学年广东省佛山市高二普通高中教学质量检测二理科综合化学试题 解析版.docx
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学年广东省佛山市高二普通高中教学质量检测二理科综合化学试题解析版
广东省佛山市2017~2018学年普通高中教学质量检测
(二)理科综合化学试题
可能用到的相对原子质量:
H-1C-12N-14O-16Ca-40I-127
1.人民币可以在较长的时间内使用而不易损坏,制造人民币的主要原料是
A.尼龙B.棉花C.羊毛D.聚乙烯
【答案】B
【解析】人民币纸张主要成份是短棉绒,纸张光洁、坚韧、耐折、挺度好,并有一定的抗化学腐蚀性,可以在较长的时间内使用而不易损坏,故B项正确。
2.明代《天工开物》中记载:
“凡铸钱每十斤,红铜居六七,倭铅(锌的古称)居三四。
”下列金属的冶炼原理与倭铅相同的是
A.NaB.AuC.AlD.Fe
【答案】D
点睛:
熟知常见金属的的冶炼方法是本题的解题关键,根据金属的活动顺序表可知金属的冶炼方法为:
。
3.有机玻璃的单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成原理如下:
(MMA)
下列说法正确的是
A.若反应①的原子利用率为100%,则物质X为CO2
B.可用分液漏斗分离MMA和甲醇
C.
、
均可发生加成反应、氧化反应、取代反应
D.MMA与H2反应生成Y,能与NaHCO3溶液反应的Y的同分异构体有3种
【答案】C
【解析】根据原子个数守恒可知,若反应①的原子利用率为100%,则物质X为CO,A项错误;MMA与甲醇互溶,故不能分液漏斗分离MMA和甲醇,B项错误;
、
均含碳碳双键,故均可发生加成反应、氧化反应,含有甲基,均能发生取代反应,C项正确;MMA与H2反应生成
,能与NaHCO3溶液反应说明含有-COOH,故C4H9-COOH,因丁基存在4种结构,故Y的同分异构体有4种,D项错误。
4.超临界状态下的CO2流体溶解性与有机溶剂相似,可提取中药材的有效成分,工艺流程如下。
下列说法错误的是
A.浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出
B.高温条件下更有利于超临界CO2萃取
C.升温、减压的目的是实现CO2与产品分离
D.CO2流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点
【答案】B
【解析】乙醇能与水以任意比互溶。
能与大多数有机溶剂混溶,A项正确;因高温条件,二氧化碳为气态,而萃取是利用超临界状态下的CO2流体溶解性,需要降温、减压,故高温条件下不利于超临界CO2萃取,B项错误;要使CO2与产品分离可以通过控制温度和压力的方法实现,即升温、减压,C项正确;临界二氧化碳流体常态下是气体,无毒,与萃取成分分离后,完全没有溶剂的残留,D项正确。
5.新型液态金属Li-Sb电池具有优良的动力传输特性,工作原理如图所示,该电池的两极及电解液被分成3层(熔融Li和Sb可互溶)。
下列说法正确的是
A.电池放电时Li为正极
B.将Li换成Na会提高该电池的比能量
C.该电池充电时阳极金属的总质量不变
D.在Sb电极中常掺入Pb,目的是降低该电池工作温度
【答案】D
【解析】电池放电时Li为负极,A项错误;比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小,将Li换成Na会降低该电池的比能量,B项错误;当电池放电时,上层的锂金属失去电子,成为锂离子,移到中层的盐层,而盐层中的锂离子,则会吸收电子,渐渐跑到铅锑混合物所在的最下层,若开始充电,最底层的锂金属会往上熔回盐层的过程中,熔融Li和Sb可互溶,故该电池充电时阳极金属的总质量发生改变,C项错误;将正极金属Sb和低熔点金属进行合金化来降低熔点,从而降低电池的工作温度,D项正确。
6.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们的最外层电子数之和为21,W的一种核素常用于考古,X和Z同主族。
X在自然界中全部以化合态形式存在。
下列说法正确的是
A.W的同素异形体只有3种B.氢化物的沸点:
X>Z>W
