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文档简介
山西省大同一中等2024-2025学年高考化学试题模拟试卷(1)注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、充分利用已有的数据是解决化学问题方法的重要途径.对数据的利用情况正确的是A.利用化学平衡常数判断化学反应进行的快慢B.利用溶解度数据判断氧化还原反应发生的可能性C.利用沸点数据推测将一些液体混合物分离的可能性D.利用物质的摩尔质量判断相同状态下不同物质密度的大小2、肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。25℃、101kPa时,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量。下列说法正确的是()A.该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1B.N2H4的燃烧热534kJ·mol-1C.相同条件下,1molN2H4(g)所含能量高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和D.该反应是放热反应,反应的发生不需要克服活化能3、如图所示是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c,d均是热和电的良导体。下列说法不正确的是A.e、f单质晶体熔化时克服的是共价键B.d单质对应元素原子的电子排布式:1s22s22p63s23p2C.b元素形成的气态氢化物易与水分子之间形成氢键D.单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子中含2个σ键,2个π键4、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族且W原子的质子数是Y原子的一半。下列说法正确的是()A.原子半径:r(X)>r(Y)>r(W)B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强C.由W、Y形成的化合物是离子化合物D.由X、Y形成的化合物的水溶液呈中性5、铁杉脂素是重要的木脂素类化合物,其结构简式如右图所示。下列有关铁杉脂素的说法错误的是()A.分子中两个苯环处于同一平面B.分子中有3个手性碳原子C.能与浓溴水发生取代反应D.1mol铁杉脂素与NaOH溶液反应最多消耗3molNaOH6、电化学合成氨法实现了氨的常温常压合成,一种碱性介质下的工作原理示意图如下所示。下列说法错误的是A.b接外加电源的正极B.交换膜为阴离子交换膜C.左池的电极反应式为D.右池中水发生还原反应生成氧气7、除去FeCl2溶液中的FeCl3所需试剂是()A.Cl2 B.Cu C.Fe D.NaOH8、短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大,R和X组成简单分子的球棍模型如图所示。Y原子核外K、M层上电子数相等,Z原子最外层电子数是电子层数的2倍。下列推断正确的是A.原子半径:Y>Z>R>XB.Y3X2是含两种化学键的离子化合物C.X的氧化物对应的水化物是强酸D.X和Z的气态氢化物能够发生化合反应9、在海水中提取溴的反应原理是5NaBr+NaBrO+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O下列反应的原理与上述反应最相似的是()A.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2B.2FeCl3+H2S=2FeCl2+S+2HClC.2H2S+SO2=3S+2H2OD.AlCl3+3NaAlO3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl10、高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4,发生反应:①C12+KOH→KC1+KC1O+KC1O3+H2O(未配平);②2Fe(NO3)3+3KC1O+10KOH===2K2FeO4+6KNO3+3KC1+5H2O。下列说法正确的是A.若反应①中n(ClO-):n(C1O3-)=5:1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1B.反应①中每消耗4molKOH,吸收标准状况下1.4LCl2C.氧化性:K2FeO4>KC1OD.若反应①的氧化产物只有KC1O,则得到0.2molK2FeO4时消耗0.3molC1211、在稳定人体血液的pH中起作用的离子是A.Na+ B.HCO3- C.Fe2+ D.Cl-12、科学的假设与猜想是科学探究的先导与价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的是A.探究Na与水反应可能有O2生成B.探究Na2O2与SO2反应可能有Na2SO4生成C.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中可能含有CuSD.探究向滴有酚酞的NaOH溶液中通入Cl2,溶液红色褪去的原因是溶液酸碱性改变所致,还是HClO的漂白性所致13、W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质(结构如图,箭头指向表示共用电子对由W提供,阴离子中所有原子均达到8e-稳定结构)。下列说法不正确的是A.该物质中含离子键、极性键和非极性键B.在四种元素中W的非金属性最强C.Y和Z两元素形成的化合物不止一种D.四种元素的原子半径中Z的半径最大14、短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大,化合物M、N均由这四种元素组成,且M的相对分子质量比N小16。分别向M和N中加入烧碱溶液并加热,二者均可产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。