高中化学实验设计思路以证明某酸HA是弱酸为例归类总结知识点新人教版选修4.docx

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高中化学实验设计思路以证明某酸HA是弱酸为例归类总结知识点新人教版选修4

实验设计思路：

以证明某酸（HA）是弱酸为例

实验方法

结论

（1）测0.01mol/LHA的pH

pH＝2，HA为强酸

pH>2，HA为弱酸

（2）室温下测NaA溶液的pH

pH＝7，HA为强酸

pH>7，HA为弱酸

（3）相同条件下，测相同浓度的HA和HCl（强酸）溶液的导电性

若导电性相同，HA为强酸；若HA导电性比HCl弱，HA为弱酸

（4）测定同pH的HA与HCl稀释相同倍数前后的pH变化

若ΔpH（HA）＝ΔpH（HCl），HA为强酸；ΔpH（HA）<ΔpH（HCl），HA为弱酸

（5）测定等体积、等pH的HA和盐酸分别与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量

若反应过程中HA产生H2较快且最终产生H2较多，则HA为弱酸

（6）测定等体积、等pH的HA和盐酸中和碱的量

若耗碱量相同，HA为强酸；若HA耗碱量大，则HA为弱酸

2021届新高考化学模拟试卷

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．高能固氮反应条件苛刻，计算机模拟该历程如图所示，在放电的条件下，微量的O2或N2裂解成游离的O或N原子，分别与N2和O2发生以下连续反应生成NO。

下列说法错误的（）

A．图1中，中间体1到产物1的方程式为O-O═N→O+N═O

B．NO的生成速率很慢是因为图2中间体2到过渡态4的能垒较大

C．由O和N2制NO的活化能为315.72kJ•mol-1

D．由N和O2制NO的过程比由O原子和N2制NO的过程速率慢

2．下图是分离混合物时常用的仪器，可以进行的混合物分离操作分别是（    ）

A．蒸馏、过滤、萃取、蒸发B．蒸馏、蒸发、萃取、过滤

C．萃取、过滤、蒸馏、蒸发D．过滤、蒸发、萃取、蒸馏

3．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Y能形成两种常见离子化合物，Z原子最外层电子数与其电子层数相同；X与W同主族。

下列叙述不正确的是（）

A．原子半径：

Y＞Z＞W＞X

B．X、Y形成的Y2X2阴阳离子数目比为1：

1

C．Y、Z和W的最高价氧化物的水化物可以相互反应

D．X与W形成的化合物可使紫色石蕊溶液变红

4．面对突如其来的新冠病毒，越来越多的人意识到学习化学的重要性。

下列说法正确的是

A．医用酒精灭活新冠肺炎病毒是利用其氧化性

B．N95口罩所使用的聚丙烯材料属于合成纤维

C．为增强“84”消毒液的消毒效果，可加入稀盐酸

D．我国研制的重组新冠疫苗无需冷藏保存

5．工业合成氨的反应是在高温、高压和有催化剂存在的条件下，用氢气和氮气直接化合制取：

3H2＋N2

2NH3，这是一个正反应放热的可逆反应。

如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法中错误的是

A．为了提高H2的转化率。

应适当提高N2的浓度

B．达到平衡时，c（NH3）一定是c（H2）的三分之二

C．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率

D．达到平衡时，氨气分解速率是氮气消耗速率的两倍

6．某无色溶液中可能含有Al3+、HCO3-、Ba2+和Cl-，取样加入少量氢氧化钠溶液产生白色沉淀，另取样加入稀硫酸产生白色沉淀和产生气体，则原溶液中（　　）

A．一定有 Cl-

B．一定有 HCO3-

C．可能有 Ba2+

D．可能有 Al3+

7．设NA为阿伏加德罗常数的值。

下列有关叙述正确的是

A．常温下，1L0.5mol/LCH3COONH4溶液的pH＝7，则溶液中CH3COO－与NH4＋的数目均为0.5NA

B．10g质量分数为46%的乙醇溶液中含有氢原子的数目为0.6NA

C．16g氨基（－NH2）中含有的电子数为7NA

D．在密闭容器中将2molSO2和1molO2混合反应后，体系中的原子数为8NA

8．下列说法不正确的是（）

A．金属汞一旦活落在实验室地面或桌面时，必须尽可能收集，并深理处理

B．氨氮废水（含NH4+及NH3 ） 可用化学氧化法或电化学氧化法处理

C．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加人沸石，以防暴沸。

如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加

D．用pH计、电导率仅（一种测量溶渡导电能力的仪器）均可检测乙酸乙酯的水解程度

9．25℃时，将浓度均为0.1mol·L-1、体积分别为Va和Vb的HX溶液与NH3·H2O溶液按不同体积比混合，保持Va+Vb=100mL，Va、Vb与混合液的pH的关系如图所示。

