山西省太原市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题

高三模拟试题高三模拟试题PAGE2PAGE1山西省太原市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题一、实验题1．（2020·山西太原·统考一模）亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，在水中溶解度较大，遇酸放出ClO2，是一种高效的氧化剂和优质漂白剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示：已知：①ClO2的熔点为-59℃、沸点为11℃，极易溶于水，遇热水、见光易分解；气体浓度较大时易发生分解，若用空气、CO2、氮气等气体稀释时，爆炸性则降低。②2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O请回答：(1)按上图组装好仪器后，首先应该进行的操作是____；装置B的作用是___；冰水浴冷却的主要目的不包括_（填字母）。a．减少H2O2的分解

b．降低ClO2的溶解度

c．减少ClO2的分解(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料，写出三颈烧瓶中生成ClO2的化学方程式：____。(3)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外，还因为_____。空气的流速过慢或过快都会影响NaClO2的产率，试分析原因：________。(4)该套装置存在的明显缺陷是_________。(5)为防止生成的NaClO2固体被继续还原为NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是_（填字母）A．过氧化钠

B．硫化钠

C．氯化亚铁

D．高锰酸钾(6)若mgNaClO3(s)最终制得纯净的ngNaClO2(s)，则NaClO2的产率是_×100%。2．（2021·山西太原·统考一模）为验证SO2的性质并制备NaHSO3和Na2SO3，设计如图所示实验装置(部分夹持装置略去)。(1)装置A中反应的化学方程式是______。(2)盛放浓硫酸的仪器名称是______，装置B的作用是______。(3)试管D中发生反应的离子方程式为______。(4)装置E中设计多孔球泡的目的是______。(5)已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图1所示，Na2SO3的溶解度曲线如图2所示。①边搅拌边向装置E中的Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，当______时停止通入SO2。②由NaHSO3溶液制备Na2SO3的实验方案为：边搅拌边向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，测量溶液的pH，当pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于______℃条件下趁热过滤。滴加NaOH溶液不能过慢的原因是______。3．（2022·山西太原·统考一模）某小组在实验室用NaClO溶液和NH3反应制备N2H4，并进行相关的性质探究实验。Ⅰ.制备N2H4(1)仪器a的名称是___________。(2)装置C中盛放的试剂是___________。装置B的作用是___________。(3)制备N2H4的离子方程式为___________。Ⅱ．测定产品中水合肼(N2H4·H2O)的含量(4)称取产品6.0g，加入适量NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成250mL溶液，移取25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2~3滴淀粉溶液，用0.3000mol•L-1的碘标准溶液滴定(已知：N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)。①滴定到达终点的现象是___________。②实验测得消耗碘标准溶液的平均值为20.00mL，产品中水合腓的质量分数为___________。Ⅲ．探究的还原性与碱性。将制得的耕分离提纯后，进行如图实验。〖查阅资料］AgOH在溶液中不稳定，易分解生成黑色的Ag2O，Ag2O可溶于氨水。〖提出假设〗黑色固体可能是Ag、Ag2O中的一种或两种。〖实验验证〗设计如下方案，进行实验。操作现象实验结论i.取少量黑色固体于试管中，加入适量①_________黑色固体部分溶解黑色固体有Ag2Oii.取少量黑色固体于试管中加入足量稀硝酸，振荡②_________黑色固体是Ag和Ag2O(5)请完成表中的空白部分：①___________；②___________。(6)实验表明，黑色固体主要成分是Ag，还有少量氧化银，请解释原因：___________。二、结构与性质4．（2020·山西太原·统考一模）科学家研究发现：硫化态的钴、钼、硫相互作用相（所谓“CoMoS”相）和噻吩(分子式为C4H4S)的加氢脱硫反应(C4H4S+4H2→C4H10+H2S)活性有线性关系。请回答下列有关问题：(1)基态钴原子的外围电子排布图（轨道表示式）为___________。(2)常温下，噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体，天然存在于石油中。①1mol噻吩()中含有的键数目为___。②在组成噻吩的三种元素中，电负性最小的是__（填元素符号，下同）；与S元素位于同一周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为_______________。(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，其原因__________。(4)H2S在空气中燃烧可生成SO2，SO2催化氧化后得到SO3。①写出与SO2互为等电子体的分子和离子：___、___（各一种）。②气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____；固态SO3形成三聚体环状结（如图1所示），该分子中S原子的杂化轨道类型为______。(5)Na2S的晶胞结构如图2所示，则黑球代表的离子是___。已知Na的半径为0.102nm，S2-的半径为0.184nm，根据硬球接触模型，则Na2S的晶胞参数a=__nm（列出计算式即可）。5．（2021·山西太原·统考一模）据报道，我国化学研究人员用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一个镍的一维链状配位化合物(如图a所示)，对镍配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了理论指导。请回答下列问题：(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式为______，图a中1mol配合物含σ键数目为______。(2)C、N、O三种元素中电负性最小的是______(填元素符号)，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是______。(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是______，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式：______。(4)图a配合物中，碳原子的杂化类型是______。已知：常压下CH3COOH的沸点为117.9℃，甲酸甲酯(HCOOCH3)的沸点为32℃，CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是______。(5)已知：氧化镍的晶胞结构如图b所示。①若NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶胞中最近的两个O2-之间的距离为______pm(用含ρ、NA的代数式表示)。②一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中，如图c所示。已知O2-的半径为am，阿伏加德罗常数的值为NA，则每平方米上分散的该晶体的质量为______g。(用含a、NA、的代数式表示，图中大白球表示O2-，小黑球表示Ni2+)6．（2022·山西太原·统考一模）氨基吡啶与铜等金属离子所形成的配合物具备良好的磁学性质和结构的多样性，特别是在存在桥基配体的铜配合物。同时给多个中心原子配位的配体称为桥基配体。(1)基态氮原子的价层电子轨道表示式为___________，在元素周期表中铜属于___________区(填“s”、“p”、“d”或“ds”)。(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为___________。(3)某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图所示。X中Cu2+的配位数是___________，C原子的杂化轨道类型为___________。在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，主要原因是___________。(4)胆矾的简单平面结构式如图所示。胆矾的化学式用配合物的形式可表示为___________；其阴离子的空间结构为___________；胆矾中存在的化学键有___________(填字母)。A．离子键

