福建省2023年新高考化学试卷(选择性)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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.(2023·福建)唐代陆羽《茶经 三之造》中记载茶叶制作过程:“晴采之,蒸之,捣之,拍之,焙之,穿之,封之,茶之干矣”。以下操作中最不可能引起化学变化的是( )
A.蒸 B.捣 C.焙 D.封
【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A. 蒸青,这样做出的茶去掉了生腥的草味,加热引起颜色的变化,有新物质产生,故A不符合题意;
B. 捣泥压榨,去汁压饼,让茶叶的苦涩味大大降低,可能引起物质的变化,故B不符合题意;
C. 烘焙加热可能引起物质分解、氧化等,故C不符合题意;
D. 封装,保持干燥、防止氧化,最不可能引起化学变化,故D符合题意;
【分析】蒸利用加热导致物质变化,捣碎增加与空气接触面积可引起物质变化,焙加热导致物质变化,均涉及到化学变化,密封隔绝空气不易发生化学变化。
2.(2023·福建)抗癌药物CADD522的结构如图。关于该药物的说法错误的是( )
A.能发生水解反应 B.含有2个手性碳原子
C.能使Br2的CCl4溶液褪色 D.碳原子杂化方式有sp2和sp3
【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中有肽键,因此在酸或碱存在并加热条件下可以水解,故A不符合题意;
B.标注*这4个碳原子各连有4个各不相同的原子或原子团,因此为手性碳原子,故B符合题意;
C.分子中含有碳碳双键,因此能使Br2的CCl4溶液褪色 ,故C不符合题意;
D.分子中双键碳原子为 sp2 杂化,饱和碳原子为 sp3 杂化,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】即可得到含有4个手性碳原子,含有肽键可在酸性或碱性作用下水解,含有双键可使溴褪色,碳原子是 sp2和sp3 。
3.(2023·福建)在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1mol/LBaCl2溶液中:Br﹣,Na+,K+
B.0.1mol/L稀硫酸:,CH3COO﹣,Zn2+
C.0.1mol/LFeCl3溶液:,,
D.饱和氯水中:I﹣,Mg2+,Fe2+
【答案】A
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.0.1mol/LBaCl2溶液中:Br﹣,Na+,K+ 均可大量共存,故A不符合题意;
B. 0.1mol/L稀硫酸 有大量的氢离子,可与醋酸根形成醋酸,故B不符合题意;
C. 0.1mol/LFeCl3溶液中,铁离子与碳酸氢根离子不共存,故C不符合题意;
D. 饱和氯水具有氧化性可氧化碘离子和亚铁离子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.Ba2+,Cl- ,Br﹣,Na+,K+ 均可共存;
B.醋酸是弱酸,氢离子与醋酸根形成醋酸;
C.铁离子与碳酸氢根双水解;
D.碘离子和亚铁离子被氯水氧化。
4.(2023·福建)某含锰着色剂的化学式为XY4MnZ2Q7,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.键角:XY3>
B.简单氢化物沸点:X>Q>Z
C.第一电离能:X>Q>Mn
D.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>X
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中 具有正四面体空间结构,可知 为NH4+,故Y为H,X为N;同时分析 结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P;
A.NH3和NH4+都是sp3杂化,但是NH3中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个NH3是三角锥形结构,而NH4+是正四面体结构,故键角:NH3<NH4+,故A不符合题意;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为H2O>NH3>PH3,正确顺序为Q>X>Z,故B不符合题意;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,故C符合题意;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,前者为中强酸而后者为强酸,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.为 N,Y为H,氨气为三角锥形,铵根为四面体因此键角NH3<NH4+;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,即可判断对应氢化物的沸点高低H2O>NH3>PH3;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,即可判断;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,即可判断。
5.(2023·福建)我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]﹣在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1mol[NH3OH]+含有的质子数为1.5NA
B.48g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5NA
C.0.5mol硝酸羟胺含有的N﹣Oσ键数为2NA
D.硝酸羟胺分解产生11.2LN2(已折算为标况)的同时,生成O2分子数为NA
【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A. 0.1mol[NH3OH]+ 含有的质子数为0.1×(7+8+1×4)mol=1.9mol,故A不符合题意;
B. 48g 固态硝酸羟胺含有的离子数为=1mol,故B不符合题意;
C.0.5mol 硝酸羟胺含有的N﹣Oσ 键数为0.5mol×4=2mol,故C符合题意;
D.根据题意硝酸羟胺分解的化学方程式为 NH3OH]+[NO3]﹣ = N2+H2O+O2,根据计量系数关系可知硝酸羟胺分解产生标况下 11.2LN2 ,同时生成 O2 分子数为0.5mol,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.1个[NH3OH]+含有19个质子即可计算;
B.根据n=计算出物质的量即可计算离子数;
C.根据结构式即可计算出含有的N﹣Oσ 键;
D.根据方程式利用数据即可计算。
6.(2023·福建)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下:
与水反应 与NaOH溶液反应
i.2XeF2+2H2O═2Xe↑+O2↑+4HF ii.2XeF2+4OH﹣=2Xe↑+O2↑+4F﹣+2H2O
iii.XeF6+3H2O═XeO3+6HF iv.2XeF6+4Na++16OH﹣═Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F﹣+8H2O
下列说法错误的是( )
A.XeO3具有平面三角形结构
B.OH﹣的还原性比H2O强
C.反应i~iv中有3个氧化还原反应
D.反应iv每生成1molO2,转移6mol电子
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算;常见氧化剂与还原剂
【解析】【解答】A.Xe原子以sp3杂化轨道成键,XeO3 分子为三角锥形分子,故A符合题意;
B.由iii、iv两组实验对比可知,在氢氧化钠溶液中, XeF6 可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故可知: OH﹣的还原性比H2O强 ,故B不符合题意;
C.i、ii、iv三组化学反应均为氧化还原反应,故C不符合题意;
D.分析iv可知,每生成一个 O2 ,整个反应转移6个电子,故每生成 1molO2,转移 6mol 电子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.Xe原子以sp3杂化轨道成键, XeO3 分子为三角锥形分子;
B.由iii、iv两组实验对比可知, OH﹣的还原性比H2O强 ;
C.i、ii、iv三组化学反应元素均有变化均为氧化还原反应;
D.分析iv可知,即可找出转移电子数。
