内容正文:
高一化学
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Ba 137
一、选择题(本题包括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.实现中国梦,离不开化学与科技的发展。下列选项涉及的化学知识正确的是 ( )
A.月球表面上的3He与地球上的4He互为同素异形体
B.“中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过六千万公里,光缆的主要成分是晶体硅
D.中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气,石油和天然气都是混合物
2.乙二酸俗称草酸(HOOC—COOH),草酸易被氧化剂氧化成二氧化碳和水,如HOOC—COOH+NaClONaCl+2CO2↑+H2O。下列化学用语正确的是 ( )
A.草酸中官能团的名称:羧基
B.中子数为20的氯原子Cl
C.NaClO的电子式:]+]-
D.水分子的球棍模型:
3.古文记载:有硇水(一种常见无机酸)者,剪银块投之,则旋而为水。下列说法正确的是 ( )
A.“硇水”可能指稀硫酸
B.“硇水”与银发生置换反应
C.“硇水”适合用棕色广口瓶保存
D.工业上常用热分解法冶炼银
4.有机物Q的结构简式如图所示。下列有关Q的说法不正确的是 ( )
A.苯环上的一氯代物有3种
B.含有2种官能团
C.能发生加成反应
D.分子中的所有原子一定共平面
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
A.标准状况下,22.4 L由N2和N2O组成的混合气体中含有的氮原子的物质的量为2 mol
B.标准状况下,22.4 L CCl4中含有的碳原子的个数为NA
C.常温常压下,32 g氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子的个数为2NA
D.7 g乙烯在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳时转移的电子的数目为3NA
6.“劳动创造幸福,实干成就伟业”。下列劳动项目涉及的化学知识正确的是 ( )
选项
劳动项目
化学知识
A
制作馒头时添加膨松剂
利用碳酸氢盐类物质产生CO2使馒头松软
B
研发人员研发用于汽车的氢气燃料电池
电池驱动汽车是化学能直接转化为动能
C
用75%酒精进行消毒
酒精具有强氧化性,能消灭病毒和细菌
D
面包师用动物奶油给糕点裱花
奶油是高分子
A.A B.B C.C D.D
7.马来酸常作食品添加剂,其结构简式如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.马来酸的分子式为C4H4O4
B.马来酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.马来酸能发生加成、取代、水解反应
D.0.1 mol马来酸与足量的Na反应生成标准状况下2.24 L H2
8.乙醇和乙酸是两种常见的有机化合物,下列说法正确的是 ( )
A.乙醇和乙酸均能与金属钠反应
B.乙醇能发生氧化反应,而乙酸不能发生氧化反应
C.乙醇和乙酸均能使紫色石蕊试液变红
D.乙醇和乙酸的分子结构中均含有碳氧双键
9.天然气燃料电池能量转化率高,其模拟装置如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.电子由a极经用电器流向b极
B.b极的电极反应为CH4+10OH--8e-C+7H2O
C.a极为负极,发生氧化反应
D.2.24 L O2在a极上参加反应时,电路中有0.4 mol电子转移
10.在一恒容密闭容器中加入M和N,各物质的物质的量浓度随着时间的变化如图所示(M、N、P均为气体)。下列说法不正确的是 ( )
A.该反应的化学方程式为5M(g)+4N(g)4P(g)
B.2 min前,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大
C.用N的物质的量浓度变化表示2 min内的平均反应速率为2 mol·L-1·min-1
D.2 min时,该反应达到平衡,此时M、N、P的物质的量浓度之比为5∶4∶4
11.目前已研发出一种用于可充电Zn-空气电池(ZABs)的低成本非碱性醋酸锌[Zn(CH3COO)2,简写为Zn(OAc)2]电解质,它提高了该电池的循环性能,该电池放电时的最终产物是Zn5(OH)8(CH3COO)2·2H2O(ZHA),工作原理如图所示。下列有关该电池在放电时的说法正确的是 ( )
