2024届江苏省南通市高三下学期三模化学试题(含答案与解析)_4620
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江苏省南通市2024届高三下学期第三次调研测试
化学试题
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页。
满分为100分,考试时间为75分钟。
考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B 铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 O16 Na23 S32 Cl35.5 Cu64 Zn65 一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。
每题只有一个选项最符合题意。
1. 以棉织物为坯布的蓝印花布印染技艺是中国非物质文化遗产。
坯布的化学成分为 A. 纤维素
B. 蛋白质
C. 淀粉
D. 合成纤维
2. 3NH 与2Cl O 混合发生反应:3242210NH 3Cl O=6NH Cl 2 N 3H O +++。
下列说法正确的是 A. 3NH 中N 元素化合价为-3 B. 2Cl O 是非极性分子 C. 4NH Cl 晶体属于共价晶体
D. 2N 的电子式为N N
3. 实验室制取、收集2SO 并验证其性质,下列装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取2SO
B. 用装置乙收集2SO
的
C. 用装置丙验证2SO 的漂白性
D. 用装置丁验证2SO 的还原性
4. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 键能:H-F>H-Cl ,HF 的沸点比HCl 的高
B. 乙酸中3CH -使羟基的极性减小,乙酸的酸性比甲酸的弱
C. HClO 具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D. ()422KAl SO 12H O ⋅能与NaOH 溶液反应,可用作净水剂
5. 前4周期主族元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数依次增大。
基态时,X 原子核外有6个电子,Y 原子3p 原子轨道半充满,Z 原子3p 原子轨道上有2个未成对电子。
W 与Y 处于同一主族。
下列说法正确的是 A. 第一电离能:Z <Y
B. Y 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的弱
C. 原子半径:r (W)<r (Z)
D. X 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强 6. 下列说法正确的是 A.
168
O 、188
O 、20
8O 互为同素异形体 B. 2SO 的中心原子杂化轨道类型为3sp C. 22Na O 晶体中阴阳离子数目之比为1∶2 D. 21molSiO 晶体中含有2molSi O σ-键 7. 下列关于反应25223V O 2SO (g)O (g)
2SO (g)Δ
+ H 0∆<的说法正确的是
A. 基态V 原子核外电子排布为323d 4s
B 反应达到平衡状态时,()()32SO 2O v v =正逆
C. 使用25V O 的目是为了增大2SO 的平衡转化率
D. 其他条件相同,增大压强,平衡常数增大
8. 氧、硫及其化合物应用广泛。
2O 可用作燃料电池的氧化剂。
单质硫有多种同素异形体,其中8S 在液态
2SO 中被5AsF 氧化成28
S +
,反应方程式为()2
858632SO S 3AsF S AsF AsF ++。
氧能形成2H O 、22H O 、
.
22Na O 、2SO 、25V O 等重要氧化物。
2SO 是一种重要的工业原料,可通过煅烧黄铁矿或加热无水硫酸
钙、焦炭及二氧化硅的混合物(42
23CaSO C SiO SO CO CaSiO ++↑+↑+高温
)等方法来制取。
2SO 在
25V O 催化作用下与2O 反应生成3SO 。
下列关于化学反应的表示或说法正确的是
A. 碱性氢氧燃料电池的正极反应:22O 4e 4H =2H O -
+
++ B. 22Na O 与2SO 反应:2222422Na O 2SO =2Na SO O ++ C. 8S 与5AsF 反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=3:1
D. 温度越高,S ∆越大,硫酸钙制取2SO 的反应正向进行程度越大
9. 223Na S O 可用作定影剂。
223S O -
的结构式为。
通过下列实验探究1
2230.1mol L Na S O -⋅溶
液的性质。
实验1:向223Na S O 溶液中滴加稀硫酸,溶液中有淡黄色沉淀和无色气体产生 实验2:向AgBr 悬浊液中滴加223Na S O 溶液,振荡后得到澄清透明的溶液 下列说法正确的是
A. 223S O -
的空间构型为平面形 B. 实验1中产生的气体为2H S C. 实验1中稀硫酸体现氧化性
D. 实验2中(
)Ag
c +
减小
10. 一种杯酚的合成过程如图所示。
该杯酚盛装60C 后形成超分子。
下列说法正确的是
