广东省仲元中学2024届高三下学期三模化学试题(有解析)
展开选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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。
1.2024年央视春晚节目《年锦》,以纹样传统服饰来展示中国传统服饰之美。下列服饰中主要由高分子化合物制成的是
2.最近,中国科学家成功采用“变压吸附+膜分离+精制纯化”方法成功分离氢氦制得高纯氦。下列说法正确的是
A.31H与32He互为同位素
B.H2分子间存在分子间作用力,氦气中的He原子之间存在共价键
C.He位于元素周期表中的ⅠA族
D.利用原子光谱可以鉴定He元素和H元素
3.中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平,近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法不正确的是
A.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨
B.第一电离能:
C.X射线衍射实验可确定石墨烯的晶体结构
D.硅和锗都位于金属和非金属元素分界线处,属于过渡元素
4.用浓氨水和碱石灰反应生成NH3,下列装置能达到实验目的的是
A.制取氨气B.干燥氨气
C.收集氨气D.吸收氨气
5.2024年2月第十四届全国冬季运动会在内蒙古召开,见证了中国冰雪运动的“热辣滚烫”。下列说法不正确的是
A.场馆的照明、运行均由光伏发电和风力发电提供,有利于实现碳达峰
B.速滑竞赛所使用的滑冰冰刀,刀刃多由优质高碳钢制成,高碳钢是一种常见的合金
C.冬运会场馆建设大量使用到了太阳能,太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
D.冬运会采用了先进的二氧化碳制冰技术,比传统制冷剂氟利昂更加环保
6.银饰用久了表面会有一层而发黑,将银饰与,片接触并加入溶液,可以除去银饰表面的,下列说法不正确的是
A. 是负极
B. 阳离子向银饰移动
C. 若有0.9g Al反应,最多能复原0.1ml Ag2S
D. 表面发生反应:
7.下列劳动项目所用到的化学知识不正确的是
8.抗生素克拉维酸具有抗菌消炎的功效,其结构简式如下。下列关于克拉维酸的说法不正确的是
A.分子内的含氧官能团有羟基、羧基、醚键和酰胺基
B.最多能与1ml NaOH溶液反应
C.克拉维酸存在顺反异构体
D.一定条件下克拉维酸能被氧化生成醛类化合物
9.微型实验药品用量少,绿色环保。如图所示为探究Cl2性质的微型实验,滤纸①~④分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓盐酸。下列说法不正确的是
A.滤纸①先变红后褪色,体现了Cl2具有漂白性和酸性
B.滤纸②褪色,原因是生成具有漂白作用的NaClO,离子方程式为:2OH¯+Cl2==Cl¯+ClO¯+H2O
C.滤纸③变红,滤纸④变蓝体现了Cl2具有氧化性
D.浓盐酸与KMnO4反应制备Cl2,体现了盐酸的还原性及酸性
10.部分含铁的物质的分类与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是:
A.可存在c→d→f→e→c的转化
B.b俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨的红色颜料
C.f为氯化物时,通常用于制备胶体,方法是:将5~6滴f饱和溶液滴入40mL煮沸蒸馏水中,继续加热至液体程红褐色
D.人类最早使用的a,是来自太空的陨铁
11.设NA为阿伏伽德罗常数的值。氯碱工业涉及H2、Cl2、NaOH等物质。下列叙述正确的是
1ml Cl2含有s-p σ键的数目为NA
0.1ml·L-1NaCl溶液中,Na+的数目为0.1NA
标准状况下,11.2L H2和Cl2混合气体中所含原子数为NA
1ml Cl2与足量NaOH溶液充分反应,转移电子数为2NA
12.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
13.硫是一种重要的非金属元素,硫单质及其化合物在工业生产中应用广泛。下列物质性质实验对应的反应方程式书写不正确的是
往Na2S2O3溶液中滴加硫酸:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+ S↓+ H2O
△
SO2通入高锰酸钾溶液中:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + 2H2SO4 + K2SO4
△
往碳粉中加入浓硫酸加热搅拌:2H2SO4(浓) + C === CO2↑+2SO2↑+2H2O