7.(2023·福建)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如图:
“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。下列说法错误的是( )
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充NH3
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2﹣═ZnS↓+4NH3 H2O
D.应合理控制(NH4)2S用量,以便滤液循环使用
【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;化学实验方案的评价;离子方程式的书写
【解析】【解答】“盐浸”过程 ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+ ,发生反应ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2+ +2H2O,根据题中信息可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发生反应为: [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS+4NH3.H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl;
A.“盐浸”过程中消耗氨气,浸液 pH 下降,需补充 NH3 ,故A不符合题意;
B.由分析可知,“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3,只含少量的Fe(OH)3,故B符合题意;
C.“沉锌”过程发生反应 [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2﹣=ZnS↓+4NH3 H2O ,故不符合题意;
D.应合理控制 (NH4)2S 用量,以便滤液循环使用,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.盐浸是将氧化锌溶解即可得到 浸液pH下降,需补充NH3 ;
B.根据题意可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,和少量的Fe(OH)3;
C.“沉锌”过程发生反应为: [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS+4NH3.H2O;
D.经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl,氯化铵可循环。
8.(2023·福建)从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如图:
已知甲基叔丁基醚的密度为0.74g cm﹣3。下列说法错误的是( )
A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层
B.“有机层”从分液漏斗上口倒出
C.“操作X”为蒸馏,“试剂Y”可选用盐酸
D.“洗涤”苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸馏水好
【答案】D
【知识点】蒸馏与分馏;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层,故A不符合题意;
B.甲基叔丁基醚的密度为 0.74g cm﹣3。 ,密度比水小,所以要从分液漏斗上口倒出,故B不符合题意;
C.“操作X”是将苯甲醇从有机物中分离出来,可以利用沸点不同用蒸馏的方法将其分离出来;“试剂Y”的作用是将苯甲酸钾转化为苯甲酸,所以可选用盐酸,故C不符合题意;
D.苯甲酸在乙醇中溶解度大于其在水中溶解度,“洗涤”苯甲酸,用蒸馏水的效果比用乙醇好,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.萃取时需要振荡、放气、静置分层;
B.有机层密度小于水,因此在上层,从上口出;
C.根据有机物析出是蒸馏,试剂Y是将苯甲酸钾变为苯甲酸,即可判断加入盐酸;
D.苯甲酸在乙醇中溶解度大于其在水中溶解度即可判断。
9.(2023·福建)一种可在较高温下安全快充的铝﹣硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93℃的共熔物),其中氯铝酸根[(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xSAl2(Sx)3。下列说法错误的是( )
A.含4n个Al—Cl键
B.中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n﹣1)个
C.充电时,再生1mol Al单质至少转移3mol电子
D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的浓度越高
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A. 的结构为,所以含 4n 个 Al—Cl 键,故A不符合题意;
B.由 的结构可知同时连接2个 Al 原子的 Cl 原子有 (n﹣1)个,故B不符合题意;
C.由总反应可知充电时,再生 1mol Al 单质需由铝离子得到电子生成,所以至少转移 3mol 电子,故C不符合题意;
D.由总反应可知放电时间越长,负极铝失去电子生成的铝离子越多,所以n值大的 浓度越高,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据找出 Al—Cl键 个数;
B.根据 找出 连接2个Al原子的Cl原子 个数;
C.再生 1mol Al 单质需由铝离子得到电子生成,所以至少转移 3mol 电子;
D.由总反应可知放电时间越长,负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的 浓度越高即可判断。
10.(2023·福建)25℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10﹣3.04、Ka2=10﹣4.37。1.0mol L﹣1NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA﹣)、δ(A2﹣)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=﹣lgc(Na+),HA﹣的分布系数δ(HA﹣)=。下列说法错误的是( )
A.曲线n为δ(HA﹣)的变化曲线
B.a点:pH=4.37
C.b点:2c(H2A)+c(HA﹣)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)=3c(HA﹣)+c(OH﹣)
【答案】B
【知识点】盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】 1.0mol L﹣1NaHA 溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数先保持不变后减小,曲线n为 δ(HA﹣) 的变化曲线,pc(Na+)的增大,c(Na+)减小, δ(A2﹣)增大明显,故曲线m为 δ(A2﹣)的变化曲线,则曲线p为δ(H2A) 的变化曲线;
A.1.0mol L﹣1NaHA 溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大,故曲线n为 δ(HA﹣)的变化曲线,故A不符合题意;
B.a点, pc(Na+)=1.0,则c(Na+)=0.1mol/L,δ(HA﹣)=0.70,δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15,Ka2==10-4.37,c(H+)=,pH≠4.37,故B符合题意;
C.b点,δ(HA﹣)=0.70,δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15 ,即c(H2A)=c(A2﹣),根据物料守恒有,c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=c(Na+),故 2c(H2A)+c(HA﹣)=c(Na+) ,故C不符合题意;
D.c点:δ(HA-)=δ(A2﹣),故c(HA-)=c(A2﹣)根据电荷守恒有,故2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故 c(Na+)+c(H+)=3c(HA﹣)+c(OH﹣) ,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大;
