精品解析:甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高三下学期开学化学试题
2025-03-13
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内容正文:
2025年春季学期甘肃省兰州第一中学高三开学诊断考试
化学试题
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 《新修本草》中关于“青矾”的描述:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,烧之赤色”。据此推测,“青矾”的主要成分为
A. CuSO4·5H2O B. FeSO4·7H2O
C. ZnSO4·7H2O D. KAl(SO4)2·12H2O
2. 下列说法正确的是
A. 、互为同位素 B. 第一电离能大小:
C. 的电子式: D. 的球棍模型:
3. 下列叙述中正确个数的是
①标准状况下,6.02×1023个分子所占体积约是22.4L;
②1molH2O中含有2mol氢和2mol氧;
③0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子;
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积相同;
⑤同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大;
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
⑦2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
4. 关于反应,下列说法不正确的是
A. 是氧化剂 B. 是还原产物
C. 中的S元素被还原 D. 消耗1mol,转移2mol电子
5. 前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子,Z与Y同族,W原子核内有29个质子,下列说法正确的是
A. W与Y形成的化合物晶胞如图所示,该化合物的化学式为WY
B. 元素第一电离能:I1(Z)>I1(Y)
C. 气态氢化物的热稳定性:Y>Z
D. 原子半径:
6. 常温下,铝土矿含有、FeO、、等物质用硫酸浸。下列说法中错误的是
A. 向浸出后的溶液加入过量NaOH溶液后存在:、、、
B. 向浸出后的溶液加入过量氨水后存在:、、、
C. 向浸出后的溶液通入过量HI后存在:、、、、
D. 若铝土矿改用NaOH溶液浸,浸出后的溶液中存在:、、、
7. 有人设计出利用CH4和O2反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法中正确的是
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mol e—
②电池放电时,溶液pH不断升高
③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e—=4OH—
④负极上CH4失去电子,电极反应式为:CH4+10OH——8e—=+7H2O
A. ①④ B. ①③ C. ①② D. ③④
8. 下列由废铜屑制取的实验原理与装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污
B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C. 用装置丙过滤得到溶液
D. 用装置丁蒸发结晶获得
9. 下列有关物质分类或归类正确的一组是
①液氯、干冰、磁性氧化铁均为化合物 ②氢氟酸、盐酸、水玻璃均为混合物 ③明矾、小苏打、烧碱均为电解质 ④牛奶、豆浆、漂粉精均为胶体 ⑤Na2O2、Na2CO3、Na2SiO3 均为钠盐
A. ②③ B. ①② C. ③④ D. ②③⑤
10. 用方法可将汽车尾气中的和转化为无污染的气体,下列说法错误的是
A. 整个过程中作催化剂
B. 反应过程中涉及的反应均为氧化还原反应
C. 过程Ⅰ中发生的反应为
D. 总反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
11. 制造尼龙-66的原料己二腈用量很大,现代工业常用电合成丙烯腈法制备,总反应是,装置如图:下列说法正确的是
A. 电子从电源a极流出,经溶液流回b极
B. 中C原子的杂化方式均为
C. 阴极电极反应为:
D. 当生成时,电路中通过电子
12. 三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO,简称DMF]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 该历程中决速步骤为
B. 该历程中的最大能量差值为1.19eV
C. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
D. 若1molDMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.03eV·NA的能量
13. 下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是
A. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c()>c()>c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c(Na+)=2c()+c()+2c(H2CO3)
C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液与0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c(Na+)>c(OH-)>0.05 mol·L-1>c()>c()
