内容正文:
泊头一中2025级高一下学期调研考试二
化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 N-14 O-16 C-12 Cu-64 Al-27 S-32
一、单选题(本题共18题,每题3分,共54分。每小题有且只有一个符合题意的选项。)
1. 下列选项说法不正确的是
A. 甲烷会导致光化学烟雾 B. 干电池不可以充电
C. 燃料电池不需要燃烧条件 D. 工业合成氨的过程属于氮的固定
【答案】A
【解析】
【详解】A.光化学烟雾的成因是大气中的氮氧化物和活性挥发性有机物在紫外线作用下发生光化学反应,甲烷属于性质稳定的温室气体,不会引发光化学烟雾,说法不正确,A符合题意;
B.干电池为一次电池,内部的氧化还原反应不可逆,无法通过充电重复使用,说法正确,B不符合题意;
C.燃料电池直接将燃料和氧化剂的化学能转化为电能,反应过程不涉及燃烧,不需要燃烧条件,说法正确,C不符合题意;
D.氮的固定指将游离态的氮()转化为化合态的过程,工业合成氨的原理是和反应生成,属于人工固氮,说法正确,D不符合题意;
答案选A。
2. 某温度时,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
B. 反应至2 min时,用Z的浓度变化表示的反应速率为
C. 2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度与起始时相同
D. 恒容时充入X或及时分离出Z都能加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图像可得,反应达到平衡时:,,,化学反应中,各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比,因此,反应方程式为,A错误;
B.反应速率公式为,代入Z的数据: ,B错误;
C.容器恒容,即体积不变;所有反应物生成物均为气体,根据质量守恒,总质量始终不变。密度,因此、都不变,平衡时密度与起始时相同,C正确;
D.恒容时充入X,反应物浓度增大,反应速率加快;及时分离出Z,生成物浓度减小,速率也会随之减慢,D错误;
故选C。
3. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有分子数为
B. 20 mL、14 mol/L的浓硝酸与足量铜反应,生成分子的数目为
C. 常温下,将2.7 g铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为
D. 0.2 mol Cu和0.2 mol S充分反应转移电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下为固体,不能用标准状况下气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定分子数,A错误;
B.浓硝酸与足量铜反应时,随着反应进行硝酸浓度逐渐降低,还原产物会由变为,因此生成分子的数目小于,B错误;
C.常温下铝遇浓硝酸发生钝化,表面生成致密氧化膜阻止反应持续进行,铝失去的电子数远小于,C错误;
D.Cu与S反应生成,Cu元素由0价升高到+1价,0.2mol Cu参与反应时转移电子的物质的量为0.2mol,对应数目为,D正确;
答案选D。
4. 我国科研人员在新型功能性锌-乙炔电池的研究方面取得重要成果,通过独特的电化学反应,将乙炔高效转化为乙烯(),同时输出电能。某新型锌-乙炔电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 反应结束以后N极区减少
B. 当有1 mol 生成时,有17 g 通过阴离子交换膜
C. 电池总反应为
D. N电极发生还原反应
【答案】C
【解析】
【分析】Zn转化为ZnO时Zn化合价升高失电子,因此N极为负极,发生氧化反应;M极上转化为时C化合价降低得电子,M为正极,发生还原反应。 写出两极反应:负极(N):;正极(M):。
【详解】A.N极每消耗2 mol OH-,转移2 mol电子时,会有2 mol OH-经阴离子交换膜从正极区移入N极区,因此N极区不变,A错误;
B.生成1 mol 时,反应转移2 mol电子,对应有2 mol OH-通过交换膜,质量为2 mol×17 g/mol=34 g,不是17g,B错误;
C.两极反应相加消去电子和OH-,总反应为 ,C正确;
D.N为负极,Zn失电子发生氧化反应,不是还原反应,D错误;
故选C。
5. 下列物质属于烃,但不是苯的同系物的是
①;②;③;④;⑤;⑥
A. ③④ B. ②⑤ C. ①②⑤⑥ D. ②③④⑤
【答案】B
【解析】
【分析】含苯环的烃(碳氢化合物)属于芳香烃,苯的同系物是指含有1个苯环且取代基是烷基的烃。
【详解】①甲苯分子中含有1个苯环,侧链是甲基,是苯的同系物,属于芳香烃,故①不符合题意;
②苯乙烯分子中含有1个苯环,侧链是乙烯基,属于芳香烃,但不是苯的同系物,故②符合题意;
③硝基苯中含有硝基,属于烃的衍生物,不属于芳香烃,故③不符合题意;
④苯酚中含有羟基,属于烃的衍生物,不属于芳香烃,故④不符合题意;
⑤联苯分子中含有2个苯环,属于芳香烃,但不是苯的同系物,故⑤符合题意;
⑥异丙苯分子中含有1个苯环,侧链是异丙基,是苯的同系物,属于芳香烃,故⑥不符合题意;
②⑤符合题意,故选B。
6. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. 由(a)图可表示和反应的能量变化
B. 由(b)图可知等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多
