陕西省咸阳市2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题(原卷版+解析版)
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化学试题
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N-:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Ga:70 Br:80 I:127
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,计42分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂是
A. 液氮-液氢 B. 液氧-液氢 C. 液态-肼 D. 液氧-煤油
2. 下列应用中不涉及氧化还原反应的是
A. 从海水中提取溴单质 B. 植物的光合作用
C. 用小苏打治疗胃酸过多 D. 暖贴中的铁粉遇空气放热
3. 酸碱中和滴定实验所用仪器中,蒸馏水洗涤后,必须用待装液润洗的是
A. B. C. D.
4. 化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B. 陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为
C. 古龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
D. 古壁画颜料中所用的铁红,其成分为
5. 同一温度下,金属导体a、强电解质溶液b、弱电解质溶液c,三者的导电能力相同,若升高温度后,它们的导电能力强弱顺序是
A. b>a>c B. a=b=c C. c>b>a D. b>c>a
6. 下列物质的除杂或检验方法与化学平衡移动原理无关的是
A. 除去中的:用饱和食盐水洗气
B. 除去中的:用酸性溶液洗气
C. 除去中的蒸气:用饱和溶液洗气
D. 检验:取少量待测液于试管中,加入浓溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
7. 是原子序数依次增大的短周期主族元素,且五种元素在元素周期表中的位置上下左右均不相邻。原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为2,一定条件下,元素的原子可发生如下核反应:。下列说法错误的是
A. 的化合价只有 B. 简单离子半径:
C. 的原子核内中子数是16 D. X与W可形成离子化合物
8. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用醋酸清洗水垢:
B. 泡沫灭火器工作原理:
C. 用惰性电极电解氯化镁溶液:
D. 次氯酸钠溶液中通入少量
9. 氯及其化合物的“价-类”二维图如图,d、e属于钾盐。下列说法错误的是
A. b溶液久置后会转化为c B. a能使干燥的有色布条褪色
C. 往c中加入b可生成a D. 的转化可用于制取氧气
10. 下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
测定中和反应的反应热
探究铁的析氢腐蚀
制备FeCl3晶体
吸收少量NH3
A. A B. B C. C D. D
11. Ag2SO4溶解度随温度升高而增大,T℃时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. a点与d点Ksp数值不相等
B. a点溶液降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
C. T℃,从曲线a点数据计算可知,Ksp(Ag2SO4)=2.25×10−4
D. 向a点的悬浊液中加入Na2SO4固体,溶液组成可能会由a向d方向移动
12. 科学家致力于将大气中过多的转化为有益于人类的物质,一种从空气中捕获转化为甲醇的反应历程如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程的总反应为
B. 第1步反应的原子利用率为
C. 第4步反应中有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 金属钌通过降低该反应的活化能提高反应速率
13. 下列实验操作、现象与结论相匹配的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中通入
产生白色沉淀
白色沉淀是
B
常温下,分别测定浓度均为的溶液和溶液的
均等于7
常温下,的溶液和溶液中水的电离程度相等
C
向沸水中滴入几滴饱和溶液,继续煮沸,并用激光笔照射
溶液变红褐色,出现丁达尔效应
产生了胶体
D
向溶液中滴加等浓度的溶液,再加入等浓度的溶液
先产生白色沉淀后产生黑色沉淀
A. A B. B C. C D. D
14. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1—xFePO4=6C+LiFePO4 。某磷酸铁锂电池的切面如下图所示。下列说法错误的是
A. 放电时Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B. 充电时电子从电源经铝箔流入正极材料
C. 隔膜在反应过程中只允许Li+ 通过
D. 充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-== Li1-xFePO4+xLi+
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分,共58分。第15~17题为必考题,每道试题考生都必须作答。第18~19题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题(共43分)
15. 青蒿素为无色针状晶体,分子式为;可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为,是高效的抗疟药。(已知:乙醚的沸点为)
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的流程如图所示:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是_________(填字母)。
