2019年江西省南昌市高考化学一模试卷
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这是一份2019年江西省南昌市高考化学一模试卷,共24页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2019年江西省南昌市高考化学一模试卷
一、选择题(本大题包括13小题,每小题6分共78分.每小题的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.(6分)化学与生产生活社会密切相关。下列做法不正确的是( )
A.碳纳米管是一种比表面积大的有机合成纤维,可用作新型储氢材料
B.空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
C.在家可用食醋代替CO2来增强漂白粉的漂白性
D.红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的“气”是指乙烯
2.(6分)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.糖类都是天然高分子化合物,组成与结构比较复杂
B.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别和
C.体积分数为90%的乙醇溶液能使蛋白质变性,常用于医疗消毒
D.甲苯的一溴代物和2一甲基丁烷的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
3.(6分)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
B.30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA
C.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10﹣12NA
D.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.6NA
4.(6分)A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等;B的单质分子中有三对共用电子;C、D同主族,且核电荷数之比为1:2.下列有关说法不正确的是( )
A.C、D、E的简单离子半径:D>E>C
B.A与B、C、D、E四种元素均可形成18电子分子
C.由A、B、C三种元素形成的化合均能促进水的电离
D.分子D2E2中原子均满足8电子稳定结构,则分子中存在非极性键
5.(6分)下列实验现象与结论正确且相符的是( )
实验
现象
结论
A
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色,一段时间后,溶液中出
现气泡,随后有红褐
色沉淀生成
Fe3+催化H2O2剂分解产生O2;H2O2 分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
B
将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中
红棕色变深
反应:2NO2(g)⇌N2O 4(g)△H<0
C
SO2通入新制氯水
溶液褪色
SO2具有漂白性
D
向2支盛有2mL相同浓度硝酸银溶液的试管中,分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液
一支无明现象另一支产生黄色沉淀
相同条件下,AgI比AgCl的溶解度大
A.A B.B C.C D.D
6.(6分)向25℃时,体积均为20mL浓度均为0.1mol•L﹣1的两种酸HX、HY溶液中分别滴加0.1mol•L﹣1的NaOH溶液所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX、HY均为弱酸
B.Ka(HY)的数量级约为10﹣6
C.b点时:2c(Na+)=c(Y﹣)+c(HY)
D.V(NaOH)=20mL时,反应后的两种溶液中c(X﹣)=c(Y﹣)
7.(6分)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A.好氧微生物反应器中反应为:NH4++2O2═NO3﹣+2H++H2O
B.B极电势比A极电势低
C.A极的电极反应式CH3COO﹣+8e﹣+2H2O═2CO2+7H+
D.当电路中通过1mol电子时,理论上总共生成2.24LN2
三、非选择题:包括必做题和选做题两部分.第22题~第32题为必做题每个试题考生都必须作答.第33题~第38题为选做题,考生根据要求作答.(一)必做题(11题共129分)
8.(15分)KI用于分析试剂、感光材料制药和食品添加剂等。
制备原理如下:反应①3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O
反应②3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O
按照下列实验过程,请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生的化学方程式为 ,用该装置还可以制备 (填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,待观察到 (填现象),停止滴入KOH溶液;然后 (填操作),待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。
(3)滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热,其目的是 。
(4)把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和 ,其中加入碳酸钡的作用是 。合并滤液和洗液,蒸发至析出结晶,滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2g硫单质,则理论上制得的KI为 g。
