精品解析:2023届江西省宜春市丰城拖船中学高三一模化学试题
2024-10-21
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内容正文:
2023届第一次高中结业水平测试
化学试题
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 下列关于胶体的说法不正确的是
A. 可用渗析法提纯胶体
B. 某纳米材料的粒子直径大小在1~100nm间,该材料属于胶体
C. 胶体微粒能透过滤纸
D. 往25mL沸水中逐滴加入2mLFeCl3饱和溶液,继续煮沸可制得Fe(OH)3胶体
2. 化学与人类生产、生活、社会发展密切相关。下列有关说法正确的是
A. 利用植物秸秆代替粮食,经多步水解可获得清洁燃料乙醇
B. 糖尿病人的DNA与RNA水解后产物只有戊糖的种类不同
C. 植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯,长时间放置的植物油会因为水解而变质
D. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
3. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用醋酸除去水垢:
B. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:
C. NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:
D. 电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
4. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 0.2mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2分子数目为1.4NA
B. 常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-数目为0.1NA
C. 100克46℅的乙醇(C2H6O)水溶液中含有的氧原子数为4NA
D. 电解CuCl2溶液时,若阴极增重6.4g,则溶液中通过的电子数为0.2NA
5. 鉴别苯酚溶液、己烯和甲苯,可选用最佳试剂是
A. 溴水 B. FeCl3溶液
C. 新制Cu(OH)2悬浊液 D. 酸性KMnO4溶液
6. 元素铬(Cr)的几种化合物存在如图转化关系:
已知:
下列判断错误的是
A. 反应①表明可能有两性氧化物的性质
B. 反应②利用了的氧化性
C. 反应③中溶液颜色变化是由化学平衡移动引起的
D. 反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化
7. 哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一恒压密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3 。下列有关说法正确的是
A. N2完全转化为NH3时,即可视为达到化学平衡状态
B. 达到化学平衡时,容器内压强和气体密度都不再变化
C. 达到化学平衡时,反应则停止进行
D. 达到化学平衡时,3ν(逆NH3)=2ν(正H2)
8. 已知反应,反应过程中能量变化如图。下列说法不正确的是
A. 和的总能量高于的能量
B. 破坏1molO-H共价键需要吸收的能量
C. 完全分解成和需要吸收的能量
D. 和反应生成时放出的能量大于
9. 下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 新切开的苹果在空气中变黄,最终变为褐色
B. 白色的硫酸铜固体放置在空气中变为蓝色
C. 淡黄绿色的新制氯水久置后变为无色
D. 淡黄色的固体放置在空气中,一段时间后变成白色
10. 下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A. 高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明
B. 金属铝有好的延展性,常用铝箔做包装材料
C. 生石灰能与水反应,常用作食品脱氧剂
D. Ca(ClO)2具有强氧化性,常用作游泳池消毒剂
11. 我国科学家研发了一种有机物M脱氢和有机物N加氢耦合反应工艺,实现了加氢-脱氢一体化。该工艺可同时联产两个重要的有机中间体丁内酯(P)和甲基呋喃(Q)。下列说法正确的是
A. M的化学名称为1,丁醇
B. N、Q与足量加成后产物中所含手性碳原子个数不同
C. 反应耦合使反应(Ⅰ)和(Ⅱ)的M、N转化率都增大
D. 反应(Ⅱ)属于加成反应,没有电子转移
12. 在密闭体积不变的真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),已知25℃时,平衡气体总浓度为2.4×10-3mol·L-1,下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 20℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数为2.048×10-9mol3·L-3
C. 恒温下压缩体积,NH3的体积分数不变
D. 再加入一定量氨基甲酸铵,可加快正反应反应速率
13. 下列说法错误的是( )
A. 弱酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH<a+n(a+n<7)
B. 中和相同体积相同pH的盐酸和醋酸溶液所需NaOH的物质的量不相同,醋酸消耗NaOH的物质的量多
C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中粒子浓度关系:c(Na+)=2c(CO32¯)+c(HCO3¯)+c(H2CO3)
D. 常温下,pH=2的盐酸、pH=2的醋酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1
