江西省九校联盟2023-2024学年新高三上学期第一次联合考试
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,10个小题,共30分。
1. 近日,香港理工大学戴建国教授团队通过使用硫酸钡和纳米二氧化硅微球对无机地质聚合物进行改性,合成了一种可常温制备的日间辐射制冷涂层。该新型无机涂层实现日间辐射制冷降温8.9℃,解决城市热岛和气候变化挑战。下列有关说法错误的是
A. SiO2中Si的杂化方式为sp3
B. BaSO4的水溶液几乎不导电,所以为弱电解质
C. 将纳米二氧化硅微球分散到蒸馏水中,能用渗析的方法将其分离出来
D. 该涂层在恶劣环境下能保持良好的性能,包括高温、水浸泡、机械磨损和阳光照射等
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 碳铵:NH4HCO3
B. 甲醛的电子式
C. 和PO分子的VSEPR模型相同
D. H2O分子的球棍模型:
3. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是
A. 《墨经》中载有松木可用于制备炭黑,炭黑与金刚石互为同素异形体
B. 高纯度的单晶硅、二氧化硅属于新型无机非金属材料
C. “问天”实验舱采用了砷化镓太阳电池片,砷化镓具有良好的导电性
D. 可用于飞机与舰艇等的隐形涂料的聚乙炔、聚苯胺等属于导电高分子材料
4. 据文献报道,钒催化某反应的反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A. H2O参与了该催化循环
B. 该反应利用了NH3的还原性除去NO,减少了空气污染
C. 过量的O2有利于V5+=O催化该反应
D. 该催化循环过程中V的价态变化为+5→+4
5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存是
A. 麦芽糖溶液中:MnO、Na+、、H+
B. 该溶液加水后c(H+)/c(OH-)值变大:K+、Cu2+、Br-、
C. 溶液:CH3COO-、Ba2+、、Br-
D. 能使pH试纸变深蓝色的溶液:K+、Na+、、
6. 下列实验目的及现象、结论都正确的是
选项 实验目的及现象 结论
A 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先生成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解得到溶液A;继续加乙醇,析出晶体B,A、B都显深蓝色 A、B中含有相同的配离子
B 向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2,溶液变蓝,且不褪色 Na2O2溶于水生成碱性物质
C 室温下,用pH计测定0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液pH,测得前者pH大 HClO的酸性比CH3COOH的酸性强
D 向盛有CH3CH2Br中的试管中加入NaOH的乙醇溶液,然后加热,产生的气体通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中,KMnO4溶液紫色褪去 CH3CH2Br发生消去反应
A. A B. B C. C D. D
7. 由苯甲醛制备重要的有机合成中间体的一种反应如下:
下列说法正确的是
A. 该反应属于取代反应
B. 可用少量溴水鉴别苯甲醛和2-环己烯酮
C. 2-环己烯酮存在顺反异构
D. 中间体与足量H2完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素的电子只有一种自旋取向,Y原子核外有3个未成对电子;Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,W元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子。下列说法正确的是
A. W原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
B. X、Y、Z元素原子第一电离能的大小顺序为:Z>Y>X
C. Y和Z的最简单氢化物的沸点:Y
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. Mg(HCO3)2溶液中加足量的烧碱溶液:
B Cr(OH)3(s)中加入NaOH溶液和H2O2制Na2CrO4:
C. 电解MgCl2水溶液:
D. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好完全沉淀:
10. 氯苯是制备常用药对乙酰氨基酚的原料之一,实验室可通过苯与干燥的Cl2,在催化剂作用下制备氯苯,装置如图所示:
下列说法错误的是
A. 装置①中向圆底烧瓶中滴加浓盐酸前需先打开K
B. 装置②的作用是吸收HCl气体
C. 分离氯苯的操作为水洗、碱洗、水洗、干燥、蒸馏
D. 可将尾气通入氢氧化钠溶液中进行尾气处理
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 砷的含氧酸砷是一种常见的元素,它在自然界中广泛存在。砷的含氧酸是指砷与氧形成的化合物,其中砷的氧化态不同,因此它们的性质也不同。其转化关系如下图所示:
已知:As2O3在193℃升华,微溶于水。下列说法正确的是
A. As2O3是共价晶体
B. 反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:2
C. 反应②中离子方程式为:
D. 生成0.3mo1H3AsO4,理论上消耗0.6mo1稀HNO3
12. 我国科研人员设计将脱除SO2的反应与制备H2O2相结合的协同转化装置如图。在电场作用下,双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+,并向两极迁移。已知:
①单独制备H2O2:,不能自发进行;
②单独脱除SO2:,能自发进行。
下列说法正确的是
A. 正极的电极反应式:
B. 单独脱除SO2的反应为吸热反应
C. 反应过程中需补加稀H2SO4
D. 协同转化总反应:
13. 钙钛矿太阳能电池是当前世界最有前途的薄膜光伏技术之一,(CH3NH3)PbI3(相对分子质量为620)是最主要的有机无机杂化钙钛矿材料,其晶胞结构如图所示,A为有机阳离子,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. H、C、N均属于p区元素
B. I基态原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p5
C. 若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
D. 该晶体的密度为
14. SrF2是一种难溶于水、但可溶于酸的盐。在常温下,向SrF2浊液中通入氯化氢气体,得到了如下所示的图像,图像表现了该体系中-lgc(X)(X为Sr2+或F-)与的数量关系。已知100.6=4,下列说法错误的是
A.
