2024乌鲁木齐第二十三中学高三下学期2月月考试题化学含解析
展开总分100分 考试时间90分钟
一、单项选择题(共16小题,每题3分共48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. 下列物质属于盐的是
A. B. 酒精C. D.
2. 已知:CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH。下列有关化学用语正确的是
A. 丙烯的最简式为:C3H6
B. H2O分子的空间填充模型:
C. CH3CH2CH2OH中官能团的电子式为:
D. 丙烯形成的高聚物结构简式为:
3. 下列实验装置不能达到相应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
4. 每年10月23日上午6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”(MleDay),这个时间的一种写法为6: ,外观与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,水含有的分子数为
B. 分别与足量的和反应,都转移电子
C. 溶液中所含和总数为
D. (其中D代表)中含有的中子数为
5. 关于实验室制取氨气的说法正确的是
A. 虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制取氨气
B. 通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气
C. 既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3
D. 用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快
6. 下列微粒既具有氧化性又具有还原性的是
A. Fe2+B. S2-C. H+D. Cu2+
7. 已知NA为阿伏加德罗常数的数值,下列有关说法中正确的是
A. 22.4L乙烷中所含的极性共价键数目为7NA
B. 某温度下,将1mlCl2通入足量水中转移的电子数为NA
C. 常温常压下,3.0g含甲醛的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NA
D. 室温下,1LpH为13的NaOH溶液和Ba(OH)2混合溶液中含OH-个数为0.01NA
8. 已知甲酸的结构式为,下列有关甲酸的说法正确的是
A. 不能与碳酸钠溶液反应B. 能发生银镜反应
C. 不能使酸性KMnO4溶液褪色D. 其中碳元素显+4价
9. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 氢氧化钡溶液中加入硫酸铵:Ba2++OH-+NH4++SO42-=BaSO4↓+NH3·H2O
B. 用惰性电极电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
C. 向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
D. 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-
10. 由为原料制取,制备过程中未涉及的反应为
A. 加成反应B. 取代反应C. 消去反应D. 氧化反应
11. 联合国大会宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。中国科技馆推出“律动世界——化学元素周期表专题展”。已知X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,Z、W可以形成两种重要化合物ZW2、Z2W2,X、Y的原子半径依次减小,且Z的最高正价等于X的核外电子总数。X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY)2,其结构简式Y≡X-Z-Z-X≡Y,下列说法正确的是
A. 化合物Z2W2中含有离子键
B. 原子半径大小顺序:rY<rZ<rW
C. 元素W的简单氢化物的水化物的酸性比Y的弱
D. X与Z组成的化合物中可能所有原子都达到8电子稳定结构
12. 下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,错误的是
A. 福尔马林(甲酸):加入足量饱和碳酸钠溶液充分振荡,蒸馏,收集馏出物
B 溴乙烷(乙醇):多次加水振荡,分液,弃水层
C. 苯(苯酚):加溴水,振荡,过滤除去沉淀
D. 乙酸乙酯(乙酸):加饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,弃水层
13. 如图所示,用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法不正确的是
A. 通电使NaCl 发生电离
B. 电极a 是阳极
C. Na+向 b 极移动
D. a 极产生黄绿色气体
14. 下列热化学方程式正确的是
A. 已知 , ,则a<b
B. 500℃、30MPa下,将0.5ml (g)和1.5ml (g)置于密闭容器中充分反应生成(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为