硫粉与铜粉隔绝空气混合加热:S + Cu === CuS
14.3月21日,中国发射的鹊桥2号中继星成功进入预定轨道,将为后续的嫦娥6号月球采样任务提供支持。在航空航天发展中应用广泛的X、Y、Z、M、E 5种元素,原子序数依次增大,且分布在短周期中。仅有X、E同族,X的同素异形体有多种,其中一种为自然界中硬度最大的固体。Y的基态原子价层p轨道有2个未成对电子,Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1,只可电解M的氧化物获得M单质。下列说法正确的是
简单氢化物沸点:X > Y > E
第一电离能:Z > M > E
常温下,等浓度最高价氧化物对应水化物溶液的pH:Z > M > E
X、E最高价氧化物的晶体类型相同
15.我国科学家利用计算机模拟计算,研究反应CH3OH(g) + SO3(g) = CH3OSO3H(g) ΔH 在有水条件下的反应过程,如图所示,其中分子间的静电作用力用“┄”表示(图中物质均为气态)。下列说法不正确的是
A.CH3OH(g)+SO3(g)+H2O(g)=CH3OSO3H·H2O (g)为放热反应
B.反应的最高能垒为6.62 eV
C.a、b、c分子间的静电作用力最强的是b
D.d到f转化过程中断裂的化学键为 CH3OH中的氢氧键、H2O中的氢氧键、SO3中的硫氧键
16.西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池,该电池能有效地捕获NO2并将其转化为NO2-。现利用Zn-NO2电池将产生的NO2-电解制氨,过程如图所示。下列说法正确的是
A.c电极的电势比d电极的电势高
B.当电路中转移2mle-时,丙室溶液质量减少18g
C.电解池的总反应式为2H+ + 2NO2-+ 2H2O = 2NH3 +3O2↑
D.为增强丙中水的导电性,可以加入一定量的NaCl固体
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
(14分)NaClO在生产、生活中有广泛应用,84消毒液主要成分为NaClO。某小组设计实验制备NaClO并探究其性质。回答下列问题:
实验(一)制备NaClO。
实验装置如图所示:
装置B中试剂是 。
写出装置C三颈烧瓶中发生反应的离子方程式: 。
实验(二)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应,不考虑其他副反应)。
【查阅资料】NaClO水解程度,次氯酸溶液浓度可以通过荧光探针方法准确测定。
【提出猜想】
猜想1:其他条件相同,pH越大,NaClO水解程度越小;
猜想2:其他条件相同,NaClO浓度越小,NaClO水解程度越大;
猜想3:其他条件相同,适当升温,NaClO水解程度增大。
【设计实验】
实验方案如下(各溶液浓度均为0.10ml/L,每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液):
(3)在实验中,补充数据V1 = 。
(4)实验1、3、4测得结果:,能证明猜想1成立,请用平衡移动原理解释实验结果: ;
实验1、2不能验证猜想2,其原因是浓度越小,越小。请你提出改进方案: 。
(5)实验结果;,但是,不能证明猜想3成立,其原因是 。
(6)经过小组讨论,大家认为可以通过测定不同温度下NaClO水解平衡常数,确定温度对NaClO水解程度的影响。
【查阅资料】 ,为溶液起始浓度。
【试剂与仪器】一定浓度的NaClO溶液、0.1000ml/L的盐酸、蒸馏水、pH计等。
【设计实验】测定30℃下NaClO水解平衡常数,完成表中实验。
分别在35℃、40℃下重复上述实验。
①实验8的实验内容是 。
②数据处理:30℃, (用含a、b、V的代数式表示)。
③实验结论:,升高温度能促进NaClO水解。
(7)根据水解平衡常数,可以判断水解程度。写出一种能水解的盐及其在生产或生活中的一种应用 。
18.(14分)钴酸锂(LiCO2)具有制备工艺成熟简单、能量密度高、循环稳定性好等优点,在计算机、通信和消费类电子产品及动力电池领域均有广泛应用。为了资源的充分利用,可将高镁盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)作为为原料制备钴酸锂,其制备的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3、Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6、Ksp(MgCO3)=6.8×10-6、Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
