内容正文:
化学试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Zn:65 Ga:70 As:75
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. 青少年参与家务劳动既可以培养劳动习惯,又能将化学知识应用于实践。下列有关说法正确的是
A. 做馒头时加入大量大苏打,能使馒头疏松多孔
B. 烹煮鱼时加入的料酒和食醋可发生酯化反应,能增加香味
C. 春节时可使用胶水粘贴春联,胶水是一种纯净物
D. 天然气(主要成分为)燃烧出现黄色火焰时,说明天然气燃烧不充分,应调小进风口
【答案】B
【解析】
【详解】A.大苏打是硫代硫酸钠,与酸反应生成二氧化硫气体和单质硫,二者均为有毒物质不能用于做馒头;使馒头疏松多孔的是小苏打碳酸氢钠,且“大量加入”也不符合实际,A错误;
B.料酒中含乙醇,食醋中含乙酸,加热条件下二者可发生酯化反应,生成有特殊香味的乙酸乙酯,因此能增加鱼肉的香味,B正确;
C.胶水由粘合剂、溶剂等多种物质组成,含有高分子化合物,属于混合物,不是纯净物,C错误;
D.天然气燃烧出现黄色火焰,说明氧气不足、燃烧不充分,需要增大氧气进气量,应调大进风口,而非调小,D错误;
答案选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式为
B. 基态P原子的价层电子排布图:
C. 分子的VSEPR模型:
D. 乙烷的球棍模型为
【答案】D
【解析】
【详解】A.漏写了Cl上的孤电子对,CCl4的电子式为,A错误;
B.基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,3p轨道上3个电子分占不同的轨道、且自旋平行,基态P原子的价层电子排布图:,B错误;
C.NH3中N的孤电子对数为=1、σ键电子对数为3,NH3分子的VSEPR模型:,C错误;
D.乙烷的结构简式为CH3CH3,乙烷的球棍模型为,D正确;
故选D。
3. 下列符合实验安全要求的是
A. 实验废渣自行深埋处理
B. 金属钠着火时用泡沫灭火器灭火
C. 少量酸滴到实验桌上时,先用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布
D. 金属汞洒落到实验桌上时,先收集再用土覆盖
【答案】C
【解析】
【详解】A.含重金属钡元素,自行深埋会污染土壤和地下水,实验废渣必须集中无害化处理,不能随意深埋,A错误,不符合题意;
B.钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠会与泡沫灭火器喷出的反应生成氧气,且钠本身也能与水反应,都会加剧燃烧;钠着火应用干燥沙土扑灭,B错误,不符合题意;
C.少量酸滴到实验桌上,为防止腐蚀实验桌,应立即用湿抹布擦净,再用水把抹布冲洗干净,符合实验安全操作要求,C正确,符合题意;
D.汞有毒易挥发,金属汞洒落到实验桌上时,应立即用硫粉覆盖,硫与汞反应生成无毒的,用土覆盖无法阻止汞挥发,会引发汞中毒,D错误,不符合题意;
故答案选C。
4. 下列实验操作正确且能达到对应实验目的的是
实验操作
实验目的
A.灼烧海带
B.铁上镀铜
实验操作
实验目的
C.除去乙烯中的
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.灼烧固体不能在烧杯中进行,应用坩埚,A错误;
B.铁上镀铜时,镀层金属作阳极,待镀铁制品作阴极,电解液用含铜离子的溶液,图中铜片接了电源正极(阳极),铁制品接了电源负极(阴极),符合电镀要求,B正确;
C.乙烯也能与酸性高锰酸钾溶液反应,会把需要保留的乙烯也反应掉,不能达到除杂目的,C错误;
D.实验室制备乙酸乙酯时,为防止倒吸,导管不能伸入饱和碳酸钠溶液的液面以下,图中导管伸入液面以下,D错误;
故答案选B。
5. 乙位紫罗兰酮(M)可从植物油中分离得到,具有抗肿瘤活性,其结构如图。下列有关M的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子共平面
B. 分子中含有1个手性碳原子
C. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 1 mol M最多能与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中存在多个饱和碳原子(如连两个甲基的六元环碳,为杂化,四面体结构),因此所有碳原子不可能共平面,A错误;
B.手性碳原子是指连有4种不同基团的饱和碳原子。该分子中所有饱和碳原子均连有相同基团,分子中不含手性碳原子,B错误;
C.分子中含有碳碳双键,碳碳双键可被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.1 mol该分子中含有碳碳双键、酮羰基,碳碳双键和酮羰基都能与加成,因此1 mol M最多能与发生加成反应,D错误;
故选C。
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的质子数为
B. 等物质的量的和所含原子数均为3
C. 的溶液中含有的数目为0.01
