山东省济宁市第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试化学试题(原卷版+解析版)
展开第Ⅰ卷 选择题(共 40 分)
一、单选题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。
1. 化学与生产、生活、科技息息相关,下列叙述错误的是
A. 高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
B. 红陶人头壶主要属于硅酸盐材料
C. 华为首款5G手机芯片主要成分是二氧化硅
D. 新一代时速六百公里的磁悬浮列车车厢的材料采用的是质轻韧性强的合金
【答案】C
【解析】
【详解】A.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,A正确;
B.红陶人头壶主要属于硅酸盐材料,B正确;
C.晶体Si是良好的半导体材料,是制造芯片的主要原料,C错误;
D.采用质量轻、韧性强的合金做车厢,能够提高运行速度,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 甲烷的空间填充模型:B. 乙烯的结构简式CH2 =CH2
C. 次氯酸的电子式D. 二氧化碳结构式O-C-O
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷的空间填充模型为:,选项所示为甲烷的球棍模型,A错误;
B.乙烯含有碳碳双键,结构简式为:CH2=CH2,B正确;
C.次氯酸的电子式应是氧原子位于中间,其电子式为:,C错误;
D.二氧化碳分子含有两个碳氧双键,其结构式为:O=C=O,D错误;
故选B。
3. 下列叙述正确的是
A. 同分异构体的化学性质可能相似
B. CH2=CH2 和 CH2=CH-CH=CH2 互为同系物
C. 和 互为同分异构体
D. 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,一定互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.同分异构体可能是同一类物质物质,化学性质可能相似,A正确;
B. CH2=CH2 和 CH2=CH-CH=CH2 官能团的数目不一致,不是同系物,B错误;
C.和 分子式不同,不互为同分异构体,C错误;
D.同系物指结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,D错误;
故选A。
4. 在2A g Bg3Cg 4Dg 反应中,表示该反应速率最快的是
A. vA 0.5ml L1 s1B. v B 0.3ml L1 s1
C. v C 4.8ml L1 min1D. v D 1ml L1 s1
【答案】B
【解析】
【详解】A.vA0.5mlL-1s-1,反应速率之比等于化学计量数之比,vB0.25mlL-1s-1;
B.vB0.3mlL-1s-1;
C.vC4.8mlL-1min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,vB≈0.027mlL-1s-1;
D.vD1mlL-1s-1,反应速率之比等于化学计量数之比,vB0.25mlL-1s-1;
则表示该反应速率最快的是vB0.3mlL-1s-1,故选B。
5. NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 11.2LNO 与 11.2LCO 混合气体的分子数为NA
B. 28g 氮气与 6g 氢气充分反应,生成的氨分子总数为 2 NA
C. 5.6g 铁粉与足量稀盐酸充分反应,产生的气体分子数为 0.05NA
D. 标准状况下,22.4L CH4 和 44.8L Cl2 在光照下充分反应后分子数为 3 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.题干未告知气体所处的状态,无法计算11.2LNO与11.2LCO混合气体的分子数,A错误;
B.合成氨的反应是可逆反应,故28g氮气与6g氢气充分反应,生成的氨气分子总数小于2NA,B错误;
C.根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知,5.6g即=0.1ml铁粉与足量稀盐酸充分反应,产生气体的物质的量为0.1ml,则分子数为0.1,C错误;
D.标准状况下,22.4L即为=1mlCH4和44.8L即=2mlCl2,根据甲烷和氯气反应前后分子的数目不变,因此标准状况下,22.4LCH4和44.8LCl2在光照下充分反应后的分子数为3NA,D正确;
故答案为:D。
6. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A. 图①温度计的水银柱上升
B. 图②中反应物总能量大于生成物总能量
C. 图③中反应开始后,针筒活塞向右移动
D. 图④中反应开始后,甲处液面低于乙处液面
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度计的水银柱不断上升,则中和反应放出热量,说明相应的化学反应是放热反应,选项A不符合;
B.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,说明相应的化学反应是放热反应,选项B不符合;
C.Zn 与稀硫酸反应生成氢气,氢气可使针筒活塞向右移动,不能充分说明相应的化学反应是放热反应,选项C符合;
D.反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明装置内压强增大,温度升高,反应为放热反应,选项D不符合;
答案选C。
7. 为了降低大气中NO的排放量,可在NH3的作用下,通过催化剂将NO转化为无毒无害的。向2L的恒容密闭容器中加入一定量的NH3、NO、NO2,测得NH3、N2、H2O的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线①表示N2的浓度随时间的变化情况
