内容正文:
2024级高一学年下学期期末考试
化学试题
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子量:O-16 H-1 C-12 Cu-64 Na-23 Mg-24 C1-35.5 I-127
一、单选题
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A. 工业制备肥皂利用了油脂在酸性条件下的水解反应
B. 烧鱼时,加料酒和醋,产生的香味是由于有酯类物质生成
C. 医疗上常用95%(体积分数)的乙醇溶液作消毒剂
D. 蛋白质中加入CuSO4 溶液产生盐析现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业制备肥皂是油脂在碱性条件下的水解反应(皂化反应),而非酸性条件,A错误;
B.乙醇和乙酸在加热条件下生成乙酸乙酯(酯类),产生香味,B正确;
C.医疗消毒常用75%(体积分数)的乙醇溶液,C错误;
D.CuSO4为重金属盐溶液能使蛋白质变性,所以蛋白质中加入CuSO4溶液发生的不是盐析,D错误;
故选B。
2. 有关化学用语正确的是
A. 甲烷分子的球棍模型:
B. 在分子组成上相差若干个的有机物一定互为同系物
C. 的名称:正己烷
D. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的烷烃有4种
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷分子中碳原子半径大于氢原子,球棍模型:,A错误;
B.结构相似,分子组成相差1个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物,B错误;
C.的名称:3-甲基戊烷,C错误;
D.碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的烷烃有4种,分别是甲烷、乙烷、2,2-二甲基丙烷、2,2,3,3-四甲基丁烷,D正确;
故选D。
3. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图可表示NH4Cl 和Ba(OH)2.8H2O的反应
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知, O2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)是吸热反应
D. 由(d)图可知,第一步基元反应决速步骤
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH4Cl 和Ba(OH)2.8H2O的反应是吸热反应,对应图中生成物能量高于反应物,A正确;
B.能量越低越稳定,石墨的能量低于金刚石,因而更稳定,B正确;
C.由(c)图可知, O2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)能量降低,是放热反应,C错误;
D.由(d)图可知,第一步基元反应活化能更高,为决速步骤,D正确;
故选C。
4. 氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的 NO 和 NH3,在 一定条件下发生反应:6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。能说明该反应已达到平衡状态的标志是
①容器内压强不再随时间而发生变化
②容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
③容器内 n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6
④12molN-H 键断裂的同时生成 5mol N≡N键
⑤5v(NH3)正=4v(N2)逆
⑥混合气体的颜色不随时间变化
A. ①②④ B. ①②⑤ C. ①③④ D. ②⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①反应前后气体物质的量变化,压强不变说明达到平衡,正确;
②反应前后气体物质的量变化,N2的物质的量分数不变说明达到平衡,正确;
③物质的量之比等于系数比,可能是某一个时刻,无法说明各物质浓度不变,错误;
④N-H键断裂和N≡N键均为正反应速率,无法判断平衡,错误;
⑤正逆反应速率相等,且符合化学计量比,说明达到平衡,正确;
⑥所有气体均无色,颜色不变不适用判断平衡状态,错误;
故答案为B。
5. 硫化氢不稳定易分解。T℃时,在一恒容密闭容器中通入0.2molH2S(g),发生反应: 2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0。下列说法正确的是
A. 该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能
B. 通入He(g),压强增大,正、逆反应速率均增大
C. 达到平衡后,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 达到平衡后,测得H2的物质的量为0.1mol,则此时H2的体积分数为40%
【答案】D
【解析】
【详解】A.ΔH=正反应活化能-逆反应活化能>0,故正反应活化能更大,A错误;
B.恒容下通入He不改变各物质浓度,反应速率不变,B错误;
C.升温使正、逆反应速率均增大,但吸热反应(正反应)速率增幅更大,C错误;
D.平衡时H2为0.1mol,则H2S剩余0.1mol,生成S2为0.05mol,总物质的量0.25mol,H2体积分数=40%,D正确;
故选D。
6. 乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。下列有关乳酸的说法中不正确的是
A. 等物质的量的乳酸、乙二醇、丙三醇与足量的Na反应,相同条件下产生的H2体积比为2:2:3
B. 由乳酸制得的聚乳酸材料,能自然降解,有效减少传统塑料的污染
C. 1mol乳酸可与2molNaOH发生反应
