河南省南阳市第一中学2020届高三上学期期终考前模拟理综化学试题 Word版含解析
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南阳一中2019年秋期高三期终考前模拟
理综试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 I-127
一、选择题(本题共13小题,每小题6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)
1.化学与生活、科技及环境密切相关,下列说法正确的是( )
A. 光分解水制氢气和植物秸秆制沼气都涉及生物质能的利用
B. 华为继麒麟980之后自主研发的7nm芯片问世,芯片的主要成分为二氧化硅
C. 客机CR929机身大量使用了碳纤维,碳纤维属于有机高分子纤维
D. 蜡蛾幼虫会啃食聚乙烯塑料袋,并且能将其转化为乙二醇,这项研究有助于减少白色污染
【答案】D
【解析】
【详解】A.光分解水制氢气是太阳能转化为化学能,不涉及生物能,A错误;
B.芯片的主要成分为硅单质,B错误;
C.碳纤维属于无机高分子纤维,C错误;
D.蜡蛾幼虫会啃食聚乙烯塑料袋,并且能将其转化为乙二醇,有助于减少白色污染,D正确;
故答案选D。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 14g由C2H4和N2组成的混合气体中所含质子总数一定为7.5NA
B. 1molP4S3()中所含P—S键的数目为9NA
C. 1L0.1mol·L-1NaHSO3溶液中所含阳离子的总数大于0.1NA
D. 11.2LCl2与足量乙烷在光照条件下反应产生HCl分子的总数为0.5NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.两种气体的摩尔质量均为28g/mol,14g由C2H4和N2组成的混合气体为0.5mol,一个C2H4分子和一个N2分子中所含质子数分别为16和14,所以0.5mol两者的混合气体中所含有的质子总数为介于7NA~8 NA之间,A错误;
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B.1molP4S3()中所含P—S键的数目为6NA,B错误;
C.1L0.1mol·L-1NaHSO3溶液中所含Na+的物质的量为0.1mol,HSO3-会电离出H+,H2O也会电离出H+,所以阳离子的总数大于0.1NA,C正确;
D.未指明温度与压强,不能用气体摩尔体积进行计算,D错误;
故答案选C。
3.化合物 M()、N()、P()都是重要有机物的原料。下列有关 M、N、P 的说法不正确的是( )
A. M、N 互为同分异构体 B. P 中所有碳原子可能共平面
C. M、P 均能发生加成反应和取代反应 D. M 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物 M()和N()的分子式分别为C5H8O和C5H10O,分子式不一样,所以M、N 不是同分异构体,A错误;
B.P()中含2个碳碳双键,P 中所有碳原子可能共平面,B正确;
C.M()和P()中都含有碳碳双键和羟基, M、P 均能发生加成反应和取代反应,C正确;
D.M()中含碳碳双键和羟基,均能与酸性高锰酸钾溶液反应,D正确;
故答案选A。
【点睛】
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4.短周期主族元素 W、X、Y、Z位于三个不同的周期,W与Y同主族,X 与 Z 的核外电子数之和是Y的核外电子数的2倍。化合物甲的结构式如图所示,甲不溶于水。下列说法正确的是( )
A. 简单离子半径:Y>X
B. 非金属性:Z>X
C. 化合物甲中每个原子都达到了8电子稳定结构
D. 由 W、X、Y 三种元素形成的化合物的水溶液能与 Z 的单质反应
【答案】D
【解析】
【分析】
X 与 Z 的核外电子数之和是Y的核外电子数的2倍,X为O,Z为Si,Y为Na,短周期主族元素 W、X、Y、Z位于三个不同的周期,则W为H,甲为H4SiO4。
【详解】A.核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小; 简单离子半径:r (O) > r (Na),A错误;
B. 原子半径:O > Si,所以非金属性:O > Si,B错误;
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C.化合物甲为H4SiO4,氢原子达不到8电子稳定结构,C错误;
D. 由 H、O、Na 三种元素形成的化合物为NaOH,NaOH水溶液能与Si单质反应,D正确;
故答案选D。
5.氮化钡(Ba3N2)是一种重要化学试剂。高温下,向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应可制得氮化钡。已知:Ba3N2遇水反应;BaH2在潮湿空气中能自燃,遇水反应。用图示装置制备氮化钡时,下列说法不正确的是( )
