【精品解析】广西南宁市、柳州市等地示范性高中2023-2024学年高二下学期3月开学考试 化学试题

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【精品解析】广西南宁市、柳州市等地示范性高中2023-2024学年高二下学期3月开学考试 化学试题

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广西南宁市、柳州市等地示范性高中2023-2024学年高二下学期3月开学考试 化学试题
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.化学知识广泛应用于生产、生活中。下列叙述不正确的是
A.用饱和氯化铵溶液可以清洗钢铁表面的锈迹
B.明矾和均可用作净水剂,且净水原理相同
C.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
D.高分子材料聚乙烯广泛应用于食品包装材料
2.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下氨气溶于水后所得溶液中
B.标准状况下的质量为
C.与稀硝酸反应,铁完全溶解转移电子数目一定是
D.含有电子的数目为
3.用于金属精制、农药、医药、催化剂再生等。室温下,关于溶液中,下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式为:
B.溶液中存在:
C.与的溶液等体积混合,混合液呈碱性
D.加水稀释会促进的电离,使溶液减小
4.脱落酸也称离层酸,是指能引起芽休眠、叶子脱落和抑制细胞生长等生理作用的植物激素,其结构简式如图所示,下列关于脱落酸的说法错误的是
A.该化合物不溶于水
B.该化合物分子式为
C.能发生取代反应、加成反应、氧化反应
D.脱落酸最多可以与发生反应
5.能正确表示下列反应的离子方程式的是
A.四氧化三铁溶于氢碘酸中:
B.将过量的通入溶液中:
C.向酸性高锰酸钾溶液中通入:
D.将少量澄清石灰水滴加到碳酸氢钠溶液中:
6.以和为原料制备清洁燃料二甲醚涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的
B.增大反应体系压强,可提高二甲醚产率
C.越大,的平衡转化率越高
D.200℃平衡体系中比100℃平衡体系中大
7.对于下列实验操作和现象,其结论正确的是
选项 操作 现象 结论
A 向盛有水的锥形瓶中小心滴加8~10滴 剧烈反应,液面上有白雾形成,并产生有刺激性气味的气体 水解生成氯化氢 和硫酸
B 将样品溶于稀硫酸后,滴加溶液 溶液变红 溶液中含但不确定样品在实验之前已变质
C 向盛有的溶液中先后滴加2滴的溶液和溶液 先生成白色沉淀,后变为黄色沉淀
D 将红热的木炭放置于盛有浓硝酸的试管中 试管内生成红棕色气体 木炭与浓硝酸反应生成
A.A B.B C.C D.D
8.短周期元素、、、的原子序数依次增大,的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,和的最外层电子数相同,的焰色试验呈黄色,四种元素最外层电子数之和为17。下列说法不正确的是
A.易溶于的简单氢化物中
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.与形成的化合物可能含有共价键
D.原子半径:
9.向的恒容密闭容器中通入和各,发生反应:。在不同温度下测得随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应在任意温度下均可自发进行
B.温度下,的平衡转化率是30%
C.、两点平衡常数:
D.温度下,0到内,用表示的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1
10.经催化加氢可制得甲醇。下列说法正确的是
A.分子和分子中均存在两个键
B.分子和分子均为直线型的非极性分子
C.分子中的原子和原子均为杂化
D.和分子间均存在氢键,因此比较稳定
11.直接燃料电池是一种新型化学电源,工作原理如图所示。电池放电时,下列说法正确的是
A.电极Ⅰ的电势高于电极Ⅱ
B.电极Ⅱ的反应为
C.工作一段时间后,电极Ⅰ附近的溶液减小
D.当外电路转移电子时,电极Ⅰ附近理论上收集到
12.从炼锌厂的废渣(含、、、、等)中回收钴和锌的一种工艺流程如图:
下列说法错误的是
A.“加热酸浸”过程中生成的滤渣1主要成分为
B.“氧化”过程中发生反应:
C.可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作得到晶体
D.在有机溶剂中的溶解度比小
13.反应物转化为产物时,能量变化与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.由图可知比稳定
C.是催化剂,可降低反应所需的活化能
D.使用催化剂后,反应历程中的决速步为
14.常温下亚砷酸在溶液中存在多种微粒形态,向溶液中逐滴加入调节,得到微粒形态分布优势区域如图所示(虚线处表示两种形态的浓度相等),、分别表示的第二步、第三步电离平衡常数。下列有关说法错误的是
A.点对应的溶液中,
B.常温下,的第一步水解平衡常数的数量级为
C.溶液中时,
D.为酸式盐
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.蛇纹石的主要成分是、、、、、等,一种利用该矿石制备高纯度的工艺流程如下:
已知,氢硫酸的电离常数,。
(1)工业生产中通常将蛇纹石矿粉碎后再加压酸浸,其目的是   。
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品,则“滤渣1”中的主要成分是   (填化学式),提取黄色副产品过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是   。
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体,该过程化学方程式是   。
(4)为减少杂质的引入,“除铁”时可用   代替。
(5)“沉镍”时,当恰好沉淀完全(离子浓度小于,可认为完全沉淀),要保证此时不会从溶液中逸出,应控制溶液不大于   。(饱和浓度为0.1,可以用带“”的式子表示计算结果)
(6)可以用来冶炼金属镍以及生产。镍原子核外电子有   种不同空间运动状态,硫酸中硫原子的杂化类型是   。
16.四氯化锡(熔点为-33℃,沸点为114℃,易水解生成固体)可用于分析试剂,有机合成脱水剂,可由熔融态的金属锡(,熔点为231℃)在300℃左右与氯气作用制得,利用如图所示装置制备无水(夹持和控温装置省略):
回答下列问题
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是   。
(2)装置的作用是   ,若无装置对实验有何影响?请用化学方程式表示   。
(3)实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待   时开始加热试管;为使装置起到良好效果,对装置进行的操作为   。
(4)可用测定产品中含量以判断产品的纯度,取装置中的产品,经过处理后配成溶液,用   (填仪器名称)取出放入锥形瓶中,加入二甲酚橙作指示剂,用标准液进行滴定,达到滴定终点时消耗标准液(定量关系:),则产品纯度为   (精确到小数点后两位),若滴定管规格为,样品溶液起始读数为,此时滴定管中样品溶液的实际体积为   。(填序号)
A. B. C.大于 D.小于
17.是一种温室气体,研究的利用对促进低碳社会构建具有重要意义,我国科学家利用作为催化剂,实现了加氢制.
主反应为:Ⅰ.
同时伴随发生副反应:Ⅱ.
(1)已知 ,则   .
(2)一定温度下,向某容器中充入2mol和6mol,假设只发生上述反应Ⅰ,一段时间后达到平衡.
①关于上述反应体系的分析,下列说法正确的是   .
A.当时,反应达到平衡状态
B.恒温恒压下,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,平衡不移动
D.改加高效催化剂,可以提高的平衡转化率
②恒容条件下,测得反应过程中和的物质的量浓度随时间的变化如图所示,该温度下的平衡常数   (保留小数点后两位).
(3)在恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的和足量的,同时发生主、副反应.体系中的选择性(指转化为的占发生反应的的百分比)随温度、压强的变化曲线如图所示:
①   (填“>”或“=”或“<”).
②的选择性随温度升高而降低的原因可能是   .
③科学家研究了用电解法把转化为,从而消除对环境的影响,其原理如图所示:
则图中A电极接电源   极.已知B电极为惰性电极,则在水溶液中,该极的电极反应式为   .
