内容正文:
综合 期末压轴80题
考向1 硫、氮及其化合物
1.(23-24高一下·广东梅州·期末)下列现象或事实可用同一原理解释的是
A.浓硫酸与浓盐酸长期暴露在空气中浓度减小
B.晶体、固体碘受热都会汽化
C.氯水和活性炭都能使红墨水褪色
D.铝在冷的浓硫酸中和在冷的浓硝酸中都没有明显变化
2.(23-24高一下·广东潮州潮安区·期末)下列离子在强酸性溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
3.(23-24高一下·广东江门·期末)下列离子反应方程式书写不正确的是
A.银和稀硝酸:
B.通入氯水:
C.过量通入澄清石灰水:
D.Al与NaOH溶液反应:
4.(23-24高一下·广东广州秀全中学·期末)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A.a遇到氯化氢时,可观察到白雾产生 B.b为红棕色的有毒气体
C.d只具有酸性和氧化性 D.可存在a→b→c→e的转化关系
5.(23-24高一下·广东广州天河区·期末)部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a的电子式为
B.b是淡黄色的固体,可通过 a与c 反应制得
C.工业上由b 制 备e 的路线:bcde
D.h可被氧气氧化成g
6.(23-24高一下·广东东莞·期末)化学是以实验为基础的学科。利用如图所示装置进行的相关实验,能达到预期目的的是
A.制备 B.收集
C.验证的还原性 D.验证与水反应
7.(23-24高一下·广东东莞·期末)部分含氮物质的分类与相应化合价之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a→b属于氮的固定
B.c、d都属于酸性氧化物
C.a和e反应后的产物可用作化肥
D.工业上通过a→b-→c→d→e来制备
8.(23-24高一下·广东惠州·期末)元素化合价和物质类别是研究物质性质的两个维度,以下是氮元素及其化合物的价类二维图。下列说法正确的是
A.和均属于氮的固定 B.实验室可直接加热f或h制取a
C.的转化均可一步实现 D.反应是治理大气污染的一种方法
9.(23-24高一下·广东江门·期末)如图是含氮元素的5种物质,下列说法不正确的是
A.a极易溶于水
B.b→a的反应实现了氮的固定
C.实验室可以采用排空气法收集c
D.工业上制E的原理为:b→a→c→d→e,所涉及的4步转化均为氧化还原反应
10.(23-24高一下·广东深圳·期末)氮及其化合物在工业、农业和环境科学中发挥重要作用。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.的体积为
B.溶液中的数目为
C.和充分反应转移的电子数目为
D.和的混合物中所含氮原子数目为
11.(23-24高一下·广东佛山·期末)氨基甲酸铵()加热脱水可获取尿素。利用干燥的、制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示(加热、夹持装置已略去),下列说法错误的是
A.装置Ⅱ可盛装饱和溶液
B.装置Ⅳ中气球的作用是平衡气压,并防止污染空气
C.装置Ⅳ中的可用于观察气泡,控制气体流速
D.装置Ⅵ中发生反应:
12.(23-24高一下·广东佛山·期末)氮的部分价—类二维关系如图所示。下列推断错误的是
A.a的水溶液呈碱性 B.常温下不能使用铁质容器盛装e的浓溶液
C.可实现a→c→d→e的转化 D.f含有离子键和极性共价键
13.(23-24高一下·广东汕尾·期末)如图所示是氮元素的常见化合价与部分含氮物质的对应关系图(价类二维图),下列说法正确的是
A.a可作保护气,在任何条件下均不与其他物质反应
B.c与水反应可生成b和d,该反应中c只作氧化剂
C.存在e→b→c→d的转化
D.f是一种强碱
14.(23-24高一下·广东汕尾·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.18g重水()中含有的质子数目为10
B.1mol丁烷中含有的碳碳单键数目为3
C.足量与0.1mol铁完全反应,转移的电子数目为0.2
D.一定条件下,1mol 与足量反应,生成的分子数目为2
15.(23-24高一下·广东中山·期末)大气中的氮循环(如图所示)可以减少环境的污染。下列说法不正确的是
A.反应①属于氮的固定
B.反应④转化过程作还原剂
C.反应⑤与反应生成1mol转移个电子
D.在各步反应中,氮元素化合价均发生了变化
16.(23-24高一下·广东中山·期末)某实验小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)进行铜丝和浓硝酸的探究实验,下列说法正确的是
A.具支试管中的现象是有无色气泡产生,溶液变为蓝色
B.实验开始后,烧杯的溶质可能有、
C.若消耗0.1molCu,则被还原的为0.4mol
D.若把铜丝换成铁丝,反应更剧烈
17.(23-24高一下·广东茂名信宜第二中学·期末)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1 mol CHCl3含有C-Cl键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 H2SO4溶液含有氧原子数目为4NA
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为0.75NA
D.一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应后产物的分子数为2NA
18.(23-24高一下·广东深圳·期末)某学习小组探究在不同条件下的氧化性。
(1)基于与稀硝酸的反应 (用离子方程式表示),初步得出结论:在酸性条件下体现强氧化性。
(2)为验证(1)中结论,小组同学设计如下实验:
①配制溶液,所需固体的质量为 g;配制过程中需要用到的玻璃仪器除量筒、玻璃棒、胶头滴管及烧杯外,还有 (填仪器名称)。
②利用如图所示装置进行实验。
实验过程:关闭,向装有片的三颈烧瓶内加入溶液,未观察到明显现象。打开,通入一段时间后,关闭。再向三颈烧瓶内滴加稀硫酸,观察到铜片溶解,溶液变蓝,并有气泡产生。打开,向B中通入 (填名称),观察到 ,说明A中反应产生的气体为。
(3)该小组同学认为的还原性较弱,若用还原性更强的金属,则可以在非酸性条件下体现氧化性。于是,分别取溶液、水于烧杯中,各加入绿豆大小的钠块,观察到两烧杯中实验现象几乎无差别。
【提出猜想】小组同学认为可能是浓度较低引起的。
【优化实验】调节溶液中的浓度,探究在非酸性条件下的氧化性。
实验
实验操作
实验现象
i
取溶液于烧杯中,向其中加入① ,再向该溶液中加入绿豆大小的钠块
随即有黄色火花出现,之后燃烧
ii
取溶液于烧杯中,向其中加入固体,再向该溶液中加入绿豆大小的钠块
瞬间即有黄色火花出现,立即剧烈燃烧
【实验分析】小组同学认为实验不足以说明在非酸性条件下体现氧化性。
【查阅资料】在碱性介质中,活泼金属可将还原为在碱性溶液中以还原性为主;在碱性条件下的还原产物通常为(绿色)。
【补充实验】该小组同学通过实验验证还原产物的存在。
②该方案为 ;可观察到的现象为 。由此可得在非酸性条件下可以体现氧化性。
③在非酸性条件下,将氧化的离子方程式为 。
19.(23-24高一下·广东佛山·期末)硫代硫酸钠可用作定影剂、还原剂,工业制备原理为:。某小组利用该原理制备晶体。
已知:①易溶于水,难溶于乙醇;
②微溶于水。
(1)仪器a的名称是 ,装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)单向阀的结构如图所示,其作用为 。
(3)装置C中盛装的试剂为 。
(4)反应结束后,将装置B中溶液蒸发浓缩、冷却后加入乙醇,可观察到有晶体析出。乙醇的作用是 。
(5)得到的产品常含有少量杂质,设计如下实验方案进行检验。
步骤
实验操作
实验现象
1
取少量样品于试管中,加蒸馏水溶解
固体完全溶解,得到无色溶液
2
加入足量稀盐酸
,有刺激性气味气体产生
3
静置,向上层清液中滴加
产生白色沉淀
(6)①称取12.4g产品配制100 mL溶液,需用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、 、 。
②取10mL溶液与0.1000碘标准液发生反应:,消耗碘标准液24.10mL,则产品中的纯度为 (保留三位有效数字)。
考向2 化学反应与能量变化
20.(23-24高一下·广东广州秀全中学·期末)已知反应C(石墨,s)=C(金刚石,s)的能量变化如下图所示,下列说法正确的是
A.石墨和金刚石互为同位素
B.金刚石比石墨稳定
C.石墨转化为金刚石是吸热反应
D.等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同
21.(23-24高一下·广东广州天河区·期末)水煤气变换反应是放热反应,在双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化下的反应过程示意 图如下下列说法正确的是
A.过 程I 中有非极性共价键断裂
B.过程Ⅱ和过程Ⅲ均为放热过程
C.该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2
D.该反应中反应物的总能量小于生成物总能量
22.(23-24高一下·广东梅州·期末)下列说法不正确的是
A.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
B.能量变化必然伴随发生化学反应
C.如图所示反应为放热反应
D.晶体与晶体的反应为吸热反应
23.(23-24高一下·广东佛山·期末)“仙湖”实验室研发了一种应用前景广泛的“氮氧”燃料电池,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电极a为正极,发生还原反应
B.电极b的电极反应为:
C.电极a与电极b应使用活泼性不同的导电材料
D.电极a生成标况下11.2 L 时,理论上会有3 mol 通过导线
24.(23-24高一下·广东中山·期末)如图为某反应的“能量-反应过程”图,a曲线未加催化剂,b曲线加了催化剂,下列有关说法正确的是
A.反应物比生成物稳定
B.加入催化剂并没有改变反应的总能量变化
C.断开1mol反应物的化学键需要释放kJ的能量
D.该反应可能是盐酸与碳酸氢钠的反应
25.(22-23高一下·广东肇庆·期末)物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应属于放热反应
B.该反应中的能量一定低于的能量
C.断裂和时放出能量
D.该反应生成时,吸收能量
26.(22-23高一下·广东深圳龙岗四校·期中)科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电子由电极a流向电极b
B.一段时间后,电解质溶液的pH减小
C.理论上每消耗22.4 L O2,可产生196 g H2SO4
D.电极b的电极反应式:SO2-2e-+4OH-=SO+2H2O
27.(21-22高一下·广东广州天河区·期末)我国科学家发明了一种电池:。电解质为、和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,结构示意图如下。下列说法不正确的是
A.Zn为电池的负极
B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C.电池工作一段时间后,A区域pH减小,C区域pH变大
D.电极反应:
28.(21-22高一下·广东韶关·期末)石墨转化为金刚石反应过程中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.石墨比金刚石稳定
C.该反应在常温下即可发生 D.相同质量的金刚石与石墨完全燃烧放出的热量相同
29.(21-22高一下·广东揭阳普宁·期末)下列关于四种装置的叙述不正确的是
A.电池I:铜表面产生气泡
B.电池II:是充电电池,属于二次电池
C.电池III:燃料电池有清洁、安全、高效的特点
D.电池IV:锌筒作负极,被还原
30.(21-22高一下·广东汕头·期末)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.HCN比HNC稳定
B.1molHCN转化为1molHNC需要吸收59.3kJ的热量
C.反应过程中断开旧化学键吸收的总能量高于形成新化学键放出的总能量
D.该异构化反应只有在加热条件下才能进行
31.(21-22高一下·广东广州广雅中学·期末)某电化学气敏传感器的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.溶液中往Pt电板(a)为移动
B.Pt电极(a)的电极反应式为
C.该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:5
D.该传感器在工作过程中Pt电极(b)周围溶液pH增大
32.(21-22高一下·广东深圳·期末)利用反应,可除去纯银饰品表面的,有关该反应下列说法不正确的是
A.氧化剂和还原剂物质的量之比为
B.和均为还原产物
C.每生成转移电子
D.若利用该反应设计原电池,则作负极
33.(21-22高一下·广东深圳·期末)一种可产生的锌一空气电池的工作原理如图(溶液作电解质溶液),下列说法正确的是
A.电流由流向复合碳电极
B.电解质溶液中的向复合碳电极方向移动
C.生成的电极反应式:
D.消耗,理论上生成
34.(21-22高一下·广东潮州潮安区·期末)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,某氢氧燃料电池的构造示意图如下,该电池工作时,下列说法正确的是
A.O2在b电极上发生氧化反应
B.电解质溶液中OH-向正极移动
C.该装置实现了电能到化学能的转化
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
35.(23-24高一下·广东惠州·期末)我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.催化剂参与了化学反应 B.①→②的过程要释放能量
C.反应过程中只存在极性键的断裂和形成 D.生成的总反应原子利用率为100%
考向3 化学反应速率与限度
36.(23-24高一下·广东江门·期末)某温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中按投料比通入反应物进行反应,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.当时,该反应达到化学平衡状态
B.反应达到平衡时充入Ne,生成的反应速率加快
C.0~2min内,反应的平均速率是
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
37.(23-24高一下·广东深圳·期末)向一个绝热恒容密闭容器中充入和,发生反应:,测得该可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示(已知:绝热密闭容器的反应体系和外界环境无热交换)。下列说法不正确的是
A.曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线
B.反应在时刻达到化学平衡状态
C.该反应为放热反应
D.时Z的浓度大于时Z的浓度
38.(23-24高一下·广东广州第三中学·期末)在密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:,时反应达到平衡,生成C的物质的量为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.反应时,向容器中通入氦气,容器内压强增大,化学反应速率加快
C.前内,A的平均反应速率为
D.平衡时B的转化率为
39.(22-23高一下·广东汕头·期末)某温度下,在的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应:与随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.内,用表示该反应的平均反应速率
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
C.时,v(正)=v(逆)
D.的转化率:x点>y点
40.(22-23高一下·广东深圳龙岗区龙城高级中学、深圳第二高级中学·期末)在一定条件下,向密闭容器中进行一定量和的反应:,反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.末时,
C.增加的质量时,正反应速率将增大
D.随着反应的进行,达到平衡状态前,混合气体的压强一直增大
41.(21-22高一下·广东广州第二中学·期末)根据下列图示所得出的结论正确的是
A.由图甲中能量变化曲线可知该反应是吸热反应
B.图乙表示溶液碱性越强,消耗速率越慢
C.由图丙可知,40℃时溶液的质量分数大于NaCl溶液的质量分数
D.由图丁可知,氯水在光照过程中pH逐渐减小,溶液中Cl-浓度逐渐增大
42.(22-23高一下·广东江门新会一中·期末)化学反应与能量,是学习和研究化学原理的重要内容。在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生反应:,测得CO和(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率 。下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A.CO、和三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗2mol的同时生成1mol
(3)平衡时CO的体积分数(即物质的量分数)为 (保留3位有效数字)。
(4)该反应是 反应(填“吸热”或“放热”),已知断开1molCO(g)和2mol(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol(g)中的化学键所需要吸收 kJ的能量。
(5)归燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为。则下列说法正确的是 (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子
43.(23-24高一下·广东广州五校·期末)煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的方程式:
① ②
(1)下列措施能够增大上述反应①速率的是______(填字母)。
A.升高温度 B.增加煤炭的用量 C.及时分离产物 D.加入合适的催化剂
(2)在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2、一定条件下发生上述反应②,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示:
①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是 。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗2 mol H2的同时消耗1 mol CH3OH
②根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 (填“a”“b”“c”或“d”);用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:va vc(填“>”、“<”或“=”)。
③反应经过3 min后达到平衡,该过程中H2的化学反应速率是多少? (列三段式求解)
(3)已知断开1 mol CO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072 kJ,断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为426 kJ,则根据图2的数据计算:断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收 kJ的能量。
(4)CH3OH可作为燃料使用,以多孔铂为电极,如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池,则d电极是 (填“正极”或“负极”),该电池的正极的电极反应式为 。
44.(23-24高一下·广东深圳·期末)汽车尾气系统中均安装了催化转化器以减少尾气污染。
Ⅰ.汽车尾气中含有大量和等有害物质,会对人体健康和环境产生危害。
(1)汽车尾气中产生的原因为 (用化学方程式表示)。
Ⅱ.在催化剂作用下,汽车尾气中的和可转化成和,其反应为:。
(2)反应过程中的能量变化如图所示,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列情况能说明该反应达到化学平衡的有______(填标号)。
A.和的物质的量之比为
B.单位时间内生成的同时消耗
C.容器内的压强不再变化
D.的含量保持不变
(4)在体积相同的三个恒容密闭容器中按下表进行实验,三组实验中随时间t变化的曲线如图所示(已知:其他条件不变时,催化剂的比表面积越大,催化效率越高)。
编号
催化剂的比表面积
i
280
80
ii
280
x
iii
360
80
①结合图、表信息,表中x 80(填“>”“<”或“=”)。
②由实验 (填编号,下同)和实验 可得出结论:温度越高,的转化速率越大。
③实验i开始至的平均反应速率为 (用含的代数式表示);
实验iⅱ达到平衡时的转化率为 (已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)在催化剂作用下,利用还原也可实现氮氧化物污染的治理,其反应为。在的催化作用下,该反应历程可分两步进行:
i);
ii) (写出该步反应的离子方程式)。
45.(23-24高一下·广东惠州·期末)到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。
Ⅰ.从能量变化角度研究反应:。
(1)根据图中数据计算反应,生成1mol 时 (填释放或吸收)的热量为 kJ。
(2)已知一定温度下在2L的密闭容器中模拟工业合成 氨气,各物质的有关数据如下:
起始物质的量浓度/():
1.5
1
0
2s末物质的量浓度/():
0.9
0.8
0.4
请回答下列问题。
①用来表示0~2s的平均反应速率为 。
②下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 (填序号)
A. B.容器内气体的总压强保持不变
C.容器内气体的密度不变 D.