A. 装置乙中反应的化学方程式为NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O
B. 气流由左向右的字母连接顺序为c→a→b→d→e→g→f
C. 实验时,先点燃装置乙中的酒精灯,反应一段时间后,再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应
D. 装置甲中浓硫酸和装置丁中的碱石灰都是用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入装置丙中
【答案】B
【解析】
【分析】
乙装置为制备氮气的装置,其化学反应方程式为:NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O,再通过甲装置干燥氮气,将氮气通入丙装置,丁装置中的碱石灰防止空气中的水蒸气进入丙装置。
【详解】A.装置乙为制备氮气的装置,其化学方程式为NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O,A正确;
B.甲装置是干燥氮气的作用,气流由左向右的字母连接顺序为c→b→a→d→e→g→f或c→b→a→e→d→f→g,B错误;
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C.实验时,先点燃装置乙中的酒精灯,反应一段时间,目的是将用生成的氮气赶走装置中的空气,再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应,C正确;
D.Ba3N2遇水反应;BaH2在潮湿空气中能自燃,遇水反应,所以用装置甲中的浓硫酸干燥氮气,用装置丁中的碱石灰吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入装置丙中,D正确;
故答案选B。
【点睛】干燥气体,气流从长管进,短管出,做题时要注意气体进出顺序,否则到不到实验的目的。
6.某小组采用电渗析法从含NH4H2PO4 和(NH4)2HPO4的废水中回收NH3·H2O和 H3PO4,装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜
B. a处进入稀氨水,d处流出浓H3PO4溶液
C. 阴极区总反应式为2H2O+2NH4++2e-=2NH3·H2O+H2↑
D. 每放出11.2L(标准状况)H2时,能回收98gH3PO4
【答案】D
【解析】
【分析】
由产生氢气和氧气判断,左室为阴极室,阴极的电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,右室为阳极室,阳极的电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑。
【详解】A.废水中存在的主要离子为NH4+、H2PO4-和HPO42-,在电解过程中,NH4+向左室迁移结合OH-生成NH3·H2O,H2PO4-和HPO42-向右室迁移结合H+生成H3PO4,所以膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜,A正确;
B.为了增强溶液的导电性,a处进入稀氨水,c处充入稀磷酸,b处流出浓氨水,d处流出浓磷酸,B正确;
C.阴极区发生,2H2O+2e-=2OH-+H2↑,NH4++OH-=NH3·H2O,总反应式:2H2O+2NH4++2e-=2NH3·H2O+H2↑,C正确;
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D.11.2L(标准状况)H2的物质的量为0.5mol,根据阴极区反应:2H2O+2NH4++2e-=2NH3·H2O+H2↑,当生成n(H2)=0.5mol,转移电子n(e-)=1mol,根据阳极区反应:2H2O+2HPO42--4e-=2 H3PO4+O2↑,2H2O+4H2PO42--4e-=4H3PO4+O2↑,根据电子守恒,回收H3PO4的质量为:49g
9,此时Al(OH)3几乎溶解完全、Mg(OH)2几乎沉淀完全,所以加入NaOH体积大于7.5ml时,Al(OH)3开始溶解而减少、Mg(OH)2沉开始淀,所以实验②中n(沉淀)与V(NaOH)的关系不是直线上升的关系,即不能表示实验②中n(沉淀)与V(NaOH)的关系,与题意不符,D错误;
答案为C。
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题
8.碘酸钾(KIO3)是重要的食品添加剂。某化学兴趣小组设计下列步骤制取KIO3,并进行产品的纯度测定。
制取碘酸(HIO3)的实验装置示意图和有关资料如下:
HIO3
①白色固体,能溶于水,难溶于四氯化碳
②Ka=0.169mol·L-1
