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广东省广州市华南师范大学附属中学2022届高三上学期综合测试(一)化学试题(含解析)
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这是一份广东省广州市华南师范大学附属中学2022届高三上学期综合测试(一)化学试题(含解析),共25页。试卷主要包含了单选题,实验题,工业流程题,原理综合题,结构与性质,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
广东省广州市华南师范大学附属中学2022届高三上学期综合测试(一)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。下列有关解读错误的是
选项
传统文化
化学角度解读
A
兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光
“香”的原因之一是美酒含有酯类物质
B
“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”
司南中“杓”的材质为Fe2O3
C
三月打雷麦谷堆
在雷电作用下N2最终转化成被作物吸收的化合态氮
D
《本草经集注》记载“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起…云是真硝石也
利用物理方法(焰色试验)可以鉴别钾盐
A.A B.B C.C D.D
2.化学科学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是
A.“墨子号”卫星成功发射实现了光纤量子通信,生产光纤的原料为晶体硅
B.实现海上首飞的“鲲龙”水陆两栖飞机的燃料为航空煤油,其组成元素与生物柴油相同
C.长征五号火箭的箭体蒙皮材料2219-铝合金,可一定程度上减轻火箭的质量
D.“奋斗者”号载人潜水器成功坐底,深度10909m,所用硬质合金潜孔钻头属于复合材料
3.下列说法正确的是
A.NaCl、HCl的水溶液都能导电,NaCl、HCl属于离子化合物
B.CaC2、CaCl2都含有离子键和非极性共价键
C.石油分馏、煤的干馏都属于物理变化
D.Na2SiO3和SiC都属于无机非金属材料
4.中国化学会遴选了118名青年化学家作为“元素代言人”组成“中国青年化学家元素周期表”。元素Po(钋)与S同主族,由暨南大学陈填烽代言,其原子序数为84,下列说法正确的是
A.210Po是一种核素 B.原子半径:Po<S
C.Po位于元素周期表的第4周期 D.PoO2只有还原性
5.下列装置,可以达到相应实验目的的是
A.探究浓硫酸的脱水性和氧化性
B.验证该装置产生乙烯
C.当K接N,X为碳棒,可起到保护铁的作用
D.依据褪色时间的长短比较反应物浓度对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
6.中药提取物阿魏酸对艾滋病病毒有抑制作用。下列关于阿魏酸的说法错误的是
A.含有4种官能团
B.该分子中所有碳原子可能共平面
C.能与Na2CO3溶液反应
D.其同分异构体可能含有两个苯环
7.“氟利昂”是制冷机的制冷剂,其中一种成分CF2Cl2破坏臭氧层的原理如图所示。下列说法正确的是
A.CH3CHF2替代CF2Cl2仍能破坏臭氧
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:
D.CF2Cl2分子的空间构型是正四面体形
8.下列关于物质的性质和应用的说法错误的是
A.绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,可用作补血剂
B.赤铁矿可用于冶炼生铁,发生的主要反应是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.泡沫灭火器中发生的反应是6NaHCO3+Al2(SO4)3=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4
D.用Na2S作还原剂,除去水中的Cu2+和Hg2+
9.常温下,用0.1mol·L-1氨水滴定10mL浓度均为0.1mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,已知醋酸的电离常数为Ka=1.8×10-5,下列说法错误的是
A.在氨水滴定前,混合溶液c(Cl-)>c(CH3COOH)
