内容正文:
琼林高级中学2024年秋季学期高二年级10月考试化学学科试题
试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 S-32
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产和生活密切相关。下列说法正确的是
A. 煤中含有的苯、二甲苯等有机物,可通过煤的干馏来获得
B. 食盐中添加的碘酸钾属于营养强化剂
C. 石油的分馏、煤的液化均属于物理变化
D. 核心舱搭载的柔性太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 水分子的结构式:
B. 聚丙烯的结构简式:
C. 乙醇分子的球棍模型:
D. 的电子式为:
3. 代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 密闭容器中, 和 催化反应,最后分子总数将大于
B. 醋酸中所含的数目小于
C. 标准状况下,甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为
D. 常温常压下, 中所含键数目为
4. 下列离子方程式或化学方程式正确的是
A. 制备金属Na:2NaCl(溶液)2Na+Cl2↑
B. 用氨水吸收过量SO2:2NH3•H2O + SO2 = 2NH + SO+ H2O
C. 氢氧化亚铁溶于过量稀硝酸:Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
D. 制乙酸乙酯CH3COOH + CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3+H2O
5. 下列实验原理或装置不能达到相应目的的是
A. 图①用于实验室制取氨气
B. 图②用于比较Zn和Cu的金属性
C. 图③用于验证二氧化硫的氧化性
D. 图④用于比较S、C、Si的非金属性
6. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率
B. 已知工业合成氨是放热反应,反应条件选择高温
C. 打开可乐瓶盖,有大量气泡产生
D. ,平衡后压缩容器,体系颜色加深
7. 化合物M是一种重要的化工原料,可作净水剂,化学式为。其中,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,是含的微粒,Z的最外层电子数是次外层电子数的3倍,W形成的化合物是造成酸雨的主要原因之一。下列说法错误的是
A. M具有还原性 B. 简单氢化物的沸点:Z>W
C. 简单离子半径:W>Z>Y D. M是含有共价键的离子化合物
8. 一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙述正确的是
A. 该物质的分子式为
B. 既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C. 1mol该物质消耗的与均为1mol
D. 与 互为同分异构体
9. 某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。
实验
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0.0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0.0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0.0
0.0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
下列说法正确的是
A. a=1.0,b=1.5
B. 溶液的酸碱性不会影响该反应的化学反应速率
C. 该反应的离子方程式为
D. 上表数据可证明对该反应速率有影响
10. 硫化氢与甲醇合成甲硫醇()的催化过程如图。下列说法中错误的是
A. 反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变
B. 过程④中,只形成了键
C. 过程①、②均需要吸收能量
D. 总反应方程式可以表示为
11. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的用去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
12. “践行双碳目标,助力绿色冬奥”,2022年北京冬奥会使用近700余辆搭载国家电投氢能公司全自主研发“氢腾”燃料电池系统的宇通氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如下图,下列说法正确的是
A. 电池工作时,电解质溶液中的H+向电极b移动
B. b极为正极,电极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
C. a极为负极,负极每消耗22.4L H2,转移2mol电子
D. 装置工作一段时间后,电解质溶液的pH不变
13. 根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向淀粉-KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I->Cl-
B
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
C
取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解再滴加KSCN溶液,溶液未变血红色
固体产物中不存在三价铁
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中,出现白色沉淀
元素非金属性:C>Si
A. A B. B C. C D. D
