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辽宁省沈阳铁路实验中学2020届高三11月月考化学试题
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高三化学
可能用到的相对原子质量:C 12 H 1
一、选择题(共20小题,每题2分,共40分。每题只有一个正确答案)
1.下列物质分类正确的有几项
①混合物:铝热剂、氯水、水玻璃、漂白粉
②胶体:饱和氯化铁溶液、淀粉溶液、牛奶
③酸性氧化物:Mn2O7、SO2、SiO2、NO2
④同素异形体:C60、C70、金刚石、石墨
⑤电解质:BaSO4、NH3、NaOH、冰醋酸
⑥硅酸盐产品:水晶、水泥、陶瓷
⑦碱:苛性钠、纯碱、熟石灰 ⑧盐:胆矾、小苏打、铜绿
⑨放热反应:盐酸与氢氧化钠、碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳、甲烷燃烧
A. 2 B. 3 C. 5 D. 6
【答案】B
【解析】
【详解】①铝热剂为铝与金属氧化物的混合物、氯水为氯气溶于水形成的混合物、水玻璃为硅酸钠的水溶液、漂白粉为氯化钙与次氯酸钙的混合物,①正确;
②饱和氯化铁溶液不属于胶体,②错误;
③NO2不属于酸性氧化物,③错误;
④C60、C70、金刚石、石墨都是碳的同素异形体,④正确;
⑤NH3为非电解质,不是电解质,⑤错误;
⑥水晶是氧化物,不是硅酸盐产品,⑥错误;
⑦纯碱的成分为碳酸钠,它不是碱,⑦错误;
⑧胆矾是五水合硫酸铜、小苏打为碳酸氢钠、铜绿为碱式碳酸铜,它们都是盐,⑧正确;
⑨碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳,是吸热反应,⑨错误。
综合以上分析,①④⑧正确。
故选B。
2.NA表示阿伏加徳罗常数的值,下列有关叙述正确的为
A. 1 mol铁粉在1 mol氧气中充分燃烧,失去的电子数为3NA
B. 标况下,3.36 LSO3含有的电子数为6NA
C. 4.2 g乙烯和丙烯混合气中含有的极性键数目为0.6NA
D. 1L 1mol/L的葡萄糖溶液中,含有的分子数为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A. 铁与氧气发生的反应为3Fe+2O2Fe3O4,Fe、O2等摩反应后,Fe完全反应,所以1 mol铁粉失去的电子数为NA,A错误;
B. 标况下,SO3为固体,不能利用22.4L/mol计算分子数,B错误;
C. 采用极值法分析,4.2 g乙烯中含有的极性键数目为,4.2 g丙烯含有的极性键数目为,则混合气中含极性键0.6NA,C正确;
D. 1L 1mol/L的葡萄糖溶液中,含有的葡萄糖分子数为NA,另外还含有水分子,D错误;
故选C。
3.CO和H2在ThNi5作用下可以合成CH4。
已知温度为T时:① CO(g)+H2O(g) === CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
② CH4(g)+2H2O(g) === 4H2(g) + CO2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A. 催化剂不能改变该反应的ΔH
B. ①中反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C. ②中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. CO(g)与H2(g)合成CH4(g)的反应为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应物和生成物的能量,而反应的△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,故催化剂的使用对反应的△H无影响,故A正确;
B.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,而由于反应①的△H<0,故反应物的键能总和小于生成物的键能总和,故B正确;
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应放热,由于反应②吸热,故反应物的总能量低于生成物的总能量,故C错误;
D.由于①CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ•mol-1;②CH4(g)+2H2O(g)═4H2(g)+CO2(g)△H=+165kJ•mol-1;将①-②可得:CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H=(-41kJ•mol-1)-(+165kJ•mol-1)=-206KJ/mol,故为放热反应,故D正确;
故选C。
4.下列离子方程式书写正确的是
A. 2.24LCO2通入250 mL 0.5 mol/L的 NaOH溶液中:4CO2+5OH-=CO32-+3HCO3-+H2O
B. 在100 mL 2 mol/L的FeI2的溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2:4Fe2++6I-+5Cl2=4Fe3++3I2+10Cl-
C. 100 mL 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中加入0.01 molCH3COOH:CO32- +2 CH3COOH=H2O+CO2↑+ CH3COO-
D. 4 mol/L的NaAlO2溶液和7 mol/L的盐酸等体积均匀混合:4AlO2- + 7H+ + H2O=3Al(OH)3↓+ Al3+
【答案】D
【解析】
【详解】A. 没有指明标准状况,不能求出2.24LCO2的物质的量,A错误;
B. I-的还原能力强于Fe2+,所以应为Cl2先与I-发生氧化还原反应,n(Cl2)=0.25mol,n(I-)=0.4mol,则被氧化的Fe2+物质的量n(Fe2+)=0.1mol,离子方程式为2Fe2++8I-+5Cl2=2Fe3++4I2+10Cl-,B错误;
C. 100 mL 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中加入0.01 molCH3COOH,离子方程式应为CO32- +CH3COOH=HCO3-+ CH3COO-,C错误;
D.设溶液的体积都为1L,则NaAlO2为4mol,HCl为7 mol,离子方程式为 4AlO2- + 7H+ + H2O=3Al(OH)3↓+ Al3+,D正确。
故选D。
【点睛】判断离子方程式中的反应产物是否正确时,可从离子共存的角度进行分析。反应的最终产物在反应后的溶液中必须能稳定存在,也就是反应后溶液中的微粒能大量共存。
5.在某种接近中性的含Na+的溶液中,可能还存在NH4+、Fe2+、Br-、CO32-、I-、SO32-6种离子中的几种。
①在原溶液中滴加足量氯水后,有气泡产生,溶液呈橙黄色;
②向呈橙黄色的溶液中滴加BaCl2时无沉淀生成;
③橙黄色溶液不能使淀粉变蓝。则上述溶液中一定不存在的离子是 ( )
A. NH4+、Br-、CO32- B. NH4+、I-、SO32-
C. Fe2+、I-、SO32- D. Fe2+、Br-、CO32-
【答案】C
【解析】
【详解】①在原溶液中滴加足量的饱和氯水后,有气泡生成,说明溶液中含有CO32-,则一定不存在Fe2+,溶液呈橙黄色,说明可能生成I2或Br2;②向呈橙黄色的溶液中加入BaCl2溶液时无沉淀生成,说明不含SO32-;③橙黄色溶液不能使淀粉溶液变蓝色,说明不含I-,所以溶液中一定不存在Fe2+、I-、SO32-,一定存在Br-、CO32-,阳离子只有Na+、NH4+,若只有Na+,溶液一定显示碱性,而现在溶液显中性,所以溶液中一定含有铵离子,答案选C。
6.“化学实验→观察现象→分析推理→得出结论”是化学学习的方法之一。下列说法正确的是( )
A. 证明某红棕色气体是溴蒸气还是NO2,可用湿润的淀粉-KI 试纸检验,观察试纸颜色变化
B. 将SO2通入足量稀Fe(NO3)3溶液,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变成棕黄色,假设通入的SO2完全反应,则同温同压下,逸出气体和SO2的体积比为2∶3
C. 验证淀粉的水解产物是否具有还原性,取水解液于试管中并加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,观察是否出现砖红色沉淀
D. 向铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色褪去,该过程中发生的反应为 2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化氮和溴都能把碘离子氧化生成碘单质,碘遇淀粉变蓝色,所以不能用湿润的淀粉碘化钾试纸区别二氧化氮和溴蒸气,故A错误;
B.反应中被还原的是NO3-,相当于硝酸根离子与二氧化硫之间的氧化还原,3SO2~2NO3-~2NO,故逸出气体和SO2的体积比为2︰3,故B正确;
C.淀粉的水解是在酸性条件下,检验水解产物时需要先中和催化作用的酸,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,故C错误;
D.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,故D错误;
答案为B。
7.将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示。则下列有关说法不正确的是
A. 图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应
B. 图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-=2Fe2++I2
C. 根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol
D. 根据OC段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 mol
【答案】D
【解析】
【分析】
氧化性强弱顺序为KMnO4>Fe3+,由图象可知,在反应后的溶液中滴加碘化钾溶液,开始时Fe3+浓度不变,则说明Fe3+没有参加反应,则AB应为高锰酸钾和碘化钾的反应,BC段为铁离子和碘化钾的反应,结合得失电子守恒解答该题。
【详解】A.开始时Fe3+浓度不变,则说明Fe3+没有参加反应,则AB应为高锰酸钾和碘化钾的反应,故A正确;
B.BC段Fe3+浓度逐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2,故B正确;
C.由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的关系式为2KMnO4~10Fe3+~10I-,共消耗的n(I-)=1.25mol,则开始加入的高锰酸钾的物质的量为==0.25mol,故C正确;
D.由方程式2Fe3++2I-→2Fe2++I2可知,BC段消耗KI0.75mol,则n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.75mol,故D错误;
故选:D。
8.在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A. 在含AlO2-、SO32-、OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液:OH-、SO32-、AlO2-
B. 含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中,缓慢通入氯气:I-、Br-、Fe2+
C. 含等物质的量的Ba(OH)2、NaAlO2、KOH的溶液中,缓慢通入CO2:Ba(OH)2、KOH、NaAlO2、K2CO3、BaCO3
D. 在含Fe3+、H+、NH4+的溶液中逐渐加入烧碱溶液:H+、NH4+、Fe3+
【答案】C
【解析】
【详解】A. 因为OH-能与HSO3-、Al(OH)3反应,所以OH-排在最前面;因为HSO3-能与AlO2-反应,所以SO32-排在最后面,故顺序为OH-、AlO2-、SO32-,A错误;
