2024届河北省高三下学期部分学校4月质量检测化学
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
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,只有一项符合题目要求。
1. (中国诗词大会)不仅重温经典诗词,继承和发扬中华优秀传统文化,还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是
A. “忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间”,海市蜃楼现象与胶体知识有关
B. “借问瘟君欲何往,纸船明烛照天烧”,纸和烛的化学成分相同
C. “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金的化学性质稳定,在自然界常以游离态存在
D. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,能量转化方式主要为化学能转化为热能
【答案】B
【解析】
【详解】A.空气为胶体,能有利于光线的折射,从而导致海市蜃楼的形成,A正确;
B.纸的主要成分为纤维素;烛的主要成分为烃类,二者化学成分不同,B错误;
C.该诗句说明金的化学性质稳定,在自然界中常以游离态存在,金和泥沙密度不同,金的密度比较大,可利用水流使泥沙和金分离开来,即可通过物理方法提纯金,C正确;
D.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,能量转化方式主要为燃料燃烧获取热量,即能量转化为形式化学能转化为热能,D正确;
故选B
2. H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物其中H2O2分子结构如图所示,H+可与H2O形成H3O+。下列说法错误的是
A. 分子中两个原子均采取杂化轨道成键
B. 相同条件下,在水中的溶解度大于在中的溶解度
C. 液态水中的作用力由强到弱的顺序是:氢键范德华力
D. 的空间结构为三角锥形
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中两个原子周围均有2个σ键且含2对孤对电子,均采取杂化轨道成键,A正确;
B.和H2O都是极性分子,是非极性分子,根据相似相溶原理,相同条件下,在水中的溶解度大于在中的溶解度,B正确;
C.一般而言,共价键的作用力大于分子间作用力,则液态水中的作用力由强到弱的顺序是: 范德华力,C错误;
D.的价层电子对数为,O原子采取sp3杂化,含1对孤对电子,空间结构为三角锥形,D正确;
故选C。
3. 去羟加利果酸具有抗炎作用,它对LPS诱导的内毒性休克具有保护作用,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 该物质有三种官能团,分子中含有12个手性碳原子
B. 该物质可消耗
C. 该物质能发生氧化、取代、加成、加聚反应
D. 可用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键三种官能团,连接四种不同基团的碳为手性碳原子,分子中含有12个手性碳原子:,A正确;
B.该物质含1mol羧基可消耗,羟基不与碳酸氢钠反应,B正确;
C.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键三种官能团,能发生氧化、取代、加成、加聚反应,C正确;
D.羟基、碳碳双键均能被酸性溶液氧化使其褪色,无法用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键,D错误;
故选D。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸和碘化钾淀粉溶液检验加碘盐中的
B. 少量通入到溶液中:
C. 向溶液中加入等物质的量的溶液:
D. 溶液中通入:
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸是弱酸,不能拆成离子形式,正确的离子方程式为:,A错误;
B.少量通入到溶液中生成NaCl和硫酸钠,ClO-与氢离子结合生成HClO,:,B错误;
C.向溶液中加入等物质的量的溶液生成氢氧化铝和硫酸钡沉淀,离子方程式:,C正确;
D.正确的离子方程式为:,D错误;
故选C。
5. 下列陈述I与陈述II均正确,具有因果关系的是
选项 陈述I 陈述II
A 向Ag3CrO3(砖红色)悬浊液中入NaCl溶液、有白色沉淀生成 Ksp(Ag3CrO3)>Ksp(AgCl)
B 第一电离能:PC 电负性F>C 酸性:CF3COOH>CCl3COOH
D Al2O3熔点比AlCl3高 工业上电解熔融Al2O3冶炼铝
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ag3CrO3悬浊液中入NaCl溶液有白色沉淀AgCl生成,说明Ag3CrO3的溶解度大于AgCl,但两种沉淀形式不同,无法直接从溶解度推导出Ksp相对大小,A错误;
B.P的价层电子排布式为3s23p3,3p为半充满状态,稳定性较强,第一电离能:P>S,B错误;
C.电负性:F>Cl,则C-F键的极性强于C-Cl的,使-CF3的极性大于-CCl3的极性,导致CF3COOH中羟基极性增强,更容易电离出H+,所以酸性:CF3COOH>CCl3COOH,C正确;
D.工业上电解熔融Al2O3冶炼铝,是因为Al2O3是离子化合物,AlCl3是共价化合物,与熔点无关,D错误;
故选C。
