黑龙江省哈尔滨市第六中学届高三第三次模拟考试理科综合化学试题解析版文档格式.docx

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工业上以金红石（主要成分是TiO2）为原料制备金属钛的步骤：

①在高温下，向金红石与W的单质的混合物中通入Z的气体单质，得到化合物甲和化学式为WX的常见可燃性气体乙；

②在稀有气体环境和加热条件下，用Y的金属单质与甲反应可得钛，下列说法不正确的是

A.非金属性：

Z>

X>

W

B.简单离子半径：

Y

C.W与Z形成的化合物可用于工业上的重要有机溶剂

D.ZX2具有强氧化性，可用于饮用水消毒

【答案】A

【解析】在高温下，向金红石与碳单质的混合物中通入氯气，在一定条件下发生反应得到化合物四氯化钛和可燃性气体一氧化碳；

四氯化钛与金属镁反应生成金属钛和氯化镁；

因此短周期主族元素W为碳、X为氧、Y为镁、Z为氯；

原子半径越小，元素的非金属性越强，因此非金属性：

氧>

氯>

碳；

A错误；

电子层数越多，半径越大，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，因此，简单离子半径：

Cl->

O2->

Mg2+,B正确；

W与Z形成的化合物为四氯化碳，它性质稳定，是一种工业上的重要有机溶剂，C正确；

ClO2具有强氧化性，可用于饮用水消毒,D正确；

正确选项A。

点睛：

因为氧和氯在元素周期表中的位置的斜对角，所以它们的非金属性是十分相近的，但因为氧在自然界中基本上没有正价态，而氯的+1、+5、+7价则比较常见，所以氧的非金属性比氯要稍强一些。

4.据《ChemCommun》报导，MarcelMayorl合成的桥连多环烃（

），拓展了人工合成自然产物的技术。

下列有关该烃的说法正确的是

A.不能发生氧化反应B.一氯代物只有5种

C.与环丙烷互为同系物D.所有原子处于同一平面

【解析】有机物的燃烧属于氧化反应，所以该烃能与氧气发生氧化反应，A错误；

桥连多环烃为对称结构，分子中含有5种不同的氢原子，即一氯代物有5种，B正确；

桥连多环烃与环丙烷结构不同，不可能是同系物，C错误；

甲烷为正四面体结构，碳原子以单键形式连接，不是平面结构，不可能处于同一平面，D错误；

正确选项B。

5.某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。

TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。

下列说法错误的是

A.充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能

B.放电时，a极为负极

C.充电时，阳极的电极反应式为3I－－2e－=I3－

D.M是阴离子交换膜

【答案】D

【解析】A.充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，故A正确；

B.放电时，a极为负极，Na2S失电子氧化为Na2S4，故B正确；

C.充电时，阳极失电子被氧化，阳极的电极反应式为3I--2e-=I3-，故C正确；

D.M是阳离子交换膜，阴离子会相互反应，故D错误，故选D。

6.从某含Br—废水中提取Br2的过程包括：

过滤、氧化、萃取（需选择合适萃取剂）及蒸馏等步骤。

已知：

物质

Br2

CCl4

正十二烷

密度/g·

cm-3

3.119

1.595

0.753

沸点/℃

58.76

76.8

215~217

下列说法不正确的是

A.甲装置中Br—发生的反应为：

2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1molCl2，转移0.1mole—

C.用乙装置进行萃取，溶解Br2的有机层在下层

D.用丙装置进行蒸馏，先收集到的是Br2

【答案】C

学+科+网...学+科+网...学+科+网...学+科+网...学+科+网...

7.向0.10mol·

L 

-1的Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，加入的HCl与原溶液中Na2CO3的物质的量之比f[f=

