内容正文:
高二期末化学试卷
一、单选题(本大题共14个小题,每小题3分,共42分)
1. 下列关于碳、氮、硫及其化合物的叙述正确的是
A. 键角:
B. 酸性:
C. 和中硫原子均采取杂化
D. 熔、沸点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中N原子价电子对数均为4,孤电子对数依次为2、1、0,孤电子对数越多键角越小,所以键角:,故A正确;
B.甲基具有推电子作用、F原子具有吸电子作用,所以酸性:,故B错误;
C.中硫原子采取杂化,中硫原子采取杂化,故C错误;
D.苯酚相对分子质量大于苯,且苯酚分子间能形成氢键,所以熔、沸点:,故D错误;
选A。
2. 下列说法不正确的是
A. 异嗪皮啶分子()与氢气完全加成后的产物中含有5个手性碳原子
B. 不存在顺反异构
C. 聚合物可由异戊二烯加聚制得
D. 1mol与足量NaOH溶液反应,最多可消耗NaOH的物质的量为2mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.加氢后的产物由5个手性碳原子,如图:,A正确;
B.B的结构如图:,碳碳双键上的H原子可以在双键的同一侧,也可以在双键的两侧,存在顺反异构,B错误;
C.聚合物的单体是,名称为异戊二烯加聚,C正确;
D.在结构中,能与NaOH反应的官能团为酚羟基和酯基,1mol可以与2molNaOH反应,D正确;
答案选B。
3. 实验室利用固体进行如图实验,已知中Pb为、价。下列说法不正确的是
A. 可表示为
B. 氧化性强弱:
C. 受热分解过程中,超过的表现氧化性
D. 此过程中物质的量大于
【答案】B
【解析】
【详解】A.中Pb为、价,可表示为,A说法正确;
B.“加热”过程中PbO2被还原为和,因此氧化性:PbO2>PbO,步骤II中部分HCl被氧化为Cl2,根据化合价变化可知该反应中氧化剂为+4价Pb,即氧化性PbO2>Cl2,无法比较PbO与Cl2的氧化性,B说法错误;
C.受热分解过程中,若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,的表现氧化性,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO混合物,所以超过的表现氧化性,C说法正确;
D.若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,根据得失电子守恒,生成1mol Pb3O4的同时生成1mol O2,1mol Pb3O4与浓盐酸反应生成1molCl2,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO混合物,所以生成O2的物质的量大于Cl2,D说法正确;
答案选B。
4. 碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列化学反应表示不正确的是
A. 由生成的电极反应式为
B. 和反应生成尿素:
C. 载人航天器内,用固体吸收过量:
D. 与重整制氢:
【答案】A
【解析】
【详解】A.由生成的电极反应式为:,A错误;
B.和反应生成尿素,根据元素守恒可得化学方程式:,B正确;
C.用固体吸收过量的,反应生成碳酸氢锂,化学方程式:,C正确;
D.与催化重整生成氢气,同时生成CO,根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式为:,D正确;
故选:A。
5. X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X原子半径最小,Y、Z处于同一周期,Y与X形成的简单化合物键角约为107°,基态Z原子有两个未成对电子。W是地壳中含量最高的金属元素,R的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的无机含氧酸。下列说法正确的是
A. 简单离子半径大小:R>W>Y>Z>X
B. 基态原子第一电离能:Y>Z
C. 实验室可电解熔融获得W的单质
D. X、Y、Z形成的化合物既含有离子键又含有共价键
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X原子半径最小, Y与X形成的简单化合物键角约为107°,则形成的简单化合物为NH3,X是H,Y是N,Y、Z处于同一周期,基态Z原子有两个未成对电子,判断Z是O,W是地壳中含量最高的金属元素,则W是Al,R的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的无机含氧酸,则R是Cl。
【详解】A.由以上分析,X、Y、Z、W、R分别是H、N、O、Al、Cl,形成的简单离子为 ,离子半径最大的是有3个电子层,都有2个电子层,电子层结构相同,质子少的半径大,即,半径最小,故离子半径大小顺序为R>Y>Z>W>X,A错误;
B.Y、Z分别是N、O,基态原子第一电离能为Y>Z,B正确;
C.W、R分别是Al、Cl,是AlCl3,AlCl3是共价化合物,熔融状态不导电,电解熔融获得Al的单质,C错误;
D.X、Y、Z分别是H、N、O,形成的化合物,既含有离子键,又含有共价键,,也可以形成HNO3,只含共价键,D错误;
故选B。
6. 是钙钛矿太阳能电池的重要吸光材料,其晶胞结构如图1所示,提出降解的机理如图2所示。
下列说法不正确的是