(1)LiCO2中C元素的基态原子价层电子轨道表示式为____________________________________。
(2)含硼固体中的B(OH)3(白色固体)的水溶液呈酸性,其原因是B是缺电子原子,能结合水分子而释放出质子请将该过程用离子方程式表示出来_________________________________;据此说出“脱硼”时要加入盐酸的原因_________________________________。
(3)步骤精制I、精制II是分两次进行深度除镁:
①滤渣I的主要成分为________;
②精制I后溶液中Li+的浓度为2.0ml/L,则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在 ml/L以下;
系列操作包括先加入适量饱和Na2CO3溶液,_________________,洗涤,干燥。
该流程中能循环利用的物质有_______________________。
(6)“沉锂”得到较纯的Li2CO3后,常用高温固相合成法进一步制备钴酸锂,具体做法为按 Li/C的物质的量之比为1∶1配制好Li2CO3和CCO3,然后在700~900℃的空气氛围中煅烧,该过程的化学方程式为_________________________________________________。
(7)新型固态电解质对锂电池制造和新能源汽车续航具有重要意义。“锂超离子导体”是目前一种在研的高导电性固态电解质,其中一种富锂超离子导体的晶胞图为图1。
①该晶胞中O原子的配位数为___________。
②若该晶胞以Cl为顶点,则Li在晶胞中的位置为___________。
19.(14分)CO2减排能有效降低温室效应,同时,CO2也是一种重要的资源,因此研究CO2捕集与转化对实现“碳中和”目标具有重要意义而备受关注。
(1) CH4-CO2干气催化重整制合成气(H2+CO)是CO2资源化利用的重要研究方向,生产过程需做好积炭的控制。在密闭容器中,该重整体系发生反应Ⅰ~Ⅳ。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
①反应Ⅰ的 ,该反应在 (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。
②t℃时,刚性容器中以一定的进料比发生上述四个反应,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ逆向移动
B.根据混合气体的密度不变可判断重整反应体系已达到平衡状态
C.增大进料比,K(Ⅰ)与K(Ⅱ)比值不变
D.催化剂能降低反应的活化能,增大平衡后CO的产率
(2) 工业上用CO2和H2反应合成二甲醚,2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-387.7kJ·ml-1 。
①在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示,则 (填“>”或“<”)。
②T1温度下,将4mlCO2和12mlH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率 。
(3)工业上可以利用二氧化碳合成甲醇,主要涉及以下两个反应。
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.4kJ∙ml-1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·ml-1
将1mlCO2(g)和3mlH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 (填“m”、“n”或“p”),A点时H2的转化率为 ,CH3OH的平衡分压为 MPa(列计算式,写出计算过程)。
20.(14分)二氧化碳的转化与综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”战略的重要途径。我国学者以电催化反应为关键步骤,用CO2作原料,实现了重要医药中间体——阿托酸的合成,其合成路线如下:
(1)化合物A的分子式为 。化合物x为A的芳香族同分异构体,且在核磁共振氢谱上有4组峰,x的结构简式为 ,其名称为 。
(2)反应③中,化合物C与无色无味气体y反应,生成化合物D,原子利用率为。y为 。
(3)根据化合物E的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
(4)关于反应④⑤的说法中,不正确的有___________。
a.阿托酸分子中所有碳原子均采取sp2杂化,分子内所有原子一定共平面
b.化合物D、E、阿托酸均含有手性碳原子
c.化合物E可形成分子内氢键和分子间氢键
