湖北省七市州教科研协作体届高三联考化学试题解析版.docx
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湖北省七市州教科研协作体届高三联考化学试题解析版
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湖北省七市(州)教科研协作体
2019届高三毕业班联合调研考试
理综-化学试题
(解析版)
2019年3月
可能用到的相对原子质量:
H1C12N14O16Al27S32Cl35.5Fe56Pb207
1.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法正确的是
A.纤维素、维生素C、硝化纤维等都是高分子化合物
B.流感疫苗的运输和储存对冷链要求很严格,是因为温度升高易使蛋白质氧化。
C.汽车用压缩天然气代替燃油可减少氮氧化物和PM2.5的排放。
D.“嫦娥四号”月球探测器中使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料。
【答案】C
【解析】
【详解】A.维生素C不是高分子化合物,A项错误;
B.流感疫苗的主要成分是蛋白质,温度升高不是使蛋白质氧化,而是容易使蛋白质变性,B项错误;
C.压缩天然气的主要成分为甲烷,燃烧只有二氧化碳和水,没有氮氧化物,可以减少氮氧化物和PM2.5的排放,C项正确;
D.碳纤维为碳单质构成的材料,不属于有机高分子材料,D项错误;
本题答案选C。
2.由物质a为原料,制备物质d(金刚烷)的合成路线如下图所示。
关于图中有机物说法中正确的是
A.物质a与物质b互为同系物
B.物质d的一氯代物有2种
C.物质c的分子式为C10H14
D.物质a中所有原子一定在同一个平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.同系物为结构相似,分子组成上相差若干个CH2的一类物质的互称。
a的分子式为C5H6,b的分子式为C10H12,相差C5H6,不是若干个CH2,A项错误;
B.金刚烷d中有2种氢原子,分别在与三个碳原子相连的C上,和与两个碳原子相连的C上,一氯代物有2种,B项正确;
C.物质c的分子式为C10H16,C项错误;
D.物质a中,有1个饱和的碳原子,构成四面体结构,最多3个原子共平面,D项错误;
本题答案选D。
【点睛】判断是不是所有原子共平面,可以从分子中是不是有饱和的碳原子的角度来思考,饱和的碳原子和周边的原子形成四面体结构,5个原子中最多3个共平面;如果有饱和的碳原子,那么所有的原子不可能共平面。
3.实验室根据“侯氏制碱法”原理制备少量NaHCO3:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl。
其实验包括制取氨气→制取NaHCO3→分离NaHCO3→干燥NaHCO3四个步骤。
下列实验必须选用的主要仪器正确的是:
A.制取氨气,可选用②③
B.制取NaHCO3,可选用④⑦⑨
C.分离NaHCO3,可选用④⑤⑥⑦
D.干燥NaHCO3,可选用②③⑦⑧
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验室常用NH4Cl和Ca(OH)2,固体加热,选择仪器②③,A项正确;
B.制取NaHCO3,在饱和氯化钠溶液中依次通入NH3和CO2,只需要⑨,B项错误;
C.分离NaHCO3,过滤,需要④⑤⑦,C项错误;
D.干燥NaHCO3,干燥固体,需要①②⑦⑧,D项错误。
4.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,1.12L丙烷分子中所含非极性键数目为0.1NA
B.高温下,0.2molFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数为0.3NA
C.0.1mol葡萄糖分子中官能团的数目为0.6NA
D.溶解了1molCl2的新制氯水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,非标准状况,1.12L丙烷并不是0.05mol,A项错误;
B.高温下,3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;0.2molFe生成H2的量为0.267mol,不是0.3mol,B项错误;
C.葡萄糖结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,有5个羟基和1个醛基,总6个官能团,所以0.1mol的葡萄糖中官能团的数目为0.6NA,C项正确;
