内容正文:
高二化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:Li 7 Na 23 Ni 59 La 139
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与人类生产生活息息相关,下列说法错误的是
A. 在钢中加入稀土元素,可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等
B. 液态氯乙烷汽化吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于身体局部快速镇痛
C. 甲醛具有强氧化性,其水溶液具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本
D. 聚乙炔中存在共轭大键,可用于制备导电高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀土元素能够优化钢的内部结构,可提升钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等性能,A正确;
B.液态氯乙烷沸点较低,汽化时会吸收大量热量使局部组织温度骤降,起到冷冻麻醉、快速镇痛的作用,B正确;
C.甲醛水溶液可杀菌、制作生物标本的原理是甲醛能使蛋白质变性,甲醛本身不具有强氧化性,C错误;
D.聚乙炔为单双键交替的结构,存在共轭大键,电子可在体系内定向移动,具备导电性,可用于制备导电高分子材料,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. —OH的电子式为:
B. 结构式为
C. 键电子云轮廓图为
D. 基态Cu原子的价层电子轨道表示式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.—OH的电子式为,故A错误;
B.Cl原子最外层有7个电子,能形成1个共价键;S原子最外层有6个电子,能形成2个共价键;所以结构式为,故B正确;
C.是键电子云轮廓图,故C错误;
D.Cu是29号元素,因轨道全充满时体系更稳定,基态Cu原子的价层电子轨道表示式为,故D错误;
选B。
3. 下列关于物质的性质与用途对应关系错误的是
A. 难溶于水和酸且不能被X射线穿透,可用作“钡餐”
B. 次氯酸具有强氧化性,可用作漂白剂
C. 的医用酒精有氧化性,可用来消毒杀菌
D. 胶体有吸附性,明矾可用于净水
【答案】C
【解析】
【详解】A.既不溶于水,也不溶于胃酸,不会释放有毒的Ba2+,对人体无害,且能有效吸收X射线,在消化道造影中形成清晰影像,可用作“钡餐”,A正确;
B.次氯酸是一种强氧化剂,能氧化多种有机物和还原性无机物,使有色物质褪色,可用作漂白剂,B正确;
C.75%的医用酒精不具有氧化性,而是通过使蛋白质变性和溶解细菌脂质膜来消毒杀菌, C错误;
D.明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,溶于水后电离出Al3+,Al3+水解生成Al(OH)3胶体,具有强吸附能力,使杂质聚沉,D正确;
故答案选C。
4. 下列离子方程式正确的是
A. 向饱和溶液中通入过量:
B. NaClO溶液中通入少量气体:
C. 溶液中加入盐酸酸化的:
D. 向明矾溶液中滴加硫化钠溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.向饱和溶液通入过量时,生成的溶解度小于,会析出晶体,离子方程式需体现参与反应和沉淀,正确方程式为,A错误;
B.具有强氧化性,可将少量氧化为,过量的与反应生成的结合为,该式子得失电子、电荷、原子均守恒,B正确;
C.该离子方程式电荷不守恒,正确反应式为,C错误;
D.与在水溶液中发生完全双水解,生成沉淀和气体,正确方程式为,D错误;
答案选B。
5. 某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的说法错误的是
A. 能与发生取代反应
B. 有2种官能团
C. 分子中②处N原子的碱性较强
D. 1 mol该有机物可以与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.有机物分子存在C-H键,能与Cl2发生取代反应,A正确;
B.存在酰胺基和氨基(取代后的氨基)两种官能团,B正确;
C.分子中②处N原子由于位阻效应,不易与H+结合,碱性较弱,C错误;
D.分子中只有苯环可以发生加成反应,酰胺基不发生加成反应,D正确;
故选C。
6. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A.验证石蜡油分解产物中一定含有乙烯
