内容正文:
全市普通高中2025—2026学年第二学期期末教学质量监测
高一化学试题
注意事项:
1.本试卷共8页,18小题,满分100分,考试用时75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
3.请在答题卡相应位置作答,在试卷上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Zn 65
一、选择题;本题共14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 安顺普定马官镇光伏电站是贵州省光伏示范项目,下列有关光伏电池材料描述错误的是
A. 电池片核心材料单晶硅属于新型无机非金属材料
B. 电池边框铝合金硬度低于纯铝
C. 保护电池片的玻璃主要成分为硅酸盐
D. 粘结电池组件的EVA(乙烯—醋酸乙烯酯共聚物)属于有机高分子材料
2. 下列化学用语正确的是
A. 与互为同分异构体
B. 氮气的电子式:
C. 中子数为18的硫原子符号:
D. 乙酸分子的球棍模型为
3. 下列叙述及相关解释有错误的是
选项
叙述
解释
A
蜜饯中添加适量的二氧化硫抗氧化
二氧化硫具有还原性
B
工业上利用油脂生产肥皂
油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐
C
一定条件下可逆反应达到化学平衡时,反应物和生成物的浓度不再改变
达到平衡时,正、逆反应速率均为零
D
石油经分馏后可获得汽油、柴油等
石油中各组分的沸点不同
A. A B. B C. C D. D
4. 山梨酸是一种常见的食品添加剂,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 山梨酸能使溴水褪色
B. 1 mol的山梨酸在一定条件下可以和2 mol的发生加成反应
C. 山梨酸和乙醇反应生成山梨酸乙酯为取代反应
D. 山梨酸与互为同系物
5. 工业制硝酸的原理如图所示,设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,15 g NO的体积为11.2 L
B. 第①步反应中,和过量的充分反应后可得到
C. 第③步反应中,每生成转移的电子数为
D. 的溶液中含有的氧原子数为
6. 下述装置或操作能实现相应实验目的的是
A.实验室制取并收集
B.探究温度对化学反应速率的影响
C.证明非金属性:Cl>C>Si
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
7. 下列离子方程式或化学方程式书写错误的是
A. 铜和浓硝酸反应:
B. 氯化铁腐蚀覆铜板:
C. 合成乙酸乙酯:
D. 黄铁矿和空气反应制二氧化硫:
8. 一种抗炎药含有X、Y、Z、W、M五种主族元素,位于元素周期表的三个短周期且原子序数依次增大。Y的最高正价与最低负价代数和为0,W的最外层电子数是其电子层数的3倍,M为同周期非金属性最强的元素。下列有关说法错误的是
A. Z的简单氢化物的水溶液呈碱性 B. X、Z、W只能形成共价化合物
C. 简单离子半径:W<Z<M D. 简单氢化物的稳定性:Z<W
9. 化学反应与能量变化的关系如下图,关于图1、图2说法正确的是
A. 盐酸和碳酸氢钠反应的能量变化符合图1
B. 图1中反应物断键释放的能量大于生成物成键吸收的能量
C. 铝热反应的能量变化符合图2
D. 已知反应:C(石墨,s)(金刚石,s)的能量变化符合图2,则石墨比金刚石更稳定
10. 下列实验操作、现象及结论均正确且相对应的是
选项
操作
现象
结论
A
将铁片插入浓硫酸中
无明显现象
铁和浓硫酸不发生反应
B
取少量溶液于试管中,滴加NaOH溶液并加热,将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口
蓝色石蕊试纸不变色
该溶液中不含
C
向溶液中加入溶液,充分反应后再加入KSCN溶液
溶液变红
和反应存在限度
D
将淀粉溶液、稀硫酸混合加热,冷却后加入少量新制,加热
无砖红色沉淀生成
淀粉没有发生水解
A. A B. B C. C D. D
11. 电子表所用的纽扣电池示意图如图所示。两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为溶液,电池反应为。下列判断正确的是
A. Zn为负极,被还原
B. 纽扣电池工作时,正极电极反应式为:
C. 纽扣电池工作时,移向一极
D. 每6.5 g锌发生反应时,转移0.1 mol电子
12. 以下是用石英砂(主要成分为)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是
A. 步骤①中得到粗硅的化学方程式:
B. 既与NaOH反应又与HF反应,属于两性氧化物
C. 由粗硅制备高纯硅的过程中,循环使用的物质是和
D. 高纯硅是良好的半导体材料,是用于制造光导纤维的基本原料
13. 为探究草酸氢钾与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素,设计如下表所示方案。已知涉及的离子反应方程式为:。下列说法错误的是
实验序号
①
②
③
④
()
5
10
5
10
()
5
5
5
5
()
2
2
5
2
()
0
0
0
3
/mL
8
a
b
0
褪色时间t/min
8
6
5
t1
A. ,
