湖北省武汉市武昌区2022-2023高二下学期期末质量检测化学试题(原卷版+解析版)

湖北省武汉市武昌区2022-2023高二下学期期末质量检测化学试题(原卷版+解析版)

武汉市武昌区2022-2023学年高二下学期期末质量检测
化学试题
本试卷共8页,19题。全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂里。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非荅题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 135.5 K39
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符号题目要求的。
1. 科学家研发的“界面光热技术”可用于海水淡化,其原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该过程发生了化学变化
B. 水分子通过光热层时氢键断裂
C. 亲水多孔基底可用聚乙烯材料
D. 光热层可实现“光能→热能”的完全转化
2. 5-甲基糠醛是一种重要的化工中间体,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 能使溴水褪色 B. 含有手性碳原子
C. 有特征红外吸收峰 D. 分子式为
3. 斑铜被称为“金属宝石”,是以高品位的铜基合金为原料,精工打磨而成的一种精美工艺品,下列说法正确的是
A. 斑铜熔沸点高于纯铜
B. 铜矿石打磨成斑铜主要发生了物理变化
C. 黄铜是中国使用最早的合金
D. 铜器表面的铜绿主要来源于电化学腐蚀
4. 下列离子可以在指定条件下大量共存的是
A. 常温下,的溶液中:、、
B. 使紫色石蔤显红色的溶液中:、、
C. 澄清透明的溶液中:、、
D 溶液中:、、
5. 化学与生活密切相关。下列说法中错误的是
A. 天然橡胶不能使溴水褪色 B. 再生纤维与合成纤维统称为化学纤维
C. 葡萄糖是淀秎的水解产物 D. 蛋白质在某些物理因素作用下可变性
6. 下列实验装置(部分夹持装置略)或现象或目的正确的是
A.制备CH2=CH2 B.有白烟生成 C.制取NO2气体 D.制备Fe(OH)3胶体
A. A B. B C. C D. D
7. 化合物T是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示,已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期主族元素,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,下列有关叙述错误的是
A. 电负性: Z>Y B. 简单离子半径:M>N
C. Y原子的杂化方式相同 D. 化合物与均为共价化合物
8. (过二硫酸铵)被用于蓄电池,也可用于照相工业中除去海波。的制备原理为,下列说法正确的是
A. 该制备反应是熵增过程 B. 具有强氧化性
C. 升高温度可提高产率 D. 的热稳定性比高
9. 研究者利用冷冻透射电子显微镜,在还原氧化石 烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体,其结构如图所示。下列有关这种二维晶体的说法错误的是
A. 该二维晶体的化学式为 B. 的键角为
C. 和的配位数均为3 D. 也可形成类似的晶体
10. 某同学用溶液检测铜粉还原硫酸铁后的溶液中是否还存在,不论铜粉是否过量,向滤液中滴加少量KSCN溶液都不出现红色,只产生白色沉淀。为了解白色沉淀产生的原因,该同学设计了如下实验。已知:硫氰是一种拟卤素,性质与卤素相似,其氧化性介于和之间。
实验编号 实验操作 实验现象
① 溶液呈绿色,10秒后开始出现白色沉淀,溶液变为黄色
② 溶液立即变红,同时生成白色沉淀
下列说法错误的是
A. 实验①中出现白色沉淀的原因可能是
B. 实验①反应后溶液酸性增强的原因可能是
C. 实验②溶液变红的原因可能是将氧化的与作用所致
D. 实验②若滴加溶液会出现相同的实验现象
11. 在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途,分子结构如图所示,有关的下列推测中正确的是
A. 是共价晶体
B. 易燃烧生成
C. 分子是含有极性键的非极性分子
D 各原子均达到最外层8电子稳定结构
12. 配合物催化烯烃氢甲酰化反应的催化反应历程如图所示。
下列有关叙述错误的是
A. 整个催化反应历程中Co的成键数发生了变化
B. 过程①中有极性键、非极性键的断裂和形成
C. 物质X的结构简式为:
D. 该催化反应总反应式为:+CO+H2→
13. 下列有关及其化合物的说法错误的是
A. 分子构型是直线形,推测的分子构型也是直线形
B. 的电负性比大,推测键角比的大
C. 分子间存在氢键,推测的熔点比的高
D. O的电负性比大,推测的酸性比强
14. 基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术,满足人类社会快速增长的能源需求,该电池的结构及原理如图所示。
下列有关叙述正确的是
A. 该电池可采用含的水溶液或有机物为电解质溶液
B. 放电时,电子的移动方向:电极a→电极b→隔膜→电极a
