广东省深圳市红岭中学2022届高考化学五模试卷 含解析
展开2021年广东省深圳市红岭中学高考化学五模试卷(5月份)
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2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.(2分)下列属于物理变化的是( )
A.煤的气化 B.天然气的燃烧
C.烃的裂解 D.石油的分馏
2.(2分)中华优秀传统文化博大精深、源远流长,王翰《凉州词》中写道“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催…”。夜光杯的主要成分为3MgO•4SiO2•H2O,古代制作琵琶的主要原料为木料或竹料、丝线等,下列说法错误的是( )
A.由蚕丝搓纺而成的丝线的主要成分为蛋白质
B.忽略水和酒精之外的其它成分,葡萄美酒的度数越低,则酒的密度越低
C.夜光杯属硅酸盐产品,不溶于水,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D.制作琵琶的竹料放入饱和Na2SiO3溶液中充分浸透后沥干可起到防火的作用
3.(2分)化学与能源、材料密切相关,下列相关说法错误的是( )
A.天然气、水煤气分别属于一次能源、二次能源
B.高温结构陶瓷是生产汽车发动机的理想材料
C.砷化镓等新型半导体材料可用于制作光导纤维
D.飞机上所用由碳纤维和环氧树脂合成的材料属于复合材料
4.(2分)下列化学用语正确的是( )
A.乙酸分子的比例模型
B.二氧化硅的分子式为SiO2
C.Mg和Cl形成离子键的过程:
D.氡(Rn)的质子数为86,中子数为136
5.(2分)下列氧化物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.SO2具有漂白性,可用作溴蒸气的吸收剂
B.CaO具有碱性氧化物的性质,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
C.Al2O3是两性氧化物,可以用作防腐涂层
D.MgO熔融状态下能导电,可以用作耐火材料
6.(2分)阿伏加德罗常数NA是联系宏观和微观的桥梁,下列说法错误的是( )
A.含有1mol FeCl3的溶液水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于NA
B.1L 0.1mol/L的Na2CO3溶液中,阴离子的总数为0.1 NA
C.标准状况下,2.24 L CH3Cl中氯原子数量为0.1 NA
D.6.4g Cu与足量的硫磺粉共热时,氧化还原反应中转移0.1 NA电子
7.(2分)下列有关离子共存的叙述或离子方程式的书写正确的是( )
A.常温pH=7的溶液中,K+、SO42﹣、Fe3+可以大量共存
B.通入H2S至饱和的溶液中,Cl﹣、NH4+、Cu2+可以大量共存
C.泡沫灭火器是利用水解原理:Al3++3HCO3﹣═Al(OH)3↓+3CO2↑
D.Zn溶于过量的浓硝酸中:Zn+8H++2NO3﹣═3Zn2++2NO↑+4H2O
8.(2分)下列实验装置能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
制纯碱
制NH3
制SO2
制取乙烯
A.A B.B C.C D.D
9.(2分)已知W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,由它们形成的化合物R是重要的有机合成中间体,R的结构式为 。下列说法不正确的是( )
A.X分别与W、Y、Z均能形成具有漂白性的物质
B.X、Y元素属于同一主族
C.简单氢化物的热稳定性:Z>Y
D.酸性:W、X、Y形成的化合物<W、X、Z形成的化合物
10.(2分)如图是一个形象有趣的有机合成反应:
下列说法中正确的是( )
A.该反应符合绿色化学的理念,原子利用率为100%
B.化合物X的一氯代物有3种
C.化合物Y中有5个碳原子共一条直线
D.化合物Z能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能与HCN反应
11.(4分)在紫外线的作用下,CF2Cl2可解离出氯原子,氯原子破坏臭氧层的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.一氧化氯自由基是臭氧分解过程的催化剂
B.反应a的活化能低于反应b的活化能
C.臭氧分解的化学方程式可表示为:2O33O2
D.CF2Cl2分子的空间构型是正四面体形
12.(4分)下列关于实验操作或现象的说法正确的是( )
A.图1:进行氢氧化铁胶体的电泳实验,通电后,阴极附近颜色逐渐加深
B.图2:反应一段时间后,试管中固体变为红棕色
C.图3:测定氯水的pH
D.图4:滴定过程,应保持匀速滴液
13.(4分)某化工厂充分利用工业废气中的CO、CO2,将氯代烃、氯碱工业和甲醇联合生产,减少了环境污染,具体流程如图。下列叙述错误的是( )
A.为减少副反应的发生,过程Ⅱ中的装置需使用阳离子交换膜
B.在过程Ⅲ中实现了CuCl2的再生
C.理论上每生成1mol CH3OH,可得到1mol C2H4Cl2
D.过程Ⅳ中的反应是C2H4+2CuCl2═C2H4Cl2+2CuCl
14.(4分)对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,以对硝基苯甲酸()为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法正确的是( )
A.电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源
B.阴极的主要电极反应式为
