云南省学年高三上学期333高考备考诊断性联考理科综合化学试题含答案解析Word下载.docx
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A
向FeCl3溶液中加入几滴30%的H2O2溶液,产生气体的速率加快,一段时间后,液体颜色加深
Fe3+能催化H2O2的分解,且该分解反应为放热反应
B
室温下,将BaSO4固体投入饱和碳酸钠溶液中充分反应,向过滤后所得固体中加入足量盐酸,固体部分溶解且有无色无味气体产生
Ksp(BaSO4)>
Ksp(BaCO3)
C
将Fe(NO3)2晶体溶于稀硫酸中,滴入几滴KSCN溶液,溶液呈红色
Fe(NO3)2晶体已变质
D
室温下,用pH试纸测得0.1moL/L碳酸钠溶液的pH等于10,测得0.1mol/LCH3COONa溶液的pH等于9
酸性:
CH3COOH强于H2CO3
A.AB.BC.CD.D
5.已知W、X、Y、Z均为短周期主族元素,常温下,它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol/L)的pH值和原子半径、原子序数的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.简单离子半径:
Z>Y>W>X
B.Z的单质具有强氧化性和漂白性
C.同浓度简单氢化物水溶液的酸性:
Z>Y
D.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
6.我国电动汽车产业发展迅猛,多种车型采用三元锂电池,其正极材料可表示为Li1-aNixCoyMnxO2其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4,且x+y+z=1,电池总反应为Li1-aNixCoyMnxO2+LiaC6
LiNixCoyMnxO2+6C(石墨),其电池工作原理如图所示,两板之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。
下列说法错误的是
A.允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B.充电时,外电路中流过0.2mol电子,A极质量减少1.4g
C.在Li1-aNixCoyMnxO2材料中,若x:
y:
z=2:
3:
5,则a=0.3
D.放电时,正极反应式为Li1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2
7.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。
用0.100mol/L的KOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.100mol/L的盐酸和CH3COOH溶液。
利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。
A.相同温度下,C点水的电离程度大于A点
B.由PA段电导率变化趋势可知,K+的导电能力强于H+
C.A点溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1mol·
L-1
D.B点溶液中:
c(K+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
二、实验题
8.2021年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功,肼是一种良好的火箭燃料,分子式N2H4,为无色油状液体,与水按任意比例互溶形成稳定的水合肼N2H4·
H2O,沸点118℃,有强还原性。
实验室先制备次氯酸钠,再与尿素[CO(NH2)2]反应制备水合肼,进一步脱水制得肼,实验装置如图所示(部分装置省略)。
已知:
CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·
H2O+NaCl。
(1)装置C中制备NaClO的离子方程式为___________,反应过程中温度升高易产生副产物NaClO3,实验中可采取的措施是___________(写一条即可)。
反应完后关闭K1,装置B的作用是储存多余的Cl2,可用的试剂是___________
(2)将装置C中制备的溶液转移到装置D的___________(填仪器名称)中,并缓缓滴入,原因是___________。
(3)装置D蒸馏获得水合肼粗品后,剩余溶液再进-步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3·
10H2O,获得NaCl粗品的操作是___________。
(NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图)。
(4)称取5.0g水合肼样品,加水配成500mL溶液,从中取出10.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用0.200mol/L的I2溶液进行滴定,滴定终点的现象是___________,测得消耗I2溶液的体积为17.50mL,则样品中水合肼(N2H4·
H2O)的质量百分数为___________(保留3位有效数字)。
(已知:
N2H4·
H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)
(5)脱水制得的液态肼,在加热条件下可与新制的Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,并产生无污染气体,写出该反应的化学方程式:
___________。
三、原理综合题
9.2021年碳中和理念成为热门,CCUS(CarbonCapture,UtilizaionandStorage)碳捕获、利用与封存技术能实现二氧化碳资源化,产生经济效益。
I.回答下列问题
(1)捕获的高浓度CO2能与CH4制备合成气(CO、H2),科学家提出制备“合成气”反应历程分两步进行,能量变化如图所示:
