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浙江省名校协作体2020届高三上学期第一次联考化学试卷
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浙江省名校协作体2020届高三上学期第一次联考
化学试题
1.下列物质不属于盐的是
A. CuCl2 B. CuSO4 C. Cu2(OH)2CO3 D. Cu(OH)2
【答案】D
【解析】
【详解】A. CuCl2是铜离子和氯离子组成的化合物,属于盐,A不选;
B. CuSO4是硫酸根离子和铜离子组成的化合物,属于盐,B不选;
C. Cu2(OH)2CO3为碱式碳酸铜,属于盐,C不选;
D. Cu(OH)2为氢氧化铜,在溶液中能部分电离出铜离子和氢氧根离子,属于碱,D选;
答案选D。
2.通过下列反应不可能一步生成MgO的是
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 复分解反应 D. 置换反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 2Mg+O22MgO属于化合反应,A不选;
B. Mg(OH)2MgO+H2O属于分解反应,B不选;
C. 复分解反应无法一步生成MgO,C选;
D. 2Mg+CO22MgO+C属于置换反应,D不选;
答案选C。
3.下列有关化学用语使用正确的是
A. T原子可以表示为 B. 氧氯酸的结构式是:H-N≡C
C. 氧离子的结构示意图: D. 比例模型可以表示CO2或SiO2
【答案】A
【解析】
【详解】A. T原子为氢元素的同位素,质子数为1,中子数为2,可以表示为,故A正确;
B. 氧氯酸是共价化合物,但所给结构式中没有氯元素,故B错误;
C. 氧原子的质子数为8,氧离子的结构示意图为,故C错误;
D. CO2为分子晶体,碳原子的相对体积较大,应该用表示,而SiO2为原子晶体,不存在SiO2分子,故D错误;
答案选A。
4.下列有关叙述不正确的是
A. 能源是人类生活和社会发展的基础,地球上最基本的能源是太阳能
B. 钛合金主要用于制作飞机发动机部件,工业上可用钠与四氯化钛溶液反应制取
C. 借助扫描道显微镜,应用STM技术可以实现对原子或分子的操纵
D. 燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都可以减少酸雨的产生
【答案】B
【解析】
【详解】A. 地球上的能源主要来源于太阳能,通过植物的光合作用被循环利用,故A正确;
B. 钛合金工业上可用钠与四氯化钛固体反应制取,钠可以和盐溶液中的水反应,不能置换出单质钛,故B错误;
C. 科学仪器的使用利于我们认识物质的微观世界,现在人们借助扫描隧道显微镜,应用STM技术可以“看”到越来越细微的结构,并实现对原子或分子的操纵,故C正确;
D. SO2和NOx的排放可导致酸雨发生,则燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施,故D正确;
答案选B。
5.下列有关实验的说法不正确的是
A. 用如图电子天平称量固体,读数时侧门应关闭
B. 用托盘天平称取10.2 g NaOH固体时,将10g的砝码放在右盘,将游码移到0.2g的位置
C. 分光光度计可用于分析溶液颜色与反应物(生成物)浓度的关系,从而确定化学反应速率
D. 吸入氯气、氯化氢气体时,可吸入少量酒精或乙醚的混合蒸气解毒
【答案】B
【解析】
【详解】A. 用如图电子天平称量固体,读数时侧门应关闭,防止气流影响读数,故A正确;
B. 用托盘天平称取10.2 g NaOH固体时,将10g的砝码放在右盘,将游码移到0.2g的位置,但NaOH一般在小烧杯中称量,砝码质量大于10g,故B错误;
C. 分光光度计可用于分析溶液颜色与反应物(生成物)浓度的关系,从而确定化学反应速率,故C正确;
D. 酒精和乙醚具有麻醉作用,可减弱对呼吸道的刺激,减轻咳嗽,当吸入氯气、氯化氢气体时,可吸入少量酒精或乙醚的混合蒸气解毒,故D正确;
答案选B。
6.下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是
A. 银氨溶液:Na+、K+、NO3—、NH3·H2O B. 空气:C2H4、CO2、SO2、NO
C. 氯化铝溶液:Mg2+、HCO3—、SO42—、Br— D. 使甲基橙呈红色的溶液:I—、Cl—、NO3—、Na+
【答案】A
【解析】
【详解】A. 在银氨溶液中,题中所给各离子间不发生反应,可以大量共存,故A正确;
B. 空气中有氧气,NO与氧气反应生成二氧化氮,不能大量共存,故B错误;
C. 氯化铝溶液中铝离子与碳酸氢根离子双水解,不能大量共存,故C错误;
D. 使甲基橙呈红色的溶液显酸性,I-和NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
答案选A。
7.NA为阿伏加德罗常数值,下列叙述正确的是
A. 1.0L1.0molL—1的H2SO4水溶液中含有的氧原子数为4NA
B. 273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物的分子总数一定为NA
C. 25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH—的数目为0.1NA
D. 1 mol Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时失去的电子数一定为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A. 1.0L1.0molL-1的H2SO4水溶液中含有水,氧原子数大于4NA,A错误;
B. 273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物二氧化碳和水,分子总数大于NA,B错误;
C. 25℃时pH=13的NaOH溶液中没有体积,无法计算OH—的数目,C错误;
D. 1 mol Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时,钠单质变为钠离子,转移1 mol电子,失去的电子数一定为NA,D正确;
答案选D。
8.下列实验中,所选装置或仪器合理的是
A. 高温煅烧石灰石 B. 从KI和I2的固体混合物中回收I2
C. 除去乙醇中的苯酚 D. 量取15.00mLNaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A. 高温煅烧石灰石不可用瓷坩埚进行,氧化钙与二氧化硅反应,A错误;
B. I2易升华,分离回收碘,应在密封的装置中,图中蒸发皿加热后不能回收碘,B错误;
C. 苯酚易溶于乙醇中,不会有沉淀,所以不能用过滤法分离乙醇和苯酚,C错误;
D. 量取15.00mLNaOH溶液,可选择滴定管,移液管等精准的量器,D正确;
答案选D。
9.下列说法不正确的是
A. 石油分馏可获得汽油、煤油、石蜡等矿物油,煤焦油干馏可获得苯、甲苯等有机物
B. 生活中常见的聚乙烯、聚氯乙烯、纶、有机玻璃、合成橡胶都是通过加聚反应得到的
C. 按系统命名法,有机物可命名为2,2,4,4,5—五甲基—3,3—二乙基己烷
D. 碳原子数≤6的链状单烯烃,与HBr反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有4种(不考虑顺反异构)
【答案】A
【解析】
【详解】A.石油分馏主要得到汽油、煤油、柴油、石蜡等,煤干馏发生化学变化可得到苯和甲苯,煤焦油分馏可获得苯、甲苯等有机物,故A错误;
B. 由乙烯发生聚合反应生成聚乙烯;氯乙烯发生聚合反应生成聚氯乙烯;纶又叫做合成纤维,利用石油、天然气、煤和农副产品作原料得单体经过特殊条件发生聚合反应生成如:氯纶:、腈纶:;有机玻璃有机玻璃是甲基丙烯酸甲酯聚合生成:;合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物,单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种,故B正确;
C. 按系统命名法,有机物的结构简式中的每个节点和顶点为C,根据有机物中每个碳原子连接四个键,与碳原子相连的其他键用氢补充。六个碳的最长链作为主链,其余五个甲基、两个乙基做支链,主链编号时以相同取代基位数之和最,因此该有机物为2,2,4,4,5—五甲基—3,3—二乙基己烷,故C正确;
D. 碳原子数≤6的链状单烯烃,与HBr反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有CH2=CH2;CH3CH=CHCH3 ;CH3 CH2CH=CHCH2CH3;(CH3)2CH=CH(CH3)2 (不考虑顺反异构),共4种,故D正确;
答案选A。
10.2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是
A. 位于第五周期第VIA族的元素为金属元素 B. 第32号元素的单质可作为半导体材料
C. 第55号元素的单质与水反应非常剧烈 D. 第七周期ⅦA族元素的原子序数为117
【答案】A
【解析】
【详解】A. 位于第五周期第VIA族的元素为Te(碲),是非金属元素,A错误;
B. 第32号元素为锗,位于金属区与非金属区的交界线处,单质可作为半导体材料,B正确;
C. 第55号元素是铯,为活泼的碱金属元素,单质与水反应非常剧烈,C正确;
D. 第七周期0族元素的原子序数为118,ⅦA族元素的原子序数为117,D正确;
答案选A。
11.下列有关说法正确的是
A. 用新制Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中的甘油时,可生成绛蓝色沉淀
B. 用纸层析法分离Cu2+和Fe3+,为了看到色斑,必须通过氨熏
C. 氯化钻浓溶液加水稀释,溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色
D. 摘下几根火柴头,浸于水中,片刻后取少量溶液于试管中,加AgNO3溶液和稀硝酸,若出现白色沉淀,说明火柴头中含氯元素
【答案】C
【解析】
【详解】A. 用新制Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中的甘油时,可生成绛蓝色溶液,A错误;
B. 用纸层析法分离Cu2+和Fe3+,为了看到色斑,Cu2+和Fe3+本身就具有不同颜色,不必须通过氨熏,B错误;
C. 氯化钴浓溶液中,主要存在[CoCl4]2-,为蓝色离子,氯化钴稀溶液,主要存在[Co(H2O)6]2+,为粉红色离子,溶液中存在平衡[CoCl4]2-+6H2O[Co(H2O)6]2++4Cl-,加水稀释平衡向右移动,溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色,C正确;
D. 火柴头中含有氯酸钾,硝酸银能和氯离子反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,所以硝酸酸化的硝酸银能检验氯离子,但硝酸银不和氯酸根离子反应,所以不能检验氯酸根离子,D错误;
答案选C。
12.下列指定反应的离子方程式不正确的是
A. 向氨化的饱和氯化钠溶液中通入足量二氧化碳气体:Na++ NH3·H2O +CO2=NaHCO3↓+NH4+
B. 碱性条件下次氯酸钾溶液与氢氧化铁反应:3ClO—+2Fe(OH)3+4OH—=2FeO42—+3Cl—+5H2O
C. 向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠固体:2Na2O2+2Fe2++2H2O=4Na++2Fe(OH)2↓+O2↑
D. 向饱和的碳酸氢钙溶液中加入足量的澄清石灰水:Ca2++HCO3—+OH—=CaCO3↓+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. 向氨化的饱和氯化钠溶液中通入足量二氧化碳气体: NH3·H2O + NaCl + CO2 == NH4Cl + NaHCO3 ↓,离子方程式为:NH3·H2O+ Na++CO2== NH4++ NaHCO3 ↓,故A正确;