B.除去乙烷中的乙烯,并得到纯净干燥的乙烷
C.验证铜与浓硝酸的反应是放热反应
D.测定盐酸浓度
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.石蜡油分解产物是多种不饱和烯烃(乙烯、丙烯等),所有不饱和烯烃都能使酸性溶液褪色,该实验只能证明分解产物含有不饱和烃,不能验证产物一定含有乙烯,不能达到实验目的,A符合题意;
B.乙烯被酸性氧化生成,杂质和水蒸气经过后续碱石灰干燥管时,碱石灰(、)可以吸收和水蒸气,最终得到纯净干燥的乙烷,能达到实验目的,B不符合题意;
C.若铜与浓硝酸反应放热,会使大试管内空气受热膨胀,压强增大,观察到U形管中左侧红墨水液面下降、右侧升高,由此可验证反应放热;同时浸有碱液的棉花可以吸收有毒尾气,能达到实验目的,C不符合题意;
D.溶液滴定盐酸时,会腐蚀玻璃活塞,但本装置滴定管是聚四氟乙烯活塞,耐碱腐蚀,可以盛装溶液,操作符合中和滴定要求,能达到实验目的,D不符合题意;
故答案选A。
7. 高性能炸药BNCP的结构如图所示,已知:配体离子是平面结构,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 键角:分子中大于BNCP中
B. 1 mol配体离子中键的数目为
C. 中N原子的杂化方式为
D. 的配位数为6
【答案】A
【解析】
【详解】A.在游离的分子中,N原子有1对孤电子对和3个N-H键,价层电子对数为4,为杂化。孤电子对对成键电子对的排斥力 > 成键电子对之间的排斥力,因此键角被压缩,为107左右。在BNCP中,作为配体与中心离子形成配位键后,N原子的孤电子对用于形成配位键,不再存在孤电子对的排斥作用。此时N原子周围只有4个成键电子对(3个N-H键 + 1个配位键),排斥力均匀,键角更接近正四面体的键角10928',因此,分子中的键角小于BNCP中配位的键角,A选项错误;
B.先明确配体离子的结构:题目给出的配体离子(四氮唑类平面结构),其结构中:四氮唑环内有4个N原子和1个C原子,环内有3个N-N键、2个C-N 键;环外C原子与相连,形成1个C-N 键;基团中,N原子与两个O原子形成2个键;σ键总数为:3+2+1+2=8 个, 1 mol配体离子中的键数目为8,B选项正确;
C. (硝基)中,中心N原子与1个C原子和2个O原子相连,无孤对电子,价层电子对数为3,因此N原子采取杂化,C选项正确;
D. 从BNCP的结构可以看出,中心与4个配体、2个含氮杂环配体形成配位键,总共形成6个配位键,因此配位数为6,D选项正确;
故选A。
8. 金属镍(Ni)与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,晶胞结构如图所示,晶胞棱长分别为、、(其中),其储氢原理是镧镍合金吸附,解离为H原子,H原子储存在晶胞中上、下底面的棱心和面心。下列说法错误的是
A. 合金中La和Ni的原子个数比为5:1
B. 下底面两个Ni的距离为
C. 形成的储氢化合物的化学式为
D. 设其摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为,则其密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.用均摊法计算原子个数:位于晶胞8个顶点,每个顶点原子对晶胞的贡献为,因此;Ni有4个位于四个面心,4个位于两个上下底面,1个位于晶胞内部,每个面原子对晶胞的贡献为,即; 因此和的原子个数比为,A错误;
B.晶胞下底面是边长为的平行四边形,与轴夹角为,下底面两个的坐标差满足,,根据平行四边形边长公式: ,得,B正确;
C.H储存在上下底面的棱心和面心,均摊计算:棱心共个,每个棱心对晶胞贡献,合计;面心共个,每个面心对晶胞贡献,合计; 总,结合,,储氢化合物化学式为,C正确;
D.晶胞体积:底面平行四边形面积,体积。 的摩尔质量,密度,代入得: ==,D正确;
故选A。
9. 物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是
选项
事实
结构因素
A
熔点:
离子电荷
B
的沸点高于
分子间作用力
C
碱性:
元素电负性
D
硬度:晶体硅>晶体锗
原子半径
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.和均为离子晶体,、的电荷数高于、,离子电荷越高晶格能越大,熔点越高,事实与离子电荷有关,A不符合题意;
B.和均为不含氢键的分子晶体,相对分子质量越大分子间作用力越强,沸点越高,事实与分子间作用力有关,B不符合题意;
