内容正文:
射洪中学高2025级高一下期强实班期中考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,监考员将试卷、答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 N—14 O—16 S—32 Cu—64 Zn—65
第Ⅰ卷(选择题共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 材料是人类赖以生存的物质基础,在推动科技进步、改善生产生活等方面发挥着重要作用。下列叙述错误的是
A. 晶体硅是良好的半导体材料,可用于制作计算机芯片和太阳能电池板
B. 石墨烯电阻率高、热导率低,具有很高的强度
C. 合成纤维为聚合物,具有强度高、弹性好、耐腐蚀等优良性能,可用于制作航天服
D. 硫化橡胶具有较好的强度、韧性、弹性和化学稳定性,可用于制造汽车轮胎
2. 下列化学用语使用正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 聚丙烯的链节:—CH2—CH2—CH3—
C. —OH的电子式:
D. 乙醛的结构简式:CH3COH
3. 工业以硫黄或黄铁矿(主要成分为,焙烧后的烧渣成分为)为原料生产硫酸的主要流程如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 高温焙烧时转移的电子数为
B. 硫酸所含氧原子数目为
C. 硫黄()中含有的键个数为
D. 用水吸收效率更高
4. 下列关于有机物的说法错误的是
A. 正丁烷的沸点比异丁烷高
B. 苯乙烯分子中最多有4个原子共线,16个原子共面
C. 联苯属于芳香烃,其一溴代物有3种
D. 乙烯、乙醇和乙酸都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
5. 下列表示物质转化的方程式错误的是
A. 等量的NO2和NO混合气体通入NaOH溶液中:NO2+NO+2OH-=2+H2O
B. 硫化钠溶液与稀硝酸混合:S2-+2H+=H2S↑
C. 钠投入到无水乙醇中:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
D. 乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下反应:
6. 磷酸奥司他韦是预防和治疗流感的药物,其制备原料之一M结构如下图,下列说法不正确的是
A. M的分子式为C7H10O5
B. 1 mol M最多可与发生加成反应
C. M能发生取代反应、氧化反应、酯化反应、水解反应等多种反应
D. 等物质的量的M分别与足量Na和NaHCO3反应,消耗二者的物质的量之比为4:1
7. 交警检验机动车驾驶员是否“酒驾”时,对驾驶员进行呼气酒精检测,一种传统的酒精检测仪原理是:橙红色的重铬酸钾与乙醇生成绿色的硫酸铬,根据是否变色及颜色的变化程度,可测出呼出气体中是否有乙醇及含量高低。下列对乙醇的描述与此原理无关的是
①乙醇易挥发 ②乙醇密度比水小 ③乙醇有还原性 ④乙醇是烃的含氧衍生物
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
8. 工业上制备硝酸的主要流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 氧化炉中发生的主要反应为:4NH3+7O24NO2+6H2O
B. 物质X是空气或O2,物质Y是H2O
C. 上述流程中,理论上用N2合成1 mol HNO3,至少需要2 mol O2
D. 吸收塔中为提高氮原子的利用率,可通入过量空气和循环吸收尾气中的氮氧化物
9. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将乙醇与浓硫酸共热至170℃,将所得气体通入酸性溶液中
溶液褪色
有乙烯生成
B
将正戊烷滴加到溴水中并且光照
溶液分层,下层溶液颜色变浅
正戊烷与发生了取代反应
C
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中
溶液褪色
发生了加成反应
D
乙酸乙酯中加入NaOH溶液并且加热
溶液分层,过一段时间后,分层现象消失
发生了水解反应生成了乙酸和乙醇
A. A B. B C. C D. D
10. 一定温度下,在一个容积为的恒容密闭容器中发生反应:,10s时,反应达到平衡,消耗了,下列说法正确的是
A. 内用C表示的平均反应速率为
B. 时,的浓度为小于
C. 升高温度逆反应速率减慢
D. 向平衡体系中加入,体系压强增大,平衡不移动
11. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的是
A.验证SO2与水反应
B.浓硝酸与铜反应
C.制备收集乙酸乙酯
D.从米酒中分离出酒精
A. A B. B C. C D. D
12. 海洋资源丰富,具有很高的开发利用价值。海水晒盐后制得粗盐,粗盐往往含有可溶性杂质(、、等),粗盐经提纯后得精盐。工业上以、、等为原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A. 气体X、Y分别为二氧化碳、氨气
B. 如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