C. 由(c)图可知,向容器中通入1 mol(g)和2 mol(g),反应放出的热量为kJ
D. 由(d)图可知,由A到C为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.和的反应为吸热反应,吸热反应中反应物总能量低于生成物总能量,(a)图显示反应物能量低于生成物,与叙述相符,A正确;
B.由(b)图可知,金刚石与氧气的能量高于石墨与氧气的能量,等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多,图示与叙述相符,B正确;
C.SO2被氧化为SO3的反应为,该反应为可逆反应,1 mol O2(g)和2 molSO2 (g)反应不能完全转化生成2 mol SO3,则反应放出的热量应小于(a-b)kJ,图示与叙述不相符,C错误;
D.由(d)图可知,反应物A的能量高于生成物C的能量,为放热反应,D正确;
故选C。
7. 用下列实验装置完成对应实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性:C>Si
B.探究、对分解速率的影响
C.实验室制取
D.标准状况下所得溶液浓度为 mol/L
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐酸会挥发,与CO2一起进入硅酸钠溶液中,HCl也会与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,无法证明碳酸酸性强于硅酸,无法验证C、Si的非金属性强弱,A不能达到实验目的;
B.探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响,应控制H2O2的浓度相等,且所用FeCl3和CuSO4溶液中的阴离子不同,B不能达到实验目的;
C.氯化铵受热分解产生氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口又能反应生成氯化铵,不能收集到氨气,C不能达到实验目的;
D.V(NO2)∶V(O2)=4∶1,NO2、O2与H2O恰好发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,气体将完全被水吸收,烧瓶充满硝酸溶液,设烧瓶的总体积为VL,则V(NO2)= ,V(O2)= ,标准状况下n(NO2)== ,n(HNO3)=n(NO2)= ,反应后溶液体积等于烧瓶体积VL,则 ,D正确;
故选D。
8. 是由单烯烃与氢气加成制得,关于该有机物,下列说法不正确的是
A. 与互为同系物
B. 有9种一氯代物
C. 1mol该有机物与氯气在光照条件下反应,理论上最多消耗22 mol的氯气
D. 单烯烃有9种同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.与都属于链状烷烃,结构相似,分子组成相差6个CH2,互为同系物,故A正确;
B.有9种等效氢,所以有9种一氯代物,故B正确;
C.分子中有22个H原子,所以1mol该有机物与氯气在光照条件下发生取代反应,理论上最多消耗22 mol的氯气,故C正确;
D.单烯烃有、、、、、、、,共8种,故D错误;
选D。
9. 关于苯,乙烯,乙炔,下列说法不正确的是
A. 等物质的量的三种烃完全燃烧,苯耗氧量最多
B. 等质量的三种烃完全燃烧,乙炔耗氧量最多
C. 不能用高锰酸钾溶液鉴别以上三种烃
D. 乙烯在氧气中完全燃烧生成气态水,反应前后气体总体积不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol的烃CxHy完全燃烧耗氧量为()mol,代入苯(C6H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)得耗氧量分别为7.5mol、3mol、2.5mol,苯耗氧量最多,A正确;
B.等质量的烃完全燃烧,氢元素质量分数越高耗氧量越大,三种烃中乙烯的氢含量最高,等质量时乙烯耗氧量最多,不是乙炔,B错误;
C.乙烯、乙炔均含有不饱和键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯与高锰酸钾不反应且会分层,无法区分乙烯和乙炔,因此不能用高锰酸钾鉴别三种烃,C正确;
D.乙烯燃烧生成气态水的反应为,反应前后气体总物质的量均为4,反应前后气体总体积不变,D正确;
故选B。
10. 与一定浓度的反应,生成、、、和水,当和的物质的量之比为时,则反应中起酸性作用的与被还原的的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】Cu2S与一定浓度的HNO3反应中,Cu2S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价,硝酸起氧化剂与酸的作用,起氧化剂作用HNO3中氮元素被还原为NO2和NO,令NO2和NO的物质的量均为1mol,根据电子转移守恒可知:n(Cu2S)×[6-(-2)+1×2]=1mol×(5-4)+1mol×(5-2),解得n(Cu2S)=0.4mol.被还原的硝酸的物质的量等于NO2和NO的物质的量之和为2mol,根据硫元素守恒,n(CuSO4)=0.4mol,根据铜元素守恒,n[ ]=2n(Cu2S)-n(CuSO4)=0.4mol,则起酸性作用的的物质的量为2×n[ ]=0.8mol,则反应中起酸性作用的与被还原的的物质的量之比为0.8:2=2:5,故选A。