C.碱性强于,是因为为给电子基团,使中O的电子云密度更高,结合的能力更强,与元素电负性无关,C符合题意;
D.晶体硅和晶体锗均为共价晶体,Si原子半径小于Ge,键键长更短、键能更大,晶体硬度更高,事实与原子半径有关,D不符合题意;
故选C。
10. 如图是铁或铝元素的“价一类”二维图,下列说法正确的是
A. 黑色粉末a与水蒸气反应生成b B. c在空气中颜色会逐渐发生变化
C. g的水溶液一定呈酸性 D. e能与NaOH溶液反应
【答案】B
【解析】
【分析】铁元素存在、、三种化合价,铝只有和价,因此若该二维图对应铁元素,各物质对应为是单质,是,是,是,是,是亚铁盐,是+3价铁盐,若该二维图对应铝元素,各物质对应为是单质,是,是,是+3价铝盐,据此分析:
【详解】A.与水蒸气高温反应生成,不是,A错误;
B.为,易被空气中氧气氧化,颜色从白色逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色,颜色会逐渐变化,B正确;
C.是+3价铁的盐或铝的盐,其水溶液不一定呈酸性,如偏铝酸钠溶液,水解使溶液显碱性,C错误;
D.为,是碱性氧化物,不能与溶液反应,D错误;
答案选B。
11. 已知X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z分别位于不同周期,R为第四周期元素,Y在同周期元素中电负性最强,Z为同周期主族元素中简单离子半径最小的,W的最高价氧化物对应的水化物是二元弱酸,Q的单质为黄绿色气体,可用于自来水消毒,R的某氧化物常用作红色颜料。下列说法正确的是
A. 第一电离能大小为
B. 的价层电子排布式可以为
C. Y、Q分别形成的氢化物的稳定性:
D. W的氧化物可用于计算机芯片
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z分别位于不同周期,X为第一周期主族元素故X为H,Y为第二周期电负性最强,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,故Y为F,Z为第三周期简单离子半径最小,则Z为Al,Q的单质为黄绿色气体,可用于自来水消毒,故Q为Cl,W的最高价氧化物对应水化物为二元弱酸,该二元弱酸为,故W为Si,R在第四周期且R的氧化物为红色颜料,故R为Fe,据此分析:
【详解】A.由分析可知,Z为Al、W为Si、Y为F,同周期主族元素第一电离能随原子序数增大整体呈升高趋势,故第一电离能,F为第二周期元素,第一电离能远大于第三周期的Si,因此第一电离能顺序为,即,A正确;
B.由分析可知,R为Fe,是Fe原子失去4s轨道2个电子和3d轨道1个电子形成的,价层电子排布式为,不是,B错误;
C.由分析可知,Y为F,Q为Cl,非金属性,非金属性越强简单氢化物越稳定,故稳定性,即,C错误;
D.由分析可知,W为Si,其氧化物用于制造光导纤维,计算机芯片的材料是单质Si,D错误;
答案选A。
12. 某实验小组设计的制备1-溴丁烷(沸点:)的装置如图所示(夹持装置略)。反应原理:①;②。反应温度控制在。
已知:正丁醇的沸点为,正丁醚的沸点为;浓硫酸在以上会显著氧化。
下列说法正确的是
A. 加入浓硫酸的目的仅为作为反应物
B. 该制备装置中存在2处错误
C. 反应结束后,有机层依次用溶液、蒸馏水洗涤,的作用是除去
D. 为得到较纯的1-溴丁烷,可采用边反应边蒸馏出产物的方法制备1-溴丁烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.加入浓硫酸的目的不只是作为反应物,它还有多重作用:①作为反应物,与NaBr反应生成HBr;②作为催化剂,促进正丁醇与HBr的取代反应;③作为吸水剂,吸收反应生成的水,使平衡正向移动,提高产率;④过量的浓硫酸还可以溶解未反应的正丁醇和副产物正丁醚;故A选项错误;
B.该制备装置存在的错误有:①反应需要控制温度在90~100℃,所以缺少温度计,且最好为水浴加热;②为增强冷凝效果,应将直形冷凝管替换为球形冷凝管;③尾气吸收装置错误:导管直接插入NaOH溶液中,会发生倒吸;④缺少沸石/碎瓷片:加热液体混合物时未加沸石,易发生暴沸。因此装置错误数量多于2处,故B选项错误;
C.反应结束后,有机层中可能混有副反应生成的Br₂(浓硫酸氧化Br⁻得到)。具有还原性,可与Br₂发生反应:将易溶于有机层的Br₂还原为易溶于水的Br⁻,从而除去溴单质,后续蒸馏水洗涤可除去残留的和可溶性杂质,故C选项正确;
D.1-溴丁烷与正丁醇沸点相差较少,若边反应边蒸出1-溴丁烷,会有较多的正丁醇被蒸出,故D选项错误;
故选C。
13. 火星探测器采用电池供电,该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 通过离子交换膜向Li电极移动
