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新高考化学模拟试卷38(原卷版+教师版)
展开这是一份新高考化学模拟试卷38(原卷版+教师版),共22页。试卷主要包含了[化学——选修3等内容,欢迎下载使用。
新高考化学模拟试卷
本卷满分100分,考试时间50分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Fe 56 Cu 64
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
7.我国“人造太阳”创世界新纪录、“奋斗者”号载人潜水器成功坐底、“深海一号”母船助力深潜科考、北斗卫星导航系统全面开通,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述不正确的是
A.在“人造太阳”中发生核聚变的H、H是H的同位素
B.“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
C.“深海一号”母船海水浸泡区的铝基牺牲阳极可保障船体不易腐蚀
D.“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
8.设NA表示阿伏加德罗常数值,下列叙述一定正确的是
A.28g14CO中含有中子数为14NA
B.1mol O2与一定量甲烷反应转移电子数目为4NA
C.1L浓度为0.1 mol∙L−1Na2CO3溶液中阴离子数目为0.1NA
D.28g C2H4和C3H6混合物中含有共用电子对数目6NA
9.某研究小组在铑催化的区域成功实现对映选择性烯丙基膦化反应,如图所示(代表苯基,代表甲基)。下列叙述正确的是
A.甲分子内所有原子可能处于同一平面
B.甲和乙生成丙的反应是取代反应
C.甲能发生加聚、水解、酯化反应
D.用酸性溶液可以证明甲含有碳碳双键
10.某同学按图示装置进行实验,大头针固定固体,塑料瓶盛放液体试剂。实验时先打开止水夹,手指压紧小孔并挤压塑料瓶,使液体试剂沿玻璃管上升至完全充满,排尽玻璃管中空气,立即关闭止水夹,一会儿后,手指堵住小孔,打开止水夹。下列所加液体试剂、对应现象及结论均正确的是
选项
固体
液体试剂
现象
结论
A
钠块
水
钠块熔化成小球并浮在水面上;打开止水夹,点燃气体,火焰呈淡蓝色
钠块与水反应产生氢气
B
铝条
NaOH溶液
先有沉淀生成,后沉淀溶解;打开止水夹,点燃气体,火焰呈淡蓝色
铝条与氢氧化钠溶液反应产生氢气
C
铜丝
稀HNO3
产生红棕色气体,溶液呈蓝色
铜丝与稀硝酸反应产生NO2
D
铁丝
食盐水
打开止水夹,并松开小孔片刻,关闭止水夹,发现塑料瓶中液面下降
铁丝发生了吸氧腐蚀
11.科学家研究发现某离子液体有助于盐湖水提锂,其结构式如下图。其中X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大。下列说法正确的是
A.最高价含氧酸的酸性:Z>Y>Q
B.简单氢化物的沸点:E>W>Y
C.Z元素最高价氧化物对应的水化物能与它的氢化物反应
D.简单离子的半径:Q>E>W>Z
12.甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池,提供电能的同时可以获得烧碱,其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是
A.CEM隔膜为质子交换膜
B.甲为电池负极,电极反应为:
C.电池在工作时,乙极附近溶液增大
D.单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为
13.时,向溶液中滴入等浓度的溶液,混合溶液的与的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.时,的电离常数
B.图中
C.A点时,所滴入溶液的体积为
D.从A点到B点,水的电离程度不断增大
三、非选择题:共58分,第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(14分)现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料,可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O,其工艺流程如下:
已知:Ksp(PbCO3)=7.5×10-14,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8
(1)“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4,则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为___________,滤液1中和的浓度比为___________(保留两位有效数字)。
(2)“酸浸”过程,产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和___________(填化学式);___________(填“可以”或“不可以”)使用[H2SO4+O2]替代HNO3。
