湖南省岳阳市岳阳县2023-2024学年高三下学期开学化学试题

2024年高三化学入学考试试卷一．选择题（共8小题，共24分）1．工业上常用碱性NaClO废液吸收SO2，反应原理为ClO﹣+SO2+2OH﹣═Cl﹣++H2O，部分催化过程如图所示，下列有关说法错误的是（）A．“过程1”中Ni2O3是还原剂 B．反应过程中产生的O可加快对SO2的吸收 C．每吸收1molSO2，整个过程需要Ni2O3的物质的量为0.5mol D．“过程2”的离子方程式可表示为ClO﹣+2NiO2═Ni2O3+Cl﹣+2O2．普鲁士蓝的晶体结构如图所示（K+未表示出来，图中所示结构为晶胞的）。下列说法错误的是（）A．C、N的杂化方式均为sp杂化 B．一个晶胞中有2个Fe2+ C．每个Fe3+周围有6个Fe2+ D．该晶体的密度为×1021g•cm﹣33．冠醚能与阳离子作用，12﹣冠﹣4与Li+作用而不与K+作用；18﹣冠﹣6与K+作用，但不与Li+或Na+作用。下列说法错误的是（）A．冠醚与阳离子作用跟环的大小有关 B．超分子中O原子与K+间存在离子键 C．12﹣冠﹣4中C和O的杂化方式相同 D．18﹣冠﹣6可将KCN带入溴乙烷中4．盐泥是氯碱工业的废渣，主要成分为Mg（OH）2、CaCO3（含少量的FeO、Fe2O3、Al2O3及SiO2）。实验室中利用盐泥制备无水MgSO4的流程如图：已知：硫酸钙微溶于水，溶解度随温度的升高而降低。下列说法正确的是（）A．“废渣Ⅰ”的主要成分为SiO2 B．调pH≈5是为了促进Al3+、Fe3+、Fe2+水解 C．步骤④分离“废渣Ⅱ”时需要趁热过滤 D．步骤⑤需要加热至有大量晶体析出时才能停止加热5．已知下述三个实验均能发生化学反应．下列判断正确的是（）①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铜丝放入氯化铁溶液中A．上述实验证明氧化性：Fe3+＞Fe2+＞Cu2+ B．实验①中铁钉只作还原剂 C．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性 D．实验③中发生的是置换反应6．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是（）A．3Cl2+6FeI2═2FeCl3+4FeI3 B．Cl2+FeI2═FeCl2+I2 C．Co2O3+6HCl═2CoCl2+Cl2↑+3H2O D．2Fe3++2I﹣═2Fe2++I27．解释下列反应原理的离子方程式正确的是（）A．用明矾作净水剂：Al3++3H2O═Al（OH）3↓+3H+ B．用小苏打治疗胃酸过多：CO32﹣+2H+═CO2↑+H2O C．用氯化铁溶液腐蚀印刷线路板上的铜：Fe3++Cu═Fe2++Cu2+ D．含等物质的量的KHCO3和Ba（OH）2溶液混合：HCO3﹣+Ba2++OH﹣═BaCO3↓+H2O8．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质．下列说法正确的是（）A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗完 B．Ⅱ图中：生成蓝色的烟 C．Ⅲ图中：量筒中发生了加成反应 D．Ⅳ图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成二．多选题（共3小题，共12分）（多选）9．通过集成甲烷催化重整与熔融碳酸盐燃料电池，可实现低碳产氢，原理示意图如图。下列说法错误的是（）A．燃料电池中既是电极反应物又可用于导电 B．电极a、b上所消耗气体的物质的量之比为3：2 C．电池工作时，电流由电极a经用电器流向电极b D．若a极产物中n（CO2）：n（H2O）＝9：1，H2分离膜中H2吸收率约为91.7%（多选）10．一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如图1。已知反应初始E的浓度为0.10mol•L﹣1，TFAA的浓度为0.08mol•L﹣1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图2所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法错误的是（）A．t1时刻，体系中E的浓度为0.02mol•L﹣1 B．t2时刻，体系中无E存在 C．t3时刻，F、G、H的浓度和为0.10mol•L﹣1 D．t3时刻，G的转化率为80%（多选）11．下列实验现象描述正确的是（）A．碘水中加入少量裂化汽油振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为紫红色 B．红热的铜丝在氯气中燃烧，产生了棕黄色的雾 C．电解氯化钠饱和溶液，将阳极气体产物通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝 D．溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡，再加入少量四氯化碳溶液振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为橙红色三．解答题（共4小题，64分）12．卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：（14分）（1）470K时，F2与Cl2反应生成ClF。常温常压下，ClF为无色气体，固态ClF的晶体类型为，ClF水解反应的产物为（填化学式）。（2）ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（）。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式；O﹣Cl﹣O键角Cl﹣O﹣Cl键角（填“＞”“＜”或“＝”）。比较ClO2与Cl2O中Cl﹣O键的键长并说明原因。（3）一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方品系，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°），其中Cu化合价为+2。上述反应中K和F2的物质的量之比为。与Cu原子距离最近的F原子的数目为。若该化合物的密度为ρg•cm﹣3，则阿伏加德罗常数的值NA＝（用含ρ、a、c的代数式表示）。13．