2023年上海市徐汇区高三高考&等级考一模化学试卷含详解
展开一、选择题(本题共40分,每小题2分,每题只有一个正确选项)
1. 氦是最难液化的气体。下列有关氦气的说法正确的是
A 属于原子晶体B. 含有非极性键C. 属于非电解质D. 密度比空气小
2. 氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、杀虫剂等,下列说法错误的是
A. 结构式:B. 物质类别:卤代烃
C. 可燃性:易燃烧D. 分子构型:四面体
3. 下列有关说法错误的是
A. 酸性:H2CO3>HClOB. 原子半径:r(Al)<r(Cl)
C. 碱性:NaOH>Al(OH)3D. 氧化性:S<Cl2
4. 只用水不能鉴别的是
A. 苯和乙醇B. KMnO4晶体和I2晶体
C. Na2O2和硫粉D. 乙酸乙酯和乙酸丁酯
5. 用硝石(NaNO3)和浓硫酸反应能制取硝酸,该反应利用了浓硫酸的
A. 强酸性B. 难挥发性C. 脱水性D. 强氧化性
6. 关于氮肥说法正确的是
A. 尿素属于铵态氮肥B. 植物吸收氮肥属于氮的固定
C. 使用碳铵应深施盖土D. 硫铵与草木灰混用肥效增强
7. 下列说法错误的是
A. 可燃冰也是一种化石能源B. 煤的综合利用有煤的气化、干馏等
C. 铝合金被广泛应用于制造发动机D. 汽车可以直接使用原油
8. 关于漂粉精的说法错误的是
A. 工业上用氯气与石灰乳反应制备B. 漂粉精在空气中会变质
C. 漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2与CaCl2D. 漂粉精溶液有碱性与强氧化性
9. 下列离子常用“气体法”检验的是
A. SOB. NHC. Cl—D. Fe3+
10. 不符合硫酸工业生产实际的是
A. 沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B. 接触室中的反应条件为高温高压
C. 催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D. 吸收塔中用98.3%浓硫酸吸收SO3
11. 能用NaOH溶液除去物质中少量杂质的是(括号内为杂质)
A. 苯(液溴)B. CO2(HCl)C. NaHCO3(Na2CO3)D. 乙醇(水)
12. 下列物质不能用于吸收H2S的是
A. FeSO4溶液B. NaOH溶液C. CuSO4溶液D. 酸性KMnO4溶液
13. 关于有机物制备的说法正确的是
A. 使用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯
B. 用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
C. 制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都需要过量的乙酸
D. 制取乙烯时可使用酸性KMnO4溶液除去SO2
14. 派卡瑞丁是一种高效驱蚊液的主要成分,结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. 与乙酸乙酯是同系物B. 存在含苯环的同分异构体
C. 能与NaHCO3反应生成CO2气体D. 能使酸性KMnO4溶液退色
15. NH3和NO2在催化剂作用下发生反应:8NH3+6NO2=7N2+12H2O,若还原产物比氧化产物少0.1ml,下列说法正确的是
A. 还原剂比氧化剂多0.2mlB. 转移电子的物质的量为3.6ml
C. 生成32.56L的气体(标准状况下)D. 被还原的氮原子质量为11.2g
16. 按如图装置所示,将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是
A. 镁电极发生反应为Mg-2e-=Mg2+
B. Al片做负极
C. 电子由镁电极经导线流入铝电极
D. 将NaOH溶液换成稀H2SO4,灵敏电流计指针偏转方向不变
17. 将分别通入下列溶液中,对现象的分析正确的是
A. AB. BC. CD. D
18. 丙烷与溴原子能发生以下两种反应:
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g)
② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应①是放热反应
B. 反应②使用了催化剂
C. 产物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低
D. CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要吸热
19. 室温下,向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2,溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是
A. a点:水电离产生的c(H+)=1×10-4ml•L-1B. b点:溶液中c(OH—)=1×10-7ml•L-1
C. c点:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)D. d点:c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)
