广东省茂名市电白区2022-2023高二下学期期中(选择性)考试化学试题

广东省茂名市电白区2022-2023学年高二下学期期中(选择性)考试化学试题
一、单选题
1.下列分子式代表的可能是混合物的是(  )
A.C2H5Cl B.C3H8 C.CF2Cl2 D.C3H7Cl
【答案】D
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A. C2H5Cl 一氯乙烷,只能代表一种物质,没有同分异构体,A不符合题意;
B. C3H8 丙烷,只能代表一种物质,没有同分异构体,B不符合题意;
C.四氯化碳的二氟取代物只有一种结构,因此 CF2Cl2 只表示一种物质,没有同分异构体,C不符合题意;
D.C3H7Cl代表丙烷的一氯取代物,有两种结构,因此C3H7Cl可以表示混合物,D选项符合题意;
故答案为:D。
【分析】一个分子式如果可以有不同的结构,那么它表示的就可能使混合物。
2.下列物质中,含有共价键的盐是(  )
A. B. C. D.NaOH
【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;物质的简单分类
【解析】【解答】A.过氧化钠中含有共价键,但是该物质属于氧化物,不是盐,A选项是错误的,不符合题意;
B.CaCl2属于盐,但是其只有离子键没有共价键,B选项是错误的,不符合题意;
C.KNO3中有共价键也有离子键,属于盐,C选项是正确的,符合题意;
D.NaOH中有共价键也有离子键,但是其属于碱,并不是盐,D是错误的,不符合题意。
故答案为:D。
【分析】盐属于离子化合物,离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键,但是共价化合物中一定只有共价键。
3.下列烷烃的系统命名中,正确的是(  )
A.2,3,3-三甲基丁烷 B.3,3-甲基戊烷
C.3-甲基-2-乙基戊烷 D.2,3-二甲基丁烷
【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】A.该命名不符合取代基所在的碳位数之和最小,应该是2,2,3-三甲基丁烷,A是错误的,不符合题意;
B.3号碳上有两个甲基,应该把两个甲基突出,所以该物质的命名应是:3,3-二甲基戊烷,B选项是错误的,不符合题意;
C.2号碳上是不能连乙基的,该物质的正确命名应是:3,4-二甲基己烷,C选项是错误的,不符合题意;
D.2,3-二甲基丁烷是正确的,D选项符合题意。
故答案为:D。
【分析】有机物命名时:(1)优先将官能团放在主链上;(2)取代基的碳位和要做到最小;(3)取代基的先后顺序遵循:羧酸>磺酸>羧酸酯>酰卤>酰胺>酸酐>腈>醛>酮>醇>硫醇>酚>硫酚>胺>炔烃>烯烃>醚>硫醚>卤代烃。
4.(2020高二下·北海期末)下列粒子性质递变趋势正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.同主族元素自上而下电负性减小,氯、溴、碘依次减小,故A不符合题意;
B.氯的第一电离能大于磷,故B不符合题意;
C.符合元素周期律,故C符合题意
D.氨气分子间存在氢键,熔沸点较高,所以沸点: ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.卤族元素,从上到下结合电子的能力在减弱
B.同一周期的电离能一般是增大的趋势
C.同周期主族元素自左至右原子半径减小
D.同主族,从上到下氢化物的沸点依次增加,但是氨气存在氢键
5.(2021高二上·乐山期末)下列分子的VSEPR模型与其空间立体构型一致的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.分子中N原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=3+(5-31)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有一个孤电子对,所以其空间立体构型为三角锥形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故A不符合题意;
B.分子中C原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=4+(4-41)=4,VSEPR模型为正四面体结构;中心原子不含孤电子对,所以其空间立体构型为正四面体结构,VSEPR模型与其空间立体构型一致,故B符合题意;
C.分子中O原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=2+(6-21)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有2个孤电子对,实际空间立体构型为V形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故C不符合题意;
D.分子中S原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=2+(6-22)=3,VSEPR模型为平面三角形;含有一个孤电子对,实际空间立体构型为V形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=,a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数。
6.下列叙述正确的是(  )
A.含有非极性键的分子一定是非极性分子
B.非极性分子中一定含有非极性键
C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D.分子的极性只与键的极性有关
【答案】C
【知识点】极性键和非极性键;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.含有非极性键的分子不一定是非极性分子,如H2O2,中含有非极性分子,但属于极性分子,A是错误的,不符合题意;
B.非极性分子中可能不含非极性键,如BF3为非极性分子,但是内部只有极性键,正电中心与负电中心重合,B选项是错误的,不符合题意;
C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子,如HCl等,C选项是正确的,符合题意;
D.分子的极性并不是只与键的极性有关,与正电中心和负电中心是否重合有关。D选项是错误的。不符合题意。
故答案为:C。
【分析】极性分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀,所以具有一定的极性;而非极性分子正负电荷中心是重合的,从整个分子来看,电荷的分布是均匀的,不具有极性。
7.下列说法不正确的是(  )
A.非金属元素的原子间不能形成离子化合物
B.HCl、HBr和HI的稳定性依次减弱
C.氯化氢气体溶于水共价键被破坏
D.干冰由固态变为气态,分子间作用力被破坏
【答案】A
【知识点】离子化合物的结构特征与性质;共价键的形成及共价键的主要类型;分子间作用力
【解析】【解答】A.非金属元素的原子之间也可以形成离子化合物,如铵盐,A选项是错误的,不符合题意;
B.氢化物的稳定性与键能的大小相关,键长越短,键能越大,物质就越稳定,从Cl到I原子半径逐渐增大,因此键能逐渐减小,稳定性逐渐减弱,B选项是正确的,不符合题意;
