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化学模拟卷
(分值 100分)
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16
Na 23 Mg 24 Cl 35.5 K 39 Br 80
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.化学与人类生产、生活密切相关。下列有关说法不正确的是( )
A.节日燃放的烟花，就是碱金属以及锶、钡等金属化合物焰色反应所呈现的色彩
B.铝制饭盒不宜长时间存放酸性或碱性的食物
C.可以用ClO2、O3代替Cl2对自来水进行消毒
D.玛瑙饰物的主要成分与制造计算机芯片的主要成分相同
2.2015年8月12日天津港发生爆炸，据官网介绍公司仓储业务的商品含有氩气、硫黄、电石、氰化钠等物品。下列有关表述正确的是( )
A.Ar的原子核内含有18个中子
B.等质量的16O2、18O2与过量硫黄反应，转移电子数之比为9∶8
C.电石的主要成分是CaC2，CaC2和CaCl2都属于钙盐，CaCl2溶于水时并不破坏其中的化学键
D.氰化钠的化学式为NaCN，则13C和15N原子核内的质子数相差2
3.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.3 mol·L-1Na2SO4溶液中含有0.6 mol Na+
B.含0.5 mol CuCl2的溶液中，Cu2+的数目是3.01×1023个
C.4.6 g NO2气体含有6.02×1022个二氧化氮分子
D.标准状况下，22.4 L Cl2溶于足量NaOH溶液，转移NA个电子
4.下列与有机物相关的说法正确的是( )
A.乙烯能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，褪色的本质相同
B.乙烷和乙烯分别与Cl2反应均有二氯乙烷生成，且反应类型不同
C.油脂、葡萄糖、蛋白质都是人体重要的营养物质，它们都能水解
D.制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸
5.下列图中的实验方案，能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
实
验
方
案
实
验
目
的
制备并收集少量NO2气体
液体的蒸发、浓缩、结晶
说明浓硫酸具有脱水性、强氧化性，SO2只具有漂白性而无还原性
制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
6.X、Y、Z、R是短周期主族元素，X元素是形成有机化合物的必需元素，Y元素原子最外层电子数是次外层的三倍，Z的原子半径是短周期元素中最大的，R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述不正确的是
( )
A.XY2是形成酸雨的主要污染物
B.X、Y、R三种元素的非金属性R>Y>X
C.X、Z分别与R形成的化合物中化学键类型不同
D.含有Y、Z、R三种元素的化合物溶液可能显碱性
7.设水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A.降低温度，可能引起由b向c的变化
B.在曲线ac的温度下，水的离子积常数为1.0×10-13
C.在曲线ef的温度下，向水中加入NH4Cl可能引起由f向e的变化
D.在曲线ac的温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第8题～第10题为必考题，每个试题考生都必须做答。第11题～第13题为选考题，考生根据要求做答。
(一)必考题(3题，共43分)
8.(13分)工业上制取硅单质的主要步骤如下：①用碳在高温下还原石英砂(主要成分为含铁、铝等杂质的二氧化硅)得粗硅；②粗硅与氯气在450～500℃条件下反应生成四氯化硅；③四氯化硅经提纯后与过量H2在1 100～1 200℃条件下反应制得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。
实验过程中，石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3
沸点/℃
57.7
——
315
熔点/℃
-70.0
——
——
升华温度/℃
——
180
300
请回答下列问题：
(1)加装试剂之前必须进行的一项操作是______________。
(2)装置A的硬质玻璃管中发生的主要反应的化学方程式是_____________。
(3)装置A、B间导管短且粗的原因是___________________。
(4)实验中尾气处理的方法是_______________________。
(5)装置B中e瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，在精馏过程中，不可能用到的仪器有____________________(填正确答案字母序号)。
(6)装置D中的Na2SO3溶液的作用主要是吸收未反应完的Cl2，请设计一个实验，证明装置D中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：______________________。
(7)SiCl4极易水解，其完全水解的产物为__________。H2还原SiCl4制得高纯硅的过程中若混入O2，可能引起的一种后果是___________________________。
