【精品解析】广东省深圳市福田某校2024-2025学年高一下学期期中考试化学试题(选择考)

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广东省深圳市福田某校2024-2025学年高一下学期期中考试化学试题(选择考)
1.文物是文化传承的重要载体。下列文物主要材质为硅酸盐材料的是
A.西周信宜铜盉 B.元玉壶春瓶
C.北宋木雕罗汉像 D.清丝绸手绘花鸟
A.A B.B C.C D.D
2.下列有关化学用语或模型正确的是
A.乙烯的结构简式:CH2CH2
B.NH3的电子式:
C.丙烯的球棍模型:
D.甲烷的填充模型:
3.下列叙述Ⅰ和Ⅱ正确且有因果关系的是
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 铁片插入浓硫酸中,无明显现象 铁片中表面被浓硫酸钝化
B 蔗糖遇浓硫酸变黑,同时产生刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C 氯碱工业可与SiO2反应得到SiF4 二氧化硅是一种两性氧化物
D 湿润的蓝色石蕊试纸遇到氨气变红 氨气溶于水显酸性
A.A B.B C.C D.D
4.化学反应伴随着能量变化,下列反应的能量变化与如图不相符的是
A.Fe丝在氧气中燃烧 B.KOH与稀硫酸反应
C.Na与H2O反应 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
5.在不同条件下进行2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)的从反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)= 0.5 mol L-1min-1 B.v(B)= 1.5 mol L-1min-1
C.v(C)= 0.3 mol L-1min-1 D.v(D)= 1.0mol L-1min-1
6.对于反应,下列措施一定能使反应速率显著增大的是
A.升高反应体系的温度 B.增加反应物C的用量
C.通入N2增大反应体系的压强 D.减少体系中CO2的量
7.物质变化过程中常伴随有能量变化,某化学反应的能量变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应属于放热反应
B.该反应中1molA2的能量一定低于1molAB的能量
C.该反应生成2 mol AB时,吸收(a- b)kJ能量
D.断裂1molA-A和1 molB-B时放出a kJ能量
8.原电池原理的发现和各种电池装置的发明,改变了人们的生活方式。下列关于如图所示装置的叙述,错误的是
A.能将化学能转化为电能
B.锌片逐渐溶解
C.铜片做正极,正极上发生还原反应
D.溶液中的移向锌片
9.下列化学反应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A.用石英砂制粗硅:
B.往稀硝酸中加入过量的铁粉:
C.过量的通入溶液中:
D.氢氟酸与反应:
10.下面有关说法正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色
B.乙烯与水的反应属于加成反应
C.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和直馏汽油
D.常见烷烃沸点:正戊烷>异丁烷>正丁烷
11.除去粗盐中的杂质离子(及等)的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.“除杂”时,可利用反应除去
B.“除杂”时,应先加溶液再加溶液
C.“调”时,应加入稀硫酸调节溶液至中性
D.“蒸发结晶”时,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干
12.利用下列装置或装置组合进行实验,能达到实验目的的是
A.用甲装置检验制取纯净的
B.用乙装置验证乙烯的产量
C.用丙装置证明元素的非金属性:
D.用丁装置收集气体
13.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中,含有的阴离子数为2NA
B.标准状况下,所含共价键数目为0.4NA
C.加热条件下,与足量铁粉充分反应,转移电子数为3NA
D.一定条件下,与充分反应,转移的电子数为6NA
14.部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A.可存在的转化关系
B.a遇到氯化氢,可观察到白雾产生
C.为氮的固定,为红棕色的气体
D.d只具有酸性和氧化性
15.某温度下,在2L容器中发生A、B两种气体间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,M点的坐标为(7,0.24)。下列说法正确的是
A.4min时,该反应的
B.A的平衡转化率为25%
C.该反应化学方程式为:
D.前7min内,B的平均反应速率为0.02 mol L 1 min 1
16.氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NOx),其原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.电极为原电池的正极,发生还原反应
B.通过质子交换膜由极向极移动
C.该电池正极电极反应为
D.当电极转移时,两极共产生
17.某化学兴趣小组欲探究SO2性质及制备过程的反应速率,设计了如下实验:
【实验一】
(1)实验仪器a的作用是________。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式________。
(3)酒精灯加热开始反应后,有关说法正确的是___________。
A. 看到品红试液褪色,说明SO2具有漂白性
B. 紫色石蕊试液先变红后褪色,说明SO2具有酸性和漂白性
C. 酸性高锰酸钾溶液变浅至褪色,说明SO2具有漂白性
D. 若装置B中装有H2S饱和溶液,则可以观察到浅黄色沉淀
(4)某化学兴趣小组在装置B中加入硝酸钡Ba(NO3)2溶液,观察到白色沉淀产生,为进一步探究白色沉淀产生的原因,进行如下探究实验:
①猜想:假设一:因为在酸性体系中,可将SO2氧化成而产生BaSO4沉淀。
假设二:是因为没有隔绝空气,O2可将SO2氧化成而产生BaSO4沉淀。
假设三:________。
②进行实验探究,设计实验装置如下图:
装置A中分别加入相同浓度、相同体积的钡盐溶液(如下表),则编号Ⅲ、Ⅳ实验中的b溶液应选用的试剂为________。(填化学式)
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
试剂 煮沸过的BaCl2溶液 未煮沸过的BaCl2溶液 煮沸过的b溶液 未煮沸过的b溶液
【实验二】小组通过Na2S2O3与H2SO4反应制备二氧化硫并得到各组实验数据如下表。
实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水
浓度/mol/L 体积/mL 浓度/mol/L 体积/mL 体积/mL 温度/℃
Ⅰ 0.1 1.5 0.1 1.5 V 20
Ⅱ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 a
Ⅲ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 30
(5)①实验Ⅰ、Ⅱ探究________对化学反应速率的影响。
②V=________,a=________。
18.下图是工业制备硝酸的主要过程。
(1)写出N2的一种用途:   。
(2)单质X的化学式是   ,吸收塔中X的作用是   。
(3)实验室制取NH3的化学方程式为   。
(4)写出工业制备硝酸中氧化炉中反应的化学方程式:   。
Ⅱ.氮肥厂的废水直接排放会造成污染,目前氨氮废水处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、生物硝化反硝化法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以和NH3·H2O的形式存在。该厂技术团队设计该废水处理方案流程如下:
(5)检验某溶液中是否含有的方法为   (写出所需试剂、操作及现象)。
(6)过程②、③:在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现的转化,称为硝化反应。1mol可被   L (标准状况) O2最终氧化成。
19.煤炭直接液化可将煤转化为液态烃以及合成气,获得洁净的二次能源,对优化能源结构、解决石油短缺、减少污染物排放具有重要的战略意义。以下是一种煤的直接液化过程发生反应的方程式:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(1)为了提高上述反应的速率,可以采取的措施是   (写出一条即可)。
(2)在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2、一定条件下发生上述反应②,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示:
①下列描述中能够说明上述反应达到平衡状态的是   。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗2molH2同时消耗1molCH3OH
②根据图示可知,表示正反应速率-逆反应速率相等的点是   (填“a”“b” “c”或“d”)。
③反应开始3min的过程中H2的物质的量减少   。
(3)已知断开1molCO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072kJ,断开1molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为426kJ,则根据图2的数据计算:断开1molCH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收   kJ的能量。
(4)CH3OH可作为燃料使用,以多孔铂为电极,如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池,则d电极是   (填“正极”或“负极”),该电池的正极的电极反应式为   。
20.I.有下列各组微粒或物质,请按要求填空(填字母):
A.富勒烯和石墨烯   B.D和T   C.CH3CH2CH2CH3和
D.和   E.CH3CH2CH2CH3和
(1)   组中两种物质互为同素异形体;   组中两种物质属于同系物;   组中两种物质互为同分异构体;   组中两种物质互为同位素。
(2)有机物M()的一氯取代物有   种。
