河南省名校2022-2023学年高三化学上学期期中考试试题(Word版附解析)
展开考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Al27 S32 Ni59
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 今年夏天有人调侃“打败我的不是天真,而是天真热”。人类遏制温室效应已刻不容缓,下列措施能减少温室气体排放的是
A. 将废弃油脂转化为生物柴油
B. 将煤添加一定比例的CaO再燃烧
C. 汽车排气管中安装尾气催化转化器
D. 在山地、沙漠、农村等地推广风力发电、光伏发电代替燃煤发电
【答案】D
【解析】
【详解】A.生物柴油燃烧产生二氧化碳,将废弃油脂转化为生物柴油不能减少二氧化碳的排放量,A项错误;
B.CaO可与SO2以及氧气反应生成硫酸钙,减少SO2的排放量,并不能减少CO2的排放量,B项错误;
C.汽车尾气催化转化器可将CO、NO和NO2快速转化为CO2和N2,不能减少CO2的排放量,C项错误;
D.风能、太阳能是可再生的清洁能源,不会排放CO2,推广风力发电、光伏发电可降低煤的需求量,能减少CO2的排放量,D项正确,;
综上所述答案为D。
2. 下列说法正确的是
A. 属于易燃物质B. 属于混合物
C. NaClO溶液能用于皮肤消毒D. 是发酵粉的主要成分之一
【答案】A
【解析】
【详解】A.易燃,生成二氧化碳和二氧化硫,故A正确;
B.属于纯净物,故B错误;
C.NaClO有强氧化性,不能用于皮肤消毒,故C错误;
D.是发酵粉的主要成分之一,故D错误;
故答案选A。
3. 实验室对下列药品的保存方法错误的是
A. 氢氟酸保存在塑料瓶中B. 浓硝酸放在棕色细口瓶中
C. 与无水乙醇放在同一药品柜中D. 氢氧化钠溶液保存在带橡胶塞的试剂瓶中
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢氟酸腐蚀玻璃,应保存在塑料瓶中,故A正确;
B.浓硝酸见光分解,保存在棕色试剂瓶中,故B正确;
C.KMnO4具有强氧化性,乙醇具有挥发性,二者发生氧化还原反应,KMnO4与乙醇不能放在同一药品厨中,故C错误;
D.氢氧化钠易与玻璃中二氧化硅反应生成具有粘性的硅酸钠溶液,能将玻璃塞与玻璃瓶粘到一起,所以氢氧化钠溶液保存在带有橡胶塞的玻璃试剂瓶中,不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放,故D正确;
故答案选C。
4. 2022年7月25日,由河南科学家研发的阿兹夫定片获批上市,这是我国首款抗新冠口服药物,其有效成分的结构简式如图所示:
下列说法错误的是
A. -NH2的电子式为B. 非金属性:F>O>N>H
C. 该有机物能发生氧化反应D. 1 ml该物质最多与1 ml Na反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.N原子最外层有5个电子,其中的2个成单电子与2个H原子形成2个N-H共价键就得到-NH2,故-NH2的电子式为,A正确;
B.F、N、O三种元素是题意周期元素。同一周期元素的原子序数越大,元素的非金属性就越强,则元素的非金属性:F>O>N;H元素原子最外层只有1个电子,位于第IA,性质类型碱金属元素,其非金属性最弱,则元素的非金属性:F>O>N>H,B正确;
C.该有机化合物能够发生燃烧反应,燃烧反应属于氧化反应,C正确;
D.-OH能够与Na反应产生H2,该物质分子中含有2个-OH,根据物质反应转化关系:2-OH~2Na~H2↑,可知1 ml该物质最多与2 ml Na反应,D错误;
故合理选项是D。
5. 下列实验目的能达到的是
A. 用碱石灰干燥氯气B. 用饱和溶液除去SO2中的HCl
C. 用浓氨水与无水氯化钙制取少量氨气D. 用酸性溶液检验中的
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱石灰主要成分为氧化钙和氢氧化钠,会与氯气反应,不可用于干燥氯气,故A错误;
B.SO2在饱和溶液中溶解度低,且可发生反应,所以饱和溶液可用于除去SO2中的HCl,故B正确;
C.CaCl2会与NH3反应生成,无法制取NH3,故C错误;
D.酸性不仅可以氧化,也可以氧化,无法检测中的,故D错误;
故答案选B。
