2021年北京市北师大附中高考一模化学试卷含解析
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2021年北京市北师大附中高考化学一模试卷
一、单选题
1.下列材料的主要成分属于有机物的是( )
A.国家速滑馆用于蒸发制冷的材料-二氧化碳
B.长征五号的整流罩前锥段材料-聚甲基丙烯酰亚胺
C.港珠澳大桥锚具材料-特殊工艺的低碳钢
D.我国自主研发的5G芯片的材料-硅
2.下列反应中,酸体现还原性的是( )
A.MnO2 与浓盐酸共热制 Cl2 B.Na2SO3 与浓硫酸共热制 SO2
C.Zn 与稀硫酸反应制 H2 D.Cu 与稀硝酸反应制备 NO
3.工业上利用反应 3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl 检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A.将浓氨水接近管道,若产生白烟说明管道漏气
B.N2 的电子式为:
C.NH4Cl 中只含有离子键
D.该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 3:2
4.元素周期律的发现是近代化学史上的一座里程碑。下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A.Na2CO3 溶液中加盐酸,产生气泡
B.常温下,形状和大小相同的 Mg 、 Al 与同浓度盐酸反应, Mg 条更剧烈
C.气态氢化物的稳定性: H2O>H2S
D.Cl2 从 NaBr 溶液中置换出 Br2
5.下列关于室温下 1L 0.1mol⋅L-1 NH3⋅H2O 溶液的说法正确的是( )
A.NH3⋅H2O 的电离方程式: NH3⋅H2O=NH4++OH-
B.加入少量 NH4Cl 固体后,溶液的 pH 增大
C.滴加稀盐酸的过程中, n(NH4+) 增大
D.与 FeCl3 溶液反应的离子方程式: Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
6.某小组用如图装置探究 SO2 的性质。下列离子方程式书写错误的是( )
A.甲中紫色褪去: 5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
B.乙中蓝色逐渐变浅: I2+SO2+2H2O=2I-+SO42-+4H+
C.丙中产生少量白色沉淀: Ba2++SO2+H2O=BaSO3↓+2H+
D.丁中可能的反应: SO2+2OH-=SO32-+H2O
7.下列说法正确的是( )
A.标准状况下, 22.4L CCl4 含有的分子数约为 6.02×1023
B.1mol 18O 含有的中子数约为 8×6.02×1023
C.1mol NO2 和 N2O4 的混合物中含有的氮原子数共约为 3×6.02×1023
D.0.1mol Cl2 与足量的 Fe 反应转移的电子数约为 0.2×6.02×1023
8.新鲜水果和蔬菜中富含维生素 C ,在 I2 作用下可转化为脱氢维生素 C ,原理如图:
→I2
下列关于维生素 C 的说法正确的是( )
A.分子式为 C6H7O6
B.难溶于水,易溶于有机溶剂
C.与脱氢维生素 C 都可使酸性 KMnO4 溶液褪色
D.与脱氢维生素 C 互为同分异构体
9.下列实验方案能达到相应目的的是( )
A
B
C
D
除去 CO2 中的 HCl
相同温度下的溶解度: Mg(OH)2>Fe(OH)3
检验溴乙烷水解产物中含有 Br-
检验 Na2SO3 溶液是否变质
A.A B.B C.C D.D
10.Claiscn重排反应是有机合成中常用的重要反应。以 CH2=CHOCH2CH=CH2 为例,其反应过程对应的机理有两种,如图(“ - ”可表示单,双键),下列说法错误的是( )
A.机理1:反应物→产物的过程中,有极性共价键断裂
B.机理2:反应物→中间体的过程中,没有化学键断裂,只有空间结构变化
C.该反应的化学方程式: CH2=CHOCH2CH=CH2→CH2=CHCH2CH2CHO
D.相比于机理1,机理2所需活化能降低,活化分子百分比下降,反应速率减慢
11.一种新型高分子 M 的合成方法如图:
下列说法错误的是( )
A.酪氨酸能与酸、碱反应生成盐
B.1mol 环二肽最多能与 2mol NaOH 反应
C.高分子 M 中含有 结构片断
D.高分子 M 在环境中可降解为小分子
12.利用废铝箔(主要成分为 Al ,含少量 Mg 、 Fe 等)制明矾 [KAl(SO4)2⋅12H2O] 的一种工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.①中生成了 H2 : 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
B.操作 a 是过滤,以除去难溶于 NaOH 溶液的杂质
