资源描述
湖北省郧阳中学、恩施高中、随州二中三校2025-2026学年化学高三上期末教学质量检测试题
考生须知:
1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、某溶液中可能含有SiO32-、OH-、CO32-、SO42-、AlO2-、HCO3-、Na+、Mg2+、Fe3+、Al3+ 等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸溶液时,发现生成沉淀的物质的量随盐酸溶液的体积变化如下图所示。下列说法正确的是
A.原溶液中一定含有Na2SO4
B.反应最后形成的溶液中的溶质只有NaCl
C.原溶液中含有CO32- 与AlO2-的物质的量之比为1∶2
D.原溶液中一定含有的阴离子是:OH-、CO32-、SiO32-、AlO2-
2、一定温度下,在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),其中容器Ⅰ中反应在5 min时达到平衡状态。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO
Cl2
COCl2
COCl2
Ⅰ
500
1.0
1.0
0
0.8
Ⅱ
500
1.0
a
0
0.5
Ⅲ
600
0.5
0.5
0.5
0.7
下列说法中正确的是
A.容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(CO)=0.16 mol·L-1·min-1
B.该反应正反应为吸热反应
C.容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 mol
D.若起始时向容器Ⅰ加入CO0.8mol、Cl20.8mol,达到平衡时CO转化率大于80%
3、取10g碳酸钙高温加热一段时间后停止加热,测得剩余固体中钙元素的质量分数为50%,则下列判断正确的是
A.生成了2g二氧化碳 B.剩余固体质量为5g
C.生成了5.6g氧化钙 D.剩余碳酸钙的质量为8g
4、煤、石油、天然气是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料。我们熟悉的塑料、合成纤维和合成橡胶主要是以石油、煤和天然气为原料生产。下列说法中正确的是( )
A.煤的液化是物理变化
B.石油裂解气不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.棉花、羊毛、蚕丝和麻的主要成分都是纤维素
D.“可燃冰”是由甲烷与水在高压低温下形成的类冰状的结晶物质
5、等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是( )
A.体积之比为13∶13∶14 B.密度之比为14∶14∶13
C.质量之比为1∶1∶1 D.原子数之比为1∶1∶1
6、下列关于有机化合物的说法正确的是
A.除去乙醇中的少量水,方法是加入新制生石灰,经过滤后即得乙醇
B.HOCH2CH(CH3)2与(CH3)3COH属于碳链异构
C.除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇杂质,可加入足量烧碱溶液,通过分液即得乙酸乙酯
D.一个苯环上已经连有-CH3、-CH2CH3、-OH三种基团,如果在苯环上再连接一个-CH3,其同分异构体有16种
7、某研究小组同学用如图装置探究与Mg的反应,实验时首先关闭K,使①中的反应进行,然后加热玻璃管③。下列说法正确的是
A.②中只生成2种产物
B.停止实验时,先打开K可防倒吸
C.实验结束后加热④中溶液,没有明显现象
D.浓硫酸浓度越大生成的速率越快
8、同温同压下,两种气体的体积如果不相同,其主要原因是气体的( )
A.分子大小不同 B.分子间的平均距离不同
C.化学性质不同 D.物质的量不同
9、氰气[(CN)2]性质与卤素相似,分子中4个原子处于同一直线.下列叙述正确的是( )
A.是极性分子
B.键长:N≡C大于C≡C
C.CN﹣的电子式:
D.和烯烃一样能发生加成反应
10、将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A.稀硝酸 B.硝酸铜 C.稀盐酸 D.氢氧化钠
11、下列说法正确的是( )
A.lmol葡萄糖能水解生成2molCH3CH2OH和2molCO2
B.苯的结构简式为,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.相同物质的量的乙烯与乙醇分别在足量的O2中完全燃烧,消耗O2的物质的量相同
D.乙烯和植物油都能使溴水褪色,其褪色原理不同
