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2022-2023学年四川省内江市第六中学高二上学期入学考试化学试题含解析
展开这是一份2022-2023学年四川省内江市第六中学高二上学期入学考试化学试题含解析,共29页。试卷主要包含了单选题,结构与性质,实验题,有机推断题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
四川省内江市第六中学2022---2023学年高二上学期入学考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列叙述中正确的是
A.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.聚合物 可由和加聚制得
C.分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化
D.纤维素、聚乙烯、光导纤维都属于高分子化合物
【答案】B
【详解】A.碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚乙烯中不含碳碳双键,所以聚乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.丙烯和乙烯发生加聚反应生成,可由CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得,故B正确;
C.干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,在这个过程中有新物质产生,因此发生的变化属于化学变化,分馏是利用物质沸点不同,将其分离,没有生成新物质,是物理变化,裂化、裂解过程中有新物质生成,都是化学变化,故C错误;
D.相对分子质量在10000以上的化合物为高分子化合物,光导纤维的主要成分是SiO2,所以SiO2不是高分子化合物,故D错误;
故选:B。
2.下列变化中,属于吸热反应的有几个
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓H2SO4稀释 ④铝热反应 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥CaCO3高温分解 ⑦Al与盐酸反应 ⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合 ⑨C+H2O(g)CO+H2 ⑩CO2+C2CO
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【详解】①液态水汽化,属于汽化现象,不是化学反应,故不符合题意;
②将胆矾加热变为白色粉末,属于分解反应,为吸热反应,故符合题意;
③浓H2SO4稀释,属于物理变化,不属于吸热反应,故不符合题意;
④铝热反应为典型的放热反应,故不符合题意;
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰,属于化合反应,为放热反应,故不符合题意;
⑥CaCO3高温分解典型的吸热反应,故符合题意;
⑦Al与盐酸反应为放热反应,故不符合题意;
⑧Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合为吸热反应,故符合题意;
⑨C+H2O(g) CO+H2为吸热反应,故符合题意;
⑩CO2+C2CO为吸热反应,故符合题意;
综上所述,②⑥⑧⑨⑩符合题意,即共有5个。
故选A。
3.下列化学用语或图示表达不正确的是
A.N2的结构式:N≡N B.Na+的结构示意图:
C.CH4的球棍模型: D.CO2的电子式:
【答案】D
【详解】A.N2分子以氮氮三键构成,其结构式为N≡N,A正确;
B.Na+的质子数为11,电子数为10,所以钠离子的结构示意图为:,B正确;
C.CH4为正四面体结构,其中心C原子的半径略大于H原子的,所以其球棍模型为:,C正确;
D.CO2分子中含2对碳氧双键,各原子满足8电子稳定结构,其电子式为:,D错误;
故选D。
4.稀土是重要的战略资源,素有“工业味精”的美誉。在氧化钕()等稀土催化剂的作用下可发生反应:,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】化学反应速率之比等于化学反应计量数之比,将化学反应速率全部转化为氮气的化学反应速率,进行比较。
【详解】A.,则=;
B.,则=;
C.;
D.,则=;
综上,反应速率最快为C,答案选C。
5.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(夹持装置未画出)
A.用装置甲检验溶液中是否有
B.用装置乙制取并收集少量
C.用装置丙进行喷泉实验
D.用装置丁验证非金属性:
【答案】B
【详解】A.检验K+,需要通过蓝色钴玻璃观察,防止黄光的干扰,A错误;
B.利用生石灰遇水放出大量的热,以及NH3·H2O不稳定受热易分解的性质来制取氨气,由于氨气的密度小于空气的密度,所以收集氨气可用向下排空气法收集,B正确;