D.新制氯水中氯气并没有和水完全反应,氯元素在溶液中的存在形式除了HClO、Cl-、ClO-还有Cl2;D项错误;
本题答案选C。
5.A、B、C是三种短周期主族元素。
甲是一种常见的温室气体,A、B、C原子序数之和为26,它们之间存在如图所示关系。
下列说法正确的是
A.简单气态氢化物的稳定性:
C>B
B.原子半径大小:
C>B>A
C.与甲含相同元素的另一化合物只含非极性键
D.工业上常用电解熔融乙物质来制取A的单质
【答案】A
【解析】
【详解】甲是一种常见的温室气体,高中阶段常见的温室气体包括二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷等,但是有B和C两种单质可以生成甲,那么甲为二氧化碳,A、B、C原子序数之和为26,包括了C和O两种元素,另一种元素为12号元素,为Mg。
可以知道Mg和CO2的反应2Mg+CO2=2MgO+C,乙为MgO。
A为Mg,B为C,C为O。
A.简单的氢化物,C的非金属性比O弱,则CH4的稳定性比H2O弱;A项正确;
B.原子半径,同周期原子序数越大半径越小,Mg的原子半径比Be大,Be的半径比C大,所以排序为A(Mg)>B(C)>C(O),B项错误;
C.与甲含相同元素的另一化合物为CO,只含极性键,C项错误;
D.乙为MgO,熔点高,电解MgO效能大,工业是通过电解熔融的MgCl2,D项错误;
本题答案选A。
6.现有二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池,其原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.该电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合
B.该电池工作时质子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极
C.Pt1电极附近发生的反应为:
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
D.Pt2电极附近发生的反应为:
O2+2e-+2H2O=4H+
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池,吸收了空气中的二氧化硫起到了环保的作用,产物中有硫酸,而且发电,A项不符合题意;
B.SO2失去电子生成SO42-,失电子,为负极,在原电池中,阳离子向正极移动,H+从Pt1(负极)向Pt2(正极)移动,B项不符合题意;
C.SO2失去电子生成SO42-,电解质溶液为酸性,根据得失电子守恒,负极的方程式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,C项不符合题意;
D.选项中的方程式O2+2e-+2H2O=4H+,电荷不守恒,应该为O2+4e-+4H+=2H2O,D项符合题意;
本题答案选D。
【点睛】在判断电极方程式是否正确,可以从物质是否正确,电荷守恒,得失电子,电解质溶液的环境等等判断,而不是手动写。
如本题中C中,反应物SO2,产物硫酸,而且电荷守恒,为酸性环境下,基本上可以确定方程式正确,而D中电荷就不守恒。
7.25℃时,体积均为100mL、浓度均为0.1mol·L-1的两种一元碱MOH和ROH的溶液中,分别通入HCl气体,lg[c(OH-)/c(H+)]随通入HCl的物质的量的变化如图所示。
下列有关说法中不正确的是(不考虑溶液体积的变化)
A.a点由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积=1×10-26
B.b点溶液中:
c(Cl-)>c(R+)>c(H+)>c(OH-)
C.c点溶液溶液的pH=7,且所含溶质为ROH和RCl
D.碱性:
MOH>ROH,且MOH是强碱,ROH是弱碱
【答案】B
【解析】
【详解】没有通入HCl气体之前,通过
和
计算MOH和ROH是否为强碱。
MOH的
=12,可以知道0.1mol/LMOH溶液中,c(OH-)=0.1mol/L,则MOH为强碱,同理0.1mol/LROH溶液中,c(OH-)=0.01mol/L,ROH为弱碱。
A.通过计算a点,0.1mol/LMOH溶液中,c(OH-)=0.1mol/L,OH-来自与碱中,H+来自水电离,c(H+)=10-13mol/L,水电离出来的c(H+)和c(OH-)相等,乘积为1×10-26,A项不符合题意;
B.b点加了0.005molHCl,中和了一半的ROH,得到的溶液为ROH和RCl等物质的量浓度的混合溶液;
=6,c(OH-)=10-4,溶液呈碱性,c(H+)C.
