2020-2021年新高三化学开学摸底考试卷(四)
2020-2021 年新高三化学开学摸底考试卷(四)
第Ⅰ卷(共 44 分)
一、选择题(本题包括 18 小题,第 1-10 小题每题 2 分,第 11-18 小题每题 3 分,共 44 分)
1.2020 年 1 月武汉爆发新冠肺炎,湖北省采取封城封镇的措施阻止了冠状病毒蔓延。新冠病毒主要传
播方式是经飞沫传播、接触传播(包括手污染)以及不同大小的呼吸道气溶胶近距离传播。冠状病毒对热敏感,
56℃30 分钟、75%酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。下列有关说法
正确的是( )
A.因为过氧乙酸能灭活病毒,所以在家每天进行醋熏能杀死家里的新冠肺炎病毒
B.电解食盐水制取次氯酸钠喷洒房间能杀死新冠肺炎病毒
C.在空气质量检测中的 PM2.5,属于气溶胶
D.含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物
【答案】B
【解析】A 项,过氧乙酸具有强氧化性,醋的主要成分为乙酸,均可灭活病毒,二者为不同物质,无
因果关系,A 错误;B 项,次氯酸钠具有强氧化性,使蛋白质变性,能杀死新冠肺炎病毒,B 正确;C 项,
胶体粒子的直径范围为 1—100nm,PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物,则粒子直径大于
100nm,则不形成胶体,C 错误;D 项,含氯消毒剂,如 84 消毒液(有效成分为次氯酸钠)、漂白粉(有效成
分为次氯酸钙),属于无机物,过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物,D 错误;故选 B。
2.中华民族历史悠久,有着优秀的传统文化。下列有关说法不正确的是( )
A.《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”中的剂钢为铁的合金
B.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,蚕丝属于高分子化合物
C.“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”中的烟是弥漫在空气中的 PM2.5 固体颗粒
D.“榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中的柳絮和棉花的成分均含纤维素
【答案】C
【解析】A 项,剑刃硬度要大,剂钢指的是铁的合金,A 项正确;B 项,蚕丝,主要成分是蛋白质,属
于天然高分子化合物,B 项正确;C 项,“烟”是固体小颗粒弥漫在空气中,不一定是 PM2.5 固体颗粒,C 项
错误;D 项,柳絮和棉花的成分均含纤维素,D 项正确;故选 C。
3.下列各组中的两种有机物属于同分异构体的是( )
A.乙醇和 CH3—O—CH3 B.CH3COOH 和乙酸乙酯
C.O2 和 O3 D.淀粉和纤维素
【答案】A
【解析】B 项,乙酸乙酯结构简式为 CH3COOC2H5;C 项,O2 和 O3 互为同素异形体;D 项,淀粉和纤
维素均为混合物。
4.下列物质的名称正确的是( )
A.(NH4)2SO4:硫氨 B.[Ag(NH3)2]+:银氨离子
C.
17352 |
1735 |
17352
CHCOOCH
CHCOOCH
CHCOOCH
:硬酯酸甘油酯 D. :2-甲基-1-丙醇
【答案】B
【解析】A 项,(NH4)2SO4 属于铵盐,名称为硫酸铵,别称为硫铵,故 A 错误;B 项,[Ag(NH3)2]+的名
称为银氨离子,是硝酸银中加入过量氨水形成的,故 B 正确;C 项, 的名称为硬脂酸甘
油脂,故 C 错误;D 项,HO-CH(CH3)-CH2-CH3 分子命名时,选取主链时,要选取最长的碳链为主连,羟
基的位置在 2 号碳上,属于醇类,名称为 2-丁醇,故 D 错误;故选 B。
5.从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
A.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
B.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
C.含 I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
D.碘水加入 CCl4 得到 I2 的 CCl4 溶液,该操作为“萃取”
【答案】B
【解析】A 项,碘单质遇到淀粉变蓝是碘单质的特性,A 正确;B 项,固体灼烧应在坩埚中进行,溶液
蒸发在蒸发皿中进行,B 错误;C 项,碘离子被过氧化氢在酸性溶液中氧化为碘单质,发生氧化反应,C 正
确;D 项,碘单质在水中的溶解度不大,易溶于四氯化碳等有机溶剂,可以用四氯化碳萃取碘水中的碘单
质,D 正确。故选 B。
6.我国“神舟七号”载人飞船的火箭燃料主要是偏二甲肼(用 R 表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,两
者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为:R+2N2O4═3N2+4H2O+2CO2,下列叙
述错误的是( )
A.此反应是氧化还原反应 B.R 的分子式为 C2H8N2
C.在反应中 N2O4 做还原剂 D.生成 3mol N2 时电子转移数为 16mol
【答案】C
【解析】A 项,N 元素在反应物中以化合态存在,反应生成氮气,N 元素化合价变化,反应是氧化还原
