仿真模拟练(一)可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16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.我国古文献中记载了大量化学领域的研究成果,下列有关说法错误的是( ) A.近代葛洪的《抱朴子》记载了“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”,是指加热时丹砂(HgS)熔融成液态,冷却时重新结晶为HgS晶体B.明朝医学家李时珍在《本草纲目》中对(KNO3)的描述如下:“(火药)乃焰硝、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,利用了KNO3的氧化性C.明代宋应星在《天工开物》中对“膏液”的描述为“草木之实,其中蕴藏膏液,而不能自流、假媒水火,凭藉木石,而后倾注而出焉。”这里的“膏液”的主要成分为油脂D.清初《泉州府志》物产条记载:“初,人不知盖泥法,元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之。”该段文字记载了蔗糖的分离提纯采用了黄泥来吸附红糖中的色素答案A解析丹砂烧之成水银,发生了化学反应,生成汞和硫,A错误。火药发生化学反应时,硝酸钾发生反应生成氮气,硝酸钾表现了氧化性,B正确。“膏液”为植物果实种子压榨出的植物油,植物油属于油脂,C正确。黄泥具有吸附作用,可吸附杂质,D正确。2.已知NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NAB.一定条件下在密闭容器中2molSO2与2molO2充分反应,最终的气体分子数为3NAC.将1molNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH4+数目为NAD.4.6g乙醇含有共价键的数目为0.9NA答案C解析pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中,氢氧根离子浓度c(OH-)=1×10-141×10-13mol·L-1=0.1mol·L-1,所以含有的OH-数目=0.1mol·L-1×1L×NAmol-1=0.1NA,A错误。在密闭容器中2molSO2与2molO2充分反应达到化学平衡,最终的气体分子数大于3NA,B错误。将1molNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒,c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-),则溶液中n(NH4+)=n(NO3-)=1mol,NH4+数目为NA,故C正确。4.6g乙醇的物质的量为n(C2H5OH)=4.6g46g·mol-1=0.1mol,含有共价键0.8mol,数目为0.8NA,故D错误。3.锂-铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是( )11\nA.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-2OH-+2CuB.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动C.通空气时,铜电极被腐蚀,表面产生Cu2OD.整个反应过程中,氧化剂为O2答案B解析放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-,正极上Cu2O反应,碱性条件下通空气时,铜被氧化表面产生Cu2O,A、C正确。放电时,阳离子向正极移动,电子不能在电解质中流动,B错误。整个反应过程中氧化剂为O2,D正确。4.三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2022年诺贝尔化学奖。纳米分子机器日益受到关注,机器的“车轮”常用组件如下,下列说法正确的是( )A.①③均能发生加成反应B.②④互为同系物C.①②③④均属于烃D.①②④的一氯代物均只有两种答案A解析①③的结构中均含碳碳双键,故均能发生加成反应,A正确。②④的分子式相同,均为C10H16,两者互为同分异构体,B错误。只含C、H两种元素的化合物为烃,其中①②④均由C、H两种元素组成,故为烃;而③只含C元素,故不是烃,C错误。烃中H原子有几种,则其一氯代物就有几种,①中H原子有3种,故其一氯代物有3种;②中H原子有5种,故其一氯代物有5种;④中H原子有4种,故其一氯代物有4种,D错误。5.用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )选项①中物质②中物质预测②中的现象A浓盐酸MnO2产生黄绿色气体B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C酸化的FeCl2溶液H2O2溶液溶液变成棕黄色,有气泡产生11\nDFe2(SO4)3溶液铜粉溶液变蓝色、有黑色固体产生答案C解析浓盐酸与二氧化锰反应需要加热才能进行,A错误。浓硝酸常温下与铝发生钝化,B错误。过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,溶液变成棕黄色,铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用,随后会有气泡产生,C正确。Fe2(SO4)3溶液与铜粉反应生成FeSO4和CuSO4,溶液会变蓝色,但没有黑色固体产生,D错误。6.短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,C是短周期中金属性最强的元素,B、E同主族且B的原子序数是E的12,A、D同主族且D在地壳中的含量仅次于B。下列叙述正确的是( )A.C与氧元素形成的化合物一定属于碱性氧化物B.最高价氧化物对应水化物的酸性:E>D>AC.简单氢化物的沸点:E>BD.原子半径:C>D>E答案D解析由题意可知,A为C元素;C是短周期中金属性最强的元素,C为Na元素;B、E同主族且B的原子序数是E的12,则B为O元素,E为S元素;D在地壳中的含量仅次于B,D为Si元素。过氧化钠不属于碱性氧化物,A错误。元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性:S>C>Si,B错误。水分子间能够形成氢键,氢化物的沸点:H2O>H2S,C错误。同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:Na>Si>S,D正确。7.分别在相同物质的量浓度、相同体积的H2SO3、NaHSO3、Na2SO3三种溶液中,滴加同一新制氯水。其导电能力随氯水体积变化的曲线如图所示(不考虑空气的影响)。下列分析正确的是( )A.曲线a代表H2SO3溶液B.曲线b代表的溶液中:c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)+c(SO42-)C.曲线a、b、c代表的溶液中均始终保持:2c(Cl-)=c(SO42-)D.当滴加氯水体积均为V时,三种溶液的导电能力基本相同,c(H+)也相同答案B解析根据题意,a代表Na2SO3溶液,A错误。曲线b代表NaHSO3溶液,由物料守恒可知,c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)+c(SO42-),B正确。1mol氯气与1molH2SO3或NaHSO3或Na2SO3恰好反应生成2molHCl和1molSO42-,则c(Cl-)=2c(SO42-),C错误。1mol氯气与1molH2SO3恰好反应生成2molHCl和1molH2SO4,1mol氯气与1molNa2SO3恰好反应生成2molHCl和1molNa2SO4,所以溶液中c(H+)不相同,D错误。11\n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)(2022天津理综,9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:Ⅰ.采样采样系统简图采样步骤:①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为 。 (2)C中填充的干燥剂是 (填字母)。 a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。 (4)采样步骤②加热烟道气的目的是 。 Ⅱ.NOx含量的测定将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀释至100.00mL。量取20.00mL该溶液,加入V1mLc1mol·L-1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2mL。(5)NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为 。 (6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 。 (7)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++NO3-+4H+NO↑+3Fe3++2H2OCr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为 mg·m-3。 (8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)若缺少采样步骤③,会使测定结果 。 若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果 。 答案(1)除尘 (2)c11\n(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO+3H2O22H++2NO3-+2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)23×(c1V1-6c2V2)3V×104(8)偏低 偏高解析(1)根据题意A中装有无碱玻璃棉,其作用是除尘或吸尘。(2)C中干燥剂不能是碱性物质,无水CuSO4吸水能力小,因此应选择P2O5。(3)与D(装有碱液)作用相同的装置为。(4)由于NOx易溶于水,因此采样步骤②加热烟道气的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)根据信息可知NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式是2NO+3H2O22H++2NO3-+2H2O。(6)该滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(7)根据滴定反应:3Fe2++NO3-+4H+NO↑+3Fe3++2H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,结合下列关系式NO2~3Fe2+463m5(c1V1-6c2V2)×10-3m=0.23(c1V1-6c2V2)3g则NO2的含量为=m×1000mg·g-1V×10-3m3=23×(c1V1-6c2V2)3V×104mg·m-3(8)若缺少采样步骤③,NO2吸收不完全会使测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质,会多消耗FeSO4标准溶液,测定结果偏高。9.(14分)铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途,其化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如下:11\n回答下列问题:(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi的原子结构示意图为 。 (2)“浸出”时Bi2S3与FeCl3溶液反应的化学方程式为 ,反应液必须保持强酸性,否则铋元素会以BiOCl(碱式氯化铋)形式混入浸出渣使产率降低,原因是 (用离子方程式表示)。 (3)“置换”时生成单质铋的离子方程式为 。“母液1”中通入气体X后可循环利用,气体X的化学式为 。 (4)“粗铋”中含有的杂质主要是Pb,通过熔盐电解精炼可达到除杂的目的,其装置示意图如下。电解后,阳极底部留下的为精铋。写出电极反应式:阳极 ;阴极 。 (5)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3,上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是 。“母液2”中可回收的主要物质是 。 答案(1)○+83◝2◞◝8◞◝18◞◝32◞◝18◞◝5◞(2)6FeCl3+Bi2S32BiCl3+6FeCl2+3S Bi3++H2O+Cl-BiOCl+2H+(3)2Bi3++3Fe3Fe2++2Bi Cl2(4)Pb-2e-Pb2+ Pb2++2e-Pb(5)没有污染性气体产生 NH4NO3解析(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi原子核内有83个质子,Bi的原子结构示意图为○+83◝2◞◝8◞◝18◞◝32◞◝18◞◝5◞。(2)由流程可知,从浸出渣中回收S,+3价铁被还原为+2价,反应的化学方程式为6FeCl3+Bi2S32BiCl3+6FeCl2+3S;Bi3+水解会生成难溶物BiOCl,离子方程式为Bi3++H2O+Cl-BiOCl+2H+,因此反应液必须保持强酸性,抑制水解。(3)铋元素在浸出液中以Bi3+形式存在,加入Fe置换单质铋的离子方程式为2Bi3++3Fe3Fe2++2Bi;“母液1”中含有Fe2+和Cl-,通入Cl2后生成FeCl3可循环利用。(4)根据电解原理:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,因为电解后,阳极底部留下的为精铋,所以阳极反应为Pb-2e-Pb2+,由图知溶液中Pb2+在阴极放电,反应式为Pb2++2e-Pb。(5)直接灼烧碱式硝酸铋也能得到Bi2O3,但还会产生污染性的氮氧化物气体,所以上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是没有污染性气体产生;(NH4)2CO3溶液与碱式硝酸铋反应,生成碱式碳酸铋和硝酸铵,故“母液2”中可回收的主要物质是NH4NO3。10.(15分)硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(OCS),该物质可转化为H2S,主要反应如下:ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH111\nⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)ΔH2已知反应中相关的化学键键能数据如下表:化学键H—HCO(COS)CSH—SCOE(kJ·mol-1)4367455803391076①恒温恒压下,密闭容器中发生反应ⅰ。下列事实能说明反应ⅰ达到平衡状态的是 。(填标号) a.容器的体积不再改变b.化学平衡常数不再改变c.混合气体的密度不再改变d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键②一定条件下,密闭容器中发生反应ⅰ,其中COS(g)的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是 。(填标号) ③反应ⅱ的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是 (填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g),发生反应ⅱ,COS的平衡转化率为 。 (2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为 。 ②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为 。 (3)NaHS是可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq)HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。①NaHS的电子式为 。 ②Ksp(HgS)= 。 答案(1)①d ②ABC ③B 33.3%(2)①5S2O82-+2Mn2++8H2O10SO42-+2MnO4-+16H+ ②2SO42-+2H+S2O82-+H2↑11\n(3)①Na+[··S······H]- ②4.0×10-53解析(1)①恒温恒压下,密闭容器中发生反应ⅰ:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH1。该反应属于气体的物质的量不变的反应,恒温恒压下,容器的体积始终不变,不能说明反应是否达到了平衡状态,a错误。温度不变,化学平衡常数始终不变,不能说明反应是否达到了平衡状态,b错误。气体的质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,c错误。形成1molH—O键,表示的是逆反应速率,形成1molH—S键,表示的是正反应速率,形成1molH—O键的同时形成1molH—S键,表示正逆反应速率相等,能够说明反应达到了平衡状态,d正确。②一定条件下,密闭容器中发生反应ⅰ,根据方程式,在任何时候都存在v(COS)=v(H2S)。③反应ⅱ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH2=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(745+580+436-339×2-1076)kJ·mol-1=+7kJ·mol-1,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,对应于曲线A,因此表示逆反应的平衡常数(K逆)的是B;根据图像,T1℃时,K逆=K正=1, COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)起始/mol2100反应/molxxxx平衡/mol2-x1-xxx则K=x10×x102-x10×1-x10=1,解得x=23,COS的平衡转化率α(COS)=23mol2mol×100%=33.3%。(2)①Mn由+2价升高到+7价,S2O82-中有两个-1价的氧降到-2价,根据化合价升降法配平即可。