湖北省高三(月)线上调研考试理综化学试卷

高中化学考试
考试时间: 分钟 满分: 60
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第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共7题,共35分)

1、

H2C2O4是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加KOH溶液,混合溶液中离子浓度与pH的关系如图所示,其中12。下列说法正确的是

3

A.直线I表示的是2与pH的变化关系

B.图中纵坐标应该是a=1.27,b=4.27

C.c(4)>c(5)>c(H2C2O4)对应1.27<pH<4.27

D.c(K+)=c(4)+c(5)对应pH=7

2、

下列由实验操作得到的实验现象或结论不正确的是

实验操作

实验现象或结论

A

向某溶液中加入稀硫酸,生成淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体

该溶液中一定含有S2O32-

B

向3ml KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色

氧化性:Br2>I2

C

相同条件下,测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH,前者呈碱性,后者呈中性

非金属性:S>C

D

将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶

集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生

A.A B.B C.C D.D

3、

高纯氢的制备是目前的研究热点,利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图所示。下列有关说法正确的是

1

A.连接K1可以制取O2

B.电极2发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-

C.电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移

D.连接K2溶液的pH减小

4、

短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大,B与C的简单离子具有相同的电子层结构,D的最高正价与最低负价代数和为6。工业上采用在二氧化钛与A的单质混合物中通入D的单质,高温下反应得到化合物X和一种常见的可燃性气体Y(化学式为AB),X与金属单质C反应制得单质钛。下列说法不正确的是

A.简单离子半径:D>B>C

B.氧化物的水化物酸性:D>A

C.X与单质C不能在空气的氛围中反应制得单质钛

D.B与D组成的某化合物可用于饮用水消毒

5、

已知:1。下列关于2(b)、3(d)、4(p)的说法不正确的是

A.有机物5可由2分子b反应生成

B.b、d、p均能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色

C.b、q、p均可与乙烯发生反应

D.p的二氯代物有五种

6、

已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是

A.4.6g14CO2与N218O的混合物中所含中子数为2.4NA

B.将0.1 mol CH3COONa溶于稀醋酸中使溶液呈中性,溶液中CH3COO-数目等于0.1NA

C.1 mol HI被氧化为I2时转移的电子数为NA

D.常温下电解饱和食盐水,当溶液pH由7变为13时,电路中转移的电子数为0.1NA

7、

2020年1月武汉爆发新冠肺炎,湖北省采取封城封镇的措施阻止了冠状病毒蔓延。新冠病毒主要传播方式是经飞沫传播、接触传播(包括手污染)以及不同大小的呼吸道气溶胶近距离传播。冠状病毒对热敏感,56℃30分钟、75%酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。下列有关说法正确的是

A.因为过氧乙酸能灭活病毒,所以在家每天进行醋熏能杀死家里的新冠肺炎病毒

B.在空气质量检测中的PM2.5,属于气溶胶

C.电解食盐水制取次氯酸钠喷洒房间能杀死新冠肺炎病毒

D.含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物

二、综合题(共2题,共10分)

8、

有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种前四周期元素,B元素原子有三个能级,且每个能级上的电子数相等;C原子的p轨道处于半充满状态,D的单质是空气的主要成分之一,其质子数为A与C之和;E在周期表中位于ds区,且与D可形成化学式为E2D或ED的二元化合物。请回答下列问题:

(1)E元素基态原子的M能层中具有_____个能级,该元素的常见化合价有多种,其中E+的简化电子排布式为__________。

A.[Ar]3d104s1   B.[Ar]3d10   C.[Ar]3d94s1 D.[Ar]3d84s2

(2)元素C和D的原子的第一电离能较大的为__________(填元素符号),其原因是____________________;C与A可形成一种常见的气态化合物,该化合物的空间构型为____________________,其中C原子的杂化轨道类型为____________________。

(3)C2在日常生活及工农业生产等领域用途非常广泛,其分子结构中σ键和π键数目之比是_______;C2D与BD2互为__________(填“等电子体”或“非等电子体”),其理由是____________________。

(4)在E催化下,分子式为BA4D的化合物可被氧化为分子式为BA2D的化合物,则BA2D分子中键角约为__________;BA4D和BA2D两化合物均易溶于水,是由于与水分子间形成了__________键的缘故。

(5)元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞与体心立方堆积的晶胞中实际含有的E原子的个数之比为__________;元素B的单质晶体结构有多种,其中一种硬度很大,结构如下图,则该单质晶体的熔点_______E单质晶体的熔点(填“高于”或“低于”);若B单质的原子(如图中A、B两原子)在体对角线上外切,晶胞参数为a,则该晶体的空间利用率约为__________。(百分数表示,取两位有效数字)(已知1=1.732)

