④200℃时,n(H2)随时间的变化如表所示,3min时反应刚好达到平衡状态,请利用表中的数据计算0~3min内v(CH3OH)=________mol·L-1·min-1。
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
⑤200℃时该反应的平衡常数K=________。
向上述200℃的平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH,保持温度不变,则平衡________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。
标准状况下通入5.6L甲烷时,测得电路中转移1.96mol电子,则甲烷的利用率为________。
请考生在第35、36两道化学题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
35.(15分)【化学——选修3:
物质结构与性质】
磷存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质,几乎参与所有生理上的化学反应。
回答下列问题:
(1)基态P原子的核外电子排布式为________,有________个未成对电子。
(2)磷的一种同素异形体——白磷(P4)的立体构型为________,其键角为________,推测其在CS2中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。
(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°,试分析PH3的键角小于NH3的原因_________________________________。
(4)常温下PCl5是一种白色晶体,其立方晶系晶体结构模型如图甲所示,由A、B两种微粒构成。
将其加热至148℃熔化,形成一种能导电的熔体。
已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体,则A为________,其中心原子杂化轨道类型为________,B为________。
(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,图乙为其立方晶胞,其中的每个原子均满足8电子稳定结构,试判断其熔点________(填“高于”或“低于”)金刚石熔点。
已知其B—P键键长均为xcm,则其密度为________g·cm-3(列出计算式即可)。
36.(15分)【化学——选修5:
有机化学基础】
“T·M”是一种应用广泛的高分子聚酯。
工业上用有机原料A制备“T·M”和聚乙酸乙烯酯,其流程为:
已知:
①分子B苯环上的一元取代物只有两种结构;
②调节pH,—CHO与不稳定的烯醇结构(即羟基与双键碳原子相连的结构)易发生如下可逆的互变:
RCH2CHO
RCH===CHOH;
③—COOH能被LiAlH4还原成—CHO;
④—ONa连在烃基上不会被氧化。
请回答下列问题:
(1)G的结构简式是________。
(2)①的反应类型是________。
(3)从I→J需要加入的试剂名称是________。
(4)J的化学名称是________。
(5)写出J→“T·M”的化学方程式:
______________________________。
(6)与A具有相同官能团且有两个侧链的芳香化合物的同分异构体有________种。
其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为________。
(7)参照下述示例合成路线,设计一条由乙二醇为起始原料制备聚乙二酸乙二酯的合成路线。
示例:
CH2===CH2
CH3CH2Br
CH3CH2OH
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
高考化学模拟试题精编(三)
7.解析:
选D。
Al2O3和MgO均为离子晶体,熔点高,硬度大,可用于制作耐高温材料,A项正确。
“地沟油”的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,经加工处理后可用来制取肥皂,从而提高资源的利用率,B项正确。
小苏打和氢氧化铝刺激性小且均可直接与胃酸反应,起到中和过多胃酸的作用,C项正确。
计算机芯片的材料是单质硅,D项错误。
8.解析:
选B。
A项,一个D2O分子中含有10个质子,D2O的摩尔质量为20g·mol-1,故18gD2O中含有的D2O分子数为0.9NA,其中含有的质子数为9NA,故A错误;B项,二氧化硅晶体中,每个硅原子和4个氧原子形成4个Si—O键,60g二氧化硅中含有NA个硅原子,故含有的Si—O键的数目为4NA,故B正确;C项,2molNO与1molO2完全反应生成2molNO2,但体系中存在化学平衡2NO2
N2O4,所以产物的分子数小于2NA,故C错误;D项,氯气与水能发生反应Cl2+H2O
HCl+HClO,标准状况下,22.4L(1mol)氯气与水完全反应转移的电子数应为NA,但此反应属于可逆反应,转移的电子数小于NA,故D错误。