反应,故 A 正确;B 项,根据反应中原子守恒知,R 分子式为 C2H8N2,故 B 正确;C 项,该反应中 N 元素
化合价由﹣3 价、+4 价变为 0 价,C 元素化合价由﹣1 价变为+4 价,所以是氧化还原反应,N2O4 是氧化剂,
故 C 错误;D 项,每生成 1mol N2,该反应转移电子的物质的量=1mol× ×2×(4﹣0)= mol,故 D 正确。
7.下列说法正确的是( )
A.在合成氨工业中,移走 NH3 可增大正反应速率,提高原料转化率
B.恒温下进行的反应 2NO2(g) N2O4(g)达平衡时,缩小容器体积再达平衡时,气体的颜色比第
一次平衡时的深,NO2 的体积分数比原平衡大
C.常温下,MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)不能自发进行,则其△ H>0
D.常温下 pH=2 的盐酸中由 H2O 电离出的 c(H+)=1.0×10-2mol·L-1
【答案】C
【解析】A 项,移走 NH3,逆反应速率速率减小,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,可以
提高原料转化率,故 A 错误;B 项,反应 2NO2(g) N2O4(g)是气体体积减小的反应,达到平衡后缩小
容器体积,增大了压强,平衡正向移动,增大压强,体积迅速减小,平衡移动程度不如体积减小带来的改
变大,所以混合气体颜色加深,NO2 的体积分数比原平衡小,故 B 错误;C 项,如果△ G=△ H-T△ S>0 时该
反应不能自发进行,该反应的熵变△ S>0,且该反应不能自发进行,所以其△ H>0,故 C 正确;D 项,常温
下,pH=2 的盐酸中氢离子浓度为 0.01mol/L,盐酸溶液中氢氧根离子为水电离的,所以由 H2O 电离出的
c(H+)=1.0×10-12mol•L-1,故 D 错误。
8.下列说法正确的是( )
A.花生油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,属于高分子化合物
B.植物秸杆的主要成分是纤维素,纤维素在催化剂作用下经水解可得葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用
下能转化为酒精
C.向鸡蛋清的溶液中加入饱和硫酸钠溶液产生沉淀,加水后沉淀不溶解
D.向淀粉溶液中加入硫酸溶液,加热后滴入几滴氢氧化铜悬浊液,再加热至沸腾,未出现红色物质,
说明淀粉未水解
【答案】B
【解析】A 项,油脂的相对分子质量较小,不是高分子化合物,A 错误;B 项,植物秸秆的主要成分是
纤维素,纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,B 正确;C 项,鸡蛋清溶液中加入饱
和硫酸钠溶液,发生盐析,为可逆过程,则生成的沉淀物加水后能再溶解,C 错误;D 项,在淀粉溶液中加
入硫酸溶液,加热后发生水解生成葡萄糖,检验葡萄糖应在碱性溶液中,则加热后先加碱至碱性,再加入
少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,观察是否有砖红色沉淀生成,D 错误。
9.下列除去括号内杂质所用的试剂和方法都正确的是
选项 物质 所用试剂 方法
A 甲烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
B 乙醇(水) 生石灰 分液
C 乙醇(乙酸) 氢氧化钠溶液 分液
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 分液
【答案】D
【解析】A 项,乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为 CO2,会引入新的杂质,错误;B 项,除去乙醇中的
少量水应采用加入生石灰、蒸馏的方法,错误;C 项,除去乙醇中的少量乙酸应采用加入氢氧化钠溶液、
蒸馏的方法,错误;D 项,除去乙酸乙酯中的少量乙酸,采用加入饱和碳酸钠溶液、分液的方法,正确。
10.化学平衡常数(K) 、电离常数(Ka、Kb) 、溶度积常数(Ksp) 等是表示、判断物质性质的重要常数。
下列关于这些常数的说法中,正确的是( )
A.Ka (H2CO3) a (CH3COOH) 说明相同物质的量浓度时,碳酸的酸性比醋酸的强
B.在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,Ksp (AgCl) 增大
C.一般情况下,当温度 升高 时,弱酸、弱碱的电离 常数(Ka、Kb ) 均变 大
D.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关
【答案】C
【解析】A 项,相同温度时,酸的电离平衡常数越小,则酸的电离程度越小,因为 Ka (H2CO3) a (CH3COOH),
说明相同浓度时碳酸的酸性比醋酸弱,A 错误;B 项,在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,促进
氯化银电离,但溶液温度不变,所以 Ksp (AgCl)不变,B 错误;C 项,弱酸、弱碱的电离都是吸热过程,故
一般情况下,当温度 升高 时,弱酸、弱碱的电离 常数(Ka、Kb ) 均变 大,C 正确;D 项,化学平衡常数
的大小与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关,D 错误。故选 C。
11.已知 A、B、C、X 均为中学化学常见物质,一定条件下它们有如右图所示转化关系(其它产物已略
去),下列说法错误的是( )
A.若 A 为 AlCl3,则 X 可能为 KOH 溶液 B.若 X 为 O2,A 可能是 C