6. (亚铁氰化钾)为食盐的抗结剂,已知的熔点、沸点,
以上分解:。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 常温下,1LpH=11的KCN溶液中由水电离出的H+数目为10-11NA
B. 和组成的混合气体中含有的原子数为
C. 中含键数目为
D. 金刚石中含有键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.KCN溶液中,CN-的水解促进水的电离,溶液中的H+均来自水的电离,1LpH=11的KCN溶液中由水电离出的H+数目为10-3NA,故A错误;
B.N2和N4均为N原子构成,和组成的混合气体中N原子的数目为:,故B正确;
C.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键2个π键,中Fe形成6个键(配位键),6个C≡N含数目为6个,即中含键数目为,故C正确;
D.金刚石物质的量为:,金刚石为正四面体网状结构,每个C与其余4个C形成4个C-C键,即相当于每个C拥有2个C-C键,金刚石中含有键的数目为0.3mol×2×NA=,故D正确;
故选A。
7. 吲哚(化合物Z)主要用作香料、染料、氨基酸、农药的原料。以邻硝基苯甲醇(化合物X)为原料合成吲哚的反应如下:
下列说法正确的是
A. 基态原子未成对电子数:
B. X分子间、Y分子间、Z分子间均不存在氢键
C. 基态原子的简化电子排布式为
D. 分子中原子和原子都是杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.C、N、O的价层电子排布分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4,未成对电子数分别为2、3、2,基态原子未成对电子数:,A错误;
B.X分子间、Y分子间均不存在氢键,Z分子含有N-H键,Z分子间存在氢键,B错误;
C.基态原子的简化电子排布式为,C错误;
D.分子中原子和原子周围都是3个σ键,都是杂化,D正确;
故选D
8. “马氏试砷法”原理中的“砷镜”可溶于的碱性溶液,发生的反应为(末配平)。下列说法正确的是
A. 配平后的化学计量数为5
B. 该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2
C. 的电子式为
D. 该反应每生成,转移电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.配平后的化学方程式为,的化学计量数为6,A错误;
B.该反应氧化剂是NaClO,还原剂为As,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,B正确;
C.NaClO是离子化合物,钠离子和次氯酸根离子存在离子键,电子式为,C错误;
D.根据关系式3H2O~10e-,每生成物质的量为,转移电子,D错误;
故选B。
9. 下列对实验的叙述正确的是
A. 图甲,盐桥(装有含KCI饱和溶液的琼脂)中的Cl-移向CuSO4溶液
B. 图乙,可用来探究催化剂对化学反应速率的影响
C. 图丙,可用来制取少量CO2气体
D. 图丁,可用来验证浓硫酸具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白性、还原性
【答案】D
【解析】
【详解】A.原电池中阴离子移向负极,Cl-移向ZnSO4溶液,A错误;
B.两支试管的温度不同,不能用来探究催化剂对化学反应速率的影响,B错误;
C.Na2CO3易溶于水且是粉状,反应过程会溶解并掉落容器底部,关闭右端活塞时,无法使反应停止,不能用碳酸钠和稀硫酸通过启普发生器制取少量二氧化碳气体,C错误;
D.浓硫酸使蔗糖炭化变黑,说明浓硫酸具有脱水性,品红溶液褪色,说明浓硫酸与碳反应生成二氧化硫,则浓硫酸具有氧化性,SO2具有漂白性,二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色发生氧化还原反应生成锰离子和硫酸根离子,说明其具有还原性,D正确;
故选D。
10. 锂电池中电解液的某功能添加剂的结构式如图所示,其中X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Q同族。下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X B. 简单氢化物的稳定性:Z>Y>Q
C. 最高正化合价:Z>W>Y=Q>X D. Z、Q形成的化合物属于两性化合物
【答案】B
【解析】
【分析】通过结构式可知,Y、Q形成四条键,且原子序数递增的同族元素,故Y为C,Q为Si;Z形成两条键且原子序数小于Si,故Z为O;W形成三条键且原子序数大于Si,故W为P;X形成一条键,且原子序数最小,故X为H;
【详解】A.X、Y、Z、Q、W分别为H、C、O、Si、P,故原子半径顺序为Q>W> Y > Z >X,A错误;
B.同周期,从左向右,非金属性增强,同一主族,从上到下,非金属性减弱,非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,故顺序为Z>Y>Q,B正确;
C.Z为O,无最高正价,C错误;
D.Z、Q形成的化合物为SiO2,为酸性氧化物,D错误;
故选B。
11. 硅铝酸盐沸石离子交换分子筛M-ZSM-5(M为Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. 反应②的原子利用率为
B. 反应①、②、③、⑥、⑦中,的化合价发生了改变
