湖南省常德市2021年高考化学3月模拟试卷及答案
展开这是一份湖南省常德市2021年高考化学3月模拟试卷及答案,共19页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
高考化学3月模拟试卷
一、单选题
1.下列相关化学用语表示正确的是( )
A. HClO的结构式:H—Cl—O B. 甲烷的比例模型:
C. 中子数为18的氯的核素: Cl D. CH3Cl的电子式:
2.化学与生活息息相关,下列说法错误的是( )
A. “煤改气”“燃煤脱硫”等有利于改善环境 B. 二氧化氯泡腾片遇水产生ClO2用于杀菌消毒
C. “嫦娥五号”使用的氧化铝陶瓷属于金属材料 D. “凡铁分生熟……既炒则熟”指的是氧化除碳
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 标准状况下,22.4LNO2中含原子数为2NA
B. 138gC2H5OH中含极性键的数目为20NA
C. 标准状况下,11.2LCl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
D. 向1L1mol·L-1的NH4Cl溶液中加氨水至中性,此时溶液含NH 数目为NA
4.人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合,更易与CO结合使人体中毒,涉及原理如下:
①Hb(aq)+O2(g) HbO2(aq) ΔH1<0
②Hb(aq)+CO(g) HbCO(aq) ΔH2<0
③HbO2(aq)+CO(g) HbCO(aq)+O2(g) ΔH3<0
下列说法错误的是( )
A. ΔH1<ΔH2
B. 反应①、②在一定温度下均能自发进行
C. 刚从平原到高原时,人体血液中c(HbO2)将降低,使人体因缺氧而不适
D. 将CO中毒的人转至高压氧仓中治疗,反应③平衡逆向移动而缓解症状
5.下列实验操作、现象、结论均正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向某盐溶液中滴加NaOH溶液,微热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体
试纸变蓝
原溶液含有NH
B
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡
产生白色沉淀
非金属性:Cl>Si
C
向Cu与浓硫酸反应并冷却后的试管中缓慢加入冷水
溶液变蓝
证明产物含有CuSO4
D
将AgCl悬浊液静置,取上层清液,滴入少量稀NaI溶液
出现黄色沉淀
Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
A. A B. B C. C D. D
6.下列离子方程式书写正确的是( )
A. Cl2遇冷的NaOH溶液:3Cl2+6OH-=5Cl-+ClO +3H2O
B. 向NH4Al(SO4)2溶液滴入过量NaOH溶液:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
C. 向Na2CO3溶液中通入过量SO2:CO +2SO2+H2O=CO2+2HSO
D. 将H2C2O4溶液滴入酸性KMnO4溶液:5C2O +2MnO +16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
7.短周期元素R、X、Y、Z、W原子序数依次递增,R、Z、W不同周期,原子序数:X+Z=W+2R。近日,我国学者以XZ2和Y2为主要原料合成了物质M,其结构简式如图。下列说法正确的是( )
A. 气态氢化物稳定性:Y>Z B. X、Y的氧化物的水化物均为弱酸
C. X、Y、Z分别与R可形成18e-分子 D. 工业上,电解熔融W与Z的化合物制得W的单质
8.合成新型多靶向性的治疗肿瘤的药物索拉非尼的部分流程如图。
下列叙述错误的是( )
A. X结构中所有原子可能共面 B. 上述转化过程均属于取代反应
C. X中环上二氯代物有6种 D. 1molZ最多可与4molH2发生加成反应
9.以非水溶性钾长石(K2O×Al2O3×6SiO2)为原料提取Al2O3、K2CO3等物质的流程如图:
下列说法错误的是( )
A. “浸液”中金属阳离子主要有K+、Na+、Al3+
B. “碱化”反应为:OH-+HCO =CO +H2O
C. “过滤”所需玻璃仪器:普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D. Na2CO3、CO2可在流程中循环利用
10.消除天然气中H2S是能源领域的热点,利用CuFe2O4表面吸附H2S时,华中科技大学李钰等研究表明有两种机理途径,如图所示。
下列说法错误的是( )
A. 该吸附过程释放能量 B. 途径1历程中最大活化能为204.5kJ·mol-1
C. H2S*=HS*+H*的速率:途径1>途径2 D. CuFe2O4在吸附过程中提供了O原子
11.近日,我国报道了利用Heck偶联反应合成肉桂酸酯类化合物的方法,其可能反应的机理如图,其中Ph表示苯基: 。
下列说法错误的是( )
A. g为催化剂
B. 若用乙烯替换d,最终可得到产物
C. 该催化循环中Pd的成键数目发生变化