B. 碱性条件下次氯酸钾溶液与氢氧化铁反应制高铁酸钾: 2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O,离子方程式为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故B正确;
C. 向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠固体,亚铁离子具有还原性,过氧化钠具有氧化性,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:4Fe2++4Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,故C错误;
D. 向饱和的碳酸氢钙溶液中加入足量的澄清石灰水: Ca(HCO3)2+Ca(OH)2===2H2O+2CaCO3 ↓,离子方程式为:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,故D正确。
答案选C。
13.可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g) Ng)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,下列判断不正确的是
A. 反应①的正反应是放热反应
B. 达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10:11
C. 达平衡(I)时,X的转化率为20%
D. 在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A、降温由平衡(Ⅰ)向平衡(Ⅱ)移动,同时X、Y、Z的总物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,逆反应为吸热反应,故A正确;
B、平衡时,右边物质的量不变,由图可以看出达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为:,故B正确;
C、达平衡(Ⅰ)时,右边气体的物质的量不变,仍为2mol,左右气体压强相等,设平衡时左边气体的物质的量为xmol,则有:,x=mol,即物质的量减少了(3-)mol=mol,所以达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为, 故C错误;
D、由平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ),化学反应②发生平衡的移动,则M的体积分数不相等,故D正确;
答案选C。
14.下列说法不正确的是
A. C5H12的三种同分异构体沸点不同,因为其分子间作用力大小不同
B. NH3和HCl都极易溶于水,均与它们能跟水分子形成氢键有关
C. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有分子间作用力的破坏
D. NaHSO4晶体溶于水和受热熔化时破坏的化学键类型不完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A. C5H12的三种同分异构体结构不同,分子间作用力大小不同,因而沸点不同,A正确;
B. NH3能和水分子形成氢键,HCl不能形成氢键,B错误;
C. 石墨为层状结构,层内含有共价键,层与层之间是分子间作用力,转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有分子间作用力的破坏,C正确;
D. NaHSO4晶体溶于水时电离为Na+、H+、SO42-,破坏离子键和共价键,受热熔化时电离为Na+、HSO4-,破坏离子键,破坏的化学键类型不完全相同,D正确;
答案选B。
15.第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态,其电路工作原理如图所示。下列说法中正确的是
A. 放电时甲为负极,充电时为阳极
B. 电池充电时,OH—由甲侧向乙侧移动
C. 放电时负极的电极反应式为:MHn—ne—=M+nH+
D. 汽车下坡时发生图中实线所示的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据电解池的工作原理,充电时甲电极是阴极,放电时是原电池,甲是负极,故A错误;
B. 电池充电时是电解池的工作原理,电解池中的甲电极是阴极,阴极发生氢离子得电子的还原反应,乙是阳极,所以OH-由甲侧向乙侧移动,故B正确;
C. 放电时负极发生氧化反应,电极反应式为M-ne-+nH+=MHn,故C错误;
D. 汽车下坡时电池处于充电状态,发生图中虚线所示的过程,故D错误;
答案选B。
16.下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 如图所示的化学反应中,反应物的键能之和大于生成物的键能之和
B. 相同条件下,氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少
C. 金刚石在一定条件下转化成石墨能量变化如图所示,热反应方程式可:C(s金刚石) =C(s,石墨) ∆H=-(E2—E3)kJ·mol—1
D. 同温同压下,H2(g)+C12(g)==2HCl(g)能量变化如图所示,在光照和点燃条件下的△H相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 据图可知,该反应是放热反应,反应实质是旧键断裂和新键生成,前者吸收能量,后者释放能量,所以反应物的键能之和小于生成物的键能,A错误;
B. 液态水的能量比等量的气态水的能量低,而氢气在氧气中的燃烧为放热反应,故当生成液态水时放出的热量高于生成气态水时的热量,故B错误;
C. 放出的热量=反应物的总能量−生成物的总能量=-(E1—E3)kJ·mol-1,故C错误;
D. 反应的热效应取决于反应物和生成的总能量的差值,与反应条件无关,故D正确;
答案选D。
17.H2C2O4(草酸)为二元弱酸,在水溶液中H2C2O4、HC2O4-和C2O42-物质的量分数与pH关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 由图可知,草酸的Ka=10-1.2
B. 0.1 mol·L—1NaHC2O4溶液中c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(OH-)
C. 向草酸溶液中滴加氢氧化钠溶液至pH为4.2时c(Na+)+c(H+)=3c(C2 O42-)+c(OH-)
D. 根据图中数据计算可得C点溶液pH为2.8
【答案】D
【解析】
【详解】由图线1为H2C2O4、2为HC2O4-、3为C2O42-。
A. 当pH为1.2时c(H+)=10-1.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(H2C2O4)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka=10-1.2,故A正确;
B. 0.1 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性c(H+)>c(OH-),HC2O4-会发生水解和电离c(Na+)>c(HC2O4-),因此c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(OH-),故B正确;
C. pH为4.2时,溶液中含有微粒为HC2O4-和C2O42-,且c(HC2O4-)= c(HC2O4-),根据电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2 O42-)+c(OH-),则有c(Na+)+c(H+)=3c(C2 O42-)+c(OH-),故C正确;
D.由于草酸为弱酸分两步电离,Ka1= ,Ka2=,Ka1·Ka2=,根据图中C点得到c(C2O42-)= c(H2C2O4),所以,Ka1Ka2=,当pH为1.2时c(H+)=10-1.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(H2C2O4)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka1=10-1.2。当pH为4.2时c(H+)=10-4.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(C2O42-)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka2=10-4.2;====10-2.7,C点溶液pH为2.7。故D错误。
答案选D。
18.硫酸铵在一定条件下发生反应:4(NH4)2SO4=6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+N2↑+7H2O,将反应后的气体通入一定量的氯化钡溶液中恰好完全反应,有白色沉淀生成。下列有关说法正确的是
A. 白色沉淀为BaSO4
B. 白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,且 n(BaSO3):n(BaSO4)约为1:1
C. 白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,且n(BaSO3):n(BaSO4)约为3:1
D. 从溶液中逸出的气体为N2,最后溶液中的溶质只有NH4Cl
【答案】B
【解析】
【分析】
反应后的混合气体通入到BaCl2溶液中发生的是复分解反应:SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NH4Cl、SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4、(NH4)2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl,依据反应定量关系,结合分解生成的气体物质的量可知,二氧化硫转化为亚硫酸铵,1mol三氧化硫转化为硫酸铵消耗氨气2mol,则4mol氨气和2molSO2反应生成亚硫酸铵,所以得到的沉淀为1mol硫酸钡,2mol亚硫酸钡,剩余SO2和亚硫酸钡反应生成亚硫酸氢钡,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,则:n(BaSO4):n(BaSO3)=1:1;
【详解】A、根据分析可知,白色沉淀为BaSO4和BaSO3,故A错误;
B、由上述分析可知,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,二者物质的量之比为1:1,故B正确;
C、根据B项分析可知,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,二者物质的量之比为1:1,故C错误;
D、从溶液中逸出的气体为N2,根据分析可知,反应后的溶质为亚硫酸氢钡与氯化铵,故D错误;
答案选B。
19.以黄铜矿(主要成分为 CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。
沉淀物
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
下列说法不正确的是
A. 试剂a可以是CuO或Cu(OH)2,作用是调节pH至3.7~4.7之间
B. 反应I的化学反应方程式为4 CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中铁元素被还原
C. 操作X为蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,再冷却结晶
D. 反应Ⅲ的离子方程式为Cu2++Fe==Cu+Fe2+,试剂c参与反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe(OH)3+3H+=Fe 3++3H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加入试剂a调节pH至3.7~4.7之间,目的是使Fe3+ 形成Fe(OH)3沉淀,同时要防止生成Cu(OH)2 沉淀,为了防止引入新的杂质,试剂a可以是CuO[或Cu(OH)2 、CuCO3 等],故A正确;