C. 充电时,阳极区可能发生的反应有
D. 充电时。电路中转移时,阴极质量减重78g
15. 常温下,将溶液滴加到等物质的量浓度的HX、HY两种酸溶液中,混合溶液的与离子浓度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. HX的酸性比HY弱
B. 的数量级为
C. b点>a点
D. a、b两点溶液中差值为
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钼精矿中含有,还含有的硫化物。铼、钼的回收价值较高,科研人员可从如下图所示的工艺流程中提取铼、钼等金属。
已知:①为一种有机萃取剂(用表示),卒取过程可表示:
②高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
③铼是一种类锰元素,价电子与锰类似。
回答下列问题:
(1)的价电子排布式为___________。
(2)Re2O7所属的类型为___________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
(3)钼精矿焙烧除了常见的氧化焙烧之外,还有石灰焙烧法,、焙烧转化为的化学方程式为___________,氧化焙烧法比较与石灰焙烧法的缺点是___________。
(4)试剂A适宜用___________。
(5)操作X___________、过滤、洗涤、干燥。
(6)在还原的过程中,实际的用量大于理论值,原因是___________。
17. 化学反应与能量变化是化学家研究永恒话题。回答下列问题:
(1)氢气是理想的绿色能源。在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)一定温度、催化剂条件下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 molCO和6 mol NO,发生反应,起始压强为p0 kPa。10 m in末反应达到平衡,此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填标号)。
a.CO、NO、CO2、N2浓度之比为2:2:2:1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.CO2的生成速率和CO的生成速率相等
②时间内,CO的平均反应速率为___________mol/(L·min)。该反应的压强平衡常数Kp=___________kPa-1(用分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数。用含的代数式表示)。
③若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图甲所示,NO的转化率在650℃~900℃之间急剧下降的原因是___________。
(3)有机物的电化学合成是目前研究的热点之一,我国学者利用双膜三室电解法合成了ClCH2CH2Cl,该方法的优点是能耗低、原料利用率高,同时能得到高利用价值的副产品,其工作原理如图乙所示。
①气体X为___________,膜Ⅰ适合选用___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②稳定工作时CuCl2溶液的浓度___________(填“增大”“减小”“不变”“无法判断”)。
③若制得2 mol ClCH2CH2Cl,饱和食盐水质量减小___________g。
18. 氯化亚铬 (CrCl2)是一种重要的化工还原剂,可由无水三氯化铬(CrCl3)在高温下与反应制备,某化学兴趣小组欲利用上述方法制备,装置如图所示(夹持装置略):
已知:①,紫红色晶体,易水解,高温下易被氧气氧化。
②,白色针状晶体,有很强的吸水性,在干燥空气中能稳定存在,但在潮湿空气中极易被氧化。
回答下列问题:
(1)装置C中的玻璃管宜选用___________玻璃。
(2)制备反应的化学方程式为___________。
(3)装置E的作用是___________。
(4)实验开始时,先打开装置中漏斗旋塞,使充满整个装置后再加活,原因是___________,验证装置内充满的方法为___________。
(5)证明反应完成的实验现象是___________。
(6)除上述方法外,还可利用铬粉与干燥气体在高温下反应制备,但是铬粉直接与盐酸反应却无法制备,其原因可能是___________。(用化学方程式进行说明)。
19. 非那沙星是一种新型的抗微生物药物,其制备方法如图所示。
回答下列问题:
(1)A中氟原子被氢原子取代后的产物名称为___________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________。
(3)中第一步反应的化学反应方程式为___________。
(4)的反应类型为___________。
(5)的结构简式为___________。
(6)是的同分异构体,满足下列条件的的结构有___________种;其中核磁共振氢谱显示五组峰,且峰面积比为的L的结构简式为___________(任写一种)。
①能发生银镜反应
②分子中含有-NH2
③分子中含有一个六元环且环上只有一个杂原子