C. M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反应的活化能,改变反应的
D. 总反应为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应②的反应物和产物结构式,反应物中的原子全部得到产物,原子利用率为100%,A正确;
B.反应①、②、③、⑥、⑦中,根据题中所给结构式可以判断,M的化合价发生了改变,B正确;
C.催化剂能降低反应活化能,增大反应速率,但是不会改变反应的ΔH,C错误;
D.根据反应机理图,总反应正确,D正确;
本题选C。
12. 一种催化重整利用PET废塑料水解产物乙二醇耦合二氧化碳高效生成甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. a极为直流电源的负极
B. 电极反应为
C. 该离子交换膜为阴离子交换膜
D. 当外电路中转移电子时,阴极区溶液质量增重
【答案】D
【解析】
【分析】CO2在SnO2/CC电极上转变为HCOOH,阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H2O=HCOOH+2OH-,为阳极,电极反应为;
【详解】A.CO2在SnO2/CC电极上转变为HCOOH,发生还原反应,该电极为阴极,阴极与直流电源的负极相连,则a极为电源的负极,A正确;
B.为阳极,电极反应为,B正确;
C.SnO2/CC电极产生的OH-通过离子交换膜移动到电极,该离子交换膜为阴离子交换膜,C正确;
D.阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H2O=HCOOH+2OH-,当外电路中转移电子时,阴极区溶液质量增重44g-34g=10g,D错误;
故选D。
13. 根据下列实验操作和现象得出的结论错误的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向稀硫酸酸化的FeSO4,溶液中滴入H2O2溶液 溶液变黄 氧化性:H2O2>Fe3+
B 向CO还原Fe2O3,所得到的产物中加入稀盐酸,再滴加KSCN溶液 溶液不变红 Fe2O3一定已全部被CO还原
C 向NaCl溶液中滴入几滴AgNO3溶液,再加入氨水,振荡 先产生白色沉淀,加氨水后沉淀消失 AgCl不溶于水,但可溶于氨水
D 用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,NaNO2溶液的pH 前者pH约为9,后者pH约为8 Ka(CH3COOH)
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液变黄说明Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,则氧化性:H2O2>Fe3+,A正确;
B.溶液不变红并不能说明Fe2O3已全部被CO还原,因为还原生成的Fe能与Fe3+反应生成Fe2+,B错误;
C.向NaCl溶液中滴入几滴AgNO3溶液,再加入氨水,先产生白色沉淀AgCl,后AgCl溶于氨水生成[Ag(NH3)2]Cl,故AgCl不溶于水,但可溶于氨水,C正确;
D.用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,NaNO2溶液的pH分别为9和8,说明CH3COO-水解能力大于,则CH3COOH的酸性弱于HNO2,则Ka(CH3COOH)
14. 湿法提银工艺中,浸出的需加入进行沉淀。与可结合生成多种配合物,在水溶液中存在如下平衡:
I.平衡常数 II.平衡常数
III.平衡常数IV.平衡常数
时,平衡体系中含Ag微粒的分布系数随的变化曲线如图所示。已知;沉淀最彻底时,溶液中下列说法错误的是
A. 曲线a、b、c、d、e分别表示、
B. 时,
C. 时,平衡常数
D. 时,随着的不断加入,溶液中的比值保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】由反应平衡过程可知,向Ag+溶液中加入Cl-进行沉淀过程,曲线a、b、c、d、e分别代表Ag+、AgCl、、、,据此解答。
【详解】A.lgc(Cl-)越大,氯离子浓度越大,根据分析中的平衡过程,与银离子配位的氯离子增加,故曲线a、b、c、d、e分别代表Ag+、AgCl、、、,A正确;
B.氯化银最多即淀最彻底时,溶液中c(Ag+)=1×10 7.21mol L 1,由曲线b可知此时c(Cl-)=10-2.54mol/L,Ksp(AgCl)=c(Cl-)×c(Ag+)=10-9.75,B正确;
C.由平衡III,,曲线c、d交点有且c(Cl-)=10-0.2mol/L,代入得K3=100.2,C错误;
D.题干中四个反应相加可得,该总反应,K只受温度影响,比值不变,D正确;
本题选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚氯酸钠是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于纸浆、纤维、面粉、淀粉、油脂等的漂白,饮水净化和污水处理,皮革脱毛及制取水溶液等。
已知:I、在溶液中过饱和时,若溶液温度低于,析出;若溶液温度高于,则析出;若溶液温度高于分解为和。
ii.气体浓度超过时,长期存放易发生爆炸性分解,通常需现用现制
iii.气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
实验室制备亚氯酸钠晶体的装置如图所示(夹持装置已省略)。
回答下列问题:
(1)装置为气体的发生装置,产生气体的化学方程式为___________。
