高中化学沪科版-试题列表-第97页

1、钒广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：

(1)、钒在元素周期表中的位置为，其基态原子的价层电子排布式为。

(2)、工业上常采用碳热还原氮化法制备氮化钒（VN），相关热化学方程式及平衡常数如下：

ⅰ. $V_{2} O_{3} (s) + 3 C (s) + N_{2} (g) ⇌ 2 VN (s) + 3 CO (g)$ $Δ H_{1}$ $K_{1}$ 。

已知反应ⅰ由以下两步完成：

ⅱ. $V_{2} O_{3} (s) + 4 C (s) ⇌ V_{2} C (s) + 3 CO (g)$ $Δ H_{2} = + 742.0 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ $K_{2}$ ；

ⅲ. $V_{2} C (s) + N_{2} (g) ⇌ 2 VN (s) + C (s)$ $Δ H_{3} = - 304.2 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ $K_{3}$ 。

反应ⅰ的 $Δ H_{1} =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ；高温条件下，该反应正向能自发进行的原因是；三个反应平衡常数的关系是 $K_{1} =$ （用含 $K_{2} 、 K_{3}$ 的代数式表示）。

(3)、将

{SO}_{2}

和

O_{2}

通入接触室，在催化剂

(V_{2} O_{5})

的作用下发生反应：

2 {SO}_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 {SO}_{3} (g)

Δ H = - 98 kJ \cdot {mol}^{- 1}

。

①当 ${SO}_{2} (g) 、 O_{2} (g)$ 和 $N_{2} (g)$ 起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下， ${SO}_{2}$ 平衡转化率 $α$ 随温度变化的曲线如图所示：

则在 $5.0 MPa 、 550 ℃$ 时，反应的 $α$ 在（填“ $p_{1}$ ”、“ $p_{2}$ ”或“ $p_{3}$ ”）对应的曲线上。

②将组成（物质的量分数）为 $2 {m%SO}_{2} (g) 、 {m%O}_{2} (g)$ 和 ${q%N}_{2} (g)$ 的气体通入反应器，在一定的温度和压强下进行反应。平衡时，若 ${SO}_{2}$ 的转化率为 $α$ ，则 ${SO}_{3}$ 的物质的量分数为（用含 $m 、 q 、 α$ 的代数式表示）。

(4)、科学家在实验的基础上得出，在某种钒催化剂作用下，（3）中反应生成

{SO}_{3}

的净速率（生成与消耗

{SO}_{3}

的速率差值）方程为

v_{0} ({SO}_{3}) = k_{正} \cdot c (O_{2}) \cdot {[\frac{c ({SO}_{2})}{c ({SO}_{3})}]}^{0.8} - k_{逆} {[\frac{c ({SO}_{3})}{c ({SO}_{2})}]}^{1.2}

，其中

k_{正} 、 k_{逆}

分别为正、逆反应的速率常数，二者均随温度的升高而增大。

①反应 ${SO}_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) ⇌ {SO}_{3} (g)$ 的物质的量浓度平衡常数 $K_{c}$ 可表示为（用含 $k_{正} 、 k_{逆}$ 的代数式表示）。

②恒温恒容条件下，向某容器内加入一定量的 ${SO}_{2}$ 和 $O_{2}$ 发生反应，设 $O_{2}$ 的平衡分压为 $p, {SO}_{2}$ 的平衡转化率为 $α$ ，则用含 $p$ 和 $α$ 的代数式表示反应 ${SO}_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) ⇌ {SO}_{3} (g)$ 的分压平衡常数 $K_{p}$ 为（用平衡分压代替平衡浓度，写出推导过程）。

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2、钪元素因其独特性质在高科技领域和新兴材料中具有重要应用。一种从拜耳赤泥（主要含

{Fe}_{2} O_{3}

，

{Al}_{2} O_{3}

， CaO，

{SiO}_{2}

，

{Na}_{2} O

，还含有少量

{Sc}_{2} O_{3}

）中提取Fe、Sc的新型冶炼方法的工艺流程如图所示：

已知：ⅰ．“焙烧”在一定温度下进行，该温度下只有铁的硫酸盐发生分解；

ⅱ.25℃时，草酸 $(H_{2} C_{2} O_{4})$ 的 $K_{a 1} = 5.6 \times 10^{- 2}$ ， $K_{a 2} = 5.4 \times 10^{- 5}$ 。