11. X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16,X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如图变化,一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B和C两种分子中电子数均等于10.以下说法不正确的是
A. Y单质的电子式是
B. X、Y、Z的原子半径由大到小排序为Y>X>Z
C. A和C反应生成Y,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 将A与X反应所得气体通入水中,氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:1
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16,X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,则这三种气体是氮气、氧气和氢气(稀有气体除外),生成的三种化合物有NO、H2O、NH3,B、C两种分子中的电子数均等于10,B分子组成中Z原子个数比C分子中少一个,结合图示物质间的转化,Z为H元素,A分子为NO,B分子为H2O,C分子为NH3,所以Y是N元素,X为O元素。
【详解】A.Y为N元素,Y单质是N2,氮气分子中两个氮原子之间形成三键,每个氮原子外还有一对孤电子对,所以电子式可表示为,A正确;
B.X、Y、Z分别为O、N、H,原子半径比较时,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,所以N的原子半径大于O;H原子半径较小,因此原子半径大小顺序为Y>X>Z,即N>O>H,B正确;
C.A为NO,C为NH3,二者可发生反应生成N2和H2O,配平方程式为: , 其中NO中N元素化合价由+2价降为0价,NO作氧化剂;NH3中N元素化合价由-3价升为0价,NH3作还原剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶4=3∶2,C错误;
D.A为NO,X单质为O2,NO与O2反应生成NO2,将NO2通入水中发生歧化反应: ,NO2中N元素一部分由+4价升高到+5价生成HNO3,HNO3是氧化产物;另一部分由+4价降低到+2价生成NO,NO是还原产物,因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,D正确;
故答案选C。
12. 下列实验操作能够验证实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
验证Mg金属性强于
将Mg、用导线连接后放入NaOH溶液中,观察片上是否有气体生成
B
验证碳和浓硝酸反应
向浓硝酸中加入红热的木炭,观察是否有红棕色气体生成
C
验证氧化性:
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉-KI溶液,观察颜色变化
D
检验气体中是否混有气体
将气体通入溶液,有白色沉淀生成,则该气体中一定混有气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.不与溶液反应,可与溶液发生自发氧化还原反应,该原电池中作负极是与的特殊反应导致,不能体现和金属性的强弱关系,无法达到实验目的,A错误;
B.浓硝酸受热自身分解也会生成红棕色的气体,无法证明红棕色气体来自碳和浓硝酸的反应,不能达到实验目的,B错误;
C.加入的氯水是过量的,过量的可直接氧化生成使淀粉变蓝,无法证明是氧化了,因此不能验证氧化性强于,无法达到实验目的,C错误;
D.亚硫酸的酸性弱于,不能与溶液反应生成沉淀,而与水反应生成硫酸,硫酸可与反应生成硫酸钡白色沉淀,因此若有白色沉淀生成,说明气体中一定混有,能够达到实验目的,D正确;
故选D。
13. 正确掌握化学用语是学好化学的基础,下列有关化学用语或说法正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 的空间填充模型:
C. 可以用溴水除去己烷中的己烯
D. 标准状况下,11.2 L甲烷和22.4 L 在光照条件下充分反应后的分子的总物质的量一定为1.5 mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.丙烯的结构简式中,碳碳双键不能省略,正确的结构简式应为,故A错误;
B.中原子半径大于原子半径,其空间填充模型中原子应比原子大,而给出的模型不符合,故B错误;
C.己烯与溴水发生加成反应生成二溴己烷,二溴己烷可溶于己烷,无法通过分液分离,不能用溴水除去己烷中的己烯,故C错误;
D.标准状况下,甲烷的物质的量为,的物质的量为,甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,反应前后分子总数不变,甲烷与氯气充分反应后,分子的总物质的量仍为 ,故D正确;
故选D。
14. 下列实验装置及相应说法正确的是
A. 图A中等物质的量的甲烷和氯气反应只生成气体
B. 图B用于实验室制硝基苯,试管上方玻璃管的作用是平衡气压,冷凝回流苯和硝酸
C. 图C用于除去甲烷中的乙烯杂质
D. 图D中高锰酸钾溶液不褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.图A中甲烷和氯气发生取代反应,等物质的量的甲烷和氯气光照反应生成、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,其中气体有、HCl,故A错误;
