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【高考真题】2023年浙江省高考真题化学试题(6月)
一、单选题
1.(2023·浙江)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A.石墨烯 B.不锈钢
C.石英光导纤维 D.聚酯纤维
【答案】D
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A、石墨烯的主要成分是碳单质,不属于有机物,A不符合题意。
B、不锈钢的主要成分为铁碳合金,不属于有机物,B不符合题意。
C、石英光导纤维的主要成分为SiO2,不属于有机物,C不符合题意。
D、聚酯纤维的主要成分为有机物,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、石墨烯的主要成分是碳单质。
B、不锈钢的主要成分是铁碳合金。
C、石英光导纤维的主要成分是SiO2。
D、聚酯纤维的主要成分是有机物。
2.(2023·浙江)下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.的价层电子对互斥模型:
C.的电子式:
D.的名称:3 甲基戊烷
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;有机化合物的命名;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、硫原子的半径大于氢原子的半径,因此H2S分子的球棍模型为,A不符合题意。
B、AlCl3的中心原子的价层电子对数为,所以AlCl3的价层电子对互斥模型为三角锥形,B不符合题意。
C、KI是由K+和I-构成的,其电子式为,C不符合题意。
D、CH3CH(CH2CH3)2的最长碳链含有5个碳原子,为戊烷;且第三个碳原子上含有一个甲基,因此该有机物的名称为3-甲基戊烷,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、硫原子的半径大于氢原子。
B、计算中心原子的价层电子对数,从而确定其价层电子对互斥模型。
C、KI为离子化合物,由K+和I-构成。
D、根据系统命名法对该有机物进行命名。
3.(2023·浙江)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A、FeCl3属于化合物,其水溶液具有导电性,因此FeCl3属于电解质,由于FeCl3在水中能完全电离,因此属于强电解质,A符合题意。
B、Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+,因此可用FeCl3腐蚀铜板,B不符合题意。
C、Fe与Cl2点燃条件下发生反应2Fe+3Cl22FeCl3,因此FeCl3可由Fe和Cl2反应得到,C不符合题意。
D、往沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,继续加热至红褐色,可得到Fe(OH)3胶体,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、FeCl3属于电解质。
B、Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+。
C、Cl2具有氧化性,可可变价态金属反应时生成最高价金属氯化物。
D、将饱和FeCl3溶液滴加入沸水中可制得Fe(OH)3胶体。
4.(2023·浙江)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;钠的氧化物
【解析】【解答】A、铝用于制作门窗框架,是利用铝的硬度大、密度小、抗腐蚀性能强等优点,与其强还原性无关,A符合题意。
B、CaO能与H2O发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2,因此可用作干燥剂,B不符合题意。
C、维生素C具有还原性,因此可用作食品的抗氧化剂,C不符合题意。
D、Na2O2能与CO2发生反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,因此可做潜水艇的供氧剂,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、铝制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀性能强等优点。
B、CaO能与水反应,可用作干燥剂。
C、维生素C具有还原性,可用作抗氧化剂。
D、Na2O2可做潜水艇中的供氧剂。
5.(2023·浙江)下列说法正确的是
A.图①装置可用于制取并收集氨气
B.图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡
C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大
D.图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移
【答案】C
【知识点】氨的实验室制法;配制一定物质的量浓度的溶液;酸(碱)式滴定管的使用;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、图1装置中NH4Cl受热分解为NH3和HCl,试管口NH3和HCl又会化合生成NH4Cl,因此不能用NH4Cl分解制NH3,A不符合题意。
B、KMnO4溶液具有氧化性,能将塑胶氧化,因此KMnO4需用酸式滴定管盛装,B不符合题意。
C、定容俯视时,所得溶液的体积偏小,因此最终所得溶液的物质的量浓度偏大,C符合题意。
D、该原电池的总反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,因此Zn电极为负极,Cu电极为正极,在原电池中,阳离子移向正极,所以装置中盐桥中阳离子移向CuSO4溶液中,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、NH4Cl受热分解为NH3和HCl,NH3和HCl又会化合成NH4Cl。
B、KMnO4溶液具有氧化性,能将塑胶氧化,因此KMnO4溶液需用酸式滴定管盛装。
C、定容时俯视刻度线,则所得溶液的体积偏小。
D、原电池中,阳离子移向正极。
6.(2023·浙江)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有键断裂,则转移电子
C.②→③过程若药剂B是,其还原产物为
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中键位置来实现头发的定型
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、加入药剂A后,所得产物中增加了氢原子,因此该过程中发生了还原反应,所以药剂A为还原剂,具有还原性,A不符合题意。
B、①→②过程中硫元素由-1价变为-2价,得到一个电子,因此当有2molS-S键断裂时,转移4mol电子,B不符合题意。
C、②→③过程中所得产物失去了氢原子,发生氧化反应,则H2O2发生还原反应,所得产物为H2O,C符合题意。
D、由图可知,化学烫发过程蛋白质中的S-S键位置发生了改变,从而起到定型作用,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、加入药剂A后,增加了氢原子,发生还原反应。
B、①→②的过程中,S-S键断裂,硫元素由-1价变为-1价,据此计算其转移电子数。
C、H2O2转化为O2的过程中发生氧化反应,所得O2为氧化产物。
D、由图可知,烫发过程中S-S键的位置发生变化。
7.(2023·浙江)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.4gC2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2LCl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
【答案】A
【知识点】气体摩尔体积;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、4.4gC2H4O的物质的量,当其为环氧乙烷时,共有7个σ键,因此所含σ键数目最多为0.7NA,A符合题意。
B、1.7gH2O2的物质的量,一个H2O2分子中含有2个氧原子,因此其所含的氧原子数为0.05mol×2×NA=0.1NA,B不符合题意。
C、CH3COOH是弱电解质,在水中部分电离,因此该溶液中所含n(CH3COO-)<0.1mol,当通入NH3至溶液显中性时,溶液中n(NH4+)=n(CH3COO-)<0.1NA,C不符合题意。
D、标准状态下,11.2LCl2的物质的量,Cl2与H2O的反应为可逆反应,因此0.5molCl2无法完全反应,所以溶液中Cl-的数目小于0.5NA,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、根据公式计算其物质的量,再结合C2H4O的结构,确定其所含的σ个数。
B、根据公式计算n(H2O2),一个H2O2分子中含有2个氧原子。
C、中性溶液中n(CH3COO-)=n(NH4+),结合CH3COOH的弱电离分析。
D、Cl2与H2O的反应为可逆反应。
8.(2023·浙江)下列说法不正确的是
A.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构
B.利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
【答案】C
【知识点】有机物的鉴别;苯酚的性质及用途;乙酸的化学性质;盐析;醛的化学性质;晶体的定义
【解析】【解答】A、通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构,A不符合题意。
B、利用盐析可降低蛋白质的溶解度,使其结晶析出,从而从溶液中分离,B不符合题意。
C、苯酚和甲醛反应生成酚醛树脂的反应为缩聚反应,C符合题意。
D、新制Cu(OH)2悬浊液与苯不反应,混合后分层;与乙醛加热时产生砖红色沉淀;与醋酸混合式Cu(OH)2溶解,产生蓝色溶液。三者的现象不同,可鉴别,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、X射线衍射法克测定晶体的结构。
B、盐析的方法可降低蛋白质的溶解度,使其结晶析出。
C、苯酚与甲醛的反应为缩聚反应。
D、根据苯、乙醛和醋酸与新制Cu(OH)2悬浊液反应的不同现象分析。
9.(2023·浙江)下列反应的离子方程式正确的是
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:
C.铜与稀硝酸:
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:
【答案】B
