内容正文:
化学试题
注意事项:
1.答卷前,请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号;
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5 mm黑色签字笔答题;
3.请在答题卡中题号对应的区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效;
4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cr-52 Fe-56
第Ⅰ卷
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. 化学与生活、科学、社会联系相当紧密。下列叙述错误的是
A. 丹霞地貌的岩层因含而呈红色
B. 面点师制作糕点时添加小苏打作膨松剂
C. 明矾具有净水作用是由于明矾溶于水形成氢氧化铝胶体
D. 人体易吸收,补铁时应适当补充维生素C,利用了维生素C的还原性
【答案】A
【解析】
【详解】A.是黑色晶体,丹霞地貌的岩层呈红色是因为含有红棕色的,A错误;
B.小苏打为,受热易分解生成气体,能使糕点疏松多孔,可作膨松剂,B正确;
C.明矾溶于水后,水解生成胶体,胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮杂质实现净水,C正确;
D.人体易吸收,而易被氧化为人体难吸收的,维生素C具有还原性,可防止被氧化,因此补铁时补充维生素C可促进吸收,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 中子数为20的Cl原子为
B. 的p-pσ键形成过程:
C. 的电子式为
D. 的VSEPR模型名称:四面体形
【答案】B
【解析】
【详解】A.的质子数为17,中子数为20时质量数为,原子符号表示为,A正确;
B.图示为两个轨道肩并肩重叠,形成的是键,键的特征为轨道沿键轴方向头碰头重叠,B错误;
C.中原子最外层满足8电子稳定结构,满足2电子稳定结构,带1个单位负电荷,电子式书写符合规范,C正确;
D.中心原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,D正确;
故选B。
3. 下列说法错误的是
A. 还原性:Cl-﹥Br-﹥I- B. 碱性:LiOH﹤KOH
C. 热稳定性:HCl﹥PH3﹥SiH4 D. 氧化性:Mg2+﹤Al3+
【答案】A
【解析】
【详解】A.同主族卤族元素从上到下,单质氧化性逐渐减弱,对应简单阴离子的还原性逐渐增强,非金属性,故还原性顺序应为,A错误;
B.同主族碱金属元素从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,金属性,故碱性,B正确;
C.同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,气态氢化物热稳定性随非金属性增强而升高,非金属性,故热稳定性,C正确;
D.同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,对应简单阳离子的氧化性随金属性减弱而升高,金属性,故氧化性,D正确;
故答案选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
B. 溶液刻蚀覆铜板:
C. 溶液中通入过量:
D. 溶液中滴加过量的浓氨水:
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下作氧化剂,O元素化合价从-1降低为-2生成,反应无生成,正确离子方程式为,A错误;
B.与反应时被还原为,不会生成单质,正确离子方程式为,B错误;
C.过量通入溶液时,生成沉淀和,离子方程式书写正确,C正确;
D.过量浓氨水会与反应生成,最终无沉淀生成,正确离子方程式为 ,D错误;
故选C。
5. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是
A.制备无水
B.制备并收集乙酸乙酯
C.侯氏制碱法中制备
D.比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.加热时,发生水解反应,易挥发,通入干燥无法抑制水解,最终得到,不能制备无水,A错误;
B.试管内加入乙醇、乙酸、浓硫酸和碎瓷片,碎瓷片可以防止加热过程中液体暴沸,浓硫酸作为催化剂和吸水剂,促进酯化反应正向进行;右侧导管末端置于饱和溶液液面上方,既可以利用饱和碳酸钠溶液吸收挥发出来的乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度便于分层收集,又能防止倒吸,能够达到制备并收集乙酸乙酯的实验目的,B正确;
C.侯氏制碱法中,极易溶于水,先向饱和食盐水中通入使溶液显碱性,再通入,可吸收更多,增大浓度,溶解度较小从而析出,C错误;
D.比较热稳定性时,应将热稳定性更差的放在温度较低的内管,放在温度较高的外管,装置中药品放置顺序相反,无法达到实验目的,D错误;