B.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在水浴条件下发生取代反应生成硝基苯和水,图B可用于实验室制硝基苯,试管上方玻璃管的作用是平衡气压,冷凝回流苯和硝酸,故B正确;
C.乙烯被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳,若用图C除去甲烷中的乙烯杂质,会引入新杂质二氧化碳,应该用溴水除去甲烷中的乙烯杂质,故C错误;
D.石蜡油分解产物中有烯烃生成,烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以图D中酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误;
选B。
15. 下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),下列有关叙述正确的是
A. 反应①为取代反应,其产物可能是
B. 反应④的产物中有4种等效氢
C. 甲苯最多有8个原子共平面
D. 反应③的产物中有两种等效氢
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①中在光照条件下,氯气()与甲苯发生取代反应生成,A错误;
B.是对称的结构,甲基()上的3个氢原子是等效的(第1种),与甲基相连的环碳原子上的1个氢原子是独特的,C1和C2上的氢原子是等效的,C3和C4上的氢原子是等效的,C5上的2个氢原子是等效的,因此,甲基环己烷分子中共有5种等效氢,B错误;
C.苯环是一个平面结构,其上的6个碳原子和5个氢原子(共11个原子)必然在同一个平面上。与苯环相连的甲基碳原子也在这个平面上,甲基()中的碳原子是杂化,呈四面体构型。通过旋转碳-碳单键,可以使甲基上的一个氢原子也转到苯环所在的平面上。因此,甲苯分子中最多可以有个原子共平面,C错误;
D.是对称的结构,苯环上2个氢原子是等效的,甲基()上的3个氢原子是等效的,因此,中只有两种等效氢,D正确;
故答案选D。
16. 柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析不正确的是
A. 1 mol柠檬烯可以和2 mol 发生加成反应
B. 它的分子中所有碳原子一定在同一平面上
C. 它和丁基苯()不互为同分异构体
D. 一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A.柠檬烯含有两个碳碳双键,可与氢气发生加成反应,1 mol柠檬烯可以和2mol发生加成反应,A正确;
B.柠檬烯中含有多个饱和碳原子,构型为四面体结构,该分子中所有碳原子不可能在同一平面上,B错误;
C.柠檬烯分子式为,丁基苯分子式为,两者不互为同分异构体,C正确;
D.柠檬烯含有两个碳碳双键,一定条件下,可以发生加成反应、氧化反应,含饱和碳氢键、可以发生取代反应,D正确;
故选B。
17. 用酸性高锰酸钾溶液与草酸()溶液反应来探究浓度和温度对反应速率的影响(假设溶液体积可以加和),设计的实验方案和得到的速率图像如下,下列说法错误的是
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
实验温度
溶液颜色褪至无色所用时间
0.6
3
0.05
Ⅰ
2.0
2.0
3.0
20
1.4
Ⅱ
2.0
2.0
3.0
T℃
2.6 min
Ⅲ
2.0
3.0
2.0
3.0
45
1.0
A.
B. 实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究浓度对速率的影响
C. 后反应速率逐渐减小的原因是浓度变化对速率的影响为主要因素
D. 实验Ⅲ中,从反应开始至溶液褪至无色时间段内, mol/(L·min)
【答案】D
【解析】
【详解】A.探究反应速率影响因素需控制变量,保持溶液总体积相等,实验Ⅲ总体积为2.0+3.0+2.0+3.0=10mL,计算得 , ,A正确;
B.为探究浓度对速率的影响,需控制温度不变,故推断T=20℃。此时实验Ⅰ、Ⅱ仅草酸浓度不同,故其目的是探究浓度对速率的影响,B正确;
C.该反应生成的是催化剂,前催化剂使速率加快为主要因素,后反应物浓度显著降低,浓度变化对速率的影响成为主要因素,速率逐渐减小,C正确;
D.实验Ⅲ中,溶液总体积为10mL, ,结合反应比例,反应的 , ,D错误;
故选D。
18. 将 38.4g Cu与 0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好与NaOH 溶液反应得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示。下列说法正确的是
A. 反应I中转移的电子为0.6mol
B. 反应Ⅱ中NO作氧化剂
C. 混合气体中N2O4的物质的量为0.2mol
D. 浓硝酸的物质的量浓度为10mol/L
【答案】D
【解析】
【分析】,,逐一分析选项:
【详解】A.反应I中完全反应生成,每个失2个电子,总转移电子为,A错误;
B.反应Ⅱ中,中N为+2价,最终产物中N为+3、+5价,N化合价升高,NO作还原剂,B错误;
C.根据钠元素守恒,氮氧化物中所有N最终都转化为和,,则总N原子物质的量为;已知氮氧化物总分子物质的量为,设含一个氮原子的氧化物(NO、)物质的量为 mol,物质的量为 mol,则,,解得 mol,C错误;
D.原浓硝酸中N分为两部分:一部分作酸,存在于中,;另一部分转化为氮氧化物,最终进入钠盐,共。因此总,,D正确;
故选D。
二、填空题(共46分)
19. 氨气为常见的碱性气体,是制造氮肥、炸药等物质的化工原料。按照实验室制备氨气原理制取并收集一瓶干燥的氨气。