C.X单质可以将Z单质从其盐溶液中置换出来D.简单离子半径:
X>Y
【答案】D
【解析】W的一种核素常用于考古,W为C,X在自然界中全部以化合态形式存在并结合X和Z同主族且原子序数依次增大,推出X为F、Z为Cl,再根据最外层电子数之和为21,推出Y为Al。
C的同素异形体有金刚石、石墨、C60、无定形碳等,A项错误;W的氢化物存在多种,未明确是哪一种,故无法与X、Z的氢化物的沸点进行比较,B项错误;氟单质具有强氧化性,氟气与水溶液的反应复杂,主反应为:
,故氟单质不能将Z单质从其盐溶液中置换出来,C项错误;简单离子半径:
X(F-)>Y(Al3+),D项正确。
7.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)与NH3相似,水溶液呈碱性,25℃时,向10mL0.1mol·L-1乙二胺溶液中滴加0.1mol·L-1盐酸,各组分的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.混合溶液呈中性时,滴加盐酸的体积小于10mL
B.Kb2[H2NCH2CH2NH2]的数量级为10-8
C.a点所处的溶液中:
c(H+)+3c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(OH-)+(Cl-)
D.水的电离程度:
a>b
【答案】A
【解析】根据图像可知,乙二胺(H2NCH2CH2NH2)为二元弱碱,当加入10mL盐酸时,生成的(H2NCH2CH2NH3)Cl,溶液呈碱性,A项错误;Kb2[H2NCH2CH2NH2]=
,由图像a可知,c[(H3NCH2CH2NH3)2+]=c[(H2NCH2CH2NH3)+],c(H+)=10-6.85,c(OH—)=10-7.15,即Kb2[H2NCH2CH2NH2]的数量级为10-8,B项正确;a点所处的溶液中的电荷守恒为:
c(H+)+2c([H3NCH2CH2NH3]2+)+c[(H2NCH2CH2NH3)+]=c(OH-)+(Cl-),因c[(H3NCH2CH2NH3)2+]=c[(H2NCH2CH2NH3)+],故c(H+)+3c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(OH-)+(Cl-),C项正确;a点溶质为乙(H3NCH2CH2NH3)Cl2和(H2NCH2CH2NH3)Cl混合物,两种盐将会促进水的电离,而b点为(H2NCH2CH2NH3)Cl和H2NCH2CH2NH2,(H2NCH2CH2NH3)Cl会促进水的电离,而H2NCH2CH2NH2会抑制水的电离,综上所述,水的电离程度:
a>b,D项正确。
8.钙能调节人体各系统生理功能,利用如图装置测定碳酸钙型补钙剂中钙的含量。
已知氨基磺酸(H2NSO3H)俗称固体硫酸,在水溶液中为一元酸,广泛应用于锅炉水垢的清洗。
(1)A装置的作用为___________________,仪器a的名称为____________________。
(2)B装置内发生反应的化学方程式为___________________________________,实验中不用盐酸与钙片反应的原因是_______________________________________。
(3)组装好仪器后,检查装置的气密性,接下来进行的操作是:
打开K1、K2,关闭K3,通空气一段时间,________________(填操作),打开仪器a活塞,滴入氨基磺酸溶液,待B装置中无气泡产生,关闭仪器a活塞。
再次打开K1通空气一段时间,第二次通入空气目的是_______________________。
如果不使用干燥管Ⅱ,测定结果____________(填“偏高”“偏低”“不变”)。
(4)取某补钙剂样品m克进行测定,测得干燥管Ⅰ在实验前后重量分别为m1克和m2克,则样品中钙的质量分数为__________________。
【答案】
(1).吸收空气中CO2
(2).分液漏斗(3).CaCO3+2H2NSO3H==Ca(H2NSO3)2+H2O+CO2↑(4).盐酸易挥发,使测定结果偏高(5).关闭K1、K2,打开K3(6).将装置内CO2排至干燥管Ⅰ中,提高CO2吸收率(7).偏高(8).
