内容正文:
高三年级9月份质量监测
化学试题
试卷满分(100分)考试时间(75分钟)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Cu-64
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1.北京大学科研团队利用石墨烯研制出全球首个高效气体分子二极管。石墨烯属于
A.无机非金属材料 B.金属材料 C.有机高分子材料 D.复合材料
2.反应MgCl2+6NH3===[Mg(NH3)6]Cl2可用于NH3的高效储存。下列说法正确的是
A.MgCl2的电子式为Mg2+[]2-
B.NH3的空间构型为平面三角形
C.固态氨属于共价晶体
D.1 mol[Mg(NH3)6]2+中含有24 mol σ键
3.下列由废铜屑制取CuSO4溶液并进行相关实验的原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取CuSO4溶液 B.用装置乙过滤得到CuSO4溶液
C.用装置丙制取[Cu(NH3)4]SO4溶液 D.用装置丁在铁钥匙表面镀铜
4.有机溶剂18-冠-6()与K+形成X(),可促进反应
CH3CH2Br+KCN―→CH3CH2CN+KBr的进行。下列说法不正确的是
A.18-冠-6中C和O的杂化轨道类型相同 B.X中18-冠-6与K+间存在离子键
C.电负性: χ(K)<χ(H) D.第一电离能: I1(O)<I1(N)
阅读下列资料,完成5~7题。
氢硫酸是二元弱酸,具有强还原性。用NaOH溶液吸收H2S可制备Na2S或NaHS;H2S与SO2反应可用于工业制高纯度硫黄;银器与空气中H2S接触后会产生黑褐色的Ag2S;C2H5OH与H2S反应可制备难闻的C2H5SH(乙硫醇)用于警示家用煤气泄露;H2S和CO2反应生成的COS(羰基硫)用于粮食熏蒸;H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子。
5.下列说法正确的是
A.S8()是共价晶体 B.SO2中S原子杂化类型为sp3
C.H2S的热稳定性比H2O大 D.C2H5SH的沸点比C2H5OH低
6.下列反应表示不正确的是
A.H2S与SO2反应制硫黄:2H2S+SO2===3S+2H2O
B.Na2S溶液显碱性的原因:S2-+2H2O===H2S+2OH-
C.银器与空气中H2S接触生成Ag2S:4Ag+2H2S+O2===2Ag2S+2H2O
D.H2S除去废水中Hg2+:H2S+Hg2+===HgS↓+2H+
7.制备羰基硫的反应:CO2(g)+H2S(g)===COS(g)+H2O(g);ΔH>0。下列说法正确的是
A.已知该反应在高温条件下能自发进行,则ΔS>0
B.该反应的平衡常数K=
C.反应的ΔH=2E(O—H)+E(C=S)-E(C=O)-2E(S—H)
(E表示键能,CO2和COS中的化学键可分别视为C=O和C=S)
D.高温或使用催化剂均可提高H2S的平衡转化率
8.将主要含CaCl2的废水通过“电解—碳化”制备CaCO3的装置如图所示。下列说法正确的
A.M极与电源负极相连
B.N极区溶液的总反应为Ca2++CO2+H2O-2e-===CaCO3↓+H2↑
C.若将废水改为NaCl溶液,该装置可用于制取纯碱溶液或小苏打溶液
D.1molCa2+通过阳离子交换膜时,理论上阴极产生22.4 L气体
9.化合物W是合成抗病毒药物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X不能发生加聚反应
B.1 molY最多能和3molH2发生加成反应
C.Z分子中sp3和sp2杂化的碳原子数目比为3∶8
D.使用FeCl3溶液可检验W中是否含有Z
10. Fe/Ag金属复合材料去除酸性废水中的硝酸盐污染物。可能的反应历程如下:
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ中Ag失去e-
B.过程Ⅱ的反应方程式为2H+NO===NO+ H2O
C.过程Ⅲ中每消耗1molNO转移6mole-
D.复合材料中Fe的质量分数越大,NO去除效果越好
11.[Co(NH3)6]Cl3的制备过程如下:
步骤I 在锥形瓶中加入CoCl2・6H2O、NH4Cl和蒸馏水,加热溶解后再加入活性炭作催化剂,冷却后加浓氨水,生成[Co(NH3)6]2+。
步骤Ⅱ 向锥形瓶中缓慢加入双氧水并加热,生成[Co(NH3)6]Cl3。
步骤Ⅲ 冷却,过滤,得到含[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的沉淀,再向其中加入热的稀盐酸,充分溶解后趁热过滤,除去活性炭。
步骤Ⅳ 向所得滤液中加入浓盐酸,用冰水冷却后析出沉淀[Co(NH3)6]Cl3,过滤、洗涤、干燥、称量。
下列说法正确的是
A.[Co(NH3)6]Cl3的中心原子是Co3+,配位体是NH3和Cl-
B.步骤Ⅱ中每生成2mol[Co(NH3)6]Cl3,需加入1molH2O2
C.由步骤Ⅱ不能得出结论:向1 mol·L-1 CoCl2溶液中加入双氧水可以生成Co3+
D.若将步骤Ⅲ中盐酸浓度改为与步骤Ⅳ中盐酸浓度相同,则可以增加产品产量
12.室温下,从冶炼富集液中回收钴、锰的部分工艺流程如下
已知:Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,下列说法正确的是
A.Na2S溶液中:c(OH-)=c(H2S)+c(HS-)+c(H+)
B.沉钴后得到的上层清液中:<