B. 还原能力I->Fe2+>Br-,所以缓慢通入氯气,离子反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,B错误;
C. CO2先与Ba(OH)2反应生成BaCO3和水,然后与KOH反应生成K2CO3和水,再与NaAlO2反应生成Al(OH)3,再与K2CO3反应生成KHCO3,最后与BaCO3反应生成Ba(HCO3)2,C正确;
D. 因为氨水能与Fe3+反应,所以离子反应的顺序为H+、Fe3+、NH4+,D错误。
故选C。
【点睛】在判断离子反应的先后顺序时,若我们弄不清哪种离子先反应,哪种离子后反应,可从共存寻求突破。比如H+与OH-反应完之后,我们假设NH4+先与OH-反应生成一水合氨,一水合氨又会与Mg2+、Al3+反应,分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3和NH4+,则表明假设错误,应为Mg2+、Al3+先与OH-反应,而NH4+后发生反应。
9. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+ HBrO 加入 AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B. 对CO(g) + NO2 (g)CO2(g)+ NO(g) 平衡体系增大压强可使颜色变深
C. 高压比常压有利于合成SO3的反应
D. 合成 NH3反应,为提高 NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴水中有平衡:Br2+ H2OHBr+ HBrO 加入 AgNO3溶液后,消耗溴离子平衡右移溶液颜色变浅,符合勒夏特列原理,故A不选;
B.CO(g) + NO2 (g)CO2(g)+ NO(g) 平衡体系增大压强平衡不移动,颜色变深是因为体积变小,不符合勒夏特列原理,故B可选;
C.2SO2+O22SO3增加压强向正反应方向移动,符合勒夏特列原理,故C不选;
D.合成 NH3反应,为提高 NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施,因为正反应方向为放热反应,故D不选;
故答案选B
10.在一定温度下,只改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的影响如图所示,下列说法正确的是( )
A. 反应a、b、c点均为平衡点,且b点时SO2的转化率最高
B. b点时SO2与O2 的物质的之比约为2:1
C. a、b、c 三点平衡常数: Kb>Kc>Ka
D. a、b、c 三点反应速率大小为: vb>vc>va
【答案】B
【解析】
【分析】
分析图像我们可知,在一定范围内,随着二氧化硫起始浓度的提高,平衡时三氧化硫的体积分数也会随之提高,但是当二氧化硫的起始浓度超过一定限度后,平衡时三氧化硫的体积会随着其增大而减小。
【详解】A.曲线上的点为平衡状态,当氧气的量一定时,二氧化硫的起始量越少,则二氧化硫的转化率越大,a点时SO2的转化率最大,故A错误;
B.由2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知,b点时SO2与O2的物质的量之比约为2:1,SO3的体积分数最大,故B正确;
C.温度不变,则平衡常数不变,a、b、c三点平衡常数:Kb=Kc=Ka,故C错误;
D.浓度越大,反应速率越快,则a、b、c三点反应速率大小:vc>vb>va,故D错误;
故选B。
11.在一个绝热定容的密闭容器中,1molA与2molB发生反应A(g)+2B(g) xC(g)+2D(g) △H=bkJ·mol−1(b<0),下列说法不正确的是
A. 平衡时,A和B的转化率相等
B. 若 x=1,容器中压强不变时不能判断反应达到平衡
C. 当B和D的物质的量之比1:1不变时,表明该反应已达到平衡
D. 达到平衡过程中,正反应速率可能是先增大再减小
【答案】B
【解析】
【详解】A. 因为A、B起始投入量之比等于化学计量数之比,则A和B的变化量之比等于化学计量数之比,A和B的转化率相等,A正确;
B. 若 x=1,容器中气体分子数始终不变,但容器为绝热容器,只要平衡发生移动,则容器的温度将会发生改变,从而使压强发生改变,压强不变时能判断反应达到平衡,B错误;
C. 当B和D的物质的量之比1:1保持不变,说明平衡不发生移动,此时该反应达到平衡,C正确;
D. 达到平衡过程中,因为容器绝热,且反应为放热反应,所以反应过程中容器的温度升高,正反应速率可能是先增大再减小,D正确。
故选B。
12.下列图示与对应的叙述相符的是
A. 由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH>0
B. 图乙表示反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强,反应速率和时间的关系,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变
C. 图丙向容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,充分反应后放出热量 92.2 kJ
D. 图丁可表示在不同压强P1、P2(P1>P2)条件下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,甲醇百分含量随温度变化的情况
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知,温度升高,平衡逆向进行,所以该反应的ΔH<0,A错误;
B.反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强的瞬间,逆反应速率突然增大,但由于反应物中没有气体,所以正反应速率不变,然后平衡发生逆向移动,使逆反应速率减小,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变,B正确;
C. 向容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,由于反应可逆,所以充分反应后放出热量小于 92.2 kJ,C错误;
D. 升高温度,CH3OH%减小,则平衡逆向移动,△H<0;增大压强,平衡正向移动,所以P1
故选B。
13.如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为:负极:LixC6-xe-=C6+xLi+(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)正极:Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)。下列有关说法正确的是
A. 该电池的总反应式为Li1-xMnO2+LixC6LiMnO2+C6
B. K与M相接时,A是阴极,发生还原反应
C. K与N相接时,Li+由A极区迁移到B极区
D. 在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据题意所知道的正极和负极反应,所以该电池的总反应式为LiMnO2+C6Li1-xMnO2+LixC6,A错误;
B. 充电时,K与M相接,A接电源正极,应为电解池的阳极,发生氧化反应,B错误;
C. 充电时,A为阳极,K与N相接,即放电时,A为正极,Li+由B极区迁移到A极区,C错误;
D. 在充电过程中,存在电能转化为化学能、热能的转换;在放电过程中,存在化学能转化为电能、光能、热能等转换,D正确。
故选D。
14.短周期元素A、B、C、D 原子序数依次增加,X、Y、Z、W是由这四种元素中的两种元素组成的常见化合物,X为有刺激性气味的气体,Y为淡黄色固体,甲是由C元素形成的气体单质,乙为红棕色气体,上述物质之间的转化关系如图所示部分反应物或生成物省略。下列说法不正确的是
A. 离子半径大小顺序:B>C>D>A
B. 最简单气态氢化物的稳定性:B>C
C. 图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应
D. 元素C、D形成的化合物中一定含离子键
【答案】B
【解析】
【详解】由题干信息可知,Y为Na2O2,乙为NO2。由Y(Na2O2)与W反应生成Z单质,可确定Z为O2,W可能为H2O,也可能为CO2;由乙可逆推出Z为NO,则X为NH3。由Y、Z、X可确定四种元素为H、N、O、Na,则W只能为H2O(若为CO2,则含有5种元素,不合题意)。
A. 核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径大小顺序:N3->O2->Na+>H+,A正确;
B. 元素的非金属性越强,氢化物越稳定,最简单气态氢化物的稳定性:NH3
C. NH3与O2反应、Na2O2与H2O反应、NO与O2反应均为氧化还原反应,C正确;
D. 元素O、Na形成的化合物不管是Na2O2还是Na2O,一定含离子键,D正确。
故选B。
15.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为:NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeII(CN)6Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeIII(CN)6(注:其中P的化合价为+5,Fe的上标II、III代表其价态)。下列说法不正确的是
A. 放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B. 放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C. 充电过程中阳极反应式为:2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6
D. 该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFeII(CN)6- 2e-=2NaNiFeIII(CN)6+ 2Na+,Na2NiFeII(CN)6失电子被氧化发生氧化反应,正极为:2NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,NaTi2(PO4)3得电子被还原发生还原反应,故A项正确;
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中,B项正确;
C.充电过程中阴极极反应式为:2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6,阳极:Na3Ti2(PO4)3-2e-=2NaTi2(PO4)3+2Na+,故C项错误;
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变,D项正确;
本题选C。
16.应用元素周期律的有关知识进行的下列预测中,正确的有几个
①Be的最高价氧化物对应的水化物具有两性
②Tl(铊)与盐酸和NaOH溶液作用均能产生氢气
③At的单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧的产物为Li2O2
⑤SrSO4(硫酸锶)是难溶于水的白色固体
⑥H2Se是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①按对角线规则,Be与Al性质相似,则Be的最高价氧化物对应的水化物Be(OH)2具有两性,①正确;
②Tl(铊)的金属性比Al强,只能与盐酸反应产生氢气,但与NaOH溶液不反应,②错误;
③At的单质为有色固体,第ⅦA族元素从上到下,单质由气态到液态再到固态,颜色依次加深,卤代银的溶解度依次减小,且难溶盐都不溶于硝酸,③正确;
④Li在氧气中剧烈燃烧的产物为Li2O,④错误;
⑤按第ⅡA族元素的硫酸盐的递变规律,SrSO4(硫酸锶)的溶解度比BaSO4小,是难溶于水的白色固体,⑤正确;
⑥Se的非金属性比S弱,则H2Se是比H2S稳定性差的气体,⑥错误。
综合以上分析,①③⑤正确。故选B。
17.下列涉及有机物的说法中正确的是
A. 乙烯、氯乙烯都是不饱和烃,均可用于合成有机高分子材料
B. 煤的干馏可得到煤焦油,煤焦油蒸馏可得到苯、甲苯等芳香烃
C. 在加热条件下,加入适量生石灰以除去乙酸乙酯中含有的乙醇杂质