(1)从下图中选择合适的装置,其连接顺序为___________(按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示,实验仪器可重复使用)。
(2)生成的氨气可以被次氯酸钠溶液吸收制备,写出化学方程式:___________。
(3)若以氨气为原料制得2 L0.1 mol/L的稀硝酸,向其中加入25.6克铜片,反应的离子方程式为:___________。
(4)若再向其中加入0.3 mol硫酸,则参加反应的铜的质量为___________克,标况下产生NO的体积为___________L。
【答案】(1)adcfedci
(2)
(3)
(4) ①. 19.2 ②. 4.48
【解析】
【小问1详解】
①实验室通过加热和的混合物制取氨,反应生成氯化钙、氨气和水,化学方程式为:;该原理应采用固体混合加热的装置,生成的氨气经碱石灰干燥,采用向下排空气法收集,最后用水吸收过量的氨气、并防倒吸,防止尾气收集装置的水蒸气进入集气瓶,中间还要再加一个干燥管,导管接口顺序为:adcfedci;
【小问2详解】
NH3被NaClO氧化得到N2H4,NaClO被还原为NaCl,反应的化学方程式为。
【小问3详解】
铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为。
【小问4详解】
初始 ,即 , ;加入0.3 mol硫酸后, ;根据离子反应,n():n()=4:1,恰好完全反应,Cu过量,因此:参加反应的 , ; 生成n(NO)=0.2 mol,标况下V(NO)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L。
20. 研究资源化利用对人类有重要意义。
(1)乙烷脱氢制备乙烯。氧化脱氢的热化学方程式: 若要计算出反应热,需查阅的数据,几种化学键的键能数据如下,则___________。
化学键
C-C
C-H
C=O
C=C
C≡O(CO)
O-H
键能
348
413
745
614
1075
463
(2)如图所示为两种乙醇燃料电池
①图1中负极电极反应式___________,负极附近溶液___________(填增大或减小)
②图2中正极电极反应式为标况下,若酸性乙醇燃料电池消耗22.4 L ,负极附近溶液质量___________(填增大或减小)___________克。
【答案】(1)ΔH = +49 kJ/mol
(2) ①. ②. 减小 ③. 减小 ④. 18
【解析】
【分析】反应热计算牢记 “反应物总键能 - 生成物总键能”,避免键数统计错误;燃料电池需区分介质,碱性环境负极生成,酸性环境生成,质量变化需结合电子守恒分析物质进出。此类题是高考高频考点,需强化电极反应式书写与定量计算的规范性。
【小问1详解】
根据键能计算反应热的公式:;
反应物键能总和:C2H6:1×C-C + 6×C-H = 348 + 6×413 = 2826 kJ/mol;CO2:2×C=O = 2×745 = 1490 kJ/mol,总计:2826 + 1490 = 4316 kJ/mol;
生成物键能总和:C2H4:1×C=C + 4×C-H = 614 + 4×413 = 2266 kJ/mol;CO:1×C≡O = 1075 kJ/mol;H2O:2×O-H = 2×463 = 926 kJ/mol,总计:2266 + 1075 + 926 = 4267 kJ/mol;
故: ;
【小问2详解】
① 图1(碱性环境):负极反应式(乙醇氧化): ;负极消耗 OH⁻,故 c(OH⁻) 减小;
② 图2(酸性环境):正极反应式(氧气还原):,标况下消耗 22.4 L O2(即 1 mol),转移 4 mol e⁻。对应负极反应:,转移 4 mol e⁻ 时:有 乙醇(质量 )进入溶液,同时有 二氧化碳(质量 )逸出,以及 (质量)通过质子膜迁移出负极室。因此溶液质量变化为 。故溶液质量减小 。
【点睛】本题围绕键能计算反应热与乙醇燃料电池展开,核心考查键能与反应热的定量关系、不同介质下电极反应式书写及质量变化计算。通过拆解反应物与生成物的化学键断裂与形成,结合燃料电池正负极电子守恒规律,既检验基础化学计算能力,也强化电化学原理的应用逻辑,侧重知识迁移与规范表达。
21. 的资源化利用能有效减少排放,充分利用碳资源。
(1)一定条件下与可发生反应:,该反应为放热反应,对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量___________生成物的化学键形成要放出的能量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)恒温条件下,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol 和6 mol ,发生上述反应,9 min时达到平衡状态,容器内起始压强与达平衡时的压强之比是8:5
①从反应开始到达到平衡状态,___________mol/(Lmin)。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.与相等
B.的体积分数在混合气体中保持不变
C.单位时间内每消耗3 mol ,同时生成1 mol
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.混合气体的密度保持不变
③下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 B.扩大容器体积 C.充入一定量氦气 D.加入催化剂
④该反应达平衡时的转化率为___________,的体积分数为___________。
【答案】(1)小于 (2) ①. 0.25 ②. BD ③. AD ④.