C.每转移1mol e﹣时,阳极电解质溶液的质量减少8g
D.反应结束后阳极区pH增大
15.(4分)下列实验操作不能达到相应实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
向苯与液溴的混合液中加入铁粉,将产生的气体直接通入AgNO3溶液中
验证液溴与苯发生取代反应
B
向5mL浓度为0.5mol•L﹣1的KI溶液中滴加少量氯化铁溶液,再加入少量淀粉溶液,振荡
比较I﹣、Fe2+的还原性强弱
C
向5mL浓度为0.2mol•L﹣1的MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成后,再滴加0.2mol•L﹣1的CuCl2溶液
比较Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小
D
向乳浊液中加入足量的Na2CO3溶液
验证与H+的结合能力:CO32﹣>
A.A B.B C.C D.D
16.(4分)常温下,向10 mL 0.1 mol•L–1的HA溶液中逐滴加入0.1 mol•L–1的氨水,溶液的pH及导电能力变化趋势如图。下列说法正确的是( )
A.b点溶液中,水的电离程度最小
B.溶液中的阴离子浓度总和关系是:b>c>a
C.常温下,HA的电离平衡常数的数量级为10–6
D.d点溶液中:c(A﹣)+c(HA)+c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH﹣)
二、非选择题:每题14分,共56分
17.(14分)硫酸亚铁在印染、医药,化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题:
(1)装置A中石棉绒的作用为 ;装置D中的仪器名称为 。
(2)按气流方向,上述装置合理的连接顺序为a→ 、 → 、 → 、 →h。(填装置口小写字母)
(3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验,请为他们补全以下表格:
装置编号
填装试剂
实验现象
实验结论
A
FeSO4⋅7H2O
绿色固体逐渐变为红色粉末
\
B
①
②
分解产物中含有SO2
C
BaCl2溶液
产生白色沉淀
③
D
无水CuSO4粉末
白色固体逐渐变为蓝色
分解产物中含有水蒸气
E
④
\
\
(4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为 。
(5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素: 。(简述实验操作及现象)
18.(14分)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:
已知:煅烧时,Cu2Te发生的反应为:Cu2Te+2O2→2CuO+TeO2
(1)Te元素在元素周期表中的位置为 ,该元素最高化合价 。
(2)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为 。
(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还含有 (填化学式)。电解沉积过程中析出单质铜的电极为 极。
(4)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示:
通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是 。
(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取试样2.50g配成250mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用0.1000mol•L﹣1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。滴定过程中发生反应的离子方程式为 。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的体积平均为25.00mL,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为 。(保留三位有效数字)。
19.(14分)氮氧化合物的处理对建设生态文明具有重要意义,可采用多种方法消除。
方法一:氯气还原法
(1)氢气在富氧条件下催化还原 NOx,反应在低温时仍具有高活性和选择性。已知催化剂 Rh 表面H2催化还原 NO 的部分反应机理如下表:
其他条件一定时,决定 H2催化还原 NO 的反应速率的基元反应为 (填标号),基元反应H(s)+O(s)═OH(s)+Rh(s)的△H= kJ•mol﹣1。
(2)在低温区催化剂 Pt/Al﹣M﹣10﹣A对生成 N2O具有敏感性,发生反应H2(g)+2NO(g)⇌N2O(g)+H2O(g)。在恒温恒容密闭容器中,H2和NO以物质的量比1:2 充入,容器压强为 P0,达平衡时,N2O 的体积分数为0.2。
①下列有关说法正确的是 。
a.平衡时,气体平均相对分子质量不再变化
b.任意时刻,2V正(NO)=V逆(H2O)
c.若向容器内充入少量 O2,平衡不移动
d.平衡后,向容器中按照 1:2 再充入H2和NO,平衡向右移动
②反应达到平衡时,H2的平衡转化率为 ;Kp= (用含P0的代数式表示)。
方法二:碳还原法
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)△H=﹣34.0 kJ•mol﹣1 催化还原NO,若为恒温容器,经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图1所示:由图可知最高转化率B点对应温度为440℃,高于440℃时,NO的转化率降低的原因可能是 ,也可能是 。