B. 实验①②中把酸性高锰酸钾溶液浓度改为也能达到实验目的
C. 实验①③的目的为探究硫酸的浓度对化学反应速率的影响
D. 若,则说明对草酸氢钾与酸性高锰酸钾溶液的反应有催化作用
14. 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。下列说法正确的是
A. 正极反应的催化剂是ⅲ
B. 图a中,ⅰ到ⅱ的过程是生成了
C. 相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
D. 电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 我国有广阔的海岸线,海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义,海水综合利用的流程如下:
(1)下列可用于海水淡化的方法有__________。
A. 过滤法 B. 蒸馏法 C. 萃取法 D. 电渗析法
(2)粗盐精制的过程中,为除去粗盐中的、和。将粗盐溶解后,再依次加入足量的下列试剂,过滤,最后加入适量盐酸进行蒸发结晶。依次加入试剂的正确顺序是__________(填序号)。
①过量的溶液 ②过量的溶液 ③过量的NaOH溶液
(3)提溴流程中,吸收塔内发生反应的离子方程式为______________________________,两次用到氯气氧化获得的目的是____________________。
(4)提镁流程中,从原料来源及经济效益角度考虑,试剂1最好选用__________。
A.氧化钠 B.氨水 C.石灰乳
(5)操作1的具体步骤为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
(6)提取的Mg可以冶炼金属Ti,流程如图:
反应①还生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为______________________________。
反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是______________________________。
16. 在中国空间站的“环境控制与生命保障系统”中,常利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将航天员呼出的和电解水产生的转化为甲烷和水,实现物质的循环利用。其核心反应为:。
(1)该反应体系的能量随反应进程的变化如图1所示。
据此判断,在空间站密闭的反应器中,为了维持反应器温度恒定,需配备__________(填“加热”或“冷却”)装置。
(2)在280℃时,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。测得容器内部分物质的物质的量随时间的变化关系如图2所示。
①0~10 min内,的平均反应速率为__________。
②下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是__________。
A. B.容器内和的物质的量之比保持不变
C.容器内混合气体压强不再改变 D.容器内混合气体密度不再改变
(3)真实的航天工程中反应条件的选择需在“催化效率”与“舱体安全”之间寻求最优平衡。在280℃、Ru基催化剂作用下,转化率随压强()变化如表1所示。
已知:空间站生保系统要求二氧化碳转化率≥80%;舱体结构对该反应器的最大安全承压极限为2.5 atm。
表1
压强
1
2
3
转化率
65
85
88
在三个实测压强中,该反应器最适宜控制压强为__________atm,确定该压强的依据是__________________________________________________________________________________________。
(4)空间站生保系统需对产物进行资源化处理。科研人员提出两种设想:
①方案A:构建甲烷燃料电池,若该电池以KOH溶液为电解质溶液,其放电过程中负极的电极反应式为____________________________________。
②方案B:针对未来深空探测,将进行高温裂解(),并将产生的重新送回反应器,从绿色化学的角度看,方案B的显著优点是____________________,但也存在明显缺点是______________________________。
17. 硫的许多化合物在生活中有着重要用途,如:连二硫酸锰()常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜;硝酰硫酸()主要用于染料、医药等工业,某化学实验小组利用悬浊液和浓硝酸分别吸收气体制取和硝酰硫酸()的装置如图所示:(部分夹持仪器未画出)
已知:①连二硫酸盐皆易溶于水,在酸性条件()时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰;
②硝酰硫酸(,)是一种浅黄色固体,制备原理为。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,装置B的作用是__________________。
(2)装置A中发生的化学反应方程式为________________________________________。
