广东佛山市南海区南海中学2025-2026学年第二学期高二期中考试化学试题(含解析)

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广东佛山市南海区南海中学2025-2026学年第二学期高二期中考试化学试题(含解析)

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佛山南海中学2025-2026学年第二学期高二期中考试
化 学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 Cl 35.5 Ca 40 Ti 48 Mn 55 Ni 59 Co 59 Ga 70 Se 79 Cd 112
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、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.“挖掘文物价值,讲好中国故事”。下列有关文物的主要成分分类错误的是
A.乾隆款金瓯永固杯:杯的主要成分黄金为金属材料
B.《清明上河图》:宣纸的主要成分是人工合成有机高分子材料
C.青玉云龙纹炉:玉的主要成分为硅酸盐材料
D.商代后母戊鼎:鼎的主要成分青铜为金属材料
2.下列有关实验安全或药品存放说法错误的是
A.图标的含义是:防止锋利物品扎伤或割伤
B.新制氯水保存在棕色细口瓶中,并放置于阴凉处
C.将实验中未用完的Na块放入废液缸
D.保存溶液时,需加入少量稀盐酸和铁粉
3.高分子材料是现代社会的核心材料之一,下列说法正确的是
A.化学纤维就是合成纤维
B.聚乙烯的链节为
C.棉花、羊毛、天然橡胶都属于天然有机高分子材料
D.轮胎中加入炭黑的目的是使轮胎呈黑色
4.下列化学用语表示不正确的是
A.的电子式:
B.甲醛的结构简式:
C.基态原子的价电子排布式:
D.的名称:2,3-二甲基戊烷
5.用表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.含有的核外电子数为
B.中含有的质子数为
C.与足量的铁反应,转移的电子数为
D.标况下,氦气含有的原子数为
6.下列现象对应的离子反应方程式正确的是
A.水玻璃长期露置在空气中变浑浊
B.铜丝与铁丝缠绕一起浸在稀硫酸中,铜丝表面有气泡
C.二氧化硫通入品红溶液中,红色褪去
D.食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体产生
7.有机物M可用于稀土元素的萃取,其结构如图所示。下列关于M的说法错误的是
A.分子式为
B.与氢气完全加成的产物中含有手性碳原子
C.分子中含有4种官能团
D.与足量NaOH溶液反应,消耗
8.用下列实验装置和操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A.甲中再用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可析出深蓝色晶体
B.乙中先通再通,制备
C.验证干燥的氯气没有漂白性
D.测定生成氧气的反应速率
9.由下列事实或现象能得出相应结论的是
事实或现象 结论
A 检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+,将溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去 证明溶液中含有Fe2+
B 向0.1mol/L K2Cr2O7溶液滴加硝酸银溶液,出现红色Ag2CrO4沉淀 Ksp(Ag2CrO4)C 向0.1mol/L CuSO4溶液中加入少量NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色 证明 Cl-和H2O在配合物中存在相互竞争
D 将1mL 0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液和1mL 0.1mol/L CuSO4溶液分别滴加5mL 30% H2O2溶液,前者出现气泡快 催化效果:Fe3+>Cu2+
A.A B.B C.C D.D
10.化合物可用作定色剂,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子,与同族,的层电子总数是未成对电子数的3倍,比的价电子数少1。下列说法正确的是
A.分子极性: B.第一电离能:
C.该化合物中,的杂化方式为 D.W、X、Y只能构成共价化合物
11.某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成,其晶胞属于立方体构型,晶胞结构如下图所示,其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是
A.晶体的化学式为CdSe
B.与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有8个
C.B原子的分数坐标为
D.晶体的密度为
