上海市青浦区2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-非选择题
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一、填空题
1.(2020·上海青浦·统考一模)稀土元素(铈等金属)是重要的战略资源,在工业中有重要的应用,我国著名的化学家徐光宪因建立了稀土串级萃取理论,被誉为“中国稀土之父”。
(1)完成并配平下列反应的离子方程式:______Ce3+______H2O2+______H2O→______Ce(OH)4↓+____________。
(2)氧的原子核外共有______个电子亚层,H2O 的空间构型为______;
(3)若反应中有 52g Ce(OH)4 生成,则转移电子的数目为______;
(4)实验室中进行萃取实验时,除玻璃棒、烧杯之外,还需要的玻璃仪器名称______;
(5)取上述反应得到的 Ce(OH)4 样品 0.500g,加硫酸溶解后,用 0.100mol•L-1 FeSO4 标准溶液滴定至终点时(铈被还原为 Ce3+),消耗 20.00 mL 标准溶液。该样品中 Ce(OH)4的质量分数为______。
2.(2021·上海青浦·统考一模)由于具有特殊的组成和结构,金属具有优良的物理、化学性能。没有金属,生活是难以想象的。
完成下列填空:
(1)元素Al的原子核外电子共占据_____个轨道,其中有____个未成对电子。
(2)常温下,将铝片放入浓硫酸片刻后插入到硫酸铜溶液中,发现铝片表面无明显变化,其原因是____________。要除去铁粉中含有的少量铝粉,通常可选用_____溶液。
(3)某工业废水中Al3+超标,加入NaHCO3溶液可以除去Al3+,现象为产生白色沉淀和无色无味的气体。请从平衡移动角度解释这一现象_______________________________________。
3.(2021·上海青浦·统考一模)某研究性学习小组用重铬酸盐测定土壤中的有机质,其反应原理可简化为:□+□C+□____→□Cr3++□CO2↑+□H2O
(1)CO2的电子式为________。固体CO2中存在的作用力有________、________。
(2)请完成上述离子方程式并配平________;该反应的氧化剂是________;标准状况下每生成2.24LCO2转移________个电子。
二、实验题
4.(2020·上海青浦·统考一模)某实验小组同学为了研究氯气的性质,做以下探究实验。向KI溶液通入氯气溶液变为黄色;继续通入氯气一段时间后,溶液黄色退去,变为无色;继续通入氯气,最后溶液变为浅黄绿色,查阅资料:I2+I-⇌I3-,I2、I3-在水中均呈黄色。
(1)为确定黄色溶液的成分,进行了以下实验:取 2~3 mL 黄色溶液,加入足量 CCl4,振荡静置,CCl4层呈紫红色,说明溶液中存在______,生成该物质的化学方程式为______,水层显浅黄色,说明水层显黄色的原因是______;
(2)继续通入氯气,溶液黄色退去的可能的原因______;
(3)NaOH 溶液的作用______,反应结束后,发现烧杯中溶液呈浅黄绿色,经测定该溶液的碱性较强,一段时间后溶液颜色逐渐退去,其中可能的原因是______。
5.(2021·上海青浦·统考一模)绿矾(FeSO4·7H2O)是自然界存在的一种矿石,翠绿如宝石,很早就引起人们的重视。据古籍记载,焙烧绿矾能制备铁红(主要成分是Fe2O3)。绿矾焙烧也是一种生产硫酸的古老方法。某研究性学习小组用如图所示实验装置对绿矾的焙烧反应进行探究。
完成下列填空:
(1)检验绿矾中Fe2+的方法是:取样溶于水,滴入硫氰化钾溶液,观察到无明显现象后加入_______(填写试剂名称),观察到_______。
(2)实验过程中,装置A硬质玻璃管中可观察到的实验现象是_______。
(3)装置C的作用是_______。
(4)①装置B中冷水的作用是_______。
②请你帮助该小组同学设计实验方案证明B装置U型管中的溶液为硫酸溶液_______。
(5)绿矾的纯度可通过KMnO4滴定法测定。现称取2.850 g绿矾样品,配制成250 mL溶液,量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,用硫酸酸化的0.0100 mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①配制250 mL绿矾样品溶液时需要用到的玻璃仪器是:烧杯、玻璃棒、_______、胶头滴管。
②判断此实验达到滴定终点的方法是_______。
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为_______(用小数表示,保留三位小数)。
6.(2022·上海青浦·统考一模)碳酸亚铁(FeCO3)是生产补血剂的重要原料,制取碳酸亚铁的过程中涉及以下探究实验
实验一:
为探究某固体化合物X(仅含有三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验
已知:气体甲、气体乙均为单质。
请回答:
(1)气体甲与碘化钾溶液反应的离子方程式为___________。化合物X含有的元素为___________(写元素符号)。化合物A的化学式为___________。
实验二:
下图装置利用实验一所得溶液B制取FeCO3(白色固体,难溶于水):
装置丙中,先将导管移出液面通入一段时间气体,再向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量B溶液产生白色沉淀和无色气体,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
