【高考真题】 2023年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光
【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.使用明矾对水进行净化过程中,明矾发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来从而达到净水目的,因此没有涉及到氧化还原反应,A错误;
B.雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,属于物理变化,B项错误;
C.暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠溶液等物质,这些物质遇到空气后形成原电池,将化学能转化为电能,同时放出热量,铁元素化合价发生改变,属于氧化还原反应,C项正确;
D.荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,属于物理现象,D项错误;
故答案为:C。
【分析】判断该过程是否为氧化还原反应的依据:判断反应前后是否有化合价的升降,若有化合价的改变,则为氧化还原反应,反之则不是。
2.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应,属于取代反应,A项正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.产物为乙酸异丙酯,其中两个甲基上的碳原子不可能与其他原子共平面,C项错误;、
D.酯的命名原则的某酸某(醇)酯,乙酸和异丙醇发生酯化反应,所以该酯的名称为:乙酸异丙酯;
故答案为:C。
【分析】难点分析:C.判断原子共面问题时,以甲烷、乙烯、苯、乙炔等空间构型为基础,利用单键的旋转,进行判断原子是否共面即可。
3.(2023·全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是
A B C D
制备 分离乙醇和乙酸 验证酸性 测量体积
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【知识点】常用仪器及其使用;分液和萃取;常见气体的检验
【解析】【解答】A.碳酸钠比较稳定,受热不分解,无法制备二氧化碳,A项错误;
B.乙醇为良好溶剂,乙醇和乙酸互溶,无法利用分液进行分离,B项错误;
C.二氧化硫可以使品红褪色,可以证明其漂白性,无法证明酸性,C项错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气筒,测量时要恢复到室温,量气筒和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故答案为:D。
【分析】易错分析:A.应该选择碳酸氢钠受热分解,可以制备二氧化碳;
B.分液操作是分离互不相容的两种液体;
C.检验二氧化硫酸性应该选择酸碱指示剂,不能用品红;
D.该装置利用排水法测量气体体积。
4.(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A.X的常见化合价有、 B.原子半径大小为
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,A正确;
B.W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为:Y>W>X,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,水合物为Mg(OH)2,不具有两性,C错误;
D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误;
故答案为:A。
【分析】根据题目信息可知,W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,据此解答即可。
5.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;铁盐和亚铁盐的相互转变;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】A.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀,硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;
B.硫化钠中S为-2价,具有还原性,可以被氧气氧化为相邻价态的单质S,化学方程式为: 2 Na2S + O2+ 2 H2O = 4 NaOH + 2 S↓,B错误
C.溴水的主要成分是溴和水,发生反应为:Br2+H2O=HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以溴水放置太久会变质,C错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:CuSO4·5H2O= CuSO4+5H2O,方程式正确,D正确;
故答案为:D。
【分析】易错分析:B.含硫化合物之间的相互转化,一般反应生成相邻价态的含硫物质;如-2价硫一般氧化得到单质S。
6.(2023·全国乙卷)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为:2Na++S8+2e-→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电极,A错误;
B.放电时,为原电池,负极失电子,即为Na电极,正极得电子,即为单质S,所以电子由a流向b,B项正确;
C.根据题目给出硫电极发生的反应,S8最终变成Na2Sx,电极反应为:,C项正确;
D. 面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸 ,碳纤维具有导电性,可以增强电极导电能力,D项正确;
故答案为:A。
【分析】解答新型化学电源的步骤:(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
7.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.根据计算可知,在直线上面的点,浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,不会生成沉淀,A错误;
B.根据溶度积表达式可知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl),代入数据计算可知,二者的溶度积不相等,B项错误;
C.该反应的平衡常数表达式为K=,分子分母同时乘以c2(Ag+),可得K=,C项正确;
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,所以,先出现AgCl沉淀;D项错误;
故答案为:C。
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此解答即可。
二、非选择题:本题共5小题,共73分。
8.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
【答案】(1)通入一定的O2;装置气密性;b、a
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;
(3)A;C;碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2,冷却装置
(5)C4H6O4
【知识点】物质检验实验方案的设计;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)实验前,先通入氧气,赶尽装置内水蒸气和二氧化碳等杂质气体,然后检查装置气密性,然后进行实验,先点燃b处酒精灯,然后再点燃a处酒精灯,确保所以还原性气体被氧化铜还原。
(2)氧气目的是做氧化剂,使有机物充分被氧化为二氧化碳或者水蒸气,但是可能存在不充分氧化,生成CO和H2,进一步被氧化铜还原,如;
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定
(4)反应结束后继续通入氧气,使装置内的二氧化碳和水蒸气被充分吸收;
(5)无水氯化钙用来吸收生成水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)=,d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)=,有机物中O元素的物质的量为0.0128g,其物质的量n(O)=,该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2,最简式为:C2H3O2,又根据相对分子质量为118可知,分子式为:C4H6O4,
