山东省2021届高三等级考化学冲刺卷（七） Word版含答案

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等级考仿真冲刺卷(七) (时间:90 分钟 满分:100 分) 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Al 27 P 31 Zn 65 一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个 选项符合题目要求。 1.化学材料不断改变着人类的生活、生产方式。下列说法错误的是 ( ) A.天宫二号空间站使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料 B.“司烜氏,掌以夫遂(青铜凹镜),取明火于日”的“夫遂”是一种 合金 C.我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)应用的氕、氘、氚互为同 位素 D.制作 N95 型口罩使用的熔喷布主要原料是聚丙烯,聚丙烯属于混 合物 2.下列物质分类正确的是( ) A.SO2、SiO2、NO2 均为酸性氧化物 B.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体 C.漂白粉、水玻璃、氨水均为混合物 D.Na2O2、Al2O3、Fe3O4 均为碱性氧化物 3.下列说法正确的是( ) A.为测定新制氯水的 pH,用玻璃棒蘸取液体滴在 pH 试纸上,与标准比 色卡对照即可 B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前 发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加 C.在未知溶液中滴加 BaCl2 溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解, 说明该未知溶液中存在 SO4 2-或 SO3 2- D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再 冷却结晶、过滤、干燥的方法 4.我国自主研发的对二甲苯绿色合成项目取得新进展,其合成过程如 图所示。 下列说法不正确的是( ) A.丙烯醛分子中所有原子可能共平面 B.可用溴水鉴别异戊二烯和对二甲苯 C.对二甲苯的二氯代物有 6 种 D.M 能发生取代、加成、加聚和氧化反应 5.化合物甲是一种重要的医药中间体,其结构式如图所示。其中 Q、W、 X、Y、Z 为原子半径依次递增的短周期元素,Q、X、Z 分列于三个不同 周期。下列说法错误的是( ) A.非金属性:XZ 6.现有常用实验仪器:试管、烧杯、锥形瓶、导管、尾接管、酒精灯、 表面皿、胶头滴管。非玻璃仪器任选,补充下列仪器后仍不能完成对 应实验或操作的是( ) A.蒸馏烧瓶——分离酒精和水 B.分液漏斗——分离用 CCl4 萃取溴水中的溴单质后的水层与油层 C.玻璃棒——用 pH 试纸测定酸雨的 pH D.酸(碱)式滴定管——酸碱中和滴定 7.第ⅤA 族元素的原子(以 R 表示)与 A 原子结合形成 RA3 气态分子,其 空间构型呈三角锥形。PCl5 在气态和液态时,分子结构如图所示,下列 关于 PCl5 分子的说法中不正确的是( ) A.每个原子都达到 8 电子稳定结构,且为非极性分子 B.键角(∠Cl—P—Cl)有 120°、90°、180°几种 C.PCl5 受热后会分解生成分子立体构型呈三角锥形的 PCl3 D.分子中 5 个 P—Cl 键键能不都相同 8.某种新型热激活电池的结构如图所示,电极 a 的材料是氧化石墨烯 (CP)和铂纳米粒子,电极 b 的材料是聚苯胺(PANI),电解质溶液中含 有 Fe3+和 Fe2+。加热使电池工作时电极 b 发生的反应是 PANI-2e- PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,电池冷却时 Fe2+在电 极 b 表面与 PANIO 反应可使电池再生。下列说法不正确的是( ) A.电池工作时电极 a 为正极,且发生的反应是 Fe3++e- Fe2+ B.电池工作时,若在电极 b 周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极 b 周围慢 慢变红 C.电池冷却时,若该装置正负极间接有电流表或检流计,指针会发生 偏转 D.电池冷却过程中发生的反应是 2Fe2++PANIO+2H+ 2Fe3++PANI 9.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3, 不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下 流程: 下列说法不正确的是( ) A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂 X 选用铁粉 B.