内容正文:
综合 期末压轴80题
内容概览
考向1 化工生产中的重要非金属元素
考向2 化学反应与能量
考向3 有机化合物
考向4 化学与可持续发展
考向1 化工生产中的重要非金属元素
1.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)四瓶无色溶液、、、,它们之间的反应关系如图所示。其中、、、代表四种溶液,和为无色气体,能使澄清石灰水变浑浊,为白色沉淀。下列叙述正确的是
A.中溶质常用于实验室制取 B.不能溶于过量的中
C.中通入过量的也可得到 D.和反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
2.(23-24高一下·湖南怀化·期末)某小组同学探究与新制悬浊液的反应。
已知:
ⅰ.为砖红色固体,难溶于水,会在酸性溶液中溶解而转化为Cu和。
ⅱ.CuCl为白色固体,难溶于水,能与氨水反应生(无色)。
ⅲ.(蓝色)。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
1 溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体
Ⅱ
1 溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)通入前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀的离子方程式为 。
(3)实验Ⅰ一段时间后砖红色沉淀消失的可能原因是 。
(4)同学们对实验Ⅱ中“白色沉淀”的成分继续探究。推测“白色沉淀”中可能含有、、、、、。
实验Ⅲ:
①确定“白色沉淀”中金属离子仅含有不含的实验证据是 。
②确定“白色沉淀”中无、、的实验证据是 。
③通过上述实验可推知“白色沉淀”为 。(填化学式)
(5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中与新制悬浊液均发生了 反应(填反应类型);反应现象的不同与 有关。
3.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)下列解释事实的方程式不正确的是
A.过量铁粉与稀硝酸混合,产生气体:
B.通入水中,溶液呈酸性:
C.氯化铁溶液腐蚀铜板:
D.遇HCl时,产生白烟:
4.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)将过量的分别通入:①溶液;②浓溶液;③溶液;④饱和溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是
A.①②③④ B.②④ C.①②③ D.②③
5.(23-24高一下·湖南郴州·期末)硫酰氯()是一种重要的化工试剂,氯化法是合成硫酰氯()的常用方法。实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出):
已知:① 。
②常温下硫酰氯为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;硫酸是一种高沸点难挥发的强酸。
③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气。
回答下列问题:
(1)写出A中反应的离子方程式 。
(2)装置B中盛放的试剂是 ;仪器D的名称为 。
(3)装置E的作用是 ,整套装置存在的一处缺陷是 。
(4)当装置A中生成氯气1.12 L(已折算成标准状况)时,硫酰氯的产率为44%,则最终得到纯净的硫酰氯 g。
(5)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸,请你设计实验验证其中含有硫酸(写出实验方案及相关实验现象,不必写出具体实验操作。可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、溶液、蒸馏水、石蕊溶液): 。
6.(23-24高一下·湖南邵阳新邵县·期末)在下图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体,E的相对分子质量比D的大17,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
(1)A的电子式为 。
(2)实验室E的浓溶液一般盛放在 试剂瓶中,请用化学方程式说明其原因 。
(3)请写出反应②的离子方程式 。
7.(23-24高一下·湖南张家界·期末)许多无机非金属材料含有硅元素,具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能。以下为制备高纯硅的主要工艺流程图:
已知:沸点,且能与剧烈反应,并在空气中易自燃。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为 。
(2)写出上述流程“氧化”步骤中,在条件下,用粗硅制备的化学方程式为 。
(3)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是___________(填序号)。
A.压电陶瓷 B.高温结构陶瓷 C.生物陶瓷 D.超导陶瓷
(4)上述制备高纯硅的工艺流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(5)若用下图所示装置证明非金属性:,从以下所给物质中选出合适的物质进行验证:①稀盐酸;②稀硫酸;③碳酸钠;④溶液。试剂A为 (填序号,下同),试剂C为 。装置B中会生成一种气体,写出该气体的电子式 。
8.(23-24高一下·湖南岳阳岳阳县第一中学·期末)某研究小组利用铜丝与过量浓硫酸的反应,探究含硫物质的性质,设计如下实验,请根据要求回答下列问题。
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式 。
(2)一段时间后,观察到装置B中溶液黄绿色褪去,B中反应的离子方程式为 。
(3)为验证和发生了反应,小组同学进行如下实验。
①甲同学认为若和反应,生成了,只要检验生成的即可。实验结束后,甲同学取适量B中溶液于试管中,向其中滴加少量 溶液,有白色沉淀生成。
②乙同学认为甲同学的结论不合理,理由是 。他认为若验证和反应,需要检验生成的 (填离子符号)。
(4)装置C中的现象是 。
(5)装置D中反应的离子方程式为 。
9.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题:
(1)硅元素在元素周期表的位置是 ,它的氧化物属于 氧化物。
a.酸性 b.碱性 c.中性
(2)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程如图:
写出步骤①涉及的化学方程式: ,该生产过程中可以循环使用的物质是 。
(3)新型陶瓷材料氮化硅()可应用于原子反应堆,一种制备氮化硅的反应如下:,若消耗24gC时,反应过程中转移的电子为 mol。
(4)实验室装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶,不选择玻璃塞,请用化学方程式表明原因: 。
10.(23-24高一下·湖南多校联考·期末)工业上常利用含硫废水生产 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:
(i)
(ii)
(iii)
(1)仪器组装完成后,应该先进行 ,装置A 中反应的化学方程式为 。
(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 (填标号)。
a.饱和NaHSO3溶液 b.饱和 Na2SO3溶液
c.蒸馏水 d.饱和NaHCO3溶液
实验中SO2缓慢进入烧瓶C,可通过控制 ,来调节通入速率。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 Na2SO3和Na2S恰好完全反应,其物质的量之比为 。
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经 即可析出Na2S2O3⋅5H2O。
考向2 化学反应与能量
11.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)Ⅰ.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
①写出由纯制备高纯硅的化学方程式: 。
②还原过程中若混入,可能引起的后果是 。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等
B.含硅4%的钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
Ⅱ.工业合成氨反应:是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知形成键、键、键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则:
(3)若完全反应生成可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ。
(4)如果将和混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是 。
(5)实验室模拟工业合成氨时,在容积为的密闭容器内,反应经过10min后,生成,则用表示的化学反应速率为 。
(6)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是 (填序号)。
a.正反应速率和逆反应速率相等 b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.的转化率达到最大值 d.和的浓度相等
e.、和的体积分数相等 f.反应达到最大限度
12.(23-24高一下·湖南张家界·期末)I.按要求完成下列问题。
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。
(2)在一定条件下,反应过程中能量变化不符合上图的是___________。
A.氧化钙与水反应 B.晶体和NH4Cl晶体反应
C.镁和盐酸反应 D.甲烷在氧气中燃烧
II.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(3)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为 。
(4)下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.加入高效催化剂
C.保持容器压强不变,充入一定量氦气
D.保持容器容积不变,充入气体X
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气
Ⅲ.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(5)实验①和②探究的是 对化学反应速率的影响;为了观察到上述KMnO4溶液紫色褪去,至少需要加入0.20mol·L-1H2C2O4溶液 mL。
13.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在2L密闭容器中,充入和足量,在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式是
B.当混合气体密度不再改变时,反应达到了化学平衡状态
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6mol/(L·min)
D.通过调控反应条件,可以使转化率高于80%
14.(23-24高一下·湖南张家界·期末)一定条件下,反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)在容积不变的密闭容器中进行,达到化学平衡状态的标志是
A.单位时间内生成3nmolB,同时消耗2nmolC
B.容器内压强不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成nmolA,同时生成2nmolD
15.(23-24高一下·湖南怀化·期末)将6mol 和8mol 充入容积为2L的密闭容器中,分别在、温度下发生反应,的物质的量随时间变化关系如下表所示:
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
8.0mol
3.5mol
2.0mol
2.0mol
1.7mol
1.5mol
1.5mol
下列说法错误的是
A.
B.温度下,平衡时的体积分数为40%
C.温度下,20~25min内以表示该反应速率为0.02
D.混合气体的密度保持不变时,说明该反应已达到平衡
16.(23-24高一下·湖南邵阳隆回县·期末)恒温恒容条件下发生反应:,若的起始浓度分别为、、(均不为零),达到平衡状态时,浓度分别为、和,则下列判断错误的是
A.起始时,不一定为
B.
C.b的取值范围为:
D.平衡时,和的生成速率之比为
17.(22-23高一下·湖南长沙周南中学·期末)硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题,甲酸(HCOOH)在纳米级磁性(钯)表面分解为活性和,再经下列历程实现的催化还原,进而减少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法错误的是
A.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解的速率
B.HCOOH分解时,有极性共价键和非极性共价键的形成
C.在整个历程中,可完全还原
D.反应历程中生成的可调节体系pH,有增强氧化性的作用
18.(22-23高一上·湖南邵东第一中学·期末)有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增加
b极有气体产生,c极无变化
实验装置
部分实验现象
d极溶解,c极有气体产生
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B.
C. D.
19.(22-23高一下·湖南长沙弘益高级中学·期末)下列措施中,不能加快化学反应速率的是
A.锌与稀硫酸反应制 H2 时,增大硫酸浓度成浓硫酸
B.氮气与氢气合成 NH3 时,适当升高温度
C.双氧水分解制 O2 时,加入几滴 FeCl3 溶液
D.碳酸钙与稀盐酸反应制 CO2 时,粉碎固体
20.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该电池的工作温度可高达 700~900℃,生成物均为无毒无害的物质。
(1)电极甲是该电池的 (填“正”或“负”)极,其电极反应式为 。
(2)电池内 O2-的移动方向为 (填“由电极甲移向电极乙”或“由电极乙移向电极甲”)。
(3)电池总反应方程式为 。
(4)当电极甲上消耗 1.5mol N2H4时,电极乙理论上有标准状况下 L O2参与反应。
考向3 有机化合物
21.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)巴豆酸乙酯是一种较好的有机溶剂,可由石油裂解气的主要产物A物质进行合成(A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平),合成线路如图所示:
请回答下列有关问题:
(1)物质A的名称是 ,无机物是 (填化学式)。
(2)化合物D中官能团的名称为 。
(3)的反应类型分别为 , 。
(4)所具有的化学性质
a.既能发生加成反应,又能发生取代反应
b.能使溴水褪色但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.可用溶液检验中的含氧官能团
(5)写出B与生成的化学方程式: 。
(6)有机物自身会发生聚合反应,所得聚合物是一种用途广泛的有机玻璃树脂,该聚合物的结构简式为 。
(7)写出一种与具有相同官能团的同分异构体的结构简式: 。
22.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)某气态烃A在标准状况下的密度为,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B和D都是生活中常见的有机物,D能跟碳酸氢钠反应,F有香味。它们之间的转化关系如下图所示:
(1)反应②在Cu做催化剂的条件下进行,该实验的步骤是将红亮的铜丝置于酒精灯上加热,待铜丝变为黑色时,迅速将其插入到装有B的试管中(如图所示),重复操作2∼3次。该反应的化学方程式为 ,写出A所含官能团的名称为 。
(2)D与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为 。
(3)B、D在浓硫酸的作用下实现反应④,实验装置如图所示,试管1中装入药品后加热。图中的化学式为 。其作用是 。试管1中反应的化学方程式为 ,其反应类型为 。
(4)比A的式量多14的同系物可以生成高分子G,G的结构简式为 。
23.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)某无色液体与足量的金属钠反应完全反应,得到(标准状况下),该物质可能是
A. B. C. D.
24.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)下列除杂试剂选用不正确的是
选项
实验
除杂试剂
A
除去镁粉中少量的铝粉
溶液
B
除去甲烷中混有的乙烯
酸性高锰酸钾溶液
C
除去溶液中少量的
铁粉
D
除去乙酸乙酯中少量的乙酸
饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
25.(23-24高一下·湖南郴州·期末)A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题。
(1)A结构简式为 。
(2)Y中的官能团名称是 。
(3)高分子化合物G是一种常见的合成纤维——丙纶,其结构简式为 。
(4)B→X的化学方程式为 。
(5)已知D含有-COOH,写出步骤②的化学方程式: 。
(6)12.4 g Y与足量的金属Na完全反应,生成标准状况下氢气的体积为 L。
(7)写出E与HBr发生加成反应所有产物的结构简式: 。
26.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)I:已知我们所学的烃和烃的衍生物具有下列转化关系,请回答有关问题。
(1)中官能团的名称为 。
(2)上述转化中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)可以用于鉴别和的试剂是 (填字母)。
A.溴水 B.氢氧化钠溶液 C.酸性高锰酸钾溶液
II:以粮食为原料制取乙醇并利用其制备乙酸乙酯(C)和高分子材料(G)的流程如下:
已知:
i.D的产量可以用来衡量一个国家石油化工水平。
ii.饱和水溶液pH为5.6。
(4)某兴趣小组尝试利用该原理酿制米酒。
①《齐民要术》中记载“浸曲三日,如鱼眼汤沸,酘米。其米绝令精细”。此中“曲”为酒曲,含有酶,在反应中起 作用。“精细”即将米研磨为粉状,目的是 。
②为了更好地了解米的发酵过程,小组同学每隔24小时测定米酒的酒精度和pH,连续10天,收集相关数据绘制了实验数据图。
针对米酒的pH变化趋势,甲同学分析原因是酿酒过程中产生了。乙同学认为不合理,其依据是 。
(5)“酒越陈越香”是因为生成酯类物质。
①反应I的化学方程式是 。
②研究资料表明,酿酒的过程中会产生乳酸(),请依据反应III推测其生成的六元环酯()的结构简式 。
27.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)甘油又称丙三醇,用于制取润滑剂和吸湿剂,其结构简式为。关于甘油的下列说法不正确的是
A.可与金属钠反应放出 B.分子式:
C.可以发生酯化反应 D.与乙醇互为同系物
28.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)已知NA阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,6.8gH2O2中的共价键数目为0.8NA
B.在标准状况下,1molSO3的体积为22.4L
C.20g质量分数为46%的乙醇()溶液中含有氧原子数为0.8NA
D.100mL18.4mol/L的硫酸与足量铜反应,生成的SO2的物质的量为0.92mol
29.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)以淀粉为主要原料模拟合成其他重要化工原料的流程如图所示,据图回答下列问题。
已知:①烃E是一种基础化工原料,标准状况下密度为1.25 g/L。
②;两个羟基连在同一个碳原子上不稳定。
③G能使溴水褪色;H有果香味。
(1)A的结构简式为 ,乳酸分子中的官能团的名称为 ,②的反应类型为 。
(2)写出下列两个反应的化学方程式(有机物用结构简式表示):
反应① ;反应③ 。
(3)下列说法正确的是 (填标号)。
a. 淀粉、油脂、蛋白质和纤维素都属于天然高分子
b. D可与新制氢氧化铜悬浊液反应生成蓝色溶液
c. B、C和G均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
d. A→B的反应类型为水解反应
e. B和F属于同系物,D和G也属于同系物
(4)等物质的量的D、乳酸和G分别与足量金属钠反应,产生氢气的物质的量之比为 。
(5)久置的H自身会发生聚合反应得到弹性较好的聚合物,该聚合物的结构简式为 。
30.(23-24高一下·湖南部分学校·期末)下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.铁粉和过量的稀硝酸反应:
B.乙酸与乙醇的酯化反应:
C.向溶液中通入少量:
D.向溶液中加入足量氨水:
考向4 化学与可持续发展
31.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)海水占地球总储水量的97.2%,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。
(1)海水中存在大量的氯化钠,氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。
(2)目前,国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸气,蒸气经冷却得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品,反应式:(未配平),该反应中食盐的化学式是 。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t,最少需消耗食盐 t。
(4)近年来,有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。该方法流程如下:
请写出②④的化学反应方程式: , ,也有人提出利用氯水来治理含二氧化硫废气,其离子方程式为 。
32.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某食品外包装袋上有如图所示的说明,下列有关说法正确的是
配料:小麦粉、饮用水、红小豆、白砂糖、酵母、
食品添加剂(碳酸钠)。
储存条件:常温,阴凉、干燥、通风处储存,
避免高温、潮湿。
食用方法:开袋即可食用,加热食用更佳,
未食用的请放入冰箱冷藏保鲜,
保存不当或过期的食品切勿食用。
保质期:常温(20-25℃),一、四季度4天,二、三季度3天;
冷藏(4℃以下),7天;
冷冻(-18℃以下),6个月。
A.该食品的主要营养成分为糖类,不含任何化学物质
B.白砂糖的主要成分为蔗糖,蔗糖水解的产物只有葡萄糖
C.该食品的添加剂为碳酸钠,对人体无害,无需控制用量
D.不同的温度保质期不同,是因为温度影响了化学反应速率