9.(14分)锡酸钠用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程图如下:
请回答下列问题:
(1)Sn(ⅣA)、As(VA)、Sb(VA)三种元素中,As和Sb最高正化合价为 ,Sn的原子序数为50,其原子结构示意图为 。
(2)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是 、趁热过滤、干燥。
(3)“碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是 ;如图是“碱浸”实验的参数,请选择“碱浸”的合适条件 。
(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,其离子方程式为 。
(5)“脱锑”时发生的化学方程式为 。
10.(14分)乙酸是生物油的主要成分之一,乙酸制氢具有重要意义:
热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)H=+2l3.7kJ•mol﹣1
脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)H=﹣33.5kJ•mol﹣1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式 。
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为 (填“较大”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图:
①约650℃之前,脱酸基反应活化能低速率快,故氢气产率低于甲烷;650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时 。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示: 。
(3)若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为TK时达到平衡,总压强为PkPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱酸基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为 (计算结果保留1位小数);脱酸基反应的平衡常数Kp分别为 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
选做题:共45分。请考生从给出的2道物理题2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分【化学一选修3:物质结构与性质】
11.(15分)中国海军航母建设正在有计划、有步骤向前推进,第一艘国产航母目前正在进行海试。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击,航母的甲板要耐高温,航母的外壳要耐腐蚀。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,Ni2+基态原子的核外电子排布为 ,铬元素在周期表中 区。
(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷结构如图1所示,其中C原子杂化方式为 杂化。
(3)海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 填元素符号
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ/mol)
1681
1251
1140
1008
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO3﹣的空间构型为 形,写出一个ClO3﹣的等电子体的化学符号 。
(4)海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物,蕴藏着大量的资源,含有硅、铁、锰、锌等。如图2是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的离子是否构成了面心立方最密堆积? (填“是”或“否”);该立方体是不是Fe3O4的晶胞? (填“是”或“否”);立方体中铁离子处于氧离子围成的 (填空间结构)空隙;根据上图计算Fe3O4晶体的密度为 g•cm﹣3.(图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字)
【化学一选修5:有机化学基础】
12.工业上用有机原料A制备和聚乙酸乙烯酯,其流程为
已知:①﹣COOHCHO;②RCH2CHO⇌RCH=CHOH
请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是 ,J中官能团的名称为 。
(2)反应②的试剂和条件分别是 ,G的结构简式是 。
(3)写出反应①的化学方程式: 。
(4)与A具有相同官能团且只有一个甲基的芳香化合物的同分异构体有多种,写出其中一种核磁共振氢谱为五组峰且能发生银镜反应的结构简式为 。
(5)参照下述示例合成路线,设计一条由乙二醇为起始原料制备聚乙二酸乙二醋的合成路线。示例:AB……目标产物
2019年江西省南昌市高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题包括13小题,每小题6分共78分.每小题的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.(6分)化学与生产生活社会密切相关。下列做法不正确的是( )
A.碳纳米管是一种比表面积大的有机合成纤维,可用作新型储氢材料
B.空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
C.在家可用食醋代替CO2来增强漂白粉的漂白性
D.红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的“气”是指乙烯
【分析】A、碳纳米管是无机非金属材料;
