内容正文:
高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1、B-11、O-16、Cl-35.5
一、选择题:本题包括15小题,共45分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 物质鉴定与分析有多种方法,下列说法中错误的是
A. 利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
B. 萃取和柱色谱法可从青蒿中提取分离青蒿素
C. 红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键()的键长
D. X射线衍射实验可测定键长和键角,确定分子结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.不同元素的原子光谱存在特征谱线,可利用特征谱线鉴定元素,A正确;
B.萃取可将青蒿素从青蒿中初步提取,柱色谱法利用混合物组分在固定相和流动相的分配差异可分离提纯青蒿素,二者结合可完成青蒿素的提取分离,B正确;
C.红外光谱可测定有机物中的官能团、化学键的种类,无法测定键长数值,C错误;
D.X射线衍射实验可通过解析衍射图谱获得键长、键角等结构参数,进而确定分子结构,D正确;
答案选C。
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A. 的核磁共振氢谱图:
B. 的电子式:
C. 用系统命名法给命名:3,3-甲基戊烷
D. 固体HF中的链状结构:
【答案】D
【解析】
【详解】A.中只有3种等效氢原子,其核磁共振氢谱只有三组峰,面积之比为1:1:6,该图形有4组峰,A错误;
B.为共价化合物,采用共用电子对,其电子式为:,B错误;
C.的结构简式为:,其系统命名为:3,3-二甲基戊烷,C错误;
D.在固体HF中,一个HF分子中的氢原子与另一个HF分子中的F原子之间形成分子间氢键,即这3个原子在一条直线上,而会呈一定角度,其链状结构表示为:,D正确;
故答案为:D。
3. 针对下列事实,对应解释错误的是
选项
事实
解释
A
熔点:
氢键键能:
B
酸性:三氟乙酸三氯乙酸
电负性:,极性:
C
的溶解度:
分子有极性,但很微弱
D
键角:
中心原子杂化方式不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.电负性:,则氢键键能:,由于平均每个水分子形成的氢键数目更多,则熔点:,A错误;
B.电负性:,则化学键极性:,导致三氟乙酸中的羧基上的键极性更大,更易电离出,因此酸性:三氟乙酸三氯乙酸,B正确;
C.为V形结构,属于极性分子,但其极性非常微弱,反而更易溶于非极性溶剂,因此的溶解度:,C正确;
D.中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,为平面三角形结构,则键角为120°,采用杂化;中心原子的价层电子对数为,含有孤电子对,为三角锥形,键角为107°,采用杂化,因此杂化方式不同,键角:,D正确;
答案选A。
4. 下列离子方程式或化学方程式与所给事实不相符的是
A. 向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
B. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理:
C. 稀释溶液,溶液由绿色变为蓝色:
D. 泡沫灭火器的反应原理:
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫代硫酸根在酸性条件下发生歧化反应,生成硫单质、二氧化硫和水,离子方程式书写正确,A不符合题意;
B.钢铁发蓝处理的产物是致密的薄膜,且铁和水蒸气高温反应的产物也为,不是,方程式与事实不符,正确化学方程式,B符合题意;
C.浓氯化铜溶液中存在绿色的,稀释时平衡正向移动,生成蓝色的,离子方程式与事实相符,C不符合题意;
D.泡沫灭火器中铝离子和碳酸氢根发生彻底双水解,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式书写正确,D不符合题意;
故选B。
5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O2分解反应中,是催化剂,催化剂只改变化学反应速率,不改变平衡状态,该过程与平衡移动无关,A符合题意;
B.Cl2溶于水存在平衡:,饱和食盐水中浓度很高,使上述平衡逆向移动,大幅降低了Cl2在水中的溶解度,因此可用排饱和食盐水法收集,可以用平衡移动原理解释,B不符合题意;
C. 氨水中存在弱电解质电离平衡:,若不存在平衡移动,氨水稀释为原浓度的后,应降低1(从11.1变为10.1),但实际仅变为10.6,说明稀释后电离平衡正向移动,补充了,可以用平衡移动原理解释,C不符合题意;
D. 存在平衡:,改变温度平衡会发生移动:热水中温度升高,平衡逆向移动,浓度增大,颜色加深;冰水中温度降低,平衡正向移动,颜色变浅,可以用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选A。
6. 设为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L HF中含有的原子数目为
B. 的溶液中的数目为
C. 17 g羟基所含的电子数为
