【精品解析】广东省云浮市2024-2025学年高一下学期期末化学试卷

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广东省云浮市2024-2025学年高一下学期期末化学试卷
一、选择题:本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。
1.在食品工业中,抗氧化剂的功能是延缓或防止食品氧化变质。下列物质不能作抗氧化剂的是
A.维生素C B.二氧化硫 C.纯碱 D.活性铁粉
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;铁的化学性质;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、维生素C具有强还原性,能有效防止食品氧化,可用作抗氧化剂,A错误;
B、二氧化硫具有还原性,能抑制氧化酶活性,常用于葡萄酒等食品的抗氧化和防腐,B错误;
C、纯碱(碳酸钠)呈碱性,但并无还原性,通常用作酸度调节剂或疏松剂,无法延缓氧化反应,C正确;
D、活性铁粉易与氧气反应,常用作脱氧剂以吸收包装内的氧气,(如月饼、坚果包装中),属于抗氧化剂,D错误;
故答案为:C
【分析】抗氧化剂本质是具有还原性、能被氧化,从而保护食品不被氧化。
2.化学与生活、生产密切相关。下列物质的性质与应用均正确且有对应关系的是
选项 物质的性质 应用
A 硅有导电性 用于制作光导纤维
B 碳酸钠可以与盐酸反应 用于治疗胃酸过多
C 二氧化硫具有氧化性 用于葡萄酒的杀菌防腐
D 醋酸酸性比碳酸强 用醋酸来清除暖水瓶中的水垢
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】硅和二氧化硅;乙酸的化学性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质
【解析】【解答】A、硅有导电性,但制作光导纤维的是二氧化硅(SiO2),利用其导光性,而非单质硅的导电性,性质与应用不对应,A错误;
B、碳酸钠能与盐酸反应,但它碱性较强,对胃黏膜有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多(治疗胃酸过多常用碳酸氢钠或氢氧化铝),B错误;
C、二氧化硫用于葡萄酒杀菌防腐,主要利用的是它的还原性(抑制氧化酶活性、防止葡萄酒氧化变质)和能使蛋白质变性的性质,而非氧化性,性质与应用不对应,C错误;
D、醋酸酸性比碳酸强,能与水垢(主要成分为碳酸钙、氢氧化镁)发生反应,生成可溶于水的醋酸盐,从而清除水垢,性质与应用均正确且有对应关系,D正确;
故答案为:D
【分析】做题时一定要看清楚所描述的物质的性质与化学应用是否存在一一对应的关系,要注意,选项所描述的说法可能都正确,但不存在因果关系,要选择存在因果关系并且描述均正确的选项;
3.绿色化学强调提高原子利用率,减少副产物。下列四种化工工艺中,原子利用率为的是
A.乙烯与氧气在催化剂作用下制环氧乙烷
B.工业冶炼制粗硅
C.工业上采用电解法冶炼铝
D.工业上利用地沟油制肥皂
【答案】A
【知识点】工业制金属铝;硅和二氧化硅;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、乙烯与氧气在催化剂的作用下反应生成环氧乙烷,反应式为:,反应物原子全部转化为产物,无副产物,原子利用率100%,A正确;
B、工业制粗硅的反应为:SiO2+2CSi+2CO↑,产物包含CO,原子利用率未达100%,B错误;
C、电解氧化铝生成铝和氧气:2Al2O34Al +3O2↑,氧气为副产物,原子利用率未达100%,C错误;
D、地沟油主要成分为油脂,油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠(肥皂的主要成分)和甘油,甘油为副产物,原子利用率未达100%,D错误;
故答案为:A
【分析】绿色化学又叫环境友好化学,核心是从源头上消除污染,提高原子利用率,尽量零排放、少副产物,多用加成、化合这类无副反应的反应。
4.化学与生产、生活、环境密切相关,下列离子方程式书写正确的是
A.用氢氟酸溶蚀玻璃:
B.铝制餐具不宜长时间存放酸性食物:
C.工业上用氯气和石灰乳制漂白粉:
D.用NaOH溶液吸收工业废气中的
【答案】D
【知识点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响;硅和二氧化硅;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、HF是弱酸,在离子方程式中不能拆分为H+和F-,选项中却将其拆分了,故正确的离子方程式为:SiO2+4HF =SiF4↑+2H2O,A错误;
B、Al2O3与H+反应生成Al3+和水,选项中产物正确但方程式未配平,电荷、原子均不守恒,故正确的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,B错误;
C、石灰乳是悬浊液,Ca(OH)2在离子方程式中不能拆分为Ca2+和OH-,必须保留化学式,故正确的离子方程式为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O,C错误;
D、NO2与氢氧化钠溶液中发生歧化反应,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,原子、电荷均守恒,正确的离子方程式为:,D正确;
故答案为:D
【分析】一般来说,离子方程式的正误判断我们从以下几个方面来判断:是否符合守恒规律。
离子方程式的书写应当满足电荷守恒、原子守恒、电子守恒关系,否则离子方程式的书写错误;离子方程式的书写是否符合客观事实;是否正确使用符号;拆分是否正确;离子反应是否写全;是否符合量的关系。
5.下列实验操作与安全的注意事项中,正确的是
A.点燃乙烯前,应先检验其纯度
B.闻气体气味时,直接凑近瓶口猛吸
C.实验室用手直接取用金属钠
D.稀释浓硫酸时,将水缓慢倒入浓硫酸中并搅拌
【答案】A
【知识点】浓硫酸的性质;钠的化学性质;烃类的燃烧
【解析】【解答】A、乙烯是可燃性气体,点燃可燃性气体前需验纯以防止气体不纯净而发生爆炸,A正确;
B、闻气体时应轻扇闻气,使少量气体飘进鼻孔,直接猛吸可能吸入过多有害气体,甚至引发中毒,B错误;
C、金属钠腐蚀性强、遇水剧烈反应,接触皮肤可能引发反应,不能用手直接拿,要用镊子取用,C错误;
D、稀释浓硫酸必须酸入水,沿杯壁慢慢倒入并搅拌;若水倒入浓硫酸,会暴沸溅出伤人,D错误;
故答案为:A
【分析】实验室里点燃可燃性气体前一定要先检验纯度防止爆炸,闻气体气味时应用手轻轻扇动使少量气体飘入鼻孔,不能直接凑近瓶口猛吸;取用金属、腐蚀性药品严禁用手直接接触,需用镊子或药匙;稀释浓硫酸必须将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中并不断搅拌,切不可将水倒入浓硫酸中,同时实验中还要规范取用药品、严格按顺序操作,避免违规操作引发中毒、腐蚀、飞溅、爆炸等安全事故。
6.下列关于糖类、油脂、蛋白质的叙述正确的是
A.油脂是高分子化合物
B.糖类都能发生水解反应
C.蛋白质在人体内消化后会产生氨基酸
D.糖类、油脂和蛋白质都是仅由C、H、O三种元素组成
【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、高分子化合物相对分子质量通常上万,油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量很小,不属于高分子化合物,A错误;
B、糖类分为单糖、二糖、多糖;葡萄糖、果糖等单糖不能发生水解反应,只有二糖和多糖可以水解,因此不是所有糖类都能水解,B错误;
C、蛋白质在人体内先水解为多肽,进一步水解最终生成氨基酸,被人体吸收利用,C正确;
D、糖类、油脂都是仅由C、H、O三种元素组成,蛋白质中还含有N,部分还含有S、P等元素,并不是仅由C、H、O三种元素组成,D错误;
故答案为:C
【分析】蛋白质进入人体后,先在胃和肠道中在蛋白酶、肽酶的催化作用下,逐步发生水解,先分解为多肽,再进一步继续水解,最终全部生成小分子氨基酸,这些氨基酸被肠道吸收进入血液,输送到全身各处,用于合成人体自身所需的蛋白质、修补组织、生长发育,也可氧化分解为人体提供能量。
7.下列化学用语或者描述不正确的是
A.乙醇的分子式: B.甲烷的结构式:
C.乙烯的结构简式: D.苯()中含有碳碳双键
【答案】D
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;分子式;结构式;结构简式
【解析】【解答】A、分子式只表示元素组成和原子个数,不体现结构,而乙醇的结构简式为:,故分子式为:,A正确;
B、甲烷的分子式为,C与H之间通过共价键相连,选项中完整表示了分子中所有原子和化学键,故结构式为:,B正确;
C、乙烯的官能团是碳碳双键,在结构简式中要保留其特殊的官能团,故结构简式为:,C正确;
D、苯分子中不存在独立的碳碳双键,其碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊大π键,D错误;
故答案为:D
【分析】易错点是苯的结构:苯环的凯库勒式只是一种习惯表示,并不代表苯中存在碳碳双键,苯不能发生烯烃的加成反应(如使溴水褪色),也不能被酸性高锰酸钾氧化。
8.下列关于有机化合物的性质或用途的描述中,正确的是
A.正丁烷在光照条件下可与氯气发生取代反应
B.酒精中加入钠,产生气泡,证明乙醇含有羟基
C.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有氧化性
D.乙酸和乙醇在常温下混合,迅速发生酯化反应生成乙酸乙酯
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;乙烯的物理、化学性质;甲烷的取代反应;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、烷烃的特征反应就是光照下与氯气发生卤代取代反应,正丁烷属于烷烃,光照条件下能和Cl2发生取代反应,A正确;
B、钠与乙醇反应产生氢气,可证明乙醇中含有羟基(-OH),但若乙醇中含有水,钠也会与水反应生成氢气,因此该实验不能绝对证明乙醇含有羟基(需用无水乙醇),B错误;
C、乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为乙烯被高锰酸钾氧化,乙烯表现出还原性而非氧化性,C错误;
