衡阳市名校2022-2023学年高二下学期期末考试
化学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
6.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Cu:64
一、选择题:本题共14小题,每小题3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。
1. 生产、生活中蕴含了丰富的化学知识。下列有关说法正确的是
A. 合成纤维和光导纤维都属于新型无机非金属材料
B. “神舟”和“天宫”系列飞船使用的碳纤维复合材料属于碳的同素异形体
C. 中草药中常含有苷类、生物碱、有机酸等成分,煎煮中草药不适宜使用铁锅
D. 蛋白质作为营养物质,在人体内代谢的最终产物只有水和二氧化碳
2. 磷灰石是制造磷肥和含磷化合物的最主要矿物原料,可表示为。下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式:
B. 基态磷原子的最外层电子的轨道表示式:
C. 基态原子最高能级电子云轮廓图:
D. 中子数为20的氯原子:
3. 化学使生活更加美好。下列关于生产活动中,相应化学原理的解读错误的是
选项 生产活动 化学原理
A 工业生产的三氯蔗糖可代替蔗糖作甜味剂,供糖尿病患者食用 三氯蔗糖甜度高、代谢产生的热量低、安全性好
B 用重油裂解制备有机化工原料 重油裂解属于物理变化
C 家用筷子用高温蒸煮消毒 高温条件下,蛋白质变性
D 开发离子液体用作电化学研究的电解质 离子液体具有良好的导电性
A. A B. B C. C D. D
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式能正确解释相应事实的是
A. 向溶液中滴加过量的氨水:
B. 用过量的热烧碱溶液检验中的:
C. 在强碱溶液中次氯酸钠与反应生成:
D. 用溶液检验亚铁离子:
5. 中学常见的几种晶体结构模型如图,其中为二氧化碳晶体结构模型的是
A.
B.
C.
D.
6. 下列装置(固定装置略去)组装正确且能达到实验目的的是
A. 利用图甲检查气密性 B. 利用图乙进行中和反应反应热的测定
C. 图丙为滴定结束时的刻度,读数为12.20mL D. 利用图丁验证铁的析氢腐蚀
7. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 由与组成的混合气体中含有的氮原子数为
B. 标准状况下,11.2LHF中含有的分子数为
C. 完全溶于一定量的浓硝酸中,转移的电子数一定为
D. 时,为12溶液中含有的数目为
8. 一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物M结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 原子半径
B 化合物M中各原子均达到8电子稳定结构
C. 常温下,W、X、Z的氢化物均为气体
D. Q、X、Y三种元素形成的化合物中可能含有离子键
9. 一种配合物的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 该配合物分子中的配位键有2个,的配位数为4
B. 该配合物分子中采用的杂化方式为杂化
C. 基态原子核外电子有27种空间运动状态
D. 该配合物分子所含的元素中第一电离能最大的是
10. 可用于制备含氯消毒剂。二氧化氯()是一种黄绿色气体,易溶于水,在水中的溶解度约为的5倍,其水溶液在较高温度与光照下会生成与。是一种极易爆炸的强氧化性气体。下列关于、和的说法正确的是
A. 为非极性分子 B. 中含有非极性键
C. 空间结构为三角锥形 D. 与的键角相等
11. 用电解法对酸性含氯的氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 和的VSEPR模型相同,分子的空间结构不同
B. 发生的电极反应为
C. Ti电极为阴极,与外电源的负极相连,发生氧化反应
D. 和足量反应,转移的电子数为
12. 天然产物具有抗疟活性,以化合物为原料合成的机理如下:
下列说法错误的是
A. X分子中所有原子可能处于同一平面
B. Y分子中含有1个手性原子
C. Z分子既能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 一定条件下,W能发生取代、消去、加聚反应
13. 下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中,观察溶液颜色的变化 探究还原性:
B 向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液。振荡,观察颜色的变化 探究是否变质
C 加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液,将产生的气体通入高锰酸钾溶液中。观察溶液颜色的变化 探究溴乙烷在此条件下发生的是取代反应还是消去反应