14. 2019年诺贝尔化学奖授予在发展锂电池领域做出巨大贡献三位科学家。锰酸锂是其中一种可充电锂离子电池的电极材料,该电池的反应方程式为Li1-xMn2O4+LixC6 LiM2O4+C6(x<1)。下列说法错误的是
A. 放电时,b为正极,电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
B. 放电时,Li+由a极区域移向b极区域
C. 充电时,阴极电极反应式为C6+xe-+xLi+=LixC6
D. 充电时,b电极与电源的负极相连
15. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 的数值为0.009
B 时,
C. 时,x越大,生成的量越少
D. 时,
二、填空题
16. 镁及其化合物是实验设计的热点载体,查阅资料。
ⅰ
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
ⅱ
Mg3N2与水反应
某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物,提供的实验装置如图所示。
(1)仪器甲名称为_______,仪器接口顺序为a→______,______→______,______→______,______→______,______→j。
(2)装置A中的主要现象为_______,C装置的作用是_____。
(3)确定有N2生成的实验现象是________。
(4)经测定,Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2,其中Mg3N2和N2的物质的量相等。E中发生反应的化学方程式为______。
(5)实验完毕后,设计实验确认产物中有Mg3N2,取少量C中残留固体于试管中滴加蒸馏水,_________,则产物中有氮化镁。
17. 燃煤的烟气中含有SO2,为治理雾霾天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。
(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。下列试剂中适合用作该法吸收剂的是___________(填字母序号)。
A. 石灰乳 B. Na2SO3溶液 C. Na2CO3溶液 D. CaCl2溶液
(2)某工厂利用烟气处理含Cr2O的酸性废水,在脱硫的同时制备Cr2O3产品。具体流程如下:
①吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,则其中发生反应的离子方程式为___________。
②中和池中的反应除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生某种气体,该气体的化学式为___________。
(3)石灰-石膏法和烧碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为Ca(OH)2+SO2= CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O =2CaSO4·2H2O。其流程如图:
烧碱法的吸收反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。该法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图:
已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
吸收 SO2的成本(元/mol)
0.027
0232
①石灰-石膏法和烧碱法相比,石灰-石膏法的优缺点是___________。
②某学习小组在石灰-石膏法和烧碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案,流程图中的甲、乙、丙各是___________、___________、___________(填化学式)
18. 氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、NH4NO3、NF3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O △H= _________kJ•mol-1;
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+Mg2++2NH3•H2O
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是________________;
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是________________;
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2═2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3).然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体.
①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧质量为_______g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式________________;
(4)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式________________;
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为________________;
(5)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。写出a电极的电极反应式__________________。
19. 有机化合物F、I都是重要的化工产品,可用于航空、医药等领域,某研究小组的合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
已知:ⅰ.
ⅱ.