B. a点的溶液中存在c(Cl-)
D. 由图像可知Ka(HF)的数量级为10-4
三、非选择题:本大题共4小题,共54分。
15. 席夫碱在有机合成、液晶材料、植物生长调节等多个领域有重要用途。学习小组在实验室中探究由对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(,M,有关信息和装置如表。
物质 相对分子质量 密度/(gcm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
对甲基苯胺 107 0.96 44 200 微溶于水,易溶于乙醇
乙醇 46 0.78 -114 78 溶于水
苯甲醛 106 1.0 -26 179 微溶于水,与乙醇互溶
回答下列问题:
(1)实验步骤:
①按图安装好制备装置,检验装置的气密性。向A中加入6.0g对甲基苯胺、5.0mL苯甲醛、50mL乙醇和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为_______。
②控制反应温度为50℃,加热回流至反应结束。合适的加热方式为_______;能说明反应结束的实验现象为_______。
(2)纯化产品:
①按图安装好水蒸气蒸馏装置,检验装置的气密性。将A中反应后余液转移至D中,在C中加入适量水,进行蒸馏,将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。管a的作用为_______;仪器b的名称为_______。
②蒸馏操作结束后,需先打开止水夹再停止加热的原因为_______。
③实验后将D中固体洗涤、干燥后,进一步通过_______(填操作名称)纯化后,得到纯品6.0g。本实验的产品产率为_______(保留三位有效数字)。
16. 锂离子电池的应用很广泛,某种锂电池的正极材料为钴酸锂,该材料可以由海水(含较大浓度的LiCI及少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等)为原料制备,其工艺流程如图所示:
已知:①在常温下几种难溶物质的溶度积常数如表
物质 Li2CO3 MgCO3 CaCO3 MnCO3 Mg(OH)2
K 2.5×10-2 6.8×10-6 3.4×10-9 2.3×10-11 5.6×10-12
②Li2CO3微溶于热水,可溶于冷水。回答下列问题:
(1)“除杂1”步骤中除去的杂质离子为Mg2+和_____。
(2)“调pH”的目的是_____。
(3)金属镁可以通过电解熔融MgC12得到,写出由Mg(OH)2沉淀制MgCl2固体的具体操作_____。
(4)20℃时碳酸锂在水中的溶解度为1.295g,饱和溶液密度为1.0148g/cm3,其中Li2CO3的物质的量浓度为_____。(结果保留2位有效数字)
(5)“热水洗涤”的目的是_____。在实验室里洗涤Li2CO3时会采用如图所示装置,该装置较于普通过滤装置的优点为_____。
(6)“合成”工序需要高温条件,并放出能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该反应的化学方程式_____。
17. 铁(Fe)是第四周期第Ⅷ族元素,有多种化合价,铁及其化合物在工农业生产中具有重要作用。回答下列问题:
(1)在铁制品上镀银时,铁制品与电源_____(填“正极”或“负极”)相连。
(2)已知下列热化学方程式:
①
②
③
则的△H_____kJ·mol-1.
