1、2022 年山东省学业水平考试化学模拟测试卷(三) (时间:90 分钟 满分:100 分) 可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 C 12 O 16 Al 27 S 32 Mn 55 Cu 64 Zn 65 一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个 选项符合题意。 1.“17 世纪中国工艺百科全书” 天工开物为明代宋应星所著。 下列说法错误的是( ) A.“凡铁分生熟,出炉未炒则生,既炒则熟” 中的“炒” 为氧化除碳 过程 B.“凡铜出炉只有赤铜,以倭铅(锌的古称)参和,转色为黄铜” 中的 “黄铜” 为锌铜合金 C.“凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置
2、于风中久自吹化成粉” 中 的“粉” 为 CaO D.“凡松烟造墨,入水久浸,以浮沉分清悫” ,是指炭因颗粒大小及表 面积的不同而浮沉 2.乙苯和二氧化碳反应生成苯乙烯的过程如图所示。 下列说法不正确 的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( ) A.10.6 g 乙苯中所含的极性共价键数目为 1.0NA B.增加二氧化碳的浓度,可能提高苯乙烯的产率 C.状态 1 到状态 2 有氧氢键形成 D.标准状况下,10.4 g 苯乙烯中所含的电子数目为 4.0NA 3.某同学用 Na2CO3和 NaHCO3溶液进行如图所示实验。 下列说法中正确 的是( ) A.实验前两溶液的 pH 相等 B.实验前两溶液中离
3、子种类完全相同 C.加入 CaCl2溶液后生成的沉淀一样多 D.加入 CaCl2溶液后反应的离子方程式都是 C -+Ca2+ CaCO3 4.下列说法不正确的是( ) A.葡萄糖作为人类重要能量来源,是由于它在人体的酶催化下发生氧 化反应,放出能量 B.油脂在一定条件下能发生水解,是由于它属于天然有机高分子 C.生石灰、草木灰等可用于腌制松花蛋,是由于碱性物质能使鸡蛋中 蛋白质变性 D.植物油能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于植物油是含较多不饱和 脂肪酸成分的甘油酯 5.一种用于合成治疗免疫疾病药物的物质,其结构如图所示,其中 X、 Y、Z、Q、W 为 120 号元素且原子序数依次增大,Z 与
4、Q 同主族,Q 和 W 的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是( ) A.WX 是共价化合物 B.原子半径:WZY C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:QY D.Z 和 X、Y、W、Q 均形成至少两种二元化合物 6.生物固氮与模拟生物固氮都是重大基础性研究课题。 大连理工大学 曲景平教授团队设计合成了一类新型邻苯二硫酚桥联双核铁配合物, 建立了双铁分子仿生化学固氮新的功能分子模型。 如图是所发论文插 图。以下说法错误的是( ) A.催化剂不能改变反应的焓变 B.催化剂不能改变反应的活化能 C.图中反应中间体 NxHy数值 yxc(HS-)c(H 2S)c(S 2-) C.当体系呈中性
5、时, - - - D.加入 Na2S 沉降废水中的 Cu 2+,废水的 pH 对沉降效果没有影响 三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。 16.(12 分)2020 年 6 月比亚迪正式发布刀片电池,大幅度提高了电动 汽车的续航里程可媲美特斯拉,刀片电池采用磷酸铁锂技术。可利用 钛铁矿主要成分为 FeTiO3(难溶性亚铁盐),还含有少量 MgO、SiO2等 杂质来制备 LiFePO4和 Li4Ti5O12等锂离子电池的电极材料,工艺流程 如图: 回答下列问题: (1)“酸浸”后,钛主要以 TiOC -形式存在,写出相应反应的离子方程 式: 。 (2)TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水
6、“反应”转化成(NH4)2Ti5O15溶液 时,Ti 元素的浸出率与反应温度的关系如图所示: 反应温度过高时,Ti 元素浸出率变化的原因是 。 (3)“滤液”中含有的金属离子是 ; 加入双氧水和磷酸使 Fe 3+恰好沉淀完全,即溶液中 c(Fe3+)=1.0 10 -5 molL-1,此时溶液中 c(P -)= 。 (FePO4的 Ksp=1.310 -22) (4)写出 “高温煅烧” 中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式: 。 (5)Li2Ti5O15中 Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为 。 (6)作为刀片电池正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意 图如图,则正极电
