内容正文:
2024-2025学年高一下学期期中考试
化学试题
一、单选题(共15小题,共45分)
1. 下列对于硝酸的认识,不正确的是
A. 浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B. 金属与硝酸反应不产生氢气
C. 可用铁和铝制品盛装浓硝酸 D. 铜与硝酸的反应属于置换反应
2. 下列关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是
A. 在反应中,浓H2SO4只表现出氧化性
B. 此反应属于复分解反应
C. 在反应中,浓H2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性
D. 每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原,同时生成2 mol SO2
3. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO (s)
C. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
4. 已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2L的恒容密闭容器中,10min后达到化学平衡,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A. 10min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·Lˉ1·sˉ1
B. 第10min时,X的反应速率为0.01 mol·Lˉ1·minˉ1
C. 10min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z
D. 平衡后增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
5. 关于下列四个装置说法错误的是
装置Ⅰ
装置Ⅱ
装置Ⅲ
装置Ⅳ
原电池装置示意图
普通锌锰电池示意图
铅蓄电池示意图
燃料电池示意图
A. 装置Ⅰ:铜电极质量增加 B. 装置Ⅱ:锌筒作负极,发生氧化反应
C. 装置Ⅲ:可充电,属于二次电池 D. 装置Ⅳ:内电路中电子由b极移向a极
6. 某反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 该反应只有在加热条件下才能进行
C. 反应过程中断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量
D. 的能量变化与图相符
7. 松油醇是一种天然有机化合物,存在于芳樟油、玉树油及橙花油等天然精油中,具有紫丁香香气,是制造香皂及香精的重要原料,其结构简式如下:
下列有关松油醇的叙述错误的是
A. 松油醇属于醇类,其官能团为和—OH
B. 松油醇可以发生加成反应、取代反应、氧化反应
C 松油醇既可以使溴水褪色,也可以使酸性KMnO4溶液褪色
D. 松油醇和氢气完全加成后产物的分子式为C10H18O
8. 从中药茯苓中提取的茯苓新酸DM,其结构简式如图所示。下列有关茯苓新酸DM的说法错误的是
A. 可使酸性KMnO4溶液褪色
B. 可与足量金属钠反应产生1.5molH2
C. 分子中含有4种官能团
D. 可发生取代反应和加成反应
9. 化学用语是化学学科的重要组成。下列关于乙酸的说法正确的是
A. 球棍模型为:
B. 结构简式为:
C. 甲基()的电子式为:
D. 乙酸的官能团是醛基
10. 在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示:
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B. NO 和O2必须在催化剂表面才能反应
C. 该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D. 该催化转化的总反应方程式为:2NO+O2+4CO4CO2+N2
11. 根据下列各实验的操作和现象所得出的结论错误的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某待测溶液中滴加溶液
有白色沉淀产生
该溶液中含有
B
向蔗糖中滴入浓硫酸
蔗糖变黑后膨胀,同时有刺激性气味的气体产生
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C
将分别通入品红的乙醇溶液和品红的水溶液
品红的乙醇溶液不褪色,品红的水溶液慢慢褪色
使品红褪色的不是,而是与水反应后的产物
D
向溶液中通入
有淡黄色沉淀产生
氧化性:
A. A B. B C. C D. D
12. 是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 该装置主要是将化学能转化为电能
B. 电极为原电池的负极
C 电池工作时,电极上有白色沉淀生成
D. 电池工作时,溶液中向电极区域移动
13. 在2L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是( )
A. 实线表示使用催化剂的情形
B. b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
C. 反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
D. 反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01mol·L-1·min-1
14. 符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示,下列说法正确的是