33.(23-24高一下·湖南邵阳新邵县·期末)海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
(1)实验步骤①会用到下列仪器中的 (填字母)。
a.酒精灯 b.坩埚 c.漏斗 d.泥三角
(2)步骤④中反应的离子方程式为 。
(3)步骤⑤的操作是 。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法: 。
(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤 (填序号)中实现与碘分离。步骤⑥的操作是 。
34.(23-24高一下·湖南部分名校·期末)三星堆遗址被誉为“长江文明之源”,横跨了夏商周三个朝代,昭示了长江流域与黄河流域一样,同属中华文明的母体。下列三星堆出土文物的主要成分属于合金的是
A.神树纹玉琮
B.象牙
C.商青铜神树
D.陶三足炊器
A.A B.B C.C D.D
35.(23-24高一下·湖南部分学校·期末)碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料。下图是某厂家设计的海带提碘流程图:
请回答下列问题:
(1)步骤①是将海带进行灼烧,应该选择的仪器为 (填字母),其名称为 。
(2)步骤②和⑦的操作名称为 。
(3)步骤③发生反应的离子方程式为 。
(4)设计步骤④⑤⑥的目的是 。
(5)步骤③中实际消耗的比理论多,其原因是 (用化学方程式表示)。
(6)步骤⑥滴入少量浓硫酸后发生反应的离子方程式为,每生成,时转移的电子数目为 ;与直接滴加稀硫酸相比,这里用浓硫酸的好处是 (填一条)。
36.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)海洋中有丰富的矿产、能源、水产等资源,部分化学资源获取途径如下:
(1)在步骤③中,溴元素被 (填“氧化”或“还原”)。
(2)工业上,除去粗盐中加入 [填“”或“”]。
(3)中含有的是 (填“离子键”或“共价键”)。
(4)在一定条件下,向体积为的容器中加入和发生可逆反应:,后测得的物质的量为,则:
①若用的浓度变化来表示该反应的反应速率,则 ;
②当反应达到平衡时,的浓度将 (填“增大”“减小”或“不再改变”)。
37.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)钛和钛的合金大量用于航空工业。工业上以金红石(主要成分)为原料生产钛锭的流程如下:
下列说法不正确的是
A.将金红石粉碎可加快反应速率
B.步骤①中生成的可燃性气体是
C.步骤②可以在或气流中加热
D.该流程中可以循环利用的物质有和
38.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)海洋约占地球表面积的71%,对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是
A.在工业上,试剂l一般选用石灰乳
B.海水提溴的方法是“空气吹出法”,整个提溴过程包括氧化、吹出、吸收、氧化等环节
C.在工业上,电解熔融冶炼金属镁
D.在粗盐提纯中,应先加盐酸调pH值,再加沉淀剂除杂质
39.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)绿色化学是我们追求的目标,下列最符合“原子经济性反应”的是
A.用碳还原二氧化硅制备高纯硅 B.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
C.用甲烷与氯气制备一氯甲烷 D.乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷
40.(23-24高一下·湖南长沙一中·期末)化学与科学、社会和人类生活密不可分,修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》已于2016年1月1日起施行。下列有关大气污染防治说法错误的是
A.开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖,也减少对大气的污染
B.农作物收割后留下的秸秆可以就地焚烧
C.实施“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程,有利于保护环境
D.汽油发动机工作时会产生少量NO和CO,采用催化反应装置可以减少污染物排放
41.(23-24高一下·湖南邵阳·期末)为了测定铁铜合金的组成,将15.2g铁、铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中,待合金完全溶解后,共收集到NO气体4.48L(标准状况下),并测得反应后溶液中H+的浓度为0.5mol·L-1。若反应前后溶液的体积变化忽略不计,则下列判断正确的是
A.反应后的溶液中可继续溶解铁铜合金质量最多为1.9g
B.上述合金中铁与铜的质量之比为2:3
C.合金中,铁的质量分数为63.2%
D.原硝酸的物质的量浓度为c(HNO3)=4.5mol·L-1
42.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)2020年3月29日,全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”是将传统磷酸铁锂电池电芯加长,使单个电芯形状扁平、窄小,再通过多个“刀片”捆扎形成模组,通过少数几个大模组的组合成电池。“刀片电池”放电时结构如下,正极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4,下列说法错误的是
A.“刀片电池”和三元锂电池(镣钻锭酸锂电池)相比几乎没有污染
B.放电时,负极反应为LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6
C.充电时,锂离子在阴极脱嵌;放电时,锂离子在正极脱嵌
D.该电池维持电流强度4.825A,工作10分钟,理论上正极增加重量0.21g(已知F=96500C/mol)
43.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)一定温度、体积的密闭容器中,可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)达到平衡时,下列说法能判断该反应达到平衡的是( )
①C的生成速率和C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③混合气体的密度不再变化
④混合气体的总压强不再变化
⑤A、B、C物质的量之比为1∶3∶2
⑥混合气体的平均相对分子质量不变
⑦容器中C的体积分数不变
A.②④⑤⑦ B.①③④⑥⑦ C.①④⑥⑦ D.①③④⑤
44.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积的下列气体:①NO2,②HCl,③NH3。现将3支试管均倒置于水槽中,充分溶解后,所得溶液的物质的量浓度大小关系正确的是
A.①>②>③ B.①=②=③ C.②=③>① D.③>②>①
45.(23-24高一下·湖南长沙南雅中学·期末)用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为Na2CO3,C中盛有Na2SiO3溶液,则C中溶液出现白色沉淀,证明酸性:H2CO3> H2SiO3
B.若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛石蕊试液,则C中溶液最终呈红色
C.若A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛有Na2S溶液,则C中溶液变浑浊
D.装置D起干燥气体作用
46.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol,向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,N2O4的体积分数是20%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
47.(23-24高一下·湖南娄底·期末)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入5 mol/L NaOH溶液,所加的NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示,下列说法不正确的是
A.稀硝酸与铝粉、铁粉反应,其还原产物为硝酸铵
B.图中C点对应溶液体积为48 mL
C.原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为0.5 mol
D.样品中铝粉和铁粉的物质的量之比5∶3
48.(23-24高一下·湖南湘西·期末)高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。
原理如下:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。
下列说法不正确的是
A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn
D.充电时,当导线中传递l mol电子,理论上将有1 mol Li+向左移动
49.(23-24高一下·湖南长沙实验中学·期末)向BaCl2溶液中通入SO2气体,溶液仍然澄清;若将BaCl2溶液分盛在两支试管中,一支试管加稀HNO3,另一只加NaOH溶液,然后再通入SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀产生。由此得出的下列结论中不合理的是
A.SO2是酸性氧化物、SO2具有还原性
B.两支试管中的白色沉淀不是同种物质
C.BaCl2既能跟强酸、又能跟强碱反应,具有两性
D.升高pH时,SO2水溶液中SO32-浓度增大
50.(21-22高一下·【全国校级联考】湖南部分重点中学·期末)在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有( )个
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1 ⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D,同时生成2n mol A
A.4 B.5 C.6 D.7
51.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)下列实验不能获得成功的是( )
实验目的
实验步骤
A.
探究催化剂对化学反应速率的影响
向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液
B.
探究乙醇能发生氧化反应
将铜丝在酒精灯加热后,立即伸入无水乙醇中
C.
探究石蜡油分解的产物不都是烷烃
将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中
D.
探究蔗糖水解的产物中是否含有葡萄糖
取少量蔗糖溶液加稀硫酸,水浴加热几分钟后,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并且加热
A.A B.B C.C D.D
52.(23-24高一下·湖南祁东县·期末)系统地对化学物质进行分类,可以更有效地理解和记忆化学原理,加深对化学学科的认识。下列判断正确的是
选项
物质
类别
不属于该类别的物质
A
CO2、NO2、SO2
酸性氧化物
NO2
B
CH4、C2H2、C3H6
烷烃
CH4
C
维生素、碳酸钙、氯化钠
营养强化剂
碳酸钙
D
蛋白质、淀粉、青蒿素
有机高分子
淀粉
A.A B.B C.C D.D
53.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)根据下列实验操作及现象能推出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
在试管中加淀粉和溶液,加热,再加少量新制,加热无明显现象
淀粉未发生水解
B
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
C
和中均分别加入溶液和盐酸,只溶于盐酸,都能溶
比碱性强
D
向溶液中滴加几滴溶液,观察到有气泡产生
对的分解具有催化作用
A.A B.B C.C D.D
54.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)化学与可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A.向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成
B.将化工厂的烟囱升高,以减少工业废气的排放
C.通过煤的干馏、气化和液化等物理变化可以获得清洁的燃料
D.以天然有机高分子化合物,如纤维素和油脂等为原料,生产可再生能源
55.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)下列实验方案有误的是
实验方案
目的
A. 实验室制备光亮的银镜
B. 比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
实验方案
目的
C. 检验石蜡油分解气中是否含有不饱和烃
D. 实验室制备乙酸乙酯
A.A B.B C.C D.D
56.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)下列说法不正确的是
A.烷烃与氯气在光照条件下发生取代反应
B.油脂、蛋白质、纤维素在人体内都能发生水解反应
C.很多蛋白质与浓硝酸作用呈黄色,是因为蛋白质发生了变性
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂
57.(23-24高一下·湖南湘西土家族苗族·期末)选择如图装置(不加热),下列试剂不能制备对应气体的是
A.铁和浓硫酸;氢气 B.浓氨水和生石灰:氨气
C.二氧化锰和双氧水:氧气 D.铜和浓硝酸:二氧化氮
58.(23-24高一下·湖南岳阳华容县·期末)下列各组离子在溶液中一定能够大量共存的是
A.在强酸性溶液中:K+、、、Cl
B.在含有大量OH-的溶液中:、Na+、Cl-、[Al(OH)4]-
C.在含有大量的溶液中:Ba2+、Na+、Cu2+、Cl-
D.在含有大量Fe2+的溶液中:OH-、Na+、Cl-、
59.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)化学渗透在社会生活的各个方面。下列叙述错误的是
A.宇航员餐食中的油脂属于天然高分子化合物
B.用于制作飞机轴承的氮化硅陶瓷材料具有耐高温、耐磨蚀等优良性能
C.“九章三号”光量子计算原型机所用芯片的主要成分Si能溶于NaOH溶液
D.稀土永磁材料是电子技术通信中的重要材料,稀土元素均为金属元素
60.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)在一定温度下发生反应,在的恒容密闭容器中把和混合,后反应达到平衡时生成,测得反应速率.则下列说法错误的是
A. B.平衡时D的体积分数是25%
C.A的平衡浓度是 D.B的转化率是40%
61.(23-24高一下·湖南常德石门县第一中学·期中)关于实验室制备、分离乙酸乙酯的装置,说法正确的是
A.图甲用于分离乙酸乙酯
B.乙用于蒸馏纯化乙酸乙酯
C.图丙可从分液漏斗下端放出乙酸乙酯
D.图丁用于制备并收集乙酸乙酯,该装置也可以用于铜和浓硫酸制二氧化硫
62.(23-24高一下·湖南新高考联考协作体·期末)电池极大地方便了人们的生活,如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是
A.锂—空气电池正极材料是多孔电极,氧气得到电子
B.锂—空气电池总反应方程式为4Li + O2 + 2H2O = 4LiOH
C.铝离子电池中电流从石墨电极经过用电器到铝电极
D.铝离子电池负极反应式为
63.(23-24高一下·湖南娄底·期末)下列原理或方法不能达到相应目的或现象的是
选项
目的或现象
原理或方法
A
去除汽车尾气中NO和CO
催化转化:
B
利用海带提取碘
经灼烧、溶解、过滤、氧化和萃取富集碘元素
C
维持血液的pH为7.35~7.45
血浆中和的浓度保持动态平衡
D
消除蚂蚁叮咬引起的皮肤不适
可涂抹饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
64.(23-24高一下·湖南张家界·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器中发生反应:。的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应达到平衡状态时,的转化率为
B.前的平均反应速率为
C.混合气体密度不变,说明该反应达到平衡状态
D.其他条件保持不变,增大的用量,反应速率增大
65.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)有机化合物的结构简式可简化,例如牛式二烯炔醇如下图所示。下列有关牛式二烯炔醇的说法正确的是
A.牛式二烯块醇的化学式为
B.牛式二烯炔醇中有3种官能团
C.由图中可知每个碳原子均连接四个原子
D.该物质燃烧一定生成和
66.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A.镀锌的铁表面有划损时,铁仍然受到保护
B.天然气、沼气都是比较清洁的可再生能源
C.“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为
D.“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,铁合金的硬度和熔点比纯铁高
67.(20-21高一下·湖南长沙第一中学·开学考)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
烧瓶中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+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白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 。装置E中为 溶液。
(2)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 。
(3)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 (填字母代号)。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
(4)已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。
68.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应:A.NaOH+HCl===NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
判断能否设计成原电池A ,B (填“能”或“不能”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是 。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲 乙(填“>”、“<”或“=”)。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式: 。
④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。
69.(19-20高一下·湖南邵东县第一中学·期末)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y 气体混合于2L密闭容器中,使它们发生如下反应:4X(g)+5Y(g)⇌nZ(g)+6W(g)。2min末已生成0.3mol W,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L∙min),试计算:
(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(2)2 min末时Y的浓度为 , 此时X的转化率为 。
(3)化学反应方程式中= 。
(4)2 min末,恢复到反应前温度,体系内压强是反应前压强的 倍。
70.(19-20高一下·湖南郴州·期末)将 80 g 铜与 500 mL 一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的 NO和 NO2混合气体在标准状况下的体积为 33.6L。试计算(写出计算过程):
(1)NO的体积 ;
(2)待产生的气体全部逸出后,向溶液中加入 V mL a mol.L-1 的 NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+全部转化成沉淀,则原 HNO3 溶液的浓度为 。
71.(15-16高一·湖南衡阳衡阳县第一中学·期末)氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。
(1)在定容2升密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生反应,平衡时N2转化率为20%;
当反应达到平衡时,H2的浓度是 。
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)
实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为 。
72.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将1.52g铜镁合金完全溶解于50.0mL密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。求:
(1)浓硝酸中HNO3的物质的量浓度 。
(2)该合金中铜与镁的物质的量之比为 。
(3)NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是 。
73.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答:
(1)NO的体积为 L,NO2的体积为 L。
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
74.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某化学兴趣小组利用图1装置(加热和夹持装置已省略)制备氨气并进行喷泉实验。
i.氨气的制备:打开、,关闭,和固体在甲处试管内反应生成。
ⅱ.氨气的喷泉实验:当丁中溶液变蓝后,停止制备,关闭、,打开,挤压胶头滴管,三颈烧瓶内气体压强随时间的变化关系如图2所示。
请回答下列问题:
(1)甲处试管内生成氨气反应的化学方程式为 ;丁处倒置漏斗的作用是 。
(2)请用化学方程式表示无色酚酞变红的原因 。
(3)C→D过程中,三颈烧瓶中的现象为 ;能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的黏膜等,若实验室用稀硫酸吸收氨气,则反应的离子方程式为 。
(4)该兴趣小组利用如图3所示装置进行另外一种喷泉实验。
①锥形瓶中反应的离子方程式为 。
②烧杯中发生反应(未配平),该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
75.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)原电池是化学对人类的一项重大贡献,某学生利用实验探究原电池的工作原理,回答下列问题。
