内容正文:
2024-2025学年度下学期期末考试高一年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Ba-137
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分。在每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. “逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是
A. “嫦娥五号”探测器配备砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
B. “中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅是一种新型无机非金属材料
C. “北斗”导航卫星使用的芯片,其主要成分是二氧化硅晶体
D. “飞船返回舱”外表面使用的高温结构陶瓷属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.砷化镓太阳能电池通过光伏效应将光能直接转化为电能,而非化学能转化为电能,A错误;
B.碳化硅是由硅和碳组成的无机非金属材料,是一种新型无机非金属材料,B正确;
C.芯片的主要成分是高纯度单质硅,而非二氧化硅,C错误;
D.高温结构陶瓷(如碳化硅陶瓷)属于无机非金属材料,而非有机高分子材料,D错误;
选B。
2. 化学与社会、科学、技术、生活等密切相关,下列叙述正确的是
A. 天然气、沼气和太阳能分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
B. Al(OH)3、BaCO3、Mg(OH)2都能与胃酸反应可制成抗酸药
C. 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D. 加工馒头、面包和饼干时可加入适量碳酸氢铵、碳酸氢钠等,使其松软或酥脆
【答案】D
【解析】
【详解】A.天然气是化石能源,沼气是可再生能源,但太阳能属于一次能源,而非二次能源,A错误;
B.Al(OH)3和Mg(OH)2可作抗酸药,但BaCO3与胃酸反应生成的Ba2+有毒,不能用于抗酸药,B错误;
C.绿色化学的核心是从源头减少污染,而非治理污染,C错误;
D.碳酸氢钠和碳酸氢铵受热分解产生气体,可使食品松软或酥脆,D正确;
选D。
3. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 56g铁粉与足量稀硝酸反应,转移的电子数为3
B. 一定条件下,1mol乙酸与足量的乙醇反应,生成乙酸乙酯的数目为
C. 过量C与1molSiO2充分反应转移电子数目为2
D. 标准状况下,2.24LCH2Cl2含有的C-Cl键数目为0.2
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁与足量稀硝酸反应生成,56g铁粉的物质的量为1mol ,1mol Fe与足量稀硝酸反应失去3mol电子,转移电子数为3,故A正确;
B.酯化反应为可逆反应,1mol乙酸与足量乙醇反应无法完全转化为乙酸乙酯,生成量小于,故B错误;
C.过量C与1mol SiO2高温下反应生成Si和CO,方程式为:,Si从+4→0,每1mol SiO2转移4mol电子,总转移电子数为4,故C错误;
D.标准状况下CH2Cl2为液体,无法通过气体体积计算物质的量,故D错误;
故答案为:A。
4. 生活处处有化学,化学使生活更美好。下列有关说法正确的有
①丝绸的主要成分是纤维素,在酸性条件下可以水解
②将米饭在嘴里咀嚼有甜味,是因为部分淀粉在唾液酶催化下水解生成麦芽糖
③用加酶洗衣粉洗涤真丝织品,可使真丝蛋白质水解
④牛油主要由不饱和脂肪酸甘油酯组成,熔点较高
⑤麦芽糖、纤维素和油脂均能在人体中发生水解
⑥通过煤的干馏制取焦炭,煤的干馏属于物理变化
⑦利用粮食酿酒,经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
⑧人类纺纱织布使用棉花和麻属于天然纤维
⑨神舟十三号载人飞船返回舱的降落伞面材料为芳纶,芳纶是合成纤维
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8
【答案】A
【解析】
【详解】①丝绸的主要成分是蛋白质,故①错误;
②部分淀粉在唾液酶催化下水解生成麦芽糖,米饭在嘴里咀嚼有甜味,故②正确;
③真丝织品的成分是蛋白质,加酶洗衣粉能使蛋白质发生水解,衣服损坏,故③正确;
④牛油主要由饱和脂肪酸甘油酯组成,熔点较高,故④错误;
⑤纤维素在人体中不能水解,因为人体中没有水解纤维素的酶,故⑤错误;
⑥煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加热分解的过程,有新物质生成,属于化学变化,故⑥错误;
⑦利用粮食酿酒,粮食中的淀粉在酶的作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程,故⑦正确;
⑧人类纺纱织布使用的棉花和麻属于天然纤维,故⑧正确;
⑨芳纶是通过化学合成方法制得的纤维,属于合成纤维,故⑨正确;
综上所述,正确得有:②③⑦⑧⑨,故答案为:A。
5. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 工业制硝酸:
B. 工业制硫酸:
C. 工业制高纯硅:
D. 工业制金属镁:
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业制硝酸中,NH3催化氧化首先生成NO而非NO2,NO与氧气反应得到二氧化氮,二氧化氮与水反应得到HNO3,A不符合题意;
B.工业制硫酸时,S燃烧生成SO2而非直接生成SO3,SO2被O2催化氧化能得到SO3,B不符合题意;
C.工业制高纯硅流程正确:石英砂与焦炭高温生成粗硅,粗硅与HCl生成SiHCl3,再与H2高温还原为高纯硅,C符合题意;
D.工业制镁需电解熔融MgCl2而非溶液,最后一步电解氯化镁溶液无法得到金属镁,D不符合题意;
故选C。
6. 下列实验装置使用正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 利用甲装置进行喷泉实验
B. 利用乙装置在强光照条件下制取纯净的一氯甲烷
C. 利用丙装置制备并收集乙酸乙酯
D. 利用丁装置检验气体中含SO2和SO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3极易溶于水, 1体积水能溶解700体积氨气,把滴管内的水挤入烧瓶,氨气溶解,烧瓶内外会产生较大的压强差,从而引发喷泉,A符合题意;