B、硅是良好的半导体材料,可用于作硅电池;
C、漂白粉中含有次氯酸钙,醋酸和次氯酸钙快速反应生成次氯酸;
D、乙烯具有催熟作用;
【解答】解:A.碳纳米管只含有C元素,是单质,不是有机物,故A错误;
B.硅是良好的半导体材料,硅电池板能将光能直接转换为电能,所以可用作硅电池,故B正确;
C.漂白粉的有效成分为次氯酸钙,醋酸的酸性大于次氯酸,因此醋酸可以和次氯酸钙反应可以生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可以做漂白剂,故C正确;
D.木瓜释放的气体能催熟果实,所以该气体为乙烯,故D正确;
故选:A。
【点评】本题主要考查了元素及其化合物的性质,题目难度不大,熟练掌握有关物质的性质和用途是解题的关键,注意积累。
2.(6分)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.糖类都是天然高分子化合物,组成与结构比较复杂
B.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别和
C.体积分数为90%的乙醇溶液能使蛋白质变性,常用于医疗消毒
D.甲苯的一溴代物和2一甲基丁烷的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
【分析】A.单糖和二糖都是小分子化合物;
B.二者都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色;
C.75%的乙醇被用于医疗消毒;
D.有机物中有几种H原子,其一溴代物就有几种。
【解答】解:A.单糖和二糖都是小分子化合物,多糖属于高分子化合物,故A错误;
B.二者都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别二者,但是可以用溴水鉴别,故B错误;
C.75%的乙醇可使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,故C错误;
D.有机物中有几种H原子,其一溴代物就有几种,二者都含有4种H原子,所以二者一溴代物都有4种,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查有机物结构和性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,利用物质性质差异性进行鉴别物质,题目难度不大。
3.(6分)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
B.30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA
C.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10﹣12NA
D.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.6NA
【分析】A.氢气与氟气常温下反应生成液体HF;
B.乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O;
C.溶液体积未知;
D.1个乙烷含有7个共价键。
【解答】解:A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,二者恰好反应,反应后没有气体,故A错误;
B.乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O,故30g混合物中含有的CH2O的物质的量为1mol,则含2NA个原子,故B正确;
C.溶液体积未知,无法计算氢离子个数,故C错误;
D.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.7NA,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的分析应用,主要是气体摩尔体积的条件应用,质量换算物质的量计算微粒数,注意有机物结构分析,掌握基础是关键,题目难度中等。
4.(6分)A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等;B的单质分子中有三对共用电子;C、D同主族,且核电荷数之比为1:2.下列有关说法不正确的是( )
A.C、D、E的简单离子半径:D>E>C
B.A与B、C、D、E四种元素均可形成18电子分子
C.由A、B、C三种元素形成的化合均能促进水的电离
D.分子D2E2中原子均满足8电子稳定结构,则分子中存在非极性键
【分析】A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等,则A为H元素;B的单质分子中有三对共用电子,则B为N元素;C、D同主族,且核电荷数之比为1:2,则C为O元素、D为S元素,故E为Cl。
【解答】解:A.C、D、E的简单离子分别为:O2﹣、S2﹣、Cl﹣,离子的电子层越多离子半径越大,电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:S2﹣>Cl﹣>O2﹣,故A正确;
B.H与N、O、S、Cl四种元素形成18电子分子分别为N2H4、H2O2、H2S、HCl,故B正确;
C.由H、N、O三种元素形成的化合物有硝酸铵、硝酸等,硝酸铵促进水的电离,而硝酸会抑制水的电离,故C错误;
D.分子S2Cl2中原子均满足8电子稳定结构,分子中S与S原子之间形成1对共用电子对,属于非极性,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查结构性质位置关系用于,关键是推断元素,熟练掌握元素化合物的组成与性质、掌握微粒半径比较规律。
5.(6分)下列实验现象与结论正确且相符的是( )
实验
现象
结论
A
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色,一段时间后,溶液中出
现气泡,随后有红褐
色沉淀生成
Fe3+催化H2O2剂分解产生O2;H2O2 分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
