内容正文:
上海中学东校2023-2024学年高一下学期中期素质评估
化学试题
(满分:110分 时间:60分钟)
本卷可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Na-23
说明:选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1-2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分:未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
一、钠及其化合物(本大题共25分)
1. 下列选项可以用于金属钠着火灭火的是
A. 水 B. 沙土 C. 煤油 D. 泡沫灭火器
2. 钠和钾的化学性质非常相似,下列解释最合理的是
A. 化合价相同 B. 都是碱金属
C. 都有强还原性 D. 最外层电子数相同
3. 下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,错误的是
A. 小苏打能中和胃酸,且对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用
B. 可用于蒸馒头,是因为能中和面团发酵后产生的酸,并产生二氧化碳气体
C. 可以用澄清石灰水来鉴别溶液和溶液
D. 向饱和溶液中通入足量气体,可产生沉淀
4. 如下图所示,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含A元素的常见化合物,它们的焰色反应均为黄色。
(1)焰色反应的现象是由于___________(填“物理”或“化学”)变化产生的,实验时应使用___________ (填试剂名称)洗净待蘸取试样的铂丝。
(2)以上反应中,属于氧化还原反应的有___________(填写数字编号)。
(3)写出B→C的化学方程式___________。
(4)写出C→E的离子方程式___________。
过氧化钠是常用的供氧剂和氧化剂。
5. 下列关于Na2O2说法中正确的是
A. Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B. Na2O2放入饱和NaOH溶液中,放出O2并有白色固体析出
C Na2O2与水反应,Na2O2只作氧化剂
D. Na2O2与SO2反应产物应为Na2SO3和O2
6. 一种Na2O2已部分变质为Na2CO3。若用400g该样品供高空作业呼吸用,使用完毕后回收到固体512g,试通过计算确定原Na2O2的纯度______。(写出必要的计算过程)
二、化学反应热及其测量(本大题共23分)
生活中的许多现象都伴随化学反应的发生,而化学反应发生时必然伴随能量变化。
7. 若将水作为研究的系统,相同压强下,下列选项中内能最大的是
A. 273K时10.0 g冰 B. 273K时10.0 g水
C. 373K时1.0 mol水蒸气 D. 373K时10.0 g水蒸气
8. 下列对能量转化的认识中,错误的是
A. 通直流电电解水生成氢气和氧气时,电能主要转化为化学能
B. 白炽灯工作时,电能全部转化为光能
C. 煤燃烧时,化学能主要转化为热能
D. 风力发电时,风能主要转化为电能
9. “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是
A. 氯化钠 B. 固体硝酸钾 C. 生石灰 D. 固体氢氧化钠
10. 下列两个热化学方程式中,ΔH1 和 ΔH2的相对大小正确的是
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1; S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH2
A. ΔH1>ΔH2 B. ΔH1<ΔH2 C. ΔH1﹦ΔH2 D. 无法确定
11. 用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品:100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。
已知:弱碱电离时吸热。
(1)从实验装置上看,还缺少___________,装置中隔热层的作用是___________。
(2)某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大,可能原因是___________。
A. 测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B. 做该实验时室温较高
C. 杯盖未盖严 D. 碱溶液一次性迅速倒入
(3)若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热,下列关于简易热量计的说法错误的是___________。
A. 仪器应无裂隙 B. 可用温度计测温
C. 具备保温、隔热性能 D. 只能用磁子搅拌反应液
(4)将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL),生成的溶液的比热容,测得温度如下:
反应物
起始温度/℃
最高温度/℃
甲组(HCl+NaOH)
20.0
23.3
乙组()
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是___________。
②的___________(保留一位小数)。
盖斯定律的提出,使一些无法直接通过实验测量的反应热得以通过计算获得。
12. 已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 H2O(g)=H2O(l) △H4
则反应4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为