C.氯化氢属于共价化合物,分子内部有共价键,溶于水会破坏共价键,C选项是正确的,不符合题意;
D.干冰在固态时,分子之间的距离较小,分子之间具有一定的分子间作用力,但是在变成气态后,分子之间的距离增大许多,分子间作用力减小甚至可以忽略,所以 干冰由固态变为气态,分子间作用力被破坏 ,D选项是正确的,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】溶于水会破坏共价键,在熔融状态下,不破坏共价键;熔融状态或溶于水时可以破坏离子键。
8.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是(  )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. a和b不连接时,不构成原电池,铁失去电子,发生氧化反应,而Cu2+在溶液里得到电子,Cu2+得到电子会生成铜单质,在铁片上析出,A选项是正确的,不符合题意;
B.用 a和b用导线连接时构成原电池,此时溶液中的铜离子向正极移动,即在铜片附近聚集,发生还原反应:Cu2++2e-= Cu ,B选项是正确的,不符合题意;
C.无论构不构成原电池,铁片均可以和硫酸铜溶液反应,因此C选项是正确的,不符合题意;
D.如果用外加电源正负极分别连接a、b两级,则构成电解池,在电解质的内部,阳离子是向阴极移动,所以铜离子应向铁电极移动。D选项是错误的,符合题意。
故答案为:D。
【分析】原电池的工作原理:负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
电解池的工作原理:在外加电源的作用下,阳极失去电子,发生氧化反应,阴极得到电子,发生还原反应。在电解质溶液中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
9.下列比较正确的是(  )
A.原子半径: B.电负性:
C.碱性: D.熔点:
【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.N和C原子位于同一周期,同周期的原子从左至右半径逐渐减小,所以C原子的半径较大,A选项是错误的,不符合题意;
B.同周期元素原子电负性由左至右电负性逐渐增大,所以P的电负性大于Si,B选项是正确的,符合题意;
C.同周期元素的金属性从左至右,逐渐增小,其最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱,因此Al(OH)3的碱性弱于Mg(OH)2,C选项是错误的,不符合题意;
D.K2O和Na2O都是离子晶体,离子所带的电荷数越多,半径越小,离子键就越强,晶体的熔沸点就越高,因此,Na2O的沸点更高。D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题考查的是元素周期律的综合应用。
10.可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是(  )
A.溴和四氯化碳 B.汽油和煤油
C.水和硝基苯 D.水和乙醇
【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.溴和四氯化碳溶液互溶,不能用分液的方法分离,应该用蒸馏法分离,A选项是错误的,不符合题意;
B.汽油和煤油都是有机物,两者是互溶的,应该使用蒸馏法分离,不能用分液的方法分离,B选项是错误的,不符合题意;
C.水和硝基苯是不互溶的,应该用分液法分离,C选项是正确的,符合题意;
D.水和乙醇互溶应该用蒸馏法分离,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】互不相溶的液体混合在一起后由于密度不同,会出现分层的现象,可以利用分液法分离。
11.某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子的球棍模型如图所示,下列说法错误的是(  )
A.①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B.⑤④说明碳原子之间可以形成碳链或碳环,剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则
C.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键,且这两种烃属于不饱和烃
D.由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时,所有碳原子一定在同一条直线上
【答案】D
【知识点】球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A. ① 中C原子在四面体的体心,4个H原子在正四面体的四个顶点,A选项是正确的,不符合题意;
B. ④ 中的碳原子成环, ⑤ 中碳原子以链状结合在一起,且每一C原子都结合成4个共价键,B选项是正确的,不符合题意;
C. ② 中有碳碳双键, ③ 中有碳碳三键,属于烯烃和炔烃,两种烃都是不饱和烃,C选项是正确的,不符合题意;
D.根据 ⑤中的结构模型,可知在C原子在以碳碳单键形成链状有机物时,并不能使所有的C原子都在一条直线上,它们是以锯齿状排列的,D选项是错误的,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据共价键具有方向性和饱和性可知,碳原子可以形成4个价键,若4个都是单键,则键在碳原子的周围向空间伸展,与碳构成四面体。
12.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X原子的价电子排布式为,Y元素在短周期主族元素中金属性最强,Z与Y同周期且相邻,W与X同主族。下列说法正确的是(  )
A.最简单氢化物的熔、沸点:XB.原子半径:
C.X与Y形成的化合物中可能含有非极性键
D.Z分别与X、W组成的化合物的熔点:
【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.H2O的沸点比H2S的高,因为水分子之间存在氢键,A选项是错误的,不符合题意;
B.原子半径大小:Na>Mg>S>O,即Y>Z>W>X,B选项是错误的,不符合题意;
C.O和Na可以形成Na2O2,内部含有非极性键,C选项是正确的,符合题意;
D.MgO的熔点大于MgS,因为二者都是离子晶体,但是O2-的半径小于S2-,那么MgO中离子键的键长小,键能大,熔点更高,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据X的价电子排布式可知X是O,短周期中金属性最强的元素是Na,Y就是Na,Z与Na同周期且相邻,Z是Mg,W是X同族,且原子序数大于X,则W是S。
13.关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是(  )
A.中心原子的化合价为+2价
B.配位数是6
C.配体为水分子,外界为Cl-
D.在其水溶液中加入AgNO3溶液,不产生白色沉淀
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;配合物的成键情况
【解析】【解答】A.根据化合物的化合价代数和为0可知中心原子Cr的化合价是+3价,A选项是错误的,不符合题意;