(3)“沉铅”后循环利用的物质Y是___________(填化学式)。
(4)“除杂”中滤渣的主要成分为___________(填化学式);在50~60°C“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为___________。
(5)根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线,由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7,然后___________、___________,洗涤后干燥。
27.(14分)氧化亚铜主要用于制造船底防污漆等。它是一种难溶于水和乙醇的鲜红色固体,在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质。某小组制备Cu2O并测定其纯度采用如下步骤,回答下列问题:
I.制备Cu2O
将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合, 加热至90°C并不断搅拌。反应生成Cu2O,同时有SO2气体产生。反应结束后,经过滤、洗涤、干燥得到Cu2O粉末。制备装置如图所示:
(1)仪器a的名称是_____________;反应采用的加热方式为_______________________________。
(2)制备Cu2O时,原料理论配比为n(Na2SO3) : n(CuSO4)=3:2,该反应的化学方程式为___________; 装置B的作用是_________。
(3)实验中,Na2SO3用量比理论用量稍高,原因是________________________。
(4)反应中需不断滴加NaOH溶液,原因是________________________________。
(5)过滤后,将滤渣用蒸馏水、无水乙醇洗涤数次,其中用无水乙醇洗涤的目的是____________。
Ⅱ.测定Cu2O纯度
称取m g样品置于烧杯中,加入足量FeCl3溶液,完全溶解后,加入4滴邻菲罗啉指示剂,然后用c mol·L-1硫酸高铈[Ce(SO4)2]溶液进行滴定至终点,共消耗Ce(SO4)2溶液VmL。(已知: Ce4++Fe2+ = Ce3++Fe3+)
(6)加入FeCl3溶液时发生反应的离子方程式为____________________________________。
(7)该样品中Cu2O的纯度为______________________。
28.(15分)船舶柴油机发动机工作时,反应产生的尾气是空气主要污染物之一,研究的转化方法和机理具有重要意义。
已知:
(1)氧化脱除NO的总反应是 ________。
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数k甲___________k乙(填“>”、“<”或“≈”),原因是___________。
(3)已知:的反应历程分两步:
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
I
(快)
II
(慢)
①则反应I与反应II的活化能:___________(填“>”“<”或“=”)。反应 的平衡常数___________(用、、、表示)。
②在400k、初始压强为的恒温刚性容器中,按通入NO和,一定条件下发生反应。达平衡时NO转化率为90%,转化率为40%。则的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数;理想气体状态方程,)。
(4)某研究小组将、和一定量的充入2L密闭容器中,在催化剂表面发生反应(),NO的转化率随温度的变化情况如图所示:
①5min内,温度从420K升高到580K,此时段内NO的平均反应速率___________(保留3位有效数字)。
②无氧条件下,NO生成的转化率较低,原因可能是___________。
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
磷是重要的生命元素之一,存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。回答下列问题:
(1)基态P原子核外电子占据的原子轨道数为___________。
(2)白磷与足量热的NaOH溶液反应产生磷化氢(PH3)和次磷酸钠(NaH2PO2),其反应的化学方程式为P4+3NaOH(热,浓)+3H2O=3NaH2PO2+PH3.白磷(4P)中P的杂化类型为___________,次磷酸(H3PO2)的结构式为___________,次磷酸钠中各元素的电负性由大到小的顺序是___________,写出一种与PH3互为等电子体的离子___________(填微粒符号)。
(3)PH3与过渡金属Pt形成的一种配合物[PtCl2(PH3)2]比[PtCl2(NH3)2]稳定的原因是___________。