D 向盛有等浓度的NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴溶液,振荡,观察沉淀颜色 证明
A. A B. B C. C D. D
14. 时,向溶液中加入固体或通入气体,混合溶液中与的关系如图所示(忽略溶液体积变化和可能逸出)。下列有关叙述正确的是
A. 点
B. 的约为
C. 点有关微粒浓度的大小关系为
D. 从点到点,水电离产生的先减小后增大
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯,其反应原理如下:
++H2O
用如图所示装置进行实验:
物质的性质数据如表所示:
物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.27 249 微溶
异丙醇 60 0.79 82 易溶
苯甲酸异丙酯 164 1.08 218 不溶
实验步骤:
步骤ⅰ.在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ⅱ.加热至70 ℃左右保持恒温半小时;
步骤ⅲ.将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制
回答下列问题:
(1)图甲中仪器a的名称为___________,步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为___________(填标号)。
A.50 mL B.100 mL C.250 mL D.500 mL
(2)实验中,加入的异丙醇需过量,其目的是___________。判断酯化反应接近反应限度的现象为___________。
(3)本实验一般可采用的加热方式为___________。
(4)操作Ⅰ中饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是___________,操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为___________。
(5)步骤ⅳ操作时应收集218 ℃的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________(填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88 g,那么该实验的产率为___________%(保留3位有效数字)。
16. 电解铜的阳极泥中含有铅、锡、钡以及金、银等有价值的金属元素,具有较高的综合利用价值,其中锡主要以形式存在,铅、钡主要以硫酸盐的形式存在。针对阳极泥中的元素设计的工艺流程如图,请回答下列问题:
已知:①常温下,部分碳酸盐、硫酸盐的溶度积常数如下表。
盐
②不溶于水,难溶于酸和碱。
③为强酸,可电离生成和。
(1)已知与同主族,则基态原子的价层电子排布式为___________
(2)“溶浸1”的目的是将铅、钡主要转化为溶解度更小的和,的VSEPR模型的名称为___________,写出“浸渣1”与稀盐酸发生的主要反应的离子方程式:___________。
(3)工艺流程中“浸渣转化”的原理为___________(用离子方程式表示);完全转化成且达到平衡时,溶液中___________。
(4)加入、混合溶液可使、分别转化成、,写出转化成反应的离子方程式:___________。
(5)富金、银溶液中加入粉可置换出。若将粉加入一定体积的富金、银溶液中,恰好完全反应(粉只与反应),置换出金属单质(),则富金、银溶液中、的物质的量浓度之比为___________。
(6)由金的X射线衍射图像可知,其晶胞属于面心立方晶胞(如图)。若金原子的半径为,金的密度为,金原子的摩尔质量为,则阿伏加德罗常数()的计算表达式___________。(用含、、的代数式表示)。
17. 化合物是合成一种降血压药的中间体,的部分合成路线如下:
已知:是具有强烈刺激性气味的液体,遇水水解生成和。
(1)有机物中的含等官能团的名称为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)有机物B分子中含有___________个手性碳原子。
(4)的反应中,的作用是___________,写出反应的化学方程式:___________。
(5)是有机物的同分异构体,符合下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①含有六元碳环;
②既能发生银镜反应又能与碳酸氢钠溶液反应产生气体。
(6)已知:+CH3COOH 写出以、和为原料制备的合成路线流程图__________________ (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18. “绿水青山就是金山银山”是重要的发展理念,研究、、等大气污染物的处理方法具有重要意义。