12.利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),工作原理如图所示(双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移)。下列说法错误的是
A.a极电势低于b极电势
B.Ni@C能提高还原反应的速率
C.a极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D.产生1 mol气体X,双极膜中质量减少36 g
13.一定条件下,与浓硫酸发生取代反应生成水和单萘磺酸,反应过程和有机物占比随时间变化如图所示:
下列说法正确的是
A.升高温度,反应Ⅰ的速率增大程度大于反应Ⅱ
B.产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ强
C.平衡常数的比值
D.加催化剂(只催化反应Ⅰ),极值点e可能变为a点
14.一种有机三元弱酸广泛存在于水果中,可用表示。25℃时,用NaOH调节溶液的pH,溶液中含各种微粒的分布系数与pH的关系如图所示[比如的分布系数:]。
下列说法正确的是
A.曲线1代表
B.pH=11时,
C.溶液、溶液都显酸性
D.反应的
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.五氨氯化钴一般指二氯化一氯五氨合钴,化学式为。某实验小组同学制备并测定其中的氨含量的实验步骤及装置(夹持装置略)如下:
.的制备
制备的操作过程如图,其原理为CoCl2在浓氨水中被H2O2氧化成(深红色晶体),不稳定,在115℃时加热脱水转化成稳定的紫红色的[Co(NH3)5Cl]Cl2。
(1)仪器Y的名称为___________。抽滤完毕,仪器X内的液体从___________倒出。
(2)写出操作过程中生成的化学方程式___________。
(3)缓慢加入6 mL浓盐酸的作用是___________。
(4)操作Z为:乙醇洗涤数次,盐酸洗涤,___________。
.测定[Co(NH3)5Cl]Cl2中的氨含量
准确称取0.2 g样品,加入20 mL水溶解,然后加入20 mL 30%NaOH溶液,充分加热,使产生的氨气全部蒸出到盛有足量硼酸溶液的氨接收瓶中,并用的标准盐酸滴定接收瓶中的氨,记下消耗盐酸的体积为7.90 mL。
(5)的标准盐酸盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定前需排出装盐酸标准溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其操作正确的图示为___________(填字母)。
(6)中NH3的质量分数为___________%(保留三位有效数字),比理论值偏___________(填“高”或“低”),造成此误差可能的原因是___________。
16.氯化铊的化学式为,为白色结晶性粉末,微溶于冷水,不溶于乙醇,主要用于毛发脱除剂,也用于烟花、信号弹和照明弹等。从某含铊废料(主要成分为、、、、、、等)中提取并制备的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)中的化合价为___________;残渣的主要成分为___________。
(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法有___________(任写两种)。
(3)工业上常常从“萃取”步骤得到的水相中逐步沉淀出金属离子回收利用,若沉淀前溶液中金属离子的浓度均为,第一步沉淀金属离子需要调节溶液pH的大小范围为___________。{已知:常温下,、、,当离子浓度时,认为该离子沉淀完全}
(4)“还原、沉淀”过程中生成无污染气体,其发生反应的离子方程式为___________。
(5)“一系列操作”具体是指___________。
(6)的立方晶胞结构与相同,则与等距离且最近的Tl有___________个;若两个Tl间的最近距离为,TlCl晶体的密度为,则阿伏加德罗常数___________(列出计算式)。
17.先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇的反应原理如下:
主反应:△H1
副反应:
副反应的反应热绝对值远远小于主反应的反应热绝对值。
(1)一定温度下,将1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g)通入到恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时,H2的转化率为4%,该反应放热a kJ。则该温度下主反应的△H1=_______。该反应自发发生的条件为_______(选填“高温”“低温”或者“任何温度”)。
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量H2(g)和CH3COOH(g) (不考虑副反应),下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.H2O的体积分数不变 D.n(H2O)和n(CH3CH2OH)的比值一定
(3)已知:Ⅰ.S表示选择性,且主反应产物的选择性往往大于副反应产物的选择性
Ⅱ.