将M溶液和N溶液混合后产生的气体通入品红溶液中,溶液变无色,加热该无色溶液,无色溶液又恢复红色。下列说法错误的是A.简单气态氢化物的稳定性:Y>XB.简单离子的半径:Z>YC.X和Z的氧化物对应的水化物都是强酸D.X和Z的简单气态氢化物能反应生成两种盐15、一定条件下,下列金属中能与水发生置换反应并产生金属氧化物的是A.钾 B.镁 C.铁 D.铜16、已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+196.64kJ,则下列判断正确的是A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(l)+Q,Q>196.64kJB.2molSO2气体和过量的O2充分反应放出196.64kJ热量C.1LSO2(g)完全反应生成1LSO3(g),放出98.32kJ热量D.使用催化剂,可以减少反应放出的热量17、下列物质名称和括号内化学式对应的是()A.纯碱(NaOH) B.重晶石(BaSO4)C.熟石膏(CaSO4•2H2O) D.生石灰[Ca(OH)2]18、W、X、Y、Z均是短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-离子具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>ZC.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z19、我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10-9m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中正确的是A.其分子直径比氯离子小B.在水中形成的分散系属于悬浊液C.在水中形成的分散系具有丁达尔效应D.“钴酞菁”分子不能透过滤纸20、X、Y、Z、W四种短周期元素的原子序数依次增大,原子最外层电子数之和为13,X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z的族序数是其周期数的3倍,下列说法中正确的是A.四种元素简单离子的半径:X<Y<Z<WB.X与Y形成的离子化合物中既含离子键又含共价键C.离子化合物W2Z2中阴阳离子数之比为1:1D.只含X、Y、Z三种元素的化合物一定是共价化合物21、下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是()A.灼热的炭与CO2的反应B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C.镁条与稀盐酸的反应D.氢气在氧气中的燃烧反应22、某兴趣小组设计了如下实验测定海带中碘元素的含量,依次经过以下四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是A.灼烧海带B.将海带灰溶解后分离出不溶性杂质C.制备Cl2,并将I-氧化为I2D.以淀粉为指示剂,用Na2SO3标准溶液滴定二、非选择题(共84分)23、(14分)H是合成某药物的中间体,其合成路线如F(-Ph代表苯基):(1)已知X是一种环状烃,则其化学名称是___。(2)Z的分子式为___;N中含氧官能团的名称是__。(3)反应①的反应类型是__。(4)写出反应⑥的化学方程式:__。(5)T是R的同分异构体,同时满足下列条件的T的同分异构体有___种(不包括立体异构)。写出核磁共振氢谱有五个峰的同分异构体的结构简式:___。a.与氯化铁溶液发生显色反应b.1molT最多消耗2mol钠c.同一个碳原子上不连接2个官能团(6)参照上述合成路线,结合所学知识,以为原料合成OHCCH2CH2COOH,设计合成路线:___(其他试剂任选)。24、(12分)吡贝地尔()是多巴胺能激动剂,合成路线如下:已知:①②D的结构简式为(1)A的名称是__________。(2)E→F的反应类型是__________。(3)G的结构简式为________;1molB最多消耗NaOH与Na的物质的量之比为_______。(4)D+H→吡贝地尔的反应的化学方程式为_______。(5)D的同分异构体中满足下列条件的有______种(碳碳双键上的碳原子不能连羟基),其中核磁共振氢谱有5种峰且峰面积之比为2:2:1:1:1的结构简式为_______(写出一种即可)。①与FeCl3溶液发生显色反应②苯环上有3个取代基③1mol该同分异构体最多消耗3molNaOH。(6)已知:;参照上述合成路线,以苯和硝基苯为原料(无机试剂任选)合成,设计制备的合成路线:_______。25、(12分)苯甲醛是一种重要的化工原料,某小组同学利用如图所示实验装置(夹持装置已略去)制备苯甲醛。已知有机物的相关数据如下表所示:有机物沸点℃密度为g/cm3相对分子质量溶解性苯甲醛178.11.04106微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃苯甲醇205.71.04108微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃二氯甲烷39.81.33难溶于水,易溶于有机溶剂实验步骤:①向容积为500mL的三颈烧瓶加入90.0mL质量分数为5%的次氯酸钠溶液(稍过量),调节溶液的pH为9-10后,加入3.0mL苯甲醇、75.0mL二氯甲烷,不断搅拌。②充分反应后,用二氯甲烷萃取水相3次,并将有机相合并。③向所得有机相中加入无水硫酸镁,过滤,得到有机混合物。④蒸馏有机混合物,得到2.08g苯甲醛产品。请回答下列问题:(1)仪器b的名称为______,搅拌器的作用是______。(2)苯甲醇与NaClO反应的化学方程式为_______。(3)步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多,原因是____;步骤③中加入无水硫酸镁,若省略该操作,可能造成的后果是______。(4)步骤②中,应选用的实验装置是___(填序号),该操作中分离出有机相的具体操作方法是___。(5)步骤④中,蒸馏温度应控制在_______左右。