12、两份铝屑,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量NaOH溶液反应,产生氢气的体积比为1∶2(同温同压下),则第一份与第二份铝屑的质量比为
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
13、NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.标准状况下,11.2 L的甲醇所含的氢原子数大于2NA
B.常温下,1 mol •L-1的Na2CO3溶液中CO32-的个数必定小于NA
C.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的分子个数为NA
D.1 mol苯分子中含有3NA个碳碳双键
14、下列关于古籍中的记载说法正确的是
A.《本草经集注》中关于鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的记载:“以火烧之,紫青烟 起,乃真硝石也”,该方法应用了显色反应
B.氢化钙的电子式是:Ca2+[∶H]2 –
C.目前,元素周期表已经排满,第七周期最后一种元素的原子序数是 118
D.直径为 20nm 的纳米碳酸钙属于胶体
15、常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
B.水电离出的c(H+)=10-12mol/L的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
C.=1012的水溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-
16、下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Na2SiO3易溶于水,可用作木材防火剂
B.NaHCO3能与碱反应,可用作食品疏松剂
C.Fe粉具有还原性,可用作食品袋中的抗氧化剂
D.石墨具有还原性,可用作干电池的正极材料
二、非选择题(本题包括5小题)
17、W、X、Y、Z均为短周期元素,X、W可形成两种液态化合物甲和乙,其原子个数比分别为1∶1(甲)和2∶1(乙),且分子中电子总数分别为18(甲)和10(乙)。X与Z能形成一种极易溶于水的碱性气体丙X与Y能形成极易溶于水的酸性气体丁,丁分子中的电子数为18。X、Y、Z能形成一种离子化合物,其水溶液呈弱酸性。请写出:
(1)W的元素符号___,其核外共有___种运动状态不同的电子。
(2)甲物质的结构式为___;乙物质的空间构型为___。
(3)Z元素核外共有___种能量不同的电子,碱性气体甲的电子式为___。
(4)用离子方程式解释X、Y、Z形成的化合物水溶液呈弱酸性的原因是___。
(5)铋元素跟Y元素能形成化合物(BiY3),其水解生成难溶于水的BiOY。
①BiY3水解反应的化学方程式为___。
②把适量的BiY3溶于含有少量丁的水中,能得到澄清溶液,试分析可能的原因___。
③医药上把BiOY叫做“次某酸铋”,分析这种叫法的不合理之处,为什么。___。
18、药物中间体F的一种合成路线如图:
已知:RCOOR′ RCH2OH+R′OH(R为H或烃基,R'为烃基)
回答下列问题;
(1)A中官能团名称是 __________。
(2)反应①的反应类型是 ____。
(3)反应②的化学方程式为 ___________。
(4)反应④所需的试剂和条件是______________。
(5)F的结构简式为____。
(6)芳香化合物W是E的同分异构体,W能水解生成X、Y两种化合物,X、Y的核磁共振氢谱均有3组峰,X的峰面积比为3:2:1,Y的峰面积为1:1:1,写出符合题意的W的结构简式 ___(写一种)。
(7)肉桂酸广泛用于香料工业与医药工业,设计以苯甲酸甲酯和丙二酸为起始原料制备肉桂酸的合成路线:_______________(无机试剂任用)。
19、二正丁基锡羧酸酯是一种良好的大肠杆菌,枯草杆菌的杀菌剂。合成一种二正丁基锡羧酸酯的方法如图1:
将0.45g的2-苯甲酰基苯甲酸和0.500g的二正丁基氧化锡加入到50mL苯中,搅拌回流分水6小时。水浴蒸出溶剂,残留物经重结晶得到白色针状晶体。
各物质的溶解性表
物质
水
苯
乙醇
2-苯甲酰基苯甲酸
难溶
易溶
易溶
二正丁基氧化锡
难溶
易溶
易溶
正丁基锡羧酸酯
难溶
易溶
易溶
回答下列问题:
(1)仪器甲的作用是___,其进水口为___。
(2)实验不使用橡胶塞而使用磨口玻璃插接的原因是___。
(3)分水器(乙)中加蒸馏水至接近支管处,使冷凝管回流的液体中的水冷凝进入分水器,水面上升时可打开分水器活塞放出,有机物因密度小,位于水层上方,从分水器支管回流入烧瓶。本实验选用的分水器的作用是__(填标号)
