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文档简介
上海市宝山区行知实验中学2024届高考化学四模试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Z的周期序数=族序数,由这四种元素组成的单质或化合物存在如图所示的转化关系,其中甲、戊是两常见的金属单质,丁是非金属单质,其余为氧化物且丙为具有磁性的黑色晶体。下列说法正确的是A.丙属于碱性氧化物B.W元素在周期表中的位置是第四周期VIIIB族C.W的原子序数是Z的两倍,金属性弱于ZD.常温下等物质的量的甲和戊加入过量浓硝酸中,消耗的HNO3物质的量相等2、下列表示氮原子结构的化学用语规范,且能据此确定电子能量的()A. B.C.1s22s22p3 D.3、a、b、c、d四种短周期元素在周期表中分布如图所示,下列说法正确的是()A.若四种元素均为主族元素,则d元素的原子半径最大B.若b最外层电子占据三条轨道,则a的单质可用于冶炼金属C.若a为非金属元素,则c的气态氢化物的水溶液可能呈碱性D.若a最外层有两个未成对电子,则d的单质常温下不可能为气体4、下列有关物质的分类或归类正确的是A.化合物:CaCl2、烧碱、聚苯乙烯、HDB.电解质:明矾、胆矾、冰醋酸、硫酸钡C.同系物:CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2D.同位素:、、5、已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池.如图是铅蓄电池的工作示意图,其反应原理为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O下列说法中错误的是()A.b电极放电后转化为c电极B.电极a和d都发生还原反应C.b的电极反应式:Pb+SO42﹣﹣2e-→PbSO4D.放电后硫酸溶液的pH增大6、已知五种短周期元素aX、bY、cZ、dR、eW存在如下关系:①X、Y同主族,R、W同主族②;a+b=(d+e);=c-d,下列有关说法不正确的是A.原子半径比较:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(R)B.X和Y形成的化合物中,阴阳离子的电子层相差1层C.W的最低价单核阴离子的失电子能力比R的强D.Z、Y最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应7、25°C,改变0.01mol·L一1CH3COONa溶液的pH.溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)、c(H+)、c(OH-)的对数值lgc与溶液pH的变化关系如图所示,下列叙述正确的是A.图中任意点均满足c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)B.0.01mol·L-1CH3COOH的pH约等于线a与线c交点处的横坐标值C.由图中信息可得点x的纵坐标值为−4.74D.25°C时,的值随pH的增大而增大8、下列说法不正确的是A.常温下,在0.1mol·L-1的HNO3溶液中,由水电离出的c(H+)<B.浓度为0.1mol·L-1的NaHCO3溶液:c(H2CO3)>c(CO32-)C.25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同D.冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小9、钛(Ti)金属常被称为未来钢铁,Ti和Ti是钛的两种同位素。下列有关Ti的说法正确的是A.Ti比Ti少1个质子 B.Ti和Ti的化学性质相同C.Ti的相对原子质量是46 D.Ti的原子序数为4710、下列反应不属于取代反应的是A.CH2=CH2+H2OCH3CH2OHB.+Br2+HBrC.2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5+H2OD.+HNO3+H2O11、单质钛的机械强度高,抗蚀能力强,有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3)的方法制取二氧化钛,再由二氧化钛制金属钛,主要反应有:①FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O②Ti(SO4)2+3H2O=H2TiO3↓+2H2SO4③H2TiO3TiO2+H2O④TiO2+2C+2Cl2TiCl4↑+CO↑⑤TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti下列叙述错误的是()A.反应①属于非氧化还原反应B.反应②是水解反应C.反应④中二氧化钛是氧化剂D.反应⑤表现了金属镁还原性比金属钛强12、在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示,下列说法正确的是()A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>PB.瑞德西韦中的N—H键的键能大于O—H键的键能C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键13、关于金属钠单质及其化合物的说法中,不正确的是()A.NaCl可用作食品调味剂 B.相同温度下NaHCO3溶解度大于Na2CO3C.Na2CO3的焰色反应呈黄色 D.工业上Na可用于制备钛、锆等金属14、春季复工、复学后,做好防护是控防新型冠状病毒传播的有效措施。下列说法正确的是A.40%的甲醛溶液可做公共餐具消毒剂B.生产医用口罩的主要原料是聚丙烯(PP),分子式为(CH3CH=CH2)n。C.95%的乙醇溶液、84消毒液可直接用作环境消毒剂D.为减少直接吸入飞沫形成的气溶胶感染病毒的几率,就餐时人人间距至少应为1米15、设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2气混合后,气体分子数为2NAB.