(新高考)高三化学第二次模拟考试卷(二)(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
高三第二次模拟考试卷
化 学(二)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.“17世纪中国工艺百科全书”《天工开物》为明代宋应星所著。下列说法错误的是
A.“凡铁分生熟,出炉未炒则生,既炒则熟”中的“炒”为氧化除碳过程
B.“凡铜出炉只有赤铜,以倭铅(锌的古称)参和,转色为黄铜”中的“黄铜”为锌铜合金
C.“凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为CaO
D.“凡松烟造墨,入水久浸,以浮沉分清悫”,是指炭因颗粒大小及表面积的不同而浮沉
2.下列叙述正确的有
A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
B.第三周期主族元素的离子半径随核电荷数增大依次减小
C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
D.价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
3.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是
A.最外层只有一个电子的X、Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上有三个未成对电子的X原子与3p轨道上有三个未成对电子的Y原子
D.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
4.下列反应的离子方程式正确的是
A.红褐色固体Fe(OH)3全部溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B.水杨酸溶于NaHCO3溶液中:+2HCO+2CO2↑+2H2O
C.将等浓度的Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液按体积比2∶3混合:2Ba2++2SO+3H++3OH−=2BaSO4
↓+3H2O
D.洁厕灵(含HCl)与“84”消毒液混合后产生氯气:Cl−+H++ClO−=Cl2↑+OH−
5.磷烯(如图)是由磷原子六元环组成的蜂巢状褶皱二维晶体,它是白磷()的同素异形体。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.3.1g白磷中含P—P键的数目为0.3NA
B.6.2g磷烯中含六元环的数目为0.1NA
C.0.1mol P4与0.6mol H2在密闭容器中发生反应:P4+6H24PH3,生成PH3分子的数目为0.4NA
D.0.1mol P4发生反应:P4+5O2=2P2O5,转移的电子数为20NA
6.由我国地质学家首次发现的香花石被誉为“矿石熊猫”。它由X(Ca)和前18号元素中的5种组成,分别为Y、Z、W、R、T。其中Y、Z为金属元素,X、Z同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是
A.XR2、WR2两种化合物均为离子晶体
B.原子半径:Y>Z>R>T
C.最高价氧化物对应的水化物的碱性:X>Z
D.气态氢化物的稳定性:W
A.消毒液NaClO加白醋可增强漂白作用:CH3COOH+ClO−=HClO+CH3COO-
B.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO+I−+6H+=I2+3H2O
C.Fe2(SO4)3和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO+Ba2++3OH−=Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.Cu溶于稀硝酸:Cu+2H++NO=Cu2++NO2↑+H2O
8.某种新型热激活电池的结构如图所示,电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子,电极b的材料是聚苯胺(PANI),电解质溶液中含有Fe3+和Fe2+。加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e−=PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,电池冷却时Fe2+在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是
A.电池工作时电极a为正极,且发生的反应是Fe3++e−=Fe2+
B.电池工作时,若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红
C.电池冷却时,若该装置正负极间接有电流表或检流计,指针会发生偏转
D.电池冷却过程中发生的反应是2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++PANI
9.某学习小组用下列装置完成了探究浓硫酸和SO2性质的实验(部分夹持装置已省略),下列“现象预测”与“解释或结论”均正确的是
选项
仪器
现象预测
解释或结论
A
试管1
有气泡、酸雾,溶液
中有白色固体出现
酸雾是SO2所形成,白色固体是硫酸铜晶体
B
试管2
紫红色溶液由深变浅,直至褪色
SO2具有还原性
C
试管3
注入稀硫酸后,
没有现象