B. 反应I的化学反应方程式为4 CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中铁元素化合价升高被氧化,故B错误;
C. 操作X为从硫酸亚铁溶液中得到绿矾晶体,当蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,再冷却结晶即可,故C正确;
D. 反应Ⅲ主要是Cu2+与过量的Fe(即b试剂)反应,为将Cu2+全部转化,加入的铁粉过量,因此在反应Ⅳ时应该将过量的铁粉除去,利用铁、铜的性质差别,加入适量稀硫酸(即试剂c)即可,参与反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe(OH)3+3H+=Fe 3++3H2O,故D正确;
答案选B。
20.某红色固体粉末可能是Cu、Cu2O、Fe2O3中的一种或几种。为探究其组成,称取a g该固体粉末样品,用过量的稀硫酸充分反应后(已知:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O),称得固体质量为b g。则下列推断不合理的是
A. 反应后溶液中大量存在的阳离子最多有3种
B. 向反应后的溶液中加入一定量的NaNO3,可能使b g固体完全溶解
C. 若b=a,则红色固体粉末一定为纯净物
D. b的取值范围:0<b≤a
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意红色固体粉末可能存在六种组成。
1、若a g红色固体粉末只有Cu,加入过量的稀硫酸不反应。称得固体质量b g即为铜的质量,因此b=a,此时溶液中只含有氢离子和硫酸根离子;
2、若a g红色固体粉末为Cu和Fe2O3的混合物,加入过量的稀硫酸与Cu不反应,与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,铜和硫酸铁溶液发生氧化还原反应:Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+,若称得固体质量b g即为原混合物中铜反应后剩余的质量,因此b 3、若a g红色固体粉末为Cu和Cu2O,依据Cu2O在酸性溶液中会发生反应:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知,加入过量的稀硫酸生成铜和硫酸铜溶液,称得固体质量b g即为原样品中的铜的质量加上Cu2O反应生成的铜的质量,因此b 4、若a g红色固体粉末只有Fe2O3,加入过量的稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,反应后无固体剩余,因此b=0,此时溶液中只含有氢离子和硫酸根离子;
5、若a g红色固体粉末只有Cu2O,依据Cu2O在酸性溶液中会发生反应:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知,加入过量的稀硫酸生成铜和硫酸铜溶液,称得固体质量b g即为Cu2O反应生成的铜的质量,因此b 6、若a g红色固体粉末为Cu2O和Fe2O3,加入过量的稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,与Cu2O反应生成铜和硫酸铜溶液,铜和硫酸铁溶液发生氧化还原反应:Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+,若称得固体质量b g即为Cu2O反应生成的铜再次反应后剩余的质量,因此b A. 根据上述分析,反应后溶液中大量存在的阳离子最多有3种,故A正确。
B. 不论以何种形式组成的红色固体,反应后若有固体剩余,一定是铜。由于硫酸过量,向反应后的溶液中加入一定量的NaNO3,形成硝酸,具有氧化性,可与铜反应,只要硝酸足够,可能使反应产生的固体完全溶解,故B正确
C. 若b=a,即b D. 根据上述六种红色固体粉末组成的分析,b的取值范围:0<b≤a,故D正确。
答案选C。
21.工业催化剂 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4·H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备。请回答下列问题
(1)写出H2O2的电子式:____________________
(2)配平该方程式____FeC2O4·H2O+___H2O+ __K2 C2O4+__H 2C2O4=__K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
(3)制备过程中要防止草酸被H2O2氧化,请写出草酸被H2O2氧化的化学反应方程式______;
(4)配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:。已知K[Fe(C2O4)3]3—=1020, K[Fe(SCN)3]=2103,能否用KSCN溶液检验K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中的铁元素?______(填“是”或“否”)若选“否”,请设计检验铁元素的方案_________________________________________。
【答案】 (1). (2). 2 (3). 1 (4). 3 (5). 1 (6). 2 (7). H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O (8). 否 (9). 取适量晶体加热,将加热后的固体残留物溶解在稀硫酸中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则晶体中含有铁元素,反之则无(其他合理也可)
【解析】
【详解】(1)H2O2为共价化合物,其电子式为,故答案为:;
(2)根据水的个数的最小公倍数为6,则FeC2O4•2H2O的化学计量数为2,K3[Fe(C2O4)3]•3H2O的化学计量数3,然后由原子守恒可知,该化学反应为2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]•3H2O,故答案为:2;1;3;1;2;
(3)草酸被H2O2氧化生成水和二氧化碳,该反应为H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O,故答案为:H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O;
(4)因Fe3++3C2O42-= [Fe(C2O4)3]3-,=1020,配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,K值越大说明生成的配合物越稳定,已知K[Fe(C2O4)3]3—=1020, K[Fe(SCN)3]=2103,说明[Fe(C2O4)3]3—远远比Fe(SCN)3稳定,向K3[Fe(C2O4)3]·3H2O溶液中加入KSCN溶液,[Fe(C2O4)3]3—中的Fe3+不能与SCN-反应转化为Fe(SCN)3,也就不能显示血红色。无法验证铁元素;检验铁元素的方案为取适量晶体加热,取固体残留物溶解在H2SO4中,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则有铁元素,反之则无;
故答案为:否;取适量晶体加热,取固体残留物溶解在H2SO4中,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则有铁元素,反之则无;
22.二元化合物A是一种较强的还原剂,可以用次氯酸钠溶液和过量的氨气制得,64gA完全燃烧得到4.48L密度为1.25g·L—1的气体B(体积与密度均在标准状况下测定)。
(1)A的化学式___________________。
(2)写出次氯酸钠溶液和过量的氨气制备A的离子方程式_________________________。A的制备过程中氨气需要过量的理由是_____________________________________。
(3)A可与黑色的CuO反应生成气体B和一种砖红色的物质,写出该化学方程式__________。
(4)已知2一丁烯存在顺反异构(如下图所示),甲基在双键同一侧的,称为顺式:甲基在双键两侧的,称为反式。现有化合物C,所含元素与A相同,摩尔质量小于A,C可通过A与等物质的量的过氧化氢恰好完全反应得到。实验表明,C可能存在两种结构,请写出它们的结构式_____________、_____________。
【答案】 (1). N2H4 (2). ClO-+2NH3═ N2H4+Cl-+H2O (3). 次氯酸钠有强氧化性,防止次氯酸钠过量,将N2H4氧化 (4). 4CuO+ N2H4═ 2Cu2O+N2↑+ 2H2O (5). (6).
【解析】
【详解】(1)二元化合物A是一种较强的还原剂,可以用次氯酸钠溶液和过量的氨气制得,6.4gA完全燃烧得到标况下密度为1.25g/L的气体B,其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,该气体为N2,A中含有N元素,元素守恒可知,反应还生成水,说明A中还含有H元素, 4.48L氮气的物质的量==0.2mol,其质量=0.2mol×28g/mol=5.6g,故6.4gA中H元素质量=6.4g-5.6g=0.8g,H原子物质的量==0.8mol,则A中N、H原子数目之比=0.2mol×2:0.8mol=1:2,故A为N2H4,故答案为:N2H4;
(2)次氯酸钠与过量氨气反应生成N2H4,根据氧化还原反应规律可知,还生成NaCl,根据元素守恒可知有水生成,反应方程式为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;离子反应方程式为:ClO-+2NH3═ N2H4+Cl-+H2O,次氯酸钠具有强氧化性,可以氧化N2H4,过量的氨气可防止N2H4被氧化,故答案为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;次氯酸钠具有强氧化性,可以氧化N2H4,过量的氨气防止N2H4被氧化;
(3)N2H4与黑色的CuO反应生成砖红色氧化亚铜、氮气与水,反应方程式为:4CuO+N2H4═2Cu2O+N2+2H2O,故答案为:4CuO+N2H4═2Cu2O+N2+2H2O;
(4)化合物C,所含元素与A相同,摩尔质量小于A,C可通过A与等物质的量的过氧化氢恰好完全反应得到,因此C的化学式为N2H2,根据2一丁烯存在顺反异构的解释,因此C中氢原子在双键同一侧的,称为顺式;氢原子在双键两侧的,称为反式,它们的结构式分别为和。
23.甲醇CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上有多种方法可制得甲醇成品
(一)以CO、H2和CO2制备甲醇
①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g) ∆H1
②CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H3
(1)已知:反应①的化学平衡常数K和温度的关系如下表
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
则下列说法正确的是______
A.反应①正反应是吸热反应
B.一定体积的密闭容器中,压强不再变化时,说明反应①达到平衡状态
C.1100℃时,反应①的K可能为1.5
D.在1000℃时,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]约为0.59
(2)比较△H2_____△H3(填“>”、“=”或“<”)
(3)现利用②和③两个反应合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命下降若氢碳比表示为f=[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)],则理论上f=_____时,原料气的利用率高,但生产中住往采用略高于该值的氯碳比,理由是_________________________________.