D. 中心原子S上孤电子对数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下HF为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定原子数目,A错误;
B.题干未给出溶液的体积,无法计算的物质的量及数目,B错误;
C.17g羟基()的物质的量为1mol,1个含9个电子,故所含电子数为,C正确;
D.中心S原子的孤电子对数为,故1mol 中S上孤电子对数为0,D错误;
故答案选C。
7. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验药品、装置或操作能达到实验目的的是
A.验证铁的析氢腐蚀
B.用滴定管量取20.00 mL酸性溶液
C.验证是否属于离子化合物
D.蒸干溶液制备
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.析氢腐蚀需要酸性环境,A错误;
B.酸性溶液具有强氧化性,故量取20.00 mL酸性溶液用酸式滴定管,B正确;
C.某些共价化合物如HCl、的水溶液也能导电,故不能用物质的水溶液能否导电证明物质是否属于离子化合物,通常测定物质熔融时能否导电来验证物质是否为离子化合物,C错误;
D.溶液中铜离子水解生成Cu(OH)2和HNO3,HNO3易挥发,加热蒸干使水解平衡正向移动,最终得不到硝酸铜晶体,D错误;
故选B。
8. 将离子液体用作高性能电解质,构筑新型高安全性的电化学器件。一种离子液体的结构如图所示,已知X、Y、Z、M和W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z、M为同周期相邻元素,W是电负性最强的元素。下列说法错误的是
A. 最简单氢化物的稳定性:
B. 由X、M、W三种元素形成的化合物可能含有离子键和共价键
C. 该阴离子中,各元素原子最外层均满足稳定结构
D. 若将阳离子换成,含钠化合物具有更低的熔沸点
【答案】D
【解析】
【分析】由离子液体的结构可知,X、W均形成1个价键,所以X、W为H或第ⅦA族元素,又W是电负性最强的元素,即W为F、X为H;X、Y、Z、M和W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与4个F各形成一个价键,且形成的阴离子带一个单位的负电荷,则Y为第ⅢA族元素,且原子序数小于F,所以Y为B;Z形成4个价键,为第ⅣA主族元素,所以Z为原子序数小于F的C;Y、Z、M为同周期相邻元素,则M为N;综上所述,X为H、Y为B、Z为C、M为N、W为F。
【详解】A.非金属性:F>N>C,则最简单氢化物的稳定性:HF>NH3>CH4,即W>M>Z,A正确;
B.由分析知,X为H、M为N、W为F,可形成,该化合物含铵根离子和氟离子的离子键,也含N-H的共价键,B正确;
C.阴离子为,B最外层有3个电子,与4个F形成4个共价键(有一个是配位键),加上离子所带的1个负电荷,最外层满足,F原子最外层7个电子,与形成1个共价键,最外层满足,C正确;
D.原离子液体的阳离子为有机阳离子,与阴离子形成离子化合物,但有机阳离子体积大(离子半径大),离子键弱,熔沸点较低,若换成,半径小,与阴离子形成的离子键较强,熔沸点会升高,而非降低,D错误;
故答案为D。
9. 一种冠醚分子可通过识别,从卤水中萃取。该冠醚(直径为)合成、识别的过程如下(有机物中的C、H原子省略,只表示分子键的连接情况和官能团,每个拐点或终点均表示有一个碳原子)。下列说法错误的是
A. 与冠醚之间的作用力是弱配位键
B. 冠醚分子Z不能识别(直径为304 pm)
C. Z和R均为超分子
D. 有机物Y中碳原子采取杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.有空轨道,冠醚中O原子存在孤电子对,二者通过弱配位键结合,A正确;
B.该冠醚空腔直径为123∼150 pm,直径为304 pm,远大于冠醚空腔直径,无法进入空腔,因此不能被识别,B正确;
C.超分子是两种及以上分子通过分子间相互作用组装形成的聚集体,Z是单个有机冠醚分子,不属于超分子;只有R是冠醚Z与组装形成的超分子,C错误;
D.Y为1,3−二氯丙烷,分子中所有碳原子均为饱和碳原子,全部采取杂化,D正确;
故答案选C。
10. 化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中存在手性碳原子
B. Y分子在铜的催化下可以发生氧化反应
C. 能用溴水鉴别X和Y
D. Y与以物质的量发生加成反应时可得到3种产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子为连接四个不同基团的碳原子,X不含手性碳原子,A错误;
B.Y中连接羟基的C原子上没有多余的H原子,无法发生醇的催化氧化,B错误;
C.X和Y两个分子均含有碳碳双键,均可以与溴水发生加成反应使之褪色,现象相同无法鉴别,C错误;
D.Y与溴单质1∶1发生加成反应时,发生1,2-加成,得到、,发生1,4-加成得到,共三种产物,D正确;
故答案选D。
11. 下列实验操作、现象及结论或解释错误的是
选项
实验操作及现象
结论/解释
A
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,产生白色沉淀
溶液中存在大量
B
用pH计测同温同浓度的和溶液的,
金属性:
C
往溶液中逐滴加入氨水,先产生蓝色沉淀,而后变成深蓝色溶液