固体 1 中一定含有 SiO2,控制 pH 是为了使 Al3+转化为 Al(OH)3,进入 固体 2 C.从溶液 2 得到 FeSO4·7H2O 产品的过程中,须控制条件防止其氧化和 分解 D.若改变方案,在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶 解,其溶液经结晶分离也可得到 FeSO4·7H2O 10.硼氢化钠(NaBH4)可用作还原剂和塑料发泡剂。它在催化剂作用下 与水反应获取氢气的微观过程如图所示。下列说法不正确的是( ) A.水在此过程中作还原剂 B.若用 D2O 代替 H2O,反应后生成的气体中含有 H2、HD 和 D2 C.通过控制催化剂的用量和表面积,可以控制氢气的产生速率 D.NaBH4 与水反应的离子方程式为 BH4 -+4H2O B(OH)4 -+4H2↑ 二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 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.如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状 含钠过渡金属氧化物,负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是 ( ) A.该电池工作时不发生氧化还原反应 B.放电时,负极的反应为 Na15Sn4-15e- 15Na++4Sn C.充电时,Na+会被吸附进入过渡金属氧化层 D.充电时,a 极接电源的正极,b 极接电源的负极 12.某种可用于治疗心脏病的药物 X 的结构简式为 , 下列有关 X 的说法错误的是( ) A.X 可能有香味,是乙酸乙酯的同系物 B.X 不溶于水,密度可能比水的小 C.遇碱溶液或酸溶液均易变质 D. 与 X 互为同分异构体 13.二氧化氯(ClO2,黄绿色、易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消 毒剂。其一种生产工艺如图所示。下列说法正确的是( ) A.气体 A 为 Cl2 B.参加反应的 NaClO2 和 NCl3 的物质的量之比为 3∶1 C.溶液 B 中含有大量的 Na+、Cl-、OH- D.可将混合气通过饱和食盐水除去 ClO2 中的 NH3 14.常温下,用 NaOH 溶液滴定 NH4HSO4 溶液,混合溶液的相对导电能力 变 化曲 线如 图所 示,已 知 :Kb(NH3·H2O)=10-5,下 列叙 述正 确的 是 ( ) A.X→Y 过程中发生反应的离子方程式为 NH4 ++OH- NH3·H2O B.Y 点满足:c(NH4 +)+c(Na+)=2c(SO4 2-) C.水的电离程度:Y>Z>X D.若 Z 点溶液 pH=11,则此时溶液中氨水浓度约为 0.1 mol·L-1 15.采用阴离子交换法合成了一系列不同 Zn 和 Pt 含量的 PtSn Mg(Zn)AlO 催化剂用于乙烷脱氢反应 [CH3CH3(g) CH2 CH2(g)+H2(g) ΔH>0],实验结果表明,在水滑石载 体中掺杂少量的 Zn 对乙烷脱氢反应有明显影响,如图所示为不同 Zn 含量 PtSn 催化剂的乙烷催化脱氢反应中,乙烷的转化率随时间的变 化。下列说法不正确的是( ) A.由图可知,PtSn/Mg(3 Zn)AlO 催化剂的催化反应活性最优 B.一定温度下,将 n mol 乙烷放入 V L 密闭容器中进行催化脱氢,维持 容器体积不变,测得乙烷平衡转化率为 a,则该温度下反应的平衡常数 K= a2n V(1-a) C.升高温度,平衡逆向移动 D.随着反应时间的延长,乙烷转化率逐渐稳定,催化活性保持在相对 稳定的阶段 三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。 16.(12 分)Fe、Co、Ni 均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产、生活 中有着广泛的应用。 (1)基态 Fe 原子中,电子填充的能量最高的能级符号为 。 (2)在空气中 FeO 稳定性小于 Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原 因是 。 (3)铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}溶液是检验 Fe2+常用的试剂。1 mol [Fe(CN)6]3-含σ键的数目为 。 (4)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+的配位数是 。 配体N3 -中心原子的杂化类型为 。