由于Ksp(ZnS)太小,SO2与ZnS在
注入稀硫酸后仍不反应
D
锥形瓶
溶液红色变浅
NaOH溶液完全转化为NaHSO3溶
液,NaHSO3溶液碱性小于NaOH
10.精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如图:
已知:ⅰ.分金液中含金离子主要成分为[AuCl4]−;分金渣的主要成分为AgCl
ⅱ.分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO3)2]3−,且存在[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO
ⅲ.“分铜”时各元素的浸出率如表所示,则下列说法不正确的是
Cu
Au
Ag
Ni
浸出率/%
85.7
0
4.5
93.5
A.分铜渣中银元素的主要存在形式为游离态
B.“分铜”时,为提高反应速率,宜采取高温
C.“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为6H++2Au+ClO+7Cl−=2[AuCl4]−+3H2O
D.“沉银”时,由于[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO,加入H2SO4后,平衡正向移动,使得c(Ag+)增大,Ag+与分银液中的Cl−反应生成AgCl
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构):
下列说法不正确的是
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B.HCHO在反应过程中,没有C—H键发生断裂
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.该反应可表示为HCHO+O2CO2+H2O
12.次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛应用于化学电镀,工业上利用电渗析法制取次磷酸钴的原理图如图所示。
已知:①该装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢。
②Co(H2PO2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应,实现化学镀钴。
下列说法中正确的是
A.膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜
B.M电极反应为Co-2e−+2H2PO=Co(H2PO2)2
C.a为电源的负极
D.Co(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中反应可能为Co2++H2PO+3OH−=Co+HPO+2H2O
13.硼氢化钠(NaBH4)具有强还原性,在工业生产上广泛用于非金属及金属材料的化学镀膜、贵金属回收、工业废水处理等。工业上采用的Bayer法制备NaBH4通常分两步(如图)。下列说法错误的是
A.用B2O3代替Na2B4O7也可制得NaBH4
B.两步的总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C.将SiO2粉碎能增大得到熔体的速率
D.由图可知该工艺过程中无污染性物质产生,符合绿色化学理念
14.我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和Cu2O,在水溶液中用H将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇,其反应机理如图所示。则下列有关说法错误的是
A.CO2生成甲醇是通过多步氧化反应实现的
B.该催化反应过程中涉及了化学键的形成及断裂
C.有可能通过调节控制反应条件获得甲醛等有机物
D.催化剂Cu结合氢原子,催化剂Cu2O结合含碳微粒
15.常温下,向1mol/L NH4Cl溶液中加入足量的镁条,该体系pH随时间变化的曲线如图所示。实验观察到从b点开始溶液中有白色沉淀生成,已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11。下列说法错误的是
A.常温下,NH4Cl的水解平衡常数数量级为10−10
B.体系中,水的电离程度大小关系为a>c>b
C.b点时,溶液中c(Mg2+)=0.018mol/L
D.a点溶液中,c(NH)+c(H+)
16.(12分)苯胺()是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进行苯胺的相关实验。
已知:①和NH3相似,与盐酸反应生成易溶于水的盐
②用硝基苯制取苯胺的反应原理:2+3Sn+12HCl2+3SnCl4+4H2O
③有关物质的部分物理性质见表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
密度/(g∙cm−3)
苯胺
-6.3
184
微溶于水,易溶于乙醚
1.02
硝基苯
5.7
210.9
难溶于水,易溶于乙醚
1.23
乙醚
-116.2
34.6
微溶于水
0.7134
Ⅰ.比较苯胺与氨气的性质
(1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,反应的化学方程式为 ;
用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却观察不到白烟,原因是 。
Ⅱ.制备苯胺