(1)钙基固硫技术可减少排放,但煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
反应①:
反应②:
反应③:___________(填含、的代数式)。
(2)的排放主要来自汽车尾气。
①有人利用尿素水溶液热解产生的去除尾气中的,流程如图1;
a.尿素中氮元素的化合价为___________。
b.若氧化处理后的尾气中混有,此时催化剂表面会覆盖部分硫酸盐,导致催化剂中毒,降低的去除率。试分析硫酸盐的产生过程:___________。
②某种脱硝反应机理如图2所示,参与的反应的方程式为___________。
③实验室模拟汽车尾气转化器中的反应。在2L的恒容密闭容器中,投入和,一段时间后反应达到平衡状态,测得的转化率为。该温度下,反应的平衡常数为___________。
④一定条件下,反应的反应历程如图3所示,该历程分三步进行,其中第___________步是决速步骤。在恒温恒容密闭容器中进行上述反应,原料组成,体系达到平衡时的体积分数为,则的平衡转化率为___________。
衡阳市名校2022-2023学年高二下学期期末考试
化学 答案解析
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
5.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
6.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Cu:64
一、选择题:本题共14小题,每小题3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。
1. 生产、生活中蕴含了丰富的化学知识。下列有关说法正确的是
A. 合成纤维和光导纤维都属于新型无机非金属材料
B. “神舟”和“天宫”系列飞船使用的碳纤维复合材料属于碳的同素异形体
C. 中草药中常含有苷类、生物碱、有机酸等成分,煎煮中草药不适宜使用铁锅
D. 蛋白质作为营养物质,在人体内代谢的最终产物只有水和二氧化碳
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成纤维属于有机高分子材料,不属于无机非金属材料,A错误;
B.碳纤维复合材料是有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%,并不是碳单质,所以不是碳的同素异形体,B错误;
C.中草药中常含有苷类、生物碱、有机酸等成分,有机酸会和铁反应,因此煎煮中草药不适宜使用铁锅,C正确;
D.蛋白质含有N元素,在人体内代谢,最终的代谢产物除了水和二氧化碳,还有含氮物质(如尿素),D错误;
故选C。
2. 磷灰石是制造磷肥和含磷化合物的最主要矿物原料,可表示为。下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式:
B. 基态磷原子的最外层电子的轨道表示式:
C. 基态原子最高能级的电子云轮廓图:
D. 中子数为20的氯原子:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的电子式为:,故A错误;
B.基态磷原子的最外层电子的排布式为3s23p3,其轨道表示式为:,故B正确;
C.基态原子最高能级为4s,其电子云轮廓图: ,故C错误;
D.中子数为20氯原子,质量数为17+20=37,该氯原子为:,故D错误。
答案:B。
3. 化学使生活更加美好。下列关于生产活动中,相应化学原理的解读错误的是
选项 生产活动 化学原理
A 工业生产的三氯蔗糖可代替蔗糖作甜味剂,供糖尿病患者食用 三氯蔗糖甜度高、代谢产生的热量低、安全性好
B 用重油裂解制备有机化工原料 重油裂解属于物理变化
C 家用筷子用高温蒸煮消毒 高温条件下,蛋白质变性
D 开发离子液体用作电化学研究的电解质 离子液体具有良好的导电性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.三氯蔗糖甜度远高于蔗糖,使用量少即可达到相同效果,A正确;
B.重油裂解属于化学变化,B错误;
C.高温蒸煮使得蛋白质变性,C正确;
D.离子液体中含有大量自由移动的离子,具有良好的导电性,D正确;
故选B。
4. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式能正确解释相应事实的是
A. 向溶液中滴加过量的氨水:
B. 用过量的热烧碱溶液检验中的:
C. 在强碱溶液中次氯酸钠与反应生成:
D. 用溶液检验亚铁离子:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向硫酸铜溶液中滴加过量氨水会生成四氨合铜离子,方程式为:,A错误;
B.碳酸氢根与氢氧根离子也会反应,因此反应的方程式为:,B错误;
C.在强碱溶液中不会生成氢离子,因此反应的方程式为:,C错误;
D.在溶液中是沉淀,所以不能拆,因此反应的方程式为:,D正确;
故选D。
