内容正文:
泸县五中高2024级高二第二学期第三学月检测
化学
满分:100分。考试时间:75分钟。
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
注意事项:相对原子质量:H:1 O:16 S:32 Fe:56 Cu:64 Cl:35.5 Ag:108
第一部分 选择题(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学与生活紧密相关,下列说法错误的是
A. 用汽油可洗掉衣服上的油漆
B. 液晶可应用于手机、电脑和电视的显示器
C. 我国在南海成功开采的可燃冰(CH4·nH2O)可能会带来酸雨等环境污染
D. 新型陶瓷碳化硅硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料
2. 下列关于氯化钠的说法不正确的是
A. 氯化钠属于强电解质
B. 电解氯化钠溶液可获得钠单质
C. 食盐水的凝固点低于零度,故氯化钠可做融雪剂
D. 氯化钠浓溶液可降低蛋白质在水中的溶解度,故可用于蛋白质盐析
3. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 乙烯的结构简式: B. 羟基的电子式:
C. 基态氯原子的电子排布式: D. 分子的球棍模型:
4. 下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的是
A. B.
C. D.
5. 根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A. 金属性: B. 电负性:
C. 原子半径: D. 热稳定性:
6. 已知氢元素和氧元素可以形成H2O、H2O2和 H3O+等分子或离子。下列说法错误的是
A. H2O2与O3均为极性分子
B. H2O、H3O+结构中均无配位键
C. H3O+空间结构为三角锥形,H2O为V形
D. H3O+、H2O和H2O2中O原子均为sp3杂化
7. 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的电子数为
B. 标准状况下,11.2L四氯化碳中含有的键的个数为
C. 和12g金刚石中各含有个键和个键
D. 2.8g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳原子数为
8. 下列实验对应的离子方程式不正确的是
A. 将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合: +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B. 将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH-= + +H2O
C. 将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-= +2HClO
D. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O= +2H2O
9. 粘合剂(Bonding agent)是最重要的辅助材料之一,在包装作业中应用极为广泛。一种合成粘合剂R的原理如图,下列有关分析中正确的是
A. M分子中含碳碳双键、羰基、氨基官能团
B. N分子中碳原子的杂化方式均为
C. 反应属于加聚反应
D. 与足量溶液反应,消耗
10. 某有机化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z组成,Y、Z同主族且Z的原子序数是Y的2倍,该化合物的质谱图如下,为139时,其碎片离子组成为。
下列叙述正确的是
A. 原子半径:
B. 简单氢化物沸点:
C. 化合物、、均为直线形分子
D. 溶液与溶液混合,无明显现象
11. 二氧化碳催化加氢制甲醇的反应为,已知该反应为放热反应,在恒容密闭容器中充入和进行反应,下列说法正确的是
A. 正反应过程中涉及极性键、非极性键的断裂与形成
B. 反应过程中气体密度减小直至反应达平衡状态
C. 断键吸收的总能是大于形成化学键放出的总能量
D. 反应达到平衡时的转化率一定小于20%
12. 下列实验方法或装置正确的是
A. 用图1所示装置制取乙烯
B. 用图2所示装置分离苯萃取碘水后已分层的有机层和水层
C. 用图3所示的装置制取少量的乙酸乙酯
D. 用图4所示方法检验溴乙烷与醇溶液共热产生乙烯
13. 一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图所示,废水中含有的有机物用表示。下列说法正确的是
A. 极为该电池的负极
B. 中的有孤对电子,所以配位原子是
C. 极的电极反应式为
D. 极产生(标准状况),则Ⅲ区溶液质量增加
14. 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料;其晶胞结构如图甲所示,乙图为晶胞的俯视图,已知晶胞参数为anm,硒原子和锌原子的半径分别为r1nm和r2nm,下列说法不正确的是
A. Zn与距离最近的Se所形成的键的夹角为109°28ˊ
B. 晶胞中d点原子分数坐标为(,,)
C. 相邻两个Zn原子的最短距离为0.5anm
D. 硒原子和锌原子的空间利用率为
15. 25℃时,用0.1000mol·L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL,浓度均为0.1000mol·L-1HA和HB两种酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. HB为弱酸,滴定过程中可选用甲基橙作为指示剂
B. 时,滴定HB溶液消耗mL
C. mL时,HB的电离程度比的水解程度大
