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浙江省温州市十校联合体2024-2025学年高二下学期6月期末化学试题(含答案)
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这是一份浙江省温州市十校联合体2024-2025学年高二下学期6月期末化学试题(含答案),共3页。试卷主要包含了考试结束后,只需上交答题纸, 已知反应,1ml,数目为,D正确;, 下列说法不正确的是, 下列方程式正确的是等内容,欢迎下载使用。
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 S-32 I-127 Ga-70
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一项是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.CCl4不含孤电子对,为正四面体结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,A错误;
B.CO2不含孤电子对,为直线形结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,B错误;
C.P4为单质,正四面体结构,对称且无极性键,为非极性分子,C错误;
D.NH3含一对孤电子对,为三角锥形,不对称,三个N-H键极性无法抵消,为极性分子,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 乙烯的球棍模型:
B. 用电子式表示形成过程:
C. 基态铬原子的价层电子轨道表示式:
D. 用电子云轮廓图表示Cl-Cl的键的形成示意图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.球棍模型用小棍连接原子,图中表示的是乙烯()的空间填充模型,A错误;
B.属于共价化合物,其电子式为,用电子式表示的形成过程应为+,B错误;
C.Cr为24号元素,基态铬原子的价层电子排布式为,结合泡利原理和洪特规则可确定其轨道表示式为,C正确;
D.Cl2中的Cl-Cl键属于p-p键,由两个Cl原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠而形成,3p轨道是哑铃形而非球形,图中的电子云轮廓图表示的是H-H的键的形成示意图,Cl-Cl的键的形成示意图为,D错误;
故选C。
3. 下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A. 与铝粉反应会释放出大量气体,可作管道疏通剂
B. 具有氧化性,可作暂时性漂白剂
C. 柠檬酸酸性比强,能除去水垢[主要成分为]
D. 具有腐蚀性和挥发性,使用时应注意防护和通风
【答案】B
【解析】
【详解】A.与铝粉反应生成,产生的气体和强碱性环境可疏通管道,A正确;
B.的漂白作用源于其漂白性(与有机物化合),而非氧化性,B错误;
C.柠檬酸酸性强于,能与和反应,可除去水垢,C正确;
D.具有腐蚀性和挥发性,使用时需防护和通风,D正确;
故选B。
4. 甘氨酸铜[]可作催化剂,下列说法正确的是
A. 电离能:
B. 电负性:
C. 离子半径:
D. 沸点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.氮的第一电离能大于氧,氧大于碳,因为氮的2p轨道半充满更稳定,正确顺序为,A正确;
B.电负性与非金属性一致,元素周期表的右上角电负性强,电负性顺序应为O > N > C,B错误;
C.与的电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故;只有1个电子层,而与有2个电子层,故半径最小。因此离子半径顺序应为,C错误;
D.甘氨酸()因相对分子质量更大且含氨基和羧酸基团,形成更多氢键,沸点高于乙酸(),D错误。
故选A。
