【化学】广东省清远市方圆培训学校2020届高三模拟试题精练(三十)(解析版)
广东省清远市方圆培训学校2020届高三模拟试题精练(三十)
可能用到的相对原子质量:Cl 35.5 O 15 S 32 I 127
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。)
7.化学与生产、生活密切联系。下列有关说法正确的是( )
A.光导纤维是一种新型的有机高分子材料
B.二氧化硫有毒,禁止用作葡萄酒添加剂
C.燃料电池是利用燃料在电池中燃烧实现热能转化为电能
D.港珠澳大桥使用新一代环氧涂层钢筋,可有效抵御海水浸蚀
解析:选D 光导纤维主要成分为二氧化硅,不属于有机高分子材料,A项错误;少量SO2能够杀菌,因此SO2可用于制作葡萄酒的食品添加剂,故B错误;燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,燃料在电池中不经过燃烧即可实现化学能转化为电能,故C错误;环氧树脂涂层钢筋是在普通钢筋表面制备一层环氧树脂薄膜保护层的钢筋,采用这种钢筋能有效地防止处于恶劣环境下的钢筋被腐蚀,故D正确。
8.最近我国科学家研制一种具有潜力的纳米电子学材料——石墨炔,图中丁为它的结构片段。下列有关说法中,错误的是( )
A.甲分子中的6个溴原子位于同一平面上
B.丙的二氯代物有2种
C.丙能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.石墨炔和C60是碳的同素异形体
解析:选B 苯环为平面形结构,故甲中6个溴原子位于同一平面上,A项正确;丙分子中只有6个碳碳三键端碳上有氢原子可被氯原子取代,且这6个氢等效,类比苯环上二氯代物有3种结构,可知丙的二氯代物有3种,B项错误;丙中碳碳三键有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;石墨炔和C60均是碳元素构成的单质,故两者互为同素异形体,D项正确。
9.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol乙醇完全氧化为乙酸,转移电子数为4NA
B.标准状况下,22.4 L乙烯中含有的共用电子对数目为5NA
C.3.6 g D2O与足量的金属钠反应,生成的D2分子数为 0.1NA
D.在1 mol·L-1的NaF溶液中,F-的个数为NA
解析:选A 由方程式C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O可知需消耗1 mol O2,对应转移电子数为4NA,故A正确;标准状况下,22.4 L乙烯为1 mol,含有的共用电子对数目应为6NA,故B错误;3.6 g D2O物质的量为0.18 mol,由质量守恒定律可知其与足量的钠反应,可生成的D2分子数为0.09NA,故C错误;该溶液体积未知且F-水解,故无法计算其数目,故D错误。
10.下列实验可以达到目的的是( )
选项
实验目的
实验过程
A
探究浓硫酸的脱水性
向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3 mL浓硫酸,搅拌,观察实验现象
B
制取干燥的氨气
向生石灰中滴入浓氨水,将产生的气体通过装有P2O5的干燥管
C
制备氢氧化铁胶体
向饱和氯化铁溶液中滴加氨水
D
除去MgCl2溶液中少量FeCl3
向溶液中加入足量MgO粉末,充分搅拌后过滤
解析:选D 该实验体现的是浓硫酸的吸水性,A项错误;氨气为碱性气体,而P2O5是酸性氧化物,两者在潮湿的条件下可发生反应,B项错误;向饱和氯化铁溶液中滴加氨水将得到氢氧化铁沉淀,得不到胶体,C项错误;MgO粉末可促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀,过滤后得到MgCl2溶液,D项正确。
11.四种不同主族的短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,X与Y形成的化合物是光合作用的原料之一。Z、W处于同周期且族序数相差6。下列说法正确的是( )
A.元素的非金属性:X>W
B.Y与Z形成的化合物中只含有离子键
C.Z、W的简单离子半径:Z
C,故A错误;Y与Z可形成Na2O2,其中O—O为共价键,故B错误;Cl-有三个电子层,而Na+只有两个电子层,故离子半径:Cl->Na+,故C正确;Y元素单质O3也可用于自来水的杀菌消毒,故D错误。
12.钠离子二次电池因钠资源丰富、成本低、能量转换效率高等诸多优势有望取代锂离子电池。最近山东大学徐立强教授课题组研究钠离子二次电池取得新进展,电池反应如下:4NaxFeⅡFeⅢ(CN)6+xNi3S24FeⅡFeⅢ(CN)6+3xNi+2xNa2S。下列说法正确的是( )
A.放电时,NaxFeⅡFeⅢ(CN)6为正极
B.放电时,Na+移向Ni3S2/Ni电极
C.充电时,Na+被还原为金属钠
D.充电时,阴极反应式:xNa++FeⅡFeⅢ(CN)6-xe-===NaxFeⅡFeⅢ(CN)6
解析:选B 放电时为原电池原理,由总反应知Ni化合价下降,应在正极,故NaxFeⅡFeⅢ(CN)6应为负极,故A错误;放电时阳离子移向正极,故B正确;充电为电解池原理,由题意知Na+反应后为NaxFeⅡFeⅢ(CN)6,而非金属钠,故C错误;充电时阴极应得电子,反应式为xNa++FeⅡFeⅢ(CN)6+xe-===NaxFeⅡFeⅢ(CN)6,故D错误。
13.常温下,将NaOH溶液滴加到某一元酸(HA)溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示,已知p=-lg。下列叙述不正确的是( )
