河北省衡水中学届高三下学期统一联合考试理科综合化学试题解析word版Word下载.docx
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【详解】A、氯化铵分解生成氮和氯化氢,在试管口附近氨和氯化氨相遇又生成了白色固体氯化铵,故不能用于制备氨,选项A错误;
B、可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应,选项B正确;
C、碱石灰可以干燥氨,选项C正确;
D、氨极易溶于稀硫酸,该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸,选项D正确。
答案选A。
3.有机物UrolithinA常用于合成某药物,其结构简式如图所示。
下列说法错误的是
A.UrolithinA分于中苯环上
一氯代物有6种
B.UrolithinA分子中所有原子不可能共平面
C.UrolithinA能发生加成、取代和氧化反应
D.UrolithinA在稀硫酸中的水解产物含2种官能团
【答案】B
【详解】A、该有机物分子中含有2个苯环,苯环上有6种不同的氢原子,故苯环上的一氯代物有6种,选项A正确;
B、该有机物分子中含有2个苯环,所有原子可能共平面,选项B错误;
C、苯环能发生加成和取代反应,含C、H、O的有机物都能发生氧化反应(如燃烧),选项C正确;
D、酯基可以发生水解,水解产物中含羧基、羟基,选项D正确。
答案选B。
4.国际计量大会第26次会议新修订了阿伏加德罗常数(NA=6.02214076×
1023mol-1),并于2019年5月20日正式生效。
A.56g聚乙烯分子中含碳碳双键的数目为2NA
B.2molNH3和3molO2在催化剂和加热条件下充分反应生成NO的分子数为2NA
C.铅蓄电池放电时负极净增质量比正极净增质量多16g时转移电子数
NA
D.1L0.5mlol·
L-1Al2Fe(SO4)4溶液中阳离子数目小于1.5NA
【答案】C
【详解】A、聚乙烯中不含碳碳双键,选项A错误;
B、4NH3+5O2
4NO+6H2O,该反应为可逆反应,故氨气不能完全转化为NO,且过量的O2还可与NO反应生成NO2,选项.B错误;
C、Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4(s)+2H2O,转移2mol电子时负极质量净增96g,正极质量净增64g,多增32g,选项C正确;
D、A13+、Fe2+水解产生H+,阳离子包括H+,阳离子总数增加,故1L0.5mol/LAl2Fe(SO4)4溶液中阳离子数目大于1.5NA,选项D项错误。
答案选C。
5.某化工厂排放出大量含硫酸铵的废水,技术人员设计如图所示装置处理废水中的硫酸铵,并回收化工产品硫酸和氨水,废水处理达标后再排放。
A.离子交换膜1为阳离子交换膜,Y极发生氧化反应
B.a口进入稀氨水,d口流出硫酸
C.阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
D.对含硫酸铵较多的废水处理过程中若转移0.2mol电子,则可回收19.6gH2SO4
【详解】A、观察装置图可知,处理废水实质上是电解水。
X极上产生H2,发生了还原反应,X极为阴极,Y极为阳极,Y极上发生氧化反应。
X极的电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑,硫酸铵电离出的铵根离子向X极迁移,NH4++OH-=NH3•H2O,离子交换膜1为阳离子交换膜,选项A正确;
B、a口进入稀氨水,氨水增强水的导电性,Y极产生O2,离子交换膜2为阴离子交换膜,SO42-经过离子交换膜2向Y极迁移,所以c口进入稀硫酸增强导电性,d口流出较浓硫酸,选项B正确;
C、Y极产生O2,在稀硫酸中水参与电极反应,选项C正确;
D、由电极反应式知,转移0.2mol电子时可生成0.1molH2SO4,即生成9.8gH2SO4,选项D错误。
6.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期元素,其中两种为非金属元素。
W的气态氢化物遇到其最高价氧化物对应的水化物产生“白烟”,Z的最外层电子数等于其电子层数的2倍,W和X的最外层电子数之和等于Z的族序数。
在含X和Y的可溶性盐溶液中通入过量的CO2,产生沉淀的质量与CO2体积的关系如图所示。
A.简单离子半径:
X>
Y>
Z>
W
B.Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C.含Y的阴离子溶液与含Y的阳离子溶液能够发生反应
D.工业上可用电解法或热还原法制备X和Y的单质
【分析】NH3遇HNO3会生成白色固体,产生“白烟"
,W为氮元素;
短周期元素中,原子的最外层电子数等于电子层数2倍的元素有C、S元素,Z的原子序数大于7,所以Z为硫元素;
又因为W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,所以X为钠元素;
由图知,通入CO2产生沉淀。
且沉淀不溶于过量的CO2,NaAlO2、Na2SiO3溶液中通入CO2产生沉淀,且硅酸、氢氧化铝不溶于CO2,但四种元素中有两种非金属元素,故Y为铝元素,不是硅元素,据此分析。
【详解】NH3遇HNO3会生成白色固体,产生“白烟"
短周期元素中,原子