【分析】如图装置是一李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置CuO,用于氧化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。
9.(2023·全国乙卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
【答案】(1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;粉碎菱锰矿
(2)将Fe2+氧化为Fe3+;Fe3+可以催化H2O2分解
(3)2.8×10-9;Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5)Mn2++2H2O H2↑+MnO2↓+2H+;加入Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO2 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)加入硫酸后可以与碳酸锰反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;为提高溶矿速率,可以将菱锰矿粉碎,增大接触面积;
(2) MnO2具有氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,由于H2O2不稳定且Fe3+可以催化H2O2分解,所以不能用H2O2 进行氧化;
(3反应器中溶液pH=4,此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1, 此时c(Fe3+)=,用石灰乳调节至pH≈7,溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1,c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1,c(Al3+)小于1.0×10-5,Al3+沉淀完全;
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,溶液中发生的离子反应为:BaS+Ni2++SO42-=BaSO4↓+NiS↓,
(5)电解池溶液中阴极为Mn2+放电,阳极为H2O放电,电解总反应为:Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+,电解过程中锰离子和水不断被消耗,为保持电解液成分稳定,需要补充 Mn(OH)2;
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为:2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
【分析】浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物是怎样除去的等。
10.(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知 , 。
(2)已知下列热化学方程式:
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时 (用表示)。在时,,则 , (列出计算式)。
【答案】(1)4;1
(2)(a+c-2b)
(3)3;2.25;增大
(4);46.26;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由图中信息可知,当失重比为19.4%时;变成,失去的为水的质量,可得,解的x=4,同理,当失重比为38.8%时,经过计算可得y=1;
(2)根据盖斯定律可知,①+③-②x2可得目标方程式,则
(3)通过图像可知,在温度为660K时,即为a点,=1.5KPa;由于SO3:SO2=1:1,=1.5KPa;
那么总压强为:3KPa;该反应压强平衡常数为:,由图中信息可知随着温度增大儿增大,所以Kp也增大;
(4)由于仅发生反应(Ⅰ)时=,当有反应(II)时,则有,整理可得
,在929K时,P总=84.6kPa,=35.7kPa,又有,联立解的,代入数据可得,=46.26kPa,,那么
【分析】解题技巧分析:平衡图像解题技巧:对应化学反应速率图像和化学平衡图像,应该注意下列几点:1、横轴坐标和纵坐标含义;2、曲线斜率或者趋势;3、曲线上特殊点,如起点、终点、交点和拐点等;4、根据需要运用辅助线,如等温线、等压线等。
11.(2023·全国乙卷)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
【答案】(1);O>Si>Fe>Mg;+2
(2)钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而 为分子晶体;随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是: 、 、 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大;正四面体;
(3)3;;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)根据铁原子电子排布式可知,其价电子排布为3d64s2,元素电负性为:O>Si>Fe>Mg,根据化合物化合价代数和为0,可得铁的化合价为+2价;
(2),氯化钠为离子晶体,而四氯化硅为分子晶体,所以其沸点要高;三者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;SiCl4共价键为4,没有孤电子,采用sp3杂化,为四面体结构;
(3)由图可知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个数为:,B在正六棱柱体内共6个,所以化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为
【分析】思路分析:(2)一般来说,熔沸点大小关系为:共价晶体>离子晶体>分子晶体,可以通过沸点判断分子晶体类型,一般来说,分子晶体熔沸点都很低
(3)观察晶胞中原子的位置,利用均摊法计算原子个数,进而得到物质化学式。
12.(2023·全国乙卷)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件己简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D的化学名称为 。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为 。
(5)H的结构简式为 。
(6)由I生成J的反应类型是 。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)醚键和羟基
(2)
(3)苯乙酸
(4)
(5)
(6)还原反应
(7)13;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基;
(2)有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构为:;
(3)根据分析,有机物D的结构为,名称为苯乙酸;
(4) F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1, 有两种氢原子,其结构为:;
(5)有机物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构为:,
(6)该反应作用在有机物I的酯基上得到醇,得氢过程,因此该反应为还原反应;
(7)能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,同时含有苯环,分两种情况讨论,当苯环上只有2个取代基,即-CH2CHO和-OH,邻间对3中情况,当苯环上有三个取代基时,即-OH、-CH3和-CHO,3个取代基一共可以有10种,所以,一共有13中情况;其中满足 核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 :
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
1 / 1【高考真题】 2023年高考理综化学真题试卷(全国乙卷)
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光
2.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
3.(2023·全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是
A B C D
制备 分离乙醇和乙酸 验证酸性 测量体积
A.A
B.B
C.C
D.D
4.(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A.X的常见化合价有、 B.原子半径大小为
