江西省2024届高三普通高中学业水平选择性考试模拟化学试题(一)(原卷版+解析版)

江西省2024届高三普通高中学业水平选择性考试模拟化学试题(一)
可能用到的相对原子质量:N14 S32 Fe56 Ga70
一、选择题:本题共14小题,每小题3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. 我国在新材料领域的累累硕果为中国制造注入活力。下列说法正确的是
A. 石墨烯与富勒烯均属于烯烃
B. 新型储氢合金室温下吸、放氢的速率均较快
C. 钻井平台蓝鲸二号的钢骨架结构主要由高碳钢制成
D. 等离子体主要由阴离子、阳离子和电中性粒子组成
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨烯与富勒烯均为碳元素形成的单质,即均不属于烯烃,故A错误;
B.新型储氢合金室温下吸、放氢的速率均较快,便于新能源的储存和使用,故B正确;
C.高碳钢硬而脆,并不适合做钻井平台蓝鲸二号的钢骨架结构,故C错误;
D.等离子体主要由电子、阳离子和电中性粒子组成,故D错误;
故答案为:B。
2. 下列符号表征或说法正确的是
A. 硫黄分子中共价键的类型:非极性键 B. 的空间结构:平面三角形
C. Zn位于元素周期表d区 D. 硫酸钡电离:
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫黄分子中存在硫原子间形成的非极性键,A项正确;
B.中O原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,B项错误;
C.Zn位于元素周期表ds区,C项错误;
D.BaSO4属于强电解质,在水中完全电离,D项错误;
故选A。
3. 下列物质的工业制备方法正确的是
A. 电解氯化镁饱和溶液冶炼镁 B. 锌与稀硫酸反应制氢气
C. 石墨高温高压催化合成金刚石 D. 钠加入四氯化钛溶液冶炼钛
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解氯化镁溶液生成氢氧化镁和氢气,应用电解熔融氯化镁的方法冶炼,故A错误;
B.锌与稀硫酸反应制氢气是实验室制备氢气的方法,故B错误;
C.工业上可用石墨在高温高压、催化剂的条件下制备金刚石,故C正确;
D.钠与水剧烈反应,不能在四氯化钛溶液中置换出钛,故D错误;
故选:C。
4. 工业制硫酸涉及、、、等物质。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 12.0 g 中含有阴离子的数目为
B. 与反应生成1 mol时转移电子的数目为
C. 常温下,1 L的稀硫酸中水电离出的数目为
D. 1 mol 与1 mol 所含中子数之差为
【答案】D
【解析】
【详解】A.12gFeS2物质的量为0.1mol,含有阴离子的数目为0.1NA,A正确;
B.SO2与O2反应生成1molSO3,1molSO2中的S失去2mol电子,0.5molO2得到2mol电子,转移电子数为2NA,B正确;
C.常温下,1LpH=1的稀硫酸中c(H+)=0.1mol/L,则c(OH-)=10-13mol/L,水电离的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,则水电离出的H+数目为10-13NA,C正确;
D.1molD2SO4中含有中子数为50NA,1molSO3含有的中子数为40NA,两者中子数之差为10NA,D错误;
故答案选D。
5. 化合物M可作口腔护理产品的添加剂,结构简式如图所示(M由两种单体聚合而成且其中一种为平面结构)。下列关于M的说法正确的是
A. 能使酸性溶液褪色 B. 所有碳原子可能处于同一平面
C. 碳原子只有1种杂化方式 D. 合成M的一种单体中存在大π键
【答案】D
【解析】
【详解】A.M中不含有碳碳双键等能被酸性溶液氧化的官能团,故A错误;
B.M中存在连接3个碳原子和1个氢原子的饱和碳均为sp3杂化,故所有碳原子不可能处于同一平面,B错误;
C.M中羰基碳原子为sp2杂化,非羰基碳原子采取sp3杂化,故C错误;
D.合成M的其中一种单体:顺丁烯二酸酐,存在大π键,D正确;
故本题选D。
6. 兴趣小组利用如图所示装置依次向乙装置中通入制备的甲烷和氯气,探究甲烷与氯气在光照条件下的反应。已知实验室制备甲烷的反应式为。下列说法错误的是
A. 和均不适合用甲装置制备
B. 试剂X适合选用饱和食盐水
C. 和适宜在日光直射下反应以加快速率
D. 和反应后关闭打开,可观察到丙装置中液体进入乙装置
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲装置适用于不溶于水的块状固体和液体在不加热的条件下制备气体,制备甲烷的试剂中不存在液体,所以不能用甲装置制备甲烷,而常温下制备氯气的固体反应物,如高锰酸钾,易溶于水,即也不能用甲装置制备氯气,故A正确;
B.可用排饱和食盐水的方法收集一定量甲烷后,继续收集氯气,得到甲烷和氯气的混合气体,即试剂X适合选用饱和食盐水,故B正确;
C.和在日光直射下反应易爆炸,所以混合气体应在光亮处反应,但不能日光直射,故C错误;
D.常温下甲烷和氯气反应后生成极易溶于水的HCl,且甲烷和氯气发生取代反应生成的氯代物中只有CH3Cl为气体,即反应后乙中压强减小,所以和反应后关闭、打开,可观察到丙装置中液体进入乙装置,故D正确;
故答案为:C。
7. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 某杯酚可用于分离和 分子直径小于分子直径