A. 该杯酚的合成过程中发生了消去反应
B. 每合成1mol 该杯酚,消耗4molHCHO
C. 杯酚盛装60C 形成的超分子中,存在范德华力和氢键
D. 该杯酚具有“分子识别”特性,能盛装多种碳单质
11. NaOH 活化过的2Pt /TiO 催化剂对甲醛氧化为2CO 具有较好的催化效果,有学者提出该催化反应的机理如下。
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中存在非极性键断裂
B. 步骤Ⅰ可理解为HCHO 中带部分负电荷的O 与催化剂表面的-OH 发生作用
C. 步骤Ⅱ中发生的反应可表示为2HCOOH
CO H O +催化剂
D. 该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO 的催化氧化效果 12. 已知室温下,[]36
sp 3Fe(OH)110
K -=⨯,[]15
sp 2Ni(OH)210
K -=⨯,8a (HClO)310K -=⨯。
用含少量
3Fe +的2NiCl 酸性溶液制备NiOOH 的过程如下。
下列说法正确的是
A. 1
230.1mol L Na CO -⋅溶液中:(
)()()1
23OH
H 0.1mol L
H CO c c c -
+
--=⋅+
B. pH 11=NaClO 溶液中:(
)(HClO)ClO
c c -
>
C. “调pH ”得到的上层清液中:
()()
2328
3
2Fe 10Ni c c
+-+
>
D. “氧化”时主要发生反应:2222ClO 2Ni
2OH =2NiOOH Cl H O -
+
-++↓+↑+
13. 3CH OH 是一种液体燃料。
利用2CO 和2H 合成
3CH
OH 的主要反应为
的的
反应Ⅰ 2232CO (g)3H (g)=CH OH(g)H O(g)++ 1
158kJ mol H -∆=-⋅
反应Ⅱ 222CO (g)H (g)=CO(g)H O(g)++ 1
241kJ mol H -∆=⋅+
在密闭容器中,51.0110Pa ⨯,()()22CO :H 1:2n n =起始起始时,2CO 平衡转化率、在催化剂作用下反应tmin 所测得的2CO 实际转化率及3CH OH 的选择性随温度的变化如图所示。
3CH OH 的选择性可表示为
()()()
33CH OH 100%CH OH CO n n n ⨯+生成生成生成。
下列说法不正确的是
A. 0~tmin 内,240℃下反应Ⅰ的速率比在280℃下大
B. 从220℃~280℃,2H O 的平衡产率先增大后缓慢减小
C. 280℃时增大压强,2CO 的转化率可能大于40%
D. 需研发低温下2CO 转化率高和3CH OH 选择性高的催化剂
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 锂电池的研发、使用及废电池的回收具有重要意义。
(1)比能量是指电池单位质量(或体积)输出的电能。
锂金属电池放电时总反应为
22Li MnO LiMnO +=。
下列关于锂金属电池说法正确的是___________(填序号)。
A 放电时Li 作负极
B .比能量高于锌锰干电池
C .可用稀24H SO 作电解质 (2)钴酸锂(2LiCoO )、磷酸铁锂(4LiFePO )等锂离子二次电池应用普遍。
①钴酸锂电池放电时示意图如图1所示。
放电时,Li +由x 6Li C 中脱嵌。
写出放电至完全时1-x 2Li
CoO 电极的电极反应式:___________。
②磷酸铁锂电池具有循环稳定性好的优点。
充电时Li +脱嵌形成1-x 4Li FePO (0<x 1)≤。
1x 4Li FePO -晶胞中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构(如图2所示)。
x=___________。
(3)将废旧锂离子电池(外壳为铁,电芯含铝)置于不同浓度的2Na S 和NaCl 溶液中使电池充分放电是电池回收工艺的首要步骤。
电池在不同溶液中放电的残余电压随时间的变化如图3所示。
对浸泡液中沉淀物热处理后,得到XRD 示意图谱如图4所示。
①电池在5%Na 2S 溶液中比在5%NaCl 溶液中放电速率更大,其原因是___________。
②与2Na S 溶液相比,NaCl 溶液的质量分数由5%增大至10%时,电池残余电压降低速率更快。
依据图4XRD 图谱,分析其主要原因:___________。
(4)将放电完全的钴酸锂电池正极材料粉碎后进行酸浸处理。
实验测得,在相同条件下,使用盐酸作浸取剂可使钴转化为2Co +,转化率达到99%,但工业生产使用22HCl H O -混合物作浸取剂。
①写出盐酸作浸取剂发生酸浸反应的化学反应方程式:___________。
②工业生产时在盐酸中加入22H O ,22H O 的作用是___________。
15. 化合物G 是一种抗炎药的中间体,其合成路线如下:
(1)A 中σ键与π键数目之比为___________。
(2)写出B 的结构简式:___________。
(3)写出C→D 过程中另一生成物的结构简式:___________。
(4)G 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________。
①能发生银镜反应;②分子中含有3种不同化学环境的氢原子