(3)高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂,常用于饮用水处理。将一定量的高铁酸钾在不同温度下配制成1L浓度为1.0mo1·L-1的溶液,存在反应:,溶液中c()随温度及时间的变化关系如图1所示。
①下列说法正确的是_____(填标号)。
A.该反应为放热反应
B.增大溶液的c(OH-)可使FeO的水解程度减小
C.60℃、120min时,用物质的量表示的
②常温下,溶液中H2FeO4发生电离:,溶液pH=3.32时,溶液中c(H2FeO4)=c(),则Ka1()=_____(100.68≈4.8)。
(4)常温下FeCO3溶度积常数为Ksp(FeCO3),H2CO3的一级电离常数和二级电离常数分别为Ka1和Ka2。已知菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,常温下该反应的平衡常数K=_____。【用含有Ksp(FeCO3)、Ka1和Ka的代数式表示】。
(5)将54.0g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)在氮气的氛围中加热分解,得到分解产物的热重曲线(固体质量随温度的变化情况)如图2所示。
①A点时,固体物质化学式为_____。
②B点时,固体只含有一种铁的氧化物,则AB段反应的化学方程式为_____。
18. 有机物I是合成药物的重要中间体,某课题组设计的合成路线如下:
已知:①A中有两个环,其中一个为苯环
②
③
请回答:
(1)C的化学名称是_____。
(2)E中官能团的名称是_____;B的结构简式是_____。
(3)由H生成I的反应类型为_____。
(4)下列说法不正确的是_____。
A. 化合物D中所有碳原子不可能共平面
B. 化合物E可以发生加成、取代、消去、加聚反应
C. 1molI最多能与2molNaOH反应
D. D+E→F对应N原子的杂化方式由sp3变为sp2
(5)G→H的化学方程式是_____。
(6)在E的同分异构体中,同时符合下列条件的(不包括立体异构体)总数为_____种。
①属于芳香族化合物;②核磁共振氢谱显示4个吸收峰
江西省九校联盟2023-2024学年新高三上学期第一次联合考试
化学试卷 答案解析
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,10个小题,共30分。
1. 近日,香港理工大学戴建国教授团队通过使用硫酸钡和纳米二氧化硅微球对无机地质聚合物进行改性,合成了一种可常温制备的日间辐射制冷涂层。该新型无机涂层实现日间辐射制冷降温8.9℃,解决城市热岛和气候变化挑战。下列有关说法错误的是
A. SiO2中Si的杂化方式为sp3
B. BaSO4的水溶液几乎不导电,所以为弱电解质
C. 将纳米二氧化硅微球分散到蒸馏水中,能用渗析的方法将其分离出来
D. 该涂层在恶劣环境下能保持良好的性能,包括高温、水浸泡、机械磨损和阳光照射等
【答案】B
【解析】
【详解】A.SiO2中Si原子形成4个键,无孤电子对,杂化方式为sp3,故A正确;
B.BaSO4难溶于水,但溶于水的BaSO4完全电离,所以BaSO4为强电解质,故B错误;
C.将纳米二氧化硅微球分散到蒸馏水中形成胶体,不能透过半透膜,能用渗析的方法将其分离出来,故C正确;
D.根据题干信息描述可知,该涂层在恶劣环境下能保持良好的性能,包括高温、水浸泡、机械磨损和阳光照射等,故D正确;
答案选B。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. 碳铵:NH4HCO3
B. 甲醛的电子式
C. 和PO分子的VSEPR模型相同
D. H2O分子的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳铵是碳酸氢铵的简称,A正确;
B.甲醛分子中H、C原子间共用1对电子,O、C原子间共用2对电子,O原子外围达到8e-结构,其电子式为,B错误;
C.中心原子S的价层电子对数为,PO中心原子P的价层电子对数为,故二者的VSEPR模型相同,C正确;
D.H2O分子为V形结构且氧原子半径大于氢,故其球棍模型为,D正确;
故选B。
3. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是
A. 《墨经》中载有松木可用于制备炭黑,炭黑与金刚石互为同素异形体
B. 高纯度的单晶硅、二氧化硅属于新型无机非金属材料
C. “问天”实验舱采用了砷化镓太阳电池片,砷化镓具有良好的导电性
D. 可用于飞机与舰艇等的隐形涂料的聚乙炔、聚苯胺等属于导电高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.炭黑与金刚石是由同种元素组成的不同种单质,互为同素异形体,故A正确;
B.高纯度的单晶硅、二氧化硅属于新型无机非金属材料,故B正确;
C.砷化镓是性能优良的半导体,不具有良好的导电性,故C错误
D.聚乙炔、聚苯胺链节上存在自由移动的电子,可以导电,属于导电高分子材料,故D正确;
答案选C。
4. 据文献报道,钒催化某反应的反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A H2O参与了该催化循环
B. 该反应利用了NH3的还原性除去NO,减少了空气污染
C. 过量的O2有利于V5+=O催化该反应
D. 该催化循环过程中V的价态变化为+5→+4
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该过程总反应:,则H2O为产物,故A错误;
B.根据总反应可知,NH3中N元素化合价升高,体现还原性,且产物N2为无污染气体,故B正确;
C.V5+=O是氧气和V4+-OH反应即反应④的产物,V5+=O用于和氨气反应即反应①,故C错误;
D.该催化循环过程中V的价态变化为+5→+4→+5,故D错误;
答案选B。
5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 麦芽糖溶液中:MnO、Na+、、H+