18.某实验小组设计的糖厂甘蔗渣利用方案如下图所示:其中是植物生长调节剂,是高分子化合物,是具有水果香味的物质。请回答以下问题:
(1)纤维素的化学式为   ,是   (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)的结构简式为   。
(3)写出下列转化的化学方程式::   ,反应类型为   。
(4)已知有机物的分子式为,且与互为同系物,则的同分异构体有   种。
(5)有机物中所含元素电负性从大到小是顺序为   ,其中与氧相连的原子的模型名称是   。
(6)已知1,2-二溴乙烷和的水溶液在加热条件发生反应:
,写出以和为主要原料,其他无机试剂任选,分步制取的合成路线流程图   。
(合成路线流程图示例为:产物1产物2……目标化合物)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;盐类水解的应用;镁、铝的重要化合物;聚合反应
【解析】【解答】A、饱和氯化铵溶液中,铵根离子会发生水解使溶液显酸性,这种酸性环境可以溶解钢铁表面的铁锈(主要成分为金属氧化物),因此能用于清洗锈迹,A正确;
B、明矾净水是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有较大的表面积,能吸附水中的悬浮杂质;而二氧化氯(ClO2)净水是依靠其强氧化性,杀灭水中的细菌和病毒,二者的净水原理完全不同,B 错误;
C、在海轮外壳镶嵌锌块,锌、铁和海水会形成原电池,锌的活泼性更强,作为负极被腐蚀,铁作为正极被保护,从而减缓船体的腐蚀速率,C正确;
D、聚乙烯是一种无毒的高分子材料,化学性质稳定,因此被广泛应用于食品、药品的包装材料,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
盐类水解的应用:铵根离子水解显酸性,可溶解金属氧化物,用于除锈。
净水原理区分:明矾净水靠胶体吸附,ClO2净水靠强氧化性,二者原理不同。
金属防护(牺牲阳极法):利用活泼金属(锌)作负极,保护不活泼金属(铁)。
高分子材料的用途:聚乙烯无毒,可用于食品包装。
2.【答案】D
【知识点】离子浓度大小的比较;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下 11.2L 氨气的物质的量为 0.5mol,氨气溶于水后会以 NH3、NH3 H2O、NH4+三种形式存在,根据物料守恒,三者的物质的量之和才为 0.5mol,仅 NH3 H2O 与 NH4+的物质的量之和小于 0.5mol,A错误;
B、标准状况下 HF 为液态,不能用气体摩尔体积 22.4L/mol 来计算其物质的量,因此 22.4L HF 的物质的量不是 1mol,质量也不是 20g,B错误;
C、1mol Fe 与稀硝酸反应时,产物会随硝酸用量改变:若硝酸少量,Fe 被氧化为 Fe2+,转移 2NA电子;若硝酸足量,Fe 被氧化为 Fe3+,转移 3N 电子,因此转移电子数不一定为 3NA,C错误;
D、1 个 OH-含有的电子数为 8(氧原子)+1(氢原子)+1(负电荷)=10 个,故 1mol OH-含有的电子数目为 10NA,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
物料守恒应用:氨水中含氮微粒有 3 种,计算时需包含所有形态。
气体摩尔体积限制:仅适用于标准状况下的气体,HF 在标况下为液态,不能使用。
变价金属氧化规律:Fe 与稀硝酸反应的产物由硝酸用量决定,电子转移数需分情况讨论。
微粒电子数计算:离子电子数 = 各原子电子数之和 ± 电荷数(阴离子加,阳离子减)。
3.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、H2S 是二元弱酸,电离分步进行,第一步为 H2S H++HS-,第二步为 HS- H++S2-,不能直接一步电离为 2H++S2-,A错误;
B、溶液中电荷守恒应为 c (H+)=c (HS-)+2c (S2-)+c (OH-),S2-带 2 个单位负电荷,其浓度前需乘系数 2,B错误;
C、pH=12 的 NaOH 溶液中 c (OH-)=0.01mol/L,0.005mol/L 的 H2S 是弱酸,溶液中 c (H+) 远小于 0.01mol/L,等体积混合后 OH-过量,混合液呈碱性,C正确;
D、加水稀释会促进 H2S 的电离,但溶液体积增大的影响更显著,最终 c (H+) 减小,溶液 pH 增大,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
弱酸电离规律:二元弱酸分步电离,不能合并书写电离方程式。
电荷守恒:溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,多电荷离子浓度需乘对应电荷数。
酸碱混合判断:弱酸与强碱等体积混合时,需比较酸中可电离 H+总量与碱中 OH-总量,过量的一方决定溶液酸碱性。
稀释影响:稀释促进弱酸电离,但 c(H+) 随体积增大而减小,pH 升高。
4.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;烯烃;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A、该化合物分子中含有羟基、羧基等亲水基团,同时碳链较长,属于微溶于水的有机物,并非完全不溶于水,A错误;
B、根据结构简式,可确定该化合物的分子式为,B正确;
C、分子中的羟基、羧基可发生取代反应,碳碳双键、羰基可发生加成反应,碳碳双键、羟基可发生氧化反应,C正确;
D、1个脱落酸分子中含有1个羟基和1个羧基,二者均可与Na反应,故1mol脱落酸最多可与2mol Na反应,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
溶解性判断:有机物溶解性需结合亲水基团(羟基、羧基)与疏水基团(烃基)的比例分析,该分子虽有亲水基团,但碳链较长,微溶于水。
分子式确定:通过数清分子中C、H、O原子的数量,或用不饱和度法验证,得出分子式为。
反应类型判断:根据官能团性质判断反应类型,羟基、羧基对应取代反应,碳碳双键、羰基对应加成反应,碳碳双键、羟基对应氧化反应。
与Na反应的量:羟基和羧基均能与Na按1:1反应,该分子含1个羟基和1个羧基,故1mol该物质最多消耗2mol Na。
5.【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、四氧化三铁与氢碘酸反应时,铁离子具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,正确的离子方程式应体现氧化还原过程,即 Fe3O4+2I-+8H+=3Fe2++I2+4H2O,故A错误;
B、过量二氧化硫与氢氧化钠溶液反应,产物为亚硫酸氢钠,正确的离子方程式为,故B错误;
C、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,锰元素从+7价降为+2价,硫元素从+4价升为+6价,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,离子方程式为 :,故C正确;
D、少量澄清石灰水加入碳酸氢钠溶液中,氢氧化钙完全反应,钙离子与氢氧根离子的比例为1:2,正确的离子方程式为:,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氧化还原反应离子方程式:需关注氧化剂和还原剂的氧化还原过程,体现电子转移对应的产物,如铁离子氧化碘离子生成碘单质。
反应物用量影响:少量、过量的反应物会决定产物的形态,如过量二氧化硫与碱反应生成酸式盐,少量则生成正盐。
配平原则:离子方程式需同时满足得失电子守恒(氧化还原反应)、电荷守恒、原子守恒。
定量反应关系:当少量物质与过量物质反应时,少量物质的离子比例需按其化学式固定,过量物质按比例配平。
6.【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】A、反应I中,反应物为7mol气体(2mol CO2+6mol H2),生成物为4mol气体(1mol CH3OCH3+3mol H2O),气体总物质的量显著减少。根据熵变规律,气体分子数减少的过程熵值减小,故,A错误;
B、反应I是气体分子数减少的体积缩小反应,反应II是气体分子数不变的反应。增大体系压强,化学平衡会向气体体积减小的方向移动,即反应I正向进行,二甲醚(CH3OCH3)的生成量增加,产率提高,B正确;
C、 越大,意味着二氧化碳的起始投入量相对越多。根据勒夏特列原理,增加某种反应物浓度,平衡正向移动,自身转化率会降低,因此CO2的平衡转化率反而减小,C错误;
D、反应I为放热反应(),升温平衡逆向移动, 的物质的量减小;反应II为吸热反应(),升温平衡正向移动, 的物质的量增大。因此 平衡体系中 比 时更小,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
熵变判断:聚焦反应前后气体总物质的量的变化,气体分子数减少对应,增多对应。
压强对平衡的影响:针对有气体参与且反应前后气体分子数不同的反应,增大压强平衡向气体分子数少的方向移动;气体分子数不变的反应,压强改变平衡不移动。
反应物比例与转化率:增大某反应物浓度,其自身转化率降低,另一反应物转化率升高。
温度对平衡的影响:升温使平衡向吸热反应方向移动,放热反应逆向移动,吸热反应正向移动。
7.【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、SOCl2与水剧烈反应,液面白雾是遇水蒸气形成的盐酸小液滴,有刺激性气味的气体是二氧化硫。根据元素守恒,其水解产物应为氯化氢和二氧化硫,并非硫酸,A错误;
B、Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,NO3-在酸性环境下具有强氧化性,可将 Fe2+氧化为 Fe3+,因此滴加 KSCN 溶液变红,无法确定样品在实验前是否已变质,B正确;
C、向 AgNO3溶液中先加 NaCl 溶液,Ag+过量,再滴加 KI 溶液时,I-直接与剩余 Ag+反应生成黄色 AgI 沉淀,并非沉淀转化,因此不能证明 Ksp (AgCl) > Ksp (AgI),C错误;
D、红热木炭与浓硝酸接触时,浓硝酸受热易分解,也会生成红棕色 NO2气体,因此不能确定红棕色气体一定是木炭与浓硝酸直接反应的产物,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
水解反应判断:结合元素守恒分析 SOCl2水解产物,注意硫元素的价态变化。
酸性环境下 NO3-的氧化性:Fe2+在酸性条件下会被 NO3-氧化为 Fe3+,干扰样品是否变质的判断。
沉淀转化与 Ksp:只有在一种沉淀完全转化后,再加入另一种沉淀剂,才能通过沉淀颜色变化比较 Ksp 大小;若原离子过量,无法直接比较。
副反应干扰:浓硝酸受热易分解,实验中需考虑物质自身分解对产物判断的影响。
8.【答案】A
【知识点】原子结构与元素的性质;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、由元素推断可知,X 为 C,W 为 S,Y 为 O,故 XW2为 CS2,Y 的简单氢化物为 H2O。CS2是难溶于水的有机溶剂,所以 “易溶于水” 的结论错误,A不正确;
B、W 为 S,X 为 C,S 的非金属性强于 C,根据元素周期律,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,故酸性:H2SO4 > H2CO3,B正确;