14. 只改变一个条件,化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的变化图象如下,其中表示平衡转化率,下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0
B. 反应Ⅱ中,T1温度下B的转化率高于T2温度下B的转化率
C. 反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应在一定条件下能自发进行
D. 反应Ⅳ中,该反应正反应为吸热反应
二、非选择题(本题包括4大题,共58分)
15. 的防治与利用对环境保护意义重大。
(1)实验室用浓硫酸和制取的化学方程式为____________________。
(2)实验室制取干燥的时,收集所需装置的接口连接顺序为________(按气流方向,填仪器接口的字母编号)。
(3)用如图装置探究的氧化性或还原性。
限选试剂:溶液、酸性高锰酸钾溶液、溶液、溶液、淀粉溶液、新制溶液
步骤
现象
结论
用注射器将新制溶液注入充满的烧瓶中
产生淡黄色浑浊
具有________性
用注射器将________溶液注入充满的烧瓶中
________
具有还原性反应的离子方程式为________
(4)某小组利用下列装置测定空气中的含量。已知该反应的化学方程式为:。
若空气流速为,当观察到_______________时,结束计时,测定耗时。假定样品中的可被溶液充分吸收,该空气样品中的含量是_______________(用含有、的代数式表示)。
16. 某实验小组设计的糖厂甘蔗渣利用方案如下图所示:
其中A是植物生长调节剂,B是高分子化合物,D是具有水果香味的物质。请回答以下问题:
(1)纤维素的化学式为___________,是___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)B的结构简式为___________,C中官能团的名称为___________。
(3)写出下列转化的化学方程式::___________,反应类型为___________。
(4)已知有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,则M的同分异构体有___________种。
(5)已知1,2-二溴乙烷和NaOH的水溶液在加热条件发生反应:,写出以CH2=CH2和CH3CH2OH为主要原料,其他无机试剂任选,分步制取CH3CH2OOC-COOCH2CH3的合成路线流程图___________。(合成路线流程图示例为:)
17. 我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,利用废旧锌锰干电池的炭包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质)制备纯MnO2的工艺如下图所示:
回答下列问题:
(1)在“酸浸”时为了加快浸出速率,可采取的措施有___________。(写出一点即可)。“酸浸”过程中稀硝酸是过量的,Fe和稀硝酸反应生成NO的离子方程式为___________,用于检验该反应生成的金属阳离子的试剂是___________。
(2)“焙炒”的目的是___________。
(3)在粗MnO2溶解时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________,溶解过程中所用的H2O2高于理论用量,原因是___________。
(4)沉锰后焙烧时,发生反应的化学方程式为___________。
18. Ⅰ、(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:___________________________________。
(2)Zn(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol Hg(l) + 1/2 O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol,由此可知ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3= __________kJ/mol。
Ⅱ、二甲醚是一种重要的清洁燃料,可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚,总反应为:3H2(g) + 3CO(g) ⇌CH3OCH3(g) + CO2(g) ΔH = -246.4 kJ/mol
(1)在一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡。改变下列条件之一,既能提高反应速率,又能提高CO的转化率的是________(填字母代号)。
a 降低温度 b 加入催化剂 c 缩小容器体积 d 增加H2的浓度
(2)该反应的化学平衡常数表达式K = _______________________,升高温度,平衡常数___________(填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,在一定温度和压强下发生反应:3 H2(g) + 3CO(g) ⇌ CH3OCH3(g) + CO2(g),达到平衡后,测得平衡时混合气体的物质的量是同温同压下起始时的1.2倍。
① 反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)
② 平衡时,n(CH3OCH3) = ________,平衡时CO2的转化率为________。
③ 平衡时,再向原容器中投入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,一段时间后达到新的平衡,此时CO2的转化率与原平衡相比________(填“增大”、 “减小”或 “不变”)。
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琼林高级中学2024年秋季学期高二年级10月考试化学学科试题