B.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,故不能利用光照下取代反应制备纯净的一氯甲烷,且不能强光照射,强光照射会发生爆炸,B不符合题意;
C.制取乙酸乙酯的装置中,导管插入到液面下会发生倒吸,且乙酸乙酯能与氢氧化钠溶液反应,小试管中应为饱和碳酸钠溶液,C不符合题意;
D.三氧化硫能和水反应,二氧化硫具有漂白性,若混合气体先通入品红溶液,二氧化硫和三氧化硫均会被品红溶液吸收,品红褪色,三氧化硫不会进入氯化钡溶液所以看不到白色沉淀,气体应先通入氯化钡溶液,三氧化硫和氯化钡溶液反应产生白色硫酸钡沉淀,二氧化硫不会和氯化钡反应,进入品红溶液,出现褪色,D不符合题意;
故选A。
7. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知,若在密闭容器中加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应放出的热量为(a-b)kJ
D. 由(d)图可知,A与C的能量差为:E4-E1-E3+E2
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应,(a)图中反应物的总能量小于生成物的总能量、表示吸热反应,则可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化,A不符合题意;
B.通过(b)图可知,石墨的能量低于金刚石的能量,物质具有的能量越低,稳定性越强,则石墨比金刚石稳定,B不符合题意;
C.由(c)图可知,在密闭容器中若1molO2(g)和2molSO2(g)完全反应生成2molSO3(g),放热(a-b)kJ,而SO2(g)与O2(g)的反应为可逆反应,加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应,生成的SO3(g)小于2mol,所以放出的热量小于(a-b)kJ,C符合题意;
D.由(d)图可知,,A与C能量差为E4-E1-E3+E2,D不符合题意;
故选C。
8. 某有机物的结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该有机物中有4种官能团
B. 该有机物能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. 1 mol该有机物最多能与1 mol Na反应,产生标况下11.2L气体
D. 该有机物能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色且反应原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物中含有碳碳双键、羧基和羟基,3种官能团,A错误;
B.该有机物中含有羧基和羟基,能发生取代反应;含有碳碳双键和苯环结构,能发生加成反应;含有碳碳双键和,能发生氧化反应,所以该有机物能发生取代反应、加成反应和氧化反应,B正确;
C.羟基、羧基均能和钠反应生成氢气,则1mol该有机物能与2mol钠反应生成1mol,即产生标况下22.4L气体,C错误;
D.该有机物中含有碳碳双键,能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其溶液褪色;含有碳碳双键和,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其溶液褪色,两者反应原理不同,D错误;
故选B。
9. 保持温度恒定,向某恒容容器中按体积比1:3:1充入CO2、H2和Ar。同时发生反应I:及反应II:。已知分压=总压×物质的量分数。则下列不能作为反应I达到平衡状态的判据是。
A. H2与H2O的总物质的量不再变化 B. 容器的总压强不再改变
C. 混合气体的平均摩尔质量不再变化 D. Ar的分压不再改变
【答案】D
【解析】
【分析】设初始投入的CO2、H2和Ar分别为1mol,3mol和1mol,反应I:中改变值为x,及反应II:中改变值为y。则CO2、CO、CH3OH、H2O和H2的物质的量分别为(1-x-y)mol、xmol、ymol、(x+y)mol、(3-x-3y)mol,混合气体共(5-2y)mol;
【详解】A.反应I中H2与H2O的总物质的量变化为0,但反应II中H2减少3ymol、H2O增加ymol,总减少2ymol。当总物质的量不变时,即y确定时,甲醇的浓度不再改变,反应II达到平衡,则二氧化碳、氢气、水和甲醇的浓度不再改变,根据平衡常数的定义和计算式可知,CO的浓度也不再改变,则反应I也平衡,因此A可作为判据,A不符合;
B.容器的总压强不再改变反应,说明总物质的量不变,结合选项A可知,反应II和反应I均平衡,B不符合;
C.气体总质量守恒,混合气体的平均摩尔质量不变,说明气体总物质的量不变,结合选项A可知,反应II和反应I均平衡,C不符合;
D.设初始压强为P0,则Ar的分压,始终恒定,则与反应进程无关,D符合;
综上,选D。
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
铜与足量浓硫酸在加热条件下反应一段时间,冷却后,向反应后的溶液中倒入适量蒸馏水
溶液呈无色
铜与浓硫酸反应生成了硫酸铜
B
向2支分别盛有5mL0.1mol/L、5mL1.0mol/LNaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液
均有气泡产生且1.0mol/LNaHSO3溶液产生气泡快
浓度越大,反应速率越快
C
向某溶液中加入NaOH浓溶液并加热,将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口
湿润的蓝色石蕊试纸变红
溶液中存在
D
将红热的炭放入浓硫酸中,产生的气体依次通入品红溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水
品红溶液褪色,酸性KMnO4溶液颜色变浅,澄清石灰水变浑浊
气体产物中有SO2和CO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸反应生成硫酸铜,但浓硫酸过量时溶液冷却后可能仍为浓硫酸环境,向反应后的溶液中倒入适量蒸馏水有可能导致液体飞溅,应将反应后的溶液中倒入适量蒸馏水,且稀释应使溶液显蓝色,A错误;
B.亚硫酸钠会被过氧化氢氧化,则NaHSO3与H2O2反应生成硫酸钠、硫酸和水,反应本身不产生气体,气泡可能来自H2O2分解,由于反应导致两试管内过氧化氢的浓度、溶液酸碱性等不同,故无法直接推断浓度决定速率的结论,B错误;