说明与的配位能力大于
D
室温下,向等体积等浓度的盐酸中分别加入ZnS固体和CuS固体,ZnS固体溶解而CuS固体不溶解
:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸氢根离子在水溶液中以水解为主,电离为辅,大量的钙离子促进碳酸氢根离子的电离,与电离产物碳酸根离子结合生成碳酸钙白色沉淀,不能说明溶液中存在大量碳酸根离子,A错误;
B.同温同浓度的和溶液中均存在金属离子的水解平衡,,说明镁离子的水解能力弱于铜离子的,换句话说,氢氧化镁的碱性比氢氧化铜的碱性大,则金属性:,B正确;
C.往溶液中存在四水合铜离子,逐滴加入氨水,先产生氢氧化铜蓝色沉淀,而后氢氧化铜继续与氨水的溶质氨气进行配位转化成四氨合铜离子(深蓝色溶液),所以说明:与的配位能力大于,C正确;
D.盐酸中的氢离子与硫离子结合生成硫化氢,促进硫化锌和硫化铜的溶解平衡正向移动。硫化锌溶解说明其溶解产生的硫离子与氢离子能结合生成硫化氢,而硫化铜不溶解说明其溶解产生的硫离子极少,即硫化铜更难溶,D正确;
12. 清华大学科研小组报道了一种通过光电共还原和来合成尿素的有效光电化学方法。其电化学原理如图所示:
下列有关说法错误的是
A. b接正极,M极为阴极
B. 装置工作时,N极附近pH增大
C. M极的反应式为
D. 标况下,理论上生成同时生成
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,电极M上转化为CO(NH2)2,N元素的化合价由+5降为-3,则电极M为电解池的阴极,与直流电源的负极相连,故电极a接直流电源的负极;则电极N为电解池的阳极,故电极b接直流电源的正极,据此回答问题。
【详解】A.由分析可知,b接正极,M极为阴极,A正确;
B.电解池中,N极的电极反应方程式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,因N极生成H+暂时堆积在N极附近,因此N极附近pH减小,B错误;
C.电解过程中,和CO2在电极M上反应生成CO(NH2)2,电极反应式为CO2+2+16e- +18H+ = CO(NH2)2 + 7H2O,C正确;
D.电极b为阳极,电极反应式为2H2O - 4e- = 4H+ + O2↑,理论上生成0.1mol CO(NH2)2电源能提供1.6mol e-,则理论上电源提供1.6 mol e-能生成0.4 mol氧气,其标况下的体积为8.96L,D正确;
故答案选B。
13. 苯甲酸是一种食品添加剂,某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,和时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34 g和2.2 g)。下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ趁热过滤是为了增大氯化钠的溶解度,除去泥沙
B. 步骤Ⅲ若将滤液放入冰水浴中冷却,得到的晶体颗粒较大
C. 检验苯甲酸中含有的NaCl是否除净,可选用溶液
D. 步骤Ⅳ洗涤时为了减少苯甲酸的损失、提高产量,可选用乙醇做洗涤剂
【答案】C
【解析】
【分析】该提纯方法为重结晶法,利用苯甲酸溶解度随温度变化大、NaCl溶解度随温度变化小的特点分离杂质;
【详解】A.趁热过滤的目的是除去泥沙,同时防止温度降低导致苯甲酸提前析出损失,并不是为了增大氯化钠溶解度,A错误;
B.冷却结晶时,缓慢降温才能得到较大颗粒的晶体,冰水浴快速降温,析出的晶体颗粒更小,B错误;
C.检验NaCl是否除净,本质是检验样品中是否混有,可以取少量样品溶于水,滴加溶液,若无白色沉淀产生,则说明NaCl已经除尽,C正确;
D.题干已知说明常温下苯甲酸易溶于乙醇,若用乙醇洗涤,会大量溶解苯甲酸,造成产品损失、产量降低,D错误;
故选C。
14. 铜的一种化合物的立方晶胞如图所示,晶胞参数为,铜原子a的分数坐标为。下列说法错误的是
A. 铜原子b的分数坐标为
B. a、c两个铜原子间的距离为
C. 晶体中与Cl最近且等距离的Cl有12个
D. 将晶胞沿上下两面对角线方向切开可得到的切面图可能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.结合立方晶胞图与a原子的分数坐标为()可得,b与a在y轴上距离相等,b的y轴坐标为,a与下方Cl原子距离而b与上方Cl原子距离为,b的z轴坐标为,a与内侧Cl原子距离而b与外侧Cl原子距离为,b的x轴坐标为,故b原子坐标分数为(),A正确;
B. a原子的坐标为(),b原子坐标为(),两原子间距离d=,与选项数据不等,B错误;
C.以左侧面心的Cl原子为例子,顶点的4个Cl原子及相邻四个面的面心Cl原子距离他的距离均为,故与Cl相近且等距离的Cl有顶点的4个,同一晶胞内相邻4个面的面心的Cl原子,以及左侧没有画出来的晶胞中,相邻4个面的面心的4个Cl原子,共12个Cl原子,C正确;
D.沿上下两面对角线方向切开,应可见顶点和上下两面的Cl原子,上下各3个共6个Cl原子,晶胞体内有2个Cu原子也会在这个切面上,可能同时在偏上位置也可能同时在偏下位置,选项中图示为其中一种可能,D正确;
故答案选B。
15. 常温下,向等浓度和甲酸的混合溶液中滴加氨水,溶液中[,或或]与[]关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 表示与pOH关系曲线的是
B.