B.根据a点的数据,利用Ka2==10-4.37判断;
C.根据物料守恒以及此时δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15 ,即c(H2A)=c(A2﹣)即可判断;
D.根据电荷守恒以及δ(HA-)=δ(A2﹣),故c(HA-)=c(A2﹣)即可判断。
二、非选择题:本大题共4小题,共60分。
11.(2023·福建)白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物,一种从白合金(主要含Fe3O4、CoO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分离回收金属的流程如图:
(1)“酸浸1”中,可以加快化学反应速率的措施有 (任写其中一种),CoO 发生反应的离子方程式 。
(2)“焙烧1”中,晶体[Fe2(SO4)3 xH2O和CoSO4 yH2O]总质量随温度升高的变化情况如下:
温度区间/℃ <227 227~566 566~600 600~630
晶体总质量 变小 不变 变小 不变
①升温至227℃过程中,晶体总质量变小的原因是 ;566~600℃发生分解的物质是 (填化学式)。
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(3)25℃时,Ksp(CuS)=6.3×10﹣36,H2S的Ka1=1.1×10﹣7,Ka2=1.3×10﹣13。反应CuS(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K= (列出计算式即可)。经计算可判断CuS难溶于稀硫酸。
(4)Ⅱ.铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图。
基态Cu2+的价电子排布式为 。
(5)晶胞中含有 个,N(Cu+):N(Cu2+)= 。晶体中微粒间作用力有 (填标号)。
a.氢键
b.离子键
c.共价键
d.金属键
(6)“焙烧2”中Cu2S发生反应的化学方程式为 ;“滤渣2”是 (填化学式)。
【答案】(1)粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等;CoO+2H+=Co2++H2O
(2)失去结晶水;Fe2(SO4)3;600~630
(3)
(4)3d9
(5)2;2:1;bc
(6)Cu2S+2O2 2CuO+SO2;SiO2
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)“酸浸 1”中,可以加快化学反应速率的措施有:粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等,CoO 发生反应的离子方程式为: CoO+2H+=Co2++H2O ;
(2)①由图可知,升温至227℃过程中,晶体总质量变小的原因是二者失去结晶水;227~566℃质量不变,而后566~600℃质量再次减小,说明此时硫酸铁分解;
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为600~630℃,此时硫酸铁已全部分解;
(3) CuS(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2S(aq) 的平衡常数K=;
(4)基态 Cu2+的价电子排布式为3d9;
(5)由俯视图可知,俯视图处于顶点位置的S可能处于晶胞顶点或者棱上,结合晶胞图形可知该S处于棱上,且该S实际存在形式为 ,个数为;俯视图处于面点位置的S可能处于晶胞体内或者面心上,结合晶胞图形可知该S处于体内,且该S实际存在形式为S2-,个数为2个,因此晶胞中S的总价态为2×(-2)+2×(-2)=-8,由晶胞可知Cu位于晶胞内部,则晶胞中Cu的总个数为6个,设Cu+的个数为x,Cu2+的个数为y,则x+y=6,x+2y=+8,联立二式子解得x=4,y=2,故 N(Cu+):N(Cu2+) =2:1;晶体中微粒间作用力有离子键及共价键;
(6)“焙烧2”中 Cu2S 发生反应的化学方程式为:Cu2S+2O22CuO+SO2,由分析可知,滤渣2为SiO2。
【分析】(1)粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等均可增大反应速率,CoO与硫酸反应得到硫酸钴和水写出方程式;
(2)①低于227℃时质量减少是晶体水的质量,566-600℃质量减少的是硫酸铁分解;
②根据分析即可得到为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为 600~630 ℃;
(3)CuS(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2S(aq) 的平衡常数K=即可计算;
(4)铜原子基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,基态 Cu2+的价电子排布式为3d9
(5)俯视图处于顶点位置的S可能处于晶胞顶点或者棱上即可计算出硫的个数,利用化学家代数和为0即可计算出铜离子和亚铜离子个数;晶体中微粒间作用力有离子键及共价键;
(6)“焙烧2”中 Cu2S 发生反应的化学方程式为:Cu2S+2O22CuO+SO2,二氧化硅溶于酸,因此为二氧化硅。
12.(2023·福建)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。
步骤一:TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图A,夹持装置省略):滴入TiCl4,边搅拌边加热,使混合液升温至80℃,保温3小时。离心分离白色沉淀TiO2 xH2O并洗涤,煅烧制得TiO2。
(1)装置A中冷凝水的入口为 (填“a”或“b”)。
(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为 (填化学式)。
(3)判断TiO2 xH2O沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有 。
(4)步骤二:由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图,夹持装置省略)。
装置C中试剂X为 。
(5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O,该反应的化学方程式为 。
(6)装置E的作用是 。
(7)实验中部分操作如下:
a.反应前,称取0.800gTiO2样品;
b.打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
c.关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
d.打开管式炉加热开关,加热至800℃左右;
e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;
f.反应后,称得瓷舟中固体质量为0.496g。
①正确的操作顺序为:a→ →f(填标号)。
②TiN的产率为 。
【答案】(1)b
(2)Ti(OH)4
(3)AgNO3
(4)碱石灰
(5)
(6)吸收氨气与水
(7)b→d→e→c;80.0%
【知识点】化学实验操作的先后顺序;制备实验方案的设计;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1)装置 A 中冷凝水应从下口进上口出,则冷凝水的入口为b;
(2) TiCl4 水解生成 Ti(OH)4 , TiCl4 水解生成的胶体主要成分为Ti(OH)4;
(3) TiO2 xH2O 沉淀中含有少量的Cl-杂质,判断 TiO2 xH2O 沉淀是否洗涤干净,只需检验洗涤液中是否含有Cl-,若最后一次洗涤液中不含Cl-,则证明 TiO2 xH2O 沉淀清洗干净,检验Cl-,应选用的试剂是硝酸酸化的AgNO3;
(4)由分析可知,装置C中试剂X为碱石灰;
(5)由分析可知结合反应物和生成物写出方程式,该反应的化学方程式为 ;
(6)由分析可知,装置E的作用是吸收氨气与水;
(7)①该实验应先称取一定量的 TiO2 固体,将 TiO2 放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,则正确的实验操作步骤为abdecf;
② 0.800gTiO2 的物质的量为0.01mol,则TiN的理论产量为0.01×62g=0.62g,反应后剩余固体质量为0.656g,则固体质量减少质量为0.800g-0.656g=0.144g,根据固体减少6×(32-14),则TiN的实际产量=g=0.496g,则TiN产率为=80.0%;
