1、1仿真模拟练(四)可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Cl 35.5 Cu 64 Ag 108第卷一、选择题(本题包括 7个小题,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.化学与人类生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )A.有机玻璃受热软化,易于加工成型,是一种硅酸盐材料B.世界卫生组织认为青蒿素(结构如图所示)联合疗法是当下治疗疟疾最有效的手段,烃类物质青蒿素已经拯救了上百万生命C.纯银器在空气中久置变黑是因为发生了电化学腐蚀D.硫酸亚铁片和维生素 C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果答案 D解析有机玻璃的成分是聚甲基丙烯酸甲酯,
2、是有机物,A 错误。该物质中除了含有 C、H 元素外还含有 O元素,属于烃的衍生物,B 错误。纯银器和空气中硫化氢发生化学腐蚀生成硫化银而变黑,该过程不是电化学腐蚀过程,C 错误。维生素 C具有还原性,可防止亚铁被氧化,可在口服硫酸亚铁片时同服维生素 C,可增强治疗缺铁性贫血效果,D 正确。2.设 NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.0.2 mol的铁与足量的稀硝酸反应,生成气体的分子数目为 0.3NAB.常温常压下,14 g 由 C2H4、C 3H6组成的混合气体中含有碳原子的数目为 NAC.2.24 L CO2与足量的 Na2O2反应,转移的电子总数必为 0.1NAD.1
3、 L 1 molL-1的 KAl(SO4)2溶液中阳离子总数为 2NA答案 B解析 0.2 mol铁与足量的稀硝酸反应:Fe+4HNO 3 Fe(NO3)3+NO+2H 2O,根据化学方程式可知,生成气体的分子数目为 0.2NA,A错误。设 C2H4和 C3H6的通式为(CH 2)n,则 14 g由 C2H4、C 3H6组成的混合气体中含有碳原子的数目为 nNA mol-1=NA,B正确。温度和压强未知,2.24 L CO 214 14-1不一定是 0.1 mol,转移的电子总数不一定为 0.1NA,C错误。Al 3+水解呈酸性产生氢离子,阳离子增多,溶液中阳离子总数大于 2NA,D错误。3.
4、下列有关试剂保存或实验操作的叙述正确的是( )A.浓硝酸保存在棕色橡胶塞的试剂瓶中B.用溴水除去甲烷中的乙烯杂质C.酸碱中和滴定实验中,锥形瓶用蒸馏水洗涤后,需要干燥D.配制 NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量 HCl以防水解2答案 B解析浓硝酸有强氧化性,见光易分解,应保存在棕色玻璃塞的试剂瓶中,A 错误。乙烯能与 Br2发生加成反应,可用溴水除去甲烷中的乙烯杂质,B 正确。锥形瓶内有水对测定结果无影响,则不需要干燥,C 错误。Fe 3+易水解,配制 NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量 H2SO4以防水解,D 错误。4.短周期元素 X、Y、Z、W 在周期表中的相对位置如图
5、所示,已知它们的最外层电子数之和为 21,下列说法正确的是( )X Y Z WA.X、Y、Z、W 中至少有一种是金属元素B.元素的最高化合价:WZYC.简单离子半径由大到小的顺序:WZYXD.W的单质可以置换出 Z的单质答案 D解析若该四种元素都在第二周期,为 B、N、O、F,A 错误。同理 W若为 F,没有最高正价,B 错误。若在第二周期 Y为 N,形成 N3-后半径大于 O2-,C错误。根据 2F2+2H2O 4HF+O2或Cl2+H2S 2HCl+S可知 D正确。5.下列有机物的同分异构体数目(不考虑立体异构)由小到大的顺序是( ) 分子式 C8H10 C3H5Cl C4H8O2 C4H
6、9ClO限定条件 芳香烃 能发生加成反应 能与氢氧化钠溶液反应 能与钠反应A. B.C. D.答案 D解析分子式为 C8H10的芳香烃,分子中含有 1个苯环,侧链为烷基,若有 1个侧链,为CH 2CH3,有1种;若有 2个侧链,为 2个CH 3,有邻、间、对 3种,共有 4种结构。分子式为 C3H5Cl含有一个双键,故可确定其碳骨架为 C CC,则它的一氯代物有:CHCl CHCH3、CH 2 CClCH3、CH 2 CHCH2Cl,共有 3种结构。分子式为 C4H8O2能与氢氧化钠溶液反应,可能是羧酸,也可能是酯,C 4H8O2属于羧酸时,可以是丁酸或 2-甲基丙酸,有 2种同分异构体;C