E.容器内气体的物质的量分数保持不变
Ⅱ.探究化学能转变为电能。
某实验小组自制如图水果电池,探究影响电池效能的因素有哪些,制成记录表格如下:
序号
电极
电极间距(cm)
水果种类
电流表(μA)
①
2.0
西红柿
78.8
②
2.0
西红柿
70.3
③
2.0
西红柿
0
④
2.0
柠檬
45.7
⑤
1.0
柠檬
98.4
回答下列问题:
(3)水果电池中,水果的作用是 。
(4)对比实验①②③得出的结论是 。
(5)下图为探究化学能转变为电能的装置。
若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸,该装置工作时,若导线中转移了0.4mol电子,则产生的气体在标准状况下的体积为 L。为了减缓气体生成的速率而又不改变生成气体的成分,该同学在烧杯中分别加入下列液体,你认为可行的是 (填字母)。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
考向4 有机化合物
46.(23-24高一下·广东梅州·期末)某有机物X的结构简式为,下列有关说法正确的是
A.X能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
B.1 mol X与足量Na反应最多能生成0.5 mol
C.在一定条件下,X能发生水解反应
D.在一定条件下,X能与羧酸或醇发生酯化反应
47.(23-24高一下·广东肇庆·期末)山梨酸是一种国家允许使用的防腐剂,其结构如下图所示。下列说法正确的是
A.山梨酸的分子式为
B.山梨酸与丙烯酸()互为同系物
C.1 mol山梨酸与Na反应最多生成0.5 mol
D.1 mol山梨酸最多可以与3 mol 发生加成反应
48.(23-24高一下·广东东莞·期末)松油醇具有紫丁香味,如图为松油醇分子的结构。下列有关该分子的说法正确的是
A.属于烃分子 B.含有苯环结构
C.含有三种官能团 D.能与Na发生置换反应
49.(23-24高一下·广东东莞·期末)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
50.(23-24高一下·广东惠州·期末)有机物a是石油化学工业重要的基本原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,下列说法不正确的是
A.a→b属于加成反应
B.b不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.c与环氧乙烷()互为同分异构体
D.b、d、e三种物质可以用饱和溶液鉴别
51.(21-22高一下·广东广州海珠区·期末)下列关于有机物的叙述正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色
B.甲烷与氯气反应只生成一氯甲烷
C.乙醇、乙酸均可与金属钠反应
D.等质量的乙烯和丙烯完全燃烧,丙烯消耗的O2多
52.(22-23高一下·广东湛江第二中学·期末)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图所示,下列说法正确的是
A.布洛芬分子结构中含2种官能团
B.布洛芬分子中所有碳原子有可能在同一平面内
C.布洛芬和苯甲酸( )互为同系物
D.布洛芬在苯环上发生取代反应时,其一氯代物有4种
53.(22-23高一下·广东中山·期末)甘油酸是一种食品添加剂,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.分子式为 B.可与反应
C.可以发生加聚反应 D.分子中所有原子一定共平面
54.(22-23高一下·广东东莞·期末)根据乙烯的结构和性质可以推测丙烯(CH2=CHCH3)的结构和性质,下列说法正确的是
A.丙烯结构中所有原子一定共平面
B.丙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
C.丙烯与Br2发生加成反应的产物是CH2BrCH2CH2Br
D.丙烯和乙烯互为同分异构体
55.(22-23高一下·广东东莞·期末)劳动开创未来。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
贮藏粮食常充入N2延长贮藏时间
N2具有还原性
B
用熟石灰改良酸性土壤
Ca(OH)2是一种碱
C
果农往未成熟水果的包装袋中充入乙烯
乙烯是植物生长调节剂
D
涂抹医用酒精进行消毒
乙醇能使蛋白质变性
56.(22-23高一下·广东茂名第一中学·期末)已知甲醇()可用于汽车燃料,相关反应为。下列说法正确的是
A.含有四对共用电子对
B.该反应可设计成原电池
C.反应物总能量低于生成物总能量
D.与的分子式不同,故性质不相似
57.(22-23高一下·广东云浮·期末)罗定肉桂是广东省罗定市的特产,其富含的一种有机物M的结构如图所示,下列有关有机物M的说法中正确的是
A.分子中所有原子在同一平面上
B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能与钠反应产生氢气
D.M中含氧官能团的电子式为
58.(22-23高一下·广东揭阳·期末)莽草酸可作抗病毒、抗癌药物中间体,天然存在于木兰科植物八角等的干燥成熟果实中,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是
A.分子式为
B.在水溶液中,羧基不能电离出
C.1mol该有机物能与3molNa发生反应
D.该有机物能发生加成反应、氧化反应和酯化反应
59.(22-23高一下·广东广州·期末)关于有机物的说法错误的是
A.分子式为 B.一定条件下,该物质可与氢气发生加成反应
C.该物质属于酯类 D.该物质与足量金属钠反应可生成
60.(23-24高一下·广东佛山·期末)聚乙烯醇(PVA)可用于制备滴眼液。以乙烯为主要原料制备PVA的一种路线如图所示:
已知:有机物分子结构中含有羟基或者羧基,会和水形成分子间氢键而导致其溶解性增大。回答下列问题:
(1)反应①、反应③的反应类型分别为 、 。
(2)乙酸乙烯酯所含官能团的名称为 、 。
(3)将反应④的化学方程式补充完整: 。
(4)反应⑤为加聚反应,其反应方程式为 。
(5)PVA具有较好的水溶性,原因是 。
(6)下列有关乙酸乙烯酯和PVA的说法正确的是___________。
A.乙酸乙烯酯可以使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙酸乙烯酯与乙酸乙酯互为同系物
C.PVA可以与发生酯化反应
D.1 mol PVA分子能与1 mol Na发生反应
(7)写出与乙酸乙烯酯含有相同官能团的同分异构体 (写一种)。
61.(23-24高一下·广东肇庆·期末)有机玻璃(PMMA)俗称“亚克力”,是一种应用广泛的热塑性塑料。一种合成有机玻璃的工艺流程如下:
已知: (R、代表烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)A→B的反应中除了生成B,另一种副产物的结构简式为 ,其与B的关系为 。
(3)C的结构简式为 。
(4)E中所含官能团名称为 。
(5)E转化为F的化学方程式为 ,反应类型为 。
(6)F在一定条件下发生自身加成聚合反应得到pMMA,PMMA的结构简式为 。
62.(22-23高一下·广东广州天河区·期末)根据如图转化关系图,回答下列问题:
已知:
(1)E中所含官能团的名称是 。
(2)B的结构简式为 ,反应②和反应④的反应类型分别是 、 。
(3)A能够制得高聚物G,G为一种常见的塑料,A生成G的反应方程式为 。
(4)1 mol C与2 mol乙酸完全反应的化学方程式为
(5)A分子中最多有 个原子共平面,A的同分异构体中一氯代物只有一种的结构简式为 。
63.(22-23高一下·广东广州第三中学·期末)巴豆酸甲酯常用于配制香料,一种合成该物质的路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)反应②的反应类型为 ,C的结构简式为 。
(3)E中官能团的名称为 。
(4)反应⑥的化学方程式为 。
(5)B的同系物G比B的相对分子质量大28,则G的同分异构体有 种(不考虑立体异构),其中一种含有三个甲基的G的结构简式为 。
64.(22-23高一下·广东韶关·期末)A是石油裂解气的主要产物之一,其产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平。用A为原料合成其它有机物的流程如图所示:
请回答下列有关问题:
(1)物质A的名称是 ,无机物M是 (填化学式)。
(2)化合物D中官能团的名称为 。
(3)A→B,E→F的反应类型分别为 , 。
(4)写出F→G的化学方程式: 。
(5)有机物G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 。
(6)有机物H是B的同系物,且相对分子质量比B大28,写出其中一种含有三个甲基的H的结构简式 。
65.(22-23高一下·广东东莞·期末)乳酸乙酯可作为牛奶、果酒等食物香精。由淀粉为原料合成乳酸乙酯的路线如下:
(1)C的名称为 ,D所含官能团的名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)写出反应③的化学方程式: ,该反应类型为 。
(4)下列说法正确的是___________。
A.E中含有酯基和羟基 B.反应④的原子利用率为100%
C.淀粉水解生成葡萄糖和果糖 D.可用银氨溶液检验葡萄糖
(5)反应⑤的化学方程式为 。
(6)写出一种与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式 。
考向5 资源的开发利用
66.(22-23高一下·广东中山·期末)海水中蕴含巨大的资源,下列关于海水资源开发利用的说法不正确的是
A.海水提溴利用了溴单质易挥发的性质
B.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等
C.工业上海水提镁过程中用到的沉淀剂是
D.从海水中制得的氯化钠除了供食用,还可以用于生产烧碱、纯碱等
67.(22-23高一下·广东肇庆·期末)碘元素是人体中重要的微量元素之一,被称为“智力元素”。实验室从海带中提取碘单质的操作流程如图所示。下列说法正确的是
A.步骤①的操作名称是研磨
B.步骤③中玻璃棒的作用是搅拌
C.步骤④中理论上每生成,需消耗
D.步骤⑤可以选用或乙醇
68.(22-23高一下·广东茂名·期末)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的稳定性
B.“吸收塔”步骤中可用溶液代替
C.该工艺流程可体现还原性:
D.使用该法处理海水最终得到,若提取率为50%,则原海水中的浓度为
69.(22-23高一下·广东东莞·期末)海带中含有碘元素,从海带中提取碘的实验过程如下所示。
(1)“灼烧”时用到下列仪器中的___________。
A.酒精灯 B.漏斗 C.蒸发皿 D.坩埚
(2)“浸泡过滤”后滤液中含有I-,“氧化”的离子方程式为 。
(3)检验“氧化”产生I2的操作:取“氧化”后的少量溶液于试管中, (实验操作及现象)。
(4)“提取”存在以下两种方案。
已知:;酸性条件下,I2在水溶液中的溶解度很小。
①方案乙中“操作X”的名称是 。
②方案甲中,“酸化”步骤氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
③该流程可循环利用的物质是 。
④采用方案乙得到纯碘的产率较低,原因是 。
70.(22-23高一下·广东珠海·期末)目前工业上常用的一种海水提溴技术“吹出法”,工艺流程图如图:
回答下列问题:
(1)溴在元素周期表中的位置 。
(2)下列试剂可用于代替Cl2的是(填标号)___________。
A.I2 B.H2O2 C.FeCl3 D.NaBrO3
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为 ;蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为 。
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是 。
(5)工业生产中,测得浓缩海水中溴的含量为800g•m-3,通过吹出塔、吸收塔时共损失了25%的溴,蒸馏和冷凝时共损失了10%的溴。处理10m3该浓缩海水,实际可得到液溴 mol。
71.(23-24高一下·广东揭阳·期末)以高硫铝土矿粉(主要成分为、,少量等)为原料,生产并获得的部分工艺流程如图所示:
(1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率,可采取的有效措施为 (任写两点)。
(2)已知:①第一次焙烧的主要目的是脱硫(降低矿粉中硫化物型硫的含量),以免影响产品的质量;②此过程中与氧气发生了氧化还原反应:。第一次焙烧结束后,硫最终主要以 (填物质的化学式)的形式存在。
(3)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)第二次焙烧过程中产生了污染性气体,大量排放容易造成酸雨等环境问题,工业上可用双碱法脱硫技术处理废气,过程如图所示,其中可循环使用的试剂是 (填化学式),写出双碱法脱硫技术的总反应的化学方程式: 。
(5)纯度检验:将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中,再滴入酸性溶液,若酸性溶液褪色, (填“能”或“不能”)说明产品中含有,理由是 。
72.(23-24高一下·广东中山·期末)随着我国科技的快速发展,半导体材料在电子产品中扮演着越来越重要的角色。其中位于第ⅥA族的硒()和碲()也可用作半导体材料。从废渣(主要含Au、Ag、、等)中提取硒和碲的一种工艺流程如下:
已知:①易与水反应生成亚硒酸(),亚硒酸是一种强氧化剂;
②(反应吸热)
(1)为提高“酸浸”的效率,可采取的措施为 (答出一条即可)。
(2)“硒还原”时一般使用作还原剂。除了,“硒还原”的还原剂还可以选择 。
a. b.溶液 c. d.
(3)为回收贵重金属,拟使用稀硝酸对滤渣中的Ag进行浸溶提取,此时发生反应的化学方程式为 ,此提取方法的缺点是 。
(4)“碲还原”的离子反应方程式为 。
(5)“提纯”过程:可利用已知②原理,将粗硒溶于足量煮沸的亚硫酸钠溶液中(杂质不与亚硫酸钠反应),趁热过滤除去固体杂质,冷却析出硒,再经过 (填操作名称),可得到纯度较高的单质硒。
(6)在粗碲提纯过程中,若用2.5t粗碲(含碲80.0%)制得精碲2.0t(纯度99.5%),则碲的回收率为 %(保留小数点后一位)。
73.(23-24高一下·广东江门·期末)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)中Co元素的化合价为 ,Si在元素周期表中的位置是 。
(2)已知烧渣是LiCl、和的混合物。
①将“500℃焙烧”后烧渣中剩余的除去后,再进行水浸、过滤,得到滤饼1,滤饼1的主要成分是 (填化学式)。
②“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸会因剧烈水解生成硅酸()和另一种酸而产生大量烟雾,写出水解的化学方程式 。
(3)已知滤饼2主要为,沉钴反应的离子方程式为 。
(4)鉴别洗净的“滤饼3”和固体中金属元素常用方法的名称是 。
(5)“850℃煅烧”时发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
74.(23-24高一下·广东佛山·期末)硫化锌精矿(主要含ZnS,FeS、)除铁并回收锌的一种工艺流程如下。
已知:①“焙烧”后所得锌焙砂的成分为:ZnO、、。
②难溶于稀
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,ZnS转化为ZnO的化学方程式为 。
(2)“浸出液”可回收Zn。
①从浸出液中获得的操作是 ;
②普通锌锰干电池的结构如图所示,其中负极材料为 (写化学式,下同),电池工作时 得到电子。
(3)“浸出渣”可进一步回收金属元素Fe和Zn。
①“浸出渣”的主要成分是 (写化学式);
②“还原”步骤中发生的反应的离子方程式为 ;
③“母液”可返回 步骤循环使用。
(4)利用NaOH溶液可除去中的,反应的离子方程式为 。
75.(21-22高一下·广东广州·期末)目前工业上常用的一种海水提溴技术“吹出法”,工艺流程图如图:
回答下列问题:
(1)溴在元素周期表中的位置 。
(2)下列试剂可用于代替Cl2的是(填标号)___________。
A.I2 B.H2O2 C.FeCl3 D.NaBrO3
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为 ;蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为 。
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是 。
(5)工业生产中,测得浓缩海水中溴的含量为800g•m-3,通过吹出塔、吸收塔时共损失了25%的溴,蒸馏和冷凝时共损失了10%的溴。处理10m3该浓缩海水,实际可得到液溴 mol。
76.(22-23高一下·广东广州·期末)工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(主要成分是为,还含有少量和Fe、Al、Mg、Ni等金属的氧化物)制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。工艺流程如图所示。
生成氢氧化物沉淀的pH
物质
开始沉淀
沉淀完全
1.5
2.8
3.4
4.7
6.9
8.9
8.1
10.1
8.9
10.9
回答下列问题:
(1)“酸浸”需要加热,其原因是 。
(2)“酸浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式为 。
(3)“氧化”中转化为,该反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”时,溶液pH范围调节为4.7~6之间,滤渣①的主要成分是 。
(5)“除杂1”中加入沉淀剂目的是除去,“滤渣②”的主要成分是 。
(6)“沉锰”的离子方程式为 。
77.(22-23高一下·广东湛江·期末)人类的生产、生活离不开化学。
(1)铝粉与某些金属的氧化物组成的混合物叫铝热剂,铝热剂在高温下发生的反应叫铝热反应,如:,反应发生时放出大量的热。
①信息中的“某些”指 (填“比铝活泼”“比铝不活泼”或“任意”)。
②试写出铝粉与发生铝热反应的化学方程式: 。
(2)从海水中提取溴的工业流程如图:
①步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式为 。
②步骤Ⅱ用热空气吹出的被纯碱溶液吸收时,被氧化和被还原的的物质的量之比为 。
(3)海带中含有丰富的碘元素,某化学研究性学习小组用如图流程从海水中提取碘:
①若操作Ⅰ用溶液(稀硫酸酸化)完成碘元素的转化,则反应的离子方程式为 。
②操作Ⅱ的名称为 、 ,此过程中可以选用的有机溶剂是 (填一种)。
78.(22-23高一下·广东潮州·期末)一种从海水中提取金属镁和单质溴的主要步骤如下:
回答下列问题:
(1)试剂1属于氧化物,它是 (填化学式)。
(2)操作A中常用玻璃棒,其作用是搅拌,加快反应;操作B是 (填操作名称)。
(3)溴蒸气通入二氧化硫的水溶液中,其离子方程式为 ,从理论上考虑下列也能吸收的是 。
A. B. C. D.
(4)经过步骤ⅰ、ⅱ已获得含的海水,不直接用含的海水进行操作B得到液溴,而要经过“热空气吹出、吸收、通入氯气”后再操作B,其目的是 。
(5)向溶液1中通入热空气的目的是 。
(6)写出电解熔融冶炼金属Mg的化学方程式 。
79.(22-23高一下·广东肇庆·期末)浩瀚的大海具有丰富的可以开发和利用的化学资源。根据如图所示流程回答下列问题:
(1)①操作是 (填实验操作名称)和过滤。
②粗盐中常含有少量泥沙及等杂质离子,除杂步骤中试剂①~③可行的添加顺序有 (填标号)。
A.① ② ③ B.① ② ③
C.① ② ③ D.① ② ③
(2)结合原料来源及经济效益,最适合作为试剂④的是___________(填标号)。
A.烧碱 B.纯碱溶液 C.石灰乳 D.澄清石灰水
(3)①写出操作中通发生反应的离子方程式: ;可以用水蒸气将吹出的原因是 ;图中虚线框内流程的主要目的是 。
②操作D中用到的装置为 (填标号)。
80.(22-23高一下·广东梅州·期末)海水是巨大的资源宝库,利用海水可以提取镁和溴,提取过程如下:
(1)请写出淡化海水的一种方法 ,操作①为 。
(2)写出由制取Mg的化学方程式 。
(3)吹出塔中通入热空气吹出,利用了溴的 性。提取溴的过程中,经过2次转化的目的是 。
(4)吸收塔中发生反应的离子方程式为 。
(5)下列有关海水综合利用的说法不正确的是 (填字母)。
A.海水提镁流程中,可循环使用,用于制备盐酸,再溶解
B.海水提镁流程中,石灰乳可以通过煅烧贝壳后加水得到
C.电解海水可以制得金属钠
(6)用上述流程进行海水提溴,将海水浓缩至1L,最终得到,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为 。
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综合 期末压轴80题
考向1 硫、氮及其化合物
1.(23-24高一下·广东梅州·期末)下列现象或事实可用同一原理解释的是
A.浓硫酸与浓盐酸长期暴露在空气中浓度减小
B.晶体、固体碘受热都会汽化
C.氯水和活性炭都能使红墨水褪色
D.铝在冷的浓硫酸中和在冷的浓硝酸中都没有明显变化
【答案】D
【解析】A.浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水,所以长期暴露在空气中浓度减小;浓盐酸具有挥发性,氯化氢挥发,所以浓盐酸长期暴露在空气中浓度减小,但两者原理不同,故A错误;
B. 受热分解生成氯化氢和氨气;碘受热升华,原理不同,故B错误;
C.氯水具有漂白性,能使红墨水褪色;活性炭因具有吸附性而使红墨水褪色,即原理不同,故C错误;
D.浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性,铁遇冷的浓硝酸和冷的浓硫酸会钝化,表面生成一层致密的氧化膜,阻止内层金属继续反应,所以铝在冷的浓硫酸中和在冷的浓硝酸中都没有明显变化,原理相同,故D正确;
故答案为:D。
2.(23-24高一下·广东潮州潮安区·期末)下列离子在强酸性溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【解析】A.在强酸性环境中含有大量H+,H+与Fe2+、会发生氧化还原反应而不能大量共存,A错误;
B.在强酸性环境中含有大量H+,H+与会反应产生CO2、H2O,不能大量共存,B错误;
C.在强酸性环境中含有大量H+,H+与选项离子之间不能发生任何反应,可以大量共存,C正确;
D.在强酸性环境中含有大量H+,H+与OH-会反应产生弱电解质H2O,不能大量共存;Fe3+与OH-会反应产生Fe(OH)3沉淀,铵根离子和OH-反应生成NH3·H2O,也不能大量共存,D错误;
故合理选项是C。
3.(23-24高一下·广东江门·期末)下列离子反应方程式书写不正确的是
A.银和稀硝酸:
B.通入氯水:
C.过量通入澄清石灰水:
D.Al与NaOH溶液反应:
【答案】B
【解析】A.银和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,故A正确;
B.二氧化硫与氯水反应生成盐酸和硫酸,反应的离子方程式为,故B错误;
C.过量二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸氢钙,反应的离子方程式为,故C正确;
D.铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
4.(23-24高一下·广东广州秀全中学·期末)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A.a遇到氯化氢时,可观察到白雾产生 B.b为红棕色的有毒气体
C.d只具有酸性和氧化性 D.可存在a→b→c→e的转化关系
【答案】D
【解析】A.a为NH3,遇HCl会产生白烟,A错误;
B.b为NO,无色有毒气体,B错误;
C.d为HNO2,N为+3价,化合价既能升高又能降低,既有氧化性又有还原性,还有酸性,C错误;
D.氨气催化氧化生成NO,NO与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,D正确;
故选D。
5.(23-24高一下·广东广州天河区·期末)部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a的电子式为
B.b是淡黄色的固体,可通过 a与c 反应制得
C.工业上由b 制 备e 的路线:bcde
D.h可被氧气氧化成g
【答案】A
【分析】根据图示,a为H2S,b为S,c为SO2,d为SO3,e为H2SO4,f为H2SO3。
【解析】
A.a为H2S,只含共价键,属于共价化合物,H2S的电子式为,A项错误;
B.b为S,硫粉是淡黄色的固体,可由a为H2S 与c为SO2,发生归中反应为2H2S+SO2=3S+2H2O,可生成S,B项正确;
C.b为S,e为H2SO4,工业上S在空气(或氧气)中燃烧生成SO2,SO2在V2O5作催化剂、400~500℃条件下发生催化氧化反应生成SO3,SO3用98.3%浓硫酸吸收制备H2SO4,C项正确;
D.h中硫元素化合价为+4价,处于中间价态,具有还原性,亚硫酸根离子可被氧气氧化成硫酸根离子,D项正确;
答案选A。
6.(23-24高一下·广东东莞·期末)化学是以实验为基础的学科。利用如图所示装置进行的相关实验,能达到预期目的的是
A.制备 B.收集
C.验证的还原性 D.验证与水反应
【答案】B
【解析】A.铜与浓硫酸反应制取二氧化硫时需要加热,A装置缺少加热仪器;故A错误;
B.二氧化硫常温常压下不与空气中的氧气反应,且密度大于空气,采用向上排空气法收集,故B正确;
C.硫化氢溶液中通入二氧化硫时,发生反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,表现的是二氧化硫的氧化性,故C错误;
D.试管内压强减小、水位上升,可能是因为二氧化硫溶于水,因此该装置无法验证与水反应,故D错误;
故答案为:B。
7.(23-24高一下·广东东莞·期末)部分含氮物质的分类与相应化合价之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a→b属于氮的固定
B.c、d都属于酸性氧化物
C.a和e反应后的产物可用作化肥
D.工业上通过a→b-→c→d→e来制备
【答案】C
【分析】根据部分含氮物质的类别与相应化合价关系图可知:a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3。
【解析】A.a为NH3,b为N2,b→a属于氮的固定,A错误;
B.c为NO,d为NO2,c、d都属于不成盐氧化物,B错误;
C.a为NH3, e为HNO3,a和e反应后的产物硝酸铵可用作化肥,C正确;
D.工业上通过氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,工业上通过a→c→d→e来制备,D错误;
故选C。
8.(23-24高一下·广东惠州·期末)元素化合价和物质类别是研究物质性质的两个维度,以下是氮元素及其化合物的价类二维图。下列说法正确的是
A.和均属于氮的固定 B.实验室可直接加热f或h制取a
C.的转化均可一步实现 D.反应是治理大气污染的一种方法
【答案】D
【分析】由氮元素及其化合物的价类二维图可知,a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2、e为HNO3、f为NH3·H2O、g为硝酸盐,h为铵盐,以此解答。
【解析】A.氮的固定是将氮气转化为含氮化合物,属于氮的固定,是含氮化合物之间的转化,不是氮的固定,A 错误;
B .f 是NH3·H2O,h 是铵盐,加热铵盐会分解成氨气和另一种气体,例如氯化铵加热后会分解成氨气和氯化氢,这个过程在加热条件下发生,但冷却后,氨气和氯化氢又会重新化合成氯化铵,产生白烟,实验室制取氨气不能直接加热铵盐,而是用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制取,B 错误;
C.N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO,不能一步反应生成NO2,C错误;
D.NH3和NO在一定条件下发生氧化还原反应生成非污染性气体N2和CO2,是治理大气污染的一种方法,D正确;
故选D。
9.(23-24高一下·广东江门·期末)如图是含氮元素的5种物质,下列说法不正确的是
A.a极易溶于水
B.b→a的反应实现了氮的固定
C.实验室可以采用排空气法收集c
D.工业上制E的原理为:b→a→c→d→e,所涉及的4步转化均为氧化还原反应
【答案】C
【分析】由图可知,a为氨气、b为氮气、c为一氧化氮、d为二氧化氮、e为硝酸。
【解析】A.氨气是极易溶于水的无色气体,故A正确;
B.氮的固定是指游离态的氮元素转化为化合态氮元素的过程,所以氮气生成氨气的反应实现了氮的固定,故B正确;
C.一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮,所以实验室不能采用排空气法收集一氧化氮气体,故C错误;
D.b→a→c→d→e涉及的4步转化均有元素发生化合价变化,均为氧化还原反应,故D正确;
故选C。
10.(23-24高一下·广东深圳·期末)氮及其化合物在工业、农业和环境科学中发挥重要作用。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.的体积为
B.溶液中的数目为
C.和充分反应转移的电子数目为
D.和的混合物中所含氮原子数目为
【答案】D
【解析】A.30 g 的物质的量为1 mol,但未指明气体所处的状态,无法计算其体积,A错误;
B.未指明硝酸溶液的体积,无法计算的数目,B错误;
C.和的反应为可逆反应,1 mol和3 mol充分反应转移的电子数目小于6,C错误;
D.和的最简式均为,46 g 和的混合物中所含氮原子数目为,D正确;
故选D。
11.(23-24高一下·广东佛山·期末)氨基甲酸铵()加热脱水可获取尿素。利用干燥的、制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示(加热、夹持装置已略去),下列说法错误的是
A.装置Ⅱ可盛装饱和溶液
B.装置Ⅳ中气球的作用是平衡气压,并防止污染空气
C.装置Ⅳ中的可用于观察气泡,控制气体流速
D.装置Ⅵ中发生反应:
【答案】D
【分析】用装置Ⅰ制备二氧化碳,装置Ⅱ除去二氧化碳中的氯化氢,装置Ⅲ干燥二氧化碳进入装置Ⅵ;装置Ⅵ生成氨气,装置Ⅴ干燥氨气后进入装置Ⅵ,装置Ⅵ中、反应生成氨基甲酸铵;
【解析】A.装置Ⅱ可盛装饱和溶液,饱和碳酸氢钠和二氧化碳不反应,且能和HCl反应生成二氧化碳气体,A正确;
B.装置Ⅳ中气球的作用是平衡气压防止塞子被冲出,且和储存尾气防止污染空气,B正确;
C.装置Ⅳ中的可用于观察气体流出的气泡,从而控制气体流速,C正确;
D.氯化铵分解生成的氨气和氯化氢遇冷又生成氯化铵,不能用于制备氨气,D错误;
故选D。
12.(23-24高一下·广东佛山·期末)氮的部分价—类二维关系如图所示。下列推断错误的是
A.a的水溶液呈碱性 B.常温下不能使用铁质容器盛装e的浓溶液
C.可实现a→c→d→e的转化 D.f含有离子键和极性共价键
【答案】B
【分析】由图可知,a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2或N2O4、e为HNO3,f为铵盐。
【解析】A.氨气的水溶液为氨水,溶液显碱性,A正确;
B.常温下,铁、铝遇到浓硝酸会发生钝化,形成致密的氧化膜,阻止内层金属进一步被氧化,则常温下,可用铁或铝制容器盛装浓硝酸,B错误;
C.氨气和氧气催化氧化生成NO,NO和氧气转化为二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,C正确;
D.f为铵盐,由铵根离子和酸根离子构成,含有离子键,铵根离子中含有N-H极性共价键,故f含有离子键和极性共价键,D正确;
故选B。
13.(23-24高一下·广东汕尾·期末)如图所示是氮元素的常见化合价与部分含氮物质的对应关系图(价类二维图),下列说法正确的是
A.a可作保护气,在任何条件下均不与其他物质反应
B.c与水反应可生成b和d,该反应中c只作氧化剂
C.存在e→b→c→d的转化
D.f是一种强碱
【答案】C
【分析】结合价类二维图可知a为,b为NO,c为,d为,e为,f为,据此解答。
【解析】A.性质稳定,可作保护气,但在一定条件也能与氧气、氢气等发生反应,A项错误;
B.c是,与水反应生成和NO,,根据化合价的变化情况分析,既作氧化剂,又作还原剂,B项错误;
C.氮的化合物中,可实现的转化,C项正确;
D.f是,在水溶液中发生部分电离,是弱碱,D项错误;
故答案选C。
14.(23-24高一下·广东汕尾·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.18g重水()中含有的质子数目为10
B.1mol丁烷中含有的碳碳单键数目为3
C.足量与0.1mol铁完全反应,转移的电子数目为0.2
D.一定条件下,1mol 与足量反应,生成的分子数目为2
【答案】B
【解析】A.的摩尔质量为20,则18g重水的物质的量为0.9mol,根据关系式1个有10个质子,计算可得质子数为9,故A错误;
B.丁烷中含有四个碳原子,四个碳原子间形成3个碳碳单键,所以1mol丁烷中含有的碳碳单键数目为3,故B正确;
C.氯气具有强氧化性,无论是否过量,与铁反应都生成,因此0.1mol铁与足量氯气完全反应,转移的电子数为0.3,故C错误;
D.合成氨反应是可逆反应,一定条件下,1mol 与足量反应,生成的分子数小于2,故D错误;
故选B。
15.(23-24高一下·广东中山·期末)大气中的氮循环(如图所示)可以减少环境的污染。下列说法不正确的是
A.反应①属于氮的固定
B.反应④转化过程作还原剂
C.反应⑤与反应生成1mol转移个电子
D.在各步反应中,氮元素化合价均发生了变化
【答案】C
【解析】A.N元素的单质转化为化合物的过程为氮的固定,反应①由氮气转化为铵根离子属于氮的固定,故A正确;
B.反应④N元素化合价从+5变为0,化合价降低被还原,硝酸根离子做氧化剂,则转化过程作还原剂,故B正确;
C.与反应生成N2、H2O,结合电子守恒配平该反应的离子方程式为:+=N2↑+2H2O,氮元素从+3降低至0价,生成1mol转移个电子,故C错误;
D.在各步反应中,反应①中氮元素从0价降低至-3价,反应②氮元素从-3升高至+3价,反应③氮元素从+3升高至+5价,反应④氮元素从+5降低至0价,反应⑤氮元素从+3降低至0价,氮元素化合价均发生了变化,故D正确;
故选:C。
16.(23-24高一下·广东中山·期末)某实验小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)进行铜丝和浓硝酸的探究实验,下列说法正确的是
A.具支试管中的现象是有无色气泡产生,溶液变为蓝色
B.实验开始后,烧杯的溶质可能有、
C.若消耗0.1molCu,则被还原的为0.4mol
D.若把铜丝换成铁丝,反应更剧烈
【答案】B
【解析】A. 铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体和硝酸铜,具支试管中的现象是有红棕气泡产生,溶液变为蓝色,故A错误;
B. 二氧化氮与NaOH溶液反生成、,实验开始后,烧杯的溶质可能有、和水,故B正确;
C. 由关系式Cu~2(被还原),若消耗0.1molCu,则被还原的为0.2mol,故C错误;
D. 若把铜丝换成铁丝,会发生钝化,故D错误;
故选B。
17.(23-24高一下·广东茂名信宜第二中学·期末)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1 mol CHCl3含有C-Cl键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 H2SO4溶液含有氧原子数目为4NA
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为0.75NA
D.一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应后产物的分子数为2NA
【答案】A
【解析】A.在1个CHCl3分子中含有3个C-Cl共价键,因此1 mol CHCl3含有C-Cl键的数目为3NA,A正确;
B.在1 L 1 mol·L-1 H2SO4中含有溶质H2SO4的物质的量是1 mol,在1 mol H2SO4中含有O原子的物质的量是4 mol,且溶液中溶剂水分子中也含有O原子,因此在该溶液中含有氧原子数目大于4NA,B错误;
C.未指出气体所处的外界条件,因此不能确定气体的物质的量,也就不能确定混合后的分子数目,C错误;
D.N2与H2反应产生NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应后产物NH3的物质的量小于2 mol,则所得NH3的分子数小于2NA,D错误;
故合理选项是A。
18.(23-24高一下·广东深圳·期末)某学习小组探究在不同条件下的氧化性。
(1)基于与稀硝酸的反应 (用离子方程式表示),初步得出结论:在酸性条件下体现强氧化性。
(2)为验证(1)中结论,小组同学设计如下实验:
①配制溶液,所需固体的质量为 g;配制过程中需要用到的玻璃仪器除量筒、玻璃棒、胶头滴管及烧杯外,还有 (填仪器名称)。
②利用如图所示装置进行实验。
实验过程:关闭,向装有片的三颈烧瓶内加入溶液,未观察到明显现象。打开,通入一段时间后,关闭。再向三颈烧瓶内滴加稀硫酸,观察到铜片溶解,溶液变蓝,并有气泡产生。打开,向B中通入 (填名称),观察到 ,说明A中反应产生的气体为。
(3)该小组同学认为的还原性较弱,若用还原性更强的金属,则可以在非酸性条件下体现氧化性。于是,分别取溶液、水于烧杯中,各加入绿豆大小的钠块,观察到两烧杯中实验现象几乎无差别。
【提出猜想】小组同学认为可能是浓度较低引起的。
【优化实验】调节溶液中的浓度,探究在非酸性条件下的氧化性。
实验
实验操作
实验现象
i
取溶液于烧杯中,向其中加入① ,再向该溶液中加入绿豆大小的钠块
随即有黄色火花出现,之后燃烧
ii
取溶液于烧杯中,向其中加入固体,再向该溶液中加入绿豆大小的钠块
瞬间即有黄色火花出现,立即剧烈燃烧
【实验分析】小组同学认为实验不足以说明在非酸性条件下体现氧化性。
【查阅资料】在碱性介质中,活泼金属可将还原为在碱性溶液中以还原性为主;在碱性条件下的还原产物通常为(绿色)。
【补充实验】该小组同学通过实验验证还原产物的存在。
②该方案为 ;可观察到的现象为 。由此可得在非酸性条件下可以体现氧化性。
③在非酸性条件下,将氧化的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)8.5 1000mL容量瓶 空气或氧气 有红棕色气体出现