=0,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,pH=7,如果溶质只有RCl,为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,现为中性,碱要过量,所以溶质为ROH和RCl,C项不符合题意;
D.通过计算MOH为强碱,ROH为弱碱,D项不符合题意;
本题答案选B。
8.氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料,室温下能缓慢水解。
可由铝粉在氮气氛围中1700℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。
某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度,设计实验如下。
请回答:
(一)制备AlN
(1)按气流由左向右的方向,上述装置的正确连接顺序为j→__________________→i(填仪器接口字母编号)。
(2)实验时,以空气为原料制备AlN。
装置A中还原铁粉的作用为________________,装置B中试剂X为_____________________。
(二)测定产品纯度
取mg的产品,用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
已知:
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
(3)完成以下实验步骤:
组装好实验装置,首先_________________________________,加入实验药品。
接下来的实验操作是关闭______________________________并打开______________,再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭,至不再产生气体。
再______________,通入氮气一段时间,测定装置III反应前后的质量变化为ng。
(4)实验结束后,计算产品中AlN的纯度为___________﹪(用含m、n的代数式表示)。
(5)上述实验的设计仍然存在缺陷,你认为可能的缺陷及会导致的测定结果____________(用“偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。
【答案】
(1).fedcab(或ba)gh(或hg)
(2).吸收O2(3).浓硫酸(4).检查装置的气密性(5).K1(6).K2(7).打开K1(8).
(9).偏低(10).氨气溶于水,导致测定结果偏低
【解析】
【详解】
(1)AlN室温下能缓慢水解,由铝粉在氮气氛围中1700℃合成。
那么空气必须除去水和O2,还原铁粉除去O2,B装置中X就是为了除去水,应该为浓硫酸,C装置除去空气中的CO2。
应先用C装置除去CO2,再用A装置除去O2,最后除去水,再在D中与Al反应,最后用碱石灰阻止空气进入装置,避免产品变质。
答案为fedcab(或ba)gh(或hg);
(2)还原铁粉的作用除去氧气,避免给实验带来干扰;B装置的目的是除去水,X为浓硫酸,答案为吸收O2浓硫酸;
(3)实验步骤,在装药品之前,要对装置进行检漏。
实验开始进行,首先不通入氮气,K1是关闭的,K2是打开的,反应至不再产生气体时,反应停止,需要将所有的氨气通入浓硫酸中被吸收,因此需要通入氮气,打开K1;答案为检查装置的气密性K1K2打开K1;
(4)根据方程式
AlN~NH3
4117
m(AlN)n
可得m(AlN)=
答案为
;
(5)整个反应中加入了水,氨气极易溶于水,使得氨气不能被浓硫酸完全吸收,氨气的质量偏小,结果偏低。
答案为偏低氨气溶于水,导致测定结果偏低。
9.铅蓄电池的阴、阳极填充物又被称为铅膏(主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池需要回收的部分,通过回收铅膏可制备聚氯乙烯塑料的热稳定剂三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O),其工艺流程如下:
已知:
Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。
请回答下列问题:
(1)加入Na2CO3溶液的目的是______________________________________;浆液中PbO2转化为PbCO3的离子方程式是_____________________________________。
(2)从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品,若测定该晶体中结晶水的含量,所需的仪器有:
三脚架、托盘天平、瓷坩埚、干燥器、酒精灯,还需要的仪器有(填序号)
____________。
A.坩埚钳B.泥三角C.烧杯D.蒸发皿
(3)物质X是一种可以循环利用的物质,该物质是_______,若其中残留SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是__________________________。
(4)硝酸溶解时,“酸溶”的效率与温度、硝酸的浓度关系如图所示。
浓度:
c1____________c2(填“大于”“小于”或“等于”)。
温度高于T0时,浸出率降低最有可能原因是___________________。
(5)若铅膏的质量为78g,假设浆液中PbO2和PbSO4全部转化为PbCO3,且PbO未发生反应;硝酸溶解时共收集到5.6LCO2(标准状况),最后获得90.9gPbSO4,则铅膏中PbO的质量分数为_________________%(假设流程中原料无损失,小数点后保留一位数字)。
【答案】
(1).将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,以便酸能浸出,提高铅的利用率
(2).PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3↓+SO42-+2OH-(3).AB(4).HNO3(5).浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物,阻碍反应继续进行(合理即可)(6).小于(7).温度升高,硝酸挥发和分解速率加快(8).14.3
