内容正文:
绝密★启用前
高三化学
GS01
班级__________ 姓名__________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cl-35.5 Zr-91
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. 河北省抱犊寨是国家AAAA级旅游景区。下列关于抱犊寨建筑构件(如图所示)中,主要成分属于有机物的是
选项
A
B
名称
木质门匾
瓦片
文物
选项
C
D
名称
基石
长城砖
文物
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语表述正确的是
A. BF3的价层电子对互斥模型: B. Na+的结构示意图:
C. 次氯酸的结构式:H—Cl—O D. 乙烯的实验式:C2H4
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2L氦气中原子数为
B. 0.1mol 中含有的中子数为1.2
C. 室温下,1L pH=1的磷酸溶液中,H+的数目为0.1
D. 室温下,0.5mol/L KHS溶液中S2-、HS-、H2S数目和为0.5
4. 实验室模拟海带提碘过程,下列实验装置不能达到实验目的的是
A. 利用图甲装置灼烧海带得到海带灰
B. 利用图乙装置过滤海带灰的浸泡液
C. 利用图丙装置制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D. 利用图丁装置萃取得到含碘单质的有机层
5. 氧族元素是生命基石、工业血液,并在人体与科技中发挥关键作用。下列关于氧族元素物质性质与用途的说法正确且具有对应关系的是
A. O3具有强氧化性,故臭氧层具有吸收紫外线的功能
B. H2O2不稳定,故可用于杀菌消毒
C. 浓硫酸具有强氧化性,故可用于干燥氢气
D. SO2具有防腐和抗氧化等作用,可适量用于葡萄酒中
6. 芬太尼为阿片受体激动药,属短效镇痛药,主要用于麻醉辅助用药和静脉复合麻醉,其结构简式如图所示。下列关于芬太尼说法错误的是
A. 化学式为C22H28N2O B. 可发生加成和取代反应
C. 含有3种不同的官能团 D. sp2和sp3杂化的C原子数目比为13:9
7. FeS2作为电子供体的自养反硝化技术是一种利用无机物氧化提供电子,将硝酸盐还原为氮气的污水处理技术。其过程涉及三个关键反应:①FeS2被Fe3+氧化为,②自养反硝化菌利用生成的将还原为N2,③Fe2+被氧化为Fe(OH)3。下列说法错误的是
A. ①反应中1mol FeS2参与反应时,转移电子数为7(为阿伏加德罗常数的值)
B. ②反应的离子方程式为
C. ③反应的离子方程式为
D. 中间产物Fe2+可用铁氰化钾试剂检验
8. 化合物H(结构如图)是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药、染料和高分子材料等领域。其中A、X、Y、Z、W、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z、W同周期,Z和T同主族。下列说法错误的是
A. 该分子中X、Y、Z、W原子均达到8电子稳定结构
B. Y、T的氧化物对应的水化物均为强酸
C. Y、Z、T的简单氢化物的沸点:Z>Y>T
D. X、Y、Z、W的第一电离能:W>Y>Z>X
9. 立方氧化锆晶体主要通过人工合成获得,其应用涵盖珠宝仿钻石、半导体元件、红外传感器窗口材料及高性能结构陶瓷等领域。立方氧化锆晶体结构如图所示,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 该氧化锆晶体的化学式为ZrO2
B. 若坐标取向不变,q点原子坐标平移为,则此时p点原子坐标为
C. 晶胞中每个Zr原子周围有8个紧邻且等距的O原子
D. 该晶体的密度
10. 下列对宏观事实的微观解释错误的是
选项
宏观事实
微观解释
A
冠醚能识别不同的碱金属离子
冠醚有不同大小的空穴适配不同的碱金属离子
B
常温下,苯酚能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
苯环使羟基中O—H键极性变强
C
石英的熔点高于二氧化碳
原子半径:C<Si,键能:C—O<Si—O
D
键角:NH3>NF3
电负性:F>H,导致成键电子对斥力小
A. A B. B C. C D. D
11. 一种将CO2捕集与加氢相结合的集成催化系统的反应机理如图所示:
下列说法错误的是
A. 该反应的催化剂为
B. 催化剂可有效降低反应的活化能,加快反应速率,并提高平衡转化率
C. 该反应机理涉及极性和非极性共价键的断裂
D. 该过程总反应为
12. 某大学在国际期刊发表论文,提出原位导电增强辅助双电池反应策略,将Ag2O/Ag与Bi2O3/Bi两个转化反应整合于单个Zn||Bi2O3@Ag2O水系锌基微型电池,突破了传统微型电池单反应的容量瓶颈与Bi2O3低导电性的材料瓶颈。电池工作原理如图所示,下列有关说法中错误的是