C.铵盐与NaOH溶液在加热时反应生成NH3,NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝,而蓝色石蕊试纸无法显示碱性变化,现象与结论矛盾,C错误;
D.炭与浓硫酸反应生成SO2和CO2,品红褪色证明SO2存在,酸性KMnO4溶液颜色变浅,说明已完全除去SO2,澄清石灰水变浑浊说明剩余气体为CO2,D正确;
选D。
11. 足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合气体4.48L(标准状况),这些气体与一定体积的氧气(标准状况下)混合通入水中,所有的气体完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸铜溶液中加入5mol·L-1的氢氧化钠溶液,铜离子恰好完全沉淀,消耗氢氧化钠溶液60mL,下列说法错误的是
A. 参加反应的硝酸是0.5mol B. 混合气体中含3.36L(标准状况下)一氧化氮
C. 此反应过程中转移0.3mol电子 D. 消耗氧气1.68L(标准状况下)
【答案】B
【解析】
【分析】由于Cu是足量的,硝酸完全反应,所得溶液中溶质为硝酸铜;混合气体与氧气、水反应又得到硝酸,根据电子转移守恒,Cu原子失去的电子等于氧气获得的电子,所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀生成Cu(OH)2,获得NaNO3溶液,由电荷守恒,OH-的物质的量等于铜失去电子物质的量,等于氧气获得电子物质的量,也等于反应后溶液中硝酸根离子的物质的量。
【详解】A.最终得到NaNO3溶液,反应后溶液中n() = n(NaOH)=5mol·L-1×0.06L=0.3mol, ,由N原子守恒:n(HNO3)= n(NO2)+n(NO)+n反应后溶液() =0.2mol+0.3mol=0.5mol,故A正确;
B.反应后所得硝酸铜溶液中n()=0.3mol,则硝酸铜为0.15mol,反应中消耗铜0.15mol,设NO2、NO物质的量分别为xmol、ymol,则:x+y=0.2mol,由转移电子守恒有:x+3y=0.3mol,解得x=0.15,y=0.05,则标准状况下,故B错误;
C.所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀生成Cu(OH)2,获得NaNO3溶液,由电荷守恒,OH-的物质的量等于铜失去电子物质的量,n(NaOH)=5mol/L×0.06L=0.3mol,故转移电子为0.3mol,或者结合选项B可知,铜失去的电子为0.15mol×2=0.3mol,故C正确;
D.混合气体与氧气、水反应又得到硝酸,根据电子转移守恒,Cu原子失去的电子等于氧气获得的电子,故消耗氧气的物质的量为,则标准状况下V(氧气)=0.075mol×22.4L/mol=1.68L,故D正确;
故选B。
12. 与 的混合溶液(还含有一定量)可用于工厂烟气中的氮氧化物()的无害化处理,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
B. 过程Ⅱ中的化学方程式为
C. 反应进行一段时间后,溶液中的浓度将降低
D. 标况下,反应中每消耗2.24LH2可以转化1.5gNO
【答案】C
【解析】
【分析】由反应流程图可得,过程Ⅰ: 过程Ⅱ:2 总反应:
【详解】A.过程Ⅰ反应为氧化剂是Ce4+,还原剂是H2,氧化剂:还原剂=2:1,故A 错误;
B.过程Ⅱ的离子方程式为: 故B错误;
C.反应一段时间后,生成水,氢离子浓度降低,故C正确;
D.根据总反应可知H2:NO=1:1,标况下,消耗2.24 L H2,即可转化3g NO,故D错误;
答案选C。
13. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是
A. 异丁烷的二溴代物有4种
B. 分子式为C5H11Cl且分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个—CH—和一个-Cl的结构有2种
C. 分子式为C7H16的同分异构体有多种,其中含有三个甲基的结构有3种
D. 分子式为C4H7ClO2且能与NaHCO3溶液反应生成CO2的有机物的结构有6种
【答案】C
【解析】
【详解】A.异丁烷二溴代物有、、三种结构,故A错误;
B.有四种:、、、,故B错误;
C.C7H16含三个甲基的同分异构体有三种:(CH3)2CH(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3,故C正确;
D.分子式为C4H7ClO2且能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体说明该有机物为饱和一元羧酸的一氯代物,分子组成为C3H7-COOH的结构有2种,分别是①CH3CH2CH2-COOH、②(CH3)2CH-COOH,其中
①分子中烃基上有3种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有3种;
②分子中烃基上有2种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有2种;
则其同分异构体的总数为:3+2=5,故D错误;
故选C。
14. 燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水,原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。
下列说法不正确的是
A. 通过质子交换膜向a极室迁移
B. 工作一段时间后,a极室中稀硫酸的浓度增大
C. 电极b的电极反应:
D. 电池总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】根据燃料电池装置可知,左侧a极为正极,通入空气后氧气在正极发生还原反应,电极反应式:;右侧b极为负极,在负极发生氧化反应,电极反应式:;
【详解】A.结合分析,根据电极反应及电解质溶液呈电中性可知,通过质子交换膜向a极室迁移,A正确;
B.根据分析,a极电极反应式:可知,工作过程中每当消耗4mol氢离子的同时,会有4mol氢离子由b极移向a极,忽略溶液体积的变化,则工作一段时间后,a极室中稀硫酸浓度不变,B错误;
C.根据分析可知,b极为负极,在负极发生氧化反应,电极反应式:,C正确;
D.结合分析,根据得失电子守恒,将两电极反应式相加得总反应:,D正确;
答案选B。
15. 某溶液中含有Na+、、Fe2+、Fe3+、Cl-、中的若干种,且各离子浓度均相等,为确定其组成,某实验小组将该溶液平均分成两等份,进行了如下实验:下列说法错误的是