A. B. C.
Ⅱ.用如下实验装置测定青蒿素的分子式:
将青蒿素样品放在硬质玻璃管中,缓缓通入数分钟后,再点燃酒精灯充分燃烧,精确测定装置C和D实验前后的质量。
(2)装置C中盛放的物质是___________(填字母,下同),装置D中盛放的物质是___________。
a.稀硫酸 b. c.无水 d.碱石灰
(3)实验结束后,称得:
装置
实验前质量/g
实验后质量/g
C
22.6
42.4
D
80.2
146.2
青蒿素的分子式为___________。
Ⅲ.测定产品中青蒿素的纯度:
取青蒿素样品配制成溶液,取加入锥形瓶中,先加入足量的溶液和几滴淀粉溶液,再用标准液滴定。
已知:①青蒿素中含有过氧键,青蒿素与足量反应生成。
②。
(4)滴定的部分步骤如下,请按实验操作的先后顺序排序___________(填字母)。
A. 固定盛有标准溶液的滴定管,排出尖嘴处气泡。
B 用标准溶液滴定至终点,读数
C. 取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上处
D. 调节液面至“0”刻度线以下,读数
(5)判断到达滴定终点的实验现象是_________。
(6)三次滴定数据记录如表:
滴定次数
待测液体/
标准液读数/
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
1.50
41.52
第二次
25.00
3.00
42.98
第三次
25.00
4.50
41.60
则青蒿素的纯度为___________。
(7)若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,会导致测定结果偏___________(填“高”或“低”)。
16. 工业上可用红土镍矿(主要成分为)制备镍并回收副产物黄铵铁矾的流程如下:
回答下列问题:
(1)为提高酸浸时浸出速率,可采取的措施有___________(写一条)。
(2)“初步沉铁”中鼓入空气的作用是___________。
(3)“深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时低的原因是___________。检验深度沉铁是否完全的方法是___________。
(4)“煅烧”时得到和两种组成元素相同的气体,请写出发生的化学反应方程式___________。
(5)可以通过电解法提纯镍,粗镍作___________(填“阳”或“阴”)极,阴极的电极反应式为___________。
(6)黄铵铁矾的热重曲线如下:
之前只有放出,之间只有和放出,此时残留固体只存在、三种元素,则之间放出的和的物质的量之比是___________。
17. 接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化:,回答下列问题:
(1)在催化剂表面反应生成的历程如下:
①
②
③
则___________。
(2)如果内的浓度由下降为,则内___________,该反应的平衡常数表达式为___________。
(3)恒温恒容下,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内压强保持不变 B.
C. 容器内混合气体的摩尔质量保持不变 D. 容器内混合气体的密度保持不变
(4)恒容下有利于提高平衡转化率的措施是___________(写一条)。
(5)在和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示:
反应在时___________,判断的依据是___________。
(6)在温度,向某恒容密闭容器中充入和进行反应,起始总压强为p。平衡时,转化率为,则平衡时的分压=___________(分压=总压×物质的量分数,用含p的式子表示,下同),平衡常数___________。
(二)选考题(15分,请考生从所给的2道题目中任选一题作答,如果均做,则按所做第一题计分)
【选修3:物质结构与性质】
18. 含镓()化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布图为___________。
(2)的熔沸点如下表所示:
镓的卤化物
熔点/
7775
1223
211.5
沸点
201.2
279
346
①沸点依次升高的原因是___________。
②的熔点约为,远高于的熔点,原因是___________。
(3)作为第二代半导体,砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓是由和在一定条件下制备得到,三种元素的电负性由大到小的顺序是___________,分子的空间结构为________,中原子的杂化轨道类型为_________。
(4)氮化镓是制造LED的重要材料,被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示:
①氮化镓的化学式为___________。
②设阿伏加德罗常数的值为,该晶胞的密度为______(用含的式子表示)。
【选修5:有机化学基础】
19. 阿司匹林是常用的解热镇痛药,一种制备阿司匹林的路线如下:
回答下列问题:
(1)的名称为___________。
(2)B中官能团的名称是___________,所需的反应试剂和条件为___________。
(3)的分子式为,写出它的结构简式___________。
(4)阿司匹林的化学方程式为___________,反应类型为___________。