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
5.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
A.A
B.B
C.C
D.D
6.(2023·全国乙卷)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为:2Na++S8+2e-→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
7.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
二、非选择题:本题共5小题,共73分。
8.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
9.(2023·全国乙卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
10.(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知 , 。
(2)已知下列热化学方程式:
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时 (用表示)。在时,,则 , (列出计算式)。
11.(2023·全国乙卷)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
12.(2023·全国乙卷)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件己简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D的化学名称为 。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为 。
(5)H的结构简式为 。
(6)由I生成J的反应类型是 。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.使用明矾对水进行净化过程中,明矾发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来从而达到净水目的,因此没有涉及到氧化还原反应,A错误;
B.雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,属于物理变化,B项错误;
C.暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠溶液等物质,这些物质遇到空气后形成原电池,将化学能转化为电能,同时放出热量,铁元素化合价发生改变,属于氧化还原反应,C项正确;
D.荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,属于物理现象,D项错误;
故答案为:C。
【分析】判断该过程是否为氧化还原反应的依据:判断反应前后是否有化合价的升降,若有化合价的改变,则为氧化还原反应,反之则不是。
2.【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;取代反应
【解析】【解答】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应,属于取代反应,A项正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.产物为乙酸异丙酯,其中两个甲基上的碳原子不可能与其他原子共平面,C项错误;、
D.酯的命名原则的某酸某(醇)酯,乙酸和异丙醇发生酯化反应,所以该酯的名称为:乙酸异丙酯;
故答案为:C。
【分析】难点分析:C.判断原子共面问题时,以甲烷、乙烯、苯、乙炔等空间构型为基础,利用单键的旋转,进行判断原子是否共面即可。
3.【答案】D
【知识点】常用仪器及其使用;分液和萃取;常见气体的检验
【解析】【解答】A.碳酸钠比较稳定,受热不分解,无法制备二氧化碳,A项错误;
B.乙醇为良好溶剂,乙醇和乙酸互溶,无法利用分液进行分离,B项错误;
C.二氧化硫可以使品红褪色,可以证明其漂白性,无法证明酸性,C项错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气筒,测量时要恢复到室温,量气筒和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故答案为:D。
【分析】易错分析:A.应该选择碳酸氢钠受热分解,可以制备二氧化碳;
B.分液操作是分离互不相容的两种液体;
C.检验二氧化硫酸性应该选择酸碱指示剂,不能用品红;
D.该装置利用排水法测量气体体积。
4.【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,A正确;
B.W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为:Y>W>X,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,水合物为Mg(OH)2,不具有两性,C错误;
D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误;
故答案为:A。
【分析】根据题目信息可知,W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,据此解答即可。
5.【答案】D
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;铁盐和亚铁盐的相互转变;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】A.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀,硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;
B.硫化钠中S为-2价,具有还原性,可以被氧气氧化为相邻价态的单质S,化学方程式为: 2 Na2S + O2+ 2 H2O = 4 NaOH + 2 S↓,B错误
C.溴水的主要成分是溴和水,发生反应为:Br2+H2O=HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以溴水放置太久会变质,C错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:CuSO4·5H2O= CuSO4+5H2O,方程式正确,D正确;
故答案为:D。
【分析】易错分析:B.含硫化合物之间的相互转化,一般反应生成相邻价态的含硫物质;如-2价硫一般氧化得到单质S。
6.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电极,A错误;
B.放电时,为原电池,负极失电子,即为Na电极,正极得电子,即为单质S,所以电子由a流向b,B项正确;
C.根据题目给出硫电极发生的反应,S8最终变成Na2Sx,电极反应为:,C项正确;
D. 面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸 ,碳纤维具有导电性,可以增强电极导电能力,D项正确;
故答案为:A。
【分析】解答新型化学电源的步骤:(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
7.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.根据计算可知,在直线上面的点,浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,不会生成沉淀,A错误;
B.根据溶度积表达式可知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl),代入数据计算可知,二者的溶度积不相等,B项错误;
C.该反应的平衡常数表达式为K=,分子分母同时乘以c2(Ag+),可得K=,C项正确;
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,所以,先出现AgCl沉淀;D项错误;
故答案为:C。
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此解答即可。
8.【答案】(1)通入一定的O2;装置气密性;b、a
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;
(3)A;C;碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2,冷却装置
(5)C4H6O4