A. 气体X为混合物 B. 沉淀A和沉淀C为同种物质
C. 沉淀B的质量一定大于6.99g D. 无法确定原溶液中是否含有Na+
【答案】D
【解析】
【分析】某溶液中含有Na+、、Fe2+、Fe3+、Cl-、中的若干种,且各离子浓度均相等,第1份滤液中加入过量Na2O2,产生的气体X中有O2或NH3,红褐色沉淀A为Fe(OH)3沉淀,说明滤液中含有Fe2+或Fe3+,物质的量为=0.03mol,第2份溶液中加入过量稀硫酸,没有明显现象,说明溶液中不含,再加入过量硝酸钡溶液,得到无色气体Y,说明发生了氧化还原反应,Y为NO,物质的量为n(NO)= =0.01mol,说明溶液中含有Fe2+且不含,由得失电子守恒可知n(Fe2+)=0.03mol,说明溶液中不含Fe3+,滤液加入过滤NaOH且加热得到的气体Z为NH3,说明溶液中存在,气体X为O2和NH3的混合物,Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,转化为沉淀C为Fe(OH)3,沉淀B为BaSO4,综上所述,原溶液中含有、Fe2+,由于溶液中各离子浓度均相等,结合电荷守恒可知,一定含有、Cl-,一定没有Na+,以此解答;
【详解】A.由分析可知,气体X为O2和NH3的混合物,A正确;
B.由分析可知,沉淀A和沉淀C均为Fe(OH)3,B正确;
C.由分析可知,沉淀B为BaSO4,原溶液中含有0.03mol,第2份溶液中又加入了稀硫酸,则沉淀B中BaSO4的物质的量大于0.03mol,质量大于0.03mol×233g/mol=6.99g,C正确;
D.由分析可知,原溶液中含有、Fe2+、、Cl-,一定没有Na+,D错误;
故选D。
二、非选择题(共4题,共55分)
16. 《物理小识·金石类》记载:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,载木不盛”,“青矾强热,得赤色固体,气凝即得矾油”。“青矾”是指FeSO4·7H2O,“青矾厂气”是指SO2和SO3,“矾油”是指硫酸溶液。某实验小组利用如图装置模拟该过程并进行SO2性质探究。
已知:①“青矾”是指FeSO4·7H2O,高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物;
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
请回答下列问题:
(1)请补全从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O的操作_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
I.制取硫酸
实验开始前打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2后,关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,用酒精喷灯高温加热绿矾。
(2)使用石英管而不用普通玻璃管的原因是_______。
(3)B装置的作用是分离SO2及_______;玻璃纤维的作用是_______。
(4)隔绝空气条件下,8.34gFeSO4·7H2O(M=278g/mol)样品受热分解过程的热重曲线(固体的质量随温度变化的曲线)如下图所示。下列说法正确的是_______。
A.温度为78~159℃阶段,固体物质M的化学式为FeSO4·3H2O
B.由固体N转化为固体P的化学方程式为
C.由固体P转化为固体Q的化学方程式为
II.探究SO2的性质
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入SO2流速一致。三次实验现象如下表:
实验
①
②
③
所加试剂
已煮沸的BaCl2溶液
未煮沸的BaCl2溶液
已煮沸的Ba(NO3)2溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
分别得到如下pH-t图:
(5)pH-t图中,曲线①呈缓慢下降趋势,这是因为_______。
(6)曲线②出现骤降,这是因为_______(用离子方程式表达)。
【答案】(1) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
(2)普通玻璃管受热易软化
(3) ①. 冷凝SO3和H2O制硫酸 ②. 防止固体粉末堵塞导管
(4)BC (5)SO2溶于水形成H2SO3,H2SO3为弱电解质电离少量的H+使pH下降
(6)
【解析】
【分析】装置A中FeSO4·7H2O高温分解生成Fe2O3、SO2、SO3和H2O,在装置B中SO3和H2O冷凝得到硫酸溶液,装置C验证SO2与钡盐的反应,最后接尾气处理装置,防止污染空气,据此分析解题。
【小问1详解】
要从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O,要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
【小问2详解】
石英管耐高温,而普通玻璃管受热易软化,所以使用石英管而不用普通玻璃管,故答案为:普通玻璃管受热易软化;
【小问3详解】
已知:SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃,B装置放在冰水中,可以起到降温冷凝三氧化硫和水,分离出二氧化硫气体;由于三氧化硫易冷凝成固体,所以玻璃纤维可以防止三氧化硫在石英管中冷凝成固体粉末堵塞导管,故答案为:冷凝SO3和H2O制硫酸;防止固体粉末堵塞导管;
小问4详解】
8.34g FeSO4·7H2O样品的物质的量为0.03mol,其中m(H2O)=0.03mol×7×18g·mol-1=3.78g,如晶体全部失去结晶水,固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g,可知在加热到373℃之前,晶体失去部分结晶水,加热至633℃时,固体的质量为2.40g,应为铁的氧化物,其中n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)=0.03mol,m(Fe)=0.03mol×56g·mol-1=1.68g,则固体中m(O)=2.40g-1.68g=0.72g,n(O)=0.045mol,则n(Fe):n(O)=0.03mol:0.045mol=2:3,则固体Q的化学式为Fe2O3。