(二)以天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2Og) CO(g)+3H2(g) ∆H1>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ∆H2>0
在一定压强下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三种不同催化剂作用下发生反应(i),经历相同时间时,CO的物质的量(n)随温度变化的关系如图1
(1)下列说法正确的是_______
A.曲线①中n(CO)随温度变化的原因是正反应为吸热反应,升高温度,平衡向右移动
B.三种催化剂中,催化剂③的催化效果最好,所以能获得最高的产率
C.当温度低于700℃时的曲线上的点可能都没有到达平衡
D.若温度大于700℃时,CO的物质的量保持不变
(2)500℃时,反应(1)在催化剂①的作用下到10mim时达到平衡,请在图2中画出反应(1)在此状态下0至12分钟内反应体系中H2的体积分数(H2)随时间t变化的总趋势___________________
(三)研究表明,CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇,原理如图3所示。
(1)产生甲醇的电极反应式为___________________;
(2)甲醇燃料电池应用很广,其工作原理如图4,写出电池工作时的负极反应式:___________。
【答案】 (1). AD (2). < (3). 2 (4). 使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降 (5). C (6). (7). CO+4H++4 e-= CH3OH (8). CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
【解析】
【详解】(一)(1)根据表格数据,温度越高,平衡常数越大,说明反应向正反应移动,正反应为吸热,A正确;反应①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g)是反应前后气体体积不变的体系,压强不影响平衡移动,B错误;1000℃时K为1.7,温度越高,平衡常数越大,1100℃时K>1.7,C错误;在1000℃时,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]为K的倒数,约为0.59,D正确;答案为AD。
(2)随温度升高K1增大,说明反应①的正反应为吸热反应,△H1>0,盖斯定律计算得到△H3=△H1+△H2,则△H2<△H3。
(3)由①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)化学方程式可知=2,原料气的利用率最高,但生产中往往采用略高于该值的氢碳比,理由:使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降,故答案为:2;使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降;
(二) (1)曲线①中n(CO)随温度升高而增大,反应逆向进行,正反应为放热,A错;催化剂③的使用时n(CO)变化量少,即CO转化率低,产率也不高,B错;当体系中各物质的物质的量保持不变时,反应平衡,根据图象,曲线上的点在不停地变化,反应没有达到平衡,C正确;温度大于700℃时,CO的物质的量曲线未画出,不一定保持不变,D错误。答案选C。
(2)根据图一中CO的物质的量曲线及反应中H2生成和消耗的计量关系,0至12分钟内反应体系中生成物H2的体积分数(H2)随时间t变化的总趋势为
(三)(1)CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇,据图3可知,一氧化碳得电子生成甲醇,则产生甲醇的电极反应式为CO+4H++4 e-= CH3OH;
(2)据图4可知,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为:3O2+12H++12e−=6H2O,负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为2CH3OH−12e−+2H2O=2CO2↑+12H+,故答案为:CH3OH−6e−+H2O=CO2↑+6H+;
24.三苯甲醇是有机合成中间体。实验室用格氏试剂)与二苯酮反应制备三苯甲醇。已知:①格氏试剂非常活泼,易与水、氧气、二氧化碳等物质反应;
②
③
④
实验过程如下
①实验装置如图1所示。
a.合成格氏试剂:向三颈烧瓶中加入0.75g镁屑和少量碘(引发剂),连接好装置,在恒压漏斗中加入3.20mL(0.03mol)溴苯和15.00mL乙醚混匀,开始缓慢滴加混合液,滴完后待用。
b.制备三苯甲醇:将5.50g二苯与15.00mL乙醚在恒压漏斗中混匀,滴入三颈烧瓶。40℃左右水溶回流0.5h,加入20.00mL包和氯化铵溶液,使晶体析出。
②提纯:图2是简易水蒸气蒸馏装置,用该装置进行提纯,最后冷却抽滤
(1)图1实验中,实验装置有缺陷,应在球形冷凝管上连接____________装置
(2)①合成格氏试剂过程中,低沸点乙醚的作用是____________________;
②合成格氏试剂过程中,如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降,其原因是______;
(3)提纯过程中发现A中液面上升,此时应立即进行操作是_______;
(4)①反应结束后获得三苯甲醇晶体的操作为_______、过滤、洗涤______;
A.蒸发结晶 B.冷却结晶 C.高温烘干 D.滤纸吸干
②下列抽滤操作或说法正确的是_______
A.用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.注意吸滤瓶内液面高度,当接近支管口位置时,拨掉橡皮管,滤液从支管口倒出
D.用抽滤洗涤沉淀时,应开大水龙头,使洗涤剂快速通过沉淀物,以减少沉淀物损失
E.抽滤不宜用于过滤胶状成剧粒太小的沉淀
(5)用移液管量取20.00mL饱和氯化较溶液,吸取液体时,左手______,右手持移液管;
(6)通过称量得到产物4.00g,则本实验产率为__________(精确到0.1%)。
【答案】 (1). 装有氯化钙固体的干燥管(其他干燥剂合理也可以) (2). 作溶剂,且乙醚气体排除装置中的空气,避免格氏试剂与之反应 (3). 滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物联苯 (4). 立即旋开螺旋夹,并移去热源,拆下装置进行检查 (5). B (6). D (7). ABE (8). 拿洗耳球 (9). 51.3%
【解析】
【详解】(1). 格氏试剂非常活浅,易与水、氧气、二氧化碳等物质反应,应在球形冷凝管上连接装有氯化钙固体的干燥管;
(2) ① 为使反应充分,提高产率,用乙醚来溶解收集。乙醚的沸点低,在加热过程中可容易除去,同时可防止格氏试剂与烧瓶内的空气相接触。因此答案为:作溶剂,且乙醚气体排除装置中的空气,避免格氏试剂与之反应;
②依据题干反应信息可知滴入过快会生成联苯,使格氏试剂产率下降;
(3)提纯过程中发现A中液面上升说明后面装置不能通过气体,需要旋开螺旋夹移去热源后拆装置进行检查装置气密性,故答案为:立即旋开螺旋夹,移去热源,拆下装置进行检查。
(4)①滤纸使其略小于布式漏斗,但要把所有的孔都覆盖住,并滴加蒸馏水使滤纸与漏斗连接紧密,A正确;用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀,B正确;当吸滤瓶内液面快达到支管口位置时,拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,C错误;洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓慢通过沉淀物,D错误;减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀,胶状沉淀在快速过滤时易透过滤纸;沉淀颗粒太小则易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过,E正确;答案为ABE。
(5)用移液管量取20.00mL饱和氯化较溶液,吸取液体时,左手拿洗耳球,右手持移液管;答案为:拿洗耳球。
(6)通过称量得到产物4.00g,根据题干提供的反应流程0.03mol溴苯反应,理论上产生三苯甲醇的物质的量为0.03mol,即理论生产三苯甲醇的质量为0.03molⅹ=7.80,产率=实际产量/理论产量=4.00 g ÷7.80ⅹ100%=51.3%,答案为:51.3%。
25.奥美拉唑主要用于十二指肠溃疡和胃溃的治疗,静脉注射可用于消化性溃疡急性出的治疗,反应中间体F和奥美拉性的合成路线如下:
I 中间体F的合成:
II奧美拉唑的合成:
已知:
结合上述合成路线,请回答:
(1)下列说法正确的是__________
A.奥美拉分子式为C18 H19N3O3S
B.J生成K的反应类型为加成反应
C.化合物C可以发生的反应类型有取代、还原、加成
D.设计A转化为B的目的是保护其中的官能团
(2)化合物F的结构简式为_______________________________;
(3)请写出A→B的反应方程式___________________________________;
(4)试写出同时满足下列条件的化合物H的同分异构体: _____________________________
①分子中含苯环,遇FeC13显紫色
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)利用已有知识和题中涉及的反应,设计从乙烯合成的路线。(用流程图表示,无机试剂任选)_________________________
【答案】 (1). C、D (2). (3). (4). (5).