A. X极为正极,Y极为负极
B. Y极电极反应式为
C. X极步骤1电极反应式为
D. 当3mol Zn2+参与转化时,共有1mol Bi2O3被还原
13. 下列实验方案、现象与所得结论均正确的是
实验方案
现象
结论
A
向含有BaCO3和BaCl2的悬浊液中滴加Na2SO4溶液
产生白色沉淀
Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B
压缩I2(g)、H2(g)和HI(g)组成的混合体系的体积
气体颜色变深
平衡逆向移动
C
向2mL 0.1mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水
产生淡黄色沉淀
氧化性:Br2>S
D
向滴有酚酞的水溶液中加入足量Na2O2
溶液最终变为红色
反应产生碱性物质
A. A B. B C. C D. D
14. 常温下,用0.100mol·L-1 盐酸溶液滴定20.00mL 0.100mol·L-1 的Na2A溶液,溶液中的H2A、HA-、A2-的分布系数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅲ表示A2-的分布系数曲线
B. Ka2(H2A)的数量级为10-5
C. NaHA溶液中存在:
D. a点存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚氯酸钠(NaClO2)可作为ClO2的前体物质,主要用作漂白剂、脱色剂、消毒剂、拔染剂等。现用如图所示装置制备NaClO2并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备NaClO2
(1)仪器a的名称为____________,其侧管的作用为__________________。
(2)A装置不能使用稀硫酸替代70%硫酸的原因是__________________。
(3)B装置中产生ClO2,其中发生反应的离子方程式为__________________。
(4)D装置生成NaClO2的化学方程式为__________________。
(5)仪器b的作用为__________________。
Ⅱ.测定NaClO2的纯度
称取m g NaClO2产品,溶于水配成250mL溶液,取25mL待测液,加入过量KI溶液(杂质不参加反应)。以淀粉作指示剂,用q mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,消耗Na2S2O3体积为p mL。(已知:)
(6)滴定终点的现象是__________________,NaClO2产品的纯度为______(用代数式表示)。
16. 无水氯化铁是一种重要的铁盐,被广泛应用于催化剂、媒染剂、制药等领域。以黄铁矿(主要成分为FeS2,含有少量SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3,并对尾气进行综合利用的一种工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”过程中主要反应的产物为Fe2O3,除此外有少量Fe3O4副产物生成;
②二氯亚砜(SOCl2)极易水解。
回答下列问题:
(1)铁在元素周期表中的位置为____________,基态铁原子的未成对电子数为______。
(2)Na2S2O5常用于油田作业流体中的除氧剂,由NaHSO3转化为Na2S2O5的化学方程式为____________。
(3)“焙烧”时需要将原料粉碎,目的是__________________;“焙烧”工序发生主要反应的化学方程式为__________________。
(4)“氧化”工序试剂X适宜选用______(填字母)。
A. 高锰酸钾溶液 B. 氯水 C. 双氧水 D. 稀硝酸
(5)“工序1”通入HCl(g)的目的是__________________。
(6)由FeCl3·6H2O转化为无水FeCl3的化学方程式为__________________;该过程可能产生Fe2+,其可能的原因是__________________。
17. 一氧化二氮(N2O)是一种温室气体,其全球变暖潜能值约为CO2的300倍,是本世纪最大的臭氧层破坏物质。为了抑制N2O排放对气候变化的影响及对地球环境的负荷,开发高效无害化N2O的技术至关重要。回答下列问题:
(1)N2O具有轻微的麻醉作用。一定温度下,N2O可由NH4NO3在催化剂作用下分解制得,该反应的化学方程式为__________________________。
(2)已知N2O与CO2具有相似的结构,其结构式为,则N2O分子中心氮原子的杂化方式为__________。
(3)已知下列化学键的键能数据:
化学键
N=N
N=O
O=O
NN
键能/(kJ·mol-1)
468
640
498
945