D. 淀粉和纤维素的水解产物都是葡萄糖,二者互为同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯乙烯中含有氯元素,不属于烃,A错误;
B. 煤的干馏可得到焦炭、煤焦油等,煤焦油中含有多种苯的同系物,所以蒸馏煤焦油可得到苯、甲苯等芳香烃,B正确;
C. 在加热条件下,加入适量生石灰不能除去乙酸乙酯中含有的乙醇杂质,应使用饱和碳酸钠溶液,C错误;
D. 淀粉和纤维素的化学式中的n不同,二者不互为同分异构体,D错误。
故选B。
18.食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是
A. 滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B. 氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
C. 沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
D. 石灰—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4溶液不仅能氧化SO2,还能氧化乙醇,所以不能通过滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度,A错误;
B.用氨水吸收尾气中的SO2,生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵,再将吸收液与硫酸反应,又生成SO2,从而实现SO2的富集,B正确;
C.用Ba(OH)2溶液吸收SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥过程中,会有一部分BaSO3被氧化为BaSO4,称重难以测定大气中SO2的浓度,C错误;
D. 常温下石灰石很难吸收尾气中的SO2,应使用高温,D错误。
故选B。
19.下列说法不正确的是
A. 25℃时将10mLpH=11的氨水加水稀释至100mL时氨水的浓度是0.01mol/L(氨水的Kb=1×10-5)
B. 室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释,溶液中 不变
C. 现有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,分别用以上三种酸溶液中和一定量的NaOH溶液,反应后溶液呈中性,需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,其大小关系为V3> V1> V2
D. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,盐酸所加的水量多,说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸
【答案】D
【解析】
【详解】A. 25℃时,10mLpH=11的氨水中c(CH3COOH)===0.1mol/L,加水稀释至100mL时氨水的浓度是0.01mol/L,A正确;
B. 室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释,溶液中=,Ka、Kw只受温度的影响,不受浓度变化的影响,B正确;
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸,c(H+)分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L,中和一定量的NaOH溶液,当溶液呈中性,可得0.1V1=0.2V2<0.1V3(醋酸钠溶液呈碱性,醋酸应过量),从而得出V3> V1> V2,C正确;
D. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,醋酸所加的水量多,说明醋酸加水稀释后,n(H+)增大,从而说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸,D错误。
故选D。
【点睛】pH相同的不同强酸溶液,c(H+)相同,但强酸的浓度不一定相同,体积相同时,中和碱的能力相同;物质的量浓度相同的不同强酸,c(H+)不一定相同,相同体积时,中和碱的能力不一定相同。pH相同的强酸与弱酸,c(H+)相同,但酸的浓度不同,弱酸溶液的浓度远大于强酸,相同体积时,中和碱的能力不同,弱酸的中和能力强。
20. 下列图示与对应的叙述不相符的是
图1 图2 图3 图4
A. 图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
B. 图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C. 图3表示反应aA(g)+bB(g)cC(g)表示改变某一条件对化学平衡的影响, 若p1>p2此反应自发进行,必须满足的条件是低温
D. 图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大,溶解度曲线下方的点是不饱和溶液的点,故A正确;
B、反应物大于生成物的总能量,则反应是放热反应,加入催化剂会降低活化能,改变反应的速率,但反应热不改变,故B正确;
C、从图象可见,随压强增大A的转化率增大,说明加压时平衡正向移动,则a+b>c,△S<0,随温度升高A的转化率降低,说明升温时平衡逆向移动,则△H<0,当△H-T△S<0时,反应自发进行,低温时,△H-T△S<0,反应都能自发进行,故C不正确;
D. 向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液时,关键弄清楚反应顺序,开始滴加同时发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,当1molAl3+沉淀完全时需加入3molOH-,即加入1.5molBa(OH)2,加入的Ba2+为1.5mol,SO42-未完全沉淀,此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝;(开始到a)再滴加Ba(OH)2,生成BaSO4沉淀,发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH-=NH3・H2O,所以沉淀质量继续增加;当SO42-完全沉淀时,共需加入2molBa(OH)2,加入4molOH-,Al3+反应掉3molOH-,生成Al(OH)31mol,剩余1molOH-恰好与NH4+完全反应,此时溶液中NH4+完全反应,此时溶液为氨水溶液;(a到b)继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,由方程式可知要使1molAl(OH)3完全溶解,需再加入0.5molBa(OH)2,此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液,(b到c),故D正确;
故答案选C。
二、非选择题(共50分)
21.富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀时
1.9
3.4
7.0
9.1
完全沉淀时
3.2
4.7
9.0
11.1
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有______、_______等。
(2)酸浸时发生反应:2MgO·SiO2 + 2H2SO4=2MgSO4 + SiO2 + 2H2O,2MgO·B2O3+ 2H2SO4 + H2O=2H3BO3 + 2MgSO4。
①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4______H3BO3(填“>”或“<”)。
② 酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:______、______。
③ 已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3 + OH- B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是__(填序号)。
a. 硼酸是一元酸
b. 向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
c. 硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+
(3)检验褐色浸出液中的杂质离子:取少量浸出液,______(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+。
(4)除去浸出液中的杂质离子: 用MgO调节溶液的pH至______以上,使杂质离子转化为______(填化学式)沉淀,过滤。
(5)获取晶体:ⅰ.浓缩滤液,使MgSO4和H3BO3接近饱和;ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合下图溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜中,______(将方法补充完整)。
【答案】 (1). 研磨 (2). 加热 (3). > (4). Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O (5). FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O (6). a c (7). 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀(合理答案给分) (8). 4.7 (9). Al(OH)3、Fe(OH)3 (10). 升温结晶,得到硫酸镁晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到硼酸晶体
【解析】
【详解】(1)由框图可知:研磨可以增大接触面积,加快化学反应速率;酸浸时加热也可以加快化学反应速率,所以答案:研磨;加热。
(2)①根据酸浸时发生反应: 2MgO·B2O3+ 2H2SO4 + H2O=2H3BO3 + 2MgSO4,说明酸性H2SO4大于H3BO3。答案为:>。
② 酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解生成硫酸铝和硫酸亚铁,相关反应的离子方程式:Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O ;FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O。答案:Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O ;FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O。
③ 由硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3 + OH- B(OH)4-可知硼酸是一元酸,故a正确; b. 因为B和C在同一周期,原子序数逐渐增大,所以非金属性C>B,酸性H2CO3> H3BO3,故向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,不会有气泡产生,故b错误;c. 硼酸是一元弱酸,所以电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+,故c正确;答案:ac。
(3)证明溶液中含有Fe2+的方法是:取少量褐色浸出液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,如果产生蓝色沉淀说明含有Fe2+。答案:滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。
(4)根据框图分析浸出液中的杂质离子为:Al3+、Fe3+,由已知Al(OH)3开始沉淀时pH=3.4完全沉淀时pH=4.7;Fe(OH)3开始沉淀时pH=1.9完全沉淀时pH=3.2,要除去Al3+、Fe3+两种离子,应用MgO调节溶液的至4.7