D. 步骤Ⅴ的化学方程式为CH3COOCu+CH3COOH+O2→(CH3COO)2Cu+2H2O
二、多选题
12.氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(起始未加入氨硼烷之前,两极室内液体质量相等),该电池工作时的总反应为NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法错误的是( )
A. b极为正极
B. 电池工作时,H+通过质子交换膜向右移动
C. a极反应式为NH3·BH3-6e-+6OH-=NH +BO +4H2O
D. 当加入6.2gNH3·BH3(假设全部消耗)时,左右两极室内液体质量差为5g
13.常温下,向20mL浓度均为0.1mol·L-1的HA与NaA的混合溶液中,分别滴加浓度均为0.1mol·L-1的HCl、NaOH两种溶液,混合溶液的pH变化情况如图所示。已知Ka(HA)=10-4.76。下列说法正确的是( )
A. 滴加HCl溶液的曲线为Ⅰ B. 水的电离程度:b>a>c
C. d点时,lg =5.24 D. b点溶液中存在:c(Na+)=2[c(A-)+c(HA)]
14.某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应,静置后取上层清液于试管中,将KSCN溶液滴加到清液中,瞬间产生白色沉淀,局部出现红色,振荡试管,红色又迅速褪去。
已知:①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色)速率很慢
②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl速率很快
③(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似
下列说法正确的是( )
A. 用KSCN溶液检验Fe3+时,Cu2+的存在会对检验产生干扰
B. 局部出现红色的主要原因是溶液中Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+
C. 白色沉淀为CuCl,是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D. 红色迅速褪去是因为Cu2+与SCN-发生反应②,使Fe3++3SCN- Fe(SCN)3平衡逆向移动
三、综合题
15.以金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)为原料回收镍钴生产NiSO4·7H2O和CoCl2·6H2O的工艺如图:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Co3+
Co2+
Fe3+
Fe2+
Ni2+
开始沉淀的pH
0.3
7.2
1.5
6.3
6.9
沉淀完全的pH
1.1
9.2
2.8
8.3
8.9
②常温下,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7。
回答下列问题:
(1)将废料研磨成粉的作用是________。
(2)理论上“除铁”需控制pH的范围为________,“滤渣2”中除Fe(OH)3外,还有少量黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12],写出Fe3+生成黄钠铁矾的离子方程式:________。
(3)写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式:________。“镍钴分离”后溶液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1 , 若“滤液2”中c(CO )=10-5mol·L-1 , 则沉镍率=________[沉镍率= ]。
(4)“转化”时产生的气体为________。
(5)碱性镍氢电池是国产比亚迪汽车车载电池之一,其电池反应为:NiOOH+MH Ni(OH)2+M。放电时,负极反应式为________。
16.实验室制备合成农药、医药的重要中间体三氯乙醛(CCl3CHO)的装置示意图如图(加热装置略去):
已知:
①制备原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl。
②CCl3CHO易被HClO氧化生成CCl3COOH。
(1)仪器D的名称是________,A中发生反应的化学方程式为________。
(2)下列各装置能代替图中E的是________(填标号)。
(3)制备装置中存在一处缺陷,该缺陷是________。
(4)测产品纯度:称取产品mg配成待测溶液,加入amol·L-1碘标准溶液20.00mL,加入指示剂,再加入适量Na2CO3溶液(CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑),反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用bmol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2S2O =2I-+S4O )。进行三次平行实验,所得滴定数据如表所示。
第一次
第二次
第三次
滴定前读数/mL
0.00
0.12
