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文档简介
福建省福州市屏东中学2024届高三一诊考试化学试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、四种短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如图所示,其中D形成的两种氧化物都是常见的大气污染物。下列有关判断不正确的是A.A的简单氢化物是天然气的主要成分B.元素A、B、C对应的含氧酸的钠盐水溶液不一定显碱性C.单质B既可以与酸反应,又可以与碱反应,所以是两性单质D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:D>C2、刚结束的两会《政府工作报告》首次写入“推动充电、加氢等设施的建设”。如图是一种正负电极反应均涉及氢气的新型“全氢电池”,能量效率可达80%。下列说法中错误的是A.该装置将化学能转换为电能B.离子交换膜允许H+和OH-通过C.负极为A,其电极反应式是H2-2e-+2OH-=2H2OD.电池的总反应为H++OH-H2O3、室温下,0.1000mol·L-1的盐酸逐滴加入到20.00mL0.1000mol·L-1的氨水中,溶液的pH和pOH[注:pOH=-lgc(OH-)]与所加盐酸体积的关系如图所示,下列说法中不正确的是()A.图中a+b=14B.交点J点对应的V(HCl)=20.00mLC.点A、B、C、D四点的溶液中均存在如下关系:c(Cl-)-c(NH4+)=c(H+)-c(OH-)D.若在绝热体系中发生上述反应,图中的交点J向右移4、设NA为阿伏加徳罗常数的值,下列说法正确的是A.0.01mol·L-1氯水中,Cl2、Cl-和ClO-三粒子数目之和大于0.01NAB.氢氧燃料电池正极消耗22.4L气体时,负极消耗的气体分子数目为2NAC.2.4g镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为0.2NAD.0.lmol/L(NH4)2SO4溶液与0.2mol/LNH4Cl溶液中的NH4+数目相同5、结构片段为…―CH2―CH=CH―CH2―…的高分子化合物的单体是A.乙烯 B.乙炔 C.正丁烯 D.1,3-丁二烯6、室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.1.1mol·L−1KI溶液:Na+、K+、ClO−、OH−B.1.1mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+、NO3−、SO42−C.1.1mol·L−1HCl溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−D.1.1mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−7、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,X在短周期主族元素中金属性最强,W与Y属于同一主族。下列叙述正确的是()A.原子半径:r(Z)>r(X)>r(W)B.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的弱C.由W与X形成的一种化合物可作供氧剂D.Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强8、用电化学法制备LiOH的实验装置如图,采用惰性电极,a口导入LiCl溶液,b口导入LiOH溶液,下列叙述正确的是()A.通电后阳极区溶液pH增大B.阴极区的电极反应式为4OH-–4e-=O2↑+2H2OC.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的Cl2生成D.通电后Li+通过交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出9、短周期主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增大,湿润的红色石蕊试纸遇M的气态氢化物变蓝色。含X、Y和Z三种元素的化合物R有如下转化关系(已知酸性强弱:HClO3>HNO3)。下列说法正确的是A.简单离子半径:Y>Z>M>XB.简单气态氢化物的热稳定性:M>XC.加热单质甲与品红溶液反应所得的“无色溶液”,可变成红色溶液D.常温下,向蒸馏水中加入少量R,水的电离程度可能增大10、已知:25℃时,有关弱酸的电离平衡常数,下列选项中正确的是弱酸H2C2O4CH3COOHHCNH2CO3电离常数KiKi1=5.9×l0-2Ki2=6.4×l0-51.8×l0-54.9×l0-10Ki1=4.3×l0-7Ki2=5.6×l0-11A.等物质的量浓度的溶液pH关系:NaHCO3>NaCN>CH3COONa>NaHC2O4B.反应NaHC2O4+NaHCO3→Na2C2O4+H2O+CO2↑能发生C.等体积等物质的量浓度的溶液中离子总数:NaCN>CH3COONaD.Na2CO3溶液中2c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)11、下列排列顺序中,正确的是①热稳定性:H2O>HF>H2S②离子半径:Cl->Na+>Mg2+>Al3+③酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4④结合质子(H+)能力:OH—>CH3COO—>Cl—A.①③ B.②④ C.①④ D.②③12、某未知溶液可能含Na+、NH4+、Fe2+、I-、Cl-、CO32-、SO32-。将该溶液加少量新制氯水,溶液变黄色。再向上述反应后溶液中加入BaCl2溶液或淀粉溶液,均无明显现象。下列推断合理的是A.一定存在Fe2+、Na+、Cl- B.一定不存在I-、SO32-C.一定呈碱性 D.