内容正文:
高三化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 V51
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列常见物质主要成分的化学式、用途的对应关系错误的是
选项
A
B
C
D
物质
普通玻璃
石膏
液氨
苏打
主要成
分的化
学式
、
、
用途
建筑材料
调节水泥
硬化速率
做制
冷剂
制肥皂
A. A B. B C. C D. D
2. 我国自主研发的有源相控阵雷达是现代国防领域的“千里眼”和“顺风耳”,其核心部件“收发组件”的性能直接由半导体材料决定,早期使用,现今主流是。天线罩涂覆含氟涂层(主要成分为聚四氟乙烯),具备优良的透波性和疏水性。散热系统为、等高导热性金属。下列说法正确的是
A. 在元素周期表中和位于同一主族, 和位于同一周期
B. 金属铝的化学性质比较稳定,常温下不与反应
C. 属于金属材料
D. 由铝锭低温研磨制成纳米铝超导热材料的过程属于化学变化
3. 软脂酸是脂肪水解的产物之一,其燃烧的热化学方程式如下: 下列叙述正确的是
A. 固态软脂酸的燃烧热
B. 其他不变,若水为气态,则
C. 上述反应是焓增反应
D. 焓变单位中“”表示1 mol软脂酸
4. 过一硫酸()是一元酸,而过二硫酸()是二元酸,两者在水溶液中都会水解。实验室将过二硫酸钾与浓硫酸混合,研磨,得到过二硫酸。将黏稠的过二硫酸倾倒在冰晶上可水解得到过一硫酸:。下列说法错误的是
A. 过一硫酸具有较强氧化性
B. 过二硫酸是非极性分子
C. 过一硫酸水解可得到
D. 过二硫酸和的反应中有极性键的断裂和形成
5. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气
B. 工业制硫酸中,催化氧化时通入过量空气提高平衡产率
C. 将氨气液化分离以提高合成氨反应的平衡产率
D. 常温下,铝制容器盛装浓硝酸时发生钝化
阅读下列材料,完成下列小题。
是一种重要的资源,自然界中通过光合作用被转化为碳水化合物和,某科研组利用某含钴催化剂可以将与环氧己烷共聚生成聚碳酸酯,以实现人工的固定。含钴催化剂的结构如图1所示{是简化形式,图1中代表叔丁基}。催化增长一个碳酸酯单元的循环势能图如图2所示(代表相对能量,单位为)。
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. I∼IV四种物质中最稳定的是I
B. II→III过程中,每生成个Ⅲ吸收能量
C. 中杂化方式为的碳原子数为
D. 中含有的电子数为
7. 已知I∼IV均为-1价阴离子,下列说法正确的是
A. 元素位于元素周期表d区 B. Ⅲ结构中包含共价键、离子键和配位键
C. 电负性: D. 可用红外光谱法测定IV的相对分子质量
8. 碳酸钠俗称纯碱,工业上常用侯氏制碱法制取,其原理如图所示。下列有关说法正确的是
已知:反应I后过滤得到晶体和溶液。
A. 溶液中水合钠离子为
B. 在水溶液中的电离方程式:
C. 将少量的通入溶液中生成,溶液的导电能力增强
D. 反应I的离子方程式为
9. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验药品、装置或操作不能达到实验目的的是
A.探究压强对化学
平衡的影响
B.探究温度对化学平衡的影响
C.干燥并收集
D.探究对分解
是否有催化作用
A. A B. B C. C D. D
10. 前四周期元素、、、、 、的原子序数依次增大,它们组成的物质存在如图所示转化关系。基态原子能层、能级上的电子数相等,位于元素周期表第VIII族,加热条件下的单质和的单质直接化合可得。
下列叙述正确的是
A. 为
B. 基态原子未成对电子数:
C. 的空间结构为三角锥形
D. 单质和加热反应可得
11. 自然界的氮循环部分过程如图所示。下列说法正确的是
A. 反硝化过程中,含氮物质被氧化
B. 图示中11个转化均属于氧化还原反应,其中有两个属于氮的固定
C. 存在离子反应:
D. 生成等量时,还原的与氧化的的理论物质的量比为
12. 超导材料研究将在多个领域改变人们的生活,某超导含钒锑化合物的晶胞及晶体中由V和组成的二维平面如图所示。下列说法正确的是
A. 该超导含钒锑化合物的化学式为
B. 该晶体中与等距且最近的原子数为8
C. 该晶体中为+5价,为-3价
D. 结构中的化学环境相同
13. 利用无机物离子(中不含氧原子)和(如图简写为),实现了水在催化剂作用下制氧气。用 (常见的氧原子是 )进行同位素标记实验,证明了产物氧气中氧原子完全来自于水。其相关机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 在反应中作还原剂
B. 反应③⑤中 元素均被氧化
C. 反应③的离子方程式为
D. 若 参与反应,则中不存在
14. 工业上用在催化剂条件下还原乙酸可以得到多种重要的化工原料,在下的混合气体进行反应,体系主要发生如下反应:
I.
II.
III.
平衡时乙酸的转化率、产物的选择性随温度的变化如图所示。
已知:。
下列说法错误的是
A. 图中表示的选择性
B. 已知℃时,则在所有含碳产物中物质的量占比为58%
C. 温度低于340℃时,随温度升高,反应I平衡逆向移动程度大于反应II平衡逆向移动程度
D. 还原过程中不断移除,的选择性不一定增大
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 下表是某些元素的第一电离能数值。
元素符号
N
O
S
第一电离能
1402
1314
578
1000
1251
652.9
回答下列问题:
(1)请从原子结构的角度解释第一电离能 的原因:_______,预测第二电离能O_______(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知、、 的电负性依次为1.5、3.0、1.6,为共价化合物,试推测为_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)水解能生成次氯酸,在造纸领域常作为漂白剂来提高纸张的白度。写出水解的化学方程式:_______。
(4)氮原子激发态的电子排布式书写正确且能量最高的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(5)甲乙酮肟的结构简式如图所示,其中氮原子采取的杂化方式为_______,键角①_______②(填“>”“<”或“=”)。
16. 研究化学反应速率及其影响因素有利于更好地控制化学反应速率。
(1)加热条件下,在加有催化剂的2 L恒容密闭容器中充入、,容器中、、三种气体中的某两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①该反应的化学方程式为___________。M点___________(填“是”或“不是”)平衡点。
②0~4 min时间段内,的平均反应速率为___________。
(2)某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,进行以下实验。用三支试管各取5.0 mL 0.01 酸性溶液(硫酸酸化),再分别滴入0.1 溶液,实验数据如下表(假设溶液体积可以加和)。
实验编号
0.01 酸性溶液/mL
0.1 溶液/mL
水/mL
反应温度/℃
反应褪至无色的时间/s
1
5.0
5.0
0
20
120
2
5.0
4.0
20
320
3
5.0
5.0
0
30
①实验中发生反应的化学方程式为___________。
②表中 ___________。实验1、3研究的是___________对反应速率的影响。由实验1、2反应褪至无色时间得出的结论是___________。
③实验1在开始一段时间内,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久突然褪色,反应速率明显加快。有同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是___________的影响。
17. 某实验小组利用镍催化肉桂酸(,)氢化得到苯丙酸()。回答下列问题:
Ⅰ.制备催化剂
按如图所示制备镍催化剂,并用95%乙醇溶液覆盖备用(夹持装置略)。
(1)在元素周期表中的位置是_______。镍铝合金与溶液反应的离子方程式为_______。
(2)与普通镍催化剂相比,使用氢氧化钠腐蚀镍铝合金制取的镍催化剂的优点是_______。
Ⅱ.肉桂酸催化加氢
①按如图所示连接实验装置(夹持装置略),检查装置气密性,向仪器A中加入0.296g肉桂酸并使用的乙醇溶液溶解,待肉桂酸完全溶解后加入新制的镍催化剂,并排尽装置内空气。
②向装置内通入一定量的,调整盛有饱和食盐水的平衡瓶,使量气管内液面持平,记录体积为,在压强和温度(该条件下气体摩尔体积为)下反应,待氢化反应完全后,调节平衡瓶使量气管内液面持平,记录体积为。
③小心滤去催化剂,注意过滤过程中随时使用95%乙醇溶液覆盖镍催化剂,避免镍催化剂吸附的暴露在空气中自燃。
④蒸去乙醇,得到略带绿色的晶体,减压蒸馏收集145~147℃/2.40kPa的馏分0.143g。
(3)仪器A的名称是_______。
(4)判断氢化反应完全的现象是_______。
(5)利用反应前后体积的变化计算肉桂酸的氢化率为_______;再通过减压蒸馏所得产品质量计算肉桂酸的氢化率,发现前者偏大很多,可能原因是_______(不考虑过滤、蒸馏等实验操作中的产品损失)。
18. 合成氨在农业、工业和军事等方面都产生了深远的影响。已知合成氨反应为 。
回答下列问题:
(1)①合成氨正反应活化能_______逆反应活化能(填“>”或“<”),合成氨反应在常温下(298K)_______(填“能”或“不能”)自发进行。
②的制备也可由质量分数为40%的尿素水溶液在600℃高温下热解产生,同时生成一种酸性氧化物,写出尿素热解的化学方程式:_______。
(2)在某催化剂表面水解可制得,微观过程如图所示(电负性:)。
①写出制氢过程的总化学方程式:_______。
②下列说法正确的是_______(填字母)。
A.反应过程中B的杂化方式不变
B.反应过程中有极性键的断裂和生成
C.由图可知,反应转移的电子数等于生成的分子数
(3)利用还能消除氮氧化物的污染。在某密闭容器中充入和发生反应 。测得不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
①该反应的焓变_______0(填“>”“<”或“=”)。
②已知:,点时该反应的平衡常数_______(结果用含的代数式表示;为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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高三化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 V51
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列常见物质主要成分的化学式、用途的对应关系错误的是
选项
A
B
C
D
物质
普通玻璃
石膏
液氨
苏打
主要成
分的化
学式
、
、
用途
建筑材料
调节水泥
硬化速率
做制
冷剂
制肥皂
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.普通玻璃由、、组成,广泛用于建筑材料,A正确;
B.石膏在水泥工业中作为缓凝剂调节硬化速率,B正确;
C.液氨因易挥发吸热,常用作制冷剂,C正确;
D.苏打通常指碳酸钠,用于制肥皂,选项中化学式误写为,后者不用于制肥皂,D错误;
答案选D。
2. 我国自主研发的有源相控阵雷达是现代国防领域的“千里眼”和“顺风耳”,其核心部件“收发组件”的性能直接由半导体材料决定,早期使用,现今主流是。天线罩涂覆含氟涂层(主要成分为聚四氟乙烯),具备优良的透波性和疏水性。散热系统为、等高导热性金属。下列说法正确的是
A. 在元素周期表中和位于同一主族, 和位于同一周期
B. 金属铝的化学性质比较稳定,常温下不与反应
C. 属于金属材料
D. 由铝锭低温研磨制成纳米铝超导热材料的过程属于化学变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.N和As均位于元素周期表第15列(VA族),Ga和As均位于第四周期,A正确;
B.铝在常温下会与反应形成致密的氧化铝保护膜,B错误;
C. GaAs(砷化镓)是半导体材料,不属于金属材料,C错误;
D.低温研磨铝锭制成纳米铝仅是物理粉碎过程,无新物质生成,属于物理变化,D错误;
故答案选A。
3. 软脂酸是脂肪水解的产物之一,其燃烧的热化学方程式如下: 下列叙述正确的是
A. 固态软脂酸的燃烧热
B. 其他不变,若水为气态,则
C. 上述反应是焓增反应
D. 焓变单位中“”表示1 mol软脂酸
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量,题目信息符合燃烧热的定义,A项正确;
B.水由气态液化变为液态放出热量,则其他条件不变,水为气态,反应放出的热量减少,但由于,所以反应的,B项错误;
C.燃烧反应放出热量,属于焓减反应,C项错误;
D.焓变单位中的“mol⁻¹”是指“每摩尔反应”,而不是1摩尔物质,D项错误;
故答案选A。
4. 过一硫酸()是一元酸,而过二硫酸()是二元酸,两者在水溶液中都会水解。实验室将过二硫酸钾与浓硫酸混合,研磨,得到过二硫酸。将黏稠的过二硫酸倾倒在冰晶上可水解得到过一硫酸:。下列说法错误的是
A. 过一硫酸具有较强氧化性
B. 过二硫酸是非极性分子
C. 过一硫酸水解可得到
D. 过二硫酸和的反应中有极性键的断裂和形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.过一硫酸结构中含过氧键,过氧键具有较强氧化性,因此过一硫酸具有较强氧化性,A不符合题意;
B.过二硫酸可以看成是的衍生物,为极性分子,B符合题意;
C.过一硫酸水解生成硫酸与过氧化氢,反应方程式为,C不符合题意;
D.过二硫酸和的反应中断裂了过二硫酸中的S—O键和水中的H—O键,形成了硫酸中的S—O键,因此该反应中有极性键的断裂和形成,D不符合题意;
故选B。
5. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气
B. 工业制硫酸中,催化氧化时通入过量空气提高平衡产率
C. 将氨气液化分离以提高合成氨反应的平衡产率
D. 常温下,铝制容器盛装浓硝酸时发生钝化
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气与水的反应是可逆反应(),饱和食盐水中存在大量氯离子,可使其平衡逆向移动,导致Cl2难溶于饱和食盐水,可用排饱和食盐水的方法收集氯气,涉及平衡移动,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.工业制硫酸中,催化氧化反应为:,通入过量空气能使平衡正向移动,从而提高平衡产率,涉及平衡移动,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.合成氨反应为:,将氨气液化分离,即氨气浓度减小,使平衡正向移动,从而提高合成氨反应的平衡产率,涉及平衡移动,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.常温下,铝制容器盛装浓硝酸时发生钝化是浓硝酸的强氧化性使Al表面生成一层致密的氧化膜,阻止了反应的进一步进行,不涉及平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
阅读下列材料,完成下列小题。
是一种重要的资源,自然界中通过光合作用被转化为碳水化合物和,某科研组利用某含钴催化剂可以将与环氧己烷共聚生成聚碳酸酯,以实现人工的固定。含钴催化剂的结构如图1所示{是简化形式,图1中代表叔丁基}。催化增长一个碳酸酯单元的循环势能图如图2所示(代表相对能量,单位为)。
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. I∼IV四种物质中最稳定的是I
B. II→III过程中,每生成个Ⅲ吸收能量
C. 中杂化方式为的碳原子数为
D. 中含有的电子数为
7. 已知I∼IV均为-1价阴离子,下列说法正确的是
A. 元素位于元素周期表d区 B. Ⅲ结构中包含共价键、离子键和配位键
C. 电负性: D. 可用红外光谱法测定IV的相对分子质量
【答案】6. C 7. A
【解析】
【6题详解】
A.能量越低物质越稳定,根据图2,四种物质中III的相对能量,是最低的,因此最稳定的是III,A错误;
B.II→III的能量变化,即生成III放出能量,生成,应放出能量,B正确;
C.I分子中,2个苯环共有12个杂化的C原子,2个中共有2个杂化的C原子,碳酸酯的羰基C原子也是杂化,总计15个杂化的C原子,因此0.1 中杂化的C原子数为,C正确;
D.的物质的量为,每个分子含个电子,总电子数为,D错误;
故选B。
【7题详解】
A.Co是27号元素,价电子排布为,位于元素周期表d区,A正确;
B.III整体是价阴离子,结构中存在共价键、Co与N/O之间有配位键,不存在离子键,B错误;
C.同周期主族元素从左到右电负性增大,因此电负性顺序为,C错误;
D.红外光谱用于测定分子中的化学键、官能团,质谱法才用于测定相对分子质量,D错误;
故选A。
8. 碳酸钠俗称纯碱,工业上常用侯氏制碱法制取,其原理如图所示。下列有关说法正确的是
已知:反应I后过滤得到晶体和溶液。
A. 溶液中水合钠离子为
B. 在水溶液中的电离方程式:
C. 将少量的通入溶液中生成,溶液的导电能力增强
D. 反应I的离子方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】向饱和食盐水中先通入溶解度大的NH3,然后再通入CO2气体,发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,将NaHCO3沉淀过滤出来,然后将固体加热发生分解反应得到纯碱Na2CO3;分解产生的CO2再通入饱和食盐水中用于制取纯碱。
【详解】A.水合钠离子是钠离子与水分子通过静电作用结合,水分子中氧原子带负电,应朝向钠离子,若图片2中水分子的氢朝向钠离子则结构错误,A错误;
B.NaHCO₃在水溶液中电离出Na⁺和弱酸根离子碳酸氢根离子,,B错误;
C.少量CO2与NaOH反应生成,反应为2NaOH+CO2=+H2O,原溶液中含2mol Na⁺和2mol OH⁻(设NaOH为2mol),反应后含2mol Na⁺和1mol,离子所带电荷不变,导电能力基本不变,C错误;
D.反应I中生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体,同时生成氯化铵,离子方程式为,D正确;
故选D。
9. 化学是一门以实验为基础的科学,下列有关实验药品、装置或操作不能达到实验目的的是
A.探究压强对化学
平衡的影响
B.探究温度对化学平衡的影响
C.干燥并收集
D.探究对分解
是否有催化作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.存在平衡,加压后容器体积减小,组分浓度均增大,气体颜色先变深,由于压强增大导致平衡正向移动,颜色由深逐渐变浅,最终比原来深,该装置可用于探究压强对化学平衡的影响,A不符合题意;
B.三个圆底烧瓶中均存在平衡:;左边烧杯中加入氧化钙,氧化钙与水反应放热,导致温度升高;右边八水合氢氧化钡与氯化铵的反应吸热,导致温度降低;中间装置处于室温;通过观察气体颜色变化可判断平衡移动方向,该装置可用于探究温度对化学平衡的影响,B不符合题意;
C.通入浓硫酸中干燥后,用向上排空气法收集,该实验装置能达到实验目的,C不符合题意;
D.中的会被氧化为,对的分解有催化作用,故无法确定是否对分解有催化作用,D符合题意;
故选D。
10. 前四周期元素、、、、 、的原子序数依次增大,它们组成的物质存在如图所示转化关系。基态原子能层、能级上的电子数相等,位于元素周期表第VIII族,加热条件下的单质和的单质直接化合可得。
下列叙述正确的是
A. 为
B. 基态原子未成对电子数:
C. 的空间结构为三角锥形
D. 单质和加热反应可得
【答案】C
【解析】
【详解】-元素推断:
M原子序数最小,为氢(H)。
X的L能层(n=2)s、p能级电子数相等:2s22p2为碳(C)。
Y原子序数大于X,且YM4ZXY对应NH4SCN,故Y为氮(N)。
Z原子序数大于Y,在SCN中为硫(S)。
Q位于VIII族,前四周期为铁(Fe),加热与Z(S)化合得FeS(QZ)。
W原子序数在Z与Q之间,W2是能氧化二价铁为三价铁的单质,W为氯(Cl),W2为Cl2。
转化关系:QW2(FeCl2)被W2(Cl2)氧化为QW3(FeCl3),再与NH₄SCN(YM4ZXY)反应生成红色[Fe(SCN)]2+溶液。
选项分析:
A.W2为Cl2,非O2,A错误;
B.未成对电子数Fe(4个)>N(3个)>C(2个),但C(2个)=S(2个),不满足X>Z,B错误;
C.YM3为NH3,中心原子价层电子对数,含有一个孤电子对数,空间结构为三角锥形,C正确;
D.Fe与Cl2加热生成FeCl3(QW3),非FeCl2(QW2),D错误;
故选C。
11. 自然界的氮循环部分过程如图所示。下列说法正确的是
A. 反硝化过程中,含氮物质被氧化
B. 图示中11个转化均属于氧化还原反应,其中有两个属于氮的固定
C. 存在离子反应:
D. 生成等量时,还原的与氧化的的理论物质的量比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.反硝化过程中,含氮物质:,氮元素化合价从+5→+3→0,化合价降低,被还原,A错误;
B.图中一个箭头表示一个转化过程,共11个,都有元素的价态变化,均是氧化还原反应;氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程,图示中仅大气N2转化为属于氮的固定,只有1个,B错误;
C.图中存在与发生归中反应生成N2,离子方程式:,C正确;
D.还原生成N2时,N从+5→0,生成1 mol N2转移10 mol e⁻;失1e⁻,需10 mol ;氧化生成N2时,N从-3→0,生成1 mol N2转移6 mol e⁻,得1e⁻,需6 mol 。二者物质的量比为10:6=5:3,D错误;
故选C。
12. 超导材料研究将在多个领域改变人们的生活,某超导含钒锑化合物的晶胞及晶体中由V和组成的二维平面如图所示。下列说法正确的是
A. 该超导含钒锑化合物的化学式为
B. 该晶体中与等距且最近的原子数为8
C. 该晶体中为+5价,为-3价
D. 结构中的化学环境相同
【答案】A
【解析】
【详解】A. 占据顶点,原子个数为;V在面心和体心,原子个数为;在棱心和体内,原子个数为,因此化学式为,A正确;
B.以体心的V为研究对象,如图,与V等距且最近的原子数为6,B错误;
C.晶体中若V为+5价,为-3价,则为0价,化合物中的化合价不应该为0,C错误;
D.晶体中体内和棱心的化学环境不同,D错误;
故答案选A。
13. 利用无机物离子(中不含氧原子)和(如图简写为),实现了水在催化剂作用下制氧气。用 (常见的氧原子是 )进行同位素标记实验,证明了产物氧气中氧原子完全来自于水。其相关机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 在反应中作还原剂
B. 反应③⑤中 元素均被氧化
C. 反应③的离子方程式为
D. 若 参与反应,则中不存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应①②④⑤都是中的由+4价变为+3价,故在反应中作氧化剂,故A错误;
B. 反应③中 元素被还原,反应⑤中 元素被氧化,故B错误;
C.根据③的反应物和生成物可知反应③的离子方程式为,故C正确;
D.由图可知,中存在 ,故D错误;
故答案为C 。
14. 工业上用在催化剂条件下还原乙酸可以得到多种重要的化工原料,在下的混合气体进行反应,体系主要发生如下反应:
I.
II.
III.
平衡时乙酸的转化率、产物的选择性随温度的变化如图所示。
已知:。
下列说法错误的是
A. 图中表示的选择性
B. 已知℃时,则在所有含碳产物中物质的量占比为58%
C. 温度低于340℃时,随温度升高,反应I平衡逆向移动程度大于反应II平衡逆向移动程度
D. 还原过程中不断移除,的选择性不一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A. 反应I为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,的产率下降,反应III是吸热反应,随温度升高,平衡正向移动,的产率上升,即为的选择性,A正确;
B.由图像可知,℃时,结合题干选择性公式可知,,即,而含碳产物的物质的量分数分母为,二者分母不同,因此物质的量分数不是58%,B错误;
C.反应I和II均为放热反应,升高温度平衡均逆向移动。温度低于340℃时,随温度升高,()增大,根据勒夏特列原理,升高温度对反应I平衡的抑制作用更强,即反应I平衡逆向移动的程度更大,故反应I平衡逆向移动程度大于反应II平衡逆向移动程度,C正确;
D.移除,反应I、II、III均正向移动,无法确定的选择性变化,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 下表是某些元素的第一电离能数值。
元素符号
N
O
S
第一电离能
1402
1314
578
1000
1251
652.9
回答下列问题:
(1)请从原子结构的角度解释第一电离能 的原因:_______,预测第二电离能O_______(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知、、 的电负性依次为1.5、3.0、1.6,为共价化合物,试推测为_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)水解能生成次氯酸,在造纸领域常作为漂白剂来提高纸张的白度。写出水解的化学方程式:_______。
(4)氮原子激发态的电子排布式书写正确且能量最高的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(5)甲乙酮肟的结构简式如图所示,其中氮原子采取的杂化方式为_______,键角①_______②(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 基态氮原子的能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能较高 ②. >
(2)共价化合物 (3)(或)
(4)d (5) ①. ②. >
【解析】
【小问1详解】
基态氮原子的能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能高于基态氧原子;基态氧原子失去1个电子后的能级电子排布为半充满状态,较稳定,第二电离能高于氮原子;
【小问2详解】
电负性差值越大,化学键离子性越强:Al与Cl电负性差为,已知为共价化合物;Cr与Cl电负性差为,因此为共价化合物。
【小问3详解】
水解能生成次氯酸和氨,化学方程式为(或);
【小问4详解】
b、c电子数不是7,不表示激发态氮原子;a、d均表示激发态氮原子,d中电子跃迁的能量更高,故选d;
【小问5详解】
N原子形成2个键,还有1对孤电子对,价层电子对数为 ,因此为杂化;键角①中心C原子为杂化,无孤电子对;N原子有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥,因此键角① ②。
16. 研究化学反应速率及其影响因素有利于更好地控制化学反应速率。
(1)加热条件下,在加有催化剂的2 L恒容密闭容器中充入、,容器中、、三种气体中的某两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①该反应的化学方程式为___________。M点___________(填“是”或“不是”)平衡点。
②0~4 min时间段内,的平均反应速率为___________。
(2)某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,进行以下实验。用三支试管各取5.0 mL 0.01 酸性溶液(硫酸酸化),再分别滴入0.1 溶液,实验数据如下表(假设溶液体积可以加和)。
实验编号
0.01 酸性溶液/mL
0.1 溶液/mL
水/mL
反应温度/℃
反应褪至无色的时间/s
1
5.0
5.0
0
20
120
2
5.0
4.0
20
320
3
5.0
5.0
0
30
①实验中发生反应的化学方程式为___________。
②表中 ___________。实验1、3研究的是___________对反应速率的影响。由实验1、2反应褪至无色时间得出的结论是___________。
③实验1在开始一段时间内,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久突然褪色,反应速率明显加快。有同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是___________的影响。
【答案】(1) ①. ②. 不是 ③. 0.05
(2) ①. ②. 1.0 ③. 温度 ④. 其他条件不变,增大反应物浓度,反应速率加快 ⑤. 的催化作用(或催化剂)
【解析】
【小问1详解】
①0~4 min内,物质A减少0.4 mol,物质B增加0.2 mol,故A是,B是,该反应的化学方程式:;M点后A继续减少,B继续增加,则M点不是平衡点。
②0~4 min内,的物质的量减少0.4 mol,浓度变化量,平均反应速率。
【小问2详解】
①实验过程中,将氧化为二氧化碳,自身被还原为硫酸锰,二者发生氧化还原反应,反应的化学方程式:;
②根据控制变量法,实验1、2混合后溶液总体积相等,均为10mL,所以表中;实验1、3只有温度不同,研究的是温度对反应速率的影响;实验1、2反应褪至无色时间不同,是因为浓度不同,则可得出的结论为:其他条件不变,增大反应物浓度,反应速率加快;
③还有可能是与、反应生成的锰离子具有催化作用,使反应速率加快。
17. 某实验小组利用镍催化肉桂酸(,)氢化得到苯丙酸()。回答下列问题:
Ⅰ.制备催化剂
按如图所示制备镍催化剂,并用95%乙醇溶液覆盖备用(夹持装置略)。
(1)在元素周期表中的位置是_______。镍铝合金与溶液反应的离子方程式为_______。
(2)与普通镍催化剂相比,使用氢氧化钠腐蚀镍铝合金制取的镍催化剂的优点是_______。
Ⅱ.肉桂酸催化加氢
①按如图所示连接实验装置(夹持装置略),检查装置气密性,向仪器A中加入0.296g肉桂酸并使用的乙醇溶液溶解,待肉桂酸完全溶解后加入新制的镍催化剂,并排尽装置内空气。
②向装置内通入一定量的,调整盛有饱和食盐水的平衡瓶,使量气管内液面持平,记录体积为,在压强和温度(该条件下气体摩尔体积为)下反应,待氢化反应完全后,调节平衡瓶使量气管内液面持平,记录体积为。
③小心滤去催化剂,注意过滤过程中随时使用95%乙醇溶液覆盖镍催化剂,避免镍催化剂吸附的暴露在空气中自燃。
④蒸去乙醇,得到略带绿色的晶体,减压蒸馏收集145~147℃/2.40kPa的馏分0.143g。
(3)仪器A的名称是_______。
(4)判断氢化反应完全的现象是_______。
(5)利用反应前后体积的变化计算肉桂酸的氢化率为_______;再通过减压蒸馏所得产品质量计算肉桂酸的氢化率,发现前者偏大很多,可能原因是_______(不考虑过滤、蒸馏等实验操作中的产品损失)。
【答案】(1) ①. 第四周期Ⅷ族 ②.
(2)腐蚀所得的镍催化剂疏松多孔或比表面积大,能提供更多活性位点,催化效率高
(3)三颈烧瓶 (4)量气管内液面保持不变
(5) ①. 65% ②. 有部分氢气被镍催化剂吸附
【解析】
【小问1详解】
Ni原子序数为28,在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族。镍铝合金中只有Al可与NaOH溶液反应,Ni不参与反应,镍铝合金与溶液反应的离子方程式为 。
【小问2详解】
与普通镍催化剂相比,使用氢氧化钠腐蚀镍铝合金制取的镍催化剂的优点是腐蚀所得的镍催化剂疏松多孔或比表面积大,能提供更多活性位点,催化效率高。
【小问3详解】
仪器A的名称是三颈烧瓶。
【小问4详解】
氢化反应消耗H2,反应完全后不再消耗H2,因此反应完全的现象是:一段时间内量气管的气体体积(液面)不再发生变化。
【小问5详解】
计算过程:n(肉桂酸)= =0.002 mol,消耗ΔV(H2)=47.50 mL−15.65 mL=31.85 mL,n(H2)==0.0013 mol,因此氢化率为×100%=65%。 题干中提示新制镍催化剂会吸附H2,吸附的H2被计入反应消耗的H2中,因此使得测得消耗H2的体积偏大,最终计算得到的氢化率比实际值偏大。
18. 合成氨在农业、工业和军事等方面都产生了深远的影响。已知合成氨反应为 。
回答下列问题:
(1)①合成氨正反应活化能_______逆反应活化能(填“>”或“<”),合成氨反应在常温下(298K)_______(填“能”或“不能”)自发进行。
②的制备也可由质量分数为40%的尿素水溶液在600℃高温下热解产生,同时生成一种酸性氧化物,写出尿素热解的化学方程式:_______。
(2)在某催化剂表面水解可制得,微观过程如图所示(电负性:)。
①写出制氢过程的总化学方程式:_______。
②下列说法正确的是_______(填字母)。
A.反应过程中B的杂化方式不变
B.反应过程中有极性键的断裂和生成
C.由图可知,反应转移的电子数等于生成的分子数
(3)利用还能消除氮氧化物的污染。在某密闭容器中充入和发生反应 。测得不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
①该反应的焓变_______0(填“>”“<”或“=”)。
②已知:,点时该反应的平衡常数_______(结果用含的代数式表示;为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. < ②. 能 ③.
(2) ①. ②. BC
(3) ①. > ②.
【解析】
【小问1详解】
①合成氨反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能。,所以常温下能自发。
②水溶液在600℃高温下热解产生氨气,可推知还有生成,方程式为:。
【小问2详解】
①由图可知,总反应的反应物为和,生成物为和,配平得方程式。
②A.转化为时,杂化方式由转化为,A项错误;
B.反应中有、键断裂,有键形成,B项正确;
C.依据反应中电子转移可知,转移的电子数等于生成氢气的分子数,C项正确;
答案选BC。
【小问3详解】
①由图可知,温度升高,氨气的平衡转化率增大,平衡正向移动,说明。
②列三段式:,,因,故,,,,。
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