内容正文:
化 学
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
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. 先进化学材料为我国国防和航天等事业的发展提供了强有力的支撑。下列材料不涉及有机材料的是
A. “嫦娥六号”首次在月球背面发现的石墨烯
B. 神舟十九号航天员穿着的宇航服(主要由特殊高强度涤纶制成)
C. “嫦娥六号”携带到月球上的由超细玄武岩纤维和间位芳纶纤维共同制成的国旗
D. “歼-35”战斗机机翼所使用的“碳纤维布”(聚丙烯腈经碳化而成)
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列化学用语表述正确的是
A. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图:
B. 顺-3-甲基-2-戊烯的结构简式:
C. 中子数为21的K核素符号:
D. 固体的电子式:
3. 进行下列实验操作时,选用仪器正确的是
A. 利用仪器甲分离饱和碳酸钠溶液和乙酸乙酯
B. 利用仪器乙灼烧小苏打
C. 利用仪器丙准确量取一定体积的溶液
D. 利用仪器丁配制水溶液
4. 我国在二氧化碳电催化转化生成乙醇的研究中取得重要进展(原理如图所示)。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 时,中所含电子的数目为
B. 标准状况下,所含共价键的数目为
C. 0.1 mol乙醇和0.2 mol甲酸发生酯化反应,生成甲酸乙酯的数目小于
D. 电催化过程中,每生成1 mol乙醇,转移电子的数目为
5. 劳动教育是“五育并举”的重要一环,下列劳动项目与化学知识关联错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
自主探究:果蔬电池
原电池原理
B
学农活动:帮果农向储果仓库中放置酸性高锰酸钾溶液浸泡过的砖块以保鲜水果
乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应
C
社区服务:用白醋除去社区老年活动中心水壶中的水垢
白醋可溶解碳酸钙等沉淀
D
家务劳动:用酒精湿巾擦拭门把手
酒精具有挥发性
A. A B. B C. C D. D
6. 某学习兴趣小组将的溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳内,将蛋壳开口向上,部分浸入装有的溶液的烧杯中。静置一周的过程中,蛋壳表面逐渐出现铜,同时烧杯中的溶液逐渐褪色,并出现浑浊,蛋壳内溶液无明显变化。下列说法正确的是
A. 溶液显酸性
B. 能通过蛋壳微孔向蛋壳内扩散
C. 和只发生反应:
D. CuS不溶于水、盐酸和硫酸,但可溶于硝酸
7. 色并[4,3-d]嘧啶衍生物因其显著的生物学特性而在科学研究中引起了极大关注。其合成过程的某步反应如图所示,下列说法错误的是
A. M分子比的熔、沸点低
B. N分子中碳原子杂化方式有3种
C. 1 mol P在酸性条件下水解的有机产物最多消耗2 mol NaOH
D. P可以发生加聚反应
8. 根据下列实验目的、操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验目的
操作及现象
结论
A
判断淀粉水解程度
在试管中加入0.5 g淀粉和溶液,加热,冷却后,取少量水解后的溶液于试管中,加入碘水,溶液显蓝色
淀粉未水解
B
验证浓度对反应速率的影响
量取同体积不同物质的量浓度的溶液,分别加入等体积、等物质的量浓度的溶液
其他条件相同时,浓度越大反应速率越快
C
探究在水中的变化
向溶液中滴加溶液产生淡黄色沉淀()
在水中发生了电离
D
检验某无色溶液中是否含有:
取少量该无色溶液于试管中,加稀硝酸酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀生成
该无色溶液中一定含有
A. A B. B C. C D. D
9. 自愈合材料是一种能够自我修复的材料,能有效延长材料的使用寿命和安全性。某自愈合材料由Q和M两种单元构成,其自愈合机理如图所示。下列说法错误的是
A. Q能够与酸反应
B. M中有3种含氧官能团
C. 自愈合过程中体现了超分子的自组装特征
D. 自愈合过程可能是先通过消去反应,然后进行加成反应实现的
10. 氨催化氧化时会发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
现将充入1 L恒容密闭容器中,在Pt-Rh合金催化剂作用下模拟“氨催化氧化法”生产NO,相同时间内有关含氮生成物(假设只有两种)物质的量随温度的变化曲线如图所示。已知:有效转化率。下列说法错误的是
A. 400℃时,反应Ⅱ可能达到了平衡状态
B. 520℃时,的有效转化率约为33.3%
C. NO分解生成与的热化学方程式:
D. 由图可知,氨催化氧化生成NO的最佳温度为840℃
11. 已知W、X、Q、Y、Z是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。基态Z的电子有9个轨道。灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间,一种制备晶体Y的路线如图所示,通常状态下呈气态。下列说法正确的是