×100%
【解析】本题以测定碳酸钙型补钙剂中钙的含量考查学生的实验操作能力。
(1)本题测定以氨基磺酸(H2NSO3H)与碳酸钙反应产生的二氧化碳,故A装置的作用为吸收空气中CO2,以排除空气CO2对实验产生干扰;仪器a的名称为分液漏斗;
(2)B装置内的反应氨基磺酸(H2NSO3H)与碳酸钙型补钙剂,其化学方程式为:
CaCO3+2H2NSO3H==Ca(H2NSO3)2+H2O+CO2↑;盐酸具有挥发性,使测定结果偏高;(3)组装好仪器后,检查装置的气密性,接下来进行的操作是:
打开K1、K2,关闭K3,通空气一段时间,排除装置中的空气,关闭K1、K2,打开K3,打开仪器a活塞,滴入氨基磺酸溶液,待B装置中无气泡产生,关闭仪器a活塞。
再次打开K1通空气一段时间,第二次通入空气目的是将装置内CO2排至干燥管Ⅰ中,以提高CO2吸收率。
如果不使用干燥管Ⅱ,空气中的CO2会进入干燥管I中,会使测定结果偏高;(4)干燥管Ⅰ在实验前后重量分别为m1克和m2克,即二氧化碳的质量为(m2-m1)g,二氧化碳的物质的量为
,根据方程式计算出碳酸钙的物质的量为
,则样品中钙的质量分数为
=
。
9.氧锰八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。
用软锰矿和黄铁矿(主要成分分别为MnO2、FeS2)合成OMS-2的工艺流程如下:
(1)FeS2中硫元素的化合价是_________。
“调pH并过滤”主要除去______元素。
(2)Mn12O19中氧元素化合价均为-2价,锰元素的化合价有两种,则Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为_______________。
生产过程中的原料KMnO4、K2S2O8、MnSO4·H2O按物质的量比1:
1:
5反应,产物中硫元素全部以SO42-的形式存在,该反应的离子方程式为__________________________。
(3)溶液B可进一步分离出两种主要化合物,一种可在该工艺中循环使用,化学式是____________;另一种为盐类,在农业生产中可用作___________________________。
(4)OMS-2是一种纳米级的分子筛。
分别用OMS-2和MnOx对甲醛进行催化氧化,在相同时间内甲醛转化率和温度的关系如图:
由图可知,OMS-2与MnOx相比,催化效率较高是____________________,原因是________________。
(5)甲醛(HCHO)在OMS-2催化氧化作用下生成CO2和H2O,现利用OMS-2对某密闭空间的甲醛进行催化氧化实验,实验开始时,该空间内甲醛含量为1.22mg/L,CO2含量为0.590mg/L,一段时间后测得CO2含量升高至1.25mg/L,该实验中甲醛的转化率为_______________________。
【答案】
(1).-1
(2).Fe或铁(3).5:
1(4).2MnO4-+2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+(5).H2SO4(6).化肥(7).OMS-2(8).OMS-2比MnOx表面积大,吸附的反应物浓度更高,反应速率更快(9).36.9%
10.铁是一种在生产和生活中应用广泛的金属元素。
己知:
反应Ⅰ:
Fe2O3(s)+3H2(g)=2Fe(s)+3H2O(g)ΔH1=+89.6kJ/mol
反应Ⅱ:
4Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O4(s)ΔH2=+2833.4kJ/mol
反应Ⅲ:
Fe(s)+2HCl(g)
FeCl2(l)+H2(g)ΔH3
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K=______________,该反应在高温下进行,最易生成的副产物是________________(填化学式)。
(2)温度为T1时,恒容密闭容器中发生反应Ⅲ,反应时间与体系压强关系如图a所示,体系温度与HCl转化率关系如图b所示。
①分析图a,容器内通入少量水蒸气的作用是___________________。
②分析图b,ΔH3________0(填“>”、“<”或“=”),结合图a分析,T1=___________℃。
③分析图b,高于500℃后,曲线n发生的副反应热化学方程式为________________________________,曲线n中HCl转化率明显降低的原因是____________________________________。
(3)①CaFeO4可制作半导体材料,向1L的高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中加入0.0056g生石灰开始生成CaFeO4沉淀,原高铁酸钠溶液的物质的量浓度为________mol/L。
已知Ksp(CaFeO4)=4.54×10-9,溶液体积变化忽略不计。
②用K2FeO4代替MnO2制备的碱性干电池(KOH做电解液)具有能量密度大、寿命长、无污染等优点,正极反应生成Fe2O3,写出正极的电极反应式______________________________。
【答案】
(1).