C.②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质
D.由④可知,室温下明矾的溶解度小于 Al2(SO4)3 和 K2SO4 的溶解度
13.一定温度下,容积为 2L 的密闭容器中发生反应: A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)ΔH>0 ,容器中部分物质的含量见表( t2>t1 ):
反应时间/ min
n(A)/mol
n(B)/mol
n(C)/mol
n(D)/mol
0
1.2
0.6
0
0
t1
0.8
t2
0.2
下列说法正确的是( )
A.t1 min 内, D 的平均化学反应速率为 v(D)=0.4/t1 mol·(L·min)-1
B.该温度下,反应的化学平衡常数 K=1.0
C.达到化学平衡状态时, A 的转化率为 66.7%
D.若升高温度,平衡逆向移动
14.相同温度和压强下,研究 Cl2 在不同溶液中的溶解度(用溶解 Cl2 的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。在 NaCl 溶液和盐酸中 Cl2 的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。
下列说法错误的是( )
A.由图1可知, Cl2 溶于 NaCl 溶液时还发生了反应 Cl2+Cl-⇌Cl3-
B.随 NaCl 溶液浓度增大, Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO 平衡逆移, Cl2 溶解度减小
C.随盐酸浓度增加 Cl2 与 H2O 的反应被抑制,生成 Cl3- 为主要反应从而促进 Cl2 溶解
D.由上述实验可知, H+ 浓度增大促进 Cl2 溶解,由此推知在稀硫酸中,随硫酸浓度增大 Cl2 的溶解度会增大
二、非选择题
15.NSR ( NO2 的储存和还原在不同时段交替进行)技术时有效降低稀燃柴油和汽油发动机尾气中 NO2 的排放,其工作原理如图。
(1)已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH1=+180.5kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1
则 NSR 技术工作原理的热化学方程式: 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH3= 。
(2)①存储阶段: Ba 存储 NO2 后转化为 Ba(NO3)2 的化学方程式是 。
②还原阶段: NO2 从 Ba(NO3)2 中释放,然后在 Pt 的表面被 CO 、 H2 还原为 N2 。若参加反应的 n(CO)=n(H2) ,则反应的 n(CO):n(H2):n(NO2)= 。
(3)某实验小组模拟 NSR 系统中的一个存储、还原过程,让尾气通过 NSR 反应器,测得过程中出口 NO2 浓度变化如图。
①t1 时刻前, NO2 的浓度接近0,原因是 。
②t2 时刻,切换至贫氧条件。 NO2 的浓度急剧上升又快速下降的原因是 。
16.羟胺( NH2OH )为无色固体,结构可视为 -OH 替代 NH3 中1个 -H ,羟胺具有和 NH3 类似的弱碱性,可以与盐酸反应生成盐酸羟胺( NH2OH⋅HCl ),盐酸羟胺是一种盐,易溶于水,溶解后完全电离为 NH3OH+ 和 Cl- 。
(1)NH2OH⋅HCl 中 N 元素的化合价是 。
(2)过氧化氢催化氧化氨水法制备盐酸羟胺的原理如下:
步骤1: +NH3+H2O2催化剂__Δ X+2H2O
步骤2:X+HCl+H2O⇌NH2OH · HCl+
资料:丙酮( )是一种易溶于水的无色液体,沸点为 57°C 。
①X 的分子式为 C3H7NO ,其核磁共振氢谱只有两个吸收峰,红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键。 X 的结构简式是 。
②步骤1中,相同反应时间氨的转化率随温度变化如图1。温度高于 65°C 时,随温度上升氨的转化率变化的原因是 。
③步骤2中,在密闭容器中反应时, X 的平衡转化率随温度变化如图2。该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
④步骤2中蒸馏出丙酮的目的是 (1点即可)。
(3)电化学法制备盐酸羟胺:
向两侧电极分别通入 NO 和 H2 ,以盐酸为电解质,组装原电池以制备盐酸羟胺。装置(图3)和正极反应机理图(图4):
①将图4方框中缺失的物质补充完整 。
②一段时间后,正极区的 pH 与反应前相比 (填“增大”、“减小”或“不变”)(不考虑溶液体积的变化)。
17.米格列奈可用于治疗糖尿病,其合成路线如图:
已知:i. +R3-CHO →C2H5OH H2O+