最外层电子数等于电子层数2倍的元素有C、S元素,Z的原子序数大于7,所以Z为硫元素;
且沉淀不溶于过量的CO2,NaAlO2、Na2SiO3溶液中通入CO2产生沉淀,且硅酸、氢氧化铝不溶于CO2,但四种元素中有两种非金属元素,故Y为铝元素,不是硅元素。
A、S2-、N3-、Na+、Al3+的离子半径依次减小,选项A错误;
B、硫的含氧酸有H2SO3、H2SO4,H2SO3是弱酸,选项B错误;
C、含Al3+和AlO2-的溶液能够发生反应生成氢氧化铝沉淀,选项C正确;
D、工业上可以采用电解法制备钠、铝,但是不能用热还原法制备。
选项D错误。
【点睛】本题主要考查了元素周期律、元素化合物知识、化学键等知识,中等难度,元素推断是解题的关键,答题时注意基础知识的灵活运用。
7.常温下,向20mL0.lmol·
L-1NH4HSO4溶液中滴入0.1mol·
L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(H+)与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示。
下列分析正确的是
A.b点时,溶液的pH=7
B.常温下,Kb(NH3·
H2O)=1.0×
10-5.3
C.Vd<
30mI
D.e点溶液中粒子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>
c(SO42-)>
c(NH4+)>
c(NH3·
H2O)>
c(OH-)>
c(H+)
【详解】A、b点时,溶液中
溶质为Na2SO4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、NH4+水解使溶液呈酸性,选项A错误;
B、当加入20mLNaOH溶液时,NH4+水解,c(H+)=c(NH3•H2O)=10-5.3mol/L,Kb=
,选项B错误;
C、当加入30mLNaOH溶液时,溶液中NH3•H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,pH>
7,所以当二者程度相等(d点的pH=7)时,加入的NaOH溶液的体积小于30mL,选项C正确;
D、e点溶液中c(NH3•H2O)>
c(NH4+),选项D错误。
【点睛】本题考查了离子浓度大小比较,题目难度中等,涉及电离平衡常数的应用、离子浓度大小比较等知识,注意明确物料守恒、电荷守恒及盐的水解原理在判断离子浓度大小中的应用方法,B为易错点,需要根据电离平衡常数进行判断。
三、非选择题:
共174分。
第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
共129分
8.高铁酸钾(K2FeO4)是很好的净水剂,高铁酸钡(BaFeO4)是高能电池阳极的优良材料。
已知:
K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,在酸性或中性溶液中能快速产生O2,在碱性溶液中较稳定;
在碱性溶液中,NaCl、NaNO3、K2FeO4的溶解性都小于Na2FeO4;
BaFeO4难溶于水和碱性溶液。
某化学兴趣小组欲制取“84”消毒液,进而制取少量K2FeO4和BaFeO4。
请回答下列问题:
【实验一】选择合适的仪器和试剂制取氯气,进而制备高浓度的“84”消毒液。
(1)选择合适的仪器,导管接口正确的连接顺序为___________;
所选装置(A或B)中发生反应的离子方程式为______________________。
【实验二】用“84”消毒液制取K2FcO4
实验步骤:
①用如图所示装置(夹持仪器略去)使反应物充分反应;
②用砂芯漏斗对烧杯中的溶液进行抽滤,向滤液中慢慢加入KOH溶液;
③再用砂芯漏斗对步骤②的最后反应混合物进行抽滤,并用苯、乙醚洗涤沉淀,真空干燥后得K2FeO4。
(2)写出步骤①中物质在20℃冷水浴中发生反应的化学方程式:
______________________。
(3)步骤②中能够发生反应的原因是______________________,步骤③中不用水,而用苯、乙醚洗涤沉淀的目的是_________________________________。
【实验三】将上述产品配成K2FeO4碱性溶液,再慢慢加入Ba(OH)2溶液,抽滤得BaFeO4。
(4)若投入ag硝酸铁晶体,得到bg高铁酸钡,则高铁酸钡的产率是___________。
[已知Fe(NO3)3·
9H2O的摩尔质量为404g·
mol-1,BaFeO4的摩尔质量为257g·
mol-1]
【实验四】利用如图所示电解装置也可以制得BaFeO4。
(5)在___________(填“阳极区”或“阴极区”)可得到高铁酸钡,阳极的电极反应式为____________。
【答案】
(1).a(或b)ihcdg
(2).MnO2+2Cl-+4H+
Mn2++Cl2↑+H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)(3).3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O(4).相同条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度(5).避免K2FeO4与水反应,减小K2FeO4的损失,便于K2FeO4的的干燥(6).