C. 在粗盐提纯的蒸发结晶操作中,当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热
D. 对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、溶液,过滤后再加入盐酸调节溶液的
13. 西北工业大学张健教授团队发明了一种电池,能将工业废水中的甲醛(HCHO)和硝酸盐转化为具有高附加值的产品,反应装置如图所示。下列说法正确的是
已知:质子交换膜只允许质子通过。
A. 该电池中,电子移动的方向:溶液
B. 负极反应:
C. 放电过程中,溶液的不变,无需添加
D. 放电过程中,生成的氨气与氢气物质的量相同
14. 由含硒废料(主要含S、Se、、CuO、ZnO、等)制取精硒的流程如下图:
下列说法错误的是
A. 硫单质在水中的溶解度小于在煤油中的溶解度
B. “滤液”中的金属阳离子有、、
C. “滤渣”的主要成分是
D. “酸化”时发生的离子方程式为:
15. 将3.86 g铜锌合金投入40 mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体1344 mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下),反应结束后向溶液中加入40 mL4 mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为5.9 g沉淀。若将生成的氮氧化物混合气体与一定体积的氧气混合后通入足量的水中,所有气体恰好被完全吸收。下列说法错误的是
A. 合金中Zn与Cu的物质的量之比为1:2
B. 混合气体中NO和NO2的体积之比为1:1
C. 原硝酸的浓度为5 mol/L
D. 通入O2的体积为672 mL(标准状况下)
第Ⅱ卷(非选择题共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 随着我国提出“碳中和”“碳达峰”理念,开发高效环保的新能源技术已成为化学研究的核心方向,而能量变化、反应速率与反应限度是认识化学反应的关键维度。回答下列问题:
(1)下列说法正确的是_____ (填标号)。
A.化学键断裂必然是因为发生化学反应
B.化学反应一定有化学键的断裂和生成
C.化学反应不一定有能量变化
(2)工业合成甲醇的一种方法为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。该反应的能量变化如图所示。
该反应断裂1 molCO2(g)和3 molH2(g)中化学键所需要吸收的能量_____(填“大于”或“小于”)形成1 molCH3OH(g)和1 molH2O(g)中化学键所需要释放的能量,反应过程中断裂的化学键类型为_____(填编号)。
①只断裂极性共价键②只断裂非极性共价键③断裂极性共价键和非极性共价键
(3)180℃时,向2 L恒容密闭容器中按n(CO2):n(H2)=1:3充入两种气体进行上述反应,测得n(CO2)随时间t变化如表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
12
n(CO2)/mol
2.00
1.40
1.0
0.76
0.58
0.50
0.50
①10 min时反应达到限度,用H2(g)表示0~10 min内该反应的平均速率为v(H2)=_____mol∙L⁻1∙min⁻1,CO2的转化率为_____。
②下列能说明该反应已达到反应限度的是_____(填标号)。
A.H2的物质的量保持不变
B.容器内气体的密度保持不变
C.单位时间内消耗3 molH2的同时生成1 molCO2
D.n(CO2):n(H2)=1:3且保持不变
(4)盖斯定律是化学热力学发展的基础,至今仍有广泛的应用。请回答下列问题:
已知:HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=+91.5kJ·mol⁻¹
①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H=_____kJ·mol⁻¹
②若断裂1 molH-H、1 molH-Cl需要吸收的能量分别为436kJ、431kJ,则断裂1 molCl-Cl需要吸收的能量为_____kJ。
17. 亚硝酰硫酸(NOSO4H,127 g/mol)主要用于染料、医药等工业,是一种浅黄色、遇水或受热易分解的固体,但溶于浓硫酸后不分解。某实验小组将SO2通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸,并测定产品的纯度。已知:
(1)仪器X的名称为_____,装置的连接顺序为a→_____。
(2)装置A的作用是_____。
(3)装置B采用冰水浴能增大亚硝酰硫酸的产率,说明反应是_____反应(填吸热或放热);同时也能减少浓硝酸分解和挥发。浓硝酸受热分解的化学方程式为_____。
(4)干燥管D中应盛装_____(填试剂名称),其作用是_____。
(5)测定产品纯度:待反应结束后,从B中分离出产品,并洗涤干燥。称取5.000 g产品于锥形瓶中,再加入60.00 mL0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液并摇匀,此时溶液恰好变为无色。
①已知产品中的杂质不参与反应,配平NOSO4H与KMnO4反应的化学方程式:_____。
