【精品解析】广东市肇庆市2024-2025学年高一下学期期末统一考试 化学试卷

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广东市肇庆市2024-2025学年高一下学期期末统一考试 化学试卷
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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.文物是中华民族重要的历史见证和文化符号。下列文物的主要材质为有机物的是
A.红山玉石 B.四羊青铜方尊 C.青瓷生肖牛俑 D.素纱禅衣
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】合金及其应用;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;无机化合物与有机化合物的概念
【解析】【解答】A、红山玉石的主要材质为玉石(如透闪石等),其主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,A错误;
B、四羊青铜方尊由青铜(铜锡合金)制成,青铜属于金属材料,B错误;
C、青瓷生肖牛俑属于陶瓷制品,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,C错误;
D、素纱禅衣由蚕丝制成,蚕丝的主要成分是蛋白质,属于有机高分子材料,D正确;
故答案为:D
【分析】有机物大多是含碳化合物,常见如蛋白质、糖类、蚕丝、棉麻等与生命、天然纤维相关的物质;无机物一般不含碳,像金属、合金、玉石、陶瓷、硅酸盐矿物都属于无机物,少数含碳的一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等也划归无机物。
2.近年来我国科技研究取得了巨大成就。下列说法正确的是
A.“6G通信”使用的光导纤维的主要成分是高纯度
B.可循环4000多次的液流电池属于二次电池
C.南海成功开采可燃冰,可燃冰属于烷烃
D.超万米科探井钻机的金刚石复合片钻头是新型无机非金属材料
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;原电池工作原理及应用;原电池、电解池综合
【解析】【解答】A、光导纤维的主要成分是二氧化硅(SiO2),高纯度硅用于制作半导体芯片、太阳能电池板,并非光导纤维原料,A错误;
B、一次电池只能放电不能充电循环使用;二次电池如可充电电池能放电、充电反复循环,液流电池可循环使用4000多次,符合二次电池特征,B正确;
C、可燃冰是天然气水合物,主要成分为甲烷和水,还含少量其他杂质,属于混合物;而烷烃是纯净物范畴,混合物不能归为烷烃,C错误;
D、金刚石是碳单质,金刚石复合片钻头以碳单质为主体,属于复合材料,不属于新型无机非金属材料;新型无机非金属材料如氮化硅、碳化硅、光导纤维、高温超导材料等,D错误;
故答案为:B
【分析】一次电池是只能一次性放电、不能充电复原,电量耗尽就无法再使用的电池;二次电池也叫可充电电池,放电后能通过外接电源充电恢复电能,可反复充放电循环使用,像铅蓄电池、锂电池、液流电池都属于二次电池。
3.“生活处处皆化学,化学提高生活品质”。下列说法不正确的是
A.秸秆富含纤维素,纤维素属于多糖
B.聚乙烯可用作食品包装材料,聚乙烯属于合成材料
C.植物油炒菜更有利于健康,油脂属于有机高分子
D.药粉用医用明胶胶囊封装,医用明胶胶囊主要成分为蛋白质
【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、秸秆主要成分是纤维素,纤维素是由许多葡萄糖单元构成的多糖,A正确;
B、聚乙烯无毒、性质稳定,可做食品包装袋;聚乙烯是通过乙烯加聚反应人工合成的有机合成高分子材料,B正确;
C、植物油属于油脂,油脂相对分子质量很小,不属于有机高分子化合物,有机高分子相对分子质量通常上万,C错误;
D、医用明胶胶囊的主要成分是蛋白质,对人体无害,可用于封装药粉,D正确;
故答案为:C
【分析】有机高分子化合物是相对分子质量通常高达几万、几十万甚至上百万,由许多重复的简单结构单元通过共价键连接而成的有机化合物,简称高分子,像淀粉、纤维素、蛋白质、塑料、橡胶都属于有机高分子;而油脂、葡萄糖、乙醇等相对分子质量很小,不属于有机高分子。
4.化学与可持续发展是发挥化学学科重要价值的核心。下列说法正确的是
A.铵盐都是高效氮肥,可大量使用
B.乙烯与水的加成反应符合绿色化学的思想
C.煤间接液化转化为和,此过程属于物理变化
D.工业上常采用加热分解的方法冶炼金属
【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;绿色化学
【解析】【解答】A、铵盐虽然是高效氮肥,但不能大量使用,过量使用会导致土壤酸化、板结,还会造成水体富营养化等环境问题,因此不可大量使用,A错误;
B、乙烯与水加成生成乙醇,相关反应方程式为: ,原子利用率100%,无副产物,符合绿色化学的原子经济性原则,B正确;
C、煤间接液化转化为CO和H2的过程,是煤与水蒸气发生反应如:,有新物质生成,属于化学变化,不是物理变化,C错误;
D、MgO的熔点极高,加热分解需要消耗大量能量,工业上不采用加热分解MgO的方法冶炼镁,而是电解熔融的MgCl2来制备金属镁,D错误;
故答案为:B
【分析】绿色化学的核心思想,就是从源头上减少或消除污染,追求 “原子经济性”,让化学反应尽可能高效、环保,不产生或少产生废物。
5.下列化学用语表示正确的是
A.氯化铵的电子式为
B.乙烯的结构简式为
C.丙烷的球棍模型为
D.硫离子的结构示意图为
【答案】C
【知识点】原子结构示意图;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、氯化铵由铵离子和氯离子构成,属于离子化合物,正确的电子式应将阴离子Cl-的最外层电子完整标出,故正确的电子式为:,A错误;
B、乙烯的结构中含碳碳双键,属于特殊的官能团,正确的结构简式为:,B错误;
C、丙烷的结构为:CH3CH2CH3,丙烷含有三个碳原子,均为饱和碳碳单键,三个碳呈锯齿状,丙烷的球棍模型为:,C正确;
D、硫原子的核外电子数为16,硫原子的最外层电子数为6,当失去2个电子后形成硫离子,硫离子最外层电子数为8,其结构示意图为,D错误;
选答案为:C
【分析】电子式的书写规则如下:
原子的电子式:中性原子书写时,最外层电子应全部排列在元素符号周围;金属阳离子的电子式:在形成阳离子时,最外层电子已失去,书写时不再画出原最外层电子,但电荷数应在元素符号右上角表示;非金属阴离子的电子式:形成阴离子时,得到电子使最外层达到稳定结构,这些电子应画出;共价化合物的电子式:通过共用电子对结合而成,书写时需注意孤对电子的情况;离子化合物的电子式:分别画出阴、阳离子的电子式,然后让阴、阳离子间隔书写。
6.从海带中提取碘的实验过程如图所示。
上述操作①~④中没有使用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;常用仪器及其使用;过滤;分液和萃取
【解析】【解答】A、海带灼烧需要用到坩埚、酒精灯、泥三角、三脚架。A选项是蒸发皿,蒸发皿用于蒸发溶液,灼烧固体用坩埚,所以这一步就没有用到蒸发皿,A正确;
B、海带灰浸泡在水中,在烧杯中进行,用到选项B的烧杯,B错误;
C、过滤需要用到漏斗、烧杯、玻璃棒,用到选项C的漏斗,C错误;
D、用CCl4萃取碘单质,需要用到分液漏斗,用到选项D的分液漏斗,D错误;
故答案为:A
【分析】海带在坩埚中灼烧生成海带灰,用水浸泡得到海带灰的悬浊液,再过滤得到含碘离子的溶液,用双氧水在酸性条件下氧化得到含单质碘的溶液,用四氯化碳萃取分液,得到碘的四氯化碳溶液。
7.原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是
A.电极发生氧化反应
B.溶液中向电极移动
C.电子从电极流向电极,再经过稀硫酸回流到电极
D.将稀硫酸换成溶液,负极的电极反应不变
【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;与氧化剂、还原剂有关的计算
【解析】【解答】A、Cu电极是正极,其中H+得电子生成H2,化合价降低,发生的是还原反应,不是氧化反应,A错误;
B、原电池中,阴离子(SO42-)会向负极(Zn电极)移动,阳离子向正极移动。因此SO42-应向Zn电极移动,而非Cu电极,B错误;
C、电子只能在导线中流动,从Zn电极(负极)流向Cu电极(正极),不会经过电解质溶液,溶液中是离子定向移动形成电流,C错误;
D、无论电解质是稀硫酸还是CuSO4溶液,Zn都作为负极,负极还是发生反应:,D正确;
故答案为:D
【分析】锌比铜活泼,锌电极为原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,发生的电极反应为:,铜为正极,在正极发生还原反应,发生的电极反应为:。原电池工作时,阴离子向负极移动;
8.“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 在铁制品表面涂油漆 金属表面覆盖保护层可减缓其腐蚀速率
B 石油精炼获得汽油 分馏属于物理变化
C 制作馒头时加入膨松剂碳酸氢铵 碳酸氢铵能与强碱反应生成氨气
D 用75%的酒精擦拭家具消毒 乙醇能使蛋白质发生变性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;石油的分馏
【解析】【解答】A、在铁制品表面涂油漆,是通过形成保护层隔绝空气和水,减缓铁的腐蚀速率,二者直接相关,A错误;
B、石油精炼获得汽油,是利用石油中各组分沸点不同进行分馏,分馏属于物理变化,二者直接相关,B错误;
C、制作馒头时加入碳酸氢铵作为膨松剂,原理是碳酸氢铵受热分解产生氨气、二氧化碳和水,气体受热膨胀使馒头蓬松,而不是与强碱反应。因此“碳酸氢铵能与强碱反应生成氨气”的化学知识,与该劳动项目没有关联,C正确;
D、用75%的酒精擦拭家具消毒,是利用乙醇能使细菌蛋白质变性,从而杀死细菌,二者直接相关,D错误;
故答案为:C
【分析】做题时一定要看清楚所描述的劳动项目与化学知识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;
9.下列实验装置能达到实验目的的是
实验装置
实验目的 A.制备并收集乙酸乙酯 B.进行喷泉实验
实验装置
实验目的 C.探究和对分解速率的影响 D.除去乙烯中的杂质
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;氨的性质及用途;实验装置综合;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生彻底水解反应:,因此收集时应使用饱和Na2CO3溶液,而非NaOH溶液,同时导管直接伸入溶液中,加热时装置内压强变化易发生倒吸,A错误;
B、氨气极易溶于水,当胶头滴管中的水进入烧瓶后,烧瓶内压强迅速降低,外界大气压将烧杯中滴有酚酞的水溶液压入烧瓶,形成红色喷泉,B正确;
