内容正文:
成都石室阳安学校高2022级(高三)十月月考
化学试卷
考试时间75分钟 满分100分
相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 23 Fe 56 Zn 65
一、单选题(本题共14个小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与人类生活、生产、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 豆浆中加入石膏,使蛋白质变性制得豆腐
B. 以淀粉为原料,可得到多种产品如白酒和食醋等
C. 2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究,直径为硅量子点属于胶体
D. “神舟十七号”使用砷化镓太阳能电池,供电时发生了电子转移
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 葡萄糖的实验式:
B. 乙醛官能团的结构简式:—COH
C. 乙醇分子的空间填充模型:
D. 丙烯的结构简式:
3. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
B. 1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA
C. 电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NA
D. 1L1mol•L-1溴化铵水溶液中NH与H+离子数之和大于NA
4. 下列关于物质使用及其解释均正确的是
选项
物质使用
解释
A
FeCl3可用作净水剂
FeCl3有氧化性
B
氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理
氯乙烷易分解且吸收热量
C
水玻璃(Na2SiO3水溶液)作防火剂
Na2SiO3溶液显碱性
D
漂粉精作游泳池消毒剂
遇空气易生成强氧化性物质
A. A B. B C. C D. D
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 氢氧化铁溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B. 将Cl2通入石灰乳中制漂白粉:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C. Ca(HCO3)2溶液中滴加少量NaOH溶液:Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O
D. CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2
6. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. FeFeCl2Fe(OH)2
B. Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
C. Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
D. NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
7. 实验是科学探究的重要手段。下列实验方案正确且能达到预期目的的是
A.实验室制取氨气
B.制取Fe(OH)2沉淀并长时间观察其颜色
C.制取碳酸氢钠
D.验证非金属性:N>C>Si
A. A B. B C. C D. D
8. X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D. 与水反应生成产物之一是非极性分子
9. “天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1,则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热∆H (kJ·mol-1)为
A. -152 B. -76 C. +76 D. +152
10. 常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是
A. 产生22.4L(标准状况)时,反应中转移
B. 反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C. 可用石灰乳吸收反应产生的制备漂白粉
D. 可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在
11. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A. 该高分子材料可降解 B. 异山梨醇分子中有3个手性碳
C. 反应式中化合物X为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
12. 工业上水煤气生产的主要反应原理为,某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 时刻体系处于平衡状态
B. 曲线①表示的是逆反应的关系
C. 气体的平均相对分子质量:时刻小于时刻
D. 在时刻,压缩容器体积增大压强,正逆反应速率都增大
13. 下列说法正确的是
A. 25℃ 时,pH=2 的硫酸与 pH =12 的NaOH 溶液等体积混合溶液显酸性
B. 20mL 0.1mol/L 二元弱酸 H2A 溶液与等体积,等浓度的 NaOH 溶液混合后,混合溶液中c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1mol/L
C. 向 Na2CO3溶液中通入CO2至溶液为中性,则>1
D. 常温下,向含 0.lmolCH3COOH 的溶液中加入 amol NaOH 固体,反应后溶液中c(CH3COOH)= c(CH3COO-),则溶液显碱性。(已知醋酸的电离常数 Ka=1.75×10-5)
