2023全国高考模拟试卷上海卷(解析版)
可能用到的相对原子质量 H-1,C-12,N-14,O-16,Na-23,Mg-24,Al-27,S-32,Cl-35.5,K-39,Ca-40
一、单选题(每题2分,共40分)
1.2023年春节期间,国产科幻大片《流浪地球2》火遍全网。《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”,两部电影中涉及很多有趣的化学知识。下列说法错误的是( )
A.影片中幻想了因太阳氦闪,地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一
B.电影中,主要由硅、碳、氧、硫等轻元素构成的石头经过一系列变化能重组变成铁,这个变化过程属于化学变化
C.制备电影中固定太空电梯的缆绳的材料,目前来看,最有可能是碳纳米管(如图1),其中碳原子最有可能采取sp2杂化
D.偏二甲肼是电影中火箭的主要推进燃料。若取ag偏二甲肼在6.4g氧气中恰好完全反应,反应前后各物质的质量如图2所示,则偏二甲肼中不含氧元素
答案:B
解析:A.氯气属于稀有气体、是空气的成分之一,选项A正确;
B.原子是化学变化中的最小微粒,化学变化中原子核不会变,该过程属于核聚变,选项B错误;
C.从图中可以看出,碳纳米管中碳原子以碳碳键形成六边形的网格结构,一个碳原子和其他碳原子形成3个键,故碳原子以杂化为主,选项C正确;
D.反应前后元素种类、质量不变,水中氧元素质量为,二氧化碳中氧元素质量为,,故偏二甲肼中不含氧元素,选项D正确;
答案选B。
2.下列关于化学用语的表述正确的是( )
A.BF3的电子式: B.26Fe2+的结构示意图:
C.中子数为143的92U原子:285U D.乙醇的结构简式:C2H6O
答案:A
解析:A.B原子最外层有3个电子,F原子最外层有7个电子,B原子和F原子形成3个共价键,故BF3的电子式为,A正确;
B.Fe是26号元素,Fe原子的核外电子排布为2、8、14、2,Fe原子失去最外层的两个电子形成Fe2+,故Fe2+的结构示意图为,B错误;
C.中子数为143的92U原子的质量数为235,该原子表示为,C错误;
D.乙醇的官能团为羟基,其结构简式为CH3CH2OH,D错误;
故选A。
3.利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中试剂不能检测a中生成产物的是( )
a中反应 b中检测试剂
A 与浓生成的 紫色石蕊溶液
B 浓与碳生成的 澄清石灰水
C 与乙醇溶液生成的丙烯 溴水
D 浓与溶液生成的 酚酞试液
答案:B
解析:A.与浓生成的,氯气通入紫色石蕊溶液,石蕊溶液先变红再褪色,b中试剂不能检测a中生成产物,故A不选;
B.C与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫和二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,则澄清石灰水不能说明C与浓硝酸共热反应生成,故B选;
C.乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇不能与溴水反应,则2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体,则溴水褪色能说明2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,故C不选;
D.浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气,则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气,故D不选;
故选B。
4.2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为叠氮-炔基成环反应,部分原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.CuI与HI均为该反应的催化剂
B.中间产物中N原子均为sp3杂化
C.产物使溴水、酸性高锰酸钾褪色原理相同
D.该过程的总反应为
答案:D
解析:根据反应原理的循环转换关系图中的箭头指进去与指出来的物质,可以分析出:反应物为R1-≡-H与N3-R2,产物为:;CuI为催化剂,其余物质均为中间产物,即可分析答题。
A.CuI为催化剂,HI为中间产物,A错误;
B.中间产物中N原子中含有双键的N原子采用sp2杂化,不含双键的N原子采用sp3杂化,B错误;
C.产物中含有碳碳双键,氮氮双键,故使溴水、酸性高锰酸钾褪色,但原理不相同,前者为加成反应,后者为氧化反应,C错误;
D.由题干反应历程图可知,该过程的总反应为:,D正确;
故答案为:D。
5.与醋酸有关的反应方程式正确的是( )
A.与烧碱反应:
B.与CaCO3反应:
C.乙醛氧化:
D.制乙酸乙酯:
答案:A
解析:A.醋酸与NaOH反应生成醋酸钠和水,其中醋酸为弱电解质,在书写离子方程式时不能拆,其反应的离子方程式为,故A正确;
B.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,碳酸钙为难溶物不能拆,其反应为,故B错误;
C.乙醛催化氧化可以制备醋酸,其反应为,故C错误;
D.醋酸与乙醇制备乙酸乙酯,根据酸脱羟基醇脱氢,可得其反应,故D错误;
故选A。
6.对下列实验的解析,错误的是( )
A B C D
水解平衡右移,pH减小 的水解程度增大,减小 可促进的水解 混合液中
答案:A
解析:A.醋酸钠在溶液中的水解反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液pH增大,故A错误;
B.向醋酸钠溶液中加水稀释时,水解平衡向正反应方向移动,水解程度增大,但溶液中的氢氧根离子浓度减小,故B正确;
C.氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性,水解生成的氢离子与醋酸钠水解生成的氢氧根离子反应,促进醋酸根离子的水解,故C正确;
D.醋酸钠溶液中存在物料守恒关系c(Na+)=c(CH3COO—)+ c(CH3COOH),所以向醋酸钠溶液中加入醋酸溶液,溶液中c(Na+)<c(CH3COO—)+ c(CH3COOH),故D正确;
故选A。
7.下列叙述错误的是( )
A.原子半径:H
C.N、O、F三元素非金属性依次减弱
D.P、S、Cl三元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强
答案:C
解析:A.氢原子的原子半径在四种原子中最小,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则四种原子的原子半径大小顺序为H
C.同周期元素,从左到右原子元素的非金属性依次增强,则N、O、F三元素非金属性依次增强,故C错误;
D.同周期元素,从左到右原子元素的非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则P、S、Cl三元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强,故D正确;
故选C。
8.不能鉴别和溴蒸汽的是( )
A.湿润的淀粉碘化钾试纸 B.水
C.溶液 D.