(3)同学们已经学习了几种典型的有机化学反应类型,请写出下列反应的化学反应方程式,并判断其反应类型。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的反应:   ,属于   反应。
②由乙烯制聚乙烯:   ,属于   反应。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】合金及其应用;硅酸盐
【解析】【解答】A、西周信宜铜盉,属于青铜器,青铜是铜锡(或铅)合金,属于金属材料,不是硅酸盐材料,A错误;
B、元玉壶春瓶是陶瓷制品,瓷器以高岭土等粘土为原料,经高温烧制而成,其主要成分为硅酸盐(如长石、石英、莫来石等),属于无机非金属材料中的硅酸盐材料,B正确;
C、北宋木雕罗汉像是木头雕刻,主要材质是纤维素,属于天然高分子材料,C错误;
D.清丝绸手绘花鸟,主要材质是丝绸属于蛋白质,是天然高分子材料,D错误;
故答案为:B
【分析】硅酸盐材料是以含硅矿物为主要原料经加工制成的无机非金属材料,常见有陶瓷、玻璃、水泥三大类,砖瓦、瓷瓶、石器等也都属于硅酸盐材料,性质稳定、耐高温、耐腐蚀,广泛用于建筑、工艺品和日常生活中。
2.【答案】D
【知识点】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、乙烯分子含有碳碳双键,结构简式必须标出双键,正确写法为,该选项漏写碳碳双键,A错误;
B、中氮原子最外层有一对孤电子对,电子式应完整标出氮的孤电子,正确电子式为 ,题图电子式缺少氮的孤电子,B错误;
C、丙烯结构为,分子内存在碳碳双键,题图球棍模型全部为单键,对应丙烷结构,C错误;
D、甲烷为正四面体结构,填充模型能体现原子相对大小与空间占据体积, 其空间填充模型为,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
烯烃结构简式书写规范;碳碳双键、碳碳三键等不饱和键必须在结构简式中标注;
共价化合物电子式书写要点;中心原子孤电子对需要全部画出,满足8电子稳定结构;
球棍模型对应物质判断;丙烯含碳碳双键,模型必须出现双键,全单键模型为丙烷;
填充模型特征;填充模型侧重体现原子空间体积比例,甲烷填充模型中心碳原子半径大于氢原子。
3.【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A、常温下铁片插入浓硫酸无明显现象是钝化,但叙述Ⅰ缺少“常温”限定,高温下铁会与浓硫酸反应,二者虽有因果关系但表述存在漏洞,不满足完全严谨条件,A错误;
B、浓硫酸脱去蔗糖中氢、氧元素使蔗糖变黑体现脱水性,碳单质进一步被浓硫酸氧化生成刺激性体现强氧化性,叙述Ⅰ、Ⅱ均正确,且现象由两种性质共同导致,存在直接因果关系,B正确;
C、只与碱、氢氟酸反应,属于酸性氧化物而非两性氧化物,叙述Ⅱ错误,C错误;
D、氨气溶于水生成,溶液显碱性,能使湿润红色石蕊试纸变蓝,叙述Ⅰ、Ⅱ全部错误,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
钝化反应条件;铁与浓硫酸钝化仅发生在常温环境,加热会持续反应,题干未标注常温则表述不严谨;
蔗糖与浓硫酸反应双重性质;变黑对应脱水性,产生二氧化硫气体对应强氧化性,两种性质共同对应实验现象;
二氧化硅氧化物分类;两性氧化物要求既能和酸又能和强碱反应生成盐和水,二氧化硅仅与氢氟酸特殊反应,归为酸性氧化物;
氨气水溶液酸碱性;一水合氨电离出氢氧根,氨水呈碱性,只会让红色石蕊试纸变蓝。
4.【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】图像中反应物总能量高于生成物总能量,代表放热反应。
A、Fe 丝在氧气中燃烧属于燃烧反应,燃烧均放热,与图像相符,A 不符合题意;
B、KOH 与稀硫酸发生中和反应,中和反应放热,与图像相符,B 不符合题意;
C、Na 与 H2O 反应释放大量热,属于放热反应,与图像相符,C 不符合题意;
D、Ba(OH)2 8H2O 与 NH4Cl 混合反应吸收热量,为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,与图像不相符,D 符合题意;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
图像能量判断;反应物总能量大于生成物总能量为放热反应,反之是吸热反应;
常见放热反应类型;所有燃烧、酸碱中和、活泼金属与水/酸的置换反应均放热;
典型吸热反应;氢氧化钡晶体与氯化铵固体的复分解反应是课本标志性吸热反应。
5.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】统一换算成以 B 为标准的反应速率,反应方程式:2A (g)+B (g) 3C (g)+4D (g),速率之比等于化学计量数之比。
A、v (A)=0.5 mol L- min- ,换算 v (B)=0.5÷2=0.25 mol L- min- ;
B、v (B)=1.5 mol L- min- ;
C、v (C)=0.3 mol L- min- ,换算 v (B)=0.3÷3=0.1 mol L- min- ;
D、v (D)=1.0 mol L- min- ,换算 v (B)=1.0÷4=0.25 mol L- min- ;
对比数值:1.5>0.25>0.1,B 对应速率最大,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
反应速率比较通用方法;将各物质速率除以自身化学计量数,数值越大反应速率越快;
速率与计量数关系;同一反应,不同物质表示的速率之比等于方程式化学计量数之比;
单位统一要求;本题所有选项时间、浓度单位一致,无需换算单位,直接对比换算后数值即可。
6.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、升高温度,体系内所有粒子运动速率加快,有效碰撞概率提升,任何化学反应速率都会显著增大,A 正确;
B、C 为固体,固体浓度视为定值,单纯增加固体用量,不会改变反应速率,B 错误;
C、恒容通入 N2,总压强增大,但 CO2、CO 的浓度不变,反应速率不变;恒压通入 N2,气体体积变大,气体反应物浓度降低,速率减小,因此通入 N2增压不一定加快反应,C 错误;
D、减少 CO2的量,气体反应物浓度下降,有效碰撞减少,反应速率减小,D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
温度对速率的影响;升温一定加快全部化学反应速率,降温一定减慢;
固体反应物的速率规律;固体纯物质浓度固定,改变固体用量不影响反应速率;
压强影响速率的本质;只有改变气体反应物浓度,才会改变速率,充入无关气体分恒容、恒压两种情况;
浓度与速率关系;减小气体反应物浓度,反应速率随之降低。
7.【答案】C
【知识点】化学键;吸热反应和放热反应;热化学方程式
【解析】【解答】A、图像中反应物 1 mol A2(g)+1 mol B2(g) 总能量低于生成物 2 mol AB (g) 总能量,该反应为吸热反应,故 A 错误;
B、只能判断反应物总能量低于生成物总能量,无法单独比较 1 mol A2与 1 mol AB 的能量高低,故 B 错误;
C、断裂化学键吸收 a kJ 能量,形成化学键释放 b kJ 能量,生成 2 mol AB 时吸收 (a b) kJ 能量,故 C 正确;
D、断裂化学键需要吸收能量,断裂 1 mol A A 键和 1 mol B B 键共吸收 a kJ 能量,不是放出,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
吸热放热图像判断;反应物总能量低于生成物总能量为吸热反应;
总能量对比规则;只能对比反应物整体、生成物整体能量,不能单独拿一种反应物和一种生成物比较;
反应热与键能关系;ΔH = 断键吸收总能量 成键释放总能量;
化学键变化能量规律;断裂化学键吸热,形成化学键放热。
8.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、图示装置满足原电池的构成条件,原电池工作时能够把化学反应释放出的化学能转变为电能,A正确;
B、锌的金属活动性强于铜,锌充当负极,发生反应,锌单质不断被消耗,锌片会逐步溶解,B正确;
C、铜金属活泼性较弱,作为原电池正极,正极处得到电子生成氢气,得到电子的变化属于还原反应,C正确;
D、原电池电解质溶液当中,带正电荷的阳离子会朝着正极(铜片)迁移,因此应当移向铜片,而不是锌片,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
原电池能量转化特点:原电池依靠自发进行的氧化还原反应工作,实现化学能向电能的转化;
正负极判定规律:两种金属电极相比较,活泼程度更高的锌作为负极,负极金属失电子发生溶解;
两极反应类型:负极发生氧化反应,正极发生还原反应,氢离子在铜电极表面得到电子析出氢气;
电解质离子移动方向:溶液内部阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移,借助该规律判断氢离子最终的移动去向。
9.【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;硅和二氧化硅;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、高温下二氧化硅与碳反应生成CO,不是CO2,正确化学方程式:SiO2+2CSi+2CO↑,A错误;
B、铁粉过量时,生成的Fe3+会与Fe继续反应生成Fe2+,正确离子方程式:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B错误;
C、SO2过量,与NaOH反应生成亚硫酸氢钠,离子方程式SO2+OH-=HSO3-书写正确,C正确;
D、HF是弱酸,书写离子方程式不能拆,正确化学方程式:4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
粗硅制备反应产物;高温碳还原二氧化硅生成一氧化碳,不生成二氧化碳;
过量铁粉与稀硝酸反应;铁过量产物为亚铁离子,铁少量产物为铁离子;
少量、过量酸性氧化物与碱反应;少量SO2生成SO32-,过量SO2生成HSO3-;
弱电解质拆分规则;氢氟酸属于弱酸,离子方程式中保留化学式,不可拆为H+、F-。
10.【答案】B
【知识点】加成反应;聚合反应;烷烃
【解析】【解答】A、聚乙烯分子中不存在碳碳双键,不能和溴水发生加成反应,无法使溴水褪色,A 错误;
B、乙烯分子含碳碳双键,与水在一定条件下反应生成乙醇,双键断裂分别连接氢原子、羟基,属于加成反应,B 正确;
C、直馏汽油主要成分为饱和烷烃,苯与饱和烷烃均不能被酸性高锰酸钾氧化,混合后均分层且上层为有机层,无法区分,C 错误;
D、烷烃沸点规律:碳原子数越多沸点越高;碳原子数相同时,支链越多沸点越低。正确顺序:正戊烷>正丁烷>异丁烷,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