方法三:NH3还原法。
(4)研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。写出脱氮过程的总反应的化学方程式 。
20.(14分)化合物N是合成某种消炎药物的一种中间体.以丙烯为原料并应用麦克尔反应合成N的路线如下:
已知:①“”表示“苯基”
②麦克尔反应在有机合成中有重要应用,可用下面的通式表示:z﹣CH2﹣z+ ,其中Y可代表 ,;
③
回答下列问题:
(1)B的化学名称为 。
(2)H→M的反应类型为 ;E中官能团的名称为 。
(3)C→D的化学反应方程式为 。
(4)M的结构简式为 。
(5)写出一种满足下列条件的H的同分异构体的结构简式 (不包括立体异构)。
ⅰ.分子中存在由6个碳原子形成的六元环;
ⅱ.1mol该物质能与足量金属钠反应生成22.4L(标准状况)H2;
ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为2:1:1:1。
(6)化合物常用作化妆品的香料,设计以和为原料,利用麦克尔反应制备的合成路线 (无机试剂任选)。
2021年广东省深圳市红岭中学高考化学五模试卷(5月份)
参考答案与试题解析
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2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.(2分)下列属于物理变化的是( )
A.煤的气化 B.天然气的燃烧
C.烃的裂解 D.石油的分馏
【分析】无新物质生成的变化为物理变化,有新物质生产的变化为化学变化,据此分析。
【解答】解:A、煤的气化是用煤和水在高温条件下来生产CO和H2的过程,故为化学变化,故A错误;
B、天然气燃烧生成二氧化碳和水,故为化学变化,故B错误;
C、烃的裂解是用重油为原料来生产乙烯等短链烯烃的过程,有新物质生成,故为化学变化,故C错误;
D、石油的分馏是利用石油中各组分的沸点的不同、用加热的方法将各组分分离的方法,无新物质生成,故为物理变化,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物理变化、化学变化的区别和常见化学过程的实质,难度不大,应注意掌握化学过程中的变化的实质。
2.(2分)中华优秀传统文化博大精深、源远流长,王翰《凉州词》中写道“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催…”。夜光杯的主要成分为3MgO•4SiO2•H2O,古代制作琵琶的主要原料为木料或竹料、丝线等,下列说法错误的是( )
A.由蚕丝搓纺而成的丝线的主要成分为蛋白质
B.忽略水和酒精之外的其它成分,葡萄美酒的度数越低,则酒的密度越低
C.夜光杯属硅酸盐产品,不溶于水,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D.制作琵琶的竹料放入饱和Na2SiO3溶液中充分浸透后沥干可起到防火的作用
【分析】A.蚕丝主要成分是蛋白质;
B.忽略水和酒精之外的其它成分,葡萄美酒的度数越低,说明酒精含量越少,水的含量就越多;
C.夜光杯的主要成分为3MgO•4SiO2•H2O,属硅酸盐产品;
D.Na2SiO3耐高温,不燃烧,也不支持燃烧。
【解答】解:A.蚕丝主要成分是蛋白质,因此由蚕丝搓纺而成的丝线的主要成分也是蛋白质,故A正确;
B.忽略水和酒精之外的其它成分,葡萄美酒的度数越低,说明酒精含量越少,水的含量就越多,由于乙醇的密度小于水的密度,所以葡萄美酒的度数越低,酒的密度越高,故B错误;
C.夜光杯的主要成分为3MgO•4SiO2•H2O,属硅酸盐产品,不溶于水,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点,故C正确;
D.Na2SiO3耐高温,不燃烧,也不支持燃烧,具有防火的作用,因此制作琵琶的竹料放入饱和Na2SiO3溶液中充分浸透后沥干可起到防火的作用,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用,利用化学知识解答生活问题,熟悉物质的性质是解题关键,侧重于基础知识的考查,有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性,难度不大。
3.(2分)化学与能源、材料密切相关,下列相关说法错误的是( )
A.天然气、水煤气分别属于一次能源、二次能源
B.高温结构陶瓷是生产汽车发动机的理想材料
C.砷化镓等新型半导体材料可用于制作光导纤维
D.飞机上所用由碳纤维和环氧树脂合成的材料属于复合材料
【分析】A.从自然界中直接获取的为一次能源,一次能源加工得到的能源为二次能源;
B.生产汽车发动机的理想材料必须耐高温、耐磨、强度和硬度大;
C.光导纤维的材料是SiO2;
D.两种或两种以上的物质组成具有多功能的材料称为复合材料。
【解答】解:A.天然气是从自然界中直接获取的,属于一次能源,水煤气是碳与水蒸气反应得到,属于二次能源,故A正确;
B.高温结构陶瓷耐高温、耐磨、强度和硬度大,是生产汽车发动机的理想材料,故B正确;
C.半导体材料主要是导电作用,而不是用作光导纤维,光导纤维的材料是SiO2,砷化镓不具有此性质和用途,故C错误;
D.两种或两种以上的物质组成具有多功能的材料称为复合材料,由碳纤维和环氧树脂合成的材料就具有增强作用的复合材料,故D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查原子的表示,以及材料有关的问题,掌握质量数、质子数、中子数之间的关系是根本,了解常见的材料是解题的关键,题目难度不大,但涉及知识面广。
4.