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的化学性质;硝酸的化学性质;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、由于还原性I->Fe2+,因此等量的Cl2与FeI2反应,只发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,A不符合题意。
B、由于酸性H2CO3>HClO>HCO3-,根据强酸制弱酸的原理可得,该反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,B符合题意。
C、Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,该反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,C不符合题意。
D、S2-具有还原性,SO2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应,生成单质S,过量的SO2反应生成HSO3-,因此该反应的离子方程式为5SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4HSO3-,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、I-的还原性强于Fe2+,Cl2优先与I-反应。
B、酸性H2CO3>HClO>HCO3-,根据强酸制弱酸原理书写反应的离子方程式。
C、Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O。
D、SO2能与S2-反应生成S单质。
10.(2023·浙江)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯分子中最多7个原子共平面
B.X的结构简式为
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
【答案】B
【知识点】烯烃;卤代烃简介;消去反应;聚合反应
【解析】【解答】A、丙烯的结构简式为CH2=CH-CH3,其中与C=C相连的原子都在同一个平面内,-CH3为四面体结构,因此丙烯分子中共平面的原子最多有7个,A不符合题意。
B、CH3-CH=CH2与Br2在光照条件下,发生-CH3上的取代反应,因此所得X的结构简式为BrCH2-CH=CH2,B符合题意。
C、Y是由CH3-CH=CH2与Br2发生加成反应得到的,所以Y的结构简式为CH3CH(Br)CH2Br,Y与NaOH醇溶液发生消去反应,所得产物的结构简式为CH3-C≡CH,C不符合题意。
D、聚合物Z的结构简式为,因此其链节为,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、与双键碳原子直接相连的原子都在同一个平面内,烷烃基为四面体结构。
B、光照条件下发生烷烃基的取代反应。
C、Y为1,2-二溴丙烷,可发生两次消去反应。
D、根据Z的结构简式确定其链节。
11.(2023·浙江)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【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;极性分子和非极性分子;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、同一周期元素,核电荷数越大,第一电离能越大,由于N的2p轨道为半充满状态,结构稳定,因此其第一电离能较大,所以第一电离能:Z>Y>X,A符合题意。
B、同一周期元素,核电荷数越大,电负性越强,非金属元素的电负性一般强于金属元素,所以四种元素的电负性:Z>Y>X>W,B不符合题意。
C、Z、W形成的简单离子分别为F-、Na+,其核外电子排布式相同,核电荷数越大, 离子半径越小,因此离子半径W<Z,C不符合题意。
D、W2X2的化学式为Na2C2,其与水反应的化学方程式为Na2C2+2H2O=2NaOH+C2H2↑,其产物C2H2的结构简式为HC≡CH,属于非极性分子,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】X、Y、Z同一周期,W在同周期中原子半径最大,因此W为Na。X、Y、Z在第二周期,且X的基态原子核外有2个未成对电子,因此X的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,所以X为C或O。由于X、Y、Z位于同一周期,且原子序数依次增大,因此X为C。只有Y与X相邻,所以Y为N、Z为F。
12.(2023·浙江)苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A.操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体
【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、操作Ⅰ中为防止苯甲酸未完全溶解,可根据苯甲酸的溶解度估算需要水的量,A不符合题意。
B、操作Ⅱ中趁热过滤式为了防止温度降低,苯甲酸结晶析出,同时过滤出粗苯甲酸中的泥沙,NaCl的量很少,过程中无法结晶析出,B符合题意。
C、操作Ⅲ中缓慢冷却结晶,降低结晶速率,可减少杂质的包裹,C不符合题意。
D、操作Ⅳ中用冷水洗涤晶体,可减少苯甲酸的溶解,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸。
13.(2023·浙江)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为:
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知,电极A为阳极,因此电极A应与电源的正极相连,发生失电子的氧化反应,A不符合题意。
B、由分析可知,电极B的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,B符合题意。
C、电极B周围产生OH-,要在右室得到较高浓度的NaOH溶液,则应使左室的Na+通过离子交换膜进入右室,因此应选用阳离子交换膜,C不符合题意。
D、改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,从而减少能耗,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电极A上Cl-发生失电子对应反应,生成Cl2,因此电极A为阳极,其电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。电极B上O2发生得电子的还原反应,为阴极,其电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
14.(2023·浙江)一定条件下,苯基丙炔()可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是
A.反应焓变:反应I>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应I<反应Ⅱ
C.增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
【答案】C
【知识点】反应热和焓变;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、反应Ⅰ、反应Ⅱ都是放热反应,且反应Ⅲ也是放热反应,因为反应Ⅱ放出的热量更多,所以反应Ⅱ的焓变更小,因此反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ,A不符合题意。
B、由图可知,反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ,因此反应所需的活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ,B不符合题意。
C、增加c(HCl),平衡正向移动,产物Ⅰ和产物Ⅱ的物质的量增加,但比例减小,C符合题意。
D、由图可知,在相对较短的反应时间内,产物Ⅰ的占比较大,因此及时分离可促使反应Ⅰ正向移动,或高高产率的产物Ⅰ,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、根据反应过程中放出热量的多少比较焓变的大小,反应过程中放出的热量越多,其焓变越小。
B、反应速率越快,反应所需的活化能越低。
C、增加c(HCl),平衡正向移动,产物Ⅰ和产物Ⅱ的物质的量增加,但比例不一定增加。
D、由图可知,在较短时间内,产物Ⅰ的占比较大。
15.(2023·浙江)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
【答案】D
【知识点】盐类水解的原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较;指示剂;电离平衡常数
【解析】【解答】A、实验Ⅰ中滴定终点溶液的溶质为Na2C2O4,由于C2O42-的水解,使得溶液显碱性,因此不可用甲基橙作指示剂,应用无色酚酞做指示剂,A不符合题意。
B、实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时,反应后所得溶液中的溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,溶液中C2O42-的水解平衡常数,而HC2O4-的电离常数为5.4×10-5,所以HC2O4-的电离常数大于C2O42-的水解常数,因此溶液中c(C2O42-)>c(HC2O4-),B不符合题意。
C、实验Ⅱ中NaHC2O4过量,因此发生反应:2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4,该反应的平衡常数,反应的平衡常数>105,说明反应完全进行,因此不会发生反应“HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H+”,C不符合题意。
D、混合后溶液中,此时溶液中,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、滴定终点为Na2C2O4溶液,溶液先碱性。
B、实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时,所得溶液的溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,根据电离常数计算比较C2O42-的水解程度和HC2O4-的电离程度的大小,从而判断二者的浓度大小。
C、滴加过程中NaHC2O4过量,则发生反应2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4。
D、根据溶液中c(Ca2+),结合CaC2O4的溶度积计算溶液中c(C2O42-)。
