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2020年四川省雅安市高考化学三诊试卷
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2020年四川省雅安市高考化学三诊试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共7小题,共42.0分)
1. 下列有关说法错误的是( )
A. 聚丙烯纤维是生产医用口罩的重要材料
B. 在月饼包装盒中放入生石灰,可防止月饼氧化变质
C. 84消毒液、医用酒精等都可以用于抗新冠病毒的消毒
D. “熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
2. 下列说法正确的是( )
A. 苯的硝化、油脂的皂化均可看作取代反应
B. 蛋白质和淀粉都是高分子化合物,都能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量
C. 用酸性KMnO4溶液无法鉴别乙醇与苯
D. 分子式为C4H9Cl的同分异构体有5种
3. 复旦大学研发的一种新型水锂电池,一极采用复合膜包裹的金属锂,另一极采用锰酸锂(LiMn2O4),以0.5mol⋅L−1Li2SO4水溶液作电解质,安全性能和成本较现有的锂离子电池都具有明显的优势。下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 电极a是负极,电极b是正极
B. 工作时电池的总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4
C. 放电时,溶液中Li+从a向b迁移
D. 电池放电时的阳极反应式为:Li2Mn2O4−e−=LiMn2O4+Li+
4. 有原子序数依次增大的a、b、c、d四种元素,最外层电子数分别为4、1、x、7,已知c原子的电子层数等于x,d−的电子层结构与Ar元素相同。下列说法错误的是( )
A. 元素a与氢形成原子比为1:1的化合物有多种
B. 元素b的单质能与水、无水乙醇反应
C. c的简单离子与d−的简单离子最外层电子数和电子层数都不相同
D. 元素a与元素d可形成既含有极性共价键又含非极性共价键的化合物
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液与1molCl2反应时转移的电子数目为2NA
B. 25℃,1LpH=9的CH3COONa溶液中,发生电离的水分子数为1×10−9NA
C. 3.0g甲醛(HCHO)和冰醋酸的混合物中含有的原子总数为0.4NA
D. 标准状况下,2.24L二氯甲烷中含有的原子数目为0.5NA
6. 下列实验过程可以达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验过程
A
测定NaHCO3溶液的浓度
用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,并选择酚酞为指示剂
B
鉴别KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液
向盛有KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试管中分别滴加盐酸,观察实验现象
C
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
D
除去乙醇中混有的乙酸
混合液蒸馏,收集78.3℃左右的馏分(乙醇的沸点为78.3℃)
A. A B. B C. C D. D
7. 常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图象如图所示(不考虑C2O42−的水解)。下列叙述正确的是( )
A. Kp(Ag2C2O4)的数量级等于10−7
B. n点表示AgCl的不饱和溶液
C. 向c(Cl−)=c(C2O42−)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D. Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数为109.04
二、简答题(本大题共4小题,共49.0分)
8. 碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.0
5.9
3.7
完全沉淀
3.5
8.4
4.7
请回答下列问题:
(1)该工艺中“搅拌”的作用是______,写出反应I中发生氧化还原反应的离子方程式______。
(2)“滤渣”的主要成分是______(填化学式),加入适量NaHCO3的目的是调节pH在______范围内。
(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的离子方程式为______,在实际生产中,可以同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6L(标况),则理论上相当于节约NaNO2(Mr=69)用量______g。
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解为Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为______。
(5)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:取25.00mL溶液,稀释到250mL,准确量取20.00mL于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.01000mol⋅L−1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.已知:2Fe3++2I−=2Fe2++I22S2O32−+I2=2I−+S4O62−则溶液中铁元素的总含量为______g⋅L−1。
9. 脱除工业废气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
(1)早期是利用NH还原法,可将NOx还原为N进行脱除。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9 kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180kg⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(l)△H=−44 kJ⋅mol−1
写出常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式:______。
(2)以漂粉精溶液为吸收剂可以有效脱除烟气中的NO。
①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2,若吸收过程中,消耗的Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3:4,则脱除后NO转化为______。
②某一兴趣小组研究不同温度下相同浓度漂粉精溶液对NO脱除率的影响,结果如图1所示。图1中,40~60℃NO脱除率上升可能的原因为______;60~80℃NO脱除率下降可能的原因为______。
(3)过硫酸钠(Na2S2O8)氧化去除NO
第一步:NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2
第二步:NaNO2继续被氧化为NaNO3,反应为NO2−+S2O82−+2OH−⇌NO3−+2SO42−+H2O.不同温度下,平衡时NO2−的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度(指第二步反应的初始浓度)的关系如图2所示。
①a、b、c、d四点平衡常数K由大到小的顺序为______,原因是______②若a点(0.1,40%)时,NO2−的初始浓度为a mol⋅L−1,平衡时pH=13,则65℃时,第二步反应的平衡常数K=______。(用含a的代数式表示)
(4)利用新型材料光催化脱除NO法如图所示。
某电化小组将过程A、B设计成酸性电解池反应,则该反应中阴极反应方程式为______。
10. 碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题
(1)碳原子核外有______种不同运动状态的电子,第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为______,碳族元素外围电子排布的通式为______。
(2)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示,图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为______,组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是______。
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有______;从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是______。
a.乙醇 b.乙醚 c.水