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10−12NAC.30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NAD.标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.6NA16、同温同压下,两种气体的体积如果不相同,其主要原因是气体的()A.分子大小不同 B.分子间的平均距离不同C.化学性质不同 D.物质的量不同17、化学与社会、生活密切相关。下列现象或事实的解释不正确的是()选项现象或事实化学解释AFe3O4用于人民币票面文字等处的油墨Fe3O4是一种红棕色物质B祖国七十华诞焰火五彩缤纷金属元素的焰色反应C现代旧房拆除定向爆破用铝热剂铝热反应放热使建筑物的钢筋熔化D金属焊接前用NH4Cl溶液处理焊接处NH4Cl溶液呈弱酸性A.A B.B. C.C D.D18、25°C时,用浓度为0.1000mol/L的NaOH溶液滴定体积均是20mL、浓度均为0.1000mol/L的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()A.酸性强弱顺序是HX>HY>HZB.加入10mLNaOH溶液时,HY溶液中c(Na+)>c(Y-)C.pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3D.加入20mLNaOH溶液时,只有HY溶液达到滴定终点19、向碳酸溶液中滴加NaOH溶液,测得碳酸中含碳微粒的物质的量分数随pH变化如图所示,下列说法不正确的是:A.除去NaCl溶液中Na2CO3的方法是向其中加入盐酸至pH=7B.X、Y为曲线两交叉点。由X点处的pH,可计算Ka1(H2CO3)C.pH=10的溶液中c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)D.将CO2通入NaOH溶液制取Na2CO3,应控制pH>12.520、下列说法错误的是A.过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)具有碳酸钠和H2O2的双重性质,可作去污剂、消毒剂B.亚硝酸钠具有防腐的作用,所以可在食品中适量添加以延长保质期。C.不锈钢是通过改变材料的内部结构达到防锈蚀的目的D.“碳纳米泡沫”与石墨烯互为同分异构体21、含铀矿物通常用铅(Pb)的同位素测年法进行断代,下列关于Pb和Pb说法正确的是A.含不同的质子数 B.含不同的电子数C.含相同的中子数 D.互相转化时不属于化学变化22、铊(Tl)与铝同族。Ti3+在酸性溶液中就能发生反应:Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列推断错误的是A.Tl+的最外层有1个电子B.Tl能形成+3价和+1价的化合物C.酸性溶液中Tl3+比Tl+氧化性强D.Tl+的还原性比Ag弱二、非选择题(共84分)23、(14分)用于汽车刹车片的聚合物Y是一种聚酰胺纤维,合成路线如图:已知:(1)生成A的反应类型是_____。(2)试剂a是_____。(3)B中所含的官能团的名称是_____。(4)W、D均为芳香化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。①F的结构简式是_____。②生成聚合物Y的化学方程式是_____。(5)Q是W的同系物且相对分子质量比W大14,则Q有______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为_____、_____(写结构简式)(6)试写出由1,3﹣丁二烯和乙炔为原料(无机试剂及催化剂任用)合成的合成路线。(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。___________24、(12分)某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如图(部分反应略去试剂和条件):已知:a.b.根据以上信息回答下列问题:(1)烃A的结构简式是__________。(2)①的反应条件是__________;②的反应类型是____________。(3)下列对抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质推测正确的是__________。A.水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大B.能发生消去反应C.能发生聚合反应D.既有酸性又有碱性(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是________________________________.(5)符合下列条件的E的同分异构体有________________种,其中核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比3∶1∶1∶1的异构体的结构简式为___________________。a.与E具有相同的官能团b.苯环上的一硝基取代产物有两种(6)已知易被氧化,苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此设计以A为原料制备高分子化合物的合成路线______。(无机试剂任选)25、(12分)甲酸(化学式HCOOH,分子式CH2O2,相对分子质量46),俗名蚁酸,是最简单的羧酸,无色而有刺激性气味的易挥发液体。熔点为8.6℃,沸点100.8℃,25℃电离常数Ka=1.8×10-4。某化学兴趣小组进行以下实验。Ⅰ.用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳A.B.C.D.(1)请说出图B中盛装碱石灰的仪器名称__________。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,反应的化学方程式是________;实验时,不需加热也能产生CO,其原因是_______。(2)如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→__________(按气流方向,用小写字母表示)。