KIO3
①白色固体,能溶于水,难溶于乙醇
②碱性条件下易发生反应:
ClO-+ IO3- =IO4 -+ Cl-
回答下列问题:
步骤Ⅰ用 Cl2 氧化 I2 制取 HIO3
(1)装置 A 中发生反应的化学方程式_______。
(2)装置 B 中的 CCl4 可以加快反应速率,原因_______。
(3)反应结束后,获取 HIO3 溶液的操作中,所需玻璃仪器有烧杯、________和_______。
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步骤Ⅱ用 KOH 中和 HIO3 制取 KIO3
(4)该中和反应的离子方程式为_______。中和之前,应将上述 HIO3溶液煮沸至接近无色,否则中和时易生成_______(填化学式)而降低 KIO3 的产量。
(5)往中和后的溶液中加入适量_______,经搅拌、静置、过滤等操作,得到白色固体。
(6)为验证产物,取少量上述固体溶于水,滴加适量 SO2 饱和溶液,摇匀,再加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝。若实验时,所加的 SO2 饱和溶液过量,则无蓝色出现,原因是_______。
步骤Ⅲ纯度测定
(7)取 0.1000 g 产品于碘量瓶中,加入稀盐酸和足量 KI 溶液,用 0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,接近终点时,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,蓝色消失(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。进行平行实验后,平均消耗 Na2S2O3 溶液的体积为 24.00 mL。则产品中 KIO3 的质量分数为_______。[M(KIO3)=214.0 g·mol-1]
【答案】 (1). KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O (2). I2和Cl2易溶于CCl4,增大了反应物浓度 (3). 分液漏斗 (4). 玻璃棒 (5). HIO3+OH−=IO3−+H2O (6). ClO− (7). 乙醇(或“酒精”“C2H5OH”) (8). 过量的SO2能将IO3-、I2等还原为I− (9). 85.60%
【解析】
【分析】
步骤Ⅰ用Cl2氧化I2制取HIO3:A装置制备氯气,B装置Cl2氧化I2制取HIO3,C装置吸收尾气;步骤Ⅱ用KOH中和HIO3制取KIO3(1)从实验原理和装置图可知,装置A由氯酸钾和浓盐酸制取氯气,同时生成KCl和水,据此书写;(2)由于Cl2、I2在水中溶解度小,在CCl4中溶解度却很大,能增大反应物浓度,据此可得;(3)依据物质信息可知,B中反应后产生的碘酸主要在水溶液中且与CCl4互不相溶,所以必须采用分液法以获取碘酸溶液;
(4)KOH和HIO3发生中和反应生成KIO3和水,据此书写;中和之前溶液中存在较多Cl2,中和时Cl2转化为ClO-,根据已知“碱性条件下易发生反应:ClO-+IO3-=IO4-+Cl-”分析;(5)根据KIO3难溶于乙醇分析;(6)SO2具有还原性,过量的SO2将IO3-、I2等还原为I-;(7)取0.1000 g产品于碘量瓶中,加入稀盐酸和足量KI溶液,发生反应:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,用0.1000 mol•L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2,依据KIO3~3I2~6S2O32-关系式即可计算结果。
【详解】(1)装置A用于制取氯气,反应为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,故答案为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O;
(2)由于Cl2、I2在水中溶解度小,在CCl4中溶解度却很大,装置B中的CCl4
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能增大反应物浓度,使反应速率加快,故答案为:I2和Cl2易溶于CCl4,增大了反应物浓度;
(3)依据物质信息可知,B中反应后产生的碘酸主要在水溶液中且与CCl4互不相溶,所以必须采用分液法以获取碘酸溶液,分液需要的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗、玻璃棒,故答案为:分液漏斗;玻璃棒;
(4)KOH和HIO3发生中和反应生成KIO3和水,HIO3属于弱电解质,在离子方程式中保留化学式,故离子方程式为:HIO3+OH−=IO3−+H2O;中和之前溶液中存在较多Cl2,通过加热煮沸可以除去Cl2,避免中和时Cl2转化为ClO−,ClO-进一步将IO3−氧化为IO4−,从而导致KIO3产量下降;故答案为:HIO3+OH−=IO3−+H2O;ClO−;