B.在氨水滴定前,混合溶液c(CH3COO-)≈Ka
C.当滴入氨水10mL时,c()+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量等于20mL,且c()<c(Cl-)
10.部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.a与d、a与e均能反应得到b
B.c为一种新型自来水消毒剂,c代替b的原因是:c不属于危险化学品
C.b的水溶液中加入CaCO3,可以增加d的产量
D.e的固体可用于实验室制O2
11.对下列实验现象或事实的结论正确的是
选项
现象或事实
结论
A
合成氨需在高温高压下才能进行反应
该反应为吸热反应
B
向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色
溶液中一定含有Fe3+
C
将CO2通入饱和CaCl2溶液中,无明显现象
CO2与CaCl2不生成CaCO3
D
两支盛有5mL的H2O2的试管,向其中一支试管中加入绿豆粒大小FeI2固体,加入FeI2固体的试管中产生气泡速度快
I-对H2O2分解具有催化作用
A.A B.B C.C D.D
12.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A.常温下,在pH=3,体积为2L的H3PO4溶液中,H+的数目为2×10-3NA
B.电解硫酸铜溶液时,若阳极收集到22.4L气体,电路中通过电子的数目为4NA
C.1molSiC晶体中含有的共价键为2NA
D.0.5molKO2中阴离子数为NA
13.中科院研制出了双碳双离子电池,以石墨(Cn)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极,电解质溶液为含有KPF6的有机溶液,其充电示意图如下。下列说法错误的是
A.固态KPF6为离子晶体
B.放电时MCMB电极为负极
C.充电时,若正极增重39g,则负极增重145g
D.充电时,阳极发生反应为Cn+xPF6--xe-=Cn(PF6)x
14.实验室探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理,装置如图,实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是
A.滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹,通入一段时间N2
B.Y中产生的白色沉淀是BaSO4和BaSO3
C.在X装置中浓硫酸不体现氧化性
D.若将Fe(NO3)3换成氨水,Y中也能产生白色沉淀
15.某温度下,0.100mol/LNaOH滴定50.0mL0.0500mol/LHCl溶液的滴定曲线如图所示。设该温度下水的离子积为Kw。下列说法错误的是
A.根据曲线数据计算可知该温度下Kw为10-13
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(H+)·c(OH—)=Kw
C.其它条件相同,若降温,反应终点b向c方向移动
D.相同实验条件下,若改为滴定0.0200mol·L-1H2SO4,反应终点b移到a
16.化合物M的结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素,Y在自然界中不存在游离态,Z的最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法正确的是
A.化合物M中各原子或离子均达到8电子稳定结构
B.元素Z、元素W、元素Y的单质晶体熔点依次升高
C.X与Z形成的化合物中只能存在极性共价键
D.因X3YZ3分子间存在氢键,故X3YZ3分子很稳定
二、实验题
17.莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]是一种重要的还原剂,在空气中比一般的亚铁盐稳定。某学习小组利用铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料设计如下实验制备少量的莫尔盐并测定其纯度。
已知:铁屑中含有硫、磷等杂质,与硫酸反应生成具有刺激性气味的H2S、PH3。
回答下列问题:
Ⅰ.制取莫尔盐
(1)如上图所示连接装置,检查装置气密性。将0.1mol(NH4)2SO4晶体置于玻璃仪器___________(填仪器名称)中,将6.0g洁净铁屑加入锥形瓶中。