(4)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3,Na2SnO3中阴离子空间构型为______。
11. 奥司他韦是一种高效、高选择性神经氨酸酶抑制剂,是目前治疗流感的最常用药物之一,是公认的抗禽流感、甲型H1N1等病毒最有效的药物之一。其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)莽草酸的含氧官能团名称有______;反应③的反应类型______。
(2)反应①的反应试剂和反应条件______。
(3)1mol B最多可以消耗______mol NaOH溶液。
(4)请写出反应②的化学方程式______。
(5)芳香化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有______种。
(6)设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线______。
三、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
12. 氯苯是染料、医药、有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。其合成反应原理是:某实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
请回答下列问题:
(1)仪器a、b组合成制取氯气的装置,反应不需要加热,则仪器a中的固体反应物是______(填化学式)。
(2)把氯气干燥后通入装有40mL苯(密度0.88g/mL)的反应器d中(内有铁屑作催化剂),维持反应温度在50~60℃,回流40分钟。对仪器d加热的方法是______。
(3)仪器c的名称是______,仪器c出口的气体成分有HCl、Cl2和______。
(4)将d中的液体倒入分液漏斗中,分别用蒸馏水和NaOH溶液洗涤,分离出的产物干燥后,进行蒸馏纯化,得到24g纯净的氯苯。
①碱洗之前要进行水洗,其目的是______。
②用10% NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学方程式为______。
③该实验所得氯苯的产率为______(保留小数点后一位),该产率低于理论产率的原因______(填写两条)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、医用口罩的主要材料由聚丙烯和氨纶构成,聚丙烯纤维是生产医用口罩的重要材料,故A正确;
B、生石灰易和水发生化合反应,来防止月饼受潮;而不是防止月饼氧化;为了防止月饼氧化,应加入维生素C等还原剂来防止月饼氧化变质,故B错误;
C、84消毒液的主要成分为NaClO,水解生成强氧化性的HClO,可使含有蛋白质新冠病毒变性;医用酒精破环了细菌蛋白质的结构,而使蛋白质变性;所以84消毒液、医用酒精等都可以用于抗新冠病毒的消毒,故C正确;
D、“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,Fe与CuSO4反应生成Cu,发生了置换反应,故D正确;
故选:B。
A、医用口罩的主要材料由聚丙烯和氨纶构成;
B、生石灰易和水发生化合反应;
C、强氧化性的HClO,可使蛋白质变性;医用酒精破环了细菌蛋白质的结构;
D、Fe与CuSO4反应生成Cu。
本题考查日常生活相关的重点知识,涉及医用口罩的材料、防月饼发霉、84消毒液、铁釜炼铜等;考查的化学学科的核心素养为宏观辨识与微观探析;平时练习时注意总结积累,理解、掌握并熟练运用,构建化学知识的思维导图,避免出错。难度中等。
2.【答案】A
【解析】解:A.苯的硝化反应中苯中的H被硝基取代,油脂在碱性条件下水解反应为皂化反应,均属于取代反应,故A正确;
B.蛋白质和淀粉都是高分子化合物,蛋白质水解生成氨基酸组合成生命需要的蛋白质,淀粉能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量,故B错误;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,苯不与酸性KMnO4溶液褪色反应酸性KMnO4溶液可以鉴别乙醇与苯;故C错误;
D.丁基有四种结构,C4H9Cl的同分异构体有4种,故D错误;
故选:A。
A.苯的硝化反应中苯中的H被硝基取代,油脂在碱性条件下水解反应为皂化反应;
B.蛋白质和淀粉都是高分子化合物,蛋白质水解生成氨基酸,淀粉能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,苯不与酸性KMnO4溶液褪色反应;
D.丁基有四种结构。
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、同分异构体判断为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:A、新型水锂电池,金属Li是活泼金属,电极a上Li失电子,作负极,即电极a是负极,电极b是正极,故A正确;
B、该原电池中,Li失去电子生成Li+,LiMn2O4得电子生成Li2Mn2O4,总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4,故B正确;
C、放电时,溶液中阳离子移向正极,即Li+从负极a向正极b迁移,故C正确;
D、电池充电时,外加直流电源的正极与正极b相连、为阳极,阳极反应式为:Li2Mn2O4−e−=LiMn2O4+Li+,原电池正极反应与阳极相反,即LiMn2O4+Li++e−=Li2Mn2O4,故D错误;
故选:D。
电池放电时为原电池,金属Li是活泼金属,电极a上Li失电子、发生氧化反应、作负极,则电极b上LiMn2O4在正极得到电子、发生还原反应生成Li2Mn2O4,原电池工作时,阳离子移向正极、阴离子移向负极,电池充电时,外加直流电源的正极与正极电极b相连、为阳极、发生氧化反应,外加直流电源的负极与负极a相连、为阴极、发生还原反应,据此分析解答。
本题考查新型化学电源的工作原理,根据物质的性质判断电极和电极反应是解题关键,注意电极反应式的书写和离子的定向移动,题目难度不大。
4.【答案】C
【解析】解:根据分析可知,a为C元素,b为Na,c为Al,d为Cl元素。
A.C、H形成的化合物为烃,烃类物质中C、H原子数为1:1的有多种,如乙炔、苯、立方烷等,故A正确;
B.金属Na活泼性较强,能够与水、无水乙醇反应,故B正确;
C.C的简单离子为Al3+,含有两个电子层,最外层8个电子,d−为Cl−,最外层电子数为8,含有三个电子层,它们的电子层数不相同,但最外层电子数相同,故C错误;
D.C、Cl形成的六氯乙烷分子中既含有C−C非极性键又含有C−Cl极性键,故D正确;
故选:C。
原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为4、1、x、7,已知c原子的电子层数等于x,即c原子的最外层电子数等于其电子层数,则c为Al;d−的电子层结构与Ar元素相同,则d为Cl;结合原子序数大小可知,a为C元素,b为Na,据此分析解答。
本题考查原子结构与元素周期律的应用,题目难度不大,推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律内容及原子核外电子排布规律,试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
5.【答案】C
【解析】解:A、1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液FeBr2中的物质的量为n=cV=0.5mol/L×1L=0.5mol,与1molCl2反应时氯气过量,0.5mol⋅L−1FeBr2完全反应,铁由+2价变为+3价,溴元素变为0价,故反应后转移电子为1.5NA个,故A错误;
B、pH=9的CH3COONa溶液中氢氧根浓度为10−5mol/L,此溶液中氢氧根的物质的量为n=cV=10−5mol/L×1L=10−5mol,是水电离出的全部氢氧根,故此溶液中1×10−5NA,故B错误;
C、甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O,故3g混合物中含有的CH2O的物质的量为n=3g30g/mol=0.1mol,故含原子为0.4NA个,故C正确;
D、标况下二氯甲烷为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故D错误。
故选:C。
A、1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液FeBr2中的物质的量为n=cV=0.5mol/L×1L=0.5mol,与1molCl2反应时氯气过量;
B、pH=9的CH3COONa溶液中氢氧根是水电离出的全部;
C、甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O;
D、标况下二氯甲烷为液体。
本题考查了物质的量和阿伏伽德罗常数的有关计算,难度不大,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
6.【答案】B
【解析】解:A.标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液,溶液由碱性变为酸性,应选甲基橙作指示剂,故A错误;