6. 下列说法正确的是
A. 煤的气化反应既是放热反应又是置换反应
B. 煤焦油提苯既发生物理变化又发生化学变化
C. 铅蓄电池放电一段时间后,正极、负极的质量均增加
D. 升高温度,放热反应速率变慢,吸热反应速率变快
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤的气化是将其转化为可燃气体的过程,主要反应为碳与水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程,是吸热反应,故A错误;
B.煤焦油提苯是利用各组分沸点差异,蒸馏分离;属于物理变化,故B错误;
C.铅蓄电池在放电过程中,Pb作负极,在反应中失去电子生成PbSO4,反应式为:,硫酸铅固体,负极质量增重,正极电极反应式为:,正极质量增加,故C正确;
D.升高温度,放热反应和吸热反应速率都变快,故D错误;
故答案选C。
7. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 100mL溶液中氮原子总数为0.2
B. 常温下,2.7g铝片与足量浓硫酸反应转移的电子数为0.3
C. 一定条件下,64g与足量氧气充分反应生成的分子数为
D. 标准状况下,2.24L被NaOH溶液充分吸收过程中转移的电子数为0.2
【答案】A
【解析】
【详解】A.含有氮原子,所以100mL溶液中氮原子总数为0.2;故A正确;
B.常温下,铝在浓硫酸中将发生钝化,不发生生成氢气的反应,故B错误;
C.与氧气生成为可逆反应,不能完全反应;所以生成的分子数小于;故C错误;
D.与NaOH反应为;为的歧化反应;2.24L被NaOH溶液充分吸收过程中转移的电子数为0.1,故D错误;
故答案选A。
8. 实验室用铁屑、液溴与苯制取溴苯,提纯粗溴苯需要过滤、水洗、碱洗、干燥、蒸馏等操作(上述操作可能多次,且不代表实验顺序),完成提纯实验不需要的实验装置有
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.A为蒸馏操作,需要用到,故A不符合题意;
B.B为蒸发结晶操作,不需要,故B符合题意;
C.C为分液操作,水洗、碱洗需要用到,故C不符合题意;
D.D为过滤操作,需要用到,故D不符合题意;
故答案选B。
9. 对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.、、、不能大量共存,因发生反应,选项A错误;
B.、、、不能大量共存,因为发生反应,选项B错误;
C.K+、、、不能大量共存,因为发生反应,选项C错误;
D.、、、因发生反应而不能大量共存,选项D正确;
答案选D。
10. 氢燃料电池汽车由于具备五大优势:零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强,而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示:
下列说法错误的是
A. 电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积
B. “电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来
C. 电极B的电极反应式为O2+4e−=2O2−
D. 质子通过电解质溶液向电极B迁移
【答案】C
【解析】
【详解】A.多孔电极材料表面积大,吸附性强,能增大反应物接触面积,A正确;
B.汽车行驶过程中,燃料电池产生的电能转化为动能,当汽车处于怠速等过程中,“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来,B正确;
C.电解质溶液为酸性溶液,电极反应应为4H++O2+4e−=2H2O,C错误;
D.电极B通入氧气,发生还原反应,为正极,质子即氢离子为阳离子,向原电池正极移动,D正确;
综上所述答案为C。
11. 一定条件下,下列各项中的物质按如图所示的箭头不能实现一步转化的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH溶液与少量二氧化碳反应可以生成Na2CO3,Na2CO3与NaHSO4反应可以生成CO2,A不符合题意;
B.SiO2与C高温下反应生成CO,而不是CO2,且CO2与Fe不反应,B符合题意;