(2)①打开分液漏斗瓶塞,关闭活塞K3,打开活塞K1和K2,加入55.0mL2mol/L稀硫酸后关闭K1。该步骤的目的是___________。
②待大部分铁屑溶解后,打开活塞K3、关闭活塞K2,此时可以看到的现象为___________。
③关闭活塞K2、K3,采用100℃水浴蒸发B中水分,液面产生晶膜时,停止加热,___________,用无水乙醇洗涤晶体。该反应中硫酸需过量,保持溶液的pH在1~2之间,其目的为___________。
④装置C的作用为___________,装置C存在的缺陷是___________。
Ⅱ.测定莫尔盐样品的纯度
取mg该样品配制成1L溶液,分别设计如下两个实验方案,请回答:
方案一:取20.00mL所配(NH4)2Fe(SO4)2溶液用0.1000mol•L﹣1酸性K2Cr2O7溶液进行滴定。重复三次。
(1)写出此反应的离子方程式___________。滴定时必须选用的仪器是___________(填编号)。
方案二:取20.00mL所配(NH4)2Fe(SO4)2溶液进行如下实验。(相对质量(NH4)2Fe(SO4)2▪6H2O:392,BaSO4:233)
待测液→加入足量的BaCl2溶液→过滤→洗涤→干燥→称量→wg固体。
(2)莫尔盐晶体纯度为___________。(用含m、w的式子表示,不需化简)。若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为___________。
三、工业流程题
18.以镁铝复合氧化物()为载体的负载型镍铜双金属催化剂()是一种新型高效加氢或脱氢催化剂,其制备流程如下:
已知:常温下,,。回答下列问题:
(1)在加热条件下,尿素在水中发生水解反应,放出______和______两种气体(写化学式)。
(2)“晶化”过程中,需保持恒温60℃,可采用的加热方式为______。
(3)“洗涤”过程中,检验滤饼是否洗净的方法是______。
(4)常温下,若“悬浊液”中,则溶液的______。
(5)“还原”过程中所发生反应的化学方程式为______。
(6)在强碱溶液中被氧化可得,该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料。其电池反应式:
①放电一段时间后,溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②充电时,阳极发生的电极反应式为______。
四、原理综合题
19.(1)NH3合成技术的迅速发展解决了维持过去100年人口增长所需食物摄入的紧迫性。科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h):
T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相应的热化学方程式如下:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530.4kJ·mol-1
①实验中323K时,该反应的平均反应速率为v(N2)=___________mol/h。
②与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:___________。
③353K比323K,NH3的生成量少的原因可能是___________。
④设在恒压为P恒温为T的条件下,密闭容器中充入0.60molN2和1.80molH2,高温高压合成氨,平衡时NH3的物质的量分数为,计算该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=___________。(以分压代替浓度表示,分压=总压×物质的量分数)
(2)NH3还是重要的化工原料,用于生产多种化工产品如N2H4等
①写出2种以NH3为原料制备的常见化工产品的化学式___________(除N2H4、铵盐外)。
②N2H4的电子式为___________,N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1=1.0×10-6,则0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH=___________(忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。
③N2H4是一种高能燃料,可用于燃料电池,原理如图,电池的负极反应式为___________。
五、结构与性质
