广东省中山一中仲元中学等七校联合体2020届高三第一次联考(8月)理综化学试题

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文档介绍

广东省中山一中仲元中学等七校联合体2020届高三第一次联考(8月)理综化学试题

七校联合体2020届高三第一次联考试卷(8月)‎ ‎ 理科综合 ‎ ‎1.化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. SiO2超分子纳米管属无机非金属材料 B. 草莓棚中使用的“吊袋式二氧化碳气肥”的主要成分是碳酸钙 C. “梨花淡自柳深青,柳絮飞时花满城”中柳絮的主要成分和棉花的相同 D. 《本草纲目》记载的“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”的实验方法可用来分离乙酸和乙醇 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.SiO2属于无机非金属材料,可以制取超分子纳米管,A正确; ‎ B.碳酸钙需要在高温下煅烧分解才能得到二氧化碳,草莓棚中不能使用碳酸钙分解来产生二氧化碳,B错误;‎ C.柳絮的主要成分和棉花的相同,都是纤维素,C正确;‎ D.“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”涉及蒸馏的方法,蒸馏可根据乙醇、乙酸沸点的不同,用来分离乙酸和乙醇,D正确;‎ 故合理选项是B。‎ ‎2.下列关于有机物的说法正确的是( )‎ A. 乙醇和丙三醇互为同系物 B. 环己烯()分子中的所有碳原子共面 C. 分子式为C5H10O2,且属于酯的同分异构体共有9种(不考虑立体异构)‎ D. 二环己烷( )的二氯代物有6种结构(不考虑立体异构)‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.乙醇是饱和一元醇,甘油是饱和三元醇,所含官能团数目不同,因此二者不是同系物,A错误;‎ B.环己烯分子中含有4个饱和碳原子,由于甲烷的分子结构中与该C原子连接的四个原子构成的是四面体结构,所以该物质分子中的所有碳原子不可能同一个平面上,B错误;‎ C.分子式为C5H10O2的酯为饱和一元酯,若为甲酸与丁醇形成的酯有4种,HCOOCH2CH2CH2CH3‎ ‎、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOC(CH3)3;若为乙酸和丙酯,有2种,CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCHCH(CH3)2;若为丙酸和乙醇形成的酯,只有1种,CH3CH2COOCH2CH3;若为丁酸和甲醇形成的酯,有2种,CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3,所以属于酯的同分异构体共有(4+2+1+2)=9种,C正确;‎ D.二环己烷有2种不同位置的H原子,其二氯取代产物中,若2个Cl原子在同一个C原子上,只有1种结构,若在两个不同的C原子上,有6种不同的结构,乙醇其二氯代物共有7种,D错误;‎ 故合理选项是C。‎ ‎3.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A. 11g超重水(T2O)含中子数为5NA B. 1mol金刚石中C—C键的数目为2NA C. 常温下,pH=6的MgCl2溶液中H+的数目为10-6 NA D. 标准状况下,2.24L Cl2全部溶于水所得溶液中的Cl-数目为0.1NA ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.11g超重水(T2O)的物质的量为0.5mol,在1个超重水(T2O)中含有12个中子,所以0.5mol超重水(T2O)中含中子数为6NA,A错误;‎ B.由于在金刚石中,一个C原子与相邻的4个C原子形成共价键,每个共价键为相邻两个原子形成,所以1个C原子含有的C-C键数目为4×0.5=2,因此1mol金刚石中C-C键的数目为2NA,B正确;‎ C.缺体积,无法计算H+的数目,C错误;‎ D.氯气和水的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,反应不能进行彻底,且生成的是HCl和HClO,故溶液中的氯离子个数小于0.1NA个,D错误;‎ 故合理选项是B。‎ ‎4.一种新兴宝玉石主要成分的化学式为X2Y10Z12W30,Y、W、X、Z均为短周期主族元素且原子序数依次增大,X与Y位于同一主族,Y与W位于同一周期。X、Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等,W是地壳中含量最多的元素。下列说法错误的是 A. 原子半径:X>Y>W B. 