C. 稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热,则稀和溶液反应的中和热为
D. 甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
15. 某小组收集了一包由三种常见元素(其中两种元素的原子序数相差为8)组成的纯净物粉末,为确定其组成进行了如图实验:
下列叙述正确的是
A. 红色粉末A物质的量为0.2mlB. 双氧水表现还原性
C. 滴定时,只能选择甲基橙作指示剂D. M的化学式为FeS2O6
16. 将0.2的溶液和0.05的溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
A. ①B. ②④C. ③④D. ①②
二、综合题(本题共5小题,共52分。请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效。)
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量大小关系为___________(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(4)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是___________。
(5)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为___________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18. 某钾盐X由四种元素组成,某小组按如下流程进行实验。请回答:
已知:相同条件下,A、B为中学常见气体且密度相同。D、E均为二元化合物,气体F能使品红溶液褪色且通入无色溶液E中,有淡黄色沉淀生成。
(1)气体B的电子式是___________,C的化学式是___________。
(2)写出固体混合物D、G共热所发生的化学反应方程式___________。
(3)无色溶液E中滴加盐酸观察到气泡。收集少量气体通入溶液,观察到黑色沉淀生成。写出生成沉淀的离子反应方程式(发生非氧化还原反应)___________。
(4)将G溶于氨水得到一无色溶液,设计实验检验无色溶液中主要离子___________。
19. “碳达峰-碳中和”我国社会发展重大战略之一
Ⅰ.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
反应A:
反应B:
(1)反应的 △H=___________kJ/ml。
(2)恒压、750 ℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化为CO。假设各步均转化完全,下列说法正确的是___________(填字母序号)。
a.过程ⅰ和过程ⅱ中均未发生氧化还原反应
b.过程ii中使用的催化剂为Fe和CaCO3
c.过程ii,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
d.相比于反应A,该流程总反应还原1 ml CO2需要吸收的能量更少
Ⅱ.工业上可用制备CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H。(已知:在制备过程中存在副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/ml),将反应气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂,发生反应。
(3)不同温度和压强下,CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2所示。
①图1中,压强p1___________p2(填“>”、“=”或“<”)。
②图2中,压强为p2,温度高于503 K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。
(4)实际生产中,测得压强为p3时,相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3所示。523 K时,CH3OH产率最大,可能的原因是___________(填字母序号)。
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523 K时催化剂的活性最强
20. 工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如图:
请回答下列问题:
(1)“滤渣A”的化学式为_____,该物质除了用于冶炼金属以外,还可用作____。
(2)通入“过量二氧化碳”时生成沉淀离子方程式为________。
(3)往“滤液A”中加入适量的CaO后过滤,所得滤液可以加入___过程中循环利用。
(4)若铝土矿中还含有二氧化硅,则“灼烧”后所得固体中混有的杂质为___(填化学式)。
21. 某研究小组以烃A为主要原料,采用以下路线合成药物X和高聚物Y:
已知:(R或R'可以是烃基或H原子)
请回答下列问题:
(1)若反应①、②的原子利用率均为100%,则A的名称为________。
(2)反应③的条件是________________,反应⑤的反应类型是________________。