故选B。
6. 下列说法正确的是
A. 键能:C-Si<Si-Si B. 熔点:MgCl2<SiCl4<SiO2
C. 键角: D. 化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子半径,故键长小于键,键长越短键能越大,因此键能,A错误;
B.是共价晶体,是离子晶体,是分子晶体,熔点规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体,故熔点顺序为,B错误;
C.三种离子中心均为杂化,、、的孤电子对数分别为2、1、0,孤电子对越多对成键电子对斥力越大,键角越小,故键角顺序为,C错误;
D.成键元素电负性差越大,化学键离子键百分数越高,电负性小于,故与的电负性差大于与的电负性差,离子键百分数,D正确;
故选D。
7. 下列实验相关项目叙述正确的是
选项
项目
叙述
A
试剂存放
少量的碱金属单质都可以保存在煤油中
B
物质检验
向某溶液里先加KSCN溶液再加氯水可以检验存在
C
试剂除杂
除去中的少量HCl可以用饱和NaCl溶液
D
酸碱滴定
酸式滴定管中有气泡,应轻轻旋转活塞,让溶液缓慢流出,赶走气泡
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱金属中的密度小于煤油,会浮在煤油表面无法隔绝空气,需保存在石蜡中,并非所有碱金属都能保存在煤油中,A错误;
B.先加溶液无明显现象可排除原溶液中的干扰,再加氯水时被氧化为使溶液变红,可检验存在,B正确;
C.饱和溶液会溶解吸收部分,应选用饱和溶液除杂,C错误;
D.酸式滴定管赶气泡需快速旋转活塞让溶液快速冲出带走气泡,缓慢流出无法赶走气泡,D错误;
故选B。
8. 化合物X是一种药物的中间体,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 化合物X含有三种官能团
B. 分子中存在“顺反”结构
C. 该物质能发生加成反应、消去反应和酯化反应
D. 1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.化合物X含有的官能团为酚羟基、碳碳双键、酯基,共三种,A正确;
B.碳碳双键的两个碳原子各自连接的基团均不相同,符合顺反异构的存在条件,分子中存在顺反结构,B正确;
C.该物质含苯环、碳碳双键,可发生加成反应,含酚羟基可发生酯化反应,但仅有的羟基为酚羟基,不存在可发生消去反应的醇羟基或卤代烃结构,不能发生消去反应,C错误;
D.1mol该物质中,1mol酚羟基消耗1mol NaOH,1mol普通醇酯基水解消耗1mol NaOH,1mol酚酯基水解生成羧酸和酚,共消耗2mol NaOH,总消耗 NaOH,D正确;
故选C。
9. 某种铁镁合金是储氢材料,其晶胞结构如图所示。晶胞边长为a nm,1号原子的坐标为(0,0,0),2号原子的坐标为(0,1,1),设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 3号原子的坐标为
B. Fe元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,属于d区元素
C. 晶体密度
D. 2号和3号原子之间的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.3号原子处于晶胞内四面体空隙,结合1号、2号的坐标可知其分数坐标为,A正确;
B.Fe原子序数为26,位于元素周期表第四周期Ⅷ族,价电子排布为,属于d区元素,B正确;
C.晶胞中Fe原子数目为,Mg原子全部在晶胞内共8个,晶胞质量为,晶胞体积为,因此密度,C正确;
D.2号坐标为,3号坐标为,二者距离为,D错误;
故选D。
10. 我国科研人员在电池电解液中添加NBSF,能明显延长电池的循环寿命。NBSF的结构如图所示。其中短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的基态原子p轨道半充满,Y、W同族,Z的氢化物可用于刻蚀玻璃。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>W B. 中X原子价层电子对数为2
C. 最简单氢化物的沸点:X<Y<W D. 构成NBSF的原子中,Z的半径最大
【答案】A
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Z的氢化物可刻蚀玻璃,可知Z为;Y、W同族,结合结构中W的成键特点可知二者为第ⅥA族元素,故Y为、W为;X基态p轨道半充满且原子序数小于,则X为;
【详解】A.同周期主族元素第一电离能从左往右呈增大趋势,但的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能出现反常,其第一电离能大于左右相邻元素,故;同主族从上到下第一电离能逐渐减小,,故第一电离能,A正确;
B.分析中已确定元素,则为,中心原子价层电子对数为,不是2,B错误;
C.元素X、Y、W的最简单氢化物依次为、、,常温为液态沸点最高,分子间存在氢键沸点高于,故沸点,C错误;