C、该实验存在两个变量:催化剂种类不同和过氧化氢浓度不同,根据控制变量法,探究催化剂影响时,应保证过氧化氢浓度相同。因此无法确定反应速率差异是由催化剂还是浓度引起的,C错误;
D、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不仅会氧化杂质SO2,也会氧化乙烯发生双键加成和氧化反应,导致目标产物被消耗。应选用NaOH溶液等碱性除杂剂,D错误;
故答案为:B
【分析】控制变量法,就是在研究多因素影响的问题时,只改变一个变量,同时控制其他所有条件完全相同,从而确定这个变量对实验结果的影响。比如探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解速率的影响,就要保证H2O2的浓度、温度、体积等其他条件完全一致,只改变催化剂种类,这样才能判断速率差异是由催化剂引起的。
10.苹果酸具有促进消化、抗疲劳和调节血糖等作用,其结构如图所示。关于该化合物,下列说法正确的是
A.分子式为
B.含有3种官能团
C.在水溶液中,羧基和羟基均能电离出
D.1mol该化合物最多能与3mol发生反应
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;乙酸的化学性质
【解析】【解答】A、根据给出的结构简式补全所有氢原子后,数得碳原子数:4个,氢原子数:6个,氧原子数:5个,故该化合物的分子式为:,A错误;
B、该化合物中只含有羧基和羟基两种官能团,不存在第三种官能团,B错误;
C、羧基(-COOH)是酸性基团,在水溶液中可以电离出H+:,选项中的羟基是醇羟基,在水溶液中几乎不电离,不能释放出H+,C错误;
D、羧基和羟基均能与发生反应,一共有1个羧基和2个羟基,故1mol该物质最多能与3mol发生反应,D正确;
故答案为:D
【分析】与Na反应:醇羟基、酚羟基、羧基,1mol各消耗1molNa;与NaOH反应:酚羟基、羧基,1mol各消耗1molNaOH;酯基水解时,普通酯消耗1molNaOH,酚酯消耗2molNaOH;卤代烃水解时,1mol卤原子消耗1molNaOH。
11.某实验小组验证的性质,按如图所示装置进行实验。推动注射器1,向试管(含有小破洞)中注入浓硫酸。下列说法不正确的是
A.溶液逐渐褪色,说明具有漂白性
B.品红溶液逐渐褪色,说明能与品红发生反应
C.紫色石蕊溶液变红,说明能与水反应生成酸
D.向上拉动注射器2,溶液变浑浊,说明具有氧化性
【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质;实验装置综合;制备实验方案的设计;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A、KMnO4溶液褪色,是因为SO2将紫色的MnO4-还原为无色的Mn2+,体现的是SO2的还原性,而非漂白性。SO2的漂白性是与品红等有色物质结合生成无色物质,不能漂白强氧化剂,A错误;
B、品红溶液褪色,是因为SO2与品红分子结合生成不稳定的无色物质,体现了SO2的漂白性,B正确;
C、酸能使紫色石蕊溶液变红,是因为SO2与水反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸电离出H+使溶液显酸性,C正确
D、溶液变浑浊,是因为SO2与S2-发生归中反应生成硫单质,发生的化学反应方程式为:,该反应中SO2作氧化剂,二氧化硫中硫元素化合价降低,说明具有氧化性,D正确;
故答案为:A
【分析】在氧化还原反应中,物质所含元素化合价降低(得电子),被还原,作氧化剂,体现氧化性;所含元素化合价升高(失电子),被氧化,作还原剂,体现还原性。
12.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.30g的乙烷分子中含有的共价键数目为7
B.1mol和3mol充分反应,转移的电子数目为6
C.溶液中含有的氢离子数目为0.1
D.标准状况下,11.2L中含有的氯原子数目为2
【答案】A
【知识点】气体摩尔体积;阿伏加德罗常数;阿伏加德罗定律及推论;烷烃
【解析】【解答】A、乙烷(C2H6)的摩尔质量为:30g/mol,30g乙烷为1mol,每个乙烷分子含1个C-C键和6个C-H键,共7个共价键,因此1mol乙烷含7NA个共价键,A正确;
B、合成氨反应(N2 + 3H2 2NH3)为可逆反应,反应无法完全进行,因此转移电子数小于6NA,B错误;
C、题目未给出溶液体积,无法计算H+的物质的量,也就无法确定其数目,C错误;
D、标准状况下,CCl4为液体而非气体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,D错误;
故答案为:A
【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。
13.部分含N物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是
A.实验室采用向上排空气法收集c
B.一定条件下,a与d可以反应生成b
C.高温下,b与氧气可以一步反应生成d
D.d与水反应生成e,则d是酸性氧化物
【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;常见元素的化合价
【解析】【解答】A、c为,与空气密度相近,且易与空气中的反应生成,因此不能用向上排空气法收集,但NO不会与水发生反应,故只能用排水集气法手机NO,A错误;
B、a是,其中N元素为-3价具有还原性,d是,其中N元素为+4价具有氧化性,二者在一定条件下可以发生归中反应生成,相关的化学反应方程式为:,B正确;
C、b是,在高温放电条件下,与氧气一步反应只能生成,不能生成,C错误;
D、d是,与水反应除生成外,还生成,酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物,且反应过程中元素化合价不发生变化,不符合酸性氧化物的定义,D错误;
故答案为:B
【分析】我们先根据价类二维图确定各物质:a是氢化物且N为-3价,故a为NH3;b是单质且N为0价,故b为N2;c是氧化物且N为+2价,故c为NO;d是氧化物且N为+4价,故d为NO2;e是含氧酸且N为+5价,故e为HNO3;
14.化学与生活息息相关。下列对于化学在生活中的应用,其原理解释不正确的是
选项 生活中的应用 原理解释
A 用糯米酿酒 糯米中的淀粉水解生成乙醇
B 作医疗内服的“钡餐” 不溶于水和酸
C 用生石灰和水作为“自热米饭”的热源 生石灰与水反应放热
D 用灼烧的方法区分羊毛和涤纶 羊毛主要成分为蛋白质,灼烧时会产生烧焦羽毛的气味
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应;盐类水解的原理;有机物的鉴别;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A、糯米酿酒的过程是淀粉先水解生成葡萄糖,葡萄糖再在酒化酶的作用下发酵生成乙醇,并非淀粉直接水解得到乙醇,A错误;
B、BaSO4不溶于水也不溶于胃酸(盐酸),不会产生有毒的Ba2+,因此可作为医疗内服的“钡餐”,B正确;
C、生石灰(CaO)与水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,可作为 “自热米饭” 的热源,C正确;
D、羊毛的主要成分为蛋白质,灼烧时会产生烧焦羽毛的气味;而涤纶(合成纤维)灼烧无此气味,因此可用灼烧法区分,D正确;
故答案为:A
【分析】做题时一定要看清楚所描述的化学在生活中的应用与化学原理解释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;
15.下列离子方程式书写正确的是
A.溶于足量稀硝酸:
B.铜与浓硫酸反应:
C.碳酸氢铵溶液与足量氢氧化钠溶液反应:
D.亚硫酸钠溶液与足量氯气反应:
【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质;二价铁离子和三价铁离子的检验;离子方程式的书写;硝酸的性质与用途
【解析】【解答】A、由于稀硝酸具有氧化性,因此Fe与足量稀硝酸反应应生成而非,对应的离子方程式为:,A错误;
B、浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,不能拆写成离子形式,且反应需加热条件,对应的离子方程式为:,B错误;
C、碳酸氢铵(含)与足量NaOH反应时,均能与OH-反应,C漏写与的反应,离子方程式为:,C错误;
D、亚硫酸钠溶液与足量氯气反应,作氧化剂被还原为,被氧化为,电荷、原子均守恒,对应的离子方程式为:,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。
16.某温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的,发生反应(无色)。的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线①表示正反应速率随时间的变化
B.时容器内气体的颜色比时的浅
C.时,
D.其他条件不变,降低温度,反应达到平衡的时间增长
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为0,逆反应速率为0。随着反应进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,因此曲线①代表正反应速率,曲线②代表逆反应速率,A正确;
B、从到,时反应正向进行,时反应达到平衡,时的量比时的少,故时气体的颜色比时的浅,正确;
C、时反应达到平衡,此时v正(NO2)=v逆(NO2)。根据反应速率与化学计量数的关系,v逆(NO2)=2v逆(N2O4),所以平衡时v正(NO2)=2v逆(N2O4),而不是v正(NO2)=v逆(N2O4),C错误;
D、其他条件不变,降低温度,分子能量降低,活化分子百分数减少,反应速率减慢,达到平衡的时间会增长,D正确;
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。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.某学习小组为研究铜与硝酸的反应做了如下实验。
序号 实验装置 实验操作 实验现象
1 室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中 缓慢产生气泡,铜丝逐渐变细,溶液变蓝
2 室温下,向具支试管中加入5mL浓硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中 反应剧烈进行,试管上方立即产生红棕色气体,铜丝变细,溶液变绿
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,其原因为   。