试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 S-32
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生产和生活密切相关。下列说法正确的是
A. 煤中含有的苯、二甲苯等有机物,可通过煤的干馏来获得
B. 食盐中添加的碘酸钾属于营养强化剂
C. 石油的分馏、煤的液化均属于物理变化
D. 核心舱搭载的柔性太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
【答案】B
【解析】
【详解】A.煤本身不含苯、二甲苯等有机物,这类物质是煤发生干馏(化学变化)过程中反应生成的产物,A错误;
B.食盐中添加碘酸钾是为了补充人体必需的碘元素,预防碘缺乏病,属于食品营养强化剂,B正确;
C.石油分馏是利用各组分沸点不同进行分离的物理变化,但煤的液化是将煤转化为液态燃料的化学变化,有新物质生成,C错误;
D.柔性太阳能电池板的核心材料是晶体硅,二氧化硅是光导纤维的主要原料,D错误;
答案选B。
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 水分子的结构式:
B. 聚丙烯的结构简式:
C. 乙醇分子的球棍模型:
D. 的电子式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.水分子中O原子和两个H原子分别以单键连接,结构式为:,A正确;
B.丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯的结构简式为;,B错误;
C.乙醇的结构为,球棍模型为:,C正确;
D.分子中C和每个O形成双键,满足8电子稳定结构,电子式为:,D正确;
故选B。
3. 代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法不正确的是
A. 密闭容器中, 和 催化反应,最后分子总数将大于
B. 醋酸中所含的数目小于
C. 标准状况下,甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为
D. 常温常压下, 中所含键数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.和的催化反应为可逆反应,2mol 和1mol 不能完全转化为,若完全反应生成2mol 时分子总数为,可逆反应不能进行到底,故反应后分子总数大于,A正确;
B.醋酸是弱电解质,在水溶液中仅部分电离出,因此100mL 1mol/L醋酸中数目小于,B正确;
C.标准状况下11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol,甲烷和乙烯分子均含4个氢原子,故混合物中氢原子物质的量为0.5mol4=2mol,数目为,C正确;
D.124g 的物质的量为1mol,为正四面体结构,每个分子含6个P-P键,故所含P-P键数目为,不是,D不正确;
答案选D。
4. 下列离子方程式或化学方程式正确的是
A. 制备金属Na:2NaCl(溶液)2Na+Cl2↑
B. 用氨水吸收过量SO2:2NH3•H2O + SO2 = 2NH + SO+ H2O
C. 氢氧化亚铁溶于过量稀硝酸:Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
D. 制乙酸乙酯CH3COOH + CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠,反应的化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,故A错误;
B.氨水与过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵,反应的离子方程式为NH3•H2O +SO2 =NH +H SO,故B错误;
C.氢氧化亚铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为3Fe(OH)2+NO+10H+ =3Fe3+ +NO↑+8H2O,故C错误;
D.浓硫酸作用下,乙酸和CH3CH218OH共热反应生成CH3CO18OCH2CH3和水,反应的化学方程式为CH3COOH + CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3+H2O,故D正确;
故选D。
5. 下列实验原理或装置不能达到相应目的的是
A. 图①用于实验室制取氨气
B. 图②用于比较Zn和Cu的金属性
C. 图③用于验证二氧化硫的氧化性
D. 图④用于比较S、C、Si的非金属性
【答案】A
【解析】
【详解】A.固固加热时试管口略向下倾斜,A符合题意;
B.图②为原电池装置,锌作负极,失电子生成锌离子进入溶液,右侧烧杯中铜离子在铜电极上得电子生成铜单质,该原电池可以比较锌与铜的金属性,B不符合题意;
C.二氧化硫具有氧化性能与还原性的硫化氢溶液发生氧化还原反应生成硫单质的黄色浑浊,C不符合题意;
D.硫的最高价含氧酸硫酸可以与碳酸钠反应生成二氧化碳,二氧化碳气体进入硅酸钠溶液中生成难溶的硅酸,较强酸可制较弱酸,故硫酸酸性强于碳酸,碳酸酸性强于硅酸,可用于比较S、C、Si的非金属性,D不符合题意;
故选A。
6. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率
B. 已知工业合成氨是放热反应,反应条件选择高温
C. 打开可乐瓶盖,有大量气泡产生
D. ,平衡后压缩容器,体系颜色加深
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂只改变化学反应速率,不影响化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A错误;