16.(2023·浙江)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往碘的溶液中加入等体积浓溶液,振荡 分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色 碘在浓溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
C 向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液 先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀 转化为,溶解度小于溶解度
D 取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉溶液 前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】化学反应的可逆性;测定溶液pH的方法;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、往I2的CCl4溶液中加入等体积的KI溶液,振荡后下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈现棕黄色,说明I2由CCl4中转移到KI溶液中,因此I2在浓KI溶液中溶解能力大于在CCl4中的溶解度,A符合题意。
B、NaClO溶液具有氧化性,能将变色后的pH试纸氧化褪色,因此不能用pH试纸测NaClO溶液的pH值,B不符合题意。
C、滴加4滴0.1mol·L-1的KCl溶液,反应后AgNO3剩余,再滴加4滴0.1mol·L-1的KI溶液,KI直接与AgNO3反应,产生AgI沉淀,不存在AgCl沉淀转化为AgI沉淀,因此无法比较二者溶解度的大小,C不符合题意。
D、滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝色,说明由I2生成,氯水中的HClO具有氧化性,都能将I-氧化成I2,因此不能说明氯水中含有Cl2,所以无法说明Cl2与H2O的反应存在限度,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、CCl4的密度比水大,在下层。
B、NaClO具有氧化性,能使变色的pH试纸褪色。
C、AgNO3过量,则加入KI后,直接与AgNO3反应,不存在沉淀的转化。
D、要证明Cl2与H2O的反应为可逆反应,则需证明溶液中含有Cl2。
二、结构与性质
17.(2023·浙江)氮的化合物种类繁多,应用广泛。
请回答:
(1)基态N原子的价层电子排布式是 。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.最简单的氮烯分子式:
D.氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为 。
③给出的能力: (填“>”或“<”),理由是 。
(3)某含氮化合物晶胞如图,其化学式为 ,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为 。
【答案】(1)2s22p3
(2)A;NnHn+2 2m(,m为正整数);<;形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂
(3)CaCN2;6
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】 (1)N的原子序数为7,其核外电子排布式为1s22s22p3,所以其价层电子排布式为2s22p3。
(2)①A、能量最低的激发态N原子,其发生跃迁的电子为2p轨道上的一个电子,因此其电子排布式为1s22s22p23s1,A符合题意。
B、由于金属性Ca>Mg,所以化学键中离子键成分的百分数Ca3N2>Mg3N2,B不符合题意。
C、氮原子的最外层电子数为5,其中含有一个孤电子对和三个孤电子,当其形成氮烯时,两个氮原子形成氮氮双键,剩余一个孤电子与氢原子形成氮氢单键,因此最简单的氮烯的分子式为N2H2,B不符合题意。
D、氮烷中存在3个σ键和一对孤电子对,因此氮原子采用sp3杂化,D不符合题意。
故答案为:A
②一个氮原子形成的氮烷为NH3,两个氮原子形成的氮烷为N2H4,三个氮原子形成的氮烷为N3H5,四个氮原子形成的氮烷为N4H6,因此n个氮原子形成的氮烷的分子是为NnHn+2。存在一个氮氮双键时,减少2个氢原子;则当存在m个氮氮双键时,减少2m个氢原子。所以当氮氮双键的个数为m时,其分子式的通式为NnHn+2-2m。
③[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu对电子的吸引力,使得电子云偏向铜原子,导致N-H键的极性变强,因此更容易断裂,所以NH3结合H+的能力小于[CuNH3]2+。
(3)Ca2+位于晶胞的顶点和内部,因此晶胞中所含Ca2+的个数为;CN22-位于晶胞的棱心和内部,因此CN22-的个数为。所以该晶体的化学式为CaCN2。
根据六方最密堆积如图,以上面的面心分析下面红色的有3个,同理上面也应该有3个。本体中分析得到,以这个CN22-进行分析,其俯视图如下。因此距离最近的Ca2+的个数为6,所以每个阴离子的配位数为6。
【分析】(1)根据N的核外电子排布式确定其价层电子排布式。
(2)①A、能量最低的激发态N原子其发生跃迁的电子为2p轨道上的电子。
B、金属性越强,则离子键成分的百分数越大。
C、氮原子的最外层电子数为5,可形成三个共价键。
D、氮烷中氮原子形成三个共价键,同时存在一个孤电子对。
②根据氮烷的分子式,以及含双键对氢原子个数的影响确定分子式的通式。
③结合电子云的偏移对化学键极性的影响分析。
(3)根据晶胞结构进行分析。
三、工业流程题
18.(2023·浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的可以按如下流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的可以在炉内添加通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
【答案】(1)
(2)BCD;硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3)取化合物A加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A中含有S元素; +2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验
【解析】【解答】(1)SO2与CaCO3反应生成CaSO3和CO2,CaSO3进一步与空气中的O2反应生成CaSO4,该反应的化学方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。
(2)由分析可知,A的结构简式为。
A、硫的电负性大于C、H,因此在有机硫中硫元素显负价,A不符合题意。
B、化合物A的结构简式为,分子结构中含有羟基氢原子,可解离出H+,因此化合物A具有酸性,B符合题意。
C、化合物A可有酸(H2SO4)脱去-OH,醇(CH3OH)脱去氢原子反应得到,因此化合物A是一种无机酸酯,C符合题意。
D、工业上可用浓硫酸吸收SO3,用于生产发烟硫酸,D符合题意。
故答案为:BCD
②化合物A中只有一个-OH可形成分子间氢键,而H2SO4中含有两个-OH可形成分子间氢键。H2SO4可形成氢键的个数多于化合物A,因此H2SO4的沸点高于化合物A。
(3)化合物A是一种无机酸酯,在碱性条件下可发生水解反应,生成CH3OH、Na2SO4和H2O,Na2SO4能与BaCl2反应产生白色沉淀。因此可通过证明水解产物中含有SO42-来证明化合物A中含有硫元素。其实验过程为:取少量化合物A加入足量的NaOH溶液,充分反应后加入足量的稀盐酸酸化,无明显现象;再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。过程中发生反应的化学方程式为: +2NaOH→CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
【分析】(1)SO2与CaCO3反应生成CaSO3和CO2,CaSO3能进一步被空气中的O2氧化成CaSO4。
(2)①根据SO3与H2O发生的反应可知,SO3与CH3OH反应生成A的结构简式为。据此结合选项进行分析。
②硫酸分子可形成更多的分子间氢键,使得沸点更高。
(3)证明化合物A中含有硫元素,则可将化合物A在碱性条件下水解,通过检验SO42-的存在证明硫元素的存在。
四、原理综合题
19.(2023·浙江)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1) 。
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数 。
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是____。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是 。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是 。
【答案】(1)6
(2)2;CO+3H2 CH4+H2O
(3)A;C
(4)AC;
(5)温度过高时,不利于反应物分子在催化剂表面的吸附,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小;温度过高还会导致催化剂的活性降低,从而使化学反应速率减小
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,目标反应的反应热ΔH2=ΔH-ΔH1=-41.2kJ·mol-1-(-47.2kJ·mol-1)=6kJ·mol-1,所以ΔH2=6 kJ·mol-1。
(2)①令体系中n(H2O)=12mol,则n(CO)=5mol,反应达到平衡时,生成n(CO2)=xmol,则可得平衡三段式如下:
反应达到平衡状态时,p(CO2)=0.40MPa,所以,解得x=4mol。
所以平衡时n(CO)=1mol、n(H2O)=8mol、n(CO2)=n(H2)=4mol,设反应容器的容积为V,则可得该条件下反应的平衡常数。
②条件2下H2的分压减小,CH4的分压增大,说明有部分H2发生副反应生成为CH4,而由于副反应中没有CO2参与反应,因此碳元素应来自于CO,所以该副反应的化学方程式为:CO+3H2=CH4+H2O。
(3)A、由于CO、H2都能与O2反应,因此通入反应器的原料气中应避免混入O2,防止CO、H2与O2反应,造成原料的利用率降低,A符合题意。
B、反应过程中气体分子数保持不变,因此保持恒定水碳比,增加体系的压强,平衡不移动,因此H2平衡产率不变,B不符合题意。