B.KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与盐酸混合的现象为:无现象、白色沉淀、气体、先生成沉淀后溶解,现象不同可鉴别,故B正确;
C.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显,不能探究浓度对速率的影响,故C错误;
D.乙酸易挥发,直接蒸馏不能分离,应加CaO后蒸馏,故D错误;
故选:B。
A.标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液,溶液由碱性变为酸性;
B.KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与盐酸混合的现象为:无现象、白色沉淀、气体、先生成沉淀后溶解;
C.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显;
D.乙酸易挥发。
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、物质的鉴别、中和滴定、反应速率、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。
7.【答案】D
【解析】解:A、Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)⋅c(C2O42−)=(10−4)2×(10−2.46)=10−10.46,故数量级为10−11,故A错误;
B、在n点,c(Ag+)大于平衡浓度,故n点的浓度积Qc(AgCl)>Ksp(AgCl),故为氯化银的过饱和溶液,将有沉淀析出,故B错误;
C、根据图象可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小,故向c(Cl−)=c(C2O42−)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先析出氯化银沉淀,故C错误;
D、Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数K=c(C2O42−)c2(Cl−),此时溶液中的c(Ag+)相同,故有:K=c(C2O42−)c2(Cl−)=10−2.46(10−5.75)2=109.04,故D正确。
故选:D。
A、Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)⋅c(C2O42−);
B、在n点,c(Ag+)大于平衡浓度;
C、根据图象可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小;
D、Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数K=c(C2O42−)c2(Cl−),此时溶液中的c(Ag+)相同。
本题考查了沉淀的溶解平衡以及Qc和Ksp的相关计算,难度不大,应注意的是混合溶液中沉淀生成的先后顺序,即所需离子浓度越小的越先沉淀。
8.【答案】加快反应速率 Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+ Al(OH)3 4.7~5.9 2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O 69 2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+ 5.6
【解析】解:(1)该工艺中“搅拌”的作用是加快反应速率;根据上述分析可知反应I中发生氧化还原反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+,
故答案为:加快反应速率;Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(2)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3滤渣,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.7~5.9之间将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以控制pH在4.7~5.9之间;
故答案为:Al(OH)3;4.7~5.9;
(3)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O;n(O2)=5.6L22.4L/mol=0.25mol,则得到电子0.25mol×4=1mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,则m(NaNO2)=1mol×69g/mol=69g,
故答案为:2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O;69;
(4)2Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+,
故答案为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+;
(5)根据所给反应可得关系式Fe3+~S2O3−,所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol,溶液中铁元素的总含量为0.0020mol×56g/mol0.020L=5.6g/L,
故答案为:5.6。
废铁屑中含少量氧化铝、铁的氧化物等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,氧化铝反应生成硫酸铝,铁的氧化物反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,过量的铁屑与三价铁离子反应生成亚铁离子,若还有铁屑剩余则与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,然后加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,将铝离子沉淀,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此分析解答。
本题考查制备原理的设计,题目难度中等,注意根据物质的性质和题给信息判断可能发生的反应,离子方程式的书写为解答该题的难点,也是易错点,注意体会书写方法。
9.【答案】6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1 硝酸根离子或者为硝酸 温度升高,化学反应速率加快 HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小,且气体溶解度降低 K(b)>K(a)=K(c)=K(d) 据图可知反应为吸热反应,故温度升高平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d) 320a23−12a O2+2e−+2H+=H2O2
【解析】解:(1)常温下,NH3还原NO的化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l),
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(1)△H=−44KJ⋅mol−1
根据盖斯定律①−②×5+6×③,△H=−905.9−5×180+(−44)×6=−2069.9kJ⋅mol−1,所以常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1,
故答案为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1;
(2)①Ca(ClO)2溶液在吸收NO中做氧化剂,在氧化NO时,氯元素被还原为氯离子,结合反应定量关系3:4,据电子得失守恒,
设反应后,氮元素的价态升高了x,则
2×2×3=4x
x=3
所以氮元素的价态升高了3价,生成了+5价的氮,所以为硝酸根离子,或者为硝酸,
故答案为:硝酸根离子或者为硝酸;
②温度升高,化学反应速率加快,使在40~60℃NO脱除率上升;HClO对热不稳定,温度升高时HClO发生分解,使NO脱除率下降;气体的溶解度随温度升高而降低,使NO脱除率下降,
故答案为:温度升高,化学反应速率加快;HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小,且气体溶解度降低;
(3)①由图可知,过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度相同,温度升高,NO2−的脱除率增大,说明温度升高有利于正方向,反应为吸热反应,故温度升高化学平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d);
故答案为:K(b)>K(a)=K(c)=K(d);据图可知反应为吸热反应,故温度升高平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d);
②mol⋅L−1NO2−+S2O82−+2OH−⇌NO3−+2SO42−+H2O
初 a 0.1 0 0 0
变 0.4a 0.4a 0.4a 0.4a 0.4a
平 0.6a 0.1−0.4a 0.1 0.4a 0.4a 0.4a
