内容正文:
成都七中万达学校2025-2026学年下期高2024级半期考试
化学试卷
满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:Ca-40 S-32 O-16 K-39 I-127
一、选择题:本大题共15小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分。
1. 化学与人类生产、生活、科研、环境等密切相关。下列说法错误的是
A. 我国科学家近期成功构筑了一类超分子金属配位笼,超分子具有分子识别和自组装特征
B. 我国研究人员成功制备出铝-锆-钪(Al-Zr-Sc)合金材料,Al-Zr-Sc合金的导电性与自由电子的运动相关
C. 医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于烃
D. 嫦娥六号探测器外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造,碳化硅属于共价晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.超分子的重要特征就是分子识别与自组装,这是超分子化学的基本特点,A正确;
B.金属及合金属于金属晶体,其导电性依赖于自由电子的定向运动,B正确;
C.烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物,四氟乙烯的结构简式为,含有氟元素,不属于烃,C错误;
D.碳化硅中硅原子和碳原子以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表达不正确的是
A. 的结构示意图:
B. 的电子式:
C. 基态P原子的价电子轨道表示式:
D. HCl分子中σ键的形成过程:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的原子序数为16,原子核内有16个质子,核外有18个电子,结构示意图:,A正确;
B.过氧化氢为共价化合物,电子式为,B错误;
C.基态P原子的价电子排布式为3s23p3,价电子轨道表示式:,C正确;
D.HCl分子中H原子和Cl原子通过s轨道、p轨道“头碰头”形成σ键,形成过程表示为:,D正确;
故选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,pH=3的HCOOH溶液中,H+的数目为
B. 熔融状态下1 mol氯化钠中有离子
C. 等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D. 在1 L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中,的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据选项所给信息,可以算出氢离子的浓度,但未给出溶液体积,无法计算氢离子数目,A错误;
B.熔融状态下完全电离为和,1 mol NaCl含1 mol Na+和1 mol Cl-,离子的总物质的量为2 mol,即数目为,B正确;
C.计算氧原子总数时需要给定二氧化碳和二氧化硫的具体的物质的量,C错误;
D.在水中电离出和,在溶液中发生水解,其实际数目小于,D错误;
故选B。
4. 下列说法正确的是
A. 、互为同位素 B. 和 互为同分异构体
C. CO和互为同素异形体 D. 和是同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.同位素是指质子数相同,中子数不同的同种元素的不同种原子,、不是原子,故A错误;
B. 和 属于相同结构,不互为同分异构体,故B错误;
C.同素异形体是指同种元素组成的不同的单质,CO和组成元素相同,但不属于单质,故C错误;
D.和都是饱和烷烃,结构相似,相差1个CH2原子团,互为同系物,故D正确;
答案选D。
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 加入Al粉产生的溶液中:、、、
B. 澄清透明溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 由水电离的的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入Al粉产生的溶液为酸性或者碱性溶液,若为碱性溶液, 能够与氢氧根离子发生反应;若为酸性溶液, 与氢离子反应,在溶液中一定不能大量共存,故A不选;
B.澄清透明溶液中,、、、四种离子之间不发生反应,一定能大量共存,故B选;
C.的溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,在碱性溶液中不能大量共存,故C不选;
D.由水电离的的溶液中水的电离被抑制,该溶液可能呈酸性也可能呈碱性,、在酸性溶液中会发生氧化还原反应,不能大量共存,故D不选;
故选B。
6. 下列有机化合物的分类或所含的官能团有误的是
选项
A
B
C
D
物质
类别
醇
醛
卤代烃
酯
官能团
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.的官能团是,连接在苯环侧链的碳原子上,因此属于醇类,A正确;
B.的官能团是,属于醛类物质,B正确;
C.的官能团是,属于卤代烃,C正确;