【解析】
【详解】(1)奥美拉的分子式为C17 H19N3O3S,A错误;J生成K的过程中,增加了氧原子,反应类型为氧化反应,B错误;化合物C中有苯环,可发生取代和加成反应;有碳氧双键,可得到氢,发生还原反应;C正确;设计A转化为B的目的是保护其中的官能团,D正确。答案选CD。
(2)根据流程I到J有机物两个分子结构的差别可知,化合物F的结构简式。
(3)根据生成物B的结构式和反应物可得A的结构式为,发生的化学反应为;
(4)①分子中含苯环,遇FeC13显紫色,结构中有酚羟基;②分子中含有4种不同化学环境的氢原子,根据化合物G的结构符合要求的化合物H结构式为;
(5)结合题中流程图,从乙烯合成的路线为
;
浙江省名校协作体2020届高三上学期第一次联考
化学试题
1.下列物质不属于盐的是
A. CuCl2 B. CuSO4 C. Cu2(OH)2CO3 D. Cu(OH)2
【答案】D
【解析】
【详解】A. CuCl2是铜离子和氯离子组成的化合物,属于盐,A不选;
B. CuSO4是硫酸根离子和铜离子组成的化合物,属于盐,B不选;
C. Cu2(OH)2CO3为碱式碳酸铜,属于盐,C不选;
D. Cu(OH)2为氢氧化铜,在溶液中能部分电离出铜离子和氢氧根离子,属于碱,D选;
答案选D。
2.通过下列反应不可能一步生成MgO的是
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 复分解反应 D. 置换反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 2Mg+O22MgO属于化合反应,A不选;
B. Mg(OH)2MgO+H2O属于分解反应,B不选;
C. 复分解反应无法一步生成MgO,C选;
D. 2Mg+CO22MgO+C属于置换反应,D不选;
答案选C。
3.下列有关化学用语使用正确的是
A. T原子可以表示为 B. 氧氯酸的结构式是:H-N≡C
C. 氧离子的结构示意图: D. 比例模型可以表示CO2或SiO2
【答案】A
【解析】
【详解】A. T原子为氢元素的同位素,质子数为1,中子数为2,可以表示为,故A正确;
B. 氧氯酸是共价化合物,但所给结构式中没有氯元素,故B错误;
C. 氧原子的质子数为8,氧离子的结构示意图为,故C错误;
D. CO2为分子晶体,碳原子的相对体积较大,应该用表示,而SiO2为原子晶体,不存在SiO2分子,故D错误;
答案选A。
4.下列有关叙述不正确的是
A. 能源是人类生活和社会发展的基础,地球上最基本的能源是太阳能
B. 钛合金主要用于制作飞机发动机部件,工业上可用钠与四氯化钛溶液反应制取
C. 借助扫描道显微镜,应用STM技术可以实现对原子或分子的操纵
D. 燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都可以减少酸雨的产生
【答案】B
【解析】
【详解】A. 地球上的能源主要来源于太阳能,通过植物的光合作用被循环利用,故A正确;
B. 钛合金工业上可用钠与四氯化钛固体反应制取,钠可以和盐溶液中的水反应,不能置换出单质钛,故B错误;
C. 科学仪器的使用利于我们认识物质的微观世界,现在人们借助扫描隧道显微镜,应用STM技术可以“看”到越来越细微的结构,并实现对原子或分子的操纵,故C正确;
D. SO2和NOx的排放可导致酸雨发生,则燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施,故D正确;
答案选B。
5.下列有关实验的说法不正确的是
A. 用如图电子天平称量固体,读数时侧门应关闭
B. 用托盘天平称取10.2 g NaOH固体时,将10g的砝码放在右盘,将游码移到0.2g的位置
C. 分光光度计可用于分析溶液颜色与反应物(生成物)浓度的关系,从而确定化学反应速率
D. 吸入氯气、氯化氢气体时,可吸入少量酒精或乙醚的混合蒸气解毒
【答案】B
【解析】
【详解】A. 用如图电子天平称量固体,读数时侧门应关闭,防止气流影响读数,故A正确;
B. 用托盘天平称取10.2 g NaOH固体时,将10g的砝码放在右盘,将游码移到0.2g的位置,但NaOH一般在小烧杯中称量,砝码质量大于10g,故B错误;
C. 分光光度计可用于分析溶液颜色与反应物(生成物)浓度的关系,从而确定化学反应速率,故C正确;
D. 酒精和乙醚具有麻醉作用,可减弱对呼吸道的刺激,减轻咳嗽,当吸入氯气、氯化氢气体时,可吸入少量酒精或乙醚的混合蒸气解毒,故D正确;
答案选B。
6.下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是
A. 银氨溶液:Na+、K+、NO3—、NH3·H2O B. 空气:C2H4、CO2、SO2、NO
C. 氯化铝溶液:Mg2+、HCO3—、SO42—、Br— D. 使甲基橙呈红色的溶液:I—、Cl—、NO3—、Na+
【答案】A
【解析】
【详解】A. 在银氨溶液中,题中所给各离子间不发生反应,可以大量共存,故A正确;
B. 空气中有氧气,NO与氧气反应生成二氧化氮,不能大量共存,故B错误;
C. 氯化铝溶液中铝离子与碳酸氢根离子双水解,不能大量共存,故C错误;
D. 使甲基橙呈红色的溶液显酸性,I-和NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
答案选A。
7.NA为阿伏加德罗常数值,下列叙述正确的是
A. 1.0L1.0molL—1的H2SO4水溶液中含有的氧原子数为4NA
B. 273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物的分子总数一定为NA
C. 25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH—的数目为0.1NA
D. 1 mol Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时失去的电子数一定为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A. 1.0L1.0molL-1的H2SO4水溶液中含有水,氧原子数大于4NA,A错误;
B. 273K、101kPa下,22.4L甲烷和氧气的混合气体燃烧后,产物二氧化碳和水,分子总数大于NA,B错误;
C. 25℃时pH=13的NaOH溶液中没有体积,无法计算OH—的数目,C错误;
D. 1 mol Na与氧气完全反应得到Na2O与Na2O2的混合物时,钠单质变为钠离子,转移1 mol电子,失去的电子数一定为NA,D正确;
答案选D。
8.下列实验中,所选装置或仪器合理的是
A. 高温煅烧石灰石 B. 从KI和I2的固体混合物中回收I2
C. 除去乙醇中的苯酚 D. 量取15.00mLNaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A. 高温煅烧石灰石不可用瓷坩埚进行,氧化钙与二氧化硅反应,A错误;
B. I2易升华,分离回收碘,应在密封的装置中,图中蒸发皿加热后不能回收碘,B错误;
C. 苯酚易溶于乙醇中,不会有沉淀,所以不能用过滤法分离乙醇和苯酚,C错误;
D. 量取15.00mLNaOH溶液,可选择滴定管,移液管等精准的量器,D正确;
答案选D。
9.下列说法不正确的是
A. 石油分馏可获得汽油、煤油、石蜡等矿物油,煤焦油干馏可获得苯、甲苯等有机物
B. 生活中常见的聚乙烯、聚氯乙烯、纶、有机玻璃、合成橡胶都是通过加聚反应得到的
C. 按系统命名法,有机物可命名为2,2,4,4,5—五甲基—3,3—二乙基己烷
D. 碳原子数≤6的链状单烯烃,与HBr反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有4种(不考虑顺反异构)
【答案】A
【解析】
【详解】A.石油分馏主要得到汽油、煤油、柴油、石蜡等,煤干馏发生化学变化可得到苯和甲苯,煤焦油分馏可获得苯、甲苯等有机物,故A错误;
B. 由乙烯发生聚合反应生成聚乙烯;氯乙烯发生聚合反应生成聚氯乙烯;纶又叫做合成纤维,利用石油、天然气、煤和农副产品作原料得单体经过特殊条件发生聚合反应生成如:氯纶:、腈纶:;有机玻璃有机玻璃是甲基丙烯酸甲酯聚合生成:;合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物,单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种,故B正确;
C. 按系统命名法,有机物的结构简式中的每个节点和顶点为C,根据有机物中每个碳原子连接四个键,与碳原子相连的其他键用氢补充。六个碳的最长链作为主链,其余五个甲基、两个乙基做支链,主链编号时以相同取代基位数之和最,因此该有机物为2,2,4,4,5—五甲基—3,3—二乙基己烷,故C正确;
D. 碳原子数≤6的链状单烯烃,与HBr反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有CH2=CH2;CH3CH=CHCH3 ;CH3 CH2CH=CHCH2CH3;(CH3)2CH=CH(CH3)2 (不考虑顺反异构),共4种,故D正确;
答案选A。
10.2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是
A. 位于第五周期第VIA族的元素为金属元素 B. 第32号元素的单质可作为半导体材料
C. 第55号元素的单质与水反应非常剧烈 D. 第七周期ⅦA族元素的原子序数为117
【答案】A
【解析】
【详解】A. 位于第五周期第VIA族的元素为Te(碲),是非金属元素,A错误;
B. 第32号元素为锗,位于金属区与非金属区的交界线处,单质可作为半导体材料,B正确;
C. 第55号元素是铯,为活泼的碱金属元素,单质与水反应非常剧烈,C正确;
D. 第七周期0族元素的原子序数为118,ⅦA族元素的原子序数为117,D正确;
答案选A。
11.下列有关说法正确的是
A. 用新制Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中的甘油时,可生成绛蓝色沉淀
B. 用纸层析法分离Cu2+和Fe3+,为了看到色斑,必须通过氨熏
C. 氯化钻浓溶液加水稀释,溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色
D. 摘下几根火柴头,浸于水中,片刻后取少量溶液于试管中,加AgNO3溶液和稀硝酸,若出现白色沉淀,说明火柴头中含氯元素
【答案】C
【解析】
【详解】A. 用新制Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中的甘油时,可生成绛蓝色溶液,A错误;
B. 用纸层析法分离Cu2+和Fe3+,为了看到色斑,Cu2+和Fe3+本身就具有不同颜色,不必须通过氨熏,B错误;
C. 氯化钴浓溶液中,主要存在[CoCl4]2-,为蓝色离子,氯化钴稀溶液,主要存在[Co(H2O)6]2+,为粉红色离子,溶液中存在平衡[CoCl4]2-+6H2O[Co(H2O)6]2++4Cl-,加水稀释平衡向右移动,溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色,C正确;
D. 火柴头中含有氯酸钾,硝酸银能和氯离子反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,所以硝酸酸化的硝酸银能检验氯离子,但硝酸银不和氯酸根离子反应,所以不能检验氯酸根离子,D错误;
答案选C。
12.下列指定反应的离子方程式不正确的是
A. 向氨化的饱和氯化钠溶液中通入足量二氧化碳气体:Na++ NH3·H2O +CO2=NaHCO3↓+NH4+
B. 碱性条件下次氯酸钾溶液与氢氧化铁反应:3ClO—+2Fe(OH)3+4OH—=2FeO42—+3Cl—+5H2O
C. 向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠固体:2Na2O2+2Fe2++2H2O=4Na++2Fe(OH)2↓+O2↑
D. 向饱和的碳酸氢钙溶液中加入足量的澄清石灰水:Ca2++HCO3—+OH—=CaCO3↓+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. 向氨化的饱和氯化钠溶液中通入足量二氧化碳气体: NH3·H2O + NaCl + CO2 == NH4Cl + NaHCO3 ↓,离子方程式为:NH3·H2O+ Na++CO2== NH4++ NaHCO3 ↓,故A正确;