一定存在NH4+13、宋应星所著《天工开物》被外国学者誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法不正确的是A.“凡白土曰垩土,为陶家精美启用”中“陶”是一种传统硅酸盐材料B.“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”中“硫”指的是硫磺,“硝”指的是硝酸C.“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”该过程中反应的类型为置换反应D.“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜”中的黄铜是合金14、重要的农药、医药中间体-碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O],可以通过以下步骤制备。步骤1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成CuCl2。已知Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。步骤2:在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。下列有关说法不正确的是A.图中M、N分别为Fe2+、Fe3+B.a、b、c之间的关系式为:2a=b+cC.步骤1充分反应后,加入少量CuO是为了除去Fe3+D.若制备1mol的CuCl2,理论上消耗标况下11.2LO215、环丙叉环丙烷(n)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的关注,它有如下转化关系。下列说法正确的是A.n分子中所有原子都在同一个平面上B.n和:CBr2生成p的反应属于加成反应C.p分子中极性键和非极性键数目之比为2:9D.m分子同分异构体中属于芳香族化合物的共有四种16、氯酸是一种强酸,浓度超过40%时会发生分解,反应可表示为aHClO3=bO2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体产物时,试纸先变蓝后褪色。下列说法正确的是A.若化学计量数a=8,b=3,则该反应转移电子为20e-B.变蓝的淀粉碘化钾试纸褪色是因为可能发生了:4Cl2+I2+6H2O=12H++8Cl-+2IO3-C.氧化产物是高氯酸和氯气D.由反应可确定:氧化性:HClO4>HClO3二、非选择题(本题包括5小题)17、近期科研人员发现磷酸氯喹等药物对新型冠状病毒肺炎患者疗效显著。磷酸氯喹中间体合成路线如下:已知:Ⅰ.卤原子为苯环的邻对位定位基,它会使第二个取代基主要进入它的邻对位;硝基为苯环的间位定位基,它会使第二个取代基主要进入它的间位。Ⅱ.E为汽车防冻液的主要成分。Ⅲ.2CH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5+C2H5OH请回答下列问题(1)写出B的名称__________,C→D的反应类型为_____________;(2)写出E生成F的化学方程式___________________________。写出H生成I的化学方程式__________________。(3)1molJ在氢氧化钠溶液中水解最多消耗________molNaOH。(4)H有多种同分异构体,其满足下列条件的有_________种(不考虑手性异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:6的结构简式为___________。①只有两种含氧官能团②能发生银镜反应③1mol该物质与足量的Na反应生成0.5molH2(5)以硝基苯和2-丁烯为原料可制备化合物,合成路线如图:写出P、Q结构简式:P_______,Q________。18、有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ:(1)化合物Ⅰ的分子式为_____________。(2)关于化合物Ⅱ,下列说法正确的有______(双选)。A.可以发生水解反应B.可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀C.可与FeCl3溶液反应显紫色D.可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应(3)化合物Ⅲ含有3个碳原子,且可发生加聚反应,按照途径1合成线路的表示方式,完成途经2中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线:_____________(标明反应试剂,忽略反应条件)。(4)化合物Ⅴ的核磁共振氢谱中峰的组数为_____________,以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物的羧酸类同分异构体共有_____________种(不考虑手性异构)。(5)化合物Ⅵ和Ⅶ反应可直接得到Ⅱ,则化合物Ⅶ的结构简式为:_____________。19、FeSO4溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用Fe2+,实验室中常保存硫酸亚铁铵晶体[俗称“摩尔盐”,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O],它比绿矾或绿矾溶液更稳定。(稳定是指物质放置在空气中不易发生各种化学反应而变质)I.硫酸亚铁铵晶体的制备与检验(1)某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁铵晶体。本实验中,配制溶液以及后续使用到的蒸馏水都必须煮沸、冷却后再使用,这样处理蒸馏水的目的是_______。向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过操作_______、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。