二、选择题:
(本题共5小题,每小题4分,共20分。
每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)
11.(2019·北京卷)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。
(已知:
室温下,0.1mol·L-1H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液
(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4===CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:
H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4===NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO
+5C2O
+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OH
C2H5OOCCOOC2H5+2H2O
12.(2020年全国I卷12题)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。
电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。
放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是( )
A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH)
B.放电时,1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2mol
C.放电时,电池总反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)
D.充电时,正极溶液中OH-溶度升高
13.已知
呈粉红色,
呈蓝色,
为无色。
现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:
用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是()
A.等物质的量的
和
中σ键数之比为3:
2B.由实验①可推知△H>0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:
14.已知
晶体属立方晶系,晶胞边长a。
将
掺杂到该晶胞中,可得到一种高性能的p型太阳能电池材料,其结构单元如图所示。
假定掺杂后的晶胞参数不发生变化,下列说法正确的是()
A.该结构单元中O原子数为3
B.Ni和Mg间
最短距离是
C.Ni的配位数为4
D.该物质的化学式为
15.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-164.7kJ/mol
反应Ⅱ:
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ/mol
反应Ⅲ:
2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)ΔH=-247.1kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
()
A.图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化
B.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
C.提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的ΔH=—205.9kJ/mol
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、非选择题:
包括第16题~第20题5个大题,共60分。
16.某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如图所示。
回答下列问题:
(1)写出“焙烧”时,生成
的化学反应方程式_______。
(2)“滤液”中的金属阳离子有_______;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_______、
_______。
(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为
和
,写出Au溶解的离子方程式_______。
(4)可从“有机层”回收的金属是_______。
实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_______、_______。
(5)电解
溶液回收Au的阴极反应式为_______。
17.氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。
回答下列问题:
(1)H、B、N中,原子半径最大的是_____。
根据对角线规则,B的一些化学性质与元素_____的相似。
(2)NH3BH3分子中,N—B化学键称为____键,其电子对由____提供。
氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:
3NH3BH3+6H2O=3NH3+
+9H2
的结构为
。
在该反应中,B原子的杂化轨道类型由______变为______。
(3)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),电负性大小顺序是__________。
与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________(写分子式),其熔点比NH3BH3____________(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在____________________,也称“双氢键”。
(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°。
氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ=___________g·cm−3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
18.甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①
ΔH=+206kJ/mol
②
ΔH=-41kJ/mol
恒定压强为
时,将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出
与
生成
和
的热化学方程式:
_______。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
D.加入合适的催化剂,降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中
的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:
①低于700℃,_______;
②高于700℃,_______。
(4)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)=1∶3
混合气体,
。
600℃时,
的平衡转化率为_______,反应①的平衡常数的计算式为
_______(
是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
19.[化学——选修5:
有机化学基础](15分)
维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。
天然的维生素E由多种生育酚组成,其中α-生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。
下面是化合物E的一种合成路线,其中部分反应略去。
已知以下信息:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____________。
(2)B的结构简式为______________。
(3)反应物C含有三个甲基,其结构简式为______________。
(4)反应⑤的反应类型为______________。
(5)反应⑥的化学方程式为______________。
(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有________个(不考虑立体异构体,填标号)。
(ⅰ)含有两个甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含C=C=O);(ⅲ)不含有环状结构。
(a)4(b)6(c)8(d)10
其中,含有手性碳(注:
连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为___________________。
20.以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO2少量Fe2O3)为原料均能制备CuSO4·5H2O晶体。
(1)取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入到如图所示实验装置的三颈瓶中,在搅拌下加热反应并通入空气,待产生大量的黑色沉淀时停止反应,趁热过滤、洗涤,得到CuO固体;所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作,得到CuSO4·5H2O晶体。
①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式:
_______。
②检验CuO固体是否洗净的实验操作是_______。
③装置图中装置X的作用是_______。
(2)以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO4·5H2O晶体时,请补充完整相应的实验方案:
取一定量焙烧过的铜精炼炉渣,_______,加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干,得到CuSO4·5H2O晶体。
已知:
①该实验中pH=3.2时,Fe3+完全沉淀;pH=4.7时,Cu2+开始沉淀。
②实验中可选用的试剂:
1.0mol∙L−1H2SO4、1.0mol∙L−1HCl、1.0mol∙L−1NaOH。
(3)通过下列方法测定产品纯度:
准确称取0.5000gCuSO4·5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀H2SO4酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.1000mol∙L−1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3的溶液19.80mL。
测定过程中发生下列反应:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、2
+I2=
+2I-。
计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程):
_______
_______。
济南大学城实验高三化学4月试题参考答案
一、选择题
1~5BDAAB6~10DCCAD
二、11C12CD13.BD14.B15.AC
三、16.
