等值模拟（二）一、选择题(本题包括7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。)7.下列有关物质的性质与应用不相对应的是( )A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂B.FeCl3溶液能与Cu反应，可用于腐蚀铜制印刷电路板C.SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆D.Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料8.下列说法中正确的是( )A.甲烷与乙烯共1mol，完全燃烧后生成的H2O为2molB.光照下，异丁烷与Cl2发生取代反应生成的一氯代物有3种C.在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OHD.聚乙烯、蛋白质和纤维素都是天然高分子化合物9.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大。A原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素B在同周期的主族元素中原子半径最大，元素C的合金是日常生活中常用的金属材料，D位于第ⅥA族。下列说法正确的是( )A.原子半径：D>B>C>AB.元素A、B的氧化物具有相同类型的化学键C.B、C、D的最高价氧化物对应的水化物能相互反应D.元素B和C的最高价氧化物对应水化物的碱性：C>B10.设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )A.含NA个铜原子的CuO和Cu2S的混合物质量为80.0gB.标准状况下，22.4L氧气作氧化剂时转移电子数为4NAC.500mL2mol·L－1碳酸钠溶液中带电粒子数一定大于3NAD.50mL18mol·L－1浓硫酸与足量锌粒反应，产生的气体分子数小于0.9NA\n11.2,2,4三甲基戊烷(CCH3CH3CH3CH2CHCH3CH3)的一氯取代物的同分异构体有(不考虑立体异构)( )A.3种B.4种C.5种D.6种12.天然海水中主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－、CO、HCO等离子，火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：下列说法错误的是( )A.天然海水pH≈8的原因是海水中的CO、HCO水解B.“氧化”是利用氧气将HSO、SO等氧化生成SOC.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸D.“排放”出来的海水中SO的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同13.下列实验现象与对应结论均正确的是( )选项操作现象结论A燃着的镁条伸入盛CO2的集气瓶中镁条继续燃烧镁有比较强的还原性B用容量瓶配制溶液时，定容后摇匀液面低于刻度线浓度一定偏高C向某溶液中加入酸化的硝酸钡溶液有白色沉淀生成原溶液中含有SOD将刚切开的钠块露置在空气中表面变暗钠表面生成Na2O2二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共58分。第26题～28题为必考题，每个试题考生都必须做答。第36题～第38题为选考题，考生任选一题做答。)26.(14分)某矿石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、锰矿(MnO2)、氧化铝(Al2O3)、石棉(3MgSiO3·2H2O)等。工业上将矿石处理后可依次得到一系列产品的工业流程如下：(1)MnO2中，Mn元素的化合价是________。\n(2)石棉化学式为3MgSiO3·2H2O，它与硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)滤渣A为____________(填化学式)。(4)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：离子Fe3＋Al3＋Fe2＋Mg2＋开始沉淀的pH1.93.77.09.3完全沉淀的pH3.14.79.610.8步骤②中加入双氧水的作用是____________________；调节pH的试剂可以为________________(写物质名称)；步骤③最好的方法是________________，过滤操作中使用的玻璃仪器有___________________________________________________________________；由C电解制备铝的化学方程式为___________________________________________________。27.(14分)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是生产硫酸的主要反应之一。原料气按V(SO2)∶V(O2)∶V(N2)＝7∶11∶82投料，在1.01×105Pa时，不同温度下SO2的平衡转化率见下表。温度/℃400500600SO2转化率/%99.293.573.7(1)该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)400℃，1.01×105Pa时，将含10molSO2的原料气通入一密闭容器中进行反应，平衡时SO2的物质的量是________mol。(3)硫酸厂尾气(主要成分SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。①用氨水吸收。若SO2与氨水恰好反应得到碱性的(NH4)2SO3溶液时，则有关该溶液的下列关系正确的是________(填字母)。