在n(H2):n(CH3COOH)=10时:2 MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化均如图所示。
①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是_______(填字母)。
②曲线b变化的原因是_______。
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,一定能提高乙醇选择性的措施_______(填一条)。
(4)一定温度和恒定压强下,向初始体积为1 L容积可变的密闭容器中通入2 mol H2和1 mol CH3COOH同时发生主反应和副反应,测得平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,则平衡时,c(H2)_______mol/L,主反应的Kc=_______。
18.由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为C7H5NO。
已知:Ⅰ.芳香烃X用质谱仪测出的质谱图如图所示:
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
Ⅲ.
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)G的分子式是___________。
(2)③的反应类型是___________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________。
(4)阿司匹林有多种同分异构体,其中属于二元酸的芳香族化合物共有___________种;核磁共振氢谱有4组峰,峰值面积比为3:2:2:1的结构简式为___________。
(5)以下为A和其他无机物合成最合理的方案,回答有关问题:
a.写出反应⑤的试剂和条件:___________。
b.以上反应属于加成反应的是:___________。
1.B
A.金瓯永固杯的主要成分为金,属于金属材料,A正确;
B.宣纸的主要成分为天然高分子纤维素,不属于人工合成高分子,B错误;
C.玉主要为各种硅酸盐的组合,C正确;
D.鼎的主要成分为青铜,属于合金,D正确;
答案选B。
2.C
A.为锐器,防止锐器扎伤或割伤自己或他人,故A说法正确;
B.实验室中溶液保存在细口瓶中,因为HClO见光或受热易分解,因此新制氯水应保存在棕色细口瓶中,并放置于阴凉处,故B说法正确;
C.未用完的Na块放入原试剂瓶中,故C说法错误;
D.保存在FeCl2溶液时,需要加入稀盐酸和铁粉,防止Fe2+被氧化和水解,故D说法正确;
答案为C。
3.C
A.化学纤维包括合成纤维,如尼龙和再生纤维如粘胶纤维,并非仅指合成纤维,A错误;
B.聚乙烯的链节应为,而非,B错误;
C.棉花主要成分为纤维素、羊毛主要成分为蛋白质、天然橡胶为聚异戊二烯,均为自然界存在的有机高分子材料,属于天然有机高分子材料,C正确;
D.轮胎中加入炭黑的主要目的是增强橡胶的强度、耐磨性和耐久性,颜色变化是次要效果,D错误;
故选C。
4.B
A.由Ca2+和构成,与N2互为等电子体,两个C原子间形成三键,每个碳原子还有1个孤电子对,所以电子式:,A正确;
B.甲醛的分子式为CH2O,结构简式为HCHO,B不正确;
C.F为9号元素,电子排布式为1s22s22p5,则基态F原子的价电子排布式为2s22p5,C正确;
D.的主链上有5个C原子,在2、3两个主链碳原子上各连有1个-CH3,则名称为2,3-二甲基戊烷,D正确;
故选B。
5.B
A.铝离子的核外电子数为10,则1 mol铝离子含有的核外电子数为:1 mol×10×NA mol-1=10NA,A错误;
B.水分子的质子数为10,则18 g水分子中含有的质子数为:×10×NA mol-1=10NA,B正确;
C.氯气与足量的铁共热反应只能生成氯化铁,则1 mol氯气与足量的铁反应,转移的电子数为:1 mol×2×NA mol-1=2NA,C错误;
D.氦气为单原子分子,则1 mol氦气含有的原子数为:1 mol×1×NA mol-1=NA,D错误;
故选B。
6.A
A.水玻璃长期露置在空气中变浑浊:,A正确;
B.铜丝与铁丝缠绕一起浸在稀硫酸中形成原电池,Fe为负极、Cu为正极,铜丝表面有气泡:,B错误;