②用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵,阳极发生氧化反应,硫酸根离子被氧化为过二硫酸根离子,阴极发生还原反应,氢离子得电子生成氢气,总反应的离子方程式为2SO42-+2H+S2O82-+H2↑。(3)①NaHS属于离子化合物,电子式为Na+[··S······H]-。②反应Hg2+(aq)+HS-(aq)HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038=c(H+)c(Hg2+)c(HS-)=c(H+)c(S2-)c(Hg2+)c(HS-)c(S2-)=Ka2Ksp(HgS)=7.0×10-15Ksp(HgS),解得:Ksp(HgS)=4.0×10-53。11.【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)我国著名药学家屠呦呦因发现治疗疟疾新型药物青蒿素和双氢青蒿素而获得2022年诺贝尔生理学或医学奖,成为首位获得诺贝尔科学奖的华人女科学家,震惊世界,感动中国。青蒿素(C15H22O5)的结构如图甲所示。请回答下列问题:(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小的顺序是 ;在基态O原子中,核外存在 对自旋状态相反的电子。 (2)下列关于青蒿素的说法正确的是 (填序号)。 A.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键11\nB.在青蒿素分子中,所有碳原子均处于同一平面C.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其他原子成键(3)在确定青蒿素结构的过程中,可采用硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂,其制备方法为4NaH+B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa。①NaH为 晶体,图乙是NaH晶胞结构,则NaH晶体的配位数是 ;若晶胞棱长为a,则Na原子间最小核间距为 。 ②B(OCH3)3中B采用的杂化类型是 。写出一种与B(OCH3)3具有相同立体构型的分子或离子: 。 ③NaBH4结构如图丙所示,结构中存在的作用力有 。NaBH4是有机化学中的一种常用还原剂,其在热水中水解生成偏硼酸钠和氢气,该反应的化学方程式为 。 (4)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图丁是该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为 。 答案(1)O>C>H 3 (2)A(3)①离子 6 2a2 ②sp2 SO3(或CO32-) ③离子键、配位键、共价键 NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑(4)MgB2解析(1)青蒿素中含有C、H、O三种元素,电负性越大,非金属性越强,即O>C>H;每个轨道最多容纳2个电子,且自旋状态相反,O:1s22s22p4,有3对自旋状态相反的电子。(2)根据青蒿素的结构简式,C—H、O—H、C—O之间是极性键,O—O之间是非极性键,A正确。青蒿素中有的碳原子采用sp3杂化,因此所有的碳原子不共面,B错误。4号碳原子上有π键,C错误。(3)①NaH是离子化合物,属于离子晶体;离子晶体的配位数为一个离子周围最近的异离子的个数,即配位数为6;Na+间最近的核间距是面对角线的12,即为2a2;②根据化学式B(OCH3)3,B原子与3个氧原子形成σ键,且无孤电子对,因此B的杂化类型为sp2;B(OCH3)3的立体构型为平面三角形,与B(OCH3)3具有相同立体构型的分子或离子是SO3和CO32-;③B原子最外层有3个电子,NaBH4属于离子化合物,含有离子键,B和3个H之间形成共价键,B和H-之间形成配位键;根据题目信息,发生反应的化学方程式为NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑。(4)根据投影可知,1个B原子为3个Mg原子共用,因此属于一个Mg原子的B原子为13,1个Mg原子为6个B原子共用,因此属于1个B原子的Mg原子为16,因此B原子和Mg原子个数比为13∶16=2∶1,即化学式为MgB2。12.【化学—选修5:有机化学基础】(15分)有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体,分子结构中含有3个六元环。其中一种合成路线如下:11\n已知:①A既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,其核磁共振氢谱显示有4种氢,且峰面积之比为1∶2∶2∶1。②有机物B是一种重要的石油化工产品,其产量可用来衡量国家的石油化工发展水平。③R1—CHO+R2—CH2—CHO回答以下问题:(1)A中含有的官能团名称是 和 。 (2)写出有机反应类型B→C ,F→G ,I→J 。 (3)写出F生成G的化学方程式 。 (4)写出J的结构简式 。 (5)E的同分异构体有多种,写出所有符合以下要求的E的同分异构体的结构简式 。 ①与FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应③苯环上只有两个对位取代基 ④能发生水解反应答案(1)羟基(或酚羟基) 醛基(2)加成反应 消去反应 取代反应(或酯化反应)(3)+H2O(4)(5)、解析(1)A的分子式为C7H6O2,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,再根据核磁共振氢谱,可知A的结构简式为11\n,其官能团为羟基、醛基。(2)B→C为乙烯与水发生的加成反应;F→G为在浓硫酸加热条件下发生的羟基的消去反应;I含有羧基和羟基,所以I→J为取代反应(或酯化反应)。(3)F→G为在浓硫酸加热条件下发生的羟基的消去反应,化学方程式为+H2O。(4)I含有羧基和羟基,发生酯化反应生成J,则J的结构简式为。(5)①与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②能发生银镜反应,说明含有醛基;③苯环上只有两个对位取代基;④能发生水解反应,说明含有酯基,可得符合条件的E的同分异构体为、。11