D. mL时,两份溶液中
第二部分非选择题(共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 实验室某课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中提取铝、镁、铁的化合物,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时需要不断搅拌,其目的是___________。
(2)滤渣I的主要成分在工业上的用途有___________(写1种)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁镁”时需加入过量溶液的原因为___________。
(5)“沉铝”时滤液III中的阴离子主要有、、___________、___________。
(6)某同学欲通过如下实验测定精粉煤灰中铁元素的质量分数。
取精粉煤灰样品用足量稀硫酸溶解,再加入过量铜粉,充分反应后过滤,滤液与的酸性溶液恰好完全反应。
①加入过量铜粉的目的是___________。
②该样品中铁元素的质量分数为___________(用含、、的代数式表示)。
17. 碳酸乙烯酯(简称EC),沸点为,开始分解,是最常用的锂电池电解液溶剂之一、尿素醇解法是合成EC的重要方法,实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去),实验步骤如下:
Ⅰ.准确称取60.06g尿素及75.10g乙二醇加入到250mL圆底烧瓶中,再加入适量催化剂,启动真空泵,使反应体系内的压力维持在3kPa,同时冷凝管通入冷凝水,控制反应温度为,反应4.5h,停止抽真空,将反应釜的温度自然降至室温,待圆底烧瓶内压力恢复至常压。
(1)制备反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)给圆底烧瓶加热的方式是____(填“酒精灯直接加热”“水浴”或“油浴”)。
(3)选择在3kPa下进行反应可以提高产率,原因是_________________________________。
Ⅱ.分离提纯
步骤①将反应混合物中固体催化剂除去;
步骤②除去溶解在滤液中的催化剂;
步骤③精制产品,得78.32g成品。
(4)步骤①需要的玻璃仪器有_____________________。
(5)步骤②的方法是________________________。
a.蒸发结晶b.减压蒸馏c.常压蒸馏d.减压过滤
(6)实验产率为__________________________。(结果保留3位有效数字)
Ⅲ.纯度测定
在100mL锥形瓶中加入mg碳酸乙烯酯,同时加入25mL0.5000mol∙L-1NaOH标准溶液,在80~90℃水浴上加热20min。取出冷却,滴加10%BaCl2溶液15mL,振荡使BaCO3沉淀析出。以酚酞为指示剂,用0.5000mol∙L-1的盐酸标准溶液滴定过量的氢氧化钠,同时做空白试验,消耗盐酸标准溶液体积分别为VmL、V空mL。
(7)碳酸乙烯酯纯度为_________(用含有m、V、的代数式表示)。
(8)实验中,若加入BaCl2水溶液速度过快,会导致测定结果偏大,原因是___________________________。
(9)若每消耗1.00mL盐酸标准液,相当于碳酸乙烯酯的质量为0.044g,盐酸标准溶液的浓度应为___________。
18. 资源化利用是科学工作者重点研究的课题。一定条件下,可合成甲醇,主要反应的热化学方程式如下:
i.
ii.
iii.
(1) ___________。该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)在时,向恒容密闭容器中通入等量和,只发生反应,则下列能作为判断反应达到化学平衡状态的依据的是___________。
A. 容器内气体的压强不变 B. 容器内的体积分数不变
C. 容器内气体的密度不变 D. 容器内与的比例不变
(3)向两个恒压(压强分别为、)密闭容器中均通入、的混合气体,只发生反应和反应iii.平衡时或占所有含碳化合物的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示。
①表示压强为时和曲线的分别是___________和___________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”),判断时曲线的理由为___________。
②c点时,容器内的物质的量为___________。
③600℃时,反应i的压强平衡常数___________(列出计算式即可,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
19. 医用胶G的一种合成路线如下:
(1)A→B的反应类型为_________。
(2)化合物E的含氧官能团有_________(写名称)。
(3)D→E的化学方程式为_________。
(4)H是G的同分异构体,写出同时满足下列条件H的可能结构简式_________(写一种)。
①分子中有一个六元环状结构
②含有两种官能团(无“”和“”)
③核磁共振氢谱显示5组峰,且峰面积比为
(5)E→F(预聚物)的机理如下(为):
①不同配比等条件下会生成预聚物和,为,的结构简式为__________。
②水会引发医用胶G的聚合。F→G是解聚过程,为了更好的获得G,F应以__________(填“”或“”)为主。
(6)结合蛋白质的结构,医用胶G能黏合伤口的主要原因是__________。
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泸县五中高2024级高二第二学期第三学月检测
化学
满分:100分。考试时间:75分钟。