请回答:
(2)试剂a是___________。向Na2CO3溶液通入CO2的目的是___________。丙装置中制取FeCO3的离子方程式为___________。
(3)不可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液B中的金属阳离子的原因是___________。
(4)100mL 0.8mol/L B溶液完全反应,最终得到5克FeCO3固体,则产率为___________(结果保留2位小数)。
三、原理综合题
7.(2020·上海青浦·统考一模)综合处理工业“三废”,有利于保护环境、节约资源。反应 2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),可减少汽车尾气中污染物的排放,在 2L 密闭容器中发生该反应时,n(CO2)随温度 T 和时间 t 的变化曲线如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=______,若升高温度,平衡常数 K 值______(填“增加”“减小”或“不变”),说明理由______;
(2)在 T2温度下, 0~2s 内的平均反应速率 v(N2)=______;
(3)工业废水的处理方法有很多,使用 Fe2(SO4)3 处理废水,酸性废水中的悬浮物很难沉降除去,结合离子方程式用平衡移动原理解释原因______,干法制备多功能水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4)的反应原理为:2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应的氧化剂为______;
(4)采用氨碱法生产纯碱会产生大量的副产品______,用化学方程式表示产生副产品的原因______。
8.(2021·上海青浦·统考一模)氮元素十分重要,其单质及化合物在科研、生产领域有着十分广泛的用途。光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),完成下列填空:
(1)在一定温度下,2L密闭容器内进行上述反应,5min后达到平衡,测得气体的质量增加了2.16g,则0~5min内,N2的平均反应速率为_______mol/(L·min)。
(2)下列可以判断该反应达到平衡状态的是_____________。
a.3v正(N2)=2v逆(O2) b.c(NH3)=c(N2)
c.容器内物质质量不变 d.容器内气体密度不变
(3)在2L密闭容器内,通入2mol N2,在323K和343K时N2的转化率随时间的结果如图所示,根据图象判断:该反应正反应为______反应(填“放热”或“吸热”)。343K时,上述反应的化学平衡常数为______,如果化学平衡常数数值变大,该反应______(填写序号)。
a.一定向正反应方向移动b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(4)将等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,溶液中离子浓度大小关系为:________________,说出一种使氯化铵溶液中的c()与c(Cl-)比值变大的方法___________________________。
9.(2022·上海青浦·统考一模)乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂用CO2制备CH2=CH2,有利于实现“双碳”目标。
主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)+127.8kJ
(1)在容积为2L的恒容密闭容器中充0.4molCO2(g)和1.2molH2(g),若只发生主反应,反应时间2.0min,CO2的转化率为20%,在这段时间内CH2=CH2(g)的平均反应速率为___________。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入CO2(g)和H2(g),若只发生主反应,下列情况不能说明反应达到平衡的是___________(填编号)。
A.混合气体密度保持不变B.混合气体总压强保持不变
C.乙烯体积分数保持不变D.平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高CO2平衡转化率的措施是___________(任填一条)
(3)在At1、At2、At3三种不同催化剂作用下(其他条件相同)只发生主反应,测得乙烯的净速率(v正-v逆)与温度关系如图所示。
催化效率最高的是___________(填“At1”、“At2”或“At3”),A点的正反应速率___________(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
在发生主反应的同时,还发生了副反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)
(4)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中充0.4molCO2(g)和1.2molH2(g)同时发生了主反应和副反应,达到平衡时CO2的转化率为45%,C2H4的选择性为80%,则该温度下,副反应的平衡常数K=___________(结果保留2位小数)。提示:C2H4的选择性=×100%