(2)气体与装置试管中的混合溶液反应生成,该反应的离子方程式为___________。
(3)反应结束后,为从装置试管中获得晶体,应将试管中的溶液在下蒸发结晶、趁热过滤,然后用___________(填“35”“65”或“”)热水洗涤晶体,最后___________干燥,得到成品。
(4)实验须使装置中稍微过量,原因是___________。
(5)实验结束后,关闭,打开;一段时间后,断开左侧橡胶管与玻璃管的连接,并从接口处向装置中鼓入一定量空气。以上操作的目的是___________。
(6)纯度的测定:取样品配制成溶液,从中取出;加入足量硒化钾固体和适量稀硫酸,再滴加几滴淀粉溶液(已知:),然后用标准溶液滴定至终点,重复2次,测得平均消耗标准溶液(已知:)。样品中的纯度为___________(用含c、V的代数式表示)。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2
(3) ①. ②. 低温
(4)防止过量,有二氧化硫气体生成,在装置D中被氧化,影响产品纯度
(5)稀释ClO2,防止ClO2浓度过高爆炸
(6)
【解析】
【分析】装置B中制备得到ClO2,所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,二氧化氯和氢氧化钠反应生成NaClO2,B中可能发生Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2被带入D中,SO2与H2O2反应生成硫酸钠,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl;装置C的作用是安全瓶,有防倒吸作用,从装置D的溶液获得NaClO2晶体,需要蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,装置AE是吸收多余气体防止污染。
【小问1详解】
装置为气体的发生装置,产生气体的化学方程式:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;
【小问2详解】
装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体,装置D中生成NaClO2,Cl元素的化合价降低,双氧水应表现还原性,有氧气生成,结合原子守恒可知,还有水生成,配平后方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;
【小问3详解】
为防止析出晶体NaClO2 3H2O,应趁热过滤,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃进行洗涤,低于60℃干燥,如果撤去④中的冷水浴,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,最后低温干燥得到成品;
【小问4详解】
为确保亚硫酸钠完全反应,添加的NaClO3应过量,否则过量的亚硫酸钠会与酸反应生成二氧化硫气体,在装置D中被氧化,影响产品纯度;
【小问5详解】
实验结束后,关闭,打开;一段时间后,断开左侧橡胶管与玻璃管的连接,并从接口处向装置中鼓入一定量空气。以上操作的目的:稀释ClO2,防止ClO2浓度过高爆炸;
【小问6详解】
根据题干方程式得关系式:,则产品中物质的量:,其质量分数:。
16. 近几年新能源汽车呈现爆发式增长,对于锂电池的需求量越来越大,而碳酸锂是锂电池的重要原料之一,对废旧锂离子电池进行资源化和无害化处理具有重要的经济和环境效益,利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2)进行氧化处理以回收Li等金属的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表的位置是___________,Co2+与Co3+的未成对电子数之比为___________。
(2)“烧渣”是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物。“焙烧”反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________。
(3)“滤饼2”的主要成分为___________(填化学式)。利用Li2CO3与CoCO3按n(Li):n(Co)=1:1的比例配合,然后在空气中于烧结可合成锂电池正极材料LiCoO2,反应的化学方程式为___________。
(4)碳酸锂的溶解度随温度变化如图所示。向滤液2中加入Na2CO3溶液,将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和___________。得到碳酸锂沉淀的操作为___________(填标号)。
A.静置,过滤 B.蒸发浓缩、冷却结晶 C.加热后,趁热过滤 D.蒸发结晶
(5)常温下,取“滤液2”,其中,为使锂元素的回收率不低于,则至少应加入固体的质量为___________g[已知常温下。计算结果保留3位小数。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构,晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为___________。
②晶体的密度为,则晶胞参数(棱长)为___________nm(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】(1) ① 第四周期VIII族 ②. 3∶4
(2)1∶4 (3) ①. Co(OH)2 ②.