D. 0.2 mol·L-1NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c()+2c(OH-)=c()+3c(H2CO3)+2c(H+)
14. 设代表阿伏加 德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 冰醋酸晶体中,含阴离子数目为
B. 标准状况下,中含有分子的数目为
C. 常温下,与混合气体中含分子数为
D. 投入的浓硝酸中,充分反应后转移电子数为
二、非选择题:共58分。
15. 现有下列几种物质:蔗糖、氯化钡固体、干冰、硫酸钡、纯碱、铁、盐酸、硝酸银溶液,按要求回答问题:
(1)难溶于水的电解质的是_______。
(2)写出纯碱在水中的电离方程式________________________。
(3)将足量的干冰升华后所得的气体通入烧碱溶液中,发生反应的离子方程式为____________。
(4)a、b、c、d是Na2CO3、BaCl2、盐酸、AgNO3四种溶液中的一种,现将它们两两混合,现象如下表所示:
反应物
a+b
c+d
a+d
a+c
b+d
现象
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
无色气体
①b是________(用化学式填写),
②写出 a+c 反应的离子方程式________________________。
16. 利用甲醇制备一些高附加值产品,是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图所示,请分析加入提高氢气产率的原因:_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:,测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“<”)
②一定温度下,在容积为的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“<”或“=”)。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数:,:,,则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用,借助太阳能使和转化为,如图所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:_________。
17. 乙酸苯甲酯可提高花或果的芳香气味,常用于化妆品工业和食品工业,下图是乙酸苯甲酯的一种合成路线(部分反应物、产物和反应条件略去)。已知A是果实的催熟剂。
(1)A分子的电子式为________;C的分子式为________;D中官能团结构简式为________。
(2)A→B反应类型为_____________,反应F→G反应类型___________。
(3)G的同分异构体有多种,遇FeCl3溶液显紫色的共有_____种;
苯环上一氯代物有2种的物质的结构简式______________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
B→C:_____________________;
F→G:______________________;
G→H:___________________;
C的银镜反应方程式为:____________________。
18. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,溶于浓硫酸不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为_______。
②导管b的作用是_______。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①装置B中的三颈烧瓶应放在_______(填“冷水”或“温水”)浴中。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是_____。
(3)装置C的主要作用是_______(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是_______。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380g产品放入碘量瓶中,加入含有0.006mol KMnO4的过量KMnO4标准溶液和25%的H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500mol·L−1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①完成并配平:++____=Mn2++____+H2O,_______。
②滴定终点时的现象为_______。
③亚硝酰硫酸的纯度=_______。(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol−1]
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2025年春季学期甘肃省兰州第一中学高三开学诊断考试
化学试题
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 《新修本草》中关于“青矾”的描述:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,烧之赤色”。据此推测,“青矾”的主要成分为
A. CuSO4·5H2O B. FeSO4·7H2O
C. ZnSO4·7H2O D. KAl(SO4)2·12H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.CuSO4·5H2O为蓝色晶体,受热失去结晶水变成白色,选项A不符合题意;
B.FeSO4·7H2O为绿色晶体,+2价铁离子不稳定,易被氧化成+3价铁离子,即FeSO4·7H2O在空气中灼烧后生成赤色的三氧化二铁,选项B符合题意;