C.喷泉实验:烧瓶内外产生压强差,而氯气不溶于饱和食盐水,不能形成喷泉,C错误;
D.硝酸易挥发,制备的二氧化碳中混有硝酸,不能证明碳酸酸性比硅酸的强,不能证明非金属性强弱关系,D错误;
故选B。
6.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是
A.图甲:向电极方向移动,电极附近溶液中浓度增大
B.图乙:正极的电极反应式为
C.图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.图丁:电池放电过程中,硫酸浓度不断减小
【答案】A
【详解】A.图甲为Zn、Cu、H2SO4溶液构成的原电池,锌为负极,铜为正极,溶液中的阴离子向负极移动,在Cu电极上氢离子得到电子生成氢气,故向Zn电极方向移动,电极附近溶液中浓度减小,故A错误;
B.锌为负极,电解质溶液为碱性溶液,所以正极的电极反应式为,故B正确;
C.锌筒作负极,失电子,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,锌溶解,锌筒会变薄,故C正确;
D.电池放电过程中,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,消耗硫酸,硫酸浓度不断减小,故D正确;
答案选A。
7.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。已知X的气态氢化物溶于水后显碱性;Y是非金属性最强的元素,且Y与W同主族;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半。下列说法正确的是
A.Z、W两种元素形成的化合物,室温下能导电
B.Y、W两种元素形成的氢化物稳定性较高的是W
C.X的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应
D.Z与氧元素组成的化合物与水反应生成物只有其对应的碱
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,X的气态氢化物溶于水后显碱性,可知该气体为氨气,则X为N元素;Y是非金属性最强的元素,则Y为F元素,且Y与W同主族,可知W为Cl元素;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半,则Z为Na元素。
【详解】A.Na和Cl元素形成的化合物为NaCl,在室温下不能导电,A错误;
B.Y、W两种元素形成的氢化物分别是:HF和HCl,因为F的非金属性比Cl强,因此稳定性较高的是HF,B错误;
C.X的气态氢化物是氨气,其最高价氧化物的水化物为硝酸,两者能反应,C正确;
D.钠与氧元素组成的化合物过氧化钠能与水反应,生成物为氢氧化钠和氧气,D错误;
答案选C。
8.已知热化学方程式: ,请根据热化学方程式和表中数据计算键的键能x约为
化学键
键能
x
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】已知键键能为,键键能为,反应物的总键能-生成物的总键能,,解得,故答案为B。
9.钚是一种放射性元素,是原子能工业的一种重要原料,可作为核燃料和核武器的裂变剂。下列关于的说法不正确的是
A.是元素周期表中第七周期的元素
B. 与为两种不同的核素,互为同位素
C. 与具有相同的化学性质
D. 原子核中有145个中子
【答案】C
【详解】A.Pu的原子序数为94,是第七周期的元素,A正确;
B.与质子数相同而中子数不同,则它们为两种不同的核素,互为同位素,B正确;
C.与质量数相同,但质子数不同、核外电子数不同、电子排布不同,则化学性质不同,C错误;
D.原子核中有个中子,D正确;
故选C。
10.糖类、油脂、蛋白质为食物中的基本营养物质。下列说法正确的是
A.工业上可利用油脂在酸性条件下水解制肥皂
B.糖类、油脂、蛋白质中都可以发生水解反应
C.向鸡蛋清中加入硝酸,会变成黄色
D.淀粉、纤维素分子组成都可表示为(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
【答案】C
【详解】A.工业上利用油脂在碱性条件下水解制肥皂,A错误;
B.糖类中的单糖不能发生水解反应,B错误;
C.鸡蛋清中含有蛋白质,遇到硝酸会变黄色,C正确;
D.淀粉和纤维素可表示为(C6H10O5)n,但是两者聚合度n不同,分子式不同,不是同分异构体,D错误;
故答案选C。
11.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:
B.向CaCl2溶液中通入CO2:
C.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3:
D.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:
【答案】A
【详解】A.用Na2SO3溶液吸收少量的Cl2,Cl2具有强氧化性,可将部分氧化为,同时产生的氢离子与剩余部分结合生成,Cl2被还原为Cl-,反应的离子反应方程式为:3+Cl2+H2O=2+2Cl-+,A选项正确;