A.温度为78℃时,固体质量为6.72g,其中m(FeSO4)=0.03 mol ×152g·mol-1=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(H2O)=0.12mol,则n(H2O):n(FeSO4)=0.12mol:0.03mol=4:1,则化学式为FeSO4·4H2O;温度为159℃时,固体质量为5.10g,其中m(H2O)=5.10g-4.56g=0.54g,n(H2O)=0.03mol,则n(H2O):n(FeSO4)=0.03mol:0.03mol=1:1,则化学式为FeSO4·H2O,所以温度为78~159℃阶段,固体物质M的化学式为FeSO4·4H2O,A错误;
B.由以上分析可知,N的化学式为FeSO4·H2O,P的化学式为FeSO4,所以由固体N转化为固体P的化学方程式为,B正确;
C.由以上分析可知,P的化学式为FeSO4,Q为Fe2O3,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低,即有二氧化硫生成,根据原子守恒,必有SO3生成,所以由固体P转化为固体Q的化学方程式为,C正确;
故答案为:BC;
【小问5详解】
由pH-t图可知,曲线①的变化说明SO2不与氯化钡溶液反应,曲线下降是因为溶于水的SO2部分与水反应生成亚硫酸,亚硫酸部分电离,使溶液pH减小,故答案为:SO2溶于水形成H2SO3,H2SO3为弱电解质电离少量的H+使pH下降;
【小问6详解】
与实验①对比知,曲线②的变化说明溶液中氧气将SO2氧化成强酸硫酸(2SO2+O2+2H2O=4H++2SO),再与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,使溶液中氢离子浓度迅速增大,溶液pH出现骤降,故答案为:
。
17. 稀有金属钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛:乳酸亚铁常作补铁制剂。以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含少量Al2O3、SiO2)为原料制备金属钛和乳酸亚铁的工艺如图,回答下列问题:
已知:①乳酸结构简式:
②部分物质的熔点、沸点数据如表所示:
物质
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔点/℃
-25
648.8
714
1667
沸点/℃
136.4
1090
1412
3287
(1)“酸浸”时,氧化物与酸发生的离子方程式为_______。
(2)“水解”时产生TiO2·nH2O沉淀,需要洗涤后煅烧,检验沉淀是否洗净的方法是_______。
(3)“熔炼”时,温度在800~900℃,反应还能得到一种具有还原性和可燃性的气体。“熔炼”的化学方程式为_______。
(4)“还原”时需要在氩气的氛围中进行,氩气的作用是_______,得到钛和另一产物M,采用蒸馏法分离出钛,控制蒸馏的最低温度为_______;
(5)利用FeSO4溶液和过量NH4HCO3溶液制备FeCO3的离子方程式为_______;用酸性KMnO4溶液滴定法测定乳酸亚铁产品的纯度,所有操作均正确,但经多次实验结果发现,测定值高于实际值,其原因可能是_______。已知滴定反应为(未配平)
【答案】(1)
(2)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无沉淀产生,则沉淀已洗涤干净
(3)
(4) ①. 作保护气,防止钛被氧化 ②. 1412℃
(5) ①. ②. 乳酸根离子具有还原性,能消耗KMnO4
【解析】
【分析】以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含少量Al2O3、SiO2)为原料制备金属钛和乳酸亚铁。由题给流程可知,向钛铁矿粉末中加入过量的硫酸溶液,将钛酸亚铁转化为亚铁离子和TiO2+离子,氧化铝转化为硫酸铝,二氧化硅与硫酸溶液不反应,过滤得到滤液:向滤液中通入水蒸气,将滤液中的TiO2+转化为TiO2·nH2O,过滤得TiO2·nH2O和滤液,TiO2·nH2O煅烧分解生成二氧化钛,二氧化钛与碳、氯气高温条件下熔炼反应生成四氯化钛,四氯化钛高温条件下与镁反应生成钛;调节滤液pH,将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到硫酸亚铁溶液;向溶液中加入碳酸氢铵溶液,过滤得到碳酸亚铁,碳酸亚铁溶于乳酸得到乳酸亚铁溶液,乳酸亚铁溶液经分离提纯得到乳酸亚铁产品。
【小问1详解】
“酸浸”时,氧化铝与酸反应生成铝离子,发生的离子方程式为,故答案为:;
【小问2详解】
“水解”时产生TiO2·nH2O沉淀,需要洗涤后烧,检验沉淀是否洗净,需要检验滤液是否含有硫酸根离子,方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无沉淀产生,则沉淀已洗涤干净,故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无沉淀产生,则沉淀已洗涤干净;
【小问3详解】
“熔炼”时,温度在800~900℃,反应还能得到一种具有还原性和可燃性的气体为CO,所以“熔炼”的化学方程式为,故答案为:;
【小问4详解】
“还原”时需要在氩气的氛围中进行,防止T被氧化,氩气的作用是作保护气,防止钛被氧化,得到钛和另一产物MgCl2,采用蒸馏法分离提纯出钛,控制蒸馏的最低温度为1412℃,分离出其他杂质,故答案为:作保护气,防止钛被氧化;1412℃;
【小问5详解】
利用FeSO4溶液和过量NH4HCO3溶液制备FeCO3的离子方程式为;用酸性KMnO4溶液滴定法测定乳酸亚铁产品的纯度,所有操作均正确,但经多次实验结果发现,测定值高于实际值,其原因可能是乳酸根离子具有还原性,能消耗KMnO4,
故答案为:;乳酸根离子具有还原性,能消耗KMnO4;
18. 工业上可用水煤气合成二甲醚:,恒温恒容密闭容器中充入物质的量之比为1:1的CO和H2开始反应。测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示。
已知该反应为放热反应。回答下列问题:
(1)图中a=_______;达平衡时容器内压强与起始时压强之比为_______。
(2)下列叙述正确的是_______(填标号)。
A. 该条件下2min时的正反应速率大于5min时的逆反应速率
B. 保持不变,可判断该反应达到平衡状态
C. CO体积分数不再变化时说明该反应已达到平衡状态
D. 升高温度CO消耗速率增大,CH3OCH3消耗速率减小
(3)其他条件不变,下列措施不能加快生成CH3OCH3速率的是_______(填标号)。
A.增大容器的体积
B.充入CO气体
C.恒温恒容充入N2
D.将容器改为绝热容器
E.将水蒸气从体系中分离出
(4)利用二氧化碳氢化法也可以合成二甲醚(CH3OCH3),进而实现二氧化碳再利用。
其中涉及以下反应:
I.