答案:A
解析:A.和溴蒸汽都能把I-氧化为I2,使湿润的淀粉碘化钾试纸,不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别和溴蒸汽,故选A;
B.被水吸收溶液变为无色,溴蒸汽被水吸收溶液变为橙色,水能鉴别和溴蒸汽,故不选B;
C.溶液与溴蒸汽反应生成浅黄色溴化银沉淀,溶液能鉴别和溴蒸汽,故不选C;
D.溴蒸汽溶于形成橙红色溶液,不溶于,能鉴别和溴蒸汽,故不选D;
选A。
9.实验室进行性质探究实验,将通入溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体,则产生白色沉淀。制备气体的试剂不能是( )
A.大理石和稀盐酸 B.和
C.和浓硝酸 D.和浓盐酸
答案:A
解析:气体通入溶液中,未见白色沉淀,不发生反应,继续通入另一种气体立即产生沉淀,沉淀可能为硫酸钡或亚硫酸钡,也可能为,则气体具有氧化性或碱性等,以此来解答。
A.大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,、二氧化碳与氯化钡溶液都不反应,不会产生沉淀,A正确;
B.和制备的气体为氨气,氨气与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸根离子与钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀,B错误;
C.和浓硝酸反应生成二氧化氮气体,通入水生成硝酸,硝酸能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,与钡离子生成硫酸钡沉淀,故能产生沉淀,C错误;
D.和浓盐酸加热反应生成氯气,氯气与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子,与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,D错误;
故选A。
10.某有机物的结构简式如图所示,关于该有机物叙述中,错误的是( )
A.含3种官能团
B.能发生消去、取代、氧化反应
C.与等物质的量加成,产物有两种
D.该有机物最多能与反应
答案:C
解析:A.含有羧基、羟基、碳碳双键3种官能团,故A正确;
B.含有羟基能发生消去反应;含有羧基、羟基能发生取代反应;含有羟基、碳碳双键能发生氧化反应,故B正确;
C.与等物质的量加成,产物有、、,共三种,故C错误;
D.羧基、羟基能与钠反应,该有机物最多能与反应,故D正确;
选C。
11.室温下,反应的平衡常数。将溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.2mol/L氨水:
B.溶液():
C.0.2mol/L氨水和溶液等体积混合:
D.氨水和溶液等体积混合:
答案:D
解析:A.0.2mol/L氨水中存在的平衡:和,粒子浓度的大小为:,A错误;
B.,和发生水解:,,因为,的水解程度大于,所以溶液中粒子浓度的大小为:,B错误;
C.0.2mol/L氨水和溶液等体积混合,根据物料守恒,,,C错误;
D.氨水和溶液等体积混合,由物料守恒:,,根据电荷守恒:,联立3个关系式,可得,D正确;
故选D。
12.一定温度下,向四个体积不等的恒容密闭容器中(aA.若延长A点反应时间,一定能提高NOCl转化率
B.C、D两点的压强之比为28:25
C.若体积为b L的容器中t min时达到平衡,再通入1mol NOCl和1mol NO,平衡不发生移动
D.当四个容器中反应都达到平衡状态时,体积为c L的容器中NOCl的转化率最高
答案:C
解析:A.容器体积越大,浓度越小,反应速率越小,容积为aL的容器反应速率大于容积为b L的容器,t min后,A点的转化率小于B,说明A点达到平衡状态,A点延长反应时间,NOCl的转化率不变,A错误;
B.列三段式有
C点:,t min时总物质的量为2.8mol,
D点:,t min时总物质的量为2.5mol,C、D两点的物质的量之比为28:25,容器的体积不同,则压强之比不是28:25,B错误;
C.B点为平衡点根据B点数据,,再通入1mol NOCl和1mol NO,,,平衡不发生移动,C正确;
D.体积为d L的容器的体积最大,压强最小,压强减小平衡正向移动,则体积为d L的容器中NOCl的转化率最高,D错误;
故选C。
13.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于M处,海水降低
C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒,开关K置于N处,碳棒上发生氧化反应
答案:B
解析:若开关K置于M处时,形成原电池;若开关K置于N处时,形成电解池。
A.若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,铁得电子做正极被保护,A正确;
B.若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,总方程式为2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2↓,海水pH几乎不变,B错误;
C.若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,铁作阴极,被保护,可减缓铁的腐蚀,C正确;
D.若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,碳棒做阳极,失去电子发生氧化反应,D正确;
故答案为:B。
14.含29.40g H3PO4的水溶液滴加到含0.500molCa(OH)2的悬浮液中,反应恰好完全,生成1种难溶盐和16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:29.40g H3PO4的物质的量为:=0.30mol,n(H2O)==0.9 mol