B.向CaCl2溶液中通入CO2,H2CO3是弱酸,HCl是强酸,弱酸不能制强酸,故不发生反应,B选项错误;
C.向H2O2中滴加少量的FeCl3,Fe3+的氧化性弱于H2O2,不能氧化H2O2,但Fe3+能催化H2O2的分解,正确的离子方程式应为2H2O22H2O+O2↑,C选项错误;
D.NH4HSO4电离出的H+优先和NaOH溶液反应,同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合,氢离子和氢氧根恰好完全反应,正确的离子反应方程式应为:H++OHˉ=H2O,D选项错误;
答案选A。
【点睛】B选项为易错点,在解答时容易忽略H2CO3是弱酸,HCl是强酸,弱酸不能制强酸这一知识点。
12.已知短周期主族元素A、B、C、D、E的相对原子质量依次增大,其中D、E为金属元素,A和E的原子序数之和与B和C的原子序数之和相等,E是地壳中含量最多的金属元素。它们的原子半径和最外层电子数的大小关系如图所示。下列说法正确的是
A.B与C的简单氢化物的稳定性:
B.C、D、E的简单离子的半径大小关系:
C.A、D均能和C形成两种化合物
D.B与E的最高价氧化物对应的水化物能发生化学反应
【答案】C
【分析】判断原子半径、最外层电子数时,要从正五边形到顶点的距离大小来判断,从原子半径图可以看出,原子半径:,结合最外层电子数:,可知A为H元素,D为Na元素,A和E的原子序数之和与B和C的原子序数之和相等,E是地壳中含量最多的金属元素,可知E为Al元素,结合最外层电子数可知B为C元素,C为O元素,据此解答。
【详解】A.非金属性:,非金属性越强,简单氢化物越稳定,简单氢化物的稳定性:,A项错误;
B.C、D、E的简单离子分别为,三种离子的核外电子排布相同,核电荷数大的半径小,所以半径:,B项错误
C.A与C可形成和两种化合物,D与C可形成和两种化合物,C项正确;
D.B和E的最高价氧化物的水化物分别为,不能与发生反应,D项错误;
答案选C。
13.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol有机物CH3-CH=CH-CH2-CH3中最多有8NA个原子共面
B.1mol重水比1mol水多NA个质子
C.1mol-OH所含的电子数为10NA
D.28gC2H4和C3H6的混合气体,所含的共用电子对数是6NA
【答案】D
【详解】A.由于双键的存在使得编号为1~6的原子一定处于同一平面上 。另外,通过碳碳单键的旋转使编号为⑦~⑨的氢原子、碳原子和氢原子也可处于同一平面上。所以1分子有机物最多有9个原子共面,1mol有机物中最多有9NA个原子共面。A错误。
B.1个重水分子由2个氘原子()和1个氧原子构成。1个水分子由2个氕原子()和1个氧原子构成。1个氘原子比1个氕原子多1个质子,故1个重水分子比1个水分子多2个质子,所以1mol重水比1mol水多2NA个质子。B错误。
C.—OH表示羟基,羟基为电中性,电子数与质子数相同。羟基中的质子数为8+1=9个,所以1mol-OH所含的电子数为9NA。C错误。
D.共用电子对数即共价键数目,包括键和键。1个C2H4分子含有5个键和1个键,共6个共价键。28gC2H4共价键的数量为。1个C3H6分子含有8个键和1个键,共9个共价键。28gC3H6共价键的数量为。D正确。
综上所述,答案为D。
14.几种短周期元素的原子半径及某些化合价见表。
元素代号
A
B
D
E
G
H
I
J
化合价
-1
-2
+4、-4
-1、+7
+5、-3
+3
+2
+1
原子半径/nm
0.071
0.074
0.077
0.099
0.110
0.143
0.160
0.186
分析判断下列说法正确的是A.D、H、J的氧化物分别为酸性氧化物、两性氧化物、碱性氧化物
B.A、H、J的离子半径由大到小的顺序是A>J>H
C.G元素的单质不存在同素异形体
D.G的最高价氧化物的水化物酸性比E强
【答案】B
【分析】几种短周期元素的原子半径及某些化合价如表,A、E有-1价,B有-2价,且A的原子半径与B相差不大,则A、E处于ⅦA族,B处于ⅥA族,A原子半径小于E,可推知A为F、E为Cl,B为O;D有-4、+4价,处于ⅣA族,原子半径与O原子相差不大,可推知D为C元素;G元素有-3、+5价,处于ⅤA族,原子半径大于C原子,应处于第三周期,则G为P元素;H、I、J的化合价分别为+3、+2、+1,分别处于Ⅲ族A、ⅡA族、ⅠA族,原子半径依次增大,且都大于P原子半径,应处于第三周期,可推知H为Al、I为Mg、J为Na。
【详解】A.D、H、J分别为C、Al、Na,CO不是酸性氧化物,故A错误;
B.A、H、J分别为F、Al、Na,Na+、Al3+、F-离子核外电子层数相等,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径大小顺序为:F->Na+>Al3+,即A>J>H,故B正确;
C.G为P元素,磷的单质有红磷和白磷,存在同素异形体,故C错误;
D.G为P元素,E为Cl元素,因非金属性:P<Cl,所以其最高价氧化物对应水化物的酸性:H3PO4<HClO4,故D错误;
