内容正文:
北仑中学2025学年第一学期高二年级开学考试化学试卷
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质既有极性键,又有非极性键的是
A. CaCl2 B. Na2O2 C. CH3OH D. C2H4
【答案】D
【解析】
【详解】A.CaCl2是离子化合物,Ca2+与Cl-之间以离子键结合,不存在共价键,A错误;
B.Na2O2是离子化合物,Na+与之间以离子键结合,在中存在非极性共价键,不存在极性共价键,B错误;
C.CH3OH是由分子构成的共价化合物,在其分子中含有C-H、C-O、H-O极性共价键,而不存在非极性共价键,C错误;
D.C2H4是由分子构成的共价化合物,该物质分子结构简式是CH2=CH2,在其分子中含有C-H键,C-H键属于极性共价键;同时存在碳碳双键,碳碳双键属于非极性共价键,D正确;
故合理选项是D。
2. 下列说法不正确的是
A. 用溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯和乙烷
B. 用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇、乙酸和苯
C. 用分液法分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液混合物
D. 苯、乙醇、四氯化碳和植物油都能用于萃取碘水中的碘
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色而乙烷不能,故用溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯和乙烷,A正确;
B.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙酸与酸性高锰酸钾溶液互溶,苯与酸性高锰酸钾溶液分层,可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇、乙酸和苯,B正确;
C.乙酸乙酯与碳酸钠溶液不互溶,会分层,用分液法分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液混合物,C正确;
D.苯、四氯化碳能用于萃取碘水中的碘,乙醇与水互溶,不能萃取碘水中的碘,植物油结构中含不饱和键,能与碘发生加成反应,故不能萃取碘水中的碘,D错误;
故选D。
3. 下列离子方程式书写正确的是
A. 烧碱溶液吸收少量二氧化硫:SO2+OH-=
B. 草酸(H2C2O4)与酸性KMnO4溶液反应:5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
C. CO2通入足量的NaClO溶液中:CO2+2ClO-+H2O=2HClO+CO
D. 向Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO+2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.烧碱溶液吸收少量二氧化硫应生成而非,正确反应为,A错误;
B.草酸在酸性条件下应以H2C2O4形式参与反应,正确反应为,B错误;
C.CO2与足量ClO⁻反应应生成而非,正确反应为,C错误;
D.足量NaOH与Mg(HCO3)2反应时,Mg2+和分别与OH-生成Mg(OH)2沉淀和,离子方程式为Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO+2H2O,D正确;
故选D。
4. W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,其中W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,W与Z原子的最外层电子数相同,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强。下列说法正确的是
A. WX2属于酸性氧化物
B. 简单离子半径:Z>W>X
C. 最简单氢化物的沸点:Y>X>W>Z
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W>Z
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强,则Y为F元素;W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,则W原子的核外电子数为7,其为N元素;W与Z原子的最外层电子数相同,则Z为P元素,X的原子序数介于N、F之间,则X为O元素。从而得出,W、X、Y、Z分别为N、O、F、P。
【详解】A.WX2的化学式为NO2,其与碱反应生成两种盐,不属于酸性氧化物,A不正确;
B.W、X、Z分别为N、O、P,N3-、O2-核外都有2个电子层,P3-核外有3个电子层,N的核电荷数比O小,则简单离子半径:P3->N3->O2-,B正确;
C.W、X、Y、Z分别为N、O、F、P,其中NH3、H2O、HF都能形成分子间的氢键,PH3不能形成分子间氢键,H2O常温下呈液态,标准状况下,HF呈液态,而NH3呈气态,则最简单氢化物的沸点:H2O>HF>NH3>PH3,C不正确;
D.W、Y、Z分别为N、F、P,F不存在最高价氧化物对应水化物,N的非金属性大于P,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4,D不正确;
故选B。
5. 下列说法正确的是
A. 0.1 mol NaHSO4晶体中阳离子的数目为0.1NA
B. 烷烃CnH2n+2中含有共价键的数目为2n+2
C. 氯气溶于水后,有0.5 mol Cl2参与反应,转移的电子数目为NA
