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北京市房山区2020届高三上学期期末考试化学试题
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房山区2019-2020学年度第一学期期末检测试卷
高三化学
可能用到的原子量:H-1 O-16 C-12 Cl-35.5 Br-80
第一卷 选择题
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,共14小题,每小题3分)
1.化学让世界更美好,下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )
A.明矾用作净水剂
B.甘油用作护肤保湿剂
C.漂粉精用作消毒剂
D.铁粉用作食品脱氧剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 明矾用作净水剂,是由于铝离子水解,与还原性无关,A不符合题意;
B. 甘油用作保湿剂是由于其结构中存在-OH,可以保湿,与还原性无关,B不符合题意;
C. 漂粉精用作消毒剂是由于HClO的强氧化性,C不符合题意;
D. Fe粉用作脱氧剂,是由于其还原性,D符合题意;
故答案选D。
2.反应NH4Cl+NaNO2==NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是( )
A. 中子数为18的氯原子:Cl B. N2的电子式:
C. Na+的结构示意图: D. H2O分子的比例模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中子数为18的Cl原子的质量数为18+17=35,可表示为Cl,A正确;
B. N2的电子式为::,B错误;
C. Na+为Na原子失去最外层一个电子得到的微粒,其结构示意图为,C正确;
D. H2O分子的比例模型为,D正确;
故答案选B。
【点睛】
在书写电子式时,不要漏掉未成键的价电子。
3.下列说法不正确的是( )
A. 可用碘水检验淀粉在酸性条件下水解是否完全
B. 工业上可用淀粉、纤维素为原料生产葡萄糖
C. 疫苗要冷冻保藏,以防止蛋白质变性
D. 油脂的氢化、葡萄糖的银镜反应均属于氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 淀粉遇碘变蓝,可用碘水检验淀粉在酸性条件下水解是否完全,A正确;
B. 淀粉、纤维素水解为单糖可得到葡萄糖,因此工业上可用淀粉、纤维素为原料生产葡萄糖,B正确;
C. 高温会使蛋白质变性,因此疫苗要冷冻保藏,以防止蛋白质变性,C正确;
D. 油脂的氢化属于还原反应,D错误;
故答案选D。
4.一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。下列说法不正确的是( )
A. 电池总反应式为:2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2
B. 正极反应式为:Mg-2e-=Mg2+
C. 活性炭可以加快O2在电极上的反应速率
D. 电子的移动方向由a经外电路到b
【答案】B
【解析】
【分析】
该电池电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,则a Mg电极为负极,电极反应为,b 石墨电极上氧气得电子,作正极,电极反应为,电池的总反应为2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2。
【详解】A. 根据上述分析,可知电池的总反应为2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2,A正确;
B. 根据上述分析,可知电池的正极反应式为,B错误;
C. 活性炭疏松多孔,有助于吸附氧气,可以加快O2在电极上的反应速率,C正确;
D. 根据分析,a为负极,b为正极,因此电子的移动方向由a经外电路到b,D正确;
故答案选B。
5.Na2CO3和NaHCO3可作食用碱。下列方程式中正确的是( )
A. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3:Na2O2 +CO2=Na2CO3+O2
B. Na2CO3溶液呈碱性:CO32-+H2OH2CO3+2OH-
C. NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑ +H2O
D. Na2CO3溶液除去CH3COOC2H5中的CH3COOH:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3的方程式为2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2,A错误;
B. Na2CO3溶液由于水解呈碱性,弱酸的酸根阴离子要分步水解,方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-,B错误;
C. NaHCO3热稳定性差,受热分解放出气体,可作发酵粉,方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑ +H2O,C正确;
D. CH3COOH弱酸,在离子方程式中不拆,D错误;
故答案选C。
【点睛】在离子方程式中,可溶性的强电解质才能拆为离子形式。
6.卡拉诺利是一种抗HIV药物,其结构简式如图所示,下列关于卡拉诺利的说法正确的是( )
A. 该物质属于苯的同系物
B. 该物质遇FeCl3溶液显色
C. 分子中有3种含氧官能团
D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1molNaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该物质与苯的官能团的种类数目均不相同,不为苯的同系物,A错误;
B 该物质不含酚羟基,遇FeCl3溶液不显色,B错误;
C. 该分子中,含有羟基、酯基、醚键三种含氧官能团,C正确;
D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗2molNaOH,D错误;
故答案选C。
7.下述实验方案中均使用了NaCl溶液,能达到实验目的的是( )
编号
A
B
C
D
实验
方案
置于光亮处
片刻后在Fe电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液
实验
目的
验证甲烷与氯气发生化学反应
进行喷泉实验
验证Fe电极被保护
验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 和Cl2在光照条件下发生取代反应,液面上升,且试管壁有油状液滴,说明发生了反应,A可以达到实验目的;
B. Cl2不易溶于饱和食盐水,B无法达到实验目的;
C. Fe作阳极,失电子,无法被保护,C无法达到实验目的;
D. 电石中含有CaS杂质,因此产物气体中含有H2S杂质,未经除杂的产物气体直接通入酸性KMnO4溶液,无法验证乙炔的还原性,D无法达到实验目的;
故答案选A。
【点睛】饱和食盐水可降低氯气的溶解度。
8.某同学进行SO2的性质实验。在点滴板a、b、c、d处分别滴有不同的试剂,再向Na2SO3固体上滴加数滴浓H2SO4后,在整个点滴板上盖上培养皿,一段时间后观察到的实验现象如表所示。下列说法正确的是( )
序号
试剂
实验现象
a
品红溶液
红色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