D. 常温常压下,32 g由和组成的混合物中含有的原子数为2
【答案】D
【解析】
【详解】A.气体摩尔体积的适用条件为标准状况,题目未指明所处状态,无法确定其物质的量,因此无法计算质子数,A错误;
B.说明和物质的量相等,未给出具体物质的量数值,只有当二者物质的量均为时,所含原子数才为,B错误;
C.水的离子积随温度变化,题目未指明溶液温度,无法根据计算的浓度和数目,只有常温下该溶液中数目才为,C错误;
D.和均由氧原子构成,混合物中氧原子总质量为 ,氧原子的物质的量为 ,故含有的原子数为,D正确;
故答案选D。
7. 下列关于客观事实的解释错误的是
选项
客观事实
解释
A
立方氮化硼晶体硬而脆
立方BN晶体中B与N以共价键结合形成共价晶体,且共价键具有方向性,受到外力时,会发生原子错位
B
酸性:三氟乙酸>三氯乙酸
氟的电负性比氯大,氟的吸电子诱导效应更强,三氟乙酸的羧基中O-H的极性更大
C
液态氟化氢中存在缔合分子,沸点异常高
HF分子间通过配位键相互结合,分子间作用力显著增强
D
环糊精将香草醛包埋制成的稳定食品香精是一种超分子
环糊精是超分子主体,空腔可容纳香草醛分子,二者通过非共价键相互作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.立方BN属于共价晶体,B与N以共价键结合,共价键具有方向性,受到外力时原子错位会导致共价键断裂,因此晶体硬而脆,解释正确,A正确;
B.氟的电负性比氯大,吸电子诱导效应更强,使三氟乙酸羧基中O-H键极性更大,更易电离出,因此酸性更强,解释正确,B正确;
C.液态HF中存在缔合分子、沸点异常高的原因是HF分子间存在氢键,氢键属于分子间作用力,并非配位键,解释错误,C错误;
D.超分子是由两种及以上分子通过非共价键相互作用形成的分子聚集体,环糊精作为主体,空腔可通过非共价键容纳客体香草醛分子,属于超分子体系,解释正确,D正确;
故答案选C。
8. 已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X元素原子的核外电子数和电子层数相等,Y与Z同周期,Y元素原子核外成对电子数和未成对电子数之比为,Z元素基态原子核外p轨道有2个未成对电子;W为区元素,其价层电子排布式为;向的溶液中通入适量形成配合物。下列说法正确的是
A. 仅由X、Y、Z三种元素形成的物质中不含离子键
B. 简单氢化物的键角:
C. 上述配合物中含有共价键
D. 上述四种元素的第一电离能:
【答案】D
【解析】
【分析】由题目已知X元素原子的核外电子数和电子层数相等,可以推断X为H,Y元素原子核外成对电子数和未成对电子数之比为4:3,根据元素周期表可推断出Y为N,Y与Z同周期,且Z元素基态原子核外p轨道有2个未成对电子,第二周期中p轨道有2个未成对电子有C和O,由于X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,所以Z为O,W为ds区元素,其价层电子排布式为4d105s1,可推断W为Ag,综上所述,X为H,Y为N,Z为O,W为Ag,题中提到的WYZ3为AgNO3,YX3为NH3,配合物[W(YX3)2]ZX为[Ag(NH3)2]OH。
【详解】A.分析可知X为H,Y为N,Z为O,三种元素可以形成硝酸铵(NH4NO3),硝酸铵是由铵根离子和硝酸根离子构成的离子化合物,其中含有离子键,故A错误;
B.Y的简单氢化物为NH3,中心原子N有1对孤对电子,分子构型为三角锥形,Z的简单氢化物为H2O,中心原子O有2对孤对电子,分子构型为V形,由于孤对电子对成键电子的排斥作用,孤对电子越多,键角越小,所以NH3>H2O,即Y>Z,故B错误;
C.配合物[W(YX3)2]ZX为[Ag(NH3)2]OH,1 mol [Ag(NH3)2]OH中,配离子[Ag(NH3)2]+中,含有2个配位键(Ag和N之间),每个NH3分子中有3个N-H共价键,2个NH3共有6个N-H共价键,配位键属于共价键,所以配离子内部共有8 mol共价键,OH-中含有1个O-H共价键,因此,1 mol [Ag(NH3)2]OH总共含有9 mol共价键,故C错误;
D.N的2p轨道处于半充满状态,比较稳定,第一电离能大于同周期的O,N>O,非金属性较大的O的第一电离能一般高于H,Ag为金属,第一电离能低于非金属元素,故第一电离能顺序为N>O>H>Ag,即Y>Z>X>W,故D正确;
故答案选D。
9. 某科研小组利用铜和钯作催化剂、作促进剂,成功地将一系列含氯烃类废物转化为有价值的氯化试剂,转化过程如图(部分产物省略,DMSO为二甲砜)。下列说法正确的是
A. 脱氯过程中,b发生取代反应生成聚乙炔和氯化氢
B. 脱氯过程中,和DMSO分别活化PVC中的碳氢键、碳碳键
C. 氯化过程中,c能提高反应物活化能,从而提高活化分子百分数
D. 脱氯和氯化循环符合绿色化学理念,实现资源的回收与利用
【答案】D
【解析】
【分析】分析题目给出的转化过程:脱氯过程:a.PVC(聚氯乙烯)在O2和DMSO作用下,经过b中间体,生成HCl和聚乙炔。氯化过程:HCl与Pd(Ⅱ)反应生成Pd(Ⅱ)-Cl(c),随后c与芳烃反应生成氯化产物(如氯代芳烃)和Pd(0)(d),Pd(0)被NO和O2氧化回Pd(Ⅱ),完成循环。据此分析以下各选项;
