河北省石家庄市2021年高考化学二模试卷及答案
展开高考化学二模试卷
一、单选题
1.下列关于新冠病毒传播及防疫的说法错误的是( )
A. 含有病毒的飞沫分散在空气中形成的分散系为气溶胶
B. 医用口罩中无纺布的主要成分为聚丙烯,其原料来源于石油化工产品
C. 制作防护服用的主要材料为有机合成高分子材料
D. 酒精和84消毒液的消毒原理相同
2.化学与生产生活密切相关。下列说法正确的是( )
A. 不当开采可燃冰,有可能引发温室效应
B. 过期药品和纸箱均需投人到可回收垃圾箱内
C. 油脂发生皂化反应后所得产物为高级脂肪酸和甘油
D. 燃煤中加入石灰石可以缓解环境污染并提高燃烧效率
3.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成,爆炸时的反应为 。下列化学用语的使用正确的是( )
A. 中子数为16的硫的核素可表示为 B. 的电子式为
C. 碳的两种单质金刚石和石墨互为同位素 D. 的比例模型为
4.为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A. 18g 中含有的质子数目为10 B. 32g 中含有共价键的数目为5
C. 1mol·L-1的硝酸中含有 的数目为 D. 标准状况下,11.2L苯中含有碳原子的数目为3
5.下列离子方程式正确的是( )
A. 金属铝溶于稀 溶液:
B. 溶于稀盐酸:
C. 澄清石灰水中加入少量 溶液:
D. 稀 与 溶液反应:
6.某有机物M为合成青蒿素的中间体,其结构简式如图所示。下列关于M的说法正确的是( )
A. 分子式为
B. 分子中含有两种官能团
C. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 1 M最多能与2 氢气发生加成反应
7.近日,南开大学科研团队以KSn合金为负极,以含羧基多壁碳纳米管( )为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如图所示),电池反应为 ,其中生成的K2CO3附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法错误的是( )
A. 分散在电极表面可促进电子的转移
B. 充电时,阳极反应为
C. 放电时,内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向
D. 为了更好的吸收温室气体CO2 , 可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质
8.下列实验操作、现象、解释或结论均正确的一组是( )
A
B
C
D
操作
现象
溶液变浑浊
无气泡生成
固体结块,试管底部温度升高
溶液先变红,后褪色
解释或结论
稀盐酸将硫代硫酸钠还原为硫单质
硼酸的酸性弱于碳酸
生成纯碱晶体的反应是放热反应
亚硫酸既有酸性又有漂白性
A. A B. B C. C D. D
9.亚磷酸( )是二元弱酸,主要用于农药中间体以及有机磷水处理药剂原料。已知: 的 ; ,向1L0.5 溶液中滴加等浓度的 溶液。下列说法正确的是( )
A. 当 时,
B. 当c =c 时,
C. 当 时,由水电离出的
D. 当 时,
10.利用苯基亚磺亚胺酸酰氯氧化醇制备醛、酮具有反应条件温和的优点,已知 和 均为烷烃基或氢原子,其反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应①为消去反应
B. 反应③中存在极性键和非极性键断裂
C. 若 为 ,则产物可能为碳酸
D. 该历程的总反应为
11.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中只有Y为金属元素且Y、W的原子序数之差为3,X、W的原子最外层电子数相同且X形成的简单氢化物的沸点较高。下列说法一定正确的是( )
A. 简单离子半径:
B. 单质Z是制作芯片和光电池的关键材料
C. 氧化物的熔点:
D. W的最高价氧化物的水化物是强酸
12.某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应,记录如下:
实验编号
①
②
③
④
溶液种类
1
0.5
0.1
0.48
0.48
0.48
0.48
V(溶液)
100
100
100
100
实验现象
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
有气体产生,并产生白色沉淀
几乎看不到现象
6h时
433
255
347
12
根据上述实验所得结论正确的是( )
A. 实验②中发生的反应为
B. 由实验①、③可得,溶液中 越大,反应速率越快
C. 由实验①、②可得,溶液中阴离子的种类对产生 的速率有影响
D. 由实验①~④可得,溶液的 越小,产生 的速率越快
13.25℃时,向不同浓度酸( )中加入 固体,溶解过程中 与溶液 的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 的 的数量级为