回答下列问题：

(1)、“焙烧”时，硫酸铁分解的化学方程式如下：

$_____{Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3} \begin{matrix} \underline{\underline{焙烧}} \end{matrix}_____{Fe}_{2} O_{3} +_____{SO}_{2} ↑ +_____$

完成上述化学方程式：。

(2)、“溶出”时，“富铁渣”的主要成分除

{Fe}_{2} O_{3}

，

{SiO}_{2}

外，还有（填化学式）。

(3)、“萃取”时，钪与P204形成如图所示的配合物（R为烷基），关于该配合物的说法正确的有______（填选项字母）。

A、

{Sc}^{3 +}

能与O形成配位键从而进入有机相 B、

{Sc}^{3 +}

的配位数为6 C、烷基有亲水性 D、配位时

{Sc}^{3 +}

被氧化

(4)、“反萃取”后，水层中含

{[Sc {(OH)}_{6}]}^{3 -}

， “沉淀”时，加入的酸性混合液的pH为2~3时沉淀效果最佳，此时酸液中

c ({HC}_{2} O_{4}^{-})

c (C_{2} O_{4}^{2-})

（填“＜”、“＝”或“＞”），该条件下

{[Sc {(OH)}_{6}]}^{3 -}

与草酸反应生成

{Sc}_{2} {(C_{2} O_{4})}_{3}

的主要离子方程式为。

(5)、将干燥的

{Sc}_{2} O_{3} 、 LiF 、 {CaF}_{2}

混合并在惰性气氛下加热至800℃，使之形成均一的熔融态，以金属钨、石墨为电极，可实现电解法制Sc，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做出相应标注；该电解池中作阳极的石墨需要定期补充，原因为。

(6)、

{Sc}_{x} {Al}_{y} {Ni}_{z}

晶体的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知相邻原子间的最近距离之比

d_{Sc - Ni} : d_{Sc - Al} = \sqrt{3} : 2

，则

x : y : z =

；晶体中，与Ni原子最近且等距离的Sc原子数目为。

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3、酸及盐在生产生活中应用广泛。回答下列问题：

(1)、甲苯经氧化可制备苯甲酸（常温下溶解度为0.34g，其酸性强于亚硫酸氢盐）。将15mL甲苯和过量酸性

{KMnO}_{4}

溶液置于三颈烧瓶中，在90℃下反应一段时间至甲苯层消失，此时观察到溶液的颜色为，再加入饱和亚硫酸钾溶液，目的是利用其性除去，过滤，向滤液中加酸酸化，得到“水层”，直接从“水层”得到较纯净苯甲酸需要用到的装置是（填选项字母）。

a． b． c．

(2)、某兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓

c_{0}

和苯甲酸的

K_{a}

，设计实验如下：

取 $V_{0} mL$ 苯甲酸饱和溶液，用 $c_{1} mol \cdot L^{- 1} KOH$ 溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图所示：

① $c_{0} =$ $mol \cdot L^{- 1}$ （用含 $c_{1} 、 V_{0}$ 或 $V_{2}$ 的代数式表示，下同）。

②苯甲酸的 $K_{a} =$ （列出计算式即可，忽略水的电离）。

(3)、该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。

①知识回顾

羧酸的酸性可用 $K_{a}$ 衡量。几种羧酸 $K_{a}$ 的大小顺序为 ${CH}_{3} COOH < {CCl}_{3} COOH < {CF}_{3} COOH$ ，可推出结论为随着卤原子电负性的（填“增大”或“减小”），羧基中的极性增大，羧酸酸性增强。

②提出假设

甲同学根据①中规律推测两种芳香酸的酸性强弱顺序如下：

③验证假设

甲同学测得常温下两种酸的饱和溶液pH大小顺序为Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为甲同学推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断 $K_{a}$ 大小顺序，因为。