请回答以下问题:
(1)A是一种饱和一氯代烷,请写出A的名称_______。
(2)写出G中含氧官能团的名称_______。
(3)D→E的反应类型_______,E→F的化学反应方程式_______。
(4)写出I的结构简式_______。
(5)J是H的同分异构体,是一种芳香族化合物,满足下列2个条件:
①1molJ与足量的NaHCO3完全反应,放出标准状况下的气体44.8L
②苯环上有且仅有3条侧链
符合上述条件的J的同分异构体有_______种,其中核磁共振氢谱有五个峰,峰面积之比为3:2:2:2:1的结构简式为_______。(写出一种)
(6)以,和1,3-丁二烯为原料,其他无机试剂任选,合成的路线(不需注明反应条件,但必要的反应物要写在“→”上方)_______。
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2023届第一次高中结业水平测试
化学试题
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 下列关于胶体的说法不正确的是
A. 可用渗析法提纯胶体
B. 某纳米材料的粒子直径大小在1~100nm间,该材料属于胶体
C. 胶体微粒能透过滤纸
D. 往25mL沸水中逐滴加入2mLFeCl3饱和溶液,继续煮沸可制得Fe(OH)3胶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.胶粒不能透过半透膜,溶液中的离子能透过半透膜,A正确;
B.胶体是由分散质和分散剂组成的,某纳米材料的粒子直径大小在1~100nm间,该材料不属于胶体,B不正确;
C.胶体微粒能透过滤纸,C正确;
D.向沸水中逐滴加入1~2mL饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,可得到氢氧化铁胶体,D正确;
答案选B。
2. 化学与人类生产、生活、社会发展密切相关。下列有关说法正确的是
A. 利用植物秸秆代替粮食,经多步水解可获得清洁燃料乙醇
B. 糖尿病人的DNA与RNA水解后产物只有戊糖的种类不同
C. 植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯,长时间放置的植物油会因为水解而变质
D. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.植物秸秆主要成分是纤维素,纤维素水解最终生成葡萄糖,但葡萄糖分解生成乙醇不是水解反应,故A错误;
B.水解后产物有戊糖和碱基不同,故B错误;
C.植物油的主要成分为不饱和高级脂肪酸甘油酯、含有碳碳双键,并且双键不稳定,易发生氧化反应,所以长时间放置的植物油会因氧化而变质,故C错误;
D.蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味,与纤维在火焰上燃烧产生的气味不同,可以鉴别蚕丝与棉花,故D正确;
故选:D。
3. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用醋酸除去水垢:
B. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:
C. NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:
D. 电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.醋酸弱酸,主要以电解质分子存在,不能拆写为离子形式,A错误;
B.碱性溶液中不能大量存在H+,B错误;
C.NH4HCO3电离产生、都会与OH-发生反应,C错误;
D.电解饱和食盐水,在阳极上Cl-失去电子变为Cl2逸出;在阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出,故电解的离子方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+ 2OH-,D正确;
故合理选项是D。
4. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 0.2mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2分子数目为1.4NA
B. 常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-数目为0.1NA
C. 100克46℅的乙醇(C2H6O)水溶液中含有的氧原子数为4NA
D. 电解CuCl2溶液时,若阴极增重6.4g,则溶液中通过的电子数为0.2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲酸分子式为C7H6O2,则0.2mol苯甲酸完全燃烧,生成1.4molCO2,分子数目为1.4NA,故A正确;
B.pH=13时,c(OH-)=0.1mol/L,n(OH-)=0.1mol/L1L=0.1mol,则OH-数目为0.1NA,故B正确;
C.该乙醇溶液中含有乙醇(C2H6O)的物质的量为=1mol,含有水(H2O)的物质的量为=3mol,所以含有的氧原子的物质的量为4mol,则含有的氧原子数为4NA,故C正确;