由原子守恒可得生成难溶盐中含0.5 mol Ca、0.3 mol P、0.1 mol H和1.3 mol O,即难溶盐中N(Ca):N(P):N(H):N(O)=5:3:1:13,其化学式为Ca5(PO4)3(OH),故答案为:Ca5(PO4)3(OH),故答案为:B。
15.化学反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B.气态氢原子的能量低于氢气的能量
C.与形成时释放能量
D.该反应的热化学反应方程式:
答案:B
解析:A.化学反应的热效应只与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关,该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的,A正确;
B.氢气断键吸收能量得到气态氢原子,故气态氢原子的能量高于氢气的能量,B错误;
C.根据图像可知与形成时释放能量,C正确;
D.该反应放出(862-679)kJ=183 kJ热量,热化学反应方程式为,D正确;
故选B。
16.某温度下,向密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应。达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时的浓度增大
C.恒温下,移走一定量的,变大,变小
D.恒容下,充入一定量的,平衡时的体积分数一定降低
答案:D
解析:A.增大压强,平衡正向移动,,平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A错误;
B.加入催化剂,不改变平衡状态,平衡时的浓度不变,B错误;
C.恒温下,移走一定量的,立即变小,瞬时不变,随后变小,平衡逆向移动,C错误;
D.充入等物质的量的和,按照化学计量系数比投料,达到平衡时的体积分数最大,再充入一定量的,达到新平衡时的体积分数一定降低,D正确;
故选D。
17.在20℃,1大气压下,将三个分别盛氨气、氯化氢、二氧化氮的等容积烧瓶分别倒置于盛水的水槽中,当水进入烧瓶中,并使气体充分溶解后,假定烧瓶中溶液无损失,所得溶液的物质的量浓度之比为
A.1:1:1 B.5:5:4 C.1:2:3 D.1:1:2
答案:A
解析:试题解析:设烧瓶体积为V,则气体体积也是V,当倒置水槽后氨气和氯化氢都溶解到水中时,得到的是氨水和盐酸,溶液的体积就是烧瓶的体积V。溶质的物质的量n=V/Vm,由C= n/V得C=V/Vm/V=1/Vm。二氧化氮溶于水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+ NO ,得到硝酸溶液n(NO2)=V/Vm ,n(HNO3)=2V/3Vm,因为NO体积与NO2是1: 3,所以溶液体积为2V/3,代入公式C= n/V计算浓度和上面两种相同。综上所述,A正确,本题选A。
点睛:本题虽然是有关气体在非标准状况下的计算,但是,根据阿伏加德罗定律,在同温同压下,不同气体的气体摩尔体积是相同的,所以可以求出不同气体的物质的量之比,也可以求出它们所形成溶液的物质的量浓度之比。
18.去掉表面氧化膜的等质量的两片铝箔,其一放入足量溶液中,另一在空气中放置一段时间后再放入足量溶液中。下列说法错误的是( )
A.均未得电子 B.消耗等物质的量的
C.生成等物质的量的 D.生成等物质的量的气体
答案:D
解析:A.铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝和水反应生成氢氧化铝和氢气,氢氧化铝在和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,反应中水得电子生成氢气,均未得电子,故A正确;
B.两份铝的物质的量相等,反应后的产物是偏铝酸钠,n(Na)=n(Al),根据元素守恒,消耗等物质的量的,故B正确;
C.两份铝的物质的量相等,根据铝元素守恒,生成等物质的量的,故C正确;
D.在空气中放置一段时间后,部分铝被氧化为氧化铝,再放入足量溶液中生成氢气的物质的量的减少,故D错误;
选D。
19.溶液X中含有下表离子中的某5种,且其浓度均为0. 1 mol·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是( )
阳离子 阴离子
Na+、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、A13+ OH-、NO、HCO、CO、SO、C1-
A.X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子 B.X溶液中不可能含有HCO或CO
C.生成的无色气体是NO D.根据电荷守恒,原溶液中一定含Mg2+
答案:A
题干中关键条件是“向X溶液中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化”;假若生成的气体是CO2,那么足量稀盐酸会耗尽阴离子中的,使阴离子种类发生变化,所以原阴离子中不会存在;故此,产生的无色气体只能是酸性条件下发生还原反应生成的NO,再观察其余阴阳离子,有还原性的只有Fe2+,故此,Fe2+和是必然存在的两种离子;由于Fe2+的存在,OH-必然不能存在;再根据溶液中电荷守恒,分析溶液中可能存在的离子组合(下表中电荷量用“离子浓度值”表示)
阳离子(带电荷量) 阴离子(带电荷量)
必定存在 Fe2+ (0.2mol/L) (0.1mol/L)
可能存在 Na+ (0.1mol/L)Ca2+或Mg2+ (各0.2mol/L)Fe3+或Al3+ (各0.3mol/L) Cl- (0.1mol/L) (0.2mol/L)