乙同学用（2）中方法测定了上述两种酸的 $K_{a}$ ，其顺序为Ⅱ>Ⅰ。

④实验小结

假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。

(4)、该小组欲尝试用不同于（2）中的方法测弱酸

{CH}_{3} COOH

的

K_{a}

。小组讨论后，选用

0.100 mol \cdot L^{- 1} {CH}_{3} COONa

溶液进行实验，简述该方案：（包括实验操作及数据处理思路）。

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4、全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应的原理，该电池储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含

{NH}_{4} {NO}_{3}

废水制备硝酸和氨水的原理如图所示，a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法不正确的是

A、全钒液流电池放电时，a电极的电极反应式为

{VO}_{2}^{+} + 2 H^{+} + e^{-} = {VO}^{2 +} + H_{2} O

B、c电极为阴极，隔膜2为阴离子交换膜 C、装置乙中p口流出液的溶质中含有

{NH}_{3} \cdot H_{2} O

D、当装置乙中产生气体的总体积为33.6L（标准状况）时，装置甲中理论上有

4 {molH}^{+}

通过质子交换膜

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5、25℃时，向

10 mL 0.2 mol \cdot L^{- 1} {CuSO}_{4}

溶液中滴加

2 mol \cdot L^{- 1}

的氨水，生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀完全溶解，得到深蓝色溶液。已知：该温度下

K_{sp} [Cu {(OH)}_{2}] = 10^{- 19.3}

，反应

{Cu}^{2 +} (aq) + 4 {NH}_{3} (aq) = {[Cu {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +} (aq)

的

K = 10^{13.3}

。下列说法正确的是（）

A、生成蓝色沉淀的离子方程式为

{Cu}^{2 +} + 2 {OH}^{-} = Cu {(OH)}_{2} ↓

B、向反应后的溶液中加入乙醇，溶液不发生变化 C、

Cu {(OH)}_{2} (s) + 4 {NH}_{3} (aq) ⇌ {[Cu {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +} (aq) + 2 {OH}^{-} (aq)

' = 10^{- 6}

D、

{[Cu {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +}

中存在离子键和配位键

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6、平流层中的氯氟烃会对臭氧层产生破坏作用。臭氧分解反应以及由于氯氟烃光解产生的氯自由基（

Cl \cdot

）催化臭氧分解反应过程中的能量变化如图所示，存在

Cl \cdot

时先后发生反应

O_{3} + Cl \cdot \to O_{2} + ClO \cdot

和

ClO \cdot + O \cdot \to Cl \cdot + O_{2}

。下列说法不正确的是

A、

O_{3} + Cl \cdot \to O_{2} + ClO \cdot

和

ClO \cdot + O \cdot \to Cl \cdot + O_{2}

均为放热过程 B、图示进程表示的总反应为

O_{3} + O \cdot \to 2 O_{2}

C、

Cl \cdot

可加快臭氧分解反应速率，但不能改变该反应的限度 D、

Cl \cdot

催化臭氧分解的反应速率由

E_{a 1}

决定

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7、某兴趣小组设计了如图所示的实验装置制备

{SO}_{2}

并检验其性质。下列说法正确的是

A、品红溶液和蘸有酸性

{KMnO}_{4}

溶液的试纸褪色均能说明

{SO}_{2}

具有漂白性 B、该实验中浓硫酸和铜反应，氧化剂和还原剂物质的量之比为

2 : 1

C、若X为

{Na}_{2} S

，且实验中产生淡黄色固体，则说明

{SO}_{2}

具有氧化性 D、紫色石蕊试纸先变红后褪色

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8、X、Y、Z、M、W为五种短周期主族元素，X和Y位于相邻位置，Z和M同主族，常温下Y的简单氢化物的水溶液呈碱性，常压下五种元素的原子半径、简单氢化物沸点分别随原子序数变化的关系如图所示。下列说法正确的是

A、第一电离能：X＜Y＜Z B、电负性：X＜Y＜Z C、

{XZ}_{2}

和

{MZ}_{2}

的空间结构均为直线形 D、M、W最高价氧化物对应水化物的酸性：

M > W

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9、某小组利用如图所示的装置进行实验：打开开关K，通入

O_{2}

，点燃酒精灯加热，数分钟后，关闭开关K，加入过量无水乙醇。下列说法不正确的是

A、加热铜丝时，铜丝立即由红色变为黑色，滴入无水乙醇后，铜丝又由黑色变为红色 B、该实验中乙醇发生还原反应 C、对装置b进行水浴加热有银镜反应发生，说明装置a中的产物有乙醛 D、实验结束后，铜丝的质量不变，说明铜丝起催化作用