D.构成NBSF的元素为,电子层数越多原子半径越大,原子半径最大的是(W),不是(Z),D错误;
故答案选A。
11. 如图为可植入人体的微型血糖调控电池,以葡萄糖(,即血糖)为反应物放电,血糖超标电池启动,达标后电池停止工作。下列说法错误的是
A. CuO起催化作用
B. 两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
C. 消耗1 mol葡萄糖时,理论上a电极有4 mol电子流入
D. 电池工作时a电极发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.先被还原为,再氧化葡萄糖生成葡萄糖酸,自身重新被氧化为,反应前后的质量和化学性质不变,起催化作用,A正确;
B.a电极上得电子生成,为原电池正极,原电池中阳离子向正极迁移,故迁移方向为b→a,B正确;
C.葡萄糖被氧化为葡萄糖酸,1mol葡萄糖反应时失去2mol电子,理论上正极a电极有2mol电子流入,不是4mol,C错误;
D.血液为弱碱性环境,a电极得电子结合水生成,电极反应为,D正确;
故选C。
12. 下列实验操作与现象、结论均正确的是
选项
实验操作与现象
结论
A
常温下,在金属铝表面滴加浓硫酸,无明显现象
铝不和浓硫酸反应
B
将饱和溴水分别滴加到苯酚稀溶液和苯中,振荡,静置,前者产生白色沉淀,后者分层且上层呈橙红色
苯环使羟基活化
C
向溶液中加入8 mL 95%乙醇,用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体
降低溶剂极性可以降低的溶解度
D
用pH试纸测定同浓度KCN溶液、溶液的pH,后者的pH高于前者
HCN的酸性比的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下铝遇浓硫酸发生钝化,是反应生成致密氧化膜阻止反应继续进行,并非不反应,结论错误,A不符合题意;
B.苯酚与溴水发生取代反应生成三溴苯酚沉淀,苯与溴水发生萃取,该现象说明羟基活化了苯环,结论表述错误,B不符合题意;
C.在极性溶剂中溶解度大,加入极性弱于水的乙醇,降低溶剂极性,使其溶解度减小析出晶体,操作现象与结论均正确,C符合题意;
D.盐溶液pH越大,对应弱酸根水解程度越大,对应酸的酸性越弱,对应酸为,该实验只能证明酸性,无法证明酸性强于,结论错误,D不符合题意;
故选C。
13. 电位滴定法的原理为在化学计量点附近,待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃,从而确定滴定终点。室温下,用的溶液滴定相同浓度的溶液,通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示,已知b点溶液。下列说法错误的是
A. a、b、c三点水的电离程度:a>b>c
B. a点溶液中的离子浓度大小顺序为:
C. b点溶液中微粒浓度满足:
D. c点溶液的(忽略溶液混合引起的体积变化)
【答案】D
【解析】
【详解】A.a点水解促进水的电离,b点,水电离程度接近纯水,c点电离抑制水的电离,故水的电离程度,A正确;
B.a点为恰好完全中和的点,溶质为等物质的量的和,水解使溶液显酸性,故离子浓度顺序为,B正确;
C.b点,故,由电荷守恒,得,结合物料守恒,联立可得,C正确;
D.根据图中信息a点是将氢离子反应完,c点是将铵根离子反应完,即c点氢氧化钠和硫酸氢铵完全反应,由于浓度相等,依据反应2NaOH+NH4HSO4=Na2SO4+NH3·H2O+H2O可判断氢氧化钠溶液的体积应当是原硫酸氢铵溶液体积的两倍,即总体积是原来3倍,硫酸根浓度是原来,约为0.033mol/L,不是,D错误;
故答案选D。
14. 一定温度下,向恒容密闭容器中投入等物质的量的P和Q发生反应:①;②。部分物质的浓度随时间的变化如图所示,后达到平衡状态。下列说法错误的是
A. X为c(N)随t的变化曲线
B. 反应的活化能:①<②
C. 内,
D. 该条件下,反应②为异构化反应,且平衡常数为:
【答案】D
【解析】
【分析】初始时,P和Q的浓度相等,且随反应进行逐渐减少。由于反应①是不可逆的,P和Q应同时消耗,且最终可能完全耗尽。M是中间产物,先由反应①生成,后因反应②消耗,其浓度应先增后减,最终达到平衡。N是最终产物,浓度应从0开始持续增加,直至平衡,据此解答;
【详解】A.是反应②的产物,浓度从0开始逐渐增大至平衡,X曲线单调递增至稳定,故X为随的变化曲线,A正确;
B.反应①在时已进行完全,反应速率快,活化能低;反应②到才达到平衡,反应速率慢,活化能高,故活化能:①<②,B正确;
C.内,、完全反应生成的浓度为,时的浓度为,说明反应②消耗的浓度为,生成的浓度为,故,C正确;
D.反应②是同分异构体之间的转化,属于异构化反应,但平衡时的浓度为,的浓度为,平衡常数,不是,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷
二、非选择题:共58分。
15. 硫脲浸金是一种环保、高效的黄金提取工艺。某金矿厂以载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeAsS、FeS2包裹)为原料提炼黄金:
已知:①FeAsS焙烧过程生成、、,且易升华;
②硫脲[CS(NH2)2]是一种白色晶体,受热易分解,强酸性或强碱性均易发生水解,可由硫氢化钙[Ca(HS)2]溶液与氰氨化钙(CaCN2)混合制得。
(1)矿粉焙烧
①基态Fe的价层电子排布式为____________。
②FeS2在空气焙烧过程中发生反应的化学方程式为____________。
(2)合成硫脲
①通入H2是为了催化还原获得气体a,以便后续合成硫脲,气体a的化学式为____________。
②硫脲()的结构与尿素()相似,试比较二者在水中的溶解度:硫脲________尿素(填“>”“<”或“=”)。
(3)提取金
①硫脲可简记为TU,浸金过程中,Au在Fe3+的作用下与TU生成,其离子方程式为__________。
②电解时,生成Au的电极反应式为__________,“电解”可用“置换”替代,选用__________(填化学式),方便后续实现循环利用。
③为达到最佳浸金效果,浸金时需严格控制溶液pH在0.5~2,反应温度在40℃~60℃,试解释控制pH的理由__________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②. <
(3) ①. ②. ③. Fe ④. pH过低(强酸)或过高(强碱)都会导致硫脲损耗,如果pH过高, 极易水解生成沉淀
【解析】
【分析】该工艺流程以载金硫化矿粉为原料,通过焙烧、合成硫脲及浸金电解三步实现黄金的绿色提取。首先,矿粉在空气中高温焙烧,使转化为和,同时包裹金的分解并释放出易升华的,实现金的初步暴露;随后,利用烟气中的经催化还原制得,再与石灰乳、氰氨化钙反应合成硫脲浸出剂;最后,在严格控制pH(0.5~2)和温度(40~60℃)的条件下,利用氧化金并与硫脲配位形成可溶性络合物,Au进入溶液,最终通过电解或铁粉置换回收纯金,且置换产生的可循环氧化为重复使用,整个过程兼顾了资源利用率与环保性,据此分析;
【小问1详解】
①铁(Fe)是26号元素,位于第四周期第VIII族。其核外电子排布为,价层电子即最外层及次外层未充满的d电子;②这是工业制硫酸的第一步反应(沸腾炉中的反应),二硫化亚铁在高温下与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫,方程式为;
【小问2详解】
①烟气中含有(来自焙烧)。题目指出通入是为了催化还原获得气体a。根据元素守恒和后续流程(气体a与石灰乳反应生成硫氢化钙 ),可知被还原成了;②题目已知硫脲结构与尿素相似。尿素分子中含有氧原子,氧的电负性强,与水分子形成的氢键比硫脲中硫原子与水分子形成的氢键更强(S的电负性弱于O)。因此,尿素在水中的溶解度通常大于硫脲;
【小问3详解】
①反应物: 、 (氧化剂)、 (配体),生成物: (还原产物)、(络离子),根据电荷守恒和原子守恒配平方程式 ;②电解池阴极发生还原反应,金络离子得电子析出金属金,同时释放出配体TU,阴极电极反应式为:;浸出液中含有和。为了置换出金且不引入新的杂质离子(因为后续要循环利用,且原体系就是铁盐体系),选用铁粉是最合适的。铁比金活泼,能将金置换出来,生成的可以再次被氧化为使用;③题目已知条件提到:“硫脲在强酸性或强碱性条件下均易发生水解”。所以pH过低(强酸)或过高(强碱)都会导致硫脲损耗;另外,溶液中含有 ,如果pH过高, 极易水解生成沉淀,从而降低浸出效率并产生沉淀杂质。
16. 四氮化四硫(S4N4,S为+2价)是一种重要的精细化工中间体和科研试剂,制备的原理是。实验室利用如图装置(加热及夹持装置已略)制取S4N4.
已知:①S4N4室温下为橙黄色固体,难溶于水,178~187℃时熔化并分解;
②SCl2为红棕色液体,沸点为60℃,易水解,易被氧化。
回答下列问题:
Ⅰ.制备SCl2:关闭K3,打开K1、K2和甲的活塞,滴入浓盐酸,当装置D中____________时,关闭甲的活塞,然后停止通入N2,关闭K1。
(1)仪器a的名称为____________,仪器b的作用是____________。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为____________。
(3)装置B中应装入的试剂的名称是____________。
(4)Ⅰ中横线上应填入的内容是____________(填现象),说明硫磺已反应完全。
Ⅱ.S4N4的制取与含量测定:打开K3、乙的活塞,滴入浓氨水,当装置D中红棕色消失时,关闭乙的活塞。称取重结晶后5.00 g样品,加入NaOH溶液加热,使氮元素完全转化为NH3,用足量硼酸溶液吸收。将吸收液配成100.00 mL溶液,用移液管移取20.00 mL,以甲基红和亚甲基蓝为指示剂,用1.00 mol/L盐酸标准溶液进行滴定,重复3次实验,滴定前后消耗盐酸标准溶液的平均体积为16.00 mL。已知滴定反应为(忽略杂质干扰)。
(5)样品中S4N4的纯度为____________;若滴定前仰视读数,滴定结束后平视读数,则计算的结果____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①.
