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安徽省蚌埠市2023-2024学年高二下学期7月期末考试化学试卷(Word版附解析)
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这是一份安徽省蚌埠市2023-2024学年高二下学期7月期末考试化学试卷(Word版附解析),共26页。试卷主要包含了可能用到的相对原子质量等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题时,请务必将答案写在答题卡上,写在试题卷及草稿纸上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 O16
(第Ⅰ卷 选择题 共42分)
一、单选题(本题共14小题,每题3分,每个小题只有一个正确答案)
1. 近年来我国取得了很多令世界瞩目的科技成果,化学学科在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关说法不正确的是
A. 10月26日,长征二号运载火箭把神舟十七号送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
B. 制造5G芯片的氮化铝晶圆属于传统无机非金属材料
C. “神舟十六号”载人飞船使用砷化镓太阳能电池,该电池直接把光能转化为电能
D. “鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞,其所用燃料航空煤油是石油分馏产品
2. 下列物质电子式书写不正确的是
A. B. C. D.
3. 15N、N等均已被发现,下列说法正确是
A. 15N的原子结构示意图为:B. N中含35个电子
C. N中含共价键D. 15N与14N互为同素异形体
4. 下列反应的离子方程式的书写中,正确的是
A. 碳酸氢钙溶液中加入足量烧碱溶液:Ca2++ +OH-=CaCO3↓+H2O
B. 向溴水中通入SO2:Br2+2H2O+SO2=4H+++2Br-
C. 向水中通入Cl2:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D. 把一小块Na投入到足量的水中:Na + H2O=Na++ OH-+ H2↑
5. 硫化亚砷()常用作颜料、还原剂和药物等,易溶于NaOH溶液,反应原理,下列说法正确的是
A. 键角:
B. 第一电离能:
C. 的空间结构是平面三角形
D. 基态As原子核外电子有33种空间运动状态
6. 液流电池是储能领域的研究热点,能将剩余的电能存储起来,需要时再释放。一种钒液流电池放电状态时的结构和工作原理如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 放电时,电极室a为正极室
B. 放电时,由电极室b移向电极室a
C. 充电时,电极室a的电极与电源的负极连接
D. 充电时,总反应为
7. 通过细胞生物学试剂透明质酸(玻尿酸)生物合成的抑制剂(4-M),具有抗肿瘤和抗转移作用,其结构简式为。下列对于该有机物的说法不正确的是
A. 分子中的含氧官能团有2种
B. 1ml该有机物最多可与5ml 发生加成反应
C. 分子式为
D. 可以使溴水褪色
8. 一定条件下,在密闭容器里进行如下可逆反应:S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)=·ml-1。下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡常数将增大
B. 达到平衡时,单位时间里消耗nmlS2Cl2的同时也生成2nmlCl2
C. 达到平衡时,若升高温度,氯气体积分数增大
D. 温度一定,在原平衡体系中加入氯气,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时氯气的浓度与原平衡的相同
9. 各种矿产资源的开发利用为人类发展提供了重要的物质保障,如图是一些矿产资源的利用流程,则下列说法不正确的是
A. 粗铜电解精炼时,粗铜做阴极
B. 黄铜矿冶炼铜时,副产物二氧化硫可用于生产硫酸,FeO可用作冶铁的原料
C. 生产铝、铜、高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应
D. 粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
10. 下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
A. AB. BC. CD. D
11. 短周期主族元素W、X 、Y、Z 的原子序数依次增大,W、X 同主族,Y原子的最外层电子数等于X原子的电子总数,Z原子的电子总数等于W、X、Y 三种原子的电子数之和,Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnZO2n+2。W、X、Y 三种元素形成的一种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. X常用来制造电池