D、乙酸和乙醇在常温下混合,酯化反应速率很慢几乎不反应,需要浓硫酸作催化剂并加热才能迅速反应,D错误;
故答案为:A
【分析】做有机物性质与用途选择题时,要紧扣各类有机物的特征官能团和典型反应条件,区分反应所需的温度、催化剂等前提条件,辨别反应体现的是氧化性还是还原性,不能仅凭表面现象下结论,还要注意同类物质的共性与差异、反应是否需要特定条件才能发生,同时排除逻辑不严谨、缺少对照就妄下推断的错误选项。
9.锌锡原电池装置如图所示。下列叙述错误的是
A.锡(Sn)极为正极,发生还原反应
B.电子由锌极流出经电解质溶液流向锡极
C.锡极的电极反应式为
D.负极减轻0.65g时转移0.02mol电子
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、由金属活动性顺序表可知,锡的活泼性弱于锌,因此作正极,溶液中的H+在此得电子被还原产生氢气,A正确;
B、原电池中,电子只能在导线中移动,溶液中依靠阴阳离子的定向移动形成闭合回路,电子不会穿过电解质溶液,B错误;
C、锡是原电池的正极,氢离子得到电子发生还原反应产生氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,C正确;
D、该原电池的反应为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,当其减轻0.65g时,,1molZn失去2mol电子,则转移0.02mol电子,D正确;
故答案为:B
【分析】在锌锡原电池中,锌的金属活动性比锡强,该原电池中自发的氧化还原反应为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,其中锌元素化合价升高,锌为原电池的负极,负极的电极反应为:,则锡为原电池的正极,正极的电极反应为:2H++2e-=H2↑。电子由Zn极流出,经外电路导线流向Sn极,而不是通过电解质溶液。
10.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂发生反应以达到富集的目的,化学反应为,下列说法正确的是
A.在反应中表现氧化性
B.在反应中被还原
C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
D.在反应中得到1mol电子
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、反应中Br元素的化合价从0降至-1价,得到电子,发生还原反应,Br2作为氧化剂,表现氧化性,A正确;
B、SO2中S元素的化合价从+4价升至+6价,失去电子,发生氧化反应,被氧化而非被还原,B错误;
C、氧化产物是还原剂(被氧化)失去电子后,化合价升高,变成的产物也就是H2SO4;还原产物是氧化剂(被还原)得到电子后,化合价降低,变成的产物也就是HBr;故反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,而非2:1,C错误;
D、1mol Br2得到2mol电子(每个Br原子得1个,共2mol Br原子得电子),D错误;
故答案为:A
【分析】观察氧化还原反应每进行一摩尔会转移多少摩尔的电子,然后用这个值乘上这个化学反应进行了几摩尔。 ①单线桥法 箭头由还原剂中被氧化的元素指向氧化剂中被还原的元素,箭头方向为电子转移方向。 在桥上标明转移电子总数。 ②双线桥法 箭头分别由氧化剂指向还原产物,由还原剂指向氧化产物;箭头两端所指元素相同;箭头不表示电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。 在桥上标明得失电子数量;得失电子总数相等。
11.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol环己烷中含有的共价键数目为
B.标准状况下,分子中含原子总数为
C.乙酸溶液中含有数目为
D.1mol由乙醇和乙烯组成的混合物完全燃烧,消耗分子数目为
【答案】D
【知识点】乙醇的物理、化学性质;气体摩尔体积;物质的量浓度;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、环己烷的结构为环状饱和烃,也就是说环己烷(C6H12)每个分子含有6个C-C键和12个C-H键,共18个共价键,1mol环己烷含18NA个共价键,A错误;
B、标准状况下SO3为固态,不能用气体摩尔体积来进行求算,故22.4L SO3的物质的量远大于1mol,无法计算原子总数,B错误;
C、乙酸是弱电解质,在溶液中只能部分电离,因此在乙酸溶液中CH3COO-数目小于0.1NA,C错误;
D、乙醇燃烧的化学反应方程式:,1mol乙醇消耗3molO2;乙烯燃烧的化学反应方程式:,1mol乙烯也消耗3molO2;因此,无论乙醇和乙烯以何种比例混合,1mol该混合物完全燃烧,消耗的O2分子数恒为3NA,D正确;
故答案为:D
【分析】阿伏加德罗定律在使用时要注意以下几个方面:
前提条件:指问题设置的前提(外界因素),如标准状况,常温常压,温度为25℃、压强为1.01×105Pa等。若后面设置的量为物质的体积,则需要考虑所给物质是否为气体、是否为标准状况。若后面所给的量为物质的质量或物质的量,则不需要考虑物质所处环境是否为标准状况。22.4L/mol是在标准状况(0 ℃,1.01×105Pa)下的气体摩尔体积;物质状态:22.4L/mol使用的对象是气体(包括混合气体),只有气体才可用气体摩尔体积;气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)等。
12.从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑦电解时阴极产生氯气
C.步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作
D.步骤⑤的化学反应属于复分解反应
【答案】B
【知识点】化学基本反应类型;海水资源及其综合利用;过滤
【解析】【解答】A、海水和贝壳都是自然界中广泛存在的原料,来源丰富,因此此法提取镁的优点之一是原料来源丰富,A正确;
B、步骤⑦电解熔融MgCl2时,发生的电极反应为阳极:(产生氯气),阴极:(析出金属镁),氯气在阳极生成,不是阴极,B错误;
C、步骤④加入石灰乳后,会生成Mg(OH)2沉淀,需要通过过滤将沉淀分离出来,因此可以再次进行过滤操作,C正确;
D、步骤⑤是Mg(OH)2与盐酸反应:,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应,D正确;
故答案为:B
【分析】由从海水中提取镁的工艺流程图可知,贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加适量水反应得到石灰乳,海水经结晶、过滤得到粗盐和母液;母液中加入石灰乳、过滤得到氢氧化镁,氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液,氯化镁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到六水氯化镁,六水氯化镁在氯化氢氛围中加热脱水制得无水氯化镁,电解熔融氯化镁制得金属镁。
13.下列实验操作、现象与结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向某溶液中滴加稀盐酸 产生无色气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊 溶液中一定含
B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 该溶液一定是钠盐溶液
C 向溶液中加入少量铁粉,振荡,滴加KSCN溶液 溶液变红 反应后溶液中含
D 炽热铜丝接触燃着的酒精灯内焰 铜丝由黑色变红色 乙醇表现出酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】焰色反应;二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的催化氧化实验
【解析】【解答】A、向溶液中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,该气体可能是CO2,也可能是SO2。对应的离子可能是HCO3-、CO32-、HSO3-或SO32-,因此不能确定溶液中一定含HCO3-,A错误;
B、焰色试验火焰呈黄色,说明溶液中含有钠元素,但不一定是钠盐溶液,也可能是NaOH溶液等含钠的碱溶液,B错误;
C、向FeCl3溶液中加入少量铁粉,发生反应:。若铁粉不足,反应后溶液中仍有未反应的Fe3+,滴加KSCN溶液会变红,说明溶液中含Fe3+。现象与结论均正确,C正确;
D、炽热铜丝与酒精灯内焰的乙醇蒸气反应:
,铜丝由黑变红,是乙醇被氧化为乙醛,乙醇表现出还原性,而非酸性,D错误;
故答案为:C
【分析】做题时一定要看清楚所描述的实验操作与化学实验现象与结论是否存在一一对应的关系,要注意,选项所描述的说法可能都正确,但不存在因果关系,要选择存在因果关系并且描述均正确的选项;
14.T℃时,向一恒容密闭容器中充入CO和,发生反应(注:g代表气态),测得正、逆反应速率与时间的关系如图所示。下列推断正确的是
A.a点正反应速率小于b点正反应速率
B.逆反应速率:
C.b点正、逆反应速率相等但不等于0
D.其他条件不变,时改变的条件是降低温度
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、由图可知,0~t1,正反应速率大于逆反应速率,处于从正方向建立平衡的过程,a点正反应速率大于b点正反应速率,A错误;
B、b点是第一次达到平衡时的逆反应速率,而d点是第二次达到平衡时的逆反应速率。t2时刻条件改变后,反应速率整体增大,说明体系温度或压强发生了变化,平衡状态改变,因此v(b)
C、b点时,正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态。但平衡是动态平衡,正、逆反应并未停止,速率都不为0,C正确;
D、若t2时刻降低温度,正、逆反应速率都会突然减小,而图中t2时刻v'正和v'逆都是突然增大的,与降温的特征不符。该反应是气体分子数不变的反应,因此t2时刻的改变条件应为增大压强或加入催化剂,D错误;
故答案为:C