武汉市武昌区2022-2023学年高二下学期期末质量检测
化学试题 答案解析
本试卷共8页,19题。全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂里。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非荅题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 135.5 K39
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符号题目要求的。
1. 科学家研发的“界面光热技术”可用于海水淡化,其原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该过程发生了化学变化
B. 水分子通过光热层时氢键断裂
C. 亲水多孔基底可用聚乙烯材料
D. 光热层可实现“光能→热能”的完全转化
【答案】B
【解析】
【详解】A.毛细管传输水是物理变化,A错误;
B.水分子通过光热层时氢键断裂,水分蒸发,B正确;
C.聚乙烯材料中没有亲水基团,可使用聚乙烯醇等含有亲水基团的材料,C错误;
D.光热层光能不可能完全转化为热能,会部分转化为其他形式的能量,D错误。
故选B。
2. 5-甲基糠醛是一种重要的化工中间体,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A. 能使溴水褪色 B. 含有手性碳原子
C. 有特征红外吸收峰 D. 分子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应而使其褪色,选项A正确;
B.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,分子中不含有手性碳原子,选项B错误;
C.通常把这种能代表及存在、并有较高强度吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰,该有机物中有特征红外吸收峰,选项C正确;
D.根据结构简式可知,5-甲基糠醛分子式为,选项D正确;
答案选B。
3. 斑铜被称为“金属宝石”,是以高品位的铜基合金为原料,精工打磨而成的一种精美工艺品,下列说法正确的是
A. 斑铜熔沸点高于纯铜
B. 铜矿石打磨成斑铜主要发生了物理变化
C. 黄铜是中国使用最早的合金
D. 铜器表面的铜绿主要来源于电化学腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.合金的熔沸点低于各组分的熔沸点,则斑铜熔沸点低于纯铜,故A错误;
B.铜矿石打磨成斑铜时,铜元素的化合价发生变化,则铜矿石打磨成斑铜主要发生了化学变化,故B错误;
C.青铜是中国使用最早的合金,故C错误;
D.铜器表面的铜绿是铜合金中的铜与杂质在潮湿的空气中构成原电池,铜做负极被氧化所致,则铜器表面的铜绿主要来源于电化学腐蚀,故D正确;
故选D。
4. 下列离子可以在指定条件下大量共存的是
A. 常温下,的溶液中:、、
B. 使紫色石蔤显红色的溶液中:、、
C. 澄清透明的溶液中:、、
D. 溶液中:、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,的溶液为酸性溶液,酸性溶液中亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子、一氧化氮和水,不能大量共存,故A错误;
B.使紫色石蔤显红色的溶液为酸性溶液,酸性溶液中硫离子与亚硫酸根离子反应生成硫沉淀和水,不能大量共存,故B错误;
C.澄清透明的溶液中,三种离子不发生任何反应,能大量共存,故C正确;
D.碳酸氢钾溶液中,碳酸氢根离子与钡离子、氢氧根离子反应会生成碳酸钡沉淀,不能大量共存,故C错误;
故选C。
5. 化学与生活密切相关。下列说法中错误的是
A. 天然橡胶不能使溴水褪色 B. 再生纤维与合成纤维统称为化学纤维
C. 葡萄糖是淀秎的水解产物 D. 蛋白质在某些物理因素作用下可变性
【答案】A
【解析】
【详解】A.天然橡胶的主要成分为聚异戊二烯,分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应使溶液褪色,故A错误;
B.纤维是人们日常生活的必需品,再生纤维与合成纤维统称为化学纤维,故B正确;
C.淀粉一定条件下能发生水解反应,水解反应的最终产物为葡萄糖,故C正确;
D.蛋白质在加热、紫外线和超声波等物理因素作用下会发生变性,故D正确;
故选A。
6. 下列实验装置(部分夹持装置略)或现象或目的正确的是
A.制备CH2=CH2 B.有白烟生成 C.制取NO2气体 D.制备Fe(OH)3胶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.无水乙醇与浓硫酸共热迅速加热到170℃可制乙烯,且有加入碎瓷片,操作正确,选项A正确;
B.浓硫酸是难挥发性酸,与浓氨水相遇不产生白烟,选项B错误;
C.NO2气体能与水反应,不能用排水法收集,选项C错误;
D.将饱和Fe2 (SO4 )3溶液滴入沸水中加热不能制取Fe(OH )3胶体,硫酸不挥发,可使胶体发生聚沉,选项D错误;
答案选A。