(3)写出反应④的化学方程式________________________________________。
(4)写出同时符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式:___________________。
ⅰ.属酚类化合物,且是苯的对位二取代物;ⅱ.能发生银镜反应和水解反应。
(5)以CH3CHO为原料可合成Y,请结合本题信息,设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。_____________________________
注:合成路线书写格式参照如下示例流程图。CH3CH2OHH2C=CH2BrH2C—CH2Br
A.实验室制取干燥纯净的NH3
B.分离苯和硝基苯的混合物(沸点:苯为80℃,硝基苯为210℃)
C.分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液
D.制备氢氧化铁胶体
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
乌鲁木齐市米第23中学高三月考
化学试题
总分100分 考试时间90分钟
一、单项选择题(共16小题,每题3分共48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. 下列物质属于盐的是
A. B. 酒精C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.属于酸式盐,A正确;
B.酒精属于有机物,不属于盐,B错误;
C.属于碱,C错误;
D.属于酸,D错误;
故选A。
2. 已知:CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH。下列有关化学用语正确的是
A. 丙烯的最简式为:C3H6
B. H2O分子的空间填充模型:
C. CH3CH2CH2OH中官能团的电子式为:
D. 丙烯形成的高聚物结构简式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯的化学式为C3H6,最简式为CH2,A错误;
B.H2O分子的空间填充模型:,B错误;
C.CH3CH2CH2OH中官能团为羟基,羟基含有1个未成对电子,电子式为:,C正确;
D.丙烯形成的高聚物结构简式为:,D错误;
故选C。
3. 下列实验装置不能达到相应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓氨水中存在平衡NH3+H2O⇌NH3∙H2O⇌+OH-,浓氨水滴入NaOH固体中,NaOH固体溶解放热使NH3∙H2O分解产生NH3、同时OH-的浓度增大使上述平衡逆向移动也产生NH3,用碱石灰吸收NH3中的H2O(g)从而制得干燥纯净的NH3,A项能达到实验目的;
B.苯和硝基苯的混合物为沸点相差较大、互相混溶的液体混合物,采用蒸馏的方法分离苯和硝基苯的混合物,B项能达到实验目的;
C.乙酸乙酯为密度比水小、难溶于饱和碳酸钠溶液的液体,故用分液法分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液,C项能达到实验目的;
D.向饱和FeCl3溶液中滴入稀氨水得到红褐色的Fe(OH)3沉淀,不能制得Fe(OH)3胶体,D项不能达到实验目的;
答案选D。
4. 每年10月23日上午6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”(MleDay),这个时间的一种写法为6: ,外观与阿伏加德罗常数近似值相似。用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,水含有的分子数为
B. 分别与足量的和反应,都转移电子
C. 溶液中所含和总数为
D. (其中D代表)中含有的中子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,水不为气体,水含有的分子数远大于,A错误;
B.过氧化钠分别与足量的和反应,存在关系式,则转移电子,B错误;
C.溶液的体积未知,无法计算,C错误;
D.一个含有12个中子,则(其中D代表)中含有的中子数为,D正确;
故答案为D。
5. 关于实验室制取氨气的说法正确的是
A. 虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制取氨气
B. 通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气
C. 既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3
D. 用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨水受热分解产生氨气,在实验室可利用浓氨水制取氨气,A不正确;
B.氨气呈碱性,能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,B不正确;
C.NH3易溶于水,不能用排水法收集,C不正确;
D.碱石灰不仅碱性比消石灰强,且能吸水,有利于氨气的逸出,所以碱石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,反应速率更快,D正确;