(6)本实验中,苯甲醛的产率为________(保留到小数点后一位)。26、(10分)甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,某化学小组利用如图装置探究其反应产物。查阅资料:①CO能与银氨溶液反应:CO+2Ag(NH3)2++2OH-=2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3②Cu2O为红色,不与Ag反应,发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O③已知Al4C3与CaC2类似易水解,CaC2的水解方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑(1)装置A中反应的化学方程式为___。(2)装置F的作用为___;装置B的名称为___。(3)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__。(填装置名称对应字母,每个装置限用一次)(4)实验中若将A中分液漏斗换成(恒压漏斗)更好,其原因是___。(5)装置D中可能观察到的现象是___。(6)当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色。设计实验证明红色固体中含有Cu2O(简述操作过程及现象):__。27、(12分)Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如图:已知NaHCO3在低温下溶解度较小。(1)反应Ⅰ的化学方程式为______。(2)处理母液的两种方法:①向母液中加入石灰乳,反应的化学方程式为____,目的是使____循环利用。②向母液中____并降温,可得到NH4Cl晶体。Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。(3)装置丙中冷水的作用是______;由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有______、洗涤、灼烧。(4)若灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究。取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。曲线c对应的溶液中的离子是____(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别是___mol、___mol。28、(14分)随着石油资源的日益枯竭,天然气的廾发利用越来越受到重视。CH4/CO2催化重整制备合成气(CO和H2)是温室气体CO2和CH4资源化利用的重要途径之一,并受了国内外研究人员的高度重视。回答下列问题:(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+205.9kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ·mol-1CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H该催化重整反应的△H=______kJ·mol-1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____。(2)向2L刚性密闭容器中充入2molCH4和2molCO2进行催化重整反应,不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数()随温度变化如下表所示。已知b>a>c,则T1______T2(填“>”“<”或“=”)。T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L-2)(3)实验硏究表明,载体对催化剂性能起着极为重要的作用,在压强0.03MPa,温度750℃条件下,载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表:由上表判断,应选择载体为_______(填化学式),理由是________。(4)现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器,均充入2molCH4(g)和2molCO2(g)进行反应,三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到tmin时,CO2的体积分数如图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______。(5)利用合成气为原料合成甲醇,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示:该反应速率的通式为ν正=k正cm(CO)·cn(H2)(k正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%,则组别1平衡时的v正=______(保留1位小数)。29、(10分)(1)O基态原子核外电子排布式为____。H2OVSEPR模型名称为_____,立体构型为___。O3____极性分子(填“是”或“不是”)。(2)利用热化学法来测定晶格能是由Born与Haber首先提出来的,其实质是利用Hess定律,构成一个热化学循环。已知:Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)ΔH=-410.9kJ·mol-1可知,Na原子的第一电离能为_____kJ·mol-1;Cl-Cl键键能为______kJ·mol-1;NaCl晶格能为_____kJ·mol-1。(3)高压下NaCl晶体和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体,如图是其中一种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子),其化学式为________。(4)金属Na晶体中的原子堆积方式称为体心立方堆积,晶胞参数为anm,空间利用率为________(列出计算式)。
