内容正文:
中山侨中2027届高三上学期第二次模拟考试
化学试题
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡相应位置上。
2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效。
3.答题时请按要求用笔,保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 D-2 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Pb-207
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 广东有众多非物质文化遗产,如粤绣、剪纸、制香和藤编技艺等。下列物质的主要成分不是有机高分子材料的是
选项
A
B
文化遗产
名称
佛山剪纸中的“纸”
粤绣中的“线”
选项
C
D
文化遗产
名称
莞香中的“香油”
南海藤编中的“藤”
A. A B. B C. C D. D
2. 下列文字表述与对应的化学用语或名称关系正确的是
A. CS2的电子式为
B. 光气(COCl2)结构式为
C. 的名称为1,3-二甲基-2-丁烯
D. NaH中氢离子结构示意图为
3. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. 馒头越嚼越感觉甜是因为淀粉发生了水解反应
B. 鸡蛋清溶液能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C. 溶液可用于腐蚀印刷铜质线路板是因为比的金属性强
D. 过氧乙酸可用于油脂、淀粉的漂白是由于能氧化其中的有色成分
4. 关于金属的防护,下列措施中与其名称或原理不对应的是
A.制成不锈钢产品
B.在汽车表面涂漆
C.牺牲阳极法
D.外加电流法
A. A B. B C. C D. D
5. 下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用砂纸(主要成分为)打磨变钝的削笔刀片
硬度大
B
用铝箔包裹变黑的银饰后放入食盐水中“去黑”
Al既可以跟酸反应也可以跟碱反应
C
用体型脲醛树脂制作电源插板
体型脲醛树脂具有热固性
D
用乳酸制作聚乳酸可降解塑料
缩聚反应得到的聚乳酸中有酯基,可水解
A. A B. B C. C D. D
6. 科技在农业生产中有着广泛应用。下列说法错误的是
A. 农用无人机使用的锂离子电池在工作时能实现化学能向电能的转化
B. 作为地膜原料的高压法聚乙烯,其密度和软化温度均高于低压法聚乙烯
C. 大棚主体框架常用的钢管,其硬度高于纯铁
D. 自动驾驶农机所配“农芯一号”芯片的主要材料为单晶硅
7. 设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是
A. 2g D2O中含有的质子数、中子数、电子数均为NA
B. 将l00mL 0.1mol•L—1FeCl3溶液滴入沸水中可制得Fe(OH)3胶粒数为0.01NA
C. 1mol NaOH晶体中,含有的离子总数为3NA
D. 100mL 0.1mol•L—1 的氨水中,含NH3·H2O的数目为0.01NA
8. 室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的或结论
A
酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
测定中和反应的反应热
B
用pH试纸测得CH3COONa溶液pH约为9,NaNO2溶液pH约为8
HNO2电离出H+的能力一定比CH3COOH的强
C
向5mL0.1mol/LKI溶液中加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液观察溶液颜色变化
反应有一定限度
D
向试管中滴入几滴1—溴丁烷,再加入2mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,加入几滴2%AgNO3溶液,观察现象
检验1—溴丁烷中的溴元素
A. A B. B C. C D. D
9. 一定温度下,向容器中加入发生如下反应:①,②,③。反应体系中、、的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①的活化能小于反应②
B. 该温度下,反应③的平衡常数小于1
C. 时,的消耗速率大于生成速率
D. 时,
10. 已知:乙炔在酸化的硫酸汞催化作用下,加热到68-80℃能与水发生加成反应。某兴趣小组设计如下实验装置,探究乙炔的相关性质。下列说法正确的是
A. 使用饱和食盐水可以加快反应速率
B. c中的溶液可以用饱和氢氧化钠溶液代替
C. 若e中出现银镜现象,说明加成产物中有乙醛
D. 打开,酸性高锰酸钾褪色,说明乙炔具有还原性
11. 下列图示实验中,操作规范且能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.测定化学反应速率
C.探究双氧水分解的热效应
D.探究压强对平衡移动的影响
A. A B. B C. C D. D
12. 碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向,其可能的反应历程如图所示。
下列说法错误的是
A. 物质L和均为反应的催化剂
B. 反应过程中发生了极性键和非极性键的断裂和形成
C. 总反应的离子方程式为
D. 用代替,反应可得
13. W、X、Y、Z、R为短周期主族元素,原子序数依次增大。W的某种原子核内无中子,X、Y、Z为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍。[]是一种优良的消毒剂和氧化剂。下列有关说法正确的是
A. 分子中所有原子均达到8电子稳定结构
B. 不稳定易分解的主要原因是分子间氢键较弱
C. 第一电离能大小为:
D. W可分别与、、形成两种及以上的化合物
14. 某实验小组利用钙离子传感器研究沉淀的转化规律。时,向悬浊液(含有少量固体)中加入3滴饱和溶液,待读数稳定后,再向其中加入足量饱和溶液,测得体系中随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 溶液中的:
B. 由曲线变化可推测:
C. a→b的过程中,平衡逆向移动
D. d点体系中仍存在的沉淀溶解平衡
15. 下列物质性质实验对应的反应方程式或离子方程式书写不正确的是
A. 向浓硝酸中加入少量铜粉:
B. 用明矾处理污水:Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+ 3H+
C. 电解氯化镁溶液的原理:
D. 用食醋除水垢:
16. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,将其与微生物电解池进行串联,可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下,所用电极均是惰性电极。
下列说法不正确的是
A. 交换膜2为阳离子交换膜
B. 电子由R极经导线流向N极
C. R极电极反应式:
D. 一段时间后,T极沉积2.07 g,溶液中减少0.02 mol
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 氮及其化合物在生产生活中用途广泛。
(1)实验室用如图装置制备NH3,化学方程式为___________。将制得的NH3通入蒸馏水配制一定浓度的氨水。
(2)测定常温下上述氨水的浓度c和Kb.实验如下:取50.00mL氨水,用0.1000mol/LH2SO4溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化曲线如图。