]与混合液pH的关系如图所示。

下列说法正确的是

A.f=0时，溶液中：

c（Na+）=2c（CO32-）

B.f=0.5时，溶液中：

c（HCO3-）>

c（CO32-）

C.f=1时，溶液中：

c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）

D.f=2时，溶液中：

1/2c（Na+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）

【解析】A．f=0时，溶液为Na2CO3，因水解，则溶液中c（Na+）＞2c（CO32-），故A错误；

B．f=0.5时，溶液中NaHCO3和Na2CO3等物质的量，因CO32-的水解程度大于HCO3-，则溶液中c（HCO3-）>

c（CO32-），故B正确；

C．f=1时，溶液中的溶质为NaHCO3、Na2CO3和NaCl，根据电荷守恒定律可知：

c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）+c（Cl-），故C错误；

D．f=2时，Na2CO3恰好和HCl反应，有少量CO2逸出，溶液中：

c（Na+）＞c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3），故D错误；

答案为B。

8.根据下列有关天然气的研究和应用回答问题：

（l）在一定温度和压强下，由最稳定单质生成lmol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。

根据此定义，稳定单质的摩尔生成焓为0，某些化合物的摩尔生成焓如下表所示：

化合物

CO2

CH4

CO

摩尔生成焓（kJ·

mol-1）

-395

-74.9

-110.4

CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为______________________

（2）若上述反应分Ⅰ、Ⅱ两步进行，其能量曲线如图所示。

则总反应的反应速率取决于反应_______（填“I”或“Ⅱ”）。

（3）一定温度下反应：

CO2（g）+CH4（g） 

2CO（g）+2H2（g）的平衡常数表达式Kp=__________（用平衡分压p代替平衡浓度表示）

（4）在压强为p1、p2、p3的三个恒压密闭容器中分别通入1.0molCH4（g）与1.0molCO2（g）, 

发生反应：

2CO（g）+2H2（g）.测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。

①a点时CH 

4的转化率为___________________________

②压强p 

1、p 

2、p 

3由大到小的顺序为________________，判断理由是______________________。

温度为T 

l℃、压强为P 

3时，b点处v（正）________v（逆）（填“<

”、“>

”或“="

”）

（5）某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图所示，该电池负极的电极反应式为_____________________________________________.若电极B附近通入1m 

3空气（假设空气中O 

2的体积分数为20%）并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH 

4的体积为_______m3

【答案】

（1）.CH4（g）+CO2（g）

2CO（g）+2H2（g）ΔH=+249.1kJ/mol

（2）.I（3）.

（4）.80%（5）.p3>

p2>

p1（6）.该反应为气体分子数增大的反应，压强增大，平衡逆移，甲烷的体积分数增大（7）.＞（8）.CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O（9）.0.1

【解析】

（l）已知CH4（g）+CO2（g）

2CO（g）+2H2（g）反应的ΔH=[2（-110.4）+0]kJ·

mol-[（-395）+（-74.9）]kJ·

mol=+249.1kJ/mol，即CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（s）的热化学方程式为CH4（g）+CO2（g）

2CO（g）+2H2（g）ΔH=+249.1kJ/mol；

（2）根据能量曲线图可知，反应Ⅰ反应物活化能大，反应速率慢，而反应Ⅱ反应速率较快，则总反应的反应速率取决于慢反应，即反应I；

（3）可逆反应CO2（g）+CH4（g）

2CO（g）+2H2（g）的平衡常数表达式Kp=

；

（4）①设a点时CH4的转化率为α

CO2（g）+CH4（g）

2CO（g）+2H2（g）

起始物质的量（mol）1100

变化物质的量（mol）αα2α2α

变化后物质的量（mol）1-α1-α2α2α

则：

=

，解得：

α=80%；

②该反应为气体分子数增大的反应，压强增大，平衡逆移，甲烷的体积分数增大，故p3>

p1；

温度为Tl℃、压强为P3时，b点处恒压曲线P3上方，CH4的含量比平衡时高，则此时反应应正向进行，即v（正）>

v（逆；

（5）燃料电池通O2的极为正极，通CH4的极为负极，即电极A为负极，负极上CH4失电子发生氧化反应，生成CO2，电极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O；

若电极B附近通入1m3空气（假设空气中O2的体积分数为20%），则参加反应的O2的物质的量为1000L×

20%÷

22.4L/mol，根据电子守恒可知，消耗CH4体积为1000L×

22.4L/mol×

×

22.4L/mol=100L=0.1m3。

9.聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。

某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为Fe2O3和Fe3O4）制备PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）CO是“还原焙烧”过程的主要还原剂。

下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域。

a属于__________（填“吸热反应”或“放热反应”）；

570℃时，d反应的平衡常数K=___________________。

（2）800℃，混合气体中CO2的体积分数为40％时，Fe2O3用CO还原焙烧过程中发生的主要的化学反应方程式：

________________________________________________

（3）若“酸浸”时间过长，浸出液Fe2+含量反而降低，主要原因是___________________。

（4）已知：

25℃时，Ksp[Fe（OH）2]=1.0×

10-17，Ksp[Fe（OH）3]=1.0×

10-39。

若浸出液中c（Fe3+）=10-1.8mol·

L-1，为避免“催化氧化”过程中产生副产物Fe（OH）3，应调节浸出液的pH≤___________。

（5）FeSO4溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe（OH）SO4，该反应的离子方程式_____________________________________.