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、C【解析】
A、平衡常数的大小体现一个可逆反应进行的程度大小,平衡常数越大,则表示反应物的转化率越高,它是一个只随温度改变而改变的量,只在可逆反应中才会出现;错误;B、氧化还原反应发生的可能性是需要判断物质氧化性还原性的相对强弱,错误;C、沸点差别,可以选用蒸馏的方法分离,正确;D、需要考虑物质的状态,气体和液体没有可比性,错误。2、A【解析】
A.由已知25℃、101kPa时,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量,则1mol肼燃烧放出的热量为534kJ,故该反应的热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ.mol-1,故A正确。B.燃烧热是指生成为稳定的氧化物所放出的热量,但水蒸气都不是稳定的氧化物,N2为单质,故B错误。C.由N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ.mol-1,可知该反应是放热反应,所以1molN2H4(g)和1molO2(g)所含能量之和高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和,故C错误;D.化学反应实质旧键断裂新键生成,旧化学键断裂时需要消耗能量,且两个过程能量不相等,因此需要克服活化能,故D错误;答案:A。3、B【解析】
Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中,Na、Cu为金属晶体,均是热和电的良导体,C、Si的单质为原子晶体,且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔点,H、N对应的单质为分子晶体,其中氢气的熔点最低,由图熔点的高低顺序可知a为H,b为N,c为Na,d为Cu,e为Si,f为C。【详解】A选项,e为Si,f为C,对应的单质为原子晶体,存在共价键,熔化时破坏共价键,故A正确;B选项,d为Cu,铜单质对应元素原子的电子排布式:1s22s22p63s23p23d104s1,故B错误;C选项,b为N,N元素形成的气态氢化物氨气,易与水分子之间形成氢键,故C正确;D选项,单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子为HCN,结构式为H−C≡N,分子中含2个σ键,2个π键,故D正确;综上所述,答案为B。4、A【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,因同周期元素中,原子半径从左到右依次减小,同主族元素中从上到下依次增大,因X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na;W与Y同族且W原子的质子数是Y原子的一半,则符合条件的W为O元素,Y为S元素,Z原子序数比Y大,且为短周期元素,则Z为Cl元素,结合元素周期律与物质结构与性质作答。【详解】根据上述分析可知,短周期主族元素W、X、Y、Z分别为:O、Na、S和Cl元素,则A.同周期元素中,原子半径从左到右依次减小,同主族元素中从上到下依次增大,则原子半径:r(Na)>r(S)>r(O),A项正确;B.元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则S的最高价氧化物对应水化物的酸性比Cl的弱,B项错误;C.由W、Y形成的化合物可以是SO2或SO3,均为共价化合物,C项错误;D.由X、Y形成的化合物为Na2S,其水溶液中硫离子水解显碱性,D项错误;答案选A。5、A【解析】
A.分子中两个苯环连在四面体结构的碳原子上,不可能处于同一平面,故A错误;B.图中*标注的三个碳原子是手性碳原子,故B正确;C.酚羟基的邻对位可能与浓溴水发生取代反应,故C正确;D.1mol铁杉脂素与NaOH溶液反应最多消耗3molNaOH,分别是酯基消耗1mol,2个酚羟基各消耗1mol,故D正确;故选A。6、D【解析】
A.在电化学合成氨法中,N2发生还原反应,而电解池的阴极发生还原反应,通N2的极为阴极,则a为电源负极,b为电源的正极,故A正确;B.由图示可知,电解池工作时,左侧池中OH-向右池移动,则交换膜为阴离子交换膜,故B正确;C.左池中N2发生还原反应生成NH3,则电极反应式为,故C正确;D.右池中发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,则是4OH-发生还原反应生成氧气,故D错误;故答案为D。7、C【解析】
Fe能与氯化铁反应生成氯化亚铁,可用于除杂,以此解答该题。【详解】因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子,化学方程式为2FeCl3+Fe═3FeCl2,故可用铁除去FeCl2溶液中的少量氯化铁,故C确;如果加入金属铜,氯化铁与铜反应会生成氯化铜,会向溶液中引入杂质铜离子;加入氯气,与氯化亚铁反应,生成氯化铁,加入NaOH溶液,会生成氢氧化亚铁和氢氧化铁沉淀,所以后三种方法都无法实现除杂的目的,故A、B、D均错误;故答案选C。根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法,所谓除杂(提纯),是指除去杂质,同时被提纯物质不得改变;除杂质至少要满足两个条件:(1)加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;(2)反应后不能引入新的杂质。8、D【解析】
根据R和X组成简单分子的球棍模型,可推出该分子为NH3,由此得出R为H,X为N;由“Y原子核外K、M层上电子数相等”,可推出Y核外电子排布为2、8、2,即为Mg;因为Z的原子序数大于Y,所以Z属于第三周期元素,由“Z原子最外层电子数是电子层数的2倍”,可确定Z的最外层电子数为6,从而推出Z为S。【详解】依据上面推断,R、X、Y、Z分别为H、N、Mg、S。A.原子半径:Mg>S>N>H,A错误;B.Mg3N2是由Mg2+和N3-构成的离子化合物,只含有离子键,B错误;C.N的氧化物对应的水化物可能为HNO3、HNO2,HNO3是强酸,HNO2是弱酸,C错误;D.N和S的气态氢化物分别为NH3和H2S,二者能够发生化合反应,生成NH4HS或(NH4)2S,D正确。故选D。9、C【解析】
