内容正文:
宾阳中学高一年级2026年春季学期期中考试
化学
(全卷满分:100分,考试用时:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Mn 55 Fe 56 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 有机高分子材料在生活和生产的各个领域中都有极为广泛的应用。下列有关说法错误的是
A. 棉花、羊毛和塑料均属于天然有机高分子材料
B. 聚乙烯具有耐化学腐蚀等性能,常被用作食品、药物的包装材料
C. 以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体,再经聚合反应生产合成纤维
D. 硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性,橡胶硫化的过程发生了化学变化
2. 下列化学用语中正确的是
A. 乙烯的结构简式:
B. 的电子式:
C. 分子的空间填充模型:
D. 用系统命名法命名:3,3-二甲基-4-乙基戊烷
3. 化学在科技发展中起到了重要的作用,与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述错误的是
A. 军事装备系统中常用储氢合金,可在室温下快速吸放氢
B. 用于北京冬奥会礼仪服智能发热的石墨烯属于无机非金属化合物
C. 宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷,属于新型无机非金属材料
D. 含铅的原料制造的光学玻璃透光性好、折射率高,可用来制造眼镜、照相机的透镜
4. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 溶于氢碘酸:
B. 实验室用氯化铵和熟石灰共热制氨气:
C. 用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:
D. 水玻璃露置在空气中变浑浊:
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L HCl气体中含有的数目为
B. 甲基含有的电子数为
C. 的水溶液中含有氧原子数为
D. 一定条件下,与反应生成的分子数为
6. 下列说法正确的是
A. 与一定互为同系物
B. 和是同分异构体
C. 与互为同位素
D. 的一溴代物有4种
7. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.可通过拉动铜丝控制反应的发生和停止
B.比较Fe和Cu的金属活动性
C.制备、收集氨气
D.检验
A. A B. B C. C D. D
8. 下列有关有机物的叙述中正确的是
A. 沸点:新戊烷>异戊烷>正戊烷
B. 在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应
C. 只有一种空间结构
D. 用酸性溶液可以除去甲烷中混有的乙烯
9. 某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A. 该物质中含有两种官能团
B. 该物质能发生加成、氧化、取代反应
C. 1mol该物质与足量金属钠反应生成
D. 该物质完全加氢后的分子式为
10. 反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 图中为放热过程
B. 因该反应放热,故升高温度,反应速率减慢
C. 该反应中,断裂反应物化学键的能量变化大于形成生成物化学键的能量变化
D. 理论上可以借助原电池装置使该反应以电能的形式释放的能量
11. 2-氯-1,3-丁二烯是化工生产中一种非常重要的单体,其工业生产方法如下。
(原子利用率)
下列说法错误的是
A. 乙炔分子的球棍模型:
B. 反应①为加成反应,反应②为取代反应
C. 反应①的产物乙烯基乙炔中所有原子处于同一平面
D. 该工业生产方法的原子利用率理论上为100%
12. 工业上利用石英砂(含和少量铁、铜的单质及氧化物)和焦炭制备粗硅,再用粗硅制备高纯硅和氮化硅,其流程如图所示。已知氮化硅不与除氢氟酸和磷酸以外的无机酸反应。下列有关说法不正确的是
A. 制粗硅过程中,若1 mol C参与反应,理论上得到的粗硅中含Si的量一定小于1 mol
B. “高温氮化”发生的反应中是氧化剂
