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湖北省十堰市2021年高考化学4月模拟试卷及答案
展开这是一份湖北省十堰市2021年高考化学4月模拟试卷及答案,共17页。试卷主要包含了单选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
高考化学4月模拟试卷
一、单选题
1.化学与环境、工农业生产等密切相关,下列说法正确的是( )
A. 碱式氯化铝和二氧化氯均可作净水剂,且净水原理相同
B. 过期药品属于有害垃圾,为防止污染环境应当深埋处理
C. 推广使用煤液化技术可以减少温室气体二氧化碳的排放
D. 浸有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果保鲜
2.在电池工业上,碳酸乙烯酯(EC)可作为锂电池电解液的优良溶剂,其结构为 ,熔点为35℃。下列有关说法错误的是( )
A. 一个分子中有10个σ键 B. EC分子间能形成氢键
C. 分子中至少有4个原子共平面 D. EC由固态变成液态破坏了分子间的作用力
3.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 12 g 14C中含有的质子数为6NA
B. 0.1 mol Cu与浓硝酸充分反应最终得到NO2分子的数目为0.2NA
C. 23 g Na在空气中点燃后充分反应,转移的电子数为NA
D. 100 g质量分数为30%的甲醛(HCHO)水溶液中氧原子的数目为NA
4.下列化学用语对事实的表述正确的是( )
A. 向CuCl2和FeCl3的混合溶液中加入少量的Fe:Cu2++Fe=Fe2++Cu
B. 碱性锌锰干电池的正极反应式:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
C. 向NaOH溶液中加少量AlCl3溶液:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D. 磁性氧化铁溶于浓硝酸:3Fe3O4+28H++NO =9Fe2++NO↑+14H2O
5.我国成功研制出第一个具有自主知识产权的抗艾滋病新药——二咖啡酰奎尼酸(简称IBE—5)。IBE—5的结构简式如图所示,下列有关IBE—5的说法错误的是( )
A. 苯环上的一氯代物有三种 B. 可与氢气发生加成反应
C. 分子中含有25个碳原子 D. 1molIBE—5最多消耗7molNaOH
6.中国人民在悠久的历史中创造了绚丽多彩的中华文化,下列说法正确的是( )
A. 织锦是可以做礼服的高档缎类丝织物,蚕丝与棉、麻的主要成分都是纤维素
B. 秦朝·兵马俑用陶土烧制而成,陶土属于合成高分子材料
C. 王羲之的《兰亭集序》保存完好、字迹清晰的原因是墨的主要成分是碳,在常温下化学性质稳定
D. 宋代张杲《医说》记载:“每每外出,用雄黄 桐子大,在火中烧烟熏……,以消毒灭菌,……”古代烟熏的消毒原理与酒精相同,都是利用其强氧化性
7.溴化苄是重要的有机合成工业原料,可由苯甲醇为原料合成,实验原理及装置如图所示:
下列有关说法错误的是( )
A. 先加热至反应温度,然后从冷凝管接口b处通水
B. 该实验适宜用热水浴加热
C. 浓硫酸作催化剂和吸水剂
D. 反应液可按下列步骤分离和纯化:静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏
8.有机物C为合成某种抗支气管哮喘药物的中间体,C可由A在一定条件下转化得到(如图所示)。下列说法错误的是( )
A. A与B互为同分异构体 B. C的分子式为C13H12O3
C. 核磁共振氢谱表明A与B均有七组峰 D. C既能发生加成反应,又能发生水解反应
9.已知元素X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X与W同主族,且W的最外层电子数是其内层电子总数的一半,X和Y的原子序数之和等于W的原子序数,用 He粒子轰击Z核会产生W核和中子(即 n),可表示为 He+ Z→ W+ n。下列说法正确的是( )
A. Z与 W互为同位素 B. 第一电离能:X
10.十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“ ”脱氢过程释放氢气。下列说法正确的是( )
A. 总反应的
B. C10H18(l)的脱氢过程中,不会有大量中间产物C10H12(l)
C. 十氢萘脱氢的总反应速率由第二步反应决定
D. 选择合适的催化剂不能改变Ea1、Ea2的大小
11.PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断错误的是( )
A. PH3分子呈三角锥形 B. PH3分子是极性分子
C. PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低 D. PH3分子稳定性低于NH3分子,因为N-H键键高
12.室温下进行下列实验,根据实验操作和现象,所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
乙醇钠的水溶液呈强碱性
结合 的能力强
B
将某溶液滴在 淀粉试纸上,试纸变蓝
原溶液中一定含有
C
向 和 的混合溶液中滴入硝酸酸化的 溶液,溶液变红
氧化性:
D
向盛有 一定浓度的 溶液的试管中,滴入5滴 的 溶液,产生黄色沉淀
发生了水解
A. A B. B C. C D. D
13.化工行业常用硒(Se)作催化剂,该催化剂具有反应条件温和、成本低、环境污染小、用后处理简便等优点。以铜阳极泥(主要成分为Cu2Se、Ag2Se,还含有少量Ag、Au、Pt等)为原料制备纯硒的工艺流程如图。
已知:①“净化除杂”时采用真空蒸馏的方法提纯硒(沸点为685℃);
②焙烧后,Cu、Ag均以硫酸盐形式存在, ;
③“浸出液”中溶质的饱和浓度不小于0.01 。
下列说法错误的是( )
A. “加硫酸并焙烧”时使用的硫酸应为浓硫酸 B. “水吸收”过程得到的溶液呈酸性
C. 在实验室蒸馏时,需要用到直形冷凝管 D. “浸出液”中的溶质成分不可能含有Ag2SO4
14.图(a)、(b)分别是二氧化碳氧化乙烷的电催化和光催化裂解。下列说法正确的是( )
A.(a)中阴极的电极反应式为2H++2e-=H2、CO2+2H++2e-=CO+H2O
B.当(a)的电路中转移2 mol电子时,阳极生成22.4 LC2H4
C.(b)中电子由导带向价带移动
D.图(a)、(b)中的电解质溶液均可能为NaOH溶液
15.保持温度始终为T℃,用滴定管量取一定体积的浓氯水置于锥形瓶中,用NaOH溶液以恒定速率来滴定,根据测定结果绘制出ClO-、ClO 的物质的量浓度c与时间t的关系曲线(如图)。下列说法正确的是( )
A.0~t1时发生反应的离子方程式:OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
B.a点溶液中:c(ClO-)>c(ClO )>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.b点溶液中:c(Na+)+c(H+)=8c(ClO-)+c(OH-)
D.t2~t4过程中: 一直减小
二、综合题
16.氯化氨基汞[Hg(NH2)Cl]是祛斑霜中常用的添加剂,某学习小组在实验室中利用如图所示装置制备Hg(NH2)Cl,回答下列问题:
(1)A装置中装浓盐酸的仪器名称为________。
(2)B装置的作用为________,C装置中的试剂是________(填名称)。
(3)实验结束后,D装置中生成了固体氯化氨基汞,请写出D装置中生成氯化氨基汞反应的化学方程式:________。D装置采用长短不同的导管的原因是________。
(4)E装置中装入的固体可以是__(填字母)。
A.CaO
B.碱石灰
C.P2O5
D.CaCl2
(5)该实验的不足之处是________。
(6)样品中氯化氨基汞的含量测定:称取0.55g样品,加入水及稀硫酸溶解,向溶解后的溶液中加入0.1mol·L-1的KI溶液,立即出现橙红色沉淀,继续滴加KI溶液至沉淀消失,溶液呈无色[已知:Hg2++2I-=HgI2↓(橙红色),HgI2+2I-=HgI (无色)],共消耗80.00mLKI溶液。则样品中氯化氨基汞的质量分数为__(保留三位有效数字)。
17.F是抑制白色念球菌药物的中间体,可经如图所示合成路线进行制备。
已知:—SO2Cl —SH。
回答下列问题:
(1)A的名称为________。
(2)B的结构简式为________;C→D的反应类型为________。
(3)一定条件下,D与水反应生成二元羧酸的化学方程式为________。
(4)E中含氧官能团的名称为________。
(5)反应E→F所需的试剂及反应条件分别是________,F中有________个手性碳(注:连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳)。
(6)某温度下,对A→B反应的产物成分进行研究发现,其—SO2Cl基化的不同位置的产物成分的含量如表所示:
与F的相对位置
邻
间
对
其他
含量/%
38.8
3.66
57.25
0.29
请找出规律:________。
(7)G为E与1molH2完全反应后的产物,G的同分异构体中能同时满足以下条件的有________种(不考虑立体异构)。
Ⅰ.苯环上只有三个取代基且处于邻位,且—SH、—F直接与苯环相连;
Ⅱ.能发生银镜反应;
Ⅲ.能与NaHCO3溶液反应。