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为   (用化学方程式表示)。
(3)实验1中可用酸性溶液处理尾气。已知酸性溶液可以将氧化为,被还原为。欲处理3.0g,需要的物质的量为   。
(4)实验2具支试管中发生反应的离子方程式为   。
(5)实验2中观察到溶液变绿。小组同学查阅资料得知,溶液呈蓝色,的饱和溶液呈黄色。小组同学猜想溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的。
实验操作:取2mL实验2反应后的绿色溶液于试管中,   (填实验操作),溶液变成蓝色,证明猜想正确。
(6)实验2中铜与浓硝酸反应比实验1中铜与稀硝酸反应更剧烈,放出气体速率更快。小组同学查阅资料得知,溶于水可发生反应:(弱酸,不稳定,易分解)。于是猜想:能加快铜与硝酸的反应速率。小组同学又利用实验1、2中的装置做了如下实验。
序号 实验操作 实验现象
3 室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸以及少量固体,振荡溶解,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体 ___________
①表格中的实验现象为   。
②通过实验   和   对比可证明猜想正确(填“1”“2”或“3”)。
(7)请写出硝酸的一种用途:   。
【答案】(1)硝酸见光易分解
(2)
(3)0.06mol
(4)
(5)加入适量水
(6)立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝;1;3
(7)用于制化肥、农药以及燃料等
【知识点】铜及其化合物;实验装置综合;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)、硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,因为硝酸见光易分解;
(2)、实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为硝酸和铜生成硝酸铜和NO,NO和空气中氧气反应生成红棕色二氧化氮,反应为:;
(3)、酸性溶液可以将氧化为,被还原为,结合电子守恒,存在,欲处理3.0g(为0.1mol),需要的物质的量为0.06mol;
(4)、实验2具支试管中发生反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,离子方程式为;
(5)、二氧化氮会和足量水反应生成硝酸和NO,加入水使得二氧化氮被消耗,使得溶液中黄色褪去,显现出溶液的蓝色,说明溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的,故答案为:加入适量水;
(6)、①猜想:能加快铜与硝酸的反应速率,则实验中加入固体后,氢离子和亚硝酸根离子生成,使得反应速率加快,故表格中的实验现象为立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝。
②通过实验1和3变量为,两者对比可证明猜想正确;
(7)、硝酸可用于制化肥、农药以及燃料等。
【分析】本实验探究铜与不同浓度硝酸(稀硝酸、浓硝酸)的反应现象、产物差异及反应特点,理解浓度对硝酸氧化性的影响。实验1:铜与稀硝酸(1mol/L)的反应,缓慢产生气泡说明反应速率较慢,生成无色的NO气体(初期被试管内少量空气氧化,会短暂出现浅棕色,但很快消失)。铜丝逐渐变细说明铜被氧化为Cu2+,逐渐溶解。溶液变蓝说明生成的Cu2+在水溶液中呈蓝色;实验2:铜与浓硝酸的反应,反应剧烈说明浓硝酸氧化性更强,反应速率极快;立即产生红棕色气体说明生成的NO2本身为红棕色气体,无需额外氧化。铜丝变细说明铜被快速氧化溶解。溶液变绿说明浓硝酸中生成的Cu2+,会与过量的{NO2反应形成络合物(如[Cu(NO2)4]2-),或因高浓度Cu2+的水合溶剂化效应,使溶液呈现绿色。稀释后,络合物分解,溶液会变回蓝色。
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,因为硝酸见光易分解;
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为硝酸和铜生成硝酸铜和NO,NO和空气中氧气反应生成红棕色二氧化氮,反应为:;
(3)酸性溶液可以将氧化为,被还原为,结合电子守恒,存在,欲处理3.0g(为0.1mol),需要的物质的量为0.06mol;
(4)实验2具支试管中发生反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,离子方程式为;
(5)二氧化氮会和足量水反应生成硝酸和NO,加入水使得二氧化氮被消耗,使得溶液中黄色褪去,显现出溶液的蓝色,说明溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的,故答案为:加入适量水;
(6)①猜想:能加快铜与硝酸的反应速率,则实验中加入固体后,氢离子和亚硝酸根离子生成,使得反应速率加快,故表格中的实验现象为立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝。
②通过实验1和3变量为,两者对比可证明猜想正确;
(7)硝酸可用于制化肥、农药以及燃料等。
18.硫酸在生产、生活和科学研究等领域应用广泛。工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的流程如图所示。
(1)中S的化合价为   。
(2)为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为   (写一条)。
(3)上述流程中涉及氧化还原反应的步骤有   (填流程图中的序号)。
(4)写出步骤②发生反应的化学方程式:   。
(5)下列关于浓硫酸的实验事实与其性质对应正确的有   (填标号)。
选项 实验事实 性质
A 加热条件下与碳反应 氧化性
B 蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑 酸性
C 使胆矾晶体变白 脱水性
D 在空气中敞口久置后质量分数减小 吸水性
(6)常温下,铁可以在浓硫酸中发生钝化,生成一层致密氧化膜(成分之一为)。请写出铁在浓硫酸中钝化生成的化学方程式:   。
(7)制取硫酸过程中产生的气体会污染环境,需要加以处理。可用作脱除气体的脱硫剂,反应机理如图所示。“再生”时需控制通入的浓度。氧气浓度过大时,“再生”后所再生得固体质量增大且脱硫效果变差,原因可能为   。
【答案】(1)
(2)将黄铁矿粉碎
(3)①②
(4)
(5)AD
(6)(浓)
(7)氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或
【知识点】工业制取硫酸;二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;铁的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)、中铁为+2价,则S的化合价为-1;
(2)、为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为将黄铁矿粉碎、适当搅拌等;
(3)、黄铁矿和氧气高温发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,两者为氧化还原反应;三氧化硫被浓硫酸吸收得到焦硫酸,焦硫酸加水稀释得到硫酸,两者没有化合价改变,不是氧化还原反应;故答案为:①②;
(4)、二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,对应的化学方程式为:;
(5)A、浓硫酸加热条件下与碳反应,反应生成二氧化硫,硫化合价降低,体现浓硫酸氧化性,A正确;
B、蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑,体现浓硫酸脱水性,B错误;
C、使胆矾晶体变白,体现浓硫酸吸水性,C错误;
D、在空气中敞口久置后质量分数减小,是浓硫酸吸水导致其浓度减小,D正确;
故答案为:AD;
(6)、铁在浓硫酸中钝化生成,可以写成,反应中铁化合价由0变为+2、+3,则硫酸中硫化合价降低生成二氧化硫,结合电子守恒、质量守恒,化学方程式:(浓);
(7)、氧气具有氧化性,氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或,得到氧化铁的量减小,使得“再生”后得到固体质量增大且脱硫效果变差。
【分析】工业上以黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸,分为焙烧、转化、吸收三个核心阶段;首先是焙烧阶段,黄铁矿在沸腾炉中与空气在高温下反应,生成SO2和Fe2O3:,这是强烈的放热反应,生成的炉气中含有SO2、O2、N2,还需净化除杂,防止后续催化剂中毒;接着是转化阶段,净化后的SO2在接触室中,以V2O5为催化剂,在400~500℃条件下与O2反应生成SO3:,该可逆放热反应,采用常压、适宜温度、过量空气的条件,提高SO2转化率;最后是吸收阶段,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,生成焦硫酸又称发烟硫酸):,不直接用水吸收,是为了避免形成酸雾,提高吸收效率;最后焦硫酸加水稀释,得到98%浓硫酸:;
(1)中铁为+2价,则S的化合价为-1;
(2)为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为将黄铁矿粉碎、适当搅拌等;
(3)黄铁矿和氧气高温发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,两者为氧化还原反应;三氧化硫被浓硫酸吸收得到焦硫酸,焦硫酸加水稀释得到硫酸,两者没有化合价改变,不是氧化还原反应;故选①②;
(4)二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,;
(5)A.浓硫酸加热条件下与碳反应,反应生成二氧化硫,硫化合价降低,体现浓硫酸氧化性,A正确;
B.蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑,体现浓硫酸脱水性,B错误;
C.使胆矾晶体变白,体现浓硫酸吸水性,C错误;
D.在空气中敞口久置后质量分数减小,是浓硫酸吸水导致其浓度减小,D正确;
故选AD。
(6)铁在浓硫酸中钝化生成,可以写成,反应中铁化合价由0变为+2、+3,则硫酸中硫化合价降低生成二氧化硫,结合电子守恒、质量守恒,化学方程式:(浓);
(7)氧气具有氧化性,氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或,得到氧化铁的量减小,使得“再生”后得到固体质量增大且脱硫效果变差。