II.
①以上两步反应的能量曲线如图。若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐_______(填“升高”、“降低”或“无法判断”)。
②一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2,只发生反应I。测得5min时CO2的转化率在5种不同温度下的变化如图所示。
①温度为T4K时,在0~5min内H2的平均反应速率v(H2)=_______。
②请分析a、b两点CO2转化率不同的原因:_______。
【答案】(1) ①. 0.5 ②. 5:9 (2)AB
(3)ACE (4) ①. 升高 ②. 0.36mol/(L·min) ③. b点温度较低,5min时未达平衡状态,a点温度较高,化学反应速率较快,转化率更高
【解析】
【小问1详解】
设容器的体积为1L,5min时达到平衡,CH3OCH3的浓度变化量为0.2mol/L,则CO的浓度变化量为0.4mol/L,可列出三段式:,a=0.5;起始状态总物质的量为1.8mol,平衡后总物质的量为1mol,容器体积不变,物质的量与压强成正比,故达平衡时容器内压强与起始时压强之比为:1.0:1.8=5:9;
【小问2详解】
A.随着反应的正向进行,正反应速率逐渐减小。2min时反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,5min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相同,故该条件下2min时的正反应速率大于5min时的逆反应速率,A正确;
B.该反应起始投料比不等于系数比,故保持不变时,可判断该反应达到平衡状态,B正确;
C.设容器的体积为1L,CH3OCH3的物质的量变化量为xmol,可列出三段式:,CO的体积分数为:,CO体积分数始终不变,不能判断达到平衡状态,C错误;
D.升高温度,CO消耗速率和CH3OCH3消耗速率均增大,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
A.增大容器的体积,各物质浓度降低,反应速率减慢,A符合题意;
B.充入CO气体,反应物浓度增大,反应速率增大,B不符合题意;
C.恒温恒容充入N2,各物质浓度不变,反应速率不变,C符合题意;
D.该反应为放热反应,将容器改为绝热容器,体系温度升高,反应速率增大,D不符合题意;
E.将水蒸气从体系中分离出,生成物浓度减小,反应速率减慢,E符合题意;
故选ACE。
【小问4详解】
①如图所示,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐:升高;
②温度为T4K时,CO2的转化率为60%,即物质的量变化量为0.6mol,H2的物质的量变化量为1.8mol,在0~5min内H2的平均反应速率v(H2)=;
反应I为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,图示a到b转化率升高,说明a、b均未达到平衡状态,故a、b两点CO2转化率不同的原因:b点温度较低,5min时未达平衡状态,a点温度较高,化学反应速率较快,转化率更高。
19. 聚丙烯酸乙二醇酯是一种良好的水溶性涂料。工业上以煤为原料可制得聚丙烯酸乙二醇酯:
已知:①F为C和E按物质的量之比为1:1反应得到的产物。
②查阅资料获得信息:。
(1)D的名称为_______,E中官能团的名称为_______。
(2)反应③的反应类型为_______。
(3)反应④的化学方程式为_______。
(4)下列对图中有关物质的叙述正确的是_______(填标号)。
a.煤的气化、煤的液化、石油的分馏均为物理变化
b.化合物A和D互为同系物
c.化合物1molE能和足量的Na2CO3反应生成1molCO2气体
d.D、E、F、G均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(5)化合物M为E的同系物,相对分子质量比E大14,则含有碳碳双键和结构的M的同分异构体共有_______种。
(6)A物质熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,则负极上电极反应式为_______。若要维持电池持续稳定工作,则从理论上讲,进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______。
【答案】(1) ①. 丙烯 ②. 羧基、碳碳双键
(2)取代反应 (3)
(4)bd (5)8
(6) ①. ②. 3:4
【解析】
【分析】煤气化得到CO和H2,CO和H2在催化剂作用下得到A:CH2=CH2(乙烯)和D:丙烯,乙烯与溴发生加成反应得到B:CH2BrCH2Br,B发生取代反应得到C:乙二醇,丙烯经过两步催化得到E:丙烯酸,C和E发生酯化反应得到F:,F发生加聚反应得到G。
【小问1详解】
D的名称为丙烯,E中官能团的名称为:羧基、碳碳双键;
【小问2详解】
反应③的反应类型为:取代反应;
【小问3详解】
C和E发生酯化反应得到F,反应方程式为:;
【小问4详解】
a.煤的气化、煤的液化均为化学变化,石油的分馏为物理变化,a错误;
b.化合物A为乙烯,D为丙烯,结构相似,组成上相差一个-CH2-,互为同系物,b正确;
c.1mol羧基与和足量的Na2CO3反应生成碳酸氢钠,无气体产生,c错误;
d.D、E、F中含碳碳双键,G中含羟基,均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,d正确;
故选bd;
【小问5详解】
化合物M为E的同系物,相对分子质量比E大14,则含有碳碳双键和结构的M的同分异构体为:、、、CH3OOCCH=CH2、CH2=CHOOCCH3、CH2=CHCH2OOCH、CH3CH=CHOOCH、,共8种;
【小问6详解】
该装置为原电池装置,通入氧气的电极为正极,电极反应为:,通入乙烯的电极为负极,负极的电极反应为:,转移相同电子数时,进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是6:8=3:4。
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2024-2025学年度下学期期末考试高一年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Ba-137
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分。在每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. “逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是
A. “嫦娥五号”探测器配备砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