A. 单质沸点: B. 元素的电负性:
C. 与W结合生成的简单化合物的键角: D. 晶体与干冰一样属于分子晶体
12. 我国科学家首次研究了碘正极在水系铝-碘电池中的转化反应,下列叙述错误的是
A. 放电时,在正极上发生氧化反应
B. 放电时,每转移3 mol电子,a极质量理论上减少27 g
C. 充电时,b极反应之一为
D. 充电时,参与反应生成物质的量之比可能为1:1:1
13. 黄铁矿晶体的晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,晶胞中位于所形成的正八面体的体心,M点分数坐标为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的配位数为8 B. 该晶体密度为
C. 若八面体边长为d nm,则 D. N点的分数坐标为
14. 某实验小组利用AgCl与反应生成来“分银”,及其与形成的粒子的浓度分数 [如的浓度分数]随溶液pH变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. AgCl与反应生成该反应的平衡常数
B. “分银”溶液中存在:
C. “分银”时,需控制pH的范围大约为8~9
D. 若向分银溶液中加入硫酸调节溶液,则可析出AgCl
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 草酸()是一种常见的二元弱酸,易溶于水,常用来作还原剂、沉淀剂及媒染剂等。某化学兴趣小组欲制备草酸,并测定草酸晶体的质量分数,经查找资料得知:乙炔在45~55℃、硝酸汞作催化剂的条件下,经浓硝酸氧化可制得草酸晶体()。回答下列问题:
Ⅰ.草酸晶体的制备
该小组以电石(主要成分,还有少量的CaS、)、浓硝酸及少量硝酸汞为原料,利用如图装置制备草酸。
(1)为保证仪器a的液体顺利流下,必要的操作是___________;装置B中反应的现象是___________。
(2)反应时装置C中产生大量红棕色气体,化学方程式是___________;装置C中多孔球泡的作用是___________。
(3)装置A中使用饱和食盐水而非水的原因是___________。
Ⅱ.产品中草酸晶体质量分数的测定
(4)称量3.5 g产品配制成100 mL溶液,下列配制操作中正确的是___________(填字母)。
(5)取20 mL所配制的溶液置于锥形瓶内,用的酸性标准溶液滴定至终点,进行平行实验三次,平均消耗标准溶液20.00 mL。已知:根据反应方程式,计算产品中草酸晶体的质量分数为___________%。
16. 以锌渣(主要成分是含少量)为原料提取和,其流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,。
(1)“酸洗”中加入的稀硫酸不能用浓盐酸代替,原因是___________(从环境保护方面考虑)。
(2)“还原酸浸”中转化的离子方程式为___________。
(3)“转化”中发生反应的离子方程式为___________。
(4)“酸浸”中除水外产生的弱电解质是___________(填名称)。
(5)以石墨为电极,电解溶液制备,阳极反应式为___________。
(6)本工艺中可以循环利用的物质是___________(填化学式)。
(7)的热重曲线如图所示(已知:a点时未分解)。d点对应的固体化学式为___________(填字母)。
A. ZnO B. C. D.
17. 丙烯是重要的化工原料,目前生产丙烯主要有丙烷直接脱氢、丙烷氧化脱氢等技术。回答下列问题:
Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯:
主反应a.
副反应b.
(1)主反应a自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)一定条件下进行丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应,丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系如图甲所示(图中压强分别为和)。
①时,图中表示丙烷和丙烯体积分数变化的曲线分别为___________、___________。
②提高丙烷直接催化脱氢制丙烯的平衡转化率的方法有___________。
Ⅱ.二氧化碳氧化丙烷脱氢制丙烯:反应c.
(3)已知反应d.。则___________ 。
Ⅲ.丙烷催化氧化脱氢制丙烯:
主反应e.
副反应f.
在T℃、初始压强为100 kPa的恒容条件下,按物质的量比1:3充入和发生反应e和f,平衡时丙烷转化率、丙烯选择性[丙烯选择性]随温度的变化曲线如图乙所示:
(4)温度高于丙烯选择性下降的可能原因是___________(填一种即可)。时,主反应的平衡常数___________(计算结果保留4位有效数字,为平衡分压代替平衡浓度的平衡常数,某气体平衡分压=总压×该气体物质的量分数)。
18. 有机物J是重要的有机合成中间体,下图是以丙酮和1,3-丁二烯为主要原料合成有机物J的合成路线。
①;
②化合物Ⅰ核磁共振氢谱图中有5组吸收峰且峰面积之比为1:2:2:2:1.