D. 0.2 mol SO2和0.1 mol O2于密闭容器中充分反应后,生成SO3分子数目为0.2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaHSO4晶体含有Na+和,0.1 mol NaHSO4晶体中阳离子的数目为0.1NA,A正确;
B.链状烷烃CnH2n+2中,C-C单键和C-H单键均为共价键,1molCnH2n+2总键数为(3n+1)NA,B错误;
C.Cl2溶于水发生歧化反应:Cl2 + H2OHClO + H+ + Cl-,每1mol Cl2参与反应时,1mol Cl被氧化(+1价),1mol Cl被还原(-1价),转移电子总数为1mol,0.5mol Cl2转移电子数目为0.5NA,C错误;
D.反应为可逆反应,无法完全转化,0.2 mol SO2和0.1 mol O2于密闭容器中充分反应后,生成SO3分子数目小于0.2NA,D错误;
故选A。
6. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 将NO2球浸泡在热水中颜色加深
B 工业合成氯化氢时使用过量氢气
C. 用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体
D. 工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高SO2的利用率
【答案】B
【解析】
【分析】勒夏特列用于解释平衡的移动方向,因此适用于可逆反应中,有平衡移动的体系。
【详解】A.存在2NO2(g)⇌N2O4(g) H<0平衡,温度升高,平衡逆移,适用于勒夏特列原理,A不符合题意;
B.该反应不是可逆反应,不适于勒夏特列原理,B符合题意;
C.氯气溶于水发生Cl2+H2O⇌HCl+HClO的反应,饱和食盐水中,Cl-浓度高,抑制该反应正移,减少氯气溶解,勒夏特列原理适用,C不符合题意;
D.有可逆反应2SO2+O2⇌2SO3,增加空气浓度,平衡正移,勒夏特列原理适用,D不符合题意;
答案选B。
7. 利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.可用于制备和收集
B.可测定在催化作用下的分解速率
C.除去乙烷中的乙烯
D.实现化学能转化为电能
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸制取二氧化硫,反应需要加热,A错误;
B.加入双氧水应该使用分液漏斗,B错误;
C.乙烯与溴水反应,生成,可以除去乙烷中的乙烯,C正确;
D.乙醇是非电解质,该装置不能形成电池,D错误;
故选C。
8. 锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①
②
③
下列说法正确的是
A.
B. 锡在常温下以灰锡状态存在
C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D. 锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据(s,灰),说明灰锡能量小于白锡,等物质的量的白锡与盐酸反应放出的热量大于灰锡,则,A错误;
B.根据(s,灰),锡在常温下(温度高于13.2℃)以白锡状态存在,B错误;
C.根据(s,灰),灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,C错误;
D.根据(s,灰),锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,以灰锡的形式存在,而灰锡以粉末状存在,所以锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏,D正确;
答案选D。
9. 某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A. 固体2中含有、和
B. 捕获剂所捕获的气体主要是
C. X可以是空气或氧气,且需过量
D. 处理含的废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
【答案】C
【解析】
【分析】N2、CO2、SO2、NO、CO通过过量的石灰乳,CO2、SO2被吸收,生成CaCO3和CaSO3,剩余气体1含有N2、NO和CO,从后面产物有NaNO2知,通入的X可能是空气,将NO氧化为NO2,但不能过量,否则不能生成NaNO2,气体2为N2、CO,N2为无污染,所以捕获产物为CO。
【详解】A.工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成更难溶的CaCO3和CaSO3,石灰乳微溶于水,则固体2中含有CaCO3、CaSO3和Ca(OH)2,A正确;
B.通过分析可知气体2为N2、CO的混合气体,N2无污染,所以捕获气体为CO,B正确;
C.通入空气不能过量,不然会生成,而不能产生NaNO2,C错误;
D.NaNO2具有氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应生成无污染的N2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,D正确;
故选C。
10. 下列溶液中能大量共存的离子组是
A. 澄清透明溶液:、、、
B. 能使紫色石蕊溶液变红的溶液:、、、
C. 含有的溶液:、、、
D. 能使酚酞溶液变红的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.澄清透明的溶液中、、、之间不反应,可以大量共存,A符合;
B.能使紫色石蕊溶液变红的溶液显酸性,酸性溶液中、、之间发生氧化还原反应,不能大量共存,B不符合;
C.含有的溶液具有强氧化性,、与次氯酸根离子反应生成氯气,不能大量共存,C不符合;