__KMnO4+__NOSO4H+__H2O=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
②该产品纯度为_____%(保留一位小数)。
18. 一种含钴废料(主要成分CoO,还含有一定量的NiO、FeO、CaO、MnO、SiO2)制备金属钴的工艺流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)为了提高含钴废料的酸浸效率,可以采取的措施有_____(任写一条)。
(2)滤渣1的主要成分的化学式是_____,得到滤渣的操作所需要的玻璃仪器除烧杯外还有_____。
(3)氧化沉铁时,步骤①涉及的离子方程式为_____。
(4)丁二酮肟结构如图所示,鲜红色沉淀的化学式为Ni(C4H7N2O2)2,该物质中Ni元素的化合价为_____。
(5)沉钴时有臭鸡蛋气味的气体生成,该气体的结构式为_____。
(6)沉钴后由滤液生成Mn3O4的离子反应方程式为_____,反应后经过滤、洗涤、干燥可得到Mn3O4产品,检验产品已洗涤干净的操作为_____。
19. 有机化合物F是一种食用香料,用淀粉为原料合成F的路线如下图。已知E分子中含有一个甲基(-CH3),在哺乳动物体内或自然界中都可最终降解为CO2和H2O。
请回答下列问题:
(1)D所含官能团的名称为_____,E的结构简式为_____。
(2)分子式为C4H10O,不能被酸性KMnO4溶液氧化,与B互为同系物的物质的系统命名为:_____。
(3)B→C反应的化学方程式为_____。
(4)检验反应I中淀粉已完全水解的操作为_____。
(5)反应Ⅱ的化学方程式为_____,其反应类型为_____。
(6)2分子E在一定条件下可以发生酯化反应生成六元环状有机物,其分子式为_____。
(7)有机物X的分子式为C5H10O3,与E具有相同官能团的同分异构体有_____种(不考虑立体异构)。
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射洪中学高2025级高一下期强实班期中考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,监考员将试卷、答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 N—14 O—16 S—32 Cu—64 Zn—65
第Ⅰ卷(选择题共45分)
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 材料是人类赖以生存的物质基础,在推动科技进步、改善生产生活等方面发挥着重要作用。下列叙述错误的是
A. 晶体硅是良好的半导体材料,可用于制作计算机芯片和太阳能电池板
B. 石墨烯电阻率高、热导率低,具有很高的强度
C. 合成纤维为聚合物,具有强度高、弹性好、耐腐蚀等优良性能,可用于制作航天服
D. 硫化橡胶具有较好的强度、韧性、弹性和化学稳定性,可用于制造汽车轮胎
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体硅是良好的半导体材料,晶体硅可用于制作计算机芯片和太阳能电池板,A正确;
B.石墨烯电阻率极低、热导率极高,同时具有很高的强度,选项描述与事实相反,B错误;
C.合成纤维属于有机高分子聚合物,具有强度高、弹性好、耐腐蚀等优良性能,可用于制作航天服,C正确;
D.硫化橡胶通过交联形成体型结构,具有较好的强度、韧性、弹性和化学稳定性,可用于制造汽车轮胎,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语使用正确的是
A. CCl4的空间填充模型:
B. 聚丙烯的链节:—CH2—CH2—CH3—
C. —OH的电子式:
D. 乙醛的结构简式:CH3COH
【答案】C
【解析】
【详解】A.中,碳原子半径小于氯原子半径,空间填充模型中中心碳原子的体积应该小于外围氯原子,图示中心原子体积更大,不符合实际,正确的为:,A错误;
B.聚丙烯由丙烯加聚得到,其链节为,B错误;
C.(羟基)是中性基团,氧原子最外层共7个电子,存在一个未成对电子,C正确;
D.乙醛的醛基正确书写为,乙醛结构简式为,D错误;
故选C。
3. 工业以硫黄或黄铁矿(主要成分为,焙烧后的烧渣成分为)为原料生产硫酸的主要流程如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 高温焙烧时转移的电子数为
B. 硫酸所含氧原子数目为
C. 硫黄()中含有的键个数为
D. 用水吸收效率更高
【答案】A
【解析】
【详解】A.高温焙烧时,Fe由+2价升到+3价,S由-1价升到+4价,转移电子数为,A正确;
B.硫酸中,硫酸分子98g,为1 mol,则氧原子数目为,还存在2 g ,所含氧原子数目大于,B错误;
C.由结构图可知,该硫单质为,硫黄的物质的量为;个分子含8个共价键,因此硫黄含共价键为,即共价键数为,C错误;
D.用水吸收会形成酸雾,影响的吸收效果,D错误;
故选A。
4. 下列关于有机物的说法错误的是
A. 正丁烷的沸点比异丁烷高
B. 苯乙烯分子中最多有4个原子共线,16个原子共面
C. 联苯属于芳香烃,其一溴代物有3种