B.有6个配体,所以配位数是6,B选项是正确的,符合题意;
C.配位体除了H2O,还有Cl-,C选项是错误的,不符合题意;
D.因为配合物的外界有Cl-,所以该配合物可以和硝酸银反应产生白色沉淀,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】配合物的内界离子存在配位键,较为稳定,在水溶液中无法电离,但是配位化合物属于离子化合物,外界是可以电离出的。
14.用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)(  )
选项 A B C D
X 浓盐酸 浓硫酸 双氧水 浓氨水
Y Cu NaOH
气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】常见气体制备原理及装置选择;实验装置综合
【解析】【解答】A.氯气易溶于水,所以不能用排水法来收集氯气,A选项是错误的,不符合题意;
B.浓硫酸和铜单质的产物是SO2而不是NO2,B选项是错误的,不符合题意;
C.双氧水在二氧化锰的催化下可以分解得到氧气,且氧气不易溶于水,所以可以用排水法来收集氧气,C选项是正确的,符合题意;
D.氨气是一种极易溶于水的气体,所以不能用排水法收集,应该用向下排空气法收集,D选项是错误的,不符合题意;
故答案为:C。
【分析】常见的气体收集装置有排水法和排空气法。其中不易溶于水的气体适用于排水法收集,与空气密度相差较大的气体适用于排空气法。
15.下列说法正确的组合是(  )
①晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
②晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当
③分子晶体中,分子间作用力越大,物质越稳定
④金属晶体能导电的原因是在外加电场作用下可失去电子
⑤“杯酚”、冠醚等超分子可用于分子识别
A.②⑤ B.①② C.③④ D.④⑤
【答案】A
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】① 晶体具有各向异性,在 在不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同,①是错误的;② 晶体具有自范性,即晶体内部的原子按照一定的归则排列,且晶体生长速率适当, ② 是正确的; ③ 影响分子稳定性的原因是分子内部的共价键的稳定性,共价键的键能越大,键越稳定,分子就越稳定, ③ 说法是错误的; ④ 金属晶体能导电是因为自由电子在外加电场的作用下可作定向移动, ④ 是错误的; ⑤ 杯酚和冠醚属于超分子,超分子具有分子识别和自组装的特点,⑤是正确的。
故答案为:A。
【分析】本题考查的是晶体的结构和性质。
16.某科研工作者设计用工厂废渣(主要成分为ZnO,另含少量FeO、CuO、SiO2、MnO等)制取高纯ZnO的工艺流程图如图所示。已知常温下,,。下列说法错误的是(  )
A.“酸浸”中,滤渣A主要成分为SiO2
B.“除锰”中,H2O2的作用是将Mn2+、Fe2+氧化
C.“除铁”中,ZnO与Fe3+发生反应生成Fe
D.“除锰”后滤液中,“除铁”操作中可以调节pH的范围是3【答案】C
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;过氧化氢;硅和二氧化硅;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.FeO、CuO、MnO和ZnO都是碱性氧化物,可以与酸反应生成盐和水,但是SiO2是酸性氧化物,不能与酸反应,因此在“酸浸”的过程中得到的滤渣A是SiO2,A选项是正确的,不符合题意;
B.在MnO溶于酸后得到的是+2价,但是除锰后得到的是+4价,可见H2O2做了氧化剂,B选项是正确的,不符合题意;
C.加入ZnO会与酸中的H+反应,水解平衡Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,所以C选项是错误的,符合题意;
D.c(Fe3+)=10-5mol·L- 时,c3(OH-)× c(Fe3+) =Ksp【Fe(OH)3】=10-38mol/L,则c(OH-)=10-11mol/L ,c(H+)=10-3mol/L,pH=-lgc(H+)=3 ,因此,当c(Fe3+)<10-5mol·L-1时,pH>3;由于溶液中c(Zn2+)=1.2mol·L-1,当Zn2+开始生成Zn(OH)2沉淀时,溶液中的Kp[Zn(OH)2] =c(Zn2+)×c2(OH-) ,因此 c(OH-) =10-8.5mol/L,因此当Zn2+开始生成C(H+)=10-5.5mol/L,Zn(OH) 沉淀时,pH=5.5;为使Zn2+不沉淀,应该控制pH<5.5,综上所述,在“除铁”操作中为了使铁元素完全除去,又不影响高纯ZnO的产量,可以调节pH的范围是3故答案为:C。
【分析】本题考查的是工艺流程图的综合应用,包括难溶电解质的电离以及水解平衡的移动等。
(1)SiO2只和氢氟酸反应;
(2)H2O2在工艺流程题中既可作氧化剂,又可作还原剂,常用作氧化剂,将低价态的金属氧化为高价态;
(3)Fe3+会水解,加入ZnO会与酸中的H+反应,水解平衡移动;
(4)根据氢氧化物的沉淀溶解平衡常数,可以调节合适的pH值得到沉淀。
二、填空题
17.完成下列各题:
(1)烃A的结构简式为 ,用系统命名法命名烃A:   。
(2)某烃的分子式为,核磁共振氢谱图中显示三个峰,则该烃的一氯代物有   种,该烃的结构简式为   。
(3) 官能团的名称   。
(4) 加聚产物的结构简式是   。
(5)键线式 表示的分子式是   。
(6)某有机化合物的结构简式为 ,该1mol有机化合物中含有   键。
【答案】(1)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷
(2)3;
(3)羟基、羧基
(4)
(5)
(6)2
【知识点】化学键;有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的结构和性质;结构简式
【解析】【解答】(1)根据系统命名法原则可知:该有机物属于烷烃,且在2号碳上有两个甲基,6号碳上有1个甲基,4号碳上有一个乙基;
(2)核磁共振氢谱代表显示的峰的种类数,代表有机物的等效氢的种类数,就是一取代物的种类数;
(3)该有机物中的官能团包括羟基和羧基;
(4)只有不饱和的碳可以发生加聚反应;
(5)该键线式表示的是2—甲基戊烷;
(6)该分子只有在碳碳三键的位置有两个 键。
【分析】有机物系统命名法的原则:(1)将官能团放在一号碳上;(2)取代基所在碳位数之和最小;(3)相同官能团可以合并,碳位之间用‘,’隔开。
三、实验题
18.下列装置中有机化合物样品在电炉中充分燃烧,通过测定生成的和的质量,来确定有机化合物的分子式。
请回答下列问题:
(1)写出装置A反应化学方程式   。
(2)B装置中试剂X可选用   。
(3)D装置中无水氯化钙的作用是   ;E装置中碱石灰的作用是   。
(4)若实验中所取样品含C、H元素,可能含有O元素,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D装置质量增加0.36g,E装置质量增加0.88g,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的分子式为   。