19.科研人员用不同的方法处理氮氧化物,防止其污染空气。
(1)实验室用溶液吸收,生成和。反应的离子方程式为   。
(2)工业烟气中的脱除常采用选择性催化还原技术,反应的化学方程式为。
①一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的、和的混合气体。下列能说明反应已达到化学平衡状态的有   (填标号)。
A.的体积分数不变 B.混合气体的密度不变
C.气体的平均相对分子质量不变 D.单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H
②其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间内的转化率与温度的关系如图所示。
工业上选择催化剂   (填“甲”或“乙”),理由为   。
(3)在汽车上安装三元催化转化器可发生反应,从而减少汽车尾气污染。T℃时,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,发生上述反应,测得不同时间的浓度如表所示。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
3.00 2.55 2.25 2.12 2.04 2.00 2.00
该反应在0~40s内的平均反应速率   。的平衡转化率为   (保留三位有效数字,的平衡转化率是指平衡时已被转化的的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(4)-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电和环保三位一体,其工作原理如图所示。
①电池负极为   (填“a”或“b”)电极。
②b电极的电极反应式为   。
______=___
【答案】(1)
(2)AC;乙;催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果
(3);33.3%
(4)a;4=2
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)、溶液吸收生成和,部分氮化合价由+4变为+5、部分氮化合价由+4变为+3,结合电子守恒,反应的离子方程式为:;
(2)、①、A、的体积分数不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡,A正确;
B、容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,B错误;
C、混合气体的平均摩尔质量为,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,C正确;
D、单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H,描述都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡,D错误;
故答案为:AC;
②、由图,其他条件相同时,催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果,故工业上选择催化剂乙;
(3)、由表数据,该反应在0~40s内的平均反应速率。平衡时消耗CO,结合反应消耗NO,的平衡转化率为;
(4)、-空气质子交换膜燃料电池中通入氧气一极为正极、通入燃料NO一极为负极;
①、通入燃料NO一极为负极,电池负极为a电极。
②、b电极的电极反应为氧气得到电子发生还原反应,在酸性条件下生成水:4=2。
【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。
原电池的电极方程式书写规则:先根据总反应确定正、负两极参加反应的物质,化合价升高、电子流出的极是原电池的负极,负极发生氧化反应;化合价降低、电子流入的极是原电池的正极,正极发生还原反应;先写负极的电极反应,然后根据负极反应物及对应的生成物的价态变化确定负极的摩尔得失电子数;根据离子反应两边电荷守恒,及溶液的酸碱性,用H+或OH-调整左右电荷守恒,再用水调整氢守恒,若是非水体系,既:熔融盐作电解质,则加相应的离子和物质调整电荷及元素守恒;正极的电极反应得电子,因为得电子是相当于带负电,再根据溶液的酸碱性,调整所加氢离子数或氢氧根数,最后用水调整元素守恒;或确定正极反应物与生成物再根据产物价态变化确定摩尔得失电子数,最后根据溶液的酸碱性确定电荷守恒和原子守恒。
(1)溶液吸收生成和,部分氮化合价由+4变为+5、部分氮化合价由+4变为+3,结合电子守恒,反应的离子方程式为:;
(2)①A.的体积分数不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡;
B.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡
C.混合气体的平均摩尔质量为,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡;
D.单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H,描述都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡;
故选AC;
②由图,其他条件相同时,催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果,故工业上选择催化剂乙;
(3)由表数据,该反应在0~40s内的平均反应速率。平衡时消耗CO,结合反应消耗NO,的平衡转化率为;
(4)-空气质子交换膜燃料电池中通入氧气一极为正极、通入燃料NO一极为负极;
①通入燃料NO一极为负极,电池负极为a电极。
②b电极的电极反应为氧气得到电子发生还原反应,在酸性条件下生成水:4=2。
20.乙酸丙烯酯是一种重要的有机合成中间体。一种以石蜡油为原料制备乙酸丙烯酯的路线如图所示(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物iii的名称为   。
(2)化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,化合物X的结构简式为   (任意写出一种)。
(3)化合物ii与iii可发生酯化反应,化学方程式为   。
(4)化合物vii中官能团的名称为   。
(5)根据化合物vi的结构特征,分析并预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构(有机产物) 反应类型
a        
b ,/加热     氧化反应
(6)下列说法正确的有___________(填标号)。
A.化合物ii与iii均能与溶液反应生成
B.化合物iv在一定条件下与发生加成反应,能得到2种产物
C.化合物v中所有原子可以共面
D.化合物vi能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(7)化合物vii发生加聚反应得到的产物的结构简式为   。
【答案】(1)乙酸或醋酸
(2)
(3)
(4)碳碳双键、酯基
(5),催化剂/加热;加成反应;
(6)B;D
(7)
【知识点】有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物;有机反应中的氧化反应;有机反应中的还原反应
【解析】【解答】(1)、由分析,化合物iii的名称为乙酸或醋酸;
(2)、同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,则化合物X为醇,X结构简式可以为、、(CH3)CHCH2OH、(CH3)COHCH3;
(3)、化合物ii与iii可发生酯化反应生成乙酸乙酯,化学方程式为:;
(4)、由结构,化合物vii中官能团的名称为碳碳双键、酯基;
(5)、vi中含碳碳双键,可以在、催化剂/加热条件下发生加成反应将碳碳双键转化为碳碳单键;故答案为:在、催化剂/加热,加成反应;
分子中含有羟基,能和氧气催化氧化转化为醛基得到,故答案为:;
(6)、A、化合物ii含羟基,不能与与溶液反应生成;iii含有羧基,能与溶液反应生成,A错误;
B、化合物iv含有碳碳双键,在一定条件下与发生加成反应,能得到CH3CHClCH3 或CH2ClCH2CH32种产物,B正确;
C、化合物v中含饱和碳原子,为四面体构型,所有原子不可以共面,C错误;
D、化合物vi中含碳碳双键和羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故答案为:BD;
(7)、化合物vii中含碳碳双键,发生加聚反应得到的产物为:。
【分析】由流程图可知,ⅰ乙烯和水加成生成ⅱ乙醇,这一步乙烯与水在催化剂、加热加压条件下加成,双键断裂,发生加成反应,分别连接上-OH和H,生成乙醇;接着乙醇氧化为ⅲ乙酸,这一步发生氧化反应,乙醇先被氧化为乙醛,乙醛再进一步被氧化为乙酸;ⅳ丙烯发生取代反应引入溴原子得到ⅴ, 这一步烯烃的α-H(与双键直接相连的碳原子上的氢)活性高,可与卤素发生取代反应,引入溴原子,接着溴原子被羟基取代,生成醇;ⅴ发生取代反应将溴原子转化为羟基得到ⅵ,乙酸和ⅵ发生酯化反应得到ⅶ,这一步乙酸的羧基(-COOH)与丙烯醇的羟基(-OH)脱水,生成酯键,得到目标产物乙酸丙烯酯;
(1)由分析,化合物iii的名称为乙酸或醋酸;
(2)同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,则化合物X为醇,X结构简式可以为、、(CH3)CHCH2OH、(CH3)COHCH3;
(3)化合物ii与iii可发生酯化反应生成乙酸乙酯,化学方程式为;
(4)由结构,化合物vii中官能团的名称为碳碳双键、酯基;
(5)vi中含碳碳双键,可以在、催化剂/加热条件下发生加成反应将碳碳双键转化为碳碳单键;故答案为:在、催化剂/加热,加成反应;
分子中含有羟基,能和氧气催化氧化转化为醛基得到,故答案为:;
(6)A.化合物ii含羟基,不能与与溶液反应生成;iii含有羧基,能与溶液反应生成,错误;
B.化合物iv含有碳碳双键,在一定条件下与发生加成反应,能得到CH3CHClCH3 或CH2ClCH2CH32种产物,正确;
C.化合物v中含饱和碳原子,为四面体构型,所有原子不可以共面,错误;
D.化合物vi中含碳碳双键和羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;
故选BD;
(7)化合物vii中含碳碳双键,发生加聚反应得到的产物为。
1 / 1广东市肇庆市2024-2025学年高一下学期期末统一考试 化学试卷
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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.文物是中华民族重要的历史见证和文化符号。下列文物的主要材质为有机物的是
