2022届北京市东城区高三一模考试化学试题含解析
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北京市东城区2022届高三一模考试化学试题
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.电解质溶液导电的过程发生了化学变化
B.原子核外电子发生跃迁属于化学变化
C.石油分馏利用了石油中各组分化学性质的差异
D.“碳中和”是指利用中和反应吸收CO2
2.下列化学用语或图示表示不正确的是( )
A.HCl的电子式是
B.N2的结构式是N=N
C.乙醇的结构模型是
D.Na的原子结构示意图是
3.下列分子中的碳原子为sp杂化的是( )
A.CH4 B.HCHO C.C2H2 D.C2H4
4.下列实验所用主要仪器合理的是( )
A.除去粗盐中的少量泥沙——分液漏斗
B.实验室用自来水制取蒸馏水——冷凝管
C.配制一定质量分数的NaCl溶液——容量瓶
D.用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液——碱式滴定管
5.柠檬酸是一种食品添加剂,易溶于水,其结构如图所示。下列关于柠檬酸的说法不正确的是( )
A.能与H2O形成氢键 B.能与NaOH反应生成柠檬酸三钠
C.能在一定条件下发生消去反应 D.分子中含有手性碳原子
6.下列方程式与所给事实不相符的是( )
A.向FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.实验室制氨气:2NH4Cl+Ca(OH)2Δ__2NH3↑+CaCl2+2H2O
C.铝溶于NaOH溶液:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
D.将充满NO2的试管倒扣在水中:3NO2+H2O=2HNO3+NO
7.用如图所示实验装置验证SO2的性质。
下列说法不合理的是( )
A.①中铜丝上下移动可控制反应发生或停止
B.②中品红溶液褪色说明SO2具有漂白作用
C.③中石蕊溶液变红说明SO2溶于水显酸性
D.④为浸有H2SO4的棉团,用于吸收尾气
8.下列实验对应的结论正确的是( )
选项
A
B
C
D
实验
2NO2(g)(红棕色)⇌N2O4(g)(无色)
有白色沉淀产生
均有白色沉淀
产生白色沉淀(AgSCN)
结论
正反应放热
白色沉淀一定
是BaSO3
待测液中含有Cl-和SO42-
Ag+与Fe2+不反应
A.A B.B C.C D.D
9.一种对中枢神经有抑制作用的药物结构如图。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y、Z位于第二周期,Y的气态氢化物的水溶性显碱性。
下列判断不正确的是( )
A.第一电离能:X
C.W与Z可按原子个数比2:1和1:1形成两种化合物
D.该药物在碱性溶液中加热,可水解产生Y的气态氢化物
10.配制pH约为10的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液,其中NaHCO3和Na2CO3的浓度分别为0.06mol·L-1和0.04mol·L-1。下列关于该溶液的说法不正确的是( )
A.c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.10mol·L-1
B.2c(CO32-)+c(HCO3-)
D.向其中滴加少量NaOH溶液时,c(CO32-)c(HCO3-)的值增大
11.有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y、Z。
下列说法不正确的是( )
A.X的结构简式是
B.Y中含有酯基,Z中不含有酯基
C.Y和Z的链节中C、H、O的原子个数比相同
D.Y和Z分别通过化学反应均可形成空间网状结构
12.热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示,其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。
已知:LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。
下列说法不正确的是( )
A.放电时,Li+向b极区移动
B.放电时,a极的电极反应是3Li13Si4-1le-=4Li7Si3+11Li+
C.该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能
D.调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度
13.X为含Cu2+的配合物。实验室制备X的一种方法如图。
下列说法不正确的是( )