C.
D. 甲酸铵溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】根据水的电离常数Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14、Mg(OH)2溶度积Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)、甲酸的电离平衡表达式及氨水的电离平衡表达式 可得,,,,,其中Ksp、Ka、Kb在一定条件下均为常数,pOH为变量,当pOH为0时,pX在横坐标的交点即为pKsp或pKa-14或pKb,并根据斜率进行判断,随pOH的增大而减小,随pOH的增大而增大,随pOH的增大而减小,故L3为的变化曲线,L2为随pOH变化程度较小的变化曲线,L1为的变化曲线;则pKsp为L1与pX的交点=10.74,pKa为L3与pX的交点+14=-10.26+14=3.74,pKb为L2与pX的交点=4.74,即Ksp=10-10.74,Ka=10-3.74,Kb=10-4.74。
A.L2为随pOH变化程度较小的变化曲线,A正确;
B.计算得到Ksp=10-10.74,B正确;
C.计算得到Ka=10-3.74,C正确;
D.根据Ka=10-3.74,Kb=10-4.74可得,甲酸根水解常数为,铵根的水解常数为,故铵根的水解程度更大,溶液显酸性,,D错误。
故答案选D。
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. Ⅰ.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,还是一种植物生长调节剂,A可发生如下所示的一系列化学反应:。
根据图回答下列问题:
(1)由B生成C的反应类型是___________反应。
(2)E是一种高分子化合物,A生成E的化学反应方程式是___________。
(3)写出烷烃分子中碳原子数为(),一氯代物只有一种的所有链状烷烃的结构简式:___________。
(4)用系统命名法命名下面的烃M:___________。
Ⅱ.在光照条件下与反应,可得到各种氯代甲烷,氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如、)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递
Ⅲ.链终止
…
…
(5)写出由生成过程中链传递的方程式:、___________。
(6)已知:、101 kPa时,中键和HCl中键的键能分别是和。则反应完全反应___________(填“放出”或“吸收”)热量。
(7)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
分析上图可知,中键能比中键能___________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)取代 (2)
(3)、或、
(4)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷
(5)
(6)吸收 (7)大
【解析】
【小问1详解】
根据题意,A是衡量石油化工发展水平、可作植物生长调节剂的烃,因此A为乙烯(CH2=CH2)。A与H2/Ni加成生成B(乙烷),乙烷生成C(C2H5Cl)是乙烷与Cl2的取代反应,反应类型为:取代反应;
【小问2详解】
E是高分子化合物,乙烯通过加聚反应生成聚乙烯:;
【小问3详解】
碳原子数为且一氯代物只有一种的链状烷烃,核心思路是分子中所有氢原子必须处于完全相同的化学环境,即分子结构高度对称,不存在等效氢之外的氢原子:
当n=5时,新戊烷C(CH3)4的中心碳原子连接四个甲基,所有甲基上的氢原子环境完全一致,一氯代物仅1种;
当n=8时,2,2,3,3-四甲基丁烷(CH3)3CC(CH3)3 的两个中心碳原子各连接三个甲基,整体结构对称,所有氢原子等效,一氯代物也仅1种;
n=6,7,9时,无法构建出满足“所有氢原子等效”的链状烷烃结构,故无符合条件的物质。
故所有链状烷烃的结构简式、或、;
【小问4详解】
对烃M进行系统命名需遵循“选最长碳链、定最小位次、写取代基顺序”的规则:
1、选最长碳链:找到分子中最长的连续碳链,共8个碳原子,确定母体为辛烷。
2、编号:从左端开始编号,使取代基的位次之和最小,保证2号、4号、6号碳上的取代基位次符合命名规范。
3、取代基位置:2号碳上有2个甲基,6号碳上有1个甲基记为“2,2,6-三甲基”;4号碳上有1个乙基,记为“4-乙基”。
4、组合命名:按“取代基位次-取代基名称-母体名称”的顺序, 最终名称:2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷;
【小问5详解】
由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式:;
【小问6详解】
CH4中C-H键和HCl中H-Cl键的键能分别是和。则反应反应断裂1 mol C-H键同时生成1 mol H-Cl键,断键吸热、成键放热,完全反应吸收(439-431) = 8 kJ热量;
【小问7详解】
根据图示,的能量大于的能量,所以中键能比中键能大。
【点睛】本题以乙烯为载体,考查有机反应类型、加聚反应、烷烃命名及一氯代物判断,延伸至甲烷与丙烷的自由基取代机理,涵盖键能与反应能量变化分析,全面检验学生对烃类核心反应、同分异构及反应机理的理解,体现有机化学的基础性与逻辑性。
17. 钛广泛应用于航空航天、医疗和汽车制造等领域。以高钛炉渣(主要成分为,还含有、、及)为原料制备钛的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:滤液1中主要含、、;滤液2中主要含。
(1)基态的离子结构示意图为___________。
(2)“煮沸”后期,常加入少量氨水,其目的是___________。
(3)高温条件下“氯化”时,发生反应的化学反应方程式为___________。
(4)滤渣3的成分为___________,利用滤渣3制备高纯度铁红的操作是___________(简述操作过程)。