(5)写出以()2225BrCH CH CH Br 和3CH OH 为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机
溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_________。
16. 碲(Te)是元素周期表中第ⅥA 元素,广泛应用于半导体材料、特殊合金等领域。
从碲铜渣中(含2Cu Te 及少量4CuTeO 、Pb 等化合物)可提取单质碲。
Ⅰ.干法炼碲
(1)将碲铜渣加热熔化后,向其中分批加入一定量还原碳粉,控制反应温度400~500℃,发生反应
422400~5002CuTeO 4C
Cu Te Te 4CO +++↑℃。
每消耗41molCuTeO ,反应中转移电子的物质的
量为___________mol 。
(2)已知:常温下硫磺、单质碲的沸点分别为445℃、1390℃。
将还原后的碲铜渣与稍过量硫磺混合加热,得到Cu 2S 、Te 和硫磺混合物。
将混合物置于真空炉中,控制蒸馏温度1050℃,可收集得到较纯净的Te .在真空炉中进行蒸馏的原因是___________。
Ⅱ.湿法提碲
(3)已知23Na TeO 能溶于水,24Na TeO 难溶于水。
①将一定量粉碎后的碲铜渣与NaOH 、3NaClO 溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶中(装置见题图),90℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应后过滤。
2Cu Te 与NaOH 、3NaClO 反应生成
2Cu O 、23Na TeO 、NaCl 的离子方程式为___________,滴液漏斗中的溶液是___________。
②将过滤所得滤渣洗涤、烘干、分析成分主要含有CuO 、2Cu O ,可通过还原熔炼回收Cu 。
为确定还原剂添加量,现通过如下实验测定滤渣中各组分的质量分数:称取0.5000g 样品,分成两等份。
一份加入足量稀3HNO 充分反应后过滤(杂质不参加反应),用10.1000mol L -⋅的EDTA 溶液滴定2Cu +至终点(EDTA 与2Cu +反应的化学计量比为1:1),平均消耗EDTA 溶液30.00mL ;另一份加入足量稀盐酸溶解后过滤(杂质不参加反应,222Cu O 2H =Cu Cu
H O +
+
+++),用相同浓度的EDTA 溶液滴定2Cu +至终点,平均
消耗EDTA 溶液20.00mL 。
通过计算确定滤渣中CuO 的质量分数___________。
(写出计算过程) (4)已知:①2322242Na TeO H O =Na TeO H O +↓+; ②2324242423Na SO Na TeO H SO =Te 4Na SO H O ++++。
补充完整利用碱浸后含23Na TeO 和22Na PbO 的滤液制备高纯碲的实验方案:取碱浸后的滤液,___________,将所得固体烘干。
(必须使用的试剂:10%22H O 溶液,1
242mol L H SO -⋅溶液,
1231mol L Na SO -⋅溶液,去离子水,120.1mol L BaCl -⋅溶液)
17. 氯化铵是一种重要的化工产品,氯化铵的转化与利用是目前化工研究的热点。
(1)1943年,侯德榜团队成功研发了联合制碱法,提高了食盐利用率其主要流程如下:
①25℃时,()5
b 32K NH H O 1.810-⋅=⨯;()7
a123H CO 410K -=⨯,()11
a 223H CO 510
K -=⨯;反应
2323432NH H O(aq)HCO (aq)=NH (aq)CO (aq)H O(l)-+-
⋅+++的平衡常数K=___________。
②将“母液Ⅱ”循环进入“沉淀池”,是联合制碱法的关键。
向“母液Ⅰ”中通入氨气可提高Na +的循环利用率,其原理是___________。
(2)以氧化镁为载体,化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图1所示。
“释氯”过程中可能发生反应的焓变如图2所示。
①已知43NH Cl(s)=NH (g)HCl(g)+ 1akJ mol -∆=⋅H 。
温度越高,越有利于4NH Cl 分解。
a___________(填“>0”“<0”或“=0”)。
②“释氨”主反应为43MgO(s)NH Cl(s)=MgOHCl(s)NH (g)++,该反应H ∆=___________。
③有研究表明,“释氨”反应分两步进行:43NH Cl=NH HCl +;MgO HCl=MgOHCl +。
控制其他条件不变,分别改变4NH Cl 或MgO 固体粒径大小,“释氨”速率随固体粒径的影响如图3所示。
4NH Cl。
粒径大小对“释氨”反应速率的影响明显小于MgO 粒径大小的影响,其原因是___________。
④“释氯”装置中含有少量2H O 可提高“释氯”时HCl 的平衡产率,主要原因是___________。
⑤已知4222CH (g)2O (g)=CO (g)2H O(g)++ 1dkJ mol -∆=-⋅H ,燃烧4CH 的热量用于该化学链分解
4NH Cl 反应。
每分解420molNH Cl ,需要4196LCH (已折算为标况)。
忽略温度对化学反应焓变的影响,
该化学链的热量利用率为___________。