B
将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中
红棕色变深
反应:2NO2(g)⇌N2O 4(g)△H<0
C
SO2通入新制氯水
溶液褪色
SO2具有漂白性
D
向2支盛有2mL相同浓度硝酸银溶液的试管中,分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液
一支无明现象另一支产生黄色沉淀
相同条件下,AgI比AgCl的溶解度大
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.过氧化氢可氧化亚铁离子,铁离子可促进过氧化氢分解;
B.只有温度一个变量;
C.二者发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸;
D.Ksp小的先沉淀。
【解答】解:A.亚铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应,且铁离子可催化过氧化氢的分解,溶液变成棕黄色,一段时间后,溶液中出现气泡,不能判断是否放热,故A错误;
B.只有温度一个变量,由现象可知反应为放热反应,故B正确;
C.二者发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,与二氧化硫的还原性有关,故C错误;
D.Ksp小的先沉淀,由现象可知相同条件下,AgI比AgCl的溶解度小,故D错误;
故选:B。
【点评】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、反应与现象、平衡移动、沉淀生成、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。
6.(6分)向25℃时,体积均为20mL浓度均为0.1mol•L﹣1的两种酸HX、HY溶液中分别滴加0.1mol•L﹣1的NaOH溶液所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX、HY均为弱酸
B.Ka(HY)的数量级约为10﹣6
C.b点时:2c(Na+)=c(Y﹣)+c(HY)
D.V(NaOH)=20mL时,反应后的两种溶液中c(X﹣)=c(Y﹣)
【分析】A.由图可知,0.1mol•L﹣1的HX的pH等于1,0.1mol•L﹣1的HY的pH等于3,则HX为强酸、HY为弱酸;
B.0.1mol•L﹣1的HY的pH=4,根据Ka(HY)=计算;
C.b点为加入NaOH溶液体积为10mL,反应后溶质为等浓度的HY和NaY,结合物料守恒分析;
D.V(NaOH)=20mL时,反应后生成等浓度的NaX和NaY,NaY发生水解,而NaX不水解。
【解答】解:A.由图可知,0.1mol•L﹣1的HX的pH等于1,说明HX完全电离,为强酸,0.1mol•L﹣1的HY的pH等于3,说明HY部分电离,为弱酸,故A错误;
B.浓度为0.1mol/L的HY的pH等于4,则Ka(HY)===10﹣7,Ka(HY)的数量级约为10﹣7,故B错误;
C.b点为加入NaOH溶液体积为10mL,对于HY溶液中,反应后溶质为等浓度的HY和NaY,根据物料守恒:2c(Na+)=c(Y﹣)+c(HY),故C正确;
D.V(NaOH)=20mL时,反应后生成等浓度的NaX和NaY,由于Y﹣部分水解,而X﹣不水解,则c(X﹣)>c(Y﹣),故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断、弱电解质电离、离子浓度大小判断,明确弱电解质的电离特点为解答关键,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系及离子浓度大小比较方法,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
7.(6分)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A.好氧微生物反应器中反应为:NH4++2O2═NO3﹣+2H++H2O
B.B极电势比A极电势低
C.A极的电极反应式CH3COO﹣+8e﹣+2H2O═2CO2+7H+
D.当电路中通过1mol电子时,理论上总共生成2.24LN2
【分析】图示分析可知:酸性介质中,微生物燃料电池中氢离子移向B电极,说明A为原电池的负极,B为原电池的正极,NO3﹣离子在正极得到电子生成氮气、发生还原反应,CH3COO﹣在原电池负极失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体,NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3﹣,据此分析解答。
【解答】解:A.NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3﹣,结合电子守恒、电荷守恒得到反应的离子方程式为NH4++2O2═NO3﹣+2H++H2O,故A正确;
B.微生物燃料电池中氢离子移向B电极,说明A为原电池的负极,B为原电池的正极,所以B极电势比A极电势高,故B错误;
C.酸性介质中,CH3COO﹣在原电池负极失电子、发生氧化反应生成CO2气体,则A极的电极反应式为:CH3COO﹣﹣8e﹣+2H2O═2CO2+7H+,故C错误;
D.NO3﹣离子在正极得到电子生成氮气,电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2↑+6H2O,电路中通过1mol电子时,标准状况下,理论上总共生成0.1mol即2.24LN2,但由于选项中没有指明气体的存在条件,所以不能确定N2的体积,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学电源新型电池,题目难度不大,侧重于电池工作原理的考查,注意电极方程式的书写。
三、非选择题:包括必做题和选做题两部分.第22题~第32题为必做题每个试题考生都必须作答.第33题~第38题为选做题,考生根据要求作答.(一)必做题(11题共129分)
8.(15分)KI用于分析试剂、感光材料制药和食品添加剂等。