D. 有机化合物HOCH2CH2COOH与乳酸互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.乳酸含醇羟基和羧酸各一个,均与Na反应,每mol生成1molH2;乙二醇(2羟基)生成1molH2;丙三醇(3羟基)生成1.5mol H2。等物质的量时,H2体积比为1:1:1.5,化简为2:2:3,A正确;
B.聚乳酸可被微生物降解,环保特性正确,B正确;
C.乳酸仅羧酸基团(-COOH)与NaOH反应,醇羟基(-OH)不反应,1mol乳酸消耗1molNaOH,C错误;
D.HOCH2CH2COOH与乳酸分子式相同,但羟基和羧基位置不同,属于同分异构体,D正确;
故选C。
7. 化学反应中在物质变化的同时还有能量变化,如甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热,则和反应的反应热 ΔH>2×(-57.3) kJ/mol
B. 若破坏中的化学键需吸收热量493kJ,则形成键需释放热量415kJ
C. 该反应可以设计成燃料电池,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
D. CH4燃烧热的热化学方程式CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=800 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.和反应除了生成水,还生成硫酸钡沉淀,放热更多,ΔH﹤2×(-57.3) kJ/mol,A错误;
B.根据图示,破坏和1molCH4中的化学键共吸收2646kJ能量,则形成键需释放热量=415kJ,B正确;
C.该反应是自发进行的氧化还原反应,可以设计成燃料电池,产物是二氧化碳,正极的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D.表示CH4燃烧热的热化学方程式应生成液态水,D错误;
故选B。
8. 下列关于有机物说法正确的是
A. 丙烯(CH2=CH-CH3)分子中最多有6个原子在同一平面上
B. 苯乙烯()的加聚产物为
C. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此可以用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
D. 聚合物()可由单体CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得
【答案】D
【解析】
【详解】A.丙烯(CH2=CH-CH3)结构中可看作CH2=CH2结构中一个氢原子被甲基所代换,分子中最多有7个原子在同一平面上,A错误;
B.苯乙烯()中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成,B错误;
C.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,同时生成二氧化碳气体,不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯,会引入二氧化碳杂质,C错误;
D.链节主链上只有四个碳原子(无其它原子)且链节无双键的高聚物,其单体必为两种,在正中间画线断开,然后将四个半键闭合即可,所以聚合物()的单体是CH3CH=CH2和CH2=CH2,D正确;
故选D。
9. 苯与Br2的催化反应历程如图所示。关于该反应历程,下列说法正确的是
A. 苯与Br2的催化反应为放热反应
B. 该反应历程,苯与Br2的催化反应可生成溴苯、邻二溴苯
C. 苯与Br2的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成
D. 从反应速率角度,苯与Br2的催化反应主反应为取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,苯与Br2的加成反应是吸热反应,取代反应是放热反应,故A错误;
B.该反应历程,苯与Br2的催化反应可生成溴苯,但不能生成邻二溴苯,故B错误;
C.由于 转化为 的活化能最大,反应速率最慢,故是总反应的决速步骤,但步骤中不存在极性键的断裂,故C错误;
D.第三步中取代反应的活化能低,生成物本身所具有的能量低,更稳定,故苯与Br2的催化反应主反应为取代反应,故D正确;
故选D。
10. 为提高我国碳中和的能力,某研究所构建了新型二次电池,该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料,分别以KOH和溶液为电解液,工作原理如图所示。双极膜中的解离成和。下列说法正确的是
A. a极电势高于b极
B. 当双极膜中离解时,外电路转移2mol电子
C. 充电时,正极溶液中浓度升高
D. 放电时,总反应为:
【答案】D
【解析】
【分析】放电时a极锌为负极,b极为正极,根据两极产物,放电总反应为:;
【详解】A.由图示信息可知,放电时b极为正极,a极为负极,b极电势高于a极,A错误;
B.当双极膜中离解1molH2O时,外电路转移1mol电子,B错误;
C.充电时,正极发生反应,正极溶液中浓度降低,C错误;
D.根据分析,放电时,总反应为:,D正确;
故选D。
11. 在下图串联装置中,通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体,则下列说法不正确的是
A. 标准状况下当甲中产生气体时,丙中电极质量增加
B. 电解过程中丙中溶液无变化
C. 通电片刻后,向甲中加入适量的盐酸,可使溶液恢复到电解前的状态
D. 乙中左侧电极反应式:
【答案】C
【解析】
【分析】通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体,此红色固体为Cu,可知乙装置左侧电极为阴极,右侧电极为阳极;甲装置中,左侧电极为阴极,右侧电极为阳极;丙装置中,Cu电极为阴极,Ag电极为阳极。
【详解】A.甲中为电解氯化钾溶液产生氢气和氯气,标准状况下当甲中产生2.24L气体时,可知氢气和氯气各产生0.05mol,转移电子数为0.1mol,丙中Cu电极上银离子得电子产生银单质,电极反应式为:Ag++e-=Ag,则Cu电极上增加的质量=0.1mol×108g/mol=10.8g,A正确;
B.电解过程中丙装置阳极电极反应式为:Ag-e-=Ag+,阴极电极反应式为:Ag++e-=Ag,故电解过程中丙中溶液pH无变化,B正确;
