浙江省嘉兴市高三教学测试二理综化学试题解析.docx
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浙江省嘉兴市高三教学测试二理综化学试题解析
浙江省嘉兴市2014年高三教学测试
(二)
理综化学试题解析
相对原子质量:
H—1C—12O—16Na—23Cl—35.5Fe—56
7.下列说法不正确的是
A.科学家在研究物质微观结构的过程中先后使用了光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜等观测仪器
B.H2O2在过氧化氢酶的催化下,随着温度的升高,分解速率持续加快
C.甲醇、肼、氨等燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料燃烧的能量转化效率
D.钠和钾的合金在室温下呈液态,可用于快中子反应堆作热交换剂
【解析】酶只能在温和的条件下起作用,温度升高会破坏酶,使之失去活性,故B错。
【答案】B
8.下列说法不正确的是
A.金属汞洒落,必须尽可能收集起来,并将硫磺粉撒在洒落的地方,使金属汞转变成不挥发的硫化汞
B.滴定管、移液管在使用前要用待装液润洗,而容量瓶不用润洗
C.检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:
样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液。
D.碘单质与食盐的分离常用升华法,而碘水中提取碘单质则常用萃取法。
【解析】Fe2O3不溶于水,应溶于盐酸,所以正确操作步骤为:
样品→粉碎→加适量稀盐
酸溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液,故C错。
【答案】C
9.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增,最外层电子数之和为14,A、C同主族,B、D也同主族,A、B在不同周期,X、Y均是由A、B、C、D四种元素组成的盐,X与Y相互作用,产生气体Z。
下列说法正确的是
A.四种元素形成的简单离子半径按照D、C、B、A的顺序逐渐减小
B.A与其它元素形成的二元化合物的晶体类型相同
C.Z气体通入BaCl2溶液中无现象,再滴入FeCl3溶液则可看到有沉淀产生
D.将Z通入紫色石蕊试液中,试液先变红后褪色
【解析】由题给的信息,可推知X、Y分别为NaHSO4和NaHSO3,气体Z为SO2,由此可推知短周期元素A、B、C、D分别是H、O、Na、S。
故:
A.四种元素形成的简单离子半径应按照D、B、C、A的顺序逐渐减小,A错误;
B.NaH是离子化合物,B错误;
C.由于盐酸的酸性比亚硫酸强,所以SO2不能与BaCl2反应,滴入FeCl3溶液,则
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,Ba2++SO42-=BaSO4↓。
C正确;
D.SO2不能使石蕊褪色,D错误。
【答案】C
10.下列说法正确的是
A.按系统命名法,化合物的名称为2,4—二乙基—6—丙基辛烷
B.月桂烯()所有碳原子一定在同一平面上
C.取卤代烃,加入氢氧化钠的乙醇溶液加热一段时间后冷却,再加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,一定会产生沉淀,并根据沉淀颜色判断卤代烃中卤原子的种类
D.通常条件下,1mol的分别与H2 和浓溴水完全反应时,
消耗的H2和Br2的物质的量分别是4mol、3mol
【解析】A选项,化合物的名称应为:
3-甲基-5、7-二乙基癸烷;B选项,月桂烯结构中
的C—C键可以旋转,所以所有碳原子不一定在同一平面上;C选项,卤代烃中卤原子的检验时,不能用氢氧化钠的乙醇溶液加热,应该用NaOH水溶液、加热,使卤代烃水解产生卤离子;D选项,该物质分子结构中有1个苯环和1个碳碳双键和1个酚羟基,苯环和碳碳双键可以与H2加成,所以1mol该物质可以与4molH2发生加成反应;酚羟基的邻位上的H可与2molBr2发生取代反应,1个碳碳双键可与1molBr2发生加成反应,所以1mol该物质可以与3molBr2发生反应,D正确。
【答案】D
11.工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。
下列说法不正确的是
已知:
Ni2+在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性:
Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A.碳棒上发生的电极反应:
4OH—-4e—==O2↑+2H2O
B.电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变
【解析】由图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应Ni2++2e-=Ni。
电解过程中为平衡A、C中的电荷,A中的Na+和C中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中,这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大。
又因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性:
Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度),为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH。
若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序Cl->OH-,则Cl-移向阳极放电:
2Cl---2e-=Cl2↑,电解反应总方程式会发生改变。
故B错误选B。
【答案】B
12.下列说法正确的是
A.常温下,物质的量浓度均为0.1mol·L−1Na2CO3和NaHCO3的等体积混合溶液中:
2c(OH−)-2c(H+)=3c(H2CO3)+c(HCO3-)-c(CO32−)
B.ΔH<0,ΔS>0的反应都是自发反应,ΔH>0,ΔS>0的反应任何条件都是非自发反应;
C.已知:
P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH=akJ·mol-1
P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH= bkJ·mol-1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为ckJ·mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1,由此计算Cl-Cl键的键能
D.在一定温度下,固定体积为2L密闭容器中,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
△H<0,当v(SO2)=v(SO3)时,说明该反应已达到平衡状态
【解析】A,根据质子守恒,对于Na2CO3溶液:
c(OH−)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3-);对于NaHCO3溶液:
c(OH−)+c(CO32−)=c(H+)+c(H2CO3);两者等浓度、等体积混合后,溶液中两种溶质的物质的量相等,所以,将上述两式叠加:
[c(OH−)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3-)]+[c(OH−)+c(CO32−)=c(H+)+c(H2CO3)],移项,即得2c(OH−)-2c(H+)=3c(H2CO3)+c(HCO3-)-c(CO32−),故A选项正确。
B选项,ΔH>0,ΔS>0在较高温度下能自发,B错。
C选项,将两个反应式分别编号为①和②,(②-①)÷4可得:
PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g);
ΔH=
。
由:
PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g)
断1个P-Cl键断1个Cl-Cl键成1个P-Cl键
3×1.2cQ5×c
(3.6c+Q-5c)
=
,Q=
,故C错。
D选项,不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,如,
V正(SO2):
V逆(SO3)=2:
2,即V正(SO2)=V逆(SO3)。
而对v(SO2)=v(SO3)未指
明反应速率的方向,故错误;
【答案】A
13.某强酸性溶液X中可能含有Na+、K+、NH4+、Fe2+、A13+、CO32―、SO32―、SO42―、C1―、NO2-中的若干种,某同学为了确认其成分,取X溶液进行连续实验,实验过程及产物如下:
下列结论正确的是
A.X中肯定存在Na+、Fe2+、A13+、NH4+、SO42―
B.气体F经催化氧化可直接生成气体D
C.沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe(OH)3、沉淀I一定是Al(OH)3
D.X中不能确定的离子是A13+、Na+、K+和C1―
【解析】①强酸性溶液中CO32―、SO32―、NO2-不能存在;②X溶液中加入过量Ba(NO3)2溶液生成沉淀C是BaSO4,说明有SO42―存在;生成气体A为NO,说明有Fe2+存在,(即3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O)。
③溶液B加入过量NaOH溶液,生成的沉淀G为Fe(OH)3;生成的气体F为NH3,说明有NH4+存在。
④溶液H通入CO2生成沉淀I,由于前面加入过量的Ba(NO3)2溶液,引入了大量Ba2+,通入CO2的没有确定,所以沉淀I也不确定,如少量CO2通入,则I中一定是BaCO3,如过量CO2通入,则I中一定是A1(OH)3,从而确定溶液X中存在A13+,所以这里也不能确定沉淀I是BaCO3还是A1(OH)3或是它们的化合物;溶液J的焰色反应呈黄色,说明溶液J中有Na+,但由于前面加入过量NaOH溶液,引入了较多的Na+,因此不能确定溶液X中是否存在Na+;因为焰色黄色能掩盖紫色焰色,所以不能确定溶液X中是否有K+;另外,上述实验过程还不能确定溶液X中是否存在C1―。
【答案】D
26.(15分)A是有机羧酸盐,B、C、D是常见化合物;A、B、C、D焰色反应呈黄色,水溶液均呈碱性,其中B的碱性最强。
X、Y是最常见的氧化物且与人体、生命息息相关,它们的晶体类型相同。
A与B等物质的量反应生成D和一种气体单质;C受热分解得到Y、D和X;B与C反应生成D和X。
E由两种元素组成,式量为83,将E投入X中得到B和气体Z,Z在标准状况下的密度为0.76g·L-1。
(1)A的化学式是▲。
Y的电子式是▲。
(2)X的沸点比同主族同类型物质要高,原因是▲。
(3)写出E与足量盐酸反应的化学方程式▲
(4)写出在D的饱和溶液中不断通Y析出C的离子方程式▲。
(5)A的一个重要应用是根据2A→P+H2↑得到P,P溶液中的阴离子通常用CaCl2使之沉淀,当它完全沉淀时,溶液中Ca2+的物质的量浓度至少为▲。
(沉淀Ksp=2.3×10-9,当溶液中离子浓度≤10-5mol·L-1,即可认为完全沉淀)
(6)实验室常用P与足量HCl反应所得的有机物在浓硫酸条件下共热分解制某还原性气体,设计实验证明分解产物中还原性气体的存在▲。
【解析】①已知A是有机羧酸盐,B、C、D是常见化合物;A、B、C、D焰色反应呈
黄色,水溶液均呈碱性。
则可推知化合物A、B、C、D均为含有Na元素的碱或强碱弱酸
盐,B的碱性最强,则B为NaOH。
②X、Y是最常见的氧化物且与人体、生命息息相关,它们的晶体类型相同,则X、Y
应为H2O和CO2。
③由C受热分解得到Y、D和X;B与C反应生成D和X,可推知C为NaHCO3,D
为Na2CO3;即2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O;
由此可确定X为H2O,Y为CO2。
④由有机羧酸盐A与NaOH等物质的量反应生成Na2CO3和一种气体单质,可联想到
由无水醋酸钠与NaOH加热反应制取甲烷的脱羧反应:
,由此迁移可知,A为甲酸钠(HCOONa),与等物质的量NaOH进行脱羧反应生成Na2CO3和氢气:
。
⑤E由两种元素组成,式量为83,将E投入H2O中得到NaOH和气体Z,Z在标准状况下的密度为0.76g·L-1。
由计算可知气体Z的相对分子质量是17,则Z为NH3,由该反应:
E+H2O→NaOH+NH3↑,可推知E由Na和N两种元素组成,再根据元素化合价可确定E是Na3N。
由此可解答:
(1)A的化学式是HCOONa;Y的电子式是
(2)X的沸点比同主族同类型物质要高的原因是:
水分子间存在氢键,从而使分子间作用力增加,因此有较高的沸点。
(3)E与足量盐酸反应的化学方程式:
Na3N+4HCl=3NaOH+NH4Cl。
(4)D的饱和溶液中不断通入通Y析出C的离子方程式为:
2Na++CO32-+H2O+CO2=2NaHCO3↓
(5)根据2A→P+H2↑得到P,可知,2HCOONa→Na2C2O4+H2↑,P为Na2C2O4,C2O42-+Ca2+=CaC2O4↓,依据Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)•c(C2O42-)=2.3×10-9,可计算出当CaC2O4完全沉淀时,溶液中Ca2+的物质的量浓度至少为:
c(Ca2+)=
mol•L-1
(6)实验室Na2C2O4与足量HCl反应可得到H2C2O4,H2C2O4在浓硫酸条件下共热分解生成CO、CO2、H2O(即H2C2O4
CO↑+CO2↑+H2O)。
设计证明分解产物中存在还原性气体CO的实验为:
将所得气体先通过足量NaOH溶液(或通过盛有固体NaOH的干燥管),再通过澄清石灰水,若无现象,点燃剩余气体,将事先用澄清石灰水润湿过的烧杯倒置在火焰上方,烧杯内壁变浑浊,说明有还原性气体CO的存在。
【答案】
(1)HCOONa(2分)(2分)
(2)水分子间存在氢键(2分)
(3)Na3N+4HCl==3NaCl+NH4Cl(2分)
(4)2Na++CO32-+H2O+CO2====2NaHCO3↓(2分)
(5)2.3×10-4mol·L-1(2分)
(6)将所得气体先通过足量NaOH溶液,再通过澄清石灰水,无现象,点燃剩余气体,将事先用澄清石灰水润湿过的烧杯倒置在火焰上方,烧杯内壁变浑浊,说明有还原性气体CO的存在。
(3分)(其它合理答案也给分)
27.(14分)汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1<0
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2<0
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=▲。
(用△H1和△H2表示)
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2)/n(CH4)]
400K
500K
600K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
①写出该反应平衡常数的表达式K=▲。
②若温度不变,提高[n(NO2)/n(CH4)]投料比,则K将▲。
(填“增大”、“减小”或“不变”。
)
③400K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数▲。
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
图1图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式:
▲。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=▲
(4)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。
在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:
并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:
相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:
在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是▲
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_____▲____。
(填编号)
A.改用高效催化剂B.降低温度C.分离出H2O(g)D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积F.减小投料比[n(NO2)/n(CH4)]
【解析】
(1)
即为目标方程式③,所以,
(2)①该反应的平衡常数的表达式
②平衡常数K不受浓度和压强的影响,只受温度的影响,温度不变K不变。
③400K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数为:
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
n始0.020.02000
n转0.0060.02×0.6=0.0120.0060.0060.012
n平0.0140.0080.0060.0060.012
0.014+0.008+0.006+0.006+0.012=0.046
平衡时NO2的体积分数=
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪实际上就是应用原电池原理,从图1可知Pt电极(通入O2的一极)为电池的正极,NiO电极(通入NO的一极)为电池的负极,O2–可以通过固体电解质移向负极。
所以,
①NiO电极上NO发生的电极反应式:
NO+O2--2e-=NO2。
②1×104L(标准状况下)尾气中含NOx的体积为:
1×104L×1.12%=112L,
NOx的物质的量为:
。
设NO和NO2的物质的量分别为x、ymol,根据反应化学方程式①和②:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
16g44
m1yym1=4y
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
16g4
m2(x+y)m2=4(x+y)
则:
x+y=5x=2.5mol
4(x+y)+4y=30解得:
y=2.5mol
所以,尾气中V(NO)︰V(NO2)=1︰1。
(4)①从图2变化曲线分析,结论二的原因是:
在250℃-450℃时,反应未达到平衡,反应还在正向进行;故NOx转化率随温度升高而增大;在在450℃-600℃时反应已达到平衡状态,因为该反应是放热反应,此时温度升高平衡逆向移动,故NOx转化率随温度升高而减小。
②由上述NO2和CH4反应的化学方程式的特点分析可知:
该反应是放热反应;该反应是扩大气体体积的反应。
所以要提高NO2转化率,可降低温度,降低温度能使平衡正向移动,从而提高NO2转化率;分离出H2O,相当于减小生成物的浓度,使平衡正向移动,从而提高NO2转化率;减小投料比[n(NO2)/n(CH4)],相当于增加反应物CH4的浓度,使平衡正向移动,从而增大NO2转化率。
而使用催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,故NO2转化率不会变化。
增大压强,平衡逆移,NO2转化率会减小。
因此选BCF。
【答案】
(1)
(1分)
(2)①
(1分)不变(2分)
②17.4%(2分)
(3)①NO+O2--2e-=NO2(2分)
②1:
1(2分)
(4)①原因是:
在250℃-450℃时,反应未达到平衡,反应还在正向进行。
(1分)
450℃-600℃时,反应已达平衡,所以,温度升高平衡逆向移动,NOx转化率随温度升高而减小。
(其他合理答案也给分)(1分)
②BCF(2分)
28.(14分)氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁。
实验室制备装置和工业制备流程图如下:
已知:
(1)无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。
(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃
0
20
80
100
溶解度(g/100gH2O)
74.4
91.8
525.8
535.7
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭弹簧夹K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当……时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是▲。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“……”的内容是_____▲_____。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是:
加入▲_后、▲_、
蒸发浓缩
冷却结晶
过滤、洗涤、干燥.
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式:
▲。
(5)捕集器温度超过673K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式为▲。
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:
称取mg无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定,消耗V mL(已知:
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)。
①滴定终点的现象是:
▲_
②样品中氯化铁的质量分数▲_
【解析】
(1)根据实验装置和操作步骤可知,实验室制备无水FeCl3,是利用铁与盐酸反应生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3·6H2O晶体,再脱结晶水制得无水FeCl3。
烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂,把亚铁离子全部氧化成三价铁离子;
(2)铁与盐酸反应完全时,不再产生氢气,所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化,此时,可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是:
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(4)从工业制备流程图分析可知,反应炉中进行的反应是2Fe+3Cl2=2FeCl3,因此,进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气,在吸收塔中氯气被吸收剂吸收,反应后生成2FeCl3溶液,所以吸收剂应是2FeCl2溶液,反应的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3+。
(5)捕集器收集的是气态FeCl3,FeCl3的相对分子质量是162.5,由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出,当温度超过673K时,二分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。
(备注:
FeCl3属共价型化合物,能溶于乙醚、丙酮等有机溶剂,在673K蒸气中有双聚体,1023K以上分解为单分子)。
(6)①称取mg无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,此时溶液呈蓝色,用 Na2S2O3溶液滴定,滴入最后一滴Na2S2O3溶液,锥形瓶内的溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色。
所以滴定终点的现象是:
溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色。
②求样品中氯化铁的质量分数
由反应:
2Fe3++2I-=2Fe2++I2;I2+2S2O32-═2I-+S4O62-;可得关系式:
2Fe3+—I2—2S2O32-
11
ncV×10-3
求得n(Fe3+)=cV×10-3mol,则样品中氯化铁的质量分数为:
ω(Fe3+)=cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%=
【答案】
(1)把亚铁离子全