(5)由图象可知,开始时MgSO4随温度升高溶解度增大,100以后溶解度又逐渐减小,所以要获得MgSO4晶体:将浓缩液加入到高压釜中,升温结晶可得到硫酸镁晶体;H3BO3的溶解度是随着温度的升高逐渐增大的,所以要获得H3BO3晶体应将高温时分离后的母液降温结晶,再过滤即可得到硼酸晶体。答案:升温结晶,得到硫酸镁晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到硼酸晶体。
22.随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和水。已知CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________。
②该电池的负极反应式为__________________________。
【答案】 (1). CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol (2). < (3). < (4). 其他条件不变时,升高温度,一氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为吸热,正反应方向放热 (5). 0.075 mol·L-1 ·min-1 (6). (7). CO2或二氧化碳 (8). CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O
【解析】
【分析】
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ /mol ①
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ /mol ②
将①-2×②即得CH4和SO2反应的热化学方程式。
(2)①在B点时,CO的转化率有向A转化的趋势,则由CO的转化率的变化,可推出平衡移动的方向,从而得出v(正)与v(逆)的关系。
②由图中数据可以看出,升高温度,CO的转化率减小,则可推出平衡移动的方向及ΔH。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=。
④在P2及195 ℃时,三段式关系为:
该反应的平衡常数Kp=。
(3)①气体A中O2+4e-=2O2-,O2-最终将转化为CO32-,二者的差值为CO2。
②该电池的负极为CH4失电子,需要结合CO32-才能中和电性,生成CO2和H2O。
【详解】(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ /mol ①
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ /mol ②
将①-2×②即得:CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol。答案为:CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol;
(2)①在B点时,CO的转化率有向A转化的趋势,则CO的转化率减小,平衡逆向移动,v(正)
②升高温度,CO的转化率减小,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,原因是其他条件不变时,升高温度,一氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为吸热,正反应方向放热。答案为:<;其他条件不变时,升高温度,一氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为吸热,正反应方向放热;
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)==0.075 mol·L-1 ·min-1。答案为:0.075 mol·L-1 ·min-1;
④在P2及195 ℃时,三段式关系为:
该反应的平衡常数Kp==。答案为:;
(3)①气体A中O2+4e-=2O2-,O2-最终将转化为CO32-,二者的差值为CO2,从而得出一定还含有的气体是CO2。答案为:CO2;
②该电池的负极为CH4失电子,需要结合CO32-才能中和电性,生成CO2和H2O,电极反应式为CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O。答案为:CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O。
【点睛】在书写电极反应式及判断电极反应物时,可借助图中的箭头,由反应物、生成物、电解质溶液进行分析,同时应考虑电性的平衡。如本题中,负极CH4失电子,C元素的化合价升高,C由-4价升高到+4价,从而生成CO2和H2O,产物中的O元素只能来自于电解质CO32-,这样就完成了反应物与生成物的完善,利用守恒法便可书写电极反应式。
23.甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性己检验)。
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
--------------------------------------------------
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)C中白色沉淀是_________,该沉淀的生成表明SO2具有_________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲同学认为是空气参与反应,乙同学认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;乙同学在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是____________。
②甲、乙两同学分别改进实验后,B装置中现象分别为:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。请用离子方程式解释甲、乙两同学改进实验后仍然产生沉淀的原因,甲:___________________,乙:__________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是______________________。
【答案】 (1). Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2). BaSO4 (3). 还原 (4). 2NO+O2=2NO2 (5). 通N2一段时间,排除装置的空气 (6). 饱和亚硫酸氢钠溶液 (7). SO42-+Ba2+=BaSO4↓ (8). 2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+ (9). SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
【解析】
【分析】
(1)A中发生Cu与浓硫酸的反应,生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。
(2)在C中,SO2先被NO3-氧化为SO42-,再与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀。
(3)C中NO3-被SO2还原为NO气体,在液面上方遇空气中的O2,生成NO2。
(4)①甲同学既然认为是空气参与反应,那么就设法去掉空气,即在原有操作之前增加排空气操作;乙同学认为是白雾(SO3)参与反应,在A、B间增加洗气瓶,设置去白雾操作;
②检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,则沉淀为BaSO4,因为甲同学只排除了装置内的空气而没有排除白雾的干扰,白雾溶于水生成硫酸,与Ba2+反应;乙同学只排除了白雾的干扰而没有排除空气的干扰,在水溶液中亚硫酸被O2氧化为硫酸,与Ba2+反应。
(5)B中无沉淀生成,则表明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。
【详解】(1)A中发生Cu与浓硫酸的反应,化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)在C中,发生反应3SO2+3Ba2++2NO3-+3H2O=3BaSO4↓+2NO+6H+,C中白色沉淀是BaSO4,该沉淀的生成表明SO2具有还原性。答案为:BaSO4;还原;
(3)C中反应生成无色的NO气体,在液面上方遇空气中的O2,发生反应生成浅棕色气体NO2,化学方程式是2NO+O2=2NO2。答案为:2NO+O2=2NO2;
(4)①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学既然认为是空气参与反应,那么就设法去掉空气,即在原有操作之前增加排空气操作,该操作是通N2一段时间,排除装置的空气;乙同学认为是白雾(SO3)参与反应,在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是饱和亚硫酸氢钠溶液。答案为:通N2一段时间,排除装置的空气;饱和亚硫酸氢钠溶液;
②检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,则沉淀为BaSO4,因为甲同学只排除了装置内的空气而没有排除白雾的干扰,而乙同学只排除了白雾的干扰而没有排除空气的干扰,并且白雾的干扰比空气中O2的干扰更大。其原因是:甲为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,乙为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+。答案为:SO42-+Ba2+=BaSO4↓;2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+;
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。答案为:SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。
【点睛】SO2通入BaCl2溶液中,可能发生如下转化:SO2+BaCl2+H2O→BaSO3+2HCl,由于BaSO3为弱酸盐,易溶于强酸(HCl),所以不能生成沉淀;若想生成BaSO3沉淀,必须改变溶液性质,即往反应后的溶液中加碱中和HCl。若往反应后的溶液中加入强氧化性物质,则BaSO3将转化为BaSO4。
24.丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒中的新药。合成丁苯酞(J)的一种路线如下:
已知: R-BrRMgBr
回答下列问题:
(1)A和E的名称分别是___________、____________,E中含有的官能团的名称是_______。
(2)F生成G的反应类型为_____________
(3)B生成A的化学方程式____________________________。
(4)D生成E的化学方程式_______________________________。
(5)J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。写出H生成J化学方程式___________。
(6),X的同分异构体中:①能发生银镜反应;②能与氯化铁溶液发生显色反应。满足上述条件的X 的同分异构体共有_____种。其中核磁共振氢谱中有5组峰的有机物的结构简式是___________________。
(7)利用题中信息和所学知识,写出以甲烷和化合物D为原料,合成路线流程图(其它试剂自选)。________________________________。
【答案】 (1). 2-甲基丙烯(或: 2-甲基-1-丙烯) (2). 2-溴甲苯(或邻溴甲苯) (3). 溴原子 (4). 加成反应 (5). C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O (6). +Br2+HBr (7). +H2O (8). 13 (9). (10).