18.工业上用合成气(主要成分为CO、H2)制备二甲醚(CH3OCH3),涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H1=-90.8kJ·mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ·mol-1
(1)2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=________kJ·mol-1。
(2)若在恒温恒容的密闭容器内只发生反应Ⅱ,可判断该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
A.气体的平均摩尔质量保持不变
B.CH3OCH3浓度与H2O浓度相等
C.CH3OCH3的体积分数保持不变
D.2v(CH3OCH3)=v(CH3OH)
(3)T℃时,将2molCO和2molH2充入一恒容密闭容器内发生反应:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。起始时,容器内压强为2×106Pa,平衡时总压减少了25%,H2的转化率为________,该反应的平衡常数Kp=________Pa-4(保留2位有效数字)。达到平衡后﹐欲增加CO的平衡转化率,可采取的措施有________(填标号)。
A.再通入一定量的CO B.降低温度
C.及时移走CH3OCH3(g) D.通入氮气
(4)当压强为p时,在一密闭容器中充入一定量的CO和H2 , 测得不同温度下CO的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。
达到平衡后,增大压强,反应Ⅰ的平衡________(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”,下同)移动,反应Ⅱ的平衡________移动,故工业上选择________(填“高压”或“低压”)制备二甲醚。工业生产中不选择350℃的原因是________。
19.锆(40Zr)是现代工业中重要的金属原料,具有良好的可塑性,其抗蚀性能强于钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO4 , 还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产错及其化合物的流程如图所示:
(1)分馏属于________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)锆英石________(填“能”或“不能”)直接用稀盐酸浸取后再分馏,理由是________。
(3)“高温气化”中ZrSiO4发生反应得到ZrCl4的反应的化学方程式为________。
(4)流程中ZrCl4与水反应后经过滤、洗涤、干燥等操作可获得ZrOCl2·8H2O,检验该物质是否洗涤干净的实验操作为________。
(5)工业上使用惰性电极电解K2ZrF6与KCl组成的熔盐来制取金属错。阳极上的电极反应式为________,每转移0.4mole- , 理论上阴极增加的质重为________。
(6)极稀溶液中溶质的物质的量浓度很小,常用其负对数pc(pcB=-lgcB)表示。某温度下Ksp[Zr(CO3)2]=4.0×10-12 , 则其饱和溶液中pc(Zr4+)+pc(CO )=________。(已知lg2=0.3)
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【解答】A.碱式氯化铝和二氧化氯均可作净水剂,但前者是由于盐水解产生的氢氧化铝胶体吸附作用而净水;后者是由于二氧化氯具有强氧化性,能够杀菌消毒,因此净水原理不相同,A不符合题意;
B.过期药品属于有害垃圾,为防止污染环境应回收经过特殊处理,而不应该深埋处理,B不符合题意;
C.煤液化技术推广可以减少粉尘等固体颗粒造成的污染,但不能减少温室气体二氧化碳的排放,C不符合题意;
D.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会将乙烯氧化为二氧化碳,从而可降低乙烯的浓度,减缓水果腐烂变质,因而可用于水果保鲜,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.碱式氯化铝水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中悬浮物形成沉淀,二氧化氯具有强氧化性,能使蛋白质变性;
B.有害垃圾深埋能引起土壤、水体污染;
C.煤液化技术不能减少温室气体二氧化碳的排放;
D.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能吸收乙烯等物质。
2.【答案】 B
【解析】【解答】A.该物质分子式是C3H4O3 , 分子中含有的C-H键、C-C键、C-O都是σ键,而C=O中一个是σ键,一个是π键,则在一个C3H4O3分子中含有10个σ键和1个π键,A不符合题意;