C.若 A 是强碱,则 C 可能是酸式盐 D.A 也有可能是 Mg
【答案】D
【解析】A 项,氯化铝和少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀,和过量氢氧化钾溶液反应生成可
溶性的偏铝酸钾,所以 A 反应生成 B 还是 C 与氢氧化钾的量有关,则符合转化关系,A 正确;B 项,碳和
少量氧气反应生成 CO,和过量氧气反应生成 CO2,所以 A 反应生成 B 还是 C 与氧气的量有关,则符合转
化关系,B 正确;C 项,若 A 是强碱,X 可以是 CO2,B 可以是碳酸盐,C 可能是酸式盐,则符合转化关系,
C 正确;D 项,镁在反应中只能失去 2 个电子,不可能符合转化关系,D 错误;故选 D。
12.下列实验方案不能达到实验目的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A
向含有 AgCl 和 AgNO3 的悬浊液
中滴加 NaBr 溶液
出现黄色沉淀
可说明
Ksp(AgBr)
Ksp(AgBr),A 错误;B 项,对于平衡 2NO2(g) N2O4(g),升高温度,气
体颜色加深,二氧化氮浓度增大,说明反应平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B 错误;C 项,
H2O2 溶液与酸化的氯化亚铁溶液发生氧化还原反应,反应生成的 Fe3+能做催化剂,催化 H2O2 分解产生 O2,
溶液中有气泡出现,C 正确;D 项,向盛有 5mL0.005mol/LFeCl3 溶液中加入和 5mL0.01mol/LKSCN 溶液,
存在平衡 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,会出现红色,但再继续加入少量 KCl 固体,对反应平衡无影响,因
此实验方案不正确,D 错误。
13.臭氧层中臭氧分解过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.催化反应①②均为放热反应
B.E1 是催化反应①对应的正反应的活化能,(E2+ΔH)是催化反应②对应的逆反应的活化能。
C.决定 O3 分解反应速率的是催化反应②。
D.温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大。
【答案】B
【解析】A 项,从图上可知,①反应中生成物能够高于反应物,①是吸热反应,故 A 错误;B 项,据
图可知 E1 为催化反应①中反应物断键吸收的能量,即催化反应①对应的正反应的活化能,E2+ΔH 为催化反
应②生成物成键时释放的能量,即催化反应②对应的逆反应的活化能,故 B 正确;C 项,决定总反应速率
的是慢反应,活化能越大反应越慢,据图可知催化反应①的正反应活化能更大,反应更慢,所以催化反应
①决定臭氧的分解速率,故 C 错误;D 项,据图可知总反应的反应物能量高于生成物的能量,所以总反应
为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,平
衡常数减小,故 D 错误;故选 B。
14.已知 X、Y、Z、W 为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如图,下列说法正确的是( )
X Y
Z W
A.若四种元素均为金属,则 Z 的最高价氧化物对应的水化物一定为强碱
B.若四种元素均为非金属,则 W 的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸
C.若 HmXOn 为强酸,则 X 的氢化物溶于水一定显酸性(m、n 均为正整数)
D.若四种元素中只有一种为金属,则 Z 与 Y 两者的最高价氧化物对应的水化物能反应
【答案】A
【解析】A 项,若四种元素均为金属,则 X 为 Li、Z 为 Na、Y 为 Be、W 为 Mg,Z 的最高价氧化物对
应的水化物为 NaOH,属于强碱,故 A 正确;B 项,若四种元素均为非金属,则为 X、Z 可能处于ⅣA 族、
ⅤA 族、ⅥA 族,对应的 Y、W 处于ⅤA 族、ⅥA 族、ⅦA 族,若 W 为 P 元素,则磷酸属于中强酸,故 B
错误;C 项,若 HmXOn 为强酸,则 X 为氮元素,氨水呈碱性,故 C 错误;D 项,若四种元素中只有一种为
金属,则 X 为 B、Z 为 Al、Y 为 C、W 为 Si,Z 与 Y 的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝、碳酸,
氢氧化铝不能与碳酸反应,故 D 错误;故选 A。
15.某高聚物的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.该高聚物为加聚反应产物
B.该高分子的单体中有三种二元羧酸,它们互为同系物
C.该高分子的单体有 6 种
D.该高分子中含有酯基、羟基、羧基
【答案】D
【解析】该高聚物中含有酯键,为缩聚产物,A 项错误;根据缩聚产物单体的推断方法:羰基和氧原
子断开;羰基连羟基,氧原子连氢,
,从左到右得到的单体依次
为①HO—CH2—CH2—OH,② ,③ ,④ , ⑤
,⑥ ,其中②④⑥是二元羧酸,②⑥互为同系物,④与②⑥不是同
系物关系,B 项错误;③和⑤结构相同,故合成这种高分子化合物的单体至少有 5 种,C 项错误。该高分子
化合物的链端有羟基和羧基,D 项正确。
16.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.2.8g14N2 与 14C16O 的混合物中,中子数目为 l.4NA