A. 的键角小于的键角 B. 1个晶胞含有3个
C. 中C和N原子的杂化方式相同 D. 可与反应生成和
【答案】A
【解析】
【详解】A.中只有一对孤电子对,中有2对孤电子对,孤电子对越多,形成的斥力越大,键角越小,所以的键角大于的键角,A错误;
B.1个晶胞中,含有阴影球:1个,白球:,含有黑球:,结合物质化学式可知,1个晶胞含有3个,B正确;
C.中C形成4个共价键,杂化轨道数为4,属于sp3杂化,N形成3个共价键,含1对孤电子对,杂化轨道数为4,属于sp3杂化,C正确;
D.H2O分子中的O原子上含有孤对电子能够与H+形成配位键结合形成H3O+,因此H2O可与反应生成H3O+和CH3NH2,D正确;
答案选A。
7. 下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A. 碱转化为酸式盐:
B. 过氧化物转化为碱:
C. 单质转化为一种盐:
D. 碱转化为两种盐:
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaOH通入过量CO2可以转化为酸式盐NaHCO3,离子方程式为:,A错误;
B.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为:,B错误;
C.钠和硫酸铜溶液反应时,先和溶液中的水反应生成NaOH和氢气,最终得到Cu(OH)2蓝色沉淀,不能生成Cu,离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑,C错误;
D.氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠,离子方程式为:,D正确;
故选D。
8. 下列说法中正确的是
A. 向新制氯水中加水稀释,减小
B. 锌与硫酸反应制取氢气时,滴入少量CuSO4溶液可以加快反应速率
C. 在反应中,增大压强,可以加快硫的析出速率
D. 工业制备硫酸时,在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.次氯酸为弱酸,存在电离平衡:电离平衡常数:,加水稀释,温度不变,电离平衡常数不变,减小,比值增大,A错误;
B.锌与硫酸反应制取氢气时,滴入少量CuSO4溶液,Zn与硫酸铜反应置换出铜单质,形成原电池,加快反应速率,B正确;
C.该反应无气体参与,增大压强,不影响反应速率,C错误;
D.采用水吸收三氧化硫,反应放出的热量导致产生大量酸雾,影响水与三氧化硫接触,D错误;
答案选B。
9. 全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如图。
已知:全钒液流电池放电时发生氧化反应
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
下列说法不正确的是
A. 电池放电时B极反应为 B. 电池充电时电极B为阴极
C. 当完成充电储能时,正极溶液的颜色为蓝色 D. 充电过程中,电极A附近pH减小
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,放电时,右侧为负极,电极反应式为,左侧为正极,电极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O,充电时,左侧为阳极,电极反应式为VO2++H2O-e-=VO+2H+,右侧为阴极,电极反应式为V3++e-=V2+,据此作答。
【详解】A.钒液流电池放电时发生氧化反应,因此电池放电时B极为负极,反应为,故A正确;
B.充电时,右侧为阴极,故B正确;
C.充电时,左侧为阳极,电极反应式为VO2++H2O-e-=VO+2H+,正极溶液的颜色为黄色,故C错误;
D.充电时,左侧为阳极,电极反应式为VO2++H2O-e-=VO+2H+,充电过程中,电极A附近pH减小,故D正确;
故选C。
10. 下列反应中,电子转移的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由方程式可知,反应中碳元素的化合价升高被氧化,碳是反应的还原剂,氯元素的化合价降低被还原,氯气是反应的氧化剂,反应生成2mol氯化铝时,转移6mol电子,则表示电子转移的单线桥为,故A正确;
B.由方程式可知,反应中钠元素化合价升高被氧化,钠是反应的还原剂,氢元素的化合价降低被还原,水是反应的氧化剂,反应生成1mol氢气时,转移2mol电子,则表示电子转移的单线桥为,故B错误;
C.由方程式可知,反应中碘元素化合价升高被氧化,碘化钾是反应的还原剂,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂,反应生成5mol碘时,转移10mol电子,则表示电子转移的双线桥为,故C正确;
D.由方程式可知,反应中硫化氢中碘硫元素化合价升高被氧化,是反应的还原剂,浓硫酸中硫元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂,反应生成1mol硫时,转移2mol电子,则表示电子转移的双线桥为,故D正确;
故选B。
11. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】B
【解析】