【知识点】物质检验实验方案的设计;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)实验前,先通入氧气,赶尽装置内水蒸气和二氧化碳等杂质气体,然后检查装置气密性,然后进行实验,先点燃b处酒精灯,然后再点燃a处酒精灯,确保所以还原性气体被氧化铜还原。
(2)氧气目的是做氧化剂,使有机物充分被氧化为二氧化碳或者水蒸气,但是可能存在不充分氧化,生成CO和H2,进一步被氧化铜还原,如;
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定
(4)反应结束后继续通入氧气,使装置内的二氧化碳和水蒸气被充分吸收;
(5)无水氯化钙用来吸收生成水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)=,d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)=,有机物中O元素的物质的量为0.0128g,其物质的量n(O)=,该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2,最简式为:C2H3O2,又根据相对分子质量为118可知,分子式为:C4H6O4,
【分析】如图装置是一李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置CuO,用于氧化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。
9.【答案】(1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;粉碎菱锰矿
(2)将Fe2+氧化为Fe3+;Fe3+可以催化H2O2分解
(3)2.8×10-9;Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5)Mn2++2H2O H2↑+MnO2↓+2H+;加入Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO2 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)加入硫酸后可以与碳酸锰反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;为提高溶矿速率,可以将菱锰矿粉碎,增大接触面积;
(2) MnO2具有氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,由于H2O2不稳定且Fe3+可以催化H2O2分解,所以不能用H2O2 进行氧化;
(3反应器中溶液pH=4,此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1, 此时c(Fe3+)=,用石灰乳调节至pH≈7,溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1,c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1,c(Al3+)小于1.0×10-5,Al3+沉淀完全;
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,溶液中发生的离子反应为:BaS+Ni2++SO42-=BaSO4↓+NiS↓,
(5)电解池溶液中阴极为Mn2+放电,阳极为H2O放电,电解总反应为:Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+,电解过程中锰离子和水不断被消耗,为保持电解液成分稳定,需要补充 Mn(OH)2;
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为:2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
【分析】浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物是怎样除去的等。
10.【答案】(1)4;1
(2)(a+c-2b)
(3)3;2.25;增大
(4);46.26;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由图中信息可知,当失重比为19.4%时;变成,失去的为水的质量,可得,解的x=4,同理,当失重比为38.8%时,经过计算可得y=1;
(2)根据盖斯定律可知,①+③-②x2可得目标方程式,则
(3)通过图像可知,在温度为660K时,即为a点,=1.5KPa;由于SO3:SO2=1:1,=1.5KPa;
那么总压强为:3KPa;该反应压强平衡常数为:,由图中信息可知随着温度增大儿增大,所以Kp也增大;
(4)由于仅发生反应(Ⅰ)时=,当有反应(II)时,则有,整理可得
,在929K时,P总=84.6kPa,=35.7kPa,又有,联立解的,代入数据可得,=46.26kPa,,那么
【分析】解题技巧分析:平衡图像解题技巧:对应化学反应速率图像和化学平衡图像,应该注意下列几点:1、横轴坐标和纵坐标含义;2、曲线斜率或者趋势;3、曲线上特殊点,如起点、终点、交点和拐点等;4、根据需要运用辅助线,如等温线、等压线等。
11.【答案】(1);O>Si>Fe>Mg;+2
(2)钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而 为分子晶体;随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是: 、 、 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大;正四面体;
(3)3;;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)根据铁原子电子排布式可知,其价电子排布为3d64s2,元素电负性为:O>Si>Fe>Mg,根据化合物化合价代数和为0,可得铁的化合价为+2价;
(2),氯化钠为离子晶体,而四氯化硅为分子晶体,所以其沸点要高;三者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;SiCl4共价键为4,没有孤电子,采用sp3杂化,为四面体结构;
(3)由图可知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个数为:,B在正六棱柱体内共6个,所以化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为
【分析】思路分析:(2)一般来说,熔沸点大小关系为:共价晶体>离子晶体>分子晶体,可以通过沸点判断分子晶体类型,一般来说,分子晶体熔沸点都很低
(3)观察晶胞中原子的位置,利用均摊法计算原子个数,进而得到物质化学式。
12.【答案】(1)醚键和羟基
(2)
(3)苯乙酸
(4)
(5)
(6)还原反应
(7)13;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1)根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基;
(2)有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构为:;
(3)根据分析,有机物D的结构为,名称为苯乙酸;
(4) F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1, 有两种氢原子,其结构为:;
(5)有机物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构为:,
(6)该反应作用在有机物I的酯基上得到醇,得氢过程,因此该反应为还原反应;
(7)能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,同时含有苯环,分两种情况讨论,当苯环上只有2个取代基,即-CH2CHO和-OH,邻间对3中情况,当苯环上有三个取代基时,即-OH、-CH3和-CHO,3个取代基一共可以有10种,所以,一共有13中情况;其中满足 核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 :
【分析】1.解题思路 :原题→审题、综合分析,隐含条件明显条件→找出解题突破口 (结构、反应、性质、现象特征), 顺推可逆推→ 结论←检验 。 2.解题关键: ⑴根据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵根据有机物之间的相互衍变系寻找突破口。 ⑶根据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷根据某些特定量的变化寻找突破口。
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