则反应的=______kJ·mol-1.若该正反应的活化能为 kJ·mol-1,则逆反应的活化能=______kJ·mol-1(用含的代数式表示)。
(4)在1L恒容密闭容器中通入1mol N2O,加入催化剂发生反应。N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示:
①下列描述能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
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.N2和O2的物质的量之比保持不变
D.容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
E.断裂2mol NN的同时形成1mol O=O
②保持温度不变的情况下,达平衡后再向容器中通入He,N2O的分压p(N2O)将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③T1℃时该反应的平衡常数为______。
(5)某科研团队成功开发出一种无需使用昂贵的贵金属,仅用铁、钴、镍即可实现碱性体系电解将N2O转化为N2的电极材料(电极催化剂),工作原理如图所示:
①N2O电极为电解反应的______极。
②该电极的电极反应式为_________________________。
18. 马来酸氯苯那敏(又称扑尔敏),为全球最早用于临床的抗组胺药之一、1959年我国实现自主生产,此后在临床上广泛应用至今。马来酸氯苯那敏的合成路线如图:
已知:
①Ph表示苯基;
②。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为____________;反应中Na2CO3的作用为__________________。
(2)B→C反应的化学方程式为__________________。
(3)D→E的反应类型为____________;E中含氧官能团的名称为____________。
(4)有机物X是物质F的同分异构体,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式__________________(写出两种)。
a.含有两个苯环;
b.红外光谱表明分子中含有—NH2;
c.核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为6:4:4:4:1。
(5)D与M(R—Cl)可以一步反应生成F,若M过量,则F可以与M继续反应生成有机物J,则M和J的结构简式分别为_____________、_____________。
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绝密★启用前
高三化学
GS01
班级__________ 姓名__________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cl-35.5 Zr-91
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. 河北省抱犊寨是国家AAAA级旅游景区。下列关于抱犊寨建筑构件(如图所示)中,主要成分属于有机物的是
选项
A
B
名称
木质门匾
瓦片
文物
选项
C
D
名称
基石
长城砖
文物
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】有机物的定义是含碳化合物(除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等少数典型无机物外),多数是生命活动产生的含碳物质。
【详解】A.木质门匾的主要成分是木材,木材的核心组成是多糖中的纤维素,属于天然有机物,A正确;
B.瓦片属于硅酸盐类无机非金属材料,主要成分是无机物,B错误;
C.基石主要成分为岩石(多为碳酸盐或硅酸盐),属于无机物,C错误;
D.长城砖由黏土烧制,主要成分为硅酸盐,主要成分为无机物,D错误;
故选A。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. BF3的价层电子对互斥模型: B. Na+的结构示意图:
C. 次氯酸的结构式:H—Cl—O D. 乙烯的实验式:C2H4
【答案】B
【解析】
【详解】A.BF3中心B原子的价层电子对数为:,无孤电子对,价层电子对互斥模型为平面三角形,A错误;
B.Na+的结构示意图:,B正确;
C.次氯酸中,氧原子分别和氢原子,氯原子形成一个共价键,结构式为:,C错误;
D.乙烯的实验式(最简式):,D错误;
故答案选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2L氦气中原子数为
B. 0.1mol 中含有的中子数为1.2
C. 室温下,1L pH=1的磷酸溶液中,H+的数目为0.1