【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B),其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响,浓度变化,k不变。由第二组数据和第四组数据,可知n=0;由第一组数据,第二组数据,两式相比得到m=1;将n=0,m=1代入得到k=6.4×10-3min-1;故速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B)。
【详解】A.由上速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B),代入第三组数据,,则v1=6.4;第六组数据中,则,则c1=0.75,A正确;
B.根据以上分析可知,该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1,B错误;
C.根据题给信息,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为 。若从开始到反应了50%,则需要时间,从50%反应到25%,则需要时间,则反应掉75%的A看成是经历两次半衰期,所需时间是,C正确;
D.已知,k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响;升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快,D正确。
故选B。
12. 已知,常温下。向溶液中逐滴加入等浓度的氨水。反应过程中,或与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中:
B. 从b到c的过程中,水的电离程度增大
C. 常温下,b点溶液的pH约为10
D. b点溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.a点溶液就是溶液,会水解,故,A正确;
从a到b的过程中,发生反应:,b点是溶液,促进水的电离;从b到c的过程中发生反应:B.,c点是相当于强碱的溶液,抑制水的电离,故水的电离程度减小,B错误;
C.b点的,故pH约为10,C正确;
D.b点是和恰好完全反应,根据元素质量守恒定律可知,D正确;
答案选B。
13. 已知A、B、C、D是周期表中前三周期元素,且原子序数依次增大,其中A、B、C为同周期的非金属元素,且B、C原子中均有两个未成对电子,D元素s能级与p能级电子数相等,下列说法正确的是
A. 原子半径:A>B>C>D B. 第一电离能:A<B<C<D
C. D与 C 可形成高熔点的化合物 D. 最低价气态氢化物的沸点:A<C<B
【答案】C
【解析】
【分析】已知A、B、C、D是周期表中前三周期元素,且原子序数依次增大,其中A、B、C为同周期的非金属元素,且B、C原子中均有两个未成对电子,则B为碳、C氧,A为非金属元素,则为硼;D元素s能级与p能级电子数相等,则D为镁;
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:Mg>B>C>O,A错误;
B.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,第一电离能:Mg<B<C<O,B错误;
C.D与 C 可形成高熔点的化合物氧化镁,C正确;
D.简单氢化物水能形成氢键导致沸点升高,故简单最低价气态氢化物的沸点水大于甲烷,D错误;
故选C。
14. 标准状况下,将5.6LCO2和CO混合气体,通入足量澄清石灰水中,经过滤洗涤干燥后得到10.0g固体,则混合气体中CO所占质量分数为
A. 48.8% B. 51.2% C. 60.0% D. 40.0%
【答案】A
【解析】
【详解】标准状况下,5.6LCO2和CO混合气体的物质的量为=0.25mol,10.0g碳酸钙的物质的量为=0.1mol,由原子守恒可知参加反应的CO2的物质的量为0.1mol,则CO的物质的量为0.25mol-0.1mol=0.15mol,混合气体中CO所占质量分数为=48.8%,故答案为A。
二、实验探究题(本大题共2个小题,每小题14分,共28分)
15. 实验室用如图所示装置来制备乙炔,并验证乙炔的某些化学性质,制备的乙炔气体中往往含有少量的H2S气体,请按下列要求填空:
(1)实验室制乙炔的化学方程式是___________;为了得到较为平稳的乙炔气流,装置A的分液漏斗中常用___________来代替水。
(2)装置B中CuSO4溶液的作用是___________。
(3)装置D中观察到的现象是___________,该反应的类型是___________。
(4)乙炔和乙烯都是重要的化工原料,在一定条件下,乙烯与硫酸酸化高锰酸钾反应的化学方程式为___________。
(5)C4H4在工业上是很需要的烯炔烃化合物,用于制备合成橡胶的单体等。它有多种同分异构体,根据以下特征,写出相应同分异构体的结构简式,
①若C4H4为链状结构,可由两分子乙炔加成而得,则A为___________。
②若C4H4为正四面体结构,每个碳原子分别与另外3个碳原子通过单键相连,则B的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2 ②. 饱和食盐水
(2)除去H2S杂质,防止干扰后续实验
(3) ①. 紫色褪去 ②. 氧化反应
(4)5C2H4+12KMnO4+18H2SO4=12MnSO4+10CO2↑+28H2O+6K2SO4
(5) ①. HC≡C-CH=CH2 ②.