A.Ka(HA)的数量级为10-5
B.滴加NaOH溶液过程中,保持不变
C.m点所示溶液中:c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+)
D.n点所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
解析:选D 由图可知,p=-lg=0,即=1时,混合液pH=4.76;HA的电离常数为Ka(HA)==c(H+)=10-4.76,则Ka(HA)的数量级为10-5,A正确。Ka(HA)==,则有=,由于温度不变,Ka(HA)、KW不变,故保持不变,B正确。m点所示溶液中,根据电荷守恒可得c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),此时c(A-)=c(HA),则有c(H+)+c(Na+)=c(HA)+c(OH-),故有c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+),C正确。由图可知,n点溶液的pH<3,溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒可得c(Na+)<c(A-),故有c(Na+)<c(A-)+c(HA),D错误。
二、非选择题(共58分。第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。)
(一)必考题:共43分。
26.高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。其生产工艺如图1所示:
回答下列问题:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行,因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3,写出温度较高时反应的离子方程式:_________________________________________________。
(2)在溶液Ⅰ中加入NaOH固体的目的是__________(填字母)。
A.与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应,生成更多的NaClO
B.NaOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使NaClO3转化为NaClO
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图2为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图3为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。
工业生产中最佳温度为________,Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为________。
(4)反应③的离子方程式为_________________________________________;
往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液得到湿产品的原因是
________________________________________________________________。
(5)高铁酸钾作为水处理剂是能与水反应的,其离子反应是:
4FeO+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-
则其作为水处理剂的原理是:①__________________________________________________;②__________________________________________________________________。
解析:(1)温度较高时,NaOH与Cl2发生歧化反应,生成NaClO3、NaCl,根据化合价升降总数相等、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO+3H2O。(2)NaOH和Cl2反应生成NaClO,可除去溶液Ⅰ中未反应的Cl2,且只有在碱性条件下,Fe3+才能和ClO-发生氧化还原反应生成FeO,所以加入NaOH固体的目的是除去Cl2且使溶液为碱性。(3)根据图2和图3知,工业生产中最佳温度为26 ℃,Fe(NO3)3、NaClO的最佳质量浓度分别为330 g·L-1、275 g·L-1,故Fe(NO3)3、NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为330∶275=6∶5。(4)反应③为Fe3+在碱性条件下被ClO-氧化为FeO,ClO-被Fe3+还原为Cl-,配平离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O。溶液Ⅱ中含有Na2FeO4,往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液,得到K2FeO4,发生反应:Na2FeO4+2KOH===K2FeO4↓+2NaOH,故得到湿产品的原因是高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小。(5)高铁酸钾能作为水处理剂,是因为K2FeO4中铁元素为+6价,具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,其对应还原产物为Fe3+,Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性,可除去水中的悬浮物质,从而起到净化水的作用。