B．共价键

C．范德华力

D．氢键

E．配位键(5)某铜的氮化物广泛应用于光信息存储和高速集成电路领域，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。该晶体中，与Cu原子最近的Cu原子有___________个，若阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。高三模拟试题PAGE2PAGE1▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁：1．

检查装置的气密性

防止倒吸

b

2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

NaClO2遇酸放出ClO2

空气流速过慢时，ClO2不能及时被移走，浓度过高导致分解爆炸；空气流速过快时，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的产率下降

没有处理尾气

A

或或(或其他合理〖答案〗)〖祥解〗在装置内，NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2，发生反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O，生成的ClO2与O2的混合气随空气排出进入B装置；B装置的进、出气导管都很短，表明此装置为防倒吸装置，混合气进入C中，发生反应2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，ClO2的熔点低，遇热水、见光易分解，所以应使用冰水浴，以降低气体的温度；气体浓度较大时易发生分解，若用空气、CO2、氮气等气体稀释时，爆炸性则降低，则需控制气体的流速不能过慢，但过快又会导致反应不充分，吸收效率低。ClO2气体会污染大气，应进行尾气处理。〖详析〗(1)制取气体前，为防漏气，应在组装好仪器后，进行的操作是检查装置的气密性；由以上分析知，装置B的作用是防止倒吸；冰水浴冷却气体，可减少H2O2的分解、减少ClO2的分解，ClO2为气体，降温有利于气体的溶解，不可能降低ClO2的溶解度，所以主要目的不包括b。〖答案〗为：检查装置的气密性；防止倒吸；b；(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料，三颈烧瓶中NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2，发生反应生成ClO2的化学方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。〖答案〗2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O；(3)因为NaClO2遇酸会放出ClO2，所以装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外，还因为NaClO2遇酸放出ClO2，加碱可改变环境，使NaClO2稳定存在。空气的流速过慢或过快都会影响NaClO2的产率，原因是：空气流速过慢时，ClO2不能及时被移走，浓度过高导致分解爆炸；空气流速过快时，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的产率下降。〖答案〗为：NaClO2遇酸放出ClO2；空气流速过慢时，ClO2不能及时被移走，浓度过高导致分解爆炸；空气流速过快时，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的产率下降；(4)ClO2气体会污染大气，应进行尾气处理，所以该套装置存在的明显缺陷是没有处理尾气。〖答案〗为：没有处理尾气；(5)A．过氧化钠与水反应，可生成H2O2和NaOH，其还原能力与H2O2相似，A符合题意；B．硫化钠具有强还原性，能将NaClO2固体还原为NaCl，B不合题意；C．氯化亚铁具有较强还原性，能将NaClO2固体还原为NaCl，C不合题意；D．高锰酸钾具有强氧化性，不能将NaClO2固体还原，D不合题意；故选A。〖答案〗为：A；(6)可建立如下关系式：NaClO3(s)—ClO2—NaClO2(s)，从而得出NaClO2(s)的理论产量为：=g，NaClO2的产率是=×100%。〖答案〗为：或或(或其他合理〖答案〗)。〖『点石成金』〗书写三颈烧瓶中NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2的方程式时，我们可先确定主反应物(NaClO3、H2O2)和主产物(ClO2、O2)，然后配平，即得2NaClO3+H2O2——2ClO2↑+O2↑；再利用质量守恒确定其它反应物(H2SO4)和产物(Na2SO4、H2O)，最后配平，即得2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。2．

Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑

分液漏斗

安全瓶，防止C中液体倒吸

2＋5SO2＋2H2O＝2Mn2+＋5＋4H＋

增大反应物的接触面积，加快反应速率

4~5(4或5合理的数值均可)

34

NaHSO3和Na2SO3具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化〖祥解〗铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，二氧化硫通入到石蕊中，石蕊变红，二氧化硫通入到酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，二氧化硫通入到碳酸钠溶液中制备NaHSO3和Na2SO3，由于二氧化硫有毒，因此用NaOH溶液处理尾气。〖详析〗(1)A中是铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，其反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(2)由构造知，盛放浓硫酸的仪器名称是分液漏斗，装置B的作用是作安全瓶，防止C中液体倒吸。(3)试管D中主要是二氧化硫和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子、高锰酸根离子被还原为锰离子，其离子方程式为：2＋5SO2＋2H2O＝2Mn2+＋5＋4H＋。(4)反应物之间接触面积越大，反应速率越快，则装置E中设计多孔球泡的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率。(5)①根据图中信息，当溶液的pH值在4～5时几乎全部是NaHSO3溶液，因此通过测定溶液的pH值来确定停止通SO2，实验操作为取一小片pH试纸放在玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中央，变色后与标准比色卡对照，当pH为4~5时，停止通SO2。②由NaHSO3溶液制备Na2SO3的实验方案为：边搅拌边向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，测量溶液的pH，当pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤。滴加NaOH溶液不能过慢，因为NaHSO3和Na2SO3具有较强的还原性，滴加过慢，容易被空气中的氧气氧化。3．(1)圆底烧瓶(2)

NaOH溶液

平衡气压，收集多余氯气(3)2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O(4)

当加入最后一滴(或半滴)碘标准溶液时，溶液恰好变为蓝色，且半分钟内不褪色

25%(5)

加入足量氨水

黑色固体溶解，并有气体产生(6)肼具有还原性将Ag+还原为Ag，肼具有碱性，与Ag+反应生成AgOH，AgOH分解生成黑色的Ag2O〖祥解〗制备N2H4时，首先在装置A中利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，此时关闭装置B上方止水夹，打开另一止水夹，将氯气通入装置C中的NaOH溶液，反应得到NaClO溶液，装置D中利用氯化铵和氢氧化钙固体共热制取氨气，通入装置C中和NaClO溶液反应得到N2H4，由于氨气极易溶于水，所以导管不能伸入液面以下，防止发生倒吸；制备完成后，打开B上方止水夹，关闭另一止水夹，可以在装置B中利用排饱和食盐水的方法收集多余氯气，长颈漏斗可以平衡压强。（1）根据仪器a的结构特点可知其为圆底烧瓶；（2）根据题意，制备N2H4需要用NaOH溶液与NH3反应，所以装置C中盛放NaOH溶液，和氯气反应得到NaClO；装置B可以在实验结束后利用排饱和食盐水的方法收集多余氯气，长颈漏斗可以平衡压强；（3）根据电子守恒可知反应过程中ClO-与NH3的系数比为1：2，再结合元素守恒可得离子方程式为2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O；（4）①N2H4可以氧化I2，所以达到滴定终点时I2稍过量，而淀粉遇碘变蓝，所以滴定终点的现象为：当加入最后一滴(或半滴)碘标准溶液时，溶液恰好变为蓝色，且半分钟内不褪色；②根据反应方程式可知25.00mL待测液中n(N2H4·H2O)=×0.3000mol/L×0.02L=0.003mol，则250mL溶液中有0.03molN2H4·H2O，产品中水合腓的质量分数为×100%=25%；（5）操作i的结论为黑色固体有Ag2O，现象为黑色固体部分溶解，根据题目所给信息可知Ag2O可溶于氨水，所以①为加入足量氨水；操作ii证明有Ag，Ag可以被稀硝酸氧化，同时生成NO气体，所以现象②为黑色固体溶解，并有气体产生；（6）肼具有还原性将Ag+还原为Ag，同时肼具有碱性，与Ag+反应生成AgOH，而AgOH不稳定，易分解生成黑色的Ag2O。4．

9NA

H

Cl>P>S>Si

水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高

O3

NO2-(或其他合理〖答案〗)

平面三角形

sp3

硫离子(或S2-)