D.阴极的电极反应为Cu2++2e-=Cu,已知阴极增重6.4g,则n(Cu)==0.1mol,所以外电路通过的电子数为0.2NA,但电子不能通过溶液,故D错误;
答案选D。
5. 鉴别苯酚溶液、己烯和甲苯,可选用的最佳试剂是
A. 溴水 B. FeCl3溶液
C. 新制Cu(OH)2悬浊液 D. 酸性KMnO4溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴水与苯酚溶液反应生成白色沉淀,己烯与溴水发生加成反应,溴水褪色,甲苯与溴水不反应,可用溴水鉴别,正确;
B.己烯、甲苯与氯化铁溶液均不反应且密度都比水小,不能用氯化铁溶液鉴别,错误;
C.苯酚溶液、己烯、甲苯与新制氢氧化铜悬浊液均不反应,不能用新制氢氧化铜悬浊液鉴别,错误;
D.苯酚溶液、己烯、甲苯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别,错误。
6. 元素铬(Cr)的几种化合物存在如图转化关系:
已知:
下列判断错误的是
A. 反应①表明可能有两性氧化物的性质
B. 反应②利用了的氧化性
C. 反应③中溶液颜色变化是由化学平衡移动引起的
D. 反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.反应①中与强碱反应生成盐和水,同时为金属氧化物,金属氧化物一般能与酸反应生成盐和水,因此可能有两性氧化物的性质,A正确;
B.反应②中Cr由+3升高为+6,被过氧化氢氧化,利用了的氧化性,B正确;
C.反应③中氢离子浓度增大,正向移动,溶液颜色由黄色变为橙红色,即反应③中溶液颜色变化是由化学平衡移动引起的,C正确;
D.反应①前后Cr化合价均为+3价,未变化,反应③前后Cr化合价均为+6价,未变化,D错误;
答案选D。
7. 哈伯因发明了由氮气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一恒压密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3 。下列有关说法正确的是
A. N2完全转化为NH3时,即可视为达到化学平衡状态
B. 达到化学平衡时,容器内压强和气体密度都不再变化
C. 达到化学平衡时,反应则停止进行
D. 达到化学平衡时,3ν(逆NH3)=2ν(正H2)
【答案】D
【解析】
【详解】A.可逆反应不可能完全转化,故A错误;
B.在恒压密闭容器中,气体的压强始终不变,不能说明达到平衡状态,故B错误;
C.化学平衡状态是动态平衡,达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等,但不等于0,故C错误;
D.达到化学平衡时,3v(N2)正=v(H2)正=v(H2)逆,故D正确;
故选D。
8. 已知反应,反应过程中能量变化如图。下列说法不正确的是
A. 和的总能量高于的能量
B. 破坏1molO-H共价键需要吸收的能量
C. 完全分解成和需要吸收的能量
D. 和反应生成时放出的能量大于
【答案】A
【解析】
【详解】A.应为1molH2(g)和molO2(g)的总能量高于1molH2O(g)的能量,A项错误;
B.如图,破坏2molO-H共价键需要吸收bkJ能量,则破坏1molO-H共价键需要吸收的能量,B项正确;
C.根据题干中反应,1molH2O(g)分解时吸收能量为(b-a)kJ,则完全分解成和需要吸收的能量,C项正确;
D.根据题干中反应,生成1molH2O(g)时,放出能量ckJ,H2O(g)转化为H2O(l)要放出能量,则和反应生成时放出的能量大于,D项正确;
答案选A。
9. 下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A. 新切开的苹果在空气中变黄,最终变为褐色
B. 白色的硫酸铜固体放置在空气中变为蓝色
C. 淡黄绿色的新制氯水久置后变为无色
D. 淡黄色的固体放置在空气中,一段时间后变成白色
【答案】B
【解析】
【详解】A.新切开的苹果在空气中被氧气氧化变黄,最终变为褐色,属于氧化还原反应,A错误;
B.硫酸铜固体会吸水变成硫酸铜晶体,显蓝色,不属于氧化还原反应,B正确;
C.HClO分解生成O2和HCl,促使氯气和水反应生成HCl和HClO,属于氧化还原反应,C错误;
D.淡黄色的Na2O2固体放置在空气中,与水和二氧化碳反应生成氢氧化钠和碳酸钠以及氧气,属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
10. 下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A. 高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明
B. 金属铝有好的延展性,常用铝箔做包装材料
C. 生石灰能与水反应,常用作食品脱氧剂
D. Ca(ClO)2具有强氧化性,常用作游泳池消毒剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠的焰色试验为黄色,黄光波长长,透雾性强,则高压钠灯可用于道路和广场照明,A正确;