B. 温度一定时,c越大, 的溶解度越小
C. 温度和 一定时,c越大, 的 越大
D. a点溶液满足:
二、多选题
14.工业合成环丁基甲酸的流程如图。下列说法正确的是( )
A. a和b互为同系物 B. a→b的反应类型为取代反应
C. c分子中所有碳原子均可共面 D. b的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
15.钠碱脱硫液( )吸收一定量 气体后,可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是( )
A. 电极b应接电源的负极
B. m应为阳离子交换膜
C. 出液2的 大于进液 的
D. 出液1可使溴水褪色
三、非选择题
16.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾 为亮绿色晶体,易溶于水而难溶于乙醇等有机溶剂。某实验小组对三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及纯度测定进行探究。
请回答:
(1)制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾粗品
步骤Ⅰ.向 固体中加入饱和 溶液,水浴加热,缓慢滴入足量5% 溶液,并不断搅拌,观察到有红褐色沉淀产生。
步骤Ⅱ.将Ⅰ中所得体系煮沸,并分批加入饱和 溶液,红褐色沉淀溶解,体系变为亮绿色透明溶液。
步骤Ⅲ.向Ⅱ中所得溶液中加入95%乙醇,经结晶、过滤、干燥制得粗品。
①步骤Ⅰ中除产生红褐色沉淀外,还生成 ,则该反应的化学方程式为________。
②步骤Ⅱ中“煮沸”的目的为________。
③步骤Ⅲ中加入乙醇的作用为________。
(2)测定粗品纯度
步骤i.准确称取 粗品,加硫酸酸化后,用 标准液滴定至终点,消耗标准液体积为 。
步骤ii.向步骤Ⅰ滴定后的溶液中加入适当过量的 粉和适量稀 并振荡,加热至沸腾,过滤除去过量 粉;用稀 洗涤锥形瓶和沉淀,将洗涤液与滤液合并,用 标准液滴定至终点,消耗标准液体积为 。
①步骤i中达到滴定终点的现象为________。
②产品中 (已知 )的质量分数为________;步骤i中达到滴定终点时仰视读取滴定管读数,会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
③步骤ii中,“洗涤锥形瓶和沉淀”的目的为________。
(3)精制粗品
欲制得更纯的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾产品,(1)中步骤Ⅲ需增加的操作为________。
17.纳米级 复合材料被认为是一种理想的钠离子电池负极材料,以钼精矿[主要成分 ,以及 、 、 、 、 等杂质]为原料生产纳米级 的工业流程如下:
已知:i. 不溶于水和常见的酸碱,“烧熔”时可转化为酸性氧化物 ;
ii. 经“烧熔”后可与沸盐酸反应。
(1)“粉碎”的目的为________。
(2)滤液②中含有的金属离子为________;滤渣②的成分为________。
(3)“碱浸”时发生反应的化学方程式为________;用 溶液代替氨水的不足之处为________。
(4)已知“硫代”一步生成了 ,则“沉钼”中加入盐酸生成 的离子方程式为________。
(5)用 “加热还原” ,实际操作时需注意的问题为________。
(6)分析化学上,常利用“沉钼”反应测定钼的含量,若称量54.0g钼精矿,“沉钼”时得到28.8g ,则钼精矿中钼的百分含量为________(转化工艺中钼的损失不计,保留三位有效数字)。
18.丙烯是重要的化工原料,利用丙烷制备丙烯通常有三种方法。
(1)方法一:丙烷直接脱氢法
丙烷直接脱氢的主要反应为 。600℃、0.4 下,向装有催化剂的恒压密闭容器中以 投料,发生反应。丙烷的转化率( )随时间(t)变化的曲线如图1所示。
①该体系达到平衡状态的标志为________(填选项字母)。
A.单位时间内,消耗 的物质的量等于生成 的物质的量
B.体系中气体的密度不再改变
C.单位体积内气体的分子数不再改变
D. 的分压不再改变
②用分压表示该反应的平衡常数 ________;增大 的值可提高丙烷的平衡转化率,解释其原因为________。
(2)方法二:丙烷氧化脱氢法
丙烷氧化脱氢制丙烯时,主要发生反应 。已知:氢气的燃烧热 为 ;水的气化热 为 ;结合 ,可计算 ________;与方法一相比,方法二的优点为________(写出一点即可)。
(3)我国科研机构利用计算机模拟得出:在 表面,丙烷催化氧化脱去第一个H的反应历程可能有两种(如图2所示),其中 表示过渡态。
由上图分析可知,丙烷氧化脱去的第一个H是与________(填“ ”或“ ”)中的O结合,原因为________。
(4)方法三:丙烷与 耦合法
丙烷与 耦合法制丙烯时,主要发生如下反应:
i. ii.
iii. iv.