A. ①~⑤对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个
B. ①~⑤对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应
C. ①~⑤对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
D. ①~⑤对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个
15. 已知羟基能与Na反应,羧基能与NaHCO3溶液反应。分子式为C5H10O3的有机物 与 Na反应时生成C5H8O3Na2,而NaHCO3溶液反应时生成C5H9O3Na。则符合上述条件的该有机物的同分异构体(不考虑立体异构)有
A. 10 种 B. 11 种 C. 12 种 D. 13 种
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 氮氧化物(NOx)是硝酸工业和汽车尾气产生的主要污染物之一,通过气体传感器可以测定其含量。
(1)利用催化技术可将汽车尾气中的NO、CO转化为无污染的CO2和N2,反应的化学方程催化剂式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。该反应过程中的能量变化如图1所示,则该反应是_________(填“放热反应”或“吸热反应”),反应中断开反应物中化学键吸收的总能量_________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的总能量。
(2)为了测定汽车尾气催化转化反应的反应速率,某温度下在恒容密闭容器中用气体传感器测得不同时间时NO浓度的变化如图2所示。
①0~2s内的平均反应速率v(CO2)=_________。
②该条件下,NO的平衡转化率为_________。
③下列有关上述反应的说法正确的是_________(填字母)。
A.断裂N≡N键与形成C=O键数目之比为1∶2时,该反应达到平衡
B.消耗2molNO(g)的同时生成2molCO(g)时,该反应达到平衡
C.其他条件不变,缩小容器的体积,反应速率加快
(3)通过NO传感器可监测NO的含量,其工作原理如图3所示。
①a极是_________(填“负极”或“正极”),发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”)。
②工作时,a极的电极反应式是_________。
③每消耗标准状况下4.48LNO,理论上外电路中通过电子的物质的量是_________。
17. 一种以黄铁矿(主要成分是 FeS2,假设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图:
(1)粉碎黄铁矿的目的:_________。
(2)黄铁矿 FeS₂中的化学键类型:_________(填写序号)。
①离子键 ②极性共价键 ③非极性共价键
(3)写出煅烧黄铁矿的化学方程式:_________。
(4)“吸收”时用98.3%浓硫酸,若用水吸收三氧化硫会有不利的结果:_________。
(5)依据上述流程,当最终生成2molH2SO4时,共转移的电子数_________。
(6)H2SO4工业的尾气中主要含有害气体SO2,通常用过量氨水进行回收利用,变废为宝,请写出相应的离子方程式:_________。
18. 化合物G(丙酸异丙酯)可用作食品香料现可通过下列转化制取(部分反应条件略去)。回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称是______;E→F的反应类型是______。
(2)写出A→B的化学方程式____________。
(3)G的分子式是______。
(4)B与D在一定条件下生成G的同分异构体,写出反应的化学方程式__________。
(5)等物质的量的D和G消耗的NaOH的物质的量之比是______。
(6)G的同分异构体中与D具有相同官能团的结构有______种;写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式______。
①有两个 ②有4种不同的氢原子 ③能与溶液反应
19. 某实验小组探究与溶液反应的产物。
I.配制溶液
(1)所需玻璃仪器有:烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、_________。
(2)转移溶液时,未洗涤烧杯和玻璃棒将导致所配溶液浓度_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
Ⅱ.利用如下图所示装置制备,并探究其相关性质。
(3)装置A圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________。
(4)装置B中可观察到的现象为_________,说明具有_________性。
(5)装置C中产生白色沉淀,该小组成员对白色沉淀的成分进行探究。
提出假设
假设1:白色沉淀为
假设2:白色沉淀为
假设3:白色沉淀为和的混合物
查阅资料
实验探究
步骤i:将白色沉淀溶于足量的氨水,过滤得到少量灰黑色固体和滤液:
步骤ii:向步骤i所得滤液中加入足量溶液,产生白色沉淀,经过滤洗涤后得到白色固体,向其中加入足量稀盐酸:
步骤iii:将步骤所得灰黑色固体洗涤,并向其中加入足量浓硝酸,固体溶解,产生红棕色气体。
实验结论
①步骤ⅱ中加入足量稀盐酸后,观察到白色固体部分溶解,说明_________(填“假设1”“假设2”或“假设3”)成立。
②推测灰黑色固体为_________,查阅资料得知生成该物质的原因是具有较强的还原性,与溶液发生反应,该反应的离子方程式为_______________。
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2024-2025学年高一下学期期中考试