Ⅱ.对一氧化碳的化学性质进行探究资料:ⅰ.常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,可用于检验CO;ⅱ.一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:CO+NaOHHCOONa利用下列装置进行实验,验证CO具有上述两个性质。(3)打开k2,F装置中发生反应的化学方程式为_____________;为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是_________,H装置的作用是____________。(4)现需验证E装置中CO与NaOH固体发生了反应,某同学设计下列验证方案:取少许固体产物,配置成溶液,在常温下测该溶液的pH,若pH>7,证明CO与NaOH固体发生了反应。该方案是否可行,请简述你的观点和理由:________,_________。(5)25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh的数量级为____________。若向100ml0.1mol.L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol.L-1的HCl溶液,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为_________。26、(10分)FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2(二氯苯)FeCl3FeCl2溶解性不溶于水,易溶于苯、乙醇不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水熔点/℃-4553易升华沸点/℃132173(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下:①H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________。②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_________(填字母,装置可多次使用);C中盛放的试剂是_____________。③该制备装置的缺点为________________。(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按下图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。①仪器a的名称是__________。②反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____,回收滤液中C6H5C1的操作方法是______。③反应后将锥形瓶中溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/LNaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60mL,则氯化铁的转化率为__________。④为了减少实验误差,在制取无水FeCl2过程中应采取的措施有:________(写出一点即可)。27、(12分)高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4,下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。已知:温度溶解度/gK2CO3KHCO3KMnO420℃11133.76.38请回答:(1)反应①的化学方程式为______________________________________,加热软锰矿、KClO3和KOH固体,除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外,还用到的仪器有___,不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________________;上述流程中可以循环利用的物质是__________________________。(3)实验时,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为___________________,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是________。28、(14分)铜是人类最早使用的金属之一,其单质及化合物具有广泛的用途。(1)基态铜原子核外有________对自旋相反的电子。(2)青铜是铜与锡或铅等元素按一定比例熔铸而成的合金。第一电离能I1(Sn)____________I1(Pb)(填“大于”或“小于”)。(3)新制的Cu(OH)2能够溶解于浓氨水中,反应的离子方程式是____________________________________;(4)利用铜片表面催化反应,我国研究人员用六炔基苯为原料,在世界上首次通过化学方法获得全碳材料—石墨炔薄膜(结构片段如图所示),开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例。石墨炔中碳原子_________________________的杂化方式。(5)CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成氯化羰基亚铜(I),可用于定量测定气体混合物中CO的含量。氯化羰基亚铜(I)中含___________σ键数目。(6)Cu2O可用于半导体材料。①Cu2O晶胞(如图所示)中,O原子的配位数为________________;a位置Cu+坐标为(0.25,0.25,0.75),则b位置Cu+坐标_______________________。②Cu2S与Cu2O具有相似晶体结构,则两者的熔点是Cu2O比Cu2S的_________(填“高”或“低”),请解释原因___________________。29、(10分)氯化铜可用于生产颜料、木材防腐剂等.