B.在碳酸乙烯酯的分子中,在O原子上无H原子,C-H键极性较弱,因此不能形成分子间的氢键,B符合题意;
C.分子中的碳氧双键具有乙烯的平面结构,所以与C原子相连的3个O原子与这个C原子在同一个平面上,因此分子中至少有4个原子共平面,C不符合题意;
D.碳酸乙烯酯为分子晶体,因此其由固态变为液态时破坏的是分子间作用力,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 A.单键属于σ键,双键中含有1个σ键;
B.该有机物分子中不存在O-H键;
C.连接3个O的C与3个O原子一定共平面;
D.碳酸乙烯酯(EC)形成晶体为分子晶体。
3.【答案】 C
【解析】【解答】A.1个14C中含有6个质子,12 g 14C的物质的量小于1 mol,故其中含有的质子数小于6NA , A不符合题意;
B.Cu是+2价的金属,0.1 mol Cu与浓硝酸充分反应,转移0.2 mol电子,浓硝酸得到电子被还原产生NO2 , 根据电子守恒,可知理论上产生0.2 mol NO2 , 但NO2在密闭系统中会有一部分反应转化为N2O4 , 反应存在化学平衡,因此最终得到NO2分子的数目小于0.2NA , B不符合题意;
C.Na是+1价金属,23 gNa的物质的量是1 mol,其在空气中点燃后充分反应产生Na2O2 , 转移电子数为NA , C符合题意;
D.HCHO的相对分子质量是30,100 g质量分数为30%的甲醛(HCHO)水溶液中含有甲醛的质量m(HCHO)=100 g ×30%=30 g,其物质的量是1 mol,在1 mol甲醛分子中含有1 mol O原子。但在甲醛水溶液中,除甲醛分子中含有O原子外,溶剂水分子中也含有O原子,因此100 g该溶液中含有的O原子数目大于NA , D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.14C的摩尔质量为14g/mol,1个14C含有的质子数为6个;
B.NO2可转化为N2O4;
C.Na在空气中点燃后充分反应,Na转变为 Na2O2;
D.水中也有氧原子。
4.【答案】 B
【解析】【解答】A.离子的氧化性:Fe3+>Cu2+ , 所以向CuCl2和FeCl3的混合溶液中加入少量的Fe,Fe3+与Fe发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+ , A不符合题意;
B.在碱性锌锰干电池的正极上,MnO2得到电子,被还原为+3价的MnO(OH),所以正极的反应式:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH- , B符合题意;
C.向NaOH溶液中加少量AlCl3溶液,由于碱过量,因此Al3+与过量OH-反应会产生 ,该反应的离子方程式为:Al3++4OH-= +2H2O,C不符合题意;
D.浓硝酸具有氧化性,与磁性氧化铁反应产生Fe3+、NO2、H2O,反应的离子方程式为:Fe3O4+10H++NO =3Fe3++NO2↑+5H2O,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Fe3+先与Fe发生反应;
B.碱性锌锰干电池MnO2为正极;
C.Al3+与过量OH-反应会产生 ;
D.浓硝酸具有氧化性,与磁性氧化铁反应产生Fe3+。
5.【答案】 A
【解析】【解答】A.由于结构不对称,所以苯环上的一氯代物有6种,A符合题意;
B.含有苯环和碳碳双键,可与氢气发生加成反应,B不符合题意;
C.根据结构简式可判断分子中含有25个碳原子,C不符合题意;
D.分子中含有4个酚羟基、1个羧基和2个酯基,则1molIBE—5最多消耗7molNaOH,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 A.两个苯环的结构不对称,每个苯环上含有3种氢,苯环上共有6种化学环境不同的氢;
B.该有机物分子中含有苯环、碳碳双键,具有它们的性质;
C.交点为碳原子,再加上羧基中碳原子;
D.酚羟基、羧基、酯基可以与NaOH反应。
6.【答案】 C
【解析】【解答】A.蚕丝的主要成分是蛋白质,A项不符合题意;
B.陶土是传统的硅酸盐产品,不属于合成高分子材料,B项不符合题意;
C.常温下,碳的化学性质稳定,不易与空气中的其他物质反应,因此王羲之的《兰亭集序》保存完好、字迹清晰,C项符合题意;
D.酒精的消毒原理是利用其渗透性使蛋白质变性,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.蚕丝的主要成分蛋白质;
B.陶土主要成分是硅酸盐常;
C.温下碳的化学性质比较稳定;
D.酒精和二氧化硫不具有强氧化性。
7.【答案】 A
