高考化学碳族元素测试题及答案.docx

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高考化学碳族元素测试题及答案

试卷类型：

A（基础）

2012届高三原创月考试题三

化学

适用地区：

大纲地区

考查范围：

碳族元素新型无机非金属材料、氮族元素、化学反应速率化学平衡

建议使用时间：

2011年10月底

注意事项：

1.答题前，考生在答题卡上务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真核准准考证号、姓名和科目。

2.本试卷中所有试题答案均需用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。

3.本试卷共19小题。

其中第I卷共12小题，每小题3分，共36分，第II卷共7小题，共64分。

4.本试卷答题时间为90分钟。

以下数据可提供解题时参考：

可能用到的相对原子质量：

H1Cl2N14O16Na23Mg24S32C135.5K39Fe56Cu64Ba137

第Ⅰ卷

一、选择题：

本题共12小题，每小题3分，共36分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、（2011福建6）下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是（　　）

A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

C．节能减排符合低碳经济的要求

D．合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺

2、（2010·山东卷）下列说法正确的是（）

A．形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱

C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强

D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果

3、（2009·广州高三调研）下列叙述不正确的是（　　）

A．金刚砂的成分是Al2O3，可用作砂纸、砂轮的磨料

B．水晶和玛瑙的主要成分都是SiO2

C．含硅的钢具有良好的导磁性

D．太阳能电池可用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

5、（2011·襄樊四中模拟）下列说法正确的是（）

A．浓硝酸在光照条件下变黄，说明浓硝酸易分解生成有色产物且溶于浓硝酸

B．若R的含氧酸的酸性大于Q的含氧酸的酸性，则非金属性R大于Q

C．利用溶液中pH与7的大小关系，可判断任何温度下溶液的酸碱性

D．氢的两种微粒：

H3+和H2互为同位素

6、（2011全国8）在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于（　　）

A．5%B．10%C．15%D．20%

7、Cl2和SO2都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。

若将等物质的量的Cl2、SO2混合再通入品红与BaCl2的混合溶液，能观察到的现象是（　　）

①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀　④不出现沉淀

A．①②B．①③

C．②③D．②④

8、（2010年江门调研）下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的（　　）

①Na2SiO3；②AlCl3；③NH4HCO3；④Al2O3；⑤NaHSO4

A．①②④B．②③⑤

C．②③D．③④

9、下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述正确的是（　　）

A．常温下都可以用铁制容器贮存

B．常温下都能与铜较快反应

C．露置在空气中，溶液质量均减轻

D．露置于空气中，溶液浓度均减小，原因相似

10、下列过程中，最终的白色沉淀不一定是硫酸钡的是（　　）

A．Fe（NO3）2溶液

白色沉淀

B．Ba（NO3）2溶液

白色沉淀

C．无色溶液

白色沉淀

D．无色溶液

无沉淀

白色沉淀

11、对可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）

A．达到化学平衡时，4v正（O2）＝5v逆（NO）

B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

D．化学反应速率的关系是：

2v正（NH3）＝3v正（H2O）

12、（2011安徽理综）室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）

A．饱和氯水中Cl－、NO

、Na＋、SO

B．c（H＋）＝1.0×10－13mol·L－1溶液中C6H5O－、K＋、SO

、Br－

C．Na2S溶液中SO

、K＋、Cl－、Cu2＋

D．pH＝12的溶液中NO

、I－、Na＋、Al3＋

第Ⅱ卷

二、非选择题：

本题共7小题，共64分。

13、（8分）下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图（有关反应的条件及生成的H2O已略去）。