A.能有效地把水带离反应体系,促进平衡向正反应方向移动
B.能通过观察水面高度不再变化的现象,判断反应结束的时间
C.分离有机溶剂和水
D.主要起到冷凝溶剂的作用
(4)回流后分离出苯的方法是__。
(5)分离出苯后的残留物,要经重结晶提纯,选用的提纯试剂是__(填标号)
A.水 B.乙醇 C.苯
(6)重结晶提纯后的质量为0.670g,计算二正丁基锡羧酸酯的产率约为__。
20、实验室以电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)为原料制取铜粉和K2Cr2O7的主要流程如下:
(1) “酸浸”时,用硫酸而不用盐酸,这是因为______________(从浸取产物的溶解性考虑)。
(2) “制铜氨液”,即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液时,采用8 mol·L-1氨水,适量30% H2O2,并通入O2,控制温度为55 ℃。温度不宜过高,这是因为______________________。
(3) “沉CuNH4SO3”时可用如下装置(夹持、加热仪器略):
①制取SO2的化学方程式为______________________。
②“沉CuNH4SO3”时,反应液需控制在45 ℃,合适的加热方式是________________。
③反应完成的实验现象是____________________________。
(4) 设计以“Cr(OH)3、Fe(OH)3”的混合物为原料,制取K2Cr2O7的实验方案:将Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入烧杯中,加适量的水调成浆状,_________________,冰水洗涤及干燥。
(已知:①碱性条件下,H2O2可将+3价的Cr氧化为CrO42-;酸性条件下,H2O2可将+6价的Cr还原为+3价的Cr;+6价的Cr在溶液pH<5时,主要以Cr2O72-的形式存在;在pH>7时,主要以CrO42-的形式存在。
②部分物质溶解度曲线如图所示:
③实验中必须使用的试剂:KOH溶液、10%H2O2溶液、稀盐酸)
21、含硅元素的化合物广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成岩石。晶体硅(熔点1410℃)用途广泛,制取与提纯方法有多种。
(1)炼钢开始和结束阶段都可能发生反应:,其目的是________。
A.得到副产品硅酸盐水泥 B.制取SiO2,提升钢的硬度
C.除去生铁中过多的Si杂质 D.除过量FeO,防止钢变脆
(2)一种由粗硅制纯硅过程如下:在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:_______。对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的是(_________)
A.NaX易水解 B.SiX4是共价化合物
C.NaX的熔点一般高于SiX4 D.SiF4晶体是由共价键形成的空间网状结构
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4),硅烷分解也可以生成高纯硅。硅烷的热稳定性弱于甲烷, 所以Si元素的非金属性弱于C元素,用原子结构解释其原因:_______。
(4)此外,还可以将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3),通过反应:SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)制得高纯硅。不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(__________)(填字母序号)。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
c.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,可适当降低压强
(5)硅元素最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3。室温下,0.1mol/L的硅酸钠溶液和0.1mol/L的碳酸钠溶液,碱性更强的是_______,其原因是_______。
已知:H2SiO3:Ki1=2.0×10-10,Ki2=1.0×10-12;H2CO3:Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11。
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、D