制备原理如下:反应①3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O
反应②3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O
按照下列实验过程,请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生的化学方程式为 ZnS+H2SO4═H2S↑+ZnSO4 ,用该装置还可以制备 H2、CO2 (填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,待观察到 棕黄色溶液变为无色 (填现象),停止滴入KOH溶液;然后 打开启普发生器活塞,通入气体 (填操作),待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。
(3)滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热,其目的是 使溶液酸化并加热,有利于H2S溢出,从而除去H2S 。
(4)把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和 S ,其中加入碳酸钡的作用是 除去多余的硫酸 。合并滤液和洗液,蒸发至析出结晶,滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2g硫单质,则理论上制得的KI为 33.2 g。
【分析】(1)启普发生器中发生的反应是硫化锌和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸锌,启普发生器原理是块状固体和溶液不加热反应生成气体的制备装置;
(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,碘单质和氢氧化钾反应,停止滴入KOH溶液;然后继续通入硫化氢气体,待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气,3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O;
(3)滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热除去硫化氢;
(4)把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡除去过量的硫酸,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和单质硫;
(5)反应①3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O
反应②3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O
结合化学反应的定量关系计算;
【解答】解:(1)启普发生器中发生的反应是硫化锌和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸锌,反应的化学方程式:ZnS+H2SO4═H2S↑+Zn SO4,启普发生器原理是块状固体和溶液不加热反应生成气体的制备装置,可以制备H2 (CO2)等,
故答案为:ZnS+H2SO4═H2S↑+Zn SO4;H2 (CO2);
(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,待观察棕黄色溶液变为无色,停止滴入KOH溶液;然后打开启普发生器活塞,通入气体待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气,
故答案为:棕黄色溶液变为无色;打开启普发生器活塞,通入气体;
(3)滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热,其目的是:使溶液酸化并加热,有利于H2S溢出,从而除去H2S,
故答案为:使溶液酸化并加热,有利于H2S溢出,从而除去H2S;
(4)通入气体待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气过程中发生反应3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O,把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡除去过量的硫酸,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和单质硫,
故答案为:硫;除去多余的硫酸;
(5)反应①3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O
反应②3H2S+KIO3═3S↓+KI+3H2O
如果得到3.2g硫单质,物质的量n==0.1mol,理论上生成KI结合反应化学方程式定量关系计算得到KI物质的量:×5mol+mol=0.2mol,质量=0.2mol×166g/mol=33.2g
则理论上制得的KI为33.2g,
故答案为:33.2g。
【点评】本题考查了物质制备的实验探究方法、实验装置的分析判断、物质性质和化学方程式定量计算的应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
9.(14分)锡酸钠用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程图如下:
请回答下列问题:
(1)Sn(ⅣA)、As(VA)、Sb(VA)三种元素中,As和Sb最高正化合价为 +5 ,Sn的原子序数为50,其原子结构示意图为 。
(2)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是 蒸发结晶 、趁热过滤、干燥。
(3)“碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是 氧化SnO生成SnO32﹣ ;如图是“碱浸”实验的参数,请选择“碱浸”的合适条件 100g/L烧碱浓度、温度85℃ 。