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
注意事项:相对原子质量:H:1 O:16 S:32 Fe:56 Cu:64 Cl:35.5 Ag:108
第一部分 选择题(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 化学与生活紧密相关,下列说法错误的是
A. 用汽油可洗掉衣服上的油漆
B. 液晶可应用于手机、电脑和电视的显示器
C. 我国在南海成功开采的可燃冰(CH4·nH2O)可能会带来酸雨等环境污染
D. 新型陶瓷碳化硅硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料
【答案】C
【解析】
【详解】A.油漆主要是非极性物质,汽油是非极性溶剂,根据相似相溶原理可知,油漆易溶于非极性分子组成的溶剂中,并且汽油具有挥发性,A正确;
B.液晶可应用图文显示,故用于手机、电脑和电视的显示器,B正确;
C.酸雨主要是由于硫、氮氧化物带来的环境污染,而可燃冰(CH4∙nH2O)中只含C、H、O元素,所以不会带来酸雨等环境污染,C错误;
D.新型陶瓷碳化硅(SiC)属于共价晶体,原子之间以极强的共价键结合,因而硬度很大,故可用作砂纸和砂轮的磨料,D正确;
故答案选C。
2. 下列关于氯化钠的说法不正确的是
A. 氯化钠属于强电解质
B. 电解氯化钠溶液可获得钠单质
C. 食盐水的凝固点低于零度,故氯化钠可做融雪剂
D. 氯化钠浓溶液可降低蛋白质在水中的溶解度,故可用于蛋白质盐析
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化钠在水溶液中可以完全电离为自由移动的离子,属于强电解质,A正确;
B.电解氯化钠溶液时,阴极上水电离产生的优先放电生成,无法得到钠单质,制备钠单质需要电解熔融的氯化钠,B错误;
C.氯化钠溶于水形成的盐溶液凝固点低于0℃,能使冰雪在低于0℃的条件下融化,因此氯化钠可作融雪剂,C正确;
D.氯化钠属于轻金属盐,其浓溶液可以降低蛋白质在水中的溶解度使蛋白质析出,该过程为盐析,D正确;
故选B。
3. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 乙烯的结构简式: B. 羟基的电子式:
C. 基态氯原子的电子排布式: D. 分子的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式:,故A错误;
B.羟基呈电中性,O、H之间存在一对共用电子对,O含1个单电子,其电子式为: ,故B正确;
C.氯为17号元素,电子排布式为,故C正确;
D.分子为三角锥形,球棍模型为: ,故D正确;
故选:A。
4. 下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.为2-氯丙烷,可由丙烯与HCl加成得到,A不符合题意;
B.中连接Cl的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,无法通过烯烃与HCl加成得到,B符合题意;
C.中连接Cl的碳原子的邻位碳原子有氢原子,可由2,3-二甲基-1-丁烯与HCl加成得到,C不符合题意;
D.为氯代环己烷,可由环己烯与HCl加成得到,D不符合题意;
故选B。
5. 根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A. 金属性: B. 电负性:
C. 原子半径: D. 热稳定性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,Mg和Al同周期且Mg位于Al左侧,故金属性,A正确;
B.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,F和O同周期且F位于O右侧,故电负性,B正确;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,C和N同周期且C位于N左侧,故原子半径,C正确;
D.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,最简单氢化物热稳定性与元素非金属性正相关,Cl和I同主族且Cl的非金属性强于I,故热稳定性,D错误;
故选D。
6. 已知氢元素和氧元素可以形成H2O、H2O2和 H3O+等分子或离子。下列说法错误的是
A. H2O2与O3均为极性分子
B. H2O、H3O+结构中均无配位键
C. H3O+空间结构为三角锥形,H2O为V形
D. H3O+、H2O和H2O2中O原子均为sp3杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O2分子中含有极性键、非极性键,由于分子结构不对称,因此H2O2属于极性分子;O3分子中只含有非极性键,由于分子结构不对称,因此O3是存在非极性键构成的极性分子,A正确;
B.在H3O+结构中,2个H原子与O原子形成一般的极性键H-O键,O原子还与H+形成配位键,其中O原子提供孤电子对,H+提供空轨道,因此H3O+结构中存在配位键,B错误;
C.H3O+中的中心O原子价层电子对数是:3+=4,O原子上有1对孤电子对,因此H3O+的空间结构为三角锥形,而H2O的中心O原子价层电子对数是:2+=4,O原子上有2对孤电子对,因此H2O的空间结构为V形,C正确;
D.H3O+、H2O和H2O2中O原子价层电子对数都是4,因此O原子的杂化类型均为sp3杂化,D正确;
故合理选项是B。
7. 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的电子数为
B. 标准状况下,11.2L四氯化碳中含有的键的个数为
C. 和12g金刚石中各含有个键和个键