化学试题
一、单选题(共15小题,共45分)
1. 下列对于硝酸的认识,不正确的是
A. 浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B. 金属与硝酸反应不产生氢气
C. 可用铁和铝制品盛装浓硝酸 D. 铜与硝酸的反应属于置换反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硝酸不稳定,在见光或受热时分解生成二氧化氮、氧气和水,反应方程式为4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑,A正确;
B.硝酸具有强氧化性,能被金属还原生成氮的化合物,没有H2生成,B正确;
C.常温下,浓硝酸和Fe、Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,该现象为钝化现象,所以可用铁和铝制品盛装浓硝酸,C正确;
D.铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮氧化物和水,没有单质生成,不属于置换反应,D错误。
答案选D。
2. 下列关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是
A. 在反应中,浓H2SO4只表现出氧化性
B. 此反应属于复分解反应
C. 在反应中,浓H2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性
D. 每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原,同时生成2 mol SO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应生成硫酸铜,浓硫酸还起到酸性的作用,故A错误;
B.反应中Cu和S元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B错误;
C.S元素化合价降低,被还原,表现氧化性,生成硫酸铜,还表现酸性,故C正确;
D.由Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O可知,每1mol铜参加反应就有1mol硫酸被还原,同时生成1mol SO2,故D错误;
答案选C。
3. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO (s)
C. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
【答案】B
【解析】
【分析】A.电解条件时应看清是电解水溶液还是电解熔融态物质,Cl2具有强氧化性;
B.根据“强碱制弱碱”原理制备氢氧化镁;
C.注意生成二氧化硫与三氧化硫的条件;
D.氨气、二氧化碳和氯化钠反应制备碳酸氢钠是利用碳酸氢钠的溶解度低;
【详解】A.氯气的氧化性强,与铁单质反应直接生成氯化铁,故A错误;
B.氯化镁与石灰乳发生复分解反应生成氢氧化镁,氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水,故B正确;
C.硫单质在空气中燃烧只能生成SO2,SO2在与氧气在催化剂条件下生成SO3,故C错误;
D.氨气与二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠,故D错误;
综上所述,本题应选B。
【点睛】本题考查元素及其化合物之间的相互转化和反应条件,解题的关键是熟悉常见物质的化学性质和转化条件。
4. 已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2L的恒容密闭容器中,10min后达到化学平衡,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A. 10min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·Lˉ1·sˉ1
B. 第10min时,X的反应速率为0.01 mol·Lˉ1·minˉ1
C. 10min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z
D. 平衡后增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】
分析】根据题给信息,列三段式如下:设X变化了xmol,
反应10min后,测得Y的物质的量为2.4 mol,即3-3x=2.4mol,x=0.2mol,据以上分析进行解答。
【详解】A.10 min内,Y的平均反应速率为=0.03 mol·L-1·min-1,故A错误;
B.不能计算出第10min时的反应速率,只能计算10min内的平均速率,10 min内,X的反应速率为=0.01 mol·L-1·min-1,故B错误;
C.结合以上分析可知,10 min内,消耗0.2 molX,生成0. 4 mol Z,故C正确;
D.平衡后增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率增大,故D错误;
故选C。
5. 关于下列四个装置说法错误的是
装置Ⅰ
装置Ⅱ
装置Ⅲ
装置Ⅳ
原电池装置示意图
普通锌锰电池示意图
铅蓄电池示意图
燃料电池示意图
A. 装置Ⅰ:铜电极质量增加 B. 装置Ⅱ:锌筒作负极,发生氧化反应
C. 装置Ⅲ:可充电,属于二次电池 D. 装置Ⅳ:内电路中电子由b极移向a极
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌做负极,铜做正极,铜离子得电子生成铜,铜电极质量增加,A正确;
B.锌锰电池中二氧化锰得电子做正极,锌失电子做负极,锌元素化合价升高,发生氧化反应,B正确;
C.铅蓄电池可充放电,属于二次电池,C正确;