C. 粗硅制高纯硅过程中,和可以循环利用
D. “试剂Y”可以选用稀硫酸
13. 某化学兴趣小组对教材中乙醇性质及产物检验的实验进行了改进和创新,其改进后的实验装置如图所示,按图组装好仪器,装好试剂。
下列叙述正确的是
A. 因乙醇具有氧化性,所以医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒液
B. 点燃酒精灯,轻轻推动注射器活塞即可实现乙醇的催化氧化及部分产物的检验
C. 可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别乙烯、乙醇
D. 实验中铜粉和硫酸铜粉末颜色的变化,说明乙醇发生了还原反应
14. 某温度下,在2L恒容密闭容器中加入X,发生反应,有关数据见下表。下列说法正确的是
时间段
0~10s
0~20s
0~30s
0.05
0.03
0.02
A. 5s时,Y的浓度等于
B. 0~20s内,用X表示的平均速率为
C. 反应到20s时,已经达到化学平衡状态
D. 容器内气体Y的体积分数不再变化时,达到化学反应的限度
二、非选择题:本题共4小题,共58分。(除标注外,每空2分)
15. 为白色固体,常用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等,实验室一般将通入新制氢氧化铜中制备CuCl,实验装置(加热和夹持装置略去)如图所示。已知:CuCl难溶于水和乙醇,能溶于浓盐酸,在潮湿的环境中易被氧气氧化为碱式氯化铜。
(1)仪器b的名称为______。
(2)长导气管a的作用是______,B中的试剂X应选择下列______试剂(填序号)。
①饱和溶液 ②饱和溶液 ③饱和溶液
(3)实验过程中先向中加入一定量的溶液,滴加适量的溶液,再启动中的反应,一段时间后C中产生白色固体,产生白色固体的离子方程式为______。当______(填实验现象)时,CuCl的制备结束,然后______(填实验操作)。
(4)将C中混合物采用抽滤法快速过滤,再分别用水、乙醇洗涤,最后在真空干燥机内干燥得到CuCl产品。用乙醇洗涤的目的是______。
16. 回答下列问题。
Ⅰ、合成尿素:一种合成尿素反应的机理及能量(单位:)变化如图,TS表示过渡态。
(1)合成尿素总反应是______反应(填“吸热”或“放热”)(已知,)。
(2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生(1)中反应,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是______(填标号)。
a. b.化学平衡常数不变
c.的体积分数不再变化 d.体系中气体的密度不变
(3)如图为使用不同催化剂①、②、③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,A点______(填“是”或“不是”)平衡状态,以上曲线②下降的原因可能是______(答出一点即可)。
Ⅱ、肼—空气燃料电池是一种新型电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,工作原理如图所示。
(4)该燃料电池中正极通入的物质是______,该燃料电池工作时,溶液中向______电极移动(填“a”或“b”),负极的电极反应式为______,电池工作时电路对外提供了1 mol电子,a电极生成气体的体积为______L(折算成标准状况下)。
17. 以软锰矿(主要成分是、含有少量的、、)为主要原料制备高纯碳酸锰的工艺流程如图所示:
已知:①MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃时开始分解;
②开始沉淀时pH为7.7,则:
(1)浸取时发生______(填“氧化”或“还原”)反应,“浸取”反应中往往有副产物生成,温度对“浸取”反应的影响如图所示:
为减少的生成,“浸取”的适宜温度是______。
(2)滤渣Ⅰ主要成分是______(填化学式)。
(3)“氧化”操作的离子方程式为______。
(4)“沉锰”时,加入溶液调节溶液,充分反应直到不再有气泡产生;若溶液,会导致产品中混有______(填化学式)。
(5)生成的碳酸锰产品需要充分洗涤,检验碳酸锰产品已完全洗净的方法是______。