B. 时,
C. a点时,
D. 内,用NO表示的平均反应速率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据化学方程式的化学计量数之比判断出曲线①表示H2O的浓度随时间的变化情况,A错误;
B.40s内,生成的N2与H2O的物质的量之比为,,B正确;
C.点时,设转化的,则,因此a点时,,C错误;
D.内,,D错误;
故答案为:B。
8. 从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质,是一种行之有效的方法。硫元素的价类二维图如图。下列说法正确的是
A. X的水溶液与铁粉反应的产物为和
B. Y和W溶于水时均放出大量的热
C. 欲制备,从氧化还原反应角度分析,可以选择W与Z为原料
D Z与浓硫酸混合制备时,浓硫酸体现了酸性和强氧化性
【答案】B
【解析】
【分析】结合已知信息可知,X为硫化氢、Y为三氧化硫、W为硫酸、Z为亚硫酸盐,据此回答。
【详解】A.铁离子和硫离子发生氧化还原反应,溶液中不存在Fe2S3,理论上将硫化氢水溶液和铁反应生成硫化亚铁和氢气,但FeS会覆盖在Fe表面,A错误;
B.三氧化硫和水发生化合反应生成硫酸放热;硫酸溶于水属于放热过程,B正确;
C.硫代硫酸钠中硫元素平均为+2价,但硫酸中硫元素+6价、亚硫酸盐中硫元素+4价,只有化合价降低,所以从氧化还原反应角度分析不可行,C错误;
D.亚硫酸盐和浓硫酸反应制取二氧化硫,浓硫酸只体现了酸性,D错误;
故选B。
9. 某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是
A. 溶液中 Cu2+向 Zn 电极移动,向 Cu 电极移动
B. 电池工作时,Zn 片发生的电极反应:Zn-2e-=Zn2+
C. 该装置反应的能量变化可用如图表示
D. 电池工作一段时间后,溶液质量增加
【答案】A
【解析】
【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置。一般情况下,在原电池反应中,活动性强的电极为负极,发生失去电子的氧化反应,电子由负极经外电路流向正极,溶液中的阳离子在正极上发生得到电子的还原反应,在同一闭合回路中电子转移数目相等。
【详解】A.在电解质溶液中,阳离子Cu2+会向负电荷较多的正极Cu片电极移动,向正电荷较多的负极Zn电极方向移动, A错误;
B.由于金属活动性:Zn>Cu,所以Zn为原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,B正确;
C.该装置是原电池,将化学能转化为电能,反应过程中会释放能量,反应物的能量比生成物的能量高,因此可以用图示表示反应过程的能量变化,C正确;
D.该电池总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,根据反应方程式可知:每有1 ml Zn发生反应,有65 gZn变为Zn2+进入溶液,同时有64 g Cu2+变为单质Cu从溶液中析出,溶液质量增加1 g,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,故电池工作一段时间后,溶液质量增加,D正确;
答案选A。
10. 某同学用下列装置完成了浓硫酸和 SO2 性质实验(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A 反应后,向试管Ⅰ中加入蒸馏水,溶液呈蓝色
B. 试管Ⅴ中的NaOH溶液可用 NaHSO3溶液代替
C. 试管Ⅳ中 KMnO4溶液褪色,说明SO2具有氧化性
D. 取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4
【答案】D
【解析】
【分析】浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,试管Ⅱ中品红褪色,证明二氧化硫具有漂白性;SO2不与氯化钡溶液,则试管Ⅲ中无现象;酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,则试管Ⅳ中高锰酸钾褪色;试管V为NaOH溶液,用于吸收二氧化硫,防止污染环境。
【详解】A.试管Ⅰ中可能有浓硫酸剩余,向浓硫酸中加水会发生危险,应该将反应后溶液沿器壁慢慢注入水中,A错误;
B.二氧化硫和亚硫酸氢钠不反应,不能用其代替氢氧化钠溶液,B错误;
C.酸性高锰酸钾具有强氧化性,试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,C错误;
D.SO2无法与氯化钡溶液反应生成BaSO3,但SO2溶于水后容易被空气中的氧气氧化,生成硫酸根,从而产生硫酸钡沉淀,D正确;
答案选D。
二、选择题
11. “探究与创新能力”是化学的关键能力。下列各项中“操作或现象”能达到预期“实验目的”的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】AC
【解析】
【详解】A.将铁钉和铜丝连接插入FeCl3 溶液中即可形成简单原电池,故A符合题意;
B.浓硝酸受热分解能放出红棕色二氧化氮气体,所以向浓硝酸中插入红热的碳,产生红棕色气体,不能证明是碳与浓硝酸反应,故B不符合题意;
C.因为溴蒸气能和溶液反应,产生浅黄色溴化银沉淀,故C符合题意;
D.向某溶液中加入足量稀硝酸,无明显现象,再加入 Ba(NO3)2 溶液,出现白色沉淀,可能是因为因为被硝酸氧化生成,与Ba2+结合生成硫酸钡沉淀,不一定是原溶液中含有,故D不符合题意;
故答案:AC。
12. 科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统,通过二氧化碳溶于水触发电化学反应,其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。系统工作时,下列有关说法中错误的是
A. 将从a极移动到b极