反应5NaBr+NaBrO+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O为氧化还原反应,只有Br元素发生电子的得与失,反应为归中反应。A.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2中,变价元素为Br和Cl,A不合题意;B.2FeCl3+H2S=2FeCl2+S+2HCl中,变价元素为Fe和S,B不合题意;C.2H2S+SO2=3S+2H2O中,变价元素只有S,发生归中反应,C符合题意;D.AlCl3+3NaAlO3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl为非氧化还原反应,D不合题意。故选C。10、D【解析】
A选项,若反应①中n(ClO-):n(C1O3-)=5:1,设物质的量分别为5mol和1mol,则化合价升高失去10mol电子,则化合价降低得到10mol电子,因此总共有了8mol氯气,氧化剂与还原剂的物质的量之比为10:6,即5:3,故A错误;B选项,根据A分析反应①得出消耗氢氧化钾物质的量为16mol,因此每消耗4molKOH,吸收氯气2mol,即标准状况下44.8LCl2,故B错误;C选项,根据第二个方程式比较氧化性,氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性,因此KC1O>K2FeO4,故C错误;D选项,若反应①的氧化产物只有KC1O,则C12与KC1O物质的量之比为1:1,根据第二个方程式得到KC1O与K2FeO4物质的量之比为3:2,因此得到0.2molK2FeO4时消耗0.3molC12,故D正确。综上所述,答案为D。11、B【解析】
稳定人体血液的pH的离子,必须既能和氢离子反应,也能和氢氧根离子反应;【详解】A.Na+为强碱阳离子,不能起到调节人体内pH值的作用,故A不正确;
B.HCO3-在溶液中存在两个趋势:HCO3-离子电离使得溶液呈酸性,HCO3-水解呈现碱性,即电离呈酸性,降低pH值,水解呈碱性,pH值升高,故B正确;
C.Fe2+为弱碱阳离子,水解使溶液呈酸性,只能降低pH值,故C不正确;
D.Cl-为强酸阴离子,不能起到调节人体内pH值的作用,故D不正确;
正确答案:B。明确稳定pH是解答本题的关键,并熟悉盐类水解的规律及酸式酸根离子的性质来解答。12、A【解析】A、根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,钠和水中含有钠、氢和氧三种元素,产生的气体如果为氧气,不符合氧化还原反应的基本规律,钠是还原剂,水只能做氧化剂,元素化合价需要降低,氧元素已是最低价-2价,不可能再降低,故A选;B、二氧化硫具有还原性,过氧化钠具有氧化性,SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成,故B不选;C、根据氧化还原反应化合价变化,浓硫酸与铜反应,硫酸中的硫元素被还原,铜有可能被氧化为硫化铜,有探究意义,故C不选;D.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠次氯酸钠和水,消耗氢氧化钠溶液红色褪去,氯气可以与水反应生成的次氯酸或生成的次氯酸钠水解生成次氯酸具有漂白性,有探究意义,故D不选;故选A。点睛:本题考查化学实验方案评价,涉及生成物成分推测,解题关键:氧化还原反应规律、物质性质,易错点:C选项,注意氧化还原反应特点及本质,题目难度中等。13、D【解析】
W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,可知X有2个电子层,四种元素都是第二周期的元素,X的次外层电子数只能为2,Y的最外层电子数为6,Y为O元素;由四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质,Z可形成4对共用电子对,Y可形成2对共用电子对,X可形成3对共用电子对和1个配位键(接受孤电子对),则Z为C元素、、X为B元素,W可提供孤电子对,且形成1对共用电子对,则W为F元素,以此来解答。【详解】由上述分析可知,W为F、X为B、Y为O、Z为C元素。A.该化合物是离子化合物,含离子键,在阴离子中含有不同种元素原子之间形成的极性共价键,阴离子中含有C原子之间的非极性共价键及F、B原子之间的配位键,配位键属于极性共价键,A正确;B.同一周期的元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,在这四种元素中非金属性最强的元素是F元素,B正确;C.C、O元素可形成CO、CO2等化合物,故二者形成的化合物种类不止一种,C正确;D.同一周期的元素原子序数越大,原子半径越小,在上述元素中B元素原子序数最小,故四种元素的原子半径中B的半径最大,D错误;故答案选D。本题考查原子结构与元素周期律,把握化学键、元素的性质来推断元素为解答关键。注意配位键的形成,注意同一周期元素的非金属性从左到右逐渐增强,元素的原子半径逐渐减小的变化规律,同种元素的原子形成非极性键,不同种元素的原子形成极性共价键,试题侧重考查学生的分析与应用能力。14、C【解析】
依题意可知,M是NH4HSO3,N是NH4HSO4,故元素R、X、Y、Z依次为H、N、O、S,据此分析。【详解】依题意可知,M是NH4HSO3,N是NH4HSO4,故元素R、X、Y、Z依次为H、N、O、S。A、H2O的热稳定性比NH3强,选项A正确;B、S2-的半径比O2-的大,选项B项正确;C、HNO3、H2SO4均是强酸,但是,HNO2、H2SO3均是弱酸,选项C错误;D、NH3和H2S可反应生成(NH4)2S、NH4HS两种盐,选项D正确。答案选C。15、C【解析】