最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y C. X的单质在氧气中燃烧所得的产物中阴、阳离子个数比为1:2‎ D. Z、W组成的化合物是常见的半导体材料,能与强碱反应 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 一种新兴宝玉石主要成分的化学式为X2Y10Z12W30,X、Y、Z、W均为短周期主族元素且Y、W、X、Z的原子序数依次增大,W是地壳中含量最多的元素,则W为O元素;X与Y位于同一主族,X、Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等,当X、Y位于ⅠA族时,Z位于ⅣA族,Y与W(O元素)位于同一周期,则Y为Li,X为Na,Z为Si元素;当X、Y位于ⅡA族时,Z位于ⅡA族,短周期不可能存在3种元素同主族,不满足条件,据此解答。‎ ‎【详解】根据上述分析可知:X为Na元素,Y为Li元素,Z为Si元素,W为O元素。‎ A.同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小;同一主族的元素,原子序数越大,原子半径越大。Li、O同一周期,核电荷数O>Li,原子半径Li>O,Li、Na同一主族,核电荷数Na>Li,原子半径Na>Li,则原子半径是X>Y>W,A正确;‎ B.元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强。元素的金属性Na>Li,所以碱性:NaOH>LiOH,则最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,B正确; ‎ C.X的单质是Na,在氧气中燃烧生成Na2O2,存在Na+和O22-,则阴、阳离子之比为1:2,C正确;‎ D.Z、W组成的化合物SiO2是酸性氧化物,能与强碱反应,Si单质才是常见的半导体材料,D错误;‎ 故合理选项是D。‎ ‎【点睛】本题考查原子结构与元素周期律的关系的知识,依据元素的原子结构推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律的应用及常见元素、化合物性质的正确判断。‎ ‎5.以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如下:‎ 下列说法不正确的是 A. 装置②中试剂可以是NaOH溶液 B. 装置③的作用是干燥O2‎ C. 收集氧气应选择装置a D. 装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 实验原理分析:二氧化碳通过U型管与过氧化钠反应生成氧气,氧气和没有反应的二氧化碳通入碱液洗气瓶除二氧化碳,可增加盛有澄清石灰水的洗气瓶验证二氧化碳是否除尽,在通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气,最后收集;‎ ‎【详解】A.装置②中试剂可以是NaOH溶液,用来除掉二氧化碳气体,故不选A;‎ B. 装置③中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,故不选B;‎ C. 由于氧气密度大于空气,选择装置b,故选C;‎ D. 装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶,验证二氧化碳是否除尽,故不选D;‎ 答案:C ‎6.科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示,用Cu-Si合金作硅源,在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼,有关说法正确的是 A. 电子由液态Cu-Si合金流出,流入液态铝电极 B. 液态铝电极与正极相连,作为电解池的阳极 C. 在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原 D. 三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.图示得到:液态Cu-Si合金为阳极,电子由液态Cu-Si合金流出;液态铝为阴极,连接电源负极,所以电子从液态铝流入;A正确;‎ B.图中,铝电极是Si4+得电子被还原为Si,因此与电源负极相连,该电极为阴极,B错误;‎ C.由图示得到,电解的阳极反应为Si失电子转化为Si4+,阴极反应为Si4+得电子转化为Si, C错误;‎ D.使用三层液熔盐的可以有效的增大电解反应的面积,使单质硅高效的在液态铝电极上沉积,而不是方便电子通过,电子不通过电解质,D错误;‎ 故合理选项是A。‎ ‎7.向湿法炼锌的电解液中同时加入Cu和CuSO4,可生成CuCl沉淀除去Cl-,降低对电解的影响,原理如下:‎ Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1=a kJ·mol-1‎ Cl-(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2=b kJ·mol-1‎ 实验测得电解液pH对溶液中残留c(Cl-)的影响如图所示。‎ 下列说法正确的是 A. 