故选B。
15.已知R2-的核内有n个中子,R原子的质量数为M,则mgR2-中含有电子的物质的量为
A.mol B.mol
C. mol D. mol
【答案】D
【详解】由R2-的核内有n个中子,R原子的质量数为M可知,R2-含有的电子数为M-n+2,mgR2-的物质的量为mol,则mgR2-中含有电子的物质的量mol,故选D。
16.时,向容积为的密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,部分数据见下表
反应时间/
0
1.20
0.60
0.80
0.20
下列说法正确的是A.反应在内的平均速率为
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入氦气,压强增大,此反应速率加快
C.反应在时,的转化率约为
D.温度升至,则正反应速率加快,逆反应速率减慢
【答案】C
【详解】A.反应在内CO的物质的量变化量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,浓度变化量为=0.2mol/L,v(CO)==,反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=v(CO)=,A错误;
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入氦气,压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,化学反应速率不变,B错误;
C.反应在时,H2O的物质的量变化量为0.6mol-0.2mol=0.4mol,其转化率为100%≈,C正确;
D.温度升高,正、逆反应速率都增加,D错误;
答案选C。
17.目前科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子,下列说法正确的是
A.电池工作时,氧气发生氧化反应
B.电池负极的电极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电池负极的电极反应:C8H18+25O2--50e-=8CO2↑+9H2O
D.若消耗的O2为11.2 L(标准状况),则电池中有1 mol电子发生转移
【答案】C
【分析】该燃料电池中,辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-=2O2-,再结合物质之间的反应来分析解答。
【详解】A.该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,故B错误;
C.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O,故C正确;
D.标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol,根据O2+4e-=2O2-知,当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍,所以转移电子的物质的量为2mol,故D错误;
答案选C。
18.丁烷的二氯代物有几种
A.10 B.9 C.8 D.7
【答案】B
【详解】丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3和, ,有两种不同氢,如果一个氯原子固定在①,另一个氯原子可以在①②③④上,如果一个氯原子固定在②,另一个氯原子可以在②③,有6种;,一个氯原子固定在⑤,另一个氯原子可以在⑤⑥⑦或⑤⑥⑧,有3种,综上所述有9种,选项B正确;
答案为B。
19.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是
A.1mol分枝酸可以和3molH2发生加成反应
B.该有机物可发生取代反应、加成反应和氧化反应
C.该有机物有5种官能团
D.可使溴的四氯化碳、酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同
【答案】C
【分析】由结构可知,分子中含羧基、碳碳双键、羟基、醚键,结合羧酸、烯烃、醇及醚的性质来解答。
【详解】A.只有3个碳碳双键与氢气发生加成反应,则1mol分枝酸可以和3mol H2发生加成反应,故A正确;
B.含碳碳双键可发生加成、氧化反应,含羟基可发生取代、氧化反应,含羧基可发生取代反应,故B正确;
C.含羧基、碳碳双键、羟基、醚键,共4种官能团,故C错误;
D.含碳碳双键可与溴发生加成反应,与酸性高锰酸钾发生氧化反应,则褪色原理不同,故D正确;
故选C。
20.为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
序号
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
CH4(C2H4)
酸性KMnO4溶液
洗气
B
C2H5OH(乙酸)
新制生石灰
蒸馏
C
乙酸乙酯(乙醇)
饱和Na2CO3溶液
蒸馏
D
NH4Cl溶液(FeCl3)