B. 该电池的电解液可以换成更易导电的饱和溶液
C. b极区可能会发生
D. b极区每生成1 ml转移2 ml电子
【答案】B
【解析】
【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+,为原电池的负极反应,则a电极反应式为Na-e-=Na+,b正极水电离的H+得电子被还原生成H2,电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2,原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
【详解】A. a电极反应式为Na-e-=Na+,Na+从a极移动到b极,故A正确;
B. 电极a是金属钠,能与水反应,则电池的电解液不能换成更易导电的饱和NaCl溶液,故B错误;
C.b正极上水电离的H+得电子被还原生成H2,电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2,电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时, b极区可能会发生,故C正确;
D. 由电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2,可知每生成1mlH2转移2ml电子,故D正确;
故选:B。
13. 以 TiO2 为催化剂的光热化学循环分解 CO2 反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法中错误的是
A. 催化光热化学循环分解 CO2 的上述过程中能量的变化形式是由光能和热能转化为化学能
B. 上述①②③④过程都是氧化还原反应过程
C. 根据数据计算,分解 1ml CO2需吸收 278kJ 的能量
D. 根据数据计算,分解 1ml CO2 需吸收 30kJ 的能量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.该图中以TiO2为催化剂,在光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2,根据能量守恒知,该反应中,光能和热能转化为化学能,故A正确;
B.反应①中钛由+4价变为+3价,反应③中钛由+3价变为+4价,氧由+4价变为+2价,反应④中钛由+4价变为+3价,故①③④为氧化还原反应,但反应②中无化合价的变化,不是氧化还原反应,故B错误;
C.根据反应,由可知,分解1mlCO2需要吸收278kJ/ml,故C正确;
D.由C选项可知1mlCO2需要吸收278kJ/ml,故D错误;
答案为BD。
14. 我国科学工作者首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,其合成路线中的第一步反应为CO2 g 3H2 gCH3OHg H2Og 。在不同温度T1、T2 T1
B. a 点时CO2的转化率为 20%
C. 曲线 cd 对应T2 条件下的反应
D. 在同一温度条件下,当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态
【答案】CD
【解析】
【分析】由图可知,ab段物质量增加,则为甲醇的曲线;cd段物质的量减小,则为二氧化碳的曲线,据此分析作答。
【详解】A.ab段用的表示平均反应速率为,A正确;
B.a点时,反应生成的物质的量为0.4ml,则由化学方程式体现关系可知,反应的物质的量为0.4ml,故的转化率为20%,B正确;
C.由图可知,ab段到达平衡所用时间较短,反应速率较快,温度较高,为条件下的反应,C错误;
D.反应为恒容的气体反应,总体积和总质量不变,密度不会改变,D错误;
故选CD。
15. 将 9.2g 铜和铁的混合物放入一定体积的稀硝酸溶液中,充分反应后得到标准状况下1.12LNO ,有金属剩余;向所得溶液中继续加入足量的稀硫酸,金属完全溶解且又得到标准状况下1.12LNO 。若向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液,溶液不变红,则下列说法中正确的是
A. 原混合物中铜和铁各 0.1ml
B. 第一次剩余金属全部为铜
C. 反应后的溶液中溶质为硝酸亚铁和硝酸铜
D. 若向反应后的溶液中再加入足量稀硝酸,又可得到约标准状况下 0.37LNO
【答案】BD
【解析】
【分析】金属完全溶解,向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,说明生成亚铁离子、铜离子,则整个过程可以看作是9.2g铜和铁混合物与足量氢离子、硝酸根反应生成0.2mlNO,且硝酸根完全反应,发生的方程式为3Fe+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O、3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,设铁为xml,铜为yml,根据二者质量与生成NO的体积列方程,则有,解得:x=0.05ml、y=0.1ml,9.2g混合物中含铁质量为0.05ml×56g/ml=2.8g,含铜质量为0.1ml×64g/ml=6.4g。
【详解】A.由分析可知,原混合物中铜和铁依次为 0.1ml 、0.05ml,A错误;
B.因金属活动性Fe>Cu,故Fe先与稀硝酸反应, 若硝酸将铁氧化到+3,按反应,0.05mlFe刚好能生成标准状况下1.12LNO ,而2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,则生成的0.05mlFe3+与0.025mlCu反应,则剩余0.075mlCu,则第一次剩余金属全部为铜,若铁先反应且只被氧化到+2价,则0.05mlFe不足以生成标准状况下1.12LNO 、还需要溶解0.025mlCu, B正确;
C.第一次反应有金属剩余,向所得溶液中继续加入足量的稀硫酸,硝酸根在酸性下有强氧化性,被还原为NO,反应后的溶液中含亚铁离子,根据可知,硝酸根不存在,由于引入了硫酸根,则反应后溶质为硫酸亚铁和硫酸铜(可能还有多余硫酸),C错误;