D. 乙烯、乙醇和乙酸都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳原子数相同的烷烃支链越多沸点越低,异丁烷有支链,所以正丁烷的沸点比异丁烷高,A正确;
B.苯乙烯()中苯环、乙烯基均为平面结构,连接二者的单键可以旋转,两个平面可重合,因此所有16个原子可以共面;苯环的对位原子共线,最多有4个原子共线,B正确;
C.联苯仅由C、H元素组成且含有苯环,属于芳香烃;联苯为对称结构,分子中共有3种等效氢,因此其一溴代物有3种,位置如图,C正确;
D.乙烯含碳碳双键、乙醇含可被氧化的羟基,二者都能被酸性高锰酸钾氧化,使溶液褪色;但乙酸性质稳定,不能被酸性高锰酸钾氧化,无法使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故选D。
5. 下列表示物质转化的方程式错误的是
A. 等量的NO2和NO混合气体通入NaOH溶液中:NO2+NO+2OH-=2+H2O
B. 硫化钠溶液与稀硝酸混合:S2-+2H+=H2S↑
C. 钠投入到无水乙醇中:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
D. 乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.等物质的量的和在溶液中发生归中反应,从价、价归中为价的,A正确;
B.稀硝酸具有强氧化性,硫化钠的具有还原性,二者会发生氧化还原反应,正确的离子方程式为:3S2-+8H++2=3S↓+2NO↑+4H2O,B错误;
C.钠与乙醇反应生成乙醇钠和氢气,方程式配平、形式均正确,C正确;
D.酯化反应的机理是酸脱羟基,醇脱氢:乙酸脱羟基(),标记了的乙醇脱,因此进入乙酸乙酯中,生成的水为普通,方程式符合机理,D正确;
故选B。
6. 磷酸奥司他韦是预防和治疗流感的药物,其制备原料之一M结构如下图,下列说法不正确的是
A. M的分子式为C7H10O5
B. 1 mol M最多可与发生加成反应
C. M能发生取代反应、氧化反应、酯化反应、水解反应等多种反应
D. 等物质的量的M分别与足量Na和NaHCO3反应,消耗二者的物质的量之比为4:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据其结构可知,M的分子式为,A正确;
B.只有碳碳双键能与发生加成,羧基中的碳氧双键不能加成,因此 最多消耗,B正确;
C.中羟基、羧基可发生取代反应/酯化反应,碳碳双键、羟基可发生氧化反应,但没有酯基、卤原子等可水解的官能团,不能发生水解反应,C错误;
D.可与所有醇羟基、羧基反应, 共消耗 ;仅能与羧基反应, 消耗,因此消耗二者物质的量比为,D正确;
故选C。
7. 交警检验机动车驾驶员是否“酒驾”时,对驾驶员进行呼气酒精检测,一种传统的酒精检测仪原理是:橙红色的重铬酸钾与乙醇生成绿色的硫酸铬,根据是否变色及颜色的变化程度,可测出呼出气体中是否有乙醇及含量高低。下列对乙醇的描述与此原理无关的是
①乙醇易挥发 ②乙醇密度比水小 ③乙醇有还原性 ④乙醇是烃的含氧衍生物
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】检测原理依赖乙醇的还原性与重铬酸钾发生氧化还原反应,同时乙醇需挥发至呼气中才能被检测,①③有关,②④无关;
答案选D。
8. 工业上制备硝酸的主要流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 氧化炉中发生的主要反应为:4NH3+7O24NO2+6H2O
B. 物质X是空气或O2,物质Y是H2O
C. 上述流程中,理论上用N2合成1 mol HNO3,至少需要2 mol O2
D. 吸收塔中为提高氮原子的利用率,可通入过量空气和循环吸收尾气中的氮氧化物
【答案】A
【解析】
【分析】原料和在高温高压催化剂条件下合成氨气;在催化剂、加热条件下被氧气氧化生成一氧化氮;流程中为氧化剂(空气或),既满足氨氧化的氧气需求,也为后续氧化提供氧化剂;被()氧化为,和(水)反应生成硝酸。
【详解】A.氧化炉中,氨气催化氧化的产物是,不是,正确反应为: ,A错误;
B.氧化炉中氨气氧化需要氧气,吸收塔中需要进一步被氧化为,和水反应生成硝酸,因此可以是空气或,是,B正确;
C.从的价到的价,则生成共转移电子,反应转移电子,因此恰好需要,C正确;
D.吸收塔中通入过量空气,可以将充分氧化,循环吸收尾气中的氮氧化物,能让氮氧化物尽可能转化为硝酸,提高氮原子利用率,D正确;
故选A。
9. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将乙醇与浓硫酸共热至170℃,将所得气体通入酸性溶液中
溶液褪色
有乙烯生成
B
将正戊烷滴加到溴水中并且光照
溶液分层,下层溶液颜色变浅
正戊烷与发生了取代反应
C
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中
溶液褪色
发生了加成反应
D
乙酸乙酯中加入NaOH溶液并且加热
溶液分层,过一段时间后,分层现象消失
发生了水解反应生成了乙酸和乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇与浓硫酸共热至170℃时,挥发的乙醇、副反应生成的都能使酸性溶液褪色,无法证明有乙烯生成,A错误;
B.正戊烷与溴水不发生取代反应,溶液分层、下层颜色变浅是正戊烷萃取溴水中的导致的,正戊烷密度小于水,上层有机层显橙红色,B错误;