【解析】
【分析】实验室中用电石和水反应制备乙炔,其中含有杂质CaS与水反应产生H2S,为防止其干扰乙炔性质,在装置B中用CuSO4溶液的作用是除去H2S,在装置C中乙炔与溴的四氯化碳溶液发生加成反应产生CHBr2-CHBr2,而使溴的四氯化碳溶液褪色;在装置D中乙炔被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,乙炔被氧化为CO2气体,通过排水方法可测量反应产生CO2的体积。
【小问1详解】
实验室制备乙炔是利用电石和水反应生成乙炔和氢氧化钙,化学反应方程式为:CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2;碳化钙与水反应非常剧烈,为得到平缓的乙炔气流,在分液漏斗中可以用饱和食盐水代替水代替水;
【小问2详解】
电石中含有的杂质CaS会与水反应产生H2S,H2S具有还原性,会导致溴水、高锰酸钾溶液褪色影响乙炔性质的检验,装置B中硫酸铜溶液的作用是除去H2S杂质,以防止干扰后续实验;
【小问3详解】
装置D中含有酸性高锰酸钾溶液 该物质强氧化性,乙炔含有不饱和键,能够被高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,酸性高锰酸钾被还原为无色Mn2+,因此装置D中观察到的现象为溶液褪色,发生反应类型是氧化反应;
【小问4详解】
乙炔和乙烯都是重要的化工原料,二者都能够与酸性KMnO4溶液发生反应。在一定条件下,乙烯与硫酸酸化高锰酸钾溶液反应,乙烯被氧化产生CO2,KMnO4被还原产生MnSO4,同时反应产生K2SO4、H2O,该反应的化学方程式为:5C2H4+12KMnO4+18H2SO4=12MnSO4+10CO2↑+28H2O+6K2SO4;
【小问5详解】
①C4H4有许多同分异构体,若C4H4为链状结构,可由两分子乙炔加成而得,则A结构简式为:HC≡C-CH=CH2;
②若C4H4为正四面体结构,每个碳原子分别与另外3个碳原子通过单键相连,每个C原子结合1个H原子,则B的结构简式为:。
16. 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。现在工业上合成甲醇几乎全部采用或CO2加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①
2.5
0.15
②
1.0
2.50
③
(1)反应②是______(填“吸热”或“放热”)
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。根据反应①和②可推导K1、K2与K3之间的关系,则K3=______(用K1、K2表示)
(3)在3L容积可变的密闭容器中仅发生反应②,已知c(CO)与反应时间t的变化曲线I如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线I变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是______。
(4)一定条件下将(g)和(g)以体积比3∶1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③,下列能说明该反应达到平衡状态的有______
A. 体系密度保持不变
B. 和的体积比保持不变
C. 混合气体的平均相对分子量不变时,反应一定达到平衡状态
D. 当破坏中2个碳氧双键,同时破坏中的2个氧氢键,反应一定达到平衡状态
(5)一定条件下,甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下,将amol·L-1的醋酸与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为______。
【答案】(1)吸热 (2) ①. = ②. K1∙K2
(3) ①. 加入催化剂 ②. 将容器的体积快速压缩至2L (4)CD
(5)
【解析】
【小问1详解】
分析图表数据,反应②平衡常数随温度升高增大,平衡正向进行,正反应是吸热反应,故反应②为吸热反应;
【小问2详解】
依据平衡常数随温度变化,不随压强变化分析,图象中平衡状态由A变到B时,压强改变,温度不变,所以平衡常数不变,故K(A)=K(B),根据盖斯定律可知①+②即得到反应③,所以反应③的平衡常数K3=K1×K2;
【小问3详解】
由图象知,曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间,最后达到相同平衡状态,由于体积可变体系恒压,说明改变的是加入了催化剂;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳的物质的量浓度增大,反应是气体体积前后不变的反应,可变容器中气体体积和浓度成反比,气体物质的量不变,曲线Ⅰ对应容器体积为3L,一氧化碳浓度为3mol/L,改变条件后变为曲线Ⅱ,一氧化碳浓度为4.5mol/L,设压缩体积为VL,则3:V=4.5:3,解得V=2L,所以改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L;
【小问4详解】