A. 12△H3+5△H2-2△H1+10△H4 B. 2△H1-5△H2-12△H3+10△H4
C. 12△H3-5△H2-2△H1+10△H4 D. △H1-5△H2-12△H3+10△H4
三、氮及其化合物(本大题共33分)
13. 农业上可作为氮肥直接使用的是
A 氮气 B. 硝酸 C. 尿素 D. 草木灰
14. 下列过程中不属于氮的固定的是
A. 氮气在根瘤菌作用下生成NO B. 工业合成氨
C. 氨气转化为氯化铵晶体 D. 雷雨天产生NO
15. 合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义,其在工农业生产中也有着广泛的应用。
(1)写出氨的两种重要用途___________、___________。
(2)下列关于氨气和氨水的叙述中,错误的是___________。
A. 氨分子的空间结构是三角锥形
B. 氨水中氮元素以NH3、两种形式存在
C. 氨在常温下是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水
D. 不稳定,易分解放出氨气
16. 1mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46.19kJ热量,下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
17. 实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是
A. 固态氯化铵加热分解
B. 固体氢氧化钠中滴加浓氨水
C. 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热
D. 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
18. 下列关于铵盐的叙述中,错误的是
A. 易溶于水 B. 都是共价化合物 C. 受热分解 D. 与碱共热产生氨气
19. 检验某氨化铵固体中含有NH的实验操作方法是___________。
20. 在一定温度和压强下将充满和混合气体的试管倒立在水中,经过足够的时间后,试管内气体体积缩小为原体积的,则原混合气体中和气体的体积比是
A. 2:3 B. 3:2 C. 3:5 D. 5:3
硝酸是工业生产中的常用强酸,且其性质具有强氧化性。
21. 下列反应中,硝酸既表现酸性又表现氧化性的是
A. FeO与稀硝酸反应 B. 与浓硝酸反应
C. CuO与浓硝酸反应 D. 与稀硝酸反应
22. 向硝酸钡溶液中通入下列气体,能产生白色沉淀的是
A. CO2 B. SO2 C. H2S D. NH3
23. 硫氰化钾(KSCN)在有机合成中具有重要应用,但会污染环境。预测浓硝酸能与KSCN反应以消除污染,现通过如下实验进行探究。
已知SCN能被氧化为黄色的(SCN)2,(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。
(1)取2mL浓硝酸于试管中,向其中滴加5滴1mol/L的KSCN溶液,溶液立即变红,静置一段时间后,试管内突然剧烈反应,红色褪去,放出大量红棕色气体。一开始溶液立即变红是因为生成了___________(填化学式)。KSCN中S元素的化合价为-2,预测剧烈反应后含硫产物可能是___________(填微粒符号)。
(2)将(1)实验放出的气体通入Ba(OH)2和NaOH的混合溶液中,有白色沉淀生成。将过滤、洗涤后的白色沉淀置于试管中,加入过量稀硝酸,沉淀完全溶解。白色沉淀为___________。
(3)经检验(1)实验放出的红棕色气体中含NO2,但NO2不一定是SCN-的氧化产物,理由是___________。
四、硫酸工业(本大题共29分)
硫酸工业中产生的含疏化合物的处理和利用是科学研究的重要课题之一。
24. 以硫铁矿为原料生产硫酸,将矿石置于___________(填设备名称)中煅烧,其反应的化学方程式是___________。
25. 在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因两者都是正确的是
A. 硫铁矿燃烧前粉碎得越细越好,因为大块的硫铁矿燃烧不完全
B. 从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C. 二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用铁做催化剂,这样可以无需加热
D. 用98.3%的硫酸吸收三氧化硫,目的是为了防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全
26. 接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化,下表列出了在不同温度和压强下,反应达到最大限度时SO2的转化率(已反应的SO2量占起始投入SO2量的百分比),请根据表中数据选择硫酸工业所实际应采取的温度和压强,并说明理由。
温度/℃
平衡时SO2的转化率/%
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
温度选择___________,压强选择___________,理由是___________。
27. 二氧化硫在V2O5作用下催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。SO2的催化氧化热化学方程式为: 。其催化机理分为三步反应:
第一步:
第二步:
第三步:___________。
第三步热化学方程式是___________(的值用含a、b、c的代数式表示)。
28. 工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,按照如下图工艺流程,将尾气中的SO2转化为有用的副产品。
(1)写出氨吸收塔中主要发生反应的化学方程式___________。