(3)装置C中主要发生的化学反应方程式为________________________________________,装置C中使用冷水浴的目的是________________________________________。
(4)检验装置C中是否变质的操作:取适量装置C中的溶液置于冷水浴的试管中,________________________________________________________________________________。
(5)装置E中可能的试剂是__________。
A. NaOH溶液 B. 饱和食盐水 C. 饱和溶液 D. 品红溶液
(6)测定产品硝酰硫酸()的纯度:待反应结束后,从D中分离出产品,经洗涤干燥后,称取3 g加入锥形瓶中,再加入的溶液和稀硫酸,摇匀,溶液颜色恰好变为无色。已知相关反应的化学方程式为:,且反应前后产品中的杂质不发生变化,该产品的纯度为__________%(保留小数点后一位)。
18. 阿司匹林(乙酰水杨酸)是常用解热镇痛、抗血小板药物,可由石油裂解气的主要产物A和水杨酸为原料合成制得,合成路线如图所示。已知A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平。
(1)物质A的结构简式为__________,A→B的反应类型为__________。
(2)水杨酸的分子式为__________。
(3)B→C的化学反应方程式为________________________________________。
(4)乙酰水杨酸中官能团名称是__________。
(5)已知生成乙酰水杨酸的反应为取代反应,请完成①的方程式______________________________。
(6)下列关于B的说法正确的是__________。
A. 纤维素和淀粉互为同分异构体,都可以用来制取B
B. 能与金属钠发生反应,且反应程度比水与钠反应更剧烈
C. 可以利用溶液来鉴别B和乙酸
D. 一定浓度的B溶液可使蛋白质变性,从而达到杀菌消毒效果
(7)聚巴豆酸乙酯是一种广泛用于材料改性、生物医学及食品加工等领域的有机高分子合成材料,可由乙醇与在一定条件下经两步合成,写出该聚合物的结构简式____________________。
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高一化学试题
注意事项:
1.本试卷共8页,18小题,满分100分,考试用时75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
3.请在答题卡相应位置作答,在试卷上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 Zn 65
一、选择题;本题共14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 安顺普定马官镇光伏电站是贵州省光伏示范项目,下列有关光伏电池材料描述错误的是
A. 电池片核心材料单晶硅属于新型无机非金属材料
B. 电池边框铝合金硬度低于纯铝
C. 保护电池片的玻璃主要成分为硅酸盐
D. 粘结电池组件的EVA(乙烯—醋酸乙烯酯共聚物)属于有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.单晶硅是半导体材料,属于新型无机非金属材料,A正确;
B.合金的硬度通常高于其组成的纯金属,因此铝合金硬度高于纯铝,B错误;
C.普通玻璃的主要成分包含硅酸盐,属于硅酸盐材料,C正确;
D.EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,属于有机高分子材料,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 与互为同分异构体
B. 氮气的电子式:
C. 中子数为18的硫原子符号:
D. 乙酸分子的球棍模型为
【答案】A
【解析】
【详解】A.和分子式均为,二者结构不同,互为同分异构体,A正确;
B.氮气的电子式漏写了氮原子最外层的孤电子对,正确应为,B错误;
C.硫原子质子数为16,中子数为18时质量数为,正确原子符号为,选项质量数标注错误,C错误;
D.题图为乙酸的比例模型(空间填充模型),不是球棍模型,D错误;
故答案为A。
3. 下列叙述及相关解释有错误的是
选项
叙述
解释
A
蜜饯中添加适量的二氧化硫抗氧化
二氧化硫具有还原性
B
工业上利用油脂生产肥皂
油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐
C
一定条件下可逆反应达到化学平衡时,反应物和生成物的浓度不再改变
达到平衡时,正、逆反应速率均为零
D
石油经分馏后可获得汽油、柴油等
石油中各组分的沸点不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化硫具有还原性,可与氧化性物质反应,适量添加在蜜饯中能起到抗氧化作用,叙述和解释均正确,A不符合题意;
B.油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐,该反应也叫皂化反应,是工业生产肥皂的原理,叙述和解释均正确,B不符合题意;