参考答案
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。
每题只有一个选项最符合题意。
1. 以棉织物为坯布的蓝印花布印染技艺是中国非物质文化遗产。
坯布的化学成分为 A. 纤维素 B. 蛋白质
C. 淀粉
D. 合成纤维
【答案】A 【解析】
【详解】坯布的主要成分为棉织物,故坯布的化学成分为纤维素,故A 符合; 故选A 。
2. 3NH 与2Cl O 混合发生反应:3242210NH 3Cl O=6NH Cl 2 N 3H O +++。
下列说法正确的是 A. 3NH 中N 元素的化合价为-3 B. 2Cl O 是非极性分子 C. 4NH Cl 晶体属于共价晶体 D. 2N 的电子式为N N
【答案】A 【解析】
【详解】A .NH 3中N 元素的化合价为-3价,A 正确;
B .Cl 2O 的空间构型为V 型,正负电荷中心不重合,是极性分子,B 错误;
C .NH 4Cl 由铵根离子和氯离子构成,属于离子晶体,C 错误;
D .N 2的电子式为,D 错误;
故答案选A 。
3. 实验室制取、收集2SO 并验证其性质,下列装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取2SO
B. 用装置乙收集2SO
C. 用装置丙验证2SO 的漂白性
D. 用装置丁验证2SO 的还原性
【答案】C 【解析】
【详解】A .亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫,可选图在固液反应装置制备二氧化硫,故A 正确; B .二氧化硫的密度比空气密度大,可选图中向上排空气法收集,故B 正确; C .二氧化硫为酸性氧化物,可使石蕊变红,不能验证其漂白性,故C 错误;
D .二氧化硫被溴水氧化生成硫酸,S 元素的化合价升高,可验证SO 2的还原性,故D 正确; 故选C 。
4. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 键能:H-F>H-Cl ,HF 的沸点比HCl 的高
B. 乙酸中3CH -使羟基的极性减小,乙酸的酸性比甲酸的弱
C. HClO 具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D. ()422KAl SO 12H O ⋅能与NaOH 溶液反应,可用作净水剂 【答案】B 【解析】
【详解】A .HF 的沸点比HCl 的高是因为HF 分子间存在氢键,HCl 分子间不存在氢键,与键能大小无关,故A 错误;
B .乙酸中-CH 3是推电子基团,推电子效应使羧基中羟基极性变小,羟酸的酸性越弱,所以乙酸的酸性比甲酸的弱,故B 正确;
C .HClO 具有强氧化性,能使蛋白质变性,可作杀菌消毒剂,与其具有酸性无关,故C 错误;
D .()422KAl SO 12H O ⋅溶于水时电离Al 3+水解生成吸附性强的氢氧化铝胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀,可作净水剂,和()422KAl SO 12H O ⋅能与NaOH 溶液反应的性质无关,故D 错误; 故选B 。
5. 前4周期主族元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数依次增大。
基态时,X 原子核外有6个电子,Y 原子3p 原子轨道半充满,Z 原子3p 原子轨道上有2个未成对电子。
W 与Y 处于同一主族。
下列说法正确的是 A. 第一电离能:Z <Y
B. Y 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的弱
C. 原子半径:r (W)<r (Z)
D. X 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强 【答案】A 【解析】
【分析】前4周期主族元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数依次增大,基态时,X 原子核外有6个电子,则X 为C 元素,Y 原子3p 原子轨道半充满,则Y 为P 元素,Z 原子3p 原子轨道上有2个未成对电子,则Z 为S 元素,W 与Y 处于同一主族,则W 为As 元素。
【详解】由分析知,X 为C ,Y 为P ,Z 为S ,W 为As 。
A .由于P 的3p 能级处于稳定的半充满状态,难失去电子,则第一电离能比S 的大,故第一电离能:S <P ,故A 正确;
B .非金属性越强,其对应的简单气态氢化物越稳定,同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱,故P 的非金属性大于As ,则Y 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的强,故B 错误;
C .同主族从上往下原子半径逐渐增大,从左至右原子半径逐渐减小,故原子半径:r (As)<r (S),故C 错误;
D .非金属性越强,其对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,同周期元素从左至右非金属性逐渐增强,故C 的最高价氧化物对应水化物的酸性比S 的弱,故D 错误; 故选A 。
6. 下列说法正确的是 A.