C. ZnSO4·7H2O为白色晶体,加热失去结晶水后,变成白色粉末,选项C不符合题意;
D.KAl(SO4)2·12H2O为白色晶体,加热后失去结晶水,变成白色粉末,选项D不符合题意;
答案选B。
2. 下列说法正确的是
A. 、互为同位素 B. 第一电离能大小:
C. 的电子式: D. 的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.质子数相同、中子数不同的原子互为同位素,和是分子,不互为同位素,故A错误;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,同主族元素,从上到下第一电离能依次增大,所以第一电离能由大到小的顺序为N>O>Si,故B正确;
C.氯化钠是离子化合物,电子式为,故C错误;
D.一氧化二氯中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形,不是直线形,球棍模型为,故D错误;
故选B。
3. 下列叙述中正确个数的是
①标准状况下,6.02×1023个分子所占体积约是22.4L;
②1molH2O中含有2mol氢和2mol氧;
③0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子;
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积相同;
⑤同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大;
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
⑦2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】B
【解析】
【详解】①气体摩尔体积使用对象只有气体,若非气体,则不能使用气体摩尔体积计算体积,故①错误;
②2mol氢和2mol氧指代不明确,应是1mol H2O中含有2mol氢原子和1mol氧原子,故②错误;
③0.012kg12C中含有碳原子数目为阿伏加德罗常数,0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子,故③正确;
④两种物质的物质的量相同,其体积不一定相同,如1mol水和1mol氢气在标况下体积不同,故④错误;
⑤在同温同体积时,气体压强与物质的量成正比,则气体物质的量越大压强越大,故⑤正确;
⑥同温同压下气体摩尔体积相同,,则气体密度与其相对分子质量成正比,故⑥正确;
⑦摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,与物质的量无关,水的摩尔质量为18g/mol,故⑦错误;
综上解析,③⑤⑥正确。答案选B。
4. 关于反应,下列说法不正确的是
A. 是氧化剂 B. 是还原产物
C. 中的S元素被还原 D. 消耗1mol,转移2mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为归中反应,S的化合价降低,氧化剂,A正确;
B.该反应为归中反应,氧化剂对应的还原产物为,B正确;
C.还原剂对应的氧化产物为S。中的S元素被氧化,C错误;
D.中S元素由+6价降低为+4价,消耗1mol,转移2mol电子,D正确;
答案选C。
5. 前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子,Z与Y同族,W原子核内有29个质子,下列说法正确的是
A. W与Y形成的化合物晶胞如图所示,该化合物的化学式为WY
B. 元素第一电离能:I1(Z)>I1(Y)
C. 气态氢化物的热稳定性:Y>Z
D. 原子半径:
【答案】C
【解析】
【分析】X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子,则2p能级上分别有2、4个电子,X为C、Y为O;Z与Y同族,Z为S;W原子核内有29个质子,W为Cu。
【详解】A.根据晶胞结构可知,白球有1+8=2个,黑球有4个,两种元素原子个数比为1:2,该化合物化学式为Cu2O,A错误;
B.同一主族元素从上向下第一电离能逐渐减小,则I1(O)>I1(S),B错误;
C.非金属性越强,其气态氢化物越稳定,气态氢化物的热稳定性:H2O>H2S,C正确;
D.电子层数越多、半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多、半径越小,则原子半径:,D错误;
答案选C。
6. 常温下,铝土矿含有、FeO、、等物质用硫酸浸。下列说法中错误的是
A. 向浸出后的溶液加入过量NaOH溶液后存在:、、、
B. 向浸出后的溶液加入过量氨水后存在:、、、
C. 向浸出后的溶液通入过量HI后存在:、、、、
D. 若铝土矿改用NaOH溶液浸,浸出后的溶液中存在:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】取铝土矿含有、FeO、、等物质用硫酸浸出后的溶液中含、、、、等,
A.硫酸浸出后的溶液,含、、,加入过量NaOH,、转化为沉淀,Al3+转变为AlO2-,溶液中含、、、,故A正确,不符合题意;
B.加入过量氨水,氨水为弱碱,反应后溶液中不会存在,故B错误,符合题意;
C.向浸出后的溶液通入过量HI后,只有铁离子参与反应,反应后溶液中存在、、、、,故C正确,不符合题意;
D.若铝土矿改用NaOH溶液浸,、参与反应,反应后溶液中存在离子为:、、、,故D正确,不符合题意;
故选:B。
7. 有人设计出利用CH4和O2反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法中正确的是
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mol e—
②电池放电时,溶液pH不断升高
③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e—=4OH—
④负极上CH4失去电子,电极反应式为:CH4+10OH——8e—=+7H2O