①上述操作用到的仪器有___________(填选项)。
A. B. C. D.
②c=___________mol/L,的Kb=___________(列出算式,水的电离可忽略)。
③a点溶液的离子浓度由大到小的顺序为___________。
④鉴于氨水的挥发性可能对测定结果造成影响,有同学提出可通过测定0.1000mol/L (NH4)2SO4溶液来间接求算的Kb值。简述该方案___________(包括所用仪器及数据处理思路)。
(3)探究温度对(NH4)2SO4溶液水解平衡的影响。
①【实验探究】按下表进行实验,记录现象。
实验编号
1
2
试样及操作
→数分钟后取出试管,观察颜色;冷却至室温,观察颜色。
实验现象
升温,溶液___________,恢复室温后溶液变回紫色
溶液颜色为紫色
②【实验结论】的水解反应为吸热反应,升高温度,水解平衡正向移动。
③【提出质疑】升温会使石蕊电离平衡“”和水的电离平衡“”正向移动,使c(H+)增大,从而影响溶液显色。
④【优化实验】设计对照实验3可知,石蕊和水的电离平衡对本实验无造成干扰。
实验3:取2mL___________溶液和1滴石蕊溶液于试管中,将试管置于60℃水浴锅,数分钟后取出试管恢复至室温,颜色变化为“升温,溶液由紫色变为蓝色,恢复室温后再次变为紫色”。
⑤【定量实验】
利用pH传感器测得实验1过程中溶液pH随时间变化曲线如图a.其他步骤不变,若把水浴加热改为酒精灯直接加热,放置在试管口的湿润红色石蕊试纸变蓝。据此在图a中画出该过程溶液pH随时间的变化曲线___________。
18. 磷酸亚铁锂()为锂离子电池的电极材料。工业上可用钢铁酸洗废液(主要成分为、、)作原料制备磷酸亚铁锂,其流程如图所示。
已知:开始沉淀为的pH为2.6。回答下列问题:
(1)铁元素位于元素周期表的位置:_______________________。
(2)“沉铁”步骤中需要调节pH在2.0-2.5,试解释控制pH小于2.5的目的:____________________________________。
(3)“沉铁”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(4)“煅烧”前需要对进行脱水处理得到晶体,并在滚筒式球磨(粉碎)机中进行球磨处理,球磨前后的X射线衍射如下图所示:
①试分析球磨前后X射线吸收峰变化的原因:_____________。
②写出隔绝空气条件下“煅烧”过程中发生反应的化学方程式:_______________。
(5)如下图磷酸亚铁锂电池的工作原理示意图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导的高分子材料,隔膜只允许通过,电池反应式为。则:
①放电时移向__________极(填“M”或“N”)。
②充电时,N极电极反应式为_______________________________。
(6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间形成的,晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为______________,该晶体中最近的两个碳原子核间距离为,石墨烯层间距离为,则该晶体的密度为___________ (列出计算式,用表示阿伏加德罗常数)。
19. 乙二醇是一种重要的工业原料,有多种合成途径。利用合成气(、)合成乙二醇,可能发生如下反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)反应ⅲ: ________。
(2)在体积一定的密闭容器中发生反应,不同温度下,的平衡转化率与压强的关系如图1所示。
①、与从大到小的顺序为________。
②三条曲线均呈现上升趋势的原因是________。
③下列说法正确的有________。
A.当气体密度不再改变时,反应达到平衡状态
B往容器中继续充入,的物质的量增大,的转化率降低
C.任何温度下,反应ⅱ皆能自发进行
D.甲醇液化分离后,将尾气进行循环操作,可提高合成气的利用率
(3)光催化偶联是一种新型制取乙二醇的方法。利用异相作催化剂可以有效进行反应ⅲ,同时发生副反应ⅳ:。相同条件下,在三种不同晶相的中发生催化反应,时,、的平均生成速率和甲醇转化率的数据如图2所示。(已知:的选择性)。
①基态原子的价层电子排布式为_______。
②_______。
③在的催化作用下,生成的物质的量为,则的选择性为_______(保留两位有效数字,写出计算过程)。
20. 含香叶基结构单元的双氢查尔酮(化合物G)具有抗菌、消炎和抗肿瘤的作用,其中一种合成路线如下:
已知:ger代表(香叶基)
回答下列问题:
(1)A的名称为______________________。
(2)B所含官能团的名称为______________________。
(3)由C转化为D的目的是________________________________。
(4)符合以下条件的E的芳香族同分异构体H有___________种(不考虑立体异构) 。
①能与溶液反应 ② 1 mol H最多消耗2 mol NaOH ③核磁共振氢谱有4组峰
(5)下列说法正确的有___________。
a.有机物A生成有机物B的过程中有键的断裂与键的生成