【分析】A.乙酸由甲基和羧基构成,并且原子半径:C>O>H;
B.二氧化硅是共价晶体;
C.氯化镁为离子化合物,镁离子与两个氯离子通过离子键结合,两个氯离子不能合写;
D.标示在元素符号左上方的是质量数,左下方的是质子数。
【解答】解:A.乙酸分子中含有1个甲基和1个羧基,原子半径:C>O>H,其比例模型为,故A错误;
B.二氧化硅是共价晶体,无分子式,故B错误;
C.氯化镁为离子化合物,由离子形成离子键,其形成过程为,故C错误;
D.标示在元素符号左上方的是质量数,左下方的是质子数,氡(Rn)的质子数为86,中子数为222﹣86=136,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了常见的化学用语,难度不大,应注意的是离子化合物的电子式中,相同离子不能合并。
5.(2分)下列氧化物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.SO2具有漂白性,可用作溴蒸气的吸收剂
B.CaO具有碱性氧化物的性质,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
C.Al2O3是两性氧化物,可以用作防腐涂层
D.MgO熔融状态下能导电,可以用作耐火材料
【分析】A.SO2具有还原性,可以被溴蒸气氧化;
B.碱性氧化物可以与酸性氧化物反应生成盐;
C.Al2O3是两性氧化物,可溶于酸或碱;
D.MgO用作耐火材料的原因是熔点高。
【解答】解:A.SO2具有还原性,可用作溴蒸气的吸收剂,故A错误;
B.CaO具有碱性氧化物的性质,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成,方程式为:CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4,故B正确;
C.Al2O3是两性氧化物,可溶于酸或碱,不能用作防腐涂层,故C错误;
D.MgO的熔点很高,可以用作耐火材料,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查物质的性质与用途是否一致,涉及的知识面广,难度不大,但属于易错题型。
6.(2分)阿伏加德罗常数NA是联系宏观和微观的桥梁,下列说法错误的是( )
A.含有1mol FeCl3的溶液水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于NA
B.1L 0.1mol/L的Na2CO3溶液中,阴离子的总数为0.1 NA
C.标准状况下,2.24 L CH3Cl中氯原子数量为0.1 NA
D.6.4g Cu与足量的硫磺粉共热时,氧化还原反应中转移0.1 NA电子
【分析】A.1个氢氧化铁胶体微粒含有多个氢氧化铁;
B.碳酸根离子为弱酸根离子,水溶液中部分水解,1个碳酸根离子水解生成1个碳酸氢根离子和1个氢氧根离子,阴离子个数增加;
D.铜与硫反应生成硫化亚铜。
故选:B。
【点评】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题的关键,题目难度不大,注意铜与硫加热反应生成硫化亚铜。
7.(2分)下列有关离子共存的叙述或离子方程式的书写正确的是( )
A.常温pH=7的溶液中,K+、SO42﹣、Fe3+可以大量共存
B.通入H2S至饱和的溶液中,Cl﹣、NH4+、Cu2+可以大量共存
C.泡沫灭火器是利用水解原理:Al3++3HCO3﹣═Al(OH)3↓+3CO2↑
D.Zn溶于过量的浓硝酸中:Zn+8H++2NO3﹣═3Zn2++2NO↑+4H2O
【分析】A.铁离子只能存在于酸性环境下;
B.铜离子与硫化氢反应生成氢离子和硫化铜沉淀;
C.铝离子与碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;
D.锌与浓硝酸反应生成硝酸锌和二氧化氮和水。
【解答】解:A.铁离子只能存在于酸性环境下,常温pH=7的溶液中,铁离子以氢氧化铁形式存在,故A错误;
B.铜离子与硫化氢反应生成氢离子和硫化铜沉淀,所以入H2S至饱和的溶液中,Cu2+不能大量共存,故B错误;
C.泡沫灭火器是利用水解原理,离子方程式:Al3++3HCO3﹣═Al(OH)3↓+3CO2↑,故C正确;
D.Zn溶于过量的浓硝酸中,离子方程式:Zn+4H++2NO3﹣═Zn2++2NO2↑+2H2O,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了离子方程式书写正误判断及离子共存判断,明确离子反应条件是解题关键,题目难度不大。
8.
【分析】A.碳酸氢钠加热有水生成;
B.石灰石与浓氨水不反应;
C.Cu与浓硫酸加热生成二氧化硫;
D.乙醇在170℃时发生消去反应生成乙烯。
【解答】解:A.碳酸氢钠加热有水生成,试管口应略向下倾斜,故A错误;
B.石灰石与浓氨水不反应,不能制备氨气,应选CaO与浓氨水制备,故B错误;
C.Cu与浓硫酸加热生成二氧化硫,图中装置可制备二氧化硫,故C正确;
D.乙醇在170℃时发生消去反应生成乙烯,图中缺少温度计测定反应液的温度,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、物质的制备、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
9.