【解析】
【详解】
(1)根据Ksp的数据,PbCO3更难溶,根据沉淀溶解平衡原理,难溶的可以转化为更难溶的,加入Na2CO3是为了使PbSO4转化为PbCO3,以便后续处理。
PbO2转化为PbCO3,Pb的化合价发生变化,化合价降低,处理过程中加入了亚硫酸钠,为氧化还原过程,根据物料守恒和得失电子守恒写出方程式。
答案为将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,以便酸能浸出,提高铅的利用率PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3+SO42-+2OH-;
(2)加热固体使之分解,需要使用到坩埚,配套使用到坩埚钳和泥三角,答案为AB;
(3)硫酸溶液和硝酸铅,生成了硫酸铅沉淀,另一种物质就是硝酸,物质X为硝酸,如果残留液中SO42-过多,加入硝酸的处理过程中会直接生成PbSO4沉淀,影响后续操作;答案为HNO3浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物,阻碍反应继续进行;
(4)在相同的温度下,c2的浸出率会高于c1,浓度越大,浸出率越大,则c1小于c2。
温度高于T0时,由于硝酸的不稳定性,和易挥发性。
温度越高,硝酸挥发和分解得越多。
答案为小于温度升高,硝酸挥发和分解速率加快;
(5)浆液中所有的Pb最终都转化成了PbSO4,可以救出总的Pb含量,为
0.3mol,而浆液中的PbO2和PbSO4全部转化为PbCO3,可以通过二氧化碳求出PbO2和PbSO4中Pb的含量为
=0.25mol,它们的差值0.05mol,就是PbO中Pb的含量,进而求出PbO的质量为0.05mol×223g/mol=11.15g,
答案为14.3。
10.大量排放氮的氧化物会产生酸雨、光化学烟雾等环境问题,工业上常用天然气还原法处理氮的氧化物。
(1)CH4催化还原NO、NO2的热化学方程式如下:
序号
热化学方程式
①
4NO2(g)+CH4(g)
4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=—574kJ·mol-1
②
4NO(g)+CH4(g)
2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=—1160kJ·mol-1
则4NO(g)
N2(g)+2NO2(g)的ΔH=___________________。
(2)T1℃时,在一密闭容器中发生反应4NO(g)
N2(g)+2NO2(g),其正反应速率表达式为:
v正=k正·cn(NO),测得速率和浓度的关系如下表。
序号
c(NO)/mol·L-1
v正/mol·L-1·s-1
①
0.10
4.00×10-9
②
0.20
6.40×10-8
③
0.30
3.24×10-7
则n=_____________,k正=________________mol-3·L3·S-1。
达到平衡后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量将_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T2℃时4NO(g)
N2(g)+2NO2(g)的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
①20min时,NO的转化率α=____________﹪。
②T2℃时4NO(g)
N2(g)+2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______MPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
若升高温度,该反应的平衡常数Kp将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】
(1).-293kJ·mol-1
(2).4(3).4×10-5(4).减小(5).48(6).0.1(7).减小
【解析】
【分析】
(1)利用盖斯定律就可以求出反应热;
(3)利用三等式,求解平衡常数。
【详解】
(1)4NO(g)
N2(g)+2NO2(g)等于反应
(②-①),则ΔH=
(—1160kJ·mol-1-(—574kJ·mol-1))=-293kJ·mol-1;答案为-293kJ·mol-1;
(2)将①②带入公式中,4×10-9=0.1nk正,6.40×10-8=0.2nk正;可以求出n=4,k正=4×10-5。
平均相对分子质量
,各物质都是气体,总质量不变;减小压强,向气体体积增大的方向移动,总物质的量在增加,平均相对分子质量减小;答案为44×10-5减小;
(3)在一定条件下,压强之比等于物质的量之比,因此可以直接用压强代替物质的量计算。
4NO(g)
N2(g)+2NO2(g)
开始的压强1500
转化的压强4xx2x
平衡的压强15-4xx2x
①20min,15-x=13.2,x=1.8NO的转化率为
;
②平衡时,15-x=12.5,x=2.5,NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5、5,带入公式
,反应是放热反应,升高温度,逆向移动,Kp减小。
答案为480.1减小。
11.如图是元素周期表的一部分:
⑴阴影部分元素的外围电子排布式的通式为_________。
Sb的元素名称为________。
基态P原子中,电子占据的最高能级符号为______,该能层具有的原子轨道数为______。
⑵氮族元素氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如上右图所示,则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有________。
A.稳定性 B.沸点 C.R—H键能 D.分子间作用力
⑶某种新型储氧材料的理论结构模型如下左图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有____________种。
⑷CN-和Fe2+、Fe3+及K+能形成一种蓝色配位化合物普鲁士蓝。
上右图是该物质的的结构单元(K+未标出),该图是普鲁士蓝的晶胞吗?
