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綜合能力訓練(一)
(時間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有一項符合題意)
1.(2017天津理綜)下列有關(guān)水處理方法不正確的是( )
A.用石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)處理廢水中的酸
B.用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物
C.用氯氣處理水中的Cu2+、Hg2+等重金屬離子
D.用燒堿處理含高濃度NH4+的廢水并回收利用氨
2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是 ( )
A.1.68 g Fe和足量水蒸氣反應,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.09NA
B.由13H和 816O所組成的超重水11 g,其中所含的中子數(shù)為6NA
C.標準狀況下,化學反應中每消耗22.4 L Cl2就一定會轉(zhuǎn)移2NA個電子
D.28 g由乙烯和丙烯組成的混合氣體中含碳碳雙鍵數(shù)目為NA
3.香花石被譽為“礦石熊貓”,由我國地質(zhì)學家首次發(fā)現(xiàn),它由前20號元素中的6種組成,其化學式為X3Y2(ZWR4)3T2,其中X、Y、Z為金屬元素,Z的最外層電子數(shù)與次外層相等,X、Z位于同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外層電子數(shù)是次外層的3倍,T無正價,X與R原子序數(shù)之和是W的2倍。下列說法錯誤的是( )
A.原子半徑:Y>Z>R>T
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W
Z
D.XR2、WR2兩化合物中R的化合價相同
4.用酸性氫氧燃料電池電解硫酸鈉飽和溶液的裝置如圖所示(a、b為銅電極)。下列說法中不正確的是( )
A.電池工作時,正極反應式為O2+4H++4e-2H2O
B.電解時,電子流動路徑是負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極
C.電解時,當陰極逸出a mol氣體,同時有w g Na2SO410H2O析出,保持溫度不變,剩余溶液中的硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是71w161(w+18a)100%
D.忽略能量損耗,當電池中消耗0.01 mol O2時,b極周圍會產(chǎn)生0.02 mol H2
5.化合物C是制備液晶材料的中間體之一,它可由A和B在一定條件下制得,下列說法正確的是( )
++H2O
A.每個A分子中含有1個手性碳原子
B.可以用酸性KMnO4溶液檢驗B中是否含有醛基
C.1 mol C分子最多可與4 mol H2發(fā)生加成反應
D.C可發(fā)生加成反應、取代反應、氧化反應、消去反應
6.常溫下,25.00 mL濃度為0.100 0 molL-1 Na2CO3溶液用0.100 0 molL-1鹽酸滴定,其滴定曲線如圖所示,對滴定過程中所得溶液的說法正確的是( )
A.A點溶液存在:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)
B.B點溶液存在:5c(Cl-)=4c(HCO3-)+4c(CO32-)
C.C點溶液存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.D點溶液溶質(zhì)是NaCl和H2CO3,且:c(H+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
7.實驗是化學研究的基礎(chǔ)。下列關(guān)于各實驗裝置的敘述正確的是( )
A.裝置①常用于分離互不相溶的液體混合物
B.裝置②可用于吸收NH3或HCl氣體,并防止倒吸
C.裝置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等氣體
D.裝置④可用于干燥、收集氯化氫,并吸收多余的氯化氫
二、非選擇題(58分,包括必考題和選考題兩部分。第8~10題為必考題,每個試題考生都必須作答。第11~12題為選考題,考生根據(jù)要求選擇一題作答)
8.(2016天津理綜)(14分)下表為元素周期表的一部分。
碳
氮
Y
X
硫
Z
回答下列問題:
(1)Z元素在周期表中的位置為 。
(2)表中元素原子半徑最大的是 (寫元素符號)。
(3)下列事實能說明Y元素的非金屬性比S元素的非金屬性強的是 。
a.Y單質(zhì)與H2S溶液反應,溶液變渾濁
b.在氧化還原反應中,1 mol Y單質(zhì)比1 mol S得電子多
c.Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解,前者的分解溫度高