D.的官能团是醛基()和醚键(),该物质不含酯基,因此不属于酯类,D错误;
故答案选D。
7. 下列关于电化学装置的说法中不正确的是
A.采用外加电流阴极保护法保护铁管道
B.铅蓄电池放电时作正极
C.在铁钉表面镀铜
D.电解饱和食盐水制烧碱和氯气
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】 A.外加电流阴极保护法中,被保护的金属与电源的负极相连作阴极,能防止金属被腐蚀。图中铁管道与电源正极相连,A错误;
B.铅蓄电池放电时,PbO2得电子发生还原反应生成PbSO4,PbO2作正极,B正确;
C.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极。在铁钉表面镀铜,应该是铜作阳极,与电源正极相连;铁钉作阴极,与电源负极相连,电解质为硫酸铜溶液,C正确;
D.电解饱和食盐水时,阳极发生氧化反应,Cl-失去电子生成Cl2;阴极发生还原反应,H2O得到电子生成H2和OH-,可以制得烧碱和氯气,D正确;
故选A。
8. 工业上常以铝土矿(主要成分为,含少量)为原料冶炼金属铝,其工艺流程如下图。则下列说法错误的是
A. 溶解时发生反应的离子方程式为
B. 滤渣的主要成分为
C. “酸化”时可以用过量代替
D. “熔融电解”时加入试剂为冰晶石,用作助熔剂
【答案】C
【解析】
【分析】铝土矿主要成分为,含少量,铝土矿加氢氧化钠“溶解”,氧化铝和氢氧化钠反应生成,不溶于氢氧化钠溶液,过滤1分离出,滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,过滤2分离出氢氧化铝,氢氧化铝灼烧生成氧化铝,电解熔融氧化铝得到金属铝。
【详解】A.铝土矿中为两性氧化物,能与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式为,A正确;
B.为碱性氧化物,不与NaOH溶液反应,故溶解后过滤得到的滤渣主要成分为,B正确;
C.“酸化”的目的是使转化为沉淀,若用过量HCl,会继续与HCl反应生成而溶解,无法得到沉淀;而为弱酸,过量时不溶解,故不能用过量HCl代替,C错误;
D.熔融电解时加入冰晶石(),可降低的熔点,用作助熔剂,D正确;
故答案选C。
9. 物质A(结构如图所示)在电镀工业上应用广泛,物质A由X、Y、Z、W、R五种元素构成,这五种元素的原子序数依次增大,除R为第四周期元素外,其余都为短周期元素。这五种元素的价层电子总数为29,其中Y的一种氢化物可用作制冷剂。下列说法正确的是
A. W的最简单氢化物与Z的最简单氢化物分子间作用力不同
B. 基态R原子的价层电子排布图为
C. 第一电离能:
D. 向溶液中通入过量Y的最简单氢化物,最终现象是生成沉淀
【答案】A
【解析】
【分析】Y的一种氢化物可用作制冷剂,说明Y为N;根据结构图中原子成键数目分析,W形成六条键,W为S;X形成1条键,X为H,Z为O;由五种元素的价层电子总数为29,推出R为Cu。
【详解】A.W的最简单氢化物与Z的最简单氢化物分子间作用力不完全相同,前者只有范德华力,后者既有范德华力又有氢键,A正确;
B.基态Cu原子的价层电子排布图为,B错误;
C.N原子2p轨道中电子半充满,较稳定,第一电离能大于同一周期相邻元素的第一电离能,第一电离能:,C错误;
D.向溶液中通入过量,先产生氢氧化铜沉淀,后生成硫酸四氨合铜,使得沉淀消失,D错误;
故选A。
10. “铜-氯”循环实现转化为和,相关物质转化关系如图所示。
下列说法不正确的是
A. 是,是
B. “干燥”时,蒸干溶液无法得到固体
C. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
D. 制备,必须投入
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图中转化关系来看,CuCl与X(aq)反应生成CuCl2和H2:,X为HCl;Cu2OCl2(s) 热解生成 CuCl (s) 和 Y (g):2Cu2OCl2(s) 4CuCl (s) 和 O2 (g),该反应为氧化还原反应,Cu的化合价从+2价降低到+1价,则Y为O2(O的化合价从-2价到0价),A正确;
B.CuCl2溶液水解生成Cu(OH)2和HCl,加热HCl挥发,促进水解,蒸干得到Cu(OH)2,灼烧得CuO,蒸干无法得到CuCl2固体,B正确;
C.涉及的氧化还原反应:①:,②:2Cu2OCl2(s) 4CuCl (s) 和 O2 (g),共2个,C正确;
D.从整个循环流程来看,①:,②:H2O+2CuCl2 Cu2OCl2(s) +2HCl (g),③:2Cu2OCl2(s) 4CuCl (s) 和 O2 (g),2×①+2×②+③得“铜-氯”循环实现转化为和:,即理论上不需要持续投入新的CuCl,D错误;
故选D。
11. 对下列事实解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用可溶性铁盐作净水剂
水解生成的胶体可使水中细小悬浮颗粒聚集成较大颗粒沉降
B
工业合成氨反应温度控制在700 K左右
,高温有助于提升平衡转化率
C
密闭容器中反应达平衡状态后,压缩容器,气体颜色变深
容器体积减小,增大
D
金属钠与乙醇能发生反应却可以保存在煤油中
共价键极性的差异导致物质在化学性质上的差异
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮杂质使其沉降,因此可溶性铁盐可作净水剂,A正确;