_______(填“是”或“不是”),平均每个晶胞中含有______个K+。
⑸磷酸盐与硅酸盐之间具有几何形态的相似性。
如多磷酸盐与多硅酸盐一样,也是通过四面体单元通过共用顶角氧离子形成岛状、链状、层状、骨架网状等结构型式。
不同的是多硅酸盐中是{SiO4}四面体,多磷酸盐中是{PO4}四面体。
右图为一种无限长单链结构的多磷酸根,该多磷酸根的化学式为___________。
【答案】
(1).ns2np3
(2).锑(3).3P(4).9(5).AC(6).3(7).不是(8).
(9).(PO3)nn-或PO3-
【解析】
【详解】
(1)阴影部分元素处于ⅤA族,最外层有5个电子,其外围电子排布的通式为ns2np3,P核外还有3个电子层,则电子占据的最高层符号为M,M层还有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道,总共还有9个轨道,电子占有的最高能级为3p;Sb元素为锑,答案为ns2np3锑3P9;
(2)A.N、P、As位于周期表同一主族,从上到下排列,根据元素周期律可以知道,非金属性越强,氢化物的稳定性越强,因此三种氢化物的稳定性逐渐降低,A选项正确;B.因为氨气分子间存在氢键,因此氨气的沸点最高,AsH3的相对分子质量大于PH3,AsH3沸点较PH3高,故B错误;C.非金属性越强与氢元素形成的共价键越强,键能越大,因此键能随原子序数的增大而减小,所以C选项是正确的;D.三种氢化物生成的晶体均是分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增加而增大,故D错误;答案为AC;
(3)C原子的杂化构型可以通过周围有几个原子来判断,在框图中C原子周边的原子数有3、4、2,共3种情况,球的部分基本上所有的C原子周围有3个C原子,为sp2杂化,在球和链相连的C原子其周围有4个C原子,sp3杂化,链上的C周边有2个C原子,sp杂化,答案为3。
(4)普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe(CN)6]3,Fe2+和Fe3+的个数相等为
,CN-的个数为
,它们的个数比不符合普鲁士蓝的化学式。
在晶胞中电荷守恒,Fe2+和Fe3+所带的正电荷
,而CN-带的负电荷为3,K+所带的电荷为
,每个晶胞中含有
个K+,答案为不是
;
(5)根据图片知,每个三角锥结构中P原子是1个,O原子个数是
个,所以P原子和氧原子个数之比1:
3,3个O原子带6个单位负电荷,磷酸盐,P的化合价为+5,所以形成离子为(PO3)nn-或PO3-。
12.用A和B为原料合成E的路线如下。
已知B的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应且具有酸性,回答下列问题:
(1)E中含氧官能团的名称为_____________________。
(2)A的名称为_________。
写出B发生银镜反应的化学方程式_________________。
(3)C→D反应的化学方程式为____________,D→E的反应类型是_____________。
(4)写出符合下列条件的C的所有同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式___________。
①属于羧酸类芳香化合物②核磁共振氢谱中出现4组峰
(5)设计由乙酸为起始原料制备OHC-COOH的合成路线(无机原料任选):
CH3COOH
ClCH2COOH________________________________________。
【答案】
(1).酯基、(酚)羟基
(2).苯酚(3).
(4).
(5).取代反应(