在580℃时,将 和 按体积比为 充入一恒压密闭容器中进行反应,实验测得体系中 、 的转化率和 的选择性、 的产率随催化剂组成和压强的变化分别如图3(a)和(b)所示。
已知: 的选择性越高,副产物的含量越低。
耦合法制丙烯适宜选择的生产条件为________;随压强增大 的平衡产率先增大后减小的原因为________。
19.钛元素形成的单质及其化合物有重要的应用。请回答:
(1)钛位于元素周期表中________区;与钛位于同一周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为________(填元素符号)。
(2)钛形成的 试剂常用作有机反应的烯化试剂,其结构如图所示。
其中氯原子和铝原子的杂化方式分别为________。
(3)钛形成的 是一种储氢材料。 的立体构型为________。
(4)钛形成的不同卤化物熔沸点数据如表所示。
熔点/℃
-24.1
38.25
155
沸点/℃
136.45
233.45
377
三种卤化物熔沸点数据呈现表中变化规律的原因为________。
(5)向紫色的 溶液中加入无水乙醚并通入 至饱和,则可得到绿色的 晶体。
①晶体中所有元素的电负性由大到小的顺序为________。
②晶体中配位原子为________;晶体中粒子间存在的作用力有________(填选项字母)。
a.离子键 b.σ键 c. 键 d.金属键 e.配位键
(6)钛酸钡具有压电性,可用于留声机和水下侦察设备等。钛酸钡立方晶胞结构如图所示( 、 都分别与 相互接触),其晶胞参数 。 的配位数为;若 半径为140 ,则 的半径为________ 。
20.2-(2-咪唑基)-(4-正丁氧基)苯甲酰苯胺(M)具有潜在的抗肿瘤效应,其一种合成路线如下图所示:
已知: (X为 、 或I)。
请回答:
(1)已知A的分子式为 ,则A中官能团的名称为________;C的结构简式为________。
(2)C与H反应生成M的反应类型为________。
(3)已知F在转化为G的过程中还生成了乙醇,E为溴代烃,则D和E反应生成F的化学方程式为________;E的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一种氢,其名称为________。
(4)符合以下条件的D的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①与 溶液显紫色 ②可以发生水解反应 ③苯环上只有2个取代基
(5)参照上述合成路线和信息,以甲苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【解答】A.含有病毒的飞沫直径介于1nm~100nm之间,符合胶粒的直径范围,分散在空气中形成气溶胶,A不符合题意;
B.医用口罩中无纺布的主要成分为聚丙烯,其单体为丙烯,来自石油裂解气,B不符合题意;
C.制作防护服用的主要材料有聚乙烯、聚丙烯、聚酯纤维等,它们都属于是有机合成高分子材料,C不符合题意;
D.医用酒精灭菌时,主要是破坏蛋白质形成蜷曲和螺旋的各种力,从而使蛋白质变性;而 84消毒液的主要成分为次氯酸钠,次氯酸钠水解生成的次氯酸具有强氧化性,能与细菌发生氧化还原反应而杀死细菌,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】酒精和84消毒液消毒原理不同,酒精主要使蛋白质变性,而84消毒液主要是利用其氧化性进行将细胞杀死,杀毒原理不同,其他均正确
2.【答案】 A
【解析】【解答】A.不当开采可燃冰会导致甲烷泄露,有可能引发温室效应,故A符合题意;
B.过期药品应防止指定的过期药品回收箱内,进行特殊处理,故B不符合题意;
C.油脂发生皂化反应后所得产物为高级脂肪酸盐和甘油,故C不符合题意;
D.加入石灰石高温可以生成氧化钙,氧化钙与二氧化硫反应,可以缓解环境污染,但对燃烧效率无影响,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.常见引起温室效应的是甲烷和臭氧和二氧化碳等
B.药品不能回收,纸箱可以回收
C.油脂在碱性条件下皂化得到的是盐,再酸性条件下水解得到的是酸
D.加入石灰石主要是固定硫减少二氧化硫的排放
3.【答案】 A
【解析】【解答】A.中子数为16,质量数为32可用 表示,A符合题意;
B. K2S的电子式: ,B不符合题意;
C.金刚石和石墨互为同素异形体,不是同位素,C不符合题意;
D.CO2的分子模型为直线型,不是V型,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.左下角是质子数,左上角是质量数
B.硫离子应分在K+的两边,不能合并在一起
C.同位素需要是元素,但是金刚石和石墨是碳元素形成的不同的单质