A.恒温恒容条件下,容器内的气体总质量不变,体系密度不是变量,体系密度保持不变不能说明该反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.充入的和的体积比为3∶1,二者的化学计量数之比也是3∶1,则任意时刻二者体积比恒为3∶1,体积比保持不变不能说明该反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.容器内的气体总质量不变,由于反应前后气体化学计量数之和不相等,气体的总物质的量是变量,故混合气体的平均相对分子质量是变量,不变时说明反应达到了平衡状态,C符合题意;
D.一个中含有2个碳氧双键,一个中含有2个氧氢键,破坏中化学键涉及正反应,破坏中的化学键涉及逆反应,说明正逆反应速率相等,则反应一定达到了平衡状态,D符合题意;
故选CD。
【小问5详解】
通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,溶液中溶质为醋酸钡和氢氧化钡,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L,溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液呈中性,醋酸电离平衡常数=。
三、综合题(本大题共2个小题,每小题15分,共30分)
17. 在起始温度相同(T℃)的条件下,分别向容积相同的密闭容器甲、乙、丙中加入等量NH4I(s),发生反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ΔH>0,2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0,容器如图所示。
回答下列问题:
(1)在甲容器中,不能作为2HI(g)I2(g)+H2(g)达到平衡的依据是____(填标号)。
a.气体颜色不变 b.气体压强不变
c.气体温度不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)乙容器中反应达平衡后,再充入He,则反应2HI(g)I2(g)+H2(g)的平衡____移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)。
(3)在反应过程中,测得丙容器中HI、H2的物质的量(c)随时间(t)变化如图所示。
已知:在T℃时,2HI(g)I2(g)+H2(g)的平衡常数K=。
①曲线b代表的变化曲线____(填化学式);
②2min内,用NH3表示的反应速率为____,HI的分解率为____。
③T℃时,若在丙容器中加入I2(g)和H2(g)各1mol;反应达平衡后,放出7.6kJ的热量,则I2(g)与H2(g)反应的热化学方程式为____。
(4)甲、乙、丙三个容器中反应均达到平衡时,I2(g)的体积分数由大到小的顺序是____。
【答案】(1)d (2)正反应方向
(3) ①. HI ②. 2.5mol/(L•min) ③. 20% ④. I2(g)+H2(g)2HI(g) △H=-9.5kJ/mol
(4)乙>丙>甲
【解析】
【小问1详解】
甲容器为绝热恒容,发生2HI(g)I2(g)+H2(g):
a.气体颜色不变,则I2(g)的浓度不变,说明反应已达平衡,a不符合题意;
b.2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0,反应吸热,未平衡时,容器内温度降低,气体分子数不变,压强减小,则气体压强不变,说明反应已达平衡,b不符合题意;
c.2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0,反应吸热,未平衡时,容器内温度降低,气体温度不变,说明反应已达平衡,c不符合题意;
d.2HI(g)I2(g)+H2(g)是气体总物质的量不变,总质量不变的反应,故混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能说明反应已达平衡,d符合题意;
答案选d;
【小问2详解】
乙容器是恒温恒压容器,反应达平衡后,再充入He,体积增大,相当于减小压强,反应NH4I(s)NH3(g)+HI(g)正向移动,使体系温度降低,但乙容器恒温,相当于升高温度,则2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0向正反应方向移动;
【小问3详解】
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ΔH>0,2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0,HI(g)是第一个反应的生成物,第二个反应的反应物,则开始阶段HI(g)浓度增大程度大于H2(g),故曲线b代表HI的变化曲线;
②结合①可知,2min内,H2(g)浓度增大0.5mol/L,则反应2HI(g)I2(g)+H2(g) 中HI减小1mol/L,HI在该2min内增大4mol/L,则反应NH4I(s)NH3(g)+HI(g)中NH3(g)浓度增大4mol/L+1mol/L=5mol/L,用NH3表示的反应速率为v(NH3)=5mol/L÷2min=2.5mol/(L·min);
HI的分解率==20%;