B. 该溶液加水后c(H+)/c(OH-)值变大:K+、Cu2+、Br-、
C. 溶液:CH3COO-、Ba2+、、Br-
D. 能使pH试纸变深蓝色的溶液:K+、Na+、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.麦芽糖为还原性糖,在存在较多H+的溶液中具有强氧化性,能够氧化麦芽糖,不能大量共存,故A错误;
B.该溶液为碱性溶液,稀释后氢氧根离子浓度减小,氢离子浓度增大,则c(H+)/c(OH-)的值明显增大,Cu2+、OH-离子之间反应生成氢氧化铜沉淀,不能够大量共存,故B错误;
C.则说明溶液呈碱性,各离子之间互不反应,能大量共存,故C正确;
D.能使pH试纸变深蓝色的溶液,显碱性,OH-与不能共存,故D错误;
故选:C。
6. 下列实验目的及现象、结论都正确的是
选项 实验目的及现象 结论
A 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先生成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解得到溶液A;继续加乙醇,析出晶体B,A、B都显深蓝色 A、B中含有相同的配离子
B 向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2,溶液变蓝,且不褪色 Na2O2溶于水生成碱性物质
C 室温下,用pH计测定0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH,测得前者pH大 HClO的酸性比CH3COOH的酸性强
D 向盛有CH3CH2Br中的试管中加入NaOH的乙醇溶液,然后加热,产生的气体通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中,KMnO4溶液紫色褪去 CH3CH2Br发生消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先生成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解得溶液A,A溶液中含;乙醇属于有机物,加入后减小溶剂极性,降低了溶解度,导致晶体析出,所以A、B中含有相同的配离子,故A正确;
B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,可使紫色石蕊变蓝;过氧化钠具有强氧化性,能使紫色石蕊溶液因氧化为褪色,故B错误;
C.用pH计测定0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH,测得前者pH大,说明次氯酸根离子水解程度大,则HClO酸性弱于CH3COOH,故C错误;
D.乙醇易挥发,挥发出的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能证明有乙烯生成,故D错误;
答案选A。
7. 由苯甲醛制备重要的有机合成中间体的一种反应如下:
下列说法正确的是
A. 该反应属于取代反应
B. 可用少量溴水鉴别苯甲醛和2-环己烯酮
C. 2-环己烯酮存在顺反异构
D. 中间体与足量H2完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为醛基的加成反应,不属于取代反应,故A错误;
B.苯甲醛含有醛基,能使溴水褪色,2-环己烯酮含有碳碳双键,能使溴水褪色,所以不能用溴水检验二者,故B错误;
C.2-环己烯酮含有六元环,不存在顺反异构体,故C错误;
D.中间体与足量H2完全加成后所得分子中结构简式为: ,含有3个手性碳原子,故D正确;
故选:D。
8. 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素的电子只有一种自旋取向,Y原子核外有3个未成对电子;Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,W元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子。下列说法正确的是
A. W原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
B. X、Y、Z元素原子第一电离能的大小顺序为:Z>Y>X
C. Y和Z的最简单氢化物的沸点:Y
【答案】C
【解析】
【详解】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X元素的电子只有一种自旋取向,为氢元素;Y原子核外有3个未成对电子,为氮元素或磷元素;Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,为氧元素或镁元素;W元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子,且只有一个不成对电子,为钠元素,由于Y、Z原子序数小于W,则Y、Z分别为氮元素和氧元素,综合以上分析,X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。
A.钠原子最高能级为3s能级,电子云轮廓图球形,A错误;
B.氢,氮,氧三种元素的第一电离能中,氮原子为半充满结构,第一电离能大于相邻主族元素即大于氧元素,故第一电离能顺序为N>O>H,B错误;
C.氮和氧形成的最简单氢化物分别为氨气和水,水在常温下为液态,氨气为气体,故水的沸点高于氨气,C正确;
D.氧气为非极性分子,臭氧为极性分子,D错误;
故选C。
9. 下列离子方程式书写正确的是
A. Mg(HCO3)2溶液中加足量的烧碱溶液:
B. Cr(OH)3(s)中加入NaOH溶液和H2O2制Na2CrO4:
C. 电解MgCl2水溶液:
D. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好完全沉淀:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Mg(HCO3)2溶液中加足量的烧碱溶液,离子方程式为Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O,A错误;
B.Cr(OH)3(s)中加入NaOH溶液和H2O2制Na2CrO4,反应生成和水,离子方程式正确,B正确;
C.电解MgCl2水溶液,离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑,C错误;
D.向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好完全沉淀,离子方程式为,D错误;
故答案选B。
10. 氯苯是制备常用药对乙酰氨基酚的原料之一,实验室可通过苯与干燥的Cl2,在催化剂作用下制备氯苯,装置如图所示:
下列说法错误的是
A. 装置①中向圆底烧瓶中滴加浓盐酸前需先打开K
B. 装置②的作用是吸收HCl气体
C. 分离氯苯的操作为水洗、碱洗、水洗、干燥、蒸馏
D. 可将尾气通入氢氧化钠溶液中进行尾气处理
【答案】B
【解析】
【分析】装置①利用浓盐酸和K2Cr2O7,反应制备Cl2,氯气需干燥后再参与反应,Cl2是酸性气体,可使用浓硫酸干燥,HCl不会导致反应生成副产物,不用除去。苯和干燥的Cl2在FeCl3催化下反应,生成氯苯和HCl,反应后的尾气中有残留的Cl2和HCl气体,可将尾气通入NaOH溶液中进行尾气处理。
【详解】A.若关闭K,向烧瓶中加浓盐酸,生成的Cl2使烧瓶中压强增大,浓盐酸不能顺利流下,故向圆底烧瓶中滴加浓盐酸前需先打开K,A正确;
B.由分析可知,装置②的作用是干燥C12,故B错误;
C.分离出粗产品后,先水洗除去FeCl3、HCl等可溶性杂质,再用碳酸钠溶液碱洗,最后水洗除去多余碳酸钠溶液,C正确;
D.由分析可知,可将尾气通入氢氧化钠溶液中进行尾气处理,D正确;
故选B。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 砷的含氧酸砷是一种常见的元素,它在自然界中广泛存在。砷的含氧酸是指砷与氧形成的化合物,其中砷的氧化态不同,因此它们的性质也不同。其转化关系如下图所示:
已知:As2O3在193℃升华,微溶于水。下列说法正确的是
A. As2O3是共价晶体
B. 反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:2
C. 反应②中离子方程式为:
D. 生成0.3mo1H3AsO4,理论上消耗0.6mo1稀HNO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.As2O3在193℃升华,属于分子晶体,选项A错误;
B.反应①为H3AsO4+2HI= H3AsO3+I2+H2O,还原剂HI与氧化剂H3AsO4的物质的量之比为2:1,选项B错误;
C.根据流程可知,反应②中离子方程式为:,选项C正确;
D.根据反应3As2O3+ 4HNO3+7H2O = 6H3AsO4+4NO↑可知,生成0.3mo1H3AsO4,理论上消耗0.2mo1稀HNO3,选项C错误;
答案选C。
12. 我国科研人员设计将脱除SO2的反应与制备H2O2相结合的协同转化装置如图。在电场作用下,双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+,并向两极迁移。已知:
①单独制备H2O2:,不能自发进行;
②单独脱除SO2:,能自发进行。
下列说法正确的是
A. 正极的电极反应式:
B. 单独脱除SO2的反应为吸热反应
C. 反应过程中需补加稀H2SO4
D. 协同转化总反应:
【答案】A
【解析】
【分析】二氧化硫端:二氧化硫与氢氧化钠反应生成,再失去电子生成,为负极,其电极反应为:;氧气端:氧气得电子,与氢离子结合生成过氧化氢,为正极,其电极反应为。
【详解】A.根据分析可知氧气端为正极,正极反应为,A正确;
B.单独脱除SO2是一个熵减的过程,因为此反应可自发进行,因此该反应为放热反应,B错误;
C.反应过程中不需要补加稀硫酸,因为右侧消耗的氢离子数目等于从双极膜中迁移过来的氢离子数目,C错误;
D.根据正负极反应可知协同转化总反应:,D错误;
故选A。
13. 钙钛矿太阳能电池是当前世界最有前途的薄膜光伏技术之一,(CH3NH3)PbI3(相对分子质量为620)是最主要的有机无机杂化钙钛矿材料,其晶胞结构如图所示,A为有机阳离子,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. H、C、N均属于p区元素
B. I基态原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p5
C. 若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
D. 该晶体的密度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.H属于s区元素,C、N属于p区元素,故A错误;
B.I为第5周期VIIA族元素,其基态原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p5,故B错误;
C.若沿z轴向xy平面投影,晶胞的八个顶点在图2的四边形四个角,晶胞的上面、下面面心在图2的中心,晶胞的四个侧面面心在图2的四个边的中点,因此其投影图如图2所示,故C正确;
D.根据晶胞结构可知,该晶胞边长为apm,则其体积为(a×10-10)cm3,该晶体的分子式为:(CH3NH3)PbI3,其摩尔质量为:620g/mol,该晶体的密度为,故D正确;
故选CD。
14. SrF2是一种难溶于水、但可溶于酸的盐。在常温下,向SrF2浊液中通入氯化氢气体,得到了如下所示的图像,图像表现了该体系中-lgc(X)(X为Sr2+或F-)与的数量关系。已知100.6=4,下列说法错误的是
A.