【解析】
【分析】
由流程图分析,由G可得出A为CH2=C(CH3)2,B为(CH3)3CBr,C为(CH3)3CMgBr,D为甲苯,E为,F为,H为,J为。
(1)由A和E的结构简式,可进行命名,E中含有的官能团为-Br。
(2)生成,即-CHO转化为。
(3)(CH3)3CBr生成CH2=C(CH3)2,发生消去反应。
(4)生成,发生取代反应
(5)生成,即发生酯化反应。
(6),由E的结构简式可推出X为,它的同分异构体中:①能发生银镜反应,说明含有醛基,由X的结构,可确定其同分异构体中可能含有-CHO,可能含有-CH2CHO;②能与氯化铁溶液发生显色反应,异构体中含有-OH。满足上述条件的X 的同分异构体为(共4种)、(共4种)、
(共2种)、(共3种)。只有核磁共振氢谱中有5组峰。
(7)以甲烷和化合物为原料,合成,可将 先氧化为,再将CH4转化为CH3MgBr,二者再发生加成反应、水解反应,便可获得产品。
【详解】(1)由A和E的结构简式,可进行命名,A为2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯),B为2-溴甲苯(或邻溴甲苯),E中含有的官能团为溴原子。答案为:2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯);2-溴甲苯(或邻溴甲苯);溴原子;
(2)生成,发生加成反应。答案为:加成反应;
(3)(CH3)3CBr生成CH2=C(CH3)2,发生反应为C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O。答案为:C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O;
(4)生成,发生反应为+Br2+HBr。答案为:+Br2+HBr
(5)生成,发生反应+H2O。答案为:+H2O;
(6),由E的结构简式可推出X为,它的同分异构体中:①能发生银镜反应,说明含有醛基,由X的结构,可确定其同分异构体中可能含有-CHO,可能含有-CH2CHO;②能与氯化铁溶液发生显色反应,异构体中含有-OH。满足上述条件的X 的同分异构体为(共4种)、(共4种)、
(共2种)、(共3种)。只有核磁共振氢谱中有5组峰。
满足上述条件的X 的同分异构体共有13种。其中核磁共振氢谱中有5组峰的有机物的结构简式是。答案为:13;;
(7)以甲烷和化合物为原料,合成,可将 先氧化为,再将CH4转化为CH3MgBr,二者再发生加成反应、水解反应,便可获得产品。
从而得出合成路线为。答案为:。
【点睛】解有机推断题,要把握以下三个推断的关键: (1)审清题意(分析题意、弄清题目的来龙去脉,掌握意图);(2)用足信息(准确获取信息,并迁移应用);(3)积极思考(判断合理,综合推断)。根据以上的思维判断,从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质或特征反应,关系条件和类别条件),不但缩小推断的物质范围,形成解题的知识结构,而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件。然后再从突破口向外发散,通过正推法、逆推法、正逆综合法、假设法、知识迁移法等得出结论。最后作全面的检查,验证结论是否符合题意。
高三化学
可能用到的相对原子质量:C 12 H 1
一、选择题(共20小题,每题2分,共40分。每题只有一个正确答案)
1.下列物质分类正确的有几项
①混合物:铝热剂、氯水、水玻璃、漂白粉
②胶体:饱和氯化铁溶液、淀粉溶液、牛奶
③酸性氧化物:Mn2O7、SO2、SiO2、NO2
④同素异形体:C60、C70、金刚石、石墨
⑤电解质:BaSO4、NH3、NaOH、冰醋酸
⑥硅酸盐产品:水晶、水泥、陶瓷
⑦碱:苛性钠、纯碱、熟石灰 ⑧盐:胆矾、小苏打、铜绿
⑨放热反应:盐酸与氢氧化钠、碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳、甲烷燃烧
A. 2 B. 3 C. 5 D. 6
【答案】B
【解析】
【详解】①铝热剂为铝与金属氧化物的混合物、氯水为氯气溶于水形成的混合物、水玻璃为硅酸钠的水溶液、漂白粉为氯化钙与次氯酸钙的混合物,①正确;
②饱和氯化铁溶液不属于胶体,②错误;
③NO2不属于酸性氧化物,③错误;
④C60、C70、金刚石、石墨都是碳的同素异形体,④正确;
⑤NH3为非电解质,不是电解质,⑤错误;
⑥水晶是氧化物,不是硅酸盐产品,⑥错误;
⑦纯碱的成分为碳酸钠,它不是碱,⑦错误;
⑧胆矾是五水合硫酸铜、小苏打为碳酸氢钠、铜绿为碱式碳酸铜,它们都是盐,⑧正确;
⑨碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳,是吸热反应,⑨错误。
综合以上分析,①④⑧正确。
故选B。
2.NA表示阿伏加徳罗常数的值,下列有关叙述正确的为
A. 1 mol铁粉在1 mol氧气中充分燃烧,失去的电子数为3NA
B. 标况下,3.36 LSO3含有的电子数为6NA
C. 4.2 g乙烯和丙烯混合气中含有的极性键数目为0.6NA
D. 1L 1mol/L的葡萄糖溶液中,含有的分子数为NA
【答案】C
【解析】
【详解】A. 铁与氧气发生的反应为3Fe+2O2Fe3O4,Fe、O2等摩反应后,Fe完全反应,所以1 mol铁粉失去的电子数为NA,A错误;
B. 标况下,SO3为固体,不能利用22.4L/mol计算分子数,B错误;
C. 采用极值法分析,4.2 g乙烯中含有的极性键数目为,4.2 g丙烯含有的极性键数目为,则混合气中含极性键0.6NA,C正确;
D. 1L 1mol/L的葡萄糖溶液中,含有的葡萄糖分子数为NA,另外还含有水分子,D错误;
故选C。
3.CO和H2在ThNi5作用下可以合成CH4。
已知温度为T时:① CO(g)+H2O(g) === CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
② CH4(g)+2H2O(g) === 4H2(g) + CO2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A. 催化剂不能改变该反应的ΔH
B. ①中反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C. ②中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. CO(g)与H2(g)合成CH4(g)的反应为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应物和生成物的能量,而反应的△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,故催化剂的使用对反应的△H无影响,故A正确;
B.△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,而由于反应①的△H<0,故反应物的键能总和小于生成物的键能总和,故B正确;
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应放热,由于反应②吸热,故反应物的总能量低于生成物的总能量,故C错误;
D.由于①CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ•mol-1;②CH4(g)+2H2O(g)═4H2(g)+CO2(g)△H=+165kJ•mol-1;将①-②可得:CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H=(-41kJ•mol-1)-(+165kJ•mol-1)=-206KJ/mol,故为放热反应,故D正确;
故选C。
4.下列离子方程式书写正确的是
A. 2.24LCO2通入250 mL 0.5 mol/L的 NaOH溶液中:4CO2+5OH-=CO32-+3HCO3-+H2O
B. 在100 mL 2 mol/L的FeI2的溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2:4Fe2++6I-+5Cl2=4Fe3++3I2+10Cl-
C. 100 mL 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中加入0.01 molCH3COOH:CO32- +2 CH3COOH=H2O+CO2↑+ CH3COO-
D. 4 mol/L的NaAlO2溶液和7 mol/L的盐酸等体积均匀混合:4AlO2- + 7H+ + H2O=3Al(OH)3↓+ Al3+
【答案】D
【解析】
【详解】A. 没有指明标准状况,不能求出2.24LCO2的物质的量,A错误;
B. I-的还原能力强于Fe2+,所以应为Cl2先与I-发生氧化还原反应,n(Cl2)=0.25mol,n(I-)=0.4mol,则被氧化的Fe2+物质的量n(Fe2+)=0.1mol,离子方程式为2Fe2++8I-+5Cl2=2Fe3++4I2+10Cl-,B错误;
C. 100 mL 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中加入0.01 molCH3COOH,离子方程式应为CO32- +CH3COOH=HCO3-+ CH3COO-,C错误;
D.设溶液的体积都为1L,则NaAlO2为4mol,HCl为7 mol,离子方程式为 4AlO2- + 7H+ + H2O=3Al(OH)3↓+ Al3+,D正确。
故选D。
【点睛】判断离子方程式中的反应产物是否正确时,可从离子共存的角度进行分析。反应的最终产物在反应后的溶液中必须能稳定存在,也就是反应后溶液中的微粒能大量共存。
5.在某种接近中性的含Na+的溶液中,可能还存在NH4+、Fe2+、Br-、CO32-、I-、SO32-6种离子中的几种。
①在原溶液中滴加足量氯水后,有气泡产生,溶液呈橙黄色;
②向呈橙黄色的溶液中滴加BaCl2时无沉淀生成;
③橙黄色溶液不能使淀粉变蓝。则上述溶液中一定不存在的离子是 ( )
A. NH4+、Br-、CO32- B. NH4+、I-、SO32-
C. Fe2+、I-、SO32- D. Fe2+、Br-、CO32-
【答案】C
【解析】
【详解】①在原溶液中滴加足量的饱和氯水后,有气泡生成,说明溶液中含有CO32-,则一定不存在Fe2+,溶液呈橙黄色,说明可能生成I2或Br2;②向呈橙黄色的溶液中加入BaCl2溶液时无沉淀生成,说明不含SO32-;③橙黄色溶液不能使淀粉溶液变蓝色,说明不含I-,所以溶液中一定不存在Fe2+、I-、SO32-,一定存在Br-、CO32-,阳离子只有Na+、NH4+,若只有Na+,溶液一定显示碱性,而现在溶液显中性,所以溶液中一定含有铵离子,答案选C。
6.“化学实验→观察现象→分析推理→得出结论”是化学学习的方法之一。下列说法正确的是( )
A. 证明某红棕色气体是溴蒸气还是NO2,可用湿润的淀粉-KI 试纸检验,观察试纸颜色变化
B. 将SO2通入足量稀Fe(NO3)3溶液,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变成棕黄色,假设通入的SO2完全反应,则同温同压下,逸出气体和SO2的体积比为2∶3
C. 验证淀粉的水解产物是否具有还原性,取水解液于试管中并加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,观察是否出现砖红色沉淀
D. 向铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色褪去,该过程中发生的反应为 2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化氮和溴都能把碘离子氧化生成碘单质,碘遇淀粉变蓝色,所以不能用湿润的淀粉碘化钾试纸区别二氧化氮和溴蒸气,故A错误;
B.反应中被还原的是NO3-,相当于硝酸根离子与二氧化硫之间的氧化还原,3SO2~2NO3-~2NO,故逸出气体和SO2的体积比为2︰3,故B正确;
C.淀粉的水解是在酸性条件下,检验水解产物时需要先中和催化作用的酸,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,故C错误;
D.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,故D错误;
答案为B。
7.将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示。则下列有关说法不正确的是
A. 图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应
B. 图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-=2Fe2++I2
C. 根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol
D. 根据OC段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 mol
【答案】D
【解析】
【分析】
氧化性强弱顺序为KMnO4>Fe3+,由图象可知,在反应后的溶液中滴加碘化钾溶液,开始时Fe3+浓度不变,则说明Fe3+没有参加反应,则AB应为高锰酸钾和碘化钾的反应,BC段为铁离子和碘化钾的反应,结合得失电子守恒解答该题。
【详解】A.开始时Fe3+浓度不变,则说明Fe3+没有参加反应,则AB应为高锰酸钾和碘化钾的反应,故A正确;
B.BC段Fe3+浓度逐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2,故B正确;
