江苏省南通市如皋市2022-2023 学年高三上学期期初教学质量调研化学试题(word版含解析)
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化学试题
本卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 0 16 S 32 C1 35.5 Mn 55 Zn 65
选择题 (共36分)
单项选择题:本题包括8小题,每小题2分,共计16分。每小题只有一项符合题意
1. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A. 硫元素在自然界中均以化合态形式存在
B. 空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低
C. 常温下浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性
D. 质量分数为49%、密度为1.4g·cm-3的硫酸,其物质的量浓度为2.8 mol·L-1
2. 下列离子在指定条件下能大量共存的是
A. 加入过量FeSO4后的溶液中:Cu2+、Mg2+、Br-、SO
B. 加入过量明矾[KA1(SO4)2·12H2O]后的溶液中:Ba2+、NH、Cl-、NO
C. 加入过量NaClO后的溶液中:Na+、Fe2+、CH3COO-、C1-
D. 加入过量HI的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO
3. 下列离子方程式书写正确的是
A. 金属钠投入水中:
B. 向A1C13溶液中加入过量NaOH溶液:
C. 向氨水中通入过量SO2气体:
D. 向NaNO2碱性溶液中加入镁粉:
4. 在给定条件下,下列所示物质间的转化均能实现的是
A.
B.
C.
D. CH3CH2OHCH3CHO
5. X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,W的最外层电子数是次外层的一半,Q最外层有1个电子,内层电子全部充满。Q2+能与NH3形成[Q(NH3)4]2+,[Q(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl-取代可得两种不同的结构。Q2Z晶胞如下图所示。
下列说法正确的是
A. 原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B. 电负性:x(Z)>x(Y)>x(X)>x(W)
C. Q在周期表中位于第四周期IA族
D. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X>W
6. X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,W的最外层电子数是次外层的一半,Q最外层有1个电子,内层电子全部充满。Q2+能与NH3形成[Q(NH3)4]2+,[Q(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl-取代可得两种不同的结构。Q2Z种晶胞如下图所示。
下列说法正确的是
A. X的一种晶体具有很大的硬度,1 mol该晶体中含有4molX-X键
B. Y2、Z2的晶体类型均为共价晶体
C. [Q(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形
D. Q2Z晶胞中,距离每个Q+最近的Z2-有2个
7. C10H18在催化剂作用下,发生脱氢反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 反应的
B. 反应的△S>0
C. C10H18(l)到C10H8(l)的反应速率快慢主要由第2步反应决定
D. 使用催化剂不会改变反应的△H
8. 一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如下图所示。(已知在KOH溶液中,Zn2+以存在)。下列叙述不正确的是
A. 放电时Zn作负极
B. a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C. 放电时MnO2电极上发生的反应:
D. 电路中每通过1 mol电子,Zn电极的质量减小32.5g
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分
9. 一种具有生物活性的有机物X其结构如下图所示。下列关于X的说法正确的是
A. X分子中含有1个手性碳原子
B. 能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C. 1mol X最多能消耗溴水中3mol Br2
D. 1mol X最多能与5 molH2发生加成反应
10. 工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠粗品,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。一种生产芒硝并进行纯化的流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 和煤粉高温下反应所得CO和Na2S的物质的量之比为2:1
B. “溶解”时需要适当升高温度
C. “操作I”是趁热过滤
D. 含少量Na2S的乙醇可通过分液的方法回收乙醇