D.二氧化碳的构型不对
4.【答案】 B
【解析】【解答】A.18g 的物质的量为0.9mol,每个分子中含有10个质子,所以18g 含有的质子数目为9mol质子,故不符合题意;
B.32g 的物质的量为1mol,每个分子含有5个共价键,所以32g 含有5mol共价键,故符合题意;
C.没有说明溶液的体积不能计算,C不符合题意;
D.标况下苯不是气体,不能使用气体摩尔体积进行计算,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据n=计算出物质的量,再找出1个水分子中的质子数即可
B.根据n=计算出物质的量,再找出1个N2H4含有的共价键数目
C.根据n=cv计算物质的量,但是v未知
D.使用摩尔体积时需要主要物质的体积和状态
5.【答案】 C
【解析】【解答】符合题意方程式为: ,A不符合题意;
B. 符合题意方程式为: ,B不符合题意;
C.澄清石灰水中加入少量 溶液,离子方程式为: ,C符合题意;
D.稀 与 溶液反应为: ,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.氢元素不守恒,方程式书写不正确
B.难容,离子方程式中不能拆
C.符合题意,以少量为基准
D.1mo氢氧化钡电离出2mol氢氧根和1mol钡离子,1mol硫酸电离出2mol氢离子和1mol硫酸根
6.【答案】 C
【解析】【解答】A.该有机物M的分子式为C20H26O2 , 可以根据不饱和度计算,含有碳氧双键(少2个H原子),2个六元环(每个环少2个H原子),1个碳碳双键(少2个H原子),一个苯环(少8个H原子),则该有机物比含有相同的数目的碳原子的烷烃少16个H原子,应该含有20×2+2-16=26个H原子,分子式应为C20H26O2 , A不符合题意;
B.该分子中含有羰基、碳碳双键、醚键,共3种官能团,B不符合题意;
C.分子中含有碳碳双键,可以使高锰酸钾溶液褪色,C符合题意;
D.碳碳双键、碳氧双键、苯环都可以与H2发生加成,则1molM最多能与5molH2发生加成,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据结构简式即可写出分子式,同时可以得到含有醚基、碳碳双键、羰基官能团,含有双键可使高锰酸钾褪色,找出可以氢气加成基团是羰基、碳碳双键、苯环
7.【答案】 D
【解析】【解答】A.-COOH具有酸性,-COOH的存在会引起MWCNTs-COOH与K2CO3的反应,使反应正向进行,因而能加快K2CO3的分解,促进电子的转移反应的进行,A不符合题意;
B.放电时,正极反应为:4K++3CO2+4e-=2K2CO3+C,则充电时阳极的电极反应式为:2K2CO3+C-4e-=4K++3CO2 , B不符合题意;
C.放电时,KSn合金作负极,MWCNTs-COOH作正极,在内电路中电流由负极流向正极,C不符合题意;
D.若用KOH溶液代替酯基电解质,则KOH会与正极上的MWCNTs-COOH发生反应,因此不能使用KOH溶液代替酯基电解质,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据题意可知,放电时KSn为负极,钾失去电子变为钾离子,正极是二氧化碳得到电子变为碳,同时产生碳酸根,电子由KSn经过外电路流 向 ,碳酸钾显碱性, 含有羧基,与碳酸钾反应,促使电子的转移,当进行充电时,阳极和正极相连,发生的是碳失去电子结合碳酸钾变为二氧化碳,钾极易与水反应,因此不能将其换为氢氧化钠溶液,同时氢氧化钾与MWCNTs-COOH反应
8.【答案】 C
【解析】【解答】A.稀盐酸与硫代硫酸钠反应:Na2S2O3+2HCl=2NaCl+H2O+S↓+SO2↑,在该反应中,Na2S2O3中的S元素化合价为+2价,反应后部分变为S单质的0价,部分变为SO2中的+4价,其它元素化合价不变,因此该反应是S元素自身的氧化还原反应,A不符合题意;
B.硼酸少量,可能是硼酸与碳酸钠未反应转化为H2CO3 , 因而未分解放出CO2气体,也可能只反应产生NaHCO3 , 也可能二者未发生反应,因此无法判断硼酸与碳酸的酸性强弱,B不符合题意;
C.碳酸钠粉末遇水固体结块,证明生成了碳酸钠晶体;试管底部温度升高,说明该反应是放热反应,C符合题意;
D.向亚硫酸溶液中滴入紫色的石蕊试液,由于亚硫酸是二元弱酸,具有酸性,能够使石蕊试液溶液变红,但不能漂白石蕊试液,因此溶液不会出现褪色现象,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.硫代硫酸钠自身的歧化反应得到硫单质
B.无法确定酸性强弱,加入足量的硼酸可以进行判断
C.根据现象说明发生化学反应,且是放热反应
D.只能变红色不能褪色
9.【答案】 B