【解析】
A. 根据图像,开始没沉淀,所以原溶液一定有OH—,一定没有HCO3—、Mg2+、Fe3+、Al3+,根据电荷守恒,一定有Na+;沉淀先增多后减少,但不能完全溶解,说明原溶液一定有SiO32—、AlO2—;滴加盐酸体积为,沉淀的量不变,说明溶液中一定含有CO32—,综合以上溶液可能含有SO42—,故A错误;
B. 若原溶液含有SO42—,反应最后形成的溶液中的溶质有NaCl、Na2SO4,故B错误;
C. 滴加盐酸体积为,发生反应为CO32-+2H+=H2O+CO2;,发生反应为,所以CO32- 与AlO2-的物质的量之比为3∶4,故C错误;
D. 原溶液中一定含有的阴离子是:OH—、CO32—、SiO32—、AlO2—,故D正确。
答案选D。
2、C
【解析】
A.容器I中前5min的平均反应速率v(COCl2)==0.32mol/L•min-1,依据速率之比等于计量系数之比,则V(CO)=V(COCl2)=0.32mol/L•min-1,故A错误;
B.依据图中数据可知:Ⅱ和Ⅲ为等效平衡,升高温度,COCl2物质的量减小,说明平衡向逆向移动,则逆向为吸热反应,正向为放热反应,故B错误;
C.依据方程式:CO(g)+Cl2(g)⇌C0Cl2(g),可知:
CO(g)+Cl2(g)⇌C0Cl2(g)
起始浓度(mol/L) 2 2 0
转化浓度(mol/L) 1.6 1.6 1.6
平衡浓度(mol/L) 0.4 0.4 1.6
反应平衡常数K==10,平衡时CO转化率:×100%=80%;
依据Ⅱ中数据,结合方程式可知:
CO(g)+Cl2(g)⇌C0Cl2(g)
起始浓度(mol/L) 2 2a 0
转化浓度 (mol/L) 1 1 1
平衡浓度 (mol/L) 1 2a-1 1
Ⅰ和Ⅱ温度相同则平衡常数相同则:K==10,解得:a=0.55mol,故C正确;
D.CO(g)+Cl2(g)⇌C0Cl2(g)为气体体积减小的反应,若起始时向容器I加入CO0.8mol,Cl20.8mol,相当于给体现减压,减压平衡向系数大的方向移动,平衡转化率降低,小于80%,故D错误;
故答案为C。
3、A
【解析】
原碳酸钙10g中的钙元素质量为:10g× ×100%=4g,反应前后钙元素质量不变,则剩余固体中钙元素质量仍为4g,则含钙50%的剩余固体质量==8g,根据质量守恒定律,反应生成二氧化碳的质量=10g-8g=2g,设生成的氧化钙质量是x,
= ,x=2.56g,
A.根据上述计算分析,生成了2g二氧化碳,故A正确;
B.根据上述计算分析,剩余固体质量为8g,故B错误;
C.根据上述计算分析,生成了2.56g氧化钙,故C错误;
D.根据上述计算分析,剩余碳酸钙的质量小于8g,故D错误;
答案选A。
易错点为D选项,加热分解后的产物为混合物,混合物的总质量为8g,则未反应的碳酸钙的质量小于8g。
4、D
【解析】
A.煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称,是化学变化,A错误;
B.石油裂解的化学过程是比较复杂的,生成的裂解气是一种复杂的混合气体,它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外,还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等,有烯烃,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.羊毛蚕丝主要成分都是蛋白质,棉花和麻主要成分都是天然纤维,C错误;
D.天然气水合物,有机化合物,化学式CH₄·nH₂O,即可燃冰,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,D正确;
故答案选D。
5、B
【解析】
假设质子都有14mol,则CO、N2、C2H2三种气体的物质的量分别是1mol、1mol、1mol。
A、等温等压下,体积之比等于物质的量的比,体积之比为1∶1∶1,A错误;
B、等温等压下,密度比等于摩尔质量的比,密度之比为14∶14∶13,B正确;
C、质量之比为1mol×28g/mol:1mol×28g/mol:1mol×26g/mol=14:14:13,C错误;
D、原子个数之比为1mol×2:1mol×2:1mol×4=1∶1∶2,D错误。
答案选B。
6、D
【解析】
分析:A.CaO与水反应后生成氢氧化钙,氢氧化钙是离子化合物,增大了沸点差异;B.碳链异构是碳链的连接方式不同,-OH的位置不同是位置异构;C.乙酸乙酯能够在NaOH溶液中水解; D.可看成二甲苯(、、)苯环上的H原子被-CH2CH3、-OH取代。