B. a点的溶液中存在c(Cl-)
D. 由图像可知Ka(HF)的数量级为10-4
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,浊液存在溶解平衡:,用HCl调节溶液存在平衡:,随着的增大,则逆向移动,浓度增大,溶解平衡逆向移动,减小,则增大,对应曲线L2,以此解题。
【详解】A.Ksp(SrF2)=c(Sr2+)·c2(F-),取lg[]值为1,代入图示数据,Ksp(SrF2)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4,由于100.6=4,则,A正确;
B.根据元素守恒可知,盐酸提供的氢离子一部分和氟离子结合形成HF,一部分在溶液中,则c(Cl-)>c(HF),B错误;
C.根据电荷守恒可知,由于c点两条直线相交,则 c(F-)= c(Sr2+),则,C正确;
D.,,结合选项A可知,L1代表-lgc(F-)与lg[]的变化曲线,则取b点可知,,则Ka(HF)的数值为10-3.2,数量级为10-4,D正确;
故选B。
三、非选择题:本大题共4小题,共54分。
15. 席夫碱在有机合成、液晶材料、植物生长调节等多个领域有重要用途。学习小组在实验室中探究由对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(,M,有关信息和装置如表。
物质 相对分子质量 密度/(gcm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
对甲基苯胺 107 0.96 44 200 微溶于水,易溶于乙醇
乙醇 46 0.78 -114 78 溶于水
苯甲醛 106 1.0 -26 179 微溶于水,与乙醇互溶
回答下列问题:
(1)实验步骤:
①按图安装好制备装置,检验装置的气密性。向A中加入6.0g对甲基苯胺、5.0mL苯甲醛、50mL乙醇和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为_______。
②控制反应温度为50℃,加热回流至反应结束。合适的加热方式为_______;能说明反应结束的实验现象为_______。
(2)纯化产品:
①按图安装好水蒸气蒸馏装置,检验装置的气密性。将A中反应后余液转移至D中,在C中加入适量水,进行蒸馏,将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。管a的作用为_______;仪器b的名称为_______。
②蒸馏操作结束后,需先打开止水夹再停止加热的原因为_______。
③实验后将D中固体洗涤、干燥后,进一步通过_______(填操作名称)纯化后,得到纯品6.0g。本实验的产品产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】 ①. 作溶剂,使反应物充分混合 ②. 水浴加热 ③. 分水器中水不再增加 ④. 平衡压强,检验固体产品是否堵塞导管 ⑤. 牛角管 ⑥. 防止D中液体倒吸入C中 ⑦. 重结晶 ⑧. 65.2%
【解析】
【分析】有机物的制备原理为+H2O,水浴加热,蒸馏分离,结晶纯化,计算纯度。
【详解】(1)①反应物都是有机物,加入乙醇的作用是作溶剂,使反应物充分混合;
②需要准确控制反应温度为50℃,则应采用水浴加热的方式;对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下生成对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(),反应方程式为+H2O;当分水器中水不再增加时,说明反应结束;
(2)①制备水蒸气的装置中压强较大,管a的作用为平衡压强,检验固体产品是否堵塞导管;仪器b的名称为牛角管;
②反应停止后,装置C内压强较小,若此时打开止水夹,D中液体倒吸入C中;
③晶体经重结晶后可进一步纯化;5.0ml苯甲醛的质量为m=1.0g/ml×5.0ml=5g,由关系式可得理论上制得产品的质量为,m=9.198g,产率为=65.2%。
16. 锂离子电池应用很广泛,某种锂电池的正极材料为钴酸锂,该材料可以由海水(含较大浓度的LiCI及少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等)为原料制备,其工艺流程如图所示:
已知:①在常温下几种难溶物质的溶度积常数如表
物质 Li2CO3 MgCO3 CaCO3 MnCO3 Mg(OH)2
K 2.5×10-2 6.8×10-6 3.4×10-9 2.3×10-11 5.6×10-12
②Li2CO3微溶于热水,可溶于冷水。回答下列问题:
(1)“除杂1”步骤中除去的杂质离子为Mg2+和_____。
(2)“调pH”的目的是_____。