C.二氧化硫通入品红溶液中,红色褪去,是因为二氧化硫具有漂白性,与有色物质结合成无色物质,C错误;
D.食盐的氨水溶液中通入过量的二氧化碳,有白色固体产生:,D错误;
答案选A。
7.B
A.由结构简式可知,C原子个数为14,H原子个数为17,O原子个数为4 ,N原子个数为1,故其分子式为C14H17O4N,A正确;
B.该有机物与氢气完全加成后,没有碳原子连接4个不同原子或基团,故所有碳原子均不能被定义为手性碳原子,B错误;
C.分子中含有酯基、酰胺基、醚键、碳碳双键,共4种官能团,C正确;
D.1 mol M分子中酯基、酰胺基会各消耗1 mol NaOH,故共消耗2 mol NaOH,D正确;
故答案选B。
8.A
A.乙醇可降低硫酸四氨合铜的溶解度,再用玻璃棒摩擦烧杯内壁产生微小的晶核,可析出深蓝色晶体,能达到目的,A正确;
B.氨气极易溶于水,长导管进气易发生倒吸,应将通入氨气、二氧化碳的导管口互换,不能达到目的,B错误;
C.鲜花中有水,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,能使鲜花褪色,不能达到目的,C错误;
D.丁装置使用长颈漏斗,且长颈漏斗下端未浸入液面以下,生成的氧气会从长颈漏斗口逸出;同时该装置无有效计量气体体积的装置,无法测定反应速率,不能达到目的,D错误;
故选A。
9.BC
A.溶液中若含有,酸性高锰酸钾会被还原而褪色,但溶液中的Cl 在酸性条件下也可能被高锰酸钾氧化,导致紫红色褪去。因此,褪色不能直接证明存在,结论错误,A错误;
B.中存在平衡:,向0.1mol/L 溶液滴加硝酸银溶液,出现红色沉淀,两种沉淀是同种类型的电解质,说明的更小,B正确;
C.在水溶液中以形式存在,溶液呈蓝色,加入少量NaCl固体,平衡正向移动,变大,溶液变为黄绿色(蓝色和黄色的组合色是绿色),说明Cl 和H2O在配合物中存在相互竞争,C正确;
D.中浓度为0.2mol/L,而中浓度为0.1mol/L,未控制变量(浓度不同),无法直接比较催化效果,结论错误,D错误;
故选BC。
10.A
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。的原子核内无中子,则为氢元素,与同族,的层电子总数是未成对电子数的3倍,比的价电子数少1,若未成对电子数为1,L层电子数为3,则为B元素,为铝元素,为Be元素,若未成对电子数为2,L层电子数为6,则为O元素,为硫元素,为N元素,若未成对电子数为3,L层电子数为9,不满足电子排布规律,结合化合物分子式,可知为O元素,为硫元素,为N元素。
A.由分析可知,XW3是NH3为极性分子,ZY3是SO3为非极性分子,分子极性NH3 > SO3,即XW3 > ZY3,A正确;
B.同周期元素中,第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族,故氧元素第一电离能小于氮元素,不满足Y > X > W,B错误;
C.化合物H2NSO3H中,X(N)在-NH2基团中为sp3杂化,非sp2杂化,C错误;
D.W、X、Y(H、N、O)可形成离子化合物(如NH4NO3),非只能构成共价化合物,D错误;
故答案选A。
11.B
A.Se位于晶胞内部,晶胞中Se的个数为4,Cd的个数为8×+6×=4,故化学式为CdSe,A正确;
B.晶胞中Cd的位置位于顶点和面心,所以晶胞中与Cd原子距离最近且相等的Cd原子应有12个,B错误;
C.根据晶胞中各原子的位置及点坐标,可得出B原子的分数坐标为(,,),C正确;
D.晶胞中含有4个CdSe单元,其质量为,晶胞体积为,故晶体的密度为,D正确。
故选B。
12.B
由图可知,5-羟甲基糠醛(HMF)在板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)上转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,故b极(Ni@C)为阳极,a极(石墨烯)为阴极,据此分析作答。
A.由分析可知,a极为阴极,b极为阳极,阳极电势高于阴极电势,即b极电势高于a极电势,A正确;
B.利用板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)电催化将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-呋喃二甲酸(FDCA),羟基和醛基转化为羧基,该反应为氧化反应,Ni@C能提高氧化反应的速率,B错误;