或
(7).阳极区(8).Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O
【详解】
(1)与NaOH溶液反应制取“84”消毒液的氯气中不能含有HCl,但含有的水蒸气不影响反应,所以氯气的制备装置应该连接除去氯化氢的饱和食盐水,再连有冷水浴装置的氢氧化钠溶液,最后连接装置E,防止剩余的氯气污染空气,故仪器正确的连接顺序是a(或b)ihcdg;
装置的选择有两种情况:
选用固液加热装置A时就用二氧化锰与浓盐酸反应MnO2+2Cl-+4H+
Mn2++Cl2↑+H2O;
选用固液不加热装置B时,就用高锰酸钾与浓盐酸反应,2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)随着Fe(NO3)3•9H2O的加入和反应3NaClO+Fe(NO3)3=3NaNO3+Fe(OH)3的进行,另有反应3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O开始进行,两个反应的总反应为3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O;
(3)根据题干中已知物质的溶解性情况,相同条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,的溶解度,步骤2中的反应为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,抽滤后得K2FeO4固体。
用水洗涤产物时K2FeO4与水反应,会加大其溶解消耗,用苯或乙醚洗涤,能减少K2FeO4的溶解损失,也便于K2FeO4的干燥;
(4)K2FeO4溶液与Ba(OH)2溶液混合后发生的反应为K2FeO4+Ba(OH)2=BaFeO4+2KOH,从总体反应关系看Fe(NO3)3•9H2O
BaFeO4,agFe(NO3)3•9H2O理论上可以生成BaFeO4
,BaFeO4的产率为
;
(5)Fe作阳极被氧化为FeO42-,FeO42-不能通过阳离子交换膜扩散到阴极区,Ba2+与FeO42-反应生成难溶的BaFeO4,所以在阳极区可获得高铁酸钡,阳极的电极反应式为Fe+8OH-+Ba2+-6e-=BaFeO4+4H2O。
【点睛】本题考查学生阅读题目获取信息的能力、氧化还原反应、电解原理的应用,电极反应,电极产物的判断和化学平衡移动等,难度中等,要求学生要有扎实的基础知识和灵活运用知识解决问题的能力,注意基础知识的全面掌握。
9.NaAlH4(四氢铝钠)是有机合成的重要还原剂。
某小组以铝合金厂的废边脚料为原料(主要成分为Al,含有少量Al2O3、Fe2O3,MgO和SiO2、等杂质制备四氢铝钠的工艺流程如下:
资料显示:
NaH、NaAlH4遇水蒸气发生剧烈反应。
(1)NaAlH4中氢元素的化合价为___________。
(2)试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,其电子式为___________。
在空气中灼烧滤渣2,得到的固体的主要成分为___________(填化学式)。
(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)实验前要保证NaH与AlC13反应的装置干燥,其目的是___________________。
(5)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所示。
当硫酸浓度大于C0mol·
L-1时,浸出率降低的原因可能是___________。
(6)测定NaAlH4粗产品的纯度。
称取mgNaAlH4粗产品按如图所示装置进行实验,测定产品的纯度。
①“安全漏斗”中“安全”的含义是____________________________________________。
②已知实验前B管读数为xmL,向A中加入足量蒸馏水,当A中反应完全后,冷却至室温B管读数为ymL(均折合成标准状况)。
则该产品的纯度为___________(用含m、x和y的代数式表示)。
③若实验前读数时B管和C管液面相平,实验后读数时B管液面低于C管,则测得的结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
【答案】
(1).-1价
(2).
(3).Fe2O3、MgO(4).AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-(5).防止NaH、NaAlH4与水蒸气反应(6).硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化(7).加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出(8).