(5)0.1mol·L-1的NaOH溶液和0.2mol·L-1的HCOOH(甲酸)溶液等体积混合,得到混合溶液的pH<7,溶液中c(HCOOH)___________c(Na+)(填“大于”或“小于”),要使c(HCOOH)=c(Na+),可加入___________。
四、有机推断题
10.(2020·上海青浦·统考一模)H 是一种可用于治疗肿瘤的药物中间体,由芳香烃 A 制备 H 的合成路线如图。
回答下列问题:
(1)A 物质的一氯代物共有______种;
(2)B 物质中含有的官能团名称______;
(3)①的反应试剂和反应条件分别是______,③的反应的类型是______;
(4)E 物质通过多次取代反应和氧化反应可以获取 F 物质,用系统命名法对 E 物质命名______,F 物质的结构简式为______;
(5)⑤的化学反应方程式为______;
(6)对甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备对甲氧基乙酰苯胺的合成路线。(其他试剂任选)______________
(合成路线常用的表达方式为:AB……目标产物)。
11.(2021·上海青浦·统考一模)天然产物I具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知:(Z=—COOR,—COOH等)
回答下列问题:
(1)A所含官能团的名称为________,F→G的反应类型为________。
(2)上述反应中B→C所需的试剂与条件是________,化合物X的结构简式为________。
(3)写出满足以下条件的D的一种同分异构体的结构简式_____。
①链状结构;②能发生银镜反应;③含有三种不同化学环境的氢原子。
(4)关于G、H的说法正确的是_____________(填序号)。
a.两者都能和溴水发生加成反应b.两者都能和氢氧化钠溶液发生反应
c.两者都能使酸性高锰酸钾褪色d.两者互为同系物
(5)以和为原料,合成,写出合成路线(无机试剂和不超过2个碳的有机试剂任选)。________(合成路线常用的表示方式)。
12.(2022·上海青浦·统考一模)化合物H是一种常见的药物的中间体,工业上常通过如下途径合成:
请回答下列问题:
(1)A→B的反应条件是___________,H中含氧官能团的名称为___________,化合物D的结构简式是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A. 化合物A最多14个原子共平面
B. 化合物B能发生氧化反应、加成反应和取代反应
C. 化合物H的分子式为C15H20O4
(3)写出F→G发生的化学反应方程式___________。
(4)乙酸乙酯和丁酸的分子式相同,丁酸气味难闻且有腐臭味,而乙酸乙酯气味香甜,解释这两种物质为什么闻起来气味不同:___________。
(5)依据上述合成路线设计以乙醇为原料制备( HOOCCH2COOH)的合成路线,(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) ___________。(合成路线常用的表示方法为:A …B 目标产物)
五、结构与性质
13.(2022·上海青浦·统考一模)非金属元素及其化合物在生活、生产中有着重要的用途
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的最外层电子排布式为___________,已知3种原子晶体的熔点数据如下表:
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3550
2600
1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是___________。
(2)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g),CS2分子的空间构型为___________,用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单质硫,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式___________。
(3)中国传统的农具、兵器曾大量使用铁,铁器的修复是文物保护的重要课题。铁器表面氧化层的成分有多种,性质如下:
成分
Fe3O4
FeO(OH)
FeOCl
性质
致密
疏松
疏松
在有氧条件下,Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl,将相关反应的离子方程式补充完整___________,4Fe3O4 +_____O2 +______ +_____H2O_____FeOCl +___________,若4mol Fe3O4完全转化为FeOCl,则转移的电子数目为___________。
(4)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层:用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器,一段时间后取出,再用NaOH溶液反复洗涤。
①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH),推测溶解度FeOCl___________FeO(OH)(填“>”或“<”)。
② Na2SO3的作用是___________。
③ 检验FeOCl转化完全的操作和现象是___________。
参考答案:
1. 2 1 6 2 6H+ 3 折线型(V型) 0.25NA 分液漏斗 83.2%