【解析】
【小问1详解】
由题干可知,该反应为放热反应,即反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量;
【小问2详解】
①恒温条件下,密闭容器内反应前后的压强之比等于反应前后的物质的量之比,容器内起始压强与达平衡时的压强之比是8:5,起始时容器内气体物质的量为8 mol,所以反应后容器内气体的总物质的量为5 mol,根据反应方程式,设9 min时该反应消耗的CO2的物质的量为x mol,则消耗的H2的物质的量为3x mol,生成的H2O和CH3OH的物质的量都为x mol,平衡时气体的总的物质的量为(2-x+6-3x+x+x )mol=5 mol,解得x =1.5 mol,故消耗的H2的物质的量为3x =31.5 mol=4.5 mol,故从反应开始至平衡状态, ;
②A.虽然与相等,但没有指明正、逆反应方向,不能判断是否达到平衡状态,A不符合题意;
B.建立平衡的过程中CO2的体积分数是变量,所以CO2的体积分数在混合气体中保持不变,是反应达到平衡状态的标志,B符合题意;
C.单位时间内每消耗3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH,均为正反应方向,不能判断是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应前后混合气体的总物质的量减少,总质量不变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态,D符合题意;
E.反应前后气体的总质量不变,容器体积不变,故混合气体的密度一直保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,E不符合题意;
故选BD;
③A.升高温度,化学反应速率增大,A符合题意;
B.扩大容器体积,各物质浓度降低,反应速率减小,B不符合题意;
C.体积不变时,充入一定量氦气,各物质的浓度不变,反应速率不变,C不符合题意;
D.加入催化剂,反应速率增大,D符合题意;
故选AD;
④由①可得,反应达到平衡时,消耗的CO2的物质的量为1.5 mol,平衡时的转化率为: ,平衡时H2的物质的量为6 mol-31.5 mol = 1.5 mol,平衡时容器的总物质的量为5 mol,混合气体的体积分数即等于混合气体的物质的量分数,故的体积分数为 。
22. 煤的干馏产物中有苯和乙烯,乙烯是重要化工原料。乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平,由乙烯合成不同化学产品的路线如图所示:
(1)E中官能团的电子式:___________,官能团的名称为___________。
(2)B的同系物M的相对分子质量为72,M的分子式为___________,M的一种同分异构体只有一种等效氢原子,写出结构简式:___________。
(3)X是E的同系物,比E的相对分子质量大14,且分子中有两个甲基,与E到F的反应条件相同,发生化学反应,写出化学方程式:___________。
(4)以下说法正确的是:___________。
A. 能用高锰酸钾溶液鉴别C和 B. G的结构只有一种
C. E中最多有5个原子共平面 D. A到C的反应类型为加成反应
(5)C的同分异构体Y,分子中含有2个,且苯环上只有1种等效氢原子,Y的二氯代物有___________种。
(6)若要验证苯和液溴反应为取代反应,实验装置如图,四氯化碳的作用为:___________。
【答案】(1) ①. ②. 羟基
(2) ①. ②.