5. 中学常见的几种晶体结构模型如图,其中为二氧化碳晶体结构模型的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化碳晶体是由二氧化碳分子构成的晶体,该晶体不是二氧化碳晶体,A不符合题意;
B.该晶体为NaCl晶胞模型,不是二氧化碳晶体模型,B不符合题意;
C.CO2分子晶体由二氧化碳分子构成,是面心立方晶体,C项符合题意;
D.该晶体模型为空间网状结构,为共价晶体,可能为金刚石晶体模型,D不符合题意;
故选C。
6. 下列装置(固定装置略去)组装正确且能达到实验目的的是
A. 利用图甲检查气密性 B. 利用图乙进行中和反应反应热测定
C. 图丙为滴定结束时的刻度,读数为12.20mL D. 利用图丁验证铁的析氢腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A.装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏;向里推动活塞,长颈漏斗内形成一段液柱说明不漏气,A正确;
B.温度计应该放在烧杯内测量溶液的温度变化,B错误;
C.图丙为滴定结束时的刻度,读数为11.80mL,C错误;
D.中性环境中铁发生吸氧腐蚀,D错误;
故选A。
7. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 由与组成的混合气体中含有的氮原子数为
B. 标准状况下,11.2LHF中含有的分子数为
C. 完全溶于一定量的浓硝酸中,转移的电子数一定为
D. 时,为12的溶液中含有的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.NO2和N2O4的最简式为NO2,4.6 g NO2的物质的量为=0.1mol,所含N原子数为0.1NA,A正确;
B.标准状况下,HF呈液态,无法计算11.2LHF的物质的量,也就无法计算其所含有的分子数,B错误;
C.3.2g Cu的物质的量为=0.05mol,完全溶于一定量的浓硝酸,被氧化形成Cu2+,转移电子数一定为0.1NA,C正确;
D.25℃时,1 L pH=12的Ba(OH)2溶液中氢氧根浓度是0.01mol/L,含有的OH-数目为0.01mol/L ×1L×NA =0.01NA,D正确;
故选B。
8. 一种由短周期主族元素组成的抗病毒化合物M结构如图,其中Q、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,Q为元素周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 原子半径
B. 化合物M中各原子均达到8电子稳定结构
C. 常温下,W、X、Z的氢化物均为气体
D. Q、X、Y三种元素形成的化合物中可能含有离子键
【答案】D
【解析】
【详解】Q为元素周期表中原子半径最小的元素,故Q为H;由原子序数大小关系及图示化合物中各原子形成共价键个数可知,W为第IVA族元素,X为第VA族元素,Y为第VIA族元素,乙为第VIIA族元素,且Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍,故W是C、X是N、Y是O、Z是F。
A.同周期从左到右原子半径依次减小,故原子半径W(C)>X(N)>Y(O),选项A错误;
B.化合物M中各原子除H达2电子稳定结构外,其他原子均达到8电子稳定结构,选项B错误;
C.常温下,C的氢化物烃中C原子数大于4的为非气态,选项C错误;
D.Q、X、Y可形成NH4NO3,含有离子键,选项D正确;
答案选D。
9. 一种配合物的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 该配合物分子中的配位键有2个,的配位数为4
B. 该配合物分子中采用的杂化方式为杂化
C. 基态原子核外电子有27种空间运动状态
D. 该配合物分子所含的元素中第一电离能最大的是
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中Co的化合价为+2价,该配合物分子中Co与两个氮原子形成配位键,的配位数为4,故A正确;
B.该配合物分子中苯环及碳碳双键中均采用的杂化方式为杂化,B正确;
C.基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,故有15种空间运动状态,故C错误;
D.该配合物分子所含的元素有H、C、N、O、S,同主族第一电离能从上到下逐渐减小,同周期从左往右,第一电离能呈增大趋势,由于N的核外电子排布为半充满状态,更稳定,故第一电离能最大,故D正确;
答案为:C。
10. 可用于制备含氯消毒剂。二氧化氯()是一种黄绿色气体,易溶于水,在水中的溶解度约为的5倍,其水溶液在较高温度与光照下会生成与。是一种极易爆炸的强氧化性气体。下列关于、和的说法正确的是
A. 为非极性分子 B. 中含有非极性键