D.氢气燃料电池中通入氢气一极失电子做负极,通入氧气一级得电子做正极,则a为负极b为正极,电子由负极流向正极,则内电路中电子由a极移向b极,D错误;
故选:D。
6. 某反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 该反应只有在加热条件下才能进行
C. 反应过程中断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量
D. 的能量变化与图相符
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应物能量低于生成物能量,该反应为吸热反应,A错误;
B.吸热反应也可能不需要加热就能进行,B错误;
C.该反应为吸热反应,反应过程中断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,C正确;
D.为放热反应,能量变化与图不相符,D错误;
故选C。
7. 松油醇是一种天然有机化合物,存在于芳樟油、玉树油及橙花油等天然精油中,具有紫丁香香气,是制造香皂及香精的重要原料,其结构简式如下:
下列有关松油醇的叙述错误的是
A. 松油醇属于醇类,其官能团为和—OH
B. 松油醇可以发生加成反应、取代反应、氧化反应
C. 松油醇既可以使溴水褪色,也可以使酸性KMnO4溶液褪色
D. 松油醇和氢气完全加成后产物的分子式为C10H18O
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知,松油醇属于醇类,其官能团为和—OH,A正确;
B.松油醇分子中含有碳碳双键可以发生加成反应和氧化反应,含有醇羟基,可以发生取代反应和氧化反应,B正确;
C.松油醇含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应而使其褪色,也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,C正确;
D.松油醇中含有一个碳碳双键,和氢气完全加成后产物的分子式为C10H20O,D错误;
答案选D。
8. 从中药茯苓中提取的茯苓新酸DM,其结构简式如图所示。下列有关茯苓新酸DM的说法错误的是
A. 可使酸性KMnO4溶液褪色
B. 可与足量金属钠反应产生1.5molH2
C. 分子中含有4种官能团
D. 可发生取代反应和加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由茯苓新酸DM的结构简式可知,分子中含有碳碳双键,所以可使酸性KMnO4溶液褪色,故A正确;
B.题中未明确给出茯苓新酸DM的物质的量是1mol,所以其与足量金属钠反应产生的氢气的物质的量不一定1.5molH2,故B错误;
C.由茯苓新酸DM的结构简式可知,分子中含有酯基、碳碳双键、羧基和羟基,即4种官能团,故C正确;
D.由茯苓新酸DM的结构简式可知,分子中含有酯基、羧基和羟基,所以可发生取代反应,含碳碳双键,所以可发生加成反应,故D正确;
故答案为:B。
9. 化学用语是化学学科的重要组成。下列关于乙酸的说法正确的是
A. 球棍模型为:
B. 结构简式为:
C. 甲基()的电子式为:
D. 乙酸的官能团是醛基
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙酸可看作羧基取代了甲烷分子中的1个氢原子,且原子半径C>O>H,其球棍模型为:,故A正确;
B.乙酸的结构简式为CH3COOH,为乙酸的结构式,故B错误;
C.甲基()的电子式为:,故C错误;
D.乙酸的官能团是羧基,故D错误;
故答案为:A。
10. 在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示:
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B. NO 和O2必须在催化剂表面才能反应
C. 该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D. 该催化转化的总反应方程式为:2NO+O2+4CO4CO2+N2
【答案】B
【解析】
【详解】A.由上述图中可以看出发生的反应为:2NO+O2+4CO4CO2+N2,由方程式知该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化,故A正确;
B. NO很不稳定,遇到氧气就被氧化为NO2,故B错误;
C. 由2NO+O2+4CO4CO2+N2知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2,故C正确;
D. 该催化转化的总反应方程式为:2NO+O2+4CO4CO2+N2,故D正确;答案:B。
11. 根据下列各实验的操作和现象所得出的结论错误的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某待测溶液中滴加溶液
有白色沉淀产生
该溶液中含有
B
向蔗糖中滴入浓硫酸
蔗糖变黑后膨胀,同时有刺激性气味的气体产生
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C
将分别通入品红的乙醇溶液和品红的水溶液
品红的乙醇溶液不褪色,品红的水溶液慢慢褪色
使品红褪色的不是,而是与水反应后的产物
D
向溶液中通入
有淡黄色沉淀产生
氧化性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.检验Cl﹣离子应先加硝酸酸化,排除碳酸根等离子的干扰,直接加硝酸银生成的白色沉淀可能是碳酸银、硫酸银等,A符合题意;
B.固体变黑并膨胀,说明蔗糖失去H、O,体现浓硫酸的脱水性;有刺激性气味的气体产生,说明浓硫酸被还原成二氧化硫,体现浓硫酸的强氧化性, B不符合题意;
C.将SO2分别通入品红的乙醇溶液和品红的水溶液,观察到品红的乙醇溶液不褪色,而品红的水溶液慢慢褪色,可以说明使品红褪色的不是SO2,而是SO2与水反应后的产物,C不符合题意;