7、4H8O2属于酯类的同分异构体,为饱和一元酯,若为甲酸与丙醇形成的酯,甲酸只有 1种结构,丙醇有 2种,形成的酯有 2种,若为乙酸与乙醇形成的酯,乙酸只有 1种结构,乙醇只有 1种结构,形成的乙酸乙酯有 1种,若为丙酸与甲醇形成的酯,丙酸只有 1种结构,甲醇只有 1种结构,形成的丙酸甲酯只有 1种,属于酯类的同分异构体共有 4种;所以 C4H8O2共有 6种结构。分子式为 C4H9ClO的有机物,能与金属钠反应放出氢气,说明分子中含有OH,剩余丁基有 4种,则丁醇有 4种:CH 3CH2CH2CH2OH(烃基上氢原子有 4种),CH3CH2CH(CH3)OH(烃基上氢原子有 4种)、(CH3)
8、2CHCH2OH(烃基上氢原子有 3种)、(CH 3)3COH(烃基上氢原子有 1种),共有 12种结构。所以同分异构体数目(不考虑立体异构)由小到大的顺序是。36.2016年 8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏如皋落户。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )A.电池总反应为 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2B.放电时,甲电极为负极,OH -移向乙电极C.放电时,乙电极反应为 NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-D.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连答案 C解析放电时,正极电极反应式为 2NiO(O
9、H)+2H2O+2e- 2Ni(OH)2+2OH-,负极电极反应式为 H2+2OH-2e- 2H2O,则两式相加得总反应:H 2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2,A错误。放电时,该电池为原电池,甲电极为负极,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以 OH-向负极甲电极移动,B 错误。放电时,乙电极为正极得电子发生还原反应,电极反应为 NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,C正确。放电时,氢气在碳电极发生氧化反应,碳电极作负极,充电时,碳电极发生还原反应作阴极,应与电源的负极相连,D错误。7.(2018天津理综,3)下列叙述正确的是( )A.某温度下,一元弱酸 HA的 Ka越小,则
10、 NaA的 Kh(水解常数)越小B.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈C.反应活化能越高,该反应越易进行D.不能用红外光谱区分 C2H5OH和 CH3OCH3答案 B解析由于 Kh= ,因此一元弱酸 HA的 Ka越小,则 NaA的 Kh越大,A 项错误;由于金属性:ZnFe,铁管镀锌层局部破损后,锌作负极仍可保护铁管,B 项正确;反应活化能越低,该反应越易进行,C 项错误;C2H5OH中含有OH,CH 3OCH3中含有O,可用红外光谱区分,D 项错误。第卷二、非选择题(本卷包括必考题和选考题两部分。810 题为必考题,共 43分,每个试题考生都必须作答。1112 为选做题,共 15分,考生根
11、据要求选择一道题目作答)8.(14分)氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂,研究其制备及性质是一个重要的课题。(1)氯化铁晶体的制备:4实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有 ,仪器丙的作用为 。 为顺利达成实验目的,上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为 。 反应结束后,将乙中溶液边加入 ,边进行加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥即得到产品。 (2)氯化铁的性质探究:某兴趣小组将饱和 FeCl3溶液进行加热蒸发、蒸干灼烧,在试管底部得到固体。为进一步探究该固体的成分设计了如下实验。(查阅文献知:FeCl 3溶液浓度越大,水解程度越小;氯化铁的熔点为306 、沸点为 315 ,易升华,气态 FeCl
12、3会分解成 FeCl2和 Cl2;FeCl 2熔点为 670 )操作步骤 实验现象 解释原因打开 K,充入氮气 D中有气泡产生充入 N2的原因关闭 K,加热至 600 ,充分灼烧固体B中出现棕黄色固体产生现象的原因 实验结束,振荡 C,静置 (用相关的方程式说明)结合以上实验和文献资料,该固体可以确定的成分有 答案(1)Fe+2H + Fe2+H2、Cl 2+2Fe2+ 2Fe3+2Cl- 吸收多余的氯气关闭弹簧夹 1和 3,打开弹簧夹 2,待铁粉完全溶解后,打开弹簧夹 1和 3,关闭弹簧夹 2浓盐酸 冷却结晶(2)排出装置内的空气 FeCl 3易升华 溶液分层,上层接近无色,下层橙红色 2F