7. 化合物T是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示,已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期主族元素,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,下列有关叙述错误的是
A 电负性: Z>Y B. 简单离子半径:M>N
C. Y原子的杂化方式相同 D. 化合物与均为共价化合物
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期主族元素,由化合物T的结构可知,阳离子为带一个单位正电荷的N离子,阴离子X、Y、Z形成共价键的数目分别为1、4、2,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M为S元素、N为K元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,则氧元素的电负性大于碳元素,故A正确;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越大,则硫离子的离子半径大于钾离子,故B正确;
C.由化合物T的结构可知,分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,羧基中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,碳原子的杂化方式不相同,故C错误;
D.二氧化碳和COS都是只含有共价键的共价化合物,故D正确;
故选C。
8. (过二硫酸铵)被用于蓄电池,也可用于照相工业中除去海波。的制备原理为,下列说法正确的是
A. 该制备反应熵增过程 B. 具有强氧化性
C. 升高温度可提高产率 D. 的热稳定性比高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由方程式可知,该反应是气体体积减小的反应,所以该制备反应是熵减的过程,故A错误;
B.由名称可知,过二硫酸铵中含有过氧链,过氧链中—1价氧元素使过二硫酸铵表现强氧化性,故B正确;
C.过氧化氢受热易分解,氨水受热易挥发,则升高温度会使反应物的浓度减小,平衡向逆反应方向移动,导致产率降低,故C错误;
D.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,氢化物的稳定性依次增强,则水的稳定性强于氨分子,故D错误;
故选B。
9. 研究者利用冷冻透射电子显微镜,在还原氧化石 烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体,其结构如图所示。下列有关这种二维晶体的说法错误的是
A. 该二维晶体的化学式为 B. 的键角为
C. 和的配位数均为3 D. 也可形成类似的晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.依据俯视图知,每个Ca周围有3个Cl,每个Cl周围有3个Ca,它们之比为1:1,该二维晶体的化学式为CaCl,选项A正确;
B.结合侧视图知,Ca Cl Ca形成的平面为非平面正六边形,Ca Cl Ca的键角不是60°,选项B错误;
C.每个Ca周围有3个Cl,每个Cl周围有3个Ca,因此Ca和Cl的配位数均为3,选项C正确;
D.Mg和Ca是同主族元素,因此Cl-与Mg2+也可能形成类似的晶体,选项D正确;
答案选B。
10. 某同学用溶液检测铜粉还原硫酸铁后的溶液中是否还存在,不论铜粉是否过量,向滤液中滴加少量KSCN溶液都不出现红色,只产生白色沉淀。为了解白色沉淀产生的原因,该同学设计了如下实验。已知:硫氰是一种拟卤素,性质与卤素相似,其氧化性介于和之间。
实验编号 实验操作 实验现象
① 溶液呈绿色,10秒后开始出现白色沉淀,溶液变为黄色
② 溶液立即变红,同时生成白色沉淀
下列说法错误的是
A. 实验①中出现白色沉淀的原因可能是
B. 实验①反应后溶液酸性增强的原因可能是
C. 实验②溶液变红的原因可能是将氧化的与作用所致
D. 实验②若滴加溶液会出现相同的实验现象
【答案】D
【解析】
【分析】由实验现象可知,实验①发生的反应为硫酸铜溶液与硫氰化钾溶液反应生成硫氰和硫氰化亚铜白色沉淀,由实验现象和硫氰的氧化性介于溴、碘之间可知,实验②中发生的反应为少量的硫酸铜溶液与硫氰化钾溶液反应生成硫氰,反应生成的硫氰将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,铁离子与溶液中的硫氰酸根离子反应生成硫氰化铁,使溶液呈红色。
【详解】A.由分析可知,实验①发生的反应为硫酸铜溶液与硫氰化钾溶液反应生成硫氰和硫氰化亚铜白色沉淀,反应的离子方程式为,故A正确;
B.由硫氰性质与卤素相似可知,实验①反应后溶液酸性增强是因为反应生成的硫氰与水反应生成HSCN和HOSCN,反应的化学方程式为,故B正确;
C.由分析可知,实验②溶液变红的原因可能是硫氰将亚铁离子氧化的铁离子与硫氰酸根离子作用所致,故C正确;
D.实验②若滴加2mL0.1mol/L硫酸铜溶液,过量的硫酸铜溶液会将硫氰化钾溶液完全氧化,溶液不可能变为红色,故D错误;
故选D。
11. 在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途,分子结构如图所示,有关的下列推测中正确的是