C.由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的关系式为2KMnO4~10Fe3+~10I-,共消耗的n(I-)=1.25mol,则开始加入的高锰酸钾的物质的量为==0.25mol,故C正确;
D.由方程式2Fe3++2I-→2Fe2++I2可知,BC段消耗KI0.75mol,则n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.75mol,故D错误;
故选:D。
8.在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A. 在含AlO2-、SO32-、OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液:OH-、SO32-、AlO2-
B. 含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中,缓慢通入氯气:I-、Br-、Fe2+
C. 含等物质的量的Ba(OH)2、NaAlO2、KOH的溶液中,缓慢通入CO2:Ba(OH)2、KOH、NaAlO2、K2CO3、BaCO3
D. 在含Fe3+、H+、NH4+的溶液中逐渐加入烧碱溶液:H+、NH4+、Fe3+
【答案】C
【解析】
【详解】A. 因为OH-能与HSO3-、Al(OH)3反应,所以OH-排在最前面;因为HSO3-能与AlO2-反应,所以SO32-排在最后面,故顺序为OH-、AlO2-、SO32-,A错误;
B. 还原能力I->Fe2+>Br-,所以缓慢通入氯气,离子反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,B错误;
C. CO2先与Ba(OH)2反应生成BaCO3和水,然后与KOH反应生成K2CO3和水,再与NaAlO2反应生成Al(OH)3,再与K2CO3反应生成KHCO3,最后与BaCO3反应生成Ba(HCO3)2,C正确;
D. 因为氨水能与Fe3+反应,所以离子反应的顺序为H+、Fe3+、NH4+,D错误。
故选C。
【点睛】在判断离子反应的先后顺序时,若我们弄不清哪种离子先反应,哪种离子后反应,可从共存寻求突破。比如H+与OH-反应完之后,我们假设NH4+先与OH-反应生成一水合氨,一水合氨又会与Mg2+、Al3+反应,分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3和NH4+,则表明假设错误,应为Mg2+、Al3+先与OH-反应,而NH4+后发生反应。
9. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+ HBrO 加入 AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B. 对CO(g) + NO2 (g)CO2(g)+ NO(g) 平衡体系增大压强可使颜色变深
C. 高压比常压有利于合成SO3的反应
D. 合成 NH3反应,为提高 NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴水中有平衡:Br2+ H2OHBr+ HBrO 加入 AgNO3溶液后,消耗溴离子平衡右移溶液颜色变浅,符合勒夏特列原理,故A不选;
B.CO(g) + NO2 (g)CO2(g)+ NO(g) 平衡体系增大压强平衡不移动,颜色变深是因为体积变小,不符合勒夏特列原理,故B可选;
C.2SO2+O22SO3增加压强向正反应方向移动,符合勒夏特列原理,故C不选;
D.合成 NH3反应,为提高 NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施,因为正反应方向为放热反应,故D不选;
故答案选B
10.在一定温度下,只改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的影响如图所示,下列说法正确的是( )
A. 反应a、b、c点均为平衡点,且b点时SO2的转化率最高
B. b点时SO2与O2 的物质的之比约为2:1
C. a、b、c 三点平衡常数: Kb>Kc>Ka
D. a、b、c 三点反应速率大小为: vb>vc>va
【答案】B
【解析】
【分析】
分析图像我们可知,在一定范围内,随着二氧化硫起始浓度的提高,平衡时三氧化硫的体积分数也会随之提高,但是当二氧化硫的起始浓度超过一定限度后,平衡时三氧化硫的体积会随着其增大而减小。
【详解】A.曲线上的点为平衡状态,当氧气的量一定时,二氧化硫的起始量越少,则二氧化硫的转化率越大,a点时SO2的转化率最大,故A错误;
B.由2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知,b点时SO2与O2的物质的量之比约为2:1,SO3的体积分数最大,故B正确;
C.温度不变,则平衡常数不变,a、b、c三点平衡常数:Kb=Kc=Ka,故C错误;
D.浓度越大,反应速率越快,则a、b、c三点反应速率大小:vc>vb>va,故D错误;
故选B。
11.在一个绝热定容的密闭容器中,1molA与2molB发生反应A(g)+2B(g) xC(g)+2D(g) △H=bkJ·mol−1(b<0),下列说法不正确的是
A. 平衡时,A和B的转化率相等
B. 若 x=1,容器中压强不变时不能判断反应达到平衡
C. 当B和D的物质的量之比1:1不变时,表明该反应已达到平衡
D. 达到平衡过程中,正反应速率可能是先增大再减小
【答案】B
【解析】
【详解】A. 因为A、B起始投入量之比等于化学计量数之比,则A和B的变化量之比等于化学计量数之比,A和B的转化率相等,A正确;
B. 若 x=1,容器中气体分子数始终不变,但容器为绝热容器,只要平衡发生移动,则容器的温度将会发生改变,从而使压强发生改变,压强不变时能判断反应达到平衡,B错误;
C. 当B和D的物质的量之比1:1保持不变,说明平衡不发生移动,此时该反应达到平衡,C正确;
D. 达到平衡过程中,因为容器绝热,且反应为放热反应,所以反应过程中容器的温度升高,正反应速率可能是先增大再减小,D正确。
故选B。
12.下列图示与对应的叙述相符的是
A. 由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH>0
B. 图乙表示反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强,反应速率和时间的关系,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变
C. 图丙向容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,充分反应后放出热量 92.2 kJ
D. 图丁可表示在不同压强P1、P2(P1>P2)条件下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,甲醇百分含量随温度变化的情况
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知,温度升高,平衡逆向进行,所以该反应的ΔH<0,A错误;
B.反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强的瞬间,逆反应速率突然增大,但由于反应物中没有气体,所以正反应速率不变,然后平衡发生逆向移动,使逆反应速率减小,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变,B正确;
C. 向容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,由于反应可逆,所以充分反应后放出热量小于 92.2 kJ,C错误;
D. 升高温度,CH3OH%减小,则平衡逆向移动,△H<0;增大压强,平衡正向移动,所以P1
13.如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为:负极:LixC6-xe-=C6+xLi+(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)正极:Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)。下列有关说法正确的是
A. 该电池的总反应式为Li1-xMnO2+LixC6LiMnO2+C6
B. K与M相接时,A是阴极,发生还原反应
C. K与N相接时,Li+由A极区迁移到B极区
D. 在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据题意所知道的正极和负极反应,所以该电池的总反应式为LiMnO2+C6Li1-xMnO2+LixC6,A错误;
B. 充电时,K与M相接,A接电源正极,应为电解池的阳极,发生氧化反应,B错误;
C. 充电时,A为阳极,K与N相接,即放电时,A为正极,Li+由B极区迁移到A极区,C错误;
D. 在充电过程中,存在电能转化为化学能、热能的转换;在放电过程中,存在化学能转化为电能、光能、热能等转换,D正确。
故选D。
14.短周期元素A、B、C、D 原子序数依次增加,X、Y、Z、W是由这四种元素中的两种元素组成的常见化合物,X为有刺激性气味的气体,Y为淡黄色固体,甲是由C元素形成的气体单质,乙为红棕色气体,上述物质之间的转化关系如图所示部分反应物或生成物省略。下列说法不正确的是
A. 离子半径大小顺序:B>C>D>A
B. 最简单气态氢化物的稳定性:B>C
C. 图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应
D. 元素C、D形成的化合物中一定含离子键
【答案】B
【解析】
【详解】由题干信息可知,Y为Na2O2,乙为NO2。由Y(Na2O2)与W反应生成Z单质,可确定Z为O2,W可能为H2O,也可能为CO2;由乙可逆推出Z为NO,则X为NH3。由Y、Z、X可确定四种元素为H、N、O、Na,则W只能为H2O(若为CO2,则含有5种元素,不合题意)。
A. 核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径大小顺序:N3->O2->Na+>H+,A正确;
B. 元素的非金属性越强,氢化物越稳定,最简单气态氢化物的稳定性:NH3
D. 元素O、Na形成的化合物不管是Na2O2还是Na2O,一定含离子键,D正确。
故选B。
15.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为:NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeII(CN)6Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeIII(CN)6(注:其中P的化合价为+5,Fe的上标II、III代表其价态)。下列说法不正确的是
A. 放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B. 放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C. 充电过程中阳极反应式为:2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6
D. 该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知放电时负极为2Na2NiFeII(CN)6- 2e-=2NaNiFeIII(CN)6+ 2Na+,Na2NiFeII(CN)6失电子被氧化发生氧化反应,正极为:2NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,NaTi2(PO4)3得电子被还原发生还原反应,故A项正确;
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中,B项正确;
C.充电过程中阴极极反应式为:2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII(CN)6,阳极:Na3Ti2(PO4)3-2e-=2NaTi2(PO4)3+2Na+,故C项错误;
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变,D项正确;
本题选C。
16.应用元素周期律的有关知识进行的下列预测中,正确的有几个
①Be的最高价氧化物对应的水化物具有两性
②Tl(铊)与盐酸和NaOH溶液作用均能产生氢气
③At的单质为有色固体,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧的产物为Li2O2
⑤SrSO4(硫酸锶)是难溶于水的白色固体
⑥H2Se是无色、有毒、比H2S稳定的气体
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①按对角线规则,Be与Al性质相似,则Be的最高价氧化物对应的水化物Be(OH)2具有两性,①正确;
②Tl(铊)的金属性比Al强,只能与盐酸反应产生氢气,但与NaOH溶液不反应,②错误;
③At的单质为有色固体,第ⅦA族元素从上到下,单质由气态到液态再到固态,颜色依次加深,卤代银的溶解度依次减小,且难溶盐都不溶于硝酸,③正确;
④Li在氧气中剧烈燃烧的产物为Li2O,④错误;
⑤按第ⅡA族元素的硫酸盐的递变规律,SrSO4(硫酸锶)的溶解度比BaSO4小,是难溶于水的白色固体,⑤正确;
⑥Se的非金属性比S弱,则H2Se是比H2S稳定性差的气体,⑥错误。