C.化学平衡为动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等但不为零,解释的表述错误,C符合题意;
D.石油分馏的原理是利用石油中各组分的沸点差异进行分离,可得到汽油、柴油等产品,叙述和解释均正确,D不符合题意;
故选C。
4. 山梨酸是一种常见的食品添加剂,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 山梨酸能使溴水褪色
B. 1 mol的山梨酸在一定条件下可以和2 mol的发生加成反应
C. 山梨酸和乙醇反应生成山梨酸乙酯为取代反应
D. 山梨酸与互为同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.山梨酸分子中含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴水褪色,A正确;
B.山梨酸分子中只有2个碳碳双键能与发生加成反应,羧基中的碳氧双键不能与加成,故1 mol山梨酸最多消耗2 mol ,B正确;
C.山梨酸与乙醇发生酯化反应生成山梨酸乙酯,酯化反应属于取代反应,C正确;
D.同系物要求结构相似、分子组成相差若干个基团,分子中只有1个碳碳双键,山梨酸有2个碳碳双键,二者结构不相似,不互为同系物,D错误;
故选D。
5. 工业制硝酸的原理如图所示,设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,15 g NO的体积为11.2 L
B. 第①步反应中,和过量的充分反应后可得到
C. 第③步反应中,每生成转移的电子数为
D. 的溶液中含有的氧原子数为
【答案】A
【解析】
【分析】工业制硝酸过程中反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,由此解答;
【详解】A.15 g NO的物质的量为,标准状况下气体体积为,A正确;
B.第①步合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,3 mol 和过量反应得到的物质的量小于2 mol,B错误;
C.第③步反应为,N元素从+2价升高到+4价,每生成1 mol 转移电子的物质的量为2 mol,即,C错误;
D.1 L 1 mol/L的溶液中,溶质含有的氧原子为3 mol,但溶剂水中也含有氧原子,故溶液中氧原子总数大于,D错误;
故选A。
6. 下述装置或操作能实现相应实验目的的是
A.实验室制取并收集
B.探究温度对化学反应速率的影响
C.证明非金属性:Cl>C>Si
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热时,分解生成的和在试管口会重新化合生成,无法制得,且实验室制氨气需用和混合加热,A错误;
B.探究温度对反应速率的影响需保证反应物浓度等其他变量相同,该实验中浓度分别为3%和5%,存在浓度、温度两个变量,无法探究温度的影响,B错误;
C.证明非金属性强弱需比较最高价氧化物对应水化物的酸性,不是的最高价含氧酸,且挥发的也会与反应生成硅酸沉淀,无法证明酸性,更不能证明非金属性,C错误;
D.实验室制备乙酸乙酯时,用乙醇、乙酸、浓硫酸混合加热,碎瓷片可防暴沸,饱和碳酸钠溶液可除去乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,导管未伸入液面下可防倒吸,装置合理,D正确;
故答案为D。
7. 下列离子方程式或化学方程式书写错误的是
A. 铜和浓硝酸反应:
B. 氯化铁腐蚀覆铜板:
C. 合成乙酸乙酯:
D. 黄铁矿和空气反应制二氧化硫:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,该离子方程式原子、电荷均守恒,A正确;
B.氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,该离子方程式电子、电荷、原子均守恒,B正确;
C.酯化反应的机理为酸脱羟基、醇脱氢,乙醇中的应进入乙酸乙酯中,而不是生成,正确方程式为,C错误;
D.黄铁矿高温煅烧生成氧化铁和二氧化硫,化学方程式配平正确,D正确;
故答案为C。
8. 一种抗炎药含有X、Y、Z、W、M五种主族元素,位于元素周期表的三个短周期且原子序数依次增大。Y的最高正价与最低负价代数和为0,W的最外层电子数是其电子层数的3倍,M为同周期非金属性最强的元素。下列有关说法错误的是
A. Z的简单氢化物的水溶液呈碱性 B. X、Z、W只能形成共价化合物
C. 简单离子半径:W<Z<M D. 简单氢化物的稳定性:Z<W
【答案】B
【解析】
【分析】首先推断元素:五种主族元素位于三个短周期且原子序数依次增大,故X为;W最外层电子数是电子层数的3倍,故W为;Y最高正价与最低负价代数和为0,且原子序数小于,故Y为;Z原子序数介于和之间,故Z为;M为第三周期非金属性最强的元素,故M为。
【详解】A.Z为氮元素,简单氢化物为,其水溶液为氨水,呈碱性,A正确;
B.X、Z、W分别为氢、氮、氧元素,可形成离子化合物如,并非只能形成共价化合物,B错误;
C.电子层结构相同的离子,核电荷数越大半径越小,故 ,电子层数更多半径更大,因此简单离子半径:W<Z<M,C正确;
D.非金属性:>,非金属性越强简单氢化物越稳定,故简单氢化物稳定性:<,即Z<W,D正确;
故选B。
9. 化学反应与能量变化的关系如下图,关于图1、图2说法正确的是