三颈烧瓶(或三颈瓶) ②.
防止空气中的水蒸气进入装置D使水解,同时吸收尾气(氯气和氨气)防止污染环境
(2)
(3)
饱和食盐水 (4)
不再有黄色固体残留,液体呈红棕色
(5) ①.
②.
偏小
【解析】
【分析】首先,装置A通过高锰酸钾氧化浓盐酸制取氯气,经装置B(饱和食盐水)除去混有的HCl杂质,再经装置C干燥后通入装置D与硫黄在加热条件下反应生成红棕色液体SCl2,随后,利用装置F中浓氨水与CaO作用产生氨气,经装置E(碱石灰)干燥后通入装置D,使SCl2 与NH3发生反应生成S4N4沉淀及副产物;整个过程中,装置末端的碱石灰干燥管既防止了空气中的水蒸气进入导致产物水解,又吸收了未反应的有毒尾气氯气,据此分析;
【小问1详解】
①仪器a是三颈烧瓶,用于盛放反应物硫黄,②仪器b是干燥管,装有碱石灰。它的位置在装置末端,连接大气。由于题目已知 “易水解”,所以必须防止外界空气中的水蒸气进入D装置;同时反应中可能产生未反应的,碱石灰可以吸收尾气,防止污染;
【小问2详解】
装置A利用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,这是一个经典的氧化还原反应,高锰酸根被还原为锰离子,氯离子被氧化为氯气,配平电荷和原子守恒后得到方程式,;
【小问3详解】
从A出来的氯气中混有挥发出来的氯化氢(HCl)气体。为了除去HCl且不消耗氯气,通常使用饱和食盐水洗气;
【小问4详解】
题目问的是“说明硫黄已反应完全”,反应物硫黄是黄色固体,生成物是红棕色液体,当固体消失且液体呈现产物的颜色时,说明反应结束;
【小问5详解】
①已知滴定反应,由此可知
20mL待测液消耗盐酸的物质的量为:,原100.00 mL溶液中总氮量对应的盐酸消耗量需要扩大5倍,,根据关系式,样品中的物质的量为,则样品中的质量为,所以纯度;
②滴定前仰视: 视线偏低,读出的数值比实际液面所在的刻度值大,滴定后平视读数正确,计算体积=,所以计算得到的体积偏小,消耗的盐酸的体积偏小,导致算出的S4N4的物质的量偏小,则质量偏低,所以纯度偏小。
17. 尿素是一种氮肥,对农业生产有重要作用。
Ⅰ.
(1)在尿素大规模合成之前,主要使用的氮肥是(NH4)2SO4,大量使用会造成土壤酸化,请用离子方程式说明原因________________________。
Ⅱ.尿素的合成过程主要反应如下(本题中忽略气体在水中溶解):
反应1
反应2
反应3
(2)反应3的焓变ΔH3=____________。
(3)某次生产中,30 min内气体减少了78 kg,则CO2的消耗速率为____________kg/h。
(4)在恒温恒压(总压p=10 MPa)条件下,向容器中通入3molNH3和1molCO2进行反应,气体中CO2的体积分数随时间变化如图所示。
①关于该合成过程,下列说法正确的是____________(填对应选项)。
A.反应压强高,可以提高原料转化率
B.为了提高产率,应尽可能延长反应时间
C.选用催化剂,可以提高平衡转化率
D.升温会使反应1速率提高,反应2速率降低
②10 min时,以分压表示的浓度商Q=____________(分压=总压×体积分数)。
Ⅲ.尿素还可以用来处理废水,反应装置如图所示。
(5)电极a为________极(填“正”或“负”),电极方程式为________________________。
(6)每消耗1 mol尿素,理论上可以处理________g。
【答案】(1)
(2)-133.6 (3)88
(4) ①. A ②.
(5) ①. 负 ②.