【分析】化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”,“一等”即正反应速率等于逆反应速率,其意义是针对反应体系中同一反应物(或生成物)而言的,而不是同一反应中的不同物质。若用同一反应中不同物质来表示正反应速率和逆反应速率,必须要求两速率反向(切忌单向速率)且两速率之比等于其对应的化学计量数之比。“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变;对于全为气体的可逆反应,当左右气体含量之比相同时,混合气体总物质的量不变。
15.短周期主族元素在元素周期表的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A.原子半径大小:
B.Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.简单氢化物的热稳定性:
D.Y的氧化物常用于制造太阳能电池板
【答案】A
【知识点】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、除稀有气体外,同周期从左到右元素原子半径递减,同主族时,核电荷数越大,原子半径越大,则原子半径大小:Y>Z>X,A正确;
B、Z的最高价氧化物对应的水化物为磷酸,磷酸是典型的中强酸,不属于强酸,B错误;
C、同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,简单氢化物越稳定,简单氢化物的热稳定性:Y<Z<T,C错误;
D、Y为Si,硅单质是半导体材料,用于制作芯片和太阳能电池;而其氧化物是二氧化硅,常用于光导纤维,D错误;
故答案为:A
【分析】根据短周期主族元素的位置关系,结合题干信息X位于第二周期,Y、Z、T位于第三周期,第三周期的Y、Z依次相邻,X与Z隔一列可推得:X:N(氮),Y:Si(硅),Z:P(磷),T:S(硫);
16.镁、铝或铁的部分“价-类”二维图如图所示,下列叙述错误的是
A.若a为铝,铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生,则d能与NaOH反应生成e
B.若a为铁,铁在氧气中燃烧火星四射,产生黑色固体,则c在空气中能稳定存在
C.若a为镁,则在空气中灼烧c可以生成b
D.若强磁铁能吸附a粉末,则均能与稀硝酸反应生成e
【答案】B
【知识点】镁的化学性质;铝的化学性质;镁、铝的重要化合物;铁的化学性质
【解析】【解答】A、若a为铝,铝和盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生,d是Al(OH)3能和NaOH反应生成,A正确;
B、若a为铁,铁在氧气中燃烧火星四射,产生黑色固体,c为Fe(OH)2,Fe(OH)2的还原性极强,在空气中会迅速被氧化为灰绿色,最终变为红褐色的Fe(OH)3,因此无法稳定存在,B错误;
C、若a为镁,c为Mg(OH)2,在空气中灼烧生成MgO,化学方程式:,C正确;
D、若强磁铁能吸附a粉末,a为铁,b为FeO,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,稀硝酸与铁及其化合物反应时,无论铁元素是0价、+2价,最终都会被氧化为+3价的铁盐,D正确;
故答案为:B
【分析】根据Fe、Al、Mg元素的价类二维图,可知a是单质,故a可能为:Al、Mg(或Fe);b是氧化物且化合价为+2价,故b可能为:MgO或FeO;c是碱且化合价为+2价,故c可能为:Mg(OH)2或Fe(OH)2;d是碱且化合价为+3价,故d可能为:Fe(OH)3或Al(OH)3;e是盐且化合价为+3价,故e可能为:或盐或盐。
二、非选择题:本题包括4小题,共52分。
17.某小组设计实验探究催化氧化制备的原理(如图1)。回答下列问题:
已知:的熔点为16.8℃,沸点为。
(1)实验室常用图2装置制备,宜选择的试剂为   (填标号)。
a.的硝酸和粉末 b.的硫酸和粉末
c.Cu和的硫酸 d.饱和溶液和的硫酸
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是   。
(3)A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、   和   。
(4)B装置中的作用是   ,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为   。
(5)C装置中冰盐水的作用是   ,E装置中观察到的现象是   。
【答案】(1)bd
(2)分液漏斗
(3)干燥气体;调节气体流速(此两空不分先后)
(4)作催化剂;
(5)降低温度,使凝固;红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)
【知识点】二氧化硫的性质;化学实验操作的先后顺序;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)、图2装置制备,为固液不加热反应,宜选择的试剂为b.的硫酸和粉末、d.饱和溶液和的硫酸;硝酸氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,不生成二氧化硫;铜和浓硫酸需要加热生成二氧化硫;故答案为:bd;
(2)、图2中带活塞的玻璃仪器的名称是分液漏斗;
(3)、浓硫酸具有吸水性,可以做干燥剂,且气体通过溶液可以通过气泡观察气体流速,故A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、干燥气体、调节气体流速(此两空不分先后);
(4)、B装置中的作用是催化二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为:;
(5)、已知:的熔点为16.8℃,冰水可使三氧化硫冷凝,故C装置中冰盐水的作用是降低温度,使凝固,E装置中二氧化硫和氢氧化钠反应使得溶液碱性减弱,观察到的现象是红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)。
【分析】本实验的核心是探究SO2在V2O5催化下与O2反应生成SO3的过程。首先是装置A:原料气的干燥与混合,带水蒸气的SO2和O2。瓶中浓硫酸会吸收SO2和O2中的水蒸气,避免水蒸气进入后续装置,且浓硫酸的液封能防止倒吸,同时均匀的气流也能避免后续装置中气流不稳定;装置B:SO2的催化氧化反应,使用硬质玻璃管中装有催化剂V2O5,下方用酒精灯加热,V2O5先将SO2氧化为SO3,自身被还原为V2O4,随后V2O4又被O2氧化为V2O5,完成催化循环;装置C:SO3的冷凝收集,将U型管置于冰盐水浴中,反应生成的气态SO3进入U型管后,在低温下迅速冷凝为无色晶体(固态SO3),实现产物与尾气的初步分离;装置D:安全缓冲装置,用两个球形干燥管防倒吸同时稳定尾气的流速;装置E:尾气处理与监测,用装有含酚酞的NaOH溶液的试管吸收尾气。
(1)图2装置制备,为固液不加热反应,宜选择的试剂为b.的硫酸和粉末、d.饱和溶液和的硫酸;硝酸氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,不生成二氧化硫;铜和浓硫酸需要加热生成二氧化硫;故选bd;
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是分液漏斗;
(3)浓硫酸具有吸水性,可以做干燥剂,且气体通过溶液可以通过气泡观察气体流速,故A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、干燥气体、调节气体流速(此两空不分先后);
(4)B装置中的作用是催化二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为;
(5)已知:的熔点为16.8℃,冰水可使三氧化硫冷凝,故C装置中冰盐水的作用是降低温度,使凝固,E装置中二氧化硫和氢氧化钠反应使得溶液碱性减弱,观察到的现象是红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)。
18.亚硝酸钠俗称“工业盐”,在建筑行业用作防冻剂。以硝酸厂排放的废气(主要成分是和)为原料制备的工艺如图所示。回答下列问题:
(1)“碱吸”时,若气体只有,补充以下反应的产物:   ,若气体是的混合气体且,则反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为   。
(2)母液中含有少量可循环利用的物质,则母液可以返回工艺中“   ”(填标号)操作循环利用。
A.重结晶 B.净化 C.碱吸
(3)为了探究的性质,室温下,取适量产品溶于水,将得到的溶液分成甲、乙、丙三份,进行如下实验:
实验 操作及现象
a 向甲中滴加酚酞溶液,溶液变红色
b 向乙中滴加稀硫酸和少量的KI-淀粉溶液,溶液变蓝色
c 向丙中滴加少量的酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
①室温下,溶液的pH   (填“>”“<”或“=”)7。
②由实验b可知,具有   (填“氧化性”或“还原性”)。
③实验c中还原产物为,该反应的离子方程式为   。
【答案】(1);1:1
(2)C
(3)>;氧化性;
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;性质实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)、“碱吸”时,若气体只有,根据氧化还原反应原理,氮元素化合价由+4价降低为+3价、升高为+5价,反应为:,若气体是的混合气体且,则反应为:,NO为还原剂,NO2为氧化剂,既是氧化产物又是还原产物,反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为:1:1;
(2)、根据分析,母液中含NaNO3、Na2CO3,可循环利用到碱吸工序,选C;
(3)、a中酚酞变红,说明NaNO2溶液显碱性;b中溶液变蓝,说明有I2生成,即NaNO2将I-氧化为I2,说明NaNO2具有氧化性;c中酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸根被还原为Mn2+,说明NaNO2具有还原性。
①、根据分析,室温下,溶液的pH>7;
②、由实验b可知,具有:氧化性;
③、实验c中还原产物为,则被氧化为,该反应的离子方程式为:。
