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北京牛山一中2020届高三上学期期中考试化学试题
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牛栏山一中2019-2020学年度第一学期期中考试
高三年级化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Cl:35.5
第Ⅰ卷(选择题)
(共14小题,每小题3分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目答案的一项)
1.化学用语在化学学习中有着重要的作用。下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 乙醇的分子式为C2H5OH
B. Cl-的结构示意图
C. HCl的电子式
D. 质量数为37的氯原子Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.C2H5OH为乙醇的结构简式,乙醇的分子式为:C2H6O,选项A错误;
B.氯离子核外有3个电子层,最外层有8个电子,氯离子的结构示意图:,选项B正确;
C.HCl是共价化合物,其电子式为,选项C错误;
D.原子的左上角表示质量数,所以质量数为37的氯原子表示为:Cl,选项D正确;
答案选D。
2.下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是( )
A.火药使用
B.粮食酿酒
C.转轮排字
D.铁的冶炼
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.火药使用涉及反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,发生化学反应,故A不选;
B.粮食酿酒为淀粉在酒曲酶的作用下生成乙醇,发生化学反应,故B不选;
C.转轮排字为印刷操作,没有涉及化学反应,故C选;
D.铁的冶炼涉及3CO+Fe2O32Fe+3CO2,发生化学反应,故D不选;
答案选C。
3.下列关于金属的腐蚀与防护的说法中不正确的是( )
A. 舱底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
B. 在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,负极反应Fe-3e-=Fe3+
C. 铁表面镀银,铁作阴极
D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A、锌比铁活泼,与电解质形成原电池时,作负极,保护船体不被腐蚀,选项A正确;
B、金属在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀,并且一般是吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-=Fe2+,选项B错误;
C、预使铁表面镀银,则铁在阴极被保护,选项C正确;
D、可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连做阴极被保护,不受腐蚀,属于外加电源的阴极保护法,选项D正确。
答案选B。
4.下列说法正确的是( )
A. 油脂是天然高分子
B. 麦芽糖能发生银镜反应,也能发生水解反应只产生葡萄糖
C. 蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液可使其变性
D. 煤的干馏和石油的分馏均属于物理变化,所得产物仍然为混合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,选项A错误;
B.麦芽糖为二糖,可发生水解生成葡萄糖,且含-CHO,可发生银镜反应,选项B正确;
C.蛋白质溶液中加入Na2SO4饱和溶液,发生盐析,不是变性,选项C错误;
D.煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,所得产物仍然为混合物,选项D错误。
答案选B。
5.下列各组离子在指定溶液中关于离子共存的说法正确的是( )
A. 25℃时,pH=12的某溶液中可能大量共存:Na+、Ca2+、Cl-、CO32-
B. 25℃时,=1010的某溶液中可能大量共存:Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-
C. 某强酸性无色溶液中可能大量共存:Cu2+、K+、Cl‾、CH3COO-
D. 0.1mol/LFeCl3溶液中可能大量共存:I-、NH4+、SCN-、SO42-
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ca2+与CO32-反应生成碳酸钙沉淀而不能大量共存,选项A错误;
B、25℃时,=1010的溶液呈酸性,H+、Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-各离子之间相互不反应,能大量共存,选项B正确;
C、含Cu2+的溶液呈蓝色,且强酸性条件下CH3COO-与H+反应生成弱酸而不能大量存在,选项C错误;
D、0.1mol/LFeCl3溶液中Fe3+与SCN-发生络合反应,与I-发生氧化还原反应而不能大量共存,选项D错误;
答案选B。
6.设NA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A. 将0.71gCl2通入水中,转移电子数为0.01NA
B. 标准状况下,5.6LH2O所含的分子数为0.25NA
C. 0.1mol/LH2SO4溶液中含有H+的数目是0.2NA
D. 1molC8H18分子中含有共价键总数为25NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.71gCl2,即0.01mol,Cl2通入足量水中,由于只有部分氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,所以反应转移的电子小于0.01mol,转移的电子数小于0.01NA,选项A错误;
B.H2O在标况下不是气体,5.6LH2O所含的分子数大于0.25NA,选项B错误;
C.溶液的体积不确定,无法计算,选项C错误;
D.1mol C8H18所含有的共价键数目为25 NA,选项D正确;
答案选D。
7.下列用于解释事实离子方程式书写正确的是( )
A. 澄清石灰水中加入过量小苏打溶液出现浑浊:Ca2+ + 2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
B. 氯水具有漂白性:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C. 硫代硫酸钠溶液呈碱性:S2O32-+2H2OH2S2O3+2OH-
D. 工业上利用电解饱和食盐水制氯气:2H++2Cl-H2↑+Cl2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A. 澄清石灰水中加入过量小苏打溶液出现浑浊,反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,反应的离子方程式为:Ca2+ + 2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O,选项A正确;
B. 氯水具有漂白性,反应的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,选项B错误;
C. 硫代硫酸钠溶液呈碱性,水解的方程式为:S2O32-+H2OHS2O3-+OH-,选项C错误;
D. 工业上利用电解饱和食盐水制氯气,反应的离子方程式为:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-,选项D错误。
答案选A。
8.银器久置变黑多是表面生成银锈Ag2S所致。用铝制容器配制含小苏打和食盐的稀溶液,将变黑银器浸入溶液中,并使银器与铝制容器接触,一段时间后,黑锈褪去,而银却极少损失。上述过程中,起还原作用的物质是( )
A. Ag2S B. Al C. NaCl D. NaHCO3
【答案】B
【解析】
【详解】负极发生氧化反应,Al失去电子生成铝离子,电极反应式为:Al-3e- ═Al3+,正极发生还原反应,Ag2S获得电子生成Ag与硫离子,电极反应式为:3Ag2S+6e- ═6Ag+3S2-,铝离子与硫离子发生水解反应反应式生成氢氧化铝与硫化氢气体,故总的反应方程式为:2Al+3Ag2S+6H2O═2Al(OH)3↓+6Ag+3H2S↑,所以铝起还原作用。
答案选B。
【点睛】本题考查氧化还原反应原理,负极发生氧化反应,Al失去电子生成铝离子,正极发生还原反应,Ag2S获得电子生成Ag与硫离子,铝离子与硫离子发生水解反应反应式生成氢氧化铝与硫化氢气体。
9.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,存在可逆反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列选项能说明该可逆反应达到化学平衡的是( )
A. 2v(B)正 = v(C)逆 B. 容器内每消耗2molB,同时生成1molD
C. 容器内气体的密度不变 D. 容器内气体的总压强不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、V (B)正=2V(C)正=2V (C) 逆才能说明正逆反应速率相等,才能说明达平衡状态,选项A错误;
