内容正文:
长沙市周南中学2026年上学期高一年级化学科期末考试试题
分量:100分 时量:75 分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 材料科学推动生活品质提升,以下描述错误的是
A. 北斗三代铷钟所用85与北斗二代铷钟所用87互为同位素
B. 我国研发的锂离子纤维电池在给智能手机充电时,实现将化学能转化为电能
C. 光纤通信系统中所用介质材料石英光纤,主要成分为
D. 尊界S800搭载的HUAWEI Drive One 800V 电机, 其电控单元采用SiC半导体材料,属于传统无机非金属材料
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 甲烷的球棍模型:
B. 和是同一种物质
C. 的电子式:
D. 乙烯的结构简式
3. 氮元素是生命的重要物质基础,其在自然界和工业生产中的转化形式多样。下列说法不正确的是
A. 人工固氮、自然固氮均是将氮的化合物转化为
B. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
C. 工业上通过 催化氧化等反应过程生产
D. 侯氏制碱法生产时包含了以 、 、 、NaCl为原料制备 和 的过程
4. 下列说法不正确的是
A. 谷氨酸钠是味精的主要成分,常用作食品增味剂
B. 阿司匹林是一种天然药物,化学名称为乙酰水杨酸
C. 维生素C具有还原性,在人体内可被氧化为脱氢抗坏血酸
D. 最理想的“原子经济性反应”即反应物的原子全部转化为期望的最终产物
5. NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下, 22.4 L 中含有分子个数为
B. 1 mol (重水)中含有的中子数为8
C. 56g Fe 与足量硫粉共热反应,转移的电子数为
D. 25时,0.1 的 溶液中含有的Cl-的总数为
6. 下列离子方程式书写不正确的是
A. 过量氨水和 反应:
B. 用 溶液腐蚀覆铜板制印刷电路板:
C. 用食醋溶解石灰石:
D. 钠与水反应:
7. 下列能大量共存的离子组是
A. 、 、 、 B. 、 、 、
C. 、 、 、 D. 、 、 、
8. 下列装置可以达到相应实验目的的是
A.可用该装置制取氯气
B.灼烧海带
C.制备Fe(OH)3胶体
D.验证反应是否有 生成
A. A B. B C. C D. D
9. 下列实验或生活现象中的颜色变化,其本质不属于氧化还原反应引起的是
A. 淡黄色 固体露置于空气中,逐渐变成白色
B. 将湿润的淀粉-KI 试纸靠近氯气瓶口,试纸迅速变蓝
C. 向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,立即生成蓝色絮状沉淀
D. 溶液在空气中放置一段时间,溶液由浅绿色变为黄色
10. 柠檬酸存在于柑橘类水果中,在食品工业中常用作酸味剂和抗氧化剂,加热时可发生如下的转化:
下列说法正确的是
A. 顺乌头酸的分子式为
B. 柠檬酸可以在 Cu作催化剂、加热的条件下与O2发生催化氧化反应
C. 1 mol 柠檬酸与足量NaOH溶液反应,最多可以消耗4 mol NaOH
D. 异柠檬酸既可与乙醇反应,又可与乙酸反应
11. 我国科学家研发的“液态阳光”技术,利用太阳能驱动反应: 。已知 、 (l)的燃烧热△H依次为-285.9 kJ/ mol、-726 kJ/ mol。下列说法错误的是
A. 燃烧热的热化学方程式为:
B. 该反应的△H = - 131.7
C. 使用高效催化剂可降低反应活化能,但无法改变△H
D. 相比直接燃烧,将 转化为甲醇再利用更符合“碳中和”理念
12. 在催化剂作用下由粗硅制备 的反应为 。一定温度下,在某容积为2L 的恒容密闭容器中发生上述反应,起始加入足量的Si(s)、0.3mol 和0.2mol ,10min时反应达到平衡,此时 。下列说法正确的是
A. 10min时,
B. 其他条件不变时,增大 Si 的投料,则正、逆反应速率均增大
C. 若平衡后再充入少量 ,则平衡正向移动
D. 若升高温度,容器内气体的平均摩尔质量减小,则该反应的△H >0
13. 粗盐中含有 、 、 等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制。
已知: 与 均为难溶物质,二者在一定条件下可以相互转化。
下列说法不正确的是
A. 检验步骤①中加入的已过量的实验方案和现象:静置后,向上层清液中继续滴加 溶液,无白色沉淀生成
B. 步骤③除去的离子有 、
C. 步骤④滴加盐酸,发生反应的离子方程式为
D. 实验过程中发现,若加入过量 溶液后不进行过滤操作,直接加入NaOH溶液和 溶液,滤液B中仍有少量 的可能原因:
14. 科研团队在探索“绿色合成氨”新路径时,设计了一种在通电条件下,利用催化剂将 转化为 的反应机制(如图所示),下列说法不正确的是
A. 推断步骤③的 x=2