A. 是共价晶体
B. 易燃烧生成
C. 分子是含有极性键的非极性分子
D. 各原子均达到最外层8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,六氟化硫分子的为空间构型为正八面体的分子晶体,故A错误;
B.由分子式可知,六氟化硫分子中硫元素的化合价为+6价,不可能燃烧生成二氧化硫,故B错误;
C.由图可知,六氟化硫分子的为空间构型为正八面体,是含有极性键的结构对称的非极性分子,故C正确;
D.由图可知,六氟化硫分子中硫原子的最外层电子数为12,不满足最外层8电子稳定结构,故D错误;
故选C。
12. 配合物催化烯烃氢甲酰化反应的催化反应历程如图所示。
下列有关叙述错误的是
A. 整个催化反应历程中Co的成键数发生了变化
B. 过程①中有极性键、非极性键的断裂和形成
C. 物质X的结构简式为:
D. 该催化反应总反应式为:+CO+H2→
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,Co的成键数发生了变化,如该物质  中Co的成键数是5, 中Co的成键数是6,A正确;
B.过程①中有非极性键的形成(Co-Co键)和极性键(Co-H键)的断裂,无非极性键的断裂和极性键的形成,B错误;
C.对比物质 和 可看出 中与Co相连的CO减少一个,增加2个氢原子,正上方的取代基多了一个羰基,再结合该反应所用的试剂氢气和出来的生成物CO可推知X到 的变化仅是一个CO转化为2个H,即X的结构简式为 ,C正确;
D.根据整个反应的历程可知其总反应为+CO+H2→  ,D正确;
故选B。
13. 下列有关及其化合物的说法错误的是
A. 分子构型是直线形,推测的分子构型也是直线形
B. 的电负性比大,推测键角比的大
C. 分子间存在氢键,推测的熔点比的高
D. O的电负性比大,推测的酸性比强
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化碳和二硫化碳分子中碳原子的价层电子对数都为2、孤对电子对数都为0,所以分子的空间构型都为直线形,故A正确;
B.氨分子和磷化氢分子中氮原子和磷原子的孤对电子对数都为1,氮元素的电负性强于磷,氨分子中孤对电子对成键电子对的斥力大于磷化氢,所以键角大于磷化氢,故B正确;
C.水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,则水分子的分子间作用力大于磷化氢,熔点高于硫化氢,故C正确,
D.氧元素的电负性大于硫元素,乙醇分子中氢氧键的极性强于乙硫醇中的氢硫键,不易发生氢氧键断裂,所以乙醇的酸性弱于乙硫醇,故D错误;
故选D。
14. 基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术,满足人类社会快速增长的能源需求,该电池的结构及原理如图所示。
下列有关叙述正确的是
A. 该电池可采用含的水溶液或有机物为电解质溶液
B. 放电时,电子的移动方向:电极a→电极b→隔膜→电极a
C. 充电时,阳极区可能发生的反应有
D. 充电时。电路中转移时,阴极质量减重78g
【答案】C
【解析】
【详解】A.该电池的负极为金属K,易与发生反应,不能用含的水溶液为电解质溶液,故A错误;
B.放电时,电极a负极,电子从电极a通过导线流动到电极b,电子不通过电解质,故B错误;
C.阳极反应可能存在[、、],故C正确;
D.充电时,电路中转移时,阴极发生的反应为,故电极应增重78g,故D错误;
故答案选C。
15. 常温下,将溶液滴加到等物质的量浓度的HX、HY两种酸溶液中,混合溶液的与离子浓度的关系如图所示。下列说法错误的是
A. HX的酸性比HY弱
B. 的数量级为
C. b点>a点
D. a、b两点溶液中的差值为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知,即,pH约为4.7, ,即,pH约为3.3, ,则HX的酸性比HY弱,选项A正确;
B. 由A可知,Ka(HY)的数量级为10-4,选项B错误;
C.在滴定过程中,酸根离子的浓度逐渐增大、当恰好中和时,均得到钠盐溶液、NaX水解程度大于NaY,则恰好中和时NaY中Y-的浓度比NaX中X-的浓度更大一些;而a点坐标为(-0.7,4.0),,即,说明滴入氢氧化钠溶液溶液量较少、b点坐标约为(0.7,4.0),,即,说明滴入氢氧化钠溶液溶液量较多、则溶液b点溶液中c(Y-)一定大于a点溶液中c(X-), 选项C正确;
D.a点溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-), b点溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Y-),两点溶液pH均为4.0、则c(OH-)也相同,故 a、b两点溶液中c(Na+)的差值为c(X-)-c(Y-),选项D正确;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钼精矿中含有,还含有的硫化物。铼、钼的回收价值较高,科研人员可从如下图所示的工艺流程中提取铼、钼等金属。
已知:①为一种有机萃取剂(用表示),卒取过程可表示:
②高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