B.合成氨反应ΔH<0为放热反应,升高温度平衡逆向移动,会降低反应物的平衡转化率,选择700K左右的温度是因为该温度下催化剂活性最高、反应速率较快,B错误;
C.反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)反应前后气体分子数相等,压缩容器平衡不移动,容器体积减小导致c(I2)增大,因此气体颜色变深,C正确;
D.乙醇中O-H键极性强,可与Na反应放出氢气,煤油为烃类混合物,C-H键极性弱,不与Na反应,因此共价键极性的差异导致化学性质的差异,D正确;
故选B。
12. 由K、I、O三种元素组成的某种晶体是一种性能良好的非线性光学材料,其立方晶胞结构如图所示,规定A 处原子坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. B 处原子坐标为
B. 与K距离最近且相等的O的个数为6
C. 该晶胞中 K 与O间的最短距离为
D. 该晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.A处坐标为,晶胞边长为a,坐标范围为,B处原子位于右面面心,坐标应为,A错误;
B.K位于顶点,与K距离最近且相等的O位于相邻晶胞的面心,该晶胞中3个相邻面上的O和该顶点的K等距且最近,一个顶点被8个晶胞共用,相邻晶胞共用一个面,共个,B错误;
C.K与O的最短距离是顶点到面心的距离,晶胞边长为,最短距离为 ,C错误;
D.K位于晶胞顶点,得 个; I位于晶胞体心,共1个; O位于晶胞面心,得 个; 晶体化学式为 ,摩尔质量 ,晶胞质量,晶胞边长,体积,密度 ,D正确;
故选D。
13. 下列关于有机物同分异构体(不考虑立体异构)的说法错误的是
A. 分子式为C5H10O2的酯有8种
B. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物只有一种的链状烷烃有4种
C. “立方烷”(,)呈正六面体形结构,其二氯代物有3种
D. 含四个甲基的同分异构体有2种
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子式C5H10O2的酯可看作由羧酸和醇脱水缩合而成,具体缩合的方式如下:①甲酸丁酯:甲酸(1种)×丁醇(4种),共4种,②乙酸丙酯:乙酸(1种)×丙醇(2种),共2种;③丙酸乙酯:丙酸(1种)×乙醇(1种),共1种;④丁酸甲酯:丁酸(2种)×甲醇(1种),共2种,综上共计9种,A错误;
B.一氯代物只有 1 种,说明分子中所有氢原子高度对称(等效氢)。满足条件的链状烷烃有:甲烷(CH4)、乙烷(CH3CH3)、新戊烷(C(CH3)4,5个碳)、2,2,3,3-四甲基丁烷((CH3)3C-C(CH3)3,8个碳),共 4 种,B正确;
C.立方烷为正六面体对称结构,其二氯代物取决于两个氯原子的相对位置,具体位置包括:①两个氯原子在同一条棱的两个顶点上(邻位),②两个氯原子在同一面的对角顶点上(间位),③穿过立方体中心的体对角线(对位,即体对角线相对),共 3 种,C正确;
D.符合限制条件的结构包括①2,3-二甲基丁烷((CH3)2CHCH(CH3)2),②2,2-二甲基丁烷((CH3)3CCH2CH3),共2种,D正确;
故答案选A。
14. 某废水中含有和,浓度远大于。用溶液调节该废水(溶液体积变化忽略不计),上层清液中铜元素的含量随变化如图所示。
已知:在溶液中可形成和。
下列说法不正确的是
A. a~b段:随升高,平衡逆向移动
B. b~c段:发生反应
C. c-d段:随升高,溶液中的浓度上升,再次出现沉淀
D. 推测d点以后,随升高,上层清液中铜元素含量持续下降
【答案】D
【解析】
【详解】A.a~b段:,随升高,c(OH-)增大,平衡逆向移动,上层清液的含量减小,选项A正确;
B.b~c段: ,随着c(OH-)增大,与OH-结合生成NH3·H2O,c(NH3·H2O)增大,发生上述反应,使上层清液中铜元素的含量增大,选项B正确;
C.c-d段:随升高,使平衡逆向移动,再次出现沉淀,选项C正确;
D.d点以后,随升高,可能发生,则上层清液中铜元素含量可能上升,选项D错误;
答案选D。
15. 溶液可以处理锅炉水垢中的,使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程:
①将溶液和溶液等体积混合得浊液a
②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a,溶液红色变浅
③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b,浸泡在滴有酚酞的溶液中,一段时间后溶液红色变浅
已知:
下列说法中不正确的是
A. 浊液a中硫酸根离子的浓度为
B. ②中溶液红色变浅可证明有转化为
C. ③中溶液红色变浅可证明有转化为
D. 向白色沉淀b中加入的溶液,沉淀几乎全部转化
【答案】B
【解析】
【详解】A.将溶液和溶液等体积混合后得到浊液且硫酸根离子浓度和钙离子浓度相等,,A正确;
B.向含有酚酞的溶液中加入浊液a(含沉淀和溶液中的、),红色变浅说明浓度减小,可能原因是溶液被稀释,或是浊液a中含有溶解的 (浓度 ) 和 固体。 立即与 反应:,消耗 ,导致溶液碱性减弱,红色变浅,无法证明有转化为,B错误;
C.将过滤后的白色沉淀b固体(固体)浸泡在溶液中,红色变浅说明被消耗,此时溶液中无游离的,只能通过转化为来实现,C正确;