聚乙烯结构特征;乙烯加聚后双键完全打开,产物无双键,不具备烯烃加成性质;
加成反应判断依据;不饱和键断裂,两端原子分别连接其他原子或原子团;
直馏汽油成分;无烯烃,全部为饱和烃,不能使酸性高锰酸钾褪色;
烷烃沸点变化规律;碳数决定主要沸点,同碳数支链越多分子间距越大,沸点越低。
11.【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;粗盐提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.“除杂”时,加氢氧化钠与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,该反应的离子方程式为,故A正确;
B.“除杂”时,为除去钡离子,应先加溶液再加溶液,利用Na2CO3除去过量的Ba2+,故B正确;
C.“调”时,若加入稀硫酸调节溶液,反应生成Na2SO4,引入了新的杂质,所以应加入稀盐酸调节溶液至中性,故C错误;
D.“蒸发结晶”时,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干,故D正确;
故答案为:C
【分析】粗盐经溶解后得到的溶液中含有杂质离子Ca2+、Mg2+和SO42-,可分别形成CaCO3沉淀、Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀除去。除杂过程中为防止引入新的杂质,所加试剂为Na2CO3、NaOH、BaCl2。同时为了除去过量的Ba2+,再加入试剂时,应先加BaCl2溶液,再加Na2CO3溶液。利用Na2CO3除去Ca2+的同时,除去过量的Ba2+。沉淀经过滤后,再加稀盐酸调节pH=7,得到NaCl溶液,经蒸发结晶,得到NaCl。据此结合选项分析。
12.【答案】B
【知识点】乙烯的实验室制法;制备实验方案的设计;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、加热 NH4Cl 分解生成 NH3和 HCl,两种气体在试管口遇冷又重新化合生成 NH4Cl 固体,无法持续收集氨气,不能制取纯净 NH3,A 错误;
B、混合气体通入足量溴水,CH4不反应,C2H4与 Br2发生加成反应被完全吸收,可通过溴水增重定量计算乙烯的量,能验证乙烯产量,B 正确;
C、稀硝酸具有强氧化性,会将 HCO3-氧化,且硝酸易挥发,挥发出的 HNO3会进入硅酸钠溶液生成硅酸沉淀,无法通过该实验比较 C、Si 非金属性,C 错误;
D、NO2能与水发生反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO,不能用水收集 NO2,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
氯化铵制氨气的缺陷;氯化铵受热分解产物极易重新化合,实验室制氨气选用氯化铵与氢氧化钙固体共热;
乙烯与溴水的定量反应;乙烯和 Br2按 1:1 加成,足量溴水可完全吸收乙烯,通过质量变化计算乙烯含量;
非金属性比较实验干扰;硝酸的强氧化性、挥发性会干扰碳酸与硅酸酸性对比,应选用最高价含氧酸无挥发性的稀硫酸;
二氧化氮收集禁忌;NO2易和水反应,只能用向上排空气法收集,不能排水。
13.【答案】B
【知识点】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、 由 和 构成, 中阴离子 的数目为 ,A错误;
B、标准状况下 物质的量为 ,1个分子含4根共价键,共价键总数 ,B正确;
C、 与 加热生成 , 完全反应得 电子,转移电子数为 ,C错误;
D、、 合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化, 与 充分反应转移电子数小于 ,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
过氧化钠粒子构成:过氧化钠阴离子为过氧根, 仅含 阴离子;
标况气体共价键计算:先由气体体积求物质的量,再结合单分子共价键数计算总键数;
氯气与铁反应电子转移:以 为计算基准, 最多得到 电子;
可逆反应电子转移判断:可逆反应存在限度,反应物无法完全消耗,实际转移电子少于完全反应理论值。
14.【答案】A
【知识点】氮的固定;氨的性质及用途;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、在加热、催化剂条件下与反应生成,常温下可直接和化合得到,能够完成的连续转化,故A正确;
B、与气体相遇生成固体小颗粒,该现象为白烟而非白雾,描述存在错误,故B错误;
C、氮的固定要求反应物为单质,是化合态的,该转化不属于氮的固定;为,属于无色气体,并非红棕色,故C错误;
D、中N元素为+3中间价态,化合价既可以升高也可以降低,同时具备酸性、氧化性、还原性,选项仅提及两种性质,描述不完整,故D错误;
故答案为:A。
【分析】先根据价类二维图的物质类别、氮元素化合价推出、、、;再结合氮化合物转化、实验现象、氮固定定义、价态与氧化还原性质,逐条辨析选项。
15.【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、4min时A、B物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,只有8min后物质的量不变时正逆反应速率才相等,即,A错误;
B、A起始物质的量为0.8mol,平衡剩余0.2mol,消耗0.6mol,平衡转化率=,不是25%,B错误;
C、0~4min内,,变化量之比2:1,该反应存在限度,方程式应写可逆号,正确为,C错误;
D、7min时,消耗A的物质的量,根据计量数之比得生成B的物质的量为0.28mol,容器体积2L,,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
化学平衡判断;各物质物质的量不再改变时反应达平衡,此时正、逆反应速率相等;
转化率计算;转化率等于反应消耗的反应物物质的量与反应物初始总物质的量的比值;
化学方程式书写;同一时间段物质的量变化之比等于化学计量数,可逆反应必须使用可逆符号;
平均反应速率计算;平均反应速率公式,结合图像坐标算出对应物质的量变化后代入求解。
16.【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
【解析】【解答】A、电极A通入生成,N元素化合价升高,发生失电子的氧化反应,电极A为负极,A错误;
B、原电池中阳离子向正极移动,电极B是正极,通过质子交换膜由负极A向正极B移动,B正确;
C、正极通入的是而非,正极正确电极反应为,方程式反应物书写错误,C错误;
D、题目未注明标准状况,无法用气体摩尔体积直接计算体积,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
原电池正负极判断;元素化合价升高、失电子发生氧化反应的一极为负极,化合价降低、得电子发生还原反应的一极为正极;
离子移动规律;原电池内部阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移;
电极反应式书写;需匹配实际通入反应物,结合电荷、原子守恒配平;
气体体积计算;使用必须满足标准状况条件,无标注则不能计算体积。
17.【答案】(1) 防倒吸
(2) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3) A,D
(4) 溶液中溶解的氧气和硝酸根离子都能将SO2氧化成,形成BaSO4沉淀 Ba(NO3)2
(5) 浓度 9 20
【知识点】化学反应速率的影响因素;二氧化硫的性质
【解析】【解答】(1) 仪器a为倒扣漏斗,末端刚好接触NaOH溶液液面,极易溶于碱液,该结构可防止溶液倒吸进入前端实验装置。
故答案为:防止倒吸;
(2) 加热条件下Cu与浓硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)A:品红试纸褪色是的特征漂白现象,该说法正确;
B:仅具备酸性,只能使石蕊变红,无法漂白酸碱指示剂,试纸不会褪色,该说法错误;
C:酸性高锰酸钾褪色是还原,体现还原性而非漂白性,该说法错误;
D:与发生归中反应:,生成浅黄色硫单质沉淀,该说法正确。
故答案为:AD;
(4)① 假设一为酸性条件氧化,假设二为空气中氧化,假设三为两种氧化剂共同参与氧化生成沉淀。
② 实验需要对比体系排除干扰,因此Ⅲ、Ⅳ选用含硝酸根的溶液。
故答案为:溶液中溶解的氧气与硝酸根离子共同将氧化为,生成白色沉淀;
(5)① 实验Ⅰ、Ⅱ仅改变的体积,控制溶液总体积相等,改变反应物浓度,探究浓度对反应速率的影响。
② 控制各组溶液总体积一致,Ⅱ总体积,则Ⅰ中;Ⅰ、Ⅱ温度保持相同,。
故答案为: 浓度; 9 ;20;
【分析】实验一:加热铜与浓硫酸混合体系制备,生成的依次通过湿润品红试纸、蓝色石蕊试纸、酸性高锰酸钾试纸验证漂白性、酸性、还原性;后续可更换、溶液探究归中反应、硫酸钡沉淀成因,最后用倒扣漏斗连接溶液吸收尾气防倒吸;另设计隔绝空气的对照装置,区分氧气、硝酸根对的氧化作用。
实验二:利用硫代硫酸钠与硫酸的反应,通过控制变量改变反应物浓度、反应温度,探究两项条件对化学反应速率的影响。
(1) 本题考查尾气吸收防倒吸装置作用,依托易溶于NaOH溶液的性质,解释倒扣漏斗隔绝倒吸的原理。
(2) 本题考查铜和浓硫酸加热制的化学方程式书写,区分稀硫酸不反应、浓硫酸作氧化剂,标注加热条件与气体符号。
(3) 本题综合考查漂白性、还原性、酸性、归中反应四条性质,逐项辨析现象对应的物质性质,区分漂白与还原褪色的不同原理。
(4) 采用控制变量猜想思路,结合前两组单一氧化剂猜想,推出两种氧化剂共同作用的第三种猜想;遵循单一变量原则,更换含硝酸根钡盐,对比验证的氧化作用。
(5) 本题考查化学反应速率影响因素控制变量实验,通过固定总液体体积改变溶质体积实现浓度调控;依据各组液体总体积相等计算蒸馏水体积,对照组保持温度一致。
18.【答案】制冷剂、做保护气;O2;将氮氧化合物充分氧化成HNO3;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;4NH3+5O24NO+6H2O;取少量待测液于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生,则证明含有;44.8L
【知识点】氨的性质及用途;氮族元素简介;铵离子检验
【解析】【解答】(1) 化学性质稳定,可用作焊接保护气;液态氮气化吸热,可作制冷剂;也可用于合成氨、填充食品包装袋防腐,任选一种作答。
故答案为:作保护气(或制冷剂、合成氨原料)
(2) 工业制硝酸流程中,氧化炉内与催化生成,吸收塔内需通入将持续氧化为,再与水反应完全转化为硝酸;单质X为,作用是充分氧化氮氧化物,使其完全转化为。
故答案为:;将氮氧化物充分氧化,使之完全转化为硝酸