20.碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)锗是重要半导体材料,基态Ge原子中,核外电子占据的最高能级是___________,该能级的电子云轮廓图为___________。Ge与C同族,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键,从原子结构角度分析,原因是___________。
(2)C20分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构如图所示,分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则C20分子中含___________个σ键,推测C20分子中碳原子的杂化轨道为介于___________之间。
(3)X是碳的一种氧化物,X的五聚合体结构如图所示。X分子中每个原子都满足最外层8电子结构,X分子的电子式为___________。X分子中碳碳键的夹角为___________。
(4)有机卤化铅晶体具有独特的光电性能,图为其晶胞结构示意图。
A为CH3NH,B为Pb2+,X为Cl—
①若该晶胞的边长为anm,则最近的两个Cl-中心间的距离是___________。
②在该晶胞的另一种表达方式中,若图中Pb2+处于顶点位置,则Cl-处于___________位置。原子坐标参数B为(0,0,0);A1为(),则X2为___________。
六、有机推断题
21.淫羊藿在我国最早记载于《神农本草经》,已有两千多年药用历史,从中分离出的淫羊藿素具有广泛药理作用,如抗肿瘤,抗骨质疏松和骨骼肌萎缩,抗阿兹海默病等。以下是其中间体的合成路线:
Bn:
(1)A的名称是___________。
(2)B的结构简式是___________。
(3)化合物D中的官能团名称是___________。
(4)1molD和足量NaOH溶液反应,最多能消耗___________molNaOH。
(5)仿照反应①,写出和反应生成E(分子式为C11H12O2)的化学方程式:___________。
(6)芳香化合物F是C的同分异构体,写出1种同时满足下列条件的F的结构简式:___________。
①能发生银镜反应
②核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:2:1
(7)参照上述合成路线,设计由合成的合成路线。(无机试剂任选)。___________
参考答案:
1.B
【详解】A.酒放置时间长,少量的乙醇被氧化为乙酸,乙酸与乙醇生成乙酸乙酯,乙酸乙酯等酯类物质具有香味,所以产生香味主要是因为美酒含有酯类物质,故A正确;
B.司南中“杓”的材质为有磁性的物质,四氧化三铁具有磁性,所以司南中“杓”的材质为Fe3O4,故B错误;
C.氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体;一氧化氮不溶于水,在常温下易跟空气中的氧气化合,生成红棕色的二氧化氮气体;二氧化氮易溶于水,它溶于水后生成硝酸和一氧化氮,硝酸进一步转化为可以为植物吸收的硝酸盐,增加土壤中氮肥含量,有利于作物生长,故C正确;
D.钠盐和钾盐焰色反应的颜色不同,钠的焰色反应为黄色,钾的焰色反应为紫色,焰色反应是物理变化,故D正确;
故选B。
2.C
【详解】A.生产光纤的原料为晶体二氧化硅,选项A错误;
B.航空煤油属于混合物,是由不同馏分的烃组成的,组成元素是碳和氢,而生物柴油的成分是油脂,组成元素为碳、氢、氧,选项B错误;
C.铝是密度较小的金属,使用铝合金可以减轻火箭质量,选项C正确;
D.金属单质或合金均属于金属材料,即本项中的硬质合金应该属于金属材料,选项D错误。
故答案选C。
3.D
【详解】A.化合物的水溶液能导电,和是不是离子化合物没有关系,HCl属于共价化合物,故A错误;
B.CaCl2中只有离子键,没有共价键,故B错误;
C.石油分馏是物理变化,煤的干馏属于化学变化,故C错误;
D.Na2SiO3属于硅酸盐,SiC俗称金刚砂,是无机物,所以它们都属于无机非金属材料,故D正确;
本题答案D。
4.A
【详解】A.210Po表示含有126个中子的Po原子,是Po元素的一种核素,故A正确;
B.Po电子层数大于S,原子半径:Po>S,故B错误;
C.Po位于元素周期表的第6周期,故C错误;
D.PoO2中Po元素化合价为+4,化合价既能升高又能降低,所以PoO2既有氧化性又有还原性,故D错误;
选A。
5.A
【详解】A.蔗糖与浓硫酸反应变黑,说明浓硫酸具有脱水性,品红褪色,说明生成SO2,证明浓硫酸具有强氧化性,A符合题意;