20. T℃时,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL,已知CaO(s)和CaCO3(s)的密度分别为:3.35g•cm-3、2.93g•cm-3,下列有关说法正确的是
A. 恒温、恒容,体系中再加入56gCaO(s),平衡不移动
B. 恒温,压缩容器体积,达到平衡后,化学反应速率加快
C. 恒温、恒压,体系中再加入100gCaCO3(s),平衡常数不变
D. 恒温、恒压,体系中通入一定量N2,平衡正向移动,建立新的平衡状态
二、综合题(共60分)
21. 磷是生物体内不可或缺的元素之一,自然界主要以磷酸盐的形式存在。磷酸盐可用于制备白磷(P4),白磷在加热条件下,能转化为红磷(P),白磷还能与足量热的浓碱发生如下反应:P4+3KOH+3H2OPH3↑+3K2PO2。
(1)磷原子的最外层核外电子排布式为______。
(2)PH3的电子式为______。热稳定性:NH3______PH3(选填“>”或“<”)。
(3)P4的分子构型为正四面体,P4为______分子(选填“极性”或“非极性”)。
(4)白磷和红磷互为______。
(5)利用磷酸钙矿混以石英砂(SiO2)和炭粉在电炉中加热可以制备白磷。
______Ca3(PO4)2+______SiO2+______C______CaSiO3+______P4+______CO↑
配平上述化学方程式______。
(6)次磷酸(H3PO2)是______弱酸(选填“一元”、“二元”或“三元”)。KH2PO2稀溶液中存在:c(K+)=______。
22. 氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要的意义,如何消除NO成为当前研究的主要课题之一。
NH3还原法:研究发现NH3脱硝的过程如图所示。
(1)反应过程中Fe3+的作用为______。
(2)写出脱氮过程的总反应的化学方程式______。
活性炭吸收法:向2L的密闭容器中先加入足量的活性炭,再向容器中通入NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)+QkJ(Q>0),其中NO和N2的物质的量变化如表所示。
(3)0~5min内,CO2的平均反应速率v=______。
(4)第15min后,温度调整到T2,则T1_____T2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)若30min时,保持温度T2不变,向该容器中再投入参与反应的四种物质各2ml,则此时反应______移动(选填“正向”“逆向”或“不”),最终达平衡时NO的平衡转化率会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
NaClO氧化法:工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂,在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。
(6)写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式_______。
(7)该装置的优点是_______。
23. 卡龙酸是一种医药中间体,主要作为蛋白酶抑制剂的合成。以下是卡龙酸的一种合成路线(部分试剂和条件省略,不考虑立体异构)。
(1)反应①的反应类型为______。
(2)写出反应②所需的试剂和条件______。
(3)C中含有的官能团名称______。
(4)写出反应③的化学方程式______。
(5)写出B在工业上的主要用途______。
(6)写出一种满足下列条件,A同分异构体的结构简式_____。
①能发生银镜反应;②有2种不同化学环境的氢原子
(7)结合相关信息,设计以乙炔和乙醇为原料,合成的合成路线。(无机试剂任选)______。
(合成路线可表示为:A……B目标产物)
24. 过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)可以作为洗涤助剂、纺织漂白剂、医疗制氧剂、杀菌消毒剂等,常用活性氧的含量来衡量产品质量,活性氧含量=×100%。
已知工业制备原理为:2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)=2Na2CO3•3H2O2(s)+QkJ(Q>0),它的一种制备路线和数据如表。
表1反应温度对产率及活性氧含量的影响
表2加料时间对产率及活性氧含量的影响
(1)写出工业制备纯碱的化学方程式______。
(2)可能用作稳定剂的试剂是______(选填编号)。
a.H2SO4 b.Na2SO3 c.Na2SO4 d.Na2S
(3)加入NaCl的目的是______。
(4)操作①的名称______。
(5)反应器中适宜的反应温度为______。
(6)加料时间对产率也有较大影响,时间太短或过长均不利于生产,加料时间太短会导致产率较低的原因是______。