B、容器内每消耗2molB等效于生成1mol C,只能说明反应按化学计量数进行,不能说明达平衡状态,选项B错误;
C、容器内气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应已达平衡状态,选项C正确;
D、反应前后气体的体积不变,所以容器内气体的压强始终不变,压强不变不能说明反应达平衡状态,选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查化学平衡状态标志的判断。根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
10.我国科学家成功实现了电解气态HCl制备Cl2,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. a为外接直流电源的正极
B. 阳极的电极反应为2HCl+2e-═Cl2+2H+
C 通电后H+从左室迁移至右室
D. 左室中发生反应为4Fe2++O2+4H+ ═4Fe3++2H2O,实现了Fe3+的再生
【答案】D
【解析】
【详解】A. 右侧氯化氢失去电子转化为氯气,因此右侧电极是阳极,则a为外接直流电源的负极,b为外接直流电源的正极,选项A错误;
B. 阳极发生失去电子的氧化反应,电极反应为2HCl-2e-=Cl2+2H+,选项B错误;
C. 电解池中阳离子向阴极移动,因此通电后H+从右室迁移至左室,选项C错误;
D. 根据装置图可判断左室中发生反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,实现了Fe3+的再生,选项D正确;
答案选D。
11.在一定温度下,10mL0.60mol/LH2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A. 0~6min的平均反应速率:v(H2O2)=3.3×10-4mol/(L·min)
B. 6~8min的平均反应速率:v(H2O2)>3.3×10-2mol/(L·min)
C. 反应到6min时,c(H2O2)=0.40mol/L
D. 反应到6min时,H2O2的转化率约为66.7%
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~6min时间内,生成氧气为生成氧气为=0.001mol,由2H2O22H2O+O2,可知△c(H2O2)==0.20mol/L,所以v(H2O2)=≈3.3×10-2mol/(L•min),选项A错误;
B.随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率减慢,6~8 min的平均反应速率小于0~6min时间内反应速率,选项B错误;
C.由A计算可知,反应至6 min时c(H2O2)=0.60mol/L-0.20mol/L=0.40mol/L,选项C正确;
D.6min内△c(H2O2)=0.2mol/L,则H2O2分解率为:×100%=33.3%,选项D错误;
答案选C。
12.实验:①向2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中加入2滴0.1mol·L-1NaCl溶液,充分振荡得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c(已洗涤干燥);
②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,产生黄色沉淀;
③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是( )
A. 浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B. ②中现象说明AgCl 转化为AgI
C. 滤液b中含有Ag+
D. 实验①③可以证明AgI比AgCl更难溶
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据浊液a中含有AgCl,存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),选项A正确;
B.②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,滤液中硝酸银末反应完,银离子与碘离子反应生成AgI而不能说明AgCl 转化为AgI,选项B不正确;
C.滤液为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀的溶解平衡,即存在Ag+,选项C正确;
D.向AgCl中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀,实验证明AgI比AgCl更难溶,选项D正确;
答案选B。
【点睛】本题考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,注意沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,易错点为选项B,滤液为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀的溶解平衡。
13.向容积固定为2L的密闭容器中充入9.6molNO和4.8moLO2,发生反应:
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0,
②2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示,0~10min维持容器温度为T℃,10min时改变某一个反应条件,一段时间后再次平衡。下列说法正确的是( )
A. 前5min反应的平均速率v(O2)=0.28mol·L-1·min-1
B. 第一次平衡时NO的转化率约为25%
C. 反应①的化学平衡常数:K(5-10min)=K(11-15min)
D. 若起始时向该容器中充入3.6molNO2和3.0molN2O4,T℃达到平衡时,NO2的物质的量浓度大于图中5~10min的NO2的物质的量浓度
【答案】A
【解析】
【详解】根据图示可知:
A、v(O2)= =0.28 mol·L-1·min-1,选项A正确;
B、第一次平衡时NO的转化率为×100%≈58.3%,选项B错误;
C、从图中看出10min时NO2和N2O4的浓度都发生变化,改变的条件应是增大体积,温度不变,平衡常数不变,选项C错误;
D、若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和3.0 mol N2O4,相当于起始时向容器中充入9.6 mol NO和4.8 mol O2,因此,T℃达到平衡时,NO2的物质的量浓度与图中5~10 min的相同,选项D错误。
答案选A。
【点睛】本题考查化学平衡移动及化学反应速率的应用。体现了“变化观念与平衡思想”的化学核心素养,有助于考生形成具有学科特质的必备品格,充分利用三段式对化学平衡的计算。
14.25℃时,在含CH3COOH和CH3COO-的溶液中,CH3COOH和CH3COO-二者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在pH<4.76的溶液中,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
B. 向20mL0.1mol/L CH3COOH溶液中加入10mL同浓度的NaOH溶液后,溶液显酸性,则c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. 在pH>4.76的溶液中,c(CH3COO-)与c(OH-)之和等于c(H+)
D. 25℃时,CH3COOH的电离常数Ka=10-4.76
【答案】D
【解析】
【详解】A.在pH<4.76的溶液显酸性,c(CH3COO﹣)<c(CH3COOH),选项A错误;
B.二者混合后,溶液中溶质为等物质的量浓度的 CH3COONa和CH3COOH,醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度导致溶液呈酸性,所以c(CH3COO-)> c(CH3COOH),但其电离程度较小,结合物料守恒得c(CH3COO-)> c(Na+)>c(CH3COOH) >c(H+)>c(OH-),选项B错误;
C.在pH=7的溶液中存在电荷守恒,溶液中也可能含有其他阳离子,c(CH3COO-)与c(OH-)之和可大于c(H+),选项C错误;
D.25℃时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),CH3COOH的电离常数Ka== c(H+)=10-4.76,选项D正确。
答案选D。
【点睛】本题考查了电解质溶液中离子浓度、物料守恒、图象分析判断,掌握基础是解题关键,易错点为选项A.当溶液pH=4.76时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),在pH<4.76的溶液显酸性。
第Ⅱ卷(非选择题)
15.(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),离子方程式为___。
(2)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”、“泪”分别属于___、___类物质。
(3)某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池总反应为:
MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O