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10、设

N_{A}

为阿伏加德罗常数的值。下列关于钠的化合物的说法正确的是

A、

{Na}_{2} O_{2}

与足量

H_{2} O

反应生成

0.2 {molO}_{2}

时，转移电子的数目为

0.4 N_{A}

B、

7.45 gNaClO

中含有

{Cl}^{-}

的数目为

0.1 N_{A}

C、

1 L 0.1 mol \cdot L^{- 1} {Na}_{2} {CO}_{3}

溶液中含有

{CO}_{3}^{2 -}

的数目为

0.1 N_{A}

D、浓度均为

0.1 mol \cdot L^{- 1}

的NaCl和

{NaNO}_{2}

的混合溶液中，含有

{Na}^{+}

的数目为

0.1 N_{A}

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11、下列由结构不能直接推测出对应性质的是

选项	结构	性质
A	${NH}_{3}$ 分子的VSEPR模型为四面体形	${NH}_{3}$ 易液化
B	MgO晶体与NaCl晶体相比，离子所带电荷数高、离子半径小	MgO熔点显著高于NaCl
C	乙酸（ ${CH}_{3} COOH$ ）分子中羧基（-COOH）含极性较强的 $O - H$ 键	乙酸能与NaOH溶液发生中和反应
D	金刚石中碳原子通过 ${sp}^{3}$ 杂化形成立体网状结构	金刚石硬度极大

A、A B、B C、C D、D

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12、维生素C能防治坏血病，主要存在于新鲜水果和蔬菜中，其分子结构如图所示。下列关于维生素C的说法不正确的是（）

A、一个分子中含有2个手性碳原子 B、能发生加聚反应和取代反应 C、1mol该物质最多能与

5 molNaOH

反应 D、能使酸性

{KMnO}_{4}

溶液和溴水褪色

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13、下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且有因果关系的是

选项	陈述Ⅰ	陈述Ⅱ
A	将卤水加入豆浆中制豆腐	蛋白质溶液在卤水的作用下聚沉
B	${FeCl}_{3}$ 溶液可用于蚀刻覆铜电路板	${FeCl}_{3}$ 水解使溶液显酸性
C	生产电器开关的酚醛树脂是热固性塑料	苯酚与甲醛通过加聚反应生成酚醛树脂
D	键角： ${CH}_{4} < H_{2} O$	O的电负性大于C

A、A B、B C、C D、D

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14、下列实验装置能达到相应实验目的的是


A．制备并收集纯净的氯气	B．制备并收集干燥的氨气

C．制备乙酸乙酯	D．制备并收集 ${NO}_{2}$

A、A B、B C、C D、D

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15、海洋中含有丰富的化学资源，从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是

A、试剂①可选用

Ca {(OH)}_{2}

B、操作Ⅰ涉及过滤 C、试剂②是稀盐酸 D、步骤A是电解

{MgCl}_{2}

溶液

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16、《长安的荔枝》的热播带动了荔枝热潮。岭南水果种类丰富，香甜美味，下列说法正确的是

A、荔枝中的葡萄糖和蔗糖互为同分异构体 B、菠萝中具有香味的丙烯酸乙酯可以水解 C、香蕉中富含纤维素，纤维素和油脂都属于有机高分子 D、龙眼运输过程中用含

{KMnO}_{4}

的硅藻土来保鲜，因为乙烯可以被

{KMnO}_{4}

还原

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17、劳动教育具有树德、增智、强体、育美的综合育人价值。下列劳动项目与所述化学知识均正确且有关联的是

选项	劳动项目	化学知识
A	糕点师：用 ${Na}_{2} {CO}_{3}$ 作膨松剂	${Na}_{2} {CO}_{3}$ 受热易分解
B	雕刻工人：用氢氟酸刻蚀玻璃生产磨砂玻璃	玻璃中含有的 ${SiO}_{2}$ 属于碱性氧化物
C	消防员：使用泡沫灭火器灭火	${Al}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 和 ${Na}_{2} {CO}_{3}$ 发生相互促进的水解反应
D	设计师：利用焰色试验设计烟花	焰色试验的光谱属于发射光谱