5. 利用如图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是
A. 铁片上析出铜的反应为
B. 镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变
C. 镀铜前用NaOH溶液,盐酸分别除去铁片上的油污和铁锈
D. 以溶液为电镀液,可使镀层平滑光亮
【答案】A
【解析】
【分析】铁上镀铜,铁做阴极,铜做阳极,含有Cu2+的溶液做电镀液,阳极上铜失去电子形成铜离子,阳极反应式为,阴极上铜离子得到电子形成铜单质,阴极反应式为。
【详解】A.电解池中,铁不能直接置换出铜单质,铁片上析出铜的反应为,A错误;
B.阳极上铜失去电子形成铜离子,阴极上铜离子得到电子形成铜单质,根据得失电子守恒知,溶液中铜离子浓度基本不变,B正确;
C.油脂在碱性条件下能发生水解反应,铁片上的油污可以用NaOH溶液清洗;铁锈的主要成分是,可溶于盐酸,可以用盐酸清洗,C正确;
D.以溶液为电镀液,溶液中的Cu2+浓度更小,可使镀层更平滑光亮,D正确;
故选A。
6. 已知反应:为阿伏加德罗常数的值,若消耗(标准状况),下列叙述错误的是
A. 是氧化剂,是还原剂B. 生成的NaF质量为
C. 转移的电子数为D. 生成的含有孤电子对数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.F2中F的化合价从0降至-1,作为氧化剂;NaOH中的O从-2升至+2(在OF2中),作为还原剂,A正确;
B.根据反应式,标准状况44.8 L F2为2ml ,生成2ml NaF,质量为2ml×42g/ml=84g,B正确;
C.总反应中F2被还原,每个F原子得到1e-,2ml F₂对应4ml e-转移,即转移电子数4NA,C正确;
D.H2O中O有2对孤电子对,生成1ml H2O孤电子对数为2NA,D错误;
故答案选D。
7. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 中配位键个数为
B. 标准状况下,甲烷和乙炔的混合气体中含有的键数目小于
C. 晶体硅含有共价键数目为
D. 氨水中,含氮微粒数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.中每个NH3与Cu2+形成1个配位键,1ml该配合物含4ml配位键,即,A正确;
B.标准状况下5.6L气体为0.25ml。甲烷(4σ键/分子)和乙炔(3σ键/分子)混合时,σ键总数介于0.75(全为乙炔)到(全为甲烷)之间,混合后σ键数目一定小于,B正确;
C.晶体硅中每个Si原子形成4个共价键,但每个键被2个原子共享,1ml Si原子对应2ml共价键,即2,C错误;
D.氨水中含氮微粒包括NH3、NH3·H2O、NH,总物质的量为0.1ml,数目为,D正确;
故选C。
8. 下列说法不正确的是
A. 纸张中的纤维素之间通过氢键和范德华力相结合
B. 卤代烃与溶液共热、滴加溶液后根据沉淀颜色可判断卤原子种类
C. 质谱图显示的最大质荷比为32
D. 通过X射线衍射可确定氨基酸的空间结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.纤维素分子中存在羟基,能形成氢键,同时高分子链间存在范德华力,故说法A正确;
B.卤代烃水解后需先用硝酸中和碱性环境,否则OH⁻会与Ag⁺反应生成沉淀,干扰检验,故B说法错误;
C.CH3OH的分子量为32,质谱最大质荷比即分子离子峰为32,故C说法正确;
D.X射线衍射可测定晶体结构,氨基酸固态为晶体,能确定其空间结构,故D说法正确;
故答案为B。
9. 下列方程式正确的是
A. 向银氨溶液中滴加足量的盐酸:
B. 用铁电极电解饱和食盐水,阳极的电极反应为:
C. 明矾溶液与过量氨水混合:
D. 苯酚钠溶液中通入:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与不共存,正确方程式为,A错误;
B.铁作电极电解时Fe在阳极失电子生成,阳极极反应为:,B错误;
C.明矾是,一水合氨是弱电解质,故只能让沉淀,C正确;