已知：

（a）A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。

（b）反应①、②是化工生产中的重要反应。

（c）化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。

（d）化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。

（e）化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。

请按要求填空：

（1）反应③的化学方程式__________________________________________________。

（2）C的结构式________；H的化学式_______________________________________。

（3）L的溶液与化合物E反应的离子方程式_______________________________________。

（4）化合物J的化学式________。

14、（2011全国理综29）（15分）

请回答下列实验室中制取气体的有关问题。

（1）下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B、C、D的作用分别是：

B________________________________________________________________________；

C________________________________________________________________________；

D________________________________________________________________________。

（2）在实验室欲制取适量NO气体。

①下图中最适合完成该实验的简易装置是________（填序号）；

②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）：

应加入的物质

所起的作用

A

B

C

D

③简单描述应观察到的实验现象__________________________。

15、（10分）（09北京卷28）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整

4+11

（2）接触室中发生反应的化学方程式是。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。

a.为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

b.过量空气能提高

的转化率

c.使用催化剂能提高

的反应速率和转化率

d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

（4）每160g

气体与

化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是。

（5）

既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的

。

吸收

的离子方程式是。

16、（7分）（2011·上海市一中模拟）2010上海世博会成为第一个“低碳世博”。

主办方确定以“低碳、和谐、可持续发展的城市”为主题，将大量新能源、节能环保科技成果转化应用于世博会。

（1）有效“减碳”的手段之一是节能。

下列制氢方法最节能的是。

（填字母序号）

A．电解水制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

B．高温使水分解制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

C．太阳光催化分解水制氢：

2H2O

2H2↑＋O2↑

D．天然气制氢：

CH4＋H2O

CO＋3H2

（2）CO2加氢合成DME（二甲醚）是解决能源危机的研究方向之一。

2CO2（g）+6H2（g）

CH3OCH3（g）+3H2OΔH＞0。

请在上面的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

（3）CO2可转化成有机物实现碳循环。

在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=－49.0kJ/mol。

①能说明上述反应达到平衡状态的是（选填编号）。

A．若在绝热容器中，反应体系温度不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molH2O

D．容器内气体的压强不随时间的变化而变化

E．单位时间内CH3OH（g）的浓度改变量为0

F．混合气体的密度不随时间的变化而变化

②下列措施中能使体系中

增大的是（选填编号）。

A．升高温度B．恒温恒容再充入1molCO2

C．将H2O（g）从体系中分离D．恒温恒容再充入1molCO2和3molH2

E．将CH3OH（g）从体系中分离F．使用高效催化剂

17、（6分）如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）．将所选答案的编号填入表内相应的空格内（如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填）．

可供选择的试剂：

A.盐酸　B．氢氧化钠溶液　C．氧气　D．水　E．二氧化碳

可供选用的操作：

①水洗　②加热　③高温灼烧　④过滤　⑤结晶

粉末状混合物

试剂

方法

（1）

CaCO3（SiO2）

（2）

NaCl（SiO2）

（3）

SiO2（Fe2O3）

（4）

SiO2（CaCO3）

（5）

SiO2（H2SiO3）

（6）

SiO2（NH4Cl）

18、（10分）（2011·北京通州一中模拟）由于燃料电池汽车，尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。

为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发。

燃料电池的燃料有氢气、甲醇、汽油等。

（1）有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇—空气燃料电池。

这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2-。

①负极发生的反应是______________。

②在稀土金属氧化物的固体电解质中，O2-的移动方向是___________。

（2）氮的氧化物是汽车尾气主要污染之一，消除其污染有多种方法。

①消除汽车尾气污染，喷NH3选择性催化还原是常用的一种方法。

在950℃时喷NH3与

NO反应而脱氮生成氮气，该反应的化学方程式为：

。

②已知NO2和N2O4，可以相互转化：

2NO2（g）

N2O4（g）。

现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化的关系如图所示。

前10min内N2O4的转化率为________________。

a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是___________；反应进行至25min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是_____________________（用具体物质的数值、文字说明）。

19、（8分）有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：

K＋、NH

、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、CO

、SO

，为了确定溶液中所含离子及其物质的量浓度，某同学设计实验如下：

取三份100mL上述水溶液进行如下实验：

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；

（2）第二份加入足量NaOH溶液，加热，收集到气体896mL（标准状况）；

（3）第三份加入足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。

根据上述实验，请回答：

（1）溶液中肯定存在的离子是_____________；哪些离子的浓度能确定，分别是____________。

（2）肯定不存在的离子是_____________，理由是_____________________________。

（3）可能存在的离子是__________，如何确定？

______________。

答案与解析

1、【答案】A

【解析】　CO2、CH4是造成温室效应的主要气体，而N2是空气中的主要气体，不是温室气体，故A项错误；产生酸雨的主要原因是SO2气体，使用清洁能源可以有效防止酸雨发生，故B项正确；节能减排可以减少CO2的排放，符合低碳经济的要求，故C项正确；合理开发可燃冰可以减少煤、石油等紧缺能源的使用，故D项正确。

2、【答案】D

【解析】离子键是阴阳离子通过静电作用形成的，静电作用包括静电吸引和静电排斥，故A错；因同主族元素从上到下的非金属性减弱，故HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，但HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，故B错；根据元素的非金属性越强，其对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C错，因为没有指明是最高价含氧酸；元素周期律的根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化，D正确。

3、【答案】A

【解析】金刚砂的成分是SiC，其熔沸点很高，硬度大，可作砂纸、砂轮的磨料，故选A.