B.Al具有良好的延展性,可制成铝箔,且具有抗腐蚀性,可用铝箔作包装材料,B正确;
C.生石灰能与水反应,但不能与氧气反应,因此只能用作食品干燥剂,而不能作脱氧剂,C错误;
D.Ca(ClO)2具有强氧化性,能使蛋白质氧化变性,故能杀灭细菌,则Ca(ClO)2可作游泳池的杀菌、消毒剂,D正确;
故合理选项是C。
11. 我国科学家研发了一种有机物M脱氢和有机物N加氢耦合反应工艺,实现了加氢-脱氢一体化。该工艺可同时联产两个重要的有机中间体丁内酯(P)和甲基呋喃(Q)。下列说法正确的是
A. M的化学名称为1,丁醇
B. N、Q与足量加成后产物中所含手性碳原子个数不同
C. 反应耦合使反应(Ⅰ)和(Ⅱ)的M、N转化率都增大
D. 反应(Ⅱ)属于加成反应,没有电子转移
【答案】C
【解析】
【详解】A. M的化学名称为1,4—丁二醇,故A错误;
B.手性碳原子是指连接4个不一样原子或原子团的碳原子,N、Q与足量加成后产物中所含手性碳原子个数相同,均为一个,均为连接侧链的碳原子,故B错误;
C. 从图中看出,耦合可以使反应(Ⅰ)的产物(氢气)作为反应(Ⅱ)的反应物,反应(Ⅱ)放热,有利于反应(Ⅰ)的进行,所以可以提高反应(Ⅰ)和(Ⅱ)的M、N转化率都增大,故C正确;
D.反应(Ⅱ)中醛基变为甲基,加氢去氧,属于还原反应,有电子转移,故D错误;
故选C。
12. 在密闭体积不变的真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),已知25℃时,平衡气体总浓度为2.4×10-3mol·L-1,下列说法中正确的是
A. 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态
B. 20℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数为2.048×10-9mol3·L-3
C. 恒温下压缩体积,NH3的体积分数不变
D. 再加入一定量氨基甲酸铵,可加快正反应反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A、反应物为固体,生成物全部为气体,从反应开始到平衡状态,气体的平均相对分子质量始终是(2×17+44)/3=26,A错误;
B、25℃时,平衡气体总浓度为2.4×10-3mol/L,则平衡时氨气浓度是1.6×10-3mol/L,二氧化碳浓度是0.8×10-3 mol/L,K=c2(NH3)c(CO2)=2.048×10-9(mol/L)3,平衡常数与温度有关系,则20℃时平衡常数发生变化,B错误;
C、恒温下压缩体积,压强增大,平衡虽然逆向移动,但NH3与CO2的物质的量比始终是2:1,所以NH3的体积分数不变,C正确;
D、氨基甲酸铵是固体,再加入一定量氨基甲酸铵,对反应速率无影响,D错误;
答案选C。
13. 下列说法错误的是( )
A. 弱酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH<a+n(a+n<7)
B. 中和相同体积相同pH的盐酸和醋酸溶液所需NaOH的物质的量不相同,醋酸消耗NaOH的物质的量多
C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中粒子浓度关系:c(Na+)=2c(CO32¯)+c(HCO3¯)+c(H2CO3)
D. 常温下,pH=2的盐酸、pH=2的醋酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.弱酸在水溶液中存在电离平衡,加水稀释促进弱酸电离,如果弱酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH<a+n(a+n<7),故A正确;
B.等pH的盐酸和醋酸溶液中,盐酸的物质的量浓度小于醋酸,故等体积等pH的盐酸和醋酸溶液,盐酸的物质的量小于醋酸,则消耗NaOH的物质的量醋酸更多,故B正确;
C.0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中存在物料守恒,离子浓度关系:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),故C错误;
D.pH=2的盐酸中c(H+)=0.01mol•L-1,c(H+)水=c(OH-)水=Kw/c(H+)=10−14/0.01=10-12mol/L,pH=2的醋酸中c(H+)=0.01mol•L-1,c(H+)水=c(OH-)水=Kw/c(H+)=10−14/0.01=10-12mol/L,故D正确。
故选C。
14. 2019年诺贝尔化学奖授予在发展锂电池领域做出巨大贡献的三位科学家。锰酸锂是其中一种可充电锂离子电池的电极材料,该电池的反应方程式为Li1-xMn2O4+LixC6 LiM2O4+C6(x<1)。下列说法错误的是
A. 放电时,b为正极,电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
B. 放电时,Li+由a极区域移向b极区域
C. 充电时,阴极电极反应式为C6+xe-+xLi+=LixC6
D. 充电时,b电极与电源的负极相连