D.白色沉淀b为,向白色沉淀b中加入的溶液则会发生:,平衡常数,若加入,设溶液中,则,x无限接近1,说明几乎完全转化为,D正确;
故选B。
二、非选择题:本大题共4小题,共55分。
16. 镓及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。回答下列问题:
(1)是一种温和的还原剂,其可由和过量的LiH反应制得:。
①已知的熔点为77.9℃,LiCl的熔点为605℃,两者熔点差异较大的原因为_______。
②在270℃左右以二聚物存在,该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构,写出它的结构式:_______。
(2)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ中环上C原子的杂化方式为_______,1 mol化合物I中含有的键的物质的量为_______。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为_______,x=_______。
(3)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其四方晶胞结构如图所示:
上述晶胞沿着a轴的投影图为_______(填选项字母)。
A. B. C.
(4)F与N可形成化合物N2F2,分子中各原子均满足8电子稳定结构。
①分子中氮原子的杂化方式为_______。
②N2F2结构式为_______。
【答案】(1) ①. LiCl属于离子晶体,晶体粒子间作用力为离子键,GaCl3为分子晶体,晶体粒子间的作用力为范德华力 ②.
(2) ①. sp2 ②. 17 mol ③. 6 ④. 1
(3)C (4) ①. sp2 ②. F-N=N-F
【解析】
【小问1详解】
①属于离子晶体,晶体粒子间作用力为离子键,属于分子晶体,晶体粒子间作用力为范德华力,离子键的强度远大于范德华力,故熔点远高于;
②二聚物中每个原子与3个原子形成共价键,同时与1个原子形成配位键,满足8电子稳定结构,结构式为;
【小问2详解】
①化合物Ⅰ中吡啶环上的C原子均形成3个键,无孤电子对,杂化方式为杂化;1 mol化合物Ⅰ中含键的物质的量为;
②化合物Ⅱ中每个原子与2个原子、4个原子形成配位键,配位数为6;为价,配体中为0价,为价,1个共价,4个共价,故配离子总电荷为,即;
【小问3详解】
四方晶胞沿轴投影,需观察原子在-平面的位置:原子位于晶胞的顶点、内部,投影为四个角的黑球,中间有1个原子投影;原子位于晶胞的上下底面中心,投影为上下的灰球;原子位于晶胞的棱上,投影为左右的白球,C符合题意;
故选C;
【小问4详解】
①N2F2分子中各原子均满足8电子稳定结构,中原子形成2个键,即1个双键、1个单键,和1对孤电子对,价层电子对数为,杂化方式为杂化;
②中各原子均满足8电子稳定结构,原子之间形成双键,结构式为。
17. 氰化钠是一种剧毒物质,工业上常用硫代硫酸钠溶液处理废水中的氰化钠。硫代硫酸钠的工业制备原理为:。某化学兴趣小组拟用该原理在实验室制备硫代硫酸钠,并使用硫代硫酸钠溶液对氰化钠溶液进行统一解毒销毁。
实验I.实验室通过如图所示装置制备晶体
(1)盛装浓硫酸的仪器名称是___________。
(2)a装置中发生的化学反应方程式为___________。
(3)反应开始后,c中先有淡黄色浑浊产生,后又变为澄清,此浑浊物可能是___________(填化学式)。
(4)实验结束后,在e处可连接盛有___________(填序号)溶液的注射器,再关闭,打开,以防止拆除装置时装置中的有害气体逸出污染空气。
A. 溶液 B. 浓硫酸 C. 酸性溶液 D. 溶液
实验II.产品纯度的检测
(5)已知:的摩尔质量为;。取晶体样品,加水溶解后,滴入几滴淀粉溶液,用碘水滴定到终点时,消耗碘水溶液,则该样品的纯度是___________。(保留三位有效数字)
(6)滴定过程中可能造成实验结果偏高的是___________(填字母)。
A. 锥形瓶未用溶液润洗
B. 锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定,进行读数
C. 滴定到终点时仰视读数
D. 滴定管尖嘴内滴定前无气泡,滴定到终点出现气泡
【答案】(1)分液漏斗
(2)(浓)
(3)S (4)CD
(5)74.4% (6)C
【解析】
【分析】工业制备硫代硫酸钠的原理为,实验室中,装置a利用浓硫酸与亚硫酸钠反应制备:;装置c中反应生成硫代硫酸钠;装置d中溶液用于吸收尾气,防止污染,据此分析。
【小问1详解】
盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗;
【小问2详解】
浓硫酸与亚硫酸钠固体反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,化学方程式为;
【小问3详解】
装置c中通入溶液时,发生归中反应,生成的淡黄色浑浊为单质硫;
【小问4详解】
装置中残留的有害气体为,需用能吸收的溶液处理。
A.溶液与不反应,无法吸收,A不符合题意;
B.浓硫酸与不反应,无法吸收,B不符合题意;
C.酸性溶液具有强氧化性,可将氧化为,反应为,可吸收,C符合题意;
D.溶液为强碱,可与反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,反应为,可吸收,D符合题意;
故选CD;