答案:(1)6OH-+3Cl2ClO+5Cl-+3H2O
(2)AC (3)26 ℃ 6∶5(或1.2∶1)
(4)2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O 高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
(5)①高铁酸钾中的铁为+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒 ②还原产物Fe3+水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水
27.硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O。
(1)利用吸硫装置A制取Na2S2O3。
①写出吸硫装置A中发生反应的化学方程式:________________________________________
_________________________________________________________________。
②装置B的作用是检验装置中SO2的吸收效率,B中试剂是______________,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液________________。
③为了使SO2尽可能吸收完全,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是_______________________________________________________________ (写出一条即可)。
(2)从反应液中获得Na2S2O3·5H2O的方法是____________________、减压抽滤、洗涤干燥。
(3)实验室制得的Na2S2O3·5H2O产品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。请设计实验检测Na2S2O3·5H2O产品中是否存在Na2SO4杂质,简要说明实验操作、现象和结论:_______________________________________________________。
(4)①Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:
第一步:准确称取a g KIO3(相对分子质量为214)固体配成溶液;
第二步:加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂;
第三步:用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。
则c(Na2S2O3)=________mol·L-1。(列出算式即可)
(已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,2S2O+I2===S4O+2I-)
②在滴定过程中下列实验操作会造成实验结果偏低的是________(填字母)。
A.滴定管未用Na2S2O3溶液润洗
B.滴定终点时仰视读数
C.锥形瓶用蒸馏水润洗后未进行干燥处理
D.滴定管尖嘴处滴定前无气泡,达滴定终点时发现有气泡
解析:(1)①根据图示及原子守恒可知,装置A中Na2S和Na2CO3溶液吸收SO2生成Na2S2O3和CO2,其反应的化学方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。②装置B中可用品红、溴水或酸性KMnO4溶液等检验装置中SO2的吸收效率,若吸收效率较低,则进入装置B的气体中SO2的浓度较大,现象是B中溶液颜色很快褪去。③为了使SO2尽可能吸收完全,还可采取控制SO2的流速或增大反应物的浓度等措施。(2)从反应液中获得Na2S2O3·5H2O的方法是蒸发浓缩、降温结晶、减压抽滤、洗涤干燥等。(3)欲检验制得的Na2S2O3·5H2O中是否含有Na2SO4杂质,需取少量制得的Na2S2O3·5H2O产品加水溶解,再加入稀盐酸充分反应,至不再有气体产生时,静置,取上层清液,加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,即可判断是否含有Na2SO4杂质。(4)①根据题述离子方程式可得关系式:KIO3~3I2~6Na2S2O3,则有=,解得c(Na2S2O3)= mol·L-1= mol·L-1。②滴定管未用Na2S2O3溶液润洗,导致消耗Na2S2O3溶液的体积增大,则测得的Na2S2O3溶液浓度偏低,A项正确;滴定终点时仰视读数,导致读取的溶液体积偏大,则测得的Na2S2O3溶液浓度偏低,B项正确;锥形瓶用蒸馏水润洗后未经干燥处理,对实验结果无影响,C项错误;滴定前尖嘴处无气泡,而达滴定终点时有气泡,导致读取的溶液体积偏小,则测得的Na2S2O3溶液浓度偏高,D项错误。