(2)写出二氧化硫吸收塔中主要发生反应的离子方程式___________。
(3)上述流程可循环利用的物质是___________。
A. SO2 B. C. D. NH3
29. 以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氧化钾等为原料,可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质,制备流程如下图。
(1)反应Ⅰ是脱去SO2的一种常用方法,其反应化学方程式为___________。
(2)pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响,当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如下图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
B. 石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低的原因是石灰石的溶解程度增大
C. 反应时需鼓入足量的空气以保证SO2充分被氧化生成
D. 将脱硫后的气体通入溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
(3)生产中,向反应Ⅱ中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是___________。
(4)可用于电厂等烟道气中脱氨。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种铵肥,形成共生系统。用溶液吸收NO,当生成氮气的体积为11.2L(标准状况)时,该反应转移的电子数目为___________。
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上海中学东校2023-2024学年高一下学期中期素质评估
化学试题
(满分:110分 时间:60分钟)
本卷可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Na-23
说明:选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1-2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分:未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
一、钠及其化合物(本大题共25分)
1. 下列选项可以用于金属钠着火灭火的是
A. 水 B. 沙土 C. 煤油 D. 泡沫灭火器
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钠燃烧生成过氧化钠,能与水反应生成氧气,氧气是助燃气体,故A不符合题意;
B.沙土可以隔绝空气,可以用于金属钠着火灭火,故B符合题意;
C.煤油属于易燃物,不能用来灭火,故C不符合题意;
D.泡沫灭火器主要成分是二氧化碳,金属钠燃烧生成过氧化钠,能与二氧化碳反应生成氧气,氧气是助燃气体,故D不符合题意;
故答案:B
2. 钠和钾的化学性质非常相似,下列解释最合理的是
A. 化合价相同 B. 都是碱金属
C. 都有强还原性 D. 最外层电子数相同
【答案】D
【解析】
【详解】钠和钾是同主族元素,在原子结构上都具有相同的最外层电子数,结构的相似性导致了它们化学性质的相似性,故选D。
3. 下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,错误的是
A. 小苏打能中和胃酸,且对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用
B. 可用于蒸馒头,是因为能中和面团发酵后产生的酸,并产生二氧化碳气体
C. 可以用澄清石灰水来鉴别溶液和溶液
D. 向饱和溶液中通入足量气体,可产生沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,且小苏打碱性较弱对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,A正确;
B.具有碱性,能中和面团发酵后产生的酸,并产生二氧化碳气体,B正确;
C.溶液和溶液都与澄清石灰水反应生成碳酸钙,所以不能用澄清石灰水来鉴别,C错误;
D.比易溶于水,所以在饱和溶液中通入CO2气体可得到沉淀,D正确;
故选C。
4. 如下图所示,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含A元素的常见化合物,它们的焰色反应均为黄色。
(1)焰色反应的现象是由于___________(填“物理”或“化学”)变化产生的,实验时应使用___________ (填试剂名称)洗净待蘸取试样的铂丝。
(2)以上反应中,属于氧化还原反应的有___________(填写数字编号)。
(3)写出B→C的化学方程式___________。
(4)写出C→E的离子方程式___________。
【答案】(1) ①. 物理 ②. 盐酸
(2)①②③④ (3)
(4)
【解析】
【分析】焰色反应为黄色,说明含有Na元素,A为单质,则A为Na;A与氧气点燃生成B,B与反应生成D,则B为,D为;A与水反应生成C,C与过量反应生成E,且E可以加热生成D,则C为,E为。
【小问1详解】
焰色反应的现象是由于物理变化产生的;实验时应使用盐酸洗净待蘸取试样的铂丝。
【小问2详解】
①为钠的燃烧,②为Na与水反应,③为过氧化钠与水反应,④为过氧化钠与二氧化碳反应,均有化合价的变化,属于氧化还原反应。
【小问3详解】
B→C为与水反应生成和氧气,化学方程式为。
【小问4详解】
C→E与过量反应生成,离子方程式为。
过氧化钠是常用的供氧剂和氧化剂。