往如图所示装置(夹持装置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL浓盐酸(过量),置于热水浴中回流20min,使硝基苯充分还原;冷却后,往三颈烧瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈碱性。
(2)冷凝管的进水口是 (填“a”或“b”)。
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为 。
Ⅲ.提取苯胺
ⅰ.取出图1所示装置中的三颈烧瓶,改装为图2所示装置。
加热装置A产生水蒸气,烧瓶C中收集到苯胺与水的混合物;分离混合物得到粗苯胺和水溶液。
ⅱ.往所得水溶液加入氯化钠固体,使溶液达到饱和状态,再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
ⅲ.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固体干燥,蒸馏后得到苯胺2.79g。
(4)装置B无需用到温度计,理由是 。
(5)操作ⅰ中,为了分离混合物,取出烧瓶C前,应先打开止水夹d,再停止加热,理由是 。
(6)该实验中苯胺的产率为 。
(7)欲在不加热条件下除去苯胺中的少量硝基苯杂质,简述实验方案:
。
17.(12分)Cu—Mn—Al合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。
(1)下列状态的铝中,最外层电离出一个电子所需能量最小的是 (填标号)。
(2)AlCl3是某些有机反应的催化剂,如苯与乙酰氯反应的部分历程为
+AlCl3…
乙酰氯
AlCl3+AlCl
乙酰基正离子
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为 。
②乙酰氯分子中∠CCCl 120°(填“>”“=”或“<”),判断理由是
。
③AlCl的空间结构为 。
(3)温度不高时气态氯化铝为二聚分子(其结构如图所示)。
写出Al2Cl6的结构式并标出配位键: 。
(4)Cu—Mn—Al合金的晶胞如图a所示,该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置,图b是沿立方格子对角面取得的截图。
①若A原子的坐标参数为(0,0,0),C为(1,1,1),则B原子的坐标参数为 。
②由晶胞可知该合金的化学式为 。
③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm,r(Al)=143pm,则Cu原子之间的最短核间距离为 pm。
④该晶胞的密度为 g·cm−3。(列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示)
18.(12分)氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点。
(1)尿素主要以NH3和CO2为原料进行合成。主要通过以下两个反应进行:
反应1:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1=-117.2kJ·mol−1
反应2:H2NCOONH4(l)H2O(l)+CO(NH2)2(l) ΔH2=+21.7kJ·mol−1
请回答:
CO(NH2)2(l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g) ΔH3= kJ·mol−1
该反应能发生的主要原因是 。
(2)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),在恒容容器中,1mol·L−1 SO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图所示。
①若700℃发生该反应,经3 min达到平衡,计算0~3min v(S2)= mol·L−1·min−1,该温度下的平衡常数为 。
②若该反应在起始温度为700 ℃的恒容绝热容器中进行,达到平衡时SO2的转化率 (填“>”“<”或“=”)90%。
③下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是 。
A.焦炭的质量不再变化时
B.CO2、SO2的浓度相等时
C.SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1∶1
D.容器的总压强不再变化时
(3)已知25℃时:H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10−2,Ka2=6.2×10−8。
①工业上可用Na2SO3溶液吸收法处理SO2,25℃时用1mol·L−1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为 。
②工业上也可用氨水来吸收SO2,写出氨水吸收过量SO2的化学反应方程式: 。
19.(12分)苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯:
+H2(g) ΔH=117.6kJ·mol−1
已知:上述反应的速率方程为v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气,其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,p为各组分分压。
(1)同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是 。