(1)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应 (填字母)不能设计成原电池,原因是 。
A. B.
C. D.
(2)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
金属D不断溶解
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ;
(3)盐桥式原电池的装置图如下
①铜为 (填“正”或“负”)极,导线中电子流向为 (用a、b表示)
②若装置中铜电极的质量增加3.2g,则导线中转移电子的数目为 (用表示阿伏加德罗常数的值)
③该装置的盐桥中除添加琼脂外,还要添加的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的、的移动方向的表述正确的是
A.盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
B.盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
C.盐桥中的、几回都不移动
76.(21-22高一下·湖南五十校教研教改共同体·期末)钠及其化合物的生产、应用,是化工生产与研究的重要组成部分。
I.用途广泛,可用于医药、印染、漂白及用作分析试剂等。实验室模拟工业制备并检验其纯度的实验流程如图所示。回答下列问题:
(1) 的电子式为 。
(2)样液中加入后产生氧气,说明与水反应的过程中还生成了 (填化学式)。
(3)用该方法制备的中含有碳酸钠。若样品可消耗的溶液,则该样品的纯度为 。
II.工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(,能溶于水)的工艺流程如下:
(4)反应I的化学方程式是 。
(5)关于上述流程,下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.氨气溶于水使溶液呈碱性的原因是:
B.在空气中灼烧发生反应的化学方程式为
C.该流程中,可以循环使用
D.溶液乙经过蒸发结晶得到硫酸铜晶体
(6)Y溶液中含有阳离子有,和离子X。检验离子X的方法是 。
(7)反应III包含多步反应:
第一步:……
第二步:
为了减少产品中的杂质含量,理论上需控制第一步反应中气体反应物与固体反应物的物质的量之比为 。
(8)已知与稀硫酸反应生成,其离子方程式为 。
77.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 、 、
(2)滴加浓硝酸之前的操作是先检验装置的气密性,再加入药品,打开弹簧夹后
(3)装置①中发生反应的离子方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液到绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体,同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (填序号字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
78.(20-21高一下·湖南师范大学附属中学·期末)CH4-CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题:
(1)已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-111kJ·mol-1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H= kJ·mol-1。
若在恒容的密闭容器中,充入1molCH4和1molCO2,发生催化重整反应,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A.CH4和CO2的物质的量不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(CH4)正=v(CO2)逆
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱,有关积碳反应和消碳反应的数据如表:
积碳反应/消碳反应
催化剂
活化能/(kJ·mol-1)
CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ·mol-1
X
33
Y
43
CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172kJ·mol-1
X
91
Y
72
①由表中数据分析:从有利于催化重整的角度考虑,应选用的催化剂为 (填“X”或“Y”);催化剂可以改变同一化学反应的 (填“活化能”或“反应热”,下同),但不能改变其 。
②化学反应速率与反应物浓度的关系式称为速率方程,是通过实验测定的。在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5,k为速率常数,与温度有关。下列说法错误的是 。
A.增大反应物浓度,k增大导致反应速率加快
B.温度升高,k的数值增大
C.沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比
D.增大CH4的浓度2倍,反应速率加快2倍
79.(23-24高一下·湖南娄底·期末)已知X和Y、Z为中学化学中的常见元素,根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去),回答以下问题。
(1)若A、B、C、D均为含X的化合物,且A常用作制冷剂,D是一种强酸,则
①写出工业制备A的化学反应方程式: 。
②将16 g铜粉与一定量的D的稀溶液反应后,收集到896 mL无色气体(标准状况),则被还原的D的物质的量为 mol。向所得溶液中继续加稀硫酸至反应不能再进行,需加入含 mol H2SO4的稀硫酸。
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物,其中A是一元强碱且焰色为黄色,E是有刺激性气味的气态酸性氧化物,则B的化学式为 ;A与C反应的离子方程式为 。
(3)若A、B、C、D均为含Z的化合物,其中A由两种元素组成,且A的摩尔质量为34 g/mol,D为强酸。将Na2Z溶液滴加到NaClO溶液中,有淡黄色沉淀生成,请写出所发生反应的离子方程式: 。
80.(19-20高一上·湖南长沙一中·期末)某小组同学在实验室设计实验模拟工业生产。
Ⅰ.用消石灰和氯化铵固体制备NH3
(1)NH3的发生装置应选择图中的 (填字母代号),制备NH3的化学方程式为 。
(2)欲收集一瓶干燥的NH3,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,反应的化学方程式是 。
(4)B中试剂为 ,NaOH溶液的作用是 。
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟。白烟的化学式是 。
②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上n(NH3):n(O2)的最佳比例为 。
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综合 期末压轴80题
内容概览
考向1 化工生产中的重要非金属元素
考向2 化学反应与能量
考向3 有机化合物
考向4 化学与可持续发展
考向1 化工生产中的重要非金属元素
1.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)四瓶无色溶液、、、,它们之间的反应关系如图所示。其中、、、代表四种溶液,和为无色气体,能使澄清石灰水变浑浊,为白色沉淀。下列叙述正确的是
A.中溶质常用于实验室制取 B.不能溶于过量的中
C.中通入过量的也可得到 D.和反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
【答案】C
【分析】由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2的一种,产生的气体e为NH3;又由于b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀,故b为Ba(OH)2,a为NH4NO3;又由于c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f,故c为AlCl3,d为Na2CO3,生成的白色沉淀为Al(OH)3,无色气体g为CO2。综上所述,a为NH4NO3溶液,b为Ba(OH)2溶液,c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,e为NH3,f为Al(OH)3,g为CO2。
【详解】A.由分析可知,a中溶质为NH4NO3,受热时容易爆炸性分解,不用于实验室制备NH3,A错误;
B.f为Al(OH)3,b为Ba(OH)2溶液,Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶液强碱,故f可溶于过量的b中,B错误;
C.由分析可知,c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱,C正确;
D.由分析可知,b为Ba(OH)2 ,d为Na2CO3,二者反应生成BaCO3沉淀,可溶与稀硝酸,D错误;
故选C。
2.(23-24高一下·湖南怀化·期末)某小组同学探究与新制悬浊液的反应。
已知:
ⅰ.为砖红色固体,难溶于水,会在酸性溶液中溶解而转化为Cu和。
ⅱ.CuCl为白色固体,难溶于水,能与氨水反应生(无色)。
ⅲ.(蓝色)。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
1 溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体
Ⅱ
1 溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)通入前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀的离子方程式为 。
(3)实验Ⅰ一段时间后砖红色沉淀消失的可能原因是 。
(4)同学们对实验Ⅱ中“白色沉淀”的成分继续探究。推测“白色沉淀”中可能含有、、、、、。
实验Ⅲ:
①确定“白色沉淀”中金属离子仅含有不含的实验证据是 。
②确定“白色沉淀”中无、、的实验证据是 。
③通过上述实验可推知“白色沉淀”为 。(填化学式)
(5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中与新制悬浊液均发生了 反应(填反应类型);反应现象的不同与 有关。
【答案】(1)
(2)
(3)溶液中溶解的增多,溶液的酸性增强,被溶解
(4) 白色沉淀溶于氨水后无色说明无,后变成蓝色说明含 加入氨水后的溶液加入溶液无明显现象 CuCl
(5) 氧化还原 生成所用铜盐的阴离子种类
【分析】A装置制备二氧化硫,B装置除去二氧化硫中可能混有的硫酸蒸汽,C装置验证二氧化硫的性质,D装置尾气处理,据此解答。
【详解】(1)装置A中亚硫酸钠和浓硫酸反应制备二氧化硫,发生反应的化学方程式为H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)通入前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀是氢氧化铜,反应的离子方程式为。
(3)由于随着溶液中溶解的增多,溶液的酸性增强,被溶解,因此实验Ⅰ一段时间后砖红色沉淀消失。
(4)①由于白色沉淀溶于氨水后溶液显无色,这说明“白色沉淀”中金属离子仅含有不含。
②由于加入氨水后的溶液加入溶液无明显现象,说明没有硫酸钡或亚硫酸钡沉淀产生,因此可确定“白色沉淀”中无、、。
③由于加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀,结合以上分析可推知“白色沉淀”为CuCl。
(5)二氧化硫具有还原性,实验Ⅰ和实验Ⅱ中与新制悬浊液均发生了氧化还原反应;由于实验中所用铜盐的阴离子不同,所以反应现象的不同与生成所用铜盐的阴离子种类有关。
3.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)下列解释事实的方程式不正确的是
A.过量铁粉与稀硝酸混合,产生气体:
B.通入水中,溶液呈酸性:
C.氯化铁溶液腐蚀铜板:
D.遇HCl时,产生白烟:
【答案】A
【详解】A.铁离子能和铁粉反应生成Fe2+,过量铁粉与稀硝酸混合,产生气体,离子方程式为,故A错误;
B.通入水中,和水反应生成硝酸和NO,溶液呈酸性,化学方程式为,故B正确;
C.氯化铁溶液腐蚀铜板,Fe3+和Cu发生氧化还原反应,离子方程式为,故C正确;
D.遇HCl时,两者反应生成NH4Cl固体,产生白烟,化学方程式为,故D正确;
故答案为:A。
4.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)将过量的分别通入:①溶液;②浓溶液;③溶液;④饱和溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是
A.①②③④ B.②④ C.①②③ D.②③
【答案】B
【详解】溶于水:,的酸性比盐酸弱,而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律,通入溶液无明显现象;过量的通入浓溶液中有白色沉淀生成;通入溶液至过量,,,最终生成而无沉淀;过量通入饱和溶液中:,生成的因溶解度比溶解度小等原因而有结晶析出,即能产生沉淀的是②④;
答案选B。
5.(23-24高一下·湖南郴州·期末)硫酰氯()是一种重要的化工试剂,氯化法是合成硫酰氯()的常用方法。实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出):
已知:① 。
②常温下硫酰氯为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;硫酸是一种高沸点难挥发的强酸。
③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气。
回答下列问题:
(1)写出A中反应的离子方程式 。
(2)装置B中盛放的试剂是 ;仪器D的名称为 。
(3)装置E的作用是 ,整套装置存在的一处缺陷是 。
(4)当装置A中生成氯气1.12 L(已折算成标准状况)时,硫酰氯的产率为44%,则最终得到纯净的硫酰氯 g。
(5)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸,请你设计实验验证其中含有硫酸(写出实验方案及相关实验现象,不必写出具体实验操作。可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、溶液、蒸馏水、石蕊溶液): 。
【答案】(1)
(2) 饱和食盐水 三颈烧瓶
(3) 冷凝回流 缺少尾气处理装置
(4)2.97
(5)取少量产品在干燥条件下加热至硫酰氯完全挥发,剩余物质冷却并用水稀释,取少量所得的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液变红;再另取少量溶液滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀。
【分析】根据实验装置图可知,装置A为浓盐酸和反应制备,装置B中盛放的是饱和食盐水,目的是除去氯气中混有的HCl气体,装置C中盛放浓硫酸,用来干燥,在装置D中通入干燥的和反应生成。
【详解】(1)装置A中浓盐酸和反应制备,反应的离子方程式为。
(2)由于浓盐酸具有挥发性,制得的中含有HCl,因此装置B中盛放的是饱和食盐水,目的是除去氯气中混有的HCl气体,;根据仪器D的结构可知,D为三颈烧瓶。
(3)装置E为球形冷凝管,其作用是冷凝回流,提高的产率;由于和均为有毒气体,因此整套装置存在的一处缺陷是缺少尾气处理装置。
(4)装置A中生成氯气1.12L(已折算成标准状况),则的物质的量为0.05mol;由于硫酰氯的产率为44%,则生成硫酰氯的质量为。
(5)由于硫酰氯与水反应可生成硫酸,因此若验证硫酰氯中含有少量硫酸,首先要将两者分离,然后再利用紫色石蕊溶液检验存在,利用氯化钡溶液检验的存在,故实验方案为:取少量产品在干燥条件下加热至硫酰氯完全挥发,剩余物质冷却并用水稀释,取少量所得的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液变红;再另取少量溶液滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀。
6.(23-24高一下·湖南邵阳新邵县·期末)在下图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体,E的相对分子质量比D的大17,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
(1)A的电子式为 。
(2)实验室E的浓溶液一般盛放在 试剂瓶中,请用化学方程式说明其原因 。
(3)请写出反应②的离子方程式 。
【答案】(1)
(2) 棕色 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(3)
【分析】B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是氧气;G是一种紫红色金属单质,则G是铜;A是常见气态氢化物,且能和氧气反应,所以根据图中的转化判断,A可能是氨气,则C就是NO,F是水;NO和氧气反应生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,则E是硝酸,硝酸和铜反应又生成NO。
【详解】(1)
A为氨气,一个N原子与一个H共用1对电子,N原子满足8电子稳定结构,电子式为;
(2)E是硝酸,浓硝酸见光易分解,实验室的浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中,反应的化学方程式4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O;
(3)反应②铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,反应的离子方程式。
7.(23-24高一下·湖南张家界·期末)许多无机非金属材料含有硅元素,具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能。以下为制备高纯硅的主要工艺流程图:
已知:沸点,且能与剧烈反应,并在空气中易自燃。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为 。
(2)写出上述流程“氧化”步骤中,在条件下,用粗硅制备的化学方程式为 。
(3)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是___________(填序号)。
A.压电陶瓷 B.高温结构陶瓷 C.生物陶瓷 D.超导陶瓷
(4)上述制备高纯硅的工艺流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(5)若用下图所示装置证明非金属性:,从以下所给物质中选出合适的物质进行验证:①稀盐酸;②稀硫酸;③碳酸钠;④溶液。试剂A为 (填序号,下同),试剂C为 。装置B中会生成一种气体,写出该气体的电子式 。
【答案】(1)第三周期第ⅣA族
(2)
(3)C
(4)
(5) ② ④
【分析】硅石在金属镁的作用下还原得到粗硅,再经稀硫酸酸浸除去多余的金属镁,粗硅和氯化氢高温反应生成,再和氢气高温反应生成纯硅;证明金属性的强弱,可以由最高价氧化物的水化物的酸性强弱判断,二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸可以把硅酸制取出来,即可证明。
【详解】(1)是第14号元素,在元素周期表中的位置为第三周期第族,故答案为第三周期第族;
(2)该工艺中制备的化学方程式为;
(3)用于人体器官的陶瓷,应具有良好的生物性能,应选生物陶瓷;
(4)在上述制备高纯硅的过程中,氢气、氯化氢既是反应物又是生成物,所以整个流程中能循环利用的物质有;
(5)由实验装置图可知,该实验的目的是利用强酸制弱酸的原理,通过比较碳酸和硅酸的酸性强弱比较碳元素和硅元素的非金属性强弱,制备二氧化碳时,为防止盐酸挥发出的氯化氢干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应,应选择稀硫酸制备二氧化碳,二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀说明碳酸的酸性强于硅酸,证明碳元素的非金属性强于硅元素,故试剂为②稀硫酸,试剂为④溶液,生成气体的电子式为。
8.(23-24高一下·湖南岳阳岳阳县第一中学·期末)某研究小组利用铜丝与过量浓硫酸的反应,探究含硫物质的性质,设计如下实验,请根据要求回答下列问题。
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式 。
(2)一段时间后,观察到装置B中溶液黄绿色褪去,B中反应的离子方程式为 。
(3)为验证和发生了反应,小组同学进行如下实验。
①甲同学认为若和反应,生成了,只要检验生成的即可。实验结束后,甲同学取适量B中溶液于试管中,向其中滴加少量 溶液,有白色沉淀生成。
②乙同学认为甲同学的结论不合理,理由是 。他认为若验证和反应,需要检验生成的 (填离子符号)。
(4)装置C中的现象是 。
(5)装置D中反应的离子方程式为 。
【答案】(1)(浓)
(2)
(3) 和水反应也会生成
(4)产生黄色沉淀
(5)
【分析】Cu和浓硫酸反应生成CuSO4、SO2、H2O,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) ,B中装有新制氯水,SO2和氯水反应生成H2SO4和HCl,化学方程式为SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl,C装置中装有H2S溶液,SO2和H2S反应生成S、H2O,化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,装置D中装有NaOH溶液,是为了除去SO2尾气,防止空气污染,SO2和NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,离子方程式为SO2+2OH-=+H2O。
【详解】(1)由分析可知,A中Cu和浓硫酸反应生成CuSO4、SO2、H2O,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) ;
(2)SO2和氯水反应生成H2SO4和HCl,离子方程式为;
(3)①甲同学想要检验到生成的Cl-,需用到AgNO3溶液,Ag+和Cl-反应生成白色沉淀;②氯水中含有Cl2,Cl2和水反应也会生成Cl-,加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀;若SO2和Cl2反应,会生成,检验溶液中是否存在即可;
(4)C装置中装有H2S溶液,SO2和H2S反应生成S单质和H2O,化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,现象是产生黄色沉淀;
(5)装置D中,SO2和NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,离子方程式为。
9.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题:
(1)硅元素在元素周期表的位置是 ,它的氧化物属于 氧化物。
a.酸性 b.碱性 c.中性
(2)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程如图:
写出步骤①涉及的化学方程式: ,该生产过程中可以循环使用的物质是 。
(3)新型陶瓷材料氮化硅()可应用于原子反应堆,一种制备氮化硅的反应如下:,若消耗24gC时,反应过程中转移的电子为 mol。
(4)实验室装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶,不选择玻璃塞,请用化学方程式表明原因: 。
【答案】(1) 第三周期ⅣA族 a
(2) SiO2+2C 2CO↑+Si HCl、H2
(3)4
(4)SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O
【分析】由题给流程可知,石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳,反应制得粗硅;粗硅和氯化氢高温下反应生成三氯硅烷和氢气,反应制得粗三氯硅烷;三氯硅烷精馏后得到纯三氯硅烷,三氯硅烷与氢气高温下反应生成氯化氢和硅,反应得到纯硅,生产过程中氢气和氯化氢可以循环使用。
【详解】(1)硅元素的原子序数为14,位于元素周期表第三周期ⅣA族,二氧化硅是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物,故选a,故答案为:第三周期ⅣA族;a;
(2)由分析可知,步骤①涉及的反应为石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为SiO2+2C 2CO↑+Si;生产过程中氢气和氯化氢可以循环使用,故答案为:SiO2+2C 2CO↑+Si;HCl、H2;
(3)由方程式可知,反应中碳元素的化合价升高被氧化,碳是反应的还原剂,氮元素的化合价降低被还原,氮气是氧化剂,反应生成消耗6mol碳时,转移电子的物质的量为12mol,则消耗24g碳时,反应过程中转移电子的物质的量为×2=4mol,故答案为:4;
(4)实验室装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶,不选择玻璃塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应生成的硅酸钠是矿物胶,能把试剂瓶和瓶塞粘结在一起而无法打开,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O,故答案为:SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O。
10.(23-24高一下·湖南多校联考·期末)工业上常利用含硫废水生产 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:
(i)
(ii)
(iii)
(1)仪器组装完成后,应该先进行 ,装置A 中反应的化学方程式为 。
(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 (填标号)。
a.饱和NaHSO3溶液 b.饱和 Na2SO3溶液
c.蒸馏水 d.饱和NaHCO3溶液
实验中SO2缓慢进入烧瓶C,可通过控制 ,来调节通入速率。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 Na2SO3和Na2S恰好完全反应,其物质的量之比为 。
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经 即可析出Na2S2O3⋅5H2O。
【答案】(1) 气密性检查
(2) a 滴加硫酸溶液的速率 溶液变澄清(或浑浊消失)
(3)1:2
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
【分析】A中的亚硫酸钠中加入浓硫酸生成二氧化硫,装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,烧瓶C中发生反应如下:(ⅰ)Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq) (ⅱ)2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l) (ⅲ)S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止含硫化合物排放在环境中,据此分析解题;
【详解】(1)仪器组装完成后,因涉及到气体,故应先检验装置气密性;浓硫酸与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,化学方程式为;
(2)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,故其中的液体要求SO2在其中的溶解度很小,且能起到除去SO2中的酸性杂质气体,故选择饱和NaHSO3溶液,故选a;为使SO2缓慢进入烧瓶C,可以通过控制B中滴加硫酸的速度,来控制生成SO2的速率,故答案为:控制滴加硫酸的速度;Ⅲ中发生S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),反应达到终点是S完全溶解,可观察到溶液变澄清(或浑浊消失),故答案为:溶液变澄清(或浑浊消失);
(3)C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,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(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (ⅲ)可知,(ⅰ)×2+(ⅱ)+(ⅲ)×3,得到总反应为2Na2S(aq)+Na2SO3(aq)+3SO2(g)3Na2S2O3(aq),则C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为1:2,故答案为:1:2;
(4)由分析可知,反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O。
考向2 化学反应与能量
11.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)Ⅰ.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
①写出由纯制备高纯硅的化学方程式: 。
②还原过程中若混入,可能引起的后果是 。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等
B.含硅4%的钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
Ⅱ.工业合成氨反应:是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知形成键、键、键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则:
(3)若完全反应生成可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ。
(4)如果将和混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是 。
(5)实验室模拟工业合成氨时,在容积为的密闭容器内,反应经过10min后,生成,则用表示的化学反应速率为 。
(6)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是 (填序号)。
a.正反应速率和逆反应速率相等 b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.的转化率达到最大值 d.和的浓度相等
e.、和的体积分数相等 f.反应达到最大限度
【答案】(1) 高温下与混合发生爆炸
(2)ABC
(3) 放出 92
(4)该反应是可逆反应,和不能完全反应,因此放出的能量总是小于
(5)0.25
(6)acf
【详解】(1)①由流程可知,纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢,方程式为:;
②H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能得后果是高温下与混合发生爆炸;
(2)A.碳化硅硬度很大,化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等,故A正确;
B.含硅4%的钢,它是一种含碳极低的硅铁软磁合金,具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯,故B正确;
C.高纯度的SiO2可以制造光导纤维,故C正确;
D.普通玻璃是一种玻璃态物质,无固定的熔点,故D错误;
答案为ABC;
(3)反应的化学方程式为,如果完全反应必有反应,生成;拆开键和键需要吸收的能量为,但是生成即生成键可放出热量,总的结果是放出能量;
(4)该反应为可逆反应,1mol氮气和3mol氢气不能充分转化,放出的热量总是小于92kJ;
(5),,;
(6)a.达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,故a正确;
b.达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等,但是不为0,故b错误;
c.达到平衡时,表示反应达到最大限度,的转化率达到最大值,故c正确;
d.达到平衡时,和的浓度不再变化,但是不一定相等,故d错误;
e.达到平衡时,、和的体积分数不再变化,但是不一定相等,故e错误;
f.达到平衡时,表示反应达到最大限度,故f正确;
答案为acf。
12.(23-24高一下·湖南张家界·期末)I.按要求完成下列问题。
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。
(2)在一定条件下,反应过程中能量变化不符合上图的是___________。
A.氧化钙与水反应 B.晶体和NH4Cl晶体反应
C.镁和盐酸反应 D.甲烷在氧气中燃烧
II.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(3)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为 。
(4)下列措施能增大反应速率的是 。
A.升高温度
B.加入高效催化剂
C.保持容器压强不变,充入一定量氦气
D.保持容器容积不变,充入气体X
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气
Ⅲ.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(5)实验①和②探究的是 对化学反应速率的影响;为了观察到上述KMnO4溶液紫色褪去,至少需要加入0.20mol·L-1H2C2O4溶液 mL。
【答案】(1) 放热 (a-b) kJ·mol-1
(2)B
(3)0.05mol/(L·min)
(4)ABD
(5) 溶液浓度(或H2C2O4溶液浓度) 0.5
【详解】(1)反应物总能量大于生成物总能量,此反应为放热反应,其中ΔH=(a-b) kJ·mol-1。
(2)A.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应放热,故不选A;
B.晶体和NH4Cl晶体反应生成氯化钡、氨气,该反应吸热,故选B;
C.镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应放热,故不选C;
D.甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,该反应放热,故不选D;
选B。
(3)反应开始至2min,Z的物质的量增加0.2mol,以气体Z表示的平均反应速率为。
(4)A.升高温度,反应速率加快,故选A;-
B.加入高效催化剂,反应速率加快,故选B;
C.保持容器压强不变,充入一定量氦气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选C;
D.保持容器容积不变,充入气体X,反应物浓度增大,反应速率加快,故选D;
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选E;
选ABD。
(5)实验①和②的变量是草酸浓度,探究的是H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响;为了观察到上述KMnO4溶液紫色褪去,草酸应该过量,根据反应方程式,至少需要加入0.20mol·L-1H2C2O4溶液。
13.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在2L密闭容器中,充入和足量,在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式是
B.当混合气体密度不再改变时,反应达到了化学平衡状态
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6mol/(L·min)
D.通过调控反应条件,可以使转化率高于80%
【答案】D
【详解】A.该反应为可逆反应,化学方程式是,故A错误;
B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,当混合气体密度不再改变时,反应不一定达到化学平衡状态,故B错误;
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是mol/(L·min),故C错误;
D.增大压强或增大压强的浓度,平衡正向移动,可以使转化率高于80%,故D正确;
选D。
14.(23-24高一下·湖南张家界·期末)一定条件下,反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)在容积不变的密闭容器中进行,达到化学平衡状态的标志是
A.单位时间内生成3nmolB,同时消耗2nmolC
B.容器内压强不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成nmolA,同时生成2nmolD
【答案】D
【详解】A.单位时间内生成3nmolB,同时消耗2nmolC,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选A;
B.反应前后气体系数和相等,压强是恒量,容器内压强不随时间变化,反应不一定平衡,故不选B;
C.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度不随时间变化,反应不一定平衡,故不选C;
D.单位时间内生成nmolA,同时生成2nmolD,正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故选D;
选D。
15.(23-24高一下·湖南怀化·期末)将6mol 和8mol 充入容积为2L的密闭容器中,分别在、温度下发生反应,的物质的量随时间变化关系如下表所示:
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
8.0mol
3.5mol
2.0mol
2.0mol
1.7mol
1.5mol
1.5mol
下列说法错误的是
A.