B 镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体 小苏打溶于水吸热
C 溶液显酸性 能与水分子形成氢键
D 能用NaOH溶液吸收 属于酸性氧化物
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.C60分子直径小于C70分子直径,选用空腔大小与C60或C70大小适配的杯酚,可分离C60和C70,故A正确;
B.镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体,与小苏打溶于水吸热无因果关系,故B错误;
C.硫酸氢钠溶液显酸性是因为硫酸氢钠能电离出氢离子:,故C错误;
D.ClO2与氢氧化钠溶液反应生成两种盐,2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O,所以二氧化氯不属于酸性氧化物,故D错误;
故答案为:A。
8. 我国学者以M为催化剂,在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中均实现了常温电催化合成氨,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法错误的是
A. 电催化装置中,催化剂M应附着在阴极上
B. 在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中,等量的从M表面脱离吸附吸收的能量相同
C. M在电解质溶液Ⅱ中比在电解质溶液Ⅰ中催化活性强
D. 反应达到平衡时,只升高温度,氨气浓度减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图已知,N2吸附在催化剂表面,合成氨反应中N2得电子在阴极上反应,故电催化装置中,催化剂M应该附着在阴极上,A正确;
B.催化剂和电解质溶液不影响反应焓变,由图知NH3+NH3*在不同电解质溶液中相对能量 不同,故在I、Ⅱ中,等量的NH3*从M表面脱离吸附吸收的能量不同,B错误;
C.由历程知,在电解质溶液Ⅱ中合成氨反应的决速步骤的能垒小于在电解质溶液I中合成氨反应的决速步骤的能垒,故M在电解质溶液Ⅱ比在电解质溶液I中催化活性强,C正确;
D.由图知,合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,氨气的浓度减小,D正确;
故选B。
9. 化合物a(如图所示)可用作化肥和森林灭火剂,其中短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子的电子层数和电子数相等。下列说法错误的是
A. 第一电离能:X>Y
B. a中X与Y均满足8电子稳定结构
C. a中阴离子和阳离子均可作配合物的配体
D. 简单氢化物的还原性:Y【答案】C
【解析】
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子的电子层数和电子数相等,W为H,X与H形成4条键,X为N,与H形成铵根离子,Y形成2条键为O,Z形成5条键为P。形成的阴离子为。
【详解】A.N的2p轨道半充满,较稳定,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能N>O,A正确;
B.a中N形成铵根离子,满足8电子稳定结构,O部分形成两条键,部分虽形成1条键,但是带一个电子,也满足8电子稳定结构,B正确;
C.配合物的配体一定要有孤电子对,铵根离子没有孤电子对,不能用作配体,C错误;
D.非金属性O>N>P,则简单氢化物的还原性H2O故答案选C。
10. 实验室用如图所示装置检验草酸晶体()分解生成的含碳气体产物(不考虑草酸蒸气)。已知:常温下,CO通入的盐酸溶液中生成黑色Pd粉。下列说法错误的是
A. Ⅰ中大试管口向上倾斜,可能因为草酸晶体的熔点低于分解温度
B. 由Ⅱ中现象可推断草酸晶体分解生成CO
C. Ⅱ、Ⅲ中现象可推断草酸晶体分解反应存在元素化合价变化
D. 可用燃烧法代替Ⅴ进行尾气处理
【答案】B
【解析】
【分析】草酸晶体受热分解产生CO和CO2气体,由于CO通入PdCl2的盐酸溶液中生成黑色Pd粉,同时生成CO2,故检验草酸晶体受热分解的气体产物时,应先检验CO2,再检验CO。
【详解】A.用大试管加热固体应使管口略向下倾斜,实际操作管口向上可能因草酸晶体的熔点低于分解温度,在加热分解过程中固体先熔化为液体,A正确;
B.由实验目的和原理知,CO通入的盐酸溶液中生成黑色Pd粉,方程式为:,当检验CO时会产生CO2,因此应先检验CO2再检验CO,Ⅱ、Ⅲ中依次盛放澄清石灰水,PdCl2的盐酸溶液,分别用于检验草酸晶体分解生成二氧化碳和一氧化碳,B错误;
C.Ⅱ、Ⅲ中现象可推断草酸晶体分解生成二氧化碳和一氧化碳,存在元素化合价变化,C正确;
D.V用于CO尾气处理,可用燃烧法代替Ⅴ进行尾气处理,D正确;
故选B。
11. 工业上由黄铁矿(主要成分为,含As、Se等杂质)生产发烟硫酸的主要工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A. “煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入
B. “干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀
C. “吸收”中所得尾气的主要成分是未被吸收的
D. 若,则的结构式可能为
【答案】C
【解析】
【分析】黄铁矿和氧气煅烧生成氧化铁和二氧化硫,气体除砷、硒后干燥,通入氧气氧化为三氧化硫,使用浓硫酸吸收生成发烟硫酸;