(7)产品中活性氧含量的测定方法:称量0.1600g样品,用100mL0.5000ml•L-1H2SO4完全溶解,立即用0.0200ml•L-1KMnO4溶液滴定,至溶液呈浅红色且半分钟内不退色,平行3次实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为26.56mL。另外,在不加样品的情况下,按照上述过程进行空白实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为2.24mL。计算该样品的活性氧含量为______。
高三化学
相对原子质量:H-1 He-4 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Ca-40
一、选择题(本题共40分,每小题2分,每题只有一个正确选项)
1. 氦是最难液化的气体。下列有关氦气的说法正确的是
A. 属于原子晶体B. 含有非极性键C. 属于非电解质D. 密度比空气小
【答案】D
【详解】A.氦气是由氦分子构成的,属于分子晶体,A错误;
B.氦气分子是单原子分子,故氦气不含化学键,B错误;
C.在水中和熔融状态下都不能导电化合物,是非电解质,氦气是单质,不属于非电解质,C错误;
D.同温同压下,气体的密度和摩尔质量成正比,氦气的摩尔质量为4g/ml,空气的平均摩尔质量为29g/ml,故氦气的密度比空气小,D正确;
故选D。
2. 氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、杀虫剂等,下列说法错误的是
A. 结构式:B. 物质类别:卤代烃
C. 可燃性:易燃烧D. 分子构型:四面体
【答案】C
【详解】A.CCl2F2的结构式为:,故A正确;
B.烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的化合物称为卤代烃,CCl2F2可以由CH4发生取代反应得到,属于卤代烃,故B正确;
C.氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、不易燃烧,故C错误;
D.CCl2F2可以由CH4发生取代反应得到,分子构型四面体形,故D正确;
故选C。
3. 下列有关说法错误的是
A. 酸性:H2CO3>HClOB. 原子半径:r(Al)<r(Cl)
C. 碱性:NaOH>Al(OH)3D. 氧化性:S<Cl2
【答案】B
【详解】A.CO2可以和NaClO溶液发生反应生成HClO,由此可知,酸性:H2CO3>HClO,A正确;
B.同一周期,从左到右,元素的原子半径依次减小,故原子半径:r(Al)>r(Cl),B错误;
C.同一周期,从左到右,元素的金属性依次减弱;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强;金属性:Na>Al,故碱性:NaOH>Al(OH)3,C正确;
D.同一周期,从左到右,元素的非金属性依次增强;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强;非金属性:S<Cl,故氧化性:S<Cl2,D正确;
故选B。
4. 只用水不能鉴别的是
A. 苯和乙醇B. KMnO4晶体和I2晶体
C. Na2O2和硫粉D. 乙酸乙酯和乙酸丁酯
【答案】D
【详解】A.苯不溶于水,乙醇溶于水,可用水鉴别,A错误;
B.高锰酸钾溶于水溶液为紫红色,碘溶于水溶液为棕黄色,可用水鉴别,B错误;
C.Na2O2与水反应产生气体,硫粉不溶于水,产生黄色沉淀,可用水鉴别,C错误;
D.乙酸乙酯和乙酸丁酯都不溶于水,且两者密度都比水小,都在水层之上,不能用水鉴别,D正确;
故答案选D。
5. 用硝石(NaNO3)和浓硫酸反应能制取硝酸,该反应利用了浓硫酸的
A. 强酸性B. 难挥发性C. 脱水性D. 强氧化性
【答案】B
【分析】
【详解】难挥发性酸可以制易挥发性酸,所以用硝石(NaNO3)和浓硫酸反应能制取硝酸,利用了浓硫酸的难挥发性,故选B。
6. 关于氮肥的说法正确的是
A. 尿素属于铵态氮肥B. 植物吸收氮肥属于氮的固定
C. 使用碳铵应深施盖土D. 硫铵与草木灰混用肥效增强
【答案】C
【分析】
【详解】A.尿素属于有机物,不是铵盐,属于有机氮肥,不属于铵态氮肥,故A错误;
B.植物吸收氮肥是吸收化合态的氮元素,不属于氮的固定,故B错误;
C.碳铵受热容易分解,易溶于水,使用碳铵应深施盖土,避免肥效损失,故C正确;
D.将硫酸铵与碱性物质草木灰混合施用时,会放出氨气,降低肥效,故D错误;
故选C。
7. 下列说法错误的是
A. 可燃冰也是一种化石能源B. 煤的综合利用有煤的气化、干馏等
C. 铝合金被广泛应用于制造发动机D. 汽车可以直接使用原油
【答案】D
【详解】A.煤、石油、天然气、可燃冰都是化石能源,A正确;
B.煤的综合利用有煤的气化、干馏等,B正确;
C.铝合金密度小,硬度大,表面形成氧化物薄膜耐高温,应用于制造发动机的缸盖,可以减重30%,C正确;
D.汽车不可以使用原油,使用汽油、柴油,D错误;
故答案为:D。
8. 关于漂粉精的说法错误的是
A. 工业上用氯气与石灰乳反应制备B. 漂粉精在空气中会变质
C. 漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2与CaCl2D. 漂粉精溶液有碱性与强氧化性
【答案】C
【详解】A.漂粉精有效成分是次氯酸钙,工业上用氯气与石灰乳反应制备,A正确;
B.漂粉精在空气中易于二氧化碳和水反应生成次氯酸,次氯酸见光分解而变质,B正确;