C.H2S与SO2发生归中反应生成硫单质,S和氧气反应生成SO2,C不符合题意;
D.氨水碱性较弱,与氯化铝反应生成氢氧化铝,氢氧化铝与盐酸发生中和反应生成氯化铝,D不符合题意;
综上所述答案为B。
12. X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号元素,X原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,其他元素的性质如表所示:
下列说法正确的是
A. X的某种单质能使品红溶液褪色
B. Y的单质及其氧化物都可用作半导体材料
C. W的单质在光照条件下能与X的氢化物发生置换反应
D. 氧化物对应水化物的酸性:X
【解析】
【分析】X原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,所以X为C;W化合价有+7和-1,所以W为Cl;R原子序数最大且化合价为+1,所以R为K;Z有-2和+6价,所以Z为S;Y有+4和-4价,且半径比Z大,所以Y为Si;据此分析解题。
【详解】A.X为C,活性碳具有吸附性,可以吸附色素,让品红溶液褪色,故A正确;
B.Y为Si,Si单质可用作半导体材料,故B错误;
C.W单质为Cl2,X氢化物为烷烃,在光照条件下发生取代反应,故C错误;
D.应该是最高价氧化物对应水化物的酸性为X
13. 阿特拉津(ATZ)是农业中使用广泛且难以降解的除草剂,某科学组织研究发现,以FeSx@MS2为催化剂(呈花束状)催化活化过一硫酸盐(PMS)降解阿特拉津(ATZ)取得了良好的效果,其反应机理如图所示:
下列说法错误的是
A. PMS对应的酸为H2SO5,该酸含有过氧键
B. 生成SO4·-的途径之一为2SO5·-=2SO4·-+1O2
C. 流程中直接氧化ATZ的微粒只有1O2
D. S2-、以及Fe0可以促进Fe2+再生
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,过一硫酸根离子为HSO,对应的酸为H2SO5,该酸可以看成是H-O-O-H中一个氢原子被-SO3H代替的产物,所以含有过氧键,A正确;
B.图示有两种途径生成SO4·−,其中一种为2SO5·−=2SO4·−+1O2,B正确;
C.据图可知,流程中直接氧化ATZ微粒还有SO4·−、·OH,C错误;
D.S2-、以及Fe0具有还原性,可以还原Fe3+促进Fe2+再生,D正确;
综上所述答案为C。
14. 由下列实验操作及现象能得出相应结论的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.与水反应为,发生歧化反应,H2O中无化合价变化,故A错误;
B.根据反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2和实验现象说明Fe3+有剩余,有I2生成,说明和KI的反应是可逆反应,故B正确;
C.玻璃棒中本身含有Na元素,无法证明溶液中含钠元素,故C错误;
D.通入NaOH溶液,中和NaOH,继续通入溶液由碱性转化为酸性,最终溶液褪色,不能说明具有漂白性,故D错误;
故答案选B。
15. 已知工业制硝酸的反应之一为 ,在2L的恒温恒容密闭容器中投入1ml和1ml,并加入适量的催化剂,2min后测得容器中含有0.6ml,经10min反应达到平衡状态,此时压强是起始时的1.1倍。下列说法正确的是
A. 0~8min内正反应速率、逆反应速率均呈减小趋势
B. 0~2min内的平均反应速率
C. 的平衡转化率为80%
D. 催化剂对反应达到平衡所需要的时间没有影响
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知,;据此分析解题。
【详解】A.0~8min未达到平衡,正反应速率减小、逆反应速率增大,故A错误;
B.0~2min内氧气转化量为0.5ml,平均反应速率,故B错误;
C.经10min反应达到平衡状态,此时压强是起始时的1.1倍,所以有,解得x=0.2,平衡时的平衡转化率为,故C正确;
D.催化剂可以加快反应速率,使达到平衡所需要的时间变短,故D错误;
故答案选C。
16. 某有机合成中间体的结构如图所示,其组成元素W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法正确的是