用粗铜(含杂质Fe)经过系列步骤可制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O).完成下列填空:(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰共热来制备Cl2,写出该反应的离子方程式______.(2)加入试剂将CuCl2和FeCl3的混合溶液pH调至4~5,过滤得到纯净的CuCl2溶液,应加入的试剂是__(填字母编号)aCuObNaOHcCu2(OH)2CO3dCu(3)CuCl2溶液通过蒸发、结晶可得到CuCl2•2H2O.①蒸发过程中,加入盐酸的目的是____.②蒸发过程中,观察到溶液颜色由蓝色变为绿色.其原理是:上述反应的化学平衡常数表达式是______.欲使溶液由绿色变成蓝色的措施是:a______;b______.(4)由CuSO4溶液蒸发结晶得到CuSO4•5H2O的过程中不用加入硫酸,其原因是______(用勒夏特列原理解释).
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、C【解析】
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Z的周期序数═族序数,应分别为H、Al元素,由这四种元素组成的单质或化合物存在如图所示的转化关系,其中甲、戊是两常见的金属单质,丁是非金属单质,其余为氧化物且丙为具有磁性的黑色晶体,则丙为Fe3O4,由转化关系可知甲为Fe、乙为H2O,丁为H2,戊为Al、己为Al2O3,则对应X、Y、Z、W分别为H、O、Al、Fe元素。【详解】A.丙为Fe3O4,不是两性氧化物,故A错误;B.W为Fe,原子序数为26,位于第四周期Ⅷ族,故B错误;C.由金属活动顺序可知Fe的金属性比Al弱,故C正确;D.常温下等物质的量的甲和戊加入过量浓硝酸中,均产生钝化现象,故D错误;故选C。【点睛】本题考查无机物的推断,把握物质的性质、发生的反应、元素周期律等为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,注意丙为具有磁性的黑色晶体为推断的突破口,D为易错点,钝化的量不能确定。2、C【解析】
A.表示N原子的原子结构示意图,只能看出在原子核外各个电子层上含有的电子数的多少,不能描述核外电子运动状态,故A错误;B.表示N原子的电子式,可以知道原子的最外电子层上有5个电子,不能描述核外电子运动状态,故B错误;C.表示N原子的核外电子排布式,不仅知道原子核外有几个电子层,还知道各个电子层上有几个电子轨道及核外电子运动状态,能据此确定电子能量,故C正确;D.表示N原子的轨道表示式,原子核外的电子总是尽可能的成单排列,即在2p的三个轨道上各有一个电子存在,这样的排布使原子的能量最低,故D错误;故答案为:C。3、B【解析】
A.同周期元素从左往右,原子半径依次减小,则d元素的原子半径比a小,故A错误;B.若b最外层电子占据三条轨道,最外层电子排布为2s22p2,则b为C元素,结合位置可知a为Al,金属铝可以通过铝热反应冶炼金属,故B正确;C.若a为非金属元素,a为Si或P,则C为O或F,c的气态氢化物的水溶液为中性或酸性,故C错误;D.若a最外层有两个未成对电子,则a为Si或S,当a为S时,d为Ar,Ar的单质常温下为气体,故D错误;故选B。4、B【解析】
A.CaCl2、烧碱属于化合物,聚乙烯是高分子化合物,属于混合物,HD为单质,选项A错误;B.明矾是硫酸铝钾结晶水合物,胆矾是硫酸铜结晶水合物,冰醋酸是醋酸,硫酸钡是盐,它们都是在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,都是电解质,选项B正确;C.CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2,结构不相似,不属于同系物,选项C错误;D.、是碳元素不同核素,互为同位素,是单质,选项D错误。答案选B。5、B【解析】
A.b是蓄电池负极,放电时负极反应为Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4,b电极放电后转化为PbSO4电极,故A正确;B.a是蓄电池的正极,a发生还原反应,d是电解池阳极,阳极发生氧化反应,d极发生氧化反应,故B错误;C.b为蓄电池负极,负极反应式为:Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4,故C正确;D.放电时总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,消耗硫酸,氢离子浓度降低,溶液pH增大,故D正确;选B。6、A【解析】
根据R,W同主族,并且原子序数R为W的一半可知,R为O元素,W为S元素;根据可知,X和Y的原子序数和为12,又因为X和Y同主族,所以X和Y一个是H元素,一个是Na元素;考虑到,所以X为H元素,Y为Na元素,那么Z为Al元素。【详解】A.W,Z,Y,R分别对应S,Al,Na,O四种元素,所以半径顺序为:r(Y)>r(Z)>r(W)>r(R),A项错误;B.X与Y形成的化合物即NaH,H为-1价,H-具有1个电子层,Na为正一价,Na+具有两个电子层,所以,B项正确;C.W的最低价单核阴离子即S2-,R的即O2-,还原性S2-更强,所以失电子能力更强,C项正确;D.Z的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,Y的为NaOH,二者可以反应,D项正确;答案选A。【点睛】比较原子半径大小时,先比较周期数,周期数越大电子层数越多,半径越大;周期数相同时,再比较原子序数,原子序数越大,半径越小。7、C【解析】