(6)取碳酸锰样品,加适量硫酸加热溶解后,用的溶液滴定,至滴定终点(高锰酸钾恰好反应完即为滴定终点)时,消耗溶液的体积为。(已知:反应产物为,杂质不参与反应),则样品中质量分数的计算式为______(用质量分数表示,无需化简)。
18. A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题。
(1)A的电子式为______。
(2)①的反应类型为______,Y中的官能团名称是______。
(3)高分子化合物G是一种常见的合成纤维——丙纶,其结构简式为______。
(4)B→X的化学方程式为______。
(5)关于Y的说法正确的是______。
①Y和乙醇互为同系物
②Y可以与水任意比互溶
③相同物质的量的和充分燃烧后,耗氧量相同
(6)某醇与乙醇互为同系物,且相对分子质量比乙醇大42,则该醇的同分异构体共有______种,写出其中不能与氧气在铜催化下反应的同分异构体的结构简式______。
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宾阳中学高一年级2026年春季学期期中考试
化学
(全卷满分:100分,考试用时:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Mn 55 Fe 56 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 有机高分子材料在生活和生产的各个领域中都有极为广泛的应用。下列有关说法错误的是
A. 棉花、羊毛和塑料均属于天然有机高分子材料
B. 聚乙烯具有耐化学腐蚀等性能,常被用作食品、药物的包装材料
C. 以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体,再经聚合反应生产合成纤维
D. 硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性,橡胶硫化的过程发生了化学变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.棉花和羊毛属于天然有机高分子材料,塑料属于人工合成的有机高分子材料,不属于天然有机高分子材料,A错误;
B.聚乙烯化学性质稳定,耐化学腐蚀且无毒,常被用作食品、药物的包装材料,B正确;
C.以石油、天然气和煤等为原料可制成有机小分子单体,再经聚合反应可生产合成纤维,C正确;
D.硫化橡胶的强度、韧性、弹性和化学稳定性更好,橡胶硫化就是通过硫磺(或其他硫化剂),在加热条件下让橡胶的线性高分子链之间形成硫桥交联键,将原本独立的分子链连接成三维网状结构,属于化学变化,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语中正确的是
A. 乙烯的结构简式:
B. 的电子式:
C. 分子的空间填充模型:
D. 用系统命名法命名:3,3-二甲基-4-乙基戊烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯的官能团为碳碳双键,其结构简式需体现出碳碳双键,正确结构简式为,A错误;
B.的电子式中每个原子最外层有8个电子,给出的电子式漏写了每个的3对孤电子对,正确的电子式为,B错误;
C.为正四面体结构,原子半径大于原子半径,给出的空间填充模型符合的结构特征,C正确;
D.该有机物最长碳链含6个碳原子,主链称己烷,然后从离取代基较近的一端给主链碳原子编号,为使取代基位号之和较小,从左端的碳原子开始编号,3号碳连有2个甲基,4号碳连有1个甲基,应该命名为3,3,4-三甲基己烷,D错误;
故选C。
3. 化学在科技发展中起到了重要的作用,与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述错误的是
A. 军事装备系统中常用储氢合金,可在室温下快速吸放氢
B. 用于北京冬奥会礼仪服智能发热的石墨烯属于无机非金属化合物
C. 宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷,属于新型无机非金属材料
D. 含铅的原料制造的光学玻璃透光性好、折射率高,可用来制造眼镜、照相机的透镜
【答案】B
【解析】
【详解】A.储氢合金是性能成熟的储氢材料,可在室温下快速完成吸氢、放氢过程,可应用于军事装备领域,A正确;
B.石墨烯是仅由碳元素组成的碳单质,不属于无机非金属化合物,B错误;