(2).Fe3O4(3).催化剂(4).<(5).400(6).3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)ΔH=+825.0kJ/mol(7).副反应产生的H2使反应Ⅲ平衡左移,HCl(g)转化率下降(8).4.54×10-5(9).2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
【解析】本题以铁为载体考查化学反应原理,涉及到的考点有平衡常数表达式、图像、Ksp的计算、电极反应式的书写等。
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K=
;高温下反应时,生成的Fe与水蒸气反应生成Fe3O4,该反应在高温下进行,最易生成的副产物是Fe3O4;
(2)①由图像a可知,加入少量水蒸气与未加入水蒸气相比,加入少量水蒸气时,反应III达到平衡时间短,故容器内通入少量水蒸气的作用是催化剂;②图b中随着温度升高,HCl的转化率减小,即升高温度,平衡向逆向移动,故ΔH3<0;分析图a可知,反应前的压强为4atm,平衡后的压强为2.4atm。
设HCl的起始量为amol,则有:
Fe(s)+2HCl(g)
FeCl2(l)+H2(g)
起始量/mola0
变化量/mol2xx
平衡量/mola-2xx
,则
,得x=0.4a,HCl的转化率为:
,结合图像b可知,此时温度为400℃;③根据图像b可知,温度高于500℃后,含有水蒸气的曲线n,HCl的转化率急剧降低,说明平衡向逆向反应,副反应产生氢气使平衡向逆向移动,HCl的转化率降低,故曲线n发生的副反应为铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,将(反应II-反应I×4)÷3得曲线n发生的副反应热化学方程式为:
3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)ΔH=+825.0kJ/mol;(3)①0.0056g生石灰加入1L高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,其c(Ca2+)=1×10-4mol/L,结合Ksp(CaFeO4)=4.54×10-9,得原高铁酸钠溶液的物质的量浓度为4.54×10-5mol/L;②根据题意可知,正极上发生反应的离子FeO42-还原为Fe2O3,结合溶液呈碱性可得电极反应式为:
2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
11.[化学一一选修3:
物质结构与性质]碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
回答下列问题:
(1)锗是重要半导体材料,基态Ge原子中,核外电子占据最高能级的符号是__________,该能级的电子云轮廓图为______________。
金属Ge晶胞结构与金刚石类似,质地硬而脆,沸点2830℃,锗晶体属于__________晶体。
(2)①(CH3)3C+是有机合成重要中间体,该中间体中碳原子杂化方式为______________,(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为____________________。
②治疗铅中毒可滴注依地酸钠钙,使Pb2+转化为依地酸铅盐。
下列说法正确的是_______(填标号)
A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+):
n(EDTA)=1:
4
B.依地酸中各元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H
C.依地酸铅盐中含有离子键和配位键
D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子间能形成氢键
(3)下表列出了碱土金属碳酸盐的热分解温度和阳离子半径:
碳酸盐
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
热分解温度/℃
402
900
1172
1360
阳离子半径/pm
66
99
112
135
碱土金属碳酸盐同主族由上到下的热分解温度逐渐升高,原因是:
__________________________。
(4)有机卤化铅晶体具有独特的光电性能,下图为其晶胞结构示意图:
①若该晶胞的边长为anm,则Cl-间的最短距离是____________________。
②在该晶胞的另一种表达方式中,若图中Pb2+处于顶点位置,则Cl-处于_________位置。
原子坐标参数B为(0,0,0);A1为(1/2,1/2,1/2),则X2为_________________。
【答案】
(1).4p
(2).哑铃形(3).原子(4).sp2、sp3(5).平面三角形(6).BC(7).金属阳离子半径越大,金属氧化物晶格能越低,碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定(8).