C、通入过量的水蒸气,则反应“Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)”正向移动,使更多的Fe3O4转化为Fe2O3,防止Fe3O4被还原为Fe,C符合题意。
D、通入惰性气体,总压强增大,但由于反应容器的容积不变,反应物、生成物的浓度不变,因此反应速率不变,D不符合题意。
故答案为:CD
(4)①由图像可知,b-c段温度降低,CO的平衡转化率降低,说明温度降低,平衡逆向移动。
A、按原水碳比通入冷的原料气,温度降低,平衡逆向移动,CO的转化率降低,A符合题意。
B、喷入冷水(蒸汽),此时温度降低,但由于c(H2O)增大,平衡正向移动,CO的转化率会增大,B不符合题意。
C、通过热交换器换热,可使温度降低,平衡逆向移动,CO转化率降低,C符合题意。
故答案为:AC
②若采用喷入冷水蒸汽的方式降温,则反应速率减小,由于c(H2O)增大,平衡正向移动,CO的转化率会增大。因此可得图像如图。
(5)温度过高时,不利于反应物分子在催化剂表面的吸附,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小;温度过高还会导致催化剂的活性降低,从而使化学反应速率减小。
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
(2)①令参与反应的n(H2O)=12mol,则n(CO)=5mol。设反应生成n(CO2)=xmol,根据平衡时CO2的压强计算反应生成的n(CO2),从而得出平衡时各物质的物质的量,结合平衡常数的表达式进行计算。
②条件2下H2的平衡分压降低,说明H2发生副反应,转化为CH4,据此书写反应的化学方程式。
(3)A、CO、H2都能与O2反应。
B、反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动。
C、增大水蒸气的浓度,可促进Fe3O4转化为Fe2O3。
D、通入惰性气体增大压强,体系的浓度不变,反应速率不变。
(4)①结合温度对反应速率和平衡移动的影响分析。
②水蒸气的浓度增大,平衡正向移动,CO的转化率增大,据此作图。
(5)结合温度对催化剂活性、反应速率的影响分析。
五、工业流程题
20.(2023·浙江)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。
已知:①铝土矿主要成分为,含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。
②的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度
当盐基度为0.60~0.85时,絮凝效果较好。
请回答:
(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是 。
(2)下列说法不正确的是____。
A.步骤I,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B.步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质
C.步骤Ⅲ,为减少吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D.步骤Ⅳ中控制和的投料比可控制产品盐基度
(3)步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热,仪器A的名称是 ;步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是 。
(4)测定产品的盐基度。
的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取溶液于锥形瓶中,调,滴加指示剂溶液。在不断摇动下,用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀),30秒内不褪色。平行测试3次,平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。
①产品的盐基度为 。
②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果,原因是 。
【答案】(1)NaAlO2
(2)C
(3)蒸发皿;酒精灯直接加热受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀
(4)0.7;pH过低,指示剂会与氢离子反应生成重铬酸跟,会氧化氯离子,导致消耗的硝酸银偏少,而pH过高,氢氧根会与银离子反应,导致消耗的硝酸银偏多
【知识点】镁、铝的重要化合物;物质的分离与提纯;复杂化学式的确定
【解析】【解答】(1)步骤Ⅰ中加入NaOH溶液后,铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液发生反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,过滤后所得溶液中的主要溶质为NaAlO2。
(2)A、步骤Ⅰ中反应温度为140~230℃,温度较高,因此反应需在密闭耐高压的容器中进行,A不符合题意。
B、步骤Ⅱ中过量的CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,滤液浓度较大时可防止NaHCO3结晶析出,B不符合题意。
C、步骤Ⅲ中洗涤沉淀时,不能用玻璃棒搅拌,否则会使滤纸破损,C符合题意。
D、步骤Ⅳ中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品中OH-和Cl-的量,即控制a、b的值,从而控制产品的盐基度,D不符合题意。
故答案为:C
(3)仪器A的名称为蒸发皿。步骤Ⅴ中从聚合氯化铝溶液中获得聚合氯化铝固体时,采用水浴加热可使溶液受热均匀;若直接用酒精灯加热,则受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀。
(4)①滴定过程中消耗n(Ag+)=22.50×10-3L×0.1mol·L-1=2.25×10-3mol。由反应的离子方程式Ag++Cl-=AgCl↓可得,25.00mL溶液中n(Cl-)= 2.25×10-3mol,所以溶液中,由于溶液中c(Al3+)=0.1mol·L-1,由溶液的电中性可得,溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1×3-0.09mol·L-1=0.21mol·L-1。所以聚合氯化铝固体中,所以盐基度为。
②若溶液的pH过低,则溶液中c(H+)过大,易发生反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,反应生成的Cr2O72-具有强氧化性,能将溶液中的Cl-氧化成Cl2,使得参与反应的n(AgNO3)减小,测得n(Cl-)偏小。若pH值过高,则OH-与Ag+反应,使得参与反应n(AgNO3)增大,测得n(Cl-)偏大。
【分析】铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3和SiO2,加入NaOH溶液后,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO;SiO2与NaOH溶液反应生成难溶性铝硅酸盐;Fe2O3与NaOH溶液不反应,因此过滤后所得滤液中的溶质为NaAlO2和NaOH。往滤液中通入CO2,NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3。Al(OH)3沉淀分两份,一份与稀盐酸反应生成AlCl3,所得AlCl3溶液与另一份Al(OH)3沉淀反应生成聚合氯化铝溶液,对溶液进行加热结晶,得到聚合氯化铝固体。
六、有机推断题
21.(2023·浙江)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:
请回答:
(1)化合物B的含氧官能团名称是 。
(2)下列说法不正确的是____。
A.化合物A能与发生显色反应
B.A→B的转变也可用在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C→D的反应中,作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是 。
(4)写出E→F的化学方程式 。
(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺( )。利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线 (用流程图表示,无机试剂任选)
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基( )。
【答案】(1)羟基、醛基
(2)B;C
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4) +2H2 +H2O
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1)化合物B的结构简式为,其中所含的含氧官能团为羟基、醛基。
(2)A、化合物A中含有酚羟基,因此能与FeCl3发生显色反应,A不符合题意。
B、苯环上的-CH3能被酸性KMnO4溶液氧化成-COOH,同时酚羟基也能被酸性KMnO4溶液氧化,因此A→B不能用酸性KMnO4溶液,B符合题意。
C、在B+C→D的反应中B与C反应生成D的同时生成HCl,K2CO3与HCl反应,促进B与C的反应,因此K2CO3不是作为反应的催化剂,C符合题意。
D、伊托必利结构中含有酰胺基,因此在酸性、碱性条件下都能发生水解反应,D不符合题意。
故答案为:BC
(3)由分析可知,化合物C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2。
(4)由分析可知,E的结构简式为,F的结构简式为。因此E→F的化学方程式为:。
(5)可由和反应生成。而可由与H2反应生成;可由与SOCl2反应生成。因此该合成路线图如下:
。
(6)分子中共有4种不同化学环境的氢原子,则结构具有对称性。满足条件的同分异构的结构简式如下: 。
【分析】B与C反应生成D,结合B、D的结构简式可知C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2。与F反应生成,因此F的结构简式为。D与H2NOH反应生成E,E与H2反应生成F,因此E的结构简式为。
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【高考真题】2023年浙江省高考真题化学试题(6月)
一、单选题
1.(2023·浙江)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A.石墨烯 B.不锈钢
C.石英光导纤维 D.聚酯纤维
2.(2023·浙江)下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.的价层电子对互斥模型:
C.的电子式:
D.的名称:3 甲基戊烷
3.(2023·浙江)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
4.(2023·浙江)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
5.(2023·浙江)下列说法正确的是
A.图①装置可用于制取并收集氨气
B.图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡
C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大
D.图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移
6.(2023·浙江)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有键断裂,则转移电子
C.②→③过程若药剂B是,其还原产物为
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中键位置来实现头发的定型
7.(2023·浙江)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.4gC2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2LCl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
8.(2023·浙江)下列说法不正确的是
A.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构
B.利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
9.(2023·浙江)下列反应的离子方程式正确的是
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:
C.铜与稀硝酸:
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:
10.(2023·浙江)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯分子中最多7个原子共平面
B.X的结构简式为
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
11.(2023·浙江)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
12.(2023·浙江)苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A.操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体
13.(2023·浙江)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.电极B的电极反应式为:
C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的溶液
D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗
14.(2023·浙江)一定条件下,苯基丙炔()可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是
A.反应焓变:反应I>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应I<反应Ⅱ
C.增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
15.(2023·浙江)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验I:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
[已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计],下列说法正确的是
A.实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点
B.实验I中时,存在
C.实验Ⅱ中发生反应
D.实验Ⅱ中时,溶液中
16.(2023·浙江)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往碘的溶液中加入等体积浓溶液,振荡 分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色 碘在浓溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
C 向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液 先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀 转化为,溶解度小于溶解度
D 取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉溶液 前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
A.A B.B C.C D.D
二、结构与性质
17.(2023·浙江)氮的化合物种类繁多,应用广泛。
请回答:
(1)基态N原子的价层电子排布式是 。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.最简单的氮烯分子式:
D.氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为 。
③给出的能力: (填“>”或“<”),理由是 。
(3)某含氮化合物晶胞如图,其化学式为 ,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为 。
三、工业流程题
18.(2023·浙江)工业上煅烧含硫矿物产生的可以按如下流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的可以在炉内添加通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
四、原理综合题
19.(2023·浙江)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1) 。
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数 。
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是____。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是 。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是 。
五、工业流程题
20.(2023·浙江)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。
已知:①铝土矿主要成分为,含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。
②的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度
当盐基度为0.60~0.85时,絮凝效果较好。
请回答:
(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是 。
(2)下列说法不正确的是____。
A.步骤I,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B.步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质
C.步骤Ⅲ,为减少吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D.步骤Ⅳ中控制和的投料比可控制产品盐基度
(3)步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热,仪器A的名称是 ;步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是 。
(4)测定产品的盐基度。
的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取溶液于锥形瓶中,调,滴加指示剂溶液。在不断摇动下,用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀),30秒内不褪色。平行测试3次,平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。
①产品的盐基度为 。
②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果,原因是 。
六、有机推断题
21.(2023·浙江)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:
请回答:
(1)化合物B的含氧官能团名称是 。
(2)下列说法不正确的是____。
A.化合物A能与发生显色反应
B.A→B的转变也可用在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C→D的反应中,作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是 。
(4)写出E→F的化学方程式 。
(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺( )。利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线 (用流程图表示,无机试剂任选)
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基( )。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】A、石墨烯的主要成分是碳单质,不属于有机物,A不符合题意。
B、不锈钢的主要成分为铁碳合金,不属于有机物,B不符合题意。
C、石英光导纤维的主要成分为SiO2,不属于有机物,C不符合题意。
D、聚酯纤维的主要成分为有机物,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、石墨烯的主要成分是碳单质。
B、不锈钢的主要成分是铁碳合金。
C、石英光导纤维的主要成分是SiO2。
D、聚酯纤维的主要成分是有机物。