(5)若该有机化合物的核磁共振氢谱如图所示,峰面积之比为。
则其结构简式为   。
(6)某同学认为E和空气相通,会影响测定结果的准确性,应在E后再增加一个装置,其主要目的是   。
【答案】(1)
(2)浓硫酸
(3)吸收生成的水;吸收生成的二氧化碳
(4)
(5)
(6)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;有机物(官能团)的检验;实验装置综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装置A中是二氧化锰催化过氧化氢制氧气的反应;
(2)B是为了防止产氧气时得到的水干扰D中水的质量,所以需要吸收水,所以采用浓硫酸;
(3)无水氯化钙的作用是吸收有机物和氧气反应得到的水, E装置中碱石灰的作用是吸收有机物与氧气反应得到的二氧化碳,这样可以对有机物中C和H的进行定量;
(4)D中增长0.36g,可知有机物中n(H)=0.04mol,m(H)=0.04g,E中质量增加0.88g,可知有机物中n(C)=0.02mol,m(C)=0.24g,所以样品中m(O)=0.16g,所以该有机物中:N(C):N(H):N(O)=2:4:1,所以该分子的分子式为:(C2H4O)n,又根据其相对分子质量为44,可知,n=1,分子式为:C2H4O;
(5)根据核磁共振氢谱可知:给有机物共用两种等效氢,且个数比为3:1,可知该分子的结构简式为:CH3CHO;
(6)因为本实验是通过测定CO2和H2O的质量来对有机物中H和O定量的,所以应该隔绝空气中的CO2和H2O,防止干扰实验,因此应在E后再加一个装有碱石灰的装置。
【分析】根据水和二氧化碳的质量可以对有机物中C、H、O原子的物质的量之比进行计算,再根据相对原子质量确定分子式。
四、结构与性质
19.回答下列问题
(1)基态镍原子的价电子排布式   ;铁的基态原子核外未成对电子数为   个。
(2)丁二酮肟(分子式为)所含的碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是   (填元素符号)。在稀氨水介质中,与丁二酮肟(分子式为)反应可生成鲜红色沉淀,其分子结构如图所示,该结构中碳原子的杂化方式为   。
(3)铁、镍易与CO作用形成羟基配合物、,1个分子中含有键数目为   ;已知分子为正四面体构型,下列溶剂能够溶解的是   (填写字母)。
A.四氯化碳 B.苯 C.水 D.液氨
(4)氮化硼晶体有多种结构,其中立方氮化硼具有金刚石的结构(如图)。若晶胞边长为,晶胞中N原子位于B原子所形成的正四面体的体心,这种氮化硼晶体的密度为   。(用含有和的代数式表示)
【答案】(1);4
(2)N; 、
(3)10;AB
(4)
【知识点】原子核外电子排布;配合物的成键情况;晶胞的计算;相似相溶原理及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)镍属于过渡元素,因此其价电子包括3d和4s能级上的电子;铁的几套原子价电子排布式为:3d64s2,有4个未成对电子;
(2)在四种元素中,N的第一电离能最大,因为其2p能级上半充满,较为稳定,不易失去电子;甲基上的C原子属于饱和碳,有4个 σ键,没有孤电子对,所以碳原子的杂化方式为sp3,与甲基C相连的C原子有3个σ键,还有一个Π键,无孤电子对,所以其 杂化方式为sp2;
(3)根据Ni(CO)4是正四面体形可知其分子具有对称性,属于非极性分子,根据“相似相溶”原理,可以溶于非极性溶剂CCl4和苯;
(4)根据均摊法知该晶胞中有4个BN,若晶胞边长为anm,晶胞中N原子位于b原子所形成的正四面体的体心,晶体密度= 25×4/NA(a×10-7)3
【分析】本题考查了分子的结构与性质以及晶胞的计算。在晶胞计算中注意单位换算。
五、原理综合题
20.工业上利用反应:可减少的排放。
(1)已知:
   
(2)工业上为提高产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)能判断工业上合成甲醇反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。
A.容器内压强不变 B.混合气体中不变
C. D.
(4)在容积为1L的恒温密闭容器中充入和,一定条件下发生反应,测得和的浓度随时间变化如图所示:
①0~3min   (保留两位小数)
②的平衡转化率是   %
③平衡常数   (保留两位小数)
(5)催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:
实验编号 温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%)
A 543 /纳米棒 12.3 42.3
B 543 /纳米片 11.9 72.7
C 553 /纳米棒 15.3 39.1
D 553 /纳米片 12.0 70.6
(注:甲醇选择性是指转化的中生成甲醇的百分含量),根据上表所给数据,用生产甲醇的最优选项为   (填字母)。
【答案】(1)-49kJ/mol
(2)D
(3)A;B
(4)0.17mol/(L·min);75;5.33
(5)B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学反应速率与化学平衡的综合应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据方程式之间的关系知:目标方程式的反应热等于已知方程式的反应热之和;
(2)制取甲醇的反应属于减压反应和放热反应,所以可以通过增大压强和降低温度来提高甲醇的产率;
(3)A.该反应中压强发生变化,所以在压强不再改变时,说明达到平衡,A符合题意;
B.混合体系中二氧化碳的浓度不再该表,说明二氧化碳消耗量和生成量相等,说明达到平衡,B选项符合题意;
C.甲醇和水的体积与浓度相等不能说明反应达到平衡,C.D不符合题意。
(4) ① 根据物质的量变化之比等于化学计量数之比,0-3min之V(CO2)=1-0.50/3×1= 0.17mol/(L·min) ,那么V(H2O)=0.17mol/(L·min);
② 平衡转化率指的是已经反应掉的物质的量与原物质的量之比;
③ 利用三段式计算出在平衡时,即10min处各组分的浓度,带入K=c(CO2)×c3(H2)/从c(CH3OH)×c(H2O)可计算平衡常数;
(5)对比几个实验,知:在同样的温度下,Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率加快,甲醇选择性高,而催化剂相同时,温度升高,CO2的转化率升高,而甲醇的选择性却降低,所以用CO2生成甲醇的最优选项是:B。
【分析】判断可逆反应达到平衡的依据:(1)正逆反应速率相等;(2)反应中为变量的物理量,在某一时刻不再改变,即“变量不变即平衡”。
广东省茂名市电白区2022-2023学年高二下学期期中(选择性)考试化学试题
一、单选题
1.下列分子式代表的可能是混合物的是(  )
A.C2H5Cl B.C3H8 C.CF2Cl2 D.C3H7Cl
2.下列物质中,含有共价键的盐是(  )
A. B. C. D.NaOH
3.下列烷烃的系统命名中,正确的是(  )
A.2,3,3-三甲基丁烷 B.3,3-甲基戊烷
C.3-甲基-2-乙基戊烷 D.2,3-二甲基丁烷
4.(2020高二下·北海期末)下列粒子性质递变趋势正确的是(  )