b.有机物A可以与发生显色反应
c.有机物C具有酸性
d.有机物G碳原子的杂化方式均为杂化
(6)参照上述合成路线,以和为原料用4步合成
①第一步反应的产物是______________________。
②第二步的反应类型为___________反应。
③第三步的反应方程式为_________________________________________________。
④第四步,加入生成。
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中山侨中2027届高三上学期第二次模拟考试
化学试题
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡相应位置上。
2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效。
3.答题时请按要求用笔,保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 D-2 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Pb-207
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 广东有众多非物质文化遗产,如粤绣、剪纸、制香和藤编技艺等。下列物质的主要成分不是有机高分子材料的是
选项
A
B
文化遗产
名称
佛山剪纸中的“纸”
粤绣中的“线”
选项
C
D
文化遗产
名称
莞香中的“香油”
南海藤编中的“藤”
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.纸的主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,A正确;
B.粤绣中的“线”有棉麻的,主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,也有是丝毛的,主要成分是蛋白质,也属于有机高分子材料,B正确;
C.香油的主要成分是油脂,不是有机高分子材料,C错误;
D.“藤”的主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,D正确;
故选C。
2. 下列文字表述与对应的化学用语或名称关系正确的是
A. CS2的电子式为
B. 光气(COCl2)结构式为
C. 的名称为1,3-二甲基-2-丁烯
D. NaH中氢离子结构示意图为
【答案】B
【解析】
【详解】A.CS2的结构式为,电子式为,A错误;
B.光气(COCl2)结构式为,B正确;
C.该项中的命名主链选择错误,的名称为2-甲基-2-戊烯,C错误;
D.NaH中的氢离子为H-,核外有两个电子,D错误;
故答案为B。
【点睛】有机物的命名在选择主链时,不要被结构简式的书写现状干扰,要选择含官能团的最长碳链做主链。
3. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. 馒头越嚼越感觉甜是因为淀粉发生了水解反应
B. 鸡蛋清溶液能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C. 溶液可用于腐蚀印刷铜质线路板是因为比的金属性强
D. 过氧乙酸可用于油脂、淀粉的漂白是由于能氧化其中的有色成分
【答案】C
【解析】
【详解】A.淀粉可在唾液淀粉酶作用下发生水解反应,水解生成麦芽糖,则吃馒头时越嚼越感觉甜,故A正确;
B.鸡蛋清溶液属于胶体,对光具有散射效果,产生了丁达尔效应,故B正确;
C.FeCl3溶液和Cu反应的原因是Fe3+的氧化性大于Cu2+,故C错误;
D.过氧乙酸分子中含有-O-O-键,具有强氧化性,可用于漂白油脂、淀粉,与其氧化性有关,故D正确。
答案选C。
4. 关于金属的防护,下列措施中与其名称或原理不对应的是
A.制成不锈钢产品
B.在汽车表面涂漆
C.牺牲阳极法
D.外加电流法
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.制成不锈钢,改变了金属组成,可以起到防腐措施,A不符合题意;
B.涂漆可以隔绝空气与金属接触,起到防腐作用,B不符合题意;
C.在铁钉外裹一小圈锌箔,由于金属活泼性:锌强于铁,因此锌作原电池负极被氧化,铁被保护,起到防腐作用,属于牺牲阳极法,C不符合题意;
D.钢闸门连接锌板,由于金属活泼性:锌强于铁,因此锌作原电池负极被氧化,铁被保护,属于牺牲阳极法而非外加电流法,D符合题意;
故选D。
5. 下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用砂纸(主要成分为)打磨变钝的削笔刀片
硬度大
B
用铝箔包裹变黑的银饰后放入食盐水中“去黑”
Al既可以跟酸反应也可以跟碱反应
C
用体型脲醛树脂制作电源插板
体型脲醛树脂具有热固性
D
用乳酸制作聚乳酸可降解塑料
缩聚反应得到的聚乳酸中有酯基,可水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.SiC硬度大,可作为砂纸磨料打磨硬度低于它的金属刀片,二者有关联,A不符合题意;
B.用铝箔包裹变黑的银饰后放入食盐水中“去黑”,是因为Al的还原性强于Ag,在食盐水中形成原电池时Al作负极,银饰表面的在正极被还原为Ag,不是因为既可以跟酸反应也可以跟碱反应,B符合题意;