根据上表,如果还存在Cl-,则Fe2+与、Cl-之间正负电荷正好相互抵消,题目中提到溶液中离子有五种,所以再有一组等量的二价正电荷及二价负电荷存在,溶液中的电荷守恒就可以成立,所以应该存在,而阳离子则应是Mg2+(Ca2+与形成的是微溶物CaSO4,溶在溶液中的离子其浓度无法达到0.1mol/L);
解析:A.根据分析,溶液中存在组合应是Mg2+、Fe2+、、、Cl-,两种阳离子,三种阴离子;若按选项所说三种阳离子,两种阴离子,则阴离子所带总电荷量(用浓度值表示)可能是:0.2mol/L(和Cl-)或0.3mol/L(和);阳离子所带总电荷量(用浓度值表示)最低是:0.5mol/L(Fe2+加Na+及一种二价阳离子),溶液中正负电荷总量不可能守恒,描述错误,符合题意;
B.根据分析,若存在,反应前后阴离子种类会发生变化,与条件相矛盾,所以选项描述正确,不符题意;
C.根据分析,反应中无CO2生成,故只能是在酸性条件下被还原生成NO,描述正确,不符题意;
D.根据电荷守恒,除去Fe2+,溶液中必然有一种二价阳离子存在,而Ca2+与会形成微溶物,与题干条件相矛盾,故只能是Mg2+,描述正确,不符题意;
综上,本题选A。
20.常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,溶液的随溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.点所示溶液中:
B.点所示溶液中:
C.点所示溶液中:
D.点以后的溶液中可能出现:
答案:C
解析:(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3·H2O,向溶液中逐滴加入的溶液,NaOH溶液体积为20.00mL时恰好完全反应得到浓度比为1:2的Na2SO4和NH3·H2O混合溶液,即d点;NaOH溶液体积为10.00mL时(NH4)2SO4反应了一半,得到浓度比为1:1:2的 (NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O混合溶液,即c点。
A.a点溶液中,水解导致溶液呈酸性,即,水解程度较小,结合物料守恒知,所以溶液中离子浓度大小顺序是,故A错误;
B.c点为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O混合溶液,结合分析可知c点(NH4)2SO4和Na2SO4浓度相等,则b点(NH4)2SO4浓度大于Na2SO4,b点显中性,则铵根水解量和一水合氨电离量相等,相等于铵根没有水解,一水合氨没有电离,故,故B错误;
C.c点为浓度比为1:1:2的 (NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O混合溶液,根据电荷守恒得,根据物料守恒得 ,联立二式得,故C正确;
D.d点为浓度比为1:2的Na2SO4和NH3·H2O混合溶液,一水合氨电离微弱,所以,即,故D错误;
答案选C。
二、综合分析题(60分)
21.冰晶石是金属铝冶炼时的助溶剂,工业上制取冰晶石的化学方程式如下:(15分);根据题意完成下列填空:
(1)铝原子核外电子占据_______个轨道,最外层电子云伸展方向有_______种,某元素与铝元素不同周期但在相邻一族,且性质和铝元素十分相似,该元素原子核外电子排布式为_______。
(2)冰晶石中存在的化学键_______,在上述反应的反应物和生成物中,属于非极性分子的电子式____________,属于弱酸的电离方程式________________________________。
(3)金属铝冶炼时,使用助熔剂冰晶石,是因为原料的高熔点,为什么原料不选用熔点更低的?_________________________________________
(4)在电解法发明前,金属铝是用更活泼的金属通过置换反应来生产的,所以价格非常昂贵,为什么不使用相对廉价的碳或氢气进行置换呢?________________________________
(5)反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻,下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是____________(选填编号)。
A.气态氢化物的稳定性 B.最高价氧化物对应水化物的酸性
C.单质与氢气反应的难易 D.单质与同浓度酸发生反应的快慢
(6)俗称纯碱,属于_______晶体。工业上制取纯碱的原料是_______。
答案:(1) 7 (1分) 2 (1分) (1分)
(2) 离子键、共价键 (2分) (1分) (2分)
(3)是共价化合物,在熔融状态下不能电离出离子,不能导电,无法电解(2分)
(4)铝的还原性比碳和氢气强(1分)
(5)AC(1分)
(6) 离子 (1分) 氯化钠、二氧化碳和氨气(2分)
解析:(1)基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1,铝原子核外电子占据7个轨道,最外层电子位于3s、3p轨道,s是球形没有方向性,p是哑铃型有x、y、z三种不同的伸展方向,但p上只有1个电子,占据其中一个方向,故电子云伸展方向有2种;某元素与铝元素不同周期但在相邻一族,且性质和铝元素十分相似,根据对角线原则,该元素为Be元素,原子核外电子排布式为;
(2)为离子化合物,且中存在共价键,故存在的化学键有离子键、共价键;在上述反应的反应物和生成物中,属于非极性分子的是二氧化碳分子,电子式为;酸是电离出的阳离子都是氢离子的化合物,属于弱酸为HF,电离方程式为;
(3)不选用熔点更低的是因为是共价化合物,在熔融状态下不能电离出离子,不能导电,无法电解;
(4)因为铝的还原性比碳和氢气强,故不使用碳或氢气进行置换生成铝;