B. 碱性条件下次氯酸钾溶液与氢氧化铁反应制高铁酸钾: 2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O,离子方程式为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故B正确;
C. 向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠固体,亚铁离子具有还原性,过氧化钠具有氧化性,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:4Fe2++4Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,故C错误;
D. 向饱和的碳酸氢钙溶液中加入足量的澄清石灰水: Ca(HCO3)2+Ca(OH)2===2H2O+2CaCO3 ↓,离子方程式为:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,故D正确。
答案选C。
13.可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g) Ng)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,下列判断不正确的是
A. 反应①的正反应是放热反应
B. 达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10:11
C. 达平衡(I)时,X的转化率为20%
D. 在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A、降温由平衡(Ⅰ)向平衡(Ⅱ)移动,同时X、Y、Z的总物质的量减少,说明平衡向右移动,正反应放热,逆反应为吸热反应,故A正确;
B、平衡时,右边物质的量不变,由图可以看出达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为:,故B正确;
C、达平衡(Ⅰ)时,右边气体的物质的量不变,仍为2mol,左右气体压强相等,设平衡时左边气体的物质的量为xmol,则有:,x=mol,即物质的量减少了(3-)mol=mol,所以达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为, 故C错误;
D、由平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ),化学反应②发生平衡的移动,则M的体积分数不相等,故D正确;
答案选C。
14.下列说法不正确的是
A. C5H12的三种同分异构体沸点不同,因为其分子间作用力大小不同
B. NH3和HCl都极易溶于水,均与它们能跟水分子形成氢键有关
C. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有分子间作用力的破坏
D. NaHSO4晶体溶于水和受热熔化时破坏的化学键类型不完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A. C5H12的三种同分异构体结构不同,分子间作用力大小不同,因而沸点不同,A正确;
B. NH3能和水分子形成氢键,HCl不能形成氢键,B错误;
C. 石墨为层状结构,层内含有共价键,层与层之间是分子间作用力,转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有分子间作用力的破坏,C正确;
D. NaHSO4晶体溶于水时电离为Na+、H+、SO42-,破坏离子键和共价键,受热熔化时电离为Na+、HSO4-,破坏离子键,破坏的化学键类型不完全相同,D正确;
答案选B。
15.第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态,其电路工作原理如图所示。下列说法中正确的是
A. 放电时甲为负极,充电时为阳极
B. 电池充电时,OH—由甲侧向乙侧移动
C. 放电时负极的电极反应式为:MHn—ne—=M+nH+
D. 汽车下坡时发生图中实线所示的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据电解池的工作原理,充电时甲电极是阴极,放电时是原电池,甲是负极,故A错误;
B. 电池充电时是电解池的工作原理,电解池中的甲电极是阴极,阴极发生氢离子得电子的还原反应,乙是阳极,所以OH-由甲侧向乙侧移动,故B正确;
C. 放电时负极发生氧化反应,电极反应式为M-ne-+nH+=MHn,故C错误;
D. 汽车下坡时电池处于充电状态,发生图中虚线所示的过程,故D错误;
答案选B。
16.下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是
A. 如图所示的化学反应中,反应物的键能之和大于生成物的键能之和
B. 相同条件下,氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少
C. 金刚石在一定条件下转化成石墨能量变化如图所示,热反应方程式可:C(s金刚石) =C(s,石墨) ∆H=-(E2—E3)kJ·mol—1
D. 同温同压下,H2(g)+C12(g)==2HCl(g)能量变化如图所示,在光照和点燃条件下的△H相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 据图可知,该反应是放热反应,反应实质是旧键断裂和新键生成,前者吸收能量,后者释放能量,所以反应物的键能之和小于生成物的键能,A错误;
B. 液态水的能量比等量的气态水的能量低,而氢气在氧气中的燃烧为放热反应,故当生成液态水时放出的热量高于生成气态水时的热量,故B错误;
C. 放出的热量=反应物的总能量−生成物的总能量=-(E1—E3)kJ·mol-1,故C错误;
D. 反应的热效应取决于反应物和生成的总能量的差值,与反应条件无关,故D正确;
答案选D。
17.H2C2O4(草酸)为二元弱酸,在水溶液中H2C2O4、HC2O4-和C2O42-物质的量分数与pH关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 由图可知,草酸的Ka=10-1.2
B. 0.1 mol·L—1NaHC2O4溶液中c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(OH-)
C. 向草酸溶液中滴加氢氧化钠溶液至pH为4.2时c(Na+)+c(H+)=3c(C2 O42-)+c(OH-)
D. 根据图中数据计算可得C点溶液pH为2.8
【答案】D
【解析】
【详解】由图线1为H2C2O4、2为HC2O4-、3为C2O42-。
A. 当pH为1.2时c(H+)=10-1.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(H2C2O4)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka=10-1.2,故A正确;
B. 0.1 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性c(H+)>c(OH-),HC2O4-会发生水解和电离c(Na+)>c(HC2O4-),因此c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(OH-),故B正确;
C. pH为4.2时,溶液中含有微粒为HC2O4-和C2O42-,且c(HC2O4-)= c(HC2O4-),根据电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2 O42-)+c(OH-),则有c(Na+)+c(H+)=3c(C2 O42-)+c(OH-),故C正确;
D.由于草酸为弱酸分两步电离,Ka1= ,Ka2=,Ka1·Ka2=,根据图中C点得到c(C2O42-)= c(H2C2O4),所以,Ka1Ka2=,当pH为1.2时c(H+)=10-1.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(H2C2O4)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka1=10-1.2。当pH为4.2时c(H+)=10-4.2 mol·L-1,c(HC2O4-)= c(C2O42-)=0.5 mol·L-1,草酸的Ka2=10-4.2;====10-2.7,C点溶液pH为2.7。故D错误。
答案选D。
18.硫酸铵在一定条件下发生反应:4(NH4)2SO4=6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+N2↑+7H2O,将反应后的气体通入一定量的氯化钡溶液中恰好完全反应,有白色沉淀生成。下列有关说法正确的是
A. 白色沉淀为BaSO4
B. 白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,且 n(BaSO3):n(BaSO4)约为1:1
C. 白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物,且n(BaSO3):n(BaSO4)约为3:1
D. 从溶液中逸出的气体为N2,最后溶液中的溶质只有NH4Cl
【答案】B
【解析】
【分析】
反应后的混合气体通入到BaCl2溶液中发生的是复分解反应:SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NH4Cl、SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4、(NH4)2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl,依据反应定量关系,结合分解生成的气体物质的量可知,二氧化硫转化为亚硫酸铵,1mol三氧化硫转化为硫酸铵消耗氨气2mol,则4mol氨气和2molSO2反应生成亚硫酸铵,所以得到的沉淀为1mol硫酸钡,2mol亚硫酸钡,剩余SO2和亚硫酸钡反应生成亚硫酸氢钡,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,则:n(BaSO4):n(BaSO3)=1:1;
【详解】A、根据分析可知,白色沉淀为BaSO4和BaSO3,故A错误;
B、由上述分析可知,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,二者物质的量之比为1:1,故B正确;
C、根据B项分析可知,最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡,二者物质的量之比为1:1,故C错误;
D、从溶液中逸出的气体为N2,根据分析可知,反应后的溶质为亚硫酸氢钡与氯化铵,故D错误;
答案选B。
19.以黄铜矿(主要成分为 CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。
沉淀物
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
下列说法不正确的是
A. 试剂a可以是CuO或Cu(OH)2,作用是调节pH至3.7~4.7之间
B. 反应I的化学反应方程式为4 CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中铁元素被还原
C. 操作X为蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,再冷却结晶
D. 反应Ⅲ的离子方程式为Cu2++Fe==Cu+Fe2+,试剂c参与反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe(OH)3+3H+=Fe 3++3H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加入试剂a调节pH至3.7~4.7之间,目的是使Fe3+ 形成Fe(OH)3沉淀,同时要防止生成Cu(OH)2 沉淀,为了防止引入新的杂质,试剂a可以是CuO[或Cu(OH)2 、CuCO3 等],故A正确;