B.温度下,平衡时的体积分数为40%
C.温度下,20~25min内以表示该反应速率为0.02
D.混合气体的密度保持不变时,说明该反应已达到平衡
【答案】D
【详解】A.根据表中数据可知,温度下,10min时反应达到平衡,未达平衡时每5分钟氢气减少的幅度大;温度下,25min时反应达到平衡,未达平衡时每5分钟氢气减少的幅度小;则温度下反应进行得快,则温度>,A正确;
B.温度下,根据表中数据,列出三段式:
则平衡时的体积分数为%=40%,B正确;
C.温度下,20~25min内,Δc()=,以表示该反应速率=,C正确;
D.对于反应,反应物、生成物均为气体,气体总质量不变,容器的容积不变,气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变时,不能说明该反应已达到平衡,D错误;
故答案选D。
16.(23-24高一下·湖南邵阳隆回县·期末)恒温恒容条件下发生反应:,若的起始浓度分别为、、(均不为零),达到平衡状态时,浓度分别为、和,则下列判断错误的是
A.起始时,不一定为
B.
C.b的取值范围为:
D.平衡时,和的生成速率之比为
【答案】A
【详解】A.达到平衡状态时,SO2、O2浓度分别为0.18 mol/L、0.09 mol/L,物质的量为2:1,根据化学方程式,SO2和O2参与反应物质的量浓度的变化量之比也是2:1,故初始浓度之比为2:1,故a:b一定为2:1,A错误;
B.根据质量守恒定律,反应前后S元素守恒,所以a+c=0.18+0.3=0.48,B正确;
C.以极值法进行计算,设开始反应时三氧化硫浓度为0,则需要氧气的浓度是0.15mol/L,所以氧气的起始浓度为0.15mol/L+0.09mol/L=0.24mol/L,该反应是可逆反应,不能转化彻底,所以氧气的起始浓度0<b<0.24,C正确;
D.化学反应速率之比等于方程式中系数比,平衡时不同物质的反应速率与系数成比例,O2和SO3的生成速率之比为1:2,D正确;
故选A。
17.(22-23高一下·湖南长沙周南中学·期末)硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题,甲酸(HCOOH)在纳米级磁性(钯)表面分解为活性和,再经下列历程实现的催化还原,进而减少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法错误的是
A.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解的速率
B.HCOOH分解时,有极性共价键和非极性共价键的形成
C.在整个历程中,可完全还原
D.反应历程中生成的可调节体系pH,有增强氧化性的作用
【答案】C
【详解】A.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大与甲酸的接触面积,甲酸分解的速率加快,故A正确;
B.HCOOH分解时生成二氧化碳和氢气,有极性共价键C=O键和非极性共价键H-H键的形成,故B正确;
C.在整个历程中,被还原为N2,1mol转移5mol电子,氢气被氧化为H+,转移2mol电子,可完全还原0.4mol,故C错误;
D.酸性条件下,的氧化性增强,反应历程中生成的可调节体系pH,有增强氧化性的作用,故D增强;
选C。
18.(22-23高一上·湖南邵东第一中学·期末)有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增加
b极有气体产生,c极无变化
实验装置
部分实验现象
d极溶解,c极有气体产生
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】a极质量减小,b极质量增加,则表明a极金属失电子作负极,溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极,金属活动性a>b;b极有气体产生,c极无变化,则表明b极金属能与H+发生置换反应,而c极不能,金属活动性b>c;d极溶解,c极有气体产生,则d极为负极,c极为正极,金属活动性d>c;电流计指示,导线中电流从a极流向d极,则d极为负极,a极为正极,金属活动性d>a;综合以上分析,金属活动性d>a>b>c,C正确。
19.(22-23高一下·湖南长沙弘益高级中学·期末)下列措施中,不能加快化学反应速率的是
A.锌与稀硫酸反应制 H2 时,增大硫酸浓度成浓硫酸
B.氮气与氢气合成 NH3 时,适当升高温度
C.双氧水分解制 O2 时,加入几滴 FeCl3 溶液
D.碳酸钙与稀盐酸反应制 CO2 时,粉碎固体
【答案】A
【详解】A.与稀硫酸的化学性质有所不同,98%的浓硫酸具有强氧化性,与铁片常温下会发生钝化,不会产生氢气,也不能加快反应速率,A符合题意;
B.氮气与氢气合成NH3时,适当升高温度,可增大分子间有效碰撞的次数,从而加快反应速率,B不符合题意;
C.双氧水分解制O2时,加入几滴FeCl3溶液,由于FeCl3是双氧水分解的催化剂,所以可加快反应速率,C不符合题意;
D.碳酸钙与稀盐酸反应制CO2时,粉碎固体,增大反应接触面积,可以加快反应速率,D不符合题意;
故答案选A。
20.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该电池的工作温度可高达 700~900℃,生成物均为无毒无害的物质。
(1)电极甲是该电池的 (填“正”或“负”)极,其电极反应式为 。
(2)电池内 O2-的移动方向为 (填“由电极甲移向电极乙”或“由电极乙移向电极甲”)。
(3)电池总反应方程式为 。
(4)当电极甲上消耗 1.5mol N2H4时,电极乙理论上有标准状况下 L O2参与反应。
【答案】(1) 负 N2H4-4e-+2O2-=N2+2H2O
(2)由电极乙移向电极甲
(3)N2H4+O2=N2+2H2O
(4)33.6
【分析】在该燃料电池中,N2H4为燃料,O2为助燃剂,则通入N2H4的电极甲为负极,通入O2的电极乙为正极。
【详解】(1)电极甲是该电池的负极,在该电极,N2H4失电子产物与电解质反应,生成N2和H2O,其电极反应式为N2H4-4e-+2O2-=N2+2H2O。
(2)在原电池内,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则电池内 O2-的移动方向为由电极乙(正极)移向电极甲(负极)。
(3)在电池内,N2H4失电子产物与O2-反应生成N2和H2O,O2得电子生成O2-,则电池总反应方程式为N2H4+O2=N2+2H2O。
(4)在此燃料电池中,依据得失电子守恒,可建立如下关系式:N2H4——O2,当电极甲上消耗 1.5mol N2H4时,电极乙理论上有1.5molO2参与反应,在标准状况下体积为1.5mol×22.4L/mol=33.6L O2。
【点睛】在电解质溶液中,通过离子的定向移动传导电流。
考向3 有机化合物
21.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)巴豆酸乙酯是一种较好的有机溶剂,可由石油裂解气的主要产物A物质进行合成(A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平),合成线路如图所示:
请回答下列有关问题:
(1)物质A的名称是 ,无机物是 (填化学式)。
(2)化合物D中官能团的名称为 。
(3)的反应类型分别为 , 。
(4)所具有的化学性质
a.既能发生加成反应,又能发生取代反应
b.能使溴水褪色但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.可用溶液检验中的含氧官能团
(5)写出B与生成的化学方程式: 。
(6)有机物自身会发生聚合反应,所得聚合物是一种用途广泛的有机玻璃树脂,该聚合物的结构简式为 。
(7)写出一种与具有相同官能团的同分异构体的结构简式: 。
【答案】(1) 乙烯
(2)羟基、醛基
(3) 加成反应 氧化反应
(4)、
(5)
(6)
(7)或
【分析】A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平,故A为乙烯,与无机物M生成B,结合G的结构,可以推知M为H2O,乙烯与水加成生成B为乙醇,C为乙醛,根据G的结构可知F为;
【详解】(1)物质A的名称是乙烯;M为H2O;
(2)化合物D中官能团的名称为羟基、醛基;
(3)的反应类型为加成反应,的反应类型为氧化反应;
(4)F的结构简式为;
a.含有碳碳双键,能发生加成反应,含有羧基,能发生取代反应,故a正确;
b.含有碳碳双键,能使溴水褪色和酸性高锰酸钾溶液褪色,故b错误;
c.含有羧基,可与溶液生成二氧化碳气体,故c正确;
答案为ac;
(5)乙醇与发生酯化反应,化学方程式为:;
(6)
F为,发生加聚反应生成高分子,其结构简式为;
(7)
F为,其同分异构体含有相同的官能团,即碳碳双键和羧基,结构简式为或。
22.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)某气态烃A在标准状况下的密度为,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B和D都是生活中常见的有机物,D能跟碳酸氢钠反应,F有香味。它们之间的转化关系如下图所示:
(1)反应②在Cu做催化剂的条件下进行,该实验的步骤是将红亮的铜丝置于酒精灯上加热,待铜丝变为黑色时,迅速将其插入到装有B的试管中(如图所示),重复操作2∼3次。该反应的化学方程式为 ,写出A所含官能团的名称为 。
(2)D与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为 。
(3)B、D在浓硫酸的作用下实现反应④,实验装置如图所示,试管1中装入药品后加热。图中的化学式为 。其作用是 。试管1中反应的化学方程式为 ,其反应类型为 。
(4)比A的式量多14的同系物可以生成高分子G,G的结构简式为 。
【答案】(1) 碳碳双键
(2)
(3) 溶解乙醇,反应乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度 取代/酯化反应
(4)
【分析】A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25g/L,摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平,则A为CH2=CH2;B氧化生成C、C氧化生成D,B和D都是生活中常见的有机物,结合D的分子式可知,B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH,故反应①是乙烯与水发生加成反应生成CH3CH2OH,CH3CH2OH和CH3COOH在浓硫酸作用下发生酯化反应生成F为CH3COOCH2CH3,乙烯与溴发生加成反应生成E为1,2-二溴乙烷;
【详解】(1)加热铜丝时,Cu和氧气反应生成黑色的CuO,在加热条件下,CuO和乙醇发生氧化还原反应生成有刺激性气味的乙醛和Cu,所以看到的现象是铜丝由黑色变红色,产生刺激性气味,反应方程式为;A为CH2=CH2,含有的官能团是碳碳双键;
(2)D为CH3COOH,与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为;
(3)在制取乙酸乙酯实验中,用饱和溶液吸收乙酸乙酯,其作用是溶解乙醇,反应乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,即X是饱和溶液;试管1中是乙酸乙乙醇发生酯化反应,反应的化学方程式为,反应类型是酯化反应(取代反应);
(4)
比乙烯的式量多14的同系物是丙烯,可以生成高分子聚丙烯,其结构简式为。
23.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)某无色液体与足量的金属钠反应完全反应,得到(标准状况下),该物质可能是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】标准状况下得到5.6L 氢气的物质的量为n==0.25mol,所以某无色液体为醇、酸、水,存在n(一元醇)=n(一元酸)=n(水)=2n(H2)=2×0.25mol=0.5mol;故该无色液体的摩尔质量为M==46g/mol;满足该条件的只有;
答案选B。
24.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)下列除杂试剂选用不正确的是
选项
实验
除杂试剂
A
除去镁粉中少量的铝粉
溶液
B
除去甲烷中混有的乙烯
酸性高锰酸钾溶液
C
除去溶液中少量的
铁粉
D
除去乙酸乙酯中少量的乙酸
饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.Al与NaOH溶液反应,Mg与NaOH溶液不反应,然后过滤可分离,故A正确;
B.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,所以不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯,应该用溴水,故B错误;
C.铁粉能与溶液反应生成,剩余铁粉过滤除掉,故可以除杂,故C正确;
D.乙酸与碳酸钠反应后,与乙酸乙酯分层,可分液分离,故D正确;
答案选B。
25.(23-24高一下·湖南郴州·期末)A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题。
(1)A结构简式为 。
(2)Y中的官能团名称是 。
(3)高分子化合物G是一种常见的合成纤维——丙纶,其结构简式为 。
(4)B→X的化学方程式为 。
(5)已知D含有-COOH,写出步骤②的化学方程式: 。
(6)12.4 g Y与足量的金属Na完全反应,生成标准状况下氢气的体积为 L。
(7)写出E与HBr发生加成反应所有产物的结构简式: 。
【答案】(1)
(2)羟基
(3)
(4)
(5)
(6)4.48L
(7)、
【分析】A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,则A为乙烯;A与水在催化剂的条件下加成生成B,则B为乙醇;B与D在催化剂、加热条件下酯化生成E,结合E的结构可知D为丙烯酸;丙烯中含有碳碳双键,加聚反应生成高分子化合物G,且G为一种常见的合成纤维——丙纶,则G为聚丙烯。
【详解】(1)根据分析,A为乙烯,结构简式为。
(2)Y为乙二醇,结合其结构简式可知,所含官能团为羟基。
(3)
根据分析,G为聚丙烯,结构简式为。
(4)B→X为乙醇催化氧化生成乙醛,化学方程式为。
(5)D为丙烯酸,步骤②为丙烯酸和乙醇酯化反应生成丙烯酸乙酯和水,化学方程式为。
(6)12.4 g 乙二醇的物质的量为,1mol乙二醇与足量的金属Na完全反应生成1mol氢气,则0.2mol乙二醇与金属Na反应生成标准状况下氢气的体积为。
(7)
E为丙烯酸乙酯,含有碳碳双键,与HBr加成反应生成或。
26.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)I:已知我们所学的烃和烃的衍生物具有下列转化关系,请回答有关问题。
(1)中官能团的名称为 。
(2)上述转化中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)可以用于鉴别和的试剂是 (填字母)。
A.溴水 B.氢氧化钠溶液 C.酸性高锰酸钾溶液
II:以粮食为原料制取乙醇并利用其制备乙酸乙酯(C)和高分子材料(G)的流程如下:
已知:
i.D的产量可以用来衡量一个国家石油化工水平。
ii.饱和水溶液pH为5.6。
(4)某兴趣小组尝试利用该原理酿制米酒。
①《齐民要术》中记载“浸曲三日,如鱼眼汤沸,酘米。其米绝令精细”。此中“曲”为酒曲,含有酶,在反应中起 作用。“精细”即将米研磨为粉状,目的是 。
②为了更好地了解米的发酵过程,小组同学每隔24小时测定米酒的酒精度和pH,连续10天,收集相关数据绘制了实验数据图。
针对米酒的pH变化趋势,甲同学分析原因是酿酒过程中产生了。乙同学认为不合理,其依据是 。
(5)“酒越陈越香”是因为生成酯类物质。
①反应I的化学方程式是 。
②研究资料表明,酿酒的过程中会产生乳酸(),请依据反应III推测其生成的六元环酯()的结构简式 。
【答案】(1)羟基
(2)③
(3)A、C
(4) 催化 增大接触面积,加快反应速率 饱和CO2水溶液pH为5.6,与图中的最低pH为4.1不相符(第七天的时候乙醇的量不再增加,但是pH还在下降)
(5)
【分析】淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下分解产生乙醇,乙醇催化氧化生成A是乙醛,乙醛氧化生成B是乙酸,乙酸和乙醇酯化生成C是乙酸乙酯;乙醇发生消去反应生成D是乙烯,乙烯和氯气加成生成E,E发生消去反应生成F是氯乙烯,氯乙烯加聚生成G是聚氯乙烯,据此解答。
【详解】(1)中官能团的名称为羟基。
(2)反应①是乙烯和氢气加成生成乙烷,反应②是乙烯和水加成生成乙醇,反应③是酯化反应,反应④是乙醇的催化氧化,所以属于取代反应的是③。
(3)A.乙烯能使溴水褪色,乙烷不能,可以鉴别;
B.氢氧化钠溶液与乙烯和乙烷均不反应,不能鉴别;
C.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液,乙烷不能,可以鉴别;
答案选AC。
(4)①由于此中“曲”为酒曲,含有酶,因此在反应中起催化作用;“精细”即将米研磨为粉状,目的是增大接触面积,加快反应速率。
②由于饱和CO2水溶液pH为5.6,与图中的最低pH为4.1不相符(第七天的时候乙醇的量不再增加,但是pH还在下降),所以甲同学分析的不合理。
(5)①反应I是乙醇的催化氧化,反应的化学方程式是。
②乳酸含有羟基和羧基,分子分子内的酯化反应生成六元环酯()的结构简式为。
27.(23-24高一下·湖南岳阳湘阴县·期末)甘油又称丙三醇,用于制取润滑剂和吸湿剂,其结构简式为。关于甘油的下列说法不正确的是
A.可与金属钠反应放出 B.分子式:
C.可以发生酯化反应 D.与乙醇互为同系物
【答案】D
【详解】A.甘油中含有羟基,可与金属钠反应放出,故A正确;
B.甘油结构简式为,分子式为,故B正确;
C.甘油中含有羟基,可以发生酯化反应,故C正确;
D.甘油与乙醇含有羟基个数不同,不是同系物,故D错误;
选D。
28.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)已知NA阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,6.8gH2O2中的共价键数目为0.8NA
B.在标准状况下,1molSO3的体积为22.4L
C.20g质量分数为46%的乙醇()溶液中含有氧原子数为0.8NA
D.100mL18.4mol/L的硫酸与足量铜反应,生成的SO2的物质的量为0.92mol
【答案】C
【详解】A.过氧化氢分子中含有H-O键和O-O键,则6.8g过氧化氢中的共价键数目为×3×NAmol-1=0.6NA,故A错误;
B.在标准状况下,三氧化硫为固体,无法计算1mol三氧化硫的体积,故B错误;
C.乙醇溶液中乙醇和水分子中都含有氧原子,则20g 46%的乙醇溶液中含有的氧原子数目为×NAmol-1+×NAmol-1=0.8NA,故C正确;
D.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应中浓硫酸会变为稀硫酸,而稀硫酸与铜不反应,所以100mL18.4mol/L的硫酸与足量铜反应,生成二氧化硫的物质的量小于18.4mol/L×0.1L×=0.92mol,故D错误;
故选C。
29.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)以淀粉为主要原料模拟合成其他重要化工原料的流程如图所示,据图回答下列问题。
已知:①烃E是一种基础化工原料,标准状况下密度为1.25 g/L。
②;两个羟基连在同一个碳原子上不稳定。
③G能使溴水褪色;H有果香味。
(1)A的结构简式为 ,乳酸分子中的官能团的名称为 ,②的反应类型为 。
(2)写出下列两个反应的化学方程式(有机物用结构简式表示):
