山西省山西大学附属中学届高三下学期模块诊断理科综合化学试题.docx
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山西省山西大学附属中学届高三下学期模块诊断理科综合化学试题
山西省山西大学附属中学【最新】高三下学期5月模块诊断理科综合化学试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.化学与社会、生产、生活密切相关。
下列说法正确的是()
A.公益调查——柴静雾霾调查《穹顶之下》发布,其中雾霾中的PM2.5属于胶体
B.油脂是人类维持生命活动所需能量的主要来源
C.核磁共振氢谱不能区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D.登高山时防晒是为防止强紫外线引起皮肤蛋白质被灼伤变性
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.将1molCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
B.12gNaHSO4固体中含阳离子数为0.1NA
C.标准状况下,22.4LBr2中所含分子数为NA
D.7.8gNa2O2与足量的水反应转移电子数为0.2NA
3.X、Y、Z均为短周期主族元素,已知它们的原子序数的关系为X+Z=2Y,且Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸。
则下列有关说法正确的是( )
A.若X是Na,则Z的最高价一定为偶数
B.若X是O,则YX一定是离子化合物
C.若Y是O,则非金属性Z>Y>X
D.若Y是Na,则X、Z不可能是同一主族元素
4.下列化合物中同类别同分异构体数目最多的是(不考虑立体异构)()
A.二甲苯B.丁醇
C.一氯丁烯D.二氯丙烷
5.用下列实验方案及所选玻璃仪器(非玻璃任选),就能实现相应实验目的的是()
序号
实验目的
实验方案
所选玻璃仪器
A
除去KNO3中少量NaCl
将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤
酒精灯、烧杯、玻璃棒
B
证明HClO与CH3COOH的酸性强弱
同温下用pH试纸测定浓度为0.1mol/L'NaClO溶液和0.1mol/LCH3COONa溶液
玻璃棒、玻璃片
C
检验蔗糖水解产物且具有还原性
向蔗糖容易中加入几滴稀硫酸,水浴加热5分钟,再向其中加入新制银氨溶液,水浴加热
试管、烧杯、酒精灯、滴管
D
配制1L1.6%的硫酸铜溶液(其密度为1.0g/mL)
将25gCuSO4·5H2O溶解在975g水中
烧杯、量筒、玻璃棒
A.AB.BC.CD.D
6.“变化观念与平衡思想”是化学学科的核心素养,室温时,0.1mol·L−1草酸钠溶液中存在多个平衡,其中有关说法正确的是[已知室温时,Ksp(CaC2O4)=2.4×10−9]
A.若将溶液不断加水稀释,则水的电离程度增大
B.溶液中各离子浓度大小关系:
c(Na+)>c(C2O42−)>c(OH−)>c(H+)>c(HC2O4−)
C.若用pH计测得溶液的pH=9,则H2C2O4的第二级电离平衡常数Ka2=10−5
D.向溶液中加入等体积CaCl2溶液,当加入的CaCl2溶液浓度大于2.4×10−8mol·L−1时即能产生沉淀
二、实验题
7.分联苄(
)是一种重要的有机合成中间体,实验室可用苯和1,2一二氯乙烷(ClCH2CH2Cl)为原料,在无水AlCl3催化下加热制得,其制取步骤为:
(一)催化剂的制备:
下图是实验室制取少量无水AlCl3的相关实验装置的仪器和药品:
(1)将上述仪器连接成一套制备并保存无水AlCl3的装置,各管口标号连接顺序为:
d接e,_______接_______,_________接________,_________接________。
(2)有人建议将上述装置中D去掉,其余装置和试剂不变,也能制备无水AlCl3。
你认为这样做是否可行__________(填“可行”或“不可行”),你的理由是________________。
(3)装置A中隐藏着一种安全隐患,请提出一种改进方案:
_____________。
(二)联苄的制备
联苄的制取原理为:
反应最佳条件为n(苯):
n(1,2-二氯乙烷)=10:
1,反应温度在60-65℃之间。
实验室制取联苄的装置如下图所示(加热和加持仪器略去):
实验步骤:
在三口烧瓶中加入120.0mL苯和适量无水AlCl3,由滴液漏斗滴加10.7mL1,2-二氯乙烷,控制反应温度在60-65℃,反应约60min。
将反应后的混合物依次用稀盐酸、2%Na2CO3溶液和H2O洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静止、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏收集170~172℃的馏分,得联苄18.2g。
相关物理常数和物理性质如下表
名称
相对分子质量
密度/(g•cm-1)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯
78
0.88
5.5
80.1
难溶水,易溶乙醇
1,2-二氯乙烷
99
1.27
-35.3
83.5
难溶水,可溶苯
无水氯化铝
133.5
2.44
190
178(升华)
遇水水解,微溶苯
联苄
182
0.98
52
284
难溶水,易溶苯
(4)仪器a的名称为______________,和普通分液漏斗相比,使用滴液漏斗的优点是_________。
(5)洗涤操作中,水洗的目的是_____________;无水硫酸镁的作用是______________。
(6)常压蒸馏时,最低控制温度是________________。
(7)该实验的产率约为______________。
(小数点后保留两位有效数字)
三、填空题
8.氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ·molˉl
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=―393.5kJ·molˉl
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=―221kJ·molˉl若某反应的平衡常数表达式为:
,请写出此反应的热化学方程式______________________________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)。
某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:
①反应开始时体系压强为P0,第3.00min时体系压强为p1,则p1:
p0=_____________;2.00min~5.00min内,O2的平均反应速率为_______________。
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是______________。
a.容器中压强不再变化b.NO2和O2的体积比保持不变
c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)N2O4与NO2之间存在反应:
N2O4(g)
2NO2(g)△H=QkJ·molˉ1。
将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图所示。
如图中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为200kPa,该温度下反应的平衡常数Kp=________(小数点后保留一位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)将固体氢氧化钠投入0.1mol/L的HN3(氢叠氮酸)溶液当中,溶液的体积1L(溶液体积变化忽略不计)溶液的pH变化如图所示,HN3的电离平衡常数K=1×10-5,B点时溶液的pH=7,计算B点时加入氢氧化钠的物质的量________mol(保留两位有效数字)。
四、原理综合题
9.I.【最新】国产C919大型客机正式下线,标志着我国成为世界上少数几个具有自行研制大型飞机的国家之一,标志着我国航空工业进入了新的发展阶段。
(1)飞机的外壳通常采用镁-铝合金材料,铝的价电子排布图为_________,第一电离能:
镁_________(填“大于”或“小于”)铝。
(2)现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力,通常采用复合材料--玻璃纤维增强塑料,其成分之一为环氧树脂,常见的E51型环氧树脂中部分结构如下图所示:
其中碳原子的杂化方式为________________,个数比为___________________。
II.大型飞机的发动机被誉为航空工业皇冠上的“宝石”。
制造过程中通常采用碳化钨做关键部位的材料。
(3)钨元素位于周期表的第六周期第VIB族,请写出其外围电子排布式________________;
(4)下图为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙+固溶体,也称为填隙化合物。
在此结构中,其中钨原子有_____________个,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有___________个,下列金属元素的堆积方式与碳化钨晶胞中碳原子和钨原子所处位置类似的是__________。
A.FeCu
B.TiAu
C.MgZn
D.CuAg
(5)假设该部分晶体的体积为Vcm3,碳化钨的摩尔质量为Mg/mol,密度为bg/cm3,则阿伏加德罗常数NA用上述数据可以表示为_____________。
五、有机推断题
10.某有机物合成路线如下:
(1)H中的含氧官能团名称是______.
(2)B的名称是______,分子中最多有______个原子共面.
(3)反应1的反应类型为______反应,反应2的反应类型为______反应
(4)C→D的化学方程式是______.
(5)化合物G有多种同分异构体,同时满足下列条件的所有同分异构体的个数是______.