B. Y、Z形成的化合物常用于制取单质Y
C. W的简单离子半径可能大于X的简单离子半径
D. Z的单质的水溶液需保存在棕色试剂瓶中
12. 下列装置(固定装置略去)组装正确且能达到实验目的的是
A. 利用图甲检查气密性B. 利用图乙进行中和反应反应热的测定
C. 图丙为滴定结束时的刻度,读数为12.20mLD. 利用图丁验证铁的析氢腐蚀
13. 乙烷在气相Fe+的催化下发生氧化反应的机理如图所示(图中虚线为副反应)。下列说法错误的是
A. 主反应为CH3CH3+2N2OCH3CHO+2N2+H2O
B. 副反应为CH3CH3+N2OC2H5OH+N2
C. 反应中不存在共价键的形成
D. FeO+、[(C2H5)Fe(OH)]+、[(C2H4)Fe]+、 均为反应中间体
14. 常温下,用如图1所示装置,分别向溶液和溶液中逐滴滴加的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A. X曲线为溶液的滴定曲线
B. b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C. c点的溶液中:
D. a、d两点水的电离程度:a>d
(第Ⅱ卷 非选择题 共58分)
二、简答题
15. 金属锂及其化合物具有重要的应用价值。金属锂可应用于生产电池;可用于特种玻璃、陶瓷、医药等领域;为常见的储氢材料。回答下列问题
(1)基态氧原子价层电子轨道表示式___________。氧元素位于元素周期表的___________区。
(2)、中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为___________(用元素符号表示);中阴离子的中心原子的杂化轨道类型为___________,阴离子的空间构型为___________。
(3)具有反萤石结构,晶胞如图所示。已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为,则的密度为___________(列出计算式)。
16. 氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
I.氨气的制备
某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________;B中圆底烧瓶收集氨气时,请你选择氨气的进气口___________(填“a”或“b”)。
(2)若观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉,你认为引发喷泉的操作应是___________。
(3)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是___________(填序号)。
① ② ③ ④
Ⅱ.氨气与二氧化氮的反应
(4)铜和浓硝酸产生NO2的化学方程式是___________。
(5)将I中收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入(4)中产生的NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。
在一定温度下按图示装置进行实验。打开K1,推动注射器活塞,使X中气体缓慢通入Y管中,Y管中实验现象是___________;反应的化学方程式___________。
17. 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:
已知:相关金属离子初始浓度,形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
(1)“溶浸”过程中,提高浸出率的措施有___________(写两条)。
(2)“氧化”中添加适量的的作用是___________。
(3)“调pH”的目的是除铁和铝,则溶液的pH范围应调节为___________~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去和,“滤渣3”的主要成分是___________。
(5)写出“沉锰”的离子方程式___________。
18. 利用二氧化碳合成有机燃料是目前二氧化碳利用的研究方向。试回答以下问题:
(1)已知:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
试写出一氧化碳和氢气合成甲醇的热化学方程式___________。
(2)510 K下,在压强为20 MPa的恒压容器中通入3 ml CO2和4 ml H2,让其发生反应I,5 min后达到平衡,此时H2的转化率为75%,则达到平衡时甲醇的物质的量分数为___________,平衡常数Kp=___________MPa-2 (保留2位有效数字)。
(3)下图为在一定压强下二氧化碳与氢气合成甲醇时,二氧化碳的转化率和甲醇的选择性随温度的变化示意图:
①随着温度的升高,二氧化碳的转化率升高而甲醇的选择性下降的原因是___________。
