宁夏石嘴山第三中学2021-2022学年高一下学期期末考试化学试题含解析
展开宁夏石嘴山第三中学2021-2022学年高一下学期期末考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.2022年央视春晚《只此青绿》创作来源于北宋王希孟的传世名画《千里江山图》,下列有关化学知识说法中错误的是
A.作画所用的绢丝是一种天然有机高分子材料
B.画中的青绿色来自矿物颜料绿松石,属于金属材料
C.作画所需的墨水属于胶体
D.画中的绿色来自矿物颜料孔雀石,属于碱式盐
2.反应可用于制备。下列说法正确的是
A.的球棍模型: B.和互为同位素
C.是共价化合物 D.的电子式为
3.我国自主研发的5G通信芯片主要原料是氮化镓,下图是氮元素在元素周期表中的部分信息及镓(Ga)原子的结构示意图。下列说法错误的是
A.x=18
B.氮化镓的化学式为GaN
C.镓元素位于第四周期第三主族
D.氮原子核电荷数为7,氮元素的相对原子质量为14.01
4.短周期元素中,a元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;b元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍;c元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半;d元素原子最外层有1个电子,d的阳离子与b的阴离子电子层结构相同,则四种元素原子序数关系中正确的是
A.c>d>b>a B.d>b>a>c C.a>d>c>b D.b>a>c>d
5.短周期主族元素X、Y、Z、R的原子半径与原子序数的关系如图所示。X和R同族,Z的最高正化合价和最低负化合价之和为2,Y的最高价氧化物对应的水化物能与盐酸、氢氧化钠反应。X有两种气态单质和,用湿润的淀粉KI试纸检验时生成和I2。下列说法不正确的是
A.非金属性:X>R>Z
B.化合物在水中能稳定存在
C.Z的最高价氧化物为酸性氧化物,可做干燥剂
D.气态氢化物的热稳定性:R>Z
6.分析与推测能力是学习化学的必备能力之一,下列推测合理的是
A.最外层电子数:Na<Mg<Al,可以推测失电子能力Na<Mg<Al
B.镓和铝同族,可以推测碱性:
C.非金属性S<Cl,可以推测酸性:
D.根据和水的反应,可以推测和水反应生成HF和HFO
7.前四周期同族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示,则下列说法正确的是
A.若a、b、c表示碱金属元素,则X表示对应单质与水反应的剧烈程度
B.若a、b、c表示卤族元素,则X表示对应简单离子的还原性
C.若a、b、c表示氧族元素,则X表示对应单质的得电子能力
D.若a、b、c表示第ⅡA族元素,则X表示最高价氧化物对应水化物的碱性
8.下列有关物质的鉴别或检验错误的是
A.鉴别相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,可分别滴入足量石灰水
B.向溶液中滴入KSCN溶液,可检验溶液中是否存在Fe3+
C.检验自来水中是否存在Cl-,所用试剂为稀硝酸和AgNO3溶液
D.可用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝(纤维素)织物
9.用如图装置完成下列实验,其中能达到相应实验目的的是
A.当X气体为SO2,Y为品红溶液时,证明SO2具有强氧化性
B.当X气体为HCl,Y为碳酸钠溶液时,证明氯的非金属性强于碳的
C.当X气体为Cl2,Y为品红溶液时,证明氯气具有漂白性
D.当X气体为乙烯,Y为溴的四氯化碳溶液时,证明乙烯与Br2发生的是加成反应
10.化学键是高中化学中非常重要的一个概念,它与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的是
①化学键是存在相邻原子间强烈的相互吸引力
②AlCl3是离子化合物
③中既存在离子键又存在共价键
④速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑤物理变化也可以有化学键的破坏
⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
⑦吸热反应一定需要加热
A.①③⑤⑥ B.③④⑤⑧ C.①②③⑤ D.③⑤⑥⑦
11.研究表明,在一定条件下,气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CNH(g)比HCN(g)更稳定
B.HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热
C.断开1mol HCN(g)中所有的化学键需要放出127.2 kJ的热量
D.1mol HCN(g)转化为1mol CNH(g)需要吸收59.3kJ的热量
12.在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0 mol N2和6.0 mol H2,加入催化剂发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),N2、H2的物质的量随时间的变化如下图所示。下列有关说法正确的是
A.t1 min时,N2的生成速率等于N2的消耗速率
B.使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间
C.0~t2 min内,v(NH3)= mol·L−1·min−1
D.反应中通入足量的N2,可使H2完全转化为NH3
13.下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.Na与水反应时增大水的用量
B.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
C.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验
14.用下列实验装置进行相应实验,有关说法错误的是
A.装置①可用于演示喷泉实验
B.装置②可用于比较金属X和Zn的金属活动性强弱
C.装置③可用于除去甲烷中混有的乙烯气体
D.装置④可用于制备乙酸乙酯
15.能够加快少量铁粉与200mL0.5mol/L溶液反应速率且不改变生成氢气的量的组合是
①用同质量的铁块代替铁粉;②加入硫酸钠固体;③加入硝酸钠固体;④加入醋酸钠固体;⑤加入少量锌粒;⑥通入HCl气体;⑦加热;⑧再加入100mL0.5mol/L溶液
A.①②⑤⑥⑦⑧ B.②③⑤⑦ C.⑤⑥⑦ D.⑥⑦
16.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是
A.电子流动方向为:X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Zn
C.移向X电极,如有氢气产生在Y电极上
D.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
17.根据下列反应事实:①由X、Y电极组成的原电池,X电极增重;②由X、Z电极组成的原电池,X电极质量减少;③由Y、W电极组成的原电池,电极反应为、,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为