【详解】A.脱氯过程中,b(PVC 相关结构)发生的是消去反应(脱去 HCl,形成双键),生成聚乙炔和HCl,而不是取代反应,A错误;
B.脱氯过程是消去反应,主要断裂C-H键和C-Cl键,形成C=C双键,而不是断裂C-C键,B错误;
C.c是催化剂(Pd (II) 配合物),催化剂的作用是降低反应物活化能,从而提高活化分子百分数,而不是提高活化能,C错误;
D.脱氯过程将PVC中的氯转化为HCl,氯化过程又将HCl转化为氯化试剂,实现了氯资源的回收与循环利用,减少了废弃物排放,符合绿色化学理念,D正确;
故选D。
10. 下列实验操作及现象与实验结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
将少量铁粉样品溶于盐酸中,滴加硫氰化钾溶液,溶液未变红
铁粉未变质
B
分别向体积均为3 mL的苯、甲苯中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,甲苯中酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化
C
向浓硫酸和少量铜反应后的溶液中加入适量的蒸馏水,溶液呈蓝色
铜与浓硫酸反应生成了硫酸铜
D
用的NaOH溶液分别中和等体积、等浓度的溶液和HF溶液,溶液消耗的NaOH溶液更多
酸性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.若铁粉部分变质,溶于盐酸后生成的会被过量铁粉还原为,滴加硫氰化钾溶液也不会变红,无法证明铁粉未变质,A不符合题意;
B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯中甲基被酸性高锰酸钾氧化导致溶液褪色,说明苯环使甲基的活性增强,B符合题意;
C.浓硫酸与铜反应后的混合液中含有大量浓硫酸,直接向反应液中加蒸馏水会因浓硫酸稀释放热发生暴沸,操作本身错误,C不符合题意;
D.等体积等浓度的是二元酸、是一元酸,可提供的总物质的量更大,因此消耗更多,与酸性强弱无关,无法得出酸性强弱结论,D不符合题意;
答案选B。
11. 实验室制备肉桂酸的方法:将苯甲醛和乙酸酐混合后,加入无水碳酸钾,加热回流;待反应结束后,先利用水蒸气蒸馏法除杂,再依次用NaOH溶液、活性炭、盐酸提纯,最终得到肉桂酸。其中水蒸气蒸馏的装置如图:
已知:反应原理为。下列说法正确的是
A. 水蒸气蒸馏的目的是除去未反应完的苯甲醛
B. 用NaOH溶液代替碳酸钾可以提高产物的纯度
C. 该反应原理的原子利用率达到了100%
D. 加热回流时,选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好
【答案】A
【解析】
【详解】A.题干说明反应结束后先用水蒸气蒸馏除杂,苯甲醛能随水蒸气一起蒸出,因此水蒸气蒸馏的目的是除去未反应完的苯甲醛,A正确;
B.若用 NaOH溶液替代碳酸钾,强碱会引发乙酸酐水解,产生杂质,降低产物纯度,因此不能替代,B错误;
C.由反应式可知生成肉桂酸的同时还生成乙酸,原料中的原子没有全部进入目标产物肉桂酸,因此原子利用率不可能达到 100%,C错误;
D.加热回流时应选用球形冷凝管,其冷凝面积大,冷凝回流效果更好;直形冷凝管一般用于蒸馏,D错误;
故答案选A。
12. 砷化镓作为第二代半导体,因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓的立方晶胞结构如图,设砷化镓的密度为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该晶体中,、之间不存在配位键
B. 该晶胞中原子占据4种位置
C. 该晶体中,的键长为
D. 晶胞中由围成了八面体空隙和四面体空隙,且两者数量之比为
【答案】D
【解析】
【分析】砷化镓的立方晶胞结构中Ga位于内部有4个,As位于顶点和面心,有个;据此解题。
【详解】A.Ga最外层只有个电子,根据晶胞结构可知,Ga与形成个共价键,As最外层有5个电子,1对孤电子对,Ga有空轨道,所以其中1个共价键是配位键,因此和之间存在配位键,A错误;
B.由晶胞结构可知,原子位于顶点和面心两种位置,B错误;
C.晶胞质量,根据得晶胞边长,键长为晶胞对角线的,即键长,C错误;
D.由晶胞结构可知,一个晶胞中围成的四面体空隙有8个,而围成的八面体空隙有2种,八面体空隙的中心分别在晶胞的体心(1个)和棱心(12个),由于棱心处的八面体空隙是相邻4个晶胞所共有的,因此均摊到1个晶胞中的八面体空隙数,晶体中由围成的八面体空隙和四面体空隙数量之比为,D正确;
故答案选D。
13. 利用“海水-河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图如图所示,其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极,电极a、b均为石墨电极。下列说法正确的是
A. c为阳离子交换膜
B. 当电解装置中产生0.3 mol气体时,电路中转移1 mol电子
C. “海水-河水”浓差电池中NaCl溶液浓度高的一侧电极电势较低
D. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得40g NaOH