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题图中电子的流向,可知b为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为,A项正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,故Li+由a极区域移向b极区域,B项正确;
C.充电时,a为阴极,电极反应式为,C项正确;
D.充电时,原电池的负极与直流电源的负极相连,原电池的正极与直流电源的正极相连,故b电极与电源的正极相连,D项错误;
答案选D。
15. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 的数值为0.009
B. 时,
C. 时,x越大,生成的量越少
D. 时,
【答案】C
【解析】
【详解】A.x1时,氨的去除率为100%、总氮残留率为5,,95%的氨气参与反应①、有5%的氨气参与反应②,反应①消耗,参与反应②消耗,,A错误;
B.x>x1时,反应①也生成氯离子,所以,B错误;
C.x>x1时,x越大,氨总去除率不变,氮残余率增大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少,C正确;
D.x=x1时,氨的去除率为100%,溶液中没有和ClO-,含有Na+、H+、、Cl-和OH-,根据电荷守恒得,D错误;
故本题选C。
二、填空题
16. 镁及其化合物是实验设计的热点载体,查阅资料。
ⅰ
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
ⅱ
Mg3N2与水反应
某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物,提供的实验装置如图所示。
(1)仪器甲名称为_______,仪器接口顺序为a→______,______→______,______→______,______→______,______→j。
(2)装置A中主要现象为_______,C装置的作用是_____。
(3)确定有N2生成的实验现象是________。
(4)经测定,Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2,其中Mg3N2和N2的物质的量相等。E中发生反应的化学方程式为______。
(5)实验完毕后,设计实验确认产物中有Mg3N2,取少量C中残留固体于试管中滴加蒸馏水,_________,则产物中有氮化镁。
【答案】 ①. 分液漏斗 ②. b ③. c ④. h ⑤. i ⑥. d ⑦. e ⑧. f ⑨. g ⑩. 铜粉不断溶解,溶液变蓝色,生成红棕色气体 ⑪. 吸收D中挥发出来的水蒸气 ⑫. D中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起 ⑬. 11Mg+4NO28MgO+Mg3N2+N2 ⑭. 有刺激性气味的气体逸出
【解析】
【分析】由题给实验装置可知,装置A中浓硝酸和铜反应制得二氧化氮,镁在加热条件下能与水蒸气反应,应用盛有五氧化二磷的酸性干燥剂干燥二氧化氮,防止水蒸气干扰镁与二氧化氮的反应,装置E为二氧化氮和镁共热反应的装置,装置C中盛有的碱石灰用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入E中与反应生成的氮化镁反应,装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化氮,防止二氧化氮影响氮气的验证,将所得气体通入气球中确定有氮气生成,则装置的连接顺序为A—B—E—C—D—气球。
【详解】(1)由分析可知,装置的连接顺序为A—B—E—C—D—气球,则仪器接口顺序为a→b,c→h,i→d,e→f,g→j,故答案为:b;c;h;i;d;e;f;g;
(2)装置A中浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,实验现象为铜粉不断溶解,溶液变蓝色,生成红棕色气体;由信息可知,氮化镁与水反应,则装置C中盛有的碱石灰的作用是吸收D中挥发出来的水蒸气,防止水蒸气进入E中与反应生成的氮化镁反应,故答案为:铜粉不断溶解,溶液变蓝色,生成红棕色气体;吸收D中挥发出来的水蒸气;
(3)若反应中有氮气生成,氮气不溶于水,通入氢氧化钠溶液中会有气泡产生,同时与装置D连接的气球会缓慢鼓起,故答案为:D中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起;
(4)设反应生成氮化镁和氮气的物质的量为1mol,氧化镁为xmol,由得失电子数目守恒可得:2x+1mol×3×(+2—0)=1mol×2×[+4—(—3)]+ 1mol×2×(+4—0),解得x=8,反应生成的氧化镁、氮化镁和氮气的物质的量比为8:1:1,则由原子个数守恒可知,反应的化学方程式为11Mg+4NO28MgO+Mg3N2+N2,故答案为:11Mg+4NO28MgO+Mg3N2+N2;
(5)氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,则向少量C中残留固体中滴加蒸馏水时,有刺激性气味的气体逸出说明反应中有氮化镁生成,故答案为:有刺激性气味的气体逸出。