A. B. C. D.
18.反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl的产物主要用作有机硅的原料。下列说法正确的是
A.反应为加成反应 B.四种物质均含有共价键
C.CH3Cl的电子式为 D.CH4、CH3Cl均具有正四面体空间结构
19.下列关于乙烯的说法不正确的是
A.可以通过燃烧法鉴别乙烯和甲烷
B.可以利用通入溴水的方法除去乙烷中混有的少量乙烯
C.聚乙烯不会使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.与溴单质或酸性高锰酸钾反应都与碳碳双键有关,两者原理相同
20.下列说法正确的是
A.丙烯(CH3—CH=CH2)中的所有原子都在同一平面内
B.相同质量的C2H4和CH3CH2OH完全燃烧时耗氧量相等
C.1 mol乙醇能与足量Na反应生成1 mol H2
D.食醋可清除水壶中的少量水垢,说明乙酸(CH3COOH)的酸性强于碳酸
21.从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法不正确的是
A.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
B.实验室在坩埚中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
C.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生还原反应
D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
22.棉隆用于防治棉花、花生、大豆、茶叶等枯、黄萎病,对土壤真菌、线虫、昆虫及杂草也有毒杀作用,其结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,其中X、Y为同周期元素。下列结论错误的是
A.棉隆的结构中除W外所有原子都满足8电子结构
B.X、Y、Z三种元素形成的一种阴离子能检验
C.原子半径大小顺序为
D.X、Y、Z三种元素的氧化物的水化物有可能均为弱酸
23.某学习小组根据反应,设计实验探究硫代硫酸钠溶液的浓度和温度对反应速率的影响,实验数据如表(已知起始加入的稀硫酸的体积相等)。下列叙述错误的是
实验编号
反应温度/
稀硫酸的体积/
硫代硫酸钠溶液的体积/ mL
加入的水的体积/mL
产生等量的沉淀所需时间/s
①
20
2
1
V1
t1
②
30
V2
1
2
t2
③
30
V3
2
V4
t3
A. B. C. D.
24.2L恒容密闭容器中通入A、B各10mol,在一定温度下进行反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(s),下列说法不正确的是
A.①体系气体密度不变;②B的体积分数不变;③2v逆(A)=3v正(C),三种现象均可以说明该反应达到平衡
B.①增加D的质量;②向体系中充入He;③抽出A减小体系压强,三种操作都不能增大逆反应速率
C.对于该反应,无论正反应还是逆反应,升高温度,反应速率均上升
D.某时刻四种物质的量均为6mol,则反应达到其限度时,2mol/L
A.电极的电极反应式:
B.图甲中当有 参与反应时,转移了
C.图乙中在破坏臭氧层过程中起催化作用
D.把通入水中,发生反应的离子方程式为
26.有机物M结构简式为,下列有关说法不正确的是
A.分子中含有3种官能团
B.一定条件下,该有机物可发生加成、取代和氧化反应
C.M可以与Na、NaOH 、Na2CO3、NaHCO3反应
D.等物质的量M分别与足量钠、碳酸氢钠反应,生成标准状况下气体体积比为2:1
二、填空题
27.“宏观—微观—符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。请按照要求用正确的化学用语回答下列问题:
(1)H2O的电子式___________HCN的电子式___________
(2)Fe与NaHSO4溶液反应的离子方程式___________
(3)Al与NaOH溶液反应的化学方程式___________
(4)乙醇催化氧化反应的方程式___________
(5)乙醇和乙酸的酯化反应方程式___________
28.按要求回答下列问题:
(1)A.和 B.和C.CH3CH2 CH2 CH2 CH3和CH3CH2 CH(CH3) CH3 D.正丁烷和异丁烷
① ___________组两物质互为同分异构体(填字母,下同)
②___________组是同一物质
(2)在下列变化中:①水的汽化、②NaCl熔化、③NaOH溶于水、④H2SO4溶于水、⑤O2溶于水、⑥NaHSO4溶于水。仅破坏离子键的是___________ (填序号,下同);仅破坏共价键的是___________;既破坏离子键又破坏共价键的是___________
(3)一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应,如图所示:
①曲线___________(填“X”或“Y”)表示的物质的量随时间的变化曲线。