B. “中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅是一种新型无机非金属材料
C. “北斗”导航卫星使用的芯片,其主要成分是二氧化硅晶体
D. “飞船返回舱”外表面使用的高温结构陶瓷属于有机高分子材料
2. 化学与社会、科学、技术、生活等密切相关,下列叙述正确的是
A. 天然气、沼气和太阳能分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
B. Al(OH)3、BaCO3、Mg(OH)2都能与胃酸反应可制成抗酸药
C. 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D. 加工馒头、面包和饼干时可加入适量碳酸氢铵、碳酸氢钠等,使其松软或酥脆
3. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 56g铁粉与足量稀硝酸反应,转移的电子数为3
B. 一定条件下,1mol乙酸与足量的乙醇反应,生成乙酸乙酯的数目为
C. 过量C与1molSiO2充分反应转移电子数目为2
D. 标准状况下,2.24LCH2Cl2含有的C-Cl键数目为0.2
4. 生活处处有化学,化学使生活更美好。下列有关说法正确的有
①丝绸的主要成分是纤维素,在酸性条件下可以水解
②将米饭在嘴里咀嚼有甜味,是因为部分淀粉在唾液酶催化下水解生成麦芽糖
③用加酶洗衣粉洗涤真丝织品,可使真丝蛋白质水解
④牛油主要由不饱和脂肪酸甘油酯组成,熔点较高
⑤麦芽糖、纤维素和油脂均能在人体中发生水解
⑥通过煤的干馏制取焦炭,煤的干馏属于物理变化
⑦利用粮食酿酒,经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
⑧人类纺纱织布使用棉花和麻属于天然纤维
⑨神舟十三号载人飞船返回舱降落伞面材料为芳纶,芳纶是合成纤维
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8
5. 在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A. 工业制硝酸:
B. 工业制硫酸:
C. 工业制高纯硅:
D. 工业制金属镁:
6. 下列实验装置使用正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 利用甲装置进行喷泉实验
B. 利用乙装置在强光照条件下制取纯净的一氯甲烷
C. 利用丙装置制备并收集乙酸乙酯
D. 利用丁装置检验气体中含SO2和SO3
7. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知,若在密闭容器中加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应放出的热量为(a-b)kJ
D. 由(d)图可知,A与C的能量差为:E4-E1-E3+E2
8. 某有机物的结构如图所示,下列说法正确的是
A. 该有机物中有4种官能团
B. 该有机物能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. 1 mol该有机物最多能与1 mol Na反应,产生标况下11.2L气体
D. 该有机物能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色且反应原理相同
9. 保持温度恒定,向某恒容容器中按体积比1:3:1充入CO2、H2和Ar。同时发生反应I:及反应II:。已知分压=总压×物质的量分数。则下列不能作为反应I达到平衡状态的判据是。
A. H2与H2O的总物质的量不再变化 B. 容器的总压强不再改变
C. 混合气体的平均摩尔质量不再变化 D. Ar的分压不再改变
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
铜与足量浓硫酸在加热条件下反应一段时间,冷却后,向反应后的溶液中倒入适量蒸馏水
溶液呈无色
铜与浓硫酸反应生成了硫酸铜
B
向2支分别盛有5mL0.1mol/L、5mL1.0mol/LNaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液
均有气泡产生且1.0mol/LNaHSO3溶液产生气泡快
浓度越大,反应速率越快
C
向某溶液中加入NaOH浓溶液并加热,将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口
湿润的蓝色石蕊试纸变红
溶液中存在
D
将红热炭放入浓硫酸中,产生的气体依次通入品红溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水
品红溶液褪色,酸性KMnO4溶液颜色变浅,澄清石灰水变浑浊
气体产物中有SO2和CO2
A. A B. B C. C D. D
11. 足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合气体4.48L(标准状况),这些气体与一定体积的氧气(标准状况下)混合通入水中,所有的气体完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸铜溶液中加入5mol·L-1的氢氧化钠溶液,铜离子恰好完全沉淀,消耗氢氧化钠溶液60mL,下列说法错误的是
A. 参加反应的硝酸是0.5mol B. 混合气体中含3.36L(标准状况下)一氧化氮
C. 此反应过程中转移0.3mol电子 D. 消耗氧气1.68L(标准状况下)
12. 与 的混合溶液(还含有一定量)可用于工厂烟气中的氮氧化物()的无害化处理,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
B. 过程Ⅱ中的化学方程式为
C. 反应进行一段时间后,溶液中的浓度将降低
D. 标况下,反应中每消耗2.24LH2可以转化1.5gNO
13. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是
A. 异丁烷的二溴代物有4种
B. 分子式为C5H11Cl且分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个—CH—和一个-Cl的结构有2种
C. 分子式为C7H16的同分异构体有多种,其中含有三个甲基的结构有3种
D. 分子式为C4H7ClO2且能与NaHCO3溶液反应生成CO2的有机物的结构有6种
14. 燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水,原理的示意图如下(忽略溶液体积的变化)。
下列说法不正确的是
A. 通过质子交换膜向a极室迁移
B. 工作一段时间后,a极室中稀硫酸浓度增大
C. 电极b的电极反应:
D. 电池的总反应:
15. 某溶液中含有Na+、、Fe2+、Fe3+、Cl-、中的若干种,且各离子浓度均相等,为确定其组成,某实验小组将该溶液平均分成两等份,进行了如下实验:下列说法错误的是
A. 气体X为混合物 B. 沉淀A和沉淀C为同种物质