D.酸性:碳酸>苯酚>碳酸氢根,故苯酚钠中通入只能生成碳酸氢根,方程式为:,D错误;
故选C。
10. 西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心,成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输,如图所示。已知:图中的有机物为“冠醚”,命名规则是“环上原子个数-冠醚-氧原子个数”。下列说法正确的是
A. 冠醚分子中C原子的杂化类型为
B. 冠醚和碱金属离子通过离子键形成超分子
C. 不同冠醚与不同碱金属作用,中心碱金属离子的配位数是不变的
D. 18-冠-6与作用不与和作用,反映了超分子“分子识别”的特征
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干冠醚的分子结构简式可知,冠醚分子中C原子周围均形成了4个σ键,即其周围的价层电子对数为4,故碳原子的杂化类型为,A错误;
B.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,不是离子键,B错误;
C.中心碱金属离子的配位数是随着空穴大小不同而改变的,C错误;
D.冠醚识别碱金属离子的必要条件是冠醚空腔直径与碱金属离子直径适配,18-冠-6与作用,但不与或作用说明超分子具有“分子识别”的特征,D正确;
故答案选D。
11. 下列实验操作、实验现象和实验结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇与浓硫酸制备乙烯时,若温度控制不当可能生成副产物如SO2,SO2也能使酸性高锰酸钾褪色,无法确定褪色是否由乙烯引起,结论不可靠,A错误。
B.Cu(OH)2溶于稀硝酸是酸碱中和反应,溶于浓氨水是因形成[Cu(NH3)4]2+配合物,而非两性氢氧化物性质,B错误。
C.SO2通入Ba(NO3)2溶液中,酸性条件下NO将SO2氧化为SO,生成BaSO4沉淀,现象和结论均正确,C正确。
D.Fe与水蒸气反应生成Fe3O4(含Fe2+和Fe3+),溶解后加KSCN显红色(Fe3+),酸性条件下Fe2+使KMnO4褪色,但铁可能过量,发生反应,不能证明产物中含+2价的铁,D错误;
故选C。
12. “双碳”背景下,的资源化利用成为全世界的研究热点。电催化还原制备甲酸,原理如图甲所示,电解质溶液为。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。
已知:其中,表示电解生成还原产物所转移电子的物质的量,表示法拉第常数。下列说法正确的是
A. 电极是电解池的阴极,电极反应式为
B. 当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0的原因是因为在该电压下电解池的电极不发生化学反应
C. 当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为
D. 为降低系统能耗,对图甲装置改进,搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”,可将极区电解液更换为混合溶液
【答案】D
【解析】
【分析】电催化还原CO2制备甲酸,碳元素化合价降低,则通入CO2的电极(a极)为阴极,电极反应为;b极为阳极,电极反应为:。
【详解】A.根据分析可知,电极是电解池的阴极,电极反应式为:,故A错误;
B.当电解电压为时,若电解过程中含碳还原产物的为0,则水放电生成H2,即阴极反应为,阳极电极依然是放出氧气,并非是不反应,故B错误;
C.由图乙可知,=1:2,故C错误;
D.由上述分析可知,b为阳极,电极反应为,发生氧化反应生成HCOO-,故应将阳极区即b极区的电解液换成,电极反应为,故D正确;
故答案选D。
13. 一种含锗的化合物应用于太阳能电池,其晶胞为长方体,结构如图(A)。下列说法不正确的是
A. 该锗化合物晶胞的表示方式有多种,图中D图不能表示此化合物的晶胞
B. 该晶体中含有的化学键:离子键、极性键、配位键、键
C. 该晶胞中,与单个配位的离子数为6,其空间构型为正八面体