(4)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,常见的三聚环状多磷酸结构如图所示,则n聚环状多磷酸的通式为___________(用含n的式子表示)。
(5)磷化铝熔点为2000°C,其结构与晶体硅类似,磷化铝晶胞结构如图所示,晶胞中磷原子空间堆积方式为___________,已知该晶体的密度为ρg·cm-3,则最近的Al和P原子间的核间距为___________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为__________。
(2)A→B反应中所需的条件和试剂是_________。
(3)C→D反应的化学反应方程式是__________。
(4)D→E反应的反应类型为___________。
(5)G中含氧官能团的名称为____________。
(6)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体的结构简式共有_________种。
a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基
b.能发生银镜反应
(7)设计以苯和为原料合成的合成路线。(无机试剂任选)
新高考化学模拟试卷全解全析
7
8
9
10
11
12
13
D
D
B
A
C
C
C
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
7.我国“人造太阳”创世界新纪录、“奋斗者”号载人潜水器成功坐底、“深海一号”母船助力深潜科考、北斗卫星导航系统全面开通,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述不正确的是
A.在“人造太阳”中发生核聚变的H、H是H的同位素
B.“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
C.“深海一号”母船海水浸泡区的铝基牺牲阳极可保障船体不易腐蚀
D.“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
【答案】D
【解析】A.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;H、H是H的同位素,A正确;
B.钛合金硬度大性能优良,能承受深海高压,B正确;
C.铝比铁活泼,可失去电子牺牲阳极保障船体不易腐蚀,C正确;
D.同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;铷元素的单质比钠活泼,故遇水能迅速放出H2,D错误;
故选D
8.设NA表示阿伏加德罗常数值,下列叙述一定正确的是
A.28g14CO中含有中子数为14NA
B.1mol O2与一定量甲烷反应转移电子数目为4NA
C.1L浓度为0.1 mol∙L−1Na2CO3溶液中阴离子数目为0.1NA
D.28g C2H4和C3H6混合物中含有共用电子对数目6NA
【答案】D
【解析】A.28g 14CO中含有中子数为 ,故A错误;
B.1mol O2与一定量甲烷反应,甲烷若量很少,则转移电子数目小于4NA,故B错误;
C.1L浓度为0.1 mol∙L−1Na2CO3溶液中碳酸钠物质的量为0.1mol,由于碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,则阴离子数目大于0.1NA,故C错误;
D.28g C2H4和C3H6混合物,若全部是乙烯,则含有共用电子对数目,若是C3H6,则含有共用电子对数目,共用电子数目相同,故D正确。
综上所述,答案为D。
9.某研究小组在铑催化的区域成功实现对映选择性烯丙基膦化反应,如图所示(代表苯基,代表甲基)。下列叙述正确的是
A.甲分子内所有原子可能处于同一平面
B.甲和乙生成丙的反应是取代反应
C.甲能发生加聚、水解、酯化反应
D.用酸性溶液可以证明甲含有碳碳双键
【答案】B
【解析】A.甲分子内含有饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,故A错误;
B.观察甲、乙、丙的结构可知,甲中羟基被乙中取代,发生取代反应,故B正确;
C.甲不含酯基,不能发生水解反应,故C错误;
D.甲中碳碳双键和醇羟基都能与酸性高锰酸钾溶液反应,故D错误;
故答案选B。
10.某同学按图示装置进行实验,大头针固定固体,塑料瓶盛放液体试剂。实验时先打开止水夹,手指压紧小孔并挤压塑料瓶,使液体试剂沿玻璃管上升至完全充满,排尽玻璃管中空气,立即关闭止水夹,一会儿后,手指堵住小孔,打开止水夹。下列所加液体试剂、对应现象及结论均正确的是
选项
固体
液体试剂
现象
结论
A
钠块
水
钠块熔化成小球并浮在水面上;打开止水夹,点燃气体,火焰呈淡蓝色
钠块与水反应产生氢气
B
铝条
NaOH溶液
先有沉淀生成,后沉淀溶解;打开止水夹,点燃气体,火焰呈淡蓝色
铝条与氢氧化钠溶液反应产生氢气
C
铜丝
稀HNO3
产生红棕色气体,溶液呈蓝色
铜丝与稀硝酸反应产生NO2
D
铁丝
食盐水
打开止水夹,并松开小孔片刻,关闭止水夹,发现塑料瓶中液面下降