②a、b两点对应的时刻相比较,红棕色较深的点是___________,反应开始时与反应达到限度时气体的物质的量之比为___________。
三、原理综合题
29.Ⅰ.碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和,科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系。
回答下面问题:
(1)结合图示,下列说法正确的是___________(填序号)。
①燃烧时化学能可以转化为热能 ②光能(或电能)可以转化为化学能
③减少碳排放有利于缓解全球变暖 ④风电、光伏发电等新能源的开发和使用可减少碳排放
Ⅱ.复合催化是工业合成甲醇的重要反应,在2L密闭容器中,充入CO2和H2,CO2和H2物质的量之比为1:3,在催化剂、200℃的条件下发生反应。部分反应物和产物的量随时间变化如图所示:
(2)该反应的化学方程式为___________
(3)反应达平衡时体系的压强是开始时的___________倍
(4)下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH
B.密闭容器内气体压强不发生变化时
C.密闭容器中不发生变化时
D.混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积和的物质的量)前提下,要增大反应速率,还可以采取的措施是___________
(6)写出甲醇CH3OH充分燃烧的化学方程式___________,该反应在特殊装置中可以实现原电池反应,分析原因是___________惰性负极上应当通入的物质是___________(填化学式)
四、实验题
30.ClO2是一种广谱型消毒剂,将逐渐代替氯气用于饮用水的消毒。如图是实验室制取纯净Cl2并进一步制取、收集ClO2的装置(夹持装置省略)。
已知:ClO2是黄绿色、有刺激性气味的气体,熔点为-59℃,沸点为11℃;Cl2的熔点为-101℃,沸点为-34℃。
Ⅰ.Cl2的制取
(1)写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式:____。
(2)C装置所盛试剂是____。
Ⅱ.ClO2的制取
(3)NaClO2中氯元素化合价是___,装置D用于ClO2制取,请写出D中发生反应的化学方程式___。
(4)连续两次冰水浴的目的是____。
(5)G中NaOH溶液的作用是____。
Ⅲ.ClO2的应用
(6)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度为0.10~0.80 mg·L-1。水质检验员用碘量法测定水中ClO2的浓度发生如下反应:
①2ClO2+2KI=2KClO2+I2
②I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI
若水样的体积为1.0 L,共消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O38.0 mL,则水样中ClO2的浓度为____mg·L-1。
31.已知苯与液溴的反应是放热反应,某校学生为探究苯与液溴发生反应的原理,用如图装置进行实验。(夹持装置已略去)
苯
液溴
溴苯
沸点/℃
80
59
156
水溶性
微溶
微溶
微溶
已知:溴单质易挥发,易溶于四氯化碳等有机溶剂;
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是___________,冷凝管所起的作用为冷凝回流蒸气,冷凝水从___________(填“a”或“b”口)进入。
(2)实验开始时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。则装置II中生成溴苯的化学方程式为___________装置III小试管中苯的作用是___________
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是___________
(4)反应结束后先关闭仪器M的活塞和___________(填“K1”或“K2”,下同),再打开___________,可使装置I中的水倒吸入装置II中,以除去装置II中残余的HBr气体
(5)反应结束后,将烧瓶中的红褐色油状液体进行提纯,步骤如下:
①依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是___________
②洗涤后再干燥,即得到粗溴苯,此粗溴苯中还含有的主要杂质为___________,要进一步提纯,下列操作中必须的是___________(填入正确选项前的字母):
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
参考答案:
1.B【详解】A.绢丝主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子材料,故A正确;
B.金属材料包括金属和合金,绿松石是化合物,不属于金属材料,故B错误;
C.墨水属于胶体,故C正确;
D.碱式碳酸铜属于盐且为碱式盐,故D正确;