14. 室温下向溶液中逐滴加入的一元酸HA,溶液的pH的变化曲线如图所示, 不正确的是
A. a点时,溶液中存在
B. b点时,
C. c点时,溶液中存在
D. 水的电离程度:
二、解答题
15. 氮化镁是一种浅黄色粉末,易水解生成氢氧化镁和氨气,常用于制备其它超硬、高导热、耐高温的氮化物。实验室用以下装置制取干燥、纯净的N2并与金属镁反应制取氮化镁。
已知:Mg + 2NH3 Mg(NH2) 2+ H2
回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________;B、F中盛装碱石灰的仪器名称是_______。
(2)连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。其他实验步骤如下:
①装药品 ②点燃C处酒精灯 ③点燃E处酒精灯 ④打开A中分液漏斗
正确的先后顺序为_________________(填序号)。
(3)与分液漏斗相连通的橡胶管的作用是_________________________________。
(4)C中反应的化学方程式是_____________________________________________。
(5)D装置的作用是_______________________________________________。
(6)若24.0g镁放入E装置中,实验结束后称得E增加了7.0g,则氮化镁的产率是_________。
(7)设计简单实验证明E中得到的固体中含有氮化镁________________________________
16. 以炼锌钴渣(主要含有Co、Zn、Fe等金属元素)为原料制备(氢氧化高钴)的流程如图:
已知:①酸浸后溶液中的阳离子有、、、、;②难溶于稀酸。
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中,可加快反应速率的措施有___________(任写两项)。
(2)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________,反应温度不宜超过55℃的原因是___________。
(3)①“沉钴”使用的过硫酸铵的化学式为,25℃时,控制,钴将以形式沉淀。补充并配平下面反应的离子方程式:___________。
_________________________________=______________________+___________
②“沉钴”滤液的溶质为___________。
(4)新型储氢材料的晶胞形状为立方体,边长为anm,如下图所示。
①与距离最近且等距的有___________个。
②已知的摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为,此晶体的密度为___________。()
17. 化合物F是一种食品保鲜剂,可按如下途径合成:
已知:
试回答:
(1)A的一氯代物只有2种结构,请写出A的结构简式为___________,A→B的反应类型是___________。
(2)B→C的化学方程式为___________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是___________。
(4)E的结构简式是___________。F中官能团的名称是___________。
(5)连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有___________种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为2:1:2:2:1的同分异构体的结构简式为___________。
(6)写出用乙醇为原料制备2-丁烯醛的合成路线(其他试剂任选)。___________。
18. 天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1)
-1560
-1411
-286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=_____ r1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_________。
A.增加甲烷浓度,r增大 B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度,k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
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成都石室阳安学校高2022级(高三)十月月考
化学试卷
考试时间75分钟 满分100分
相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 23 Fe 56 Zn 65
一、单选题(本题共14个小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与人类生活、生产、科技等密切相关。下列说法正确的是
A. 豆浆中加入石膏,使蛋白质变性制得豆腐
B. 以淀粉为原料,可得到多种产品如白酒和食醋等
C. 2023年诺贝尔化学奖授予量子点研究,直径为硅量子点属于胶体
D. “神舟十七号”使用砷化镓太阳能电池,供电时发生了电子转移
【答案】B
【解析】
【详解】A.豆浆中加入石膏,发生聚沉制得豆腐,A错误;
B.以淀粉为原料,水解得到葡萄糖,在酒化酶的作用下可以得到白酒,发酵之后可以得到食醋,B正确;
C.胶体属于混合物,直径为2~20nm硅量子点属于纯净物,不是胶体,C错误;
D.“神舟十七号”使用砷化镓(GaAs)太阳能电池,供电时将太阳能转化为电能,没有电子的转移,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 葡萄糖的实验式:
B. 乙醛官能团的结构简式:—COH