B.乙醇与浓硫酸加热会产生乙烯,但由于乙醇会被浓硫酸碳化,C与浓硫酸反应生成SO2,且乙醇易挥发,乙醇、乙烯、SO2均能使KMnO4褪色,故不能说明产生乙烯,B不符合题意;
C.K接N时此时为电解池,Fe为阳极,阳极失电子生成Fe2+,不能护铁,C不符合题意;
D.KMnO4滴入草酸,由于草酸过量,KMnO4会立即褪色,无法判断反应速率,应该保持KMnO4浓度一致,草酸过量且浓度不同,D不符合题意;
故选A。
6.D
【详解】A.由阿魏酸的结构简式可知,该结构中有羧基、碳碳双键、酚羟基、醚键四种官能团,故A正确;
B.由阿魏酸的结构简式可知,该结构中含有苯环和碳碳双键,与苯环、碳碳双键直接相连的原子在同一个平面上,则分子中所有碳原子可能共平面,故B正确;
C.由阿魏酸的结构简式可知,该结构中有羧基、酚羟基,均能与Na2CO3溶液反应,故C正确;
D.由阿魏酸的结构简式可知,该结构中含有一个苯环,有4个不饱和度,一个碳碳双键,有1个不饱和度,1个羧基,有1个不饱和度,即该结构中总共有6个不饱和度,而含有两个苯环要有8个不饱和度,6<8,该有机物的同分异构体不可能含有两个苯环,故D错误;
答案为D。
7.C
【详解】A.根据图示,Cl原子是该反应的催化剂,CH3CHF2替代CF2Cl2不能作催化剂,不能破坏臭氧,故A错误;
B.活化能越小,反应速率越快,a为慢反应,b为快反应,反应a的活化能高于反应b的活化能,故B错误;
C.由图可知,Cl原子是臭氧转化为氧气的催化剂,化学方程式可表示为:,故C正确;
D.CF2Cl2分子的空间构型是四面体形,不是正四面体形,故D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.绿矾的化学式为:FeSO4·7H2O,绿矾可用于净水剂、补血剂等,故A正确;
B.赤铁矿可用于冶炼生铁,发生的主要反应是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,故B正确;
C.泡沫灭火器中发生的反应是硫酸铝与碳酸氢钠发生双水解反应生成Al(OH)3、CO2、Na2SO4,方程式为:6NaHCO3+Al2(SO4)3=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4,故C正确;
D.重金属离子Cu2+、Hg2+能够和硫离子反应产生不溶于水的金属硫化物沉淀,该过程不是氧化还原反应,Na2S不是还原剂,故D错误;
故选D。
9.D
【详解】A.依据物料守恒,c(Cl-)=c(CH3COOH)+ c(CH3COO-),则混合溶液c(Cl-)>c(CH3COOH),A正确;
B.在氨水滴定前,混合溶液Ka =,c(H+)≈c(CH3COOH),则c(CH3COO-)≈Ka,B正确;
C.当滴入氨水10mL时,氨水的物质的量与醋酸的物质的量相等,则依据物料守恒,c()+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),C正确;
D.CH3COONH4呈中性,NH4Cl呈酸性,当溶液呈中性时,氨水应过量,氨水滴入量大于20mL,且c()>c(Cl-),D错误;
故选D。
10.B
【分析】根据价类二维图可知:b、c、d分别Cl2、C1O2、HClO,a、e可以为HCl、。
【详解】A.根据氧化还原反应归中规律,HCl与HClO,NaCl与在酸性情况下发生归中反应,均可以得到Cl2,故A错误;
B.ClO2为一种新型自来水消毒剂,代替Cl2的原因是它的杀菌、消毒的能力更强,与危险化学品无关,故B正确;
C.Cl2的水溶里存在平衡:,加入CaCO3,与HCl反应,使平衡向右移动,HClO的含量增多,故C错误;
D.若为KClO3,它的固体可用于实验室制O2,故D错误;
故选B。
11.C
【详解】A.某个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关,合成氨是放热反应,故A错误;
B.该黄色溶液中可能含有Br2,Br2也能将碘离子氧化为碘单质,所以不能确定该黄色溶液中一定含有Fe3+,则结论不正确,故B错误;
C.由于酸性:H2CO3>HCl,根据强酸制弱酸的原理,将CO2通入饱和CaCl2溶液中,无明显现象,CO2与CaCl2不生成CaCO3,故C正确;
D.过氧化氢可以氧化亚铁离子、碘离子、铁离子可以催化过氧化氢分解,由操作和现象不能说明I-对H2O2分解具有催化作用,故D错误;
故选C。
12.A