C、Y 为 O,Z 为 Na,二者可形成 Na2O2,其中 Na+与 O22-之间为离子键,O22-内部氧原子之间存在共价键,C正确;
D、原子半径比较:电子层数越多,半径越大;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小。故原子半径:Na(Z)> S(W)> C(X)> O(Y),D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
Z 的焰色试验呈黄色,Z 为 Na。X 的最高正价与最低负价代数和为 0,且原子序数小于 Na ,X 为 C(若为 H 则最外层电子数之和不满足 17)。Y 和 W 最外层电子数相同,四种元素最外层电子数之和为 17 , Y、W 最外层电子数为×(17-1-4)= 6,故 Y 为 O,W 为 S。
9.【答案】B
【知识点】焓变和熵变;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、反应正向是气体分子数增大的方向,故;由图可知温度越高,平衡时的物质的量越大,说明正反应是吸热反应,。根据自发反应判据,只有高温下,反应才能自发进行,并非任意温度,A错误;
B、温度下平衡时,由反应式可知,转化的为,起始为,则的平衡转化率为,B正确;
C、正反应吸热,温度越高平衡常数越大;,点对应温度,点对应温度,故,C错误;
D、温度下,内,则;速率之比等于化学计量数之比,故,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
自发反应判断:结合反应前后气体分子数判断熵变,结合温度对平衡的影响判断焓变,再用分析自发条件。
平衡转化率计算:根据平衡时的物质的量,结合反应式得出转化的的量,再计算转化率。
平衡常数比较:吸热反应,温度越高平衡常数越大,先由曲线斜率判断温度高低,再比较。
反应速率计算:先算的平均速率,再按化学计量数换算为的速率。
10.【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、CO2分子是直线形结构,存在 2 个 σ 键和 2 个 π 键;但 H2O 分子是 V 形结构,只存在 σ 键,没有 π 键,A错误;
B、CO2是直线形非极性分子,而 H2O 是 V 形极性分子,正负电荷中心不重合,B错误;
C、CH3OH 分子中,C 原子形成 4 个单键(3 个 C-H 键、1 个 C-O 键),O 原子形成 2 个单键(1 个 O-H 键、1 个 O-C 键),还有 2 对孤电子对,二者价层电子对数均为 4,均采取 sp3 杂化,C正确;
D、CH3OH 和 H2O 分子间都存在氢键,氢键主要影响物质的熔沸点等物理性质,而分子的稳定性由化学键强弱决定,与氢键无关,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
化学键判断:双键或三键中才存在 π 键,单键只有 σ 键,H2O 中只有单键故无 π 键。
分子极性与空间结构:CO2直线形、结构对称,为非极性分子;H2O V 形、结构不对称,为极性分子。
杂化类型判断:价层电子对数为 4 的原子采取 sp3 杂化,CH3OH 中 C、O 均满足此条件。
氢键的作用:氢键是分子间作用力,影响物理性质(熔沸点、溶解性等),不影响分子稳定性。
11.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、原电池中,电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。根据电子流向可知,电极 I 为负极,电极 II 为正极。电源中,正极电势高于负极,故电极 I 电势低于电极 II,A错误;
B、电极 II 为正极,H2O2在此发生还原反应,得电子结合 H+生成 H2O,正确的电极反应式为 H2O2+2e-+2H+=2H2O ;选项中给出的是失电子的氧化反应,B错误;
C、电极 I 为负极,H2O2在碱性环境下失电子发生氧化反应,生成 O2和 H2O,电极反应式为 H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O 。反应过程中消耗 OH-,导致电极 I 附近溶液碱性减弱,pH 值减小,C正确;
D、根据电极反应式,转移 0.4mol 电子时,理论上生成 0.2mol O2,但题目未指明处于标准状况,无法根据物质的量计算气体的具体体积,D错误;
故答案为:C。
【分析】电池工作时,电子从电势较低的负极流向电势较高的正极。结合图中电子流向可判断:电极Ⅰ为负极,电极Ⅱ为正极。
负极(电极Ⅰ):在碱性环境(KOH溶液)中,H2O2发生氧化反应,失去电子并消耗OH-,生成O2和H2O,电极反应为: H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O,
正极(电极Ⅱ):在酸性环境(H2SO4溶液)中,H2O2发生还原反应,得到电子并结合H+,生成H2O,电极反应为: H2O2+2e-+2H+=2H2O;据此解题即可。
12.【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;铁及其化合物的性质实验;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、废渣中的SiO2不与稀硫酸反应,也不溶于水,因此“加热酸浸”后过滤得到的滤渣1主要成分为SiO2,A正确;
B、“氧化”步骤中,H2O2将酸浸后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,便于后续调pH生成Fe(OH)3沉淀除去,反应的离子方程式为:,B正确;
C、从CoSO4溶液中获得CoSO4晶体,可采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的常规结晶操作,C正确;
D、萃取分液后,ZnSO4进入有机相,CoSO4留在水相,说明ZnSO4在有机溶剂M中的溶解度大于CoSO4,这样才能实现二者的分离,D错误;
故答案为:D。
【分析】 废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等) ,SiO2不与酸反应,成为滤渣;H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再用ZnO调pH使Fe3+水解为Fe(OH)3沉淀除去。利用不同物质在有机溶剂中溶解度的差异,将ZnSO4萃取到有机相,实现与CoSO4的分离。从溶液中获取硫酸盐晶体,通常采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,再经过滤、洗涤、干燥得到纯净晶体。据此解题。
13.【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;化学反应速率的影响因素;有效碰撞理论
【解析】【解答】A、从能量图可以看出,反应物 X 的总能量高于产物 Y 的总能量,该反应为放热反应,并非吸热反应,A错误;
B、物质能量越低越稳定,Y 的能量低于 X,因此稳定性:X < Y,B错误;
C、物质 M 在反应历程中先参与反应(X+M→X M),后又重新生成(Y M→Y+M),符合催化剂的特征;催化剂的作用是降低反应的活化能,加快反应速率,C正确;
D、决速步是反应历程中活化能最高的慢步骤。由曲线②可知,活化能最高的步骤是X·M→Y·M,而非 X+M→X M,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应热判断:反应物能量高于生成物能量,反应为放热反应;反之则为吸热反应。
稳定性判断:能量越低的物质,化学稳定性越强。
催化剂判断:催化剂在反应前后质量和化学性质不变,表现为 “先消耗、后生成”;能降低反应的活化能,但不改变反应的焓变。
决速步判断:反应的决速步是活化能最高的步骤,决定整个反应的速率。
14.【答案】A
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、b点时,根据电荷守恒:
代入等量关系可得:
整理得:
b点,则,,因此:
,选项中少了,等式不成立,A错误;
B、第一步水解:,水解常数。当溶液中时,,,,故,数量级为,B正确;
C、当时:
等式成立,C正确;
D、可继续电离出生成,因此属于酸式盐,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
电荷守恒应用:结合微粒浓度等量关系,整理电荷守恒式,判断离子浓度等式是否成立。
水解常数计算:利用水解平衡表达式,结合微粒浓度相等时的pH,计算水解常数并判断数量级。
电离常数乘积:将两步电离常数表达式相乘,结合微粒浓度等量关系,推导得到与的关系。
盐类分类:酸式盐的阴离子可继续电离出,据此判断盐的类型。
15.【答案】(1)加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率
(2)、、;温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢
(3)
(4)
(5)或
(6)15;
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)“加压酸浸”步骤中要粉碎矿石的目的是增大矿石与酸的接触面积,加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率;
故答案为: 加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率 ;
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品是硫单质,蛇纹石矿加浓硫酸酸浸,二氧化硅不反应,氧化钙和硫酸生成不易溶的硫酸钙沉淀,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,过滤得到滤渣1含有、、;提取硫单质过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是:温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢;
故答案为:、、 ; 温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢 ;
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体即二氧化硫,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,亚铁离子被氧化为铁离子,该过程化学方程式是;
故答案为:;
(4)“除铁”时加入碳酸钠消耗氢离子调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,为减少杂质的引入,可用MgO代替碳酸钠;
故答案为: ;
(5)当恰好沉淀完全,,,解得=;
故答案为:或 ;
(6)镍是28号元素,Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有15个轨道数,则镍原子核外电子有15种不同空间运动状态,中硫原子的价层电子对数为,硫酸中硫原子的杂化类型是sp3。
故答案为:15; ;
【分析】蛇纹石矿经加压浓硫酸酸浸,SiO2等不溶物成为滤渣 1,金属元素进入溶液;通入空气氧化,将 Fe2+等氧化为易除形态;加入 Na2CO3除铁,生成 Fe(OH)3等沉淀作为滤渣 2;随后加 Na2S沉镍,利用 NiS 沉淀除去镍元素,得到滤渣 3;再加入 NaOH沉镁,生成 Mg(OH)2沉淀;最后将 Mg(OH)2煅烧,分解得到高纯度的 MgO。