回答下列问题:
(1)C的系统命名的名称为___________。D的结构简式为___________。
(2)G中官能团的名称为___________,的反应类型为___________。
(3)加热条件下H与新制氢氧化铜悬浊液反应的离子方程式为___________。
(4)下列说法错误的是___________(填字母)。
a.化合物E、J都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b.化合物B在一定条件下能发生缩聚反应
c.化合物Ⅰ遇溶液显紫色 d.可用的溶液鉴别化合物G和I
(5)同时满足下列条件的J的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种;④分子中含两个甲基;⑤核磁共振氢谱图中有6组吸收峰。
(6)以异戊二烯()和丙烯为原料设计对苯二甲酸的合成路线如下:
其中M和N的结构简式分别为___________和___________。
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化 学
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
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. 先进化学材料为我国国防和航天等事业的发展提供了强有力的支撑。下列材料不涉及有机材料的是
A. “嫦娥六号”首次在月球背面发现的石墨烯
B. 神舟十九号航天员穿着的宇航服(主要由特殊高强度涤纶制成)
C. “嫦娥六号”携带到月球上的由超细玄武岩纤维和间位芳纶纤维共同制成的国旗
D. “歼-35”战斗机机翼所使用的“碳纤维布”(聚丙烯腈经碳化而成)
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构,石墨烯属于无机非金属材料,A符合题意;
B.涤纶属于有机合成材料,B不符合题意;
C.间位芳纶纤维属于有机材料,C不符合题意;
D.聚丙烯腈是高分子化合物,属于有机材料,D不符合题意;
故答案选A。
2. 化学用语是化学学科知识的专业语言符号,下列化学用语表述正确的是
A. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图:
B. 顺-3-甲基-2-戊烯的结构简式:
C. 中子数为21的K核素符号:
D. 固体的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态铍原子电子排布式为,最外层电子在s轨道,电子云轮廓是球形的,即,A错误;
B.由系统命名法结合顺反异构,的化学名称是顺-3-甲基-2-戊烯,B正确;
C.中子数为21的K核素的质量数为19+21=40,符号为,C错误;
D.二氧化硅是呈空间立体网状结构的共价晶体,不是单个的共价分子,无法写出电子式,D错误;
故选B。
3. 进行下列实验操作时,选用仪器正确的是
A. 利用仪器甲分离饱和碳酸钠溶液和乙酸乙酯
B. 利用仪器乙灼烧小苏打
C. 利用仪器丙准确量取一定体积的溶液
D. 利用仪器丁配制水溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸钠溶液和乙酸乙酯互不相溶,因此可以用分液漏斗分离两者,甲图所示仪器是普通漏斗,可分离固体和液体,A错误;
B.乙图所示仪器是蒸发皿,固体灼烧所需温度较高,应用坩埚,B错误;
C.溶液具有强氧化性,因此应选用酸式滴定管,丙图仪器所示是酸式滴定管,C正确;
D.容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液,HF会与玻璃仪器中的反应,因此不能用容量瓶配制HF水溶液,D错误;
故选C。
4. 我国在二氧化碳电催化转化生成乙醇的研究中取得重要进展(原理如图所示)。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 时,中所含电子的数目为
B. 标准状况下,所含共价键的数目为
C. 0.1 mol乙醇和0.2 mol甲酸发生酯化反应,生成甲酸乙酯的数目小于
D. 电催化过程中,每生成1 mol乙醇,转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中含电子,即0.25 mol中含电子的数目为,A正确;
B.标准状况下,乙醇是液体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,故无法计算其共价键数目,B错误;
C.乙醇和甲酸发生的酯化反应是可逆反应,生成的甲酸乙酯的数目小于,C正确;
D.电催化过程中由生成乙醇的过程中碳元素由价降低到价,则每生成1 mol乙醇,转移电子的数目为,D正确;
故选B。
5. 劳动教育是“五育并举”的重要一环,下列劳动项目与化学知识关联错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
自主探究:果蔬电池
原电池原理
B
学农活动:帮果农向储果仓库中放置酸性高锰酸钾溶液浸泡过的砖块以保鲜水果
乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应
C
社区服务:用白醋除去社区老年活动中心水壶中的水垢
白醋可溶解碳酸钙等沉淀
D
家务劳动:用酒精湿巾擦拭门把手
酒精具有挥发性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.果蔬中含有电解质溶液,插入两种活泼性不同的金属电极后可构成原电池,果蔬电池的实验原理就是原电池原理,劳动项目和化学知识对应正确,A不符合题意;
B.水果会释放乙烯,乙烯能加速果实成熟;乙烯含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾发生氧化反应被消耗,减缓水果成熟,达到保鲜效果,劳动项目和化学知识对应正确,B不符合题意;
C.水壶水垢主要成分为碳酸钙,白醋中含有醋酸,醋酸能和碳酸钙发生反应生成可溶于水的醋酸钙、二氧化碳与水,以此除去水垢,劳动项目和化学知识对应正确,C不符合题意;
D.用酒精湿巾擦拭门把手,目的是利用酒精使细菌、病毒的蛋白质变性,起到杀菌消毒的作用;而酒精具有挥发性只是酒精的物理性质,并不是该操作对应的化学原理,二者关联错误,D符合题意;
故选D。
6. 某学习兴趣小组将的溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳内,将蛋壳开口向上,部分浸入装有的溶液的烧杯中。静置一周的过程中,蛋壳表面逐渐出现铜,同时烧杯中的溶液逐渐褪色,并出现浑浊,蛋壳内溶液无明显变化。下列说法正确的是
A. 溶液显酸性
B. 能通过蛋壳微孔向蛋壳内扩散
C. 和只发生反应:
D. CuS不溶于水、盐酸和硫酸,但可溶于硝酸
【答案】D
【解析】
【分析】鸡蛋壳带有微小孔隙,壳内装入溶液,壳外烧杯盛放溶液,静置后蛋壳表面析出Cu、烧杯溶液褪色变浑浊,蛋壳内液体无明显变化,说明能透过蛋壳微孔向外扩散,无法向内扩散;
【详解】A.是强碱弱酸盐,发生水解:,溶液中浓度大于,溶液显碱性,A错误;
B.实验中蛋壳内部溶液无明显变化,单质、浑浊沉淀全部出现在蛋壳外侧,证明只有从蛋壳内向外扩散,不能透过蛋壳微孔向蛋壳内扩散,B错误;
C.若仅发生,只会生成黑色沉淀,不会出现单质铜;实验有铜单质生成,说明同时发生氧化还原反应,并非只生成,C错误;
D.溶度积极小,在水中、盐酸、稀硫酸中沉淀溶解平衡程度极低,难以溶解;硝酸具有强氧化性,能将中-2价的S氧化,消耗,促使溶解平衡正向移动,可溶于硝酸,D正确;
故选D。
7. 色并[4,3-d]嘧啶衍生物因其显著的生物学特性而在科学研究中引起了极大关注。其合成过程的某步反应如图所示,下列说法错误的是
A. M分子比的熔、沸点低
B. N分子中碳原子杂化方式有3种
C. 1 mol P在酸性条件下水解的有机产物最多消耗2 mol NaOH
D. P可以发生加聚反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.M为邻羟基苯甲醛,在邻羟基苯甲醛分子中,羟基()和醛基()位于相邻的位置,在分子内部会形成分子内氢键,使物质的熔、沸点降低,存在分子间氢键,使熔、沸点升高,A正确;
B.N分子中碳原子均为杂化,酯基碳原子为杂化,-CN碳原子为sp杂化,B正确;
C.P在酸性条件下水解为,1 mol该水解有机产物含有2 mol羧基、1 mol酚羟基,最多消耗3 mol NaOH,C错误;
D.P分子中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,D正确;
故选C。
8. 根据下列实验目的、操作及现象得出的结论正确的是
选项
实验目的
操作及现象
结论
A
判断淀粉水解程度
在试管中加入0.5 g淀粉和溶液,加热,冷却后,取少量水解后的溶液于试管中,加入碘水,溶液显蓝色
淀粉未水解
B
验证浓度对反应速率的影响
量取同体积不同物质的量浓度的溶液,分别加入等体积、等物质的量浓度的溶液
其他条件相同时,浓度越大反应速率越快
C
探究在水中的变化
向溶液中滴加溶液产生淡黄色沉淀()
在水中发生了电离
D
检验某无色溶液中是否含有:
取少量该无色溶液于试管中,加稀硝酸酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀生成
该无色溶液中一定含有
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.淀粉水解后加碘水变蓝,只能说明水解后仍剩余淀粉,无法证明淀粉未水解,也可能是部分水解,结论错误,A错误;
B.与反应无明显现象,无法通过观察判断反应速率快慢,且题干未给出对应的实验现象,不能得出结论,B错误;
C.生成淡黄色沉淀,说明溶液中存在,证明在水中发生了电离,C正确;
D.稀硝酸具有强氧化性,若原溶液中含有,会被氧化为,同样会生成白色沉淀,不能证明一定含有,D错误;
故选C。
9. 自愈合材料是一种能够自我修复的材料,能有效延长材料的使用寿命和安全性。某自愈合材料由Q和M两种单元构成,其自愈合机理如图所示。下列说法错误的是
A. Q能够与酸反应
B. M中有3种含氧官能团
C. 自愈合过程中体现了超分子的自组装特征
D. 自愈合过程可能是先通过消去反应,然后进行加成反应实现的
【答案】D
【解析】