(5)KIO3难溶于乙醇,加入适量乙醇可以使KIO3从溶液中析出,故往中和后溶液中加入适量乙醇,经搅拌、静置、过滤等操作,得到白色固体;故答案为:乙醇(或“酒精”“C2H5OH”);
(6)依题意可知,少量饱和SO2水溶液能将KIO3还原为I2,但加入过量饱和SO2水溶液却无蓝色出现,说明过量的SO2能将IO3-、I2等还原为I−,故答案为:过量的SO2能将IO3-、I2等还原为I−;
(7)取0.1000g产品于碘量瓶中,加入稀盐酸和足量KI溶液,发生反应:IO3−+5I−+6H+=3I2+3H2O,用0.1000 mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的I2,有关系式:KIO3∼3I2∼6S2O32−,则n(KIO3)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol/L×0.024L=0.0004mol, 故产品中KIO3的质量分数为×100%=85.60%,故答案为:85.60%。
9.利用脆硫铅锑矿(主要成分为Pb4FeSb6S14)制取锑白(Sb2O3)的湿法冶炼工艺流程如下图所示。
已知:①锑(Sb)为ⅤA族元素,Sb2O3为两性氧化物;
②“水解”时锑元素转化为SbOCl沉淀;
③Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16 mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol4·L-4
回答下列问题:
(1)“氯化浸出”后的滤液中含有两种锑的氯化物,分别为SbCl3
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和___________(填化学式)。滤渣ⅰ中所含的反应产物有PbCl2和一种单质,该单质是___________。
(2)“还原”是用锑粉还原高价金属离子。其中,Sb将Fe3+转化为Fe2+的离子方程式为__________,该转化有利于“水解”时锑铁分离,理由是_________。
(3)“还原”用的Sb可由以下方法制得:用Na2S—NaOH溶液浸取辉锑精矿(Sb2S3),将其转化为Na3SbS3(硫代亚锑酸钠)—NaOH溶液。按下图所示装置电解后,阴极上得到Sb,阴极区溶液重新返回浸取作业,阴极的电极反应式为______。该装置中,隔膜是________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(4)“中和”时若用NaOH溶液代替氨水,Sb2O3可能会转化为____________(填离子符号),使锑白的产量降低。
(5)锑白也可用火法冶炼脆硫铅锑矿制取,该法中有焙烧、烧结、还原和吹炼等生产环节。与火法冶炼相比,湿法冶炼的优点有____________(任写一点)。
【答案】 (1). SbCl5 (2). 硫(或“S”等其他合理答案) (3). Sb + 3Fe3+=3Fe2+ + Sb3+ (4). Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀 (5). SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2- (6). 阳 (7). SbO33-(或“[Sb(OH)4]-”“SbO2-”) (8). 能耗低(或“安全性高”等其他合理答案)
【解析】
【分析】
由流程可知,“氯化浸出”是将矿粉加水后再通入Cl2浸取后得到滤渣i和滤液,Cl2将脆硫铅锑矿中低价锑氧化到高价,结合“锑为V A族元素”等题给信息,不难得出滤液中所含的另一种锑的氯化物为SbCl5,同时也会将Fe2+氧化成Fe3+,S2-必然被氧化,结合题设可推知“氯化浸出”后的滤液中含SbCl5,滤渣中除了PbCl2外,还含有的一种单质是S单质;
“还原”过程是向所得滤液中加入锑粉。锑粉有还原性,加入锑还原高价金属离子,将+5价锑还原成+3价锑,选择锑粉作还原剂,一是因为锑粉不会引入新杂质离子,二是将Fe3+还原成Fe2+,有利于下一步“水解”分离得到SbOCl,由还原后锑元素的价态,可知Fe3+转化为Fe2+的离子方程式;
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“水解”的目的是锑铁分离,此题中信息②给出水解的目的是将锑元素转化为SbOCl沉淀,将 Fe3+转化为Fe2+后,Fe2+更不易水解,留在滤液中,实现锑铁分离;
“中和”是向水解所得的SbOCl沉淀中加入氨水,使锑元素转化为Sb2O3•nH2O,利用氨水中和SbOCl水解产生的HCl,使平衡右移。Sb2O3是两性氧化物,若使用NaOH代替氨水,可能会因NaOH过量而使Sb2O3转化为可溶性的[Sb(OH)4]-,从而导致锑白产量降低,最后洗涤、干燥得到锑白。