C.乙烯含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,使溶液褪色,C正确;
D.乙酸乙酯在溶液中加热发生碱性水解,产物为乙酸钠和乙醇,并非乙酸,结论错误,D错误。
10. 一定温度下,在一个容积为的恒容密闭容器中发生反应:,10s时,反应达到平衡,消耗了,下列说法正确的是
A. 内用C表示的平均反应速率为
B. 时,的浓度为小于
C. 升高温度逆反应速率减慢
D. 向平衡体系中加入,体系压强增大,平衡不移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.C是固体,其浓度视为常数,不能用固体物质的量浓度变化计算反应速率,A错误;
B.根据反应式,10s时消耗2mol C,生成2mol CO2,故CO2浓度为=1mol·L-1,B错误;
C.升高温度会同时加快正、逆反应速率,C错误;
D.恒容条件下加入He,各反应物和产物的浓度不变,平衡不移动,D正确;
故选D。
11. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的是
A.验证SO2与水反应
B.浓硝酸与铜反应
C.制备收集乙酸乙酯
D.从米酒中分离出酒精
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将充满的试管倒扣在水中,试管内液面上升只能证明易溶于水,无法证明与水发生了化学反应,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.浓硝酸与铜在常温下即可反应生成,是有毒气体,能被溶液吸收,防止污染空气,装置合理,能达到实验目的,B符合题意;
C.制备收集乙酸乙酯时,导气管末端不能伸入饱和溶液液面以下,否则会发生倒吸,装置错误,C不符合题意;
D.蒸馏操作中,温度计水银球应位于支管口处,测量蒸气的温度,不能深入溶液中,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
12. 海洋资源丰富,具有很高的开发利用价值。海水晒盐后制得粗盐,粗盐往往含有可溶性杂质(、、等),粗盐经提纯后得精盐。工业上以、、等为原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A. 气体X、Y分别为二氧化碳、氨气
B. 如图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
C. 在粗盐提纯的蒸发结晶操作中,当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热
D. 对粗盐溶液除杂可依次加入过量、、溶液,过滤后再加入盐酸调节溶液的
【答案】C
【解析】
【分析】粗盐溶解除杂,除去粗盐中的Na2SO4、MgCl2、CaCl2,通常依次加入BaCl2(除)、NaOH(除Mg2+)、Na2CO3(除Ca2+和过量Ba2+),过滤后加盐酸调pH;饱和食盐水先后通入气体X与Y,即为先通NH3,再通CO2,目的是让NH3先溶于水形成碱性环境,吸收更多CO2生成;过滤得到NaHCO3晶体再得到纯碱是NaHCO3热分解;母液中含有NH4Cl及未反应的NaCl,通过降温、加细盐降低NH4Cl溶解度并析出,得NH4Cl,母液循环利用。
【详解】A.侯氏制碱法需向饱和食盐水中依次通入氨气、二氧化碳,A错误;
B.应将碳酸钠放在大试管中,碳酸氢钠放在小试管中,B错误;
C.在粗盐提纯的蒸发结晶操作中,当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热,C正确;
D.粗盐提纯时,一定要在后加入,即还用于除去过量的,D错误;
答案选C。
13. 西北工业大学张健教授团队发明了一种电池,能将工业废水中的甲醛(HCHO)和硝酸盐转化为具有高附加值的产品,反应装置如图所示。下列说法正确的是
已知:质子交换膜只允许质子通过。
A. 该电池中,电子移动的方向:溶液
B. 负极反应:
C. 放电过程中,溶液的不变,无需添加
D. 放电过程中,生成的氨气与氢气物质的量相同
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示,该装置为原电池。负极(a极)上甲醛发生氧化反应,负极反应式为;正极(b极)上硝酸根发生还原反应,电极反应式为;
【详解】A.电子不经过溶液,只能沿导线移动,A错误;
B.负极失电子,在碱性条件下生成与,B正确;
C.反应消耗,降低,需补充,C错误;
D.由电子守恒可知,生成的与物质的量不相等,D错误;
答案选B。
14. 由含硒废料(主要含S、Se、、CuO、ZnO、等)制取精硒的流程如下图:
下列说法错误的是
A. 硫单质在水中的溶解度小于在煤油中的溶解度
B. “滤液”中的金属阳离子有、、
C. “滤渣”的主要成分是
D. “酸化”时发生的离子方程式为:
【答案】B
【解析】
【分析】含硒废料加煤油分离得到、、、、,然后加稀酸溶后得到含、、的滤液和含、的滤渣,向含、Se的滤渣中加入溶液,过滤得到滤渣和含有的滤液,再加稀得到沉淀。
【详解】A.硫单质是非极性分子,根据“相似相溶”原理,非极性分子易溶于非极性溶剂,水是极性溶剂,煤油是非极性溶剂,所以硫单质在水中的溶解度小于在煤油中的溶解度,A正确;