①能发生银镜反应和水解反应;
②能与FeCl3发生显色反应;
③苯环上含有3个不相同的取代基。
(6)参照上述合成路线,设计一条由NCCH2CHO为起始原料制备
的合成路线:
________
参考答案
1.D
【解析】A.PM2.5的直径大于胶体直径,所以不属于胶体,故A错误;B.糖类是人类维持生命活动所需能量的主要来源,故B错误;C.核磁共振氢谱不能区分CH3CH2OH的等效氢是3种,而CH3OCH3的等效氢是1种,可以用核磁共振氢谱区分,故C错误;D.强紫外线能使蛋白质灼伤变性,故D正确;答案为D。
2.B
【解析】
【详解】
A.氯水中含有未反应的Cl2,将1molCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和远小于2NA,故A错误;
B.12gNaHSO4物质的量为12g÷120g/mol=0.1mol,NaHSO4固体中阳离子只有Na+,12gNaHSO4固体中含阳离子数为0.1NA,故B正确;
C.标准状况下,Br2为液体,不能根据气体的摩尔体积计算其物质的量,故C错误;
D.7.8gNa2O2物质的量为0.1mol,Na2O2与水的反应:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑~2e-,则0.1mol与足量的水反应转移电子数为0.1NA,故D错误;
答案为B。
【点睛】
本题难点是选项A,氯气溶解于水,要明确溶液中含氯微粒,再结合物料守恒判断即可。
3.B
【解析】
A.X是Na,则Z可为Cl,最高价是奇数,故A错误;B.X是O,因为O原子序数是8,偶数,则Z只能是S,Y的原子序数为
2=12,Y是Mg,MgO是离子化合物,故B正确;C.Y是O,则X+Z=16,只有Z为N,X为F满足,非金属性:
F>O>N,即:
X>Y>Z,故C错误;D.Y是Na,则X+Z=22,Z可为N,Y为P元素,N和P是同一主族元素,7+15=22满足前述条件,故D错误;故选B。
点晴:
高频考点,注意根据原子序数的关系判断元素的种类是解答该题的关键,原子序数X+Z=2Y,则X和Z的原子序数只能同时为奇数或者同时为偶数,Z的最高价氧化物对应水化物是强酸,Z只能是N,S,Cl(短周期)等元素,以此解答该题。
4.C
【解析】
试题分析:
二甲苯有对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、乙苯4种同分异构体;丁醇有4种同分异构体(1—丁醇、2—丁醇、2—甲基—1—丙醇、2—甲基—2—丙醇);一氯丁烯共有8种结构(1—丁烯的一氯取代物4种、2—丁烯的一氯取代物2种、2—甲基—1—丙烯的一氯取代物2种);据二元取代物同分异构体的书写方法“定1移2法”:
先固定①号氯原子不动,移动②号氯原子的位置;然后两个氯原子都移动,二氯丙烷共4种同分异构体:
。
故选C。
【考点定位】考查同分异构现象和同分异构体
【名师点晴】根据每个选项中有机物的结构和对称性确定“等效氢”的数目,即可判断一氯代烃的种类,分子中有多少种“等效”氢原子,某一元取代物就有多少种。
判断等效氢的方法为:
①同一碳原子上的氢原子是等效的;②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的;③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时,物与像的关系)。
对于二元取代物同分异构体的书写方法“定1移2法”,如本题中D:
先固定①号氯原子不动,移动②号氯原子的位置;然后两个氯原子都移动。
5.D
【解析】
【详解】
A、过滤需要漏斗,故不选A;
B、NaClO水解生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测其pH,故不选B;
C、检验蔗糖是否水解,应该向水解后的溶液中加氢氧化钠溶液中和酸,再向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热,故不选C;
D、1L1.6%的硫酸铜溶液中溶质的物质的量为0.1mol,将25gCuSO4·5H2O溶解在975g水中,溶液质量为1000g,25gCuSO4·5H2O中n(CuSO4)=0.1mol,故选D。
6.C
【详解】
A.若向溶液中不断加水稀释,盐类水解程度增大,但水的电离程度减小,故A错误;
B.0.10mol/L草酸钠溶液中草酸根离子分步水解溶液显碱性,溶液中离子浓度大小为:
c(Na+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+),故B错误;
C.若用pH计测得溶液的pH=9,c(OH-)=c(HC2O4-)=10-14+9mol/L,C2O42-+H2O
HC2O4-+OH-,Kh=
=
×
=
=
,Ka2=10-5,故C正确;
D.ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)c(C2O42-)=2.4×10-9,c(Ca2+)=
=4.8×10-8mol/L,故D错误;
故选C。
【点睛】
本题考查了盐类水解、影响因素、水解平衡常数、电离平衡常数和离子积常数的混合计算、溶度积常数计算等知识点。
本题的难点是C,要能够根据各种平衡常数之间的关系进行分析解答。
7.fghabc不可行制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接,防止AlCl3冷凝成固体造成堵塞球形冷凝管可以使液体顺利滴下洗掉Na2CO3(或洗掉可溶性无机物)吸水剂(干燥剂)83.5℃72.85%
【详解】
