届山西省联盟校高三理科综合化学试题教师版Word格式.docx
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答案选B。
3.有
(a).
(b).
(c)的分式均为C5H6,下列有关叙述正确的是
A.符合分子式为C5H6的同分异构体只有a、b、c三种
B.a、b、c的一氯代物都只有三种
C.a、b、c
都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同
D.a、b、c分子中
5个碳原子一定都处于同一个平面
【答案】C
A.符合分子式为C5H6的同分异构体除a、b、c外还有其他的,如丙烯基乙炔等等,A不正确;
B.a、b、c的一氯代物分别有3、2、4种,B不正确;
分子中都有碳碳双键,故其都与与溴发生加成反应,所以其都能使溴的CCl4溶液褪色,C正确;
D.由乙烯的6原子共面可知a和b分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面,由甲烷的正四面体结构可知C分子中的5个碳原子一定不处于同一个平面,D不正确。
本题选C。
点睛:
我们通常把复杂的有机物分成不同的结构单元,根据甲烷、乙烯、乙炔以及苯的分子结构特点,分析不同结构单元的共面情况,进一步分析整个分子中某些原子的共面情况。
4.实验室用O2氧化NH3制备硝酸的装置如图所示(夹持装置略),下列说法不正确的是
A.球形干燥管B中可以填充碱石灰或五氧化二磷
B.实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应放热
C.球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气
D.装置E中的石蕊试液最终变红,说明锥形瓶中有硝酸产生
【详解】A.氨气是碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥,因此球形干燥管B中可以填充碱石灰但不能是五氧化二磷,A错误;
B.氨的催化氧化是放热反应,实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应放热,B正确;
C.由于剩余的氨气会影响后续实验,因此球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气,C正确;
D.生成的NO和氧气在溶液中转化为硝酸,装置E中的石蕊试液最终变红,说明锥形瓶中有硝酸产生,D正确。
答案选A。
5.叶蜡石是一种重要的化工原料,化学式为X2[Y4Z10](ZW)2,X、Y、Z、W均为短周期元素,X与Y为同一周期相邻元素,Y的最外层电子数为次外层的一半,X为地壳中含量最多的金属元素,X的离子与ZW-含有相同的电子数。
下列说法正确的是
A.原子半径:
Y>
X>
Z>
W
B.最简单氢化物的沸点:
Z
C.X与W形成的[XW4]-具有较强的还原性
D.可用NaOH溶液分离X、Y的最高价氧化物的混合物
已知X与Y为同一周期相邻元素,Y的最外层电子数为次外层的一半,在短周期中,Y可能为Li或Si,X
为地壳中含量最多的金属元素,则X为Al,所以Y为Si,又X的离子与ZW—含有相同的电子数,则Z为O,W为H,由此分析:
A、原子半径为X>
W,即Al>
Si>
O>
H,所以A错误;
B、最简单氢化物的沸点SiH4<
H2O,故B错误;
C、X
与W形成的[XW4]-,即AlH4—,其中的Al为+3价,H为-1价,由于H元素为最低价,具有较强的还原性,故C正确;
D、X、Y的最高价氧化物分别为Al2O3和SiO2,Al2O3为两性氧化物,SiO2为酸性氧化物,它们都能与NaOH
溶液,所以不能用NaOH
溶液分离,故D错误。
本题正确答案为C。
本题最难的C选项,我们比较熟悉Al(OH)4—,但AlH4—不常见,只要明确金属元素在化合物中只能显正价,根据化合价规则,就很容易确定H元素显-1价,最低价态的元素都具有较强的还原性,问题就解决了。
6.我国研究锂硫电池获得突破,电池的总反应是16Li+S8
8Li2S,充放电曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.充电时,电能转化为化学能
B.放电时,锂离子向正极移动
C.放电时,1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole-
D.充电时,阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8
A.充电时,是电解池,是电能转化为化学能,故A正确;
B.放电时,是原电池,在原电池中,阳离子向正极移动,因此锂离子向正极移动,故B正确;
C.根据图示,放电时,1molLi2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+2Li=3Li2S4,反应中2molLi2S6得到2mole-,即1molLi2S6得到1mole-,故C错误;
D.根据16Li+S8
8Li2S,充电时,阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8,故D正确;
故选C。
本题考查了原电池和电解池的工作原理的应用。
本题中放电过程是分步放电的,这是本题的难点,本题的易错点为C,要注意根据每步反应的方程式分析解答。
7.常温下,向20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2逸出未画出)的物质的量分数随溶液pH变化的部分情况如图所示,下列说法错误的是()
A.在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存
B.已知在25℃,CO32-的水解平衡常数Kh1=2×
10-4,当溶液的pH=10时,溶液中c(HCO3-):
c(CO32-)=2:
1
C.pH=7时溶液中各种离子其物质的量浓度的大小关系是c(Na+)>c(HCO3-)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)>c(CO32-)
D.当混合液pH≈6时,开始放出CO2气体
【详解】A.由图可知,pH在8~12存在HCO3-、CO32-,pH<8存在H2CO3、HCO3-,可知上述反应的同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存,故A正确;
B.CO32-的水解平衡常数Kh1=
,当溶液的pH=10时,c(OH-)=10-4mol/L,Kh1=2×
10-4,则溶液中c(HCO3-):
1,B正确;
C.由图可知pH=7时c(H+)=c(OH-),c(HCO3-)>c(CO32-),且溶液含H2CO3,则溶质为NaCl、NaHCO3、H2CO3,则存在c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-),C错误;
D.由图可知,pH=7时溶液含H2CO3,若酸性增强,释放二氧化碳,则混合液pH≈6时,开始放出CO2气体,D正确;
故合理选项是C。
【点睛】本题考查离子浓度的比较,把握碳酸钠与盐酸的反应及图象分析为解答的关键,侧重考查学生的分析与应用能力,注意图中含碳微粒的变化。
二、非选择题(共43分)
8.硫代硫酸钠俗称大苏打,是一种重要的化工产品,某兴趣小组设计以下装置(部分夹持装置省略)制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·
5H2O):
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是____________,装置D的作用是____________。
(2)装置C中反应生成Na2S2O3和CO2,用化学方程式表示该反应________。
(3)以下实验步骤最合理的顺序是________(填序号)。
①按图示往各仪器中加入试剂
②打开C中分液漏斗旋塞,向三颈烧瓶内加入Na2S与Na2CO3的混合溶液
③连接装置并检查装置气密性
④向A中滴加70%H2SO4溶液
⑤取出C中混合物,经一系列操作得到产品
(4)装置E为尾气吸收装置,实验结束后装置E中的溶质有NaOH、Na2CO3、Na2SO3,还可能有________(填化学式),设计实验证明该物质的存在________。
【答案】
(1).圆底烧瓶
(2).安全瓶,防倒吸(3).2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(4).③①④②⑤(5).Na2SO4(6).取实验结束后装置E中的溶液,滴加足量稀盐酸,然后再加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可以确定含有Na2SO4
分析】
浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,通过B装置控制二氧化硫的生成速率,C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠,D为安全瓶,防倒吸,二氧化硫有毒不能直接排空,E用碱液吸收尾气,据此解答。
【详解】
(1)根据仪器构造可知仪器A的名称是圆底烧瓶;
由于二氧化硫易溶于水,则装置D的作用是安全瓶,防倒吸。
(2)SO2、Na2S与Na2CO3反应生成Na2S2O3,根据原子守恒可知反应中还有二氧化碳生成,则装置C中反应生成Na2S2O3和CO2的化学方程式可表示为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
(3)根据实验原理可知首先是③连接装置并检查装置气密性,①按图示往各仪器中加入试剂,然后利用二氧化硫排尽装置中空气,即④向A中滴加70%H2SO4溶液,②打开C中分液漏斗旋塞,向三颈烧瓶内加入Na2S与Na2CO3的混合溶液,最后⑤取出C中混合物,经一系列操作得到产品,所以实验步骤最合理的顺序是③①④②⑤。
(4)装置E为尾气吸收装置,实验结束后装置E中的溶质有NaOH、Na2CO3、Na2SO3,由于亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,则还可能有Na2SO4。
又因为碳酸钠和亚硫酸钠会干扰硫酸根的检验,则实验证明该物质的存在的实验方案是取实验结束后装置E中的溶液,滴加足量稀盐酸,然后再加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可以确定含有Na2SO4。
【点睛】本题考查实验方案的分析与评价,侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查,注意物质性质的灵活应用。
硫酸钠的检验是解答的易错点,注意排除其它离子的干扰。
9.钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。
实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。
实验过程如下:
已知:
①还原性:
Cl->
Co2+;
②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3
离子反应方程式为__________________________________。
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________(填化学式)。
写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。
(4)滤渣的主要成分为____________________(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·
2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量
序号
温度范围/℃
化学方程式
固体失重率
Ⅰ
120-220
CoC2O4·
2H2O
CoC2O4+2H2O
19.67%
Ⅱ
300~350
_________________________
59.02%
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×
10-4,将浓度为0.02mol·
L-1的Li2SO4和浓度为0.02mol·
L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为___________mol·
L-1
(7)从FeCl3溶液得到FeCl3·
6H2O固体的操作关键是_________________________。
【答案】
(1).增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2).AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH
)3↓+
HCO3-(3).FeCl3、CoCl2(4).2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl(5).C(6).2CoC2O4+O2
2CaO+4CO2(7).0.02(8).加入适量盐酸(或通入适量氯化氢气体)
(1).废旧电池初步处理为粉末状,可以增大固体的接触面积,加快反应速率,同时提高浸出率,故答案为增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;
(2).由流程图可知,含铝废液中含有AlO2-,通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀和HCO3-,离子方程式为:
AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH
HCO3-,故答案为AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH
HCO3-;
(3).由题中信息可知,还原性Cl->
Co2+,又因为还原性Fe2+>
Cl-,所以LiCoO2中的+3价Co将Fe2+和Cl-氧化,自身被还原成+2价Co,所以溶质还有FeCl3、CoCl2,根据上述分析可知,LiCoO2和盐酸反应的化学方程式为:
2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl,故答案为2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl;
(4).因单质碳不溶于碱、盐酸和水,所以滤渣的主要成分是单质碳,故答案为C;
(5).设有1molCoC2O4·
2H2O受热分解,由题中信息可知,在300~350℃时,固体失重率为59.02%,所以固体的残留率为40.98%,质量为75g,因为1molCo全部留在固体中,所以O的质量为16g,Co和O的原子个数比为1:
1,固体产物为CoO,已知气体产物为CO2,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:
2CoC2O4+O2
2CaO+4CO2,故答案为2CoC2O4+O2
2CaO+4CO2;
(6).将浓度为0.02mol·
L-1的Na2CO3溶液等体积混合,溶液体积变为原来的2倍,Qc=c(Li+)2×
c(CO32-)=(0.02mol/L)2×
0.01mol/L=4×
10-6<Ksp,所以两溶液混合后不产生沉淀,Li+的浓度为0.02mol/L,故答案为0.02;
(7).加热蒸发FeCl3溶液得FeCl3·
6H2O固体时,会促进Fe3+的水解,最终得到Fe(OH)3固体,因此在加热蒸发FeCl3溶液时,要加入适量的盐酸(或通入适量氯化氢气体)抑制Fe3+的水解,故答案为加入适量盐酸(或通入适量氯化氢气体)。
10.磷酸是重要的化学试剂和工业原料。
请回答下列问题:
(1)已知:
25℃时,磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。
物质
H3PO4
HF
电离常数
Ka1=7.1×
10−3;
Ka2=6.3×
10−8;
Ka3=4.2×
10−13
Ka=6.6×
10−4
向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液,反应的离子方程式为____________
(2)已知:
Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)
CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ·
mol−1
Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)
Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ·
则:
①工业上用Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为____________。
②一定条件下,在密闭容器中只发生反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,HF的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”,下同);
HF的平衡浓度________。
(3)工业上用磷尾矿制备Ca5(PO4)3F时生成的副产物CO可用于制备H2,原理为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH。
①一定温度下,向10L密闭容器中充入0.5molCO和1molH2O(g),2min达到平衡时,测得0~2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)=0.02mol·
L−1·
min−1。
则CO的平衡转化率α=________;
该反应的平衡常数K=________。
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应,设起始的
=y,CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。
该反应的ΔH___0(填“>”“<”或“=”,下同)。
a_____1,理由为_____________
【答案】
(1).H3PO4+F-=HF+H2PO4-
(2).Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)
3H3PO4(l)+HF(g)+5CaSO4(s)ΔH=-418kJ·
mol-1(3).增大(4).不变(5).80%(6).
(7).<(8).<(9).相同温度下,y越小,CO的转化率越大,其平衡体积分数越小
(1)根据电离平衡常数可知酸性有如下关系:
H3PO4>HF>H2PO4->HPO42-,所以向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液,反应的离子方程式为为:
H3PO4+F-=HF+H2PO4-;
(2)①已知:
Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)
CaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-271kJ·
mol-1
Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)
Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)ΔH=-937kJ·
根据盖斯定律可知Ⅰ×
5-Ⅱ即得到Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)
mol-1;
②反应Ⅱ的正反应体积减小,所以达到平衡后缩小容器容积平衡向正反应方向移动,HF的平衡转化率增大。
由于温度不变,平衡常数不变,即K=c(HF),因此HF的平衡浓度不变;
(3)①测得0~2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)=0.02mol·
L-1·
min-1,所以生成CO2浓度是0.04mol/L,则
因此CO的平衡转化率α=
×
100%=80%,该反应的平衡常数K=
=
;
②根据图像可知升高温度CO的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向进行,所以该反应的ΔH<0,由于相同温度下,y越小,CO的转化率越大,其平衡体积分数越小,所以a<1。
三、选考题(共15分,请考生从以下题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
)
11.碱土金属指元素周期表中第ⅡA族元素,它们的单质和化合物用途较为广泛。
(1)铍元素能形成一种价格昂贵的宝石——祖母绿,其化学式为Be3Al2(SiO3)6,其中铍元素的化合价是________,基态铍原子的价电子排布式为________。
(2)镁是航天工业的重要材料。
镁元素和相邻元素钠、铝的第一电离能的大小顺序为________。
(3)钙元素在自然界以化合物CaCl2、CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2等形式存在。
上述四种物质中只含有一种类型化学键的是________;
CO32-的中心原子的杂化类型是________,空间构型是________。
(4)钡元素与氧元素能够形成一种化合物,其晶胞结构如图所示,该物质的化学式为________,Ba2+的配位数是________,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞边长为acm,则晶体的密度为________g·
cm−3。
【答案】
(1).+2
(2).2s2(3).Mg>Al>Na(4).CaCl2(5).sp2(6).平面三角形(7).BaO2(8).6(9).
(1)根据化学式为Be3Al2(SiO3)6可知Al是+3价,Si是+4价,O是-2价,则根据正负价代数和为0可知其中铍元素的化合价是
价,Be的原子序数是4,则基态铍原子的价电子排布式为2s2。
(2)金属性越强,第一电离能越小,但由于Mg的3s轨道处于全充满状态,稳定性强,则镁、钠、铝的第一电离能的大小顺序为Mg>Al>Na。
(3)CaCl2中只有离子键,CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2中均既有离子键又有共价键;
CO32-的中心原子含有的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,所以杂化类型是sp2,空间构型是平面三角形。
(4)根据晶胞结构图可知含有钡离子个数是
,含有过氧根离子个数是
,则该物质的化学式为BaO2,乙顶点的Ba2+为中心可判断Ba2+的配位数是6,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞边长为acm,则根据
可知晶体的密度为
g·
12.有机物J是合成药物格列卫的一种重要中间体,J的一种合成路线如下:
①
②R-NH2
R-NH2
(1)B的名称为________。
(2)H→I和I→J的反应类型分别为________、________。
(3)G的结构简式为________。
(4)由E生成F的化学方程式为_______________________________________________。
(5)芳香化合物X是E的同分异构体,X能发生银镜反应,并能发生水解反应,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶4∶2∶1,写出符合条件的X的结构简式________________
(6)写出用甲苯为原料制备聚合物
的合成路线:
_______________
【答案】
(1).对硝基甲苯
(2).还原反应(3).加成反应(4).
(5).
+
→
+HCl(6).
或
(7).
【分析】
根据A转化为B的反应条件可判断应该是硝化反应,根据D的结构简式可知A是甲苯,B是
,根据已知信息①可知C为
,结合有机物的结构简式和转化关系图以及问题分析解答。
(1)B是
,名称为对硝基甲苯。
(2)H→I在水合肼的作用下硝基转化为氨基,是还原反应。
根据I和J的结构简式可判断I→J是C≡N的加成反应。
(3)F生成H是F中的氯原子被取代,则根据H的