13、eCl 32FeCl2+Cl2、2Br -+Cl2 Br2+2Cl- FeCl 3、FeCl 2、Fe 2O35解析(1)装置甲制取氯气,装置乙发生 Fe+2H+ Fe2+H2,利用氯气的强氧化性,把 Fe2+氧化成Fe3+;氯气有毒,丙装置盛放 NaOH的作用是除去多余的尾气。为了实验顺利进行,铁和盐酸先充分反应,待铁全部溶解后,再通入氯气,因此操作是:关闭弹簧夹 1和 3,打开弹簧夹 2,待铁粉完全溶解后,打开弹簧夹 1和 3,关闭弹簧夹 2。Fe 3+易水解,为防止水解,边加入浓盐酸,边进行加热浓缩、冷却结晶、过滤。(2)充入氮气的目的是排出装置中的空气,防止干扰实验。棕黄色固体是FeC
14、l3,根据信息,FeCl 3易升华,A 中 FeCl3由固体转化成气体,在 B装置中遇冷凝结为固体。FeCl 3受热分解成 FeCl2和 Cl2,Cl2与 NaBr反应生成 Br2,Br2易溶于有机溶剂,现象是:溶液分层,上层接近无色,下层橙红色。2FeCl 3 2FeCl2+Cl2,2Br -+Cl2 Br2+2Cl-。根据上述现象和资料推出含有的物质是 FeCl3、FeCl 2、Fe 2O3。9.(14分)黄铜灰渣(含有 Cu、Zn、CuO、ZnO 及少量的 FeO、Fe 2O3)生产氯化铜晶体的流程如下:(1)反应中所加 Zn粉不能过量的原因是 。 (2)滤液中含有的主要金属阳离子是 。
15、 (3)写出反应的化学方程式 。 (4)“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、 、 。 (5)在空气中直接加热 CuCl2xH2O晶体得不到纯的无水 CuCl2,原因是 (用化学方程式表示)。 (6)CuCl2xH2O晶体中 x值的测定:称取 3.420 g产品溶解于适量水中,向其中加入含 AgNO3 4.40010-2 mol的 AgNO3溶液(溶液中除 Cl-外,不含其他与 Ag+反应的离子),待 Cl-完全沉淀后,用含 Fe3+的溶液作指示剂,用 0.200 0 molL-1的 KSCN标准溶液滴定剩余的 AgNO3。使剩余的 Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。滴定终点的现象是
16、。 若滴定过程用去上述浓度的 KSCN标准溶液 20.00 mL,则 CuCl2xH2O中 x值为 。 答案(1)加入过量的 Zn会使产品中含有杂质(2)Zn2+、Fe 2+(3)Cu+H2O2+2HCl CuCl2+2H2O(4)洗涤 干燥(5)2CuCl2xH2O Cu(OH)2CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O(6)溶液变为红色,且 30 s不褪色 2解析黄铜灰渣加入盐酸浸取,盐酸可与 Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe 2O3反应,滤渣为铜,过滤后进入反应的滤液主要含有 Cu2+、Zn 2+、Fe 2+、H +,加入适量锌粉,锌粉只与 Cu2+、H +反应生成铜单质,过滤后铜进入
17、反应与 H2O2溶液和盐酸反应,滤液中为 Zn2+和 Fe2+。(1)反应中所加 Zn粉不能过量,若过量会将铁置换出来,进入反应,使后面产品 CuCl2xH2O晶体含有杂质。(2)滤液中含6有的主要金属阳离子是 Zn2+和 Fe2+。(3)反应是铜与 H2O2溶液和盐酸反应生成氯化铜,其化学方程式为 Cu+H2O2+2HCl CuCl2+2H2O。(4)“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)氯化铜是强酸弱碱盐,水解产生的盐酸是易挥发性酸,在空气中直接加热 CuCl2xH2O晶体得不到纯的无水 CuCl2,原因是 2CuCl2xH2O Cu(OH)2CuCl2+2HCl+(
18、2x-2)H2O。(6)用含 Fe3+的溶液作指示剂,用 KSCN标准溶液滴定剩余的 AgNO3。使剩余的 Ag+以 AgSCN白色沉淀的形式析出,滴定终点时 KSCN不再转化为 AgSCN,而与 Fe3+作用,使溶液变为红色,故滴定终点的现象是:溶液变为红色,且 30 s不褪色;与 KSCN反应的 Ag+的物质的量为:0.200 0 molL -120.00 mL10-3 LmL-1=4.00010-3 mol,则与 CuCl2xH2O反应的 Ag+的物质的量为:4.40010 -2 mol-4.00010-3 mol=4.00010-2 mol,则 CuCl2xH2O的物质的量为:2.00