【详解】A.常温下,在pH=3,体积为2L的H3PO4溶液中,c(H+)=110-3mol/L,H+的物质的量为110-3mol/L2L=210-3mol,数目为2×10-3NA,故A正确;
B.没有说明是否为标况,无法计算22.4L气体的物质的量,故B错误;
C.SiC晶体中1个Si与4个C原子形成4条共价键,故1molSiC晶体中含有4mol共价键,故C错误;
D.超氧化钾是由超氧根离子和钾离子构成,所含的阴离子为,故0.5mol超氧化钾中阴离子的数目为0.5NA,故D错误;
故选A。
13.C
【详解】A.由图可知,固态KPF6能电离生成PF和K+,则固态KPF6为离子晶体,故A正确;
B.根据放电时离子的移动方向可知充电时石墨电极为阳极、MCMB电极为阴极,则放电时石墨电极为正极、MCMB电极为负极,故B正确;
C.充电时,PF移向阳极、K+移向阴极,二者所带电荷数值相等,则移向阳极的PF和移向阴极的K+数目相等,即n(PF)=n(K+)=39g÷39g/mol=1mol,n(PF)=nM=1mol×145g/mol=145g,即充电时,若负极增重39g,则正极增重145g,故C错误;
D.充电时,阳极发生失去电子的氧化反应,即反应为Cn+xPF6--xe-=Cn(PF6)x,故D正确;
故选C。
14.B
【详解】A.通入一段时间N2,目的是为了赶走装置中的空气,防止Na2SO3和生成的SO2气体被氧化,故A正确;
B.二氧化硫气体溶于水,溶液显酸性,在酸性溶液中其能被硝酸根离子、Fe3+氧化成硫酸根离子,则Y中产生的白色沉淀只能是BaSO4,故B错误;
C.在X装置中反生的反应是H2SO4(浓) + Na2SO3 == Na2SO4 + H2O + SO2↑,此反应不是氧化还原反应,不能体现浓硫酸氧化性,故C正确;
D.若将Fe(NO3)3换成氨水,通入SO2后,SO2和水反应生成的亚硫酸会和氨水继续反应生成亚硫酸铵,生成的亚硫酸铵和氯化钡反应生成BaSO3沉淀,故D正确;
本题答案B。
15.D
【详解】A.当加入25mLNaOH溶液时溶液呈中性,此时pH=6.5,则c(H+)=c(OH-)=10-6.5mol/L,Kw= c(H+)c(OH-)=10-13,故A正确;
B.只要是水溶液中,都会存在关系式c(H+)·c(OH-)=Kw,故B正确;
C.其它条件相同,若降温,水的电离程度减小,c(H+)减小,pH增大,反应终点b向c方向移动,故C正确;
D.相同实验条件下,若改为滴定0.0200mol·L-1H2SO4,当加入20mL NaOH溶液时溶液呈中性,故D错误;
故选D。
16.B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Z为O;Y元素在自然界都以化合态存在,且Y的原子序数小于Z,化合物M中Y可以形成3个或4个共价键,则Y为B;X形成1个共价键,W形成+1价阳离子,则X为H,W为Na,以此分析解答。
【详解】根据分析可知,X为H,Y为B,Z为O,W为Na元素。
A.化合物M中有2个B原子只形成了3个共价键,没有达到8电子稳定结构,故A错误;
B.元素O、Na、B的单质依次为分子晶体、金属晶体、共价晶体,其熔点依次升高,故B正确;
C.X、Z形成的H2O2中存在非极性键,故C错误;
D.氢键是较强的分子间作用力,只影响物质的物理性质,分子的稳定性与氢键无关,故D错误;
故选B。
17. 三颈烧瓶 排尽装置中的空气、制备FeSO4 浅绿色溶液会流入B 冷却结晶,过滤 抑制亚铁离子水解,减少Fe2+的氧化 液封作用,防止空气进入B装置氧化Fe2+ 不能吸收H2S,PH3等尾气 ①③⑤ ×100% 部分Fe2+被氧化(含有杂质(NH4)2SO4)
【分析】制取莫尔盐:打开分液漏斗瓶塞,关闭活塞K3,打开K2、K1,加完55.0mL2mol•L-1稀硫酸,硫酸和铁反应生成氢气,将装置内的空气排出,待大部分铁粉溶解后,打开K3、关闭K2,A中的液体被压入B中,关闭活塞K2、K3,采用100℃水浴蒸发B中水分,可生成莫尔盐,冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤,可得到莫尔盐晶体,装置C可用于液封,防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+。据此解答。
【详解】Ⅰ.(1)根据装置的结构特点可知装置为三颈烧瓶;
(2)①这时A中产生H2会进入的到B中,排尽装置中的空气、制备FeSO4;
②待大部分铁粉溶解后,打开K3、关闭K2,A中生成氢气,压强增大,可将A中的液体压入B中;
③将晶体从溶液中分离出来,可用过滤的方法;硫酸过量,可抑制亚铁离子水解;