C. 沉淀B的质量一定大于6.99g D. 无法确定原溶液中是否含有Na+
二、非选择题(共4题,共55分)
16. 《物理小识·金石类》记载:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,载木不盛”,“青矾强热,得赤色固体,气凝即得矾油”。“青矾”是指FeSO4·7H2O,“青矾厂气”是指SO2和SO3,“矾油”是指硫酸溶液。某实验小组利用如图装置模拟该过程并进行SO2性质探究。
已知:①“青矾”是指FeSO4·7H2O,高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物;
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
请回答下列问题:
(1)请补全从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O的操作_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
I.制取硫酸
实验开始前打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2后,关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,用酒精喷灯高温加热绿矾。
(2)使用石英管而不用普通玻璃管的原因是_______。
(3)B装置的作用是分离SO2及_______;玻璃纤维的作用是_______。
(4)隔绝空气条件下,8.34gFeSO4·7H2O(M=278g/mol)样品受热分解过程的热重曲线(固体的质量随温度变化的曲线)如下图所示。下列说法正确的是_______。
A.温度为78~159℃阶段,固体物质M的化学式为FeSO4·3H2O
B.由固体N转化为固体P的化学方程式为
C.由固体P转化为固体Q的化学方程式为
II.探究SO2的性质
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入SO2流速一致。三次实验现象如下表:
实验
①
②
③
所加试剂
已煮沸的BaCl2溶液
未煮沸的BaCl2溶液
已煮沸的Ba(NO3)2溶液
实验现象
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
分别得到如下pH-t图:
(5)pH-t图中,曲线①呈缓慢下降趋势,这是因为_______。
(6)曲线②出现骤降,这是因为_______(用离子方程式表达)。
17. 稀有金属钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛:乳酸亚铁常作补铁制剂。以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含少量Al2O3、SiO2)为原料制备金属钛和乳酸亚铁的工艺如图,回答下列问题:
已知:①乳酸结构简式:
②部分物质的熔点、沸点数据如表所示:
物质
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔点/℃
-25
648.8
714
1667
沸点/℃
136.4
1090
1412
3287
(1)“酸浸”时,氧化物与酸发生的离子方程式为_______。
(2)“水解”时产生TiO2·nH2O沉淀,需要洗涤后煅烧,检验沉淀是否洗净的方法是_______。
(3)“熔炼”时,温度在800~900℃,反应还能得到一种具有还原性和可燃性的气体。“熔炼”的化学方程式为_______。
(4)“还原”时需要在氩气的氛围中进行,氩气的作用是_______,得到钛和另一产物M,采用蒸馏法分离出钛,控制蒸馏的最低温度为_______;
(5)利用FeSO4溶液和过量NH4HCO3溶液制备FeCO3的离子方程式为_______;用酸性KMnO4溶液滴定法测定乳酸亚铁产品的纯度,所有操作均正确,但经多次实验结果发现,测定值高于实际值,其原因可能是_______。已知滴定反应为(未配平)
18. 工业上可用水煤气合成二甲醚:,恒温恒容密闭容器中充入物质的量之比为1:1的CO和H2开始反应。测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示。
已知该反应为放热反应。回答下列问题:
(1)图中a=_______;达平衡时容器内压强与起始时压强之比为_______。
(2)下列叙述正确的是_______(填标号)。
A. 该条件下2min时的正反应速率大于5min时的逆反应速率
B. 保持不变,可判断该反应达到平衡状态
C. CO体积分数不再变化时说明该反应已达到平衡状态
D. 升高温度CO消耗速率增大,CH3OCH3消耗速率减小
(3)其他条件不变,下列措施不能加快生成CH3OCH3速率的是_______(填标号)。
A.增大容器的体积
B.充入CO气体
C.恒温恒容充入N2
D.将容器改为绝热容器
E.将水蒸气从体系中分离出
(4)利用二氧化碳氢化法也可以合成二甲醚(CH3OCH3),进而实现二氧化碳再利用。
其中涉及以下反应:
I.
II.
①以上两步反应的能量曲线如图。若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐_______(填“升高”、“降低”或“无法判断”)。
②一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2,只发生反应I。测得5min时CO2的转化率在5种不同温度下的变化如图所示。
①温度为T4K时,在0~5min内H2的平均反应速率v(H2)=_______。
②请分析a、b两点CO2转化率不同的原因:_______。
19. 聚丙烯酸乙二醇酯是一种良好水溶性涂料。工业上以煤为原料可制得聚丙烯酸乙二醇酯:
已知:①F为C和E按物质的量之比为1:1反应得到的产物。
②查阅资料获得信息:。
(1)D的名称为_______,E中官能团的名称为_______。
(2)反应③的反应类型为_______。
(3)反应④的化学方程式为_______。
(4)下列对图中有关物质的叙述正确的是_______(填标号)。
a.煤的气化、煤的液化、石油的分馏均为物理变化
b.化合物A和D互为同系物
c.化合物1molE能和足量的Na2CO3反应生成1molCO2气体
d.D、E、F、G均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(5)化合物M为E的同系物,相对分子质量比E大14,则含有碳碳双键和结构的M的同分异构体共有_______种。
(6)A物质熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,则负极上电极反应式为_______。若要维持电池持续稳定工作,则从理论上讲,进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______。
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