反应① ;反应③ 。
(3)下列说法正确的是 (填标号)。
a. 淀粉、油脂、蛋白质和纤维素都属于天然高分子
b. D可与新制氢氧化铜悬浊液反应生成蓝色溶液
c. B、C和G均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
d. A→B的反应类型为水解反应
e. B和F属于同系物,D和G也属于同系物
(4)等物质的量的D、乳酸和G分别与足量金属钠反应,产生氢气的物质的量之比为 。
(5)久置的H自身会发生聚合反应得到弹性较好的聚合物,该聚合物的结构简式为 。
【答案】(1) CH2OH(CHOH)4CHO 羟基、羧基 加成反应
(2) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 2CH3COOH+ +2H2O
(3)bc
(4)1∶2∶1
(5)
【分析】
淀粉在酯存在条件下,与水加热,发生水解反应产生A是葡萄糖,结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO;葡萄糖在酒化酶作用下发生分解产生B是乙醇,结构简式是CH3CH2OH;乙醇与O2在Cu催化下加热,发生氧化反应产生C是CH3CHO,CH3CHO在加热条件下发生催化氧化产生D是乙酸CH3COOH,CH3CH2OH与浓硫酸混合加热170℃发生消去反应产生E是CH2=CH2,CH2=CH2与Br2水发生加成反应产生CH2Br-CH2Br,CH2BrCH2Br与NaOH水溶液共热发生取代反应产生F是,CH3CH2OH与在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生酯和H2O。葡萄糖在乳酸菌作用下反应产生乳酸,乳酸在催化剂存在条件下加热发生消去反应产生G是CH2=CH-COOH,CH2=CH-COOH与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生H具有果香味,则H是酯:CH2=CH-COOC2H5。
【详解】(1)根据上述分析可知A是葡萄糖,结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO;
根据乳酸分子结构可知:乳酸分子中含有的官能团的名称为羟基、羧基;
根据图示可知反应②是CH2=CH2与Br2水发生加成反应产生CH2Br-CH2Br,故反应类型是加成反应;
(2)根据反应流程图可知:反应①是CH3CH2OH与O2在Cu催化下加热,发生氧化反应产生CH3CHO和H2O,该反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
反应③是CH3CH2OH与在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生酯和H2O,酯化反应与酯的水解反应互为可逆反应,则该反应的化学方程式为:2CH3COOH+ +2H2O;
(3)a.油脂是小分子化合物,不属于高分子化合物,a错误;
b.根据上述分析可知D是乙酸,结构简式是CH3COOH,该物质具有酸性,能够与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应产生可溶性Cu(CH3COO)2、H2O,反应产生的溶液中含有Cu2+,因此蓝色溶液,b正确;
c.根据上述分析可知:B是CH3CH2OH;C是CH3CHO;G是CH2=CH-COOH,这三种物质都具有强的还原性,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,c正确;
d.根据上述分析可知:A是葡萄糖,A在酒化酶作用下发生分解反应产生乙醇和CO2,反应类型是分解反应,而不是水解反应,d错误;
e.根据上述分析可知:B是乙醇CH3CH2OH,乙醇属于饱和一元醇;F是乙二醇,乙二醇属于饱和二元醇,二者结构不相似,在分子组成上不是相差CH2的整数倍,因此二者不属于同系物;D是乙酸CH3COOH,乙酸属于饱和一元羧酸;G是丙烯酸CH2=CH-COOH,丙烯酸属于不饱和一元羧酸,二者结构不相似,在分子组成上不是相差CH2的整数倍,因此二者不属于同系物,d错误;
故合理选项是bc;
(4)
根据上述分析可知:D是乙酸CH3COOH,乙酸与钠按1:1的物质的量关系反应产生CH3COONa、H2;乳酸分子中含有的1个羟基和1个羧基都可以与钠发生反应,因此乳酸与钠按1∶2关系发生反应产生和H2;G是丙烯酸CH2=CH-COOH,CH2=CH-COOH与Na反应产生CH2=CH-COONa、H2,因此等物质的量的D、乳酸和G分别与足量金属钠反应,产生氢气的物质的量之比为1∶2∶1;
(5)
H是CH2=CH-COOC2H5,该物质分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下自身会发生聚合反应得到弹性较好的线型聚合物聚丙烯酸乙酯,其结构简式是。
30.(23-24高一下·湖南部分学校·期末)下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.铁粉和过量的稀硝酸反应:
B.乙酸与乙醇的酯化反应:
C.向溶液中通入少量:
D.向溶液中加入足量氨水:
【答案】B
【详解】A.铁粉和过量的稀硝酸反应生成硝酸铁和NO:,A错误;
B.乙酸与乙醇的酯化反应:CH3CO18OCH2CH3,B正确;
C.向溶液中通入少量发生氧化还原反应生成硫酸钙和氯离子:,C错误;
D.向溶液中加入足量氨水产生白色沉淀氢氧化铝:,D错误。
故选B。
考向4 化学与可持续发展
31.(23-24高一下·湖南娄底涟源·期末)海水占地球总储水量的97.2%,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。
(1)海水中存在大量的氯化钠,氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。
(2)目前,国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸气,蒸气经冷却得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品,反应式:(未配平),该反应中食盐的化学式是 。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t,最少需消耗食盐 t。
(4)近年来,有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。该方法流程如下:
请写出②④的化学反应方程式: , ,也有人提出利用氯水来治理含二氧化硫废气,其离子方程式为 。
【答案】(1)ⅠA
(2)物理变化
(3) 585
(4)
【详解】(1)一般主族元素最高化合价与其族序数相等,NaCl中Na元素最高化合价是+1价,所以Na位于第IA族;
(2)有新物质生成的变化是化学变化,没有新物质生成的变化是物理变化,根据题干知,蒸馏只是物质状态发生变化,没有新物质生成,所以属于物理变化;
(3)根据元素守恒知,食盐中含有Na、Cl元素,根据原子守恒知,其化学式为NaCl;,,由,可知。
(4)二氧化硫是酸性氧化物,能和少量氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠和水,反应方程式为NaOH+SO3═NaHSO3;亚硫酸氢钠和稀盐酸发生复分解反应生成氯化钠和二氧化硫、水,反应方程式为NaHSO3+HCl═NaCl+H2O+SO2↑;氯水来治理含二氧化硫废气,利用的反应是氯气与二氧化硫和水生成硫酸和氯化氢,其离子方程式为。
32.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某食品外包装袋上有如图所示的说明,下列有关说法正确的是
配料:小麦粉、饮用水、红小豆、白砂糖、酵母、
食品添加剂(碳酸钠)。
储存条件:常温,阴凉、干燥、通风处储存,
避免高温、潮湿。
食用方法:开袋即可食用,加热食用更佳,
未食用的请放入冰箱冷藏保鲜,
保存不当或过期的食品切勿食用。
保质期:常温(20-25℃),一、四季度4天,二、三季度3天;
冷藏(4℃以下),7天;
冷冻(-18℃以下),6个月。
A.该食品的主要营养成分为糖类,不含任何化学物质
B.白砂糖的主要成分为蔗糖,蔗糖水解的产物只有葡萄糖
C.该食品的添加剂为碳酸钠,对人体无害,无需控制用量
D.不同的温度保质期不同,是因为温度影响了化学反应速率
【答案】D
【详解】A.该食品的主要营养成分为糖类,糖类属于有机物,A错误;
B.白砂糖的主要成分为蔗糖,蔗糖水解的产物一分子葡萄糖和一分子果糖,B错误;
C.该添加剂正常食用对人体无害,但用量需适宜,C错误;
D.不同的温度保质期不同,是因为温度影响了化学反应速率,温度高保持期短,D正确;
故选D。
33.(23-24高一下·湖南邵阳新邵县·期末)海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
(1)实验步骤①会用到下列仪器中的 (填字母)。
a.酒精灯 b.坩埚 c.漏斗 d.泥三角
(2)步骤④中反应的离子方程式为 。
(3)步骤⑤的操作是 。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法: 。
(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤 (填序号)中实现与碘分离。步骤⑥的操作是 。
【答案】(1)abd
(2)2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
(3)用四氯化碳萃取出碘
(4)取待检溶液2mL于试管中,向试管中滴加2滴淀粉溶液,观察溶液是否变为蓝色。若溶液变为蓝色,则溶液中含有碘单质;若溶液不变色,则溶液中不含碘单质
(5) ⑤ 蒸馏
【分析】海带灼烧后浸泡过滤,滤液加入稀硫酸、过氧化氢得到含碘溶液,处理后得到碘单质。
【详解】(1)步骤①为灼烧,灼烧过程需要用到的仪器有酒精灯,酒精灯用来加热,坩埚用来盛放海带,泥三角用来放置坩埚,故选abd。
(2)步骤④为将碘离子加入 H2O2,稀硫酸后氧化为 I2,反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O。
(3)步骤⑤的操作是用四氯化碳萃取出碘。
(4)检验水溶液中是否含有碘单质的方法:取待检溶液2mL于试管中,向试管中滴加2滴淀粉溶液,观察溶液是否变为蓝色。若溶液变为蓝色,则溶液中含有碘单质;若溶液不变色,则溶液中不含碘单质。
(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐可以通过步骤⑤萃取实现;
步骤⑥分离碘单质和四氯化铜,操作是蒸馏。
34.(23-24高一下·湖南部分名校·期末)三星堆遗址被誉为“长江文明之源”,横跨了夏商周三个朝代,昭示了长江流域与黄河流域一样,同属中华文明的母体。下列三星堆出土文物的主要成分属于合金的是
A.神树纹玉琮
B.象牙
C.商青铜神树
D.陶三足炊器
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.神树纹玉琮是由玉石加工的,主要成分为二氧化硅、三氧化二铝等,不是合金,A不符合题意;
B.象牙主要成分是羟基磷酸钙和少量的碳酸钙、氟化钙,B不符合题意;
C.青铜神树是铜锡合金,C符合题意;
D.陶瓷是无机非金属材料制品,D不符合题意;
故选C。
35.(23-24高一下·湖南部分学校·期末)碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料。下图是某厂家设计的海带提碘流程图:
请回答下列问题:
(1)步骤①是将海带进行灼烧,应该选择的仪器为 (填字母),其名称为 。
(2)步骤②和⑦的操作名称为 。
(3)步骤③发生反应的离子方程式为 。
(4)设计步骤④⑤⑥的目的是 。
(5)步骤③中实际消耗的比理论多,其原因是 (用化学方程式表示)。
(6)步骤⑥滴入少量浓硫酸后发生反应的离子方程式为,每生成,时转移的电子数目为 ;与直接滴加稀硫酸相比,这里用浓硫酸的好处是 (填一条)。
【答案】(1) B 坩埚
(2)过滤
(3)
(4)富集碘
(5)
(6) 加快反应速率,提高的产率(其他答案合理即可)
【分析】海带灼烧后,海带灰浸泡,过滤除去滤渣,得到悬浊液,然后双氧水和稀硫酸将碘离子氧化为碘单质,涉及到的离子方程式是,得到的单质碘用四氯化碳萃取,加入氢氧化钠溶液单质碘发生歧化反应得到和,分离出水层,再加入硫酸发生归中反应:,最后过滤得到单质碘,据此解答
【详解】(1)步骤①是将海带进行灼烧,应该选择的仪器为B,其名称为坩埚,答案:B、坩埚;
(2)步骤②和⑦是将固体和液体分开,所以应采取的操作名称为过滤,答案:过滤;
(3)步骤③向含碘离子的溶液中加入过氧化氢和稀硫酸,发生反应的离子方程式为,答案:;
(4)步骤④⑤⑥的过程中碘的浓度增大,目的是富集碘,答案:富集碘;
(5)步骤③中实际消耗的比理论多,其原因是过氧化氢自身会分解,答案:;
(6),依据化学计量数之比和电子数目间的关系,可知每生成,时转移的电子数目为,与直接滴加稀硫酸相比,这里用浓硫酸的好处是加快反应速率,提高的产率,答案:、加快反应速率,提高的产率(其他答案合理即可)。
36.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)海洋中有丰富的矿产、能源、水产等资源,部分化学资源获取途径如下:
(1)在步骤③中,溴元素被 (填“氧化”或“还原”)。
(2)工业上,除去粗盐中加入 [填“”或“”]。
(3)中含有的是 (填“离子键”或“共价键”)。
(4)在一定条件下,向体积为的容器中加入和发生可逆反应:,后测得的物质的量为,则:
①若用的浓度变化来表示该反应的反应速率,则 ;
②当反应达到平衡时,的浓度将 (填“增大”“减小”或“不再改变”)。
【答案】(1)还原
(2)
(3)离子键
(4) 不再改变
【分析】由题给流程可知,海水经风吹日晒、过滤分离得到粗盐和母液;粗盐经提纯得到可以用作氯碱工业的精盐,向精盐溶于水得到的溶液中先通入氨气、再通入二氧化碳制得碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠;母液分离提纯得到溴化钠,向溴化钠溶液中加入合适的氧化剂,将溶液中的溴离子转化为溴,反应生成的溴用热空气吹出后与二氧化硫水溶液反应生成氢溴酸,氢溴酸经氧化、提纯制得液溴。
【详解】(1)由分析可知,反应生成的溴用热空气吹出后与二氧化硫水溶液反应生成氢溴酸,反应中溴元素的化合价降低被还原,故答案为:被还原;
(2)氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁,所以工业上用氢氧化钙除去粗盐中的镁离子,故答案为:;
(3)溴化钠是只含有离子键的离子化合物,故答案为:离子键;
(4)①由2min后测得氧气的物质的量为1.6mol可知,2min内氧气的反应速率为=,故答案为:;
②当反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则三氧化硫的浓度保持不变,故答案为:不变。
37.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)钛和钛的合金大量用于航空工业。工业上以金红石(主要成分)为原料生产钛锭的流程如下:
下列说法不正确的是
A.将金红石粉碎可加快反应速率
B.步骤①中生成的可燃性气体是
C.步骤②可以在或气流中加热
D.该流程中可以循环利用的物质有和
【答案】C
【分析】金红石(主要成分),与焦炭、氯气在高温条件下反应生成TiCl4和CO,Mg和四氯化钛发生置换反应生成钛和氯化镁,电解熔融氯化镁生成Mg和氯气;
【详解】A.将金红石粉碎能增大反应物的接触面积,可加快反应速率,故A正确;
B.步骤①中与焦炭、氯气在高温条件下反应生成TiCl4和CO,可燃性气体是CO,故B正确;
C.步骤②若在气流中加热,Mg和加热反应生成氮化镁,故C错误;
D.电解熔融氯化镁生成Mg和氯气,氯气进入步骤①中、金属Mg可在步骤②中循环利用,故D正确;
故选C。
38.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)海洋约占地球表面积的71%,对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是
A.在工业上,试剂l一般选用石灰乳
B.海水提溴的方法是“空气吹出法”,整个提溴过程包括氧化、吹出、吸收、氧化等环节
C.在工业上,电解熔融冶炼金属镁
D.在粗盐提纯中,应先加盐酸调pH值,再加沉淀剂除杂质
【答案】D
【分析】将海水分离出粗盐和苦卤,向苦卤中通入硫酸和氯气,氯气可将溴离子氧化为溴单质,经富集、蒸馏分离出溴单质,再向溶液中加入石灰乳,与镁离子形成氢氧化镁;据此作答。
【详解】A.为降低成本,一般将贝壳分解出氧化钙溶于水形成石灰乳,与镁离子形成氢氧化镁沉淀,故A正确;
B.海水提溴的方法是“空气吹出法”,包括氧化(氯气氧化溴离子)、吹出 (用热空气将溴吹出溶液)、吸收 (用二氧化硫吸收热空气吹出的溴单质,将溴单质转化为HBr,与空气分离)、氧化(再将HBr转化为溴单质) 等环节,故B正确;
C.Mg的金属性强,工业上采用电解熔融MgCl2冶炼金属镁,故C正确;
D.粗盐提纯中,加入氯化钡除去硫酸根离子,加入NaOH除去镁离子,加入碳酸钠,除去钙离子和过量的钡离子,过滤后加盐酸除去过量的碳酸钠和NaOH,即应先加沉淀剂除杂质,过滤后再加盐酸调pH值,故D错误;
答案选D。
39.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)绿色化学是我们追求的目标,下列最符合“原子经济性反应”的是
A.用碳还原二氧化硅制备高纯硅 B.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
C.用甲烷与氯气制备一氯甲烷 D.乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷
【答案】D
【详解】A.用碳还原二氧化硅制备高纯硅,反应方程式为:2C+SiO22CO↑+Si,根据方程式可知,反应除产生Si外,还有CO生成,原子利用率没有达到100%,不符合“原子经济性”,A错误;
B.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,反应除产生Cu(NO3)2外,还产生NO2、H2O,原子利用率没有达到100%,不符合“原子经济性”,B错误;
C.用甲烷与氯气制备一氯甲烷,取代反应逐步进行,反应除产生一氯甲烷外,还可能产生二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,每一步取代反应都会产生HCl,因此原子利用率没有达到100%,不符合“原子经济性”,C错误;
D.乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷,反应生成物只有环氧乙烷,原子利用率达到了100%,符合“原子经济性”要求,D正确;
故合理选项是D。
40.(23-24高一下·湖南长沙一中·期末)化学与科学、社会和人类生活密不可分,修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》已于2016年1月1日起施行。下列有关大气污染防治说法错误的是
A.开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖,也减少对大气的污染
B.农作物收割后留下的秸秆可以就地焚烧
C.实施“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程,有利于保护环境
D.汽油发动机工作时会产生少量NO和CO,采用催化反应装置可以减少污染物排放
【答案】B
【详解】A、开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖,也减少对大气的污染,正确;
B、农作物收割后留下的秸秆可以就地焚烧,会产生CO、烟尘等大气污染物,错误;
