内容正文:
高一化学试卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
2. 下列实验装置或对实验的描述正确的是
A.加热碳酸氢钠
B.稀释浓硫酸
C.检验
D.喷泉实验
A. A B. B C. C D. D
3. 如图所示是以烃为原料生产人造羊毛的成分的合成路线。下列说法错误的是
A. 合成人造羊毛的反应是加聚反应 B. 生成的反应属于加成反应
C. 生成的反应属于取代反应 D. 烃的结构简式为
4. 已知反应 A+B=C+D 的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. A 的能量一定低于C的能量,B的能量一定低于D的能量
B. 因为该反应为吸热反应,故一定要加热,反应才能进行
C. 破坏反应物中的化学键所吸收的能量一定小于形成生成物中化学键所放出的能量
D. A和B的总能量一定低于C和D的总能量
5. 无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,且无气体剩余,则甲气体的组成为
A. NO2、N2 B. NO、CO2 C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
6. 在现代食品工业中,食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是
A. 糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂
B. 加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂
C. 加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂
D. 食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂
7. 富马酸二甲酯对霉菌有特殊的抑菌效果,可由富马酸制得:
下列说法不正确的是
A. 富马酸最多可与发生中和反应
B. 富马酸中的所有碳原子共平面
C. 富马酸二甲酯可使酸性溶液褪色
D. 聚富马酸二甲酯的结构简式为
8. 通常人们把断裂1mol化学键吸收的能量看成该化学键的键能,键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热,一些化学键的键能如下表所示。
化学键
键能
414
489
565
155
根据键能数据估算反应CH4+4F2=CF4+4HF每消耗1molCH4的热效应
A. 放热1940kJ B. 吸热1940kJ C. 放热485kJ D. 吸热485kJ
9. 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法错误的是
A. 制取氨气时烧瓶中的X固体常用CaO或NaOH
B. 将湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口,试纸变蓝,说明已经集满
C. 关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,则E点时喷泉最剧烈
D. 实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气
10. 利用下列实验装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A. 用装置甲比较C、Si、Cl的非金属性
B. 用装置乙检验石蜡的分解产物含有不饱和烃
C. 用装置丙灼烧碎海带
D. 用装置丁制取乙酸乙酯
11. 下列反应属于放热反应的是
A. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B. 能量变化如图所示的反应
C. 化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应
D. 燃烧反应和中和反应
12. 向3.52 g由Cu 和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸50 mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体,在所得溶液中加入1mol/L的NaOH溶液120 mL,生成沉淀的质量为4.9 g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu和 Cu2O的物质的量之比为2∶1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.6 mol/L
C. 产生NO的体积为0.448 L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为 0.02 mol
13. 有关煤、石油和天然气的综合利用,下列说法正确的是
A. 水煤气主要成分是CH4
B. 煤的气化和液化、石油的分馏都是物理变化
C. 裂解的目的是提高汽油的产量和质量
D. 鉴别直馏汽油和裂化汽油,可用KMnO4溶液鉴别
14. 向13.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L0.5mol/LNaOH溶液,生成沉淀质量为19.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3mol/L
C. 产生的NO的体积为2.24L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.1mol
二、非选择题:本大题共4小题,共58分。
15. 高浓度氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图,回答下列问题:
(1)“pH调节池”加入“NaOH溶液”的目的是_____。
(2)“吹出塔”用热空气比用冷空气吹脱效果更好的原因是_____。
(3)“氧化池”中氨氮去除率与溶液pH的关系如图所示,则去除氨氮废水最适宜的pH_____。
(4)“排放池”中用活性炭除去水中残余的氯。这是利用活性炭的_____性。
(5)“硝化池”是在硝化菌的作用下实现NH→NO→NO转化,在碱性条件下NH被氧气氧化成NO的总反应的离子方程式为_____。
(6)“反硝化池”是在一定条件下向废水中加入有机物如甲醇(CH3OH),实现HNO3→NO→N2转化,0.5molHNO3完全转化成N2转移电子的物质的量为_____。
16. 为验证甲烷的某些化学性质,实验室可用无水乙酸钠和碱石灰混合共热制甲烷,方程式如下:。已知甲烷可被CuO氧化,方程式如下:。实验所需装置如图甲所示(部分夹持仪器已略去),B中试剂为酸性高锰酸钾溶液。