(6)232
【解析】
【小问1详解】
硫酸铵是强酸弱碱盐,大量使用时,其中的铵根离子()在土壤中会发生水解反应,产生氢离子(),从而导致土壤酸化。其水解的离子方程式为:
【小问2详解】
根据盖斯定律,将已知反应进行组合:反应1:反应2:将反应1与反应2相加即可得到反应3,因此反应3的焓变
【小问3详解】
反应3中,每消耗1 mol (质量为44 g),同时消耗2 mol (质量为34 g),气体总质量减少 。当生产中气体质量减少78 kg时,说明实际消耗了1000 mol(即44 kg)的 。反应时间为30 min(即0.5 h),故 的消耗速率为 。
【小问4详解】
① A项,反应3是气体分子数减少的反应,增大压强会使平衡正向移动,从而提高原料转化率,正确;
B项,反应达到平衡后,延长反应时间不能改变平衡状态,无法提高产率,错误;
C项,催化剂只能改变反应达到平衡的时间,不能改变平衡转化率,错误;
D项,升高温度会使反应1、2的速率均提高,错误。
故选A。
② 设反应消耗了 mol ,则同时消耗了 mol 。初始时: 为 3 mol, 为 1 mol;10 min时:剩余 为 mol,剩余 为 mol,气体总物质的量为 mol。由图可知,10 min时 的体积分数为10%,即 ,解得 mol。此时, 的分压 ; 的体积分数为 ,其分压 。由于生成物为固体和液体,不计入浓度商表达式,故以分压表示的浓度商 。
【小问5详解】
由装置图可知,电极a处通入尿素 ,产物为 和 。在此过程中,氮元素的化合价由-3价升高到0价,发生氧化反应失去电子,因此电极a为负极。结合右侧的KOH溶液可知环境为碱性,其电极反应式为:。
【小问6详解】
根据负极反应式可知,每消耗1 mol尿素,转移6 mol电子。在正极b处, 转化为 ,Cr元素的化合价从+6价降至+3价,即每处理1 mol 需要得到3 mol电子。根据得失电子守恒,6 mol电子理论上可以还原2 mol 。 的摩尔质量为 ,故理论上可处理的 质量为 。
18. 辣椒的味道来源主要是辣椒素类物质。辣椒素H的合成路线如下(部分试剂及反应条件略):
已知:H中有三种含氧官能团。
(1)G中含氧官能团的名称为_____________________。
(2)由C生成D的反应类型为_____________________。
(3)由B生成C的化学方程式为_____________________。
(4)E与SOCl2反应生成了F和_____________________(填对应物质的化学式或分子式)。
(5)由F生成H加入K2CO3的作用为_____________________。
(6)H的结构简式为_____________________。
(7)G(C8H11NO2)的同分异构体中,满足如下要求的有_________种。
(ⅰ)苯环上有三个取代基,其中有两个取代基相同;
(ⅱ)三个取代基彼此处于间位;
(ⅲ)不考虑两个-OH连在同一原子上的结构。
其中,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为2:2:2:4:1的同分异构体的结构简式为__________________。
【答案】(1)醚键、(酚)羟基
(2)取代反应 (3)
(4)、
(5)加入的K2CO3可吸收反应生成的氯化氢,从而提高产率
(6) (7) ①. 7 ②.
【解析】
【分析】A中羟基被溴原子取代生成B,B中溴原子被取代生成C,C中酯基在碱性条件下水解并酸化生成D,D加热脱去1个羧基生成E,由F的分子式,E中羟基被氯原子取代生成F,F的结构简式为,由H的分子式,F和G脱去1分子氯化氢生成酰胺基得到H,H的结构简式为:。
【小问1详解】
由G的结构简式,含有的官能团为醚键、(酚)羟基。
【小问2详解】
根据分析,C中酯基在碱性条件下水解属于取代反应,再酸化得到D,反应类型为取代反应。
【小问3详解】
根据分析,B中溴原子被取代生成C,反应的化学方程式为:
【小问4详解】
根据分析,由F的分子式,E中羟基被氯原子取代生成F,根据原子守恒,还剩余:1S、2O、1H、1Cl。则生成的产物还有:、。
【小问5详解】
根据分析,由H的分子式,F和G脱去1分子氯化氢生成酰胺基得到H,加入的K2CO3可吸收反应生成的氯化氢,使反应正向移动,从而提高产率。
【小问6详解】
根据分析, F和G脱去1分子氯化氢生成酰胺基得到H,则H的结构简式为:。
【小问7详解】
G(C8H11NO2),有一个苯环,还有2C、2O、1N,没有不饱和度,结合题目提供条件,那么可能组合为:1、两个羟基,还余2C、1N,有5种结构:-CH2CH2NH2、-CH(CH3)NH2、-NHCH2CH3、-N(CH3)2;-CH2NHCH3; 2、两个-CH2OH,余下1个氨基,有1种结构。3、两个-OCH3,余下1个氨基,有1种结构。共7种结构;其中,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为2:2:2:4:1的同分异构体的结构简式为。
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化学试题
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4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cr-52 Fe-56
第Ⅰ卷
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. 化学与生活、科学、社会联系相当紧密。下列叙述错误的是
A. 丹霞地貌的岩层因含而呈红色
B. 面点师制作糕点时添加小苏打作膨松剂
C. 明矾具有净水作用是由于明矾溶于水形成氢氧化铝胶体
D. 人体易吸收,补铁时应适当补充维生素C,利用了维生素C的还原性
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 中子数为20的Cl原子为
B. 的p-pσ键形成过程:
C. 的电子式为
D. 的VSEPR模型名称:四面体形
3. 下列说法错误的是
A. 还原性:Cl-﹥Br-﹥I- B. 碱性:LiOH﹤KOH
C. 热稳定性:HCl﹥PH3﹥SiH4 D. 氧化性:Mg2+﹤Al3+