7、极反应式是 。 17.(12 分)CuMnAl 合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制 作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。 (1)下列状态的铝中,最外层电离出一个电子所需能量最小的是 (填标号)。 (2)AlCl3是某些有机反应的催化剂,如苯与乙酰氯反应的部分历程为 +AlCl3 乙酰氯 AlCl3+AlC - 乙酰基正离子 乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为 。 乙酰氯分子中CCCl 120(填“”“=”或“”),判断 理由是 。 -的空间结构为 。 (3)温度不高时气态氯化铝为二聚分子(其结构如图所示)。 写出 Al2Cl6的结构式并标出配位键: 。 (4)CuMnA
8、l 合金的晶胞如图 a 所示,该晶胞可视为 Mn、 Al 位于 Cu 形成的立方体体心位置,图 b 是沿立方格子对角面取得的截图。 若 A 原子的坐标参数为(0,0,0),C 为(1,1,1),则 B 原子的坐标参数 为 。 由晶胞可知该合金的化学式为 。 已知 r(Cu)r(Mn)=127 pm,r(Al)=143 pm,则 Cu 原子之间的最短 核间距离为 pm。 该晶胞的密度为 gcm -3。 (列出计算式即可, 阿伏加德罗常数用 NA表示) 18.(12 分)直接排放含 SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。 工业上常采 用催化还原法和碱吸收法处理 SO2气体。 (1)如图为 1 mol
9、CH4完全燃烧生成气态水的能量变化和 1 mol S(g)燃烧的能量变化。 在催化剂作用下,CH4可以还原 SO2生成单质 S(g)、H2O(g)和 CO2,写出 该反应的热化学方程式: 。 某温度下,向体积为 2 L 的容器中充入 6 mol H2、4 mol CO2,发生 反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H”“YZ,B 错误;元素的非金属性越强,其最高价氧 化物对应的水化物的酸性就越强,根据氧化性SC,则最高价氧化物对 应的水化物的酸性:QY,C 错误;Z 和 X、Y、Q、W 形成的二元化合物均 在两种及以上:H2O、H2O2,CO、CO2,SO2、SO3,
10、K2O、K2O2,故 D 正确。 6.B 催化剂能够改变反应途径,不能改变反应物和生成物的能量,因 此不能改变反应的焓变,故 A 正确;催化剂能够改变化学反应速率,是 因为催化剂能够改变反应途径,降低反应的活化能,故 B 错误;在过渡 态中,氮气分子可能打开三键的全部或部分共价键,然后在催化剂表 面与氢原子形成中间产物,形成的中间产物中,氮原子可能连接 1 个 或 2 个氢原子,因此图中反应中间体 NxHy中 yx 的数值为 1 或 2,即 y x K a2(H2S)=10 -13,溶液呈碱性,说明 HS- 水解程度大于电离程度,则 c(S 2-)c(H 2S),则 - 1、根据电荷守恒得 c
11、(Na +)=c(HS-)+2c(S2-),所以 - - =1,则 - - - , 故 C 正确;当加入 Na2S 沉降废水中的 Cu 2+,溶液中 c(Cu2+)减小,Cu2+水 解程度较小,则溶液的 pH 增大,故 D 错误。 16.解析:用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量 MgO、 SiO2等杂质) 来制备 Li4Ti5O12和 LiFePO4,由制备流程可知,加盐酸过滤后的滤渣为 SiO2,滤液中含 Mg 2+、Fe2+、Ti4+,水解后过滤,沉淀为 TiO 2xH2O,与 双氧水、氨水反应 Ti 元素的化合价升高,生成(NH4)2Ti5O15,与 LiOH 反 应后过滤得
12、到 Li2Ti5O15,再与碳酸锂高温反应生成 Li4Ti5 ;水解后 的滤液中含 Mg 2+、Fe2+,双氧水可氧化 Fe2+为 Fe3+,在磷酸条件下反应 产 生FePO4沉 淀 , 过 滤 分 离 出FePO4, 高 温 煅 烧 中 发 生 2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2,以此来解答。 (1)“酸浸”后,钛主要以 TiOC -形式存在,相应反应的离子方程式为 FeTiO3+4H +4Cl- Fe 2+TiOC -+2H 2O。 (2)根据图示可知 40 时 TiO2xH2O 转化率最高,在低于 40 ,TiO2xH2O 转化反应速率随温度升高而
13、增加,当温度超过 40 时,双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2xH2O 转化反应速率下降。 (3)加入盐酸酸浸;FeTiO3反应产生 Fe 2+、TiOC - ,MgO 反应产生 Mg 2+,SiO 2等杂质不溶于盐酸,过滤后的滤渣为 SiO2,滤液中含 Mg 2+、 Fe 2+、TiOC -,经水解后过滤,TiOC -形成沉淀为 TiO 2xH2O,Mg 2+、Fe2+ 仍然存在于滤液中,所以“滤液” 中含有的金属离子是 Mg 2+、 Fe2+; 加入双氧水可将 Fe 2+氧化为 Fe3+,Fe3+和磷酸反应形成 FePO 4沉淀,使 Fe 3+恰好沉淀完全,即溶液中 c(Fe3+)=1.0