下列说法不正确的是

A．Ka（HX）的值与Kb（NH3·H2O）的值相等

B．b点，c（NH4+）+c（HX）=0.05mol·L-1

C．a→c点过程中，

值不变

D．a、b、c三点，c点时水电离出的c（H＋）最大

10．下列叙述正确的是

A．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数

B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同

C．1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1

D．1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同

11．主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20；M是地壳中含量最多的元素，X、Z为金属元素；X、Y、Z最外层电子数之和为12。

下列说法不正确的是（）

A．简单离子半径：

X＜M＜Y

B．Z与M形成的化合物中一定只含离子键

C．YM2可用于自来水消毒

D．工业上常用电解M与X组成的化合物制单质X

12．向某二价金属M的M（OH）2的溶液中加入过量的NaHCO3溶液，生成了MCO3沉淀，过滤，洗涤、干燥后将沉淀置于足量的稀盐酸中，充分反应后，在标准状况下收集到VL气体。

如要计算金属M的相对原子质量，你认为还必需提供下列哪项数据是

A．M（OH）2溶液的物质的量浓度B．与MCO3反应的盐酸的物质的量浓度

C．MCO3的质量D．题给条件充足，不需要再补充数据

13．阿巴卡韦（Abacavir）是一种核苷类逆转录酶抑制剂，存在抗病毒功效。

关于其合成中间体M（

），下列说法正确的是

A．与环戊醇互为同系物

B．分子中所有碳原子共平面

C．能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，且原理相同

D．可用碳酸钠溶液鉴别乙酸和M

14．钠-CO2电池的工作原理如图所示，吸收的CO2转化为Na2CO3固体和碳，沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面，下列说法不正确的是（　　）

A．负极反应式为Na－e-=Na+

B．多壁碳纳米管（MWCNT）作电池的正极

C．可以用乙醇代替四甘醇二甲醚作有机溶剂

D．电池总反应式为4Na+3CO2=2Na2CO3+C

15．实验室可用浓盐酸与浓硫酸混合快速制取HCl．下列解释合理的是（　　）

A．浓硫酸是高沸点的酸，通过它与浓盐酸反应制取低沸点的酸

B．通过改变温度和浓度等条件，利用平衡移动原理制取HCl

C．两种强酸混合，溶解度会相互影响，低溶解度的物质析出

D．浓硫酸的浓度远大于浓盐酸的浓度，高浓度的酸制取低浓度的酸

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）

16．草酸铵[（NH4）2C2O4]为无色柱状晶体，不稳定，受热易分解，可用于测定Ca2+、Mg2+的含量。

I．某同学利用如图所示实验装置检验草酸铵的分解产物。

（l）实验过程中，观察到浸有酚酞溶液的滤纸变红，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中含有____（填化学式）；若观察到____，说明分解产物中含有CO2草酸铵分解的化学方程式为____。

（2）反应开始前，通人氮气的目的是____。

（3）装置C的作用是____。

（4）还有一种分解产物在一定条件下也能还原CuO，该反应的化学方程式为_____。

Ⅱ．该同学利用草酸铵测定血液中钙元素的含量。

（5）取20.00mL血液样品，定容至l00mL，分别取三份体积均为25.00mL稀释后的血液样品，加入草酸铵，生成草酸钙沉淀，过滤，将该沉淀溶于过量稀硫酸中，然后用0.0l00mol/LKMnO4溶液进行滴定。

滴定至终点时的实验现象为____。

三次滴定实验消耗KMnO4溶液的体积分别为0.43mL，0.4lmL，0.52mL，则该血液样品中钙元素的含量为__________mmol/L。

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）

17．如图是部分短周期元素（用字母x等表示）化合价与原子序数的关系图。

根据判断出的元素回答问题：

（1）h在周期表中的位置是__________。

（2）比较z、f、g、r常见离子的半径大小（用化学式表示，下同）：

______＞______＞______＞______；比较r、m的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：

______＞______＞；比较d、m的氢化物的沸点：

______＞______。

（3）x与氢元素能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是（写分子式）______，实验室制取该物质的化学方程式为：