K=平衡时生成物浓度幂之积平衡时反应物浓度幂之积=(0.4a)(0.4a)2(0.1)2(0.1−0.4a)(0.6a)=320a23−12a
故答案为:320a23−12a;
(4)电解池反应中阴极发生还原反应,元素化合价降低,氧气得电子生成双氧水,电极反应式为:O2+2e−+2H+=H2O2,故答案为:O2+2e−+2H+=H2O2。
(1)常温下,NH3还原NO的化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l),
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(1)△H=−44KJ⋅mol−1
根据盖斯定律①−②×5+6×③计算6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)的焓变△H,进而写出热化学方程式;
(2)①Ca(ClO)2溶液在吸收NO中做氧化剂,在氧化NO时,氯元素被还原为氯离子,结合反应定量关系3:4,电子得失守恒计算,氮元素的价态,可以知道NO转化为什么物质;
②40~60℃NO脱除率上升,温度升高,化学反应速率加快;60~80℃NO脱除率下降,是HClO对热不稳定,温度升高时HClO发生分解,使NO脱除率下降;气体的溶解度随温度升高而降低,使NO脱除率下降等原因;
(3)①由图可知,过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度相同,温度升高,NO2−的脱除率增大,说明温度升高有利于正方向,反应为吸热反应,结合温度对化学平衡常数的影响分析可得;
②常温下,反应中NO2−、S2O82−的初始浓度分别为a mol⋅L−1,0.1mol⋅L−1,NO3−浓度为0.04mol⋅L−1,求出平衡时,NO2−、S2O82−的浓度,SO42−的浓度,反应达平衡时溶液pH=13,则此时OH−的浓度为0.1mol/L,代入K=平衡时生成物浓度幂之积平衡时反应物浓度幂之积计算可得;
(4)电解池反应中阴极发生还原反应,元素化合价降低,氧气得电子生成双氧水。
本题考查比较综合,为高考常见题型和高频考点,题目涉及反应热计算、化学平衡图象与影响因素、平衡常数计算及应用、电离平衡常数等,侧重考查学生信息获取与知识迁移运用,题目难度中等。
10.【答案】6 铍 ns2np2 sp2、sp3 O>C>H π键和σ键 b 平面三角形
【解析】解:(1)碳原子核外电子数6个,存在6种不同运动状态的电子,第ⅡA主族、第ⅤA族第一电离能大于同周期相邻主族元素原子的第一电离能,第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为铍元素,碳族元素外围电子为4个为主族元素,电子排布的通式为:ns2np2,
故答案为:6;铍;ns2np2;
(2)3号碳为sp2杂化,1、2、4、5号碳为sp3杂化,组成青蒿素的三种元素为C、H、O,非金属性越强,电负性越大,非金属性为:O>C>H,得到电负性由大到小排序:O>C>H,
故答案为:sp2、sp3;O>C>H;
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有碳氧双键,含π键和σ键,氧原子形成两个单键为σ键,从青蒿中提取青蒿素的方法是萃取分液,青蒿素在乙醚中溶解度大于乙醇,选取的最佳溶剂是:乙醚,故选b,
故答案为:π键和σ键;b;
(4)阴离子中Sn原子价层电子对个数=3+4+2−3×22=3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为平面三角形,
故答案为:平面三角形;
(1)碳原子核外电子数6个,存在6种不同运动状态的电子,第ⅡA主族、第ⅤA族第一电离能大于同周期相邻主族元素原子的第一电离能,碳族元素外围电子为4个为主族元素;
(2)3号碳为sp2杂化,1、2、4、5号碳为sp3杂化,组成青蒿素的三种元素为C、H、O,非金属性越强,电负性越大,得到电负性由大到小排序;
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有π键和σ键;
(4)阴离子中Sn原子价层电子对个数=3+4+2−3×22=3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型;
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、第一电离能和电负性大小比较等知识点,侧重考查基本理论运用、空间想像能力及计算能力,注意基础知识的熟练掌握。
11.【答案】羟基、羧基 取代反应 乙醇、浓硫酸、加热 1 17
【解析】解:(1)莽草酸的含氧官能团名称有羟基、羧基;反应③中C的醇羟基上的H原子被取代生成D,则该反应的反应类型是取代反应,
故答案为:羟基、羧基;取代反应;
(2)反应①为羧基和乙醇发生酯化反应生成A,所以该反应的反应试剂和反应条件乙醇、浓硫酸、加热,
故答案为:乙醇、浓硫酸、加热;
(3)B中酯基水解生成的羧基和NaOH以1:1反应,所以1mol B最多可以消耗1mol NaOH溶液,
故答案为:1;
(4)反应②中A和丙酮发生取代反应生成B,该反应的化学方程式为,
故答案为:;
(5)芳香化合物X是B的同分异构体,B的不饱和度是4,苯环的不饱和度是4,X中含有苯环和酚羟基,根据O原子个数知应该含有5个酚羟基,
另一个支链中含有6个碳原子的饱和烃基,
正己烷中含有3种氢原子、2−甲基戊烷中含有5种氢原子、3−甲基戊烷中含有4种氢原子、2,2−二甲基丁烷中含有3种氢原子、2,3−二甲基丁烷中含有2种氢原子,有几种氢原子,烃基就有几种连接方式,所以符合条件的同分异构体种类个数=3+5+4+3+2=17,
故答案为:17;
(6)由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸 ,对甲基苯甲醛和乙二醇发生取代反应然后发生氧化反应、最后发生取代反应生成对醛基苯甲酸,其合成路线为,
故答案为:。
莽草酸发生酯化反应生成A,A发生取代反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生取代反应生成D,D发生一系列反应生成奥司他韦;
(6)由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸 ,对甲基苯甲醛和乙二醇发生取代反应然后发生氧化反应、最后发生取代反应生成对醛基苯甲酸。
本题考查有机物推断,侧重考查分析、推断及知识综合运用、知识迁移能力,明确官能团及其性质关系、物质之间转化关系并正确推断各物质结构简式是解本题关键,利用莽草酸生成A的反应特点采用知识迁移方法进行合成路线设计,易错点是同分异构体种类判断,题目难度中等。
12.【答案】KMnO4或K2Cr2O7 水浴加热 冷凝管 苯蒸汽 洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 47.2% 氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生
【解析】解:(1)二氧化锰制氯气需要加热,高锰酸钾和重铬酸钾不用加热;
故答案为:KMnO4 或K2Cr2O7;
(2)反应器C加热控制反应温度在50−60℃,应利用水浴加热;
故答案为:水浴加热;
(3)仪器c为球形冷凝管,由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,D出口气体中含有HCl、苯蒸汽、氯气;
故答案为:(球形)冷凝管;苯蒸汽;
(4)①d中反应完成后有FeCl3、HCl等副产品,易溶于水,碱洗之前要水洗,可以洗去这些无机物,节约碱的用量,降低成本;
故答案为:洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本;
②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应,生成HCl会与氢氧化钠反应,溶解的氯气也会与氢氧化钠反应,该反应为氧化还原反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
③要求该实验所得氯苯的产率,设理论上生成氯苯的量为x,
78 112.5
40×0.88 x
得关系式:7840×0.88=112.5x
x=50.8g
得氯苯的产率为=实际产量理论产量×100%=2450.8×100%=47.2%,该产率低于理论产率的原因实际产量减少可能的原因有:氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生等;
故答案为:47.2%;氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生。
(1)高锰酸钾和重铬酸钾制备氯气不用加热;
(2)反应器C加热控制反应温度在50−60℃,应利用水浴加热;
(3)根据仪器构造c为球形冷凝管,由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,都会在c出口导出;(4)由苯和氯气在催化剂的条件下制取氯苯;
(5)①d中反应完成后有FeCl3、HCl等副产品,易溶于水;
②溶解的氯气与氢氧化钠发生反应;
③该实验所得氯苯的产率为=实际产量理论产量×100%。
本题考查有机物制备实验方案,涉及对装置、操作与原理的分析评价、化学计算等知识,题目难度中等,明确实验目的、实验原理为解答关键,注意掌握制备方案设计与评价的原则,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力。