【分析】本工艺以硝酸厂含NO、NO2的废气为原料,通过净化→碱吸收→溶液精制(重结晶)→产品分离的步骤,将有毒氮氧化物转化为高附加值的工业盐亚硝酸钠(NaNO2),同时实现母液的循环,先对废气进行净化,通过水洗和干燥的方式,去除废气中的固体杂质、酸雾和水分,避免后续碱吸工序中杂质干扰反应、堵塞设备,或与Na2CO3发生副反应;接着碱吸收,NO和NO2按1:1的物质的量比,与Na2CO3溶液发生歧化反应,生成目标产物NaNO2、副产物NaNO3和CO2,当NO2过量时,会发生副反应生成NaNO3,反应生成的CO2气体从体系中逸出,得到含NaNO2、少量NaNO3和未反应Na2CO3的混合溶液。此时要需调节NO和NO2的比例,使两者尽可能按1:1反应,减少NaNO3副产物的生成,提高NaNO2的产率;接着重结晶,利用不同钠盐的溶解度差异,通过蒸发浓缩、冷却结晶,可使NaNO2优先结晶析出。
(1)“碱吸”时,若气体只有,根据氧化还原反应原理,氮元素化合价由+4价降低为+3价、升高为+5价,反应为:,若气体是的混合气体且,则反应为:,NO为还原剂,NO2为氧化剂,既是氧化产物又是还原产物,反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为:1:1;
(2)根据分析,母液中含NaNO3、Na2CO3,可循环利用到碱吸工序,选C;
(3)a中酚酞变红,说明NaNO2溶液显碱性;b中溶液变蓝,说明有I2生成,即NaNO2将I-氧化为I2,说明NaNO2具有氧化性;c中酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸根被还原为Mn2+,说明NaNO2具有还原性。
①根据分析,室温下,溶液的pH>7;
②由实验b可知,具有:氧化性;
③实验c中还原产物为,则被氧化为,该反应的离子方程式为:。
19.高纯硅可用于制成芯片。工业上高纯硅可通过以下反应制得:(注:g代表气态,s代表固态)。回答下列问题:
(1)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,下列情况不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.氢气的质量不随时间变化 B.气体的总压强不随时间变化
C. D.HCl气体的体积分数保持不变
(2)制备高纯硅的尾气不能排入空气,下列吸收HCl的方式合理的是   (填标号)。
(3)上述反应的正反应是吸热反应,下列能量变化符合逆反应的是   (填“a”或“b”)。
(4)在1100℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得反应过程中各物质的物质的量(n)随时间的变化如图所示。
①表示与时间关系的曲线是   (填“”或“”)。
②内,用HCl表示的平均反应速率为   ,实际工业生产中,常通入过量的目的是   。
③已知每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为   (用含Q的代数式表示)kJ。
④的平衡转化率为   %。
【答案】(1)C
(2)BD
(3)b
(4);0.15;加快反应速率,提高的转化率;;30
【知识点】吸热反应和放热反应;化学平衡状态的判断;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】(1)A、氢气的质量不随时间变化时其浓度保持不变,反应达到平衡状态,A错误;
B、该反应前后气体分子数增多,恒容条件下,压强不变时达到平衡状态,B错误;
C、只能说明此时两者物质的量相同,不能判断达到平衡状态,C正确;
D、该反应前后气体分子数增多,HCl气体的体积分数保持不变时达到平衡状态,D错误;
故答案为:C
(2)、该反应的尾气中含HCl,在水中的溶解度很大,尾气处理时需要防倒吸,BD能防倒吸,AC不能防倒吸,故答案为:BD;
(3)、吸热反应中:反应物总能量低于生成物的总能量,a表示正反应,逆反应为放热反应,b表示逆反应;
(4)、随着反应正向进行,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增多,根据起始投料量可知L1代表H2,L3代表SiHCl3,L2代表HCl,L4代表Si。
①、表示与时间关系的曲线是:L2;
②、内,SiHCl3的物质的量变化量为:(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式可知,HCl的物质的量变化量为:,用HCl表示的平均反应速率为:,实际工业生产中,通入过量的目的是:加快反应速率,提高的转化率;
③、的物质的量为:,每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为:0.3QkJ;
④、4h达到平衡状态,H2的物质的量变化量为(3-2.7)mol=0.3mol,根据方程式可知的物质的量变化量也为0.3mol,故的平衡转化率为:。
【分析】化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”,“一等”即正反应速率等于逆反应速率,其意义是针对反应体系中同一反应物(或生成物)而言的,而不是同一反应中的不同物质。若用同一反应中不同物质来表示正反应速率和逆反应速率,必须要求两速率反向(切忌单向速率)且两速率之比等于其对应的化学计量数之比。“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变;对于全为气体的可逆反应,当左右气体含量之比相同时,混合气体总物质的量不变。
书写化学反应三段式时的注意事项:单位一致,确保起始量、变化量和平衡量的单位保持一致;注意化学计量数、注意物质状态固体、纯液体一般不参与其中;考虑可逆反应的平衡量不是完全转化的结果,而是反应物和生成物共存的状态。此时需要根据反应的转化率或平衡常数进行计算。
(1)A.氢气的质量不随时间变化时其浓度保持不变,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体分子数增多,恒容条件下,压强不变时达到平衡状态,B不符合题意;
C.只能说明此时两者物质的量相同,不能判断达到平衡状态,C符合题意;
D.该反应前后气体分子数增多,HCl气体的体积分数保持不变时达到平衡状态,D不符合题意;
故选C。
(2)该反应的尾气中含HCl,在水中的溶解度很大,尾气处理时需要防倒吸,BD能防倒吸,AC不能防倒吸,故选BD;
(3)吸热反应中:反应物总能量低于生成物的总能量,a表示正反应,逆反应为放热反应,b表示逆反应;
(4)随着反应正向进行,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增多,根据起始投料量可知L1代表H2,L3代表SiHCl3,L2代表HCl,L4代表Si。
①表示与时间关系的曲线是:L2;
②内,SiHCl3的物质的量变化量为:(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式可知,HCl的物质的量变化量为:,用HCl表示的平均反应速率为:,实际工业生产中,通入过量的目的是:加快反应速率,提高的转化率;
③的物质的量为:,每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为:0.3QkJ;
④4h达到平衡状态,H2的物质的量变化量为(3-2.7)mol=0.3mol,根据方程式可知的物质的量变化量也为0.3mol,故的平衡转化率为:。
20.有机高分子材料在生产、生活中有广泛应用。以石油化工的基本产品为原料合成三种高分子材料的工艺如图所示,其中B可以调节植物生长,也可用于催熟果实。回答下列问题:
(1)G的分子式是   ,B和E互为   (填“同分异构体”或“同系物”)。
(2)B的电子式为   ,A的结构简式为   。
(3)上述C和F转化为G的反应类型是   (填标号)。
a加聚反应 b.氧化反应 c.取代反应 d.还原反应
(4)F中含氧官能团的名称是   ,D的化学名称是   。
(5)写出的化学方程式:   。
(6)M是G的同分异构体,M能与溶液反应,且不为环状化合物,符合条件的M有   种(不考虑立体异构)。
【答案】(1)C5H8O2;同系物
(2);
(3)c
(4)羧基;聚丙烯
(5)nCH3CH=CH2
(6)8
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙烯的物理、化学性质;聚合反应
【解析】【分析】(1)、根据分析G为CH2=CHCOOCH2CH3,分子式为C5H8O2;乙烯和丙烯结构相似,相差1个“CH2”,为同系物;
(2)、乙烯中C与C共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;A为聚乙烯,结构简式为;
(3)、C(CH3CH2OH)和F(CH2=CHCOOH)发生酯化反应时生成G,酯化反应属于取代反应,故答案为:c;
(4)、F为CH2=CHCOOH,含氧官能团为羧基;D为,名称为聚丙烯;
(5)、丙烯加聚生成聚丙烯的方程式为nCH3CH=CH2;
(6)、M能与NaHCO3反应说明M中含有羧基,没有环状结构说明含有碳碳双键,同分异构体有、、、、、、、,共8种。
【分析】B可以调节植物生长,也可用于催熟果实,B为乙烯(CH2=CH2),乙烯加聚可生成聚乙烯A(),乙烯与H2O发生加成反应生成C(CH3CH2OH),E为丙烯(CH3CH=CH2),发生加聚反应生成聚丙烯D(),丙烯经氧化反应生成F(CH2=CHCOOH),C和F发生酯化反应生成G(CH2=CHCOOCH2CH3),在催化剂作用下发生加聚反应生成H()这个流程以石油化工基础产品乙烯、丙烯为原料,通过不同反应合成三种高分子材料:乙烯直接加聚得到聚乙烯塑料A;丙烯直接加聚得到聚丙烯塑料D;乙烯转化为乙醇、丙烯氧化为丙烯酸,两者酯化得到丙烯酸乙酯,再加聚得到高聚物H(聚丙烯酸乙酯)。
(1)根据分析G为CH2=CHCOOCH2CH3,分子式为C5H8O2;乙烯和丙烯结构相似,相差1个“CH2”,为同系物;
(2)乙烯中C与C共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;A为聚乙烯,结构简式为;
(3)C(CH3CH2OH)和F(CH2=CHCOOH)发生酯化反应时生成G,酯化反应属于取代反应,故选c;