A.红山玉石 B.四羊青铜方尊 C.青瓷生肖牛俑 D.素纱禅衣
A.A B.B C.C D.D
2.近年来我国科技研究取得了巨大成就。下列说法正确的是
A.“6G通信”使用的光导纤维的主要成分是高纯度
B.可循环4000多次的液流电池属于二次电池
C.南海成功开采可燃冰,可燃冰属于烷烃
D.超万米科探井钻机的金刚石复合片钻头是新型无机非金属材料
3.“生活处处皆化学,化学提高生活品质”。下列说法不正确的是
A.秸秆富含纤维素,纤维素属于多糖
B.聚乙烯可用作食品包装材料,聚乙烯属于合成材料
C.植物油炒菜更有利于健康,油脂属于有机高分子
D.药粉用医用明胶胶囊封装,医用明胶胶囊主要成分为蛋白质
4.化学与可持续发展是发挥化学学科重要价值的核心。下列说法正确的是
A.铵盐都是高效氮肥,可大量使用
B.乙烯与水的加成反应符合绿色化学的思想
C.煤间接液化转化为和,此过程属于物理变化
D.工业上常采用加热分解的方法冶炼金属
5.下列化学用语表示正确的是
A.氯化铵的电子式为
B.乙烯的结构简式为
C.丙烷的球棍模型为
D.硫离子的结构示意图为
6.从海带中提取碘的实验过程如图所示。
上述操作①~④中没有使用到的仪器是
A. B. C. D.
7.原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是
A.电极发生氧化反应
B.溶液中向电极移动
C.电子从电极流向电极,再经过稀硫酸回流到电极
D.将稀硫酸换成溶液,负极的电极反应不变
8.“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 在铁制品表面涂油漆 金属表面覆盖保护层可减缓其腐蚀速率
B 石油精炼获得汽油 分馏属于物理变化
C 制作馒头时加入膨松剂碳酸氢铵 碳酸氢铵能与强碱反应生成氨气
D 用75%的酒精擦拭家具消毒 乙醇能使蛋白质发生变性
A.A B.B C.C D.D
9.下列实验装置能达到实验目的的是
实验装置
实验目的 A.制备并收集乙酸乙酯 B.进行喷泉实验
实验装置
实验目的 C.探究和对分解速率的影响 D.除去乙烯中的杂质
A.A B.B C.C D.D
10.苹果酸具有促进消化、抗疲劳和调节血糖等作用,其结构如图所示。关于该化合物,下列说法正确的是
A.分子式为
B.含有3种官能团
C.在水溶液中,羧基和羟基均能电离出
D.1mol该化合物最多能与3mol发生反应
11.某实验小组验证的性质,按如图所示装置进行实验。推动注射器1,向试管(含有小破洞)中注入浓硫酸。下列说法不正确的是
A.溶液逐渐褪色,说明具有漂白性
B.品红溶液逐渐褪色,说明能与品红发生反应
C.紫色石蕊溶液变红,说明能与水反应生成酸
D.向上拉动注射器2,溶液变浑浊,说明具有氧化性
12.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.30g的乙烷分子中含有的共价键数目为7
B.1mol和3mol充分反应,转移的电子数目为6
C.溶液中含有的氢离子数目为0.1
D.标准状况下,11.2L中含有的氯原子数目为2
13.部分含N物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是
A.实验室采用向上排空气法收集c
B.一定条件下,a与d可以反应生成b
C.高温下,b与氧气可以一步反应生成d
D.d与水反应生成e,则d是酸性氧化物
14.化学与生活息息相关。下列对于化学在生活中的应用,其原理解释不正确的是
选项 生活中的应用 原理解释
A 用糯米酿酒 糯米中的淀粉水解生成乙醇
B 作医疗内服的“钡餐” 不溶于水和酸
C 用生石灰和水作为“自热米饭”的热源 生石灰与水反应放热
D 用灼烧的方法区分羊毛和涤纶 羊毛主要成分为蛋白质,灼烧时会产生烧焦羽毛的气味
A.A B.B C.C D.D
15.下列离子方程式书写正确的是
A.溶于足量稀硝酸:
B.铜与浓硫酸反应:
C.碳酸氢铵溶液与足量氢氧化钠溶液反应:
D.亚硫酸钠溶液与足量氯气反应:
16.某温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的,发生反应(无色)。的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线①表示正反应速率随时间的变化
B.时容器内气体的颜色比时的浅
C.时,
D.其他条件不变,降低温度,反应达到平衡的时间增长
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.某学习小组为研究铜与硝酸的反应做了如下实验。
序号 实验装置 实验操作 实验现象
1 室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中 缓慢产生气泡,铜丝逐渐变细,溶液变蓝
2 室温下,向具支试管中加入5mL浓硝酸,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体中 反应剧烈进行,试管上方立即产生红棕色气体,铜丝变细,溶液变绿
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,其原因为   。
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为   (用化学方程式表示)。
(3)实验1中可用酸性溶液处理尾气。已知酸性溶液可以将氧化为,被还原为。欲处理3.0g,需要的物质的量为   。
(4)实验2具支试管中发生反应的离子方程式为   。
(5)实验2中观察到溶液变绿。小组同学查阅资料得知,溶液呈蓝色,的饱和溶液呈黄色。小组同学猜想溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的。
实验操作:取2mL实验2反应后的绿色溶液于试管中,   (填实验操作),溶液变成蓝色,证明猜想正确。
(6)实验2中铜与浓硝酸反应比实验1中铜与稀硝酸反应更剧烈,放出气体速率更快。小组同学查阅资料得知,溶于水可发生反应:(弱酸,不稳定,易分解)。于是猜想:能加快铜与硝酸的反应速率。小组同学又利用实验1、2中的装置做了如下实验。
序号 实验操作 实验现象
3 室温下,向具支试管中加入5mL稀硝酸以及少量固体,振荡溶解,盖紧橡胶塞后,将铜丝插入液体 ___________
①表格中的实验现象为   。
②通过实验   和   对比可证明猜想正确(填“1”“2”或“3”)。
(7)请写出硝酸的一种用途:   。
18.硫酸在生产、生活和科学研究等领域应用广泛。工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的流程如图所示。
(1)中S的化合价为   。
(2)为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为   (写一条)。
(3)上述流程中涉及氧化还原反应的步骤有   (填流程图中的序号)。
(4)写出步骤②发生反应的化学方程式:   。
(5)下列关于浓硫酸的实验事实与其性质对应正确的有   (填标号)。
选项 实验事实 性质
A 加热条件下与碳反应 氧化性
B 蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑 酸性
C 使胆矾晶体变白 脱水性
D 在空气中敞口久置后质量分数减小 吸水性
(6)常温下,铁可以在浓硫酸中发生钝化,生成一层致密氧化膜(成分之一为)。请写出铁在浓硫酸中钝化生成的化学方程式:   。
(7)制取硫酸过程中产生的气体会污染环境,需要加以处理。可用作脱除气体的脱硫剂,反应机理如图所示。“再生”时需控制通入的浓度。氧气浓度过大时,“再生”后所再生得固体质量增大且脱硫效果变差,原因可能为   。
19.科研人员用不同的方法处理氮氧化物,防止其污染空气。
(1)实验室用溶液吸收,生成和。反应的离子方程式为   。
(2)工业烟气中的脱除常采用选择性催化还原技术,反应的化学方程式为。
①一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的、和的混合气体。下列能说明反应已达到化学平衡状态的有   (填标号)。
A.的体积分数不变 B.混合气体的密度不变
C.气体的平均相对分子质量不变 D.单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H
②其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间内的转化率与温度的关系如图所示。
工业上选择催化剂   (填“甲”或“乙”),理由为   。
(3)在汽车上安装三元催化转化器可发生反应,从而减少汽车尾气污染。T℃时,向恒容密闭容器中通入等物质的量的和,发生上述反应,测得不同时间的浓度如表所示。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
3.00 2.55 2.25 2.12 2.04 2.00 2.00
该反应在0~40s内的平均反应速率   。的平衡转化率为   (保留三位有效数字,的平衡转化率是指平衡时已被转化的的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(4)-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电和环保三位一体,其工作原理如图所示。
①电池负极为   (填“a”或“b”)电极。
②b电极的电极反应式为   。
______=___
20.乙酸丙烯酯是一种重要的有机合成中间体。一种以石蜡油为原料制备乙酸丙烯酯的路线如图所示(加料顺序、反应条件略)。
(1)化合物iii的名称为   。
(2)化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,化合物X的结构简式为   (任意写出一种)。
(3)化合物ii与iii可发生酯化反应,化学方程式为   。
(4)化合物vii中官能团的名称为   。
(5)根据化合物vi的结构特征,分析并预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构(有机产物) 反应类型
a        
b ,/加热     氧化反应
(6)下列说法正确的有___________(填标号)。
A.化合物ii与iii均能与溶液反应生成
B.化合物iv在一定条件下与发生加成反应,能得到2种产物
C.化合物v中所有原子可以共面