(1)验室制备无水氯化铁,需要先制取氯气,用2装置,根据题意3用于除去氯气中的氯化氢,4用于干燥氯气,由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3•nH2O,所以5防止空气中的水蒸气进入,同时吸收未反应的氯气,防止污染空气,则仪器的连接顺序为d→e→f→g→h→a→b→c,故答案为f;g;h;a;b;c;
(2)将上述装置中D去掉,其余装置和试剂不变,不能制备无水AlCl3,因为制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸,故答案为不可行;制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸;
(3)为了防止AlCl3冷凝成固体会造成试管堵塞,在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接,故答案为在硬质玻璃管与广口瓶之间用粗导管连接,防止AlCl3冷凝成固体造成堵塞;
(4)根据实验仪器的特点,知道该装置的名称是:
球形冷凝管,和普通分液漏斗相比,使用滴液漏斗的优点是可以使液体顺利滴下,故答案为球形冷凝管;可以使液体顺利滴下;
(5)洗涤操作中,第二次水洗主要是除去氯化铝、盐酸和碳酸钠(或洗掉可溶性无机物),洗涤后加入少量无水硫酸镁固体,目的是吸收产品中少量的水分,也可以用氯化钙代替,做吸水剂(干燥剂),故答案为洗掉Na2CO3(或洗掉可溶性无机物);吸水剂(干燥剂);
(6)常压蒸馏时,减压蒸馏,可降低沸点,避免温度过高,导致副反应的发生,根据物质的熔沸点的高低,需要最低控制温度是83.5℃,故答案为83.5℃;
(7)120mL苯(密度0.88g/mL)的物质的量为
mol=1.35mol,10.7mL1,2-二氯乙烷的物质的量为
mol=0.137mol,根据苯、1,2-二氯乙烷为原料制备联苯的方程式可知,苯过量,所以产品的理论产量为0.137mol×182g/mol=24.98g,产率=
×100%=
×100%=72.85%,故答案为72.85%。
8.2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H=―746.5kJ·molˉ11.9750.055mol·Lˉ1·minˉ1a213.3kPa0.099
【解析】
(1)根据该反应的平衡常数表达式为:
,可知,该反应的方程式为:
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)。
①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1,②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1,③2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ•mol-1。
依据盖斯定律计算②×2-①-③得到热化学方程式2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1,故答案为2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1;
(2)①相同条件下,气体的物质的量之比等于其压强之比;
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)
开始(mol/L)1.0000
反应(mol/L)0.651.300.325
3min(mol/L)0.351.300.325
反应前后气体的压强之比等于其物质的量之比,所以p1:
p0=(0.35+1.30+0.325)mol:
1.00mol=1.975;v(N2O5)=
mol/(L.min)=0.11mol/(L·min),再根据同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比得氧气反应速率为0.055mol•L-1•min-1,故答案为1.975;0.055mol•L-1•min-1;
②a.容器中压强不再变化,反应已达到化学平衡状态,故a正确;b.NO2和O2的体积比始终都不变,不能确定反应是否达到化学平衡状态,故b错误;c.υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表明达到化学平衡状态,故c错误;d.平衡时,气体的平均相对分子质量为大于43.2,且保持不变.故d错误;故选a;
(3)四氧化二氮的转化率是0.4,设原来四氧化二氮的物质的量为xmol,转化的物质的量为0.4xmol,生成的二氧化氮的物质的量为0.8xmol,则混合气体的物质的量=(x-0.4x+0.8x)mol=1.4xmol,相同条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,所以反应后压强=
×1.4xmol=280kPa,四氧化二氮的分压=280kPa×
=120kPa,二氧化氮的分压=280kPa×
=160kPa,化学平衡常数K=
=
=213.3kPa,故答案为213.3;
(4)由电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(N3-)和B点时溶液的pH=7得:
c(Na+)=c(N3-),设氢氧化钠的物质的量为xmol,依据HN3⇌H++N3-的电离平衡:
K=1×10-5=
=
,解得:
x=0.099mol,故答案为0.099。
点睛:
本题考查化学平衡有关计算,为高频考点,涉及平衡计算、盖斯定律等知识点,侧重考查学生分析计算及获取信息解答问题能力,难点是(3)题平衡常数的计算,注意分压的计算方法。
9.