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2020年四川省雅安市高考化学三诊试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共7小题,共42.0分)
1. 下列有关说法错误的是( )
A. 聚丙烯纤维是生产医用口罩的重要材料
B. 在月饼包装盒中放入生石灰,可防止月饼氧化变质
C. 84消毒液、医用酒精等都可以用于抗新冠病毒的消毒
D. “熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
2. 下列说法正确的是( )
A. 苯的硝化、油脂的皂化均可看作取代反应
B. 蛋白质和淀粉都是高分子化合物,都能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量
C. 用酸性KMnO4溶液无法鉴别乙醇与苯
D. 分子式为C4H9Cl的同分异构体有5种
3. 复旦大学研发的一种新型水锂电池,一极采用复合膜包裹的金属锂,另一极采用锰酸锂(LiMn2O4),以0.5mol⋅L−1Li2SO4水溶液作电解质,安全性能和成本较现有的锂离子电池都具有明显的优势。下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 电极a是负极,电极b是正极
B. 工作时电池的总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4
C. 放电时,溶液中Li+从a向b迁移
D. 电池放电时的阳极反应式为:Li2Mn2O4−e−=LiMn2O4+Li+
4. 有原子序数依次增大的a、b、c、d四种元素,最外层电子数分别为4、1、x、7,已知c原子的电子层数等于x,d−的电子层结构与Ar元素相同。下列说法错误的是( )
A. 元素a与氢形成原子比为1:1的化合物有多种
B. 元素b的单质能与水、无水乙醇反应
C. c的简单离子与d−的简单离子最外层电子数和电子层数都不相同
D. 元素a与元素d可形成既含有极性共价键又含非极性共价键的化合物
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液与1molCl2反应时转移的电子数目为2NA
B. 25℃,1LpH=9的CH3COONa溶液中,发生电离的水分子数为1×10−9NA
C. 3.0g甲醛(HCHO)和冰醋酸的混合物中含有的原子总数为0.4NA
D. 标准状况下,2.24L二氯甲烷中含有的原子数目为0.5NA
6. 下列实验过程可以达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验过程
A
测定NaHCO3溶液的浓度
用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,并选择酚酞为指示剂
B
鉴别KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液
向盛有KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试管中分别滴加盐酸,观察实验现象
C
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
D
除去乙醇中混有的乙酸
混合液蒸馏,收集78.3℃左右的馏分(乙醇的沸点为78.3℃)
A. A B. B C. C D. D
7. 常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图象如图所示(不考虑C2O42−的水解)。下列叙述正确的是( )
A. Kp(Ag2C2O4)的数量级等于10−7
B. n点表示AgCl的不饱和溶液
C. 向c(Cl−)=c(C2O42−)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D. Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数为109.04
二、简答题(本大题共4小题,共49.0分)
8. 碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.0
5.9
3.7
完全沉淀
3.5
8.4
4.7
请回答下列问题:
(1)该工艺中“搅拌”的作用是______,写出反应I中发生氧化还原反应的离子方程式______。
(2)“滤渣”的主要成分是______(填化学式),加入适量NaHCO3的目的是调节pH在______范围内。
(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的离子方程式为______,在实际生产中,可以同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6L(标况),则理论上相当于节约NaNO2(Mr=69)用量______g。
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解为Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为______。
(5)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:取25.00mL溶液,稀释到250mL,准确量取20.00mL于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.01000mol⋅L−1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.已知:2Fe3++2I−=2Fe2++I22S2O32−+I2=2I−+S4O62−则溶液中铁元素的总含量为______g⋅L−1。
9. 脱除工业废气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
(1)早期是利用NH还原法,可将NOx还原为N进行脱除。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9 kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180kg⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(l)△H=−44 kJ⋅mol−1
写出常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式:______。
(2)以漂粉精溶液为吸收剂可以有效脱除烟气中的NO。
①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2,若吸收过程中,消耗的Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3:4,则脱除后NO转化为______。
②某一兴趣小组研究不同温度下相同浓度漂粉精溶液对NO脱除率的影响,结果如图1所示。图1中,40~60℃NO脱除率上升可能的原因为______;60~80℃NO脱除率下降可能的原因为______。
(3)过硫酸钠(Na2S2O8)氧化去除NO
第一步:NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2
第二步:NaNO2继续被氧化为NaNO3,反应为NO2−+S2O82−+2OH−⇌NO3−+2SO42−+H2O.不同温度下,平衡时NO2−的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度(指第二步反应的初始浓度)的关系如图2所示。
①a、b、c、d四点平衡常数K由大到小的顺序为______,原因是______②若a点(0.1,40%)时,NO2−的初始浓度为a mol⋅L−1,平衡时pH=13,则65℃时,第二步反应的平衡常数K=______。(用含a的代数式表示)
(4)利用新型材料光催化脱除NO法如图所示。
某电化小组将过程A、B设计成酸性电解池反应,则该反应中阴极反应方程式为______。
10. 碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题
(1)碳原子核外有______种不同运动状态的电子,第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为______,碳族元素外围电子排布的通式为______。
(2)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示,图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为______,组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是______。
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有______;从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是______。
a.乙醇 b.乙醚 c.水
(4)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3,Na2SnO3中阴离子空间构型为______。