4、【答案】B

【解析】由图可知，p1→p2，增大压强，G体积分数减小，即平衡向正反应方向移动，则a>b，容器内气体质量增大，故B对、D错．T升高，G的体积分数减小，即平衡向正反应方向移动，则该反应的正反应为吸热反应，G的转化率增大，故A、C均错．

5、【答案】A

【解析】浓硝酸分解生成有色的NO2，溶于硝酸中，使其显黄色，A项对；利用最高价氧化物对应的水化物的酸性，才可以判断R与Q的非金属性，B项错；只有在25℃时，才可以利用pH与7的大小关系，判断溶液的酸、碱性，C项错；H3+和H2同属于氢元素的不同微粒，同位素研究的对象是原子，D项错误。

6、【答案】C

【解析】根据题意可知，发生反应的氢气的物质的量为8mol×25%＝2mol，因此可得下列“三段式”：

　　　N2　＋　3H2　　2NH3

初始/mol:

280

转化/mol:

2

平衡/mol:

6

在同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，因此平衡时氮气的体积分数等于其物质的量分数，即为

×100%≈15%。

7、【答案】C

【解析】尽管潮湿的Cl2和SO2都具有漂白作用，但Cl2具有强的氧化性，而SO2具有还原性，若同时使用，它们将会发生如下反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，这样两者等物质的量混合，会完全丧失漂白作用，溶液不会褪色，而生成的H2SO4和BaCl2反应生成不溶于水和酸的白色BaSO4沉淀。

8、【答案】D

【解析】Na2SiO3只能与盐酸反应，AlCl3、NaHSO4只能与NaOH反应。

9、【答案】A

【解析】常温下Fe可在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，故A正确；B项，常温下Cu与浓H2SO4不反应；浓HNO3易挥发，露置在空气中，浓度减小，质量也减轻，而浓H2SO4具有吸水性，露置于空气中，浓度减小，但溶液质量变大，故C、D均不正确。

10、【答案】C

【解析】A、B项中，SO2、SO

被氧化为SO

，所得沉淀一定为BaSO4；C项中，溶液中可能含有Ag＋，则白色沉淀为AgCl；D项中，加入过量的盐酸，排除Ag＋、CO

等离子，再加入氯化钡溶液产生白色沉淀，则一定是BaSO4。

11、【答案】A

【解析】化学平衡的实质是可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等，选项A正确；选项B表示的都是正反应速率，没有逆反应速率，不正确；增大容积，反应物、生成物的浓度均减小，所以正、逆反应速率均减小，C不正确；在同一反应中，用不同物质所表示的同一化学反应的速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比，选项D错误。

12、【答案】B

【解析】饱和氯水中含有的Cl2和HClO都具有强氧化性，能够氧化SO

离子，故A错误；c（H＋）＝1.0×10－13mol·L－1的溶液为强碱性溶液，OH－与C6H5O－、K＋、SO

、Br－都不发生反应，故B正确；Na2S溶液中的S2－能与Cu2＋反应生成CuS沉淀，故C错误；强碱性溶液中Al3＋能与OH－发生反应生成AlO

，故D错误。

第Ⅱ卷

13、【答案】

（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4

（2）N≡N　（NH4）2SO3或NH4HSO3

（3）ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO

＋H2O

（4）N2H4

【解析】　本题的突破口是E。

由于B、C、D是非金属单质，且其中A不是气体，结合“化合物E是形成酸雨的污染物之一”不难推出E为SO2，A为S，B为O2；再根据“反应②是化工生产中的重要反应”且“K是常用的氮肥”可推出F为NH3，则C、D为N2、H2；再结合“J

C”和“J由两种元素组成，其相对分子质量为32”，可推出C只能为N2，J为N2H4；又根据“L具有漂白性；可由Cl2与NaOH溶液反应而制得”可推出L为NaClO。

14、【答案】

（1）向上排气收集氯气安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境

（2）①Ⅰ

②

应加入的物质

所起的作用

A

铜屑和稀硝酸

产生NO气体

B

水

排水收集NO气体

C

主要是接收B中排出的水

D

③反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；

A管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；

A中的液体由无色变为浅蓝色；

B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中

【解析】

（1）制取氯气时一定有氯气的收集装置，氯气的密度大于空气的密度，因此收集时应该是“长进短出”所以B装置为收集装置，因为氯气有毒，则D为尾气吸收装置，结合C的导管情况，确定为防倒吸装置。