碱性增强,则c(CH3COO-)、c(OH-)增大,c(CH3COOH)、c(H+)减小,当pH=7时c(OH-)=c(H+),因此a、b、c、d分别为c(CH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)、c(OH-)。【详解】A.如果通过加入NaOH实现,则c(Na+)增加,故A错误;B.线a与线c交点处,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因此,所以0.01mol∙L−1CH3COOH的,,pH=3.37,故B错误;C.由图中信息可得点x,lg(CH3COOH)=−2,pH=2,,,lg(CH3COO-)=−4.74,因此x的纵坐标值为−4.74,故C正确;D.25°C时,,Ka、Kw的值随pH的增大而不变,故不变,故D错误。综上所述,答案为C。8、D【解析】试题分析:A.硝酸是强酸抑制水的电离,则常温下,在0.1mol·L-1的HNO3溶液中,由水电离出的c(H+)=10—13mol/L<,A正确;B.浓度为0.1mol·L-1的NaHCO3溶液显碱性,碳酸氢根的水解程度大于电离程度,则c(H2CO3)>c(CO32-),B正确;C.溶度积常数只与温度有关系,则25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同,C正确;D.稀释促进电离,则冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性先增大后减小,而醋酸的电离程度一直增大,pH先减小后增大,D错误,答案选D。考点:考查弱电解质的电离、盐类水解及溶度积常数的应用等9、B【解析】
A.Ti和Ti:质子数都是22,故A错误;B.Ti和Ti是同种元素的不同原子,因为最外层电子数相同,所以化学性质相同,故B正确;C.46是Ti的质量数,不是其相对原子质量质量,故C错误;D.Ti的原子序数为22,故D错误;答案选B。10、A【解析】
A.反应中碳碳双键转化为碳碳单键,属于加成反应,故A选;B.苯环上H原子被Br原子取代,属于取代反应,故B不选;C.1分子乙醇中-OH上H氢原子被另1分子乙醇中的乙基取代,属于取代反应,故C不选;D.苯环上H原子被硝基取代,属于取代反应,故D不选;答案选A。【点睛】取代取代,“取而代之”的反应叫取代反应。11、C【解析】
A.由产物Ti(SO4)2和FeSO4可推出Ti的化合价为+4价,Fe的化合价为+2价,正好在反应物FeTi03中符合化合价原则,所以不是氧化还原反应,A正确;B.H2O提供H+和OH-,Ti4+和OH-结合生成H2TiO3,H+和SO42-形成H2SO4,所以是水解反应,B正确;C.分析反应④,Ti的化合价反应前后都为+4价,所以不是氧化剂,C错误;D.金属之间的置换,体现了还原性强的制取还原性弱的反应规律,D正确;本题答案选C。12、D【解析】
A.一般情况下非金属性越强,电负性越强,所以电负性:O>N>P,故A错误;B.O原子半径小于N原子半径,电负性强于N,所以O-H键的键能大于N-H键键能,故B错误;C.形成N=C键的N原子为sp2杂化,形成C≡N键的N原子为sp杂化,故C错误;D.该分子中单键均为σ键、双键和三键中含有π键、苯环中含有大π键,故D正确;故答案为D。13、B【解析】
A.NaCl是最常用的食品调味剂,故A正确;B.相同温度下NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故B错误;C.钠元素的焰色反应呈黄色,故C正确;D.工业上可利用Na与熔融TiCl4及锆盐制备钛、锆等金属,故D正确;答案为B。14、D【解析】
A.甲醛可刺激人体皮肤、黏膜,且为有毒物质,可致癌,不能用于餐具的消毒剂,故A错误;B.聚丙烯的分子式为,故B错误;C.95%的乙醇,能使细菌表面的蛋白质迅速凝固,形成一层保护膜,阻止乙醇进入细菌内,达不到杀死细菌的目的,医用酒精为75%的乙醇溶液,故C错误;D.保持1米远的距离可以减少飞沫传播,预防传染病,故D正确;故答案为D。15、C【解析】
A.标准状况下,HF是液态,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数不是2NA,故A错误;B.常温下pH=12的NaOH溶液,由于缺少溶液的体积,水电离出的氢离子没法计算,故B错误;C.乙酸和葡萄糖的实验式均为CH2O,式量为30,30g乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2NA,故C正确;D.1molC2H6含有7mol共价键数,标准状况下,2.24LC2H6含有的共价键数为0.7NA,故D错误;故答案为C。【点睛】顺利解答该类题目的关键是:一方面要仔细审题,注意关键字词,熟悉常见的“陷阱”;另一方面是要把各种量转化为物质的量,以此为中心进行计算。特别要注意气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的适用范围和使用条件。关于气体摩尔体积的使用注意:①气体的摩尔体积适用的对象为气体,而标况下水、CCl4、HF等为液体,SO3为固体;②必须明确温度和压强是0℃,101kPa,只指明体积无法求算物质的量;③22.4L/mol是标准状态下或一定温度、一定压强下的气体摩尔体积。16、D【解析】
对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子的直径、粒子的质量,同温同压下气体粒子间的距离相等,同温同压下气体摩尔体积相同,由V=nVm知,气体的体积取决于气体的物质的量,故答案为D。17、A【解析】
A、Fe3O4是一种黑色物质,故A错误;B、不同的金属元素焰色不同,五彩缤纷的焰火利用金属元素的焰色反应,故B正确;C、铝热反应能放出大量的热,使建筑物的钢筋熔化,故C正确;D、NH4Cl溶液呈弱酸性,铁锈能溶于酸,所以金属焊接前用NH4Cl溶液除锈,故D正确。选A。18、C【解析】
0.1000mol/L的HZ,pH=1,c(H+)=0.1000mol/L,则c(HZ)=c(H+),则HZ为一元强酸,HX和HY的pH都大于1,则HX和HY都是一元弱酸,同浓度的三种酸酸性强弱关系为:HX<HY<HZ,据此分析解答。【详解】A.由分析可知,三种酸酸性强弱顺序是HX<HY<HZ,A错误;B.加入10mLNaOH溶液时,HY有一半被中和,此时溶质为等物质的量的HY和NaY,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),由图可知,此时溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以,溶液c(Na+)<c(Y-),B错误;C.HZ是强酸,加水稀释10倍,即101倍pH增大1,即pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3,C正确;D.加入20mLNaOH溶液时,三种溶液pH均发生突变,说明三种溶液均达到滴定终点,D错误。答案选C。【点睛】C.pH=a的强酸稀释10n倍,稀释后溶液pH=a+n(pH<7);pH=a的弱酸稀释10n倍,稀释后溶液pH<a+n(pH<7);pH=a的强碱稀释10n倍,稀释后溶液pH=a-n(pH>7);pH=a的弱碱稀释10n倍,稀释后溶液pH>a-n(pH>7)19、A【解析】