详解:A.CaO与水反应后,增大沸点差异,应选蒸馏法分离,故A错误; B. -OH的位置不同,属于位置异构,故B错误;
C.乙酸乙酯与NaOH反应,不能除杂,应选饱和碳酸钠溶液、分液,故C错误;D.一个苯环上已经连有-CH3、-CH2CH3、-OH三种基团,如果在苯环上再连接一个-CH3,看成二甲苯(、、)苯环上连有-CH2CH3、-OH,中-OH在甲基的中间时乙基有2种位置,-OH在甲基的邻位时乙基有3种位置,-OH在两个甲基的间位时乙基有2种位置,共7种;中先固定-OH,乙基有3种位置,有3种同分异构体;先固体-OH在邻位时乙基有3种位置,固定-OH在间位时乙基有3种位置,有6种;则同分异构体有7+3+6=16种,故D正确;故选D。
7、B
【解析】
A. ①为制备SO2的装置,SO2与Mg在③中反应,类似CO2与Mg的反应,产生MgO和S,生成的S还可与Mg反应生成MgS,所以③中生成物有3种,A错误;
B. 停止实验时,先打开K,橡胶气胆②释放的空气起到缓冲作用,防止④中的溶液进入③中,从而起到防倒吸作用,B正确;
C. 反应过程中SO2使④中品红溶液逐渐褪色,加热褪色后的溶液,SO2从被褪色的物质中逸出,溶液恢复原色,C错误;
D. Na2SO3与浓硫酸反应的本质是S与H+反应生成SO2,浓硫酸浓度太大,H2O含量少,H2SO4电离出的H+浓度低,使生成SO2的速率和产量降低,D错误。
故答案选B。
8、D
【解析】
对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子的直径、粒子的质量,同温同压下气体粒子间的距离相等,同温同压下气体摩尔体积相同,由V=nVm知,气体的体积取决于气体的物质的量,故答案为D。
9、D
【解析】
A.[(CN)2]的结构为N≡C﹣C≡N,结构对称,为非极性分子,为A错误;
B.N原子半径小于C,则键长:N≡C小于C≡C,故B错误;
C.CN﹣的电子式为,故C错误;
D.N≡C﹣C≡N含有不饱和键,可发生加成反应,故D正确;
选D。
10、B
【解析】
表面已完全钝化的铝条表面的物质是氧化铝,氧化铝属于两性氧化物,能溶于强酸、强碱溶液,稀硝酸和稀盐酸是强酸,NaOH是强碱,所以能溶于稀硝酸、稀盐酸、NaOH溶液中,但不能和硝酸铜反应,故选B。
11、C
【解析】A.葡萄糖是单糖不能水解,lmol葡萄糖能分解生成2molCH3CH2OH和2molCO2,故A错误;B.苯的结构简式为,但分子结构中无碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;C.乙醇分子式可以变式为C2H4·H2O,故乙醇燃烧相当于乙烯燃烧,耗氧量相同,故C正确;D.乙烯和植物油均含有碳碳双键,都能使溴水褪色,其褪色原理均为加成反应,故D错误;答案为C。
12、B
【解析】
盐酸与NaOH溶液足量,则铝完全反应,设铝与盐酸、NaOH溶液反应生成的氢气的物质的量分别为xmol、2xmol,则
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2 3
x
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
2x
则第一份与第二份铝屑的质量比为:(mol×27g/mol)︰(mol×27g/mol)=1︰2,故选B。
13、A
【解析】
A.甲醇在标况下为液体,1.2 L的甲醇的物质的量大于2.5mol,故所含有的氢原子数大于2NA,A正确;
B.没有指明碳酸钠的体积,不能计算出碳酸根离子的个数是否小于NA,B错误;
C.随着反应的进行浓硫酸的浓度会降低,铜不与稀硫酸反应,故2mol H2SO4不能完全反应,生成的SO2的分子个数会小于NA,C错误;
D.苯分子中不含有碳碳双键,D错误;
故答案为A。
14、C
【解析】
A. 根据题意,鉴别KNO3和Na2SO4,是利用了焰色反应,故A错误;
B. 电子式中相同的离子要分开写,氢化钙的电子式是:[∶H]-Ca2+[∶H]-,故B错误;
C. 根据各周期容纳元素种数可知,第七周期最后一种元素的原子序数为2+8+8+18+18+32+32=118,故C正确;
D. 纳米碳酸钙只有一种物质,不是分散系,不是胶体,故D错误;
故选C。
此题易错点在D项,胶体属于分散系,分散质粒子直径大小在1nm~100nm之间,胶体属于混合物。
15、C
【解析】
A.pH=1的溶液,显酸性,Fe2+、NO3-、H+发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.水电离出的c(H+)=10-12 mol/L的溶液呈酸性或碱性,HCO3-和氢离子或氢氧根离子都能反应,都不能大量共存,故B错误;
C.=1012的水溶液呈酸性,这几种离子之间不反应且和氢离子也不反应,能大量共存,故C正确;