D.将氧气通入的水溶液中,有淡黄色沉淀产生说明发生反应:,则氧化性:,D不符合题意;
故选A。
12. 是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 该装置主要是将化学能转化为电能
B. 电极为原电池的负极
C. 电池工作时,电极上有白色沉淀生成
D. 电池工作时,溶液中向电极区域移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.该装置为原电池装置,主要是将化学能转化为电能,A正确;
B.Pb电极为原电池负极,失电子发生氧化反应,B正确;
C.电池工作时,Pb电极作负极,电极反应式为Pb-2e-+2Cl-=PbCl2,则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生成,C正确;
D.Pb电极作负极,Pt电极作正极,溶液中 H+向正极移动,即向Pt电极区域移动,D错误;
故选D。
13. 在2L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是( )
A. 实线表示使用催化剂的情形
B. b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
C. 反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
D. 反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】
【详解】A. 催化剂能加快化学反应速率,缩短反应达到平衡的时间,根据图象可知,虚线表示使用催化剂的情形,A错误;
B. 根据图象可知,b、c两点达到了化学平衡状态,而化学平衡状态是反应所能达到的最大限度,B正确;
C. 根据图象可知,a点反应没有达到平衡,随着时间的推移,反应继续向右进行,且放出热量,b点的反应达到平衡状态,所以反应进行到a点时放出的热量小于反应进行到b点时放出的热量,C错误;
D. 反应从开始到a点,X的物质的量减少0.1mol,根据化学方程式可知,Y的物质的量增加0.05mol,则平均反应速率可表示为,D错误。
答案选B。
【点睛】反应速率等于浓度的变化除以时间,不能用物质的量除以时间。
14. 符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示,下列说法正确的是
A. ①~⑤对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个
B. ①~⑤对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应
C. ①~⑤对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
D. ①~⑤对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个
【答案】C
【解析】
【详解】A.①~⑤对应的结构中一氯取代物只有1种是苯和三棱镜烷,有2个,故A错误;
B.①~⑤对应的结构中,三棱镜烷不含碳碳双键,三棱镜烷不能与氢气发生加成反应,故B错误;
C.①~⑤对应的结构中苯是平面分子,所有原子均处于同一平面内,其它分子中均含有单键碳,符合四面体结构,不可能所有原子处于同一平面,故C正确;
D.①~⑤对应的结构中,苯、三棱镜烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,能使溴的四氯化碳溶液褪色的有3个,故D错误;
故选C。
15. 已知羟基能与Na反应,羧基能与NaHCO3溶液反应。分子式为C5H10O3的有机物 与 Na反应时生成C5H8O3Na2,而NaHCO3溶液反应时生成C5H9O3Na。则符合上述条件的该有机物的同分异构体(不考虑立体异构)有
A. 10 种 B. 11 种 C. 12 种 D. 13 种
【答案】C
【解析】
【分析】分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时,生成C5H9O3Na;而与金属钠反应时生成C5H8O3Na2,说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH,该有机物可以看作C4H10中2个H原子,分别被-COOH、-OH代替,结合C4H10的同分异构体判断。
【详解】分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时,生成C5H9O3Na;而与金属钠反应时生成C5H8O3Na2,说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH,该有机物可以看作C4H10中2个H原子,分别被-COOH、-OH代替。若C4H10为正丁烷:CH3CH2CH2CH3,2个H原子分别被-COOH、-OH代替,取代同一碳原子上2个H原子,有2种,取代不同C原子的2个H原子,有6种;若C4H10为异丁烷:CH3CH(CH3)CH3,2个H原子分别被-COOH、-OH代替,取代同一碳原子上2个H原子,有1种,取代不同C原子的2个H原子,有3种;则该有机物的可能的结构有2+6+1+3=12种;
因此合理选项是C。
【点睛】本题考查同分异构体的书写,根据与NaHCO3溶液、金属钠反应产物分子式判断有机物含有的官能团是关键,在确定种类数目时,要注意取代中利用“定一移二“进行判断。
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 氮氧化物(NOx)是硝酸工业和汽车尾气产生的主要污染物之一,通过气体传感器可以测定其含量。