C.漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2,C错误;
D.漂粉精溶液次氯酸钙是弱酸强碱盐显碱性,次氯酸根具有强氧化性,D正确;
故选C。
9. 下列离子常用“气体法”检验的是
A. SOB. NHC. Cl—D. Fe3+
【答案】B
【详解】A.检验硫酸根离子的方法为向待测液中先加入稀盐酸,无明显现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明待测液中一定含有硫酸根离子,此法为沉淀法,故A不合题意;
B.检验铵根离子的方法为向待测液中加入氢氧化钠溶液,并加热,有刺激性气味并能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,说明待测液中一定含有铵根离子,此法为气体法,故B符合题意;
C.检验氯离子的方法为向待测液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明待测液中一定含有氯离子,此法为沉淀法,故C不合题意;
D.检验铁离子的方法为向待测液中加入硫氰化钾溶液,溶液立即变为血红色,说明待测液中一定含有铁离子,此法为显色法,故D不合题意;
故选B。
10. 不符合硫酸工业生产实际的是
A. 沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿
B. 接触室中的反应条件为高温高压
C. 催化氧化时通过热交换器充分利用能量
D. 吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
【答案】B
【详解】A.沸腾炉中加入碾碎的硫铁矿可以增大固体的表面积,是反应物的接触面积增大,反应更加充分,A正确;
B.接触室中二氧化硫的催化氧化反应在常压下转化率已经很高,加压对转化率影响不大,但对设备材料要求较高,会导致成本增大,故接触室中的反应条件为高温常压,B错误;
C.二氧化硫在接触室内催化氧化生成三氧化硫的反应为放热反应,催化氧化时通过热交换器可以预热反应物,同时降低容器中的温度,有利于平衡向正反应方向移动,提高二氧化硫的转化率,C正确;
D.SO3溶解于水放热易形成酸雾,导致吸收效率低,若吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可以防止吸收过程中形成酸雾,提高SO3的吸收效率,D正确;
故选B。
11. 能用NaOH溶液除去物质中少量杂质的是(括号内为杂质)
A. 苯(液溴)B. CO2(HCl)C. NaHCO3(Na2CO3)D. 乙醇(水)
【答案】A
【详解】A.苯(液溴),氢氧化钠和液溴反应,和苯不反应,能用氢氧化钠除掉苯中的液溴,故A符合题意;
B.CO2(HCl),氢氧化钠和HCl、CO2都要反应,因此不能用氢氧化钠除掉CO2中的HCl,故B不符合题意;
C.NaHCO3(Na2CO3),碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠,因此不能用氢氧化钠除掉NaHCO3中Na2CO3,故C不符合题意;
D.乙醇(水),氢氧化钠溶液与乙醇、水互溶的,因此不能用氢氧化钠除掉乙醇中水,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
12. 下列物质不能用于吸收H2S的是
A. FeSO4溶液B. NaOH溶液C. CuSO4溶液D. 酸性KMnO4溶液
【答案】A
【详解】A.氢硫酸的酸性弱于硫酸,氢硫酸不能与硫酸亚铁溶液反应,所以硫酸亚铁溶液不能用于吸收硫化氢气体,故A符合题意;
B.氢氧化钠溶液与硫化氢生成硫化钠和水,则氢氧化钠溶液能用于吸收硫化氢气体,故B不符合题意;
C.硫酸铜溶液与硫化氢反应生成硫化铜沉淀和硫酸,则硫酸铜溶液能用于吸收硫化氢气体,故C不符合题意;
D.酸性高锰酸钾溶液与硫化氢反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫和水,则酸性高锰酸钾溶液能用于吸收硫化氢气体,故D不符合题意;
故选A。
13. 关于有机物制备的说法正确的是
A. 使用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯
B. 用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
C. 制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都需要过量的乙酸
D. 制取乙烯时可使用酸性KMnO4溶液除去SO2
【答案】A
【详解】A.使用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯可以吸收乙醇、中和乙酸同时降低乙酸乙酯的溶解损失,A正确;
B.电石与水反应非常的剧烈,不能用启普发生器,为了减小其反应速率,可用饱和食盐水代替水作反应试剂,B错误;
C.乙醇的价格更低廉,制取乙酸乙酯时为了提高乙酸的转化率会使乙醇过量,C错误;
D.乙烯也可以与高锰酸钾反应生成二氧化碳,D错误;
故选A。
14. 派卡瑞丁是一种高效驱蚊液的主要成分,结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. 与乙酸乙酯是同系物B. 存在含苯环的同分异构体
