内容正文:
黔西一中 2024 年春季学期第二次学程考
高一化学
(满分:100分,测试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Fe:56 Zn:65
一、选择题(每小题3分、共42分)
1. 将足量X气体通入Y溶液中,实验结果与预测的现象一致的组合是
X气体
Y溶液
预测的现象
①
CO2
饱和Na2CO3溶液
白色沉淀析出
②
SO2
Ba(NO3)2溶液
白色沉淀析出
③
Cl2
AgNO3溶液
白色沉淀析出
④
NH3
AlCl3溶液
白色沉淀析出
A. 只有①②③ B. 只有①②④ C. 只有①③④ D. ①②③④
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mo l 所含质子数为11 NA
B. 常温下,1 mol Fe与足量稀硝酸反应,转移电子数为2NA
C. 1 mol N2与足量H2反应,生成NH3的数目是NA
D. 标准状况下,5.6 L O2和O3混合物中含有的氧原子数目为0.5NA
3. 既可用来鉴别乙烷和乙烯,又可用来除去乙烷中乙烯得到纯净乙烷的是
A. 通入足量的酸性KMnO4溶液 B. 在Ni催化、加热条件下通入H2
C. 通过足量的溴水 D. 通过足量的NaOH溶液
4. 在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时各物质的浓度有可能是
A. X2为0.2 mol·L-1
B. Y2为0.45 mol·L-1
C. Z为0.35 mol·L-1
D. Z为0.4 mol·L-1
5. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C. 两烧杯中溶液的pH均增大 D. 产生气泡的速度甲比乙慢
6. 下列实验装置不能达到实验目的的是
A. 图甲:用SO2做喷泉实验 B. 图乙:验证Cu与浓硝酸反应的热量变化
C. 图丙:验证NH3易溶于水 D. 图丁:比较Na2CO3与NaHCO3的稳定性
7. 某烯烃与氢气加成后得到饱和烃,则该烯烃可能的结构是种
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
8. 下列关于氮及其化合物的说法,不正确的是
A. 铵盐与强碱反应,加热均可逸出氨气
B. 氯碱工业中可用氨气的还原性检查氯气管道是否泄漏
C. 工业上制备硝酸是利用NH3和O2反应生成NO,进一步转化为NO2及HNO3
D. 为提高作物的养分,可以将铵态氮肥与碱性肥料(如K2CO3)混合使用
9. 某烷烃只能生成一种一氯代物,此烷烃的分子式不可能是
A. CH4 B. C4H10 C. C5H12 D. C8H18
10. 下列说法正确的是
A. 聚乙烯含有碳碳双键、可以与溴水发生加成反应
B. 1mol 苯分子含有3NA碳碳双键
C. 氯乙烯分子中所有原子共平面
D. Na2O2属于离子化合物、阴阳离子个数比为1:1
11. 下列有关实验操作和现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
常温下,将同样大小、形状的锌与铝分别加入到相同体积98%的浓硫酸中,观察到前者反应速率更快
锌比铝活泼
B
将盐酸滴入碳酸钠溶液中产生气泡
氯的非金属性大于碳
C
向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴如BaCl2。溶液,出现白色沉淀
溶液X中一定含有
D
向某溶液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该溶液中一定含有
A. A B. B C. C D. D
12. 山梨酸(CH3—CH=CH—CH=CH—COOH)是一种常用的食品防腐剂。下列关于山梨酸性质的叙述中,不正确的是
A. 可与钠反应 B. 可与碳酸钠溶液反应
C. 可生成高分子化合物 D. 可与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
13. 下列有关化学用语正确的是
A. 硫化钠电子式 B. Cl-的结构示意图
C. CO2的电子式 D. 中子数为18的氯原子符号
14. 维生素C的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. 维生素C所含的官能团有羟基、羧基、碳碳双键
B. 维生素C能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应
C. 维生素C的分子式为C6H6O6
D. 维生素C能发生加成反应、氧化反应,不能发生取代反应
二、综合题(共4题;共58分)
15. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图甲所示。1 mol 和1 mol 完全反应生成NO会___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图乙所示(提示:可在此固体电解质中自由移动)。
①NiO电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从___________电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为___________。
(3)一种新型催化剂用于NO和CO的反应生成两种无污染气体,写出该反应化学方程式___________ 。
已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号
T/℃
NO初始浓度 (mol/L)
CO初始浓度(mol/L)
催化剂的比表面积m2/g
Ⅰ
280
82
Ⅱ
280
b
124
Ⅲ
350
a
82
①请将表中数据补充完整:a=___________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验___________(填序号)。