B. 催化电极上的还原产物和无机碳可吸附,减小电阻
C. 可采用含的水溶液作电解质溶液
D. 若将装置中的Li电极改为Na电极,电池的比能量降低
【答案】D
【解析】
【分析】Li为活泼金属,作原电池的负极,催化电极为原电池的正极,结合原电池规律逐一分析。
【详解】A.该电池中,负极失电子生成,需要透过离子交换膜移向正极平衡电荷,因此该膜为阳离子交换膜,不能通过,无法移向电极,A错误;
B.是不导电物质,生成后会沉积在催化电极表面,覆盖催化活性位点,会增大电池电阻,B错误;
C.是活泼金属,能与水直接反应(),因此不能采用水溶液作电解质,C错误;
D.比能量指单位质量电极材料能输出的电能,转移电子,消耗,消耗;相同质量的比转移电子数更少,输出电能更少,因此改为电极后,电池比能量降低,D正确;
故答案选D。
14. 常温下,向CaX饱和溶液中(有足量CaX固体,忽略反应过程中温度的变化)通入HCl气体,发生反应,,与的关系如图所示[其中代表、或]。已知:常温下,。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示与的关系
B. 任意pH时
C. 常温下的平衡常数
D. 时,溶液中
【答案】B
【解析】
【详解】A.的一级电离平衡的,二级电离平衡的,由此推出的平衡常数且,,,因此曲线Ⅰ、Ⅱ表示、与的关系。将图中数据(-1.28,-3)代入上述两式,得到
,故。当时,如将代入,得到,故表示与的关系,图像在上,为曲线Ⅱ,表示与的关系,图像在下,为曲线Ⅰ,选项A错误;
B.,,选项B正确;
C.的平衡常数,选项C错误;
D.时,根据电荷守恒可得,根据物料守恒,联立两等式约去,得到,由于pH小于7,则,故,选项D错误;
故答案选择B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 环己烯是一种重要的化工原料和有机溶剂。实验室通常采用环己醇在催化剂作用下脱水制备环己烯,其反应原理如下。
已知:
物质
相对分子质量
密度
沸点
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶
环己烯
82
0.8102
83
难溶
磷酸
98
1.88
261
易溶
某实验小组制备环己烯的实验步骤如下:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
①向干燥的圆底烧瓶中,加入20 g环己醇、浓磷酸和适量沸石,充分振摇使混合均匀。烧瓶上安装分水器,上接球形冷凝管(如图)。
②将烧瓶置于陶土网上加热。
③反应结束后,向烧瓶内的混合溶液中加入氯化钠固体至饱和,接着将此溶液倒入分液漏斗中,充分振摇后静置,分去下层液体。再加入适量碳酸钠溶液,振摇后静置分层。
④将上层粗产品倒入干燥的锥形瓶中,用适量无水氯化钙干燥。
⑤将干燥好的粗产品转移至新的干燥的圆底烧瓶中,加入沸石,水浴加热蒸馏,收集的馏分。
回答下列问题:
(1)与浓硫酸相比,使用浓磷酸作催化剂的优点是_______;若加热后发现忘加沸石,应_______。
(2)在加热回流的过程中,控制分水器活塞,使水层高度始终在支管口略向下处,目的是_______;反应结束的标志是_______。
(3)反应结束后,将烧瓶中的混合溶液中加入氯化钠固体至饱和的目的是_______;粗产品用的碳酸钠溶液洗涤的目的是_______。
Ⅱ.环己烯含量的测定
①准确称取环己烯产品于碘量瓶中,加入。
②反应结束后,加入足量碘化钾溶液,立即盖紧瓶塞,充分振荡。
③用硫代硫酸钠标准溶液滴定,加入滴淀粉溶液作为指示剂,达到滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为。
已知测定过程中发生以下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(4)滴定终点的实验现象是_______。
(5)本实验所得环己烯产品的纯度是_______(用含、、、的代数式表示);下列操作会导致测定结果偏低的是_______(填字母)。
A.读数时,滴定前俯视,滴定后仰视
B.滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定后有气泡
C.滴定前碘量瓶用待测液润洗
D.临近滴定终点时,用蒸馏水冲洗碘量瓶内壁
【答案】(1) ①. 副反应少、腐蚀性小、相对安全 ②. 停止加热,冷却至室温后补加
(2) ①. 使有机层回流,提高反应物转化率;促使反应正向进行,提高产物产率 ②. 分水器中水量不再增加
(3) ①. 降低环己烯的溶解度、增大水层密度便于溶液分层 ②. 中和残留的磷酸