B.工业合成氨为放热反应,高温不利于平衡正向移动,选择高温是为了提高反应速率、保证催化剂活性,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.可乐中存在平衡,打开瓶盖后体系压强减小,平衡正向移动,大量逸出产生气泡,能用勒夏特列原理解释,C正确;
D.该反应前后气体分子总数相等,压缩容器增大压强平衡不移动,体系颜色加深是因为浓度被压缩增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,D错误;
故答案为:C。
7. 化合物M是一种重要的化工原料,可作净水剂,化学式为。其中,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,是含的微粒,Z的最外层电子数是次外层电子数的3倍,W形成的化合物是造成酸雨的主要原因之一。下列说法错误的是
A. M具有还原性 B. 简单氢化物的沸点:Z>W
C. 简单离子半径:W>Z>Y D. M是含有共价键的离子化合物
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,是含的微粒,则Y是N,X是H,Z的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z是O,W形成的化合物是造成酸雨的主要原因之一,W是S,是。
【详解】A.M是,其中Fe元素显+2价,有还原性,故A正确;
B.由于H2O分子间能形成氢键,故沸点H2O>H2S,故B正确;
C.S2-有3个电子层,O2-、N3-只有2个电子层,而O2-、N3-的核外电子层结构相同,N3-的核电荷数小,半径大,故离子半径:S2-> N3-> O2-,故C错误;
D.M是,铵根和硫酸根中都有共价键,硫酸根与铵根、Fe2+形成离子键,是离子化合物,故D正确。
答案选C。
8. 一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙述正确的是
A. 该物质的分子式为
B. 既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C. 1mol该物质消耗的与均为1mol
D. 与 互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构可知分子式为C10H18O3,故A错误;
B.与乙醇、乙酸的结构不相似、官能团不完全相同,不互为同系物,故B错误;
C.羟基和羧基能与Na反应,而只有羧基能与NaOH反应,因此1mol该物质消耗的与分别为2mol、1mol,故C错误;
D.分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体,二者互为同分异构体,故D正确;
故选:D。
9. 某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。
实验
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
(mol/L)
/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0.0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0.0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0.0
0.0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
下列说法正确的是
A. a=1.0,b=1.5
B. 溶液的酸碱性不会影响该反应的化学反应速率
C. 该反应的离子方程式为
D. 上表数据可证明对该反应速率有影响
【答案】A
【解析】
【详解】A.探究实验方案两两之间应保持单一变量,则四组实验的溶液总体积相等,利用混合溶液褪色时间判断变量对反应速率的影响。据题意可知,4组实验溶液总体积应相同,则a=1.0,b=1.5,故A正确;
B.由实验1,2可知,变量是混合后硫酸的浓度不一致,导致褪色时间不一致,即反应速率不一致,故酸的浓度(溶液的酸性)会影响该反应化学反应速率,故B错误;
C.HSO是弱酸的酸式酸根离子,不能拆写,该反应的离子方程式为,故C错误;
D.由图中数据可知,4组实验中KMnO4的量均一致,故KMnO4的浓度均是一样的,不是变量,不能证明对该反应速率有影响,故D错误,
故选:A。
10. 硫化氢与甲醇合成甲硫醇()的催化过程如图。下列说法中错误的是
A. 反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变
B. 过程④中,只形成了键
C. 过程①、②均需要吸收能量
D. 总反应方程式可以表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变,A正确;
B.过程④中,除形成键外,还形成了键,并非只形成键,B错误;
C.过程①是断裂键,过程②是断裂键,断键过程均需要吸收能量,C正确;
D.该反应反应物为和,产物为和,催化剂为反应条件,总反应方程式书写正确,D正确;
故答案为:B。
11. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 工业废水中的用去除:
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【答案】C
【解析】
【详解】A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮 气体,该反应的离子方程式为,A不正确;
B.由于的溶解度远远小于,因此,工业废水中的用去除,该反应的离子方程式为,B不正确;
C.海水提溴过程中将溴吹入吸收塔,在水溶液中将还原为,该反应的离子方程式为,C正确;
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,被氧化为,属于弱酸,该反应的离子方程式为,D不正确;
综上所述,本题选C。