B. 反应I的化学反应方程式为4 CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中铁元素化合价升高被氧化,故B错误;
C. 操作X为从硫酸亚铁溶液中得到绿矾晶体,当蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,再冷却结晶即可,故C正确;
D. 反应Ⅲ主要是Cu2+与过量的Fe(即b试剂)反应,为将Cu2+全部转化,加入的铁粉过量,因此在反应Ⅳ时应该将过量的铁粉除去,利用铁、铜的性质差别,加入适量稀硫酸(即试剂c)即可,参与反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe(OH)3+3H+=Fe 3++3H2O,故D正确;
答案选B。
20.某红色固体粉末可能是Cu、Cu2O、Fe2O3中的一种或几种。为探究其组成,称取a g该固体粉末样品,用过量的稀硫酸充分反应后(已知:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O),称得固体质量为b g。则下列推断不合理的是
A. 反应后溶液中大量存在的阳离子最多有3种
B. 向反应后的溶液中加入一定量的NaNO3,可能使b g固体完全溶解
C. 若b=a,则红色固体粉末一定为纯净物
D. b的取值范围:0<b≤a
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意红色固体粉末可能存在六种组成。
1、若a g红色固体粉末只有Cu,加入过量的稀硫酸不反应。称得固体质量b g即为铜的质量,因此b=a,此时溶液中只含有氢离子和硫酸根离子;
2、若a g红色固体粉末为Cu和Fe2O3的混合物,加入过量的稀硫酸与Cu不反应,与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,铜和硫酸铁溶液发生氧化还原反应:Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+,若称得固体质量b g即为原混合物中铜反应后剩余的质量,因此b 3、若a g红色固体粉末为Cu和Cu2O,依据Cu2O在酸性溶液中会发生反应:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知,加入过量的稀硫酸生成铜和硫酸铜溶液,称得固体质量b g即为原样品中的铜的质量加上Cu2O反应生成的铜的质量,因此b 4、若a g红色固体粉末只有Fe2O3,加入过量的稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,反应后无固体剩余,因此b=0,此时溶液中只含有氢离子和硫酸根离子;
5、若a g红色固体粉末只有Cu2O,依据Cu2O在酸性溶液中会发生反应:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知,加入过量的稀硫酸生成铜和硫酸铜溶液,称得固体质量b g即为Cu2O反应生成的铜的质量,因此b 6、若a g红色固体粉末为Cu2O和Fe2O3,加入过量的稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁溶液,与Cu2O反应生成铜和硫酸铜溶液,铜和硫酸铁溶液发生氧化还原反应:Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+,若称得固体质量b g即为Cu2O反应生成的铜再次反应后剩余的质量,因此b A. 根据上述分析,反应后溶液中大量存在的阳离子最多有3种,故A正确。
B. 不论以何种形式组成的红色固体,反应后若有固体剩余,一定是铜。由于硫酸过量,向反应后的溶液中加入一定量的NaNO3,形成硝酸,具有氧化性,可与铜反应,只要硝酸足够,可能使反应产生的固体完全溶解,故B正确
C. 若b=a,即b D. 根据上述六种红色固体粉末组成的分析,b的取值范围:0<b≤a,故D正确。
答案选C。
21.工业催化剂 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4·H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备。请回答下列问题
(1)写出H2O2的电子式:____________________
(2)配平该方程式____FeC2O4·H2O+___H2O+ __K2 C2O4+__H 2C2O4=__K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
(3)制备过程中要防止草酸被H2O2氧化,请写出草酸被H2O2氧化的化学反应方程式______;
(4)配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:。已知K[Fe(C2O4)3]3—=1020, K[Fe(SCN)3]=2103,能否用KSCN溶液检验K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中的铁元素?______(填“是”或“否”)若选“否”,请设计检验铁元素的方案_________________________________________。
【答案】 (1). (2). 2 (3). 1 (4). 3 (5). 1 (6). 2 (7). H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O (8). 否 (9). 取适量晶体加热,将加热后的固体残留物溶解在稀硫酸中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则晶体中含有铁元素,反之则无(其他合理也可)
【解析】
【详解】(1)H2O2为共价化合物,其电子式为,故答案为:;
(2)根据水的个数的最小公倍数为6,则FeC2O4•2H2O的化学计量数为2,K3[Fe(C2O4)3]•3H2O的化学计量数3,然后由原子守恒可知,该化学反应为2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]•3H2O,故答案为:2;1;3;1;2;
(3)草酸被H2O2氧化生成水和二氧化碳,该反应为H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O,故答案为:H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O;
(4)因Fe3++3C2O42-= [Fe(C2O4)3]3-,=1020,配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,K值越大说明生成的配合物越稳定,已知K[Fe(C2O4)3]3—=1020, K[Fe(SCN)3]=2103,说明[Fe(C2O4)3]3—远远比Fe(SCN)3稳定,向K3[Fe(C2O4)3]·3H2O溶液中加入KSCN溶液,[Fe(C2O4)3]3—中的Fe3+不能与SCN-反应转化为Fe(SCN)3,也就不能显示血红色。无法验证铁元素;检验铁元素的方案为取适量晶体加热,取固体残留物溶解在H2SO4中,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则有铁元素,反之则无;
故答案为:否;取适量晶体加热,取固体残留物溶解在H2SO4中,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液.若溶液呈血红色则有铁元素,反之则无;
22.二元化合物A是一种较强的还原剂,可以用次氯酸钠溶液和过量的氨气制得,64gA完全燃烧得到4.48L密度为1.25g·L—1的气体B(体积与密度均在标准状况下测定)。
(1)A的化学式___________________。
(2)写出次氯酸钠溶液和过量的氨气制备A的离子方程式_________________________。A的制备过程中氨气需要过量的理由是_____________________________________。
(3)A可与黑色的CuO反应生成气体B和一种砖红色的物质,写出该化学方程式__________。
(4)已知2一丁烯存在顺反异构(如下图所示),甲基在双键同一侧的,称为顺式:甲基在双键两侧的,称为反式。现有化合物C,所含元素与A相同,摩尔质量小于A,C可通过A与等物质的量的过氧化氢恰好完全反应得到。实验表明,C可能存在两种结构,请写出它们的结构式_____________、_____________。
【答案】 (1). N2H4 (2). ClO-+2NH3═ N2H4+Cl-+H2O (3). 次氯酸钠有强氧化性,防止次氯酸钠过量,将N2H4氧化 (4). 4CuO+ N2H4═ 2Cu2O+N2↑+ 2H2O (5). (6).
【解析】
【详解】(1)二元化合物A是一种较强的还原剂,可以用次氯酸钠溶液和过量的氨气制得,6.4gA完全燃烧得到标况下密度为1.25g/L的气体B,其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,该气体为N2,A中含有N元素,元素守恒可知,反应还生成水,说明A中还含有H元素, 4.48L氮气的物质的量==0.2mol,其质量=0.2mol×28g/mol=5.6g,故6.4gA中H元素质量=6.4g-5.6g=0.8g,H原子物质的量==0.8mol,则A中N、H原子数目之比=0.2mol×2:0.8mol=1:2,故A为N2H4,故答案为:N2H4;
(2)次氯酸钠与过量氨气反应生成N2H4,根据氧化还原反应规律可知,还生成NaCl,根据元素守恒可知有水生成,反应方程式为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;离子反应方程式为:ClO-+2NH3═ N2H4+Cl-+H2O,次氯酸钠具有强氧化性,可以氧化N2H4,过量的氨气可防止N2H4被氧化,故答案为:NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O;次氯酸钠具有强氧化性,可以氧化N2H4,过量的氨气防止N2H4被氧化;
(3)N2H4与黑色的CuO反应生成砖红色氧化亚铜、氮气与水,反应方程式为:4CuO+N2H4═2Cu2O+N2+2H2O,故答案为:4CuO+N2H4═2Cu2O+N2+2H2O;
(4)化合物C,所含元素与A相同,摩尔质量小于A,C可通过A与等物质的量的过氧化氢恰好完全反应得到,因此C的化学式为N2H2,根据2一丁烯存在顺反异构的解释,因此C中氢原子在双键同一侧的,称为顺式;氢原子在双键两侧的,称为反式,它们的结构式分别为和。
23.甲醇CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上有多种方法可制得甲醇成品
(一)以CO、H2和CO2制备甲醇
①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g) ∆H1
②CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H3
(1)已知:反应①的化学平衡常数K和温度的关系如下表
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
则下列说法正确的是______
A.反应①正反应是吸热反应
B.一定体积的密闭容器中,压强不再变化时,说明反应①达到平衡状态
C.1100℃时,反应①的K可能为1.5
D.在1000℃时,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]约为0.59
(2)比较△H2_____△H3(填“>”、“=”或“<”)
(3)现利用②和③两个反应合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命下降若氢碳比表示为f=[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)],则理论上f=_____时,原料气的利用率高,但生产中住往采用略高于该值的氯碳比,理由是_________________________________.