(3)固体 取少量实验i或实验ii反应后的溶液于试管中,向其中加入少量KMnO4溶液 溶液变为绿色
【分析】为了验证:在酸性条件下体现强氧化性,进行了(2)中实验:铜与硝酸钠溶液无实验现象,滴入稀硫酸后,铜溶解,溶液变蓝,并有气泡产生,经过进一步验证为NO,说明酸性条件下硝酸根与铜反应,表现氧化性;
该小组同学认为的还原性较弱,若用还原性更强的金属,则可以在非酸性条件下体现氧化性。选用钠与硝酸钠溶液反应,并进行对照实验:除硝酸根离子浓度不同,其余条件相同,发现实验现象差别不大,小组同学认为实验不足以说明在非酸性条件下体现氧化性。
查阅资料:在碱性介质中,活泼金属可将还原为在碱性溶液中以还原性为主,为了验证上述信息,设计实验验证在碱性条件有还原产物产生:取少量实验i或实验ii反应后的溶液于试管中,向其中加入少量KMnO4溶液,可观察到的现象为:溶液变为绿色,由此可得在非酸性条件下可以体现氧化性。
【解析】(1)与稀硝酸的反应的离子方程式为:;
(2)①配制溶液,所需固体的质量为:;配制过程中需要用到的玻璃仪器除量筒、玻璃棒、胶头滴管及烧杯外,还有1000mL容量瓶;
②向硝酸钠溶液中滴加稀硫酸,观察到铜片溶解,溶液变蓝,并有气泡产生。NO遇氧气变为红棕色,故打开,向B中通入空气或氧气,观察到有红棕色气体出现,说明A中反应产生的气体为;
(3)①调节溶液中的浓度,探究在非酸性条件下的氧化性,故实验①中应加入1.5g固体,其他条件不变;
②若有还原产物存在,此溶液能使酸性高锰酸钾溶液变为绿色,故方案为:取少量实验i或实验ii反应后的溶液于试管中,向其中加入少量KMnO4溶液,可观察到的现象为:溶液变为绿色,由此可得在非酸性条件下可以体现氧化性;
③在非酸性条件下,将氧化的离子方程式为:。
19.(23-24高一下·广东佛山·期末)硫代硫酸钠可用作定影剂、还原剂,工业制备原理为:。某小组利用该原理制备晶体。
已知:①易溶于水,难溶于乙醇;
②微溶于水。
(1)仪器a的名称是 ,装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)单向阀的结构如图所示,其作用为 。
(3)装置C中盛装的试剂为 。
(4)反应结束后,将装置B中溶液蒸发浓缩、冷却后加入乙醇,可观察到有晶体析出。乙醇的作用是 。
(5)得到的产品常含有少量杂质,设计如下实验方案进行检验。
步骤
实验操作
实验现象
1
取少量样品于试管中,加蒸馏水溶解
固体完全溶解,得到无色溶液
2
加入足量稀盐酸
,有刺激性气味气体产生
3
静置,向上层清液中滴加
产生白色沉淀
(6)①称取12.4g产品配制100 mL溶液,需用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、 、 。
②取10mL溶液与0.1000碘标准液发生反应:,消耗碘标准液24.10mL,则产品中的纯度为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)防止溶液倒吸
(3)氢氧化钠溶液
(4)降低的溶解度,利于其结晶析出
(5)生成黄色沉淀 氯化钡溶液
(6)100mL容量瓶 胶头滴管 96.4%
【分析】在烧瓶A中硫酸与Na2SO3发生复分解反应产生SO2气体,在加热条件下SO2和Na2S、Na2SO3反应生成Na2S2O3;
以淀粉为指示剂,0.1000碘标准液,发生反应:,当恰好反应完全时,溶液由无色变为蓝色,半分钟内不褪色,就证明达到滴定终点;
【解析】(1)仪器a的名称是分液漏斗,装置A中硫酸与Na2SO3发生复分解反应产生SO2气体、硫酸钠和水,;
(2)反应过程中二氧化硫被反应,装置中压强减小,可能发生倒吸,单向阀作用为防止溶液倒吸;
(3)二氧化硫有毒会污染空气,装置C中盛装的试剂为氢氧化钠溶液,用于吸收尾气防止污染;
(4)已知:易溶于水,难溶于乙醇;故乙醇的作用是降低的溶解度,利于其结晶析出;
(5)已知:微溶于水。硫酸根离子和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,检测产品中是否存在杂质,先加过量的稀盐酸排除干扰,酸性条件下生成硫单质黄色沉淀和二氧化硫气体,静置,取上层清液,再加氯化钡,若出现白色沉淀,说明溶液中含有硫酸根离子,即产品中含有, 故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液或过滤后取滤液,滴加氯化钡溶液,若出现白色沉淀则说明晶体中含有杂质;
(6)①配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;故称取12.4g产品配制100 mL溶液,需用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管;
②取10mL溶液与0.1000碘标准液发生反应:,消耗碘标准液24.10mL,则产品中的纯度为。
考向2 化学反应与能量变化
20.(23-24高一下·广东广州秀全中学·期末)已知反应C(石墨,s)=C(金刚石,s)的能量变化如下图所示,下列说法正确的是
A.石墨和金刚石互为同位素
B.金刚石比石墨稳定
C.石墨转化为金刚石是吸热反应
D.等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同
【答案】C
【解析】A.金刚石与石墨是碳元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,A错误;
B.能量越低越稳定,由图知,等质量的金刚石能量大于石墨,则石墨比金刚石稳定,B错误;
C.金刚石所具有的能量高,石墨转化为金刚石是吸热反应,C正确;
D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧生成稳定的化合物释放的热量不相同,金刚石所具有的能量高,释放的热量多,D错误;
答案选C。
21.(23-24高一下·广东广州天河区·期末)水煤气变换反应是放热反应,在双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化下的反应过程示意 图如下下列说法正确的是
A.过 程I 中有非极性共价键断裂
B.过程Ⅱ和过程Ⅲ均为放热过程
C.该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2
D.该反应中反应物的总能量小于生成物总能量
【答案】C
【解析】A.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的O-H极性共价键断裂,故A错误;
B.过程II中水分子中的O-H化学键断裂,吸收热量,过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水、和氢气,新的化学键生成放出热量,故B错误;
C.由图可知,反应物是CO和H2O,生成物是CO2、H2,该反应的化学方程式为CO+ H2O=CO2+H2,故C正确;
D.水煤气变换反应是放热反应,该反应中反应物的总能量大于生成物总能量,故D错误;
故选:C。
22.(23-24高一下·广东梅州·期末)下列说法不正确的是
A.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
B.能量变化必然伴随发生化学反应
C.如图所示反应为放热反应
D.晶体与晶体的反应为吸热反应
【答案】B
【解析】A.化学反应的本质是断键和成键,断裂化学键要吸收能量,形成化学键要释放能量,所以化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的,故A正确;
B.化学反应会伴随能量变化,但是有能量变化的未必是化学反应,如水由气态变液态会释放能量,故B错误;
C.图示中反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,故C正确;
D.晶体与晶体的反应中反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,故D正确;
故答案为:B。
23.(23-24高一下·广东佛山·期末)“仙湖”实验室研发了一种应用前景广泛的“氮氧”燃料电池,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电极a为正极,发生还原反应
B.电极b的电极反应为:
C.电极a与电极b应使用活泼性不同的导电材料
D.电极a生成标况下11.2 L 时,理论上会有3 mol 通过导线
【答案】D
【分析】由图可知,氨气失去电子发生氧化反应,为电源的负极,通入氧气的一极,氧气得到电子发生还原反应,为原电池的正极,电子由负极经外电路流向正极;
【解析】A.由分析可知电极a为负极,发生氧化反应,A错误;
B.酸性条件下,氧气发生还原反应生成水,,B错误;
C.电极a与电极b可以均使用惰性电极,不一应使用活泼性不同的导电材料,C错误;
D.电极a反应为,生成标况下11.2 L 为0.5mol,理论上会有3 mol 通过导线,D正确;
故选D。
24.(23-24高一下·广东中山·期末)如图为某反应的“能量-反应过程”图,a曲线未加催化剂,b曲线加了催化剂,下列有关说法正确的是
A.反应物比生成物稳定
B.加入催化剂并没有改变反应的总能量变化
C.断开1mol反应物的化学键需要释放kJ的能量
D.该反应可能是盐酸与碳酸氢钠的反应
【答案】B
【解析】A.能量越低物质越稳定,则生成物比反应物稳定,A错误;
B.催化剂只改变反应过程,不影响反应的总能量变化,B正确;
C.断裂化学键吸收能量,则断开1mol反应物的化学键需要吸收kJ的能量,C错误;
D.该反应是反应物的总能量高于生成物总能量,是放热反应,盐酸与碳酸氢钠是吸热反应,与图不符,D错误;
故选B。
25.(22-23高一下·广东肇庆·期末)物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应属于放热反应
B.该反应中的能量一定低于的能量
C.断裂和时放出能量
D.该反应生成时,吸收能量
【答案】D
【解析】A.由图可知,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应属于吸热反应,A错误;
B.由图可知,该反应中的能量一定低于的能量,B错误;
C.断裂化学键需要吸收能量,C错误;
D.依据图像分析判断和反应生成,每生成吸收热量,D正确;
故选D。
26.(22-23高一下·广东深圳龙岗四校·期中)科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电子由电极a流向电极b
B.一段时间后,电解质溶液的pH减小
C.理论上每消耗22.4 L O2,可产生196 g H2SO4
D.电极b的电极反应式:SO2-2e-+4OH-=SO+2H2O
【答案】B
【分析】以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池,SO2发生氧化反应,故电极b为负极,a为正极。
【解析】A.电子由电源负极b流向正极a,故A错误;
B.电池总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,故一段时间后,电解质溶液的pH减小,故B正确;
C.无标准状况,无法计算氧气的物质的量,故C错误;
D.溶液为酸性,故电极b的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO+4H+,故D错误;
故选B。
27.(21-22高一下·广东广州天河区·期末)我国科学家发明了一种电池:。电解质为、和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,结构示意图如下。下列说法不正确的是
A.Zn为电池的负极
B.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
C.电池工作一段时间后,A区域pH减小,C区域pH变大
D.电极反应:
【答案】D
【分析】根据总方程式可知,锌失去电子,发生氧化反应,锌作负极,二氧化铅得到电子,发生还原反应,二氧化铅作正极,以此解题。
【解析】A.由分析可知,锌作负极,A正确;
B.结合总的反应以及图示可知,负极反应为,消耗氢氧根离子,则钾离子,通过a膜向右移动,正极二氧化铅得到电子,电极反应为:,消耗氢离子,硫酸根离子通过b膜向左移动,故a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,B正确;
C.由选项C分析可知,锌电极消耗氢氧根离子,A区域pH减小,二氧化铅电极消耗氢离子,C区域pH变大,C正确;
D.由选项B分析可知,电极反应:,D错误;
故选D。
28.(21-22高一下·广东韶关·期末)石墨转化为金刚石反应过程中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.石墨比金刚石稳定
C.该反应在常温下即可发生 D.相同质量的金刚石与石墨完全燃烧放出的热量相同
【答案】B
【解析】A.由图可知反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,A项错误;
B.由能量可知石墨能量低,能量越低越稳定,石墨较稳定,B项正确;
C.该反应在高温高压下才能进行,C项错误;
D.金刚石相对能量较高,相同质量的金刚石与石墨完全燃烧,金刚石放出热量较多,D项错误。
答案选B。
29.(21-22高一下·广东揭阳普宁·期末)下列关于四种装置的叙述不正确的是
A.电池I:铜表面产生气泡
B.电池II:是充电电池,属于二次电池
C.电池III:燃料电池有清洁、安全、高效的特点
D.电池IV:锌筒作负极,被还原
【答案】D
【解析】A.电池I为锌铜原电池,铜表面氢离子得到电子生成氢气,产生气泡,A项正确;
B.电池II为铅蓄电池,是充电电池,属于二次电池,B项正确;
C.电池III为氢氧燃料电池,有清洁、安全、高效的特点,C项正确;
D.电池IV为锌锰干电池,锌筒作负极,被氧化,D项错误;
故答案选D。
30.(21-22高一下·广东汕头·期末)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.HCN比HNC稳定
B.1molHCN转化为1molHNC需要吸收59.3kJ的热量
C.反应过程中断开旧化学键吸收的总能量高于形成新化学键放出的总能量
D.该异构化反应只有在加热条件下才能进行
【答案】D
【解析】A.由图可知,HCN的能量比HNC的能量低,物质的能量越小越稳定,则HCN比HNC稳定,故A正确;
B.由图可知,该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,1molHCN转化为1molHNC时需要吸收59.3kJ的热量,故B正确;
C.由图可知,该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,反应过程中断开旧化学键吸收的总能量高于形成新化学键放出的总能量,故C正确;
D.由题意可知,该异构化反应是在常温条件下进行的,故D错误;
故选D。
31.(21-22高一下·广东广州广雅中学·期末)某电化学气敏传感器的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.溶液中往Pt电板(a)为移动
B.Pt电极(a)的电极反应式为
C.该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:5
D.该传感器在工作过程中Pt电极(b)周围溶液pH增大
【答案】D
【分析】该装置为原电池装置,左侧电极上NH3转化为N2,N元素化合价升高,发生了氧化反应,故Pt电板(a)为负极;右侧O2得电子生成氢氧根,Pt电极(b)为正极。原电池的总反应为:4NH3+3O2=4N2+6H2O。
【解析】A.原电池中阳离子移向正极,故移向Pt电极(b),A错误;
B.Pt电板(a)为负极,发生氧化反应,电极反应式为:,B错误;
C.根据总反应可知,该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:3,C错误;
D.Pt电极(b)为正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,氢氧根浓度增大,Pt电极(b)周围溶液pH增大,D正确;
故选D。
32.(21-22高一下·广东深圳·期末)利用反应,可除去纯银饰品表面的,有关该反应下列说法不正确的是
A.氧化剂和还原剂物质的量之比为
B.和均为还原产物
C.每生成转移电子
D.若利用该反应设计原电池,则作负极
【答案】B
【解析】A.该反应中Al元素的化合价升高,Al作还原剂,Ag元素的化合价降低,Ag2S作氧化剂,其它元素化合价均未变化,根据反应的方程式系数可知,氧化剂和还原剂物质的量之比为,A正确;
B.中各元素化合价并为改变,其既不是氧化产物也不是还原产物,是化合价降低得到的产物,是还原产物, B不正确;
C.Al从0价升高到+3价,失去3个电子,其它元素化合价没有升高的,则每生成转移电子,C正确;
D.该反应中Al失去电子被氧化,若利用该反应设计原电池,则作负极,D正确;
故选B。
33.(21-22高一下·广东深圳·期末)一种可产生的锌一空气电池的工作原理如图(溶液作电解质溶液),下列说法正确的是
A.电流由流向复合碳电极
B.电解质溶液中的向复合碳电极方向移动
C.生成的电极反应式:
D.消耗,理论上生成
【答案】D
【分析】该装置为原电池装置,Zn为负极,锌失去电子,电极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;通入空气的电极为正极,即复合碳电极为正极,电极反应为:。
【解析】A.根据分析,锌为负极,复合碳电极为正极,电流由复合碳电极流向锌,A错误;
B.氢氧根移向负极,即移向锌电极,B错误;
C.电解质溶液为碱性,故生成H2O2的电极反应为:,C错误;
D.消耗,转移电子2mol,理论上生成,D正确;
故选D。
34.(21-22高一下·广东潮州潮安区·期末)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,某氢氧燃料电池的构造示意图如下,该电池工作时,下列说法正确的是
A.O2在b电极上发生氧化反应
B.电解质溶液中OH-向正极移动
C.该装置实现了电能到化学能的转化
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】D
【解析】A.O2在b电极上得到电子发生还原反应,A错误;
B.该燃料电池工作时,电解质溶液中OH-向正电荷较多的负极移动,B错误;
C.该装置通过两个电极分别发生氧化反应、还原反应,实现了化学能到电能的转化,C错误;
D.氢氧燃料电池反应产物水不会对环境造成污染,且水又是生产燃料H2的原料,比H2直接燃烧能量利用率大大提高,因此是一种具有应用前景的绿色电源,D正确;
故合理选项是D。
35.(23-24高一下·广东惠州·期末)我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.催化剂参与了化学反应 B.①→②的过程要释放能量
C.反应过程中只存在极性键的断裂和形成 D.生成的总反应原子利用率为100%
【答案】C
【解析】A.由反应的该历程示意图,可知催化剂参与了反应过程,故A正确;
B.①→②的焓值降低,过程为放热过程,故B正确;
C.反应过程中必然要形成C-C,为非极性键,故C错误;
D。图中分析,1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸,生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%,故C正确;
答案选C。
考向3 化学反应速率与限度
36.(23-24高一下·广东江门·期末)某温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中按投料比通入反应物进行反应,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.当时,该反应达到化学平衡状态