9.(15分)将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为氮的固定，有人工固氮和自然固氮等形式。
(1)目前科学家研究的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应：
2N2(g)+6H2O(l)====4NH3(g)+3O2(g)
ΔH K ①
已知：N2(g)+3H2(g)====2NH3(g)
ΔH1=-92.4 kJ·mol-1 K1 ②
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 K2 ③
则ΔH=__________；K=__________(用K1和K2表示)。
(2)在四个容积为2 L的密闭容器中，分别充入1 mol N2、3 mol H2O，在催化剂条件下进行反应①3小时，实验数据见表：
序号
第一组
第二组
第三组
第四组
T/℃
30
40
50
80
NH3生成量
/×10-6mol
4.8
5.9
6.0
2.0
若第三组反应3小时后已达平衡，第三组N2的转化率为__________；第四组反应中以NH3表示的反应速率是________________，与前三组相比，NH3生成量最小的原因可能是_______________________。
(3)有人提出可以在常温下合成氨，
将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定，其装置如图，则开始阶段正极反应式为______________________；忽略电解过程中溶液体积变化，当电池中阴极区溶液pH=7时，溶液中NH3·H2O的浓度为________(Kb=2×10-5mol·L-1)；当电池中阴极区呈红色时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________。
10.(15分)(1)金属氢化物-镍(MH-Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜，已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一，电池总反应为MH+NiOOHM+Ni(OH)2，M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。电解质溶液为KOH溶液。
①写出放电时的负极反应：________________________。
②充电时，阳极的电极反应为________________________。
③如图表示该装置工作时电子和离子的移动方向，此时该电池处于______(填“放电”或“充电”)状态。
(2)镍氢电池电极材料由Ni(OH)2、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。
②实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O，Ksp(NiC2O4)=4.0×10-10。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：
M(OH)n
Ksp
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
Al(OH)3
1.9×10-23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.8×10-38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.6
9.8
回答下列问题：
①用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀Ⅱ________________(填化学式，下同)和沉淀Ⅲ____________________________。
②加入Na2C2O4溶液沉淀Ni2+时，当c(Ni2+)≤1.0×10-5mol·L-1，可认为完全沉淀，则在1.0 L B溶液中加入10.0 mL 1.0 mol·L-1的Na2C2O4溶液，试确定Ni2+能否完全沉淀：__________________________________(写出计算过程)。
③写出电解滤液D的离子方程式：______________________________________，
检验气体E的方法是______________________________________。
④写出“氧化”反应的离子方程式：_________________________。
(二)选考题：请考生从给出的3道化学题中任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。
11.(15分)
空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：
(1)溴在周期表中位于第________周期________族。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，其原因是___________________。