D.能使酚酞溶液变红的溶液显碱性,碱性溶液中不能大量共存,D不符合;
答案选A。
11. 某化学兴趣小组为探究 SO2 的性质设计了如图所示的实验装置,已知反应过程中装置 A 中反应液处于沸腾状态并有白雾生成。下列说法正确的是
A. “反应液处于沸腾状态”的主要原因是铜与浓硫酸发生的是放热反应
B. 装置B中盛放饱和NaHSO3溶液可除去挥发出的硫酸酸雾
C. 若配制钡盐溶液时所用的蒸馏水没有除去溶解氧,pH 传感器会显示 pH 值升高
D. 实验过程排放的“尾气”中有害气体只有SO2
【答案】B
【解析】
【分析】由题干实验装置图可知,装置A中为用Cu和浓硫酸共热来制备SO2,反应原理为:,装置A中有白雾生成,装置B中试剂X为饱和NaHSO3溶液,用于除去硫酸酸雾,SO2通入BaCl2溶液中,若溶液中含有O2,则O2能氧化SO2转化为H2SO4,硫酸和BaCl2溶液产生BaSO4白色沉淀,再将SO2通入Ba(NO3)2溶液中,由于硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,能够将SO2氧化为H2SO4,自身被还原为NO,则尾气中含有NO,据此分析解题。
【详解】A.铜与浓硫酸不加热不反应 ,“反应液处于沸腾状态”的主要原因是加热所致,A 项错误 ;
B.白雾是挥发出来的硫酸蒸汽与水蒸气结合形成的,故可通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶除去挥发出的硫酸蒸 汽 , B 项 正 确 ;
C.若配制钡盐溶液时所用的蒸馏水没有除去溶解氧,pH传感器会显示pH值降低,其反应为:,C项错误;
D.二氧化硫进入硝酸钡溶液中,会溶于水呈酸性,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,会被还原成 NO气体 ,D项错误;
故选B。
12. 以海水为电解质溶液的水激活电池结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 正极反应式是
B. 海水中的向镁电极移动
C. 镁电极会发生副反应
D. 电池总反应是
【答案】D
【解析】
【分析】上述为原电池工作原理,镁作负极,发生失电子的氧化反应,氯化银在正极得电子发生还原反应生成银单质,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,正极反应式是,A正确;
B.海水中的向负极(镁电极)移动,B正确;
C.镁为活泼金属,与水接触可能会发生副反应:,C正确;
D.溶液中没有游离的银离子,该电池总反应为,D错误;
故选D。
13. 已知:A(g)+2B(g)3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2时改变的条件:向容器中加入A
B. 平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C. t2~ t3时反应向正方向移动
D. 平衡时A(g)的物质的量浓度:c(I)>c(II)
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示可知:反应从正反应方向开始,至t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,然后根据问题逐一分析解答。
【详解】A.t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,A错误;
B.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C。该反应是反应前后气体体积不变的反应,加入生成物C,体系压强增大,化学平衡不移动,最终平衡与原平衡等效,则平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I),B正确;
C.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,生成物浓度突然增大,v逆突然增大,v逆大于v正,则t2~ t3时反应向逆方向移动,直至建立新的化学平衡状态,C错误;
D.该反应一恒温恒容的密闭容器中进行,由于t2时刻改变的外界条件是向容器中加入生成物C,生成物C发生反应产生反应物A(g)、B(g),故重新达到平衡时A(g)、B(g)的浓度比原平衡时要大,故平衡时A(g)的物质的量浓度:c(II)>c(I),D错误;
故合理选项是B。
14. 当今世界,多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。已知二氧化碳催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H<0,设m为起始时的投料比,即m=,图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各组分的物质的量分数与温度的关系。下列说法错误的是
A. 该反应压强平衡常数表达式为Kp=
B. 图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为T3>T2>T1
C. 图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3
D. 曲线d代表的物质为二氧化碳
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据化学平衡常数的含义可知该反应压强平衡常数表达式为Kp=,选项A正确;
B.该反应△H<0,投料比和压强相同时,温度升高,化学平衡向吸热的逆向移动,导致CO2的转化率减小,故T3>T2>T1,选项B正确;
C.温度相同时,投料比越大,CO2的转化率越大,故m1>m2>m3,选项C正确;