(2)在CO2气氛下,乙苯可催化脱氢制苯乙烯,其过程同时存在如图两种途径:
a= ;与掺水蒸气工艺相比,该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。新工艺的特点有 (填字母)。
a.CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
b.不用高温水蒸气,可降低能量消耗
c.有利于减少生产过程中可能产生的积碳
d.CO2在反应体系中作催化剂
(3)在实际生产中,往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是 。测得容器总压(p总)和乙苯转化率α随时间变化结果如图所示。平衡时,p(H2O)= kPa,平衡常数Kp= kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算);a处的= 。
20.(12分)诺贝尔奖获得者屠呦呦带领团队发现了青蒿素,为中国医药科技创新和人类健康事业作出了巨大贡献,我国化学家在确认青蒿素分子结构后实现了青蒿素的全合成。一种以香茅醛为原料合成青蒿素的流程如图:
已知:羰基α-H可发生反应:+。
回答下列问题:
(1)青蒿素的分子式为 。根据青蒿素所含官能团,推测其可能具有的性质有
(填字母)。
a.易溶于水 b.具有氧化性 c.可发生水解反应
(2)香茅醛的同分异构体X含有醛基和六元碳环,且环上只有一个支链,满足上述条件的X有
种,其中核磁共振氢谱峰数最少的物质结构简式为 。
(3)反应A→B实际上可看作两步进行,依次发生的反应类型是 、 。
(4)C中所含官能团名称为 。
(5)通过D→E的反应,分子中引入了硫醚基团,而F→G的反应,分子中硫醚基团又被脱去,这样做的目的是 。
(6)写出由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛()的合成路线流程(无机试剂任选): 。
(新高考)高三第二次模拟考试卷
化学(二)答案
1. 【答案】C
【解析】A.生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,生铁性能坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压,而熟铁含碳量在0.02%以下,又叫锻铁、纯铁,熟铁质地很软,塑性好,延展性好,可以拉成丝,强度和硬度均较低,容易锻造和焊接,“炒则熟”,碳含量由于“炒”而变成碳氧化合物,使得碳含量降低,A选项正确;赤铜指纯铜,也称红铜、紫铜,由于表面含有一层Cu2O而呈现红色,“倭铅”是锌的古称,黄铜是由铜和锌所组成的合金,由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜,如果是由两种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜,黄铜有较强的耐磨性能,黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等,B选项正确;凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,生成CaO,而“久置成粉”主要生成Ca(OH)2,进一步与CO2反应则会生成CaCO3,C选项错误;古代制墨,多用松木烧出烟灰作原料,故名松烟墨,烟是动植物未燃烧尽而生成的气化物,烟遇冷而凝固生成烟墨,烟墨有松烟墨和油烟墨之分,松烟墨深重而不姿媚,油烟墨姿媚而不深重,松烟墨的特点是浓黑无光,入水易化,“凡松烟造墨,入水久浸,以浮沉分清悫”,颗粒小的为胶粒,大的形成悬浊液,D选项正确。
2. 【答案】D
【解析】第四周期元素中,外围电子排布为ndxnsy,且能级处于半满稳定状态时,含有的未成对电子数最多,即外围电子排布为3d54s1,此元素为铬,故A错误;电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,原子序数越大,半径越小,第三周期主族元素的离子的半径大小关系为Si4−>P3−>S2−>Cl−>Na+>Mg2+>Al3+,故B错误;卤素氢化物中,HF的相对分子质量最小,所以HF的范德华力最小,但是HF分子间存在氢键,HCl分子之间不存在氢键,而氢键的作用力大于范德华力,所以HF的沸点大于HCl,故C错误;价层电子对互斥理论中,σ键和孤对电子对计入中心原子的价层电子对数,而π键电子对数不计入,故D正确。
3. 【答案】C
【解析】最外层只有一个电子的原子有H、Na、Cu等,化学性质不一定相似,故A错误;原子核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg,原子核外N层上仅有两个电子的Y原子有Ca、Ti、Fe等,化学性质不一定相似,故B错误;2p轨道上有三个未成对电子的X原子为N,3p轨道上有三个未成对电子的Y原子为P,N、P位于同一主族,化学性质相似,故C正确;原子核外电子排布式为1s2的X原子是He,性质稳定,原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是Be,性质较活泼,两者化学性质一定不相似,故D错误。
4. 【答案】C
【解析】Fe(OH)3溶于氢碘酸,Fe3+会氧化I−得到I2,正确的离子方程式应为2Fe(OH)3+2I−+6H+=