0.20
滴定后读数/mL
19.98
21.52
20.22
①指示剂为________。
②产品的纯度为(写表达式)________。
17.含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。回答下列问题:
已知:
Ⅰ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)DH1=-483.6kJ·mol-1
Ⅱ.N2(g)+O2(g) 2NO(g)DH2=+180.5kJ·mol-1
Ⅲ.2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g)
(1)反应Ⅲ的正反应活化能为EakJ·mol-1 , 则逆反应活化能为________kJ·mol-1(用含Ea的式子表示)。
(2)我国学者在刚性容器中按投料比 =1发生反应Ⅲ,不同催化剂条件下,反应相同时间测得NO转化率与温度的关系,如图。
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填标号)。
A.2v逆(NO)=v正(N2)
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②使用催化剂乙时,NO转化率随温度升高先增大后减小的可能原因是________。
③研究表明该反应v=kcm(H2)c2(NO),其中k为速率常数,与温度、活化能有关。T1℃的初始速率为v0 , 当H2转化率为50%时,反应速率为 ,由此可知m=________。设此时反应的活化能为Ea' , 不同温度T1、T2条件下对应的速率常数分别为k1、k2 , 存在关系:lg =- ( - )(R为常数)。据此推测:活化能越大,升高温度,速率常数增大倍数________(填“越大”、“越小”或“不变”)。
(3)氨气可还原氮氧化物,工业上常利用反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)DH<0合成氨气,在30MPa、不同物质的量分数(75%的H2和25%的N2;67.5%的H2、22.5%的N2和10%的惰性气体)条件下进行实验,测得平衡时,NH3体积分数与温度的关系如图。
物质的量分数为75%的H2和25%的N2对应的曲线是________(填“a”或“b”)。
②M点,该反应的压强平衡常数Kp=________(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
18.近日,复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7。回答下列问题:
(1)基态Fe2+的价电子排布式为________。
(2)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO 的空间构型为________,研究表明,该负极材料发生反应:Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+ , Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+:Fe3+=________。
(3)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。
①铁氰化钾中不存在的作用力有________(填标号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.配位键 f.氢键
②1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm,则熔点:NiO________(填“<”、“=”或“>”)FeO,试说明判断理由________。
(5)一种铁氮化合物具有高磁导率,密度为ρg·cm-3 , 其结构如图所示:
①该铁氮化合物的化学式为________。
②计算Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为________cm3。
19.阔苞菊酮(J)是一种植物生长抑制剂,其中一种合成路线如图:
回答下列问题:
(1)J中含氧官能团的名称为________。
(2)A的结构简式为________。
(3)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。则D中含有________个手性碳。
(4)E→F的反应类型是________。
(5)G→H属于取代反应,写出另一种有机产物的名称:________。
(6)F与乙二酸一定条件下反应得到高聚酯的化学方程式:________。
(7)写出符合下列条件E的的同分异构体的结构简式________ (任写两种)。
a.含苯环b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1
(8)参照上述合成路线,设计以 和 为原料,制备 的合成路线________(无机试剂任选)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【解答】A.HClO的结构式:H—O—Cl,A项不符合题意;
B.甲烷的比例模型: ,B项符合题意;