11. 下列实验方案能达到探究目的是
选项
探究方案
探究目的
A
取少量久置的Na2SO3粉末于试管中,向其中滴加BaCl2溶液
Na2SO3粉末是否变质
B
将铁片置于盐酸中,充分溶解后,向其中滴加KSCN溶液
铁片表面是否已被氧化
C
向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热后一段时间后,向其中滴加碘水
检验淀粉是否水解
D
向品红溶液中滴加新制氯水,观察溶液颜色变化
氯水是否具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
12. 电池级草酸亚铁可作为生产磷酸铁锂电池的原料,还可用作照相显影剂等。实验室可通过如下反应制取FeC2O4。,已知室温时:Ka1(H2C2O4)=6×10-2、Ka2((HC2O4)=6×10-5、Ksp(FeC2O4)=1×10-6,下列说法正确的是
A. 0.10 mol·L-1 Na2C2O4溶液和0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液所含微粒种类完全相同
B. NaHC2O4水解的离子方程式为:
C. 室温时0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液呈碱性
D. 室温时反应的平衡常数K=3.6
13. 丙烯是一种重要的有机化工原料,工业上以丁烯、乙烯为原料制取丙烯的反应如下:,一定温度下,向体积为V L密闭容器中充入1 mol C4H8(g)和1 mol C2H4(g),测得C3H6的体积分数随时间的变化如图中线I所示。
已知几种气体的燃烧热如下表所示
气体
C2H4(g)
C3H6(g)
C4H8(g)
燃烧热/kJ/mol
1411
2049
2539
下列说法正确的是
A. C4H8(g)燃烧的热化学方程式可表示为C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(g) △H=-2539 kJ/mol
B. a=148
C. 该温度下反应的平衡常数为64
D. 图中线Ⅱ可能是其他条件一定,反应在更高温度时进行
非选择题
14. 根据信息书写方程式或描述反应过程。
(1)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,弱酸性条件下降解苯酚的反应原理如下图所示。
①虚线框内BMO降解苯酚的过程可描述为:_______。
②写出与苯酚反应的离子方程式:_______。
(2)氯化银可以溶于氨水中,写出该反应的离子方程式:_______。
15. 硫化铋(Bi2S3)可用作新型锂离子电池电极材料。以辉铋矿(主要含Bi2S3,还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯Bi2S3的流程如下:
(1)Bi在周期表中位于第六周期VA族。Bi的价电子排布式为_______。
(2)浸出后Bi元素以Bi3+形式存在于溶液中,写出浸出时Bi2S3所发生反应的离子方程式:_______。
(3)若浸出后的溶液中c(Bi3+)=0.4mol·L-1,c(Fe3+)=4.0×10-2mol·L-1,c(Fe2+)=1.2mol·L-1,则为了防止析出氢氧化物沉淀,需控制溶液的pH范围是_______。(已知Ksp[Bi(OH)3]=4×10-31,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38, Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16)
(4)还原时与铁粉发生置换反应的离子是_______。
(5)氧化后所得物质是Bi2O3,酸溶后所得物质是Bi(NO3)3,如果不用空气氧化,直接用浓硝酸酸溶也可得到Bi(NO3)3,先用空气氧化后再用浓硝酸溶解的优点是_______。
(6)硫化时,向Bi(NO3)3溶液加入硫代乙酰胺(CH3CSNH2),可析出Bi2S3沉淀,洗涤、干燥后可得高纯度的Bi2S3,硫代乙酰胺的结构式可表示为_______。
16. ClO2是一种高效消毒灭菌剂,可用于灭活新冠病毒。ClO2稳定性差,工业上可将ClO2转化为较稳定的NaClO2保存。一种由NaC1O3制取NaClO2晶体的流程如下:
已知高于60℃时,NaC1O2易分解为NaC1O3和NaCl。
(1)制C1O2.向用硫酸酸化的NaClO3中通入混有空气(起稀释作用)的SO2的气体,可制得C1O2气体。其他条件一定,若通入的SO2过量,所得ClO2的体积将减小,原因是_______。
(2)制NaClO2溶液。将一定量的ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中,充分反应后可制得NaClO2溶液。由该反应可以比较反应物和产物中两种微粒的氧化性大小。碱性条件下,两种微粒的氧化性大小规律为_______>_______。_______
(3)制NaClO2晶体。已知NaClO2的溶解度曲线如图所示。设计由质量分数为10%的NaClO2溶液(含少量NaOH)制取NaClO2·3H2O晶体的实验方案:_______。
(4)NaClO2晶体使用时,向其中加入盐酸,即可得到ClO2气体。已知反应产物中只有一种气体和一种盐,则消耗1molNaClO2,可生成ClO2的物质的量为_______。
(5)ClO2还可将碱性废水中的CN-化为N2和CO,自身转化为Cl-。经测定,某冶炼废水中CN-含量为1040mg·L-1,处理该废水10m3,理论上需要通入标准状况下ClO2的体积为多少升?(写出计算过程)__________