③实验I和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图丙所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
丙
(4)若题目(3)中反应可逆反应,在容积固定的绝热容器中发生该反应,不能说明已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 容器内混合气体温度不再变化 B. 容器内的气体压强保持不变
C. D. 容器内混合气体密度保持不变
16. 氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为_______;装置B内的试剂是_______。
②装置D中发生反应的离子方程式是_______,铜丝可抽动的优点是_______。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为_______。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=_______,c(NaOH)=_______。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为_______。
17. 某校的化学兴趣小组利用下列实验装置探究二氧化硫的性质,已知Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O,E中所装气体具有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
实验开始时关闭K2打开K1,从分液漏斗中向烧瓶内加入浓硫酸。
(1)B中的现象是________________。
(2)写出C中反应的化学方程式:_______________________________________。
(3)D的作用是___________________________________________________,
反应的离子方程式为_______________________________________________。
(4)A中反应完成后,关闭K1,打开K2,将E中的气体注入B中,观察到B中现象是________________________,
反应的离子方程式为_______________________________________________。
18. 乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志,截至2022年底,我国乙烯产能首次超过美国,成为世界乙烯产能第一大国。已知乙烯能发生以下转化(部分条件和产物已略去):
(1)A中官能团的名称为___________,A转化为乙醛的化学方程式为___________。
(2)B能去除少量水垢(主要成分),是利用了B的___________性。
(3)上图中生成氯乙烷的反应类型为___________。
(4)某研究小组利用A与B反应制备乙酸乙酯的装置如下图。
①试管a中反应的化学方程式为___________。
②试管b中导气管下端管口不浸入液面的目的是___________。
(5)C是高分子化合物,可用于制作食品塑料袋,C的结构简式为___________。
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黔西一中 2024 年春季学期第二次学程考
高一化学
(满分:100分,测试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Fe:56 Zn:65
一、选择题(每小题3分、共42分)
1. 将足量X气体通入Y溶液中,实验结果与预测的现象一致的组合是
X气体
Y溶液
预测的现象
①
CO2
饱和Na2CO3溶液
白色沉淀析出
②
SO2
Ba(NO3)2溶液
白色沉淀析出
③
Cl2
AgNO3溶液
白色沉淀析出
④
NH3
AlCl3溶液
白色沉淀析出
A. 只有①②③ B. 只有①②④ C. 只有①③④ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【详解】①二氧化碳与饱和Na2CO3溶液发生反应生成碳酸钠,由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,则会析出白色沉淀,①正确;
②SO2通入水中生成H2SO3,溶液呈酸性,NO3﹣在酸性条件下具有强氧化性,可发生反应:3SO2+2H2O+2NO3﹣+3Ba2+=3BaSO4↓+4H++2NO,则会析出白色沉淀,②正确;
③氯气与水反应:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,氯离子和银离子发生反应:Ag++Cl﹣=AgCl↓,则会析出白色沉淀,③正确;
④一水合氨是弱碱,不能溶解氢氧化铝,氯化铝溶液通入过量氨气的反应方程式为:AlCl3+3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,则会析出白色沉淀,④正确;
答案选D。
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mo l 所含质子数为11 NA
B. 常温下,1 mol Fe与足量稀硝酸反应,转移电子数为2NA
C. 1 mol N2与足量H2反应,生成NH3的数目是NA
D. 标准状况下,5.6 L O2和O3混合物中含有的氧原子数目为0.5NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.N元素原子序数为7,H元素原子序数为1,故1 molNH 所含质子数为11 NA,A符合题意;
B.Fe与足量稀硝酸反应生成硝酸铁,Fe元素化合价由0价变成+3价, 故常温下,1 mol Fe与足量稀硝酸反应,转移电子数为3NA,B不符合题意;
C.氮气与氢气合成氨的反应为可逆反应,故不能进行彻底,则转移的电子数不是NA,C不符合题意;
D.标准状况下,5.6 L O2和O3混合物的物质的量为,故氧原子数目为0.5NA-0.75NA之间,D不符合题意;