大于sp2、sp32:
15d46s2或者5d56s166C
【详解】
(1)铝是13号元素,最外层有3个电子,根据核外电子排布规律,铝的价电子排布图为
;镁、铝属于同一周期元素,镁原子的最外层电子排布为2s2,处于全充满状态,相对比较稳定,第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能都大,所以第一电离能:
镁大于铝;
(2)根据环氧树脂的结构简式可知,分子中碳元素部分形成单键,部分形成苯环,因此碳原子的杂化轨道类型是sp2、sp3;对应个数比为12:
6=2:
1。
(3)钨元素位于周期表的第六周期第VIB族,其外围电子排布式为5d56s1。
(4)碳化钨晶体结构类似于金属Zn、Ti、Mg的六方最密堆积,差别在于每层是碳和钨交替排列的,所以配位数减半为6个,即在此结构中,其中钨原子有6个,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有6个,下列金属元素的堆积方式与碳化钨晶胞中碳原子和钨原子所处位置类似的是C。
(5)利用均摊法计算,该晶胞中钨原子个数=2×6×1/3×1/2+2×1/2+1+6×1/3=6个,晶胞中碳原子各为6个。
已经知道晶胞体积,根据密度=m÷V,b=6M÷(NA×V),所以NA=
。
【点睛】
该题考查的知识点较多,综合性强。
明确核外电子排布规律、元素周期律是解答的关键。
难点是晶胞结构分析与计算,注意利用均摊方法可计算晶胞中含有的各种元素原子的个数,根据物质的密度计算公式就可以计算得到晶胞的边长。
关于晶胞的计算需要注意:
(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时,要注意运用三维想象法。
如NaCl晶体中,Na+周围的Na+数目(Na+用“○”表示):
每个面上有4个,共计12个。
(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等,要熟悉以上代表物的空间结构。
当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时,可以直接套用某种结构。
10.羧基乙苯14加成加成
─CH2─CH2Br+NaOH△
─CH2─CH2─OH+NaBr20
【解析】
比较苯和E的结构简式可知,苯与乙烯发生加成反应生成B为C6H5-C2H5,B与溴发生取代生成C为C6H5-CH2CH2Br,C碱性水解得D为C6H5-CH2CH2OH,D氧化得E,E氧化得F,F与甲醛发生加成生成G,G发生消去反应得H。
(1)根据H的结构简式可知,H中的含氧官能团名称是羧基,故答案为羧基;
(2)B为C6H5-C2H5,B的名称是乙苯,分子中与苯环相连的所有原子都共面,乙基中最多3个原子在苯环的面上,所以共有14个原子共面,故答案为乙苯;14;
(3)根据上面的分析可知,反应1的反应类型为加成反应,反应2的反应类型为加成反应,故答案为加成;加成;
(4)C→D的化学方程式为
,故答案为
;
(5)根据条件①能发生银镜反应和水解反应,说明有甲酸某酯,②能与FeCl3发生显色反应,说明有酚羟基,③苯环上含有3个不相同的取代基,则满足下列条件的G的同分异构体为苯环上连有-OOCH、-OH、-CH2CH3,或-CH2OOCH、-OH、-CH3,每一种情况都可以根据定二动一的原则可知,每种情况都有10种结构,则符合条件的G的同分异构体有20种,故答案为20;
(6)由NCCH2CHO为起始原料制备
,用NCCH2CHO氧化得NCCH2COOH,NCCH2COOH与甲醛发生加成反
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