2

9、

党的十九大报告中多次提及“绿色环保”“生态文明”,而CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na—Fe3O4和HMCM—22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。

1

上图中CO2转化为CO的反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H =+41kJ/mol

已知:2CO2(g)+6H2(g)= C2H4(g)+ 4H2O(g)△H =-128kJ/mol

(1)图中CO转化为C2H4的热化学方程式是______________________。

(2)Fe3O4是水煤气变换反应的常用催化剂,可经CO、H2还原Fe2O3制得。两次实验结果如表所示:

实验I

实验II

通入气体

CO、H2

CO、H2、H2O(g)

固体产物

Fe3O4、Fe

Fe3O4

结合化学方程式解释H2O(g)的作用______________________。

(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如图所示,电极a接电源的____________极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是______________________。

2

(4)用CO、H2生成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)3CH3OH(g)△H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:

t/min

0

1

3

5

n(H2)/mol

8.0

5.4

4.0

4.0

4

①△H2______________(填“>”“<”“=”)0。

②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施______________________________________。

③下列说法正确的是___________(填字母)。

a.温度越高,该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充人稀有气体,CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度

d.图中压强p1<p2

④0~3min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=____________mol·L-1·min-1

⑤200℃时,该反应的平衡常数K=_____________。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH,保持温度不变则化学平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

三、推断题(共1题,共5分)

10、

由乙烯、甲醇等为原料合成有机物G的路线如下:

1

已知:①A分子中只有一种氢;B分子中有四种氢,且能发生银镜反应

②2HCHO+OH-→ CH3OH+HCOO-

2

请回答下列问题:

(1)E的化学名称是__________________。

(2)F所含官能团的名称是___________________。

(3)A→B、C→D的反应类型分别是__________________、__________________。

(4)写出B→C的化学方程式__________________。

(5)G的结构简式为__________________。

(6)H是G的同分异构体,写出满足下列条件的H的结构简式__________________。

①1mol H与NaOH溶液反应可以消耗4molNaOH;

②H的核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6:1:1:1。

(7)由甲基苯乙醛和X经如图步骤可合成高聚酯L。

3

试剂X为________________;L的结构简式为________________________________。

四、(共2题,共10分)

11、

SAH(NaAlH4)还原性非常强。纯的四氢铝钠是白色晶状固体,在干燥空气中相对稳定,但遇水即爆炸性分解,NaH遇水蒸气也发生剧烈反应。以铝合金废边脚料为原料(主要成分为Al,含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质)制备四氢铝钠:

1

请回答下列问题:

(1)滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,其电子式为____________。

(2)已知废料接触面积、接触时间均相同,“酸浸”中铝元素浸出率与硫酸浓度的关系如图甲所示。当硫酸浓度大于C0mol/L时,浸出率降低的原因可能是__________________。

2

(3)滤液3可以循环利用,写出滤液2与滤液3反应的离子方程式__________________。

(4)NaAlH4与水反应的化学方程式为__________________。

(5)测定NaAlH4粗产品的纯度。

称取mgNaAlH4粗产品按如图乙所示装置进行实验,测定产品的纯度。

3

①“安全漏斗”中“安全”的含义是__________________。

②已知实验前C管读数为V1mL,向A中加入适量蒸馏水使NaAlH4完全反应,当A中反应完全后,冷却至室温后C管读数为V2mL(均折合成标准状况)。则该产品的纯度为_____________(用含m、V1和V1的代数式表示,忽略加入蒸馏水的体积)。

③若实验前读数时B管和C管液面相平,实验后读数时B管液面高于C管,则测得的结果_____________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

12、

磷酸亚铁锂(LiFePO4)是目前使用量最多的一种锂电池电极材料,LiFePO4废料中(含Al、石墨)磷、铁、锂的综合回收工艺流程图:

1

已知:①23

②常温下,456

(1)过程I“碱浸”的目的是____________,该过程发生反应的离子方程式为_________________。

(2)过程II“酸浸”加人双氧水的目的是_________________。

(3)①浸出液中存在大量78离子,从平衡移动角度解释过程Ⅲ得到磷酸铁晶体的原因_________________。

②一定条件下,探究了pH对磷酸铁沉淀的影响,结果如图所示。由图可知,过程Ⅲ应选取的最佳沉淀pH为____。随pH的增加,磷的沉淀率开始下降,而铁沉淀率未下降,分析原因为_________________。