【分析】(1)该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,双氧水是氧化剂,得电子化合价降低,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式;
(2)根据氧原子核外电子排布式分析;根据水中O原子的杂化分析;
(3)根据化合价变化计算得每生成52g Ce(OH)4,转移电子的物质的量;
(4)实验室中进行萃取实验时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、分液漏斗;
(5)根据电子守恒建立关系式:Ce(OH)4~FeSO4,然后进行计算求出Ce(OH)4的质量,最后求出质量分数。
【详解】(1)该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,双氧水是氧化剂,得电子化合价降低,则O元素化合价由-1价变为-2价,转移电子数为2,根据电荷守恒知未知微粒是氢离子,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2Ce3++H2O2+6H2O=2Ce(OH)4↓+6H+,故答案为:2、1、6、2、6H+;
(2)O为8号元素,其核外电子排布式为1s22s22p4,所以其核外电子排布在3种不同能量的电子亚层上;H2O中O原子形成2个σ键,有2对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,O-H之间的键角小于109°28′,所以H2O分子空间构型是折线型 (V 型),故答案为:3;折线型 (V 型);
(3)根据化合价变化得每生成52g Ce(OH)4,转移电子的物质的量为=×(4-3)=0.25mol,故答案为:0.25NA;
(4)实验室中进行萃取实验时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(5)滴定反应为:Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,则Ce(OH)4的物质的量为0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol,故该产品中Ce(OH)4的质量分数为=83.2%,故答案为:83.2%。
2. 7 1 浓硫酸具有强氧化性,在铝表面形成了致密的氧化膜 NaOH Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性,水解结合水中的H+使溶液显碱性,水解平衡互相促进,直至产生白色沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体
【详解】(1)Al的基态电子排布式为1s22s22p63s23p1,其中占有1s能级1个轨道、2s能级1个轨道、2p能级3个轨道、3s能级1个轨道、3p能级1个轨道,共占有1+1+3+1+1=7个轨道;3p能级上有1个电子,该电子为未成对电子,故未成对电子1个;
(2)浓硫酸具有强氧化性,可以使Al钝化,在Al表面形成一层致密的氧化膜;要出去铁粉中的铝粉,可以向混合粉末中加入NaOH溶液,此时,Fe不与NaOH反应而Al可以,从而达到除去铝的目的;
(3)Al3+为弱碱阳离子,HCO为弱酸阴离子,Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性,水解结合水中的H+使溶液显碱性,水解平衡互相促进,直至产生白色沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体。
3. 共价键 分子间作用力 2+3C+16H+=4Cr3++3CO2↑+8H2O 或重铬酸盐 0.4NA
【详解】(1)CO2是共价化合物以共用电子对的形式形成稳定结构,所以电子式为;二氧化碳属于分子晶体,作用力有共价键和分子间作用力;
(2)离子方程式的配平需要满足质量守恒定律和电荷守恒定律,利用得失电子守恒的方法配平,Cr化合价由+6变为+3,C化合价由0变为+4,所以离子方程式为2Cr2O+3C+16H+=4Cr3++3CO2↑+8H2O;化合价降低的是氧化剂所以为Cr2O;标准状况下根据公式n= ,CO2物质的量是0.1mol,根据题干离子方程式中,生成3mol CO2转移电子12mol,所以生成0.1mol CO2转移电子0.4mol,所以为0.4NA。
4. I2 Cl2+2KI=I2+2KCl I3- 生成的碘单质被氯气氧化为无色物质 吸收多余的氯气 氯气与碱的反应速率低于盐酸和次氯酸与碱反应
【分析】(1)氯气与KI发生Cl2+2I-=I2+2Cl-,以及I2+I-⇌I3-,取2~3mL黄色溶液,加入足量CCl4,振荡静置,CCl4层呈紫红色,水层显浅黄色,可说明溶液中存在I2、I3-;
(2)继续通入氯气,溶液黄色退去,是因为氯气将I2氧化为无色物质;
(3)NaOH溶液吸收多余的氯气;氯水的颜色为浅黄绿色,说明氯气与碱的反应速率低于盐酸和次氯酸与碱反应。
【详解】(1)取2~3mL黄色溶液,加入足量CCl4,振荡静置,CCl4层呈紫红色,说明溶液中存在I2,生成该物质的化学方程式为Cl2+2KI=I2+2KCl,水层显浅黄色,可说明溶液中存在I3-,发生反应为I2+I-⇌I3-, 故答案为:I2;Cl2+2KI=I2+2KCl;I3-;
(2)氧化性Cl2>I2,KI溶液中通入氯气发生Cl2+2KI=KCl+I2,溶液变成黄色,继续通入氯气,生成的碘单质被氯气氧化为无色物质,所以溶液黄色退去; 故答案为:生成的碘单质被氯气氧化为无色物质;