168
O 、188O 、20
8O 互为同素异形体
的
B. 2SO 的中心原子杂化轨道类型为3sp
C. 22Na O 晶体中阴阳离子数目之比为1∶2
D. 21molSiO 晶体中含有2molSi O σ-键 【答案】C 【解析】
【详解】A .16
8O 、188O 、20
8O 三者质子数相同、而中子数不同,即互为同位素,A 错误;
B .2SO 的中心原子价层电子对数为3,即中心原子杂化轨道类型为2sp ,B 错误;
C .22Na O 晶体中含有钠离子Na +和过氧根离子2-
2O ,即阴阳离子数目之比为1∶2,C 正确; D .二氧化硅晶体中1个硅原子周围结合4个氧原子,即21molSiO 晶体中含有4molSi O σ-键,D 错误; 故选C 。
7. 下列关于反应25223V O 2SO (g)O (g)
2SO (g)Δ
+ H 0∆<的说法正确的是
A. 基态V 原子核外电子排布为323d 4s
B 反应达到平衡状态时,()()32SO 2O v v =正逆
C. 使用25V O 的目是为了增大2SO 的平衡转化率
D. 其他条件相同,增大压强,平衡常数增大 【答案】B 【解析】
【详解】A .V 为第23号元素,基态V 原子核外电子排布为226321s 2s 2p 3d 4s ,A 项不符合题意; B .反应达到平衡状态时,()()32SO 2O v v =正逆,B 项符合题意;
C .催化剂可以增大化学反应速率,不能使平衡移动,不能改变平衡转化率,C 项不符合题意;
D .化学平衡常数只受温度的影响,温度改变,平衡常数才会改变,D 项不符合题意; 故正确选项为B 。
8. 氧、硫及其化合物应用广泛。
2O 可用作燃料电池的氧化剂。
单质硫有多种同素异形体,其中8S 在液态
.
2SO 中被5AsF 氧化成28
S +,反应方程式为()2
858632SO S 3AsF S AsF AsF ++。
氧能形成2H O 、22H O 、
22Na O 、2SO 、25V O 等重要氧化物。
2SO 是一种重要的工业原料,可通过煅烧黄铁矿或加热无水硫酸
钙、焦炭及二氧化硅的混合物(42
23CaSO C SiO SO CO CaSiO ++↑+↑+高温
)等方法来制取。
2SO 在
25V O 催化作用下与2O 反应生成3SO 。
下列关于化学反应的表示或说法正确的是
A. 碱性氢氧燃料电池的正极反应:22O 4e 4H =2H O -
+
++ B. 22Na O 与2SO 反应:2222422Na O 2SO =2Na SO O ++ C. 8S 与5AsF 反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=3:1
D. 温度越高,S ∆越大,硫酸钙制取2SO 的反应正向进行程度越大 【答案】D 【解析】
【详解】A .碱性环境不能出现氢离子,应用氢氧根离子配平,碱性氢氧燃料电池的正极反应:
22O 4e 2H O=4OH --++,故A 错误;
B .22Na O 与2SO 反应生成硫酸钠,没有氧气,22224=Na O SO Na SO +,故B 错误;
C .在反应()2
85
8632SO S 3AsF S AsF AsF ++中,1mol 8S 失去2mol 电子,1mol 5AsF 得到2mol 电子生成
3AsF ,另外2molAs 元素不变价,故反应中8S 与5AsF 反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=1:1,故C 错误;
D .该反应0S ∆>,所以0T S -∆<,温度越高,T S -∆越负,H T S ∆-∆越小,有利于反应正向进行,故D 正确; 故选D 。
9. 223Na S O 可用作定影剂。
223S O -
的结构式为。
通过下列实验探究1
2230.1mol L Na S O -⋅溶
液的性质。
实验1:向223Na S O 溶液中滴加稀硫酸,溶液中有淡黄色沉淀和无色气体产生 实验2:向AgBr 悬浊液中滴加223Na S O 溶液,振荡后得到澄清透明的溶液
下列说法正确的是
A. 223S O -