A.①中发生反应:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
B.在①和②中,氨水参与反应的微粒相同
C.X中所含阴离子是SO42-
D.X的析出利用了其在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
14.CH4联合H2O和CO2制取H2时,发生的主要反应如下:
①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1
将CH4、H2O和CO2按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器,在不同温度下,反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得n(H2)n(CO)的值如图所示。
下列说法正确的是( )
A.由①②可知,CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=+41kJ·mol-1
B.反应条件不变,若反应足够长时间,①比②先达到化学平衡状态
C.其他条件不变时,升高温度,①的化学反应速率减小,②的化学反应速率增大
D.其他条件不变时,增大原料中H2O的浓度可以提高产物中n(H2)n(CO)的值
二、非选择题
15.我国芒硝(Na2SO4·10H2O)储量居世界第一,由芒硝制备NaOH具有重要价值。
(1)Ⅰ.以芒硝和石灰石为原料生产NaOH、CaSO4和轻质CaCO3的主要流程如图。
i、ii中涉及到的分离操作是 。
(2)原料石灰石经反应: 、CaO+H2O=Ca(OH)2,可获得流程中所需的CO2和石灰乳。
(3)HA是一种弱酸,在上述流程中可以循环使用。
已知:温度相同时,溶解度s[Ca(OH)2]
②本流程中还利用了HA的性质是 。
(4)溶液c中会含有少量NaHCO3,但不会影响钠的利用率,原因是 (用化学方程式表示)。
(5)Ⅱ.利用电解法制备NaOH(如图所示)。
产生OH-的电极反应是 ,NaOH在 (填“A”或“C”)区生成。
(6)若改变上述装置中的阳极材料,并将阴极产生的H2导入阳极,发生反应:H2-2e-=2H+。从电能与化学能转化的角度思考:产生等量的NaOH时,与原装置相比,消耗的电能 (填“增大”“减小”或“不变”)。
16.钴及其化合物有重要的用途,研究其结构有重要意义。
(1)基态Co的价层电子排布式是3d74s2,轨道表示式是。 在元素周期表中,该元素属于 (填“d”或“ds”)区。
(2)[Co(NH3)5Cl]Cl2是Co3+的一种重要配合物。
①该配合物的一种配体是NH3。NH3的空间结构呈 形,是 (填“极性”或“非极性”)分子。
②该配合物中Co3+参与杂化的6个能量相近的空轨道分别是2个3d、1个 和3个 。
③设计实验证实该配合物溶于水时,离子键发生断裂,配位键没有断裂。
实验如下:称取2.51g该配合物,先加水溶解,再加足量AgNO3溶液, (补全实验操作和数据)。
相对分子质量:[Co(NH3)5Cl]Cl2-250.5,AgCl-143.5。
(3)钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构平移构成。图1包含Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体。图2是钴蓝的晶胞。
①图2中Ⅱ型小立方体分别是b、 (填字母序号)。
②钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)= 。
17.伐伦克林是一种拮抗剂,其一种合成路线如图:
已知:i.+→Δ
ii.→O3+
iii.→R5NH2→-H2OR4—CH=NR5
(1)邻二溴苯(A)只有一种结构,是因为苯环中除了σ键外,还有 键,使得其中碳碳键完全相同。
(2)试剂a的结构简式是 。
(3)C中含氧官能团的名称是 。
(4)E→F的化学方程式是 。
(5)试剂b的结构简式是 。
(6)I→伐伦克林的反应类型是 。
(7)步骤E→F在整个合成路线中起到重要作用。若无此步骤,可能导致在步骤 中有副反应发生。
18.CH4在光照条件下与Cl2反应,可得到各种氯代甲烷。
(1)生成CH3Cl的化学方程式是 。
(2)CH4氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如Cl·、·CH3)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递
Ⅲ.链终止
Cl2→光照2Cl·
Cl·+CH4→·CH3+HCl
·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl·