B.含 0. l molFeCl3 的溶液与 0. l mol 锌充分反应,转移电子数为 0.l NA
C.标准状况下,5.6gC4H8 中 C-C 的数目可能为 0.4NA
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中,水电离产生的 OH-数目为 10-5 NA
【答案】C
【解析】A 项,14N2 的摩尔质量为 28g/mol,一个分子中有 14 个中子,14C16O 的摩尔质量为 30g/mol,
一个分子中有 16 个中子,二者的的摩尔质量和中子数都不同,2.8g 混合物中,中子数目不为 l.4NA,故 A
错误;B 项,含 0. l molFeCl3 的溶液与 0. l mol 锌充分反应,方程式为 Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,锌过量,0. l mol
FeCl3 完全反应转化为 0. l mol FeCl2,消耗 0.05molZn,过量的锌继续与亚铁离子反应,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,
剩余 0.05mol 锌只能消耗 0.05mol FeCl2,即氯化亚铁过量,整个过程中,0.1mol 的锌完全反应,转移电子
数为 0.1mol×2×NA=0.2NA,故 B 错误;C 项,5.6gC4H8 的物质的量为 0.1mol,符合分子式 C4H8 的有机物有
多种同分异构体:CH2=CH-CH2CH3、CH2=C(CH3)2、 、 、环丁烷( )、
甲基环丙烷( ),若有机物的结构为环丁烷、甲基环丙烷时,C-C 的数目为 0.4NA,故 C 正确;D 项,
某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中氢离子浓度为 10-9mol/L,溶液中的氢氧根离子来自水的电离,但溶
液温度未知,无法使用水的离子积常数计算,故 D 错误;故选 C。
17.四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电
渗析法合成[(CH3)4NOH],其工作原理如图所示(a、b 为石墨电极,c、d、e 为离子交换膜),下列说法不正
确的是( )
A.N 为电源正极
B.b 极 电 极 反 应 式 : 4OHˉ-4eˉ=O2↑+2H2O
C.c 为阳离子交换膜,d、e 均为阴离子交换膜
D.a、b 两极均有气体生成,同温同压下体积比为 2∶1
【答案】C
【解析】以四丁基溴化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]的过程中,根据第三个池
中浓度变化得出:钠离子从第四池通过 e 膜,氯离子从第二池通过 d 膜,得到 c、e 均为阳离子交换膜,a
为阴极 b 为阳极,阳极电极反应式为 4OH--4e-=O2↑+2H2O。A 项,a 为阴极 b 为阳极,N 为电源正极,故
A 正确;B 项,b 为阳极,发生氧化反应,b 极 电 极 反 应 式 : 4OHˉ-4eˉ=O2↑+2H2O,故 B 正确;C
项,钠离子从第四池通过 e 膜,氯离子从第二池通过 d 膜,得到 c、e 均为阳离子交换膜,d 为阴离子交换
膜,故 C 错误;D 项,a 电极为氢离子放电生成氢气,故电极反应方程式为 2H++2e-=H2↑,b 电极为氢氧根
离子放电生成氧气 4OH--4e-=O2↑+2H2O,标况下制备 1mol(CH3)4NOH,转移电子是 1mol,a、b 两极产生
气体物质的量分别为 0.5mol 和 0.25mol, a、b 两极均有气体生成,同温同压下体积比为 2∶1,故 D 正确;
故选 C。
18.在 100℃时,容积为 5L 的真空密闭容器中加入一定量的 N2O4,容器内 N2O4 和 NO2 的物质的量变
化如下表所示:
时间/s 0 2 10 30 60 90
n(N2O4)/mol 0.3 0.25 0.15 0.125 b 0.12
n(NO2)/mol 0 0.1 a 0.35 0.36 0.36
下列说法正确的是( )
A.10s 时,以 NO2 浓度变化表示的该反应速率为 0.006mol•L•-1•s-1
B.该温度下反应 2(NO2g)⇌N2O4(g)的平衡常数 K=0.216
C.35s 时容器内压强为反应前的 1.6 倍
D.其它条件不变,90s 后向容器中再加入 0.3molNO2 建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对
分子质量增大
【答案】D
【解析】根据表格数据分析,60s 时反应已经达到平衡,则 b=0.12mol,根据反应 N2O4(g) ⇌2NO2(g),
10s 时,N2O4 物质的量的变化量=0.3mol-0.15mol=0.15mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,则
a=0.3mol。A 项,10s 内,以 NO2 浓度变化表示的该反应平均速率为 0.006mol·L-1·s -1,10s 时为瞬时速率,
小于 0.006mol·L-1·s -1,故 A 错误;B 项,根据分析,60s 时反应达到平衡,平衡时,N2O4 为 0.12mol,NO2
为 0.36mol,容积为 5L,该温度下反应 2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数 K=
22
24
2
0.12mol
c 5L=c 0.36mo
N
NO l
5L
O
=4.63,故
B 错误;C 项,35s 时若反应体系达到平衡状态,根据气体的物质的量之比等于压强之比,则
p 0.12mol+0.36mo= 0.