17. 有机物G的一种合成路线如下图所示(反应②的条件未列出):
(1)反应②还需的反应物和条件是_______。
(2)化合物E的结构简式为_______。
(3)反应⑥的反应类型为_______。
(4)的一种同分异构体符合下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______
I.能使溴的CCl4溶液褪色,能与Na反应放出H2,不能与NaHCO3溶液反应;
Ⅱ.分子中含一个五元碳环和3种化学环境不同的氢原子。
(5)已知:++CH3OH。设计以1,3-丁二烯、CH3OH和CH3CH2ONa为原料制取的路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。___________
18. 有机物H可通过如下路线合成:
(1)反应①中还可能生成分子式为C9H10O4副产物,该副产物的结构简式为_______。
(2)转化③的化学反应类型为_______。
(3)转化⑤中物质X的分子式为C7H6O。则X的结构简式为_______。
(4)E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属于α-氨基酸,能与FeCl3溶液发生显色反应;
②分子中含6种化学环境不同的氢。
(5)写出以CH3NO2、和为原料制取的合成路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。_______
南通市如皋市2022~2023学年高三上学期期初教学质量调研
化学试题
本卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 0 16 S 32 C1 35.5 Mn 55 Zn 65
选择题 (共36分)
单项选择题:本题包括8小题,每小题2分,共计16分。每小题只有一项符合题意
1. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A. 硫元素在自然界中均以化合态形式存在
B. 空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低
C. 常温下浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性
D. 质量分数为49%、密度为1.4g·cm-3的硫酸,其物质的量浓度为2.8 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫元素在自然界中既能以化合态形式存在,又能以游离态的形式存在,如硫磺是S单质,故A错误;
B.SO2溶于水生成亚硫酸从而使雨水酸性增强,随着时间增长,亚硫酸被氧气氧化生成硫酸,酸性增强而pH降低,故B正确;
C.浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有强氧化性,故C错误;
D.硫酸的物质的量浓度为,故D错误;
故选B。
2. 下列离子在指定条件下能大量共存的是
A. 加入过量FeSO4后的溶液中:Cu2+、Mg2+、Br-、SO
B. 加入过量明矾[KA1(SO4)2·12H2O]后的溶液中:Ba2+、NH、Cl-、NO
C. 加入过量NaClO后的溶液中:Na+、Fe2+、CH3COO-、C1-
D. 加入过量HI的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe2+、Cu2+、Mg2+、Br-、SO各离子之间不反应,可以大量共存,故A正确;
B.Ba2+和SO反应生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,故B错误;
C.ClO-和Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,故C错误;
D. I-和Fe3+发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
答案选A。
3. 下列离子方程式书写正确的是
A. 金属钠投入水中:
B. 向A1C13溶液中加入过量NaOH溶液:
C. 向氨水中通入过量SO2气体:
D. 向NaNO2碱性溶液中加入镁粉:
【答案】B
【解析】
【详解】A. 金属钠投入水中离子方程式为,故A错误;
B. 向A1C13溶液中加入过量NaOH溶液,离子方程式为,故B正确;
C. 向氨水中通入过量SO2气体, 离子方程式为,故C错误;
D. 镁为碱金属,不会与碱反应,故D错误;
故选B。
4. 在给定条件下,下列所示物质间的转化均能实现的是
A.
B.
C.
D. CH3CH2OHCH3CHO
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠,缺少反应物氨气,A错误;
B.铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,B错误;
C.二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气,氯气和水反应生成次氯酸和盐酸,转化能实现,C正确;
D.乙醇不能与银氨溶液反应,乙醇与氧气发生催化氧化生成乙醛,D错误;
故选:C。