D.Fe3+和SCN-发生络合反应,不能大量共存,故D错误;
故选C。
16、C
【解析】
A. Na2SiO3可用作木材防火剂是因为其具有较好的耐热性,与其是否易溶于水无直接关系,A项错误;
B. NaHCO3可用作食品疏松剂是利用其与有机酸反应或受热分解生成二氧化碳,B项错误;
C. Fe粉具有还原性,易和空气中的氧气反应,可用作食品袋中的抗氧化剂,C项正确;
D. 石墨可用作干电池的正极材料,主要利用的是石墨具有良好的导电性,与还原性无关,D项错误;
答案选C。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、O 8 H-O-O-H V型 3 NH4++H2ONH3·H2O+H+ BiCl3+H2OBiOCl↓+2HCl 盐酸能抑制BiCl3的水解 不合理,因为BiOCl中的Cl的化合价为-1
【解析】
W、X、Y、Z均为短周期元素,X、W可形成两种液态化合物甲和乙,其原子个数比分别为1∶1(甲)和2∶1(乙),且分子中电子总数分别为18(甲)和10(乙),则W为O元素,X为H元素,两种化合物甲为H2O2、乙为H2O;X与Z能形成一种极易溶于水的碱性气体丙,则丙为NH3,Z为N元素;H与Y能形成极易溶于水的酸性气体丁,丁分子中的电子数为18,则丁为HCl,Y为Cl元素;H、Cl、N三种元素能组成一种离子化合物,其水溶液呈弱酸性,则此离子化合物为NH4Cl,据此解题。
【详解】
由分析知:W为O元素、X为H元素、Y为Cl元素、Z为N元素、甲为H2O2、乙为H2O、丙为NH3;
(1)由分析知W为氧元素,元素符号为O,其原子核外共有8个电子,则共有8种运动状态不同的电子;
(2)甲H2O2,为极性分子,含有H-O和O-O键,则结构式为H-O-O-H;乙为H2O,O原子的杂化轨道形式为sp3,有两个孤对电子,则空间构型为V型;
(3)Z为N元素,电子排布式为1s22s22p3,同一轨道上的电子能量相等,则核外共有3种能量不同的电子,碱性气体丙为NH3,其电子式为;
(4)H、Cl、N三种元素组成的离子化合物为NH4Cl,在水溶液中NH4+的水解,使溶液呈弱酸性,发生水解反应的离子方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+;
(5)铋元素跟Cl元素能形成化合物为BiCl3,其水解生成难溶于水的BiOCl;
①BiCl3水解生成难溶于水的BiOCl,则另一种产物为HCl,水解反应的化学方程式为BiCl3+H2OBiOCl↓+2HCl;
②BiCl3溶于稀盐酸,盐酸抑制了BiCl3的水解,从而得到澄清溶液;
③BiOCl中Cl元素的化合价为-1价,而次氯酸中Cl元素为+1价,则BiOCl叫做“次某酸铋”的说法不合理。
18、醛基、酚羟基 取代反应 +CH3ONa+NaBr CH3CH3OH/浓硫酸、加热 。
【解析】
A与溴单质发生取代反应生成B,根据A的结构简式和B的分子式可得B的结构简式为;B和CH3ONa在DMF的作用下发生取代反应生成C,根据C的分子式可得,C的结构简式为;C与CH2(COOH)2反应生成D,D和CH3CH3OH在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成E,根据已知信息,E和LiBH4反应生成F,根据F的分子式,F的结构简式为,根据以上分析解答。
【详解】
(1)A的结构简式为,其中官能团名称是醛基、酚羟基;
(2)根据分析,反应①为A与溴单质发生取代反应生成B,则反应类型是取代反应;
(3)反应②为B和CH3ONa在DMF的作用下发生取代反应生成C,根据C的分子式可得,C的结构简式为,化学方程式为+CH3ONa+NaBr;
(4)根据分析,反应④为D和CH3CH3OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成E,所需的试剂和条件是CH3CH3OH/浓硫酸、加热;
(5)根据分析,F的结构简式为;
(6)E的结构简式为,芳香化合物W是E的同分异构体,W能水解生成X、Y两种化合物,X、Y的核磁共振氢谱均有3组峰,X的峰面积比为3:2:1,即X中有3种不同环境的氢原子,且个数比为3:2:1,Y的峰面积为1:1:1,即Y中有3种不同环境的氢原子,且个数比为1:1:1,符合题意的W的结构简式可以为;
(7)结合已知信息,苯甲酸甲酯()和LiBH4反应生成,与氧气在Cu做催化剂加热条件下反应生成,再与CH2(COOH)2生成目标产物,则以苯甲酸甲酯和丙二酸为起始原料制备肉桂酸的合成路线:。
19、冷凝反应物使之回流 b 苯能腐蚀橡胶 ABC 蒸馏 B 72.0%
【解析】
(1)仪器甲是冷凝管,除导气外的作用还起到冷凝回流反应物,使反应物充分利用;水逆流冷凝效果好应从b口流入,故答案为:冷凝反应物使之回流;b;