【详解】A.由Q的结构简式可知,该分子中含有氨基,则Q具有碱性,能够与酸反应,A正确;
B.由M的结构简式可知,该分子中含有的含氧官能团为醛基、酯基、醚键,B正确;
C.Q结构中有亲水基团和疏水基团,亲水基团和亲水基团连接,符合超分子自组装特性,C正确;
D.由图可知,愈合时M分子中苯环上的醛基与Q分子中的氨基先发生加成反应,再发生消去反应,D错误;
故选D。
10. 氨催化氧化时会发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
现将充入1 L恒容密闭容器中,在Pt-Rh合金催化剂作用下模拟“氨催化氧化法”生产NO,相同时间内有关含氮生成物(假设只有两种)物质的量随温度的变化曲线如图所示。已知:有效转化率。下列说法错误的是
A. 400℃时,反应Ⅱ可能达到了平衡状态
B. 520℃时,的有效转化率约为33.3%
C. NO分解生成与的热化学方程式:
D. 由图可知,氨催化氧化生成NO的最佳温度为840℃
【答案】C
【解析】
【详解】A.400℃时的物质的量最大,此时反应Ⅱ达到平衡状态,由于正反应放热,升温平衡左移,导致的物质的量下降,A正确;
B.由图知时,生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol,反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4 mol,反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2 mol,所以的有效转化率为,B正确;
C.由盖斯定律可知,(反应Ⅱ—反应Ⅰ)即可得到,C错误;
D.时一氧化氮的产率最高,副产物氮气产率最低,则工业用氨催化氧化制备NO,选择的最佳温度是,D正确;
故答案选C。
11. 已知W、X、Q、Y、Z是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。基态Z的电子有9个轨道。灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间,一种制备晶体Y的路线如图所示,通常状态下呈气态。下列说法正确的是
A. 单质沸点: B. 元素的电负性:
C. 与W结合生成的简单化合物的键角: D. 晶体与干冰一样属于分子晶体
【答案】B
【解析】
【分析】灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间,则Y为Si;SiW4为气体,则W为H或F;基态Z的电子有9个轨道,且原子序数大于Si,则Z可能为P、S、Cl、Ar;根据Si的制备路线可知,符合化学式为SiQ2(Q的原子序数小于Si)的物质为SiO2,则Q为O,符合化学式为SiX(X的原子序数小于O)的物质的是SiC,则X为C,根据化学式WZ和W、Z可能的元素可知,W为+1价,Z为-1价,则W为H、Z为Cl;综上所述,W为H、X为C、Q为O、Y为Si、Z为Cl。
【详解】A.硅是共价晶体,破坏共价键需极高能量,沸点最高,氯气和氧气是分子晶体,氯气相对分子质量大,分子间作用力比氧气强,沸点高于氧气,因此沸点:Si>Cl2>O2,A错误;
B.元素的电负性从周期表左下方到右上方递增,O位于第二周期,Cl位于第三周期,O的原子半径小于Cl,对外层电子的吸引力更强,所以O的电负性大于Cl,H的核电荷最少,对电子的吸引能力远弱于O和Cl,电负性最小,因此电负性顺序:O>Cl>H,B正确;
C.H2O的中心O原子的价层电子对数为,有2对孤电子对,SiH4的中心Si原子的价层电子对数为,无孤电子对,两者的VSEPR模型均为正四面体,由于孤电子对之间的排斥作用>孤电子对和成键电子的排斥作用>成键电子之间的排斥作用,因此H2O的键角小于SiH4,C错误;
D.干冰为固体CO2,属于分子晶体,晶体SiO2属于共价晶体,两者晶体类型不同,D错误;
故答案为B。
12. 我国科学家首次研究了碘正极在水系铝-碘电池中的转化反应,下列叙述错误的是
A. 放电时,在正极上发生氧化反应
B. 放电时,每转移3 mol电子,a极质量理论上减少27 g
C. 充电时,b极反应之一为
D. 充电时,参与反应生成物质的量之比可能为1:1:1
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,放电时,b电极为原电池的正极,I2得到电子发生还原反应生成I-,a电极为负极,Al在负极失去电子发生氧化反应生成Al3+;充电时,与直流电源正极相连的b电极为阳极,I-失去电子发生氧化反应I2或或,a电极为阴极,Al3+得到电子发生还原反应生成Al;据此解答。
【详解】A.由题意可知,放电时,b电极为原电池的正极,I2得到电子发生还原反应生成,A错误;
B.由分析可知,放电时,a电极为负极,Al在负极失去电子发生氧化反应生成,则转移3 mol电子时,a极质量应减少27 g,B正确;
C.充电时,与直流电源正极相连的b电极为阳极,I-失去电子发生氧化反应生成或或,则电极反应式之一可能为,C正确;
D.充电时,b电极为阳极,失去电子发生氧化反应生成或或,设的物质的量依次为x mol、y mol、z mol,由原子个数守恒可得:,当时,方程式成立,D正确;
故选A。