故选D。
6. 下列微粒既具有氧化性又具有还原性的是
A. Fe2+B. S2-C. H+D. Cu2+
【答案】A
【解析】
【详解】A.+2价Fe处于中间价态,Fe2+化合价可以升高为+3价,也可以降低为0价,既具有氧化性又具有还原性,A正确;
B.S2-化合价只能升高,不能降低,只有还原性,B错误;
C.H+化合价只能降低,不能升高,只有氧化性,C错误;
D.Cu2+处于元素的最高价,只具有氧化性,D错误;
故答案为:A。
7. 已知NA为阿伏加德罗常数的数值,下列有关说法中正确的是
A. 22.4L乙烷中所含的极性共价键数目为7NA
B. 某温度下,将1mlCl2通入足量水中转移的电子数为NA
C. 常温常压下,3.0g含甲醛的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NA
D. 室温下,1LpH为13的NaOH溶液和Ba(OH)2混合溶液中含OH-个数为0.01NA
【答案】C
【解析】
【详解】乙烷物质的量无法计算,其中所含的极性共价键数目不一定为7NA,A错误;
B. 某温度下,将1mlCl2通入足量水中转移的电子数小于NA,因为该反应是可逆反应,B错误;
C. 甲醛、冰醋酸的最简式均是CH2O,常温常压下,3.0g含甲醛的冰醋酸中含有“CH2O”的物质的量是3g÷30g/ml=0.1ml,原子总数为0.4NA,C正确;
D. 室温下,1LpH为13的NaOH溶液和Ba(OH)2混合溶液中含OH-的物质的量是0.1ml,个数为0.1NA,D错误;
答案选C。
8. 已知甲酸的结构式为,下列有关甲酸的说法正确的是
A. 不能与碳酸钠溶液反应B. 能发生银镜反应
C. 不能使酸性KMnO4溶液褪色D. 其中碳元素显+4价
【答案】B
【解析】
【分析】
甲酸中含有醛基、羧基,醛基能发生氧化反应、还原反应、银镜反应;羧基能发生酯化反应、取代反应、中和反应等,据此解答。
【详解】A.甲酸含有羧基,所以能与碳酸钠反应生成二氧化碳,A错误;
B.甲酸含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,B正确;
C.甲酸含有醛基,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;
D.甲酸中碳显+2价,D错误;
答案选B。
【点睛】甲酸、甲酸盐、甲酸某酯里面都含有醛基,具有醛基的性质。
9. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 氢氧化钡溶液中加入硫酸铵:Ba2++OH-+NH4++SO42-=BaSO4↓+NH3·H2O
B. 用惰性电极电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
C. 向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
D. 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应不符合正确配比,离子方程式为Ba2++2OH-+2NH4++SO42-=BaSO4↓+2NH3•H2O,故A错误;
B.用惰性电极电解饱和CuCl2溶液时,阴极上Cu2+放电能力大于H+,阳极上氯离子放电,所以电解氯化铜本身,电解反应的离子方程式为Cu2++2Cl- Cu+Cl2↑,故B错误;
C.向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫,发生氧化还原反应,离子方程式SO2+Ca2++3ClO-+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-,故C错误;
D.苯酚钠溶液中通入少量CO2,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-,故D正确;
答案选D。
10. 由为原料制取,制备过程中未涉及的反应为
A. 加成反应B. 取代反应C. 消去反应D. 氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】由结构简式可知2—溴丙烷转化为1,2—丙二醇的合成步骤为溴丙烷在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成丙烯,丙烯与溴单质发生加成反应生成1,2—二溴丙烷,1,2—二溴丙烷在氢氧化钠水溶液中共热发生水解(取代反应)生成1,2—丙二醇,制备过程中未涉及氧化反应,故选D。
11. 联合国大会宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。中国科技馆推出“律动世界——化学元素周期表专题展”。已知X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,Z、W可以形成两种重要化合物ZW2、Z2W2,X、Y的原子半径依次减小,且Z的最高正价等于X的核外电子总数。X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY)2,其结构简式Y≡X-Z-Z-X≡Y,下列说法正确的是
A. 化合物Z2W2中含有离子键
B. 原子半径大小顺序:rY<rZ<rW
C. 元素W的简单氢化物的水化物的酸性比Y的弱