____________________________________。

（4）由y、m和氢元素组成一种离子化合物，写出其电子式：

___________________________。

（5）用铅蓄电池作电源，惰性电极电解饱和em溶液，则电解反应的生成物为（写化学式）___________________________。

铅蓄电池放电时正极反应式为式）___________________________。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）

18．铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。

（1）已知：

元素的一个基态的气态原子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量称为该元素的第一电子亲和能，用E1表示。

从-1价的气态阴离子再得到1个电子，成为-2价的气态阴离子所放出的能量称为第二电子亲和能E2，依此类推。

FeO是离子晶体，其晶格能可通过如下的Born－Haber循环计算得到。

铁单质的原子化热为__________kJ/mol，FeO的晶格能为__________kJ/mol，基态O原子E1____________E2（填“大于”或“小于”），从原子结构角度解释_________。

（2）乙二胺四乙酸又叫做EDTA（图1），是化学中一种良好的配合剂，形成的配合物叫做螯合物。

EDTA在配位滴定中经常用到，一般是测定金属离子的含量。

已知：

EDTA配离子结构（图2）。

EDTA中碳原子轨道的杂化类型为____________，EDTANa-Fe（Ⅲ）是一种螯合物，六个配位原子在空间构型为____________。

EDTANa-Fe（Ⅲ）的化学键除了σ键和配位键外，还存在____________。

（3）Fe3O4晶体中，O2-的重复排列方式如图所示，该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O围成的正四面体空隙和如3、6、7、8、9、12的O2-围成的正八面体空隙。

Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中，则Fe3O4晶体中，O2-数与正四面体空隙数（包括被填充的）之比为__________，有__________%的正八面体空隙填充阳离子。

Fe3O4晶胞的八分之一是图示结构单元（图3），晶体密度为5.18g/cm3，则该晶胞参数a=____________pm。

（写出计算表达式）

19．（6分）氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

（1）H2还原法是处理燃煤烟气中SO2的方法之一。

已知：

2H2S（g）+SO2（g）＝3S（s）+2H2O（l）ΔH=akJ∙mol—1H2S（g）＝H2（g）+S（s）ΔH=bkJ∙mol—1H2O（l）＝H2O（g）ΔH=ckJ∙mol—1写出SO2（g）和H2（g）反应生成S（s）和H2O（g）的热化学方程式______________。

（2）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）。

若在T1℃、0.1MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2［其中n（SO2）∶n（O2）＝2∶1］，测得容器内总压强与反应时间如图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为______________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vc（正）与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vc（正）______________vA（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③图中B点的压强平衡常数Kp＝______________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（3）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。

当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用______________法提高脱氮效率。

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，其可能原因为______________。

（4）研究表明：

NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。

图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。

①写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：

______________。

②温度高于60℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为______________

参考答案

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．D

【解析】

【详解】

A、由图1可知，中间体1为O-O═N，产物1为O+N═O，所以中间体1到产物1的方程式为O-O═N→O+N═O，故A正确；

B、反应的能垒越高，反应速率越小，总反应的快慢主要由机理反应慢的一步决定，由图2可知，中间体2到过渡态4的能垒较大、为223.26kJ/mol，决定了NO的生成速率很慢，故B正确；

C、由图2可知，反应物2到过渡态4的能垒为315.72kJ•mol-1，过渡态4到反应物2放出能量为逆反应的活化能，所以由O和N2制NO的能垒或活化能为315.72kJ•mol-1，故C正确；

D、由图1可知，N和O2制NO的过程中各步机理反应的能垒不大，反应速率较快；由图2可知，O原子和N2制NO的过程中多步机理反应的能垒较高、中间体2到过渡态4的能垒为223.26kJ/mol，导致O原子和N2制NO的反应速率较慢，所以由N和O2制NO的过程比由O原子和N2制NO的过程速率快，故D错误；

故选：

D。

【点睛】

明确图中能量变化、焓变与能垒或活化能关系为解答的关键，注意反应过程中能量变化和反应速率之间的关系。

2．A

【解析】

【分析】

蒸馏烧瓶用于分离沸点相差较大的两种液体的分离或难挥发性固体和液体的分离；普通漏斗用于分离互不相溶的固体和液体；分液漏斗用来分离互不相溶的液体或分离在不同溶剂中溶解度不同的混合物；蒸发皿用于可溶性固体和液体的分离，以此来解答。