(5)“操作A”是加入、共热,写出总反应的化学方程式:___________。
(6)“电解”时,阴极的电极反应式为___________。
【答案】(1) (2)促进水解平衡正向移动,提高水解率
(3)
(4) ①. 、 ②. 将滤渣3溶于足量溶液,过滤、洗涤、灼烧
(5)
(6)
【解析】
【分析】本题为工艺流程题,向高钛炉渣(主要成分为,还含有、、及)中加入硫酸铵进行焙烧将、分别转化为、、,、不反应,加入热水进行浸取,过滤得到滤液1主要含、、和滤渣1主要含、,向滤渣1中加入硫酸进行酸浸将转化为,过滤得到滤渣2为,将滤液2进行煮沸得到,加热得到粗,将粗加入过量的焦炭并通入进行氯化得到,滤液1加入试剂a调节将、转化为沉淀过滤除去,即滤渣3为、,向滤液中加入石灰乳进行沉镁得到,加入稀盐酸转化为溶液,蒸发浓缩、冷却结晶后得到,在的气流中加热即可得到无水,电解熔融的得到镁单质,用其还原得到,据此分析解题。
【小问1详解】
为26号元素,原子失去3个电子形成,核电荷数为26,核外共23个电子,离子结构示意图为;
【小问2详解】
煮沸过程中发生水解:,氨水为弱碱,可以中和,促进水解平衡正向移动,提高水解率;
【小问3详解】
氯化时与、过量发生氧化还原反应,产物为和,根据氧化还原反应规律,配平方程式为:;
【小问4详解】
根据分析可知,滤渣3的成分为和;为两性氢氧化物,可溶于过量,不溶,过滤、洗涤后灼烧分解得到(铁红);
【小问5详解】
根据分析可知,在的气流中加热到即可得到无水,因此加入、共热,生成酸性气体,抑制水解,同时共热时带走结晶水,得到二氧化硫和无水,配平得到反应方程式为:;
【小问6详解】
电解熔融制备,阴极发生还原反应,得到电子生成单质,电极反应式为:。
18. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。利用、为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)反应Ⅰ在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断反应Ⅰ达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B. 容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C. 一定温度下,容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D. 一定温度下,容积固定的容器中,的浓度保持不变
(4)与在催化剂表面生成和的部分反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。步骤①②④中为决速步骤的是___________。
(5)一定条件下,加入新催化剂使和在压强为p MPa的恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和选择率随温度的变化曲线如图所示。
表示选择率的曲线是___________(填“”或“”);平衡转化率随温度发生如图变化的原因是___________。
(6)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和氯气发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
该温度下,若平衡时HCl的体积分数为,反应①的平衡常数___________(为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
【答案】(1)
(2)低温 (3)BCD
(4)① (5) ①. ②. 反应Ⅰ为放热反应,升高温度,其平衡逆向移动;反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,其平衡正向移动。总转化率随温度升高而增大,说明温度升高对反应Ⅱ的促进作用大于对反应Ⅰ的抑制作用
(6)0.21
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅲ中的,则说明Ⅲ为反应Ⅰ与反应Ⅱ的逆反应相加,,故反应为;
【小问2详解】
反应Ⅰ中∆H小于0,根据反应前后气体数目变化,气体数目减少,混乱程度降低,故∆S为负值,判断反应能否自发进行的公式为,∆G小于0反应可自发进行,为保证∆G小于0,温度T应保持低温;
【小问3详解】
中,反应前后气体数目减少,气体的质量不变,反应放热温度上升。
A.质量不变则密度也为不变量,不能判断平衡,A错误;
B.容器绝热容器内温度与外界隔离,故容器内温度随反应放热发生变化,当温度不变时,可以判断达到平衡,B正确;
C.反应前后构成气体的原子种类与个数均相同,但反应前后气体分子数目不同,故平均相对分子质量为变量,可以用于判断平衡,C正确;
D.在反应中为气态,在反应过程中浓度会发生变化,故浓度不变时可以用于判断平衡,D正确;
故答案选BCD;
【小问4详解】
决速步骤为活化能最高的步骤,在①②④中,根据图示可得,①为活化能最大的一步,故①是决速步骤;
【小问5详解】
①甲醇在反应Ⅰ中生成,Ⅰ为放热反应,温度越高,正反应被抑制,反应逆向移动,故甲醇的产量降低即选择性降低,故为L1;
②随温度升高,反应Ⅰ为放热反应,平衡逆向移动,CO2转化率应减小,反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,CO2转化率增大,但整体曲线为随温度升高CO2转化率增大,故温度升高对反应Ⅱ正向移动的促进作用大于对反应Ⅰ逆向移动的促进作用;
【小问6详解】
假设加入的和的物质的量为1 mol,设在反应Ⅰ中转化的为物质的量为a mol,在反应Ⅱ中转化的为b mol,故有:
根据开始时和平衡时的压强可得,,a=0.56 mol,平衡时HCl的体积分数为12.5%,即,a=2-8b=0.56 mol,解得b=0.18 mol,因此反应Ⅰ和Ⅱ均达到平衡时,n总=2-0.56=1.44 mol,P总=57.6kPa, ,
19. 硼的化合物丰富多彩!