C. 空间结构为三角锥形 D. 与的键角相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.易溶于水,在水中的溶解度约为Cl2的5倍,氯气是非极性分子,根据相似相溶原理,与水分子极性相似,故为极性分子,A错误;
B.中Cl和O以极性共价键结合,B错误;
C.中心原子Cl有3个σ键,孤电子对数为,空间构型为三角锥形,C正确;
D.中心原子Cl的孤电子对数为,中心原子Cl的孤电子对数为1,孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间斥力>成键电子对之间斥力,因此键角>键角,D错误;
故本题选C。
11. 用电解法对酸性含氯的氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是
A. 和的VSEPR模型相同,分子的空间结构不同
B. 发生的电极反应为
C. Ti电极为阴极,与外电源的负极相连,发生氧化反应
D. 和足量反应,转移的电子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子的中心原子是氮原子,孤电子对数为1,价层电子对数为4,分子构型为三角锥形;分子的中心原子是氧原子,孤电子对数为2,价层电子对数为4,分子构型为V形,故两者的VSEPR模型相同,分子的空间结构不同,故A正确;
B.电解质溶液为酸性,发生的电极反应为,故B错误;
C.Ti电极上,氢元素、氯元素化合价均降低,发生还原反应,作电解池的阴极,与外电源的负极相连,故C错误;
D.和足量反应,催化分解为氮气和氢气,的量未知,无法计算转移的电子数,故D错误;
答案为:A。
12. 天然产物具有抗疟活性,以化合物为原料合成的机理如下:
下列说法错误的是
A. X分子中所有原子可能处于同一平面
B. Y分子中含有1个手性原子
C. Z分子既能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 一定条件下,W能发生取代、消去、加聚反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.X分子中存在-CH2CH2OH结构,根据甲烷分子为正四面体可知,所有原子不可能处于同一平面,选项A错误;
B.Y分子中含有1个手性原子,如图(用表示手性碳原子) ,选项B正确;
C.Z分子中存在碳碳双键,既能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项C正确;
D.W中存在醇羟基,且羟基相连的碳相邻的碳上有氢,一定条件下,W能发生取代反应、消去反应,含有碳碳双键,能发生加聚反应,选项D正确;
答案选A。
13. 下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中,观察溶液颜色的变化 探究还原性:
B 向盛有溶液试管中滴加几滴溶液。振荡,观察颜色的变化 探究是否变质
C 加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液,将产生的气体通入高锰酸钾溶液中。观察溶液颜色的变化 探究溴乙烷在此条件下发生的是取代反应还是消去反应
D 向盛有等浓度的NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴溶液,振荡,观察沉淀颜色 证明
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中,二氧化硫与碘发生氧化还原反应:2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI,混合溶液由蓝色变为无色,说明还原性,故A正确;
B.向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液,若溶液变红,说明已经变质,故B正确;
C.加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液,发生消去反应生成溴化钠和乙烯,将产生的气体乙烯通入高锰酸钾溶液中,发生氧化反应,高锰酸钾溶液褪色;溴乙烷的水解反应生成的溴化氢,也能使高锰酸钾溶液褪色,故不能探究溴乙烷在此条件下发生的是取代反应还是消去反应,故C错误;
D.向盛有等浓度的NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴溶液,生成浅黄色沉淀,银离子与碘离子反应生成溶解度更小的碘化银,证明,故D正确。
答案为:C。
14. 时,向溶液中加入固体或通入气体,混合溶液中与的关系如图所示(忽略溶液体积变化和可能逸出)。下列有关叙述正确的是
A. 点
B. 的约为
C. 点有关微粒浓度的大小关系为
D. 从点到点,水电离产生的先减小后增大
【答案】B
【解析】
【分析】随着KOH固体的增加,溶液的PH增大,H2A电离程度增大,溶液中c(HA-)先增大后减小,c(A2-)逐渐增大,则溶液中-lgc(HA-)先减小后增大,-lgc(A2-)逐渐减小,故abe曲线表示-lgc(HA-)随PH的变化曲线。