【详解】(1)“氯化浸出”后的滤液中含SbCl5,滤渣中除了PbCl2外,还含有的一种单质是S单质,
故答案为:SbCl5;S;
(2)Sb将Fe3+转化为Fe2+的离子方程式为Sb+3Fe3+=3Fe2++Sb3+,该转化有利于“水解”时锑铁分离,理由是Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀,故答案为:Sb+3Fe3+=3Fe2++Sb3+;Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀;
(3)电解池阴极上得到Sb,可知阴极的电极反应式是:SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2-,阴极区溶液中c(S2−)增大,阳极区溶液中的Na+穿过隔膜进入阴极区,因此隔膜应选用阳离子交换膜,阴极区生成的Na2S溶液可以返回浸取作业,答案为:SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2-;阳;
(4)“中和”时若用NaOH溶液代替氨水,Sb2O3可能会转化为SbO33-(或“[Sb(OH)4]-” “SbO2-”),使锑白的产量降低,故答案为:SbO33-(或“[Sb(OH)4]-” “SbO2-”);
(5)锑白也可用火法冶炼脆硫铅锑矿制取,该法中有焙烧、烧结、还原和吹炼等生产环节。与火法冶炼相比,湿法冶炼的优点有能耗低(或“安全性高”等),故答案为:能耗低。
10.氧气是一种常见的氧化剂,用途广泛。回答下列问题:
(1)用H2O2制取O2时,分解的热化学方程式为: 2H2O2(aq)=2H2O(l) +O2(g) ΔH= a kJ·mol-1
①相同条件下,H2O2分解时,无论是否使用催化剂,均不会改变的是_______(填标号)。
A 反应速率 B 反应热 C 活化能 D 生成物
②以Fe3+作催化剂时,H2O2的分解反应分两步进行,第一步反应为: H2O2(aq) + 2Fe3+ (aq)=2Fe2+ (aq) +O2(g) +2H+ (aq)ΔH=b kJ·mol-1
第二步反应的热化学方程式为____________。
(2)工业上用Cl2生产某些含氯有机物时产生HCl副产物,可用O2将其转化为Cl2,实现循环利用[O2(g) + 4HCl(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g)]。将1 molO2和4
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molHCl充入某恒容密闭容器中,分别在T1和T2的温度下进行实验,测得容器内总压强(p)与反应时间(t)的变化关系如图所示。
①该反应的速率v = k ca(O2)·cb(HCl)(k为速率常数),下列说法正确的是____________(填标号)。
A 使用催化剂,k不变
B 温度升高,k增大
C 平衡后分离出水蒸气,k变小
D 平衡后再充入1molO2和4molHCl,反应物转化率都增大
②T1________T2(填“>”或“<”)。该反应ΔH______0(填“>”或“<”),判断的依据是_________。
③T2时,HCl的平衡转化率=________,反应的Kx=_____(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。
【答案】 (1). BD (2). H2O2(aq) +2Fe2+(aq) +2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) ΔH= (a-b) kJ·mol-1 (3). BD (4). < (5). < (6). T1、T2的平衡体系中气体减少量分别为n(T1)==0.625mol; n(T2)= =0.5mol,所以T1平衡时转化率更大 (7). 50% (8).
【解析】
【分析】
(1)①催化剂参与了化学反应,改变了反应历程(生成不同的中间产物),降低了活化能,从而能使化学反应速率加快,但是催化剂的质量和性质不变,反应热不变(只与始终态有关);
②Fe3+作为催化剂,在反应前后质量和性质不变,根据盖斯定律总反应=第一步反应+第二步反应;
(2)①A.催化剂降低了反应的活化能,使反应的速率常数k增大;
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B.温度改变瞬间,浓度没有影响,即通过增大k从而改变了速率;
C.从速率方程可知,平衡后分离出水蒸气,降低了c(H2O),使平衡正向移动,从而改变了c(O2)和c(HCl);
D.化学平衡的建立与途径无关,所以“平衡后再充入1molO2和4molHCl”,相当于增大反应体系的压强;