CoO 的熔点是 1 935 ℃,CoS 的熔点是 1 135 ℃,试分析 CoO 的熔点较高的原因: 。 (5)NiO 的晶胞结构如图所示,其中原子坐标参数 A 为(0,0,0),B 为 (1,1,0),则 C 原子坐标参数为 。 17.(12 分)工业炼铁过程中涉及的主要反应有: ①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1=-393 kJ·mol-1 ②C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH2=+172 kJ·mol-1 ③Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH3 ④2Fe2O3(s)+3C(s) 4Fe(s)+3CO2(g) ΔH4=+460 kJ·mol-1 回答下列问题: (1)ΔH3= kJ·mol-1。 (2)T1 时,向容积为 10 L 的恒容密闭容器中加入 3 mol Fe2O3 和 3 mol CO 发生反应③,5 min 时达到平衡,平衡时测得混合气体中 CO2 的体积分 数为 80%,则 0~5 min 内反应的平均速率 v(CO2)= mol·L-1·min-1,该温度下反应的平衡常数为 ,下列选项 中能够说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。 A.固体的物质的量不再变化 B.体系的压强保持不变 C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 D.单位时间内消耗 CO 和生成 CO2 的物质的量相等 (3)一定条件下进行反应③,正向反应速率与时间的关系如图所示,t2 时刻改变了一个外界条件,可能是 。 (4)向密闭容器中加入足量的 Fe2O3、Fe 和一定量的 CO、CO2,在 T2 和 T3 下,反应③体系中 CO 和 CO2 的分压随时间变化的关系如图所示(已知 温度:T1>T2>T3)。 T2 时,p(CO2)随时间变化关系的曲线是 ,T3 时,p(CO)随时间变 化关系的曲线是 。向 T3 时已经达到平衡状态的反应③ 体系中再充入一定量的 CO,再次达到平衡时,CO 与 CO2 的物质的量之 比为 。 18.(12 分)苯胺( )是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进 行苯胺的相关实验。 已知:① 和 NH3 相似,与盐酸反应生成易溶于水的盐 ②用硝基苯制取苯胺的反应原理:2 +3Sn+12HCl 2 + 3SnCl4+4H2O ③有关物质的部分物理性质见表: 物质 熔点/ ℃ 沸点/ ℃ 溶解性 密度/ (g∙cm-3) 苯胺 -6.3 184 微溶于水,易溶于乙醚 1.02 硝基苯 5.7 210.9 难溶于水,易溶于乙醚 1.23 乙醚 -116.2 34.6 微溶于水 0.713 4 Ⅰ.比较苯胺与氨气的性质 (1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,反应的化学 方程式为 ; 用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却观察不到白烟,原因是 。 Ⅱ.制备苯胺 往如图所示装置(夹持装置略,下同)的冷凝管口分批加入 20 mL 浓 盐酸(过量),置于热水浴中回流 20 min,使硝基苯充分还原;冷却后, 往三颈烧瓶中滴入一定量 50% NaOH 溶液,至溶液呈碱性。 (2)冷凝管的进水口是 (填“a”或“b”)。 (3)滴加 NaOH 溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为 。 Ⅲ.提取苯胺 ⅰ.取出图 1 所示装置中的三颈烧瓶,改装为图 2 所示装置。 加热装置 A 产生水蒸气,烧瓶 C 中收集到苯胺与水的混合物;分离混合 物得到粗苯胺和水溶液。 ⅱ.往所得水溶液加入氯化钠固体,使溶液达到饱和状态,再用乙醚萃 取,得到乙醚萃取液。 ⅲ.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用 NaOH 固体干燥,蒸馏后得到苯胺 2.79 g。 (4)装置 B 无需用到温度计,理由是 。 (5)操作ⅰ中,为了分离混合物,取出烧瓶 C 前,应先打开止水夹 d,再 停止加热,理由是 。 (6)该实验中苯胺的产率为 。 (7)欲在不加热条件下除去苯胺中的少量硝基苯杂质,简述实验方案: 。 19.(12 分)铝热法冶炼金属铬的矿渣中含有 Cr2O7、Al2O3 及少量 Fe2O3, 从中提取铬与铝有酸法和碱法两种工艺。请回答: Ⅰ.酸法。矿渣经硫酸浸取后,浸取液通过电沉积得到单质 Cr;向剩余 溶液中加碱回收得到 Al(OH)3。 (1)为提高矿渣的浸取率,可采取的措施有 (写出两点)。 (2)电沉积时,阴极的电极反应式为 。 