【答案】C
【解析】
【分析】装置原理分析:左侧装置:该装置是一个原电池,利用海水()和河水()的浓度差产生电能。浓差电池的核心原理:利用不同浓度的同种电解质溶液,通过离子迁移形成电势差,为了平衡浓度,Na+离子会自发地从高浓度的海水侧向低浓度的河水侧移动。两个电极X和Y均为Ag/AgCl电极,在X电极(海水侧),发生氧化反应:。因此,X是负极;在Y电极(河水侧),发生还原反应: 。因此,Y是正极;右侧是电解制备和NaOH的装置:电极a与电池正极Y相连,因此a是阳极,电极b与电池负极X相连,因此b是阴极。
电解池中电解溶液,实质是电解水。阳极(a)反应:,为制备,中间室的需通过离子交换膜c进入阳极室。因此,c为阴离子交换膜;
阴极(b)反应:,为制备NaOH,中间室的Na+需通过离子交换膜d进入阴极室。因此,d为阳离子交换膜;
【详解】A.根据上述分析,膜c允许阴离子通过,应为阴离子交换膜,A错误;
B.电解池的总反应为,生成的H2和O2的物质的量之比为。即每转移4 mol电子,阴极生成2 mol H2,阳极生成1 mol O2,共产生3 mol气体。设转移电子的物质的量为n mol,则:生成O2的物质的量为,生成H2的物质的量为,当电解装置中产生0.3 mol气体时,气体总物质的量:,解得,所以电路中转移了0.4 mol电子,B错误;
C.根据浓差电池的原理分析,NaCl溶液浓度高的一侧是海水侧,对应的电极是X。我们已经判断出X是负极。在原电池中,负极的电极电势低于正极。C正确;
D.电池停止放电时,两侧溶液浓度相等。设两侧溶液体积均为V L,则平衡浓度为,从开始到平衡,从海水侧转移的Cl⁻的物质的量为,根据负极反应,电路中转移的电子也为V mol。在电解池阴极,根据反应,转移V mol电子会生成V mol OH⁻,即生成V mol NaOH,NaOH的质量为,由于题目未给出溶液体积V,无法确定生成NaOH的质量,D错误;
故答案选C。
14. 常温下,向含有足量难溶盐MA的悬浊液中通入HCl气体,平衡时溶液中(X表示、、或)随pH的变化如图所示。已知:不水解。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示随pH的变化
B. 常温下,MA的溶度积常数
C. b点对应溶液中
D. b点对应溶液的pH=4.77
【答案】D
【解析】
【详解】A.MA悬浊液存在溶解平衡,通入HCl气体,与反应生成和,随着pH减小,增大,减小,增大,先增大后减小,先减小后增大,增大,减小,不水解,增大,减小,所以曲线Ⅱ表示,曲线Ⅲ表示,曲线Ⅰ表示,曲线Ⅳ表示,A错误;
B.当pH=3.27时,,根据的一级电离常数,当pH = 6.27时,,根据 的二级电离常数,由图可知pH较大时,,,B错误;
C.根据MA+2HCl=MCl2+H2A可知,C错误;
D..b点 ,根据电离常数可知mol/L,pH=4.77,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某化学小组探究Zn和溶液反应的过程及产物。回答下列问题:
(1)配制50 mL 1.0 溶液,下列药品中不需要使用的是__________(填标号)。
a.固体 b.Fe粉 c.蒸馏水 d.浓盐酸 e.氯水
【实验探究】向100 mL 1.0 溶液中加入6.5 g锌粉,实验装置如图。
第一阶段:刚开始无气泡产生,溶液温度升高。
第二阶段:溶液颜色变为浅绿色,且有红褐色絮状沉淀产生。
第三阶段:15 min后产生大量气泡,用试管收集后放在酒精灯火焰上有爆鸣声。反应结束后溶液最终呈无色。
(2)取第一阶段溶液少许于试管中,滴加酸性KSCN溶液,溶液颜色变为红色。甲同学认为:此现象说明第一阶段未发生反应。乙同学认为第一阶段发生了反应,理由为_________。
(3)丙同学认为第二阶段的上层清液中可能存在,设计实验检验的存在:_________。
(4)实验第二阶段产生红褐色絮状沉淀的原因为_________(从化学平衡、离子积与关系角度分析,结合必要的文字和反应方程式)。实验第三阶段产生气体的成分为__________(填化学式)。
(5)经检验,发现红褐色絮状沉淀中混有一种或两种能被磁铁吸引的黑色物质,对该黑色物质的可能成分提出猜想:Ⅰ.铁粉;Ⅱ. ;Ⅲ.两者都有。
【补充实验】将黑色物质用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡;向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象。
①将猜想Ⅱ补充完整:_________。
②若只有猜想Ⅰ正确,则第三阶段发生反应的离子方程式为_________。
③小组同学认为上述【补充实验】无法确定猜想Ⅲ是否正确,理由是_________。
【答案】(1)be (2)溶液温度升高,说明发生反应且该反应为放热反应(或发生了反应等相近意思描述)
(3)取少量上层清液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,出现蓝色沉淀则证明存在
(4) ①. Zn与反应,使平衡向逆反应方向移动,溶液的酸性减弱,溶液中增大,使,以形式沉淀析出 ②.