C、实施“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程,有利于提高燃煤的利用率,减少SO2等有害气体的排放,有利于保护环境,正确;
D、汽车尾气中的NO和CO在催化剂存在的条件下转化为无毒N2和CO2,可以减少污染物排放,正确。
41.(23-24高一下·湖南邵阳·期末)为了测定铁铜合金的组成,将15.2g铁、铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中,待合金完全溶解后,共收集到NO气体4.48L(标准状况下),并测得反应后溶液中H+的浓度为0.5mol·L-1。若反应前后溶液的体积变化忽略不计,则下列判断正确的是
A.反应后的溶液中可继续溶解铁铜合金质量最多为1.9g
B.上述合金中铁与铜的质量之比为2:3
C.合金中,铁的质量分数为63.2%
D.原硝酸的物质的量浓度为c(HNO3)=4.5mol·L-1
【答案】D
【详解】A.,则转移电子为,故金属共失去电子0.6mol,故失去1mol电子时合金的质量=,反应后Fe3+0.1mol,Cu2+0.15mol,HNO30.1mol由于要求是最多溶解合金的质量,所以应该让铁铜都变成+2价,根据方程式可知0.1mol硝酸还可以得到电子=,对应合金质量=,但是此时溶液中还有Fe3+0.1mol,还可以溶解更多的合金,A错误;
B.反应后溶液中的c(H+)= 0.5mol/L,则反应后,Fe被氧化生成Fe(NO3)3,设合金中Cu为mol,Fe为mol,则:,解得=0.15,=0.1,故Fe的质量为,Cu的质量为,其质量比=,B错误;
C.合金中,铁的质量分数=,C错误;
D.反应生成Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和NO,还有剩余的硝酸,根据N原子守恒
,故,D正确;
故选D。
42.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)2020年3月29日,全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”是将传统磷酸铁锂电池电芯加长,使单个电芯形状扁平、窄小,再通过多个“刀片”捆扎形成模组,通过少数几个大模组的组合成电池。“刀片电池”放电时结构如下,正极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4,下列说法错误的是
A.“刀片电池”和三元锂电池(镣钻锭酸锂电池)相比几乎没有污染
B.放电时,负极反应为LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6
C.充电时,锂离子在阴极脱嵌;放电时,锂离子在正极脱嵌
D.该电池维持电流强度4.825A,工作10分钟,理论上正极增加重量0.21g(已知F=96500C/mol)
【答案】C
【分析】磷酸铁锂电池放电时,负极反应:LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6,正极反应:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4;充电时,阳极接正极,电极反应式:LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+,阴极接负极,电极反应式:Li1-xC6+ xLi++ xe-= LiC6。
【详解】A.“刀片电池”的总反应:LiC6+ Li1-xFePO4= Li1-xC6+LiFePO4,由锂离子的得失转移而发生反应,几乎无污染,A正确;
B.放电时为原电池,负极发生氧化反应,电极反应式为:LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6,B正确;
C.脱嵌意思是锂从正极材料中出来的过程,充电时,阳极的电极材料产生锂离子,电极反应式为::LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+,放电时,负极材料产生锂离子,电极反应式为:LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6,则充电时,锂离子在阳极脱嵌;放电时,锂离子在负极脱嵌,C错误;
D.维持电流强度4.825A,工作10分钟,则电量为4.825A×600s=2895C,转移电子的物质的量为,则正极增加重量为:,D正确;
答案选C。
43.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)一定温度、体积的密闭容器中,可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)达到平衡时,下列说法能判断该反应达到平衡的是( )
①C的生成速率和C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③混合气体的密度不再变化
④混合气体的总压强不再变化
⑤A、B、C物质的量之比为1∶3∶2
⑥混合气体的平均相对分子质量不变
⑦容器中C的体积分数不变
A.②④⑤⑦ B.①③④⑥⑦ C.①④⑥⑦ D.①③④⑤
【答案】B
【分析】化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论。
【详解】针对于可逆反应:A(s)+3B(g)⇌2C(g);
①C的生成速率与C的分解速率相等,故正逆反应速率相等,故①正确;
②单位时间内a mol A生成是逆反应,同时3a molB是逆反应,未体现正与逆的关系,故②错误;
③密度=,气体的总质量会变,体积不变,故气体密度不再变化可作为判断是否达到平衡状态的依据,故③正确;
④反应前后气体的体积不等,故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故④正确;
⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故A、B、C的物质的量比为1:3:2不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故⑤错误;
⑥平均相对分子质量=,反应向右进行时,气体的总质量增大,总物质的量变小,故混合气体的平均相对分子质量不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故⑥正确;
⑦容器中C的体积分数不变,说明各物质的量不变,达平衡状态,故⑦正确;说法正确的是①③④⑥⑦;
故答案选B。
【点睛】作为达到化学平衡状态的标志,该量必须是变量,当变量不变,则反应达到平衡。
44.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积的下列气体:①NO2,②HCl,③NH3。现将3支试管均倒置于水槽中,充分溶解后,所得溶液的物质的量浓度大小关系正确的是
A.①>②>③ B.①=②=③ C.②=③>① D.③>②>①
【答案】B
【分析】气体溶解后,试管中气体减少,液面上升,不考虑扩散,所得溶液的体积等于减少的气体的体积。在此认识基础上,通过各物质的变化进行计算。
【详解】设试管体积为V,气体的摩尔体积为Vm,则充分溶解后,3支相同体积的试管中溶液的情况为:
①3NO2 + H2O =2HNO3 + NO,气体减少,所以试管中溶液体积为,生成的HNO3为,浓度为:;
②HCl全溶,所以试管中溶液体积为V,浓度为: ;
③NH3全溶, 所以试管中溶液体积为V,浓度为: ;
所以,所得溶液的物质的量浓度大小关系的是①=②=③,B选项正确;
答案选B。
【点睛】经验总结:常见三种气体:NO2 、HCl 、NH3与水做喷泉实验(或用容器盛装倒置于水中),充分溶解后得到的溶液的浓度均为,折算成标准状况时则为;混有O2(或空气)时,HCl 、NH3的不变,NO2的发生改变。
45.(23-24高一下·湖南长沙南雅中学·期末)用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为Na2CO3,C中盛有Na2SiO3溶液,则C中溶液出现白色沉淀,证明酸性:H2CO3> H2SiO3
B.若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛石蕊试液,则C中溶液最终呈红色
C.若A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛有Na2S溶液,则C中溶液变浑浊
D.装置D起干燥气体作用
【答案】C
【详解】A.浓盐酸挥发的HCl在C中也能与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀,则无法判断H2CO3的酸性一定比H2SiO3强,故A错误;
B.A为浓盐酸,B为KMnO4,则反应生成的氯气通入C中,Cl2与水反应生成HCl和HClO,其中HClO有强氧化性和漂白性,则C中紫色石蕊试液先变红色,后褪色,故B错误;
C.A为较浓硫酸,B为Na2SO3固体,两者反应生成的SO2气体通入C中,因SO2有氧化性,则与C中Na2S溶液反应有淡黄色S生成,可观察到C中溶液变浑浊,故C正确;
D.仪器D为球形干燥管,则可以起到防止溶液倒吸的作用,故D错误;
故答案为C。
46.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol,向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,N2O4的体积分数是20%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
【答案】C
【详解】A.金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为,氢氧根的物质的量为,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:、,解得x=0.02,y=0.01,故合金中铜与镁的物质的量之比是2:1,故A错误;
B.该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%,则该浓硝酸的物质的量浓度为:,故B错误;
C.标况下,NO2和N2O4混合气体的物质的量为0.05mol,设二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol,根据电子转移守恒可知,,解得:a=0.04,N2O4的体积分数为,故C正确;
D.金属离子全部沉淀时,反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为:,故D错误。
故答案选C。
47.(23-24高一下·湖南娄底·期末)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入5 mol/L NaOH溶液,所加的NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示,下列说法不正确的是
A.稀硝酸与铝粉、铁粉反应,其还原产物为硝酸铵
B.图中C点对应溶液体积为48 mL
C.原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为0.5 mol
D.样品中铝粉和铁粉的物质的量之比5∶3
【答案】B
【分析】铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO3充分反应,被氧化为Al3+、Fe3+, 通过题意,反应始终没有气体生成,可以得出不会有氮的氧化物生成,由于硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低,可以推测N元素由+5变成了- 3价,还原产物为硝酸铵,由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,再生成沉淀,当沉淀完全后,由图知继续加入氢氧化钠溶液,沉淀量不变,可得氢氧化钠与发生了反应,则随着NaOH的滴加,发生的反应依次有:、、、、,B与A的差值为氢氧化铝沉淀的质量,由图可知,EF段消耗NaOH溶液的体积为104mL-94mL=10mL,故该阶段参加反应的氢氧化钠为,根据可知,的物质的量为0.05mol,根据铝元素守恒,故混合金属中,由图可知,DE段消耗的氢氧化钠的体积为94mL-88mL=6mL,故该阶段参加反应的氢氧化钠为,根据可知,溶液中的,根据电子转移守恒有,,即,解得。由反应过程可知,加入氢氧化钠溶液为88mL时,溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵,,根据Na元素守恒可知,,根据N元素守恒计算原硝酸溶液中,而C点溶液为、、、,根据N元素守恒,故C点溶液中,故C点加入NaOH的物质的量为0.2mol。
【详解】A.由上述分析可知,稀硝酸与铝粉、铁粉反应,其还原产物为硝酸铵,A项正确;
B.C点对应NaOH溶液的体积为,B项错误;
C.由上述分析可知,原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为0.5 mol,C项正确;
D.由上述分析可知,,,因此样品中铝粉和铁粉的物质的量之比5:3,D项正确;
答案选B。
48.(23-24高一下·湖南湘西·期末)高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。
原理如下:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。
下列说法不正确的是
A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn
D.充电时,当导线中传递l mol电子,理论上将有1 mol Li+向左移动
【答案】D
【分析】该电池的总反应式是:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC,在正极上得电子,其正极反应为:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4,负极反应为:LixCn- xe-=nC+ xLi+,充电时的两极反应和放电时正好相反,据此回答。
【详解】A、由分析可知,放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4,故A正确;
B、放电时时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,故B正确;
C、充电时,阴极的反应与负极相反,所以阴极电极反应式为:xLi++xe-+nC=LixCn,故C正确;
D、充电时,阳离子向阴极移动,即向右移动,故D错误;
故选D。
【点睛】关于二次电池正负极和阴阳极接法可用正正负负来记忆,即:原电池的正极接电解池电源的正极,原电池负极接电解池电源负极。
49.(23-24高一下·湖南长沙实验中学·期末)向BaCl2溶液中通入SO2气体,溶液仍然澄清;若将BaCl2溶液分盛在两支试管中,一支试管加稀HNO3,另一只加NaOH溶液,然后再通入SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀产生。由此得出的下列结论中不合理的是
A.SO2是酸性氧化物、SO2具有还原性
B.两支试管中的白色沉淀不是同种物质
C.BaCl2既能跟强酸、又能跟强碱反应,具有两性
D.升高pH时,SO2水溶液中SO32-浓度增大
【答案】C
【分析】根据SO2的化学性质(酸性氧化物的性质、还原性)分析判断。
【详解】SO2与水反应生成的H2SO3是弱酸,故SO2通入BaCl2溶液不会生成BaSO3和HCl。SO2通入BaCl2和稀硝酸的混合溶液中,SO2被稀硝酸氧化为SO42-,再与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀;SO2通入BaCl2和NaOH的混合溶液中,SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水,再与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。故A、B项正确,C项错误。H2SO3水溶液中存在两步电离,升高pH时,促进电离,SO32-浓度增大,D项正确。
本题选C。
【点睛】SO2有较强的还原性,稀硝酸有强氧化性,两者能发生氧化还原反应。
50.(21-22高一下·【全国校级联考】湖南部分重点中学·期末)在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有( )个
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1 ⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D,同时生成2n mol A
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】①该容器为绝热容器,容器内温度不变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;
②由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,恒容容器中混合气体的密度增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的密度不变,混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态;
③该反应反应前后气体分子数不变,建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变,由于是绝热容器,建立平衡过程中容器温度变化,混合气体压强发生变化,达到平衡时温度不变,混合气体压强不变,混合气体的压强不变说明反应达到平衡;
④由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,混合气体分子总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态;
⑤C(g)的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志,说明反应达到平衡状态;
⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变,但不一定等于2:1:1,A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1时反应不一定达到平衡状态;
⑦某时刻υ(A)=2υ(C)且不等于零,没有指明是正反应速率,还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;
⑧单位时间内生成n mol D一定消耗2n mol A,同时生成2n mol A,A的浓度不变说明反应达到平衡状态;
能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧,共6个,答案选C。
【点睛】本题考查化学平衡的标志,化学平衡的标志是:逆向相等,变量不变。“逆向相等”指达到平衡时同一物质表示的正、逆反应速率相等,说明反应达到了平衡状态;“变量不变”指可变物理量不变是平衡的标志,不变物理量不变不能作为平衡的标志。注意本题中的B呈固态以及容器为绝热容器。
51.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)下列实验不能获得成功的是( )
实验目的
实验步骤
A.
探究催化剂对化学反应速率的影响
向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液
B.
探究乙醇能发生氧化反应
将铜丝在酒精灯加热后,立即伸入无水乙醇中
C.
探究石蜡油分解的产物不都是烷烃
将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中
D.