C.体型脲醛树脂具有热固性,受热不易熔化且绝缘性良好,可用于制作电源插板,二者有关联,C不符合题意;
D.乳酸同时含有羟基和羧基,可通过缩聚反应生成含酯基的聚乳酸,酯基可水解使聚乳酸具备可降解性,二者有关联,D不符合题意;
故选B。
6. 科技在农业生产中有着广泛应用。下列说法错误的是
A. 农用无人机使用的锂离子电池在工作时能实现化学能向电能的转化
B. 作为地膜原料的高压法聚乙烯,其密度和软化温度均高于低压法聚乙烯
C. 大棚主体框架常用的钢管,其硬度高于纯铁
D. 自动驾驶农机所配“农芯一号”芯片的主要材料为单晶硅
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂离子电池工作时为放电过程,属于原电池原理,可实现化学能向电能的转化,A正确;
B.高压法聚乙烯为低密度聚乙烯,分子链支链多、分子间排列疏松,密度和软化温度均低于低压法制备的高密度聚乙烯,B错误;
C.钢管为铁碳合金,合金硬度通常高于其成分金属纯铁,C正确;
D.单晶硅是良好的半导体材料,是制备芯片的主要原料,D正确;
故选B。
7. 设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是
A. 2g D2O中含有的质子数、中子数、电子数均为NA
B. 将l00mL 0.1mol•L—1FeCl3溶液滴入沸水中可制得Fe(OH)3胶粒数为0.01NA
C. 1mol NaOH晶体中,含有的离子总数为3NA
D. 100mL 0.1mol•L—1 的氨水中,含NH3·H2O的数目为0.01NA
【答案】A
【解析】
【分析】注意D为质子数为1,中子数1的氢元素的原子。
【详解】A. 2g D2O的物质的量为2.0g/20g/mol=0.1mol,含有的质子数,中子数、电子数均为1mol,即 NA,故正确;
B. 胶体粒子是很多的分子的集合体,不能计算胶体粒子数目,故错误;
C. NaOH 含有钠离子和氢氧根离子,所以1mol NaOH晶体中,含有的离子总数为2NA,故错误;
D. 100mL 0.1mol•L—1 的氨水中一水合氨能部分电离,所以不能计算含NH3·H2O的数目,故错误。
故选A。
【点睛】掌握胶体粒子为氢氧化铁分子的集合体,不能计算胶体粒子数目。掌握弱电解质在水溶液中能部分电离,所以不能计算其分子数目。
8. 室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的或结论
A
酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
测定中和反应的反应热
B
用pH试纸测得CH3COONa溶液pH约为9,NaNO2溶液pH约为8
HNO2电离出H+的能力一定比CH3COOH的强
C
向5mL0.1mol/LKI溶液中加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液观察溶液颜色变化
反应有一定限度
D
向试管中滴入几滴1—溴丁烷,再加入2mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,加入几滴2%AgNO3溶液,观察现象
检验1—溴丁烷中的溴元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸碱中和滴定操作中没有较好的保温措施,热量散失太多,不能用于中和热的测定,A不符合题意;
B.溶液、溶液均显碱性,说明醋酸根离子、亚硝酸根离子水解,但溶液碱性还与盐溶液浓度有关,选项中没有明确盐溶液浓度相等,不能说明亚硝酸、醋酸的酸性强弱,B不符合题意;
C.溶液不足,充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液观察溶液为血红色,可知铁离子不能完全转化,则有一定限度,C符合题意;
D.NaOH会与反应生成黑色沉淀,黑色掩盖了AgBr的淡黄色沉淀,应该用硝酸酸化后再滴加硝酸银,D不符合题意;
故选C。
9. 一定温度下,向容器中加入发生如下反应:①,②,③。反应体系中、、的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①的活化能小于反应②
B. 该温度下,反应③的平衡常数小于1
C. 时,的消耗速率大于生成速率
D. 时,
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①生成B,反应②生成C,活化能越低反应速率越快。初始阶段B浓度上升速率大于C,说明反应①速率更快,活化能更小,A正确;
B.反应③平衡常数,t₂时C浓度高于B(图像中C曲线在B上方),则,B错误;
C.t₁时,B浓度在减小,C浓度在增加,则的消耗速率大于生成速率,C正确;
D.A完全反应(t₂时c(A) = 0),根据物料守恒,即,D正确;
故选B。
10. 已知:乙炔在酸化的硫酸汞催化作用下,加热到68-80℃能与水发生加成反应。某兴趣小组设计如下实验装置,探究乙炔的相关性质。下列说法正确的是
A. 使用饱和食盐水可以加快反应速率
B. c中的溶液可以用饱和氢氧化钠溶液代替
C. 若e中出现银镜现象,说明加成产物中有乙醛