(4)当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色
(5) ①. ②. A
【解析】
【小问1详解】
浓硫酸强氧化性易使醇炭化,副反应多,浓磷酸更温和,故使用浓磷酸作催化剂的优点有浓磷酸氧化性弱于浓硫酸,不会使有机物炭化,副反应更少,加热体系温度高,直接加沸石会引发暴沸,必须冷却至室温后补加;
【小问2详解】
蒸出的环己醇密度比水小,在上层,水在下层,保持水位可让有机反应物流回烧瓶,分离水使平衡正向移动,故使水层高度始终在支管口略向下处的目的是分离出反应生成的水,使分水器上层未反应的环己醇回流至烧瓶继续反应,促进脱水反应正向进行,提高原料转化率和产物的产率,反应完成后不再生成水,水位不再变化,所以反应结束的标志为分水器中水量不再增加;
【小问3详解】
饱和氯化钠盐析降低有机物溶解度,加入氯化钠的目的是降低环己烯在水中的溶解度,增大水层密度,有利于有机层和水层分层,提高产率,碳酸钠可与酸反应,除去酸性杂质,同时不会溶解环己烯,所以加碳酸钠的目的是除去粗产品中残留的磷酸;
【小问4详解】
淀粉遇显蓝色,硫代硫酸钠将完全反应后,蓝色褪去,半分钟不恢复说明达到终点,所以滴定终点的现象是滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
【小问5详解】
根据反应关系,剩余,可得: , 纯度,对相关操作进行误差分析,
A. 滴定前俯视、滴定后仰视,读数偏大,代入公式得偏小,测定结果偏低,A正确;
B. 滴定前无气泡、滴定后有气泡,读数偏小,计算得偏大,结果偏高,B错误;
C. 碘量瓶用待测液润洗,会使样品量偏多,消耗偏多,剩余偏少,偏小,结果偏高,C错误;
D. 滴定中冲洗内壁是正确操作,不影响结果,D错误;
答案选A。
16. 以含钴废料(主要含和CoO,还含有、、、、、、有机物等杂质)为原料制备的流程如图所示。
已知:
①氧化性:。
②部分金属离子形成的氢氧化物沉淀的pH如表。
开始沉淀的pH
0.3
1.9
7.2
7.6
8.1
9.6
完全沉淀的pH
1.2
3.2
9.2
9.6
10.1
11.1
③常温下,,。离子浓度小于或等于时认为该离子已被完全去除。
回答下列问题:
(1)“焙烧”的主要目的是_______。
(2)“浸取”时被还原为,该反应的离子方程式为_______;“浸取”后得到的滤渣1的主要成分为_______。
(3)“除锰”时过量的可经加热分解去除,其分解产物为、_______和_______(填化学式)。
(4)“除钙镁”前,滤液中,则“除钙镁”先生成的沉淀是_______(填化学式)。“除钙镁”的滤液中,和是否除尽?_______(填“是”或“否”)。
(5)“除钙镁”后的滤液经过萃取、反萃取、分离,得到溶液,为从溶液中获得,需采取的“一系列操作”为_______、过滤、洗涤、干燥等。
【答案】(1)除去钴渣中的C和有机物
(2) ①. ②. 、
(3) ①. ②.
(4) ①. ②. 是
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
【分析】含钴废料主要含和CoO,还含有、、、、、、有机物等杂质。含钴废料“高温焙烧”除去、有机物,加硫酸、Na2S2O5“浸取”, 被还原为、被还原为Fe2+,CoO、、、转化为相应的硫酸盐,硫酸钙微溶,不溶于硫酸,过滤,滤渣1含有、CaSO4,浸液加双氧水氧化,把Fe2+氧化为Fe3+,加碳酸钠调pH=3.5生成氢氧化铁沉淀“除铁” ,滤渣2是Fe(OH)3,滤液加、NaOH调pH=7把Mn2+氧化为MnO2沉淀,滤液加NaF生成CaF2、MgF2沉淀“除钙镁”,滤渣3是CaF2、MgF2,“除钙镁”后的滤液经过萃取、反萃取、分离,得到溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得。
【小问1详解】
“焙烧”可以是C、有机物燃烧转化为二氧化碳气体,“焙烧”的主要目的是除去钴渣中的C和有机物;
【小问2详解】
“浸取”时被Na2S2O5还原为,Na2S2O5被氧化为硫酸钠,根据得失电子守恒,配平反应的离子方程式为;硫酸钙微溶、不溶于硫酸,所以“浸取”后得到的滤渣1的主要成分为、;
【小问3详解】
中有-1价O,根据氧化还原反应规律,“除锰”时过量的可经加热分解去除,其分解产物为、和O2。
【小问4详解】
常温下,, ,MgF2溶度积更小,更难溶, “除钙镁”前,滤液中,则“除钙镁”先生成的沉淀是MgF2。“除钙镁”的滤液中,c()= ,c()=,可知和已经除尽。
【小问5详解】
为从溶液中获得,需采取的“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
17. 工业上利用CO与反应合成甲醇,同时存在以下反应:
ⅰ.