充电时,Zn膜连接电源___极,放电时正极的电极反应式为___。
(4)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
写出曲线②中bd段的化学方程式___。
(5)聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如图所示:
(图中虚线表示氢键)
聚维酮单体的结构简式为___,氢键的作用为___(写出一条即可)。
【答案】 (1). 2Fe(OH)3+6H++2I-═2Fe2++I2+6H2O (2). 蛋白质 (3). 烃 (4). 负极 (5). MnO2+ H2O +e-= MnOOH+OH- (6). NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O (7). (8). 增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点
【解析】
【分析】
(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),铁离子能够氧化碘离子;
(2) “丝”中含有的物质是蛋白质,“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于烃;
(3)充电时该装置为电解池,Zn膜连接电源负极作为电解池的阴极Zn(OH)2得电子产生Zn,放电时该装置为原电池,正极上MnO2得电子产生MnOOH;
(4)曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线;
(5)聚维酮的单体是;氢键的作用为增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点。
【详解】(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),铁离子能够氧化碘离子,发生反应的离子反应为2Fe(OH)3+6H++2I-═2Fe2++I2+6H2O;
(2)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,“丝”中含有的物质是蛋白质,“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于烃;
(3)充电时该装置为电解池,Zn膜连接电源负极作为电解池的阴极Zn(OH)2得电子产生Zn,放电时该装置为原电池,正极上MnO2得电子产生MnOOH,电极反应式为MnO2+ H2O +e-= MnOOH+OH-;
(4)曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好反应,H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点溶液溶质为NaOH,d点②中溶质为Na2SO4,bd段发生反应为:NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O;
(5)根据结构分析,聚维酮的单体是;氢键的作用为增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点。
16.常温下,将NH3·H2O与盐酸等体积混合,实验数据如下:
组别
NH3·H2O
HCl
混合溶液的pH值
甲
c(NH3·H2O)=0.1mol·L-1
c(HCl)=0.1mol·L-1
pH=a
乙
NH3·H2O的pH=12
HCl的pH=2
pH=b
丙
c(NH3·H2O)=Amol·L-1
c(HCl)=0.1mol·L-1
pH=c
(1)甲组反应后,溶液中离子浓度的大小顺序为___;
(2)乙组溶液混合后显___(酸性、中性、碱性);
(3)丙组溶液混合后c=7,A__0.1mol·L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25℃时,电离常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HCN
电离常数
1.8×10-5
K1:4.3×10-7
K2:5.6×10-11
4.9×10-10
物质的量浓度为0.1mol·L-1的下列四种物质:
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaHCO3 d.NaCN
pH由小到大的顺序是___(填序号)。
【答案】 (1). c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) (2). 碱性 (3). > (4). acdb
【解析】
【分析】
(1)NH4+水解溶液显酸性;
(2)根据酸碱中和反应生成的盐的水解进行判断;
(3)丙组溶液混合后c=7,这说明氨水和盐酸反应后溶液显中性;
(4)酸的酸性越弱,酸根的水解能力越强。
【详解】(1)甲组实验中氨水和盐酸的浓度、体积相同,二者恰好反应生成氯化铵。由于NH4+水解溶液显酸性,因此溶液中离子浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
(2)盐酸是强酸,氨水是弱碱。因此pH=12的氨水浓度大于0.01mol/L,所以在体积相等的条件下二者反应氨水过量,溶液显碱性,因此溶液的pH>7,溶液显碱性;
(3)丙组溶液混合后c=7,这说明氨水和盐酸反应后溶液显中性。由于二者恰好反应时,溶液显酸性。因此要使反应后溶液显中性,则氨水要过量,所以强酸的浓度A>0.1mol/L;
(4)Na2CO3是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性;NaCN是强碱弱酸盐水解显碱性;
CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解导致溶液呈碱性;NaHCO3是强碱弱酸盐,水解显碱性;
而酸性CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,而酸的酸性越弱,酸根的水解能力越强,故水解能力:CH3COO-NaCN>NaHCO3>CH3COONa,即pH由小到大的顺序是acdb。
17.近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O
(1)A中含有的官能团的名称为___。
(2)B的分子式为C3H3Cl,则C的结构简式为____。
(3)D生成E的反应类型为___。
(4)F生成G的化学方程式为___。
(5)乙醛与E在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为___。
(6)X是D的同系物且比D少一个碳原子,X能发生银镜反应,X的同分异构体有___种,其中峰面积之比为1:1:1:3的有机物的结构简式为___。
(7)利用题目中信息,写出用乙烯制备正丁醇的合成路线(无机试剂任选)___。
【答案】 (1). 碳碳三键 (2). NCCH2-CCH (3). 加成反应 (4). C6H6CHO+CH3CHOC6H6CH=CHCHO+H2O (5). (6). 4种 (7). HCOOCH(CH3)-CCH (8). CH2=CH2 CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH
【解析】
【分析】
由流程可知,A(CH3CCH)与氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CCH,则B为ClCH2CCH;ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;NCCH2-CCH酸性条件水解生成HOOC-CH2-CCH,HOOC-CH2-CCH与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2-CCH,则D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();由信息可知,F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,C6H6CH=CHCHO与氢气发生加成反应生成C6H6CH2CH2CHO,则H为C6H6CH2CH2CHO;C6H6CH2CH2CHO与在催化剂作用下发生偶联反应生成Y,据此分析。
【详解】由流程可知,A(CH3CCH)与氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CCH,则B为ClCH2CCH;ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;NCCH2-CCH酸性条件水解生成HOOC-CH2-CCH,HOOC-CH2-CCH与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2-CCH,则D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();由信息可知,F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,C6H6CH=CHCHO与氢气发生加成反应生成C6H6CH2CH2CHO,则H为C6H6CH2CH2CHO;C6H6CH2CH2CHO与在催化剂作用下发生偶联反应生成Y。
(1)A(CH3CCH)中含有的官能团的名称为碳碳三键;
(2)B为ClCH2CCH,ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;