(1)2Ag2Se+3O2=2
+2Ag2O
(2)Cu2+、Ag+氧化可能存在的Cu、
防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气(3)2Au+3Cl2+2Cl—=2[AuCl4]—(4)Pt烧杯分液漏斗(5)Au3++3e—=Au
17.
(1)BSi(硅)
(2)配位Nsp3sp2
(3)N>H>BCH3CH3低Hδ+与Hδ−的静电引力
(4)
18.
(1)
ΔH=247kJ/mol
(2)C(3)①由于正反应方向吸热,随着温度的升高,反应向正反应方向进行的程度较大,氢气的物质的量逐渐增大②随着反应的进行,一氧化碳的物质的量增大,发生反应②,反应②正反应放热,当温度升高时,平衡逆向移动,使氢气的物质的量减小(4)77.78%5859.375
19.
(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)
(2)
(3)
(4)加成反应
(5)
(6)c
20.
(1)①[Cu(NH3)4]Cl2+2NaOH
CuO+2NaCl+4NH3↑+H2O②取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀则洗涤干净,若有沉淀则未洗净③防倒吸
(2).加入适量1.0mol∙L−1H2SO4溶解,逐滴加入1.0mol∙L−1NaOH调节溶液pH在3.2~4.7之间,过滤,将滤液(3).根据关系式CuSO4·5H2O~Na2S2O3,样品中CuSO4·5H2O物质的量为0.1000mol∙L−1×0.0198L=0.00198mol,则CuSO4·5H2O样品的纯度的纯度
答案详解:
1.解析 A项,甲醇低温制氢气有新物质生成,属于化学变化;B项,氘、氚用作核聚变燃料,是核反应,不属于化学变化;C项,偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O,放出大量的热,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4
3N2↑+2CO2↑+4H2O,属于化学变化;D项,可燃冰是甲烷的结晶水合物,CH4燃烧生成CO2和H2O,放出大量的热,反应的化学方程式为CH4+2O2
CO2+2H2O,属于化学变化。
2.解析 纳米铁粉可与Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等发生置换反应,不是物理吸附,D错误。
3.解析 H
O和D2O的摩尔质量均为20g/mol,即2.0gH
O和D2O的混合物为0.1mol,H
O和D2O所含的中子数均为10,A正确;乙醛结构式:
4.4g乙醛为0.1mol,而1个乙醛分子含有4个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个碳氧σ键,共6个σ键,即4.4g乙醛所含σ键数目为0.6NA,B错误;1molCO2与1molNa2O2反应生成0.5molO2,转移1mol电子,则0.25molCO2反应,生成0.125molO2,转移0.25NA电子,C错误;浓盐酸与二氧化锰反应时,随着反应进行,浓盐酸浓度降低,反应逐渐停止,故无法通过给出的盐酸的量计算出转移的电子数,D错误。
4.解析 Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),OH-与NH
结合形成弱电解质NH3·H2O,促进了Mg(OH)2的溶解,A正确;向沸水中滴加饱和FeCl3溶液得到的红褐色液体是胶体,不应写“↓”。
正确的离子方程式为Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+,B错误;该离子方程式电荷及得失电子均不守恒。
正确的离子方程式为5SO2+2MnO
+2H2O===5SO
+2Mn2++4H+,C错误;FeO与稀HNO3发生氧化还原反应,所以离子方程式应为3FeO+10H++NO
===3Fe3++NO↑+5H2O,D错误。
5.【详解】A.B原子最外层3个电子,与其它原子形成3个
键,N原子最外层5个电子,与其它原子形成3个
键,还剩余2个电子,故形成大
键的电子全部由N原子提供,B正确;
B.无机苯是分子晶体,其熔点主要取决于分子间的作用力,A错误;
C.无机苯与苯等电子体,分子中含有大
键,故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化,C正确;
D.无机苯与苯等电子体,分子中含有大
键,故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化,所以分子中所有原子共平面,D正确;
6.【详解】A.根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为C14H14O4,A叙述正确;