D. 打开,酸性高锰酸钾褪色,说明乙炔具有还原性
【答案】C
【解析】
【分析】实验目的为探究乙炔的性质,装置b中电石与饱和食盐水反应制备乙炔,生成的乙炔中混有、等还原性气体杂质,c中溶液用于除去杂质,d中采用水浴加热控制温度68~80℃,实现乙炔与水的加成反应,e中银氨溶液用于检验加成产物的官能团。据此分析作答。
【详解】A.饱和食盐水可降低水的浓度,从而减慢电石与水的反应速率,避免反应过于剧烈,A错误;
B.c中溶液的作用是除去乙炔中混有的、等杂质,饱和氢氧化钠溶液仅能与反应,无法吸收,不能代替溶液,B错误;
C.乙炔经c除杂后进入d,在酸化的硫酸汞、加热条件下与水加成生成乙醛,乙醛易挥发进入e中,与银氨溶液水浴加热发生银镜反应,因此e出现银镜说明加成产物有乙醛,C正确;
D.打开后,b中导出的气体除乙炔外,还含有、等还原性杂质,这些杂质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明乙炔具有还原性,D错误。
故答案选C。
11. 下列图示实验中,操作规范且能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.测定化学反应速率
C.探究双氧水分解的热效应
D.探究压强对平衡移动的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定中和反应的反应热的装置缺少保温隔热层,反应过程中热量易散失,无法准确测定反应热,A错误;
B.该装置使用长颈漏斗,反应生成的会从长颈漏斗口逸出,无法准确测定生成气体的体积,不能测定化学反应速率,B错误;
C.若分解放热,会使广口瓶内空气受热膨胀,U形管中红墨水左侧液面下降、右侧上升,可通过U形管液面变化探究双氧水分解的热效应,操作规范且能达到实验目的,C正确;
D.反应反应前后气体分子总数相等,改变压强平衡不发生移动,无法探究压强对平衡移动的影响,D错误;
故选C。
12. 碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向,其可能的反应历程如图所示。
下列说法错误的是
A. 物质L和均为反应的催化剂
B. 反应过程中发生了极性键和非极性键的断裂和形成
C. 总反应的离子方程式为
D. 用代替,反应可得
【答案】B
【解析】
【详解】A.第①步L参与反应,第④步又生成L,第②步R—NH2参加反应,第③步又生成R—NH2,则物质L和R—NH2均为反应的催化剂,A正确;
B.反应过程中有H-H键断开和C-O键断开,有N-H键和H-O键生成,有极性键、非极性键断开和极性键生成,没有非极性键的形成,B错误;
C.由反应物和生成物可知,总反应的离子方程式为,C正确;
D.由第③步反应可知,用 D2代 替 H2,反应可得,D正确。
故选B。
13. W、X、Y、Z、R为短周期主族元素,原子序数依次增大。W的某种原子核内无中子,X、Y、Z为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍。[]是一种优良的消毒剂和氧化剂。下列有关说法正确的是
A. 分子中所有原子均达到8电子稳定结构
B. 不稳定易分解的主要原因是分子间氢键较弱
C. 第一电离能大小为:
D. W可分别与、、形成两种及以上的化合物
【答案】D
【解析】
【分析】W原子核内无中子,为;结合消毒剂组成及X、Y、Z为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍,可知X为、Y为、Z为、R为。
【详解】A.为,分子中原子最外层仅为2电子稳定结构,不满足8电子要求,A错误;
B.为,不稳定易分解是因为分子内过氧键键能小易断裂,分子间氢键只影响熔沸点等物理性质,和化学稳定性无关,B错误;
C.同周期第二周期元素第一电离能呈增大趋势,但的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能大于,正确顺序为,C错误;
D.与可形成多种烃类、与可形成和、与可形成和,均能形成两种及以上化合物,D正确;
故选D。
14. 某实验小组利用钙离子传感器研究沉淀的转化规律。时,向悬浊液(含有少量固体)中加入3滴饱和溶液,待读数稳定后,再向其中加入足量饱和溶液,测得体系中随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 溶液中的:
B. 由曲线变化可推测:
C. a→b的过程中,平衡逆向移动
D. d点体系中仍存在的沉淀溶解平衡
【答案】A
【解析】
【分析】实验向含少量CaSO4固体的悬浊液中先加入3滴饱和Na2CO3,再加足量饱和Na2CO3,体系中c(Ca2+)随时间先降、后略升、再骤降。分析时抓住三点:沉淀转化向生成更难溶沉淀的方向进行;CaSO4的溶解平衡随c(Ca2+)的改变而移动;原固体全部转化后,其沉淀溶解平衡不再存在。
【详解】A.a点为CaSO4的饱和溶液;加入3滴饱和Na2CO3后,部分Ca2+转化为CaCO3,使c(Ca2+)由a点降至c点,而两点体系中均有CaSO4固体,由溶度积关系可知必相应增大,故a<c,A正确;
B.加入饱和Na2CO3后c(Ca2+)明显下降,说明CaSO4向更难溶的CaCO3转化;沉淀转化总是向生成更难溶沉淀的方向进行,故Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B错误;