(2)因为苯能腐蚀橡胶,所以装置中瓶口使用了玻璃塞而不使用橡胶塞,故答案为:苯能腐蚀橡胶;
(3)A、能有效地把水带离反应体系,促进平衡向正反应方向移动,故A正确;
B、能通过观察水面高度不再变化的现象,判断反应结束的时间,故B正确;
C、分液时先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口到出,可避免上下层液体混合,故C正确;
D、分水器可以及时分离出乙酸和水,促进反应正向进行,提高反应物的转化率,故D错误;
故答案为:ABC;
(4)分离出苯的方法是蒸馏,故答案为:蒸馏;
(5)产物要进行重结晶,需将粗产品溶解,该物质在乙醇中易溶,在水中难溶,选用乙醇溶解然后加水便于晶体析出,故答案为:B;
(6)根据反应方程式可知存在数量关系
因为,所以二正丁基氧化锡过量,按2-苯甲酰基苯甲酸计算,设生成的二正丁基锡羧酸酯为mg,则m=0.9279g,产率=×100%=72.0%,故答案为:72.0%。
第(5)题溶剂的选择的为易错点,产品在苯和乙醇都易溶,但还要考虑产品是否容易重新结晶,产品在水中难溶,而水与乙醇可以互溶,乙醇中加水可以降低产品的溶解度,更方便产品晶体析出。
20、硫酸可将CaO转化为CaSO4渣而除去 温度过高会加速NH3的挥发、加速H2O2的分解、“铜氨液”会分解生成Cu(OH)2(答出一点即可) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 45 ℃的水浴加热 上层清液由深蓝色逐渐变为几乎无色 在不断搅拌下加入适量KOH溶液,再加入过量的10% H2O2溶液,维持pH大于7,充分反应后,煮沸(除去过量的H2O2),静置、过滤,滤液用稀盐酸酸化至pH<5,蒸发浓缩、冰浴冷却结晶、过滤
【解析】
电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)用硫酸酸浸,残渣为CaSO4 等溶解度不大的物质,溶液中有Cr3+、Cu2+、Fe3+,加适量Na2S 溶液,过滤,滤液中Cr3+、Fe3+,处理生成Fe(OH)3 Cr(OH)3,除去Fe(OH)3,制备K2Cr2O7;滤渣CuS沉淀,采用8 mol·L-1氨水,适量30% H2O2,并通入O2,制取铜氨溶液,通SO2,“沉CuNH4SO3”,同时生成铜粉。
【详解】
(1) “酸浸”时,用硫酸而不用盐酸,这是因为硫酸可将CaO转化为CaSO4渣而除去。
(2) “制铜氨液”,即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液时,温度不宜过高,这是因为 温度过高会加速NH3的挥发、加速H2O2的分解、“铜氨液”会分解生成Cu(OH)2(答出一点即可);
(3) ①铜与浓硫酸加热生成SO2、硫酸铜和水,化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 。
②要控制100℃以下的加热温度,且受热均匀,可选用水浴加热;“沉CuNH4SO3”时,反应液需控制在45 ℃,合适的加热方式是:45 ℃的水浴加热。
③[Cu(NH3)4]SO4溶液呈蓝色,通入SO2 反应生成CuNH4SO3和Cu,反应完成的实验现象是上层清液由深蓝色逐渐变为几乎无色。
(4) 制取K2Cr2O7的实验方案:将Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入烧杯中,加适量的水调成浆状,在不断搅拌下加入适量KOH溶液,再加入过量的10% H2O2溶液,维持pH大于7,充分反应后,煮沸(除去过量的H2O2),静置、过滤,滤液用稀盐酸酸化至pH<5,蒸发浓缩、冰浴冷却结晶、过滤,冰水洗涤及干燥。
本题以实际化工生产“以电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)为原料制取铜粉和K2Cr2O7的主要流程”为背景,考查了元素化合物知识,化学方程式的书写等,难点(3)[Cu(NH3)4]SO4溶液呈蓝色,通入SO2 反应生成CuNH4SO3和Cu。
21、CD BC C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”),C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”) a、c 硅酸钠 硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2,硅酸钠更易水解
【解析】