(1)装置A应选择图乙中的_______(填编号),仪器a的名称是_______。
(2)B中的现象是_______,装置C中的试剂为_______。
(3)装置E、F中的现象分别是_______,_______。
(4)装置K中发生反应的离子方程式为_______。
(5)收集气体后对装置M中的混合气体进行光照,装置M中可观察到的现象为黄绿色变浅、_______、有白雾产生、装置H中的导管内液面上升。生成一氯甲烷的化学方程式为_______。
17. 为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)下列物质中,能吸收SO2的有___________(填序号)。
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.BaCl2溶液 d.Na2CO3溶液
(2)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是___________。
(3)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是___________。
(4)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO、NO,均为放热反应。
①NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是___________。
②一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是___________(写出1种即可)。
③烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见上图,则此吸收液中烟气转化生成的NO和Cl−的物质的量之比为___________。
18. 为顺应全球应对气候变化趋势和中国国情,我国提出了碳达峰碳中和的工作战略。以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g),测得反应物CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)写出该容器中物质发生反应的化学方程式_______
(2)0~3min内,υ(CH3OH)=_______(保留两位有效数字) mol∙L−1∙min−1
(3)A点处的正反应速率比逆反应速率_______(填“大”或“小”)
(4)10min后,能使该反应速率加快的措施有_______(填序号)。
A. 降低反应温度 B. 充入2molCO2 C. 加入高效的催化剂 D. 充入适量氦气
(5)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A. CO2、H2的浓度均不再变化
B. 体系压强不变
C. n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1
D. H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1
(6)若合成甲醇1.6t,则理论上可吸收工厂排放的CO2_______L(标准状况下)。
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高一化学试卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.热化学方程式需要标注各物质的聚集状态,该选项未标注、、的聚集状态,A 选项错误;
B.该方程式标注了所有物质的聚集状态,燃烧为放热反应,为负值,焓变单位也符合要求,B 选项正确;
C.焓变的单位应为,单位错误,C 选项错误;
D.碳的燃烧反应为放热反应,应为负值,该选项为正值,D 选项错误;
故答案选 B。
2. 下列实验装置或对实验的描述正确的是
A.加热碳酸氢钠
B.稀释浓硫酸
C.检验
D.喷泉实验
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.给试管中的固体加热,试管口应略向下倾斜,A错误;
B.浓硫酸稀释,应将浓硫酸缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,B正确;
C.木炭与浓硫酸加热条件下反应生成二氧化碳和二氧化硫,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,无法检验二氧化碳,C错误;
D.形成喷泉实验要求容器内外有比较大的压强差,而氯气不与饱和食盐水反应,不能使容器内外形成较大的压强差,看不到喷泉现象,D错误;
答案选B。
3. 如图所示是以烃为原料生产人造羊毛的成分的合成路线。下列说法错误的是
A. 合成人造羊毛的反应是加聚反应 B. 生成的反应属于加成反应
C. 生成的反应属于取代反应 D. 烃的结构简式为
【答案】C
【解析】
【分析】根据M的结构可知C为CH2=CHCN,D为CH2=CHOOCCH3,则A为,B为CH3COOH。
【详解】A.根据分析,、含碳碳双键,通过加聚反应得到人造羊毛,A正确;
B.A(乙炔)与发生加成反应生成C,B正确;
C.A生成是乙炔和乙酸的加成反应,不是取代反应,C错误;
D.D为乙炔,结构简式,D正确;
故选C。
4. 已知反应 A+B=C+D 的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. A 的能量一定低于C的能量,B的能量一定低于D的能量
B. 因为该反应为吸热反应,故一定要加热,反应才能进行
C. 破坏反应物中的化学键所吸收的能量一定小于形成生成物中化学键所放出的能量
D. A和B的总能量一定低于C和D的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,A与B的总能量小于C与D的总能量,该反应为吸热反应,但无法确定A与C、B与D的能量高低,故A错误;
B.由图可知该反应为吸热反应,与反应条件无关,该反应可能需要加热,也可能不需要加热,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应瞬间完成,是吸热反应,不需加热,故B错误;
C.由图可知该反应为吸热反应,则断裂化学键吸收的热量大于生成化学键释放的能量,故C错误;
D.反应A+B=C+D为吸热反应,则A和B的总能量一定低于C和D的总能量,故D正确;
故答案为D。
5. 无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,且无气体剩余,则甲气体的组成为
A. NO2、N2 B. NO、CO2 C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
【答案】B
【解析】