【详解】A.“煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入可增大其与氧气的接触面积,使反应更充分,提高原料的利用率,A正确;
B.二氧化硫为酸性气体,“干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀,B正确;
C.二氧化硫和氧气反应为可逆反应,“吸收”中所得尾气主要成分是氧气、二氧化硫等,C错误;
D.若,则为焦硫酸,其结构式可能为,D正确;
故选C。
12. 氮化镓是第三代半导体材料之一,两种立方GaN晶胞分别具有闪锌矿型(如图甲所示)和NaCl型(如图乙所示)结构。已知:甲、乙图中相邻的Ga、N原子之间均相切;Ga、N的原子半径分别为pm、pm,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 甲、乙中Ga的配位数之比为2∶3
B. 甲中晶胞体对角线等于Ga与N原子半径之和的4倍
C. 乙中所示晶体的密度为g cm
D. 甲、乙的晶胞中,Ga原子围成的正四面体数目之比为1∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A.由甲中晶胞结构可知,乙中Ga的配位数分别为4、6,二者之比为2:3,A项正确;
B.由甲中晶胞结构知,晶胞体对角线等于Ga与N原子半径之和的4倍,B项正确;
C.由图乙所示晶体结构知,晶胞棱长为2(r1+r2)pm,每个晶胞实际占用4个Ga原子和4个N原子,则 GaN晶体的密度为,C项正确;
D.甲、乙的晶胞中,均含有8个Ga原子围成的正四面体,Ga原子围成的正四面体数目之比为1∶1,D项错误;
故选D。
13. 浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源,用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备NaOH.下列说法错误的是
A. 起始加入的溶液浓度:
B. 膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜
C. 工作时,溶液质量减小、NaOH稀溶液质量增加
D. 导线中通过1 mol,理论上电解池中两极共生成0.75 mol气体
【答案】C
【解析】
【分析】从图中可知,左侧为浓差电池,右边为电解池,NaOH稀溶液中水得电子生成氢气和氢氧根离子,钠离子向NaOH区移动,从而生成NaOH使NaOH溶液浓度增大,因此惰性电极Ⅱ为阴极,则惰性电极Ⅰ为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,向阳极区移动与氢离子反应生成,则左侧Cu(Ⅱ)为正极,Cu(Ⅰ)为负极,浓度大的CuSO4溶液中的Cu电极为正极,故c2>c1。
【详解】A.根据分析可知,起始时CuSO4溶液浓度c2>c1,A正确;
B.浓差电池中硫酸根离子通过膜a从右向左移动,电解池中通过膜b从右向左移动,故膜a和膜b均选用阴离子交换膜,B正确;
C.Na2SO4溶液中逸出1mol氧气的同时移入2mol,Na2SO4溶液质量增加,C错误;
D.电解池阴、阳极反应分别为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、2H2O-4e-=4H++O2↑,转移1mol电子,阴极上生成0.5mol氢气,阳极上生成0.25mol氧气,共生成0.75mol气体,D正确;
故答案选C。
14. 常温下,用氢氟酸或氢氧化钠溶液调节、沉淀共存体系中溶液的pH,溶液中粒子浓度与pH的关系如图所示(其中M代表或)。下列说法正确的是
A. 表示与pH的关系 B. 常温下溶度积常数:
C. Q点对应状态下有沉淀生成 D. pH在8~13之间,溶液中均存在
【答案】D
【解析】
【分析】随着HF加入,溶液pH减小,c(OH-)减小,c(Mg2+)增大,c(F-)减小,则L1、L2分别表示lg c(F-)、lg c(Mg2+)与pH的关系;
【详解】A.在一定pH范围内,随着HF加入,溶液pH减小,c(OH-)减小,c(Mg2+)增大,c(F-)减小,则L1、L2分别表示lg c(F-)、lg c(Mg2+)与pH的关系,A错误;
B.由图中数据计算得,取L2 (12,-7)点可得Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+) c(OH-)2=10-7×(10-2)2=10-11,Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-11,同理取L1 (11,-2)点可得Ksp(MgF2)的数量级为10-9,则,B错误;
C.Q点c(Mg2+)小于氢氧化镁溶解平衡时的浓度,Qc=c(Mg2+) c(OH-)2< Ksp[Mg(OH)2],则Q点对应状态下没有Mg(OH)2生成,C错误;
D.L1表示lg c(F-)与pH的关系,由图知,pH=8时c(F-)>10-5mol/L,c(OH-),存在,pH=13时溶液中c(OH-)=0.1mol/L,根据Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-11,得c(Mg2+)的数量级为10-9,而Ksp(MgF2)≥10-9,故c(F-)大于0.1mol/L,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钨(W)广泛用于国防军事、航空航天、信息制造等领域。实验室以硬质合金废料(含WC、Fe和少量C、Co)为原料制备炼钨中间体,并提取有价金属的一种工艺流程如图所示:
已知:该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
金属离子
开始沉定pH 0.2 1.5 6.5 7.0
沉淀完全pH 1.1 4.1 9.7 9.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”的目的为___________;“沉铁”时调节pH的范围为___________;“还原”反应同时生成一种参与大气循环的气体,该离子方程式为___________。
(2)其他条件相同时,“焙烧”过程中流速与钨氧化率的关系如图所示,其中流速大于0.15 m3/h时钨氧化率降低的原因为___________。
(3)“氨化结晶”时需要加入足量,其原因为___________。
(4)“酸浸”工序可用电解法代替。则进行电解时,WC进入___________(填“阳极泥”或“阴极泥”)。
(5)尾气1与尾气3的反应是汽车尾气处理的原理之一,该反应的化学方程式为___________。
(6)、,、,NaOH,Co中,熔点主要取决于氢键是___________;H、O、Cl、Co的电负性由大到小的顺序为___________。
【答案】(1) ①. 将Fe、Co转化成可溶性的盐而与WC和C分离 ②. 4.1≤pH<7.0 ③. 2Co2++N2H4 H2O=2Co↓+N2↑+H2O+4H+
(2)流速过快,与W的接触时间短,氧化不充分
(3)将Na3WO4充分转化为(NH4)3WO4,利用同离子效应,降低(NH4)3WO4的溶解度,提高(NH4)3WO4的产率
(4)阳极泥 (5)
(6) ①. 、 ②. O>Cl>H>Co
【解析】
【分析】硬质合金废料(含WC、Fe和少量C、Co)中加稀硝酸酸浸,得到含WC和C的固体混合物、尾气1的主要成分NO,酸浸时稀硝酸将Fe、Co转化成可溶性的Fe3+和Co2+的盐,过滤得到酸浸液;将得到WC和C的固体混合物在氧气、水蒸气的条件下焙烧,得到的烧渣含WO3,往烧渣中加氢氧化钠溶液进行碱浸,得到的碱浸液中含Na3WO4,其中加氯化铵进行氨化结晶,将Na3WO4转化为(NH4)3WO4,然后煅烧得WO3;酸浸液调pH将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,过滤后的滤液中含Co2+,加一水合肼将Co2+还原为Co。
【小问1详解】
用稀硝酸进行“酸浸”时,硬质合金废料中的Fe、Co转化成可溶性的Fe3+和Co2+的盐,从而与WC和C分离,即其目的为将Fe、Co转化成可溶性的盐,从而与WC和C分离;“沉铁”时是将溶液中的Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,但Co2+不沉淀,所以调节pH的范围为4.1≤pH<7.0;“还原”反应是加一水合肼将Co2+还原为Co,同时生成一种参与大气循环的气体,由元素种类守恒可知,该气体为N2,其反应的离子方程式为2Co2++N2H4 H2O=2Co↓+N2↑+H2O+4H+;
【小问2详解】
由以上分析可知,氧气将W氧化为三氧化钨,若其他条件相同时,“焙烧”过程中流速过快,将会导致氧气与W的接触时间短,氧化不充分,从而使钨的氧化率降低;
【小问3详解】
加氯化铵进行氨化结晶时,可将Na3WO4转化为(NH4)3WO4,加入足量利用了同离子效应,降低(NH4)3WO4的溶解度,提高(NH4)3WO4的产率;
【小问4详解】
“酸浸”工序的目的是将为将Fe、Co转化成可溶性的盐,从而与WC和C分离,若用电解法代替,则进行电解时,硬质合金废料作阳极,即其中的WC不反应进入阳极泥;
【小问5详解】
尾气1是用稀硝酸进行“酸浸”时,硬质合金废料中的Fe、Co转化成可溶性的Fe3+和Co2+的盐,稀硝酸被还原为的NO,尾气3则是煅烧(NH4)3WO4得WO3时生成的NH3,NO与NH3的反应是汽车尾气处理的原理之一,该反应的化学方程式为;
【小问6详解】
N、O元素的非金属性较强,和分子中均存在氧氢键,分子间能形成氢键;和NaOH为离子晶体,熔点高低与离子键强弱有关;Co为金属晶体,熔点高低与金属性强弱有关;为分子晶体,熔点高低与范德华力大小有关,所以、、、,NaOH,Co中,熔点主要取决于氢键的是、;Co为金属元素,其电负性在四种中最小,H、O、Cl均为非金属元素,三者电负性由大到小顺序为O>Cl>H,所以H、O、Cl、Co的电负性由大到小的顺序为O>Cl>H>Co。
16. 硫化锶(SrS)可用作发光材料、光谱纯试剂和燃料添加剂。工业上可用碳热还原法制备SrS,相关反应及信息如下表所示:
反应 焓变/kJ·mol 熵变/kJ·mol·K
Ⅰ. +189.1 0.37
Ⅱ. +534.0 0.72
Ⅲ. -155.8 0.015
回答下列问题:
(1)Sr与Ca同族且相邻。基态Sr原子的电子排布式为___________。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,自发进行所需温度最高的是___________(填反应序号)。
(3)将1 mol 和3 mol加入10 L恒容密闭容器中制备SrS,实验测得平衡体系中各成分的物质的量分数与温度的关系如图所示:
①从反应原理角度解释,温度低于℃时容器内几乎不发生反应Ⅲ的原因为___________。
②若℃时,从反应开始到恰好达到平衡的时间为t min,则0~t min内,反应的平均速率___________(用含t的代数式表示)。
③温度高于℃时,容器内发生主要反应的热化学方程式为___________。
④℃时,反应Ⅰ的平衡常数___________(是用平衡浓度表示的平衡常数)。