C.压电陶瓷是具备特殊电声转换功能的陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,C正确;
D.含铅光学玻璃具备透光性好、折射率高的特点,符合眼镜、照相机透镜等光学元件的性能要求,可用于这类产品的制造,D正确;
故选B。
4. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 溶于氢碘酸:
B. 实验室用氯化铵和熟石灰共热制氨气:
C. 用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:
D. 水玻璃露置在空气中变浑浊:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶于氢碘酸时,氧化性的会与还原性的发生氧化还原反应,生成、和,正确的离子方程式为,A错误;
B.氯化铵和熟石灰共热制氨气是固体间的反应,不存在自由移动的离子,正确的方程式为,B错误;
C.该反应得失电子不守恒,配平后正确的离子方程式为,C错误;
D.水玻璃是溶液,碳酸酸性强于硅酸,露置在空气中与反应生成难溶的沉淀和碳酸钠,离子方程式书写正确,D正确;
答案选D。
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L HCl气体中含有的数目为
B. 甲基含有的电子数为
C. 的水溶液中含有氧原子数为
D. 一定条件下,与反应生成的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下HCl为气态,以分子形式存在,不会电离出,无存在,A错误;
B.1个甲基的电子数为:,因此1 mol甲基含有的电子数为,B正确;
C.水溶液中除了KOH含有氧原子,溶剂也含有大量氧原子,故总氧原子数远大于,C错误;
D.与合成的反应为可逆反应,不能进行完全,故生成的分子数小于,D错误;
故选B。
6. 下列说法正确的是
A. 与一定互为同系物
B. 和是同分异构体
C. 与互为同位素
D. 的一溴代物有4种
【答案】A
【解析】
【详解】A.与均符合烷烃通式,均为饱和烷烃,结构相似,且二者分子组成相差2个原子团,一定互为同系物,A正确;
B.两种有机物的分子式和结构均完全相同,为同种物质,不互为同分异构体,B错误;
C.同位素的研究对象为原子,与均为单质,不互为同位素,C错误;
D.甲基环己烷分子中,甲基上有1种等效氢,环上与甲基相连的碳原子、邻位碳原子、间位碳原子、对位碳原子上各有1种等效氢,共5种等效氢,其一溴代物有5种,D错误;
故选 A。
7. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.可通过拉动铜丝控制反应的发生和停止
B.比较Fe和Cu的金属活动性
C.制备、收集氨气
D.检验
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜丝可抽动,拉出时铜与浓硫酸分离,反应停止;伸入时接触反应,可控制发生与停止;浓硫酸与 Cu 加热生成,品红检验,棉团吸收尾气,A符合题意;
B.常温下Fe遇浓硝酸钝化,Cu可与浓硝酸反应,无法比较金属活动性,B不符合题意;
C.受热分解生成和,遇冷重新化合为,不能用于制备氨气,实验室制氨气常用与固体加热,C不符合题意;
D.木炭与浓硫酸反应生成和,也能使澄清石灰水变浑浊,无法单独检验,D不符合题意;
故选A。
8. 下列有关有机物的叙述中正确的是
A. 沸点:新戊烷>异戊烷>正戊烷
B. 在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应
C. 只有一种空间结构
D. 用酸性溶液可以除去甲烷中混有的乙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.烷烃碳原子数相同时,支链越多沸点越低,正确沸点顺序为正戊烷>异戊烷>新戊烷,A错误;
B.光照条件下,烷烃只能与溴单质发生取代反应,与溴水不反应,B错误;
C.甲烷为正四面体结构,分子中4个氢原子完全等价,因此只有一种空间结构,C正确;
D.酸性溶液会将乙烯氧化为二氧化碳,引入新杂质,不能用于除去甲烷中的乙烯,D错误;
故选C。
9. 某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A. 该物质中含有两种官能团
B. 该物质能发生加成、氧化、取代反应
C. 1mol该物质与足量金属钠反应生成