C.中子数为18的氯的核素: Cl,C项不符合题意;
D.CH3Cl的电子式: ,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.HClO中O在中间;
B.甲烷为四面体形,C原子半径大于H原子;
C.中子数=质量数-质子数;
D.Cl需要表示出8个最外层电子。
2.【答案】 C
【解析】【解答】A.“煤改气”“燃煤脱硫”等可以减少污染物的排放,有利于改善环境,A项不符合题意;
B.ClO2具有强氧化性,可用于杀菌消毒,B项不符合题意;
C.氧化铝陶瓷属于非金属材料,C项符合题意;
D.生铁的含碳量较高,生铁炒熟主要是降低了生铁中的碳含量,D项不符合题意;
故答案为C。
【分析】 A.“煤改气”“燃煤脱硫”可以减少污染物的排放;
B.ClO2具有强氧化性;
C.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料;
D.生铁中含碳量高,既炒则熟指的是氧化除碳。
3.【答案】 D
【解析】【解答】A.标准状况下二氧化氮不是气体,22.4LNO2的物质的量不是1mol,含有的氧原子数不是2NA , 故A不符合题意;
B.一个乙醇分子中含有一个C-C键、一个C-O键、一个O- H键和5个C-H键,除C-C键属于非极性键外,其他都是极性键,因此一个乙醇分子含有7个极性键,138gC2H5OH的物质的量为3mol,含有的极性键数为21NA , 故B不符合题意;
C.氯水中含有氯元素的微粒有Cl2、Cl-、HClO和ClO- , 标准状况下11.2L Cl2的物质的量为0.5mol,含有0.5molCl,其水溶液中存在的物料守恒关系为:2N(Cl2)+N(HClO)+N(Cl- )
+N(ClO-)=NA , 故C不符合题意;
D.1L1mol·L-1 NH4Cl溶液中溶解了1molNH4Cl,含有1molCl- , 溶液中存在的电荷守恒关系为: 加入氨水至溶液呈中性,c(H+) = c (OH-),则
,因此该溶液中NH 与Cl-的数目相等,含NH 数目为NA , 故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.一个NO2分子中含有3个原子;
B.一个C2H5OH分子中含5个C-H键,1个C-O键,1个O-H键,共含有7个极性键;
C.氯气与水的反应为可逆反应;
D.由电荷守恒分析。
4.【答案】 A
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,反应③可由反应②减反应①所得,ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,则ΔH2<ΔH1 , A项符合题意;
B.反应①与反应②均是熵减反应,由ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知,反应①与反应②在较低温度能自发进行,B项不符合题意;
C.从平原初到高原,氧气含量减少,反应③正向移动,则人体血液中c(HbO2)降低,C项不符合题意;
D.CO中毒的人体血液中c(HbCO)增大,转到高压氧仓中,反应③平衡逆向移动,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 A.由盖斯定律计算;
B.△H-T△S<0的反应可自发进行;
C.从平原到高原压强减小、温度减小;
D.把CO中毒的人转到高压氧仓中,c(O2)增大。
5.【答案】 A
【解析】【解答】A.湿润的红色石蕊试纸检验气体显示试纸变蓝,证明该气体为氨气,铵根离子和碱在加热的条件下会产生氨气,所以原溶液中存在铵根离子,A项符合题意;
B.将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,产生白色沉淀,说明稀盐酸的酸性大于硅酸,由于盐酸不是氯的最高价氧化物对应的水化物,所以无法比较非金属性,B项不符合题意;
C.铜和浓硫酸反应后,溶液中仍然存在大量的浓硫酸,需要将反应后的溶液慢慢加入盛有水的烧杯中,边加边搅拌,防止放热液体飞溅,C项不符合题意;
D.将氯化银悬浊液静置,取上层清液,滴入少量稀碘化钠溶液出现黄色沉淀,说明氯化银白色沉淀转化成了碘化银黄色沉淀,由于沉淀会向更难溶的方向生成,所以Ksp(AgI)
【分析】 A.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
B.盐酸为无氧酸;
C.应将反应后混合物注入水中;
D.发生沉淀的转化。
6.【答案】 C
【解析】【解答】A.氯气和冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠和水,不是氯酸钠,A不符合题意;
B.硫酸铝铵溶液中加入过量的氢氧化钠,铝离子和铵根离子都反应,B不符合题意;
C.碳酸钠中通过过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,C符合题意;
D.草酸不能写成离子形式,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.Cl2与热的NaOH溶液发生氧化还原反应生成 NaClO3 , 与冷的NaOH溶液发生氧化还原反应生成 NaClO;
B.过量NaOH和 NH4Al(SO4)2 反应时,铵根离子和铝离子都反应且分别生成一水合氨、AlO2-;