(5)在的同分异构体中,同时具备下列条件的结构共有___________种。(不考虑立体异构)
①遇溶液显紫色; ②能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱上有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为___________(写一个)。
(6)阿司匹林与热溶液反应的化学方程式为___________。咸阳市2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题 答案解析
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N-:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Fe:56 Ga:70 Br:80 I:127
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,计42分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A. 液氮-液氢 B. 液氧-液氢 C. 液态-肼 D. 液氧-煤油
【答案】A
【解析】
【详解】A.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;
B.氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;
C.肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态-肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;
D.煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意;
综上所述,本题选A。
2. 下列应用中不涉及氧化还原反应的是
A. 从海水中提取溴单质 B. 植物的光合作用
C. 用小苏打治疗胃酸过多 D. 暖贴中的铁粉遇空气放热
【答案】C
【解析】
【详解】A.海水中提取溴,将氯气通入浓缩的海水中。氯气与海水中的溴化钠反应得到溴,发生的反应主要是Cl2+2=2+Br2,反应是氧化还原反应,A错误;
B.光合作用过程中,植物吸收空气中的CO2,释放出O2,过程中有元素的化合价发生变化,涉及氧化还原反应,B错误;
C.胃酸的主要成分是稀盐酸,小苏打为碳酸氢钠,用小苏打治疗胃酸过多时,离子方程式为 +H+=CO2↑+H2O,没有元素的化合价发生变化,不涉及氧化还原反应,C正确;
D.暖贴中的铁粉遇空气放热是利用铁的氧化放热原理,即铁元素的化合价发生了变化,因而发生了氧化还原反应,D错误;
故选C。
3. 酸碱中和滴定实验所用仪器中,蒸馏水洗涤后,必须用待装液润洗的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.滴定管水洗后,需用待装液润洗,保证浓度不变,故A符合题意;
B.锥形瓶水洗即可,若润洗,消耗标准液偏多,导致测定结果偏大,故B不符合题意;
C.胶头滴管不需要润洗,水洗即可,故C不符合题意;
D.容量瓶水洗后即可使用,若润洗导致配制溶液的浓度偏大,故D不符合题意;
故答案选A。
4. 化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B. 陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为
C. 古龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
D. 古壁画颜料中所用的铁红,其成分为
【答案】B
【解析】
【详解】A.竹简的成分之一纤维素为多糖,属于天然高分子,A正确;
B.陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为 ,是消石灰,B错误;
C.古龟甲的成分之一羟基磷灰石为盐类化合物,属于无机物,C正确;
D.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为,为红色固体,D正确;
故选B。
5. 同一温度下,金属导体a、强电解质溶液b、弱电解质溶液c,三者的导电能力相同,若升高温度后,它们的导电能力强弱顺序是
A. b>a>c B. a=b=c C. c>b>a D. b>c>a
【答案】C
【解析】
【详解】对金属导体a升温之后,电阻率增大,导电能力下降;对强电解质溶液b升温,各离子浓度和电荷数都不变,故导电能力不变;对弱电解质溶液c升温,由于电离过程要吸热,升温之后向电离方向移动,使离子浓度增大,导电能力增大,故导电能力强弱顺序为c>b>a,故选C。
6. 下列物质的除杂或检验方法与化学平衡移动原理无关的是
A. 除去中的:用饱和食盐水洗气
B. 除去中的:用酸性溶液洗气
C. 除去中的蒸气:用饱和溶液洗气
D. 检验:取少量待测液于试管中,加入浓溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气与水发生反应:,饱和食盐水中氯离子浓度较大,能使平衡逆向移动,从而抑制氯气的溶解,故A不选;
B.用酸性溶液吸收二氧化硫,利用的是二氧化硫的强还原性,与平衡移动原理无关,故B选;