C.甲中阳极生成Cl2,阴极生成H2,相当于从溶液中逸出HCl气体,若向甲中加入适量的盐酸,则同时也加入了水,溶液浓度减小,不能恢复到电解前的状态,C错误;
D.通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体,说明乙装置的左侧电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,D正确;
故选C。
12. 下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是
A. 图中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B. 图中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现
C. 图中,开关由改置于时,合金的腐蚀速率减小
D. 图中,采用的保护法为牺牲阳极法,镁块相当于原电池的负极
【答案】D
【解析】
【详解】A.插入海水中的铁棒,越靠近底端,海水中氧气的浓度越小,越不易腐蚀,A错误;
B.由图可知,铁和铜在酸化的氯化钠溶液中构成原电池,金属铁是负极,失电子发生氧化反应生成亚铁离子,亚铁离子与滴入的铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,B错误;
C.由图可知,开关由N改置于M时,铜锌合金为负极,则合金的腐蚀速率加快,C错误;
D.由图可知,保护钢铁管道的方法为牺牲阳极的阴极保护法,镁更活泼,镁块相当于原电池的负极,D正确;
故选D。
13. 普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如图所示。下列描述不正确的是
A. 该物质有3种含氧官能团
B 1mol该物质能与2mol氢气发生反应
C. 该物质不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. 1mol该物质最多可与2molNaOH反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质有酯基、羟基、羧基3种含氧官能团,A正确;
B.1 mol该物质含有2mol碳碳双键,能和2molH2发生加成反应,B正确;
C.含有碳碳双键、羟基(碳原子有氢原子),能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;
D.含有-COO-、-COOH,能与NaOH反应,则1mol该物质最多可与2molNaOH反应,D正确;
故选C。
14. 工业上制备下列物质的生产流程或原理不合理的是
A. 工业制备乙烯:石油的裂解
B. 工业冶炼:(熔融)2Na+Cl2↑
C. 工业制乙醇:
D. 工业制铝:铝土矿NaAl(OH)4AlCl3溶液AlCl3固体Al
【答案】D
【解析】
【详解】A.石油裂解是工业制乙烯的主要方法,A正确;
B.钠为活泼金属,通过电解熔融NaCl制得,B正确;
C.工业制乙醇,利用乙烯和水催化加成得到乙醇,C正确;
D.AlCl3为共价化合物,熔融不导电,正确流程应电解Al2O3,D错误;
故选D。
15. ,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。下列说法错误的是
A. 前内,A的平均反应速率为
B. 前内,A和B反应放出的热量为
C. 化学计量数之比
D. 内,A的转化率为37.5%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知,前内,A的平均反应速率为,A正确 ;
B.前12s内,A浓度变化0.6,A物质的量变化0.6mol/L×2L=1.2mol,根据,则12s内A和B反应放出的热量为,B错误;
C.反应中各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比;12s内,A浓度变化0.6,B浓度变化0.2,C浓度变化,三者浓度变化比值为3∶1∶2,则b∶c=1∶2,C正确;
D.内,A的转化率为,D正确;
故选B。
16. 下列实验装置不能达到实验目的是
A. ①制取乙酸乙酯
B. ②甲烷与氯气在光照下反应的实验
C. ③测定酸碱反应中反应热的测定
D. ④比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
【答案】C
【解析】
【详解】A.①中用乙酸与乙醇加热制得乙酸乙酯,饱和碳酸钠可以吸收乙酸、乙醇,减少乙酸乙酯的溶解,A正确;
B.②中饱和食盐水能降低氯气的溶解度,使得更多的氯气与甲烷反应,B正确;
C.③测定酸碱反应中反应热的测定,缺少玻璃搅拌器,C错误;
D.相同的钠块,与水反应较为剧烈,与乙醇反应较为缓慢,可以比较乙醇中羟基氢原子和水中氢原子的活泼性,D正确;
故选C。
17. 2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料——丙烷,悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷和35%丙烷。下列有关物质说法不正确的是
A. 组成和结构可用表示的有机物共有16种
B. 甲烷、乙烷、丙烷的一氯取代的有机化合物分别有1种、1种、2种、 (不考虑立体异构)
C. 丙烷的一氯代物有比二氯代物少2种
D. 正丁烷和正丙烷中碳原子均不可能共直线
【答案】A
【解析】
【详解】A.-C4H9有4种结构,但由于两个取代基相同,有6种结构重复,根据排列组合规律,共有4+3+2+1=10种,A错误;
B.甲烷、乙烷、丙烷的氢原子种类分别有1种、1种、2种,一氯取代的有机化合物分别有1种、1种、2种,B正确;
C.丙烷的一氯代物有、,在一氯代物基础上再取代1个H原子,二氯代物有4种,丙烷的一氯代物有比二氯代物少2种,C正确;
D.烷烃碳原子为3个及以上,碳原子之间锯齿形连接,正丁烷和正丙烷中碳原子均不可能共直线,D正确;
故选A。
18. 电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示,下列叙述错误的是