C.石墨烯(a)为阴极,水在阴极得到电子生成气体X(H2),电极反应式为,C正确;
D.每产生1 mol 转移2 mol e-,双极膜中有2 mol 移向阳极,同时有2 mol 移向阴极,双极膜中质量减少,D正确;
故选B。
13.CD
A.由右图可知,反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ,反应速率越快,反应的活化能越小,则反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ,升高温度,活化能大的反应速率增大的程度越大,则反应Ⅰ的速率增大程度小于反应Ⅱ,故A错误;
B.由左图可知,产物Ⅰ转化为产物Ⅱ的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,物质的能量越大越不稳定,则产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ弱,故B错误;
C.由盖斯定律可知,反应Ⅱ—反应Ⅰ得到反应,由右图可知,平衡时产物Ⅱ的占比为72%、产物Ⅰ的占比为12%,设平衡时浓度为c,则的浓度为6c,反应的平衡常数K====6,故C正确;
D.加入只催化反应Ⅰ的催化剂,反应Ⅰ的速率增大,产物Ⅰ的占比增大,则右图中极值点e变为a点,故D正确;
故选CD。
14.D
为有机三元弱酸,用NaOH调节溶液的pH,溶液的pH越小,的分布系数越大,溶液的pH越大,的分布系数越大,则曲线1,2,3,4分别代表、、、的分布系数,由图可知,溶液中H3A、H2A-的浓度相等时,溶液pH为2.1,则电离常数Ka1(H3A)= = c(H+)=10-2.1,同理可知,Ka2(H3A)=10-7.2、Ka3(H3A)=10-12.3,据此分析;
A.pH越小,的分布系数越大,pH越大,的分布系数越大,因此曲线1代表,曲线4代表,A错误;
B.根据电荷守恒,溶液中存在,选项等式左边缺少,B错误;
C.由电离常数可知,的水解常数Kh==>Ka3,则在溶液中的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,的水解常数,则在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,故C错误;
D.由方程式可知,反应的平衡常数K=====105.1,D正确;
答案选D。
15.(1) 布氏漏斗 上口
(2)
(3)增大的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出
(4)在115℃下加热
(5) 酸式 D
(6) 33.6 低 氨气未被接收瓶完全吸收(答案合理即可)
(1)仪器Y的名称为布氏漏斗;抽滤完毕,仪器X(抽滤瓶)内的液体从“抽滤瓶的上口”倒出;故答案为:布氏漏斗;上口;
(2)反应物为CoCl2 6H2 O、浓氨水(NH3 H2 O)、H2 O2 、NH4 Cl(实验开始时加入的固体),产物为[Co(NH3 )5 (H2 O)]Cl3 (深红色晶体);Co的价态变化:CoCl2 中Co为+2价,被H2 O2 氧化为+3价(配合物中Co为+3价);配体组成:配合物含5个NH3 和1个H2 O,配位数为6,符合钴(Ⅲ)的配位数特征;配平:CoCl2 →[Co(NH3 )5 (H2 O)]Cl3 ,每个Co原子失去1 e-;H2 O2中O从 1价变为 2价,每个H2 O2 分子得到2 e-,因此CoCl2 与H2 O2 的系数比为2:1;故答案为:;
(3)浓盐酸提供高浓度Cl ,增大Cl 的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出;故答案为:增大Cl 的浓度,使平衡逆向移动,利于结晶析出;
(4)不稳定,在115℃时加热脱水转化成稳定的紫红色的[Co(NH3)5Cl]Cl2,所以洗涤(乙醇、盐酸)后,将 在115℃下加热转化为最终所需产物[Co(NH3)5Cl]Cl2,故答案为:在115℃下加热;
(5)的标准盐酸显酸性,应盛放在酸式滴定管中;酸式滴定管排气泡的正确操作为D(快速放液,利用液体冲击力带出气泡),故答案为:酸式;D;
(6)氨的物质的量n(NH3)=n(HCl)=0.5000 mol/L×7.90×10-3 L=3.95×10-3 mol,