【分析】(1)冷凝管中冷凝水中一般是从下端进入;
(2)TiCl4 水解生成 Ti(OH)4 ,即可判断;
(3) TiO2 xH2O沉淀是否洗涤干净 主要检验氯离子,可用硝酸银进行检验;
(4)干燥氨气可用碱石灰;
(5)根据反应物和生成物即可写出方程式;
(6)反应物中氨气过量不能直接排入空气中,因此E主要作用是吸收氨气和水;
(7)①该实验应先称取一定量的 TiO2 固体,将 TiO2 放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,即可找出顺序;
②根据方程式计算出产物物质的量,即可计算产率。
13.(2023·福建)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+124kJ mol﹣1ΔS1=127J K﹣1 mol﹣1Kp1
ⅱ.C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)ΔH2=+82kJ mol﹣1ΔS2=135J K﹣1 mol﹣1Kp2
ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1Kp3
已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在0.1MPa、t℃下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数φ见下表。
物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气
体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0
(1)比较反应自发进行(ΔG=ΔH﹣TΔS<0)的最低温度,反应ⅰ 反应ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在该温度下,Kp2远大于Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应ⅲ的正向进行有利于反应ⅰ的 反应和反应ⅱ的 反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为: 。
③平衡体系中检测不到H2,可认为存在反应:3C3H8(g)=2C3H6(g)+3CH4(g)Kp,下列相关说法正确的是 (填标号)。
a.Kp= Kp3
b.Kp=
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性=×100%= (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1
在0.1MPa、t℃下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)=1时,体系总反应:C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g)ΔH= kJ mol﹣1。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
【答案】(1)>
(2)正向;逆向;ⅱ>ⅰ>ⅲ;ab;38.04%
(3)﹣29kJ/mol;甲醇的投料增加,反应ⅳ正向移动,氢气增加,反应ⅰ逆向移动;反应ⅲ正向移动,造成丙烯体积分数下降
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率与化学平衡的综合应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)反应ⅰ的 G=124-127T<0,T>,同理反应ⅱ:T>,故反应ⅰ的最低温度比反应ⅱ的最低温度大,故答案为:>;
(2)①ⅲ的正向进行氢气浓度减小,有利于i正向;ⅲ的正向进行甲烷浓度增大,有利于ⅱ逆向;
②根据平衡体积分数,消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,可知反应速率ⅱ>ⅰ>ⅲ;
③根据盖斯定律:目标反应=2ⅰ+ⅲ,故Kp=Kp12Kp3;分压=物质的量分数×总压=体积分数×总压,故K== ;催化剂不能影响平衡;通入丙烷平衡正向移动,根据温度不变Kp为定值,各组分的体积分数不变;故答案为:ab;
④在相同条件下,物质的量之比等于体积之比;同时消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,生成乙烯时同时生成等量的甲烷,因此丙烯的选择性×100%= ×100%=38.04%;
(3)①ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1 ⅳ.CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1, C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g) 目标反应=ⅲ+ⅳ,故△H=-29kJ/mol;
②甲醇投料增加,氢气增多,导致反应1逆移,则丙烯体积分数降低;
【分析】(1) 利用ΔG=ΔH﹣TΔS<0计算出温度最小值即可判断大小;
(2)①ⅲ的正向进行氢气浓度减小,有利于i正向;ⅲ的正向进行甲烷浓度增大,有利于ⅱ逆向
②根据平衡体积分数,消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷即可判断速率大小;
③A.根据盖斯定律:目标反应=2ⅰ+ⅲ,故Kp=Kp12Kp3;
B.分压=物质的量分数×总压=体积分数×总压,故 Kp= = ;
C.催化剂不能影响平衡;通入丙烷平衡正向移动;
D.根据温度不变Kp为定值,各组分的体积分数不变;
④在相同条件下,物质的量之比等于体积之比;同时消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,生成乙烯时同时生成等量的甲烷,即可计算选择性;
(3)①ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1 ⅳ.CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1, C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g) 目标反应=ⅲ+ⅳ,即可计算;
②甲醇投料增加,氢气增多,导致反应1逆移,则丙烯体积分数降低。
14.(2023·福建)沙格列汀是治疗糖尿病的常用药物,以下是制备该药物重要中间产物F的合成路线。
已知:Boc表示叔丁氧羰基。
(1)A中所含官能团名称 。
(2)判断物质在水中的溶解度:A B(填“>”或“<”)。
(3)请从物质结构角度分析(C2H5)3N能与HCl反应的原因 。
(4)A→B的反应类型 。
(5)写出D的结构简式 。
(6)写出E→F的化学反应方程式 。
(7)A的其中一种同分异构体是丁二酸分子内脱水后的分子上一个H被取代后的烃的衍生物,核磁共振氢谱图的比例为3:2:1:1,写出该同分异构体的结构简式 。(只写一种)
【答案】(1)羧基、酰胺基
(2)>
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性,能和酸性的HCl发生反应
(4)酯化反应
(5)
(6)+HCONH2→一定条件+HCOOC2H5
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A为,官能团为羧基、酰胺基;
(2)A中含有羧基,属于亲水基,B中含有酯基,属于疏水基,故A的溶解度大于B的溶解度;
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性,能和酸性的HCl发生反应;
(4)根据分析可知,A→B的反应类型为酯化反应或取代反应;
(5)C-D反应是将羰基变为羟基,根据分析可知D结构简式为为;
(6)根据分析可知E→F的化学反应方程式为 + HCONH2 →一定条件 + HCOOC2H5;
(7)丁二酸为,分子内脱水时,两个羧基间脱水,脱水产物分子上一个H被取代后的烃的衍生物是A的同分异构体,核磁共振氢谱图的比例为3:2:1:1,则该同分异构体的结构简式为 ;
【分析】(1)根据结构简式找出官能团;
(2)A中含有羧基,属于亲水基,B中含有酯基,属于疏水基即可判断溶解度;
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性可与酸反应;
(4)根据反应物和生成物即可判断反应类型;
(5)根据C-D,D-E即可写出D的结构简式;
(6)根据反应物和生成物即可写出反应方程式;
(7)丁二酸为,分子内脱水时,两个羧基间脱水,即可写出产物。