B.含硒废料中的、、会与酸反应生成相应的金属阳离子,与酸反应生成,与酸反应生成,与酸反应生成,所以“滤液”中的金属阳离子有、、,B错误;
C.SiO2不与稀硫酸、反应,Se会与反应生成可溶性的,因此浸取后滤渣的主要成分就是,C正确;
D.在酸性条件下发生自身氧化还原反应,生成Se单质、和,离子方程式为,D正确;
故选B。
15. 将3.86 g铜锌合金投入40 mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体1344 mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下),反应结束后向溶液中加入40 mL4 mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为5.9 g沉淀。若将生成的氮氧化物混合气体与一定体积的氧气混合后通入足量的水中,所有气体恰好被完全吸收。下列说法错误的是
A. 合金中Zn与Cu的物质的量之比为1:2
B. 混合气体中NO和NO2的体积之比为1:1
C. 原硝酸的浓度为5 mol/L
D. 通入O2的体积为672 mL(标准状况下)
【答案】C
【解析】
【详解】A.沉淀中OH-质量为5.9g-3.86g=2.04g,n(OH-)= ,+2价金属总物质的量为 ,设Zn、Cu物质的量分别为x、y,列方程x+y=0.06mol、65x+64y=3.86g,解得x=0.02mol、y=0.04mol,二者物质的量之比为1:2,A正确;
B.标准状况下混合气体总物质的量为,设NO、NO2物质的量分别为a、b,列方程a+b=0.06mol,结合得失电子守恒3a+b=0.12mol,解得a=0.03mol、b=0.03mol,同温同压下体积比等于物质的量比为1:1,B正确;
C.根据N元素守恒,原硝酸中HNO3的物质的量等于还原产物(NO、NO2)中N的物质的量与反应后溶液中的物质的量之和,反应后溶液中溶质为NaNO3,n()=n(NaOH)=0.04L×4mol/L=0.16mol,故n(HNO3)=0.06mol+0.16mol=0.22mol,浓度为 =5.5mol/L,不是5mol/L,C错误;
D.根据电子守恒,金属失去的电子全部被O2得到,1mol O2得4mol电子,故n(O2)= =0.03mol,标准状况下体积为0.03mol×22.4L/mol=672mL,D正确;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 随着我国提出“碳中和”“碳达峰”理念,开发高效环保的新能源技术已成为化学研究的核心方向,而能量变化、反应速率与反应限度是认识化学反应的关键维度。回答下列问题:
(1)下列说法正确的是_____ (填标号)。
A.化学键断裂必然是因为发生化学反应
B.化学反应一定有化学键的断裂和生成
C.化学反应不一定有能量变化
(2)工业合成甲醇的一种方法为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。该反应的能量变化如图所示。
该反应断裂1 molCO2(g)和3 molH2(g)中化学键所需要吸收的能量_____(填“大于”或“小于”)形成1 molCH3OH(g)和1 molH2O(g)中化学键所需要释放的能量,反应过程中断裂的化学键类型为_____(填编号)。
①只断裂极性共价键②只断裂非极性共价键③断裂极性共价键和非极性共价键
(3)180℃时,向2 L恒容密闭容器中按n(CO2):n(H2)=1:3充入两种气体进行上述反应,测得n(CO2)随时间t变化如表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
12
n(CO2)/mol
2.00
1.40
1.0
0.76
0.58
0.50
0.50
①10 min时反应达到限度,用H2(g)表示0~10 min内该反应的平均速率为v(H2)=_____mol∙L⁻1∙min⁻1,CO2的转化率为_____。
②下列能说明该反应已达到反应限度的是_____(填标号)。
A.H2的物质的量保持不变
B.容器内气体的密度保持不变
C.单位时间内消耗3 molH2的同时生成1 molCO2
D.n(CO2):n(H2)=1:3且保持不变
(4)盖斯定律是化学热力学发展的基础,至今仍有广泛的应用。请回答下列问题:
已知:HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=+91.5kJ·mol⁻¹
①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H=_____kJ·mol⁻¹
②若断裂1 molH-H、1 molH-Cl需要吸收的能量分别为436kJ、431kJ,则断裂1 molCl-Cl需要吸收的能量为_____kJ。
【答案】(1)B (2) ①. 小于 ②. ③
(3) ①. 0.225 ②. 75% ③. AC
(4) ①. -183 ②. 243
【解析】
【小问1详解】
A.化学键断裂不一定发生化学反应,如NaCl固体熔化断裂离子键,属于物理变化,A错误;
B.化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,因此化学反应一定有化学键的断裂和生成,B正确;
C.断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量,任何化学反应都一定伴随能量变化,C错误;