A. HY和HM溶于水后均能完全电离B. 由X、Z元素组成的化合物只含有离子键
C. 能从ZM溶液中置换出D. 离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,结合结构可知,W能形成四个共用电子对,其最外层电子数为4,所以W为C;Z形成一个单位正电荷的阳离子,所以Z为Na;X可以形成双键,Y和M各形成一个共用电子对达到稳定结构,且M的原子序数等于X与Y的原子序数之和,所以X为O;Y为F;M为Cl;据此分析解题。
【详解】A.Y为F,M为Cl;HF为弱酸,溶于水部分电离,故A错误;
B.X为O,Z为Na;由X、Z元素组成的Na2O2有离子键,也有共价键,故B错误;
C.非常活泼,与水会剧烈反应,不能从NaCl溶液中置换出;故C错误;
D.为,具有还原性,酸性高锰酸钾具有氧化性,他们之间可以发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 近日,浙江大学赵骞教授团队通过数字光3D打印可制备任意几何形状的水凝胶,从而实现更复杂的驱动,为软驱动器的设计提供了新思路。水凝胶的3D打印工艺简图如下:
请回答下列问题:
(1)工业上常用丙烯氧化法生产丙烯酸( )。
①工业上的丙烯主要通过石油的______获得(填序号)。
a.分馏 b.催化重整 c.裂化、裂解
②用该法得到的丙烯酸中往往混有丙烯醛(),证明生成的丙烯酸中混有丙烯醛所需要的试剂有______。
③丙烯酸甲酯是重要的有机合成中间体,写出丙烯酸转化为丙烯酸甲酯的化学方程式:____________。
(2)从结构分析,______溶于水(填“能”或“不能”)。
(3)光引发剂( )中苯环上有______种不同化学环境的氢原子。
【答案】(1) ①. c ②. 氧氧化钠溶液和新制的氧氧化铜悬浊液 ③.
(2)能 (3)4
【解析】
【小问1详解】
①a.石油分留是指根据石油中各物质的沸点不同而使各种物质分离的一种方法,属于物理变化,故a错误;
B.石油的催化重整是获得芳香烃的主要途径,故b错误;
C.裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解是深度裂化以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程,获得的不饱和烃主要为乙烯、丙烯等不饱和烃,故c正确;
故答案选c;
②要想证明丙烯酸中含有丙烯醛,就要证明醛基的存在,方法可以是:取样,滴加氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热,若有红色沉淀生成,说明混有丙烯醛;故答案为氧氧化钠溶液和新制的氧氧化铜悬浊液;
③在一定条件下,丙烯酸和甲醇发生醋化反应可以转化为丙烯酸甲醋,化学方程式为
浓硫酸,故答案为;
【小问2详解】
羟基属于亲水基团,该物质中平均每两个碳原子就带一个羟基,羟基所占比重较大,所以该物质能溶于水,故答案为能;
小问3详解】
中有两个苯环, 和 ; 中苯环上有2个氢原子,处在相同的化学环境; 中苯环有5个氢原子,处在三种不同化学环境;所以 中苯环上有4种不同化学环境的氢原子;故答案为4。
18. 近日,中国科学院深圳先进技术研究院某研究团队发现,二维铜铟磷硫(CuInP2S6)能作纳米药物,用于未来安全有效的抗SARS-CV-2治疗,以降低SARS-CV-2的传染性。
请回答下列问题:
(1)中国科学院张青莲院士主持测定的铟(49In)元素的相对原子质量的新值已被采用为国际新标准。已知铟与铷同周期,则In在元素周期表中的位置为______;其最高价氧化物能用于金属反射镜面的保护涂层、光电显示半导体薄膜,则铟元素的最高价氧化物的化学式为______。
(2)已知Cu2O在酸性条件下易歧化,据此写出Cu2O与稀硫酸反应的离子方程式:____________。
(3)磷、硫元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为______(用化学式表示),结合元素周期律解释其原因:____________。
(4)已知NH4Cl与PH4I的性质相似,则对PH4I性质的推测正确的是______(填序号)。
a.含有离子键和共价键
b.能与NaOH溶液反应