红色褪去
d
H2S溶液
黄色浑浊
A. 在浓硫酸与Na2SO3固体反应中,浓硫酸表现的强氧化性
B. a、b均表明SO2具有漂白性
C. c中只可能发生反应:SO2+2OH-=SO32-+H2O
D. d中表明SO2具有氧化性
【答案】D
【解析】
【分析】
a.品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性;b.酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性;c. 滴有酚酞的NaOH溶液褪色说明SO2为酸性气体;d. SO2与氢硫酸反应生成黄色的S单质,说明其具有氧化性。
【详解】A. 浓硫酸与Na2SO3固体反应制取SO2为复分解反应,不涉及氧化还原,A错误;
B. SO2可以使品红褪色,说明其具有漂白性,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于其还原性,B错误;
C. c中可能发生SO2+2OH-=SO32-+H2O,也可能发生SO2+OH-=HSO3-,C错误;
D. SO2与氢硫酸反应生成黄色的S单质,说明其具有氧化性,D正确;
故答案选D。
【点睛】
用浓硫酸与硫酸钠反应制备二氧化硫时,为了促进气体逸出,适当增加硫酸的浓度,但不能使用98%的浓硫酸。
9.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,用、、分别表示N2、H2、NH3,已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A. 使用催化剂,合成氨反应放出的热量减少
B. ②→③过程,是吸热过程且只有H-H键的断裂
C. ③→④过程,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 催化剂通过改变反应活化能来加快反应速率,但无法改变反应前后物质的能量,无法改变反应热,A错误;
B. ②→③过程,断裂为,H-H键断裂为两个H原子,均为吸热过程,B错误;
C. N-H键为极性键,C错误;
D. 合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D正确;
故答案选D。
【点睛】催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热。
10.室温下,依次进行如下实验:
①取一定量冰醋酸,配制成100mL0.1mol/L醋酸溶液;
②取20mL①中所配溶液,加入20mL0.1mol/LNaOH溶液;
③继续滴加amL0.1mol/L稀盐酸,至溶液的pH=7。
下列说法正确的是
A. ①中溶液的pH=1
B. ②中反应后溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. ③中,a=20
D. ③中,反应后溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由于醋酸为弱酸,无法完全电离,所以取一定量冰醋酸,配制成100mL0.1mol/L醋酸溶液,溶液pH>1,A错误;
B. 操作②得到的溶液为醋酸钠溶液,醋酸钠溶液显碱性,c(H+)
C. 操作③所得溶液pH=7,则加入盐酸为少量,a<20mL,C错误;
D. 根据电荷守恒,,因为pH=7,溶液中,所以,D正确;
故答案选D。
11.2019年为“国际化学元素周期表年”。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法不正确的是( )
A. 原子半径:W
B. X的最高价氧化物的水化物是强碱
C. Y单质可用做半导体材料
D. 气态氢化物热稳定性:Z
【答案】B
【解析】
【分析】
W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8,则W为N,X为Al,根据题目所给位置信息,Y为Si,Z为P。
【详解】A. W的电子层数为2,X的电子层数为3,所以W的原子半径小于X,A正确;
B. X的最高价氧化物对应水化物为,为弱碱,B错误;
C. Y为Si,位于元素周期表金属与非金属元素的分界线上,可用作半导体材料,C正确;
D. 根据元素周期律,气态氢化物的稳定性Z
故答案选B。
12.某种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下:
下列关于该高分子说法正确的是( )
A. 结构简式可以表示为:
B. 氢键对该高分子的性能没有影响
C. 合成该高分子的反应为缩聚反应
D. 单体具有4种不同化学环境的氢原子
【答案】A
【解析】
【详解】A. 该聚合物是由多条链状高分子化合物通过氢键结合而成,而该链状高分子化合物可表示为,A正确;
B. 氢键会影响物质的熔沸点、溶解度等,对该高分子的性能有影响,B错误;
C. 合成该高分子可通过双键加成聚合得到,C错误;
D. 该分子单体的侧链上存在两个亚甲基,因此有5种不同化学环境的H原子,D错误;
故答案选A。
13.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A. 反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B. 若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C. 反应②中的H2O2可用NaClO2代替
D. 反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
【答案】C
【解析】
【详解】A选项,根据氧化还原反应原理,反应①阶段,NaClO3化合价降低1个价态,SO2化合价升高2个价态,根据升降守恒,则反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1,故A正确,不符合题意;
B选项,若反应①通过原电池来实现,ClO2是通过化合价降低得来,发生还原反应,因此ClO2是正极产物,故B正确,不符合题意;
C选项,反应②中H2O2化合价升高,ClO2与NaClO2是相邻价态,NaClO2的价态不可能升高,故C错误,符合题意;
D选项,反应②条件下,ClO2化合价降低得到NaClO2,作氧化剂,H2O2化合价升高,作还原剂,因此氧化性ClO2大于H2O2,故D正确,不符合题意。
综上所述,答案为C。
【点睛】利用氧化还原反应化合价升降守恒和氧化还原反应升降原理分析。
14.某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号
I
II
III
实验
步骤
充分振荡,加2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
实验
现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A. 实验I、II、III中均发生了反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B. 对比实验I、II、III说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关
C. 实验II、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D. 向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A. 通过实验现象可知,实验I、II、III中均发生了反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,A正确;