12. “践行双碳目标,助力绿色冬奥”,2022年北京冬奥会使用近700余辆搭载国家电投氢能公司全自主研发“氢腾”燃料电池系统的宇通氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如下图,下列说法正确的是
A. 电池工作时,电解质溶液中的H+向电极b移动
B. b极为正极,电极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
C. a极为负极,负极每消耗22.4L H2,转移2mol电子
D. 装置工作一段时间后,电解质溶液的pH不变
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,通入氢气的a电极为负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子,电极反应式为H2-2e-=2H+,通入氧气的电极b为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.由分析可知,通入氢气的a电极为负极,通入氧气的电极b为正极,电解质溶液中阳离子流向正极,即向电极b移动,故A正确;
B.由分析可知,通入氧气的电极b为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,故B错误;
C.缺标准状况下,无法计算2.24L氢气的物质的量和反应转移电子的物质的量,故C错误;
D.电池工作时,反应生成水,电解质溶液体积增大,溶液中氢离子浓度减小,pH增大,故D错误;
故选:A。
13. 根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向淀粉-KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I->Cl-
B
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
C
取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解再滴加KSCN溶液,溶液未变血红色
固体产物中不存在三价铁
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中,出现白色沉淀
元素非金属性:C>Si
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向淀粉-KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去,说明首先发生反应:2I-+Cl2=2Cl-+I2,证明还原性:I->Cl-;然后发生反应: I2+SO2+2H2O=2I-++4H+,证明还原性:SO2>I-,因此I-、Cl-、SO2三种微粒的还原性由强到弱的顺序为:SO2>I->Cl-,A正确;
B.SO2溶于水反应产生H2SO3,H2SO3电离产生H+,使溶液显酸性。在酸性条件下,H+、起HNO3的作用,表现强氧化性,可以将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4电离产生的与Ba(NO3)2电离产生的Ba2+反应产生BaSO4白色沉淀,因此不能证明SO2气体中混有SO3(g),B错误;
C.可能是Fe过量,用足量盐酸溶解反应后产物产生的Fe3+与过量未反应的Fe粉反应转化为Fe2+,因而再滴加KSCN溶液,溶液未变血红色,不能由此判断固体产物中不存在三价铁,C错误;
D.盐酸具有挥发性,挥发的HCl与溶液中Na2SiO3反应而产生白色H2SiO3沉淀,因此不能证明元素的非金属性:C>Si,D错误;
故合理选项是A。
14. 只改变一个条件,化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的变化图象如下,其中表示平衡转化率,下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0
B. 反应Ⅱ中,T1温度下B的转化率高于T2温度下B的转化率
C. 反应Ⅲ中,若T1>T2,则该反应在一定条件下能自发进行
D. 反应Ⅳ中,该反应正反应为吸热反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.若反应Ⅰ中p1>p2,由图可知,压强越大,A的转化率越大,说明平衡向正反应方向移动,则该反应为气体体积减小的熵减的反应,ΔS<0,故A错误;
B.由图可知,反应Ⅱ中T1>T2,升高温度,B的转化率减小,故B错误;
C.由图可知,升高温度,反应Ⅲ中α(A)减小,压强增大,则α(A)不变,则该反应为熵变化较小的放热反应,一定条件下能自发进行,故C正确;
D.由图可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则反应Ⅳ正反应为放热反应,故D错误;
故选C。
二、非选择题(本题包括4大题,共58分)
15. 的防治与利用对环境保护意义重大。
(1)实验室用浓硫酸和制取的化学方程式为____________________。
(2)实验室制取干燥的时,收集所需装置的接口连接顺序为________(按气流方向,填仪器接口的字母编号)。
(3)用如图装置探究的氧化性或还原性。
限选试剂:溶液、酸性高锰酸钾溶液、溶液、溶液、淀粉溶液、新制溶液
步骤
现象
结论
用注射器将新制溶液注入充满的烧瓶中
产生淡黄色浑浊
具有________性
用注射器将________溶液注入充满的烧瓶中
________
具有还原性反应的离子方程式为________
(4)某小组利用下列装置测定空气中的含量。已知该反应的化学方程式为:。
若空气流速为,当观察到_______________时,结束计时,测定耗时。假定样品中的可被溶液充分吸收,该空气样品中的含量是_______________(用含有、的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)bafegh (3) ①. 氧化 ②. 酸性高锰酸钾 ③. 溶液紫红色褪去 ④.
(4) ①. 溶液蓝色褪去 ②.