(1)“加压酸浸”步骤中要粉碎矿石的目的是增大矿石与酸的接触面积,加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率;
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品是硫单质,蛇纹石矿加浓硫酸酸浸,二氧化硅不反应,氧化钙和硫酸生成不易溶的硫酸钙沉淀,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,过滤得到滤渣1含有、、;提取硫单质过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是:温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢;
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体即二氧化硫,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,亚铁离子被氧化为铁离子,该过程化学方程式是;
(4)“除铁”时加入碳酸钠消耗氢离子调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,为减少杂质的引入,可用MgO代替碳酸钠;
(5)当恰好沉淀完全,,,解得=;
(6)镍是28号元素,Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有15个轨道数,则镍原子核外电子有15种不同空间运动状态,中硫原子的价层电子对数为,硫酸中硫原子的杂化类型是sp3。
16.【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)除去未反应的氯气,防止空气中的水蒸气进入中;
(3)整个装置中充满黄绿色气体;用冰水冷却
(4)酸式滴定管(或移液管);37.90%;C
【知识点】盐类水解的原理;常用仪器及其使用;中和滴定;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)盛装浓盐酸的仪器名称是恒压滴液漏斗。
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(2)氯气是污染性气体,若不进行尾气处理直接排放,会污染大气,由题目所给信息知SnCl4易水解,若不隔绝外界水蒸气则会造成产品的水解变质,所以用F装置吸收氯气、水蒸气;已知 SnCl4易水解生成固体,结合质量守恒可书写化学方程式:。
故答案为: 除去未反应的氯气,防止空气中的水蒸气进入中 ; ;
(3)A装置是氯气发生装置,实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待整个装置中充满黄绿色气体时开始加热试管;;由题给信息知SnCl4的熔点为-33℃,沸点为114℃,在300℃左右制备完成后需冷却至液态进行收集,可通过将E装置浸入冰水浴中达到目的。
故答案为: 整个装置中充满黄绿色气体 ; 用冰水冷却 ;
(4)SnCl4易水解,在溶液中需要加酸抑制水解,溶液呈酸性,取用时用酸式滴定管或移液管;已知定量关系:Sn4+~ EDTA,则n (SnCl4)=n(EDTA),m ( SnCl4)=n (SnCl4)·M(SnCl4)×=4n (SnCl4)·M(SnCl4),产品纯度===37.90%,滴定管刻度内的液体体积为45.00 mL,尖嘴处也有少量液体,则滴定管中样品溶液的实际体积大于45.00 mL,选C。
故答案为: 酸式滴定管(或移液管) ; 37.90% ;C;
【分析】(1) 根据仪器构造识别恒压滴液漏斗,其特点为漏斗与反应装置连通,可平衡气压,使液体顺利流下。
(2) 吸收未反应的有毒氯气,防止污染空气;隔绝空气中的水蒸气,避免SnCl4水解。
SnCl4易水解,化学方程式为 ,导致产品变质。
(3) 实验开始先通氯气排尽装置内空气,待整个装置充满黄绿色气体时加热,防止Sn被氧气氧化。
SnCl4熔点低、沸点不高,需用冰水冷却E装置,使SnCl4冷凝为液态收集。
(4) SnCl4溶液呈酸性且抑制水解,选用酸式滴定管(或移液管)。
根据定量关系,,代入公式计算得37.90%。滴定管刻度从上到下增大,且尖嘴处有液体,故实际体积大于45.00mL,选C。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是恒压滴液漏斗。
(2)氯气是污染性气体,若不进行尾气处理直接排放,会污染大气,由题目所给信息知SnCl4易水解,若不隔绝外界水蒸气则会造成产品的水解变质,所以用F装置吸收氯气、水蒸气;已知 SnCl4易水解生成固体,结合质量守恒可书写化学方程式:。
(3)A装置是氯气发生装置,实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待整个装置中充满黄绿色气体时开始加热试管;;由题给信息知SnCl4的熔点为-33℃,沸点为114℃,在300℃左右制备完成后需冷却至液态进行收集,可通过将E装置浸入冰水浴中达到目的。
(4)SnCl4易水解,在溶液中需要加酸抑制水解,溶液呈酸性,取用时用酸式滴定管或移液管;已知定量关系:Sn4+~ EDTA,则n (SnCl4)=n(EDTA),m ( SnCl4)=n (SnCl4)·M(SnCl4)×=4n (SnCl4)·M(SnCl4),产品纯度===37.90%,滴定管刻度内的液体体积为45.00 mL,尖嘴处也有少量液体,则滴定管中样品溶液的实际体积大于45.00 mL,选C。
17.【答案】(1)―52.7
(2)BC;3.70
(3)>;主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;负;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡状态的判断;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)已知② ;③ 根据盖斯定律,由②+③得反应,则=-52.7。
故答案为: ―52.7 ;
(2)①A.当时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.恒温恒压下,该反应过程中,气体体积减小,气体总质量不变,混合气体的密度增大,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态,故B正确;
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,故C正确;
D.改加高效催化剂,不改变平衡状态,不可以提高的平衡转化率,故D错误;
②根据已知条件列出“三段式”
该温度下的平衡常数。
故答案为: BC ; 3.70 ;
(3)①主反应为气体体积缩小的反应,副反应为气体体积不变的反应,故压强越大,主反应正向移动,的选择性越大,故可知p1>p2;
②主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;
③由图可知,CO2在A极得到电子生成,A极为电解池的阴极,极接电源负极,B电极为惰性电极且为阳极,则在水溶液中,H2O失去电子生成O2,电极方程式为:。
故答案为: > ; 主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低 ; 负 ; ;
【分析】(1) 将已知反应Ⅱ + 反应Ⅲ,消去CO,得到主反应Ⅰ,焓变直接相加:。
(2) ①平衡状态判断:
A:速率比需满足计量数关系,应为;
B:恒温恒压下,气体总质量不变、体积减小,密度恒定说明体积不再变化,反应达平衡;
C:恒容充氩气,各物质浓度不变,平衡不移动;
D:催化剂不改变平衡,无法提高转化率。
②平衡常数计算:
由图得平衡浓度:,,;
代入公式:。
(3)① 压强比较:主反应是气体体积减小的反应,压强越大,选择性越高,故。
② 选择性随温度变化原因:主反应放热、副反应吸热,升温平衡向吸热方向移动,主反应逆向、副反应正向,选择性降低。
③ 电解池分析:A电极得电子生成,为阴极,接电源负极;
B电极为阳极,水失电子生成,电极反应: 。
(1)已知② ;③ 根据盖斯定律,由②+③得反应,则=-52.7。
(2)①A.当时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.恒温恒压下,该反应过程中,气体体积减小,气体总质量不变,混合气体的密度增大,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态,故B正确;
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,故C正确;
D.改加高效催化剂,不改变平衡状态,不可以提高的平衡转化率,故D错误;
故选BC;
②根据已知条件列出“三段式”
该温度下的平衡常数。
(3)①主反应为气体体积缩小的反应,副反应为气体体积不变的反应,故压强越大,主反应正向移动,的选择性越大,故可知p1>p2;
②主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;
③由图可知,CO2在A极得到电子生成,A极为电解池的阴极,极接电源负极,B电极为惰性电极且为阳极,则在水溶液中,H2O失去电子生成O2,电极方程式为:。
18.【答案】(1);混合物
(2)
(3);氧化反应
(4)4
(5);平面三角形
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙醇的催化氧化实验
【解析】(1)纤维素的化学式为,高分子化合物都是混合物。
故答案为: ; 混合物
(2)B是聚乙烯,结构简式为。
故答案为: ;
(3)乙醇催化氧化为乙醛,化学方程式为,反应类型是氧化反应。
故答案为: ; 氧化反应 ;
(4)有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,C是乙酸,则M是戊酸,是羧基和丁基结合形成的,丁基有四种,故戊酸有4种。
故答案为:4;
(5)C为CH3COOH,含有C、H、O三种元素,电负性从大到小是顺序为,其中C与O形成碳氧双键,C为sp2杂化,原子的模型名称是平面三角形。
故答案为: ; 平面三角形 ;
(6)乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇,乙二醇氧化为乙二醛,再氧化为乙二酸,乙二酸与乙醇发生酯化反应生成乙二酸二乙酯;合成路线流程图为:。
故答案为:
【分析】甘蔗渣经处理得到纤维素,纤维素水解生成葡萄糖(C6H12O6);葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇(CH3CH2OH)。乙醇一部分在引发剂下生成植物生长调节剂乙烯(A),乙烯加聚为高分子化合物聚乙烯B();另一部分乙醇在 Cu、加热条件下氧化为乙醛(CH3CHO),乙醛进一步氧化为乙酸C(CH3COOH);乙酸与乙醇发生酯化反应,生成具有水果香味的乙酸乙酯D(CH3CH2OOCH3)。
(1)纤维素的化学式为,高分子化合物都是混合物。
(2)B是聚乙烯,结构简式为。
(3)乙醇催化氧化为乙醛,化学方程式为,反应类型是氧化反应。
(4)有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,C是乙酸,则M是戊酸,是羧基和丁基结合形成的,丁基有四种,故戊酸有4种。
(5)C为CH3COOH,含有C、H、O三种元素,电负性从大到小是顺序为,其中C与O形成碳氧双键,C为sp2杂化,原子的模型名称是平面三角形。