溶液pH越大,Ksp(CuCl)增大 B. 反应达到平衡时增大c(Cu2+),c(Cl-)减小 C. 向电解液中加入稀硫酸,有利于Cl-的去除 D. Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)CuCl(s) ΔH=(a+2b) kJ·mol-1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.温度升高,吸热反应的Ksp越大,K只受温度的影响,pH越大,Ksp(CuCl)不变,A错误;‎ B.反应达到平衡状态,增大c(Cu2+),由于K不变,所以c(Cl-)减小,B正确;‎ C.根据图中信息:溶液的pH越大,氯离子的浓度越小,电解液中加入稀硫酸,不利于Cl-的去除,C错误;‎ D.①Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1=a kJ·mol-1,‎ ‎②Cl-(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2=bkJ·mol-1,根据盖斯定律,将①×0.5+②,整理可得: Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)CuCl(s) ΔH=(+b) kJ·mol-1,D错误;‎ 故合理选项是B。‎ ‎8.乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,相对分子质量为288}易溶于水,是一种很好的补铁剂,可由乳酸[CH3 CH(OH)COOH]与FeCO3反应制得。‎ I.碳酸亚铁的制备(装置如下图所示)‎ ‎(1)仪器B的名称是__________________;实验操作如下:打开kl、k2,加入适量稀硫酸,关闭kl,使反应进行一段时间,其目的是__________________。‎ ‎(2)接下来要使仪器C中的制备反应发生,需要进行的操作是____________,该反应产生一种常见气体,写出反应的离子方程式_________________________。‎ ‎(3)仪器C中混合物经过滤、洗涤得到FeCO3沉淀,检验其是否洗净的方法是__________。‎ Ⅱ.乳酸亚铁的制备及铁元素含量测定 ‎(4)向纯净FeCO3固体中加入足量乳酸溶液,在75℃下搅拌使之充分反应,经过滤,在____________的条件下,经低温蒸发等操作后,获得乳酸亚铁晶体。‎ ‎(5)两位同学分别用不同的方案进行铁元素含量测定:‎ ‎①甲同学通过KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的含量计算样品纯度。在操作均正确的前提下,所得纯度总是大于l00%,其原因可能是_________________________。‎ ‎②乙同学经查阅资料后改用碘量法测定铁元素的含量计算样品纯度。称取3.000 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,取所有可溶物配成l00mL溶液。吸取25.00‎ ‎ rnL该溶液加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用0. 100 mol·L-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),当溶液_____________________,即为滴定终点;平行滴定3次,硫代硫酸钠溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_________%(保留1位小数)。‎ ‎【答案】 (1). 蒸馏烧瓶 (2). 生成FeSO4溶液,且用产生的H2排尽装置内的空气 (3). 关闭k2 (4). Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O (5). 取最后一次洗涤液,加入稀盐酸酸化,再滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀,则洗涤干净 (6). 隔绝空气 (7). 乳酸根离子中的羟基也能被高锰酸钾氧化,导致消耗高锰酸钾溶液用量偏多 (8). 蓝色褪去且半分钟不恢复 (9). 95.2%‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ I.亚铁离子容易被氧气氧化,制备过程中应在无氧环境中进行,Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,B制备硫酸亚铁,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中。C装置中硫酸亚铁和NH4HCO3发生反应产生FeCO3沉淀。‎ Ⅱ.Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,获取乳酸亚铁晶体过程中应减小空气中氧气的干扰;①乳酸和亚铁离子都可被酸性高锰酸钾氧化;‎ ‎②I2的淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,最终褪色;根据已知反应可得关系式2Fe3+~~I2~~2S2O32-,根据滴定时参加反应的硫代硫酸钠的物质的量计算出Fe2+的物质的量,再计算样品纯度。‎ ‎【详解】I.亚铁离子容易被氧气氧化,制备过程中应在无氧环境中进行,Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,装置B制备硫酸亚铁,C装置中硫酸亚铁和NH4HCO3发生反应:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中。‎ ‎(1)由仪器图形可知B为蒸馏烧瓶;打开kl、k2,加入适量稀硫酸,可使生成的氢气排出装置C内的空气,防止二价铁被氧化;‎ ‎(2)待装置内空气排出后,再关闭k2,反应产生的氢气使装置内的气体压强增大,可将B中生成的硫酸亚铁溶液排到装置C中,发生反应生成碳酸亚铁,同时生成二氧化碳,反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;‎ ‎(3)FeCO3是从含有SO42-的溶液中过滤出来的,检验沉淀是否洗涤干净,可通过检验是否含有SO42-判断。方法是:取最后一次水洗液于试管中,加入过量稀盐酸酸化,滴加一定量的BaCl2‎ 溶液,若无白色浑浊出现,则表明洗涤液中不存在SO42-,即可判断FeCO3沉淀洗涤干净;‎ Ⅱ.(4)Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,则乳酸亚铁应隔绝空气,防止被氧化;‎ ‎(5)①乳酸根中含有羟基,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,Fe2+也可以被氧化,因此二者反应都消耗KMnO4溶液,导致消耗高锰酸钾的增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大,产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%;‎ ‎②I2遇淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,说明I2与Na2S2O3发生了氧化还原反应,当蓝色刚好褪去且半分钟不恢复,即可判断为滴定终点;24.80 mL0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液中硫代硫酸钠的物质的量为n(Na2S2O3)=0.02480L×0.100mol/L=2.48×10-3mol,根据关系式2Fe2+~2Fe3+~I2~2S2O32-,可知样品中CH3CH(OH)COO]2Fe•3H2O的物质的量为n(Fe2+)=n(S2O32-)=2.48×10-3mol×=9.92×10-3mol,则样品的纯度为×100%=95.2%。‎ ‎【点睛】本题考查实验制备方案的知识,涉及化学仪器识别、对操作的分析评价、物质分离提纯、氧化还原反应滴定应用等,明确原理是解题关键,通过化学方程式可得关系式,然后根据关系式进行有关化学计算,注意在物质计算时取用的物质与原样品配制的溶液的体积关系,以免出错。‎ ‎9.新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如图:‎ 资料:碳酸锂在水中溶解度:‎ 温度/℃‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ 溶解度/g ‎1.54‎ ‎1.33‎ ‎1.17‎ ‎1.01‎ ‎0.85‎ ‎0.72‎ ‎(1)过程i研磨粉碎的目的是__________________。‎ ‎(2)过程ii加入足量NaOH溶液的作用(用反应方程式表示)_________________。‎ ‎(3)过程iii采用不同氧化剂分别进行实验,均采用Li含量为3.7%的原料,控制pH为3.5,浸取1.5h后,实验结果如表所示:‎ 序号 酸 氧化剂 浸出液Li+浓度(g/L)‎ 滤渣中Li含量/%‎ 实验1‎ HCl H2O2‎ ‎9.02‎ ‎0.10‎ 实验2‎ HCl NaClO3‎ ‎9.05‎ ‎0.08‎ 实验3‎ HCl O2‎ ‎7.05‎ ‎0.93‎ ‎①实验2中,NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为________________________。‎ ‎②综合考虑Li+的浸出率及环保因素,选择的氧化剂最好为___________________。‎ ‎③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是______________________。‎ ‎(4)浸出液中存在大量H2PO4﹣和HPO42-,已知:H2PO4﹣HPO42-+H+,HPO42-PO43-+H+,结合平衡移动原理,解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因___________。