B. 对比实验I、II可知白色沉淀的产生可能与Cu粉的量有关,对比II、III实验可知,白色沉淀的产生可能与阴离子种类有关,B正确;
C. 在水溶液中,Cu2+为蓝色,实验II、III控制了实验体系的体积不变,若反应后c(Cu2+)相同,则反应后溶液颜色应相同,但根据实验现象,颜色不同,c(Cu2+)不同,C错误;
D. 向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液,则体系环境与实验II类似,可能出现白色沉淀,D正确;
故答案选C。
第二卷 (共58分)
二.填空题
15.浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:
(1)氯元素在周期表中的位置是___。
(2)提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是___。
(3)吸收塔中发生反应的离子方程式是___。
(4)结合平衡移动原理解释加石灰乳的作用___。
(5)用原子结构知识解释Na的金属性强于Mg的原因___。
(6)工业上常用上述流程“空气吹出法”实现海水提溴,将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到36gBr2,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为___mg/L。
【答案】 (1). 第三周期VIIA族 (2). 富集溴元素 (3). SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO42- (4). Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+,Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2,平衡右移,将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀 (5). Na和Mg均为第三周期元素,Na的最外层有1个电子,Mg的最外层有2个电子,Na更容易失去电子,所以Na的金属性强于Mg (6). 120
【解析】
【分析】
流程所示为海水资源的综合利用,向海水中加入石灰乳,得到氢氧化镁沉淀和母液,将氢氧化镁沉淀进行一系列的操作,最终会得到单质镁,而将母液酸化后,加入氯气将Br―氧化,然后用热空气将氧化产物Br2吹出,而后用SO2将其还原,起到富集的作用,最后再用氯气将其氧化得到溴单质。
【详解】(1)氯元素在周期表中的位置是第三周期VIIA族;
(2)根据分析,可知提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是富集溴元素;
(3)吸收塔中发生反应SO2将Br2还原,离子方程式是SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO42-;
(4)石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+,Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2,平衡右移,将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀;
(5)Na和Mg均为第三周期元素,Na的最外层有1个电子,Mg的最外层有2个电子,Na更容易失去电子,所以Na的金属性强于Mg;
(6)使用该法最终得到36gBr2,则Br原子的质量为72g,提取率为60%,原海水中的Br原子的质量为72g÷60%=120g,则原海水中溴的浓度为120×1000mg÷1000L=120mg/L
16.工业制硝酸的尾气中含有N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
I.工业制硝酸:
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的基础反应,写出氨催化氧化的化学方程式为___。
II.含氮氧化物的尾气处理:
(2)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解,N2O分解的化学方程式为___。
(3)NO和NO2的处理。已知NO、NO2在碱溶液中可以发生如下反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率有___(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
D.将尾气通入NaOH溶液的同时通入空气可以提高尾气的吸收率
② 含NO和NO2的尾气可用NaOH溶液吸收,吸收后的溶液经___、过滤,得到NaNO2晶体。
③ 吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是___(填化学式)。
(4)用NaClO溶液吸收尾气。用NaClO溶液代替NaOH溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成NO3-时发生反应的离子方程式为___。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___。
【答案】 (1). 4NH3+5O24NO+6H2O (2). 2N2O2N2+O2 (3). BCD (4). 浓缩、结晶 (5). NO (6). 3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+ (7). 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【解析】
【详解】I.(1)氨催化氧化的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
II.(2)N2O只含有N、O两种元素,故其分解产物为氮气和氧气,则N2O的分解方程式为2N2O2N2+O2;
(3)①A. 加快通入尾气的速率可能会使气体吸收不完全,无法提高去除率,A不符合题意;
B. 采用气、液逆流的方式吸收尾气,可以增大气体与液体的接触面积,提高尾气去除率,B符合题意;
C. 吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,可以提高尾气去除率,C符合题意;
D. 将尾气通入NaOH溶液的同时通入空气,可以促进NO的吸收,从而提高尾气去除率,D符合题意;
故答案选BCD;
②含NO和NO2的尾气可用NaOH溶液吸收,吸收后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后可得到相应的晶体;
③由于NO2与水反应会生成NO,NO不与水反应,所以吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO;
(4)①在酸性NaClO溶液中,Cl元素以HClO的形式存在,HClO氧化NO生成NO3-时发生反应的离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+;
②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
17.甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法,且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示:
(1)已知一定条件下
反应I:CH3OH(g)==CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ/mol
反应III:CH3OH(g)+H2O(g) =CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49.5kJ/mol
该条件下反应II的热化学方程式是___。
(2)已知反应II在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,在不同温度(T1、T2)下,测得相应CO的平衡转化率见图。
①比较T1、T2的大小,并解释原因___。
②A点对应的化学平衡常数是___。
③T1温度时,按下表数据开始反应建立平衡
CO
H2O
H2
CO2
起始浓度(mol/L)
2
1
0
0
t时刻浓度(mol/L)
1.2
0.2
0.8
0.8
反应进行到t时刻时,判断v(正)、v(逆)的大小关系为:v(正)__v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度和进气比的关系是___。
(3)在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中,电解活化CO2可以制备乙醇,原理如图所示。
①阴极的电极反应式是___。
②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是___。
【答案】 (1). H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1 (2). T1
【解析】
【详解】(1)由题目所给反应过程图可知,反应II为H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g),根据盖斯定律,可知反应II=反应III-反应I,则该反应的ΔH=-41.2kJ·mol-1;
(2)①该反应(或者反应II)的ΔH<0,升高温度平衡逆向移动;图像表明,进气比相同时,温度由T1变为T2时CO转化率减小,平衡逆向移动,可知T1
②根据题目所给信息可列三段式
则反应平衡常数K=;
③t时刻时,,所以v(正)
④根据题目信息可知进气比越大,反应温度越低;
(3)①阴极2CO2放电,电极反应式为2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O;
②电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是蒸馏
18.有机物X是药物的中间体,它的一种合成路线如下。
已知:RNH2++H2O
(1)A无支链,A中含有的官能团名称是___。
(2)A连续氧化的步骤如下:
A转化为B的化学方程式是___。
(3)M为芳香化合物,其结构简式是___。
(4)M→N的化学方程式是___,反应类型是___。
(5)下列说法不正确的是___。
a.1molD与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH
b.E在一定条件下可生成高分子化合物
c.F能发生酯化反应和消去反应
(6)Q的结构简式是___。
(7)以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成A,写出合成路线___(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
【答案】 (1). 羟基 (2). 2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O (3). (4). +HNO3+H2O (5). 取代反应 (6). c (7). (8). CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH
【解析】
【分析】
A可经过连续氧化得到C,根据(2)所给连续氧化信息,可知A为1-丁醇,B为,C为,C→D发生取代反应,D为,D经水解、酸化后得到E,E为,E继续被氧化生成F,M的不饱和度为4,根据最终产物X的结构,可知M为甲苯,根据后续产物可知,M→N发生的是邻位的一取代反应,N为,N被氧化、还原后得到产物Q。
【详解】根据上述分析可知,
(1)A为1-丁醇,官能团为羟基;
(2)A转化为B为催化氧化反应,化学方程式是2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O;
(3)M的结构简式为;
(4)M→N为取代反应,化学方程式是+HNO3+H2O;
a.1molD与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH,a正确;
b.E在一定条件下可生成高分子化合物 ,b正确;
c.F能发生酯化反应,无法发生消去反应,c错误;
故答案选c;
(6)Q的结构简式是;
(7)乙烯水化制乙醇,乙醇氧化为乙醛,根据题目信息,2个乙醛分子发生反应最后生成,与足量氢气发生反应,生成1-丁醇,流程为CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH。
19.某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验:
实验I:将Fe3+转化为Fe2+
(1)常温下,FeCl3溶液显酸性,用离子方程式表示其显酸性的原因___。
(2)Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为___。
(3)滴加NaOH溶液观察到的现象为___。
实验II:将Fe2+转化为Fe3+
实验方案
现象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸
溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因:
查阅资料:Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)
(4)用离子方程式解释NO产生的原因___。
(5)从化学反应限度的角度对体系中存在的反应进行分析:反应I:Fe2+与HNO3反应;反应II:Fe2+与NO反应
①乙认为反应I是一个不可逆反应,并通过实验证明其猜测正确,乙设计的实验方案是___。
②查阅资料反应I的速率比反应II慢,请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因___。
(6)丙认为若生成的NO与Fe2+不接触,溶液就不会出现棕色,请画出实验装置图,实现Fe2+Fe3+的转化,同时避免出现此异常现象。___
【答案】 (1). Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ (2). Fe3++2Fe=3Fe2+ (3). 有灰白色沉淀产生,迅速转变为灰绿色,最终转变为红褐色 (4). 3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O (5). 取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,说明反应Ⅰ是不可逆反应 (6). Fe2+被HNO3氧化,导致Fe2+浓度降低,使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色 (7).