(3)步骤④的离子方程式为__________________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，理由是________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。若在实验室中进行该操作，需要用到的分离仪器的名称是________，
分离时液溴从该仪器的________(填“上口”或“下口”)排出。
(6)某同学测得苦卤中溴的含量为0.8 g·L-1，已知步骤①～⑥中溴共损失了25%，步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%，若处理10 m3这样的苦卤，可得到液溴__________mol。
12.(15分)
人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层。
(1)Cr的核外电子排布式为_______________________________。
(2)右图是金属铝的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中铝原子的个数为________________________________________，若铝原子半径为rcm，铝的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则金属铝的密度为_________________________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成SO4·H2O，其结构示意图如下：
回答下列问题：
①胆矾属于__________晶体，晶体中含有的化学键类型为________、________、________。
②在S中硫原子为________杂化，写出两个与S具有相同空间构型的分子或离子：_________________________________。
(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成2+。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是_________________。
13.(15分)
工业上用邻苯二酚为原料，利用下列方法合成农药克百威的主要中间体——呋喃酚：
(1)邻苯二酚苯环上的一氯代物共有__________种，已知X属于氯代烃，则X的分子式为__________。
(2)呋喃酚中含有的官能团名称是________________。
(3)用______鉴别C和D，C能够发生的反应有_________(填序号)。
a.加成反应 b.取代反应
c.氧化反应 d.消去反应
(4)与A互为同系物，且碳原子数比A多1，分子结构中含有一个—CH3的同分异构体有______种。N与E互为同分异构体，且N含有酯基和苯环，能发生银镜反应且苯环上只有一种等效氢，写出N的一种结构简式____________________。
(5)请设计合理方案用合成 (用反应流程图表示，并注明反应条件)。例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2＝CH2。
答案解析
1.D 节日燃放的五彩缤纷的烟花，是碱金属以及锶、钡的焰色反应所呈现的色彩，A正确；铝能与酸、碱反应，所以铝制饭盒不宜长时间存放酸性或碱性的食物，B正确；Cl2对自来水进行消毒，氯气会与水中的有机物发生反应，产生有害物质，所以近几年人们用消毒效果更好的ClO2、O3代替Cl2对自来水进行消毒，C正确；玛瑙饰物的主要成分是SiO2，制造计算机芯片的主要成分是单晶硅，D错误。
2.BAr的中子数=39-18=21，A错误；等质量16O2、18O2的物质的量之比为9∶8，则转移电子数之比为9∶8，B正确；CaCl2中存在离子键，CaCl2溶解和熔化过程中，离子键均被破坏，C错误；13C和15N原子核内的质子数相差1，D错误。
3.D A项中没有给出溶液的体积，所以Na+的物质的量无法计算，A错误；因Cu2+水解，无法确定Cu2+的数目，B错误；4.6 g NO2气体，理论上含有0.1 mol二氧化氮分子，约6.02×1022个二氧化氮分子，由于存在2NO2N2O4，故分子数应小于6.02×1022个，C错误；标准状况下，22.4 L Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，转移NA个电子，D正确。
4.B A项，乙烯能使溴水褪色属于加成反应，使高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应，褪色本质不相同，错误；B项，乙烷与氯气发生取代反应生成二氯乙烷，乙烯与氯气发生加成反应生成二氯乙烷，正确；C项，葡萄糖是单糖不能水解，错误；D项，制备乙酸乙酯时应用饱和碳酸钠溶液收集产物，除去乙酸，错误。
5.D A项，NO2溶于水生成硝酸和NO，不能用排水法收集NO2，应该用向上排空气法收集，错误；B项液体蒸发用蒸发皿，固体加热用坩埚，错误；C项，浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水，同时浓硫酸具有强氧化性，氧化C为二氧化碳，本身被还原为二氧化硫，二氧化硫可用品红溶液检验，验证漂白性，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，验证二氧化硫的还原性，错误；D项，此装置为电解池，铁为阳极放电生成Fe2+，与溶液中的氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁，同时上层煤油起到隔绝空气的作用，能较长时间观察其颜色，正确。