【解析】【解答】A.为防止原料加热蒸发损失,应先从冷凝管接口b处通水,再先加热至反应温度,故A符合题意;
B.该实验要求温度较准确,适宜用热水浴加热,以便控制温度,故B答案选符合题意;
C.从反应方程式看,浓硫酸做催化剂,产物中有水,通过浓硫酸吸水,促进反应更完全,故C答案选符合题意;
D.反应液经水洗可溶解反应物中的醇类,碱洗可除去氢溴酸,再水洗除去碱和盐类,可按下列步骤分离和纯化:静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏,故D答案选符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.冷凝水需要先开;
B.恒温用水浴加热;
C.浓硫酸可以做催化剂,也可以吸水;
D.醇可用溶于水,HBr可以用碱除去,水洗可以除去碱和盐。
8.【答案】 D
【解析】【解答】A.A与B具有相同的分子式C11H14O2 , 但结构不同,互为同分异构体,故A答案选符合题意;
B.根据C的结构简式 ,可知C的分子式为C13H12O3 , 故B答案选符合题意;
C.由A、B的结构简式可知,两种分子中均有7种类型的氢原子,所以核磁共振氢谱均有七组峰,故C答案选符合题意;
D.C分子中含有羰基、醚键、醛基,不含有能发生水解反应的官能团,不能发生水解反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.对比A、B的结构可知,二者结构不同,分子式相同;
B.由结构可知C中含13个C、12个H、3个O;
C.A、B均含7种H;
D.C含碳碳双键、-CHO、醚键及羰基。
9.【答案】 C
【解析】【解答】由分析可知,X为N、Y为O、Z为Al、W为P。
A. Z与 W是两种不同的元素,二者不可能互为同位素,故A不符合题意;
B.由于氮元素的2p轨道电子处于半充满的较稳定状态,则第一电离能:N>O,故B不符合题意;
C.Y和W形成的化合物有P4O6、P4O10等,故C符合题意;
D.W的最高价氧化物对应的水化物为磷酸,磷酸不属于强酸,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】元素X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的最外层电子数是其内层电子总数的一半,用 He粒子轰击Z核会产生W核和中子(即 n),可表示为 He+ Z→ W+ n,W位于第三周期,W的最外层电子数为5,W为P,Z的质子数a为15-2=13,Z为Al;其中X与W同主族,X为N;且X和Y的原子序数之和等于W的原子序数,Y的原子序数为15-7=8,Y为O,以此来解答。
10.【答案】 B
【解析】【解答】A.总反应的 等于生成物的总能量减去反应物的总能量,故A不符合题意;
B.反应II的活化能比反应I的小,故反应速率更快,即反应I产生的C10H12很快被反应II消耗,故不会有大量中间产物C10H12积聚,B符合题意;
C.反应II的活化能比反应I的小,分步反应的总反应速率由反应慢的一步决定,即由反应I决定,故C不符合题意;
D.选择合适的催化剂能加快反应速率(本质是降低反应的活化能),故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】 A.反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量;
B.C10H12转化为C10H8反应较快,说明C10H12会快速消耗;
C.分步反应的总反应速率由反应慢的一步决定;
D.催化剂只能改变反应速率,不会改变反应热,催化剂的本质是降低反应的活化能。
11.【答案】 C
【解析】【解答】A.NH3是三角锥形,PH3分子结构和NH3相似,故PH3分子也呈三角锥形,故A不符合题意;
B.PH3分子是三角锥形,空间结构不对称,正负电荷重心不重合,为极性分子,故B不符合题意;
C.PH3沸点低于NH3沸点,因为NH3分子间存在氢键,沸点高,故C符合题意;
D.PH3分子稳定性低于NH3分子,因为P—H键键能比N—H键键能低,化学键越稳定,分子越稳定,键能越大化学键越稳定,故D不符合题意。
故答案为C。
【分析】 A.NH3是三角锥型,PH3分子结构和NH3相似,也是三角锥型;
B.分子结构是三角锥型,正负电荷重心不重合,为极性分子;
C.NH3分子之间存在氢键,沸点高;
D.化学键越稳定,分子越稳定,键能越大化学键越稳定。
12.【答案】 A
【解析】【解答】A. 溶液中电离出的 水解生成 与 使溶液呈强碱性,则 ,所以 结合 的能力强,故A符合题意;
B.能氧化碘离子的不止氯气,其他强氧化剂如溴单质,氧气以及双氧水等都能将碘离子氧化成碘单质,从而使淀粉试纸变蓝,故B不符合题意;
C.滴加硝酸酸化的硝酸银溶液中含有硝酸,硝酸能将亚铁离子氧化成铁离子,从而使 溶液变红,所以不能得出氧化性: ,故C不符合题意;