B. 步骤⑦中,断开N-N键需要吸收能量
C. 和 分子中均含有极性共价键
D. 若整个过程中有6 mol电子转移,则理论上可生成 2 mol
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 氨气( )是一种重要的化工原料,在工农业生产中有重要用途。工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生成 。
Ⅰ.氨气的制备
(1)利用装置A,实验室中最常见的制取氨气的反应所涉及的化学方程式为__________________________________________________。
(2)实验室欲收集纯净、干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:_____________________________(按气流方向,用小写字母表示),其中C仪器所装试剂名称为_____________。
Ⅱ.氮的氧化物( )是大气污染物之一,在实验室利用如图装置探究 能否被 还原。
(3)F装置中盛放浓硝酸的仪器名称是________________,其中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(4)若 能够被 还原,在D装置中充入 和混合气体后,停止通气,静置使其充分反应。预期观察到D装置中的现象是____________________________,反应化学方程式每转移6mol电子,消耗 的物质的量为________mol。
(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是_______________________________________________________。
16. 硫酸铁铵(铁铵矾)是一种重要的铁盐,可用作净水剂和印染媒染剂。某工厂以贫杂铁矿石(主要成分为 ,杂质含FeO、 、 、 )为原料生产硫酸铁铵,以期实现资源综合利用,其简化工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为提高铁矿石的酸浸速率,可采用的措施有________________(填标号)。
a.升高温度 b.将铁矿石粉碎
c.增大铁矿石用量 d 增大反应容器气压
(2)设计实验验证“酸浸”后的浸出液中含有 ______________________________________。
(3)滤渣Ⅰ的成分可能是________________。
(4)滤液Ⅰ中加入 溶液发生反应的离子方程式为_______________________。
(5)滤液Ⅱ中含有金属元素的阴离子是____________。
(6)“操作”包括__________________________________________、过滤、洗涤、干燥。
(7)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品中所含结晶水数目,将样品加热到70℃时,失掉4个结晶水,失重15.0%。硫酸铁铵晶体的化学式为_______________(x值取整数)。
17. 有机物的结构决定其性质,深入理解有机物的组成、结构,不仅有助于我们系统掌握其反应规律,更能为设计与合成新型有机功能分子奠定坚实基础。
I.现有下列物质:①CH3CH2CH2CH3②纤维素[(C6H10O5)n]③④⑤CH3CH=CH2⑥⑦⑧⑨淀粉[(C6H10O5)n]⑩
(1)以上物质中,属于烷烃的是________________(填序号,下同),互为同系物的是________________;互为同分异构体的是________________。
Ⅱ.餐厨垃圾中的多糖先水解得到葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下,可进一步反应制备部分化工产品的转化关系如图所示(部分反应条件已略去)。
已知:①烃C是一种基础化工原料,标准状况下密度为1.25 ;
②R-BrR-OH
③G的分子式为 ,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
④H的分子式为 ,是略有气味的油状液体。
回答下列问题:
(2)B中的官能团名称为______________。
(3)C→D的反应类型为______________。
(4)G在一定条件下可生成高分子聚合物M,M的结构简式为______________。
(5)生成H的化学方程式为________________________________________________________。
18. I.化学反应中的物质转变与能量转化不仅有助于揭示反应本质,也为调控化工生产过程、开发新型能源提供了理论支撑。请回答下列问题。
(1)下列选项属于吸热反应的是______________(填字母)。