（6）“催化氧化”过程中，用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是___________________________________________.

【答案】

（1）.放热反应

（2）.1（3）.Fe2O3+CO=FeO+CO2（4）.Fe2+易被空气中的O2氧化成Fe3+（5）.1.6（6）.4Fe2++O2+4SO42-+2H2O=4Fe（OH）SO4↓（7）.温度升高，反应速率增大；

温度过高，NO气体逸出，转化率下降

（1）a曲线随着温度的升高，CO的百分含量增大，平衡逆向移动，即a属于放热反应；

570℃时，一氧化碳和二氧化碳百分含量相等，即浓度相等，d反应的平衡常数

正确答案：

放热反应；

1。

（2）根据图像可知，800℃，混合气体中CO2的体积分数为40％时，Fe2O3用CO还原焙烧过程中发生的主要的化学反应方程式：

Fe2O3+CO=FeO+CO2；

Fe2O3+CO=FeO+CO2。

（3）若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe2+含量反而降低，主要原因是：

Fe2+易被空气中的O2氧化成Fe3+（或其他合理答案）；

Fe2+易被空气中的O2氧化成Fe3+（或其他合理答案）。

（4）

，c（OH-）=10-12.4mol/L，c（H+）=10-1.6mol/L，应调节浸出液的

1.6。

（5）FeSO4中+2价铁在空气中会被氧气氧化为+3价铁，生成难溶的Fe（OH）SO4，反应的离子方程式4Fe2++O2+4SO42-+2H2O=4Fe（OH）SO4↓；

4Fe2++O2+4SO42-+2H2O=4Fe（OH）SO4↓。

（6）根据图像可知，70℃为最佳温度，Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是：

温度升高，反应速率增大；

温度过高，NO气体逸出，转化率下降；

温度过高，NO气体逸出，转化率下降。

亚铁离子的还原性比较强，在空气中长时间放置易被氧气氧化，+2价铁变为+3价铁，比如FeSO4溶液在空气中会被氧气氧化生成难溶的Fe（OH）SO4；

因此在配制硫酸亚铁溶液时，加入稀硫酸，抑制亚铁离子的水解，加入铁粉，防止亚铁离子的氧化。

10.碳酸亚铁（白色固体，难溶于水）是一种重要的工业原料，可用于制备补血剂乳酸亚铁，也可用作可充电电池的电极。

某研究小组通过下列实验，寻找利用复分解反应制备FeCO3沉淀的最佳方案：

实验

试剂

现象

滴管

试管

0.8mol/LFeSO4溶液（pH=4.5）

1mol/LNa2CO3溶液

（pH=11.9）

实验Ⅰ：

立即产生灰绿色沉淀，5min后出现明显的红褐色

1mol/LNaHCO3溶液

（pH=8.6）

实验Ⅱ：

产生白色沉淀及少量无色气泡，2min后出现明显的灰绿色

0.8mol/L

（NH4）2Fe（SO4）2溶液（pH=4.0）

实验Ⅲ：

产生白色沉淀及无色气泡，较长时间保持白色

（1）实验I中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示，请补全反应：

□Fe2++□____+□+□H2O=□Fe（OH）3+□HCO3−

（2）实验II中产生FeCO3的离子方程式为_____________________________。

（3）为了探究实验III中NH4+所起的作用，甲同学设计了实验IV进行探究：

操作

实验IV

向0.8mol/LFeSO4溶液中加入①__________，再加入Na2SO4固体配制成混合溶液（已知Na+对实验无影响，忽略混合后溶液体积变化）。

再取该溶液一滴管，与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合

与实验III现象相同

实验IV中加入Na2SO4固体的目的是②_______________________。

对比实验II、III、IV，甲同学得出结论：

NH4+水解产生H+，降低溶液pH，减少了副产物Fe（OH）2的产生。

乙同学认为该实验方案不够严谨，应补充的对比实验操作是：

③_____________，再取该溶液一滴管，与2mL1mol/LNaHCO3溶液混合。

（4）小组同学进一步讨论认为，定性实验现象并不能直接证明实验III中FeCO3的纯度最高，需要利用如图所示的装置进行定量测定。

分别将实验I、II、III中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量，然后转移至A处的广口瓶中。

为测定FeCO3的纯度，除样品总质量外，还需测定的物理量是______________________。

（5）实验反思：

经测定，实验III中的FeCO3纯度高于方案I和方案II。

通过以上实验分析，制备FeCO3实验成功的关键因素是_______________________________________

【答案】

（1）.4Fe2++8CO32−+1O2+10H2O=4Fe（OH）3+8HCO3−

（2）.Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+CO2↑+H2O（3）.硫酸至pH=4.0（4）.控制SO42-浓度一致（5）.向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c（SO42-）=1.6mol/L（6）.C中U形管的增重（7）.调节溶液pH