②对于反应I来说,A点平衡常数___________(填“>”“<”或者“=”)B点平衡常数。
(4)科研人员通过电解酸化的CO2制备甲醚(CH3OCH3),装置如图所示。该电解过程中,阴极的电极反应式___________。
三、计算题
19. 燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。已知 0.1ml 某烃 A完全燃烧后,生成 11.2L(标准状况)的,生成 10.8g 水,回答下列问题。
(1)通过计算推导A的分子式_____________(写出计算过程)。
(2)写出A可能的结构简式___________________。选项
实验操作和现象
预期实验目的或结论
A
向饱和食盐水中先通入足量氨气至饱和后,再通入二氧化碳
溶液变浑浊,析出
B
向试管中加入2mL2%的溶液,再滴加4~6滴10%的NaOH溶液,振荡
配制用于检验葡萄糖的氢氧化铜悬浊液
C
向NaCl、Nal的混合液中滴加2滴溶液,振荡,沉淀呈黄色
D
室温下,用pH试纸分别测定NaClO溶液和溶液的pH
比较HClO和的酸性强弱
金属离子
开始沉淀的pH
8.1
63
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
安徽省蚌埠市2023-2024学年高二下学期7月期末学业水平监测
化学试题
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题时,请务必将答案写在答题卡上,写在试题卷及草稿纸上无效。
3.可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 O16
(第Ⅰ卷 选择题 共42分)
一、单选题(本题共14小题,每题3分,每个小题只有一个正确答案)
1. 近年来我国取得了很多令世界瞩目的科技成果,化学学科在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关说法不正确的是
A. 10月26日,长征二号运载火箭把神舟十七号送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
B. 制造5G芯片的氮化铝晶圆属于传统无机非金属材料
C. “神舟十六号”载人飞船使用砷化镓太阳能电池,该电池直接把光能转化为电能
D. “鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞,其所用燃料航空煤油是石油分馏产品
【答案】B
【解析】
【详解】A.长征二号运载火箭的燃料是偏二甲肼,氧化剂是四氧化二氮,则火箭动力源于氧化还原反应,A正确;
B.传统无机非金属材料包括水泥、玻璃、陶瓷等,而氮化铝晶圆属于新型无机非金属材料,B不正确;
C.太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应,当太阳光照射砷化镓太阳能电池时,会产生光电效应,直接把光能转化为电能,C正确;
D.石油是由多种烃组成的混合物,经过分馏后,可分离出航空煤油,D正确;
故选B。
2. 下列物质的电子式书写不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、N2为非金属单质,N原子之间有3对共用电子对,电子式为 ,选项A正确;
B、氯化氢中H原子与氯原子以一对共用电子对结合在一起,其电子式为 ,选项B正确;
C、CO2为共价化合物,C原子分别与两个O原子以两对共用电子对相结合,电子式为 ,选项C不正确;
D、氯化钠为离子化合物,氯离子带电荷并需用方括号括起来,钠离子用离子符号表示,氯化钠的电子式为 ,选项D正确;
答案选C。
3. 15N、N等均已被发现,下列说法正确的是
A. 15N的原子结构示意图为:B. N中含35个电子
C. N中含共价键D. 15N与14N互为同素异形体
【答案】C
【解析】
【详解】A.N为第7号元素,其原子结构示意图为,A错误;
B.1个N原子中有7个电子,5个N原子共有5×7=35个电子,但由于N为阳离子,因此N中含有35-1=34个电子,B错误;
C.N由5个N原子构成,N原子之间以共用电子对的形式存在,因此N中存在共价键,C正确;
D.同种元素的不同种单质互称同素异形体,但15N与14N为同一种元素的不同种核素并非单质,因此15N与14N互称同位素,D错误;
故答案选C。
4. 下列反应的离子方程式的书写中,正确的是
A. 碳酸氢钙溶液中加入足量烧碱溶液:Ca2++ +OH-=CaCO3↓+H2O
B. 向溴水中通入SO2:Br2+2H2O+SO2=4H+++2Br-
C. 向水中通入Cl2:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D. 把一小块Na投入到足量的水中:Na + H2O=Na++ OH-+ H2↑
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸氢钙溶液中加入足量烧碱溶液,碳酸氢钙不足,离子方程式按照碳酸氢钙的组成书写,碳酸氢钙应该拆开,正确的离子方程式为Ca2++2+2OH-=CaCO3↓++2H2O,故A错误;