ii. →乙酸酐 H2O+
iii. +R8-NH2→催化剂
(1)1mol A 能与 2mol NaHCO3 溶液反应生成气体, A 中含有的官能团是 。
(2)B→C 的化学方程式是 。
(3)E 的结构简式是 。
(4)试剂 a 为 CH2=CH-CH=CH2 ,其名称是 。
(5)I→J 的反应类型是 。
(6)F+J→ 米格列奈的过程中,会生成 M , M 与米格列奈互为碳链异构的同分异构体,则 M 的结构简式是 。
(7)酸性溶液中,可采用电解法由 A 制 B ,电解时的阴极反应式是 。
18.海水中的化学资源具有巨大的开发潜力。
(1)溴及其化合物广泛用于医药、塑料阻燃剂等。苦卤(含 Br- )提溴的工业流程如图:
苦卤(含Br) →Cl2 →吸收塔 →稀硫酸 蒸馏塔 → 液溴
①向吹出塔中通空气的目的是 。
②吸收塔中盛有 Na2CO3 溶液,通入足量 Br2 蒸气时,有 BrO3- 和无色气体生成,反应的离子方程式是 。
(2)用如图所示装置( 表示斜发沸石)分离海水中的 K+ 和 Na+ ,料液(含 K+ 、 Na+ 、 Cl- 和 I- )先流过斜发沸石吸附 K+ 和 I- 。然后通电,双极膜产生的 H+ 将 K+ 交换下来, OH- 将 I- 交换下来,得到 A 溶液。
①简述 A 溶液中含 K+ 不含 Na+ 的原因: 。
②海水中 c(K+)>c(I-) ,则 A 溶液中的溶质是 。为了提高产率并防止原料浪费,通电一段时间后,将阴、阳极的斜发沸石对调,继续通电,此时斜发沸石内主要反应的离子方程式是 。
(3)KI 广泛用于皮肤科、眼科等疾病的治疗。利用海水中获得的 I2 和(2)中获得的 A 溶液及 Fe 粉,可获得纯度较高的 KI 晶体,流程如图:
A溶液 →加热适量I2 溶液1(pH为6~7) →Fe粉→除去Fe(OH)2过滤 溶液2 →操作1 KI晶体
已知:i. KI 的溶解度
温度/ °C
6
20
60
100
KI 的溶解度/ g
128
140
176
206
ii. 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O
①用化学方程式说明加入 Fe 粉的作用: 。
②操作1是 ,过滤,洗涤,干燥。
19.某小组同学根据 Fe3+ 、 Fe2+ 和 Zn2+ 的氧化性推断溶液中 Zn 与 Fe3+ 可能先后发生两个反应: 2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+ , Fe2++Zn=Zn2++Fe ,进行如下实验。
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mL 0.1mol⋅L-1 FeCl3 溶液、过量锌粉
黄色溶液很快变浅,接着有无色气泡产生,固体中未检出铁
Ⅱ
2mL pH≈0.70 的 1mol⋅L-1 FeCl3 溶液、过量锌粉
片刻后有大量气体产生,出现红褐色浑浊,约半小时后,产生红褐色沉淀,溶液颜色变浅,产生少量铁
(1)取实验Ⅰ反应后的少量溶液,滴加几滴 K3[Fe(CN)6] 溶液,生成 ,证明有 Fe2+ 。
(2)结合化学用语解释实验Ⅱ中产生红褐色浑浊的原因: 。
(3)实验Ⅲ,用 Fe2(SO4)3 溶液和 Fe(NO3)3 溶液替代实验Ⅱ中的 FeCl3 溶液:
实验
试剂
现象
Ⅰ
2mL pH≈0.70 的 1mol⋅L-1 Fe(NO3)3 溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液变为深棕色且浑浊,无铁产生
Ⅱ
2mL pH≈0.70 的 a mol⋅L-1 Fe2(SO4)3 溶液、过量锌粉
约半小时后,溶液呈浅绿色且浑浊,有少量铁产生
资料: Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+ , [Fe(NO)]2+ 在溶液中呈棕色。
①a= 。
②有人认为Ⅰ中深棕色溶液中存在 [Fe(NO)]2+ ,设计实验证明。实验的操作和现象是 。
③对照实验Ⅱ和Ⅲ, Fe(NO3)3 溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是 。
(4)实验Ⅳ:将实验Ⅱ中 FeCl3 水溶液换成 FeCl3 无水乙醇溶液,加入足量锌粉,刻后,反应放热,有大量铁产生。由实验Ⅰ~Ⅳ可知:锌能否与 Fe3+ 反应得到单质铁,与 Zn 和 Fe3+ 的物质的量、 Fe3+ 的浓度、 、 等有关。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.二氧化碳是无机物,A项不符合题意;
B.聚甲基丙烯酰亚胺是有机物,B项符合题意;
C.低碳钢属于合金,C项不符合题意;