C 能与NaHCO3反应生成CO2气体D. 能使酸性KMnO4溶液退色
【答案】D
【详解】A.由结构简式可知,派卡瑞丁分子中含有的官能团与乙酸乙酯不同,不是同类物质,不可能互为同系物,故A错误;
B.由结构简式可知,派卡瑞丁分子的不饱和度为2,苯环的不饱和度为4,则派卡瑞丁分子不可能存在含苯环的同分异构体,故B错误;
C.由结构简式可知,派卡瑞丁分子中不含有羧基,不可能与碳酸氢钠反应,故C错误;
D.由结构简式可知,派卡瑞丁分子中含有的羟基能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液退色,故D正确;
故选D。
15. NH3和NO2在催化剂作用下发生反应:8NH3+6NO2=7N2+12H2O,若还原产物比氧化产物少0.1ml,下列说法正确的是
A. 还原剂比氧化剂多0.2mlB. 转移电子的物质的量为3.6ml
C. 生成32.56L的气体(标准状况下)D. 被还原的氮原子质量为11.2g
【答案】A
【分析】由方程式可知,反应中氨分子中氮元素化合价升高被氧化,氨分子是还原剂,二氧化氮中氮元素化合价降低被还原,二氧化氮是氧化剂,氧化产物和还原产物都是氮气,设氨气的物质的量为a,还原产物比氧化产物少0.1ml,由得失电子数目守恒可得:3a=4(a—0.2),解得a=0.8,则参加反应的氨气和二氧化氮的物质的量分别为0.8ml和0.6ml,生成氮气的物质的量为0.7ml,反应转移电子的物质的量为2.4ml。
【详解】A.由分析可知,参加反应的还原剂氨气和氧化剂二氧化氮的物质的量分别为0.8ml和0.6ml,则还原剂比氧化剂多0.2ml,故A正确;
B.由分析可知,反应转移电子的物质的量为2.4ml,故B错误;
C.由分析可知,反应生成氮气的物质的量为0.7ml,标准状况下生成氮气的体积为0.7ml×22.4L/ml=15.68L,故C错误
D.由分析可知,氧化剂二氧化氮的物质的量为0.6ml,则被还原的氮原子是0.6ml×14g/ml=8.4g,故D错误;
故选A。
16. 按如图装置所示,将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是
A. 镁电极发生反应为Mg-2e-=Mg2+
B. Al片做负极
C. 电子由镁电极经导线流入铝电极
D. 将NaOH溶液换成稀H2SO4,灵敏电流计指针偏转方向不变
【答案】B
【分析】Mg、Al以氢氧化钠溶液为电解质溶液构成原电池,Mg不能与氢氧化钠反应,Al能和氢氧化钠反应,因此Al做负极,Mg做正极。
【详解】A.由分析可知Mg做正极,正极反应为2H++2e-=H2↑,A错误;
B.由分析可知,Al为负极,B正确;
C.原电池外电路电子由负极经导线流入正极,即电子由铝经导线流入镁电极,C错误;
D.将氢氧化钠换成稀硫酸,二者都能与稀硫酸反应,镁的活泼性高于铝,则镁做负极,原电池电极发生转换,电流计指针偏转方向随之发生变化,D错误;
故选B
17. 将分别通入下列溶液中,对现象的分析正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【详解】A.将SO2气体通入含有酚酞的氢氧化钠溶液中,二氧化硫是酸性氧化物,和氢氧化钠发生反应形成Na2SO3和水,所以溶液褪色,故A正确;
B.将SO2气体通入溴水中,二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢使溴水褪色,而不是因为具有漂白性,故B错误;
C.将SO2气体通入氯化铁溶液中, 二氧化硫和氯化铁发生氧化还原反应,离子方程式为:,溶液变为浅绿色溶液,故C错误;
D.将SO2气体通入溶液中,SO2和反应生成黄色沉淀硫单质,其离子方程式为,故D错误;
答案选A。
18. 丙烷与溴原子能发生以下两种反应:
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g)
② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应①是放热反应
B. 反应②使用了催化剂
C. 产物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低
D. CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要吸热
【答案】C
【详解】A.由反应过程的能量变化图可知,反应①和②生成物的能量都高于反应物的能量,属于吸热反应,故A错误;
B.无法判断反应②是否使用了催化剂,故B错误;
C.反应①的活化能比反应②活化能高,因此反应②更容易进行,反应②产物CH3CH·CH3(g)含量高,故C正确;
D.由反应过程的能量变化图可知,CH3CH·CH3(g)能量低,CH3CH2CH2·(g)能量高,CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要放热,故D错误;
故答案为C。
19. 室温下,向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2,溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是
A. a点:水电离产生的c(H+)=1×10-4ml•L-1B. b点:溶液中c(OH—)=1×10-7ml•L-1