C.在水中存在:,饱和溶液能与硫酸反应生成二氧化硫,同时溶液中的浓度较大,能抑制二氧化硫的溶解,与平衡移动原理有关,故C不选;
D.,铵盐中加浓氢氧化钠并加热有利于平衡正向移动生成氨气,故D不选;
故选:B。
7. 是原子序数依次增大的短周期主族元素,且五种元素在元素周期表中的位置上下左右均不相邻。原子的最外层电子数是电子层数的3倍,元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为2,一定条件下,元素的原子可发生如下核反应:。下列说法错误的是
A. 的化合价只有 B. 简单离子半径:
C. 的原子核内中子数是16 D. X与W可形成离子化合物
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,且五种元素在元素周期表中的位置上下左右均不相邻。Z原子的最外层电子数是电子层数的3倍,Z为氧;R元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为2,且原子序数最大,为磷;一定条件下,X、Y、W元素的原子可发生如下核反应,,则Y为碳、X为氢、W为钠;
【详解】A.Y为C,其常见化合价有0、+2、+4,另外还有-4价,如甲烷,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子半径:Z>W,B正确;
C.31R原子为15号元素磷,则其含31-15=16个中子,C正确;
D.X与W可形成离子化合物NaH,氢化钠为离子化合物,D正确;
故选:C。
8. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用醋酸清洗水垢:
B. 泡沫灭火器工作原理:
C. 用惰性电极电解氯化镁溶液:
D. 次氯酸钠溶液中通入少量
【答案】D
【解析】
【详解】A.用醋酸清洗水垢发生反应为碳酸钙与醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为,A错误;
B.泡沫灭火器的工作原理是铝离子和碳酸氢根的双水解:,B错误;
C.惰性电极电解氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀、氢气和氯气,反应的离子方程式为,C错误;
D.次氯酸钠溶液与少量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的离子方程式为,D正确;
故选D。
9. 氯及其化合物“价-类”二维图如图,d、e属于钾盐。下列说法错误的是
A. b溶液久置后会转化为c B. a能使干燥的有色布条褪色
C. 往c中加入b可生成a D. 的转化可用于制取氧气
【答案】B
【解析】
【分析】根据Cl的“价-类”二维图可知a为Cl2,b为HClO,c为HCl,d为KClO3,e为KCl,据此可分析解答。
【详解】A.HClO不稳定,久置后分解生成HCl和O2,会转化为HCl的水溶液,A选项正确;
B.干燥的Cl2没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,B选项错误;
C.浓盐酸与次氯酸发生归中反应产生Cl2,HCl+HClO=Cl2+H2O,C选项正确;
D.可利用KClO3分解制取O2,D选项正确;
答案选B。
10. 下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
测定中和反应的反应热
探究铁的析氢腐蚀
制备FeCl3晶体
吸收少量NH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜为金属,导热块,应该用环形玻璃搅拌棒,A错误;
B.铁在酸性环境中发生发生析氢腐蚀,该环境为中性环境发生吸氧腐蚀,B错误;
C.FeCl3易水解,制备FeCl3晶体时应HCl气流中蒸干,C错误;
D.NH3极易溶于水,用水吸收NH3时要注意防倒吸,该装置可以实现此目的,D正确;
故选D。
11. Ag2SO4的溶解度随温度升高而增大,T℃时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. a点与d点Ksp数值不相等
B. a点溶液降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
C. T℃,从曲线a点数据计算可知,Ksp(Ag2SO4)=2.25×10−4
D. 向a点的悬浊液中加入Na2SO4固体,溶液组成可能会由a向d方向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶度积为温度函数,温度不变,溶度积不变,则T℃时,a点与d点Ksp数值相等,故A错误;
B.由图可知,a点溶液中银离子浓度和硫酸根离子浓度相等,降低温度,硫酸银的溶度积减小,会析出硫酸银,饱和溶液中银离子浓度是硫酸根离子的浓度的2倍, 则a点不能沿虚线移动到c点,故B错误;
C.由图可知,T℃时,a点溶液中银离子浓度和硫酸根离子浓度相等,都为1. 5×10−2mol/L,则硫酸银的溶度积Ksp(Ag2SO4)=( 1. 5×10−2)2× 1. 5×10−2=3.37 5×10−5,故C错误;
D.向a点的悬浊液中加入硫酸钠固体,溶液中硫酸根离子浓度增大,温度不变,溶度积不变,则溶液中的银离子浓度减小,溶液组成可能会由a向d方向移动,故D正确;
故选D。
12. 科学家致力于将大气中过多的转化为有益于人类的物质,一种从空气中捕获转化为甲醇的反应历程如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程的总反应为