(1)根据炼钢的要求把生铁中的含碳量除去到规定范围,并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程,简单地说,是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程;在使碳等元素降到规定范围后,钢水中仍含有大量的氧元素,是有害的杂质,使钢塑性变坏,轧制时易产生裂纹;
(2)每生成1.12kg纯硅需吸收a kJ热量,则生成1mol纯硅吸收的热量为=0.025a kJ,据此写出反应热化学方程式;
A.强酸的钠盐不水解;
B.硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物;
C.离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点;
D.SiF4晶体属于分子晶体;
(3)硅烷的分解温度远低于甲烷的原因为:C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”),C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”)
Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷;
(4)a.因为随着温度的升高,SiHCl3的转化率增大,平衡右移,则该反应的平衡常数随温度升高而增大;
b.增大一种反应物的浓度,能提高其它反应物的转化率,而本身的转化率反而降低,故横坐标表示的投料比应该是;
c.降低压强平衡向气体系数减小方向移动;
(5)依据盐类水解规律“越弱越水解”解答。
【详解】
(1)炼钢的要求把生铁中的含碳量除去到规定范围,并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程,简单地说,是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程,这一过程基本上是一个氧化过程,是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素.化学反应主要是、;在使碳等元素降到规定范围后,钢水中仍含有大量的氧,是有害的杂质,使钢塑性变坏,轧制时易产生裂纹,故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等),以除去钢液中多余的氧:,,;
故合理选项是CD;
(2)由题意可知:每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,则生成1mol纯硅吸收的热量为=0.025a kJ,所以该反应的热化学方程式: △H= -0.025a kJ/mol;
A.钠的强酸盐不水解,NaX(NaF除外)不易水解,A错误;
B.硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物,是共价化合物,B正确;
C.钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体,硅的卤化物(SiX4)为共价化合物属于分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,即NaX的熔点一般高于SiX4,C正确;
D.SiF4晶体是由分子间作用力结合而成,D错误;
故合理选项是BC;
(3)C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”),C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”) Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷,故硅烷的分解温度远低于甲烷;
(4)a.因为随着温度的升高,SiHCl3的转化率增大,说明升高温度,化学平衡正向移动,则该反应的平衡常数随温度升高而增大,a正确;
b.增大一种反应物的浓度,能提高其它反应物的转化率,而本身的转化率反而降低,故横坐标表示的投料比应该是,b错误;
c.SiHCl3(g)+H2(g)⇌Si(s)+3HCl(g)的正反应方向为气体系数增大方向,降低压强平衡向气体系数增大的正反应方向移动,可以提高SiHCl3的利用率,c正确;
故合理选项是a、c;
(5)依据所给数据可知:硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2,依据“越弱越水解”可知硅酸钠更易水解。
本题综合题考查了高炉炼铁原理、热化学方程式书写、化学平衡移动影响因素、盐类水解规律,注意对化学平衡移动知识的掌握,掌握
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