D. 室温下,0.5mol/L KHS溶液中S2-、HS-、H2S数目和为0.5
【答案】C
【解析】
【详解】A.氦气为单原子分子,故标准状况下,11.2 L氦气物质的量为0.5 mol,所含原子数为0.5NA,A错误;
B.分子中H原子无中子,原子的中子数为10,则0.1mol 中含有的中子数为NA,B错误;
C.室温下,1L pH=1的磷酸溶液中,pH=1,,,故H+的数目为0.1 NA,C正确;
D.未指出溶液体积,无法计算,D错误。
故选C。
4. 实验室模拟海带提碘过程,下列实验装置不能达到实验目的的是
A. 利用图甲装置灼烧海带得到海带灰
B. 利用图乙装置过滤海带灰的浸泡液
C. 利用图丙装置制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D. 利用图丁装置萃取得到含碘单质的有机层
【答案】D
【解析】
【详解】A.海带为固体,灼烧固体用坩埚,A正确;
B.过滤海带灰等不溶杂质,采用过滤装置,B正确;
C.KMnO4与浓盐酸常温下可反应制取Cl2,C正确;
D.乙醇和水互溶,无法作为萃取碘水中的碘的萃取剂,D错误;
故答案选D。
5. 氧族元素是生命基石、工业血液,并在人体与科技中发挥关键作用。下列关于氧族元素物质性质与用途的说法正确且具有对应关系的是
A. O3具有强氧化性,故臭氧层具有吸收紫外线的功能
B. H2O2不稳定,故可用于杀菌消毒
C. 浓硫酸具有强氧化性,故可用于干燥氢气
D. SO2具有防腐和抗氧化等作用,可适量用于葡萄酒中
【答案】D
【解析】
【详解】A.臭氧具有强氧化性,但与其可吸收紫外线无关,A不符合题意;
B.过氧化氢具有强氧化性是杀菌消毒的关键,但与其不稳定、易分解无关,B不符合题意;
C.浓硫酸具备吸水性,故可用于干燥氢气,C不符合题意;
D.SO2具有防腐和抗氧化等作用,故可适量用于葡萄酒中,D符合题意;
故选D。
6. 芬太尼为阿片受体激动药,属短效镇痛药,主要用于麻醉辅助用药和静脉复合麻醉,其结构简式如图所示。下列关于芬太尼说法错误的是
A. 化学式为C22H28N2O B. 可发生加成和取代反应
C. 含有3种不同的官能团 D. sp2和sp3杂化的C原子数目比为13:9
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据芬太尼结构简式可判断其化学式为C22H28N2O,A正确;
B.芬太尼含有苯环,苯环可发生加成和取代反应,B正确;
C.芬太尼含有酰胺基和叔氨基两种官能团,而不是三种官能团,C错误;
D.饱和碳原子为sp3杂化,双键上碳原子为sp2杂化。芬太尼中共有13个sp2杂化的C原子和9个sp3杂化的C原子,D正确。
故答案选C。
7. FeS2作为电子供体的自养反硝化技术是一种利用无机物氧化提供电子,将硝酸盐还原为氮气的污水处理技术。其过程涉及三个关键反应:①FeS2被Fe3+氧化为,②自养反硝化菌利用生成的将还原为N2,③Fe2+被氧化为Fe(OH)3。下列说法错误的是
A. ①反应中1mol FeS2参与反应时,转移电子数为7(为阿伏加德罗常数的值)
B. ②反应的离子方程式为
C. ③反应的离子方程式为
D. 中间产物Fe2+可用铁氰化钾试剂检验
【答案】A
【解析】
【详解】A.①反应中,FeS2被Fe3+氧化为,每个S由-1价升高为+2价升高了3价,故1mol FeS2参与反应,则转移电子数为6NA,A项错误;
B.结合题意,自养反硝化菌利用生成的将还原为N2,则②反应的离子方程式为,B项正确;
C.结合题意,③Fe2+被氧化为Fe(OH)3,则③反应的离子方程式为,C项正确;
D.Fe2+遇铁氰化钾生成蓝色沉淀,故可以检验,D项正确。
故选A。
8. 化合物H(结构如图)是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药、染料和高分子材料等领域。其中A、X、Y、Z、W、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z、W同周期,Z和T同主族。下列说法错误的是
A. 该分子中X、Y、Z、W原子均达到8电子稳定结构
B. Y、T的氧化物对应的水化物均为强酸
C. Y、Z、T的简单氢化物的沸点:Z>Y>T
D. X、Y、Z、W的第一电离能:W>Y>Z>X
【答案】B
【解析】
【分析】A、X、Y、Z、W、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z、W同周期,Z和T同主族,那么X、Y、Z、W同位于第二周期。A可形成1个共价键,原子序数最小,且不和X、Y、Z、W位于同一周期,为H。X可形成4个共价键,为C;Y可形成3个共价键,为N;Z可形成2个共价键,为O;W可形成1个共价键,为F; Z和T同主族,T为S;故A、X、Y、Z、W、T元素依次为H、C、N、O、F、S。
【详解】A.该分子中X、Y、Z、W分别为:C、N、O、F。C形成4个共价键,N形成3个共价键,O形成2个共价键,F形成1个共价键,因此均达到8电子稳定结构,A正确;