A. M室发生的电极反应式:2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C. N室中:a%<b%
D. 理论上每生成1 mol H3BO3,两极室共产生标准状况下16.8 L气体
【答案】B
【解析】
【详解】M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+,故A正确;原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室、Na+通过c膜进入N室,M室中氢离子通入a膜进入产品室,则a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,故B错误 ;N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,故C正确;理论上每生成1mol产品,M室生成1molH+,转移电子1mol,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,N室生成0.5molH2,M室生成0.25mol氧气,两极室共产生标准状况下16.8 L气体,故D正确。
点睛:电解池中与电源正极相连的一极是阳极,阳极失电子发生氧化反应;与电源负极相连的一极是阴极,阴极得电子发生还原反应;阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。
19. 以某含硅废石(含,,)为原料,工业上采用以下工艺回收Si、Al、Mg。下列说法不正确的是
A. 粉碎含硅废石或增大盐酸浓度均可提高酸浸效率
B. 矿渣焙烧的化学方程式为:
C 试剂a可选用CO2
D. 1t含硅废石最多可回收54kgMg
【答案】B
【解析】
【详解】A.粉碎含硅废石可以增大固液接触面积,或增大盐酸浓度均可加快反应速率,均可提高酸浸效率,A正确;
B.矿渣焙烧时生成CO,而不是CO2,该反应的化学方程式为:,B错误;
C.已知偏铝酸钠溶液中通入CO2能够制得Al(OH)3,即试剂a可选用CO2,C正确;
D.根据镁元素守恒可知,1t含硅废石中含有Mg的质量为:1000kg×9%×=54kg,即最多可回收54kgMg,D正确;
故答案为:B。
20. 用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应示意图如图,当反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法正确的是
A. 反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
B. 图示中物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为该反应的催化剂
C. 使用催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
D. 由题意知:HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=+31.2kJmol﹣1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由反应示意图可知反应过程中不存在非极性键的形成,故A错误;
B.物质I为反应起点存在的物质,且在整个过程中量未发生改变,物质I为催化剂,物质Ⅱ、Ⅲ为中间过程出现的物质,为中间产物,故B错误;
C.催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,故C错误;
D.该图为钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应示意图,反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量则46g(1mol)HCOOH分解为1mol CO2(g)和1molH2(g)时吸收31.2kJ的热量,热化学方程式为HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=+31.2kJmol﹣1,故D正确;
故答案为:D。
二、填空题
21. 我国拥有很长的海岸线,海洋资源的开发利用具有广阔前景。从海水中可以获得多种资源,其中空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如图:
(1)步骤①中获得Br2的离子方程式为_______。
(2)根据上述反应可判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_______。
(3)步骤③的目的_______。
碘是人体必需的一种微量元素。海洋植物中富含碘元素。实验室模拟从海带中提取碘单质的流程图如图:
(4)在实验室中“灼烧”过程中需要的硅酸盐仪器:_______、_______。
(5)“利用H2O2在酸性溶液中完成“溶液A”向“溶液B”的转变。该反应的离子方程式:_______。
(6)操作II名称_______操作II”宜选用的装置是_______。(选填编号)
A. B. C. D.
(7)已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2S2O=2I-+S4O,学生测定某碘盐(含KIO3)中碘元素的含量,其步骤为:
a.准确称取120g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液30.0mL,恰好反应完全。则所测盐中碘的含量是_______mg•g-1(保留四位小数)。
【答案】(1)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(2)Cl2>Br2>SO2
(3)浓缩、富集溴元素
(4) ①. 坩埚 ②. 玻璃棒
(5)2H+ + 2I-+H2O2=2 H2O +I2
(6) ①. 萃取 分液 ②. D
(7)0.0106
【解析】
【分析】海水提溴:浓缩海水通入氯气把氧化为,用空气吹出溴单质,再用二氧化硫吸收溴蒸气,得到硫酸和氢溴酸的混合液使溴元素富集,再用氯气把氧化为,蒸馏得溴。海带提碘:海带灼烧为海带灰,用水浸取,过滤得含有的溶液,加氧化剂把氧化为,萃取分液,得的有机溶液,蒸馏得碘单质。