(3)NaOH溶液吸收多余的氯气,氯气过量,过量的氯气溶解于水,水中含有氯气分子,氯水呈浅黄绿色,说明氯气与碱的反应速率低于盐酸和次氯酸与碱反应,故答案为:吸收多余的氯气;氯气与碱的反应速率低于盐酸和次氯酸与碱反应。
5. 氯水 溶液变血红色 绿色晶体变为红棕色粉末 吸收尾气,防止污染环境 将气体冷凝 取U型管中溶液少许于试管中,滴入紫色石蕊溶液,溶液呈红色,证明含有H+,再滴入氯化钡溶液,若生成白色沉淀,则证明含有 250 mL容量瓶 滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内无变化 0.975
【详解】(1)检验绿矾中Fe2+的方法是取样溶于水,滴入硫氰化钾溶液,Fe2+不能使硫氰化钾溶液变为血红色,加入氯水,氯水将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+使硫氰化钾溶液变为血红色。
(2)装置A中绿矾加热分解生成Fe2O3、SO2、SO3和H2O,装置A硬质玻璃管中可观察到的实验现象是绿色晶体变为红棕色粉末。
(3)因为绿矾加热分解生成SO2,装置C中NaOH溶液的作用是吸收尾气SO2,防止污染环境。
(4)①SO3与H2O的反应是放热反应,降低温度有利于SO3被水吸收,装置B中冷水的作用是冷凝SO3气体和H2O。
②证明B装置U型管中的溶液为硫酸溶液,可取U型管中溶液少许于试管中,滴入紫色石蕊溶液,溶液呈红色,证明含有H+,再滴入氯化钡溶液,若生成白色沉淀,则证明含有。
(5)①配制250 mL绿矾样品溶液时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶和胶头滴管。
②用酸化的KMnO4溶液滴定绿矾样品,当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内无变化即为滴定终点。
③硫酸酸化的KMnO4与样品溶液FeSO4反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O,可得关系式KMnO4~5FeSO4,25.00 mL待测液消耗n(KMnO4)=0.020 L×0.0100 mol/L=0.0002 mol,则250.00 mL待测液消耗n(KMnO4) =0.002 mol,则n(FeSO4·7H2O)=n(FeSO4)=5n(KMnO4)=0.01 mol,样品中FeSO4·7H2O的质量分数为。
6.(1) 2I-+Cl2=I2+2Cl- Fe、Cl、O FeO
(2) 饱和NaHCO3溶液 降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2 Fe2++2HC= FeCO3↓+CO2↑+H2O
(3)溶液B中的氯离子也能使高锰酸钾溶液褪色
(4)53.88%
【分析】溶液B中加入KSCN溶液不显血红色,加入适量双氧水后再加入KSCN溶液显血红色,说明溶液B中含有Fe2+,不含Fe3+,则X中含有Fe元素;气体乙可以使带火星的木条复燃,应为氧气,则X中含有O元素;气体甲可以使淀粉碘化钾溶液变蓝色,说明气体甲具有氧化性,根据所学知识,淀粉碘化钾试纸通常用来检验氯气,且若为氯气符合气体甲为单质的条件,则气体甲为氯气,则X中含有Cl元素;化合物A中含有二价铁,X中又含有O元素,A应为FeO,据此分析解答。
(1)
根据分析可知,气体甲为氯气,氯气与碘化钾溶液反应生成碘单质和氯化钾,反应的离子方程式为2I-+Cl2=I2+2Cl-;化合物X含有的元素为Fe、Cl、O;化合物A的化学式为FeO,故答案为:2I-+Cl2=I2+2Cl-;Fe、Cl、O;FeO。
(2)
溶液B为FeCl2溶液,甲装置中稀盐酸与碳酸钙反应生成CO2,盐酸具有挥发性,所以试剂a为饱和NaHCO3溶液,用于除去CO2中混有的HCl气体;向Na2CO3溶液通入CO2可以降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2;丙装置中,CO2先与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠和氯化亚铁反应得到碳酸亚铁沉淀,离子方程式为Fe2++2HC= FeCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:饱和NaHCO3溶液;降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2;Fe2++2HC= FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)
溶液B中含有氯离子,也能使高锰酸钾溶液褪色,所以不可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液B中的金属阳离子,故答案为:溶液B中的氯离子也能使高锰酸钾溶液褪色。
(4)
100mL 0.8mol/L FeCl2溶液含有FeCl2的物质的量为:0.1L 0.8mol/L=0.08mol,根据方程式Fe2++2HC= FeCO3↓+CO2↑+H2O,理论上生成FeCO3的物质的量n(FeCO3)=n(Fe2+)=n(FeCl2)= 0.08mol,则理论上生成FeCO3的质量为:0.08mol116g/mol=9.28g,则产率为:100%=53.88%,故答案为:53.88%。
7. 减小 由图速率变化推断T1>T2,由平衡时n(CO2)变化推断平衡逆向移动,正向为放热反应,所以温度升高,平衡常数K值减小 0.0125mol/(L•s) Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,废水中的酸(H+)抑制了Fe3+的水解平衡,减少了Fe(OH)3胶体的生成,降低了吸附能力 Na2O2 CaCl2 Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+NH3↑+2H2O