【详解】

蒸馏烧瓶用于分离沸点相差较大的两种液体的分离或难挥发性固体和液体的分离，即蒸馏；

普通漏斗用于分离互不相溶的固体和液体，即过滤；

分液漏斗用来分离互不相溶的液体或用来分离在不同溶剂中溶解度不同的混合物，即分液或萃取；

蒸发皿用于可溶性固体和液体的分离，即蒸发，

所以从左至右，可以进行的混合物分离操作分别是：

蒸馏、过滤、分液或萃取、蒸发。

答案选A。

3．B

【解析】

【分析】

X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Y能形成两种常见离子化合物，这两种离子化合物为Na2O2和Na2O，X为O元素，Y为Na元素，Z原子最外层电子数与其电子层数相同，Z为Al元素；X与W同主族，W为S元素。

【详解】

A．同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，Y＞Z＞W，同主族元素从上到下逐渐增大：

W＞X，即Na＞Al＞S＞O，故A正确；

B．O22－是原子团，X、Y形成的Y2X2阴阳离子数目比为1：

2，故B错误；

C．Al（OH）3具有两性，Y、Z和W的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al（OH）3、H2SO4，可以相互反应，故C正确；

D．X与W形成的化合物SO2、SO3的水溶液呈酸性，可使紫色石蕊溶液变红，故D正确；

故选B。

4．B

【解析】

【分析】

【详解】

A.医用酒精灭活新冠肺炎病毒是因为酒精使蛋白质脱水，并非酒精的氧化性，故A错误；

B.聚丙烯材料属于合成有机高分子材料，故B正确；

C.84消毒液和洁厕灵混合会发生氧化还原反应产生有毒气体氯气，所以两者不能混合使用，故C错误；

D.疫苗的成分是蛋白质，因光和热可以导致蛋白变性，所以疫苗需冷藏保存，故D错误；

故选B。

5．B

【解析】

【详解】

A、增大N2的浓度，平衡向正反应移动，H2的转化率增大，选项A正确；

B、反应达到平衡时，c（NH3）不一定是c（H2）的三分之二，这与该反应的初始物质的量及转化率有关，选项B错误；

C、使用催化剂增大反应速率，不影响化学平衡移动，能提高生产效率，选项C正确；

D、氨气分解速率是氮气消耗速率的两倍时，说明正逆反应速率相等，则反应达平衡状态，选项D正确。

答案选B。

6．B

【解析】

【分析】

取样加入稀硫酸产生白色沉淀和产生气体，则一定含有HCO3-、Ba2+，又HCO3-与Al3+发生双水解反应，所以原溶液中一定不含Al3+，取样加入少量氢氧化钠溶液产生白色沉淀，则白色沉淀一定含碳酸钡，综上所述，原溶液中一定含HCO3-、Ba2+，一定不含Al3+，可能含 Cl-，据此分析判断。

【详解】

A、原溶液中可能含 Cl-，故A错误；

B、由上述分析可知，原溶液中一定含HCO3-、Ba2+，故B正确；

C、由上述分析可知，原溶液中一定含HCO3-、Ba2+，故C错误；

D、由上述分析可知，原溶液中一定不含Al3+，故D错误；

故选：

B。

【点睛】

本题考查离子检验与推断，掌握发生的离子反应及现象是解题关键，题目难度不大。

7．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由于醋酸根和铵根均会发生水解，所以溶液中这两种离子的数目一定小于0.5NA，A项错误；

B．该溶液中乙醇的质量为4.6g，根据公式计算可知：

；该溶液中的水的质量为5.4g，根据公式计算可知：

；所以溶液中的H原子数目为1.2NA，B项错误；

C．1个氨基中含有9个电子，16g氨基即1mol，所以含有电子数为9NA，C项错误；

D．密闭容器中发生的虽然是可逆反应，但原子总数守恒，所以为8NA，D项正确；

答案选D。

8．A

【解析】

【详解】

A．金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面，加硫磺粉处理，且金属汞不能深埋处理，易污染土壤和地下水，故A错误；