19、010 -2 mol,则 2.00010-2 mol(135+18x) g mol-1=3.420 g,解得 x=2。10.(15分)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(以 C计)与水蒸气反应制取 H2是一种低耗能、高效率的制 H2方法。该方法由气化炉制造 H2和燃烧炉再生 CaO两步构成。气化炉中涉及的反应为:.C(s)+H 2O(g) CO(g)+H2(g) K1;.CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) K2;.CaO(s)+CO 2(g) CaCO3(s) K3;燃烧炉中涉及的反应为:.C(s)+O 2(g) CO2(g).CaCO 3(s) C
20、aO(s)+CO2(g)(1)该工艺制 H2总反应可表示为 C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数 K= (用 K1、 K2、 K3的代数式表示)。在 2 L的密闭容器中加入一定量的 C(s)、H 2O(g)和 CaO(s)。下列能说明反应达到平衡的是 。 A.混合气体的体积不再变化B.H2与 H2O(g)的物质的量之比不再变化C.混合气体的密度不再变化D.形成 a mol HH键的同时断裂 2a mol HO键(2)对于反应,不同温度和压强对 H2产率影响如下表。压强/MPa温度/ p1 p2500 45.6% 51.3%700 67.8%
21、71.6%下列图像正确的是 。 (3)已知反应的 H=-41.1 kJ mol-1,C O、OH、HH 的键能分别为 803 kJ mol-1,464 kJ mol-1、436 kJ mol -1,则 CO中碳氧键的键能为 kJ mol -1。 7(4)对于反应,若平衡时再充入 CO2,使其浓度增大到原来的 2倍,则平衡移动方向为 ;当重新平衡后,CO 2浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (5)氢镍电池具有无记忆、无污染、免维护等特点,被称为绿色电池。该电池的总反应为 MH+NiOOHM+Ni(OH)2,其中 M为储氢合金材料,则充电过程中的阴极反应式为 。 答案(1) K1K2K3
22、BC(2)BD (3)1 072.9(4)正向移动或向右移动 不变(5)M+H2O+e- MH+OH-解析(1)根据盖斯定律,C(s)+2H 2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)的 H等于、的 H之和,则平衡常数 K=K1K2K3。混合气体的体积始终不变,A 错误。H 2与 H2O(g)的物质的量之比不再变化,变量不变,反应达到平衡,B 正确。体积一定,混合气体质量不确定,密度不变,反应达到平衡,C正确。形成 a mol HH键的同时断裂 2a mol HO键,代表同一反应方向,不能说明反应是否平衡,D错误。(2)对于可逆反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
23、,温度不变,增加压强平衡逆向移动,则 H2的产率降低,则 p1p2,压强不变时,升高温度,H 2的产率增大,说明正反应为吸热反应;由 p1到 p2降低压强,反应速率降低,平衡应正向移动,A 错误。图像符合升高温度平衡正向移动,且 H2的产率增大,B 正确。恒压下,升高温度平衡正向移动,H 2O的含量降低,但恒温下,增大压强平衡逆向移动,H 2O的含量增加,C错误。温度升高,平衡正向移动,平衡常数增大,D 正确。(3)设 CO中碳氧键的键能为 x kJ mol-1,则反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的 H=(x+2464) kJ mol-1-(2803+436) kJ m
24、ol-1=-41.1 kJ mol-1,解得: x=1 072.9,即 CO中碳氧键的键能为 1 072.9 kJ mol-1。(4)对于反应CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s),若平衡时再充入 CO2,增大反应物的浓度,则平衡移动方向为正向移动;当重新平衡后,因温度不变,平衡常数不变,则平衡时 CO2浓度不变。(5)阴极上 H2O得电子生成 MH,则充电过程中阴极的电极反应式:H 2O+M+e- MH+OH-。11.【化学选修 3:物质结构与性质】(15 分)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:(1)画出基态 Cu原子的价电子排布图 。 (2)已知高温下