A.由图像可知,当pH=7时含碳微粒主要为H2CO3和HCO3-,而pH约为3.5时,主要以碳酸形式存在,故要除去NaCl溶液中Na2CO3,需要调节pH小于3.5左右,故A错误;B.Ka1(H2CO3)=cHCO3-cH+cH2CO3,根据图像,X点处c(HCO3-)=c(H2CO3),此时Ka1(H2CO3)=c(H+),因此由XC.根据图像,pH=10的溶液中存在碳酸氢钠和碳酸钠,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故C正确;D.根据图像,pH>12.5含碳微粒主要以碳酸根离子形式存在,将CO2通入NaOH溶液制取Na2CO3,应控制pH>12.5,故D正确;答案选A。20、D【解析】
A、过氧化氢(H2O2)常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂,为了贮存、运输、使用的方便,工业上将过氧化氢转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na2CO3•3H2O2),该晶体具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,选项A正确;B、亚硝酸具有防腐作用,所以可在食品中适量添加以延长保质期,但是亚硝酸盐会危害人体健康,应控制用量,选项B正确;C、不锈钢是通过改变材料的内部结构达到防锈蚀的目的,指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,选项C正确;D、“碳纳米泡沫”,与石墨烯是不同性质的单质,二者互为同素异形体而不是同分异构体,选项D错误;答案选D。21、D【解析】
A.Pb和Pb的质子数都为82,故A错误;B.Pb和Pb的质子数都为82,质子数=核外电子数,核外电子数也都为82,故B错误;C.Pb的中子数为206-82=124,Pb的中子数为207-82=125,中子数不同,故C错误;D.Pb和Pb的互相转化不属于化学变化,化学变化过程中原子核不发生变化,故D正确;故选D。【点睛】本题的易错点为D,要注意同位素间的转化,不属于化学变化,属于核变化。22、A【解析】
A.铊与铝同族,最外层有3个电子,则Tl+离子的最外层有2个电子,故A错误;B.根据反应Tl3++2Ag═Tl++2Ag+可知,Tl能形成+3价和+1价的化合物,故B正确;C.Tl3++2Ag═Tl++2Ag+,氧化还原反应中氧化剂的氧化性最强,则Tl3+的氧化性最强,所以Tl3+比Tl+氧化性强,故C正确;D.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,在反应Tl3++2Ag=Tl++2Ag+,还原性Ag>Tl+,故D正确;故选A。二、非选择题(共84分)23、取代反应浓硝酸、浓硫酸氯原子、硝基+(2n-1)H2O10【解析】
苯与氯气在氯化铁作催化剂条件下得到A是,A转化得到B,B与氨气在高压下得到,可知B→引入氨基,A→B引入硝基,则B中Cl原子被氨基取代生成,可推知B为,试剂a为浓硝酸、浓硫酸;还原得到D为;乙醇发生消去反应生成E为CH2=CH2,乙烯发生信息中加成反应生成F为,W为芳香化合物,则X中也含有苯环,X发生氧化反应生成W,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子,结合W的分子式,可知W为、则X为,W与D发生缩聚反应得到Y为。(6)CH2=CHCH=CH2和HC≡CH发生加成反应生成,和溴发生加成反应生成,发生水解反应生成。【详解】(1)生成A是苯与氯气反应生成氯苯,反应类型是:取代反应,故答案为:取代反应;(2)A→B发生硝化反应,试剂a是:浓硝酸、浓硫酸,故答案为:浓硝酸、浓硫酸;(3)B为,所含的官能团是:氯原子、硝基,故答案为:氯原子、硝基;(4)①由分析可知,F的结构简式是:,故答案为:;②生成聚合物Y的化学方程式是:,故答案为:;(5)Q是W()的同系物且相对分子质量比W大14,则Q含有苯环、2个羧基、比W多一个CH2原子团,有1个取代基为﹣CH(COOH)2;有2个取代基为﹣COOH、﹣CH2COOH,有邻、间、对3种;有3个取代基为2个﹣COOH与﹣CH3,2个﹣COOH有邻、间、对3种位置,对应的﹣CH3,分别有2种、3种、1种位置,故符合条件Q共有1+3+2+3+1=10种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为、,故答案为:10;、;(6)CH2=CHCH=CH2和HC≡CH发生加成反应生成,和溴发生加成反应生成,发生水解反应生成,其合成路线为,故答案为:。【点睛】本题考查有机物的推断与合成,充分利用转化中物质的结构、反应条件、反应信息进行分析,侧重考查学生分析推理能力,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,熟练掌握官能团的性质与转化,是有机化学常考题型。24、Fe或FeCl3取代反应或硝化反应ACD4或【解析】