17. 燃煤的烟气中含有SO2,为治理雾霾天气,工厂采用多种方法实现烟气脱硫。
(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。下列试剂中适合用作该法吸收剂的是___________(填字母序号)。
A 石灰乳 B. Na2SO3溶液 C. Na2CO3溶液 D. CaCl2溶液
(2)某工厂利用烟气处理含Cr2O的酸性废水,在脱硫的同时制备Cr2O3产品。具体流程如下:
①吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,则其中发生反应的离子方程式为___________。
②中和池中的反应除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生某种气体,该气体的化学式为___________。
(3)石灰-石膏法和烧碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为Ca(OH)2+SO2= CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O =2CaSO4·2H2O。其流程如图:
烧碱法的吸收反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。该法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图:
已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
吸收 SO2的成本(元/mol)
0.027
0.232
①石灰-石膏法和烧碱法相比,石灰-石膏法的优缺点是___________。
②某学习小组在石灰-石膏法和烧碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案,流程图中的甲、乙、丙各是___________、___________、___________(填化学式)
【答案】(1)ABC (2) ①. Cr2O+2H++3SO2═2Cr3++3SO+H2O ②. CO2
(3) ①. 原料便宜,成本低,但吸收慢,效率低 ②. NaOH ③. Ca(OH)2 ④. Na2CO3
【解析】
【分析】本题首先考查了硫酸厂烟气中二氧化硫的吸收,利用了二氧化硫的还原性和重铬酸跟离子的氧化性;在第三问种提供了两种吸收二氧化硫的方法,分别是石灰-石膏法和烧碱法,并进行了对比,以此解题。
【小问1详解】
A.石灰乳的主要成分为氢氧化钙,,A正确;
B.二氧化硫与亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,反应方程式为:,B正确;
C.亚硫酸的酸性强于碳酸,所以二氧化硫能与Na2CO3溶液反应,,C正确;
D.盐酸是强酸,酸性强于亚硫酸,二氧化硫与CaCl2溶液不反应,D错误;
故选ABC;
【小问2详解】
①由图可知在吸收塔中Cr2O和二氧化硫反应生成硫酸和三价铬离子,离子方程式为:Cr2O+2H++3SO2═2Cr3++3SO+H2O;
②中和池中加入碳酸钠和酸反应,除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生二氧化碳气体,故答案为:CO2;
【小问3详解】
①对比两个流程可知,基本反应原理都为二氧化硫与碱发生反应,氢氧化钙原料廉价易得,成本低,但氢氧化钙溶解度不大,吸收慢,效率低,故答案为:原料便宜,成本低;吸收慢,效率低;
②分析流程并对比前两个流程可知,该流程的目的是改进前两个流程的缺点,即氢氧化钙吸收效率低,应用吸收效率较高的氢氧化钠,则甲为氢氧化钠,又氢氧化钠成本高,需要循环利用,则可用氢氧化钙制备氢氧化钠,则乙为氢氧化钙,由此可推知丙为亚硫酸钠,亚硫酸钠与氢氧化钙可以发生复分解反应生成氢氧化钠和亚硫酸钙,实现氢氧化钠的再生,降低成本,故答案为:NaOH;Ca(OH)2;Na2SO3。
18. 氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、NH4NO3、NF3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O △H= _________kJ•mol-1;
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+Mg2++2NH3•H2O
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是________________;
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是________________;
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2═2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3).然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体.