Ⅱ.碱法。工艺流程如下: 已知:①“焙烧”后固体成分为 Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2。 ②Al O2 -、Zn2+均可与 EDTA 1∶1 结合成络离子;Zn2+可与 PAN 1∶1 结合 成紫红色络合物,且结合能力弱于 EDTA。 (3)浸渣的主要成分为 Fe(OH)3。则“浸取”时发生反应的离子方程式 为 。 (4)“浸取”后所得溶液中 Al 的含量可用 EDTA 滴定法测定: ①取 20.00 mL 浸取液于锥形瓶中,加入 c1 mol·L-1EDTA 标准液 V1 mL(稍过量); ②依次用盐酸、醋酸钠—醋酸缓冲溶液调溶液至酸性,加热后滴入 PAN 指示剂; ③用 c2 mol·L-1ZnSO4 标准液滴定至溶液恰好呈紫红色,消耗标准液 V2 mL。则“浸取”后所得溶液中 Al 的含量为 g·L-1(填 计算式即可)。 (5)“碳分”时通入 CO2 后,通过 (填操作名称),即可得到纯净的 Al2O3。 (6)“还原”时发生主要反应的离子方程式为 。 (7)“沉淀”时,当 c(Cr3+)≤10-5mol·L-1 时,应调节溶液的 pH 至少 为 。(Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32) 20.(12 分)美托洛尔可用于治疗高血压及心绞痛,某合成路线如图: 回答下列问题: (1)已知常温下,SOCl2(氯化亚砜)是一种有强烈刺激性气味的发烟液 体,遇水水解,加热分解。下列关于乙酸制备 A 的实验表述正确的是 (填字母)。 a.该实验常采用浓的醋酸溶液与过量 SOCl2 反应以提高产率 b.反应控制在较高温度下,并加入催化剂加快反应速率 c.反应产物中有污染性气体,需在通风橱中进行,且要吸收尾气 d.该反应有机副产物少、产品易分离,且产率较高。 (2)C 中含氧官能团的名称是 。 (3)A→B 的反应类型是 ,D 的分子式为 。 (4)反应 E→F 的化学方程式为 。 (5)试剂 X 的分子式为 C3H5OCl,则 X 的结构简式为 ,X 的 同分异构体中含 的有 种。 (6)4 苄基苯酚( )是一种药物中间体,请设计以苯甲酸和 苯酚为原料制备 4 苄基苯酚的合成路线: (无机试剂任用)。 参考答案 1.A 碳纤维是一种含碳量在 95%以上的高强度、高模量纤维的新型 纤维材料,它是一种新型无机高分子材料,A 错误;“夫遂”是青铜凹 镜,而青铜是铜锡的合金,所以“夫遂”是一种合金,B 正确;氕、氘、 氚是氢元素的三种核素,三者互为同位素,C 正确;制作熔喷布的主要 原料是聚丙烯,聚丙烯由许多个 n 值不同的分子混合而成,所以属于 混合物,D 正确。 2.C 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,不属于酸性氧化物,故 A 错误;硅酸属于纯净物,不是胶体,氯化铁溶液不是胶体,故 B 错 误;Na2O2 为过氧化物,Fe3O4 为碱性氧化物,Al2O3 属于两性氧化物,故 D 错误。 3.B 氯水中的次氯酸能漂白 pH 试纸,不能用 pH 试纸测定新制氯水的 pH,故 A 错误;液体加热时加沸石或碎瓷片,可防止溶液暴沸,如果加 热一段时间后发现忘记加沸石,应该停止加热,待溶液冷却后重新添 加沸石,故 B 正确;硫酸钡和 AgCl 均为不溶于酸的白色沉淀,则向某溶 液中滴加 BaCl2 溶液生成白色沉淀,继续加稀硝酸沉淀不溶解,溶液中 可能含Ag+,故C错误;氯化钠的溶解度受温度影响小,氯化钠中混有少 量的硝酸钾,氯化钠是大量的,制得的饱和溶液中硝酸钾量较少,不能 采取降温结晶的方法,故 D 错误。 4.C 丙烯醛分子中的碳碳双键是平面结构,醛基也是平面结构,中间 是一个可以旋转的单键,所以分子里所有原子有可能在同一平面,A 正 确;异戊二烯里含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应而导致溴水 褪色,而对二甲苯与溴水不反应,可以鉴别,B 正确;对二甲苯里面有 2 种类型的 H,其二氯代物共有 7 种:①当两个氯取代甲基上的 H 时有 2 种,②当有一个氯取代甲基上的 H,另一个取代苯环上的 H,有邻、间 2 种结构,③当两个氯都取代苯环上的 H,采用定一议二的方法,当其中 一个氯在甲基邻位时,另一个氯有 3 种结构,此二氯代物有 3 种,C 不 正确;M 中有碳碳双键,可以发生加成、加聚反应,有醛基,可以发生氧 化、加成反应,有烃基,可以发生取代反应,D 正确。 5.B 由“Q、X、Z 分列于三个不同周期”,可推出 Q 为 H 元素,X 为第 二周期元素,Z 为第三周期元素;从甲的结构图中可以看出,X 形成 4 个 共价键,W 形成 2 个共价键,Z 形成 2 个共价键,则 X 最外层电子数为 4,W 最外层电子数为 6,Z 最外层电子数为 6;从而得出 X 为 C 元素,W 为 O 元素,Z 为 S 元素。