B. 第1步反应的原子利用率为
C. 第4步反应中有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 金属钌通过降低该反应的活化能提高反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,加入的反应物为CO2、H2,最终产物为CH3OH和H2O,总反应为,A正确;
B.第1步反应为,无副产物生成,原子利用率均为100%,B正确;
C.第4步反应中没有非极性键的形成,C错误;
D.金属钌是该反应的催化剂,可以降低反应活化能,从而提高反应速率,D正确;
故选:C。
13. 下列实验操作、现象与结论相匹配的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中通入
产生白色沉淀
白色沉淀是
B
常温下,分别测定浓度均为的溶液和溶液的
均等于7
常温下,的溶液和溶液中水的电离程度相等
C
向沸水中滴入几滴饱和溶液,继续煮沸,并用激光笔照射
溶液变红褐色,出现丁达尔效应
产生了胶体
D
向溶液中滴加等浓度的溶液,再加入等浓度的溶液
先产生白色沉淀后产生黑色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化硫溶于水后溶液有酸性,酸性条件下的硝酸根离子具有强氧化性,会将二氧化硫或亚硫酸氧化,最终得到硫酸钡沉淀,A错误;
B.CHCOONH4属于弱酸弱碱盐,存在、的水解,水解过程促进水的电离,使水的电离程度增大,只不过是两种离子的水解程度相当,最后溶液呈中性;而 NaCl属于强酸强碱盐,不水解,则CHCOONH4溶液和NaCl溶液中水的电离程度不相等 ,B错误;
C.向沸水中滴入几滴氯化铁饱和溶液,继续煮沸,并用激光笔照射,溶液变红褐色,出现丁达尔效应,此时产生了氢氧化铁胶体,C正确;
D.10mL 0.1mol·L的K2S相对于2mL等浓度的ZnSO4溶液是过量的,则再加入2mL等浓度的CuSO4溶液时,发生Cu2++S2-=CuS↓,得到黑色的硫化铜沉淀,未发生沉淀的转化,不能得到,D错误;
故选C。
14. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1—xFePO4=6C+LiFePO4 。某磷酸铁锂电池的切面如下图所示。下列说法错误的是
A. 放电时Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B. 充电时电子从电源经铝箔流入正极材料
C. 隔膜在反应过程中只允许Li+ 通过
D. 充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-== Li1-xFePO4+xLi+
【答案】B
【解析】
详解】A.原电池放电时,电解质中阳离子移向正极,即Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极,故A正确;
B.充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极,即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料,故B错误;
C.放电时,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电时,原电池的正极与外加电源正极相接,电极反应与原电池正极反应相反,即充电时电池正极上发生的反应为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+,故C正确;
D.该原电池中,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,所以隔膜为阳离子交换膜,在反应过程中只允许Li+通过,故D正确;
故答案为B。
【点睛】考查原电池原理和电解池原理的应用,把握原电池正负极的判断以及电极上发生的反应是解题的关键,根据磷酸铁锂电池的切面图和总反应LixC6+Li1-xFePO4═6C+LiFePO4可知,铜箔为负极,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,铝箔为正极,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电时,装置为电解池,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反,选项B为易错点。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分,共58分。第15~17题为必考题,每道试题考生都必须作答。第18~19题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题(共43分)
15. 青蒿素为无色针状晶体,分子式为;可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为,是高效的抗疟药。(已知:乙醚的沸点为)
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的流程如图所示:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是_________(填字母)。