d. 反应④中,用Mg作阳极、Pt作阴极进行电解,则CO2与D的反应在阴极上进行。
(5)以为唯一有机原料,参考上述信息,合成化合物。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应的化学方程式为 。
(b)相关步骤涉及到CO2电催化反应,发生该反应的有机反应物为 (写结构简式)。
广东仲元中学2024届三模化学参考答案
1.【答案和详解】 答案:A
A、成分为丝绸,属于有机高分子化合物中的蛋白质,符合题意;
金冠成分为金,属于金属,不符合题意;
绿松石、水晶等属于无机盐,不符合题意;
珍珠主要成分是碳酸钙,为无机盐,不符合题意。
2.【答案和详解】 答案:D
A、31H与32He的质子数不相同,不能互称为同位素,A不正确,不符合题意;
氦气为单原子分子,原子之间不存在共价键,只存在分子间作用力,B不正确,不符合题意;
C、He位于元素周期表中的0族,C不正确,不符合题意;
D、不同元素在原子光谱上有不同的特征谱线,利用原子光谱可以鉴定He元素和H元素,D正确,符合题意。
3.【答案和详解】 答案:D
详见石墨烯的概念《必修一》P24,A正确,不符合题意;
C、Si属于同一主族元素,C原子序数
通过X射线衍射实验获得衍射图后,可从衍射图中获得晶体结构的相关信息,所以能确定石墨的晶体结构,C正确,不符合题意;
D、过渡元素是指从ⅢB到ⅡB的所有元素,只是s区和ds区元素,不包含p区元素,D不正确,符合题意。
4.【答案和详解】 答案:C
氨气制备除用NH4Cl与Ca(OH)2固体混合加热外,还能用浓氨水与生石灰不加热制备,制备装置应先用固+液→气的装置,A不正确,不符合题意;
氯化钙能与氨气生成配位化合物,故不能用氯化钙干燥氨气,B不正确,不符合题意;
氨气密度比空气小,可用向下排空气法收集,C正确,符合题意;
氨气极易溶于水,也能与稀硫酸反应,从而发生倒吸,故不能用稀硫酸吸收氨气,D不正确,不符合题意。
5.【答案和详解】 答案:C
光伏发电能减少燃煤的使用,减少CO2的排放,有利于实现碳达峰,A正确,不符合题意;
高碳钢是常见的铁合金,B正确,不符合题意;
太阳能电池板的主要材料是晶体硅,C不正确,符合题意;
二氧化碳制冰技术,能减少氟利昂的排放,能减缓臭氧空洞的生成,D正确,不符合题意。
6.【答案和详解】 答案:C
该电池的本质是Al还原Ag2S,Al为还原剂,负极,银饰为正极,A正确,不符合题意;
阳离子向正极银饰方向移动,B正确,不符合题意;
根据电子守恒,0.9g Al反应,失0.1ml e¯,将有0.05ml Ag2S被还原生成,C不正确,符合题意;
Ag2S被还原,发生反应方程式为:D正确,不符合题意。
7.【答案和详解】 答案:D
A、铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸会形成致密氧化膜,阻止内层金属的反应,A正确,不符合题意;
B、肥皂所含有的表面活性剂(如烷基磺酸根离子)一端有极性,另一端没有极性,在水中会形成亲水基团向外,疏水基团向内的胶束,包裹油渍而去污,B正确,不符合题意;
C、水垢的主要成分为碳酸钙、氢氧化镁等,利用柠檬酸的酸性大于碳酸的酸性可将水垢溶解,C正确,不符合题意;
D、明矾在水处理过程中,是利用Al3+在水里水解生成Al(OH)3胶体而吸附水中悬浮杂质而沉降,明矾只作为净水剂,D不正确,符合题意。
8.【答案和详解】 答案:B
根据有机物的结构式可知,克拉维酸具有羟基、羧基、醚键和酰胺基及碳碳双键5种官能团,前4种为含氧官能团,A正确,不符合题意;
1ml有机物分子中含有1ml羧基和1ml酰胺基,能跟2mlNaOH溶液反应,B不正确,符合题意;
分子内含有碳碳双键,且双键碳上所连的原子不相同,存在顺反异构体 ,C正确,不符合题意;
克拉维酸含有连接在端位碳原子上的羟基,能在铜或银作催化剂和加热的条件下被氧化生成醛,D正确,不符合题意。
9.【答案和详解】 答案:A
氯气与水反应生成盐酸与次氯酸,盐酸使石蕊变红,次氯酸因氧化漂白滤纸,而不是氯气使石蕊褪色,A不正确,符合题意;
氯气与NaOH溶液反应的离子方程式为:2OH¯+Cl2==Cl¯+ClO¯+H2O,B正确,不符合题意;
氯气与FeCl2溶液反应方程式为:Cl2+2FeCl2==2FeCl3,与KI反应的方程式为:Cl2+2KI==2KCl+I2氯气做氧化剂,体现氧化性,C正确,不符合题意;
浓盐酸与KMnO4反应除生成Cl2外,还生成MnCl2和水,体现了盐酸的还原性及酸性,不符合题意。
10.【答案和详解】 答案:B
a为Fe、b为FeO、c为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、e为Fe2+、f为Fe3+,Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3+→Fe2+→Fe(OH)2可以转化,A正确,不符合题意;