【解析】【解答】A.当 时,H3PO3与NaOH物质的量相等,二者刚好完全反应生成NaH2PO3 , 由分析知, 在水溶液中以电离为主,溶液呈酸性,所以 ,A不符合题意;
B. ,当c =c 时,c(H+)=2.5×10-5mol/L>c(OH-),依据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)= c +2c + c(OH-),则 ,B符合题意;
C. ,当 时,c(H+)=5.0×10-2mol/L,由水电离出的 ,C不符合题意;
D.亚磷酸( )是二元弱酸,在溶液中不存在 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】在NaH2PO3溶液中, 的水解常数Kh2= =2×10-13 , ,Kh2<Ka2 , 则 在水溶液中以电离为主。
10.【答案】 D
【解析】【解答】A.①步反应中,虽然 结构变为 ,好像有双键出现,但整体分析第①步,两个有机物结构只是交换了氢原子与氯原子,未出现小分子结构脱出,所以不应属于消去反应,描述不符合题意,不符题意;
B.反应③中,有S=N双键断,S—O单键断,C—H单键断,故只有极性键断裂,没有非极性键断裂,描述不符合题意,不符题意;
C.若 为CH3OH,则R1、R2均为H原子,那么反应进程最后生成的 应为HCHO(甲醛),题目中未描述H原子会进一步被氧化的信息,所以描述不符合题意,不符题意;
D.对本题反应进程图像整体分析可得, 作为载体,在三步反应中不停的发生结构变化,分别与 和 反应生成 和 和HCl,但本身重新生成原有结构,故 在整个反应过程可以看作是催化剂,所以该反应历程总结为 是合理的,符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据①的反应物和产物即可判断反应类型
B.根据③的断键和成键即可判断键的类型
C.根据题意判断反应的产物
D.根据起始反应物和最终的产物进行判断即可
11.【答案】 C
【解析】【解答】根据分析X、Y、Z、W可能分别为N、Mg、Si、P或O、Al、Si或P、S。
A.X分别为N3-、O2- , Y为Mg2+、Al3+ , 各离子的电子层结构相同,核电荷数越大半径越小,Y代表的元素原子序数大于X代表的原子,因此简单离子半径:X>Y,A不符合题意;
B.Z元素可能是P,不用于制作芯片和光电池,B不符合题意;
C.Y的氧化物为MgO或Al2O3 , W的氧化物P2O5或Cl2O7等,W的氧化物均为共价分子,而Y的氧化物为离子化合物。一般情况下,离子化合物的熔点高于共价分子构成的物质的熔点,C符合题意;
D.W可能是P,其最高价氧化物的水化物是H3PO4 , 是弱酸,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】X、W的原子最外层电子数相同且X形成的简单氢化物的沸点较高,说明X形成的简单氢化物间含有氢键,则X可能为N、O、F。若X为N,W为P,根据只有Y为金属元素且Y、W的原子序数之差为3,则Y是Mg,Z为Si元素。若X为O,W为S,根据只有Y为金属元素且Y、W的原子序数之差为3,则Y为Al,Z为Si或P。若X为F,W为Cl,根据只有Y为金属元素且Y、W的原子序数之差为3,没有元素符合该条件。
12.【答案】 C
【解析】【解答】A.离子方程式Mg++2H2O+2NH4+=Mg2++2NH3.H2O+H2, 故A不符合题意;
B.实验①、③,Cl-浓度不同,无法得出 越大,反应速率越快的结论,B不符合题意;
C.实验①、②,溶液中 浓度相同,故阴离子种类对产生 的速率有影响,C符合题意;
D.实验②0.5 溶液pH<实验③0.1 溶液,但是产生氢气的速率更慢,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.离子方程式电荷不守恒
B.未进行控制变量
C.控制铵根离子的浓度相同,控制阴离子不同可以证明
D.铵根离子水解,越稀越水解
13.【答案】 A
【解析】【解答】A.根据图示信息可以看出,c=0.01的曲线与CH3COOAg存在区域的交点处对应的纵坐标-lgc(Ag+)值约为1.2,则c(Ag+)=10-1.2 mol/L,又根据醋酸银的沉淀溶解平衡 可知,沉淀醋酸银的溶度积Ksp= ,则其数量级为10-3 , A符合题意;
B.由图中曲线可知,酸的浓度c值越大,与CH3COOAg存在区域的交点所对应的纵坐标-lgc(Ag+)值越小,即c(Ag+)越大,则 的溶解度越大,B不符合题意;
C. 的Ksp与温度有关,若温度一定,则Ksp保持不变,C不符合题意;
D.a点处对应纵坐标-lgc(Ag+)=1.0,则c(Ag+)=0.1mol/L,此时溶液中的 =0.1 mol/L,又部分 会与氢离子结合生成 ,根据元素守恒可知, ,溶液中 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据图示以及Ksp的计算公式进行计算