a.c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2[c(H2SO3)＋c(SO)＋c(HSO)]b.c(NH)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)c.c(NH)>c(SO)>c(OH－)>c(H＋)②用MnO2与水的悬浊液吸收生产MnSO4。i.得到MnSO4的化学方程式是____________________________________________________。ii.该吸收过程生成MnSO4时，溶液的pH变化趋势如图甲，SO2吸收率与溶液pH的关系如图乙。\n图甲中pH变化是因为吸收过程中有部分SO2转化为H2SO4，生成H2SO4的反应的化学方程式是__________________________；由图乙可知pH的降低________SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”)，用化学平衡移动原理解释其原因是________________________________________________________________________。28.(15分)Ⅰ.新型材料纳米级Fe粉与普通的还原铁粉有很大的差异，纳米级Fe粉表面积大，具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如下：(1)生成纳米级Fe的化学方程式为________________________。(2)纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑色固体，但是生活中的铁丝或铁粉在空气中加热也不能燃烧，其原因是____________________________。(3)FeCl2·nH2O固体加热脱水通常要通入________，理由是____________________________。Ⅱ.查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。甲同学用如图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验：(4)该装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是________________________________________________________________________。乙同学用下图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证产物：(5)装置C的作用是________________________。(6)乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：\n实验步骤实验操作实验现象Ⅰ将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生Ⅱ向实验Ⅰ中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液没有出现血红色乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为该结论不正确，他的理由是__________________(用离子方程式表示)。(7)丁同学称取5.60gFe粉，用乙的装置反应一段时间后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，消耗FeCl30.08mol。丁同学实验的固体产物为________。[选考部分]36.化学与技术(15分)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。下图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生产CuCl的流程：根据以上信息回答下列问题：(1)该生产过程还可以与氯碱工业、硫酸工业生产相结合，工业生产硫酸的方法名称是______________，现代氯碱工业的装置名称是________________。(2)写出生产过程中所加试剂：X__________________，Y________________。(3)写出产生CuCl的化学方程式：________________________________________________。(4)生产中为了提高CuCl产品的质量，采用__________法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是________________；生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是________________。(5)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，其理由是________________________________________________________________________。\n(6)在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是______________________。物质结构与性质37.(15分)W、Y、Z、Q、R是周期表中前四周期的元素，且原子序数依次增大。基态W的原子核外有2个未成对电子，Q是电负性最大的元素，基态R的原子核外未成对电子数是W原子核外未成对电子数的2倍。请问答下列问题(答题时，W、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示)：(1)W、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________；一种由Y、Z元素组成的化合物与WZ2互为等电子体，其分子式为__________。