D.若向反应后的溶液中再加入足量稀硝酸,根据反应,溶液中0.05mlFe2+生成NO为,D正确;
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题:
16. 硝酸铜是一种重要的化工原料,可由工业含铜废料(主要成分为 Cu、CuS、CuSO4 等)制备,制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“熔烧”时,CuS 转化为 CuO 和 SO2,反应的化学方程式为___________。
(2)“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为___________(写化学式)。
(3)“淘洗”所用的溶液 A 可以是___________(填标号)。
a.稀硫酸 b.浓硫酸 c.稀硝酸 d.浓硝酸
(4)“反应”阶段所用的试剂是 20%的 HNO3溶液和 10%的H2O2溶液,反应过程中无红棕色气体生成。
①理论上反应所消耗的H2O2和 HNO3的物质的量之比为___________。
②若不加10%的H2O2 溶液,只用 20%的HNO3溶液,随着反应的进行,温度上升并出现大量红棕色气体,反应的离子方程式为___________。
③Cu(NO3)2·6H2O 和 Cu(NO3)2·3H2O 的溶解度如图所示。从“反应”阶段所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是___________。
(5)某工厂用 m1 kg 上述工业含铜废料(含铜元素 80%)制备Cu(NO3)2·3H2O,最终得到产品 m2 kg,产率为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)a (4) ①. ②. ③. 蒸发浓缩,降温至温度略高于时结晶
(5)
【解析】
【分析】根据流程,含铜废料在空气中焙烧,Cu转化为CuO,CuS与空气中的O2反应生成CuO和SO2,加入稀硫酸酸化生成硫酸铜,加入Fe置换硫酸铜,过滤,滤液为硫酸亚铁,得到Cu,用稀硫酸淘洗得到的Cu,用20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液氧化,得到硝酸铜溶液,蒸发浓缩,降温至温度略高于26.4℃时结晶,过滤、洗涤、干燥得到Cu(NO3)2·3H2O,据此分析作答。
【小问1详解】
其中的CuS与空气中的O2反应生成CuO和SO2,该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
置换步骤中Fe与硫酸铜溶液发生置换反应,所以滤液中的溶质主要为FeSO4;
【小问3详解】
淘洗的目的主要是洗去Cu表面可能附着的铁,稀硝酸、浓硝酸都可以和铜反应,浓硫酸虽然常温下与铜不反应,但有可能使铁钝化,无法洗去铁,为减少Cu的损失,淘洗Cu用稀硫酸,故选a;
【小问4详解】
①“反应”为20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液溶解Cu,反应过程中无红棕色气体生成,说明双氧水为氧化剂,硝酸提供氢离子,反应为:Cu+H2O2+2HNO3=Cu( NO3)2+2H2O,所以理论上反应所消耗的H2O2和HNO3的物质的量之比为1:2;
②若不加10%的H2O2溶液,则反应为铜与稀硝酸的反应,出现大量红棕色气体,说明还原产物为NO2,离子方程式为Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O;
③据图可知温度高于26.4℃时析出的为Cu(NO3)2·3H2O,所以从“反应”阶段所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是:蒸发浓缩,降温至温度略高于26.4℃时结晶;
【小问5详解】
m1kg废料中含有ml铜,则理论上可以生成mlCu(NO3)2·3H2O,最终得到产品m2 kg,则产率为×100%=。
17. 工业上常利用含硫废水生产 Na2S2O3·5H2O,实验室可用如图所示装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)
S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置 B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若___________,则整个装置气密性良好,装置 D 的作用是___________。
(2)装置 B 的作用之一是观察 SO2 的生成速率,其中的液体最好选择___________
a.蒸馏水 b.饱和 Na2SO3 溶液 c.饱和 NaHSO3 溶液 d.饱和 NaHCO3 溶液
实验中,为使 SO2 缓慢进入烧瓶 C,采用的操作是___________,已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶 C 中反应达到终点的现象是___________。
(3)为提高产品纯度,应使烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 恰好完全反应,则烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 物质的量之比为___________。
(4)反应终止后,烧瓶 C 中溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出 Na2S2O3•5H2O,其中可能含有 Na2SO3、 Na2SO4 等杂质,利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在 Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:___________。