C. c点:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)D. d点:c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)
【答案】D
【分析】由图可知,a点为氢氧化钠溶液,b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液,溶液呈碱性,c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应,反应得到的溶液为碳酸钠溶液,d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液,溶液呈中性。
【详解】A.由分析可知,a点为pH=10的氢氧化钠溶液,溶液中氢氧根离子会抑制水的电离,则溶液中水电离出的氢离子浓度为=1×10-10ml/L,故A错误;
B.由分析可知,b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液,溶液呈碱性,则溶液中氢氧根离子浓度大于1×10-7ml/L,故B错误;
C.由分析可知,c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应,反应得到的溶液为碳酸钠溶液,溶液中碳酸根离子浓度大于碳酸氢根离子,故C错误;
D.由分析可知,d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,由电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+ c(OH—)可知,溶液中c(Na+)=2c(CO)+c(HCO),故D正确;
故选D。
20. T℃时,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL,已知CaO(s)和CaCO3(s)的密度分别为:3.35g•cm-3、2.93g•cm-3,下列有关说法正确的是
A. 恒温、恒容,体系中再加入56gCaO(s),平衡不移动
B. 恒温,压缩容器体积,达到平衡后,化学反应速率加快
C. 恒温、恒压,体系中再加入100gCaCO3(s),平衡常数不变
D. 恒温、恒压,体系中通入一定量N2,平衡正向移动,建立新的平衡状态
【答案】C
【分析】由方程式可知,该反应的平衡常数K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变。
【详解】A.恒温、恒容,体系中再加入56g氧化钙固体,氧化钙与二氧化碳反应使生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,故A错误;
B.恒温,压缩容器体积,容器中气体压强增大,平衡向正反应方向移动,但达到平衡后,平衡常数不变,二氧化碳的浓度不变,化学反应速率不变,故B错误;
C.恒温、恒压,体系中再加入100g碳酸钙固体时,温度不变,平衡常数不变,故C正确;
D.恒温、恒压,体系中通入一定量不参与反应的氮气相当于减小压强,平衡向正反应方向移动,但达到平衡后,平衡常数不变,二氧化碳的浓度不变,反应回到初始平衡状态,故D错误;
故选C。
二、综合题(共60分)
21. 磷是生物体内不可或缺的元素之一,自然界主要以磷酸盐的形式存在。磷酸盐可用于制备白磷(P4),白磷在加热条件下,能转化为红磷(P),白磷还能与足量热的浓碱发生如下反应:P4+3KOH+3H2OPH3↑+3K2PO2。
(1)磷原子的最外层核外电子排布式为______。
(2)PH3的电子式为______。热稳定性:NH3______PH3(选填“>”或“<”)。
(3)P4的分子构型为正四面体,P4为______分子(选填“极性”或“非极性”)。
(4)白磷和红磷互为______。
(5)利用磷酸钙矿混以石英砂(SiO2)和炭粉在电炉中加热可以制备白磷。
______Ca3(PO4)2+______SiO2+______C______CaSiO3+______P4+______CO↑
配平上述化学方程式______。
(6)次磷酸(H3PO2)是______弱酸(选填“一元”、“二元”或“三元”)。KH2PO2稀溶液中存在:c(K+)=______。
【答案】(1)3s23p3
(2) ①. ②. >
(3)非极性 (4)同素异形体
(5)2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑
(6) ①. 一元 ②. c(K+)= c(H2PO)+ c(H3PO2)
【小问1详解】
磷是15号元素,其最外层为5个电子,最外层核外电子排布式为3s23p3;
【小问2详解】
PH3中存下3个P—H键,其电子式为:;非金属性N大于P,非金属性越强,其氢化物越稳定,故热稳定性:NH3>PH3;
【小问3详解】
P4的分子构型为正四面体,其正负电荷中心重合,为非极性分子;
【小问4详解】
白磷和红磷为同种元素构成的结构不同的单质,为同素异形体;
【小问5详解】
该反应中磷的化合价由+5价降低到0价,碳的化合价由0价升高到+2价,根据得失电子守恒可知,配平后的方程式为:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑;
