精品解析陕西省汉中市届高三年级教学质量第二次检测考试全国II卷理综化学试题解析版.docx
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精品解析陕西省汉中市届高三年级教学质量第二次检测考试全国II卷理综化学试题解析版
汉中市2020届高三年级教学质量第二次检测考试
理科综合能力测试——化学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:
H1Li7N14O16S32Cl35.5Fe56
一、选择题:
本题共7小题,每小题6分,共42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.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。
下列说法正确的是()
A.自来水厂常用明矾作消毒杀菌剂
B.高铁车用大部分材料是铝合金,铝合金材料具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点
C.硅胶可作瓶装药品的干燥剂及催化剂载体,也是重要的半导体材料
D.使用肥皂洗手可预防病毒,肥皂的主要成分硬脂酸钠溶于水显酸性
【答案】B
【解析】
【详解】A.自来水厂常用明矾作净水剂,明矾没有强氧化性,不能用于消毒杀菌剂,A错误;
B.高铁车用大部分材料是铝合金,铝合金材料具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点,B正确;
C.硅胶吸水性强,可作瓶装药品的干燥剂及催化剂载体,硅胶不导电,不能用作半导体材料,C错误;
D.使用肥皂洗手可预防病毒,肥皂的主要成分硬脂酸钠溶于水显碱性,D错误;
答案选B。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列有关叙述正确的是()
A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目相等
B.标准状况下,22.4LHF所含有的分子数目为NA
C.常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g,原子总数为3NA
D.0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温常压下,等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中阳离子的数目不一定相等,因为各溶液的体积未知,A错误;
B.标准状况下HF不是气态,22.4LHF所含有的分子数目不是NA,B错误;
C.NO2与N2O4的最简式均是NO2,常温常压下,NO2与N2O4的混合气体46g含有1mol“NO2”,原子总数为3NA,C正确;
D.-NH2(氨基)含有9个电子,0.1mol-NH2(氨基)中所含有的电子数为0.9NA,D错误;
答案选C。
【点睛】选项B是解答的易错点,容易根据HCl是气体而认为HF在标况下也是气态,错因在于忽略了HF分子间存在氢键,从而导致HF熔沸点升高,标况下不是气态。
3.某有机物的结构简式如图所示。
下列关于该有机物的说法正确的是()
A.该有机物能发生酯化、加成、氧化、水解等反应
B.该有机物中所有碳原子不可能处于同一平面上
C.与该有机物具有相同官能团的同分异构体有3种
D.1mol该有机物最多与4molH2反应
【答案】D
【解析】
【分析】
有机物分子中含有苯环、碳碳双键和羧基,结合苯、烯烃和羧酸的性质分析解答。
【详解】A.该有机物含有羧基能发生酯化反应,含有碳碳双键,能发生加成、氧化反应;但不能发生水解反应,A错误;
B.由于苯环和碳碳双键均是平面形结构,且单键可以旋转,所以该有机物中所有碳原子可能处于同一平面上,B错误;
C.与该有机物具有相同官能团的同分异构体如果含有1个取代基,可以是-CH=CHCOOH或-C(COOH)=CH2,有2种,如果含有2个取代基,还可以是间位和对位,则共有4种,C错误;
D.苯环和碳碳双键均能与氢气发生加成反应,所以1mol该有机物最多与4molH2反应,D正确;
答案选D。
4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增。
X和Z形成的化合物的水溶液呈中性,W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,同一主族的W和Y,Y的原子序数是W的2倍,下列说法不正确的是()
A.原子半径:
W<Z<Y<X
B.Y的气态氢化物的稳定性弱于Z的气态氢化物
C.W与X形成的化合物不可能含有共价键
D.常温常压下,Y的单质是固态
【答案】C
【解析】
【分析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增。
同一主族的W和Y,Y的原子序数是W的2倍,W是O,Y是S,则Z是Cl。
X和Z形成的化合物的水溶液呈中性,W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,X的最外层电子数是7-6=1,所以X是Na,结合物质的性质和元素周期律分析解答。
【详解】根据以上分析可知W、X、Y、Z分别是O、Na、S、Cl。
A.同周期元素原子从左到右半径增大,有Cl<S<Na;一般情况下,原子的电子层数越多,半径越大,则O原子半径最小;综合原子半径:
O<Cl<S<Na,正确,A不选;
B.非金属性Cl>S,则S的气态氢化物的稳定性弱于Cl的气态氢化物,正确,B不选;
C.W与X形成的化合物过氧化钠中含有共价键,错误,C选;
D.常温常压下,S的单质是固态,正确,D不选;
答案选C。
5.某种钴酸锂电池的电解质为LiPF6,放电过程反应式为xLi+L1-xCoO2=LiCoO2。
工作原理如图所示,下列说法正确的是()
A.放电时,正极反应式为xLi++Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2
B.放电时,电子由R极流出,经电解质流向Q极
C.充电时,R极净增14g时转移1mol电子
D.充电时,Q极为阴极
【答案】A
【解析】
【详解】A.放电时是原电池,正极发生得到电子的还原反应,根据放电过程反应式为xLi+L1-xCoO2=LiCoO2,则正极反应式为xLi++Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2,A正确;
B.放电时Li是负极,则电子由R极流出,经导线流向Q极,电子不能通过溶液,B错误;
C.充电时,R极是阴极,电极反应式为Li++e-=Li,则净增14g时转移2mol电子,C错误;
D.放电时Q是正极,则充电时,Q极为阳极,D错误;