5. 下列关于Na2O2的说法中正确的是
A. Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B. Na2O2放入饱和NaOH溶液中,放出O2并有白色固体析出
C. Na2O2与水反应,Na2O2只作氧化剂
D. Na2O2与SO2反应产物应为Na2SO3和O2
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2O2久置于空气中,与空气中的水蒸气、反应,最终变成,A错误;
B.Na2O2放入饱和NaOH溶液中,与水反应放出O2并生成NaOH,NaOH溶液过饱和有白色固体析出,B正确;
C.Na2O2中氧元素化合价为-1价,与水反应时既作氧化剂,又作还原剂,C错误;
D.Na2O2具有氧化性,SO2具有还原性,因此两者发生氧化还原反应,反应产物应为Na2SO4,D错误;
答案选B。
6. 一种Na2O2已部分变质为Na2CO3。若用400g该样品供高空作业呼吸用,使用完毕后回收到固体512g,试通过计算确定原Na2O2的纯度______。(写出必要的计算过程)
【答案】78%
【解析】
【详解】,每2molNa2O2反应,固体质量增重,现在固体增重512g-400g=112g,所以反应的Na2O2为,,;
故答案为:78%。
二、化学反应热及其测量(本大题共23分)
生活中的许多现象都伴随化学反应的发生,而化学反应发生时必然伴随能量变化。
7. 若将水作为研究的系统,相同压强下,下列选项中内能最大的是
A. 273K时10.0 g冰 B. 273K时10.0 g水
C. 373K时1.0 mol水蒸气 D. 373K时10.0 g水蒸气
【答案】C
【解析】
【详解】质量相同的情况下,水的温度越高,内能越大,同时相同温度和质量的情况下,物质的内能气态>液态>固态,1mol水的质量为18g大于10g,因此373K时1.0mol水蒸气的内能最大,故答案选C。
8. 下列对能量转化的认识中,错误的是
A. 通直流电电解水生成氢气和氧气时,电能主要转化为化学能
B. 白炽灯工作时,电能全部转化为光能
C. 煤燃烧时,化学能主要转化为热能
D. 风力发电时,风能主要转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解水时,电能主要转化为化学能,A正确;
B.白炽灯工作时,电能主要转化为光能,还会转化为热能等,B错误;
C.煤燃烧过程中,化学能主要转化为热能,C正确;
D.风力发电的过程是风能主要转化为电能,D正确;
故选B。
9. “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是
A. 氯化钠 B. 固体硝酸钾 C. 生石灰 D. 固体氢氧化钠
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知该物质与水混合会吸热使温度降低,才能达到制冷的效果;要从物质溶于水后热量变化来考虑。
【详解】A、氯化钠溶于水既不放热也不吸热,故不选A;
B、固体硝酸钾溶于水吸热,能使温度降低能达到制冷的目的,故选B;
C、生石灰溶于水,能与水反应生成氢氧化钙并放出热量,不能起到制冷的作用,故不选C;
D、固体氢氧化钠溶于水放热,不能起到制冷的作用,故不选D。
【点睛】物质溶于水分为两个过程:构成物质的微粒向水中扩散的过程,这一过程需吸热,构成物质的微粒与水分子形成水合分子的过程,这一过程需放热,如果吸热大于放热则溶于水表现为吸热,如果吸热小于放热则溶于水表现为放热。
10. 下列两个热化学方程式中,ΔH1 和 ΔH2的相对大小正确的是
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1; S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH2
A. ΔH1>ΔH2 B. ΔH1<ΔH2 C. ΔH1﹦ΔH2 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】固态硫的能量低于气态硫,所以气态硫燃烧放热多,放热越多焓变越小,因此ΔH1>ΔH2,答案选A。
11. 用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品:100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。
已知:弱碱电离时吸热。
(1)从实验装置上看,还缺少___________,装置中隔热层的作用是___________。
(2)某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大,可能的原因是___________。
A. 测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B. 做该实验时室温较高
C. 杯盖未盖严 D. 碱溶液一次性迅速倒入
(3)若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热,下列关于简易热量计的说法错误的是___________。
A. 仪器应无裂隙 B. 可用温度计测温
C. 具备保温、隔热性能 D. 只能用磁子搅拌反应液
(4)将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL),生成的溶液的比热容,测得温度如下:
反应物
起始温度/℃
最高温度/℃
甲组(HCl+NaOH)
20.0
23.3
乙组()
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是___________。
②的___________(保留一位小数)。
【答案】(1) ①. 玻璃搅拌器 ②. 隔热保温,减少热量散失 (2)AC (3)D
(4) ①. 是弱碱,电离吸热 ②.
