2018年上海市静安区高考化学二模试卷(5)

2019-04-14 13:47

故选:D。

【点评】该题考查高中化学课本中比较重要的有机反应,因此要做到对课本实验的关键因素了如指掌(如反应物、生成物、反应条件、催化剂和实验注意事项等)。

二、综合题(共60分)

21.(15分)人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨,生产化学肥料等。完成下列填空:

(1)氮原子核外电子排布式为 1s22s22p3 ,其最外层有 5 种运动状态不同的电子;氮气的电子式为

;氨气分子的空间构型是 三角锥型 。

(2)工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收含有大量N2的高炉气体系中的CO,从而实现CO和N2的分离,反应的化学方程式如下:CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g)?CH3COOCu(NH3)2?CO(aq)+Q(Q>0) 该反应的化学平衡常数表达式K= 变大,可采取的措施是 降低温度 。

吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,可采取的适当处理措施有 ad (选填序号)。

a.适当升高温度 b.适当降低温度 c.增大压强 d.减小压强 (3)消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH,这样能使NH3的脱除率增大,试用平衡移动原理解释其原因 氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除 。

为实现CO2减排,合成氨工厂采用苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸收剂捕集混合气中的CO2得到富液,再高温加热富液使之分解释放出CO2,正常情况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。

(4)某研究小组用200mL 1.5mol/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2(标准状况)形成富液,碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为 CO32﹣+CO2+H2O=2HCO3﹣ ,该富液中的溶质是 KHCO3和K2CO3 (填化学式),各离子的浓度关系正确的是 a b 。

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;欲使K值

a.c(K+)+c(H+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(OH﹣) b.3c(K+)=4c(CO32﹣)+4c(HCO3﹣)+4c(H2CO3) c.c(K+)>c(OH﹣)>c(HCO3﹣)>c(CO32﹣)>c(H+)

【分析】(1)氮原子核外电子排布式为1s22s22p3,最外层有5个电子,运动状态各不相同,氮气存在N≡N键,氨气为sp3杂化,含有1个孤电子对;

(2)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,正反应为放热反应,欲使K值变大,应降低温度,吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,平衡逆向进行;

(3)氨气水溶液呈碱性,c(OH﹣)浓度增大,可使平衡逆向移动; (4)碳酸钾溶液吸收CO2生成KHCO3,结合电荷守恒、物料守恒判断。 【解答】解:(1)氮原子核外电子排布式为1s22s22p3,最外层有5个电子,运动状态各不相同,氮气存在N≡N键,电子式为个孤电子对,空间构型是三角锥型, 故答案为:1s22s22p3;5;

;三角锥型;

,氨气为sp3杂化,含有1

(2)CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g)?CH3COOCu(NH3)2?CO(aq)+Q(Q>0)的平衡常数表达式为

,正反应为放热反应,

欲使K值变大,应降低温度,吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,平衡逆向进行,则可升高温度,减小压强,ad正确, 故答案为:

;降低温度;ad;

(3)氨气水溶液呈碱性,在水中存在如下平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣,c(OH﹣)浓度增大,可使平衡逆向移动,则加入NaOH溶液可达到目的, 故答案为:氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除;

(4)碳酸钾溶液吸收CO2生成KHCO3,反应的离子方程式为CO32﹣+CO2+H2O=2HCO3﹣,200mL 1.5mol/L K2CO3溶液中n(K2CO3)=0.3mol,吸收了3.36L 的CO2(标准状况)的物质的量为0.15mol,则反应后存在KHCO3和K2CO3, a.由电荷守恒可知c(K+)+c(H+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(OH﹣),故a

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正确;

b.用200mL 1.5mol/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2(标准状况)形成富液,反应后溶液中n(K+)=0.6mol,

n(CO32﹣)+n(HCO3﹣)+n(H2CO3)=0.45mol,则3c(K+)=4c(CO32﹣)+4c(HCO3

)+4c(H2CO3)

,故b正确;

c.KOH完全反应,溶液中c(HCO3﹣)>c(CO32﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故c错误。

故答案为:CO32﹣+CO2+H2O=2HCO3﹣;KHCO3和K2CO3;a b。

【点评】本题考查较为综合,涉及化学平衡常数,平衡移动以及弱电解质的电离、离子浓度的大小比较等知识,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生的分析能力和计算能力,难度中等,主要把握离子浓度的比较方法。

22.(15分)X、Y、Z、M、W、Q、R是7种短周期元素,其原子半径及主要化合价如下: 元素代号 原子半径/nm 主要化合价 完成下列填空:

(1)上述元素中,金属性最强的在周期表中的位置是 第三周期ⅠA族 ;X、Y、Q各自形成的简单离子中,离子半径由大到小的顺序是 O2﹣>Na+>Al3+ (填离子符号)。W和R按原子个数比1﹕4构成的阳离子所含的化学键是 共价键 。 (2)表中所列4种第三周期元素的最高价氧化物的水化物碱性最弱的是 Al(OH)