A. B.
C. D.
5.(2021高二上·乐山期末)下列分子的VSEPR模型与其空间立体构型一致的是(  )
A. B. C. D.
6.下列叙述正确的是(  )
A.含有非极性键的分子一定是非极性分子
B.非极性分子中一定含有非极性键
C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D.分子的极性只与键的极性有关
7.下列说法不正确的是(  )
A.非金属元素的原子间不能形成离子化合物
B.HCl、HBr和HI的稳定性依次减弱
C.氯化氢气体溶于水共价键被破坏
D.干冰由固态变为气态,分子间作用力被破坏
8.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是(  )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
9.下列比较正确的是(  )
A.原子半径: B.电负性:
C.碱性: D.熔点:
10.可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是(  )
A.溴和四氯化碳 B.汽油和煤油
C.水和硝基苯 D.水和乙醇
11.某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子的球棍模型如图所示,下列说法错误的是(  )
A.①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B.⑤④说明碳原子之间可以形成碳链或碳环,剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则
C.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键,且这两种烃属于不饱和烃
D.由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时,所有碳原子一定在同一条直线上
12.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X原子的价电子排布式为,Y元素在短周期主族元素中金属性最强,Z与Y同周期且相邻,W与X同主族。下列说法正确的是(  )
A.最简单氢化物的熔、沸点:XB.原子半径:
C.X与Y形成的化合物中可能含有非极性键
D.Z分别与X、W组成的化合物的熔点:
13.关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是(  )
A.中心原子的化合价为+2价
B.配位数是6
C.配体为水分子,外界为Cl-
D.在其水溶液中加入AgNO3溶液,不产生白色沉淀
14.用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)(  )
选项 A B C D
X 浓盐酸 浓硫酸 双氧水 浓氨水
Y Cu NaOH
气体
A.A B.B C.C D.D
15.下列说法正确的组合是(  )
①晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
②晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当
③分子晶体中,分子间作用力越大,物质越稳定
④金属晶体能导电的原因是在外加电场作用下可失去电子
⑤“杯酚”、冠醚等超分子可用于分子识别
A.②⑤ B.①② C.③④ D.④⑤
16.某科研工作者设计用工厂废渣(主要成分为ZnO,另含少量FeO、CuO、SiO2、MnO等)制取高纯ZnO的工艺流程图如图所示。已知常温下,,。下列说法错误的是(  )
A.“酸浸”中,滤渣A主要成分为SiO2
B.“除锰”中,H2O2的作用是将Mn2+、Fe2+氧化
C.“除铁”中,ZnO与Fe3+发生反应生成Fe
D.“除锰”后滤液中,“除铁”操作中可以调节pH的范围是3二、填空题
17.完成下列各题:
(1)烃A的结构简式为 ,用系统命名法命名烃A:   。
(2)某烃的分子式为,核磁共振氢谱图中显示三个峰,则该烃的一氯代物有   种,该烃的结构简式为   。
(3) 官能团的名称   。
(4) 加聚产物的结构简式是   。
(5)键线式 表示的分子式是   。
(6)某有机化合物的结构简式为 ,该1mol有机化合物中含有   键。
三、实验题
18.下列装置中有机化合物样品在电炉中充分燃烧,通过测定生成的和的质量,来确定有机化合物的分子式。
请回答下列问题:
(1)写出装置A反应化学方程式   。
(2)B装置中试剂X可选用   。
(3)D装置中无水氯化钙的作用是   ;E装置中碱石灰的作用是   。
(4)若实验中所取样品含C、H元素,可能含有O元素,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D装置质量增加0.36g,E装置质量增加0.88g,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的分子式为   。
(5)若该有机化合物的核磁共振氢谱如图所示,峰面积之比为。
则其结构简式为   。
(6)某同学认为E和空气相通,会影响测定结果的准确性,应在E后再增加一个装置,其主要目的是   。
四、结构与性质
19.回答下列问题
(1)基态镍原子的价电子排布式   ;铁的基态原子核外未成对电子数为   个。
(2)丁二酮肟(分子式为)所含的碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是   (填元素符号)。在稀氨水介质中,与丁二酮肟(分子式为)反应可生成鲜红色沉淀,其分子结构如图所示,该结构中碳原子的杂化方式为   。
(3)铁、镍易与CO作用形成羟基配合物、,1个分子中含有键数目为   ;已知分子为正四面体构型,下列溶剂能够溶解的是   (填写字母)。
A.四氯化碳 B.苯 C.水 D.液氨
(4)氮化硼晶体有多种结构,其中立方氮化硼具有金刚石的结构(如图)。若晶胞边长为,晶胞中N原子位于B原子所形成的正四面体的体心,这种氮化硼晶体的密度为   。(用含有和的代数式表示)
五、原理综合题
20.工业上利用反应:可减少的排放。
(1)已知:
   
(2)工业上为提高产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)能判断工业上合成甲醇反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。