福建省2023年新高考化学试卷(选择性)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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.(2023·福建)唐代陆羽《茶经 三之造》中记载茶叶制作过程:“晴采之,蒸之,捣之,拍之,焙之,穿之,封之,茶之干矣”。以下操作中最不可能引起化学变化的是( )
A.蒸 B.捣 C.焙 D.封
2.(2023·福建)抗癌药物CADD522的结构如图。关于该药物的说法错误的是( )
A.能发生水解反应 B.含有2个手性碳原子
C.能使Br2的CCl4溶液褪色 D.碳原子杂化方式有sp2和sp3
3.(2023·福建)在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1mol/LBaCl2溶液中:Br﹣,Na+,K+
B.0.1mol/L稀硫酸:,CH3COO﹣,Zn2+
C.0.1mol/LFeCl3溶液:,,
D.饱和氯水中:I﹣,Mg2+,Fe2+
4.(2023·福建)某含锰着色剂的化学式为XY4MnZ2Q7,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.键角:XY3>
B.简单氢化物沸点:X>Q>Z
C.第一电离能:X>Q>Mn
D.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>X
5.(2023·福建)我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]﹣在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1mol[NH3OH]+含有的质子数为1.5NA
B.48g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5NA
C.0.5mol硝酸羟胺含有的N﹣Oσ键数为2NA
D.硝酸羟胺分解产生11.2LN2(已折算为标况)的同时,生成O2分子数为NA
6.(2023·福建)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下:
与水反应 与NaOH溶液反应
i.2XeF2+2H2O═2Xe↑+O2↑+4HF ii.2XeF2+4OH﹣=2Xe↑+O2↑+4F﹣+2H2O
iii.XeF6+3H2O═XeO3+6HF iv.2XeF6+4Na++16OH﹣═Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F﹣+8H2O
下列说法错误的是( )
A.XeO3具有平面三角形结构
B.OH﹣的还原性比H2O强
C.反应i~iv中有3个氧化还原反应
D.反应iv每生成1molO2,转移6mol电子
7.(2023·福建)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如图:
“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。下列说法错误的是( )
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充NH3
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2﹣═ZnS↓+4NH3 H2O
D.应合理控制(NH4)2S用量,以便滤液循环使用
8.(2023·福建)从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如图:
已知甲基叔丁基醚的密度为0.74g cm﹣3。下列说法错误的是( )
A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层
B.“有机层”从分液漏斗上口倒出
C.“操作X”为蒸馏,“试剂Y”可选用盐酸
D.“洗涤”苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸馏水好
9.(2023·福建)一种可在较高温下安全快充的铝﹣硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝酸盐(由NaCl、KCl和AlCl3形成熔点为93℃的共熔物),其中氯铝酸根[(n≥1)]起到结合或释放Al3+的作用。电池总反应:2Al+3xSAl2(Sx)3。下列说法错误的是( )
A.含4n个Al—Cl键
B.中同时连接2个Al原子的Cl原子有(n﹣1)个
C.充电时,再生1mol Al单质至少转移3mol电子
D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n值小的浓度越高
10.(2023·福建)25℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10﹣3.04、Ka2=10﹣4.37。1.0mol L﹣1NaHA溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA﹣)、δ(A2﹣)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=﹣lgc(Na+),HA﹣的分布系数δ(HA﹣)=。下列说法错误的是( )
A.曲线n为δ(HA﹣)的变化曲线
B.a点:pH=4.37
C.b点:2c(H2A)+c(HA﹣)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)=3c(HA﹣)+c(OH﹣)
二、非选择题:本大题共4小题,共60分。
11.(2023·福建)白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物,一种从白合金(主要含Fe3O4、CoO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分离回收金属的流程如图:
(1)“酸浸1”中,可以加快化学反应速率的措施有 (任写其中一种),CoO 发生反应的离子方程式 。
(2)“焙烧1”中,晶体[Fe2(SO4)3 xH2O和CoSO4 yH2O]总质量随温度升高的变化情况如下:
温度区间/℃ <227 227~566 566~600 600~630
晶体总质量 变小 不变 变小 不变
①升温至227℃过程中,晶体总质量变小的原因是 ;566~600℃发生分解的物质是 (填化学式)。
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(3)25℃时,Ksp(CuS)=6.3×10﹣36,H2S的Ka1=1.1×10﹣7,Ka2=1.3×10﹣13。反应CuS(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K= (列出计算式即可)。经计算可判断CuS难溶于稀硫酸。
(4)Ⅱ.铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图。
基态Cu2+的价电子排布式为 。
(5)晶胞中含有 个,N(Cu+):N(Cu2+)= 。晶体中微粒间作用力有 (填标号)。
a.氢键
b.离子键
c.共价键
d.金属键
(6)“焙烧2”中Cu2S发生反应的化学方程式为 ;“滤渣2”是 (填化学式)。
12.(2023·福建)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。
步骤一:TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图A,夹持装置省略):滴入TiCl4,边搅拌边加热,使混合液升温至80℃,保温3小时。离心分离白色沉淀TiO2 xH2O并洗涤,煅烧制得TiO2。
(1)装置A中冷凝水的入口为 (填“a”或“b”)。
(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为 (填化学式)。
(3)判断TiO2 xH2O沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有 。
(4)步骤二:由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图,夹持装置省略)。
装置C中试剂X为 。
(5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O,该反应的化学方程式为 。
(6)装置E的作用是 。
(7)实验中部分操作如下:
a.反应前,称取0.800gTiO2样品;
b.打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
c.关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞;
d.打开管式炉加热开关,加热至800℃左右;
e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;
f.反应后,称得瓷舟中固体质量为0.496g。
①正确的操作顺序为:a→ →f(填标号)。
②TiN的产率为 。
13.(2023·福建)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+124kJ mol﹣1ΔS1=127J K﹣1 mol﹣1Kp1
ⅱ.C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)ΔH2=+82kJ mol﹣1ΔS2=135J K﹣1 mol﹣1Kp2
ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1Kp3
已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在0.1MPa、t℃下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数φ见下表。
物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气
体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0
(1)比较反应自发进行(ΔG=ΔH﹣TΔS<0)的最低温度,反应ⅰ 反应ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在该温度下,Kp2远大于Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应ⅲ的正向进行有利于反应ⅰ的 反应和反应ⅱ的 反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为: 。
③平衡体系中检测不到H2,可认为存在反应:3C3H8(g)=2C3H6(g)+3CH4(g)Kp,下列相关说法正确的是 (填标号)。
a.Kp= Kp3
b.Kp=
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性=×100%= (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1
在0.1MPa、t℃下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)=1时,体系总反应:C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g)ΔH= kJ mol﹣1。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
14.(2023·福建)沙格列汀是治疗糖尿病的常用药物,以下是制备该药物重要中间产物F的合成路线。
已知:Boc表示叔丁氧羰基。
(1)A中所含官能团名称 。
(2)判断物质在水中的溶解度:A B(填“>”或“<”)。
(3)请从物质结构角度分析(C2H5)3N能与HCl反应的原因 。
(4)A→B的反应类型 。
(5)写出D的结构简式 。
(6)写出E→F的化学反应方程式 。
(7)A的其中一种同分异构体是丁二酸分子内脱水后的分子上一个H被取代后的烃的衍生物,核磁共振氢谱图的比例为3:2:1:1,写出该同分异构体的结构简式 。(只写一种)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系
【解析】【解答】A. 蒸青,这样做出的茶去掉了生腥的草味,加热引起颜色的变化,有新物质产生,故A不符合题意;
B. 捣泥压榨,去汁压饼,让茶叶的苦涩味大大降低,可能引起物质的变化,故B不符合题意;
C. 烘焙加热可能引起物质分解、氧化等,故C不符合题意;
D. 封装,保持干燥、防止氧化,最不可能引起化学变化,故D符合题意;
【分析】蒸利用加热导致物质变化,捣碎增加与空气接触面积可引起物质变化,焙加热导致物质变化,均涉及到化学变化,密封隔绝空气不易发生化学变化。
2.【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中有肽键,因此在酸或碱存在并加热条件下可以水解,故A不符合题意;
B.标注*这4个碳原子各连有4个各不相同的原子或原子团,因此为手性碳原子,故B符合题意;
C.分子中含有碳碳双键,因此能使Br2的CCl4溶液褪色 ,故C不符合题意;
D.分子中双键碳原子为 sp2 杂化,饱和碳原子为 sp3 杂化,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】即可得到含有4个手性碳原子,含有肽键可在酸性或碱性作用下水解,含有双键可使溴褪色,碳原子是 sp2和sp3 。
3.【答案】A
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.0.1mol/LBaCl2溶液中:Br﹣,Na+,K+ 均可大量共存,故A不符合题意;
B. 0.1mol/L稀硫酸 有大量的氢离子,可与醋酸根形成醋酸,故B不符合题意;
C. 0.1mol/LFeCl3溶液中,铁离子与碳酸氢根离子不共存,故C不符合题意;
D. 饱和氯水具有氧化性可氧化碘离子和亚铁离子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.Ba2+,Cl- ,Br﹣,Na+,K+ 均可共存;
B.醋酸是弱酸,氢离子与醋酸根形成醋酸;
C.铁离子与碳酸氢根双水解;
D.碘离子和亚铁离子被氯水氧化。
4.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中 具有正四面体空间结构,可知 为NH4+,故Y为H,X为N;同时分析 结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P;
A.NH3和NH4+都是sp3杂化,但是NH3中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个NH3是三角锥形结构,而NH4+是正四面体结构,故键角:NH3<NH4+,故A不符合题意;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为H2O>NH3>PH3,正确顺序为Q>X>Z,故B不符合题意;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,故C符合题意;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,前者为中强酸而后者为强酸,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.为 N,Y为H,氨气为三角锥形,铵根为四面体因此键角NH3<NH4+;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,即可判断对应氢化物的沸点高低H2O>NH3>PH3;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,即可判断;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,即可判断。
5.【答案】C
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A. 0.1mol[NH3OH]+ 含有的质子数为0.1×(7+8+1×4)mol=1.9mol,故A不符合题意;
B. 48g 固态硝酸羟胺含有的离子数为=1mol,故B不符合题意;
C.0.5mol 硝酸羟胺含有的N﹣Oσ 键数为0.5mol×4=2mol,故C符合题意;
D.根据题意硝酸羟胺分解的化学方程式为 NH3OH]+[NO3]﹣ = N2+H2O+O2,根据计量系数关系可知硝酸羟胺分解产生标况下 11.2LN2 ,同时生成 O2 分子数为0.5mol,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.1个[NH3OH]+含有19个质子即可计算;
B.根据n=计算出物质的量即可计算离子数;
C.根据结构式即可计算出含有的N﹣Oσ 键;
D.根据方程式利用数据即可计算。
6.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算;常见氧化剂与还原剂
【解析】【解答】A.Xe原子以sp3杂化轨道成键,XeO3 分子为三角锥形分子,故A符合题意;