②从图象可知,T2温度下,容器中压强大,达到平衡所需要的时间短,所以温度T2>T1;T1、T2温度下,气体物质的量的减少量分别为n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,即T1平衡时转化率更大,且因为T2>T1,所以△H<0;
③对于气相反应,经验平衡常数常见的有Kc、Kp、Kx等,三种平衡常数的表示式相似,只是Kc、Kp、Kx分别用平衡时物质的量浓度、分压、物质的量分数表示。
以此计算HCl的平衡转化率及Kx。
【详解】(1)①根据过渡态理论,催化剂参与了化学反应,改变了反应历程(生成不同的中间产物),降低了活化能,从而能使化学反应速率加快,但是催化剂的质量和性质不变,反应热不变(只与始终态有关),B D正确,故答案为:BD;
②Fe3+作为催化剂,在反应前后质量和性质不变,根据盖斯定律总反应=第一步反应+第二步反应,故第二步反应为H2O2(aq)+2Fe2+(aq)+2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) △H=(a−b)kJ⋅mol−1,
故答案为:H2O2(aq)+2Fe2+(aq)+2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) △H=(a−b)kJ⋅mol−1;
(2)①A.催化剂降低了反应的活化能,使反应的速率常数k增大,根据速率方程v=kca(O2)⋅cb(HCl),反应速率随之增大,A错误;
B. 温度改变瞬间,浓度没有影响,即通过增大k从而改变了速率,使平衡发生移动,故B正确;
C. 从速率方程可知,平衡后分离出水蒸气,降低了c(H2O),使平衡正向移动,从而改变了c(O2)和c(HCl),但对k没有影响,故C错误;
D. 化学平衡的建立与途径无关,所以“平衡后再充入1molO2和4molHCl
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”,相当于增大反应体系的压强,反应有利于向气体分子数减小的方向进行,故D正确;故答案为:BD;
②从图象可知,T2温度下,容器中压强大,达到平衡所需要的时间短,所以温度T2>T1;T1、T2温度下,气体物质的量的减少量分别为n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,即T1平衡时转化率更大,且因为T2>T1,所以△H<0,故答案为:<;<;T1、T2的平衡体系中气体减少量分别为n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,所以T1平衡时转化率更大;
③对于气相反应,经验平衡常数常见的有Kc、Kp、Kx等,三种平衡常数的表示式相似,只是Kc、Kp、Kx分别用平衡时物质的量浓度、分压、物质的量分数表示。
则HCl的平衡转化率为×100%=50%,=,故答案为:50%;。
(二)选考题:共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。并用2B铅笔将答题卡上所选题目的题号右侧方框涂黑。按所涂题号进行评分;多涂、多答,按所涂的首题进行评分;不涂。按本学科选考题的首题进行评分。
11.Na3OCl是一种良好的离子导体,具有反钙钛矿晶体结构。回答下列问题:
(1)Ca小于Ti的是_______(填标号)。
A.最外层电子数 B.未成对电子数 C.原子半径 D.第三电离能
(2)由O、Cl元素可组成不同的单质和化合物,其中Cl2O2能破坏臭氧层。
① Cl2O2的沸点比H2O2低,原因是___________________________________。
② O3分子中心原子杂化类型为_______;O3是极性分子,理由是___________________。
(3)Na3OCl可由以下两种方法制得:
方法Ⅰ Na2O + NaClNa3OCl
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方法II 2Na + 2NaOH + 2NaCl2Na3OCl + H2↑
① Na2O的电子式为____________。
② 在方法Ⅱ的反应中,形成的化学键有_______(填标号)。
A.金属键 B.离子键 C.配位键 D.极性键 E.非极性键
(4)Na3OCl晶体属于立方晶系,其晶胞结构如右所示。已知:晶胞参数为a nm,密度为d g·cm-3。
①Na3OCl晶胞中,Cl位于各顶点位置,Na位于_________位置,两个Na之间的最短距离为________nm。
②用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA=__________________(列计算式)。
【答案】 (1). B (2). H2O2分子间存在氢键 (3). sp2 (4). O3分子为V形结构(或“O3分子中正负电荷重心不重合”等其他合理答案) (5). (6). BE (7). 面心 (8). (9).