(2)该小组同学继续设计实验证明所制得晶体的成分。①如图所示实验的目的是_______,C装置的作用是_______。取少量晶体溶于水,得淡绿色待测液。②取少量待测液,_______(填操作与现象),证明所制得的晶体中有Fe2+。③取少量待测液,经其它实验证明晶体中有NH4+和SO42-II.实验探究影响溶液中Fe2+稳定性的因素(3)配制0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2ml上述溶液于两支试管中,刚开始两种溶液都是浅绿色,分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液,15分钟后观察可见:(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液;FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。(资料1)沉淀Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH7.62.7完全沉淀pH9.63.7①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因_______。②讨论影响Fe2+稳定性的因素,小组同学提出以下3种假设:假设1:其它条件相同时,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。假设2:其它条件相同时,在一定pH范围内,溶液pH越小Fe2+稳定性越好。假设3:_______。(4)小组同学用如图装置(G为灵敏电流计),滴入适量的硫酸溶液分别控制溶液A(0.2mol/LNaCl)和溶液B(0.1mol/LFeSO4)为不同的pH,观察记录电流计读数,对假设2进行实验研究,实验结果如表所示。序号A:0.2mol·L-1NaClB:0.1mol·L-1FeSO4电流计读数实验1pH=1pH=58.4实验2pH=1pH=16.5实验3pH=6pH=57.8实验4pH=6pH=15.5(资料2)原电池装置中,其它条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大。(资料3)常温下,0.1mol/LpH=1的FeSO4溶液比pH=5的FeSO4溶液稳定性更好。根据以上实验结果和资料信息,经小组讨论可以得出以下结论:①U型管中左池的电极反应式____________。②对比实验1和2(或3和4),在一定pH范围内,可得出的结论为____________。③对比实验____________和____________,还可得出在一定pH范围内溶液酸碱性变化对O2氧化性强弱的影响因素。④对(资料3)实验事实的解释为____________。20、FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性。I.实验室制备FeBr2实验室用如图所示装置制取溴化亚铁。其中A为CO2发生装置,D和d中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管,e是两个耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉。实验开始时,先将铁粉加热至600—700℃,然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中,E管中反应开始。不断将d中液溴滴入温度为100—120℃的D中。经过几小时的连续反应,在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁。(1)若在A中盛固体CaCO3,a中盛6mol/L盐酸。为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,则图中B、C处的装置和其中的试剂应是:B为_____________。C为________________。为防止污染空气,实验时应在F处连接盛___________的尾气吸收装置。(2)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用是____________________。Ⅱ.探究FeBr2的还原性(3)实验需要200mL0.1mol/LFeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是_____________,需称量FeBr2的质量为:_________。(4)取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:假设1:Br一被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;假设2:Fe2+被Cl2氧化成Fe3+设计实验证明假设2是正确的:________(5)请用一个离子方程式来证明还原性Fe2+>Br一________:(6)若在40mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3molCl2,则反应的离子方程式为________21、实现碳及其化合物的相互转化,对开发新能源和降低碳排放意义重大。(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=x已知:标准状态下,由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变,称为该化合物的标准摩尔生成焓,几种物质的标准摩尔生成焓如下。则x=__kJ·mol-1。(标准摩尔生成焓:CH4(g)-75kJ/mol;H2O(g)-240kJ/mol;CO(g)-110kJ/mol;H2(g)-0kJ/mol)(2)为了探究温度、压强对反应(1)的影响,在恒温恒容下,向下列三个容器中均充入4molCH4和4molH2O。