铁丝发生了吸氧腐蚀
【答案】A
【解析】A.若固体是钠块,液体试剂为水,钠块熔化成小球并浮在水面上,说明钠熔点低,且产生了气体,打开止水夹,点燃气体,火焰呈淡蓝色,说明产生了氢气,可以证明钠块与水反应产生氢气,选项A正确;
B.若固体是铝条,液体试剂为氢氧化钠溶液,铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,不会产生沉淀,选项B错误;
C.若固体是铜丝,液体试剂为稀硝酸,铜单质与稀硝酸反应生成一氧化氮, 选项C错误;
D.若固体是铁丝,液体试剂为食盐水,食盐水呈中性,铁丝发生了吸氧腐蚀,打开止水夹,并松开小孔片刻,关闭止水夹,发现玻璃管中液面.上升,但由于塑料瓶直径较大,较难观察其液面变化,选项D错误;
答案选A。
11.科学家研究发现某离子液体有助于盐湖水提锂,其结构式如下图。其中X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大。下列说法正确的是
A.最高价含氧酸的酸性:Z>Y>Q
B.简单氢化物的沸点:E>W>Y
C.Z元素最高价氧化物对应的水化物能与它的氢化物反应
D.简单离子的半径:Q>E>W>Z
【答案】C
【解析】X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大,由离子液体的结构式可知,X和E原子形成1个共价键、Y原子形成4个共价键、Z原子形成3个共价键、W原子形成2个共价键、Q原子形成6个共价键,则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、W为O元素、E为F元素、Q为S元素。A.元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,硫元素的非金属性强于碳元素,则硫酸的酸性强于碳酸,故A错误;B.氟化氢和水都能形成分子间氢键,水分子形成氢键的数目多于氟化氢,分子间作用力强于氟化氢,沸点高于氟化氢,故B错误;C.氮元素最高价氧化物对应的水化物为硝酸,氢化物为氨气,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,故C正确;D.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子的离子半径越小,则电子层结构相同的氮离子、氧离子和氟离子中,氮离子的离子半径最大,故D错误;故选C。
12.甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池,提供电能的同时可以获得烧碱,其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是
A.CEM隔膜为质子交换膜
B.甲为电池负极,电极反应为:
C.电池在工作时,乙极附近溶液增大
D.单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为
【答案】C
【解析】A.该装置同时可以获得烧碱,则钠离子应与氢氧根离子结合,若为质子交换膜(只允许氢离子自由通过),则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触,无法得到NaOH,故A错误;B.由装置信息可知乙电极上氧气得电子,则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸,电极反应为:,故B错误;C.电池在工作时,乙极发生反应:,电极附近溶液氢氧根离子浓度增大,pH增大,故C正确;D.由电极反应可知转移4mol电子正极消耗1mol氧气,负极生成2mol碳酸,则单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为,故D错误;故选:C。
13.时,向溶液中滴入等浓度的溶液,混合溶液的与的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.时,的电离常数
B.图中
C.A点时,所滴入溶液的体积为
D.从A点到B点,水的电离程度不断增大
【答案】C
【解析】A.由图中A点可知,时,pH=3.25,求得的,A正确;B.根据B点数据及的电离常数的关系式,,可求得,B正确;C.当滴入溶液的体积为时,溶液为与浓度之比为1∶1的混合溶液,溶液中不等于1∶1,所以A点所加溶液的体积不是,C错误;D.向HY中加NaOH,恰好完全反应时,溶液pH大于7,所以加入从A点到B点,是往中滴加溶液继续生成盐的过程,水的电离程度不断增大,D正确;故答案为C。
三、非选择题:共58分,第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
26.(14分)现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料,可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O,其工艺流程如下:
已知:Ksp(PbCO3)=7.5×10-14,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8
(1)“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4,则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为___________,滤液1中和的浓度比为___________(保留两位有效数字)。
(2)“酸浸”过程,产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和___________(填化学式);___________(填“可以”或“不可以”)使用[H2SO4+O2]替代HNO3。
(3)“沉铅”后循环利用的物质Y是___________(填化学式)。
(4)“除杂”中滤渣的主要成分为___________(填化学式);在50~60°C“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为___________。
(5)根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线,由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7,然后___________、___________,洗涤后干燥。
【答案】(1) (2分) (2分)
(2)CO2(1分) 不可以(1分)
(3)HNO3(2分)
(4)Fe(OH)3 (2分) (2分)
(5)蒸发浓缩(1分) 趁热过滤(1分)
【解析】铅蓄电池的填充物铅膏加入过量的亚硫酸钠、碳酸钠反应得到PbCO3和少量PbSO4,及不反应的氧化亚铁,过滤后固体加入稀硝酸酸溶,二价铁被氧化为三价铁同时生成氮的氧化物气体和二氧化碳气体;加入氢氧化钠调节pH生成氢氧化铁沉淀,滤液加入稀硫酸将铅转化为沉淀,加入氢氧化钠加热后过滤分离出沉淀洗涤得到三盐基硫酸铅;
(1)PbO2和加入的碳酸钠、亚硫酸钠反应转化为PbCO3,离子方程式为 ;滤液1中和的浓度比为;
(2)“酸浸”过程,碳酸根离子和氢离子生成二氧化碳,故产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和CO2;铅离子会和硫酸根离子生成硫酸铅沉淀导致铅损失,故不能使用[H2SO4+O2]替代HNO3;
(3)“沉铅”过程中硫酸和硝酸铅生成硫酸铅沉淀和硝酸,故循环利用的物质Y是HNO3;
(4)“除杂”中铁离子和氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀,故滤渣的主要成分为Fe(OH)3;在50~60°C“合成”加入氢氧化钠生成三盐基硫酸铅,化学方程式为;
(5)由图可可知,温度低于45℃左右时得到晶体,高于45℃时得到晶体,且温度升高的溶解度减小,故由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7,然后蒸发浓缩、趁热过滤,洗涤后干燥。
27.(14分)氧化亚铜主要用于制造船底防污漆等。它是一种难溶于水和乙醇的鲜红色固体,在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质。某小组制备Cu2O并测定其纯度采用如下步骤,回答下列问题:
I.制备Cu2O
将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合, 加热至90°C并不断搅拌。反应生成Cu2O,同时有SO2气体产生。反应结束后,经过滤、洗涤、干燥得到Cu2O粉末。制备装置如图所示:
(1)仪器a的名称是_____________;反应采用的加热方式为_______________________________。
(2)制备Cu2O时,原料理论配比为n(Na2SO3) : n(CuSO4)=3:2,该反应的化学方程式为___________; 装置B的作用是_________。
(3)实验中,Na2SO3用量比理论用量稍高,原因是________________________。
(4)反应中需不断滴加NaOH溶液,原因是________________________________。
(5)过滤后,将滤渣用蒸馏水、无水乙醇洗涤数次,其中用无水乙醇洗涤的目的是____________。
Ⅱ.测定Cu2O纯度
称取m g样品置于烧杯中,加入足量FeCl3溶液,完全溶解后,加入4滴邻菲罗啉指示剂,然后用c mol·L-1硫酸高铈[Ce(SO4)2]溶液进行滴定至终点,共消耗Ce(SO4)2溶液VmL。(已知: Ce4++Fe2+ = Ce3++Fe3+)
(6)加入FeCl3溶液时发生反应的离子方程式为____________________________________。
(7)该样品中Cu2O的纯度为______________________。
【答案】(1)三口烧瓶(三颈烧瓶) (1分) 水浴加热(1分)
(2) 3Na2SO3+ 2CuSO4 = Cu2O↓+ 3Na2SO4+ 2SO2↑(2分) 吸收生成的 SO2气体,防止污染环境(1分)