【解析】
【详解】常温下,Fe3+水解使溶液呈酸性,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;
Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为Fe3++2Fe=3Fe2+;
滴加NaOH溶液观察到的现象为有灰白色沉淀产生,迅速转变为灰绿色,最终转变为红褐色;
由于发生氧化还原反应,产生NO,方程式为3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
①取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,说明反应Ⅰ是不可逆反应;
②Fe2+被HNO3氧化,导致Fe2+浓度降低,使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色;
丙认为若生成的NO与Fe2+不接触,溶液就不会出现棕色,可设计为双液原电池,实现Fe2+Fe3+的转化,。
高三化学
可能用到的原子量:H-1 O-16 C-12 Cl-35.5 Br-80
第一卷 选择题
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,共14小题,每小题3分)
1.化学让世界更美好,下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )
A.明矾用作净水剂
B.甘油用作护肤保湿剂
C.漂粉精用作消毒剂
D.铁粉用作食品脱氧剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 明矾用作净水剂,是由于铝离子水解,与还原性无关,A不符合题意;
B. 甘油用作保湿剂是由于其结构中存在-OH,可以保湿,与还原性无关,B不符合题意;
C. 漂粉精用作消毒剂是由于HClO的强氧化性,C不符合题意;
D. Fe粉用作脱氧剂,是由于其还原性,D符合题意;
故答案选D。
2.反应NH4Cl+NaNO2==NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是( )
A. 中子数为18的氯原子:Cl B. N2的电子式:
C. Na+的结构示意图: D. H2O分子的比例模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中子数为18的Cl原子的质量数为18+17=35,可表示为Cl,A正确;
B. N2的电子式为::,B错误;
C. Na+为Na原子失去最外层一个电子得到的微粒,其结构示意图为,C正确;
D. H2O分子的比例模型为,D正确;
故答案选B。
【点睛】
在书写电子式时,不要漏掉未成键的价电子。
3.下列说法不正确的是( )
A. 可用碘水检验淀粉在酸性条件下水解是否完全
B. 工业上可用淀粉、纤维素为原料生产葡萄糖
C. 疫苗要冷冻保藏,以防止蛋白质变性
D. 油脂的氢化、葡萄糖的银镜反应均属于氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 淀粉遇碘变蓝,可用碘水检验淀粉在酸性条件下水解是否完全,A正确;
B. 淀粉、纤维素水解为单糖可得到葡萄糖,因此工业上可用淀粉、纤维素为原料生产葡萄糖,B正确;
C. 高温会使蛋白质变性,因此疫苗要冷冻保藏,以防止蛋白质变性,C正确;
D. 油脂的氢化属于还原反应,D错误;
故答案选D。
4.一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。下列说法不正确的是( )
A. 电池总反应式为:2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2
B. 正极反应式为:Mg-2e-=Mg2+
C. 活性炭可以加快O2在电极上的反应速率
D. 电子的移动方向由a经外电路到b
【答案】B
【解析】
【分析】
该电池电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,则a Mg电极为负极,电极反应为,b 石墨电极上氧气得电子,作正极,电极反应为,电池的总反应为2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2。
【详解】A. 根据上述分析,可知电池的总反应为2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2,A正确;
B. 根据上述分析,可知电池的正极反应式为,B错误;
C. 活性炭疏松多孔,有助于吸附氧气,可以加快O2在电极上的反应速率,C正确;
D. 根据分析,a为负极,b为正极,因此电子的移动方向由a经外电路到b,D正确;
故答案选B。
5.Na2CO3和NaHCO3可作食用碱。下列方程式中正确的是( )
A. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3:Na2O2 +CO2=Na2CO3+O2
B. Na2CO3溶液呈碱性:CO32-+H2OH2CO3+2OH-
C. NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑ +H2O
D. Na2CO3溶液除去CH3COOC2H5中的CH3COOH:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3的方程式为2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2,A错误;
B. Na2CO3溶液由于水解呈碱性,弱酸的酸根阴离子要分步水解,方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-,B错误;
C. NaHCO3热稳定性差,受热分解放出气体,可作发酵粉,方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑ +H2O,C正确;
D. CH3COOH弱酸,在离子方程式中不拆,D错误;
故答案选C。
【点睛】在离子方程式中,可溶性的强电解质才能拆为离子形式。
6.卡拉诺利是一种抗HIV药物,其结构简式如图所示,下列关于卡拉诺利的说法正确的是( )
A. 该物质属于苯的同系物
B. 该物质遇FeCl3溶液显色
C. 分子中有3种含氧官能团
D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1molNaOH
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该物质与苯的官能团的种类数目均不相同,不为苯的同系物,A错误;
B 该物质不含酚羟基,遇FeCl3溶液不显色,B错误;
C. 该分子中,含有羟基、酯基、醚键三种含氧官能团,C正确;
D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗2molNaOH,D错误;
故答案选C。
7.下述实验方案中均使用了NaCl溶液,能达到实验目的的是( )
编号
A
B
C
D
实验
方案
置于光亮处
片刻后在Fe电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液
实验
目的
验证甲烷与氯气发生化学反应
进行喷泉实验
验证Fe电极被保护
验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. 和Cl2在光照条件下发生取代反应,液面上升,且试管壁有油状液滴,说明发生了反应,A可以达到实验目的;
B. Cl2不易溶于饱和食盐水,B无法达到实验目的;
C. Fe作阳极,失电子,无法被保护,C无法达到实验目的;
D. 电石中含有CaS杂质,因此产物气体中含有H2S杂质,未经除杂的产物气体直接通入酸性KMnO4溶液,无法验证乙炔的还原性,D无法达到实验目的;
故答案选A。
【点睛】饱和食盐水可降低氯气的溶解度。
