仿真模拟练(四)可能用到的相对原子质量:H1 N14 O16 Cl35.5 Cu64 Ag108第Ⅰ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,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.0.2mol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,14g由C2H4、C3H6组成的混合气体中含有碳原子的数目为NAC.2.24LCO2与足量的Na2O2反应,转移的电子总数必为0.1NAD.1L1mol·L-1的KAl(SO4)2溶液中阳离子总数为2NA答案B解析0.2mol铁与足量的稀硝酸反应:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,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(CH2)n,则14g由C2H4、C3H6组成的混合气体中含有碳原子的数目为14g14ng·mol-1×n×NAmol-1=NA,B正确。温度和压强未知,2.24LCO2不一定是0.1mol,转移的电子总数不一定为0.1NA,C错误。Al3+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.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10\n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。Fe3+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( )XYZWA.X、Y、Z、W中至少有一种是金属元素B.元素的最高化合价:W>Z>YC.简单离子半径由大到小的顺序:W>Z>Y>XD.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+2H2O4HF+O2或Cl2+H2S2HCl+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( ) ①②③④分子式C8H10C3H5ClC4H8O2C4H9ClO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.③②①④B.②③①④C.③①②④D.②①③④答案D解析①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—CH2—CH3,有1种;若有2个侧链,为2个—CH3,有邻、间、对3种,共有4种结构。②分子式为C3H5Cl含有一个双键,故可确定其碳骨架为CC—C,则它的一氯代物有:CHClCHCH3、CH2CClCH3、CH2CHCH2Cl,共有3种结构。③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,C4H8O2属于羧酸时,可以是丁酸或2-甲基丙酸,有2种同分异构体;C4H8O2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。④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:CH3—CH2—CH2—CH2—OH(烃基上氢原子有4种),CH3—CH2—CH(CH3)—OH(烃基上氢原子有4种)、(CH3)2CH—CH2—OH(烃基上氢原子有3种)、(CH3)3C—OH(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②①③④。10\n6.2022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(OH)+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:H2+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.(2022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=KWKa,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:Zn>Fe,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,CH3OCH3中含有—O—,可用红外光谱区分,D项错误。第Ⅱ卷二、非选择题(本卷包括必考题和选考题两部分。8~10题为必考题,共43分,每个试题考生都必须作答。11~12为选做题,共15分,考生根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:10\n①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 。 ②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 。 ③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:①FeCl3溶液浓度越大,水解程度越小;②氯化铁的熔点为306℃、沸点为315℃,易升华,气态FeCl3会分解成FeCl2和Cl2;③FeCl2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①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②产生现象的原因 实验结束,振荡C,静置③ ④ (用相关的方程式说明)⑤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)①Fe+2H+Fe2++H2↑、Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl- 吸收多余的氯气②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2③浓盐酸 冷却结晶(2)①排出装置内的空气 ②FeCl3易升华 ③溶液分层,上层接近无色,下层橙红色 ④2FeCl32FeCl2+Cl2↑、2Br-+Cl2Br2+2Cl- ⑤FeCl3、FeCl2、Fe2O310\n解析(1)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。②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。③Fe3+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)①充入氮气的目的是排出装置中的空气,防止干扰实验。②棕黄色固体是FeCl3,根据信息,FeCl3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。③FeCl3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。④2FeCl32FeCl2+Cl2↑,2Br-+Cl2Br2+2Cl-。⑤根据上述现象和资料推出含有的物质是FeCl3、FeCl2、Fe2O3。9.(14分)黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产氯化铜晶体的流程如下:(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是 。 (2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是 。 (3)写出反应Ⅱ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CuCl2·xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是 (用化学方程式表示)。 (6)CuCl2·xH2O晶体中x值的测定:称取3.420g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO34.400×10-2mol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0.2000mol·L-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。①滴定终点的现象是 。 ②若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL,则CuCl2·xH2O中x值为 。 