A. B. C.
Ⅱ.用如下实验装置测定青蒿素的分子式:
将青蒿素样品放在硬质玻璃管中,缓缓通入数分钟后,再点燃酒精灯充分燃烧,精确测定装置C和D实验前后的质量。
(2)装置C中盛放的物质是___________(填字母,下同),装置D中盛放的物质是___________。
a.稀硫酸 b. c.无水 d.碱石灰
(3)实验结束后,称得:
装置
实验前质量/g
实验后质量/g
C
22.6
42.4
D
80.2
146.2
青蒿素的分子式为___________。
Ⅲ.测定产品中青蒿素的纯度:
取青蒿素样品配制成溶液,取加入锥形瓶中,先加入足量的溶液和几滴淀粉溶液,再用标准液滴定。
已知:①青蒿素中含有过氧键,青蒿素与足量反应生成。
②。
(4)滴定的部分步骤如下,请按实验操作的先后顺序排序___________(填字母)。
A. 固定盛有标准溶液的滴定管,排出尖嘴处气泡。
B. 用标准溶液滴定至终点,读数
C. 取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上处
D. 调节液面至“0”刻度线以下,读数
(5)判断到达滴定终点的实验现象是_________。
(6)三次滴定数据记录如表:
滴定次数
待测液体/
标准液读数/
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
1.50
41.52
第二次
25.00
3.00
42.98
第三次
25.00
4.50
41.60
则青蒿素的纯度为___________。
(7)若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,会导致测定结果偏___________(填“高”或“低”)。
【答案】(1)C (2) ①. c ②. d
(3)C15H22O5 (4)CADB
(5)滴入最后半滴标准液时,溶液颜色由蓝色变为无色且半分钟颜色不恢复
(6)70.5% (7)低
【解析】
【分析】Ⅰ.由流程可知操作Ⅰ用于分离固体和液体,为过滤操作,然后将浸出液进行蒸馏,分离出乙醚,得到粗品,粗品经过提纯可得到精品,结合化学实验的基本操作和物质的性质分析解答。
【小问1详解】
根据流程图,操作I、Ⅱ分别为过滤、蒸馏,根据图示,A为蒸馏装置,B为过滤装置,C为加热固体的装置,故答案为:C;
【小问2详解】
为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O,C和D一个吸收生成的H2O,一个吸收生成的CO2,应先吸水后再吸收CO2,所以C内装的CaCl2,而D中为碱石灰,答案为:c,d;
【小问3详解】
由数据可知,所以n(H2O)=1.1mol,,所以n(CO2)=1.5mol,所以青蒿素中氧原子的质量为,所以n(O)=0.5mol,N(C) ∶N(H) ∶N(O)=1.5∶2.2∶0.5=15∶22∶5,所以最简式为C15H22O5,故答案为C15H22O5;
【小问4详解】
滴定操作实验操作先后排序为:取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上2~3cm处,固定盛有标准溶液的滴定管,排出尖嘴处气泡,调节液面至0刻度线以下,读数;用标准溶液滴定至终点,读数,故滴定顺序为:CADB;
【小问5详解】
碘单质与反应得到,碘单质遇淀粉变蓝,则滴定终点为滴入最后半滴标准液时,溶液颜色由蓝色变为无色且半分钟颜色不恢复;
【小问6详解】
滴定三次,分别消耗标准液的体积为: , , ,除去误差大的第三次,第一次和第二次两次平均体积为,,,,250ml容量瓶中含青蒿素的物质的量为,,青蒿素的纯度为 ,答案为:70.5%;
【小问7详解】
若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,会使标准液的体积偏小,导致测定结果偏低,答案为:低。
16. 工业上可用红土镍矿(主要成分为)制备镍并回收副产物黄铵铁矾的流程如下:
回答下列问题:
(1)为提高酸浸时浸出速率,可采取的措施有___________(写一条)。
(2)“初步沉铁”中鼓入空气的作用是___________。
(3)“深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时低的原因是___________。检验深度沉铁是否完全的方法是___________。
(4)“煅烧”时得到和两种组成元素相同的气体,请写出发生的化学反应方程式___________。
(5)可以通过电解法提纯镍,粗镍作___________(填“阳”或“阴”)极,阴极的电极反应式为___________。
(6)黄铵铁矾的热重曲线如下:
之前只有放出,之间只有和放出,此时残留固体只存在、三种元素,则之间放出的和的物质的量之比是___________。
【答案】(1)粉碎固体、搅拌、适当升高温度和适当增大酸的浓度等
(2)搅拌,加快反应速率和将氧化为
(3) ①. H2O2不稳定,受热易分解 ②. 取上层清液于试管中,向其中滴加 KSCN,溶液不变红色,证明沉淀完全
(4)
(5) ①. 阳 ②.