5. X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,W的最外层电子数是次外层的一半,Q最外层有1个电子,内层电子全部充满。Q2+能与NH3形成[Q(NH3)4]2+,[Q(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl-取代可得两种不同的结构。Q2Z晶胞如下图所示。
下列说法正确的是
A. 原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B. 电负性:x(Z)>x(Y)>x(X)>x(W)
C. Q在周期表中位于第四周期IA族
D. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X>W
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,X是C元素、Z是O元素,则Y是N元素;W的最外层电子数是次外层的一半,W是Si元素;Q最外层有1个电子,内层电子全部充满,Q是Cu元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,原子半径:r(Si)>r(C)>r(N)>r(O),故A错误;
B.元素非金属性越强电负性越大,电负性:x(O)>x(N)>x(C)>x(Si),故B正确;
C.Q是Cu元素,在周期表中位于第四周期IB族,故C错误;
D.H2O、NH3存在分子间氢键,沸点较高;同主族元素从上到下气态氢化物的沸点依次升高,沸点CH4
选B。
6. X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,W的最外层电子数是次外层的一半,Q最外层有1个电子,内层电子全部充满。Q2+能与NH3形成[Q(NH3)4]2+,[Q(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl-取代可得两种不同的结构。Q2Z种晶胞如下图所示。
下列说法正确的是
A. X的一种晶体具有很大的硬度,1 mol该晶体中含有4molX-X键
B. Y2、Z2的晶体类型均为共价晶体
C. [Q(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形
D. Q2Z晶胞中,距离每个Q+最近的Z2-有2个
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q是周期表中前4周期元素,且原子序数依次增大。X、Z的基态原子2p轨道中均有2个未成对电子,则X为C,Z为O,则Y为N;W的最外层电子数是次外层的一半,则W为Si;Q最外层有1个电子,内层电子全部充满,则Q为Cu。
【详解】A.C的一种晶体硬度很大,则该晶体为金刚石,金刚石中每个C都和4个C以C-C键相连,每个C-C键被2个C共有,所以每个C相等于连接2个C-C键,所以1mol金刚石中含有2molC-C键,故A错误;
B.N2和O2晶体中存在的是分子间作用力,为分子晶体,故B错误;
C.[Cu(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl-取代可得两种不同的结构,所以[Cu(NH3)4]2+为平面正方形结构,故C错误;
D.根据阴阳离子个数比可知,在Cu2O晶胞中,顶点和体心为O2-,内部的4个离子为Cu+,则距离每个Cu+最近的O2-有2个,距离每个O2-最近的Cu+有4个,故D正确;
故选D。
7. C10H18在催化剂作用下,发生脱氢反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A. 反应的
B. 反应的△S>0
C. C10H18(l)到C10H8(l)的反应速率快慢主要由第2步反应决定
D. 使用催化剂不会改变反应的△H
【答案】C
【解析】
【详解】A.焓变=正反应活化能-逆反应活化能,则反应的,A正确;
B.反应是气体分子数增大的反应,则△S>0,B正确;
C.活化能越大反应速率越慢,由图知第1步反应的活化能大于第2步,则反应速率快慢主要由第1步反应决定,C错误;
D.使用催化剂可降低反应活化能,但不会改变反应的△H,D正确;
故选:C。
8. 一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如下图所示。(已知在KOH溶液中,Zn2+以存在)。下列叙述不正确的是
A. 放电时Zn作负极
B. a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C. 放电时MnO2电极上发生的反应:
D. 电路中每通过1 mol电子,Zn电极的质量减小32.5g
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意可知,此装置为原电池,Zn为负极,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-+4OH-=,负极区K+剩余,通过隔膜迁移到II区;MnO2电极为正极,发生还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,正极区过量,通过隔膜迁移到II区,故II区中K2SO4溶液的浓度增大,据此分析。
【详解】A.Zn为负极,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-+4OH-=,故A正确;
B.I区的通过隔膜向Ⅱ区迁移,a为阴离子交换膜,K+从III区通过隔膜迁移到II区,b为阳离子交换膜,故B错误;