(6)乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇,乙二醇氧化为乙二醛,再氧化为乙二酸,乙二酸与乙醇发生酯化反应生成乙二酸二乙酯;合成路线流程图为:。
1 / 1广西南宁市、柳州市等地示范性高中2023-2024学年高二下学期3月开学考试 化学试题
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.化学知识广泛应用于生产、生活中。下列叙述不正确的是
A.用饱和氯化铵溶液可以清洗钢铁表面的锈迹
B.明矾和均可用作净水剂,且净水原理相同
C.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
D.高分子材料聚乙烯广泛应用于食品包装材料
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;盐类水解的应用;镁、铝的重要化合物;聚合反应
【解析】【解答】A、饱和氯化铵溶液中,铵根离子会发生水解使溶液显酸性,这种酸性环境可以溶解钢铁表面的铁锈(主要成分为金属氧化物),因此能用于清洗锈迹,A正确;
B、明矾净水是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有较大的表面积,能吸附水中的悬浮杂质;而二氧化氯(ClO2)净水是依靠其强氧化性,杀灭水中的细菌和病毒,二者的净水原理完全不同,B 错误;
C、在海轮外壳镶嵌锌块,锌、铁和海水会形成原电池,锌的活泼性更强,作为负极被腐蚀,铁作为正极被保护,从而减缓船体的腐蚀速率,C正确;
D、聚乙烯是一种无毒的高分子材料,化学性质稳定,因此被广泛应用于食品、药品的包装材料,D正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
盐类水解的应用:铵根离子水解显酸性,可溶解金属氧化物,用于除锈。
净水原理区分:明矾净水靠胶体吸附,ClO2净水靠强氧化性,二者原理不同。
金属防护(牺牲阳极法):利用活泼金属(锌)作负极,保护不活泼金属(铁)。
高分子材料的用途:聚乙烯无毒,可用于食品包装。
2.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下氨气溶于水后所得溶液中
B.标准状况下的质量为
C.与稀硝酸反应,铁完全溶解转移电子数目一定是
D.含有电子的数目为
【答案】D
【知识点】离子浓度大小的比较;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下 11.2L 氨气的物质的量为 0.5mol,氨气溶于水后会以 NH3、NH3 H2O、NH4+三种形式存在,根据物料守恒,三者的物质的量之和才为 0.5mol,仅 NH3 H2O 与 NH4+的物质的量之和小于 0.5mol,A错误;
B、标准状况下 HF 为液态,不能用气体摩尔体积 22.4L/mol 来计算其物质的量,因此 22.4L HF 的物质的量不是 1mol,质量也不是 20g,B错误;
C、1mol Fe 与稀硝酸反应时,产物会随硝酸用量改变:若硝酸少量,Fe 被氧化为 Fe2+,转移 2NA电子;若硝酸足量,Fe 被氧化为 Fe3+,转移 3N 电子,因此转移电子数不一定为 3NA,C错误;
D、1 个 OH-含有的电子数为 8(氧原子)+1(氢原子)+1(负电荷)=10 个,故 1mol OH-含有的电子数目为 10NA,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
物料守恒应用:氨水中含氮微粒有 3 种,计算时需包含所有形态。
气体摩尔体积限制:仅适用于标准状况下的气体,HF 在标况下为液态,不能使用。
变价金属氧化规律:Fe 与稀硝酸反应的产物由硝酸用量决定,电子转移数需分情况讨论。
微粒电子数计算:离子电子数 = 各原子电子数之和 ± 电荷数(阴离子加,阳离子减)。
3.用于金属精制、农药、医药、催化剂再生等。室温下,关于溶液中,下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式为:
B.溶液中存在:
C.与的溶液等体积混合,混合液呈碱性
D.加水稀释会促进的电离,使溶液减小
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、H2S 是二元弱酸,电离分步进行,第一步为 H2S H++HS-,第二步为 HS- H++S2-,不能直接一步电离为 2H++S2-,A错误;
B、溶液中电荷守恒应为 c (H+)=c (HS-)+2c (S2-)+c (OH-),S2-带 2 个单位负电荷,其浓度前需乘系数 2,B错误;
C、pH=12 的 NaOH 溶液中 c (OH-)=0.01mol/L,0.005mol/L 的 H2S 是弱酸,溶液中 c (H+) 远小于 0.01mol/L,等体积混合后 OH-过量,混合液呈碱性,C正确;
D、加水稀释会促进 H2S 的电离,但溶液体积增大的影响更显著,最终 c (H+) 减小,溶液 pH 增大,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
弱酸电离规律:二元弱酸分步电离,不能合并书写电离方程式。
电荷守恒:溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,多电荷离子浓度需乘对应电荷数。
酸碱混合判断:弱酸与强碱等体积混合时,需比较酸中可电离 H+总量与碱中 OH-总量,过量的一方决定溶液酸碱性。
稀释影响:稀释促进弱酸电离,但 c(H+) 随体积增大而减小,pH 升高。
4.脱落酸也称离层酸,是指能引起芽休眠、叶子脱落和抑制细胞生长等生理作用的植物激素,其结构简式如图所示,下列关于脱落酸的说法错误的是
A.该化合物不溶于水
B.该化合物分子式为
C.能发生取代反应、加成反应、氧化反应
D.脱落酸最多可以与发生反应
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;烯烃;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A、该化合物分子中含有羟基、羧基等亲水基团,同时碳链较长,属于微溶于水的有机物,并非完全不溶于水,A错误;
B、根据结构简式,可确定该化合物的分子式为,B正确;
C、分子中的羟基、羧基可发生取代反应,碳碳双键、羰基可发生加成反应,碳碳双键、羟基可发生氧化反应,C正确;
D、1个脱落酸分子中含有1个羟基和1个羧基,二者均可与Na反应,故1mol脱落酸最多可与2mol Na反应,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
溶解性判断:有机物溶解性需结合亲水基团(羟基、羧基)与疏水基团(烃基)的比例分析,该分子虽有亲水基团,但碳链较长,微溶于水。
分子式确定:通过数清分子中C、H、O原子的数量,或用不饱和度法验证,得出分子式为。
反应类型判断:根据官能团性质判断反应类型,羟基、羧基对应取代反应,碳碳双键、羰基对应加成反应,碳碳双键、羟基对应氧化反应。
与Na反应的量:羟基和羧基均能与Na按1:1反应,该分子含1个羟基和1个羧基,故1mol该物质最多消耗2mol Na。
5.能正确表示下列反应的离子方程式的是
A.四氧化三铁溶于氢碘酸中:
B.将过量的通入溶液中:
C.向酸性高锰酸钾溶液中通入:
D.将少量澄清石灰水滴加到碳酸氢钠溶液中:
【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;二氧化硫的性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、四氧化三铁与氢碘酸反应时,铁离子具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,正确的离子方程式应体现氧化还原过程,即 Fe3O4+2I-+8H+=3Fe2++I2+4H2O,故A错误;
B、过量二氧化硫与氢氧化钠溶液反应,产物为亚硫酸氢钠,正确的离子方程式为,故B错误;
C、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,锰元素从+7价降为+2价,硫元素从+4价升为+6价,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,离子方程式为 :,故C正确;
D、少量澄清石灰水加入碳酸氢钠溶液中,氢氧化钙完全反应,钙离子与氢氧根离子的比例为1:2,正确的离子方程式为:,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氧化还原反应离子方程式:需关注氧化剂和还原剂的氧化还原过程,体现电子转移对应的产物,如铁离子氧化碘离子生成碘单质。
反应物用量影响:少量、过量的反应物会决定产物的形态,如过量二氧化硫与碱反应生成酸式盐,少量则生成正盐。
配平原则:离子方程式需同时满足得失电子守恒(氧化还原反应)、电荷守恒、原子守恒。
定量反应关系:当少量物质与过量物质反应时,少量物质的离子比例需按其化学式固定,过量物质按比例配平。
6.以和为原料制备清洁燃料二甲醚涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的
B.增大反应体系压强,可提高二甲醚产率
C.越大,的平衡转化率越高
D.200℃平衡体系中比100℃平衡体系中大
【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】A、反应I中,反应物为7mol气体(2mol CO2+6mol H2),生成物为4mol气体(1mol CH3OCH3+3mol H2O),气体总物质的量显著减少。根据熵变规律,气体分子数减少的过程熵值减小,故,A错误;
B、反应I是气体分子数减少的体积缩小反应,反应II是气体分子数不变的反应。增大体系压强,化学平衡会向气体体积减小的方向移动,即反应I正向进行,二甲醚(CH3OCH3)的生成量增加,产率提高,B正确;
C、 越大,意味着二氧化碳的起始投入量相对越多。根据勒夏特列原理,增加某种反应物浓度,平衡正向移动,自身转化率会降低,因此CO2的平衡转化率反而减小,C错误;
D、反应I为放热反应(),升温平衡逆向移动, 的物质的量减小;反应II为吸热反应(),升温平衡正向移动, 的物质的量增大。因此 平衡体系中 比 时更小,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
熵变判断:聚焦反应前后气体总物质的量的变化,气体分子数减少对应,增多对应。
压强对平衡的影响:针对有气体参与且反应前后气体分子数不同的反应,增大压强平衡向气体分子数少的方向移动;气体分子数不变的反应,压强改变平衡不移动。
反应物比例与转化率:增大某反应物浓度,其自身转化率降低,另一反应物转化率升高。
温度对平衡的影响:升温使平衡向吸热反应方向移动,放热反应逆向移动,吸热反应正向移动。
7.对于下列实验操作和现象,其结论正确的是
选项 操作 现象 结论
A 向盛有水的锥形瓶中小心滴加8~10滴 剧烈反应,液面上有白雾形成,并产生有刺激性气味的气体 水解生成氯化氢 和硫酸
B 将样品溶于稀硫酸后,滴加溶液 溶液变红 溶液中含但不确定样品在实验之前已变质
C 向盛有的溶液中先后滴加2滴的溶液和溶液 先生成白色沉淀,后变为黄色沉淀
D 将红热的木炭放置于盛有浓硝酸的试管中 试管内生成红棕色气体 木炭与浓硝酸反应生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、SOCl2与水剧烈反应,液面白雾是遇水蒸气形成的盐酸小液滴,有刺激性气味的气体是二氧化硫。根据元素守恒,其水解产物应为氯化氢和二氧化硫,并非硫酸,A错误;