综合以上分析,①③⑤正确。故选B。
17.下列涉及有机物的说法中正确的是
A. 乙烯、氯乙烯都是不饱和烃,均可用于合成有机高分子材料
B. 煤的干馏可得到煤焦油,煤焦油蒸馏可得到苯、甲苯等芳香烃
C. 在加热条件下,加入适量生石灰以除去乙酸乙酯中含有的乙醇杂质
D. 淀粉和纤维素的水解产物都是葡萄糖,二者互为同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯乙烯中含有氯元素,不属于烃,A错误;
B. 煤的干馏可得到焦炭、煤焦油等,煤焦油中含有多种苯的同系物,所以蒸馏煤焦油可得到苯、甲苯等芳香烃,B正确;
C. 在加热条件下,加入适量生石灰不能除去乙酸乙酯中含有的乙醇杂质,应使用饱和碳酸钠溶液,C错误;
D. 淀粉和纤维素的化学式中的n不同,二者不互为同分异构体,D错误。
故选B。
18.食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是
A. 滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B. 氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
C. 沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
D. 石灰—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4溶液不仅能氧化SO2,还能氧化乙醇,所以不能通过滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度,A错误;
B.用氨水吸收尾气中的SO2,生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵,再将吸收液与硫酸反应,又生成SO2,从而实现SO2的富集,B正确;
C.用Ba(OH)2溶液吸收SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥过程中,会有一部分BaSO3被氧化为BaSO4,称重难以测定大气中SO2的浓度,C错误;
D. 常温下石灰石很难吸收尾气中的SO2,应使用高温,D错误。
故选B。
19.下列说法不正确的是
A. 25℃时将10mLpH=11的氨水加水稀释至100mL时氨水的浓度是0.01mol/L(氨水的Kb=1×10-5)
B. 室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释,溶液中 不变
C. 现有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,分别用以上三种酸溶液中和一定量的NaOH溶液,反应后溶液呈中性,需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,其大小关系为V3> V1> V2
D. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,盐酸所加的水量多,说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸
【答案】D
【解析】
【详解】A. 25℃时,10mLpH=11的氨水中c(CH3COOH)===0.1mol/L,加水稀释至100mL时氨水的浓度是0.01mol/L,A正确;
B. 室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释,溶液中=,Ka、Kw只受温度的影响,不受浓度变化的影响,B正确;
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸,c(H+)分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L,中和一定量的NaOH溶液,当溶液呈中性,可得0.1V1=0.2V2<0.1V3(醋酸钠溶液呈碱性,醋酸应过量),从而得出V3> V1> V2,C正确;
D. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,醋酸所加的水量多,说明醋酸加水稀释后,n(H+)增大,从而说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸,D错误。
故选D。
【点睛】pH相同的不同强酸溶液,c(H+)相同,但强酸的浓度不一定相同,体积相同时,中和碱的能力相同;物质的量浓度相同的不同强酸,c(H+)不一定相同,相同体积时,中和碱的能力不一定相同。pH相同的强酸与弱酸,c(H+)相同,但酸的浓度不同,弱酸溶液的浓度远大于强酸,相同体积时,中和碱的能力不同,弱酸的中和能力强。
20. 下列图示与对应的叙述不相符的是
图1 图2 图3 图4
A. 图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
B. 图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C. 图3表示反应aA(g)+bB(g)cC(g)表示改变某一条件对化学平衡的影响, 若p1>p2此反应自发进行,必须满足的条件是低温
D. 图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大,溶解度曲线下方的点是不饱和溶液的点,故A正确;
B、反应物大于生成物的总能量,则反应是放热反应,加入催化剂会降低活化能,改变反应的速率,但反应热不改变,故B正确;
C、从图象可见,随压强增大A的转化率增大,说明加压时平衡正向移动,则a+b>c,△S<0,随温度升高A的转化率降低,说明升温时平衡逆向移动,则△H<0,当△H-T△S<0时,反应自发进行,低温时,△H-T△S<0,反应都能自发进行,故C不正确;
D. 向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液时,关键弄清楚反应顺序,开始滴加同时发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,当1molAl3+沉淀完全时需加入3molOH-,即加入1.5molBa(OH)2,加入的Ba2+为1.5mol,SO42-未完全沉淀,此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝;(开始到a)再滴加Ba(OH)2,生成BaSO4沉淀,发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH-=NH3・H2O,所以沉淀质量继续增加;当SO42-完全沉淀时,共需加入2molBa(OH)2,加入4molOH-,Al3+反应掉3molOH-,生成Al(OH)31mol,剩余1molOH-恰好与NH4+完全反应,此时溶液中NH4+完全反应,此时溶液为氨水溶液;(a到b)继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,由方程式可知要使1molAl(OH)3完全溶解,需再加入0.5molBa(OH)2,此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液,(b到c),故D正确;
故答案选C。
二、非选择题(共50分)
21.富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀时
1.9
3.4
7.0
9.1
完全沉淀时
3.2
4.7
9.0
11.1
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有______、_______等。
(2)酸浸时发生反应:2MgO·SiO2 + 2H2SO4=2MgSO4 + SiO2 + 2H2O,2MgO·B2O3+ 2H2SO4 + H2O=2H3BO3 + 2MgSO4。
①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4______H3BO3(填“>”或“<”)。
② 酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:______、______。
③ 已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3 + OH- B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是__(填序号)。
a. 硼酸是一元酸
b. 向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
c. 硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+
(3)检验褐色浸出液中的杂质离子:取少量浸出液,______(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+。
(4)除去浸出液中的杂质离子: 用MgO调节溶液的pH至______以上,使杂质离子转化为______(填化学式)沉淀,过滤。
(5)获取晶体:ⅰ.浓缩滤液,使MgSO4和H3BO3接近饱和;ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合下图溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜中,______(将方法补充完整)。
【答案】 (1). 研磨 (2). 加热 (3). > (4). Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O (5). FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O (6). a c (7). 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀(合理答案给分) (8). 4.7 (9). Al(OH)3、Fe(OH)3 (10). 升温结晶,得到硫酸镁晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到硼酸晶体
【解析】
【详解】(1)由框图可知:研磨可以增大接触面积,加快化学反应速率;酸浸时加热也可以加快化学反应速率,所以答案:研磨;加热。
(2)①根据酸浸时发生反应: 2MgO·B2O3+ 2H2SO4 + H2O=2H3BO3 + 2MgSO4,说明酸性H2SO4大于H3BO3。答案为:>。
② 酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解生成硫酸铝和硫酸亚铁,相关反应的离子方程式:Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O ;FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O。答案:Al2O3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O ;FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O。
③ 由硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3 + OH- B(OH)4-可知硼酸是一元酸,故a正确; b. 因为B和C在同一周期,原子序数逐渐增大,所以非金属性C>B,酸性H2CO3> H3BO3,故向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,不会有气泡产生,故b错误;c. 硼酸是一元弱酸,所以电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+,故c正确;答案:ac。
(3)证明溶液中含有Fe2+的方法是:取少量褐色浸出液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,如果产生蓝色沉淀说明含有Fe2+。答案:滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。
(4)根据框图分析浸出液中的杂质离子为:Al3+、Fe3+,由已知Al(OH)3开始沉淀时pH=3.4完全沉淀时pH=4.7;Fe(OH)3开始沉淀时pH=1.9完全沉淀时pH=3.2,要除去Al3+、Fe3+两种离子,应用MgO调节溶液的至4.7
22.随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和水。已知CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________。
②该电池的负极反应式为__________________________。
【答案】 (1). CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol (2). < (3). < (4). 其他条件不变时,升高温度,一氧化碳的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应方向为吸热,正反应方向放热 (5). 0.075 mol·L-1 ·min-1 (6). (7). CO2或二氧化碳 (8). CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O