b为FeO黑色,铁红是Fe2O3,B不正确,符合题意;
用FeCl3制备胶体,方法是:将5~6滴FeCl3饱和溶液滴入40mL煮沸蒸馏水中,继续加热至液体程,C正确,不符合题意;
陨铁是人类使用最早的铁单质,D正确,不符合题意。
11.【答案和详解】 答案:C
详解:A. Cl2中的共价键是2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的,称为p-p σ键,A错误;
见量化摩,选项中只有NaCl溶液的浓度,没有说明溶液体积,无法计算出NaCl的物质的量,因此无法明确Na+的物质的量,B错误;
标准状况下,11.2L气体的物质的量为0.5ml,H2+Cl2 = 2HCl,反应前后气体均为双原子分子,且气体分子数不变,因此原子数为NA,C正确;
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O,Cl2与NaOH反应为歧化反应,1mlCl2与足量NaOH反应,转移电子数为NA,D错误。
12.【答案和详解】答案:A
详解:A. 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,根据上述两个反应,过氧化钠可以在呼吸面具中作为氧气来源,因此陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系;
[Cu(H2O)4]2+呈蓝色,[CuCl4]2-呈黄色,[Cu(H2O)4]2+与[CuCl4]2-溶液呈绿色,[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- ⇌ [CuCl4]2-+ 4H2O ΔH>0,加热2mL 0.5ml/LCuCl2溶液,溶液由蓝色变为绿色,陈述Ⅰ正确,但[Cu(H2O)4]2+转化为[CuCl4]2-的反应是吸热的陈述Ⅱ错误;
常温下,往装有少量AgCl悬浊液的试管中加入几滴0.1ml·L-1Ag2S溶液,有黑色沉淀生成,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀,陈述Ⅰ正确。根据数据,Ksp(AgCl)=1.77×
10-10 > Ksp(Ag2S) = 6.3×10-50,陈述Ⅱ正确,AgCl、Ag2S不是同类型的沉淀,不能从沉淀的转化比较Ksp的大小,只可得到溶解度大小。因此陈述Ⅰ与陈述Ⅱ没有因果关系;
电解质:在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物。KNO3固体不导电,陈述Ⅰ正确,但KNO3水溶液或熔融KNO3导电,KNO3是电解质,陈述Ⅱ错误。
13.【答案和详解】 答案:D
详解:D. 硫与变价金属反应生成低价金属硫化物,因此硫粉与铜粉反应生成Cu2S,D错误。
14.【答案和详解】 答案:C
详解:根据题目分析X为C元素,Y的基态原子价层电子排布式为2s22p4,为O元素。Z的基态原子价层电子排布式为3s2,为Mg元素,M为Al元素,E为Si元素。
X、Y、E的简单氢化物分别为CH4、H2O、SiH4,三种简单氢化物均为分子晶体,H2O可形成分子间氢键,沸点会相对CH4、SiH4更高,A错误;
Z、M、E分别为Mg、Al、Si,同一周期原子的第一电离能大致呈现上升趋势,但ⅡA,ⅤA元素原子的电离能比周围元素的电离能大,因此第一电离能Mg>Al,但Si的第一电离能比Mg大,B错误;
Z、M、E最高价氧化物对应水化物分别对应为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3,同一周期从左到右非金属性增强,金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,因此等浓度其水溶液的pH:Mg(OH)2>Al(OH)3>7。H2SiO3为弱酸,其水溶液pH<7,C正确;
X、E最高价氧化物分别为CO2、SiO2,CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,晶体类型不同,D错误。
15.【答案和详解】答案:C
详解:A. 从图中可以看出,生成物总能量低于反应物总能量,为放热反应,A正确;
反应的最高能垒为:(3.66+2.96)eV=6.62eV,B正确;
a处两个分子的总能量更低,更稳定,分子间静电作用力更强,C错误;
由图可知,由d到e,甲醇中氢氧键断裂,三氧化硫中硫氧键断裂,由e到f,水中的氢氧键断裂,D正确;
16.【答案和详解】答案:B
详解:经分析,左池为原电池,Zn电极为原电池负极,b电极为原电池正极,则与原电池相连的右池为电解池。与原电池负极相连的c极为电解池阴极,与原电池正极相连的d极为电解池阳极。