……
2Cl·→Cl2
Cl·+·CH3→CH3Cl
……
①写出由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式: 、 。
②不同卤原子自由基(X·)均可夺取CH4中的H,反应通式:X·(g)+CH4(g)→·CH3(g)+HX(g) △H。
已知:25℃,101kPa时,CH4中C—H和HCl中H—Cl的键能分别是439kJ·mol-1和431kJ·mol-1。
a.当X为Cl时,△H= kJ·mol-1。
b.若X依次为F、Cl、Br、I,△H随着原子序数增大逐渐 (填“增大”或“减小”),结合原子结构解释原因: 。
③探究光照对CH4与Cl2反应的影响,实验如表。
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后,光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照,然后在黑暗中放置一段时间,再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照,然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
a.由B和D得出的结论是 。
b.依据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因: 。
(3)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
推知—CH3中C—H键能比中C—H键能 (填“大”或“小”)。
19.向KI溶液中持续通入Cl2,发现溶液先由无色变为棕黄色,一段时间后褪色。探究溶液变色的原因。
(1)溶液变为棕黄色的原因是KI被Cl2氧化为I2,离子方程式是 。
(2)[猜测]棕黄色褪去的原因是I2被氧化,氧化产物中I的化合价记为+x。
[实验Ⅰ]设计如表实验验证I2被氧化
装置
序号
试剂a
现象
甲
Na2SO3溶液
溶液均变黄,遇淀粉变蓝
乙
KI溶液
①本实验中,试剂a作 剂(填“氧化”或“还原”)。
②甲能证实I2被氧化而乙不能,原因是 。
(3)[实验Ⅱ]通过如下实验可测定x
i.取vmLcmol·L-1KI溶液于锥形瓶中,通入过量Cl2至棕黄色褪去。
ii.边搅拌边加热锥形瓶中的溶液,一段时间后,操作A,试纸不变蓝。
iii.冷却至室温后,加入过量KI固体,生成大量紫黑色沉淀(I2)。
iv.立即用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定。滴定过程中沉淀逐渐溶解,溶液颜色逐渐变深再变浅。当溶液变为浅黄色时,加入淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液bmL。
已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
I-+I2⇌I3-(棕黄色)
I2在纯水中溶解度很小,饱和碘水呈浅黄色
ii的目的是除去溶液中的Cl2,操作A是 。
(4)结合数据,计算可得x= (用代数式表示)。
(5)[反思]
实验过程中,在未知x具体数值的情况下,iii中为保证所加的KI固体过量,理论上加入的n(KI)应大于i中n(KI)的 (填数字)倍。
(6)从平衡移动的角度解释iv中“溶液颜色逐渐变深再变浅”的原因: 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A. 电解质溶液导电的过程就是电解的过程,在电极上发生氧化还原反应,发生了化学变化,故A符合题意;
B. 原子核外电子发生跃迁不产生新物质,不属于化学变化,故B不符合题意;
C. 石油分馏利用了石油中各组分物理性质的差异,主要是沸点的差异,故C不符合题意;
D. “碳中和”是指一定时间内CO2吸收和排放的量相当,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.电解质导电发生了氧化还原反应
B.未产生新物质
C.分馏是利用石油的熔沸点不同
D.碳中和是二氧化碳的排放和产生量相当
2.【答案】B
【解析】【解答】A. HCl是共价化合物,HCl的电子式是,故A不符合题意;
B. 氮气中形成氮氮叁键,N2的结构式是N≡N,故B符合题意;
C. 乙醇中碳和氧均采用sp3杂化,乙醇的结构模型是,故C不符合题意;
D. 钠是11号元素,有三个电子层,Na的原子结构示意图是,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】氮气中氮原子存在的是氮氮三键,结合选项即可判断
3.【答案】C
【解析】【解答】A.CH4中碳形成4个σ键,为sp3杂化,故A不符合题意;