B.温度一定时,根据图示,c越大,溶解度越大
C.温度不变,Ksp不变
D.根据元素守恒即可判断
二、多选题
14.【答案】 B,D
【解析】【解答】A.根据a、b结构简式可知a分子式是C7H12O4 , b分子式是C10H16O4 , 二者不是相差CH2的整数倍,因此二者不是同系物,A不符合题意;
B.a与Br-CH2CH2CH2Cl在一定条件下发生取代反应产生b和HCl、HBr,故a→b的反应类型为取代反应,B符合题意;
C.c分子中含有饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此c分子中所有碳原子不可能共平面,C不符合题意;
D.b物质以中心碳原子为对称轴,含有4种不同位置的H原子,因此其一氯代物有4种(不考虑立体异构),D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.a和b分子结构不同,不能互为同系物
B.根据反应物和生成物即可判断
C.c中存在多个饱和碳原子,故碳原子不共面
D.找出b中氢原子的种类即可
15.【答案】 B,D
【解析】【解答】A.电极b,发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,A不符合题意;
B.m为阳离子交换膜,允许H+和Na+通过,在左侧出现再生液,B符合题意;
C.由于右侧水放电,放氧生酸,水的量减少,故H2SO4的浓度变大,pH减低,C不符合题意;
D.出液1为H2SO3溶液,可使溴水褪色,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】脱疏完后的溶液液在阴极区发生析氢反应,使阴极区pH值上升,因此过量的OH-与HSO3-反应生成SO32-或与Na+结合生成NaOH。因此左侧再生液为NaOH和Na2SO3溶液,由于电荷守恒,中间区的Na+进入左侧,而在右侧,发生氧化反应,2H2O-4e-=O2+4H+ , H+透过阳膜定入中间区,因此.出液1为H2SO3溶液。此反应本质是双阳膜电解法。
三、非选择题
16.【答案】 (1)6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓;防止过量的H2O2氧化H2C2O4;降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度,利于后续晶体析出
(2)滴入最后一滴标准液时,溶液呈浅红色(粉红、浅紫均可)且半分钟不褪色;;无影响;使Fe2+完全参加反应,减小实验误差
(3)过滤后洗涤晶体并检验晶体是否洗净
【解析】【解答】(1)①从题目可以确定该反应的反应物为FeC2O4 , H2O2和K2C2O4 , 生成物为K3[Fe(C2O4)3]和Fe(OH)3 , 故答案为:6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓;
②H2O2过量会氧化H2C2O4 , 所以需要煮沸除去,故答案为:防止过量的H2O2氧化H2C2O4;
③K3[Fe(C2O4)3]在乙醇中的溶解度低,所以加入乙醇可以降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度,利于后续晶体析出,故答案为:降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度,利于后续晶体析出;
(2)①该反应为高锰酸钾滴定溶液中的草酸根,所以颜色变化为无色变为粉红色,故答案为:滴入最后一滴标准液时,溶液呈浅红色(粉红、浅紫均可)且半分钟不褪色;
②该反应为:高锰酸钾氧化溶液中的 ,样品与高锰酸钾以及 之间的关系为: ,所以K3[Fe(C2O4)3]的质量分数为 ,故答案为: ;
因为步骤 i中的数据不影响步骤ⅱ中数据的计算,所以仰视对于结果没有影响。故答案为:无影响;
③洗涤锥形瓶和沉淀目的是使其中的 转移到溶液中进行后续操作,所以该操作可以减少实验误差;故答案为:使 完全参加反应,减小实验误差;
(3)步骤Ⅲ所得的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾产品为粗产品,所以还需要增加洗涤操作,故答案为:过滤后洗涤晶体并检验晶体是否洗净。
【分析】(1)① 根据反应物和生成物即可写出方程式 ②过氧化氢具有氧化性,煮沸的目的主要是除去过氧化氢 ③主要是三草酸合铁酸钾难溶于乙醇,利于晶体的析出
(2)①用高锰酸钾进行滴定,主要是利用高锰酸钾颜色做指示剂 ,当溶液的颜色改变时得到终点 ② 利用高锰酸钾氧化溶液中的 ,样品与高锰酸钾以及 之间的关系即可计算出K3[Fe(C2O4)3]的质量即可计算出质量分数,i和ii互不影响,故无影响 ③充分溶解沉淀和锥形瓶中的亚铁离子使其充分反应