【小问1详解】
步骤①中氯气和溴离子反应生成溴单质和氯离子,反应的离子方程式为;
【小问2详解】
上述过程发生反应、,可知、、三种物质氧化性由强到弱的顺序是;
【小问3详解】
步骤②吹出的浓度低,步骤③用水溶液吸收,发生反应,将低浓度转化为,后续再用氧化可得到高浓度,实现溴元素富集;
【小问4详解】
实验室灼烧固体(如海带),用坩埚盛放固体,用玻璃棒搅拌,二者均为硅酸盐材质仪器;
【小问5详解】
溶液A 含,酸性条件下作氧化剂,将氧化为,被还原为,根据得失电子、电荷及原子守恒,化学方程式为;
【小问6详解】
“操作II”为萃取分液,宜选用的装置是分液漏斗,选D;
【小问7详解】
根据、得关系式,反应消耗的溶液,则的物质的量为,则所测盐中碘的含量。
22. 化学反应能量、速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)已知C(s)、H2(g)以及CH4(g)的燃烧热分别是,,,则反应的反应热=_______。
(2)若在容积为1.0L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.04molCO、0.02molNO,反应在不同条件下进行,反应体系的总压强随时间的变化如图1所示。
①该反应的化学方程式为_______。
②实验b从开始至平衡(40min)时NO的反应速率为_______,NO的平衡时的转化率为_______。
③与实验b相比,实验c改变的条件是_______。
(3)甲烷燃料电池用于电解的装置如图2所示:
①B电极作_______(填“正极”或“负极”);A电极上发生的电极反应为_______。
②若乙装置用于铁上镀铜,则X的化学式为_______。
③若乙装置用于金属铁的防护,应将金属铁置于_______(填“M”或“N”)极。
【答案】(1)-74.6kJ/mol
(2) ①. ②. ③. 50% ④. 加入催化剂
(3) ①. 正极 ②. ③. CuSO4(或CuCl2、Cu(NO3)2,任写一个即可) ④. N
【解析】
【小问1详解】
由题目信息可得以下热化学方程式:
①;
②;
③ ,根据盖斯定律,结合目标热化学方程式可知,总反应=①+②×2-③,即。
【小问2详解】
①催化剂可将汽车尾气中CO和NO转化为N2和CO2,结合质量守恒,该反应的化学方程式为:;
②由图,实验b从开始至平衡(40min)时,总的物质的量为,总的物质的量减小0.005mol,反应为气体分子数减小1的反应,则反应0.005mol×2=0.01molNO,实验b从开始至平衡(40min)时NO的反应速率为,NO的平衡转化率为;
③与实验b相比,实验c起始压强相等,平衡时压强相等,但是反应速率更大,则实验c改变的条件是加入催化剂。
【小问3详解】
该装置中甲为甲烷燃料电池,A为负极,B为正极,右侧乙为电解池,N为阴极,M为阳极;
①B为正极,A电极发生的电极反应为:;
②若乙装置用于铁上镀铜,则M为铜,N为铁,X为铜盐溶液,可以为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等,故则X的化学式为:CuSO4(或CuCl2、Cu(NO3)2,任写一个即可);
③若乙装置用于金属铁的防护,被保护的材料置于阴极,故应将金属铁置于N极。
23. 某兴趣小组对课本实验装置进行改进,以期达到更好的效果。回答下列问题:
(1)乙醇催化氧化
①装置A锥形瓶中盛放的固体药品可能为_______ (填字母),装置B中试剂名称为_______。
A. B. C. D.KCl
(2)制备乙酸乙酯
实验步骤如下:
ⅰ.向B中加入5.7mL乙酸、8.7mL乙醇和几片碎瓷片,向A中加入5.0mL浓硫酸。
ⅱ.通入冷凝水,向B中滴加浓硫酸,水浴加热至不再有油状物质蒸出,停止加热。
ⅲ.冷却后,锥形瓶中液体先用饱和溶液洗涤,分离出有机相。
ⅳ.向有机相加入无水,过滤。
ⅴ。向滤液中加入无水蒸馏,收集77℃左右的馏分,得到6.60g无色油状物质,经检测纯度为99.8%。
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的
②有机物的相关数据如下:
试剂
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点/℃
78.5
118
77
密度/
0.79
1.05
0.902
相对分子质量
46
60
88
请完成下列问题:
①仪器B的名称为_______,冷凝水应从冷凝管的_______(填“a”或“b”)口进入。
②该实验采用水浴加热的优点是_______。
③用饱和溶液洗涤的目的是_______,向有机相加入无水的主要目的是_______。
④实验所得乙酸乙酯的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ① AB ②. 浓硫酸
(2) ①. 蒸馏烧瓶 ②. b ③. 受热均匀,便于控制温度;减少原料损失,提高酯的产量 ④. 除去乙酸和部分乙醇 ⑤. 与乙醇形成难溶于水的,从而进一步除去乙醇 ⑥. 75.0%
【解析】
【分析】乙醇的催化氧化的实验中,根据装置图可知,装置A用于产生氧气,可以用双氧水和二氧化锰,也可以用过氧化钠和水反应制备氧气,装置B用于吸收水蒸气,装置C用水浴加热产生乙醇蒸气,并与氧气混合,通过D装置中的铜网作催化剂生成乙醛,E装置用冷水冷却得到产物;
用乙酸、乙醇在浓硫酸的作用下生成乙酸乙酯,锥形瓶中加入碳酸钠溶液,可以溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,而后有机相中加入无水氯化钙除乙醇,过滤后加入无水硫酸镁吸水,最后蒸馏得到乙酸乙酯。
【小问1详解】
根据分析可知,装置A用于产生氧气,可以用双氧水和二氧化锰,也可以用过氧化钠和水反应制备氧气,则固体药品可能为AB;装置B用于吸收水蒸气,则装置B中试剂名称为浓硫酸,故答案为:AB;浓硫酸。
【小问2详解】
①仪器B的名称为蒸馏烧瓶;水从冷凝管下进上出,即b端进入,故答案为:蒸馏烧瓶;b。
②该实验采用水浴加热的优点是:受热均匀,便于控制温度;减少原料损失,提高酯的产量,故答案为:受热均匀,便于控制温度;减少原料损失,提高酯的产量。