B.HCHO中碳形成3个σ键,没有孤电子对,为sp2杂化,故B不符合题意;
C.C2H2中碳形成2个σ键,没有孤电子对,为sp杂化,故C选符合题意;
D.C2H4中碳形成3个σ键,没有孤电子对,为sp2杂化,故D不选符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据碳原子的成键方式即可判断
4.【答案】B
【解析】【解答】A. 分离固体和溶液,用过滤法,除去粗盐中的少量泥沙用漏斗,故A不符合题意;
B. 实验室用自来水制取蒸馏水采用蒸馏的方法,仪器要用蒸馏烧瓶、冷凝管等,故B符合题意;
C. 配制一定质量分数的NaCl溶液用烧杯、玻璃棒和天平,故C不符合题意;
D. 酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不能用碱式滴定管盛装,用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液要用酸式滴定管,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.除去泥沙利用的是普通漏斗
B.冷凝管可以起到制冷的作用
C.配制一定质量分数的溶液,需要用容量瓶,玻璃棒,烧杯
D.高锰酸钾具有氧化性,可以装在酸式滴定管中
5.【答案】D
【解析】【解答】A. 柠檬酸中的羟基和羧基均能与H2O形成氢键,故A不符合题意;
B. 柠檬酸中含有三个羧基,能与NaOH反应生成柠檬酸三钠,故B不符合题意;
C. 柠檬酸与羟基相连的碳的邻碳上有氢,能在一定条件下发生消去反应,故C不符合题意;
D. 没有一个碳上连有4个不同的原子或原子团的特征碳,柠檬酸分子中不含有手性碳原子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据给出的结构简式,即可判断出可与水形成氢键,可发生消去反应结合选项即可判断
6.【答案】A
【解析】【解答】A.向FeBr2溶液中通入过量Cl2,Cl2过量,亚铁离子、溴离子都被氧化,反应的离子方程式为3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-,故A符合题意;
B.氯化铵与氢氧化钙加热反应生成氯化钙、氨气和水,即2NH4Cl+Ca(OH)2Δ=2NH3↑+CaCl2+2H2O,故B不符合题意;
C.铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故C不符合题意;
D.将充满NO2的试管倒扣在水中,NO2与水反应生成硝酸和NO,即3NO2+H2O=2HNO3+NO,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.亚铁离子和溴离子均具有还原性,通入过量的氯气均可将其氧化
B.实验室制取氨气利用的是氯化铵与氢氧化钙加热制取
C.铝和氢氧化钠溶液反应,可以得到偏铝酸钠和氢气
D.二氧化氮与水反应得到硝酸和一氧化氮
7.【答案】D
【解析】【解答】A. ①中通过抽动铜丝可控制反应的发生与停止,故A不符合题意;
B. ②中品红溶液褪色,这体现了SO2的漂白性,故B不符合题意;
C. 二氧化硫与水反应生成亚硫酸,③中石蕊溶液变红说明SO2溶于水显酸性,故C不符合题意;
D. ④为浸有NaOH或Na2CO3溶液的棉团,用于吸收尾气,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】通过此装置,通过一定铜丝控制反应的发生与停止,二氧化硫可以使品红溶液褪色,二氧化硫是酸性氧化物,与水反应得到的是亚硫酸,使石蕊溶液变红,应该用浸有氨水的棉团,吸收尾气,结合选项即可判断
8.【答案】A
【解析】【解答】A.2NO2(g)(红棕色)⇌N2O4(g)(无色)在热水中呈红棕色,说明加热平衡逆向移动,正反应是放热反应,故A符合题意;
B.3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O =3BaSO4↓ +2NO+4H+,产生的白色沉淀是硫酸钡,故B不符合题意;
C.碳酸钠加硝酸银和氯化钡产生碳酸银和碳酸钡均为白色沉淀,不一定是待测液中含有Cl-和SO42-,故C不符合题意;
D.Fe2++Ag+⇌ Ag+Fe3+是可逆反应,产生白色沉淀(AgSCN),不能说明Ag+与Fe2+不反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.利用颜色的变化判断放吸热
B.酸性太弱不能反应
C.可能含有碳酸根离子或者亚硫酸根离子
D.通过现象可以说明加入KSCN溶液后平衡移动
9.【答案】B
【解析】【解答】A. N的2p能级处于半充满状态,第一电离能大,第一电离能:C