⑤M、N点对应状态下继续反应一段时间,其平均反应速率:M___________N(填“>”“<”或“=”),理由为___________。
(4)若起始以物质的量之比为1∶1向密闭容器中加入和发生反应,达到平衡后,其他条件不变,改变下列条件,有利于提高平衡产量的是___________(填选项字母)。
A.适当升高温度 B.适当增大压强 C.使用更高效的催化剂
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p65s2或[Kr]5s2 (2)Ⅱ
(3) ①. 发生反应Ⅱ生成CO后才能发生反应Ⅲ,而反应Ⅱ需在较高温度下自发进行 ②. ③. ④. ⑤. = ⑥. M、N点对应状态均为平衡状态,CO的浓度变化为0
(4)A
【解析】
【小问1详解】
Sr与Ca同族且相邻,则Sr位于第五周期第ⅡA族,基态Sr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s2或[Kr]5s2;
【小问2详解】
G= H-T S<0时,反应能自发进行,反应I、Ⅱ自发进行的温度分别大于511.1K、741.7K,反应Ⅲ在任何温度下都能自发进行,则三个反应自发进行所需温度最高的是Ⅱ;
【小问3详解】
①由反应原理和起始投料组成知,先发生反应Ⅱ生成CO后才能发生反应Ⅲ,而反应Ⅱ需在较高温度下自发进行,故温度低于T1时容器内几乎不发生反应Ⅲ;
②由图知,T1时发生反应I,1molSrSO4(s)完全反应生成2molCO2(g),则0~tmin内,反应的平均速率;
③由图知,温度高于T1时SrSO4(s)和SrS (s)的物质的量分数不变,CO2(g)和C(s)的物质的量分数减小,CO(g)的物质的量分数增大,结合反应I、Ⅱ并应用盖斯定律推知(反应Ⅱ-反应I),容器内发生主要反应的热化学方程式为;
④℃时,相当于2mol CO2(g)和1molC(s)在10L恒容密闭容器中发生反应,达到平衡时CO2(g)和CO(g)的物质的量相等,假设生成2xmolCO(g),列式计算2-x=2x,则x=mol,平衡时CO2(g)和CO(g)的物质的量均为mol,则反应I的平衡常数c2(CO2)= ;
⑤M、N点对应状态均为平衡状态,CO的浓度变化为0,则平均反应速率:M=N;
【小问4详解】
A.反应I、Ⅱ为吸热反应,适当升高温度平衡正向移动,可增大S人S(s)的平衡产量,A正确;
B.增大压强,反应I和Ⅱ的平衡逆向移动,反应Ⅲ平衡不移动,SrS(s)平衡产量减小,B错误;
C.催化剂不影响平衡移动,C错误;
故选A。
17. 硫酸铁和硫酸亚铁均为重要的盐。实验室用废铁屑(含油污)制备和溶液,并进行相关探究。回答下列问题:
Ⅰ.制备0.01 mol L溶液和0.04 mol L溶液。
步骤一:将废铁屑(含油污)依次用热纯碱溶液、蒸馏水清洗后,加入足量溶液,充分反应后过滤;
步骤二:向滤液中分批加入足量双氧水,充分反应后小心煮沸、冷至室温;
步骤三:标定所得溶液浓度;
步骤四:配制100 mL 0.01 mol L 溶液;
步骤五:取部分标定浓度后的溶液,经转化后配制100 mL 0.04 mol L 溶液。
(1)步骤一中用蒸馏水清洗的目的为___________;步骤二中,双氧水需足量并分批加入的原因为___________。
(2)步骤三标定溶液浓度的操作:准确量取10.00 mL 溶液于锥形瓶中,依次加入适当过量的、适量的,充分反应后用0.1000 mol L 标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为20.00 mL(已知:Sn的常见化合价为+2、+4;该实验条件下不与反应)。
①向溶液中加入反应的离子方程式为___________;加入适量的作用为___________。
②溶液的物质的量浓度为___________。
(3)制备0.01 mol L 溶液的实验中,如图所示仪器不需要使用的是___________(填仪器名称)。
Ⅱ.探究与Ag生成和的反应特点。
提出猜想:上述反应为可逆反应。
验证猜想:取少量Ag粉,向其中加入0.01mol L 溶液,固体全部溶解;将0.01 mol L 溶液与0.04 mol L 溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀。
(4)验证猜想时,第二步实验中所加FeSO 溶液过量的目的为___________;向所得灰黑色沉淀中加入适量浓硝酸,通过___________(填实验现象),可证明灰黑色沉淀为Ag单质。
(5)实验结论:猜想___________(填“成立”或“不成立”)。
【答案】(1) ①. 除去废铁屑表面过量的纯碱和油脂水解的产物 ②. 使Fe2+完全转化为Fe3+,且不引入新的杂质,减少双氧水的分解,提高原料的利用率
(2) ①. 2Fe3++Sn2+=2Fe2++ Sn4+ ②. 可将过量的Sn2+氧化,使测定结果更准确 ③. 0.5000mol/L
(3)蒸发皿、碱式滴定管
(4) ①. 有利于还原的反应正向进行 ②. 沉淀逐渐溶解,产生红棕色气体
(5)成立
【解析】
【分析】将废铁屑依次用纯碱溶液、蒸馏水清洗后,与足量硫酸反应后过滤,滤液与足量过氧化氢反应制得硫酸铁溶液,部分制得的硫酸铁转化为硫酸亚铁。
【小问1详解】
废铁屑表面含油污,用足量热纯碱溶液除去油脂后,废铁屑表面有过量纯碱和油脂水解的产物,用蒸馏水可以洗去他们,所以用蒸馏水清洗的目的为除去废铁屑表面过量的纯碱和油脂水解的产物;双氧水具有较强的氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子,且其产物为水,足量双氧水可以保证将Fe2+完全氧化,所以步骤二中,双氧水需足量的原因为:使Fe2+完全转化为Fe3+,且不引入新的杂质,而分批加入可以减少双氧水的分解,提高原料的利用率;