D. 2.8g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳原子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1.5g的物质的量为0.1mol,由于1mol中含有8mol电子,则含有的电子数为0.8,A错误;
B.标准状况下四氯化碳不是气体,因此无法计算11.2L四氯化碳的物质的量,B错误;
C.和12g金刚石的物质的量均为1mol,1mol二氧化硅中含有4mol键,1mol金刚石中含有2mol键,则应含有个键和个键,C错误;
D.乙烯与丙烯的最简式都为,则2.8g乙烯和丙烯的混合气体中含碳原子的物质的量为,即碳原子数为,D正确;
答案选D。
8. 下列实验对应的离子方程式不正确的是
A. 将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合: +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B. 将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH-= + +H2O
C. 将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-= +2HClO
D. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O= +2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. 将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合,反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为: +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O,选项A正确;
B. 将少量NO2通入NaOH溶液,反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的离子方程式为:2NO2+2OH-= + +H2O,选项B正确;
C. 将少量SO2通入NaClO溶液,反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:SO2+H2O+3ClO-= +2HClO+Cl-,选项C不正确;
D. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液,反应生成氢氧化二氨合银,反应的离子方程式为:Ag++2NH3·H2O= +2H2O,选项D正确;
答案选C。
9. 粘合剂(Bonding agent)是最重要的辅助材料之一,在包装作业中应用极为广泛。一种合成粘合剂R的原理如图,下列有关分析中正确的是
A. M分子中含碳碳双键、羰基、氨基官能团
B. N分子中碳原子的杂化方式均为
C. 反应属于加聚反应
D. 与足量溶液反应,消耗
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,M分子中含有的官能团为碳碳双键、酰胺基,故A错误;
B.由结构简式可知,N分子中甲基碳原子为饱和碳原子,杂化方式为sp3杂化,故B错误;
C.由图可知,的反应为M与N一定条件下发生加聚反应生成R,故C正确;
D.由结构简式可知,R分子中的酰胺基和酯基均能与氢氧化钠溶液反应,则与足量氢氧化钠溶液反应时,最多消耗2nmol氢氧化钠,故D错误;
故选C。
10. 某有机化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z组成,Y、Z同主族且Z的原子序数是Y的2倍,该化合物的质谱图如下,为139时,其碎片离子组成为。
下列叙述正确的是
A. 原子半径:
B. 简单氢化物沸点:
C. 化合物、、均为直线形分子
D. 溶液与溶液混合,无明显现象
【答案】C
【解析】
【分析】某有机化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z组成,Y、Z同主族且Z的原子序数是Y的2倍,则W为H元素、X为C元素、Y为O元素、Z为S元素,碎片离子为C7H7OS+。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氧原子的原子半径小于碳原子,故A错误;
B.水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,则水分子的分子间作用力大于硫化氢,沸点高于硫化氢,故B错误;
C.COS、二氧化碳和二硫化碳分子中碳原子的价层电子对数都为2、孤对电子对数都为0,则分子的空间结构都为直线形,故C正确;
D.过氧化氢溶液与氢硫酸溶液反应生成硫沉淀和水,则过氧化氢溶液与氢硫酸溶液混合有明显实验现象,故D错误;
故选C。
11. 二氧化碳催化加氢制甲醇的反应为,已知该反应为放热反应,在恒容密闭容器中充入和进行反应,下列说法正确的是
A. 正反应过程中涉及极性键、非极性键的断裂与形成
B. 反应过程中气体密度减小直至反应达平衡状态
C. 断键吸收的总能是大于形成化学键放出的总能量
D. 反应达到平衡时的转化率一定小于20%
【答案】D
【解析】
【详解】A.正反应过程中,涉及到H-H非极性键、C=O极性键断裂,生成H-O、C-O、C-H极性键,无非极性键形成,故A项错误;
B.反应过程中,反应前后气体总质量不变且为密闭容器,体积不变,则气体密度不变,故B项错误;
C.已知该反应为放热反应,断键吸收的总能是小于形成化学键放出的总能量,故C项错误;
D.当3molH2完全转化时消耗二氧化碳的物质的量为1mol,极限转化率为20%,该反应为可逆反应,则转化率小于20%,故D项正确;
故本题选D。
12. 下列实验方法或装置正确的是
A. 用图1所示装置制取乙烯