C.二氧化硫过量,反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳;
D.草酸被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳,自身被还原为锰离子, H2C2O4 为弱酸,应写化学式。
7.【答案】 C
【解析】【解答】A.氧元素非金属性比氮强,所以氨气和水比较,水的稳定性强, A不符合题意;
B.碳的最高价氧化物对应的水化物为碳酸,为弱酸,氮的最高价氧化物对应的水化物为硝酸,是强酸,B不符合题意;
C.C2H6和N2H4、H2O2都为18电子的分子,C符合题意;
D.工业上电解熔融的氯化镁制取金属镁,而不是电解氧化镁,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】短周期元素R、X、Y、Z、W原子序数依次递增,R、Z、W不同周期,说明R为第一周期,为氢元素,Z为第二周期,W为第三周期,结合M的结构分析,Y形成三个共价键,为氮元素,X形成四个共价键,为碳元素,Z形成两个共价键,为氧元素,根据X+Z=W+2R分析W的原子序数为12,为镁。
8.【答案】 D
【解析】【解答】A.对于X物质即 ,不存在sp3杂化的C,所有原子可能共面,A项不符合题意;
B.X中的羟基和六元环上的H被氯原子取代,-NHCH3取代了Y中的氯原子,故上述转化过程均为取代反应,B项不符合题意;
C.X中苯环上二氯代物共有六种,分别为 、 、 ,C项不符合题意;
D.碳氧双键不能发生加成反应,故1mol Z最多可与3mol H2发生加成反应,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.旋转碳氧单键,可以使-COOH中原子共面,旋转碳碳单键可以使羧基的平面与六元环平面重合;
B.反应中单键断裂,又形成新的单键;
C.X的环上有4种氢,任意2个H原子被取代有6种情况;
D.只有六元环能与氢气发生加成反应。
9.【答案】 A
【解析】【解答】A.高温下,氧化铝与碳酸钠发生反应,生成偏铝酸钠,故此时铝的存在形式为偏铝酸根,A项符合题意;
B.过量二氧化碳使溶液中存在大量的碳酸氢根离子,故OH-+HCO =CO +H2O,B项不符合题意;
C.“过滤”需要的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒,C项不符合题意;
D.从流程图可知,煅烧时加入碳酸钠,过滤时析出碳酸钠,在调节pH值时加入了二氧化碳,但是在煅烧时生成了二氧化碳,故二氧化碳和碳酸钠可以循环利用,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】钾长石中加入碳酸钙和碳酸钠,生成了偏铝酸钠,钾离子,二氧化硅;过滤可得二氧化硅和过量的碳酸钙;在浸液中加入过量的二氧化碳调节pH值,将生成的氢氧化铝过滤,再加入氢氧化钠进行碱化,将溶液中的碳酸氢根离子转换成碳酸根离子,最后结晶过滤得到碳酸钠晶体和碳酸钾溶液,完成分离。
10.【答案】 C
【解析】【解答】A.该吸附过程相对能量下降,所以为释放能量,A项不符合题意;
B.途径1最大活化能为-362.6-(-567.1)= 204.5kJ·mol-1 , B项不符合题意;
C.H2S*=HS*+H*中,活化能途径1>途径2,活化能越大,反应速率越慢,则反应速率途径1<途径2,C项符合题意;
D.在吸附过程中CuFe2O4提供了O原子,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A.该吸附过程中,反应物的总能量大于生成物的总能量;
B.途径1历程中最大活化能为-362.6-(-567.1)= 204.5kJ·mol-1;
C.活化能越大,反应速率越小;
D.吸附过程中有O原子参加。
11.【答案】 D
【解析】【解答】A.根据反应机理图可知,反应物g与 经一系列反应重新生成g,则g为催化剂,A说法不符合题意;
B.根据步骤III、IV,反应为 ,生成物为 ,若用乙烯替换d,最终可得到产物 ,B说法不符合题意;
C.物质g中,Pd成键数目为4,物质b、c、e中,Pd成键数目为2,则该催化循环中Pd的成键数目发生变化,C说法不符合题意;
D.步骤Ⅴ中CH3COOCu、CH3COOH、O2反应生成(CH3COO)2Cu、H2O,化学方程式为4CH3COOCu+4CH3COOH+O2→4(CH3COO)2Cu+2H2O,D说法符合题意;
故答案为D。
【分析】 A.g为步骤的反应物、步骤Ⅳ的生成物;
B.由信息可知,c、d发生取代反应生成f;
C.反应中Pd的成键数目分别为2、3、4;
D.方程式没有配平。
二、多选题
12.【答案】 C,D
【解析】【解答】A.a极失电子为负极,b极得电子为正极,A项不符合题意;
B.a极生成氢离子,b极消耗氢离子,故电池工作时,H+通过质子交换膜向右移动,B项不符合题意;
C.a极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-= + +6H+ , C项符合题意;
D.6.2gNH3·BH3的物质的量为 ,生成的氢离子的物质的量为1.2mol,b极增加1.2mol氢离子,故当加入6.2gNH3·BH3时,左右两极室内液体质量差为6.2g-1.2mol×2×1g/mol=3.8g,D项符合题意;