A. ①④ B. ①③ C. ①② D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知,甲烷燃料电池中,通入甲烷的一极为负极,碱性条件下,甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4+10OH——8e—=+7H2O,通入氧气的一极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,电池的总反应为CH4+2O2+ 2OH—=+3H2O。
【详解】①由分析可知,负极上每消耗1molCH4可以向外电路提供8mol e—,故正确;
②由分析可知,电池放电时,消耗氢氧根离子,溶液pH不断下降,故错误;
③由分析可知,正极上是氧气获得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,故错误;
④由分析可知,负极上甲烷失去电子发生氧化反应,电极反应式为CH4+10OH——8e—=+7H2O,故正确;
①④正确,故选A。
8. 下列由废铜屑制取的实验原理与装置不能达到实验目的的是
A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污
B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C. 用装置丙过滤得到溶液
D. 用装置丁蒸发结晶获得
【答案】D
【解析】
【详解】A.油污在碱性条件下水解,用热的纯碱溶液洗涤铜屑表面的油污,故不选A;
B.铜、双氧水、硫酸反应生成硫酸铜和水,乙在加热的条件下溶解废铜屑得到硫酸铜溶液,故不选B;
C.装置丙过滤除去固体残渣,得到溶液,故不选C;
D.溶液在蒸发皿中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得,故D错误;
答案选D。
9. 下列有关物质分类或归类正确的一组是
①液氯、干冰、磁性氧化铁均为化合物 ②氢氟酸、盐酸、水玻璃均为混合物 ③明矾、小苏打、烧碱均为电解质 ④牛奶、豆浆、漂粉精均为胶体 ⑤Na2O2、Na2CO3、Na2SiO3 均为钠盐
A. ②③ B. ①② C. ③④ D. ②③⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①液氯是单质,干冰、磁性氧化铁均为化合物,①错误;②氢氟酸是HF水溶液、盐酸是HCl水溶液、水玻璃是硅酸钠水溶液,均为混合物,②正确;③明矾、小苏打、烧碱均能自身电离出离子,都是电解质,③正确;④牛奶、豆浆均为胶体,漂粉精的主要成分是次氯酸钙,不是胶体,④错误;⑤Na2O2是过氧化物,不是盐,Na2CO3、Na2SiO3均为钠盐,⑤错误,答案选A。
10. 用方法可将汽车尾气中的和转化为无污染的气体,下列说法错误的是
A. 整个过程中作催化剂
B. 反应过程中涉及的反应均为氧化还原反应
C. 过程Ⅰ中发生的反应为
D. 总反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.总反应的方程式为,故是整个反应的催化剂,故A正确;
B.两步反应中都有元素化合价变化,反应均为氧化还原反应,故B正确;
C.过程Ⅰ中发生的反应为:,故C错误;
D.总反应的方程式为,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶x,故D正确;
故答案为C。
【点睛】本题以汽车尾气中的和转化为载体,体现对反应机理、催化剂、中间产物、氧化还原等化学基础知识的综合考查。考查学生的理解与辨析和分析与推测能力。
11. 制造尼龙-66的原料己二腈用量很大,现代工业常用电合成丙烯腈法制备,总反应是,装置如图:下列说法正确的是
A. 电子从电源a极流出,经溶液流回b极
B. 中C原子的杂化方式均为
C. 阴极电极反应为:
D. 当生成时,电路中通过电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据总反应,由于氧元素的化合价从-2价升至0价,所以电源a为负极,电源b为正极,电子从电源a极流出到阴极,从阳极流回b极,溶液中是阴阳离子发生定向移动,故A项错误;
B.根据CH2=CHCN的结构简式,可知碳碳双键中C原子的杂化方式均为sp2,碳氮三键中C原子的杂化方式为sp,故B项错误;
C.根据总反应式-阳极反应式=阴极反应式,通过A项的分析,阳极反应为,所以阴极反应为,故C项正确;
D.当生成2.24 L O2时,由于未告知是否在标准状态下,因此无法计算转移电子的物质的量,故D项错误;
答案选C。
12. 三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO,简称DMF]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 该历程中决速步骤为
B. 该历程中的最大能量差值为1.19eV
C. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
D. 若1molDMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.03eV·NA的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.决速步骤是活化能最大的一步,正反应活化能最高的是最后一步步骤的能垒1.19eV,故最后一步是上述历程中的决定反应速率步骤,A错误;
B.正反应能量差值最高的是最后一步步骤的1.19eV,B正确;
C.升高温度可以加快反应速率,反应为放热反应,故降低DMF的平衡转化率,C错误;
D.由反应物和生成物的相对能量可知,反应放热为0eV-(-1.02eV)=1.02eV,1molDMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.02eV·NA的能量,D错误;
故选B。
13. 下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是
A. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c()>c()>c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c(Na+)=2c()+c()+2c(H2CO3)
C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液与0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c(Na+)>c(OH-)>0.05 mol·L-1>c()>c()
D. 0.2 mol·L-1NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合:c()+2c(OH-)=c()+3c(H2CO3)+2c(H+)
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解程度大于其电离程度导致碳酸氢钠溶液呈碱性,c()<c(H2CO3),但是其电离和水解程度都较小,钠离子不水解,所以存在c(Na+)>c()>c(H2CO3) >c(),故A错误;
B.等体积等浓度两者发生的反应是NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,溶质为Na2CO3,由物料守恒c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2CO3),故B错误;
C.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液与0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,溶质为0.05mol/LNa2CO3、0.05mol/LNaOH,碳酸根离子部分水解,第一步水解程度大于第二步水解程度,c(Na+)>c(OH-)>0.05 mol·L-1>c()>c(),故C错误;
D.0.2 mol·L−1 NaHCO3溶液和0.1 mol·L−1 NaOH溶液等体积混合后溶质为等物质的量的NaHCO3和Na2CO3,此时存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c()+2c();物料守恒:2c(Na+)=3[c()+c()+c(H2CO3)],两式消去c()得c()+2c(OH-)=c()+3c(H2CO3)+2c(H+),故D正确;
故选D。
14. 设代表阿伏加 德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 冰醋酸晶体中,含阴离子数目为
B. 标准状况下,中含有分子的数目为
C. 常温下,与混合气体中含分子数为
D. 投入的浓硝酸中,充分反应后转移电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.冰醋酸晶体只有分子没有阴离子,故A错误;
B.标况下是液体,无法根据气体摩尔体积计算22.4LCCl4物质的量,故B错误;
C.若全为NO2,物质的量为=1mol,若全为N2O4,物质的量为 =0.5mol,实际为混合气体,且存在2NO2⇌N2O4,则46g的NO2和N2O4混合气体含有的分子数小于NA,故C错误;
D.n===的浓硝酸含有硝酸3mol,根据铜与硝酸反应的方程式可知,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,硝酸过量,铜全部反应,铜的化合价从0价升高到+2价,则充分反应后转移的电子,即为,故D正确;
答案选D。
【点睛】C项的NO2和N2O4可以相互转化,用极限法思考。
二、非选择题:共58分。
15. 现有下列几种物质:蔗糖、氯化钡固体、干冰、硫酸钡、纯碱、铁、盐酸、硝酸银溶液,按要求回答问题:
(1)难溶于水的电解质的是_______。
(2)写出纯碱在水中的电离方程式________________________。
(3)将足量的干冰升华后所得的气体通入烧碱溶液中,发生反应的离子方程式为____________。
(4)a、b、c、d是Na2CO3、BaCl2、盐酸、AgNO3四种溶液中的一种,现将它们两两混合,现象如下表所示:
反应物
a+b
c+d
a+d
a+c
b+d
现象
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
无色气体
①b是________(用化学式填写),
②写出 a+c 反应的离子方程式________________________。
【答案】 ①. 硫酸钡 ②. Na2CO3 = 2Na+ + CO32- ③. CO2+OH-=HCO3- ④. HCl ⑤. Ag+ + Cl-= AgCl↓
【解析】
【分析】根据电解质的概念、实验现象分析推理,回答问题。
【详解】(1)电解质是溶于水或熔融时能自身电离而导电的化合物,酸、碱、盐、活泼金属氧化物等属于电解质。氯化钡固体、硫酸钡、纯碱是电解质,其中只有硫酸钡难溶于水;
(2)纯碱在水中的电离方程式Na2CO3 = 2Na+ + CO32- ;
(3)足量CO2气体通入烧碱溶液中生成NaHCO3,反应的离子方程式为 CO2+OH-=HCO3- 。
(4)b、d混合生成无色气体,必为Na2CO3、盐酸中的各一种,则a、c为BaCl2、AgNO3溶液中和各一种。a分别与b、c、d混合都有白色沉淀,则a为AgNO3溶液、c为BaCl2溶液。又c、d混合生成白色沉淀,则d是BaCl2溶液、b是盐酸。
①b化学式是HCl,② a+c 反应的离子方程式为Ag+ + Cl-= AgCl↓。
16. 利用甲醇制备一些高附加值产品,是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图所示,请分析加入提高氢气产率的原因:_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:,测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“<”)