(5) ①. (或四氧化三铁) ②. 、 ③. 若存在,稀盐酸与反应产生的可与Fe继续反应生成,导致反应后的溶液中检测不到,与没有得到的反应后溶液现象相同
【解析】
【分析】本题以Zn与溶液反应为主线,考查氧化还原反应、离子检验、水解平衡及沉淀生成等知识。反应初期Zn先将还原为,随后体系酸性减弱导致沉淀生成,后期过量Zn与酸反应放出。实验还通过磁性和补充实验分析沉淀中黑色物质的可能成分,并利用离子检验方法判断体系中离子的存在及变化。
【小问1详解】
配制 50 mL 1.0 mol⋅L−1的FeCl3溶液,需要FeCl3固体、蒸馏水和少量浓盐酸,浓盐酸用于抑制Fe3+水解;不需要使用Fe粉和氯水,所以填be;
【小问2详解】
第一阶段刚开始无气泡产生,但溶液温度升高,说明已经发生反应,且该反应为放热反应。所以答案为溶液温度升高,说明发生反应且该反应为放热反应(或发生了反应等相近意思描述);
【小问3详解】
取少量上层清液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,出现蓝色沉淀则证明存在;
【小问4详解】
Zn与反应,使平衡向逆反应方向移动,溶液的酸性减弱,溶液中增大,使,以形式沉淀析出;第三阶段产生大量气体,收集后靠近酒精灯火焰有爆鸣声,说明气体为H2;
【小问5详解】
①红褐色絮状沉淀中混有被磁铁吸引的黑色物质,可能是Fe粉,也可能是Fe3O4,所以猜想Ⅱ为Fe3O4(或四氧化三铁),猜想Ⅲ为二者都有;
②补充实验中黑色物质加稀盐酸产生大量气泡,说明其中有活泼金属锌参与反应;反应后溶液滴加KSCN无明显现象,说明没有检出Fe3+。若猜想Ⅱ成立,黑色物质为Fe3O4,其与稀盐酸反应生成的Fe3+会继续与过量锌反应生成Fe2+,因此也可能检测不到Fe3+,所以该补充实验不能排除猜想Ⅱ。若只有猜想Ⅰ正确,第三阶段发生的离子方程式为:、;
③若存在,稀盐酸与反应产生的可与Fe继续反应生成,导致反应后的溶液中检测不到,与没有得到的反应后溶液现象相同。
16. 高铁酸钾()是一种高效、多功能的新型非氯绿色消毒剂。以硫铁矿烧渣(主要成分为、、、、等元素的氧化物)为原料制备高铁酸钾,可实现绿色化学的目标,流程如图。
已知:①是一种暗紫色固体,易溶于水,微溶于浓溶液,下在强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出。
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全()时的见下表。
沉淀物
开始沉淀的
沉淀完全的
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为___________。
(2)“酸溶”后所得滤渣1的成分为___________(填化学式)。
(3)“氧化1”中溶液的用量远大于理论值,原因可能是___________。
(4)“调”步骤中适宜的范围为___________。
(5)“氧化2”中,向溶液中加入足量固体,直至无法溶解,得到的强碱性饱和溶液,再向其中缓慢少量分批加入,并不断搅拌左右,至溶液呈深紫红色,“氧化2”发生反应的离子方程式为___________。
(6)“转化分离”中,加入固体至饱和并搅拌后,得到紫黑色固体。加入固体至饱和的作用是___________。
(7)储存介质和在高铁酸钾溶液中的质量分数对高铁酸钾溶液稳定性的影响分别如图1、图2所示。分析图1和图2可知,高铁酸钾溶液的最佳储存方案为___________。
【答案】(1)
(2)、
(3)生成的作为催化剂,催化的分解
(4)
(5)
(6)增大浓度,促进晶体析出
(7)用聚乙烯材质的塑料瓶避光储存,添加一定量的,并使在高铁酸钾溶液中的质量分数达到即可
【解析】
【分析】这是以硫铁矿烧渣为原料制备高铁酸钾的流程,首先用硫酸进行酸溶,使铁、铝、钙、镁等金属氧化物转化为可溶性硫酸盐,同时硅氧化物不反应进入滤渣1被除去;随后加入过氧化氢氧化可能存在的Fe2+为Fe3+,再加入氢氧化钠调节pH使Fe3+选择性沉淀为Fe(OH)3,实现与铝、镁、钙等离子的分离;所得Fe(OH)3在次氯酸钠和氢氧化钠的碱性体系中被氧化为高铁酸盐,最终通过加入氢氧化钾利用溶解度差异转化析出K2FeO4晶体,从而获得高铁酸钾产品。
【小问1详解】
的价层电子排布为;
【小问2详解】
原料是硫铁矿烧渣,主要成分为 、、、、等。
加入硫酸进行“酸溶”时,会与硫酸反应生成,是微溶物,在浓度较高时会以沉淀形式析出;是酸性氧化物,不溶于硫酸,因此,滤渣1主要是不反应的二氧化硅和生成的硫酸钙沉淀;
【小问3详解】
溶液中存在大量的,是分解的催化剂,加入的双氧水有一部分会因为催化分解而损耗掉,导致实际用量远大于理论计算值;
【小问4详解】
为了让沉淀完全而不沉淀或少沉淀,pH范围应控制在2.7~3.4;
【小问5详解】
根据题目所用溶液以及溶液呈紫红色可得反应物与生成物,配平得:;
【小问6详解】
加入饱和KOH,增大了浓度,促使晶体析出;
【小问7详解】
观察图1可得:避光保存更好,且聚乙烯塑料瓶比玻璃瓶好;
观察图2可得:能抑制分解,且浓度在实验范围内越高效果越好,即加入0.10%的;
故将高铁酸钾溶液盛放在聚乙烯塑料瓶中,避光保存,并加入0.10%的。
17. 甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料,选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)___________;反应Ⅰ在一定条件下可自发进行,则自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知上的___________原子加氢更有利。
(3)一定条件下,在的恒容密闭容器中,充入和,使之发生上述三个反应。末反应达到平衡,测得和的物质的量均为。