B、Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,NO3-在酸性环境下具有强氧化性,可将 Fe2+氧化为 Fe3+,因此滴加 KSCN 溶液变红,无法确定样品在实验前是否已变质,B正确;
C、向 AgNO3溶液中先加 NaCl 溶液,Ag+过量,再滴加 KI 溶液时,I-直接与剩余 Ag+反应生成黄色 AgI 沉淀,并非沉淀转化,因此不能证明 Ksp (AgCl) > Ksp (AgI),C错误;
D、红热木炭与浓硝酸接触时,浓硝酸受热易分解,也会生成红棕色 NO2气体,因此不能确定红棕色气体一定是木炭与浓硝酸直接反应的产物,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
水解反应判断:结合元素守恒分析 SOCl2水解产物,注意硫元素的价态变化。
酸性环境下 NO3-的氧化性:Fe2+在酸性条件下会被 NO3-氧化为 Fe3+,干扰样品是否变质的判断。
沉淀转化与 Ksp:只有在一种沉淀完全转化后,再加入另一种沉淀剂,才能通过沉淀颜色变化比较 Ksp 大小;若原离子过量,无法直接比较。
副反应干扰:浓硝酸受热易分解,实验中需考虑物质自身分解对产物判断的影响。
8.短周期元素、、、的原子序数依次增大,的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,和的最外层电子数相同,的焰色试验呈黄色,四种元素最外层电子数之和为17。下列说法不正确的是
A.易溶于的简单氢化物中
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.与形成的化合物可能含有共价键
D.原子半径:
【答案】A
【知识点】原子结构与元素的性质;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、由元素推断可知,X 为 C,W 为 S,Y 为 O,故 XW2为 CS2,Y 的简单氢化物为 H2O。CS2是难溶于水的有机溶剂,所以 “易溶于水” 的结论错误,A不正确;
B、W 为 S,X 为 C,S 的非金属性强于 C,根据元素周期律,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,故酸性:H2SO4 > H2CO3,B正确;
C、Y 为 O,Z 为 Na,二者可形成 Na2O2,其中 Na+与 O22-之间为离子键,O22-内部氧原子之间存在共价键,C正确;
D、原子半径比较:电子层数越多,半径越大;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小。故原子半径:Na(Z)> S(W)> C(X)> O(Y),D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
Z 的焰色试验呈黄色,Z 为 Na。X 的最高正价与最低负价代数和为 0,且原子序数小于 Na ,X 为 C(若为 H 则最外层电子数之和不满足 17)。Y 和 W 最外层电子数相同,四种元素最外层电子数之和为 17 , Y、W 最外层电子数为×(17-1-4)= 6,故 Y 为 O,W 为 S。
9.向的恒容密闭容器中通入和各,发生反应:。在不同温度下测得随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应在任意温度下均可自发进行
B.温度下,的平衡转化率是30%
C.、两点平衡常数:
D.温度下,0到内,用表示的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1
【答案】B
【知识点】焓变和熵变;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、反应正向是气体分子数增大的方向,故;由图可知温度越高,平衡时的物质的量越大,说明正反应是吸热反应,。根据自发反应判据,只有高温下,反应才能自发进行,并非任意温度,A错误;
B、温度下平衡时,由反应式可知,转化的为,起始为,则的平衡转化率为,B正确;
C、正反应吸热,温度越高平衡常数越大;,点对应温度,点对应温度,故,C错误;
D、温度下,内,则;速率之比等于化学计量数之比,故,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
自发反应判断:结合反应前后气体分子数判断熵变,结合温度对平衡的影响判断焓变,再用分析自发条件。
平衡转化率计算:根据平衡时的物质的量,结合反应式得出转化的的量,再计算转化率。
平衡常数比较:吸热反应,温度越高平衡常数越大,先由曲线斜率判断温度高低,再比较。
反应速率计算:先算的平均速率,再按化学计量数换算为的速率。
10.经催化加氢可制得甲醇。下列说法正确的是
A.分子和分子中均存在两个键
B.分子和分子均为直线型的非极性分子
C.分子中的原子和原子均为杂化
D.和分子间均存在氢键,因此比较稳定
【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、CO2分子是直线形结构,存在 2 个 σ 键和 2 个 π 键;但 H2O 分子是 V 形结构,只存在 σ 键,没有 π 键,A错误;
B、CO2是直线形非极性分子,而 H2O 是 V 形极性分子,正负电荷中心不重合,B错误;
C、CH3OH 分子中,C 原子形成 4 个单键(3 个 C-H 键、1 个 C-O 键),O 原子形成 2 个单键(1 个 O-H 键、1 个 O-C 键),还有 2 对孤电子对,二者价层电子对数均为 4,均采取 sp3 杂化,C正确;
D、CH3OH 和 H2O 分子间都存在氢键,氢键主要影响物质的熔沸点等物理性质,而分子的稳定性由化学键强弱决定,与氢键无关,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
化学键判断:双键或三键中才存在 π 键,单键只有 σ 键,H2O 中只有单键故无 π 键。
分子极性与空间结构:CO2直线形、结构对称,为非极性分子;H2O V 形、结构不对称,为极性分子。
杂化类型判断:价层电子对数为 4 的原子采取 sp3 杂化,CH3OH 中 C、O 均满足此条件。
氢键的作用:氢键是分子间作用力,影响物理性质(熔沸点、溶解性等),不影响分子稳定性。
11.直接燃料电池是一种新型化学电源,工作原理如图所示。电池放电时,下列说法正确的是
A.电极Ⅰ的电势高于电极Ⅱ
B.电极Ⅱ的反应为
C.工作一段时间后,电极Ⅰ附近的溶液减小
D.当外电路转移电子时,电极Ⅰ附近理论上收集到
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、原电池中,电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。根据电子流向可知,电极 I 为负极,电极 II 为正极。电源中,正极电势高于负极,故电极 I 电势低于电极 II,A错误;
B、电极 II 为正极,H2O2在此发生还原反应,得电子结合 H+生成 H2O,正确的电极反应式为 H2O2+2e-+2H+=2H2O ;选项中给出的是失电子的氧化反应,B错误;
C、电极 I 为负极,H2O2在碱性环境下失电子发生氧化反应,生成 O2和 H2O,电极反应式为 H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O 。反应过程中消耗 OH-,导致电极 I 附近溶液碱性减弱,pH 值减小,C正确;
D、根据电极反应式,转移 0.4mol 电子时,理论上生成 0.2mol O2,但题目未指明处于标准状况,无法根据物质的量计算气体的具体体积,D错误;
故答案为:C。
【分析】电池工作时,电子从电势较低的负极流向电势较高的正极。结合图中电子流向可判断:电极Ⅰ为负极,电极Ⅱ为正极。
负极(电极Ⅰ):在碱性环境(KOH溶液)中,H2O2发生氧化反应,失去电子并消耗OH-,生成O2和H2O,电极反应为: H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O,
正极(电极Ⅱ):在酸性环境(H2SO4溶液)中,H2O2发生还原反应,得到电子并结合H+,生成H2O,电极反应为: H2O2+2e-+2H+=2H2O;据此解题即可。
12.从炼锌厂的废渣(含、、、、等)中回收钴和锌的一种工艺流程如图:
下列说法错误的是
A.“加热酸浸”过程中生成的滤渣1主要成分为
B.“氧化”过程中发生反应:
C.可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作得到晶体
D.在有机溶剂中的溶解度比小
【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;铁及其化合物的性质实验;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、废渣中的SiO2不与稀硫酸反应,也不溶于水,因此“加热酸浸”后过滤得到的滤渣1主要成分为SiO2,A正确;
B、“氧化”步骤中,H2O2将酸浸后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,便于后续调pH生成Fe(OH)3沉淀除去,反应的离子方程式为:,B正确;
C、从CoSO4溶液中获得CoSO4晶体,可采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的常规结晶操作,C正确;
D、萃取分液后,ZnSO4进入有机相,CoSO4留在水相,说明ZnSO4在有机溶剂M中的溶解度大于CoSO4,这样才能实现二者的分离,D错误;
故答案为:D。
【分析】 废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等) ,SiO2不与酸反应,成为滤渣;H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再用ZnO调pH使Fe3+水解为Fe(OH)3沉淀除去。利用不同物质在有机溶剂中溶解度的差异,将ZnSO4萃取到有机相,实现与CoSO4的分离。从溶液中获取硫酸盐晶体,通常采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,再经过滤、洗涤、干燥得到纯净晶体。据此解题。
13.反应物转化为产物时,能量变化与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.由图可知比稳定
C.是催化剂,可降低反应所需的活化能
D.使用催化剂后,反应历程中的决速步为
【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;化学反应速率的影响因素;有效碰撞理论
【解析】【解答】A、从能量图可以看出,反应物 X 的总能量高于产物 Y 的总能量,该反应为放热反应,并非吸热反应,A错误;
B、物质能量越低越稳定,Y 的能量低于 X,因此稳定性:X < Y,B错误;
C、物质 M 在反应历程中先参与反应(X+M→X M),后又重新生成(Y M→Y+M),符合催化剂的特征;催化剂的作用是降低反应的活化能,加快反应速率,C正确;
D、决速步是反应历程中活化能最高的慢步骤。由曲线②可知,活化能最高的步骤是X·M→Y·M,而非 X+M→X M,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
反应热判断:反应物能量高于生成物能量,反应为放热反应;反之则为吸热反应。
稳定性判断:能量越低的物质,化学稳定性越强。
催化剂判断:催化剂在反应前后质量和化学性质不变,表现为 “先消耗、后生成”;能降低反应的活化能,但不改变反应的焓变。