③根据分析可知,锥形瓶中液体先用饱和溶液洗涤的目的是除去部分乙醇和乙酸;根据题意可知,无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的,因此向有机相加入无水的主要目的是与乙醇形成难溶于水的,从而进一步除去乙醇,故答案为:除去乙酸和部分乙醇;与乙醇形成难溶于水的,从而进一步除去乙醇。
④乙酸与乙醇发生的反应为:,加入的乙酸的物质的量为,加入的乙醇的物质的量为,可知乙酸不足乙醇过量,理论上产生的乙酸乙酯为0.09975mol,则实验所得乙酸乙酯的产率=,故答案为:75.0%。
24. 有机物I是一种香料,用于配制苹果、香蕉等果香型香精,下面是利用石油化工产品制备I的一种合成路线:
(1)B和D中官能团的名称分别为_______、_______,I的名称_______。
(2)①~⑥中,属于取代反应的是_______。
(3)反应②的化学方程式为_______,反应⑥的化学方程式为_______。写出以A为原料,在工业上制备一种高分子化合物的化学方程式_______
(4)下列关于合成路线中所涉及物质说法正确的是_______。
A. 相同质量的A和E在足量氧气中完全燃烧,E消耗氧气更多
B. A和H均能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 用NaHCO3溶液可鉴别B和D
D. B与H互为同系物
(5)J是A的同系物,其相对分子质量比A大28,J的结构有_______种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) ①. 羟基 ②. 羧基 ③. 乙酸环己酯
(2)④⑥ (3) ①. 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ②. CH3COOH+ +H2O ③. nCH₂=CH₂ (4)BC
(5)3
【解析】
【分析】结合流程可知B为乙醇,A与水反应生成B,则A为乙烯;E即苯与氯气催化剂条件下发生取代反应生成F,F发生水解,再经酸化生成苯酚G,G与氢气加成生成H,H与乙酸发生酯化反应生成I,据此分析;
小问1详解】
由分析可知,B为乙醇即CH3CH2OH、D为乙酸即CH3COOH,则B和D中官能团的名称分别为羟基、羧基;I是乙酸与环己醇酯化得到的酯类,名称乙酸环己酯;
【小问2详解】
由题干流程可知,反应①~⑥的反应类型分别为:加成反应、氧化反应、氧化反应、取代反应、加成反应和酯化反应即取代反应,即其中属于取代反应的是④⑥;
【小问3详解】
由分析可知,B为CH3CH2OH,反应②为乙醇的催化氧化,化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;反应⑥是乙酸与环己醇酯化反应,化学方程式为CH3COOH++H2O;A为乙烯,制备聚乙烯化学方程式:nCH₂=CH₂;
【小问4详解】
A.由分析可知,A为CH2=CH2,E为苯,CH2=CH2中H的百分含量高于苯,故相同质量的A和E在足量氧气中完全燃烧,E消耗氧气更少,A消耗的氧气更多,A错误;
B.由分析可知,A为CH2=CH2,H为环己醇,故A和H均能使酸性KMnO4溶液褪色,B正确;
C.由分析可知,B为CH3CH2OH、D为CH3COOH,CH3COOH能与NaHCO3溶液反应产生气泡,而CH3CH2OH不能,故能用NaHCO3溶液可鉴别B和D,C正确;
D.由分析可知,B为CH3CH2OH、H为环己醇,所以B和H的结构不相似,故B与H不互为同系物,D错误;
故选BC;
【小问5详解】
由分析可知,A为CH2=CH2,J是A的同系物,其相对分子质量比A大28,即多2个CH2,即J的分子式为:C4H8,其作为烯烃的同分异构体有:CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=CH(CH3)2,J的结构有3种。
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2024级高一学年下学期期末考试
化学试题
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子量:O-16 H-1 C-12 Cu-64 Na-23 Mg-24 C1-35.5 I-127
一、单选题
1. 化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A. 工业制备肥皂利用了油脂在酸性条件下的水解反应
B. 烧鱼时,加料酒和醋,产生的香味是由于有酯类物质生成
C. 医疗上常用95%(体积分数)的乙醇溶液作消毒剂
D. 蛋白质中加入CuSO4 溶液产生盐析现象
2. 有关化学用语正确的是
A. 甲烷分子的球棍模型:
B. 在分子组成上相差若干个有机物一定互为同系物
C. 的名称:正己烷
D. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的烷烃有4种
3. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图可表示NH4Cl 和Ba(OH)2.8H2O的反应
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知, O2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)是吸热反应
D. 由(d)图可知,第一步基元反应为决速步骤
4. 氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的 NO 和 NH3,在 一定条件下发生反应:6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。能说明该反应已达到平衡状态的标志是
①容器内压强不再随时间而发生变化
②容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
③容器内 n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6
④12molN-H 键断裂的同时生成 5mol N≡N键
⑤5v(NH3)正=4v(N2)逆
⑥混合气体的颜色不随时间变化
A. ①②④ B. ①②⑤ C. ①③④ D. ②⑤⑥