(3) (4)BD
(5)7 (6)除去HBr气体中混有的溴蒸气,防止溴蒸气干扰后续HBr的检验
【解析】
【分析】A为乙烯,经反应生成乙烷、乙苯、乙醇和氯乙烷,据此分析。
【小问1详解】
E中官能团的名称为羟基,其电子式为;
【小问2详解】
B是乙烷,属于链状烷烃,M为其同系物,M的相对分子质量为72,则M的分子式为C5H12,M的一种同分异构体只有一种等效氢原子,因此该同分异构体的结构简式为;
【小问3详解】
E是乙醇,相对分子质量46;E的同系物X的相对分子质量比E大14(多1个),X为丙醇,且X含两个甲基,X的结构简式为 ,与E到F的反应条件相同,反应的化学方程式:;
【小问4详解】
A.C是乙苯,D是苯乙烯,两者都能被酸性溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法鉴别,A错误;
B.G是,由乙烯与HCl加成生成,产物只有一种,B正确;
C.E(乙醇)中,两个C原子都是sp3杂化,因此最多有6个原子共平面,C错误;
D.A到C的反应生成乙苯,属于加成反应,D正确;
故答案为BD;
【小问5详解】
C的同分异构体,分子中含有2个,且苯环上只有1种等效氢原子,Y的结构简式为,其二氯代物:①两个Cl都在苯环上:3种(邻、间、对);②一个Cl在苯环、一个在甲基上:2种;③两个Cl都在甲基上:2种,因此合计:7种;
【小问6详解】
苯和液溴反应生成的HBr中混有挥发的溴蒸气,溴蒸气也能与水反应生成HBr,干扰取代反应的验证;四氯化碳的作用是:除去HBr气体中混有的溴蒸气,防止溴蒸气干扰后续HBr的检验。
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泊头一中2025级高一下学期调研考试二
化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 N-14 O-16 C-12 Cu-64 Al-27 S-32
一、单选题(本题共18题,每题3分,共54分。每小题有且只有一个符合题意的选项。)
1. 下列选项说法不正确的是
A. 甲烷会导致光化学烟雾 B. 干电池不可以充电
C. 燃料电池不需要燃烧条件 D. 工业合成氨的过程属于氮的固定
2. 某温度时,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
B. 反应至2 min时,用Z的浓度变化表示的反应速率为
C. 2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度与起始时相同
D. 恒容时充入X或及时分离出Z都能加快反应速率
3. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有分子数为
B. 20 mL、14 mol/L的浓硝酸与足量铜反应,生成分子的数目为
C. 常温下,将2.7 g铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为
D. 0.2 mol Cu和0.2 mol S充分反应转移电子数为
4. 我国科研人员在新型功能性锌-乙炔电池的研究方面取得重要成果,通过独特的电化学反应,将乙炔高效转化为乙烯(),同时输出电能。某新型锌-乙炔电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 反应结束以后N极区减少
B. 当有1 mol 生成时,有17 g 通过阴离子交换膜
C. 电池总反应为
D. N电极发生还原反应
5. 下列物质属于烃,但不是苯的同系物的是
①;②;③;④;⑤;⑥
A. ③④ B. ②⑤ C. ①②⑤⑥ D. ②③④⑤
6. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. 由(a)图可表示和反应的能量变化
B. 由(b)图可知等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多
C. 由(c)图可知,向容器中通入1 mol(g)和2 mol(g),反应放出的热量为kJ
D. 由(d)图可知,由A到C为放热反应
7. 用下列实验装置完成对应实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性:C>Si
B.探究、对分解速率的影响
C.实验室制取
D.标准状况下所得溶液浓度为 mol/L
A. A B. B C. C D. D
8. 是由单烯烃与氢气加成制得,关于该有机物,下列说法不正确的是
A. 与互为同系物
B. 有9种一氯代物
C. 1mol该有机物与氯气在光照条件下反应,理论上最多消耗22 mol的氯气
D. 单烯烃有9种同分异构体
9. 关于苯,乙烯,乙炔,下列说法不正确的是
A. 等物质的量的三种烃完全燃烧,苯耗氧量最多
B. 等质量的三种烃完全燃烧,乙炔耗氧量最多
C. 不能用高锰酸钾溶液鉴别以上三种烃
D. 乙烯在氧气中完全燃烧生成气态水,反应前后气体总体积不变
10. 与一定浓度的反应,生成、、、和水,当和的物质的量之比为时,则反应中起酸性作用的与被还原的的物质的量之比为
A. B. C. D.
11. X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16,X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如图变化,一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个,B和C两种分子中电子数均等于10.以下说法不正确的是
A. Y单质的电子式是
B. X、Y、Z的原子半径由大到小排序为Y>X>Z
C. A和C反应生成Y,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 将A与X反应所得气体通入水中,氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:1
12. 下列实验操作能够验证实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
验证Mg金属性强于
将Mg、用导线连接后放入NaOH溶液中,观察片上是否有气体生成
B
验证碳和浓硝酸反应
向浓硝酸中加入红热的木炭,观察是否有红棕色气体生成
C
验证氧化性:
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉-KI溶液,观察颜色变化
D
检验气体中是否混有气体
将气体通入溶液,有白色沉淀生成,则该气体中一定混有气体
A. A B. B C. C D. D
13. 正确掌握化学用语是学好化学的基础,下列有关化学用语或说法正确的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 的空间填充模型:
C. 可以用溴水除去己烷中的己烯
D. 标准状况下,11.2 L甲烷和22.4 L 在光照条件下充分反应后的分子的总物质的量一定为1.5 mol
14. 下列实验装置及相应说法正确的是
A. 图A中等物质的量的甲烷和氯气反应只生成气体
B. 图B用于实验室制硝基苯,试管上方玻璃管的作用是平衡气压,冷凝回流苯和硝酸
C. 图C用于除去甲烷中的乙烯杂质
D. 图D中高锰酸钾溶液不褪色
15. 下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),下列有关叙述正确的是
A. 反应①为取代反应,其产物可能是
B. 反应④的产物中有4种等效氢
C. 甲苯最多有8个原子共平面
D. 反应③的产物中有两种等效氢
16. 柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析不正确的是
A. 1 mol柠檬烯可以和2 mol 发生加成反应
B. 它的分子中所有碳原子一定在同一平面上
C. 它和丁基苯()不互为同分异构体
D. 一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化
17. 用酸性高锰酸钾溶液与草酸()溶液反应来探究浓度和温度对反应速率的影响(假设溶液体积可以加和),设计的实验方案和得到的速率图像如下,下列说法错误的是
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
实验温度
溶液颜色褪至无色所用时间
0.6
3
0.05
Ⅰ
2.0
2.0
3.0
20
1.4
Ⅱ
2.0
2.0
3.0
T℃
2.6 min
Ⅲ
2.0
3.0
2.0
3.0
45
1.0
A.