(6)2∶1
【解析】
【分析】红土镍矿(主要成分为)经酸浸后转变成可溶性的硫酸盐;然后通入氨气和空气初步将转化为黄铵铁矾,然后进一步融入氨气和双氧水使转为,从而转化为黄铵铁矾;然后过滤得到含的滤液,向的滤液中加草酸,使其转化为草酸镍沉淀,最后再经过过滤、洗涤干燥等以及灼烧等操作得到粗镍。据此分析可得;
【小问1详解】
为提高酸浸时浸出速率,可采取的措施有粉碎固体、搅拌、适当升高温度、适当增大酸的浓度等,答案为:粉碎固体、搅拌、适当升高温度和适当增大酸的浓度等;
【小问2详解】
)“初步沉铁”中鼓入空气起到搅拌,加快反应速率和将Fe2+氧化为Fe3+的作用,答案为:搅拌,加快反应速率和将氧化为;
【小问3详解】
深度沉铁时,使用到双氧水作为氧化剂,而双氧水不稳定受热易分解,所以保持低温;铁离子能使KSCN溶液变成血红色,所以检验深度沉铁完全的方法是:取上层清液于试管中,向其中滴加 KSCN,溶液不变红色,证明沉淀完全,故答案为:H2O2不稳定,受热易分解;取上层清液于试管中,向其中滴加 KSCN,溶液不变红色,证明沉淀完全;
【小问4详解】
灼烧NiC2O4时得到Ni2O3、CO2、CO,即,答案为:;
【小问5详解】
电解法提纯镍,粗镍作阳极发生氧化反应生成,在阴极得电子发生还原反应生成单质,阴极的电极反应式为:,答案为:阳,;
【小问6详解】
假设初始时为480g,其物质的量为: ,根据元素守恒之间放出是1 摩尔,质量是17克,而此区间质量减少 ,所以水的质量是 , ,则之间放出的和的物质的量之比是:1∶0.5=2∶1,答案为:2∶1。
17. 接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化:,回答下列问题:
(1)在催化剂表面反应生成的历程如下:
①
②
③
则___________。
(2)如果内的浓度由下降为,则内___________,该反应的平衡常数表达式为___________。
(3)恒温恒容下,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内压强保持不变 B.
C. 容器内混合气体的摩尔质量保持不变 D. 容器内混合气体的密度保持不变
(4)恒容下有利于提高平衡转化率的措施是___________(写一条)。
(5)在和压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示:
反应在时___________,判断的依据是___________。
(6)在温度,向某恒容密闭容器中充入和进行反应,起始总压强为p。平衡时,转化率为,则平衡时的分压=___________(分压=总压×物质的量分数,用含p的式子表示,下同),平衡常数___________。
【答案】(1)+554
(2) ①. 1 ②. (3)AC
(4)降温、加压、充入O2、及时分离SO3(任写一条)
(5) ①. 0.975 ②. 相同温度下,SO2的平衡转化率随压强增大而增大,因此p1为5.0MPa;
(6) ①. 0.4p ②.
【解析】
【小问1详解】
观察①②③反应与总反应关系,由盖斯定律可以得出DH=2DH1+2DH2+DH3,可得公式-196=2×(+24)+2×(-399)+ DH3,DH3=+554 ;
【小问2详解】
=2 ,根据速率之比等于方程式系数比,可得1 ;平衡常数表达式K=;
【小问3详解】
A.对于该反应前后气体体积不等,容器内压强不变可判断平衡状态,A正确;
B.当正逆反应速率符合系数比,即时,反应达到平衡状态,B错误;
C.反应过程中n(气)减小,气体平均摩尔质量增大,当保持不变时,反应达到平衡,C正确;
D.根据质量守恒,反应前后气体的总质量不变,对于恒容体系,密度一直不变,不能说明平衡状态,D错误;
答案选AC。
【小问4详解】
该反应为气体体积减小的放热反应,提高SO2平衡转化率可以通过降温、加压、充入O2、及时分离SO3等方法;
【小问5详解】
对于反应,相同温度下,压强越大,平衡转化率越大,因此p1>p2>p3,p1为5.0 MPa曲线,根据图像读数,5.0Mpa、550℃,0.975;
【小问6详解】
反应开始气体各物质的量为和,总物质的量=2m+m+m=4m, 平衡转化率为,列三段式如下:
反应前后N2的物质的量不变,因此求得反应后气体的物质的量总量=0.4m+0.2m+1.6m+m=3.2m,起始压强为p,则反应后压强==0.8p,平衡时的分压= = =0.4p,压强平衡常数Kp= == 。
(二)选考题(15分,请考生从所给的2道题目中任选一题作答,如果均做,则按所做第一题计分)
【选修3:物质结构与性质】
18. 含镓()化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布图为___________。
(2)的熔沸点如下表所示:
镓的卤化物
熔点/
77.75
122.3
211.5
沸点
201.2
279
346
①沸点依次升高的原因是___________。