2.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;有机化合物的命名;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、硫原子的半径大于氢原子的半径,因此H2S分子的球棍模型为,A不符合题意。
B、AlCl3的中心原子的价层电子对数为,所以AlCl3的价层电子对互斥模型为三角锥形,B不符合题意。
C、KI是由K+和I-构成的,其电子式为,C不符合题意。
D、CH3CH(CH2CH3)2的最长碳链含有5个碳原子,为戊烷;且第三个碳原子上含有一个甲基,因此该有机物的名称为3-甲基戊烷,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、硫原子的半径大于氢原子。
B、计算中心原子的价层电子对数,从而确定其价层电子对互斥模型。
C、KI为离子化合物,由K+和I-构成。
D、根据系统命名法对该有机物进行命名。
3.【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A、FeCl3属于化合物,其水溶液具有导电性,因此FeCl3属于电解质,由于FeCl3在水中能完全电离,因此属于强电解质,A符合题意。
B、Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+,因此可用FeCl3腐蚀铜板,B不符合题意。
C、Fe与Cl2点燃条件下发生反应2Fe+3Cl22FeCl3,因此FeCl3可由Fe和Cl2反应得到,C不符合题意。
D、往沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,继续加热至红褐色,可得到Fe(OH)3胶体,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、FeCl3属于电解质。
B、Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+。
C、Cl2具有氧化性,可可变价态金属反应时生成最高价金属氯化物。
D、将饱和FeCl3溶液滴加入沸水中可制得Fe(OH)3胶体。
4.【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;钠的氧化物
【解析】【解答】A、铝用于制作门窗框架,是利用铝的硬度大、密度小、抗腐蚀性能强等优点,与其强还原性无关,A符合题意。
B、CaO能与H2O发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2,因此可用作干燥剂,B不符合题意。
C、维生素C具有还原性,因此可用作食品的抗氧化剂,C不符合题意。
D、Na2O2能与CO2发生反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,因此可做潜水艇的供氧剂,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、铝制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀性能强等优点。
B、CaO能与水反应,可用作干燥剂。
C、维生素C具有还原性,可用作抗氧化剂。
D、Na2O2可做潜水艇中的供氧剂。
5.【答案】C
【知识点】氨的实验室制法;配制一定物质的量浓度的溶液;酸(碱)式滴定管的使用;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、图1装置中NH4Cl受热分解为NH3和HCl,试管口NH3和HCl又会化合生成NH4Cl,因此不能用NH4Cl分解制NH3,A不符合题意。
B、KMnO4溶液具有氧化性,能将塑胶氧化,因此KMnO4需用酸式滴定管盛装,B不符合题意。
C、定容俯视时,所得溶液的体积偏小,因此最终所得溶液的物质的量浓度偏大,C符合题意。
D、该原电池的总反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,因此Zn电极为负极,Cu电极为正极,在原电池中,阳离子移向正极,所以装置中盐桥中阳离子移向CuSO4溶液中,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、NH4Cl受热分解为NH3和HCl,NH3和HCl又会化合成NH4Cl。
B、KMnO4溶液具有氧化性,能将塑胶氧化,因此KMnO4溶液需用酸式滴定管盛装。
C、定容时俯视刻度线,则所得溶液的体积偏小。
D、原电池中,阳离子移向正极。
6.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、加入药剂A后,所得产物中增加了氢原子,因此该过程中发生了还原反应,所以药剂A为还原剂,具有还原性,A不符合题意。
B、①→②过程中硫元素由-1价变为-2价,得到一个电子,因此当有2molS-S键断裂时,转移4mol电子,B不符合题意。
C、②→③过程中所得产物失去了氢原子,发生氧化反应,则H2O2发生还原反应,所得产物为H2O,C符合题意。
D、由图可知,化学烫发过程蛋白质中的S-S键位置发生了改变,从而起到定型作用,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、加入药剂A后,增加了氢原子,发生还原反应。
B、①→②的过程中,S-S键断裂,硫元素由-1价变为-1价,据此计算其转移电子数。
C、H2O2转化为O2的过程中发生氧化反应,所得O2为氧化产物。
D、由图可知,烫发过程中S-S键的位置发生变化。
7.【答案】A
【知识点】气体摩尔体积;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、4.4gC2H4O的物质的量,当其为环氧乙烷时,共有7个σ键,因此所含σ键数目最多为0.7NA,A符合题意。
B、1.7gH2O2的物质的量,一个H2O2分子中含有2个氧原子,因此其所含的氧原子数为0.05mol×2×NA=0.1NA,B不符合题意。
C、CH3COOH是弱电解质,在水中部分电离,因此该溶液中所含n(CH3COO-)<0.1mol,当通入NH3至溶液显中性时,溶液中n(NH4+)=n(CH3COO-)<0.1NA,C不符合题意。
D、标准状态下,11.2LCl2的物质的量,Cl2与H2O的反应为可逆反应,因此0.5molCl2无法完全反应,所以溶液中Cl-的数目小于0.5NA,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、根据公式计算其物质的量,再结合C2H4O的结构,确定其所含的σ个数。
B、根据公式计算n(H2O2),一个H2O2分子中含有2个氧原子。
C、中性溶液中n(CH3COO-)=n(NH4+),结合CH3COOH的弱电离分析。
D、Cl2与H2O的反应为可逆反应。
8.【答案】C
【知识点】有机物的鉴别;苯酚的性质及用途;乙酸的化学性质;盐析;醛的化学性质;晶体的定义
【解析】【解答】A、通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构,A不符合题意。
B、利用盐析可降低蛋白质的溶解度,使其结晶析出,从而从溶液中分离,B不符合题意。
C、苯酚和甲醛反应生成酚醛树脂的反应为缩聚反应,C符合题意。
D、新制Cu(OH)2悬浊液与苯不反应,混合后分层;与乙醛加热时产生砖红色沉淀;与醋酸混合式Cu(OH)2溶解,产生蓝色溶液。三者的现象不同,可鉴别,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、X射线衍射法克测定晶体的结构。
B、盐析的方法可降低蛋白质的溶解度,使其结晶析出。
C、苯酚与甲醛的反应为缩聚反应。
D、根据苯、乙醛和醋酸与新制Cu(OH)2悬浊液反应的不同现象分析。
9.【答案】B
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的化学性质;硝酸的化学性质;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、由于还原性I->Fe2+,因此等量的Cl2与FeI2反应,只发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,A不符合题意。
B、由于酸性H2CO3>HClO>HCO3-,根据强酸制弱酸的原理可得,该反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,B符合题意。
C、Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,该反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,C不符合题意。
D、S2-具有还原性,SO2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应,生成单质S,过量的SO2反应生成HSO3-,因此该反应的离子方程式为5SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4HSO3-,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、I-的还原性强于Fe2+,Cl2优先与I-反应。
B、酸性H2CO3>HClO>HCO3-,根据强酸制弱酸原理书写反应的离子方程式。
C、Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O。
D、SO2能与S2-反应生成S单质。
10.【答案】B
【知识点】烯烃;卤代烃简介;消去反应;聚合反应
【解析】【解答】A、丙烯的结构简式为CH2=CH-CH3,其中与C=C相连的原子都在同一个平面内,-CH3为四面体结构,因此丙烯分子中共平面的原子最多有7个,A不符合题意。
B、CH3-CH=CH2与Br2在光照条件下,发生-CH3上的取代反应,因此所得X的结构简式为BrCH2-CH=CH2,B符合题意。
C、Y是由CH3-CH=CH2与Br2发生加成反应得到的,所以Y的结构简式为CH3CH(Br)CH2Br,Y与NaOH醇溶液发生消去反应,所得产物的结构简式为CH3-C≡CH,C不符合题意。
D、聚合物Z的结构简式为,因此其链节为,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、与双键碳原子直接相连的原子都在同一个平面内,烷烃基为四面体结构。
B、光照条件下发生烷烃基的取代反应。
C、Y为1,2-二溴丙烷,可发生两次消去反应。
D、根据Z的结构简式确定其链节。
11.【答案】A
【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;极性分子和非极性分子;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、同一周期元素,核电荷数越大,第一电离能越大,由于N的2p轨道为半充满状态,结构稳定,因此其第一电离能较大,所以第一电离能:Z>Y>X,A符合题意。