【解析】
【小问1详解】
从实验装置上看,还缺少玻璃搅拌器,装置中隔热层的作用是隔热保温,减少热量散失;
【小问2详解】
A.测完盐酸的温度直接测碱溶液温度,起始温度偏高,反应热偏大,A符合;
B.做该实验时室温较高,对结果无影响,B不符合;
C.杯盖未盖严,热量散失较多,反应热偏大,C符合;
D.碱溶液一次性迅速倒入,对结果无影响,D不符合;
故选AC;
【小问3详解】
A.仪器应无裂隙,减少热量散失,A正确;
B.简易热量计可用温度计测温,B正确;
C.简易热量计具备保温、隔热性能,C正确;
D.可以用玻璃搅拌器,D错误;
故选D;
【小问4详解】
①两组实验结果存在差异的原因是是弱碱,电离吸热;
②≈。
盖斯定律的提出,使一些无法直接通过实验测量的反应热得以通过计算获得。
12. 已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 H2O(g)=H2O(l) △H4
则反应4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为
A. 12△H3+5△H2-2△H1+10△H4 B. 2△H1-5△H2-12△H3+10△H4
C. 12△H3-5△H2-2△H1+10△H4 D. △H1-5△H2-12△H3+10△H4
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,将所给热化学方程式中的C(s)、H2O(g)、H2(g)消去,2C3H5(ONO2)3(l)= 5H2(g)+3N2(g)+3O2(g)+6CO2(g) △H=6△H3-△H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=△H2+2△H4;所以4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的△H为12△H3+5△H2-2△H1+10△H4,答案选A。
三、氮及其化合物(本大题共33分)
13. 农业上可作为氮肥直接使用的是
A. 氮气 B. 硝酸 C. 尿素 D. 草木灰
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮气不能被大多数植物直接吸收利用,不可以作为氮肥直接使用,A错误;
B.硝酸是强酸并具有氧化性,作为氮肥会使农作物腐烂掉,并会严重破坏土壤的结构、酸碱性,不可以作为氮肥直接使用,B错误;
C.尿素中含有氮元素,且尿素较稳定,可作为氮肥直接使用,C正确;
D.草木灰的成分是碳酸钾,不含氮元素,不能做氮肥,D错误;
故选C。
14. 下列过程中不属于氮的固定的是
A. 氮气在根瘤菌作用下生成NO B. 工业合成氨
C. 氨气转化为氯化铵晶体 D. 雷雨天产生NO
【答案】C
【解析】
【分析】将大气中游离态的氮(N2)转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
【详解】A.氮气在根瘤菌作用下生成NO,属于生物固氮,A不符合题意;
B.工业上用N2和H2在高温、高压和催化剂条件下化合生成NH3,属于氮的固定,B不符合题意;
C.氨气和氯化氢可化合生成氯化铵,NH3不属于游离态的氮,不属于氮的固定,C符合题意;
D.雷雨天气,空气中的N2和O2在闪电作用下生成NO,属于氮的固定,D不符合题意;
答案选C。
15. 合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义,其在工农业生产中也有着广泛的应用。
(1)写出氨的两种重要用途___________、___________。
(2)下列关于氨气和氨水的叙述中,错误的是___________。
A. 氨分子的空间结构是三角锥形
B. 氨水中氮元素以NH3、两种形式存在
C. 氨在常温下是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水
D. 不稳定,易分解放出氨气
【答案】(1) ①. 作制冷剂 ②. 生产化肥 (2)B
【解析】
【小问1详解】
液态氨汽化时会吸收大量的热,故用作制冷剂;氨气是制作氮肥的原料,用于生产化肥;
故答案为:作制冷剂;生产化肥;
【小问2详解】
A.NH3的空间构型为三角锥形,A正确;
B.氨水主要成分为NH3、NH3⋅H2O、,B错误;
C.氨在常温下是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体,C正确;
D.NH3⋅H2O受热易分解生成氨气,D正确;
故答案为:B。
16. 1mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46.19kJ热量,下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】1mol NH3分解成氮气和氢气要吸收46.19kJ的热量,则热化学方程式为;