②的熔点约为,远高于的熔点,原因是___________。
(3)作为第二代半导体,砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓是由和在一定条件下制备得到,三种元素的电负性由大到小的顺序是___________,分子的空间结构为________,中原子的杂化轨道类型为_________。
(4)氮化镓是制造LED的重要材料,被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示:
①氮化镓的化学式为___________。
②设阿伏加德罗常数的值为,该晶胞的密度为______(用含的式子表示)。
【答案】(1)或 (2) ①. GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强 ②. GaF3为离子晶体
(3) ①. ②. 三角锥形 ③. sp2
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
镓原子序数为31,基态镓原子价电子排布式为,故价电子排布图为:或;
【小问2详解】
①镓的卤化物的熔点都比较低,则应形成分子晶体,GaCl3、GaBr3、GaI3的沸点依次升高,其变化原因是GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强。答案为:GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;
②GaF3的相对分子质量最小,但其熔点超过1000℃,可能的原因是GaF3为离子晶体。答案为:GaF3为离子晶体;
【小问3详解】
根据电负性的变化规律同主族自上而下依次减小,同周期自左向右依次增大,所以三种元素的电负性由大到小的顺序是: ,分子中有一个孤电子对和三个单键,故原子采取杂化,分子空间结构为三角锥形,中镓原子的价层电子对数为3,且无孤对电子,由此可得出杂化方式为。答案为:三角锥形,;
【小问4详解】
①观察氮化镓晶体结构,含Ga原子数,含N原子数个,氮化镓的化学式为:;
②氮化镓的密度为 ,答案为:。
【选修5:有机化学基础】
19. 阿司匹林是常用的解热镇痛药,一种制备阿司匹林的路线如下:
回答下列问题:
(1)的名称为___________。
(2)B中官能团的名称是___________,所需的反应试剂和条件为___________。
(3)的分子式为,写出它的结构简式___________。
(4)阿司匹林的化学方程式为___________,反应类型为___________。
(5)在的同分异构体中,同时具备下列条件的结构共有___________种。(不考虑立体异构)
①遇溶液显紫色; ②能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱上有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为___________(写一个)。
(6)阿司匹林与热溶液反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)甲苯 (2) ①. 羟基和醚键 ②. 氧气,催化剂、加热
(3) (4) ①. + +CH3COOH ②. 取代反应
(5) ①. 9 ②. (任写一种)
(6) +3NaOH +CH3COONa+2H2O
【解析】
【分析】物质在一定条件下转化为B,B在催化剂加热条件下和氧气反应羟基转化为醛基,生成,物质在加热条件下和银氨溶液反应将醛基氧化,在酸性条件下得到羧基,生成物质,与碘化氢反应将醚键转化为羟基生成物质 ,与乙酸酐在催化剂加热条件下生成阿司匹林和乙酸,依此解题。
【小问1详解】
的名称为甲苯,答案为:甲苯;
【小问2详解】
B中官能团的名称是羟基和醚键,由分析可知所需的反应试剂和条件为:氧气,催化剂、加热,答案为:羟基和醚键,氧气,催化剂、加热;
【小问3详解】
由分析知的结构简式 ,答案为: ;
【小问4详解】
与乙酸酐在催化剂加热条件下生成阿司匹林和乙酸,化学方程式为: + +CH3COOH,是取代反应,答案为: ++CH3COOH, 取代反应;
【小问5详解】
在的同分异构体中,同时具备①遇溶液显紫色;②能发生银镜反条件的结构有:第一种情况:苯环上有两个羟基和一个醛基共6种结构;第二种情况:苯环上有羟基和 ,共3种结构,所以同分异构体数目,其中,核磁共振氢谱上有4组峰,且峰面积之比满足要求的结构简式为: ,答案为:9, (任写一种);
【小问6详解】
阿司匹林与热溶液反应时酯基发生水解生成的酚羟基和羧基被中和,原来的羧基被中和,化学方程式为: +3NaOH +CH3COONa+2H2O,答案为: +3NaOH +CH3COONa+2H2O 。
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