25、Cu2O比 CuO稳定,从核外电子排布角度解释高温下 Cu2O更稳定的原因 。 (3)配合物Cu(NH 3)2OOCCH3中碳原子的杂化类型是 ,配体中提供孤电子对的原子是 。C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。 (4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图 1所示,则晶体中铜原子的堆积方式为 。 图 18图 2(5)M原子的价电子排布式为 3s23p5,铜与 M形成化合物的晶胞如图 2所示( 代表铜原子)。该晶体的化学式为 。 已知铜和 M的电负性分别为 1.9和 3.0,则铜与 M形成的化合物属于 化合物(填“离子”或“共价”)。 已知该晶体的密度为 gcm-3,阿
26、伏加德罗常数的值为 NA,该晶体中 Cu原子和 M原子之间的最短距离为体对角线的 ,则该晶体中 Cu原子和 M原子之间的最短距离为 14pm(写出计算式)。 答案(1)(2)亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态(3)sp2、sp 3 N NOC(4)面心立方最密堆积(5)CuCl 共价 1010343499.5解析(1)基态 Cu原子的价电子排布式为 3d104s1,则基态 Cu原子的价电子排布图为。(2)失去一个电子后,亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态,所以导致高温下 Cu2O比 CuO稳定。(3)配合物Cu(NH 3)2OOCCH3中第一个碳原子有一个碳氧双键,其他为单键,形成的是 s
27、p2杂化,第二个碳与第一个碳和三个氢形成单键,形成的是 sp3杂化;配体中 N有一对孤电子对,提供孤电子对的原子是 N;同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加有增大的趋势,但 N原子的 2p能级是半充满的稳定状态,所以 N元素的第一电离能大于 O,则 C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是NOC。(4)铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积。(5)M 原子的价电子排布式为3s23p5,M是第三周期第A 族元素,即 Cl,铜在晶胞中占有的位置是 8个顶点、6 个面心,铜原子的个数为 8 +6 =4,Cl原子处于晶胞内部 ,全部属于晶胞 ,Cl原子的个数是 4,该晶体的化学式18 1
28、2为 CuCl;一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于 1.7形成离子键,小于 1.7形成共价键,铜与氯电负性差值 3.0-1.9=1.11.7,该化合物属于共价化合物;设边长为 a cm,=9,a= ,该晶胞类似于金刚石的晶胞 ,铜和氯最近的距离是体对角线的 ,即距=43 3499.5 14离为 1010。343499.512.【化学选修 5:有机化学基础】(15 分)H是合成抗炎药洛索洛芬钠的关键中间体,它的一种合成路线如下:回答下列问题:(1)G中官能团名称是 ;反应的反应类型为 。 (2)反应的化学方程式为 ; 反应的化学方程式为 。 (3)C的结构简式为 ;E 的结构简式为 。
29、(4)写出满足下列条件的 F的同分异构体的结构简式:。 .能与 FeCl3溶液发生显色反应.能发生银镜反应.核磁共振氢谱有 4组峰且峰面积之比为 6211(5)仿照 H的合成路线,设计一种由 合成 的合成路线。答案(1)酯基 取代反应(2) +HCHO+HCl +H2O +CH3OH+H2O(3) 10(4) 、(5)解析根据流程可推断:A 为苯,苯与 HCHO、HCl 在 ZnCl2的催化下发生反应生成 B( ),与 NaCN发生取代反应生成 C( ),D与 CH3I发生取代反应生成 E()。(1)G 含的官能团是酯基;反应属于取代反应。(2)反应是苯与 HCHO、HCl 在ZnCl2的催化下发生反应生成 和水,其化学方程式为 +HCHO+HCl+H2O;反应是 F与甲醇的酯化反应,其化学方程式为 +CH3OH+H2O。(4)能与 FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,能发生银镜反应说明结构中含有醛基,分子中只有两个氧原子,则应该有一个酚羟基和一个醛基,核磁共振氢谱有 4组峰且峰面积之比为 6211,结合碳原子个数,应该含有两个甲基且在苯环的对称位上,故满足条件的 F的同分异构体的结构简式有: 、 。(5)流程如下:。