故答案为:A。
3. 既可用来鉴别乙烷和乙烯,又可用来除去乙烷中乙烯得到纯净乙烷的是
A. 通入足量的酸性KMnO4溶液 B. 在Ni催化、加热条件下通入H2
C. 通过足量的溴水 D. 通过足量的NaOH溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.通入足量的酸性KMnO4溶液能把乙烯氧化为CO2又引入新的杂质,A错误;
B.在Ni催化、加热条件下通入H2与乙烯反应生成乙烷,但氢气的用量不易控制,且不能鉴别乙烯和乙烷,B错误;
C.通过足量的溴水中乙烯与溴水发生加成反应而除去,可用来鉴别乙烷和乙烯,又可用来除去乙烷中乙烯,C正确;
D.通过足量的NaOH溶液乙烯和乙烷均不反应,D错误;
答案选C。
4. 在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时各物质的浓度有可能是
A. X2为0.2 mol·L-1
B. Y2为0.45 mol·L-1
C. Z为0.35 mol·L-1
D. Z为0.4 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【分析】Z全部转化时,X2的物质的量浓度为:0.1mol/L+mol/L="0.2" mol•L-1,Y2的物质的量浓度为:0.3 mol/L +mol/L =0.4mol•L-1,故c(X2)的取值范围为:0<c(X2)<0.2 mol•L-1;当X2全部转化时,Z的物质的量浓度为:0.2 mol/L +0.1 mol/L×2=0.4mol•L-1,Y2的物质的量浓度为:0.3 mol/L -0.1 mol/L =0.2mol•L-1,故c(Y2)的取值范围为:0.2mol•L-1<c(Y2)<0.4 mol•L-1,c(Z)的取值范围为:0<c(Z)<0.4 mol•L-1。
【详解】A、0<c(X2)<0.2 mol•L-1,A错误;
B、0.2mol•L-1<c(Y2)<0.4 mol•L-1,B错误;
C、c(Z)的取值范围为:0<c(Z)<0.4 mol•L-1,C正确;
D、0<c(Z)<0.4 mol•L-1,D错误。
答案选C。
5. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C. 两烧杯中溶液的pH均增大 D. 产生气泡的速度甲比乙慢
【答案】C
【解析】
【分析】甲中形成铜锌原电池,锌作负极失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,总反应式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,原电池的构成加快了反应速率;乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,以此进行分析。
【详解】A.甲中形成铜锌原电池,锌作负极失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,所以甲中铜片表面有气泡产生,故A错误;
B.乙中不构成原电池,铜片不是电极,故B错误;
C.甲乙两烧杯反应的总方程式都为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,溶液中硫酸的浓度降低,溶液的pH增大,故C正确;
D.原电池能加快反应速率,故产生气泡的速度甲比乙快,故D错误;
故选C。
6. 下列实验装置不能达到实验目的的是
A. 图甲:用SO2做喷泉实验 B. 图乙:验证Cu与浓硝酸反应的热量变化
C. 图丙:验证NH3易溶于水 D. 图丁:比较Na2CO3与NaHCO3的稳定性
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.二氧化硫能与氢氧化钠反应,气压迅速降低,可形成喷泉,A正确;
B.根据U形管两端液面高度的变化,可验证反应的热量变化,B正确;
C.氨气极易溶于水,气球体积变大,可验证NH3易溶于水,C正确;
D.碳酸氢钠不稳定,加热易分解,而碳酸钠不分解,比较稳定性时,碳酸氢钠应放在套装内试管中,D错误;
故选D。
7. 某烯烃与氢气加成后得到饱和烃,则该烯烃可能的结构是种
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】D
【解析】
【分析】根据加成反应原理采取逆推法还原C=C双键,烷烃分子中相邻碳原子上均含有氢原子的碳原子间是对应烯烃存在C=C的位置,还原双键时注意防止重复。
【详解】根据烯烃与氢气加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均含有原子的碳原子间是对应烯烃存在C=C的位置,该烷烃中能形成双键键位置有: ①②之间、⑦④之间、④⑤之间、⑤⑥之间,故该烯烃共有4种;
故答案选D。
8. 下列关于氮及其化合物的说法,不正确的是
A. 铵盐与强碱反应,加热均可逸出氨气
B. 氯碱工业中可用氨气的还原性检查氯气管道是否泄漏
C. 工业上制备硝酸是利用NH3和O2反应生成NO,进一步转化为NO2及HNO3
D. 为提高作物的养分,可以将铵态氮肥与碱性肥料(如K2CO3)混合使用
【答案】D
【解析】
【详解】A.铵盐中含有铵根,和强碱混合可以生成NH3·H2O,加热可使NH3·H2O分解产生氨气,A正确;
B.氨气可以和逸出的氯气反应生成氯化铵固体,产生白烟,据此可以判断氯气管道是否泄漏,B正确;
C.氨气与氧气在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮,一氧化氮被氧气氧化可生成二氧化氮,二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸,C正确;
D.铵态氮肥与碱性肥料混合使用,可生成氨气,降低肥效,D错误;
综上所述答案为D。
9. 某烷烃只能生成一种一氯代物,此烷烃的分子式不可能是
A. CH4 B. C4H10 C. C5H12 D. C8H18
【答案】B
【解析】