答案选B。
2.C【详解】A.CH4的球棍模型:;为甲烷的比例模型,A错误;
B.同位素为质子数相同而中子数不同的同种元素的不同核素,S8和32S不互为同位素,B错误;
C.CS2是由C和S通过共价键形成的共价化合物,C正确;
D.H2S为共价化合物,则其电子式为,D错误;
故选C。
3.C【详解】A.Ga是31号元素,原子核外有31个电子,则x=31-2-8-3=18,A正确;
B.N原子最外层有5个电子,最低化合价为-3价;Ga最外层有3个电子,最高为+3价,则根据化合物中元素化合价代数和为0,可知氮化镓的化学式为GaN,B正确;
C.元素在周期表中的族序数应该使用罗马数字,Ga位于元素周期表第四周期第IIIA族,C错误;
D.根据图示可知:N元素原子序数是7,则氮原子核电荷数为7,氮元素的相对原子质量为14.01,D正确;
合理选项是C。
4.A【详解】短周期元素中,a元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,则a有2个电子层,最外层电子数为4,a为碳元素;b元素最外层电子数是其内层电子总数3倍,则b原子有2个电子层,最外层电子数为6,b为氧元素;c元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半,有3个电子层,M层电子数为4,故c为Si元素;d元素原子最外层有1个电子,处于ⅠA族,d的阳离子与b的阴离子电子层结构相同,则d为Na元素,故原子序数c>d>b>a,故选A。
5.B【分析】Y的最高价氧化物对应的水化物能与盐酸、氢氧化钠反应,则Y为Al元素,Z的最高正化合价和最低负化合价之和为2,且原子序数比Y大,则Z为P元素,X有两种气态单质和,用湿润的淀粉KI试纸检验时生成和I2,则X为O元素,X和R同族,则R为S元素,据此分析解答。
【详解】A. 同周期元素从左至右非金属增强,同主族元素从上往下非金属性减弱,则O、S、P的非金属性依次减弱,故A正确;
B. Al2S3在水溶液中发生双水解,反应的化学方程式为Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑,所以Al2S3在水中不能稳定存在,故B错误;
C. Z的最高价氧化物为P2O5,属于酸性氧化物,能与水反应,常作干燥剂,故C正确;
D.R、Z的氢化物分别是H2S和PH3,S的非金属性比P强,因此H2S比PH3稳定,故D正确;
故选B。
6.B【详解】A.失电子能力与最外层电子数不成正比,Na、Mg、Al失电子能力Al<Mg<Na,故A不符合题意;
B.镓和铝同族,从上到下金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,因此可以推测碱性:,故B符合题意;
C.非金属性S<Cl,只能推测稳定性和最高价氧化物对应水化物的酸性,不能推测氢化物的酸性强弱,故C不符合题意;
D.根据和水的反应,不可以推测和水反应,和水反应生成HF和O2,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
7.C【详解】A.根据题意,若是碱金属,则a、b、c分别是、、K,金属性逐渐增强,与水反应的剧烈程度增强,A错误;
B.若是卤族元素,则a、b、c分别是F、、,其单质氧化性逐渐减弱,对应离子的还原性逐渐增强,B错误;
C.若是氧族元素,则a、b、c分别是O、S、,对应单质的非金属性逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱,C正确;
D.若是第ⅡA族元素,则a、b、c分别是、、,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性增强,D错误;
故选C。
8.A【详解】A. Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,都可以使石灰水生成沉淀,故A错误;
B. Fe3+与KSCN溶液反应生成红色络合物,故B正确;
C.Cl-可以使稀硝酸酸化的AgNO3溶液生成白色沉淀,故C正确;
D.蚕丝的主要成分是蛋白质,灼烧可以产生烧焦羽毛的味道,可用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝(纤维素)织物,故D正确;
故答案为A。
9.D【详解】A.当气体为,为品红溶液时,证明具有漂白性,A错误;
B.高氯酸的酸性大于碳酸,所以非金属性氯大于碳,由于不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物,不能得出氯的非金属性大于碳的结论,B错误;
C.氯气与水反应的次氯酸具有漂白作用,氯气不具有漂白性,C错误;
D.乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,D正确;
故选:D。
10.A【详解】①化学键是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用,这种相互作用既包括吸引力也包括排斥力,故①错误;
②AlCl3中Al和Cl之间形成共价键,AlCl3属于共价化合物,故②错误;