的空间构型为平面形 B. 实验1中产生的气体为2H S C. 实验1中稀硫酸体现氧化性 D. 实验2中(
)Ag
c +
减小
【答案】D 【解析】
【详解】A .223S O -
中其中1个S 原子相当于O 原子,中心硫原子孤电子对数=6+224
02
-⨯=,价层
电子对数=0+4=4,微粒空间构型为四面体形,选项A 错误;
B .实验1向223Na S O 溶液中滴加稀硫酸,发生的离子方程式为2-+
2322S O +2H =S +SO +H O ↑↓,故产生的气体为SO2,选项B 错误;
C .实验1发生的离子方程式为2-+
2322S O +2H =S +SO +H O ↑↓,稀硫酸体现酸性,选项C 错误; D .实验2向AgBr 悬浊液中滴加223Na S O 溶液,振荡后得到澄清透明的溶液,发生反应
2332223Na [Ag()]+NaBr AgBr+2Na S O S O =,()
Ag c +减小,选项D 正确;
答案选D 。
10. 一种杯酚的合成过程如图所示。
该杯酚盛装60C 后形成超分子。
下列说法正确的是
A. 该杯酚的合成过程中发生了消去反应
B. 每合成1mol 该杯酚,消耗4molHCHO
C. 杯酚盛装60C 形成的超分子中,存在范德华力和氢键
D. 该杯酚具有“分子识别”特性,能盛装多种碳单质 【答案】C
的
【解析】
【详解】A .酚羟基邻位的H 原子被取代,为取代反应,故A 错误;
B .苯环之间含8个CH 2,可知每合成1mol 该杯酚,消耗8molHCHO ,故B 错误;
C .杯酚盛装C 60后形成超分子,分子之间存在范德华力,羟基之间形成氢键,故C 正确;
D .该杯酚具有“分子识别”特性,空隙大小固定,只盛装C 60后形成超分子,故D 错误; 故选C 。
11. NaOH 活化过的2Pt /TiO 催化剂对甲醛氧化为2CO 具有较好的催化效果,有学者提出该催化反应的机理如下。
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中存在非极性键的断裂
B. 步骤Ⅰ可理解为HCHO 中带部分负电荷的O 与催化剂表面的-OH 发生作用
C. 步骤Ⅱ中发生的反应可表示为2HCOOH
CO H O +催化剂
D. 该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO 的催化氧化效果 【答案】D 【解析】
【详解】A .步骤Ⅰ中O 2断键为非极性键断裂,故A 正确;
B .氧的电负性大于碳,HCHO 中带部分负电荷的O ,由图可知,与催化剂表面的-OH 中带部分正电荷的H 发生作用,故B 正确;
C .步骤Ⅱ中观察反应物质的变化可知,生成了CO 和H 2O ,发生的反应可表示为
2HCOOH
CO H O +催化剂
,故C 正确;
D .苯中存在共轭效应,电子分布较均匀,该催化剂要有正、负电荷的作用,因此对苯的催化氧化效果弱于对HCHO 的催化氧化效果,故D 错误;
故答案选D 。
12. 已知室温下,[]36
sp 3Fe(OH)110
K -=⨯,[]15
sp 2Ni(OH)210
K -=⨯,8a (HClO)310K -=⨯。
用含少量
3Fe +2NiCl 酸性溶液制备NiOOH 的过程如下。
下列说法正确的是
A. 1
230.1mol L Na CO -⋅溶液中:(
)()()1
23OH
H 0.1mol L
H CO c c c -
+
--=⋅+
B. pH 11=的NaClO 溶液中:(
)(HClO)ClO
c c -
>
C. “调pH ”得到的上层清液中:
()()
2328
3
2Fe 10Ni c c
+-+
>
D. “氧化”时主要发生反应:2222ClO 2Ni 2OH =2NiOOH Cl H O -
+
-++↓+↑+
【答案】C 【解析】
【分析】用含少量Fe 3+的NiCl 2酸性溶液制备NiOOH 的流程:加入Na 2CO 3溶液调pH ,Fe 3+转化为Fe (OH )3沉淀,Ni 2+不沉淀,过滤除去Fe (OH )3沉淀得到含Ni 2+的滤液,碱性条件下加入NaClO 溶液,氧化Ni 2+得到NiOOH 沉淀,发生的反应为2Ni 2++ClO -+4OH -=2NiOOH ↓+Cl -+H 2O ,过滤、洗涤、干燥得到NiOOH 固体,据此分析解答。