【详解】A.未标明物质状态,A错误;
B.,B错误;
C.未标明物质状态,C错误;
D.1mol NH3分解成氮气和氢气要吸收46.19kJ的热量,则热化学方程式为,D正确;
故选D。
17. 实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是
A. 固态氯化铵加热分解
B. 固体氢氧化钠中滴加浓氨水
C. 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热
D. 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
【答案】BD
【解析】
【详解】A.固体氯化铵分解,虽然有NH3生成,但同时又生成了HCl,两者冷却后又生成NH4Cl固体,不适用于制备氨气,A错误;
B.固体氢氧化钠中滴加浓氨水,NaOH溶于水后放热,导致溶液温度升高,同时增加了溶液中OH-的浓度,都有利于NH3的逸出,B正确;
C.NH4Cl溶液与NaOH溶液共热,虽然能生成NH3,但NH3易溶于水,在实验室中通常不采用溶液加热法制备NH3,C错误;
D.在实验室制备氨气通常采用固体氯化铵和氢氧化钙混合加热法,D正确;
故选BD。
18. 下列关于铵盐的叙述中,错误的是
A. 易溶于水 B. 都是共价化合物 C. 受热分解 D. 与碱共热产生氨气
【答案】B
【解析】
【详解】A.铵盐都易溶于水,A正确;
B.铵盐都是离子化合物,B错误;
C.铵盐受热易分解,C正确;
D.铵盐与碱共热产生氨气,D正确;
故选B。
19. 检验某氨化铵固体中含有NH的实验操作方法是___________。
【答案】取待测液少许置于试管中,加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若试纸变蓝,则证明溶液里含有铵根,反之则溶液里不含铵根
【解析】
【详解】取待测液少许置于试管中,加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若试纸变蓝,则证明溶液里含有铵根,反之则溶液里不含铵根。
20. 在一定温度和压强下将充满和混合气体的试管倒立在水中,经过足够的时间后,试管内气体体积缩小为原体积的,则原混合气体中和气体的体积比是
A. 2:3 B. 3:2 C. 3:5 D. 5:3
【答案】A
【解析】
【分析】根据题设条件,可以采用差量法进行计算。
【详解】设原体积为V,则可建立如下关系:
所以,,;
故选A。
硝酸是工业生产中的常用强酸,且其性质具有强氧化性。
21. 下列反应中,硝酸既表现酸性又表现氧化性的是
A. FeO与稀硝酸反应 B. 与浓硝酸反应
C CuO与浓硝酸反应 D. 与稀硝酸反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.FeO与稀硝酸反应会发生氧化还原反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,硝酸既表现酸性又表现氧化性,A正确;
B.与浓硝酸反应,硝酸只表现酸性,B错误;
C.CuO与浓硝酸反应,硝酸只表现酸性,C错误;
D.与稀硝酸反应,硝酸只表现酸性,D错误;
故选A。
22. 向硝酸钡溶液中通入下列气体,能产生白色沉淀的是
A. CO2 B. SO2 C. H2S D. NH3
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化碳不能与硝酸钡发生反应,A错误;
B.二氧化硫溶于水会与水反应生成亚硫酸,使水溶液呈酸性,硝酸根在酸性环境下具有强氧化性,能够将二氧化硫氧化成硫酸根,从而生成硫酸钡白色沉淀,B正确;
C.硫化氢溶于水,水溶液呈酸性,酸性环境下硝酸根将硫化氢氧化成硫单质,是淡黄色沉淀,C错误;
D.氨气溶于水会与水反应生成一水合氨,一水合氨不与硝酸钡反应,D错误;
故选B。
23. 硫氰化钾(KSCN)在有机合成中具有重要应用,但会污染环境。预测浓硝酸能与KSCN反应以消除污染,现通过如下实验进行探究。
已知SCN能被氧化为黄色的(SCN)2,(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。
(1)取2mL浓硝酸于试管中,向其中滴加5滴1mol/L的KSCN溶液,溶液立即变红,静置一段时间后,试管内突然剧烈反应,红色褪去,放出大量红棕色气体。一开始溶液立即变红是因为生成了___________(填化学式)。KSCN中S元素的化合价为-2,预测剧烈反应后含硫产物可能是___________(填微粒符号)。
(2)将(1)实验放出的气体通入Ba(OH)2和NaOH的混合溶液中,有白色沉淀生成。将过滤、洗涤后的白色沉淀置于试管中,加入过量稀硝酸,沉淀完全溶解。白色沉淀为___________。
(3)经检验(1)实验放出的红棕色气体中含NO2,但NO2不一定是SCN-的氧化产物,理由是___________。
【答案】(1) ①. (SCN)x ②.