反应①:
CH4(g)
C(s)+2H2(g)
反应②:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)
结合图象写出CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式:
决定该反应快慢的是分步反应中的反应___________(填序号)。
(2)“合成气”在催化剂作用下发生反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),某温度下在一恒压。
容器中分别充入1.2mCO和1molH2,达到平衡时容器体积为2L,且含有0.4molCH3OH(g),反应的平衡常数K=___________,此时向容器中再通入0.35molCO气体,则此平衡将___________(填“正向”“不”或“逆向”)移动。
II.二氧化碳可合成低碳烯烃
(3)2CO2(g)+6H2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g)∆H,在恒容密闭容器中,反应温度、投料比[
]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
a___________3(填“>”“<"
或“=”);
M、N两点的反应速率v逆(M)___________v正(N)(填“>”“<"
M、N两点的反应平衡常数KM___________KN(填“>”“<"
或“=”),判断的理由是___________
(4)用如图装置模拟科学研究在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯(X、Y均为新型电极材料,可减少CO2和碱发生副反应),装置中b电极为___________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,X极上的电极反应式为___________。
四、工业流程题
10.镍及其化合物在工业上有广泛应用,红土镍矿是镍资源的主要来源。
以某地红土镍矿[主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料,采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍,可减少其他金属杂质浸出,工艺流程如图所示。
①2[Mg3Si2O5(OH)4]+9(NH4)2SO4
3(NH4)2Mg2(SO4)3+12NH3↑+4SiO2+10H2O↑;
②2Fe2MgO4+15(NH4)2SO4
(NH4)2Mg2(SO4)3+16NH3↑+4(NH4)3Fe(SO4)3+8H2O↑
③常温下,NiSO4易溶于水,NiOOH不溶于水。
(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是___________。
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中,只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式为___________,“浸渣"
的主要成分除铁的氧化物外还有___________(填化学式)。
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示,最佳焙烧温度是___________(填序号)左右。
A.300℃B.350℃C.400℃D.600℃
(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去,“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是___________。
该工艺条件下,Ni2+生成Ni(OH)2沉淀,Fe3+生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀定,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
沉淀物
Ni(OH)2
Fe(OH)3
黄铵铁矾
开始沉淀时的pH
7.1
2.7
1.3
沉淀完全(c=1×
10-5mol/L)时的pH
9.2
3.7
2.3
(5)“沉镍"
时pH调为8.0,滤液中Ni2+浓度约为___________mol/L(100.4≈2.5)。
(6)流程中___________(填化学式)可循环使用,减少污染。
(7)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式是___________。
五、结构与性质
11.2020年9月,中国向联合国大会宣布“30.60目标”,即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
目前我国正在大力发展新能源车。
磷酸铁锂电池主要成分为LiFePO4,可采用二价铁盐或三价铁盐、H3PO4、NH3∙H2O等作为原料制备。
(1)H3PO4中PO
空间构型为___________
(2)Fe2+的电子排布式为___________。
Fe3+比Fe2+更稳定的原因是___________。
(3)NH3和PH3结构相似,但NH3易溶于水,PH3难溶于水,原因是___________
(4)LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:
焦磷酸钠、三磷酸钠等。
焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___________(用n代表P原子数)。
(5)石墨可用作锂离子电池的负极材料,Li+嵌入石墨的两层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LixC6的嵌入化合物。
某石墨嵌入化合物的平面结构如图甲所示,则x=___________;
若每个六元环都对应一个Li+,则化学式为___________。