A.c为阴极、d为阳极,c电极的电势比d电极的电势低,A错误;
B.丙室中阳极上水失电子产生氧气,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,当电路中转移2mle-时,丙室产生氧气减少的质量16g,同时会有2ml质子转移至乙室,则丙室溶液质量减少量等于18g,B正确;
C.电解池溶液为亚硝酸盐溶液,反应物中不出现H+,电解池总反应为2NO2-+ 4H2O = 2NH3 +3O2↑+ 2OH-,C错误;
D.放电顺序:Cl->OH-,若加入NaCl,Cl-会在阳极放电产生Cl2,并不能生成H+迁移至乙室去平衡电荷,导致电解反应生成氨难以发生。可加入硫酸钠固体增强溶液导电性,D错误;
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.【答案】 (14分)
(1)饱和食盐水(1分)
(2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(1分)
(3) 3.0(1分)
(4) ,实验4中pH减小,促进平衡向右移动,增大,实验3中pH增大,平衡左移,减小 。(2分)
测定不同浓度NaClO溶液中,计算NaClO水解程度。(2分)
(5)浓度不变时,升温,褪色反应速率本身也增大。(2分)
(6)测定30℃该浓度NaClO溶液的pH (2分) (2分)
(7)碳酸钠,碳酸钠主要用途是制玻璃、制肥皂、造纸、编织等。(1分)(只要合理即可得分)
【详解】
(1)二氧化锰与浓盐酸反应,由于浓盐酸易挥发,故生成的氯气中混有氯化氢气体,B装置用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体;
(2)A中氯气与NaOH制取NaClO,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(3)3.0
(4)石蕊先变红后褪色,褪色与有关,根据次氯酸钠水解方程式,分析盐酸、NaOH对平衡的影响。浓度对水解程度影响是两个方面:一是平衡移动;二是改变体积;测得产物浓度,测定不同浓度NaClO溶液中,计算NaClO水解程度[]通过定量计算可以判断浓度对水解程度的影响;
(5)升温,对褪色有两个方面影响:一是升温,水解程度增大,增大,褪色速率增大;二是升温,褪色反应速率本身也要增大;
(6)水解平衡常数表达式起提示作用,计算水解平衡常数需要3个物理量:对应温度下水的离子积常数;起始NaClO溶液浓度、30℃时,该浓度NaClO溶液的pH、NaClO溶液中等于起始NaClO溶液浓度,分别求出3个量,代入水解平衡常数表达式中计算,,,,Kℎ=10b−2a20.1V20−10b−2a=102b−4a5×10−3V−10b−2a。
(7)碳酸钠,碳酸钠主要用途是制玻璃、制肥皂、造纸、编织等。
18.(14分)【答案】
(1)(1分)
(2)B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]-(2分);加入盐酸会增加c(H+),B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 平衡逆移,使得B(OH)3沉淀增多,起到脱硼作用(1分)
(3)①Mg(OH)2、CaSO4(1分);②5.5×10-4 (2分)
(4)蒸发浓缩、趁热过滤 或者蒸发至有较多固体析出后趁热过滤(意思相同即可)(2分)
(5)HCl或Na2CO3(1分)
(6)2Li2CO3 +4CCO3 +O2 4LiCO2 + 6CO2(2分)
(7)①6(1分);②面心(1分)
【分析】由流程可知,卤水中加入盐酸脱硼后过滤,所得滤液经浓缩结晶后得到晶体,该晶体中含有Na+、Li+、Mg2+、Cl-、SO42-等,焙烧后生成HCl气体;烧渣水浸后过滤,滤液中加生石灰(CaO)后pH提升且相当于加入Ca2+,因此产生沉淀,滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4;精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱(Na2CO3)又生成沉淀,将Mg2+和Ca2+除去,则滤渣Ⅱ为CaCO3、Mg(OH)2;精制Ⅱ所得滤液主要含有Na+、Li+、Cl-,加入饱和Na2CO3溶液后,根据相关化合物的溶解度与温度的关系图,因此所得溶液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3,最后再通过高温固相合成法进一步制备钴酸锂。
【详解】(1)C元素是27号元素,其基态原子价层电子轨道表示式为;