A.钾和水反应生成KOH和氢气,故A不选;B.加热条件下,镁和水反应生成氢氧化镁和氢气,故B不选;C.加热条件下,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,故C选;D.铜和水不反应,故D不选。故选C。16、A【解析】
A.气态SO3变成液态SO3要放出热量,所以2SO2(g)+O2(g)2SO3(l)+Q,Q>196.64kJ,故A正确;B、2molSO2
气体和过量的O2充分反应不可能完全反应,所以热量放出小于196.64kJ,故B错误;C、状况未知,无法由体积计算物质的量,故C错误;D、使用催化剂平衡不移动,不影响热效应,所以放出的热量不变,故D错误;答案选A。17、B【解析】
A.纯碱的化学式为Na2CO3,A项错误;
B.重晶石结构简式为BaSO4,B项正确;
C.生石膏的化学式为CaSO4•2H2O,而熟石膏的化学式为2CaSO4•H2O,C项错误;
D.生石灰的化学式为CaO,D项错误;答案选B。18、D【解析】
X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,则X为第ⅥA族元素,Z为ⅦA族元素;Y+和Z-具有相同的电子层结构,则Y在Z的下一周期,则Y为Na元素,Z为F元素,X、Y同周期,则X为S元素,A.X、Y、Z分别为S、Na、F,原子最外层电子数分别为6、1、7,即原子最外层电子数:Z>X>Y,故A错误;B.常温下Na、S为固体,F2为气体,Na的熔点较低,但钠的沸点高于硫,顺序应为Na>S>F2,故B错误;C.Na+、F-具有相同的核外电子排布,离子的核电荷数越大,半径越小,应为F->Na+,S2-电子层最多,离子半径最大,故离子半径S2->F->Na+,故C错误;D.X、Y、Z分别为S、Na、F,原子序数分别为16、11、9,则原子序数:X>Y>Z,故D正确。答案选D。19、C【解析】
A.氯离子半径小于1nm,因此其分子直径比氯离子大,故A错误;B.在水中形成的分散系属于胶体,故B错误;C.在水中形成的分散系属于胶体,胶体具有丁达尔效应,故C正确;D.“钴酞菁”分子直径小于滤纸中空隙的直径,故D错误。综上所述,答案为C。胶体具有丁达尔效应、利用渗析的方法净化胶体,要注意胶体是混合物。20、B【解析】
由题知,Z是氧元素;若X是第二周期元素,则不能同时满足“原子序数依次增大”和“X的原子半径比Y的小”,故X是氢元素,则W是钠元素;结合最外层电子数之和为13知,Y是氮元素。【详解】A.简单离子的半径,即X<W<Z<Y,A项错误;B.NH4H中既含离子键又含共价键,B项正确;C.过氧化钠中阴阳离子数之比为1:2,C项错误;D.只含H、N、O三种元素的化合物可能是共价化合物,如硝酸;也可能是离子化合物,如硝酸铵,D项错误。答案选B。21、A【解析】A、灼热的炭与CO2的反应生成CO,是氧化还原反应也是吸热反应,故A正确;B、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应不是氧化还原反应,故B错误;C、镁条与稀盐酸的反应是放热反应,故C错误;D、氢气在氧气中的燃烧反应是放热反应,故D错误;故选A。22、B【解析】
A.灼烧海带在坩埚中进行,而不是在烧杯中,A错误;B.海带灰溶解后分离出不溶性杂质需要采用过滤操作,过滤需要玻璃棒引流,B正确;C.制备Cl2,并将I-氧化为I2,除去氯气中的氯化氢应该用饱和的食盐水,尾气需要用到氢氧化钠溶液吸收,C错误;D.Na2SO3是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,所以滴定时Na2SO3应该放在碱式滴定管中,而不是酸式滴定管,D错误;答案选B。在实验操作中,选择合适的仪器至关重要,灼烧时应选择在坩埚中进行,滴定操作时应该注意滴定管的选择,酸性溶液、强氧化性溶液选择酸式滴定管。二、非选择题(共84分)23、环戊二烯C7H8O羰基加成反应2+O22+2H2O9【解析】
(1)已知X是一种环状烃,分子式为C5H6推断其结构式和名称;(2)由Z得结构简式可得分子式,由N得结构简式可知含氧官能团为羰基;(3)反应①的反应类型是X与Cl2C=C=O发生的加成反应;(4)反应⑥为M的催化氧化;(5)T中含不饱和度为4与氯化铁溶液发生显色反应则含苯酚结构;1molT最多消耗2mol钠则含有两个羟基;同一个碳原子上不连接2个官能团,以此推断;(6)运用上述流程中的前三步反应原理合成环丁酯,环丁酯水解、酸化得到OHCCH2CH2COOH。【详解】(1)已知X是一种环状烃,分子式为C5H6,则X为环戊二稀,故答案为环戊二烯;(2)Z结构式为,分子式为:C7H8O;由N得结构简式可知含氧官能团为酮键;故答案为:C7H8O;羰基;(3)反应①的反应类型是X与Cl2C=C=O发生的加成反应;故答案为:加成反应;(4)反应⑥为M的催化氧化反应方程式为:2+O22+2H2O,故答案为:2+O22+2H2O;(5)R中不饱和度为4,T中苯环含有4个不饱和度,与氯化铁溶液发生显色反应则含苯酚结构;1molT最多消耗2mol钠则含有两个羟基;同一个碳原子上不连接2个官能团。则有两种情况,苯环中含有3个取代基则含有两个羟基和一个甲基,共有6种同分异构体;苯环中含有2个取代基则一个为羟基一个为-CH2OH,共有三种同分异构体(邻、间、对),则共有9种同分异构体。核磁共振氢谱有五个峰的同分异构体的结构简式为:故答案为:9;;(6)参考上述流程中的有关步骤设计,流程为:,故答案为:。24、苯取代反应1:1或12【解析】