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,结合R的结构简式可知,X形成1个双键或2个单键,Y形成6个共价键,则X为O,Y为S;W形成1个共价键,其原子序数小于O,则W为H;Z形成1个共价键,其原子序数大于S,则Z为Cl元素,以此分析解答。
【解答】解:结合分析可知,W为H,X为O,Y为S,Z为Cl元素,
A.O元素能够分别与H、S、Cl形成具有漂白性的物质,如过氧化氢、二氧化硫、二氧化氯,故A正确;
B.氧、硫元素的最外层电子数均为6,二者属于第ⅥA族元素,故B正确;
C.非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,非金属性:Cl>S,则简单氢化物的热稳定性:Z>Y,故C正确;
D.高氯酸的酸性大于硫酸、亚硫酸,但硫酸、亚硫酸的酸性大于次氯酸,没有指出元素最高价,无法比较两种化合物酸性强弱,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,把握原子序数、物质结构推断元素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大。
10.
【分析】A.由结构可知﹣CHO转化﹣OH,同时生成小分子HBr;
B.X的结构对称,含4种H;
C.Y中碳碳三键为直线结构,苯环上2个C与三键共直线;
D.Z中含碳碳三键。
【解答】解:A.由结构可知﹣CHO转化﹣OH,同时生成小分子HBr,则原子利用率小于100%,故A错误;
B.X的结构对称,含4种H,则一氯代物有4种,故B错误;
C.Y中碳碳三键为直线结构,苯环上2个C与三键共直线,与三键直接相连的C与三键共线,则Y中有5个碳原子共一条直线,故C正确;
D.Z中含碳碳三键,能使酸性KMnO4溶液褪色,也能与HCN发生加成反应,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的易错点,题目难度不大。
11.
【分析】A.Cl与O3反应生成O2和一氧化氯自由基;
B.活化能越低,反应速率越快;
C.由图可知,在Cl和紫外线的作用下O3转化为O2;
D.CF2Cl2分子中含有C﹣F、C﹣Cl键,作用力不同。
【解答】解:A.Cl与O3反应生成O2和一氧化氯自由基,所以一氧化氯自由基是反应的中间产物,则一氧化氯自由基不是催化剂,故A错误;
故选:C。
【点评】本题考查了反应原理、物质之间的转化,涉及分子的空间构型、反应原理、物质之间的转化、活化能等,侧重分析能力与应用能力的考查,注意图中物质之间的转化,题目难度不大。
12.
【分析】A.氢氧化铁胶体粒子带正电;
B.高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气;
C.氯水可使pH试纸褪色;
D.滴定过程先快后慢,接近滴定终点时逐滴滴加。
【解答】解:A.氢氧化铁胶体粒子带正电,则通电后,阴极附近颜色逐渐加深,故A正确;
B.高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,试管中固体变为黑色,故B错误;
C.氯水可使pH试纸褪色,应选pH计测定,故C错误;
D.滴定过程先快后慢,接近滴定终点时逐滴滴加,不能保持匀速,防止滴加过量,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、pH测定、中和滴定、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
13.
【点评】本题考查氯碱工业及其应用、工业上合成甲醇和乙烯的氯化过程等知识,侧重学生分析能力和信息处理能力的考查,把握流程图中各个过程及反应是解题关键,注意关系式的计算和物质循环的判断,题目难度中等。
14.
【解答】解:A.金属阳极DSA发生2H2O﹣4e﹣=O2+4H+,失去的电子由金属阳极DSA经导线流入直流电源正极,不是流入直流电源,故A错误;
B.阴极的主要电极反应式为,故B正确;
C.由金属阳极DSA发生2H2O﹣4e﹣=O2+4H+知,每转移1mol e﹣时,消耗0.5mol水,以氧气形式放出的是8g,通过阳离子交换膜的氢离子1g,阳极电解质溶液的质量减少9g,故C错误;
D.阳极区电解的是水,硫酸的浓度增大,反应结束后阳极区pH减小,故D错误;
故选:B。
【点评】本题侧重考查电解知识,解答本题,注意把握电解的原理,题目难度中等,有利于培养学生的分析能力。
15.
【解答】解:A.苯与液溴发生取代反应生成溴苯、HBr,挥发的溴及生成的HBr均与硝酸银反应,由操作和现象不能判断液溴与苯发生取代反应,故A错误;
B.二者发生氧化还原反应生成碘,淀粉遇碘变蓝,由操作和现象可知I﹣、Fe2+的还原性强弱,故B正确;
C.NaOH少量,为沉淀转化,由操作和现象可知Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小,故C正确;
D.反应生成苯酚钠、碳酸氢钠,由操作和现象可知H+的结合能力:CO32﹣>,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
16.