11. 奥司他韦是一种高效、高选择性神经氨酸酶抑制剂,是目前治疗流感的最常用药物之一,是公认的抗禽流感、甲型H1N1等病毒最有效的药物之一。其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)莽草酸的含氧官能团名称有______;反应③的反应类型______。
(2)反应①的反应试剂和反应条件______。
(3)1mol B最多可以消耗______mol NaOH溶液。
(4)请写出反应②的化学方程式______。
(5)芳香化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有______种。
(6)设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线______。
三、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
12. 氯苯是染料、医药、有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。其合成反应原理是:某实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
请回答下列问题:
(1)仪器a、b组合成制取氯气的装置,反应不需要加热,则仪器a中的固体反应物是______(填化学式)。
(2)把氯气干燥后通入装有40mL苯(密度0.88g/mL)的反应器d中(内有铁屑作催化剂),维持反应温度在50~60℃,回流40分钟。对仪器d加热的方法是______。
(3)仪器c的名称是______,仪器c出口的气体成分有HCl、Cl2和______。
(4)将d中的液体倒入分液漏斗中,分别用蒸馏水和NaOH溶液洗涤,分离出的产物干燥后,进行蒸馏纯化,得到24g纯净的氯苯。
①碱洗之前要进行水洗,其目的是______。
②用10% NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学方程式为______。
③该实验所得氯苯的产率为______(保留小数点后一位),该产率低于理论产率的原因______(填写两条)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、医用口罩的主要材料由聚丙烯和氨纶构成,聚丙烯纤维是生产医用口罩的重要材料,故A正确;
B、生石灰易和水发生化合反应,来防止月饼受潮;而不是防止月饼氧化;为了防止月饼氧化,应加入维生素C等还原剂来防止月饼氧化变质,故B错误;
C、84消毒液的主要成分为NaClO,水解生成强氧化性的HClO,可使含有蛋白质新冠病毒变性;医用酒精破环了细菌蛋白质的结构,而使蛋白质变性;所以84消毒液、医用酒精等都可以用于抗新冠病毒的消毒,故C正确;
D、“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,Fe与CuSO4反应生成Cu,发生了置换反应,故D正确;
故选:B。
A、医用口罩的主要材料由聚丙烯和氨纶构成;
B、生石灰易和水发生化合反应;
C、强氧化性的HClO,可使蛋白质变性;医用酒精破环了细菌蛋白质的结构;
D、Fe与CuSO4反应生成Cu。
本题考查日常生活相关的重点知识,涉及医用口罩的材料、防月饼发霉、84消毒液、铁釜炼铜等;考查的化学学科的核心素养为宏观辨识与微观探析;平时练习时注意总结积累,理解、掌握并熟练运用,构建化学知识的思维导图,避免出错。难度中等。
2.【答案】A
【解析】解:A.苯的硝化反应中苯中的H被硝基取代,油脂在碱性条件下水解反应为皂化反应,均属于取代反应,故A正确;
B.蛋白质和淀粉都是高分子化合物,蛋白质水解生成氨基酸组合成生命需要的蛋白质,淀粉能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量,故B错误;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,苯不与酸性KMnO4溶液褪色反应酸性KMnO4溶液可以鉴别乙醇与苯;故C错误;
D.丁基有四种结构,C4H9Cl的同分异构体有4种,故D错误;
故选:A。
A.苯的硝化反应中苯中的H被硝基取代,油脂在碱性条件下水解反应为皂化反应;
B.蛋白质和淀粉都是高分子化合物,蛋白质水解生成氨基酸,淀粉能水解生成葡萄糖,提供生命活动的能量;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,苯不与酸性KMnO4溶液褪色反应;
D.丁基有四种结构。
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、同分异构体判断为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:A、新型水锂电池,金属Li是活泼金属,电极a上Li失电子,作负极,即电极a是负极,电极b是正极,故A正确;
B、该原电池中,Li失去电子生成Li+,LiMn2O4得电子生成Li2Mn2O4,总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4,故B正确;
C、放电时,溶液中阳离子移向正极,即Li+从负极a向正极b迁移,故C正确;
D、电池充电时,外加直流电源的正极与正极b相连、为阳极,阳极反应式为:Li2Mn2O4−e−=LiMn2O4+Li+,原电池正极反应与阳极相反,即LiMn2O4+Li++e−=Li2Mn2O4,故D错误;
故选:D。
电池放电时为原电池,金属Li是活泼金属,电极a上Li失电子、发生氧化反应、作负极,则电极b上LiMn2O4在正极得到电子、发生还原反应生成Li2Mn2O4,原电池工作时,阳离子移向正极、阴离子移向负极,电池充电时,外加直流电源的正极与正极电极b相连、为阳极、发生氧化反应,外加直流电源的负极与负极a相连、为阴极、发生还原反应,据此分析解答。
本题考查新型化学电源的工作原理,根据物质的性质判断电极和电极反应是解题关键,注意电极反应式的书写和离子的定向移动,题目难度不大。
4.【答案】C
【解析】解:根据分析可知,a为C元素,b为Na,c为Al,d为Cl元素。
A.C、H形成的化合物为烃,烃类物质中C、H原子数为1:1的有多种,如乙炔、苯、立方烷等,故A正确;
B.金属Na活泼性较强,能够与水、无水乙醇反应,故B正确;
C.C的简单离子为Al3+,含有两个电子层,最外层8个电子,d−为Cl−,最外层电子数为8,含有三个电子层,它们的电子层数不相同,但最外层电子数相同,故C错误;
D.C、Cl形成的六氯乙烷分子中既含有C−C非极性键又含有C−Cl极性键,故D正确;
故选:C。
原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为4、1、x、7,已知c原子的电子层数等于x,即c原子的最外层电子数等于其电子层数,则c为Al;d−的电子层结构与Ar元素相同,则d为Cl;结合原子序数大小可知,a为C元素,b为Na,据此分析解答。
本题考查原子结构与元素周期律的应用,题目难度不大,推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律内容及原子核外电子排布规律,试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
5.【答案】C
【解析】解:A、1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液FeBr2中的物质的量为n=cV=0.5mol/L×1L=0.5mol,与1molCl2反应时氯气过量,0.5mol⋅L−1FeBr2完全反应,铁由+2价变为+3价,溴元素变为0价,故反应后转移电子为1.5NA个,故A错误;
B、pH=9的CH3COONa溶液中氢氧根浓度为10−5mol/L,此溶液中氢氧根的物质的量为n=cV=10−5mol/L×1L=10−5mol,是水电离出的全部氢氧根,故此溶液中1×10−5NA,故B错误;
C、甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O,故3g混合物中含有的CH2O的物质的量为n=3g30g/mol=0.1mol,故含原子为0.4NA个,故C正确;
D、标况下二氯甲烷为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故D错误。
故选:C。
A、1.0L0.5mol⋅L−1FeBr2溶液FeBr2中的物质的量为n=cV=0.5mol/L×1L=0.5mol,与1molCl2反应时氯气过量;
B、pH=9的CH3COONa溶液中氢氧根是水电离出的全部;
C、甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O;
D、标况下二氯甲烷为液体。
本题考查了物质的量和阿伏伽德罗常数的有关计算,难度不大,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
6.【答案】B
【解析】解:A.标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液,溶液由碱性变为酸性,应选甲基橙作指示剂,故A错误;
B.KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与盐酸混合的现象为:无现象、白色沉淀、气体、先生成沉淀后溶解,现象不同可鉴别,故B正确;