a.碘单质的升华 b.碳酸钙的分解 c.铝热反应
d.燃烧反应 e. 与 晶体混合搅拌
(2)在 101 kPa、298 K下,反应 为吸热过程, 1mol HCN(g)完全转化为HNC(g)吸收59.3kJ热量, 比较二者稳定性: HCN(g)_____________HNC(g) (填“>”、“=”或“<”)。
II. 、CO的无害化处理,对建设生态文明有重要意义。某研究小组模拟该反应 。一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。
(3)X代表的物质是______________(填化学式),在0~50min内v(NO)=_____mol·L-1·min-1。
(4)下列能说明该反应达到化学平衡状态的是__________(填标号)。
A. B. 混合气体的压强保持不变
C. NO 和CO 的浓度之比保持不变 D. CO和 的物质的量之和保持不变
(5)以 为原理设计燃料电池,装置如下图所示。
①b电极上发生的电极反应式为______________。
②当消耗标准状况下2.24L O2时 导线上转移的电子的物质的量是____________mol。
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长沙市周南中学2026年上学期高一年级化学科期末考试试题
分量:100分 时量:75 分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 材料科学推动生活品质提升,以下描述错误的是
A. 北斗三代铷钟所用85与北斗二代铷钟所用87互为同位素
B. 我国研发的锂离子纤维电池在给智能手机充电时,实现将化学能转化为电能
C. 光纤通信系统中所用介质材料石英光纤,主要成分为
D. 尊界S800搭载的HUAWEI Drive One 800V 电机, 其电控单元采用SiC半导体材料,属于传统无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.与质子数相同、中子数不同,属于同种元素的不同核素,互为同位素,A正确,不符合题意;
B.锂离子纤维电池给智能手机充电时,该电池作为原电池放电,实现化学能向电能的转化,B正确,不符合题意;
C.石英光纤的主要成分为,C正确,不符合题意;
D.SiC属于新型无机非金属材料,传统无机非金属材料指水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐类材料,D错误,符合题意;
故答案为D
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 甲烷的球棍模型:
B. 和是同一种物质
C. 的电子式:
D. 乙烯的结构简式
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示为甲烷的比例模型,球棍模型需要用短棍表示化学键,A错误;
B.甲烷是正四面体结构,二氯甲烷不存在同分异构体,两种图示仅为观察角度不同,属于同一种物质,B正确;
C.中C与每个O形成碳氧双键,正确电子式为,选项给出的电子式中C、O间为单键,C错误;
D.乙烯的官能团为碳碳双键,结构简式必须写出双键,应为,选项漏写双键,D错误;
故答案为B。
3. 氮元素是生命的重要物质基础,其在自然界和工业生产中的转化形式多样。下列说法不正确的是
A. 人工固氮、自然固氮均是将氮的化合物转化为
B. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
C. 工业上通过 催化氧化等反应过程生产
D. 侯氏制碱法生产时包含了以 、 、 、NaCl为原料制备 和 的过程
【答案】A
【解析】
【详解】A.固氮的定义是将游离态的氮(即)转化为氮的化合物,选项表述与定义完全相反,A错误;
B.自然界中不同形态的氮单质与氮化合物之间通过固氮、氨化、硝化、反硝化等过程相互转化,形成了自然界的“氮循环”,B正确;
C.工业生产硝酸的流程为:催化氧化生成,进一步被氧化为,被水吸收得到,因此工业上可通过催化氧化等反应生产,C正确;
D.侯氏制碱法的反应原理为向饱和食盐水中先通入,再通入,析出晶体,母液中可得到副产品,原料、产物均符合表述,D正确;
故答案为A。
4. 下列说法不正确的是
A. 谷氨酸钠是味精的主要成分,常用作食品增味剂
B. 阿司匹林是一种天然药物,化学名称为乙酰水杨酸
C. 维生素C具有还原性,在人体内可被氧化为脱氢抗坏血酸
D. 最理想的“原子经济性反应”即反应物的原子全部转化为期望的最终产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.谷氨酸钠是味精的主要成分,可增添食品鲜味,是常用的食品增味剂,A正确;
B.阿司匹林是人工合成的解热镇痛药物,化学名称为乙酰水杨酸,不属于天然药物,B错误;
C.维生素C具有还原性,在人体内可被氧化为脱氢抗坏血酸,起到抗氧化的作用,C正确;