9

(4)测得滤液1中c(Li+)=0.l5mol/L,某同学取该100mL滤液进行“沉锂”反应.加入50mlNa2CO3溶液却未见沉淀,若不考虑Na2CO3的水解和液体混合时的体积变化,则该同学加入的Na2CO3溶液最大浓度为c(Na2CO3)=_____________mol/L

(5)过程Ⅵ将滤液2________,________,经过滤、干燥后得Na3PO4·12H2O晶体。

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一、选择题(共7题,共35分)

1、

H2C2O4是一种二元弱酸。常温下向H2C2O4溶液中滴加KOH溶液,混合溶液中离子浓度与pH的关系如图所示,其中12。下列说法正确的是

3

A.直线I表示的是2与pH的变化关系

B.图中纵坐标应该是a=1.27,b=4.27

C.c(4)>c(5)>c(H2C2O4)对应1.27<pH<4.27

D.c(K+)=c(4)+c(5)对应pH=7

【考点】
【答案】

B

【解析】

A. 二元弱酸草酸的12,当lgy=0时,pH=−lgc(H+)=−lgK,pH1=1.27<pH2=4.27,表明K1=10−1.27>K2=10−4.27,所以直线I表示的是3与pH的变化关系,直线Ⅱ表示的是4与pH的变化关系,故A错误;

B. pH=0时,56,则图中纵坐标应该是a=1.27,b=4.27,故B正确;

C. 设pH=a,c(H+)=10−a,7,c(8)>c(9),104.27-a>1,则4.27-a>0,解得a<4.27,1011,当c(9)>c(H2C2O4),102a-5.54>1,则2a-5.54>0,解得a>2.77,所以c(8)>c(9)>c(H2C2O4)对应2.77<pH<4.27,故C正确;

D. 电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(8)+2c(9)+c(OH-),当c(K+)=c(8)+2c(9)时,c(H+)=c(OH-),对应pH=7,故D错误;

故选B。

2、

下列由实验操作得到的实验现象或结论不正确的是

实验操作

实验现象或结论

A

向某溶液中加入稀硫酸,生成淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体

该溶液中一定含有S2O32-

B

向3ml KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色

氧化性:Br2>I2

C

相同条件下,测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH,前者呈碱性,后者呈中性

非金属性:S>C

D

将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶

集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生

A.A B.B C.C D.D

【考点】
【答案】

A

【解析】

A. 向某溶液中加入稀硫酸,生成淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体,原溶液中可能含有S2-和SO32-,且SO32-过量,加入稀硫酸时发生反应12,S单质是淡黄色沉淀,二氧化硫是有刺激性气味气体,故A错误;

B. 氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,溶液呈蓝色,说明有碘单质生成,Br2能氧化I-生成I2,Br2是氧化剂、I2是氧化产物,则Br2的氧化性比I2的强,故B正确;

C. 元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性就越弱,其最高价含氧酸的钠盐的碱性就越强,相同条件下,测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH,前者呈碱性,后者呈中性,说明碳酸为弱酸、硫酸为强酸,由此得出非金属性S>C,故C正确;

D. 将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶,镁条继续燃烧,反应生成MgO和C,则集气瓶中产生浓烟(MgO固体小颗粒)并有黑色颗粒产生,故D正确;

故选A。

3、

高纯氢的制备是目前的研究热点,利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图所示。下列有关说法正确的是

1

A.连接K1可以制取O2

B.电极2发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-

C.电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移

D.连接K2溶液的pH减小

【考点】
【答案】

C

【解析】

A. 连接K1,电极1为阴极,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,氢气在阴极生成,故A错误;

B. 电极2为阳极,阳极发生氧化反应,氢氧根离子被氧化生成氧气,电极方程式为4OH-4e-═2H2O+O2↑,故B错误;

C. 电极3可分别连接K1或K2,分别发生氧化、还原反应,实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化,提供电子转移,故C正确;

D. 连接K2,电极3为阴极,电极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,电极2为阳极,电极反应为4OH-4e-═2H2O+O2↑,总反应为4NiOOH+2H2O=4Ni(OH)2+ O2↑,反应消耗水,则溶液碱性增强,pH增大,故D错误;

故选C。

4、

短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大,B与C的简单离子具有相同的电子层结构,D的最高正价与最低负价代数和为6。工业上采用在二氧化钛与A的单质混合物中通入D的单质,高温下反应得到化合物X和一种常见的可燃性气体Y(化学式为AB),X与金属单质C反应制得单质钛。下列说法不正确的是