2Fe2++6H2O+I2,A错误;水杨酸中酚羟基不能与NaHCO3发生反应,正确的离子方程式为+HCO+CO2↑+H2O,B错误;等浓度的Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液按体积比2∶3混合,则两者物质的量之比为2∶3,两者混合后,2mol Ba2+消耗2mol SO,3mol H+消耗3mol OH−,反应的离子方程式为2Ba2++2SO+3H++3OH−=2BaSO4↓+3H2O,C正确;“84”消毒液的主要成分是NaClO,具有强氧化性,可还原洁厕灵中的HCl,反应的离子方程式为Cl−+ClO−+2H+=Cl2↑+H2O,D错误。
5. 【答案】B
【解析】3.1g白磷的物质的量为=0.025mol,一分子白磷中含有6个P—P键,则3.1g白磷中P—P键的数目为0.025×6NA=0.15NA,故A错误;6.2g磷烯的物质的量为0.2mol,根据均摊法知,一个六元环含有P原子的数目为6×1/3=2,则6.2g磷烯含六元环的数目为0.1NA,故B正确;该反应为可逆反应,不能完全进行到底,因此生成PH3分子的数目应小于0.4NA,故C错误;P元素的化合价从0价升高为+5价,O元素的化合价从0价降低为-2价,则1mol P4失电子数目为20NA,在氧化还原反应中,氧化剂得电子数=还原剂失电子数=转移电子数,则0.1mol P4发生反应转移的电子数为2NA,故D错误。
6. 【答案】A
【解析】R原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍,R原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则R为O元素;Y、Z、R、T位于同周期,即处于第二周期,T元素无正价,则T为F元素;X、Z位于同主族,X为Ca元素,则Z为Be元素;Y为金属元素,则Y为Li;X为Ca元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,则(20+8)÷2=14,推出W为Si元素,符合题意,据此解答。A.XR2、WR2两化合物CaO2.SiO2,CaO2为离子晶体,SiO2为共价晶体,故错误;B.Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、T为氟元素,位于同周期,元素的原子半径从左向右逐渐在减小,即原子半径:Y>Z>R>T,故正确;C.X为钙元素、Z为铍元素,金属性:Ca>Be,则最高价氧化物对应的水化物碱性:氢氧化钙>氢氧化铍,故正确;D.W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性:F>O>Si,则气态氢化物的稳定性:W
【解析】酸性溶液中KIO3与KI发生氧化还原反应生成I2,正确的离子方程式为IO+5I−+6H+=3I2+
3H2O,故B错误;Fe2(SO4)3和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁和硫酸钡沉淀,正确的离子方程式为2Fe3++3SO+3Ba2++6OH−=2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,故C错误;Cu溶于稀硝酸生成硝酸铜、NO和水,正确的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O,故D错误。
8. 【答案】C
【解析】根据b极电极反应判断电极a是正极,电极b是负极,电池工作时电极a上的反应是Fe3++e−=Fe2+,A正确;电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e−=PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,溶液显酸性,若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红,B正确;电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生,因此冷却再生过程电极a上无电子得失,导线中没有电子通过,C不正确;电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生,反应是2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++PANI,D正确。
9. 【答案】B
【解析】试管1中浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,生成的SO2进入试管2中与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使得高锰酸钾溶液褪色,试管3中ZnS与稀硫酸反应生成H2S,2H2S+SO2=3S↓+2H2O,出现淡黄色的硫单质固体,锥形瓶中的NaOH用于吸收SO2,防止污染空气。如果出现白色固体也应该是硫酸铜固体而不是其晶体,因为硫酸铜晶体是蓝色的,A选项错误;试管2中紫红色溶液由深变浅,直至褪色,说明SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,SO2具有还原性,B选项正确;ZnS与稀硫酸反应生成H2S,2H2S+SO2=3S↓+2H2O,出现硫单质固体,所以现象与解释均不正确,C选项错误;若NaHSO3溶液显酸性,酚酞溶液就会褪色,故不一定是NaHSO3溶液碱性小于NaOH,D选项错误。
10. 【答案】B