容器温度/℃体积/LCH4平衡浓度/mol·L-1平衡时间/min甲40011.55.0乙5001xt1丙4002yt2①平衡前,容器甲中反应的平均速率(H2)=__mol/(L·min);在一定条件下,能判断容器丙中的反应一定处于化学平衡状态的是__(填序号);A.3v(CH4)正=v(H2)逆B.CH4和H2O的转化率相等C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变②平衡后,乙容器中CH4的转换率较丙低,其原因是__,其中t1__t2(填“>”、“<”或“=”)。(3)pC是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的负对数。已知常温下,H2CO3溶液中加入强酸或强碱后达到平衡时溶液中三种成分的pC-pH图,据图分析:常温下,碳酸的一级电离常数Ka1的数量级为__;其中碳酸的Ka1>>Ka2,其原因是__。(4)我国科学家根据反应CO2C+O2↑,结合电解池原理设计出了二氧化碳捕获与转化装置。该装置首先利用电解池中熔融电解质ZrO捕获CO2,发生的相关反应为:①CO2+O2-=CO32-,②2CO2+O2-=C2O52-,然后CO32-在阴极转化为碳单质和__;C2O52-在阳极发生电极反应,其方程式为__。
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、C【解析】
D形成的两种氧化物都是常见的大气污染物,D为S,A为C,B为Al,C为Si。【详解】A.A的简单氢化物是天然气的主要成分为甲烷,故A正确;B.元素草酸氢钠溶液显酸性,故B正确;C.单质B既可以与酸反应,又可以与碱反应,但不能叫两性单质,故C错误;D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:H2SO4>H2SiO3,故D正确。综上所述,答案为C。【点睛】同周期,从左到右,最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强。2、B【解析】
由工作原理图可知,左边吸附层A上氢气失电子与氢氧根结合生成水,发生了氧化反应为负极,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,右边吸附层B为正极,发生了还原反应,电极反应是2H++2e-═H2↑,结合原电池原理分析解答。【详解】A.“全氢电池”工作时是原电池反应,能量变化是将化学能转化为电能,故A正确;B.由工作原理图可知,左边溶液为碱性,右边溶液为酸性,所以离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和,因此该离子交换膜不能允许H+和OH-通过,故B错误;C.根据氢气的进出方向可知,氢气在吸附层A上发生氧化反应,化合价由0价变成+1价,吸附层A为负极,电极反应为:H2-2e-+2OH-═2H2O,故C正确;D.根据C的分析可知,右边吸附层B为正极,发生了还原反应,正极电极反应是2H++2e-═H2↑,左边吸附层A为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,因此总反应为:H++OH-H2O,故D正确;答案选B。3、B【解析】
A.图中A点和B点对应的溶质相同,根据a=-lgc(H+),b=-lgc(OH-),c(H+)·c(OH-)=10-14计算可知a+b=-lgc(H+)·c(OH-)=-lg10-14=14,A项正确;B.交点J点对应的点pH=7,应该是氨水和氯化铵的混合溶液,V(HCl)<20.00mL,B项错误;C.A、B、C、D四点的溶液中均存在电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),变式得c(Cl-)-c(NH4+)=c(H+)-c(OH-),C项正确;D.中和反应为放热反应,若在绝热体系中发生上述反应,体系的温度升高,水和氨水的电离程度都变大,c(OH-)增大,pOH减小,pH增大,图中的交点J向右移,D项正确;答案选B。4、C【解析】
A.缺少体积数据,不能计算微粒数目,A错误;B.缺少条件,不能计算气体的物质的量,也就不能计算转移的电子数目,B错误;C.Mg是+2价的金属,2.4gMg的物质的量是0.1mol,反应会失去0.2mol电子,因此2.4g镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为0.2NA,C正确;D.溶液的体积未知,不能计算微粒的数目,D错误;故合理选项是C。5、D【解析】
结构片段为…―CH2―CH=CH―CH2―…,说明该高分子为加聚产物,则该高分子化合物的单体是CH2=CHCH=CH2,即为1,3-丁二烯,答案选D。6、B【解析】
A项,I-与ClO-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A不选;B项,在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应,可以大量共存,故B选;C项,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在,故C不选;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,不能大量共存,故D不选,答案选B。7、C【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,则W为氧元素,X在短周期主族元素中金属性最强,则X为钠元素,W与Y属于同一主族,则Y为硫元素,Z为短周期元素中原子序数比Y大,则Z为氯元素,据此分析。【详解】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数为内层电子数的3倍,则W为氧元素,X在短周期主族元素中金属性最强,则X为钠元素,W与Y属于同一主族,则Y为硫元素,Z为短周期元素中原子序数比Y大,则Z为氯元素。A.同主族从上而下原子半径依次增大,同周期从左而右原子半径依次减小,故原子半径:r(X)>r(Z)>r(W),选项A错误;B.非金属性越强简单气态氢化物的稳定性越强,则W的简单气态氢化物H2O的热稳定性比Y的简单气态氢化物H2S强,选项B错误;C.由W与X形成的一种化合物Na2O2可作供氧剂,选项C正确;D.非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强,则H2SO4的酸性比HClO4的弱,选项D错误;答案选C。8、D【解析】