故答案为:CD。
【分析】电池工作时的总反应:NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O;
负极:NH3·BH3+2H2O-6e-= + +6H+
正极:H2O2+2H++2e-=2H2O。
13.【答案】 B,C
【解析】【解答】A.氯化氢显酸性,加入氯化氢溶液pH降低,所以应为曲线Ⅱ,A项不符合题意;
B.a.c对比,由A知,c处氢离子浓度大于a处氢离子浓度,氢离子会抑制水的电离,所以a处水的电离程度大于c处水的电离程度;b点时,氢氧化钠与HA恰好完全反应,此时溶液中仅为NaA,已知HA为弱酸,则b点时,A-水解促进水的电离,b处水的电离程度大于a,B项符合题意;
C.d点时,氢氧根粒子浓度为10-4mol/L,氢离子浓度为10-10mol/L,由于 ,所以 ,因此 ,所以lg =5.24,C项符合题意;
D.起始溶液与滴加的氢氧化钠溶液中,钠离子的浓度为0.1mol/L,起始时 ,因此 ,加入20mL氢氧化钠溶液后, ,故 ,D项不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】 向HA与NaA的混合溶液中滴加NaOH,HA+NaOH=NaOH+H2O,溶液碱性增强,pH增大,故曲线Ⅰ为滴加NaOH溶液;向HA与NaA的混合溶液中滴加HCl,NaA+HCl=HA+NaCl,溶液酸性增强,pH减小,故曲线为滴加HCl溶液;b点时,加入NaOH20mL,HA与NaOH恰好反应,溶液为NaA溶液;c点时,HA与HCl恰好反应,溶液为NaA溶液;a点时加入10mLHCl,溶液为NaA和HA混合溶液。
14.【答案】 A,D
【解析】【解答】A.用 KSCN 溶液检验 Fe3+时,根据2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,Cu2+存在干扰,故A符合题意;
B.红色物质是 Fe(SCN)3 , (SCN)2为拟卤素,化学性质和氯气相似,说明也具有氧化性,溶液中的 Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成 Fe3+ , 故B不符合题意;
C.Cu(过量)与 FeCl3溶液反应,得到的是氯化铜和氯化亚铁,在Cu过量时,继续反应CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色),溶液中一定存在亚铁离子,可能会存在铜离子存在,一定会出现2CuCl↓(白色),故C不符合题意;
D.Cu只要和Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+ , Cu2+就会与SCN−反应,故红色褪去也有可能是溶液中的SCN−被消耗,从而使Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆移,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】 A.根据已知的信息:2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl分析;
B.(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似,说明也具有氧化性;
C. ①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色) ②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,确定白色沉淀的可能组成;
D.Cu和Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+ , 2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl 速率很快。
三、综合题
15.【答案】 (1)增大固液接触面积,加快酸溶速率,提高原料利用率
(2)2.8~6.9或2.8≤pH<6.9;6Fe3++4SO +2Na++12OH-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓
(3)ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+;99%或0.99
(4)Cl2
(5)MH-e-+OH-=M+H2O
【解析】【解答】(1)将废料研磨成粉可以增大接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;
(2)根据分析,“除铁”需控制pH的范围为2.8~6.9或2.8≤pH<6.9;根据流程可知,黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的形成需要Fe3+、SO 、Na+、OH- , 反应的离子方程式为6Fe3++4SO +2Na++12OH-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓;