答案:(1)①2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2 ②品红、溴水或酸性KMnO4溶液 颜色很快褪去(其他合理答案也可) ③控制SO2的流速或增大反应物的浓度(其他合理答案也可) (2)蒸发浓缩、降温结晶 (3)取少量制得的Na2S2O3·5H2O产品于试管中,加水溶解再加入稀盐酸调至酸性,静置片刻,再取上层清液于试管中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明含Na2SO4杂质,否则不含Na2SO4 (4)① ②AB
28.1).目前,对碳、氮及化合物的研究备受关注。已知:
Ⅰ.2C(s)+2NO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-414.8 kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
Ⅲ.2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)表示碳的燃烧热的热化学方程式为_________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)某催化剂的M型、N型均可催化反应2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。
①由图推断下列说法正确的是________(填字母)。
A.a、b、c、d点均达到平衡状态
B.该反应的平衡常数K(b)=K(c)
C.b点反应物的有效碰撞几率最大
D.图中五个点对应状态下,a点反应速率最慢
②e点CO的转化率突然减小的可能原因为_________________________________________
____________________________________________________________________________。
③若b点容器中c(O2)=0.5 mol·L-1,则T0 ℃时该反应的平衡常数K=________________。
2).向一体积恒定盛有催化剂的密闭容器中充入一定量的NH3和O2,测得一定时间内NO的产率与温度(T)的关系如图所示。
(1)该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)温度低于T1℃时,NO的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,理由为_____________________________________________________________________________。
(3)温度高于T1℃时,NO的产率降低的原因可能为________(填字母)。
a.反应的活化能减小 b.有副反应发生
c.升高温度,平衡逆向移动 d.反应的平衡常数增大
解析:1).(1)根据盖斯定律由(反应Ⅰ+2×反应Ⅱ-反应Ⅲ)×即得目标反应。即ΔH=(ΔHⅠ+2ΔHⅡ-ΔHⅢ)=-393.5 kJ·mol-1。
(2)①
b点之前,CO的转化率随着温度的升高不断增大,反应向正向移动,因该反应为放热反应,b点之后,温度升高会使平衡向逆向移动,不利于CO的转化,则b点达到平衡状态,而a、c点未达到平衡状态,d点为平衡后相应温度下对应的CO的转化率,A项错误;化学反应速率随着温度的升高而加快,则有效碰撞几率也会随之增大,图中e点的有效碰撞几率最大,C项错误;图中五个点对应状态下,a点对应的温度最低,则反应速率最慢,D项正确。②催化剂的催化活性对温度要求较高,若温度过高,催化剂可能会失去活性,导致反应减慢,CO的转化率突然减小。③b点达到平衡状态,α(NO)=0.4,设起始投入的CO和O2的物质的量浓度均为x mol·L-1,
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
起始/(mol·L-1) x x 0
转化/(mol·L-1) 0.4x 0.2x 0.4x
平衡/(mol·L-1) 0.6x 0.8x 0.4x
因c(O2)=0.5 mol·L-1,则0.8x=0.5 mol·L-1,x=0.625 mol·L-1,
平衡常数K====。
2)(2)氨催化氧化反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡产率减小,因此温度低于T1℃时,NO的产率不是平衡产率。(3)活化能与产率无关,a项错误;根据题意,升高温度可能发生副反应导致NO的产率降低,b项正确;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的产率降低,c项正确;升高温度,平衡常数减小,d项错误。
答案:1).(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
(2)①BD ②催化剂失去活性 ③或0.89
2).(1)< (2)不是 该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡产率减小 (3)bc
(二)选考题:共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做则按所做的第一题计分。
35.短周期p区元素共有13种,除铝外全部是非金属元素。
(1)基态氮原子的价层电子排布图为________;短周期p区元素中,第一电离能最小的元素与电负性最大的元素组成的化合物是________(填化学式)。
(2)卤素与硼、氮、磷可形成BF3、NCl3和PBr3,下列有关三种分子的叙述正确的是________。