【小问2详解】
①向溶液中加入,可以将Fe3+还原为Fe2+,其反应的离子方程式为2Fe3++Sn2+=2Fe2++ Sn4+;为了使Fe3+完全被还原,加入的要适当过量,而可将过量的Sn2+氧化,避免影响硫酸铁溶液浓度测定的准确性,所以加入适量的作用为:将过量的Sn2+氧化,避免影响硫酸铁溶液浓度测定的准确性;
②由电子得失守恒和铁原子守恒可知,反应原理为5~10 Fe2+~2KMnO4,则溶液中的物质的量浓度为;
【小问3详解】
制备0.01 mol/L溶液的实验中,如图所示仪器需要使用的是100mL容量瓶、烧杯、酸式滴定管,即不需要使用的是蒸发皿和碱式滴定管;
【小问4详解】
验证探究与Ag生成和的反应为可逆反应时,所加FeSO 溶液过量,可以使反应向消耗的方向进行,即有利于还原的反应正向进行;若所得灰黑色沉淀为Ag单质,则往其中加入适量浓硝酸,Ag单质会溶解,生成红棕色二氧化氮,反应的现象为沉淀逐渐溶解,产生红棕色气体;
【小问5详解】
由上述实验可知,与Ag反应生成和、和反应生成与Ag,两个反应同时进行,即相同条件下与Ag生成和的反应既可正向进行,又可以逆向进行,所以猜想成立。
18. 化合物M是一种药物合成的中间体。实验室以A为原料制备M的一种合成路线如图所示(部分反应条件略去):
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为___________;C的化学名称为___________。
(2)Q是F的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物,能与溶液反应。
②1 mol Q最多能与2 mol Na反应。
③核磁共振氢谱中有5组吸收峰。
(3)G中官能团的名称为___________;H的分子式为___________
(4)根据化合物M的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的有机产物的结构简式 反应类型
a NaOH溶液,加热 ___________ 水解反应
b 足量,催化剂、加热 ___________ __________
(5)参照上述合成路线和信息,以乙醛和为原料(无机试剂任选)合成,并根据所设计的合成路线分析下列问题。
①除外,合成路线中涉及的含手性碳的物质的结构简式为___________。
②从乙醛出发,最后一步反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ① ②. 邻二甲苯(或1,2-二甲苯)
(2)2 (3) ①. 羟基、酰胺基 ②. C8H4O3
(4) ①. 、 ②. ③. 还原反应或加成反应
(5) ①. CH3CHOHCOOH、CH3CHOHCONH2 ②. CH3CHOHCONH2++H2O
【解析】
【分析】苯与CH3Cl在FeCl3作用下发生取代反应生成B为甲苯,甲苯在氯气光照下发生取代反应生成D为,D与足量CaCO3悬浊液反应生成E为苯甲醛,E在1)HCN、2)H2O/H+条件下转化为F为,F与NH3反应生成G;苯与CH3Cl在FeCl3作用下发生取代反应生成C为,C在V2O5作催化剂、加热条件下与氧气反应生成H,H与G在一定条件下反应生成M,据此解答。
【小问1详解】
根据以上分析可知B的结构简式为;C为,其化学名称为邻二甲苯(或1,2-二甲苯);
【小问2详解】
F为,F的分子式为C8H8O3,Q是F的同分异构体,同时满足条件①属于芳香族化合物,能与溶液反应,含有羧基。②1 mol Q最多能与2 mol Na反应,还含有1个羟基。③核磁共振氢谱中有5组吸收峰,则满足要求的同分异构体有、,即两种;
【小问3详解】
根据G的结构简式可判断其官能团的名称为羟基、酰胺基;依据H的结构简式可知其分子式为C8H4O3;
【小问4详解】
化合物M中含有酰胺基,能与NaOH溶液在加热条件发生水解反应,生成的有机产物为和;M与足量在催化剂、加热条件下发生加成反应或还原反应,生成的有机产物为;
【小问5详解】
①由上述合成路线和题中信息②可知,乙醛与HCN发生加成反应后再水解可得CH3CHOHCOOH,然后CH3CHOHCOOH和NH3反应得CH3CHOHCONH2,一定条件下CH3CHOHCONH2与反应生成,所以除外,合成路线中涉及的含手性碳的物质的结构简式为CH3CHOHCOOH、CH3CHOHCONH2;
②从乙醛出发,最后一步反应的化学方程式为CH3CHOHCONH2++H2O。江西省2024届高三普通高中学业水平选择性考试模拟化学试题(一)
可能用到的相对原子质量:N14 S32 Fe56 Ga70
一、选择题:本题共14小题,每小题3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. 我国在新材料领域的累累硕果为中国制造注入活力。下列说法正确的是
A. 石墨烯与富勒烯均属于烯烃
B. 新型储氢合金室温下吸、放氢的速率均较快
C. 钻井平台蓝鲸二号钢骨架结构主要由高碳钢制成
D. 等离子体主要由阴离子、阳离子和电中性粒子组成
2. 下列符号表征或说法正确的是
A. 硫黄分子中共价键的类型:非极性键 B. 的空间结构:平面三角形
C. Zn位于元素周期表d区 D. 硫酸钡电离:
3. 下列物质的工业制备方法正确的是
A 电解氯化镁饱和溶液冶炼镁 B. 锌与稀硫酸反应制氢气
C. 石墨高温高压催化合成金刚石 D. 钠加入四氯化钛溶液冶炼钛