(3)根据分析,钴镍分离时发生的反应为ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+;c(CO )=10-5mol/L,根据Ksp(NiCO3)=1.0×10-7可知,c(Ni2+)= =0.01mol/L,沉镍率= = =0.99;
(4)根据分析,转化时Co(OH)3将HCl氧化,HCl转化为Cl2;
(5)根据NiOOH+MH Ni(OH)2+M可知,MH为吸附了H原子的合金,M和H均为0价,放电时MH中0价的H失电子生成H2O,电极反应为MH-e-+OH-=M+H2O;
【分析】金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)中加入HNO3、H2SO4的混合液,金属转化为阳离子溶解在溶液中,Ni、Co转化为Ni2+、Co2+ , Fe被HNO3氧化为Fe3+ , 金刚砂(SiC)不与酸反应,滤渣1是SiC;滤液1加NaOH调pH,此时需让Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,但不能使Ni2+、Co2+沉淀,因此pH需控制为2.8~6.9,滤渣2为Fe(OH)3;滤液中再加NaClO将Co2+氧化为Co(OH)3 , 反应的离子方程式为ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+;再加Na2CO3 , 将Ni2+转化为NiCO3沉淀,离子方程式为Ni2++ =NiCO3 ;NiCO3中加H2SO4 , 反应生成NiSO4 , 经蒸发浓缩、冷却结晶,可得NiSO4∙7H2O;钴镍分离后得到的Co(OH)3加浓HCl,可将三价的Co还原为二价,得到CoCl2 , 经蒸发浓缩、冷却结晶,可得CoCl2∙2H2O。
16.【答案】 (1)球形冷凝管;MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)bc
(3)缺少干燥Cl2的装置,导致副产物CCl3COOH增多(或BC之间增加干燥装置;或BC之间、DE之间均增加干燥装置)
(4)淀粉溶液;或 %或 %
【解析】【解答】(1)仪器D是球形冷凝管;A中发生的反应为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)HCl极易溶于水,为防止发生倒吸,可使用b和c吸收尾气同时防止倒吸;a装置将导管直接插入液面以下,会发生倒吸;d装置是一个封闭装置,没有和外界大气相通,存在安全隐患,不能选用;
(3)该装置BC之间缺少干燥氯气的装置,若氯气中含有水分,氯气与水发生反应,生成的次氯酸会氧化CCl3CHO,导致副产物增多;
(4)①淀粉溶液遇碘单质会变蓝;
②第一次滴定消耗硫代硫酸钠溶液的体积为19.98mL,第二次滴定消耗硫代硫酸钠溶液的体积为21.52-0.12=20.4mL,第三次滴定消耗硫代硫酸钠溶液的体积为20.22-0.2=20.02mL,第二次的数值偏差较大,应舍去;则消耗硫代硫酸钠的体积为20mL,其物质的量为bmol/L×0.02L=0.02bmol,根据 可知,剩余I2的物质的量为 ,与HCOO-反应的I2的物质的量为0.02amol-0.01bmol,则产品CCl3CHO的物质的量为(0.02a-0.01b) mol,其纯度为 或 %或 %;
【分析】浓盐酸与二氧化锰发生反应生成氯气,反应方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;氯气与乙醇发生反应生成三氯乙醛(CCl3CHO),制备原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl。
17.【答案】 (1)Ea+664.1
(2)CD;该反应未达平衡,温度低于350℃时,温度升高,NO转化率随着化学反应速率增大而增大;温度高于350℃时,催化剂失活或活性降低;1;越大
(3)a;或0.0059或0.006
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得反应Ⅲ的 ,而 正反应活化能-逆反应活化能=-664.1kJ/mol,所以逆反应活化能= (Ea+664.1)kJ/mol;
(2)①A.若正反应速率=逆反应速率说明反应达到平衡状态。而v逆(NO):v正(N2)=2:1,所以v逆(NO)= 2v正(N2),A项不正确;
B.混合气体的密度= ,该容器为恒容所以体积不变,而混合气体的总质量也不变,所以混合气体的密度任何时候都不发生改变,故不能判定反应是否达到平衡状态,B项不正确;
C.该反应是一个气体体积减小的反应,平衡之前,容器内的压强随反应的进行不断变化,当反应达到平衡后,容器内的压强随反应的进行不断变化,当反应达到平衡后,容器内的压强不再发生改变,C项正确;
D.混合气体的相对分子质量= ,混合气体的质量恒定不变,但是平衡前,混合气体的物质的量一直发生变化,所以相对分子质量也在改变。若相对分子质量不变,则说明该反应达到平衡状态,D项正确;
②使用催化剂乙时,NO转化率随温度升高先增大后减小的原因为该反应未达平衡,温度低于350℃时,温度升高,NO转化率随着化学反应速率增大而增大;温度高于350℃时,催化剂失活或活性降低;
③温度为T1时,假设初始氢气和一氧化氮的物质的量都为1mol,容器的体积为1L,那么氢气和一氧化氮的初始浓度为 ,所以 ,而当氢气的转化率为50%时, ,此时的速率 ,解得m=1,根据速率常数存在的关系式可以得到,活化能越大,升高温度,等号右侧的值就越小,那么 就越小,说明 的值就越大,那么k2>k1 , 所以速率常数增大的倍数也是越大的;