A.简单离子半径:D>B>C

B.氧化物的水化物酸性:D>A

C.X与单质C不能在空气的氛围中反应制得单质钛

D.B与D组成的某化合物可用于饮用水消毒

【考点】
【答案】

B

【解析】

短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大,D的最高正价与最低负价代数和为6,则D为Cl元素,工业上采用在二氧化钛与A的单质混合物中通入D的单质,高温下反应得到化合物X和一种常见的可燃性气体Y(化学式为AB),X与金属单质C反应制得单质钛,这种常见的可燃性气体为CO,则A为C元素,B为O元素,X为TiCl4,工业上用金属镁还原TiCl4制得金属钛,则C为Mg元素,据此分析解答。

A. D为Cl,B为O,C为Mg,Cl-核外有3个电子层,O2-和Mg2+核外电子排布相同,均有2个电子层,当核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则它们的简单离子半径:D>B>C,故A正确;

B. A为C,D为Cl,其中H2CO3的酸性比HClO的酸性强,故B错误;

C. 因为镁会与空气中的氮气、氧气、二氧化碳反应,则金属镁还原TiCl4制得金属钛时不能在空气的氛围中反应,故C正确;

D. D为Cl,B为O,由二者组成的化合物中ClO2具有强氧化性,可用于饮用水消毒,故D正确;

故选B。

5、

已知:1。下列关于2(b)、3(d)、4(p)的说法不正确的是

A.有机物5可由2分子b反应生成

B.b、d、p均能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色

C.b、q、p均可与乙烯发生反应

D.p的二氯代物有五种

【考点】
【答案】

D

【解析】

A. 根据已知反应可知,有机物1可由2分子b反应生成,故A正确;

B. b、d、p均含有碳碳双键,则都能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;

C. 根据已知反应可知,b、q、p均可与乙烯发生反应,故C正确;

D. p有2种等效氢原子,根据“定一移一”的思路可得其二氯代物有以下四种,分别是23种、31种,故D错误;

故选D。

6、

已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是

A.4.6g14CO2与N218O的混合物中所含中子数为2.4NA

B.将0.1 mol CH3COONa溶于稀醋酸中使溶液呈中性,溶液中CH3COO-数目等于0.1NA

C.1 mol HI被氧化为I2时转移的电子数为NA

D.常温下电解饱和食盐水,当溶液pH由7变为13时,电路中转移的电子数为0.1NA

【考点】
【答案】

D

【解析】

A. 14CO2和N218O的摩尔质量均为46g/mol,故4.6g混合物的物质的量为0.1mol,且二者均含有24个中子,故0.1mol此混合物中含中子数为2.4NA个,故A正确;

B. 将0.1molCH3COONa溶于稀醋酸中使溶液呈中性,根据电荷守恒有:n(CH3COO-)+n(OH−)=n(Na+)+n(H+),而由于溶液显中性,故n(OH−)=n(H+),则有n(CH3COO-)=n(Na+)=0.1mol,溶液中CH3COO-数目等于0.1NA,故B正确;

C. I元素的化合价由-1价升高为0价,则1 mol HI被氧化为I2时转移的电子数为1mol×1NA=NA,故C正确;

D. 溶液体积不明确,故溶液中放电的氢离子的物质的量无法计算,则转移的电子数无法计算,故D错误;

故选D。

7、

2020年1月武汉爆发新冠肺炎,湖北省采取封城封镇的措施阻止了冠状病毒蔓延。新冠病毒主要传播方式是经飞沫传播、接触传播(包括手污染)以及不同大小的呼吸道气溶胶近距离传播。冠状病毒对热敏感,56℃30分钟、75%酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。下列有关说法正确的是

A.因为过氧乙酸能灭活病毒,所以在家每天进行醋熏能杀死家里的新冠肺炎病毒

B.在空气质量检测中的PM2.5,属于气溶胶

C.电解食盐水制取次氯酸钠喷洒房间能杀死新冠肺炎病毒

D.含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物

【考点】
【答案】

C

【解析】

A. 醋酸为弱酸,不能杀死新冠肺炎病毒,而且会刺激呼吸道粘膜,不宜长期熏醋,故A错误;

B. 胶体粒子的直径范围为1—100nm,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,若粒子直径大于100nm,则不形成胶体,故B错误;

C. 次氯酸钠具有强氧化性,能杀死新冠肺炎病毒,故C正确;

D. 含氯消毒剂,如84消毒液(有效成分为次氯酸钠)、漂白粉(有效成分为次氯酸钙),属于无机物,过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物,故D错误;

故选C。

二、综合题(共2题,共10分)

8、

有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种前四周期元素,B元素原子有三个能级,且每个能级上的电子数相等;C原子的p轨道处于半充满状态,D的单质是空气的主要成分之一,其质子数为A与C之和;E在周期表中位于ds区,且与D可形成化学式为E2D或ED的二元化合物。请回答下列问题:

(1)E元素基态原子的M能层中具有_____个能级,该元素的常见化合价有多种,其中E+的简化电子排布式为__________。

A.[Ar]3d104s1   B.[Ar]3d10   C.[Ar]3d94s1 D.[Ar]3d84s2

(2)元素C和D的原子的第一电离能较大的为__________(填元素符号),其原因是____________________;C与A可形成一种常见的气态化合物,该化合物的空间构型为____________________,其中C原子的杂化轨道类型为____________________。

(3)C2在日常生活及工农业生产等领域用途非常广泛,其分子结构中σ键和π键数目之比是_______;C2D与BD2互为__________(填“等电子体”或“非等电子体”),其理由是____________________。

(4)在E催化下,分子式为BA4D的化合物可被氧化为分子式为BA2D的化合物,则BA2D分子中键角约为__________;BA4D和BA2D两化合物均易溶于水,是由于与水分子间形成了__________键的缘故。

(5)元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞与体心立方堆积的晶胞中实际含有的E原子的个数之比为__________;元素B的单质晶体结构有多种,其中一种硬度很大,结构如下图,则该单质晶体的熔点_______E单质晶体的熔点(填“高于”或“低于”);若B单质的原子(如图中A、B两原子)在体对角线上外切,晶胞参数为a,则该晶体的空间利用率约为__________。(百分数表示,取两位有效数字)(已知1=1.732)

2

【考点】
【答案】

3   B   N   N原子的2p轨道为半充满的稳定结构,较难失电子,故其第一电离能较大   三角锥形   sp3杂化   1:2   等电子体   二者的价电子总数和原子总数相等   120。   氢   2:1   高于   34%  

【解析】

A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种前四周期元素,B元素原子有三个能级,且每个能级上的电子数相等,则B元素原子的核外电子排布为1s22s22p2,则B原子核外共6个电子,为C元素;C原子的p轨道处于半充满状态,则C为N元素或P元素或As元素,D的单质是空气的主要成分之一,则D为N元素或O元素,又D的质子数为A与C之和,则A为H元素,C为N元素,D为O元素;E在周期表中位于ds区,且与D可形成化学式为E2D或ED的二元化合物,则E为Cu元素,其与O形成化合物Cu2O或CuO,据此分析解答。

由以上分析知,A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Cu元素,

(1)E为Cu元素,其为29号元素,根据构造原理可写出其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Cu元素基态原子的M能层中具有3个能级,其中Cu+的简化电子排布式为[Ar]3d10,故答案为:3;B;

(2)C为N元素,D为O元素,由于N原子的2p轨道为半充满的稳定结构,较难失电子,故N原子的第一电离能较大;A为H元素,C与A可形成NH3分子,中心原子N原子形成3个σ键,孤电子对数为1,则N原子的价层电子对数为4,则NH3分子的空间构型为三角锥形,其中N原子的杂化轨道类型为sp3杂化,故答案为:N;N原子的2p轨道为半充满的稳定结构,较难失电子,故其第一电离能较大;三角锥形;sp3杂化;

(3)C2为N2分子,其分子结构为2,故其σ键和π键数目之比是1:2;C2D为N2O,BD2为CO2,二者的价电子总数和原子总数相等,故它们互为等电子体,故答案为:1:2;等电子体;二者的价电子总数和原子总数相等;

(4)BA4D为CH4O,BA2D为CH2O,在Cu的催化下,分子式为CH4O的化合物可被氧化为分子式为CH2O的化合物,则CH4O为甲醇,CH2O为甲醛,其结构式为3,中心原子C原子采取sp2杂化,则CH2O分子中键角约为120。;甲醇和甲醛两化合物均易溶于水,是由于与水分子间形成了氢键的缘故,故答案为:120。;氢;

(5)元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞中所含铜原子的个数为4,体心立方堆积的晶胞中所含铜原子的个数为5,则二者实际含有的Cu原子的个数之比为1:2;C元素的该种单质晶体硬度很大,且具有如图所示的结构,则该晶体为金刚石,其为原子晶体,其熔点比Cu单质晶体的熔点高;金刚石中C原子(如图中A、B两原子)在体对角线上外切,设碳原子的半径为r,则可得6,解得7,则该晶体的空间利用率约为8,故答案为:2:1;高于;34%。

9、

党的十九大报告中多次提及“绿色环保”“生态文明”,而CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na—Fe3O4和HMCM—22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。