D. X与Z组成的化合物中可能所有原子都达到8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素,X、Y的原子半径依次减小,X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY)2的结构式为Y≡X-Z-Z-X≡Y,X能够形成4个共价键,Y形成3个共价键,Z形成2个共价键,则X为C,Y为N元素,Z位于ⅥA族;Z、W可以形成两种重要化合物ZW2、Z2W2,ZW2、Z2W2应该为SCl2、S2Cl2,则Z为S,W为Cl元素,据此解答。
【详解】根据分析可知,X为C,Y为N,Z为S,W为Cl元素;
A.Z2W2为S2Cl2,属于共价化合物,不存在离子键,故A错误;
B.Y为N,Z为S,W为Cl元素,电子层越多原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大原子半径越小,则原子半径大小顺序:rY<rW<rZ,故B错误;
C.Y为N,W为Cl元素,元素W的简单氢化物的水化物为盐酸,属于强酸,元素Y的简单氢化物的水化物为氨水,属于弱碱,故C错误;
D.X为C,Z为S, C、S形成的二硫化碳分子中,C、S原子都达到8电子稳定结构,故D正确;
答案选D。
12. 下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,错误的是
A. 福尔马林(甲酸):加入足量饱和碳酸钠溶液充分振荡,蒸馏,收集馏出物
B. 溴乙烷(乙醇):多次加水振荡,分液,弃水层
C. 苯(苯酚):加溴水,振荡,过滤除去沉淀
D. 乙酸乙酯(乙酸):加饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,弃水层
【答案】C
【解析】
【详解】A、福尔马林是甲醛的水溶液,加入足量饱和碳酸钠溶液,除去甲酸,然后利用沸点不同,采用蒸馏的方法,得到甲醛,能达到实验目的,故A正确;
B、溴乙烷是不溶于水的液体,沸点为38.4℃,乙醇能与水任意比例互溶,可以采用多次加水振荡,分液的方法,除去杂质,故B正确;
C、苯酚能与溴水生成三溴苯酚,三溴苯酚属于有机物,苯是有机溶剂,因此三溴苯酚将溶解到苯中,从而不能通过过滤的方法分开,故C错误;
D、饱和碳酸钠能与乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度,乙酸乙酯是不溶于水的液体,因此混合物中加入饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,能除去杂质,故D正确。
答案选C。
【点睛】易错点是选项C,解题时容易忽略三溴苯酚为有机物,苯为有机溶剂,即三溴苯酚溶于苯。
13. 如图所示,用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法不正确的是
A. 通电使NaCl 发生电离
B. 电极a 是阳极
C. Na+向 b 极移动
D. a 极产生黄绿色气体
【答案】A
【解析】
【分析】与电源的正极相连的是阳极,与电源的负极相连的是阴极,所以a极是阳极,b极是阴极;阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动;电解饱和食盐水,阳极电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极电极反应式为:2H++2e-=H2↑。
【详解】A. NaCl在水中就能发生电离,通电不是必要条件,A错误;
B. 电极a与电源正极相连,是阳极,B正确;
C. 阳离子向阴极移动,b极是阴极,Na+向b极移动,C正确;
D. a极为阳极,其电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,产生黄绿色气体,D正确;故答案为:A。
14. 下列热化学方程式正确的是
A. 已知 , ,则a<b
B. 500℃、30MPa下,将0.5ml (g)和1.5ml (g)置于密闭容器中充分反应生成(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为
C. 稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热,则稀和溶液反应的中和热为
D. 甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应是放热反应,是负值,放出的热量比多,则a<b,A正确;
B.N2与H2反应是可逆反应,容器中加入0.5ml (g)和1.5ml (g),二者不能完全反应,则入0.5ml (g)和1.5ml (g)完全反应放出的热量大于19.3kJ,故热化学方程式为 ,B错误;
C.中和热指在稀溶液中强酸酸强碱中和生成1ml水的反应热,是一个定值,稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热,与稀和溶液反应的中和热一致,C错误;
D.燃烧热指1ml物质与氧气进行完全燃烧反应时的焓变,完全燃烧指H元素生成液态水,C元素生成气体CO2,甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: ,D错误;
故选A。
15. 某小组收集了一包由三种常见元素(其中两种元素的原子序数相差为8)组成的纯净物粉末,为确定其组成进行了如图实验:
下列叙述正确的是
A. 红色粉末A物质的量为0.2mlB. 双氧水表现还原性
C. 滴定时,只能选择甲基橙作指示剂D. M的化学式为FeS2O6
【答案】D
【解析】
【分析】依据实验现象可知,红色粉末A为Fe2O3,黄色溶液为,红褐色沉淀为Fe(OH)3,M是在氮气中焙烧得到Fe2O3和刺激性混合气体,表明M含有元素Fe和O,根据其中两种元素的原子序数相差为8,以及刺激性气体可知M的另一种元素为S,所以刺激性混合气体是和,将和混合气体通入足量双氧水中,双氧水与反应生成,与水反应生成,微热片刻使溶液中过量的双氧水分解,防止其氧化后续滴定过程中使用的指示剂,再用NaOH溶液滴定。
【详解】A.红色粉末A为Fe2O3,,故A错误;
B.双氧水与反应生成,双氧水作氧化剂,故B错误;
C.氢氧化钠溶液滴定硫酸溶液,也可以选择酚酞作指示剂,故C错误;
D.,,,根据元素守恒可知,,则M中Fe,S、O原子个数比为0.02∶0.04∶0.12=1∶2∶6,M的化学式为FeS2O6,故D正确;
故选D。
16. 将0.2的溶液和0.05的溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
A. ①B. ②④C. ③④D. ①②
【答案】A
【解析】
【分析】将0.2的溶液和0.05的溶液等体积混合后,过量,若不是可逆反应,全部转化为,则溶液中无,故只需要证明溶液中是否含有,即能证明存在化学平衡。
【详解】①向溶液中滴入溶液,溶液变红,说明溶液中有,①正确;
②溶液中过量,向溶液中滴入溶液,无论是否存在上述平衡,都会有黄色沉淀生成,②错误;
③无论是否存在题述平衡,溶液中均存在,滴入溶液后均有蓝色沉淀生成,③错误;
④无论是否存在题述平衡,溶液中均有,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,④错误;
综上所述只有①能证明该反应为可逆反应;
故答案选:A。
二、综合题(本题共5小题,共52分。请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效。)
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量大小关系为___________(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(4)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是___________。
(5)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为___________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. d
(2)< (3)A>B=C>D
(4) ①. > ②. 苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键
(5) ① ②.
【解析】
【小问1详解】
铁为26号元素,在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族,属于d区。
【小问2详解】
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;则离子半径大小:Li+
相同能层,不同能级电子能量,;
中1s电子跃迁到2p激发态,能量最高; 、 均有1个2s电子跃迁处于2p激发态,能量较高且相同; 为基态锂原子,能量较低;故其能量大小关系为A>B=C>D;
【小问4详解】
苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键,使得分子间作用力变大,熔沸点升高,故熔沸点苯胺>甲苯;
【小问5详解】
据“均摊法”,甲晶胞中含个Li、个C,化学式为C6Li,甲底面为底角为60°的等边平行四边形,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,则底面积为,石墨层与层间的距离是bpm,则晶体密度为;据“均摊法”,甲晶胞中含个Li、个C,化学式为C12Li,故放电时,负极反应式为。
18. 某钾盐X由四种元素组成,某小组按如下流程进行实验。请回答:
已知:相同条件下,A、B为中学常见气体且密度相同。D、E均为二元化合物,气体F能使品红溶液褪色且通入无色溶液E中,有淡黄色沉淀生成。
(1)气体B的电子式是___________,C的化学式是___________。
(2)写出固体混合物D、G共热所发生的化学反应方程式___________。
(3)无色溶液E中滴加盐酸观察到气泡。收集少量气体通入溶液,观察到黑色沉淀生成。写出生成沉淀的离子反应方程式(发生非氧化还原反应)___________。
(4)将G溶于氨水得到一无色溶液,设计实验检验无色溶液中主要离子___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
(4)取适量该无色溶液,加入适量的酸,溶液变成蓝色,且产生难溶于水的紫红色沉淀,该溶液中含有
【解析】