由已知信息可知A为苯,再和CH2Cl2发生取代反应生成,再和HCHO在浓盐酸的作用下生成的D为;和Cl2在光照条件下发生取代反应生成的F为,F再和G发生取代反应生成,结合G的分子式可知G的结构简式为;再和在乙醇和浓氨水的作用下生成吡贝地尔(),据此分析解题;(6)以苯和硝基苯为原料合成,则需要将苯依次酚羟基、卤素原子得到,将硝基苯先还原生成苯胺,苯胺再和在PdBr4的催化作用下即可得到目标产物。【详解】(1)A的结构简式为,其名称是苯;(2)和Cl2在光照条件下发生取代反应生成的F为,则E→F的反应类型是取代反应;(3)由分析知G的结构简式为;B为,酚羟基均能和Na、NaOH反应,则1molB最多消耗NaOH与Na的物质的量之比为1:1;(4)和在乙醇和浓氨水的作用下生成吡贝地尔的化学方程式为;(5)D为,其分子式为C8H7O2Cl,其同分异构体中:①与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②苯环上有3个取代基,这三个取代基有连、间、偏三种连接方式;③1mol该同分异构体最多消耗3molNaOH,则分子结构中含有2个酚羟基,另外存在卤素原子水解,则另一个取代基为-CH=CHCl或-CCl=CH2,苯环上先定位取代基为-CH=CHCl或-CCl=CH2,再增加二个酚羟基,则各有6种结构,即满足条件的同分异构体共有12种,其中核磁共振氢谱有5种峰且峰面积之比为2:2:1:1:1的结构简式为;(6)以苯和硝基苯为原料合成,则需要将苯依次酚羟基、卤素原子得到,将硝基苯先还原生成苯胺,苯胺再和在PdBr4的催化作用下即可得到目标产物,具体合成路线为。解有机推断与合成题,学生需要将题目给信息与已有知识进行重组并综合运用是解答本题的关键,需要学生具备准确、快速获取新信息的能力和接受、吸收、整合化学信息的能力,采用正推和逆推相结合的方法,逐步分析有机合成路线,可推出各有机物的结构简式,然后分析官能团推断各步反应及反应类型。本题根据吡贝地尔的结构特点分析合成的原料,再结合正推与逆推相结合进行推断,充分利用反应过程C原子数目,对学生的逻辑推理有较高的要求。25、球形冷凝管使物质充分混合+NaClO→+NaCl+H2O防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低产品中混有水,纯度降低③打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞178.1℃67.9%【解析】
(1)根据图示结合常见的仪器的形状解答;搅拌器可以使物质充分混合,反应更充分;(2)根据实验目的,苯甲醇与NaClO反应生成苯甲醛;(3)次氯酸钠具有强氧化性,除了能够氧化苯甲醇,也能将苯甲醛氧化;步骤③中加入无水硫酸镁的目的是除去少量的水;(4)步骤②中萃取后要进行分液,结合实验的基本操作分析解答;(5)步骤④是将苯甲醛蒸馏出来;(6)首先计算3.0mL苯甲醇的物质的量,再根据反应的方程式计算理论上生成苯甲醛的质量,最后计算苯甲醛的产率。【详解】(1)根据图示,仪器b为球形冷凝管,搅拌器可以使物质充分混合,反应更充分,故答案为球形冷凝管;使物质充分混合;(2)根据题意,苯甲醇与NaClO反应,苯甲醇被氧化生成苯甲醛,次氯酸钠本身被还原为氯化钠,反应的化学方程式为+NaClO→+NaCl+H2O,故答案为+NaClO→+NaCl+H2O;(3)次氯酸钠具有强氧化性,除了能够氧化苯甲醇,也能将苯甲醛氧化,因此步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多;步骤③中加入无水硫酸镁的目的是除去少量的水,提高产品的纯度,若省略该操作,产品中混有水,纯度降低,故答案为防止苯甲醛被氧化为苯甲酸,使产品的纯度降低;产品中混有水,纯度降低;(4)步骤②中,充分反应后,用二氯甲烷萃取水相3次,萃取应该选用分液漏斗进行分液,应选用的实验装置是③,分液中分离出有机相的具体操作方法为打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞,故答案为③;打开分液漏斗颈部的玻璃塞(或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔),再打开分液漏斗下面的活塞,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,当有机层恰好全部放出时,迅速关闭活塞;(5)根据相关有机物的数据可知,步骤④是将苯甲醛蒸馏出来,蒸馏温度应控制在178.1℃左右,故答案为178.1℃;(6)根据+NaClO→+NaCl+H2O可知,1mol苯甲醇理论上生成1mol苯甲醛,则3.0mL苯甲醇的质量为1.04g/cm3×3.0cm3=3.12g,物质的量为,则理论上生成苯甲醛的质量为×106g/mol=3.06g,苯甲醛的产率=×100%=67.9%,故答案为67.9%。26、Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3除去甲烷中的HCl和H2O(球形)干燥管FDBECG平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发D中黑色氧化铜变红,硬质玻璃管内壁有水珠附着取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含Cu2O【解析】
装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,,生成的甲烷气体通过装置F吸收混有的氯化氢,干燥气体,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气,通过裝置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,CO能与银氨溶液反应:CO+2Ag(NH3)2++2OH-=2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集尾气。【详解】(1).装置A是用于制取甲烷,可判断A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,反应的化学方程式为Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3,故答案为:Al4C3+12HCl=3CH4↑+4AlCl3;(2).A中稀盐酸和Al4C3反应生成的甲烷中混有杂质HCl和H2O,碱石灰的作用就是除去甲烷中的HCl和H2O,故答案为:除去甲烷中的HCl和H2O;装置B为球形干燥管;(3).装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,生成的甲烷气体通过装置F除杂并干燥,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气。