B.Y为N ,T为S,S的氧化物二氧化硫对应的水化物 H2SO3为弱酸,B错误;
C.Y、Z、T的简单氢化物分别为NH3、H2O、H2S,氨气分子间、水分子间存在氢键,沸点较高,水在常温下为液体,氨气为气体,水的沸点高于氨气,故沸点:H2O>NH3>H2S,C正确;
D.X、Y、Z、W分别为:C、N、O、F。同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,且第ⅡA族和第ⅤA族元素原子的p轨道处于全空或半满状态,原子较稳定,较难失去一个电子,因此同一周期:,故 第一电离能:F>N>O>C,D正确。
故答案选B。
9. 立方氧化锆晶体主要通过人工合成获得,其应用涵盖珠宝仿钻石、半导体元件、红外传感器窗口材料及高性能结构陶瓷等领域。立方氧化锆晶体结构如图所示,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A. 该氧化锆晶体的化学式为ZrO2
B. 若坐标取向不变,q点原子坐标平移为,则此时p点原子坐标为
C. 晶胞中每个Zr原子周围有8个紧邻且等距的O原子
D. 该晶体的密度
【答案】D
【解析】
【详解】A.用均摊法计算晶胞中原子数:Zr原子位于晶胞顶点和面心,个数为;O原子全部在晶胞内部,共8个,Zr和O个数比为1:2,晶体化学式为,A正确;
B.q点原子坐标为,其平移为,则此时p点原子坐标为,B正确;
C.该结构类似萤石型结构,每个Zr原子周围紧邻且等距的O原子共有8个,配位数为8,C正确;
D.晶胞的质量为,晶胞体积为,代入密度公式得,D错误;
故选D。
10. 下列对宏观事实的微观解释错误的是
选项
宏观事实
微观解释
A
冠醚能识别不同的碱金属离子
冠醚有不同大小的空穴适配不同的碱金属离子
B
常温下,苯酚能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
苯环使羟基中O—H键极性变强
C
石英的熔点高于二氧化碳
原子半径:C<Si,键能:C—O<Si—O
D
键角:NH3>NF3
电负性:F>H,导致成键电子对斥力小
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.不同种类的冠醚有不同大小的空穴,冠醚可通过空穴尺寸差异识别不同大小的碱金属离子,A项正确;
B.苯酚中苯环与羟基直接相连,在苯环的影响下,-OH中O原子上的电子云密度降低,O-H键极性增强,更容易断裂而电离出H+,表现出一定的酸性,而乙醇中乙基对-OH起推电子作用,使-OH中O原子上的电子云密度升高,O-H键极性减弱,更难断裂,B项正确;
C.晶体类型不同,CO2之间只存在范德华力,是分子晶体,而石英中Si和O构成硅氧四面体,通过顶角的O形成螺旋上升的长链、是共价晶体,C项错误;
D.NH3和NF3的空间结构均为三角锥形,但F的电负性较大,NF3中成键电子对的斥力较小,D项正确。
故选C。
11. 一种将CO2捕集与加氢相结合的集成催化系统的反应机理如图所示:
下列说法错误的是
A. 该反应的催化剂为
B. 催化剂可有效降低反应的活化能,加快反应速率,并提高平衡转化率
C. 该反应机理涉及极性和非极性共价键的断裂
D. 该过程总反应为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由流程图可知,反应起始就参与过程,最终又重新生成,符合催化剂的特征,是该反应的催化剂,A正确;
B.催化剂的作用是降低反应活化能、加快反应速率,但催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡发生移动,因此无法提高平衡转化率,B错误;
C.该反应机理涉及H2中H—H键和碳氧键、氮氢键、碳氮键等断裂,涉及极性和非极性共价键的断裂,C项正确;
D.将反应历程中进入体系的反应物,和离开体系的生成物,故该过程总反应为,D正确。
故选B。
12. 某大学在国际期刊发表论文,提出原位导电增强辅助双电池反应策略,将Ag2O/Ag与Bi2O3/Bi两个转化反应整合于单个Zn||Bi2O3@Ag2O水系锌基微型电池,突破了传统微型电池单反应的容量瓶颈与Bi2O3低导电性的材料瓶颈。电池工作原理如图所示,下列有关说法中错误的是
A. X极为正极,Y极为负极
B. Y极电极反应式为
C. X极步骤1电极反应式为
D. 当3mol Zn2+参与转化时,共有1mol Bi2O3被还原
【答案】D
【解析】
【详解】A.Y极Zn元素最终转化为,Zn发生失电子的氧化反应,因此Y极为负极;X极、先后发生得电子的还原反应,因此X极为正极,A正确;
B. Y极为碱性环境下的Zn负极,Zn失去2个电子,与4个结合生成四羟基合锌配离子,电极反应式为,B正确;
C.步骤1中X极的转化为Ag,Ag元素从+1价降低为0价,1mol 共得到2mol电子,结合水系碱性环境的电荷、原子守恒,电极反应式为,C正确;