C. W与Z可按原子个数比2:1和1:1形成两种化合物H2O、H2O2,故C不符合题意;
D. 该药物在碱性溶液中加热,可水解产生Y的气态氢化物和碳酸钠和丙二酸钠,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 根据W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y、Z位于第二周期,Y的气态氢化物的水溶性显碱性,结合结构简式即可判断W为Na,X为C,Y为N,Z为O,结合选项即可判断
10.【答案】C
【解析】【解答】A.混合溶液中NaHCO3和Na2CO3的浓度分别为0.06mol·L-1和0.04mol·L-1,依据物料守恒可知:c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.10mol⋅L-1,故A项不符合题意;
B.依据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),而溶液的pH≈10,即c(H+)
C.对于某一反应,化学平衡常数只受温度的影响,因此该反应的化学平衡常数不变,故C项符合题意;
D.向混合溶液中滴加少量NaOH溶液时,发生反应:HCO3-+OH-=H2O+CO32-,导致c(HCO3-)减小,c(CO32-)增大,所以c(CO2-)c(HCO-)的值增大,故D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据碳元素守恒即可计算
B.根据电荷守恒,结合水解显碱性判断
C.温度不变,常数不变
D.根据加入氢氧化钠发生的反应即可判断
11.【答案】B
【解析】【解答】A. X含有碳碳双键和酯基,X的结构简式是,故A不符合题意;
B. Y中含有酯基,Z中也含有酯基-COO-R,故B符合题意;
C. Y和Z都是由聚合而成,Y和Z的链节中C、H、O的原子个数比相同,故C不符合题意;
D. Y中含有酯基、Z中含有碳碳双键,分别通过化学反应均可形成空间网状结构,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据Z即可推出X的结构简式
B.根据结构简式即可判断官能团
C.根据结构简式即可判断
D.根据Y和Z含有的官能团即可判断
12.【答案】C
【解析】【解答】A. 放电时,Li+向正极移动,即向b极区移动,故A不符合题意;
B. 放电时,a极的Li13Si4失电子发生氧化反应,电极反应是3Li13Si4-1le-=4Li7Si3+11Li+,故B不符合题意;
C. 该电池中火药反应产生的化学能转化为电能,故C符合题意;
D. LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系图,调节混合物中KCl的物质的量分数为0.6时,400℃时就可以启动电池,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 一种热激活电池的结构如图1所示,其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4,根据Li做负极,二氧化锰做正极,锂离子向b移动,火药燃烧的化学能转化为电能,结合选项即可判断
13.【答案】B
【解析】【解答】A.①中发生反应:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+,A项不符合题意;
B.在①中,氨水参与反应的微粒是Cu2+,在②中,氨水参与反应的微粒是Cu(OH)2,B项符合题意;
C.X为深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O,所含阴离子为SO42-,C项不符合题意;
D.加入95%的乙醇析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O,利用了其在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氨水是碱与铜离子得到沉淀
B.①中形成的是沉淀,②中形成的是络合物
C.X是铜氨溶液,阴离子是硫酸根离子
D.利用乙醇析出晶体,利用的是溶解度的大小
14.【答案】D
【解析】【解答】A. ①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1,②CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1,由①-②可知,CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=206kJ·mol-1-247kJ·mol-1= -41kJ·mol-1,故A不符合题意;