(3) 实验室常用氢氧化钙固体与氯化铵固体共热制取氨气,化学方程式:
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
故答案为: Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O ;
(4) 氧化炉中氨气与氧气在加热、催化剂条件下发生催化氧化,生成一氧化氮和水,方程式:
4NH3+5O24NO+6H2O
故答案为: 4NH3+5O24NO+6H2O ;
(5) 检验利用铵盐与强碱共热释放的性质:取少量待测液于试管,加入浓溶液并加热,若生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,或试管口靠近蘸浓盐酸玻璃棒出现白烟,证明含。
故答案为: 取少量待测液于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生,则证明含有 ;;
(6) 中N为-3价,最终变为中+5价,1mol 失去8mol电子;1mol 得4mol电子,根据电子守恒,消耗物质的量,标况体积。
故答案为: 44.8L ;
【分析】氮气与氢气在合成塔合成,经分离器分离后氨气进入氧化炉,和催化氧化生成;送入吸收塔,持续通入并加水,充分氧化吸收得到硝酸,尾气统一处理。原始氨氮废水先稀释为低浓度含、氨水的废水;经亚硝酸菌、硝酸菌分步硝化,铵根依次转化为亚硝酸根、硝酸根;最后处理得到达标废水。
(1) 考查氮气的实际用途,依托氮气化学性质稳定、液氮气化吸热、可合成氨三大特性任选其一作答,属于基础识记类考点。
(2) 解题梳理工业制硝酸三步核心反应:氨催化氧化、NO氧化、水化制硝酸,确定循环氧化剂,并解释其推动氮氧化物完全转化为硝酸的作用。
(3) 本题考查实验室制氨气的经典固固加热型反应,掌握强碱与铵盐共热释放氨气的反应规律,规范标注加热条件与气体符号。
(4) 工业制硝酸核心催化氧化反应书写,牢记氨气与氧气催化生成NO而非,完整标注催化剂、加热条件并配平方程式。
(5) 解题围绕铵根离子特征检验方法,利用碱性、遇浓盐酸生白烟两种现象设计完整操作、试剂、现象描述。
(6) 解题依托氧化还原电子守恒计算,先算出1mol铵根失电子总数,再结合1mol氧气得电子数求出氧气物质的量,换算标准状况下气体体积。
19.【答案】(1)升高温度
(2)CD;d;1.5mol
(3)2052.8
(4)正极;O2+4e-+4H+=2H2O
【知识点】化学键;电极反应和电池反应方程式;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】(1) 能够加快反应速率的常用手段有多种,升温可提升粒子运动速率、加压能提高气体反应物浓度、添加催化剂可降低反应活化能、把煤炭粉碎能增大固气接触面积,任选一条作答即可。
故答案为: 升高温度 ;
(2) ①A:三种物质浓度相等仅为某一瞬间的偶然数值,无法证明各物质浓度保持恒定,不能判断平衡;
B:容器恒容,反应体系全部为气体,气体总质量、容器容积始终不变,混合气体密度全程固定,不能作为平衡标志;
C:该反应反应前后气体分子总数改变,气体总质量恒定,混合气体平均摩尔质量不再变化时,代表各组分物质的量不再改变,可判定平衡;
D:消耗代表正向进行,消耗代表逆向进行,消耗物质的量之比等于方程式计量数之比,说明正、逆反应速率相等,体系达到平衡。
② 化学平衡的核心特征是正反应速率与逆反应速率相等,此时反应物、生成物的物质的量不再发生改变;图像中d点之后、的物质的量曲线保持水平,不再变化,对应正逆速率相等。
③ 在2 L密闭容器中进行反应:,根据已知条件即图示数据,用三段式进行求解:,则3 min内反应消耗的物质的量是1.5 mol;
故答案为: CD ; d ; 1.5mol ;
(3) 由能量图可得热化学方程式:;
反应焓变计算公式:反应物全部断键吸收总能量生成物全部成键释放总能量;
设断开1mol 中所有化学键需要吸收能量,代入数据列式:
,计算得。
故答案为:2052.8;
(4) ① 该甲醇燃料电池内部装有质子交换膜,放电过程中会向正极定向迁移;图中向电极d移动,因此电极d为正极;
② 正极通入发生还原反应,体系为酸性介质,得电子后与结合生成水,电极反应式: O2+4e-+4H+=2H2O 。
故答案为: 正极 ; O2+4e-+4H+=2H2O ;
【分析】(1) 本题围绕化学反应速率影响因素展开,解题需回忆温度、压强、反应物接触面积、催化剂对反应速率的作用原理,任选一种可行措施填写。
(2) ① 解题核心逻辑为“只有随反应进行发生变化的物理量,数值不再改变时,才能判定反应达到平衡”,逐项分析各物理量是否为变量,筛选出符合条件的选项;
② 结合平衡状态“各物质的量保持恒定”的特征,对照图像曲线走势,找到物质的量不再改变的平衡点;
③ 利用化学方程式计量数的比例关系,根据生成物甲醇的变化量,推算反应物氢气的消耗量。
(3) 解题依托键能与反应焓变的定量关系式,梳理反应物断键吸热、生成物成键放热的能量关系,带入已知数值建立一元一次方程,求解甲醇分子总键能。
(4) 本题为质子交换膜型燃料电池分析,解题先依靠阳离子迁移规律判断电极极性,再结合酸性电解液环境,遵循电子、电荷、原子守恒书写正极还原电极反应。
(1)为了提高上述反应的速率,可以采取的措施是升高温度;
(2)①A.可逆反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量浓度不变,但不一定是反应混合物中、和三种物质的浓度相等,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应在恒容密闭容器中进行,体积不变,则根据气体的密度公式,可知混合气体的密度始终不随时间的变化而变化,因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应前后气体的物质的量发生改变,若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,C符合题意;
D.在任何时刻,在单位时间内消耗2 mol,就会同时反应产生1 mol,而又消耗1 mol,则的物质的量不变,说明反应达到了平衡状态,D符合题意;故合理选项是CD;
②根据图示可知:在a点后CO的物质的量还在减少,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在b点后的物质的量在增加,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在c点时刻尽管、的物质的量相等,但由于c点后的物质的量在减少,的物质的量在增加,说明该点时刻反应正向进行,未达到平衡状态;在d点后、的物质的量都不变,则反应达到了平衡状态,任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点,该点是d点;
③在2 L密闭容器中进行反应:,根据已知条件即图示数据,用三段式进行求解:,则3 min内反应消耗的物质的量是1.5 mol;
(3)根据图2可知,2 mol和1 mol生成1 mol放出128.8 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:;反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,假设1 mol中所有的化学键共需要吸收能量为xkJ,则根据反应热与化学键键能关系可知:,解得x=2052.8,即断开1 mol中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量;
(4)在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,负极失去电子发生氧化反应;通入的电极为正极,正极上得到电子发生还原反应。溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动,阴离子向正电荷较多的负极移动。根据图示可知溶液中的阳离子向d电极区移动,说明d电极为正极,b处通入的气体是,正极的电极反应式为:。
20.【答案】(1)A;C;E;B
(2)4种
(3)CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;加成反应;;加聚反应
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】(1)同素异形体要求是同种元素组成的不同单质,A组富勒烯、石墨均只由C元素构成、单质结构不同,因此A为同素异形体;
同系物要求官能团种类数目一致、分子组成相差若干,C组 CH3CH2CH2CH3和 均为直链饱和烷烃,碳链结构相似,分子式差1个,属于同系物;
同分异构体要求分子式完全相同,空间碳骨架结构不同,E组 CH3CH2CH2CH3和 分子式均为,一个直链、一个带支链,互为同分异构体;
同位素要求质子数相同、中子数不同的同种元素原子,B组D()、T()质子数均为1、中子数不同,是氢的两种核素,互为同位素。
故答案为:A;C;E;B;
(2)先拆解有机物的碳骨架,逐一判断等效氢:分子整体存在对称结构,共分出4组化学环境互不相同的氢原子;有机物一氯取代产物种类与等效氢组数相等,因此其一氯代物共有4种, 如图所示:。
故答案为:4;
(3)① 乙烯分子内含碳碳双键,双键键能较低易断裂,能和发生加成反应,溴单质被消耗导致四氯化碳溶液褪色,反应方程式: ;该反应双键断开,溴原子分别连接到两个不饱和碳原子上,属于加成反应。
② 大量乙烯分子在催化剂条件下,碳碳双键全部打开,分子首尾相互连接形成长链高分子聚乙烯,聚合方程式: ;由不饱和小分子直接聚合生成高分子化合物,该反应归类为加聚反应。
故答案为: ;加成反应; ;加聚反应。
【分析】(1) 本题核心是区分同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四组易混淆概念,解题时先牢记四类概念对应的物质范畴:同位素针对原子、同素异形体针对单质、同系物针对结构相似的有机物、同分异构体针对分子式相同结构不同的化合物;再对A~E五组物质分类匹配,填入对应空格。
(2) 解题关键是等效氢的判断规则:同一碳上甲基氢等效、分子对称位置氢等效;先梳理分子对称结构,统计出全部等效氢组数,等效氢的数量直接等于一元取代物的种类。
(3) ① 依托碳碳双键的化学特性解题,烯烃易与卤素单质发生加成,书写方程式时注意双键断裂后的产物结构,结合反应特征判定加成反应;
② 解题围绕烯烃加聚反应规律,不饱和碳碳双键打开互相成键形成高分子,规范书写带聚合度n的聚合物结构简式,依据小分子聚合生成高分子的特点判定加聚反应。
(1)根据分析,互为同素异形体的为:A;属于同系物的为:C;互为同分异构体的为:E;互为同位素的为:B;
(2)有机物的一氯取代物有如图所示的4种。
(3)①乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了烯烃的加成反应,反应方程式为:,反应类型为:加成反应;