B. 用图2所示装置分离苯萃取碘水后已分层的有机层和水层
C. 用图3所示的装置制取少量的乙酸乙酯
D. 用图4所示方法检验溴乙烷与醇溶液共热产生乙烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇与浓硫酸混合加热170℃制取乙烯,温度计是测量溶液温度,温度计水银球应该在液面以下,故图示装置不能制取乙烯,A错误;
B.苯密度比水小,与水互不相溶,因此用苯萃取碘水后已分层的有机层在上层,水层应该在下层,B错误;
C.制取乙酸乙酯的导气管应该在盛有饱和Na2CO3溶液的液面以上,以防止倒吸现象的发生,C错误;
D.溴乙烷与NaOH醇溶液共热发生消去反应产生乙烯,乙烯与溴水发生加成反应,挥发的乙醇与溴水不反应,因此根据图示检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热产生乙烯,D正确;
故合理选项是D。
13. 一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图所示,废水中含有的有机物用表示。下列说法正确的是
A. 极为该电池的负极
B. 中的有孤对电子,所以配位原子是
C. 极的电极反应式为
D. 极产生(标准状况),则Ⅲ区溶液质量增加
【答案】D
【解析】
【分析】由图中信息可知M极C6H12O6转化为CO2,碳元素化合价升高,M极为原电池负极。N极铁元素由+3价降为+2价,N极为正极,Ⅱ池中Cl-移向负极,Na+移向正极。
【详解】A.根据分析可知N极为正极,A错误;
B.配体CN- 中C、N 均有孤对电子,但C的电负性小,更易提供孤电子对,所以配位原子是 C,B错误;
C.M极为负极,失电子发生氧化反应,有机物被氧化生成CO2,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得电极反应式为:,C错误;
D.极产生(标准状况)为0.25mol,转移电子为1mol,则Ⅲ区溶液中有1molNa+由Ⅱ室移入Ⅲ室,质量增加,D正确;
故答案选D。
14. 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料;其晶胞结构如图甲所示,乙图为晶胞的俯视图,已知晶胞参数为anm,硒原子和锌原子的半径分别为r1nm和r2nm,下列说法不正确的是
A. Zn与距离最近的Se所形成的键的夹角为109°28ˊ
B. 晶胞中d点原子分数坐标为(,,)
C. 相邻两个Zn原子的最短距离为0.5anm
D. 硒原子和锌原子的空间利用率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.把晶胞分成8个小立方体,Zn位于小立方体的体心,Zn周围的4个Se围成构型为正四面体,Zn位于正四面体的体心,即Zn与距离最近的Se所形成的键的夹角为109°28′,故A说法正确;
B.该晶胞中a点坐标为(0,0,0),b点坐标为(,1,),由图乙可知,d原子在右前上方小立方体的体心,因此d坐标为(,,),故B说法正确;
C.根据图乙可知,相邻两个Zn原子的最短距离为面对角线的一半,即距离为nm,故C说法错误;
D.Se在晶胞中个数为=4,锌位于晶胞内部,有4个,因此空间利用率为,故D说法正确;
答案为C。
15. 25℃时,用0.1000mol·L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL,浓度均为0.1000mol·L-1HA和HB两种酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. HB为弱酸,滴定过程中可选用甲基橙作为指示剂
B. 时,滴定HB溶液消耗mL
C. mL时,HB的电离程度比的水解程度大
D. mL时,两份溶液中
【答案】C
【解析】
【详解】A.由滴定曲线起点可知,HB为弱酸,恰好中和时生成NaB溶液,呈碱性,应选择碱性范围内变色的指示剂,如酚酞,A错误;
B.因为HB为弱酸,达到滴定终点时,NaB溶液因的水解,要使溶液,消耗的应小于20.00mL,B错误;
C.mL时,溶质组成为,根据图像,此时溶液呈酸性,可推知:HB的电离程度比的水解程度大,C正确;
D.HA是强酸,滴定完成时,溶液呈中性;HB是弱酸,滴定完成时,溶液呈碱性;两份溶液中相等,可推知:,D错误;
答案选C。
第二部分非选择题(共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 实验室某课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中提取铝、镁、铁的化合物,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时需要不断搅拌,其目的是___________。
(2)滤渣I的主要成分在工业上的用途有___________(写1种)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉铁镁”时需加入过量溶液的原因为___________。
(5)“沉铝”时滤液III中的阴离子主要有、、___________、___________。
(6)某同学欲通过如下实验测定精粉煤灰中铁元素的质量分数。
取精粉煤灰样品用足量稀硫酸溶解,再加入过量铜粉,充分反应后过滤,滤液与的酸性溶液恰好完全反应。
①加入过量铜粉的目的是___________。
②该样品中铁元素的质量分数为___________(用含、、的代数式表示)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快酸浸速率(合理即可)
(2)制玻璃、粗硅、光导纤维等(任写1种,合理即可)
(3)
(4)使、完全沉淀,同时使转化为可溶性的,实现铝与铁、镁的分离(合理即可)
(5) ①. ②.