‎ ‎(5)简述过程vi的操作____________________________。‎ ‎【答案】 (1). 增大接触面积,加快反应速率 (2). 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (3). ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O (4). H2O2 (5). 提高浸出液中Li+浓度(或提高氧化剂和酸的利用率/节约后续纯碱的用量) (6). CO32﹣结合H+,c(H+)减小,上述两个电离平衡均向右移动,c(PO43﹣)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体 (7). 用热水洗涤、干燥 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)研磨后加入氢氧化钠溶液,滤液1含有NaAlO2,滤渣1含有LiFePO4和石墨粉,加入盐酸、氧化剂可氧化亚铁离子生成铁离子,滤渣2为石墨粉,浸出液含有铁离子、锂离子,加入30%碳酸钠溶液可生成FePO4•2H2O,滤液2含有锂离子,加入饱和碳酸钠溶解并加热,可生成Li2CO3粗品,用热水洗涤,干燥得到高纯Li2CO3‎ ‎,以此解答该题。‎ ‎【详解】(1)粉碎样品,可增大接触面积,加快反应速率;‎ ‎(2)废旧电极含有铝,可与氢氧化钠溶液反应,则加入氢氧化钠溶液,可溶解Al,使其分离出去,反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;‎ ‎(3)①实验2中,NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体,应生成氯气,反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;‎ ‎②结合实验结果和①中的现象,最终选择H2O2作为氧化剂,Li+的进出率较高,且较环保; ‎ ‎③过程iii得到的浸出液循环两次,可提高浸出液中Li+浓度(或提高氧化剂和酸的利用率/节约后续纯碱的用量;‎ ‎(4)要得到过程iv得到磷酸铁晶体,可使PO43-溶液浓度增大,则应使H2PO4﹣HPO42-+H+,HPO42-PO43-+H+平衡正向移动,可加入与H+反应的物质,则可加入碳酸钠,原因是CO32-结合H+,c(H+)减小,H2PO4﹣HPO42-+H+,HPO42-PO43-+H+,两个电离平衡均向右移动,c(PO43-)增大,与Fe3+结合形成磷酸铁晶体;‎ ‎(6)由表中数据可知碳酸锂在温度较高时溶解度较小,则可用热水洗涤,然后干燥可得到高纯碳酸锂。‎ ‎【点睛】本题考查物质的分离和提纯的知识,涉及物质分离和提纯试剂的选取、平衡移动原理、氧化还原反应等,明确化学反应原理、物质性质及性质差异性是解本题关键,侧重考查学生分析及综合知识运用能力。‎ ‎10.氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。‎ I.氮氧化物间的相互转化 ‎(1)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:‎ 第一步 2NO(g)N2O2(g) (快速平衡)‎ 第二步 N2O2(g) +O2(g) =2NO2(g) (慢反应)‎ ‎①用O2表示的速率方程为v(O2)= k1·c2(NO)·c(O2);NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则=________。‎ ‎②下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是_________(填序号)。‎ A.增大压强,反应速率常数一定增大 B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能 C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和 ‎(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器.相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。‎ ‎①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是______________________。‎ ‎②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=____________________。‎ ‎③平衡时,K甲_____K乙,P甲_____P乙(填“>”、“<” 或“=”)。‎ ‎(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。