【解析】
【分析】实验室用浓硫酸和制取,化学方程式为,先用浓硫酸干燥,再收集,因为密度比空气大,所以f进e出,最后连干燥管,防止空气中水蒸气进入。所以接口连接顺序为bafegh,既有氧化性,又有还原性。
【小问1详解】
实验室用浓硫酸和制取的化学方程式为:;
【小问2详解】
先用浓硫酸干燥,再收集,因为密度比空气大,所以f进e出,最后连干燥管,防止空气中水蒸气进入。所以接口连接顺序为bafegh;
【小问3详解】
与生成硫单质,中S化合价降低,得到电子,表现氧化性;具有还原性,可以与强氧化剂反应,因此选择酸性高锰酸钾,反应完全后,酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,离子方程式为:;
【小问4详解】
反应的化学方程式为:,碘溶液中含有淀粉溶液,若空气流速为,当观察到溶液由蓝色变无色时,结束计时,测定耗时,空气合计体积为,碘单质的物质的量为,根据化学计量数之比等于物质的量之比原则,二氧化硫的物质的量为0.01mol,质量为,假定样品中的可被溶液充分吸收,该空气样品中的含量是。
16. 某实验小组设计的糖厂甘蔗渣利用方案如下图所示:
其中A是植物生长调节剂,B是高分子化合物,D是具有水果香味的物质。请回答以下问题:
(1)纤维素的化学式为___________,是___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)B的结构简式为___________,C中官能团的名称为___________。
(3)写出下列转化的化学方程式::___________,反应类型为___________。
(4)已知有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,则M的同分异构体有___________种。
(5)已知1,2-二溴乙烷和NaOH的水溶液在加热条件发生反应:,写出以CH2=CH2和CH3CH2OH为主要原料,其他无机试剂任选,分步制取CH3CH2OOC-COOCH2CH3的合成路线流程图___________。(合成路线流程图示例为:)
【答案】(1) ①. (C6H10O5)n ②. 混合物
(2) ①. ②. 羧基
(3) ①. 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ②. 氧化反应
(4)4 (5)
【解析】
【分析】乙醇可以生成A,A是植物生长调节剂,所以A为CH2=CH2,B是高分子化合物,所以B为;乙醇被催化氧化生成乙醛;乙醛被催化氧化可以生成C为CH3COOH;乙酸和乙醇可以发生酯化反应生成D具有水果香味的CH3CH2OOCH3。
【小问1详解】
纤维素的化学式为(C6H10O5)n,高分子化合物都是混合物;
【小问2详解】
B是聚乙烯,结构简式为,C是乙酸,官能团为羧基;
【小问3详解】
乙醇催化氧化为乙醛,化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反应类型是氧化反应;
【小问4详解】
有机物M的分子式为C5H10O2,且M与C互为同系物,C是乙酸,则M是戊酸,是羧基和丁基结合形成的,丁基有四种,故戊酸有四种;
【小问5详解】
乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇,乙二醇氧化为乙二醛,再氧化为乙二酸,乙二酸与乙醇发生酯化反应生成乙二酸二乙酯;合成路线流程图为 。
17. 我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,利用废旧锌锰干电池的炭包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质)制备纯MnO2的工艺如下图所示:
回答下列问题:
(1)在“酸浸”时为了加快浸出速率,可采取的措施有___________。(写出一点即可)。“酸浸”过程中稀硝酸是过量的,Fe和稀硝酸反应生成NO的离子方程式为___________,用于检验该反应生成的金属阳离子的试剂是___________。
(2)“焙炒”的目的是___________。
(3)在粗MnO2溶解时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________,溶解过程中所用的H2O2高于理论用量,原因是___________。
(4)沉锰后焙烧时,发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. 研磨或粉碎碳包,或适当升高温度,或适当增大酸的浓度;搅拌 ②. ③. KSCN溶液;
(2)除去碳粉 (3) ①. 1:1 ②. 二氧化锰会促进过氧化氢的分解
(4)
【解析】
【分析】用稀硝酸溶解炭包并过滤,碳、二氧化锰不反应成为滤渣,滤渣在空气中焙烧,碳氧化为二氧化碳,将剩余的粗MnO2用硫酸酸化的H2O2溶液溶解,得到MnSO4溶液,再滴加Na2CO3溶液,生成MnCO3沉淀,过滤并将滤渣继续在空气中焙烧即得到纯MnO2。
【小问1详解】
粉碎或研磨炭包增加反应物接触面积,适当升高温度或适当增加酸的浓度都可以在“酸浸”时加快反应速率,从而加快浸出速率;硝酸具有强氧化性,Fe和过量稀硝酸反应生成NO、硝酸铁和水,离子方程式为;铁离子能和KSCN溶液反应变为血红色,故用于检验该反应生成的金属阳离子的试剂是KSCN溶液;
【小问2详解】
碳、二氧化锰不反应成为滤渣,滤渣在空气中焙烧,碳氧化为二氧化碳,故“焙炒”的目的是除去碳粉;
【小问3详解】
在粗溶解时,氧化剂二氧化锰中锰元素化合价由+4变为-2,还原剂过氧化氢中氧元素化合价由-1变为0,根据电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1;过氧化氢不稳定,且二氧化锰会催化过氧化氢生成水和氧气,故溶解过程中所用的高于理论用量;