④导管插入液面以下,可起到液封作用,防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+的作用,但不能除去尾气中的H2,甚至发生倒吸;
Ⅱ.(1)还原产物为Cr3+,摩尔盐中亚铁离子被氧化生成铁离子,同时还生成水,根据反应物和生成物结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为;酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性和酸性,应该盛放在酸式滴定管中,所以该实验滴定时需要的仪器有酸式滴定管、滴定管夹、锥形瓶,所以应该选取①③⑤;
(3)得到的沉淀是BaSO4,,根据硫酸根离子守恒得,则,,摩尔盐纯度
(4)Fe2+不稳定,易被空气氧化,会导致方法一测定值偏小。
18. NH3 CO2 水浴加热 取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净 10 NiO+H2Ni+H2O,CuO+H2Cu+H2O 增大
Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
【分析】将MgSO4、Al2(SO4)3、NiSO4、CuSO4混合溶液在90℃下加入尿素发生反应生成悬浊液Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2,在60℃净化过滤,得到滤饼,洗涤、干燥,焙烧得到MgO、CuO、NiO、Al2O3,在550℃温度下用氢气还原。
【详解】(1)根据题意,尿素[CO(NH2)2]在加热条件下与水发生水解反应即CO(NH2)2+H2O CO2↑+2NH3↑,因此放出NH3和CO2两种气体;故答案为:NH3;CO2。
(2)“晶化”过程中,需保持恒温60℃,温度在100℃以下,因此采用的加热方式为水浴加热;故答案为:水浴加热。
(3)“洗涤”过程中,检验滤饼是否洗净,主要检验洗涤液中是否还含有硫酸根,因此常用的方法是取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净;故答案为:取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净。
(4)常温下,若“悬浊液”中,,则,,则溶液的10;故答案为:10。
(5)“还原”过程最终得到,说明是NiO、CuO与氢气发生还原反应,因此所发生反应的化学方程式为NiO+H2Ni+H2O,CuO+H2Cu+H2O;故答案为:NiO+H2Ni+H2O,CuO+H2Cu+H2O。
(6)①放电一段时间后,负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,正极是2NiOOH+2e-+2H2O =2Ni(OH)2+2OH-,正极生成的OH-物质的量与负极消耗的OH-物质的量相等,但是消耗了电解质中的水,使碱性增强,因此溶液的pH将增大;故答案为:增大。
②根据放电时正极电极反应式NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-,则充电时,阳极发生的电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O;故答案为:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。
19. 1.0x10-6mol/h 使用催化活性高和选择性更好的催化剂 温度升高,催化剂活性降低对速率的影响程度大于温度升高对速率的影响程度(发生副反应,导致生成NH3的速率降低) HNO3、Na2CO3(NaHCO3) 10 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O
【详解】(1)①实验中323K时,3h内生成6×10-6mol NH3,3h内消耗3×10-6mol N2,该反应的平均反应速率为v(N2)=mol/h;
②使用催化活性高和选择性更好的催化剂,能加快化学反应速率,增大NH3生成量;
③温度升高,催化剂活性降低对速率的影响程度大于温度升高对速率的影响程度,所以353K比323K,NH3的生成量少;
④
平衡时NH3的物质的量分数为,即,x=0.36,
Kp==;
(2)①氨气发生催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸;氨气、饱和食盐水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠,以NH3为原料可以制备HNO3,Na2CO3(NaHCO3);