C.MnO2电极做正极,电极反应为:MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O,故C正确;
D.Zn电极反应式为Zn-2e-+4OH-=,所以电路中通过1 mol电子,负极锌溶解的质量为0.5×65=32.5g,故D正确;
故选:B。
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分
9. 一种具有生物活性的有机物X其结构如下图所示。下列关于X的说法正确的是
A. X分子中含有1个手性碳原子
B. 能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C. 1mol X最多能消耗溴水中3mol Br2
D. 1mol X最多能与5 molH2发生加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,则只有与甲基相连的碳原子为手性碳原子,故A正确;
B.该物质不含羧基,不能与NaHCO3溶液反应生成CO2,故B错误;
C.酚羟基的邻对位可以与溴水发生取代反应,碳碳双键可以与溴水发生加成反应,则1molX最多能消耗溴水中4molBr2,故C错误;
D.苯环、碳碳双键、羰基均与氢气发生加成反应,则1molX最多能与7molH2发生加成反应,故D错误;
答案选A。
10. 工业上常用芒硝()和煤粉在高温下生产硫化钠粗品,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。一种生产芒硝并进行纯化的流程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 和煤粉高温下反应所得CO和Na2S的物质的量之比为2:1
B. “溶解”时需要适当升高温度
C. “操作I”是趁热过滤
D. 含少量Na2S的乙醇可通过分液的方法回收乙醇
【答案】BC
【解析】
【分析】和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,反应方程式为:;加入热乙醇溶解Na2S,趁热过滤去除重金属硫化物和煤粉;再使用95%乙醇重结晶可纯化Na2S粗品。
【详解】A. 据分析,和煤粉高温下反应所得CO和Na2S的物质的量之比为4:1,故A错误;
B. Na2S溶于热乙醇,“溶解”时需适当加热,故B正确;
C. 据分析,“操作I”是趁热过滤,故C正确;
D. 回收含少量Na2S的乙醇应使用蒸馏装置,故D错误;
故选BC。
11. 下列实验方案能达到探究目的是
选项
探究方案
探究目的
A
取少量久置的Na2SO3粉末于试管中,向其中滴加BaCl2溶液
Na2SO3粉末是否变质
B
将铁片置于盐酸中,充分溶解后,向其中滴加KSCN溶液
铁片表面是否已被氧化
C
向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热后一段时间后,向其中滴加碘水
检验淀粉是否水解
D
向品红溶液中滴加新制氯水,观察溶液颜色变化
氯水是否具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.亚硫酸钠和空气中氧气反应生成硫酸钠,硫酸钠、亚硫酸钠都会和氯化钡生成白色沉淀,A错误;
B.即使铁被氧化,氧化铁和盐酸生成氯化铁,氯化铁还会和铁生成氯化亚铁,亚铁离子不能使KSCN溶液变色,B错误;
C.淀粉不水解或部分水解,溶液都会变蓝色,C错误;
D.新制氯水中含有氯气和水生成的次氯酸,次氯酸具有漂白性能使品红溶液褪色,D正确;
故选D。
12. 电池级草酸亚铁可作为生产磷酸铁锂电池的原料,还可用作照相显影剂等。实验室可通过如下反应制取FeC2O4。,已知室温时:Ka1(H2C2O4)=6×10-2、Ka2((HC2O4)=6×10-5、Ksp(FeC2O4)=1×10-6,下列说法正确的是
A. 0.10 mol·L-1 Na2C2O4溶液和0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液所含微粒种类完全相同
B. NaHC2O4水解的离子方程式为:
C. 室温时0.10 mol·L-1 NaHC2O4溶液呈碱性
D. 室温时反应的平衡常数K=3.6
【答案】AD
【解析】
【详解】A.Na2C2O4中存在水解平衡,NaHC2O4中存在电离平衡和水解平衡,所含微粒种类都有Na+、H+、OH-、、、H2C2O4、H2O,两者完全相同,A正确;
B.NaHC2O4水解的离子方程式为:,B错误;
C.NaHC2O4溶液的电离平衡常数为Ka2((HC2O4)=6×10-5,室温时水解平衡常数为,则电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,C错误;
D.室温时反应的平衡常数,D正确;
故选:AD。
13. 丙烯是一种重要的有机化工原料,工业上以丁烯、乙烯为原料制取丙烯的反应如下:,一定温度下,向体积为V L密闭容器中充入1 mol C4H8(g)和1 mol C2H4(g),测得C3H6的体积分数随时间的变化如图中线I所示。
已知几种气体的燃烧热如下表所示
气体
C2H4(g)
C3H6(g)
C4H8(g)
燃烧热/kJ/mol
1411
2049
2539
下列说法正确的是
A. C4H8(g)燃烧的热化学方程式可表示为C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(g) △H=-2539 kJ/mol
B. a=148
C. 该温度下反应的平衡常数为64