B、同一周期元素,核电荷数越大,电负性越强,非金属元素的电负性一般强于金属元素,所以四种元素的电负性:Z>Y>X>W,B不符合题意。
C、Z、W形成的简单离子分别为F-、Na+,其核外电子排布式相同,核电荷数越大, 离子半径越小,因此离子半径W<Z,C不符合题意。
D、W2X2的化学式为Na2C2,其与水反应的化学方程式为Na2C2+2H2O=2NaOH+C2H2↑,其产物C2H2的结构简式为HC≡CH,属于非极性分子,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】X、Y、Z同一周期,W在同周期中原子半径最大,因此W为Na。X、Y、Z在第二周期,且X的基态原子核外有2个未成对电子,因此X的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,所以X为C或O。由于X、Y、Z位于同一周期,且原子序数依次增大,因此X为C。只有Y与X相邻,所以Y为N、Z为F。
12.【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、操作Ⅰ中为防止苯甲酸未完全溶解,可根据苯甲酸的溶解度估算需要水的量,A不符合题意。
B、操作Ⅱ中趁热过滤式为了防止温度降低,苯甲酸结晶析出,同时过滤出粗苯甲酸中的泥沙,NaCl的量很少,过程中无法结晶析出,B符合题意。
C、操作Ⅲ中缓慢冷却结晶,降低结晶速率,可减少杂质的包裹,C不符合题意。
D、操作Ⅳ中用冷水洗涤晶体,可减少苯甲酸的溶解,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸。
13.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知,电极A为阳极,因此电极A应与电源的正极相连,发生失电子的氧化反应,A不符合题意。
B、由分析可知,电极B的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,B符合题意。
C、电极B周围产生OH-,要在右室得到较高浓度的NaOH溶液,则应使左室的Na+通过离子交换膜进入右室,因此应选用阳离子交换膜,C不符合题意。
D、改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,从而减少能耗,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电极A上Cl-发生失电子对应反应,生成Cl2,因此电极A为阳极,其电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。电极B上O2发生得电子的还原反应,为阴极,其电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
14.【答案】C
【知识点】反应热和焓变;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、反应Ⅰ、反应Ⅱ都是放热反应,且反应Ⅲ也是放热反应,因为反应Ⅱ放出的热量更多,所以反应Ⅱ的焓变更小,因此反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ,A不符合题意。
B、由图可知,反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ,因此反应所需的活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ,B不符合题意。
C、增加c(HCl),平衡正向移动,产物Ⅰ和产物Ⅱ的物质的量增加,但比例减小,C符合题意。
D、由图可知,在相对较短的反应时间内,产物Ⅰ的占比较大,因此及时分离可促使反应Ⅰ正向移动,或高高产率的产物Ⅰ,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、根据反应过程中放出热量的多少比较焓变的大小,反应过程中放出的热量越多,其焓变越小。
B、反应速率越快,反应所需的活化能越低。
C、增加c(HCl),平衡正向移动,产物Ⅰ和产物Ⅱ的物质的量增加,但比例不一定增加。
D、由图可知,在较短时间内,产物Ⅰ的占比较大。
15.【答案】D
【知识点】盐类水解的原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较;指示剂;电离平衡常数
【解析】【解答】A、实验Ⅰ中滴定终点溶液的溶质为Na2C2O4,由于C2O42-的水解,使得溶液显碱性,因此不可用甲基橙作指示剂,应用无色酚酞做指示剂,A不符合题意。
B、实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时,反应后所得溶液中的溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,溶液中C2O42-的水解平衡常数,而HC2O4-的电离常数为5.4×10-5,所以HC2O4-的电离常数大于C2O42-的水解常数,因此溶液中c(C2O42-)>c(HC2O4-),B不符合题意。
C、实验Ⅱ中NaHC2O4过量,因此发生反应:2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4,该反应的平衡常数,反应的平衡常数>105,说明反应完全进行,因此不会发生反应“HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H+”,C不符合题意。
D、混合后溶液中,此时溶液中,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、滴定终点为Na2C2O4溶液,溶液先碱性。
B、实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时,所得溶液的溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,根据电离常数计算比较C2O42-的水解程度和HC2O4-的电离程度的大小,从而判断二者的浓度大小。
C、滴加过程中NaHC2O4过量,则发生反应2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4。
D、根据溶液中c(Ca2+),结合CaC2O4的溶度积计算溶液中c(C2O42-)。
16.【答案】A
【知识点】化学反应的可逆性;测定溶液pH的方法;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、往I2的CCl4溶液中加入等体积的KI溶液,振荡后下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈现棕黄色,说明I2由CCl4中转移到KI溶液中,因此I2在浓KI溶液中溶解能力大于在CCl4中的溶解度,A符合题意。
B、NaClO溶液具有氧化性,能将变色后的pH试纸氧化褪色,因此不能用pH试纸测NaClO溶液的pH值,B不符合题意。
C、滴加4滴0.1mol·L-1的KCl溶液,反应后AgNO3剩余,再滴加4滴0.1mol·L-1的KI溶液,KI直接与AgNO3反应,产生AgI沉淀,不存在AgCl沉淀转化为AgI沉淀,因此无法比较二者溶解度的大小,C不符合题意。
D、滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝色,说明由I2生成,氯水中的HClO具有氧化性,都能将I-氧化成I2,因此不能说明氯水中含有Cl2,所以无法说明Cl2与H2O的反应存在限度,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、CCl4的密度比水大,在下层。
B、NaClO具有氧化性,能使变色的pH试纸褪色。
C、AgNO3过量,则加入KI后,直接与AgNO3反应,不存在沉淀的转化。
D、要证明Cl2与H2O的反应为可逆反应,则需证明溶液中含有Cl2。
17.【答案】(1)2s22p3
(2)A;NnHn+2 2m(,m为正整数);<;形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂
(3)CaCN2;6
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】 (1)N的原子序数为7,其核外电子排布式为1s22s22p3,所以其价层电子排布式为2s22p3。
(2)①A、能量最低的激发态N原子,其发生跃迁的电子为2p轨道上的一个电子,因此其电子排布式为1s22s22p23s1,A符合题意。
B、由于金属性Ca>Mg,所以化学键中离子键成分的百分数Ca3N2>Mg3N2,B不符合题意。
C、氮原子的最外层电子数为5,其中含有一个孤电子对和三个孤电子,当其形成氮烯时,两个氮原子形成氮氮双键,剩余一个孤电子与氢原子形成氮氢单键,因此最简单的氮烯的分子式为N2H2,B不符合题意。
D、氮烷中存在3个σ键和一对孤电子对,因此氮原子采用sp3杂化,D不符合题意。
故答案为:A
②一个氮原子形成的氮烷为NH3,两个氮原子形成的氮烷为N2H4,三个氮原子形成的氮烷为N3H5,四个氮原子形成的氮烷为N4H6,因此n个氮原子形成的氮烷的分子是为NnHn+2。存在一个氮氮双键时,减少2个氢原子;则当存在m个氮氮双键时,减少2m个氢原子。所以当氮氮双键的个数为m时,其分子式的通式为NnHn+2-2m。
③[CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu对电子的吸引力,使得电子云偏向铜原子,导致N-H键的极性变强,因此更容易断裂,所以NH3结合H+的能力小于[CuNH3]2+。
(3)Ca2+位于晶胞的顶点和内部,因此晶胞中所含Ca2+的个数为;CN22-位于晶胞的棱心和内部,因此CN22-的个数为。所以该晶体的化学式为CaCN2。
根据六方最密堆积如图,以上面的面心分析下面红色的有3个,同理上面也应该有3个。本体中分析得到,以这个CN22-进行分析,其俯视图如下。因此距离最近的Ca2+的个数为6,所以每个阴离子的配位数为6。
【分析】(1)根据N的核外电子排布式确定其价层电子排布式。
(2)①A、能量最低的激发态N原子其发生跃迁的电子为2p轨道上的电子。
B、金属性越强,则离子键成分的百分数越大。
C、氮原子的最外层电子数为5,可形成三个共价键。
D、氮烷中氮原子形成三个共价键,同时存在一个孤电子对。
②根据氮烷的分子式,以及含双键对氢原子个数的影响确定分子式的通式。
③结合电子云的偏移对化学键极性的影响分析。
(3)根据晶胞结构进行分析。
18.【答案】(1)
(2)BCD;硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3)取化合物A加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A中含有S元素; +2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验