(4)X與Z兩元素的單質(zhì)反應生成1 mol X的最高價化合物,恢復至室溫,放熱687 kJ。已知該化合物的熔、沸點分別為-69 ℃和58 ℃,寫出該反應的熱化學方程式: 。
(5)碳與鎂形成的1 mol化合物Q與水反應,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴,該烴分子中碳氫質(zhì)量比為9∶1,烴的電子式為 。Q與水反應的化學方程式為 。
(6)銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應,生成的鹽只有硫酸銅,同時生成的兩種氣體均由上表中兩種元素組成,氣體的相對分子質(zhì)量都小于50。為防止污染,將產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)化為最高價含氧酸鹽,消耗1 L 2.2 molL-1 NaOH溶液和1 mol O2,則兩種氣體的分子式及物質(zhì)的量分別為 ,生成硫酸銅物質(zhì)的量為 。
9.(14分)甲醇(CH3OH)是一種重要的能源,研究甲醇具有重要意義。
(1)利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應為CO2+3H2CH3OH+H2O
常溫常壓下,已知下列反應的能量變化如圖所示:
圖1
圖2
寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學方程式:
。
(2)在容積為2 L的密閉容器中進行反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),其他條件不變,在300 ℃和500 ℃時,物質(zhì)的量n(CH3OH)與反應時間t的變化曲線如圖3所示。
圖3
①該反應的ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
②若要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有 (填字母)。
A.縮小容器體積 B.降低溫度
C.升高溫度 D.使用合適的催化劑
E.將甲醇從混合體系中分離出來
③CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),T ℃時,向1 L密閉容器中投入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g),5小時后測得反應體系達到平衡狀態(tài),此時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,計算該溫度下的平衡常數(shù) (結(jié)果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字)。
(3)甲醇會對水質(zhì)造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用圖4裝置模擬上述過程:
圖4
①寫出陽極電極反應式 ;
②除甲醇的離子反應為:6Co3++CH3OH+H2OCO2↑+6Co2++6H+,該過程中被氧化的元素是 ,當產(chǎn)生標準狀況下2.24 L CO2時,共轉(zhuǎn)移電子 mol。
10.(2017江蘇化學)(15分) 1-溴丙烷是一種重要的有機合成中間體,沸點為71 ℃,密度為1.36 gcm-3。實驗室制備少量1-溴丙烷的主要步驟如下:
步驟1:在儀器A中加入攪拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷卻下緩慢加入28 mL濃硫酸;冷卻至室溫,攪拌下加入24 g NaBr。
步驟2:如圖所示搭建實驗裝置,緩慢加熱,直到無油狀物餾出為止。
步驟3:將餾出液轉(zhuǎn)入分液漏斗,分出有機相。
步驟4:將分出的有機相轉(zhuǎn)入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗滌,分液,得粗產(chǎn)品,進一步提純得1-溴丙烷。
(1)儀器A的名稱是 ;加入攪拌磁子的目的是攪拌和 。
(2)反應時生成的主要有機副產(chǎn)物有2-溴丙烷和 。
(3)步驟2中需向接受瓶內(nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是 。
(4)步驟2中需緩慢加熱使反應和蒸餾平穩(wěn)進行,目的是 。
(5)步驟4中用5% Na2CO3溶液洗滌有機相的操作:向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振蕩, ,靜置,分液。
11.【化學選修3——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】(15分)
在周期表中1~36號元素之間的A、B、C、D、E、F六種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,已知A與其余五種元素既不同周期也不同主族,B的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代,C元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子,D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài),E元素在第四周期,E的基態(tài)原子中未成對電子數(shù)是核外電子總數(shù)的,F元素位于周期表的ds區(qū),其基態(tài)原子最外能層只有一個電子。