A、左端为阳极,阳极上失去电子,发生氧化反应2Cl-2e-=Cl2↑,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,pH有所降低,故错误;B、右端是阴极区,得到电子,反应是2H++2e-=H2↑,故错误;C、根据选项A的电极反应式,通过1mol电子,得到0.5molCl2,故错误;D、根据电解原理,阳离子通过阳离子交换膜,从正极区向阴极区移动,LiOH浓溶液从d口导出,故正确。9、D【解析】
在短周期主族元素中,可以形成强碱的是Na元素,所以强碱戊为NaOH。能使品红溶液褪色的气体可能是SO2、Cl2,单质只有Cl2。电解氯化钠水溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,故R可能是NaClO。M的气态氢化物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,说明M为氮元素。综上所述,M为氮元素,X为氧元素,Y为钠元素,Z为氯元素。【详解】A.X为氧元素,Y为钠元素,Z为氯元素,M为氮元素,Cl-、N3-、O2-、Na+的半径依次减小,故A错误;B.X为氧元素,M为氮元素,非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性:O>N,H2O的热稳定性比NH3强,故B错误;C.若气体甲为氯气,则加热“无色溶液”,由于次氯酸漂白后较稳定,溶液不变色,故C错误;D.NaClO属于强碱弱酸盐,能够发生水解,可促进水的电离,故D正确;答案选D。10、B【解析】
A、根据酸的电离常数的大小确定酸性强弱顺序是HCN<H2CO3<CH3COOH<H2C2O4,所以等物质的量浓度的溶液pH关系:NaCN>NaHCO3>CH3COONa>NaHC2O4,故A错误;B、根据数据知道酸性:草酸氢根离子强于碳酸的酸性,所以反应NaHC2O4+NaHCO3→Na2C2O4+H2O+CO2↑能发生,故B正确;C、等体积等物质的量浓度的溶液中,NaCN水解程度大,水解生成HCN分子,则相同条件下,两溶液比较,CH3COONa溶液中的离子总数较多,故C错误;D、Na2CO3溶液中物料守恒c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)],故D错误;故选B。【点晴】本题考查离子浓度大小的比较,明确信息得到酸性的强弱是解答的关键,注意盐类水解规律及溶液中的守恒式来解答。在探究离子浓度问题,要充分认识电解质在溶液中的表现,全面考虑溶液中各种离子的存在情况及相互关系,比如:在Na2CO3溶液中存在Na2CO3的电离,CO32-的水解、二级水解以及H2O的电离等多个反应,故溶液中微粒有H2O、Na+、CO32-、HCO3-、H2CO3、H+、OH-,忽视任何一个很微弱的反应、很微少的粒子都是不正确的等方面的因素。11、B【解析】
①非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强;②离子的电子层越多,离子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,离子半径越小;③非金属性越强,最高价氧化物对应水合物的酸性越强;④电离出氢离子能力(酸性)越强,结合质子能力越弱。【详解】①非金属性F>O>S,则气态氢化物的热稳定性:HF>H2O>H2S,故①错误;②Cl-含有三层电子,Na+、Mg2+、Al3+的电子层数都是两层,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:Cl−>Na+>Mg2+>Al3+,故②正确;③非金属性:P<S<Cl,则最高价含氧酸的酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4,故③错误;④电离出氢离子的能力:HCl>CH3COOH>H2O,则结合质子能力:OH−>CH3COO−>Cl−,故④正确;故答案选B。【点睛】本题明确元素周期律内容为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律的关系。12、B【解析】
某未知溶液可能含Na+、NH4+、Fe2+、I-、Cl-、CO32-、SO32-。将该溶液加少量新制氯水,溶液变黄色,说明亚铁离子和碘离子至少有一种,在反应中被氯水氧化转化为铁离子和碘。再向上述反应后溶液中加入BaCl2溶液或淀粉溶液,均无明显现象,这说明溶液中没有碘生成,也没有硫酸根,所以原溶液中一定没有碘离子和亚硫酸根离子,一定存在亚铁离子,则一定不存在碳酸根离子。根据溶液的电中性可判断一定还含有氯离子,钠离子和铵根离子不能确定,亚铁离子水解溶液显酸性;答案选B。13、B【解析】
A.陶瓷是传统硅酸盐材料,属于无机传统非金属材料,故A正确;B.“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”中“硫”指的是硫磺,“硝”指的是硝酸钾,故B不正确;C.该过程中反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应类型为置换反应,故C正确;D.黄铜是铜锌合金,故D正确;答案:B。14、A【解析】