C.a→b过程中,加入的与Ca2+结合生成CaCO3,使c(Ca2+)减小,CaSO4的沉淀溶解平衡向正(溶解)方向移动,而不是逆向移动,C错误;
D.加入足量饱和Na2CO3后,少量CaSO4固体已全部转化为CaCO3,d点体系中不再存在CaSO4固体,故不存在CaSO4的沉淀溶解平衡,D错误;
故答案为A。
15. 下列物质性质实验对应的反应方程式或离子方程式书写不正确的是
A. 向浓硝酸中加入少量铜粉:
B. 用明矾处理污水:Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体)+ 3H+
C. 电解氯化镁溶液的原理:
D. 用食醋除水垢:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,离子方程式配平正确,符合反应事实,A正确;
B.明矾溶于水后Al3+水解生成Al(OH)3胶体,用于吸附净水,水解方程式为可逆反应,书写正确,B正确;
C.电解氯化镁溶液时,阳极氯离子放电生成氯气,阴极水还原生成氢气和OH-,但生成的OH-会与溶液中的Mg2+结合形成Mg(OH)2沉淀,因此该离子方程式未体现Mg2+的消耗,不能准确表示实际反应原理,正确的离子方程式为:,C错误;
D.食醋(醋酸)与水垢(碳酸钙)反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,离子方程式配平正确,电荷守恒,符合弱酸与碳酸盐反应规律,D正确;
故选C。
16. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,将其与微生物电解池进行串联,可实现海水淡化、去除重金属离子的同时制串联装置的示意图如下,所用电极均是惰性电极。
下列说法不正确的是
A. 交换膜2为阳离子交换膜
B. 电子由R极经导线流向N极
C. R极电极反应式:
D. 一段时间后,T极沉积2.07 g,溶液中减少0.02 mol
【答案】D
【解析】
【分析】微生物脱盐电池中,M电极在微生物群落的作用下,转化成,发生氧化反应,M电极为电池负极,N电极为电池正极,得电子发生还原反应,转化成;微生物电解池中,R电极与电池正极(N电极)相连,作电解池阳极,失电子发生氧化生成,T电极与电池负极相连,作电解池阴极,得电子发生还原反应、;
【详解】A.由分析可知,N电极为电池正极,电池工作时阳离子移向正极,穿过交换膜2移向N极,实现海水淡化,A正确;
B.R电极为电解池阳极,发生氧化反应失去电子,N电极为电池正极,发生还原反应得电子,电子经导线由R极流向N极,B正确;
C.R极为电解池阳极,失电子发生氧化生成,阳极反应式为,C正确;
D.由分析可知,T电极反应式为、,由反应式可得沉积2.07 g (),转移0.02 mol电子,但同时还发生反应,电路中实际转移电子的物质的量大于0.02 mol,溶液中的减少量大于0.02 mol,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 氮及其化合物在生产生活中用途广泛。
(1)实验室用如图装置制备NH3,化学方程式为___________。将制得的NH3通入蒸馏水配制一定浓度的氨水。
(2)测定常温下上述氨水的浓度c和Kb.实验如下:取50.00mL氨水,用0.1000mol/LH2SO4溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化曲线如图。
①上述操作用到的仪器有___________(填选项)。
A. B. C. D.
②c=___________mol/L,的Kb=___________(列出算式,水的电离可忽略)。
③a点溶液的离子浓度由大到小的顺序为___________。
④鉴于氨水的挥发性可能对测定结果造成影响,有同学提出可通过测定0.1000mol/L (NH4)2SO4溶液来间接求算的Kb值。简述该方案___________(包括所用仪器及数据处理思路)。
(3)探究温度对(NH4)2SO4溶液水解平衡的影响。
①【实验探究】按下表进行实验,记录现象。
实验编号
1
2
试样及操作
→数分钟后取出试管,观察颜色;冷却至室温,观察颜色。
实验现象
升温,溶液___________,恢复室温后溶液变回紫色
溶液颜色为紫色
②【实验结论】的水解反应为吸热反应,升高温度,水解平衡正向移动。
③【提出质疑】升温会使石蕊电离平衡“”和水的电离平衡“”正向移动,使c(H+)增大,从而影响溶液显色。
④【优化实验】设计对照实验3可知,石蕊和水的电离平衡对本实验无造成干扰。
实验3:取2mL___________溶液和1滴石蕊溶液于试管中,将试管置于60℃水浴锅,数分钟后取出试管恢复至室温,颜色变化为“升温,溶液由紫色变为蓝色,恢复室温后再次变为紫色”。
⑤【定量实验】
利用pH传感器测得实验1过程中溶液pH随时间变化曲线如图a.其他步骤不变,若把水浴加热改为酒精灯直接加热,放置在试管口的湿润红色石蕊试纸变蓝。据此在图a中画出该过程溶液pH随时间的变化曲线___________。
【答案】(1)
(2) ①. AC ②. 0.1000 ③. 或 ④. ⑤. 常温下,用pH计测量 溶液的pH,计算;求得的水解平衡常数,再利用公式求出的
(3) ①. 变红 ②. pH=5.0的稀硫酸 ③.