【小问6详解】
次磷酸(H3PO2)只能电离出1个氢离子,故属于一元弱酸,根据物料守恒可知,c(K+)= c(H2PO)+ c(H3PO2)。
22. 氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要的意义,如何消除NO成为当前研究的主要课题之一。
NH3还原法:研究发现NH3脱硝的过程如图所示。
(1)反应过程中Fe3+的作用为______。
(2)写出脱氮过程的总反应的化学方程式______。
活性炭吸收法:向2L的密闭容器中先加入足量的活性炭,再向容器中通入NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)+QkJ(Q>0),其中NO和N2的物质的量变化如表所示。
(3)0~5min内,CO2的平均反应速率v=______。
(4)第15min后,温度调整到T2,则T1_____T2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)若30min时,保持温度T2不变,向该容器中再投入参与反应的四种物质各2ml,则此时反应______移动(选填“正向”“逆向”或“不”),最终达平衡时NO的平衡转化率会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
NaClO氧化法:工业上采用NaClO和NaOH混合溶液作为吸收剂,在如图喷淋吸收塔中进行烟气脱硝。
(6)写出喷淋吸收塔中发生反应的离子方程式_______。
(7)该装置的优点是_______。
【答案】(1)作催化剂,加快反应速率
(2)4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
(3)0.042ml∙L-1∙min-1
(4)> (5) ①. 正向 ②. 不变
(6)2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O
(7)增大了气体与混合溶液的接触面积,加快了吸收速率
【小问1详解】
反应过程中,既有Fe3+参加反应,又有Fe3+生成,故Fe3+的作用为作催化剂,加快反应速率。
【小问2详解】
由图示可知,脱氮过程中,NH3、NO和O2参加反应生成N2和H2O,故总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O。
【小问3详解】
0~5min内,v(CO2)=v(N2)==0.042ml∙L-1∙min-1。
【小问4详解】
调整温度前,第10min时,反应已经达到平衡状态,调整温度后,第25min时,反应已经达到平衡状态,n(NO)由0.80ml降低到0.40ml,说明调整温度,平衡正向移动,由于该反应是放热反应,故该措施是降低温度,即T1>T2。
【小问5详解】
第25min时,K===4,第30min时,保持温度T2不变,向该容器中再投入参与反应的四种物质各2ml,Q===1.4<K,则此时反应正向移动;第30min时,保持温度T2不变,向该容器中再投入参与反应的四种物质各2ml,相当于起始时在容器中加入了6ml NO(g),由于该反应是气体分子数不变的反应,增大压强,平衡不移动,故最终达平衡时NO的平衡转化率不变。
【小问6详解】
喷淋吸收塔中,NaClO、NaOH的混合溶液和含NO的烟气反应生成NaNO3、NaCl和H2O,该反应的离子方程式为2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O。
【小问7详解】
该装置的优点是增大了气体与混合溶液的接触面积,加快了吸收速率。
23. 卡龙酸是一种医药中间体,主要作为蛋白酶抑制剂的合成。以下是卡龙酸的一种合成路线(部分试剂和条件省略,不考虑立体异构)。
(1)反应①的反应类型为______。
(2)写出反应②所需的试剂和条件______。
(3)C中含有的官能团名称______。
(4)写出反应③的化学方程式______。
(5)写出B在工业上的主要用途______。
(6)写出一种满足下列条件,A同分异构体的结构简式_____。
①能发生银镜反应;②有2种不同化学环境的氢原子
(7)结合相关信息,设计以乙炔和乙醇为原料,合成的合成路线。(无机试剂任选)______。
(合成路线可表示为:A……B目标产物)
【答案】(1)加成反应
(2)浓硫酸,170℃
(3)羧基、酯基 (4)
(5)生产聚异戊二烯橡胶
(6) (7)
【分析】与乙炔发生加成反应生成,与等物质的量的氢气发生加成反应生成A:。A发生醇的消去反应生成B:,B再与HCl发生1,4加成生成。与酸性高锰酸钾发生反应生成,再在碱性条件下发生酯的水解生成。
【小问1详解】
中碳氧双键与乙炔发生加成反应生成;
【小问2详解】
反应②是醇的消去反应,条件是浓硫酸,170℃;
【小问3详解】
C:中含有的官能团名称是羧基和酯基;
【小问4详解】
B:是二烯烃,在一定条件下与HCl发生1,4加成反应:;
【小问5详解】
B:为2-甲基-1,3-丁二烯,在工业上的主要用途是生产聚异戊二烯橡胶,也是丁基橡胶的第二单体,还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。
【小问6详解】
A的分子式为C5H10O,符合能发生银镜反应(含有醛基)且有2种不同化学环境的氢原子的结构简式为;