①内,的平均反应速率为___________。
②能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)一定条件下,在压强为p的恒压密闭容器中,加入和,使之发生上述三个反应,转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。
①若时催化剂的活性受温度影响不大,分析后图中曲线下降的原因:___________。
②时反应的平衡常数___________(列出含p的计算式即可)。
【答案】(1) ①. ②. 高温
(2)氧(或“O”) (3) ①. ②. bc
(4) ①. 反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,反应Ⅰ为吸热反应,升高温度,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度,从而使转化率和甲醇选择性下降 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅱ=反应Ⅲ,因此,代入数据得:。反应Ⅰ,,根据自发判据 ,只有高温下才能满足,因此自发条件为高温。
【小问2详解】
根据图像可知,加氢生成(氧原子加氢)的活化能远低于生成(碳原子加氢)的活化能,因此氧原子加氢更有利。
【小问3详解】
①末测得和的物质的量均为,,,由C原子守恒可得,由O原子守恒可得,由H原子守恒可得,,则内,的平均反应速率为。
②a.体系中气体总质量不变,容器体积不变,则混合气体的密度始终保持不变,混合气体的密度保持不变不能判断反应是否达到平衡,a项不符合题意;
b.该体系反应Ⅱ、Ⅲ前后气体分子数不相等,容器内压强保持不变,说明物质的量不再变化,反应达到平衡,b项符合题意;
c.体系中气体总质量不变,反应Ⅱ、Ⅲ前后气体分子数不相等,混合气体的平均相对分子质量为变量,混合气体的平均相对分子质量保持不变能够说明反应达到平衡状态,c项符合题意;
故选bc。
【小问4详解】
①反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,反应Ⅰ的,升高温度后,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,反应Ⅰ平衡正向移动,且逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度,造成转化率降低,甲醇选择性也降低,因此曲线下降。
②当加入和,反应达到平衡时平衡转化率为,转化的二氧化碳物质的量为,甲醇的选择性为,代入,可得,解得,,由O原子守恒可得,由H原子守恒可得,平衡时气体总物质的量:,平衡时各气体的分压分别是,,,,则在该温度下的压强平衡常数。
18. 西那卡塞(I)是第二代钙敏感受体调节剂,可用于治疗甲亢,其合成路线如下:
已知:Et为,Me为。回答下列问题:
(1)MeOH的名称为_________,H中官能团的名称为_________。
(2)D+E→F的反应类型为__________。
(3)B__________(填“不存在”或“存在”)顺反异构。
(4)C的分子式为_________。A+B→C时,加入的的作用是_________。
(5)已知由C经多步得到I的另一种合成路线如图[PCC为氯铬酸吡啶(常见的氧化剂),可将还原为(R、R'为烷基)]。
P的结构简式为_________。
(6)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:_________。
①分子中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为2:1:1;
②能发生银镜反应;
③属于链状化合物。
【答案】(1) ①. 甲醇 ②. 酰胺基、碳氟键(或氟原子)
(2)取代反应 (3)不存在
(4) ①. ②. 消耗生成的,增大产率
(5) (6)
【解析】
【分析】A与B发生取代反应,生成C和;D与E发生取代反应,生成F和;C与F发生取代反应,生成G和;G中碳碳双键与氢气加成生成H;H中键被还原成,生成I;
【小问1详解】
MeOH的结构简式为,名称为甲醇;
由H的结构简式可知含有的官能团有酰胺基、碳氟键(或氟原子);
【小问2详解】
D与E反应生成F和,反应类型为取代反应;
【小问3详解】
B的结构简式为,碳碳双键中有1个碳原子连有2个相同的氢原子,不存在顺反异构;
【小问4详解】
由可得C的分子式为;
A与B反应生成C和,能与生成的反应,促进A+B→C的反应正向进行,增大反应物的利用率和产物产率,故答案为消耗生成的,增大产率(回答合理即可);
【小问5详解】
与氢气发生加成反应,生成M(),M被还原为N(),N被PCC氧化成P,P与D先加成再消去,生成Q和水,结合和逆推可得P的结构简式为;
【小问6详解】
由可得B的分子式为,不饱和度为2,其同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基(或甲酸酯基);氢原子个数为4:2:2,符合条件的链状结构为。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
化学试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Zn:65 Ga:70 As:75
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. 青少年参与家务劳动既可以培养劳动习惯,又能将化学知识应用于实践。下列有关说法正确的是
A. 做馒头时加入大量大苏打,能使馒头疏松多孔
B. 烹煮鱼时加入的料酒和食醋可发生酯化反应,能增加香味
C. 春节时可使用胶水粘贴春联,胶水是一种纯净物