通过装置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,最后用排水法吸收和收集气体,按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→F→D→B→E→C→G,故答案为:FDBECG;(4).如果是普通分液漏斗,需先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再将分液漏斗下面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下,对比起来,恒压分液漏斗的好处是平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发,故答案为:平衡气压使盐酸顺利流下,减少盐酸的挥发;(5).D中是甲烷在加热条件下还原氧化铜,产物为铜或Cu2O、水蒸气、碳的氧化物,故答案为:D中黑色氧化铜变红,硬质玻璃管内壁有水珠附着;(6).当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色,根据信息Cu2O为红色,不与Ag反应,与稀硫酸发生反应Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,故可加稀硫酸观察溶液是否变蓝来判断,答案为:取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含Cu2O。实验题的重中之重是实验目的,如本题目的是探究甲烷在加热条件下可还原氧化铜的产物。同时要注意实验方案设计的基本要求,如科学性、安全性、可行性、简约性。设计的实验方案要严谨,具有可持续发展意识和绿色化学理念。27、NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl2NH4Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2NH3↑+2H2ONH3通入NH3,加入细小的食盐颗粒冷却,使碳酸氢钠晶体析出过滤HCO3-0.10.2【解析】
(1)由于NaHCO3在低温下溶解度较小,溶液中含有较大浓度的钠离子和碳酸氢根离子时,就会有碳酸氢钠晶体析出,所以饱和氯化钠中溶液中通入NH3和CO2发生反应的方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;答案:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;(2)①根据题中反应流程可知,过滤后得到的母液中含有氯化铵,母液中加入石灰乳后,发生反应为:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O,反应生成氨气,氨气可以在反应流程中循环利用;答案:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O;NH3;②由反应NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓及流程图知,母液中溶质为氯化铵,向母液中通氨气加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入的氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨能电离铵根离子,铵根离子浓度增大有利于氯化铵析出。答案:通入NH3,加入细小的食盐颗粒。(3)由装置丙中产生的是NaHCO3,其溶解度随温度降低而降低,所以装置丙中冷水的作用是:冷却,使碳酸氢钠晶体析出;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠;答案:冷却,使碳酸氢钠晶体析出;过滤;(4)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,发生反应CO32-+H+=HCO3-;HCO3-+H+=CO2+H2O;溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小,碳酸氢根离子浓度增大,当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子,再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳,碳酸氢根离子减小,所以c曲线表示的是碳酸氢根离子物质的量变化。碳酸根离子物质的量为0.2mol,碳酸氢根离子物质的量为0.1mol;所以样品中NaHCO3的物质的量为0.1mol,Na2CO3的物质的量为0.2mol;因此,本题正确答案是:HCO3-;0.1;0.2。28、+247.1升高温度<MgO此条件下合成气产率高III10.2mol/(L·min)【解析】
(1)依据盖斯定律作答;(2)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)反应吸热,依据外因对化学反应速率与化学平衡的综合影响来分析;结合表格数据,依据升高温度对物质体积分数的影响效果判断温度高低,再利用甲烷与CO的平衡体积分数相等计算出转化的甲烷的物质的量,列出三段式,根据平衡常数的表达式计算解答;(3)依据表格数据,选择合成CO和氢气量最多的物质作为载体;(4)根据温度和压强对平衡的影响,结合平衡状态的特征回答;(5)结合表格中三组数值,列出三个方程,解方程组即可求出n的值;再列出三段式,分别求出c(CO)与c(H2)的值,带入通式求得v正。【详解】(1)①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+205.9kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ·mol-1①-②可得到CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),则根据盖斯定律可知△H=+205.9kJ
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