D.恒压条件下,且m=3时,温度升高化学平衡逆向移动,导致CO2和H2的物质的量增大,C2H5OH和H2O的物质的量减小,且C2H5OH的量小于H2O,故d表示乙醇,选项D错误;
答案选D。
15. 根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论都正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象
结论
A
验证麦芽糖是否已经发生水解
麦芽糖与硫酸共热后,加氢氧化钠溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热
有砖红色沉淀产生
麦芽糖已发生水解
B
证明金属性
少量金属钠与胆矾隔绝空气加热
用红色固体生成
金属性
C
探究石蜡油的分解产物
石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液
溶液由橙红色变为无色
气体中含有不饱和烃
D
比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中
前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸氧化性强于浓硝酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.麦芽糖能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色Cu2O沉淀。麦芽糖与硫酸共热后,加氢氧化钠溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热,有砖红色沉淀产生,不能说明麦芽糖已发生水解,故A错误;
B.少量金属钠与胆矾隔绝空气加热,胆矾中含有水,少量的钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,没有红色固体Cu生成,故B错误;
C.石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液,溶液由橙红色变为无色,发生了加成反应,则说明气体中含不饱和烃,故C正确;
D.常温下,铁在浓硝酸中钝化,常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象,不能证明稀硝酸氧化性强于浓硝酸,故D错误;
选C。
二、非选择题
16. 请按要求回答下列问题:
(1)乙醇的结构式______;聚异戊二烯的结构简式______。
(2)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式______。
(3)是一种______(填“酸性”、“碱性”或“两性”)氧化物。实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。请结合化学方程式解释其中原因:______。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. 酸性 ②. 因为磨砂玻璃塞中的会和氢氧化钠溶液反应,生成的将瓶口与瓶塞粘在一起,无法打开
【解析】
【小问1详解】
乙醇分子式为,官能团为,结构式为;异戊二烯结构简式为,在一定条件下发生加聚反应得到聚异戊二烯,故答案为:;;
【小问2详解】
浓硝酸具有强氧化性,对应的还原产物一般写成二氧化氮,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,对应的离子方程式,故答案为:;
【小问3详解】
与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物;因为磨砂玻璃塞中的会和氢氧化钠溶液反应,生成的将瓶口与瓶塞粘在一起,无法打开,所以实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,故答案为:酸性;因为磨砂玻璃塞中的会和氢氧化钠溶液反应,生成的将瓶口与瓶塞粘在一起,无法打开。
17. Ⅰ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+、Fe3+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。根据以下流程图,回答下列问题:
(1)A的主要成分是_______(填化学式)。试剂Y的名称为_______。
(2)查阅资料发现,硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4•7H2O、FeSO4•4H2O、FeSO4•H2O。其溶解度曲线如图所示,则操作③应选择的最佳操作是_______(填字母)。
a.加热蒸发,直至蒸干
b.加热温度至略低于64℃浓缩、冷却至略高于56℃结晶,热水洗涤,干燥
c.加热浓缩得到56℃饱和溶液,冷却结晶,过滤,冷水洗涤,干燥
Ⅱ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)在精细化工领域应用广泛,实验室制备Na2S2O3的一种装置如图所示。回答下列问题:
已知:Na2S2O3在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解产生硫单质。
(3)乙装置的作用为_______。
(4)开始实验后,装置丙中先出现黄色浑浊,后逐渐澄清,待完全澄清时停止反应,得到Na2S2O3溶液和一种无色无味的气体。
①写出装置丙中发生总反应的化学方程式:_______。
②若不及时停止装置甲中的反应,Na2S2O3产量会降低,原因是_______。
(5)该实验所用到的反应物Na2SO3的性质不稳定,在空气中易变质,请设计简单的实验方案,检验Na2SO3固体样品是否变质:_______。
【答案】(1) ①. Fe、Cu ②. 稀硫酸