【解析】【解答】(1)SO2与CaCO3反应生成CaSO3和CO2,CaSO3进一步与空气中的O2反应生成CaSO4,该反应的化学方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。
(2)由分析可知,A的结构简式为。
A、硫的电负性大于C、H,因此在有机硫中硫元素显负价,A不符合题意。
B、化合物A的结构简式为,分子结构中含有羟基氢原子,可解离出H+,因此化合物A具有酸性,B符合题意。
C、化合物A可有酸(H2SO4)脱去-OH,醇(CH3OH)脱去氢原子反应得到,因此化合物A是一种无机酸酯,C符合题意。
D、工业上可用浓硫酸吸收SO3,用于生产发烟硫酸,D符合题意。
故答案为:BCD
②化合物A中只有一个-OH可形成分子间氢键,而H2SO4中含有两个-OH可形成分子间氢键。H2SO4可形成氢键的个数多于化合物A,因此H2SO4的沸点高于化合物A。
(3)化合物A是一种无机酸酯,在碱性条件下可发生水解反应,生成CH3OH、Na2SO4和H2O,Na2SO4能与BaCl2反应产生白色沉淀。因此可通过证明水解产物中含有SO42-来证明化合物A中含有硫元素。其实验过程为:取少量化合物A加入足量的NaOH溶液,充分反应后加入足量的稀盐酸酸化,无明显现象;再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。过程中发生反应的化学方程式为: +2NaOH→CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
【分析】(1)SO2与CaCO3反应生成CaSO3和CO2,CaSO3能进一步被空气中的O2氧化成CaSO4。
(2)①根据SO3与H2O发生的反应可知,SO3与CH3OH反应生成A的结构简式为。据此结合选项进行分析。
②硫酸分子可形成更多的分子间氢键,使得沸点更高。
(3)证明化合物A中含有硫元素,则可将化合物A在碱性条件下水解,通过检验SO42-的存在证明硫元素的存在。
19.【答案】(1)6
(2)2;CO+3H2 CH4+H2O
(3)A;C
(4)AC;
(5)温度过高时,不利于反应物分子在催化剂表面的吸附,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小;温度过高还会导致催化剂的活性降低,从而使化学反应速率减小
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,目标反应的反应热ΔH2=ΔH-ΔH1=-41.2kJ·mol-1-(-47.2kJ·mol-1)=6kJ·mol-1,所以ΔH2=6 kJ·mol-1。
(2)①令体系中n(H2O)=12mol,则n(CO)=5mol,反应达到平衡时,生成n(CO2)=xmol,则可得平衡三段式如下:
反应达到平衡状态时,p(CO2)=0.40MPa,所以,解得x=4mol。
所以平衡时n(CO)=1mol、n(H2O)=8mol、n(CO2)=n(H2)=4mol,设反应容器的容积为V,则可得该条件下反应的平衡常数。
②条件2下H2的分压减小,CH4的分压增大,说明有部分H2发生副反应生成为CH4,而由于副反应中没有CO2参与反应,因此碳元素应来自于CO,所以该副反应的化学方程式为:CO+3H2=CH4+H2O。
(3)A、由于CO、H2都能与O2反应,因此通入反应器的原料气中应避免混入O2,防止CO、H2与O2反应,造成原料的利用率降低,A符合题意。
B、反应过程中气体分子数保持不变,因此保持恒定水碳比,增加体系的压强,平衡不移动,因此H2平衡产率不变,B不符合题意。
C、通入过量的水蒸气,则反应“Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)”正向移动,使更多的Fe3O4转化为Fe2O3,防止Fe3O4被还原为Fe,C符合题意。
D、通入惰性气体,总压强增大,但由于反应容器的容积不变,反应物、生成物的浓度不变,因此反应速率不变,D不符合题意。
故答案为:CD
(4)①由图像可知,b-c段温度降低,CO的平衡转化率降低,说明温度降低,平衡逆向移动。
A、按原水碳比通入冷的原料气,温度降低,平衡逆向移动,CO的转化率降低,A符合题意。
B、喷入冷水(蒸汽),此时温度降低,但由于c(H2O)增大,平衡正向移动,CO的转化率会增大,B不符合题意。
C、通过热交换器换热,可使温度降低,平衡逆向移动,CO转化率降低,C符合题意。
故答案为:AC
②若采用喷入冷水蒸汽的方式降温,则反应速率减小,由于c(H2O)增大,平衡正向移动,CO的转化率会增大。因此可得图像如图。
(5)温度过高时,不利于反应物分子在催化剂表面的吸附,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小;温度过高还会导致催化剂的活性降低,从而使化学反应速率减小。
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
(2)①令参与反应的n(H2O)=12mol,则n(CO)=5mol。设反应生成n(CO2)=xmol,根据平衡时CO2的压强计算反应生成的n(CO2),从而得出平衡时各物质的物质的量,结合平衡常数的表达式进行计算。
②条件2下H2的平衡分压降低,说明H2发生副反应,转化为CH4,据此书写反应的化学方程式。
(3)A、CO、H2都能与O2反应。
B、反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动。
C、增大水蒸气的浓度,可促进Fe3O4转化为Fe2O3。
D、通入惰性气体增大压强,体系的浓度不变,反应速率不变。
(4)①结合温度对反应速率和平衡移动的影响分析。
②水蒸气的浓度增大,平衡正向移动,CO的转化率增大,据此作图。
(5)结合温度对催化剂活性、反应速率的影响分析。
20.【答案】(1)NaAlO2
(2)C
(3)蒸发皿;酒精灯直接加热受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀
(4)0.7;pH过低,指示剂会与氢离子反应生成重铬酸跟,会氧化氯离子,导致消耗的硝酸银偏少,而pH过高,氢氧根会与银离子反应,导致消耗的硝酸银偏多
【知识点】镁、铝的重要化合物;物质的分离与提纯;复杂化学式的确定
【解析】【解答】(1)步骤Ⅰ中加入NaOH溶液后,铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液发生反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,过滤后所得溶液中的主要溶质为NaAlO2。
(2)A、步骤Ⅰ中反应温度为140~230℃,温度较高,因此反应需在密闭耐高压的容器中进行,A不符合题意。
B、步骤Ⅱ中过量的CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,滤液浓度较大时可防止NaHCO3结晶析出,B不符合题意。
C、步骤Ⅲ中洗涤沉淀时,不能用玻璃棒搅拌,否则会使滤纸破损,C符合题意。
D、步骤Ⅳ中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品中OH-和Cl-的量,即控制a、b的值,从而控制产品的盐基度,D不符合题意。
故答案为:C
(3)仪器A的名称为蒸发皿。步骤Ⅴ中从聚合氯化铝溶液中获得聚合氯化铝固体时,采用水浴加热可使溶液受热均匀;若直接用酒精灯加热,则受热不均匀,会导致产品盐基度不均匀。
(4)①滴定过程中消耗n(Ag+)=22.50×10-3L×0.1mol·L-1=2.25×10-3mol。由反应的离子方程式Ag++Cl-=AgCl↓可得,25.00mL溶液中n(Cl-)= 2.25×10-3mol,所以溶液中,由于溶液中c(Al3+)=0.1mol·L-1,由溶液的电中性可得,溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1×3-0.09mol·L-1=0.21mol·L-1。所以聚合氯化铝固体中,所以盐基度为。
②若溶液的pH过低,则溶液中c(H+)过大,易发生反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,反应生成的Cr2O72-具有强氧化性,能将溶液中的Cl-氧化成Cl2,使得参与反应的n(AgNO3)减小,测得n(Cl-)偏小。若pH值过高,则OH-与Ag+反应,使得参与反应n(AgNO3)增大,测得n(Cl-)偏大。
【分析】铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3和SiO2,加入NaOH溶液后,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO;SiO2与NaOH溶液反应生成难溶性铝硅酸盐;Fe2O3与NaOH溶液不反应,因此过滤后所得滤液中的溶质为NaAlO2和NaOH。往滤液中通入CO2,NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3。Al(OH)3沉淀分两份,一份与稀盐酸反应生成AlCl3,所得AlCl3溶液与另一份Al(OH)3沉淀反应生成聚合氯化铝溶液,对溶液进行加热结晶,得到聚合氯化铝固体。
21.【答案】(1)羟基、醛基
(2)B;C
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4) +2H2 +H2O
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】(1)化合物B的结构简式为,其中所含的含氧官能团为羟基、醛基。
(2)A、化合物A中含有酚羟基,因此能与FeCl3发生显色反应,A不符合题意。
B、苯环上的-CH3能被酸性KMnO4溶液氧化成-COOH,同时酚羟基也能被酸性KMnO4溶液氧化,因此A→B不能用酸性KMnO4溶液,B符合题意。
C、在B+C→D的反应中B与C反应生成D的同时生成HCl,K2CO3与HCl反应,促进B与C的反应,因此K2CO3不是作为反应的催化剂,C符合题意。
D、伊托必利结构中含有酰胺基,因此在酸性、碱性条件下都能发生水解反应,D不符合题意。
故答案为:BC
(3)由分析可知,化合物C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2。
(4)由分析可知,E的结构简式为,F的结构简式为。因此E→F的化学方程式为:。
(5)可由和反应生成。而可由与H2反应生成;可由与SOCl2反应生成。因此该合成路线图如下:
。
(6)分子中共有4种不同化学环境的氢原子,则结构具有对称性。满足条件的同分异构的结构简式如下: 。
【分析】B与C反应生成D,结合B、D的结构简式可知C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2。与F反应生成,因此F的结构简式为。D与H2NOH反应生成E,E与H2反应生成F,因此E的结构简式为。
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