②乙烯可以通过自身加成最终形成聚乙烯,反应方程式为:,反应类型为:加聚反应;
1 / 1广东省深圳市福田某校2024-2025学年高一下学期期中考试化学试题(选择考)
1.文物是文化传承的重要载体。下列文物主要材质为硅酸盐材料的是
A.西周信宜铜盉 B.元玉壶春瓶
C.北宋木雕罗汉像 D.清丝绸手绘花鸟
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】合金及其应用;硅酸盐
【解析】【解答】A、西周信宜铜盉,属于青铜器,青铜是铜锡(或铅)合金,属于金属材料,不是硅酸盐材料,A错误;
B、元玉壶春瓶是陶瓷制品,瓷器以高岭土等粘土为原料,经高温烧制而成,其主要成分为硅酸盐(如长石、石英、莫来石等),属于无机非金属材料中的硅酸盐材料,B正确;
C、北宋木雕罗汉像是木头雕刻,主要材质是纤维素,属于天然高分子材料,C错误;
D.清丝绸手绘花鸟,主要材质是丝绸属于蛋白质,是天然高分子材料,D错误;
故答案为:B
【分析】硅酸盐材料是以含硅矿物为主要原料经加工制成的无机非金属材料,常见有陶瓷、玻璃、水泥三大类,砖瓦、瓷瓶、石器等也都属于硅酸盐材料,性质稳定、耐高温、耐腐蚀,广泛用于建筑、工艺品和日常生活中。
2.下列有关化学用语或模型正确的是
A.乙烯的结构简式:CH2CH2
B.NH3的电子式:
C.丙烯的球棍模型:
D.甲烷的填充模型:
【答案】D
【知识点】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、乙烯分子含有碳碳双键,结构简式必须标出双键,正确写法为,该选项漏写碳碳双键,A错误;
B、中氮原子最外层有一对孤电子对,电子式应完整标出氮的孤电子,正确电子式为 ,题图电子式缺少氮的孤电子,B错误;
C、丙烯结构为,分子内存在碳碳双键,题图球棍模型全部为单键,对应丙烷结构,C错误;
D、甲烷为正四面体结构,填充模型能体现原子相对大小与空间占据体积, 其空间填充模型为,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
烯烃结构简式书写规范;碳碳双键、碳碳三键等不饱和键必须在结构简式中标注;
共价化合物电子式书写要点;中心原子孤电子对需要全部画出,满足8电子稳定结构;
球棍模型对应物质判断;丙烯含碳碳双键,模型必须出现双键,全单键模型为丙烷;
填充模型特征;填充模型侧重体现原子空间体积比例,甲烷填充模型中心碳原子半径大于氢原子。
3.下列叙述Ⅰ和Ⅱ正确且有因果关系的是
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 铁片插入浓硫酸中,无明显现象 铁片中表面被浓硫酸钝化
B 蔗糖遇浓硫酸变黑,同时产生刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C 氯碱工业可与SiO2反应得到SiF4 二氧化硅是一种两性氧化物
D 湿润的蓝色石蕊试纸遇到氨气变红 氨气溶于水显酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】浓硫酸的性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A、常温下铁片插入浓硫酸无明显现象是钝化,但叙述Ⅰ缺少“常温”限定,高温下铁会与浓硫酸反应,二者虽有因果关系但表述存在漏洞,不满足完全严谨条件,A错误;
B、浓硫酸脱去蔗糖中氢、氧元素使蔗糖变黑体现脱水性,碳单质进一步被浓硫酸氧化生成刺激性体现强氧化性,叙述Ⅰ、Ⅱ均正确,且现象由两种性质共同导致,存在直接因果关系,B正确;
C、只与碱、氢氟酸反应,属于酸性氧化物而非两性氧化物,叙述Ⅱ错误,C错误;
D、氨气溶于水生成,溶液显碱性,能使湿润红色石蕊试纸变蓝,叙述Ⅰ、Ⅱ全部错误,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
钝化反应条件;铁与浓硫酸钝化仅发生在常温环境,加热会持续反应,题干未标注常温则表述不严谨;
蔗糖与浓硫酸反应双重性质;变黑对应脱水性,产生二氧化硫气体对应强氧化性,两种性质共同对应实验现象;
二氧化硅氧化物分类;两性氧化物要求既能和酸又能和强碱反应生成盐和水,二氧化硅仅与氢氟酸特殊反应,归为酸性氧化物;
氨气水溶液酸碱性;一水合氨电离出氢氧根,氨水呈碱性,只会让红色石蕊试纸变蓝。
4.化学反应伴随着能量变化,下列反应的能量变化与如图不相符的是
A.Fe丝在氧气中燃烧 B.KOH与稀硫酸反应
C.Na与H2O反应 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应
【解析】【解答】图像中反应物总能量高于生成物总能量,代表放热反应。
A、Fe 丝在氧气中燃烧属于燃烧反应,燃烧均放热,与图像相符,A 不符合题意;
B、KOH 与稀硫酸发生中和反应,中和反应放热,与图像相符,B 不符合题意;
C、Na 与 H2O 反应释放大量热,属于放热反应,与图像相符,C 不符合题意;
D、Ba(OH)2 8H2O 与 NH4Cl 混合反应吸收热量,为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,与图像不相符,D 符合题意;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
图像能量判断;反应物总能量大于生成物总能量为放热反应,反之是吸热反应;
常见放热反应类型;所有燃烧、酸碱中和、活泼金属与水/酸的置换反应均放热;
典型吸热反应;氢氧化钡晶体与氯化铵固体的复分解反应是课本标志性吸热反应。
5.在不同条件下进行2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)的从反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)= 0.5 mol L-1min-1 B.v(B)= 1.5 mol L-1min-1
C.v(C)= 0.3 mol L-1min-1 D.v(D)= 1.0mol L-1min-1
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】统一换算成以 B 为标准的反应速率,反应方程式:2A (g)+B (g) 3C (g)+4D (g),速率之比等于化学计量数之比。
A、v (A)=0.5 mol L- min- ,换算 v (B)=0.5÷2=0.25 mol L- min- ;
B、v (B)=1.5 mol L- min- ;
C、v (C)=0.3 mol L- min- ,换算 v (B)=0.3÷3=0.1 mol L- min- ;
D、v (D)=1.0 mol L- min- ,换算 v (B)=1.0÷4=0.25 mol L- min- ;
对比数值:1.5>0.25>0.1,B 对应速率最大,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
反应速率比较通用方法;将各物质速率除以自身化学计量数,数值越大反应速率越快;
速率与计量数关系;同一反应,不同物质表示的速率之比等于方程式化学计量数之比;
单位统一要求;本题所有选项时间、浓度单位一致,无需换算单位,直接对比换算后数值即可。
6.对于反应,下列措施一定能使反应速率显著增大的是
A.升高反应体系的温度 B.增加反应物C的用量
C.通入N2增大反应体系的压强 D.减少体系中CO2的量
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、升高温度,体系内所有粒子运动速率加快,有效碰撞概率提升,任何化学反应速率都会显著增大,A 正确;
B、C 为固体,固体浓度视为定值,单纯增加固体用量,不会改变反应速率,B 错误;
C、恒容通入 N2,总压强增大,但 CO2、CO 的浓度不变,反应速率不变;恒压通入 N2,气体体积变大,气体反应物浓度降低,速率减小,因此通入 N2增压不一定加快反应,C 错误;
D、减少 CO2的量,气体反应物浓度下降,有效碰撞减少,反应速率减小,D 错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
温度对速率的影响;升温一定加快全部化学反应速率,降温一定减慢;
固体反应物的速率规律;固体纯物质浓度固定,改变固体用量不影响反应速率;
压强影响速率的本质;只有改变气体反应物浓度,才会改变速率,充入无关气体分恒容、恒压两种情况;
浓度与速率关系;减小气体反应物浓度,反应速率随之降低。
7.物质变化过程中常伴随有能量变化,某化学反应的能量变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该反应属于放热反应
B.该反应中1molA2的能量一定低于1molAB的能量
C.该反应生成2 mol AB时,吸收(a- b)kJ能量
D.断裂1molA-A和1 molB-B时放出a kJ能量
【答案】C
【知识点】化学键;吸热反应和放热反应;热化学方程式
【解析】【解答】A、图像中反应物 1 mol A2(g)+1 mol B2(g) 总能量低于生成物 2 mol AB (g) 总能量,该反应为吸热反应,故 A 错误;
B、只能判断反应物总能量低于生成物总能量,无法单独比较 1 mol A2与 1 mol AB 的能量高低,故 B 错误;
C、断裂化学键吸收 a kJ 能量,形成化学键释放 b kJ 能量,生成 2 mol AB 时吸收 (a b) kJ 能量,故 C 正确;
D、断裂化学键需要吸收能量,断裂 1 mol A A 键和 1 mol B B 键共吸收 a kJ 能量,不是放出,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
吸热放热图像判断;反应物总能量低于生成物总能量为吸热反应;
总能量对比规则;只能对比反应物整体、生成物整体能量,不能单独拿一种反应物和一种生成物比较;
反应热与键能关系;ΔH = 断键吸收总能量 成键释放总能量;
化学键变化能量规律;断裂化学键吸热,形成化学键放热。
8.原电池原理的发现和各种电池装置的发明,改变了人们的生活方式。下列关于如图所示装置的叙述,错误的是
A.能将化学能转化为电能
B.锌片逐渐溶解
C.铜片做正极,正极上发生还原反应
D.溶液中的移向锌片
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、图示装置满足原电池的构成条件,原电池工作时能够把化学反应释放出的化学能转变为电能,A正确;
B、锌的金属活动性强于铜,锌充当负极,发生反应,锌单质不断被消耗,锌片会逐步溶解,B正确;
C、铜金属活泼性较弱,作为原电池正极,正极处得到电子生成氢气,得到电子的变化属于还原反应,C正确;
D、原电池电解质溶液当中,带正电荷的阳离子会朝着正极(铜片)迁移,因此应当移向铜片,而不是锌片,D错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