(3)金属镁可以通过电解熔融MgC12得到,写出由Mg(OH)2沉淀制MgCl2固体的具体操作_____。
(4)20℃时碳酸锂在水中的溶解度为1.295g,饱和溶液密度为1.0148g/cm3,其中Li2CO3的物质的量浓度为_____。(结果保留2位有效数字)
(5)“热水洗涤”的目的是_____。在实验室里洗涤Li2CO3时会采用如图所示装置,该装置较于普通过滤装置的优点为_____。
(6)“合成”工序需要高温条件,并放出能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该反应的化学方程式_____。
【答案】(1)Ca2+、Mn2+
(2)除去过量的碳酸钠,避免蒸发浓缩时析出碳酸锂
(3)Mg(OH)2和盐酸反应可生成MgCl2溶液,在HCl的气流中蒸发MgCl2溶液得到无水MgCl2
(4)0.18 (5) ①. 减少碳酸锂在洗涤过程中的损失 ②. 加快过滤速度,减少温度降低后碳酸锂溶于冷水中的损失
(6)
【解析】
【分析】该海水中含浓度较大的LiCl,含少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等,加入纯碱,在根据几种难溶物质的溶度积数据得到产生碳酸钙、碳酸锰、碳酸镁、氢氧化镁等沉淀,过滤,向滤液中加入盐酸调节溶液pH值,主要是消耗过量的碳酸钠,再蒸发浓缩,分离氯化钠晶体、经过除杂2除掉氢氧化镁杂质,所得滤液中加入纯碱得到碳酸锂沉淀,过滤,加入碳酸钴、通入空气和碳酸锂反应反应生成LiCoO2。
【小问1详解】
海水中含浓度较大的LiCl,含少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等,加入纯碱,在根据难溶物质的溶度积,得到沉淀主要成分有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3和MnCO3;故“除杂1”步骤中除去的杂质离子为Mg2+和Ca2+、Mn2+;
【小问2详解】
调pH的目的是除去过量的Na2CO3,避免蒸发浓缩时析出Li2CO3;
【小问3详解】
因镁离子水解生成挥发性盐酸,故蒸干时需在HCl的气流中蒸发抑制水解,由Mg(OH)2沉淀制MgCl2固体的具体操作Mg(OH)2和盐酸反应可生成MgCl2溶液,在HCl的气流中蒸发MgCl2溶液得到无水MgCl2。
【小问4详解】
20℃时碳酸锂在水中的溶解度为1.295g,饱和溶液密度为1.0148g/cm3,其中Li2CO3的物质的量浓度为;
【小问5详解】
根据信息可知“热水洗涤”的目的是减少碳酸锂在洗涤过程中的损失;该装置较于普通过滤装置的优点为加快过滤速度,减少温度降低后碳酸锂溶于冷水中的损失;
【小问6详解】
“合成”工序中碳酸锂和碳酸钴在高温条件下与空气中的氧气反应放出能使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳和钴酸锂,该反应的化学方程式为。
17. 铁(Fe)是第四周期第Ⅷ族元素,有多种化合价,铁及其化合物在工农业生产中具有重要作用。回答下列问题:
(1)在铁制品上镀银时,铁制品与电源_____(填“正极”或“负极”)相连。
(2)已知下列热化学方程式:
①
②
③
则的△H_____kJ·mol-1.
(3)高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂,常用于饮用水处理。将一定量的高铁酸钾在不同温度下配制成1L浓度为1.0mo1·L-1的溶液,存在反应:,溶液中c()随温度及时间的变化关系如图1所示。
①下列说法正确的是_____(填标号)。
A.该反应为放热反应
B.增大溶液的c(OH-)可使FeO的水解程度减小
C.60℃、120min时,用物质的量表示的
②常温下,溶液中H2FeO4发生电离:,溶液pH=3.32时,溶液中c(H2FeO4)=c(),则Ka1()=_____(100.68≈4.8)。
(4)常温下FeCO3的溶度积常数为Ksp(FeCO3),H2CO3的一级电离常数和二级电离常数分别为Ka1和Ka2。已知菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,常温下该反应的平衡常数K=_____。【用含有Ksp(FeCO3)、Ka1和Ka的代数式表示】。
(5)将54.0g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)在氮气的氛围中加热分解,得到分解产物的热重曲线(固体质量随温度的变化情况)如图2所示。
①A点时,固体物质的化学式为_____。
②B点时,固体只含有一种铁的氧化物,则AB段反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)负极 (2)-11
(3) ①. B ②. 4.8×10-4
(4)
(5) ①. FeC2O4 ②.