A.容器内压强不变 B.混合气体中不变
C. D.
(4)在容积为1L的恒温密闭容器中充入和,一定条件下发生反应,测得和的浓度随时间变化如图所示:
①0~3min   (保留两位小数)
②的平衡转化率是   %
③平衡常数   (保留两位小数)
(5)催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:
实验编号 温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%)
A 543 /纳米棒 12.3 42.3
B 543 /纳米片 11.9 72.7
C 553 /纳米棒 15.3 39.1
D 553 /纳米片 12.0 70.6
(注:甲醇选择性是指转化的中生成甲醇的百分含量),根据上表所给数据,用生产甲醇的最优选项为   (填字母)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A. C2H5Cl 一氯乙烷,只能代表一种物质,没有同分异构体,A不符合题意;
B. C3H8 丙烷,只能代表一种物质,没有同分异构体,B不符合题意;
C.四氯化碳的二氟取代物只有一种结构,因此 CF2Cl2 只表示一种物质,没有同分异构体,C不符合题意;
D.C3H7Cl代表丙烷的一氯取代物,有两种结构,因此C3H7Cl可以表示混合物,D选项符合题意;
故答案为:D。
【分析】一个分子式如果可以有不同的结构,那么它表示的就可能使混合物。
2.【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;物质的简单分类
【解析】【解答】A.过氧化钠中含有共价键,但是该物质属于氧化物,不是盐,A选项是错误的,不符合题意;
B.CaCl2属于盐,但是其只有离子键没有共价键,B选项是错误的,不符合题意;
C.KNO3中有共价键也有离子键,属于盐,C选项是正确的,符合题意;
D.NaOH中有共价键也有离子键,但是其属于碱,并不是盐,D是错误的,不符合题意。
故答案为:D。
【分析】盐属于离子化合物,离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键,但是共价化合物中一定只有共价键。
3.【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】A.该命名不符合取代基所在的碳位数之和最小,应该是2,2,3-三甲基丁烷,A是错误的,不符合题意;
B.3号碳上有两个甲基,应该把两个甲基突出,所以该物质的命名应是:3,3-二甲基戊烷,B选项是错误的,不符合题意;
C.2号碳上是不能连乙基的,该物质的正确命名应是:3,4-二甲基己烷,C选项是错误的,不符合题意;
D.2,3-二甲基丁烷是正确的,D选项符合题意。
故答案为:D。
【分析】有机物命名时:(1)优先将官能团放在主链上;(2)取代基的碳位和要做到最小;(3)取代基的先后顺序遵循:羧酸>磺酸>羧酸酯>酰卤>酰胺>酸酐>腈>醛>酮>醇>硫醇>酚>硫酚>胺>炔烃>烯烃>醚>硫醚>卤代烃。
4.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.同主族元素自上而下电负性减小,氯、溴、碘依次减小,故A不符合题意;
B.氯的第一电离能大于磷,故B不符合题意;
C.符合元素周期律,故C符合题意
D.氨气分子间存在氢键,熔沸点较高,所以沸点: ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.卤族元素,从上到下结合电子的能力在减弱
B.同一周期的电离能一般是增大的趋势
C.同周期主族元素自左至右原子半径减小
D.同主族,从上到下氢化物的沸点依次增加,但是氨气存在氢键
5.【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.分子中N原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=3+(5-31)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有一个孤电子对,所以其空间立体构型为三角锥形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故A不符合题意;
B.分子中C原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=4+(4-41)=4,VSEPR模型为正四面体结构;中心原子不含孤电子对,所以其空间立体构型为正四面体结构,VSEPR模型与其空间立体构型一致,故B符合题意;
C.分子中O原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=2+(6-21)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有2个孤电子对,实际空间立体构型为V形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故C不符合题意;
D.分子中S原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数=2+(6-22)=3,VSEPR模型为平面三角形;含有一个孤电子对,实际空间立体构型为V形,VSEPR模型与其空间立体构型不一致,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=,a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数。
6.【答案】C
【知识点】极性键和非极性键;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.含有非极性键的分子不一定是非极性分子,如H2O2,中含有非极性分子,但属于极性分子,A是错误的,不符合题意;
B.非极性分子中可能不含非极性键,如BF3为非极性分子,但是内部只有极性键,正电中心与负电中心重合,B选项是错误的,不符合题意;
C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子,如HCl等,C选项是正确的,符合题意;
D.分子的极性并不是只与键的极性有关,与正电中心和负电中心是否重合有关。D选项是错误的。不符合题意。
故答案为:C。
【分析】极性分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀,所以具有一定的极性;而非极性分子正负电荷中心是重合的,从整个分子来看,电荷的分布是均匀的,不具有极性。
7.【答案】A
【知识点】离子化合物的结构特征与性质;共价键的形成及共价键的主要类型;分子间作用力
【解析】【解答】A.非金属元素的原子之间也可以形成离子化合物,如铵盐,A选项是错误的,不符合题意;
B.氢化物的稳定性与键能的大小相关,键长越短,键能越大,物质就越稳定,从Cl到I原子半径逐渐增大,因此键能逐渐减小,稳定性逐渐减弱,B选项是正确的,不符合题意;
C.氯化氢属于共价化合物,分子内部有共价键,溶于水会破坏共价键,C选项是正确的,不符合题意;