(3)D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();则D生成E的反应类型为加成反应;
(4)F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,F生成G的化学方程式为C6H6CHO+CH3CHOC6H6CH=CHCHO+H2O;
(5)依据Y的生成机理可推得乙醛与E()在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为;
(6)X是D(CH3CH2OOCCH2-CCH)的同系物且比D少一个碳原子,X能发生银镜反应,则含有醛基,且也含有酯基和碳碳三键,故X应为甲酸酯,满足条件的同分异构体有HCOOCH2CH2-CCH、HCOOCH(CH3)-CCH、HCOOCH2-CC-CH3、HCOO-CC-CH2CH3共4种,其中峰面积之比为1:1:1:3的有机物的结构简式为HCOOCH(CH3)-CCH;
(7)利用题目中信息,乙烯催化水化得到乙醇,乙醇氧化得到乙醛,乙醛在氢氧化钠中加热反应得到CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO催化加氢得到CH3CH2CH2CH2OH,故乙烯制备正丁醇的合成路线如下:CH2=CH2 CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH。
18.CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)用电子式表示CO2的形成过程___。
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1
(g)+H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH=-94.8kJ·mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.……
Ⅱ.+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-71.6kJ·mol-1
①步骤Ⅰ的热化学方程式是___。
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/ ℃
EC转化率/ %
产率/%
乙二醇
甲醇
160
23.8
23.2
12.9
180
62.1
60.9
31.5
200
99.9
94.7
62.3
220
99.9
92.4
46.1
由上表可知,温度从160℃升高到200℃时,乙二醇的产率逐渐增大,但当温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是___。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如图所示,电极a的电极反应式是___。
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是___(填序号)。
a.利用电能、光能或热能活化CO2分子
b.选择高效的催化剂
c.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
【答案】 (1). (2). (g)+CO2(g) ΔH=-60.3 kJ·mol-1 (3). 温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,所以温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低 (4). CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O (5). bc
【解析】
【分析】
(1)二氧化碳是氧原子和碳原子之间通过共价键形成的共价化合物;
(2)①根据盖斯定律书写步骤Ⅰ的热化学方程式;
②温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇;
(3)a电极CO2→CH3OH发生还原反应,a是阴极;
(4)a.实现CO2的高效使用,应升高CO2参与反应的速率和比例;预先活化CO2分子,可以提高反应速率;高效的催化剂能加快反应速率。
【详解】(1)二氧化碳是氧原子和碳原子之间通过共价键形成的共价化合物,形成过程为:;
(2)①已知:Ⅱ.+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-71.6kJ·mol-1
Ⅲ、(g)+CO2(g)+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1
根据盖斯定律,由Ⅲ-Ⅱ得反应Ⅰ(g)+CO2(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1+71.6kJ·mol-1=-60.3 kJ·mol-1;
②温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,所以温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低;
(3)a电极CO2→CH3OH发生还原反应,a是阴极,连接电源负极;阴极反应式是CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;
(4)a、实现CO2的高效使用,应升高CO2参与反应的速率和比例,选项a错误;
b、预先活化CO2分子,可以提高反应速率,选项b正确;
c、高效的催化剂能加快反应速率,选项c正确。
答案选bc。
【点睛】本题考查盖斯定律的应用及电解池原理等,根据盖斯定律,化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,化学反应的反应热可以根据盖斯定律用叠加法计算。
19.制备乙炔的电石渣对环境污染极为严重,因此需要对水体进行净化处理。现取400mL电石渣废水(阳离子主要为Ca2+),测定水质的数据如下表所示。
注:SS表示固体悬浮物
模拟工业处理流程如下:
已知:i.常温时CaSO4微溶于水;
ii.溶解度:CaSO4>Fe(OH)2>FeS。
(1)实验室制备乙炔的化学方程式为___。
(2)①采用20%的硫酸对废水进行预中和处理,pH变化如图所示。硫酸的用量和废水中固体悬浮物(SS)含量的关系是___。
②废水中SS含量随时间变化如下表所示。
静置时间(h)
1
2
3
4
5
6
24
SS含量(mg/L)
2500
1800
1300
900
820
800
780
为降低成本,减少硫酸投加量的最好办法是___。
③滤渣A的主要成分有___。
(3)根据表中数据,回答下列问题。
①化学絮凝沉淀过程中,加入FeSO4发生反应的离子方程式是___。
②熟石灰能促进沉淀的生成,结合离子方程式,从平衡角度分析其原因是___。
(4)用臭氧进一步处理废水中的氰化物和残留硫化物,若将400mL废水中的CN-完全氧化成N2和CO2,转移___mole-。
【答案】 (1). CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ (2). 处理至相同 pH时,废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多 (3). 加硫酸前,静置5~6小时 (4). SS和CaSO4 (5). :Fe2++S2-= FeS (6). S2- +H2OHS- +OH-,加入熟石灰,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(S2-)增大,有利于FeS沉淀的生成 (7). 5×10-4 mol
【解析】
【分析】
(1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔;
(2)①废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多;
②静置时间越长,SS含量越小;
③电石渣废水中的阳离子主要为Ca2+,能够与硫酸反应生成CaSO4沉淀;
(3)①FeSO4主要与废水中的硫离子反应生成硫化亚铁沉淀;
②硫离子能够水解,溶液显碱性,加入熟石灰溶液的碱性增强,抑制硫水解,有利于FeS沉淀的生成;
(4)结合氧化还原反应中得失电子守恒进行计算。
【详解】(1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔,反应方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;
(2)①根据硫酸的用量和废水中固体悬浮物(SS)含量的关系图像可知,处理至相同 pH时,废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多;
②根据废水中SS含量随时间变化数据可知,静置时间越长,SS含量越小,根据数据,静置5~6小时后,SS含量变化较小,为降低成本,减少硫酸投加量的最好办法是加硫酸前,静置5~6小时;
③电石渣废水中的阳离子主要为Ca2+,能够与硫酸反应生成CaSO4沉淀,因此滤渣A的主要成分有SS和CaSO4;
(3)①根据表格数据,化学絮凝沉淀过程中,加入FeSO4主要与废水中的硫离子反应生成硫化亚铁沉淀,反应的离子方程式为Fe2++S2-= FeS;
②硫离子能够水解,溶液显碱性,加入熟石灰溶液碱性增强,抑制硫水解,有利于FeS沉淀的生成,故答案为:S2- +H2OHS- +OH-,加入熟石灰,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(S2-)增大,有利于FeS沉淀的生成;