(2)c (3)防止丙装置中溶液倒吸
(4) ①. ②. 过量的使溶液显酸性,在酸性条件下会发生分解
(5)取少量亚硫酸钠样品于试管中加水溶解,加入足量稀盐酸酸化,再加入溶液,有白色沉淀生成,则证明样品中含,样品变质;无白色沉淀生成,则样品未变质
【解析】
【分析】Ⅰ.工业废水中含有大量的和较多的Cu2+、Fe3+,加过量的铁粉,铁把Fe3+还原为Fe2+,铁置换出Cu,过滤所得固体A为Fe、Cu的混合物,溶液B为FeSO4,A加入硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,过滤,得到的固体C为Cu,硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到FeSO4•7H2O;Ⅱ.通入氮气,排除装置中的空气,甲生成二氧化硫,乙装置是安全瓶,防止丙装置中溶液倒吸,丙装置中生成Na2S2O3,过量的二氧化硫用氢氧化钠溶液吸收。
【小问1详解】
工业废水中加过量的铁粉,铁把还原为Fe2+,铁置换出Cu,过滤所得固体A为Fe、Cu的混合物;铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以试剂Y为稀硫酸;
【小问2详解】
根据图像,温度低于56.7℃析出FeSO4•7H2O,所以硫酸亚铁溶液加热浓缩得到56℃饱和溶液,冷却结晶,过滤,冷水洗涤,干燥得到FeSO4•7H2O,故操作③应选择的最佳操作是c;
【小问3详解】
乙装置的作用为防止丙装置中溶液倒吸;
【小问4详解】
①装置丙中、、发生反应,先出现黄色浑浊,后逐渐澄清,待完全澄清时停止反应,得到溶液和一种无色无味的气体,故反应为:;②若不及时停止装置甲中的反应,过量的使溶液显酸性,在酸性条件下会发生分解,导致产量降低;
小问5详解】
Na2SO3的性质不稳定,在空气中易变质为,检验Na2SO3是否变质的方案为:取少量亚硫酸钠样品于试管中加水溶解,加入足量稀盐酸酸化,再加入溶液,有白色沉淀生成,则证明样品中含,样品变质;无白色沉淀生成,则样品未变质。
18. 燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
(1)以多孔铂为电极,如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池,则b电极是_______(填“正极”或“负极”),该电池的负极的电极反应式为_______。
(2)科学家研究了转化温室气体的方法,利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料,该电池工作时的总反应式为_______。
(3)绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。
电池在放电过程中,电极X周围溶液的 _______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 正 ②.
(2)
(3)减小
【解析】
【小问1详解】
因甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池,通入发生氧化反应为电源负极,即a为负极,电极反应式为:通入这一极,即b为正极,电极反应式为:;
【小问2详解】
根据图示M极是水反应生成氧气,化合价升高,发生氧化反应作负极,电极反应式为;N极为二氧化碳被还原为一氧化碳,发生还原反应作正极,电极反应式为,则总反应为。
【小问3详解】
由题意可知该装置是原电池装置,即可根据图示H+从左往右移动,判断电极Y为电源正极,电极反应式为,则电极X为负极,电极反应式为,由电极反应式可知X极pH减小。
19. TiN具有良好的导电和导热性,可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题:
(1)已知1200℃下,三种制备氮化钛反应的热化学方程式:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)= + 2.88 kJ/mol
利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时。反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ,其原因是_______。
(2)在1200℃、130kPa反应条件下,将、、以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20min后反应达到平衡状态,平衡时混合气体中与的分压相等,则平衡转化率为_______(保留三位有效数字),0~20min之间,以分压表示的平均反应速率为_______。
(3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将和投入到某刚性反应容器中,测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图:
①对于该可逆反应过程,下列有关说法正确的是_______(填序号)。
A.a、b、c三点时,该反应均处于平衡状态
B.m→n过程中,该反应平衡逆向移动
C.混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)
D.混合气体的密度
②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为_______。
③当温度为,该反应达到平衡时,以气体分压表示的该反应的平衡常数_______(列出计算式即可)。
【答案】(1)反应i和ii的焓变相近,但反应ii气体分子数增大较多,熵增程度大,因此反应ii的反应趋势远大于反应i
(2) ①. 66.7% ②. 1.125
(3) ①. BC ②. K(x)>K(y)>K(m) ③.