ⅱ. _______
ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______。
(2)向恒温恒容的密闭容器中通入1 mol CO和,在催化剂作用下仅发生反应ⅰ。下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体平均相对分子质量不变 D. CO和的物质的量之比不变
(3)向恒温恒容密闭容器中,按不同投料比分别通入CO和,发生反应ⅱ,测得CO的平衡转化率与温度的关系如图所示,则曲线a、b、c对应的投料比由大到小的顺序为_______,判断依据为_______。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中按投料,在催化剂作用下发生反应ⅰ、ⅱ,若起始压强为180 MPa,反应经后达到平衡,此时体系压强为80 MPa,的分压,的选择性为_______[选择性=],反应ⅰ的平衡常数_______。
(5)一定条件下,反应ⅲ存在,,则反应ⅲ的平衡常数_______(用、表示)。
(6)以NaOH为电解质溶液的燃料电池,其负极的电极反应式为_______。
【答案】(1) (2)AC
(3) ①. ②. 同一温度下,增大,相当于增大的浓度,促进平衡正向移动,CO的转化率增大
(4) ①. 20 ②.
(5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应反应反应,因此;
【小问2详解】
A.正反应速率满足,当时,,反应达到平衡,A正确;
B.恒温恒容,反应全为气体,总质量不变、体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,B错误;
C.平均相对分子质量,不变,反应前后气体物质的量变化,不变时说明不变,反应达到平衡,C正确;
D.起始投料,反应消耗也为,因此和物质的量之比始终为,不能判断平衡,D错误;
故答案选。
【小问3详解】
增加的量,提高的转化率,相同温度下转化率越大,说明投料比越大,因此顺序为;
【小问4详解】
设起始,,恒温恒容下,得平衡总物质的量,,得,由反应ⅱ知,故消耗,设生成,平衡时总物质的量:,代入得,故反应ⅰ消耗,的选择性;计算分压:,,,;
【小问5详解】
平衡时,的消耗速率等于生成速率,生成速率,因此,整理得;
【小问6详解】
碱性条件下,二甲醚在负极失电子生成碳酸根,配平得到上述电极反应式:。
18. 有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁是由2个环戊二烯负离子(C5H5-)和亚铁离子形成的夹心结构。二茂铁和环戊二烯的结构分别如图所示,请回答下列问题:
(1)环戊二烯分子中σ键的个数为___________
(2)环戊二烯的同分异构体___________(填“可能”或“不可能”)是分子中含有两个碳碳三键的炔烃。
(3)如图是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
①有机物的分子式为___________
②反应c的反应类型是___________
③和环戊烯()互为同分异构体,分子中共平面的碳原子最多有___________个。
④写出符号下列要求的环戊二烯的一种链状同分异构体的结构简式:___________
ⅰ.分子中有两种官能团;ⅱ.分子结构中无-CH3
【答案】(1)11 (2)不可能
(3) ①. C5H9Cl ②. 加成反应 ③. 5 ④.