氨的质量m(NH3)= 3.95×10-3 mol×17g/mol=0.06715 g,氨的质量分数=,[Co(NH3 )5 Cl]Cl2 的摩尔质量约为250.4 g/mol,其中NH3 的理论上的质量分数为,实验计算值33.6%比理论值偏低,
造成误差的可能原因:加热时,氨气未完全蒸出,导致氨气未被接收瓶完全吸收;故答案为:33.6;偏低;导致氨气未被接收瓶完全吸收。
16.(1) +3 和
(2)升温、粉碎含铊废料、增大和混合液及溶液的浓度(任答两种即可)
(3)
(4)
(5)过滤、乙醇洗涤、干燥(多写“降温结晶、冷水洗涤”也可)
(6) 12
含铊废料中加入H2SO4、KMnO4、NaCl后得到含NaTlCl4、Fe3+、Zn2+溶液和含SiO2、PbSO4的滤渣,然后“萃取”步骤分别沉淀Fe3+、Zn2+,“反萃取”步骤加入CH3COONH4将NaTlCl4转化为NH4[TlCl4],“还原、沉淀”步骤用N2H4还原[TlCl4]-得到TlCl粗品,再经过过滤、乙醇洗涤、干燥得到TlCl固体。
(1)NH4[TlCl4]中Tl的化合价为+3;残渣的主要成分为PbSO4和SiO2。
(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法为升温、粉碎含铊废料、增大KMnO4和H2SO4混合液及NaCl溶液的浓度。
(3)由于常温下,、,当Fe3+沉淀完全时,,,此时溶液的pH=2.8,当Zn2+开始沉淀时,,此时溶液的pH=6.3,因此第一步沉淀时需要调节溶液pH的大小范围为。
(4)由有无污染气体生成、TlCl微溶于冷水可知,反应产物中有N2,且沉淀为TlCl,故“还原、沉淀”过程中发生反应的离子方程式为。
(5)“一系列操作”具体是指过滤、乙醇洗涤、干燥。
(6)由NaCl的晶胞结构可知,与Tl等距离且最近的Tl有12个;一个晶胞中有Tl的个数为,Cl的个数为,根据TlCl的密度计算阿伏加德罗常数。
17.(1) -10a kJ/mol 低温
(2)D
(3) a 主反应和副反应均为放热反应,温度升高,主反应和副反应的平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应 使用对主反应催化活性更高的催化剂(或加压)
(4) 1 2
(1)根据反应方程式可知:CH3COOH与H2按照1:2的物质的量关系反应。现在在恒压条件下加入1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g),可见H2过量,反应达到平衡时H2的转化率为4%,反应消耗H2的物质的量是n(H2)=5 mol×4%=0.2 mol,该反应放热a kJ,则2 mol H2(g)完全反应放出热量为Q=10a kJ,故的反应热△H1=-10a kJ/mol;
该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,△H<0,△S<0,根据反应自发进行的条件是△G=△H-T△S<0,则该反应自发发生的条件为低温条件;
(2)A.反应混合物都是气体,气体的质量不变。反应在恒温、恒压条件下进行,气体的体积随着气体的物质的量的改变而改变,则混合气体的密度随着气体的物质的量的改变而改变,因此根据气体的密度不变作为判断化学平衡的标志,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体物质的量减小的反应,反应混合物都是气体,气体的质量不变,若气体的平均相对分子质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.在恒温恒压条件下进行该反应,若反应正向进行,H2O(g)的体积分数就会增大;若反应逆向进行,H2O(g)的体积分数就会减小,若其体积分数不变,则说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.若反应开始加入反应物,则生成的n(H2O):n(CH3CH2OH)=1:1,则无论反应是否达到平衡状态,在任何时刻二者的物质的量的比都始终是1:1,因此不能根据n(H2O):n(CH3CH2OH)不变判断反应是否达到平衡状态,D符合题意;
故合理选项是 D;
(3)①主反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,化学平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是a;