B. 实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究浓度对速率的影响
C. 后反应速率逐渐减小的原因是浓度变化对速率的影响为主要因素
D. 实验Ⅲ中,从反应开始至溶液褪至无色时间段内, mol/(L·min)
18. 将 38.4g Cu与 0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好与NaOH 溶液反应得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示。下列说法正确的是
A. 反应I中转移的电子为0.6mol
B. 反应Ⅱ中NO作氧化剂
C. 混合气体中N2O4的物质的量为0.2mol
D. 浓硝酸的物质的量浓度为10mol/L
二、填空题(共46分)
19. 氨气为常见的碱性气体,是制造氮肥、炸药等物质的化工原料。按照实验室制备氨气原理制取并收集一瓶干燥的氨气。
(1)从下图中选择合适的装置,其连接顺序为___________(按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示,实验仪器可重复使用)。
(2)生成的氨气可以被次氯酸钠溶液吸收制备,写出化学方程式:___________。
(3)若以氨气为原料制得2 L0.1 mol/L的稀硝酸,向其中加入25.6克铜片,反应的离子方程式为:___________。
(4)若再向其中加入0.3 mol硫酸,则参加反应的铜的质量为___________克,标况下产生NO的体积为___________L。
20. 研究资源化利用对人类有重要意义。
(1)乙烷脱氢制备乙烯。氧化脱氢的热化学方程式: 若要计算出反应热,需查阅的数据,几种化学键的键能数据如下,则___________。
化学键
C-C
C-H
C=O
C=C
C≡O(CO)
O-H
键能
348
413
745
614
1075
463
(2)如图所示为两种乙醇燃料电池
①图1中负极电极反应式___________,负极附近溶液___________(填增大或减小)
②图2中正极电极反应式为标况下,若酸性乙醇燃料电池消耗22.4 L ,负极附近溶液质量___________(填增大或减小)___________克。
21. 的资源化利用能有效减少排放,充分利用碳资源。
(1)一定条件下与可发生反应:,该反应为放热反应,对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量___________生成物的化学键形成要放出的能量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)恒温条件下,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol 和6 mol ,发生上述反应,9 min时达到平衡状态,容器内起始压强与达平衡时的压强之比是8:5
①从反应开始到达到平衡状态,___________mol/(Lmin)。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.与相等
B.的体积分数在混合气体中保持不变
C.单位时间内每消耗3 mol ,同时生成1 mol
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.混合气体的密度保持不变
③下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 B.扩大容器体积 C.充入一定量氦气 D.加入催化剂
④该反应达平衡时的转化率为___________,的体积分数为___________。
22. 煤的干馏产物中有苯和乙烯,乙烯是重要化工原料。乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平,由乙烯合成不同化学产品的路线如图所示:
(1)E中官能团的电子式:___________,官能团的名称为___________。
(2)B的同系物M的相对分子质量为72,M的分子式为___________,M的一种同分异构体只有一种等效氢原子,写出结构简式:___________。
(3)X是E的同系物,比E的相对分子质量大14,且分子中有两个甲基,与E到F的反应条件相同,发生化学反应,写出化学方程式:___________。
(4)以下说法正确的是:___________。
A. 能用高锰酸钾溶液鉴别C和 B. G的结构只有一种
C. E中最多有5个原子共平面 D. A到C的反应类型为加成反应
(5)C的同分异构体Y,分子中含有2个,且苯环上只有1种等效氢原子,Y的二氯代物有___________种。
(6)若要验证苯和液溴反应为取代反应,实验装置如图,四氯化碳的作用为:___________。
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