‎ 主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H1‎ 副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  △H2=-1267.1kJ/mol ‎4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-907.3 kJ/mol ‎①△H1=____________。‎ ‎②将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图1,试分析脱硝的适宜温度是______(填序号)。‎ a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050 ℃‎ ‎(4)以连二亚硫酸盐(S2O42-‎ ‎)为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图2。阴极的电极反应式为____________,电解槽中的隔膜为____________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。‎ ‎【答案】 (1). 0.5 (2). B (3). 反应放热,体系的温度升高,反应速率加快 (4). 225 (5). < (6). > (7). -1626.9 kJ/mol (8). b (9). 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O (10). 阳 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)①用O2表示的速率方程为v(O2)=k1·c2(NO)·c(O2)、NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2),,2v(O2)=v(NO2),带入上式两个式子,整理可得k1、k2的关系;‎ ‎②A.反应速率常数只与温度有关;‎ B.反应越容易,反应物活化能越小;‎ C.反应的总活化能小于第一步和第二步反应的活化能之和;‎ ‎(2)①该反应的正反应是放热反应,根据温度对化学反应速率的影响分析;‎ ‎②根据该温度下物质的平衡浓度,结合化学反应平衡常数的定义分析判断;‎ ‎③甲为恒容绝热,乙为恒温容器,根据温度对化学平衡的影响及对体系的压强影响分析判断;‎ ‎(3)①根据盖斯定律,将第二、第三个热化学方程式进行叠加,就可以得到相应的反应的热化学方程式及其相应的反应热;‎ ‎②氮氧化物残留浓度越低越好;温度超过1000℃,氨气和氧气反应生成NO;‎ ‎(4)阴极上亚硫酸根离子得电子生成S2O42-;阳极上水失电子生成氧气和氢离子,右侧多余的氢离子通过离子交换膜进入左侧。‎ ‎【详解】(1)①用O2表示速率方程为v(O2)=k1·c2(NO)·c(O2)、NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2),2v(O2)=v(NO2),所以=;‎ ‎②A.反应速率常数只与温度有关,与压强大小无关,A错误;‎ B.反应越容易,反应物活化能越小,反应速率越快,第一步反应较快,说明反应物活化能较小,B正确;‎ C.反应的总活化能小于第一步和第二步反应的活化能之和,C错误;‎ 故合理选项是B;‎ ‎(2)①该反应的正反应是放热反应,加入反应物,随着反应的进行,反应体系温度升高,化学反应速率加快;‎ ‎②反应开始时c(NO2)=0.2mol/L,c(N2O4)=0mol/L,到平衡时c(NO2)平=0.02mol/L,则根据方程式2NO2(g)N2O4(g)中物质变化关系可知c(N2O4)平=0.09mol/L则该温度下该反应的化学平衡常数K==225;‎ ‎③甲容器保持恒容,乙容器保持恒温,由于该反应的正反应是放热反应,随着反应的进行,容器内气体的温度升高,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,所以平衡时,K甲P乙;‎ 升高温度平衡常数减小,则平衡常数的对数减小,图中横坐标数值越大,温度越低,化学平衡常数越大,其对数越大,所以a符合,‎ 故选a;‎ ‎(3)①i. 4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H1‎ ii. 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  △H2=-1267.1kJ/mol iii. 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-907.3 kJ/mol 将方程式2×ii-iii,整理可得4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H1=2△H2-△H3=-1626.9 kJ/mol;②氮氧化物残留浓度越低越好;温度超过1000℃,氨气和氧气反应生成NO;‎ ‎②氮氧化物残留浓度越低越好,根据图知,在900~1000℃时氮氧化物浓度最低;温度超过1000℃,氨气和氧气反应生成NO,导致NO浓度增大,‎ 故合理选项是b;‎ ‎(4)阴极上亚硫酸根离子得电子生成S2O42-,电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O,阳极上,水失电子生成氧气和氢离子,右侧多余的氢离子通过离子交换膜进入左侧,所以交换膜为阳离子交换膜。