(3)①温度相同的条件下,反应物的浓度越大,生成的产物越多。从图2中可以看到,当温度相同时,曲线a位于曲线b的上方,那么说明曲线a代表的应该是75%的氢气和25%的氮气;;
②根据题意可知,初始时氢气的分压为: ,氮气的分压为: ,假设平衡时氮气的变化分压为x MPa,那么氢气的变化分压为3x MPa,氨气的变化分压为2x MPa,则有: ,平衡时氨气的体积分数 ,解得 ,则该反应的压强平衡常数 。
【分析】
(1)根据盖斯定律以及正反应活化能-逆反应活化能计算;
(2)①判定可逆反应是否达到化学平衡状态,一般有以下两种方法:
1、v正=v逆 , 即正逆反应速率相等;
2.变量不变,包括某组分的含量、气体的颜色、密度、平均相对分子质量、体系的总压强等。
②根据平衡以及催化剂活性分析;
③假设初始H2和NO的物质的量都为1mol,容器的体积为1L,根据题意计算;
(3)①根据温度相同的条件下,反应物的浓度越大,生成的产物越多分析;
②根据三段式以及Kp=计算。
18.【答案】 (1)3d6
(2)正四面体形;1:1
(3)cf;12NA
(4)>;NiO、FeO属于离子晶体,Ni2+离子半径小,NiO晶格能大,熔点高
(5)Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N或Fe4N;
【解析】【解答】(1)Fe2+核外有24个电子,基态Fe2+的价电子排布式为3d6;
(2)磷酸根离子是正四面体结构,中心原子是P,周围有4个O原子,价电子对= ,孤电子对为0,所以应为正四面体;Na3Fe2(PO4)P2O7该物质可以失电子生成Na2Fe2(PO4)P2O7 , Na2Fe2(PO4)P2O7失电子生成NaFe2(PO4)P2O7 , 故可以推测出,Na3Fe2(PO4)P2O7中有两个亚铁离子,NaFe2(PO4)P2O7有两个铁离子,故Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+:Fe3+=1:1;
(3)①铁氰化钾属于离子化合物,阴阳离子间存在离子键,C、N以三键形式结合,含有π键和 键,C、N形成的化学键为极性共价键,Fe3+与CN-间以配位键结合,铁氰化钾中不存在的作用力有非极性共价键和氢键;
②在配合物 中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有1个共价键,所以1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为12NA;
(4) NiO、FeO属于离子晶体,离子晶体中,离子半径越小,熔点越高,Ni2+离子半径比亚铁离子小,NiO晶格能大,故NiO熔点高;
(5)①根据晶胞图示可得,N:1,Fe(Ⅱ):6× =3,Fe(Ⅲ):8× =1,故该铁氮化合物的化学式为Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N;
②四棱锥的体积= ×底面积×高,正八面体=2×四棱锥,四棱锥的底面各个顶点在正方体截面的中心,故四棱锥的底面积等于正方体的底面积的一半,四棱锥的高为正方体的边长的一半,故八面体的体积=2× ×底面积×高=2×( ×边长2× ×边长× )= ×正方体体积,正方体体积= = = ,八面体的体积= ×正方体体积= × = 。
【分析】
(1)根据Fe2+核外有24个电子分析;
(2)根据价层电子对互斥理论计算P的杂化方式;根据失电子数分析;
(3)①非极性共价键是同种元素形成的,氢键是分子间作用力;
②配位键是σ键,三键中有一条σ键;
(4)离子晶体中,离子半径越小,熔点越高;
(5)①根据均摊法计算;
②根据四棱锥的体积= ×底面积×高,正八面体=2×四棱锥计算。
19.【答案】 (1)羟基、羰基或酮基
(2)
(3)2
(4)氧化反应
(5)甲醇
(6)n +nHOOCCOOH +(2n-1)H2O
(7)、 、 、
(8)
【解析】【解答】(1)根据J的结构简式,其含有的官能团为羟基、羰基和碳碳双键,故含氧官能团的名称为羟基、羰基或酮基;
(2)分析可知,A的结构简式为 ;
(3)D 中标注的碳原子连有4个不同的原子或基团时,为手性碳原子,个数为2;
(4)对比E、F的结构简式,E中碳碳双键中一条化学键断开,引入2个羟基,则E→F的反应类型为氧化反应;
(5)G→H属于取代反应,生成H和CH3OH,名称为甲醇;
(6)F中含有2个羟基,与乙二酸一定条件下反应得到高聚酯 ,化学方程式为n +nHOOC-COOH +(2n-1)H2O;
(7)E的分子式为C12H18O,其同分异构体a.含苯环,b.核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1,则其为对称结构,峰面积为9,为3个等效的-CH3 , 峰面积为6,为2个等效的-CH3 , 苯环上2个H原子等效,则结构简式为 、 、 、 ;
(8)根据合成路线G→J, 和 反应生成 , ,则流程为 、 → 。
【分析】根据B的结构简式和反应物CH3I,可判断A的结构简式为 。
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