B.向溴水中通入SO2,反应生成氢溴酸和硫酸,反应的离子方程式为:Br2+2H2O+SO2=4H+++2Br-,故B正确;
C.次氯酸为弱酸,同时该反应为可逆反应,向水中通入Cl2,离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,故C错误;
D.选项中方程式未配平,正确的离子方程式为2Na + 2H2O=2Na++ 2OH-+ H2↑,故D错误;
故选B。
5. 硫化亚砷()常用作颜料、还原剂和药物等,易溶于NaOH溶液,反应原理,下列说法正确的是
A. 键角:
B. 第一电离能:
C. 的空间结构是平面三角形
D. 基态As原子核外电子有33种空间运动状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子的原子半径越大,氢化物分子中的成键电子对间的斥力越大,键角越大,三种原子的原子半径的大小顺序为N>P>As,则三种氢化物的键角的大小顺序为,故A正确;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则氮元素第一电离能大于氧元素,故B错误;
C.亚砷酸根离子中砷原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1,离子的空间构型为三角锥形,故C错误;
D.砷元素的原子序数为33,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子核外电子有18种空间运动状态,故D错误;
故选A。
6. 液流电池是储能领域的研究热点,能将剩余的电能存储起来,需要时再释放。一种钒液流电池放电状态时的结构和工作原理如下图所示:
下列说法不正确的是
A. 放电时,电极室a为正极室
B. 放电时,由电极室b移向电极室a
C. 充电时,电极室a的电极与电源的负极连接
D. 充电时,总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,放电时,电极室a的电极为原电池的正极,酸性条件下VO在正极得到电子发生还原反应生成VO2+和水,电极反应式为VO+e—+2H+=VO2++H2O,电极室b的电极为负极,V2+离子在负极失去电子发生氧化反应生成V3+离子,电极反应式为V2+—e—= V3+,电池总反应为VO+ V2++2H+=VO2++V3++H2O;充电时,与直流电源正极相连的电极室a的电极为电解池的阳极,电极室b的电极为阴极。
【详解】A.由分析可知,电极室a的电极为原电池的正极,则电极室a为正极室,故A正确;
B.由分析可知,电极室a的电极为原电池的正极,电极室b的电极为负极,则溶液中氢离子由电极室b移向电极室a,故B正确;
C.由分析可知,充电时,与直流电源正极相连的电极室a的电极为电解池的阳极,故C错误;
D.由分析可知,放电时电池总反应为VO+ V2++2H+=VO2++V3++H2O,充电时电解总反应为放电总反应的逆反应,则总反应方程式为,故D正确;
故选C。
7. 通过细胞生物学试剂透明质酸(玻尿酸)生物合成的抑制剂(4-M),具有抗肿瘤和抗转移作用,其结构简式为。下列对于该有机物的说法不正确的是
A. 分子中的含氧官能团有2种
B. 1ml该有机物最多可与5ml 发生加成反应
C. 分子式为
D. 可以使溴水褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.抑制剂(4-M)中含有酚羟基、酯基和碳碳双键三种官能团,含氧官能团有酚羟基、酯基2种,A正确;
B.1ml该有机物最多可与4ml H2发生加成反应,酯基不能和H2发生加成反应,B错误;
C.根据其结构简式,其分子式为C10H8O3,C正确;
D.因含有碳碳双键,可以和溴水发生加成反应使其褪色,D正确;
答案选B。
8. 一定条件下,在密闭容器里进行如下可逆反应:S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)=·ml-1。下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡常数将增大
B. 达到平衡时,单位时间里消耗nmlS2Cl2的同时也生成2nmlCl2
C. 达到平衡时,若升高温度,氯气的体积分数增大
D. 温度一定,在原平衡体系中加入氯气,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时氯气的浓度与原平衡的相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.平衡常数随温度变化,增大压强平衡常数不变,故A错误;
B.达到平衡时正逆反应速率相等,则根据方程式可判断单位时间里消耗nmlS2Cl2的同时也生成nmlCl2,故B错误;
C.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,氯气的转化率降低,但体系中只有氯气一种气体,则氯气的体积分数不变,故C错误;
D.温度一定,在原平衡体系中加入氯气,平衡向正反应方向移动,温度不变,平衡常数不变,由于K=1/c(Cl2),因此再次达到平衡时氯气的浓度与原平衡的相同,故D正确;