【分析】由图可知,0.1mol•L﹣1的HA溶液的pH为3,则HA为弱酸;a点HA溶液与氨水部分反应,所得溶液为HA和NH4A的混合溶液;b点HA溶液与氨水完全反应,所得溶液为NH4A溶液,c、d两点氨水过量,得到NH4A和NH3•H2O的混合溶液。
【解答】解:A.由分析可知,b点所得溶液为NH4A溶液,A﹣和铵根离子均促进水的电离,则b点水的电离程度最大,故A错误;
B.溶液导电能力与溶液中离子浓度有关,导电能力越大,溶液中离子浓度越大,由图可知,溶液的导电能力b>c>a,由电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(A﹣)+c(OH﹣)可知,阳离子总数等于阴离子总数,则溶液中的离子总数是阴离子总数的2倍,由溶液的导电能力与溶液中的阴离子总数呈正比可知,溶液中的阴离子浓度总和关系是:b>c>a,故B正确;
C.由图可知,0.1mol•L﹣1的HA溶液的pH为3,则HA的电离平衡常数,电离平衡常数的数量级为10﹣5,故C错误;
D.d点加入20mL等浓度的氨水,所得溶液为等浓度的NH4A和NH3•H2O的混合溶液,溶液中存在物料守恒关系2c(A﹣)+2c(HA)=c(NH3•H2O)+c(NH4+)和电荷守恒关系c(NH4+)+c(H+)=c(A﹣)+c(OH﹣),整合两式可得:c(A﹣)+2c(HA)+c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH﹣),因溶液呈碱性,c(OH﹣)>c(H+),则c(A﹣)+c(HA)>c(NH3•H2O),故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查酸碱混合,为高频考点,把握纵横坐标的含义、坐标原点的意义、混合后溶质、电荷守恒为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项A为解答的易错点,题目难度不大。
二、非选择题:每题14分,共56分
17.(14分)硫酸亚铁在印染、医药,化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题:
(1)装置A中石棉绒的作用为 防止固体粉末堵塞导管 ;装置D中的仪器名称为 球形干燥管 。
(2)按气流方向,上述装置合理的连接顺序为a→ g 、 f → e 、 d → c 、 b →h。(填装置口小写字母)
(3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验,请为他们补全以下表格:
装置编号
填装试剂
实验现象
实验结论
A
FeSO4⋅7H2O
绿色固体逐渐变为红色粉末
\
B
① 品红溶液
② 溶液由红色褪为无色
分解产物中含有SO2
C
BaCl2溶液
产生白色沉淀
③ 分解产物中含有SO3
D
无水CuSO4粉末
白色固体逐渐变为蓝色
分解产物中含有水蒸气
E
④ NaOH溶液
\
\
(4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为 2FeSO4•7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑ 。
(5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素: 取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀 。(简述实验操作及现象)
【分析】装置A为绿矾煅烧分解装置,装置B盛放品红溶液,作用是检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,作用是检验SO3,装置D无水CuSO4粉末,作用是分解产物中含有水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,作用是尾气处理,
(1)装置A中石棉绒的作用为防止固体粉进入右侧细导气管,根据仪器形状和里面盛放药品判断;
(2)根据生成物的性质特点与,应先检验水蒸气,再检验SO3气体,再检验SO2,最后尾气处理;
(3)装置A为绿矾煅烧分解装置,装置B盛放品红溶液,作用是检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,作用是检验SO3,装置D无水CuSO4粉末,作用是分解产物中含有水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,作用是尾气处理;
(4)分析可知绿矾煅烧得到红色固体为氧化铁,同时生成二氧化硫、三氧化硫和水;
(5)选K3[Fe(CN)6]溶液检验不含亚铁离子。
【解答】解:(1)装置A中石棉绒的作用为防止固体粉末堵塞导管,装置D中的仪器名称为球形干燥管,
故答案为:防止固体粉末堵塞导管;
(2)装置A为绿矾煅烧分解装置,装置B盛放品红溶液,作用是检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,作用是检验SO3,装置D无水CuSO4粉末,作用是分解产物中含有水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,作用是尾气处理,这三种生成物应该先检验水蒸气,在检验SO3,最后检验SO2,因为检验SO2和SO3时都有水溶液,会带出水蒸气,SO3极易溶于水且和水反应,所以链接顺序为a→g→f→e→d→c→b→h,
故答案为:g;f;e;d;c;b;
(3)装置A为绿矾煅烧分解装置,装置B盛放品红溶液,作用是检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,作用是检验SO3,装置D无水CuSO4粉末,作用是分解产物中含有水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,作用是尾气处理,①品红溶液,②溶液由红色褪为无色,③分解产物中含有SO3,④NaOH溶液,
故答案为:品红溶液;溶液由红色褪为无色;分解产物中含有SO3;NaOH溶液;
(4)分析可知绿矾煅烧得到红色固体为氧化铁,同时生成二氧化硫、三氧化硫和水,结合单质守恒和原子守恒配平书写化学方程式为:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑,
故答案为:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑;
(5)取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀,证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素,
故答案为:取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀。