③设体积为1L,列三段式,T℃时K=,则,解得x=0.8或(舍去),因为体积为1L,则0.8molI2(g)和0.8molH2(g)反应生成1.6molHI(g)放出7.6kJ的热量,则1molI2(g)和1molH2(g)反应生成2molHI(g)放出的热量为kJ=9.5kJ,则I2(g)与H2(g)反应的热化学方程式为I2(g)+H2(g)2HI(g) △H=-9.5kJ/mol;
【小问4详解】
甲是恒容绝热容器,乙是恒温恒压,丙是恒温恒容,以丙为基础,甲相比于丙是降温,平衡逆向移动,I2(g)的体积分数比丙小,乙相比于丙是降压,平衡正向移动,I2(g)的体积分数比丙大,则甲、乙、丙三个容器中反应均达到平衡时,I2(g)的体积分数由大到小的顺序是乙>丙>甲。
18. A~G都是有机化合物,它们的转化关系如图,请回答下列问题:
已知:RX+NaOHROH+NaX
RCH2CH2X+NaOHRCH=CH2+NaX+H2O
(1)已知:6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O;E的蒸气与氢气的相对密度为30,则E的分子式为___________。
(2)A为一取代芳烃,B中含有一个甲基。由B生成C的化学方程式为________________。
(3)由B生成D、由C生成D的反应条件分别是_________、__________。
(4)由A生成B、由D生成G的反应类型分别是__________、__________。
(5)F存在于栀子香油中,其结构简式为___________。
(6)在G的同分异构体中,苯环上一硝化的产物只有一种的共有 _____个,其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为l:1的是______________(填结构简式)。
(7) 已知烯烃能发生如下的反应:
RCHO+R’CHO
请写出下列反应产物的结构简式:
________________________
(8) A是二聚环戊二烯(C10H12)的同分异构体,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸[提示:苯环的烷基(—CH3,—CH2R,—CHR2)或烯基侧链经酸性高锰酸钾溶液氧化得羧基,写出A所有可能的结构简式(不考虑立体异构):___________________________________________ 。
【答案】 ①. C2H4O2 ②. +NaOH+NaCl ③. 氢氧化钠醇溶液、加热 ④. 浓硫酸、加热 ⑤. 取代反应 ⑥. 加成反应 ⑦. ⑧. 7 ⑨. ⑩. ⑪.
【解析】
【分析】E的蒸气与氢气的相对密度为30,则Mr(E)=30×2=60,6.0gE的物质的量是0.1mol,完全燃烧后生成和的物质的量分别为,,故分子中碳原子个数为2,氢原子个数为4,氧原子个数为:,故E的分子式是。A为一取代芳烃,由分子式可知为苯的同系物,故A为,A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B,B为卤代烃,B发生水解反应生成C,B、C均转化得到D,结构G的分子式可知,B、C发生消去反应生成D,D中含有碳碳双键,而B中含有一个甲基,则B为,B发生水解反应生成C为,C与E反应生成F,结合F的分子式可知,应是发生酯化反应,则E为,F为,B、C均发生消去反应生成D为,则G为,据此解答。
【详解】(1)E的蒸气与氢气的相对密度为30,则Mr(E)=30×2=60,6.0gE的物质的量是0.1mol,完全燃烧后生成和的物质的量分别为,,故分子中碳原子个数为2,氢原子个数为4,氧原子个数为:,故E的分子式是,
故答案为:;
(2)A为一取代芳烃,由分子式可知为苯的同系物,故A为,A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B,B为卤代烃,而B中含有一个甲基,则B为,B发生水解反应生成C为,方程式为:+NaOH+NaCl,
故答案为:+NaOH+NaCl;
(3)B为,C为,D为,由B生成D为卤代烃的消去反应,条件为氢氧化钠醇溶液、加热,由C生成D为醇的消去反应,条件为浓硫酸、加热,
故答案为:氢氧化钠醇溶液、加热;浓硫酸、加热;
(4)A为,B为,由A生成B的反应类型为取代反应,D为, G为,由D生成G的反应类型为加成反应,
故答案为:取代反应;加成反应;
(5)C为,E为,C与E反应生成F是发生酯化反应,则F为,
故答案为:;
(6)苯环上一硝化的产物只有一种说明为对称结构,根据G的分子式可知满足条件的同分异构体有共7种;其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为1:1的是第一种 ,
故答案为:7;;
(7)由信息可知,碳碳双键的碳上含一个氢原子被氧化为醛基,故发生反应,
故答案为:;
(8)能使溴的四氯化碳溶液褪色,应含有碳碳双键,A经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸,说明烃基位于对位位置,可能的结构有
,
故答案为:
。
【点睛】解有机推断题,要把握以下三个推断的关键: (1)审清题意(分析题意、弄清题目的来龙去脉,掌握意图);(2)用足信息(准确获取信息,并迁移应用);(3)积极思考(判断合理,综合推断)。根据以上的思维判断,从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质或特征反应,关系条件和类别条件),不但缩小推断的物质范围,形成解题的知识结构,而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件。然后再从突破口向外发散,通过正推法、逆推法、正逆综合法、假设法、知识迁移法等得出结论。最后作全面的检查,验证结论是否符合题意。