(6) ①. 将还原为,便于与反应(合理即可) ②.
【解析】
【分析】稀硫酸溶解金属氧化物,不反应,过滤后滤渣I为,滤液含、、、;加入将氧化为,便于后续沉淀分离;加过量NaOH,、分别生成、沉淀,转化为可溶的,实现铝与铁镁分离,过滤后滤渣II为两种氢氧化物沉淀,滤液I含;向滤渣II通入过量,转化为可溶的,不反应,过滤分离得到,滤液II为溶液;加热分解生成和;向滤液I通入过量,转化为沉淀。
【小问1详解】
不断搅拌的目的是增大固液接触面积,加快反应速率,使酸浸更充分,提高浸取率和浸取效率。
【小问2详解】
滤渣的主要成分为,其工业用途广泛,如制造玻璃、光导纤维、粗硅等。
【小问3详解】
“氧化”时加入,发生反应的离子方程式为。
【小问4详解】
“沉铁镁”时加入过量NaOH溶液,、分别生成、沉淀,转化为可溶的,实现铝与铁镁分离。
【小问5详解】
滤液I含,向滤液I通入过量,发生反应:,转化为沉淀。
滤液III中的阴离子有、、、。
【小问6详解】
①加入过量铜粉将酸溶后的还原为,以便于与反应。
②酸性与反应:,,的物质的量为,铁元素质量为,质量分数为。
17. 碳酸乙烯酯(简称EC),沸点为,开始分解,是最常用的锂电池电解液溶剂之一、尿素醇解法是合成EC的重要方法,实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去),实验步骤如下:
Ⅰ.准确称取60.06g尿素及75.10g乙二醇加入到250mL圆底烧瓶中,再加入适量催化剂,启动真空泵,使反应体系内的压力维持在3kPa,同时冷凝管通入冷凝水,控制反应温度为,反应4.5h,停止抽真空,将反应釜的温度自然降至室温,待圆底烧瓶内压力恢复至常压。
(1)制备反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)给圆底烧瓶加热的方式是____(填“酒精灯直接加热”“水浴”或“油浴”)。
(3)选择在3kPa下进行反应可以提高产率,原因是_________________________________。
Ⅱ.分离提纯
步骤①将反应混合物中固体催化剂除去;
步骤②除去溶解在滤液中的催化剂;
步骤③精制产品,得78.32g成品。
(4)步骤①需要的玻璃仪器有_____________________。
(5)步骤②的方法是________________________。
a.蒸发结晶b.减压蒸馏c.常压蒸馏d.减压过滤
(6)实验产率为__________________________。(结果保留3位有效数字)
Ⅲ.纯度测定
在100mL锥形瓶中加入mg碳酸乙烯酯,同时加入25mL0.5000mol∙L-1NaOH标准溶液,在80~90℃水浴上加热20min。取出冷却,滴加10%BaCl2溶液15mL,振荡使BaCO3沉淀析出。以酚酞为指示剂,用0.5000mol∙L-1的盐酸标准溶液滴定过量的氢氧化钠,同时做空白试验,消耗盐酸标准溶液体积分别为VmL、V空mL。
(7)碳酸乙烯酯纯度为_________(用含有m、V、的代数式表示)。
(8)实验中,若加入BaCl2水溶液速度过快,会导致测定结果偏大,原因是___________________________。
(9)若每消耗1.00mL盐酸标准液,相当于碳酸乙烯酯的质量为0.044g,盐酸标准溶液的浓度应为___________。
【答案】(1)+
(2)油浴 (3)压强减小,可降低EC沸点,并促进制备反应向正向移动(或减少EC分解)
(4)烧杯、玻璃棒、漏斗
(5)b (6)88.9%
(7)
(8)部分NaOH被沉淀覆盖,使V偏小
(9)1.0
【解析】
【分析】准确称取尿素及乙二醇加入到圆底烧瓶中,再加入适量催化剂,使反应体系内的压力维持在3kPa,控制反应温度,发生反应,除去杂质,精制产品,据此分析;
【小问1详解】
尿素和乙二醇发生醇解反应,生成碳酸乙烯酯和氨气,化学方程式为;
【小问2详解】
反应温度为135℃,高于水的沸点(100℃),水浴无法达到该温度,酒精灯直接加热温度难控制,因此选择油浴;
【小问3详解】
碳酸乙烯酯沸点为246℃、200℃开始分解,该反应为可逆反应,压强减小,可降低EC沸点,并促进制备反应向正向移动(或减少EC分解);
【小问4详解】
步骤①为过滤除去固体催化剂,过滤操作需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒;