‎ ‎【点睛】本题考查化学平衡计算、电解原理、盖斯定律等知识点,把握化学平衡计算方法、电解池中各个电极上发生的反应是解本题关键,要掌握基本概念,看清反应过程中变化条件,用化学反应原理分析变化结果,离子交换膜判断为解答易错点。‎ ‎11.祖母绿是四大名贵宝石之一,主要成分为Be3Al2Si6O18,含有微量的Cr、Ni、Fe元素而呈现各种颜色。回答下列问题:‎ ‎(1)基态Ni2+的电子排布式为_______________;宝石中Si的杂化方式是____;基态Al原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________。‎ ‎(2)成键元素电负性差值越大,化学键离子性百分数越高,在卤素与Al组成的化合物中,离子性百分数最高的化合物是______(填化学式)。‎ ‎(3)六羰基铬[Cr(CO)6]用于制高纯度铬粉,它的沸点为220℃。‎ ‎①Cr(CO)6的晶体类型是_________,每molCr(CO)6含δ键的数目为________;‎ ‎②加热Cr(CO)6可得到高纯度铬粉和CO,反应破坏作用力类型为_________。‎ a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.分子间作用力 ‎(4)多数配离子显示颜色与d轨道的分裂能有关。分裂能是指配离子的中心原子(离子)的一个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量(用Δ表示),它与中心离子的结构、电荷、配体有关。试判断分裂能Δ[Fe(H2O)6] 3+ _____ Δ[Fe(H2O)6] 2+(填“>”“<”或“=”),理由是_________________________。‎ ‎(5)①氧化镍晶胞如图甲所示,A的原子坐标参数为:(0,0,),则底面面心B的原子坐标参数为_______________。‎ ‎②按图乙所示无限拓宽延长,NiO可形成“单层分子”,氧离子和镍离子均看着球体,其半径分别为a pm、b pm,“单层分子”截割出的最小重复结构单元在空间呈长方体,则离子在长方体内的空间利用率为___________(列出计算式即可)。‎ ‎【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2). sp3 (3). 哑铃形或纺锥形 (4). AlF3 (5). 分子晶体 (6). 12NA (7). b (8). > (9). Fe3+的3d轨道达半充满稳定结构,Fe2+的3d轨道未达半充满稳定结构 (10). (0.5,0.5,0) (11). ×100%‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)Ni是28号元素,根据构造原理写出其基态原子核外电子排布式,原子失去最外层2个电子,就形成Ni2+;先判断Si元素的化合价,然后确定其Si的杂化方式;根据Al原子核外电子排布式确定其电子占据最高能级的电子云形状;‎ ‎(2)成键元素电负性差值越大,化学键离子性百分数越高,而同主族自上而下电负性减小;‎ ‎(3)Cr(CO)6的沸点比较低,符合分子晶体的性质;Cr(CO)6中铬与CO形成配位键,CO中两个原子通过共价三键结合;‎ ‎(4)配离子所带正电荷越多,对电子的吸引力越大,d-d电子跃迁需要的能量越多,具有全充满、半充满、全空的电子层结构的微粒稳定性较高,越强需要的能量更高;‎ ‎(5)①由图中A原子处于晶胞棱心,可以判断底面面心B的原子坐标参数;‎ ‎②图乙结构单元中镍离子数目为10,由电荷守恒可知,结构单元中氧离子数目为10,由几何知识可知,最近2个氧离子的核间距为(2a+2b)pm×=(a+b)pm,可得结构单元中长方体的各棱长,空间利用率=×100%。‎ ‎【详解】(1)Ni是28号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,失去4s能级2个电子形成Ni2+,基态Ni2+的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d8,在该化合物中Si元素化合价为+4价,Si原子周围有4轨道原子,没有孤对电子,杂化轨道数为4,Si原子杂化方式为:sp3杂化,Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,可见其原子核外电子占据的最高能级3p能级,电子云形状为哑铃形或纺锥形;‎ ‎(2)成键元素电负性差值越大,化学键离子性百分数越高,而同主族自上而下电负性减小,卤族元素中F元素电负性最大,故在卤素与Al组成的化合物中,离子性百分数最高的化合物为AlF3;‎ ‎(3)Cr(CO)6的沸点为220℃,比较低,说明Cr(CO)6属于分子晶体;在Cr(CO)6中,Cr与CO通过配位键结合,6个配位键,在每一个CO中C、O原子间通过共价三键结合,其中含有1个δ键,一共有6个 