故选B。
【小问2详解】
由能量图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应;放热反应中,断裂反应物化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键释放的总能量。反应物中含极性共价键,含非极性共价键,因此反应既断裂极性共价键也断裂非极性共价键,选③。
【小问3详解】
①0~10 min内, ,根据反应式, ,容器体积为,因此。转化率 。
②反应限度即化学平衡:
A.的物质的量保持不变,说明各组分含量不再变化,反应达到平衡,A符合题意;
B.反应全为气体,总质量不变,恒容容器体积不变,因此密度始终不变,密度不变不能说明平衡,B不符合题意;
C.单位时间消耗(正反应速率),同时生成(逆反应速率),速率比等于化学计量数比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,C符合题意;
D.初始投料,反应中和按消耗,因此比值始终为,比值不变不能说明平衡,D不符合题意;
故选AC。
【小问4详解】
①根据盖斯定律,已知反应,所求反应为该反应逆反应×2,因此。
②反应焓变反应物总键能生成物总键能,设断裂 吸收能量为,则: ,代入数据: ,解得 。
17. 亚硝酰硫酸(NOSO4H,127 g/mol)主要用于染料、医药等工业,是一种浅黄色、遇水或受热易分解的固体,但溶于浓硫酸后不分解。某实验小组将SO2通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸,并测定产品的纯度。已知:
(1)仪器X的名称为_____,装置的连接顺序为a→_____。
(2)装置A的作用是_____。
(3)装置B采用冰水浴能增大亚硝酰硫酸的产率,说明反应是_____反应(填吸热或放热);同时也能减少浓硝酸分解和挥发。浓硝酸受热分解的化学方程式为_____。
(4)干燥管D中应盛装_____(填试剂名称),其作用是_____。
(5)测定产品纯度:待反应结束后,从B中分离出产品,并洗涤干燥。称取5.000 g产品于锥形瓶中,再加入60.00 mL0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液并摇匀,此时溶液恰好变为无色。
①已知产品中的杂质不参与反应,配平NOSO4H与KMnO4反应的化学方程式:_____。
__KMnO4+__NOSO4H+__H2O=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
②该产品纯度为_____%(保留一位小数)。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. e→d→b→c→g→f
(2)制备SO2 (3) ①. 放热 ②.
(4) ①. 碱石灰或氢氧化钠 ②. 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶同时吸收尾气SO2和氮氧化物,防止环境污染
(5) ①. 2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=1K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4 ②. 38.1
【解析】
【分析】装置A中亚硫酸钠固体与浓硫酸反应产生二氧化硫,经过C装置干燥二氧化硫,二氧化硫进入B与浓硝酸、浓硫酸反应生成亚硝酰硫酸,装置D为尾气处理装置。
【小问1详解】
仪器X为三颈烧瓶;实验流程为:A制备→C干燥(洗气长进短出,e进d出)→B中反应(b进c出)→D防止空气中水蒸气进入B并吸收尾气(g进f出),故连接顺序为 。
【小问2详解】
装置A中与分液漏斗中的酸反应,目的是制取反应需要的。
【小问3详解】
冰水浴(降温)使产率升高,说明降温平衡正向移动,正反应为放热反应;浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水,。
【小问4详解】
亚硝酰硫酸遇水分解,且尾气含酸性有害气体,因此干燥管中盛装碱石灰或氢氧化钠。防止空气中水蒸气进入装置B使亚硝酰硫酸分解,同时吸收尾气中、氮氧化物等有害气体,防止污染空气。
【小问5详解】
①从价降为价,每个得;从价升为价,每个失,根据得失电子守恒、原子守恒配平:。
② ,由配平关系得 , ,纯度为 。
18. 一种含钴废料(主要成分CoO,还含有一定量的NiO、FeO、CaO、MnO、SiO2)制备金属钴的工艺流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)为了提高含钴废料的酸浸效率,可以采取的措施有_____(任写一条)。
(2)滤渣1的主要成分的化学式是_____,得到滤渣的操作所需要的玻璃仪器除烧杯外还有_____。
(3)氧化沉铁时,步骤①涉及的离子方程式为_____。
(4)丁二酮肟结构如图所示,鲜红色沉淀的化学式为Ni(C4H7N2O2)2,该物质中Ni元素的化合价为_____。
(5)沉钴时有臭鸡蛋气味的气体生成,该气体的结构式为_____。
(6)沉钴后由滤液生成Mn3O4的离子反应方程式为_____,反应后经过滤、洗涤、干燥可得到Mn3O4产品,检验产品已洗涤干净的操作为_____。