C. 乙醇分子的空间填充模型:
D. 丙烯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.葡萄糖的实验式是,分子式为,A错误;
B.乙醛官能团的是醛基,结构简式,B错误;
C.乙醇分子的空间填充模型(比例模型)是,C正确;
D.丙烯的结构简式,D错误;
答案选C。
3. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
B. 1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA
C. 电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NA
D. 1L1mol•L-1溴化铵水溶液中NH与H+离子数之和大于NA
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.在标准状况下氟气的物质的量为1mol,其质子数为1mol=,A正确;
B.碘蒸气与氢气发生的反应为:,反应为可逆反应,有一定的限度,所以充分反应,生成的碘化氢分子数小于,B正确;
C.电解饱和食盐水时电极总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,若阴阳两极产生气体分别是氢气与氯气,且物质的量之比为1:1,若气体的总质量为,则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各自为1mol,根据关系式H22e-可知,转移的电子数为,C错误;
D.溴化铵水溶液存在电荷守恒,即c()+c()=c(Br-)+c(OH-),则物质的量也满足n()+n()=n(Br-)+n(OH-),因为n(Br-)=,所以该溶液中与离子数之和大于,D正确;
故选C。
4. 下列关于物质使用及其解释均正确的是
选项
物质使用
解释
A
FeCl3可用作净水剂
FeCl3有氧化性
B
氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理
氯乙烷易分解且吸收热量
C
水玻璃(Na2SiO3水溶液)作防火剂
Na2SiO3溶液显碱性
D
漂粉精作游泳池消毒剂
遇空气易生成强氧化性物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.可用作净水剂是由于水解生成胶体,与的氧化性无关,A错误;
B.氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理是利用其沸点低,易挥发吸热的特点,B错误;
C.水玻璃(水溶液)作防火剂是因为其耐高温,C错误;
D.漂粉精中的与空气中的生成强氧化性的HClO消毒,D正确;
故选D。
5. 下列离子方程式书写正确的是
A. 氢氧化铁溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B. 将Cl2通入石灰乳中制漂白粉:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C. Ca(HCO3)2溶液中滴加少量NaOH溶液:Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O
D. CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢氧化铁溶于氢碘酸后,生成的Fe3+、I-发生氧化还原反应,生成Fe2+、I2等:2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O,A不正确;
B.将Cl2通入石灰乳中制漂白粉,石灰乳不能改写成离子:2Cl2+2Ca(OH)2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O,B不正确;
C.Ca(HCO3)2溶液中滴加少量NaOH溶液,少量与OH-反应生成等,再与Ca2+反应全部转化为CaCO3:Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O,C正确;
D.CuSO4溶液中加入过量氨水,起初生成的Cu(OH)2全部转化为[Cu(NH3)4]2+等:Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O,D不正确;
故选C。
6. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. FeFeCl2Fe(OH)2
B. Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
C. Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
D. NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气氧化性强,和铁反应生成氯化铁,氯化亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀,A错误;
B.氢氧化镁和盐酸生成氯化镁溶液,氯化镁溶液得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到镁单质,B错误;
C.铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠,加入过量盐酸生成氯化铝,C错误;
D.碳酸氢钠受热不稳定,加热生成碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,D正确;
故选D。
7. 实验是科学探究的重要手段。下列实验方案正确且能达到预期目的的是
A.实验室制取氨气
B.制取Fe(OH)2沉淀并长时间观察其颜色
C.制取碳酸氢钠
D.验证非金属性:N>C>Si
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵加热分解产生的氯化氢和氨气在试管口遇冷会重新结合生成氯化铵,达不到制取氨气的目的,A不符合题意;