【解析】
【分析】实验室采用固体铵盐(氯化铵)和强碱(氢氧化钙)共热,通过复分解反应制取氨气,用向下排空气法收集,管口塞棉花减少氨气扩散。用标准硫酸滴定待测氨水,根据滴定终点消耗硫酸的量计算氨水浓度;半中和点时溶液中根据表达式可简化得到,直接由pH计算得到;也可通过测定(NH4)2SO4溶液的pH,利用水解常数和的关系间接计算,避开氨水挥发带来的误差。
【小问1详解】
实验室用氯化铵和氢氧化钙固体加热制氨气: 。
【小问2详解】
①本实验为酸碱滴定实验:硫酸是酸,盛放在酸式滴定管(图A)中,氨水盛放在锥形瓶(图C)中,容量瓶(B)、冷凝管(D)不需要。
②滴定终点消耗硫酸体积为,,n,氨水体积为,故。 当滴入硫酸时,一半氨水被中和,溶液中,根据,溶液,,,故。
③a点为滴定终点,溶质为,水解显酸性,虽水解,但仍大于,故: 。
④常温下,用pH计测量 溶液的pH,计算,溶液中c()≈0.2000mol/L,求得的水解平衡常数,再利用公式求出的。
【小问3详解】
①水解吸热,升温水解平衡正向移动,增大,酸性增强,石蕊遇酸变红,故现象为:升温溶液变为红色,冷却后恢复紫色。
④为排除石蕊电离和水的电离的影响,需要配制和原实验初始相同、不含的酸性溶液做对照,故填:pH=5.0的稀硫酸。
⑤酒精灯直接加热,温度升高更快,且挥发逸出,水解平衡正向移动,最终冷却后大于初始浓度,小于初始,在图a中画出该过程溶液pH随时间的变化曲线为:。
18. 磷酸亚铁锂()为锂离子电池的电极材料。工业上可用钢铁酸洗废液(主要成分为、、)作原料制备磷酸亚铁锂,其流程如图所示。
已知:开始沉淀为的pH为2.6。回答下列问题:
(1)铁元素位于元素周期表的位置:_______________________。
(2)“沉铁”步骤中需要调节pH在2.0-2.5,试解释控制pH小于2.5的目的:____________________________________。
(3)“沉铁”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(4)“煅烧”前需要对进行脱水处理得到晶体,并在滚筒式球磨(粉碎)机中进行球磨处理,球磨前后的X射线衍射如下图所示:
①试分析球磨前后X射线吸收峰变化的原因:_____________。
②写出隔绝空气条件下“煅烧”过程中发生反应的化学方程式:_______________。
(5)如下图磷酸亚铁锂电池的工作原理示意图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导的高分子材料,隔膜只允许通过,电池反应式为。则:
①放电时移向__________极(填“M”或“N”)。
②充电时,N极电极反应式为_______________________________。
(6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间形成的,晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为______________,该晶体中最近的两个碳原子核间距离为,石墨烯层间距离为,则该晶体的密度为___________ (列出计算式,用表示阿伏加德罗常数)。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)防止转化为沉淀
(3)1:2 (4) ①. 球磨破坏了的晶体结构,使其表现出部分非晶体特征 ②.
(5) ①. N ②.
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】钢铁酸洗废液(主要成分为)加入双氧水和调节在2.0∼2.5得到沉淀,脱水后加入碳酸锂和草酸煅烧得到和气体。
【小问1详解】
铁的原子序数为26,核外电子排布式为,因此位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
依据题意,若太低(<2.0)、浓度大,会与 结合成等,使 浓度太低,沉淀不完全,题目已知开始沉淀为的pH为2.6,若pH超过2.5接近2.6,会生成氢氧化铁杂质混入产物,因此控制pH小于2.5可防止转化为沉淀;
【小问3详解】
沉铁步骤中双氧水将废液中的氧化为,与结合生成沉淀,离子方程式为:,故氧化剂()与还原剂()之比为1:2;
【小问4详解】
①球磨的粉碎作用破坏了的晶体结构,使晶体颗粒细化、结晶度降低,因此原本尖锐的晶体特征衍射峰变宽变弱,呈现非晶化的漫散射形态;
②隔绝空气下草酸作为还原剂,将+3价的Fe还原为中的+2价Fe,草酸自身被氧化为,碳酸锂提供Li元素,结合电子得失守恒、原子守恒配平化学方程式为:;
【小问5详解】
①由题图可知,M电极材料是金属锂和碳的复合材料,放电时M电极上金属锂失去电子,发生氧化反应生成锂离子,为负极,则N电极是正极,原电池中阳离子向正极移动,因此 从左侧的M电极区向右侧的N电极区移动;
②充电时原电池的正极N作阳极,发生氧化反应:失去电子,脱除 生成,和总反应的充电过程匹配,电极反应式为;
【小问6详解】
由图可知,原子位于顶点,个数为,C原子位于面上和体内,个数为,则化学式为;该晶体中最近的两个碳原子核间距离为,则底边边长为,石墨烯层间距离为,又底边为平行四边形,顶角为60°,设晶胞的密度为,晶胞质量为,晶胞体积为,结合密度公式解得。
19. 乙二醇是一种重要的工业原料,有多种合成途径。利用合成气(、)合成乙二醇,可能发生如下反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)反应ⅲ: ________。