D. 该物质完全加氢后的分子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质中含有碳碳双键、羟基两种官能团,A正确;
B.该物质含有碳碳双键能发生加成、氧化反应;含有羟基能发生取代反应,该羟基也能发生氧化反应,B正确;
C.羟基中的H可以和钠反应,1mol该物质与足量金属钠反应生成,C错误;
D.结合物质结构,碳碳双键可以和氢气发生加成反应,该物质完全加氢后的分子式为,D正确;
故选C。
10. 反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 图中为放热过程
B. 因该反应放热,故升高温度,反应速率减慢
C. 该反应中,断裂反应物化学键的能量变化大于形成生成物化学键的能量变化
D. 理论上可以借助原电池装置使该反应以电能的形式释放的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中为化学键断裂的过程,b状态具有的总能量高于a状态,故为吸热过程,A错误;
B.升高温度,化学反应速率加快,B错误;
C.由图可知,该反应是一个放热反应,故该反应中,断裂反应物化学键的能量变化小于形成生成物化学键的能量变化,C错误;
D.反应为释放能量的氧化还原反应,一定条件下可以自发进行,理论上反应释放的能量可以借助原电池装置转化为电能,D正确;
故选D。
11. 2-氯-1,3-丁二烯是化工生产中一种非常重要的单体,其工业生产方法如下。
(原子利用率)
下列说法错误的是
A. 乙炔分子的球棍模型:
B. 反应①为加成反应,反应②为取代反应
C. 反应①的产物乙烯基乙炔中所有原子处于同一平面
D. 该工业生产方法的原子利用率理论上为100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙炔为直线形分子,含碳碳三键,碳原子半径大于氢原子,给出的球棍模型符合乙炔的空间结构,A正确;
B.反应①为两分子乙炔发生加成反应生成乙烯基乙炔,反应②为乙烯基乙炔与发生加成反应得到目标产物,无小分子生成,不属于取代反应,B错误;
C.中碳碳双键形成的平面六原子共面,碳碳三键形成直线形结构(四原子共直线),可知所有原子一定处于同一平面,C正确;
D.总反应中反应物的所有原子全部进入目标产物,无副产物生成,原子利用率理论上为100%,D正确;
故选B。
12. 工业上利用石英砂(含和少量铁、铜的单质及氧化物)和焦炭制备粗硅,再用粗硅制备高纯硅和氮化硅,其流程如图所示。已知氮化硅不与除氢氟酸和磷酸以外的无机酸反应。下列有关说法不正确的是
A. 制粗硅过程中,若1 mol C参与反应,理论上得到的粗硅中含Si的量一定小于1 mol
B. “高温氮化”发生的反应中是氧化剂
C. 粗硅制高纯硅过程中,和可以循环利用
D. “试剂Y”可以选用稀硫酸
【答案】D
【解析】
【分析】SiO2和C在高温下反应生成Si和CO而得到粗硅,粗硅和HCl在300 ℃下反应生成SiHCl3和氢气,SiHCl3和氢气在1100 ℃下反应生成高纯硅和HCl;粗硅与氮气在高温条件下反应生成氮化硅,再经稀酸酸洗得到氮化硅,据此解答。
【详解】A.制粗硅过程中发生反应:,则由反应式可知,若1 mol C参与反应,理论上得到的粗硅中含Si的量(0.5 mol)一定小于1 mol,A正确;
B.粗硅与氮气在高温条件下反应生成氮化硅,氮元素化合价降低,则高温氮化”发生的反应中是氧化剂,B正确;
C.粗硅和HCl在300 ℃下反应生成SiHCl3和氢气,SiHCl3和氢气在1100 ℃下反应生成高纯硅和HCl,则粗硅制高纯硅过程中,和可以循环利用,C正确;
D.稀硫酸无法除去氮化硅中可能含有的铜、硅、二氧化硅等杂质,因此“试剂Y”不能选用稀硫酸,D错误;
故选D。
13. 某化学兴趣小组对教材中乙醇性质及产物检验的实验进行了改进和创新,其改进后的实验装置如图所示,按图组装好仪器,装好试剂。
下列叙述正确的是
A. 因乙醇具有氧化性,所以医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒液
B. 点燃酒精灯,轻轻推动注射器活塞即可实现乙醇的催化氧化及部分产物的检验
C. 可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别乙烯、乙醇