③铼是一种类锰元素,价电子与锰类似。
回答下列问题:
(1)的价电子排布式为___________。
(2)Re2O7所属的类型为___________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
(3)钼精矿焙烧除了常见的氧化焙烧之外,还有石灰焙烧法,、焙烧转化为的化学方程式为___________,氧化焙烧法比较与石灰焙烧法的缺点是___________。
(4)试剂A适宜用___________。
(5)操作X为___________、过滤、洗涤、干燥。
(6)在还原的过程中,实际的用量大于理论值,原因是___________。
【答案】(1)5d56s2
(2)酸性 (3) ①. 4ReS2+10Ca(OH)2+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4+10H2O ②. 氧化焙烧会产生SO2,对环境造成污染
(4)氨水 (5)蒸发浓缩、冷却结晶
(6)H2除用作还原剂外,还用于排尽装置中的空气和做Re的冷却剂
【解析】
【分析】由题给流程可知,钼精矿在空气中焙烧,将金属硫化物转化为金属氧化物,焙烧渣在碳酸钠和硝酸钠中碱熔,将铼和钼的氧化物转化为高铼酸钠和钼酸钠,向碱熔渣中加水水浸、过滤得到滤渣和滤液;向滤液中加入有机萃取剂萃取铼元素,分液得到含钼余液和含铼的有机相;向有机相中加入氨水反萃取,分液得到高铼酸铵溶液;溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高铼酸铵,高铼酸铵高温条件下与氢气反应生成铼。
【小问1详解】
铼元素的原子序数为75,基态原子的价电子排布式为5d56s2,故答案为:5d56s2;
【小问2详解】
由高铼酸铵的化学式可知,七氧化二铼是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物,故答案为:酸性;
【小问3详解】
由题意可知,石灰焙烧法发生的反应为二硫化铼与氢氧化钙、氧气高温条件下反应生成高铼酸钙、硫酸钙和水,反应的化学方程式为4ReS2+10Ca(OH)2+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4+10H2O;与石灰焙烧法相比,氧化焙烧法经金属硫化物转化为金属氧化物和二氧化硫,二氧化硫有毒,会对环境造成污染,故答案为:4ReS2+10Ca(OH)2+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4+10H2O;氧化焙烧会产生SO2,对环境造成污染;
【小问4详解】
由分析可知,反萃取得到高铼酸铵,则试剂A为氨水,加入氨水的目的是中和溶液中的氢离子,使萃取平衡向逆反应方向移动,有利于高铼酸铵的生成,故答案为:氨水;
【小问5详解】
由分析可知,操作X为溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高铼酸铵,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
【小问6详解】
用氢气还原高铼酸铵时,氢气除做还原剂将高铼酸铵还原为铼,还起到排尽空气的作用和防止铼被氧化的冷却剂,所以实际氢气的用量大于理论值,故答案为:H2除用作还原剂外,还用于排尽装置中的空气和做Re的冷却剂。
17. 化学反应与能量变化是化学家研究的永恒话题。回答下列问题:
(1)氢气是理想的绿色能源。在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)一定温度、催化剂条件下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 molCO和6 mol NO,发生反应,起始压强为p0 kPa。10 m in末反应达到平衡,此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填标号)。
a.CO、NO、CO2、N2浓度之比为2:2:2:1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.CO2的生成速率和CO的生成速率相等
②时间内,CO的平均反应速率为___________mol/(L·min)。该反应的压强平衡常数Kp=___________kPa-1(用分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数。用含的代数式表示)。
③若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图甲所示,NO的转化率在650℃~900℃之间急剧下降的原因是___________。
(3)有机物的电化学合成是目前研究的热点之一,我国学者利用双膜三室电解法合成了ClCH2CH2Cl,该方法的优点是能耗低、原料利用率高,同时能得到高利用价值的副产品,其工作原理如图乙所示。
①气体X为___________,膜Ⅰ适合选用___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②稳定工作时CuCl2溶液的浓度___________(填“增大”“减小”“不变”“无法判断”)。