A. 盐酸和碳酸氢钠反应的能量变化符合图1
B. 图1中反应物断键释放的能量大于生成物成键吸收的能量
C. 铝热反应的能量变化符合图2
D. 已知反应:C(石墨,s)(金刚石,s)的能量变化符合图2,则石墨比金刚石更稳定
【答案】D
【解析】
【分析】图1中反应物的能量高于生成物,为放热反应;图2中反应物的能量低于生成物,为吸热反应,由此解答;
【详解】A.盐酸和碳酸氢钠反应为吸热反应,而图1为放热反应,A错误;
B.化学反应中断键吸收能量,成键释放能量,图1为放热反应,说明反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,B错误;
C.铝热反应为放热反应,而图2为吸热反应,C错误;
D.反应 的能量变化符合图2,说明金刚石的总能量高于石墨,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石更稳定,D正确;
故答案为D。
10. 下列实验操作、现象及结论均正确且相对应的是
选项
操作
现象
结论
A
将铁片插入浓硫酸中
无明显现象
铁和浓硫酸不发生反应
B
取少量溶液于试管中,滴加NaOH溶液并加热,将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口
蓝色石蕊试纸不变色
该溶液中不含
C
向溶液中加入溶液,充分反应后再加入KSCN溶液
溶液变红
和反应存在限度
D
将淀粉溶液、稀硫酸混合加热,冷却后加入少量新制,加热
无砖红色沉淀生成
淀粉没有发生水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下铁遇浓硫酸发生钝化,生成致密氧化膜阻止反应继续进行,钝化属于化学变化,并非二者不反应,A错误;
B.检验应使用湿润的红色石蕊试纸(氨气为碱性气体,可使红色石蕊试纸变蓝),使用蓝色石蕊试纸无法检验氨气,不能得出溶液不含的结论,B错误;
C.反应物中过量,若反应完全进行则体系中无剩余,加入KSCN溶液后变红说明仍有存在,证明与的反应存在限度,C正确;
D.淀粉水解后体系呈酸性,新制与还原糖反应需在碱性条件下进行,未先加碱中和稀硫酸,会与硫酸反应,无法检验水解产物,不能得出淀粉未水解的结论,D错误;
故选C。
11. 电子表所用的纽扣电池示意图如图所示。两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为溶液,电池反应为。下列判断正确的是
A. Zn为负极,被还原
B. 纽扣电池工作时,正极电极反应式为:
C. 纽扣电池工作时,移向一极
D. 每6.5 g锌发生反应时,转移0.1 mol电子
【答案】B
【解析】
【分析】根据原电池工作原理,负极上失去电子,化合价升高,发生氧化反应,正极上得到电子,化合价降低,发生还原反应,推得Zn为负极,电极反应式为,为正极,电极反应式为,据此分析解题。
【详解】A.Zn在反应中化合价升高,失去电子作负极,发生氧化反应,被氧化,A错误;
B.正极上得电子发生还原反应,碱性环境下电极反应式为,B正确;
C.原电池工作时阴离子向负极移动,应移向负极Zn极,C错误;
D.6.5 g Zn的物质的量为0.1 mol,1 mol Zn反应转移2 mol电子,故0.1 mol Zn反应转移0.2 mol电子,D错误;
故选B。
12. 以下是用石英砂(主要成分为)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是
A. 步骤①中得到粗硅的化学方程式:
B. 既与NaOH反应又与HF反应,属于两性氧化物
C. 由粗硅制备高纯硅的过程中,循环使用的物质是和
D. 高纯硅是良好的半导体材料,是用于制造光导纤维的基本原料
【答案】C
【解析】
【分析】石英砂中主要成分为,与碳在高温下反应制得粗硅和CO,粗硅与HCl在300℃反应生成,粗中含有少量氢气以及,根据二者沸点的不同,采取蒸馏的方法分离,纯在高温的条件下与反应生成高纯Si和HCl,据此解题。
【详解】A.工业上用碳还原制粗硅时,高温下产物为而非,正确反应为,A错误;
B.两性氧化物定义为:既能与酸反应生成盐和水,又能和碱反应生成盐和水的氧化物;仅能和特殊反应,产物不属于盐,且不与其他酸反应,属于酸性氧化物,B错误;
C.根据流程,步骤④和反应得到高纯硅和,生成的可回到步骤②与粗硅反应,分离出的可回到步骤④还原,因此和都可以循环使用,C正确;
D.高纯硅是半导体材料,用于制造芯片、太阳能电池;制造光导纤维的原料是,不是单质硅,D错误;
故答案选C。
13. 为探究草酸氢钾与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素,设计如下表所示方案。已知涉及的离子反应方程式为:。下列说法错误的是
实验序号
①
②
③
④
()
5
10
5
10
()
5
5
5
5
()
2
2
5
2
()
0
0
0
3
/mL
8
a
b
0
褪色时间t/min
8
6
5
t1
A. ,
B. 实验①②中把酸性高锰酸钾溶液浓度改为也能达到实验目的
C. 实验①③的目的为探究硫酸的浓度对化学反应速率的影响
D. 若,则说明对草酸氢钾与酸性高锰酸钾溶液的反应有催化作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.探究反应速率影响因素需控制溶液总体积相同,实验①总体积为20mL,计算得,,A正确;