D.当3mol 参与转化时,对应电路中转移电子总物质的量为,但这部分电子先用于步骤1中还原,剩余电子才用于还原,因此被还原的物质的量小于1mol,D错误;
故选D。
13. 下列实验方案、现象与所得结论均正确的是
实验方案
现象
结论
A
向含有BaCO3和BaCl2的悬浊液中滴加Na2SO4溶液
产生白色沉淀
Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B
压缩I2(g)、H2(g)和HI(g)组成的混合体系的体积
气体颜色变深
平衡逆向移动
C
向2mL 0.1mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水
产生淡黄色沉淀
氧化性:Br2>S
D
向滴有酚酞的水溶液中加入足量Na2O2
溶液最终变为红色
反应产生碱性物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.含有BaCO3和BaCl2的悬浊液中含有钡离子,其可与硫酸根直接生成BaSO4沉淀,无法证明沉淀转化,A错误;
B.压缩I2(g)、H2(g)和HI(g)组成的混合体系的体积,气体体积缩小,颜色加深,但反应前后气体总分子数目相等,平衡不移动,B错误;
C.向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,产生淡黄色沉淀,发生反应:,因此氧化性:Br2>S,C正确;
D.向滴有酚酞的水溶液中加入足量Na2O2,实验现象实际为:溶液先变红后褪色,实验现象错误,反应过程中有氢氧化钠和过氧化氢产生,D错误。
故答案选C。
14. 常温下,用0.100mol·L-1 盐酸溶液滴定20.00mL 0.100mol·L-1 的Na2A溶液,溶液中的H2A、HA-、A2-的分布系数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=]。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅲ表示A2-的分布系数曲线
B. Ka2(H2A)的数量级为10-5
C. NaHA溶液中存在:
D. a点存在:
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,开始时为Na2A溶液,Na2A水解呈碱性,pH较大,溶液中主要成分为A2-,随着盐酸溶液的加入,pH逐渐减小,A2-逐渐被消耗减小,HA-逐渐生成增大,当达到最大后,继续加入盐酸溶液,HA-逐渐被消耗减小,H2A逐渐增大,最后,溶液中主要成分为H2A。则曲线Ⅰ表示H2A的分布系数曲线,曲线Ⅱ表示HA-的分布系数曲线,曲线Ⅲ表示A2-的分布系数曲线。
【详解】A.根据分析,曲线Ⅰ表示H2A的分布系数曲线,曲线Ⅲ表示A2-的分布系数曲线,A正确;
B.由b点可知,此时,此时,数量级为,B正确;
C.NaHA溶液对应为c点附近,此时溶液pH<7,说明NaHA电离大于水解,故,C错误;
D.a点电荷守恒为,物料守恒为,且,代入可得,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚氯酸钠(NaClO2)可作为ClO2的前体物质,主要用作漂白剂、脱色剂、消毒剂、拔染剂等。现用如图所示装置制备NaClO2并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备NaClO2
(1)仪器a的名称为____________,其侧管的作用为__________________。
(2)A装置不能使用稀硫酸替代70%硫酸的原因是__________________。
(3)B装置中产生ClO2,其中发生反应的离子方程式为__________________。
(4)D装置生成NaClO2的化学方程式为__________________。
(5)仪器b的作用为__________________。
Ⅱ.测定NaClO2的纯度
称取m g NaClO2产品,溶于水配成250mL溶液,取25mL待测液,加入过量KI溶液(杂质不参加反应)。以淀粉作指示剂,用q mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,消耗Na2S2O3体积为p mL。(已知:)
(6)滴定终点的现象是__________________,NaClO2产品的纯度为______(用代数式表示)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗(恒压分液漏斗) ②. 平衡气压,使硫酸顺利滴下
(2)SO2易溶于水,稀硫酸中水含量大,易溶解产生的SO2,使SO2利用率低
(3)
(4)
(5)防倒吸 (6) ①. 滴加最后半滴Na2S2O3标准溶液,锥形瓶中溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复 ②.