(4) ①. 减小Li2CO3的溶解量,提高产率 ②. C
(5)6.572 (6) ①. 顶点、面心 ②.
【解析】
【分析】由流程和题中信息可知,LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是SiO2;滤液1用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤饼2为Co(OH)2和滤液2主要溶质为LiCl;滤液2经碳酸钠溶液沉锂,得到Li2CO3,据此解答。
【小问1详解】
Co为27号元素,在第四行第9列,所以Co在元素周期表的位置是第四周期VIII族,Co2+与Co3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d7、[Ar]3d6,未成对电子分别为3和4,Co2+与Co3+的未成对电子数之比3∶4;
【小问2详解】
“焙烧”反应方程式为:,生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶4;
【小问3详解】
根据分析可知,“滤饼2”的主要成分为Co(OH)2,Li2CO3与CoCO3在空气中于烧结生成LiCoO2,反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,则向滤液2中加入碳酸钠溶液,将温度升高至90℃是为了提高沉淀反应速率和减小碳酸锂的溶解量,提高产率。得到碳酸锂沉淀的操作为加热后,趁热过滤,故选C;
【小问5详解】
常温下,取100mL“滤液2”,其中c(Li+)=0.20mol/L,为使锂元素的回收率不低于80%,则溶液中剩余的Li+浓度为0.2mol/L×20%=0.04mol/L,则溶液中,需要碳酸钠的物质的量为0.54mol/L×0.1L=0.054mol,沉淀Li+需要碳酸钠的物质的量为0.2mol/L×0.1L×80%×=0.008mol,最少需要碳酸钠的物质的量为0.008mol+0.054mol=0.062mol,故至少应加入碳酸钠固体质量为0.062mol×106g/mol=6.572g;
【小问6详解】
①Li2O中的Li+和O2-的个数比为2∶1,根据观察并计算,晶胞中黑球个数为,灰球个数为8,则黑球代表O2-,O2-在晶胞中的位置为顶点和面心;
②设晶胞参数为anm,晶胞体积为(a×10-7) 3cm3,晶胞质量为,Li2O晶体的密度为 g cm 3,由此可知a=nm。
17. 油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有,需要对回收处理并加以利用。
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)反应③的___________。
(2)下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 断裂键的同时断裂键
B. 恒容恒温条件下,反应体系的气体压强不再变化
C. 恒容条件下,反应体系的气体密度不再变化
D. 反应速率:
(3)在不同温度、反应压强为,进料的物质的量分数为的条件下(其余为N2),对于反应①来说,H2S分解的平衡转化率与H2S的物质的量分数的关系如图1所示。则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___________。温度一定时,H2S的物质的量分数越大,H2S分解的平衡转化率越小,原因是___________。
(4)压强为时,向恒压密闭容器中充入发生反应①,平衡时各组分的体积分数与温度的关系如图2所示。代表的是曲线___________(填“I”“II”或“III”)。X点对应温度下,反应①的压强平衡常数___________。
(5)反应①的速率方程为,为速率常数)。
①某温度下,反应①的化学平衡常数K=10,k逆=3,则k正=___________。
②已知:(式中,R为常数,单位为,温度单位为K,E正表示正反应的活化能,单位为kJ·mol-1)。Rlink正与不同催化剂(Catl、Cat2为催化剂)、温度()关系如图3所示。相同条件下,催化效率较高的是___________(填“Catl”或“Cat2”),判断依据是___________。在催化剂Cat2作用下,正反应的活化能为___________。
【答案】(1)+261kJ/mol (2)CD
(3) ①. T1>T2>T3 ②. 恒压条件下,H2S的物质的量分数增大,H2S的分压增大,平衡逆向移动,H2S的平衡转化率减小
(4) ①. III ②. 2
(5) ①. 30 ②. Cat2 ③. 相同温度时,Cat2对应活化能更小 ④. 200
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律,反应③=反应①-反应②,则 H3= H1- H2=180+81=261 kJ/mol;
【小问2详解】
A.断裂4molC-H键表示正反应消耗1mol甲烷,断裂键表示逆反应消耗1molCS2,即正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,A不选;
B.反应③是气体分子数增多的可逆反应,恒容恒温下,随着反应的进行,气体压强不断增大,当反应体系压强不再变化时,说明已平衡,B不选;
C.恒容条件下,气体的总质量不变,则气体密度恒定,因此气体密度不再变化时,不能说明反应达到平衡,C选;
D.不同物质的反应速率之比等于系数比,当反应速率:才能说明反应平衡,D选;
故选CD;
【小问3详解】