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
B. 溶液刻蚀覆铜板:
C. 溶液中通入过量:
D. 溶液中滴加过量的浓氨水:
5. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是
A.制备无水
B.制备并收集乙酸乙酯
C.侯氏制碱法中制备
D.比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
A. A B. B C. C D. D
6. 下列说法正确的是
A. 键能:C-Si<Si-Si B. 熔点:MgCl2<SiCl4<SiO2
C. 键角: D. 化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
7. 下列实验相关项目叙述正确的是
选项
项目
叙述
A
试剂存放
少量的碱金属单质都可以保存在煤油中
B
物质检验
向某溶液里先加KSCN溶液再加氯水可以检验存在
C
试剂除杂
除去中的少量HCl可以用饱和NaCl溶液
D
酸碱滴定
酸式滴定管中有气泡,应轻轻旋转活塞,让溶液缓慢流出,赶走气泡
A. A B. B C. C D. D
8. 化合物X是一种药物的中间体,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 化合物X含有三种官能团
B. 分子中存在“顺反”结构
C. 该物质能发生加成反应、消去反应和酯化反应
D. 1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
9. 某种铁镁合金是储氢材料,其晶胞结构如图所示。晶胞边长为a nm,1号原子的坐标为(0,0,0),2号原子的坐标为(0,1,1),设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 3号原子的坐标为
B. Fe元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,属于d区元素
C. 晶体密度
D. 2号和3号原子之间的距离为
10. 我国科研人员在电池电解液中添加NBSF,能明显延长电池的循环寿命。NBSF的结构如图所示。其中短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的基态原子p轨道半充满,Y、W同族,Z的氢化物可用于刻蚀玻璃。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X>Y>W B. 中X原子价层电子对数为2
C. 最简单氢化物的沸点:X<Y<W D. 构成NBSF的原子中,Z的半径最大
11. 如图为可植入人体的微型血糖调控电池,以葡萄糖(,即血糖)为反应物放电,血糖超标电池启动,达标后电池停止工作。下列说法错误的是
A. CuO起催化作用
B. 两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
C. 消耗1 mol葡萄糖时,理论上a电极有4 mol电子流入
D. 电池工作时a电极发生反应:
12. 下列实验操作与现象、结论均正确的是
选项
实验操作与现象
结论
A
常温下,在金属铝表面滴加浓硫酸,无明显现象
铝不和浓硫酸反应
B
将饱和溴水分别滴加到苯酚稀溶液和苯中,振荡,静置,前者产生白色沉淀,后者分层且上层呈橙红色
苯环使羟基活化
C
向溶液中加入8 mL 95%乙醇,用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体
降低溶剂极性可以降低的溶解度
D
用pH试纸测定同浓度KCN溶液、溶液的pH,后者的pH高于前者
HCN的酸性比的强
A. A B. B C. C D. D
13. 电位滴定法的原理为在化学计量点附近,待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃,从而确定滴定终点。室温下,用的溶液滴定相同浓度的溶液,通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示,已知b点溶液。下列说法错误的是
A. a、b、c三点水的电离程度:a>b>c
B. a点溶液中的离子浓度大小顺序为:
C. b点溶液中微粒浓度满足:
D. c点溶液的(忽略溶液混合引起的体积变化)
14. 一定温度下,向恒容密闭容器中投入等物质的量的P和Q发生反应:①;②。部分物质的浓度随时间的变化如图所示,后达到平衡状态。下列说法错误的是
A. X为c(N)随t的变化曲线
B. 反应的活化能:①<②
C. 内,
D. 该条件下,反应②为异构化反应,且平衡常数为:
第Ⅱ卷
二、非选择题:共58分。
15. 硫脲浸金是一种环保、高效的黄金提取工艺。某金矿厂以载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeAsS、FeS2包裹)为原料提炼黄金:
已知:①FeAsS焙烧过程生成、、,且易升华;
②硫脲[CS(NH2)2]是一种白色晶体,受热易分解,强酸性或强碱性均易发生水解,可由硫氢化钙[Ca(HS)2]溶液与氰氨化钙(CaCN2)混合制得。
(1)矿粉焙烧
①基态Fe的价层电子排布式为____________。
②FeS2在空气焙烧过程中发生反应的化学方程式为____________。
(2)合成硫脲
①通入H2是为了催化还原获得气体a,以便后续合成硫脲,气体a的化学式为____________。
②硫脲()的结构与尿素()相似,试比较二者在水中的溶解度:硫脲________尿素(填“>”“<”或“=”)。
(3)提取金
①硫脲可简记为TU,浸金过程中,Au在Fe3+的作用下与TU生成,其离子方程式为__________。
②电解时,生成Au的电极反应式为__________,“电解”可用“置换”替代,选用__________(填化学式),方便后续实现循环利用。
③为达到最佳浸金效果,浸金时需严格控制溶液pH在0.5~2,反应温度在40℃~60℃,试解释控制pH的理由__________。
16. 四氮化四硫(S4N4,S为+2价)是一种重要的精细化工中间体和科研试剂,制备的原理是。实验室利用如图装置(加热及夹持装置已略)制取S4N4.