③NH4Cl中铵根离子和Cl-之间以离子键结合,铵根离子中含有共价键,故③正确;
④干冰属于分子晶体,升华破坏了分子间作用力,故④错误;
⑤物理变化中可能有化学键的断裂,如NaCl溶液水发生电离,离子键被破坏,故⑤正确;
⑥化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程,化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,因此化学变化所以一定伴随能量的变化,故⑥正确;
⑦吸热反应不一定需要加热才能发生,如Ba(OH)2⋅8H2O和NH4Cl的反应属于吸热反应,但是不需要加热就可发生,故⑦错误;
综上所述,说法正确的是①③⑤⑥;
答案选A。
11.D【详解】A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。根据图示可知等物质的量的HCN比CNH含有的能量更低,因此HCN比CNH更稳定,A错误;
B.由图示可知HCN比CNH能量低,则HCN(g)→CNH(g)时会吸收能量,反应为吸热反应,但反应条件不一定需要在加热条件下进行,B错误;
C.根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量,但由于该中间物质中仍然存在化学键,断裂化学键需吸收能量,因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ,C错误;
D.根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 molCNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ-127.2 kJ=59.3 kJ,D正确;
故选D。
12.B【详解】A. t1 min时反应未达到平衡状态,反应继续正向进行,N2的生成速率小于N2的消耗速率,故A错误;
B. 催化剂可以加快反应速率,故使用催化剂可以缩短达到平衡所需的时间,故B正确;
C. 0~ t2 min内,Δc(H2)=(6-3.6)mol=2.4mol,则Δc(NH3)==1.6mol,则0~t2 min内,v(NH3)=,故C错误;
D. 可逆反应不能进行到底,加入足量N2,也不可以使H2完全转化为NH3,故D错误;
故选B。
13.D【详解】A. 水为纯液体,Na与水反应时增大水的用量,对增大反应速率没有明显的效果,故A错误;
B. K2SO4与BaCl2两溶液反应时,压强对反应速率没有明显的影响,故B错误;
C. Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸,会使铁钝化,不生成氢气,则对增大反应速率没有明显的效果,故C错误;
D. 将铝片改为铝粉,增大了反应物的接触面积,对增大反应速率有明显的效果,故D正确;
故选D。
14.D【详解】A.SO2是酸性氧化物,容易和NaOH溶液反应,将胶头滴管中的NaOH溶液挤入圆底烧瓶中时,由于SO2的溶解反应消耗,使烧瓶内压强降低。打开止水夹,烧杯中的NaOH溶液就会被大气压入圆底烧瓶形成喷泉,A正确;
B.将金属X和锌相连浸入稀硫酸中,通过观察电流表指针的偏转以及电极是否变细、哪个电极上有气体产生可以判断X和Zn的金属活动性强弱,B正确;
C.因为乙烯能与溴发生加成反应,而甲烷与溴不反应,因此可以用溴水除去甲烷中混有的乙烯杂质,C正确;
D.乙醇、乙酸和浓硫酸共热可以制取乙酸乙酯,应该使用饱和Na2CO3溶液收集生成的乙酸乙酯,同时除去杂质乙酸和乙醇,D错误;
故合理选项是D。
15.D【详解】①用同质量的铁块代替铁粉,不改变生成氢气的量,但反应速率变慢,①项不选;
②Fe与硫酸反应的实质是Fe和H+反应生成Fe2+和H2,故加入硫酸钠固体,不影响反应速率,②项不选;
③加入硝酸钠固体,溶液中存在HNO3,Fe与HNO3反应生成NO或NO2,不生成H2,改变生成氢气的量,③项不选;
④加入醋酸钠固体,CH3COO-与H+生成CH3COOH,使反应速率变慢,④项不选;
⑤加入少量锌粒,构成原电池,加快反应速率,但Zn能与硫酸反应生成H2,生成氢气的量增加,⑤项不选;
⑥通入HCl气体,溶液中H+浓度增大,反应速率加快,但铁的量不变,生成氢气的量不变,⑥项选;
⑦加热,可以加快反应速率,但铁的量不变,生成氢气的量不变,⑦项选;
⑧再加入100mL0.5mol/LH2SO4溶液,H+的浓度不变,反应速率不变,⑧项不选;
答案选D。
16.C【分析】根据电子的流向可知X是负极,Y是正极,结合原电池的工作原理分析解答。
【详解】A.通过装置中电子移动方向可知,电子的流动方向:X→外电路→Y,故A错误;
B.若两电极分别为Zn和碳棒,由于Zn失电子,则X为Zn,Y是碳棒,故B错误;
C.根据电子流向可知X是负极,Y是正极,溶液中的氢离子放电。阴离子向负极移动,则移向X电极,Y电极上有氢气产生,故C正确;
D.X极是负极,失去电子,发生氧化反应,Y极上获得电子,发生的是还原反应,故D错误。
本题答案C。