【分析】某烷烃只能生成一种一氯化物,则该分子中只有一种氢原子,说明结构对称,分子中只含有甲基;
【详解】A.CH4只有一种结构,只有一种氢原子,所以一氯代物有1种,故A不选;
B.C4H10有正丁烷和异丁烷,正丁烷(CH3CH2CH2CH3)有2种氢原子,所以一氯代物有2种;异丁烷CH3CH(CH3)CH3有2种氢原子,所以一氯代物有2种,故B选;
C.戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体,正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3有3种氢原子,所以一氯代物有3种;异戊烷CH3CH(CH3)CH2CH3有4种氢原子,所以一氯代物有4种;新戊烷CH3C(CH3)2CH3有1种氢原子,所以一氯代物有1种,故C不选;
D.C8H18的一种结构是(CH3)3CC(CH3)3 有1种氢原子,所以一氯代物有1种,故D不选;
故选B。
10. 下列说法正确的是
A. 聚乙烯含有碳碳双键、可以与溴水发生加成反应
B. 1mol 苯分子含有3NA碳碳双键
C. 氯乙烯分子中所有原子共平面
D. Na2O2属于离子化合物、阴阳离子个数比为1:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙烯由乙烯加成聚合而成,无碳碳双键,A错误;
B.苯中无碳碳双键,则不能计算苯中碳碳双键的数目,B错误;
C.氯乙烯可看成乙烯分子中的氢原子被氯原子替代,故结构与乙烯相似,6原子共平面,C正确;
D.Na2O2是由Na+和组成的离子化合物,阴、阳离子个数比为1:2,D错误;
故选C。
11. 下列有关实验操作和现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
常温下,将同样大小、形状的锌与铝分别加入到相同体积98%的浓硫酸中,观察到前者反应速率更快
锌比铝活泼
B
将盐酸滴入碳酸钠溶液中产生气泡
氯的非金属性大于碳
C
向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴如BaCl2。溶液,出现白色沉淀
溶液X中一定含有
D
向某溶液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该溶液中一定含有
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下浓硫酸有强氧化性,铝遇浓硫酸钝化,无法比较Al与Zn的活泼性,故A错误;
B.比较元素的非金属性要比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱,即根据HClO4酸性比H2CO3强,可判断出氯的非金属性大于碳,故B错误;
C.向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加BaCl2,出现白色沉淀,该白色沉淀可能为氯化银或硫酸钡,原溶液中可能含有银离子、亚硫酸根离子,不一定含有,故C错误;
D.氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原溶液中一定含有,故D正确;
答案为D。
12. 山梨酸(CH3—CH=CH—CH=CH—COOH)是一种常用的食品防腐剂。下列关于山梨酸性质的叙述中,不正确的是
A. 可与钠反应 B. 可与碳酸钠溶液反应
C. 可生成高分子化合物 D. 可与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.山梨酸含有羧基,可以与Na反应生成氢气,A正确;
B.含有羧基,可以和碳酸钠反应,B正确;
C.含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子化合物,C正确;
D.含有碳碳双键,可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,而不是取代反应,D错误;
综上所述答案为D。
13. 下列有关化学用语正确的是
A. 硫化钠电子式 B. Cl-的结构示意图
C. CO2的电子式 D. 中子数为18的氯原子符号
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫化钠由钠离子和硫离子构成,硫离子带2个单位负电荷,并且外围达到8电子结构,其电子式为 ,A错误;
B.Cl-的核电荷数为17,核外电子总数为18,其离子结构示意图为:,B正确;
C.CO2是共价化合物,其结构式为O=C=O,碳原子和氧原子之间有2对电子,其电子式为,C错误;
D.中子数为18的氯原子的质量数为18+17=35,所以符号为,D错误;
综上所述答案为B。
14. 维生素C的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. 维生素C所含的官能团有羟基、羧基、碳碳双键
B. 维生素C能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应
C. 维生素C的分子式为C6H6O6
D. 维生素C能发生加成反应、氧化反应,不能发生取代反应
【答案】B
【解析】
【分析】该有机物中含有醇羟基、酯基、碳碳双键,具有醇、烯烃和酯的性质,能发生氧化反应、取代反应、酯化反应、加成反应、加聚反应、水解反应等,据此分析解答。
【详解】A.维生素C所含的官能团有羟基、酯基、碳碳双键,不含羧基,A错误;
B.分子中含有碳碳双键,所以能和溴发生加成反应、能被酸性重铬酸钾溶液氧化,B正确;
C.根据结构可知,维生素C的分子式为C6H8O6,C错误;
D.该分子中含有的醇羟基、酯基及碳原子上的氢原子,均能发生取代反应,D错误;
故选B。
二、综合题(共4题;共58分)
15. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图甲所示。1 mol 和1 mol 完全反应生成NO会___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图乙所示(提示:可在此固体电解质中自由移动)。