含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重．（10分）（一）某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO3﹣还原成N2，从而消除氮污染．（1）配平以下有关的离子反应方程式：□NO3﹣+□Al+□H2O→□N2↑+□Al（OH）3+□OH﹣（2）以上反应中失电子的物质是，还原产物是，每生成1mol还原产物，转移的电子数目为．（3）现需除去1m3含氮0.3mol的废水中的NO3﹣（设氮元素都以NO3﹣的形式存在），则至少需要消耗金属铝的物质的量为．（二）2015年8月12日天津海瑞公司危险品爆炸导致NaCN泄漏，对周边的环境造成极大的威胁．（1）NaCN遇水就会产生剧毒物质HCN，请写出其离子方程式（2）天津此次事故中是用双氧水来处理泄漏的NaCN，处理后产生有刺激性气味的氨气与NaHCO3，请写出该反应的化学方程式（3）此次事故中（填“能”或“不能”）用酸性高锰酸钾来处理泄漏的NaCN．请用文字结合方程式解释．14．二氧化碳加氢制甲醇和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：Ⅰ.CO2加氢选择合成甲醇的主要反应如下：（20分）①CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1（298K）②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2（298K）③CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH3（298K）（1）在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓（ΔfHmθ）。物质H2（g）O2（g）CO（g）CO2（g）H2O（g）CH3OH（g）ΔfHmθ（kJ•mol﹣1）00﹣110.5﹣393.5﹣241.8﹣201.2有利于反应①自发进行的条件是（填“高温”或“低温”），ΔH2（298K）＝kJ•mol﹣1，有利于提高甲醇平衡产率的措施有（至少回答2条）。（2）反应②的反应速率v＝v正﹣v逆＝k正c（CO2）c（H2）﹣k逆cm（CO）cn（H2O），其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K＝，则m＝，升高温度时lgk正﹣lgk逆（填“增大”、“减小”或“不变”）。Ⅱ.甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。（3）甲烷三重整制氢的逆反应3H2（g）+CO（g）⇌CH4（g）+H2O（g）。若将H2与CO按物质的量之比3：1加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为x（CH4），在t＝250℃条件下x（CH4）与p的关系、在p＝5×105Pa条件下x（CH4）与t的关系如图a所示。当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是；图a中能表示相同状态下、相同平衡状态的点是。210℃时，甲烷三重整制氢反应的在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD（g）+eE（g）⇌gG（g）+hH（g），Kθ＝，其中pθ＝100kPa，PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压]。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750～920℃，将反应压力设置为2～3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是。（4）同时进行甲烷与二氧化碳的重整反应制备合成气是当前的研究热点，反应为④CH4+CO2═2CO+2H2，该反应的Arrhenius经验公式实验数据如图b所示，已知Arrhenius经验公式Rlnk＝﹣+C（Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数）。反应④的逆反应活化能为kJ•mol﹣1。（用含“x1、y1、x2、y2”的式子表示）15．高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．其生产工艺流程如下：（20分）请回答下列问题：（1）写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式．（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是（填编号）．A．为下一步反应提供碱性的环境B．使KClO3转化为KClOC．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOD．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率（3）从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后，还会有副产品KNO3，KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为．每制得59.4克K2FeO4，理论上消耗氧化剂的物质的量为mol．（4）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：+H2O＝Fe（OH）3（胶体）+O2↑+OH﹣．