anm(9).棱心(10).(1/2,0,0)
【解析】本题综合考查物质结构与性质,涉及到的考点有杂化轨道理论、晶胞计算、核外电子的排布等。
(1)Ge元素的原子序数为32,其基态原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p2,核外电子占据最高能级的符号4p;p能级的电子云轮廓图为哑铃形;金刚石属于原子晶体,金属Ge晶胞结构与金刚石类似,沸点2830℃,锗晶体属于原子晶体;
(2)①(CH3)3C+中,—CH3中碳原子杂化方式为sp3,(CH3)3C+中C+原子价层电子对位(4+3-1)÷2=3,故杂化方式为sp2,其中有三个结合的基团,故(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为平面三角形;②根据依地酸铅离子的结构和依地酸的结构,结合氮原子原子守恒,n(Pb2+):
n(EDTA)=1:
1,A项错误;依地酸中含有元素O、N、C、H,其电负性从大到小的顺序为O>N>C>H,B项正确;依地酸铅盐中含有离子键(依地酸铅离子与阴离子之间的作用力)和配位键(依地酸中的氮原子与Pb2+),C项正确;依地酸分子能与水分子形成分子间氢键,所以依地酸具有良好的水溶性,D项错误;(3)随着金属阳离子半径越大,金属形成的氧化物晶格能越低,碳酸盐分解生成的氧化物越不稳定,故其碳酸盐的热分解温度逐渐升高;(4)①根据有机卤化铅晶体结构可知,Cl—处于面心,故Cl-间的最短距离是
=
;②根据提给图示可知,结合原子坐标参数B为(0,0,0)、A1为(1/2,1/2,1/2),X2为(1/2,0,0)。
12.利用木质纤维可合成药物中间体H,还能合成高分子化合物G,合成路线如下:
已知:
①
②
(1)A的化学名称是___________________。
(2)B的结构简式是_____________,由C生成D的反应类型为_____________________。
(3)化合物E的官能团为__________________________。
(4)F分子中处于同一平面的原子最多有___________个。
F生成G的化学反应方程式为_________________________________。
(5)芳香化合物I为H的同分异构体,苯环上一氯代物有两种结构,1molI发生水解反应消耗2molNaOH,符合要求的同分异构体有______种,其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6:
3:
2:
1的I结构简式为__________________________。
(6)写出用
为原料制备
的合成路线(其他试剂任选)__________。
【答案】
(1).2一甲基一1,3一丁二烯
(2).
(3).氧化反应(4).氯原子、羧基(5).17(6).
(7).10(8).
(9).
【解析】本题考查有机合成与推断,意在考查考生运用有机化学基础知识分析问题和解决问题的能力。
(1)根据有机物的系统命名法可知,A的化学名称是2一甲基一1,3一丁二烯;
(2)结合题给信息①,B的结构简式为
;结合信息②,C的结构简式为
,根据F的结构以及D生产H的反应条件,可知D为
,故由C生成D的反应类型为氧化反应;(3)D→E在光照的条件发生取代反应,E的结构简式为
;E中含有的官能团为氯原子、羧基;(4)因苯环为平面形,所以直接与其相连的-CH2OH和—COOH上的碳原子与其在一个平面内,通过旋转单键,-CH2OH中—OH上的原子可能与苯环共面,—COOH中的所有原子可能与苯环共面,故F分子中处于同一平面的原子最多有17个;F通过缩聚反应生成高分子化合物G,其反应方程式为:
;(5)H的结构简式为
,I为H的同分异构体且1molI发生水解反应消耗2molNaOH,说明I为酚酯,苯环上一氯代物有两种结构,即苯环上只有两种等效氢,故符合条件的I的结构简式为:
、
、
、
、
、
、
、
、
、
共10种,其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6:
3:
2:
1的I结构简式为
或
;(6)加热条件下,
在氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生成
,在结合信息②,
在W2C作用下生成
,最后再酸性高锰酸钾溶液中,将苯甲醛氧化为
,其合成路线为:
。
点睛:
判断分子中共面的技巧
(1)审清题干要求:
注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”“氢原子”等关键词和限制条件。
(2)熟记常见共面的官能团。
①与双键和苯环直接相连的原子共面,如
、
、
②醛、酮、羧酸
因与
与
相似为平面形(等电子原理),故
为平面形分子(所有原子共平面)。
但
、
所有原子不共平面(因含-CH3),而-CH3中的C与
(羰基)仍共平面。
又
中
与其它原子可能共平面。
因
有两对孤电子对,故1个O与其余2个原子形成的2个价键成V型(与
相似),故C、O、H不共直线。
分子内任意3个原子也不共直线。
③若有两个苯环共边,则两个苯环一定共面。
例如下列各结构中所有的原子都在同一平面上。
④若甲基与一个平面形结构相连,则甲基上的氢原子最多有一个氢原子与其共面。
若一个碳原子以四个单键与其他原子直接相连,则这四个原子为四面体结构,不可能共面。
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