A.电子通过导线移向甲电极
B.OAc-向乙电极移动
C.正极的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O
D.每转移1 mol e-,理论上会产生0.125 mol ZHA
12.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
向盛有少量待测液的试管中滴入少量稀硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
待测液中含有S
B
将铜片和铝片用导线相连后插入盛有冷的浓硝酸的小烧杯中
一段时间后,铜片逐渐溶解,铝片表面有大量气泡
铜比铝活泼
C
常温下将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体粉末和10 g NH4Cl晶体粉末放在烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上,再用玻璃棒快速搅拌使其充分混合
产生有刺激性气味的气体,烧杯与玻璃片间的水凝结成冰
有刺激性气味的气体为氨气,该反应为吸热反应
D
在盛有少量无水乙醇的试管中加入一小块用滤纸吸干表面煤油的金属钠
金属钠浮在液面上,剧烈反应,产生大量气泡
乙醇分子中的羟基中的氢原子活泼性良好
A.A B.B C.C D.D
13.为减少大气污染,科学家采取多种措施处理工业废气中的氮氧化物(NOx)。某脱硝反应机理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NO2和CO2均属于酸性氧化物
B.温度升高,导致吸附在Cu+表面的气体减少,可能使反应速率减小
C.脱硝过程中只有极性共价键的断裂,但是有极性共价键和非极性共价键的形成
D.该脱硝过程的总反应为2O2+C2H4+2NO2CO2+N2+2H2O
14.工业上常用“吹出法”从海水中提溴,工艺流程示意图如图:
下列说法错误的是 ( )
A.“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏和冷凝等环节
B.“吸收塔”中富集Br2时,可用Na2SO3溶液替代SO2水溶液
C.“吹出塔”中鼓入热空气吹出溴,是因为溴蒸气的密度比空气的密度小
D.若含溴空气中混入氯气,可通入FeBr2溶液进行脱氯处理
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(14分)汽车已成为现代社会的重要交通工具之一,化学物质在汽车的动力安全等方面有着极为重要的作用。汽车尾气的主要成分为CO2、CO、SO2、NO等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一。
(1)汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g)2NO(g),该反应是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定温度下,恒容密闭容器中发生反应2NO(g)N2(g)+O2(g),能够说明反应已达到平衡的是 (填字母)。
a.容器内的压强不发生变化
b.混合气体的密度不发生变化
c.NO、N2、O2的浓度保持不变
d.单位时间内分解4 mol NO,同时生成2 mol N2
(2)一定条件下,CO可与NO反应生成CO2和N2,反应的化学方程式为2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2 (g)。为提高该反应的速率,可采取的措施为 (任写2种)。
(3)大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向0.5 L恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2 (g)。在T1 ℃时,反应进行到不同时间,测得相应时间各物质的物质的量如表:
时间/min
物质的量/mol
物质
0
10
20
30
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
N2
0
0.21
0.30
0.30
CO2
0
0.21
0.30
0.30
①根据表中数据,该反应在10 min时,v(NO)正 (填“>”“<”或“=”)2v(N2)逆。
②20 min时NO的转化率是 。
(4)用电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染,设计的装置如图所示(已知质子交换膜只允许H+通过)。
①H+通过质子交换膜向 (填“左”或“右”)侧移动。
②正极的电极反应为 。
③若11.2 L(标准状况) SO2参与反应,则迁移的H+的物质的量为 。
16.(14分)肼(N2H4)是我国导弹和运载火箭中广泛使用的液体燃料之一,具有较强的还原性。某实验小组拟用NH3和NaClO溶液反应制备肼,装置如图所示(夹持装置未画出)。已知Cl2和NaOH溶液在较高的温度下反应会生成NaClO3。
(1)导管b的作用是 。
(2)仪器a的名称为 ,其作用除导气外还有 ;装置C中盛放的试剂的名称为 。
(3)装置D中发生反应的离子方程式为 。
(4)装置B中制备N2H4的化学方程式为 ;由于反应放热,通常把装置B放于温度较低的水中,目的是 。
17.(15分)以淀粉为主要原料合成化合物C(具有果香味)和化合物D的合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)葡萄糖的结构简式为 ,B分子中的官能团的名称为 。
(2)反应⑦中物质X的化学式为 ,反应⑧的反应类型为 。
(3)反应③的化学方程式为 。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)已知D的相对分子质量为118,其中碳、氢两种元素的质量分数分别为40.68%、5.08%,其余为氧元素,则D的分子式为 。
(6)检验反应①的进行程度,需要的试剂有 。
A.新制的Cu(OH)2
B.碘水
C.NaOH溶液
D.FeCl3溶液
18.(15分)某铝土矿含Al2O3、SiO2、CuO、Fe2O3、Fe3O4及其他不溶性物质(不溶于酸)。设计如图工艺制得铝、铜和绿矾(FeSO4·7H2O):
(1)滤渣A中除有其他不溶性物质外还有 (填化学式,下同),滤渣B的主要成分为 。
(2)写出反应②中生成Al(OH)3的化学方程式: 。
(3)向溶液C中少量多次加入还原性铁粉,当看到 时停止加入铁粉,原因是 。
(4)操作Ⅱ包括 、洗涤、干燥等,该过程需要隔绝空气的主要原因是 。
(5)8.34 g FeSO4·7H2O(Mr=278)样品受热分解过程中样品质量随温度变化的曲线如图所示。温度为80 ℃时,固体物质M的化学式为 。
参考答案
1.D 解析:月球表面上的3He与地球上的4He的质子数相同、中子数不同,互为同位素,A项错误;“中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅又称金刚砂,是一种新型的无机非金属材料,B项错误;光缆的主要成分是二氧化硅,C项错误;石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物,天然气主要含甲烷,还含有少量的其他烷烃,因此石油和天然气都是混合物,D项正确。
2.A 解析:乙二酸俗称草酸,其官能团的名称为羧基,A项正确;中子数为20的氯原子的质量数为20+17=37,符号为Cl,B项错误;NaClO由钠离子和次氯酸根离子构成,电子式为Na+]-,C项错误;水分子中O原子的半径大于H原子,D项错误。
3.D 解析:由题意可知,常见无机酸“硇水”可溶解银,可能为硝酸,不可能是稀硫酸,A项错误;“硇水”与银单质反应生成硝酸银、氮氧化物和水,不属于置换反应,B项错误;硝酸见光分解,适合用棕色细口瓶保存,C项错误;氧化银等银的化合物不稳定,易受热分解生成银单质,故工业上常用热分解法冶炼银,D项正确。
4.D 解析:该有机物苯环上有3种不同化学环境的氢原子,故苯环上的一氯代物有3种,A项正确;该有机物分子中含碳碳双键和羧基两种官能团,B项正确;碳碳双键可与氢气发生加成反应,C项正确;该有机物分子中含甲基、亚甲基,所有原子不共平面,D项错误。
5.B 解析:标准状况下,22.4 L由N2和N2O组成的混合气体的物质的量为1 mol,因每个分子中都含有2个氮原子,故混合气体中含有的氮原子的物质的量为2 mol,A项正确;标准状况下CCl4是液体,22.4 L CCl4的物质的量不为1 mol,B项错误;n(O)==2 mol,32 g氧气和臭氧的混合物中所含氧原子的个数为2NA,C项正确;7 g即0.25 mol乙烯,7 g乙烯在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳(碳元素的化合价由-2变为+4)时转移的电子的数目为0.25 mol×6×2×NA mol-1=3NA,D项正确。
6.A 解析:碳酸氢盐类膨松剂可中和酸并受热分解产生二氧化碳,可使馒头变得松软,A项正确;氢气燃料电池是将化学能转化为电能,电池驱动汽车再将电能转化为动能,B项错误;酒精消灭病毒和细菌是因为酒精能使蛋白质变性,C项错误;奶油属于油脂,油脂不属于高分子,D项错误。
7.C 解析:由马来酸的结构简式可知,其分子式为C4H4O4,分子中含碳碳双键,马来酸可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,A、B两项均正确;马来酸分子中含碳碳双键,因此能够发生加成反应,马来酸分子中含有羧基,能与醇发生酯化反应(取代反应),但马来酸不能发生水解反应,C项错误;马来酸分子中的2个羧基可与Na反应,根据关系式~H2可知,0.1 mol马来酸与足量Na反应生成标准状况下2.24 L H2,D项正确。
8.A 解析:乙醇含有羟基,乙酸含有羧基,都能与钠反应生成氢气,A项正确;乙醇、乙酸燃烧均能生成水和二氧化碳,燃烧反应属于氧化反应,B项错误;乙醇不具有酸性,不能使紫色石蕊试液变红,C项错误;乙醇分子中含有碳氧单键,没有碳氧双键,D项错误。
9.B 解析:根据装置可知,a极氧气发生还原反应生成OH-,a极为正极,b极甲烷发生氧化反应,b极为负极。电子由b极经用电器流向a极,A项错误;a极为正极,发生还原反应,C项错误;未指明气体是否处于标准状况,无法用标准状况下的气体摩尔体积计算,D项错误。
10.D 解析:由图可知,当M的浓度减小(6-1) mol·L-1,N的浓度减小(7-3) mol·L-1,P的浓度增加4 mol·L-1,故该反应的化学方程式为5M(g)+4N(g)4P(g),A项正确;2 min前,反应物M和N均减少,生成物P增多,所以正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,B项正确;用N的物质的量浓度变化表示2 min内的平均反应速率为(7-3) mol·L-1÷2 min=2 mol·L-1·min-1,C项正确;2 min时反应达到平衡,此时M、N、P的物质的量浓度之比为1∶3∶4,D项错误。
11.D 解析:甲电极锌失电子,为负极,乙电极氧气得电子,为正极。电子从甲电极流出,经导线流向乙电极,A项错误;原电池中阴离子移向负极(甲电极),B项错误;正极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,C项错误;放电时,根据守恒关系,1 mol Zn(OAc)2转化为Zn5(OH)8(CH3COO)2·2H2O(ZHA)还需4 mol Zn2+,生成4 mol Zn2+需要转移8 mol e-,故每转移1 mol e-,理论上会产生0.125 mol ZHA,D项正确。
12.C 解析:亚硫酸根离子可能被硝酸氧化为硫酸根离子,S与Ba2+反应产生白色沉淀,A项错误;将铜片和铝片用导线相连后插入盛有冷的浓硝酸的小烧杯中,铝在冷的浓硝酸中会发生钝化,铜作负极,铝作正极,不能说明铜比铝活泼,B项错误;由于钠的密度比乙醇的密度大,因此钠在试管底部,缓慢冒气泡,D项错误。
13.B 解析:NO2不是酸性氧化物,A项错误;温度升高,气体更易挥发,故吸附在Cu+表面的气体减少,可能使反应速率减小,B项正确;脱硝过程中断裂的O=O、乙烯中的碳碳双键均为非极性共价键,C项错误;脱硝过程的总反应为3O2+6NO+2C2H43N2+4H2O+4CO2,D项错误。
14.C 解析:“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏和冷凝等环节,A项正确;富集Br2时,SO2、Na2SO3均具有还原性,可用Na2SO3溶液替代SO2水溶液来吸收Br2,B项正确;鼓入热空气吹出溴,是因为溴蒸气易挥发,C项错误;脱氯过程中可能发生反应3Cl2+2FeBr22FeCl3+2Br2,Fe2+和Br-均具有脱氯作用,D项正确。
15.(1)c(2分)
(2)适当升高温度、使用合适的催化剂(或其他合理答案,2分)
(3)①>(2分)
②60%(2分)
(4)①右(2分)
②H2O2+2e-+2H+2H2O(2分)
③1 mol(2分)
解析:(1)该反应是反应前后气体分子数不变的反应,所以无论反应是否达到平衡状态,恒温恒容条件下体系的压强始终不变,a项错误;混合气体的总质量不变,容器体积不变,故密度始终保持不变,b项错误;NO、N2、O2的浓度保持不变,反应达到平衡状态,c项正确;单位时间内分解4 mol NO,同时生成2 mol N2,不能说明反应达到平衡状态,d项错误。
(3)①10 min时反应未达到平衡,则正反应速率大于逆反应速率。
②20 min时,NO的转化率=×100%=×100%=60%。
(4)①原电池中发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极是正极,故通入SO2的一极为负极,加入H2O2的一极为正极,原电池中阳离子向正极移动,即H+通过质子交换膜向右侧移动。
②正极上H2O2得电子变成水,电极反应为H2O2+2e-+2H+2H2O。
③11.2 L(标准状况)即0.5 mol SO2参与反应失去1 mol电子,迁移的H+的物质的量为1 mol。
16.(1)平衡漏斗与烧瓶内的压强,使液体顺利流下(2分)
(2)分液漏斗(2分);防倒吸(2分);饱和食盐水(2分)
(3)ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O(2分)
(4)NaClO+2NH3NaCl+N2H4+H2O(2分);防止温度过高,Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO3(2分)
解析:装置A中浓氨水和生石灰反应生成的氨气通入装置B中;装置D中浓盐酸和漂白粉反应生成氯气,因浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体会和装置B中的氢氧化钠溶液反应,导致肼的产率降低,装置C中的饱和食盐水可除去氯化氢气体,装置B中NaClO与氨气反应生成肼。据此分析。
(4)装置B中NaClO与氨气反应生成肼,化学方程式为NaClO+2NH3NaCl+N2H4+H2O;使装置B保持较低的温度,可防止副反应的发生。
17.(1)CH2OH(CHOH)4CHO(2分);羧基(1分)
(2)Br2(2分);取代反应(2分)
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(2分)
(4)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O(2分)
(5)C4H6O4(2分)
(6)ABC(2分)
解析:A为CH3CHO,B为CH3COOH,C为CH3COOC2H5;乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br与NaCN发生取代反应生成C2H4(CN)2;D的相对分子质量为118,其中碳、氢两种元素的质量分数分别为40.68%、5.08%,其余为氧元素,则分子中N(C)=≈4,N(H)=≈6,N(O)==4,D的分子式为C4H6O4。
18.(1)SiO2(2分);Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2(2分)
(2)Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3(2分)
(3)有气泡产生(1分);氧化性Fe3+>Cu2+>H+,当产生气泡时,Fe3+、Cu2+刚好除尽(或其他合理答案,2分)
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(2分);防止FeSO4被氧化(2分)
(5)FeSO4·4H2O(2分)
解析:向铝土矿中加稀硫酸,Al2O3、CuO、Fe2O3、Fe3O4转化为对应的硫酸盐,SiO2不溶,过滤除去SiO2及其他不溶性物质,则滤渣A为SiO2及其他不溶性物质;向滤液A中加入足量NaOH溶液,铁离子、亚铁离子、铜离子生成沉淀Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2,铝离子转化为四羟基合铝酸根离子,过滤,滤渣B的主要成分为Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2;向滤液B中通入足量CO2,得到Al(OH)3沉淀,过滤后,Al(OH)3受热分解为Al2O3,电解熔融的Al2O3生成铝;向滤渣B中加入稀硫酸,各物质溶解,得到溶液C,向溶液C中加入适量铁粉,置换出Cu,Fe3+转化为Fe2+,过滤除去铜,滤液C通过结晶等操作进一步制得绿矾。据此解答。
(3)溶液C显酸性,向溶液C中少量多次加入还原性铁粉,由于离子的氧化性Fe3+>Cu2+>H+,当产生气泡时,Fe3+、Cu2+刚好被铁粉还原除尽,氢离子开始反应,故当看到有气泡产生时,停止加入铁粉。
(4)从硫酸亚铁溶液中分离得到绿矾,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。
(5)8.34 g FeSO4·7H2O的物质的量为0.03 mol。温度为78 ℃时,固体物质M的质量为6.72 g,固体质量减轻8.34 g-6.72 g=1.62 g。开始阶段,结晶水合物加热时失去的是结晶水,1.62 g水的物质的量为0.09 mol。0.03 mol绿矾失去0.09 mol水,则剩下的水为0.03 mol×7-0.09 mol=0.12 mol,故M的化学式为FeSO4·4H2O。
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