高中化学试题

[化学——有机化学基础](10分)
某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料，它们的合成路线如下：

已知：①有机物A能与Na反应，相对分子质量为32。
②
③RCOOR′+R″OHRCOOR″+R′OH（R、R、R，代表烃基）
（1）A的结构简式是____________，B中含氧官能团的名称是_____________。
（2）C的结构式是_______________，D→E的反应类型是_________________。
（3）F+A→G的化学方程式是_________________________。
（4）CH₃COOH+CH≡CH→B的化学方程式是______________。
（5）G的同分异构体有多种，满足下列条件的共有___________种。
①苯环上只有两个取代基
②1mol与足量的NaHCO₃溶液反应生成2mol CO₂气体
（6）G→聚酯纤维的化学方程式是_______________________________。

【化学——选修3：物质结构与性质】(10分) 人类文明的发展历程，也是化学物质的认识和发现的历程，其中铁、硝酸钾、青霉素、氨、乙醇、二氧化碳、聚乙烯、二氧化硅等17种“分子”改变过人类的世界。
（1）铁原子在基态时，价电子(外围电子)排布式为_______________________。
（2）硝酸钾中NO₃^-的空间构型为____________________，写出与NO₃^-互为等电子体的一种非极性分子化学式_______________。
（3）6­氨基青霉烷酸的结构如图所示，其中采用sp³杂化的原子有____________。
（4）下列说法正确的有______________(填字母序号)。
a．乙醇分子间可形成氢键，导致其沸点比氯乙烷高
b．钨的配合物离子[W(CO)₅OH]^－能催化固定CO₂，该配离子中钨显－1价
c．聚乙烯()分子中有5n个σ键
d．由下表中数据可确定在反应Si(s)＋O₂(g)===SiO₂(s)中，每生成60 g SiO₂放出的能量为(2c－a－b) kJ

化学键	Si—Si	O==O	Si—O
键能(kJ·mol^－1)	a	b	c

 
（5）铁和氨气在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式________________。若两个最近的Fe原子间的距离为s cm，则该晶体的密度是____________g·mol^-1。
   

(10分)某小组以CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X．为确定其组成，进行如下实验。
①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mL c_l mol•L^﹣1的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol•L^﹣1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液．

氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）
②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO₃标准溶液滴定，K₂CrO₄溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag₂CrO₄为砖红色）。
回答下列问题：
（1）装置中安全管的作用原理是________________。
（2）用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用_____________式滴定管，可使用的指示剂为____________。
（3）样品中氨的质量分数表达式为_____________。
（4）测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将__________（填“偏高”或“偏低”）。
（5）测定氯过程中，使用棕色滴定管的原因是_________；滴定终点时，若溶液中c（Ag⁺）=2.0×10^-5 mol•L^﹣1，c（CrO₄^2-）为__________mol•L^-1。已知：Ksp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12
（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，钴的化合价__________，制备X的化学方程式为__________；X的制备过程中温度不能过高的原因是__________。

(10分)高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组用以下流程制取高纯度氧化铝：

根据上述流程图填空：
（1）“除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe²⁺。请写出在除去Fe²⁺离子的过程中，发生的主要反应的离子方程式                    。
（2）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是                           。
（3）“结晶”这步操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体（含结晶水）。母液不能蒸干的原因是                                。
（4）“分离”操作的名称是               （填字母代号）。
A．蒸馏      B．分液      C．过滤
（5）铵明矾晶体的化学式为NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，离子浓度最大的离子是                ，离子浓度最小的离子是                     。

【化学一选修3：物质结构与性质】硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）均属于硼族元素（第ⅢA族），它们的化合物或单质都有重要用途。回答下列问题：
（1）写出基态镓原子的电子排布式              。
（2）已知：无水氯化铝在178℃升华，它的蒸气是缔合的双分于（Al₂Cl₆），更高温度下Al₂Cl₆则离解生成A1Cl₃单分子。
①固体氯化铝的晶体类型是               ；
②写出Al₂Cl₆分子的结构式                ；
③单分子A1Cl₃的立体构型是              ，缔合双分子Al₂Cl₆中Al原子的轨道杂化类型是           。
（3）晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子（如图），若其中有两个原子为¹⁰ B，其余为¹¹B，则该结构单元有             种不同的结构类型。

（4）金属铝属立方晶系，其晶胞边长为405 pm，密度是2．70g·cm^－3，计算确定其晶胞的类型（简单、体心或面心立方）                  ；晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的，列式计算铝的原子半径r(A1)=                  pm。

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。
（1）工业上用黄铁矿（FeS₂，其中S元素为－1价）在高温下和氧气反应制备SO₂：
4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂
该反应中被氧化的元素是__________（填元素符号）。当该反应转移5.50mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为__________L。
（2）①实验室可用70％的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是_________（填写字母）。

②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，如果已有25.2％亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠___________g（保留一位小数）。
（3）某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________。
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是_________（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子方程式为________。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。
（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将2Fe（OH）₃氧化性制备高铁酸钠，反应的化学方程式为                      ；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是                      ；
（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