【点评】本题考查了物质性质、物质组成、实验过程分析、仪器链接等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
18.(14分)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:
已知:煅烧时,Cu2Te发生的反应为:Cu2Te+2O2→2CuO+TeO2
(1)Te元素在元素周期表中的位置为 第五周期ⅥA族 ,该元素最高化合价 +6 。
(2)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为 2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2 。
(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还含有 CuSO4 (填化学式)。电解沉积过程中析出单质铜的电极为 阴 极。
(4)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示:
通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是 低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小 。
(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取试样2.50g配成250mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用0.1000mol•L﹣1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。滴定过程中发生反应的离子方程式为 Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的体积平均为25.00mL,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为 49.0% 。(保留三位有效数字)。
【分析】电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),先煅烧,Cr2O3与O2、Na2CO3高温反应生成Na2CrO4、CO2,水浸后,过滤,滤液中含有Na2CrO4,酸化后得到Na2Cr2O7,另煅烧时,Cu2Te与O2反应生成CuO、TeO2,沉渣加入稀硫酸时,CuO、TeO2、Cr2O3均与稀硫酸反应生成硫酸盐,Au不溶,过滤,除去,将沉积液进行电解,铜离子在阴极放电,生成铜单质,再向电解后的溶液中通入SO2,含有+4价的Te,生成粗Te,
(1)Te元素与氧元素同主族,即第ⅥA族,主族元素最高化合价等于主族序数;
(2)由图可知,煅烧时,Cr2O3与O2、Na2CO3高温反应生成Na2CrO4、CO2,Cr由+3价升高到了+6价,氧元素由0价降低到﹣2,根据化合价升降守恒和原子守恒,即可写出反应的方程式;
(3)电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te),浸出液中除了含有TeOSO4外,还含有CuSO4,铜离子为阳离子,在阴极放电;
(4)低温条件下K2Cr2O7的溶解度小于Na2Cr2O7;
(5)(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定K2Cr2O7溶液时,Fe2+被氧化为Fe3+,化合价升高1价,Cr2O72﹣被还原为Cr3+,根据化合价升降守恒和原子守恒,即可写出反应的离子方程式,三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的体积平均为25.00mL,则消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为:0.025L×0.1000mol•L﹣1=0.0025mol,根据方程式,计算出25mL溶液中含有的K2Cr2O7的物质的量,进一步计算所得产品中K2Cr2O7的纯度。
【解答】解:(1)Te元素在元素周期表中的位置为第五周期ⅥA族,该元素最高化合价+6价,
故答案为:第五周期ⅥA族;+6;
(2)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2,
故答案为:2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2;
(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还含有CuSO4,电解沉积过程中析出单质铜的电极为阴极,
故答案为:CuSO4;阴;
(4)通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小,
故答案为:低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小;
(5)(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定K2Cr2O7溶液时,反应的离子方程式为Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的体积平均为25.00mL,则消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为:0.025L×0.1000mol•L﹣1=0.0025mol,25mL溶液中含有的K2Cr2O7的物质的量为:0.0025mol×=mol,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为=49.0%,
故答案为:Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;49.0%。
【点评】本题主要考查物质的分离与提纯,同时考查学生的看图、读取信息并加以应用的能力,氧化还原型离子方程式的书写,关系式和纯度的计算等,对学生的能力要求较高,难度较大。
19.(14分)氮氧化合物的处理对建设生态文明具有重要意义,可采用多种方法消除。
方法一:氯气还原法
(1)氢气在富氧条件下催化还原 NOx,反应在低温时仍具有高活性和选择性。已知催化剂 Rh 表面H2催化还原 NO 的部分反应机理如下表:
其他条件一定时,决定 H2催化还原 NO 的反应速率的基元反应为 ⑦ (填标号),基元反应H(s)+O(s)═OH(s)+Rh(s)的△H= +46.0 kJ•mol﹣1。