故选D。
9. 各种矿产资源的开发利用为人类发展提供了重要的物质保障,如图是一些矿产资源的利用流程,则下列说法不正确的是
A. 粗铜电解精炼时,粗铜做阴极
B. 黄铜矿冶炼铜时,副产物二氧化硫可用于生产硫酸,FeO可用作冶铁的原料
C. 生产铝、铜、高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应
D. 粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解精炼铜时,粗铜作阳极,自身可以溶解,A错误;
B.二氧化硫可以转化成三氧化硫,进而生成硫酸,氧化亚铁与CO在高温下可生成Fe,B正确;
C.制备铝,硅,铜单质时涉及化合价变化,是氧化还原反应,C正确;
D.制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将四氯化硅从杂质中提取出来,再与氢气发生置换反应得到高纯硅,D正确;
答案选A。
10. 下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向饱和食盐水中先通入足量氨气至饱和后,形成饱和氨盐水,再通入二氧化碳,溶液中含有钠离子、铵根离子、氯离子、碳酸氢根离子,该条件下的溶解度较低,溶液变浑浊表明析出,故A正确;
B.配制用于检验葡萄糖的氢氧化铜悬浊液,氢氧化钠应该过量,故B错误;
C.NaCl、NaI溶液的浓度未知,向NaCl、NaI的混合液中滴加2滴溶液,振荡,产生黄色碘化银沉淀,不能证明,故C错误;
D.HClO和都是弱酸,可比较它们对应的强碱盐溶液(浓度相同)的pH大小确定其酸性强弱,但是应该使用pH计进行测定,故D错误;
答案为A。
11. 短周期主族元素W、X 、Y、Z 的原子序数依次增大,W、X 同主族,Y原子的最外层电子数等于X原子的电子总数,Z原子的电子总数等于W、X、Y 三种原子的电子数之和,Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnZO2n+2。W、X、Y 三种元素形成的一种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. X常用来制造电池
B. Y、Z形成的化合物常用于制取单质Y
C. W的简单离子半径可能大于X的简单离子半径
D. Z的单质的水溶液需保存在棕色试剂瓶中
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干信息,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W、X同主族,Y原子的最外层电子数等于X原子的电子总数,W、X、Y三种元素形成的一种化合物的结构如图所示,则W为H元素,X为Li元素,Y为Al元素,该化合物为LiAlH4,因为Z原子的电子总数等于W、X、Y 三种原子的电子数之和,Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnZO2n+2,所以Z为Cl元素,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,X为Li,Li常用来制作电池——锂电池或锂离子电池,A选项正确;
B.制取Al,不能电解AlCl3溶液,Al3+在溶液中很难放电,也不能电解熔融AlCl3,AlCl3是共价化合物,熔融态不导电,应电解熔融的Al2O3(冰晶石),B选项错误;
C.H的离子可能为H+或H-,r(H-)>r(Li+),C选项正确;
D.氯水中的HClO见光分解,因此氯水保存在棕色瓶中,D选项正确;
答案选B。
【点睛】本题考查原子结构与元素周期律,把握元素的位置、原子序数推断元素为解答的关键,注意元素化合物知识的应用,C选项为易错点,注意H原子可形成H+或H-两种离子。
12. 下列装置(固定装置略去)组装正确且能达到实验目的是
A. 利用图甲检查气密性B. 利用图乙进行中和反应反应热的测定
C. 图丙为滴定结束时的刻度,读数为12.20mLD. 利用图丁验证铁的析氢腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A.装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏;向里推动活塞,长颈漏斗内形成一段液柱说明不漏气,A正确;
B.温度计应该放在烧杯内测量溶液的温度变化,B错误;
C.图丙为滴定结束时的刻度,读数为11.80mL,C错误;
D.中性环境中铁发生吸氧腐蚀,D错误;
故选A。
13. 乙烷在气相Fe+的催化下发生氧化反应的机理如图所示(图中虚线为副反应)。下列说法错误的是
A. 主反应为CH3CH3+2N2OCH3CHO+2N2+H2O
B. 副反应为CH3CH3+N2OC2H5OH+N2
C. 反应中不存在共价键的形成
D. FeO+、[(C2H5)Fe(OH)]+、[(C2H4)Fe]+、 均为反应中间体
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,主反应为,选项A正确;
B.由图可知,副反应为,选项B正确;