A、A B、B C、C D、D

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18、化学推动科技进步，下列说法正确的是

A、新能源汽车车身用到的铝基复合材料中所含的碳化硅属于新型无机非金属材料 B、华为新发布的折叠电脑的芯片主要材料是

{SiO}_{2}

晶体 C、深中通道建设所用的钢索中含有的Fe元素位于元素周期表的ds区 D、钙钛矿太阳能电池被称作“未来之光”，该太阳能电池可将太阳能直接转化为化学能

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19、自古以来，首饰不仅有着悠久的历史，也是身份和地位的象征。下列首饰中主要材质属于硅酸盐材料的是


A．镂空雕刻金手镯	B．西汉紫水晶	C．春秋玛瑙串饰	D．酒红色玻璃项链

A、A B、B C、C D、D

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20、天然气的主要成分

{CH}_{4}

是重要的化工原料。

(1)、在无氧环境下，

{CH}_{4}

经催化脱氢制备

C_{6} H_{6}

时主要发生如下反应：

i． $6 {CH}_{4} (g) = C_{6} H_{6} (g) + 9 H_{2} (g)$ $Δ H = + 530.5 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

ii． ${CH}_{4} (g) = C (s) + 2 H_{2} (g)$ $Δ H = + 74.6 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

①反应i在(填“低温”，“高温”或“任何温度”)可自发进行。

②随着反应的进行， ${CH}_{4}$ 转化率和 $C_{6} H_{6}$ 产率均逐渐降低，原因是。

(2)、

{CH}_{4}

在高温下可分解制得乙烷：

{2CH}_{4} \begin{matrix} \underline{\underline{高 温}} \end{matrix} C_{2} H_{6} {+H}_{2}

。实验测得，反应初始阶段的化学反应速率

v = k \times c ({CH}_{4})

，其中

k

为速率常数。

①对于处于初始阶段的该反应，下列说法正确的是(填序号)。

A．增加甲烷浓度，v增大 B．增加 $H_{2}$ 浓度，v增大

C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小

②反应开始时的化学反应速率为 $v_{1}$ 。反应初始阶段，当甲烷转化率为α时的化学反应速率为 $v_{2}$ ，则 $v_{2} =$ (用含α、 $v_{1}$ 的代数式表示)。

(3)、

{CH}_{4}

在甲烷单加氧酶(s-mmo)作用下，与

O_{2}

反应可制得

{CH}_{3} OH

，反应过程如下图所示。

①该过程中存在铁和氧元素之间电子转移的步骤有(填序号)。

②该过程的总反应方程式为。

(4)、将

{CH}_{4}

溴化后再偶联可制得

C_{3} H_{6}

，反应原理如下：

{CH}_{4} + {Br}_{2} = {CH}_{3} Br + HBr

；

3 {CH}_{3} Br = C_{3} H_{6} + 3 HBr

。

{CH}_{4}

溴化时，部分

{CH}_{3} Br

会进一步溴化为

{CH}_{2} {Br}_{2}

，从而影响

C_{3} H_{6}

的产率。研究表明，

I_{2}

可提高

{CH}_{4}

溴化生成

{CH}_{3} Br

的选择性，可能机理如下：

I_{2} = \cdot I + \cdot I

；

\cdot I + {CH}_{2} {Br}_{2} = IBr + \cdot {CH}_{2} Br

；

\cdot {CH}_{2} Br + HBr = {CH}_{3} Br + \cdot Br

；

\cdot Br + {CH}_{4} = HBr + \cdot {CH}_{3}

；

\cdot {CH}_{3} + IBr = {CH}_{3} Br + \cdot I

；

\cdot I + \cdot I = I_{2}

。已知：

{CH}_{4}

溴化生成

{CH}_{3} Br

的选择性可表示为

\frac{n_{生 成} {(CH}_{3} Br)}{n_{生 成} {(CH}_{3} {Br)+n}_{生 成} {(CH}_{2} {Br}_{2})} \times 100%

。实际生产时，加入少量的

I_{2}

即可提高

{CH}_{3} Br

的选择性，其原因为。

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