【详解】NO2是红棕色的气体,所以无色混合气体甲中一定不存在NO2,CO2可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:,NO是一种无色气体,与氧气立即反应变为红棕色的NO2,通过足量的过氧化钠后,气体呈红棕色,说明无色混合气体甲中有NO、CO2,用排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,说明没有N2,所以甲气体的组成为:NO、CO2,故答案选B。
6. 在现代食品工业中,食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是
A. 糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂
B. 加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂
C. 加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂
D. 食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂,A项正确;
B.加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于膨松剂,B项错误;
C.加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂,C项正确;
D.食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂,D项正确;
故选B。
7. 富马酸二甲酯对霉菌有特殊的抑菌效果,可由富马酸制得:
下列说法不正确的是
A. 富马酸最多可与发生中和反应
B. 富马酸中的所有碳原子共平面
C. 富马酸二甲酯可使酸性溶液褪色
D. 聚富马酸二甲酯的结构简式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.富马酸含2mol羧基,最多可与发生中和反应,A正确;
B.羧基中含碳氧双键,和碳碳双键通过单键相连,所有碳原子共平面,B正确;
C.富马酸二甲酯中含碳碳双键,可使酸性溶液褪色,C正确;
D.聚富马酸二甲酯的结构简式为:,D错误;
故选D。
8. 通常人们把断裂1mol化学键吸收的能量看成该化学键的键能,键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热,一些化学键的键能如下表所示。
化学键
键能
414
489
565
155
根据键能数据估算反应CH4+4F2=CF4+4HF每消耗1molCH4的热效应
A. 放热1940kJ B. 吸热1940kJ C. 放热485kJ D. 吸热485kJ
【答案】A
【解析】
【详解】由表格中数据及CH4+4F2═CF4+4HF可知,H=(414kJ/mol)×4+(155kJ/mol)×4-(489kJ/mol)×4-(565kJ/mol)×4=-1940kJ/mol,则每消耗1molCH4的热效应为放热1940kJ,故答案为:A。
9. 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法错误的是
A. 制取氨气时烧瓶中的X固体常用CaO或NaOH
B. 将湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口,试纸变蓝,说明已经集满
C. 关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,则E点时喷泉最剧烈
D. 实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaO或NaOH与氨水混合放热,且溶液中氢氧根离子浓度增大,NH3•H2ONH3↑+H2O平衡正向移动,可使氨气逸出,则可制备氨气,故A正确;
B.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口,试纸变蓝,说明NH3已经集满,故B正确;
C.氨气极易溶于水,压强变化最大时,喷泉最剧烈,则图中C点时喷泉最剧烈,故C错误;
D.氨气与稀盐酸反应生成氯化铵,实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气,故D正确;
故选:C。
10. 利用下列实验装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A. 用装置甲比较C、Si、Cl的非金属性
B. 用装置乙检验石蜡的分解产物含有不饱和烃
C. 用装置丙灼烧碎海带
D. 用装置丁制取乙酸乙酯
【答案】B
【解析】
【详解】A.盐酸具有挥发性,且HCl不是Cl的最高价含氧酸,用装置甲无法比较C、Si、Cl的非金属性,故 A错误;
B.不饱和烃能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,可用装置乙检验石蜡的分解产物含有不饱和烃,故B正确;
C.应该在坩埚中灼烧海带,不能用烧杯灼烧碎海带,故C错误;
D.乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,装置丁中的导管不能插入饱和碳酸钠溶液中,否则会发生倒吸现象,故D错误;
故答案选B。
11. 下列反应属于放热反应的是
A. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B. 能量变化如图所示的反应
C. 化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应
D. 燃烧反应和中和反应
【答案】D
【解析】
【分析】反应物总能量大于生成物总能量,或反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的热量,该反应为放热反应,据此进行分析。
【详解】A项,氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应,故A不选;
B项,生成物的总能量比反应物的总能量大,为吸热反应,故B不选;
C项,化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应为吸热反应,故C不选;
D项,可燃物的燃烧以及酸碱中和反应都属于放热反应,故D可选;
故答案选D。
12. 向3.52 g由Cu 和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸50 mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体,在所得溶液中加入1mol/L的NaOH溶液120 mL,生成沉淀的质量为4.9 g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu和 Cu2O的物质的量之比为2∶1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.6 mol/L