(5)A.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,正确;
B.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,但是氟没有对应含氧酸,错误;
C.非金属性越强,单质与氢气反应的越容易,正确;
D.铁铝等金属和浓硫酸、浓硝酸反应会发生钝化反应,错误;
故选AC。
(6)俗称纯碱,为离子化合物,属于离子晶体。工业上制取纯碱一般采用侯氏制碱法,原料是氯化钠、二氧化碳和氨气。
22.科学家利用反应对汽车尾气进行无害化处理,发生如下反应: 2CO+2NO 2CO2+N2。一定条件下, 在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO,一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示,图中起始投料比m=(15分)
(1)该反应的化学平衡常数表达式是_________________, 该反应的正反应是_______反 应(填“吸热”或“放热”)。
(2)根据图1,用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是____________(保留小数点后两位小数)
(3)图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是____________。
(4)关于该可逆反应的说法正确的是____________。
a.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
b.当体系中c(CO2): c(N2)=2: 1时,该反应达到平衡状态
c.保持其他条件不变,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率均增大
d.投料比: m1>m2>m3
(5)随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为_______。
(6)化石燃料燃烧的烟气中含有影响环境的氮氧化物,因此要对烟气进行脱硝处理。液相氧化法采用碱性NaClO2溶液做吸收剂,反应:_______ClO+_______NO+_______OH-→_______NO+_______Cl-+_______H2O。配平该方程式并标出电子转移方向和数目。
答案:(1) K= (2分) 放热(2分)
(2)0.020mol/(L·min) (2分)
(3)Ka>Kb=Kc(2分)
(4)cd(2分)
(5)温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响(2分)
(6) (3分)
解析:(1)由题干反应方程式结合平衡常数的定义可知,2CO+2NO 2CO2+N2该反应的化学平衡常数表达式是K=,由图2可知m相同时,温度升高,CO的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,即该反应的正反应是放热反应,故答案为:K=;放热;
(2)根据图1,达到平衡所需要的时间为40min,达到平衡时CO2的浓度改变了1.6mol/L,根据方程式可知,N2的浓度改变了0.8mol/L,则用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是=0.020mol/(L·min),故答案为:0.020mol/(L·min);
(3)已知温度不变,同一反应方程式的化学平衡常数不变,由图2可知,Ta<Tb=Tc,结合(1)分析可知,该反应正反应是一个放热反应,则a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是Ka>Kb=Kc,故答案为:Ka>Kb=Kc;
(4)a.催化剂只能改变反应速率,不能是平衡发生移动,则加入催化剂不可提高NO的平衡转化率,a错误;
b.化学平衡的特征之一是各组分的浓度不变而不是相等或成比例,根据方程式可知,体系中c(CO2): c(N2)始终是2:1,即当体系中c(CO2): c(N2)=2: 1时,不能说明该反应达到平衡状态,b错误;
c.保持其他条件不变,若充入N2,则增大生成物浓度,逆反应速率增大,随着平衡逆向移动导致反应物浓度也慢慢增大,则正反应速率也增大,故则达到新平衡时,正、逆反应速率均增大,c正确;
d.由题干可知,m为,则相同温度下,增大m的值,即增大NO的用量,则CO的转化率增大,由图2所示信息可知,投料比: m1>m2>m3,d正确;
故答案为:cd;
(5)由图2信息可知,温度较低时,反应物的投料比越大,反应物的浓度越大,CO的转化率越大,浓度变化是影响化学平衡移动的主要因素,该反应正反应是一个放热反应,当温度较高时,平衡向逆反应方向移动,温度变化是影响化学平衡的主要因素,对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响,不论何种投料比,CO的转化率都减小,故答案为:温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响;
(6)由题干信息可知,Cl的化合价由ClO中的+3价降低到Cl-中的-1价,降低了4个单位,N由NO中的+2价升高到NO中的+5价,升高了3个单位,根据氧化还原反应配平可知该离子方程式为:3ClO+4NO+4OH-=4NO+3Cl-+2H2O,用单线桥表明其电子转移的方向和数目为: ,故答案为: 。
23. (15分)可用于面粉的漂白和杀菌。已知:为黄色油状体液,熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。实验室可用和溶液反应制取,所用装置如下:
完成下列填空:
(1)三卤化氮()的分子空间构型与相似,热稳定性比强的有_______。在热水中易水解,反应液有漂白性。写出水解的化学方程式________________________________。
(2)仪器D的名称是____________。装置A是发生装置,实验室制备下列物质也可使用该装置的是____________(选填编号)。
a.乙炔 b.硝基苯 c.溴苯 d.乙酸乙酯
(3)向蒸馏烧瓶内的溶液中通入过量,B中反应的化学方程式为______________________,待反应至油状液体不再增加,关闭装置A、B间的止水夹,控制水浴加热的温度范围为_______,将产品蒸出。
待反应结束,为测定溶液中残留的的物质的量浓度,进行如下操作:
i.取蒸馏烧瓶中的反应液25.00mL,加入过量饱和溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH溶液,微热;
ii.用25.00mL0.050的稀硫酸吸收产生的,得到溶液A;
iii.用0.100的NaOH标准液滴定溶液A至滴定终点,消耗VmLNaOH标准液。
(4)滴定过程中水的电离程度逐渐____________(选填序号)。
a.增大 b.减小 c.先增大后减小 d.先减小后增大
(5)滴定至终点时溶液中溶质仅有和,用含V的代数式表示的物质的量浓度为_______。
答案:(1) (2分) NCl3+3H2O3HClO+NH3↑(2分)
(2) 球形干燥管 (2分) ac(2分)
(3) 3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl (2分) 70℃≤T<95℃(2分)
(4)a(1分)
(5) (2分)
解析:由实验装置图可知,装置A中为高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,装置C用于冷凝收集三氯化氮,装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中。
(1)元素的非金属性越强,三卤化氮中氮卤键的键长越小、键能越大,分子的热稳定性越强,则三氟化氮的热稳定性强于三氯化氮;由题意可知,三氯化氮在热水中易水解生成次氯酸和氨气,反应的化学方程式为NCl3+3H2O3HClO+NH3↑,故答案为:NF3;NCl3+3H2O3HClO+NH3↑;
(2)由图可知,仪器D为球形干燥管;装置A为固液不加热的装置,该装置可以用于电石与水反应制备乙炔,也可以用于苯、液溴在溴化铁做催化剂条件下制备溴苯,故答案为:球形干燥管;
(3)由分析可知,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,反应的化学方程式为3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl,由题给信息可知,实验时,为保证三氯化氮顺利蒸出,同时防止三氯化氮发生爆炸,水浴加热的温度应控制在70℃~95℃之间,故答案为:3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl;70℃≤T<95℃;
(4)由题意可知,滴定过程中发生的反应为氢氧化钠溶液与稀硫酸和硫酸铵溶液中的稀硫酸反应得到硫酸钠和硫酸铵的混合溶液,稀硫酸电离出的氢离子会抑制水的电离,所以稀硫酸转化为硫酸钠的过程中,水的电离程度增大,故选a;
(5)由题意可知,滴定过程中消耗VmL0.100mol/L氢氧化钠溶液,则用于吸收氨气的稀硫酸的物质的量为0.050mol/L×0.025L—0.100mol/L×10—3VL×,由方程式和氮原子个数守恒可知,溶液中残留的三氯化氮的物质的量浓度为=mol/L,故答案为:。
24.天然产物V具有抗疟活性,某研究小组以化合物I为原料合成V及其衍生物VI的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示):
已知:(Y是卤素原子)
(1)化合物I和足量充分加成后,所得产物官能团的电子式为_________________。
(2)反应①的方程式可表示为:I+II=III+Z,化合物Z的分子式为_________________。
(3)化合物IV能发生银镜反应,其结构简式为_________________。
(4)反应②③④中属于还原反应的有____________,属于加成反应的有_________________。
(5)化合物VI的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有____________种,写出其中任意一种的结构简式:___________________________。
a.能与反应;
b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应;
c.能与3倍物质的量的Na发生放出的反应;
d.分子中有6个化学环境相同的氢原子;
e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
答案:(1)
(2)C18H15OP
(3)
(4) ②④ ②④
(5) 10
解析:I中醛基上的O原子被取代生成III ,根据反应条件知,反应②为加成反应,根据反应②产物的结构简式及IV分子式知,IV能发生银镜反应,则IV含有醛基,IV为 ,反应③为氧化反应,反应④中碳碳双键发生加成反应,V发生酯化反应生成VI ;
解析:(1)化合物I和足量充分加成后,醛基转化为羟基,故所得产物官能团为羟基,电子式为 。
(2)反应①的方程式可表示为: ,根据I、II、 II的结构简式知,II中的=CHOCH2CH3被I中的O原子取代,则Z为Ph3P=O,则化合物Z的分子式为C18H15OP;
(3)通过以上分析可知,Ⅳ为 。