C.反应中形成了碳氧双键,选项C错误;
D.、、、均为反应中间体,选项D正确。
答案选C。
14. 常温下,用如图1所示装置,分别向溶液和溶液中逐滴滴加的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A. X曲线为溶液的滴定曲线
B. b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C. c点的溶液中:
D. a、d两点水的电离程度:a>d
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.碳酸钠溶液中滴加盐酸时先发生反应,然后发生,碳酸氢钠溶液中滴加盐酸时发生,所以滴加25mL盐酸时,碳酸钠溶液中几乎不产生二氧化碳,压强几乎不变,而碳酸氢钠恰好完全反应,压强达到最大,所以X代表溶液,Y代表溶液,A错误;
B.b点溶液溶质为NaCl,c点溶液溶质为,所以c点代表溶液的pH更大,B错误;
C.c点溶液溶质主要为,溶液显碱性,碳酸氢根的水解程度大于电离程度,而水解和弱电解质的电离都是微弱的,所以,C错误;
D.d点盐酸和碳酸钠恰好完全反应,溶质为NaCl,还有少量溶解的二氧化碳,而a点溶质为碳酸钠和碳酸氢钠,、的水解都会促进水的电离,所以a点水的电离程度更大,D正确;
综上所述答案为D。
(第Ⅱ卷 非选择题 共58分)
二、简答题
15. 金属锂及其化合物具有重要的应用价值。金属锂可应用于生产电池;可用于特种玻璃、陶瓷、医药等领域;为常见的储氢材料。回答下列问题
(1)基态氧原子价层电子轨道表示式___________。氧元素位于元素周期表的___________区。
(2)、中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为___________(用元素符号表示);中阴离子的中心原子的杂化轨道类型为___________,阴离子的空间构型为___________。
(3)具有反萤石结构,晶胞如图所示。已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为,则的密度为___________(列出计算式)。
【答案】(1) ①. ②. p
(2) ①. ②. 杂化 ③. V形(或角形)
(3)或
【解析】
小问1详解】
基态氧原子为8号元素,最外层6个电子,故价层电子轨道表示式;氧元素位于元素周期表的p区;
【小问2详解】
Li2O、LiNH2中所含非金属元素为H、N、O,同周期从左至右电负性逐渐增大,电负性:O>N,N和H形成的化合物如NH3,N为-3价,H为+1价,故电负性N>H,所以H、N、O的电负性由小到大的顺序为;LiNH2中的阴离子中心原子N的价层电子对数n=2+(6-1×2)=4,杂化轨道类型为sp3杂化,空间构型为V形(或角形);
【小问3详解】
根据图像可以看出,一个晶胞内Li的数目为8,O占据 6个面心和 8个顶点数目为×6+×8=4,阿伏加德罗常数的值为NA,因此晶胞的质量为,已知晶胞参数为anm,则,故密度为。
16. 氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
I.氨气的制备
某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________;B中圆底烧瓶收集氨气时,请你选择氨气的进气口___________(填“a”或“b”)。
(2)若观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉,你认为引发喷泉的操作应是___________。
(3)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是___________(填序号)。
① ② ③ ④
Ⅱ.氨气与二氧化氮的反应
(4)铜和浓硝酸产生NO2的化学方程式是___________。
(5)将I中收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入(4)中产生的NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。
在一定温度下按图示装置进行实验。打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中,Y管中实验现象是___________;反应的化学方程式___________。
【答案】(1) ①. Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O ②. a
(2)打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,使氨气与酚酞溶液接触,即产生喷泉
(3)②④ (4)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(5) ①. Y管中红棕色变淡(或消失) ②. 8NH3+6NO27N2+12H2O
【解析】