【小问4详解】
沉锰后焙烧时碳酸锰和空气中氧气发生氧化还原反应转化为二氧化锰,同时生成二氧化碳,发生反应的化学方程式为2MnCO3 + O22CO2+ 2MnO2。
18. Ⅰ、(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:___________________________________。
(2)Zn(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol Hg(l) + 1/2 O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol,由此可知ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3= __________kJ/mol。
Ⅱ、二甲醚是一种重要的清洁燃料,可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚,总反应为:3H2(g) + 3CO(g) ⇌CH3OCH3(g) + CO2(g) ΔH = -246.4 kJ/mol
(1)在一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡。改变下列条件之一,既能提高反应速率,又能提高CO的转化率的是________(填字母代号)。
a 降低温度 b 加入催化剂 c 缩小容器体积 d 增加H2的浓度
(2)该反应的化学平衡常数表达式K = _______________________,升高温度,平衡常数___________(填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,在一定温度和压强下发生反应:3 H2(g) + 3CO(g) ⇌ CH3OCH3(g) + CO2(g),达到平衡后,测得平衡时混合气体的物质的量是同温同压下起始时的1.2倍。
① 反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)
② 平衡时,n(CH3OCH3) = ________,平衡时CO2的转化率为________。
③ 平衡时,再向原容器中投入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,一段时间后达到新的平衡,此时CO2的转化率与原平衡相比________(填“增大”、 “减小”或 “不变”)。
【答案】 ①. CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -880 kJ/mol ②. + 260 kJ/mol ③. cd ④. ⑤. 变小 ⑥. < ⑦. 0.6 mol ⑧. 40% ⑨. 不变
【解析】
【分析】I.根据燃烧热概念、盖斯定律书写热化学方程式。II.从外因对化学平衡的影响,分析反应物转化率、化学平衡常数的变化;同温同压下等效平衡的规律及应用。
【详解】Ⅰ、(1)燃烧热的定义中规定可燃物的物质的量为1mol,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1。在25 ℃、101 kPa下,表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -880 kJ/mol 。
(2)①Zn(s) + 1/2O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol ②Hg(l) + 1/2O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol。将②-①可得ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3=+ 260 kJ/mol。
Ⅱ、(1)据外因对反应速率、化学平衡的影响,降低温度使反应速率减小、化学平衡右移, CO的转化率增大;加入催化剂使反应速率增大,但化学平衡不移动,CO的转化率不变; 缩小容器体积即增大气体浓度,反应速率增大,化学平衡右移,CO的转化率增大;增加H2的浓度使反应速率增大,化学平衡右移,CO的转化率增大,故选cd。
(2)该反应的化学平衡常数表达式;因正反应ΔH<0,升高温度,平衡左移,K值变小。
(3)①据题意,从起始至平衡气体物质的量增大,即反应“3H2(g) + 3CO(g)⇌CH3OCH3(g) + CO2(g)”向左进行,开始时正、逆反应速率v(正)<v(逆)。
②设从起始至平衡时,容器内消耗CO2物质的量为x mol,则有
3H2(g) + 3CO(g)⇌CH3OCH3(g) + CO2(g)
起始/mol: 3 3 1 1
转化/mol: 3x 3x x x
平衡/mol: 3+3x 3+3x 1-x 1-x
据题意,(3+3x)+(3+3x)+(1-x)+(1-x)=1.2×(3+3+1+1)
解得x=0.4
故平衡时n(CH3OCH3) =(1-x)mol=0.6mol,CO2的转化率=(x/1)×100%=40%。
③平衡时再向容器中投入“3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2”建立的新平衡,相当于起始时“6 mol H2、6 mol CO、2 mol CH3OCH3、2 mol CO2”建立的平衡。同温同压时两平衡等效,故CO2的转化率不变。
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