(4)500mL废水中含有CN-的物质的量为=0.0001mol,生成0.0001molCO2和0.00005molN2,转移的电子的物质的量为0.0001mol×(4-2)+0.00005mol×2×(3-0)=5×10-4 mol。
高三年级化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 N:14 Cl:35.5
第Ⅰ卷(选择题)
(共14小题,每小题3分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目答案的一项)
1.化学用语在化学学习中有着重要的作用。下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 乙醇的分子式为C2H5OH
B. Cl-的结构示意图
C. HCl的电子式
D. 质量数为37的氯原子Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A.C2H5OH为乙醇的结构简式,乙醇的分子式为:C2H6O,选项A错误;
B.氯离子核外有3个电子层,最外层有8个电子,氯离子的结构示意图:,选项B正确;
C.HCl是共价化合物,其电子式为,选项C错误;
D.原子的左上角表示质量数,所以质量数为37的氯原子表示为:Cl,选项D正确;
答案选D。
2.下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是( )
A.火药使用
B.粮食酿酒
C.转轮排字
D.铁的冶炼
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.火药使用涉及反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,发生化学反应,故A不选;
B.粮食酿酒为淀粉在酒曲酶的作用下生成乙醇,发生化学反应,故B不选;
C.转轮排字为印刷操作,没有涉及化学反应,故C选;
D.铁的冶炼涉及3CO+Fe2O32Fe+3CO2,发生化学反应,故D不选;
答案选C。
3.下列关于金属的腐蚀与防护的说法中不正确的是( )
A. 舱底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
B. 在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,负极反应Fe-3e-=Fe3+
C. 铁表面镀银,铁作阴极
D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A、锌比铁活泼,与电解质形成原电池时,作负极,保护船体不被腐蚀,选项A正确;
B、金属在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀,并且一般是吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-=Fe2+,选项B错误;
C、预使铁表面镀银,则铁在阴极被保护,选项C正确;
D、可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连做阴极被保护,不受腐蚀,属于外加电源的阴极保护法,选项D正确。
答案选B。
4.下列说法正确的是( )
A. 油脂是天然高分子
B. 麦芽糖能发生银镜反应,也能发生水解反应只产生葡萄糖
C. 蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液可使其变性
D. 煤的干馏和石油的分馏均属于物理变化,所得产物仍然为混合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,选项A错误;
B.麦芽糖为二糖,可发生水解生成葡萄糖,且含-CHO,可发生银镜反应,选项B正确;
C.蛋白质溶液中加入Na2SO4饱和溶液,发生盐析,不是变性,选项C错误;
D.煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,所得产物仍然为混合物,选项D错误。
答案选B。
5.下列各组离子在指定溶液中关于离子共存的说法正确的是( )
A. 25℃时,pH=12的某溶液中可能大量共存:Na+、Ca2+、Cl-、CO32-
B. 25℃时,=1010的某溶液中可能大量共存:Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-
C. 某强酸性无色溶液中可能大量共存:Cu2+、K+、Cl‾、CH3COO-
D. 0.1mol/LFeCl3溶液中可能大量共存:I-、NH4+、SCN-、SO42-
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ca2+与CO32-反应生成碳酸钙沉淀而不能大量共存,选项A错误;
B、25℃时,=1010的溶液呈酸性,H+、Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-各离子之间相互不反应,能大量共存,选项B正确;
C、含Cu2+的溶液呈蓝色,且强酸性条件下CH3COO-与H+反应生成弱酸而不能大量存在,选项C错误;
D、0.1mol/LFeCl3溶液中Fe3+与SCN-发生络合反应,与I-发生氧化还原反应而不能大量共存,选项D错误;
答案选B。
6.设NA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A. 将0.71gCl2通入水中,转移电子数为0.01NA
B. 标准状况下,5.6LH2O所含的分子数为0.25NA
C. 0.1mol/LH2SO4溶液中含有H+的数目是0.2NA
D. 1molC8H18分子中含有共价键总数为25NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.71gCl2,即0.01mol,Cl2通入足量水中,由于只有部分氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,所以反应转移的电子小于0.01mol,转移的电子数小于0.01NA,选项A错误;
B.H2O在标况下不是气体,5.6LH2O所含的分子数大于0.25NA,选项B错误;
C.溶液的体积不确定,无法计算,选项C错误;
D.1mol C8H18所含有的共价键数目为25 NA,选项D正确;
答案选D。
7.下列用于解释事实离子方程式书写正确的是( )
A. 澄清石灰水中加入过量小苏打溶液出现浑浊:Ca2+ + 2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
B. 氯水具有漂白性:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C. 硫代硫酸钠溶液呈碱性:S2O32-+2H2OH2S2O3+2OH-
D. 工业上利用电解饱和食盐水制氯气:2H++2Cl-H2↑+Cl2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A. 澄清石灰水中加入过量小苏打溶液出现浑浊,反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,反应的离子方程式为:Ca2+ + 2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O,选项A正确;
B. 氯水具有漂白性,反应的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,选项B错误;
C. 硫代硫酸钠溶液呈碱性,水解的方程式为:S2O32-+H2OHS2O3-+OH-,选项C错误;
D. 工业上利用电解饱和食盐水制氯气,反应的离子方程式为:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-,选项D错误。
答案选A。
8.银器久置变黑多是表面生成银锈Ag2S所致。用铝制容器配制含小苏打和食盐的稀溶液,将变黑银器浸入溶液中,并使银器与铝制容器接触,一段时间后,黑锈褪去,而银却极少损失。上述过程中,起还原作用的物质是( )
A. Ag2S B. Al C. NaCl D. NaHCO3
【答案】B
【解析】
【详解】负极发生氧化反应,Al失去电子生成铝离子,电极反应式为:Al-3e- ═Al3+,正极发生还原反应,Ag2S获得电子生成Ag与硫离子,电极反应式为:3Ag2S+6e- ═6Ag+3S2-,铝离子与硫离子发生水解反应反应式生成氢氧化铝与硫化氢气体,故总的反应方程式为:2Al+3Ag2S+6H2O═2Al(OH)3↓+6Ag+3H2S↑,所以铝起还原作用。
答案选B。
【点睛】本题考查氧化还原反应原理,负极发生氧化反应,Al失去电子生成铝离子,正极发生还原反应,Ag2S获得电子生成Ag与硫离子,铝离子与硫离子发生水解反应反应式生成氢氧化铝与硫化氢气体。
9.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,存在可逆反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列选项能说明该可逆反应达到化学平衡的是( )
A. 2v(B)正 = v(C)逆 B. 容器内每消耗2molB,同时生成1molD
C. 容器内气体的密度不变 D. 容器内气体的总压强不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、V (B)正=2V(C)正=2V (C) 逆才能说明正逆反应速率相等,才能说明达平衡状态,选项A错误;