由以上分析可知,Q、W、X、Y、Z 分别为 H、O、 C、Cl、S。因为酸性:H2CO3S,D 正确。 6.A 酒精和水为互溶的液态混合物,用蒸馏的方法分离两者,蒸馏操 作需要的玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、尾接 管、锥形瓶,故还缺少的玻璃仪器有温度计、直形冷凝管,因此补充了 蒸馏烧瓶后仍不能完成该操作,故 A 符合;分离用 CCl4 萃取溴水中的 溴单质后的水层与油层用分液的方法即可,需要的玻璃仪器有烧杯和 分液漏斗,因此补充了分液漏斗后能完成该操作,故 B 不符合;用 pH 试 纸测定酸雨的 pH 需要的玻璃仪器有表面皿、玻璃棒,因此补充了玻璃 棒后能完成该操作,故 C 不符合;酸碱中和滴定需要的玻璃仪器有酸 (碱)式滴定管、锥形瓶、烧杯,因此补充了酸(碱)式滴定管后能完成 该操作,故 D 不符合。 7.A P 原子最外层有 5 个电子,形成 5 个共用电子对,所以 PCl5 中 P 的最外层电子数为 10,不满足 8 电子稳定结构,故 A 不正确;上下两个 顶点与中心 P 原子形成的键角为 180°,中间为平面三角形,构成三角 形的键角为 120°,顶点与平面形成的键角为 90°,所以键角(∠Cl— P—Cl)有 90°、120°、180°几种,故 B 正确;三氯化磷分子中,P 原 子价层电子对数=3+ 1 2 ×(5-3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空 间构型是三角锥形,PCl5 PCl3+Cl2↑,则 PCl5 受热后会分解生成分子 立体构型呈三角锥形的PCl3,故C正确;键长越短,键能越大,键长不同, 所以键能不同,故 D 正确。 8.C 根据 b 极电极反应判断电极 a 是正极,电极 b 是负极,电池工作 时电极 a 上的反应是 Fe3++e- Fe2+,A 正确;电池工作时电极 b 发生的 反应是 PANI-2e- PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,溶液显酸性, 若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红,B正确; 电池冷却时 Fe2+是在电极 b 表面与 PANIO 反应使电池再生,因此冷却 再生过程电极 a 上无电子得失,导线中没有电子通过,C 不正确;电池 冷却时 Fe2+是在电极 b 表面与 PANIO 反应使电池再生,反应是 2Fe2++PANIO+2H+ 2Fe3++PANI,D 正确。 9.D 流程设计意图是用硫酸把 Fe2O3、Al2O3 转化为硫酸盐,除去 SiO2, 然后用铁粉还原 Fe3+得到硫酸亚铁,A 正确;固体 1 为 SiO2,分离 FeSO4 和 Al2(SO4)3 采用的是调控 pH 的方法,使 Al3+转化为 Al(OH)3 沉淀从而 与 FeSO4 分离,B 正确;Fe2+容易被氧化,所以在得到 FeSO4·7H2O 产品的 过程中,要防止其被氧化和分解,C 正确;在溶液 1 中直接加过量的 NaOH 得到的是 Fe(OH)2 沉淀,但 Fe(OH)2 不稳定,很容易被氧化为 Fe(OH)3,最终所得的产品不纯,混有较多的杂质 Fe2(SO4)3,D 不正确。 10.A 水中氢元素的化合价降低,是氧化剂,故 A 不正确;若用 D2O 代 替 H2O,D2O 中的 D 一部分进入氢气,一部分进入 B(OH) 4 -,氢原子重新组 合,所以生成的氢气有 H2、HD、D2,故 B 正确;使用催化剂可以改变化 学反应速率,所以通过控制催化剂的用量和表面积,可以控制氢气的 产生速率,故 C 正确;反应的离子方程式为 B H4 -+4H2O B(OH) 4 -+4H2↑, 故 D 正确。 11.BD 该电池放电时,是原电池工作原理,充电时,是电解池工作原 理,无论是放电还是充电均发生了氧化还原反应,故 A 错误;该电池放 电时,是原电池工作原理,负极上为钠锡合金(Na15Sn4)失电子发生氧 化反应生成钠离子和锡,电极反应式为 Na15Sn4-15e- 15Na++4Sn,故 B 正确;充电时,是电解池工作原理,Na+会向阴极移动,是脱离过渡金属 氧化层,故 C 错误;充电时,是电解池工作原理,电池的负极和电源的 负极相连,电池负极为钠锡合金(Na15Sn4),则充电时,b 极接电源的负 极,a 极接电源的正极,故 D 正确。 12.A X 中含有碳环结构,不可能是乙酸乙酯的同系物,故 A 错误;X 属 于酯类物质,不溶于水,密度可能比水的小,故 B 正确;X 属于酯类物质, 遇碱溶液或酸溶液均会因为水解而变质,故 C 正确; 与 X 分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故 D 正确。 