E的结构简式中含有1个-COOH和1个酯基,结合已知a,C到D为C中的酚羟基上的氢,被-OCCH3替代,生成酯,则D到E是为了引入羧基,根据C的分子式,C中含有酚羟基和苯环,结合E的结构简式,则C为,D为。A为烃,与Cl2发生反应生成B,B为氯代烃,B与氢氧化钠发生反应,再酸化,可知B为氯代烃的水解,引入羟基,则A的结构为,B为。E在NaOH溶液中反应酯的水解反应,再酸化得到F,F的结构简式为,根据已知b,则G中含有硝基,F到G是为了引入硝基,则G的结构简式为。【详解】(1)根据分析A的结构简式为;(2)反应①为在苯环上引入一个氯原子,为苯环上的取代反应,反应条件为FeCl3或Fe作催化剂;反应②F到G是为了引入硝基,反应类型为取代反应或硝化反应;(3)抗结肠炎药物有效成分中含有氨基、羧基和酚羟基,具有氨基酸和酚的性质;A.三个官能团都是亲水基,相对分子质量比苯酚大,所以水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大,A正确;B.与苯环相连的羟基不能发生消去反应,可以发生氧化反应;该物质含有氨基(或羟基)和羧基,可以发生缩聚反应;该物质含有羧基和羟基酯化反应等,B错误;C.含有氨基和羧基及酚羟基,所以能发生聚合反应,C正确;D.氨基具有碱性、羧基具有酸性,所以既有酸性又有碱性,D正确;答案为:ACD;(4)E中的羧基可以与NaOH反应,酯基也可以与NaOH反应,酯基水解得到的酚羟基也能与NaOH反应,化学方程式为;(5)符合下列条件:a.与E具有相同的官能团,b.苯环上的一硝基取代产物有两种;则苯环上有两个取代基处,且处于对位:如果取代基为-COOH、-OOCCH3,处于对位,有1种;如果取代基为-COOH、-COOCH3,处于对位,有1种;如果取代基为-COOH、-CH2OOCH,处于对位,有1种;如果取代基为HCOO-、-CH2COOH,处于对位,有1种;所以符合条件的有4种;若核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比3:1:1:1的异构体的结构简式为或;(6)目标产物为对氨基苯甲酸,—NH2可由硝基还原得到,-COOH可由-CH3氧化得到。由于-NH2容易被氧化,因此在-NO2还原成氨基前甲基需要先被氧化成-COOH。而两个取代基处于对位,但苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位,因此-CH3被氧化成-COOH前,需要先引入-NO2,则合成路线为。25、球形干燥管HCOOHCO↑+H2O浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热c→b→e→d→fPdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl氢氧化钠溶液除去CO中水蒸气方案不可行无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于710-11c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)【解析】
A装置利用浓硫酸的脱水性制备CO,生成的CO中含有挥发出的甲酸气体,需要利用碱石灰除去甲酸,利用排水法收集CO,结合物质的性质和装置分析解答。【详解】Ⅰ.(1)图B中盛装碱石灰的仪器名称是球形干燥管。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,根据原子守恒可知反应的化学方程式是HCOOHCO↑+H2O。由于浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热,所以实验时,不需加热也能产生CO。(2)根据以上分析可知如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→c→b→e→d→f。Ⅱ.(3)打开k2,由于常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,则F装置中发生反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;由于F装置中有二氧化碳和氯化氢生成,且二者都是酸性气体,则为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是氢氧化钠溶液。剩余的CO中还含有水蒸气,则H装置的作用是除去CO中水蒸气。(4)由于无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7,所以该方案不可行;(5)25℃甲酸电离常数Ka=1.8×10-4,则25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh=,其数量级为10-11。若向100mL0.1mol·L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol·L-1的HCl溶液,反应后溶液中含有等物质的量浓度的甲酸、氯化钠、氯化氢,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)。26、H2+2FeCl32FeCl2+2HClBACDCE(或BCDCE)碱石灰氯化铁易升华导致导管易堵塞球形冷凝管苯蒸馏滤液,并收集沸点132℃的馏分78.4%反应开始前先通N2一段时间,反应完成后继续通N2一段时间;在装置A和B之间连接一个装有无水氯化钙(或P2O5或硅胶)的球形干燥管【解析】
(1)①②用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2,B装置用锌和稀盐酸制备H2,A装置用来除去氢气中的氯化氢,C装置用来干燥氢气,可以盛放碱石灰,D装置H2还原FeCl3,再用C装置吸收反应产生的HCl,最后用E点燃处理未反应的氢气;③该制备装置的缺点为FeCl3固体易升华,蒸气遇冷发生凝华分析;(2)①根据仪器结构判断其名称;②三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2等,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,根据物质的熔沸点和溶解性可知,可以用苯洗涤;根据滤液中各种物质沸点的不同对滤液进行蒸馏可回收C6H5Cl,据此答题;③根据消耗的NaOH计算反应生成的HCl,结合方程式2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑计算转化的FeCl3,最终计算FeCl3的转化率;④FeCl3、FeCl2易吸水,反应产生的HCl会在容器内滞留。