①NiO电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从___________电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为___________。
(3)一种新型催化剂用于NO和CO的反应生成两种无污染气体,写出该反应化学方程式___________ 。
已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号
T/℃
NO初始浓度 (mol/L)
CO初始浓度(mol/L)
催化剂的比表面积m2/g
Ⅰ
280
82
Ⅱ
280
b
124
Ⅲ
350
a
82
①请将表中数据补充完整:a=___________。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验___________(填序号)。
③实验I和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图丙所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。
丙
(4)若题目(3)中反应可逆反应,在容积固定的绝热容器中发生该反应,不能说明已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 容器内混合气体温度不再变化 B. 容器内的气体压强保持不变
C. D. 容器内混合气体密度保持不变
【答案】(1) ①. 吸收 ②. 180
(2) ①. 氧化 ②. NiO ③.
(3) ①. 2NO+2CON2+2CO2 ②. ③. I和Ⅲ ④. 乙 (4)CD
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,1mol N2和1mol O2完全反应生成NO时,反应物中化学键断裂吸收的总能量为946kJ+498 kJ=1444kJ,形成生成物中化学键放出的总能量为2×632 kJ=1264 kJ,则反应时需要吸收1444kJ-1264kJ=180 kJ能量;
【小问2详解】
原电池中NiO电极上发生NO生成NO2,N的化合价升高失去电子,发生氧化反应,Nio为负极,Pt为正极;
①原电池中,NiO电极为负极,电极上NO失电子发生氧化反应生成NO2;
②外电路中,电子由负极(NiO电极)流出,经导线流入正极(Pt电极);
③原电池中,Pt电极为正极,O2在正极上发生还原反应生成O2-,电极反应式为:;
【小问3详解】
NO和CO的反应生成两种无污染气体N2和CO2,该反应化学方程式:2NO+2CON2+2CO2;
①由表格数据可知,实验I、Ⅱ温度相同,催化剂的比表面积不同,实验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,则温度和反应物的初始浓度要相同;实验I、Ⅲ催化剂的比表面积相同、温度不同,实验目的是验证温度对反应速率的影响,则反应物的初始浓度要相同,a应该为1.2×10-3;
②由表格数据可知,实验I、III催化剂的比表面积相同,温度不同,实验目的是验证温度对反应速率的影响;
③因实验I、II催化剂的比表面积不同,温度、反应物的初始浓度相同,催化剂的比表面积对平衡移动无影响,催化剂比表面积越大,反应速率越快,实验II的反应速率快,先达到化学平衡状态,故实验II对应的为曲线乙;
【小问4详解】
A项,因反应在绝热容器中进行,容器内混合气体温度会变化,当温度不再变化时,说明反应已达到平衡状态,A不符合题意;
B项,该反应是一个气体体积减小的反应,当容器内的气体压强保持不变,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡状态,B不符合题意;
C项,平衡时,V逆(NO)=2V正(N2),2V逆(NO)=V正(N2)时,正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,C符合题意;
D项,由质量守恒定律可知,反应前后气体质量不变,容器的容积不变,则容器内混合气体密度一直保持不变,混合气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态,D符合题意;
答案选CD。
16. 氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为_______;装置B内的试剂是_______。
②装置D中发生反应的离子方程式是_______,铜丝可抽动的优点是_______。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为_______。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=_______,c(NaOH)=_______。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为_______。
【答案】(1) ①. Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O; ②. 碱石灰 ③. Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O ④. 可控制反应 ⑤. 4:3
(2) ①. 50% ②. 1.25mol·L-1 ③. 1.6
【解析】
【分析】
【小问1详解】
①用装置A加热氢氧化钙和氯化铵,制备NH3,其中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;装置B的作用是干燥氨气,U型管内的试剂是碱石灰,装置B内的试剂是碱石灰。故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;碱石灰;
②铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,装置D中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,反应生成的氮的氧化物是大气污染气体,铜丝可抽动的优点是可控制反应。故答案为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;可控制反应;
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,NH3还原NO2的化学方程式为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4:3。故答案为:4:3;
【小问2详解】
①用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=50%,c(NaOH)=1.25mol·L-1 。故答案为:50%;1.25mol·L-1;
②若一定体积的NOx被0.250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,n(NaOH)=0.250L×2mol·L-1=0.5mol,溶液质量增加19.8g,即NOx的质量,M==(14+16x)g/mol , 则x的值为1.6。故答案为:1.6。
17. 某校的化学兴趣小组利用下列实验装置探究二氧化硫的性质,已知Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O,E中所装气体具有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
实验开始时关闭K2打开K1,从分液漏斗中向烧瓶内加入浓硫酸。
(1)B中的现象是________________。
(2)写出C中反应的化学方程式:_______________________________________。
(3)D的作用是___________________________________________________,
反应的离子方程式为_______________________________________________。
(4)A中反应完成后,关闭K1,打开K2,将E中的气体注入B中,观察到B中现象是________________________,
反应的离子方程式为_______________________________________________。
【答案】 ①. 有气泡产生 ②. SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl ③. 吸收多余SO2,防止污染空气 ④. SO2+2OH-===SO+H2O ⑤. 产生白色沉淀 ⑥. Ba2++2NH3+H2SO3===BaSO3↓+2NH
【解析】
【详解】E中所装气体具有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,此气体为NH3;
(1)实验开始时关闭K2打开K1,从分液漏斗中向烧瓶内加入浓硫酸,A中有SO2气体生成,因H2SO3的酸性比HCl酸性弱,SO2通入BaCl2的溶液不中无沉淀生成,只有气泡产生;
(2)SO2通入氯水中发生氧化还原反应,氯水的浅绿色褪去,发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl;
(3)SO2是酸性氧化物,且对环境有污染,利用D中足量NaOH溶液可达到吸收多余SO2,防止污染空气,发生反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO+H2O;
(4)A中反应完成后,关闭K1,打开K2,将E中的NH3注入B中,观察到B中现象是产生白色沉淀,发生反应的离子方程式为Ba2++2NH3+H2SO3===BaSO3↓+2NH。
18. 乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志,截至2022年底,我国乙烯产能首次超过美国,成为世界乙烯产能第一大国。已知乙烯能发生以下转化(部分条件和产物已略去):
(1)A中官能团的名称为___________,A转化为乙醛的化学方程式为___________。
(2)B能去除少量水垢(主要成分),是利用了B的___________性。
(3)上图中生成氯乙烷的反应类型为___________。
(4)某研究小组利用A与B反应制备乙酸乙酯的装置如下图。
①试管a中反应的化学方程式为___________。
②试管b中导气管下端管口不浸入液面的目的是___________。
(5)C是高分子化合物,可用于制作食品塑料袋,C的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 羟基 ②. 2CH3CH2OH+O2CH3CHO+2H2O
(2)酸 (3)加成反应
(4) ①. CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+2H2O ②. 防止倒吸
(5)
【解析】
【分析】乙烯和HCl加成生成氯乙烷、和水加成生成A乙醇,A氧化为乙醛,乙醛氧化为B乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯;C是高分子化合物,可用于制作食品塑料袋,则C为乙烯加成生成的聚乙烯;
【小问1详解】
A为乙醇,官能团的名称为羟基;乙醇被氧气氧化转化为乙醛:2CH3CH2OH+O2CH3CHO+2H2O;
【小问2详解】
B乙酸具有酸性,能和碳酸钙生成二氧化碳和水,是利用了乙酸的酸性;
【小问3详解】
乙烯和HCl加成生成氯乙烷,反应为加成反应;
【小问4详解】
①试管a中乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+2H2O。
②挥发的乙醇、乙酸能溶于溶液中,试管b中导气管下端管口不浸入液面的目的是防止液体倒吸;
【小问5详解】
C为乙烯加成生成的聚乙烯,结构为 。
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