临沂第十八中学2022届高三上学期期末考试
化学试题
说明:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,考试时间90分钟,满分100分。
2.选择题答案用2B铅笔涂在答题卡上。非选择题用0.5mm黑色中性笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Al 27 S 32 Fe 56 Co 59
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意。
1.2020年11月24日,我国用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,开启我国首次地外天体采样返回之旅。下列有关说法错误的是
A.运载火箭主体结构件框所用高精尖铝合金材料具有质量轻、强度高等优点
B.运载火箭发射常采用肼(N2H4)、煤油、液氢等高能燃料
C.嫦娥五号探测器上的太阳能电池帆板主要成分是二氧化硅
D.探测器在月球表面采集到月壤,其组成元素铁、钙、镁等多为地球常见元素
2.下列装置能达到相应实验目的的是
A.图Ⅰ:加热胆矾制得无水硫酸铜
B.图Ⅱ:证明该温度下溶度积常数Ksp[Fe(OH)3]C.图Ⅲ:检验1-溴丙烷与NaOH醇溶液共热产生丙烯
D.图Ⅳ:NH3的收集与尾气吸收
3.下列说法错误的是
A.油脂水解都能生成甘油
B.天然橡胶(聚异戊二烯)单体结构简式为
C.通过灼烧可鉴别羊毛线和棉线
D.淀粉和纤维素均可表示为(C6H10O5)n,两者互为同分异构体
4.原子序数依次增大的V、W、X、Y、Z五种短周期元素,V与其它元素均不在同一周期,W元素形成的化合物种类最多,X元素的简单氢化物与它的最高价氧化物对应水化物能反应生成盐,Y与Z同主族,Z元素形成的单质是黑火药的成分之一。下列说法错误的是
A.V和W或V和Y形成的化合物均可能存在非极性共价键
B.WY2分子中各原子均满足8e﹣稳定结构
C.Y和Z形成的化合物均能使品红溶液褪色
D.仅由V、X、Y三种元素形成的化合物可能是离子化合物
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.pH=12的无色溶液:Na+、K+、HCO3﹣、NO3﹣
B.使甲基橙变红的溶液:K+、Ca2+、Cl 、ClO﹣
C.0.1mol·L﹣1FeCl3溶液:Cu2+、Mg2+、Cl 、SO42﹣
D.10%KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO3﹣、SO32﹣
6.白藜芦醇Y是一种绿色抗癌药物,可由X制得。下列有关说法正确的是
A.X与Y中所有原子都可能共平面
B.Y具有弱酸性,能发生取代、加成反应
C.C、O、S元素的电负性:O>C>S
D.1molX与足量NaOH溶液反应需要3molNaOH
7.氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,现处理某氮肥厂产生的氨氮废水(其中氮元素多以NH4+和NH3·H2O)的一种设计流程如下。下列相关叙述错误的是
A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ发生的化学反应都属于氧化还原反应
B.过程Ⅰ中调pH至9的目的是将NH4+转化为NH3·H2O
C.过程Ⅱ中NH4+→NO3﹣,每转化1molNH4+转移8NA个电子
D.过程Ⅲ中甲醇作还原剂,将硝酸还原为N2
8.离子液体是在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,应用广泛。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体结构如图所示,下列相关叙述错误的是
A.该离子液体中C、N杂化方式均有sp2和sp3两种
B.阴离子呈正四面体形,存在共价键和配位键
C.阳离子中σ键数目是π键数目的10倍
D.该离子液体与水能够形成氢键
9.中科院化学所在锂硫电池的研究上取得重大突破,该电池充放电过程中有关物质的转化如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电池总反应为16Li+S8=8Li2S
B.充电时,硫原子间形成非极性共价键
C.放电时,Li+向正极移动
D.充电时,阳极总电极反应式是S2﹣-2e﹣=S
10.某化学兴趣小组制取SO2并探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示。
下列说法错误的是
A.甲中浓硫酸浓度不宜过大,以防止氧化亚硫酸钠
B.乙中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1
C.为尽快观察到乙中的实验现象,可增大FeCl3溶液
浓度或加热
D.丙装置的作用是吸收剩余的SO2,防止污染空气
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液(含有FeCl2、FeCl3、CuCl2)中回收铜并制备氯化铁晶体,设计流程如下:
下列说法正确的是
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒
C.若试剂c是双氧水和盐酸,相应的反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
12.应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。电解脱硫的基本原理如图所示,下列说法错误的是
A.FeS2化学名称为二硫化亚铁
B.阳极反应为Mn2+﹣e﹣= Mn3+
C.随着电解,混合液pH逐渐增大
D.混合液中每增加1molSO42﹣,理论上通过电路
的电子数为7NA