(二)以天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2Og) CO(g)+3H2(g) ∆H1>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ∆H2>0
在一定压强下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三种不同催化剂作用下发生反应(i),经历相同时间时,CO的物质的量(n)随温度变化的关系如图1
(1)下列说法正确的是_______
A.曲线①中n(CO)随温度变化的原因是正反应为吸热反应,升高温度,平衡向右移动
B.三种催化剂中,催化剂③的催化效果最好,所以能获得最高的产率
C.当温度低于700℃时的曲线上的点可能都没有到达平衡
D.若温度大于700℃时,CO的物质的量保持不变
(2)500℃时,反应(1)在催化剂①的作用下到10mim时达到平衡,请在图2中画出反应(1)在此状态下0至12分钟内反应体系中H2的体积分数(H2)随时间t变化的总趋势___________________
(三)研究表明,CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇,原理如图3所示。
(1)产生甲醇的电极反应式为___________________;
(2)甲醇燃料电池应用很广,其工作原理如图4,写出电池工作时的负极反应式:___________。
【答案】 (1). AD (2). < (3). 2 (4). 使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降 (5). C (6). (7). CO+4H++4 e-= CH3OH (8). CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
【解析】
【详解】(一)(1)根据表格数据,温度越高,平衡常数越大,说明反应向正反应移动,正反应为吸热,A正确;反应①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g)是反应前后气体体积不变的体系,压强不影响平衡移动,B错误;1000℃时K为1.7,温度越高,平衡常数越大,1100℃时K>1.7,C错误;在1000℃时,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]为K的倒数,约为0.59,D正确;答案为AD。
(2)随温度升高K1增大,说明反应①的正反应为吸热反应,△H1>0,盖斯定律计算得到△H3=△H1+△H2,则△H2<△H3。
(3)由①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)化学方程式可知=2,原料气的利用率最高,但生产中往往采用略高于该值的氢碳比,理由:使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降,故答案为:2;使CO充分反应,避免反应催化剂寿命下降;
(二) (1)曲线①中n(CO)随温度升高而增大,反应逆向进行,正反应为放热,A错;催化剂③的使用时n(CO)变化量少,即CO转化率低,产率也不高,B错;当体系中各物质的物质的量保持不变时,反应平衡,根据图象,曲线上的点在不停地变化,反应没有达到平衡,C正确;温度大于700℃时,CO的物质的量曲线未画出,不一定保持不变,D错误。答案选C。
(2)根据图一中CO的物质的量曲线及反应中H2生成和消耗的计量关系,0至12分钟内反应体系中生成物H2的体积分数(H2)随时间t变化的总趋势为
(三)(1)CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇,据图3可知,一氧化碳得电子生成甲醇,则产生甲醇的电极反应式为CO+4H++4 e-= CH3OH;
(2)据图4可知,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为:3O2+12H++12e−=6H2O,负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为2CH3OH−12e−+2H2O=2CO2↑+12H+,故答案为:CH3OH−6e−+H2O=CO2↑+6H+;
24.三苯甲醇是有机合成中间体。实验室用格氏试剂)与二苯酮反应制备三苯甲醇。已知:①格氏试剂非常活泼,易与水、氧气、二氧化碳等物质反应;
②
③
④
实验过程如下
①实验装置如图1所示。
a.合成格氏试剂:向三颈烧瓶中加入0.75g镁屑和少量碘(引发剂),连接好装置,在恒压漏斗中加入3.20mL(0.03mol)溴苯和15.00mL乙醚混匀,开始缓慢滴加混合液,滴完后待用。
b.制备三苯甲醇:将5.50g二苯与15.00mL乙醚在恒压漏斗中混匀,滴入三颈烧瓶。40℃左右水溶回流0.5h,加入20.00mL包和氯化铵溶液,使晶体析出。
②提纯:图2是简易水蒸气蒸馏装置,用该装置进行提纯,最后冷却抽滤
(1)图1实验中,实验装置有缺陷,应在球形冷凝管上连接____________装置
(2)①合成格氏试剂过程中,低沸点乙醚的作用是____________________;
②合成格氏试剂过程中,如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降,其原因是______;
(3)提纯过程中发现A中液面上升,此时应立即进行操作是_______;
(4)①反应结束后获得三苯甲醇晶体的操作为_______、过滤、洗涤______;
A.蒸发结晶 B.冷却结晶 C.高温烘干 D.滤纸吸干
②下列抽滤操作或说法正确的是_______
A.用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.注意吸滤瓶内液面高度,当接近支管口位置时,拨掉橡皮管,滤液从支管口倒出
D.用抽滤洗涤沉淀时,应开大水龙头,使洗涤剂快速通过沉淀物,以减少沉淀物损失
E.抽滤不宜用于过滤胶状成剧粒太小的沉淀
(5)用移液管量取20.00mL饱和氯化较溶液,吸取液体时,左手______,右手持移液管;
(6)通过称量得到产物4.00g,则本实验产率为__________(精确到0.1%)。
【答案】 (1). 装有氯化钙固体的干燥管(其他干燥剂合理也可以) (2). 作溶剂,且乙醚气体排除装置中的空气,避免格氏试剂与之反应 (3). 滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物联苯 (4). 立即旋开螺旋夹,并移去热源,拆下装置进行检查 (5). B (6). D (7). ABE (8). 拿洗耳球 (9). 51.3%
【解析】
【详解】(1). 格氏试剂非常活浅,易与水、氧气、二氧化碳等物质反应,应在球形冷凝管上连接装有氯化钙固体的干燥管;
(2) ① 为使反应充分,提高产率,用乙醚来溶解收集。乙醚的沸点低,在加热过程中可容易除去,同时可防止格氏试剂与烧瓶内的空气相接触。因此答案为:作溶剂,且乙醚气体排除装置中的空气,避免格氏试剂与之反应;
②依据题干反应信息可知滴入过快会生成联苯,使格氏试剂产率下降;
(3)提纯过程中发现A中液面上升说明后面装置不能通过气体,需要旋开螺旋夹移去热源后拆装置进行检查装置气密性,故答案为:立即旋开螺旋夹,移去热源,拆下装置进行检查。
(4)①滤纸使其略小于布式漏斗,但要把所有的孔都覆盖住,并滴加蒸馏水使滤纸与漏斗连接紧密,A正确;用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀,B正确;当吸滤瓶内液面快达到支管口位置时,拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,C错误;洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓慢通过沉淀物,D错误;减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀,胶状沉淀在快速过滤时易透过滤纸;沉淀颗粒太小则易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过,E正确;答案为ABE。
(5)用移液管量取20.00mL饱和氯化较溶液,吸取液体时,左手拿洗耳球,右手持移液管;答案为:拿洗耳球。
(6)通过称量得到产物4.00g,根据题干提供的反应流程0.03mol溴苯反应,理论上产生三苯甲醇的物质的量为0.03mol,即理论生产三苯甲醇的质量为0.03molⅹ=7.80,产率=实际产量/理论产量=4.00 g ÷7.80ⅹ100%=51.3%,答案为:51.3%。
25.奥美拉唑主要用于十二指肠溃疡和胃溃的治疗,静脉注射可用于消化性溃疡急性出的治疗,反应中间体F和奥美拉性的合成路线如下:
I 中间体F的合成:
II奧美拉唑的合成:
已知:
结合上述合成路线,请回答:
(1)下列说法正确的是__________
A.奥美拉分子式为C18 H19N3O3S
B.J生成K的反应类型为加成反应
C.化合物C可以发生的反应类型有取代、还原、加成
D.设计A转化为B的目的是保护其中的官能团
(2)化合物F的结构简式为_______________________________;
(3)请写出A→B的反应方程式___________________________________;
(4)试写出同时满足下列条件的化合物H的同分异构体: _____________________________
①分子中含苯环,遇FeC13显紫色
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)利用已有知识和题中涉及的反应,设计从乙烯合成的路线。(用流程图表示,无机试剂任选)_________________________
【答案】 (1). C、D (2). (3). (4). (5).
【解析】
【详解】(1)奥美拉的分子式为C17 H19N3O3S,A错误;J生成K的过程中,增加了氧原子,反应类型为氧化反应,B错误;化合物C中有苯环,可发生取代和加成反应;有碳氧双键,可得到氢,发生还原反应;C正确;设计A转化为B的目的是保护其中的官能团,D正确。答案选CD。
(2)根据流程I到J有机物两个分子结构的差别可知,化合物F的结构简式。
(3)根据生成物B的结构式和反应物可得A的结构式为,发生的化学反应为;
(4)①分子中含苯环,遇FeC13显紫色,结构中有酚羟基;②分子中含有4种不同化学环境的氢原子,根据化合物G的结构符合要求的化合物H结构式为;
(5)结合题中流程图,从乙烯合成的路线为
;
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