③若制得2 mol ClCH2CH2Cl,饱和食盐水质量减小___________g。
【答案】(1)H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol
(2) ①. bde ②. 0.1 ③. ④. 催化剂的催化活性大大降低
(3) ①. H2 ②. 阴离子 ③. 不变 ④. 117
【解析】
【小问1详解】
在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则1 mol H2完全燃烧产生1 mol 液态H2O放出热量Q=2×142.9 kJ=285.8 kJ,故表示氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol;
【小问2详解】
①a.CO、NO、CO2、N2浓度之比为2:2:2:1为转化的物质的物质的量浓度之比,平衡时相应物质的物质的量浓度之比与反应条件及开始加入的反应物的物质的量有关,不能据此判断反应是否达到平衡状态,a错误;
b.该反应在恒温、恒容密闭容器中进行,反应前后气体的物质的量发生改变,若容器内气体的压强不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,b符合题意;
c.反应在恒容密闭容器中进行,气体的质量不变;反应混合物都是气体,则气体的质量不变,故容器内混合气体的密度始终保持不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,c不符合题意;
d.反应混合物都是气体,气体质量不变,反应前后气体的物质的量发生改变,若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,d符合题意;
e.CO2的生成速率和CO的生成速率相等,则反应体系中物质的浓度不变,反应达到平衡状态,e符合题意;
故合理想象是bde;
②在反应开始时气体的总物质的量为n(总)始=4 mol+6 mol=10 mol,开始试体系压强为p0,由于反应在恒温恒容密闭容器中进行,气体的物质的量的比等于体系的压强之比,故根据10 min末平衡时气体总压强为开始时压强的,可知平衡时气体的总物质的量为9 mol,反应达到平衡时气体物质的量减少了1 mol气体。根据方程式中物质反应转化关系可知:反应后气体物质的量会减少1 mol,有2 mol CO发生反应,故在0~10 min内用CO的浓度变化表示的平均反应速率v(CO)==0.1 mol/(L·min);
在反应开始时n(CO)=4 mol,n(NO)=6 mol,n(CO2)=n(NO)=0,反应达到平衡时消耗CO的物质的量是2 mol,根据物质反应转化关系可知平衡时n(CO)=2 mol,n(NO)=4 mol,n(CO2)=2 mol,n(N2)=1 mol,n(总)平衡=9 mol,各种气体的平衡分压分别是:p(CO)=、p(NO)=、p(CO2)=、p(N2)=,故该反应的压强平衡常数Kp=;
该反应使用了催化剂,任何催化剂的催化活性都有一定的温度限制,根据图示可知NO的转化率在650℃~900℃之间急剧下降的原因是在该温度范围内催化剂的催化活性大大降低,导致NO不能更快的反应转化为生成物,因此使其转化率降低;
【小问3详解】
由图可知:该装置为电解池,左侧电极上CuCl发生失电子的氧化反应生成CuCl2,故左边电极为阳极,阳极反应式为CuCl-e-+C1- =CuCl2,阳极区反应为CH2=CH2+CuCl2=ClCH2CH2Cl,右侧电极为阴极,阴极反应式为2H2O+2e-=2OH-+ H2↑,则气体X为H2,阳极消耗Cl-,阴极生成OH-,则膜Ⅰ为阴离子交换膜、膜Ⅱ为阳离子交换膜,总反应为CH2=CH2+2C1-+2H2OClCH2CH2Cl+H2↑+2OH-,结合电子守恒分析解答。
①根据上述分析可知:气体X是H2,左边电极为阳极,反应消耗Cl-,为维持电荷守恒,应该使阴离子进入左边电极室,故膜Ⅰ为阴离子交换膜;
②电池总反应为:CH2=CH2+2C1-+2H2OClCH2CH2Cl+H2↑+2OH-,CuCl2为催化剂,则稳定工作时溶液的浓度应该保持不变;
③阳极反应式为CuCl-e- +C1-=CuCl2,阳极区反应为CH2= CH2+2CuCl2=ClCH2CH2C1+ 2CuC1,则制备l mol C1CH2CH2C1时转移2 mol电子,同时转移2 mol Na+和2 mol C1-,即消耗2 mol NaCl,故此时饱和食盐水质量减小为△m=2 mol ×58.5 g/mol=l17 g。
18. 氯化亚铬 (CrCl2)是一种重要的化工还原剂,可由无水三氯化铬(CrCl3)在高温下与反应制备,某化学兴趣小组欲利用上述方法制备,装置如图所示(夹持装置略):
已知:①,紫红色晶体,易水解,高温下易被氧气氧化。
②,白色针状晶体,有很强的吸水性,在干燥空气中能稳定存在,但在潮湿空气中极易被氧化。
回答下列问题:
(1)装置C中的玻璃管宜选用___________玻璃。
(2)制备反应的化学方程式为___________。
(3)装置E的作用是___________。
(4)实验开始时,先打开装置中漏斗旋塞,使充满整个装置后再加活,原因是___________,验证装置内充满的方法为___________。
(5)证明反应完成的实验现象是___________。