C.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显,不能探究浓度对速率的影响,故C错误;
D.乙酸易挥发,直接蒸馏不能分离,应加CaO后蒸馏,故D错误;
故选:B。
A.标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液,溶液由碱性变为酸性;
B.KI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与盐酸混合的现象为:无现象、白色沉淀、气体、先生成沉淀后溶解;
C.发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,现象不明显;
D.乙酸易挥发。
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、物质的鉴别、中和滴定、反应速率、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。
7.【答案】D
【解析】解:A、Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)⋅c(C2O42−)=(10−4)2×(10−2.46)=10−10.46,故数量级为10−11,故A错误;
B、在n点,c(Ag+)大于平衡浓度,故n点的浓度积Qc(AgCl)>Ksp(AgCl),故为氯化银的过饱和溶液,将有沉淀析出,故B错误;
C、根据图象可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小,故向c(Cl−)=c(C2O42−)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先析出氯化银沉淀,故C错误;
D、Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数K=c(C2O42−)c2(Cl−),此时溶液中的c(Ag+)相同,故有:K=c(C2O42−)c2(Cl−)=10−2.46(10−5.75)2=109.04,故D正确。
故选:D。
A、Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)⋅c(C2O42−);
B、在n点,c(Ag+)大于平衡浓度;
C、根据图象可知,当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小;
D、Ag2C2O4+2C1−=2AgCl+C2O42−的平衡常数K=c(C2O42−)c2(Cl−),此时溶液中的c(Ag+)相同。
本题考查了沉淀的溶解平衡以及Qc和Ksp的相关计算,难度不大,应注意的是混合溶液中沉淀生成的先后顺序,即所需离子浓度越小的越先沉淀。
8.【答案】加快反应速率 Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+ Al(OH)3 4.7~5.9 2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O 69 2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+ 5.6
【解析】解:(1)该工艺中“搅拌”的作用是加快反应速率;根据上述分析可知反应I中发生氧化还原反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+,
故答案为:加快反应速率;Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(2)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3滤渣,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.7~5.9之间将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以控制pH在4.7~5.9之间;
故答案为:Al(OH)3;4.7~5.9;
(3)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O;n(O2)=5.6L22.4L/mol=0.25mol,则得到电子0.25mol×4=1mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,则m(NaNO2)=1mol×69g/mol=69g,
故答案为:2H++Fe2++NO2−=Fe3++NO↑+H2O;69;
(4)2Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+,
故答案为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+;
(5)根据所给反应可得关系式Fe3+~S2O3−,所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol,溶液中铁元素的总含量为0.0020mol×56g/mol0.020L=5.6g/L,
故答案为:5.6。
废铁屑中含少量氧化铝、铁的氧化物等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,氧化铝反应生成硫酸铝,铁的氧化物反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,过量的铁屑与三价铁离子反应生成亚铁离子,若还有铁屑剩余则与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,然后加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,将铝离子沉淀,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此分析解答。
本题考查制备原理的设计,题目难度中等,注意根据物质的性质和题给信息判断可能发生的反应,离子方程式的书写为解答该题的难点,也是易错点,注意体会书写方法。
9.【答案】6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1 硝酸根离子或者为硝酸 温度升高,化学反应速率加快 HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小,且气体溶解度降低 K(b)>K(a)=K(c)=K(d) 据图可知反应为吸热反应,故温度升高平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d) 320a23−12a O2+2e−+2H+=H2O2
【解析】解:(1)常温下,NH3还原NO的化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l),
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(1)△H=−44KJ⋅mol−1
根据盖斯定律①−②×5+6×③,△H=−905.9−5×180+(−44)×6=−2069.9kJ⋅mol−1,所以常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1,
故答案为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=−2069.9kJ⋅mol−1;
(2)①Ca(ClO)2溶液在吸收NO中做氧化剂,在氧化NO时,氯元素被还原为氯离子,结合反应定量关系3:4,据电子得失守恒,
设反应后,氮元素的价态升高了x,则
2×2×3=4x
x=3
所以氮元素的价态升高了3价,生成了+5价的氮,所以为硝酸根离子,或者为硝酸,
故答案为:硝酸根离子或者为硝酸;
②温度升高,化学反应速率加快,使在40~60℃NO脱除率上升;HClO对热不稳定,温度升高时HClO发生分解,使NO脱除率下降;气体的溶解度随温度升高而降低,使NO脱除率下降,
故答案为:温度升高,化学反应速率加快;HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小,且气体溶解度降低;
(3)①由图可知,过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度相同,温度升高,NO2−的脱除率增大,说明温度升高有利于正方向,反应为吸热反应,故温度升高化学平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d);
故答案为:K(b)>K(a)=K(c)=K(d);据图可知反应为吸热反应,故温度升高平衡常数增大,又因为T(b)>T(a)=T(c)=T(d),则K(b)>K(a)=K(c)=K(d);
②mol⋅L−1NO2−+S2O82−+2OH−⇌NO3−+2SO42−+H2O
初 a 0.1 0 0 0
变 0.4a 0.4a 0.4a 0.4a 0.4a
平 0.6a 0.1−0.4a 0.1 0.4a 0.4a 0.4a
K=平衡时生成物浓度幂之积平衡时反应物浓度幂之积=(0.4a)(0.4a)2(0.1)2(0.1−0.4a)(0.6a)=320a23−12a
故答案为:320a23−12a;
(4)电解池反应中阴极发生还原反应,元素化合价降低,氧气得电子生成双氧水,电极反应式为:O2+2e−+2H+=H2O2,故答案为:O2+2e−+2H+=H2O2。