【小问5详解】
根据反应,可得。,则,,样品纯度为;
【小问6详解】
A.锥形瓶未用溶液润洗,待测液中溶质的物质的量不变,消耗碘水的体积不变,对结果无影响,A不符合题意;
B.锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定,此时反应未完全,消耗碘水的体积偏小,导致测定结果偏低,B不符合题意;
C.滴定到终点时仰视读数,读取的碘水体积偏大,根据,计算出的的物质的量偏大,结果偏高,C符合题意;
D.滴定管尖嘴内滴定前无气泡,滴定到终点出现气泡,读取的碘水体积偏小,测定结果偏低,D不符合题意;
故选C。
18. 以废镁镍催化剂(主要成分为MgO、NiO、FeO、)为原料制备NiS和碱式碳酸镁[],其工艺流程如图所示:
已知:25℃时,溶液中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见下表。
开始沉淀
6.3
1.5
8.9
6.8
完全沉淀
8.3
2.7
10.9
8.9
(1)①“酸浸”时,不宜使用溶液作为浸取液,其原因是___________;
②保持温度、各物质投料量及浓度不变,能提高镍元素和镁元素浸出率的措施有___________ (填字母)。
A.将废催化剂适当粉碎 B.适当提高搅拌速率 C.适当缩短酸浸时间
(2)“氧化”时,NaClO发生反应的离子方程式为___________。
(3)“沉铁”时,需加入NaOH溶液调节pH的范围为___________。
(4)“沉镍”时,也可以通入气体,恰好沉淀完全时[],溶液中,则此时溶液pH=___________。已知,,。
(5)“沉镁”时发生反应的离子方程式为___________。
(6)碱式碳酸镁可用于制备多种高价值的镁系功能材料。某实验室利用含少量的碱式碳酸镁粉末制备高品质晶体。
已知:难溶于无水乙醇,高于60℃易分解,pH值4~6时结晶可获得高品质晶体。请补充完整实验方案:
将一定量的碱式碳酸镁固体(含少量)少量分批地加入到稀硝酸中,完全溶解后,测得溶液pH约为1.0,①___________,过滤,②___________,过滤,无水乙醇洗涤晶体,③___________,获得晶体。(选用试剂:MgO粉末、NaOH溶液)
【答案】(1) ①. 有氮氧化物(NO或NO2)生成,污染环境 ②. AB
(2)
(3)
(4)5 (5)
(6) ①. 加入粉末调节溶液值 ②. 将滤液蒸发浓缩、冷却结晶 ③. 低于60℃干燥
【解析】
【分析】废镁镍催化剂加入稀硫酸“酸浸”, SiO2不溶解,其它物质都转化为相应的硫酸盐,加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+,加入NaOH调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;过滤,往滤液中加入Na2S溶液,过滤得NiS沉淀,滤液中加Na2CO3溶液“沉镁”,同时产生二氧化碳,再过滤得碱式碳酸镁;
【小问1详解】
若“酸浸”时使用溶液作为浸取液,会氧化产生氮氧化物(NO或NO2),污染环境,故不宜使用溶液浸取;保持温度、各物质投料量及浓度不变,将废催化剂粉碎能增大反应物接触面积,适当提高搅拌速率能加快反应速率,都能提高镍元素和镁元素浸出率,故选AB;
【小问2详解】
“氧化”时,NaClO将Fe2+氧化为Fe3+,NaClO被还原成NaCl,结合元素守恒、离子电荷守恒,反应离子方程式为;
【小问3详解】
据表中的数据,溶液的pH为2.7时,Fe3+沉淀完全, pH为6.8,Ni2+开始沉淀,则为使Fe3+沉淀完全而Ni2+不发生沉淀,“沉铁”时调节pH的范围为2.7 ≤ pH < 6.8;
【小问4详解】
恰好沉淀完全时[],溶液中的,据, ,;
【小问5详解】
“沉镁”时,加入碳酸钠和镁离子反应生成碱式碳酸镁沉淀,同时生成二氧化碳气体,结合元素质量守恒、离子电荷守恒配平,反应离子方程式为;
【小问6详解】
已知:难溶于无水乙醇,高于60℃易分解,pH值4~6时结晶可获得高品质晶体。则实验方案为:将一定量的碱式碳酸镁固体(含少量Fe3+)少量分批地加入到稀硝酸中,完全溶解后,测得溶液pH约为1.0,加MgO粉末除去过量稀硝酸反应,调节溶液pH值4~6,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤晶体(减少溶解损失),然后在低于60℃干燥(防止温度过高而分解),获得晶体;
19. CO2和H2在不同条件下发生不同反应,可实现不同的应用。
(1)载人航天器中,航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O,电解H2O可实现O2和H2的再生。
①在一定条件下发生反应:
则该条件下, _______。
②某温度下,向10 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和5 mol H2,发生反应:,平衡后生成1 mol CH4。CO2的转化率是_______,该温度下反应的平衡常数是_______。
(2)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应1:
反应2:
①有关上述反应的说法正确的是_______(填字母序号)。
a.使用催化剂,能降低反应1的活化能,提高CO2的转化率
b.增大压强有利于CH3OH的生成
c.升温有利于反应1的发生,反应1先达到平衡