【解析】铜阳极泥加入硫酸、过氧化氢和氯化钠分铜,“分铜”时,单质铜发生反应是铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化生成硫酸铜和水,“分铜”时加入足量的NaCl的主要作用为使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣,加入盐酸和氯酸钠分金,分金液的主要成分为[AuCl4]−,“分金”时,单质金发生反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]−,分金渣加入亚硫酸钠过滤得到分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3−,且存在[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO,加入硫酸沉银,促使[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl−反应生成AgCl,以此解答该题。A.由表中数据可知,分铜时银的浸出率为4.5%,可知主要以Ag的形式存在于分铜渣中,正确;B.温度不能过高,避免过氧化氢分解而降低浸出率,错误;C.分金液的主要成分为[AuCl4]−,“分金”时,单质金发生反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]−,反应的离子方程式为6H++2Au+ClO+7Cl−=2[AuCl4]−+3H2O,正确;D.分金渣加入亚硫酸钠过滤得到分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3−,且存在[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO,加入硫酸沉银,促使[Ag(SO3)2]3−Ag++2SO平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl−反应生成AgCl,正确。
11. 【答案】BC
【解析】根据题图知,HAP在第一步反应中作反应物,在第二步反应中作生成物,所以是总反应的催化剂,催化剂能改变化学反应速率,因此该反应中HAP作催化剂,可提高反应速率,A正确;HCHO在反应中有C—H键断裂和C=O键形成,所以甲醛被氧化生成二氧化碳和水,B不正确;根据题图知,CO2分子中的氧原子一部分来自甲醛,C不正确;该反应中反应物是甲醛和氧气,生成物是二氧化碳和水,HAP为催化剂,反应的化学方程式为HCHO+O2CO2+H2O,D正确。
12.【答案】A
【解析】该装置为电解池,M为阳极,电极材料为金属钴,钴失电子生成钴离子,钴离子通过膜Ⅰ进入产品室,H2PO通过膜Ⅱ、Ⅲ进入产品室与钴离子生成Co(H2PO2)2,膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜,A正确;Co(H2PO2)2在产品室生成,不是在阳极生成,阳极的电极反应式为Co-2e−=Co2+,B错误;M为阳极,应接电源的正极,故a为电源的正极,C错误;离子方程式中电荷不守恒,应为Co2++H2PO+3OH−=Co+HPO+2H2O,D错误。
13.【答案】B
【解析】根据工艺流程可知,工业上采用的Bayer法制备NaBH4第一步为:Na2B4O7(可表示为Na2O·2B2O3)与SiO2在高温下反应得到熔体,第二步则是熔体与Na和H2在400~500℃条件下发生反应生成NaBH4与Na2SiO3的过程。Na2B4O7可表示为Na2O·2B2O3,则在制备NaBH4过程中,也可用B2O3代替Na2B4O7作原料,故A正确;两步的总反应中B元素化合价未变,氢气中H元素化合价从0价降低到-1价,被还原作氧化剂,而Na元素化合价从0价升高到+1价,被氧化作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故B错误;将SiO2粉碎,可增大反应中固体的接触面积,从而可增大得到熔体的速率,故C正确;由题图可知该工艺整个制备过程中无污染性物质产生,符合绿色化学理念,故D正确。
14.【答案】A
【解析】A项,CO2生成COOH,为还原反应;CO生成CHO,为还原反应;CHO生成CH2O,为还原反应;CH2O生成CH3O,为还原反应;CH3O生成CH3OH,为还原反应,所以CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现,错误;B项,该催化过程发生化学反应,所以该反应中有化学键的形成和断裂,正确;C项,CHO和H生成CH2O,需要Cu2O作催化剂,可以调节控制反应条件获得甲醛等有机物,正确;D项,根据题图知,催化剂Cu结合H原子,催化剂Cu2O结合含CHO微粒,正确。
15.【答案】BC
【解析】常温下,NH4Cl的水解平衡常数数量级为≈10−10,A正确;氯化铵的水解平衡式为NH+H2ONH3·H2O+H+,加入镁单质时,消耗了氢离子,使平衡正向移动,促进铵根离子的水解,即促进了水的电离,故水电离程度大小关系为c>b>a,B错误;b点时,pH=9,c(OH−)=10−5mol/L,溶液c(Mg2+)==0.18mol/L,C错误;a点溶液中,依据电荷守恒可得2c(Mg2+)+c(NH)
+c(H+)=c(Cl−)+c(OH−),所以c(NH)+c(H+)
(2)b
(3)C6H5NH+OH−C6H5NH2+H2O
(4)蒸出物为混合物,无需控制温度
(5)防止B中液体倒吸
(6)60.0%
(7)加入稀盐酸,分液除去硝基苯,再加入氢氧化钠溶液,分液去水层后,加入NaOH固体干燥、过滤