D. 天然气(主要成分为)燃烧出现黄色火焰时,说明天然气燃烧不充分,应调小进风口
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 的电子式为
B. 基态P原子的价层电子排布图:
C. 分子的VSEPR模型:
D. 乙烷的球棍模型为
3. 下列符合实验安全要求的是
A. 实验废渣自行深埋处理
B. 金属钠着火时用泡沫灭火器灭火
C. 少量酸滴到实验桌上时,先用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布
D. 金属汞洒落到实验桌上时,先收集再用土覆盖
4. 下列实验操作正确且能达到对应实验目的的是
实验操作
实验目的
A.灼烧海带
B.铁上镀铜
实验操作
实验目的
C.除去乙烯中的
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
5. 乙位紫罗兰酮(M)可从植物油中分离得到,具有抗肿瘤活性,其结构如图。下列有关M的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子共平面
B. 分子中含有1个手性碳原子
C. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 1 mol M最多能与发生加成反应
6. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的质子数为
B. 等物质的量的和所含原子数均为3
C. 的溶液中含有的数目为0.01
D. 常温常压下,32 g由和组成的混合物中含有的原子数为2
7. 下列关于客观事实的解释错误的是
选项
客观事实
解释
A
立方氮化硼晶体硬而脆
立方BN晶体中B与N以共价键结合形成共价晶体,且共价键具有方向性,受到外力时,会发生原子错位
B
酸性:三氟乙酸>三氯乙酸
氟的电负性比氯大,氟的吸电子诱导效应更强,三氟乙酸的羧基中O-H的极性更大
C
液态氟化氢中存在缔合分子,沸点异常高
HF分子间通过配位键相互结合,分子间作用力显著增强
D
环糊精将香草醛包埋制成的稳定食品香精是一种超分子
环糊精是超分子主体,空腔可容纳香草醛分子,二者通过非共价键相互作用
A. A B. B C. C D. D
8. 已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X元素原子的核外电子数和电子层数相等,Y与Z同周期,Y元素原子核外成对电子数和未成对电子数之比为,Z元素基态原子核外p轨道有2个未成对电子;W为区元素,其价层电子排布式为;向的溶液中通入适量形成配合物。下列说法正确的是
A. 仅由X、Y、Z三种元素形成的物质中不含离子键
B. 简单氢化物的键角:
C. 上述配合物中含有共价键
D. 上述四种元素的第一电离能:
9. 某科研小组利用铜和钯作催化剂、作促进剂,成功地将一系列含氯烃类废物转化为有价值的氯化试剂,转化过程如图(部分产物省略,DMSO为二甲砜)。下列说法正确的是
A. 脱氯过程中,b发生取代反应生成聚乙炔和氯化氢
B. 脱氯过程中,和DMSO分别活化PVC中的碳氢键、碳碳键
C. 氯化过程中,c能提高反应物活化能,从而提高活化分子百分数
D. 脱氯和氯化循环符合绿色化学理念,实现资源的回收与利用
10. 下列实验操作及现象与实验结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
将少量铁粉样品溶于盐酸中,滴加硫氰化钾溶液,溶液未变红
铁粉未变质
B
分别向体积均为3 mL的苯、甲苯中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,甲苯中酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化
C
向浓硫酸和少量铜反应后的溶液中加入适量的蒸馏水,溶液呈蓝色
铜与浓硫酸反应生成了硫酸铜
D
用的NaOH溶液分别中和等体积、等浓度的溶液和HF溶液,溶液消耗的NaOH溶液更多
酸性:
A. A B. B C. C D. D
11. 实验室制备肉桂酸的方法:将苯甲醛和乙酸酐混合后,加入无水碳酸钾,加热回流;待反应结束后,先利用水蒸气蒸馏法除杂,再依次用NaOH溶液、活性炭、盐酸提纯,最终得到肉桂酸。其中水蒸气蒸馏的装置如图:
已知:反应原理为。下列说法正确的是
A. 水蒸气蒸馏的目的是除去未反应完的苯甲醛
B. 用NaOH溶液代替碳酸钾可以提高产物的纯度
C. 该反应原理的原子利用率达到了100%
D. 加热回流时,选用直形冷凝管比球形冷凝管效果好
12. 砷化镓作为第二代半导体,因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓的立方晶胞结构如图,设砷化镓的密度为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该晶体中,、之间不存在配位键
B. 该晶胞中原子占据4种位置
C. 该晶体中,的键长为
D. 晶胞中由围成了八面体空隙和四面体空隙,且两者数量之比为
13. 利用“海水-河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图如图所示,其中X、Y均为Ag/AgCl复合电极,电极a、b均为石墨电极。下列说法正确的是
A. c为阳离子交换膜
B. 当电解装置中产生0.3 mol气体时,电路中转移1 mol电子
C. “海水-河水”浓差电池中NaCl溶液浓度高的一侧电极电势较低
D. 电池从开始工作到停止放电,理论上可制得40g NaOH
14. 常温下,向含有足量难溶盐MA的悬浊液中通入HCl气体,平衡时溶液中(X表示、、或)随pH的变化如图所示。已知:不水解。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ表示随pH的变化