D. 实验中铜粉和硫酸铜粉末颜色的变化,说明乙醇发生了还原反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为乙醇可以进入蛋白质分子的肽链环节,从而使得蛋白质变性,乙醇的渗透作用是比较强的,可以渗透到细菌当中,从而破坏了细菌的结构,达到了消毒杀菌的作用,所以医疗上常用75%(体积分数)的乙醇溶液作消毒液,故A错误;
B.点燃酒精灯,轻轻推动注射器活塞,乙醇进入硬质玻璃管中在铜催化条件下反应生成乙醛与水,可观察到硫酸铜粉末变蓝,银氨溶液中生成银单质,实现乙醇的催化氧化及部分产物的检验,故B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液遇乙烯、乙醇均褪色,不能鉴别二者,故C错误;
D.实验中银氨溶液的变化和硫酸铜粉末变蓝,说明乙醇发生了氧化反应,故D错误。
答案为:B。
14. 某温度下,在2L恒容密闭容器中加入X,发生反应,有关数据见下表。下列说法正确的是
时间段
0~10s
0~20s
0~30s
0.05
0.03
0.02
A. 5s时,Y的浓度等于
B. 0~20s内,用X表示的平均速率为
C. 反应到20s时,已经达到化学平衡状态
D. 容器内气体Y的体积分数不再变化时,达到化学反应的限度
【答案】C
【解析】
【详解】A.由可知,0~10s内Y的平均速率为,但5s时的瞬时速率更高,故5s时Y的浓度应大于,A错误;
B.X为固体,其浓度不参与速率计算,无法用X表示反应速率,B错误;
C.20s时Z的浓度为;30s时Z的浓度为。因20s后Z的浓度不再变化,故反应在20s时已达到平衡,C正确;
D.Y和Z的物质的量比始终为1:2,体积分数恒定,无法作为平衡标志,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。(除标注外,每空2分)
15. 为白色固体,常用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等,实验室一般将通入新制氢氧化铜中制备CuCl,实验装置(加热和夹持装置略去)如图所示。已知:CuCl难溶于水和乙醇,能溶于浓盐酸,在潮湿的环境中易被氧气氧化为碱式氯化铜。
(1)仪器b的名称为______。
(2)长导气管a的作用是______,B中的试剂X应选择下列______试剂(填序号)。
①饱和溶液 ②饱和溶液 ③饱和溶液
(3)实验过程中先向中加入一定量的溶液,滴加适量的溶液,再启动中的反应,一段时间后C中产生白色固体,产生白色固体的离子方程式为______。当______(填实验现象)时,CuCl的制备结束,然后______(填实验操作)。
(4)将C中混合物采用抽滤法快速过滤,再分别用水、乙醇洗涤,最后在真空干燥机内干燥得到CuCl产品。用乙醇洗涤的目的是______。
【答案】(1)球形干燥管
(2) ①. 平衡气压,防堵塞,保证实验安全 ②. ①
(3) ①. ②. 三颈烧瓶中溶液蓝色刚好消失 ③. 关闭A、C中分液漏斗活塞
(4)使晶体迅速干燥,防止CuCl被氧化
【解析】
【分析】A中以亚硫酸钠与70%浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫经装置B除杂后通入装置C中,与氯化铜、氢氧化钠反应生成氯化亚铜白色沉淀,装置B的作用是除去二氧化硫中混有的杂质并防止倒吸,装置D的氢氧化钠溶液用于吸收尾气中的二氧化硫,防止污染空气,整个过程需严格控制环境以避免氯化亚铜被氧化。
【小问1详解】
仪器b为球形干燥管;常用于气体的干燥或尾气处理,此处用于连接D装置的氢氧化钠溶液,防止倒吸并吸收尾气;
【小问2详解】
长导气管a的作用为平衡装置内气压,防止因装置堵塞或气体溶解导致压强骤变,起到防堵塞、保障实验安全的作用;B中试剂X应选①饱和溶液。二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中溶解度极低,可除去二氧化硫中混有的少量硫酸雾等杂质;若选②亚硫酸钠溶液,会与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,消耗目标气体;若选③硫酸钠溶液,无法除去杂质且可能引入其他干扰,故只能选①;
【小问3详解】
二氧化硫在碱性条件下将还原为,自身被氧化为硫酸根离子,反应的离子方程式为;当三颈烧瓶中溶液的蓝色刚好消失时,说明已完全反应,氯化亚铜的制备反应结束;为防止后续空气进入装置导致氯化亚铜被氧化,需立即关闭A、C中分液漏斗的活塞,停止通入并密封装置,防止空气进入;