NaOH溶液
过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.C2H4与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳气体,引入新杂质,应用溴水除杂,故A错误;
B.水与生石灰反应,可增大混合物的沸点差,可用蒸馏的方法分离,故B正确;
C.乙醇易溶于水,溶于碳酸钠溶液后与乙酸乙酯分层,然后利用分液来分离,故C错误;
D.NH4Cl溶液和FeCl3溶液都能与氢氧化钠溶液反应,应加入氨水除杂,故D错误;
故选B。
21.一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示,其中在VB2电极发生反应:该电池工作时,下列说法错误的是
A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C.电池总反应为
D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
【答案】B
【分析】根据图示的电池结构,左侧VB2发生失电子的反应生成和,反应的电极方程式如题干所示,右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-,反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-,电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4,据此分析。
【详解】A.当负极通过0.04mol电子时,正极也通过0.04mol电子,根据正极的电极方程式,通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气,在标况下为0.224L,A正确;
B.反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高,负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低,B错误;
C.根据分析,电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4,C正确;
D.电池中,电子由VB2电极经负载流向复合碳电极,电流流向与电子流向相反,则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极,D正确;
故选B。
【点睛】本题在解答时应注意正极的电极方程式的书写,电解质溶液为碱性,则空气中的氧气得电子生成氢氧根;在判断电池中电流流向时,电流流向与电子流向相反。
二、结构与性质
22.I.下面是同学们熟悉的微粒,完成下列问题:
①N2H4②HBrO ③BaCl2④Ne ⑤NH4Cl ⑥Na2O2⑦N2
(1)这些物质中,只含有离子键的是____;(填序号,下同);属于共价化合物的是____;属于电解质的是____。
(2)①的结构式是____;用电子式表示NH3的形成____。
(3)在下列变化中,①液溴的挥发②烧碱熔化③H2S溶于水④Na2O2溶于水,破坏了化学键的是____。
II..表中的实线表示元素周期表的部分边界。
(4)请在表中用实线补出元素周期表的上边界____。
(5)某主族元素原子的核外电子排布为:,该元素在元素周期表中的位置____。
(6)元素I的非金属性____(填“强于”或“弱于”)元素H,用原子结构的观点解释原因:同周期元素随着原子序数的递增,____。
(7)处于周期表中对角线位置(左上方和右下方)的元素,其性质具有相似性,称为“对角线规则”,元素D与F的单质及其化合物性质相似,如D、DO、D(OH)2与NaOH溶液都能反应生成Na2DO2等物质,写出D(OH)2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式____。
(8)元素G的一种含氧酸化学式为:H3GO3,其结构式可表示为:,H3GO3分子中G原子____(填“是”或“不”)满足8电子稳定结构;H3GO3与过量氢氧化钠溶液反应生成的产物Na2HGO3为____(填“酸式盐”或“正盐”)。
【答案】(1) ③ ①② ②③⑤⑥
(2)
(3)②③④
(4)
(5)第四周期VIA族
(6) 强于 半径减小,得电子能力增强
(7)Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O
(8) 不 正盐
【解析】(1)
这些物质中,只含有离子键的是③BaCl2;属于共价化合物的是①N2H4②HBrO;属于电解质的是②HBrO ③BaCl2⑤NH4Cl ⑥Na2O2①N2H4分子中含有N-H极性共价键和N-N非极性共价键,②HBrO分子中含有H-O极性键和O-Br极性键,③BaCl2中仅含有离子键,④Ne原子间没有任何化学键,⑤NH4Cl中含有N-H极性键和与Cl-|间的离子键,⑥Na2O2中含有O-O非极性键和Na+与之间的离子键,⑦N2分子中含有H-H非极性共价键;含有离子键的化合物叫做离子化合物,只含有共价键的化合物叫做共价化合物,据此可知;只含有离子键的是③;属于共价化合物的是①②,属于电解质的是②③⑤⑥;