1

上图中CO2转化为CO的反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H =+41kJ/mol

已知:2CO2(g)+6H2(g)= C2H4(g)+ 4H2O(g)△H =-128kJ/mol

(1)图中CO转化为C2H4的热化学方程式是______________________。

(2)Fe3O4是水煤气变换反应的常用催化剂,可经CO、H2还原Fe2O3制得。两次实验结果如表所示:

实验I

实验II

通入气体

CO、H2

CO、H2、H2O(g)

固体产物

Fe3O4、Fe

Fe3O4

结合化学方程式解释H2O(g)的作用______________________。

(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如图所示,电极a接电源的____________极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是______________________。

2

(4)用CO、H2生成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)3CH3OH(g)△H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:

t/min

0

1

3

5

n(H2)/mol

8.0

5.4

4.0

4.0

4

①△H2______________(填“>”“<”“=”)0。

②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施______________________________________。

③下列说法正确的是___________(填字母)。

a.温度越高,该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充人稀有气体,CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度

d.图中压强p1<p2

④0~3min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=____________mol·L-1·min-1

⑤200℃时,该反应的平衡常数K=_____________。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH,保持温度不变则化学平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

【考点】
【答案】

1   2,水蒸气能将生成的铁转化为四氧化铁   负   3   <   增大H2浓度、增大压强   cd   4(或0.067)   6.25   正向  

【解析】

(1)结合已知热化学方程式,根据盖斯定律进行解答;

(3)根据电解池阴阳极的反应类型,结合碳元素化合价的变化分析;

(4)①根据温度对平衡移动的影响分析;

②根据影响反应速率和平衡移动的因素选择合适的方法;

③根据温度、压强对平衡的影响分析;

④0~3min内,根据△n(H2),计算△n(CH3OH),根据速率公式进行计算;

⑤计算平衡时刻各气体物质的浓度,进而计算平衡常数,再根据浓度商与平衡常数的关系判断反应进行的方向。

(1)已知:①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol;②2CO2(g)+6H2(g)= C2H4(g)+ 4H2O(g) △H =-128kJ/mol;根据盖斯定律可知,②-①×2可得CO转化为C2H4的热化学方程式1,故答案为:2

(2)由于发生反应3,水蒸气能将生成的铁转化为四氧化铁,故答案为:3,水蒸气能将生成的铁转化为四氧化铁;

(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,碳元素的化合价从+4价降低为-2价,得电子,发生还原反应,所以电极a为阴极,阴极与电源负极相连;结合硫酸做电解质溶液,即可写出生成甲醇的电极反应式为4,故答案为:负;4

(4)①由图可知,温度越高,CO的平衡转化率越低,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,△H2<0,故答案为:<;

②既能提高反应速率又能使平衡右移的方法有增大H2浓度、增大压强等,故答案为:增大H2浓度、增大压强;

③a. 该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则温度越高,平衡常数越小,故a错误;

b. 恒容时,充入稀有气体,平衡不移动,反应物的转化率不变,故b错误;

c. 该反应为反应前后气体物质的量变化的反应,则容器内气体压强不再变化时,反应达到平衡状态,即最大限度,故c正确;

d. 相同温度时,p2时CO的转化率大于p1时CO的转化率,说明p1到p2平衡正向移动,而该反应的正反应为气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,故p1<p2,故d正确;故答案为:cd;

④0~3min内,△n(H2)=8.0mol-4.0mol=4.0mol,则△n(CH3OH)=2.0mol,5,故答案为:6(或0.067);

⑤在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,起始氢气的浓度为0.8mol/L,则CO浓度为0.4mol/L,平衡时氢气浓度为0.4mol/L,则平衡时,CO、H2、CH3OH的浓度分别为0.2mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L,故7;再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH,此时,CO、H2、CH3OH的浓度分别为0.4mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L,8,故反应正向进行,故答案为:6.25;正向。

三、推断题(共1题,共5分)

10、

由乙烯、甲醇等为原料合成有机物G的路线如下:

1

已知:①A分子中只有一种氢;B分子中有四种氢,且能发生银镜反应

②2HCHO+OH-→ CH3OH+HCOO-

2

请回答下列问题:

(1)E的化学名称是__________________。

(2)F所含官能团的名称是___________________。

(3)A→B、C→D的反应类型分别是__________________、__________________。

(4)写出B→C的化学方程式__________________。

(5)G的结构简式为__________________。

(6)H是G的同分异构体,写出满足下列条件的H的结构简式__________________。

①1mol H与NaOH溶液反应可以消耗4molNaOH;