13. 黄铁矿晶体的晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,晶胞中位于所形成的正八面体的体心,M点分数坐标为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的配位数为8 B. 该晶体密度为
C. 若八面体边长为d nm,则 D. N点的分数坐标为
【答案】D
【解析】
【分析】先通过均摊法确定晶胞中粒子数目:晶胞中位于12条棱心和体心,数目;位于顶点和面心,数目,即晶胞含4个,逐一分析选项:
【详解】A. 已知位于形成的正八面体体心,+配位数为6;与数目比为1:1,配位数之比为1:1,因此配位数为6,A错误;
B.晶胞质量,晶胞参数,体积,密度,B错误;
C.正八面体的相邻顶点间距为八面体边长,两个相邻顶点的坐标差为(x方向)、(y方向)、0(z方向),因此边长,C错误;
D.已知M点分数坐标为,符合坐标系定义:原点在左下角,;N点位于、、处,因此分数坐标为,D正确;
故选D。
14. 某实验小组利用AgCl与反应生成来“分银”,及其与形成的粒子的浓度分数 [如的浓度分数]随溶液pH变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. AgCl与反应生成该反应的平衡常数
B. “分银”溶液中存在:
C. “分银”时,需控制pH的范围大约为8~9
D. 若向分银溶液中加入硫酸调节溶液,则可析出AgCl
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化银与亚硫酸钠溶液反应存在如下平衡:,反应的平衡常数为,A错误;
B.反应液中存在物料守恒:,故成立,B正确;
C.由图可知,pH范围在8~9时的浓度较大,利于形成更多的,从而利于“分银”反应的进行,C正确;
D.由图可知,分银液中存在平衡:,加至时,转化为,减小,平衡逆向移动,增大,与分银液中的反应生成AgCl沉淀,D正确;
故选A。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 草酸()是一种常见的二元弱酸,易溶于水,常用来作还原剂、沉淀剂及媒染剂等。某化学兴趣小组欲制备草酸,并测定草酸晶体的质量分数,经查找资料得知:乙炔在45~55℃、硝酸汞作催化剂的条件下,经浓硝酸氧化可制得草酸晶体()。回答下列问题:
Ⅰ.草酸晶体的制备
该小组以电石(主要成分,还有少量的CaS、)、浓硝酸及少量硝酸汞为原料,利用如图装置制备草酸。
(1)为保证仪器a的液体顺利流下,必要的操作是___________;装置B中反应的现象是___________。
(2)反应时装置C中产生大量红棕色气体,化学方程式是___________;装置C中多孔球泡的作用是___________。
(3)装置A中使用饱和食盐水而非水的原因是___________。
Ⅱ.产品中草酸晶体质量分数的测定
(4)称量3.5 g产品配制成100 mL溶液,下列配制操作中正确的是___________(填字母)。
(5)取20 mL所配制的溶液置于锥形瓶内,用的酸性标准溶液滴定至终点,进行平行实验三次,平均消耗标准溶液20.00 mL。已知:根据反应方程式,计算产品中草酸晶体的质量分数为___________%。
【答案】(1) ①. 打开分液漏斗上端的玻璃塞(或使磨口塞上的凹槽对准漏斗口颈上的小孔) ②. 生成黑色沉淀(或溶液变浑浊)
(2) ①.
②. 增大气、液接触面积,加快反应速率
(3)因为碳化钙和水反应非常剧烈,如果用纯水不容易控制反应速度
(4)bd (5)90
【解析】
【分析】装置A用饱和食盐水和电石反应制取乙炔,反应方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,装置B的硫酸铜溶液可除去电石中产生的杂质气体H2S、PH3等,装置C中C2H2与浓HNO3反应生成H2C2O4和NO2,装置D用来吸收二氧化氮尾气。
【15题详解】
分液漏斗液体顺利流出需要平衡内外压强,实验操作为:打开分液漏斗上端的玻璃塞(或使磨口塞上的凹槽对准漏斗口颈上的小孔);电石中杂质CaS和水反应生成H2S,H2S和硫酸铜反应生成黑色CuS沉淀,因此观察到生成黑色沉淀(或溶液变浑浊)。
【16题详解】
根据已知条件,乙炔在45~55℃、硝酸汞作催化剂的条件下,经浓硝酸氧化可制得草酸晶体(),硝酸发生还原反应,还原产物为红棕色气体NO2,化学方程式为;装置C中的多孔球泡能增大气、液接触面积,加快反应速率。
【17题详解】
碳化钙与水反应剧烈,用饱和食盐水可降低水的浓度,减缓反应速率,避免反应过快不易控制,获得平稳的乙炔气流。
【18题详解】
a.用天平称量固体药品,应该“左物右码”,故a错误;
b.在烧杯中溶解固体溶质,并用玻璃棒搅拌,故b正确;
c.向容量瓶中转移液体需要用玻璃棒引流,故c错误;
d.定容时,当液面离刻度线1~2 cm时,用胶头滴管逐滴加水,眼睛平视刻度线,故d正确;
故选bd。
【19题详解】
根据反应关系可得: ,20 mL待测液中,则100 mL溶液中,,质量分数为。
16. 以锌渣(主要成分是含少量)为原料提取和,其流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,。