(1)利用催化技术可将汽车尾气中的NO、CO转化为无污染的CO2和N2,反应的化学方程催化剂式为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。该反应过程中的能量变化如图1所示,则该反应是_________(填“放热反应”或“吸热反应”),反应中断开反应物中化学键吸收的总能量_________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的总能量。
(2)为了测定汽车尾气催化转化反应的反应速率,某温度下在恒容密闭容器中用气体传感器测得不同时间时NO浓度的变化如图2所示。
①0~2s内的平均反应速率v(CO2)=_________。
②该条件下,NO的平衡转化率为_________。
③下列有关上述反应的说法正确的是_________(填字母)。
A.断裂N≡N键与形成C=O键数目之比为1∶2时,该反应达到平衡
B.消耗2molNO(g)的同时生成2molCO(g)时,该反应达到平衡
C.其他条件不变,缩小容器的体积,反应速率加快
(3)通过NO传感器可监测NO的含量,其工作原理如图3所示。
①a极是_________(填“负极”或“正极”),发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”)。
②工作时,a极的电极反应式是_________。
③每消耗标准状况下4.48LNO,理论上外电路中通过电子的物质的量是_________。
【答案】(1) ①. 放热反应 ②. 小于
(2) ① 3.75×10-4mol•L-1•s-1 ②. 90% ③. BC
(3) ①. 负极 ②. 氧化 ③. NO-2e-+O2-=NO2 ④. 0.4mol
【解析】
【小问1详解】
由图1可看出反应物的能量高于生成物的能量,故则该反应是放热反应,反应中断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键放出的总能量;
【小问2详解】
①0~2s内NO的浓度变化量为,则CO2的浓度变化量也为,故v(CO2)= ;
②平衡时,NO的浓度变化量为,故NO的平衡转化率为;
③
A.1个二氧化碳中有2个C=O,故断裂N≡N键与形成C=O键数目之比为1∶4时,才说明该反应达到平衡,A错误;
B.消耗2molNO(g)必然消耗2molCO(g),此时又生成2molCO(g),故可说明平衡,B正确;
C.其他条件不变,缩小容器的体积,压强增大,故反应速率加快,C正确;
故选BC。
【小问3详解】
由a极NO变成NO2可知此极化合价升高,发生氧化反应,是负极;其电极反应式为:
NO-2e-+O2-=NO2;标准状况下4.48LNO的物质的量为0.2mol,故转移的电子数为0.4mol。
17. 一种以黄铁矿(主要成分是 FeS2,假设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图:
(1)粉碎黄铁矿的目的:_________。
(2)黄铁矿 FeS₂中的化学键类型:_________(填写序号)。
①离子键 ②极性共价键 ③非极性共价键
(3)写出煅烧黄铁矿的化学方程式:_________。
(4)“吸收”时用98.3%浓硫酸,若用水吸收三氧化硫会有不利的结果:_________。
(5)依据上述流程,当最终生成2molH2SO4时,共转移的电子数_________。
(6)H2SO4工业的尾气中主要含有害气体SO2,通常用过量氨水进行回收利用,变废为宝,请写出相应的离子方程式:_________。
【答案】(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分 (2)①③
(3)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(4)有酸雾产生,会腐蚀设备
(5)15NA (6)SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O
【解析】
【分析】以黄铁矿(主要成FeS2 )为原料生产硫酸,黄铁矿在空气中煅烧生成滤渣主要为氧化铁,生成的二氧化硫净化后补充氧气氧化生成三氧化硫,工业上,吸收SO3时选用的试剂为98.3%浓硫酸;
【小问1详解】
粉碎黄铁矿的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更充分;
【小问2详解】
黄铁矿中FeS2的化学键有离子键和非极性共价键;
【小问3详解】
煅烧黄铁矿产生氧化铁和二氧化硫:;
【小问4详解】
“吸收”时用98.3%浓硫酸,不能用水吸收,否则有酸雾产生,会腐蚀设备;
【小问5详解】
黄铁矿中铁元素为+2价,硫元素为-1价,根据硫守恒有FeS2~2H2SO4,铁元素最终转化为+3价的氧化铁,硫酸时最终转化为+6价的硫酸,故生成2mol硫酸时,共转移电子数15NA;
【小问6详解】
氨水吸收二氧化硫的化学方程式为:SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O;
18. 化合物G(丙酸异丙酯)可用作食品香料。现可通过下列转化制取(部分反应条件略去)。回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称是______;E→F的反应类型是______。
(2)写出A→B的化学方程式____________。
(3)G的分子式是______。
(4)B与D在一定条件下生成G的同分异构体,写出反应的化学方程式__________。
(5)等物质的量的D和G消耗的NaOH的物质的量之比是______。
(6)G同分异构体中与D具有相同官能团的结构有______种;写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式______。
①有两个 ②有4种不同的氢原子 ③能与溶液反应
【答案】(1) ①. 碳碳双键 ②. 取代反应
(2)
(3)
(4)
(5)
(6) ①. 8 ②.