【解析】
【小问1详解】
由方程式可知,反应i和ii的焓变相近,但反应ii气体分子数增大较多,熵增程度远大于反应i,△H—T△S远小于反应i,所以反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ,故答案为:反应i和ii的焓变相近,但反应ii气体分子数增大较多,熵增程度大,因此反应ii的反应趋势远大于反应i;
【小问2详解】
设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1mol、1nol和2mol,四氯化钛的转化率为amol,由方程式可知,20min反应达到平衡时,四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为(1—a)mol、(1—0.5a)mol、(2—2a)mol、4amol,由平衡时混合气体中氮气和氢气的分压相等可得:(1—0.5a)=(2—2a),解得a=,则四氯化钛的转化率为66.7%;混合气体的总物质的量为mol;由反应在1200℃、130kPa反应条件下进行可知,平衡时四氯化钛的反应速率为=1.125kPa/min,故答案为:66.7%;1.125;
【小问3详解】
①A.化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度,由图可知,b点氨气的体积分数最大,反应达到平衡,则a点为平衡的形成过程,反应未达到平衡状态,故错误;
B.由图可知,b点氨气的体积分数最大,反应达到平衡,b→c过程为化学平衡移动过程,升高温度,氨的体积分数降低,所以该反应的正反应为放热反应。m→n过程为化学平衡移动过程,则该反应为放热反应,升高温度,平衡该向吸热的逆反应方向移动,故正确;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度,由图可知,b点氨气的体积分数最大,反应达到平衡,则a点为平衡的形成过程,c点为平衡移动过程,该反应是气体体积减小的反应,反应中气体的物质的量减小,该反应为放热反应,升高温度,平衡该向吸热的逆反应方向移动,则b、c、a三点物质的量依次增大,混合气体的平均摩尔质量M(b)、M(c)、M(a)依次减小,故正确;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则b、c、a三点混合气体的密度相等,故错误;
故选BC;
②该反应为放热反应,升高温度,平衡该向吸热的逆反应方向移动,反应的平衡常数减小,由图可知,x、y、m三点对应温度依次增大,所以平衡常数依次减小,故答案为:K(x)>K(y)>K(m);
③由图可知,当温度为T3反应达到平衡时,氨气的体积百分含量为20%、体系总压强为30MPa,设氮气的转化率为x,平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为(0.1—0.1x)mol、(0.26—0.3x)mol和0.2xmol,由氨气的体积百分含量为20%可得:×100%=20%,解得x=0.3,则氮气、氢气和氨气的平衡分压为×30MPa=7MPa、×30MPa=17MPa和×30MPa=6MPa,反应的平衡常数,故答案为:。
20. 聚丙烯酸乙二醇酯是一种良好的水溶性涂料。工业上以煤为原料依据图中所示合成路线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)E中官能团的名称为_______。
(2)反应⑤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一定互为同系物
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)参照上述物质转化的框图,用苯乙烯()和甲酸(HCOOH)为原料(无机物任选)合成甲酸苯乙酯()_______;相关步骤涉及到加成反应,其化学方程式为_______。
【答案】(1)碳碳双键、羧基,
(2)加聚反应 (3)
(4)bd (5) ①. ②. +HBr
【解析】
【分析】煤在高温下和水反应生成CO和H2,CO和H2在催化剂条件下反应生成A为CH2=CH2,乙烯和溴发生加成反应生成B为CH2BrCH2Br,B发生水解反应生成乙二醇,乙二醇和E发生酯化反应生成F为CH2=CHCOOCH2CH2OH,F发生加聚反应生成G为;
【小问1详解】
从E的结构简式看出分子里面含有碳碳双键和羧基,
【小问2详解】
F为C和E按物质的量之比为1:1反应得到的产物,所以F结构中还含有一个羟基和一个碳碳双键,F发生加聚反应得到高分子G,所以反应⑤的反应类型为加聚反应,
【小问3详解】
反应④为乙二醇和E发生酯化反应生成F为CH2=CHCOOCH2CH2OH,化学方程式为;
【小问4详解】
a.煤的气化、煤的液化均有新物质生成,是化学变化,石油的分馏没有新物质生成,为物理变化,故a错误;
b.A和D都是单烯烃,结构相似,组成上相差1个CH2,属于同系物,故b正确;
c.E为CH2=CHCOOH,1molE能和足量的Na2CO3反应生成1molNaHCO3,不能生成CO2,故c错误;
d.D、E、F中均含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,G中含有醇羟基,也能使使酸性高锰酸钾溶液褪色,故d正确;
答案为bd;
【小问5详解】
甲酸与苯乙醇发生酯化反应生成,先与HBr发生加成反应生成,继续发生水解反应生成,最后与甲酸发生酯化反应得到,合成路线为;
与HBr发生加成反应生成,化学方程式为:+HBr。
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北仑中学2025学年第一学期高二年级开学考试化学试卷
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质既有极性键,又有非极性键的是
A. CaCl2 B. Na2O2 C. CH3OH D. C2H4
2. 下列说法不正确的是
A. 用溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯和乙烷
B. 用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇、乙酸和苯