B.氢氧化亚铁沉淀容易被氧化,因此可先打开止水夹a,使铁和稀硫酸反应产生的氢气将整个装置中的空气排干净,然后关闭止水夹a,继续产生的氢气可将A中的硫酸亚铁溶液压入B中而得到氢氧化亚铁沉淀,题中所给的图示能达到实验目的,B符合题意;
C.氨气极易溶于水,直接插入溶液中易倒吸,而二氧化碳在水中溶解度较小,则应将通氨气和二氧化碳的导管互换,C不符合题意;
D.硝酸可与碳酸钠反应生成CO2,浓硝酸易挥发,进入硅酸钠溶液的CO2中混有HNO3,由于HNO3也能与硅酸钠溶液反应,HNO3会对CO2与硅酸钠的反应产生干扰,因此不能比较出碳酸和硅酸的酸性大小,也无法验证C和Si的非金属性强弱,D不符合题意;
故选B。
8. X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D. 与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,则X为C,Y为N,Z为F,W原子在同周期中原子半径最大,则W为Na。
【详解】A.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIIA族,第VA族大于第VIA族,则第一电离能:,故A错误;
B.根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:,故B正确;
C.根据同电子层结构核多径小,则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:,故C正确;
D.与水反应生成产物之一为乙炔,乙炔是非极性分子,故D正确。
综上所述,答案为A。
9. “天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1,则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热∆H (kJ·mol-1)为
A. -152 B. -76 C. +76 D. +152
【答案】A
【解析】
【详解】已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1,可得①,由图可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)∆H=-330+123-229+77=-359kJ/mol②,由盖斯定律,(反应②-①)×2可得反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g),反应热∆H =( -359+283)×2 =-152kJ·mol-1,故选:A。
10. 常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是
A. 产生22.4L(标准状况)时,反应中转移
B. 反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C. 可用石灰乳吸收反应产生的制备漂白粉
D. 可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I260e-,又因方程式中6I23Cl2,故3Cl260e-,即Cl220e-,所以产生22.4L (标准状况) Cl2即1mol Cl2时,反应中应转移20 mol e-,A错误;
B.该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的计量系数可知,11KClO36I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6,B正确;
C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C正确;
D.食盐中可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在,D正确。
故选A。
11. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A. 该高分子材料可降解 B. 异山梨醇分子中有3个手性碳
C. 反应式中化合物X为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该高分子材料中含有酯基,可以降解,A正确;
B.异山梨醇中 四处的碳原子为手性碳原子,故异山梨醇分子中有4个手性碳,B错误;
C.反应式中异山梨醇释放出一个氢原子与碳酸二甲酯释放出的甲氧基结合生成甲醇,故反应式中X为甲醇,C正确;
D.该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成,属于缩聚反应,D正确;
故答案选B。
12. 工业上水煤气生产的主要反应原理为,某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 时刻体系处于平衡状态
B. 曲线①表示的是逆反应的关系
C. 气体的平均相对分子质量:时刻小于时刻
D. 在时刻,压缩容器体积增大压强,正逆反应速率都增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.时,正逆反应速率不相等,体系未达到平衡状态,A错误;
B.开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是正反应的关系,曲线②表示的是逆反应的关系,B错误;
C.反应还未开始时,气体为,相等分子质量为18,若反应能完全进行,生成等物质的量的CO和H2,混合气体的平均摩尔质量为=15,说明该反应在反应过程中气体的平均相对分子质量逐渐减小,气体的平均相对分子质量:时刻大于时刻,C错误;
D.在时刻,压缩容器体积增大压强,反应物与生成物的浓度都增大,故正逆反应速率都增大,D正确;
故选D。
13. 下列说法正确的是
A. 25℃ 时,pH=2 的硫酸与 pH =12 的NaOH 溶液等体积混合溶液显酸性