【小问5详解】
碳酸乙烯酯200℃开始分解,常压蒸馏需要升温到其沸点246℃,会导致产物分解;减压蒸馏可以降低沸点,避免产物分解,因此选减压蒸馏,故选b;
【小问6详解】
60.06g尿素得物质的量为,75.10g乙二醇的物质的量为,尿素为限量反应物,理论生成EC物质的量n=1.001 mol,故理论上生成碳酸乙烯酯的质量,实际成品的质量为78.32g,产率为;
【小问7详解】
1 mol 碳酸乙烯酯水解消耗2 mol NaOH,与EC反应的,因此,EC摩尔质量为88 g/mol,可得EC质量为,故纯度为;
【小问8详解】
加BaCl2过快时,部分过量NaOH被沉淀覆盖,无法被盐酸滴定,导致测得V偏小,(V空−V)偏大,最终测定结果偏大;
【小问9详解】
据整个测定过程的化学计量关系:,,1 mol EC对应消耗2 mol HCl,因此,。
18. 资源化利用是科学工作者重点研究的课题。一定条件下,可合成甲醇,主要反应的热化学方程式如下:
i.
ii.
iii.
(1) ___________。该反应自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)在时,向恒容密闭容器中通入等量和,只发生反应,则下列能作为判断反应达到化学平衡状态的依据的是___________。
A. 容器内气体的压强不变 B. 容器内的体积分数不变
C. 容器内气体的密度不变 D. 容器内与的比例不变
(3)向两个恒压(压强分别为、)密闭容器中均通入、的混合气体,只发生反应和反应iii.平衡时或占所有含碳化合物的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示。
①表示压强为时和曲线的分别是___________和___________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”),判断时曲线的理由为___________。
②c点时,容器内的物质的量为___________。
③600℃时,反应i的压强平衡常数___________(列出计算式即可,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. -48.8 ②. 低温 (2)B
(3) ①. 丁 ②. 甲 ③. 反应iii为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,减小,且反应iii随着压强增大,平衡正向移动,增大,故曲线甲为下的 ④. 0.2mol ⑤. (答案合理即可)
【解析】
【小问1详解】
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)为反应i+反应ii得到,则,该反应放热ΔH<0,气体分子数减小ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发进行,则该反应自发进行的条件是低温。
【小问2详解】
A.随着反应的不断进行,混合气的物质的量不变,体系的体积及温度不变,所以容器内气体的压强不变,无法说明反应达平衡状态,A错误;
B.容器内CO的体积分数不再改变,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,B正确;
C.不管反应进行到什么程度,混合气的总质量不变,混合气的总物质的量不变,则容器内气体的密度始终不变,所以由气体的密度不变,不能确定反应是否达平衡状态,C错误;
D.某绝热刚性密闭容器中通入等量CO2和H2,依据反应方程式,CO2和H2按1:1摩尔比发生反应,则容器内CO2与H2的比例始终保持不变,所以由CO2与H2的比例不变,不能判断反应是否达平衡状态,D错误;
故答案为B。
【小问3详解】
向两个恒压(压强分别为0.1MPa、1.0MPa)密闭容器中均通入1molCO2、4molH2的混合气体,只发生反应i和反应ⅲ。反应i为气体体积不变的吸热反应,反应ⅲ为气体体积减小的放热反应,压强一定时,升高温度,反应i的平衡正向移动,增大,反应ⅲ的平衡逆向移动,减小,则甲、乙表示,丙、丁表示;温度一定时,增大压强,反应ⅲ的平衡正向移动,增大,c(H2O)增大,c(CO2)、c(H2)减小,使反应i的平衡逆向移动,减小,即温度一定时压强越大,越大,越小,所以图中甲、乙、丙、丁分别表示1.0MPa时、0.1MPa时、0.1MPa时、1.0MPa时。