(2)在体积一定的密闭容器中发生反应,不同温度下,的平衡转化率与压强的关系如图1所示。
①、与从大到小的顺序为________。
②三条曲线均呈现上升趋势的原因是________。
③下列说法正确的有________。
A.当气体密度不再改变时,反应达到平衡状态
B往容器中继续充入,的物质的量增大,的转化率降低
C.任何温度下,反应ⅱ皆能自发进行
D.甲醇液化分离后,将尾气进行循环操作,可提高合成气的利用率
(3)光催化偶联是一种新型制取乙二醇的方法。利用异相作催化剂可以有效进行反应ⅲ,同时发生副反应ⅳ:。相同条件下,在三种不同晶相的中发生催化反应,时,、的平均生成速率和甲醇转化率的数据如图2所示。(已知:的选择性)。
①基态原子的价层电子排布式为_______。
②_______。
③在的催化作用下,生成的物质的量为,则的选择性为_______(保留两位有效数字,写出计算过程)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 反应ⅱ为气体系数减小的反应,一定温度下,增大压强,平衡正向移动,一氧化碳转化率增加 ③. BD
(3) ①. ②. 10 ③. 由图2,催化时,甲醇的总消耗量为,设生成乙二醇、甲醛的物质的量分别为、,由两反应的计量关系及氢气生成量得:,,解得;乙二醇的选择性为
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律,反应ⅲ=反应ⅰ-2×反应ⅱ,故;
【小问2详解】
①反应ⅱ为放热反应,相同压强下,温度越高,一氧化碳的平衡转化率越低,故;
②反应ⅱ为气体分子数减小的反应,一定温度下,增大压强,平衡正向移动,一氧化碳的平衡转化率增大;
③A.反应物和生成物均为气体,密闭容器中气体总质量、容器体积均不变,气体密度始终不变,不能据此判断反应是否达到平衡,A错误;
B.继续充入,平衡正向移动,的物质的量增大;的投入量不变,相对过量程度增大,其转化率降低,B正确;
C.反应ⅱ的、,只有在较低温度下才满足,不能在任何温度下自发进行,C错误;
D.甲醇液化分离后,尾气中的未反应合成气可循环利用,提高合成气的利用率,D正确;
故选BD;
【小问3详解】
①的原子序数为30,基态原子的价层电子排布式为;
②由图2,催化时,甲醇的消耗量为,且,生成1 mol乙二醇消耗2 mol甲醇,生成1 mol甲醛消耗1 mol甲醇,因此:;
③计算过程见答案。
20. 含香叶基结构单元的双氢查尔酮(化合物G)具有抗菌、消炎和抗肿瘤的作用,其中一种合成路线如下:
已知:ger代表(香叶基)
回答下列问题:
(1)A的名称为______________________。
(2)B所含官能团的名称为______________________。
(3)由C转化为D的目的是________________________________。
(4)符合以下条件的E的芳香族同分异构体H有___________种(不考虑立体异构) 。
①能与溶液反应 ② 1 mol H最多消耗2 mol NaOH ③核磁共振氢谱有4组峰
(5)下列说法正确的有___________。
a.有机物A生成有机物B的过程中有键的断裂与键的生成
b.有机物A可以与发生显色反应
c.有机物C具有酸性
d.有机物G碳原子的杂化方式均为杂化
(6)参照上述合成路线,以和为原料用4步合成
①第一步反应的产物是______________________。
②第二步的反应类型为___________反应。
③第三步的反应方程式为_________________________________________________。
④第四步,加入生成。
【答案】(1)间苯二酚(或1,3-苯二酚) (2)羟基、酮羰基 (3)保护酚羟基
(4)2 (5)bc
(6) ①. ②. 氧化 ③.
【解析】
【分析】A为1,3-苯二酚,与发生取代反应,在酚羟基邻位引入乙酰基得到B。B与香叶基溴反应,在苯环空位引入香叶基得到C。C与、反应,选择性甲基化其中一个酚羟基为甲氧基得到D。D的乙酰基与E的醛基发生羟醛缩合得到F。F在条件下脱除酚羟基保护基得到G。
【小问1详解】
A的结构为,其名称为间苯二酚或1,3-苯二酚;
【小问2详解】
B的结构中含直接与苯环相连的酚羟基,同时含乙酰基中的酮羰基,因此官能团为羟基、酮羰基;
【小问3详解】
C转化为D为酚羟基的选择性甲基化反应,目的即为保护酚羟基;
【小问4详解】
E的分子式为,不饱和度为5,其芳香族同分异构体H满足: ① 能与反应,说明含羧基,羧基不饱和度为1,苯环不饱和度4,其余取代基均为饱和结构; ② 1 mol H最多消耗2 mol ,说明除羧基外仅含1个酚羟基; ③ 核磁共振氢谱有4组峰,说明分子高度对称。符合条件的对称结构共2种,分别为、;
【小问5详解】
a.A生成B为取代反应,反应过程中断裂C-O、C-Hσ键,形成C-C、O-Hσ键,羧基本身已含C=Oπ键,无新π键生成,a错误;
b.A含酚羟基,可与溶液发生显色反应,b正确;
c.C含酚羟基,可电离出氢离子,具有酸性,c正确;
d. G中的香叶基含饱和烷基碳原子,为杂化,并非所有碳原子均为杂化,d错误;
故选bc;
【小问6详解】
第一步:邻甲基苯酚与、反应,将酚羟基甲基化保护,得到,第二步:2-甲氧基甲苯的侧链甲基被强氧化剂氧化为羧基,反应类型为氧化反应;第三步:2-甲氧基苯甲酸与甲醇发生酯化反应,生成2-甲氧基苯甲酸甲酯和水,反应为可逆反应,方程式第四步:加入脱除甲基保护,将甲氧基转化为酚羟基,得到目标产物。
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