c.与NH4Cl加热充分分解产物的种类完全一样
【答案】(1) ①. 第五周期ⅢA族 ②. In2O3
(2)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
(3) ①. H2SO4>H3PO4 ②. P和S位于同周期,电子层数相同,核电荷数:S>P,非金属性:S>P
(4)ab
【解析】
【小问1详解】
铷是第五周期ⅠA族元素,则In是第五周期ⅢA族;第ⅢA族元素的最高正价为+3价,因此In元素的最高价氧化物的化学式为In2O3;
【小问2详解】
Cu2O在酸性条件下易歧化,则应是+1价的铜变为0价和+2价,生成Cu和Cu2+,根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;
【小问3详解】
P和S位于同周期,电子层数相同,核电荷数:S>P,非金属性:S>P,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H3PO4;
【小问4详解】
a.类别NH4Cl,PH4I中应含有P原子和H原子之间的共价键、PH和I-之间的离子键,a正确;
b.铵盐可以和碱反应,推测PH4I能与NaOH溶液反应,生成PH3、NaI和水,b正确;
c.NH4Cl受热分解为氨气和HCl,推测PH4I能分解为PH3和HI,但HI不稳定,会分解为H2和I2,所以分解产物的种类不完全一样,c错误;
综上所述答案为ab。
19. 铜镍电镀废水处理后得到电镀污泥,利用以下T艺可制备硫酸镍晶体():
已知:①电镀污泥含有、、、和等。
②该工艺条件下,几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
③易溶于水,难溶于乙醇。
请回答下列问题:
(1)“酸浸”步骤中,为了提高浸出速率,可采取的措施有______(列举1条)。
(2)滤渣2的主要成分为______(填化学式)。
(3)若上述流程省去“氧化”步骤,造成的后果是____________。
(4)写出“沉镍”步骤中得到碱式碳酸镍[]的离子方程式:____________。
(5)一系列操作的实验步骤如下,请补充相关实验内容:
ⅰ.____________;
ⅱ.将沉淀转移至烧杯中,滴加稀硫酸直至沉淀恰好完全溶解;
ⅲ.蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得晶体;
ⅳ.用少量______洗涤晶体并晾干。
(6)在空气中煅烧26.3g,剩余固体的质量随时间变化的曲线如图所示,该曲线中D点所表示的氧化物中Ni、O的原子个数比为______。
【答案】(1)搅拌(或适当升高温度)
(2)和
(3)滤液2中含有Fe2+杂质,产品中含铁元素
(4)
(5) ①. 过滤 ②. 无水乙醇
(6)4:5
【解析】
【分析】电镀污泥加硫酸溶浸,、、、和等等均能被酸溶解,成为离子进入溶液,加入双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,加入氢氧化钠溶液将铁离子和Cr3+,生成沉淀除去,冷却之后,加入Na2CO3沉镍,经过过滤,将沉淀转移至烧杯中,滴加稀硫酸直至沉淀恰好完全溶解;一系列操作得到;蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得晶体;晶体使用无水乙醇洗涤;据此答题。
【小问1详解】
“酸浸”步骤中,为了提高浸出速率,可采取的措施有搅拌或适当升高温度;故答案为搅拌(或适当升高温度);
【小问2详解】
加入氢氧化钠溶液将铁离子和Cr3+,生成沉淀除去,滤渣2的主要成分为和;故答案为和;
【小问3详解】
由表格数据可知,Ph<7.2时,沉淀不完全,若上述流程省去“氧化”步骤,造成的后果是滤液2中含有Fe2+杂质;故答案为滤液2中含有Fe2+杂质,产品中含铁元素;
【小问4详解】
沉镍步骤中得到碱式碳酸镍,离子方程式为;故答案为;
小问5详解】
据分析可知,ⅰ为过滤;易溶于水,难溶于乙醇;所以ⅳ中操作为使用无水乙醇洗涤晶体;故答案为过滤;无水乙醇;
【小问6详解】
26.3g物质的量为,所以Ni的物质的量为0.1ml;在煅烧过程中,Ni的物质的量不变;由图可知,在C点时为NiO;D点固体重量为7.9;所以O的物质的量为;所以该固体物质为,所表示的氧化物中Ni、O的原子个数比为4:5;故答案为4:5。