(4)加氢去氧反应为还原反应,由分析可知,反应②属于加成反应、还原反应;反应④属于加成反应、还原反应;反应③为氧化反应;故属于还原反应的有②④,属于加成反应的有②④;
(5)化合物VI的不饱和度是5,VI的芳香族同分异构体中含有苯环,苯环的不饱和度是4,同分异构体同时满足如下条件: a)能与NaHCO3反应,说明含有-COOH,根据其不饱和度知,不含酯基或碳碳双键;b )最多能与2倍物质的量的NaOH反应,说明含有1个酚羟基;c )能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应,说明含有1个醇羟基;d )核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子,说明含有2个甲基;e )不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子) ,其取代基有3个,分别为-COOH、酚羟基、,如果-COOH与酚羟基相邻,有四种排列方式;如果-COOH与酚羟基相间,有四种排列方式;如果-COOH与酚羟基相对,有2种排列方式,所以符合条件的同分异构体有10种,其中一种结构简式为。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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2023全国高考模拟试卷上海卷(原卷版)
可能用到的相对原子质量 H-1,C-12,N-14,O-16,Na-23,Mg-24,Al-27,S-32,Cl-35.5,K-39,Ca-40
一、单选题(每题2分,共40分)
1.2023年春节期间,国产科幻大片《流浪地球2》火遍全网。《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”,两部电影中涉及很多有趣的化学知识。下列说法错误的是( )
A.影片中幻想了因太阳氦闪,地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一
B.电影中,主要由硅、碳、氧、硫等轻元素构成的石头经过一系列变化能重组变成铁,这个变化过程属于化学变化
C.制备电影中固定太空电梯的缆绳的材料,目前来看,最有可能是碳纳米管(如图1),其中碳原子最有可能采取sp2杂化
D.偏二甲肼是电影中火箭的主要推进燃料。若取ag偏二甲肼在6.4g氧气中恰好完全反应,反应前后各物质的质量如图2所示,则偏二甲肼中不含氧元素
2.下列关于化学用语的表述正确的是( )
A.BF3的电子式: B.26Fe2+的结构示意图:
C.中子数为143的92U原子:285U D.乙醇的结构简式:C2H6O
3.利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中试剂不能检测a中生成产物的是( )
a中反应 b中检测试剂
A 与浓生成的 紫色石蕊溶液
B 浓与碳生成的 澄清石灰水
C 与乙醇溶液生成的丙烯 溴水
D 浓与溶液生成的 酚酞试液
4.2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为叠氮-炔基成环反应,部分原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.CuI与HI均为该反应的催化剂
B.中间产物中N原子均为sp3杂化
C.产物使溴水、酸性高锰酸钾褪色原理相同
D.该过程的总反应为
5.与醋酸有关的反应方程式正确的是( )
A.与烧碱反应:
B.与CaCO3反应:
C.乙醛氧化:
D.制乙酸乙酯:
6.对下列实验的解析,错误的是( )
A B C D
水解平衡右移,pH减小 的水解程度增大,减小 可促进的水解 混合液中
7.下列叙述错误的是( )
A.原子半径:H
C.N、O、F三元素非金属性依次减弱
D.P、S、Cl三元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强
8.不能鉴别和溴蒸汽的是( )
A.湿润的淀粉碘化钾试纸 B.水
C.溶液 D.
9.实验室进行性质探究实验,将通入溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体,则产生白色沉淀。制备气体的试剂不能是( )
A.大理石和稀盐酸 B.和
C.和浓硝酸 D.和浓盐酸
10.某有机物的结构简式如图所示,关于该有机物叙述中,错误的是( )
A.含3种官能团
B.能发生消去、取代、氧化反应
C.与等物质的量加成,产物有两种
D.该有机物最多能与反应
11.室温下,反应的平衡常数。将溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.2mol/L氨水:
B.溶液():
C.0.2mol/L氨水和溶液等体积混合:
D.氨水和溶液等体积混合:
12.一定温度下,向四个体积不等的恒容密闭容器中(aA.若延长A点反应时间,一定能提高NOCl转化率
B.C、D两点的压强之比为28:25
C.若体积为b L的容器中t min时达到平衡,再通入1mol NOCl和1mol NO,平衡不发生移动
D.当四个容器中反应都达到平衡状态时,体积为c L的容器中NOCl的转化率最高
13.利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于M处,海水降低
C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒,开关K置于N处,碳棒上发生氧化反应
14.含29.40g H3PO4的水溶液滴加到含0.500molCa(OH)2的悬浮液中,反应恰好完全,生成1种难溶盐和16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为( )