已知 Na2S2O3•5H2O 遇酸易分解:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O,供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2 溶液、AgNO3 溶液。
【答案】(1) ①. 液柱高度保持不变 ②. 防止倒吸
(2) ①. c ②. 控制滴加硫酸的速度或适当减小硫酸浓度 ③. 溶液变澄清(或浑浊消失)
(3)
(4)取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加溶液,若出现白色沉淀则说明含有杂质
【解析】
【分析】掌握实验室制取二氧化硫的方法,同时掌握硫作为生产硫酸的主要原料以及相关反应原理
【小问1详解】
①利用压强平衡原理,若二氧化硫气体顺利进入后续装置以后,说明气密性良好,才不会让长颈漏斗中液面上升;
②装置D的作用是安全瓶,防止发生倒吸情况。
故答案是:液柱高度保持不变;防止倒吸;
【小问2详解】
①二氧化硫会溶于水,并且要和亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠,以及和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,以上药品和试剂均会导致无二氧化硫气体进入后续装置,应该选择与其不反应的亚硫酸氢钠,故答案选C;
②为控制二氧化硫气体速率,利用改变外界条件的思路,可以采取控制滴加硫酸溶液的速度,也可以将硫酸浓度适当减小,故答案为:控制滴加硫酸溶液的速度或适当减小硫酸浓度;
③由于反应产生了H2S气体,它与SO2反应生成单质S,S与Na2SO3反应生成可溶于水的Na2S2O3,黄色沉淀S会消失,故答案为:溶液变澄清(或浑浊消失);
【小问3详解】
根据氧化还原反应的电子转移守恒原则,与发生归中反应,氧化还原产物为单质S,设为xml,为yml,列式,故答案为:2:1;
【小问4详解】
考查的检验,故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
【点睛】全面掌握二氧化硫的物理和化学性质,同时关注它带来的环境污染的解决方法。
18. 在2L的恒容密闭容器中充入1mlCO和2mlH2,一定条件下发生反应:
COg2H2g=CH3OHg,测得和 CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率 v(CO)=___________ 。平衡时H2的转化率为___________。
(2)下列措施能增大反应速率的是___________ (填字母)。
A. 升高温度B. 降低压强C. 减小 CH3OH 的浓度D. 加入合适的催化剂
(3)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A. CO、H2和CH3OH 三种物质的浓度相等
B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
C. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D. 单位时间内消耗 2mlH2 的同时生成 1mlCH3OH
(4)已知断开 1mlCO(g)和 2mlH2(g)中的化学键需要吸收的能量为 1924kJ,则断开 1ml CH3OH(g)中的化学键所需要吸收___________kJ 的能量。
【答案】(1) ①. ②. 75% (2)AD (3)C
(4)2052.8
【解析】
【小问1详解】
从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)==0.125ml·L-1·min-1;氢气的转化率=;
【小问2详解】
A.升高温度,可增大反应物的浓度,有效碰撞次数增多,反应速率加快;
B.降低压强,反应混合物的浓度减小,有效碰撞次数减少,反应速率减弱;
C.减小CH3OH的浓度的瞬间,反应物的浓度不变,反应速率不变;
D.加入合适的催化剂,反应所需的能量降低,反应速率加快;
故选AD。
【小问3详解】
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,正、逆反应速率不一定相等,反应不一定达平衡状态;
B.混合气体的质量和体积都不变,则密度始终不变,当密度不随时间的变化而变化时,反应不一定达平衡状态;
C.反应前后气体分子数不等,随着反应进行,气体的物质的量不断发生改变,当混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化时,反应达平衡状态;
D.单位时间内消耗2mlH2的同时生成1mlCH3OH,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态;
故选C。
【小问4详解】
设1ml CH3OH(g)的键能为x,则1924kJ-x=-128.8kJ,x=2052.8kJ。则断开1ml CH3OH(g)中的化学键所需要吸收2052.8kJ的能量。
19. 化学电源在日常生活中有着广泛的应用。研究人员发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电,电池的总反应方程式为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。
(1)①该电池负极的电极反应式为___________。
②电池中,Na不断移动到“水”电池的___________极(填“正”或“负”)。
③外电路每通过4ml电子时,生成 Na2Mn5O10的物质的量是___________。
(2)如图是甲醇燃料电池的原理示意图:
①电池的负极是___________(填“a”或“b”)电极,该电极的反应式为___________。
②电池工作一段时间后,电解质溶液的 pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②. 正 ③.