【解析】
【小问1详解】
环戊二烯分子中含有6个碳氢单键,3个碳碳单键,2个碳碳双键,单键都是σ键,双键中含1个σ键,1个π键,环戊二烯分子中σ键的个数为11;
【小问2详解】
环戊二烯分子中有一个环,两个碳碳双键,不饱和度为3,不可能是是分子中含有两个碳碳三键的炔烃;
【小问3详解】
①根据结构简式,有机物的分子式为C5H9Cl;
②反应c是环戊烯与溴的加成反应;
③碳碳双键为平面结构,分子中共平面的碳原子最多有5个;
④分子中有两种官能团的链状同分异构体,说明含有碳碳双键和碳碳三键,分子结构中无-CH3,结构简式为。
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高二化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:Li 7 Na 23 Ni 59 La 139
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与人类生产生活息息相关,下列说法错误的是
A. 在钢中加入稀土元素,可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等
B. 液态氯乙烷汽化吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于身体局部快速镇痛
C. 甲醛具有强氧化性,其水溶液具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本
D. 聚乙炔中存在共轭大键,可用于制备导电高分子材料
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. —OH的电子式为:
B. 结构式为
C. 键电子云轮廓图为
D. 基态Cu原子的价层电子轨道表示式为
3. 下列关于物质的性质与用途对应关系错误的是
A. 难溶于水和酸且不能被X射线穿透,可用作“钡餐”
B. 次氯酸具有强氧化性,可用作漂白剂
C. 的医用酒精有氧化性,可用来消毒杀菌
D. 胶体有吸附性,明矾可用于净水
4. 下列离子方程式正确的是
A. 向饱和溶液中通入过量:
B. NaClO溶液中通入少量气体:
C. 溶液中加入盐酸酸化的:
D. 向明矾溶液中滴加硫化钠溶液:
5. 某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的说法错误的是
A. 能与发生取代反应
B. 有2种官能团
C. 分子中②处N原子的碱性较强
D. 1 mol该有机物可以与发生加成反应
6. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A.验证石蜡油分解产物中一定含有乙烯
B.除去乙烷中的乙烯,并得到纯净干燥的乙烷
C.验证铜与浓硝酸的反应是放热反应
D.测定盐酸浓度
A. A B. B C. C D. D
7. 高性能炸药BNCP的结构如图所示,已知:配体离子是平面结构,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 键角:分子中大于BNCP中
B. 1 mol配体离子中键的数目为
C. 中N原子的杂化方式为
D. 的配位数为6
8. 金属镍(Ni)与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,晶胞结构如图所示,晶胞棱长分别为、 、(其中),其储氢原理是镧镍合金吸附,解离为H原子,H原子储存在晶胞中上、下底面的棱心和面心。下列说法错误的是
A. 合金中La和Ni的原子个数比为5:1
B. 下底面两个Ni的距离为
C. 形成的储氢化合物的化学式为
D. 设其摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为,则其密度为
9. 物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是
选项
事实
结构因素
A
熔点:
离子电荷
B
的沸点高于
分子间作用力
C
碱性:
元素电负性
D
硬度:晶体硅>晶体锗
原子半径
A. A B. B C. C D. D
10. 如图是铁或铝元素的“价一类”二维图,下列说法正确的是
A. 黑色粉末a与水蒸气反应生成b B. c在空气中颜色会逐渐发生变化
C. g的水溶液一定呈酸性 D. e能与NaOH溶液反应
11. 已知X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z分别位于不同周期,R为第四周期元素,Y在同周期元素中电负性最强,Z为同周期主族元素中简单离子半径最小的,W的最高价氧化物对应的水化物是二元弱酸,Q的单质为黄绿色气体,可用于自来水消毒,R的某氧化物常用作红色颜料。下列说法正确的是
A. 第一电离能大小为
B. 的价层电子排布式可以为
C. Y、Q分别形成的氢化物的稳定性:
D. W的氧化物可用于计算机芯片
12. 某实验小组设计的制备1-溴丁烷(沸点:)的装置如图所示(夹持装置略)。反应原理:①;②。反应温度控制在。
已知:正丁醇的沸点为,正丁醚的沸点为;浓硫酸在以上会显著氧化。
下列说法正确的是
A. 加入浓硫酸的目的仅为作为反应物
B. 该制备装置中存在2处错误
C. 反应结束后,有机层依次用溶液、蒸馏水洗涤,的作用是除去
D. 为得到较纯的1-溴丁烷,可采用边反应边蒸馏出产物的方法制备1-溴丁烷
13. 火星探测器采用电池供电,该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 通过离子交换膜向Li电极移动
B. 催化电极上的还原产物和无机碳可吸附,减小电阻
C. 可采用含的水溶液作电解质溶液
D. 若将装置中的Li电极改为Na电极,电池的比能量降低
14. 常温下,向CaX饱和溶液中(有足量CaX固体,忽略反应过程中温度的变化)通入HCl气体,发生反应,,与的关系如图所示[其中代表、或]。已知:常温下,。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示与的关系
B. 任意pH时