(4)F为CH2=CHCOOH,含氧官能团为羧基;D为,名称为聚丙烯;
(5)丙烯加聚生成聚丙烯的方程式为nCH3CH=CH2;
(6)M能与NaHCO3反应说明M中含有羧基,没有环状结构说明含有碳碳双键,同分异构体有、、、、、、、,共8种。
1 / 1广东省云浮市2024-2025学年高一下学期期末化学试卷
一、选择题:本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。
1.在食品工业中,抗氧化剂的功能是延缓或防止食品氧化变质。下列物质不能作抗氧化剂的是
A.维生素C B.二氧化硫 C.纯碱 D.活性铁粉
2.化学与生活、生产密切相关。下列物质的性质与应用均正确且有对应关系的是
选项 物质的性质 应用
A 硅有导电性 用于制作光导纤维
B 碳酸钠可以与盐酸反应 用于治疗胃酸过多
C 二氧化硫具有氧化性 用于葡萄酒的杀菌防腐
D 醋酸酸性比碳酸强 用醋酸来清除暖水瓶中的水垢
A.A B.B C.C D.D
3.绿色化学强调提高原子利用率,减少副产物。下列四种化工工艺中,原子利用率为的是
A.乙烯与氧气在催化剂作用下制环氧乙烷
B.工业冶炼制粗硅
C.工业上采用电解法冶炼铝
D.工业上利用地沟油制肥皂
4.化学与生产、生活、环境密切相关,下列离子方程式书写正确的是
A.用氢氟酸溶蚀玻璃:
B.铝制餐具不宜长时间存放酸性食物:
C.工业上用氯气和石灰乳制漂白粉:
D.用NaOH溶液吸收工业废气中的
5.下列实验操作与安全的注意事项中,正确的是
A.点燃乙烯前,应先检验其纯度
B.闻气体气味时,直接凑近瓶口猛吸
C.实验室用手直接取用金属钠
D.稀释浓硫酸时,将水缓慢倒入浓硫酸中并搅拌
6.下列关于糖类、油脂、蛋白质的叙述正确的是
A.油脂是高分子化合物
B.糖类都能发生水解反应
C.蛋白质在人体内消化后会产生氨基酸
D.糖类、油脂和蛋白质都是仅由C、H、O三种元素组成
7.下列化学用语或者描述不正确的是
A.乙醇的分子式: B.甲烷的结构式:
C.乙烯的结构简式: D.苯()中含有碳碳双键
8.下列关于有机化合物的性质或用途的描述中,正确的是
A.正丁烷在光照条件下可与氯气发生取代反应
B.酒精中加入钠,产生气泡,证明乙醇含有羟基
C.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有氧化性
D.乙酸和乙醇在常温下混合,迅速发生酯化反应生成乙酸乙酯
9.锌锡原电池装置如图所示。下列叙述错误的是
A.锡(Sn)极为正极,发生还原反应
B.电子由锌极流出经电解质溶液流向锡极
C.锡极的电极反应式为
D.负极减轻0.65g时转移0.02mol电子
10.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂发生反应以达到富集的目的,化学反应为,下列说法正确的是
A.在反应中表现氧化性
B.在反应中被还原
C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
D.在反应中得到1mol电子
11.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol环己烷中含有的共价键数目为
B.标准状况下,分子中含原子总数为
C.乙酸溶液中含有数目为
D.1mol由乙醇和乙烯组成的混合物完全燃烧,消耗分子数目为
12.从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑦电解时阴极产生氯气
C.步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作
D.步骤⑤的化学反应属于复分解反应
13.下列实验操作、现象与结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向某溶液中滴加稀盐酸 产生无色气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊 溶液中一定含
B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 该溶液一定是钠盐溶液
C 向溶液中加入少量铁粉,振荡,滴加KSCN溶液 溶液变红 反应后溶液中含
D 炽热铜丝接触燃着的酒精灯内焰 铜丝由黑色变红色 乙醇表现出酸性
A.A B.B C.C D.D
14.T℃时,向一恒容密闭容器中充入CO和,发生反应(注:g代表气态),测得正、逆反应速率与时间的关系如图所示。下列推断正确的是
A.a点正反应速率小于b点正反应速率
B.逆反应速率:
C.b点正、逆反应速率相等但不等于0
D.其他条件不变,时改变的条件是降低温度
15.短周期主族元素在元素周期表的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A.原子半径大小:
B.Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.简单氢化物的热稳定性:
D.Y的氧化物常用于制造太阳能电池板
16.镁、铝或铁的部分“价-类”二维图如图所示,下列叙述错误的是
A.若a为铝,铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生,则d能与NaOH反应生成e
B.若a为铁,铁在氧气中燃烧火星四射,产生黑色固体,则c在空气中能稳定存在
C.若a为镁,则在空气中灼烧c可以生成b
D.若强磁铁能吸附a粉末,则均能与稀硝酸反应生成e
二、非选择题:本题包括4小题,共52分。
17.某小组设计实验探究催化氧化制备的原理(如图1)。回答下列问题:
已知:的熔点为16.8℃,沸点为。
(1)实验室常用图2装置制备,宜选择的试剂为   (填标号)。
a.的硝酸和粉末 b.的硫酸和粉末
c.Cu和的硫酸 d.饱和溶液和的硫酸
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是   。
(3)A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、   和   。
(4)B装置中的作用是   ,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为   。
(5)C装置中冰盐水的作用是   ,E装置中观察到的现象是   。
18.亚硝酸钠俗称“工业盐”,在建筑行业用作防冻剂。以硝酸厂排放的废气(主要成分是和)为原料制备的工艺如图所示。回答下列问题:
(1)“碱吸”时,若气体只有,补充以下反应的产物:   ,若气体是的混合气体且,则反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为   。
(2)母液中含有少量可循环利用的物质,则母液可以返回工艺中“   ”(填标号)操作循环利用。
A.重结晶 B.净化 C.碱吸
(3)为了探究的性质,室温下,取适量产品溶于水,将得到的溶液分成甲、乙、丙三份,进行如下实验:
实验 操作及现象
a 向甲中滴加酚酞溶液,溶液变红色
b 向乙中滴加稀硫酸和少量的KI-淀粉溶液,溶液变蓝色
c 向丙中滴加少量的酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
①室温下,溶液的pH   (填“>”“<”或“=”)7。
②由实验b可知,具有   (填“氧化性”或“还原性”)。
③实验c中还原产物为,该反应的离子方程式为   。
19.高纯硅可用于制成芯片。工业上高纯硅可通过以下反应制得:(注:g代表气态,s代表固态)。回答下列问题:
(1)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,下列情况不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.氢气的质量不随时间变化 B.气体的总压强不随时间变化
C. D.HCl气体的体积分数保持不变
(2)制备高纯硅的尾气不能排入空气,下列吸收HCl的方式合理的是   (填标号)。
(3)上述反应的正反应是吸热反应,下列能量变化符合逆反应的是   (填“a”或“b”)。
(4)在1100℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得反应过程中各物质的物质的量(n)随时间的变化如图所示。
①表示与时间关系的曲线是   (填“”或“”)。
②内,用HCl表示的平均反应速率为   ,实际工业生产中,常通入过量的目的是   。
③已知每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为   (用含Q的代数式表示)kJ。
④的平衡转化率为   %。
20.有机高分子材料在生产、生活中有广泛应用。以石油化工的基本产品为原料合成三种高分子材料的工艺如图所示,其中B可以调节植物生长,也可用于催熟果实。回答下列问题:
(1)G的分子式是   ,B和E互为   (填“同分异构体”或“同系物”)。
(2)B的电子式为   ,A的结构简式为   。
(3)上述C和F转化为G的反应类型是   (填标号)。
a加聚反应 b.氧化反应 c.取代反应 d.还原反应
(4)F中含氧官能团的名称是   ,D的化学名称是   。
(5)写出的化学方程式:   。
(6)M是G的同分异构体,M能与溶液反应,且不为环状化合物,符合条件的M有   种(不考虑立体异构)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;铁的化学性质;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、维生素C具有强还原性,能有效防止食品氧化,可用作抗氧化剂,A错误;
B、二氧化硫具有还原性,能抑制氧化酶活性,常用于葡萄酒等食品的抗氧化和防腐,B错误;
C、纯碱(碳酸钠)呈碱性,但并无还原性,通常用作酸度调节剂或疏松剂,无法延缓氧化反应,C正确;
D、活性铁粉易与氧气反应,常用作脱氧剂以吸收包装内的氧气,(如月饼、坚果包装中),属于抗氧化剂,D错误;
故答案为:C
【分析】抗氧化剂本质是具有还原性、能被氧化,从而保护食品不被氧化。
2.【答案】D
【知识点】硅和二氧化硅;乙酸的化学性质;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质
【解析】【解答】A、硅有导电性,但制作光导纤维的是二氧化硅(SiO2),利用其导光性,而非单质硅的导电性,性质与应用不对应,A错误;