(2)
结构式就是用短线表示出物质中所有共价键的式子,电子式是用“:"表示出原子或离子最外层电子的式子,N2H4分子中含有4条N-H极性键和1条N-N非极性键,N2H4的结构式:;1个氨分子是3个氢原子和1个N原子通过共价键形成的分子,形成过程:;
(3)
破坏了化学键说明发生化学反应或电解质熔融或溶于水,故②烧碱熔化③H2S溶于水④Na2O2溶于水破坏了化学键;
(4)
元素周期表上边界:
;
(5)
该主族元素电子层为4层,且三层均填满,最外层有6个电子,故该元素在第四周期VIA族;
(6)
由元素周期表可知,元素I为Cl,元素H为S,Cl的非金属性强于S,因为同周期元素,随着原子序数的递增,原子半径递减,得电子能力增强,非金属性增强;
(7)
D是Be,F是Al,根据对角线规则,Be的性质与Al相似,故Be(OH)2具有两性,故D(OH)2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O;
(8)
元素G为P,故该含氧酸化学式为:H3PO3,为二元酸,P原子最外层有5个电子,需要3个电子达到8电子稳定,即形成三个共价键,而根据已知结构判断,H3PO3中P原子形成了4个共价键,故不是8电子稳定结构,H3PO3与过量氢氧化钠溶液反应,因氢氧化钠溶液过量,故生成的产物为正盐。
三、实验题
23.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法:___________、___________。
(2)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br—,其目的是___________。
(3)步骤II用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为___________。
(4)某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后,画了如图装置简图:
请你参与分析讨论:
①整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是___________。
②C、D之间用长玻璃导管连接的目的是___________。D中的离子反应方程式___________。
③C中液体的颜色为___________。为除去该产物中残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是___________;相关离子反应方程式___________。
【答案】 蒸馏法 电渗析法 富集溴元素 Br2+SO2+2H2O=4H++SO42−+2Br- Br2腐蚀橡胶 导气、冷凝回流Br2 Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O 深红棕色 萃取、分液 Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
【分析】海水淡化常见的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,氯碱工业得到的氯气与溴离子反应生成低浓度的Br2溶液,此时蒸馏会消耗大量能源,成本较高,因此用热空气吹出,用二氧化硫水溶液吸收得到硫酸和氢溴酸,再用氯气氧化氢溴酸,得到较大浓度的Br2溶液,再蒸馏得到Br2,蒸馏时要注意Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒并有强腐蚀性,因此控制好温度,整个过程中不能使用橡皮管。
【详解】(1)海水淡化的方法有:蒸馏法、电渗析法等,故答案为:蒸馏法;电渗析法;
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,获得的Br2浓度较小,因此步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是富集溴元素,故答案为:富集溴元素;
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2生成HBr和硫酸,反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO42−+2Br-,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42−+2Br-;
(4)①控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质,同时避免污染环境,最后进行尾气吸收,由于溴单质是一种强氧化剂,易腐蚀橡胶制品,所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管,故答案为:Br2腐蚀橡胶;