B. 反应条件不变,若反应足够长时间,无法确定2个反应的速率,无法确定谁先达到化学平衡状态,故B不符合题意;
C. 其他条件不变时,升高温度,增大活化分子百分数,化学反应速率增大,①的化学反应速率增大,②的化学反应速率增大,故C不符合题意;
D. 其他条件不变时,增大原料中H2O的浓度,①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)平衡正向移动,氢气增大的幅度大于CO,可以提高产物中n(H2)n(CO)的值,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据盖斯定律即可判断
B.速率无法确定,无法确定反应平衡的时间
C.正反应是吸热反应,温度升高速率增大
D.增大水的含量,①平衡右移,可以提高比值
15.【答案】(1)过滤
(2)CaCO3高温__CaO+CO2↑
(3)由于溶解度s[Ca(OH)2]
(5)2H2O+2e-=2OH-+H2↑;C
(6)减小
【解析】【解答】这是一道考查以芒硝和石灰乳制备NaOH、CaSO4和轻质CaCO3的工艺路程题,利用平衡移动的原理在原料混合物中加入HA再通过过滤制备硫酸钙,向滤液a中通入二氧化碳制得碳酸钠溶液,向溶液加入石灰乳得到氢氧化钠和碳酸钙,以此解题。
(1)根据流程图可知,通过i、ii后都是得到溶液和沉淀,故i、ii中涉及到的分离操作是过滤;
(2)石灰石的主要成分是碳酸钙,第二步反应是氧化钙和水反应,生成氢氧化钙,故第一步反应为碳酸钙分解,方程式为:CaCO3高温__CaO+CO2↑;
(3)①根据题给信息可知,s[Ca(OH)2]
(4)在溶液c中加入石灰乳后碳酸氢钠可以和其反应生成氢氧化钠,化学方程式为:NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3↑+H2O;
(5)在阴极水得到电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑;由图可知右侧为阴极,在电解的过程中,钠离子向阴极移动,且在阴极产生氢氧根离子,故NaOH在C区生成;
(6)将阴极产生的H2导入阳极,发生反应:H2-2e-=2H+,则此时原来在阳极被电解的水不再被电解,水被电解的总量减少,消耗的电能减少。
【分析】(1)固体和液体的分离是过滤
(2)石灰石需要经过煅烧即可写出方程式
(3)①考虑溶解度的关系,加入酸消耗氢氧化钠促进反应进行
②根据分离即可得出难溶于水
(4)碳酸氢钠也与氢氧化钙作用
(5)利用硫酸钠的方法制取氢氧化钠,水中的氢离子得电子变为氢气留下大量氢氧根离子,在阴极区
(6)阳极的水不被电解,能量消耗减少
16.【答案】(1);d
(2)三角锥;极性;4s;4p;充分反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥后称重,测得其质量为2.87g
(3)d e g;1:2:4
【解析】【解答】(1)基态Co的价层电子排布式是3d74s2,轨道表示式是。在元素周期表中,第四周期,Ⅷ族,该元素属于d(填“d”或“ds”)区。故答案为:;d;
(2)[Co(NH3)5Cl]Cl2是Co3+的一种重要配合物。
①该配合物的一种配体是NH3。NH3的N原子价层电子对数为3+5-1×32=4,有1个孤电子对,空间结构呈三角锥形,正负电荷中心不重叠,是极性(填“极性”或“非极性”)分子。故答案为:三角锥;极性;
②该配合物中Co3+参与杂化的6个能量相近的空轨道分别是2个3d、1个4s和3个4p。故答案为:4s;4p;
③设计实验证实该配合物溶于水时,离子键发生断裂,配位键没有断裂。
实验如下:称取2.51g该配合物,2.51g250.5g·mol-1=0.01mol,先加水溶解,[Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5Cl]2++2Cl-,再加足量AgNO3溶液,电离出的氯离子与银离子形成氯化银沉淀,充分反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥后称重,测得其质量为2.87g,2.87g143.5g·mol-1=0.02mol,说明该配合物溶于水时,离子键发生断裂,配位键没有断裂。故答案为:充分反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥后称重,测得其质量为2.87g;
(3)①根据晶胞中Ⅰ型立体结构、Ⅱ型小立方体关系,图2中Ⅱ型小立方体分别是b、d e g(填字母序号)。故答案为:d e g;