B. 20mL 0.1mol/L 二元弱酸 H2A 溶液与等体积,等浓度的 NaOH 溶液混合后,混合溶液中c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1mol/L
C. 向 Na2CO3溶液中通入CO2至溶液为中性,则>1
D. 常温下,向含 0.lmolCH3COOH 的溶液中加入 amol NaOH 固体,反应后溶液中c(CH3COOH)= c(CH3COO-),则溶液显碱性。(已知醋酸的电离常数 Ka=1.75×10-5)
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.25℃ 时,pH=2 的硫酸溶液中c(H+)=0.01mol/L, pH =12 的NaOH 溶液中c(OH-)=0.01mol/L,所以将硫酸和氢氧化钠溶液等体积混合,溶液显中性,故A错误;
B.20mL 0.1mol/L 二元弱酸 H2A 溶液与等体积、等浓度的 NaOH 溶液混合,恰好反应生成NaHA,根据物料守恒,混合溶液中存在c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-),由于两溶液混合,体积变为40mL,所以c(Na+)=0.05mol/L,故B错误;
C.向 Na2CO3溶液中通入CO2至溶液为中性,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c()+2c(),所以c(Na+)>c(),则>1,故C正确;
D.常温下,向含 0.lmolCH3COOH 的溶液中加入 amol NaOH 固体,反应后溶液中c(CH3COOH)= c(CH3COO-),根据Ka ==c(H+) =1.75×10-5,所以溶液呈酸性,故D错误;
故选C。
14. 室温下向溶液中逐滴加入的一元酸HA,溶液的pH的变化曲线如图所示, 不正确的是
A. a点时,溶液中存在
B. b点时,
C. c点时,溶液中存在
D. 水的电离程度:
【答案】B
【解析】
【详解】A.a点时酸碱恰好中和,溶质为NaA,NaA水解呈碱性,A水解,溶液中A,故A正确;
B.b点所示溶液呈中性,则,由电荷守恒得:,所以,但由图象分析 ,故B错误;
C.c点溶质为等浓度的NaA和HA,由电荷守恒得:,再由物料守恒得:,两守恒式子消掉后溶液中存在,故 C正确;
D.根据图象知,该酸是弱酸,a、b点的溶质分别是盐、盐和酸,a点盐类水解促进水电离,b溶液呈中性,水的电离程度不受影响,所以a、b两点溶液中水的电离程度: ,故D正确。
故选B。
【点睛】本试题主要考查酸碱中和图象中关于离子浓度大小比较问题,包含中和反应、盐类水解知识的运用。对于此类试题,经常考查的有NaOH~HA弱酸以及氨水~盐酸两类试题。所以应该记住几个重要的点:起点—可以判断是否是弱电解质或者是起始pH;恰好反应点—酸碱按照化学计量数之比反应,具体的酸碱性取决于盐的水解; pH=7点;等浓度盐与酸(或碱)点。如果能够将上述的四点分析清楚,此类试题迎刃而解。
二、解答题
15. 氮化镁是一种浅黄色粉末,易水解生成氢氧化镁和氨气,常用于制备其它超硬、高导热、耐高温的氮化物。实验室用以下装置制取干燥、纯净的N2并与金属镁反应制取氮化镁。
已知:Mg + 2NH3 Mg(NH2) 2+ H2
回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________;B、F中盛装碱石灰的仪器名称是_______。
(2)连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。其他实验步骤如下:
①装药品 ②点燃C处酒精灯 ③点燃E处酒精灯 ④打开A中分液漏斗
正确的先后顺序为_________________(填序号)。
(3)与分液漏斗相连通的橡胶管的作用是_________________________________。
(4)C中反应的化学方程式是_____________________________________________。
(5)D装置的作用是_______________________________________________。
(6)若24.0g镁放入E装置中,实验结束后称得E增加了7.0g,则氮化镁的产率是_________。
(7)设计简单实验证明E中得到的固体中含有氮化镁________________________________
【答案】 ①. 浓氨水 ②. 干燥管 ③. ①④②③ ④. 平衡分液漏斗内外压强,便于液体顺利流下 ⑤. 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O ⑥. 吸收氨气并干燥氮气 ⑦. 75.0% ⑧. 取所得固体放入试管中,滴入少量蒸馏水,用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口,试纸变蓝色,证明含有氮化镁
【解析】
【分析】(1)装置A是用生石灰和浓氨水制备NH3的装置;由图中仪器结构可知,B、F中盛装碱石灰的仪器是干燥管;
(2)装置内含有空气,对E装置反应会有影响,所以要先点燃C处酒精灯,利用产生的N2排除装置中的空气后,再点燃E处酒精灯;
(3)橡皮管起气压平衡管的作用,使漏斗里面的气压与烧瓶的始终相等;
(4)C中反应为氨气和氧化铜在加热条件下生成氮气的反应,根据产物写出化学方程式;
(5)E中镁和氮气反应,NH3和水蒸气会干扰实验,用装置D除去;
(6)根据镁的质量计算氮化镁的理论产量,根据E增加的质量,即实际参加反应的氮气质量计算氮化镁的实际产量,氮化镁的产率=实际产量/理论产量×100%;
(7)根据氮化镁水解生成氢氧化镁沉淀与氨气,氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝,据此设计证明有氮化镁生成。
【详解】(1)装置A是用生石灰和浓氨水制备NH3的装置,所以装置A的分液漏斗中盛装的试剂是浓氨水;由图中仪器结构可知,B、F中盛装碱石灰的仪器是干燥管;
因此,本题正确答案为:浓氨水;干燥管;