(2)BaCO3 (3)NO2可能是硝酸的还原产物或硝酸的分解产生
【解析】
【小问1详解】
取2mL浓硝酸于试管,滴加5滴1mol⋅L−1 KSCN溶液,SCN−能被氧化为(SCN)2,(SCN)2迅速聚合为红色的(SCN)x,所以溶液立即变红是因为生成了(SCN)x;SCN−中S的化合物价为-2价,表现较强的还原性,可能被氧化为;
故答案为:(SCN)x;;
【小问2详解】
若气体中含有SO2,遇到Ba(OH)2,生成BaSO3沉淀,加入硝酸发生氧化还原生成不溶于水的BaSO4沉淀,加入硝酸将沉淀完全溶解,说明该沉淀为BaCO3;
故答案为:BaCO3;
【小问3详解】
硝酸不稳定,易分解生成NO2,NO2可能是硝酸的还原产物或硝酸的分解产生,故不一定是SCN−的氧化产物;
故答案为:NO2可能是硝酸的还原产物或硝酸的分解产生。
四、硫酸工业(本大题共29分)
硫酸工业中产生的含疏化合物的处理和利用是科学研究的重要课题之一。
24. 以硫铁矿为原料生产硫酸,将矿石置于___________(填设备名称)中煅烧,其反应的化学方程式是___________。
【答案】 ①. 沸腾炉 ②.
【解析】
【详解】工业制备硫酸通常用黄铁矿在沸腾炉中燃烧生成氧化铁和二氧化硫,化学方程式:;
故答案为:沸腾炉;。
25. 在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因两者都是正确的是
A. 硫铁矿燃烧前粉碎得越细越好,因为大块硫铁矿燃烧不完全
B. 从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C. 二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用铁做催化剂,这样可以无需加热
D. 用98.3%的硫酸吸收三氧化硫,目的是为了防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全
【答案】D
【解析】
【详解】A. 硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中充分燃烧,硫铁矿粉碎后与氧气的接触面积增大,利于其充分的燃烧;但是硫铁矿井非越细越好,若要将硫铁矿粉碎太细,则需要更好的设备,这会加大成本的投入,综合考虑,硫铁矿的颗粒达到生产要求即可,故A错误;
B. 从沸腾炉出来的炉气需净化,因为其中带有的杂质气体会让接触室里面的催化剂中毒,催化剂中毒会影响反应的进度,故B错误;
C. 二氧化硫被氧化为三氧化硫,需要使用五氧化二钒作催化剂,且需要加热,故C错误;
D. 生成的三氧化硫与水反应生成硫酸,若直接用水吸收会形成酸雾,因此在生产实践中采用98.3%的浓硫酸吸收,这样可以防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全,故D正确;
故选D。
26. 接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化,下表列出了在不同温度和压强下,反应达到最大限度时SO2的转化率(已反应的SO2量占起始投入SO2量的百分比),请根据表中数据选择硫酸工业所实际应采取的温度和压强,并说明理由。
温度/℃
平衡时SO2的转化率/%
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
温度选择___________,压强选择___________,理由是___________。
【答案】 ①. 450℃ ②. ③. 相同压强下,450℃时的平衡转化率大于550℃,所以温度选择450℃;增大压强,SO2的平衡转化率增大,但增大不明显,若增大压强消耗大量能源,对设备要求高,所以选择
【解析】
【详解】根据表中数据,相同压强下,450℃时的平衡转化率大于550℃,所以温度选择450℃;增大压强,SO2的平衡转化率增大,但增大不明显,若增大压强消耗大量能源,对设备要求高,所以选择。
27. 二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。SO2的催化氧化热化学方程式为: 。其催化机理分为三步反应:
第一步:
第二步:
第三步:___________。
第三步热化学方程式是___________(的值用含a、b、c的代数式表示)。
【答案】
【解析】
【详解】根据三步反应之和等于总反应,可知第三步反应为,第三步热化学方程式是 。
28. 工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,按照如下图工艺流程,将尾气中的SO2转化为有用的副产品。
(1)写出氨吸收塔中主要发生反应的化学方程式___________。