D.化合物vi能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(7)化合物vii发生加聚反应得到的产物的结构简式为   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】合金及其应用;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;无机化合物与有机化合物的概念
【解析】【解答】A、红山玉石的主要材质为玉石(如透闪石等),其主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,A错误;
B、四羊青铜方尊由青铜(铜锡合金)制成,青铜属于金属材料,B错误;
C、青瓷生肖牛俑属于陶瓷制品,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,C错误;
D、素纱禅衣由蚕丝制成,蚕丝的主要成分是蛋白质,属于有机高分子材料,D正确;
故答案为:D
【分析】有机物大多是含碳化合物,常见如蛋白质、糖类、蚕丝、棉麻等与生命、天然纤维相关的物质;无机物一般不含碳,像金属、合金、玉石、陶瓷、硅酸盐矿物都属于无机物,少数含碳的一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等也划归无机物。
2.【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;原电池工作原理及应用;原电池、电解池综合
【解析】【解答】A、光导纤维的主要成分是二氧化硅(SiO2),高纯度硅用于制作半导体芯片、太阳能电池板,并非光导纤维原料,A错误;
B、一次电池只能放电不能充电循环使用;二次电池如可充电电池能放电、充电反复循环,液流电池可循环使用4000多次,符合二次电池特征,B正确;
C、可燃冰是天然气水合物,主要成分为甲烷和水,还含少量其他杂质,属于混合物;而烷烃是纯净物范畴,混合物不能归为烷烃,C错误;
D、金刚石是碳单质,金刚石复合片钻头以碳单质为主体,属于复合材料,不属于新型无机非金属材料;新型无机非金属材料如氮化硅、碳化硅、光导纤维、高温超导材料等,D错误;
故答案为:B
【分析】一次电池是只能一次性放电、不能充电复原,电量耗尽就无法再使用的电池;二次电池也叫可充电电池,放电后能通过外接电源充电恢复电能,可反复充放电循环使用,像铅蓄电池、锂电池、液流电池都属于二次电池。
3.【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、秸秆主要成分是纤维素,纤维素是由许多葡萄糖单元构成的多糖,A正确;
B、聚乙烯无毒、性质稳定,可做食品包装袋;聚乙烯是通过乙烯加聚反应人工合成的有机合成高分子材料,B正确;
C、植物油属于油脂,油脂相对分子质量很小,不属于有机高分子化合物,有机高分子相对分子质量通常上万,C错误;
D、医用明胶胶囊的主要成分是蛋白质,对人体无害,可用于封装药粉,D正确;
故答案为:C
【分析】有机高分子化合物是相对分子质量通常高达几万、几十万甚至上百万,由许多重复的简单结构单元通过共价键连接而成的有机化合物,简称高分子,像淀粉、纤维素、蛋白质、塑料、橡胶都属于有机高分子;而油脂、葡萄糖、乙醇等相对分子质量很小,不属于有机高分子。
4.【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;绿色化学
【解析】【解答】A、铵盐虽然是高效氮肥,但不能大量使用,过量使用会导致土壤酸化、板结,还会造成水体富营养化等环境问题,因此不可大量使用,A错误;
B、乙烯与水加成生成乙醇,相关反应方程式为: ,原子利用率100%,无副产物,符合绿色化学的原子经济性原则,B正确;
C、煤间接液化转化为CO和H2的过程,是煤与水蒸气发生反应如:,有新物质生成,属于化学变化,不是物理变化,C错误;
D、MgO的熔点极高,加热分解需要消耗大量能量,工业上不采用加热分解MgO的方法冶炼镁,而是电解熔融的MgCl2来制备金属镁,D错误;
故答案为:B
【分析】绿色化学的核心思想,就是从源头上减少或消除污染,追求 “原子经济性”,让化学反应尽可能高效、环保,不产生或少产生废物。
5.【答案】C
【知识点】原子结构示意图;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、氯化铵由铵离子和氯离子构成,属于离子化合物,正确的电子式应将阴离子Cl-的最外层电子完整标出,故正确的电子式为:,A错误;
B、乙烯的结构中含碳碳双键,属于特殊的官能团,正确的结构简式为:,B错误;
C、丙烷的结构为:CH3CH2CH3,丙烷含有三个碳原子,均为饱和碳碳单键,三个碳呈锯齿状,丙烷的球棍模型为:,C正确;
D、硫原子的核外电子数为16,硫原子的最外层电子数为6,当失去2个电子后形成硫离子,硫离子最外层电子数为8,其结构示意图为,D错误;
选答案为:C
【分析】电子式的书写规则如下:
原子的电子式:中性原子书写时,最外层电子应全部排列在元素符号周围;金属阳离子的电子式:在形成阳离子时,最外层电子已失去,书写时不再画出原最外层电子,但电荷数应在元素符号右上角表示;非金属阴离子的电子式:形成阴离子时,得到电子使最外层达到稳定结构,这些电子应画出;共价化合物的电子式:通过共用电子对结合而成,书写时需注意孤对电子的情况;离子化合物的电子式:分别画出阴、阳离子的电子式,然后让阴、阳离子间隔书写。
6.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;常用仪器及其使用;过滤;分液和萃取
【解析】【解答】A、海带灼烧需要用到坩埚、酒精灯、泥三角、三脚架。A选项是蒸发皿,蒸发皿用于蒸发溶液,灼烧固体用坩埚,所以这一步就没有用到蒸发皿,A正确;
B、海带灰浸泡在水中,在烧杯中进行,用到选项B的烧杯,B错误;
C、过滤需要用到漏斗、烧杯、玻璃棒,用到选项C的漏斗,C错误;
D、用CCl4萃取碘单质,需要用到分液漏斗,用到选项D的分液漏斗,D错误;
故答案为:A
【分析】海带在坩埚中灼烧生成海带灰,用水浸泡得到海带灰的悬浊液,再过滤得到含碘离子的溶液,用双氧水在酸性条件下氧化得到含单质碘的溶液,用四氯化碳萃取分液,得到碘的四氯化碳溶液。
7.【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;与氧化剂、还原剂有关的计算
【解析】【解答】A、Cu电极是正极,其中H+得电子生成H2,化合价降低,发生的是还原反应,不是氧化反应,A错误;
B、原电池中,阴离子(SO42-)会向负极(Zn电极)移动,阳离子向正极移动。因此SO42-应向Zn电极移动,而非Cu电极,B错误;
C、电子只能在导线中流动,从Zn电极(负极)流向Cu电极(正极),不会经过电解质溶液,溶液中是离子定向移动形成电流,C错误;
D、无论电解质是稀硫酸还是CuSO4溶液,Zn都作为负极,负极还是发生反应:,D正确;
故答案为:D
【分析】锌比铜活泼,锌电极为原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,发生的电极反应为:,铜为正极,在正极发生还原反应,发生的电极反应为:。原电池工作时,阴离子向负极移动;
8.【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;石油的分馏
【解析】【解答】A、在铁制品表面涂油漆,是通过形成保护层隔绝空气和水,减缓铁的腐蚀速率,二者直接相关,A错误;
B、石油精炼获得汽油,是利用石油中各组分沸点不同进行分馏,分馏属于物理变化,二者直接相关,B错误;
C、制作馒头时加入碳酸氢铵作为膨松剂,原理是碳酸氢铵受热分解产生氨气、二氧化碳和水,气体受热膨胀使馒头蓬松,而不是与强碱反应。因此“碳酸氢铵能与强碱反应生成氨气”的化学知识,与该劳动项目没有关联,C正确;
D、用75%的酒精擦拭家具消毒,是利用乙醇能使细菌蛋白质变性,从而杀死细菌,二者直接相关,D错误;
故答案为:C
【分析】做题时一定要看清楚所描述的劳动项目与化学知识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;
9.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素;氨的性质及用途;实验装置综合;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A、乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生彻底水解反应:,因此收集时应使用饱和Na2CO3溶液,而非NaOH溶液,同时导管直接伸入溶液中,加热时装置内压强变化易发生倒吸,A错误;
B、氨气极易溶于水,当胶头滴管中的水进入烧瓶后,烧瓶内压强迅速降低,外界大气压将烧杯中滴有酚酞的水溶液压入烧瓶,形成红色喷泉,B正确;
C、该实验存在两个变量:催化剂种类不同和过氧化氢浓度不同,根据控制变量法,探究催化剂影响时,应保证过氧化氢浓度相同。因此无法确定反应速率差异是由催化剂还是浓度引起的,C错误;
D、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不仅会氧化杂质SO2,也会氧化乙烯发生双键加成和氧化反应,导致目标产物被消耗。应选用NaOH溶液等碱性除杂剂,D错误;
故答案为:B
【分析】控制变量法,就是在研究多因素影响的问题时,只改变一个变量,同时控制其他所有条件完全相同,从而确定这个变量对实验结果的影响。比如探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解速率的影响,就要保证H2O2的浓度、温度、体积等其他条件完全一致,只改变催化剂种类,这样才能判断速率差异是由催化剂引起的。
10.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;乙酸的化学性质
【解析】【解答】A、根据给出的结构简式补全所有氢原子后,数得碳原子数:4个,氢原子数:6个,氧原子数:5个,故该化合物的分子式为:,A错误;
B、该化合物中只含有羧基和羟基两种官能团,不存在第三种官能团,B错误;
C、羧基(-COOH)是酸性基团,在水溶液中可以电离出H+:,选项中的羟基是醇羟基,在水溶液中几乎不电离,不能释放出H+,C错误;
D、羧基和羟基均能与发生反应,一共有1个羧基和2个羟基,故1mol该物质最多能与3mol发生反应,D正确;
故答案为:D
【分析】与Na反应:醇羟基、酚羟基、羧基,1mol各消耗1molNa;与NaOH反应:酚羟基、羧基,1mol各消耗1molNaOH;酯基水解时,普通酯消耗1molNaOH,酚酯消耗2molNaOH;卤代烃水解时,1mol卤原子消耗1molNaOH。
11.【答案】A