(2)根据题目信息可以写出B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]-,根据这个反应方程式,可以知道加入盐酸会增加c(H+),B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 平衡逆移,使得B(OH)3沉淀增多,起到脱硼作用;
(3)①精制I过程是往滤液(主要成分Na+、Li+、Cl-、SO42-)中加入生石灰(CaO),相当于pH提升且加入Ca2+,因此产生沉淀,滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4;
②精制I后溶液中Li+的浓度为2.0 ml/L,由Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3可知,则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在ml/L以下;
精制Ⅱ所得滤液主要含有Na+、Li+、Cl-,加入饱和Na2CO3溶液后,根据相关化合物的溶解度与温度的关系图,Li2CO3的溶解度随着温度升高而降低,其他的物质的溶解度随着温度的升高而升高或基本不变,因此所得溶液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3;
从图中可知,“脱硼”时加入盐酸,后在煅烧时又放出HCl气体,因此可以循环利用,“系列操作沉锂”得到滤液I主要是Na+、Cl-、CO32-,因此可以作为碳酸钠进行循环利用;
(6)根据信息可知,该过程的化学方程式2Li2CO3 +4CCO3 +O2 4LiCO2 + 6CO2;
(7)①由图1晶胞中,O位于面心,与O等距离最近的Li有6个,O原子的配位数为6;②若该晶胞以Cl为顶点,则这个图变为图2,则Li在晶胞中的位置为面心。
19.(14分)【答案】
(1)① + 247.5KJ/ml (2分) 较高温(1分)
②BC(2分)
(2) < (1分) (2分)
(3) n (2分) 24%(2分) 或 0.088(2分)
建立如下三段式:
A点时H2的转化率为=24%,
CH3OH的平衡分压为≈0.088MPa。
【详解】
(1)①根据盖斯定律,=-=75KJ/ml-(-172.5KJ/ml)= + 247.5KJ/ml
反应Ⅰ左边气体系数为2,右边气体系数为4,属于反应的熵增过程,所以△S>0,根据吉布斯自由能ΔG=△H-T△S,当△G<0时,反应能自发进行;△H<0,△S>0所以需要较高温度。
②A.恒温恒容时,向其中充入惰性气体,气体的物质的量浓度不变,因此化学平衡不发生移动,A错误;
B.反应体系的体积不变,反应混合物不都是气体,反应Ⅲ、Ⅳ中有固体物质生成,气体的质量发生改变,当气体的质量不变时,则气体的密度就不变,因此可据此判断重整反应体系已达到平衡状态,B正确;
C.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数就不变,C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,但不能使平衡发生移动,因此不能增大CH4的平衡转化率,D错误;
故选B;
(2)①该反应为放热反应,温度越高,CO2的平衡转化率越低,由图知投料比相同时,T2的二氧化碳平衡转化率更低,即T2温度更高;
②和充入2L的容器中,此时n(H2)∶n(CO2)=3∶1,如图,当投料比为3∶1时,T1温度下,二氧化碳平衡转化率为70%,生成二甲醚的物质的量为:,0~5min内的平均反应速率;
(3)增大压强,反应Ⅰ的平衡正向移动,CH3OH的选择性增大,此时H2的物质的量减小,H2O(g)的物质的量增大,反应Ⅱ的平衡逆向移动,CO的选择性减小,由于反应Ⅰ占主导地位,所以总的来说,CO2的平衡转化率增大,因此图中m表示CH3OH的选择性曲线,p表示H2的选择性曲线,表示CO2的平衡转化率的曲线是n。
采集图中数据,可得出压强为1.5MPa时,将1mlCO2(g)和3mlH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态,CO2的平衡转化率为30%,CO的选择性为30%,则CH3OH的选择性为70%,由此可建立如下三段式:
A点时H2的转化率为=24%,CH3OH的平衡分压为≈0.088MPa。
20.(14分)【答案】(14分)
(1)C8H8O ( 1分),
( 1分),对甲基苯甲醛(4-甲基苯甲醛) ( 2分)
(2)O2( 1分)
(3) (3分)每个横行满分1分
(4)ab (2分)
(5)(a) (2分)
(b) (2分)