决速步判断:反应的决速步是活化能最高的步骤,决定整个反应的速率。
14.常温下亚砷酸在溶液中存在多种微粒形态,向溶液中逐滴加入调节,得到微粒形态分布优势区域如图所示(虚线处表示两种形态的浓度相等),、分别表示的第二步、第三步电离平衡常数。下列有关说法错误的是
A.点对应的溶液中,
B.常温下,的第一步水解平衡常数的数量级为
C.溶液中时,
D.为酸式盐
【答案】A
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、b点时,根据电荷守恒:
代入等量关系可得:
整理得:
b点,则,,因此:
,选项中少了,等式不成立,A错误;
B、第一步水解:,水解常数。当溶液中时,,,,故,数量级为,B正确;
C、当时:
等式成立,C正确;
D、可继续电离出生成,因此属于酸式盐,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
电荷守恒应用:结合微粒浓度等量关系,整理电荷守恒式,判断离子浓度等式是否成立。
水解常数计算:利用水解平衡表达式,结合微粒浓度相等时的pH,计算水解常数并判断数量级。
电离常数乘积:将两步电离常数表达式相乘,结合微粒浓度等量关系,推导得到与的关系。
盐类分类:酸式盐的阴离子可继续电离出,据此判断盐的类型。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.蛇纹石的主要成分是、、、、、等,一种利用该矿石制备高纯度的工艺流程如下:
已知,氢硫酸的电离常数,。
(1)工业生产中通常将蛇纹石矿粉碎后再加压酸浸,其目的是   。
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品,则“滤渣1”中的主要成分是   (填化学式),提取黄色副产品过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是   。
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体,该过程化学方程式是   。
(4)为减少杂质的引入,“除铁”时可用   代替。
(5)“沉镍”时,当恰好沉淀完全(离子浓度小于,可认为完全沉淀),要保证此时不会从溶液中逸出,应控制溶液不大于   。(饱和浓度为0.1,可以用带“”的式子表示计算结果)
(6)可以用来冶炼金属镍以及生产。镍原子核外电子有   种不同空间运动状态,硫酸中硫原子的杂化类型是   。
【答案】(1)加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率
(2)、、;温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢
(3)
(4)
(5)或
(6)15;
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1)“加压酸浸”步骤中要粉碎矿石的目的是增大矿石与酸的接触面积,加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率;
故答案为: 加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率 ;
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品是硫单质,蛇纹石矿加浓硫酸酸浸,二氧化硅不反应,氧化钙和硫酸生成不易溶的硫酸钙沉淀,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,过滤得到滤渣1含有、、;提取硫单质过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是:温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢;
故答案为:、、 ; 温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢 ;
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体即二氧化硫,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,亚铁离子被氧化为铁离子,该过程化学方程式是;
故答案为:;
(4)“除铁”时加入碳酸钠消耗氢离子调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,为减少杂质的引入,可用MgO代替碳酸钠;
故答案为: ;
(5)当恰好沉淀完全,,,解得=;
故答案为:或 ;
(6)镍是28号元素,Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有15个轨道数,则镍原子核外电子有15种不同空间运动状态,中硫原子的价层电子对数为,硫酸中硫原子的杂化类型是sp3。
故答案为:15; ;
【分析】蛇纹石矿经加压浓硫酸酸浸,SiO2等不溶物成为滤渣 1,金属元素进入溶液;通入空气氧化,将 Fe2+等氧化为易除形态;加入 Na2CO3除铁,生成 Fe(OH)3等沉淀作为滤渣 2;随后加 Na2S沉镍,利用 NiS 沉淀除去镍元素,得到滤渣 3;再加入 NaOH沉镁,生成 Mg(OH)2沉淀;最后将 Mg(OH)2煅烧,分解得到高纯度的 MgO。
(1)“加压酸浸”步骤中要粉碎矿石的目的是增大矿石与酸的接触面积,加快酸浸速率,提高矿石成分浸出率;
(2)“滤渣1”经提取后可获得一种黄色副产品是硫单质,蛇纹石矿加浓硫酸酸浸,二氧化硅不反应,氧化钙和硫酸生成不易溶的硫酸钙沉淀,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,过滤得到滤渣1含有、、;提取硫单质过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是:温度过高易挥发,温度过低浸出速率慢;
(3)加压酸浸过程还生成一种有刺激性气味的气体即二氧化硫,FeS中硫离子被浓硫酸氧化为硫单质沉淀,亚铁离子被氧化为铁离子,该过程化学方程式是;
(4)“除铁”时加入碳酸钠消耗氢离子调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,为减少杂质的引入,可用MgO代替碳酸钠;
(5)当恰好沉淀完全,,,解得=;
(6)镍是28号元素,Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有15个轨道数,则镍原子核外电子有15种不同空间运动状态,中硫原子的价层电子对数为,硫酸中硫原子的杂化类型是sp3。
16.四氯化锡(熔点为-33℃,沸点为114℃,易水解生成固体)可用于分析试剂,有机合成脱水剂,可由熔融态的金属锡(,熔点为231℃)在300℃左右与氯气作用制得,利用如图所示装置制备无水(夹持和控温装置省略):
回答下列问题
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是   。
(2)装置的作用是   ,若无装置对实验有何影响?请用化学方程式表示   。
(3)实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待   时开始加热试管;为使装置起到良好效果,对装置进行的操作为   。
(4)可用测定产品中含量以判断产品的纯度,取装置中的产品,经过处理后配成溶液,用   (填仪器名称)取出放入锥形瓶中,加入二甲酚橙作指示剂,用标准液进行滴定,达到滴定终点时消耗标准液(定量关系:),则产品纯度为   (精确到小数点后两位),若滴定管规格为,样品溶液起始读数为,此时滴定管中样品溶液的实际体积为   。(填序号)
A. B. C.大于 D.小于
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)除去未反应的氯气,防止空气中的水蒸气进入中;
(3)整个装置中充满黄绿色气体;用冰水冷却
(4)酸式滴定管(或移液管);37.90%;C
【知识点】盐类水解的原理;常用仪器及其使用;中和滴定;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)盛装浓盐酸的仪器名称是恒压滴液漏斗。
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(2)氯气是污染性气体,若不进行尾气处理直接排放,会污染大气,由题目所给信息知SnCl4易水解,若不隔绝外界水蒸气则会造成产品的水解变质,所以用F装置吸收氯气、水蒸气;已知 SnCl4易水解生成固体,结合质量守恒可书写化学方程式:。
故答案为: 除去未反应的氯气,防止空气中的水蒸气进入中 ; ;
(3)A装置是氯气发生装置,实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待整个装置中充满黄绿色气体时开始加热试管;;由题给信息知SnCl4的熔点为-33℃,沸点为114℃,在300℃左右制备完成后需冷却至液态进行收集,可通过将E装置浸入冰水浴中达到目的。
故答案为: 整个装置中充满黄绿色气体 ; 用冰水冷却 ;
(4)SnCl4易水解,在溶液中需要加酸抑制水解,溶液呈酸性,取用时用酸式滴定管或移液管;已知定量关系:Sn4+~ EDTA,则n (SnCl4)=n(EDTA),m ( SnCl4)=n (SnCl4)·M(SnCl4)×=4n (SnCl4)·M(SnCl4),产品纯度===37.90%,滴定管刻度内的液体体积为45.00 mL,尖嘴处也有少量液体,则滴定管中样品溶液的实际体积大于45.00 mL,选C。
故答案为: 酸式滴定管(或移液管) ; 37.90% ;C;
【分析】(1) 根据仪器构造识别恒压滴液漏斗,其特点为漏斗与反应装置连通,可平衡气压,使液体顺利流下。
(2) 吸收未反应的有毒氯气,防止污染空气;隔绝空气中的水蒸气,避免SnCl4水解。
SnCl4易水解,化学方程式为 ,导致产品变质。
(3) 实验开始先通氯气排尽装置内空气,待整个装置充满黄绿色气体时加热,防止Sn被氧气氧化。
SnCl4熔点低、沸点不高,需用冰水冷却E装置,使SnCl4冷凝为液态收集。
(4) SnCl4溶液呈酸性且抑制水解,选用酸式滴定管(或移液管)。
根据定量关系,,代入公式计算得37.90%。滴定管刻度从上到下增大,且尖嘴处有液体,故实际体积大于45.00mL,选C。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是恒压滴液漏斗。
(2)氯气是污染性气体,若不进行尾气处理直接排放,会污染大气,由题目所给信息知SnCl4易水解,若不隔绝外界水蒸气则会造成产品的水解变质,所以用F装置吸收氯气、水蒸气;已知 SnCl4易水解生成固体,结合质量守恒可书写化学方程式:。
(3)A装置是氯气发生装置,实验开始时,先向试管中加入浓盐酸,待整个装置中充满黄绿色气体时开始加热试管;;由题给信息知SnCl4的熔点为-33℃,沸点为114℃,在300℃左右制备完成后需冷却至液态进行收集,可通过将E装置浸入冰水浴中达到目的。
(4)SnCl4易水解,在溶液中需要加酸抑制水解,溶液呈酸性,取用时用酸式滴定管或移液管;已知定量关系:Sn4+~ EDTA,则n (SnCl4)=n(EDTA),m ( SnCl4)=n (SnCl4)·M(SnCl4)×=4n (SnCl4)·M(SnCl4),产品纯度===37.90%,滴定管刻度内的液体体积为45.00 mL,尖嘴处也有少量液体,则滴定管中样品溶液的实际体积大于45.00 mL,选C。
17.是一种温室气体,研究的利用对促进低碳社会构建具有重要意义,我国科学家利用作为催化剂,实现了加氢制.