B.反应达到平衡时充入Ne,生成的反应速率加快
C.0~2min内,反应的平均速率是
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】D
【解析】A.不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故A错误;
B.恒容条件下通入不反应的氦气,反应体系中各物质的浓度不变,生成三氧化硫的反应速率不变,故B错误;
C.由图可知,2min时三氧化硫的物质的量为5mol,由方程式可知,0~2min内,氧气的反应速率为=0.625 mol/(L·min),故C错误;
D.二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为可逆反应,所以通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度,故D正确;
故选D。
37.(23-24高一下·广东深圳·期末)向一个绝热恒容密闭容器中充入和,发生反应:,测得该可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示(已知:绝热密闭容器的反应体系和外界环境无热交换)。下列说法不正确的是
A.曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线
B.反应在时刻达到化学平衡状态
C.该反应为放热反应
D.时Z的浓度大于时Z的浓度
【答案】D
【解析】A.反应达到平衡之前,正反应速率大于逆反应速率,曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线,故A正确;
B.反应在时刻,正逆反应速率相等,达到化学平衡状态,故B正确;
C.随反应进行,正反应速率增大,可知容器内温度升高,该反应为放热反应,故C正确;
D.随反应进行,生成物浓度增大,时Z的浓度小于时Z的浓度,故D错误;
选D。
38.(23-24高一下·广东广州第三中学·期末)在密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:,时反应达到平衡,生成C的物质的量为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.反应时,向容器中通入氦气,容器内压强增大,化学反应速率加快
C.前内,A的平均反应速率为
D.平衡时B的转化率为
【答案】A
【分析】由图可知,反应达到平衡时A、B的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L,由各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可得:(0.8mol/L—0.2mol/L):(0.5mol/L—0.3mol/L):=3:1:4,则b=1、c=4。
【解析】A.由分析可知,b=1、c=4,故A正确;
B.反应时,向恒容容器中通入不参与反应的氦气,反应体系中各物质的浓度不变,化学反应速率不变,故B错误;
C.由图可知,反应达到平衡时A的浓度为0.2mol/L,则前内,A的平均反应速率为=0.05mol/(L⋅s),故C错误;
D.由图可知,反应达到平衡时B的浓度为0.3mol/L,则B的转化率为×100%=40%,故D错误;
故选A。
39.(22-23高一下·广东汕头·期末)某温度下,在的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应:与随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.内,用表示该反应的平均反应速率
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
C.时,v(正)=v(逆)
D.的转化率:x点>y点
【答案】B
【解析】A.由图可知,内,用表示该反应的平均反应速率,A错误;
B.混合气体的平均摩尔质量为M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,B正确;
C.后甲烷量仍继续增加,故时,v(正)>v(逆),C错误;
D.y点反应的二氧化碳的量更大,故的转化率:x点<y点,D错误;
故选B。
40.(22-23高一下·广东深圳龙岗区龙城高级中学、深圳第二高级中学·期末)在一定条件下,向密闭容器中进行一定量和的反应:,反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.末时,
C.增加的质量时,正反应速率将增大
D.随着反应的进行,达到平衡状态前,混合气体的压强一直增大
【答案】D
【解析】A.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率增大,故A错误;
B.10min末为瞬时速率,无法计算,故B错误;
C.C是固体,增加C的质量时,浓度不改变,正反应速率将不变,故C错误;
D.该反应是体积增大的反应,正向反应,压强不断增大,随着反应的进行,达到平衡状态前,混合气体的压强一直增大,故D正确。
综上所述,答案为D。
41.(21-22高一下·广东广州第二中学·期末)根据下列图示所得出的结论正确的是
A.由图甲中能量变化曲线可知该反应是吸热反应
B.图乙表示溶液碱性越强,消耗速率越慢
C.由图丙可知,40℃时溶液的质量分数大于NaCl溶液的质量分数
D.由图丁可知,氯水在光照过程中pH逐渐减小,溶液中Cl-浓度逐渐增大
【答案】D
【解析】A.由图可知反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,故A错误;
B.根据图知,碱浓度越大,相同时间内消耗的双氧水越多,所以碱性越强双氧水分解速率越快,故B错误;
C.溶液不一定是饱和溶液,缺少条件不能比较其溶液的质量分数,故C错误;
D.随着光照的进行,溶液的pH减小,酸性增强,说明氢离子浓度增大,HClO分解生成HCl和氧气,所以溶液中氯离子浓度增大,故D正确;
故答案选D。
42.(22-23高一下·广东江门新会一中·期末)化学反应与能量,是学习和研究化学原理的重要内容。在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol,一定条件下发生反应:,测得CO和(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率 。下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强 C.减小的浓度 D.加入合适的催化剂
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A.CO、和三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗2mol的同时生成1mol
(3)平衡时CO的体积分数(即物质的量分数)为 (保留3位有效数字)。
(4)该反应是 反应(填“吸热”或“放热”),已知断开1molCO(g)和2mol(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol(g)中的化学键所需要吸收 kJ的能量。
(5)归燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为。则下列说法正确的是 (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4g转移1.2mol电子
【答案】(1)0.125 AD
(2)C
(3)16.7%
(4)放热 2052.8
(5)②③
【解析】(1)由图示可知,3min开始达到平衡状态,CO物质的量变化为0.75mol,浓度变化量是0.375mol/L,所以v(CO)=0.375mol/L÷3min=0.125mol·L-1·min-1;
A.升高温度,反应速率加快,故A正确;
B.降低压强,反应速率减小,故B错误;
C.减小CH3OH的浓度,反应速率减小,故C错误;
D.加入合适的催化剂,反应速率加快,故D正确;
故答案为:AD;
(2)A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等不一定达到平衡,故A错误;
B.反应前后质量不变,体积也不变,则密闭容器中混合气体的密度一直不变,所以不一定达到平衡,故B错误;
C.该反应为反应前后气体物质的量发生改变的反应,混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,能说明反应达到平衡,故C正确;
D.相同时间内消耗2molH2,同时生成1molCH3OH,都表示正反应速率,不能说明正逆速率相等,所以不一定达到平衡,故D错误;
故答案为:C;
(3)根据三段式可知(单位:mol)
平衡时CO的体积分数为×100%≈16.7%;
(4)结合图2可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,该反应的ΔH=-128.8kJ/mol,断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键共需要吸收的能量为1924kJ,设断开1mol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收xkJ的能量,则ΔH=-128.8kJ/mol=1924kJ/mol-xkJ/mol,解得:x=2052.8。
(5)①电池放电时通入空气的电极得到电子,为正极,通入甲醇的电极为负极,错误;
②电池放电时消耗氢氧根离子,因此电解质溶液的碱性逐渐减弱,正确;
③电池放电时每消耗6.4g,甲醇的物质的量是0.2mol,失去电子的物质的量是0.2mol×6=1.2mol,即转移1.2mol电子,正确;
答案选②③。
43.(23-24高一下·广东广州五校·期末)煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的方程式:
① ②
(1)下列措施能够增大上述反应①速率的是______(填字母)。
A.升高温度 B.增加煤炭的用量 C.及时分离产物 D.加入合适的催化剂
(2)在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2、一定条件下发生上述反应②,测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示:
①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是 。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗2 mol H2的同时消耗1 mol CH3OH
②根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 (填“a”“b”“c”或“d”);用同一物质表示反应速率时,a、c两点的正反应速率:va vc(填“>”、“<”或“=”)。
③反应经过3 min后达到平衡,该过程中H2的化学反应速率是多少? (列三段式求解)
(3)已知断开1 mol CO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072 kJ,断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为426 kJ,则根据图2的数据计算:断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收 kJ的能量。
(4)CH3OH可作为燃料使用,以多孔铂为电极,如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池,则d电极是 (填“正极”或“负极”),该电池的正极的电极反应式为 。
【答案】(1)AD
(2)CD d > 0.25 mol/(L·min)
(3)2052.8
(4)正极 O2+4e-+4H+=2H2O
【解析】(1)A.在其它条件不变时,升高温度,反应速率加快,A符合题意;
B.在其它条件不变时,由于炭单质属于固体物质,增加煤炭的用量,其浓度不变,因此反应速率不变,B不符合题意;
C.CO、H2都是气体物质,在其它条件不变时,及时分离出去CO、H2,不能加快化学反应速率,C不符合题意;
D.在其它条件不变时,加入合适的催化剂,会使化学反应速率大大加快,D符合题意;
故合理选项是AD;
(2)①A.可逆反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量浓度不变,但不一定是反应混合物中CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应在恒容密闭容器中进行,气体的质量不变,则根据气体的密度公式ρ=,可知混合气体的密度始终不随时间的变化而变化,因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态,B错误;
C.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应前后气体的物质的量发生改变,若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,C正确;
D.在任何时刻,在单位时间内消耗2 mol H2,就会同时反应产生1 mol CH3OH,而又消耗1 mol CH3OH,则CH3OH的物质的量不变,说明反应达到了平衡状态,D正确;
故合理选项是CD;
②根据图示可知:在a点后CO的物质的量还在减少,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在b点后CH3OH的物质的量在增加,说明反应正向进行,未达到平衡状态;在c点时刻尽管CO、CH3OH的物质的量相等,但由于c点后CO的物质的量在减少,CH3OH的物质的量在增加,说明该点时刻反应正向进行,未达到平衡状态;在d点后CO、CH3OH的物质的量都不变,则反应达到了平衡状态,任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知,表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点,该点是d点;
反应物浓度越大,反应速率就越快。由于反应物CO的浓度:a>c,所以用CO浓度变化表示的正反应速率大小关系为:v(a)>v(c);
③在2 L密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),根据已知条件即图示数据,用三段式进行求解:
则3 min内反应消耗H2的物质的量是1.5 mol,容器的容积是2 L,反应时间是3 mol,故H2浓度变化为△n(H2)==0.75 mol/L,因此用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.25 mol/(L·min);
(3)根据图2可知2 mol H2(g)和1 mol CO(g)反应产生1 mol CH3OH(g)放出128.8 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-128.8 kJ/mol;反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,假设1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收能量为x,则根据反应热与化学键键能关系可知:(1072+2×426) kJ-x kJ=-128.8 kJ,解得x=2052.8,即断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量;
(4)在CH3OH-O2燃料电池中,通入燃料CH3OH的电极为负极,负极失去电子发生氧化反应;通入O2的电极为正极,正极上得到电子发生还原反应。溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动,阴离子向正电荷较多的负极移动。根据图示可知溶液中的阳离子H+向d电极区移动,说明d电极为正极,b处通入的气体是O2,正极的电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O。电极c为负极,a处通入的气体是CH3OH,CH3OH失去电子发生氧化反应,故负极的电极反应式为:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
44.(23-24高一下·广东深圳·期末)汽车尾气系统中均安装了催化转化器以减少尾气污染。
Ⅰ.汽车尾气中含有大量和等有害物质,会对人体健康和环境产生危害。
(1)汽车尾气中产生的原因为 (用化学方程式表示)。
Ⅱ.在催化剂作用下,汽车尾气中的和可转化成和,其反应为:。
(2)反应过程中的能量变化如图所示,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列情况能说明该反应达到化学平衡的有______(填标号)。
A.和的物质的量之比为
B.单位时间内生成的同时消耗
C.容器内的压强不再变化
D.的含量保持不变
(4)在体积相同的三个恒容密闭容器中按下表进行实验,三组实验中随时间t变化的曲线如图所示(已知:其他条件不变时,催化剂的比表面积越大,催化效率越高)。
编号
催化剂的比表面积
i
280
80
ii
280
x
iii
360
80
①结合图、表信息,表中x 80(填“>”“<”或“=”)。
②由实验 (填编号,下同)和实验 可得出结论:温度越高,的转化速率越大。
③实验i开始至的平均反应速率为 (用含的代数式表示);
实验iⅱ达到平衡时的转化率为 (已知:转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)在催化剂作用下,利用还原也可实现氮氧化物污染的治理,其反应为。在的催化作用下,该反应历程可分两步进行:
i);
ii) (写出该步反应的离子方程式)。
【答案】(1)
(2)放热
(3)CD
(4)> i iii 50%
(5)
【解析】(1)空气中的氮气和氧气在汽车汽缸内的高温环境下生成一氧化氮,化学方程式为;
(2)根据反应过程-能量图可知,反应物的总能量>生成物的总能量,所以该反应属于放热反应;
(3)若和的物质的量之比维持为不变,才能说明反应达到平衡,即和的物质的量之比为不能说明反应已达到平衡,A错误;单位时间内生成的同时消耗,均表示正反应速率,不能说明反应是否达到平衡,B错误;该反应为气体分子数减小的反应,当容器内的压强不再变化时,说明反应达到化学平衡,C正确;的含量保持不变,保持不变,说明反应达到化学平衡,D正确;故答案为:CD;
(4)由曲线图可知,在t1时,实验ii的反应速率大于实验i,结合已知信息,其他条件不变时,催化剂的比表面积越大,催化效率越高,故表中x>80;实验i和实验iii只有温度不同,催化剂的比表面积相同时,由实验i和实验iii可得出结论:温度越高,的转化速率越大;实验i开始至时,消耗了,生成了,则的平均反应速率为;实验iii达到平衡时,的转化率为;
(5)第一步反应为和反应成了,则第二步为和反应成了,即离子方程式为。
45.(23-24高一下·广东惠州·期末)到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。
Ⅰ.从能量变化角度研究反应:。
(1)根据图中数据计算反应,生成1mol 时 (填释放或吸收)的热量为 kJ。
(2)已知一定温度下在2L的密闭容器中模拟工业合成 氨气,各物质的有关数据如下:
起始物质的量浓度/():
1.5
1
0
2s末物质的量浓度/():
0.9
0.8
0.4
请回答下列问题。
①用来表示0~2s的平均反应速率为 。
②下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 (填序号)
A. B.容器内气体的总压强保持不变
C.容器内气体的密度不变 D.