13.C 根据题意分析,气体 A 为 H2,故 A 错误;在 NCl3 溶液中加入 NaClO2 溶液加热反应生成 ClO2、NH3 和溶液 B,由氢元素守恒可知,有水 参加反应,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,反应还生成 NaCl 与 NaOH,方程式为 6NaClO2+NCl3+3H2O 3NaCl+6ClO2+NH3↑ +3NaOH,参加反应的 NaClO2 和 NCl3 的物质的量之比为 6∶1,故 B 错误; 根据上述分析可知,溶液 B 中含有 NaCl 与 NaOH,则含有大量的 Na+、 Cl-、OH-,故 C 正确;二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色、易溶于水的气体, 不可用饱和食盐水除去 ClO2 中的 NH3,故 D 错误。 14.CD NH4HSO4 溶液中滴加 NaOH 溶液,H+与 OH-先发生反应,N H4 + 与 OH- 后发生反应,X→Y 过程中发生反应的离子方程式为 H++OH- H2O,A 不 正确;Y 点时,溶质为 NaNH4SO4,pH<7,满足电荷守 恒:c(N H4 + )+c(Na+)+c(H+)=2c(S O4 2 -)+c(OH-),由于 c(H+)>c(OH-),所以 c(N H4 + )+c(Na+)<2c(S O4 2 -),B 不正确;X 点溶质为 NH4HSO4,硫酸氢铵电 离出的 H+将抑制水的电离,Y 点溶质为 NaNH4SO4,因 NH4 + 水解促进水的 电离,Z 点溶质为 Na2SO4 和 NH3·H2O,水的电离受到抑制,但比 X 点对水 的抑制作用弱,所以水的电离程度:Y>Z>X,C 正确;若 Z 点溶液 pH=11, 则此时溶液中发生一水合氨的电离:NH3·H2O N H4 + +OH-,则 Kb= ( NH4 + )· ( OH -) ( NH3 · H2O ) ,即 10 - 3 ×10 - 3 ( NH3 · H2O )=10-5,氨水浓度约为0.1 mol·L-1,D正确。 15.AC 由题图可知,当时间相同时,PtSn/Mg(2 Zn)AlO 催化剂的催化 反应活性最优,乙烷转化率最高,故 A 不正确;一定温度下,将 n mol 乙 烷放入 V L 密闭容器中进行催化脱氢,维持容器体积不变,测得乙烷平 衡转化率为 a,则该温度下反应的平衡常数 K= ( CH2=CH2 )· ( H2 ) ( CH3CH3 ) = × ( 1 - ) = 2 ( 1 - ),故 B 正 确;CH3CH3(g) CH2 CH2(g)+H2(g) △H>0,升高温度,平衡正向移动, 故 C 不正确;由题图知,随着反应时间的延长,曲线的斜率逐渐变小, 乙烷转化率逐渐稳定,催化活性保持在相对稳定的阶段,故 D 正确。 16.解析:(1)铁的原子序数为 26,价电子排布式为 3d64s2,由构造原理 可知能量最高的能级为 3d。 (2)氧化亚铁中亚铁离子的价电子排布式为 3d6,3d 轨道没有达到半充 满的稳定结构,氧化铁中铁离子的价电子排布式为 3d5,3d 轨道达到半 充满的稳定结构,所以在空气中 FeO 稳定性小于 Fe2O3。 (3)在[Fe(CN)6]3-中,CN-与铁离子之间有6个配位键,在每个CN-内部有 一个共价键,所以 1 mol 中含有σ键的数目为 12NA。 (4)[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+为中心离子, N3 -和 NH3 为配位体,配位数为 6; 配体 N3 -与二氧化碳的原子个数和价电子数相同,属于等电子体,等电 子体具有相同的空间构型,二氧化碳的空间构型为直线形,则 N3 -的空 间构型也为直线形,由空间构型可知 N 原子的杂化方式为 sp 杂化;CoO 和 CoS 均为离子晶体,但 S2-半径大于 O2-半径,CoO 的晶格能大于 CoS, 因此 CoO 的熔点较高。 (5)已知晶胞中原子坐标参数 A 为(0,0,0),B 为(1,1,0),则以 A 为晶 胞坐标原点,晶胞的边长为 1,C 原子在晶胞立方体的面心上,则 C 原子 坐标参数为(1, 1 2 , 1 2 )。 答案:(1)3d (2)Fe2+中 3d 轨道没有达到半充满的稳定结构,而 Fe3+中 3d 轨道达到 半充满的稳定结构 (3)12NA (4)6 sp 两者均为离子晶体,但 S2-半径大于 O2-半径,CoO 的晶格能 大于 CoS,因此 CoO 的熔点较高 (5)(1, 1 2 , 1 2 ) 17.解析:(1)由题干信息分析可得,反应③可通过 1 2 ×(④-②×3)得到, 根据盖斯定律,ΔH3= 1 2 ×(ΔH4-3ΔH2)= 1 2 ×(460-3×172)kJ·mol-1=-28 kJ·mol-1。 (2)T1 时,向容积为 10 L 的恒容密闭容器中加入 3 mol Fe2O3 和 3 mol CO 发生反应③,平衡时测得混合气体中 CO2 的体积分数为 80%,设 CO 转化 了 x mol,列三段式有: Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) 初始(mol) 3 0 转化(mol) x x 平衡(mol) 3-x x 则 3 - + =80%,解得 x=2.4,因此 0～5 min 内反应的平均速率 v(CO2)= 2 . 4mol 10 L 5min = 0.048 mol·L-1·min-1,该温度下反应的平衡常数 K= 3 ( CO2 ) 3 ( CO ) =( 0 . 24 0 . 06 )3= 64;由化学反应方程式可知,反应中固体的物质的量为一个变量,当固 体的物质的量不再发生改变时,可以说明反应达到了平衡,A 选项正确; 恒温恒容时,由阿伏加德罗定律 pV=nRT 可知,体系的压强与气体的物 质的量成正比,因为反应中气体的物质的量始终保持不变,所以体系 压强始终不变,故体系的压强保持不变不能说明反应达到了平衡,B 选 项错误;混合气体的平均摩尔质量= 混合气体的总质量 混合气体的物质的量,反应前后混合气 体的总质量增加,总物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量为一 个变量,当混合气体的平均摩尔质量保持不变时,可以说明反应达到 了平衡,C 选项正确;单位时间内消耗 CO 和生成 CO2 都是正反应方向, 不能说明反应达到了平衡,D 选项错误。 (3)由于该反应是一个反应前后气体体积不变且正反应是放热的反应, 根据图像变化趋势可知,在 t2 时 v 正减小,且重新平衡时等于原平衡的 v 正,平衡不移动,则改变的条件可能是在恒压条件下充入一定量的 CO2 气体。 (4)由(2)知,T1 时,反应③的平衡常数 K= 3 ( CO2 ) 3 ( CO ) =64,因为 T1>T2>T3,所以 T2、T3 时,反应达到平衡后 K3>K2>K,则达到平衡后,T3 时的 ( CO2 ) ( CO ) >T2 时的 ( CO2 ) ( CO ) >4,故曲线 a 表示 T2 时 p(CO2)随时间变化的关系曲线,曲线 d 表 示 T2 时 p(CO)随时间变化的关系曲线,曲线 b 表示 T3 时 p(CO2)随时间 变化的关系曲线,曲线 c 表示 T3 时 p(CO)随时间变化的关系曲线,由于 温度不变,平衡常数不变,故向 T3 时已经达到平衡状态的反应③体系 中再充入一定量的 CO,再次达到平衡时,CO 与 CO2 的物质的量之比仍 为 1∶7。 答案:(1)-28 (2)0.048 64 AC (3)恒压条件下充入一定量 CO2 (4)a c 1∶7 18.解析:(1)蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,是浓氨水 挥发出来的 NH3 和浓盐酸挥发出来的 HCl 反应生成 NH4Cl 固体小颗粒, 化学方程式为 NH3+HCl NH4Cl;用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却 观察不到白烟,原因是苯胺沸点为 184 ℃,比较高,不易挥发。 (2)冷凝管是下口进水,上口出水,以保证冷凝效果。 (3)滴加 NaOH 溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为 C6H5N H3 + +OH- C6H5NH2+H2O。 (4)因为蒸馏出来的是水和苯胺的混合物,故无需温度计。 (5)操作ⅰ中,为了分离混合物,取出烧瓶 C 前,应先打开止水夹 d,再 停止加热,理由是防止装置 B 内压强突然减小引起倒吸。 (6)设理论上得到苯胺的质量为 m,根据原子守恒可知 C6H5NO2～C6H5NH2, 则 m= 1 . 23×5 . 0×93 123 g=4.65 g, 所 以 该 实 验 中 苯 胺 的 产 率 = 2 . 79 g 4 . 65 g ×100%=60.0%。 (7)在混合物中先加入足量盐酸,经分液除去硝基苯,再往水溶液中加 NaOH 溶液析出苯胺,分液后用 NaOH 固体干燥苯胺中还含有的少量水 分,滤去 NaOH 固体,即可得较纯净的苯胺,即实验方案是加入稀盐酸, 分液除去硝基苯,再加入氢氧化钠溶液,分液去水层后,加入 NaOH 固 体干燥、过滤。 答案:(1)NH3+HCl NH4Cl 苯胺沸点较高,不易挥发 (2)b (3)C6H5N H3 + +OH- C6H5NH2+H2O (4)蒸出物为混合物,无需控制温度 (5)防止 B 中液体倒吸 (6)60.0% (7)加入稀盐酸,分液除去硝基苯,再加入氢氧化钠溶液,分液去水层 后,加入 NaOH 固体干燥、过滤 19.解析:Ⅰ.(1)酸浸时,可采用适当增加硫酸浓度、升高反应温度、 减小矿渣粒径、增加浸取时间、搅拌等方法提高矿渣的浸取率。 (2)电沉积时,Cr3+在阴极得到电子生成 Cr,电极反应式为 Cr3++3e- Cr。 Ⅱ.