【详解】A .1
230.1mol L Na CO -⋅溶液中物料守恒关系为c (23CO -
)+c (3HCO -
)+c (H 2CO 3)=1
2c
(Na +)=0.1mol/L ,电荷守恒关系为c (OH -)+2c (23CO -)+c (3HCO -
)=c (H +)+c (Na +),则c (OH -)-c (H +)=c (3HCO -
)+2c (H 2CO 3)=0.1mol/L+c (H 2CO 3)-c (23CO -
)<0.1mol •L -1+c (H 2CO 3),故A 错误; B .pH=11的NaClO 溶液中
(
)()()
a
ClO HClO (HClO)H c K c c -
+
==3000,即()(HClO)ClO c c -
<,故B 错误;
C .“调pH ”得到的上层清液中浓度积Q[Fe (OH)3]=c (Fe 3+)•c 3(OH -)>K sp [Fe (OH)3],Q[Ni (OH )2]=c (Ni 2+)•c 2(OH -)<K sp [Ni (
OH)2],则上层清液中
的
()()()()()
()
2223+-36
sp 3-283
33
2+
-15
sp
2K Fe OH c Fe 110=
=1.2510-2810K
Ni OH c Ni 210⎡⎤⨯⎣⎦
⨯⎡⎤⨯⎣⎦
>>,故C 正确;
D .碱性条件下加入NaClO 溶液氧化Ni 2+得到NiOOH 沉淀,反应为2Ni 2++ClO -+4OH -=2NiOOH ↓+Cl -+H 2O ,故D 错误; 故选C 。
13. 3CH OH 是一种液体燃料。
利用2CO 和2H 合成3CH OH 的主要反应为
反应Ⅰ 2232CO (g)3H (g)=CH OH(g)H O(g)++ 1
158kJ mol H -∆=-⋅
反应Ⅱ 222CO (g)H (g)=CO(g)H O(g)++ 1
241kJ mol H -∆=⋅+
在密闭容器中,51.0110Pa ⨯,()()22CO :H 1:2n n =起始起始时,2CO 平衡转化率、在催化剂作用下反应tmin 所测得的2CO 实际转化率及3CH OH 的选择性随温度的变化如图所示。
3CH OH 的选择性可表示为
()()()
33CH OH 100%CH OH CO n n n ⨯+生成生成生成。
下列说法不正确的是
A. 0~tmin 内,240℃下反应Ⅰ的速率比在280℃下大
B. 从220℃~280℃,2H O 的平衡产率先增大后缓慢减小
C. 280℃时增大压强,2CO 的转化率可能大于40%
D. 需研发低温下2CO 转化率高和3CH OH 选择性高的催化剂 【答案】B 【解析】
【详解】A .根据图像可知0~tmin 内,
240℃下甲醇的选择性几乎是100%,而280℃下甲醇的选择性
90%,这说明240℃下反应Ⅰ的速率比在280℃下大,A 正确;
B .根据方程式可知消耗1mol 二氧化碳生成1mol 水,从220℃~280℃时二氧化碳的平衡转化率逐渐减小至几乎不再发生变化,所以2H O 的平衡产率也是逐渐减小至几乎不再发生变化,B 错误;
C .280℃时增大压强反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ平衡不移动,因此依据图像可判断2CO 的转化率可能大于40%,C 正确;
D .由于反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,所以需研发低温下2CO 转化率高和3CH OH 选择性高的催化剂,D 正确; 答案选B
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 锂电池的研发、使用及废电池的回收具有重要意义。
(1)比能量是指电池单位质量(或体积)输出的电能。
锂金属电池放电时总反应为
22Li MnO LiMnO +=。
下列关于锂金属电池说法正确的是___________(填序号)。
A 放电时Li 作负极
B .比能量高于锌锰干电池