(6)除上述方法外,还可利用铬粉与干燥气体在高温下反应制备,但是铬粉直接与盐酸反应却无法制备,其原因可能是___________。(用化学方程式进行说明)。
【答案】(1)石英 (2)2CrCl3+H22CrCl2+2HCl
(3)吸收反应生成的HCl,防止空气中水蒸气进入
(4) ①. 排尽装置中的空气 ②. 一段时间后,用试管收集E处的气体,并用酒精灯点燃,若发出轻微的爆鸣声,说明装置中充满H2
(5)紫色晶体会全部变为白色
(6)4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A中锌与稀硫酸反应制取氢气,并用氢气排尽装置中的空气,防止氧气干扰实验,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥氢气,装置C中氢气与氯化铬高温条件下反应制备氯化亚铬,装置D中盛有的浓硫酸防止空气中的氧气进入C中导致氯化铬、氯化亚铬被氧化,装置E中盛有的碱石灰用于吸收氯化氢,并防止空气中水蒸气进入。
【小问1详解】
由分析可知,装置C中氢气与氯化铬高温条件下反应制备氯化亚铬,则装置C中的玻璃管宜选用耐高温的石英玻璃,故答案为:石英;
【小问2详解】
由分析可知,装置C中氢气与氯化铬高温条件下反应制备氯化亚铬,反应的化学方程式为2CrCl3+H22CrCl2+2HCl,故答案为:2CrCl3+H22CrCl2+2HCl;
【小问3详解】
由分析可知,装置E中盛有的碱石灰用于吸收氯化氢,并防止空气中水蒸气进入,故答案为:吸收反应生成的HCl,防止空气中水蒸气进入;
【小问4详解】
由分析可知,实验开始时,先打开装置A中漏斗旋塞,利用锌与稀硫酸反应生成的氢气排尽装置中的空气,防止氧气干扰实验,一段时间后,用试管收集E处的气体,并用酒精灯点燃,若发出轻微的爆鸣声,说明装置中充满氢气,故答案为:排尽装置中的空气;一段时间后,用试管收集E处的气体,并用酒精灯点燃,若发出轻微的爆鸣声,说明装置中充满H2;
【小问5详解】
由题给信息可知,当石英玻璃管中的紫色晶体会全部变为白色时,说明氢气与氯化铬高温条件下完全反应生成氯化亚铬,故答案为:紫色晶体会全部变为白色;
【小问6详解】
由题意可知,铬粉与盐酸反应生成的氯化亚铬在溶液中被空气中的氧气在酸性条件下氧化为氯化铬,所以铬粉直接与盐酸反应却无法制备氯化亚铬,反应的化学方程式为4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O,故答案为:4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O。
19. 非那沙星是一种新型的抗微生物药物,其制备方法如图所示。
回答下列问题:
(1)A中氟原子被氢原子取代后的产物名称为___________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________。
(3)中第一步反应的化学反应方程式为___________。
(4)的反应类型为___________。
(5)的结构简式为___________。
(6)是的同分异构体,满足下列条件的的结构有___________种;其中核磁共振氢谱显示五组峰,且峰面积比为的L的结构简式为___________(任写一种)。
①能发生银镜反应
②分子中含有-NH2
③分子中含有一个六元环且环上只有一个杂原子
【答案】(1)间二甲苯
(2)醛基、羧基 (3)+6NaOH+5NaCl+3H2O
(4)取代反应 (5)
(6) ①. 19 ②. 或或
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,氯化铁做催化剂作用下与氯气发生取代反应生成,则A为、B为;光照条件下与氯气发生取代反应生成,则C为;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应后,酸化得到,一定条件下转化为,与SOCl2发生取代反应生成,催化剂作用下与发生取代反应生成,则G为;一定条件下与反应转化为,在稀硫酸中发生水解反应生成,催化剂作用下与发生取代反应生成。
【小问1详解】
A中氟原子被氢原子取代后的产物为,名称为间二甲苯,故答案为:间二甲苯;
【小问2详解】
由结构简式可知,分子中的含氧官能团为醛基和羧基,故答案为:醛基、羧基;
【小问3详解】
由分析可知,C→D中第一步反应为在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成、氯化钠和水,反应的化学反应方程式为+6NaOH+5NaCl+3H2O,故答案为:+6NaOH+5NaCl+3H2O;
【小问4详解】
由分析可知,I→K的反应为催化剂作用下与发生取代反应生成和氯化氢,故答案为:取代反应;
【小问5详解】
由分析可知,G的结构简式为,故答案为:;
【小问6详解】
J的同分异构体L分子中含有一个六元环且环上只有一个杂原子,分子中含有氨基,能发生银镜反应说明分子中含有醛基,则L分子的结构可以视作是分子中的氢原子被氨基和醛基取代所得结构,共有19种,其中核磁共振氢谱显示五组峰,且峰面积比为1:1:2:4:4的结构简式为、、,故答案为:或或。

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