D.硅属于单质,不属于有机物,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】一般还哪有碳元素的化合物叫做有机物,但是不是所有含有碳元素的化合物均是有机物,常见的碳、一氧化碳、二氧化碳、等均是无机物,而硅不含碳元素是无机物。低碳钢虽还哪有碳元素但是是无机物
2.【答案】A
【解析】【解答】A.Cl元素的化合价升高,还生成氯化锰,则盐酸作还原剂表现还原性,故A符合题意;
B.S元素的化合价不变,只表现酸性,故B不符合题意;
C.由Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,H元素的化合价降低,表现氧化性,故C不符合题意;
D.由3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,N元素的化合价降低,表现氧化性,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】常见的酸是盐酸、硫酸、硝酸、硫酸和硝酸中的硫元素和氮元素化合价已经是最高,只能左氧化剂和体现酸性,而盐酸中的氯元素化合价是-1价,化合价可以升高可以做还原剂
3.【答案】C
【解析】【解答】A.将浓氨水接近氯气管道,若产生白烟则有氯化铵生成说明管道漏气,故A不符合题意;
B. N2 中氮氮为共价键,其电子式为: ,故B不符合题意;
C. NH4Cl 中只既含有离子键,也还有共价键,故C符合题意;
D.该反应中氯气为氧化剂,氨气还原剂,物质的量之比为 3:2 ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氨水具有挥发性,挥发出的氨气与氯气发生反应得到白烟说明漏气
B.氮气分子之间可以形成氮氮三键且含有孤对电子
C.氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物
D.根据方程式即可找出氧化剂与还原剂的物质的量之比
4.【答案】A
【解析】【解答】A. Na2CO3 溶液中加盐酸,产生气泡,原理是强酸制取弱酸,与元素周期律无关,故A符合题意;
B.同周期从左到右金属性减弱,则Mg比Al更活泼,与酸反应,Mg条更剧烈,能用元素周期律解释,故B不符合题意;
C.同主族从上到下,非金属性减弱,则O>S,对应的气态氢化物的稳定性也减弱,则 H2O>H2S ,能用元素周期律解释,故C不符合题意;
D.同主族从上到下,非金属性减弱,则对应的单质氧化性减弱,则氧化性:Cl2>Br2,所以Cl2能从NaBr溶液中置换出Br2,能用元素周期律解释,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】同周期的元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,与酸反应的速率逐渐降低,非金属性逐渐增强,同主族的元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性减弱,单质的氧化性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱。BCD均可用元素周期律解释,A是强酸制取弱酸的原理
5.【答案】C
【解析】【解答】A. NH3⋅H2O 为弱电解质,故电离方程式为 NH3⋅H2O⇌NH4++OH- ,A项不符合题意;
B.加入 NH4Cl 固体后,铵根离子浓度变大, NH3⋅H2O⇌NH4++OH- ,抑制氨水电离,氢氧根离子浓度降低,pH减小,B项不符合题意;
C. NH3⋅H2O⇌NH4++OH- ,加入稀盐酸,氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,促进氨水电离,铵根离子浓度增大,C项符合题意;
D.与 FeCl3 溶液反应的离子方程式: Fe3++3NH3⋅H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ ,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.一水合氨是弱电解质,应该用可逆符号
B.加入氯化铵后,铵根离子浓度增大抑制氨水的电离,碱性减弱
C.滴加盐酸促进氨水电离导致铵根离子增大
D.一水合氨是弱碱不拆
6.【答案】C
【解析】【解答】A.书写的反应的离子方程式: 5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ ,故A不符合题意;
B.书写的反应的离子方程式: I2+SO2+2H2O=2I-+SO42-+4H+ ,故B不符合题意;
C.H2SO3是弱酸,HCl是强酸,弱酸不能制取强酸,即SO2与BaCl2溶液不反应,不会有白色沉淀产生,故C符合题意;
D.书写的离子方程式: SO2+2OH-=SO32-+H2O ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.SO2具有还原性,KMnO4有氧化性,S元素化合价从+4升至+6,Mn元素从+7降至+2