【点睛】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离方法、为解答关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识及化学反应原理的综合应用,题目难度不大。
20. 亚硝酰氯(NOCl)常用于合成洗涤剂及用作中间体。某学习小组在实验室利用-10℃反应制备NOCl,设计的实验装置如图所示(夹持装置略)。
已知:NOCl为红褐色液体或黄色气体,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水易水解。
请回答下列问题:
(1)实验时应先在三颈烧瓶中通入______(填“”或“NO”),开始通入另一种气体的标志是三颈烧瓶中____________。
(2)实验中用NaOH溶液进行尾气处理(假设尾气只含有NO和)。
①无水作用是____________。
②欲使尾气中的NO被吸收后最终以形式存在,理论上尾气中应不小于______。
(3)用如图所示的装置制备干燥纯净的NO(实验前装置中空气已排净)。
①仪器a的名称是______,仪器a中反应的离子方程式为____________。
②装置B中铜屑的作用是_________;装置C中盛放的试剂是______(填名称)。
【答案】(1) ①. ②. 充满黄绿色气体
(2) ①. 防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中使NOCl水解 ②. 1.5
(3) ①. 蒸馏烧瓶 ②. ③. 提高NO的生成率 ④. 浓硫酸
【解析】
【分析】、NO和NaOH在-10℃反应生成NOCl,反应方程式为;NO不稳定,易被空气中的氧气氧化成二氧化氮,所以应先通入,排尽装置中的空气,防止NO和O2反应;据此分析解题。
【小问1详解】
NO不稳定,易被空气中的氧气氧化成二氧化氮,所以应先通入,排尽装置中的空气,防止NO和O2反应;当三颈烧瓶中充满黄绿色气体,开始通入另一种气体的标志;故答案为;充满黄绿色气体;
【小问2详解】
①无水CaCl的作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中使NOCl水解,故答案为防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中使NOCl水解;
②根据题意可写出方程式为,理论上尾气中时,能把NO完全转化为;故答案为1.5;
【小问3详解】
①根据图像所示,仪器a的颈上带有支管,是蒸馏烧瓶;仪器a中Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水:;故答案为蒸馏烧瓶;;
②装置B中的液体试剂是水,NO2和水反应生成HNO3和NO,其化学方程式为,其中HNO3和Cu反应生成一氧化氮:,这样可以提高NO的生成率;装置C中盛浓硫酸来干燥NO;故答案为提高NO的生成率;浓硫酸。
【点睛】本题以制备NOCl为素材,考查元素化合物、实验设计与评价等知识,意在考查理解应用能力,变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识的核心素养。
21. 研究氮氧化物的转化机理对环境保护具有重要意义。请回答下列问题:
(1)N2O是硝酸工业中氨催化氧化的副产物,CO处理N2O的原理为CO+N2O=N2+CO2。
①硝酸工业中氨被氧化成一氧化氮,生成的一氧化氮被反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。写出一氧化氮到硝酸的总化学方程式:____________。
②在Fe+作用下,反应CO+N2O=N2+CO2分两步进行,已知第ⅰ步反应为
N2O+Fe+=N2+FeO+,试写出第ⅱ步反应的方程式:____________。
(2)处理 NO2的原理之一为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)。一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入1mlNO2和足量C发生该反应(不考虑2NO2N2O4)。
①实验测得NO2的转化率与时间的关系如图所示:
反应达到平衡时CO2的体积分数为____________,混合气体的平均摩尔质量(A)____________ (B) (填“大于”“小于”或“等于”)。
②下列能够判断该反应已达到平衡状态的是____________ (填序号)。
A.CO2的质量分数保持不变
B.容器中CO2与N2的百分含量之比保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.混合气体的颜色保持不变
(3)羟基自由基(·OH)也可以用于脱硫脱硝。图表示光催化氧化技术可生成·OH,光照时,价带失去电子产生空穴(h+,具有强氧化性),价带上H2O直接转化为·OH,在导带获得电子生成H2O2或,最终转化为·OH。
①价带上H2O遇h+直接转化为·OH的反应式可表示为______;
②在净化器中·OH与NO反应的化学方程式可表示为______。
【答案】(1) ①. 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ②. FeO++CO=CO2+Fe+
(2) ①. 40% ②. 大于 ③. AD
(3) ①. H2O+h+=·OH+H+ ②. 3·OH+NO=HNO3+H2O
【解析】
【小问1详解】
①根据题意可得化学方程式:4NO+2O2=4NO2、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,两步反应相加可得总反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3;
②总反应-第i步反应可得第ii步反应的方程式为FeO++CO=CO2+Fe+;
【小问2详解】
①据图可知6min时反应达到平衡,此时NO2的转化率为0.5,列三段式可得:
在恒温恒容条件下,气体的体积与物质的量成正比,所以CO2的体积分数为×100%=40%;用极端假设法考虑,反应未开始时,气体只有NO2,摩尔质量为46g/ml,若反应完全进行,则气体为体积比为1∶2的N2和CO2,平均摩尔质量为≈38.67g/ml,说明NO2的转化率越大,混合气体的平均摩尔质量越小,则(A)>(B);
②A.CO2的质量分数保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A符合题意;
B.CO2、N2均为生成物,初始投料为NO2,所以CO2、N2的百分含量之比始终不变,B不符合题意;
C.2v逆(NO2)=v正(N2),则4v逆(N2)= v正(N2),正逆反应速率不相等,不能说明平衡,C不符合题意;
D.NO2有颜色,混合气体颜色不变,说明NO2的浓度不变,反应达到平衡,D符合题意;
综上所述答案为AD;
【小问3详解】
①·OH中的氧显-1价,根据图示以及电子守恒可得反应式为H2O+h+=·OH+H+;
②据图可知净化器中·OH将NO氧化为HNO3,根据电子守恒可知·OH和NO的系数比为3∶1,结合元素守恒可得化学方程式为3·OH+NO=HNO3+H2O。选项
粒子组
判断和分析
A
、、、
能大量共存,粒子间不反应
B
、、、
不能大量共存,因只发生反应:
C
、、、
能大量共存,粒子间不反应
D
、、、
不能大量共存,因发生反应:
选项
甲
乙
丙
丁
A
NaOH溶液
CO2
Na2CO3
NaHSO4
B
SiO2
C
CO2
Fe
C
H2S
SO2
S
O2
D
氨水
AlCl3
Al(OH) 3
盐酸
元素
Y
Z
W
R
原子半径/pm
117
102
99
-
主要化合价
-4、+4
-2、+6
-1、+7
+1
选项
实验操作
现象
结论
A
把水滴入盛有少量的试管中,立即把带火星的木条放在试管口
木条复燃
水中的氧元素被氧化
B
将6mL溶液和10mLKI溶液混合,充分反应后分成两等份,向其中一份中加入2滴KSCN溶液,另一份中加入2滴淀粉溶液
加KSCN溶液后溶液显红色;加淀粉溶液后溶液显蓝色
和KI的反应是可逆反应
C
用玻璃棒蘸取某无色溶液在火焰上灼烧
火焰出现黄色
溶液中含钠元素
D
将通入盛有酚酞的NaOH溶液中
溶液红色褪去
具有漂白性
开始沉淀的pH
6.3
2.2
4.3
7.2
完全沉淀的pH
9.6
3.2
5.6
8.4
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