B、容器内每消耗2molB等效于生成1mol C,只能说明反应按化学计量数进行,不能说明达平衡状态,选项B错误;
C、容器内气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应已达平衡状态,选项C正确;
D、反应前后气体的体积不变,所以容器内气体的压强始终不变,压强不变不能说明反应达平衡状态,选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查化学平衡状态标志的判断。根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
10.我国科学家成功实现了电解气态HCl制备Cl2,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. a为外接直流电源的正极
B. 阳极的电极反应为2HCl+2e-═Cl2+2H+
C 通电后H+从左室迁移至右室
D. 左室中发生反应为4Fe2++O2+4H+ ═4Fe3++2H2O,实现了Fe3+的再生
【答案】D
【解析】
【详解】A. 右侧氯化氢失去电子转化为氯气,因此右侧电极是阳极,则a为外接直流电源的负极,b为外接直流电源的正极,选项A错误;
B. 阳极发生失去电子的氧化反应,电极反应为2HCl-2e-=Cl2+2H+,选项B错误;
C. 电解池中阳离子向阴极移动,因此通电后H+从右室迁移至左室,选项C错误;
D. 根据装置图可判断左室中发生反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,实现了Fe3+的再生,选项D正确;
答案选D。
11.在一定温度下,10mL0.60mol/LH2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A. 0~6min的平均反应速率:v(H2O2)=3.3×10-4mol/(L·min)
B. 6~8min的平均反应速率:v(H2O2)>3.3×10-2mol/(L·min)
C. 反应到6min时,c(H2O2)=0.40mol/L
D. 反应到6min时,H2O2的转化率约为66.7%
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~6min时间内,生成氧气为生成氧气为=0.001mol,由2H2O22H2O+O2,可知△c(H2O2)==0.20mol/L,所以v(H2O2)=≈3.3×10-2mol/(L•min),选项A错误;
B.随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率减慢,6~8 min的平均反应速率小于0~6min时间内反应速率,选项B错误;
C.由A计算可知,反应至6 min时c(H2O2)=0.60mol/L-0.20mol/L=0.40mol/L,选项C正确;
D.6min内△c(H2O2)=0.2mol/L,则H2O2分解率为:×100%=33.3%,选项D错误;
答案选C。
12.实验:①向2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中加入2滴0.1mol·L-1NaCl溶液,充分振荡得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c(已洗涤干燥);
②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,产生黄色沉淀;
③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是( )
A. 浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B. ②中现象说明AgCl 转化为AgI
C. 滤液b中含有Ag+
D. 实验①③可以证明AgI比AgCl更难溶
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据浊液a中含有AgCl,存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),选项A正确;
B.②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,滤液中硝酸银末反应完,银离子与碘离子反应生成AgI而不能说明AgCl 转化为AgI,选项B不正确;
C.滤液为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀的溶解平衡,即存在Ag+,选项C正确;
D.向AgCl中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀,实验证明AgI比AgCl更难溶,选项D正确;
答案选B。
【点睛】本题考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,注意沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,易错点为选项B,滤液为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀的溶解平衡。
13.向容积固定为2L的密闭容器中充入9.6molNO和4.8moLO2,发生反应:
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0,
②2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示,0~10min维持容器温度为T℃,10min时改变某一个反应条件,一段时间后再次平衡。下列说法正确的是( )
A. 前5min反应的平均速率v(O2)=0.28mol·L-1·min-1
B. 第一次平衡时NO的转化率约为25%
C. 反应①的化学平衡常数:K(5-10min)=K(11-15min)
D. 若起始时向该容器中充入3.6molNO2和3.0molN2O4,T℃达到平衡时,NO2的物质的量浓度大于图中5~10min的NO2的物质的量浓度
【答案】A
【解析】
【详解】根据图示可知:
A、v(O2)= =0.28 mol·L-1·min-1,选项A正确;
B、第一次平衡时NO的转化率为×100%≈58.3%,选项B错误;
C、从图中看出10min时NO2和N2O4的浓度都发生变化,改变的条件应是增大体积,温度不变,平衡常数不变,选项C错误;
D、若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和3.0 mol N2O4,相当于起始时向容器中充入9.6 mol NO和4.8 mol O2,因此,T℃达到平衡时,NO2的物质的量浓度与图中5~10 min的相同,选项D错误。
答案选A。
【点睛】本题考查化学平衡移动及化学反应速率的应用。体现了“变化观念与平衡思想”的化学核心素养,有助于考生形成具有学科特质的必备品格,充分利用三段式对化学平衡的计算。
14.25℃时,在含CH3COOH和CH3COO-的溶液中,CH3COOH和CH3COO-二者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在pH<4.76的溶液中,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
B. 向20mL0.1mol/L CH3COOH溶液中加入10mL同浓度的NaOH溶液后,溶液显酸性,则c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. 在pH>4.76的溶液中,c(CH3COO-)与c(OH-)之和等于c(H+)
D. 25℃时,CH3COOH的电离常数Ka=10-4.76
【答案】D
【解析】
【详解】A.在pH<4.76的溶液显酸性,c(CH3COO﹣)<c(CH3COOH),选项A错误;
B.二者混合后,溶液中溶质为等物质的量浓度的 CH3COONa和CH3COOH,醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度导致溶液呈酸性,所以c(CH3COO-)> c(CH3COOH),但其电离程度较小,结合物料守恒得c(CH3COO-)> c(Na+)>c(CH3COOH) >c(H+)>c(OH-),选项B错误;
C.在pH=7的溶液中存在电荷守恒,溶液中也可能含有其他阳离子,c(CH3COO-)与c(OH-)之和可大于c(H+),选项C错误;
D.25℃时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),CH3COOH的电离常数Ka== c(H+)=10-4.76,选项D正确。
答案选D。
【点睛】本题考查了电解质溶液中离子浓度、物料守恒、图象分析判断,掌握基础是解题关键,易错点为选项A.当溶液pH=4.76时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),在pH<4.76的溶液显酸性。
第Ⅱ卷(非选择题)
15.(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),离子方程式为___。
(2)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”、“泪”分别属于___、___类物质。
(3)某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池总反应为:
MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O
充电时,Zn膜连接电源___极,放电时正极的电极反应式为___。