B、碳酸钠能与盐酸反应,但它碱性较强,对胃黏膜有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多(治疗胃酸过多常用碳酸氢钠或氢氧化铝),B错误;
C、二氧化硫用于葡萄酒杀菌防腐,主要利用的是它的还原性(抑制氧化酶活性、防止葡萄酒氧化变质)和能使蛋白质变性的性质,而非氧化性,性质与应用不对应,C错误;
D、醋酸酸性比碳酸强,能与水垢(主要成分为碳酸钙、氢氧化镁)发生反应,生成可溶于水的醋酸盐,从而清除水垢,性质与应用均正确且有对应关系,D正确;
故答案为:D
【分析】做题时一定要看清楚所描述的物质的性质与化学应用是否存在一一对应的关系,要注意,选项所描述的说法可能都正确,但不存在因果关系,要选择存在因果关系并且描述均正确的选项;
3.【答案】A
【知识点】工业制金属铝;硅和二氧化硅;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、乙烯与氧气在催化剂的作用下反应生成环氧乙烷,反应式为:,反应物原子全部转化为产物,无副产物,原子利用率100%,A正确;
B、工业制粗硅的反应为:SiO2+2CSi+2CO↑,产物包含CO,原子利用率未达100%,B错误;
C、电解氧化铝生成铝和氧气:2Al2O34Al +3O2↑,氧气为副产物,原子利用率未达100%,C错误;
D、地沟油主要成分为油脂,油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠(肥皂的主要成分)和甘油,甘油为副产物,原子利用率未达100%,D错误;
故答案为:A
【分析】绿色化学又叫环境友好化学,核心是从源头上消除污染,提高原子利用率,尽量零排放、少副产物,多用加成、化合这类无副反应的反应。
4.【答案】D
【知识点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响;硅和二氧化硅;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、HF是弱酸,在离子方程式中不能拆分为H+和F-,选项中却将其拆分了,故正确的离子方程式为:SiO2+4HF =SiF4↑+2H2O,A错误;
B、Al2O3与H+反应生成Al3+和水,选项中产物正确但方程式未配平,电荷、原子均不守恒,故正确的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,B错误;
C、石灰乳是悬浊液,Ca(OH)2在离子方程式中不能拆分为Ca2+和OH-,必须保留化学式,故正确的离子方程式为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O,C错误;
D、NO2与氢氧化钠溶液中发生歧化反应,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,原子、电荷均守恒,正确的离子方程式为:,D正确;
故答案为:D
【分析】一般来说,离子方程式的正误判断我们从以下几个方面来判断:是否符合守恒规律。
离子方程式的书写应当满足电荷守恒、原子守恒、电子守恒关系,否则离子方程式的书写错误;离子方程式的书写是否符合客观事实;是否正确使用符号;拆分是否正确;离子反应是否写全;是否符合量的关系。
5.【答案】A
【知识点】浓硫酸的性质;钠的化学性质;烃类的燃烧
【解析】【解答】A、乙烯是可燃性气体,点燃可燃性气体前需验纯以防止气体不纯净而发生爆炸,A正确;
B、闻气体时应轻扇闻气,使少量气体飘进鼻孔,直接猛吸可能吸入过多有害气体,甚至引发中毒,B错误;
C、金属钠腐蚀性强、遇水剧烈反应,接触皮肤可能引发反应,不能用手直接拿,要用镊子取用,C错误;
D、稀释浓硫酸必须酸入水,沿杯壁慢慢倒入并搅拌;若水倒入浓硫酸,会暴沸溅出伤人,D错误;
故答案为:A
【分析】实验室里点燃可燃性气体前一定要先检验纯度防止爆炸,闻气体气味时应用手轻轻扇动使少量气体飘入鼻孔,不能直接凑近瓶口猛吸;取用金属、腐蚀性药品严禁用手直接接触,需用镊子或药匙;稀释浓硫酸必须将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中并不断搅拌,切不可将水倒入浓硫酸中,同时实验中还要规范取用药品、严格按顺序操作,避免违规操作引发中毒、腐蚀、飞溅、爆炸等安全事故。
6.【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、高分子化合物相对分子质量通常上万,油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量很小,不属于高分子化合物,A错误;
B、糖类分为单糖、二糖、多糖;葡萄糖、果糖等单糖不能发生水解反应,只有二糖和多糖可以水解,因此不是所有糖类都能水解,B错误;
C、蛋白质在人体内先水解为多肽,进一步水解最终生成氨基酸,被人体吸收利用,C正确;
D、糖类、油脂都是仅由C、H、O三种元素组成,蛋白质中还含有N,部分还含有S、P等元素,并不是仅由C、H、O三种元素组成,D错误;
故答案为:C
【分析】蛋白质进入人体后,先在胃和肠道中在蛋白酶、肽酶的催化作用下,逐步发生水解,先分解为多肽,再进一步继续水解,最终全部生成小分子氨基酸,这些氨基酸被肠道吸收进入血液,输送到全身各处,用于合成人体自身所需的蛋白质、修补组织、生长发育,也可氧化分解为人体提供能量。
7.【答案】D
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;分子式;结构式;结构简式
【解析】【解答】A、分子式只表示元素组成和原子个数,不体现结构,而乙醇的结构简式为:,故分子式为:,A正确;
B、甲烷的分子式为,C与H之间通过共价键相连,选项中完整表示了分子中所有原子和化学键,故结构式为:,B正确;
C、乙烯的官能团是碳碳双键,在结构简式中要保留其特殊的官能团,故结构简式为:,C正确;
D、苯分子中不存在独立的碳碳双键,其碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊大π键,D错误;
故答案为:D
【分析】易错点是苯的结构:苯环的凯库勒式只是一种习惯表示,并不代表苯中存在碳碳双键,苯不能发生烯烃的加成反应(如使溴水褪色),也不能被酸性高锰酸钾氧化。
8.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;乙烯的物理、化学性质;甲烷的取代反应;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、烷烃的特征反应就是光照下与氯气发生卤代取代反应,正丁烷属于烷烃,光照条件下能和Cl2发生取代反应,A正确;
B、钠与乙醇反应产生氢气,可证明乙醇中含有羟基(-OH),但若乙醇中含有水,钠也会与水反应生成氢气,因此该实验不能绝对证明乙醇含有羟基(需用无水乙醇),B错误;
C、乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为乙烯被高锰酸钾氧化,乙烯表现出还原性而非氧化性,C错误;
D、乙酸和乙醇在常温下混合,酯化反应速率很慢几乎不反应,需要浓硫酸作催化剂并加热才能迅速反应,D错误;
故答案为:A
【分析】做有机物性质与用途选择题时,要紧扣各类有机物的特征官能团和典型反应条件,区分反应所需的温度、催化剂等前提条件,辨别反应体现的是氧化性还是还原性,不能仅凭表面现象下结论,还要注意同类物质的共性与差异、反应是否需要特定条件才能发生,同时排除逻辑不严谨、缺少对照就妄下推断的错误选项。
9.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、由金属活动性顺序表可知,锡的活泼性弱于锌,因此作正极,溶液中的H+在此得电子被还原产生氢气,A正确;
B、原电池中,电子只能在导线中移动,溶液中依靠阴阳离子的定向移动形成闭合回路,电子不会穿过电解质溶液,B错误;
C、锡是原电池的正极,氢离子得到电子发生还原反应产生氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,C正确;
D、该原电池的反应为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,当其减轻0.65g时,,1molZn失去2mol电子,则转移0.02mol电子,D正确;
故答案为:B
【分析】在锌锡原电池中,锌的金属活动性比锡强,该原电池中自发的氧化还原反应为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,其中锌元素化合价升高,锌为原电池的负极,负极的电极反应为:,则锡为原电池的正极,正极的电极反应为:2H++2e-=H2↑。电子由Zn极流出,经外电路导线流向Sn极,而不是通过电解质溶液。
10.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、反应中Br元素的化合价从0降至-1价,得到电子,发生还原反应,Br2作为氧化剂,表现氧化性,A正确;
B、SO2中S元素的化合价从+4价升至+6价,失去电子,发生氧化反应,被氧化而非被还原,B错误;
C、氧化产物是还原剂(被氧化)失去电子后,化合价升高,变成的产物也就是H2SO4;还原产物是氧化剂(被还原)得到电子后,化合价降低,变成的产物也就是HBr;故反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,而非2:1,C错误;
D、1mol Br2得到2mol电子(每个Br原子得1个,共2mol Br原子得电子),D错误;
故答案为:A
【分析】观察氧化还原反应每进行一摩尔会转移多少摩尔的电子,然后用这个值乘上这个化学反应进行了几摩尔。 ①单线桥法 箭头由还原剂中被氧化的元素指向氧化剂中被还原的元素,箭头方向为电子转移方向。 在桥上标明转移电子总数。 ②双线桥法 箭头分别由氧化剂指向还原产物,由还原剂指向氧化产物;箭头两端所指元素相同;箭头不表示电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。 在桥上标明得失电子数量;得失电子总数相等。
11.【答案】D
【知识点】乙醇的物理、化学性质;气体摩尔体积;物质的量浓度;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、环己烷的结构为环状饱和烃,也就是说环己烷(C6H12)每个分子含有6个C-C键和12个C-H键,共18个共价键,1mol环己烷含18NA个共价键,A错误;