(2) ①. a ②. ③. 减小
【解析】
【小问1详解】
①根据总反应,Ag发生氧化反应生成AgCl,该电池负极的电极反应式为。
②原电池中,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以不断移动到“水”电池的正极。
③根据总反应,Mn元素化合价由+4降低为+,生成1ml转移2ml电子,外电路每通过4ml电子时,生成的物质的量是2ml。
【小问2详解】
①甲烷发生氧化反应,通入甲烷的电极为负极,电池的负极是a,该电极甲烷失电子生成碳酸钾和水,电极的反应式为。
②电池总反应为,反应消耗氢氧化钠,同时生成水,因此电池工作一段时间后,电解质溶液的pH减小。
20. 聚氯乙烯简称 PVC,是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一、工业上以乙烯和氯气为原料合成 PVC 的流程如下:
乙烯1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)氯乙烯(CH2=CHCl)PVC
回答下列问题:
(1)下列物质与乙烯一定可以互称为同系物的是___________(填字母)
A. C2H5ClB. C4H8C. D.
(2)氯乙烯的分子式为___________。
(3)乙烯生成 1,2-二氯乙烷的反应类型是___________。
(4)氯乙烯生成 PVC 的化学方程式为___________。
(5)下列有关 PVC 的说法正确的是___________(填字母)。
A. PVC 的单体是 CH3CH2Cl
B. PVC 是高分子化合物
C. PVC 能够使溴的四氯化碳溶液褪色
D. PVC 易降解
【答案】(1)D (2)
(3)加成反应 (4) (5)B
【解析】
【分析】乙烯和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl),CH2ClCH2Cl发生消去反应生成氯乙烯(CH2=CHCl),CH2=CHCl发生加聚反应生成PVC。
【小问1详解】
同系物必须是同一类物质。
A.C2H5Cl为卤代烃和乙烯不是同系物;
B.C4H8可能是烯烃也可能是环烷烃,故和乙烯不是同系物;
C.为炔烃,含有碳碳三键,和乙烯不是同系物;
D.为丙烯,和乙烯互为同系物;
故选D。
【小问2详解】
氯乙烯的分子式为。
【小问3详解】
乙烯生成1,2-二氯乙烷为加成反应。
【小问4详解】
氯乙烯生成PVC的化学方程式为。
【小问5详解】
PVC为,其单体为:CH2=CHCl,A错误;
PVC是高分子化合物,B正确;
PVC中不含不饱和键,不能够使溴的四氯化碳溶液褪色,C错误;
PVC不易降解,D错误;
故选B。选项
实验目的
操作或现象
A
制作简单原电池
将铁钉和铜丝用导线连接并插入FeCl3 溶液中即可形成原电池
B
验证碳能与浓硝酸反应
向浓硝酸中插入红热的碳,产生红棕色气体
C
鉴别溴蒸气和NO2
分别通入AgNO3 溶液中,产生浅黄色沉淀的是溴蒸气
D
向某溶液中加入足量稀硝酸,无明显现象,再加入 Ba(NO3)2 溶液,出现白色沉淀
溶液中一定含有
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