9.解析:
选C。
盐酸易挥发,能和硅酸钠反应,A错误;草酸分解会产生H2O,B错误;足量的酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,说明有H2S存在且已除尽,C正确;导管插入饱和碳酸钠溶液中,可能会引起倒吸,D错误。
10.解析:
选D。
选项A中物质Ⅰ的分子式为C7H8O2,A项错误。
选项B中CHCl3分子是四面体结构,但不是正四面体结构,B项错误。
选项C中物质Ⅰ、Ⅲ在组成上不是相差1个或若干个CH2原子团,因此不互为同系物,C项错误。
11.解析:
选A。
根据该周期表中元素的排布规律,可知X、Y、Z分别为P、N、O。
A项,P、N、O的简单离子分别为P3-、N3-、O2-,由于P3-核外有3个电子层,而N3-、O2-只有2个电子层,故P3-的半径最大,而O2-的核电荷数大于N3-的核电荷数,O2-原子核对最外层电子的吸引能力更强,O2-的半径最小,所以简单阴离子的半径大小:
P3->N3->O2-,A项正确;B项,元素的非金属性越强,则对应单质的氧化性越强,B项错误;C项,N的氢化物不止一种,如NH3、N2H4,C项错误;D项,P的最高价氧化物对应的水化物H3PO4属于中强酸,D项错误。
12.解析:
选D。
根据电池反应可知,正、负极的电极反应式分别为3H2O2+6H++6e-===6H2O、NH3·BH3+2H2O-6e-===NH4BO2+6H+,两极均没有气体生成,A、C错误。
原电池工作时,阳离子移向正极,B错误。
假定有6mol电子转移,则左极室质量增加31g-6g=25g,右极室质量增加6g,两极室质量之差为19g,故左右两极室质量差为1.9g时,电路中转移0.6mol电子,D正确。
13.解析:
选D。
A项,a点c水(H+)=10-13mol·L-1,硫酸中c(H+)=0.1mol·L-1,c(H2SO4)=0.05mol·L-1,A项错误;B项,根据电荷守恒,c(NH
)+c(H+)=2c(SO
)+c(OH-),b点时溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),所以c(NH
)<2c(SO
),B项错误;C项,(NH4)2SO4发生水解促进水的电离,因此c点表示硫酸与氨水恰好反应,根据硫酸的体积和氨水的物质的量浓度可计算出V=20,C项错误;D项,c点表示(NH4)2SO4溶液,根据质子守恒式c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),D项正确。
26.解析:
(3)本实验先用KI溶液与水样中的Cl2反应生成单质碘,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的碘单质,显然,指示剂应选用淀粉溶液。
(4)②因Na2S2O3水解使溶液呈碱性,所以应选用碱式滴定管。
③将锥形瓶置于滴定管下方进行滴定,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化直至滴定终点,滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内颜色不恢复。
(5)实验过程需要采集的数据有:
待测溶液体积(mL)、Na2S2O3标准溶液体积(mL)(包括记录滴定前、滴定后的刻度,平均体积等)。
滴定中消耗Na2S2O3标准溶液体积的平均值是20.00mL,则废水中Cl2的物质的量浓度可根据电子转移守恒关系n(Cl2)∶n(Na2S2O3)=1∶2计算,c(Cl2)=c(Na2S2O3)=0.01000mol·L-1。
由于滴定管用自来水、蒸馏水洗涤后,没有用Na2S2O3标准溶液润洗,所以实验使用的Na2S2O3标准溶液的体积偏大,导致所测c(Cl2)比实际浓度大。
(6)滴定前,滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失会导致读取的标准液体积偏大,最终结果偏高,A项错误;滴定过程中少量溶液溅出锥形瓶外会导致取用的标准液体积偏小,最终结果偏低,B项正确;滴定前平视Na2S2O3标准液面,滴定后俯视Na2S2O3标准液液面会导致读取的标准液体积偏小,最终结果偏低,C项正确;滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗导致取用的标准溶液体积偏大,结果偏高,D项错误。
答案:
(3)②淀粉溶液
(4)②碱式 ③锥形瓶内溶液颜色的变化 溶液由蓝色变为无色且半分钟内颜色不恢复
(5)0.01000mol·L-1 偏大 滴定管没有用标准Na2S2O3溶液润洗 (6)BC
27.解析:
(1)随着温度的升高,锰浸出率逐渐升高,但是500℃以后,锰浸出率增加缓慢,并且在500℃时,锰浸出率已超过95%。
从节约能源的角度考虑,焙烧温度取500℃即可;焙烧时间为60min时锰浸出率较大,超过60min锰浸出率趋于平缓,因此,实验选择最佳的焙烧时间为60min;当氯化铵与菱锰矿粉质量比为1.10∶1时,锰浸出率已经很高,继续增加氯化铵用量,锰浸出率提高不明显,因此,氯化铵与菱锰矿粉最佳质量比为1.10∶1。