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图所示:
已知:CH3OH选择性。
Ⅰ.由图知240℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是_______。
Ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是_______。
Ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_______。
【答案】(1) ①. -a-2b kJ·mol-1 ②. 50% ③. 400
(2) ①. b ②. CO2的实际转化率低于其平衡转化率 ③. 温度升高,有利于反应2的逆反应,导致增大,而增大抑制反应1的正反应,其程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用 ④. 220~240℃,升高温度,对反应1速率的影响比对反应2的大
【解析】
【小问1详解】
①已知:ⅰ. ;ⅱ. ,根据盖斯定律,(-ⅰ-ⅱ×2)得 (-a-2b) kJ/mol;
②某温度下,向10 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和5 mol H2,发生反应:,平衡后生成1 mol CH4。用三段式计算进行有关计算:,故CO2的平衡转化率为:;由于容器的容积为10 L,故平衡时,反应混合物中各种物质的浓度分别为:c(CO2)=0.1 mol/L,c(H2)=0.1 mol/L,c(CH4)=0.1 mol/L,c(H2O)=0.2 mol/L,则该反应的化学平衡常数K=;
【小问2详解】
①a.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高化学反应速率,缩短达到平衡所需时间,但不能使化学平衡发生移动,因此CO2的平衡转化率不变,a错误;
b.反应1是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,化学平衡不发生移动;反应2的正反应是气体物质的量减少的反应,增大压强,化学平衡正向移动,反应产生更多CH3OH,故有利于CH3OH的生成,b正确;
c.升温有利于反应1的发生,当反应达到平衡时,氢气的浓度不变,因此升温反应1和反应2一起达到平衡状态,c错误;
故选b;
②Ⅰ.由图可知240℃时实际反应未达到平衡状态,这是由于此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率,故此时反应未达到平衡状态;
Ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高,有利于反应2的逆反应方向移动,从而导致c(CO)增大,而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应,由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用,因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低;
Ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是由于在220~240℃,升高温度,催化剂对反应2的催化活性增强幅度更大,或对反应1速率的影响比对反应2的大。
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成都七中万达学校2025-2026学年下期高2024级半期考试
化学试卷
满分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:Ca-40 S-32 O-16 K-39 I-127
一、选择题:本大题共15小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分。
1. 化学与人类生产、生活、科研、环境等密切相关。下列说法错误的是
A. 我国科学家近期成功构筑了一类超分子金属配位笼,超分子具有分子识别和自组装特征
B. 我国研究人员成功制备出铝-锆-钪(Al-Zr-Sc)合金材料,Al-Zr-Sc合金的导电性与自由电子的运动相关
C. 医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于烃
D. 嫦娥六号探测器外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造,碳化硅属于共价晶体
2. 下列化学用语表达不正确的是
A. 的结构示意图:
B. 的电子式:
C. 基态P原子的价电子轨道表示式:
D. HCl分子中σ键的形成过程:
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,pH=3的HCOOH溶液中,H+的数目为
B. 熔融状态下1 mol氯化钠中有离子
C. 等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D. 在1 L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中,的数目为
4. 下列说法正确的是
A. 、互为同位素 B. 和 互为同分异构体
C. CO和互为同素异形体 D. 和是同系物