反应①是吸热的可逆反应,压强和进料相同,H2S的物质的量分数一定时,升高温度,平衡正向移动,H2S分解的平衡转化率增大,则温度:T1>T2>T3,恒压条件下,H2S的物质的量分数增大,H2S的分压增大,平衡逆向移动,H2S的平衡转化率减小;
【小问4详解】
反应①是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,H2S的体积分数减小,H2和S2的体积分数增大,且H2的体积分数是S2的2倍,故曲线I、II、III分别是H2、H2S、S2,列三段式:,X点对应温度下平衡时,H2、H2S的体积分数相同,即物质的量相同,则5-2x=2x,x=1.25,则X点对应温度下,反应①的压强平衡常数;
【小问5详解】
①平衡时正、逆反应速率相等,得出化学平衡常数K==10,k逆=3,则k正=30;
②根据表达式可知,温度相同时,E正越小,越大,即越大,故k正也越大,相同条件下,催化效率较高的是Cat2,在催化剂Cat2作用下,把点(500,-0.4)代入,即,解得E正=200。
18. 化合物I是一种高活性杀螨剂,通过抑制螨的脂肪合成从而阻断其能量代谢来发挥作用。以下为其合成路线之一、
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________,B的分子式为___________。
(2)H中含氧官能团的名称为___________。
(3)C的结构简式为___________。
(4)E→F的反应类型为___________。
(5)F→G的化学方程式为___________。
(6)化合物ICH2CF3中,碘原子与碳原子形成___________键(填写轨道重叠方式)。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环
②能发生银镜反应
③苯环上有两个取代基,其中一个取代基为氨基(-NH2)与苯环直接相连
其中,核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 2-氯-4-甲基苯胺(或3-氯-4-氨基甲苯) ②. C9H10ONF
(2)酰胺基 (3)
(4)取代反应 (5)++H2O
(6)p-sp3 (7) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B,由B的结构简式可推出则A为,B发生取代反应生成C和水,结合分子式可推C的结构简式为,E发生取代反应生成HI和F为,F中氨基与另一反应物的羧基反应生成G和水;
【小问1详解】
A为,A的化学名称2-氯-4-甲基苯胺(或3-氯-4-氨基甲苯),B的分子式为C9H10ONF;
【小问2详解】
H中含氧官能团的名称为酰胺基;
【小问3详解】
由分析B发生取代反应生成C和水,C的结构简式为;
【小问4详解】
E发生取代反应生成HI和F,E→F的反应类型为取代反应;
【小问5详解】
F为,F中氨基与另一反应物的羧基反应生成G和水,F→G的化学方程式为++H2O;
【小问6详解】
化合物ICH2CF3中,碘原子与碳原子形成p-sp3键;
【小问7详解】
B的同分异构体满足条件:①含有苯环,②能发生银镜反应说明含有醛基,③苯环上有两个取代基,其中一个取代基为氨基(-NH2)与苯环直接相连,结构有:、、、共12种,其中,核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为。2024届河北省高三下学期部分学校4月质量检测化学
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
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,只有一项符合题目要求。
1. (中国诗词大会)不仅重温经典诗词,继承和发扬中华优秀传统文化,还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是
A. “忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间”,海市蜃楼现象与胶体知识有关
B. “借问瘟君欲何往,纸船明烛照天烧”,纸和烛的化学成分相同
C. “千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金的化学性质稳定,在自然界常以游离态存在
D. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,能量转化方式主要为化学能转化为热能
2. H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物其中H2O2的分子结构如图所示,H+可与H2O形成H3O+。下列说法错误的是
A. 分子中两个原子均采取杂化轨道成键
B. 相同条件下,在水中的溶解度大于在中的溶解度
C. 液态水中的作用力由强到弱的顺序是:氢键范德华力
D. 空间结构为三角锥形
3. 去羟加利果酸具有抗炎作用,它对LPS诱导的内毒性休克具有保护作用,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 该物质有三种官能团,分子中含有12个手性碳原子
B. 该物质可消耗
C. 该物质能发生氧化、取代、加成、加聚反应
D. 可用酸性溶液检验该物质中的碳碳双键
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用醋酸和碘化钾淀粉溶液检验加碘盐中的
B 少量通入到溶液中:
C. 向溶液中加入等物质的量的溶液:
D. 溶液中通入:
5. 下列陈述I与陈述II均正确,具有因果关系的是
选项 陈述I 陈述II
A 向Ag3CrO3(砖红色)悬浊液中入NaCl溶液、有白色沉淀生成 Ksp(Ag3CrO3)>Ksp(AgCl)
B 第一电离能:PC 电负性F>C 酸性:CF3COOH>CCl3COOH
D Al2O3熔点比AlCl3高 工业上电解熔融Al2O3冶炼铝
A. A B. B C. C D. D
6. (亚铁氰化钾)为食盐的抗结剂,已知的熔点、沸点,
以上分解:。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 常温下,1LpH=11的KCN溶液中由水电离出的H+数目为10-11NA
B. 和组成的混合气体中含有的原子数为
C. 中含键数目为
D. 金刚石中含有键的数目为
7. 吲哚(化合物Z)主要用作香料、染料、氨基酸、农药的原料。以邻硝基苯甲醇(化合物X)为原料合成吲哚的反应如下:
下列说法正确的是
A. 基态原子未成对电子数:
B. X分子间、Y分子间、Z分子间均不存在氢键
C. 基态原子的简化电子排布式为
D. 分子中原子和原子都是杂化
8. “马氏试砷法”原理中的“砷镜”可溶于的碱性溶液,发生的反应为(末配平)。下列说法正确的是
A. 配平后的化学计量数为5
B. 该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2
C. 的电子式为
D. 该反应每生成,转移电子
9. 下列对实验的叙述正确的是
A. 图甲,盐桥(装有含KCI饱和溶液的琼脂)中的Cl-移向CuSO4溶液
B. 图乙,可用来探究催化剂对化学反应速率的影响
C. 图丙,可用来制取少量CO2气体
D. 图丁,可用来验证浓硫酸具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白性、还原性
10. 锂电池中电解液的某功能添加剂的结构式如图所示,其中X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Q同族。下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X B. 简单氢化物的稳定性:Z>Y>Q
C. 最高正化合价:Z>W>Y=Q>X D. Z、Q形成的化合物属于两性化合物
11. 硅铝酸盐沸石离子交换分子筛M-ZSM-5(M为Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. 反应②的原子利用率为
B. 反应①、②、③、⑥、⑦中,的化合价发生了改变
C. M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反应的活化能,改变反应的
D. 总反应为
12. 一种催化重整利用PET废塑料水解产物乙二醇耦合二氧化碳高效生成甲酸工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. a极为直流电源的负极
B. 电极反应为
C. 该离子交换膜阴离子交换膜
D. 当外电路中转移电子时,阴极区溶液质量增重
13. 根据下列实验操作和现象得出的结论错误的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向稀硫酸酸化的FeSO4,溶液中滴入H2O2溶液 溶液变黄 氧化性:H2O2>Fe3+
B 向CO还原Fe2O3,所得到的产物中加入稀盐酸,再滴加KSCN溶液 溶液不变红 Fe2O3一定已全部被CO还原
C 向NaCl溶液中滴入几滴AgNO3溶液,再加入氨水,振荡 先产生白色沉淀,加氨水后沉淀消失 AgCl不溶于水,但可溶于氨水
D 用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,NaNO2溶液的pH 前者pH约为9,后者pH约为8 Ka(CH3COOH)
14. 湿法提银工艺中,浸出的需加入进行沉淀。与可结合生成多种配合物,在水溶液中存在如下平衡:
I.平衡常数 II.平衡常数
III.平衡常数IV.平衡常数
时,平衡体系中含Ag微粒的分布系数随的变化曲线如图所示。已知;沉淀最彻底时,溶液中下列说法错误的是
A. 曲线a、b、c、d、e分别表示、
B. 时,
C. 时,平衡常数
D. 时,随着的不断加入,溶液中的比值保持不变
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚氯酸钠是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于纸浆、纤维、面粉、淀粉、油脂等的漂白,饮水净化和污水处理,皮革脱毛及制取水溶液等。
已知:I、在溶液中过饱和时,若溶液温度低于,析出;若溶液温度高于,则析出;若溶液温度高于分解为和。
ii.气体浓度超过时,长期存放易发生爆炸性分解,通常需现用现制。
iii.气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
实验室制备亚氯酸钠晶体的装置如图所示(夹持装置已省略)。
回答下列问题:
(1)装置为气体的发生装置,产生气体的化学方程式为___________。
(2)气体与装置试管中的混合溶液反应生成,该反应的离子方程式为___________。
(3)反应结束后,为从装置试管中获得晶体,应将试管中的溶液在下蒸发结晶、趁热过滤,然后用___________(填“35”“65”或“”)热水洗涤晶体,最后___________干燥,得到成品。
(4)实验须使装置中稍微过量,原因___________。