答案选A。
6.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
选项
实验操作和现象
预期实验目的或结论
A
用洁净的铂丝蘸取某食盐试样,在酒精灯火焰上灼烧,火焰显黄色
说明该食盐试样不含KIO3
B
SiO2能与氢氟酸及碱反应
SiO2是两性氧化物
C
向两支盛有KI3的溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀
KI3溶液中存在平衡:
I2+I-
D
室温下向CuCl2和少量FeCl3的混合溶液中,加入铜屑,充分搅拌,过滤,得蓝绿色溶液
除去杂质FeCl3得纯净CuCl2溶液
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.用洁净的铂丝蘸取某食盐试样,在酒精灯火焰上灼烧,火焰显黄色,该食盐试样不能确定是否含有KIO3,因观察钾元素的焰色,需透过蓝色的钴玻璃,故A错误;
B.二氧化硅与氢氟酸反应是特性,如果换成其它酸,比如H2SO4、HCl等等,反应就不能发生,二氧化硅与NaOH反应生成盐和水,所以二氧化硅是酸性氧化物,故B错误;
C.向两支盛有KI3的溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,说明KI3的溶液含I2,后者有黄色沉淀,说明KI3的溶液中含I-,即KI3溶液中存在平衡为
I2+I-,故C正确;
D.Cu与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁,会引入新的杂质亚铁离子,故D错误;
答案选C。
7.298K时,甲酸(HCOOH)和甲酸钠的混合溶液中HCOOH、HCOO−的浓度存在关系式c(HCOO−)+c(HCOOH)=0.100mol·L−1,而含碳元素的粒子的浓度与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是()
A.0.1mol·L−1HCOONa溶液中有c(HCOO−)+c(HCOOH)+c(OH−)=c(H+)+0.1
B.298K时,HCOOH的电离常数Ka=1.0×10−3.75
C.298K时,加蒸馏水稀释P点溶液,溶液中n(H+)·n(OH−)保持不变
D.0.1mol·L−1HCOONa溶液和0.1mol·L−1HCOOH溶液等体积混合后混合液的pH=3.75(混合后溶液体积变化忽略不计)
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.1mol·L−1HCOONa溶液中酸根水解溶液显碱性c(OH−)>c(H+),根据物料守恒可知c(HCOO−)+c(HCOOH)=c(Na+)=0.1mol·L−1,因此c(HCOO−)+c(HCOOH)+c(OH−)>c(H+)+0.1mol·L−1,A错误;
B.根据图像可知P点时298K时c(HCOO−)=c(HCOOH),c(H+)=10-3.75mol·L−1,则HCOOH的电离常数Ka=
=c(H+)=1.0×10−3.75,B正确;
C.298K时,加蒸馏水稀释P点溶液,溶液中氢离子或氢氧根的物质的量增加,溶液中n(H+)·n(OH−)增大,C错误;
D.0.1mol•L-1HCOONa溶液和0.1mol•L-1HCOOH溶液等体积混合后,虽然混合溶液中c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.100mol•L-1,但由于HCOOH的电离程度大于HCOONa的水解程度,混合溶液中c(HCOO-)>c(HCOOH),故溶液的pH>3.75,D错误。
答案选B。
【点睛】进行电离平衡常数计算时要注意曲线中的特殊点,例如起点、中性点等,比较溶液中离子浓度大小时一定要灵活应用电荷守恒、物料守恒以及质子守恒等。
8.环境问题是广大群众关注的热点话题之一,化工厂排放的废水、废渣一般利用化学原理可以进行排放物达标检测与无害化处理。
某皮革厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
已知:
①酸浸后的溶液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
②常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
5.4
9
沉淀溶解时的pH
—
—
>8溶解
>9溶解
(1)如需配制480mL酸浸环节所需
硫酸,需要用量筒量取18.4mol·L-1的浓硫酸____mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需哪些仪器_____。
(2)经氧化环节滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:
________。
(3)调pH=8环节,既可以将溶液中某些杂质离子转化为沉淀,同时又可以将Cr2O72-转化为某种含铬元素微粒,溶液颜色由橙色变为黄色,请解释该颜色变化的原因_______。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR⇌MRn+nNa+,则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有________。
(5)请写出流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式:
______________。
(6)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN-的浓度,可用标准AgNO3溶液滴定待测液,已知:
银盐性质
AgCl
AgI
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
黄
白
砖红
白
Ksp
1.8×10-10
8.3×10-17
1.2×10-16
3.5×10-11
1.0×10-12
①滴定时可选为滴定指示剂的是________(填编号),
A.NaClB.K2CrO4C.KID.NaCN
②如何确定该滴定过程的终点:
_______________。
【答案】
(1).54.3
(2).500mL容量瓶、胶头滴管(3).2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+(4).Cr2O72-+2OH-⇌2CrO42-+H2O当pH增大时该平衡向右移动,溶液中Cr2O72-浓度减小、CrO42-离子浓度增大,颜色由橙色变