B.SO2具有还原性,I2有氧化性,S元素化合价从+4升至+6,I元素从0降至-1
C.利用强酸可以制取弱酸,但是弱酸不能制取强酸
D.SO2是酸性氧化物,能与强碱发生反应
7.【答案】D
【解析】【解答】A.标况下CCl4为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故A不符合题意;
B. 18O 的中子数为18-8=10,则 1mol 18O 含有的中子数约为 10×6.02×1023 ,故B不符合题意;
C. 1mol NO2 和 N2O4 的混合物中含有的氮原子数共介于 1×6.02×1023 ~ 2×6.02×1023 之间,故C不符合题意;
D.氯气与Fe反应生成氯化铁,Cl元素化合价从0降低到-1价,1mol氯气参与反应得2mol电子,则 0.1mol Cl2 与足量的 Fe 反应,氯气全部参与反应,则转移的电子数约为 0.2×6.02×1023 ,故D符合题意,
故答案为:D。
【分析】A.使用摩尔体积时需要注意物质的状态和条件
B.计算出1个18O 的中子数即可
C.二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转换
D.根据Cl2~2Cl-~2e,即可计算出转移的电子数
8.【答案】C
【解析】【解答】A.根据结构简式确定维生素 C 分子式为C6H8O6,故A不符合题意;
B.羟基为亲水基,维生素C中含有多个亲水基,其易溶于水,故B不符合题意;
C.维生素C中含有碳碳双键,具有烯烃性质,所以维生素C能使高锰酸钾酸性溶液褪色,脱氢维生素 C 羟基连着的碳原子上有H原子,可使酸性 KMnO4 溶液褪色,故C符合题意;
D.两者的官能团不相同,即结构不相似,不属于同分异构体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据维生素C的结构简式即可写出分子式
B.维生素C含有多个羟基与水形成氢键易溶于水
C.均含有羟基均具有还原性可使高锰酸钾褪色
D.结构不相似,分子式不同不为同分异构体
9.【答案】C
【解析】【解答】A. 二氧化碳也能与碳酸钠溶液反应, CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3 ,故不能用碳酸钠溶液除去二氧化碳中的HCl,A不符合题意;
B. 在2mL0.2mol/LNaOH溶液中滴入3滴0.1mol/LMgCl2溶液,生成白色沉淀,NaOH是过量的,再滴入3滴0.1mol/LFeCl3溶液,FeCl3与过量的NaOH反应生成红褐色沉淀,不能证明沉淀发生了转化,即不能说明相同温度下的溶解度: Mg(OH)2>Fe(OH)3 ,B不符合题意;
C. 溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热的条件下水解,在水解液中加入稀硝酸中和过量的氢氧化钠,再加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀为AgBr,从而检验溴乙烷水解产物中含有 Br- ,C符合题意;
D.因为稀硝酸能氧化 Na2SO3 生成 Na2SO4 ,生成白色沉淀BaSO4,故不能检验 Na2SO3 溶液是否变质,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.除去二氧化碳中的氯化氢气体应用饱和碳酸氢钠溶液
B.比较沉淀的溶解度需要控制氢氧化钠的量极少
C.符合溴离子的检验方法,可以证明水解后的溴离子
D.不应用硝酸,应该加入盐酸酸化氯化钡溶液
10.【答案】D
【解析】【解答】A.机理1:反应物→产物的过程中,C-O键断裂,C-H键断裂,重排,有极性共价键断裂,故A不符合题意;
B.机理2:反应物→中间体的过程中,由反应机理图可知,没有新物质生成,没有化学键断裂,只有空间结构变化,故B不符合题意;
C.由反应机理可知生成物的分子式为: CH2=CHCH2CH2CHO ,该反应的化学方程式: CH2=CHOCH2CH=CH2→CH2=CHCH2CH2CHO ,故C不符合题意;
D.相比于机理1,机理2所需活化能降低,活化分子百分比升高,反应速率加快,故D符合题意;
【分析】A.根据机理1的反应物和生成物即可判断键的断裂
B.根据机理2反应物中间体的转化即可判断
C.根据反应物和生成物即可写出方程式
D.活化能降低反应更快
11.【答案】B
【解析】【解答】A.酪氨酸中有酚羟基(显碱性,可与酸反应),含有羧基(显酸性,可与碱反应),A项不符合题意;
B.1mol环二肽中含有2mol酚羟基,2mol肽键,均可与氢氧化钠反应,故最多与4mol氢氧化钠反应,B项符合题意;
C.根据高分子M的图,将该片段首尾相连,即含有选项中的片段,C项不符合题意;