D. 较有较高的熔点
【答案】D
【解析】
【详解】A.D图不是晶胞,不符合“三套各四根平行棱分别相同”晶胞构成条件,按均摊法计算,A、B、C中小黑球均为1个,小灰球为3个,大球1个,而D中,小黑球为,大球1个,小灰球为,故A正确;
B.从该晶体的结构知,该晶体为离子晶体,中含有极性键、配位健、键,、与之间存在离子键,故B正确;
C.该晶胞中位于体心,位于面心,故与单个配位的离子数为6,其空间构型为正八面体,故C正确;
D.和均为离子晶体,的半径比的半径更大,离子键更弱,较熔点低,故D错误;
故答案选D。
14. 伊曲茶碱可治疗帕金森症,其中间体L的合成路线如下图。下列说法不正确的是
A. 若的核磁共振氢谱只有1组峰,的结构简式是
B. 有机物F()既能与酸反应,又能与碱反应,其中与碱反应的产物之一是甲酸钠
C. 的反应中的作用是作还原剂
D. 的反应物的酸性弱于乙二酸
【答案】B
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,则B为;与反应转化为,则D为;与发生取代反应生成,则E为;与先发生取代反应生成,发生分子内加成反应生成,发生构型转化得到,则G为;与亚硝酸钠反应生成,与发生还原反应生成,则J为;与发生取代反应生成,发生脱水反应生成或,则L为或,据此分析;
【详解】A.由分析可知,核磁共振氢谱只有1组峰的E的结构简式为:,A正确;
B.酰胺既能和酸反应,也能和碱反应,其中与碱反应的产物为乙胺、碳酸钠,B错误;
C.由分析可知,I→J的反应为与发生还原反应生成,则的作用为作还原剂,将—N=O转化为,C正确;
D.乙二酸的羧基具有较强的吸电子效应,能够增强酸性;而且乙二酸电离后形成的负离子更稳定,因为其负电荷被多个氧原子分散。相比之下,丙二酸的酸性较弱,丙二酸电离一次后也形成分子内氢键。不过由于丙二酸的两个羧基直接隔了一个的碳,所以羧基之间的吸电子作用影响被大幅削弱,D正确;
故答案选B。
15. 室温下,向、均为的混合溶液中持续通入气体,始终保持饱和即,通过调节可使生成沉淀,生成沉淀,体系中与的关系如下图所示,为、、和的浓度,单位均为。(已知:的;)下列说法不正确的是
A. 线②表示与的关系
B. 为1~2时,溶液中析出的是
C. 点纵坐标为-1
D. 的平衡常数为
【答案】D
【解析】
【分析】起始时c(Al3+)、c(Zn2+)均为,持续通入H2S气体,始终保持c(H2S)= ,即酸性较强时c(Al3+)、c(Zn2+)均较大,且c(HS-)>c(S2-),弱酸性条件下c(HS-)、c(S2-)均随着pH增大而增大,则曲线③④表示的离子为c(Al3+)或c(Zn2+),曲线①、②分别表示lgc(HS-)、lgc(S2-)与pH的关系,由于,所以曲线③、④分别表示lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,,根据(3.4,-1)计算,据此进行解答。
【详解】A.由上述分析可知,曲线①、②、③、④分别表示lgc(HS-)、lgc(S2-)、lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,A正确;
B.曲线③、④分别表示lgc(Al3+)、lgc(Zn2+)与pH的关系,由图可知,pH为1~2时c(Al3+)不变、c(Zn2+)减小,即Zn2+转化为ZnS沉淀析出,B正确;
C.曲线①表示lgc(HS-)与pH的关系,由图可知,,所以点纵坐标为-1,C正确;
D.则反应的平衡常数,D错误;
故答案选D。
16. 碘酸钙是一种白色晶体,不溶于乙醇,微溶于水,是一种能同时补碘和钙的食品添加剂。实验室模拟的制备流程如下图。
研究表明,酸性条件下加入稍过量的能提高步骤①中碘酸的产率,反应时会生成少量氯气。步骤①装置如图(加热装置省略),已知:、。
下列说法正确的是
A. 步骤①中反应结束后需持续通入氮气一段时间或者将溶液继续煮沸、加热一段时间,把氯气排入氢氧化钠溶液中吸收
B. 步骤①控制反应温度为85℃是为了防止盐酸挥发
C. 因步骤①中盐酸也会与氯酸钾反应生成少量氯气,所以把盐酸改用硫酸酸化更合理