C. 用分液法分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液混合物
D. 苯、乙醇、四氯化碳和植物油都能用于萃取碘水中的碘
3. 下列离子方程式书写正确的是
A. 烧碱溶液吸收少量二氧化硫:SO2+OH-=
B. 草酸(H2C2O4)与酸性KMnO4溶液反应:5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
C. CO2通入足量的NaClO溶液中:CO2+2ClO-+H2O=2HClO+CO
D. 向Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO+2H2O
4. W、X、Y、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素,其中W原子的核外电子总数与Y原子的最外层电子数相同,W与Z原子的最外层电子数相同,短周期元素对应的单质中,Y的单质氧化性最强。下列说法正确的是
A. WX2属于酸性氧化物
B 简单离子半径:Z>W>X
C. 最简单氢化物的沸点:Y>X>W>Z
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W>Z
5. 下列说法正确的是
A. 0.1 mol NaHSO4晶体中阳离子的数目为0.1NA
B. 烷烃CnH2n+2中含有共价键的数目为2n+2
C. 氯气溶于水后,有0.5 mol Cl2参与反应,转移的电子数目为NA
D. 0.2 mol SO2和0.1 mol O2于密闭容器中充分反应后,生成SO3分子数目为0.2NA
6. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 将NO2球浸泡在热水中颜色加深
B. 工业合成氯化氢时使用过量氢气
C. 用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体
D. 工业上生产硫酸的过程中,使用过量的空气以提高SO2的利用率
7. 利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.可用于制备和收集
B.可测定在催化作用下的分解速率
C.除去乙烷中的乙烯
D.实现化学能转化为电能
A. A B. B C. C D. D
8. 锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①
②
③
下列说法正确的是
A.
B. 锡在常温下以灰锡状态存在
C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D. 锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
9. 某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A. 固体2中含有、和
B. 捕获剂所捕获气体主要是
C. X可以是空气或氧气,且需过量
D. 处理含的废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
10. 下列溶液中能大量共存的离子组是
A. 澄清透明的溶液:、、、
B. 能使紫色石蕊溶液变红的溶液:、、、
C. 含有溶液:、、、
D. 能使酚酞溶液变红的溶液:、、、
11. 某化学兴趣小组为探究 SO2 的性质设计了如图所示的实验装置,已知反应过程中装置 A 中反应液处于沸腾状态并有白雾生成。下列说法正确的是
A. “反应液处于沸腾状态”的主要原因是铜与浓硫酸发生的是放热反应
B. 装置B中盛放饱和NaHSO3溶液可除去挥发出的硫酸酸雾
C. 若配制钡盐溶液时所用的蒸馏水没有除去溶解氧,pH 传感器会显示 pH 值升高
D. 实验过程排放的“尾气”中有害气体只有SO2
12. 以海水为电解质溶液的水激活电池结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 正极反应式是
B. 海水中的向镁电极移动
C. 镁电极会发生副反应
D. 电池总反应是
13. 已知:A(g)+2B(g)3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2时改变的条件:向容器中加入A
B. 平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C. t2~ t3时反应向正方向移动
D. 平衡时A(g)的物质的量浓度:c(I)>c(II)
14. 当今世界,多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。已知二氧化碳催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H<0,设m为起始时的投料比,即m=,图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各组分的物质的量分数与温度的关系。下列说法错误的是
A. 该反应压强平衡常数表达式为Kp=
B. 图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为T3>T2>T1
C. 图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3
D. 曲线d代表的物质为二氧化碳
15. 根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计或结论都正确的是
选项
实验目的
方案设计
现象
结论
A
验证麦芽糖是否已经发生水解
麦芽糖与硫酸共热后,加氢氧化钠溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热
有砖红色沉淀产生
麦芽糖已发生水解
B
证明金属性
少量金属钠与胆矾隔绝空气加热
用红色固体生成
金属性
C
探究石蜡油的分解产物
石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液
溶液由橙红色变为无色
气体中含有不饱和烃
D