(4)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
写出曲线②中bd段的化学方程式___。
(5)聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如图所示:
(图中虚线表示氢键)
聚维酮单体的结构简式为___,氢键的作用为___(写出一条即可)。
【答案】 (1). 2Fe(OH)3+6H++2I-═2Fe2++I2+6H2O (2). 蛋白质 (3). 烃 (4). 负极 (5). MnO2+ H2O +e-= MnOOH+OH- (6). NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O (7). (8). 增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点
【解析】
【分析】
(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),铁离子能够氧化碘离子;
(2) “丝”中含有的物质是蛋白质,“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于烃;
(3)充电时该装置为电解池,Zn膜连接电源负极作为电解池的阴极Zn(OH)2得电子产生Zn,放电时该装置为原电池,正极上MnO2得电子产生MnOOH;
(4)曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线;
(5)聚维酮的单体是;氢键的作用为增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点。
【详解】(1)氢氧化铁溶于HI(氢碘酸),铁离子能够氧化碘离子,发生反应的离子反应为2Fe(OH)3+6H++2I-═2Fe2++I2+6H2O;
(2)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,“丝”中含有的物质是蛋白质,“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于烃;
(3)充电时该装置为电解池,Zn膜连接电源负极作为电解池的阴极Zn(OH)2得电子产生Zn,放电时该装置为原电池,正极上MnO2得电子产生MnOOH,电极反应式为MnO2+ H2O +e-= MnOOH+OH-;
(4)曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好反应,H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点溶液溶质为NaOH,d点②中溶质为Na2SO4,bd段发生反应为:NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O;
(5)根据结构分析,聚维酮的单体是;氢键的作用为增加聚维酮在水中的溶解度或增加聚维酮的熔沸点。
16.常温下,将NH3·H2O与盐酸等体积混合,实验数据如下:
组别
NH3·H2O
HCl
混合溶液的pH值
甲
c(NH3·H2O)=0.1mol·L-1
c(HCl)=0.1mol·L-1
pH=a
乙
NH3·H2O的pH=12
HCl的pH=2
pH=b
丙
c(NH3·H2O)=Amol·L-1
c(HCl)=0.1mol·L-1
pH=c
(1)甲组反应后,溶液中离子浓度的大小顺序为___;
(2)乙组溶液混合后显___(酸性、中性、碱性);
(3)丙组溶液混合后c=7,A__0.1mol·L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25℃时,电离常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HCN
电离常数
1.8×10-5
K1:4.3×10-7
K2:5.6×10-11
4.9×10-10
物质的量浓度为0.1mol·L-1的下列四种物质:
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaHCO3 d.NaCN
pH由小到大的顺序是___(填序号)。
【答案】 (1). c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) (2). 碱性 (3). > (4). acdb
【解析】
【分析】
(1)NH4+水解溶液显酸性;
(2)根据酸碱中和反应生成的盐的水解进行判断;
(3)丙组溶液混合后c=7,这说明氨水和盐酸反应后溶液显中性;
(4)酸的酸性越弱,酸根的水解能力越强。
【详解】(1)甲组实验中氨水和盐酸的浓度、体积相同,二者恰好反应生成氯化铵。由于NH4+水解溶液显酸性,因此溶液中离子浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
(2)盐酸是强酸,氨水是弱碱。因此pH=12的氨水浓度大于0.01mol/L,所以在体积相等的条件下二者反应氨水过量,溶液显碱性,因此溶液的pH>7,溶液显碱性;
(3)丙组溶液混合后c=7,这说明氨水和盐酸反应后溶液显中性。由于二者恰好反应时,溶液显酸性。因此要使反应后溶液显中性,则氨水要过量,所以强酸的浓度A>0.1mol/L;
(4)Na2CO3是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性;NaCN是强碱弱酸盐水解显碱性;
CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解导致溶液呈碱性;NaHCO3是强碱弱酸盐,水解显碱性;
而酸性CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,而酸的酸性越弱,酸根的水解能力越强,故水解能力:CH3COO-
17.近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O
(1)A中含有的官能团的名称为___。
(2)B的分子式为C3H3Cl,则C的结构简式为____。
(3)D生成E的反应类型为___。
(4)F生成G的化学方程式为___。
(5)乙醛与E在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为___。
(6)X是D的同系物且比D少一个碳原子,X能发生银镜反应,X的同分异构体有___种,其中峰面积之比为1:1:1:3的有机物的结构简式为___。
(7)利用题目中信息,写出用乙烯制备正丁醇的合成路线(无机试剂任选)___。
【答案】 (1). 碳碳三键 (2). NCCH2-CCH (3). 加成反应 (4). C6H6CHO+CH3CHOC6H6CH=CHCHO+H2O (5). (6). 4种 (7). HCOOCH(CH3)-CCH (8). CH2=CH2 CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH
【解析】
【分析】
由流程可知,A(CH3CCH)与氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CCH,则B为ClCH2CCH;ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;NCCH2-CCH酸性条件水解生成HOOC-CH2-CCH,HOOC-CH2-CCH与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2-CCH,则D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();由信息可知,F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,C6H6CH=CHCHO与氢气发生加成反应生成C6H6CH2CH2CHO,则H为C6H6CH2CH2CHO;C6H6CH2CH2CHO与在催化剂作用下发生偶联反应生成Y,据此分析。
【详解】由流程可知,A(CH3CCH)与氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CCH,则B为ClCH2CCH;ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;NCCH2-CCH酸性条件水解生成HOOC-CH2-CCH,HOOC-CH2-CCH与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2-CCH,则D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();由信息可知,F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,C6H6CH=CHCHO与氢气发生加成反应生成C6H6CH2CH2CHO,则H为C6H6CH2CH2CHO;C6H6CH2CH2CHO与在催化剂作用下发生偶联反应生成Y。
(1)A(CH3CCH)中含有的官能团的名称为碳碳三键;
(2)B为ClCH2CCH,ClCH2CCH与NaCN反应生成NCCH2-CCH,则C为NCCH2-CCH;
(3)D为CH3CH2OOCCH2-CCH;CH3CH2OOCCH2-CCH与HI反应生成E();则D生成E的反应类型为加成反应;
(4)F为C6H6CHO,C6H6CHO与CH3CHO反应生成C6H6CH=CHCHO,则G为C6H6CH=CHCHO,F生成G的化学方程式为C6H6CHO+CH3CHOC6H6CH=CHCHO+H2O;