D. 步骤⑤得到的晶体用乙醇洗去其中的杂质
【答案】A
【解析】
【分析】氯酸钾和碘单质加入浓盐酸,反应生成碘酸,加四氯化碳萃取分液,加氢氧化钠生成碘酸钠,加氯化钙溶液生成沉淀,过滤、洗涤、干燥得,加热至恒重得到。
【详解】A.步骤①中会有少量氯气生成,反应结束后需持续通入氮气一段时间或者将溶液继续煮沸、加热一段时间,把氯气排入氢氧化钠溶液中吸收,故A正确;
B.氯酸钾受热易分解,步骤①控制反应温度为85℃是为了防止氯酸钾分解或氯酸钾与HCl反应产生更多的氯气,故B错误;
C.若把盐酸改用硫酸酸化,步骤④会生成硫酸钙沉淀,所以不能把盐酸改用硫酸酸化,故C错误;
D.步骤⑤得到的晶体,先用冷水洗去杂质,再用乙醇洗去表面的水分,故D错误;
选A
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17. Ⅰ.歼-10CE在最近的印巴冲突中大放光彩,其中的半导体有源相控阵雷达极大的吸引了世界的目光。已知成键结构与金刚石相似,晶体中只存-Ga键。在众多领域发挥重要作用。
(1)关于Ga和镓的化合物下列说法中正确的是______。
A. 基态Ga原子电子排布式为:
B. 由以上推测GaN属于共价晶体,原子的杂化方式为
C. 一定条件下,受热可分解生成
D. 已知的熔点为29.8℃,沸点2403℃,所以可以做核反应的导热剂
(2)已知在晶体中存在配位键。说明与原子间可形成配位键的原因______。
(3)Ga的化合物很多,的熔点高于1000℃,的熔点为77.9℃。请说明熔点差距的原因是______。
(4)一种晶胞如图甲,三个晶胞围成一个六棱柱,如图乙,则每个原子周围距离最近的原子数目为______。已知六棱柱底面边长为,高为,试晶体的密度=_____。(已知阿伏加德罗常数为)
Ⅱ.氮化镓材料是制造大功率和高频微波电子器件的理想半导体材料。现在工业上通常从铝土矿中提取并制备的工艺流程如图所示。
已知:①镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃;②氮化镓不溶于水,熔点是1700℃;③镓与铝同主族,镓的化学性质与铝相似,金属的活泼性:。
(5)①写出氧化镓与热氢氧化钠溶液反应的离子方程式______;
②通入在1000℃和Ni做催化剂条件下热转化生成的化学方程式是______。
(6)图中“酸浸”的目的是______。
【答案】(1)BCD(2)镓原子可以提供空轨道;氮原子可以提供孤电子对
(3)
为离子晶体,熔化时需要克服离子键,为分子晶体,熔化时克服分子间作用力;化学键能量远大于分子间作用力
(4) ①. 12 ②.
(5) ①. ②.
(6)除去未反应完的
【解析】
【分析】铝土矿(成分为、等)经过碱溶,、与氢氧化钠溶液反应分别转化为和,通入适量二氧化碳气体 可将转化为沉淀而将其除去,经过一系列转化得到Ga,Ga与氨气反应然后经过酸浸过滤制得GaN。
【小问1详解】
A.基态Ga原子的电子排布式为,A错误;
B.GaN晶体中存在Ga-N键,属于共价晶体成键结构与金刚石相似,则原子的杂化方式为,B正确;
C.受热可分解生成和水,C正确;
D.沸点较高,可以做核反应的导热剂,D正确;
故答案为BCD。
【小问2详解】
镓原子可以提供空轨道,氮原子可以提供孤电子对,因此与原子间可形成配位键。
【小问3详解】
为离子晶体,熔化时需要克服离子键,为分子晶体,熔化时克服分子间作用力,化学键能量远大于分子间作用力,因此熔点高于。
【小问4详解】
如图所示,晶胞中每个N原子周围最近的N原子数目为12;一个晶胞中,N个数,Ga个数,晶体密度为。
【小问5详解】
①氧化镓与热氢氧化钠溶液反应生成,离子方程式为;
②和在1000℃和Ni做催化剂条件下反应生成和氢气,化学方程式是。
【小问6详解】
Ga可以盐酸反应,而GaN不与盐酸反应,因此通过”酸浸“可除去未反应完的Ga。
18. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以下是有关氢气制取和利用:
(1)阿根廷科学家Mas Vernica等人利用Ni(Ⅱ)、Al(Ⅲ)层状复合催化剂进行了乙醇、水蒸气重整制氢的研究。其主要反应为:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
①反应Ⅰ自发进行的条件是______。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②一定温度下,若在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是______。
A.选择合适的催化剂,可以加快正反应速/率,提高平衡时的物质的量百分数
B.增大的浓度可以提高的平衡转化率
C.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
D.向密闭容器中加入,容器中的压强增大,反应Ⅰ、Ⅱ均逆向移动
(2)硼氢化钠是一种高效储氢材料,25℃时催化制氢先生成,再转化为。在掺杂了的纳米合金催化剂表面部分反应机理如图所示:
①其他条件不变,用代替,写出中间产物的结构式______。
②已知25℃时和在水中的溶解度分别为和。浓度对制速率影响如图所示,浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是______。
(3)已知乙酸制氢过程发生如下反应:
热裂解反应:
脱羧基反应:
若体系中只发生热裂解反应和脱羧基反应,在某条件下达到平衡,体系的总压强为,乙酸体积分数为20%,其中热裂解反应消耗的乙酸占起始投料量的20%。
①平衡体系中,的体积分数为______。
②脱羧基反应的平衡常数________(为以分压表示的平衡常数)。
【答案】(1) ①. 高温 ②. C
(2) ①. 或 ②. 浓度较高时,生成的覆盖在催化剂表面,降低催化活性,反应速率降低;过多吸附在上,而减少吸附
(3) ①. 20% ②. 0.2p
【解析】
【分析】可逆反应自发进行的判断方法:依据吉布斯自由能,当G < 0时,反应能自发进行;G = 0时,反应处于平衡状态; G > 0时,反应不能自发进行。
平衡状态的判断方法:
本质特征:正反应速率等于逆反应速率。
宏观表现:各物质的浓度、物质的量、百分含量等保持不变;对于有气体参与且反应前后气体分子数变化的反应,压强、平均相对分子质量等保持不变等。
小问2:图展示了掺杂了MO3的纳米C2B合金催化剂表面,NaBH4催化制氢的部分反应机理。首先,和H2O在催化剂表面发生作用,MO3吸附水分子并解离出H+,参与反应过程,经过一系列中间步骤,最终生成H2,同时有相关中间产物生成,体现了催化剂在反应中的作用,以及各物质在催化表面的吸附、反应等过程。
小问3:根据阿伏伽德罗定律,平衡时体系总压强计算氢气的分压和压强平衡常数。
【小问1详解】
根据第一个反应的热化学方程式,ΔH > 0,说明是吸热反应。因此,升高温度有利于反应正向进行;
A.催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率,不能使平衡发生移动,所以不能提高平衡时CO2的物质的量百分数,A错误;
B.增大C2H5OH(g)的浓度,平衡正向移动,但C2H5OH(g)的平衡转化率降低,B错误;
C.反应前后气体的质量不变,反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体分子数增大的反应,若气体的平均相对分子质量保持不变,说明气体的总物质的量不变,反应体系已达平衡,C正确;
D.向密闭容器中加入H2O(g),容器中的压强增大,但反应物浓度增大,反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动,D错误;
故选C。
【小问2详解】
①D2O 替代 H2O,相当于氢的同位素替代。反应中,D 会取代羟基上的 H,中间产物的结构式为或;
②由题意,25℃时催化制氢先生成,再转化为,从图表中可以看出,当 NaBH4浓度大于 10% 时,反应速率显著下降。可能的原因是浓度较高时,生成的覆盖在催化剂表面,降低催化活性,反应速率降低;过多吸附在上,而减少吸附。
【小问3详解】