(1)“酸洗”中加入的稀硫酸不能用浓盐酸代替,原因是___________(从环境保护方面考虑)。
(2)“还原酸浸”中转化的离子方程式为___________。
(3)“转化”中发生反应的离子方程式为___________。
(4)“酸浸”中除水外产生的弱电解质是___________(填名称)。
(5)以石墨为电极,电解溶液制备,阳极反应式为___________。
(6)本工艺中可以循环利用的物质是___________(填化学式)。
(7)的热重曲线如图所示(已知:a点时未分解)。d点对应的固体化学式为___________(填字母)。
A. ZnO B. C. D.
【答案】(1)与浓盐酸反应生成,污染环境
(2)
(3)
(4)醋酸铅(或乙酸铅)
(5)
(6) (7)D
【解析】
【分析】向锌渣中加入稀硫酸酸洗,ZnO和硫酸反应生成,后续结晶得到晶体;向分离了锌元素的固体中加稀硫酸和葡萄糖,被还原为得到溶液,过滤后向滤渣(主要成分为)中加入溶液,发生沉淀的转化生成,加醋酸进行“酸浸”,溶解固体,得到醋酸铅溶液,再加稀硫酸进行“沉铅”,最后得到。
【16题详解】
“酸洗”中加入的稀硫酸不能用浓盐酸代替,浓盐酸中的会被氧化生成有毒的气体,污染环境。
【17题详解】
“还原酸浸”过程中,加入稀硫酸和葡萄糖,葡萄糖作还原剂,酸性条件下葡萄糖将还原为价的,自身被氧化成,反应的离子方程式为:。
【18题详解】
“转化”中发生沉淀的转化,硫酸铅转化为碳酸铅,生成碳酸铅的化学方程式可以表示为。
【19题详解】
“酸浸”时用醋酸溶解,与醋酸反应生成弱电解质、水和CO2,故“酸浸”中除水外产生的弱电解质还有。
【20题详解】
以石墨为电极,电解溶液制备,阳极失去电子,化合价升高,发生氧化反应,故电极反应式为。
【21题详解】
电解溶液过程中,阴极发生的反应为,根据得失电子守恒,电解后的溶液为硫酸溶液,硫酸可本工艺流程中循环使用;在“沉铅”步骤中加入稀硫酸,依据强酸制取弱酸原理,和硫酸反应生成沉淀和醋酸,醋酸可本工艺中流程循环使用,故本工艺中可以循环利用的物质有、。
【22题详解】
由图示可知,的初始质量为,其物质的量为,随着温度升高,开始分解,分解过程中,Zn元素的物质的量保持不变为0.1 mol,在分解过程中,若完全失去结晶水生成,则质量为,即图中c点对应的物质为;分解后,最终全部转化为ZnO,其质量为,即图中e点对应的物质是ZnO,可见d点既有ZnO也有,故选D。
17. 丙烯是重要的化工原料,目前生产丙烯主要有丙烷直接脱氢、丙烷氧化脱氢等技术。回答下列问题:
Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯:
主反应a.
副反应b.
(1)主反应a自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)一定条件下进行丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应,丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系如图甲所示(图中压强分别为和)。
①时,图中表示丙烷和丙烯体积分数变化的曲线分别为___________、___________。
②提高丙烷直接催化脱氢制丙烯的平衡转化率的方法有___________。
Ⅱ.二氧化碳氧化丙烷脱氢制丙烯:反应c.
(3)已知反应d.。则___________ 。
Ⅲ.丙烷催化氧化脱氢制丙烯:
主反应e.
副反应f.
在T℃、初始压强为100 kPa的恒容条件下,按物质的量比1:3充入和发生反应e和f,平衡时丙烷转化率、丙烯选择性[丙烯选择性]随温度的变化曲线如图乙所示:
(4)温度高于丙烯选择性下降的可能原因是___________(填一种即可)。时,主反应的平衡常数___________(计算结果保留4位有效数字,为平衡分压代替平衡浓度的平衡常数,某气体平衡分压=总压×该气体物质的量分数)。
【答案】(1)高温 (2) ①. Ⅱ ②. Ⅲ ③. 减压、升温、移走
(3)
(4) ①. 副反应占主导地位(或催化剂活性降低) ②. 285.7
【解析】
【小问1详解】
主反应a为气体分子数增大的吸热反应,即,根据反应自发,可知该反应高温下可自发进行;
【小问2详解】
①主、副反应均为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,丙烷的体积分数减小,丙烯的体积分数增大,则Ⅰ、Ⅲ为丙烯的体积分数变化曲线,Ⅱ、Ⅳ为丙烷的体积分数变化曲线;主、副反应均为气体分子数增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,丙烷的体积分数增大,丙烯的体积分数减小,则时表示丙烷体积分数的变化曲线为Ⅱ,表示丙烯体积分数的变化曲线为Ⅲ;
②丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应正向是气体体积增大的吸热反应,则升高温度、降低压强、移走等均能使平衡正向移动,从而提高丙烷转化率;
【小问3详解】
反应c:二氧化碳氧化丙烷脱氢制丙烯:,反应d:,利用盖斯定律,将反应a+反应d得反应c,则;
【小问4详解】
温度高于600℃,丙烯选择性下降,可能是以副反应为主,也可能是温度影响了催化剂的活性;根据已知条件,设充入的物质的量为1 mol,的物质的量为3 mol,由图乙可知,转化率为80%,选择性为50%,则反应消耗丙烷,生成丙烯,列三段式:
平衡时,混合气的总物质的量为,混合气的总压强为,则600℃时,主反应的平衡常数。
18. 有机物J是重要的有机合成中间体,下图是以丙酮和1,3-丁二烯为主要原料合成有机物J的合成路线。
①;
②化合物Ⅰ核磁共振氢谱图中有5组吸收峰且峰面积之比为1:2:2:2:1.