B.由iii、iv两组实验对比可知,在氢氧化钠溶液中, XeF6 可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故可知: OH﹣的还原性比H2O强 ,故B不符合题意;
C.i、ii、iv三组化学反应均为氧化还原反应,故C不符合题意;
D.分析iv可知,每生成一个 O2 ,整个反应转移6个电子,故每生成 1molO2,转移 6mol 电子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.Xe原子以sp3杂化轨道成键, XeO3 分子为三角锥形分子;
B.由iii、iv两组实验对比可知, OH﹣的还原性比H2O强 ;
C.i、ii、iv三组化学反应元素均有变化均为氧化还原反应;
D.分析iv可知,即可找出转移电子数。
7.【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;化学实验方案的评价;离子方程式的书写
【解析】【解答】“盐浸”过程 ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+ ,发生反应ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2+ +2H2O,根据题中信息可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发生反应为: [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS+4NH3.H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl;
A.“盐浸”过程中消耗氨气,浸液 pH 下降,需补充 NH3 ,故A不符合题意;
B.由分析可知,“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3,只含少量的Fe(OH)3,故B符合题意;
C.“沉锌”过程发生反应 [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2﹣=ZnS↓+4NH3 H2O ,故不符合题意;
D.应合理控制 (NH4)2S 用量,以便滤液循环使用,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.盐浸是将氧化锌溶解即可得到 浸液pH下降,需补充NH3 ;
B.根据题意可知,Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解,和少量的Fe(OH)3;
C.“沉锌”过程发生反应为: [Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS+4NH3.H2O;
D.经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl,氯化铵可循环。
8.【答案】D
【知识点】蒸馏与分馏;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层,故A不符合题意;
B.甲基叔丁基醚的密度为 0.74g cm﹣3。 ,密度比水小,所以要从分液漏斗上口倒出,故B不符合题意;
C.“操作X”是将苯甲醇从有机物中分离出来,可以利用沸点不同用蒸馏的方法将其分离出来;“试剂Y”的作用是将苯甲酸钾转化为苯甲酸,所以可选用盐酸,故C不符合题意;
D.苯甲酸在乙醇中溶解度大于其在水中溶解度,“洗涤”苯甲酸,用蒸馏水的效果比用乙醇好,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.萃取时需要振荡、放气、静置分层;
B.有机层密度小于水,因此在上层,从上口出;
C.根据有机物析出是蒸馏,试剂Y是将苯甲酸钾变为苯甲酸,即可判断加入盐酸;
D.苯甲酸在乙醇中溶解度大于其在水中溶解度即可判断。
9.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A. 的结构为,所以含 4n 个 Al—Cl 键,故A不符合题意;
B.由 的结构可知同时连接2个 Al 原子的 Cl 原子有 (n﹣1)个,故B不符合题意;
C.由总反应可知充电时,再生 1mol Al 单质需由铝离子得到电子生成,所以至少转移 3mol 电子,故C不符合题意;
D.由总反应可知放电时间越长,负极铝失去电子生成的铝离子越多,所以n值大的 浓度越高,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据找出 Al—Cl键 个数;
B.根据 找出 连接2个Al原子的Cl原子 个数;
C.再生 1mol Al 单质需由铝离子得到电子生成,所以至少转移 3mol 电子;
D.由总反应可知放电时间越长,负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的 浓度越高即可判断。
10.【答案】B
【知识点】盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】 1.0mol L﹣1NaHA 溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数先保持不变后减小,曲线n为 δ(HA﹣) 的变化曲线,pc(Na+)的增大,c(Na+)减小, δ(A2﹣)增大明显,故曲线m为 δ(A2﹣)的变化曲线,则曲线p为δ(H2A) 的变化曲线;
A.1.0mol L﹣1NaHA 溶液稀释过程中,随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大,故曲线n为 δ(HA﹣)的变化曲线,故A不符合题意;
B.a点, pc(Na+)=1.0,则c(Na+)=0.1mol/L,δ(HA﹣)=0.70,δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15,Ka2==10-4.37,c(H+)=,pH≠4.37,故B符合题意;
C.b点,δ(HA﹣)=0.70,δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15 ,即c(H2A)=c(A2﹣),根据物料守恒有,c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=c(Na+),故 2c(H2A)+c(HA﹣)=c(Na+) ,故C不符合题意;
D.c点:δ(HA-)=δ(A2﹣),故c(HA-)=c(A2﹣)根据电荷守恒有,故2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故 c(Na+)+c(H+)=3c(HA﹣)+c(OH﹣) ,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.随着水的加入,因存在电离平衡HA-H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系数开始时变化不大且保持较大;
B.根据a点的数据,利用Ka2==10-4.37判断;
C.根据物料守恒以及此时δ(H2A)=δ(A2﹣)=0.15 ,即c(H2A)=c(A2﹣)即可判断;
D.根据电荷守恒以及δ(HA-)=δ(A2﹣),故c(HA-)=c(A2﹣)即可判断。
11.【答案】(1)粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等;CoO+2H+=Co2++H2O
(2)失去结晶水;Fe2(SO4)3;600~630
(3)
(4)3d9
(5)2;2:1;bc
(6)Cu2S+2O2 2CuO+SO2;SiO2
【知识点】晶胞的计算;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)“酸浸 1”中,可以加快化学反应速率的措施有:粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等,CoO 发生反应的离子方程式为: CoO+2H+=Co2++H2O ;
(2)①由图可知,升温至227℃过程中,晶体总质量变小的原因是二者失去结晶水;227~566℃质量不变,而后566~600℃质量再次减小,说明此时硫酸铁分解;
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为600~630℃,此时硫酸铁已全部分解;
(3) CuS(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2S(aq) 的平衡常数K=;
(4)基态 Cu2+的价电子排布式为3d9;