4. 工业制硫酸涉及、、、等物质。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 12.0 g 中含有阴离子的数目为
B. 与反应生成1 mol时转移电子的数目为
C. 常温下,1 L的稀硫酸中水电离出的数目为
D. 1 mol 与1 mol 所含中子数之差为
5. 化合物M可作口腔护理产品的添加剂,结构简式如图所示(M由两种单体聚合而成且其中一种为平面结构)。下列关于M的说法正确的是
A. 能使酸性溶液褪色 B. 所有碳原子可能处于同一平面
C. 碳原子只有1种杂化方式 D. 合成M的一种单体中存在大π键
6. 兴趣小组利用如图所示装置依次向乙装置中通入制备的甲烷和氯气,探究甲烷与氯气在光照条件下的反应。已知实验室制备甲烷的反应式为。下列说法错误的是
A. 和均不适合用甲装置制备
B. 试剂X适合选用饱和食盐水
C. 和适宜在日光直射下反应以加快速率
D. 和反应后关闭打开,可观察到丙装置中液体进入乙装置
7. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 某杯酚可用于分离和 分子直径小于分子直径
B 镁粉加入小苏打溶液中快速产生气体 小苏打溶于水吸热
C 溶液显酸性 能与水分子形成氢键
D 能用NaOH溶液吸收 属于酸性氧化物
A. A B. B C. C D. D
8. 我国学者以M为催化剂,在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中均实现了常温电催化合成氨,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法错误的是
A. 电催化装置中,催化剂M应附着在阴极上
B. 在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中,等量的从M表面脱离吸附吸收的能量相同
C. M在电解质溶液Ⅱ中比在电解质溶液Ⅰ中催化活性强
D. 反应达到平衡时,只升高温度,氨气的浓度减小
9. 化合物a(如图所示)可用作化肥和森林灭火剂,其中短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子的电子层数和电子数相等。下列说法错误的是
A 第一电离能:X>Y
B. a中X与Y均满足8电子稳定结构
C. a中阴离子和阳离子均可作配合物的配体
D. 简单氢化物的还原性:Y10. 实验室用如图所示装置检验草酸晶体()分解生成的含碳气体产物(不考虑草酸蒸气)。已知:常温下,CO通入的盐酸溶液中生成黑色Pd粉。下列说法错误的是
A. Ⅰ中大试管口向上倾斜,可能因为草酸晶体的熔点低于分解温度
B. 由Ⅱ中现象可推断草酸晶体分解生成CO
C. Ⅱ、Ⅲ中现象可推断草酸晶体分解反应存在元素化合价变化
D. 可用燃烧法代替Ⅴ进行尾气处理
11. 工业上由黄铁矿(主要成分为,含As、Se等杂质)生产发烟硫酸的主要工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A. “煅烧”时可将黄铁矿粉从炉顶加入、富氧空气从炉底通入
B. “干燥”可防止部分金属设备被水蒸气腐蚀
C. “吸收”中所得尾气的主要成分是未被吸收的
D. 若,则的结构式可能为
12. 氮化镓是第三代半导体材料之一,两种立方GaN晶胞分别具有闪锌矿型(如图甲所示)和NaCl型(如图乙所示)结构。已知:甲、乙图中相邻的Ga、N原子之间均相切;Ga、N的原子半径分别为pm、pm,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 甲、乙中Ga的配位数之比为2∶3
B. 甲中晶胞体对角线等于Ga与N原子半径之和的4倍
C. 乙中所示晶体的密度为g cm
D. 甲、乙的晶胞中,Ga原子围成的正四面体数目之比为1∶2
13. 浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电池为电源,用如图所示装置从含的浆液中分离得到含的溶液并制备NaOH.下列说法错误的是
A. 起始加入的溶液浓度:
B. 膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜
C. 工作时,溶液质量减小、NaOH稀溶液质量增加
D. 导线中通过1 mol,理论上电解池中两极共生成0.75 mol气体
14. 常温下,用氢氟酸或氢氧化钠溶液调节、沉淀共存体系中溶液的pH,溶液中粒子浓度与pH的关系如图所示(其中M代表或)。下列说法正确的是
A. 表示与pH的关系 B. 常温下溶度积常数:
C. Q点对应状态下有沉淀生成 D. pH在8~13之间,溶液中均存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钨(W)广泛用于国防军事、航空航天、信息制造等领域。实验室以硬质合金废料(含WC、Fe和少量C、Co)为原料制备炼钨中间体,并提取有价金属的一种工艺流程如图所示:
已知:该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
金属离子
开始沉定pH 0.2 1.5 6.5 7.0
沉淀完全pH 1.1 4.1 9.7 9.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”的目的为___________;“沉铁”时调节pH的范围为___________;“还原”反应同时生成一种参与大气循环的气体,该离子方程式为___________。
(2)其他条件相同时,“焙烧”过程中流速与钨氧化率的关系如图所示,其中流速大于0.15 m3/h时钨氧化率降低的原因为___________。