C.NH4HCO3溶液(pH>7)中:c(NH)>c(HCO)
D.沉锰后得到pH=6.5的滤液中:c(H2CO3)<c(CO)
13.一定条件下,CO2加氢合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g);ΔH=-49 kJ·mol-1 K1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g); ΔH=+41 kJ·mol-1 K2
在2.0L恒容密闭容器中通入1molCO2(g)、3molH2(g)的混合反应物,发生上述反应,两种含碳产物的选择性[CO的选择性=×100%]及CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g);ΔH=+90 kJ·mol-1
B.温度为250 ℃时,K2=6.76K1
C.温度为300 ℃时,平衡体系中n(H2O)= 0.3 mol
D.曲线丙随温度升高,先减小后增大的原因为在150~250 ℃之间,以反应Ⅱ为主;
在250~400 ℃之间,以反应Ⅰ为主
二.填空题:本题包括4小题,共61分
14.工业上常采用生物堆浸法处理低品位黄铜矿(主要成分CuFeS2)来提取Cu,整个过程包括“生物堆浸” 、“萃取”、“电解”,路线如图所示,回答下列问题。
已知:①生物堆浸使用的嗜酸微生物pH在1.0~3.0范围内可保持活性;
②堆浸体系中Fe3+、Cu2+和Fe2+开始沉淀的pH分别为1.5、4.2和6.3。
3
“萃取”过程发生反应:Cu2+ + 2HL CuL2 + 2H+
(1)图1是矿石堆浸的示意图,堆浸时矿石的粒度需要精细控制,若矿石粒度过小会有什么缺点? ▲
图1
(2)堆浸过程中,微生物持续代谢产生Fe3+和H+对黄铜矿进行化学氧化溶解。
①第一阶段:CuFeS2 + 4Fe3+ = Cu2+ + 5Fe2+ + 2S
第二阶段: ▲ ;2S + 3O2 +2H2O =4H+ + 2SO42-
②在黄铜矿微生物浸出体系中伴生的方解石(主要成分CaCO3)对黄铜矿浸出有一定的抑
制作用,分析可能的原因 ▲
(3)①“萃取”过程中,Cu2+与萃取剂HL(图2)形成的配合物结构如图3所示。下列说法正确的有 ▲
图2 图3
A.配位时Cu2+被还原 B.Cu2+与N原子形成了配位键
C.配合物与水能形成分子间氢键 D.图2、图3中N原子的杂化类型发生了改变
②图3中R为壬烷基(-C9H19),若将R换为羟基(不参与配位反应),则萃取率会下降,从结
构角度解释原因: ▲
(4)①试剂X的化学式为 ▲ 。
②反萃取的目的是将有机层Cu2+转移到水层,使Cu2+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有 ▲ (填两项)。
(5)电解效率[η(X)=×100%]是衡量电解过程中能量转换和物质产出效率的关键指标。电解后获得3.2 g含96% Cu的阴极产物,若电解过程中共转移
0.1 mol电子,则η(Cu)=____▲____。(写出计算过程)
▲
15. 化合物G是一种麻醉药物,其合成路线如下:
(1) A→B的转化过程中发生的反应类型是加成反应和 ▲
(2) E→F中有副产物C22H22O2生成,该副产物的结构简式为 ▲ 。
(3) 分子中采取sp3杂化的原子个数有 个
(4) G的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
▲
① 分子中含有4种不同环境的氢原子;② 酸性条件水解,产物之一为碳酸。
(5) 写出以CH3OH和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
▲
16.铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。
(1)铁的腐蚀与防护是一项重要的课题。实验小组用图4所示的装置及试剂探究铁的电化学腐蚀,测得锥形瓶中压强随时间变化关系如图5所示。
图4 图5
① 铁发生电化学腐蚀后所得离子的价层电子排布式为___▲_____。
② 当pH=4.0时,压强曲线变化差异不大,原因是______________▲________________。
(2) 以FePO4、Li2CO3和葡萄糖为原料,在窑炉经烧结、高温成型制得LiFePO4。
①焙烧2~3 h后,葡萄糖分解为单质C,4~5 h后,LiFePO4晶体逐渐生成,写出生成 LiFePO4 的化学方程式: ▲ 。
②在高温成型时,单质C除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能,还能起到的作用
是 ▲ 。
(3) 工业上可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)制备磷酸铁(FePO4)。其他条件一定,制备FePO4时测得Fe的有效转化率与溶液pH的关系如图6所示。
图6
1 初始pH大于1.5后,Fe的有效转化率偏低原因为
▲
2 请补充完整制备FePO4晶体的实验方案:
▲
得FePO4晶体。(实验中须使用的试剂:1 mol·L-1H2SO4溶液,30% H2O2溶液,
1 mol·L-1Na2HPO4溶液、蒸馏水、pH计)。
17. CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。
Ⅰ. CO2的分离回收
乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20~40 ℃条件下,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐,升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中,部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐,对设备有强腐蚀性。N甲基二乙醇胺[(CH3)N(CH2CH2OH)2]水溶液吸收CO2时,生成氨基碳酸氢盐,较低温度即可实现吸收剂再生。
(1)写出“单乙醇胺水溶液吸收CO₂生成单乙醇氨基碳酸氢盐”的化学方程式。
▲
(2)利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2,测得高于40 ℃时,单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是________ ▲
(3)与N甲基二乙醇胺相比,单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是
______________ ▲
Ⅱ. CO2的资源化利用
(4) 通过CO2制备Ca(HCO3)2有潜在价值,但Ca(HCO3)2固体难以从其水溶液中分离。
①研究发现,Ca(HCO3)2固体析出过程中,溶剂的极性会削弱HCO中O—H键的稳定
性。为得到Ca(HCO3)2固体,可采取的合理措施为 ▲ 。
②采用热重法可分析固体组成。依据图7,可判断所得固体主要是Ca(HCO3)2而不是 CaCO3的理由是_________________________▲___________________________
图7
(5)CO2和H2可以制取CH3OH,在Cu-Pd合金表面,甲醇与水蒸气重整反应的机理如
图8所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面,M为反应过程的中间产物)。
图8
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应,根据元素电负性的变化规律,推导M的结构简式:_______▲_________。若用CH3OD代替CH3OH,则生成氢气的分子式为___▲__。催化剂长时间使用后,因有积炭而失去活性。为减少积炭,可采用的方法是
▲
高三化学9月初三校联考参考答案
单选(每题3分,共39分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A
D
D
B
D
B
A
C
C
题号
10
11
12
13
答案
B
C
C
C
非选择 (14题17分,15题14分,16题13分,17题17分,共61分)
14.(1).矿石粒度过小导致矿石堆的孔隙率下降(1分),
细菌液渗透性下降,降低浸出率 (1分)
(2)①4Fe2+ + O2 + 4H+ =4Fe3+ +2H2O (2分)
②CaCO3与体系中的H+发生反应,导致浸出液pH升高(1分),
超出堆浸适宜的pH范围,使微生物失活(1分)或者使Fe3+沉淀(1分),从而抑制
黄铜矿浸出。(pH升高、微生物失活、Fe3+沉淀各1分,共3分)
(3)①BC (2分 漏选得1分 错选不得分)
②羟基是亲水性团(或极性强)(1分),会使CuL2在水中的溶解度增大(1分)
(4)①H2SO4 (1分)
②适当增大酸的浓度;萃取剂少量多次,分多次萃取;充分振荡
(2分 任选2点,1点1分)
(5)n(Cu)==0.048mol (1分)
n(生成Cu所用电子)=0.048 mol×2=0.096 mol (1分)
η(Cu)=×100%=96% (1分)
15. (1) 消去反应 (1分)
(2) (3分)
(3) 6 (2分)
(4) (3分)
16. (1) ①3d6 (1分)
②析氢腐蚀使锥形瓶中的压强增大(1分),吸氧腐蚀使锥形瓶中的压强减小(1分),
在pH=4.0时两种腐蚀速率相当(1分)
(析氢腐蚀、吸氧腐蚀、两者比较各1分,共3分)
(2) ①2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑ (2分,条件1分)
② 防止高温时将Fe2+氧化为Fe3+ (2分)
(3)①pH大于1.5后,Fe的有效转化率降低原因为Fe3+转化为Fe(OH)3 (2分)
②边搅拌边向磷酸亚铁粗产品中加入1 mol·L-1H2SO4溶液至不再溶解(1分),向溶液中加入稍过量的30% H2O2溶液,充分反应(1分);边搅拌边滴加1 mol·L-1Na2HPO4溶液至用pH计测溶液pH为1.5为止(1分);过滤(1分)、用蒸馏水洗涤、干燥 (1分) (共5分)
17.(1)HOCH₂CH₂NH₂ + CO₂ + H₂O → HOCH₂CH₂NH₃HCO₃ (2分)
(2)温度升高,CO2溶解度下降,单乙醇氨基碳酸盐发生分解 (2分)
(3)单乙醇胺水溶液吸收CO2生成稳定性强的碳酸盐,吸收液再生能耗大(1分);副产物单乙醇氨基甲酸盐对设备有强腐蚀性(1分) (2分)
(4)① 选择极性小的溶剂(或用乙醇作溶剂) (2分)
② CaCO3固体加热分解只有一次失重阶段(或一个失重台阶),且固体残留率为56%;Ca(HCO3)2固体加热分解会有两次失重阶段(或两个失重台阶),且固体残留率分别为62%、35%,与图所示更接近 (3个残留率各1分,共3分)
(5) (2分)
H2和HD (2分)
适当增加水蒸气的用量 (2分)
2
学科网(北京)股份有限公司
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