(2)Fe3+和Al3+完全沉淀的pH分别是3.2、4.7,调节pH不能使Mn2+沉淀,所以pH的范围是4.7≤pH<8.1。
(4)蒸发浓缩、冷却结晶后得到的氯化铵可以循环使用。
(5)②首先根据关系式6Fe2+~Cr2O
计算出过量的Fe2+为0.0060mol,然后得出与[Mn(PO4)2]3-反应的Fe2+为0.0200mol-0.0060mol=0.014mol,根据关系式Mn2+~[Mn(PO4)2]3-~Fe2+计算得出n(Mn2+)=0.014mol,试样中的m(Mn)=0.014mol×55g·mol-1=0.77g,故试样中锰的质量分数为77%。
答案:
(1)500℃ 60min 1.10
(2)4.7≤pH<8.1
(3)Mn2++2HCO
===MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)NH4Cl
(5)①6Fe2++Cr2O
+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
②77%
28.解析:
(1)由题意得:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-akJ·mol-1;H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH2=-bkJ·mol-1;CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH3=-ckJ·mol-1;H2O(l)===H2O(g) ΔH4=+dkJ·mol-1。
根据盖斯定律可知:
ΔH=ΔH1-3ΔH2-ΔH3-ΔH4=(-a+3b+c-d)kJ·mol-1。
(2)①p1时,升高温度,CO的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应。
②联想影响化学反应速率和化学平衡的因素,增大H2浓度或增大压强均可达到目的。
③该反应为放热反应,升高温度,化学平衡常数减小,A错误。
由于容器容积恒定不变,达平衡后再充入稀有气体,各组分的浓度不变,平衡不移动,CO的转化率不变,B错误。
体系内气体压强不再变化时,说明各物质的浓度恒定,反应达到平衡状态,C正确。
200℃、p2时CO的转化率大于200℃、p1时CO的转化率,说明p1到p2平衡正向移动,而该反应的正反应为气体分子数减小的反应,故由p1到p2为增大压强,D正确。
④0~3min内,Δt=3min,Δn(H2)=4.0mol,故v(H2)=
=
mol·L-1·min-1,则v(CH3OH)=
v(H2)=
mol·L-1·mol-1。
⑤由④中数据可知,平衡时H2、CO、CH3OH的浓度分别是0.4mol·L-1、0.2mol·L-1、0.2mol·L-1,代入平衡常数表达式可求得K=6.25L2·mol-2。
达平衡后再充入2molCO、2molH2、2molCH3OH,H2、CO、CH3OH的浓度分别是0.6mol·L-1、0.4mol·L-1、0.4mol·L-1,Qc=2.78L2·mol-2(3)根据CH4~CO
~8e-可知,转移1.96mol电子需要5.488L(标准状况)甲烷,所以甲烷的利用率为
×100%=98%。
答案:
(1)(-a+3b+c-d)
(2)①< ②增大H2浓度 增大压强 ③CD ④
或0.067 ⑤6.25L2·mol-2 正向移动 (3)98%
35.解析:
(1)基态P原子核外有15个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,有3个未成对电子。
(2)P4为正四面体结构,其键角为60°,P4为非极性分子,根据“相似相溶”原理,P4易溶于非极性溶剂CS2,难溶于极性溶剂H2O。
(4)根据题意可知,PCl5为离子晶体,则晶体中存在阴、阳离子,A与CCl4互为等电子体,则A为PCl
,根据价电子对互斥理论,其采用sp3杂化,B与SF6互为等电子体,则B为PCl
。
(5)BP与金刚石都是原子晶体,由于C—C键的键长比B—P键短,则C—C键的键能更大,故金刚石的熔点高于BP。
解法一:
将磷化硼晶胞中部分原子进行标号,如图所示:
,图中1、2、3、4原子形成正四面体结构,5原子位于正四面体体心,1、5原子之间的距离为xcm,1、5原子形成的B—P键与4、5原子形成的B—P键之间的键角为109°28′,设1、4原子之间的距离为ycm,则在1、4、5原子形成的等腰三角形中存在:
sin
=
,解得y=2xsin54°44′,晶胞边长为
cm=2
xsin54°44′cm,磷化硼晶胞中含有的B原子数为4,含有的P原子数为8×
+6×
=4,一个磷化硼晶胞中含有4个BP,则晶体的密度为
g·cm-3=
g·cm-3;解法二:
将上图1、2、3、4原子形成的正四面体记为ABCD,如图所示:
,其中O为正四面体的体心,E为正三角形BCD的中心,则AE为正四面体的高,DF为正三角形BCD的高,三角形ADE为直角三角形,根据题意知,AO为xcm,由正四面体中顶点到体心的距离与体心到底面的距离之比为3∶1知,AE=
AO=
xcm,设正四面体的边长为ycm,则计算可得正三角形BCD的高DF为
ycm,由正三