5. 硫化氢不稳定易分解。T℃时,在一恒容密闭容器中通入0.2molH2S(g),发生反应: 2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0。下列说法正确的是
A. 该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能
B. 通入He(g),压强增大,正、逆反应速率均增大
C. 达到平衡后,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 达到平衡后,测得H2的物质的量为0.1mol,则此时H2的体积分数为40%
6. 乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。下列有关乳酸的说法中不正确的是
A. 等物质的量的乳酸、乙二醇、丙三醇与足量的Na反应,相同条件下产生的H2体积比为2:2:3
B. 由乳酸制得的聚乳酸材料,能自然降解,有效减少传统塑料的污染
C 1mol乳酸可与2molNaOH发生反应
D. 有机化合物HOCH2CH2COOH与乳酸互为同分异构体
7. 化学反应中在物质变化的同时还有能量变化,如甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法中正确的是
A. HCl和NaOH反应中和热,则和反应的反应热 ΔH>2×(-57.3) kJ/mol
B. 若破坏中的化学键需吸收热量493kJ,则形成键需释放热量415kJ
C. 该反应可以设计成燃料电池,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
D. CH4燃烧热的热化学方程式CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=800 kJ/mol
8. 下列关于有机物说法正确的是
A. 丙烯(CH2=CH-CH3)分子中最多有6个原子在同一平面上
B. 苯乙烯()的加聚产物为
C. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此可以用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
D. 聚合物()可由单体CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得
9. 苯与Br2的催化反应历程如图所示。关于该反应历程,下列说法正确的是
A. 苯与Br2的催化反应为放热反应
B. 该反应历程,苯与Br2的催化反应可生成溴苯、邻二溴苯
C. 苯与Br2的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成
D. 从反应速率角度,苯与Br2的催化反应主反应为取代反应
10. 为提高我国碳中和的能力,某研究所构建了新型二次电池,该电池以Zn和多孔Pd纳米片为两极材料,分别以KOH和溶液为电解液,工作原理如图所示。双极膜中的解离成和。下列说法正确的是
A. a极电势高于b极
B. 当双极膜中离解时,外电路转移2mol电子
C. 充电时,正极溶液中浓度升高
D. 放电时,总反应为:
11. 在下图串联装置中,通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体,则下列说法不正确的是
A. 标准状况下当甲中产生气体时,丙中电极质量增加
B. 电解过程中丙中溶液无变化
C. 通电片刻后,向甲中加入适量的盐酸,可使溶液恢复到电解前的状态
D. 乙中左侧电极反应式:
12. 下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是
A. 图中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B. 图中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现
C. 图中,开关由改置于时,合金的腐蚀速率减小
D. 图中,采用的保护法为牺牲阳极法,镁块相当于原电池的负极
13. 普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如图所示。下列描述不正确的是
A. 该物质有3种含氧官能团
B. 1mol该物质能与2mol氢气发生反应
C. 该物质不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. 1mol该物质最多可与2molNaOH反应
14. 工业上制备下列物质生产流程或原理不合理的是
A. 工业制备乙烯:石油的裂解
B. 工业冶炼:(熔融)2Na+Cl2↑
C. 工业制乙醇:
D. 工业制铝:铝土矿NaAl(OH)4AlCl3溶液AlCl3固体Al
15. ,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。下列说法错误的是
A. 前内,A的平均反应速率为
B. 前内,A和B反应放出的热量为
C. 化学计量数之比
D. 内,A的转化率为37.5%
16. 下列实验装置不能达到实验目的是
A. ①制取乙酸乙酯
B. ②甲烷与氯气在光照下反应的实验
C. ③测定酸碱反应中反应热的测定
D. ④比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
17. 2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料——丙烷,悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷和35%丙烷。下列有关物质说法不正确的是
A. 组成和结构可用表示的有机物共有16种
B. 甲烷、乙烷、丙烷的一氯取代的有机化合物分别有1种、1种、2种、 (不考虑立体异构)
C. 丙烷的一氯代物有比二氯代物少2种
D. 正丁烷和正丙烷中碳原子均不可能共直线
18. 电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示,下列叙述错误的是
A. M室发生的电极反应式:2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C. N室中:a%<b%