【分析】气体F能使品红溶液褪色且通入无色溶液E中,有淡黄色沉淀生成,F为,E为硫化物,X为钾盐,所以E为,A、B与反应生成紫红色固体Cu单质,生成的气体通入澄清石灰水,生成沉淀和气体单质,且A、B相对分子质量相同,A为,B为,D能与氧气反应生成和紫红色的铜单质,D中含有Cu和S,为,G溶于氨水得到一无色溶液,G为,与氨水反应生成无色离子,D与G发生反应:,根据数据计算,钾盐X中含有K元素:,S元素物质的量:,还有C元素和N元素,所以钾盐X为。
【小问1详解】
根据以上分析,B为,电子式为:;
【小问2详解】
D中含有Cu和S,为,G为,二者发生反应:;
【小问3详解】
E为,滴加盐酸生成,与溶液反应,生成黑色的沉淀,反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
氨水反应生成无色离子,与酸反应,生成,所以检验的具体方法为:取适量该无色溶液,加入适量的酸,溶液变成蓝色,且产生难溶于水的紫红色沉淀,该溶液中含有。
19. “碳达峰-碳中和”是我国社会发展重大战略之一
Ⅰ.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
反应A:
反应B:
(1)反应的 △H=___________kJ/ml。
(2)恒压、750 ℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化为CO。假设各步均转化完全,下列说法正确的是___________(填字母序号)。
a.过程ⅰ和过程ⅱ中均未发生氧化还原反应
b.过程ii中使用的催化剂为Fe和CaCO3
c.过程ii,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
d.相比于反应A,该流程的总反应还原1 ml CO2需要吸收的能量更少
Ⅱ.工业上可用制备CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H。(已知:在制备过程中存在副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/ml),将反应气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂,发生反应。
(3)不同温度和压强下,CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2所示。
①图1中,压强p1___________p2(填“>”、“=”或“<”)。
②图2中,压强为p2,温度高于503 K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。
(4)实际生产中,测得压强为p3时,相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3所示。523 K时,CH3OH产率最大,可能的原因是___________(填字母序号)。
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523 K时催化剂的活性最强
【答案】(1)+329
(2)c (3) ①. > ②. 在制备CH3OH的过程中同时发生主反应 △H和副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。主反应是气体分子数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,导致CO2转化率降低;副反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/ml的正反应是吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,使CO2的转化率升高。当温度高于503 K时,以副反应为主,所以升高温度,CO2的平衡转化率增大
(4)bc
【解析】
【小问1详解】
已知:反应A:
反应B:,
根据盖斯定律,将反应A+2×反应B,整理可得,△H=+329 kJ/ml;
【小问2详解】
a.根据图示可知过程ⅰ中CH4、CO2反应产生CO、H2,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应ⅰ为氧化还原反应;过程ii中CO、H2、CO2、CaO、Fe3O4反应产生Fe、CaCO3、H2O,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应为氧化还原反应,a错误;
b.根据图示可知:在过程ⅱ中Fe3O4和CaO一直循环使用,故Fe3O4和CaO为催化剂, b错误;
c.过程ⅱ,CaO吸收CO2使CO2浓度降低,促进Fe3O4氧化CO的平衡正移,c正确;
d.焓变只与起始物质的状态有关,而与过程无关,故相比于反应A,该流程的总反应还原l ml CO2需吸收的能量一样多,d错误;
故合理选项是c;
【小问3详解】
①关于压强与温度对化学平衡的影响,对于反应CO2(g)+3H2(g)C'H3OH(g)+H2O(g),该反应的正反应是气体分子数减小的反应。在其它条件不变时,增大压强,平衡正向移动,导致CH3OH的产率增大,根据图1可知:在温度相同时,CH3OH的平衡产率:p1>p2,说明压强:p1>p2,