D.干冰在固态时,分子之间的距离较小,分子之间具有一定的分子间作用力,但是在变成气态后,分子之间的距离增大许多,分子间作用力减小甚至可以忽略,所以 干冰由固态变为气态,分子间作用力被破坏 ,D选项是正确的,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】溶于水会破坏共价键,在熔融状态下,不破坏共价键;熔融状态或溶于水时可以破坏离子键。
8.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. a和b不连接时,不构成原电池,铁失去电子,发生氧化反应,而Cu2+在溶液里得到电子,Cu2+得到电子会生成铜单质,在铁片上析出,A选项是正确的,不符合题意;
B.用 a和b用导线连接时构成原电池,此时溶液中的铜离子向正极移动,即在铜片附近聚集,发生还原反应:Cu2++2e-= Cu ,B选项是正确的,不符合题意;
C.无论构不构成原电池,铁片均可以和硫酸铜溶液反应,因此C选项是正确的,不符合题意;
D.如果用外加电源正负极分别连接a、b两级,则构成电解池,在电解质的内部,阳离子是向阴极移动,所以铜离子应向铁电极移动。D选项是错误的,符合题意。
故答案为:D。
【分析】原电池的工作原理:负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
电解池的工作原理:在外加电源的作用下,阳极失去电子,发生氧化反应,阴极得到电子,发生还原反应。在电解质溶液中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
9.【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.N和C原子位于同一周期,同周期的原子从左至右半径逐渐减小,所以C原子的半径较大,A选项是错误的,不符合题意;
B.同周期元素原子电负性由左至右电负性逐渐增大,所以P的电负性大于Si,B选项是正确的,符合题意;
C.同周期元素的金属性从左至右,逐渐增小,其最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱,因此Al(OH)3的碱性弱于Mg(OH)2,C选项是错误的,不符合题意;
D.K2O和Na2O都是离子晶体,离子所带的电荷数越多,半径越小,离子键就越强,晶体的熔沸点就越高,因此,Na2O的沸点更高。D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题考查的是元素周期律的综合应用。
10.【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.溴和四氯化碳溶液互溶,不能用分液的方法分离,应该用蒸馏法分离,A选项是错误的,不符合题意;
B.汽油和煤油都是有机物,两者是互溶的,应该使用蒸馏法分离,不能用分液的方法分离,B选项是错误的,不符合题意;
C.水和硝基苯是不互溶的,应该用分液法分离,C选项是正确的,符合题意;
D.水和乙醇互溶应该用蒸馏法分离,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】互不相溶的液体混合在一起后由于密度不同,会出现分层的现象,可以利用分液法分离。
11.【答案】D
【知识点】球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A. ① 中C原子在四面体的体心,4个H原子在正四面体的四个顶点,A选项是正确的,不符合题意;
B. ④ 中的碳原子成环, ⑤ 中碳原子以链状结合在一起,且每一C原子都结合成4个共价键,B选项是正确的,不符合题意;
C. ② 中有碳碳双键, ③ 中有碳碳三键,属于烯烃和炔烃,两种烃都是不饱和烃,C选项是正确的,不符合题意;
D.根据 ⑤中的结构模型,可知在C原子在以碳碳单键形成链状有机物时,并不能使所有的C原子都在一条直线上,它们是以锯齿状排列的,D选项是错误的,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据共价键具有方向性和饱和性可知,碳原子可以形成4个价键,若4个都是单键,则键在碳原子的周围向空间伸展,与碳构成四面体。
12.【答案】C
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.H2O的沸点比H2S的高,因为水分子之间存在氢键,A选项是错误的,不符合题意;
B.原子半径大小:Na>Mg>S>O,即Y>Z>W>X,B选项是错误的,不符合题意;
C.O和Na可以形成Na2O2,内部含有非极性键,C选项是正确的,符合题意;
D.MgO的熔点大于MgS,因为二者都是离子晶体,但是O2-的半径小于S2-,那么MgO中离子键的键长小,键能大,熔点更高,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据X的价电子排布式可知X是O,短周期中金属性最强的元素是Na,Y就是Na,Z与Na同周期且相邻,Z是Mg,W是X同族,且原子序数大于X,则W是S。
13.【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;配合物的成键情况
【解析】【解答】A.根据化合物的化合价代数和为0可知中心原子Cr的化合价是+3价,A选项是错误的,不符合题意;
B.有6个配体,所以配位数是6,B选项是正确的,符合题意;
C.配位体除了H2O,还有Cl-,C选项是错误的,不符合题意;
D.因为配合物的外界有Cl-,所以该配合物可以和硝酸银反应产生白色沉淀,D选项是错误的,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】配合物的内界离子存在配位键,较为稳定,在水溶液中无法电离,但是配位化合物属于离子化合物,外界是可以电离出的。
14.【答案】C
【知识点】常见气体制备原理及装置选择;实验装置综合
【解析】【解答】A.氯气易溶于水,所以不能用排水法来收集氯气,A选项是错误的,不符合题意;
B.浓硫酸和铜单质的产物是SO2而不是NO2,B选项是错误的,不符合题意;
C.双氧水在二氧化锰的催化下可以分解得到氧气,且氧气不易溶于水,所以可以用排水法来收集氧气,C选项是正确的,符合题意;
D.氨气是一种极易溶于水的气体,所以不能用排水法收集,应该用向下排空气法收集,D选项是错误的,不符合题意;
故答案为:C。
【分析】常见的气体收集装置有排水法和排空气法。其中不易溶于水的气体适用于排水法收集,与空气密度相差较大的气体适用于排空气法。
15.【答案】A
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】① 晶体具有各向异性,在 在不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同,①是错误的;② 晶体具有自范性,即晶体内部的原子按照一定的归则排列,且晶体生长速率适当, ② 是正确的; ③ 影响分子稳定性的原因是分子内部的共价键的稳定性,共价键的键能越大,键越稳定,分子就越稳定, ③ 说法是错误的; ④ 金属晶体能导电是因为自由电子在外加电场的作用下可作定向移动, ④ 是错误的; ⑤ 杯酚和冠醚属于超分子,超分子具有分子识别和自组装的特点,⑤是正确的。
故答案为:A。
【分析】本题考查的是晶体的结构和性质。
16.【答案】C
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;过氧化氢;硅和二氧化硅;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.FeO、CuO、MnO和ZnO都是碱性氧化物,可以与酸反应生成盐和水,但是SiO2是酸性氧化物,不能与酸反应,因此在“酸浸”的过程中得到的滤渣A是SiO2,A选项是正确的,不符合题意;