可用于有机反应催化、电子工业等领域,其熔点为,沸点为,易水解生成硼酸()和HCl。
(一)实验室模拟以、木炭和为原料制备的装置如下图所示(夹持装置略):
制备原理:
实验步骤:
(i)连接仪器,检验装置的气密性,装入药品;打开,通一段时间;
(ii)关闭,打开加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
(iii)待反应结束,停止加热,打开,再通一段时间。
(1)仪器甲的名称为___________,试剂X为___________。
(2)反应结束后通入的一个目的是排尽装置中有毒的和CO,防止污染环境;另一个目的是___________。
(3)装置F的作用是___________。
(二)纯度的测定
①将实验制得的产品,置于蒸馏水中完全水解,过滤并洗涤难溶物,合并滤液和洗涤液配成100 mL溶液。
②取20.00 mL溶液于锥形瓶中。
③加入10.00 mL浓度为溶液使完全沉淀,并向其中加入少许硝基苯(包裹氯化银沉淀,防止发生沉淀转化),用力振荡摇动。
④加入滴,用标准液滴定过量的溶液(发生反应:)。平行滴定4次,达到滴定终点时用去KSCN标准液的体积数据记录如下:
实验编号
1
2
3
4
消耗KSCN标准液的体积/mL
5.02
5.00
4.98
5.30
已知:,
(4)当滴定接近终点时,向锥形瓶中滴入半滴溶液的操作步骤为___________(填序号)。
a. b. c. d. e.
(5)步骤④中达到滴定终点的现象___________。
(6)计算:产品的纯度为___________(结果用百分数表示,保留3位有效数字)。
(7)下列操作可能引起实验结果偏高的是___________(填序号)。
A. 步骤③中未加硝基苯
B. 步骤①中配制100 mL溶液时,定容时俯视刻度线
C. 用KSCN溶液滴定剩余溶液时,滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 锥形瓶水洗后未干燥就加入待测液
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 饱和食盐水
(2)将装置中残留的全部赶入E中冷凝收集,提高产率
(3)防止空气中的水蒸气进入装置E使水解;吸收未反应完的氯气,防止污染空气
(4)be (5)滴入最后半滴KSCN标准溶液时,溶液变为血红色,且半分钟内不变色
(6)29.4% (7)B
【解析】
【分析】装置A用浓盐酸与反应制备,中混有和,则装置B中的试剂X为饱和食盐水,目的是除去氯气中的;装置C盛装浓硫酸,用于干燥氯气;装置D中和氯气、木炭反应制备,装置E用于冷凝并收集;装置F的作用是吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水进入装置E导致水解,据此解答。
【小问1详解】
由仪器构造可知,仪器甲的名称为三颈烧瓶;由分析可知,试剂X为饱和食盐水。
【小问2详解】
反应结束后通入的目的是将装置中残留的全部赶入E中冷凝收集,提高产率,同时排尽装置中有毒的和CO。
【小问3详解】
由分析可知,装置F的作用是吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水进入装置E导致水解。
【小问4详解】
KSCN标准溶液显弱碱性,应用碱式滴定管盛装,排除c、d;滴定接近终点时,向锥形瓶中滴加半滴溶液时应确保滴定管胶管处于适当位置,使得下端液体处于要滴而未滴下来的状态,然后将滴定管的尖端轻轻靠在锥形瓶内壁上,使半滴溶液流出,最后用洗瓶以蒸馏水冲洗,确保半滴溶液完全进入锥形瓶中,摇晃锥形瓶,使瓶内液体混合均匀,故操作步骤为b、e。
【小问5详解】
KSCN标准液滴定过量的溶液,发生反应:,Ag+完全沉淀后,当滴入最后半滴KSCN标准溶液时,KSCN会与溶液反应生成血红色物质,则步骤④中达到滴定终点的现象为:滴入最后半滴KSCN标准溶液时,溶液变为血红色,且半分钟内不褪色。
【小问6详解】
舍去操作误差较大的5.30 mL,平均消耗KSCN标准液的体积为,20.00 mL溶液中: n()总,n()过量,n(),则100 mL溶液中n()=,即n()=n()=0.00125mol,产品的纯度为:。
【小问7详解】
A.因为,步骤③中未加硝基苯,AgCl会转化为AgSCN,导致消耗KSCN标准液的体积偏大,实验结果偏低,A不符合题意;
B.定容俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,测得物质的量偏大,实验结果偏高,B符合题意;
C.用KSCN溶液滴定剩余溶液时,滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致消耗KSCN标准液的体积偏大,实验结果偏低,C不符合题意;
D.锥形瓶水洗后未干燥就加入待测液,对实验结果无影响,D不符合题意;
故选B。
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高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1、B-11、O-16、Cl-35.5
一、选择题:本题包括15小题,共45分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 物质鉴定与分析有多种方法,下列说法中错误的是