B.若将酸性高锰酸钾溶液浓度改为,则高锰酸钾物质的量过大,草酸氢钾量不足,反应后高锰酸钾有剩余,溶液不会褪色,无法通过褪色时间判断反应速率,不能达到实验目的,B错误;
C.实验①③只有硫酸的浓度不同,其他条件均相同,目的为探究硫酸的浓度对化学反应速率的影响,C正确;
D.实验②和④其他条件均相同,仅④加入,若,说明反应速率更快,可证明对该反应有催化作用,D正确;
故答案为B。
14. 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。下列说法正确的是
A. 正极反应的催化剂是ⅲ
B. 图a中,ⅰ到ⅱ的过程是生成了
C. 相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
D. 电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.正极反应的催化剂应是图a中参与循环的物质,从图a来看,循环起点和终点都是ⅰ,所以催化剂是ⅰ而不是ⅲ,A错误;
B.根据图a可以看出,ⅰ到ⅱ的过程中并没有生成自由移动的,氧气只得到一个电子,不可能转化为,而是转化为附着在载体上的中间体(参照ⅱ), B错误;
C.正极:,负极:,再根据图a,氧气催化循环一次转移4个电子。图c,氢气催化循环一次转移2个电子,因此循环次数不同,为1:2的比例关系,C错误;
D.负极反应消耗氢气,生成的氢离子会通过质子交换膜移向正极,每消耗1 mol氢气(质量2 g),就有2 mol(质量2 g)移走,因为没有其它物质产生,所以负极室溶液质量保持不变,D正确;
故答案选D。
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 我国有广阔的海岸线,海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义,海水综合利用的流程如下:
(1)下列可用于海水淡化的方法有__________。
A. 过滤法 B. 蒸馏法 C. 萃取法 D. 电渗析法
(2)粗盐精制的过程中,为除去粗盐中的、和。将粗盐溶解后,再依次加入足量的下列试剂,过滤,最后加入适量盐酸进行蒸发结晶。依次加入试剂的正确顺序是__________(填序号)。
①过量的溶液 ②过量的溶液 ③过量的NaOH溶液
(3)提溴流程中,吸收塔内发生反应的离子方程式为______________________________,两次用到氯气氧化获得的目的是____________________。
(4)提镁流程中,从原料来源及经济效益角度考虑,试剂1最好选用__________。
A.氧化钠 B.氨水 C.石灰乳
(5)操作1的具体步骤为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
(6)提取的Mg可以冶炼金属Ti,流程如图:
反应①还生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为______________________________。
反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是______________________________。
【答案】(1)BD (2)②①③或③②①或②③①
(3) ①. ②. 富集或富集溴元素
(4)C (5) ①. 蒸发(加热)浓缩 ②. 冷却(降温)结晶
(6) ①. ②. 防止镁、钛被空气氧化
【解析】
【分析】由流程可知,海水中得到粗盐、淡水、母液,在母液中加入熟石灰(试剂1)得到氢氧化镁沉淀,氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2·6H2O,再经过一系列操作得到Mg;海水提溴,向浓缩海水中加酸并通入氯气,氯气与溴离子反应生成单质溴,使用热空气吹出溴蒸气;通入二氧化硫、加水,溴单质变成溴化氢溶液;再向溴化氢溶液中通入氯气,得到含溴单质的浓溶液,最终得到液溴;
【小问1详解】
海水淡化的目的是除去海水中溶解的盐类物质。过滤法只能分离不溶性固体与液体,萃取法只能提取水中溶解的溶质,二者均不能淡化海水;蒸馏法、电渗析法都是工业上常用的海水淡化方法,故选BD;
【小问2详解】
除去粗盐中离子时,过量除去后,过量的需要用除去,因此溶液必须在溶液之后加入;NaOH用于除去,只要在过滤前加入即可,因此合理顺序为②③①/③②①/②①③;
【小问3详解】
吸收塔中溴单质与二氧化硫、水发生反应,生成溴化氢和硫酸,离子方程式为;海水中溴离子浓度很低,第一次氧化得到的溴浓度低,两次氧化可以富集溴,降低提纯成本;
【小问4详解】
从原料来源和经济效益看,海边贝壳可以煅烧得到生石灰,生石灰与水反应制得石灰乳,成本远低于氧化钠和氨水,因此选C;
【小问5详解】
从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁晶体(带结晶水),不能直接蒸干,步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
【小问6详解】
反应①中、、C在高温下反应,生成和可燃性气体CO,配平得到方程式;Mg和Ti都是活泼金属,高温下易与空气中的气体反应,因此稀有气体作保护气,防止二者被氧化。