【解析】
【分析】与在过氧化物存在条件下加热,发生加成反应产生,与在催化剂存在条件下加热发生氧化反应产生C是,与在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生D是;根据反应物与生成物分子结构的不同,可知与在一定条件下发生加成反应产生E,E与的水溶液共热,发生取代反应产生F,F与在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生G是丙酸异丙酯,其结构简式是。
【小问1详解】
由分析可知A中含有的官能团名称是碳碳双键,E→F的反应类型是取代反应;故答案为碳碳双键;取代反应;
【小问2详解】
A→B发生的反应为加成反应,化学方程式为,故答案为;
【小问3详解】
由分析可知D与F发生酯化反应,反应方程式为,故答案为;
【小问4详解】
B与D在一定条件下生成G的同分异构体,写出反应的化学方程式,故答案为;
【小问5详解】
D与发应方程式为,G与反应的化学方程式为,等物质的量的D和G消耗的的物质的量之比是,故答案为;
【小问6详解】
G的同分异构体中与D具有相同官能团的结构有8种,,在这三个位置上分别放一个甲基,有三种情况,甲基也可以在最左边碳上,一共有4种;在一号位与二号位分别放两个甲基或各放一个甲基或在二号位放一个乙基有四种情况,一共4+4=8种;①有两个甲基②有4种不同的氢原子③能与溶液反应的是;故答案为8;。
19. 某实验小组探究与溶液反应的产物。
I.配制溶液
(1)所需玻璃仪器有:烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、_________。
(2)转移溶液时,未洗涤烧杯和玻璃棒将导致所配溶液浓度_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.利用如下图所示装置制备,并探究其相关性质。
(3)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________。
(4)装置B中可观察到的现象为_________,说明具有_________性。
(5)装置C中产生白色沉淀,该小组成员对白色沉淀的成分进行探究。
提出假设
假设1:白色沉淀为
假设2:白色沉淀为
假设3:白色沉淀为和的混合物
查阅资料
实验探究
步骤i:将白色沉淀溶于足量的氨水,过滤得到少量灰黑色固体和滤液:
步骤ii:向步骤i所得滤液中加入足量溶液,产生白色沉淀,经过滤洗涤后得到白色固体,向其中加入足量稀盐酸:
步骤iii:将步骤所得灰黑色固体洗涤,并向其中加入足量浓硝酸,固体溶解,产生红棕色气体。
实验结论
①步骤ⅱ中加入足量稀盐酸后,观察到白色固体部分溶解,说明_________(填“假设1”“假设2”或“假设3”)成立。
②推测灰黑色固体为_________,查阅资料得知生成该物质的原因是具有较强的还原性,与溶液发生反应,该反应的离子方程式为_______________。
【答案】(1)容量瓶
(2)偏低 (3)
(4) ①. 溶液褪色 ②. 还原
(5) ①. 假设3 ②. (或银) ③.
【解析】
【分析】配制100mL0.10mol⋅L-1 AgNO3溶液,用AgNO3溶液探究SO2性质,本实验用铜和浓硫酸在加热条件下制备SO2,将气体通入酸性高锰酸钾溶液中,二氧化硫和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性,再通入AgNO3溶液中产生白色沉淀,猜想沉淀成分,并进行验证。
【小问1详解】
配制溶液需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、100mL容量瓶,故答案为:100mL容量瓶;
【小问2详解】
转移溶液时,未洗涤烧杯和玻璃棒AgNO3的物质的量变少,导致所配溶液浓度偏低,故答案为:偏低;
【小问3详解】
装置A的圆底烧瓶中铜和浓硫酸在加热条件下,生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:,故答案为:;
【小问4详解】
①由分析可知,二氧化硫和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性,故答案为:溶液褪色;
②由①可知,体现了SO2的还原性,故答案为:还原性;
【小问5详解】
①加入足量稀盐酸后,观察到白色固体部分溶解,说明沉淀为硫酸钡和亚硫酸钡,故猜想3成立,故答案为:猜想3;
②查阅资料得知生成该物质的原因是SO2具有较强的还原性,与AgNO3溶液发生反应,化学方程式为:,故灰黑色固体为Ag(或银),故答案为:Ag(或银);
③由②可知,离子方程式为:,故答案为:。
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