A. 利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
B. 萃取和柱色谱法可从青蒿中提取分离青蒿素
C. 红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键()的键长
D. X射线衍射实验可测定键长和键角,确定分子结构
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达正确的是
A. 的核磁共振氢谱图:
B. 的电子式:
C. 用系统命名法给命名:3,3-甲基戊烷
D. 固体HF中的链状结构:
3. 针对下列事实,对应解释错误的是
选项
事实
解释
A
熔点:
氢键键能:
B
酸性:三氟乙酸三氯乙酸
电负性:,极性:
C
的溶解度:
分子有极性,但很微弱
D
键角:
中心原子杂化方式不同
A. A B. B C. C D. D
4. 下列离子方程式或化学方程式与所给事实不相符的是
A. 向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
B. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理:
C. 稀释溶液,溶液由绿色变为蓝色:
D. 泡沫灭火器的反应原理:
5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. B.
C. D.
6. 设为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L HF中含有的原子数目为
B. 的溶液中的数目为
C. 17 g羟基所含的电子数为
D. 中心原子S上孤电子对数为
7. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验药品、装置或操作能达到实验目的的是
A.验证铁的析氢腐蚀
B.用滴定管量取20.00 mL酸性溶液
C.验证是否属于离子化合物
D.蒸干溶液制备
A. A B. B C. C D. D
8. 将离子液体用作高性能电解质,构筑新型高安全性的电化学器件。一种离子液体的结构如图所示,已知X、Y、Z、M和W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z、M为同周期相邻元素,W是电负性最强的元素。下列说法错误的是
A. 最简单氢化物的稳定性:
B. 由X、M、W三种元素形成的化合物可能含有离子键和共价键
C. 该阴离子中,各元素原子最外层均满足稳定结构
D. 若将阳离子换成,含钠化合物具有更低的熔沸点
9. 一种冠醚分子可通过识别,从卤水中萃取。该冠醚(直径为)合成、识别的过程如下(有机物中的C、H原子省略,只表示分子键的连接情况和官能团,每个拐点或终点均表示有一个碳原子)。下列说法错误的是
A. 与冠醚之间的作用力是弱配位键
B. 冠醚分子Z不能识别(直径为304 pm)
C. Z和R均为超分子
D. 有机物Y中碳原子采取杂化
10. 化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中存在手性碳原子
B. Y分子在铜的催化下可以发生氧化反应
C. 能用溴水鉴别X和Y
D. Y与以物质的量发生加成反应时可得到3种产物
11. 下列实验操作、现象及结论或解释错误的是
选项
实验操作及现象
结论/解释
A
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,产生白色沉淀
溶液中存在大量
B
用pH计测同温同浓度的和溶液的,
金属性:
C
往溶液中逐滴加入氨水,先产生蓝色沉淀,而后变成深蓝色溶液
说明与的配位能力大于
D
室温下,向等体积等浓度的盐酸中分别加入ZnS固体和CuS固体,ZnS固体溶解而CuS固体不溶解
:
A. A B. B C. C D. D
12. 清华大学科研小组报道了一种通过光电共还原和来合成尿素的有效光电化学方法。其电化学原理如图所示:
下列有关说法错误的是
A. b接正极,M极为阴极
B. 装置工作时,N极附近pH增大
C. M极的反应式为
D. 标况下,理论上生成同时生成
13. 苯甲酸是一种食品添加剂,某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,和时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34 g和2.2 g)。下列说法正确的是
A. 步骤Ⅱ趁热过滤是为了增大氯化钠的溶解度,除去泥沙
B. 步骤Ⅲ若将滤液放入冰水浴中冷却,得到的晶体颗粒较大
C. 检验苯甲酸中含有的NaCl是否除净,可选用溶液
D. 步骤Ⅳ洗涤时为了减少苯甲酸的损失、提高产量,可选用乙醇做洗涤剂
14. 铜的一种化合物的立方晶胞如图所示,晶胞参数为,铜原子a的分数坐标为。下列说法错误的是
A. 铜原子b的分数坐标为
B. a、c两个铜原子间的距离为
C. 晶体中与Cl最近且等距离的Cl有12个
D. 将晶胞沿上下两面对角线方向切开可得到的切面图可能为
15. 常温下,向等浓度和甲酸的混合溶液中滴加氨水,溶液中[,或或]与[]关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 表示与pOH关系曲线的是
B.