(2)已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构(球棍模型，短线不一定代表单键)，该分子中Y原子的杂化方式是________杂化。(3)W的电子式为__________，基态R原子的价电子排布式为__________。(4)YQ3分子的空间构型为____________，Y和Q两元素的简单氢化物的沸点较高的是__________(写分子式)。往硫酸铜溶液中通入过量的YH3(H代表氢元素)，可生成配离子[Cu(YH3)4]2＋，但YQ3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是________________________________________________________________________。(5)科学家通过X射线探明RZ的晶体结构与NaCl相似，在RZ晶体中距离R2＋最近且等距离的R2＋有________个。若在RZ晶体中阴阳离子间最近距离为apm，晶体密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数NA的表达式为________________mol－1。有机化学基础38.(15分)某有机物A(C4H6O5)广泛存在于许多水果内，尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内最多，是一种常用的食品添加剂。该化合物具有如下性质：(ⅰ)在25℃时，电离平衡常数K1＝3.9×10－4，K2＝5.5×10－6(ⅱ)A＋RCOOH(或ROH)有香味的产物(ⅲ)1molA慢慢产生1.5mol气体(ⅳ)核磁共振氢谱表明A分子中有5种不同化学环境的氢原子。与A相关的反应框图如下：\n(1)根据化合物A的性质，对A的结构可作出的判断是________(填序号)。a.肯定有碳碳双键b.有两个羧基c.肯定有羟基d.有—COOR官能团(2)写出A、F的结构简式：A：________________________________________________________________________；F：________________________________________________________________________。(3)写出下列反应类型：A―→B__________________；B―→E____________。(4)写出下列反应的反应条件：E―→F第①步反应____________________________________________________________。(5)在催化剂作用下，B与乙二醇可发生缩聚反应，生成的高分子化合物用于制造玻璃钢。写出该反应的化学方程式：______________________________________________________。(6)写出与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式：________________________。\n答案精析等值模拟(二)7.C 8.A 9.C10.B [A项，1mol氧化铜的质量和0.5mol硫化亚铜的质量相等(80.0g)，所含铜原子数相等，A项正确；B项，O2→2O2－，得到4e－；O2→O，得到2e－，故B项错误；C项，CO＋H2OHCO＋OH－，阴离子数目增多，C项正确；D项，Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，n(H2SO4)＝18mol·L－1×0.05L＝0.9mol，硫酸能完全反应生成二氧化硫和氢气的总物质的量范围为0.45mol<n(SO2)＋n(H2)<0.9mol，D项正确。]11.B [C中左边三个甲基上氢原子都是等效的，最右侧的两个甲基上的氢原子都是等效的，该有机物共有4种等效氢原子，因而其一氯取代物有4种。]12.D [D项，排放出的海水中吸收了SO2气体，并通过氧化生成了SO，故SO的物质的量浓度大于进入吸收塔的天然海水，不正确。]13.A [B项中操作和现象都正确，浓度是准确的；C项中如果原溶液中有亚硫酸根也会被硝酸氧化生成SO，有同样的现象；D项中结论错误，生成的是Na2O。]26.(1)＋4 (2)3MgSiO3·2H2O＋3H2SO4===3MgSO4＋3H2SiO3↓＋2H2O (3)MnO2、H2SiO3 (4)将Fe2＋氧化为Fe3＋ 氧化镁或者氧化铝 加入适量的氧化镁 漏斗、烧杯、玻璃棒 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑解析 (1)MnO2中，Mn元素的化合价是＋4价。(2)根据元素守恒可配平方程式：3MgSiO3·2H2O＋3H2SO4===3MgSO4＋3H2SiO3↓＋2H2O。(3)矿石用稀硫酸处理后，过滤，滤渣为不与稀硫酸反应的MnO2和新生成的难溶于水的硅酸。(4)步骤②中加入双氧水的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便通过调节溶液的pH而分离；使用氧化镁或者氧化铝消耗H＋，避免引入新的杂质；步骤③是加入适量的氧化镁，生成Al(OH)3\n沉淀，过滤所需仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(含铁圈)、滤纸。27.(1)放热 (2)0.08 (3)①ac ②i.SO2＋H2OH2SO3、MnO2＋H2SO3===MnSO4＋H2O(或MnO2＋SO2===MnSO4)ii.2SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4 不利于 由于SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSO，若pH降低，平衡向左移动，SO2气体从溶液中逸出解析 (2)该条件下二氧化硫的转化率为99.2%，所以10molSO2的原料气平衡时剩余10mol×(1－99.2%)＝0.08mol。