E.容器内气体的物质的量分数保持不变
Ⅱ.探究化学能转变为电能。
某实验小组自制如图水果电池,探究影响电池效能的因素有哪些,制成记录表格如下:
序号
电极
电极间距(cm)
水果种类
电流表(μA)
①
2.0
西红柿
78.8
②
2.0
西红柿
70.3
③
2.0
西红柿
0
④
2.0
柠檬
45.7
⑤
1.0
柠檬
98.4
回答下列问题:
(3)水果电池中,水果的作用是 。
(4)对比实验①②③得出的结论是 。
(5)下图为探究化学能转变为电能的装置。
若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸,该装置工作时,若导线中转移了0.4mol电子,则产生的气体在标准状况下的体积为 L。为了减缓气体生成的速率而又不改变生成气体的成分,该同学在烧杯中分别加入下列液体,你认为可行的是 (填字母)。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】(1)释放 45
(2)0.05mol/(Ls) BE
(3)作电解质溶液
(4)在其他条件相同时,电极材料活泼性差别越大,电池效果越好;该水果电池的电极是活泼性不同的金属
(5)4.48L AB
【解析】(1)由图可知,在反应中,断键吸收的能量为473kJ+654kJ=1127kJ,成键释放的能量为339kJ+397 kJ+436kJ=1172kJ,生成1mol 时释放的热量为1172kJ-1127kJ=45kJ;
(2)①结合表格数据,用来表示0~2s的平均反应速率为=0.05mol/(Ls);
②A.,都描述的是正反应方向,不能说明达到平衡,故A不选;
B.该反应是气体体积不等的反应,恒容时容器内气体的总压强保持不变可以说明达到平衡,故B选;
C.容器恒容,容器内气体的密度始终不变,不能说明达到平衡,故C不选;
D.,没有说明反应方向,不能说明达到平衡,故D不选;
E.容器内气体的物质的量分数保持不变可以说明达到平衡,故E选;
答案为BE;
(3)水果中含有电解质,水果电池中水果的作用是作电解质溶液;
(4)实验①②③的电极距离相同,水果种类相同,电极材料不同,实验①②③的目的是探究电极材料对电池效果的影响,对比实验①②③得出结论是在其他条件相同时,电极材料活泼性差别越大,电池效果越好,该水果电池的电极是活泼性不同的金属;
(5)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸,该装置为原电池,Zn为负极,Cu为正极,正极反应式为2H++2e-=H2↑,若导线中转移了0.4mol电子,则产生氢气0.2mol,在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
A.蒸馏水可将稀硫酸进行稀释,并且不改变硫酸的总物质的量,可减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,故A正确;
B.NaCl溶液可将稀硫酸进行稀释,并且不改变硫酸的总物质的量,可减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,故B正确;
C.Na2CO3溶液加入会与硫酸反应生成CO2,气体的成分会发生改变,故C错误;
D.KNO3溶液电离出,在酸性环境中,具有强氧化性,反应生成NO,而不生成氢气,故D错误;
答案为AB。
考向4 有机化合物
46.(23-24高一下·广东梅州·期末)某有机物X的结构简式为,下列有关说法正确的是
A.X能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
B.1 mol X与足量Na反应最多能生成0.5 mol
C.在一定条件下,X能发生水解反应
D.在一定条件下,X能与羧酸或醇发生酯化反应
【答案】D
【解析】A.分子中含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,A错误;
B.羟基和羧基均能与Na反应,由于2个-COOH或2个-OH与钠反应会产生1个H2,故1 mol X与足量Na完全反应能生成1 mol H2,B错误;
C.X分子中无卤素原子、无酯基、无肽键等,因此不能发生水解反应,C错误;
D.X中含有羟基和羧基,能与羧酸或醇发生酯化反应,D正确;
故选D。
47.(23-24高一下·广东肇庆·期末)山梨酸是一种国家允许使用的防腐剂,其结构如下图所示。下列说法正确的是
A.山梨酸的分子式为
B.山梨酸与丙烯酸()互为同系物
C.1 mol山梨酸与Na反应最多生成0.5 mol
D.1 mol山梨酸最多可以与3 mol 发生加成反应
【答案】C
【解析】A.由图可知,山梨酸的分子式为,故A错误;
B.山梨酸与丙烯酸中,碳碳双键的个数不相同,不能互为同系物,故B错误;
C.1 mol山梨酸含有1mol羧基,与Na反应最多生成0.5 mol ,故C正确;
D.1 mol山梨酸含有2mol碳碳双键,最多和2 mol 发生加成反应,故D错误;
故选C。
48.(23-24高一下·广东东莞·期末)松油醇具有紫丁香味,如图为松油醇分子的结构。下列有关该分子的说法正确的是
A.属于烃分子 B.含有苯环结构
C.含有三种官能团 D.能与Na发生置换反应
【答案】D
【解析】A.该有机物含C、H、O元素,属于烃的含氧衍生物,故A错误;
B.该有机物的不饱和度为2,分子中不含苯环,故B错误;
C.分子中含碳碳双键、羟基,共2种官能团,故C错误;
D.含羟基,可与Na发生置换反应,故D正确;
故选D。
49.(23-24高一下·广东东莞·期末)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】
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。
50.(23-24高一下·广东惠州·期末)有机物a是石油化学工业重要的基本原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,下列说法不正确的是
A.a→b属于加成反应
B.b不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.c与环氧乙烷()互为同分异构体
D.b、d、e三种物质可以用饱和溶液鉴别
【答案】B
【分析】有机物a的产量是衡量一个国家石油工业发展水平的标志,则a为CH2=CH2,a与水发生加成反应生成b为CH3CH2OH,b发生催化氧化生成c为CH3CHO,c进一步氧化生成d为CH3COOH,乙酸与乙醇发生酯化反应生成e为CH3COOCH2CH3。
【解析】A.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,即a→b属于加成反应,A 正确;
B.b 为CH3CH2OH,其中含有羟基,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,B 错误;
C.c为CH3CHO,与环氧乙烷,分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,C正确;
D.乙醇能够溶于水,不分层,乙酸与饱和Na2CO3溶液发生放出气体,有气泡产生,而乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液是互不相溶的两层液体,故可以用饱和Na2CO3溶液鉴别,D正确;
故选B。
51.(21-22高一下·广东广州海珠区·期末)下列关于有机物的叙述正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色
B.甲烷与氯气反应只生成一氯甲烷
C.乙醇、乙酸均可与金属钠反应
D.等质量的乙烯和丙烯完全燃烧,丙烯消耗的O2多
【答案】C
【解析】A.聚乙烯不含碳碳双键,不能使溴水褪色,选项A错误;
B.光照下甲烷与氯气的取代反应为链锁式反应,选项B错误;
C.乙醇含羟基,均与Na反应生成氢气,选项C正确;
D.乙烯和丙烯的最简式相同,消耗的O2相等,选项D错误;
答案选C。
52.(22-23高一下·广东湛江第二中学·期末)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图所示,下列说法正确的是
A.布洛芬分子结构中含2种官能团
B.布洛芬分子中所有碳原子有可能在同一平面内
C.布洛芬和苯甲酸( )互为同系物
D.布洛芬在苯环上发生取代反应时,其一氯代物有4种
【答案】C
【解析】A.布洛芬分子结构中含羧基1种官能团,A错误;
B.布洛芬分子有一个饱和碳原子连接了3个饱和碳原子,因此分子中所有碳原子不可能在同一平面内,B错误;
C.布洛芬和苯甲酸的结构相似,二者互为同系物,C正确;
D.布洛芬在苯环上发生取代反应时,其一氯代物有2种,D错误;
答案选C。
53.(22-23高一下·广东中山·期末)甘油酸是一种食品添加剂,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.分子式为 B.可与反应
C.可以发生加聚反应 D.分子中所有原子一定共平面
【答案】B
【解析】A.根据甘油酸的结构简式可知,其分子式为C3H6O4,A错误;
B.甘油酸中含有羧基,能与NaOH反应,B正确;
C.甘油酸中不含碳碳双键、碳碳三键,无法发生加聚反应,C错误;
D.甘油酸分子中存在饱和碳原子,所有原子不可能共面,D错误;
故答案选B。
54.(22-23高一下·广东东莞·期末)根据乙烯的结构和性质可以推测丙烯(CH2=CHCH3)的结构和性质,下列说法正确的是
A.丙烯结构中所有原子一定共平面
B.丙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
C.丙烯与Br2发生加成反应的产物是CH2BrCH2CH2Br
D.丙烯和乙烯互为同分异构体
【答案】B
【解析】A.碳碳双键是平面结构、和双键碳原子直接相连的原子在同一个平面,饱和碳原子是四面体结构,单键碳及其相连的原子最多三个共面,则丙烯结构中所有原子一定不在同一平面,A项错误;
B.丙烯与乙烯中均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项正确;
C.丙烯的结构简式为CH2=CH-CH3,与Br2的加成产物是CH2Br-CHBr-CH3,C项错误;
D.丙烯和乙烯结构相似、通式相同、相差1个CH2原子团,互为同系物,D项错误;
答案选B。
55.(22-23高一下·广东东莞·期末)劳动开创未来。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
贮藏粮食常充入N2延长贮藏时间
N2具有还原性
B
用熟石灰改良酸性土壤
Ca(OH)2是一种碱
C
果农往未成熟水果的包装袋中充入乙烯
乙烯是植物生长调节剂
D
涂抹医用酒精进行消毒
乙醇能使蛋白质变性
【答案】A
【解析】A.N2常温下稳定,很难参与反应,用于隔绝氧气延长贮藏时间,利用的是稳定性而不是还原性,A错误;
B.Ca(OH)2是一种碱,能够与酸发生中和反应,可以改良酸性土壤,B正确;
C.乙烯是植物生长调节剂,具有催熟水果的性质,C正确;
D.75%的乙醇常用来杀菌消毒,利用的是乙醇使蛋白质变性的性质,D正确;
答案选A。
56.(22-23高一下·广东茂名第一中学·期末)已知甲醇()可用于汽车燃料,相关反应为。下列说法正确的是
A.含有四对共用电子对
B.该反应可设计成原电池
C.反应物总能量低于生成物总能量
D.与的分子式不同,故性质不相似
【答案】B
【解析】A.的结构式为,含有5对共用电子对,故A错误;
B.该反应为放热的氧化还原反应,能用于设计成甲醇燃料电池,故B正确;
C.该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故C错误;
D.与互为同系物,化学性质相似,故D错误。
综上所述,答案为B。
57.(22-23高一下·广东云浮·期末)罗定肉桂是广东省罗定市的特产,其富含的一种有机物M的结构如图所示,下列有关有机物M的说法中正确的是
A.分子中所有原子在同一平面上
B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能与钠反应产生氢气
D.M中含氧官能团的电子式为
【答案】C
【解析】
A. 箭头所指的C为sp3杂化,以这个C为中心形成四面体,因此原子不可能在同一平面上,A错误;
B.M中含有碳碳双键和醇羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.M中含有羟基,能与钠反应产生氢气,C正确;
D.羟基的电子式为 ,D错误;
故选C。
58.(22-23高一下·广东揭阳·期末)莽草酸可作抗病毒、抗癌药物中间体,天然存在于木兰科植物八角等的干燥成熟果实中,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是
A.分子式为
B.在水溶液中,羧基不能电离出
C.1mol该有机物能与3molNa发生反应
D.该有机物能发生加成反应、氧化反应和酯化反应
【答案】D
【解析】A.结合题干中物质的结构式,其分子式为,故A错误;
B.羧基具有酸性,在水溶液中能电离出,故B错误;
C.1mol该有机物含有1mol羧基和3mol羟基,能,4molNa发生反应,故C错误;
D.该有机物含有碳碳双键能发生加成反应,羟基能发生氧化反应,羧基能发生酯化反应,故D正确。
答案为:D。
59.(22-23高一下·广东广州·期末)关于有机物的说法错误的是
A.分子式为 B.一定条件下,该物质可与氢气发生加成反应
C.该物质属于酯类 D.该物质与足量金属钠反应可生成
【答案】C
【解析】A.分子式为,故A正确;
B.含有碳碳双键,一定条件下,可与氢气发生加成反应,故B正确;
C.不含酯基,不属于酯类,故C错误;
D.羧基和羟基均可与钠反应,该物质与足量金属钠反应可生成,故D正确;
故选C。
60.(23-24高一下·广东佛山·期末)聚乙烯醇(PVA)可用于制备滴眼液。以乙烯为主要原料制备PVA的一种路线如图所示:
已知:有机物分子结构中含有羟基或者羧基,会和水形成分子间氢键而导致其溶解性增大。回答下列问题:
(1)反应①、反应③的反应类型分别为 、 。
(2)乙酸乙烯酯所含官能团的名称为 、 。
(3)将反应④的化学方程式补充完整: 。
(4)反应⑤为加聚反应,其反应方程式为 。
(5)PVA具有较好的水溶性,原因是 。
(6)下列有关乙酸乙烯酯和PVA的说法正确的是___________。
A.乙酸乙烯酯可以使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙酸乙烯酯与乙酸乙酯互为同系物
C.PVA可以与发生酯化反应
D.1 mol PVA分子能与1 mol Na发生反应
(7)写出与乙酸乙烯酯含有相同官能团的同分异构体 (写一种)。
【答案】(1)加成反应 氧化反应
(2)酯基 碳碳双键
(3)
(4)n
(5)分子中含有羟基,能和水形成分子间氢键而导致其溶解性增大
(6)AC
(7)、
【分析】
乙烯和HBr加成生成CH3CH2Br,CH3CH2Br在氢氧化钠水溶液加热条件下发生水解反应生成乙醇,乙醇氧化为乙酸;乙烯和乙酸、氧气反应转化为乙酸乙烯酯,乙酸乙烯酯分子中含有碳碳双键,加聚生成PVAC:,其水解酯基变为羟基得到聚乙烯醇;
【解析】(1)反应①为乙烯和HBr加成生成CH3CH2Br,属于加成反应;反应③为乙醇氧化为乙酸,属于氧化反应;
(2)由结构可知,乙酸乙烯酯所含官能团的名称为酯基、碳碳双键;
(3)乙烯和乙酸、氧气反应转化为乙酸乙烯酯,;
(4)
反应⑤为加聚反应,乙酸乙烯酯分子中含有碳碳双键,加聚生成PVAC,反应为:n;
(5)PVA具有较好的水溶性,原因是分子中含有羟基,能和水形成分子间氢键而导致其溶解性增大;
(6)A.乙酸乙烯酯分子中含有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,正确;
B.乙酸乙烯酯与乙酸乙酯结构不相似,不互为同系物,错误;
C.PVA分子含有羟基,可以与发生酯化反应,正确;
D.PVA分子中n不确定,故不确定1 mol PVA分子能与多少Na发生反应,错误;
故选AC;
(7)同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;与乙酸乙烯酯含有相同官能团的同分异构体为:、(写一种即可)。
61.(23-24高一下·广东肇庆·期末)有机玻璃(PMMA)俗称“亚克力”,是一种应用广泛的热塑性塑料。一种合成有机玻璃的工艺流程如下:
已知: (R、代表烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)A→B的反应中除了生成B,另一种副产物的结构简式为 ,其与B的关系为 。
(3)C的结构简式为 。
(4)E中所含官能团名称为 。
(5)E转化为F的化学方程式为 ,反应类型为 。
(6)F在一定条件下发生自身加成聚合反应得到pMMA,PMMA的结构简式为 。
【答案】(1)丙烯
(2) 同分异构体
(3)
(4)碳碳双键、羧基
(5) 取代(酯化)反应
(6)
【分析】
A和水在催化剂作用下发生加成反应生成B,B催化氧化生成C,结合B的结构可知C为丙酮,其结构简式为,C和HCN发生加成反应生成D,D发生消去反应,再经酸化后生成E,E和甲醇在浓硫酸做催化剂作用下,发生酯化反应生成F,F发生加聚反应生成PMMA,则PMMA为,据此解答。
【解析】(1)由流程可知A为丙烯,故答案为:丙烯;
(2)A→B的反应中除了生成B,另一种产物为丙醇,其结构简式为,丙醇与2-丙醇,分子式相同,羟基位置不同,互为同分异构体,故答案为:;同分异构体;
(3)
由分析可知C为,故答案为;
(4)由E的结构可知E中含有的官能团为碳碳双键、羧基,故答案为:碳碳双键、羧基;
(5)
E和甲醇在浓硫酸做催化剂作用下,发生酯化反应生成F,其化学方程式为,故答案为:;取代(酯化)反应;
(6)
由分析可知PMMA的结构简式为,故答案为。
62.(22-23高一下·广东广州天河区·期末)根据如图转化关系图,回答下列问题:
已知:
(1)E中所含官能团的名称是 。
(2)B的结构简式为 ,反应②和反应④的反应类型分别是 、 。
(3)A能够制得高聚物G,G为一种常见的塑料,A生成G的反应方程式为 。
(4)1 mol C与2 mol乙酸完全反应的化学方程式为
(5)A分子中最多有 个原子共平面,A的同分异构体中一氯代物只有一种的结构简式为 。
【答案】(1)羟基、羧基
(2)CH3CHBrCH2Br 取代反应 加成反应或还原反应
(3)nCH2=CH-CH3
(4) +2CH3COOH +2H2O
(5)7
【分析】
物质反应转化过程中碳链结构不变。根据C结构简式逆推,可知分子式是C3H6的物质A是丙烯,结构简式是CH2=CH-CH3。CH2=CH-CH3与Br2发生加成反应产生B是CH3CHBrCH2Br,B与NaOH水溶液共热,发生水解反应产生C,C发生氧化反应产生D,D与H2在催化剂存在条件下发生加成反应产生E,E在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生环状酯: 。
【解析】(1)根据E的结构简式,可知E分子中含有的官能团是羧基、羟基;
(2)B是丙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应产生的物质,其结构简式是CH3CHBrCH2Br;
反应②是CH3CHBrCH2Br与NaOH水溶液共热发生取代反应产生1,2-丙二醇;反应④是D与H2发生加成反应产生E,物质与H2发生的加成反应也属于还原反应,故反应④属于加成反应(或还原反应);