A.化学键类型相同
B.空间构型相同
C.中心原子的杂化轨道类型相同
D.中心原子的价层电子对数相同
(3)CS2是一种溶剂,它能溶解硫黄。写出一种与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。CO能与Ni形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,3.42 g Ni(CO)4中含有________mol σ键。
(4)CCl4与水互不相溶,SiCl4与CCl4分子结构相似,但SiCl4遇水极易发生水解反应,导致二者性质不同的原因是____________________________________。
(5)铝的几种卤化物的熔点如下:
卤化铝
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1 040
190
97.5
191
AlBr3的晶体类型是________,AlI3晶体中存在的作用力有____________________。
(6)氮化铝晶体为原子晶体,是一种新型无机非金属材料,其晶体密度为a g·cm-3,晶胞如图所示。
①铝原子的配位数为________。
②设NA为阿伏加德罗常数的值。氮化铝晶胞中,铝原子和氮原子之间最短的核间距为________nm。
解析:(1)N原子核外有7个电子,分别位于1s、2s、2p轨道,故其价层电子排布图为;短周期p区元素共有13种,即He、B、C、N、O、F、Ne、Al、Si、P、S、Cl、Ar。其中第一电离能最小的是金属元素Al,电负性最大的是非金属元素F,二者组成的化合物是AlF3。(2)BF3、NCl3、PBr3中含有的化学键均为极性共价键,A项正确。BF3的中心原子B的价层电子对数为(3+3)÷2=3,配位数也是3,所以空间构型是平面三角形。而NCl3、PBr3的中心原子N、P的价层电子对数均为(5+3)÷2=4,配位数是3,所以空间构型均为三角锥形,B、D项错误。根据中心原子的价层电子对数可知,BF3中B原子采取sp2杂化,而NCl3中N原子、PBr3中P原子均采取sp3
杂化,C项错误。(3)O与S同主族,所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2、COS。SCN-与CS2互为等电子体,它与CS2具有相同空间构型和化学键类型。每个Ni(CO)4分子中含有4个Ni—C键,均为σ键,还含有4个CO键,其中含有4个σ键,所以每个Ni(CO)4分子中含有8个σ键。3.42 g Ni(CO)4的物质的量是0.02 mol,共含有0.16 mol σ键。(4)CCl4与水互不相溶,SiCl4与CCl4分子结构相似,但SiCl4遇水极易发生水解反应,原因是硅原子有3d空轨道,能接受水分子中氧原子的孤对电子,而碳原子没有d空轨道,不能接受水分子中氧原子的孤对电子。(5)由于AlBr3的熔点较低,所以是分子晶体;同理,AlI3也为分子晶体,晶体中Al与I原子之间存在共价键,而在AlI3分子之间存在范德华力。(6)①根据氮化铝的晶胞结构,每个铝原子周围最邻近且等距离的氮原子有4个,即铝原子的配位数是4。②每个晶胞中铝原子数为8×+6×=4,氮原子数为4,晶胞的体积V== cm3,则晶胞的边长为 cm= ×107 nm,铝原子和氮原子之间最短的核间距为边长的,即为× ×107 nm。
答案:(1) AlF3 (2)A
(3)CO2、SCN-、COS(任写一种) 0.16
(4)硅原子有3d空轨道,能接受氧原子的孤对电子,而碳原子没有d空轨道,不能接受氧原子的孤对电子
(5)分子晶体 共价键、范德华力(或分子间作用力)
(6)①4 ②× ×107
36.某有机物F()在自身免疫性疾病的治疗中有着重要的应用,工业上以乙烯和芳香族化合物B为基本原料制备F的路线图如下:
已知:RCHO+R1CH2CHO
(1)乙烯生成A的原子利用率为100%,则X是________(填化学式),F中含氧官能团的名称为________。
(2)E→F的反应类型为________,B的结构简式为________,若E的名称为咖啡酸,则F的名称是________。
(3)写出D与NaOH溶液反应的化学方程式:__________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱有6个峰的物质的结构简式为________。
①能发生水解反应、银镜反应且1 mol该物质最多可还原出4 mol Ag
②遇FeCl3溶液发生显色反应
③分子中没有甲基,且苯环上有2个取代基
(5)以乙烯为基本原料,设计合成路线合成2丁烯酸,写出合成路线(其他试剂任选)。
_________________________________________________________________。
解析:由C的结构简式、反应信息知,A、B中均含有醛基,再结合乙烯与A的转化关系知,A是乙醛,B是,由C转化为D的反应条件知,D为,由E的分子式、F的结构式及反应条件知,E为,由E、F之间的关系知Y是乙醇,由酯的命名方法知F的名称为咖啡酸乙酯;(4)由②知分子中含有苯环且苯环上连接羟基;由①及分子中氧原子数目知分子中含有一个—CHO、一个HCOO—,苯环上有2个官能团:—OH、,苯环上有3种不同的位置,故共有3种同分异构体,其中核磁共振氢谱有6个峰的物质的结构简式为。
答案:(1)O2 羟基、酯基
(2)酯化反应或取代反应 咖啡酸乙酯
(5)CH2===CH2CH3CHO
CH3CH===CHCHOCH3CH===CHCOOH