C. 常温下的平衡常数
D. 时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 环己烯是一种重要的化工原料和有机溶剂。实验室通常采用环己醇在催化剂作用下脱水制备环己烯,其反应原理如下。
已知:
物质
相对分子质量
密度
沸点
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶
环己烯
82
0.8102
83
难溶
磷酸
98
1.88
261
易溶
某实验小组制备环己烯的实验步骤如下:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
①向干燥的圆底烧瓶中,加入20 g环己醇、浓磷酸和适量沸石,充分振摇使混合均匀。烧瓶上安装分水器,上接球形冷凝管(如图)。
②将烧瓶置于陶土网上加热。
③反应结束后,向烧瓶内的混合溶液中加入氯化钠固体至饱和,接着将此溶液倒入分液漏斗中,充分振摇后静置,分去下层液体。再加入适量碳酸钠溶液,振摇后静置分层。
④将上层粗产品倒入干燥的锥形瓶中,用适量无水氯化钙干燥。
⑤将干燥好的粗产品转移至新的干燥的圆底烧瓶中,加入沸石,水浴加热蒸馏,收集的馏分。
回答下列问题:
(1)与浓硫酸相比,使用浓磷酸作催化剂的优点是_______;若加热后发现忘加沸石,应_______。
(2)在加热回流的过程中,控制分水器活塞,使水层高度始终在支管口略向下处,目的是_______;反应结束的标志是_______。
(3)反应结束后,将烧瓶中的混合溶液中加入氯化钠固体至饱和的目的是_______;粗产品用的碳酸钠溶液洗涤的目的是_______。
Ⅱ.环己烯含量的测定
①准确称取环己烯产品于碘量瓶中,加入。
②反应结束后,加入足量碘化钾溶液,立即盖紧瓶塞,充分振荡。
③用硫代硫酸钠标准溶液滴定,加入滴淀粉溶液作为指示剂,达到滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为。
已知测定过程中发生以下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(4)滴定终点的实验现象是_______。
(5)本实验所得环己烯产品的纯度是_______(用含、、、的代数式表示);下列操作会导致测定结果偏低的是_______(填字母)。
A.读数时,滴定前俯视,滴定后仰视
B.滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定后有气泡
C.滴定前碘量瓶用待测液润洗
D.临近滴定终点时,用蒸馏水冲洗碘量瓶内壁
16. 以含钴废料(主要含和CoO,还含有、、、、、、有机物等杂质)为原料制备的流程如图所示。
已知:
①氧化性:。
②部分金属离子形成的氢氧化物沉淀的pH如表。
开始沉淀的pH
0.3
1.9
7.2
7.6
8.1
9.6
完全沉淀的pH
1.2
3.2
9.2
9.6
10.1
11.1
③常温下,,。离子浓度小于或等于时认为该离子已被完全去除。
回答下列问题:
(1)“焙烧”的主要目的是_______。
(2)“浸取”时被还原为,该反应的离子方程式为_______;“浸取”后得到的滤渣1的主要成分为_______。
(3)“除锰”时过量的可经加热分解去除,其分解产物为、_______和_______(填化学式)。
(4)“除钙镁”前,滤液中,则“除钙镁”先生成的沉淀是_______(填化学式)。“除钙镁”的滤液中,和是否除尽?_______(填“是”或“否”)。
(5)“除钙镁”后的滤液经过萃取、反萃取、分离,得到溶液,为从溶液中获得,需采取的“一系列操作”为_______、过滤、洗涤、干燥等。
17. 工业上利用CO与反应合成甲醇,同时存在以下反应:
ⅰ.
ⅱ. _______
ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______。
(2)向恒温恒容的密闭容器中通入1 mol CO和,在催化剂作用下仅发生反应ⅰ。下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A. B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体平均相对分子质量不变 D. CO和的物质的量之比不变
(3)向恒温恒容密闭容器中,按不同投料比分别通入CO和,发生反应ⅱ,测得CO的平衡转化率与温度的关系如图所示,则曲线a、b、c对应的投料比由大到小的顺序为_______,判断依据为_______。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中按投料,在催化剂作用下发生反应ⅰ、ⅱ,若起始压强为180 MPa,反应经后达到平衡,此时体系压强为80 MPa,的分压,的选择性为_______[选择性=],反应ⅰ的平衡常数_______。
(5)一定条件下,反应ⅲ存在,,则反应ⅲ的平衡常数_______(用、表示)。
(6)以NaOH为电解质溶液的燃料电池,其负极的电极反应式为_______。
18. 有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁是由2个环戊二烯负离子(C5H5-)和亚铁离子形成的夹心结构。二茂铁和环戊二烯的结构分别如图所示,请回答下列问题:
(1)环戊二烯分子中σ键的个数为___________
(2)环戊二烯的同分异构体___________(填“可能”或“不可能”)是分子中含有两个碳碳三键的炔烃。
(3)如图是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
①有机物的分子式为___________
②反应c的反应类型是___________
③和环戊烯()互为同分异构体,分子中共平面的碳原子最多有___________个。
④写出符号下列要求的环戊二烯的一种链状同分异构体的结构简式:___________
ⅰ.分子中有两种官能团;ⅱ.分子结构中无-CH3
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