8.某同学进行SO2的性质实验。在点滴板a、b、c、d处分别滴有不同的试剂,再向Na2SO3固体上滴加数滴浓H2SO4后,在整个点滴板上盖上培养皿,一段时间后观察到的实验现象如表所示。下列说法正确的是( )
序号
试剂
实验现象
a
品红溶液
红色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
红色褪去
d
H2S溶液
黄色浑浊
A. 在浓硫酸与Na2SO3固体反应中,浓硫酸表现的强氧化性
B. a、b均表明SO2具有漂白性
C. c中只可能发生反应:SO2+2OH-=SO32-+H2O
D. d中表明SO2具有氧化性
【答案】D
【解析】
【分析】
a.品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性;b.酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性;c. 滴有酚酞的NaOH溶液褪色说明SO2为酸性气体;d. SO2与氢硫酸反应生成黄色的S单质,说明其具有氧化性。
【详解】A. 浓硫酸与Na2SO3固体反应制取SO2为复分解反应,不涉及氧化还原,A错误;
B. SO2可以使品红褪色,说明其具有漂白性,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于其还原性,B错误;
C. c中可能发生SO2+2OH-=SO32-+H2O,也可能发生SO2+OH-=HSO3-,C错误;
D. SO2与氢硫酸反应生成黄色的S单质,说明其具有氧化性,D正确;
故答案选D。
【点睛】
用浓硫酸与硫酸钠反应制备二氧化硫时,为了促进气体逸出,适当增加硫酸的浓度,但不能使用98%的浓硫酸。
9.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,用、、分别表示N2、H2、NH3,已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A. 使用催化剂,合成氨反应放出的热量减少
B. ②→③过程,是吸热过程且只有H-H键的断裂
C. ③→④过程,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 催化剂通过改变反应活化能来加快反应速率,但无法改变反应前后物质的能量,无法改变反应热,A错误;
B. ②→③过程,断裂为,H-H键断裂为两个H原子,均为吸热过程,B错误;
C. N-H键为极性键,C错误;
D. 合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D正确;
故答案选D。
【点睛】催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热。
10.室温下,依次进行如下实验:
①取一定量冰醋酸,配制成100mL0.1mol/L醋酸溶液;
②取20mL①中所配溶液,加入20mL0.1mol/LNaOH溶液;
③继续滴加amL0.1mol/L稀盐酸,至溶液的pH=7。
下列说法正确的是
A. ①中溶液的pH=1
B. ②中反应后溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. ③中,a=20
D. ③中,反应后溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由于醋酸为弱酸,无法完全电离,所以取一定量冰醋酸,配制成100mL0.1mol/L醋酸溶液,溶液pH>1,A错误;
B. 操作②得到的溶液为醋酸钠溶液,醋酸钠溶液显碱性,c(H+)
D. 根据电荷守恒,,因为pH=7,溶液中,所以,D正确;
故答案选D。
11.2019年为“国际化学元素周期表年”。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法不正确的是( )
A. 原子半径:W
C. Y单质可用做半导体材料
D. 气态氢化物热稳定性:Z
【解析】
【分析】
W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8,则W为N,X为Al,根据题目所给位置信息,Y为Si,Z为P。
【详解】A. W的电子层数为2,X的电子层数为3,所以W的原子半径小于X,A正确;
B. X的最高价氧化物对应水化物为,为弱碱,B错误;
C. Y为Si,位于元素周期表金属与非金属元素的分界线上,可用作半导体材料,C正确;
D. 根据元素周期律,气态氢化物的稳定性Z
12.某种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下:
下列关于该高分子说法正确的是( )
A. 结构简式可以表示为:
B. 氢键对该高分子的性能没有影响
C. 合成该高分子的反应为缩聚反应
D. 单体具有4种不同化学环境的氢原子
【答案】A
【解析】
【详解】A. 该聚合物是由多条链状高分子化合物通过氢键结合而成,而该链状高分子化合物可表示为,A正确;
B. 氢键会影响物质的熔沸点、溶解度等,对该高分子的性能有影响,B错误;
C. 合成该高分子可通过双键加成聚合得到,C错误;
D. 该分子单体的侧链上存在两个亚甲基,因此有5种不同化学环境的H原子,D错误;
故答案选A。
13.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A. 反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B. 若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C. 反应②中的H2O2可用NaClO2代替
D. 反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
【答案】C
【解析】
【详解】A选项,根据氧化还原反应原理,反应①阶段,NaClO3化合价降低1个价态,SO2化合价升高2个价态,根据升降守恒,则反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1,故A正确,不符合题意;
B选项,若反应①通过原电池来实现,ClO2是通过化合价降低得来,发生还原反应,因此ClO2是正极产物,故B正确,不符合题意;
C选项,反应②中H2O2化合价升高,ClO2与NaClO2是相邻价态,NaClO2的价态不可能升高,故C错误,符合题意;
D选项,反应②条件下,ClO2化合价降低得到NaClO2,作氧化剂,H2O2化合价升高,作还原剂,因此氧化性ClO2大于H2O2,故D正确,不符合题意。
综上所述,答案为C。
【点睛】利用氧化还原反应化合价升降守恒和氧化还原反应升降原理分析。
14.某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号
I
II
III
实验
步骤
充分振荡,加2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
实验
现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A. 实验I、II、III中均发生了反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B. 对比实验I、II、III说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关
C. 实验II、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D. 向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A. 通过实验现象可知,实验I、II、III中均发生了反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,A正确;
B. 对比实验I、II可知白色沉淀的产生可能与Cu粉的量有关,对比II、III实验可知,白色沉淀的产生可能与阴离子种类有关,B正确;