【解析】
【分析】根据装置图可知,装置A中用浓硫酸和亚硫酸钠固体反应制取二氧化硫、将产生的二氧化硫通过装置B中,二氧化硫和NaClO3、硫酸混合反应生成ClO2气体,并通入空气,吹出ClO2气体,装置C作安全瓶,可防止倒吸,装置D中用ClO2与NaOH溶液和H2O2一起反应生成NaClO2,为防止反应物过氧化氢在较高温度下分解等,所以要用冷水浴进行冷却,装置E 用氢氧化钠吸收实验中的尾气,同时可以防止倒吸。
【小问1详解】
仪器a为恒压滴液漏斗,其侧管的作用为平衡气压,使硫酸顺利滴下。
【小问2详解】
A装置是亚硫酸钠与70%硫酸反应生成SO2,若用稀硫酸替换70%硫酸,则稀硫酸中水含量大,易溶解产生的SO2,使SO2利用率低。
【小问3详解】
产生的SO2进入B装置与NaClO3反应生成ClO2,离子方程式为。
【小问4详解】
D装置中,H2O2作还原剂,生成NaClO2的化学方程式为。
【小问5详解】
倒置球形干燥管用于防倒吸。
【小问6详解】
滴定终点的现象是当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复原色。根据得失电子守恒,可列出关系式:,,则产品的纯度为。
16. 无水氯化铁是一种重要的铁盐,被广泛应用于催化剂、媒染剂、制药等领域。以黄铁矿(主要成分为FeS2,含有少量SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3,并对尾气进行综合利用的一种工艺流程如图所示:
已知:①“焙烧”过程中主要反应的产物为Fe2O3,除此外有少量Fe3O4副产物生成;
②二氯亚砜(SOCl2)极易水解。
回答下列问题:
(1)铁在元素周期表中的位置为____________,基态铁原子的未成对电子数为______。
(2)Na2S2O5常用于油田作业流体中的除氧剂,由NaHSO3转化为Na2S2O5的化学方程式为____________。
(3)“焙烧”时需要将原料粉碎,目的是__________________;“焙烧”工序发生主要反应的化学方程式为__________________。
(4)“氧化”工序试剂X适宜选用______(填字母)。
A. 高锰酸钾溶液 B. 氯水 C. 双氧水 D. 稀硝酸
(5)“工序1”通入HCl(g)的目的是__________________。
(6)由FeCl3·6H2O转化为无水FeCl3的化学方程式为__________________;该过程可能产生Fe2+,其可能的原因是__________________。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. 4
(2)
(3) ①. 增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更彻底 ②. (4)BC
(5)抑制Fe3+水解
(6) ①. ②. SO2还原FeCl3
【解析】
【分析】黄铁矿在空气中煅烧的产物主要为和,用氢氧化钠溶液吸收,再经过一系列操作得到亚硫酸氢钠,加热亚硫酸氢钠生成。用盐酸溶解,加入氧化剂将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子,在氯化氢气流中蒸发浓缩,冷却结晶得到,加入并加热得到无水氯化铁。
【小问1详解】
铁在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,未成对电子数为4。
【小问2详解】
由题可知,亚硫酸氢钠加热脱水可得焦亚硫酸钠,化学方程式为。
【小问3详解】
“焙烧”前需要原料粉碎,目的是增大接触面积,提高焙烧效率;“焙烧”的主要反应为。
【小问4详解】
氧化”工序将溶液中残留的Fe2+氧化为Fe3+,为防止引入杂质离子,适宜选择氯水或双氧水。
【小问5详解】
“工序1”将氯化铁溶液变为FeCl3·6H2O,通入HCl(g)的目的是抑制结晶过程中Fe3+水解。
【小问6详解】
根据二氯亚砜易水解的特点,可知FeCl3·6H2O转化为无水FeCl3的化学方程式为,该过程可能产生Fe2+,其可能的原因是SO2还原FeCl3
17. 一氧化二氮(N2O)是一种温室气体,其全球变暖潜能值约为CO2的300倍,是本世纪最大的臭氧层破坏物质。为了抑制N2O排放对气候变化的影响及对地球环境的负荷,开发高效无害化N2O的技术至关重要。回答下列问题:
(1)N2O具有轻微的麻醉作用。一定温度下,N2O可由NH4NO3在催化剂作用下分解制得,该反应的化学方程式为__________________________。
(2)已知N2O与CO2具有相似的结构,其结构式为,则N2O分子中心氮原子的杂化方式为__________。
(3)已知下列化学键的键能数据:
化学键
N=N
N=O
O=O
NN
键能/(kJ·mol-1)
468
640
498
945
则反应的=______kJ·mol-1.若该正反应的活化能为 kJ·mol-1,则逆反应的活化能=______kJ·mol-1(用含的代数式表示)。
(4)在1L恒容密闭容器中通入1mol N2O,加入催化剂发生反应。N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示:
①下列描述能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
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.N2和O2的物质的量之比保持不变
D.容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
E.断裂2mol NN的同时形成1mol O=O
②保持温度不变的情况下,达平衡后再向容器中通入He,N2O的分压p(N2O)将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③T1℃时该反应的平衡常数为______。
(5)某科研团队成功开发出一种无需使用昂贵的贵金属,仅用铁、钴、镍即可实现碱性体系电解将N2O转化为N2的电极材料(电极催化剂),工作原理如图所示:
①N2O电极为电解反应的______极。
②该电极的电极反应式为_________________________。
【答案】(1)
(2)sp (3) ①. -172 ②.