②主反应和副反应的正反应均为放热反应,升高温度,化学平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,所以乙醇的选择性随着温度升高而减小;
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,由于主反应的正反应是气体体积减小的反应,而副反应反应前后气体的物质的量不变,因此要提高乙醇选择性,可以是增大压强;或者是使用对主反应催化活性更高的催化剂,来提高主反应中乙醇选择性;
(4)反应开始时容器的容积为1 L,加入物质的物质的量:n(CH3COOH)=1 mol,n(H2)=2 mol,平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,假设主反应产生H2O的物质的量为x,假设副反应产生H2O的物质的量是y,根据主反应中物质反应转化关系可知平衡时各种气体的物质的量:n(CH3COOH)=(1-x) mol,n(H2)=(2-2x) mol,n(CH3CH2OH)= n(H2O)=x mol。它们的平衡时的物质的量又是副反应起始时的物质的量,由副反应方程式:中物质反应转化关系可知平衡时:n(CH3COOH)=(1-x-y) mol,n(CH3CH2OH)=(x-y) mol,n(CH3COOC2H5)=y mol,n(H2O)=(x+y) mol=0.8 mol。平衡时气体的物质的量减少20%,则n(总)平衡=n(CH3COOH)+n(CH3CH2OH)+n(CH3COOC2H5)+n(H2O)+n(H2)=(1-x-y) mol+(x-y) mol+y mol+0.8 mol+(2-2x) mol=(1+2)mol×80%=2.4 mol,两式联立,解得x=0.6 mol,y=0.2 mol。容器的容积与气体的物质的量呈正比。反应开始时容器容积是1 L,气体总物质的量是3 mol,反应达到平衡时气体物质的量减小20%,则平衡时容器的容积V=1 L×80%=0.8 L,故平衡时H2的平衡浓度:c(H2)==1 mol/L;c(CH3CH2OH)==0.5 mol/L,c(CH3COOH)==0.25 mol/L,c(H2O)==1.0 mol/L,故主反应的化学平衡常数K==2。
18.(1)
(2)还原反应
(3)
(4) 10 或
(5) O2,催化剂并加热 ①③
根据质谱图可知,芳香烃X的相对分子质量为92,则其分子式为C7H8,结构简式为;,X与氯气发生取代反应生成A,A是一氯代物,A转化生成B,B催化氧化生成C,C能与银氨溶液反应生成D,故B含有醇羟基、C含有醛基,故A为,B为,C为,D酸化生成E,故D为,E为;在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F,结合反应③的产物可知F为,F转化生成G,由于苯胺容易被氧化,由反应信息Ⅰ、反应信息Ⅱ可知,G为,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO,与的分子式相比减少1分子H2O,发生缩聚反应生成H为,据此分析解题。
(1)根据分析可知,G的是,其分子式为;
(2)G为发生还原反应生成,③的反应类型是还原反应;
(3)反应⑤的化学方程式是;
(4)阿司匹林的同分异构体中属于二元羧酸的芳香族化合物,苯环有1个侧链为-CH(COOH)2;苯环有2个侧链为-COOH、-CH2COOH,有邻、间、对3种位置关系;苯环有3个侧链为-COOH、-COOH、-CH3,2个羧基有邻、间、对3种位置,对应的甲基分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的同分异构体共有1+3+(2+3+1)=10种,其中核磁共振氢谱有4种峰,峰值面积比为3:2:2:1的结构简式为或;
(5)由有机物A和其他无机物合成,可用逆推法分析, 结合官能团的变化可得苯环发生加成反应、氯原子发生消去反应、碳碳双键发生加成反应、氯原子发生水解反应,羟基被氧化为醛基而得到目标产物,故反应⑤的试剂是氧气,反应条件为催化剂并加热;以上反应属于加成反应的是:①③。

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