D. 图中线Ⅱ可能是其他条件一定,反应在更高温度时进行
【答案】BC
【解析】
【详解】A.燃烧热是1 mol物质C4H8(g)完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是2539 kJ,而不是产生气态水,其燃烧热的热化学方程式应该为C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) △H=-2539 kJ/mol,A错误;
B.根据物质燃烧热可得热化学方程式:①C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) △H=-2539 kJ/mol;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411 kJ/mol;③C3H6(g)+4.5O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H=-2049 kJ/mol,根据盖斯定律,将①+②-③×2,整理可得C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) △H=+148 kJ/mol,所以a=148,B正确;
C.根据反应方程式C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g)可知:该反应是反应前后气体物质的量不变的反应。反应达到平衡时C3H6的体积分数是80%,则n(C3H6)=2 mol×80%=1.6 mol,反应消耗C4H8(g)、C2H4(g)都是0.8 mol,故平衡时n(C4H8)=n(C2H4)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol,由于容器的容积是V L,则反应达到平衡时化学平衡常数K=,C正确;
D.升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,但化学平衡向吸收的正反应方向移动,导致C3H6的体积分数增大,与图象不吻合,故曲线II不是在更高温度下进行。改变条件可能是增大了压强或使用了催化剂,D错误;
故合理选项是BC。
非选择题
14. 根据信息书写方程式或描述反应过程。
(1)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,弱酸性条件下降解苯酚的反应原理如下图所示。
①虚线框内BMO降解苯酚的过程可描述为:_______。
②写出与苯酚反应的离子方程式:_______。
(2)氯化银可以溶于氨水中,写出该反应的离子方程式:_______。
【答案】(1) ①. C6H5OH+7O2 6CO2+3H2O ②. 3C6H5OH+28+28H+=18 CO2↑+23H2O
(2)AgCl+2NH3= +Cl-
【解析】
【小问1详解】
①根据图知,虚线框内BMO降解苯酚的过程中:反应物是苯酚和氧气,生成物是二氧化碳和水。所以该过程的总反应为:C6H5OH+7O2 6CO2+3H2O;故答案为:C6H5OH+7O2 6CO2+3H2O;
②由图可知,C6H5OH可被氧化生成水和二氧化碳,反应的离子方程式是:3C6H5OH+28+28H+=18 CO2↑+23H2O;故答案为:3C6H5OH+28+28H+=18 CO2↑+23H2O;
【小问2详解】
氯化银可以溶于氨水中生成银氨络离子,该反应的离子方程式为 :AgCl+2NH3= +Cl-;故答案为:AgCl+2NH3= +Cl-。
15. 硫化铋(Bi2S3)可用作新型锂离子电池电极材料。以辉铋矿(主要含Bi2S3,还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯Bi2S3的流程如下:
(1)Bi在周期表中位于第六周期VA族。Bi的价电子排布式为_______。
(2)浸出后Bi元素以Bi3+形式存在于溶液中,写出浸出时Bi2S3所发生反应的离子方程式:_______。
(3)若浸出后的溶液中c(Bi3+)=0.4mol·L-1,c(Fe3+)=4.0×10-2mol·L-1,c(Fe2+)=1.2mol·L-1,则为了防止析出氢氧化物沉淀,需控制溶液的pH范围是_______。(已知Ksp[Bi(OH)3]=4×10-31,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38, Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16)
(4)还原时与铁粉发生置换反应的离子是_______。
(5)氧化后所得物质是Bi2O3,酸溶后所得物质是Bi(NO3)3,如果不用空气氧化,直接用浓硝酸酸溶也可得到Bi(NO3)3,先用空气氧化后再用浓硝酸溶解的优点是_______。
(6)硫化时,向Bi(NO3)3溶液加入硫代乙酰胺(CH3CSNH2),可析出Bi2S3沉淀,洗涤、干燥后可得高纯度的Bi2S3,硫代乙酰胺的结构式可表示为_______。
【答案】(1)6s26p3
(2)Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S
(3)pH<2 (4)Bi3+
(5)减少硝酸的消耗,且防止生成有毒气体二氧化氮
(6)
【解析】