6.A 由题意可推知，X、Y、Z、R分别是碳、氧、钠、氯元素，C、O形成CO2，能够引起的环境问题为温室效应，而不是酸雨，故A项错误；依据元素周期律，三种元素的非金属性R>Y>X；X、Z与R形成的化合物分别为CCl4和NaCl，其中C—Cl是共价键，NaCl中含有离子键；通常情况下O、Na、Cl形成的化合物有NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等，其中NaClO溶液一定显碱性，故B、C、D项正确。
7.C 降低温度，水的离子积常数会变小，两点不会在同一曲线上，A错误；根据水的离子积常数的计算公式，结合b点的数据可得水的离子积常数为1.0×10-14，B错误；加入NH4Cl，
铵根离子水解会促进水的电离平衡正向移动，导致氢离子浓度变大，氢氧根离子浓度减小，C正确；温度不变的情况下，稀释不会改变水的离子积常数，应在曲线上进行移动，D错误。
8.【解析】(1)有气体参加反应的实验装置，实验前要检查装置的气密性。
(2)高温下C将SiO2还原为Si(粗)，Si再与Cl2反应生成SiCl4。
(3)石英砂中含有Fe、Al等杂质，可与Cl2反应生成AlCl3、FeCl3等，它们熔、沸点较高，易凝结成固体而堵塞较细的导管。
(4)尾气中含有CO，具有还原性，可用热的氧化铜粉末与之反应而除去，也可在导管口放置一点燃的酒精灯，将其点燃。
(5)精馏过程中要用到蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、尾接管(牛角管)，不用球形冷凝管。
(6)Na2SO3被氧化生成Na2SO4，检验S是否存在即可，但需考虑S的影响，因此，取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化。
(7)SiCl4水解生成H4SiO4(或H2SiO3)和HCl；H2还原SiCl4过程中若混入氧气可能引起爆炸或硅被氧化。
答案：(1)检查装置的气密性
(2)2C+SiO2+2Cl2SiCl4+2CO↑(或2C+SiO2Si(粗)+2CO↑、Si(粗)+2Cl2 SiCl4)
(3)防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管
(4)连接一个加热的装有CuO粉末的反应管或在导管口放置一点燃的酒精灯(其他合理答案也可)
(5)D
(6)取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化
(7)H4SiO4(或H2SiO3)和HCl(2分) 爆炸(或硅被氧化得不到高纯硅)
9.【解析】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH1=-92.4 kJ·mol-1 K1 ②
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 K2 ③
将②×2减去③×3即得热化学方程式①，根据盖斯定律，ΔH=(-92.4
kJ·mol-1)×2-(-571.6 kJ·mol-1)×3= +1 530 kJ·mol-1，则K=。
(2)第三组反应3小时后已达平衡，生成6.0×10-6mol NH3，则消耗3.0×10-6mol N2，则N2的转化率为(3×10-4)%；第四组反应中生成2.0×10-6mol NH3，则v(NH3)==3.33×10-7mol·L-1·h-1；与前三组相比，NH3生成量最小的原因可能是催化剂在80℃时活性减小，反应速率减慢。
(3)根据装置示意图分析可知通N2一极为正极，因电解质溶液是稀盐酸，所以合成的氨气最终生成NH4Cl，所以正极反应式为N2+8H++6e-2N。当电池中阴极区溶液pH=7时，此时溶液中的溶质是NH4Cl、NH3·H2O，因为稀盐酸的浓度是
1 mol·L-1，则c(N)=c(Cl-)=1 mol·L-1，根据Kb==2×10-5mol·L-1，溶液中c(NH3·H2O)==mol·L-1=5×10-3mol·L-1。当电池中阴极区呈红色时，溶液呈碱性，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
答案：(1)+1 530 kJ·mol-1
(2)(3×10-4)% 3.33×10-7mol·L-1·h-1 催化剂在80℃时活性减小，反应速率减慢
(3)N2+8H++6e-2N
5×10-3mol·L-1
c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
10.【解析】(1)①镍氢电池放电时负极MH发生氧化反应，因此负极反应为MH-e-+OH―M+H2O。
②充电时，阳极发生氧化反应，则Ni(OH)2反应生成NiOOH，电极反应为Ni(OH)2-e-+OH―NiOOH+H2O。
③可根据电子或离子移动方向分析，电子流入原电池的正极或电解池的阴极，M/MH放电时为负极，充电时为阴极，因此图中电池处于充电状态；原电池中阳离子向正极移动，电解池
中阳离子向阴极移动，说明M/MH为阴极，也可判断该电池处于充电状态。
(2)①根据金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH，结合流程图可知，先沉淀的是Fe3+，后沉淀的是Al3+。