A. B.
C. D.
15.化学反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B.气态氢原子的能量低于氢气的能量
C.与形成时释放能量
D.该反应的热化学反应方程式:
16.某温度下,向密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应。达到平衡后,下列说法正确的是( )
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时的浓度增大
C.恒温下,移走一定量的,变大,变小
D.恒容下,充入一定量的,平衡时的体积分数一定降低
17.在20℃,1大气压下,将三个分别盛氨气、氯化氢、二氧化氮的等容积烧瓶分别倒置于盛水的水槽中,当水进入烧瓶中,并使气体充分溶解后,假定烧瓶中溶液无损失,所得溶液的物质的量浓度之比为
A.1:1:1 B.5:5:4 C.1:2:3 D.1:1:2
18.去掉表面氧化膜的等质量的两片铝箔,其一放入足量溶液中,另一在空气中放置一段时间后再放入足量溶液中。下列说法错误的是( )
A.均未得电子 B.消耗等物质的量的
C.生成等物质的量的 D.生成等物质的量的气体
19.溶液X中含有下表离子中的某5种,且其浓度均为0. 1 mol·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析,反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是( )
阳离子 阴离子
Na+、Fe3+、Ca2+、Fe2+、Mg2+、A13+ OH-、NO、HCO、CO、SO、C1-
A.X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子 B.X溶液中不可能含有HCO或CO
C.生成的无色气体是NO D.根据电荷守恒,原溶液中一定含Mg2+
20.常温下,向溶液中逐滴加入的溶液,溶液的随溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.点所示溶液中:
B.点所示溶液中:
C.点所示溶液中:
D.点以后的溶液中可能出现:
二、综合分析题(60分)
21.冰晶石是金属铝冶炼时的助溶剂,工业上制取冰晶石的化学方程式如下:(15分);根据题意完成下列填空:
(1)铝原子核外电子占据_______个轨道,最外层电子云伸展方向有_______种,某元素与铝元素不同周期但在相邻一族,且性质和铝元素十分相似,该元素原子核外电子排布式为_______。
(2)冰晶石中存在的化学键_______,在上述反应的反应物和生成物中,属于非极性分子的电子式____________,属于弱酸的电离方程式________________________________。
(3)金属铝冶炼时,使用助熔剂冰晶石,是因为原料的高熔点,为什么原料不选用熔点更低的?_________________________________________
(4)在电解法发明前,金属铝是用更活泼的金属通过置换反应来生产的,所以价格非常昂贵,为什么不使用相对廉价的碳或氢气进行置换呢?________________________________
(5)反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻,下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是____________(选填编号)。
A.气态氢化物的稳定性 B.最高价氧化物对应水化物的酸性
C.单质与氢气反应的难易 D.单质与同浓度酸发生反应的快慢
(6)俗称纯碱,属于_______晶体。工业上制取纯碱的原料是_______。
22.科学家利用反应对汽车尾气进行无害化处理,发生如下反应: 2CO+2NO 2CO2+N2。一定条件下, 在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO,一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示,图中起始投料比m=(15分)
(1)该反应的化学平衡常数表达式是_________________, 该反应的正反应是_______反 应(填“吸热”或“放热”)。
(2)根据图1,用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是____________(保留小数点后两位小数)
(3)图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是____________。
(4)关于该可逆反应的说法正确的是____________。
a.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
b.当体系中c(CO2): c(N2)=2: 1时,该反应达到平衡状态
c.保持其他条件不变,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率均增大
d.投料比: m1>m2>m3
(5)随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为_______。
(6)化石燃料燃烧的烟气中含有影响环境的氮氧化物,因此要对烟气进行脱硝处理。液相氧化法采用碱性NaClO2溶液做吸收剂,反应:_______ClO+_______NO+_______OH-→_______NO+_______Cl-+_______H2O。配平该方程式并标出电子转移方向和数目。
23. (15分)可用于面粉的漂白和杀菌。已知:为黄色油状体液,熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。实验室可用和溶液反应制取,所用装置如下:
完成下列填空:
(1)三卤化氮()的分子空间构型与相似,热稳定性比强的有_______。在热水中易水解,反应液有漂白性。写出水解的化学方程式________________________________。
(2)仪器D的名称是____________。装置A是发生装置,实验室制备下列物质也可使用该装置的是____________(选填编号)。
a.乙炔 b.硝基苯 c.溴苯 d.乙酸乙酯
(3)向蒸馏烧瓶内的溶液中通入过量,B中反应的化学方程式为______________________,待反应至油状液体不再增加,关闭装置A、B间的止水夹,控制水浴加热的温度范围为_______,将产品蒸出。
待反应结束,为测定溶液中残留的的物质的量浓度,进行如下操作:
i.取蒸馏烧瓶中的反应液25.00mL,加入过量饱和溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH溶液,微热;
ii.用25.00mL0.050的稀硫酸吸收产生的,得到溶液A;
iii.用0.100的NaOH标准液滴定溶液A至滴定终点,消耗VmLNaOH标准液。
(4)滴定过程中水的电离程度逐渐____________(选填序号)。
a.增大 b.减小 c.先增大后减小 d.先减小后增大
(5)滴定至终点时溶液中溶质仅有和,用含V的代数式表示的物质的量浓度为_______。
24.天然产物V具有抗疟活性,某研究小组以化合物I为原料合成V及其衍生物VI的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示):
已知:(Y是卤素原子)
(1)化合物I和足量充分加成后,所得产物官能团的电子式为_________________。
(2)反应①的方程式可表示为:I+II=III+Z,化合物Z的分子式为_________________。
(3)化合物IV能发生银镜反应,其结构简式为_________________。
(4)反应②③④中属于还原反应的有____________,属于加成反应的有_________________。
(5)化合物VI的芳香族同分异构体中,同时满足如下条件的有____________种,写出其中任意一种的结构简式:___________________________。
a.能与反应;
b.最多能与2倍物质的量的NaOH反应;
c.能与3倍物质的量的Na发生放出的反应;
d.分子中有6个化学环境相同的氢原子;
e.不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
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