②一定温度下,在容积为的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“<”或“=”)。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数:,:,,则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用,借助太阳能使和转化为,如图所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:_________。
【答案】(1) ①. b—a ②. CaO消耗CO2,生成物CO2的浓度减小,平衡向正反应方向移动,氢气的产率增大
(2) ①. > ②. < ③. bd
(3)CO2+CN—+H2O=HCN+HCO
(4)CO2+2H++2e—=HCOOH
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律可知,反应Ⅲ—反应Ⅱ可得反应Ⅰ,则ΔH1=ΔH3—ΔH2=(b—a)kj/mol,故答案为:b—a;
②二氧化碳能与氧化钙反应生成碳酸钙,则加入氧化钙可以使反应Ⅰ生成的二氧化碳浓度减小,平衡向正反应方向移动,氢气的产率增大,故答案为:CaO消耗CO2,生成物CO2的浓度减小,平衡向正反应方向移动,氢气的产率增大;
【小问2详解】
①由图可知,曲线Ⅱ达到平衡达到平衡所需时间小于曲线Ⅰ,甲醇的物质的量小于曲线Ⅰ说明反应温度Ⅱ大于Ⅰ,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,所以化学平衡常数KI大于KII,故答案为:>;
②设甲中平衡水蒸气的浓度为amol,由题意可建立如下三段式:
由平衡后气体的压强为开始的0.8倍可得:=,解得a=0.4,则平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的浓度分别为0.6mol/L、1.8mol/L、0.4mol/L、0.4mol/L,反应的平衡常数K=≈0.046,容器乙中的浓度熵Qc==1>K,所以反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>;
③a.恒压容器中混合气体的压强始终不变,则容器中压强不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
b.氢气的体积分数不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
c.不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
d.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应中气体体积减小,混合气体的密度增大,则容器中密度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
e.2个断裂的同时有3个断裂均代表正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
故选bd;
【小问3详解】
由电离常数可知,氢氰酸的电离程度大于碳酸氢根离子,小于碳酸,所以由强酸制弱酸的原理可知,氰化钾溶液与二氧化碳反应生成氢氰酸和碳酸氢钾,反应的离子方程式为CO2+CN—+H2O=HCN+HCO,故答案为:CO2+CN—+H2O=HCN+HCO;
【小问4详解】
由图中电子移动方向可知,催化剂b为原电池的正极,酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH,故答案为:CO2+2H++2e—=HCOOH。
17. 乙酸苯甲酯可提高花或果的芳香气味,常用于化妆品工业和食品工业,下图是乙酸苯甲酯的一种合成路线(部分反应物、产物和反应条件略去)。已知A是果实的催熟剂。
(1)A分子的电子式为________;C的分子式为________;D中官能团结构简式为________。
(2)A→B反应类型为_____________,反应F→G反应类型___________。
(3)G的同分异构体有多种,遇FeCl3溶液显紫色的共有_____种;
苯环上一氯代物有2种的物质的结构简式______________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
B→C:_____________________;
F→G:______________________;
G→H:___________________;
C的银镜反应方程式为:____________________。
【答案】 ①. ②. C2H4O ③. -COOH ④. 加成反应 ⑤. 取代反应(水解反应) ⑥. 有3种 ⑦. ⑧. 2C2H5OH + O22CH3CHO + 2H2O; ⑨. + NaOH +NaCl ⑩. CH3COOH + + H2O ⑪. C的银镜反应方程式为:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3↑
【解析】
【详解】由已知A是果实的催熟剂可得:A是乙烯,运用逆合成分析法推断,乙酸苯甲酯是由苯甲醇和乙酸酯化反应得到的,所以D是乙酸,C是乙醛,B是乙醇。
(1)A是乙烯,电子式为;C是乙醛,分子式为C2H4O;D是乙酸,D中官能团为-COOH。
(2)乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇,故A→B反应类型为加成反应;因为 ,所以F→G反应类型为水解反应(取代反应)。
(3)G为苯甲醇,G的同分异构体,遇FeCl3溶液显紫色的,应含有酚羟基,故为:邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚共3种;其中苯环上一氯代物有2种的是对甲基苯酚,结构简式为:。