(4) ①. BDE ②. 不变 ③. 0.25
(5) ①. 阴 ②.
【解析】
【小问1详解】
硝酸铵在催化剂作用下分解制一氧化二氮反应的化学方程式为。
【小问2详解】
CO2分子中心碳原子价层电子对数目为:,杂化方式为sp,N2O与CO2具有相似的结构,故N2O分子中心氮原子的杂化方式为sp。
【小问3详解】
,=反应物总键能-生成物总键能得,;由于该反应正向为放热反应,故活化能。
【小问4详解】
①A.恒容密闭容器中,体积不变,质量反应前后不变,因此密度一直保持不变,不能作为反应达到平衡状态的标志,A错误;
B.反应前后气体总物质的量不相等,压强不变,表明各气体浓度不变,可作为反应达到平衡状态的标志,B正确;
C.N2和O2为生成物,物质的量之比恒定为2:1,C错误;
D.反应前后气体总质量不变,气体物质的量不同,平均摩尔质量是变量,平均摩尔质量不再改变,反应一定达到平衡状态,D正确;
E.断裂2mol NN的同时形成1mol O=O,表示正逆反应速率相等,可作为反应达到平衡状态的标志,E正确。
故答案选BDE。
②容器体积恒定,保持温度不变的情况下,达平衡后再向容器中通入He,N2O的浓度不变,其分压p(N2O)也不变。
③由图可知a点N2O转化率为50%,列三行式为
代入平衡常数表达式。
【小问5详解】
①N2O得电子转变为N2,故该电极为电解池的阴极。
②碱性体系下,N2O得电子转变为N2,电极反应式为。
18. 马来酸氯苯那敏(又称扑尔敏),为全球最早用于临床的抗组胺药之一、1959年我国实现自主生产,此后在临床上广泛应用至今。马来酸氯苯那敏的合成路线如图:
已知:
①Ph表示苯基;
②。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为____________;反应中Na2CO3的作用为__________________。
(2)B→C反应的化学方程式为__________________。
(3)D→E的反应类型为____________;E中含氧官能团的名称为____________。
(4)有机物X是物质F的同分异构体,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式__________________(写出两种)。
a.含有两个苯环;
b.红外光谱表明分子中含有—NH2;
c.核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为6:4:4:4:1。
(5)D与M(R—Cl)可以一步反应生成F,若M过量,则F可以与M继续反应生成有机物J,则M和J的结构简式分别为_____________、_____________。
【答案】(1) ①. ②. 与生成的HCl反应,促进反应正向进行
(2) (3) ①. 取代反应 ②. 醚键
(4)、、、(答案合理即可)
(5) ①. ClCH2CH2N(CH3)2 ②.
【解析】
【分析】根据A的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为;A→B为取代反应,B中氯原子被取代生成C;C中氨基被氯原子取代生成D,D为;D中亚甲基上的1个氢原子被取代生成E,E在一定条件下和反应生成F,F和反应得到马来酸氯苯那敏。
【小问1详解】
根据A的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为;A→B为取代反应,生成HCl,故碳酸钠的作用是与生成的HCl反应,促进反应正向进行。
【小问2详解】
B→C反应的化学方程式为。
【小问3详解】
根据已知及D的分子式可知,D的结构简式为;根据D和E的结构简式可知,D→E的反应类型为取代反应;E中含氧官能团的名称为醚键。
【小问4详解】
根据F的结构,以及含有两个苯环,红外光谱表明分子中含有—NH2可知,C替换环中的N,含有两个氨基;核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为6:4:4:4:1,可知两个苯环及两个氨基和两个甲基需处于对称位置,故结构简式可能为、、、(等。
【小问5详解】
D与M(R—Cl)可以一步反应生成F,故D中亚甲基的1个H原子被取代,生成F后若M过量,则F可以与M继续反应生成有机物J,即F的次甲基H原子再被取代,故M和J的结构简式分别为ClCH2CH2N(CH3)2、。
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