①设起始时n(CH3COOH)=1ml。热裂解反应:,热裂解反应消耗的乙酸为,根据热裂解反应的化学计量数,生成。设脱羧基反应消耗的乙酸为xml,则平衡时。已知平衡时乙酸体积分数为20%,根据阿伏伽德罗定律,同温同压下气体的体积分数等于物质的量分数。平衡时气体总物质的量。由,x = 0.4ml。则平衡时n(H2)=0.4ml,n总=(1.6 + 0.4)ml = 2.0ml。所以H2的体积分数。
②脱羧基反应:,平衡时n(CH3COOH)=1 - 0.2 - 0.4 = 0.4ml,n(CH4) = 0.4ml,n(CO2) = 0.4ml,n(CO)=0.2×2 = 0.4ml,n(H2) = 0.4ml,气体总物质的量n总=0.4 + 0.4+0.4 + 0.4+0.4 = 2ml。各物质的物质的量分数分别为:。根据Kp的定义,,又因为p(CH4) = 0.2pkPa,p(CO2) = 0.2pkPa,p(CH3COOH)=0.2pkPa,所以。
19. 亚硝酰硫酸是一种浅黄色液体,遇水易分解,溶于浓硫酸,主要用于染料、医药领域的重氮化反应。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量,并测定产品的纯度。
回答下列问题:
(1)装置C中盛装浓和浓混合液的仪器名称是______,装置D最好选用______(填序号)。
a. b.
c. d.
(2)装置中浓与在浓作用下反应制得。
①C中“冷水”的温度一般控制在20℃,装置C中温度过高产率降低的原因是______。
②请写出亚硝酰硫酸()与水分解时发生的化学方程式______(已知亚硝酸不稳定,易分解,亚硝酸发生分解反应的方程式为。
(3)测定亚硝酰硫酸()的纯度
准确称取产品放入的碘量瓶中,加入标准溶液和10mL25%的溶液,然后摇匀(过程中无气体产生)。用的草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为。
已知:
①下列操作造成测定结果偏高的是______(填字母)。
A.滴定终点滴定管读数时俯视读数
B.酸性高锰酸钾溶液放置一段时间有部分失效
C.装草酸钠标准液的滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准液润洗
D.滴定前,盛装标准液滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
②判断滴定达到终点的现象是______。
③亚硝酰硫酸()的纯度为______。(计算结果精确到小数点后两位。)
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. b
(2) ①. 温度过高,浓硝酸分解;溶解度下降逸出 ②.
(3) ①. AB ②. 当最后一滴草酸钠标准溶液滴入,溶液(恰好)由浅红色变为无色;并且保持半分钟不变色 ③. 92.03%
【解析】
【分析】A装置用固体和浓硫酸反应制备,制得的气体中会混有水蒸气,用装置B中的浓硫酸来干燥除水,使得干燥纯净的进入装置C来制备少量,装置D需要能尾气吸收,并防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶使产物水解,应该为盛装碱石灰的装置。
【小问1详解】
装置C中盛装浓和浓混合液的仪器名称是三颈烧瓶;由分析知装置D的作用吸收,并防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶,则装置D应该为盛装碱石灰的装置,故答案为b。
【小问2详解】
①由于反应物浓硝酸受热易挥发易分解,且温度高不利于溶解,故答案为:温度过高,浓硝酸分解,溶解度下降逸出;
②亚硝酸结构可以视作,根据亚硝酸发生分解反应的方程式可知,亚硝酰硫酸()遇水分解时发生的化学方程式为:。
【小问3详解】
①A.滴定管俯视读数,消耗草酸钠标准液体积增小,测得剩余高锰酸钾物质的量偏小,则与反应的高锰酸钾物质的量增大,结果偏大,A正确;
B.酸性高锰酸钾溶液放置一段时间有部分失效,高锰酸钾浓度减小,滴定剩余高锰酸钾时消耗草酸钠标准液体积偏小,则与反应的高锰酸钾物质的量增大,结果偏大,B正确;