16. 在中国空间站的“环境控制与生命保障系统”中,常利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将航天员呼出的和电解水产生的转化为甲烷和水,实现物质的循环利用。其核心反应为:。
(1)该反应体系的能量随反应进程的变化如图1所示。
据此判断,在空间站密闭的反应器中,为了维持反应器温度恒定,需配备__________(填“加热”或“冷却”)装置。
(2)在280℃时,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。测得容器内部分物质的物质的量随时间的变化关系如图2所示。
①0~10 min内,的平均反应速率为__________。
②下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是__________。
A. B.容器内和的物质的量之比保持不变
C.容器内混合气体压强不再改变 D.容器内混合气体密度不再改变
(3)真实的航天工程中反应条件的选择需在“催化效率”与“舱体安全”之间寻求最优平衡。在280℃、Ru基催化剂作用下,转化率随压强()变化如表1所示。
已知:空间站生保系统要求二氧化碳转化率≥80%;舱体结构对该反应器的最大安全承压极限为2.5 atm。
表1
压强
1
2
3
转化率
65
85
88
在三个实测压强中,该反应器最适宜控制压强为__________atm,确定该压强的依据是__________________________________________________________________________________________。
(4)空间站生保系统需对产物进行资源化处理。科研人员提出两种设想:
①方案A:构建甲烷燃料电池,若该电池以KOH溶液为电解质溶液,其放电过程中负极的电极反应式为____________________________________。
②方案B:针对未来深空探测,将进行高温裂解(),并将产生的重新送回反应器,从绿色化学的角度看,方案B的显著优点是____________________,但也存在明显缺点是______________________________。
【答案】(1)冷却 (2) ①. 0.025 ②. AC
(3) ①. 2 ②. 2 atm时转化率满足大于80%的要求,且低于舱体最大承压极限
(4) ①. ②. 实现氢元素(或氢气)的循环利用,提高H的原子利用率 ③. 耗能或积炭(产生大量的固体炭)
【解析】
【小问1详解】
由图1可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,说明该反应为放热反应。在密闭的反应器中,为了维持温度恒定,需要将反应放出的热量及时移出,因此需配备冷却装置。
【小问2详解】
①由图2可知,0到10 min内,的物质的量由1.0 mol减小到0.5 mol,变化量 。根据化学方程式的计量数关系, 。容器体积为2 L,则的平均反应速率 。
② A.根据速率之比等于化学计量数之比,始终有 。若 ,则 ,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;
B.初始充入的和的物质的量之比为,反应消耗的和的物质的量之比也为,因此反应过程中任意时刻两者的物质的量之比始终保持不变,不能说明达到平衡状态,B错误;
C.该反应正向是气体分子数减小的反应。在恒容密闭容器中,随着反应的进行,气体总物质的量减小,压强随之减小。当压强不再改变时,说明各物质的浓度不再变化,反应达到平衡状态,C正确;
D.反应物和生成物均为气体,根据质量守恒定律,气体总质量不变;容器体积恒定,因此混合气体的密度始终保持不变,不能说明达到平衡状态,D错误;
故答案选AC。
【小问3详解】
根据题意,空间站生保系统要求转化率 ,且舱体最大安全承压极限为 。结合表1数据: 时,转化率为,不满足转化率要求; 时,转化率为,满足转化率要求,但超过了最大安全承压极限,存在安全隐患; 时,转化率为,既满足转化率 的要求,又低于 的安全极限。因此,最适宜控制的压强为 。
【小问4详解】
①在碱性(溶液)甲烷燃料电池中,负极发生氧化反应,甲烷失去电子生成碳酸根离子和水。其电极反应式为:。
②方案B将甲烷裂解产生的重新送回反应器参与反应。从绿色化学的角度看,其显著优点是实现了氢元素的循环利用,极大地提高了原子的利用率,减少了废弃物排放;但该反应条件为“高温”,其明显缺点是高温裂解需要消耗大量的能量和产生积炭。
17. 硫的许多化合物在生活中有着重要用途,如:连二硫酸锰()常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜;硝酰硫酸()主要用于染料、医药等工业,某化学实验小组利用悬浊液和浓硝酸分别吸收气体制取和硝酰硫酸()的装置如图所示:(部分夹持仪器未画出)
已知:①连二硫酸盐皆易溶于水,在酸性条件()时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰;
②硝酰硫酸(,)是一种浅黄色固体,制备原理为。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,装置B的作用是__________________。
(2)装置A中发生的化学反应方程式为________________________________________。