原电池能量转化特点:原电池依靠自发进行的氧化还原反应工作,实现化学能向电能的转化;
正负极判定规律:两种金属电极相比较,活泼程度更高的锌作为负极,负极金属失电子发生溶解;
两极反应类型:负极发生氧化反应,正极发生还原反应,氢离子在铜电极表面得到电子析出氢气;
电解质离子移动方向:溶液内部阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移,借助该规律判断氢离子最终的移动去向。
9.下列化学反应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A.用石英砂制粗硅:
B.往稀硝酸中加入过量的铁粉:
C.过量的通入溶液中:
D.氢氟酸与反应:
【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;硅和二氧化硅;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、高温下二氧化硅与碳反应生成CO,不是CO2,正确化学方程式:SiO2+2CSi+2CO↑,A错误;
B、铁粉过量时,生成的Fe3+会与Fe继续反应生成Fe2+,正确离子方程式:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B错误;
C、SO2过量,与NaOH反应生成亚硫酸氢钠,离子方程式SO2+OH-=HSO3-书写正确,C正确;
D、HF是弱酸,书写离子方程式不能拆,正确化学方程式:4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
粗硅制备反应产物;高温碳还原二氧化硅生成一氧化碳,不生成二氧化碳;
过量铁粉与稀硝酸反应;铁过量产物为亚铁离子,铁少量产物为铁离子;
少量、过量酸性氧化物与碱反应;少量SO2生成SO32-,过量SO2生成HSO3-;
弱电解质拆分规则;氢氟酸属于弱酸,离子方程式中保留化学式,不可拆为H+、F-。
10.下面有关说法正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色
B.乙烯与水的反应属于加成反应
C.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和直馏汽油
D.常见烷烃沸点:正戊烷>异丁烷>正丁烷
【答案】B
【知识点】加成反应;聚合反应;烷烃
【解析】【解答】A、聚乙烯分子中不存在碳碳双键,不能和溴水发生加成反应,无法使溴水褪色,A 错误;
B、乙烯分子含碳碳双键,与水在一定条件下反应生成乙醇,双键断裂分别连接氢原子、羟基,属于加成反应,B 正确;
C、直馏汽油主要成分为饱和烷烃,苯与饱和烷烃均不能被酸性高锰酸钾氧化,混合后均分层且上层为有机层,无法区分,C 错误;
D、烷烃沸点规律:碳原子数越多沸点越高;碳原子数相同时,支链越多沸点越低。正确顺序:正戊烷>正丁烷>异丁烷,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
聚乙烯结构特征;乙烯加聚后双键完全打开,产物无双键,不具备烯烃加成性质;
加成反应判断依据;不饱和键断裂,两端原子分别连接其他原子或原子团;
直馏汽油成分;无烯烃,全部为饱和烃,不能使酸性高锰酸钾褪色;
烷烃沸点变化规律;碳数决定主要沸点,同碳数支链越多分子间距越大,沸点越低。
11.除去粗盐中的杂质离子(及等)的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.“除杂”时,可利用反应除去
B.“除杂”时,应先加溶液再加溶液
C.“调”时,应加入稀硫酸调节溶液至中性
D.“蒸发结晶”时,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干
【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;粗盐提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.“除杂”时,加氢氧化钠与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,该反应的离子方程式为,故A正确;
B.“除杂”时,为除去钡离子,应先加溶液再加溶液,利用Na2CO3除去过量的Ba2+,故B正确;
C.“调”时,若加入稀硫酸调节溶液,反应生成Na2SO4,引入了新的杂质,所以应加入稀盐酸调节溶液至中性,故C错误;
D.“蒸发结晶”时,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干,故D正确;
故答案为:C
【分析】粗盐经溶解后得到的溶液中含有杂质离子Ca2+、Mg2+和SO42-,可分别形成CaCO3沉淀、Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀除去。除杂过程中为防止引入新的杂质,所加试剂为Na2CO3、NaOH、BaCl2。同时为了除去过量的Ba2+,再加入试剂时,应先加BaCl2溶液,再加Na2CO3溶液。利用Na2CO3除去Ca2+的同时,除去过量的Ba2+。沉淀经过滤后,再加稀盐酸调节pH=7,得到NaCl溶液,经蒸发结晶,得到NaCl。据此结合选项分析。
12.利用下列装置或装置组合进行实验,能达到实验目的的是
A.用甲装置检验制取纯净的
B.用乙装置验证乙烯的产量
C.用丙装置证明元素的非金属性:
D.用丁装置收集气体
【答案】B
【知识点】乙烯的实验室制法;制备实验方案的设计;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、加热 NH4Cl 分解生成 NH3和 HCl,两种气体在试管口遇冷又重新化合生成 NH4Cl 固体,无法持续收集氨气,不能制取纯净 NH3,A 错误;
B、混合气体通入足量溴水,CH4不反应,C2H4与 Br2发生加成反应被完全吸收,可通过溴水增重定量计算乙烯的量,能验证乙烯产量,B 正确;
C、稀硝酸具有强氧化性,会将 HCO3-氧化,且硝酸易挥发,挥发出的 HNO3会进入硅酸钠溶液生成硅酸沉淀,无法通过该实验比较 C、Si 非金属性,C 错误;
D、NO2能与水发生反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO,不能用水收集 NO2,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
氯化铵制氨气的缺陷;氯化铵受热分解产物极易重新化合,实验室制氨气选用氯化铵与氢氧化钙固体共热;
乙烯与溴水的定量反应;乙烯和 Br2按 1:1 加成,足量溴水可完全吸收乙烯,通过质量变化计算乙烯含量;
非金属性比较实验干扰;硝酸的强氧化性、挥发性会干扰碳酸与硅酸酸性对比,应选用最高价含氧酸无挥发性的稀硫酸;
二氧化氮收集禁忌;NO2易和水反应,只能用向上排空气法收集,不能排水。
13.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中,含有的阴离子数为2NA
B.标准状况下,所含共价键数目为0.4NA
C.加热条件下,与足量铁粉充分反应,转移电子数为3NA
D.一定条件下,与充分反应,转移的电子数为6NA
【答案】B
【知识点】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、 由 和 构成, 中阴离子 的数目为 ,A错误;
B、标准状况下 物质的量为 ,1个分子含4根共价键,共价键总数 ,B正确;
C、 与 加热生成 , 完全反应得 电子,转移电子数为 ,C错误;
D、、 合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化, 与 充分反应转移电子数小于 ,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
过氧化钠粒子构成:过氧化钠阴离子为过氧根, 仅含 阴离子;
标况气体共价键计算:先由气体体积求物质的量,再结合单分子共价键数计算总键数;
氯气与铁反应电子转移:以 为计算基准, 最多得到 电子;
可逆反应电子转移判断:可逆反应存在限度,反应物无法完全消耗,实际转移电子少于完全反应理论值。
14.部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A.可存在的转化关系
B.a遇到氯化氢,可观察到白雾产生
C.为氮的固定,为红棕色的气体
D.d只具有酸性和氧化性
【答案】A
【知识点】氮的固定;氨的性质及用途;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】A、在加热、催化剂条件下与反应生成,常温下可直接和化合得到,能够完成的连续转化,故A正确;
B、与气体相遇生成固体小颗粒,该现象为白烟而非白雾,描述存在错误,故B错误;
C、氮的固定要求反应物为单质,是化合态的,该转化不属于氮的固定;为,属于无色气体,并非红棕色,故C错误;
D、中N元素为+3中间价态,化合价既可以升高也可以降低,同时具备酸性、氧化性、还原性,选项仅提及两种性质,描述不完整,故D错误;
故答案为:A。
【分析】先根据价类二维图的物质类别、氮元素化合价推出、、、;再结合氮化合物转化、实验现象、氮固定定义、价态与氧化还原性质,逐条辨析选项。
15.某温度下,在2L容器中发生A、B两种气体间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,M点的坐标为(7,0.24)。下列说法正确的是
A.4min时,该反应的
B.A的平衡转化率为25%
C.该反应化学方程式为:
D.前7min内,B的平均反应速率为0.02 mol L 1 min 1
【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、4min时A、B物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,只有8min后物质的量不变时正逆反应速率才相等,即,A错误;
B、A起始物质的量为0.8mol,平衡剩余0.2mol,消耗0.6mol,平衡转化率=,不是25%,B错误;
C、0~4min内,,变化量之比2:1,该反应存在限度,方程式应写可逆号,正确为,C错误;
D、7min时,消耗A的物质的量,根据计量数之比得生成B的物质的量为0.28mol,容器体积2L,,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
化学平衡判断;各物质物质的量不再改变时反应达平衡,此时正、逆反应速率相等;
转化率计算;转化率等于反应消耗的反应物物质的量与反应物初始总物质的量的比值;
化学方程式书写;同一时间段物质的量变化之比等于化学计量数,可逆反应必须使用可逆符号;
平均反应速率计算;平均反应速率公式,结合图像坐标算出对应物质的量变化后代入求解。