B.该有机物的分子在有羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,能使酸性重铬酸钾溶液变色,B叙述正确;
C.该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键,C叙述正确。
D.该有机物的分子中有酯基,发生水解反应,得到羧酸和酚。
但是没有给出有机物的物质的量,所以无法求算。
D叙述不正确;
7.由W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,由化合价代数和为0可知,Y元素化合价为—3价,则Y为P元素;由W的电荷数可知,W为Na元素。
【详解】A项、氯化钠为强酸强碱盐,水溶液呈中性,故A错误;
B项、同周期元素从左到右,非金属性依次增强,则非金属性的强弱顺序为Cl>S>P,故B错误;
C项、P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸,磷酸是三元中强酸,故C正确;
D项、新化合物中P元素化合价为—3价,满足8电子稳定结构,故D错误。
故选C。
8.【详解】A.结合该分子的结构简式可以看出,其分子式为C8H11NO2,故A正确;
B.该分子中含
(氰基)、
(碳碳双键)以及碳碳单键,它们采用的杂化类型分别是sp杂化、sp2杂化和sp3杂化共3种杂化方式,故B正确;
C.碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、
(氰基)共直线,O原子采用sp3杂化,为V型结构,链状的碳碳单键中最多有两个C原子共平面,则该分子中可能共平面的C原子可表示为:
,故C错误;
D.该分子中的不饱和度为4,含苯环的同分异构体中,等效氢原子种类最少的应具有对称结构,其同分异构体之一的结构简式如
,该分子的等效氢为4种,故D正确;
故选C。
9.【详解】A.HCOONa和NaF的浓度相同,HCOONa溶液的pH较大,说明HCOO-的水解程度较大,根据越弱越水解,因此甲酸的电离平衡常数较小,即Ka(HCOOH)<Ka(HF),故A错误;
B.相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,此时溶液呈酸性,氢离子浓度大于氢氧根浓度,说明溶液中醋酸电离程度大于水解程度,则醋酸根浓度大于钠离子浓度,则溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B正确;
C.CuS的溶解度较小,将CuS投入到稀硫酸溶液中,CuS溶解平衡电离出的S2−不足以与H+发生反应,而将FeS投入到稀硫酸后可以得到H2S气体,说明Ksp(FeS)>Ksp(CuS),故C正确;
D.根据溶液中的物料守恒定律,1mol∙L−1Na2S溶液中所有含S元素的粒子的总物质的量的浓度为1mol∙L−1,即c(S2−)+c(HS-)+c(H2S)=1mol∙L−1,故D正确;
综上所述,答案为A。
10.四种短周期元素,均可以形成最高价氧化物对应的水化物。
有H3ZO4可知,该酸为弱酸,则Z为P元素;0.1mol∙L−1W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70,说明该物质为多元强酸,为硫酸,则W为S元素;0.1mol∙L−1Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00,说明该物质为一元强碱,为氢氧化钠,则Y为Na元素;0.1mol∙L−1X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00,说明该物质为一元强酸,为硝酸,则Y为N元素,据此回答。
【详解】A.相对分子质量越大,物质的熔沸点越高,但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键,因此NH3的沸点高于PH3的沸点,故A错误;;
B.电子层数越多离子半径越大,Na+有两个电子层而S2−有三个电子层,因此S2−的离子半径较大,故B错误;
C.同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大,但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态,原子结构较为稳定,故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大,故P的第一电离能大于S,故C错误;
D.同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大,因S的原子序数大于P,则S的电负性大于P,故D正确。
综上所述,答案为D。
11.解析 草酸具有酸性,与Ca(OH)2溶液发生中和反应Ca(OH)2+H2C2O4===CaC2O4↓+2H2O,A正确;草酸的酸性大于H2CO3的酸性,草酸加入少量NaHCO3溶液中发生反应NaHCO3+H2C2O4===NaHC2O4+CO2↑+H2O,B正确;草酸使酸性