【详解】A.点-lgc(HA-)=-lgc(A2-),则c(HA-)= c(A2-),溶液中溶质为等物质的量浓度的KHA和K2A,由物料守恒可知c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1mol/L,则c(HA-)+c(A2-)<0.1,由溶质的浓度可知c(K+): [c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]=3:2,则c点,故A错误;
B.PH=0时,c(H+)=1mol/L,-lgc(HA-)=4,则c(HA-)=10-4mol/L,的电离程度较小,则溶液中c(H2A)0.1mol/L,则=,故B正确;
C.点溶液中纵坐标最小,则该溶液中c(HA-)最大,溶液中溶质为KHA,溶液PH<7,溶液呈酸性,说明HA-电离程度大于水解程度,但电离和水解程度均较小,则溶液中存在,故C错误;
D.点溶质为KHA,溶液呈酸性,说明HA-的电离程度大于水解程度,抑制水的电离,从b点到点,继续加入KOH,KOH抑制水电离,则水电离产生的先增大后减小,故D错误。
答案为:B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯,其反应原理如下:
++H2O
用如图所示装置进行实验:
物质的性质数据如表所示:
物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.27 249 微溶
异丙醇 60 0.79 82 易溶
苯甲酸异丙酯 164 1.08 218 不溶
实验步骤:
步骤ⅰ.在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ⅱ.加热至70 ℃左右保持恒温半小时;
步骤ⅲ.将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
回答下列问题:
(1)图甲中仪器a的名称为___________,步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为___________(填标号)。
A.50 mL B.100 mL C.250 mL D.500 mL
(2)实验中,加入的异丙醇需过量,其目的是___________。判断酯化反应接近反应限度的现象为___________。
(3)本实验一般可采用的加热方式为___________。
(4)操作Ⅰ中饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是___________,操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为___________。
(5)步骤ⅳ操作时应收集218 ℃的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________(填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88 g,那么该实验的产率为___________%(保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶(或三口烧瓶) ②. B
(2) ①. 使酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率 ②. 油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变)
(3)水浴加热 (4) ①. 除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质 ②. 除去残留的水
(5)苯甲酸 (6)85.0
【解析】
【分析】本实验将苯甲酸、异丙醇在浓硫酸作催化剂和脱水剂的作用下水浴加热制备苯甲酸异丙酯,制得苯甲酸异丙酯经过饱和碳酸钠溶液洗涤除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质,干燥除去残留的水,最后通过蒸馏收集收集218 ℃的馏分,即可得到纯净的苯甲酸异丙酯,据分析答题。
【小问1详解】
仪器a的名称为三颈烧瓶,三颈烧瓶使用时,装有的试剂不宜超过其容积的,也不宜少于其容积的,故选择B较为适宜;
【小问2详解】
酯化反应为可逆反应,使异丙醇稍过量有利于酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率;油水分离器中水层高低的变化可以显示生成物水的量,据此可以判断酯化反应是否达到平衡,当油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变),说明酯化反应接近反应限度;
【小问3详解】
由于加热温度为70 ℃,故采用水浴加热的方式;
【小问4详解】
第一次水洗主要是除去异丙醇和硫酸等水溶性杂质,用饱和碳酸钠溶液洗涤主要是除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质,而第二次水洗,则是为了除去残留的碳酸钠,操作Ⅱ中加入无水硫酸镁是为了除去残留的水;