D.M可脱去HOCCl3小分子,而且肽键可以断裂,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据 酪氨酸 的官能团即可判断出具有酸性和碱性即可与酸和碱反应
B.根据环二肽的结构简式即可找出与氢氧化钠反应的官能团
C.根据高分子M的结构简式即可判断
D.高分子M可以发生水解得到小分子
12.【答案】C
【解析】【解答】A.Al具有两性,能与强碱反应,化学方程式为: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ,故A不符合题意;
B.Mg、Fe不与NaOH反应,则操作 a 是过滤,以除去难溶于 NaOH 溶液的杂质,故B不符合题意;
C.②中加入稀硫酸的作用是调节pH使Al3+转为Al(OH)3沉淀,③中是为了溶解Al(OH)3沉淀同时引入硫酸根,两者作用不同,故C符合题意;
D.④是根据溶解度差异来制取明矾,即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】Al有两性,能与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶于水,而Mg、Fe不反应,以单质固体形式除去,则操作a是过滤,再加稀硫酸调节pH析出Al(OH)3沉淀,过滤固体,继续向纯固体中加入适量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液,最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾。
13.【答案】B
【解析】【解答】A. t1 min 内,A的物质的量的变化量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,根据化学方程式,可得D的物质的量为0.4mol,D的平均化学反应速率为 v(D)=0.42⋅t1=0.2t1mol·(L·min)-1 ,A项不符合题意;
B.该温度下,反应的化学平衡常数 K=(1.2-0.8)20.8×(0.6-1.2+0.8)=1 ,B项符合题意;
C.t1时,B参与反应的物质的量为0.4mol,剩余0.2mol,t2时,B的物质的量是0.2mol,故t1时反应已经达到平衡,故A的转化率= 1.2-0.81.2×100%=33.3% ,C项不符合题意;
D. A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)ΔH>0 ,升高温度反应正向进行,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据A的浓度变化量计算出A的速率,根据化学计量系数计算出D的速率即可
B.根据A的变化量计算出平衡时B、C、D的量即可判断在t1时已经达到平衡即可计算出平衡常数
C.计算出A的浓度的变化量即可计算出转化率
D.正反应是吸热反应,温度升高正向移动
14.【答案】D
【解析】【解答】A.由左图可知有 Cl3- 生成且Cl2含量降低,发生Cl2+Cl-⇌Cl3- ,A项不符合题意;
B.由图1知HClO浓度减小,Cl2溶解减小,Cl2+H2O ⇌ H++Cl-+HClO,随Cl-增大,平衡逆向移动,B项不符合题意;
C.由c(HCl)增大,Cl2溶解浓度先微弱减小后增大,生成 Cl3- 促进Cl2溶解为主要反应,C项不符合题意;
D.由图1,2比较氢离子浓度增大,促进氯气溶解,但硫酸中有硫酸根离子,硫酸根离子对氯气溶解的影响未知,随硫酸的浓度增大,氯气溶解度无从判断,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据粒子 浓度变化的情况即可判断正误
B.根据图示氯化钠浓度增大,氯离子浓度增大,平衡左移
C.根据图1即可判断在盐酸溶液中时,主要形成了Cl3-促进氯气的溶解
D.根据比较1和2氢离子浓度增大以及氯离子浓度对氯气的溶解度的影响,但是硫酸根不确定对氯气溶解是否有影响
15.【答案】(1)-746.5kJ⋅mol-1
(2)Ba+O2+2NO2=Ba(NO3)2;1:1:1
(3)t1时刻前几乎所有的 NO2 都被存储在催化剂上;存储在催化剂上的 NO2 被迅速释放,后又与还原性气体快速反应转化为 N2
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律,反应②-①可得目标方程,则 ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-566-180.5)kJ·mol-1=-746.5kJ·mol-1 ;
(2) ①Ba 和 NO2 、O2反应转化为 Ba(NO3)2 ,Ba元素的化合价升高了2,N的化合价升高了1,O的化合价降低了2,1molO2则化合价降低了2×2=4,故NO2前配系数2、Ba前配系数1,,化学方程式: Ba+O2+2NO2=Ba(NO3)2 ;