B、标准状况下SO3为固态,不能用气体摩尔体积来进行求算,故22.4L SO3的物质的量远大于1mol,无法计算原子总数,B错误;
C、乙酸是弱电解质,在溶液中只能部分电离,因此在乙酸溶液中CH3COO-数目小于0.1NA,C错误;
D、乙醇燃烧的化学反应方程式:,1mol乙醇消耗3molO2;乙烯燃烧的化学反应方程式:,1mol乙烯也消耗3molO2;因此,无论乙醇和乙烯以何种比例混合,1mol该混合物完全燃烧,消耗的O2分子数恒为3NA,D正确;
故答案为:D
【分析】阿伏加德罗定律在使用时要注意以下几个方面:
前提条件:指问题设置的前提(外界因素),如标准状况,常温常压,温度为25℃、压强为1.01×105Pa等。若后面设置的量为物质的体积,则需要考虑所给物质是否为气体、是否为标准状况。若后面所给的量为物质的质量或物质的量,则不需要考虑物质所处环境是否为标准状况。22.4L/mol是在标准状况(0 ℃,1.01×105Pa)下的气体摩尔体积;物质状态:22.4L/mol使用的对象是气体(包括混合气体),只有气体才可用气体摩尔体积;气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne)、三原子分子(如O3)、四原子分子(如P4)等。
12.【答案】B
【知识点】化学基本反应类型;海水资源及其综合利用;过滤
【解析】【解答】A、海水和贝壳都是自然界中广泛存在的原料,来源丰富,因此此法提取镁的优点之一是原料来源丰富,A正确;
B、步骤⑦电解熔融MgCl2时,发生的电极反应为阳极:(产生氯气),阴极:(析出金属镁),氯气在阳极生成,不是阴极,B错误;
C、步骤④加入石灰乳后,会生成Mg(OH)2沉淀,需要通过过滤将沉淀分离出来,因此可以再次进行过滤操作,C正确;
D、步骤⑤是Mg(OH)2与盐酸反应:,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应,D正确;
故答案为:B
【分析】由从海水中提取镁的工艺流程图可知,贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加适量水反应得到石灰乳,海水经结晶、过滤得到粗盐和母液;母液中加入石灰乳、过滤得到氢氧化镁,氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液,氯化镁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到六水氯化镁,六水氯化镁在氯化氢氛围中加热脱水制得无水氯化镁,电解熔融氯化镁制得金属镁。
13.【答案】C
【知识点】焰色反应;二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的催化氧化实验
【解析】【解答】A、向溶液中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,该气体可能是CO2,也可能是SO2。对应的离子可能是HCO3-、CO32-、HSO3-或SO32-,因此不能确定溶液中一定含HCO3-,A错误;
B、焰色试验火焰呈黄色,说明溶液中含有钠元素,但不一定是钠盐溶液,也可能是NaOH溶液等含钠的碱溶液,B错误;
C、向FeCl3溶液中加入少量铁粉,发生反应:。若铁粉不足,反应后溶液中仍有未反应的Fe3+,滴加KSCN溶液会变红,说明溶液中含Fe3+。现象与结论均正确,C正确;
D、炽热铜丝与酒精灯内焰的乙醇蒸气反应:
,铜丝由黑变红,是乙醇被氧化为乙醛,乙醇表现出还原性,而非酸性,D错误;
故答案为:C
【分析】做题时一定要看清楚所描述的实验操作与化学实验现象与结论是否存在一一对应的关系,要注意,选项所描述的说法可能都正确,但不存在因果关系,要选择存在因果关系并且描述均正确的选项;
14.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A、由图可知,0~t1,正反应速率大于逆反应速率,处于从正方向建立平衡的过程,a点正反应速率大于b点正反应速率,A错误;
B、b点是第一次达到平衡时的逆反应速率,而d点是第二次达到平衡时的逆反应速率。t2时刻条件改变后,反应速率整体增大,说明体系温度或压强发生了变化,平衡状态改变,因此v(b)
C、b点时,正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态。但平衡是动态平衡,正、逆反应并未停止,速率都不为0,C正确;
D、若t2时刻降低温度,正、逆反应速率都会突然减小,而图中t2时刻v'正和v'逆都是突然增大的,与降温的特征不符。该反应是气体分子数不变的反应,因此t2时刻的改变条件应为增大压强或加入催化剂,D错误;
故答案为:C
【分析】化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”,“一等”即正反应速率等于逆反应速率,其意义是针对反应体系中同一反应物(或生成物)而言的,而不是同一反应中的不同物质。若用同一反应中不同物质来表示正反应速率和逆反应速率,必须要求两速率反向(切忌单向速率)且两速率之比等于其对应的化学计量数之比。“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变;对于全为气体的可逆反应,当左右气体含量之比相同时,混合气体总物质的量不变。
15.【答案】A
【知识点】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、除稀有气体外,同周期从左到右元素原子半径递减,同主族时,核电荷数越大,原子半径越大,则原子半径大小:Y>Z>X,A正确;
B、Z的最高价氧化物对应的水化物为磷酸,磷酸是典型的中强酸,不属于强酸,B错误;
C、同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,简单氢化物越稳定,简单氢化物的热稳定性:Y<Z<T,C错误;
D、Y为Si,硅单质是半导体材料,用于制作芯片和太阳能电池;而其氧化物是二氧化硅,常用于光导纤维,D错误;
故答案为:A
【分析】根据短周期主族元素的位置关系,结合题干信息X位于第二周期,Y、Z、T位于第三周期,第三周期的Y、Z依次相邻,X与Z隔一列可推得:X:N(氮),Y:Si(硅),Z:P(磷),T:S(硫);
16.【答案】B
【知识点】镁的化学性质;铝的化学性质;镁、铝的重要化合物;铁的化学性质
【解析】【解答】A、若a为铝,铝和盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生,d是Al(OH)3能和NaOH反应生成,A正确;
B、若a为铁,铁在氧气中燃烧火星四射,产生黑色固体,c为Fe(OH)2,Fe(OH)2的还原性极强,在空气中会迅速被氧化为灰绿色,最终变为红褐色的Fe(OH)3,因此无法稳定存在,B错误;
C、若a为镁,c为Mg(OH)2,在空气中灼烧生成MgO,化学方程式:,C正确;
D、若强磁铁能吸附a粉末,a为铁,b为FeO,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,稀硝酸与铁及其化合物反应时,无论铁元素是0价、+2价,最终都会被氧化为+3价的铁盐,D正确;
故答案为:B
【分析】根据Fe、Al、Mg元素的价类二维图,可知a是单质,故a可能为:Al、Mg(或Fe);b是氧化物且化合价为+2价,故b可能为:MgO或FeO;c是碱且化合价为+2价,故c可能为:Mg(OH)2或Fe(OH)2;d是碱且化合价为+3价,故d可能为:Fe(OH)3或Al(OH)3;e是盐且化合价为+3价,故e可能为:或盐或盐。
17.【答案】(1)bd
(2)分液漏斗
(3)干燥气体;调节气体流速(此两空不分先后)
(4)作催化剂;
(5)降低温度,使凝固;红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)
【知识点】二氧化硫的性质;化学实验操作的先后顺序;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)、图2装置制备,为固液不加热反应,宜选择的试剂为b.的硫酸和粉末、d.饱和溶液和的硫酸;硝酸氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,不生成二氧化硫;铜和浓硫酸需要加热生成二氧化硫;故答案为:bd;
(2)、图2中带活塞的玻璃仪器的名称是分液漏斗;
(3)、浓硫酸具有吸水性,可以做干燥剂,且气体通过溶液可以通过气泡观察气体流速,故A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、干燥气体、调节气体流速(此两空不分先后);
(4)、B装置中的作用是催化二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为:;
(5)、已知:的熔点为16.8℃,冰水可使三氧化硫冷凝,故C装置中冰盐水的作用是降低温度,使凝固,E装置中二氧化硫和氢氧化钠反应使得溶液碱性减弱,观察到的现象是红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)。
【分析】本实验的核心是探究SO2在V2O5催化下与O2反应生成SO3的过程。首先是装置A:原料气的干燥与混合,带水蒸气的SO2和O2。瓶中浓硫酸会吸收SO2和O2中的水蒸气,避免水蒸气进入后续装置,且浓硫酸的液封能防止倒吸,同时均匀的气流也能避免后续装置中气流不稳定;装置B:SO2的催化氧化反应,使用硬质玻璃管中装有催化剂V2O5,下方用酒精灯加热,V2O5先将SO2氧化为SO3,自身被还原为V2O4,随后V2O4又被O2氧化为V2O5,完成催化循环;装置C:SO3的冷凝收集,将U型管置于冰盐水浴中,反应生成的气态SO3进入U型管后,在低温下迅速冷凝为无色晶体(固态SO3),实现产物与尾气的初步分离;装置D:安全缓冲装置,用两个球形干燥管防倒吸同时稳定尾气的流速;装置E:尾气处理与监测,用装有含酚酞的NaOH溶液的试管吸收尾气。
(1)图2装置制备,为固液不加热反应,宜选择的试剂为b.的硫酸和粉末、d.饱和溶液和的硫酸;硝酸氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,不生成二氧化硫;铜和浓硫酸需要加热生成二氧化硫;故选bd;
(2)图2中带活塞的玻璃仪器的名称是分液漏斗;