【解析】(1)蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,是浓氨水挥发出来的NH3和浓盐酸挥发出来的HCl反应生成NH4Cl固体小颗粒,化学方程式为NH3+HCl=NH4Cl;用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却观察不到白烟,原因是苯胺沸点为184℃,比较高,不易挥发。(2)冷凝管是下口进水,上口出水,以保证冷凝效果。(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为C6H5NH+OH−C6H5NH2+H2O。(4)因为蒸馏出来的是水和苯胺的混合物,故无需温度计。(5)操作ⅰ中,为了分离混合物,取出烧瓶C前,应先打开止水夹d,再停止加热,理由是防止装置B内压强突然减小引起倒吸。(6)设理论上得到苯胺的质量为m,根据原子守恒可知C6H5NO2~C6H5NH2,则m=g=4.65g,所以该实验中苯胺的产率=×100%=60.0%。(7)在混合物中先加入足量盐酸,经分液除去硝基苯,再往水溶液中加NaOH溶液析出苯胺,分液后用NaOH固体干燥苯胺中还含有的少量水分,滤去NaOH固体,即可得较纯净的苯胺,即实验方案是加入稀盐酸,分液除去硝基苯,再加入氢氧化钠溶液,分液去水层后,加入NaOH固体干燥、过滤。
17.【答案】(1)B
(2)①sp3、sp2 ②< 双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力 ③正四面体形
(3)
(4)①(1,,) ②AlMnCu2 ③180或或311.76 ④
【解析】(1)铝的第三电离能>第二电离能>第一电离能,基态大于激发态,A.C.D属于基态、B属于激发态,所以最外层电离出一个电子所需能量最小的是B。(2)①根据乙酰氯分子的结构可知该物质中甲基上的C原子形成4个σ键,价层电子对数为4,为sp3杂化;另一个C原子形成3个σ键,1个π键,所以价层电子对数为3,为sp2杂化。②双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,所以乙酰氯分子中∠CCCl小于120°。③AlCl中心铝原子的价层电子对数为4+=4,不含孤电子对,所以为正四面体形。(3)根据氯化铝二聚分子的结构可知每个铝原子与4个氯原子形成4个σ键,由于铝原子最外层只有3个电子,所以其中一个为配位键,由铝提供空轨道,氯原子提供孤电子对,所以Al2Cl6的结构式为。(4)①A为原点,C为(1,1,1),B为右面面心,所以B的坐标为(1,,)。②根据均摊法,该晶胞中Cu原子的个数为8×+6×+12×+1=8,Mn原子的个数为4,Al原子的个数为4,所以该合金的化学式为AlMnCu2。③根据截面图结合几何知识可知[2r(Cu)+2r(Al)]为体对角线的一半,设晶胞的棱长为a,则有a=2[2r(Cu)+2r(Al)]=4×(127+143) pm,所以a=pm;根据晶胞结构可知铜原子之间的最短核间距为棱长的一半,即a=180pm或pm或311.76pm。④晶胞的质量m=g,晶胞的体积V=a3=()3 pm3=(×10−10)3cm3,所以晶胞的密度ρ===g·cm−3。
18.【答案】(1)+95.5 ΔS>0
(2)①0.15 36.45 ②< ③AD
(3)①c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH−)=c(H+)
②NH3·H2O+SO2=NH4HSO3
【解析】(1)由盖斯定律,反应1+反应2得到2NH3(l)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=-117.2 kJ·mol−1+(+21.7kJ·mol−1)=-95.5kJ·mol−1,所以CO(NH2)2(l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g)的ΔH3=-ΔH=+
95.5kJ·mol−1,该反应是吸热反应,反应能发生则ΔS>0。(2)①反应的三段式为
2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)
起始(mol·L-1) 1 0 0
变化(mol·L-1) 0.9 0.45 0.9
平衡(mol·L-1) 0.1 0.45 0.9
v(S2)===0.15mol·L−1·min−1,平衡常数K===36.45;②1mol·L−1 SO2与足量的焦炭在恒容、700℃反应时,SO2的转化率为90%,若1mol·L−1 SO2与足量的焦炭在恒容、绝热容器中反应,由于反应放热,容器内温度升高,所以恒容、绝热容器中的反应相当于在恒容、700℃反应平衡的基础上升温,则平衡逆向进行,SO2的转化率降低;③A.焦炭的质量减少,则反应正向进行,焦炭的质量增加,则反应逆向进行,若焦炭的质量不再变化时,则反应达到平衡状态,正确;B.CO2、SO2的浓度相等时,不能确定正、逆反应速率是否相等,所以不能确定反应是否达到平衡状态,错误;C.无论反应是否达到平衡,SO2的消耗速率与CO2的生成速率始终相等,错误;D.反应正向是气体体积增大的反应,反应正向进行,容器压强增大,逆向进行,容器压强减小,所以容器的总压强不再变化时,反应达到平衡状态,正确。(3)①Ka1>Kh2=,即NaHSO3溶液显酸性,Na2SO3溶液显碱性,所以pH=7时的溶液是一定量浓度的Na2SO3和NaHSO3的混合溶液;由于Kh1=≈1.6×10−7>6.2×10−8=Ka2,所以等浓度Na2SO3和NaHSO3的混合溶液显碱性,则pH=7时的Na2SO3和NaHSO3的混合溶液中c(NaHSO3)>c(Na2SO3),故溶液中离子浓度关系为c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(OH−)=c(H+);②氨水吸收过量SO2生成亚硫酸氢铵,方程式为NH3·H2O+SO2=NH4HSO3。