【分析】(1)反应的平衡常数等于生成物浓度幂积与反应物浓度幂积之比;根据速率变化或“先拐先平,数值大”规则可知 T1>T2,由图可知,升高温度,n(CO2)减小;
(2)根据v==计算v(CO2),再根据反应计量关系计算v(N2);
(3)Fe2(SO4)3 水解的离子反应为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,酸性废水中的H+会导致Fe2(SO4)3 不能形成胶体或者胶体非常少;氧化还原反应中氧化剂发生还原反应、元素的化合价降低,据此分析解答;
(4)氨碱法工艺中产生大量CaCl2的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,据此分析解答。
【详解】(1)反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)的平衡常数K=,根据速率变化或“先拐先平,数值大”规则可知T1>T2,由n(CO2)随温度T和时间t的变化曲线图可知,升高温度,n(CO2)减小,即升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,所以平衡常数K值减小,故答案为:;减小;由图速率变化推断T1>T2,由平衡时n(CO2)变化推断平衡逆向移动,正向为放热反应,所以温度升高,平衡常数K值减小;
(2)由图可知,v(CO2)===0.025mol/(L•s),反应为2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),则v(N2)=v(CO2)=×0.025mol/(L•s)=0.0125mol/(L•s),故答案为:0.0125mol/(L•s);
(3)Fe2(SO4)3中Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,酸性废水中H+抑制了Fe3+的水解平衡,减少了Fe(OH)3 胶体的生成,降低了吸附能力,因此不能吸附悬浮物沉降而除去;反应2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O+2Na2SO4+O2↑中,Fe的化合价由+2→+6,发生氧化反应,即FeSO4为还原剂,Na2O2中O的化合价-1→-2或0,所以Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,废水中的酸(H+)抑制了Fe3+的水解平衡,减少了Fe(OH)3 胶体的生成,降低了吸附能力;Na2O2;
(4)氨碱法工艺中,为提高氨气的利用率,常在母液中加入生石灰CaO,反应为CaO+H2O=Ca(OH)2,加热条件下Ca(OH)2和NH4Cl反应生成氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,同时得到大量副产品CaCl2,故答案为:CaCl2;2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。
8. 0.004 ad 吸热 1.6875 ab c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-) 降低溶液温度或加入固体氯化铵(合理即可)
【详解】(1)在一定温度下,2L密闭容器内进行上述反应,2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),5min后达到平衡,测得气体的质量增加了2.16g,则说明增加的是参与反应的水的质量,n(H2O)=0.12mol,所以反应的N2的物质的量n(N2)=n(H2O)=0.04mol,则0~5min内,N2的平均反应速率=0.004 mol/(L·min),故答案为:0.004;
(2)a.3v正(N2)=2v逆(O2),说明正反应速率等于逆反应速率,即反应达到平衡状态,故a正确;
b.c(NH3)=c(N2),不能说明浓度是否保持不变,即不能说明反应是否达到平衡状态,故b错误;
c.容器内反应遵循质量守恒定律,所以物质质量始终保持不变,则物质质量不变,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d.容器内气体总质量随着反应进行不断变化,容器的体积不变,所以容器中气体的密度随着反应的进行再变化,所以当密度不变时,说明反应也达到平衡状态,故d正确;
故答案为:ad;
(3)根据反应图象变化可判断出,N2的转化率:343K>323K,则说明升高温度,平衡向正反应方向移动,即该反应正反应为吸热反应;343K时,上述反应的N2的转化率为50%,可列出三段式如下:
,
则化学平衡常数K=;如果化学平衡常数数值变大,则说明升高了温度,那么反应一定向正反应方向移动,正反应速率与逆反应速率均增大,且正反应速率增大程度大于逆反应速率增大程度,所以在平衡移动时正反应速率先增大后减小,故ab正确,答案为:吸热;1.6875;ab;
(4)将等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,溶液的溶质为氯化铵,因为铵根离子会发生水解,使溶液显酸性,所以离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-);使氯化铵溶液中的c()与c(Cl-)比值变大,可以考虑增大铵根离子浓度,如加入氯化铵固体,又因为铵根离子的水解反应属于吸热反应,降低溶液的温度,抑制水解平衡向正向移动,也可使氯化铵溶液中的c()与c(Cl-)比值变大,故答案为:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-);降低溶液温度或加入固体氯化铵(合理即可)。