由实验步骤及转化图可知,发生反应2Cu+O2+4HCl===2CuCl2+2H2O,N为Fe2+,M为Fe3+,在制得在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜,且化合物中正负化合价代数和为0,依此结合选项解答问题。【详解】A.根据上述分析,N为Fe2+,M为Fe3+,A选项错误;B.根据化合物中正负化合价的代数和为0,可知2a=b+c,B选项正确;C.Fe3+水解使溶液显酸性,CuO与H+反应产生Cu2+和水,当溶液的pH增大到一定程度,Fe3+形成Fe(OH)3而除去,从而达到除去Fe3+的目的,C选项正确;D.根据方程式2Cu+O2+4HCl===2CuCl2+2H2O,若制备1mol的CuCl2,理论上消耗0.5molO2,标况下,,D选项正确;答案选A。15、B【解析】
A.n中有饱和的C原子—CH2—,其结构类似于CH4,所有的原子不可能共平面,A项错误;B.n中的碳碳双键打开与:CBr2相连,发生加成反应,B项正确;C.p分子中的非极性键只有C—C键,1个p分子中有9根C-C键,极性键有C-H键和C—Br键,分别为8根和2根,所以极性键和非极性键的比例为10:9,C项错误;D.m的化学式为C7H8O,属于芳香族化合物的同分异构体,如果取代基是—OH和-CH3,则有邻间对3种,如果取代基为—CH2OH,只有1种,取代基还可为—OCH3,1种,则共5种,D项错误;本题答案选B。16、A【解析】
A选项,将化学计量数a=8,b=3代入8HClO3═3O2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O方程,由元素守恒得d+2e=84d+e=18得d=4,e=2,由得失守恒可得该反应转移电子数为20e-,故A正确;B选项,电荷不守恒,故B错误;C选项,氧化产物是高氯酸和氧气,氯气是还原产物,故C错误;D选项,由反应可确定:氧化性:HClO3>HClO4,故D错误;综上所述,答案为A。二、非选择题(本题包括5小题)17、硝基苯还原反应HOCH2-CH2OH+O2OHC—CHO+2H2O+CH3COOC2H5C2H5OOCCOCH2COOC2H5+C2H5OH412、【解析】
A分子式是C6H6,结合化合物C的结构可知A是苯,结构简式为,A与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应产生硝基苯,结构简式为,B与液氯在Fe催化下发生取代反应产生C:,C与Fe、HCl发生还原反应产生D:;由于F与新制Cu(OH)2悬浊液混合加热,然后酸化得到分子式为C2H2O4的G,说明F中含有-CHO,G含有2个-COOH,则G是乙二酸:HOOC-COOH,逆推F是乙二醛:OHC-CHO,E为汽车防冻液的主要成分,则E是乙二醇,结构简式是:HOCH2-CH2OH,HOOC-COOH与2个分子的CH3CH2OH在浓硫酸作用下加热,发生酯化反应产生分子式是C6H10O4的H,H的结构简式是C2H5OOC-COOC2H5;H与CH3COOC2H5发生III条件的反应产生I:C2H5OOCCOCH2COOC2H5和C2H5OH,I与D反应产生J和H2O,J在一定条件下反应产生J,K发生酯的水解反应,然后酸化可得L,L发生脱羧反应产生M,M在一定条件下发生水解反应产生N,据此分析解答。【详解】根据上述分析可知A是,B是,E是HOCH2-CH2OH,F是OHC—CHO,G是HOOC-COOH,H是C2H5OOC-COOC2H5,I是C2H5OOCCOCH2COOC2H5。(1)B是,名称是硝基苯;C是,C与Fe、HCl发生还原反应产生D:,-NO2被还原为-NH2,反应类型为还原反应;(2)E是HOCH2-CH2OH,含有醇羟基,可以在Cu作催化剂条件下发生氧化反应产生乙二醛:OHC-CHO,所以E生成F的化学方程式是HOCH2-CH2OH+O2OHC-CHO+2H2O;H是C2H5OOC-COOC2H5,H与CH3COOC2H5发生III条件的反应产生I:C2H5OOCCOCH2COOC2H5和C2H5OH,反应方程式为:C2H5OOC-COOC2H5+CH3COOC2H5C2H5OOCCOCH2COOC2H5+C2H5OH;(3)J结构简式是,在J中含有1个Cl原子连接在苯环上,水解产生HCl和酚羟基;含有2个酯基,酯基水解产生2个分子的C2H5OH和2个-COOH,HCl、酚羟基、-COOH都可以与NaOH发生反应,所以1molJ在氢氧化钠溶液中水解最多消耗4molNaOH;(4)H结构简式是:C2H5OOC-COOC2H5,分子式是C6H10O4,其同分异构体满足下列条件①只有两种含氧官能团;②能发生银镜反应说明含有醛基;③1mol该物质与足量的Na反应生成0.5molH2,结合分子中含有的O原子数目说明只含有1个-COOH,另一种为甲酸形成的酯基HCOO-,则可能结构采用定一移二法,固定酯基HCOO-,移动-COOH的位置,碳链结构的羧基可能有共4种结构;碳链结构的羧基可能有4种结构;碳链结构的羧基可能有3种结构;碳链结构为的羧基可能位置只有1种结构,因此符合要求的同分异构体的种类数目为4+4+3+1=12种;其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:6的结构简式为、;(5)CH3-CH=CH-CH3与溴水发生加成反应产生CH3CHBr-CHBrCH3,然后与NaOH水溶液共热发生取代反应产生,发生催化氧化产生Q是;与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生硝化反应产生P是,P与Fe、HCl发生还原反应产生,与在HAc存在条件下,加热40—50℃反应产生和H2O,故P是,Q是。【点睛】本题考查有机物推断和有机合成,明确有机物官能团及其性质关系、有机反应类型及反应条件是解本题关键,难点是H的符合条件的同分异构体的种类的判断,易漏选或重选,可以采用定一移二的方法,在物质推断时可以由反应物采用正向思维或由生成物采用逆向思维方法进行推断,侧重考查学生分析推断及合成路线设计能力。18、C12H9BrADCH2=CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH344【解析】
