恰好由紫红色变为无色且半分钟不恢复;
③根据反应方程式2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 可知,n(KMnO4)=n(Na2C2O4)=×0.25mol/L×0.020L=0.002mol,则与NOSO4H反应的高锰酸钾物质的量=0.1000mol•L-1×0.0600L-0.002mol=0.004mol,有关反应方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,n(NOSO4H)=n(KMnO4)=×0.004mol=0.01mol,亚硝酰硫酸的纯度=×100%=92.02%,故答案为:92.02%。
18. 草酸镍是一种不溶于水的浅绿色粉末,常用于制镍催化剂和镍粉等。以铜镍合金废料(主要成分为镍和铜,含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍的工艺流程如图:
已知:①“浸出”液含有的离子主要有。
②pH增大,被氧化的速率加快,同时生成的水解形成更多的胶体能吸附。
③草酸的。
回答下列问题:
(1)生产时为提高合金废料浸出率,常采取的措施有___________(填字母)。
a.适当延长浸出时间 b.高温浸出 c.分批加入混酸浸取并搅拌
(2)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是___________。
(3)“氧化”过程中,控制70℃、pH小于3的条件下进行。
①的电子式为___________。
②“氧化”过程的离子方程式为___________。
③pH为3~4时,镍的回收率降低的原因是___________。
(4)“过滤”后的滤液中加入溶液反应得到草酸镍,过滤得到的草酸镍需要用蒸馏水洗涤,检验晶体是否洗涤干净的方法是___________。已知常温下,当溶液时,沉淀完全[时认为完全沉淀],则此时溶液中草酸的浓度___________。
【答案】(1)ac (2)
(3) ①. ②. ③. pH过高,生成氢氧化铁胶体吸附大量,导致镍回收率降低
(4) ①. 取最后一次的洗涤液少许于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净 ②. mol/L
【解析】
【点睛】 该流程以含Ni、Cu、Fe、Si杂质的铜镍合金废料为原料制备草酸镍,首先加入稀硫酸、稀硝酸浸出,合金中金属溶解转化为离子,硅不溶于酸被除去,浸出液含、、、等阳离子;加萃取剂萃取除去,再加还原剂将还原为;随后在控温控pH下氧化,生成沉淀过滤除去,最后向滤液加草酸铵沉镍,提纯得到草酸镍。
【小问1详解】
a.延长浸出时间可使废料充分反应,提高浸出率,a正确;
b.高温会使硝酸挥发分解,降低浸出率,b错误;
c.搅拌、分批加入酸可增大固液接触,使浸出更充分,提高浸出率,c正确;
故选ac。
【小问2详解】
本流程目标是提取镍,浸出液中杂质阳离子为、铁离子,萃取步骤用于除去。
【小问3详解】
①为共价化合物,其电子式为。
②在酸性条件下氧化生成沉淀,结合电子守恒、电荷守恒配平可得离子方程式为。
③根据已知信息②,pH增大,生成水解形成更多氢氧化铁胶体,吸附,造成镍损失,因此回收率降低
【小问4详解】
因沉淀表面吸附,检验晶体是否洗涤干净的方法是验证最后一次洗涤液中是否存在,即取最后一次的洗涤液少许于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净;
根据,得, 由,代入、,得。
19. 为了应对气候变化,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”等目标。和是两种主要的温室气体,以和为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
和反应生成和的热化学方程式为___________。
(2)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强由小到大的关系为___________。
②对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数(记作),如果,计算X点的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果精确到0.01)。
③下列能说明该反应已达平衡状态的是___________(填字母)。
a.单位时间内有键断裂,同时有键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中保持不变
(3)某科研小组将微电池技术用于去除废气中的,其装置示意图如图二,主要反应:(FeS难溶于水),室温时,的条件下,研究反应时间对的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式为___________
②一段时间后,电流减小,单位时间内的去除率降低,可能的原因是___________。
【答案】(1)+2=CO2(g)+4H2(g) =+ 165.4
(2) ①. p1<p2<p3<p4 ②. 1.78 ③. bd
(3) ①. Fe-2e-+H2S= FeS+2H+ ②. 生成的FeS附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢;铁的量因消耗而减少,形成微原电池的数量减少,化学反应速率减慢
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将反应Ⅰ+反应Ⅱ可得目标反应,故该反应的焓变,则和反应生成和的热化学方程式为+2=(g)+4(g) =+ 165.4
【小问2详解】
① 该反应是气体分子数增大的反应,压强越大,平衡逆向移动,平衡转化率越低;相同温度下,转化率:,故压强从小到大:。
② X点转化率为50%,初始,容器体积1L,列三段式:
,总物质的量,总压,分压: ,,则X点的平衡常数 。
③ a.单位时间内断裂,即正反应消耗,生成键即生成。根据化学计量关系,单位时间内断裂键(消耗)的同时应生成,而非,不能判断平衡,a错误;
b.混合气体总质量不变,反应后气体总物质的量增大,平均相对分子质量为变量,当不变时说明反应达到平衡,b正确;
c.恒容容器,总质量、体积均不变,密度始终不变,不能判断平衡,c错误;
d.体系中保持不变,说明各物质浓度不变,反应达到平衡,d正确。
故选bd。
【小问3详解】
① Fe为负极,失电子发生氧化反应,结合总反应,Fe与反应生成难溶的FeS,配平得到电极反应式为。
② 生成的FeS附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢;铁的量因消耗而减少,形成微原电池的数量减少,化学反应速率减慢。
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