17.D【详解】①由X、Y电极组成的原电池,X电极增重,说明X是正极,则还原性Y>X;②由X、Z电极组成的原电池,X电极质量减少,说明X是负极,则还原性X>Z;③由Y、W电极组成的原电池,电极反应为、,说明还原性W>Y, 可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为,故选D。
18.B【详解】A.该反应为甲烷和氯气在光照条件下的取代反应,A错误;
B.甲烷、氯气、一氯甲烷和氯化氢分子中均存在共价键,B正确;
C.Cl原子外围不满足8电子结构,应该为,C错误;
D.甲烷为正四面体结构,而后者为四面体结构,不是正四面体,D错误;
答案选B。
19.D【详解】A.尽管乙烯和甲烷都可以燃烧产生CO2和水,但乙烯燃烧时由于含碳量大,火焰明亮,并伴有黑色,与甲烷燃烧反应现象不同,可以鉴别,故A正确;
B.乙烯能够与溴水反应产生液态1,2—二溴乙烷,乙烷不反应,仍然是气态,因此可以达到除杂、净化的目的,故B正确;
C.聚乙烯分子中不含不饱和的碳碳双键,因此不会使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.碳碳双键能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,但二者的褪色原理不同,故D错误;
故选D。
20.D【详解】A.乙烯分子是平面结构,甲基C原子取代乙烯分子中H原子的位置,在乙烯分子的平面中。但甲基C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此丙烯分子中不可能所有原子都处于同一平面上,A错误;
B.C2H4和CH3CH2OH最简式不相同,因此等质量的两种物质完全燃烧时耗氧量不相等,B错误;
C.乙醇分子中只含有1个-OH能够与钠反应产生H2,则1 mol乙醇能与足量Na反应生成0.5 mol H2,C错误;
D.水垢主要成分是CaCO3,食醋主要成分是CH3COOH,食醋可清除水壶中的少量水垢,说明乙酸(CH3COOH)的酸性强于碳酸,乙酸与CaCO3反应产生(CH3COO)2Ca、水、CO2,D正确;
故合理选项是D。
21.C【分析】本题考查海带提碘,首先将海带灼烧,将灰烬溶于水,碘离子就溶解在水中,在酸性条件下用过氧化氢将碘离子氧化为碘单质,用四氯化碳萃取,之后蒸馏即可得到碘单质,以此解题。
【详解】A.碘单质遇到淀粉变蓝是碘单质的特性,A正确;
B.固体灼烧应在坩埚中进行,可用玻璃棒搅拌,B正确;
C.碘离子被过氧化氢在酸性溶液中氧化为碘单质,发生氧化反应,C错误;
D.碘单质在水中的溶解度不大,易溶于四氯化碳等有机溶剂,可以用四氯化碳萃取碘水中的碘单质,D正确;
故选C。
22.C【分析】由棉隆的结构简式可知,所有的X成四根键,X为C;所有的W成1个键,且W原子序数最小,W为H;所有的Y成三根键,故Y为N,X、Y为C、N,为同周期元素;Z形成两根键,原子序数最大,故Z为S。
【详解】A.棉隆的结构中除H外所有原子都满足8电子结构,A正确;
B. C、N、S三种元素形成的一种阴离子SCN-能检验,B正确;
C.电子层数越多,半径越大,同周期从左往右原子半径逐渐减小,故原子半径大小顺序为,C错误;
D.C、N、S三种元素的氧化物的水化物如H2CO3,HNO2,H2SO3,三者均为弱酸,D正确;
故选C。
23.D【分析】设计实验探究硫代硫酸钠溶液的浓度和温度对反应速率的影响,只能改变其中一个变量,而其他的量不能同时变。
【详解】A.②和③温度相同,而硫代硫酸钠的体积不同,说明是研究硫代硫酸钠的浓度对反应速率的影响,因此稀硫酸浓度相同即体积相同,则,故A正确;
B.①和②反应温度不同,说明是探究温度对反应速率的影响,因此溶液的体积要相同,温度越高,反应速率越快,因此,故B正确;
C.①和②反应温度不同,说明是探究温度对反应速率的影响,因此溶液的体积要相同,则,,②和③温度相同,而硫代硫酸钠的体积不同,说明是研究硫代硫酸钠的浓度对反应速率的影响,则,所以,故C正确;
D.②和③温度相同,而硫代硫酸钠的体积不同,说明是研究硫代硫酸钠的浓度对反应速率的影响,③中硫代硫酸钠浓度大,速率快,因此,故D错误。
综上所述,答案为D。
24.A【详解】A.该反应是气体质量减小的反应,在恒容密闭容器中混合气体的密度减小,则体系气体密度不变、2v逆(A)=3v正(C)均说明正、逆反应速率相等,反应均已达到平衡,假设一段时间后B反应了x,则有 ,B的体积分数为=50%始终不变,故不能确定反应达到平衡,故A错误;
B.固体的浓度为定值,则增加固体D的质量、在恒容密闭容器中充入氦气,体系中气体物质的浓度不发生变化,化学反应速率不变,抽出气体A减小体系压强,反应物浓度减小,化学反应速率减小,所以三种操作都不能增大逆反应速率,故B正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均上升,故C正确;
D.由题意可知,假设四种物质的量均为6mol,根据方程式可知,当6molA完全反应时,消耗2molB,此时剩余4molB,B的物质的量浓度为最小时,c(B)= ,当6molC完全反应时,生成3molB,n(B)=3mol+6mol=9mol,此时B的物质的量浓度为最大时,c(B)= ,因为是可逆反应,不可能完全转化,所以2mol/L