B.在MnO溶于酸后得到的是+2价,但是除锰后得到的是+4价,可见H2O2做了氧化剂,B选项是正确的,不符合题意;
C.加入ZnO会与酸中的H+反应,水解平衡Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,所以C选项是错误的,符合题意;
D.c(Fe3+)=10-5mol·L- 时,c3(OH-)× c(Fe3+) =Ksp【Fe(OH)3】=10-38mol/L,则c(OH-)=10-11mol/L ,c(H+)=10-3mol/L,pH=-lgc(H+)=3 ,因此,当c(Fe3+)<10-5mol·L-1时,pH>3;由于溶液中c(Zn2+)=1.2mol·L-1,当Zn2+开始生成Zn(OH)2沉淀时,溶液中的Kp[Zn(OH)2] =c(Zn2+)×c2(OH-) ,因此 c(OH-) =10-8.5mol/L,因此当Zn2+开始生成C(H+)=10-5.5mol/L,Zn(OH) 沉淀时,pH=5.5;为使Zn2+不沉淀,应该控制pH<5.5,综上所述,在“除铁”操作中为了使铁元素完全除去,又不影响高纯ZnO的产量,可以调节pH的范围是3故答案为:C。
【分析】本题考查的是工艺流程图的综合应用,包括难溶电解质的电离以及水解平衡的移动等。
(1)SiO2只和氢氟酸反应;
(2)H2O2在工艺流程题中既可作氧化剂,又可作还原剂,常用作氧化剂,将低价态的金属氧化为高价态;
(3)Fe3+会水解,加入ZnO会与酸中的H+反应,水解平衡移动;
(4)根据氢氧化物的沉淀溶解平衡常数,可以调节合适的pH值得到沉淀。
17.【答案】(1)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷
(2)3;
(3)羟基、羧基
(4)
(5)
(6)2
【知识点】化学键;有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的结构和性质;结构简式
【解析】【解答】(1)根据系统命名法原则可知:该有机物属于烷烃,且在2号碳上有两个甲基,6号碳上有1个甲基,4号碳上有一个乙基;
(2)核磁共振氢谱代表显示的峰的种类数,代表有机物的等效氢的种类数,就是一取代物的种类数;
(3)该有机物中的官能团包括羟基和羧基;
(4)只有不饱和的碳可以发生加聚反应;
(5)该键线式表示的是2—甲基戊烷;
(6)该分子只有在碳碳三键的位置有两个 键。
【分析】有机物系统命名法的原则:(1)将官能团放在一号碳上;(2)取代基所在碳位数之和最小;(3)相同官能团可以合并,碳位之间用‘,’隔开。
18.【答案】(1)
(2)浓硫酸
(3)吸收生成的水;吸收生成的二氧化碳
(4)
(5)
(6)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;有机物(官能团)的检验;实验装置综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装置A中是二氧化锰催化过氧化氢制氧气的反应;
(2)B是为了防止产氧气时得到的水干扰D中水的质量,所以需要吸收水,所以采用浓硫酸;
(3)无水氯化钙的作用是吸收有机物和氧气反应得到的水, E装置中碱石灰的作用是吸收有机物与氧气反应得到的二氧化碳,这样可以对有机物中C和H的进行定量;
(4)D中增长0.36g,可知有机物中n(H)=0.04mol,m(H)=0.04g,E中质量增加0.88g,可知有机物中n(C)=0.02mol,m(C)=0.24g,所以样品中m(O)=0.16g,所以该有机物中:N(C):N(H):N(O)=2:4:1,所以该分子的分子式为:(C2H4O)n,又根据其相对分子质量为44,可知,n=1,分子式为:C2H4O;
(5)根据核磁共振氢谱可知:给有机物共用两种等效氢,且个数比为3:1,可知该分子的结构简式为:CH3CHO;
(6)因为本实验是通过测定CO2和H2O的质量来对有机物中H和O定量的,所以应该隔绝空气中的CO2和H2O,防止干扰实验,因此应在E后再加一个装有碱石灰的装置。
【分析】根据水和二氧化碳的质量可以对有机物中C、H、O原子的物质的量之比进行计算,再根据相对原子质量确定分子式。
19.【答案】(1);4
(2)N; 、
(3)10;AB
(4)
【知识点】原子核外电子排布;配合物的成键情况;晶胞的计算;相似相溶原理及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)镍属于过渡元素,因此其价电子包括3d和4s能级上的电子;铁的几套原子价电子排布式为:3d64s2,有4个未成对电子;
(2)在四种元素中,N的第一电离能最大,因为其2p能级上半充满,较为稳定,不易失去电子;甲基上的C原子属于饱和碳,有4个 σ键,没有孤电子对,所以碳原子的杂化方式为sp3,与甲基C相连的C原子有3个σ键,还有一个Π键,无孤电子对,所以其 杂化方式为sp2;
(3)根据Ni(CO)4是正四面体形可知其分子具有对称性,属于非极性分子,根据“相似相溶”原理,可以溶于非极性溶剂CCl4和苯;
(4)根据均摊法知该晶胞中有4个BN,若晶胞边长为anm,晶胞中N原子位于b原子所形成的正四面体的体心,晶体密度= 25×4/NA(a×10-7)3
【分析】本题考查了分子的结构与性质以及晶胞的计算。在晶胞计算中注意单位换算。
20.【答案】(1)-49kJ/mol
(2)D
(3)A;B
(4)0.17mol/(L·min);75;5.33
(5)B
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学反应速率与化学平衡的综合应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据方程式之间的关系知:目标方程式的反应热等于已知方程式的反应热之和;
(2)制取甲醇的反应属于减压反应和放热反应,所以可以通过增大压强和降低温度来提高甲醇的产率;
(3)A.该反应中压强发生变化,所以在压强不再改变时,说明达到平衡,A符合题意;
B.混合体系中二氧化碳的浓度不再该表,说明二氧化碳消耗量和生成量相等,说明达到平衡,B选项符合题意;
C.甲醇和水的体积与浓度相等不能说明反应达到平衡,C.D不符合题意。
(4) ① 根据物质的量变化之比等于化学计量数之比,0-3min之V(CO2)=1-0.50/3×1= 0.17mol/(L·min) ,那么V(H2O)=0.17mol/(L·min);
② 平衡转化率指的是已经反应掉的物质的量与原物质的量之比;
③ 利用三段式计算出在平衡时,即10min处各组分的浓度,带入K=c(CO2)×c3(H2)/从c(CH3OH)×c(H2O)可计算平衡常数;
(5)对比几个实验,知:在同样的温度下,Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率加快,甲醇选择性高,而催化剂相同时,温度升高,CO2的转化率升高,而甲醇的选择性却降低,所以用CO2生成甲醇的最优选项是:B。
【分析】判断可逆反应达到平衡的依据:(1)正逆反应速率相等;(2)反应中为变量的物理量,在某一时刻不再改变,即“变量不变即平衡”。

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