D. 理论上每生成1 mol H3BO3,两极室共产生标准状况下16.8 L气体
19. 以某含硅废石(含,,)为原料,工业上采用以下工艺回收Si、Al、Mg。下列说法不正确的是
A. 粉碎含硅废石或增大盐酸浓度均可提高酸浸效率
B. 矿渣焙烧的化学方程式为:
C. 试剂a可选用CO2
D. 1t含硅废石最多可回收54kgMg
20. 用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应示意图如图,当反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法正确的是
A. 反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
B. 图示中物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为该反应的催化剂
C. 使用催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
D. 由题意知:HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g) ΔH=+31.2kJmol﹣1
二、填空题
21. 我国拥有很长的海岸线,海洋资源的开发利用具有广阔前景。从海水中可以获得多种资源,其中空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如图:
(1)步骤①中获得Br2的离子方程式为_______。
(2)根据上述反应可判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_______。
(3)步骤③的目的_______。
碘是人体必需的一种微量元素。海洋植物中富含碘元素。实验室模拟从海带中提取碘单质的流程图如图:
(4)在实验室中“灼烧”过程中需要的硅酸盐仪器:_______、_______。
(5)“利用H2O2在酸性溶液中完成“溶液A”向“溶液B”的转变。该反应的离子方程式:_______。
(6)操作II名称_______操作II”宜选用的装置是_______。(选填编号)
A. B. C. D.
(7)已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2S2O=2I-+S4O,学生测定某碘盐(含KIO3)中碘元素的含量,其步骤为:
a.准确称取120g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液30.0mL,恰好反应完全。则所测盐中碘的含量是_______mg•g-1(保留四位小数)。
22. 化学反应能量、速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)已知C(s)、H2(g)以及CH4(g)的燃烧热分别是,,,则反应的反应热=_______。
(2)若在容积为1.0L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.04molCO、0.02molNO,反应在不同条件下进行,反应体系的总压强随时间的变化如图1所示。
①该反应的化学方程式为_______。
②实验b从开始至平衡(40min)时NO的反应速率为_______,NO的平衡时的转化率为_______。
③与实验b相比,实验c改变的条件是_______。
(3)甲烷燃料电池用于电解的装置如图2所示:
①B电极作_______(填“正极”或“负极”);A电极上发生的电极反应为_______。
②若乙装置用于铁上镀铜,则X的化学式为_______。
③若乙装置用于金属铁的防护,应将金属铁置于_______(填“M”或“N”)极。
23. 某兴趣小组对课本实验装置进行改进,以期达到更好的效果。回答下列问题:
(1)乙醇催化氧化
①装置A锥形瓶中盛放的固体药品可能为_______ (填字母),装置B中试剂名称为_______。
A. B. C. D.KCl
(2)制备乙酸乙酯
实验步骤如下:
ⅰ.向B中加入5.7mL乙酸、8.7mL乙醇和几片碎瓷片,向A中加入5.0mL浓硫酸。
ⅱ.通入冷凝水,向B中滴加浓硫酸,水浴加热至不再有油状物质蒸出,停止加热。
ⅲ.冷却后,锥形瓶中液体先用饱和溶液洗涤,分离出有机相。
ⅳ.向有机相加入无水,过滤。
ⅴ。向滤液中加入无水蒸馏,收集77℃左右的馏分,得到6.60g无色油状物质,经检测纯度为99.8%。
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的
②有机物的相关数据如下:
试剂
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点/℃
78.5
118
77
密度/
0.79
1.05
0.902
相对分子质量
46
60
88
请完成下列问题:
①仪器B的名称为_______,冷凝水应从冷凝管的_______(填“a”或“b”)口进入。
②该实验采用水浴加热的优点是_______。
③用饱和溶液洗涤的目的是_______,向有机相加入无水的主要目的是_______。
④实验所得乙酸乙酯的产率为_______(保留三位有效数字)。
24. 有机物I是一种香料,用于配制苹果、香蕉等果香型香精,下面是利用石油化工产品制备I的一种合成路线:
(1)B和D中官能团名称分别为_______、_______,I的名称_______。
(2)①~⑥中,属于取代反应的是_______。
(3)反应②的化学方程式为_______,反应⑥的化学方程式为_______。写出以A为原料,在工业上制备一种高分子化合物的化学方程式_______
(4)下列关于合成路线中所涉及物质说法正确的是_______。
A. 相同质量的A和E在足量氧气中完全燃烧,E消耗氧气更多
B. A和H均能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 用NaHCO3溶液可鉴别B和D
D. B与H互为同系物
(5)J是A的同系物,其相对分子质量比A大28,J的结构有_______种(不考虑立体异构)。
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