【详解】(1)①H2具有还原性,可以还原无水FeCl3制取FeCl2,同时产生HCl,反应的化学方程式为H2+2FeCl32FeCl2+2HCl;②用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2,装置连接顺序:首先是使用B装置,用锌和稀盐酸制备H2,所制H2中混有HCl和H2O(g),再用A装置用来除去氢气中的氯化氢,然后用C装置干燥氢气,C装置中盛放碱石灰,再使用D装置使H2还原FeCl3,反应产生的HCl气体用C装置的碱石灰来吸收,未反应的H2通过装置E点燃处理,故按照气流从左到右的顺序为BACDCE;也可以先使用B装置制取H2,然后通过C的碱石灰除去氢气中的杂质HCl、水蒸气,然后通过D发生化学反应制取FeCl2,再用碱石灰吸收反应产生的HCl,最后通过点燃处理未反应的H2,故按照装置使用的先后顺序也可以是BCDCE;C中盛放的试剂是碱石灰,是碱性干燥剂,可以吸收HCl或水蒸气;③该制备装置的缺点为FeCl3固体易升华,蒸气遇冷发生凝华,导致导气管发生堵塞;(2)①根据图示装置中仪器a的结构可知该仪器名称为球形冷凝管;②三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2等,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,根据物质的熔沸点和溶解性可知,C6H5Cl、C6H4Cl2容易溶解在苯、乙醇中,不溶于水,而FeCl3、FeCl2易溶于水、乙醇,难溶于苯,所以洗涤时洗涤剂用苯;根据滤液中C6H5Cl、C6H4Cl2这两种物质沸点的不同,对滤液进行蒸馏,并收集沸点132℃的馏分,可回收C6H5Cl;③n(HCl)=n(NaOH)=0.40mol/L×0.0196L×=0.0784mol,根据反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,反应的FeCl3的物质的量为n(FeCl3)反应=2n(HCl)=0.0784mol×2=0.1568mol,n(FeCl3)总=32.5g÷162.5g/mol=0.2mol,所以氯化铁转化率为×100%=78.4%;④FeCl3、FeCl2易吸水,为防止B装置中的水蒸气进入A装置,导致FeCl2等吸水而变质,可以在装置A和B之间连接一个装有无水氯化钙(或P2O5或硅胶)的球形干燥管;同时为防止FeCl3、FeCl2与装置内空气中的水蒸气、O2等反应,同时避免反应产生的HCl气体会在容器内滞留,可以反应开始前先通N2一段时间排尽装置中空气,反应完成后继续通N2一段时间将反应生成的HCl全部排入锥形瓶中。【点睛】本题考查实验室制备氯化亚铁的知识,注意把握实验操作基本原理,把握题给信息,掌握实验操作方法,学习中注意积累,为了减小误差制取无水FeCl2,要排除装置中空气引起的误差或HCl气体在容器内滞留引起的误差。27、(1)KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O酒精灯、坩埚钳瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应2:1KOH、MnO2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥KHCO3的溶解度较小,滤液蒸发浓缩降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出【解析】
以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4晶体,软锰矿固体和KOH固体混合在铁坩埚中煅烧,得到墨绿色熔块,为K2MnO4,冷却后溶于水其水溶液呈深绿色,这是锰酸根在碱溶液中的特征颜色,边加热边通入适量二氧化碳气体,调节溶液pH趁热过滤得到MnO2和KMnO4溶液,冷却结晶得到KMnO4晶体。⑴加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物含有碱性物质KOH应该用铁坩埚;瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应,坩埚被腐蚀;⑵工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4;氧化还原反应中的氧化剂是元素化合价降低的物质,还原剂是元素化合价升高的物质,结合化学方程式定量关系和电子守恒计算;流程中需要加入的物质在后面有生成该物质,该物质可以循环利用;⑶从滤液中得到物质的方法是浓缩蒸发,冷却结晶,过滤或抽滤得到晶体;工艺流程可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、高锰酸钾;【详解】(1).加热条件下,MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O,反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;加热软锰矿、KClO3和KOH固体混合物时,由于KOH会与瓷坩埚中的SiO2发生反应:2KOH+SiO2K2SiO3+H2O腐蚀坩埚,而不与Fe发生反应,所以要用铁坩埚;故答案为KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;酒精灯、坩埚钳;瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应;(2).由流程图可知,二氧化碳使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入二氧化碳太多,会有KHCO3生成,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出,实验中通入适量二氧化碳时体系中可能发生反应的离子方程式为:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2=CO32-+H2O,其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂都是KMnO4,所以氧化剂和还原剂的质量比即为反应的物质
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