(3)可能杂质未清洗干净,应该是对洗涤液进行检验是否含有杂质
17.【答案】 (1)增大接触面积,加快反应速率
(2)Cu2+、Ca2+、Fe2+;、
(3)+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O;会使二氧化硅溶解,导致制备的产品不纯
(4)+2H+= ↓+H2S↑
(5)对氢气进行验纯
(6)26.7%
【解析】【解答】(1)流程中“粉碎”的目的为增大接触面积,加快反应速率;
(2)根据分析可知,滤液②中含有的金属离子为Cu2+、Ca2+、Fe2+;滤渣②的成分为 、 ;
(3)“碱浸”时酸性氧化物 与氨水反应生成钼酸铵和水,反应的化学方程式为 +2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O;氢氧化钠为强碱,若用 溶液代替氨水会使二氧化硅溶解,导致制备的产品不纯;
(4)已知“硫代”一步生成了 ,则“沉钼”中加入盐酸生成 的离子方程式为 +2H+= ↓+H2S↑;
(5)氢气时一种易燃易爆的气体,用 “加热还原” 时,实际操作时需注意的问题为对使用的氢气进行验纯,避免实验安全隐患的发生;
(6)“沉钼”时得到28.8g ,则含有Mo元素的质量= ×96g/mol=14.4g,则钼精矿中钼的百分含量为 ×100%=26.7%。
【分析】将钼精矿[主要成分 ,以及 、 、 、 、 等杂质]进行粉碎后加浓盐酸进行酸浸, 、 、 、 与盐酸不反应,过滤后滤渣①的主要成分为 、 、 、 ,将滤渣①进行烧熔, 转化为酸性氧化物 , 转化为CuO,再次加入沸盐酸反应, 、 与盐酸不反应,滤渣②为 、 ,滤液②中主要含有Cu2+、Ca2+、Fe2+ , 向滤渣②中加入氨水进行碱浸,酸性氧化物 与氨水反应生成钼酸铵和水, 不反应,则滤渣③为 ,滤液③主要含有钼酸铵,向滤液③通入H2S与钼酸铵反应转化为 ,加入盐酸“沉钼”,反应生成 ,用 “加热还原” ,得到纳米级 ,据此分析解答。
18.【答案】 (1)BD;0.06 MPa;该反应为气体分子数增加的反应,充入水蒸气,可降低反应体系中各组分的分压,有利于平衡正向进行
(2)-114.9 kJ·mol-1;使丙烷转化为丙烯的倾向变大(或降低能耗等)
(3)CeO2;路径B的活化能低,反应速率快
(4)In/Zn的物质的量之比为2、压强为0.3 MPa;压强低于 0.3 MPa时,压强增大反应ⅲ平衡正向移动,丙烯产率增大;压强高于 0.3 MPa时,压强增大反应i平衡逆向移动,丙烯产率减小
【解析】【解答】(1)①A.随着反应的进行,消耗C3H8(g)的物质的量始终等于生成H2(g)的物质的量,所以不能作为平衡状态的标志,故A不选;
B.随着反应的进行,容器的体积逐渐变大,气体质量不变,故密度逐渐减小,平衡后,体积不变,密度不变,故可以作为判断依据,故B选;
C.随着反应进行,根据理想气体的状态方程PV=nRT,当温度和压强不再改变时,单位体积内的物质的量不会发生变化,故C不选;
D.气体的物质的量在一直变化,水的物质的量不变,体积分数一直发生变化,所以分压一直在变化,平衡后分压不变,故D选;
故答案为:BD;
②设起始投入的丙烷和水的物质的量均为1mol,从图像可知,丙烷平衡转化率为0.45,列三段式 ,故平衡后的总物质的量为1+0.55+0.45+0.45=2.45; ; 所以kp=0.06;
(2) 已知氢气的燃烧热为-285.5kJ/mol;水的气化热为+40.8,由此列式: , , ,方法一为吸热反应,方法二为放热反应,所以与反应一相比,反应二能降低能耗,有利于丙烷转化成丙烯。故答案为:使丙烷转化为丙烯的倾向变大(或降低能耗等);
(3) 由图像可知,途径B的反应活化能更低,反应速率快,所以丙烷氧化脱去的第一个 H是与CeO2结合,故答案为:CeO2 , 路径B的活化能低,反应速率快;
(4) 由图像可知,在In/Zn的物质的量之比为2、压强为0.3 MPa时平衡转化率最大,故答案为:In/Zn的物质的量之比为2、压强为0.3 MPa;在 中 为生成物,随着压强的增大,平衡逆向移动,产率降低;在 中,随着压强的增大,平衡正向移动, 的产率增加,故随着压强增大, 的平衡产率先增大后减小的原因为:压强低于 0.3 MPa时,压强增大反应ⅲ平衡正向移动,丙烯产率增大;压强高于 0.3 MPa时,压强增大反应i平衡逆向移动,丙烯产率减小。故答案为:压强低于 0.3 MPa时,压强增大反应ⅲ平衡正向移动,丙烯产率增大;压强高于 0.3 MPa时,压强增大反应i平衡逆向移动,丙烯产率减小。
【分析】(1)①达到平衡的判断方式是可根据某物质的正逆速率是否相等、以及对于气体体积可变的反应密度是否不变以及压强是否不变即可判断②根据平衡时的转化率计算出平衡时各物质的压强,即可计算出平衡常数,正反应是体积增大的反应,增加水的体积导致丙烷的压强降低,平衡向右移动