②Ⅰ型立体结构含有Co原子数是4×18+1、O原子数是4,Ⅱ型小立方体含有Co原子数是4×18、O原子数是4、Al原子数是4,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,所以1个晶胞含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16,钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co):N(Al):N(O)=8:16:32= 1:2:4,故答案为:1:2:4。
【分析】(1)根据核外电子能量即可排布,根据电子排布即可找出区域
(2)①根据计算出氮原子的价层电子即可判断构型为三角锥形,极性分子
②根据杂化的方式即可找出能量相近的轨道
③计算出产生沉淀的量与氯元素质量的关系
(3)①根据图1即可判断
②根据占位即可计算出原子个数比
17.【答案】(1)大π
(2)
(3)醛基
(4)
(5)OHC-CHO
(6)取代反应
(7)H→I(或F→G)
【解析】【解答】经过多步反应得到中间体,中间体与发生加成反应生成,B在臭氧作用下发生信息ii生成C,C为,C在一定条件下与C6H5CH2NH2生成,D用氢气还原生成,E与生成F,F在浓硫酸催化作用下与浓硝酸发生硝化反应生成,G还原得到H,H与bOHC-CHO反应生成I,I在碱性条件下水解生成。
(1)邻二溴苯(A)只有一种结构,是因为苯环中除了σ键外,还有大π键,使得其中碳碳键完全相同。故答案为:大π;
(2)中间体与发生加成反应生成,试剂a的结构简式是。故答案为:;
(3)C为,C中含氧官能团的名称是醛基。故答案为:醛基;
(4)E与生成F,E→F的化学方程式是。故答案为:;
(5)OHC-CHO反应生成I,同时生成水,试剂b的结构简式是OHC-CHO。故答案为:OHC-CHO;
(6)I,I在碱性条件下水解生成和CF3COOH,I→伐伦克林的反应类型是取代反应。故答案为:取代反应;
(7)步骤E→F在整个合成路线中起到重要作用,即保所亚氨基。若无此步骤,可能导致在步骤H→I(或F→G)中有副反应发生。故答案为:H→I(或F→G)。
【分析】(1)根据苯环中的键即可判断
(2)根据中间体和B即可找出结构简式
(3)根据与氧气反应的规律即可写出结构简式
(4)根据反应物和生成物即可写出方程式
(5)根据生成物即可找出b的结构简式
(6)根据反应物和生成物即可判断反应类型
(7)根据物质的结构式即可找出可能发生的副反应
18.【答案】(1)CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl
(2)CH3Cl+Cl⋅→⋅CH2Cl+HCl;⋅CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+Cl⋅;+8;增大;同一主族元素,随着原子序数增大,原子半径逐渐增大,H-X键能逐渐减小;光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4;黑暗中发生2Cl·→Cl2,一段时间后体系中几乎无Cl·存在,无法进行链传递
(3)大
【解析】【解答】(1)甲烷与氯气发生取代反应生成CH3Cl和HCl,化学方程式是CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl。故答案为:CH4+Cl2→光照CH3Cl+HCl;
(2)①模仿Cl·+CH4→·CH3+HCl,·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl·,由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式:CH3Cl+Cl⋅→⋅CH2Cl+HCl⋅CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+Cl⋅。故答案为:CH3Cl+Cl⋅→⋅CH2Cl+HCl⋅CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+Cl⋅;
②a.25℃,101kPa时,CH4中C—H和HCl中H—Cl的键能分别是439kJ·mol-1和431kJ·mol-1。X·(g)+CH4(g)→·CH3(g)+HX(g) 当X为Cl时,△H=439kJ·mol-1-431kJ·mol-1= +8kJ·mol-1。故答案为:+8;
b.若X依次为F、Cl、Br、I,生成的卤化物中氢卤键键能逐渐减小,△H随着原子序数增大逐渐增大(填“增大”或“减小”),结合原子结构解释原因:同一主族元素,随着原子序数增大,原子半径逐渐增大,H-X键能逐渐减小。故答案为:增大;同一主族元素,随着原子序数增大,原子半径逐渐增大,H-X键能逐渐减小;