13.下列实验中,现象与结论均正确且二者之间有因果关系的是
选项 实验操作 现象 结论
A 常温下,用pH计测定CH3COONH4溶液的pH pH计读数为7.0 CH3COONH4属于强电解质,不水解
B 常温下,将铁片加入过量浓硝酸中 铁片溶解,有红棕色气体生成,溶液呈棕黄色 浓硝酸将Fe氧化为Fe3+,硝酸还原为NO2
C 用铂丝棒蘸取待测溶液做焰色实验 火焰显黄色 待测溶液中含有Na+,不含K+
D 用两支试管取0.1mol·L﹣1酸性KMnO4溶液各2 mL ,分别加入5 mL 0.1mol·L﹣1和0.2mol·L﹣1 H2O2溶液 两试管溶液均褪色,且加0.2mol·L﹣1H2O2的试管中褪色更快 其他条件不变,反应物浓度越大,化学反应速率越快
14.室温下,将NaOH溶液滴加到某酒石酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.L1表示pH与﹣lg的变化关系
B.NaHX溶液呈酸性
C.L2上每点对应的溶液中水的电离程度都大于L1
D.当c(Na+)﹣c(HX﹣)﹣c(X2﹣)=0时,溶液pH<7
15.CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步基元反应为①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)、②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是
A.N2O与CO2互为等电子体,均为直线型分子
B.反应①是氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应
C.反应中每转移1mol电子,生成N2体积为11.2L
D.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定
三、非选择题:本题共5小题,共60分
16.(12分)甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是常用的补铁剂。某化学社团成员在实验室利用以下实验装置(部分夹持和加热仪器省略),以11.6g新制碳酸亚铁(FeCO3)为铁源与足量甘氨酸(NH2CH2COOH)反应制备甘氨酸亚铁。
实验步骤如下:
①组装仪器,检验装置气密性良好,添加试剂。
②打开止水夹m,待装置Ⅲ中空气排净后,再关闭止水夹;打开活塞n,向装置Ⅲ中滴入适量柠檬酸,关闭活塞并加热,待反应结束后,取出Ⅲ中的反应液,过滤。
③滤液经蒸发浓缩,加入无水乙醇,过滤,干燥得到产品。
已知:相关物质的性质如下表
甘氨酸 柠檬酸 甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物 易溶于水和乙醇,有还原性和较强的酸性 易溶于水,难溶于乙醇
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是 ,导管l的作用是 。
(2)只检验装置Ⅰ气密性的操作是 ;用离子方程式表示装置Ⅱ的作用________________;确认装置Ⅲ中空气已排尽的实验现象是_________________。
(3)装置Ⅲ中滴加柠檬酸可调节溶液pH,体系pH与产率的关系如下表
体系pH 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
产率/% 65.74 74.96 78.78 83.13 85.57 72.98 62.31
pH过低使产率下降的原因__________________。
(4)步骤③中加入无水乙醇的目的是 ,实验结束后回收乙醇的方法是_____。
(5)经测定本实验的产率是75%,则实际制得甘氨酸亚铁的质量为 。
17.(12分)铝是地壳中含量最高的金属,其单质和化合物具有广泛的应用价值。请回答下列问题:
(1)AlCl3易溶于水、四氯化碳等,熔融时生成可挥发的二聚物(Al2Cl6),结构如右图所示:
①基态氯原子价电子轨道表示式为 。
②从键的形成角度分析m键和n键的区别 。
(2)LiAlH4是一种强还原剂,能将乙酸(结构如下图所示)直接还原成乙醇。
CH3COOH CH3CH2OH
①AlH4﹣的空间构型是 。
②CH3COOH分子中键角α β(填“>”、“=”或“<”),原因是 。
(3)铝和氮可形成一种具有四面体结构单元的高温结构陶瓷,其晶胞如图所示:
①晶胞中Al的配位数是________,若该晶胞的参数为a pm,则该晶体的密度为________ g·cm-3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标,如晶胞中Ⅰ的分数坐标为(,,),试写出晶胞中Ⅱ的分数坐标____________。
18.(12分)锂离子电池回收可变废为宝,工业上由LiCoO2正极材料(含有LiCoO2活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图:
已知:①P204+Cyanex272为金属离子混合萃取剂;
②Ksp(CoS)=4.0×10﹣21;Ksp[Co(OH)2]=1.09×10﹣15。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中Co的化合价为 。“600℃煅烧”的主要目的为 。
(2)“酸浸”操作时,温度宜采取85℃的原因是 ;写出LiCoO2在该操作中发生反应的离子方程式 。
(3)“萃取”时,各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图,则溶液最佳pH为 。
(4)“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4,pH过大或过小都会使产率降低,原因是
。溶液中Co2+恰好完全沉淀(离子浓度为1×10﹣5mol·L﹣1)时,溶液中S2﹣浓度为 。