(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可写出其分子式为C12H9Br;(2)根据化合物Ⅱ的结构简式,其含有酯基,可发生水解反应,含有苯环,发生苯环上的硝化反应,没有醛基,不可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀,没有酚羟基,不可与FeCl3溶液反应显紫色,所以A、D正确,选择AD;(3)根据Ⅵ的结构简式及途径Ⅰ的信息,可推出Ⅴ的结构简式为BrCH2CH2COOCH2CH3,从而可知Ⅴ是由Ⅳ与乙醇发生酯化反应得到,可推出Ⅳ的结构简式为BrCH2CH2COOH,而化合物Ⅲ含有3个碳原子,且可发生加聚反应,从而可知化合物Ⅲ的结构简式为CH2=CHCOOH,故合成路线可表示为:CH2=CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH3;(4)化合物Ⅴ的结构为BrCH2CH2COOCH2CH3,每个碳原子上的氢都相同,不同碳原子上的H原子不相同,所以应有4组峰;以氢原子H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物的结构简式为CH3CH2COOCH2CH3,其属于羧酸类的结构应为C4H9COOH,C4H9—为丁基,丁基有4种不同的结构的H原子,所以C4H9COOH的同分异构体共有4种;(5)根据题目信息,有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ,因此化合物Ⅵ为BrZnCH2CH2COOCH2CH3,则要合成Ⅱ,Ⅶ为酰氯,根据Ⅱ的结构及途径Ⅰ合成化合物药物Ⅱ的方式,可推知Ⅶ的结构为。19、除去水中溶解的氧气,防止氧化Fe2+蒸发浓缩检验晶体中是否含有结晶水防止空气中水蒸气逆向进入装有无水CuSO4的试管,影响实验结果滴入少量K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀(或先滴入2滴KSCN溶液,无明显变化,再加入几滴新制氯水,溶液变成红色)4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性。(或当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好。)O2+4e-+4H+=2H2O溶液酸性越强,Fe2+的还原性越弱13(或2和4)其它条件相同时,溶液酸性增强对Fe2+的还原性减弱的影响,超过了对O2的氧化性增强的影响。故pH=1的FeSO4溶液更稳定。【解析】
I.(1)亚铁离子具有还原性,在空气中容易被氧化;向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体;(2)①无水硫酸铜遇水变蓝色;空气中也有水蒸气,容易对实验产生干扰;②检验Fe2+,可以向样品中滴入少量K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,说明存在Fe2+;或先滴入2滴KSCN溶液,无明显变化,再加入几滴新制氯水,溶液变成红色,说明存在Fe2+;II.(3)①由表可知,pH=4.5的0.8mol/L的FeSO4溶液中,会产生Fe(OH)3沉淀,说明二价铁被氧化成了三价铁,同时和水反应生成Fe(OH)3沉淀;②0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中硫酸根的浓度也不同,可以以此提出假设;(4)①FeSO4中的铁的化合价为+2价,具有还原性,在原电池中做负极,则左池的碳电极做正极,NaCl中溶解的氧气得电子生成,在酸性环境中生成水;②实验1和2(或3和4)中NaCl溶液的pH相同,FeSO4溶液的pH不同,且FeSO4溶液的pH越小,电流越小,结合原电池装置中,其它条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大,可以得出结论;③对比实验1和3(或2和4)发现,FeSO4溶液的pH相同时,NaCl溶液的pH越大,电流越小,结合原电池装置中,其它条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大,可以得出结论;④对比实验1和4,NaCl溶液的pH增大酸性减弱,FeSO4溶液的pH减小酸性增强,但是电流却减小,结合②③的结论分析。【详解】I.(1)亚铁离子具有还原性,在空气中容易被氧化,在配制溶液时使用到的蒸馏水都必须煮沸、冷却后再使用,目的是:除去水中溶解的氧气,防止氧化Fe2+;向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体;(2)①无水硫酸铜遇水变蓝色,该装置的实验目的是:检验晶体中是否含有结晶水;空气中也有水蒸气,容易对实验产生干扰,需要使用浓硫酸防止空气中水蒸气逆向进入装有无水CuSO4的试管,影响实验结果;②检验Fe2+,可以向样品中滴入少量K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,说明存在Fe2+;或先滴入2滴KSCN溶液,无明显变化,再加入几滴新制氯水,溶液变成红色,说明存在Fe2+;II.