C. 产生NO的体积为0.448 L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为 0.02 mol
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.向所得溶液中加入10mol/L的NaOH溶液120mL,溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol/L×0.12L=0.12mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为4.9g,其物质的量为:=0.05mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.05mol。设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量有64x+144y=3.52,根据铜元素守恒有x+2y=0.05,联立方程解得x=0.01,y=0.02,则n(Cu)∶n(Cu2O)=0.01mol:0.02mol=1∶2,选项A错误;
B.根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3),根据电子转移守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.01mol+2×0.02mol,解得n(NO)=0.02mol,根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol/L×0.12L=0.12mol,所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.02mol+0.12mol=0.14mol,所以原硝酸溶液的浓度为:=2.8mol/L,选项B错误;
C.由B中计算可知n(NO)=0.02mol,但NO不一定处于标准状况下,即NO的体积不一定为0.02mol×22.4L/mol=0.448L,选项C错误;
D.反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜反应,剩余的氢氧化钠与硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知,混合物与硝酸反应后溶液中n剩余(HNO3)=0.12mol-0.05mol×2=0.02mol,选项D正确;
答案选D。
13. 有关煤、石油和天然气的综合利用,下列说法正确的是
A. 水煤气主要成分是CH4
B. 煤的气化和液化、石油的分馏都是物理变化
C. 裂解的目的是提高汽油的产量和质量
D. 鉴别直馏汽油和裂化汽油,可用KMnO4溶液鉴别
【答案】D
【解析】
【详解】A.水煤气主要成分是CO、H2,故A错误;
B.煤的气化和液化是化学变化,煤的气化是指煤与水蒸气高温反应生成H2、CO等气体的过程,煤的液化是指将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料(直接)或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品(间接)的过程,故B错误;
C.石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等基本化工原料,故C错误;
D.鉴别直馏汽油和裂化汽油,可用KMnO4溶液鉴别,裂化汽油中含有不饱和烃,能使KMnO4溶液褪色,直馏汽油不能使KMnO4溶液褪色,故D正确;
故选D。
14. 向13.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L0.5mol/LNaOH溶液,生成沉淀质量为19.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是
A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3mol/L
C. 产生的NO的体积为2.24L
D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.1mol
【答案】D
【解析】
【详解】向所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1L,溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为19.6g,其物质的量为:19.6g÷98g/mol=0.2mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol。
A.设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量有64x+144y=13.6,根据铜元素守恒有x+2y=0.2,联立方程解得x=0.1,y=0.05,则n(Cu):n(Cu2O)=0.1mol:0.05mol=2:1,故A错误;
B.根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3),根据电子转移守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.1mol+2×0.05mol,解得n(NO)=0.1mol,根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol,所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.1mol+0.5mol=0.6mol,所以原硝酸溶液的浓度为:0.6mol÷0.25L=2.4mol/L,故B错误;
C.由B中计算可知n(NO)=0.1mol,所以标准状况下NO的体积为:0.1mol×22.4L/mol=2.24L,故C错误;
D.反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜反应,剩余的氢氧化钠与硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[Cu(NO3)2]=0.5mol-2×0.2mol=0.1mol,故D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本大题共4小题,共58分。
15. 高浓度氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图,回答下列问题:
(1)“pH调节池”加入“NaOH溶液”的目的是_____。
(2)“吹出塔”用热空气比用冷空气吹脱效果更好的原因是_____。
(3)“氧化池”中氨氮去除率与溶液pH的关系如图所示,则去除氨氮废水最适宜的pH_____。
(4)“排放池”中用活性炭除去水中残余的氯。这是利用活性炭的_____性。
(5)“硝化池”是在硝化菌的作用下实现NH→NO→NO转化,在碱性条件下NH被氧气氧化成NO的总反应的离子方程式为_____。
(6)“反硝化池”是在一定条件下向废水中加入有机物如甲醇(CH3OH),实现HNO3→NO→N2转化,0.5molHNO3完全转化成N2转移电子的物质的量为_____。
【答案】(1)将NH时转化为NH3·H2O,有利于废水中氮元素的降低
(2)热空气温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出
(3)8 (4)吸附性
(5)NH+2O2+2OH-=NO+3H2O
(6)2.5mol
【解析】
【分析】由题干工艺流程图可知,“吹脱法”是将氨氮废水加入NaOH溶液后产生的NH3用热空气将其吹出,而“氧化法”则是用NaClO或Cl2将氨氮废水中的N元素氧化为N2后排出,处理后的废水排入排放池,用活性炭吸附多余的氯,两种方法得到的低浓度氨氮废水进入硝化池中用硝化细菌将其转化为硝酸盐或亚硝酸盐,然后进入反硝化池中用有机物进行反硝化即将硝酸盐或亚硝酸盐还原为N2,最后达到的废水排入河流,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,“pH调节池”加入“NaOH溶液”由于+OH-=NH3·H2O,将时转化为NH3·H2O,有利于废水中氮元素的降低,故答案为:将时转化为NH3·H2O,有利于废水中氮元素的降低;
【小问2详解】
“吹出塔”用热空气比用冷空气吹脱效果更好,热空气温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出,故答案为:热空气温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出;
【小问3详解】
观察氨氮去除率与溶液pH的关系图,可知去除率最高时所对应的pH为8,故答案为:8;
【小问4详解】
利用活性炭的吸附性除去水中残余的氯,故答案为:吸附;
【小问5详解】
利用氧化还原反应化合价升降来分转化为;氮元素化合价升高,则氧气中氧元素化合价降低。反应的化学方程式+2O2+2OH-=+3H2O,故答案为:+2O2+2OH-=+3H2O;
【小问6详解】
0.5molHNO3完全转化成N2,根据HNO3中N为+5价转化为N2中N为0价由5×0.5mol=2.5mol,故答案为:2.5。
16. 为验证甲烷的某些化学性质,实验室可用无水乙酸钠和碱石灰混合共热制甲烷,方程式如下:。已知甲烷可被CuO氧化,方程式如下:。实验所需装置如图甲所示(部分夹持仪器已略去),B中试剂为酸性高锰酸钾溶液。
(1)装置A应选择图乙中的_______(填编号),仪器a的名称是_______。
(2)B中的现象是_______,装置C中的试剂为_______。
(3)装置E、F中的现象分别是_______,_______。
(4)装置K中发生反应的离子方程式为_______。
(5)收集气体后对装置M中的混合气体进行光照,装置M中可观察到的现象为黄绿色变浅、_______、有白雾产生、装置H中的导管内液面上升。生成一氯甲烷的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. ① ②. 圆底烧瓶
(2) ①. 溶液未褪色 ②. 浓硫酸
(3) ①. 无水硫酸铜变蓝色 ②. 澄清石灰水变浑浊
(4)MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O
(5) ①. 有油状液滴生成 ②.
【解析】
【分析】由题给信息可知,装置A为固固加热的装置①,用于醋酸钠和氢氧化钠固体共热反应制备甲烷,装置B中盛有的酸性高锰酸钾溶液与甲烷不反应,溶液不褪色,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥甲烷,装置D中盛有的氧化铜与甲烷共热反应生成铜、二氧化碳和水,装置E中盛有的无水硫酸铜用于验证水的生成,装置F中盛有的澄清石灰水用于验证二氧化碳的生成,装置G中盛有的碱石灰用于吸收二氧化碳;装置K中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置J中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置I中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置M中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,反应生成的氯化氢极易溶于水,装置H中的导管内液面会因M中气体压强减小而上升。
【小问1详解】
由分析可知,装置A为固固加热的装置①,用于醋酸钠和氢氧化钠固体共热反应制备甲烷;由实验装置图可知,仪器a为圆底烧瓶,故答案为:①;圆底烧瓶;
【小问2详解】
由分析可知,装置B中盛有的酸性高锰酸钾溶液与甲烷不反应,溶液不褪色,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥甲烷,故答案为:溶液未褪色;浓硫酸;
【小问3详解】
由分析可知,装置E中盛有的无水硫酸铜用于验证水的生成,装置F中盛有的澄清石灰水用于验证二氧化碳的生成,实验现象分别为无水硫酸铜变蓝色、澄清石灰水变浑浊,故答案为:无水硫酸铜变蓝色;澄清石灰水变浑浊;
【小问4详解】
由分析可知,装置K中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O;
【小问5详解】
由分析可知,装置M中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,观察到的现象为黄绿色变浅、有油状液滴生成、有白雾产生,反应生成的氯化氢极易溶于水,装置H中的导管内液面会因M中气体压强减小而上升,生成一氯甲烷的反应方程式为,故答案为:有油状液滴生成;。
17. 为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)下列物质中,能吸收SO2的有___________(填序号)。
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.BaCl2溶液 d.Na2CO3溶液
(2)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是___________。