(5)用如图所示装置测定制得的CoS样品纯度,D装置的作用为 。取w g CoS样品于硬质玻璃管中,向装置中鼓入空气,点燃酒精灯,测得装置C增重m g(以SO2计),则CoS样品纯度为 ×100%(用含w、m的代数式表示)。
19.(12分)处理烟气中SO2常采用的方法有CO还原法和碱液吸收法。
Ⅰ.CO还原法:SO2(g)+2CO(g)S(l)+2CO2(g) ΔH
已知:CO的燃烧热ΔH1=-283 kJ·mol-1;液态硫(S)的燃烧热ΔH2=-529 kJ·mol-1
(1)ΔH= ;若其它条件不变,使用催化剂加快该反应速率,正、逆反应的活化能 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应的焓变 。
(2)一定压强下,发生反应2CO(g)+SO2(g)
S(l)+2CO2(g),平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[=y]、温度T的关系如图所示。比较平衡时,CO的转化率α(CO):N_____M(填“>”“<”或“=”,下同),逆反应速率:N________P。
(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol CO和1 mol SO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g),达到平衡后,测得混合气体中CO2的物质的量为1.2 mol,容器压强为P0。则该温度下用压强表示的平衡常数KP= 。
Ⅱ.碱液吸收法
已知25 ℃时,有关物质的电离常数或溶度积常数如下表所示:
NH3·H2O H2SO3 CaSO4
Kb=1.8×10-5 Ka1=1.5×10-2 Ka2=1.0×10-7 Ksp=7.1×10-5
先用氨水吸收SO2,并在空气中氧化;再加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH4++SO42﹣CaSO4↓+2NH3·H2O,该反应的平衡常数为K。
(4)若氨水吸收SO2恰好生成(NH4)2SO3溶液,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为
。
(5)计算加石灰水发生反应的平衡常数K=________(结果保留2个有效数字)。
20.(12分)有机物K是药物合成中一种重要的中间体,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为 ,D的名称为 。
(2)E中含有的官能团名称为 ,F的结构简式为 。
(3)写出G→H的化学方程式 。
(4)芳香族化合物M是E的同分异构体,写出同时符合下列条件的一种M的结构简式 。
①能发生银镜反应; ②能发生水解反应,且核磁共振氢谱有5组峰。
(5)设计由甲苯和乙酸制备的合成路线 (无机试剂任选)。
高三化学参考答案
选择题:
1.C 2.A 3.D 4.C 5.C 6.B 7.A 8.C 9.D 10.A
11.BC 12.CD 13.D 14.AC 15.A
非选择题:
16.(12分)
(1)滴液漏斗(或恒压分液漏斗) (1分); 平衡气压,利于液体顺利流下 (1分)
(2)塞紧橡胶塞,关闭止水夹m,从长颈漏斗加水至漏斗内液面高于试管内液面,静置观察一段时间,若液面保持不变,则说明装置Ⅰ气密性良好 (2分)
HCO3﹣+H+=CO2↑+H2O (1分) ; Ⅳ中澄清石灰水变浑浊 (1分) 。
(3)甘氨酸是两性化合物,会与柠檬酸(或H+)反应 [或柠檬酸(或H+)会与甘氨酸亚铁反应,导致产率下降] (2分)
(4)降低甘氨酸亚铁在溶液中的溶解度,提高产率和纯度 (1分);
加入生石灰,蒸馏 (1分)
(5)15.3g (2分)
17.(12分)
(1)①(1分)
②m键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键,n键为氯原子提供孤电子对、铝原子提供空轨道形成的配位键(2分)
(2)①正四面体(1分)②<(1分)羧基中碳氧双键对单键的作用力大于单键之间的作用力,故键角α小于键角β(2分);(3)①4(1分); (2分)②(1,,)(2分)
18.(12分)
(1)+3 (1分); 除去炭及有机黏合剂 (1分)。
(2)温度太低,酸浸速度慢;温度太高,双氧水易分解,不利于酸浸 (2分)
2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++O2↑+4H2O (2分)
(3)3.5 (1分)
(4)pH过大,会生成Co(OH)2沉淀;pH过小,S2﹣会与H+反应生成H2S逸出,导致产率降低 (2分) ; 4.0×10﹣16mol·L﹣1 (1分)
(5)防止空气中的CO2、水蒸气进入C中产生误差 (1分)。 (1分)。
19.(12分)
(1)-37.0 kJ·mol-1 (2分);减小(1分);不变(1分)
(2)> (1分);< (1分)
(3)① (2分)
(4)[NH4+]>[SO32﹣]>[OH﹣]>[HSO3-][H+] (2分)
(5)4.3×1013 (2分)
20.(12分)
(1)取代反应 (1分),苯甲醛 (1分)
(2)碳碳双键、羧基 (2分); (1分)
(3) (2分)
(4)或 (2分)
(5)
(3分)
氨氮废水
甲醇
①调pH至9,并升温至30℃
②鼓入空气将氨赶出并回收
低浓度氨氮废水
微生物作用
含硝酸废水
达标废水
NaOH溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
CO2、N2
CoS
LiCoO2
正极材料
600℃
煅烧
碱浸
NaOH溶液
浸出液
酸浸
H2O2、
H2SO4溶液
萃取
P204
+
Cyanex272
反萃取
H2SO4溶液
沉 钴
①NaOH
溶液
②Na2S
溶液
调pH