(2)根据实验装置和制备原理,装置内含有空气,对E装置反应会有影响,所以要先点燃C处酒精灯,利用产生的N2排除装置中的空气后,再点燃E处酒精灯,故正确的先后顺序为①④②③;
因此,本题正确答案为:①④②③;
(3)橡皮管起气压平衡管的作用,使漏斗里面的气压与烧瓶的始终相等,便于液体顺利流下;
因此,本题正确答案为:平衡分液漏斗内外压强,便于液体顺利流下;
(4)C中反应为氨气和氧化铜在加热条件下生成氮气的反应,该反应为氧化还原反应,CuO被NH3还原为Cu,化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O;
因此,本题正确答案为:3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O;
(5)根据E中镁和氮气反应制取氮化镁,NH3和水蒸气会干扰实验,要用装置D除去,故D装置的作用是吸收氨气并干燥氮气;
因此,本题正确答案为:吸收氨气并干燥氮气;
(6)24.0g镁的物质的量为1mol,由方程式3Mg+N2Mg3N2可知,1mol Mg和足量的N2反应理论上能够生成mol Mg3N2;E增加了7.0g,是参加反应的N2质量,则参加反应的N2物质的量为=0.25mol,则实际制得0.25mol Mg3N2,
所以氮化镁的产率=×100%=75.0%;
因此,本题正确答案为:75.0%;
(7)由于氮化镁与水反应后能放出氨气,可以通过检测氨气的生成来测定是否有氮化镁。方法为:取所得固体放入试管中,滴入少量蒸馏水,用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口,试纸变蓝色,证明含有氮化镁,
因此,本题正确答案为:取所得固体放入试管中,滴入少量蒸馏水,用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口,试纸变蓝色,证明含有氮化镁。
【点睛】本题为综合题,主要考查了金属镁的性质,氮化镁制备的实验分析是难点,注意把握反应的实质和各个仪器的用途是解题的关键。
16. 以炼锌钴渣(主要含有Co、Zn、Fe等金属元素)为原料制备(氢氧化高钴)的流程如图:
已知:①酸浸后溶液中的阳离子有、、、、;②难溶于稀酸。
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中,可加快反应速率的措施有___________(任写两项)。
(2)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________,反应温度不宜超过55℃的原因是___________。
(3)①“沉钴”使用的过硫酸铵的化学式为,25℃时,控制,钴将以形式沉淀。补充并配平下面反应的离子方程式:___________。
_________________________________=______________________+___________
②“沉钴”滤液的溶质为___________。
(4)新型储氢材料的晶胞形状为立方体,边长为anm,如下图所示。
①与距离最近且等距的有___________个。
②已知的摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为,此晶体的密度为___________。()
【答案】(1)升高温度或适当增大稀硫酸浓度等
(2) ①. ②. 防止双氧水受热分解
(3) ①. 6H2O=+6H+ ②. ZnSO4、Na2SO4、(NH4)2SO4
(4) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】炼锌钴渣(主要含有Co、Zn、Fe等金属元素)煅烧后生成金属氧化物,再加稀硫酸酸浸,酸浸后溶液中的阳离子有、、、、,再加入双氧水将氧化为,再加入氢氧化钠将转化为氢氧化铁沉淀,过滤后的滤液中含有阳离子有Na+、、,最后加入过硫酸铵和氢氧化钠,将转化为,经过过滤操作得到产品。
【小问1详解】
根据外界条件对反应速率的影响可知,“酸浸”过程中,可加快反应速率的措施有升高温度或适当增大稀硫酸浓度等。
【小问2详解】
“氧化”过程中亚铁离子被氧化,发生反应的离子方程式为;由于双氧水受热易分解,因此反应温度不宜超过55℃原因是防止双氧水受热分解。
【小问3详解】
①“沉钴”过程中过硫酸铵中氧元素化合价从-1价降低到-2价,得到1个电子,Co元素化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒定律可知配平后的方程式为6H2O=+6H+。
②根据原子守恒可知,“沉钴”滤液的溶质为ZnSO4、Na2SO4、(NH4)2SO4。
【小问4详解】
①把立方体晶胞分成八个小立方体,位于小立方体的体心,位于四个顶角,则与距离最近且等距的有4个。
②由均摊法,位于晶胞内部,有8个,位于顶角和面心,有个,即为4个,则晶胞质量为g,立方体边长为anm,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,此晶体的密度为。
17. 化合物F是一种食品保鲜剂,可按如下途径合成:
已知:
试回答:
(1)A的一氯代物只有2种结构,请写出A的结构简式为___________,A→B的反应类型是___________。
(2)B→C的化学方程式为___________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是___________。
(4)E的结构简式是___________。F中官能团的名称是___________。
(5)连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有___________种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为2:1:2:2:1的同分异构体的结构简式为___________。
(6)写出用乙醇为原料制备2-丁烯醛的合成路线(其他试剂任选)。___________。
【答案】(1) ①. ②. 取代反应