②H的核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6:1:1:1。

(7)由甲基苯乙醛和X经如图步骤可合成高聚酯L。

3

试剂X为________________;L的结构简式为________________________________。

【考点】
【答案】

丙二酸二甲酯   酯基   加成反应   取代反应   1   2   3   HCHO   4  

【解析】

A分子中只有一种氢原子,则乙烯与氧气在银作催化剂加热的条件下反应生成环氧乙烷1,A为1,A与乙醛发生反应生成B,已知B分子中有四种氢,且能发生银镜反应,说明含有醛基,再结合B的分子式C8H16O4,可知B为2,根据已知反应②可知,B与甲醛在碱性条件下反应生成C为3,C与HBr发生取代反应生成D为4,甲醇与丙二酸发生酯化反应生成E为CH3OOCCH2COOCH3,根据已知反应③可知,D与E反应生成F为5,G为6,据此分析解答。

(1)甲醇与丙二酸发生酯化反应生成E为CH3OOCCH2COOCH3,E的化学名称是丙二酸二甲酯,故答案为:丙二酸二甲酯;

(2)由以上分析知,F为5,则其所含官能团是酯基,故答案为:酯基;

(3)A为1,A与乙醛发生反应生成B,已知B分子中有四种氢,且能发生银镜反应,说明含有醛基,再结合B的分子式C8H16O4,可知B为2,则A→B的反应类型是加成反应,C为3,C与HBr发生取代反应生成D为4,C→D的反应类型是取代反应,故答案为:加成反应;取代反应;

(4)根据已知反应②可知,B与甲醛在碱性条件下反应生成C为3,反应的化学方程式是7

(5)由以上分析知,G的结构简式为8

(6)H的分子式为C12H18O4,其不饱和度为9,满足下列条件的H,①1mol H与NaOH溶液反应可以消耗4molNaOH,则其含有苯环,为芳香族化合物,且含有4个酚羟基,②H的核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6:1:1:1,则其含有4种等效氢,且氢原子数分别为12、2、2、2,则符合要求的结构简式为10,故答案为:10

(7)L为高聚酯,则K中应同时含有羟基和羧基,K中含有10个碳原子,11只有9个碳原子,根据已知反应②可知,11与HCHO在一定条件下发生取代反应生成I为12,I发生已知反应②生成J为13,J经酸化得到K为14,K发生缩聚反应生成15,故答案为:HCHO;15

四、(共2题,共10分)

11、

SAH(NaAlH4)还原性非常强。纯的四氢铝钠是白色晶状固体,在干燥空气中相对稳定,但遇水即爆炸性分解,NaH遇水蒸气也发生剧烈反应。以铝合金废边脚料为原料(主要成分为Al,含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质)制备四氢铝钠:

1

请回答下列问题:

(1)滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,其电子式为____________。

(2)已知废料接触面积、接触时间均相同,“酸浸”中铝元素浸出率与硫酸浓度的关系如图甲所示。当硫酸浓度大于C0mol/L时,浸出率降低的原因可能是__________________。

2

(3)滤液3可以循环利用,写出滤液2与滤液3反应的离子方程式__________________。

(4)NaAlH4与水反应的化学方程式为__________________。

(5)测定NaAlH4粗产品的纯度。

称取mgNaAlH4粗产品按如图乙所示装置进行实验,测定产品的纯度。

3

①“安全漏斗”中“安全”的含义是__________________。

②已知实验前C管读数为V1mL,向A中加入适量蒸馏水使NaAlH4完全反应,当A中反应完全后,冷却至室温后C管读数为V2mL(均折合成标准状况)。则该产品的纯度为_____________(用含m、V1和V1的代数式表示,忽略加入蒸馏水的体积)。

③若实验前读数时B管和C管液面相平,实验后读数时B管液面高于C管,则测得的结果_____________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

【考点】
【答案】

SiO2、PbSO4   1   硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化   2   3   加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出   4   偏高  

【解析】

用硫酸酸浸废料(主要成分为Al,含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质),PbO与硫酸反应生成的PbSO4为沉淀,不溶于水,SiO2不溶,过滤,滤渣1为SiO2和PbSO4,滤液1含有Al3+、Fe3+、Mg2+,加入试剂A同时除去杂质离子Fe3+、Mg2+,并将Al3+转化为AlO2-,则试剂A为强碱,且应足量,滤渣2为Fe(OH)3、Mg(OH)2,滤液2含有AlO2-,通入过量的CO2,发生反应:AlO2- + CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,过滤得到Al(OH)3,滤液3含有HCO3-,将Al(OH)3转化为AlCl3,再进一步与NaH反应得到NaAlH4,据此分析作答。

(1)用硫酸酸浸废料时,PbO与硫酸反应生成的PbSO4为沉淀,不溶于水,SiO2与硫酸不反应,则滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4,试剂A为强碱,且试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,则A为NaOH,其电子式为1,故答案为:SiO2、PbSO4;2