C.装草酸钠标准液的滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准液润洗,草酸钠浓度减小,滴定剩余高锰酸钾时消耗草酸钠体积增加,剩余高锰酸钾物质的量偏大,则与反应的高锰酸钾物质的量减小,结果偏小,C错误;
D.滴定前,盛装标准液的滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,消耗草酸钠标准液体积增大,剩余高锰酸钾物质的量偏大,则与反应的高锰酸钾物质的量减小,结果偏小,D错误;
故答案为AB;
②根据滴定原理可知,判断滴定达到终点的现象是:当最后一滴草酸钠标准溶液滴入,溶液(恰好)由浅红色变为无色;并且保持半分钟不变色;
③滴定测得与反应后剩余的物质的量为,则与反应所消耗的的物质的量为,的物质的量为,,亚硝酰硫酸()的纯度为。
20. 环丙虫酰胺是一种广谱杀虫剂。其合成路线如下(部分条件略):
已知:①
②
③
(1)G中含氧官能团的名称______。
(2)下列有关说法正确的是______。
A. 最多能与发生反应
B. 的碱性比强
C. 试剂中杂化的原子有2个
D. 环丙虫酰胺的分子式:
(3)中存在2个六元环,写出的结构简式______。
(4)写出的化学方程式______。
(5)已知是的同系物,分子量比大14,写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式______。
①含有一个苯环,不存在硝基;
②有两种化学环境的原子;
(6)结合题目信息,写出以为原料合成的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)______。
【答案】(1)酯基、酰胺基(2)C
(3)(4)(5)
(6)
【解析】
【分析】A与发生取代反应生成B(),B与反应生成D(),D与甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成E,E发生已知②的反应再脱去一分子水生成F(),F与发生取代反应生成G和水,G与发生取代反应生成I和甲醇,I与发生取代反应生成J()和HCl,J经历多步反应得到环丙虫酰胺。
【小问1详解】
G中含氧官能团-CONH-和-COO-,其名称酯基、酰胺基。
【小问2详解】
A.D为,羧基、酰胺基、氯原子、溴原子均可与NaOH反应,则最多能与发生反应,A错误;
B.N电负性强于H,中N上的电子云密度小于,碱性更强,B错误;
C.试剂X为甲醇,碳和氧均为杂化,C正确;
D.环丙虫酰胺的分子式:,D错误;
故答案为C。
【小问3详解】
据分析,F为。
【小问4详解】
的反应为和发生取代反应生成和HCl,化学方程式为。
【小问5详解】
M是A的同系物,分子量比A大14,则M比A多一个碳原子和2个氢原子,有两种化学环境的H原子,则M为对称结构,苯环有一种氢,甲基有一种氢,含氯基团和含氮基团处于对位,由于不含硝基,则含氮基团为-ONO或-NO,含氯基团为-Cl或-OCl,因此符合条件的结构为。
【小问6详解】
发生反应②的反应-NHCO-转化为-N=C(OH)-得到,然后与HBr反应得到,与过氧化氢发生反应③得到,合成路径为:。选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向乙醇中加入适量浓硫酸制备乙烯,并将产生的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液中
溶液紫红色褪去
说明乙烯能被酸性高锰酸钾氧化
B
向装有固体的两支试管中分别加入稀硝酸和浓氨水。
均溶解
是两性氢氧化物
C
将通入溶液中
产生白色浑浊
反应生成的难溶于水
D
为探究与水蒸气高温反应的固体产物中铁元素的化合价,取少量固体产物于试管中,加入足量的稀盐酸溶解,分成两份;一份中滴加硫氰化钾溶液,另一份中滴加高锰酸钾溶液。
前者溶液变血红色,后者溶液紫色褪去。
固体产物中铁元素有+2、+3两种化合价。
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