C. 在水溶液中,Cu2+为蓝色,实验II、III控制了实验体系的体积不变,若反应后c(Cu2+)相同,则反应后溶液颜色应相同,但根据实验现象,颜色不同,c(Cu2+)不同,C错误;
D. 向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液,则体系环境与实验II类似,可能出现白色沉淀,D正确;
故答案选C。
第二卷 (共58分)
二.填空题
15.浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:
(1)氯元素在周期表中的位置是___。
(2)提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是___。
(3)吸收塔中发生反应的离子方程式是___。
(4)结合平衡移动原理解释加石灰乳的作用___。
(5)用原子结构知识解释Na的金属性强于Mg的原因___。
(6)工业上常用上述流程“空气吹出法”实现海水提溴,将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到36gBr2,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为___mg/L。
【答案】 (1). 第三周期VIIA族 (2). 富集溴元素 (3). SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO42- (4). Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+,Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2,平衡右移,将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀 (5). Na和Mg均为第三周期元素,Na的最外层有1个电子,Mg的最外层有2个电子,Na更容易失去电子,所以Na的金属性强于Mg (6). 120
【解析】
【分析】
流程所示为海水资源的综合利用,向海水中加入石灰乳,得到氢氧化镁沉淀和母液,将氢氧化镁沉淀进行一系列的操作,最终会得到单质镁,而将母液酸化后,加入氯气将Br―氧化,然后用热空气将氧化产物Br2吹出,而后用SO2将其还原,起到富集的作用,最后再用氯气将其氧化得到溴单质。
【详解】(1)氯元素在周期表中的位置是第三周期VIIA族;
(2)根据分析,可知提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是富集溴元素;
(3)吸收塔中发生反应SO2将Br2还原,离子方程式是SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO42-;
(4)石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+,Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2,平衡右移,将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀;
(5)Na和Mg均为第三周期元素,Na的最外层有1个电子,Mg的最外层有2个电子,Na更容易失去电子,所以Na的金属性强于Mg;
(6)使用该法最终得到36gBr2,则Br原子的质量为72g,提取率为60%,原海水中的Br原子的质量为72g÷60%=120g,则原海水中溴的浓度为120×1000mg÷1000L=120mg/L
16.工业制硝酸的尾气中含有N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
I.工业制硝酸:
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的基础反应,写出氨催化氧化的化学方程式为___。
II.含氮氧化物的尾气处理:
(2)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解,N2O分解的化学方程式为___。
(3)NO和NO2的处理。已知NO、NO2在碱溶液中可以发生如下反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率有___(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
D.将尾气通入NaOH溶液的同时通入空气可以提高尾气的吸收率
② 含NO和NO2的尾气可用NaOH溶液吸收,吸收后的溶液经___、过滤,得到NaNO2晶体。
③ 吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是___(填化学式)。
(4)用NaClO溶液吸收尾气。用NaClO溶液代替NaOH溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成NO3-时发生反应的离子方程式为___。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___。
【答案】 (1). 4NH3+5O24NO+6H2O (2). 2N2O2N2+O2 (3). BCD (4). 浓缩、结晶 (5). NO (6). 3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+ (7). 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【解析】
【详解】I.(1)氨催化氧化的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
II.(2)N2O只含有N、O两种元素,故其分解产物为氮气和氧气,则N2O的分解方程式为2N2O2N2+O2;
(3)①A. 加快通入尾气的速率可能会使气体吸收不完全,无法提高去除率,A不符合题意;
B. 采用气、液逆流的方式吸收尾气,可以增大气体与液体的接触面积,提高尾气去除率,B符合题意;
C. 吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,可以提高尾气去除率,C符合题意;
D. 将尾气通入NaOH溶液的同时通入空气,可以促进NO的吸收,从而提高尾气去除率,D符合题意;
故答案选BCD;
②含NO和NO2的尾气可用NaOH溶液吸收,吸收后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后可得到相应的晶体;
③由于NO2与水反应会生成NO,NO不与水反应,所以吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO;
(4)①在酸性NaClO溶液中,Cl元素以HClO的形式存在,HClO氧化NO生成NO3-时发生反应的离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+;
②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
17.甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法,且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示:
(1)已知一定条件下
反应I:CH3OH(g)==CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ/mol
反应III:CH3OH(g)+H2O(g) =CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49.5kJ/mol
该条件下反应II的热化学方程式是___。
(2)已知反应II在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,在不同温度(T1、T2)下,测得相应CO的平衡转化率见图。