②在图2中,分析温度对平衡的影响:在由CO2制备CH3OH的过程中,CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和。根据图1可知在压强不变时,升高温度,CH3OH的平衡产率减小,说明主反应为CO2(g)+3H2(g)C'H3OH(g)+H2O(g)的正反应是放热反应。升高温度,该反应的化学平衡向吸热的逆向移动,导致CO2转化率降低;副反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/ml的正反应是吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,CO2的转化率升高。当温度高于503 K时,以副反应为主,所以升高温度,CO2的平衡转化率增大;
【小问4详解】
根据图示可知:反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的正反应是放热反应,降低温度时,化学平衡正向移动,使反应的限度达到最大。但根据图示可知:在523 K时反应限度最大,可能是因为主反应速率最快,在523 K时催化剂的活性最强,故合理选项是bc。
20. 工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如图:
请回答下列问题:
(1)“滤渣A”的化学式为_____,该物质除了用于冶炼金属以外,还可用作____。
(2)通入“过量二氧化碳”时生成沉淀的离子方程式为________。
(3)往“滤液A”中加入适量的CaO后过滤,所得滤液可以加入___过程中循环利用。
(4)若铝土矿中还含有二氧化硅,则“灼烧”后所得固体中混有的杂质为___(填化学式)。
【答案】 ①. Fe2O3 ②. 涂料 ③. ④. 溶解 ⑤. SiO2
【解析】
【分析】铝土矿(含氧化铝、氧化铁)加入足量NaOH溶液,氧化铝溶解得到偏铝酸钠溶液,过滤得到的滤渣A为不溶于NaOH溶液的Fe2O3;滤液中通入过量的二氧化碳酸化得到氢氧化铝沉淀,过滤灼烧沉淀得到氧化铝,电解熔融氧化铝得到铝单质。
【详解】(1)滤渣A为不与NaOH溶液反应的Fe2O3;氧化铁为红色固体,常用作红色涂料;
(2)二氧化碳可以和偏铝酸根在水溶液中反应生成氢氧化铝沉淀,由于二氧化碳过量,所以最终生成碳酸氢根,离子方程式为;
(3)滤液A中主要成分为碳酸氢钠,加入氧化钙会反应得到NaOH溶液,可以加入到“溶解”过程中循环使用;
(4)若铝土矿中还含有二氧化硅,则溶解过程中二氧化硅会转化为硅酸钠,通过量二氧化碳时会生成硅酸沉淀,灼烧后得到SiO2,所以“灼烧”后所得固体中混有的杂质为SiO2。
【点睛】第2小题为易错点,要注意过量二氧化碳在与碱性溶液反应时会生成碳酸氢根。
21. 某研究小组以烃A为主要原料,采用以下路线合成药物X和高聚物Y:
已知:(R或R'可以是烃基或H原子)
请回答下列问题:
(1)若反应①、②的原子利用率均为100%,则A的名称为________。
(2)反应③的条件是________________,反应⑤的反应类型是________________。
(3)写出反应④的化学方程式________________________________________。
(4)写出同时符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式:___________________。
ⅰ.属酚类化合物,且是苯的对位二取代物;ⅱ.能发生银镜反应和水解反应。
(5)以CH3CHO为原料可合成Y,请结合本题信息,设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。_____________________________
注:合成路线的书写格式参照如下示例流程图。CH3CH2OHH2C=CH2BrH2C—CH2Br
【答案】(1)乙炔 (2) ①. NaOH水溶液、加热 ②. 消去反应
(3) (4)、
(5)
【解析】
【分析】反应①、反应②的原子利用率均为100%,属于加成反应,结合反应②的产物,可知烃A为乙炔,B为苯乙烯,反应③为卤代烃在氢氧化钠水溶液加热条件下发生的水解反应,则C为,C可以发生催化氧化生成D,D发生已知中的反应生成E,E与C2H5OH发生酯化反应生成F,则D为,E为 ,F为 ,F分子中含有羟基,在浓硫酸加热条件下发生消去反应得到X。
【小问1详解】
根据以上分析可知A是乙炔。
【小问2详解】
反应③是卤代烃的水解反应,其条件是NaOH水溶液、加热;反应⑤的反应类型是消去反应。
【小问3详解】
根据以上分析可知反应④的化学方程式为
。
【小问4详解】
E为 ,E的同分异构体①属于酚类化合物,且是苯的对位二元取代物;②能发生银镜反应和水解反应,含有甲酸形成的酯基,符合条件的同分异构体有、。
【小问5详解】
Y的单体为CH2=CHCOOH,对比CH3CHO与CH2=CHCOOH的结构,可由乙醛和HCN发生加成反应,酸性条件下水解得到,在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成CH2=CHCOOH,最后发生加聚反应得到,合成路线流程图为:。
A.实验室制取干燥纯净的NH3
B.分离苯和硝基苯的混合物(沸点:苯为80℃,硝基苯为210℃)
C.分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液
D.制备氢氧化铁胶体
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
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