(3)①由表可知,pH=4.5的0.8mol/L的FeSO4溶液中,会产生Fe(OH)3沉淀,说明二价铁被氧化成了三价铁,同时和水反应生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为:4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;②0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中硫酸根的浓度也不同,0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中硫酸根浓度更大,故可以假设:当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性;或者当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大,Fe2+的稳定性较好;(4)①FeSO4中的铁的化合价为+2价,具有还原性,在原电池中做负极,则左池的碳电极做正极,NaCl中溶解的氧气得电子生成,在酸性环境中生成水,故电极方程式为:O2+4e-+4H+=2H2O;②实验1和2(或3和4)中NaCl溶液的pH相同,FeSO4溶液的pH不同,且FeSO4溶液的pH越小,电流越小,结合原电池装置中,其它条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大,可以得出的结论是:溶液酸性越强,Fe2+的还原性越弱;③对比实验1和3(或2和4)发现,FeSO4溶液的pH相同时,NaCl溶液的pH越大,电流越小,结合原电池装置中,其它条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大,可以得出在一定pH范围内溶液的碱性越强,O2氧化性越强;④对比实验1和4,NaCl溶液的pH增大酸性减弱,FeSO4溶液的pH减小酸性增强,但是电流却减小,结合②③的结论,和其它条件相同时,溶液酸性增强对Fe2+的还原性减弱的影响,超过了对O2的氧化性增强的影响。故pH=1的FeSO4溶液更稳定。20、饱和NaHCO3溶液的洗气瓶浓H2SO4的洗气瓶NaOH溶液用CO2把反应器中的空气赶尽,将溴蒸气带入E管中250mL容量瓶5.4g取适量黄色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明假设2正确2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-【解析】
I.装置A用碳酸钙和盐酸制取二氧化碳,装置B中盛有的NaHCO3饱和溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置C中盛有的浓H2SO4是干燥二氧化碳,二氧化碳把反应器中的空气赶尽,并将油浴加热的装置D中溴蒸气带入E管中,在加热条件下与铁反应生成黄绿色鳞片状溴化亚铁,在装置F处连接盛有氢氧化钠溶液的尾气吸收装置,吸收有毒的溴蒸汽,防止污染环境;Ⅱ.Fe2+和Br-的还原性强弱顺序为:Fe2+>Br-,向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水,氯气先氧化Fe2+,再氧化Br-。【详解】(1)实验时用碳酸钙和盐酸制取二氧化碳,盐酸易挥发,制得的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气,装置B的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,可以用盛有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶洗气,装置C的作用是干燥二氧化碳,可以用盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥,溴蒸汽有毒,不能排到空气中,氢氧化钠溶液能够与溴单质反应,为防止污染空气,实验时应在F处连接氢氧化钠溶液的尾气吸收装置,故答案为饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;浓H2SO4的洗气瓶;NaOH溶液;(2)反应前先通入一段时间CO2,将容器中的空气赶净,避免空气中的氧气干扰实验;反应过程中要不断通入CO2,还可以油浴加热的装置D中溴蒸气带入E管中,使溴能够与铁粉充分反应,故答案为用CO2把反应器中的空气赶尽,将溴蒸气带入E管中;(3)配制200mL0.1mol/LFeBr2溶液的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和250mL容量瓶;250mL0.1mol/LFeBr2溶液中FeBr2的物质的量为0.25mol,则FeBr2的质量为0.25mol×216g/mol=5.4g,故答案为250mL容量瓶;5.4g;(4)若假设2正确,向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水,Fe2+被Cl2氧化成Fe3+,向反应后的黄色溶液中加入KSCN溶液,溶液会变为红色,故答案为取适量黄色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明假设2正确;(5)溶液中Fe2+和Br2能够发生氧化还原反应生成Fe3+和Br-,反应的离子方程式为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,则故答案为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;(6)40mL0.1mol/LFeBr2溶液中FeBr2的物质的量为0.004mol,0.004molFe2+消耗Cl2的物质的量为0.002mol,3×10-3molCl2有0.001molCl2与Br-反应,反应消耗Br-的物质的量为0.002mol,参与反应的Fe2+、Br-和Cl2的物质的量比为0.004mol:0.002mol:0.003mol=4:2:3,则反应的离子方程式为4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-,故答案为4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-。【点睛】本题考查了实验方案的
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