探究蔗糖水解的产物中是否含有葡萄糖
取少量蔗糖溶液加稀硫酸,水浴加热几分钟后,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并且加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液,Fe3+对H2O2的分解起催化作用,所以可探究催化剂对化学反应速率的影响,正确;
B.将铜丝在酒精灯加热后,立即伸入无水乙醇中,若产生有刺激性气味的物质,就证明乙醇可以在Cu作用下发生氧化反应,正确;
C.将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中,若产生了不饱和的烯烃,则溴的四氯化碳溶液褪色,而烷烃不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故可以探究石蜡油分解的产物不都是烷烃,正确;
D.取少量蔗糖溶液加稀硫酸,水浴加热几分钟后,再加入NaOH溶液中和催化剂硫酸,然后再加入新制的氢氧化铜悬浊液并且加热,若产生砖红色沉淀,就证明蔗糖水解的产物中含有葡萄糖。由于未中和催化剂,所以不能证明是否水解及水解产物含有葡萄糖,错误。
52.(23-24高一下·湖南祁东县·期末)系统地对化学物质进行分类,可以更有效地理解和记忆化学原理,加深对化学学科的认识。下列判断正确的是
选项
物质
类别
不属于该类别的物质
A
CO2、NO2、SO2
酸性氧化物
NO2
B
CH4、C2H2、C3H6
烷烃
CH4
C
维生素、碳酸钙、氯化钠
营养强化剂
碳酸钙
D
蛋白质、淀粉、青蒿素
有机高分子
淀粉
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.与碱反应生成一类盐和水的氧化物为酸性氧化物,NO2与碱反应生成两种盐,A正确;
B.C2H2属于炔烃,C3H6属于烯烃,B错误;
C.氯化钠为无机盐,不属于营养强化剂,是基本营养物质,C错误;
D.青蒿素不是有机高分子,D错误;
答案选A。
53.(23-24高一下·湖南株洲第二中学教育集团·期末)根据下列实验操作及现象能推出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
在试管中加淀粉和溶液,加热,再加少量新制,加热无明显现象
淀粉未发生水解
B
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
C
和中均分别加入溶液和盐酸,只溶于盐酸,都能溶
比碱性强
D
向溶液中滴加几滴溶液,观察到有气泡产生
对的分解具有催化作用
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.检验淀粉是否发生水解,应在水解液中先加氢氧化钠使溶液呈碱性,再加氢氧化铁胶体,加热,故A错误;
B.浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。常温下,铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象,是因为铁在浓硝酸中钝化,故B错误;
C.和中均分别加入溶液和盐酸,只溶于盐酸,都能溶,说明氢氧化铝是两性氢氧化物,则比碱性强,故C正确;
D.向溶液中滴加几滴溶液,观察到有气泡产生,被氧化为Fe3+,Fe3+对的分解具有催化作用,故D错误;
选C。
54.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)化学与可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A.向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成
B.将化工厂的烟囱升高,以减少工业废气的排放
C.通过煤的干馏、气化和液化等物理变化可以获得清洁的燃料
D.以天然有机高分子化合物,如纤维素和油脂等为原料,生产可再生能源
【答案】A
【详解】A.煤燃烧时产生SO2,SO2为酸性氧化物,能与生石灰反应生成CaSO3,后被氧化为CaSO4,所以向燃煤中添加生石灰可以减少酸雨的形成,故A正确;
B.将化工厂的烟囱升高,并不能减少工业废气的排放,故B错误;
C.煤的干馏、气化和液化等都是化学变化,故C错误;
D.油脂不是有机高分子化合物,故D错误;
故答案为:A。
55.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)下列实验方案有误的是
实验方案
目的
A. 实验室制备光亮的银镜
B. 比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
实验方案
目的
C. 检验石蜡油分解气中是否含有不饱和烃
D. 实验室制备乙酸乙酯
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.银镜反应需要水浴加热,A错误;
B.根据钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈,可以推出乙醇中羟基氢原子活泼性比水分子中氢原子的活泼性弱,B正确;
C.如果溴的四氯化碳溶液褪色,则说明生成了不饱和烃,因此可检验石蜡油分解气中是否含有不饱和烃,C正确;
D.实验室制备乙酸乙酯,为了防止倒吸,导管末端不能伸入饱和碳酸钠溶液下方,该装置可以制备乙酸乙酯,D正确;
故选A。
56.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)下列说法不正确的是
A.烷烃与氯气在光照条件下发生取代反应
B.油脂、蛋白质、纤维素在人体内都能发生水解反应
C.很多蛋白质与浓硝酸作用呈黄色,是因为蛋白质发生了变性
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂
【答案】B
【详解】A.烷烃与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯代烃和氯化氢,故A正确;
B.纤维素在人体内不能发生水解反应,故B错误;
C.蛋白质遇强酸、强碱发生变性,很多蛋白质与浓硝酸作用呈黄色,是因为蛋白质发生了变性,故C正确;
D.油脂在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成高级脂肪酸钠和甘油,故D正确;
选B。
57.(23-24高一下·湖南湘西土家族苗族·期末)选择如图装置(不加热),下列试剂不能制备对应气体的是
A.铁和浓硫酸;氢气 B.浓氨水和生石灰:氨气
C.二氧化锰和双氧水:氧气 D.铜和浓硝酸:二氧化氮
【答案】A
【详解】A.已知浓硫酸具有强氧化性,常温下Fe遇到浓硫酸发生钝化,故不能用铁和浓硫酸来制备氢气,A符合题意;
B.可以用浓氨水和生石灰来制备氨气,反应原理为:NH3•H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2,B不合题意;
C.常温下能用二氧化锰催化双氧水分解来制备氧气,反应原理为:2H2O22H2O+O2↑,C不合题意;
D.常温下铜和浓硝酸反应制备二氧化氮,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,D不合题意;
故答案为:A。
58.(23-24高一下·湖南岳阳华容县·期末)下列各组离子在溶液中一定能够大量共存的是
A.在强酸性溶液中:K+、、、Cl
B.在含有大量OH-的溶液中:、Na+、Cl-、[Al(OH)4]-
C.在含有大量的溶液中:Ba2+、Na+、Cu2+、Cl-
D.在含有大量Fe2+的溶液中:OH-、Na+、Cl-、
【答案】B
【详解】A.强酸性溶液中存在大量H+,H+能与反应生成二氧化碳和水,不能共存,故A错误;
B.各离子之间互不反应,能大量共存,故B正确;
C.与Ba2+结合生成硫酸钡沉淀,不能共存,故C错误;
D. Fe2+与OH-结合生成氢氧化亚铁沉淀,不能共存,故D错误;
故选B。
59.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)化学渗透在社会生活的各个方面。下列叙述错误的是
A.宇航员餐食中的油脂属于天然高分子化合物
B.用于制作飞机轴承的氮化硅陶瓷材料具有耐高温、耐磨蚀等优良性能
C.“九章三号”光量子计算原型机所用芯片的主要成分Si能溶于NaOH溶液
D.稀土永磁材料是电子技术通信中的重要材料,稀土元素均为金属元素
【答案】A
【详解】A.油脂相对分子质量不是很大,油脂不是高分子化合物,A错误;
B.用于制作飞机轴承的氮化硅陶瓷材料是耐高温结构陶瓷,属于新型无机非金属材料,具有耐高温、耐磨蚀等优良性能,B正确;
C.Si是良好的半导体材料,故计算原型机所用芯片的主要成分Si,Si能溶于NaOH溶液,反应原理为:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑,C正确;
D.稀土元素位于过渡金属区,均为金属元素,D正确;
故答案为:A。
60.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)在一定温度下发生反应,在的恒容密闭容器中把和混合,后反应达到平衡时生成,测得反应速率.则下列说法错误的是
A. B.平衡时D的体积分数是25%
C.A的平衡浓度是 D.B的转化率是40%
【答案】B
【详解】A.根据反应速率之比等于化学计量数之比来确定化学计量数之比,v(D)=0.2,v(C)=,则z=4,A正确;
B.由信息可知,,故平衡时D的体积分数是,B错误;
C.A的平衡浓度为,C正确;
D.B的转化率,D正确;
故选B。
61.(23-24高一下·湖南常德石门县第一中学·期中)关于实验室制备、分离乙酸乙酯的装置,说法正确的是
A.图甲用于分离乙酸乙酯
B.乙用于蒸馏纯化乙酸乙酯
C.图丙可从分液漏斗下端放出乙酸乙酯
D.图丁用于制备并收集乙酸乙酯,该装置也可以用于铜和浓硫酸制二氧化硫
【答案】D
【详解】A.乙酸乙酯的混合物都能透过滤纸,不能用过滤的方式分离乙酸乙酯,A错误;
B.蒸馏时,温度计的水银球应该在支管口,不能插入液体中,B错误;
C.乙酸乙酯密度小于水,浮在水面上,应该从分液漏斗上口倒出乙酸乙酯,C错误;
D.乙醇、乙酸在浓硫酸加热条件下反应生成乙酸乙酯,增加了长玻璃管,使得试管内外相通,不会产生压强差,有防止倒吸作用,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,同时该装置也可用于铜与浓硫酸反应制取二氧化硫,D正确;
故答案选D。
62.(23-24高一下·湖南新高考联考协作体·期末)电池极大地方便了人们的生活,如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是
A.锂—空气电池正极材料是多孔电极,氧气得到电子
B.锂—空气电池总反应方程式为4Li + O2 + 2H2O = 4LiOH
C.铝离子电池中电流从石墨电极经过用电器到铝电极
D.铝离子电池负极反应式为
【答案】B
【详解】A.电池内部阳离子向正极移动,如图锂-空气电池中,锂离子向多孔电极移动,所以多孔电极为正极,正极氧气得电子,A正确;
B.锂-空气电池中为非水电解质,不可能有水参加反应,总反应方程式为4Li+O2=2Li2O,B错误;
C.铝离子电池中两个电极分别为铝和石墨,铝为活泼电极,是负极,石墨为正极。外电路中电流由正极流向负极,即由石墨流向铝,C正确;
D.由图可知,铝离子电池负极是铝失去电子,反应式为,D正确;
故选B。
63.(23-24高一下·湖南娄底·期末)下列原理或方法不能达到相应目的或现象的是
选项
目的或现象
原理或方法
A
去除汽车尾气中NO和CO
催化转化:
B
利用海带提取碘
经灼烧、溶解、过滤、氧化和萃取富集碘元素
C
维持血液的pH为7.35~7.45
血浆中和的浓度保持动态平衡
D
消除蚂蚁叮咬引起的皮肤不适
可涂抹饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.去除汽车尾气中NO和CO的方原理为,A正确;
B.利用海带提取碘,将海带经灼烧、溶解、过滤、氧化和萃取富集碘元素,B正确;
C.维持血液的pH为7.35~7.45是由于血浆中和的浓度保持动态平衡,C正确;
D.消除蚂蚁叮咬引起的皮肤不适,可涂抹饱和溶液,D错误;
故选D。
64.(23-24高一下·湖南张家界·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器中发生反应:。的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应达到平衡状态时,的转化率为
B.前的平均反应速率为
C.混合气体密度不变,说明该反应达到平衡状态
D.其他条件保持不变,增大的用量,反应速率增大
【答案】D
【详解】A.反应达到平衡状态时,X的转化率为60%,A正确;
B.前X的平均反应速率为v(X),同一化学反应用不同物质表达的速率之比等于化学计量数之比,M的平均反应速率为:,B正确;
C.混合气体密度,V不变,m总变化,密度变化,当密度不再变化时,该反应达到平衡状态,C正确;
D.Y为固体,其他条件保持不变,增大Y的用量,不能改变反应速率,D错误;
故选D。
65.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)有机化合物的结构简式可简化,例如牛式二烯炔醇如下图所示。下列有关牛式二烯炔醇的说法正确的是
A.牛式二烯块醇的化学式为
B.牛式二烯炔醇中有3种官能团
C.由图中可知每个碳原子均连接四个原子
D.该物质燃烧一定生成和
【答案】B
【详解】A.由结构简式可知该物质的化学式为:,故A错误;
B.该物质中含碳碳双键、碳碳三键、羟基三种官能团,故B正确;
C.碳碳双键的C原子只与3个原子相连,碳碳三键的碳原子只与2个原子相连,故C错误;
D.该物质若燃烧不充分会生成CO,故D错误;
故选:B。
66.(22-23高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A.镀锌的铁表面有划损时,铁仍然受到保护
B.天然气、沼气都是比较清洁的可再生能源
C.“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为
D.“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,铁合金的硬度和熔点比纯铁高
【答案】A
【详解】A.镀锌的铁表面有划损时,铁、锌与水膜构成原电池,Zn比Fe活泼,Zn做负极被腐蚀,Fe做正极、仍受到保护,A项正确;
B.天然气不属于可再生能源,属于非再生能源,B项错误;
C.磁石的主要成分为具有磁性的Fe3O4,不是Fe2O3,C项错误;
D.铁合金的硬度比纯铁高,但铁合金的熔点比纯铁低,D项错误;
答案选A。
67.(20-21高一下·湖南长沙第一中学·开学考)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
烧瓶中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+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白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 。装置E中为 溶液。
(2)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 。
(3)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 (填字母代号)。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
(4)已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。
【答案】 液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH 2:1 c 溶液变澄清
【详解】(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,若液柱高度保持不变,则气密性良好;D中左侧为短导管,为安全瓶,防止倒吸;装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用,可选用NaOH溶液;
(2) 根据题目所给(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)3个反应,可得出对应关系:2Na2S~2H2S~3S~3 Na2SO3,2Na2S反应时同时生成2Na2SO3,还需要1Na2SO3,所以烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1;
(3) 观察SO2的生成速率,发生强酸制取弱酸的反应,a不生成二氧化硫,bd中物质均与二氧化硫反应,只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫;
(4) Ⅲ中发生S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),反应达到终点是S完全溶解,可观察到溶液变澄清(或浑浊消失)。
68.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应:A.NaOH+HCl===NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
判断能否设计成原电池A ,B (填“能”或“不能”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是 。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲 乙(填“>”、“<”或“=”)。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式: 。
④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。
【答案】 不能 能 BD > Zn-2e-===Zn2+ 1 mol·L-1
【详解】(1)原电池中发生的是自发的氧化还原反应,A.为酸碱中和,是非氧化还原反应,故不能设计成原电池;B.是置换反应,是氧化还原反应,能设计成原电池;
(2)①甲装置是原电池,发生电化学腐蚀,乙装置发生化学腐蚀;A.甲是化学能转变为电能的装置,乙不是,故A错误;B.乙装置中铜片不反应,也没构成原电池的正极,所以铜片上没有明显变化,故B正确;C.甲、乙中锌片质量都减少,故C错误;D.两个烧杯中都产生氢气,氢离子浓度都降低,所以溶液的pH均增大,故D正确;故选BD;
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度;
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;
④释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol,生成氢气的氢离子的物质的量为,所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol,原溶液中氢离子的浓度为=2mol/L,一个硫酸分子中含两个氢离子,所以原溶液中稀硫酸的浓度为1 mol•L-1。
点睛:明确原电池的构成条件及反应必须是放热反应是解本题的关键。构成原电池的条件是:①有两个活泼性不同的电极;②将电极插入电解质溶液中;③两电极间构成闭合回路;④能自发的进行氧化还原反应;所以设计原电池必须符合构成原电池的条件,且该反应必须是放热反应。
69.(19-20高一下·湖南邵东县第一中学·期末)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y 气体混合于2L密闭容器中,使它们发生如下反应:4X(g)+5Y(g)⇌nZ(g)+6W(g)。2min末已生成0.3mol W,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L∙min),试计算:
(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(2)2 min末时Y的浓度为 , 此时X的转化率为 。
(3)化学反应方程式中= 。
(4)2 min末,恢复到反应前温度,体系内压强是反应前压强的 倍。
【答案】 0.075 mol/(L∙min) 0.175 mol/L 50% 4 1.05
【分析】根据题目信息可知,其2min末时,体系中各物质量的关系为
【详解】(1)前2 min内v(W)==0.075 mol/(L∙min);
(2)2 min末时Y的浓度==0.175mol/L;
(3)Z的反应速率为0.05mol/(L∙min),则Z的物质的量=0.05mol/(L∙min)×2L×2min=0.2mol,0.05nmol=0.2mol,n=4;
(4)2 min末,n=4,则反应为气体增大的反应,恢复到反应前温度,体系内压强增大,压强之比等于物质的量之比,则反应前后气体的物质的量之比==1:1.05,体系内压强是反应前压强的1.05倍。
【点睛】恒容的密闭容器,压强之比的气体的物质的量之比。
70.(19-20高一下·湖南郴州·期末)将 80 g 铜与 500 mL 一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的 NO和 NO2混合气体在标准状况下的体积为 33.6L。试计算(写出计算过程):
(1)NO的体积 ;
(2)待产生的气体全部逸出后,向溶液中加入 V mL a mol.L-1 的 NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+全部转化成沉淀,则原 HNO3 溶液的浓度为 。
【答案】 n(NO) + n(NO2)=1.5mol,n(Cu)= 1.25mol,根据得失电子守恒3n(NO)+n(NO2)=2.5mol,求得 n(NO)=0.5mol,V(NO)=11.2L 根据 N 守恒,起酸作用的 HNO3 为 aV×10-3mol,作氧化剂的 HNO3为 1.5mol,所以原硝酸的物质的量浓度为mol/L
【分析】(1)根据n(Cu)= ,n(NO2)+n(NO)=,结合原子守恒、得失电子守恒列式计算;
(2)向反应后溶液中加入NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,由钠离子守恒n(NaNO3)=n(NaOH),根据氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+ n(NO2)+n(NO),据此分析计算。
【详解】(1)n(Cu)==1.25mol,n(气体)==1.5mol,设NO和NO2的物质的量分别为x、y,结合原子、电子守恒可知,x+y=1.5,3x+y=1.25×2,解得:x=0.5mol,y=1mol,故NO的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,NO2的体积为1mol×22.4L/mol=22.4L,故答案为:11.2;
(2)向反应后溶液中加入NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,由钠离子守恒n(NaNO3)=n(NaOH)=V×10-3L×amol/L根据氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2)+n(NO)=0.001Vamol+1.5mol,故原有硝酸的物质的量浓度为=mol/L,故答案为:mol/L。
【点睛】本题的易错点为(2),要注意守恒法在计算中的应用。
71.(15-16高一·湖南衡阳衡阳县第一中学·期末)氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。
(1)在定容2升密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生反应,平衡时N2转化率为20%;
当反应达到平衡时,H2的浓度是 。
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)
实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为 。
【答案】(1)2.4mol/L
(2) 0.225mol/(L·min) 30%
【详解】(1)氮气的转化率为20%,则参加反应氮气的物质的量为2mol×20%=0.4mol,参加反应氢气的物质的量为0.4mol×3=1.2mol,则剩余氢气的物质的量为6mol-1.2mol=4.8mol,平衡时氢气的浓度为=2.4mol/L。答案为:2.4mol/L;
(2)从图中可以看出,10分钟内,甲醇的浓度变化量为0.75mol/L,依据反应方程式,氢气的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25 mol/L,则氢气的反应速率为= 0.225mol/(L·min);平衡时甲醇的浓度为0.75 mol/L,二氧化碳的浓度为0.25 mol/L,氢气的浓度为3mol/L-2.25mol/L=0.75mol/L,水蒸气的浓度为0.75mol/L,混合气浓度共为(0.25+0.75+0.75+0.75)mol/L=2.5mol/L,则甲醇的体积分数为=30%。答案为:0.225mol/(L·min);30%。
72.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将1.52g铜镁合金完全溶解于50.0mL密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。求:
(1)浓硝酸中HNO3的物质的量浓度 。
(2)该合金中铜与镁的物质的量之比为 。
(3)NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是 。
【答案】 14mol/L 2:1 80%
【详解】(1)根据物质的量浓度与质量分数的换算关系可知c=(ρ×1000×ω)÷M=(1.40×1000×63.0%)÷63 mol/L=14mol/L;
(2)在化学反应中金属失去的电子的物质的量等于硝酸得到的电子的物质的量等于形成沉淀时的氢氧根离子的物质的量。铜镁都是+2价的金属,金属增加的质量就是OH-的质量。m(OH-)=2.54g-1.52g=1.02g,n(OH-)=1.02g÷17g/mol=0.06mol,则n(Mg)+n(Cu)=0.03mol。因为24n(Mg)+64n(Cu)=1.52,解得n(Mg)=0.01mol、n(Cu)=0.02mol,所以该合金中铜与镁的物质的量之比为0.02:0.01=2:1。
(3)1120mL混合气体的物质的量是0.05mol。假设NO2和N2O4的混合气体中,NO2的物质的量是x mol,则N2O4的物质的量是(0.05-x)mol。根据电子守恒可得x+2(0.05-x)=0.06mol,解得x=0.04,对于气体来说,气体的体积比等于它们的物质的量的比,所以NO2的体积分数是(0.04mol÷0.05mol)×100%=80%。
73.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答:
(1)NO的体积为 L,NO2的体积为 L。
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
【答案】 5.824 5.376
【详解】(1)设生成NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y。
则V(NO)=0.26mol×22.4 L·mol−1=5.824 L;
V(NO2)=0.24mol×22.4 L·mol−1=5.376 L。
(2)由原子守恒得:
n(HNO3)=n(气体) +n(NaOH),
所以c(HNO3)=mol·L−1。
74.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某化学兴趣小组利用图1装置(加热和夹持装置已省略)制备氨气并进行喷泉实验。
i.氨气的制备:打开、,关闭,和固体在甲处试管内反应生成。
ⅱ.氨气的喷泉实验:当丁中溶液变蓝后,停止制备,关闭、,打开,挤压胶头滴管,三颈烧瓶内气体压强随时间的变化关系如图2所示。
请回答下列问题:
(1)甲处试管内生成氨气反应的化学方程式为 ;丁处倒置漏斗的作用是 。
(2)请用化学方程式表示无色酚酞变红的原因 。
(3)C→D过程中,三颈烧瓶中的现象为 ;能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的黏膜等,若实验室用稀硫酸吸收氨气,则反应的离子方程式为 。
(4)该兴趣小组利用如图3所示装置进行另外一种喷泉实验。
①锥形瓶中反应的离子方程式为 。
②烧杯中发生反应(未配平),该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) 防止倒吸
(2)
(3) 产生红色喷泉
(4)
【分析】甲中产生氨气,乙、丙用于实施氨气的喷泉实验,丁吸收氨气,可防止尾气污染,倒扣的漏斗可防倒吸。
【详解】(1)甲用于“固+固,加热”制氨气,则装置甲的试管内的药品为NH4Cl与Ca(OH)2的混合物,化学方程式为;丁处倒置漏斗的作用是防倒吸;
(2)NH3与 H2O生成NH3·H2O的反应是可逆反应,一水合氨部分电离出氢氧根离子使氨水呈碱性,则无色酚酞变红,反应的化学方程式为;
(3)C→D过程中,烧瓶内压强逐渐减小,则三颈烧瓶中的现象为产生红色喷泉;稀硫酸吸收氨气生成硫酸铵,反应的离子方程式为;
(4)①锥形瓶中发生铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为;
②根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒,配平为,该反应中锰元素化合价降低,因此氧化剂为KMnO4,NO是还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶5。
75.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)原电池是化学对人类的一项重大贡献,某学生利用实验探究原电池的工作原理,回答下列问题。