l
p 3mol
平
初
=1.6,但根据题中表格数据,35s 时容器可能不一定平衡,压强不一定是反应前的
1.6 倍,故 C 错误;D 项,其它条件不变,90s 后向容器中再加入 0.3molNO2,因为容器体积不变,充入 NO2
或 N2O4 越多,N2O4 的体积分数越大,建立新平衡时,与原平衡时比较,气体平均相对分子质量增大,故 D
正确;故选 D。
第Ⅱ卷(共 56 分)
二、必做题(本题包括 3 小题,共 46 分)
19.(15 分)黄血盐[亚铁氰化钾,K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂),我国卫生部规定实验中
黄血盐的最大使用量为 10mg/kg。一种制备黄血盐的工艺如图:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ制备的 Ca2Fe(CN)6 易溶于水吗?__(填“易溶”或“不易溶”)。
(2)步骤Ⅲ的化学方程式为______________________________________。
(3)步骤Ⅴ所用的试剂 X 是__________________________(填化学式)。
(4)工艺中用到剧毒的 HCN 溶液,含 CN-的废水必须处理后才能排放。
已知:HCN 是一种具有苦杏仁味的无色剧毒液体,易挥发,25℃时 Ka(HCN)=6.25×10-10;溶液中 H2CO3、
HCO3-、CO32-的存在与溶液 pH 的关系如图所示:
①HCN 的电子式为______________。
②处理含 CN-废水的方法:第一步控制 pH>10,用 NaClO 溶液先将 CN-不完全氧化为 OCN-;第二步
控制 pH 为 7.5~8.5,用 NaClO 溶液完全氧化 OCN-生成 N2 和两种盐。第一步控制强碱性的主要目的是
______________________________________,第二步反应的离子方程式为
______________________________________。
(5)已知蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如图:
用硫酸亚铁碱性试纸可以检验食品中是否含有 CN-,方案如图:
若试纸变蓝则证明食品中含有 CN-,基于普鲁士蓝的合成原理,请用离子方程式解释检测时试纸变蓝的
原因:__________________________。
【答案】(1)易溶(1 分) (2)Ca2Fe(CN)6+2KCl=K2CaFe(CN)6↓+CaCl2(3 分)
(3)K2CO3(2 分)
(4)① (2 分) ②HCN 有剧毒,防止生成 HCN 污染环境(2 分)
2OCN-+3ClO-+H2O=N2↑+ 3Cl-+2HCO3-(2 分)
(5)7Fe2++18HCN+14OH-+O2= Fe4[Fe(CN)6]3↓+16H2O (3 分)
【解析】(1)根据框图可知,步骤Ⅰ制备的 Ca2Fe(CN)6,经过步骤 II 过滤得到硫酸钙和 Ca2Fe(CN)6,硫酸
钙属于微溶物,所以 Ca2Fe(CN)6 易溶于水;(2)由步骤Ⅰ发生的反应为:
6HCN+3Ca(OH)2+FeSO4=Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O,经过步骤 II 过滤得到硫酸钙和 Ca2Fe(CN)6,步骤Ⅲ是
往亚铁氰化钙中加入 KCl,发生反应生成 K2CaFe(CN)6 和 CaCl2,其的化学方程式为 Ca2Fe(CN)6+2KCl=
K2CaFe(CN)6+CaCl2;(3)步骤Ⅴ为脱钙处理,要求所加试剂能够除掉钙离子又不能增加新杂质,所以要选择的
试剂 X 可为 K2CO3;(4)①HCN 属于共价化合物,通过共用电子对形成的化合物,所以电子式为 ;
②因为 HCN 有剧毒属于弱酸,为了防止 CN-在溶液中水解生成 HCN,所以要控制溶液为碱性。处理含 CN-
废水的方法是:第一步控制 pH>10,用 NaClO 溶液先将 CN-不完全氧化为 OCN-;第二步控制 pH 为 7.5~
8.5,用 NaClO 溶液完全氧化 OCN-生成 N2 和两种盐。起反应的方程式为:2OCN-+3ClO-+H2O=N2↑+
3Cl-+2HCO3--;(5)因为[Fe(CN)6]4-和 Fe3+反应生成 Fe4[Fe(CN)6]3 蓝色沉淀,反应的离子方程式为:
3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]3↓,基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中 CN-,碱性条件下,Fe2+与 CN-结
合生成[Fe(CN)6]4-,同时 Fe2+被空气中的氧气氧化生成 Fe3+,Fe3+与[Fe(CN)6]4-反应生成蓝色沉淀,而使试纸
显蓝色,故离子方程式为 7Fe2++18HCN+14OH-+O2=Fe4[Fe(CN)6]3↓+16H2O。