【解析】
【分析】
(1)基态Ca原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2,基态Ti原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,结合元素周期律分析判断;
(2)①同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小,分子间存在氢键的熔沸点高;②根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论分析解答;
(3)Na2O为离子化合物,据此书写其电子式;根据Na3OCl和H2存在的化学键类型判断;
(4)①根据均摊法分析判断Na3OCl晶体结构中空心白球、顶点阴影球、实心黑球的数目再结合Na3OCl化学式分析判断;②由密度公式ρ=计算解答。
【详解】(1)基态Ca原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2
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,未成对电子数为0,基态Ti原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,未成对电子数为2。A.最外层电子数相等,错误;B.Ca的未成对电子数小于Ti,正确;C.同一周期元素,原子序数小的原子半径大,原子半径Ca原子略大,错误;D.Ca原子失去两个电子后恰好达到全满结构,很难失去第三个电子,第三电离能Ca较大,错误,故答案为B;
(2)①同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小,H2O2分子间存在氢键,熔沸点高,故答案为H2O2分子间存在氢键;
②根据价层电子对互斥理论,O3分子的中心O原子的价层电子对为2+(6-2×2)=3,杂化形式为sp2,O3分子为V形结构,分子中正负电荷重心不重合,为极性分子,故答案为sp2;O3分子为V形结构(或O3分子中正负电荷重心不重合);
(3)①Na2O属于离子化合物,电子式为,故答案为;
②在方法Ⅱ的反应中,形成的化学键有Na3OCl中Na与O、Na与Cl间的离子键,H2分子内有H与H间的非极性键,故答案为BE;
(4)①Na3OCl晶体结构中空心白球类原子6×=3、顶点阴影球类原子8×=1、实心黑球类原子1×1=1,根据Na3OCl化学式,可判断钠原子应为空心白球,处在晶体结构的面心,两个钠原子之间的最短距离为晶体结构中两个面心的距离,即为一半边长的倍,即a nm,故答案为面心;a;
②已知:晶胞参数为a nm,密度为d g•cm-3,则d g•cm-3==,解得:NA=,故答案为。
【点睛】本题的易错点为(4)②的计算,要注意掌握晶体密度的计算方法,注意单位的换算;另一个易错点为(1),要注意根据钙为20号元素,钛为22号元素,均位于第四周期。本题的难点为Na3OCl中的离子种类,可以根据化合价分析判断。
12.丁香酚存在于丁香花的花蕊中,以丁香酚为原料制取有机物 F 的路线如下:
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已知:
(1)丁香酚的分子式为_______。
( 2) A 中的含氧官能团是_______( 填名称), ② 的反应类型为_______。
(3)写出满足下列条件的 C 的所有同分异构体的结构简式_______。
①含苯环且环上只有两个取代基;
②属于酯类化合物;
③核磁共振氢谱有 3 组峰,且峰面积之比为 3∶1∶1。
(4)1 mol D 最多可以与_______molH2 发生加成反应。
(5)反应⑤中,试剂 X 的结构简式为_______。
(6)设计用呋喃甲醛( )和环己醇为原料制 的合成路线_______(无机试剂任选)。
【答案】 (1). C10H12O2 (2). 羟基、醚键 (3). 取代反应 (4). 、 (5). 4 (6). (7).
【解析】
【分析】
(1)根据有机物的键线式书写分子式;(2)根据有机物的结构简式分析官能团的种类,根据有机反应的结构变化判断反应类型;(3)根据有机物的分子式及限制条件书写同分异构体;(4)根据双键与苯环的加成反应分析解答;(5)根据反应物和生成物的结构变化判断另一种反应物;(6)由反应产物和原料、题干进行对比,设计合成路线。
【详解】(1)根据丁香酚的键线式,可知其分子式为C10H12O2,故答案为:C10H12O2;
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(2)从A的键线式判断该有机物的官能团为碳碳双键、羟基和醚键,含氧官能团只有羟基和醚键;根据A. B两种有机物的结构对比,结合另一反应物为(CH3CO)2O,从羟基变成酯基,得出该反应为取代反应,故答案为:羟基、醚键;取代反应;
(3)C的分子式为C10H10O4,根据信息中含有苯环,则取代基只剩下4个碳原子,且苯环上有两个取代基,其相对位置应该有邻位、间位和对位三种结构。又因其核磁共振氢谱为3组峰,峰面积比为3:1:1,它可能的同分异构体应该是邻位的两个相同的取代基,因为C是酯类化合物,故取代基为−COOCH3或者−OOCCH3,可以确定符合条件C的同分异构体结构简式为、,故答案为:、;
(4)由D的结构简式可知,其分子中含有一个醛基,1分子醛基可以加成1分子H2,另外1分子苯环也可以加成3分子H2,1molD最多可以与4molH2发生加成反应,故答案为:4;
(5)反应⑤的条件与题给已知反应对应,对比D、 E的结构,发现E比2个D多了中间的三个碳原子,可以得出试剂X为,故答案为:;
(6)由反应产物和原料、题干进行对比,可以得出该流程利用题给已知信息的反应。所以应先把环己醇转化为环己酮,再与进行反应,根据题干中反应⑥的转化,为了保护碳碳双键,使用LiAlH4还原得到目标产物而不是用H2进行加成,合成路线流程图为:,故答案为:。
【点睛】由C、H、O原子数目确定分子式,注意交点、端点为碳原子,碳原子上的氢原子数用饱和碳的四价结构分析判断。
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