【分析】辉铋矿(主要含Bi2S3,还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)中加入FeCl3、HCl,Fe2O3溶于盐酸生成FeCl3,Bi2S3被FeCl3氧化为S,FeCl3被还原为FeCl2;过滤得滤渣S、SiO2,滤液中含有BiCl3、FeCl2、FeCl3;加入Fe粉,将Bi3+还原为Bi;通空气将Bi氧化为Bi2O3,加浓硝酸溶解生成Bi(NO3)3,用CH3CSNH2硫化,可生成Bi2S3。
【小问1详解】
Bi在周期表中位于第六周期VA族,则Bi的第6电子层有5个电子,Bi的价电子排布式为6s26p3。答案为:6s26p3;
【小问2详解】
浸出后Bi元素以Bi3+形式存在于溶液中,则浸出时Bi2S3与FeCl3发生氧化还原反应,生成BiCl3、FeCl2、S等,所发生反应的离子方程式:Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S。答案为:Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S;
【小问3详解】
若浸出后的溶液中c(Bi3+)=0.4mol·L-1,则0.4×c3(OH-)=4×10-31,c(OH-)=1×10-10,pH=4;c(Fe3+)=4.0×10-2mol·L-1,则4.0×10-2×c3(OH-)=4×10-38,c(OH-)=1×10-12,pH=2;c(Fe2+)=1.2mol·L-1,则1.2×c2(OH-)=8×10-16,c(OH-)=1.7×10-8,pH=6.2。则为了防止析出氢氧化物沉淀,需控制溶液的pH范围是:pH<2。答案为:pH<2;
【小问4详解】
由分析可知,还原时与铁粉发生置换反应的离子是Bi3+。答案为:Bi3+;
【小问5详解】
氧化后时,发生反应为:4Bi+3O2=2Bi2O3、Bi2O3+6HNO3=2Bi(NO3)3+3H2O;如果不用空气氧化,直接用浓硝酸酸溶,发生反应为:Bi+6HNO3(浓)=Bi(NO3)3+3NO2↑+3H2O,从而得出先用空气氧化后再用浓硝酸溶解的优点是:减少硝酸的消耗,且防止生成有毒气体二氧化氮。答案为:减少硝酸的消耗,且防止生成有毒气体二氧化氮;
【小问6详解】
硫代乙酰胺的结构式可表示为 。答案为: 。
【点睛】要使金属离子不产生沉淀,需控制溶液中c(H+)大于刚好发生沉淀时的c(H+),即溶液的pH小于刚好沉淀时的pH。
16. ClO2是一种高效消毒灭菌剂,可用于灭活新冠病毒。ClO2稳定性差,工业上可将ClO2转化为较稳定的NaClO2保存。一种由NaC1O3制取NaClO2晶体的流程如下:
已知高于60℃时,NaC1O2易分解为NaC1O3和NaCl。
(1)制C1O2.向用硫酸酸化的NaClO3中通入混有空气(起稀释作用)的SO2的气体,可制得C1O2气体。其他条件一定,若通入的SO2过量,所得ClO2的体积将减小,原因是_______。
(2)制NaClO2溶液。将一定量的ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中,充分反应后可制得NaClO2溶液。由该反应可以比较反应物和产物中两种微粒的氧化性大小。碱性条件下,两种微粒的氧化性大小规律为_______>_______。_______
(3)制NaClO2晶体。已知NaClO2的溶解度曲线如图所示。设计由质量分数为10%的NaClO2溶液(含少量NaOH)制取NaClO2·3H2O晶体的实验方案:_______。
(4)NaClO2晶体使用时,向其中加入盐酸,即可得到ClO2气体。已知反应产物中只有一种气体和一种盐,则消耗1molNaClO2,可生成ClO2的物质的量为_______。
(5)ClO2还可将碱性废水中的CN-化为N2和CO,自身转化为Cl-。经测定,某冶炼废水中CN-含量为1040mg·L-1,处理该废水10m3,理论上需要通入标准状况下ClO2的体积为多少升?(写出计算过程)__________
【答案】(1)过量SO2会稀释ClO2造成体积减小
(2)ClO2> O2
(3)将溶液加热至温度略低于60℃,浓缩,冷却至温度略高于38℃时结晶,过滤,洗涤
(4)0.8mol (5)8960L
【解析】
【分析】NaClO3溶液中加入稀硫酸,然后通入SO2和空气,首先发生反应:2NaClO3+SO2=Na2SO4+ClO2↑,将ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中反应原理为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2+2H2O,再将NaClO2溶液经过一系列操作得到NaClO2晶体,据此分析作答。
【小问1详解】
制C1O2发生反应的原理是:2NaClO3+SO2=Na2SO4+ClO2↑,其他条件一定,若通入的SO2过量,所得ClO2的体积将减小,原因是过量SO2会稀释ClO2造成体积减小;
【小问2详解】
将ClO2通入NaOH和H2O2混合溶液中反应原理为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2+2H2O,Cl元素化合价降低,氧化剂是ClO2,O元素化合价升高,O2是氧化产物,由氧化剂的氧化性强于氧化产物,则氧化性:ClO2> O2;
【小问3详解】
由图可知,NaClO2饱和溶液中,温度低于38℃时,析出晶体NaClO2•3H2O,温度高于38℃时,析出晶体NaClO2,所以从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是将溶液加热至温度略低于60℃,浓缩,冷却至温度略高于38℃时结晶,过滤,洗涤;