(2)根据盖斯定律计算即可,根据焓变即可判断,方法二放热降低能耗提高转化的趋势
(3)根据活化能的大小进行,活化能低的速率更快
(4)通过图a进行对比即可找出合适的反应条件,压强较低时,主反应速率加快,但压强太高后副反应加速反应
19.【答案】 (1)d;Ni
(2)sp3、sp3
(3)正四面体
(4)三者都是分子晶体,组成和结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔沸点升高
(5)O>Cl>H>Ti;O、Cl;a、b、e
(6)145
【解析】【解答】(1)Ti的原子序数为22,核内有22个质子,核外有22个电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2 , 基态钛原子的价电子排布式为3d24s2 , 则钛位于元素周期表中d区,Ti原子未成对电子数为2,同周期中未成对电子数与钛相同的元素原子价电子排布式为3d84s2、4s24p2、4s24p4 , 其中同属于过渡元素的为3d84s2 , 为原子序数28的Ni元素;答案为d,Ni。
(2)由 可知,分子中Al和Ti均缺电子,Cl给予Ti和Al各一对电子,即Al形成3个共价键和一个配位键,共价键与配位键的个数比是3:1,Al周围达到8电子结构,价层电子对数为4,所以Al原子采取sp3杂化,Cl形成二个配位键,还有两对孤电子对,价层电子对数为4,所以Cl原子也采取sp3杂化;答案为sp3、sp3。
(3) 中心原子B原子价层电子对数=4+ =4+0=4,孤电子对数为0,微粒空间构型与VSEPR模型相同,即空间构型为正四面体构型;答案为正四面体。
(4)由表中数据可知,这几种物质熔沸点较低,为分子晶体,组成和结构相似的分子晶体,其熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力随着相对分子质量增大而增大,这几种分子相对分子质量从氯化物到碘化物依次增大,分子间作用力依次增大,则其熔沸点依次升高;答案为三者都是分子晶体,组成和结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔沸点升高。
(5)①元素的非金属性越强,其电负性越大,在 晶体中,元素的非金属性O>Cl>H>Ti,则电负性O>Cl>H>Ti;答案为O>Cl>H>Ti。
②由 结构可知,O原子、Cl原子二者均有孤电子对,为配位原子,在 中, 与Cl-形成离子键,H2O分子中存在H-O单键即σ键, 中存在配位键,配位键也是σ键,即 中存在离子键,配位键,σ键,即a、b、e正确;答案为O、Cl,a、b、e。
(6)由 结构图可知,Ba2+和O2-在高度为 且平行于立方晶胞的面的对角线方向上互相接触,因而晶胞面对角线长度=2r(Ba2+)+2r(O2-)= ,即Ba2+的半径为r(Ba2+)= -r(O2-)= pm-140pm=285pm-140pm=145pm;答案为145。
【分析】根据Ti的电子排布式判断Ti属于周期表中d区和与它具有相同未成对电子数的过渡元素;根据题中所给结构,由VSEPR判断杂化类型和 的立体结构;根据题中表格数据判断晶体类型和熔沸点变化规律;根据电负性与非金属关系判断电负性大小顺序;根据题中所给结构判断配位原子和晶体中粒子间作用力;根据晶胞结构计算Ba2+的半径;据此解答。
20.【答案】 (1)醛基、硝基;
(2)取代反应
(3);2-甲基-2-溴丙烷
(4)17种
(5)
【解析】【解答】(1) 由分析可知A的结构简式为 ,官能团名称为醛基、硝基;C的结构简式为 ;
(2) C与H反应生成M的反应类型为取代反应,除了产物M以外,还有产物HCl;
(3) 由分析可知,D和E反应生成F的化学方程式为 ;E是 ,同分异构体中核磁共振氢谱只有一种氢的是 ,名称是2-甲基-2-溴丙烷;
(4) D是 ,符合条件①与 溶液显紫色、②可以发生水解反应、③苯环上只有2个取代基的D的同分异构体共有17种,含官能团酚羟基和酯基。除苯环6个碳原子外,剩余3个碳原子形成的酯类物质可以是HCOOCH2CH3、CH3COOCH3 , 将苯酚取代这些酯中的H原子,另外还可以是CH3CH2COOH中羧基的H被苯酚所取代,具体分析如下:
(5)合成路线为:
【分析】根据B的结构简式和A的分子式进行反推,可知A的结构简式为 ,B中的硝基经过还原反应变成氨基,故C的结构简式为 。由于F在转化为G的过程中还生成了乙醇,可推断F是G与乙醇反应生成的酯,F是 。由已知信息 可知,醇类(或酚类)与卤代烃可发生取代反应,且E是溴代烃,由F的结构简式反推,可知D是 ,E是 。
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