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 加入Al粉产生的溶液中:、、、
B. 澄清透明溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 由水电离的的溶液中:、、、
6. 下列有机化合物的分类或所含的官能团有误的是
选项
A
B
C
D
物质
类别
醇
醛
卤代烃
酯
官能团
A. A B. B C. C D. D
7. 下列关于电化学装置的说法中不正确的是
A.采用外加电流阴极保护法保护铁管道
B.铅蓄电池放电时作正极
C.在铁钉表面镀铜
D.电解饱和食盐水制烧碱和氯气
A. A B. B C. C D. D
8. 工业上常以铝土矿(主要成分为,含少量)为原料冶炼金属铝,其工艺流程如下图。则下列说法错误的是
A. 溶解时发生反应的离子方程式为
B. 滤渣的主要成分为
C. “酸化”时可以用过量代替
D. “熔融电解”时加入试剂为冰晶石,用作助熔剂
9. 物质A(结构如图所示)在电镀工业上应用广泛,物质A由X、Y、Z、W、R五种元素构成,这五种元素的原子序数依次增大,除R为第四周期元素外,其余都为短周期元素。这五种元素的价层电子总数为29,其中Y的一种氢化物可用作制冷剂。下列说法正确的是
A. W的最简单氢化物与Z的最简单氢化物分子间作用力不同
B. 基态R原子的价层电子排布图为
C. 第一电离能:
D. 向溶液中通入过量Y的最简单氢化物,最终现象是生成沉淀
10. “铜-氯”循环实现转化为和,相关物质转化关系如图所示。
下列说法不正确的是
A. 是,是
B. “干燥”时,蒸干溶液无法得到固体
C. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
D. 制备,必须投入
11. 对下列事实解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用可溶性铁盐作净水剂
水解生成的胶体可使水中细小悬浮颗粒聚集成较大颗粒沉降
B
工业合成氨反应温度控制在700 K左右
,高温有助于提升平衡转化率
C
密闭容器中反应达平衡状态后,压缩容器,气体颜色变深
容器体积减小,增大
D
金属钠与乙醇能发生反应却可以保存在煤油中
共价键极性的差异导致物质在化学性质上的差异
A. A B. B C. C D. D
12. 由K、I、O三种元素组成的某种晶体是一种性能良好的非线性光学材料,其立方晶胞结构如图所示,规定A 处原子坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. B 处原子坐标为
B. 与K距离最近且相等的O的个数为6
C. 该晶胞中 K 与O间的最短距离为
D. 该晶体的密度为
13. 下列关于有机物同分异构体(不考虑立体异构)的说法错误的是
A. 分子式为C5H10O2的酯有8种
B. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物只有一种的链状烷烃有4种
C. “立方烷”(,)呈正六面体形结构,其二氯代物有3种
D. 含四个甲基的同分异构体有2种
14. 某废水中含有和,浓度远大于。用溶液调节该废水(溶液体积变化忽略不计),上层清液中铜元素的含量随变化如图所示。
已知:在溶液中可形成和。
下列说法不正确的是
A. a~b段:随升高,平衡逆向移动
B. b~c段:发生反应
C. c-d段:随升高,溶液中的浓度上升,再次出现沉淀
D. 推测d点以后,随升高,上层清液中铜元素含量持续下降
15. 溶液可以处理锅炉水垢中的,使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程:
①将溶液和溶液等体积混合得浊液a
②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a,溶液红色变浅
③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b,浸泡在滴有酚酞的溶液中,一段时间后溶液红色变浅
已知:
下列说法中不正确的是
A. 浊液a中硫酸根离子的浓度为
B. ②中溶液红色变浅可证明有转化为
C. ③中溶液红色变浅可证明有转化为
D. 向白色沉淀b中加入的溶液,沉淀几乎全部转化
二、非选择题:本大题共4小题,共55分。
16. 镓及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。回答下列问题:
(1)是一种温和的还原剂,其可由和过量的LiH反应制得:。
①已知的熔点为77.9℃,LiCl的熔点为605℃,两者熔点差异较大的原因为_______。
②在270℃左右以二聚物存在,该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构,写出它的结构式:_______。
(2)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ中环上C原子的杂化方式为_______,1 mol化合物I中含有的键的物质的量为_______。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为_______,x=_______。
(3)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其四方晶胞结构如图所示:
上述晶胞沿着a轴的投影图为_______(填选项字母)。
A. B. C.
(4)F与N可形成化合物N2F2,分子中各原子均满足8电子稳定结构。
①分子中氮原子的杂化方式为_______。
②N2F2结构式为_______。
17. 氰化钠是一种剧毒物质,工业上常用硫代硫酸钠溶液处理废水中的氰化钠。硫代硫酸钠的工业制备原理为:。某化学兴趣小组拟用该原理在实验室制备硫代硫酸钠,并使用硫代硫酸钠溶液对氰化钠溶液进行统一解毒销毁。
实验I.实验室通过如图所示装置制备晶体
(1)盛装浓硫酸的仪器名称是___________。
(2)a装置中发生的化学反应方程式为___________。
(3)反应开始后,c中先有淡黄色浑浊产生,后又变为澄清,此浑浊物可能是___________(填化学式)。
(4)实验结束后,在e处可连接盛有___________(填序号)溶液的注射器,再关闭,打开,以防止拆除装置时装置中的有害气体逸出污染空气。
A. 溶液 B. 浓硫酸 C. 酸性溶液 D. 溶液
实验II.产品纯度的检测
(5)已知:的摩尔质量为;。取晶体样品,加水溶解后,滴入几滴淀粉溶液,用碘水滴定到终点时,消耗碘水溶液,则该样品的纯度是___________。(保留三位有效数字)
(6)滴定过程中可能造成实验结果偏高的是___________(填字母)。
A. 锥形瓶未用溶液润洗
B. 锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定,进行读数
C. 滴定到终点时仰视读数
D. 滴定管尖嘴内滴定前无气泡,滴定到终点出现气泡
18. 以废镁镍催化剂(主要成分为MgO、NiO、FeO、)为原料制备NiS和碱式碳酸镁[],其工艺流程如图所示:
已知:25℃时,溶液中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见下表。
开始沉淀
6.3
1.5
8.9
6.8
完全沉淀
8.3
2.7
10.9
8.9
(1)①“酸浸”时,不宜使用溶液作为浸取液,其原因是___________;
②保持温度、各物质投料量及浓度不变,能提高镍元素和镁元素浸出率的措施有___________ (填字母)。
A.将废催化剂适当粉碎 B.适当提高搅拌速率 C.适当缩短酸浸时间
(2)“氧化”时,NaClO发生反应的离子方程式为___________。
(3)“沉铁”时,需加入NaOH溶液调节pH的范围为___________。
(4)“沉镍”时,也可以通入气体,恰好沉淀完全时[],溶液中,则此时溶液pH=___________。已知,,。
(5)“沉镁”时发生反应的离子方程式为___________。
(6)碱式碳酸镁可用于制备多种高价值的镁系功能材料。某实验室利用含少量的碱式碳酸镁粉末制备高品质晶体。
已知:难溶于无水乙醇,高于60℃易分解,pH值4~6时结晶可获得高品质晶体。请补充完整实验方案:
将一定量的碱式碳酸镁固体(含少量)少量分批地加入到稀硝酸中,完全溶解后,测得溶液pH约为1.0,①___________,过滤,②___________,过滤,无水乙醇洗涤晶体,③___________,获得晶体。(选用试剂:MgO粉末、NaOH溶液)
19. CO2和H2在不同条件下发生不同反应,可实现不同的应用。
(1)载人航天器中,航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O,电解H2O可实现O2和H2的再生。
①在一定条件下发生反应:
则该条件下, _______。
②某温度下,向10 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和5 mol H2,发生反应:,平衡后生成1 mol CH4。CO2的转化率是_______,该温度下反应的平衡常数是_______。
(2)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应1:
反应2:
①有关上述反应的说法正确的是_______(填字母序号)。
a.使用催化剂,能降低反应1的活化能,提高CO2的转化率
b.增大压强有利于CH3OH的生成
c.升温有利于反应1的发生,反应1先达到平衡
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图所示:
已知:CH3OH选择性。
Ⅰ.由图知240℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是_______。
Ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是_______。
Ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_______。
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