(2)写出二氧化硫吸收塔中主要发生反应的离子方程式___________。
(3)上述流程可循环利用的物质是___________。
A. SO2 B. C. D. NH3
【答案】(1)
(2) (3)B
【解析】
【分析】根据流程图知,二氧化硫吸收塔中主要发生离子方程式为: ,氨吸收塔中主要发生的化学方程式 ,据此分析解题;
【小问1详解】
氨吸收塔中氨气与亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵,主要发生的化学方程式;
故答案为:;
【小问2详解】
为强电解质,电离出铵根离子和亚硫酸根离子,二氧化硫吸收塔中主要发生离子方程式为:;
故答案为:;
【小问3详解】
根据流程图可知,可以循环利用的为;
故答案为:B。
29. 以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氧化钾等为原料,可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质,制备流程如下图。
(1)反应Ⅰ是脱去SO2的一种常用方法,其反应化学方程式为___________。
(2)pH和温度对石灰石浆液脱硫效率产生一定影响,当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如下图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
B. 石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低的原因是石灰石的溶解程度增大
C. 反应时需鼓入足量的空气以保证SO2充分被氧化生成
D. 将脱硫后的气体通入溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
(3)生产中,向反应Ⅱ中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是___________。
(4)可用于电厂等烟道气中脱氨。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种铵肥,形成共生系统。用溶液吸收NO,当生成氮气的体积为11.2L(标准状况)时,该反应转移的电子数目为___________。
【答案】(1)2CaCO3+2SO2 +O2 =2CaSO4+ 2CO2 (2)CD
(3)防止亚硫酸根被氧化,可以更好的得到亚硫酸铵晶体
(4)2NA
【解析】
【分析】根据流程图可知空气把SO2氧化为亚硫酸根,反应方程式为2CaCO3+2SO2 +O2 =2CaSO4+ 2CO2 ;反应Ⅲ向CaSO4中加入碳酸氢铵和NH3 ,生成CaCO3和(NH4)2SO4,过滤得到(NH4)2SO4溶液,加入KCl,生成K2SO4和NH4Cl;根据流程可知反应Ⅱ产生亚硫酸铵晶体,加入氨水,得到(NH4)2SO3·H2O晶体
【小问1详解】
根据流程图可知空气把SO2氧化为亚硫酸根,反应方程式为2CaCO3+2SO2 +O2 =2CaSO4+ 2CO2 ,答案为:2CaCO3+2SO2 +O2 =2CaSO4+ 2CO2
A.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,气体二氧化硫的溶解度越小部分二氧化硫不能被溶解,故吸收率降低,故A错误;
B.石灰石浆液pH>5.7时,石灰石的溶解度小,脱硫率下降,故B错误;
C.结合题给的转化关系,可得脱硫总反应: 2CaCO3+2SO2+O2 =2CaSO4+2CO2,反应时需鼓入足量的空气以保证SO2充分被氧化生成CaSO4,故C正确;
D.脱硫后的气体中残留SO2的量,KMnO4会氧化二氧化硫,所以可以通过KMnO4溶液褪色的程度和快慢来判断,从粗略判断烟气的脱硫效率,故D正确;
故答案为:CD
【小问2详解】
根据流程可知反应产生亚硫酸铵晶体,加入适量还原性很强的对苯二酚,防止亚硫酸根被氧化,可以更好的得到亚硫酸铵晶体, 故答案为:防止亚硫酸根被氧化,可以更好的得到亚硫酸铵晶体;
【小问3详解】
(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氨。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氨肥,用(NH4)2SO3溶液吸收NO,反应方程式为: 2(NH4)2SO3+2NO =2(NH4)2SO4+N2 ,当生成氮气的体积为11.2L(标准状况) 时,即0.5mol,根据反应可知生成1molN2,转移4mol电子,生成0.5molN2,转移电子数为2NA,故答案为:2NA
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