【小问5详解】
如果蒸馏时温度计的水银球位置偏上,则蒸馏烧瓶支管口处温度比温度计所测量的温度高,会有沸点较高的杂质逸出,根据几种物质的沸点分析,可知混有的杂质可能为苯甲酸;
【小问6详解】
24.4 g苯甲酸的物质的量为0.2 mol,20 mL异丙醇的物质的量为0.26 mol,苯甲酸不足,所以苯甲酸异丙酯的理论产量为0.2×164=32.8 (g),则产率为85.0% 。
16. 电解铜的阳极泥中含有铅、锡、钡以及金、银等有价值的金属元素,具有较高的综合利用价值,其中锡主要以形式存在,铅、钡主要以硫酸盐的形式存在。针对阳极泥中的元素设计的工艺流程如图,请回答下列问题:
已知:①常温下,部分碳酸盐、硫酸盐的溶度积常数如下表。
盐
②不溶于水,难溶于酸和碱。
③为强酸,可电离生成和。
(1)已知与同主族,则基态原子的价层电子排布式为___________
(2)“溶浸1”的目的是将铅、钡主要转化为溶解度更小的和,的VSEPR模型的名称为___________,写出“浸渣1”与稀盐酸发生的主要反应的离子方程式:___________。
(3)工艺流程中“浸渣转化”的原理为___________(用离子方程式表示);完全转化成且达到平衡时,溶液中___________。
(4)加入、混合溶液可使、分别转化成、,写出转化成反应的离子方程式:___________。
(5)富金、银溶液中加入粉可置换出。若将粉加入一定体积的富金、银溶液中,恰好完全反应(粉只与反应),置换出金属单质(),则富金、银溶液中、的物质的量浓度之比为___________。
(6)由金的X射线衍射图像可知,其晶胞属于面心立方晶胞(如图)。若金原子的半径为,金的密度为,金原子的摩尔质量为,则阿伏加德罗常数()的计算表达式___________。(用含、、的代数式表示)。
【答案】(1)6s26p2
(2) ①. 平面三角形 ②. PbCO3+2H+=Pb2++CO2+H2O
(3) ①. BaSO4(s)+(aq)=BaCO3(s)+(aq) ②. 25
(4)8H++7Cl-++2Au=2HAuCl4+3H2O
(5)3:1 (6)mol-1
【解析】
【分析】阳极泥含有铅、锡、钡以及金、银等有价值的金属元素,其中锡主要以SnO2形式存在,铅、钡主要以硫酸盐的形式存在,加入Na2CO3、Na2SO4溶液,根据碳酸盐、硫酸盐的溶度积常数可知,铅、钡主要转化为溶解度更小的PbCO3和BaSO4,过滤得到的浸渣1中主要含有PbCO3、BaSO4、金、银、SnO2,加入盐酸,溶解PbCO3,过滤得到PbCl2溶液和浸渣2(主要含有BaSO4、金、银、SnO2),再加入饱和Na2CO3溶液,将BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀,过滤,向浸渣3中加入盐酸,除去BaCO3沉淀,再过滤,得到滤液3为BaCl2溶液和滤渣(主要含有金、银、SnO2),向滤渣中加入盐酸和氯酸钠溶液,过滤,得到富含金、银的溶液和SnO2。
【小问1详解】
Pb为第六周期第ⅣA族,原子的价层电子排布式为6s26p2;
【小问2详解】
的价层电子对数为=3,VSEPR模型的名称平面三角形;根据分析,浸渣1加入盐酸,,溶解PbCO3,离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++CO2+H2O;
【小问3详解】
工艺流程中钡碳酸转化的原理为BaSO4(s)+(aq)=BaCO3(s)+(aq);平衡时====25;
【小问4详解】
加入HCl、NaClO3溶液可使Au、Ag转化成HAuCl4、Na2[AgCl3],则Au转化成HAuCl4时,Au元素化合价升高了3价,根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为8H++7Cl-++2Au=2HAuCl4+3H2O;
【小问5详解】
富金银溶液中加入Pb粉可置换出Au、Ag,Pb转化为2价Pb,Au、Ag分别由+3价降低为0价、+1价降低为0价,设置换出4mol金属单质中,Au为xmol、Ag为ymol,则有xmol+ymol=4mol,3xmol+ymol=5×2mol,联立方程,解得x=3,y=1,则富金银溶液中HAuCl4、Na2[AgCl3]的物质的量浓度之比为物质的量之比=3:1;
【小问6详解】
阿伏加德罗常数为,已知金的晶胞属于面心立方晶胞,根据均摊法,一个晶胞中含有个金原子,设晶胞的边长为xcm,金原子的半径为rcm,可知,即x=2rcm,金的密度为ρg/cm3,摩尔质量为Mg/mol,则4M=NA,阿伏加德罗常NA=。
17. 化合物是合成一种降血压药的中间体,的部分合成路线如下:
已知:是具有强烈刺激性气味的液体,遇水水解生成和。
(1)有机物中的含等官能团的名称为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)有机物B分子中含有___________个手性碳原子。