【解析】
【分析】
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ /mol ①
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ /mol ②
将①-2×②即得CH4和SO2反应的热化学方程式。
(2)①在B点时,CO的转化率有向A转化的趋势,则由CO的转化率的变化,可推出平衡移动的方向,从而得出v(正)与v(逆)的关系。
②由图中数据可以看出,升高温度,CO的转化率减小,则可推出平衡移动的方向及ΔH。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=。
④在P2及195 ℃时,三段式关系为:
该反应的平衡常数Kp=。
(3)①气体A中O2+4e-=2O2-,O2-最终将转化为CO32-,二者的差值为CO2。
②该电池的负极为CH4失电子,需要结合CO32-才能中和电性,生成CO2和H2O。
【详解】(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ /mol ①
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ /mol ②
将①-2×②即得:CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol。答案为:CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol;
(2)①在B点时,CO的转化率有向A转化的趋势,则CO的转化率减小,平衡逆向移动,v(正)
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)==0.075 mol·L-1 ·min-1。答案为:0.075 mol·L-1 ·min-1;
④在P2及195 ℃时,三段式关系为:
该反应的平衡常数Kp==。答案为:;
(3)①气体A中O2+4e-=2O2-,O2-最终将转化为CO32-,二者的差值为CO2,从而得出一定还含有的气体是CO2。答案为:CO2;
②该电池的负极为CH4失电子,需要结合CO32-才能中和电性,生成CO2和H2O,电极反应式为CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O。答案为:CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O。
【点睛】在书写电极反应式及判断电极反应物时,可借助图中的箭头,由反应物、生成物、电解质溶液进行分析,同时应考虑电性的平衡。如本题中,负极CH4失电子,C元素的化合价升高,C由-4价升高到+4价,从而生成CO2和H2O,产物中的O元素只能来自于电解质CO32-,这样就完成了反应物与生成物的完善,利用守恒法便可书写电极反应式。
23.甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性己检验)。
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
--------------------------------------------------
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)C中白色沉淀是_________,该沉淀的生成表明SO2具有_________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲同学认为是空气参与反应,乙同学认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;乙同学在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是____________。
②甲、乙两同学分别改进实验后,B装置中现象分别为:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。请用离子方程式解释甲、乙两同学改进实验后仍然产生沉淀的原因,甲:___________________,乙:__________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是______________________。
【答案】 (1). Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2). BaSO4 (3). 还原 (4). 2NO+O2=2NO2 (5). 通N2一段时间,排除装置的空气 (6). 饱和亚硫酸氢钠溶液 (7). SO42-+Ba2+=BaSO4↓ (8). 2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+ (9). SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
【解析】
【分析】
(1)A中发生Cu与浓硫酸的反应,生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。
(2)在C中,SO2先被NO3-氧化为SO42-,再与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀。
(3)C中NO3-被SO2还原为NO气体,在液面上方遇空气中的O2,生成NO2。
(4)①甲同学既然认为是空气参与反应,那么就设法去掉空气,即在原有操作之前增加排空气操作;乙同学认为是白雾(SO3)参与反应,在A、B间增加洗气瓶,设置去白雾操作;
②检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,则沉淀为BaSO4,因为甲同学只排除了装置内的空气而没有排除白雾的干扰,白雾溶于水生成硫酸,与Ba2+反应;乙同学只排除了白雾的干扰而没有排除空气的干扰,在水溶液中亚硫酸被O2氧化为硫酸,与Ba2+反应。
(5)B中无沉淀生成,则表明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。
【详解】(1)A中发生Cu与浓硫酸的反应,化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)在C中,发生反应3SO2+3Ba2++2NO3-+3H2O=3BaSO4↓+2NO+6H+,C中白色沉淀是BaSO4,该沉淀的生成表明SO2具有还原性。答案为:BaSO4;还原;
(3)C中反应生成无色的NO气体,在液面上方遇空气中的O2,发生反应生成浅棕色气体NO2,化学方程式是2NO+O2=2NO2。答案为:2NO+O2=2NO2;
(4)①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学既然认为是空气参与反应,那么就设法去掉空气,即在原有操作之前增加排空气操作,该操作是通N2一段时间,排除装置的空气;乙同学认为是白雾(SO3)参与反应,在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是饱和亚硫酸氢钠溶液。答案为:通N2一段时间,排除装置的空气;饱和亚硫酸氢钠溶液;
②检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,则沉淀为BaSO4,因为甲同学只排除了装置内的空气而没有排除白雾的干扰,而乙同学只排除了白雾的干扰而没有排除空气的干扰,并且白雾的干扰比空气中O2的干扰更大。其原因是:甲为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,乙为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+。答案为:SO42-+Ba2+=BaSO4↓;2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+;
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。答案为:SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。
【点睛】SO2通入BaCl2溶液中,可能发生如下转化:SO2+BaCl2+H2O→BaSO3+2HCl,由于BaSO3为弱酸盐,易溶于强酸(HCl),所以不能生成沉淀;若想生成BaSO3沉淀,必须改变溶液性质,即往反应后的溶液中加碱中和HCl。若往反应后的溶液中加入强氧化性物质,则BaSO3将转化为BaSO4。
24.丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒中的新药。合成丁苯酞(J)的一种路线如下:
已知: R-BrRMgBr
回答下列问题:
(1)A和E的名称分别是___________、____________,E中含有的官能团的名称是_______。
(2)F生成G的反应类型为_____________
(3)B生成A的化学方程式____________________________。
(4)D生成E的化学方程式_______________________________。
(5)J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。写出H生成J化学方程式___________。
(6),X的同分异构体中:①能发生银镜反应;②能与氯化铁溶液发生显色反应。满足上述条件的X 的同分异构体共有_____种。其中核磁共振氢谱中有5组峰的有机物的结构简式是___________________。
(7)利用题中信息和所学知识,写出以甲烷和化合物D为原料,合成路线流程图(其它试剂自选)。________________________________。
【答案】 (1). 2-甲基丙烯(或: 2-甲基-1-丙烯) (2). 2-溴甲苯(或邻溴甲苯) (3). 溴原子 (4). 加成反应 (5). C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O (6). +Br2+HBr (7). +H2O (8). 13 (9). (10).
【解析】
【分析】
由流程图分析,由G可得出A为CH2=C(CH3)2,B为(CH3)3CBr,C为(CH3)3CMgBr,D为甲苯,E为,F为,H为,J为。
(1)由A和E的结构简式,可进行命名,E中含有的官能团为-Br。
(2)生成,即-CHO转化为。
(3)(CH3)3CBr生成CH2=C(CH3)2,发生消去反应。
(4)生成,发生取代反应
(5)生成,即发生酯化反应。
(6),由E的结构简式可推出X为,它的同分异构体中:①能发生银镜反应,说明含有醛基,由X的结构,可确定其同分异构体中可能含有-CHO,可能含有-CH2CHO;②能与氯化铁溶液发生显色反应,异构体中含有-OH。满足上述条件的X 的同分异构体为(共4种)、(共4种)、
(共2种)、(共3种)。只有核磁共振氢谱中有5组峰。
(7)以甲烷和化合物为原料,合成,可将 先氧化为,再将CH4转化为CH3MgBr,二者再发生加成反应、水解反应,便可获得产品。
【详解】(1)由A和E的结构简式,可进行命名,A为2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯),B为2-溴甲苯(或邻溴甲苯),E中含有的官能团为溴原子。答案为:2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯);2-溴甲苯(或邻溴甲苯);溴原子;
(2)生成,发生加成反应。答案为:加成反应;
(3)(CH3)3CBr生成CH2=C(CH3)2,发生反应为C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O。答案为:C(CH3)3Br+NaOH ↑+NaBr+H2O;
(4)生成,发生反应为+Br2+HBr。答案为:+Br2+HBr
(5)生成,发生反应+H2O。答案为:+H2O;
(6),由E的结构简式可推出X为,它的同分异构体中:①能发生银镜反应,说明含有醛基,由X的结构,可确定其同分异构体中可能含有-CHO,可能含有-CH2CHO;②能与氯化铁溶液发生显色反应,异构体中含有-OH。满足上述条件的X 的同分异构体为(共4种)、(共4种)、
(共2种)、(共3种)。只有核磁共振氢谱中有5组峰。
满足上述条件的X 的同分异构体共有13种。其中核磁共振氢谱中有5组峰的有机物的结构简式是。答案为:13;;
(7)以甲烷和化合物为原料,合成,可将 先氧化为,再将CH4转化为CH3MgBr,二者再发生加成反应、水解反应,便可获得产品。
从而得出合成路线为。答案为:。
【点睛】解有机推断题,要把握以下三个推断的关键: (1)审清题意(分析题意、弄清题目的来龙去脉,掌握意图);(2)用足信息(准确获取信息,并迁移应用);(3)积极思考(判断合理,综合推断)。根据以上的思维判断,从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质或特征反应,关系条件和类别条件),不但缩小推断的物质范围,形成解题的知识结构,而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件。然后再从突破口向外发散,通过正推法、逆推法、正逆综合法、假设法、知识迁移法等得出结论。最后作全面的检查,验证结论是否符合题意。
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