【小问4详解】
氯化亚铜难溶于乙醇,且乙醇易挥发,用乙醇洗涤可快速除去晶体表面的水分,使晶体迅速干燥,避免氯化亚铜在潮湿环境中被氧气氧化为碱式氯化铜,同时减少产品的溶解损失。
16. 回答下列问题。
Ⅰ、合成尿素:一种合成尿素反应的机理及能量(单位:)变化如图,TS表示过渡态。
(1)合成尿素总反应是______反应(填“吸热”或“放热”)(已知,)。
(2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生(1)中反应,下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是______(填标号)。
a. b.化学平衡常数不变
c.的体积分数不再变化 d.体系中气体的密度不变
(3)如图为使用不同催化剂①、②、③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,A点______(填“是”或“不是”)平衡状态,以上曲线②下降的原因可能是______(答出一点即可)。
Ⅱ、肼—空气燃料电池是一种新型电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,工作原理如图所示。
(4)该燃料电池中正极通入的物质是______,该燃料电池工作时,溶液中向______电极移动(填“a”或“b”),负极的电极反应式为______,电池工作时电路对外提供了1 mol电子,a电极生成气体的体积为______L(折算成标准状况下)。
【答案】(1)放热 (2)c
(3) ①. 不是 ②. 随着温度升高,催化剂活性降低(或发生副反应)
(4) ①. 空气 ②. a ③. ④. 5.6
【解析】
【小问1详解】
第③步的反应物的相对能量为,从反应物到TS3需要吸收能量,从TS3到产物会释放能量,第③步反应物能量比生成物高,最终产物的相对能量为:,总反应生成物的总能量为0kJ/mol,则反应物的总能量高于生成物,该反应是放热反应。
【小问2详解】
a.根据化学计量数关系,正反应速率中。当达到平衡时,正逆反应速率相等,即,平衡时应满足,a不选;
b.化学平衡常数只与温度有关。题目中明确指出是“恒温”条件,因此无论反应是否达到平衡,值始终保持不变,不能作为判断平衡的标志,b不选;
c.在反应过程中,气体总物质的量减小,的体积分数增大,当的体积分数不再随时间变化时,说明正逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,c选;
d.密度,根据质量守恒定律,反应体系的总质量是不变的;题目条件是“恒容”,即容器体积也不变。因此,无论反应进行到什么程度,气体的密度始终是一个定值,不能用来判断是否达到平衡,d不选;
故选c。
【小问3详解】
在温度 时,催化剂③对应的尿素产量明显高于A点(催化剂②)。这说明在相同温度和时间内,反应还可以继续进行生成更多的产物,或者说A点受限于催化剂②的效率,反应速率较慢,尚未达到该温度下的最大限度(平衡限度)。因此,A点不是平衡状态。该反应在催化剂②的作用下,当温度超过时,催化剂的活性降低(甚至可能失活),导致反应速率大幅下降,在相同时间内生成的尿素量减少。
【小问4详解】
正极是发生还原反应的地方,通入的是氧化剂。在这个电池中,氧化剂是空气(或空气中的氧气)。燃料电池中,燃料(还原剂)在负极发生氧化反应,氧化剂在正极发生还原反应。根据图示,a电极通入燃料肼(),生成氮气(),因此a电极是负极,b电极是正极,在原电池中,阴离子(如)会向负极移动,阳离子(如)会向正极移动,以维持电荷平衡。负极(a电极)发生氧化反应,反应物是,产物是,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为:,转移了电子,生成的的物质的量为:,在标准状况下,生成的体积为:。
17. 以软锰矿(主要成分是、含有少量的、、)为主要原料制备高纯碳酸锰的工艺流程如图所示:
已知:①MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃时开始分解;
②开始沉淀时pH为7.7,则:
(1)浸取时发生______(填“氧化”或“还原”)反应,“浸取”反应中往往有副产物生成,温度对“浸取”反应的影响如图所示:
为减少的生成,“浸取”的适宜温度是______。
(2)滤渣Ⅰ主要成分是______(填化学式)。