②C、D之间用长玻璃导管连接的目的是导气、冷凝回流Br2,D的作用是吸收尾气中的Br2,反应的离子方程式为:Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O,故答案为:导气、冷凝回流Br2;Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O;
③C中收集到液态的Br2,常温下,Br2为深红棕色液体,Cl2和NaBr溶液反应得Br2和NaCl混合溶液,从而除去Cl2,再经萃取、分液去掉水层得Br2的有机溶液,相关离子反应方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,故答案为:深红棕色;萃取、分液;Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
四、有机推断题
24.回答下列问题:
(1)相对分子质量为114的烷烃,其分子式为____,若此有机物的一氯代物只有一种,请写出此有机物的结构简式_____。
(2)某物质的最简式为CH,属于芳香烃,且所有原子一定在一个平面上,写出该物质与浓硝酸、浓硫酸混合加热的化学方程式____,反应类型____。
(3)苯乙烯在一定条件下有如图转化关系,根据框图回答下列问题:
①苯乙烯与Br2的CCl4溶液生成B的化学方程式为____。
②苯乙烯生成高聚物D的化学方程式为____,该反应类型是____。
③苯乙烯分子中,最多____个碳原子共平面。
④苯乙烯与足量H2在一定条件下充分反应的生成物A,A的一氯代物有____种。
⑤C的结构有2种,写出与甲酸(HCOOH)反应化学方程式:____。
(4)乙醇可被不同氧化剂氧化为不同的产物,如①可使酸性高锰酸钾褪色,乙醇被高锰酸钾氧化为:____(写名称);②可在铜或者银的作用下发生催化氧化,其反应方程式为:____;③可作燃料电池的负极,写出碱性条件下负极的电极反应式:____。
【答案】(1) C8H18 (CH3)3CC(CH3)3
(2) +HO-NO2+H2O 取代反应
(3) +Br2→ n 加聚反应 8 6 +HCOOH+H2O
(4) 乙酸 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O C2H5OH+16OH--12e-=2CO+11H2O
【分析】烷烃通式为CnH2n+2,芳香烃为含有苯环的烃;含有碳碳双键的物质可以发生加成、加聚、氧化反应;
(1)
烷烃通式为CnH2n+2,相对分子质量为114的烷烃,则14n+2=114,n=8,其分子式为C8H18,若此有机物的一氯代物只有一种,则其氢原子只有一种情况,结构简式为(CH3)3CC(CH3)3;
(2)
芳香烃为含有苯环的烃,某物质的最简式为CH,属于芳香烃,且所有原子一定在一个平面上,则为苯,苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热苯环上1个氢原子被硝基取代生成硝基苯和水,化学方程式+HO-NO2+H2O,反应属于取代反应;
(3)
①苯乙烯与Br2发生加成反应生成,化学方程式为+Br2→。
②苯乙烯中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高聚物,化学方程式为n,该反应类型是加聚反应。
③与苯环直接相连的原子共面,碳碳双键两端的原子共面,则苯乙烯分子中,最多8个碳原子共平面。
④苯乙烯与足量H2在一定条件下充分反应发生加成反应生成A,A中氢原子有6种情况,故一氯代物有6种。
⑤
与甲酸(HCOOH)发生酯化反应生成酯和水,化学方程式:+HCOOH+H2O
(4)
①乙醇具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,乙醇可使酸性高锰酸钾褪色,乙醇被高锰酸钾氧化为乙酸;
②可在铜或者银的作用下发生催化氧化生成乙醛,其反应方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
③乙醇可作燃料电池的负极,碱性条件下失去电子生成碳酸根离子,发生氧化反应,负极的电极反应式:C2H5OH+16OH--12e-=2CO+11H2O。
五、原理综合题
25.I.“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。
(1)下列措施中不能有效促进碳中和的是____。
A.利用可燃冰代替现有化石能源 B.推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车
C.扩大水力发电规模代替火力发电 D.研发二氧化碳人工合成淀粉技术
II.为实现“碳中和”目标,我国科学家做出了卓越贡献,最新科研成果之一为:在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇(CH3OH)。t℃时,反应原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(2)加快该反应速率的措施有____。
(3)能证明上述反应达到平衡状态是____(填标号)。
A.CO2的生成速率与H2的消耗速率相等时
B.恒温恒容时,容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C.容器内气体的总质量不再改变时