（2）实验室常用稀硝酸与铜反应制取NO，由于NO与氧气在常温下发生反应，因此不能用排空气法收集NO，则利用排水法，需要“短进长出”，只有装置Ⅰ符合此要求。

排出的水需要仪器进行接收。

（3）描述实验现象可按照“陆”——固体及表面的颜色或质量的变化、“海”——溶液中的一些现象、“空”——生成气体的现象的顺序来描述，这样不会遗漏。

15、【答案】

（1）FeS2

（2）

（3）abd

（4）SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；ΔH=-130.3kJ/mol

（5）SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-

【解析】本题考查的是硫酸的工业生产问题。

（1）中的原料是FeS2（黄铁矿）。

（2）接触室中发生反应是SO2的催化氧化。

（3）中的c项使用催化剂能提高

的反应速率但不能提高转化率。

（4）中的热化学方程式书写注意细节问题。

（5）

吸收

的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。

16、【答案】

（1）C

（2）

（3）①ABDE②CD

【解析】

（1）太阳光催化分解水制氢，所用能源来源于太阳能，当然是最节能的方法了。

（2）催化剂能降低反应所需的活化能，但不能改变能量变化量。

（3）①单位时间内每消耗3molH2，必定同时生成1molH2O（均为正反应），C不可以；反应过程中气体的质量不变，容器的体积不变，所以任何时候密度均不会改变，F不可以。

②反应放热，所以升高温度平衡左移，

变小；恒温恒容再充入1molCO2，但CO2的转化率变小，所以

变小；将CH3OH（g）从体系中分离会使CH3OH（g）的量减少，

变小；催化剂不能改变平衡的方向。

17、【答案】

（1）B　④　

（2）D　④⑤　（3）A　④　（4）A　④　（5）③　（6）②

【解析】可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，它可跟强碱反应，不跟酸（氢氟酸除外）反应，受热不分解等性质来选择，而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵受热分解．通过一定操作，即可除去杂质，除杂过程中所发生的化学方程式如下：

（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

（3）Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

（4）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O

（5）H2SiO3

SiO2＋H2O

（6）NH4Cl

NH3↑＋HCl↑

18、【答案】

（1）①CH3OH+4O2--8e-=CO2+2H2O②从正极流向负极

（2）①4NH3+6NO

5N2+6H2O②33.3％b和d增加了0.8molNO2

【解析】

（1）该燃料电池的正极是氧气得电子，而负极则是甲醇失电子。

由于正极氧气得电子生成O2-，而负极O2-参与电极反应，故在固体电解质中O2-从正极流向负极。

（2）②中，依据前5min内物质浓度的变化值，可确定曲线Y表示N2O4的浓度变化，曲线X表示NO2的浓度变化；则前10min内，c（N2O4）由0.6mol/L变为0.4mol/L，故其转化率为33.3％。

反应处于平衡状态，必须满足各组分的浓度保持不变，从图中即可确定b、d符合要求；反应进行至25min时，c（N2O4）保持不变，而c（NO2）突然增大，故应该是向体系中加入了NO2。

19、【答案】　

（1）NH

、K＋、CO

、SO

c（NH

）＝0.4mol/L，c（CO

）＝0.2mol/L，c（SO

）＝0.1mol/L

（2）Mg2＋、Ba2＋　因为溶液中存在CO

、SO

，Mg2＋、Ba2＋不能与CO

、SO

共存

（3）Cl－　再取一定量原溶液加入足量的Ba（NO3）2溶液。

将得到的沉淀过滤，再向滤液中加入稀HNO3酸化的硝酸银溶液观察是否有沉淀生成，若有沉淀生成说明原溶液中有Cl－，否则没有Cl－

【解析】由实验

（2）第二份加入足量NaOH溶液，加热，收集到气体896mL（标准状况）；可确定气体是氨气，说明原溶液中存在NH

0.04mol,c（NH

）＝0.4mol/L,由实验（3）确定6.27克沉淀是碳酸钡和硫酸钡的混合物，2.33克沉淀是硫酸钡，由硫酸根守恒c（SO

）＝0.1mol/L，碳酸钡的质量是6.27-2.33=3.94（克），物质的量0.02mol,所以c（CO

）＝0.2mol/L，根据电荷守恒一定有K＋，但是K＋的量不能确定，因为可能存在Cl－，此题中Cl－的检验要排除CO

和SO

的干扰。