(5)实验结束后,关闭,打开;一段时间后,断开左侧橡胶管与玻璃管的连接,并从接口处向装置中鼓入一定量空气。以上操作的目的是___________。
(6)纯度的测定:取样品配制成溶液,从中取出;加入足量硒化钾固体和适量稀硫酸,再滴加几滴淀粉溶液(已知:),然后用标准溶液滴定至终点,重复2次,测得平均消耗标准溶液(已知:)。样品中的纯度为___________(用含c、V的代数式表示)。
16. 近几年新能源汽车呈现爆发式增长,对于锂电池的需求量越来越大,而碳酸锂是锂电池的重要原料之一,对废旧锂离子电池进行资源化和无害化处理具有重要的经济和环境效益,利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2)进行氧化处理以回收Li等金属的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表的位置是___________,Co2+与Co3+的未成对电子数之比为___________。
(2)“烧渣”是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物。“焙烧”反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________。
(3)“滤饼2”的主要成分为___________(填化学式)。利用Li2CO3与CoCO3按n(Li):n(Co)=1:1的比例配合,然后在空气中于烧结可合成锂电池正极材料LiCoO2,反应的化学方程式为___________。
(4)碳酸锂的溶解度随温度变化如图所示。向滤液2中加入Na2CO3溶液,将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和___________。得到碳酸锂沉淀的操作为___________(填标号)。
A.静置,过滤 B.蒸发浓缩、冷却结晶 C.加热后,趁热过滤 D.蒸发结晶
(5)常温下,取“滤液2”,其中,为使锂元素的回收率不低于,则至少应加入固体的质量为___________g[已知常温下。计算结果保留3位小数。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构,晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为___________。
②晶体的密度为,则晶胞参数(棱长)为___________nm(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
17. 油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有,需要对回收处理并加以利用。
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)反应③的___________。
(2)下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 断裂键的同时断裂键
B. 恒容恒温条件下,反应体系的气体压强不再变化
C. 恒容条件下,反应体系的气体密度不再变化
D. 反应速率:
(3)在不同温度、反应压强为,进料的物质的量分数为的条件下(其余为N2),对于反应①来说,H2S分解的平衡转化率与H2S的物质的量分数的关系如图1所示。则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___________。温度一定时,H2S的物质的量分数越大,H2S分解的平衡转化率越小,原因是___________。
(4)压强为时,向恒压密闭容器中充入发生反应①,平衡时各组分的体积分数与温度的关系如图2所示。代表的是曲线___________(填“I”“II”或“III”)。X点对应温度下,反应①的压强平衡常数___________。
(5)反应①的速率方程为,为速率常数)。
①某温度下,反应①的化学平衡常数K=10,k逆=3,则k正=___________。
②已知:(式中,R为常数,单位为,温度单位为K,E正表示正反应的活化能,单位为kJ·mol-1)。Rlink正与不同催化剂(Catl、Cat2为催化剂)、温度()关系如图3所示。相同条件下,催化效率较高的是___________(填“Catl”或“Cat2”),判断依据是___________。在催化剂Cat2作用下,正反应的活化能为___________。
18. 化合物I是一种高活性杀螨剂,通过抑制螨的脂肪合成从而阻断其能量代谢来发挥作用。以下为其合成路线之一、
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________,B的分子式为___________。
(2)H中含氧官能团的名称为___________。
(3)C的结构简式为___________。
(4)E→F的反应类型为___________。
(5)F→G的化学方程式为___________。
(6)化合物ICH2CF3中,碘原子与碳原子形成___________键(填写轨道重叠方式)。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。
①含有苯环
②能发生银镜反应
③苯环上有两个取代基,其中一个取代基为氨基(-NH2)与苯环直接相连
其中,核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为___________。