D.恒容时,CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等时
(4)t℃时,将3molCO2和4molH2通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应,2min时CH3OH的含量不再变化,此时测得H2的物质的量为1mol。请回答下列问题:
①从反应开始到达化学平衡,用H2表示的平均反应速率____。
②起始状态与平衡状态容器内的压强之比____。
III.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要.以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格。
(5)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。正极电极反应式为____。
(6)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则正极所用电极材料为____,当线路中转移0.4mol电子时,则被腐蚀铜的质量为____g。
(7)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为____。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
(8)如图是一种新型燃料电池,以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质,A极为电源____(填“正”或“负”)极,写出A极的电极反应式:____。
【答案】(1)A
(2)升高温度,加压,增大反应物浓度
(3)B
(4) 0.75mol·L-1·min-1 7:5
(5)PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O
(6) 石墨或Pt 12.8
(7)B
(8) 负 CO-2e-+CO=2CO2
【解析】(1)
A.可燃冰主要成分是甲烷,燃烧时也能产生CO2,不能有效促进碳中和,故A符合题意;
B.氢氧燃料电池产生的水,可以减少CO2排放,能有效促进碳中和,故B不符合题意;
C.水力发电代替火力发电,可以减少CO2排放,能有效促进碳中和,故C不符合题意;
D.研发二氧化碳人工合成淀粉技术,可以减少CO2排放,能有效促进碳中和,故D不符合题意;
故答案为A;
(2)
加快反应速率可以适当升高温度、加压、增加反应物浓度等;故答案为适当升高温度、加压、增加反应物浓度等;
(3)
A.用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,即3v生(CO2)=v消(H2),故A错误;
B.组分都是气体,且反应前后气体系数之和不相等,因此恒温恒容时,当气体压强不再改变,说明反应达到平衡,故B正确;
C.组分都是气体,因此气体总质量始终相等,故C错误;
D.根据化学平衡状态的定义,当组分浓度不再改变时,说明反应达到平衡,而不是浓度相等,故D错误;
答案为B;
(4)
①2min时甲醇的含量不再变化,说明反应达到平衡,此时消耗氢气物质的量为3mol,用氢气表示的反应速率v(H2)==0.75mol/(L·min);故答案为0.75mol/(L·min);
②达到平衡时测得氢气物质的量为1mol,达到平衡时消耗氢气物质的量为3mol,消耗CO2物质的量1mol,生成甲醇、水蒸气的物质的量为1mol,相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,起始状态与平衡状态的压强之比为(3+4)∶(1+2+1+1)=7∶5;故答案为7∶5;
(5)
按照原电池工作原理,正极上得到电子,化合价降低发生还原反应,根据总反应,正极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O,故答案为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O;
(6)
按照原电池工作原理,正极上得到电子,化合价降低发生还原反应,根据总反应,正极所用电极材料是石墨或金属Pt;负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,因此转移0.4mol电子时,被腐蚀铜的质量为=12.8g;故答案为石墨或Pt;12.8g;
(7)
插入到浓硝酸中,铝片与浓硝酸发生钝化反应,因此铜片作负极,插入到NaOH溶液,因为铝能与氢氧化钠溶液发生反应,因此铝片作负极,选项B正确;故答案为B;
(8)
燃料电池中通入燃料一极为负极,通入氧气或空气一极为正极,根据装置图,A极通入CO,则A极负极,熔融碳酸盐作电解质,电极反应式为CO-2e-+CO=2CO2;故答案为负;CO-2e-+CO=2CO2。
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