(5)由俯视图可知,俯视图处于顶点位置的S可能处于晶胞顶点或者棱上,结合晶胞图形可知该S处于棱上,且该S实际存在形式为 ,个数为;俯视图处于面点位置的S可能处于晶胞体内或者面心上,结合晶胞图形可知该S处于体内,且该S实际存在形式为S2-,个数为2个,因此晶胞中S的总价态为2×(-2)+2×(-2)=-8,由晶胞可知Cu位于晶胞内部,则晶胞中Cu的总个数为6个,设Cu+的个数为x,Cu2+的个数为y,则x+y=6,x+2y=+8,联立二式子解得x=4,y=2,故 N(Cu+):N(Cu2+) =2:1;晶体中微粒间作用力有离子键及共价键;
(6)“焙烧2”中 Cu2S 发生反应的化学方程式为:Cu2S+2O22CuO+SO2,由分析可知,滤渣2为SiO2。
【分析】(1)粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等均可增大反应速率,CoO与硫酸反应得到硫酸钴和水写出方程式;
(2)①低于227℃时质量减少是晶体水的质量,566-600℃质量减少的是硫酸铁分解;
②根据分析即可得到为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为 600~630 ℃;
(3)CuS(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2S(aq) 的平衡常数K=即可计算;
(4)铜原子基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,基态 Cu2+的价电子排布式为3d9
(5)俯视图处于顶点位置的S可能处于晶胞顶点或者棱上即可计算出硫的个数,利用化学家代数和为0即可计算出铜离子和亚铜离子个数;晶体中微粒间作用力有离子键及共价键;
(6)“焙烧2”中 Cu2S 发生反应的化学方程式为:Cu2S+2O22CuO+SO2,二氧化硅溶于酸,因此为二氧化硅。
12.【答案】(1)b
(2)Ti(OH)4
(3)AgNO3
(4)碱石灰
(5)
(6)吸收氨气与水
(7)b→d→e→c;80.0%
【知识点】化学实验操作的先后顺序;制备实验方案的设计;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1)装置 A 中冷凝水应从下口进上口出,则冷凝水的入口为b;
(2) TiCl4 水解生成 Ti(OH)4 , TiCl4 水解生成的胶体主要成分为Ti(OH)4;
(3) TiO2 xH2O 沉淀中含有少量的Cl-杂质,判断 TiO2 xH2O 沉淀是否洗涤干净,只需检验洗涤液中是否含有Cl-,若最后一次洗涤液中不含Cl-,则证明 TiO2 xH2O 沉淀清洗干净,检验Cl-,应选用的试剂是硝酸酸化的AgNO3;
(4)由分析可知,装置C中试剂X为碱石灰;
(5)由分析可知结合反应物和生成物写出方程式,该反应的化学方程式为 ;
(6)由分析可知,装置E的作用是吸收氨气与水;
(7)①该实验应先称取一定量的 TiO2 固体,将 TiO2 放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,则正确的实验操作步骤为abdecf;
② 0.800gTiO2 的物质的量为0.01mol,则TiN的理论产量为0.01×62g=0.62g,反应后剩余固体质量为0.656g,则固体质量减少质量为0.800g-0.656g=0.144g,根据固体减少6×(32-14),则TiN的实际产量=g=0.496g,则TiN产率为=80.0%;
【分析】(1)冷凝管中冷凝水中一般是从下端进入;
(2)TiCl4 水解生成 Ti(OH)4 ,即可判断;
(3) TiO2 xH2O沉淀是否洗涤干净 主要检验氯离子,可用硝酸银进行检验;
(4)干燥氨气可用碱石灰;
(5)根据反应物和生成物即可写出方程式;
(6)反应物中氨气过量不能直接排入空气中,因此E主要作用是吸收氨气和水;
(7)①该实验应先称取一定量的 TiO2 固体,将 TiO2 放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,即可找出顺序;
②根据方程式计算出产物物质的量,即可计算产率。
13.【答案】(1)>
(2)正向;逆向;ⅱ>ⅰ>ⅲ;ab;38.04%
(3)﹣29kJ/mol;甲醇的投料增加,反应ⅳ正向移动,氢气增加,反应ⅰ逆向移动;反应ⅲ正向移动,造成丙烯体积分数下降
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率与化学平衡的综合应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)反应ⅰ的 G=124-127T<0,T>,同理反应ⅱ:T>,故反应ⅰ的最低温度比反应ⅱ的最低温度大,故答案为:>;
(2)①ⅲ的正向进行氢气浓度减小,有利于i正向;ⅲ的正向进行甲烷浓度增大,有利于ⅱ逆向;
②根据平衡体积分数,消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,可知反应速率ⅱ>ⅰ>ⅲ;
③根据盖斯定律:目标反应=2ⅰ+ⅲ,故Kp=Kp12Kp3;分压=物质的量分数×总压=体积分数×总压,故K== ;催化剂不能影响平衡;通入丙烷平衡正向移动,根据温度不变Kp为定值,各组分的体积分数不变;故答案为:ab;
④在相同条件下,物质的量之比等于体积之比;同时消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,生成乙烯时同时生成等量的甲烷,因此丙烯的选择性×100%= ×100%=38.04%;
(3)①ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1 ⅳ.CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1, C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g) 目标反应=ⅲ+ⅳ,故△H=-29kJ/mol;
②甲醇投料增加,氢气增多,导致反应1逆移,则丙烯体积分数降低;
【分析】(1) 利用ΔG=ΔH﹣TΔS<0计算出温度最小值即可判断大小;
(2)①ⅲ的正向进行氢气浓度减小,有利于i正向;ⅲ的正向进行甲烷浓度增大,有利于ⅱ逆向
②根据平衡体积分数,消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷即可判断速率大小;
③A.根据盖斯定律:目标反应=2ⅰ+ⅲ,故Kp=Kp12Kp3;
B.分压=物质的量分数×总压=体积分数×总压,故 Kp= = ;
C.催化剂不能影响平衡;通入丙烷平衡正向移动;
D.根据温度不变Kp为定值,各组分的体积分数不变;
④在相同条件下,物质的量之比等于体积之比;同时消耗1mol丙烷生成1mol丙烯或1mol乙烯或3mol甲烷,生成乙烯时同时生成等量的甲烷,即可计算选择性;
(3)①ⅲ.C3H8(g)+2H2(g)=3CH4(g)ΔH3=﹣120kJ mol﹣1ΔS3=27.5J K﹣1 mol﹣1 ⅳ.CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)ΔH4=+91kJ mol﹣1, C3H8(g)+CH3OH(g)═CO(g)+3CH4(g) 目标反应=ⅲ+ⅳ,即可计算;
②甲醇投料增加,氢气增多,导致反应1逆移,则丙烯体积分数降低。
14.【答案】(1)羧基、酰胺基
(2)>
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性,能和酸性的HCl发生反应
(4)酯化反应
(5)
(6)+HCONH2→一定条件+HCOOC2H5
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A为,官能团为羧基、酰胺基;
(2)A中含有羧基,属于亲水基,B中含有酯基,属于疏水基,故A的溶解度大于B的溶解度;
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性,能和酸性的HCl发生反应;
(4)根据分析可知,A→B的反应类型为酯化反应或取代反应;
(5)C-D反应是将羰基变为羟基,根据分析可知D结构简式为为;
(6)根据分析可知E→F的化学反应方程式为 + HCONH2 →一定条件 + HCOOC2H5;
(7)丁二酸为,分子内脱水时,两个羧基间脱水,脱水产物分子上一个H被取代后的烃的衍生物是A的同分异构体,核磁共振氢谱图的比例为3:2:1:1,则该同分异构体的结构简式为 ;
【分析】(1)根据结构简式找出官能团;
(2)A中含有羧基,属于亲水基,B中含有酯基,属于疏水基即可判断溶解度;
(3)(C2H5)3N结构中的N原子有孤对电子,分子偏碱性可与酸反应;
(4)根据反应物和生成物即可判断反应类型;
(5)根据C-D,D-E即可写出D的结构简式;
(6)根据反应物和生成物即可写出反应方程式;
(7)丁二酸为,分子内脱水时,两个羧基间脱水,即可写出产物。