【小问7详解】
乙醇在铜或银作催化剂的条件下发生催化氧化生成乙醛,醛与乙炔发生加成反应生成,再发生碳碳三键与氢气的加成反应生成目标产物:。
24. 过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)可以作为洗涤助剂、纺织漂白剂、医疗制氧剂、杀菌消毒剂等,常用活性氧的含量来衡量产品质量,活性氧含量=×100%。
已知工业制备原理为:2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)=2Na2CO3•3H2O2(s)+QkJ(Q>0),它的一种制备路线和数据如表。
表1反应温度对产率及活性氧含量的影响
表2加料时间对产率及活性氧含量的影响
(1)写出工业制备纯碱的化学方程式______。
(2)可能用作稳定剂的试剂是______(选填编号)。
a.H2SO4 b.Na2SO3 c.Na2SO4 d.Na2S
(3)加入NaCl的目的是______。
(4)操作①的名称______。
(5)反应器中适宜的反应温度为______。
(6)加料时间对产率也有较大影响,时间太短或过长均不利于生产,加料时间太短会导致产率较低的原因是______。
(7)产品中活性氧含量的测定方法:称量0.1600g样品,用100mL0.5000ml•L-1H2SO4完全溶解,立即用0.0200ml•L-1KMnO4溶液滴定,至溶液呈浅红色且半分钟内不退色,平行3次实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为26.56mL。另外,在不加样品的情况下,按照上述过程进行空白实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为2.24mL。计算该样品的活性氧含量为______。
【答案】(1)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)c (3)过碳酸钠易溶解与水,结晶过程中加入氯化钠,可降低过碳酸钠的溶解度,有利于产品析出
(4)过滤 (5)15℃
(6)该反应为放热反应,加料时间太短会导致温度显著升高,双氧水分解,不利于反应的进行
(7)7.296%
【分析】纯碱加入配碱罐中搅拌,再加入双氧水、NaCl,双氧水和碳酸钠在稳定剂作用下进行反应生成过碳酸钠,过滤得到过碳酸钠。
【小问1详解】
工业上采用氯碱工业的方式生成碳酸钠,化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
【小问2详解】
稳定剂不能与碳酸钠和过氧化氢反应。
a.H2SO4可与碳酸钠反应,a错误;
b.亚硫酸钠能被过氧化氢氧化从而消耗过氧化氢,b错误;
c.硫酸钠不与两者反应,可用作稳定剂,c正确;
d.硫化钠能被过氧化氢氧化从而消耗过氧化氢,d错误;
故答案选c。
【小问3详解】
过碳酸钠易溶解与水,结晶过程中加入氯化钠,可降低过碳酸钠的溶解度,有利于产品析出。
【小问4详解】
操作①的名称为过滤。
【小问5详解】
从表1可知,15℃时产率和活性氧含量都较高,因此适宜的反应温度为15℃。
【小问6详解】
该反应为放热反应,加料时间太短会导致温度显著升高,双氧水分解,不利于反应的进行。
【小问7详解】
高锰酸钾与双氧水反应的化学方程式为2KMnO4+3H2O2=2MnO2+2KOH+3O2↑+2H2O,消耗KMnO4的量为24.32mL,物质的量为4.864×10-4ml,则H2O2有7.296×10-4ml,则活性氧含量为=7.296%选项
溶液
现象
分析
A
含酚酞的溶液
红色消失
是酸性氧化物
B
溴水
橙色消失
具有漂白性
C
溶液
变为浅绿色溶液
D
溶液
产生淡黄色浑浊
物质的量/ml
T1
T2
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
060
0.75
0.80
0.80
温度/℃
产率/%
活性氧含量/%
5
65.3
12.71
10
73.2
13.24
15
85.0
13.55
20
83.2
13.30
25
55.1
12.78
时间/min
产率/%
活性氧含量/%
5
65.7
1330
10
76.8
14.75
15
81.3
14.26
20
89.0
13.82
25
87.9
13.51
选项
溶液
现象
分析
A
含酚酞的溶液
红色消失
是酸性氧化物
B
溴水
橙色消失
具有漂白性
C
溶液
变为浅绿色溶液
D
溶液
产生淡黄色浑浊
物质的量/ml
T1
T2
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
NO
2.0
1.16
0.80
080
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
温度/℃
产率/%
活性氧含量/%
5
65.3
12.71
10
73.2
13.24
15
85.0
13.55
20
83.2
13.30
25
55.1
12.78
时间/min
产率/%
活性氧含量/%
5
65.7
13.30
10
76.8
14.75
15
81.3
14.26
20
89.0
13.82
25
87.9
13.51
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