B. 常温下,MA的溶度积常数
C. b点对应溶液中
D. b点对应溶液的pH=4.77
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某化学小组探究Zn和溶液反应的过程及产物。回答下列问题:
(1)配制50 mL 1.0 溶液,下列药品中不需要使用的是__________(填标号)。
a.固体 b.Fe粉 c.蒸馏水 d.浓盐酸 e.氯水
【实验探究】向100 mL 1.0 溶液中加入6.5 g锌粉,实验装置如图。
第一阶段:刚开始无气泡产生,溶液温度升高。
第二阶段:溶液颜色变为浅绿色,且有红褐色絮状沉淀产生。
第三阶段:15 min后产生大量气泡,用试管收集后放在酒精灯火焰上有爆鸣声。反应结束后溶液最终呈无色。
(2)取第一阶段溶液少许于试管中,滴加酸性KSCN溶液,溶液颜色变为红色。甲同学认为:此现象说明第一阶段未发生反应。乙同学认为第一阶段发生了反应,理由为_________。
(3)丙同学认为第二阶段的上层清液中可能存在,设计实验检验的存在:_________。
(4)实验第二阶段产生红褐色絮状沉淀的原因为_________(从化学平衡、离子积与关系角度分析,结合必要的文字和反应方程式)。实验第三阶段产生气体的成分为__________(填化学式)。
(5)经检验,发现红褐色絮状沉淀中混有一种或两种能被磁铁吸引的黑色物质,对该黑色物质的可能成分提出猜想:Ⅰ.铁粉;Ⅱ. ;Ⅲ.两者都有。
【补充实验】将黑色物质用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡;向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象。
①将猜想Ⅱ补充完整:_________。
②若只有猜想Ⅰ正确,则第三阶段发生反应的离子方程式为_________。
③小组同学认为上述【补充实验】无法确定猜想Ⅲ是否正确,理由是_________。
16. 高铁酸钾()是一种高效、多功能的新型非氯绿色消毒剂。以硫铁矿烧渣(主要成分为、、、、等元素的氧化物)为原料制备高铁酸钾,可实现绿色化学的目标,流程如图。
已知:①是一种暗紫色固体,易溶于水,微溶于浓溶液,下在强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出。
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全()时的见下表。
沉淀物
开始沉淀的
沉淀完全的
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为___________。
(2)“酸溶”后所得滤渣1的成分为___________(填化学式)。
(3)“氧化1”中溶液的用量远大于理论值,原因可能是___________。
(4)“调”步骤中适宜的范围为___________。
(5)“氧化2”中,向溶液中加入足量固体,直至无法溶解,得到的强碱性饱和溶液,再向其中缓慢少量分批加入,并不断搅拌左右,至溶液呈深紫红色,“氧化2”发生反应的离子方程式为___________。
(6)“转化分离”中,加入固体至饱和并搅拌后,得到紫黑色固体。加入固体至饱和的作用是___________。
(7)储存介质和在高铁酸钾溶液中的质量分数对高铁酸钾溶液稳定性的影响分别如图1、图2所示。分析图1和图2可知,高铁酸钾溶液的最佳储存方案为___________。
17. 甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料,选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)___________;反应Ⅰ在一定条件下可自发进行,则自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知上的___________原子加氢更有利。
(3)一定条件下,在的恒容密闭容器中,充入和,使之发生上述三个反应。末反应达到平衡,测得和的物质的量均为。
①内,的平均反应速率为___________。
②能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)一定条件下,在压强为p的恒压密闭容器中,加入和,使之发生上述三个反应,转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。
①若时催化剂的活性受温度影响不大,分析后图中曲线下降的原因:___________。
②时反应的平衡常数___________(列出含p的计算式即可)。
18. 西那卡塞(I)是第二代钙敏感受体调节剂,可用于治疗甲亢,其合成路线如下:
已知:Et为,Me为。回答下列问题:
(1)MeOH的名称为_________,H中官能团的名称为_________。
(2)D+E→F的反应类型为__________。
(3)B__________(填“不存在”或“存在”)顺反异构。
(4)C的分子式为_________。A+B→C时,加入的的作用是_________。
(5)已知由C经多步得到I的另一种合成路线如图[PCC为氯铬酸吡啶(常见的氧化剂),可将还原为(R、R'为烷基)]。
P的结构简式为_________。
(6)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:_________。
①分子中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为2:1:1;
②能发生银镜反应;
③属于链状化合物。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$