9.(1)0.01mol/(min·L)
(2) A 降低温度
(3) At1 大于
(4)0.26
(5) 小于 HCOOH
【解析】(1)
根据信息可知,CO2的反应速率为=0.02mol/(min·L),根据速率之比等于系数之比,可得CH2=CH2(g)的平均反应速率为0.01mol/(min·L)。
(2)
对于主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)+127.8kJ,
A.在密闭容器中混合气体的质量不变,且恒容,则混合气体密度一直保持不变,不能说明反应达到平衡状态,A选;
B.反应前后气体分子数有变化,在恒温恒容下,压强与物质的量成正比,则混合气体总压强保持不变,说明反应达到平衡状态,B不选;
C.乙烯体积分数保持不变说明乙烯的物质的量不再发生变化,说明反应达到平衡状态,C不选;
D.在密闭溶液中混合气体的质量不变,反应前后气体分子数有变化,则物质的量有变化,则气体平均摩尔质量保持不变时说明反应达到平衡状态,D不选;
故选:A;
由于该反应是放热反应,可降低温度平衡正移,以提高二氧化碳的平衡转化率;
(3)
由图1可得出在相同温度下,At1催化下乙烯的净速率最大,则说明催化效率最高的是At1;由于A点之后乙烯的净速率持续增大,说明平衡正向移动,则A点的正反应速率大于逆反应速率;
(4)
CO起始浓度为mol/L,达到平衡时CO的转化率为45%,设生成CH2=CH2为xmol/L、生成HCOOH为ymol,列三段式:
、,由达到平衡时CO的转化率为45%得2x+y=0.2mol×45%=0.09mol,C2H4的选择性为80%得,由两式解得x=0.04、y=0.01,则该温度下,副反应的平衡常数;
(5)
0.1mol·L-1的NaOH溶液和0.2mol·L-1的HCOOH溶液等体积混合,得到混合溶液为等量的HCOOH和HCOONa,若pH<7,溶液显酸性,则电离大于水解,则c(HCOOH)小于c(Na+),要使c(HCOOH)=c(Na+),可加入HCOOH溶液。
10. 4 氯原子 氯气、光照 还原反应 2-甲基丙烷
【分析】由B的结构可知,芳香烃为A为,A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B,B与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成C,C发生还原反应生成D,D与G在吡啶条件下发生取代反应生成H.由F的分子式、G的结构,可知F为,E系列转化得到F,结合E的分子式,可知E为。
【详解】(1)由B的结构可知,芳香烃为A为,A 物质的一氯代物在苯环上有3种,在甲基上有1种,故共有4种,故答案为:4;
(2)B的结构简式为:,B 物质中含有的官能团名称为:氯原子,故答案为:氯原子;
(3)反应①是转化为,反应试剂和反应条件分别是:氯气、光照;反应③中硝基转化为氨基,属于还原反应,故答案为:氯气、光照;还原反应;
(4)由F的分子式、G的结构,可知F为,E系列转化得到F,结合E的分子式,可知E为,用系统命名法对 E 物质命名为:2-甲基丙烷,故答案为:2-甲基丙烷;;
(5)⑤的化学反应方程式为:,故答案为:;
(6)结合合成路线图中转化可知,与在吡啶条件下反应生成,乙酸与SOCl2/PCl3作用生成.先发生硝化反应,然后与Fe/HCl作用生成,合成路线流程图为:,故答案为:。
11. 碳碳叁键 加成反应 氢氧化钠水溶液、加热 bc :
【分析】根据B的分子式和C的结构可以推出,B的结构为CH≡C-CH2-CH2Cl,则A的结构为CH≡C-CH2-CH3;有机物E与X发生反应生成有机物F,有机物F因有酯基,则有机物X为酸;有机物F发生已知条件的反应生成有机物G,有机物G再发生后续的反应得到天然产物I,据此分析。
【详解】(1)根据分析,有机物A为CH≡C-CH2-CH3,其官能团为碳碳三(叁)键;根据流程和已知条件,F→G的反应类型与已知条件中有机反应类型相同,已知反应中为不饱和烃的加成反应,因此F→G的反应类型为加成反应;
(2)B→C为卤代烃的水解反应,反应条件为NaOH水溶液、加热;有机物E与X反应生成有机物F,观察有机物F的结构可知,F为酯,因为E为醇,则X为酸,再根据有机物E和F的结构可以得到有机物X的结构为;
(3)根据条件,该同分异构体可以发生银镜反应,说明该有机物中含有醛基,再根据题目中的其他条件可以写出满足条件的同分异构体,该满足条件的同分异构体为;
(4)a.G中含有碳碳双键,可以使溴水褪色,但H中不含有双键,不能使溴水褪色,a错误;
b.G和H中均含有酯基,均可以与NaOH溶液发生水解反应,b正确;
c.G中含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,H中含有苯环,苯环上含有甲基,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,c正确;
d.G和H的化学式不同,不属于同系物,d错误;
故答案选bc;
(5)利用环己醇和制备目标化合物,可以将环己醇经过浓硫酸的催化作用发生消去反应剩下环己烯,将环己烯与Br2加成剩下1,2-二溴环己烷,利用卤代烃的消去反应剩下1,3-环己二烯,将1,3-环己二烯与发生已知条件的反应生成目标化合物,具体流程为:。
12.(1) Cl2、光照 酯基
(2)A