20.(15 分)POCl3 是重要的化工原料,某兴趣小组准备用三氯化磷、氯气、二氧化硫制备 POCl3,产物
中还有一种遇水强烈水解的物质 SOCl2。
已知:PCl3 熔点-93.6 ℃、沸点 76.1 ℃,遇水强烈水解,易与氧气反应;POCl3 遇水强烈水解,能溶
于 PCl3。
(1)仪器甲的名称是________________。
(2)已知装置 B 制备 POCl3,以上仪器接口连接的顺序为 a____d,装置 B 中发生反应的化学方程式为
____________________。
(3)B 中反应温度控制在 60~65 ℃,其原因是_______________________。
(4)用佛尔哈德法测定 POCl3 含量:准确称取 20.20 g POCl3 产品,置于盛有 60.00 mL 蒸馏水的水解瓶中
摇动至完全水解;将水解液配成 100.00 mL 溶液,取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中;加入 10.00 mL 3.200 mol·L
-1AgNO3 标准溶液,并加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;加入指示剂,用 0.200 0 mol·L
-1KSCN 溶液滴定过量的 AgNO3 溶液,达到滴定终点时共用去 10.00 mL KSCN 溶液。
[已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12]
①POCl3 水解的化学反应方程式为_____________。
②滴定选用的指示剂是__________(填字母),滴定终点的现象为_______________________。
a.FeCl2 b.NH4Fe(SO4)2 c.淀粉 d.甲基橙
③用硝基苯覆盖沉淀的目的是_______________。
④产品中 POCl3 的百分含量为____________。
【答案】(1)球形冷凝管(1 分)
(2)jiefbcgh(2 分) PCl3+Cl2+SO2 POCl3+SOCl2(2 分)
(3)温度太高,PCl3、SO2 会大量挥发,导致产量降低;温度太低,反应速率会变慢(2 分)
(4)①POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl(2 分)
②b 当最后一滴标准 KSCN 溶液滴入时,溶液变为红色,且半分钟不褪去(2 分)
③防止在滴加 KSCN 时将 AgCl 沉淀转化为 AgSCN 沉淀(2 分)
④75.99%或 76%(2 分)
【解析】(2)装置 A 制得的氯气中混有挥发的 HCl 和水蒸气,需要经过 F 装置内的饱和食盐水除去 HCl、
再利用 D 装置内的浓硫酸干燥,然后才可通入装置 B 中,装置 C 中制得的 SO2,需要通过 E 中 P2O5 或硅胶
干燥后再通入装置 B 中制备 POCl3,则以上仪器接口连接的顺序为 a→j→i→e→f→b—c←g←h←d,装置 B
中生成 POCl3 时发生反应的化学方程式为 PCl3+Cl2+SO2 POCl3+SOCl2。(3)B 中反应温度控制在
60~65 ℃,其原因是:温度太低,反应速率会太慢;温度太高,PCl3、SO2 会大量挥发(PCl3 的沸点为 76.1 ℃),
从而导致产量降低。(4)③硝基苯是难溶于水且密度大于水的液体,用硝基苯覆盖沉淀的目的是:使生成的
沉淀与溶液隔离,避免滴定过程中 SCN-与 AgCl 沉淀反应转化为 AgSCN 沉淀,④n(AgNO3)过量=n(KSCN)
=0.200 0 mol·L-1×0.01 L=0.002 mol,沉淀 10.00 mL 溶液中的 Cl-消耗的 AgNO3 物质的量为 3.200 mol·L-
1×0.01 L-0.002 mol=0.03 mol,根据 Ag++Cl-===AgCl↓和 Cl-守恒,样品中 n(POCl3)=0.03 mol/3×100.00
mL/10.00 mL=0.1 mol,m(POCl3)=0.1 mol×153.5 g/mol=15.35 g,产品中 POCl3 的百分含量为 15.35 g/20.20
g×100%≈75.99%。
21.(16 分)工业合成氨是解决人类的生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示,
对图中线间距离窄小的部分,其能量差用 的方式表示。由图可知合成氨反应 N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的ΔH =_______kJ·mol-1,反应速率最慢的步骤的化学方程式为____________。
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),当进料体积比 V(N2):V(H2)=1:3 时,平衡气体中
NH3 的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
则 500℃时:
①平衡常数 KP(30MPa)________KP(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②30MPa 时,氢气的平衡转化率为_________(结果保留 3 位有效数字)。用平衡分压表示平衡常数
KP=_______________(列出计算式即可,不必化简)。
(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示,其中电解液
为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。
①阴极区生成 NH3 的电极反应式为_____________。
②下列说法正确的是_______________(填标号)。
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.选择性透过膜可允许 N2 和 NH3 通过,防止 H2O 进入装置
C.保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率
【答案】(1)-92(3 分) Nad+3Had NHad + 2Had (2 分)
(2)①=(2 分) ②33.3% (2 分)
2
3
3020%
3020%3060%
(3 分)
(3)①N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-(2 分) ②AB (2 分)
【解析】(1)由图可知,反应物[ N2(g)+ H2(g)]和生成物[NH3(g)]的能量差为 46 kJ·mol-1,合成氨反应
N2(g)+ H2(g) NH3(g)的∆H=—46 kJ·mol-1,则 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的 Δ H =2×(—46
kJ·mol-1)=—92kJ·mol-1;反应的活化能越大,破坏化学键消耗能量越大,反应速率越慢,由图可知,(Nad+3Had)
转化为(NHad + 2Had)时,反应物破坏化学键消耗能量最大,则反应速率最慢,反应的化学方程式为 Nad+3Had
NHad + 2Had。(2)①化学平衡常数是温度函数,只受温度变化的影响,则 500℃时,反应平衡常数
Kp(30MPa)=Kp(100MPa);②设参加反应 N2 的物质的量为 x,由题意建立如下三段式:
由图可知,氨气的物质的量分数为 20%,则由三段式可得 ,解得 x= ,则氢气的平衡转
化率为 =33%;由三段式数据可得 N2 的体积分数为 1 100%42
x
x =20%,H2 的体积分数为
33 100%42
x
x =60%,则用平衡分压表示平衡常数 Kp= 。(3)①从阴极区的微观
反应过程示意图可知,N2 与 C2H5OH 在阴极区得到电子发生还原反应生成 NH3 和 C2H5O-,电极反应式为
N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-,故答案为:N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-;②A 项,从阴极反应看,
电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液,三氟甲磺酸锂并未参与反应,作用是电离出离子,使溶
液中离子浓度增大,增强溶液导电性,A 正确;B 项,从示意图可知,水在选择性透过膜上方,说明选择性
透过膜可允许 N2 和 NH3 通过,不允许 H2O 透过,B 正确; C 项,保持电流恒定,升高温度不改变电解反
应速率,C 错误;故选 AB。
三、选做题(下列两题中任选 1 题,共 10 分)
22.【物质结构与性质】(10 分)铬、钼(Mo)、钨(W)都是ⅥB 族元素,且原子序数依次增大,它们的单
质和化合物在生活、生产中有广泛应用。
(1)铬元素的最高化合价为________;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,其原子核外有
________个未成对电子。
(2)钼可作有机合成的催化剂。例如,苯甲醛被还原成环己基甲醇。
①环己基甲醇分子中采取 sp3 杂化的原子是________ ( 写元素符号 ) 。
②环己基甲醇的沸点高于苯甲醛,其原因是_______________。
(3)铬离子(Cr3+)能形成多种配合物,例如 322222[Cr OH)H OH NCH CH NH 。
①已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数。上述配合物中, 3Cr 的配位数为________。
②上述配合物中的非金属元素按电负性由小到大的顺序排列为________。
(4)铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。
①该氧化物的化学式为_______________。