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高二期末化学试卷
一、单选题(本大题共14个小题,每小题3分,共42分)
1. 下列关于碳、氮、硫及其化合物的叙述正确的是
A. 键角:
B. 酸性:
C. 和中硫原子均采取杂化
D. 熔、沸点:
2. 下列说法不正确的是
A. 异嗪皮啶分子()与氢气完全加成后的产物中含有5个手性碳原子
B. 不存在顺反异构
C. 聚合物可由异戊二烯加聚制得
D. 1mol与足量NaOH溶液反应,最多可消耗NaOH的物质的量为2mol
3. 实验室利用固体进行如图实验,已知中Pb为、价。下列说法不正确的是
A. 可表示为
B. 氧化性强弱:
C. 受热分解过程中,超过的表现氧化性
D. 此过程中物质的量大于
4. 碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列化学反应表示不正确的是
A. 由生成的电极反应式为
B. 和反应生成尿素:
C. 载人航天器内,用固体吸收过量:
D. 与重整制氢:
5. X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X原子半径最小,Y、Z处于同一周期,Y与X形成的简单化合物键角约为107°,基态Z原子有两个未成对电子。W是地壳中含量最高的金属元素,R的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的无机含氧酸。下列说法正确的是
A. 简单离子半径大小:R>W>Y>Z>X
B. 基态原子第一电离能:Y>Z
C. 实验室可电解熔融获得W的单质
D. X、Y、Z形成的化合物既含有离子键又含有共价键
6. 是钙钛矿太阳能电池的重要吸光材料,其晶胞结构如图1所示,提出降解的机理如图2所示。
下列说法不正确的是
A. 的键角小于的键角 B. 1个晶胞含有3个
C. 中C和N原子的杂化方式相同 D. 可与反应生成和
7. 下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A. 碱转化为酸式盐:
B. 过氧化物转化为碱:
C. 单质转化为一种盐:
D. 碱转化为两种盐:
8. 下列说法中正确的是
A. 向新制氯水中加水稀释,减小
B. 锌与硫酸反应制取氢气时,滴入少量CuSO4溶液可以加快反应速率
C. 在反应中,增大压强,可以加快硫的析出速率
D. 工业制备硫酸时,在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率
9. 全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如图。
已知:全钒液流电池放电时发生氧化反应
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
下列说法不正确的是
A. 电池放电时B极反应为 B. 电池充电时电极B为阴极
C. 当完成充电储能时,正极溶液的颜色为蓝色 D. 充电过程中,电极A附近pH减小
10. 下列反应中,电子转移的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
11. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
12. 已知,常温下。向溶液中逐滴加入等浓度的氨水。反应过程中,或与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中:
B. 从b到c的过程中,水的电离程度增大
C. 常温下,b点溶液的pH约为10
D. b点溶液中:
13. 已知A、B、C、D是周期表中前三周期元素,且原子序数依次增大,其中A、B、C为同周期的非金属元素,且B、C原子中均有两个未成对电子,D元素s能级与p能级电子数相等,下列说法正确的是
A. 原子半径:A>B>C>D B. 第一电离能:A<B<C<D
C. D与 C 可形成高熔点的化合物 D. 最低价气态氢化物的沸点:A<C<B
14. 标准状况下,将5.6LCO2和CO混合气体,通入足量澄清石灰水中,经过滤洗涤干燥后得到10.0g固体,则混合气体中CO所占质量分数为
A. 48.8% B. 51.2% C. 60.0% D. 40.0%
二、实验探究题(本大题共2个小题,每小题14分,共28分)
15. 实验室用如图所示装置来制备乙炔,并验证乙炔的某些化学性质,制备的乙炔气体中往往含有少量的H2S气体,请按下列要求填空:
(1)实验室制乙炔的化学方程式是___________;为了得到较为平稳的乙炔气流,装置A的分液漏斗中常用___________来代替水。
(2)装置B中CuSO4溶液的作用是___________。
(3)装置D中观察到的现象是___________,该反应的类型是___________。
(4)乙炔和乙烯都是重要的化工原料,在一定条件下,乙烯与硫酸酸化高锰酸钾反应的化学方程式为___________。
(5)C4H4在工业上是很需要的烯炔烃化合物,用于制备合成橡胶的单体等。它有多种同分异构体,根据以下特征,写出相应同分异构体的结构简式,
①若C4H4为链状结构,可由两分子乙炔加成而得,则A为___________。
②若C4H4为正四面体结构,每个碳原子分别与另外3个碳原子通过单键相连,则B的结构简式为___________。
16. 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。现在工业上合成甲醇几乎全部采用或CO2加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①
2.5
0.15
②
1.0
2.50
③
(1)反应②是______(填“吸热”或“放热”)
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。根据反应①和②可推导K1、K2与K3之间的关系,则K3=______(用K1、K2表示)
(3)在3L容积可变的密闭容器中仅发生反应②,已知c(CO)与反应时间t的变化曲线I如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线I变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是______。
(4)一定条件下将(g)和(g)以体积比3∶1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③,下列能说明该反应达到平衡状态的有______
A. 体系密度保持不变
B. 和的体积比保持不变
C. 混合气体的平均相对分子量不变时,反应一定达到平衡状态
D. 当破坏中2个碳氧双键,同时破坏中的2个氧氢键,反应一定达到平衡状态
(5)一定条件下,甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下,将amol·L-1的醋酸与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为______。
三、综合题(本大题共2个小题,每小题15分,共30分)
17. 在起始温度相同(T℃)的条件下,分别向容积相同的密闭容器甲、乙、丙中加入等量NH4I(s),发生反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ΔH>0,2HI(g)I2(g)+H2(g) ΔH>0,容器如图所示。
回答下列问题:
(1)在甲容器中,不能作为2HI(g)I2(g)+H2(g)达到平衡的依据是____(填标号)。
a.气体颜色不变 b.气体压强不变
c.气体温度不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)乙容器中反应达平衡后,再充入He,则反应2HI(g)I2(g)+H2(g)的平衡____移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)。
(3)在反应过程中,测得丙容器中HI、H2的物质的量(c)随时间(t)变化如图所示。
已知:在T℃时,2HI(g)I2(g)+H2(g)的平衡常数K=。
①曲线b代表的变化曲线____(填化学式);
②2min内,用NH3表示的反应速率为____,HI的分解率为____。
③T℃时,若在丙容器中加入I2(g)和H2(g)各1mol;反应达平衡后,放出7.6kJ的热量,则I2(g)与H2(g)反应的热化学方程式为____。
(4)甲、乙、丙三个容器中反应均达到平衡时,I2(g)的体积分数由大到小的顺序是____。
18. A~G都是有机化合物,它们的转化关系如图,请回答下列问题:
已知:RX+NaOHROH+NaX
RCH2CH2X+NaOHRCH=CH2+NaX+H2O
(1)已知:6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O;E的蒸气与氢气的相对密度为30,则E的分子式为___________。
(2)A为一取代芳烃,B中含有一个甲基。由B生成C的化学方程式为________________。
(3)由B生成D、由C生成D的反应条件分别是_________、__________。
(4)由A生成B、由D生成G的反应类型分别是__________、__________。
(5)F存在于栀子香油中,其结构简式为___________。
(6)在G的同分异构体中,苯环上一硝化的产物只有一种的共有 _____个,其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为l:1的是______________(填结构简式)。
(7) 已知烯烃能发生如下的反应:
RCHO+R’CHO
请写出下列反应产物的结构简式:
________________________
(8) A是二聚环戊二烯(C10H12)的同分异构体,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸[提示:苯环的烷基(—CH3,—CH2R,—CHR2)或烯基侧链经酸性高锰酸钾溶液氧化得羧基,写出A所有可能的结构简式(不考虑立体异构):___________________________________________ 。
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