16.氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NOx),其原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.电极为原电池的正极,发生还原反应
B.通过质子交换膜由极向极移动
C.该电池正极电极反应为
D.当电极转移时,两极共产生
【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
【解析】【解答】A、电极A通入生成,N元素化合价升高,发生失电子的氧化反应,电极A为负极,A错误;
B、原电池中阳离子向正极移动,电极B是正极,通过质子交换膜由负极A向正极B移动,B正确;
C、正极通入的是而非,正极正确电极反应为,方程式反应物书写错误,C错误;
D、题目未注明标准状况,无法用气体摩尔体积直接计算体积,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
原电池正负极判断;元素化合价升高、失电子发生氧化反应的一极为负极,化合价降低、得电子发生还原反应的一极为正极;
离子移动规律;原电池内部阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移;
电极反应式书写;需匹配实际通入反应物,结合电荷、原子守恒配平;
气体体积计算;使用必须满足标准状况条件,无标注则不能计算体积。
17.某化学兴趣小组欲探究SO2性质及制备过程的反应速率,设计了如下实验:
【实验一】
(1)实验仪器a的作用是________。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式________。
(3)酒精灯加热开始反应后,有关说法正确的是___________。
A. 看到品红试液褪色,说明SO2具有漂白性
B. 紫色石蕊试液先变红后褪色,说明SO2具有酸性和漂白性
C. 酸性高锰酸钾溶液变浅至褪色,说明SO2具有漂白性
D. 若装置B中装有H2S饱和溶液,则可以观察到浅黄色沉淀
(4)某化学兴趣小组在装置B中加入硝酸钡Ba(NO3)2溶液,观察到白色沉淀产生,为进一步探究白色沉淀产生的原因,进行如下探究实验:
①猜想:假设一:因为在酸性体系中,可将SO2氧化成而产生BaSO4沉淀。
假设二:是因为没有隔绝空气,O2可将SO2氧化成而产生BaSO4沉淀。
假设三:________。
②进行实验探究,设计实验装置如下图:
装置A中分别加入相同浓度、相同体积的钡盐溶液(如下表),则编号Ⅲ、Ⅳ实验中的b溶液应选用的试剂为________。(填化学式)
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
试剂 煮沸过的BaCl2溶液 未煮沸过的BaCl2溶液 煮沸过的b溶液 未煮沸过的b溶液
【实验二】小组通过Na2S2O3与H2SO4反应制备二氧化硫并得到各组实验数据如下表。
实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水
浓度/mol/L 体积/mL 浓度/mol/L 体积/mL 体积/mL 温度/℃
Ⅰ 0.1 1.5 0.1 1.5 V 20
Ⅱ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 a
Ⅲ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 30
(5)①实验Ⅰ、Ⅱ探究________对化学反应速率的影响。
②V=________,a=________。
【答案】(1) 防倒吸
(2) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3) A,D
(4) 溶液中溶解的氧气和硝酸根离子都能将SO2氧化成,形成BaSO4沉淀 Ba(NO3)2
(5) 浓度 9 20
【知识点】化学反应速率的影响因素;二氧化硫的性质
【解析】【解答】(1) 仪器a为倒扣漏斗,末端刚好接触NaOH溶液液面,极易溶于碱液,该结构可防止溶液倒吸进入前端实验装置。
故答案为:防止倒吸;
(2) 加热条件下Cu与浓硫酸发生氧化还原反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)A:品红试纸褪色是的特征漂白现象,该说法正确;
B:仅具备酸性,只能使石蕊变红,无法漂白酸碱指示剂,试纸不会褪色,该说法错误;
C:酸性高锰酸钾褪色是还原,体现还原性而非漂白性,该说法错误;
D:与发生归中反应:,生成浅黄色硫单质沉淀,该说法正确。
故答案为:AD;
(4)① 假设一为酸性条件氧化,假设二为空气中氧化,假设三为两种氧化剂共同参与氧化生成沉淀。
② 实验需要对比体系排除干扰,因此Ⅲ、Ⅳ选用含硝酸根的溶液。
故答案为:溶液中溶解的氧气与硝酸根离子共同将氧化为,生成白色沉淀;
(5)① 实验Ⅰ、Ⅱ仅改变的体积,控制溶液总体积相等,改变反应物浓度,探究浓度对反应速率的影响。
② 控制各组溶液总体积一致,Ⅱ总体积,则Ⅰ中;Ⅰ、Ⅱ温度保持相同,。
故答案为: 浓度; 9 ;20;
【分析】实验一:加热铜与浓硫酸混合体系制备,生成的依次通过湿润品红试纸、蓝色石蕊试纸、酸性高锰酸钾试纸验证漂白性、酸性、还原性;后续可更换、溶液探究归中反应、硫酸钡沉淀成因,最后用倒扣漏斗连接溶液吸收尾气防倒吸;另设计隔绝空气的对照装置,区分氧气、硝酸根对的氧化作用。
实验二:利用硫代硫酸钠与硫酸的反应,通过控制变量改变反应物浓度、反应温度,探究两项条件对化学反应速率的影响。
(1) 本题考查尾气吸收防倒吸装置作用,依托易溶于NaOH溶液的性质,解释倒扣漏斗隔绝倒吸的原理。
(2) 本题考查铜和浓硫酸加热制的化学方程式书写,区分稀硫酸不反应、浓硫酸作氧化剂,标注加热条件与气体符号。
(3) 本题综合考查漂白性、还原性、酸性、归中反应四条性质,逐项辨析现象对应的物质性质,区分漂白与还原褪色的不同原理。
(4) 采用控制变量猜想思路,结合前两组单一氧化剂猜想,推出两种氧化剂共同作用的第三种猜想;遵循单一变量原则,更换含硝酸根钡盐,对比验证的氧化作用。
(5) 本题考查化学反应速率影响因素控制变量实验,通过固定总液体体积改变溶质体积实现浓度调控;依据各组液体总体积相等计算蒸馏水体积,对照组保持温度一致。
18.下图是工业制备硝酸的主要过程。
(1)写出N2的一种用途:   。
(2)单质X的化学式是   ,吸收塔中X的作用是   。
(3)实验室制取NH3的化学方程式为   。
(4)写出工业制备硝酸中氧化炉中反应的化学方程式:   。
Ⅱ.氮肥厂的废水直接排放会造成污染,目前氨氮废水处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、生物硝化反硝化法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以和NH3·H2O的形式存在。该厂技术团队设计该废水处理方案流程如下:
(5)检验某溶液中是否含有的方法为   (写出所需试剂、操作及现象)。
(6)过程②、③:在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现的转化,称为硝化反应。1mol可被   L (标准状况) O2最终氧化成。
【答案】制冷剂、做保护气;O2;将氮氧化合物充分氧化成HNO3;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;4NH3+5O24NO+6H2O;取少量待测液于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生,则证明含有;44.8L
【知识点】氨的性质及用途;氮族元素简介;铵离子检验
【解析】【解答】(1) 化学性质稳定,可用作焊接保护气;液态氮气化吸热,可作制冷剂;也可用于合成氨、填充食品包装袋防腐,任选一种作答。
故答案为:作保护气(或制冷剂、合成氨原料)
(2) 工业制硝酸流程中,氧化炉内与催化生成,吸收塔内需通入将持续氧化为,再与水反应完全转化为硝酸;单质X为,作用是充分氧化氮氧化物,使其完全转化为。
故答案为:;将氮氧化物充分氧化,使之完全转化为硝酸
(3) 实验室常用氢氧化钙固体与氯化铵固体共热制取氨气,化学方程式:
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
故答案为: Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O ;
(4) 氧化炉中氨气与氧气在加热、催化剂条件下发生催化氧化,生成一氧化氮和水,方程式:
4NH3+5O24NO+6H2O
故答案为: 4NH3+5O24NO+6H2O ;
(5) 检验利用铵盐与强碱共热释放的性质:取少量待测液于试管,加入浓溶液并加热,若生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,或试管口靠近蘸浓盐酸玻璃棒出现白烟,证明含。
故答案为: 取少量待测液于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生,则证明含有 ;;
(6) 中N为-3价,最终变为中+5价,1mol 失去8mol电子;1mol 得4mol电子,根据电子守恒,消耗物质的量,标况体积。
故答案为: 44.8L ;
【分析】氮气与氢气在合成塔合成,经分离器分离后氨气进入氧化炉,和催化氧化生成;送入吸收塔,持续通入并加水,充分氧化吸收得到硝酸,尾气统一处理。原始氨氮废水先稀释为低浓度含、氨水的废水;经亚硝酸菌、硝酸菌分步硝化,铵根依次转化为亚硝酸根、硝酸根;最后处理得到达标废水。
(1) 考查氮气的实际用途,依托氮气化学性质稳定、液氮气化吸热、可合成氨三大特性任选其一作答,属于基础识记类考点。
(2) 解题梳理工业制硝酸三步核心反应:氨催化氧化、NO氧化、水化制硝酸,确定循环氧化剂,并解释其推动氮氧化物完全转化为硝酸的作用。
(3) 本题考查实验室制氨气的经典固固加热型反应,掌握强碱与铵盐共热释放氨气的反应规律,规范标注加热条件与气体符号。
(4) 工业制硝酸核心催化氧化反应书写,牢记氨气与氧气催化生成NO而非,完整标注催化剂、加热条件并配平方程式。
(5) 解题围绕铵根离子特征检验方法,利用碱性、遇浓盐酸生白烟两种现象设计完整操作、试剂、现象描述。
(6) 解题依托氧化还原电子守恒计算,先算出1mol铵根失电子总数,再结合1mol氧气得电子数求出氧气物质的量,换算标准状况下气体体积。
19.煤炭直接液化可将煤转化为液态烃以及合成气,获得洁净的二次能源,对优化能源结构、解决石油短缺、减少污染物排放具有重要的战略意义。以下是一种煤的直接液化过程发生反应的方程式:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(1)为了提高上述反应的速率,可以采取的措施是   (写出一条即可)。
(2)在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2、一定条件下发生上述反应②,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示:
①下列描述中能够说明上述反应达到平衡状态的是   。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗2molH2同时消耗1molCH3OH
②根据图示可知,表示正反应速率-逆反应速率相等的点是   (填“a”“b” “c”或“d”)。
③反应开始3min的过程中H2的物质的量减少   。
(3)已知断开1molCO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072kJ,断开1molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为426kJ,则根据图2的数据计算:断开1molCH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收   kJ的能量。
(4)CH3OH可作为燃料使用,以多孔铂为电极,如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池,则d电极是   (填“正极”或“负极”),该电池的正极的电极反应式为   。
【答案】(1)升高温度
(2)CD;d;1.5mol
(3)2052.8
(4)正极;O2+4e-+4H+=2H2O
【知识点】化学键;电极反应和电池反应方程式;活化能及其对化学反应速率的影响;化学反应速率的影响因素;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】(1) 能够加快反应速率的常用手段有多种,升温可提升粒子运动速率、加压能提高气体反应物浓度、添加催化剂可降低反应活化能、把煤炭粉碎能增大固气接触面积,任选一条作答即可。
故答案为: 升高温度 ;
(2) ①A:三种物质浓度相等仅为某一瞬间的偶然数值,无法证明各物质浓度保持恒定,不能判断平衡;
B:容器恒容,反应体系全部为气体,气体总质量、容器容积始终不变,混合气体密度全程固定,不能作为平衡标志;
C:该反应反应前后气体分子总数改变,气体总质量恒定,混合气体平均摩尔质量不再变化时,代表各组分物质的量不再改变,可判定平衡;
D:消耗代表正向进行,消耗代表逆向进行,消耗物质的量之比等于方程式计量数之比,说明正、逆反应速率相等,体系达到平衡。
② 化学平衡的核心特征是正反应速率与逆反应速率相等,此时反应物、生成物的物质的量不再发生改变;图像中d点之后、的物质的量曲线保持水平,不再变化,对应正逆速率相等。
③ 在2 L密闭容器中进行反应:,根据已知条件即图示数据,用三段式进行求解:,则3 min内反应消耗的物质的量是1.5 mol;
故答案为: CD ; d ; 1.5mol ;
(3) 由能量图可得热化学方程式:;
反应焓变计算公式:反应物全部断键吸收总能量生成物全部成键释放总能量;
设断开1mol 中所有化学键需要吸收能量,代入数据列式:
,计算得。
故答案为:2052.8;
(4) ① 该甲醇燃料电池内部装有质子交换膜,放电过程中会向正极定向迁移;图中向电极d移动,因此电极d为正极;
② 正极通入发生还原反应,体系为酸性介质,得电子后与结合生成水,电极反应式: O2+4e-+4H+=2H2O 。
故答案为: 正极 ; O2+4e-+4H+=2H2O ;
【分析】(1) 本题围绕化学反应速率影响因素展开,解题需回忆温度、压强、反应物接触面积、催化剂对反应速率的作用原理,任选一种可行措施填写。
(2) ① 解题核心逻辑为“只有随反应进行发生变化的物理量,数值不再改变时,才能判定反应达到平衡”,逐项分析各物理量是否为变量,筛选出符合条件的选项;
② 结合平衡状态“各物质的量保持恒定”的特征,对照图像曲线走势,找到物质的量不再改变的平衡点;
③ 利用化学方程式计量数的比例关系,根据生成物甲醇的变化量,推算反应物氢气的消耗量。
(3) 解题依托键能与反应焓变的定量关系式,梳理反应物断键吸热、生成物成键放热的能量关系,带入已知数值建立一元一次方程,求解甲醇分子总键能。
(4) 本题为质子交换膜型燃料电池分析,解题先依靠阳离子迁移规律判断电极极性,再结合酸性电解液环境,遵循电子、电荷、原子守恒书写正极还原电极反应。
(1)为了提高上述反应的速率,可以采取的措施是升高温度;
(2)①A.可逆反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量浓度不变,但不一定是反应混合物中、和三种物质的浓度相等,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应在恒容密闭容器中进行,体积不变,则根据气体的密度公式,可知混合气体的密度始终不随时间的变化而变化,因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应前后气体的物质的量发生改变,若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,C符合题意;
D.在任何时刻,在单位时间内消耗2 mol,就会同时反应产生1 mol,而又消耗1 mol,则的物质的量不变,说明反应达到了平衡状态,D符合题意;故合理选项是CD;
②根据图示可知:在a点后CO的物质的量还在减少,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在b点后的物质的量在增加,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在c点时刻尽管、的物质的量相等,但由于c点后的物质的量在减少,的物质的量在增加,说明该点时刻反应正向进行,未达到平衡状态;在d点后、的物质的量都不变,则反应达到了平衡状态,任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点,该点是d点;
③在2 L密闭容器中进行反应:,根据已知条件即图示数据,用三段式进行求解:,则3 min内反应消耗的物质的量是1.5 mol;
(3)根据图2可知,2 mol和1 mol生成1 mol放出128.8 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:;反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,假设1 mol中所有的化学键共需要吸收能量为xkJ,则根据反应热与化学键键能关系可知:,解得x=2052.8,即断开1 mol中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量;
(4)在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,负极失去电子发生氧化反应;通入的电极为正极,正极上得到电子发生还原反应。溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动,阴离子向正电荷较多的负极移动。根据图示可知溶液中的阳离子向d电极区移动,说明d电极为正极,b处通入的气体是,正极的电极反应式为:。
20.I.有下列各组微粒或物质,请按要求填空(填字母):
A.富勒烯和石墨烯   B.D和T   C.CH3CH2CH2CH3和
D.和   E.CH3CH2CH2CH3和
(1)   组中两种物质互为同素异形体;   组中两种物质属于同系物;   组中两种物质互为同分异构体;   组中两种物质互为同位素。
(2)有机物M()的一氯取代物有   种。
(3)同学们已经学习了几种典型的有机化学反应类型,请写出下列反应的化学反应方程式,并判断其反应类型。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的反应:   ,属于   反应。
②由乙烯制聚乙烯:   ,属于   反应。
【答案】(1)A;C;E;B
(2)4种
(3)CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;加成反应;;加聚反应
【知识点】同素异形体;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】(1)同素异形体要求是同种元素组成的不同单质,A组富勒烯、石墨均只由C元素构成、单质结构不同,因此A为同素异形体;
同系物要求官能团种类数目一致、分子组成相差若干,C组 CH3CH2CH2CH3和 均为直链饱和烷烃,碳链结构相似,分子式差1个,属于同系物;
同分异构体要求分子式完全相同,空间碳骨架结构不同,E组 CH3CH2CH2CH3和 分子式均为,一个直链、一个带支链,互为同分异构体;
同位素要求质子数相同、中子数不同的同种元素原子,B组D()、T()质子数均为1、中子数不同,是氢的两种核素,互为同位素。
故答案为:A;C;E;B;
(2)先拆解有机物的碳骨架,逐一判断等效氢:分子整体存在对称结构,共分出4组化学环境互不相同的氢原子;有机物一氯取代产物种类与等效氢组数相等,因此其一氯代物共有4种, 如图所示:。
故答案为:4;
(3)① 乙烯分子内含碳碳双键,双键键能较低易断裂,能和发生加成反应,溴单质被消耗导致四氯化碳溶液褪色,反应方程式: ;该反应双键断开,溴原子分别连接到两个不饱和碳原子上,属于加成反应。
② 大量乙烯分子在催化剂条件下,碳碳双键全部打开,分子首尾相互连接形成长链高分子聚乙烯,聚合方程式: ;由不饱和小分子直接聚合生成高分子化合物,该反应归类为加聚反应。
故答案为: ;加成反应; ;加聚反应。
【分析】(1) 本题核心是区分同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四组易混淆概念,解题时先牢记四类概念对应的物质范畴:同位素针对原子、同素异形体针对单质、同系物针对结构相似的有机物、同分异构体针对分子式相同结构不同的化合物;再对A~E五组物质分类匹配,填入对应空格。
(2) 解题关键是等效氢的判断规则:同一碳上甲基氢等效、分子对称位置氢等效;先梳理分子对称结构,统计出全部等效氢组数,等效氢的数量直接等于一元取代物的种类。
(3) ① 依托碳碳双键的化学特性解题,烯烃易与卤素单质发生加成,书写方程式时注意双键断裂后的产物结构,结合反应特征判定加成反应;
② 解题围绕烯烃加聚反应规律,不饱和碳碳双键打开互相成键形成高分子,规范书写带聚合度n的聚合物结构简式,依据小分子聚合生成高分子的特点判定加聚反应。
(1)根据分析,互为同素异形体的为:A;属于同系物的为:C;互为同分异构体的为:E;互为同位素的为:B;
(2)有机物的一氯取代物有如图所示的4种。
(3)①乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了烯烃的加成反应,反应方程式为:,反应类型为:加成反应;
②乙烯可以通过自身加成最终形成聚乙烯,反应方程式为:,反应类型为:加聚反应;
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