①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为_______g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式________________;
(4)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式________________;
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为________________;
(5)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。写出a电极的电极反应式__________________。
【答案】(1)-622.2
(2) ①. 升高温度NH3的溶解度降低,有利于NH3的逸出 ②. 氧化镁难溶于水中,以沉淀的形式排出,因此不会形成二次污染
(3) ①. 64 ②. 6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O
(4) ①. 2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O ②. 3N2H4N2+4NH3
(5)NH4++3F--6e-=NF3+4H+
【解析】
【小问1详解】
已知:Ⅰ.N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
根据盖斯定律,Ⅱ-Ⅰ可得:N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l),则△H=-571.6kJ•mol-1-50.6kJ•mol-1=-622.2kJ•mol-1
【小问2详解】
①在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是:因为氨气溶解度随温度升高,溶解度减小,有利于NH3的逸出;
②剩余的氧化镁,是难溶于水的物质,以沉淀的形式排出,不会形成二次污染;
【小问3详解】
①14g铵态氮元素物质的量为 =1mol,根据电子转移守恒,转化为硝态氮元素时需氧的物质的量为=2mol,需要氧气质量为2mol×32g/mol=64g;
②甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体,应是生成N2、CO2,反应还生成水,反应离子方程式为:6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O;
【小问4详解】
①依据题意,反应物为Co2+与肼(N2H4)、碱性条件下存在OH-,生成物为:钴单质,据此得出Co的化合价降低,故N的化合价升高,只能为0价,即氮气,据此得出还有水生成,氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒,故此反应的离子反应方程式为:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O;
②使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,即肼分解生成氨气,依据元素守恒得知另外一种产物为氮气,故化学反应方程式为3N2H4N2+4NH3;
【小问5详解】
由图2可知,氢离子在b极得到电子生成氢气,故b为阴极,那么a为阳极,阳极上铵根失去电子生成NF3,电极反应方程式为NH4++3F--6e-=NF3+4H+。
19. 有机化合物F、I都是重要的化工产品,可用于航空、医药等领域,某研究小组的合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
已知:ⅰ.
ⅱ.
请回答以下问题:
(1)A是一种饱和一氯代烷,请写出A的名称_______。
(2)写出G中含氧官能团的名称_______。
(3)D→E反应类型_______,E→F的化学反应方程式_______。
(4)写出I的结构简式_______。
(5)J是H的同分异构体,是一种芳香族化合物,满足下列2个条件:
①1molJ与足量的NaHCO3完全反应,放出标准状况下的气体44.8L
②苯环上有且仅有3条侧链
符合上述条件的J的同分异构体有_______种,其中核磁共振氢谱有五个峰,峰面积之比为3:2:2:2:1的结构简式为_______。(写出一种)
(6)以,和1,3-丁二烯为原料,其他无机试剂任选,合成的路线(不需注明反应条件,但必要的反应物要写在“→”上方)_______。
【答案】(1)2-氯丙烷
(2)羰基(或酮基)、羧基
(3) ①. 消去反应 ②. +
(4) (5) ①. 16 ②. 或者
(6)
【解析】
【分析】A是一种饱和一氯代烷,苯和A反应生成B,B和溴发生取代反应生成,逆推可知B是、A是CH3CHClCH3;和氢气发生加成反应生成D,D是;发生消去反应生成(E) ;根据 ,可知和反应生成(F) ;根据,可知苯和反应生成(G) ,水解生成(H) ,两分子发生酯化反应生成(I) 。
【小问1详解】
A是CH3CHClCH3,名称是1-氯丙烷;
【小问2详解】
苯和反应生成(G) ,中含氧官能团的名称羰基、羧基;
【小问3详解】
D是,在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成(E) ;反应类型是消去反应;根据 ,可知和发生加成反应生成(F) ,反应反应方程式为+;
【小问4详解】
两分子发生酯化反应生成,I的结构简式;
【小问5详解】
①1molJ与足量的NaHCO3完全反应,放出标准状况下的气体44.8L,说明J有2个羧基,
②苯环上有且仅有3条侧链,若3个侧链为-COOH、-COOH、-CH2CH3,在苯环上的位置有6种,若3个侧链为-CH2COOH、-COOH、-CH3,在苯环上的位置有10种,符合上述条件的的同分异构体有16种,其中核磁共振氢谱有五个峰,峰面积之比为3:2:2:2:1的结构简式为或者;
【小问6详解】
和反应生成,发生消去反应生成,和1,3-丁二烯发生加成反应生成,合成路线为。
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