(1)常温下,NH3还原NO的化学方程式为6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l),
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=−905.9kJ⋅mol−1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ⋅mol−1
③H2O(g)⇌H2O(1)△H=−44KJ⋅mol−1
根据盖斯定律①−②×5+6×③计算6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)的焓变△H,进而写出热化学方程式;
(2)①Ca(ClO)2溶液在吸收NO中做氧化剂,在氧化NO时,氯元素被还原为氯离子,结合反应定量关系3:4,电子得失守恒计算,氮元素的价态,可以知道NO转化为什么物质;
②40~60℃NO脱除率上升,温度升高,化学反应速率加快;60~80℃NO脱除率下降,是HClO对热不稳定,温度升高时HClO发生分解,使NO脱除率下降;气体的溶解度随温度升高而降低,使NO脱除率下降等原因;
(3)①由图可知,过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度相同,温度升高,NO2−的脱除率增大,说明温度升高有利于正方向,反应为吸热反应,结合温度对化学平衡常数的影响分析可得;
②常温下,反应中NO2−、S2O82−的初始浓度分别为a mol⋅L−1,0.1mol⋅L−1,NO3−浓度为0.04mol⋅L−1,求出平衡时,NO2−、S2O82−的浓度,SO42−的浓度,反应达平衡时溶液pH=13,则此时OH−的浓度为0.1mol/L,代入K=平衡时生成物浓度幂之积平衡时反应物浓度幂之积计算可得;
(4)电解池反应中阴极发生还原反应,元素化合价降低,氧气得电子生成双氧水。
本题考查比较综合,为高考常见题型和高频考点,题目涉及反应热计算、化学平衡图象与影响因素、平衡常数计算及应用、电离平衡常数等,侧重考查学生信息获取与知识迁移运用,题目难度中等。
10.【答案】6 铍 ns2np2 sp2、sp3 O>C>H π键和σ键 b 平面三角形
【解析】解:(1)碳原子核外电子数6个,存在6种不同运动状态的电子,第ⅡA主族、第ⅤA族第一电离能大于同周期相邻主族元素原子的第一电离能,第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为铍元素,碳族元素外围电子为4个为主族元素,电子排布的通式为:ns2np2,
故答案为:6;铍;ns2np2;
(2)3号碳为sp2杂化,1、2、4、5号碳为sp3杂化,组成青蒿素的三种元素为C、H、O,非金属性越强,电负性越大,非金属性为:O>C>H,得到电负性由大到小排序:O>C>H,
故答案为:sp2、sp3;O>C>H;
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有碳氧双键,含π键和σ键,氧原子形成两个单键为σ键,从青蒿中提取青蒿素的方法是萃取分液,青蒿素在乙醚中溶解度大于乙醇,选取的最佳溶剂是:乙醚,故选b,
故答案为:π键和σ键;b;
(4)阴离子中Sn原子价层电子对个数=3+4+2−3×22=3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为平面三角形,
故答案为:平面三角形;
(1)碳原子核外电子数6个,存在6种不同运动状态的电子,第ⅡA主族、第ⅤA族第一电离能大于同周期相邻主族元素原子的第一电离能,碳族元素外围电子为4个为主族元素;
(2)3号碳为sp2杂化,1、2、4、5号碳为sp3杂化,组成青蒿素的三种元素为C、H、O,非金属性越强,电负性越大,得到电负性由大到小排序;
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有π键和σ键;
(4)阴离子中Sn原子价层电子对个数=3+4+2−3×22=3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型;
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、第一电离能和电负性大小比较等知识点,侧重考查基本理论运用、空间想像能力及计算能力,注意基础知识的熟练掌握。
11.【答案】羟基、羧基 取代反应 乙醇、浓硫酸、加热 1 17
【解析】解:(1)莽草酸的含氧官能团名称有羟基、羧基;反应③中C的醇羟基上的H原子被取代生成D,则该反应的反应类型是取代反应,
故答案为:羟基、羧基;取代反应;
(2)反应①为羧基和乙醇发生酯化反应生成A,所以该反应的反应试剂和反应条件乙醇、浓硫酸、加热,
故答案为:乙醇、浓硫酸、加热;
(3)B中酯基水解生成的羧基和NaOH以1:1反应,所以1mol B最多可以消耗1mol NaOH溶液,
故答案为:1;
(4)反应②中A和丙酮发生取代反应生成B,该反应的化学方程式为,
故答案为:;
(5)芳香化合物X是B的同分异构体,B的不饱和度是4,苯环的不饱和度是4,X中含有苯环和酚羟基,根据O原子个数知应该含有5个酚羟基,
另一个支链中含有6个碳原子的饱和烃基,
正己烷中含有3种氢原子、2−甲基戊烷中含有5种氢原子、3−甲基戊烷中含有4种氢原子、2,2−二甲基丁烷中含有3种氢原子、2,3−二甲基丁烷中含有2种氢原子,有几种氢原子,烃基就有几种连接方式,所以符合条件的同分异构体种类个数=3+5+4+3+2=17,
故答案为:17;
(6)由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸 ,对甲基苯甲醛和乙二醇发生取代反应然后发生氧化反应、最后发生取代反应生成对醛基苯甲酸,其合成路线为,
故答案为:。
莽草酸发生酯化反应生成A,A发生取代反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生取代反应生成D,D发生一系列反应生成奥司他韦;
(6)由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸 ,对甲基苯甲醛和乙二醇发生取代反应然后发生氧化反应、最后发生取代反应生成对醛基苯甲酸。
本题考查有机物推断,侧重考查分析、推断及知识综合运用、知识迁移能力,明确官能团及其性质关系、物质之间转化关系并正确推断各物质结构简式是解本题关键,利用莽草酸生成A的反应特点采用知识迁移方法进行合成路线设计,易错点是同分异构体种类判断,题目难度中等。
12.【答案】KMnO4或K2Cr2O7 水浴加热 冷凝管 苯蒸汽 洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 47.2% 氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生
【解析】解:(1)二氧化锰制氯气需要加热,高锰酸钾和重铬酸钾不用加热;
故答案为:KMnO4 或K2Cr2O7;
(2)反应器C加热控制反应温度在50−60℃,应利用水浴加热;
故答案为:水浴加热;
(3)仪器c为球形冷凝管,由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,D出口气体中含有HCl、苯蒸汽、氯气;
故答案为:(球形)冷凝管;苯蒸汽;
(4)①d中反应完成后有FeCl3、HCl等副产品,易溶于水,碱洗之前要水洗,可以洗去这些无机物,节约碱的用量,降低成本;
故答案为:洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本;
②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应,生成HCl会与氢氧化钠反应,溶解的氯气也会与氢氧化钠反应,该反应为氧化还原反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
③要求该实验所得氯苯的产率,设理论上生成氯苯的量为x,
78 112.5
40×0.88 x
得关系式:7840×0.88=112.5x
x=50.8g
得氯苯的产率为=实际产量理论产量×100%=2450.8×100%=47.2%,该产率低于理论产率的原因实际产量减少可能的原因有:氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生等;
故答案为:47.2%;氯苯在提取过程中有损失或有副反应发生。
(1)高锰酸钾和重铬酸钾制备氯气不用加热;
(2)反应器C加热控制反应温度在50−60℃,应利用水浴加热;
(3)根据仪器构造c为球形冷凝管,由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,都会在c出口导出;(4)由苯和氯气在催化剂的条件下制取氯苯;
(5)①d中反应完成后有FeCl3、HCl等副产品,易溶于水;
②溶解的氯气与氢氧化钠发生反应;
③该实验所得氯苯的产率为=实际产量理论产量×100%。
本题考查有机物制备实验方案,涉及对装置、操作与原理的分析评价、化学计算等知识,题目难度中等,明确实验目的、实验原理为解答关键,注意掌握制备方案设计与评价的原则,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力。
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