(9).偏低
【分析】
(1)根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;
(2)试剂A为强碱,将铝元素转化成偏铝酸盐,由于试剂A中溶质的阴离了和阳离子所含电子数相等,则试剂A为氢氧化钠。
滤渣1的主要成分是二氧化硅,滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化镁。
在空气中灼烧生成氧化铁、氧化镁;
(3)偏铝酸钠和碳酸氢钠反应类似于较强酸制备较弱酸;
(4)NaH、NaAlH4均能够与水蒸气反应;
(5)浓硫酸与铝片发生纯化,反应减慢;
(6)①“安全"
的含义是避免气体逸出。
从安全漏斗的结构看出,上部液体不能完全滴入烧瓶,起到了液封作用;
②根据反应NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑进行求算;
读数时C管液面高于B管,存在液压差,导致测得的H2的体积(y)偏小,使结果偏低。
(1)NaAlH4中钠元素为+1价,铝元素为+3价,根据化合物中各元素化合价代数和为0,则氢元素的化合价为-1价;
其电子式为
在空气中灼烧生成Fe2O3、MgO;
(3)偏铝酸钠和碳酸氢钠反应类似于较强酸制备较弱酸,滤液2与滤液3反应的离子方程式为AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-;
(4)NaH、NaAlH4均能够与水蒸气反应,实验前要保证NaH与AlC13反应
装置干燥,其目的是防止NaH、NaAlH4与水蒸气反应;
(5)浓硫酸与铝片发生纯化,反应减慢,浸出率降低;
从安全漏斗的结构看出,上部液体不能完全滴入烧瓶,起到了液封作用,避免气体逸出;
②NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑
n(H2)=
,n(NaAlH4)=
,
(NaAlH4)=
。
若反应完后,读数时C管液面高于B管,存在液压差,导致测得的H2的体积(y)偏小,使结果偏低。
10.石嘴山市打造“山水园林城市”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·
H2O(aq)=NH4HSO3(aq)ΔH1=akJ/mol;
②NH3·
H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)ΔH2=bkJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH3=ckJ/mol。
则反应2SO2(g)+4NH3·
H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=______kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)
2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=−681.8kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。
对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min
浓度/mol·
L−1
10
20
30
40
50
O2
1.00
0.79
0.60
0.64
CO2
0.42
0.80
0.88
①0~10min内,平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·
min)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。
根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____(填字母)。
A.通入一定量的O2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)ΔH=−34.0kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为_______;
在1100K时,CO2的体积分数为______。
(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。
在1050K、1.1×
106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=____[已知:
气体分压(P分)=气体总压(P)×
体积分数]。
(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)ΔH=−746.8kJ/mol,实验测得,v正=k正·
c2(NO)·
c2(CO),v逆=k逆·
c(N2)·
c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____(填“>
”“<
”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆=_____。
【答案】
(1).2a+2b+c
(2).0.042(3).AC(4).1050K前反应未达到平衡状态,随着温度的升高,反应速率加快,NO转化率增大(5).20%(6).4(7).<
(8).
(1)根据盖斯定律,将三个已知的热化学方程式叠加,可得待求反应的热化学方程式;
(2)①先计算出0~10min内的v(CO2),然后根据化学反应速率与物质关系计算v(SO2);
②根据影响物质浓度及化学平衡的因素分析;
(3)反应在1050K时达到平衡,根据温度对化学反应速率和化学平衡移动的影响分析解答;
根据1100K时NO的转化率计算其体积含量;
(4)根据平衡常数的含义。
利用气体的物质的量的比等于气体产生的压强比计算平衡常数Kp;
(5)①根据温度升高,反应速率加快,化学平衡向吸热反应方向移动分析速率常数的变化;
②根据反应达到平衡时,正反应、逆反应速率相等,结合物质的转化率计算k正︰k逆。
(1)已知①SO2(g)+NH3·
H2O(aq)=NH4HSO3(aq)ΔH1=akJ/mol;
H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)ΔH2=bkJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH3=ckJ/mol。
将①×
2+②×
2+③,整理可得2SO2(g)+4NH3·
H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=(2a+2b+c)kJ/mol。
(2)①先计算出0~10min内的v(CO2)=
mol/(L·
min),根据化学方程式可知:
v(SO2)=v(CO2)=0.042mol/(L·
min);
②A.通入一定量的O2,可以使氧气的浓度增大,化学平衡正向移动,使CO2的浓度也随之增大,A正确;
B.
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