14、10-5 molL-1,由于 FePO 4的 Ksp=1.310 -22,所以此时溶液中c(P -)= - - molL -1=1.310-17 molL -1。 (4)“高温煅烧”中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式为 2FePO4+ Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2。 (5)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,Li的化合价为+1价,由化合价的代数 和为 0 可知,O 元素的负价代数和为 22,设过氧键的数目为 x,则 (x2)1+(15-x2)2=22,解得 x=4,即过氧键数目为 4。 (6)根据刀片电池正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大
15、示意 图可知:正极得到电子,发生还原反应,则正极的电极反应式是 Li(1-x)FePO4+ xLi +xe- LiFePO4。 答案:(1)FeTiO3+4H +4Cl- Fe 2+TiOC -+2H 2O (2)温度过高时,由于双氧水分解与氨气逸出,Ti 元素浸出率下降 (3)Fe 2+、Mg2+ 1.310-17molL -1 (4)2FePO 4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2 (5)4 (6)Li(1-x)FePO4+xLi +xe- LiFePO4 17.解析:(1)铝的第三电离能第二电离能第一电离能,基态大于激 发态,A、C、D 属于基态、B 属于激
16、发态,所以最外层电离出一个电子 所需能量最小的是 B。 (2)根据乙酰氯分子的结构可知该物质中甲基上的 C 原子形成 4 个 键,价层电子对数为 4,为 sp 3杂化;另一个 C 原子形成 3 个键,1 个键,所以价层电子对数为 3,为 sp 2杂化。 双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,所以乙酰氯分子中 CCCl 小于 120。 -中心铝原子的价层电子对数为 4+ - =4,不含孤电子对,所 以为正四面体形。 (3)根据氯化铝二聚分子的结构可知每个铝原子与 4 个氯原子形成 4 个键,由于铝原子最外层只有 3 个电子,所以其中一个为配位键,由 铝提供空轨道,氯原子提供孤电子对,所以 A
17、l2Cl6的结构式为 。 (4)A 为原点,C 为(1,1,1),B 为右面面心,所以 B 的坐标为(1, , )。 根据均摊法,该晶胞中 Cu 原子的个数为 8 +6 +12 +1=8,Mn 原子的个数为 4,Al 原子的个数为 4,所以该合金的化学式为 AlMnCu2。 根据截面图结合几何知识可知2r(Cu)+2r(Al)为体对角线的一半, 设晶胞的棱长为 a,则有 a=22r(Cu)+2r(Al)=4(127+143) pm, 所以 a= pm;根据晶胞结构可知铜原子之间的最短核间距为棱长 的一半,即 a=180 pm 或 pm 或 311.76 pm。 晶胞的质量 m= g,晶胞的体积
18、 V=a 3=( ) 3 pm 3=( 10 -10)3 cm3,所以晶胞的密度 = = - = - gcm -3。 答案:(1)B (2)sp 3、 sp2 双键对单键的排斥力大于单键对单 键的排斥力 正四面体形 (3) (4)(1, , ) AlMnCu2 180 或 或 311.76 - 18.解析:(1).CH4(g)+2O2(g)2H2O(g)+CO2(g) H=-802 kJmol -1, .S(g)+O2(g)SO2(g) H=-577 kJmol -1 将方程式-2得 CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+2H2O(g)+CO2(g) H=-802 kJmol -1-2(-5
19、77 kJmol-1)=+352 kJmol-1; 开始时 c(CO2)= =2 molL -1、c(H 2)= =3 molL -1,达到平衡 时氢气的转化率为 50%,则反应 c(H2)=3 molL -150%=1.5 molL-1, 可逆反应 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 开始(molL -1) 2 3 0 0 反应(molL -1) 0.5 1.5 0.5 0.5 平衡(molL -1) 1.5 1.5 0.5 0.5 化学平衡常数 K= = 0.05; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H0,反应是恒温恒容容器, 为绝热恒容容器,
20、反应是放热反应,表中反应、 若恒温恒容达到 相同平衡状态,为逆向绝热恒容,温度降低,平衡正向进行,平衡常 数增大,甲醇浓度增大。 (2)升高温度平衡逆向移动,反应物的质量分数增大、 生成物的质量分 数减小,则 a、c 为反应物而 b、d 为生成物,质量增大较多的是二氧化 碳、增大较少的是氢气,质量减少较多的是水、减少较少的是乙烯, 所以 b 表示 H2O、c 表示 H2。 (3)25 时 2.0 molL -1的氨水 中,c(N )= = - molL -1=610-3 molL-1, NH3H2O 的电离度=已电离的溶质分子数 原有溶质的分子总数100%= - 100%=0.3%;将含 SO