19.【答案】(1)升温
(2)159.2 abc
(3)体系总压不变时,加入水蒸气,相当于反应体系减压,平衡正向移动,乙苯转化率增大 80 45 2.5
【解析】(1)乙苯催化脱氢反应正向是体积增大的吸热反应,同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是升温。(2)①由题图可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3=+117.6kJ·mol−1+(+41.6kJ·mol−1)=+159.2
kJ·mol−1,即a=+159.2;CO2与H2反应,导致氢气浓度降低,有利于乙苯脱氢反应的化学平衡右移,故a正确;由题目信息可知,在保持常压和原料气比例不变时,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度,消耗的能量减少,故b正确;加入的二氧化碳会发生反应:CO2+C=2CO,有利于减少积碳,故c正确;由题图知,二氧化碳反应生成了CO,不是催化剂,故d错误。(3)体系总压不变时,加入水蒸气,相当于反应体系减压,平衡正向移动,乙苯转化率增大,因此在实际生产中,往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气,能提高乙苯转化率;设起始时n(乙苯)=a mol,n(H2O)=b mol,
+H2(g)
起始量(mol) a 0 0
变化量(mol) 0.75a 0.75a 0.75a
平衡量(mol) 0.25a 0.75a 0.75a
气体的物质的量之比等于压强之比,平衡时=,b=4a,=×115 kPa=80 kPa,p氢气=p苯乙烯=×115kPa=15kPa,p乙苯=p苯乙烯=5kPa,所以平衡常数Kp===45 kPa。v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气,平衡时v正=v逆,即k正p乙苯=k逆p苯乙烯p氢气,所以==Kp=45 kPa。
+H2(g)
起始量(mol) a 0 0
变化量(mol) 0.6a 0.6a 0.6a
平衡量(mol) 0.4a 0.6a 0.6a
气体的物质的量之比等于压强之比,a点时=p苯乙烯=×112kPa=12kPa,p乙苯=8kPa,所以=Kp×=45kPa×=2.5。
20.【答案】(1)C15H22O5 bc
(2)5
(3)加成反应 消去反应
(4)羰基、醚键
(5)保护羰基
(6)CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO
【解析】根据流程可知,香茅醛在一定条件下转化为A,A生成B可以看成由两步反应完成:A在一定条件下发生已知信息的分子内的加成反应转化为,在浓硫酸加热条件下环上的羟基发生消去反应生成B;B在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成C,C再经过一系列转化生成D,根据DG流程可知,为保护结构中的羰基,D中的羰基与发生反应引入硫醚基团生成E,E与HC(OCH3)3反应生成F,F在HgCl2作催化剂作用下将分子中硫醚基团脱去转化为羰基生成G,G在一定条件下反应,最终制得青蒿素;根据青蒿素的分子结构简式,分子中含有的官能团有酯基、醚基及过氧基,分子结构中不含亲水基团,据此分析青蒿素的性质;由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛可以用氯乙烷碱性水解得乙醇,再氧化得乙醛,乙醛与苯甲醛在碱性条件下发生信息中的反应得到,再与氢气催化加成即可得到苄基乙醛,据此分析解答。(1)根据青蒿素的结构简式,每个节点为碳原子,每个碳原子形成4个共价键,不足键由氢原子补齐,则分子式为C15H22O5;青蒿素的结构简式为,含有的官能团有酯基、醚基及过氧基,其中酯基可发生水解反应,过氧基具有强氧化性,整个分子结构中无亲水基,则青蒿素不可能易溶于水,故答案为bc。(2)香茅醛的分子式为C10H18O,其同分异构体X含有醛基和六元碳环,且环上只有一个支链,则除六元环外,支链上有4个C原子,即为—C4H7O,因含有—CHO,则有—CH2CH2CH2CHO、—CH(CH3)CH2CHO、—CH2CH(CH3)CHO、—C(CH2CH3)CHO或—C(CH3)2CHO,共5种满足上述条件的X;其中核磁共振氢谱峰数最少,也就是分子结构中不同环境的氢原子种类最少,则该有机物的结构为高度对称,则物质的结构简式为。(3)反应A→B实际上可看作两步进行,A在一定条件下发生已知信息的分子内的加成反应转化为,在浓硫酸加热条件下环上的羟基发生消去反应生成B。(4)根据C的结构简式,其中所含官能团名称为羰基、醚键。(5)通过D→E的反应,分子中引入了硫醚基团,将羰基转化为硫醚基团,而F→G的反应,分子中硫醚基团又被脱去形成羰基,则这样做的目的是可达到保护羰基,提高反应选择性的目的。(6)由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛可以用氯乙烷碱性水解得乙醇,再氧化得乙醛,乙醛与苯甲醛在碱性条件下发生信息中的反应得到,再与氢气催化加成即可得到苄基乙醛,合成路线流程图为
CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO。
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