(3)亚硫酸钠具有强还原性,易被空气氧化而损失,用量增加,有利于硫酸铜的充分还原(2分)
(4)反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O 在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量(2分)
(5)去除Cu2O固体表面的水分,利于干燥(1分)
(6)2Fe3+ +Cu2O+2H+ = 2Fe2++ 2Cu2++ H2O(2分)
(7) (2分)
【解析】装置A中将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合, 加热至90°C并不断搅拌,反应生成Cu2O,同时有SO2气体产生,装置B用于吸收尾气。
(1)仪器a的名称是三口烧瓶(三颈烧瓶);反应加热至90°C,则采用的加热方式为水浴加热;
(2)制备Cu2O时,原料理论配比为n(Na2SO3) : n(CuSO4)=3:2,该反应的化学方程式为3Na2SO3+ 2CuSO4 = Cu2O↓+ 3Na2SO4+ 2SO2↑;装置B的作用是吸收生成的 SO2气体,防止污染环境;
(3)实验中,Na2SO3 用量比理论用量稍高,原因是亚硫酸钠具有强还原性,易被空气氧化而损失,用量增加,有利于硫酸铜的充分还原;
(4)反应中需不断滴加NaOH溶液,原因是反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O 在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量;
(5)过滤后,将滤渣用蒸馏水、无水乙醇洗涤数次,其中用无水乙醇洗涤的目的是去除Cu2O固体表面的水分,利于干燥;
(6)根据得失电子守恒和元素守恒配平可得加入FeCl3溶液时发生反应的离子方程式为2Fe3+ +Cu2O+2H+ = 2Fe2++ 2Cu2++ H2O;
(7)由题意可知,FeCl3溶液与Cu2O反应之后生成的Fe2+与c mol·L-1Ce(SO4)2溶液反应,共消耗Ce(SO4)2溶液VmL,根据方程式2Fe3+ +Cu2O+2H+ = 2Fe2++ 2Cu2++ H2O 、Ce4++Fe2+ = Ce3++Fe3+可得,则,故该样品中Cu2O的纯度为。
28.(15分)船舶柴油机发动机工作时,反应产生的尾气是空气主要污染物之一,研究的转化方法和机理具有重要意义。
已知:
(1)氧化脱除NO的总反应是 ________。
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数k甲___________k乙(填“>”、“<”或“≈”),原因是___________。
(3)已知:的反应历程分两步:
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
I
(快)
II
(慢)
①则反应I与反应II的活化能:___________(填“>”“<”或“=”)。反应 的平衡常数___________(用、、、表示)。
②在400k、初始压强为的恒温刚性容器中,按通入NO和,一定条件下发生反应。达平衡时NO转化率为90%,转化率为40%。则的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数;理想气体状态方程,)。
(4)某研究小组将、和一定量的充入2L密闭容器中,在催化剂表面发生反应(),NO的转化率随温度的变化情况如图所示:
①5min内,温度从420K升高到580K,此时段内NO的平均反应速率___________(保留3位有效数字)。
②无氧条件下,NO生成的转化率较低,原因可能是___________。
【答案】(1) (2分)
(2)>(1分) 含量先增大后减少(2分)
(3)<(2分) (2分) 415.7(2分)
(4)(2分) 催化剂产生作用需要有氧气参加(2分)
【解析】(1)已知:① ;② ;③ ;由盖斯定律可知,(②×2-3×③+①)得到 (×2-3×+)=。
(2)由图可知,含量先增大后减少,说明反应刚开始时反应的程度大于的程度,则速率常数>。
(3)①活化能越小,反应速率越快,则反应I与反应II的活化能:<;反应的平衡常数,当反应达到平衡时, =,则,=,则,则;
②根据已知条件列出“三段式”
达平衡时NO转化率为=x=0.9,转化率为y=0.4,平衡时气体总物质的量为3mol,则平衡时体系总压强为=,混合气体的总体积,则的平衡常数415.7。
(4)①5min内,温度从420K升高到580K,NO的转化率由2%上升到59%,此时段内NO的平均反应速率;
②无氧条件下,NO生成的转化率较低,原因可能是催化剂产生作用需要有氧气参加。
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
磷是重要的生命元素之一,存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。回答下列问题:
(1)基态P原子核外电子占据的原子轨道数为___________。