(2) (3)O2 / Cu或Ag,加热
(4) ①. ②. 醛基、碳碳双键
(5) ①. 8 ②. 和
(6)
【解析】
【分析】根据流程图,E脱水生成,利用逆推法,E是;根据RCHO+CH3CHO RCH(OH)CH2CHO,,可逆推出D是;根据B的分子式C8H9Cl,结合D的结构,B是;C是,则A是。
【小问1详解】
根据分析,A的结构简式为;与氯气在光照条件下发生取代反应,因此A→B的反应类型是取代反应。
【小问2详解】
在氢氧化钠溶液中水解为,反应的化学方程式为。
【小问3详解】
C为,D为,C→D为醇的催化氧化反应,所以C→D的条件是分别是O2 / Cu或Ag,加热。
【小问4详解】
根据分析,E的结构简式为;F的结构简式为,因此F中官能团的名称是:醛基、碳碳双键。
【小问5详解】
连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有、、、、、、、,共8种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5个峰,峰面积比为2∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为和。
【小问6详解】
用乙醇为原料制备2-丁烯醛:先把乙醇氧化为乙醛,然后2分子乙醛在氢氧化钠稀溶液中生成,最后脱水生成2-丁烯醛,合成路线流程图为:。
18. 天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1)
-1560
-1411
-286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=_____ r1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_________。
A.增加甲烷浓度,r增大 B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度,k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
【答案】 ①. 137 ②. 升高温度 ③. 减小压强(增大体积) ④. ⑤. 1-α ⑥. AD ⑦. CO2+2e−=CO+O2− ⑧. 6∶5
【解析】
【分析】(1) ①先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式,然后根据盖斯定律进行计算,得到目标反应的∆H;
②反应C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)为气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强平衡等都向正反应方向移动;
③根据已知乙烷的转化率,设起始时加入的乙烷和氢气各为1mol,列出三段式,求出平衡时各物质的分压,带入平衡常数的计算公式进行计算;
(2) ①根据r=k×,若r1=kc,甲烷转化率为甲烷的浓度为c(1-),则r2= kc(1-);
②根据反应初期的速率方程为:r=k×,其中k为反应速率常数,据此分析速率变化的影响因素;
(3) ①由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,电解质传到O2-,据此写出电极反应;
②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应,进而计算出为消耗CH4和CO2的体积比。
【详解】(1)①由表中燃烧热数值可知:
①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H1= -1560kJ∙mol-1;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H2= -1411kJ∙mol-1;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H3= -286kJ∙mol-1;根据盖斯定律可知,①-②-③得C2H6(g) =C2H4(g) + H2(g),则∆H= ∆H1-∆H2-∆H3=( -1560kJ∙mol-1)-( -1411kJ∙mol-1)- ( -286kJ∙mol-1)=137kJ∙mol-1,故答案为137;
②反应C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)为气体体积增大的吸热反应,升高温度、减小压强平衡都向正反应方向移动,故提高该反应平衡转化率的方法有升高温度、减小压强(增大体积);
③设起始时加入的乙烷和氢气各为1mol,列出三段式,
C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)
起始(mol) 1 0 1
转化(mol) α α
平衡(mol) 1- 1+
平衡时,C2H6、C2H4和H2平衡分压分别为p、p和p,则反应的平衡常数为Kp=;
(2) ①根据r=k×,若r1= kc,甲烷转化率为甲烷的浓度为c(1-),则r2= kc(1-),所以r2=(1-)r1;
②A.增大反应物浓度反应速率增大,故A说法正确;
B.由速率方程可知,初期阶段的反应速率与氢气浓度无关,故B说法错误;
C.反应物甲烷的浓度逐渐减小,结合速率方程可知,乙烷的生成速率逐渐减小,故C说法错误;
D.化学反应速率与温度有关,温度降低,反应速率常数减小,故D正确。
答案选AD。
(3) ①由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,电极反应为CO2+2e-=CO+O2-;
②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应为:6CH4+5CO2=2C2H4+ C2H6+5H2O+5CO,即消耗CH4和CO2的体积比为6:5。故答案为:6:5。
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