(1)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应 (填字母)不能设计成原电池,原因是 。
A. B.
C. D.
(2)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
金属D不断溶解
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ;
(3)盐桥式原电池的装置图如下
①铜为 (填“正”或“负”)极,导线中电子流向为 (用a、b表示)
②若装置中铜电极的质量增加3.2g,则导线中转移电子的数目为 (用表示阿伏加德罗常数的值)
③该装置的盐桥中除添加琼脂外,还要添加的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的、的移动方向的表述正确的是
A.盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
B.盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
C.盐桥中的、几回都不移动
【答案】(1) C 不是氧化还原反应
(2)D>A>B>C
(3) 正 a→b 0.1NA A
【详解】(1)氧化还原反应可设计为原电池,存在元素化合价变化的反应为氧化还原反应;则C不能设计成原电池,原因是不是氧化还原反应;
(2)第一个装置中电子从A到B,A失去电子,A为负极,金属活动性A>B;第二个装置中C电极的质量增加,说明B电极上失去电子,则B作正极,金属活动性B>C;第三个装置中金属D不断溶解,D失去电子,D作负极,金属活动性D>A;所以金属活动性D>A>B>C;
(3)①原电池中较活泼的金属为负极,相对不活泼的金属为正极;电子由负极流出,经导线流入正极;Zn能与硫酸铜反应,Cu不能,则Zn为负极、Cu为正极。电子由负极流出,经导线流入正极,导线中电子流向为:a→b;
②铜电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,生成Cu物质的量为3.2g÷64g/mol=0.05mol,故转移电子为0.05mol×2=0.1mol,即转移电子数目为0.1NA;
③原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动,故选:A。
76.(21-22高一下·湖南五十校教研教改共同体·期末)钠及其化合物的生产、应用,是化工生产与研究的重要组成部分。
I.用途广泛,可用于医药、印染、漂白及用作分析试剂等。实验室模拟工业制备并检验其纯度的实验流程如图所示。回答下列问题:
(1) 的电子式为 。
(2)样液中加入后产生氧气,说明与水反应的过程中还生成了 (填化学式)。
(3)用该方法制备的中含有碳酸钠。若样品可消耗的溶液,则该样品的纯度为 。
II.工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(,能溶于水)的工艺流程如下:
(4)反应I的化学方程式是 。
(5)关于上述流程,下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.氨气溶于水使溶液呈碱性的原因是:
B.在空气中灼烧发生反应的化学方程式为
C.该流程中,可以循环使用
D.溶液乙经过蒸发结晶得到硫酸铜晶体
(6)Y溶液中含有阳离子有,和离子X。检验离子X的方法是 。
(7)反应III包含多步反应:
第一步:……
第二步:
为了减少产品中的杂质含量,理论上需控制第一步反应中气体反应物与固体反应物的物质的量之比为 。
(8)已知与稀硫酸反应生成,其离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)D
(6)取少量溶液于洁净试管中,加入溶液,再加热,用湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,则含有,反之则无
(7)2∶1
(8)
【分析】熔融钠和空气反应生成过氧化钠样品,加水溶解,向样液中加入二氧化锰,有气泡产生,说明过氧化钠和水反应生成了过氧化氢,过滤,向滤液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,是因为氢氧化钠溶液中含有碳酸钠溶液。
氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成氯化铵和碳酸氢钠晶体,取出碳酸氢钠晶体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,CuS和空气灼烧生成氧化铜和二氧化硫,二氧化硫和碳酸钠反应生成亚硫酸氢钠,亚硫酸氢钠反应生成Na2S2O5,硫酸加入到氧化铜中反应生成硫酸铜,硫酸铜溶液经过一系列操作得到硫酸铜晶体。
【详解】(1)
中钠离子和过氧根离子形成离子键,过氧根内氧与氧原子共用1对电子对,电子式为;
(2)样液中加入后产生氧气,说明是双氧水在二氧化锰作用下分解产生氧气,则说明与水反应的过程中还生成了;
(3)若bg 样品可消耗的溶液amL,根据得到碳酸钠物质的量为a×10−4mol,则该样品的纯度为;
(4)反应Ⅰ氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,反应I的化学方程式是;
(5)A. 氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出铵根和氢氧根,因此使溶液呈碱性的原因是:,故A正确;
B. 灼烧是CuS和氧气反应生成二氧化硫和氧化铜,其反应的化学方程式为,故B正确;
C. 反应Ⅱ生成二氧化碳,反应I中需要消耗二氧化碳,因此反应该流程中,可以循环使用,故C正确;
D. 溶液乙是硫酸铜溶液,五水硫酸铜在水中的溶解度随温度变化较大,应用冷却结晶,故D错误;
答案为:D;
(6)氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,因此Y溶液中含有阳离子有、和离子,检验离子的方法是取少量溶液于试管,向试管中加入NaOH溶液,再加热,用湿润红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝,则含有,反之则无;
(7)为了减少产品中的杂质含量,第一步反应是碳酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠即Na2CO3+2SO2+H2O = 2NaHSO3+CO2,则理论上需控制第一步反应中气体反应物与固体反应物的物质的量之比为2:1;
(8)已知与稀硫酸反应生成,其离子方程式为。
77.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 、 、
(2)滴加浓硝酸之前的操作是先检验装置的气密性,再加入药品,打开弹簧夹后
(3)装置①中发生反应的离子方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液到绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体,同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (填序号字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
【答案】(1) 3mol/L稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)
(4) 将NO2转化为NO 3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
【分析】本实验是探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO;铜和浓硝酸反应生成NO2,利用NO2和水的反应将NO2转化为NO,NO分别通过浓、稀硝酸,通过观察是否有红棕色气体生成,判断NO是否被氧化;装置⑥盛装用于吸收NO2的NaOH溶液,装置④中装有浓硝酸,装置③装有稀硝酸,NO通过稀硝酸后排水法收集到圆底烧瓶中,据此分析作答。
【详解】(1)根据装置特点和实验目的,装置⑥盛装用于吸收NO2的NaOH溶液,装置④中装有浓硝酸,装置③装有稀硝酸,NO通过稀硝酸后排水法收集到圆底烧瓶中,故答案为:3mol/L稀硝酸;浓硝酸;氢氧化钠溶液;
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出,故答案为:通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内;
(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,离子方程为:,故答案为:;
(4)装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO,化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:将NO2转化为NO;3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之,装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体,故答案为:装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色;
(6)根据信息可知,溶液呈绿色的原因可能是硝酸铜溶液浓度过大或溶液中溶解了生成的NO2,所以该题的解题思路是:赶走其中的NO2或在饱和硝酸铜溶液中通入NO2,不能采用稀释的方法,因为如果加水,或导致硝酸铜溶液浓度减小,同时NO2和水反应使NO2含量降低,所以根据现象无法确定是哪种因素造成,故答案为:acd。
78.(20-21高一下·湖南师范大学附属中学·期末)CH4-CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题:
(1)已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-111kJ·mol-1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H= kJ·mol-1。
若在恒容的密闭容器中,充入1molCH4和1molCO2,发生催化重整反应,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A.CH4和CO2的物质的量不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(CH4)正=v(CO2)逆
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱,有关积碳反应和消碳反应的数据如表:
积碳反应/消碳反应
催化剂
活化能/(kJ·mol-1)
CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ·mol-1
X
33
Y
43
CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172kJ·mol-1
X
91
Y
72
①由表中数据分析:从有利于催化重整的角度考虑,应选用的催化剂为 (填“X”或“Y”);催化剂可以改变同一化学反应的 (填“活化能”或“反应热”,下同),但不能改变其 。
②化学反应速率与反应物浓度的关系式称为速率方程,是通过实验测定的。在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5,k为速率常数,与温度有关。下列说法错误的是 。
A.增大反应物浓度,k增大导致反应速率加快
B.温度升高,k的数值增大
C.沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比
D.增大CH4的浓度2倍,反应速率加快2倍
【答案】(1) +247 B
(2) Y 活化能 反应热 A
【详解】(1)已知:①
②
③
利用盖斯定律可知,可得,其;达到平衡时,体系内各组分的含量保持不变的状态,即为和的物质的量保持不变,故A正确;该反应为纯气体体系,反应前后气体总质量保持不变,恒容条件下,混合气体体积始终不变,混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应达到平衡,故B错误;该反应为反应后气体体积增大的体系,反应后体系气体压强增大,当混合气体的压强保持不变,可以说明反应达到平衡,故C正确;2v(CH4)正=v(CO2)逆,即,不同物质正逆反应速率之比等于计量系数之比,反应达到平衡状态,故D正确。故选B;
(2)①由表中数据分析:从有利于催化重整的角度考虑,积碳反应中X和Y的活化能相差不大,消碳反应中Y的活化能比X的低得多,所以应选用的催化剂为Y;催化剂可以改变同一化学反应的活化能,但不能改变其反应热。
②A.k为速率常数,与温度有关,故增大反应物浓度,k不变,错误;B.温度升高,速率加快,故k的数值增大,正确;C.由沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5,故沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比,正确;D.由沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5,故增大CH4的浓度2倍,反应速率加快2倍,正确;故选A。
79.(23-24高一下·湖南娄底·期末)已知X和Y、Z为中学化学中的常见元素,根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去),回答以下问题。
(1)若A、B、C、D均为含X的化合物,且A常用作制冷剂,D是一种强酸,则
①写出工业制备A的化学反应方程式: 。
②将16 g铜粉与一定量的D的稀溶液反应后,收集到896 mL无色气体(标准状况),则被还原的D的物质的量为 mol。向所得溶液中继续加稀硫酸至反应不能再进行,需加入含 mol H2SO4的稀硫酸。
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物,其中A是一元强碱且焰色为黄色,E是有刺激性气味的气态酸性氧化物,则B的化学式为 ;A与C反应的离子方程式为 。
(3)若A、B、C、D均为含Z的化合物,其中A由两种元素组成,且A的摩尔质量为34 g/mol,D为强酸。将Na2Z溶液滴加到NaClO溶液中,有淡黄色沉淀生成,请写出所发生反应的离子方程式: 。
【答案】(1) N2 + 3H2 2NH3 0.04 0.24
(2) Na2SO3 OH- + HSO=SO + H2O
(3)S2- + ClO- + H2O =S↓ + Cl- + 2OH-
【详解】(1)若A、B、C、D均为含X的化合物,且A常用作制冷剂,A是氨气,故X为N元素,A为NH3,由A与E反应生成B,B与E反应生成C,考虑E为O2,B为NO,C为NO2,D为硝酸,F为H2O,则
①工业制备A的化学反应方程式:N2 + 3H2 2NH3。故答案为:N2 + 3H2 2NH3;
②16 g铜粉为=0.25mol,将16 g铜粉与一定量的稀硝酸反应后,收集到896 mL无色气体(标准状况),则被还原的D的物质的量为=0.04mol,被氧化的铜为0.04mol×(5-2)×=0.06mol,向所得溶液中继续加稀硫酸至反应不能再进行,由方程式3 Cu + 8 H+ +2 NO = 3 Cu2+ + 2 NO↑ + 4 H2O,n(NO)=0.06mol×2=0.012mol, 需加入含=0.24mol H2SO4的稀硫酸。故答案为:0.04;0.24;
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物,其中A是一元强碱且焰色为黄色,为NaOH,B为Na2SO3,C为NaHSO3,E是有刺激性气味的气态酸性氧化物,E为SO2,Y为S元素,则B的化学式为Na2SO3;A与C反应的离子方程式为OH- + HSO=SO + H2O。故答案为:Na2SO3;OH- + HSO=SO + H2O;
(3)将Na2Z溶液滴加到NaClO溶液中,有淡黄色沉淀生成,Z为S元素,A、B、C、D均为含S的化合物,其中A由两种元素组成,且A的摩尔质量为34 g/mol,A为H2S,D为强酸,D为硫酸,E为O2,B为SO2,C为SO3,F为H2O 。将Na2S溶液滴加到NaClO溶液中,有淡黄色沉淀生成,ClO-还原为 Cl-,所发生反应的离子方程式:S2- + ClO- + H2O =S↓ + Cl- + 2OH-。故答案为:S2- + ClO- + H2O =S↓ + Cl- + 2OH-。
80.(19-20高一上·湖南长沙一中·期末)某小组同学在实验室设计实验模拟工业生产。
Ⅰ.用消石灰和氯化铵固体制备NH3
(1)NH3的发生装置应选择图中的 (填字母代号),制备NH3的化学方程式为 。
(2)欲收集一瓶干燥的NH3,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,反应的化学方程式是 。
(4)B中试剂为 ,NaOH溶液的作用是 。
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟。白烟的化学式是 。
②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上n(NH3):n(O2)的最佳比例为 。
【答案】 A 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O c→d→f→e→i 放热 4NH3+5O24NO+6H2O 水 吸收尾气(NO、NO2) NH4NO3 1:2
【详解】(1)用消石灰和氯化铵固体制备NH3 属于固固加热类型,发生装置应选择图中的A,制备NH3的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)欲收集一瓶干燥的NH3,需要用碱石灰干燥,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→c→d→f→e→i
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是放热反应。反应的化学方程式是 4NH3+5O24NO+6H2O
(4)B的作用是除去未反应的氨气所以选用水,NaOH溶液的作用是吸收尾气(NO、NO2)。
(5)①一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,氨气和硝酸能反应生成硝酸铵,化学方程式:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NH3+HNO3=NH4NO3,故答案为:NH4NO3
②由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得:NH3+2O2=HNO3+H2O,则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1:2。
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