②根据信息写出还原阶段的化学方程式为:2NO2+2H2+2CO ==Pt N2+2CO2+2H2O,则 n(CO):n(H2):n(NO2)=1:1:1 ;
(3) ①NO2在存储阶段与Ba反应被吸收,所以浓度接近于0,则原因是:t1时刻前几乎所有的 NO2 都被存储在催化剂上;
②从‘富氧’到‘贫氧’,NO2从Ba(NO3)2中释放,浓度急剧上升,在还原阶段又被还原为N2,浓度下降,则变化的原因是:存储在催化剂上的 NO2 被迅速释放,后又与还原性气体快速反应转化为 N2 。
【分析】(1)根据盖斯定律即可计算出热量
(2)①根据反应物和产物即可写出方程式②根据给出的信息写出方程式即可计算
(3)① 反应需要再催化剂的表面进行,反应速率为0说明二氧化氮未附在表面②根据图示即可知道没有氧气时二氧化氮迅速释放,下降主要是被还原为氮气导致降低
16.【答案】(1)-1
(2)(CH3)2C=N-OH;65°C 以上,温度升高促进过氧化氢分解,且氨和丙酮易挥发,浓度均降低,化学反应速率减慢,氨的转化率降低;吸热;降低丙酮的浓度,促进该平衡正向移动,提高 X 的平衡转化率;得到的丙酮可循环使用
(3)HCl、 NH2OH⋅HCl;增大
【解析】【解答】(1) NH2OH⋅HCl 中H为+1价,Cl为-1价,O为-2价,则 N 元素的化合价是-1价。
(2)①X 的分子式为 C3H7NO ,其核磁共振氢谱只有两个吸收峰,红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键,则 X 的结构简式是 (CH3)2C=N-OH 。
②温度高于 65°C 时,随温度上升氨的转化率变化的原因是 65°C 以上,温度升高促进过氧化氢分解,且氨和丙酮易挥发,浓度均降低,化学反应速率减慢,氨的转化率降低。
③由图可知,升温温度, X 的平衡转化率增大,则该反应为吸热。
④步骤2为可逆反应,蒸馏出丙酮的目的是降低丙酮的浓度,促进该平衡正向移动,提高 X 的平衡转化率或得到的丙酮可循环使用。
(3)①生成 NH2OH 之后就是与HCl结合生成 NH2OH⋅HCl 。
②正极的电极反应式为 NO+3e-+4H++Cl-=NH2OH⋅HCl ,则正极区的 pH 与反应前相比增大。
【分析】(1)根据常见的元素化合价进行计算即可
(2)① 根据给出的条件即可写出结构式② 可能是过氧化氢分解和丙酮的挥发导致反应物减少速率降低③根据温度变化趋势即可判断④主要是促进反应向右进行促进A的转化率
(3)① 根据反应物和生成物即可判断加入的物质是盐酸,产生的是盐酸羟胺②根据正极的反应是得到盐酸羟胺的反应导致盐酸浓度降低,酸性减弱
17.【答案】(1)羧基、碳碳双键
(2)HOOC-CH2-CH2-COOH+2CH3OH⇌Δ浓硫酸CH3OOC-CH2-CH2-COOCH3+2H2O
(3)
(4)1,3-丁二烯
(5)还原反应
(6)
(7)HOOC-CH=CH-COOH+2e-+2H+→HOOC-CH2-CH2-COOH
【解析】【解答】(1)1molA与2mol碳酸氢钠发生反应,说明A中有两个羧基,A为 ,A中含有的官能团是羧基、碳碳双键,
(2) B→C 的化学方程式是 HOOC-CH2-CH2-COOH+2CH3OH⇌Δ浓硫酸CH3OOC-CH2-CH2-COOCH3+2H2O ;
(3)根据分析 E 的结构简式是 ;
(4) CH2=CH-CH=CH2 为1,3-丁二烯;
(5) 生成 ,属于还原反应;
(6) F与J反应时有两种断键方式,一个是生成米格列奈,另外一个是M, M 与米格列奈互为碳链异构的同分异构体,米格列奈为 ,M为 ;
(7) 酸性溶液中,可采用电解法由 A 制 B ,A为 ,B为 ,电解时的阴极反应式是 HOOC-CH=CH-COOH+2e-+2H+→HOOC-CH2-CH2-COOH 。
【分析】 与水反应生成A ;A与氢气发生加成反应生成B ;B与甲醇在浓硫酸加热的情况下生成C ;C与D反应生成E ;E经过一系列反应生成 ; 在一定条件下生成G ;G在氨气的条件下加热生成H ;H与氢气发生加成反应生成I ;I生成J ;F+J生成米格列奈;
18.【答案】(1)将 Br2 蒸气吹出;3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2
(2)料液(含 K+ 、 Na+ 、 Cl- 和 I- )先流过斜方沸石, K+ 被吸附,与 Na+ 分离, Na+ 随溶液流出,然后通电,双极膜产生的 H+ 将 K+ 交换下来, K+ 通过阳离子交换膜进入 H2O 中;KI 、 KOH;H++OH-=H2O
(3)KIO3+3Fe+3H2O=KI+3Fe(OH)2;加热浓缩,降温结晶
【解析】【解答】(1) ①Cl2和苦卤中的Br-反应生成Br2,向吹出塔中通空气的目的是:将 Br2 蒸气吹出;