D.向盛有 一定浓度的 溶液的试管中,滴入5滴 的 溶液,产生黄色沉淀,黄色沉淀的成分为AgI,说明 溶液含有 ,即 发生电离,而不是水解,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 A.乙醇钠的水溶液中水解显碱性;
B.溶液可能为碘或溴水;
C.硝酸可氧化亚铁离子,生成铁离子遇KSCN溶液变红;
D.滴入5滴2mol/L的KI溶液,产生黄色沉淀为AgI。
13.【答案】 D
【解析】【解答】A.稀硫酸不能将Cu2Se氧化成 和 ,所以用浓硫酸,故A不符合题意;
B.二氧化硫为酸性氧化物,溶于水后能与水反应生成亚硫酸,使溶液呈酸性,故B不符合题意;
C.为便于馏分的收集,所以在实验室蒸馏时,选用直型冷凝管,故C不符合题意;
D.当“浸出液”中溶质的饱和浓度等于 时, ,“浸出液”中溶质成分含有Ag2SO4 , 故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 铜阳极泥(主要成分为Cu2Se、Ag2Se,还含有少量Ag、Au、Pt等) 加硫酸并焙烧,生成SO2、SeO2 , 水吸收SO2 , 过滤后固体为SeO2 , 经过净化还原除杂得到Se。
14.【答案】 A
【解析】【解答】A.由图示可知在(a)中阴极上,H+得到电子变为H2 , 同时还有CO2得到电子,与H+结合形成CO、H2O,故阴极的电极反应式为2H++2e-=H2; CO2+2H++2e-=CO+H2O,A符合题意;
B.未指明气体所处的外界条件,因此不能根据物质的量确定气体体积的大小,B不符合题意;
C.根据图示可知:(b)中电子由价带向导带移动,C不符合题意;
D.根据图示可知:电解质溶液中有H+移动,H+大量存在的溶液不可能是碱性溶液,因此电解质不可能为NaOH溶液,D不符合题意;
【分析】A.根据物质的化合价变化即可判断阴极发生发生的反应
B.根据阳极的反应式结合转移的电子数即可计算出产生的标况下的气体体积
C.根据图示即可判断电子的转移方向
D.根据氢离子的存在即电解质不能是碱性溶液
15.【答案】 C
【解析】【解答】A.0~t1时,溶液中只产生了氧化产物ClO- , 则发生反应的离子方程式:2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O,A不符合题意;
B.a点溶液为NaCl、NaClO、NaClO3 , 根据物质化学式可知Na、Cl两种元素的原子个数比为1:1,所以c(Na+)最大。且溶液中c(NaClO)>c(NaClO3),NaClO、NaClO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),故溶液中离子浓度关系为:c(Na+)>c(ClO-)>c(ClO )>c(OH-)>c(H+),B不符合题意;
C.b点溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(ClO-)+5c(ClO );根据电子守恒可得c(Cl-)=c(ClO-)+5c(ClO ),根据图象可知在b点时c(ClO-)=c(ClO ),带入电荷守恒式子,整理可得c(Na+)+c(H+)=8c(ClO-)+c(OH-),C符合题意;
D. 是弱酸HClO在溶液中的电离平衡常数,电离平衡常数只与温度有关,由于温度始终保持T℃,因此 不变,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据此时的离子的浓度即可判断发生的反应是氯气和氢氧化钠反应得到氯化钠和次氯酸钠的反应
B.根据a点的溶质进行判断即可
C.在b点结合电荷守恒和电子守恒即可判断
D.根据次氯酸的电离平衡常数与温度有关即可判断
二、综合题
16.【答案】 (1)分液漏斗
(2)除去混合气体中的HCl;浓硫酸
(3)Hg+2NH3+Cl2=Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl;氯气的密度大于空气的,氨气的密度小于空气的,采用长短不同的导管,使氯气、氨、汞充分混合
(4)A,B
(5)无尾气处理装置
(6)91.8%
【解析】【解答】(1)根据仪器构造,A装置中装浓盐酸的仪器名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)装置A中生成的氯气含有挥发出的氯化氢和水蒸气,B装置中盛有饱和食盐水,其作用为除去混合气体中的HCl,C装置中盛有浓硫酸,用来干燥氯气,故答案为:除去混合气体中的HCl;浓硫酸;