(5)依据Y的生成机理可推得乙醛与E()在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为;
(6)X是D(CH3CH2OOCCH2-CCH)的同系物且比D少一个碳原子,X能发生银镜反应,则含有醛基,且也含有酯基和碳碳三键,故X应为甲酸酯,满足条件的同分异构体有HCOOCH2CH2-CCH、HCOOCH(CH3)-CCH、HCOOCH2-CC-CH3、HCOO-CC-CH2CH3共4种,其中峰面积之比为1:1:1:3的有机物的结构简式为HCOOCH(CH3)-CCH;
(7)利用题目中信息,乙烯催化水化得到乙醇,乙醇氧化得到乙醛,乙醛在氢氧化钠中加热反应得到CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO催化加氢得到CH3CH2CH2CH2OH,故乙烯制备正丁醇的合成路线如下:CH2=CH2 CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH。
18.CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)用电子式表示CO2的形成过程___。
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1
(g)+H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH=-94.8kJ·mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.……
Ⅱ.+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-71.6kJ·mol-1
①步骤Ⅰ的热化学方程式是___。
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/ ℃
EC转化率/ %
产率/%
乙二醇
甲醇
160
23.8
23.2
12.9
180
62.1
60.9
31.5
200
99.9
94.7
62.3
220
99.9
92.4
46.1
由上表可知,温度从160℃升高到200℃时,乙二醇的产率逐渐增大,但当温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是___。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如图所示,电极a的电极反应式是___。
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是___(填序号)。
a.利用电能、光能或热能活化CO2分子
b.选择高效的催化剂
c.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
【答案】 (1). (2). (g)+CO2(g) ΔH=-60.3 kJ·mol-1 (3). 温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,所以温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低 (4). CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O (5). bc
【解析】
【分析】
(1)二氧化碳是氧原子和碳原子之间通过共价键形成的共价化合物;
(2)①根据盖斯定律书写步骤Ⅰ的热化学方程式;
②温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇;
(3)a电极CO2→CH3OH发生还原反应,a是阴极;
(4)a.实现CO2的高效使用,应升高CO2参与反应的速率和比例;预先活化CO2分子,可以提高反应速率;高效的催化剂能加快反应速率。
【详解】(1)二氧化碳是氧原子和碳原子之间通过共价键形成的共价化合物,形成过程为:;
(2)①已知:Ⅱ.+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-71.6kJ·mol-1
Ⅲ、(g)+CO2(g)+3H2(g)(g)+CH3OH(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1
根据盖斯定律,由Ⅲ-Ⅱ得反应Ⅰ(g)+CO2(g) ΔH=-131.9kJ·mol-1+71.6kJ·mol-1=-60.3 kJ·mol-1;
②温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,所以温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低;
(3)a电极CO2→CH3OH发生还原反应,a是阴极,连接电源负极;阴极反应式是CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;
(4)a、实现CO2的高效使用,应升高CO2参与反应的速率和比例,选项a错误;
b、预先活化CO2分子,可以提高反应速率,选项b正确;
c、高效的催化剂能加快反应速率,选项c正确。
答案选bc。
【点睛】本题考查盖斯定律的应用及电解池原理等,根据盖斯定律,化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,化学反应的反应热可以根据盖斯定律用叠加法计算。
19.制备乙炔的电石渣对环境污染极为严重,因此需要对水体进行净化处理。现取400mL电石渣废水(阳离子主要为Ca2+),测定水质的数据如下表所示。
注:SS表示固体悬浮物
模拟工业处理流程如下:
已知:i.常温时CaSO4微溶于水;
ii.溶解度:CaSO4>Fe(OH)2>FeS。
(1)实验室制备乙炔的化学方程式为___。
(2)①采用20%的硫酸对废水进行预中和处理,pH变化如图所示。硫酸的用量和废水中固体悬浮物(SS)含量的关系是___。
②废水中SS含量随时间变化如下表所示。
静置时间(h)
1
2
3
4
5
6
24
SS含量(mg/L)
2500
1800
1300
900
820
800
780
为降低成本,减少硫酸投加量的最好办法是___。
③滤渣A的主要成分有___。
(3)根据表中数据,回答下列问题。
①化学絮凝沉淀过程中,加入FeSO4发生反应的离子方程式是___。
②熟石灰能促进沉淀的生成,结合离子方程式,从平衡角度分析其原因是___。
(4)用臭氧进一步处理废水中的氰化物和残留硫化物,若将400mL废水中的CN-完全氧化成N2和CO2,转移___mole-。
【答案】 (1). CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ (2). 处理至相同 pH时,废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多 (3). 加硫酸前,静置5~6小时 (4). SS和CaSO4 (5). :Fe2++S2-= FeS (6). S2- +H2OHS- +OH-,加入熟石灰,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(S2-)增大,有利于FeS沉淀的生成 (7). 5×10-4 mol
【解析】
【分析】
(1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔;
(2)①废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多;
②静置时间越长,SS含量越小;
③电石渣废水中的阳离子主要为Ca2+,能够与硫酸反应生成CaSO4沉淀;
(3)①FeSO4主要与废水中的硫离子反应生成硫化亚铁沉淀;
②硫离子能够水解,溶液显碱性,加入熟石灰溶液的碱性增强,抑制硫水解,有利于FeS沉淀的生成;
(4)结合氧化还原反应中得失电子守恒进行计算。
【详解】(1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔,反应方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;
(2)①根据硫酸的用量和废水中固体悬浮物(SS)含量的关系图像可知,处理至相同 pH时,废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多;
②根据废水中SS含量随时间变化数据可知,静置时间越长,SS含量越小,根据数据,静置5~6小时后,SS含量变化较小,为降低成本,减少硫酸投加量的最好办法是加硫酸前,静置5~6小时;
③电石渣废水中的阳离子主要为Ca2+,能够与硫酸反应生成CaSO4沉淀,因此滤渣A的主要成分有SS和CaSO4;
(3)①根据表格数据,化学絮凝沉淀过程中,加入FeSO4主要与废水中的硫离子反应生成硫化亚铁沉淀,反应的离子方程式为Fe2++S2-= FeS;
②硫离子能够水解,溶液显碱性,加入熟石灰溶液碱性增强,抑制硫水解,有利于FeS沉淀的生成,故答案为:S2- +H2OHS- +OH-,加入熟石灰,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(S2-)增大,有利于FeS沉淀的生成;
(4)500mL废水中含有CN-的物质的量为=0.0001mol,生成0.0001molCO2和0.00005molN2,转移的电子的物质的量为0.0001mol×(4-2)+0.00005mol×2×(3-0)=5×10-4 mol。
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