(6)某金属锂的硼氢化物是优质固体电解质,并具有高储氢密度。
阳离子为Li+,阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的离子团。
阴离子在晶胞中的位置如图乙所示,其堆积方式为___________,Li+占据阴离子组成的所有正四面体空隙中心,该化合物的化学式为___________(用最简整数比表示)。
假设晶胞边长为anm,则该晶胞的密度为___________g/cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
六、有机推断题
12.大豆苷元具有抗氧化活性、抗真菌活性等功能,能有效预防和抑制白血病、结肠癌等疾病,受到了科研人员的关注。
大豆苷元的合成路线如图所示:
已知
+R2-H
(1)C的名称为___________,E的结构简式为___________。
(2)G中所含官能团的名称为___________。
(3)H的分子式为___________,1molH最多与___________molH2加成。
(4)由C与F合成G的化学方程式为___________。
(5)X是F的同系物且相对分子质量比F大14,写出一种同时满足以下条件的X的同分异构体的结构简式:
___________(任写一种)。
a.含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应
b.一定条件下,既能发生银镜反应,又能发生水解反应
c.核磁共振氢谱图显示四组峰,且峰面积比为6:
2:
1:
1
(6)根据上述合成路线的相关知识,以
与
为原料,设计路线合成
(无机试剂任选)。
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.晶体硅为良好的半导体材料是制造太阳能电池的主要原料,二氧化硅不具有此性质,“天问一号”所用的太阳能电池帆板,其主要材料是晶体硅,A错误;
B.“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂,反应生成水,产物对环境无污染,B正确;
C.“长征六号”运载火箭箭体采用铝合金材料,是因为材料强度高具有高强度和耐高温、耐腐蚀、密度小,C错误;
D.碳纤维为碳单质,不属于有机高分子材料,D错误;
故选B。
2.C
A.从阿比朵尔的结构简式可看出含有硫、氧、氮、溴,是烃的衍生物,故A错误;
B.单键可以旋转,从阿比朵尔的结构简式可看出,与酯基相连的乙基的两个碳原子、与硫原子相连的碳原子可能不与苯环共面,所以所有碳原子不一定处于同一平面,故B错误;
C.阿比朵尔中含有酯基,其酸性水解产物之一含有羧基,能与NaHCO3反应,故C正确;
D.酯基中的碳氧双键不能和氢气加成,1mol该分子最多能与4mol氢气发生加成反应,故D错误;
故答案为:
C。
3.C
A.气体状况未知,无法计算二氧化碳物质的量和拆开电子对数,A错误;
B.N(C2H5)3性质与NH3类似,则[N(C2H5)3H]+与
性质相似,[N(C2H5)3H]+为弱离子,水溶液中部分水解,所以0.1mol该物质与盐酸恰好完全反应生成的盐溶液中,[N(C2H5)3H]+的数目小于0.1NA,B错误;
C.该反应是氧化还原反应,C元素化合价由+4降到+2,降低2个单位,每生成1mol甲酸,转移的电子数为2NA,C正确;
D.由于酯化反应是一个可逆反应,1mol甲酸和足量乙醇充分反应后,1mol甲酸不可能完全转化,则生成甲酸乙酯的数目小于NA,D错误;
4.A
A.向FeCl3溶液中加入几滴30%的H2O2溶液,产生气体的速率加快,说明Fe3+能催化H2O2的分解,一段时间后,液体颜色加深,则氢氧化铁浓度增大,说明铁离子水解平衡右移,究其原因为升温引起的,则说明该分解反应为放热反应,A正确;
B.室温下,将BaSO4固体投入饱和碳酸钠溶液中充分反应,向过滤后所得固体中加入足量盐酸,固体部分溶解且有无色无味气体产生,则有部分硫酸钡转变为碳酸钡,原因为:
由于饱和碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大、使Qc(BaCO3)>
Ksp(BaCO3)导致碳酸钡沉淀析出、钡离子浓度变小、使Ksp(BaSO4)>
Qc(BaSO4)、使部分硫酸钡沉淀溶解。
因此难以说明Ksp(BaSO4)和Ksp(BaCO3)的相对大小,B错误;
C.将Fe(NO3)2晶体溶于稀硫酸中,Fe2+、
与一定浓度的氢离子能发生反应,例如:
,滴入几滴KSCN溶液,溶液必定呈红色,难以说明Fe(NO3)2晶体已变质,C错误;
D.室温下,用pH试纸测得0.1moL/L碳酸钠溶液的pH等于10,测得0.1mol/LCH3COONa溶液的pH等于9,说明碳酸根离子的水解程度大于醋酸根离子的,只能说明碳酸氢根电离能力小于醋酸,不能说明酸性:
CH3COOH强于H2CO3,D错误;
答案选A。
5.C
【分析】
由图可知,WZ是原子序数逐渐增大的短周期主族元素,且它们的最高价氧化物对应的水化物溶液都是强酸,所以W是N,Z是Cl,又因为X的最高价氧化物对应的水化物溶液都是强碱,所以X是Na,再由原子序数、pH值和原子半径可得Y是S。
A.具有相同的核外电子排布的离子,质子数越大,离子半径越小,所以S2->
Cl-,所以离子半径应为Y>Z>W>X,故A错误;
B.Z的单质是氯气具有强氧化性,没有漂白性,故B错误;
C.HCl是强酸,H2S是弱酸,同浓度氢化物水溶液的酸性:
Z>Y,故C正确;
D.化合物X2Y2是Na2S2,与Na2O2相似,其中含有离子键和非极性共价键,故D错误;
6.B
A.由该电池放电时工作原理可知,放电时,A为负极B为正极,负极产生的锂离子通过阳离子交换膜进入正极,即允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜,故A正确;
B.充电时,A极是阴极,电极反应为aLi++ae-+6C=LiaC6,外电路中流过0.2mol电子,A极质量增加0.2mol×
7g/mol=1.4g,故B错误;
C.Li1-aNixCoyMnxO2中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4,且x+y+z=1,若x:
5,则x=0.2、y=0.3、z=0.5,则依据化合价代数和为0可知a=1+2×
0.2+3×
0.3+4×
0.5-2×
2=0.3,故C正确;
D.由该电池放电时工作原理可知,放电时B为正极,Li1-aNixCoyMnxO2得电子结合Li+生成LiNxCoyMnxO2,正极反应为Li1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2,故D正确;
7.D
A.溶液导电能力与离子浓度成正比,CH3COOH是弱电解质,溶液中自由移动的离子浓度比强酸HCl的小。
在开始滴定时①电导率小于②,说明①是醋酸的滴定曲线,②是HCl的滴定曲线。
当加入KOH溶液体积至20mL时,二者都是恰好反应产生盐。
A点CH3COOK是强碱弱酸盐,C点是KCl是强酸强碱盐,CH3COOK水解促进水的电离,而KCl不水解,对水的电离平衡无影响,所以相同温度下,A点水的电离程度大于点C,A错误;
B.PA段电导率增加,是由于开始时CH3COOH溶液中自由移动的离子浓度较小,溶液导电能力较弱,随着KOH的滴入,弱酸CH3COOH与KOH发生中和反应产生CH3COOK,产生了大量自由移动的CH3COO-、K+,溶液中自由移动的离子浓度增大,因而溶液的导电能力增强,而不能说K+的导电能力强于H+,B错误;
C.A点为CH3COOK溶液,根据电荷守恒可得:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),根据K+在反应前后物质的量不变,可知c(K+)=
,所以c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(K+)=0.050mol/L,C错误;
D.B点溶液为KOH、CH3COOK等浓度的混合溶液,根据元素守恒可知c(K+)最大;
CH3COOK是强碱弱酸盐,CH3COO-水解消耗水电离产生的H+,使溶液c(OH-)增大,最终达到平衡时c(OH-)>c(H+),且盐电离产生的c(CH3COO-)大于水电离产生的c(H+),故溶液中离子浓度:
c(K+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),D正确;
故合理选项是D。
8.
(1)
氢氧化钠溶液采用冰水浴
饱和氯化钠溶液
(2)
分液漏斗
若滴加次氯酸钠较快,反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化,导致产率降低
(3)加热至有大量固体析出,趁热过滤
(4)
最后一滴碘溶液加入,溶液变成蓝色,且半分钟不褪色
87.5%
(5)
用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,并用冷却的氢氧化钠溶液吸收得到次氯酸钠,再用次氯酸钠和尿素反应生成水合肼,注意控制次氯酸钠的加入速率,防止水合肼被氧化。
根据方程式计算水合肼的质量及质量分数,利用氧化还原反应的电子守恒配平方程式。
据此解答。
(1)
氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水,离子方程式为:
,因为温度高了会产生氯酸钠,所以可以将氢氧化钠溶液采用冰水浴的方式降温。
最后氯气储存,瓶中溶液应该不能溶解氯气,故该溶液为饱和氯化钠溶液。
(2)
次氯酸钠具有强氧化性,水合肼有强还原性,所以将次氯酸钠放入分液漏斗中,缓慢加入,不能太快,若加入较快,反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化,导致产率降低。
(3)
由溶解度曲线可知,碳酸钠的溶解度随着温度变化较大,氯化钠溶解度岁温度变化小,则获得氯化钠粗品的操作是加热至有大量固体析出,趁热过滤,防止降温时碳酸钠析出。
(4)
根据淀粉遇碘变蓝的性质分析,滴定终点的现象为:
最后一滴碘溶液加入,溶液变成蓝色,且半分钟不褪色;
根据方程式N2H4·
H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O分析,水合肼的质量分数为:
根据题意,肼和氢氧化铜在加热的条件下反应生成氧化亚铜和无污染的气体,该气体应为氮气根据氧化还原反应配平方程式为:
。
9.
(1)
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(c-a)kJ/mol
反应①
50L2/mol2
逆向
(3)
>
<
反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小
正
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
结合图象,CH4与CO2制备“合成气”一氧化碳和氢气,反应为吸热反应,其热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(c-a)kJ/mol;
决定该反应快慢的是分步反应中活化能最大的反应,故反应①决定了该反应的快慢。
“合成气”在催化剂作用下发生反应制备甲醇:
CH3OH(g),达到平衡时容器体积为2L,且含有0.4molCH3OH(g),则平衡时CO的物质的量0.8mol,H2的物质的量为0.2mol,反应的平衡常数K=
,此时向容器中再通入0.35molCO气体,根据恒温恒压下气体体积之比等于物质的量之比,得到容器体积为
,此时浓度商
,此平衡将逆向移动。
2CO2(g)+6H2(g)
温度相同时,x=a的二氧化碳平衡转化率大于x=3,增大氢气的物质的量平衡正向移动,则a>3;
温度升高反应速率加快,故M、N两点的反应速率v逆(M)<v正(N);
平衡常数仅与温度有关,根据图像可知,温度升高二氧化碳平衡转化率下降,故反应为放热反应,故M、N两点的反应平衡常数KM>KN。
装置中X电极发生反应为二氧化碳生成乙烯,碳元素化合价降低,发生还原反应,故X电极为阴极,则a电极为负极,b电极为正极,
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