B．氨氮废水中N为-3价，可利用氧化还原反应原理发生氧化反应转化为无毒物质，所以可用化学氧化法或电化学氧化法处理，故B正确；

C．做蒸馏实验时，蒸馏烧瓶中忘记加人沸石，需要停止加热，冷却后补加，故C正确；

D．乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇，只有乙酸为电解质，且乙酸电离显酸性，则乙酸浓度越大，酸性越强，导电能力也越强，所以用pH计、电导率仪（一种测量溶液导电能力的仪器）均可监测乙酸乙酯的水解程度，故D正确；

故答案为A。

9．D

【解析】

【详解】

A.b点加入等体积等浓度的HX和氨水，两者恰好完全反应生成NH4X，b点溶液的pH=7，说明X-与NH4+的水解程度相等，则Ka（HX）的值与Kb（NH3·H2O）的值相等，故A正确；

B.由图可知0.1mol·L-1的HX溶液的pH=3，HX为弱酸，因为b点的pH=7，所以b点c（X-）=c（NH4+），，根据物料守恒c（X-）+c（HX）=0.1mol/L×0.05L/0.1L=0.05mol/L，则c（NH4+）+c（HX）=0.05mol·L-1，故B正确；

C.a→c点过程中，

，水解平衡常数只与温度有关，温度不变，则

值不变，故C正确；

D.b点加入等体积等浓度的HX和氨水，两者恰好完全反应生成NH4X，NH4X是弱酸弱碱盐，促进水电离，则a、b、c三点，b点时水电离出的c（H＋）最大，故D错误。

答案选D。

10．B

【解析】

【分析】

本题考查的是物质结构，需要先分析该物质中含有的微观粒子或组成的情况，再结合题目说明进行计算。

【详解】

A．1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。

24g镁和27g铝各自的物质的量都是1mol，所以24g镁含有的质子数为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13mol，选项A错误。

B．设氧气和臭氧的质量都是Xg，则氧气（O2）的物质的量为

mol，臭氧（O3）的物质的量为

mol，所以两者含有的氧原子分别为

×2=

mol和

×3=

mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。

C．重水为

，其中

含有1个中子，

含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1mol重水含有10mol中子。

水为

，其中

没有中子，

含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1mol水含有8mol中子。

两者的中子数之比为10:

8=5:

4，选项C错误。

D．乙烷（C2H6）分子中有6个C－H键和1个C－C键，所以1mol乙烷有7mol共价键。

乙烯（C2H4）分子中有4个C－H键和1个C＝C，所以1mol乙烯有6mol共价键，选项D错误。

故选B。

【点睛】

本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题，一般来说先计算物质基本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构，再乘以该物质的物质的量，就可以计算出相应结果。

11．B

【解析】

【分析】

主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20；M是地壳中含量最多的元素，则M为O元素；X、Z为金属元素，其最外层电子数只能为1、2、3，当X最外层电子数为1时，Z的最外层电子数可能为1、2、3，Y的最外层电子数为12-1-1=10、12-1-2=9、12-1-3=8，都不可能，所以X、Z最外层电子数只能为2、3，Y的最外层电子数为12-2-3=7，结合原子序数大小及都是主族元素可知，X为Al、Y为Cl、Z为Ca元素

【详解】

根据分析可知：

M为O，X为Al，Y为Cl，Z为Ca元素。

A．电子层越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径X＜M＜Y，故A正确；

B．O、Ca形成的过氧化钙中含有O-O共价键，故B错误；

C．ClO2具有强氧化性，可用于自来水消毒，故C正确；

D．工业上通过电解熔融氧化铝获得金属铝，故D正确；

答案选B。

【点睛】

难点：

通过讨论推断X、Y为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质。

12．C

【解析】

【分析】

【详解】

生成的气体是CO2，所以要计算M的相对原子质量，还需要知道MCO3的质量，选项C正确，答案选C。

13．D

【解析】

【详解】

A．M中含有两个羟基，与环戊醇结构不相似，不互为同系物，故A错误；

B．M中含有sp3杂化的碳原子，所有碳原子不可能共平面，故B错误；

C．M中含有碳碳双键和羟基，能够与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液褪色，M中含有碳碳双键，其与溴水发生加成反应而使溴水褪色，故C错误；

D．乙酸与碳酸钠能够发生反应生成二氧化碳气体，M不与碳酸钠溶液反应，利用碳酸