(3)+2CH3CH2OH+2H2O
(4)二者虽然分子式相同,但结构不同,互为同分异构体
(5)CH2=CH2CH3CH2OHCH3COOHClCH2COOHNCCH2COOHHOOCCH2COOH
【分析】由合成流程图中,H的结构简式和A的分子式可知,A的结构简式为:,根据B的分子式和H的结构简式可知B的结构简式为:,由B到C的转化条件结合C的分子式可知C的结构简式为:,由C到D的转化条件结合D的分子式可知,D的,由D到E的转化条件结合H的结构简式和E的分子式可知,E的结构简式为:,则F的结构简式为:,由F到G的转化条件结合G的分子式可知G的结构简式为:,(5)由题干信息可知HOOCCH2COOH由CNCH2COOH在酸性条件下水解生成,CNCH2COOH可由ClCH2COOH与NaCN反应制得,而CH2=CH2与H2O发生加成反应生成CH3CH2OH,CH3CH2OH与O2催化氧化为CH3COOH,CH3COOH与Cl2在PCl3作用下生成ClCH2COOH,ClCH2COOH与NaCN生成NCCH2COOH,由此确定合成路线,据此分析解题,
(1)
由分析可知,A为,B为,故A→B的反应条件是Cl2、光照,由题干图中H的结构简式可知,其中含氧官能团的名称为酯基,由分析可知,化合物D的结构简式是,故答案为:Cl2、光照;酯基;;
(2)
A.由分析可知,A为,则苯环上的12个原子共平面,甲基上最多增加一个H原子与之共平面,故化合物A最多13个原子共平面,A错误;
B.由分析可知,化合物B为,故能发生燃烧属于氧化反应、苯环可发生加成反应,氯代烃水解属于取代反应,B正确;
C.由题干中H的结构简式可知,化合物H的分子式为C15H20O4,C正确;
故答案为:A;
(3)
由分析可知,F→G即与CH3CH2OH发生酯化反应生成,故该反应的化学反应方程式为: +2CH3CH2OH+2H2O,故答案为: +2CH3CH2OH+2H2O;
(4)
乙酸乙酯和丁酸的分子式相同,丁酸中含有羧基,故丁酸具有羧酸的物理性质,即气味难闻且有腐臭味,而乙酸乙酯含有酯基,具有低级酯中香甜的气味,故答案为:二者虽然分子式相同,但结构不同,互为同分异构体;
(5)
由题干信息可知HOOCCH2COOH由CNCH2COOH在酸性条件下水解生成,CNCH2COOH可由ClCH2COOH与NaCN反应制得,而CH2=CH2与H2O发生加成反应生成CH3CH2OH,CH3CH2OH与O2催化氧化为CH3COOH,CH3COOH与Cl2在PCl3作用下生成ClCH2COOH,ClCH2COOH与NaCN生成NCCH2COOH,由此确定合成路线为:CH2=CH2CH3CH2OHCH3COOHClCH2COOHNCCH2COOHHOOCCH2COOH,故答案为:CH2=CH2CH3CH2OHCH3COOHClCH2COOHNCCH2COOHHOOCCH2COOH。
13.(1) 3s 23p 2 原子半径C<Si或键长C-C<Si-Si或键能C-C>Si-Si
(2) 直线型 H2S+O2=S+H2O、H2S+Cl2=S+2HCl、2H2S+SO2=3S+2H2O、H2S+Br2=S+2HBr合理即可
(3) 4Fe3O4 +O2 +12Cl-+6H2O=12FeOCl+12OH- 4NA
(4) > Na2SO3作还原剂,将FeOCl还原为 Fe3O4 取最后一次的洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全
【解析】(1)
硅原子核外有14个电子,根据核外电子排布规律知,每个电子层上最多排2n2个电子,但最外层不大于8个电子,s能级上最多排2个电子,p能级上最多排6个电子,所以硅原子的最外层电子排布式为3s 23p 2;对于原子晶体而言,决定晶体熔点和硬度的因素是共价键的强弱,原子半径小,共价键键能越大,熔点越高,原子半径C<Si,因此键长C-C<Si-Si,则键能C-C>Si-Si。所以金刚石熔点更高。
(2)
H2S转化为单质硫:①和氧气:H2S+O2=S+H2O;②和氯气:H2S+Cl2=S+2HCl;③和二氧化硫:2H2S+SO2=3S+2H2O;④和溴水:H2S+Br2=S+2HBr;CS2分子中C原子的价层电子对个数=,为直线型。
(3)
②反应中O2中O元素的化合价降低4,Fe3O4中3个Fe的化合价共升高1根据化合价升降守恒可知,Fe3O4的计量数为4,O2的计量数为1反应的离子方程式:4Fe3O4 +O2 +12Cl-+6H2O=12FeOCl+12OH-;若4mol Fe3O4完全转化为FeOCl,1molO2中2mol O元素的化合价降低,则转移的电子数目为4NA。
(4)
①化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势,由于不溶物FeOCI→FeO(OH),所以FeOCl的溶解度大于FeO(OH);②Na2SO3还原FeOCl生成Fe3O4,反应为: SO+6FeOCl+3H2O=SO+2Fe3O4+6H++6Cl-,Na2SO3作还原剂,将FeOCl还原为 Fe3O4;
③检验FeOCl转化完全需检验Cl-,操作和现象是:取最后一次的洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全。
上海市青浦区2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-选择题: 这是一份上海市青浦区2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-选择题,共32页。
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