(1)寫出基態(tài)E原子的價電子排布式 。
(2)B、C、D三種元素第一電離能由小到大的順序為 (用元素符號表示)。
(3)A與C形成CA3型分子,分子中C原子的雜化類型為 ,分子的立體結(jié)構(gòu)為 ;C的單質(zhì)與化合物BD是等電子體,根據(jù)等電子體原理,寫出化合物BD的電子式 。
(4)A2D的沸點在D的同族元素與A元素形成的化合物中最高,其原因是 。A2D由液態(tài)形成晶體時密度 (填“增大”“不變”或“減小”),其主要原因是 (用文字敘述)。
(5)已知D、F能形成一種化合物,其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示,則該化合物的化學式為 (用元素符號表示);若相鄰D原子和F原子間的距離為a cm,阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,則該晶體的密度為 gcm-3(用含a、NA的符號表示)。
12.【化學選修5——有機化學基礎(chǔ)】(15分)
黃酮類化合物具有抗腫瘤活性,6-羥基黃酮衍生物的合成路線如下:
請回答下列問題:
(1)化合物B中的含氧官能團為 和 (填名稱)。
(2)反應③中涉及的反應類型有水解反應、 和 。
(3)反應④中加入的試劑X的分子式為C7H5OCl,X的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)B的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件:
Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應,其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
Ⅱ.分子中有4種不同化學環(huán)境的氫。
寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。
(5)已知:。根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息,寫出以和CH3COOH為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任選)。合成路線流程圖示例如下:
CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
參考答案
綜合能力訓練(一)
1.C 解析 石灰和碳酸鈉都可以與酸反應,A正確;Al3+、Fe3+都可以發(fā)生水解反應,分別生成的Al(OH)3膠體、Fe(OH)3膠體可吸附水中的懸浮雜質(zhì),B正確;銨鹽的性質(zhì)之一是與堿反應生成氨氣,D正確;C項中Cl2與Cu2+、Hg2+等重金屬離子不能發(fā)生反應,應用硫化物除去Cu2+、Hg2+等重金屬離子,C項不正確。
2.B 解析 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,0.03 mol Fe應當失去0.08 mol e-,A項錯誤;由13H和 816O所組成的超重水11 g為0.5 mol,每個超重水分子含12個中子,所含的中子總數(shù)為6NA,B項正確;Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,該反應中1 mol氯氣只轉(zhuǎn)移1 mol e-,C項錯誤;乙烯的相對分子質(zhì)量為28,丙烯的相對分子質(zhì)量為42,所以碳碳雙鍵數(shù)目n為2842 molZ>R>T,A項正確;W為硅元素、R為氧元素、T為氟元素,非金屬性F>O>Si,則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性WZ,C項正確;XR2、WR2兩化合物為CaO2、SiO2,因鈣元素為+2價、硅元素為+4價,則R的化合價分別為-1、-2價,即XR2、WR2兩化合物中R的化合價不相同,D項錯誤。
4.B 解析 左邊裝置是氫氧燃料電池,電池放電時,正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4H++4e-2H2O,A項正確;電子在導線中移動,不能在溶液中移動,B項錯誤;電解時,陰極上析出的是氫氣,當陰極逸出a mol氣體時,電解的水的質(zhì)量為18a g,電解后的溶液仍為飽和溶液,溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為71w161(w+18a)100%,C項正確;燃料電池和電解池中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的,當電池中消耗0.01 mol O2時,同時消耗0.02 mol H2,根據(jù)電極反應:H2-2e-2H+,所以轉(zhuǎn)移電子0.04 mol,b極的電極反應為2H++2e-H2↑,轉(zhuǎn)移電子0.04 mol,會產(chǎn)生0.02 mol H2,D項正確。