主反应为:Ⅰ.
同时伴随发生副反应:Ⅱ.
(1)已知 ,则   .
(2)一定温度下,向某容器中充入2mol和6mol,假设只发生上述反应Ⅰ,一段时间后达到平衡.
①关于上述反应体系的分析,下列说法正确的是   .
A.当时,反应达到平衡状态
B.恒温恒压下,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,平衡不移动
D.改加高效催化剂,可以提高的平衡转化率
②恒容条件下,测得反应过程中和的物质的量浓度随时间的变化如图所示,该温度下的平衡常数   (保留小数点后两位).
(3)在恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的和足量的,同时发生主、副反应.体系中的选择性(指转化为的占发生反应的的百分比)随温度、压强的变化曲线如图所示:
①   (填“>”或“=”或“<”).
②的选择性随温度升高而降低的原因可能是   .
③科学家研究了用电解法把转化为,从而消除对环境的影响,其原理如图所示:
则图中A电极接电源   极.已知B电极为惰性电极,则在水溶液中,该极的电极反应式为   .
【答案】(1)―52.7
(2)BC;3.70
(3)>;主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;负;
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡状态的判断;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)已知② ;③ 根据盖斯定律,由②+③得反应,则=-52.7。
故答案为: ―52.7 ;
(2)①A.当时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.恒温恒压下,该反应过程中,气体体积减小,气体总质量不变,混合气体的密度增大,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态,故B正确;
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,故C正确;
D.改加高效催化剂,不改变平衡状态,不可以提高的平衡转化率,故D错误;
②根据已知条件列出“三段式”
该温度下的平衡常数。
故答案为: BC ; 3.70 ;
(3)①主反应为气体体积缩小的反应,副反应为气体体积不变的反应,故压强越大,主反应正向移动,的选择性越大,故可知p1>p2;
②主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;
③由图可知,CO2在A极得到电子生成,A极为电解池的阴极,极接电源负极,B电极为惰性电极且为阳极,则在水溶液中,H2O失去电子生成O2,电极方程式为:。
故答案为: > ; 主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低 ; 负 ; ;
【分析】(1) 将已知反应Ⅱ + 反应Ⅲ,消去CO,得到主反应Ⅰ,焓变直接相加:。
(2) ①平衡状态判断:
A:速率比需满足计量数关系,应为;
B:恒温恒压下,气体总质量不变、体积减小,密度恒定说明体积不再变化,反应达平衡;
C:恒容充氩气,各物质浓度不变,平衡不移动;
D:催化剂不改变平衡,无法提高转化率。
②平衡常数计算:
由图得平衡浓度:,,;
代入公式:。
(3)① 压强比较:主反应是气体体积减小的反应,压强越大,选择性越高,故。
② 选择性随温度变化原因:主反应放热、副反应吸热,升温平衡向吸热方向移动,主反应逆向、副反应正向,选择性降低。
③ 电解池分析:A电极得电子生成,为阴极,接电源负极;
B电极为阳极,水失电子生成,电极反应: 。
(1)已知② ;③ 根据盖斯定律,由②+③得反应,则=-52.7。
(2)①A.当时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.恒温恒压下,该反应过程中,气体体积减小,气体总质量不变,混合气体的密度增大,当混合气体的密度恒定时,反应达到平衡状态,故B正确;
C.保持容器的容积不变,向体系中充入氩气,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,故C正确;
D.改加高效催化剂,不改变平衡状态,不可以提高的平衡转化率,故D错误;
故选BC;
②根据已知条件列出“三段式”
该温度下的平衡常数。
(3)①主反应为气体体积缩小的反应,副反应为气体体积不变的反应,故压强越大,主反应正向移动,的选择性越大,故可知p1>p2;
②主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,故温度升高时不利于主反应、有利于副反应的发生,所以的选择性降低;
③由图可知,CO2在A极得到电子生成,A极为电解池的阴极,极接电源负极,B电极为惰性电极且为阳极,则在水溶液中,H2O失去电子生成O2,电极方程式为:。
18.某实验小组设计的糖厂甘蔗渣利用方案如下图所示:其中是植物生长调节剂,是高分子化合物,是具有水果香味的物质。请回答以下问题:
(1)纤维素的化学式为   ,是   (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)的结构简式为   。
(3)写出下列转化的化学方程式::   ,反应类型为   。
(4)已知有机物的分子式为,且与互为同系物,则的同分异构体有   种。
(5)有机物中所含元素电负性从大到小是顺序为   ,其中与氧相连的原子的模型名称是   。
(6)已知1,2-二溴乙烷和的水溶液在加热条件发生反应:
,写出以和为主要原料,其他无机试剂任选,分步制取的合成路线流程图   。
(合成路线流程图示例为:产物1产物2……目标化合物)
【答案】(1);混合物
(2)
(3);氧化反应
(4)4
(5);平面三角形
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙醇的催化氧化实验
【解析】(1)纤维素的化学式为,高分子化合物都是混合物。
故答案为: ; 混合物
(2)B是聚乙烯,结构简式为。
故答案为: ;
(3)乙醇催化氧化为乙醛,化学方程式为,反应类型是氧化反应。
故答案为: ; 氧化反应 ;
(4)有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,C是乙酸,则M是戊酸,是羧基和丁基结合形成的,丁基有四种,故戊酸有4种。
故答案为:4;
(5)C为CH3COOH,含有C、H、O三种元素,电负性从大到小是顺序为,其中C与O形成碳氧双键,C为sp2杂化,原子的模型名称是平面三角形。
故答案为: ; 平面三角形 ;
(6)乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇,乙二醇氧化为乙二醛,再氧化为乙二酸,乙二酸与乙醇发生酯化反应生成乙二酸二乙酯;合成路线流程图为:。
故答案为:
【分析】甘蔗渣经处理得到纤维素,纤维素水解生成葡萄糖(C6H12O6);葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇(CH3CH2OH)。乙醇一部分在引发剂下生成植物生长调节剂乙烯(A),乙烯加聚为高分子化合物聚乙烯B();另一部分乙醇在 Cu、加热条件下氧化为乙醛(CH3CHO),乙醛进一步氧化为乙酸C(CH3COOH);乙酸与乙醇发生酯化反应,生成具有水果香味的乙酸乙酯D(CH3CH2OOCH3)。
(1)纤维素的化学式为,高分子化合物都是混合物。
(2)B是聚乙烯,结构简式为。
(3)乙醇催化氧化为乙醛,化学方程式为,反应类型是氧化反应。
(4)有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,C是乙酸,则M是戊酸,是羧基和丁基结合形成的,丁基有四种,故戊酸有4种。
(5)C为CH3COOH,含有C、H、O三种元素,电负性从大到小是顺序为,其中C与O形成碳氧双键,C为sp2杂化,原子的模型名称是平面三角形。
(6)乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇,乙二醇氧化为乙二醛,再氧化为乙二酸,乙二酸与乙醇发生酯化反应生成乙二酸二乙酯;合成路线流程图为:。
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