②该反应Br元素发生自身歧化反应,Br元素的化合价升高生成 BrO3- ,化合价降低生成Br-,根据原子守恒可知无色气体是CO2,则该反应的离子方程式为: 3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2 ;
(2) ①A 溶液中含 K+ 不含 Na+ 的原因:料液(含 K+ 、 Na+ 、 Cl- 和 I- )先流过斜方沸石, K+ 被吸附,与 Na+ 分离, Na+ 随溶液流出,然后通电,双极膜产生的 H+ 将 K+ 交换下来, K+ 通过阳离子交换膜进入 H2O 中;
②通电后双极膜产生的 H+ 将 K+ 交换下来, OH- 将 I- 交换下来,得到 A 溶液,则A溶液的溶质为KI,由于 c(K+)>c(I-) ,根据溶液呈电中性,则应还有OH-,则另一个溶质为KOH;将阴、阳极的斜发沸石对调,则 H+ 交换下来、 OH- 交换下来,两者反应生成水,离子方程式是: H++OH-=H2O ;
(3) ①根据已知信息ii,可知溶液1含有KIO3,加入铁粉将KIO3还原为KI,铁元素转化成Fe(OH)2沉淀,反应的化学方程式: KIO3+3Fe+3H2O=KI+3Fe(OH)2 ;
②溶液2是KI溶液,根据已知信息i可知KI的溶解度随温度升高而增大,且变化明显,则可升温得到浓的KI溶液,再降温析出晶体,则从KI溶液中得到KI晶体,操作1是:加热浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥。
【分析】(1)苦卤中通入氯气发生氧化还原反应生成溴单质,通入热空气吹出后吸收塔中,Na2CO3吸收了Br2后的溶液中含有Br-和BrO3-,用碳酸钠吸收,加入稀硫酸反应生成溴单质,蒸馏塔中得到液溴,
(3)A溶液中含有KI、KOH,加入适量I2发生反应: 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O ,加入铁粉将KIO3还原为KI,从而除去KOH,铁元素转化成Fe(OH)2沉淀,过滤掉固体,得到溶液2是KI溶液,再根据KI的溶解度,加热浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥可得KI晶体。
19.【答案】(1)蓝色沉淀
(2)Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+ , H+ 被消耗,促进 Fe3+ 的水解,产生氢氧化铁沉淀
(3)0.5;过滤,取少量深粽色溶液,加热,溶液粽色变浅,液面上方产生红粽色气体;Fe2+ 与 NO 结合生成 [Fe(NO)]2+ ,溶液中 Fe2+ 的浓度下降,使得 Fe2+ 与 Zn 反应的化学反应速率变慢
(4)阴离子种类;溶剂
【解析】【解答】(1) Fe2+和 K3[Fe(CN)6] 溶液反应产生蓝色沉淀;
(2)FeCl3溶液中存在水解平衡 Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+ ,加入锌粉, H+ 被消耗,促进 Fe3+ 的水解,产生氢氧化铁沉淀;
(3) ①该对比实验是为了探究阴离子的影响,则Fe3+的物质的量应是定量,则n(Fe3+)=c1V1=c2V2,即1mol/L×2mL=amol/L×2×2mL,解得a=0.5;
②由可逆反应 Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+ ,若Ⅰ中存在 [Fe(NO)]2+ ,可加热溶液,会产生NO,NO再被空气中的O2氧化成NO2,则会观察到红棕色气体生成,则设计实验的操作和现象是:过滤,取少量深粽色溶液,加热,溶液粽色变浅,液面上方产生红粽色气体;
③Fe3+和H+、 NO3- 反应产生Fe2+和NO,NO再与Fe2+结生成 [Fe(NO)]2+ ,而Fe3+和H+、 SO42- 不反应,过量Zn与Fe3+反应得到Fe2+,Zn再置换出Fe单质,则 Fe(NO3)3 溶液与过量锌粉反应没有生成铁的原因是: Fe2+ 与 NO 结合生成 [Fe(NO)]2+ ,溶液中 Fe2+ 的浓度下降,使得 Fe2+ 与 Zn 反应的化学反应速率变慢;
(4) 由实验Ⅳ可知,溶剂从水换成无水乙醇溶液,有铁单质生成,则锌能否与 Fe3+ 反应得到单质铁与溶剂有关,实验Ⅱ和Ⅲ将 SO42- 换成 NO3- ,无铁单质生成,则锌能否与 Fe3+ 反应得到单质铁与阴离子种类有关。
【分析】(1)考查的是亚铁离子和 K3[Fe(CN)6] 反应的现象
(2)主要是铁离子水解成氢氧化铁加入锌消耗氢离子促进水解进行
(3)①控制铁离子浓度相等应该为0.5mol/L② 根据题意可知存在平衡,采取升温的方式将一氧化氮挥发即可证明③主要是形成深棕色的 [Fe(NO)]2+ 降低亚铁离子浓度减缓与锌反应的速率
(4)根据控制变量法即可得知与阴离子的种类以及溶剂有关
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