①酸溶过程中发生反应的化学方程式为                 ，               ，                 ；“滤渣A”主要成份的化学式为                      。
②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe^{3 +}还原为Fe^{2 +}，而本身被氧化为H₂SO₄，请写出该反应的离子方程式                        ；
③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为                        。
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是               ，

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

 
如果pH过大，可能引起的后果是                      。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol^－1，1．2g石墨在1．68L（标准状况）氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量，则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为________________。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）  △H

①该反应的平衡常数表达式为K=______________________。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH_______________（填“>” “<”或“＝”）0。
③在两种不同温度下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ ____________K_Ⅱ（填“>” “<”或“＝”）。
④一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物 投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH（g）、c molH2O（g） （a、b、c均不等于0）

 
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0．8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为________________。

已知X、M都是中学教材常见元素，下列对两个离子反应通式的推断中，正确的是
（甲）AO₃^n-+X^n-+H⁺→X单质+H₂O（未配平）；（乙）M^m＋+mOH^－＝M（OH）_m↓
①若n=1，则XO₃^n－中X元素为+5价，X位于周期表第ⅤA族
②若n=2，则X最高价氧化物的水化物可能与它的氢化物反应
③若m=1，则M（NO₃）_m溶液和氨水互滴时的现象可能不同
④若m=2，则在空气中蒸干、灼烧MSO₄溶液一定能得到MSO₄
⑤若m=3，则MCl₃与足量氢氧化钠溶液反应一定生成M（OH）_m

A．④⑤

B．①③

C．②③

D．①②

某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Na⁺、K⁺。为确认溶液组成进行如下实验：（1）200mL上述溶液，加入足量BaCI₂溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4．30g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2．33g沉淀不溶．（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1．12L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）．由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是

A．c（CO3^2-）=0．01mol•L-1，c（NH4^+）＞c（SO4^2-）

B．如果上述6种离子都存在，则c（Cl-）＞c（SO4^2-）

C．一定存在SO42^-、CO3^2-、NH4^+，可能存在Cl-、Na^+、K^+

D．一定存在SO4^2-、CO32^-、NH4^+、Cl^-，一定不存在Na^+、k^+

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿渣（铁主要以Fe₂O₃存在）转变成重要的化工原料FeSO₄（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe³⁺的主要反应为：FeS₂+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O=15FeSO₄+8H₂SO₄，不考虑其他反应。请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H₂SO₄与Fe₂O₃反应的离子方程式是                      。
（2）检验第Ⅱ步中Fe³⁺是否完全还原，应选择                  （填字母编号）。
A．KMnO₄溶液     B．淀粉-KI溶液     C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO₃调溶液pH到5．8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5．2，此时Fe²⁺不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是                。
（4）FeSO₄在一定条件下可制得FeS₂（二硫化亚铁）纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+ FeS₂=" Fe" +2Li₂S，正极反应式是            。
（5）FeSO₄可转化为FeCO₃，FeCO₃在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101kPa时：4Fe（s）+ 3O₂ （g）=2Fe₂O₃（s）  =-1648kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）                =-392kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）=2FeCO₃（s）    =-1480kJ/mol
FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是               。
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe₂O₃，其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取，铁的浸取率为q，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO₃             kg。

某化学活动小组设计如下图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：                         。
（2）写出试剂Y的名称：                       。
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设。
假设1：存在两种成分：NaHCO₃和                  ；
假设2：存在三种成分：NaHCO₃和                  、               。
②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取C中少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中。
步骤2：______________
步骤3：向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液。	若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立，结合步骤2中②，则假设2成立。

 
（4）已知C中有0．1mol Cl₂参加反应。若假设l成立，可推知C中反应化学方程式为：               

某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO，其实验流程图如下：

（1）测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图装置B中所得100 mL溶液中取出25．00 mL溶液，用0．1 mol·L^－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为__________________________mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂在标准状况下的体积为_________________________mL。

（2）测定NO的体积
①从如图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是_______。
②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是______________（填各导管口编号）。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置___________（填“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
（3）气体成分分析
若实验测得NO的体积为112．0 mL（已折算到标准状况），则Ag与浓硝酸反应的过程中____________（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是_____________。

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献，他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：
NH₃＋CO₂＋H₂O＋NaCl      NaHCO₃↓＋NH₄Cl ；2NaHCO₃Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O
回答下列问题：
（1）氨气、二氧化碳与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是          （填字母标号）。
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是                       ；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是                 ；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是                （填分离操作的名称）。
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。
（Ⅰ）实验时，须先从           管通入           气体，再从         管中通入           气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是                    ；

（共15分）利用芳香烃X和烯烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD。
已知：G不能发生银镜反应，B遇FeCl₃溶液显紫色，C到D的过程为引入羧基（—COOH）的反应。其中BAD结构简式为：

BAD的合成路线如下：

试回答下列问题：
（1）写出结构简式：Y                   ，D                  。
（2）上述属于取代反应的有           （填数字序号）。
（3）1molBAD最多可与含               molNaOH的溶液完全反应。
（4）写出下列反应的化学方程式，注明反应条件：反应④                             
B+E                                
（5）E有多种同分异构体，判断符合下列要求的同分异构体数目为          种。
①能发生银镜反应 ②遇FeCl₃溶液显紫色 ③核磁共振氢谱图中有四个吸收峰