【知识点】二氧化硫的性质;实验装置综合;制备实验方案的设计;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A、KMnO4溶液褪色,是因为SO2将紫色的MnO4-还原为无色的Mn2+,体现的是SO2的还原性,而非漂白性。SO2的漂白性是与品红等有色物质结合生成无色物质,不能漂白强氧化剂,A错误;
B、品红溶液褪色,是因为SO2与品红分子结合生成不稳定的无色物质,体现了SO2的漂白性,B正确;
C、酸能使紫色石蕊溶液变红,是因为SO2与水反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸电离出H+使溶液显酸性,C正确
D、溶液变浑浊,是因为SO2与S2-发生归中反应生成硫单质,发生的化学反应方程式为:,该反应中SO2作氧化剂,二氧化硫中硫元素化合价降低,说明具有氧化性,D正确;
故答案为:A
【分析】在氧化还原反应中,物质所含元素化合价降低(得电子),被还原,作氧化剂,体现氧化性;所含元素化合价升高(失电子),被氧化,作还原剂,体现还原性。
12.【答案】A
【知识点】气体摩尔体积;阿伏加德罗常数;阿伏加德罗定律及推论;烷烃
【解析】【解答】A、乙烷(C2H6)的摩尔质量为:30g/mol,30g乙烷为1mol,每个乙烷分子含1个C-C键和6个C-H键,共7个共价键,因此1mol乙烷含7NA个共价键,A正确;
B、合成氨反应(N2 + 3H2 2NH3)为可逆反应,反应无法完全进行,因此转移电子数小于6NA,B错误;
C、题目未给出溶液体积,无法计算H+的物质的量,也就无法确定其数目,C错误;
D、标准状况下,CCl4为液体而非气体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,D错误;
故答案为:A
【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。
13.【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;常见元素的化合价
【解析】【解答】A、c为,与空气密度相近,且易与空气中的反应生成,因此不能用向上排空气法收集,但NO不会与水发生反应,故只能用排水集气法手机NO,A错误;
B、a是,其中N元素为-3价具有还原性,d是,其中N元素为+4价具有氧化性,二者在一定条件下可以发生归中反应生成,相关的化学反应方程式为:,B正确;
C、b是,在高温放电条件下,与氧气一步反应只能生成,不能生成,C错误;
D、d是,与水反应除生成外,还生成,酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物,且反应过程中元素化合价不发生变化,不符合酸性氧化物的定义,D错误;
故答案为:B
【分析】我们先根据价类二维图确定各物质:a是氢化物且N为-3价,故a为NH3;b是单质且N为0价,故b为N2;c是氧化物且N为+2价,故c为NO;d是氧化物且N为+4价,故d为NO2;e是含氧酸且N为+5价,故e为HNO3;
14.【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应;盐类水解的原理;有机物的鉴别;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A、糯米酿酒的过程是淀粉先水解生成葡萄糖,葡萄糖再在酒化酶的作用下发酵生成乙醇,并非淀粉直接水解得到乙醇,A错误;
B、BaSO4不溶于水也不溶于胃酸(盐酸),不会产生有毒的Ba2+,因此可作为医疗内服的“钡餐”,B正确;
C、生石灰(CaO)与水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,可作为 “自热米饭” 的热源,C正确;
D、羊毛的主要成分为蛋白质,灼烧时会产生烧焦羽毛的气味;而涤纶(合成纤维)灼烧无此气味,因此可用灼烧法区分,D正确;
故答案为:A
【分析】做题时一定要看清楚所描述的化学在生活中的应用与化学原理解释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;
15.【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质;二价铁离子和三价铁离子的检验;离子方程式的书写;硝酸的性质与用途
【解析】【解答】A、由于稀硝酸具有氧化性,因此Fe与足量稀硝酸反应应生成而非,对应的离子方程式为:,A错误;
B、浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,不能拆写成离子形式,且反应需加热条件,对应的离子方程式为:,B错误;
C、碳酸氢铵(含)与足量NaOH反应时,均能与OH-反应,C漏写与的反应,离子方程式为:,C错误;
D、亚硫酸钠溶液与足量氯气反应,作氧化剂被还原为,被氧化为,电荷、原子均守恒,对应的离子方程式为:,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。
16.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为0,逆反应速率为0。随着反应进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,因此曲线①代表正反应速率,曲线②代表逆反应速率,A正确;
B、从到,时反应正向进行,时反应达到平衡,时的量比时的少,故时气体的颜色比时的浅,正确;
C、时反应达到平衡,此时v正(NO2)=v逆(NO2)。根据反应速率与化学计量数的关系,v逆(NO2)=2v逆(N2O4),所以平衡时v正(NO2)=2v逆(N2O4),而不是v正(NO2)=v逆(N2O4),C错误;
D、其他条件不变,降低温度,分子能量降低,活化分子百分数减少,反应速率减慢,达到平衡的时间会增长,D正确;
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。
17.【答案】(1)硝酸见光易分解
(2)
(3)0.06mol
(4)
(5)加入适量水
(6)立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝;1;3
(7)用于制化肥、农药以及燃料等
【知识点】铜及其化合物;实验装置综合;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)、硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,因为硝酸见光易分解;
(2)、实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为硝酸和铜生成硝酸铜和NO,NO和空气中氧气反应生成红棕色二氧化氮,反应为:;
(3)、酸性溶液可以将氧化为,被还原为,结合电子守恒,存在,欲处理3.0g(为0.1mol),需要的物质的量为0.06mol;
(4)、实验2具支试管中发生反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,离子方程式为;
(5)、二氧化氮会和足量水反应生成硝酸和NO,加入水使得二氧化氮被消耗,使得溶液中黄色褪去,显现出溶液的蓝色,说明溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的,故答案为:加入适量水;
(6)、①猜想:能加快铜与硝酸的反应速率,则实验中加入固体后,氢离子和亚硝酸根离子生成,使得反应速率加快,故表格中的实验现象为立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝。
②通过实验1和3变量为,两者对比可证明猜想正确;
(7)、硝酸可用于制化肥、农药以及燃料等。
【分析】本实验探究铜与不同浓度硝酸(稀硝酸、浓硝酸)的反应现象、产物差异及反应特点,理解浓度对硝酸氧化性的影响。实验1:铜与稀硝酸(1mol/L)的反应,缓慢产生气泡说明反应速率较慢,生成无色的NO气体(初期被试管内少量空气氧化,会短暂出现浅棕色,但很快消失)。铜丝逐渐变细说明铜被氧化为Cu2+,逐渐溶解。溶液变蓝说明生成的Cu2+在水溶液中呈蓝色;实验2:铜与浓硝酸的反应,反应剧烈说明浓硝酸氧化性更强,反应速率极快;立即产生红棕色气体说明生成的NO2本身为红棕色气体,无需额外氧化。铜丝变细说明铜被快速氧化溶解。溶液变绿说明浓硝酸中生成的Cu2+,会与过量的{NO2反应形成络合物(如[Cu(NO2)4]2-),或因高浓度Cu2+的水合溶剂化效应,使溶液呈现绿色。稀释后,络合物分解,溶液会变回蓝色。
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,因为硝酸见光易分解;
(2)实验1中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因为硝酸和铜生成硝酸铜和NO,NO和空气中氧气反应生成红棕色二氧化氮,反应为:;
(3)酸性溶液可以将氧化为,被还原为,结合电子守恒,存在,欲处理3.0g(为0.1mol),需要的物质的量为0.06mol;
(4)实验2具支试管中发生反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水,离子方程式为;
(5)二氧化氮会和足量水反应生成硝酸和NO,加入水使得二氧化氮被消耗,使得溶液中黄色褪去,显现出溶液的蓝色,说明溶液呈绿色是蓝色和黄色混合造成的,故答案为:加入适量水;
(6)①猜想:能加快铜与硝酸的反应速率,则实验中加入固体后,氢离子和亚硝酸根离子生成,使得反应速率加快,故表格中的实验现象为立即产生气泡,铜丝变细,溶液变蓝。
②通过实验1和3变量为,两者对比可证明猜想正确;
(7)硝酸可用于制化肥、农药以及燃料等。
18.【答案】(1)
(2)将黄铁矿粉碎
(3)①②
(4)
(5)AD
(6)(浓)
(7)氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或
【知识点】工业制取硫酸;二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;铁的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)、中铁为+2价,则S的化合价为-1;
(2)、为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为将黄铁矿粉碎、适当搅拌等;
(3)、黄铁矿和氧气高温发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,两者为氧化还原反应;三氧化硫被浓硫酸吸收得到焦硫酸,焦硫酸加水稀释得到硫酸,两者没有化合价改变,不是氧化还原反应;故答案为:①②;