【分析】实验室制备氨气,发生原理为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,根据氨气的物理性质考查了氨气的收集方法和氨气的喷泉实验以及尾气处理氨气时的防倒吸,并利用实验制备的NH3研究其和铜与浓硝酸反应得到的NO2(Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O)反应的原理和简单计算,据此分析解题。
【小问1详解】
实验室制备氨气是用Ca(OH)2和NH4Cl加热,则该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,由于NH3的密度小于空气,采用向下排空气法进行收集,则B中圆底烧瓶收集氨气时,即选择氨气的进气口a;
【小问2详解】
由于NH3极易溶于水,即可以设法使烧瓶受热,烧瓶内气体膨胀,使氨气与酚酞溶液接触即产生喷泉,故方法为:打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨受热膨胀,气体从烧瓶中逸出,赶出玻璃导管中的空气,氨气极易溶于水,氨气与水接触,烧瓶内压强减小,即发生喷泉;
【小问3详解】
氨气极易溶于水,可用水吸收氨气,但是应该注意防止倒吸,②④都具有防倒吸功能,可以用来吸收氨气,故②④正确;①装置不能用来吸收氨气因为氨气是极易溶于水,但是溶解时也需要一定时间和过程,氨气过来后致使密封的瓶子内压力很大,使的进气困难,而且溶解度降低,再说进来的气体中不溶于水的也不能排出,导致瓶内压力持续存在,应设置一个出气口,而且进气口在水下,使得氨气吸收,不容气体逸出,①装置错误;③装置不能防止倒吸的发生,③错误;故答案为②④;
【小问4详解】
铜和浓硝酸产生NO2的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,
【小问5详解】
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y中,Y管中的现象:红棕色变淡(或消失);氨气和二氧化氮在一定温度和催化剂条件下生成氮气和水,根据氧化还原反应配平可的该反应的方程式为:8NH3+6NO27N2+12H2O。
17. 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:
已知:相关金属离子初始浓度,形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
(1)“溶浸”过程中,提高浸出率的措施有___________(写两条)。
(2)“氧化”中添加适量的的作用是___________。
(3)“调pH”的目的是除铁和铝,则溶液的pH范围应调节为___________~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去和,“滤渣3”的主要成分是___________。
(5)写出“沉锰”的离子方程式___________。
【答案】(1)将矿石粉碎、适当增大硫酸的浓度、或者适当的升温、搅拌等
(2)将氧化为
(3)4.7 (4)NiS和ZnS
(5)
【解析】
【分析】二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si),加入硫酸溶浸,金属元素转化为相应离子,过滤滤渣为S和SiO2,滤液为、、、、、、,加入,将氧化为,便于后续工序沉铁,加入氨水调节pH值使、转化为、沉淀过滤除去,加入,将、转化为沉淀过滤除去,加入,将转化为沉淀过滤除去,加入碳酸氢铵沉锰,发生离子反应,沉淀中加入H2SO4,得到,据此解答。
【小问1详解】
“溶浸”过程中,提高浸出率的措施有将矿石粉碎、适当增大硫酸的浓度、或者适当的升温、搅拌等,故答案为:将矿石粉碎、适当增大硫酸的浓度、或者适当的升温、搅拌等;
【小问2详解】
由分析可知,“氧化”中添加适量的的作用是将氧化为,故答案为:将氧化为;
【小问3详解】
“调pH”的目的是除铁和铝,则根据离子形成氢氧化物沉淀的pH可知,范溶液的pH范围应调节为4.7≤pH<6,故答案为4.7;
【小问4详解】
由分析可知,“除杂1”的目的是除去和,“滤渣3”的主要成分是NiS和ZnS,故答案为:NiS和ZnS;
【小问5详解】
由分析可知,“沉锰”的离子方程式为,故答案为:。
18. 利用二氧化碳合成有机燃料是目前二氧化碳利用的研究方向。试回答以下问题:
(1)已知:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
试写出一氧化碳和氢气合成甲醇的热化学方程式___________。
(2)510 K下,在压强为20 MPa的恒压容器中通入3 ml CO2和4 ml H2,让其发生反应I,5 min后达到平衡,此时H2的转化率为75%,则达到平衡时甲醇的物质的量分数为___________,平衡常数Kp=___________MPa-2 (保留2位有效数字)。
(3)下图为在一定压强下二氧化碳与氢气合成甲醇时,二氧化碳的转化率和甲醇的选择性随温度的变化示意图:
①随着温度的升高,二氧化碳的转化率升高而甲醇的选择性下降的原因是___________。