【解析】
【小问1详解】
电镀是镀层金属作阳极,镀件作阴极,则铁制品上镀银时,铁制品作阴极,与电源负极相连;
【小问2详解】
由盖斯定律可知该反应可由得到,则△H===-11;
小问3详解】
①A.由图像可知,温度升高时c()减小,说明温度升高平衡正向移动,则该反应为吸热反应,故A错误;
B.增大溶液的c(OH-),使上述反应逆向移动,使FeO的水解程度减小,故B正确;
C.60℃、120min时,c()减少0.6mol/L,则反应FeO物质的量为0.6mol,则生成氧气的物质的量为0.45mol,用物质的量表示的,故C错误;
②Ka1()=,溶液pH=3.32时,溶液中c(H2FeO4)=c(),则Ka1()==4.8×10-4;
【小问4详解】
FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,反应离子方程式为:;K=;
【小问5详解】
54.0g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)的物质的量为,其中水的物质的量为0.6mol,含水质量为10.8g,所含FeC2O4质量为43.2g,结合图中信息可知A点时,固体物质的化学式为FeC2O4;由以上数据可知该晶体中Fe元素的质量为16.8g,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,其中氧原子的质量为23.2-16.8=6.4g,氧原子的物质的量为0.4mol,则B点时氧化物为;结合电子得失守恒及元素守恒的,AB段反应的化学方程式为。
18. 有机物I是合成药物的重要中间体,某课题组设计的合成路线如下:
已知:①A中有两个环,其中一个为苯环
②
③
请回答:
(1)C的化学名称是_____。
(2)E中官能团的名称是_____;B的结构简式是_____。
(3)由H生成I的反应类型为_____。
(4)下列说法不正确的是_____。
A. 化合物D中所有碳原子不可能共平面
B. 化合物E可以发生加成、取代、消去、加聚反应
C. 1molI最多能与2molNaOH反应
D. D+E→F对应N原子的杂化方式由sp3变为sp2
(5)G→H的化学方程式是_____。
(6)在E的同分异构体中,同时符合下列条件的(不包括立体异构体)总数为_____种。
①属于芳香族化合物;②核磁共振氢谱显示4个吸收峰
【答案】(1)2-醛基苯甲酸或邻醛基苯甲酸
(2) ①. 羟基、氨基 ②.
(3)取代反应 (4)AB
(5) (6)6种
【解析】
【分析】C与乙醇发生酯化反应生成D,结合D的结构简式可知C为 ;A中有两个环,其中一个为苯环,则A为 ;A与溴单质发生取代反应生成B ;B发生碱性水解再酸化生成C,D和E发生已知信息③中反应生成F ;F与氢气发生加成反应生成G ;G与乙醇钠发生已知信息中分子内取代反应生成H ,H与HBr发生取代反应生成I;
【小问1详解】
根据分析可知C物质结构简式: ,命名为:2-醛基苯甲酸或邻醛基苯甲酸;
【小问2详解】
根据E结构简式可知,所含官能团:羟基、氨基;根据分析,B结构简式: ;
【小问3详解】
对比H和I结构简式可知,H与HBr发生取代反应生成I,反应类型:取代反应;
【小问4详解】
A.单键可旋转,可使乙基中2个C原子处于与苯环共平面,故A错误;
B.化合物E含苯环,能与氢气加成;含醇羟基且羟基连接碳原子相邻的碳原子含H原子,可发生取代反应、消去反应;不能发生加聚反应,故B错误;
C.I中含酰胺基水解可形成羧基,碳溴键水解可生成HBr,所以1molI最多能与2molNaOH反应,故C正确;
D.D中N原子杂化类型为sp3杂化;F 中N原子形成双键,杂化类型为sp2杂化,故D正确;
答案选AB;
【小问5详解】
根据已知③可知,G→H的化学方程式: ;
【小问6详解】
E的同分异构体符合①属于芳香族化合物,说明含苯环;②核磁共振氢谱显示4个吸收峰,说明为对称结构,则符合要求的结构有: ,共6种同分异构体。