CO,则含有6个δ键,所以每1molCr(CO)6含δ键的数目为(6+6)NA=12NA;‎ 加热Cr(CO)6可得到高纯度铬粉和CO,加热过程中配体与中心原子之间的配位键被破坏,故合理选项是b;‎ ‎(4)[Fe(H2O)6]3+带3个单位的正电荷,而[Fe(H2O)6]2+带2个单位正电荷,前者对电离吸引力更大;Fe3+的3d达到半充满稳定结构,Fe2+的3d未达到半充满稳定结构,故分裂能△[Fe(H2O)63+]>△[Fe(H2O)62+];‎ ‎(5)①A原子坐标参数为(0,0,‎ ‎),则A原子处于晶胞棱心,故底面面心B的原子坐标参数为:(,,0);‎ ‎②图乙结构单元中镍离子数目为10,由电荷守恒可知,结构单元中氧离子数目为10,Ni、O原子总体积=10×π(a3+b3)pm3,根据几何知识可知,最近2个氧离子的核间距为(2a+2b) pm×=(a+b)pm,结构单元长方体的长=5(a+b)pm,宽=2(a+b)pm,高=2a pm,因此空间利用率={[10××π(a3+b3)pm3]÷[5(a+b)pm×2(a+b)pm×2a pm]}×100%=×100%。‎ ‎【点睛】本题考查了原子核外电子排布、杂化方式判断、电子云形状、晶体类型的判断、晶胞结构与计算等,需要学生具备扎实的基础与空间想象能力、数学运算与灵活运用能力,(5)中计算关键是计算相邻的两个氧原子核间距。‎ ‎12.化合物H是合成治疗心血管疾病药物的中间体,可通过以下途径合成: ‎ 已知:①(苯胺易被氧化)‎ ‎②甲苯发生一硝基取代反应与A类似。 ‎ 回答下列问题: ‎ ‎(1)写出化合物H的分子式__________,C中含氧官能团的名称___________。 ‎ ‎(2)写出有关反应类型:BC ___________;FG___________。‎ ‎(3)写出AB的反应方程式:___________________________ 。 ‎ ‎(4)写出同时满足下列条件D的所有同分异构体的结构简式:____________‎ ‎①能发生银镜反应 ‎②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液反应显紫色 ‎③核磁共振氢谱(1显示分子中有4种不同化学环境的氢 ‎(5)合成途径中,C转化为D的目的是_____________________。‎ ‎(6)参照上述合成路线,以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线:_________________________‎ ‎【答案】 (1). C12H15NO (2). 醚键 (3). 还原反应 (4). 消去反应 (5). +HNO3(浓) +H2O (6). 、、 (7). 保护氨基,防止合成过程中被氧化 (8). ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A是,A与浓HNO3、浓H2SO4加热发生取代反应产生B:,B与Fe、HCl发生还原反应产生C:,C与(CH3CO)2O发生取代反应产生D:,E为,E与NaBH4发生反应产生F为。‎ ‎【详解】(1)根据H的结构简式可知其分子式是C12H15NO;C结构简式是,其中含氧官能团的名称为醚键;‎ ‎(2) B为,C为,B与Fe、HCl反应产生C,该反应类型为还原反应;‎ F为,G为,根据二者结构的不同可知:FG的类型是消去反应;‎ ‎(3)A是,A与浓HNO3、浓H2SO4加热发生取代反应产生B:,所以AB的反应方程式为:+HNO3(浓) +H2O;‎ ‎(4)D结构简式为:,D的同分异构体符合下列条件:①能发生银镜反应,说明含有醛基-CHO;‎ ‎②能发生水解反应,水解产物之一与FeCl3溶液反应显紫色,说明含有酯基,水解产物含有酚羟基,即该物质含酚羟基形成的酯基;‎ ‎③核磁共振氢谱(1显示分子中有4种不同化学环境的氢,则符合题意的同分异构体结构简式为:、、;‎ ‎(5)合成途径中,C转化为D时—NH2发生反应产生-NHCOCH3,后来转化为氨基,目是保护氨基,防止其在合成过程被氧化;‎ ‎(6)参照上述合成路线,以甲苯和(CH3CO)2O为原料,设计制备合成路线。甲苯首先被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,苯甲酸与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应产生间硝基甲苯,在Fe、HCl作用下反应产生,‎ 与(CH3CO)2在加热条件下发生取代反应产生,所以甲苯转化为的合成路线为: ‎ ‎【点睛】本题考查有机物的合成与推断的知识,涉及有机反应类型、官能团结构与性质、限制条件同分异构体书写,在进行物质推断的过程中,要充分利用题干信息,结合已有的知识分析、判断,要注意氨基容易被氧化,为防止其在转化过程中氧化,先使其反应得到保护,在其他基团形成后再将其还原回来。‎ ‎ ‎
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