已知:①S4N4室温下为橙黄色固体,难溶于水,178~187℃时熔化并分解;
②SCl2为红棕色液体,沸点为60℃,易水解,易被氧化。
回答下列问题:
Ⅰ.制备SCl2:关闭K3,打开K1、K2和甲的活塞,滴入浓盐酸,当装置D中____________时,关闭甲的活塞,然后停止通入N2,关闭K1。
(1)仪器a的名称为____________,仪器b的作用是____________。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为____________。
(3)装置B中应装入的试剂的名称是____________。
(4)Ⅰ中横线上应填入的内容是____________(填现象),说明硫磺已反应完全。
Ⅱ.S4N4的制取与含量测定:打开K3、乙的活塞,滴入浓氨水,当装置D中红棕色消失时,关闭乙的活塞。称取重结晶后5.00 g样品,加入NaOH溶液加热,使氮元素完全转化为NH3,用足量硼酸溶液吸收。将吸收液配成100.00 mL溶液,用移液管移取20.00 mL,以甲基红和亚甲基蓝为指示剂,用1.00 mol/L盐酸标准溶液进行滴定,重复3次实验,滴定前后消耗盐酸标准溶液的平均体积为16.00 mL。已知滴定反应为(忽略杂质干扰)。
(5)样品中S4N4的纯度为____________;若滴定前仰视读数,滴定结束后平视读数,则计算的结果____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17. 尿素是一种氮肥,对农业生产有重要作用。
Ⅰ.
(1)在尿素大规模合成之前,主要使用的氮肥是(NH4)2SO4,大量使用会造成土壤酸化,请用离子方程式说明原因________________________。
Ⅱ.尿素的合成过程主要反应如下(本题中忽略气体在水中溶解):
反应1
反应2
反应3
(2)反应3的焓变ΔH3=____________。
(3)某次生产中,30 min内气体减少了78 kg,则CO2的消耗速率为____________kg/h。
(4)在恒温恒压(总压p=10 MPa)条件下,向容器中通入3molNH3和1molCO2进行反应,气体中CO2的体积分数随时间变化如图所示。
①关于该合成过程,下列说法正确的是____________(填对应选项)。
A.反应压强高,可以提高原料转化率
B.为了提高产率,应尽可能延长反应时间
C.选用催化剂,可以提高平衡转化率
D.升温会使反应1速率提高,反应2速率降低
②10 min时,以分压表示的浓度商Q=____________(分压=总压×体积分数)。
Ⅲ.尿素还可以用来处理废水,反应装置如图所示。
(5)电极a为________极(填“正”或“负”),电极方程式为________________________。
(6)每消耗1 mol尿素,理论上可以处理________g。
18. 辣椒的味道来源主要是辣椒素类物质。辣椒素H的合成路线如下(部分试剂及反应条件略):
已知:H中有三种含氧官能团。
(1)G中含氧官能团的名称为_____________________。
(2)由C生成D的反应类型为_____________________。
(3)由B生成C的化学方程式为_____________________。
(4)E与SOCl2反应生成了F和_____________________(填对应物质的化学式或分子式)。
(5)由F生成H加入K2CO3的作用为_____________________。
(6)H的结构简式为_____________________。
(7)G(C8H11NO2)的同分异构体中,满足如下要求的有_________种。
(ⅰ)苯环上有三个取代基,其中有两个取代基相同;
(ⅱ)三个取代基彼此处于间位;
(ⅲ)不考虑两个-OH连在同一原子上的结构。
其中,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为2:2:2:4:1的同分异构体的结构简式为__________________。
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