【分析】(A)与氢气发生加成反应生成(B),在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成(C),对比和(D)的结构简式可知,到的转化发生的是氧化反应,的在1)CO2电催化、2)酸化条件下转化成(E),在一定条件下转化成阿托酸。
【详解】(1)A的结构简式为,分子式为C8H8O 。符合条件的A的同分异构体为,名称为对甲基苯甲醛(4-甲基苯甲醛)。
(2)根据原子利用率为100%,结合质量守恒定律,碳碳双键在催化剂作用下氧化生成 ,y为O2或氧气。故答案为:O2或氧气。
(3)根据化合物E 的结构特征,含有苯环、羧基、醇羟基,分析预测其可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ,与羟基相连的碳上有氢,可在铜名银催化作用下氧化生成-CHO ,或酸性KMnO4溶液中氧化生成-COOH ;含苯环,可以与H2发生加成反应,可以与液溴,催化剂作用下,发生取代反应,苯环上引入-Br;含有-COOH,可发生取代反应,具有酸的一般通性。所以表格答案可以有多个,合理的即可。
(4)a.阿托酸分子中所有碳原子均采取sp2杂化,但分子内羧基中的氧原子是sp3杂化,C-O-H呈V形,H原子不一定与其它原子共平面,故a错误。
b.化合物D、E中各还有一个饱和碳原子连接4个不一样的原子或原子团,所以各有一个手性碳原子,但阿托酸中没有,故b错误。
c.化合物E分子中含有羧基与羟基,可形成分子内氢键和分子间氢键,故c正确。
d.D的结构简式为、E结构简式为,E比D多一个碳原子、两个氧原子和两个氢原子,E中碳元素化合价降低, D得电子生成E,即发生还原反应,所以在D→E反应中,用Mg作阳极、Pt作阴极进行电解,CO2与D的反应在阴极上进行,故d正确。
观察原料与产品的结构(官能团与碳的骨架)比较,结合题干合成路线可得:在浓硫酸作催化剂、加热条件下反应生成, ,在1)CO2电催化、2)酸化条件下转化成,在浓硫酸、加热条件下生成,所以合成路线为,,。故答案是:(a);
(b) 。
A.唐代大袖襦裙
B.纯手工錾刻的金冠
C.由绿松石、粉水晶等串成的项链
D.点缀荷叶金耳坠的珍珠
选项
劳动项目
化学知识
A
试剂运输,常用铁罐车运输浓硫酸
常温下,铁遇浓硫酸钝化
B
衣物洗涤:用肥皂洗涤衣物表面的油渍
表面活性剂在水中形成胶束,包裹住油渍等污垢
C
除去水垢:往有水垢的水壶中投入柠檬酸泡腾片
柠檬酸的酸性大于碳酸的酸性
D
D自来水消毒:用明矾作自来水的消毒剂
明矾具有氧化性
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
过氧化钠可在呼吸面具中作为氧气来源
过氧化钠与H2O、CO2反应生成O2
B
加热2mL 0.5ml/LCuCl2溶液,溶液由蓝色变为绿色
[Cu(H2O)4]2+转化为[CuCl4]2-的反应是放热的
C
常温下,往装有少量AgCl悬浊液的试管中加入几滴0.1ml·L-1Ag2S溶液,有黑色沉淀生成
Ksp(AgCl) > Ksp(Ag2S)
D
KNO3固体不导电
KNO3不是电解质
序号
温度/℃
V(NaClO溶液)/mL
V(NaOH溶液)/mL
V(HCl溶液)/mL
V()/mL
褪色时间/s
1
20
10.0
0
0
5.0
2
20
5.0
0
0
10.0
3
20
10.0
2.0
0
V1
4
20
10.0
0
2.0
3.0
5
30
10.0
0
0
5.0
序号
实验内容
记录数据
6
取20.00mLNaClO溶液,用0.1000ml/L盐酸滴定至终点,测NaClO溶液的浓度
消耗盐酸体积为VmL
7
测得30℃纯水的pH
a
8
b
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
氧化反应(生成有机产物)
b
H2,催化剂,加热
____________反应
c
____________反应
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
D
D
C
C
C
D
B
题号
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
A
B
C
A
D
C
C
B
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
O2,催化剂,加热
-CHO或
氧化反应(生成有机产物)
b
H2,催化剂,加热
或
_加成(或还原)_反应
c
浓硫酸,加热
-CH=CH2或
_消去_反应
c
乙醇,浓硫酸,加热
浓硫酸,加热
浓HBr,加热
-COOC2H5
或两分子间形成二酯或两分子间形成醚;
-CH2-Br 或
_取代_反应
c
Na,
置换_反应
c
NaOH,
中和_反应
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