5.C 解析 A中不存在連接四個不同原子或基團的碳原子,故不含手性碳原子,A項錯誤;B中酚羥基也能使酸性KMnO4溶液褪色,B項錯誤;C中的苯基和醛基都可以與氫氣發(fā)生加成反應,1 mol C分子最多可與4 mol H2發(fā)生加成反應,C項正確;C中沒有能夠發(fā)生消去反應的基團如鹵素、醇羥基等,不具備發(fā)生消去反應的條件,D項錯誤。
6.A 解析 A點溶液組成是NaHCO3、Na2CO3、NaCl(1∶1∶1),由于CO32-、HCO3-都會發(fā)生水解反應,水解程度:CO32->HCO3-,所以c(HCO3-)>c(CO32-),A項正確;B點溶液的組成是NaHCO3、Na2CO3、NaCl(4∶1∶4),根據(jù)物料守恒得c(Cl-)∶[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]=4∶5,即5c(Cl-)=4c(HCO3-)+4c(CO32-)+4c(H2CO3),B項錯誤;C點溶液的組成是NaHCO3、NaCl,由質(zhì)子守恒:c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3),C項錯誤;D點二者恰好完全反應,Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,溶液中的溶質(zhì)為NaCl和H2CO3。根據(jù)質(zhì)子守恒可知,c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),D項錯誤。
7.C 解析 裝置①用于分離沸點范圍不同的互溶物質(zhì),分離互不相溶的液體混合物需要用分液漏斗,A項錯誤;裝置②導管插入水層中,吸收氨氣或HCl氣體時,不能防倒吸,B項錯誤;裝置③可用于排空氣法收集氣體,C中氣體均可用此裝置收集,C項正確;HCl為酸性氣體,不可用堿石灰干燥,密度比空氣大,不能用向下排空氣法收集,D項錯誤。
8.答案 (1)第三周期第ⅦA族
(2)Si
(3)ac
(4)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l) ΔH=-687 kJmol-1
(5)HC??CCHHH Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4↑
(6)NO:0.9 mol、NO2:1.3 mol 2 mol
解析 根據(jù)表中元素的相對位置可知X為Si、Y為O、Z為Cl。
(1)Z為氯元素,位于第三周期,ⅦA族。
(2)同一周期中原子序數(shù)越小,半徑越大(稀有氣體除外),則X原子半徑大。
(3)a項,O2+2H2S2H2O+2S↓,O2能置換S,說明O比S的非金屬性強,正確;b項,不能從得電子數(shù)多少說明得電子能力的強弱,即不能說明元素的非金屬性強弱,錯誤;c項,氫化物不易分解,說明元素的非金屬性強,正確。
(4)Si與Cl2生成SiCl4,常溫下SiCl4為液態(tài),則熱化學方程式為Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l) ΔH=-687 kJmol-1。
(5)根據(jù)m(C)∶m(H)=9∶1,則n(C)∶n(H)=912∶1=3∶4,則烴的分子式為C3H4,是丙炔,電子式為
HC??CCHHH。1 mol Q生成2 mol Mg(OH)2和1 mol C3H4,則Q中含有2 mol Mg和3 mol C,即Q為Mg2C3,Q與水反應的化學方程式為Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4↑。
(6)根據(jù)生成的鹽只有CuSO4,說明NO3-完全反應,又因為生成氣體相對分子質(zhì)量都小于50,則兩種氣體分別為NO和NO2,NO和NO2與NaOH、O2生成了NaNO3,根據(jù)原子守恒,氮原子總量與鈉原子總量相等,即n(NO)+n(NO2)=n(NaOH)=2.2 mol。根據(jù)得失電子守恒,NO、NO2全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,NO、NO2失去電子的物質(zhì)的量等于O2得到電子的物質(zhì)的量,O2得到的電子為4 mol,則3n(NO)+n(NO2)=4n(O2)=4 mol,聯(lián)立兩個等式可求出n(NO)=0.9 mol,n(NO2)=1.3 mol。因為銅失去的電子總數(shù)與氧氣得到的電子總數(shù)相等,則n(Cu)=2n(O2)=2 mol,又因為最后生成的鹽只有CuSO4,則CuSO4的物質(zhì)的量為2 mol。
9.答案 (1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-50 kJmol-1
(2)①
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