(3)由分析可知,加水浸取,发生反应:Fe O2 -+2H2O Fe(OH)3↓+OH-, 浸渣为 Fe(OH)3。 (4)已知 Al O2 -、Zn2+均可与 EDTA 以 1∶1 结合成络离子;Zn2+可与 PAN 1∶ 1 结合成紫红色络合物,且结合能力弱于 EDTA,则 Al O2 -消耗的 EDTA 的 物质的量为(c1V1-c2V2)×10-3 mol,则 Al 的物质的量为(c1V1-c2V2)×10-3 mol,其质量为 27 g·mol-1×(c1V1-c2V2)×10-3 mol=27(c1V1-c2V2)×10-3 g,则溶液中 Al 的含量为 27 ( 11 - 22 ) ×10 - 3 g 20×10 - 3 L = 27 ( 11 - 22 ) 20 g·L-1。 (5)“碳分”时,向浸取液中通入 CO2,发生反 应:2H2O+NaAlO2+CO2 NaHCO3+Al(OH)3↓,过滤得到 Al(OH)3 沉淀,将沉 淀洗涤后加热可直接分解得到纯净的 Al2O3。 (6)过滤后滤液中含有 Na2CrO4,再向滤液中加入 Na2S2O3 和稀硫 酸,Na2CrO4 被还原为 Cr3+,根据氧化还原反应得失电子守恒规律可得, 反应的离子方程式为 8Cr O4 2 -+3S2 O3 2 -+34H+ 6S O4 2 -+8Cr3++17H2O 或 4Cr2 O7 2 -+3S2 O3 2 -+26H+ 6S O4 2 -+8Cr3++13H2O。 (7)根据沉淀溶解平衡 Cr(OH)3 Cr3++3OH-可 得,Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-),则当 c(Cr3+)=10-5 mol·L-1 时,c(OH-)= 3 sp [ Cr ( OH ) 3 ] ( Cr3+ ) = 3 1 . 0×10 - 32 10 - 5 =10-9 mol·L-1,则 c(H+)=10-5mol·L-1,pH=5,所 以应调节溶液的 pH 至少为 5。 答案:(1)适当增加硫酸浓度、升高反应温度、减小矿渣粒径、增加浸 取时间、搅拌(任意两点) (2)Cr3++3e- Cr (3)Fe O2 -+2H2O Fe(OH)3↓+OH- (4) 27 ( 11 - 22 ) 20 (5)过滤、洗涤、加热 (6)8Cr O4 2 -+3S2 O3 2 -+34H+ 6S O4 2 -+8Cr3++17H2O(或 4Cr2 O7 2 -+3S2 O3 2 -+26H+ 6S O4 2 -+8Cr3++13H2O) (7)5 20.解析:乙酸发生取代反应生成 ,由 B 的分子式、C 的结构简 式可知,A 与苯酚发生取代反应生成 B,B 与氯气发生取代反应生成 C, 故 B 为 ,C 发生还原反应生成 D( )。D 中氯原 子水解、酸化得到 E 为 ,由 G 的结构简式可知,E 中醇 羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成 F,F 中酚羟基上氢原子被取代 生成 G,故 F 为 ,试剂 X 的分子式为 C3H5OCl,则 X 的结 构简式为 ,对比 G、美托洛尔的结构简式可知,G 发生开环 加成反应生成美托洛尔,据此分析解答。 (1)浓的醋酸溶液中含有水,与 SOCl2 发生水解,应使用无水醋酸,故 a 错误;较高温度下,SOCl2 受热分解,不利于制备反应的发生,反应速率 会减慢,故 b 错误;乙酸与 SOCl2 反应生成 、HCl 和二氧化硫, 产物中有污染性气体,需在通风橱中进行,且要吸收尾气,故 c 正确; 该反应的产物为 、HCl 和二氧化硫,除反应过程中挥发出来的 少量乙酸和氯化亚砜,无其他有机副产物,结合杂质性质,挥发出来的 少量乙酸和氯化亚砜可通过加热除去,产品易分离,且产率较高,故 d 正确。 (2)根据流程中 C 的结构简式知,其中含氧官能团的名称是酚羟基、羰 基。 (3)A→B 是苯环上氢原子被 取代生成 B,属于取代反应;根据 D( )的结构简式可知,其分子式为 C8H9OCl。 (4)根据分析,E 中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成 F,F 为 ,则反应 E→F 的化学方程式为 +CH3OH +H2O。 (5)试剂 X 的分子式为 C3H5OCl,根据上述分析知 X 的结构简式为 ;含 的 X 的同分异构体中: 的碳原子两端分别连— H 和 CH3CHCl—(或 CH2ClCH2—),或 的碳原子两端分别连接 CH3CH2 —和 Cl—,或 的碳原子两端分别连接 CH3—和 CH2Cl—,则共有 4 种。 (6)苯甲酸先与 SOCl2 发生取代反应生成 ,然后和苯酚发生取 代反应,最后在 Zn(Hg)/HCl 作用下反应生成 ,合成路线流程 图为 。 答案:(1)cd (2)酚羟基、羰基 (3)取代反应 C8H9OCl (4) +CH3OH +H2O (5) 4 (6)