(2)在低温区催化剂 Pt/Al﹣M﹣10﹣A对生成 N2O具有敏感性,发生反应H2(g)+2NO(g)⇌N2O(g)+H2O(g)。在恒温恒容密闭容器中,H2和NO以物质的量比1:2 充入,容器压强为 P0,达平衡时,N2O 的体积分数为0.2。
①下列有关说法正确的是 bc 。
a.平衡时,气体平均相对分子质量不再变化
b.任意时刻,2V正(NO)=V逆(H2O)
c.若向容器内充入少量 O2,平衡不移动
d.平衡后,向容器中按照 1:2 再充入H2和NO,平衡向右移动
②反应达到平衡时,H2的平衡转化率为 50% ;Kp= (用含P0的代数式表示)。
方法二:碳还原法
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)△H=﹣34.0 kJ•mol﹣1 催化还原NO,若为恒温容器,经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图1所示:由图可知最高转化率B点对应温度为440℃,高于440℃时,NO的转化率降低的原因可能是 温度升高导致平衡逆向移动 ,也可能是 催化剂活性降低导致速率变慢 。
方法三:NH3还原法。
(4)研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。写出脱氮过程的总反应的化学方程式 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 。
【分析】(1)反应的活化能越高,反应速率越慢,对整个反应有决定作用;反应的焓变△H=正反应的活化能﹣逆反应的活化能;
(2)①a.该反应各物质均为气体,气体平均相对分子质量数值为;
b.任意时刻,该反应的v(NO)=2v(H2O);
c.O2能与NO反应,使NO的浓度降低;
d.平衡后,向容器中按照1:2再充入H2和NO,相当增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
②在恒温恒容密闭容器中,H2和NO以物质的量比1:2 充入,设充入的H2物质的量为1mol,则n(NO)=2mol,反应三段式为,设消耗氢气物质的量为xmol,
H2(g)+2NO(g)⇌N2O(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 2 0 0
变化量(mol) x 2x x x
平衡量(mol) 1﹣x 2﹣2x x x
平衡时,N2O的体积分数为0.2,即=0.2,解得x=0.5mol,转化率=×100%,n(H2)=n(N2O)=n(H2O)=0.5mol,n(NO)=1mol,(3)若为恒温容器,经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示:由图可知最高转化率B点对应温度为440℃,由于A点对应的温度比B点的低,反应速率慢,故在测量的时间内还未达到平衡,C点温度比B点高,反应速率快,在测量时间内早就已经达到平衡,据此分析,高于440℃时,NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动),也可能是催化剂活性降低导致速率变慢;
(4)NH3、NO、O2反应生成N2和H2O。
【解答】解:(1)由表中数据可知,由表中数据可知,反应⑦N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s)的活化能最大,反应的活化能越高,反应速率越慢,对整个反应有决定作用,所以决定H2催化还原NO的反应速率的基元反应为⑦;反应④H(s)+O(s)═OH(s)+Rh(s)的活化能为83.7kJ/mol,反应⑧OH(s)+Rh(s)═H(s)+O(s)的活化能为37.7kJ/mol,即基元反应H(s)+O(s)═OH(s)+Rh(s)的正反应活化能为83.7kJ/mol,逆反应活化能为37.7kJ/mol,所以基元反应H(s)+O(s)═OH(s)+Rh(s)的△H=83.7kJ/mol﹣37.7kJ/mol=+46.0kJ/mol,
故答案为:⑦;+46.0;
(2)①a.该反应各物质均为气体,正向是气体体积减小的反应,气体总质量不变,气体平均相对分子质量数值为,则平衡时气体总物质的量不变,所以平衡时气体平均相对分子质量不变,故a正确;
b.任意时刻该反应均存在v(NO)=2v(H2O),平衡时v正(NO)=2v逆(H2O),故b错误;
c.O2能与NO反应,若向容器内充入少量O2,则反应物NO的浓度降低,平衡逆向移动,故c错误;
d.由于正反应是气体体积减小的反应,平衡后,向容器中按照1:2再充入H2和NO,相当增大压强,平衡正向移动,故d正确;
故答案为:ad;
②在恒温恒容密闭容器中,H2和NO以物质的量比1:2 充入,设充入的H2物质的量为1mol,则n(NO)=2mol,反应三段式为,设消耗氢气物质的量为xmol,
H2(g)+2NO(g)⇌N2O(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 2 0 0
变化量(mol) x 2x x x
平衡量(mol) 1﹣x 2﹣2x x x
(3)若为恒温容器,经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示:由图可知最高转化率B点对应温度为440℃,由于A点对应的温度比B点的低,反应速率慢,故在测量的时间内还未达到平衡,C点温度比B点高,反应速率快,在测量时间内早就已经达到平衡,故A、B、C三点中B、C点可能是对应温度下的平衡转化率;高于440℃时,NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小,温度升高导致平衡逆向移动,也可能是催化剂活性降低导致速率变慢,
故答案为:温度升高导致平衡逆向移动;催化剂活性降低导致速率变慢;
(4)题目所给的示意图,可以得出NH3、NO、O2参加反应生成N2和H2O,故脱硝过程的总反应为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O,
故答案为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O。
【点评】本题考查反应能量变化和盖斯定律计算应用、化学平衡计算及图象分析判断,侧重考查阅读、信息获取和知识综合应用、计算能力,正确获取题干有用信息并灵活应用信息解答问题是解本题关键,注意基础知识及基本公式的正确应用,化学平衡常数计算是解答难点,题目难度中等。
【点评】本题考查有机物的推断与合成,涉及有机物命名、有机反应类型、官能团识别、有机反应方程式书写、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,充分利用有机物分子、结构简式进、反应条件进行分析推断,注意对给予信息的理解与与运用,是对有机化学基础的综合考查。
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