③a.由B将Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中与CH4混合得到得到氯代甲烷,D将CH4先用光照,然后迅速在黑暗中与Cl2混合,却几乎无氯代甲烷,得出的结论是光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4。故答案为:光照时发生链引发的物质是Cl2而不是CH4;
b.依据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因:黑暗中发生2Cl·→Cl2,一段时间后体系中几乎无Cl·存在,无法进行链传递。故答案为:黑暗中发生2Cl·→Cl2,一段时间后体系中几乎无Cl·存在,无法进行链传递;
(3)生成,放出的能量比生成小,推知—CH3中C—H键能比中C—H键能大(填“大”或“小”)。故答案为:大。
【分析】(1)根据反应物即可写出方程式
(2)①根据给出的链传递即可找出规律
②a根据给出的键能即可计算出焓变
b非金属性越弱,形成的键越弱,破坏的能量越低,焓变越大
③a根据条件不同,产物不同判断出引发反应的是氯气
b黑暗中形成氯气,不会发生其他反应
(3)根据键能与焓变的关系即可判断
19.【答案】(1)2I-+Cl2==2Cl-+I2
(2)还原;通过还原产物为I2可证明原溶液中含有高价态的含碘物质。甲用Na2SO3不引入碘元素,则生成的I2一定是还原产物;乙中I2可能是KI被其他氧化剂氧化生成
(3)将湿润的淀粉KI试纸放于锥形瓶口
(4)abcv-1
(5)7
(6)随滴定反应进行,c(I-)增大,使I-+I2⇌I3-平衡正向移动,促进I2溶解,c(I3-)增大,溶液颜色变深;I2完全溶解后,c(I2)随滴定反应进行而减小,且减小的程度大于c(I-)增大的程度,上述平衡逆向移动,溶液颜色变浅
【解析】【解答】氯气与KI发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,以及I2+I-⇌I3-;氧化性Cl2>I2,KI溶液中通入氯气发生反应Cl2+2KI=KCl+I2,溶液变成黄色,继续通入氯气,溶液由黄色变为无色,是因为氯气将I2氧化, Cl2可氧化HIO3等,反应的化学方程式为:I2+5Cl2+6H2O=10HCl+2HIO3;c(I-)增大,使I-+I2⇌I3-平衡正向移动,促进I2溶解,c(I3-)增大,溶液颜色变深;I2完全溶解后,c(I2)随滴定反应进行而减小,且减小的程度大于c(I-)增大的程度,上述平衡逆向移动,溶液颜色变浅。
(1)溶液变为棕黄色,说明生成碘单质,说明氯气的氧化性比碘强,原因是KI被Cl2氧化为I2,离子方程式是2I-+Cl2==2Cl-+I2。故答案为:2I-+Cl2==2Cl-+I2;
(2)①本实验中,要证明I2被氧化,试剂a作还原剂(填“氧化”或“还原”)。故答案为:还原;
②甲能证实I2被氧化而乙不能,原因是通过还原产物为I2可证明原溶液中含有高价态的含碘物质。甲用Na2SO3不引入碘元素,则生成的I2一定是还原产物;乙中I2可能是KI被其他氧化剂氧化生成。故答案为:通过还原产物为I2可证明原溶液中含有高价态的含碘物质。甲用Na2SO3不引入碘元素,则生成的I2一定是还原产物;乙中I2可能是KI被其他氧化剂氧化生成;
(3)ii的目的是除去溶液中的Cl2,操作A检验氯有没有除尽,操作A是将湿润的淀粉KI试纸放于锥形瓶口。故答案为:将湿润的淀粉KI试纸放于锥形瓶口;
(4)结合数据,根据电子得失守恒,vmLcmol·L-1[x-(-1)]=bmLamol·L-1[2.5-2]× 2,计算可得x=abcv-1(用代数式表示)。故答案为:abcv-1;
(5)碘原子最外层有7个电子,最高价为+7价,实验过程中,在未知x具体数值的情况下,iii中为保证所加的KI固体过量,理论上加入的n(KI)应大于i中n(KI)的7(填数字)倍。故答案为:7;
(6)从平衡移动的角度解释iv中“溶液颜色逐渐变深再变浅”的原因:随滴定反应进行,c(I-)增大,使I-+I2⇌I3-平衡正向移动,促进I2溶解,c(I3-)增大,溶液颜色变深;I2完全溶解后,c(I2)随滴定反应进行而减小,且减小的程度大于c(I-)增大的程度,上述平衡逆向移动,溶液颜色变浅,故答案为:随滴定反应进行,c(I-)增大,使I-+I2⇌I3-平衡正向移动,促进I2溶解,c(I3-)增大,溶液颜色变深;I2完全溶解后,c(I2)随滴定反应进行而减小,且减小的程度大于c(I-)增大的程度,上述平衡逆向移动,溶液颜色变浅。
【分析】(1)根据反应物即可写出方程式
(2)①根据题意即可判断出a具有还原性
②乙中引入碘离子可能引起误差
(3)利用湿润的淀粉碘化钾试纸放在锥形瓶口即可
(4)根据方程式即可计算出
(5)结合碘元素的最高价即可计算出物质的量
(6)碘离子和碘单质发生反应导致颜色变浅,随着反应进行导致碘单质增多颜色变深
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