(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,其离子方程式为 PbO22﹣+S2﹣+2H2O=PbS↓+4OH﹣ 。
(5)“脱锑”时发生的化学方程式为 5Sn+4Na3SnO4+H2O=4Sn+5Na2SnO3+2NaOH 。
【分析】以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠,锡锑渣加入烧碱反应碱浸,加入氢氧化钡脱砷生成砷酸钡渣,加入硫化钠脱铅生成硫化铅渣,加入锡片脱锑得到锑渣,最后得到锡酸钠溶液,蒸发结晶、趁热过滤洗涤、干燥得到,
(1)As和Sb是ⅤA族的元素最外层电子数5,最高化合价+5价,Sn的原子序数为50,核电荷数50,核外电子数50 有5个电子层,最外层4个电子;
(2)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操蒸发浓缩、冷却结晶、趁热过滤洗涤、干燥得到;
(3)碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,氧化SnO生成SnO32﹣,分析图象中的碱浸出率选择合适的条件;
(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,加入硫化钠发生反应生成PbS沉淀和氢氧化钠;
(5)“脱锑”时发生的反应是锡和锑酸钠在水溶液中反应生成锑、锡酸钠和氢氧化钠,结合原子守恒配平书写化学方程式。
【解答】解:(1)As和Sb是ⅤA族的元素最外层电子数5,最高化合价+5价,Sn的原子序数为50,核电荷数50,核外电子数50 有5个电子层,最外层4个电子,原子结构示意图:,
故答案为:+5;;
(2)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操蒸发结晶、趁热过滤洗涤、干燥得到,
故答案为:蒸发结晶;
(3)碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,氧化SnO生成SnO32﹣,分析图象中的碱浸出率最大时选择合适的条件为:游离碱质量浓度100g/L和反应温度85℃时,锡的浸出率最大,
故答案为:氧化SnO生成SnO32﹣;100g/L烧碱浓度、温度85℃;
(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,加入硫化钠发生反应生成PbS沉淀和氢氧化钠,反应的离子方程式为PbO22﹣+S2﹣+2H2O=PbS↓+4OH﹣,
故答案为:PbO22﹣+S2﹣+2H2O=PbS↓+4OH﹣;
(5)“脱锑”时发生的反应是锡和锑酸钠在水溶液中反应生成锑、锡酸钠和氢氧化钠,结合原子守恒配平书写化学方程式为5Sn+4Na3SnO4+H2O=4Sn+5Na2SnO3+2NaOH,
故答案为:5Sn+4Na3SnO4+H2O=4Sn+5Na2SnO3+2NaOH。
【点评】本题考查了物质的分离提纯、物质性质和题干信息的分析判断、图象变化的理解应用等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
10.(14分)乙酸是生物油的主要成分之一,乙酸制氢具有重要意义:
热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)H=+2l3.7kJ•mol﹣1
脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)H=﹣33.5kJ•mol﹣1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式 2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)△H=﹣247.2KJ•mol﹣1 。
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为 常压 (填“较大”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图:
①约650℃之前,脱酸基反应活化能低速率快,故氢气产率低于甲烷;650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时 热裂解反应正向移动,而脱酸基反应逆向移动,使氢气产率高于甲烷 。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示: CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g) 。
(3)若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为TK时达到平衡,总压强为PkPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱酸基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为 9.1% (计算结果保留1位小数);脱酸基反应的平衡常数Kp分别为 0.8P kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
【分析】(1)CO与H2甲烷化的化学方程式为2CO(g)+2H2(g)→CH4(g)+CO2 (g),①CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)H=+2l3.7kJ•mol﹣1
②CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)H=﹣33.5kJ•mol﹣1
根据盖斯定律②﹣①得到2CO(g)+2H2(g)→CH4(g)+CO2 (g)的反应热△H,根据热化学方程式书写规则写出热化学方程式;
(2)热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)正向是体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,H2的降低;