(2)白磷与足量热的NaOH溶液反应产生磷化氢(PH3)和次磷酸钠(NaH2PO2),其反应的化学方程式为P4+3NaOH(热,浓)+3H2O=3NaH2PO2+PH3.白磷(4P)中P的杂化类型为___________,次磷酸(H3PO2)的结构式为___________,次磷酸钠中各元素的电负性由大到小的顺序是___________,写出一种与PH3互为等电子体的离子___________(填微粒符号)。
(3)PH3与过渡金属Pt形成的一种配合物[PtCl2(PH3)2]比[PtCl2(NH3)2]稳定的原因是___________。
(4)磷酸聚合可以生成链状多磷酸或环状多磷酸。其中环状多磷酸是由3个或3个以上磷氧四面体通过共用氧原子环状连接而成,常见的三聚环状多磷酸结构如图所示,则n聚环状多磷酸的通式为___________(用含n的式子表示)。
(5)磷化铝熔点为2000°C,其结构与晶体硅类似,磷化铝晶胞结构如图所示,晶胞中磷原子空间堆积方式为___________,已知该晶体的密度为ρg·cm-3,则最近的Al和P原子间的核间距为___________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。
【答案】(1)9(1分)
(2)sp3(1分) (2分) O>P>H>Na(2分) H3O+(2分)
(3)P的电负性小于N,形成配位键时更易给出电子,故[PtCl2(PH3)2]更稳定(2分)
(4)(HPO3)n(2分)
(5)面心立方堆积(1分) (2分)
【解析】(1)P原子核外电子式为1s22s22p63s23p3,最外层电子为半充满,占据的原子轨道数为9。
(2)白磷(4P)分子为正四面体结构,其中P的杂化类型为sp3;根据NaH2PO2可知,次磷酸(H3PO2)中有一个可电离的H,所以次磷酸(H3PO2)的结构物;次磷酸钠中各元素的电负性由大到小的顺序是O>P>H>Na;等电子体是指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或原子团;与PH3互为等电子体的离子为H3O+。
(3)PH3与过渡金属Pt形成的一种配合物[PtCl2(PH3)2],由于P的电负性小于N,形成配位键时更易给出电子,故比[PtCl2(NH3)2]稳定;故答案为P的电负性小于N,形成配位键时更易给出电子,故[PtCl2(PH3)2]更稳定。
(4)由图可知,每个P原子连接3个O和1个H,所以该n聚环状多磷酸的通式为(HPO3)n。
(5)由图可知,晶胞中磷原子空间堆积方式为面心立方堆积;已知该晶体的密度为ρg·cm-3,一个晶胞中含有4个AlP分子,设晶胞边长为a,所以,则,所以则最近的Al和P原子间的核间距为pm。
36.[化学——选修5:有机化学基础](15分)
化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为__________。
(2)A→B反应中所需的条件和试剂是_________。
(3)C→D反应的化学反应方程式是__________。
(4)D→E反应的反应类型为___________。
(5)G中含氧官能团的名称为____________。
(6)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体的结构简式共有_________种。
a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基
b.能发生银镜反应
(7)设计以苯和为原料合成的合成路线。(无机试剂任选)
【答案】(1)邻氯甲苯(或2-氯甲苯) (2分)
(2)浓硝酸,浓硫酸、加热(2分)
(3) +CH3OH +H2O(2分)
(4)还原反应(2分)
(5)酯基、酰胺基(2分)
(6)30(2分)
(7) (3分)
【解析】由A和B的结构式分析,A发生硝化反应生成B,B发生氧化发言生成C,C和甲醇发生酯化反应生成D,D发生还原反应硝基转化为氨基得到E,E和F发生取代反应生成G,以此解答。
(1)根据习惯命名法或系统命名法可知其化学名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯。
(2)根据A和B的结构简式可知A→B是硝化反应,所学的反应试剂和条件为浓硝酸,浓硫酸、加热。
(3)C→D反应是酯化反应,其化学方程式为+CH3OH+H2O 。
(4)D→E反应是“硝基”变为“氨基”,其反应类型为还原反应。
(5)G中含氧官能团的名称是酯基和酰胺基。
(6)苯环上三个不同的取代基可以是“醛基”、“氟原子”和“”,在苯环上位置异构的个数为10;苯环上三个不同的取代基可以是“醛基”、“氯原子”和“,在苯环上位置异构的个数也是10;苯环上三个不同的取代基可以是“氟原子”、“氯原子”和“”,在苯环上位置异构的个数也是10,故总数为30。
(7)采用逆向合成分析法,并结合合成路线中的A→B、D→E和E→G三步可写出其合成路线为
。
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