①由分析可知,表示压强为1.0MPa时和的曲线分别是甲和丁,判断1.0MPa时曲线的理由为:反应ⅲ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,减小,且反应iii随着压强增大,平衡正向移动,增大,故曲线甲为1.0MPa下的;
②图中曲线乙、丙分别表示0.1MPa时、0.1MPa时,且c点时==40%,++=1,则=20%,c点时n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol,n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,所以c点时,容器内CO2的物质的量为0.2mol;
③图中曲线甲、丁分别表示1.0MPa时、1.0MPa时,且600℃时=10%,=80%,++=1,则=10%,即平衡时n(CH4)=0.8mol,n(CO)=n(CO2)=0.1mol,根据反应ⅰ、ⅲ可知,此时n(H2O)=0.1mol+0.8mol×2=1.7mol,n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol,容器中气体的总物质的量为0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol,p(CO)=p(CO2)==MPa,p(H2O)=MPa,p(H2)=MPa,则反应i的压强平衡常数Kp==≈2.4。
19. 医用胶G的一种合成路线如下:
(1)A→B的反应类型为_________。
(2)化合物E的含氧官能团有_________(写名称)。
(3)D→E的化学方程式为_________。
(4)H是G的同分异构体,写出同时满足下列条件H的可能结构简式_________(写一种)。
①分子中有一个六元环状结构
②含有两种官能团(无“”和“”)
③核磁共振氢谱显示5组峰,且峰面积比为
(5)E→F(预聚物)的机理如下(为):
①不同配比等条件下会生成预聚物和,为,的结构简式为__________。
②水会引发医用胶G的聚合。F→G是解聚过程,为了更好的获得G,F应以__________(填“”或“”)为主。
(6)结合蛋白质的结构,医用胶G能黏合伤口的主要原因是__________。
【答案】(1)取代反应
(2)酯基、醚键 (3)
(4)等合理答案 (5) ①. ②.
(6)氰基能够与蛋白质的氨基、羧基形成氢键(或医用胶与蛋白质形成氢键)
【解析】
【分析】A为乙酸,与氯气发生取代反应,生成B(),B含有羧基,显酸性,与碳酸钠反应和碳酸,C与氰化钠发生取代反应后加入盐酸酸化生成羧基,生成D(),D与发生酯化反应生成E,E与甲醛发生加成反应,生成F,F再发生消去反应得到G,据此解答。
【小问1详解】
根据合成路线可以得到:氯原子替代了乙酸分子中甲基的氢原子,生成了氯乙酸,因此A→B的反应类型为:取代反应;
【小问2详解】
根据合成路线中E的结构简式可得:化合物E的含氧官能团有:酯基、醚键;
【小问3详解】
根据合成路线中已知条件及D、E的结构简式可以得到:氰基乙酸与2-甲氧基乙醇在TsOH催化下发生酯化反应生成E和水,因此D→E的化学方程式为:;
【小问4详解】
根据合成路线中的G的结构简式可得:G的分子式为,不饱和度为 。H为G的同分异构体,则说明H的分子式为且不饱和度。根据H满足的三个条件可以得到:H中应当是以苯环为母体,以-NH2、-OH为两种官能团,则H的结构简式为:等;
【小问5详解】
①根据E→F(预聚物)的机理可以得到:与的区别在于链端基团不一样,是因为过量生成的,那么是因为CH2O过量生成的,因此,预聚物的结构简式为:;②由于水会引发医用胶G的聚合,而F→G是解聚过程,为了更好的获得G,F应以为主,因为更易断裂释放单体且不会引入额外的羟基官能团,产物更为纯净,所以以为主;
【小问6详解】
结合蛋白质的结构,医用胶G能黏合伤口的主要原因是:G在伤口表面水分或亲核基团(如氨基)的引发下发生聚合反应,形成高分子聚合物从而实现黏合,即:氰基能够与蛋白质的氨基、羧基形成氢键。
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