25.B【分析】由甲图可知,传感器中Pt电极为原电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为O2+4e—=2O2—,NiO电极为负极,一氧化氮在氧离子作用下失去电子发生氧化反应生成二氧化氮,电极反应式为NO+O2——2e—=NO2;由图乙可知,反应1为一氧化氮与臭氧反应生成二氧化氮和氧气,反应的方程式为NO+O3=NO2+O2,反应2为二氧化氮与原子态氧反应生成一氧化氮和氧气,反应的方程式为NO2+O=NO+O2,反应的总反应方程式为O+O32O2,反应中一氧化氮做反应的催化剂。
【详解】A.由分析可知,NiO电极为负极,一氧化氮在氧离子作用下失去电子发生氧化反应生成二氧化氮,电极反应式为NO+O2——2e—=NO2,故A正确;
B.缺标准状况下,无法计算2.24L氧气的物质的量和转移电子的物质的量,故B错误;
C.由分析可知,一氧化氮在破坏臭氧层过程中起催化作用,使臭氧与原子态氧反应生成氧气,故C正确;
D.二氧化氮通入水中发生的反应为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
26.D【详解】A. 分子中含有羟基、羧基、碳碳双键,共3种官能团,故A正确;
B. 羟基和羧基均可以发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应,故B正确;
C. 羧基可以与Na、NaOH 、Na2CO3、NaHCO3反应,羧基可以与Na反应,故C正确;
D. 1mol M与足量钠反应生成1mol氢气,1mol M与足量碳酸氢钠反应生成1mol二氧化碳,则生成标准状况下气体体积比为1:1,故D错误;
故选D。
27.(1)
(2)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
(3)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(4)
(5)
【解析】(1)
H2O为共价化合物,其电子式为,HCN为共价化合物,其电子式为。
(2)
Fe与NaHSO4溶液反应实际上为Fe与氢离子的置换反应,反应的离子方程式为Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑。
(3)
Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
(4)
乙醇发生催化氧化反应生成乙醛和水,反应的方程式为。
(5)
乙醇和乙酸在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的方程式为。
28.(1) C,D A,B
(2) ②③ ④ ⑥
(3) Y a 14:11
【解析】(1)
A.苯环上碳原子之间的化学键完全相同,和为同一物质;
B.甲烷为正四面体结构,和为同一物质;
C.CH3CH2 CH2 CH2 CH3和CH3CH2 CH(CH3) CH3的分子式相同,结构不同,属于同分异构体;
D.正丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,属于同分异构体;
综上所述:①C,D组两物质互为同分异构体;②A,B组是同一物质。
(2)
①水的汽化破坏范德华力和氢键;
②NaCl熔化电离出自由移动的钠离子和氯离子,破坏离子键;
③NaOH溶于水电离出自由移动的钠离子和氢氧根离子,破坏离子键;
④H2SO4溶于水电离出氢离子和硫酸根离子,破坏共价键;
⑤O2溶于水破坏范德华力;
⑥NaHSO4溶于水电离出钠离子,氢离子和硫酸根离子,破坏离子键和共价键;
综上所述,仅破坏离子键的是②③;仅破坏共价键的是④;既破坏离子键又破坏共价键的是⑥。
(3)
①根据曲线变化可知,曲线Y代表的物质的变化量为曲线X代表的物质的变化量的2倍,故曲线Y表示的物质的量随时间的变化曲线。
②曲线Y表示的物质的量随时间的变化曲线,故a、b两点对应的时刻相比较,a点的浓度更大,红棕色较深的点是a;
反应开始时为1mol,N2O4为0.4mol,达到平衡时为0.4mol,的减小量为0.6mol,则N2O4的增加量为0.3mol,故平衡时N2O4为0.7mol,故反应开始时与反应达到限度时气体的物质的量之比为(1.0+0.4):(0.4+0.7)=14:11。
29.(1)①②③④
(2)
(3)0.6
(4)BCD
(5)通入,增大的浓度
(6) 该反应是氧化还原反应
【解析】(1)
①燃烧是放热反应,燃烧时化学能转化为热能,故①正确;
②由图可知,水在光、催化剂(或电解)作用下可以得到氢气,光能(或电能)可以转化为化学能,故②正确;
③二氧化碳是温室效应气体,减少碳排放有利于缓解全球变暖,故③正确;
④使用风电、光伏发电等新能源可以降低火力发电,可减少碳排放,故④正确;故选:①②③④;
(2)
根据参加反应的物质的物质的量之比等于反应物的系数之比,则该反应的化学方程式为:;
(3)
,平衡时气体总物质的量为2mol+6mol+8mol+8mol=24mol,恒温恒容时,压强比等于物质的量之比,故反应达平衡时体系的压强是开始时的倍;
(4)