(3)“氧化”操作的离子方程式为______。
(4)“沉锰”时,加入溶液调节溶液,充分反应直到不再有气泡产生;若溶液,会导致产品中混有______(填化学式)。
(5)生成的碳酸锰产品需要充分洗涤,检验碳酸锰产品已完全洗净的方法是______。
(6)取碳酸锰样品,加适量硫酸加热溶解后,用的溶液滴定,至滴定终点(高锰酸钾恰好反应完即为滴定终点)时,消耗溶液的体积为。(已知:反应产物为,杂质不参与反应),则样品中质量分数的计算式为______(用质量分数表示,无需化简)。
【答案】(1) ①. 氧化 ②. 90℃
(2)
(3)
(4)
(5)取最后一次洗涤液,先加入盐酸酸化,后加几滴溶液,若无沉淀,则已洗净
(6)(其它答案合理也可)
【解析】
【分析】软锰矿的主要成分是,含有少量的、、,向其中加入稀硫酸,除外金属氧化物均可溶解,加入后可将还原为,二氧化锰还原为锰离子,过滤后滤渣I为,滤液中存在、、、、;向滤液中加入可将氧化为,加入调节pH可除去溶液中的和,使和转化为、进入滤渣II。过滤后滤液中存在和,加入将转化为。
【小问1详解】
根据分析“浸取”时可将还原为,故发生氧化反应。
随温度升高其生成率降低,在90℃达到最低,故为减少的生成,“浸取”的适宜温度是90℃。
【小问2详解】
根据分析可知,滤渣Ⅰ主要成分是。
【小问3详解】
“氧化”操作为加入将氧化为,离子方程式为。
【小问4详解】
“沉锰”时,加入溶液调节溶液,充分反应直到不再有气泡产生;若溶液,根据已知信息②,产品中混有。
【小问5详解】
碳酸锰在制备时溶液中会有硫酸根会附着在碳酸锰表面,故检验碳酸锰产品已完全洗净需要检验沉淀表面有无硫酸根,方法是取最后一次洗涤液,先加入盐酸酸化,后加几滴溶液,若无沉淀,则已洗净。
【小问6详解】
碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰,而后与反应生成,化合价由+2价变成+4价,由+7价变成+4价,根据化合价升降规律,设碳酸锰的物质的量为n,所以,解得,故质量分数为。
18. A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题。
(1)A的电子式为______。
(2)①的反应类型为______,Y中的官能团名称是______。
(3)高分子化合物G是一种常见的合成纤维——丙纶,其结构简式为______。
(4)B→X的化学方程式为______。
(5)关于Y的说法正确的是______。
①Y和乙醇互为同系物
②Y可以与水任意比互溶
③相同物质的量的和充分燃烧后,耗氧量相同
(6)某醇与乙醇互为同系物,且相对分子质量比乙醇大42,则该醇的同分异构体共有______种,写出其中不能与氧气在铜催化下反应的同分异构体的结构简式______。
【答案】(1) (2) ①. 加成反应 ②. 羟基
(3) (4)
(5)② (6) ①. 8 ②.
【解析】
【分析】A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,所以A为乙烯,结构简式为;A到B为乙烯与水加成生成乙醇;再通过催化氧化反应生成X,通过E的结构简式为,可推出D的结构简式为;G由丙烯聚合而成的高分子化合物,结构简式为;
【小问1详解】
A为乙烯(),其电子式为;
【小问2详解】
反应①为乙烯与水在催化剂、加热条件下生成乙醇,属于加成反应;Y为乙二醇(),官能团为羟基;
【小问3详解】
丙烯()发生加聚反应生成聚丙烯,结构简式为;
【小问4详解】
B为乙醇(),在Cu催化、加热条件下被氧气氧化为乙醛(),反应方程式为;
【小问5详解】
① Y(乙二醇)和乙醇(一元醇)结构不相似(含2个羟基),不互为同系物,①错误;
② 乙二醇分子含两个羟基,可与水形成氢键,能与水任意比互溶,②正确;
③ 相同物质的量的A(乙烯,)和Y(乙二醇,)完全燃烧耗氧量:
乙烯:,1 mol耗3 mol ;
乙二醇:,1 mol耗2.5 mol ,耗氧量不同,③错误;
综上,正确的是②;
【小问6详解】
该醇与乙醇互为同系物(饱和一元醇),相对分子质量比乙醇(46)大42,即相对分子质量为,通式为,则,解得,为戊醇()。戊醇的同分异构体为:、、、、、、、共8种;醇发生催化氧化的条件是羟基相连的碳上有H原子,无H原子时不能反应,即羟基连在叔碳上,结构简式为。
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