(3)“氨化结晶”时需要加入足量,其原因为___________。
(4)“酸浸”工序可用电解法代替。则进行电解时,WC进入___________(填“阳极泥”或“阴极泥”)。
(5)尾气1与尾气3的反应是汽车尾气处理的原理之一,该反应的化学方程式为___________。
(6)、,、,NaOH,Co中,熔点主要取决于氢键的是___________;H、O、Cl、Co的电负性由大到小的顺序为___________。
16. 硫化锶(SrS)可用作发光材料、光谱纯试剂和燃料添加剂。工业上可用碳热还原法制备SrS,相关反应及信息如下表所示:
反应 焓变/kJ·mol 熵变/kJ·mol·K
Ⅰ. +189.1 0.37
Ⅱ. +534.0 0.72
Ⅲ. -155.8 0.015
回答下列问题:
(1)Sr与Ca同族且相邻。基态Sr原子的电子排布式为___________。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,自发进行所需温度最高的是___________(填反应序号)。
(3)将1 mol 和3 mol加入10 L恒容密闭容器中制备SrS,实验测得平衡体系中各成分的物质的量分数与温度的关系如图所示:
①从反应原理角度解释,温度低于℃时容器内几乎不发生反应Ⅲ的原因为___________。
②若℃时,从反应开始到恰好达到平衡的时间为t min,则0~t min内,反应的平均速率___________(用含t的代数式表示)。
③温度高于℃时,容器内发生主要反应的热化学方程式为___________。
④℃时,反应Ⅰ的平衡常数___________(是用平衡浓度表示的平衡常数)。
⑤M、N点对应状态下继续反应一段时间,其平均反应速率:M___________N(填“>”“<”或“=”),理由为___________。
(4)若起始以物质的量之比为1∶1向密闭容器中加入和发生反应,达到平衡后,其他条件不变,改变下列条件,有利于提高平衡产量的是___________(填选项字母)。
A.适当升高温度 B.适当增大压强 C.使用更高效的催化剂
17. 硫酸铁和硫酸亚铁均为重要的盐。实验室用废铁屑(含油污)制备和溶液,并进行相关探究。回答下列问题:
Ⅰ.制备0.01 mol L溶液和0.04 mol L溶液。
步骤一:将废铁屑(含油污)依次用热纯碱溶液、蒸馏水清洗后,加入足量溶液,充分反应后过滤;
步骤二:向滤液中分批加入足量双氧水,充分反应后小心煮沸、冷至室温;
步骤三:标定所得溶液浓度;
步骤四:配制100 mL 0.01 mol L 溶液;
步骤五:取部分标定浓度后溶液,经转化后配制100 mL 0.04 mol L 溶液。
(1)步骤一中用蒸馏水清洗的目的为___________;步骤二中,双氧水需足量并分批加入的原因为___________。
(2)步骤三标定溶液浓度的操作:准确量取10.00 mL 溶液于锥形瓶中,依次加入适当过量的、适量的,充分反应后用0.1000 mol L 标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为20.00 mL(已知:Sn的常见化合价为+2、+4;该实验条件下不与反应)。
①向溶液中加入反应的离子方程式为___________;加入适量的作用为___________。
②溶液的物质的量浓度为___________。
(3)制备0.01 mol L 溶液的实验中,如图所示仪器不需要使用的是___________(填仪器名称)。
Ⅱ.探究与Ag生成和的反应特点。
提出猜想:上述反应为可逆反应。
验证猜想:取少量Ag粉,向其中加入0.01mol L 溶液,固体全部溶解;将0.01 mol L 溶液与0.04 mol L 溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀。
(4)验证猜想时,第二步实验中所加FeSO 溶液过量目的为___________;向所得灰黑色沉淀中加入适量浓硝酸,通过___________(填实验现象),可证明灰黑色沉淀为Ag单质。
(5)实验结论:猜想___________(填“成立”或“不成立”)。
18. 化合物M是一种药物合成的中间体。实验室以A为原料制备M的一种合成路线如图所示(部分反应条件略去):
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为___________;C的化学名称为___________。
(2)Q是F的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物,能与溶液反应。
②1 mol Q最多能与2 mol Na反应。
③核磁共振氢谱中有5组吸收峰。
(3)G中官能团的名称为___________;H的分子式为___________
(4)根据化合物M的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的有机产物的结构简式 反应类型
a NaOH溶液,加热 ___________ 水解反应
b 足量,催化剂、加热 ___________ __________
(5)参照上述合成路线和信息,以乙醛和为原料(无机试剂任选)合成,并根据所设计的合成路线分析下列问题。
①除外,合成路线中涉及的含手性碳的物质的结构简式为___________。
②从乙醛出发,最后一步反应的化学方程式为___________。

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