(3)浓硫酸具有吸水性,可以做干燥剂,且气体通过溶液可以通过气泡观察气体流速,故A装置中盛装的浓硫酸有三种作用,分别是混合气体、干燥气体、调节气体流速(此两空不分先后);
(4)B装置中的作用是催化二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为;
(5)已知:的熔点为16.8℃,冰水可使三氧化硫冷凝,故C装置中冰盐水的作用是降低温度,使凝固,E装置中二氧化硫和氢氧化钠反应使得溶液碱性减弱,观察到的现象是红色(或粉红色)溶液颜色变浅(或变为无色)。
18.【答案】(1);1:1
(2)C
(3)>;氧化性;
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;性质实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)、“碱吸”时,若气体只有,根据氧化还原反应原理,氮元素化合价由+4价降低为+3价、升高为+5价,反应为:,若气体是的混合气体且,则反应为:,NO为还原剂,NO2为氧化剂,既是氧化产物又是还原产物,反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为:1:1;
(2)、根据分析,母液中含NaNO3、Na2CO3,可循环利用到碱吸工序,选C;
(3)、a中酚酞变红,说明NaNO2溶液显碱性;b中溶液变蓝,说明有I2生成,即NaNO2将I-氧化为I2,说明NaNO2具有氧化性;c中酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸根被还原为Mn2+,说明NaNO2具有还原性。
①、根据分析,室温下,溶液的pH>7;
②、由实验b可知,具有:氧化性;
③、实验c中还原产物为,则被氧化为,该反应的离子方程式为:。
【分析】本工艺以硝酸厂含NO、NO2的废气为原料,通过净化→碱吸收→溶液精制(重结晶)→产品分离的步骤,将有毒氮氧化物转化为高附加值的工业盐亚硝酸钠(NaNO2),同时实现母液的循环,先对废气进行净化,通过水洗和干燥的方式,去除废气中的固体杂质、酸雾和水分,避免后续碱吸工序中杂质干扰反应、堵塞设备,或与Na2CO3发生副反应;接着碱吸收,NO和NO2按1:1的物质的量比,与Na2CO3溶液发生歧化反应,生成目标产物NaNO2、副产物NaNO3和CO2,当NO2过量时,会发生副反应生成NaNO3,反应生成的CO2气体从体系中逸出,得到含NaNO2、少量NaNO3和未反应Na2CO3的混合溶液。此时要需调节NO和NO2的比例,使两者尽可能按1:1反应,减少NaNO3副产物的生成,提高NaNO2的产率;接着重结晶,利用不同钠盐的溶解度差异,通过蒸发浓缩、冷却结晶,可使NaNO2优先结晶析出。
(1)“碱吸”时,若气体只有,根据氧化还原反应原理,氮元素化合价由+4价降低为+3价、升高为+5价,反应为:,若气体是的混合气体且,则反应为:,NO为还原剂,NO2为氧化剂,既是氧化产物又是还原产物,反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为:1:1;
(2)根据分析,母液中含NaNO3、Na2CO3,可循环利用到碱吸工序,选C;
(3)a中酚酞变红,说明NaNO2溶液显碱性;b中溶液变蓝,说明有I2生成,即NaNO2将I-氧化为I2,说明NaNO2具有氧化性;c中酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸根被还原为Mn2+,说明NaNO2具有还原性。
①根据分析,室温下,溶液的pH>7;
②由实验b可知,具有:氧化性;
③实验c中还原产物为,则被氧化为,该反应的离子方程式为:。
19.【答案】(1)C
(2)BD
(3)b
(4);0.15;加快反应速率,提高的转化率;;30
【知识点】吸热反应和放热反应;化学平衡状态的判断;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】(1)A、氢气的质量不随时间变化时其浓度保持不变,反应达到平衡状态,A错误;
B、该反应前后气体分子数增多,恒容条件下,压强不变时达到平衡状态,B错误;
C、只能说明此时两者物质的量相同,不能判断达到平衡状态,C正确;
D、该反应前后气体分子数增多,HCl气体的体积分数保持不变时达到平衡状态,D错误;
故答案为:C
(2)、该反应的尾气中含HCl,在水中的溶解度很大,尾气处理时需要防倒吸,BD能防倒吸,AC不能防倒吸,故答案为:BD;
(3)、吸热反应中:反应物总能量低于生成物的总能量,a表示正反应,逆反应为放热反应,b表示逆反应;
(4)、随着反应正向进行,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增多,根据起始投料量可知L1代表H2,L3代表SiHCl3,L2代表HCl,L4代表Si。
①、表示与时间关系的曲线是:L2;
②、内,SiHCl3的物质的量变化量为:(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式可知,HCl的物质的量变化量为:,用HCl表示的平均反应速率为:,实际工业生产中,通入过量的目的是:加快反应速率,提高的转化率;
③、的物质的量为:,每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为:0.3QkJ;
④、4h达到平衡状态,H2的物质的量变化量为(3-2.7)mol=0.3mol,根据方程式可知的物质的量变化量也为0.3mol,故的平衡转化率为:。
【分析】化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”,“一等”即正反应速率等于逆反应速率,其意义是针对反应体系中同一反应物(或生成物)而言的,而不是同一反应中的不同物质。若用同一反应中不同物质来表示正反应速率和逆反应速率,必须要求两速率反向(切忌单向速率)且两速率之比等于其对应的化学计量数之比。“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变;对于全为气体的可逆反应,当左右气体含量之比相同时,混合气体总物质的量不变。
书写化学反应三段式时的注意事项:单位一致,确保起始量、变化量和平衡量的单位保持一致;注意化学计量数、注意物质状态固体、纯液体一般不参与其中;考虑可逆反应的平衡量不是完全转化的结果,而是反应物和生成物共存的状态。此时需要根据反应的转化率或平衡常数进行计算。
(1)A.氢气的质量不随时间变化时其浓度保持不变,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体分子数增多,恒容条件下,压强不变时达到平衡状态,B不符合题意;
C.只能说明此时两者物质的量相同,不能判断达到平衡状态,C符合题意;
D.该反应前后气体分子数增多,HCl气体的体积分数保持不变时达到平衡状态,D不符合题意;
故选C。
(2)该反应的尾气中含HCl,在水中的溶解度很大,尾气处理时需要防倒吸,BD能防倒吸,AC不能防倒吸,故选BD;
(3)吸热反应中:反应物总能量低于生成物的总能量,a表示正反应,逆反应为放热反应,b表示逆反应;
(4)随着反应正向进行,反应物的物质的量减少,生成物的物质的量增多,根据起始投料量可知L1代表H2,L3代表SiHCl3,L2代表HCl,L4代表Si。
①表示与时间关系的曲线是:L2;
②内,SiHCl3的物质的量变化量为:(1-0.8)mol=0.2mol,根据方程式可知,HCl的物质的量变化量为:,用HCl表示的平均反应速率为:,实际工业生产中,通入过量的目的是:加快反应速率,提高的转化率;
③的物质的量为:,每生成吸收QkJ热量,当生成时,吸收的热量为:0.3QkJ;
④4h达到平衡状态,H2的物质的量变化量为(3-2.7)mol=0.3mol,根据方程式可知的物质的量变化量也为0.3mol,故的平衡转化率为:。
20.【答案】(1)C5H8O2;同系物
(2);
(3)c
(4)羧基;聚丙烯
(5)nCH3CH=CH2
(6)8
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;乙烯的物理、化学性质;聚合反应
【解析】【分析】(1)、根据分析G为CH2=CHCOOCH2CH3,分子式为C5H8O2;乙烯和丙烯结构相似,相差1个“CH2”,为同系物;
(2)、乙烯中C与C共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;A为聚乙烯,结构简式为;
(3)、C(CH3CH2OH)和F(CH2=CHCOOH)发生酯化反应时生成G,酯化反应属于取代反应,故答案为:c;
(4)、F为CH2=CHCOOH,含氧官能团为羧基;D为,名称为聚丙烯;
(5)、丙烯加聚生成聚丙烯的方程式为nCH3CH=CH2;
(6)、M能与NaHCO3反应说明M中含有羧基,没有环状结构说明含有碳碳双键,同分异构体有、、、、、、、,共8种。
【分析】B可以调节植物生长,也可用于催熟果实,B为乙烯(CH2=CH2),乙烯加聚可生成聚乙烯A(),乙烯与H2O发生加成反应生成C(CH3CH2OH),E为丙烯(CH3CH=CH2),发生加聚反应生成聚丙烯D(),丙烯经氧化反应生成F(CH2=CHCOOH),C和F发生酯化反应生成G(CH2=CHCOOCH2CH3),在催化剂作用下发生加聚反应生成H()这个流程以石油化工基础产品乙烯、丙烯为原料,通过不同反应合成三种高分子材料:乙烯直接加聚得到聚乙烯塑料A;丙烯直接加聚得到聚丙烯塑料D;乙烯转化为乙醇、丙烯氧化为丙烯酸,两者酯化得到丙烯酸乙酯,再加聚得到高聚物H(聚丙烯酸乙酯)。
(1)根据分析G为CH2=CHCOOCH2CH3,分子式为C5H8O2;乙烯和丙烯结构相似,相差1个“CH2”,为同系物;
(2)乙烯中C与C共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;A为聚乙烯,结构简式为;
(3)C(CH3CH2OH)和F(CH2=CHCOOH)发生酯化反应时生成G,酯化反应属于取代反应,故选c;
(4)F为CH2=CHCOOH,含氧官能团为羧基;D为,名称为聚丙烯;
(5)丙烯加聚生成聚丙烯的方程式为nCH3CH=CH2;
(6)M能与NaHCO3反应说明M中含有羧基,没有环状结构说明含有碳碳双键,同分异构体有、、、、、、、,共8种。
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