黄色(5).Mg2+、Ca2+(6).2CrO42-+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-(7).B(8).当滴入最后一滴标准液时,出现砖红色沉淀,且半分钟内沉淀颜色不改变
【解析】
【分析】
向含铬污泥中加入稀硫酸和水并将溶液pH调节为1,根据信息①知,硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,然后过滤,向滤液中加入双氧水,Cr3+被氧化生成Cr2O72-,然后向溶液中加入NaOH溶液并调节溶液的pH=8,根据表中数据知,溶液中Fe3+、Al3+生成沉淀,且溶液中Cr2O72-转化为CrO42-,然后过滤,向滤液中加入钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+,最后向溶液中通入二氧化硫,发生反应2CrO42-+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-,以此解答该题。
【详解】
(1)根据c1V1=c2V2列等式,18.4×V1×10-3=2×500×10-3,V1=54.3;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需用玻璃仪器为500mL容量瓶、胶头滴管;
(2)根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒,可知反应的离子方程式为2Cr3++3H2O2+H2O=Cr2O72-+8H+;
(3)溶液颜色由橙色变为黄色说明Cr2O72-转化为CrO42-,反应的离子方程式为Cr2O72-+2OH-
2CrO42-+H2O,当pH增大时该平衡向右移动,溶液中Cr2O72-浓度减小、CrO42-离子浓度增大,所以颜色由橙色变为黄色;
(4)根据阳离子互换原则确定,利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有Mg2+、Ca2+;
(5)流程中用SO2进行还原时,被氧化为SO42-,根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒,可知发生反应的离子方程式为2CrO42-+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42-+2OH-;
(6)①指示剂选择原则为颜色变化明显、Ksp略微大于Ksp(AgSCN),根据表中数据可知K2CrO4作为指示剂,答案选B;
②滴定终点现象是当滴入最后一滴标准液时,沉淀由白色变为砖红色,且半分钟内沉淀颜色不再改变。
【点睛】明确流程图中发生的反应、溶液中离子成分及其性质、物质分离提纯方法是解本题关键,注意
(1)中不能用480mL稀硫酸计算浓硫酸体积,为易错点。
9.利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为:
C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)
(1)已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、283kJ·mol-1,又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1,则C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=___。
(2)在某温度下,在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭,并充入1molH2O(g)发生上述反应,反应时间与容器内气体总压强的数据如表:
时间/min
0
10
20
30
40
总压强/100kPa
1.0
1.2
1.3
1.4
1.4
①平衡时,容器中气体总物质的量为________mol,H2O的转化率为________。
②该温度下反应的平衡分压常数Kp=________kPa(结果保留2位有效数字)。
(3)保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体,发生可逆反应C+H2O(g)⇌CO+H2并已建立平衡,在40min时再充入一定量H2,50min时再次达到平衡,反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示:
①40min时,再充入的H2的物质的量为________mol。
②40~50min内H2的平均反应速率为________mol·L-1·min-1。
(4)新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其原理如图所示:
①放电时,电极A为________极,S发生________反应(填“氧化”或“还原”)。
②充电时,总反应为Na2Sx=2Na+Sx(3【答案】
(1).+131.3kJ·mol-1
(2).1.4(3).40%(4).27(5).6(6).0.1(7).负(8).还原(9).负(10).Sx2--2e-=Sx
【解析】
【详解】
(1)已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、283kJ·mol-1,则
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393
5kJ·mol-1
②
O2(g)+H2(g)=H2O(l) ΔH=-285
8kJ·mol-1
③CO(g)+
O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
④H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1
根据盖斯定律可知①-②-③-④即得到C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1。
(2)根据方程式可知
压强之比是物质的量之比,则(1-x+x+x):
1=1.4:
1,解得x=0.4;
①根据以上分析可知平衡时,容器中气体总物质的量为1.4mol,H2O的转化率为40%。
②该温度下反应的平衡分压常数Kp=
≈27kPa。
(3)①设50min时H2的物质的量为xmol,温度不变平衡常数不变,由于容积是1L,则根据图像可知平衡常数K=
,解得x=8,由于CO的变化量是1mol,所以40min时再充入的H2的物质的量为8mol+1mol-3mol=6mol。
②由于氢气的变化量是1mol,所以40~50min内H2的平均反应速率为
=0.1mol·L-1·min-1。
(4)①放电时钠失去电子,则电极A为负极,电极B是正极,则S发生还原反应。