②对于反应I来说,A点平衡常数___________(填“>”“<”或者“=”)B点平衡常数。
(4)科研人员通过电解酸化的CO2制备甲醚(CH3OCH3),装置如图所示。该电解过程中,阴极的电极反应式___________。
【答案】(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.4 kJ/ml
(2) ①. 20% ②. 0.031
(3) ①. 反应Ⅰ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇选择性变差;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率变大(答案合理即可) ②. >
(4)2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O
【解析】
【小问1详解】
已知:反应Ⅰ: ;反应Ⅱ: 。根据盖斯定律,将反应Ⅰ-反应Ⅱ,整理可得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.4 kJ/ml;
【小问2详解】
在510 K、压强为20 MPa恒压下通入3 ml CO2和4 ml H2,发生反应,5 min反应达到平衡时,H2的转化率为75%,则反应消耗H2的物质的量是△n(H2)=4 ml×75%=3 ml,则根据物质反应转化关系可知平衡时n(CO2)=3 ml-1 ml=2 ml,n(H2)=1 ml,n(CH3OH)=n(H2O)=1 ml,平衡时气体的总物质的量n(总)=2 ml+1 ml+1 ml+1 ml=5 ml,则达到平衡时甲醇的物质的量分数为×100%=20%;
平衡时各种气体的平衡分压分别是p(CO2)=×20 MPa=8 MPa,p(H2)=p(H2O)=p(CH3OH)=×20 MPa=4 MPa,则该反应的压强平衡常数Kp==0.03125≈0.031;
【小问3详解】
①随着温度的升高,二氧化碳的转化率升高而甲醇的选择性下降,原因是反应Ⅰ的正反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,导致甲醇选择性变差;而反应Ⅱ的正反应为吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,从而导致二氧化碳转化率变大;
②对于同一化学反应,化学平衡常数只与温度有关。反应Ⅰ的正反应为放热反应,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致化学平衡常数减小。由于反应温度:A>B,所以化学平衡常数:K(A)>K(B),
【小问4详解】
对于电解池,在左边电极上CO2得到电子被还原为CH3OCH3,在右边电极上H2O失去电子被氧化产生O2。所以左边电极为阴极,电极反应式为:2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O;右边电极为阳极,H2O失去电子发生氧化反应,由于电解质溶液为酸性,所以阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑。
三、计算题
19. 燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。已知 0.1ml 某烃 A完全燃烧后,生成 11.2L(标准状况)的,生成 10.8g 水,回答下列问题。
(1)通过计算推导A的分子式_____________(写出计算过程)。
(2)写出A可能的结构简式___________________。
【答案】 ①. 二氧化碳的体积为11.2L(标准状况),则n(CO2)==0.5ml,n(C)=n(CO2)=0.5ml;水的质量为10.8g,则n(H2O)==0.6ml,n(H)=2n(H2O)=1.2ml,即0.1ml烃中含有0.5mlC原子,1.2mlH原子,所以该烃分子中C原子个数为5,H原子个数为12,所以该烃的分子式为 ②. 、、
【解析】
【详解】(1)二氧化碳的体积为11.2L(标准状况),则n(CO2)==0.5ml,n(C)=n(CO2)=0.5ml;水的质量为10.8g,则n(H2O)==0.6ml,n(H)=2n(H2O)=1.2ml,即0.1ml烃中含有0.5mlC原子,1.2mlH原子,所以该烃分子中C原子个数为5,H原子个数为12,所以该烃的分子式为;
(2)由碳链异构可知,C5H12可能的结构简式为:、、。
选项
实验操作和现象
预期实验目的或结论
A
向饱和食盐水中先通入足量氨气至饱和后,再通入二氧化碳
溶液变浑浊,析出
B
向试管中加入2mL2%的溶液,再滴加4~6滴10%的NaOH溶液,振荡
配制用于检验葡萄糖的氢氧化铜悬浊液
C
向NaCl、Nal的混合液中滴加2滴溶液,振荡,沉淀呈黄色
D
室温下,用pH试纸分别测定NaClO溶液和溶液的pH
比较HClO和的酸性强弱
金属离子
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
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