(3)①根据物料守恒可知a正确；b不符合电荷守恒规律，错误；(NH4)2SO3溶液呈碱性，说明SO的水解程度大于NH的水解程度，所以正确；答案选a、c。28.(1)FeCl2＋H2Fe＋2HCl (2)纳米级Fe粉与气体接触面积大，反应速率快 (3)干燥的HCl气流 HCl抑制FeCl2水解，且通入的HCl气体可带走水蒸气 (4)Fe＋H2O(g)FeO＋H2(5)制取水蒸气 (6)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (7)Fe3O4解析 (1)根据纳米级Fe粉的生产流程可知，FeCl2和H2高温下反应生成Fe和HCl。(2)纳米级Fe粉与空气接触面积大，反应速率快，因此在空气中易自燃。(3)在HCl气流中FeCl2·nH2O加热脱水，通入大量的HCl不仅会抑制FeCl2水解，还能带走水蒸气。(4)装置采用酒精灯加热，温度较低，固体产物为FeO；肥皂液的作用可以用来验证H2的生成。(5)根据乙同学的实验装置分析，C的作用是提供水蒸气。(6)采用酒精喷灯加热温度较高，可能生成Fe3O4，但固体中存在Fe，会发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，因此虽然有乙同学检验剩余物的实验现象，却不能说明没有Fe3O4产生。(7)根据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，6.88g固体中n(Fe)＝0.04mol，则氧化物的质量为4.64g，氧化物中铁元素的物质的量为(5.60g－0.04×56g)/56g·mol－1＝0.06mol，所含有氧元素的物质的量为(6.88g－5.60g)/16g·mol－1＝0.08mol，则氧化物为Fe3O4。36.(1)接触法 离子交换膜电解槽 (2)Fe 稀盐酸 (3)CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4 (4)抽滤或者减压过滤 减少产品CuCl的损失 防止CuCl的水解 (5)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，反应中生成的CuSO4和SO2为1∶1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4反应中消耗的CuSO4和SO2也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体 (6)生产中应防止CuCl的氧化和见光分解\n解析 (1)工业上用接触法制硫酸，氯碱工业的装置是离子交换膜电解槽。(2)废液中含有Fe3＋、Cu2＋，所以应加入Fe除去，过量的Fe用稀盐酸除去，所以试剂X、Y分别是Fe、稀盐酸。(3)CuCl是二氧化硫还原氯化铜而得到，化学方程式为CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4。(4)快速过滤应采用抽滤或减压过滤的方法，CuCl微溶于水，不溶于乙醇，所以用无水乙醇洗涤的目的是减少CuCl的损失，调节溶液的pH不能过大的原因是防止CuCl水解。(5)Cu与浓硫酸反应的过程中有二氧化硫生成，且生成的CuSO4和SO2为1∶1，生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体。(6)因为CuCl露置于空气中易被氧化为绿色的高价铜盐，见光则分解，变成褐色，这些问题都应注意。37.(1)N>O>C N2O(2)sp2 (3) 3d64s2(4)三角锥形 HF 由于电负性F>N>H，在NF3分子中，共用电子对偏向F原子，使得N原子上的孤电子对难与Cu2＋配位(5)12 ×1030解析 由电负性信息知Q是氟元素，反推W是碳元素，故Y是氮元素、Z是氧元素；由基态原子核外未成对电子数目关系知R是铁元素。(1)CO2属于三原子分子，16个价电子，故对应的等电子体为N2O。(2)N2F2中每个氮原子与氟原子各形成一个单键，两个氮原子之间形成一个双键，还有一对孤电子对，故其为sp2杂化。(3)C与N2互为等电子体，两个碳原子之间共用三对电子对。(4)NF3中N原子为sp3杂化，故NF3为三角锥形分子。HF分子之间氢键强于NH3分子之间的氢键，故HF的沸点较高。配位键形成要求提供孤电子对的原子最好呈负电性，NF3中共用电子对偏向电负性大的氟原子，故导致其难与铜离子形成配位键。(5)FeO晶胞中，与Fe2＋距离最近且相等的Fe2＋共有12个。FeO晶胞的边长为2a×10－10cm，晶胞体积为8×10－30a3cm3，一个晶胞中含有4个“FeO”组成单元，晶胞质量为g，故有8×10－30a3×ρ＝，由此可求出NA的数值。38.(1)bc(2) HOOC—C≡C—COOH(3)消去反应 加成反应(4)NaOH/醇溶液(或KOH/醇溶液)，加热\n(5)nHOOC—CH===CH—COOH＋nHOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O(6)解析 (1)根据(ⅰ)可知化合物A属于二元酸，即含有两个羧基；根据(ⅱ)能与羧酸和醇反应，生成具有香味的物质(酯)，说明A中含有羟基和羧基；根据(ⅲ)知，A中含有1个羟基；综上所述，b、c选项合理。(2)根据(ⅰ)～(ⅳ)可知，A的结构简式为HOOCCH(OH)CH2COOH。(3)根据反应流程可知，A→B属于消去反应，B为HOOCCH===CHCOOH；B→E为加成反应，E为HOOCCHBrCHBrCOOH；E→F属于消去反应，F为HOOCC≡CCOOH。(4)E―→F的反应①是卤代烃消去反应，条件是在NaOH(或KOH)醇溶液中加热进行的，由于使用强碱，故反应①所得产物为钠盐。(5)二元酸与二元醇发生酯化反应，缩合生成高聚物。(6)更改A的碳架结构或羟基位置可得出答案，更改碳架结构为C—C(COOH)2，连接羟基为HOCH2CH(COOH)2，CH3C(OH)(COOH)2。