(3) D装置中Hg、NH3、Cl2反应得到Hg(NH2)Cl,根据原子守恒,还有NH4C1生成,反应的化学方程式为:Hg+2NH3+Cl2=Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl;氯气的密度大于空气的,氨气的密度小于空气的,采用逆流原理,可使氯气、氨气、汞充分混合,故答案为:Hg+2NH3+Cl2=Hg(NH2)Cl↓+NH4C1;氯气的密度大于空气的,氨气的密度小于空气的,采用长短不同的导管,使氯气、氨、汞充分混合;
(4)根据分析,E装置为干燥氨气的装置,应选用碱性干燥剂,所给试剂中P2O5为酸性干燥剂,CaCl2能和NH3反应生成CaCl2 8NH3 , 都不能选用,CaO和碱石灰能用来干燥氨气,应选AB,故答案为:AB;
(5)由于Cl2和NH3均为污染气体,不能排放到空气中,故该实验的不足之处是无尾气处理装置,故答案为:无尾气处理装置;
(6) 已知:Hg2++2I-=HgI2↓(橙红色),HgI2+2I-=HgI (无色),得Hg(NH2)Cl~ Hg2+~4I- , 滴定时消耗KI溶液80.00mL,KI的物质的量为0.1mol·L-1 0.08L=8.0 10-3mol,样品中氯化氨基汞的物质的量为8.0 10-3mol =2.0 10-3mol,则样品的纯度为: 100%=91.8%,故答案为:91.8%。
【分析】利用如图所示装置制备Hg(NH2)Cl,由图可知,D装置生成了固体氯化氨基汞,发生的反应为Hg+2NH3+Cl2=Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl,则装置A、B、C为制备并净化氯气的装置,装置F、E为制备并净化氨气的装置,Hg、NH3、Cl2在装置D中反应得到Hg(NH2)Cl,据此分析解答。
17.【答案】 (1)氟苯
(2);加成反应
(3)+H2O
(4)羧基、酮羰基(或酮基)
(5)CH3OH、浓硫酸﹑加热;1
(6)氟苯—SO2Cl基化的位置:对位>邻位>间位
(7)12
【解析】【解答】(1)A的名称为氟苯。
(2)根据以上分析可知,B的结构简式为 ;C→D是 中的碳碳双键断裂,和C发生加成反应。
(3)D中有酯基,可以与水发生水解反应生成二元羧酸,化学方程式为 +H2O 。
(4)E中含氧官能团的名称为羧基、酮羰基(或酮基)。
(5)反应E→F是E中的羧基变为F中的-COOCH3 , 所以发生的反应是E和甲醇发生酯化反应,所需的试剂为甲醇,反应条件是浓硫酸,加热。F中连接硫原子和酯基的碳原子连了四个不同的原子或基团,为手性碳,只有这一个碳原子是手性碳原子。
(6)从表格可以看出,A和SO2Cl2反应生成B时,苯环上和氟原子处于对位的生成物含量最多,其次是邻位,然后的间位,故规律为氟苯—SO2Cl基化的位置:对位>邻位>间位。
(7)E为 ,和1molH2完全生成的G为 ,G的同分异构体满足以下条件:
Ⅰ.苯环上只有三个取代基且处于邻位,且—SH、—F直接与苯环相连;
Ⅱ.能发生银镜反应,说明分子中有醛基;
Ⅲ.能与NaHCO3溶液反应,说明分子中有羧基。
在G中,苯环上连有4个碳原子、3个氧原子、2个不饱和度、1个氟原子和1个硫原子。除了—SH和—F外,其他的4个碳原子、3个氧原子连在苯环的一个碳原子上,一个醛基和一个羧基用去了2个碳原子、3个氧原子和2个不饱和度,所以醛基和羧基连在2个碳原子上。可能的情况有四种: 、 、 、 。苯环上只有三个取代基且处于邻位,—SH、—F和上述四种取代基中的一个直接与苯环相连,四种取代基的每一种和—SH、—F连在苯环上的相对位置都有3种,所以共有12种同分异构体。
【分析】A是氟苯,和SO2Cl2反应生成B,B和Zn、H2SO4反应生成C,C再和 反应生成D,分析D的结构可知,A生成B时,苯环上氟原子的对位氢原子被取代。结合给出的已知可知,在B中应该有—SO2Cl结构,在B生成C的过程中,—SO2Cl转化为—SH,所以B为 ,C为 ,C和 发生加成反应生成D,D在AlCl3作用下生成E,E最终生成F。
18.【答案】 (1)-205.1
(2)C
(3)50%;4.4×10-25;BC
(4)向正反应方向;向正反应方向;高压;合成二甲醚的反应为放热反应,温度过高平衡逆向移动;催化剂在350℃失去了活性,反应速率下降
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律,Ⅰ×2+Ⅱ得:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-205.1kJ·mol-1。故答案为:-205.1;
(2)A.反应前后,气体总质量m不变,气体总物质的量不变,所以混合气体气体的平均摩尔质量始终保持不变,气体的平均摩尔质量保持不变不能确定是否是平衡状态,故A不选;
B.CH3OCH3浓度与H2O浓度始终相等,不能确定是否是平衡状态,故B不选;
C.CH3OCH3的体积分数保持不变,可判断化学反应是否达到平衡,故C正确;
D.2v(CH3OCH3)=v(CH3OH),不能确定正反应和逆反应速率是否相等,不能确定是否是平衡状态,故D不选;
故答案为:C;