【答案】(1)适当提高硫酸浓度;适当提高反应温度;粉碎含钴废料;加快搅拌等(合理即可)
(2) ①. SiO2、CaSO4 ②. 漏斗和玻璃棒
(3)
(4)+2 (5)H-S-H
(6) ①. ②. 取最后一次洗涤液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,不产生白色沉淀或取最后一次洗涤液于试管中,加入足量的NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,不变蓝色
【解析】
【分析】含钴废料经硫酸酸浸后,过滤得到主要含有、、、等金属阳离子的酸浸液;滤渣1含有反应生成的硫酸钙和未反应的二氧化硅。溶液中加入双氧水,将亚铁离子氧化为铁离子,再通过调节溶液pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,加入丁二酮肟使转化为沉淀除去,再加入使转化为沉淀,加氢还原得到金属。滤液中加氨水沉锰,经空气氧化得。
【小问1详解】
提高浸出率的常见方法有增大接触面积(粉碎)、升温、搅拌、提高反应物浓度等。
【小问2详解】
废料中不与硫酸反应,与硫酸反应生成微溶的,因此滤渣1为二者;分离滤渣的操作是过滤,所需玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。
【小问3详解】
酸浸后Fe元素以存在,步骤①中在酸性条件下将氧化为,便于后续调pH生成沉铁,。
【小问4详解】
丁二酮肟作为配体时,每个配体脱去1个,带1个单位负电荷,即,化合物整体呈电中性,因此 ,得Ni化合价为+2。
【小问5详解】
臭鸡蛋气味气体为,S原子与两个H原子分别以单键结合,结构式为 。
【小问6详解】
滤液中Mn以存在,在氨水、氧气条件下被氧化为,根据电子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式 。流程中引入了硫酸根,产品表面吸附的杂质离子主要是,因此检验最后一次洗涤液中是否存在即可判断是否洗涤干净,操作为:取最后一次洗涤液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入溶液,不产生白色沉淀。同时引入了铵根离子,故也可以检验铵根离子,方法为:最后一次洗涤液于试管中,加入足量的NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,不变蓝色,说明铵根离子已经洗净。
19. 有机化合物F是一种食用香料,用淀粉为原料合成F的路线如下图。已知E分子中含有一个甲基(-CH3),在哺乳动物体内或自然界中都可最终降解为CO2和H2O。
请回答下列问题:
(1)D所含官能团的名称为_____,E的结构简式为_____。
(2)分子式为C4H10O,不能被酸性KMnO4溶液氧化,与B互为同系物的物质的系统命名为:_____。
(3)B→C反应的化学方程式为_____。
(4)检验反应I中淀粉已完全水解的操作为_____。
(5)反应Ⅱ的化学方程式为_____,其反应类型为_____。
(6)2分子E在一定条件下可以发生酯化反应生成六元环状有机物,其分子式为_____。
(7)有机物X的分子式为C5H10O3,与E具有相同官能团的同分异构体有_____种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) ①. 羧基 ②. CH3CH(OH)COOH
(2)2-甲基-2-丙醇
(3)2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
(4)取少量水解液于试管中,滴入几滴碘水,溶液不变蓝,说明淀粉已完全水解
(5) ①. ②. 酯化反应或取代反应
(6)C6H8O4 (7)12
【解析】
【分析】淀粉水解得到葡萄糖,葡萄糖分解得到B:乙醇,乙醇经氧化得到C:乙醛,再氧化得到D:乙酸,因此D的官能团为羧基;D和E发生酯化反应生成F,根据F的结构逆推,E含1个甲基,分子式为,因此E为2-羟基丙酸,结构简式为。
【小问1详解】
D是乙酸,官能团是羧基。根据分析可知,E的结构简式为。
【小问2详解】
该有机物与B(乙醇)互为同系物,说明属于饱和一元醇,不能被酸性高锰酸钾氧化,说明羟基连接的碳上无氢,结构为 ,系统命名为:2-甲基-2-丙醇。
【小问3详解】
乙醇催化氧化生成乙醛,方程式为: 。
【小问4详解】
取水解后的混合液少许于试管中,加入碘水,若溶液不变蓝,说明淀粉已完全水解。
【小问5详解】
酯化反应(或取代反应) 乙酸和2-羟基丙酸发生酯化反应生成F和水,属于取代反应,方程式为:: 。
【小问6详解】
E为2-羟基丙酸,分子式为,2分子E形成环酯,脱去2分子水,分子式为。
【小问7详解】
该有机物为饱和一元羟基酸,其同分异构体可视为在戊酸的四种同分异构体(戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2,2-二甲基丙酸)的烃基上取代一个氢原子为羟基得到。戊酸烃基上有4种H,形成4种异构体;2-甲基丁酸烃基上有4种H,形成4种异构体;3-甲基丁酸烃基上有3种H,形成3种异构体;2,2-二甲基丙酸烃基上有1种H,形成1种异构体,共4+4+3+1=12种。
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