①热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)正向是吸热反应,升高温度有利于反应正向进行,并且平衡进行的程度增大,而脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)正向是放热反应,升高温度,反应会逆向进行,并且平衡进行的程度减小,据此解答;
②在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,说明CO和水蒸气发生了副反应,生成了H2和CO2,据此解写出化学方程式;
(3)设起始时n(CH3COOH)=1mol,热裂解反应消耗乙酸20%,根据热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)有n(CO)=n(H2)=0.2mol×2=0.4mol,脱酸基反应消耗乙酸60%,根据脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)有n(CH4)=n(CO2)=0.6mol,平衡时剩余n(CH3COOH)=1mol﹣0.2mol﹣0.6mol=0.2mol,根据体积分数公式和压强平衡常数表达式分别计算。
【解答】解:(1)CO与H2甲烷化的化学方程式为2CO(g)+2H2(g)→CH4(g)+CO2 (g),①CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)H=+2l3.7kJ•mol﹣1
②CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)H=﹣33.5kJ•mol﹣1
由盖斯定律②﹣①得到2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2 (g)的反应热△H=(﹣33.5kJ•mol﹣1)﹣(+2l3.7kJ•mol﹣1)=﹣247.2 KJ•mol﹣1,
故答案为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2 (g)△H=﹣247.2 KJ•mol﹣1;
(2)热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)正向是体积增大的吸热反应,增大压强,平衡逆向移动,H2的降低,所以增大压强不利于H2的生成,即采用常压条件,故答案为:常压;
①热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)正向是吸热反应,升高温度有利于反应正向进行,并且平衡进行的程度增大,使H2的生成量增多,而脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)正向是放热反应,升高温度,反应会逆向进行,使CH4的生成量减少,所以随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时氢气产率高于甲烷,故答案为:热裂解反应正向移动,而脱酸基反应逆向移动,使氢气产率高于甲烷;
②乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,说明CO和水蒸气发生了副反应,生成了H2和CO2,所以化学方程式为CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2 (g),故答案为:CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2 (g);
(3)设起始时n(CH3COOH)=1mol,热裂解反应消耗乙酸20%,根据热裂解反应CH3COOH(g)→2CO(g)+2H2(g)有n(CO)=n(H2)=0.2mol×2=0.4mol,脱酸基反应消耗乙酸60%,根据脱酸基反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)有n(CH4)=n(CO2)=0.6mol,剩余n(CH3COOH)=1mol﹣0.2mol﹣0.6mol=0.2mol,所以平衡时
乙酸体积分数==9.1%;平衡时p(CH4)=p(CO2)==,p(CH3COOH)==,脱酸基反应的平衡常数Kp==≈0.8PkPa,故答案为:9.1%;0.8P。
【点评】本题考查盖斯定律的应用、压强和温度等条件对化学平衡的影响、化学平衡常数及其计算、体积分数和转化率的计算等知识,均为高频考点,侧重化学平衡及其移动原理内容的考查,掌握化学平衡基本原理知识是解题关键,注意迁移化学平衡相关知识点,灵活运用,题目难度中等。
选做题:共45分。请考生从给出的2道物理题2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分【化学一选修3:物质结构与性质】
11.(15分)中国海军航母建设正在有计划、有步骤向前推进,第一艘国产航母目前正在进行海试。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击,航母的甲板要耐高温,航母的外壳要耐腐蚀。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,Ni2+基态原子的核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d8 ,铬元素在周期表中 d 区。
(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷结构如图1所示,其中C原子杂化方式为 sp3 杂化。
(3)海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 Ⅰ 填元素符号
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ/mol)
1681
1251
1140
1008
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO3﹣的空间构型为 三角锥 形,写出一个ClO3﹣的等电子体的化学符号 SO32﹣ 。