0.661或〖祥解〗(1)基态钴原子的外围电子排布式为3d74s2，由此可得出其电子排布图（轨道表示式）。(2)①在噻吩分子中，含有3个碳碳键、2个碳硫键、4个碳氢键，由此可得出1mol噻吩（）中含有的键数目。②在组成噻吩的C、H、S三种元素中，电负性最小的是非金属性最弱的元素；与S元素位于同一周期的非金属元素有Si、P、S、Cl，它们的非金属性依次增强，但P的价电子轨道半充满，第一电离能反常，由此可得出第一电离能由大到小的顺序。(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子间能形成氢键，而H2Se的相对分子质量比H2S大。(4)①寻找与SO2互为等电子体的分子和离子，可从它们的相邻元素进行分析。②气态SO3分子中，S的价层电子数为3，由此确定立体构型；固态SO3形成三聚体环状结构，该分子中S原子的价层电子对数为4，由此确定杂化轨道类型。(5)Na2S的晶胞结构中，黑球有4个，而白球有8个，由此确定黑球代表的离子。晶胞参数为a，则体对角线为anm，体对角线上黑球与白球间的距离为体对角线长度的，从而得出×a=0.102+0.184，由此求出a。〖详析〗(1)基态钴原子的外围电子排布式为3d74s2，则其电子排布图为。〖答案〗为：；(2)①在噻吩分子中，含有3个碳碳键、2个碳硫键、4个碳氢键，且两原子间只能形成1个键，所以1mol噻吩（）中含有的键数目为9NA。〖答案〗为：9NA；②在组成噻吩的C、H、S三种元素中，电负性最小的是非金属性最弱的元素H；与S元素位于同一周期的非金属元素有Si、P、S、Cl，它们的非金属性依次增强，但P的价电子轨道半充满，第一电离能反常，则第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si。〖答案〗为：H；Cl>P>S>Si；(3)已知沸点：H2O>H2Se>H2S，只有H2O分子间能形成氢键，而H2Se的相对分子质量比H2S大，其原因为水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高。〖答案〗为：水分子间存在氢键，沸点高；相对分子质量H2Se大，范德华力强，沸点比H2S高；(4)①寻找与SO2互为等电子体的分子和离子，可从它们的相邻元素进行分析，由此得出分子和离子为：O3、NO2-(或其他合理〖答案〗)。〖答案〗为：O3；NO2-(或其他合理〖答案〗)；②气态SO3分子中，S的价层电子数为3，则立体构型为平面三角形；固态SO3形成三聚体环状结构，该分子中S原子的价层电子对数为4，则杂化轨道类型为sp3。〖答案〗为：平面三角形；sp3；(5)Na2S的晶胞结构中，黑球有4个，而白球有8个，则黑球代表的离子为硫离子(或S2-)。晶胞参数为a，则体对角线为a，体对角线上黑球与白球间的距离为体对角线长度的，从而得出×a=(0.102+0.184)nm，a=0.661nm或nm。〖答案〗为：硫离子(或S2-)；0.661或。〖『点石成金』〗SO2的原子总数为3，价电子总数为18，从其附近寻找等电子分子，则只能为O3，寻找等电子离子时，范围相对宽一些，可把S换成N或Cl，不足或多出的电子用带电荷补齐，则为NO2-或ClO2+等。5．

42NA

C

C有4个价电子，处于易得和易失电子的中间位置

平面三角形

SO3

sp2、sp3

CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键

〖祥解〗按等电子体理论、根据价层电子对互斥理论计算硝酸根离子中的价层电子对数、并确定其等电子体；用均摊法计算晶胞的质量、按密度ρ=计算晶胞的边长、求出2个离子之间的距离；〖详析〗(1)Ni原子序数为28，基态Ni原子价层电子的排布式为3d84s2，由泡利原理、洪特规则，可得的价电子轨道表示式为；单键全部是σ键、双键中有1个σ键、1个π键，则由图a的结构简式可知：不饱和五元环的σ键有2×7+2×3+2=22个，每个五元环内有1个CH2、1个N、3个CH，2个五元环内共有2×10=20个σ键，则1个配合物分子含σ键42个，1mol配合物含σ键数目为42NA。(2)C、N、O三种元素位于第二周期，同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性，电负性最小的是C，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是碳原子最外层有4个电子，处于易得和易失电子的中间位置，不容易得或失电子形成稳定结构。(3)Ni(NO3)2中阴离子为硝酸根离子，中心原子N的孤电子对数为、价层电子对数为3+0=3，故其空间构型是平面三角形；硝酸根离子为4原子的微粒、价电子总数为24，与之互为等电子体的一种分子的化学式：SO3(或BF3)。(4)图a配合物中，碳原子有饱和碳原子，有不饱和的双键碳原子：碳碳双键、碳氮双键、碳氧双键，故碳原子的杂化类型是sp3、sp2。CH3COOH和甲酸甲酯(HCOOCH3)互为同分异构体，常压下CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是：CH3COOH分子间存在氢键、而HCOOCH3分子之间没有氢键。(5)①由晶胞结构知，氧离子位于棱边的中点和体心，数目为，镍离子位于面心和顶点，则数目为，晶胞的