C.
D. 甲酸铵溶液中
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. Ⅰ.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,还是一种植物生长调节剂,A可发生如下所示的一系列化学反应:。
根据图回答下列问题:
(1)由B生成C的反应类型是___________反应。
(2)E是一种高分子化合物,A生成E的化学反应方程式是___________。
(3)写出烷烃分子中碳原子数为(),一氯代物只有一种的所有链状烷烃的结构简式:___________。
(4)用系统命名法命名下面的烃M:___________。
Ⅱ.在光照条件下与反应,可得到各种氯代甲烷,氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如、)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递
Ⅲ.链终止
…
…
(5)写出由生成过程中链传递的方程式:、___________。
(6)已知:、101 kPa时,中键和HCl中键的键能分别是和。则反应完全反应___________(填“放出”或“吸收”)热量。
(7)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
分析上图可知,中键能比中键能___________(填“大”或“小”)。
17. 钛广泛应用于航空航天、医疗和汽车制造等领域。以高钛炉渣(主要成分为,还含有、、及)为原料制备钛的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:滤液1中主要含、、;滤液2中主要含。
(1)基态的离子结构示意图为___________。
(2)“煮沸”后期,常加入少量氨水,其目的是___________。
(3)高温条件下“氯化”时,发生反应的化学反应方程式为___________。
(4)滤渣3的成分为___________,利用滤渣3制备高纯度铁红的操作是___________(简述操作过程)。
(5)“操作A”是加入、共热,写出总反应的化学方程式:___________。
(6)“电解”时,阴极的电极反应式为___________。
18. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。利用、为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________。
(2)反应Ⅰ在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断反应Ⅰ达到平衡状态的是___________(填序号)。
A. 一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B. 容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C. 一定温度下,容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
D. 一定温度下,容积固定的容器中,的浓度保持不变
(4)与在催化剂表面生成和的部分反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。步骤①②④中为决速步骤的是___________。
(5)一定条件下,加入新催化剂使和在压强为p MPa的恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和选择率随温度的变化曲线如图所示。
表示选择率的曲线是___________(填“”或“”);平衡转化率随温度发生如图变化的原因是___________。
(6)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和氯气发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.2
65.2
61.6
57.6
57.6
该温度下,若平衡时HCl的体积分数为,反应①的平衡常数___________(为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
19. 硼的化合物丰富多彩!
可用于有机反应催化、电子工业等领域,其熔点为,沸点为,易水解生成硼酸()和HCl。
(一)实验室模拟以、木炭和为原料制备的装置如下图所示(夹持装置略):
制备原理:
实验步骤:
(i)连接仪器,检验装置的气密性,装入药品;打开,通一段时间;
(ii)关闭,打开加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
(iii)待反应结束,停止加热,打开,再通一段时间。
(1)仪器甲的名称为___________,试剂X为___________。
(2)反应结束后通入的一个目的是排尽装置中有毒的和CO,防止污染环境;另一个目的是___________。
(3)装置F的作用是___________。
(二)纯度的测定
①将实验制得的产品,置于蒸馏水中完全水解,过滤并洗涤难溶物,合并滤液和洗涤液配成100 mL溶液。
②取20.00 mL溶液于锥形瓶中。
③加入10.00 mL浓度为溶液使完全沉淀,并向其中加入少许硝基苯(包裹氯化银沉淀,防止发生沉淀转化),用力振荡摇动。
④加入滴,用标准液滴定过量的溶液(发生反应:)。平行滴定4次,达到滴定终点时用去KSCN标准液的体积数据记录如下:
实验编号
1
2
3
4
消耗KSCN标准液的体积/mL
5.02
5.00
4.98
5.30
已知:,
(4)当滴定接近终点时,向锥形瓶中滴入半滴溶液的操作步骤为___________(填序号)。
a. b. c. d. e.
(5)步骤④中达到滴定终点的现象___________。
(6)计算:产品的纯度为___________(结果用百分数表示,保留3位有效数字)。
(7)下列操作可能引起实验结果偏高的是___________(填序号)。
A. 步骤③中未加硝基苯
B. 步骤①中配制100 mL溶液时,定容时俯视刻度线
C. 用KSCN溶液滴定剩余溶液时,滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 锥形瓶水洗后未干燥就加入待测液
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