21、2的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中 c(H +)=c(OH-)=10-7 molL -1,溶液中的 - - = - - = = - - =0.62。 答案:(1)CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=+352 kJmol -1 0.05 (2)H2O H2 (3)0.3% 0.62 19.解析:由PBT 结构简式为与 D 的结构简 式逆推C的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,由C的结构简式可判断 1,3 丁二烯(CH2CHCH CH2)与 Cl2发生 1,4 加成生成 A,A 的结构简式 为,A 与 H2加成生成 B,B 的结构简式为,B
22、 与 NaOH 水溶液共热生成 C,据此解答。 (1)A 的结构简式为,该结构中含有碳碳双键、氯原子官 能团,C 的结构简式为 HOCH2CH2CH2CH2OH,含羟基的最长碳链为 4 个,在 1,4 号的碳上各连一个羟基,系统命名为 1,4 丁二醇。 (2)的反应是 CH2CHCH CH2与 Cl2发生 1,4 加成生成, 反应类型为加成反应。 (3)因为乙烯是平面型结构,连在碳碳双键上的原子均可共面,由 1,3 丁二烯结构 CH2CHCH CH2可知,H 原子全连在碳碳双键的碳上,4 个碳 原子与6个氢原子均可共面,则1,3 丁二烯分子中最多有10个原子共 面,1,3 丁二烯与苯乙烯发生
23、11 加聚可合成丁苯橡胶,反应方程 式为 n CH2CHCH CH2+n,则丁苯橡胶 的结构简式为。 (4)反应的化学方程式为+2NaOH HOCH2CH2CH2CH2OH+2NaCl,反应的化学方程式为 n+nHOCH2CH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O。 (5)D的结构简式为,分子式为C8H6O4,与D同分异构体满足能发 生水解反应,要含有酯基,遇饱和 FeCl3溶液显色,要含有酚羟基, 1 mol 该同分异构体能与足量银氨溶液反应生成 4 mol Ag,要含有二 个醛基,同时满足上述条件可推知该结构中含有一个苯环,一个酚羟 基,一个醛基,一个甲酸酯基,任意确定两个基团邻、间、对三
24、种结构, 再接余下一个基团,结构简式分别为、 、 ,共 10 种。 (6)乙烯和对苯二甲酸为起始原料制备聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维 ( PET ),由 CH2CH2与 Cl2发生加成反应生成,其与 NaOH 水溶液 共热,生成;乙二醇与发生缩聚反应生成 PET,结构简式为 。故合成路线为 CH2CH2。 答案:(1)碳碳双键、氯原子 1,4 丁二醇 (2)加成反应 (3)10 (4)+2NaOHHOCH2CH2CH2CH2OH+2NaCl n+n HOCH2CH2CH2CH2OH +(2n-1)H2O (5)10 (6)CH2CH2 20.解析:.(1)由图可知,B 的名称是蒸馏烧瓶。 (2)清
25、洗仪器,检查装置气密性的方法是:在 D 处导管末端套上夹止 水夹的橡胶管,在 A 中加入水,分别打开活塞 K1和 K3、关闭活塞 K2,或 刚好相反,若观察到 A 中液面下降到一定程度保持稳定,则气密性良 好;倒掉A中的水加入盐酸,在B中加入铁粉、 C中加入NH4HCO3溶液。 关闭活塞 K2,打开活塞 K3;滴入足量盐酸后,关闭活塞 K1,开动搅拌器, 反应一段时间后关闭活塞 K3,打开活塞 K2,C 中发生反应的离子方程式 为 Fe 2+2HC - FeCO3+CO2+H2O。 .加入少量铁粉的作用是防止亚铁离子被氧化。从所得溶液中获得 乳酸亚铁晶体所需的实验操作是:隔绝空气低温蒸发,冷却
26、结晶,过滤、 洗涤、干燥。 .(1)乳酸根中含有羟基,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗 高锰酸钾增多,而计算中按亚铁离子被氧化,故计算所得乳酸亚铁的 质量偏大,产品中乳酸亚铁的质量分数会大于 100%。 (2)由表中数据可知,A 消耗 19.75 mL、B 消耗 21.2 mL、C 消耗 19.65 mL,B 数据舍弃,消耗标准液的体积为 =19.7 mL,由 Ce 4+Fe2+ Ce 3+Fe3+,可知 25 mL 溶液中 n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.100 0 mol/L0.019 7 L=0.001 97 mol,故 250 mL 含有 n(Fe 2+)=0.001 97 mol =0.019 7 mol,产品中乳酸亚铁晶体的纯度为 100%=98.5%。 答案:.(1)蒸馏烧瓶 (2)K3 K2 A 中液面下降到一定程度保持稳定 K3 K2 Fe 2+2HC - FeCO3+CO2+H2O .防止亚铁离子被氧化 过滤、洗涤 .(1)乳酸根中含有羟基,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗 高锰酸钾增多 (2)98.5%