②混合后溶液中c(C2)=≈0.010 mol·L-1，完全沉淀时c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1，c(C2)·c(Ni2+)=0.010 mol·L-1×1.0×10-5mol·L-1=1.0×10-7>Ksp(NiC2O4)=4.0×10-10，因此Ni2+能完全沉淀。
③D溶液是氯化钠溶液，电解的离子方程式为2Cl―+2H2O2OH―+Cl2↑+H2↑，气体E为Cl2，检验氯气可使用湿润的淀粉碘化钾试纸。
④根据转化关系和Ni2+沉淀的pH推知，加入氢氧化钠的主要目的是把NiC2O4沉淀转化为Ni(OH)2沉淀，为了使沉淀完全转化，加入的氢氧化钠溶液应过量，在碱性条件下Ni(OH)2被氯气氧化生成Ni(OH)3。
答案：(1)①MH-e-+OH―M+H2O ②Ni(OH)2-e-+OH―NiOOH+H2O ③充电
(2)①Fe(OH)3 Al(OH)3
②混合液中c(C2)==0.010 mol·L-1，完全沉淀时c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1，c(C2)·c(Ni2+)=0.010 mol·L-1×1.0×10-5mol·L-1=1.0×10-7>Ksp(NiC2O4)=4.0×10-10，因此Ni2+能完全沉淀
③2Cl―+2H2O2OH―+Cl2↑+H2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝色
④2Ni(OH)2+2OH-+Cl22Ni(OH)3+2C1-
11.【解析】(1)溴为卤族元素，位于第4周期ⅦA族。
(2)硫酸溶于水电离出氢离子，溶液显酸性，可抑制Cl2、Br2与水反应。
(3)SO2具有还原性，能还原单质溴，则步骤④的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S。
(4)由于温度过高，会存在大量水蒸气，溴蒸气中水分增加；而温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低，所以步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在80～90℃。
(5)利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离，这说明该分离方法应该是分液，分离仪器的名称是分液漏斗。液溴密度大于水，则分离时液溴从分离器下口排出。
(6)根据溴原子守恒可知若处理10 m3这样的苦卤，可得到液溴的物质的量是
=33.75 mol。
答案：(1)4 ⅦA
(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(3)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S
(4)温度过高，会存在大量水蒸气，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低
(5)分液漏斗 下口
(6)33.75
12.【解析】(1)Cr电子排布式为3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1。
(2)从图中可以看出铝原子的位置：立方体的顶点(8个)、面心(6个)，根据分摊法，可知该晶胞中铝原子数为8×+6×=4。
铝的原子半径为rcm，则立方体面上的对角线为4rcm，因此立方体的棱长a=2rcm。
因此ρ==g·cm-3=g·cm-3。
(3)①胆矾属于离子晶体，Cu2+与H2O以配位键结合，2+与S之间以离子键结合，而S和H2O中都存在共价键。
②S中的硫原子为sp3杂化，在空间为正四面体型结构，正四面体型结构的分子或离子有CH4、SiH4、N、Si、P、Cl等。
(4)N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N；而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子。
答案：(1)3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1
(2)4g·cm-3
(3)①离子 离子键 共价键 配位键
②sp3 CH4、SiH4、N、Si、P、Cl等(任写两个即可)
(4)F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子(或者N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F偏离N，使得氮原子上的孤对电子难与Cu2+形成配位键)
13.【解析】(1)根据邻苯二酚的对称结构，判断苯环上的一氯代物共有2种；由A、B的结构简式可以分析出X的分子式为C4H7Cl。(2)呋喃酚中含有羟基、醚键两种官能团。(3)D结构中含有酚羟基，所以可以用氯化铁溶液鉴别C和D；C中含有苯环、碳碳双键、酯基，所以可以发生加成反应、取代反应、氧化反应。(4)在苯二酚的苯环上添一个—CH3即符合题意，同分异构体有6种。由题意可知，N分子中含有酯基，能发生银镜反应，则是甲酸酯，苯环上只有一种等效氢，则其结构对称，它们是、。(5)根据有机反应中的消去、加成、水解、酯化反应分析。
答案：(1)2 C4H7Cl (2)羟基、醚键
(3)氯化铁溶液 abc (4)6
(或)
(5)
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