(4)、二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,对应的化学方程式为:;
(5)A、浓硫酸加热条件下与碳反应,反应生成二氧化硫,硫化合价降低,体现浓硫酸氧化性,A正确;
B、蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑,体现浓硫酸脱水性,B错误;
C、使胆矾晶体变白,体现浓硫酸吸水性,C错误;
D、在空气中敞口久置后质量分数减小,是浓硫酸吸水导致其浓度减小,D正确;
故答案为:AD;
(6)、铁在浓硫酸中钝化生成,可以写成,反应中铁化合价由0变为+2、+3,则硫酸中硫化合价降低生成二氧化硫,结合电子守恒、质量守恒,化学方程式:(浓);
(7)、氧气具有氧化性,氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或,得到氧化铁的量减小,使得“再生”后得到固体质量增大且脱硫效果变差。
【分析】工业上以黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸,分为焙烧、转化、吸收三个核心阶段;首先是焙烧阶段,黄铁矿在沸腾炉中与空气在高温下反应,生成SO2和Fe2O3:,这是强烈的放热反应,生成的炉气中含有SO2、O2、N2,还需净化除杂,防止后续催化剂中毒;接着是转化阶段,净化后的SO2在接触室中,以V2O5为催化剂,在400~500℃条件下与O2反应生成SO3:,该可逆放热反应,采用常压、适宜温度、过量空气的条件,提高SO2转化率;最后是吸收阶段,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,生成焦硫酸又称发烟硫酸):,不直接用水吸收,是为了避免形成酸雾,提高吸收效率;最后焦硫酸加水稀释,得到98%浓硫酸:;
(1)中铁为+2价,则S的化合价为-1;
(2)为了使黄铁矿与空气充分反应,可以采取的措施为将黄铁矿粉碎、适当搅拌等;
(3)黄铁矿和氧气高温发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,两者为氧化还原反应;三氧化硫被浓硫酸吸收得到焦硫酸,焦硫酸加水稀释得到硫酸,两者没有化合价改变,不是氧化还原反应;故选①②;
(4)二氧化硫被氧气催化氧化为三氧化硫,;
(5)A.浓硫酸加热条件下与碳反应,反应生成二氧化硫,硫化合价降低,体现浓硫酸氧化性,A正确;
B.蘸取溶液在纸上书写,字迹变黑,体现浓硫酸脱水性,B错误;
C.使胆矾晶体变白,体现浓硫酸吸水性,C错误;
D.在空气中敞口久置后质量分数减小,是浓硫酸吸水导致其浓度减小,D正确;
故选AD。
(6)铁在浓硫酸中钝化生成,可以写成,反应中铁化合价由0变为+2、+3,则硫酸中硫化合价降低生成二氧化硫,结合电子守恒、质量守恒,化学方程式:(浓);
(7)氧气具有氧化性,氧气浓度较大,可能会将S氧化至价,生成或,得到氧化铁的量减小,使得“再生”后得到固体质量增大且脱硫效果变差。
19.【答案】(1)
(2)AC;乙;催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果
(3);33.3%
(4)a;4=2
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)、溶液吸收生成和,部分氮化合价由+4变为+5、部分氮化合价由+4变为+3,结合电子守恒,反应的离子方程式为:;
(2)、①、A、的体积分数不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡,A正确;
B、容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,B错误;
C、混合气体的平均摩尔质量为,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,C正确;
D、单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H,描述都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡,D错误;
故答案为:AC;
②、由图,其他条件相同时,催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果,故工业上选择催化剂乙;
(3)、由表数据,该反应在0~40s内的平均反应速率。平衡时消耗CO,结合反应消耗NO,的平衡转化率为;
(4)、-空气质子交换膜燃料电池中通入氧气一极为正极、通入燃料NO一极为负极;
①、通入燃料NO一极为负极,电池负极为a电极。
②、b电极的电极反应为氧气得到电子发生还原反应,在酸性条件下生成水:4=2。
【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。
原电池的电极方程式书写规则:先根据总反应确定正、负两极参加反应的物质,化合价升高、电子流出的极是原电池的负极,负极发生氧化反应;化合价降低、电子流入的极是原电池的正极,正极发生还原反应;先写负极的电极反应,然后根据负极反应物及对应的生成物的价态变化确定负极的摩尔得失电子数;根据离子反应两边电荷守恒,及溶液的酸碱性,用H+或OH-调整左右电荷守恒,再用水调整氢守恒,若是非水体系,既:熔融盐作电解质,则加相应的离子和物质调整电荷及元素守恒;正极的电极反应得电子,因为得电子是相当于带负电,再根据溶液的酸碱性,调整所加氢离子数或氢氧根数,最后用水调整元素守恒;或确定正极反应物与生成物再根据产物价态变化确定摩尔得失电子数,最后根据溶液的酸碱性确定电荷守恒和原子守恒。
(1)溶液吸收生成和,部分氮化合价由+4变为+5、部分氮化合价由+4变为+3,结合电子守恒,反应的离子方程式为:;
(2)①A.的体积分数不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡;
B.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡
C.混合气体的平均摩尔质量为,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡;
D.单位时间内断裂12mol N—H的同时生成4mol N≡H,描述都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡;
故选AC;
②由图,其他条件相同时,催化剂乙在低温下即可产生较好的催化效果,故工业上选择催化剂乙;
(3)由表数据,该反应在0~40s内的平均反应速率。平衡时消耗CO,结合反应消耗NO,的平衡转化率为;
(4)-空气质子交换膜燃料电池中通入氧气一极为正极、通入燃料NO一极为负极;
①通入燃料NO一极为负极,电池负极为a电极。
②b电极的电极反应为氧气得到电子发生还原反应,在酸性条件下生成水:4=2。
20.【答案】(1)乙酸或醋酸
(2)
(3)
(4)碳碳双键、酯基
(5),催化剂/加热;加成反应;
(6)B;D
(7)
【知识点】有机分子中基团之间的关系;有机物的结构和性质;同系物;有机反应中的氧化反应;有机反应中的还原反应
【解析】【解答】(1)、由分析,化合物iii的名称为乙酸或醋酸;
(2)、同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,则化合物X为醇,X结构简式可以为、、(CH3)CHCH2OH、(CH3)COHCH3;
(3)、化合物ii与iii可发生酯化反应生成乙酸乙酯,化学方程式为:;
(4)、由结构,化合物vii中官能团的名称为碳碳双键、酯基;
(5)、vi中含碳碳双键,可以在、催化剂/加热条件下发生加成反应将碳碳双键转化为碳碳单键;故答案为:在、催化剂/加热,加成反应;
分子中含有羟基,能和氧气催化氧化转化为醛基得到,故答案为:;
(6)、A、化合物ii含羟基,不能与与溶液反应生成;iii含有羧基,能与溶液反应生成,A错误;
B、化合物iv含有碳碳双键,在一定条件下与发生加成反应,能得到CH3CHClCH3 或CH2ClCH2CH32种产物,B正确;
C、化合物v中含饱和碳原子,为四面体构型,所有原子不可以共面,C错误;
D、化合物vi中含碳碳双键和羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故答案为:BD;
(7)、化合物vii中含碳碳双键,发生加聚反应得到的产物为:。
【分析】由流程图可知,ⅰ乙烯和水加成生成ⅱ乙醇,这一步乙烯与水在催化剂、加热加压条件下加成,双键断裂,发生加成反应,分别连接上-OH和H,生成乙醇;接着乙醇氧化为ⅲ乙酸,这一步发生氧化反应,乙醇先被氧化为乙醛,乙醛再进一步被氧化为乙酸;ⅳ丙烯发生取代反应引入溴原子得到ⅴ, 这一步烯烃的α-H(与双键直接相连的碳原子上的氢)活性高,可与卤素发生取代反应,引入溴原子,接着溴原子被羟基取代,生成醇;ⅴ发生取代反应将溴原子转化为羟基得到ⅵ,乙酸和ⅵ发生酯化反应得到ⅶ,这一步乙酸的羧基(-COOH)与丙烯醇的羟基(-OH)脱水,生成酯键,得到目标产物乙酸丙烯酯;
(1)由分析,化合物iii的名称为乙酸或醋酸;
(2)同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;化合物X的分子式为,且其与化合物ii互为同系物,则化合物X为醇,X结构简式可以为、、(CH3)CHCH2OH、(CH3)COHCH3;
(3)化合物ii与iii可发生酯化反应生成乙酸乙酯,化学方程式为;
(4)由结构,化合物vii中官能团的名称为碳碳双键、酯基;
(5)vi中含碳碳双键,可以在、催化剂/加热条件下发生加成反应将碳碳双键转化为碳碳单键;故答案为:在、催化剂/加热,加成反应;
分子中含有羟基,能和氧气催化氧化转化为醛基得到,故答案为:;
(6)A.化合物ii含羟基,不能与与溶液反应生成;iii含有羧基,能与溶液反应生成,错误;
B.化合物iv含有碳碳双键,在一定条件下与发生加成反应,能得到CH3CHClCH3 或CH2ClCH2CH32种产物,正确;
C.化合物v中含饱和碳原子,为四面体构型,所有原子不可以共面,错误;
D.化合物vi中含碳碳双键和羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;
故选BD;
(7)化合物vii中含碳碳双键,发生加聚反应得到的产物为。
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