比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中
前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸氧化性强于浓硝酸
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题
16. 请按要求回答下列问题:
(1)乙醇的结构式______;聚异戊二烯的结构简式______。
(2)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式______。
(3)是一种______(填“酸性”、“碱性”或“两性”)氧化物。实验室盛放氢氧化钠溶液试剂瓶不能用玻璃塞。请结合化学方程式解释其中原因:______。
17. Ⅰ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+、Fe3+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。根据以下流程图,回答下列问题:
(1)A的主要成分是_______(填化学式)。试剂Y的名称为_______。
(2)查阅资料发现,硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4•7H2O、FeSO4•4H2O、FeSO4•H2O。其溶解度曲线如图所示,则操作③应选择的最佳操作是_______(填字母)。
a.加热蒸发,直至蒸干
b.加热温度至略低于64℃浓缩、冷却至略高于56℃结晶,热水洗涤,干燥
c.加热浓缩得到56℃饱和溶液,冷却结晶,过滤,冷水洗涤,干燥
Ⅱ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)在精细化工领域应用广泛,实验室制备Na2S2O3的一种装置如图所示。回答下列问题:
已知:Na2S2O3在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解产生硫单质。
(3)乙装置的作用为_______。
(4)开始实验后,装置丙中先出现黄色浑浊,后逐渐澄清,待完全澄清时停止反应,得到Na2S2O3溶液和一种无色无味的气体。
①写出装置丙中发生总反应的化学方程式:_______。
②若不及时停止装置甲中的反应,Na2S2O3产量会降低,原因是_______。
(5)该实验所用到的反应物Na2SO3的性质不稳定,在空气中易变质,请设计简单的实验方案,检验Na2SO3固体样品是否变质:_______。
18. 燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
(1)以多孔铂为电极,如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池,则b电极是_______(填“正极”或“负极”),该电池的负极的电极反应式为_______。
(2)科学家研究了转化温室气体的方法,利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料,该电池工作时的总反应式为_______。
(3)绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。
电池在放电过程中,电极X周围溶液的 _______(填“增大”“减小”或“不变”)。
19. TiN具有良好的导电和导热性,可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题:
(1)已知1200℃下,三种制备氮化钛反应的热化学方程式:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)= + 2.88 kJ/mol
利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时。反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ,其原因是_______。
(2)在1200℃、130kPa反应条件下,将、、以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20min后反应达到平衡状态,平衡时混合气体中与的分压相等,则平衡转化率为_______(保留三位有效数字),0~20min之间,以分压表示的平均反应速率为_______。
(3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将和投入到某刚性反应容器中,测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图:
①对于该可逆反应过程,下列有关说法正确的是_______(填序号)。
A.a、b、c三点时,该反应均处于平衡状态
B.m→n过程中,该反应平衡逆向移动
C.混合气体平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)
D.混合气体的密度
②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为_______。
③当温度为,该反应达到平衡时,以气体分压表示的该反应的平衡常数_______(列出计算式即可)。
20. 聚丙烯酸乙二醇酯是一种良好的水溶性涂料。工业上以煤为原料依据图中所示合成路线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)E中官能团的名称为_______。
(2)反应⑤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一定互为同系物
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)参照上述物质转化的框图,用苯乙烯()和甲酸(HCOOH)为原料(无机物任选)合成甲酸苯乙酯()_______;相关步骤涉及到加成反应,其化学方程式为_______。
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