②N2H4的电子式为,N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1=1.0×10-6, 0.01mol·L-1N2H4水溶液中,,,,则0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH=10。
③由图示可知,电池的负极N2H4失电子生成N2和水,反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。
20. 4p 哑铃形 Ge原子半径大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 30 sp2和sp3杂化 180° anm 棱心 (,0,0)。
【分析】Ge元素的原子序数为32,其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2,结合Ge的原子半径大分析解答;根据均摊法计算C20分子中含有的σ键数;X的五聚合体结构图中含有15个C原子,10个O原子,则X的分子式为C3O2,结合分子中每个原子均满足8电子稳定结构书写电子式;根据有机卤化铅晶体结构,Cl-处于面心,故Cl-间的最短距离是晶胞边长一半的 倍;若图中Pb2+处于顶点位置,则Cl-处于棱的中点;结合B(0,0,0)、则Al为(,,),据此分析解答。
【详解】(1)Ge元素的原子序数为32,其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2,核外电子占据最高能级的符号4p,p能级的电子云轮廓图为哑铃形;Ge的原子半径大,原子之间形成的σ键较长,p-p轨道“肩并肩“程度很小或几乎不能重叠,因此Ge原子之间难以形成双键或三键,故答案为:4p;哑铃形;Ge的原子半径大,原子之间形成σ键较长,p-p轨道“肩并肩“程度很小或几乎不能重叠,Ge原子之间难以形成双键或三键;
(2)类比金刚石的成键原理,C20中每个碳原子与3个C连着,即每个C周围形成3个σ键,由于涉及共用,故1个C周围实际占有1.5个σ键,所以C20中共有20×1.5=30个σ键;C原子有4个价电子,其中3个用于形成σ键,每个C还剩余1个价电子,可用于与相邻C形成π键,此时C原子为sp2杂化,但由于涉及碳原子之间的共用,故有些碳原子剩余的1个价电子无法形成π键,此时对应碳原子为sp3杂化,故C20中碳原子杂化类型介于sp2、sp3杂化之间,故答案为:30;sp2、sp3杂化;
(3) X的五聚合体结构图中含有15个C原子,10个O原子,则X的分子式为C3O2,该分子中每个原子均满足8电子稳定结构,故C与O之间两对共用电子,C与C之间也共用两对电子,电子式为,X分子中C原子采用sp杂化,碳碳键的夹角为180°,故答案为:;180°;
(4)①根据有机卤化铅晶体结构可知,Cl-处于面心,故Cl-间的最短距离为晶胞边长一半的 倍=anm=anm,故答案为:anm;
②根据提给图示可知,Pb2+处于两个Cl-的中点,若图中Pb2+处于顶点位置,则Cl-处于两个Pb2+的中点,即棱的中点(棱心);原子坐标参数B为(0,0,0)、则Al为(,,),X2为(,0,0),故答案为:棱心;(,0,0)。
21. 苯甲醇 酚羟基、羰基、醚键 3 +→+H2O 、(任写一种)
【分析】A()在(CH2O)n与HCl的作用下生成B(),B与CuCN发生取代反应生成C(),C与发生反应生成D(),D与TBDMSCl(叔丁基二甲基氯硅烷)发生取代反应生成,与发生酯化反应生成,在一定条件下成环生成。
【详解】(1)A是,名称为苯甲醇;
(2)根据分析,B的结构简式为;
(3)根据分析,D为,官能团有酚羟基、羰基、醚键;
(4)D中的3个酚羟基均能与NaOH反应,因此1molD可以消耗3molNaOH;
(5)根据反应①可知,酮羰基的α-H较活泼,可以与另外一个羰基的碳氧双键发生加成反应(α-H加到O上,剩余部分加到C上),加成之后形成羟基,羟基再发生消去反应生成碳碳双键,故该反应可表示为+→+H2O;
(6) 能发生银镜反应说明结构中含有醛基,核磁共振氢谱峰面积比为2:2:2:2:1说明结构中有5种不同化学环境的H,故同分异构体为或;
(7)合成可用有机合成的逆推法,需要先合成,可由与CuCN反应制得,而可用取代制得,因此合成路线为:
。
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