(4)海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物,蕴藏着大量的资源,含有硅、铁、锰、锌等。如图2是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的离子是否构成了面心立方最密堆积? 是 (填“是”或“否”);该立方体是不是Fe3O4的晶胞? 否 (填“是”或“否”);立方体中铁离子处于氧离子围成的 正八面体 (填空间结构)空隙;根据上图计算Fe3O4晶体的密度为 5.2 g•cm﹣3.(图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字)
【分析】(1)Ni处于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,是d区金属元素;
(2)聚硅氧烷中C形成4个单键;
(3)①根据第一电离能分析,第一电离能越小,越容易生成较稳定的单核阳离子;
②根据VSEPR理论判断ClO3﹣的空间构型,价电子对数为VP=BP+LP,等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒;
(4)根据O2﹣的坐标分析,根据晶胞粒子的排布,该立方体不是Fe3O4的晶胞,立方体中Fe3+处于O2﹣围成的正八面体空隙,根据密度公式ρ=计算。
【解答】解:(1)Ni处于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,Ni2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d8,铬元素在周期表中d区,
故答案为:1s22s22p63s23p63d8;d;
(2)聚硅氧烷中C形成4个单键,所以C的杂化方式为sp3,
故答案为:sp3;
(3)①根据第一电离能分析,第一电离能越小,越容易生成较稳定的单核阳离子,所以有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是:I,
故答案为:I;
②根据VSEPR理论判断ClO3﹣的空间构型,价电子对数为VP=BP+LP=3+=4,VSEPR模型为四面体形,由于一对孤电子对占据四面体的一个顶点,所以其空间构型为三角锥形,
等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,则与ClO3﹣互为等电子体的是SO32﹣,
故答案为:三角锥;SO32﹣;
(4)晶胞中,O2﹣的坐标为(,0,0),(0,,0),(0,0,),(,,),将(,,)+(,,0)=(0,0,),将(,,)+(0,,)=(,0,0),将(,,)+(,0,)=(0,,0),刚好与前三个坐标相同,所以O2﹣做面心立方最密堆积,
根据晶胞粒子的排布,该立方体不是Fe3O4的晶胞,
立方体中Fe3+处于O2﹣围成的正八面体空隙,
以立方体计算,1个立方体中含有Fe3+的个数为=2个,含有Fe2+的个数为1个,含有O2﹣的个数为4×+3×=4个,不妨取1mol这样的立方体,即有NA个这样的立方体,1mol立方体的质量为m=(56×3+16×4)g,1个立方体体积为V=a3nm3=a3(a×10﹣7)3cm3,则晶体密度为ρ==g/cm3=5.2g/cm3,
故答案为:是;否;正八面体;5.2。
【点评】本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、空间构型、电离能、分子结构与性质、晶胞计算等,本题考查较简单,对于晶胞的计算已告知几何关系,降低了难度。
【化学一选修5:有机化学基础】
12.工业上用有机原料A制备和聚乙酸乙烯酯,其流程为
已知:①﹣COOHCHO;②RCH2CHO⇌RCH=CHOH
请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是 取代反应 ,J中官能团的名称为 羧基、羟基 。
(2)反应②的试剂和条件分别是 O2/Cu、加热 ,G的结构简式是 CH3COOCH=CH2 。
(3)写出反应①的化学方程式: 。
(4)与A具有相同官能团且只有一个甲基的芳香化合物的同分异构体有多种,写出其中一种核磁共振氢谱为五组峰且能发生银镜反应的结构简式为 。
(5)参照下述示例合成路线,设计一条由乙二醇为起始原料制备聚乙二酸乙二醋的合成路线。示例:AB……目标产物
【分析】由聚乙酸乙烯酯的结构简式可知G为CH3COOCH=CH2,故C为CH3COONa,E为CH3COOH,F为CH3CHO,由于存在平衡:CH2=CHOH⇌CH3CHO,CH3COOH与CH2=CHOH发生酯化反应得到CH3COOCH=CH2.A在光照条件下发生取代反应生成B,B发生酯的水解反应、卤代烃水解反应得到C、D,则B中含有酯基,且D可以连续发生氧化反应,故D中含有﹣CH2OH,H含有﹣CHO,I酸化得到J,故J中含有﹣COOH,J物质核磁共振氢谱有4个吸收峰,且环上的一元取代物只有两种结构,可推知J为,逆推可知,I为,H为,D为,B为,A为,J发生缩聚反应生成,以此解答该题。
【解答】解:(1)由转化关系可知A发生取代反应生成B,J为,含有羧基、羟基,
故答案为:取代反应;羧基、羟基;
(2)反应②为醇的氧化,试剂和条件分别是O2/Cu、加热,G为CH3COOCH=CH2,
故答案为:O2/Cu、加热;CH3COOCH=CH2;
(3)反应①为的水解反应,方程式为,
故答案为:;
(4)与A具有相同官能团,则应含有酯基,且只有一个甲基的芳香化合物的同分异构体有多种,其中一种核磁共振氢谱为五组峰且能发生银镜反应,应含有醛基,则可能的结构有,
故答案为:;
(5)乙二醇氧化可生成乙二酸,二者发生缩聚反应可生成聚合物,流程为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的推断与合成,为高频考点和常见题型,注意根据聚乙酸乙烯酯的结构、D连续发生氧化反应以及反应条件、给予的信息等进行推断,熟练掌握官能团的性质与转化,侧重考查学生分析推理能力、自学能力、知识迁移运用能力。
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