C .可用稀24H SO 作电解质 (2)钴酸锂(2LiCoO )、磷酸铁锂(4LiFePO )等锂离子二次电池应用普遍。
①钴酸锂电池放电时示意图如图1所示。
放电时,Li +由x 6Li C 中脱嵌。
写出放电至完全时1-x 2Li CoO 电极的电极反应式:___________。
②磷酸铁锂电池具有循环稳定性好的优点。
充电时Li +脱嵌形成1-x 4Li FePO (0<x 1)≤。
1x 4Li FePO -晶胞中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构(如图2所示)。
x=___________。
(3)将废旧锂离子电池(外壳为铁,电芯含铝)置于不同浓度的2Na S 和NaCl 溶液中使电池充分放电是电池回收工艺的首要步骤。
电池在不同溶液中放电的残余电压随时间的变化如图3所示。
对浸泡液中沉淀物热处理后,得到XRD 示意图谱如图4所示。
①电池在5%Na 2S 溶液中比在5%NaCl 溶液中放电速率更大,其原因是___________。
②与2Na S 溶液相比,NaCl 溶液的质量分数由5%增大至10%时,电池残余电压降低速率更快。
依据图4XRD 图谱,分析其主要原因:___________。
(4)将放电完全的钴酸锂电池正极材料粉碎后进行酸浸处理。
实验测得,在相同条件下,使用盐酸作浸取剂可使钴转化为2Co +,转化率达到99%,但工业生产使用22HCl H O -混合物作浸取剂。
①写出盐酸作浸取剂发生酸浸反应的化学反应方程式:___________。
②工业生产时在盐酸中加入22H O ,22H O 的作用是___________。
【答案】(1)AB
(2)
①. -+
1-x 22Li CoO +xe +xLi =LiCoO
②. 0.25
(3) ①. 等质量分数的2Na S 溶液中离子浓度更大、离子所带电荷更多 ②. 2S -、HS -还原性比
Cl -强
(4)
①. 22222LiCoO 8HCl 2LiCl 2CoCl Cl 4H O +=++↑+ ②. 作还原剂 【解析】
【小问1详解】
A .由22Li MnO LiMnO +=可知,放电时,Li 失去电子,作负极,A 项正确;
B .100gLi 可以失去100g ×1=14.3mol 7g/mol 电子,100gZn 可以失去100g ×2=3.1mol 65g/mol
电子,则锂金属电池比能量高于锌锰干电池,B 项正确;
C .Li 会直接和稀H 2SO 4反应,不能用稀H 2SO 4作电解质,C 项错误;
故选AB 。
【小问2详解】
①由图可知,1-x 2Li CoO 得到电子同时结合Li +生成2LiCoO ,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:-+1-x 22Li CoO +xe +xLi =LiCoO ;
②根据题中信息可知,Fe 存在于由O 构成的正八面体内部,P 也存在于由O 构成的正四面体中,从图2中可以看出晶胞中正八面体和四面体结构都为4个,所以晶胞中含有4个Fe 和4个P 原子则 LiFePO 4单元中实际上构成是 Li 4Fe 4P 4O 16,Li +在8个顶点、4个棱和2个面心上,然后看图2中,结合题中信息得到,Li 1-x FePO 4比LiFePO 4 少了面心的2个Li +,少的个数是122⨯
=1,则 Li 1-x FePO 4晶胞为 Li 3Fe 4P 4O 16,所以 1-x=34
,得到 x= 0.25。
【小问3详解】
①电池在5%Na 2S 溶液中比在5%NaCl 溶液中放电速率更大,其原因是:等质量分数的Na 2S 溶液中离子浓度更大、离子所带电荷更多;
②与Na 2S 溶液相比,NaCl 溶液的质量分数由5%增大至10%时,电池残余电压降低速率更快。
依据图4XRD 图谱,分析其主要原因:S 2−、HS −还原性比Cl −强。
【小问4详解】
①钴酸锂和盐酸反应生成LiCl 、CoCl 2、Cl 2和H 2O ,化学方程式为:
22222LiCoO 8HCl 2LiCl 2CoCl Cl 4H O +=++↑+;
②钴酸锂也能氧化盐酸生成Co 2+和氧气,故过氧化氢的作用为:作还原剂。