3

X 0.186 Y 0.143 Z 0.104 M 0.099 W 0.070 Q 0.066 R 0.032 +1 +3 +6,﹣2 +7,﹣1 +5,﹣3 ﹣2 +1 (填化学式),其电离方程式为 H++AlO2﹣+H2O?Al(OH)3?Al3++3OH﹣ 。

(3)M与Z相比,非金属性较强的是 氯 (填元素名称),请从原子结构的角度说明理由 氯原子与硫原子电子层数相同,氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子,氯的原子半径比硫的原子半径小,原子核对外层电子的吸引力比硫大,所以氯的非金属性更强 。

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(4)在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应,反应方程式如下: 2 KMnO4+ 5 H2O2+ 3 H2SO4→ 1 K2SO4+ 2 MnSO4+ 5 O2↑+ 8 H2O,请配平,当有0.5mol H2O2参加此反应,电子转移的个数为 6.02×1023 。 【分析】X、Y、Z、M、W、Q、R是7种短周期元素,Q化合价﹣2价,没有最高正价,为O;最高正价+6,最低负价﹣2,为S;M化合价﹣1,最高正价为+7,为Cl;W化合价+5,﹣3价,且原子半径小于Cl,则为N;Y化合价+3,半径大于Cl,为Al,X、R化合价为+1价,属于ⅠA族,且原子半径X大于Y,为Na,R半径小于N,为H;

(1)周期表中金属性最强的位于周期表左下方;电子数相同的,质子数越多半径越小;非金属元素原子之间形成共价键;

(2)同周期元素中金属性从左到右依次减弱,其对应最高价氧化物水化物碱性依次减弱;氢氧化铝为两性物质,氢氧化铝能发生碱式电离和酸式电离; (3)元素原子吸引电子能力越强,元素非金属性越强;

(4)分析反应中元素化合价变化,依据氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒书写方程式,并计算电子转移数目。

【解答】解:依据上述分析可知:X、Y、Z、M、W、Q、R分别为:Na,Al,S,Cl,N,O,H,

(1)上述给出的素中金属性最强的为Na,在周期表中位置为:第三周期ⅠA族; X、Y、Q各自形成的简单离子具有相同的电子数,质子数铝离子大于钠离子,大于阳离子,所以离子半径大小关系为:O2﹣>Na+>Al3+;N和H按原子个数比1﹕4构成的阳离子氨根离子含的化学键是共价键; 故答案为:第三周期ⅠA族;O2﹣>Na+>Al3+;共价键;

(2)表中所列4种第三周期元素中钠金属性最强,铝金属性最弱,所以最高价氧化物的水化物碱性最弱的是Al (OH)3;氢氧化铝能发生碱式电离电离出铝离子和氢氧根离子,发生酸式电离出偏铝酸根离子和氢离子,其电离方程式为:AlO2﹣+H++H2O?Al(OH)3?Al3++3OH﹣;

故答案为:Al (OH)3;AlO2﹣+H++H2O?Al(OH)3?Al3++3OH﹣;

(3)M和Z分别为:Cl和S,氯原子与硫原子电子层数相同,氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子,氯的原子半径比硫的原子半径小,原子核对

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外层电子的吸引力比硫大,所以氯的非金属性更强;

故答案为:氯;氯原子与硫原子电子层数相同,氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子,氯的原子半径比硫的原子半径小,原子核对外层电子的吸引力比硫大,所以氯的非金属性更强;

(4)反应中物质的化合价变化:MnO4﹣→Mn2+,Mn元素化合价由+7价→+2价,一个MnO4﹣得5个电子;H2O2→O2,O由﹣1价变成0价,一个H2O2分子失去2个电子,

所以其最小公倍数为10,故MnO4﹣的计量数为2,双氧水的计量数为5,然后根据原子守恒配平其它元素,所以其方程式为:2KMnO4+5 H2O2+3H2SO4=1 K2SO4+2 MnSO4+5 O2↑+8 H2O,依据方程式可知:当有0.5mol H2O2参加此反应,电子转移的个数为:2×0.5mol×6.02××1023mol﹣1=6.02××1023;

故答案为:2KMnO4+5 H2O2+3H2SO4=1 K2SO4+2 MnSO4+5 O2↑+8 H2O;6.02×1023。 【点评】本题考查学生元素周期表的结构和元素周期律、物质的性质等方面的有关知识,依据元素化合价及原子半径大小判断元素名称,熟悉相关元素原子结构及性质是解题关键,题目难度中等。

23.(15分)晶须是由高纯度单晶生长而成的微 纳米级的短纤维,工业应用的晶须主要是在人工控制条件下合成。

碳酸镁晶须(MgCO3?nH2O,n=1~5的整数)广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域。制取碳酸镁晶须的步骤如图:

完成下列填空:

(1)步骤1必须将反应的温度控制在50℃,较好的加热方法是 水浴加热 ;氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应,除生成MgCO3?nH2O沉淀外,同时生成的产物还有 (NH4)2SO4 。

(2)步骤2是 过滤 、洗涤,检验沉淀A已洗涤干净的方法是 取最后一次洗涤的滤出液少许,滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若无沉淀说明已洗涤干净,若

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