（1）Fe2+被氧气氧化为铁离子，铁离子与碳酸根离子发生水解生成Fe（OH）3；

根据电子得失守恒：

Fe2+→Fe（OH）3，铁元素化合价升高了1，O2→2O-2，化合价降低了4，因此，Fe2+、Fe（OH）3前面系数为4，氧气前面系数为1，再根据电荷守恒，CO32−、和HCO3−前面系数为8，最后再根据原子守恒，水前面系数为10，具体系数如下：

4Fe2++8CO32−+1O2+10H2O=4Fe（OH）3+8HCO3−；

4Fe2++8CO32−+1O2+10H2O=4Fe（OH）3+8HCO3−。

（2）根据实验现象可知，亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3和CO2，离子方程式为：

Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+CO2↑+H2O。

（3）①探究同一酸性环境下的铵根离子的作用，因此要用硫酸调控溶液的pH=4.0；

硫酸至pH=4.0。

②为了保证溶液中的硫酸根离子浓度的不变，向溶液中加入硫酸钠来控制SO42-浓度；

控制SO42-浓度一致。

③为了增强实验的严谨性，还应向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c（SO42-）=1.6mol/L，同一条件下做对比试验，这样结论更准确；

向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c（SO42-）=1.6mol/L。

（4）碳酸铁和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，水蒸气被浓硫酸吸收后，碱石灰（C）吸收二氧化碳气体，通过测定C中U形管的增重，测出反应产生二氧化碳气体的量，最后根据反应关系来测定FeCO3的纯度；

C中U形管的增重。

（5）通过三组实验分析可知，溶液的pH不同，生成FeCO3的量不同，因此制备FeCO3实验成功的关键因素是调节溶液pH。

调节溶液pH。

11.金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳的同素异形体，其结构示意图如下：

（1）石墨晶体中存在的作用力有________________________________

（2）金刚石质硬但脆，金刚石能被砸碎的原因是___________________________；

金刚石、石墨、C60的熔点由高到低的顺序是________________________。

（3）C60晶体的堆积方式为______________；

晶体中C60的配位数为_________。

（4）石墨烯具有神奇的特性，两位科学家由于对石墨烯研究做出重大贡献而获得了2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯即单层石墨。

石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为_______________；

碳碳键的键角是_________；

碳原子和碳碳键的个数比是_______；

12g石墨烯中含有________个六元环。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似，设碳化硅的密度为ag/cm3，碳化硅晶体内碳硅键的键长为______pm（用NA表示阿伏加德罗常数的值，列表达式即可）。

【答案】

（1）.共价键、金属键、范德华力

（2）.共价键具有方向性，当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂（3）.石墨、金刚石、C60（4）.面心立方堆积或分子密堆积（5）.12（6）.sp2（7）.1200（8）.2:

3或2/3（9）.3.01×

1023（10）.

（1）石墨晶体中层内C-C键为共建键，层与层之间为范德华力和金属键。

（2）金刚石中只存在C-C共价键,共价键具有方向性，当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂。

金刚石属于原子晶体，石墨片层内以共价键结合,片层之间以分子间作用力结合,为混合晶体，C60属于分子晶体，他们的熔点由高到低的顺序是石墨、金刚石、C60。

（3）C60晶体组成微粒为60个碳原子组成的C60分子,属于分子晶体，堆积方式为面心立方堆积或分子密堆积。

晶体中C60的配位数12。

（4）石墨烯为片层结构,杂化类型为

杂化,碳碳原子之间形成六元环键角是120

因此，本题正确答案是:

;

每个碳原子被三个六圆环共用，每条键被两个六元环共用，所以碳原子和碳碳键的个数比是2:

3。

每个六元环含有（6

）个碳原子，所以12g石墨烯中含有3.01×

1023个六元环。

（5）金刚石结构是一种由两个面心立方点阵沿立方晶胞的体对角线偏移1/4单位嵌套而成的晶体结构，属于面心立方体系，碳化硅的结构与金刚石类似，因为碳化硅的密度为ag/cm3，根据计算密度公式先求碳化硅的质量，再求面心立方体，通过计算知碳化硅晶体内碳硅键的键长为

12.有机物P是某抗病毒药物的中间体，它的一种合成路线如下。

（1）A为芳香化合