参考答案与试题解析1-5：CBBBB6-8:ADD9BC10AD11CD三．解答题（共4小题）12．【解答】解：（1）常温常压下，ClF为无色气体，则ClF的沸点较低，则固态ClF的晶体类型为分子晶体；ClF中F显﹣1价，能与H2O中的H结合生成HF；，分子中F显﹣1价，其水解时结合H2O电离的H+生成HF，则Cl+﹣结合H2O电离的OH﹣生成HClO，故水解反应的产物为HF、HClO，故答案为：分子晶体；HF、HClO；（2）ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（π35），由ClO2中存在π35可以推断，其中Cl原子只能提供1对电子，有一个O原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，Cl与另一个O形成的是普通的共价键（σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键），Cl的价层电子对数3，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2；Cl2O中心原子为O，其价层电子对数为2+＝4，因此，Cl2O的杂化方式为sp3，根据价层电子对互斥理论可知，sp3时，价电子对的几何构型为正四面体，sp2时，价电子对的几何构型平面正三角形，sp2杂化的键角一定大于sp3的，因此，虽然ClO2和Cl2O均为V形结构，但O﹣Cl﹣O键角大于Cl﹣O﹣Cl键角；ClO2分子中Cl﹣O键的键长小于Cl2O中Cl﹣O键的键长，其原因是：ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl﹣O键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键，故答案为：sp2；＞；ClO2中Cl﹣O键的键长小于Cl2O中Cl﹣O键的键长，Cl2O只存在的σ键，而ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl﹣O键的键长较小；（3）一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X，已知X属于四方晶系，其中Cu化合价为+2，由晶胞结构图可知，该晶胞中含有黑球的个数为8×+2＝4、白球的个数为16×+4×+2＝8、灰色球的个数为8×+1＝2，则X中含有3种元素，其个数比为1：2：4，由于其中Cu化合价为+2、F的化合价为﹣1、K的化合价为+1，根据化合价代数和为0，可以推断X为K2CuF4，上述反应的化学方程式为：CuCl2+4K+2F2＝K2CuF4+2KCl，则K和F2的物质的量之比为2：1；由图可知，距Cu原子距离最近的F原子位于Cu原子的上下前后左右，共6个；晶胞的质量为g，晶胞的体积为abc（pm）3＝abc×10﹣30cm3，根据ρ＝可得，g•cm﹣3＝ρg•cm﹣3，NA＝，故答案为：2：1；6；。13．【解答】解：（一）（1）NO3﹣中氮的化合价由+5价降低为0价，变化5，Al的化合价由0价升高为+3价，变化3，要使氧化还原反应得失电子守恒，则硝酸根硝酸根系数为6，铝系数为10，依据原子个数守恒反应方程式为：6NO3﹣+10Al+18H2O═3N2↑+10Al（OH）3+6OH﹣，故答案为：610183106；（2）6NO3﹣+10Al+18H2O═3N2↑+10Al（OH）3+6OH﹣中，铝化合价升高，失去电子；硝酸根离子中N化合价降低，硝酸根为氧化剂，对应产物氮气为还原产物；依据6NO3﹣～3N2～30e﹣，可知每生成1mol还原产物，转移电子数为10mol，个数为10NA；故答案为：Al；N2；10NA；（3）因为含氮0.3mol的废水中的NO3﹣的物质的量为0.3mol，根据化学方程式6NO3﹣+10Al+18H2O═3N2↑+10Al（OH）3+6OH﹣，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为＝0.5mol，故答案为：0.5mol；（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，水解生成HCN和氢氧化钠，离子方程式：CN﹣+H2OHCN+OH﹣；故答案为：CN﹣+H2OHCN+OH﹣；（2）氰化钠与双氧水发生氧化还原反应生成碳酸氢钠和氨气，化学方程式：NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑；故答案为：NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑；（3）HCN酸性非常弱，酸化的高锰酸钾中含有大量氢离子，依据强酸制备弱酸原理能生成大量有毒的HCN，方程式：NaCN+H2SO4＝Na2SO4+HCN；故答案为：不能；NaCN+H2SO4＝Na2SO4+HCN；14．【解答】解：（1）ΔH1＝水蒸气标准摩尔生成焓+CH3OH的标准摩尔生成焓﹣CO2的标准摩尔生成焓＝（﹣241.8﹣201.2）kJ•mol﹣1﹣（﹣393.5）kJ•mol﹣1＝﹣49.5kJ•mol﹣1，由方程式可知，反应①的△S小于0，反应①能自发进行，即ΔH﹣T△S＜0，则在低温下能自发进行；ΔH2＝水蒸气标准摩尔生成焓+CO的标准摩尔生成焓﹣CO2的标准摩尔生成焓＝（﹣241.8﹣110.5）kJ•mol﹣1﹣（﹣393.5）kJ•mol﹣1＝+41.2kJ•mol﹣1；ΔH3＝CH3OH的标准摩尔生成焓＝﹣201.2kJ•mol﹣1，要提高甲醇平衡产率，可降低温度、增大压强或及时分离出产物水，故答案为：低温；+41.2；降低温度、增大压强或及时分离出产物水；（2）达到平衡，v正＝v逆，即k正c（CO2）c（H2）﹣k逆cm（CO）cn（H2O）＝0，K＝＝，从而推出m＝n＝1；反应②是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，平衡常数增大，K＝增大，即ln增大，故答案为：1；增大；（3）设开始时加入n（CO）＝amol，则加入n（H2）＝3amol，当CO的平衡转化率为时，消耗c（CO）＝amol；CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）初始（mol）a3a00转化（mol）aaa平衡（mol）aaaa平衡时，x（CH4）＝＝0.03，x（CH4）＝0.03时对应有两种情况，250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；达到相同平衡时，各组分含量相同，由图可知，BC两点的百分含量相同，则BC两点达到的平衡相同；210℃达到平衡时，x（CH4）＝0.10，则x（H2O）＝0.10，x（CO）＝0.20，x（H2）＝0.60，P总＝500kPa＝500kPa，反应的标准平衡常数Kθ＝＝108；通入的空气或氧气能与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量，故答案为：250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；BC；108；与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量