(3)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是___________。
(4)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO、NO,均为放热反应。
①NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是___________。
②一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是___________(写出1种即可)。
③烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见上图,则此吸收液中烟气转化生成的NO和Cl−的物质的量之比为___________。
【答案】(1)abd (2)2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
(3)4NH3+6NO 5N2+6H2O
(4) ①. SO2+ClO−+H2O == SO+Cl−+2H+ ②. SO2在水中的溶解度大于NO;SO2在溶液中的还原性强于NO;SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO ③. 2∶13
【解析】
【小问1详解】
a.SO2为酸性氧化物,与氨水产生亚硫酸铵,a项符合题意;
b.SO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化为,b项符合题意;
c.SO2不能与BaCl2反应,c项不符合题意;
d.Na2CO3呈碱性能与酸性SO2发生反应产生Na2SO3,d项符合题意;
故选abd;
【小问2详解】
SO2在高温下与O2、CaCO3转变为CaCO3,反应为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2。答案为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;
【小问3详解】
NH3还原NO产生无污染的物质为N2和H2O,反应为4NH3+6NO 5N2+6H2O。答案为4NH3+6NO 5N2+6H2O;
【小问4详解】
酸性条件下,NaClO溶液吸收烟气中SO2氧化为,反应为SO2+ClO−+H2O == SO+Cl−+2H+。该脱出过程在溶液中进行,可对比两者溶解度有差异、还原性差异、反应速率差异等。烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,可设SO2和NO的物质的量分别为4mol、1mol。根据电子守恒SO2~ Cl-~ 该过程产生的n(Cl-)=4×100%mol=4mol;而2NO~3Cl- ~2计算得该过程产生的Cl-为1mol×1.5×80%=1.2mol,为0.8mol。所以和Cl−的物质的量之比为=0.8:(1.2+4)=2:13。答案为SO2+ClO−+H2O == SO+Cl−+2H+;O2在水中的溶解度大于NO;SO2在溶液中的还原性强于NO;SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO;2∶13。
18. 为顺应全球应对气候变化趋势和中国国情,我国提出了碳达峰碳中和的工作战略。以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g),测得反应物CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)写出该容器中物质发生反应的化学方程式_______
(2)0~3min内,υ(CH3OH)=_______(保留两位有效数字) mol∙L−1∙min−1
(3)A点处的正反应速率比逆反应速率_______(填“大”或“小”)
(4)10min后,能使该反应速率加快的措施有_______(填序号)。
A. 降低反应温度 B. 充入2molCO2 C. 加入高效的催化剂 D. 充入适量氦气
(5)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A. CO2、H2的浓度均不再变化
B. 体系压强不变
C. n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1
D. H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1
(6)若合成甲醇1.6t,则理论上可吸收工厂排放的CO2_______L(标准状况下)。
【答案】(1)CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)
(2)0.083 (3)大 (4)BC (5)CD
(6)1.12 × 106
【解析】
【小问1详解】
根据二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,根据该变量之比等于计量系数之比,说明二氧化碳和甲醇系数相等,再根据质量守恒得到该容器中物质发生反应的化学方程式CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g);故答案为:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)。
【小问2详解】
0~3min内,则CH3OH的平均速率 ;故答案为:0.083。
【小问3详解】
A点是正向正在建立平衡的点,还未达到平衡,因此A点处的正反应速率比逆反应速率大;故答案为:A。
【小问4详解】
A.降低反应温度,反应速率减慢,故A不符合题意;B.充入2molCO2,反应物浓度增大,反应速率加快,故B符合题意;C.加入高效的催化剂,降低反应所需活化能,反应速率加快,故C符合题意;D.充入适量氦气,反应体系物质的量浓度不变,反应速率不变,故D不符合题意;故答案为:BC。
【小问5详解】
A.CO2、H2的浓度均不再变化,说明达到平衡,故A不符合题意;B.该反应是体积减小的反应,压强不断减小,当体系压强不变,说明达到平衡,故B不符合题意;C.n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1,不能说明达到平衡,故C符合题意;D.H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1,都是正向反应,因此不能作为判断平衡的标志,故D符合题意;故答案为:CD。
【小问6详解】
根据关系式CO2(g)~CH3OH(g),若合成甲醇1.6t,则需要消耗二氧化碳物质的量为,则理论上可吸收工厂排放的CO2物质的量为,则标准状况下CO2体积为;故答案为:1.12 × 106。
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