(3)
A是丙烯,结构简式是CH2=CH-CH3,CH2=CH-CH3分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应产生聚丙烯,该反应的化学方程式为:nCH2=CH-CH3 ;
(4)
C是 ,C与2个分子的CH3COOH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生酯 和H2O,故1 mol C与2 mol乙酸完全反应的化学方程式为 +2CH3COOH +2H2O;
(5)A是丙烯,结构简式是CH2=CH-CH3,该物质可看作是乙烯CH2=CH2分子中的一个H原子被-CH3取代产生的物质。乙烯分子是平面分子。碳碳双键及其连接的原子共平面,旋转单键还可以使甲基中1个氢原子处于平面内,分子中最多有7个原子共平面;
A的同分异构体中一氯代物只有一种,说明其分子中只有一种位置的H原子,则该同分异构体的结构简式为 。
63.(22-23高一下·广东广州第三中学·期末)巴豆酸甲酯常用于配制香料,一种合成该物质的路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)反应②的反应类型为 ,C的结构简式为 。
(3)E中官能团的名称为 。
(4)反应⑥的化学方程式为 。
(5)B的同系物G比B的相对分子质量大28,则G的同分异构体有 种(不考虑立体异构),其中一种含有三个甲基的G的结构简式为 。
【答案】(1)乙烯
(2)氧化反应 CH3CHO
(3)碳碳双键、醛基
(4)
(5)4 COH(CH3)3
【分析】A为CH2=CH2与H2O在一定条件下加成得到B为乙醇,乙醇催化氧化得到C为乙醛CH3CHO,乙醛在碱性环境下发生反应得到D为CH3CHOHCH2CHO,该物质在浓硫酸即加热作用下消去羟基得到E为CH3CH=CHCHO,再催化氧化醛基转化为羧基,得到F,F是CH3CH=CHCOOH,F与CH3OH发生酯化反应得到CH3CH=CHCOOCCH3,即得到巴豆酸甲酯。
【解析】(1)据分析,A为CH2=CH2,名称是乙烯,乙醇催化氧化得到C为乙醛,结构简式为CH3CHO;
(2)反应②是乙醇的催化氧化生成乙醛,反应类型为氧化反应。
(3)E的结构简式为CH3CH=CHCHO,其中官能团的名称为:碳碳双键、醛基。
(4)据分析,反应⑥是F与甲醇发生的酯化反应,化学方程式为:。
(5)B是CH3CH2OH,其同系物G的相对分子质量比其大28,则G与B具有相似的结构,且多2个“CH2”基团,G的分子式为C4H10O,同分异构体有CH2OHCH2CH2CH3、CH3CHOHCH2CH3、CH2OHCH(CH3)2、COH(CH3)3,共4种;其中一种含有三个甲基的G的结构简式为COH(CH3)3。
64.(22-23高一下·广东韶关·期末)A是石油裂解气的主要产物之一,其产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平。用A为原料合成其它有机物的流程如图所示:
请回答下列有关问题:
(1)物质A的名称是 ,无机物M是 (填化学式)。
(2)化合物D中官能团的名称为 。
(3)A→B,E→F的反应类型分别为 , 。
(4)写出F→G的化学方程式: 。
(5)有机物G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 。
(6)有机物H是B的同系物,且相对分子质量比B大28,写出其中一种含有三个甲基的H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)
【分析】由题干信息可知A为乙烯,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇催化氧化生成乙醛,乙醛在碱性条件下反应生成D,D在浓硫酸作用下发生消去反应生成E,E发生催化氧化生成F(),F与甲醇发生酯化反应生成G,据此分析解答。
【解析】(1)由以上分析可知A为乙烯,无机物M为;
(2)由D的结构简式可知其所含官能团为羟基和醛基;
(3)A乙烯与水发生加成反应生成B乙醇,E发生催化氧化生成F();
(4)F与甲醇发生酯化反应生成G,反应方程式为:;
(5)G中含碳碳双键,可发生加聚反应生成 ;
(6)有机物H是乙醇的同系物,且相对分子质量比乙醇大28,H为丁醇,其中一种含有三个甲基的H的结构简式 。
65.(22-23高一下·广东东莞·期末)乳酸乙酯可作为牛奶、果酒等食物香精。由淀粉为原料合成乳酸乙酯的路线如下:
(1)C的名称为 ,D所含官能团的名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)写出反应③的化学方程式: ,该反应类型为 。
(4)下列说法正确的是___________。
A.E中含有酯基和羟基 B.反应④的原子利用率为100%
C.淀粉水解生成葡萄糖和果糖 D.可用银氨溶液检验葡萄糖
(5)反应⑤的化学方程式为 。
(6)写出一种与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式 。
【答案】(1)乙醇 醛基
(2)CH3CH(OH)COOH
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
(4)AD
(5)CH2=CHCOOH+H2OCH3CH(OH)COOH
(6)HOCH2CH2COOH
【分析】淀粉在催化剂作用下水解为葡萄糖,A是葡萄糖;葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,C是乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,D是乙醛;B和乙醇发生酯化反应生成E乳酸乙酯,则B是乳酸CH3CH(OH)COOH。
【解析】(1)C的名称为乙醇,D所含官能团的名称为醛基。
(2)B和乙醇发生酯化反应生成乳酸乙酯,由乳酸乙酯的结构简式,可知B的结构简式为CH3CH(OH)COOH。
(3)反应③C→D是乙醇发生催化氧化生成乙醛,化学方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,该反应类型为氧化反应。
(4)A. E为乳酸乙酯,E中含有酯基和羟基 ,A正确;
B. 反应④为酯化反应,除了生成乳酸乙酯外,还有水生成,原子利用率不为100%,B错误;
C.淀粉水解最终生成葡萄糖,C错误;
D. 葡萄糖含醛基,可用银氨溶液检验葡萄糖,D正确;
选AD。
(5)反应⑤为丙烯酸转变为乳酸,化学方程式为CH2=CHCOOH+H2OCH3CH(OH)COOH。
(6)B是乳酸CH3CH(OH)COOH,一种与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式是HOCH2CH2COOH。
考向5 资源的开发利用
66.(22-23高一下·广东中山·期末)海水中蕴含巨大的资源,下列关于海水资源开发利用的说法不正确的是
A.海水提溴利用了溴单质易挥发的性质
B.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等
C.工业上海水提镁过程中用到的沉淀剂是
D.从海水中制得的氯化钠除了供食用,还可以用于生产烧碱、纯碱等
【答案】C
【解析】A.海水提溴,先用氯气将溴离子氧化为溴单质,再利用溴单质易挥发的性质,勇热空气吹出到被二氧化硫吸收,故A正确;
B.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等,故B正确;
C.工业上海水提镁过程中用到的沉淀剂是石灰乳,故C错误;
D.从海水中制得的氯化钠除了供食用,氯化钠溶液电解得到烧碱,;氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解得到纯碱,故D正确。
综上所述,答案为C。
67.(22-23高一下·广东肇庆·期末)碘元素是人体中重要的微量元素之一,被称为“智力元素”。实验室从海带中提取碘单质的操作流程如图所示。下列说法正确的是
A.步骤①的操作名称是研磨
B.步骤③中玻璃棒的作用是搅拌
C.步骤④中理论上每生成,需消耗
D.步骤⑤可以选用或乙醇
【答案】C
【解析】A.海带需要燃烧形成海带灰,即步骤①的操作名称是灼烧,A错误;
B.悬浊液经操作③得到溶液,即操作为过滤,玻璃棒作用是引流,B错误;
C.该过程发生反应为,结合方程式可得理论上每生成,需消耗,C正确;
D.该步骤为萃取,由于乙醇能和水以任意比例互溶,故不能使用乙醇,D错误;
故选C。
68.(22-23高一下·广东茂名·期末)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的稳定性
B.“吸收塔”步骤中可用溶液代替
C.该工艺流程可体现还原性:
D.使用该法处理海水最终得到,若提取率为50%,则原海水中的浓度为
【答案】D
【解析】A.溴单质沸点低,可用热空气吹出得到含的空气,“吹出塔”步骤利用了溴单质易挥发的性质,A项错误;
B.“吸收塔”吸收时发生反应为,被氧化,二氧化硫做还原剂,中具有较强氧化性,不与溴单质反应,因此溶液不能代替,B项错误;
C.由反应可知,二氧化硫的还原性比溴离子强,C项错误;
D.使用该法处理海水最终得到,若提取率为50%,则海水中含有的质量为,原海水中的浓度为,D项正确;
故选D。
69.(22-23高一下·广东东莞·期末)海带中含有碘元素,从海带中提取碘的实验过程如下所示。
(1)“灼烧”时用到下列仪器中的___________。
A.酒精灯 B.漏斗 C.蒸发皿 D.坩埚
(2)“浸泡过滤”后滤液中含有I-,“氧化”的离子方程式为 。
(3)检验“氧化”产生I2的操作:取“氧化”后的少量溶液于试管中, (实验操作及现象)。
(4)“提取”存在以下两种方案。
已知:;酸性条件下,I2在水溶液中的溶解度很小。
①方案乙中“操作X”的名称是 。
②方案甲中,“酸化”步骤氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
③该流程可循环利用的物质是 。
④采用方案乙得到纯碘的产率较低,原因是 。
【答案】(1)AD
(2)H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O
(3)滴加少量淀粉溶液,若溶液变蓝,则有I2生成
(4)蒸馏 1:5 CCl4 碘易升华,加热造成碘损失
【分析】海带经灼烧灰化后浸泡,碘以碘离子形式存在,经过氧化氢氧化生成碘单质,但浓度极低,用CCl4萃取富集后,可以蒸馏分离;也可以反萃取分离,原理为碘先在碱性条件下歧化,然后加酸归中,生成的碘主要以固体形式存在,过滤即可得到纯碘。
【解析】(1)灼烧常用到的仪器有坩埚、玻璃棒、泥三角、三脚架、酒精灯、坩埚钳等,故选AD;
(2)碘离子具有还原性,可被过氧化氢氧化,离子方程式为H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
(3)碘单质与淀粉反应变蓝,常用这一特殊性质完成检验,即加入少量少量淀粉溶液,若溶液变蓝,则证明有I2生成;
(4)①根据I2与CCl4沸点不同,可以用蒸馏法直接分离;
②根据分析可知,氧化剂为NaIO3,还原剂为NaI,反应物质的量之比为1:5;
③不管经过直接蒸馏还是反萃取,都可以分离得到CCl4,实现循环利用;
④直接蒸馏得到的碘的产率低是因为碘易升华,加热时随CCl4蒸气溢出而损失。
70.(22-23高一下·广东珠海·期末)目前工业上常用的一种海水提溴技术“吹出法”,工艺流程图如图:
回答下列问题:
(1)溴在元素周期表中的位置 。
(2)下列试剂可用于代替Cl2的是(填标号)___________。
A.I2 B.H2O2 C.FeCl3 D.NaBrO3
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为 ;蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为 。
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是 。
(5)工业生产中,测得浓缩海水中溴的含量为800g•m-3,通过吹出塔、吸收塔时共损失了25%的溴,蒸馏和冷凝时共损失了10%的溴。处理10m3该浓缩海水,实际可得到液溴 mol。
【答案】(1)第四周期第VIIA族
(2)BD
(3)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4; Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(4)富集溴元素
(5)33.75
【分析】海水浓缩后加入稀硫酸和氯气,发生氧化还原反应,Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,通入热空气吹出溴单质,溴单质被二氧化硫和水吸收发生氧化还原反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,蒸馏塔中通入氯气水蒸气发生反应Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,进入冷却器得到液态溴单质;
【解析】(1)溴的核电荷数为35,原子核外四个电子,在元素周期表中的位置是第四周期,故答案为:第四周期,第ⅦA族;
(2)可用于代替Cl2的试剂能优惠溴离子,且无杂质离子引入,
A.I2不能氧化溴离子,选项A错误;
B.H2O2能氧化溴离子,且不引入新的杂质,选项B正确;
C.FeCl3不能氧化溴离子,选项C错误;
D.酸溶液中4能氧化溴离子,且不引入新的杂质,选项D正确;
答案选BD;
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为:Br2+SO2+7H2O=2HBr+H2SO4,蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,故答案为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO5;Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出Br2”“吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是:富集溴元素,故答案为:富集溴元素;
(5)某同学测得苦卤中溴的含量为800g•m﹣3=0.2g/L,已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%,若处理10m3这样的苦卤,可得到液溴==33.75%;故答案为:33.75。
71.(23-24高一下·广东揭阳·期末)以高硫铝土矿粉(主要成分为、,少量等)为原料,生产并获得的部分工艺流程如图所示:
(1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率,可采取的有效措施为 (任写两点)。
(2)已知:①第一次焙烧的主要目的是脱硫(降低矿粉中硫化物型硫的含量),以免影响产品的质量;②此过程中与氧气发生了氧化还原反应:。第一次焙烧结束后,硫最终主要以 (填物质的化学式)的形式存在。
(3)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)第二次焙烧过程中产生了污染性气体,大量排放容易造成酸雨等环境问题,工业上可用双碱法脱硫技术处理废气,过程如图所示,其中可循环使用的试剂是 (填化学式),写出双碱法脱硫技术的总反应的化学方程式: 。
(5)纯度检验:将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中,再滴入酸性溶液,若酸性溶液褪色, (填“能”或“不能”)说明产品中含有,理由是 。
【答案】(1)将烧渣粉碎、适当升温、搅拌、适当增大的浓度
(2)
(3)
(4)
(5)不能 与稀硫酸反应会生成和,生成的能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【分析】高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,少量FeS2等)粉碎后通入空气、加入氧化钙焙烧,其中氧化钙和二氧化硫、氧气反应生成硫酸钙,得到产物加入氢氧化钠溶液碱浸,其中氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠溶液,经操作Ⅰ得到的固体中含大量的Fe2O3,Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2;
【解析】(1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率,可采取的有效措施为将烧渣粉碎、加热或搅拌、增大NaOH的浓度等,故答案为:将烧渣粉碎或加热;搅拌或增大NaOH 的浓度;
(2)第一次焙烧时FeS2发生氧化反应产生SO2,SO2、CaO、O2发生反应产生CaSO4,故第一次焙烧结束后,硫最终主要以硫酸钙形成存在,化学式是CaSO4,故答案为:CaSO4;
(3)碱浸时两性氧化物Al2O3能够与NaOH发生反应产生Na[Al(OH)4]、H2O,发生的主要反应的离子方程式为:;
(4)用双碱法脱硫法处理废气中的SO2,过程I反应为SO2、NaOH反应产生Na2SO3、H2O,反应方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;过程II反应为Na2SO3、Ca(OH)2、O2反应产生CaSO4、NaOH,反应方程式为:2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH,NaOH是过程I的反应物,又是过程II的生成物,故可循环使用的试剂是NaOH;将过程I方程式扩大2倍再与过程II式子相加,可得双碱方法脱硫法的总反应方程式为:SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O,故答案为:NaOH;2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O;
(5)在纯度检验时,将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中,由于Fe3O4与硫酸反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3,Fe2+具有还原性,能够被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,因此再滴入酸性KMnO4 溶液,若酸性KMnO4 褪色,不能证明产品中含有 FeO,故答案为:不能;Fe3O4 和稀硫酸反应会生成 Fe2+ 和 Fe3+,生成的 Fe2+ 能让酸性高锰酸钾褪色。
72.(23-24高一下·广东中山·期末)随着我国科技的快速发展,半导体材料在电子产品中扮演着越来越重要的角色。其中位于第ⅥA族的硒()和碲()也可用作半导体材料。从废渣(主要含Au、Ag、、等)中提取硒和碲的一种工艺流程如下:
已知:①易与水反应生成亚硒酸(),亚硒酸是一种强氧化剂;
②(反应吸热)
(1)为提高“酸浸”的效率,可采取的措施为 (答出一条即可)。
(2)“硒还原”时一般使用作还原剂。除了,“硒还原”的还原剂还可以选择 。
a. b.溶液 c. d.
(3)为回收贵重金属,拟使用稀硝酸对滤渣中的Ag进行浸溶提取,此时发生反应的化学方程式为 ,此提取方法的缺点是 。
(4)“碲还原”的离子反应方程式为 。
(5)“提纯”过程:可利用已知②原理,将粗硒溶于足量煮沸的亚硫酸钠溶液中(杂质不与亚硫酸钠反应),趁热过滤除去固体杂质,冷却析出硒,再经过 (填操作名称),可得到纯度较高的单质硒。
(6)在粗碲提纯过程中,若用2.5t粗碲(含碲80.0%)制得精碲2.0t(纯度99.5%),则碲的回收率为 %(保留小数点后一位)。
【答案】(1)搅拌、加热、或适当增加硫酸浓度等
(2)b
(3)3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+2H2O+2NO↑ 产生NO有毒,会污染空气
(4)2Fe+Te4+=2Fe2++Te
(5)过滤、洗涤、干燥
(6)99.5
【分析】废渣(主要含Au、Ag、SeO2、TeO2等)加入硫酸“酸浸”,经过滤得到滤液和滤渣,滤渣中含Au、Ag等,滤液中含H2SeO3、Te(SO4)2,滤液中加入还原剂“硒还原”,经过滤得到粗硒和Te(SO4)2溶液;粗硒经提纯得到单质硒;Te(SO4)2溶液中加入铁粉“碲还原”获得粗碲。
【解析】(1)为提高“酸浸”的效率,可采取的措施为搅拌、加热、或适当增加硫酸浓度等;故答案为:搅拌、加热、或适当增加硫酸浓度等;
(2)a.在一定温度下能与硒反应生成硒化氢,故不选;b.溶液具有还原性,故选;c.具有弱氧化性,故不选;d.是氧化剂,故不选;
故答案为:b;
(3)为银与硝酸反应的化学方程式3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+2H2O+2NO↑,此提取方法的缺点是产生NO有毒,会污染空气。故答案为:3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+2H2O+2NO↑;产生NO有毒,会污染空气;
(4)加入铁粉将Te(SO4)2还原为Te,反应的离子方程式为2Fe+Te4+=2Fe2++Te。故答案为:2Fe+Te4+=2Fe2++Te;
(5)“提纯”过程:可利用已知②原理,将粗硒溶于足量煮沸的亚硫酸钠溶液中(杂质不与亚硫酸钠反应),发生反应Na2SO3(aq)+Se(s) Na2SeSO3(aq) ∆H>0,趁热过滤除去固体杂质,要使Na2SeSO3(aq)转化为Se,必须使平衡逆向移动,故需要降低温度,所以接下来的“提纯”过程为:冷却析出硒,再过滤、洗涤、干燥得到单质硒。故答案为:过滤、洗涤、干燥;
(6)在粗碲提纯过程中,若用2.5t粗碲(含碲80.0%)制得精碲2.0t(纯度99.5%),则碲的回收率为99.5%。
故答案为:99.5。
73.(23-24高一下·广东江门·期末)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)中Co元素的化合价为 ,Si在元素周期表中的位置是 。
(2)已知烧渣是LiCl、和的混合物。
①将“500℃焙烧”后烧渣中剩余的除去后,再进行水浸、过滤,得到滤饼1,滤饼1的主要成分是 (填化学式)。
②“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸会因剧烈水解生成硅酸()和另一种酸而产生大量烟雾,写出水解的化学方程式 。
(3)已知滤饼2主要为,沉钴反应的离子方程式为 。
(4)鉴别洗净的“滤饼3”和固体中金属元素常用方法的名称是 。
(5)“850℃煅烧”时发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1)+3 第三周期ⅣA族
(2)SiO2 和 H2SiO3 SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl
(3)
(4)焰色试验
(5)1:6
【分析】由流程和题中信息可知,LiCoO2 粗品与 SiCl4 在500℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、CoCl2 和 SiO2 的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是 SiO2 和 H2SiO3;滤液1用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤饼2(主要成分为Co(OH)2)和滤液2(主要溶质为LiCl);滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到 Co3O4;滤液2经碳酸钠溶液沉锂,得到滤液3和滤饼3,滤饼3为 Li2CO3,据此分析答题。
【解析】(1)中O元素为-2价,Li元素+1价,根据正负化合价之和为零,故Co元素的化合价为+3价;Si在元素周期表中的位置是第三周期ⅣA族;
(2)①根据上述分析,滤饼1的主要成分是SiO2 和 H2SiO3;
②水浸SiCl4会因剧烈水解生成硅酸(H2SiO3)和另一种酸而产生大量烟雾(HCl),故SiCl4水解的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl;
(3)沉钴反应的离子方程式为;
(4)洗净的“滤饼3”的主要成分为 Li2CO3,常用焰色反应鉴别Li2CO3和Na2CO3,Li2CO3的焰色反应为紫红色,而 Na2CO3的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体 Na2CO3 常用方法的名称是焰色试验;
(5)“850℃煅烧”时,Co(OH)2与O2反应生成Co3O4和H2O,该反应的化学方程式为 :,氧化剂为O2,还原剂为Co(OH)2,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。
74.(23-24高一下·广东佛山·期末)硫化锌精矿(主要含ZnS,FeS、)除铁并回收锌的一种工艺流程如下。
已知:①“焙烧”后所得锌焙砂的成分为:ZnO、、。
②难溶于稀
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,ZnS转化为ZnO的化学方程式为 。
(2)“浸出液”可回收Zn。
①从浸出液中获得的操作是 ;
②普通锌锰干电池的结构如图所示,其中负极材料为 (写化学式,下同),电池工作时 得到电子。
(3)“浸出渣”可进一步回收金属元素Fe和Zn。
①“浸出渣”的主要成分是 (写化学式);
②“还原”步骤中发生的反应的离子方程式为 ;
③“母液”可返回 步骤循环使用。
(4)利用NaOH溶液可除去中的,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干 Zn MnO2
(3)ZnFe2O4、H2SiO3 溶浸、调浆
(4)
【分析】硫化锌精矿粉碎焙烧所得锌焙砂的成分为:ZnO、ZnFe2O4、ZnSiO3,焙砂加稀硫酸将锌氧化物转化为硫酸锌得到浸出液,浸出液处理得到硫酸锌晶体,最终得到锌单质;ZnFe2O4难溶于稀H2SO4,浸出渣中的主要成分为ZnFe2O4、H2SiO3,进一步加入硫酸调浆,通入二氧化硫将铁元素转化为二价铁,加入氧气氧化二价铁为三价铁,处理得到氧化铁和二氧化硅,母液含有硫酸根、锌离子可以循环利用;
【解析】(1)“焙烧”时,ZnS被氧化氧化为二氧化硫同时得到ZnO,化学方程式为;
(2)①从浸出液中获得的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到晶体;
②锌为活泼金属,故负极材料为锌Zn,电池工作时正极二氧化锰MnO2得到电子发生还原反应。
(3)①由分析可知,“浸出渣”的主要成分是ZnFe2O4、H2SiO3;
②“还原”步骤中二氧化硫将铁离子还原为亚铁离子同时生成硫酸,发生的反应的离子方程式为;
③“母液”中含有硫酸根、锌离子,可返回溶浸、调浆步骤循环使用。
(4)氢氧化钠和氧化铁不反应,和二氧化硅生成硅酸钠和水,反应为:。
75.(21-22高一下·广东广州·期末)目前工业上常用的一种海水提溴技术“吹出法”,工艺流程图如图:
回答下列问题:
(1)溴在元素周期表中的位置 。
(2)下列试剂可用于代替Cl2的是(填标号)___________。
A.I2 B.H2O2 C.FeCl3 D.NaBrO3
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为 ;蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为 。
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是 。
(5)工业生产中,测得浓缩海水中溴的含量为800g•m-3,通过吹出塔、吸收塔时共损失了25%的溴,蒸馏和冷凝时共损失了10%的溴。处理10m3该浓缩海水,实际可得到液溴 mol。
【答案】(1)第四周期第VIIA族
(2)BD
(3)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4; Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(4)富集溴元素
(5)33.75
【分析】海水浓缩后加入稀硫酸和氯气,发生氧化还原反应,Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,通入热空气吹出溴单质,溴单质被二氧化硫和水吸收发生氧化还原反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,蒸馏塔中通入氯气水蒸气发生反应Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,进入冷却器得到液态溴单质;
【解析】(1)溴的核电荷数为35,原子核外四个电子,在元素周期表中的位置是第四周期,故答案为:第四周期,第ⅦA族;
(2)可用于代替Cl2的试剂能优惠溴离子,且无杂质离子引入,
A.I2不能氧化溴离子,选项A错误;
B.H2O2能氧化溴离子,且不引入新的杂质,选项B正确;
C.FeCl3不能氧化溴离子,选项C错误;
D.酸溶液中4能氧化溴离子,且不引入新的杂质,选项D正确;
答案选BD;
(3)吸收塔内发生的主要反应化学方程式为:Br2+SO2+7H2O=2HBr+H2SO4,蒸馏塔内发生的主要反应离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,故答案为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO5;Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
(4)工业生产中,不是将H2SO4酸化和Cl2氧化后的海水直接蒸馏,而是经过“空气吹出Br2”“吸收”、“Cl2氯化”后再蒸馏得到液溴,目的是:富集溴元素,故答案为:富集溴元素;
(5)某同学测得苦卤中溴的含量为800g•m﹣3=0.2g/L,已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%,若处理10m3这样的苦卤,可得到液溴==33.75%;故答案为:33.75。
76.(22-23高一下·广东广州·期末)工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(主要成分是为,还含有少量和Fe、Al、Mg、Ni等金属的氧化物)制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。工艺流程如图所示。
生成氢氧化物沉淀的pH
物质
开始沉淀
沉淀完全
1.5
2.8
3.4
4.7
6.9
8.9
8.1
10.1
8.9
10.9
回答下列问题:
(1)“酸浸”需要加热,其原因是 。
(2)“酸浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式为 。
(3)“氧化”中转化为,该反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”时,溶液pH范围调节为4.7~6之间,滤渣①的主要成分是 。
(5)“除杂1”中加入沉淀剂目的是除去,“滤渣②”的主要成分是 。
(6)“沉锰”的离子方程式为 。
【答案】(1)加快反应速率
(2)MnS+MnO2+2H2SO4=S+2MnSO4+2H2O
(3)MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
(4)Fe(OH)3和Al(OH)3
(5)NiS
(6)2+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑
【分析】在硫酸中酸浸,主要的反应为:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O,SiO2不溶于硫酸,过滤,滤渣1含有S和SiO2,滤液含有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水调节pH在4.7~6.2之间,除去Fe3+、Al3+,滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中加入Na2S除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是NiS和ZnS,加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+,滤渣4为MgF2,滤液主要含有Mn2+,加入碳酸氢铵发生反应:Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O,用硫酸溶解碳酸锰得到产品硫酸锰。
【解析】(1)“酸浸”时加热,升高温度,可以加快反应速率;
(2)结合流程图可知,“酸浸”中二氧化锰与硫化锰发生氧化还原反应,已知产物有S,所以MnS被氧化,则MnO2被还原生成MnSO4,故化学方程式为:MnS+MnO2+2H2SO4=S+2MnSO4+2H2O;
(3)“氧化”中加入了MnO2,MnO2与Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+被氧化成Fe3+,MnO2被还原成Mn2+,离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;
(4)由表格可知,pH范围在4.7~6之间时,Fe(OH)3和Al(OH)3已完全沉淀,而其余离子还未开始沉淀,故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3;
(5)“除杂1”中加入沉淀剂Na2S目的是除去Ni2+,因为S2-与Ni2+反应生成NiS沉淀,故答案为:NiS;
(6)“沉锰”时,锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰、二氧化碳和水,“沉锰”的离子方程式:2+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑。
77.(22-23高一下·广东湛江·期末)人类的生产、生活离不开化学。
(1)铝粉与某些金属的氧化物组成的混合物叫铝热剂,铝热剂在高温下发生的反应叫铝热反应,如:,反应发生时放出大量的热。
①信息中的“某些”指 (填“比铝活泼”“比铝不活泼”或“任意”)。
②试写出铝粉与发生铝热反应的化学方程式: 。
(2)从海水中提取溴的工业流程如图:
①步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式为 。
②步骤Ⅱ用热空气吹出的被纯碱溶液吸收时,被氧化和被还原的的物质的量之比为 。
(3)海带中含有丰富的碘元素,某化学研究性学习小组用如图流程从海水中提取碘:
①若操作Ⅰ用溶液(稀硫酸酸化)完成碘元素的转化,则反应的离子方程式为 。
②操作Ⅱ的名称为 、 ,此过程中可以选用的有机溶剂是 (填一种)。
【答案】(1)比铝不活泼 3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3
(2)2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 1:5
(3)H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O 萃取 分液 苯或四氯化碳
【分析】海水通过一定方法淡化得到淡水和卤水,卤水加入氧化剂氯气氧化溴离子为单质溴,通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用的是溴单质的易挥发性,再利用酸溶液中溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质;实验室从海带中提取碘:海带灼烧成灰,浸泡溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂苯萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质,以此解答该题。
【解析】(1)①铝热反应属于氧化还原反应,遵循氧化还原反应强弱规律,制备的金属还原性弱于铝,故答案为:比铝不活泼;
②铝与二氧化锰在高温下反应生成锰和氧化铝,化学方程式为3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3;
(2)①步骤Ⅰ通入Cl2,发生反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;
②步骤Ⅱ涉及方程式为3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2,反应中只有Br元素的化合价变化,由反应可知5molBr得到电子与1molBr失去电子相等,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:1,被氧化和被还原的Br2的物质的量之比为1:5,故答案为:1:5;
(3)①双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质,自身被还原生成水,反应方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
②操作Ⅱ的名称为萃取、分液,此过程中可以选用的有机溶剂是苯或四氯化碳,故答案为:萃取、分液;苯或四氯化碳。
78.(22-23高一下·广东潮州·期末)一种从海水中提取金属镁和单质溴的主要步骤如下:
回答下列问题:
(1)试剂1属于氧化物,它是 (填化学式)。
(2)操作A中常用玻璃棒,其作用是搅拌,加快反应;操作B是 (填操作名称)。
(3)溴蒸气通入二氧化硫的水溶液中,其离子方程式为 ,从理论上考虑下列也能吸收的是 。
A. B. C. D.
(4)经过步骤ⅰ、ⅱ已获得含的海水,不直接用含的海水进行操作B得到液溴,而要经过“热空气吹出、吸收、通入氯气”后再操作B,其目的是 。
(5)向溶液1中通入热空气的目的是 。
(6)写出电解熔融冶炼金属Mg的化学方程式 。
【答案】(1)CaO
(2)蒸馏
(3) BC
(4)富集
(5)吹出溴蒸气
(6)
【分析】海水中含有溴离子和镁离子,加入生石灰后,得到氢氧化镁沉淀,过滤,得到溶液1;溶液1中加入稀硫酸中和碱,通入氯气,氧化了溴离子生成溴单质,由于溴的沸点较低,通入热空气,得到溴蒸汽,溴与二氧化硫和水反应生成氢溴酸和硫酸,氢溴酸再与氯气发生氧化还原反应得到溴,通过蒸馏得到纯溴;氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液,再通入氯化氢气流的情况下,加热蒸干得到无水氯化镁,电解熔融的氯化镁得到金属镁,据以上分析进行解答。
【解析】(1)试剂1属于氧化物,生石灰(或熟石灰)比烧碱价格低,工业上宜选择CaO作海水中镁离子的沉淀剂;
(2)溶液2中的溴离子被氯气氧化为单质溴,而溴易挥发,沸点较低,采用蒸馏将溶液中溴蒸出来,则操作B是蒸馏;
(3)氢溴酸是强酸,向二氧化硫的水溶液中通入溴蒸气,发生化学反应为;单质溴有氧化性,则有还原性的物质可以吸收单质溴,故符合要求的是BC;
(4)经过步骤ⅰ、ⅱ已获得含的海水中溴的含量较低,不利于进一步操作,需要进一步富集,则要经过“热空气吹出、吸收、通入氯气”后再操作B的目的是:富集;
(5)温度升高,单质溴的溶解度降低,便于挥发,故向溶液1中通入热空气的目的是:吹出溴蒸气;
(6)电解熔融生成单质镁和氯气,电解方程式为:。
79.(22-23高一下·广东肇庆·期末)浩瀚的大海具有丰富的可以开发和利用的化学资源。根据如图所示流程回答下列问题:
(1)①操作是 (填实验操作名称)和过滤。
②粗盐中常含有少量泥沙及等杂质离子,除杂步骤中试剂①~③可行的添加顺序有 (填标号)。
A.① ② ③ B.① ② ③
C.① ② ③ D.① ② ③
(2)结合原料来源及经济效益,最适合作为试剂④的是___________(填标号)。
A.烧碱 B.纯碱溶液 C.石灰乳 D.澄清石灰水
(3)①写出操作中通发生反应的离子方程式: ;可以用水蒸气将吹出的原因是 ;图中虚线框内流程的主要目的是 。
②操作D中用到的装置为 (填标号)。
【答案】(1)蒸发结晶 BD
(2)C
(3) 受热易挥发 富集 a
【分析】海水经过蒸发结晶和过滤得到粗盐,除去Ca2+、Mg2+、等杂质离子需要用到试剂Na2CO3 、NaOH 、BaCl2,然后蒸发结晶得到精盐;苦卤中加入石灰乳得到氢氧化镁,加盐酸得到氯化镁,浓缩后降温结晶得到氯化镁固体,电解后得到单质镁;苦卤中还有溴,通入氯气后,得到溴水,通入二氧化硫后反应生成氢溴酸,通入氯气和水蒸气生成溴水,用萃取剂萃取后蒸馏得到单质溴。
【解析】(1)操作A是蒸发结晶和过滤;
A.加入过量Na2CO3 除去Ca2+,加入过量BaCl2 除去,加入过量NaOH除去Mg2+,多余的BaCl2无法除去,A不符合;
B.加入过量BaCl2 除去,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量Na2CO3 除去Ca2+,同时还可以除去多余的BaCl2 ,加入过量HCl除去多余的NaOH和Na2CO3 ,加热蒸发除去HCl,同时得到精盐,B符合;
C.加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量Na2CO3 除去Ca2+,加入过量BaCl2 除去,多余的BaCl2无法除去,C不符合;
D.加入过量BaCl2 除去,加入过量Na2CO3 除去Ca2+,同时还可以除去多余的BaCl2 ,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量HCl除去多余的NaOH和Na2CO3 ,加热蒸发除去HCl,同时得到精盐,D符合;
综上所述BD符合;
故答案为:蒸发结晶;BD。
(2)石灰乳成本比氢氧化钠和碳酸钠便宜,浓度比澄清石灰水浓度大,最适合作为试剂④的是石灰乳;综上所述C符合;
故答案为:C。
(3)操作C中通Cl2,HBr被氧化生成Br2,反应的离子方程式2Br−+Cl2=Br2+2Cl−; Br2的沸点低,受热易挥发,可以用水蒸气将吹出Br2;图中虚线框内流程的主要目的使Br2的浓度提高,是富集Br2;操作D为萃取后蒸馏得到Br2,用蒸馏装置,故选a;
故答案为:2Br−+Cl2=Br2+2Cl−;Br2受热易挥发;富集Br2;a。
80.(22-23高一下·广东梅州·期末)海水是巨大的资源宝库,利用海水可以提取镁和溴,提取过程如下:
(1)请写出淡化海水的一种方法 ,操作①为 。
(2)写出由制取Mg的化学方程式 。
(3)吹出塔中通入热空气吹出,利用了溴的 性。提取溴的过程中,经过2次转化的目的是 。
(4)吸收塔中发生反应的离子方程式为 。
(5)下列有关海水综合利用的说法不正确的是 (填字母)。
A.海水提镁流程中,可循环使用,用于制备盐酸,再溶解
B.海水提镁流程中,石灰乳可以通过煅烧贝壳后加水得到
C.电解海水可以制得金属钠
(6)用上述流程进行海水提溴,将海水浓缩至1L,最终得到,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为 。
【答案】(1)蒸馏法(或者电渗析法、离子交换法等) 过滤
(2)
(3)挥发性 富集溴元素
(4)
(5)C
(6)60
【分析】淡化后的浓缩海水含有中,加入石灰乳,过滤得到沉淀,向沉淀中加入盐酸,得到溶液,在的气流中加热,得到无水晶体,熔融条件下电解,制取Mg单质;滤液中含有,加入,发生反应:,得到溴单质,有挥发性,通入热空气将其吹出,在吸收塔中用与之发生氧化还原反应:,富集溴元素,在蒸馏塔中用氧化制备较多较纯的溴单质。
【解析】(1)淡化海水的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,操作①为过滤;
(2)熔融条件下电解,制取Mg单质,反应方程式为:;
(3)吹出塔中通入热空气吹出,利用了溴的挥发性,提取溴的过程中,经过2次转化的目的是富集溴元素;
(4)在吸收塔中用与之发生氧化还原反应:;
(5)A.海水提镁流程中,和反应可以制备盐酸,再溶解,可循环使用,A正确;
B.海水提镁流程中,煅烧贝壳得到,加水即可得到石灰乳,B正确;
C.电解熔融状态下的氯化钠,才可以制得金属钠,C错误;
故选C;
(6)海水中含有的溴元素总质量为m,,,原海水中溴的浓度为。
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