(3)装置C中主要发生的化学反应方程式为________________________________________,装置C中使用冷水浴的目的是________________________________________。
(4)检验装置C中是否变质的操作:取适量装置C中的溶液置于冷水浴的试管中,________________________________________________________________________________。
(5)装置E中可能的试剂是__________。
A. NaOH溶液 B. 饱和食盐水 C. 饱和溶液 D. 品红溶液
(6)测定产品硝酰硫酸()的纯度:待反应结束后,从D中分离出产品,经洗涤干燥后,称取3 g加入锥形瓶中,再加入的溶液和稀硫酸,摇匀,溶液颜色恰好变为无色。已知相关反应的化学方程式为:,且反应前后产品中的杂质不发生变化,该产品的纯度为__________%(保留小数点后一位)。
【答案】(1) ①. 球形分液漏斗/分液漏斗 ②. 作安全瓶,防止倒吸
(2)
(3) ①. ②. 防止分解变质/防止变质
(4)先滴入过量稀盐酸,无明显现象,再滴入适量氯化钡溶液,若未产生白色沉淀,说明未变质,反之则已变质 (5)AC
(6)84.7
【解析】
【分析】在装置A中利用70%浓硫酸与亚硫酸钠反应制得二氧化硫,将二氧化硫通入装置C和D,装置B为安全瓶,二氧化硫与装置C中的二氧化锰悬浊液作用,通过搅拌发生反应,制得;二氧化硫与装置D中的浓硝酸作用,制备硝酰硫酸();最后装置E用于尾气吸收,防止二氧化硫进入空气中引起污染,据此分析作答。
【小问1详解】
根据仪器a结构特点可知为球形分液漏斗(或分液漏斗);根据装置B结构可知为安全瓶,防止倒吸;
【小问2详解】
由分析可知:A装置用来制备,对应的方程式为:;
【小问3详解】
由分析可知:装置C中是悬浊液吸收气体制取,则对应的方程式为:;由题目信息可得易溶于水,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰,所以装置C中冷水浴的目的是防止分解变质;
【小问4详解】
检验装置C中是否变质,只需要检验是否存在即可(分解生成硫酸锰),则对应的操作为:取适量装置C中的溶液置于冷水浴的试管中,先滴入过量稀盐酸(排除其它离子的干扰),无明显现象,再滴入适量氯化钡溶液,若未产生白色沉淀,说明未变质,反之则已变质;
【小问5详解】
由分析可知装置E的作用是吸收尾气防止污染空气,则E中盛装的试剂为碱性溶液(主要吸收,可能会有部分硝酸挥发出来),符合条件的有:A.NaOH溶液,C.饱和溶液;故选AC;
【小问6详解】
根据反应的化学方程式:,已知消耗的物质的量为:,则的物质的量为,产品硝酰硫酸()的纯度=(保留小数点后一位)。
18. 阿司匹林(乙酰水杨酸)是常用解热镇痛、抗血小板药物,可由石油裂解气的主要产物A和水杨酸为原料合成制得,合成路线如图所示。已知A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平。
(1)物质A的结构简式为__________,A→B的反应类型为__________。
(2)水杨酸的分子式为__________。
(3)B→C的化学反应方程式为________________________________________。
(4)乙酰水杨酸中官能团名称是__________。
(5)已知生成乙酰水杨酸的反应为取代反应,请完成①的方程式______________________________。
(6)下列关于B的说法正确的是__________。
A. 纤维素和淀粉互为同分异构体,都可以用来制取B
B. 能与金属钠发生反应,且反应程度比水与钠反应更剧烈
C. 可以利用溶液来鉴别B和乙酸
D. 一定浓度的B溶液可使蛋白质变性,从而达到杀菌消毒效果
(7)聚巴豆酸乙酯是一种广泛用于材料改性、生物医学及食品加工等领域的有机高分子合成材料,可由乙醇与在一定条件下经两步合成,写出该聚合物的结构简式____________________。
【答案】(1) ①. ②. 加成反应
(2)
(3)
(4)羧基、酯基 (5) (6)CD
(7)
【解析】
【分析】根据题干信息可知,化合物A为CH2=CH2,与水发生加成反应生成CH3CH2OH,进一步氧化生成CH3CHO,后氧化成CH3COOH;
【小问1详解】
化合物A为CH2=CH2,A→B为加成反应;
【小问2详解】
如图已知水杨酸的结构简式,可知其分子式为;
【小问3详解】
化合物B为乙醇,C为乙醛,B→C的方程式为;
【小问4详解】
乙酰水杨酸中官能团名称是羧基、酯基;
【小问5详解】
生成乙酰水杨酸的反应为取代反应,
【小问6详解】
A.纤维素和淀粉不是同分异构体,但最终产物为葡萄糖,A错误;
B.乙醇与金属钠发生反应比水与钠反应平缓,B错误;
C.乙酸能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,而乙醇不能,因此可以利用溶液来鉴别乙醇和乙酸,C正确;
D.75%的乙醇溶液可使蛋白质变性,从而达到杀菌消毒效果,D正确;
故答案选CD。
【小问7详解】
化合物CH3CH=CHCOOH先和乙醇发生酯化反应生成CH3CH=CHCOOC2H5,后发生加聚反应,聚合物的结构简式为;
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