(3)T℃时,将2molCO和2molH2充入一恒容密闭容器内发生反应:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。起始时,容器内压强为2×106Pa,平衡时总压减少了25%,设CO转化率为x
根据压强与物质的量成正比,则 ,解得x=0.25,转化率α(H2)= ×100%= =50%,H2的转化率为50%,平衡时总压强,2×106Pa×(1-25%)=1.5×106Pa,平衡时总物质的量为4mol-4xmol=3mol,平衡常数KP= = =4.4×10-25Pa-4 , 该反应的平衡常数Kp=4.4×10-25Pa-4。A.再通入一定量的CO ,CO的平衡转化率降低,故A不选;B.降低温度,平衡正向移动,CO的平衡转化率增加,故B选;C.及时移走CH3OCH3(g),平衡正向移动,CO的平衡转化率增加,故C选; D.通入氮气,平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故D不选;
故答案为:BC。故答案为:50%;4.4×10-25;BC;
(4)达到平衡后,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向进行,反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动,甲醇浓度增大,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,故工业上选择高压制备二甲醚。工业生产中不选择350℃的原因是合成二甲醚的反应为放热反应,温度过高平衡逆向移动;催化剂在350℃失去了活性,反应速率下降。故答案为:向正反应方向;向正反应方向;高压;合成二甲醚的反应为放热反应,温度过高平衡逆向移动;催化剂在350℃失去了活性,反应速率下降。
【分析】根据盖斯定律,Ⅰ×2+Ⅱ得:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H3;反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到不变时,说明可逆反应到达平衡状态;列出三段式,根据平衡常数KP= 计算。
19.【答案】 (1)物理变化
(2)不能;ZrSiO4难溶于盐酸,后续依然需要用氯气和石油焦与锆英石反应,浪费药品
(3)ZrSiO4+4Cl2+4C ZrCl4+SiCl4+4CO
(4)取少许最后一次的洗涤液于试管中,加入适量硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生,则已洗涤干净
(5)2Cl--2e-=Cl2↑;9.1g
(6)7.7
【解析】【解答】(1)分馏过程中没有产生新物质,属于物理变化。
(2)由于ZrSiO4难溶于盐酸,后续依然需要用氯气和石油焦与锆英石反应,浪费药品,所以锆英石不能直接用稀盐酸浸取后再分馏。
(3)“高温气化”中ZrSiO4发生反应得到ZrCl4 , 根据原子守恒可知还有四氯化硅生成,由于是高温条件下,因此碳转化为CO,则反应的化学方程式为ZrSiO4+4Cl2+4C ZrCl4+SiCl4+4CO。
(4)由于溶液中含有氯离子,可以通过检验氯离子来判断该物质是否洗涤干净,即实验操作为取少许最后一次的洗涤液于试管中,加入适量硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生,则已洗涤干净。
(5)工业上使用惰性电极电解K2ZrF6与KCl组成的熔盐来制取金属锆,阳极上发生失去电子的氧化反应,因此阳极是氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上得到金属Zr,Zr元素化合价从+4价降低到0价,每转移0.4mole- , 生成0.1molZr,则理论上阴极增加的质量为0.1mol×91g/mol=9.1g。
(6)某温度下Ksp[Zr(CO3)2]=4.0×10-12 , 则其饱和溶液中c(Zr4+)= c(CO ),Ksp[Zr(CO3)2]=c(Zr4+)×c2(CO )=4.0×10-12 , 解得c(Zr4+)=1×10-4mol/L,c(CO )=2×10-4mol/L,所以pc(Zr4+)+pc(CO )=4+4-0.3=7.7。
【分析】锆英石(主要成分是ZrSiO4 , 还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质),通入足量的氯气以及和足量的石焦油反应,ZrSiO4转化为ZrCl4 , 加水水解,使ZrCl4转化为ZrOCl2•8H2O,900℃加热分解,即可得到ZrO2 , 加入镁置换得到海绵锆,据此解答。
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