①比较T1、T2的大小,并解释原因___。
②A点对应的化学平衡常数是___。
③T1温度时,按下表数据开始反应建立平衡
CO
H2O
H2
CO2
起始浓度(mol/L)
2
1
0
0
t时刻浓度(mol/L)
1.2
0.2
0.8
0.8
反应进行到t时刻时,判断v(正)、v(逆)的大小关系为:v(正)__v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度和进气比的关系是___。
(3)在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中,电解活化CO2可以制备乙醇,原理如图所示。
①阴极的电极反应式是___。
②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是___。
【答案】 (1). H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1 (2). T1
【详解】(1)由题目所给反应过程图可知,反应II为H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g),根据盖斯定律,可知反应II=反应III-反应I,则该反应的ΔH=-41.2kJ·mol-1;
(2)①该反应(或者反应II)的ΔH<0,升高温度平衡逆向移动;图像表明,进气比相同时,温度由T1变为T2时CO转化率减小,平衡逆向移动,可知T1
则反应平衡常数K=;
③t时刻时,,所以v(正)
(3)①阴极2CO2放电,电极反应式为2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O;
②电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是蒸馏
18.有机物X是药物的中间体,它的一种合成路线如下。
已知:RNH2++H2O
(1)A无支链,A中含有的官能团名称是___。
(2)A连续氧化的步骤如下:
A转化为B的化学方程式是___。
(3)M为芳香化合物,其结构简式是___。
(4)M→N的化学方程式是___,反应类型是___。
(5)下列说法不正确的是___。
a.1molD与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH
b.E在一定条件下可生成高分子化合物
c.F能发生酯化反应和消去反应
(6)Q的结构简式是___。
(7)以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成A,写出合成路线___(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
【答案】 (1). 羟基 (2). 2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O (3). (4). +HNO3+H2O (5). 取代反应 (6). c (7). (8). CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH
【解析】
【分析】
A可经过连续氧化得到C,根据(2)所给连续氧化信息,可知A为1-丁醇,B为,C为,C→D发生取代反应,D为,D经水解、酸化后得到E,E为,E继续被氧化生成F,M的不饱和度为4,根据最终产物X的结构,可知M为甲苯,根据后续产物可知,M→N发生的是邻位的一取代反应,N为,N被氧化、还原后得到产物Q。
【详解】根据上述分析可知,
(1)A为1-丁醇,官能团为羟基;
(2)A转化为B为催化氧化反应,化学方程式是2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O;
(3)M的结构简式为;
(4)M→N为取代反应,化学方程式是+HNO3+H2O;
a.1molD与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH,a正确;
b.E在一定条件下可生成高分子化合物 ,b正确;
c.F能发生酯化反应,无法发生消去反应,c错误;
故答案选c;
(6)Q的结构简式是;
(7)乙烯水化制乙醇,乙醇氧化为乙醛,根据题目信息,2个乙醛分子发生反应最后生成,与足量氢气发生反应,生成1-丁醇,流程为CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH。
19.某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验:
实验I:将Fe3+转化为Fe2+
(1)常温下,FeCl3溶液显酸性,用离子方程式表示其显酸性的原因___。
(2)Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为___。
(3)滴加NaOH溶液观察到的现象为___。
实验II:将Fe2+转化为Fe3+
实验方案
现象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸
溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因:
查阅资料:Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)
(4)用离子方程式解释NO产生的原因___。
(5)从化学反应限度的角度对体系中存在的反应进行分析:反应I:Fe2+与HNO3反应;反应II:Fe2+与NO反应
①乙认为反应I是一个不可逆反应,并通过实验证明其猜测正确,乙设计的实验方案是___。
②查阅资料反应I的速率比反应II慢,请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因___。
(6)丙认为若生成的NO与Fe2+不接触,溶液就不会出现棕色,请画出实验装置图,实现Fe2+Fe3+的转化,同时避免出现此异常现象。___
【答案】 (1). Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ (2). Fe3++2Fe=3Fe2+ (3). 有灰白色沉淀产生,迅速转变为灰绿色,最终转变为红褐色 (4). 3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O (5). 取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,说明反应Ⅰ是不可逆反应 (6). Fe2+被HNO3氧化,导致Fe2+浓度降低,使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色 (7).
【解析】
【详解】常温下,Fe3+水解使溶液呈酸性,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;
Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为Fe3++2Fe=3Fe2+;
滴加NaOH溶液观察到的现象为有灰白色沉淀产生,迅速转变为灰绿色,最终转变为红褐色;
由于发生氧化还原反应,产生NO,方程式为3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
①取反应后的黄色溶液于试管中,向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,说明反应Ⅰ是不可逆反应;
②Fe2+被HNO3氧化,导致Fe2+浓度降低,使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色;
丙认为若生成的NO与Fe2+不接触,溶液就不会出现棕色,可设计为双液原电池,实现Fe2+Fe3+的转化,。
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