(4)B是乙醇,C是乙醛,B→C反应的化学方程式为:2C2H5OH + O22CH3CHO + 2H2O; ,F→G发生水解反应化学方程式为: +NaOH +NaCl;苯甲醇和乙酸发生酯化反应得到乙酸苯甲酯,G→H反应化学方程式为:CH3COOH + +H2O;C是乙醛,发生银镜反应方程式为:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3↑。
18. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,溶于浓硫酸不分解。
(1)装置A制取SO2
①A中反应的化学方程式为_______。
②导管b的作用是_______。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①装置B中的三颈烧瓶应放在_______(填“冷水”或“温水”)浴中。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是_____。
(3)装置C的主要作用是_______(用离子方程式表示)。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是_______。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380g产品放入碘量瓶中,加入含有0.006mol KMnO4的过量KMnO4标准溶液和25%的H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500mol·L−1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①完成并配平:++____=Mn2++____+H2O,_______。
②滴定终点时的现象为_______。
③亚硝酰硫酸的纯度=_______。(精确到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol−1]
【答案】 ①. Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑ ②. 平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下 ③. 冷水 ④. 生成的NOSO4H作为该反应的催化剂 ⑤. SO2+2OH−=+H2O ⑥. C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 ⑦. 2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O ⑧. 溶液恰好由紫红色变为无色,且半分钟内不恢复 ⑨. 92.0%
【解析】
【分析】该实验中A装置制取SO2,实验室常用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H,为减少浓硝酸的挥发,应尽量降低体系温度,装置C处理未反应的二氧化硫和挥发出的HNO3,据此分析。
【详解】(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2,反应的化学方程式:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑,故答案为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑。
②导管b可以平衡压强,使分液漏斗中的液体顺利流下,故答案为:平衡压强,使分液漏斗中的液体能顺利流下;
(2) 装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H,因浓硝酸易挥发和分解,所以
①装置B中的三颈烧瓶应放在冷水浴中,故答案为:冷水;
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,主要是因为生成的NOSO4H作为该反应的催化剂,故答案为:生成的NOSO4H作为该反应的催化剂;
(3)装置C的主要作用是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气,反应的离子方程式:SO2+2OH−=+H2O;
(4) 题干信息易知NOSO4H遇水分解,在该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是:C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解,应在BC间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶,故答案为:C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解;
(5)①酸溶液中高锰酸钾和草酸钠发生氧化还原反应,生成二氧化碳,锰元素化合价+7价降低到+2价,电子转移5e-,碳元素化合价+3价变化为+4价,电子转移e-,电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,答案为:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②酸性高锰酸钾与草酸根离子反应会褪色,则滴定终点的现象描述为:溶液恰好由紫红色变为无色,且半分钟内不恢复;
③设MnO4-与C2O42-反应的物质的量为n1mol,
,,解得n1=0.002mol,
则与NOSO4H反应的高锰酸钾物质的量=0.1000mol•L-1×0.0600L-0.002mol=0.004mol,
设亚硝酰硫酸物质的量为n2 mol,
,,解得n2=0.01mol,
亚硝酰硫酸的纯度=×100%=92.0%,故答案为:92.0%。
【点睛】亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品遇水易分解,故在连结实验仪器时,需要考虑反应中产生的气体是否带有水蒸气,还要考虑外界空气中的水蒸气是否会进入装置,所以应在A和B之间和B和C之间各加一个装有浓硫酸的洗气瓶。
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