②已知晶胞底面的边长为 acm,晶胞的高为 bcm,NA 代表阿伏加德罗常数的值,该铬的氧化物的摩尔
质量为 M g·mol -1。该晶体的密度为________ g· cm-3 (用含 a、b、NA 和 M 的代数式表示 。
【答案】(1)+6(1 分) 6(1 分)
(2)①C、O(1 分) ②环己基甲醇分子间能够形成氢键(1 分)
(3)①6(1 分) ②H<C<N<O(1 分)
(4)①Cr 2O3(1 分) ② 2
A
4 3 M
9N a b
(3 分)
【解析】(1)Cr 为 24 号元素,价电子排布式为 3d54s1,最高正价为+6 价;基态钼原子的核外电子排布
类似于基态铬原子,价电子排布式为 3d54s1,其原子核外有 6 个未成对电子;(2)①环己基甲醇中 C 均以单
键连接,采取 sp3 杂化,O 原子的杂化轨道数为 4,也采取 sp3 杂化;②环己基甲醇中含有羟基,分子间存
在氢键,沸点较高;(3)①H2NCH2CH2NH2 中 2 个 N 原子均与 Cr3+形成配位键,配体有 3 个 OH-、1 个 H2O
和 1 个 H2NCH2CH2NH2,故 Cr3+的配位数为 6;②同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,氢的电负性
在四种元素中最小,故电负性:H<C<N<O;(4)①每个晶胞中含有 Cr3+数目为:4;O2-数目为:
111223662 ,故化学式为 Cr 2O3;②每个晶胞的质量
A
2M gN ,晶胞的体积 2333a bc m2,故
晶胞的密度 3A
2
23 A
2M gN 43M g / cm9N? ab33a bcm2
。
23.【有机化学基础】(10 分)瑞德西韦是一种核苷类似物,研究表明它对治疗新冠病毒具有一定的治疗
效果, 其中 K 为合成瑞德西韦过程中重要的中间体,其制备方法如下图所示。请回答:
已知:①
②R-OH 2SOCl R - C l
(1)下列说法正确的是_____________。
A.化合物 D 能发生加成、取代、氧化反应,不发生还原反应
B.化合物 A 能与 FeCl3 溶液发生显色反应
C.化合物 I 具有两性
D.K 的分子式是 C20H22N2PO7
(2)写出化合物 C 的结构简式______________。
(3)写出 F+J→K 的化学方程式_____________。
(4)请以苯甲醇为原料合成 的流程_____________。
(5)X 是 C 的同分异构体,写出满足下列条件的 X 的结构简式_____________
①苯环上含有硝基且苯环上只有一种氢原子;
②遇 FeCl3 溶液发生显色反应;
③1 mol X 与足量金属 Na 反应可生成 2 g H2。
【答案】(1)BC(2 分) (2) (2 分)
(3) + +HCl(2 分)
(4) (2 分)
(5) 、 (2 分)
【解析】物质反应过程在碳链结构不变,由 D 逆推可知分子式是 C6H6O 的物质 A 结构简式为:
,A 能够与 CH3COCl 发生取代反应产生 B: ,B 与浓硝酸、浓硫酸混合加热
发生对位上的取代反应产生 C: ,C 再发生取代反应产生 D: ,D 与 SOCl2 在加热
时发生羟基的取代反应产生 E: ,E 和 A 发生取代反应生成 F: ,G 发生信息
①的反应生成 H,H 发生取代反应、水解反应得到 I: ,根据 I 结构简式知 H 为 HOCH2CN,G
为 HCHO,I 与 发生酯化反应生成 J: ,F 与 J 发生取代反应生成 K。根据上述
分析可知 A 是 ,B 是 ,C 是 ,D 是 ,E 是 ,
F 是 ,G 是 HCHO,H 为 HOCH2CN, I 是 ;J 是 。(1)A 项,
化合物 D 结构简式是 ,含有苯环,能发生加成、取代,物质能够燃烧,可发生氧化反应,含有-NO2,
能够发生还原反应变为-NH2,A 错误;B 项,化合物 A 是苯酚,含有酚羟基,能与 FeCl3 溶液发生显色反
应,B 正确;C 项,化合物 I 是氨基酸,含有氨基、羧基,所以具有两性,C 正确; D 项,根据 K 结构
简式可知物质 K 的分子式是 C20H23N2PO7,D 错误;故选 BC;(2)根据上述分析可知化合物 C 的结构简式为:
;(3) F 是 ,J 是 ,F 与 J 发生取代反应 K,该反应的化学
方程式为: + +HCl;(4)以
苯甲醇为原料制备化合物 , 可由 发生酯化反应得到,
可由 水解得到,苯甲醛和 HCN 发生加成反应得到 ,苯甲醇发
生氧化反应生成苯甲醛,其合成路线为: ;
(5)C 是对硝基乙酸苯酯,X 是 C 同分异构体,X 的结构简式满足下列条件:①苯环上含有硝基且苯环上只
有一种氢原子;②遇 FeCl₃溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;③1 mol 的 X 与足量金属 Na 反应可生成 2
g H2,生成 1 mol H2,则说明分子在含有两个羟基,根据不饱和度可知:分子在还存在-CH=CH2,该分子结
构对称,符合条件的结构简式为 、 。