【小问4详解】
NaClO2加入盐酸生成ClO2气体和一种盐NaCl,发生了歧化反应,反应方程式为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O,则消耗1molNaClO2,可生成ClO2的物质的量为0.8mol;
【小问5详解】
CN-中C为+2价、N为-3价,ClO2还可将碱性废水中的CN-化为N2和,自身转化为Cl-,反应的离子方程式为2ClO2+2 CN-+4OH-= N2+2+2Cl-+2H2O,废水中m(CN-)=1040g·L-1×10-3×10×103L =10400g,n(CN-)=,消耗400mol ClO2,标准状况下ClO2的体积为V=nVm=400mol×22.4L/mol=8960L。
17. 有机物G的一种合成路线如下图所示(反应②的条件未列出):
(1)反应②还需的反应物和条件是_______。
(2)化合物E的结构简式为_______。
(3)反应⑥的反应类型为_______。
(4)的一种同分异构体符合下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______
I.能使溴的CCl4溶液褪色,能与Na反应放出H2,不能与NaHCO3溶液反应;
Ⅱ.分子中含一个五元碳环和3种化学环境不同的氢原子。
(5)已知:++CH3OH。设计以1,3-丁二烯、CH3OH和CH3CH2ONa为原料制取的路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。___________
【答案】(1)反应物为浓氢溴酸,条件为加热
(2) (3)取代反应
(4) (5)CH2=CHCH=CH2 CH2BrCH2CH2CH2BrHOOCCH2CH2CH2CH2COOH + CH3OH
【解析】
【分析】A发生加成反应,醛基变为羟基生成B,B发生取代反应,羟基变为溴原子生成C,C生成D引入羧基;D生成E,E生成F结合E化学式、F结构简式可知,D生成E为酯化反应,E结构简式为;F中溴原子被取代,发生取代反应生产G;
【小问1详解】
B发生取代反应,羟基变为溴原子生成C,需要的反应物为浓氢溴酸,条件为加热;
【小问2详解】
由分析可知,化合物E的结构简式为;
【小问3详解】
反应⑥为F中溴原子被取代,发生取代反应生产G,故类型为取代反应;
【小问4详解】
的一种同分异构体符合下列条件:
I.能使溴的CCl4溶液褪色则含有不饱和键;能与Na反应放出H2、不能与NaHCO3溶液反应,则含有羟基不含羧基;
Ⅱ.分子中含一个五元碳环和3种化学环境不同的氢原子,则环上取代基对称性较好;的不饱和度为3,且支链含有2个碳原子、3个氧原子,则同分异构体结构中应该含有1个碳碳双键、1个羰基、2个羟基且对称性较好;
同分异构体为:;
【小问5详解】
1,3-丁二烯通过加成反应引入卤素原子,然后发生C生成D的反应原理引入碳原子生成羧酸,羧酸和甲醇加成生成酯,酯在乙酸钠作用下发生(5)提供的已知反应原理生成目标产物;路线为:CH2=CHCH=CH2 CH2BrCH2CH2CH2BrHOOCCH2CH2CH2CH2COOH + CH3OH。
18. 有机物H可通过如下路线合成:
(1)反应①中还可能生成分子式为C9H10O4副产物,该副产物的结构简式为_______。
(2)转化③的化学反应类型为_______。
(3)转化⑤中物质X的分子式为C7H6O。则X的结构简式为_______。
(4)E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属于α-氨基酸,能与FeCl3溶液发生显色反应;
②分子中含6种化学环境不同的氢。
(5)写出以CH3NO2、和为原料制取的合成路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。_______
【答案】(1) (2)加成反应
(3) (4) (5)
【解析】
【分析】A和HCHO、HCl发生加成反应生成B,B和发生取代反应生成C,C和CH3NO2发生加成反应生成D,D和LiAlH4发生还原反应生成E,E和X反应生成F,结合F的结构,可知X为,F和H2发生加成反应生成G,G和NH3发生取代反应生成H,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,反应①中A和HCHO、HCl发生加成反应生成B,且是酚羟基的邻位氢断键和甲醛的碳氧双键加成,若两个邻位氢都反应,则生成分子式为C9H10O4的副产物,该副产物的结构简式为。
【小问2详解】
转化③为C分子中的醛基和CH3NO2发生加成反应生成D,故答案为:加成反应。
【小问3详解】
转化⑤中物质X的分子式为C7H6O,不饱和度==5,因苯环有4个不饱和度,则说明还有1个不饱和度,E和X反应生成F,结合F的结构,可知X为。
【小问4详解】
E为,E的一种同分异构体同时满足:
①属于α-氨基酸,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有-CH(NH2)COOH、酚羟基;
②分子中含6种化学环境不同的氢,E的结构较为对称;E中共有12个C原子,不饱和度为5,则满足条件的同分异构体为。
【小问5详解】
参照有机物H的合成路线,以CH3NO2、和为原料制取,和发生取代反应生成,和CH3NO2发生加成反应生成,发生还原反应生成,发生消去反应生成,和NH3发生取代反应生成,具体路线为:
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