(2)硫酸浓度增大,铝片与浓硫酸发生钝化,故当硫酸浓度大于C0mol/L时,铝元素浸出率降低,故答案为:硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化;

(3)滤液2含有AlO2−,滤液3含有HCO3−,AlO2−与HCO3−发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,该反应的离子方程式为3,故答案为:3

(4)NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠和氢气,故该反应的化学方程式为4,故答案为:4

(5)①反应中生成气体,安全漏斗加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出,故答案为:加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出;

②生成的氢气体积为(V1−V2)mL,根据反应4,可得关系式,5,故该产品的纯度为6,故答案为:7

③读取气体体积前,使左右两管内液面相平,而且视线要平视,若反应结束后,读数时B管液面高于C管,存在液压差,导致测得的氢气体积偏大,测定结果偏高,故答案为:偏高。

12、

磷酸亚铁锂(LiFePO4)是目前使用量最多的一种锂电池电极材料,LiFePO4废料中(含Al、石墨)磷、铁、锂的综合回收工艺流程图:

1

已知:①23

②常温下,456

(1)过程I“碱浸”的目的是____________,该过程发生反应的离子方程式为_________________。

(2)过程II“酸浸”加人双氧水的目的是_________________。

(3)①浸出液中存在大量78离子,从平衡移动角度解释过程Ⅲ得到磷酸铁晶体的原因_________________。

②一定条件下,探究了pH对磷酸铁沉淀的影响,结果如图所示。由图可知,过程Ⅲ应选取的最佳沉淀pH为____。随pH的增加,磷的沉淀率开始下降,而铁沉淀率未下降,分析原因为_________________。

9

(4)测得滤液1中c(Li+)=0.l5mol/L,某同学取该100mL滤液进行“沉锂”反应.加入50mlNa2CO3溶液却未见沉淀,若不考虑Na2CO3的水解和液体混合时的体积变化,则该同学加入的Na2CO3溶液最大浓度为c(Na2CO3)=_____________mol/L

(5)过程Ⅵ将滤液2________,________,经过滤、干燥后得Na3PO4·12H2O晶体。

【考点】
【答案】

溶解Al,使其分离出去   1   将Fe2+氧化为Fe3+   CO32-结合H+,23两个平衡均向右移动,c(PO43-)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体   2.5   随pH的增加,部分FePO4•2H2O沉淀转变为Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-释放,导致磷沉淀率下降,而铁仍在沉淀中   0.51   蒸发浓缩   冷却结晶  

【解析】

LiFePO4废料(含Al、石墨)加入氢氧化钠溶液,铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的NaAlO2,过滤,滤渣中含有LiFePO4和石墨,在滤渣中加入盐酸和过氧化氢浸取,可氧化亚铁离子生成铁离子,浸出液中含有铁离子、锂离子、12离子等,加入碳酸钠溶液调节pH,可生成FePO4•2H2O,滤液1中含有锂离子,滤液1中加入碳酸钠沉锂得到Li2CO3产品,FePO4•2H2O中加入氢氧化钠溶液调节pH,得到含铁产品和滤液2,滤液2为Na3PO4溶液,Na3PO4溶液再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得Na3PO4·12H2O晶体。

以此解答该题。

(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的NaAlO2,则过程I“碱浸”的目的是溶解Al,使其分离出去,该过程发生反应的离子方程式为3,故答案为:溶解Al,使其分离出去;3

(2)过程II“酸浸”加人双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;

(3)①浸出液中存在大量12离子,加入碳酸钠溶液后,CO32-结合H+,45两个平衡均向右移动,c(PO43-)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体;

②过程Ⅲ得到FePO4•2H2O,由图可知在pH等于2.5时,磷的沉淀率最高,则应选取的最佳沉淀pH为2.5,根据图像可知,随pH的增加,磷的沉淀率开始下降,而铁沉淀率未下降,是因为随pH的增加,部分FePO4•2H2O沉淀转变为Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-释放,导致磷沉淀率下降,而铁仍在沉淀中;

故答案为:2.5;随pH的增加,部分FePO4•2H2O沉淀转变为Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-释放,导致磷沉淀率下降,而铁仍在沉淀中;

(4)混合溶液中6,设该同学加入的Na2CO3溶液的浓度为x mol/L,则混合溶液中7,二者混合未见沉淀,则8,解得9,则该同学加入的Na2CO3溶液最大浓度为c(Na2CO3)=0.51mol/L,故答案为:051;

(5)滤液2为Na3PO4溶液,Na3PO4溶液再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得Na3PO4·12H2O晶体,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶。