内容正文:
2025-2026学年度上学期高二年级开学考试
化学试题
(时间75分钟 共100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Zn-65
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 化学与生活、生产、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 蚕丝、羊毛都是天然纤维,主要成分都是蛋白质
B. 分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化
C. 油脂属于高分子化合物,在一定条件下能发生水解反应
D. 淀粉和纤维素互为同分异构体
2. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向NaOH溶液中通入少量SO2:
B. 向NaHCO3溶液加入少量Ba(OH)2溶液:
C. 向氯水中通入少量FeBr2:3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-
D. 醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-=H2O
3. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B. 1mol重水比1mol水多NA个质子
C. 12g石墨和12g金刚石均含有NA个碳原子
D. 1L 1mol·L-1 CH3COOH溶液中含有NA个CH3COO-
4. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其部分化合物的“价-类”二维图。下列说法错误的是
A. c能使紫色石蕊溶液变红 B. b在纯氧气中点燃可生成d
C. g既具有氧化性也具有还原性 D. 酸雨久置可发生e到f的转化
5. 金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是
A. 根据反应③可知氧化性:Fe3+>H2O2
B. 向X溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红
C. 反应③中稀硫酸仅表现酸性
D. 反应①的离子方程式为Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O
6. 下列由实验得出的结论正确的是
选项
实验
结论
A
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
B
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀
淀粉没有发生水解
C
向丙烯醇(CH2=CHCH2OH)中滴加适量的酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
丙烯醇中含有碳碳双键
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
发生加成反应,产物无色、可溶于四氯化碳溶液
A. A B. B C. C D. D
7. 对二乙烯苯()可用作树脂、油漆及橡胶等的原料。下列说法正确的是
A. 分子中所有原子可能共平面 B. 苯环上的一氯代物有2种
C. 该有机物易溶于水 D. 1mol该分子最多可与2mol H2加成
8. X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大,X在短周期主族元素中原子半径最大,Y是地壳中含量最高的金属元素,Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是( )
A. X的单质和水反应的离子方程式为:X+H2O===X-+OH-+H2
B. 气态氢化物的稳定性:Z<W
C. 最高价氧化物对应水化物的碱性:X<Y
D. Y的氧化物是碱性氧化物
9. 在测定中和热的实验中,下列说法正确的是
A. 使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B. 为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C. 用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同
D. 在测定中和热实验中需要使用的仪器有:天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
10. 中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
键能/()
H2O中H-O
463
O2中O=O
497
H2中H-H
436
H2O2中O-O
142
H2O2中O-H
463
若反应过程中分解了,则下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了578 kJ能量
D. 过程III属于放热反应
11. 反应2A(s)+B(g)2C(g)+D(g),经2minB的浓度减少0.6mol/L。下列有关说法正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.6mol·L-1·min-1
B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比是1∶2∶1
C. 2min末时的反应速率用反应物B来表示的是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在2min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
12. 空气吹出法是目前用于从海水中提取溴的最成熟的工业方法,其工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. X可为SO2,吸收塔里发生反应的离子方程式:
B. 图中步骤Ⅰ至步骤Ⅲ流程的主要作用是富集溴
C. 操作Ⅰ中最后一步用蒸馏的方法将溴分离出来
D. 工业上每获得1mol Br2,需要消耗标准状况下Cl2的体积小于44.8L
13. 一种锂-空气电池如图所示。当电池工作时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是
A. 锂电极发生氧化反应
B. 多孔碳材料电极为负极
C. 电池工作时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
D. 正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-
14. 标准摩尔生成焓是指在热力学标准态下由指定单质生成1mol化合物(或物质)的反应焓变,符号为指定单质大多数是稳定单质,其标准摩尔生成焓规定为零。例如:几种锡的化合物的标准摩尔生成焓如图所示。
下列叙述错误的是
A. 其他条件相同,最稳定的是SnO2(s)
B.
C.
D. 最稳定的Sn在氧气中燃烧生成)时放出热量为116.14kJ
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 金属铝、金属镁在生活中用途广泛,制备方法如下:
Ⅰ.利用铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2和Fe2O3杂质)制备铝的工艺流程如图:
已知:Fe3+和Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示:
Fe3+
Al3+
开始沉淀的pH
2.2
3.7
沉淀完全的pH
3.2
4.7
回答下列问题:
(1)浸取时提高浸出率的措施有______(任写一条即可)。
(2)操作1的名称是______,滤渣A的主要成分为______(填化学式)。
(3)加入X调节溶液pH的范围是______。
(4)浸取铝土矿还可以加入NaOH溶液进行碱浸,涉及反应的离子方程式为____________。
Ⅱ.化工厂利用卤水(主要成分为NaCl和MgCl2)生产金属镁的工艺流程如图所示:
已知:相关各物质熔点见下表:
物质
MgO
MgCl2
Mg
熔点(℃)
2852
714
649
(5)Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液,从而实现了Y的再利用,则Z的化学式为______。
(6)“沉淀”中除Mg(OH)2外,还可能含有的杂质为______(填化学式)。
(7)工业上不用电解MgO制金属镁的原因为______。
16. 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。
(1)利用活性炭对汽车尾气进行处理的反应原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是______。
A. 2v正(NO)=v正(CO2)
B. 混合气体中N2的体积分数保持不变
C. 单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D. 恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4mol CO、0.2mol NO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①实验a与实验b相比,不同条件可能是______。
②与实验b相比,实验c改变的条件是______。
(3)肼(N2H4)——空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,回答下列问题:
①b电极为该电池的____极(填“正”或“负”),负极发生的反应式为______。
②电池工作时,OH-移向______电极(填“a”或“b”)。
17. 硫酸是重要的化工原料,某兴趣小组对浓硫酸的性质进行如下探究。
Ⅰ.
(1)用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑,体现了浓H2SO4的______性(填“脱水”“吸水”或“强氧化”、下同):在冷的浓H2SO4中放入铁片无明显现象,体现了浓H2SO4的______性。
Ⅱ.不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2,也可被还原为氢气。某校研究性学习小组拟设计实验验证这一事实,并进行数据测定和相关计算,请按要求答题。
(2)图中橡胶管的作用______。
(3)若在烧瓶中放入1.30g锌粒,与 c mol·L-1 H2SO4反应,为保证实验结论可靠,量气管的适宜规格是______(填字母)。
A. 100mL B. 200mL C. 400mL D. 500mL
(4)若1.30g锌粒完全溶解,氢氧化钠溶液洗气瓶增重0.64g(烧瓶中残留气体忽略不计,下同),则圆底烧瓶中可能发生反应的化学方程式为______。
(5)若烧瓶中投入a g锌,加入一定量的c mol·L-1浓硫酸V L,充分反应后生成SO2与H2两种气体,若撤走无水氯化钙的U形管,则测得整个实验过程产生的气体中的数值将______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
18. 乙烯是重要的化工原料,以乙烯为原料生产部分化工产品的流程如下(部分反应条件已略去):
已知:E分子中含有两个羟基,且不连在同一个碳原子上。
请回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为______。
(2)E生成F的反应类型为______。乙烯的电子式为__________。
(3)高分子C______(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(4)D是环状化合物,其结构简式为______。
(5)写出E→F反应的化学方程式:____________。
(6)G为F的同分异构体,满足以下条件的G有______种。
能与碳酸氢钠溶液反应,1mol G与足量碳酸氢钠溶液反应生成2mol CO2
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2025-2026学年度上学期高二年级开学考试
化学试题
(时间75分钟 共100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Zn-65
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 化学与生活、生产、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 蚕丝、羊毛都是天然纤维,主要成分都是蛋白质
B. 分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化
C. 油脂属于高分子化合物,在一定条件下能发生水解反应
D. 淀粉和纤维素互为同分异构体
【答案】A
【解析】
【详解】A.蚕丝、羊毛均属于天然动物纤维,主要成分都是蛋白质,A正确;
B.分馏是利用物质沸点差异分离混合物的操作,属于物理变化,但干馏是物质隔绝空气加强热生成新物质的过程,属于化学变化,B错误;
C.高分子化合物的相对分子质量通常可达上万,油脂的相对分子质量仅为几百,不属于高分子化合物,C错误;
D.淀粉和纤维素的化学式均为,但二者的聚合度值不同,分子式不同,不互为同分异构体,D错误;
故选A。
2. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向NaOH溶液中通入少量SO2:
B. 向NaHCO3溶液加入少量Ba(OH)2溶液:
C. 向氯水中通入少量FeBr2:3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-
D. 醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-=H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaOH溶液与少量SO2反应生成亚硫酸钠和水,正确离子方程式为,A错误;
B.少量Ba(OH)2与NaHCO3反应时,Ba2+和OH-按1:2完全参与反应,正确离子方程式为,B错误;
C.氯水足量时,少量FeBr2中的Fe2+和Br-全部被氧化,离子方程式为:3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6Cl-,C正确;
D.醋酸是弱电解质,离子方程式中不能拆写为H+,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
3. NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B. 1mol重水比1mol水多NA个质子
C. 12g石墨和12g金刚石均含有NA个碳原子
D. 1L 1mol·L-1 CH3COOH溶液中含有NA个CH3COO-
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下22.4 L氮气的物质的量为1 mol,每个分子含有的中子数为,故含有的中子数为,不是,A错误;
B.重水和水分子的质子数均为10,1 mol重水和1 mol水的质子数相等,B错误;
C.石墨和金刚石均由碳原子构成,12 g碳的物质的量为,故二者均含有个碳原子,C正确;
D.是弱电解质,在水溶液中部分电离,故溶液中数目小于,D错误;
故选C。
4. 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其部分化合物的“价-类”二维图。下列说法错误的是
A. c能使紫色石蕊溶液变红 B. b在纯氧气中点燃可生成d
C. g既具有氧化性也具有还原性 D. 酸雨久置可发生e到f的转化
【答案】B
【解析】
【详解】A.c为二氧化硫,溶于水生成亚硫酸,能使紫色石蕊变红,故A正确;
B.b为硫单质,在纯氧中燃烧只能生成二氧化硫,故B错误;
C.g为+4价的亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,+4处于硫的中间价态,既能化合价生成+6价,表现还原性,也能化合价降低成0价表现氧化性,故C正确;
D.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸在空气中会逐渐被氧化成硫酸,故D正确;
故选:B。
5. 金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是
A. 根据反应③可知氧化性:Fe3+>H2O2
B. 向X溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红
C. 反应③中稀硫酸仅表现酸性
D. 反应①的离子方程式为Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O
【答案】A
【解析】
【分析】由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知,物质M为Cu,E为Fe,X为FeSO4,Y为Fe2(SO4)3,W为Fe(SCN)3,Z为Fe(OH)3,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,反应③的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,可知氧化性:H2O2 > Fe3+,A错误;
B.由分析可知,X溶液Fe元素以Fe2+形式存在,故滴入KSCN溶液无明显现象,滴加氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液变红,B正确;
C.根据反应③的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,可知反应③中稀硫酸仅表现酸性,C正确;
D.由分析可知,反应①的离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,D正确;
故选A。
6. 下列由实验得出的结论正确的是
选项
实验
结论
A
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
B
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀
淀粉没有发生水解
C
向丙烯醇(CH2=CHCH2OH)中滴加适量的酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
丙烯醇中含有碳碳双键
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
发生加成反应,产物无色、可溶于四氯化碳溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷与氯气光照下发生取代反应生成的HCl具有酸性,使湿润蓝色石蕊试纸变红,一氯甲烷无酸性,A错误;
B.淀粉水解后溶液呈酸性,酸性条件下新制会被酸溶解,无法与水解产物葡萄糖反应,应先加NaOH中和硫酸至碱性再加新制,因此不能说明淀粉未水解,B错误;
C.丙烯醇中的碳碳双键和醇羟基均能被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色,不能证明只有碳碳双键导致溶液褪色,C错误;
D.乙烯与溴发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,该产物可溶于四氯化碳,因此溶液最终变为无色透明,D正确;
故选D。
7. 对二乙烯苯()可用作树脂、油漆及橡胶等的原料。下列说法正确的是
A. 分子中所有原子可能共平面 B. 苯环上的一氯代物有2种
C. 该有机物易溶于水 D. 1mol该分子最多可与2mol H2加成
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯环为平面结构,乙烯也为平面结构,碳碳单键可旋转,两个乙烯基的平面可与苯环平面重合,所有原子可能共平面,A正确;
B.该分子苯环上两个取代基相同且处于对位,苯环上4个氢原子化学环境完全相同,一氯代物只有1种,B错误;
C.该物质属于烃类,不含亲水基团,难溶于水,C错误;
D.1mol苯环可与3mol 加成,1mol碳碳双键可与1mol 加成,该分子含1个苯环、2个碳碳双键,1mol该物质最多可与5mol 加成,D错误;
故选A。
8. X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大,X在短周期主族元素中原子半径最大,Y是地壳中含量最高的金属元素,Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是( )
A. X的单质和水反应的离子方程式为:X+H2O===X-+OH-+H2
B. 气态氢化物的稳定性:Z<W
C. 最高价氧化物对应水化物的碱性:X<Y
D. Y的氧化物是碱性氧化物
【答案】B
【解析】
【分析】X在短周期主族元素中原子半径最大,即X为Na,Y是地壳中含量最高的金属元素,即Y为Al,Z的最高正化合价与最低负化合价代数和为4,即Z为S,四种元素原子序数依次增大,即W为Cl,然后进行分析;
【详解】X在短周期主族元素中原子半径最大,即X为Na,Y是地壳中含量最高的金属元素,即Y为Al,Z的最高正化合价与最低负化合价代数和为4,即Z为S,四种元素原子序数依次增大,即W为Cl,
A、Na与H2O反应离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,故A错误;
B、同周期从左向右非金属性增强,Cl的非金属性强于S,即HCl比H2S稳定,故B正确;
C、金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,同周期从左向右金属性减弱,即Na的金属性强于Al,NaOH的碱性强于Al(OH)3,故C错误;
D、Al2O3为两性氧化物,故D错误。
9. 在测定中和热的实验中,下列说法正确的是
A. 使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B. 为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C. 用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同
D. 在测定中和热实验中需要使用的仪器有:天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
【答案】A
【解析】
【详解】A.环形玻璃搅拌棒起搅拌作用,能加快反应速率,减小实验误差,故A正确;
B.温度计测烧杯内的液体的温度,水银球不能接触烧杯底部,故B错误;
C.醋酸是弱酸,电离过程为吸热,醋酸和氢氧化钠反应放出的热量偏小,测得的中和热数值偏小,故C错误;
D.在测定中和热实验中,不需要使用天平、滴定管,故D错误;
选A。
10. 中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
键能/()
H2O中H-O
463
O2中O=O
497
H2中H-H
436
H2O2中O-O
142
H2O2中O-H
463
若反应过程中分解了,则下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了578 kJ能量
D. 过程III属于放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.水在光照和催化剂作用下分解生成氢气和氧气,总反应为,A正确;
B.由图示可知,过程I为断裂水分子中的2 mol H-O键,断裂化学键吸收能量,吸收的能量为,B正确;
C.由图示可知,过程II为形成H2分子中的1 mol H-H键和分子中的1 mol O-O键,形成化学键释放能量,放出的能量为,C正确;
D.过程III中,由1 mol生成1 mol O2和1 mol H2,1 mol的总键能为,1 mol和1 mol的总键能为,故过程III的焓变,属于吸热反应,D错误;
故选D。
11. 反应2A(s)+B(g)2C(g)+D(g),经2minB的浓度减少0.6mol/L。下列有关说法正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.6mol·L-1·min-1
B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比是1∶2∶1
C. 2min末时的反应速率用反应物B来表示的是0.3 mol·L-1·min-1
D. 在2min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
【答案】B
【解析】
【详解】A.物质A是固体,浓度不变,不能用A表示该反应的反应速率,选项A错误;
B.速率之比等于化学计量数之比,v(B):v(C):v(D)=1:2:1,选项B正确;
C.2min末的反应速率为即时速率,用B表示速率0.3mol/(L∙min)是2min内的平均速率,选项C错误;
D.B是反应物,浓度降低,C是生成物,浓度增大,选项D错误;
综上所述答案为B。
12. 空气吹出法是目前用于从海水中提取溴的最成熟的工业方法,其工艺流程如下:
下列说法错误的是
A. X可为SO2,吸收塔里发生反应的离子方程式:
B. 图中步骤Ⅰ至步骤Ⅲ流程的主要作用是富集溴
C. 操作Ⅰ中最后一步用蒸馏的方法将溴分离出来
D. 工业上每获得1mol Br2,需要消耗标准状况下Cl2的体积小于44.8L
【答案】D
【解析】
【分析】浓缩海水酸化后,通入将氧化为,反应为:;用空气和水蒸气吹出,再用水溶液吸收得到含的溶液,反应为:;再次通入氧化为,得到浓溴水;最后通过萃取、分液、蒸馏得到液溴,据此分析。
【详解】A.具有还原性,可将还原为,吸收塔中反应的离子方程式书写正确,A正确;
B.海水中浓度很低,步骤Ⅰ氧化、步骤Ⅱ吹出吸收、步骤Ⅲ再氧化的流程可大幅提高溴的浓度,主要作用是富集溴,B正确;
C.操作Ⅰ从溴的浓溶液中提取液溴,可先经萃取、分液得到溴的有机溶液,最后利用沸点差异用蒸馏的方法分离出液溴,C正确;
D.获得1 mol,步骤Ⅰ和步骤Ⅲ各至少需要1 mol ,且工业生产中通常需要过量,因此消耗标准状况下的体积大于44.8 L,D错误;
故选D。
13. 一种锂-空气电池如图所示。当电池工作时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是
A. 锂电极发生氧化反应
B. 多孔碳材料电极为负极
C. 电池工作时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
D. 正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】A
【解析】
【详解】A.电池放电时,Li转化成Li+,Li元素化合价升高,锂电极发生氧化反应,A正确;
B.电池放电时,O2中O元素化合价降低,过程中得到电子,所以放电时多孔碳材料电极为正极,B错误;
C.电池工作时外电路电子由负极Li流向正极多孔碳材料,C错误;
D.因该电池为非水介质,所以正极的电极反应式为O2+4e-=2O2-,D错误;
故选A。
14. 标准摩尔生成焓是指在热力学标准态下由指定单质生成1mol化合物(或物质)的反应焓变,符号为指定单质大多数是稳定单质,其标准摩尔生成焓规定为零。例如:几种锡的化合物的标准摩尔生成焓如图所示。
下列叙述错误的是
A. 其他条件相同,最稳定的是SnO2(s)
B.
C.
D. 最稳定的Sn在氧气中燃烧生成)时放出热量为116.14kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.其他条件相同,能量越低,物质越稳定,观察图示,四种含锡物质中,SnO2(s)能量最低,SnO2(s)最稳定,A正确;
B. ,B正确;
C.SnO2(s)+Sn(s)=2SnO(s)=-285.8kJ·mol⁻¹×2+580.7kJ·mol⁻¹=+9.1kJ·mol⁻¹>0,C错误;
D.,放出热量,D正确;
答案选C。
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 金属铝、金属镁在生活中用途广泛,制备方法如下:
Ⅰ.利用铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2和Fe2O3杂质)制备铝的工艺流程如图:
已知:Fe3+和Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示:
Fe3+
Al3+
开始沉淀的pH
2.2
3.7
沉淀完全的pH
3.2
4.7
回答下列问题:
(1)浸取时提高浸出率的措施有______(任写一条即可)。
(2)操作1的名称是______,滤渣A的主要成分为______(填化学式)。
(3)加入X调节溶液pH的范围是______。
(4)浸取铝土矿还可以加入NaOH溶液进行碱浸,涉及反应的离子方程式为____________。
Ⅱ.化工厂利用卤水(主要成分为NaCl和MgCl2)生产金属镁的工艺流程如图所示:
已知:相关各物质熔点见下表:
物质
MgO
MgCl2
Mg
熔点(℃)
2852
714
649
(5)Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液,从而实现了Y的再利用,则Z的化学式为______。
(6)“沉淀”中除Mg(OH)2外,还可能含有的杂质为______(填化学式)。
(7)工业上不用电解MgO制金属镁的原因为______。
【答案】(1)适当提高反应温度(适当增大硫酸的浓度、粉碎铝土矿等)
(2) ①. 过滤 ②. SiO2
(3)3.2≤pH<3.7
(4)、
(5)H2 (6)
(7)MgO熔点很高,而MgCl2熔点相对较低,熔融MgCl2节能而降低生产成本
【解析】
【分析】Ⅰ. 铝的制备流程分析:铝土矿加稀硫酸浸取时,、与稀硫酸反应溶解,不反应,过滤后分离出不溶的(滤渣A);滤液含、,调节pH使完全沉淀除去,保留在溶液中,再经一系列处理得到Al单质。
Ⅱ. 镁的制备流程分析:牡蛎壳(主要成分为)高温煅烧生成,加入沉淀槽与卤水反应得到,用盐酸溶解得到,电解熔融得到Mg和(单质Y),(单质Y)和(单质Z)生成HCl(X),实现的再利用。据此分析:
【小问1详解】
提高浸出率的核心是加快浸取速率、提高浸出量,常用方法有适当提高反应温度/适当增大硫酸的浓度/粉碎铝土矿等。
【小问2详解】
操作1是分离固体滤渣和溶液,名称为过滤;不与稀硫酸反应的杂质是,因此滤渣A为。
【小问3详解】
调节pH的目的是让完全沉淀,不沉淀,因此pH需要满足:。
【小问4详解】
碱浸时,两性氧化物和酸性氧化物都能与NaOH反应,对应离子方程式为和。
【小问5详解】
电解熔融得到Mg和,因此单质Y为,(单质Y)和(单质Z)生成HCl,HCl溶于水得到的盐酸可用于溶解实现循环利用,因此Z的化学式为。
【小问6详解】
与水反应生成的微溶于水,因此沉淀中除外,还混有杂质。
【小问7详解】
由表格数据可知,的熔点(2852℃)远高于(714℃),熔融需要消耗大量能源,生产成本高,因此工业不采用电解制镁。
16. 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。
(1)利用活性炭对汽车尾气进行处理的反应原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是______。
A. 2v正(NO)=v正(CO2)
B. 混合气体中N2的体积分数保持不变
C. 单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D. 恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4mol CO、0.2mol NO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①实验a与实验b相比,不同条件可能是______。
②与实验b相比,实验c改变的条件是______。
(3)肼(N2H4)——空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,回答下列问题:
①b电极为该电池的____极(填“正”或“负”),负极发生的反应式为______。
②电池工作时,OH-移向______电极(填“a”或“b”)。
【答案】(1)BD (2) ①. 温度不同 ②. 使用催化剂
(3) ①. 正 ②. N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O ③. a
【解析】
【小问1详解】
A.表示的均为正反应速率,无法说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.混合气体中的体积分数保持不变,说明各组分的含量不再改变,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.单位时间内断裂1个键代表消耗1个(逆反应),同时生成1个键代表生成0.5个(正反应),正逆反应速率不相等,未达到平衡状态,C不符合题意;
D.该反应有固体参与,反应前后气体总物质的量不变,但气体总质量在反应过程中不断增加,因此混合气体的平均摩尔质量是变量,当其保持不变时,说明气体的总质量不再变化,反应达到平衡状态,A不符合题意;
故选BD。
【小问2详解】
①由题意知,起始时充入的物质的量相同,容器容积相同,但实验a的起始压强(190 kPa)大于实验b的起始压强(180 kPa),根据理想气体状态方程可知,实验a的温度高于实验b;
②实验c与实验b相比,起始压强和平衡压强均相同,说明平衡未发生移动,但实验c达到平衡所需时间更短,反应速率更快,故改变的条件是使用了催化剂;
【小问3详解】
①在肼-空气燃料电池中,通入空气(氧气)的一极为正极,发生还原反应,故b电极为正极;通入肼的一极为负极,发生氧化反应,在碱性条件下肼失去电子生成氮气和水,负极反应式为;
②原电池工作时,阴离子向负极移动,故移向负极,即通入肼的a电极。
17. 硫酸是重要的化工原料,某兴趣小组对浓硫酸的性质进行如下探究。
Ⅰ.
(1)用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑,体现了浓H2SO4的______性(填“脱水”“吸水”或“强氧化”、下同):在冷的浓H2SO4中放入铁片无明显现象,体现了浓H2SO4的______性。
Ⅱ.不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2,也可被还原为氢气。某校研究性学习小组拟设计实验验证这一事实,并进行数据测定和相关计算,请按要求答题。
(2)图中橡胶管的作用______。
(3)若在烧瓶中放入1.30g锌粒,与 c mol·L-1 H2SO4反应,为保证实验结论可靠,量气管的适宜规格是______(填字母)。
A. 100mL B. 200mL C. 400mL D. 500mL
(4)若1.30g锌粒完全溶解,氢氧化钠溶液洗气瓶增重0.64g(烧瓶中残留气体忽略不计,下同),则圆底烧瓶中可能发生反应的化学方程式为______。
(5)若烧瓶中投入a g锌,加入一定量的c mol·L-1浓硫酸V L,充分反应后生成SO2与H2两种气体,若撤走无水氯化钙的U形管,则测得整个实验过程产生的气体中的数值将______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. 脱水性 ②. 强氧化性
(2)平衡压强,使液体能顺利流下 (3)D
(4)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(5)偏小
【解析】
【分析】利用硫酸与锌粒反应产生的气体,先通过无水氯化钙,再利用氢氧化钠溶液吸收,测定产生的二氧化硫,再利用量气管测定产生的氢气,从而对反应的方程式进行分析。
【小问1详解】
浓硫酸将纸张中有机物的H、O元素按水的比例脱去,使字迹变黑,体现脱水性;冷浓硫酸使铁片发生钝化,靠强氧化性在铁表面生成致密氧化膜,阻止反应进一步进行,体现强氧化性。
【小问2详解】
橡胶管连通分液漏斗和烧瓶,可平衡两者压强,避免烧瓶内反应产气后压强增大,阻碍浓硫酸流下,使浓硫酸能顺利滴入烧瓶。
【小问3详解】
,若锌完全反应全部生成氢气,标准状况下,因此需要选择量程大于448mL的500mL量气管,故选D。
【小问4详解】
NaOH溶液增重为的质量,,结合可知:0.01mol与浓硫酸反应生成,硫酸变稀后,剩余0.01mol Zn与稀硫酸反应生成,对应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【小问5详解】
无水氯化钙的作用是除去反应带出的水蒸气,防止水蒸气进入NaOH溶液,导致测得的质量偏大。若撤走无水氯化钙,水蒸气被NaOH吸收,使测得偏大,而由量气管测定,误差可忽略,因此的数值偏小。
18. 乙烯是重要的化工原料,以乙烯为原料生产部分化工产品的流程如下(部分反应条件已略去):
已知:E分子中含有两个羟基,且不连在同一个碳原子上。
请回答下列问题:
(1)B中官能团的名称为______。
(2)E生成F的反应类型为______。乙烯的电子式为__________。
(3)高分子C______(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(4)D是环状化合物,其结构简式为______。
(5)写出E→F反应的化学方程式:____________。
(6)G为F的同分异构体,满足以下条件的G有______种。
能与碳酸氢钠溶液反应,1mol G与足量碳酸氢钠溶液反应生成2mol CO2
【答案】(1)碳碳双键、碳氯键(或氯原子)
(2) ①. 酯化反应(或取代反应) ②.
(3)不能 (4)
(5)
(6)9
【解析】
【分析】乙烯和先加成生成即1,2-二氯乙烷,在480~530℃下发生消去反应脱去1分子得到即氯乙烯,氯乙烯发生加聚反应得到高分子聚氯乙烯;乙烯在催化、氧化生成环状化合物环氧乙烷,环氧乙烷和水开环加成得到乙二醇(两个羟基连在不同碳原子),乙二醇与乙酸在浓硫酸加热下发生酯化反应生成二乙酸乙二酯。
【小问1详解】
是,含有的官能团为碳碳双键、碳氯键(氯原子);
【小问2详解】
乙二醇含羟基,含羧基,二者在浓硫酸加热下发生酯化反应,酯化反应属于取代反应;乙烯分子内存在碳碳双键,电子式为;
【小问3详解】
为聚氯乙烯,加聚后分子中不存在碳碳双键,没有还原性不饱和键,因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
【小问4详解】
为环氧乙烷,三元环状醚,结构简式为;
【小问5详解】
乙二醇与两分子乙酸在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,化学方程式为;
【小问6详解】
分子式,是同分异构体;能和反应、1 mol 生成2 mol ,说明1分子含2个。除去2个(),剩余烃基骨架为,等价于丁烷的二取代、两个羧基取代丁烷上氢:正丁烷二取代有6种;异丁烷二取代有3种,因此符合条件的同分异构体共种。
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