(4)的反应中,的作用是___________,写出反应的化学方程式:___________。
(5)是有机物的同分异构体,符合下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①含有六元碳环;
②既能发生银镜反应又能与碳酸氢钠溶液反应产生气体。
(6)已知:+CH3COOH 写出以、和为原料制备的合成路线流程图__________________ (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)碳碳双键、酯基、羧基
(2)取代反应 (3)1
(4) ①. 催化剂 ②. +2CH3OH+2H2O
(5)4 (6)
【解析】
【分析】A为 ,与C2H5ONa作用的产物再与H+作用,生成B为;B与在加热条件下反应生成C为 ;C与浓HCl反应生成D为;D在SOCl2催化下与CH3OH发生酯化反应生成E为;E与K2CO3反应的产物再与H+作用,生成F的分子式是C10H14O4,从G中可以看出,E中的-CH2COOCH3转化为-CH2COOH,从而得出F的结构简式为 ;F与在DMAF、DCC作用下生成G为;G与POCl3作用生成H为
【小问1详解】
由分析可知,F为,官能团为碳碳双键、酯基、羧基;
【小问2详解】
由分析可知,在SOCl2催化下发生取代反应生成E(),因此DE为取代反应;
【小问3详解】
一个C连接四个不同的基团,这个C是手性碳,有机物B中只有一个手性碳(箭头所指);
【小问4详解】
根据分析,SOCl2为该反应的催化剂,DE发生酯化反应,根据酸脱羟基醇脱氢的原理,方程式为+2CH3OH+2H2O;
【小问5详解】
根据分析B为,分子式为C8H12O3,能发生银镜反应说明含有醛基,能与碳酸氢钠溶液反应产生气体说明含有羧基,含有六元碳环的同分异构体有、、、,共4种;
【小问6详解】
由,需将六元环转化为五元环,应使用题给流程图中A→B的信息,此时应将氧化为,再酯化为 ,从而转化为,再将羰基还原为醇羟基、最后发生消去,从而制得
,合成路线流程图为:
18. “绿水青山就是金山银山”是重要的发展理念,研究、、等大气污染物的处理方法具有重要意义。
(1)钙基固硫技术可减少排放,但煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
反应①:
反应②:
反应③:___________(填含、的代数式)。
(2)的排放主要来自汽车尾气。
①有人利用尿素水溶液热解产生的去除尾气中的,流程如图1;
a.尿素中氮元素的化合价为___________。
b.若氧化处理后的尾气中混有,此时催化剂表面会覆盖部分硫酸盐,导致催化剂中毒,降低的去除率。试分析硫酸盐的产生过程:___________。
②某种脱硝反应机理如图2所示,参与的反应的方程式为___________。
③实验室模拟汽车尾气转化器中的反应。在2L的恒容密闭容器中,投入和,一段时间后反应达到平衡状态,测得的转化率为。该温度下,反应的平衡常数为___________。
④一定条件下,反应的反应历程如图3所示,该历程分三步进行,其中第___________步是决速步骤。在恒温恒容密闭容器中进行上述反应,原料组成,体系达到平衡时的体积分数为,则的平衡转化率为___________。
【答案】(1)△H2-△H1
(2) ①. -3 ②. 尾气中剩余的NO2溶于水生成具有强氧化性的HNO3,SO2与水反应生成H2SO3,HNO3将H2SO3氧化为H2SO4,从而形成硫酸盐 ③. 2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+ ④. 10 ⑤. 二 ⑥. 80%
【解析】
【小问1详解】
(1)根据盖斯定律Ⅱ- I得CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) =CaS(s)+3CO2(g),则△H3=△H2-△H1;
【小问2详解】
①尿素[CO(NH2)2]中C元素为+4价,0元素为一2价,H元素为+1价,根据化合价代数和为0,则尿素氮元素的化合价为- 3价;若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。则硫酸盐的产生过程为:尾气中剩余的NO2溶于水生成具有强氧化性的HNO3,SO2与水反应生成H2SO3,HNO3将H2SO3氧化为H2SO4,从而形成硫酸盐;
②图中Cu+在反应前后性质、质量不变,为催化剂;用乙烯进行脱硝(NO),从题图可以知道,乙烯被Cu+(NO2)氧化成二氧化碳(其中C化合价由-2→+4),Cu+(NO2)自身被还原成N2(其中N化合价由+4→0),反应方程式为2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+;
③该反应的反应三段式为:
;
④该反应历经三步,其中第二步需要最多的能量,因此第二步是决定速率步骤;该反应的反应三段式为:
,解得x=0.4,的平衡转化率为×100%=80%;