②放电时钠失去电子,则电极A为负极,充电时,Na所在电极是阴极,与直流电源负极相连;阳极发生失去电子的氧化反应,则根据总反应为Na2Sx=2Na+Sx(3<x<5)可知,阳极电极反应式为Sx2--2e-=Sx。
10.甲酸(化学式HCOOH,分子式CH2O2,相对分子质量46),俗名蚁酸,是最简单的羧酸,无色而有刺激性气味的易挥发液体。
熔点为8.6℃,沸点100.8℃,25℃电离常数Ka=1.8×10-4。
某化学兴趣小组进行以下实验。
Ⅰ.用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳
A.
B.
C.
D.
(1)请说出图B中盛装碱石灰的仪器名称__________。
用A图所示装置进行实验。
利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,反应的化学方程式是________;实验时,不需加热也能产生CO,其原因是_______。
(2)如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:
a→__________(按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.对一氧化碳的化学性质进行探究
资料:
ⅰ.常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,可用于检验CO;
ⅱ.一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:
CO+NaOH
HCOONa
利用下列装置进行实验,验证CO具有上述两个性质。
(3)打开k2,F装置中发生反应的化学方程式为_____________;为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是_________,H装置的作用是____________。
(4)现需验证E装置中CO与NaOH固体发生了反应,某同学设计下列验证方案:
取少许固体产物,配置成溶液,在常温下测该溶液的pH,若pH>7,证明CO与NaOH固体发生了反应。
该方案是否可行,请简述你的观点和理由:
________,_________。
(5)25℃甲酸钠(HCOONa)
水解平衡常数Kh的数量级为____________。
若向100ml0.1mol.L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol.L-1的HCl溶液,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为_________。
【答案】
(1).球形干燥管
(2).HCOOH
CO↑+H2O(3).浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热(4).c→b→e→d→f(5).PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl(6).氢氧化钠溶液(7).除去CO中水蒸气(8).方案不可行(9).无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7(10).10-11(11).c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)
【解析】
【分析】
A装置利用浓硫酸的脱水性制备CO,生成的CO中含有挥发出的甲酸气体,需要利用碱石灰除去甲酸,利用排水法收集CO,结合物质的性质和装置分析解答。
【详解】Ⅰ.
(1)图B中盛装碱石灰的仪器名称是球形干燥管。
用A图所示装置进行实验。
利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,根据原子守恒可知反应的化学方程式是HCOOH
CO↑+H2O。
由于浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热,所以实验时,不需加热也能产生CO。
(2)根据以上分析可知如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:
a→c→b→e→d→f。
Ⅱ.(3)打开k2,由于常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,则F装置中发生反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;由于F装置中有二氧化碳和氯化氢生成,且二者都是酸性气体,则为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是氢氧化钠溶液。
剩余的CO中还含有水蒸气,则H装置的作用是除去CO中水蒸气。
(4)由于无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7,所以该方案不可行;
(5)25℃甲酸电离常数Ka=1.8×10-4,则25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh=
,其数量级为10-11。
若向100mL0.1mol·L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol·L-1的HCl溶液,反应后溶液中含有等物质的量浓度的甲酸、氯化钠、氯化氢,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)。
11.2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷汉和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。
请回答下列问题:
(1)LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。
①基态Co原子核外电子排布式为_______________;
②基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为______;该能层能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。
(2)[Co(NO3)4]2-的配体中N原子的杂化方式为____,该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为________(填元素符号),1mol该配离子中含σ键数目为_____NA。
(3)LiFePO4属于简