回答下列问题:
(1)C的系统命名的名称为___________。D的结构简式为___________。
(2)G中官能团的名称为___________,的反应类型为___________。
(3)加热条件下H与新制氢氧化铜悬浊液反应的离子方程式为___________。
(4)下列说法错误的是___________(填字母)。
a.化合物E、J都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b.化合物B在一定条件下能发生缩聚反应
c.化合物Ⅰ遇溶液显紫色 d.可用的溶液鉴别化合物G和I
(5)同时满足下列条件的J的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种;④分子中含两个甲基;⑤核磁共振氢谱图中有6组吸收峰。
(6)以异戊二烯()和丙烯为原料设计对苯二甲酸的合成路线如下:
其中M和N的结构简式分别为___________和___________。
【答案】(1) ①. 2-甲基丙烯酸(或2-甲基-2-丙烯酸) ②.
(2) ①. 碳碳双键、醛基 ②. 加成反应
(3) (4)ac
(5)4 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】丙酮先与HCN发生加成反应生成氰醇A,A在酸性条件下水解,-CN转化为-COOH,得到B,B为2-羟基-2-甲基丙酸,结构简式为;B在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成C,C再与CH3OH在浓硫酸作用下发生酯化反应生成D,D为,D发生加聚反应生成有机玻璃E,即。另一条路线中,1,3-丁二烯F与CH2=CHCHO发生加成反应生成含碳碳双键和醛基的六元环化合物G:,G经氧化剂氧化、芳构化生成苯甲醛H,H再与H2发生加成还原生成苯甲醇I:。最后C与I在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应,生成J,J为;
【小问1详解】
C的结构为CH2=C(CH3)COOH,主链含羧基且含3个碳原子,双键在2号碳,2号碳上还有1个甲基,因此系统命名为2-甲基丙烯酸,也可写作2-甲基-2-丙烯酸。C与CH3OH发生酯化反应后生成D,D的结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3;
【小问2详解】
F为1,3-丁二烯,CH2=CHCHO为丙烯醛,二者发生加成反应生成G,G中保留一个碳碳双键,同时侧链含有-CHO,因此G中的官能团为碳碳双键和醛基。F→G属于加成反应,也可具体理解为双烯合成反应;
【小问3详解】
H为苯甲醛,苯甲醛含有醛基,能在加热条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应,醛基被氧化为苯甲酸根,Cu(OH)2被还原为砖红色Cu2O沉淀。离子方程式为:C6H5CHO+2Cu(OH)2+OH-C6H5COO-+Cu2O↓+3H2O;
【小问4详解】
a.E中不含有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,a错误;
b.B的结构简式为,既有羧基又有羟基,能发生缩聚反应,b正确;
c.I中没有酚羟基,不能使FeCl3溶液显紫色,c错误;
d.G可以使Br2的CCl4溶液褪色,而Ⅰ不能,d正确;
故答案选ac;
【小问5详解】
J的结构简式为,同分异构体满足条件:除苯环外含有5个碳、2个氧、2个不饱和度,同时满足下列条件的J的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构):①能发生水解反应,则含有酯基;②能发生银镜反应,含有醛基;③苯环上有两个支链,且苯环上一元取代物有两种,则两个取代基处于对位;④分子中含两个甲基;⑤核磁共振氢谱图中有6组吸收峰,则存在6种氢。故结构可以为:、、、。共4种;
【小问6详解】
异戊二烯与丙烯在一定条件下发生D-A加成反应,可得到六元环烯烃M,M为;M再经氧化剂作用发生脱氢芳构化,得到N,N为对二甲苯;对二甲苯再被酸性高锰酸钾氧化,两个甲基均被氧化为-COOH,生成对苯二甲酸。因此M和N的结构简式分别可写为和。
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