A. 单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH,都是正反应,不能证明反应达到平衡,故A错误;
B. 该反应前后气体计量系数不同,随反应进行气体的压强发生变化,故恒容密闭容器内气体压强不发生变化时,可以证明反应达到平衡,故B正确;
C. 二氧化碳是反应物,水是产物,密闭容器中不发生变化时可以证明反应达到平衡,故C正确;
D. 混合气体的总质量不变,反应前后气体计量系数不同,则混合气体的平均相对分子质量发生变化,故混合气体的平均相对分子质量不变可以证明反应达到平衡,故D正确;
故选BCD;
(5)
可以从浓度的角度分析增大反应速率的方法,故还可以采取的措施是:通入H2,增大H2的浓度;
(6)
甲醇CH3OH充分燃烧的化学方程式为,该反应在特殊装置中可以实现原电池反应,分析原因是该反应是氧化还原反应,能发生电子的转移,负极失电子生成二氧化碳,故惰性负极上应当通入的物质是。
30.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)浓硫酸
(3) +3 2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl
(4)使ClO2充分冷凝
(5)吸收多余Cl2,防止大气污染
(6)0.54
【分析】装置A是氯气的制备装置,反应原理是二氧化锰在加热条件下氧化浓盐酸产生氯气,因盐酸有挥发性,需用饱和食盐水除去氯气中的HC1;再通过浓硫酸干燥氯气;装置D中有NaClO2固体,则装置D为亚氯酸钠固体与氯气饭应制备ClO2的装置,装置E、F为ClO2收集装置,最后用氢氧化钠溶液可除去多余的氯气。
(1)
在装置A中MnO2与浓盐酸混合加热,发生氧化还原反应产生MnCl2、Cl2、H2O,该反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)
由分析可知B装置中所盛试剂是饱和食盐水,作用是除去氯气中的HCl;装置C中所盛试剂是浓硫酸,作用是干燥氯气;
(3)
NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知NaClO2中Cl元素化合价为+3价;
在D中NaClO2与Cl2发生氧化还原反应产生ClO2、NaCl,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl;
(4)
在实验过程中,连续两次冰水浴的目的是使ClO2充分冷凝,并可与未反应的Cl2分离;
(5)
氯气是有毒气体,不能直接排入大气。可根据氯气能够与NaOH溶液发生歧化反应,生成氯化钠、次氯酸钠、水的性质,用NaOH溶液吸收多余Cl2,进行尾气处理后再进行排放,防止污染大气;
(6)
根据方程式可得关系式:2ClO2~I2~2Na2S2O3,则1.0 L水样中含有ClO2的物质的量n(ClO2)=n(Na2S2O3)=1.0×10-3 mol/L×0.008 L=8.0×10-6 mol,其质量为m(ClO2)= 8.0×10-6 mol×67.5 g/mol=5.4×10-4 g=0.54 mg,由于水样的体积是1.0 L,因此水样中ClO2的浓度为0.54 mg/L,
31.(1) 分液漏斗 a
(2) +Br2 +HBr 吸收溴蒸气
(3)Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成
(4) K1 K2
(5) 除去未反应的溴 苯 C
【分析】溴单质与苯在溴化铁的催化作用下反应生成溴苯和HBr,通过检验HBr的存在,证明该反应为取代反应,而溴单质易挥发,因此用苯除去HBr中的溴蒸气,用硝酸银溶液检验HBr。反应结束后,再进行提纯操作得到溴苯。
(1)
仪器M的名称是分液漏斗,冷凝管所起的作用为冷凝回流蒸气,冷凝管中的冷凝水应下进上出,故冷凝水从a进入。
(2)
实验开始时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。则装置II中生成溴苯的化学方程式为+Br2 +HBr,由于溴单质易挥发,HBr中混有溴蒸气,溴单质易溶于苯,则装置III小试管中苯的作用是吸收溴蒸气。
(3)
小试管除去HBr中混有的溴蒸气,HBr与硝酸银溶液反应生成溴化银浅黄色沉淀,通过该现象说明溴单质与苯反应生成了HBr,故能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成,。
(4)
反应结束后先关闭仪器M的活塞和K1,再打开K2,可使装置I中的水倒吸入装置II中,以除去装置II中残余的HBr气体。
(5)
①反应后的混合物主要含有溴苯,还有苯、溴单质、HBr、溴化铁,先用水洗,除去易溶于水的HBr、溴化铁,溴单质在水中溶解度小,NaOH溶液与溴单质反应生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠,则NaOH溶液洗涤的作用是除去未反应的溴。
②粗溴苯中还含有的主要杂质为苯,二者为互溶的液体混合物,可用蒸馏的方法进一步提纯。
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