答案(1)加入过量的Zn会使产品中含有杂质(2)Zn2+、Fe2+(3)Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O(4)洗涤 干燥(5)2CuCl2·xH2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O(6)①溶液变为红色,且30s不褪色 ②2解析黄铜灰渣加入盐酸浸取,盐酸可与Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应,滤渣Ⅰ为铜,过滤Ⅰ后进入反应Ⅰ的滤液主要含有Cu2+、Zn2+、Fe2+、H+,加入适量锌粉,锌粉只与Cu2+、H+10\n反应生成铜单质,过滤Ⅱ后铜进入反应Ⅱ与H2O2溶液和盐酸反应,滤液Ⅱ中为Zn2+和Fe2+。(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量,若过量会将铁置换出来,进入反应Ⅱ,使后面产品CuCl2·xH2O晶体含有杂质。(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是Zn2+和Fe2+。(3)反应Ⅱ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+2HClCuCl2+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CuCl2·xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是2CuCl2·xH2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O。(6)①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30s不褪色;②与KSCN反应的Ag+的物质的量为:0.2000mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=4.000×10-3mol,则与CuCl2·xH2O反应的Ag+的物质的量为:4.400×10-2mol-4.000×10-3mol=4.000×10-2mol,则CuCl2·xH2O的物质的量为:2.000×10-2mol,则2.000×10-2mol×(135+18x)g·mol-1=3.420g,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:Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;燃烧炉中涉及的反应为:Ⅳ.C(s)+O2(g)CO2(g)Ⅴ.CaCO3(s)CaO(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2L的密闭容器中加入一定量的C(s)、H2O(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amolH—H键的同时断裂2amolH—O键(2)对于反应Ⅰ,不同温度和压强对H2产率影响如下表。 压强/MPa温度/℃ p1p250045.6%51.3%70067.8%71.6%下列图像正确的是 。 10\n(3)已知反应Ⅱ的ΔH=-41.1kJ·mol-1,CO、O—H、H—H的键能分别为803kJ·mol-1,464kJ·mol-1、436kJ·mol-1,则CO中碳氧键的键能为 kJ·mol-1。 (4)对于反应Ⅲ,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,CO2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)K1·K2·K3 BC(2)BD (3)1072.9(4)正向移动或向右移动 不变(5)M+H2O+e-MH+OH-解析(1)①根据盖斯定律,C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的ΔH等于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH之和,则平衡常数K=K1·K2·K3。混合气体的体积始终不变,A错误。H2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amolH—H键的同时断裂2amolH—O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),温度不变,增加压强平衡逆向移动,则H2的产率降低,则p1>p2,压强不变时,升高温度,H2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,H2O的含量降低,但恒温下,增大压强平衡逆向移动,H2O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xkJ·mol-1,则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH=(x+2×464)kJ·mol-1-(2×803+436)kJ·mol-1=-41.1kJ·mol-1,解得:x=1072.9,即CO中碳氧键的键能为1072.9kJ·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:H2O+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(NH3)2]OOCCH3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 。 10\n图1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)。①该晶体的化学式为 。 ②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”)。 ③已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿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14,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为 pm(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、sp3 N N>O>C(4)面心立方最密堆积(5)①CuCl ②共价 ③34×34×99.5ρNA×1010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(NH3)2]OOCCH3中第一个碳原子有一个碳氧双键,其他为单键,形成的是sp2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N>O>C。(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ⅦA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8×18+6×12=4,Cl原子处于晶胞内部,全部属于晶胞,Cl原子的个数是4,①该晶体的化学式为CuCl;②一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=1.1<1.7,该化合物属于共价化合物;③设边长为acm,ρ=mV=4NA×Ma3,a=10\n34×99.5ρNA,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14,即距离为34×34×99.5ρNA×1010。12.【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②的反应类型为 。 (2)反应①的化学方程式为 ; 反应⑥的化学方程式为 。 (3)C的结构简式为 ;E的结构简式为 。 (4)写出满足下列条件的F的同分异构体的结构简式: 。 Ⅰ.能与FeCl3溶液发生显色反应Ⅱ.能发生银镜反应Ⅲ.核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为6∶2∶1∶1(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) (4)、10\n(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②属于取代反应。(2)反应①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⑥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6∶2∶1∶1,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:。10