D.最理想的“原子经济性反应”原子利用率为100%,即反应物的原子全部转化为期望的最终产物,无副产物生成,D正确;
故答案为B
5. NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下, 22.4 L 中含有分子个数为
B. 1 mol (重水)中含有的中子数为8
C. 56g Fe 与足量硫粉共热反应,转移的电子数为
D. 25时,0.1 的 溶液中含有的Cl-的总数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下为液体,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,无法得到分子数为,A错误;
B.1个中,D()含1个中子,O含8个中子,总中子数为,故1 mol重水含中子数为,B错误;
C.Fe与足量硫粉共热反应生成,Fe元素从0价升高到+2价,56g Fe的物质的量为1 mol,转移电子数为,C正确;
D.题干仅给出溶液的浓度,未给出溶液体积,无法计算的总物质的量,无法得到其总数为,D错误;
故答案为C
6. 下列离子方程式书写不正确的是
A. 过量氨水和 反应:
B. 用 溶液腐蚀覆铜板制印刷电路板:
C. 用食醋溶解石灰石:
D. 钠与水反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.过量氨水和反应时生成亚硫酸铵,是弱电解质不拆分,亚硫酸铵可拆为铵根和亚硫酸根,A正确;
B.和发生氧化还原反应生成和,反应的电荷、原子、得失电子均守恒,B正确;
C.是弱电解质、是难溶物,均不拆分,反应生成可溶性醋酸钙、和水,C正确;
D.该离子方程式电荷不守恒、得失电子不守恒,正确的离子方程式为,D错误;
故答案为D。
7. 下列能大量共存的离子组是
A. 、 、 、 B. 、 、 、
C. 、 、 、 D. 、 、 、
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性条件下具有强氧化性,会将氧化为,不能大量共存,A错误;
B.、、、之间不发生任何反应,能大量共存,B正确;
C.与会发生反应生成氢氧化铝沉淀或,不能大量共存,C错误;
D.与会反应生成和,不能大量共存,D错误;
故答案为B
8. 下列装置可以达到相应实验目的的是
A.可用该装置制取氯气
B.灼烧海带
C.制备Fe(OH)3胶体
D.验证反应是否有 生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该装置为固液加热型气体发生装置,适用于二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,A正确;
B.灼烧固体海带需使用坩埚,烧杯不耐高温,不能用于灼烧操作,B错误;
C.制备胶体应将饱和溶液滴入沸水中,滴入溶液会直接生成沉淀,无法得到胶体,C错误;
D.木炭与浓硝酸反应生成的气体中混有,与水反应生成硝酸,会优先与澄清石灰水反应,酸性条件下无法与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,无法验证生成,D错误;
故答案为A
9. 下列实验或生活现象中的颜色变化,其本质不属于氧化还原反应引起的是
A. 淡黄色 固体露置于空气中,逐渐变成白色
B. 将湿润的淀粉-KI 试纸靠近氯气瓶口,试纸迅速变蓝
C. 向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,立即生成蓝色絮状沉淀
D. 溶液在空气中放置一段时间,溶液由浅绿色变为黄色
【答案】C
【解析】
【详解】A.淡黄色固体露置于空气中,与、反应生成白色、,反应中O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.氯气瓶口挥发出的与KI反应生成,遇淀粉变蓝,反应中Cl、I元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液发生复分解反应生成蓝色沉淀,反应中所有元素化合价均无变化,不属于氧化还原反应,C符合题意;
D.溶液中的被空气中的氧化为,溶液由浅绿色变为黄色,反应中Fe、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故答案为C
10. 柠檬酸存在于柑橘类水果中,在食品工业中常用作酸味剂和抗氧化剂,加热时可发生如下的转化:
下列说法正确的是
A. 顺乌头酸的分子式为
B. 柠檬酸可以在 Cu作催化剂、加热的条件下与O2发生催化氧化反应
C. 1 mol 柠檬酸与足量NaOH溶液反应,最多可以消耗4 mol NaOH
D. 异柠檬酸既可与乙醇反应,又可与乙酸反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.顺乌头酸的分子式为,不是,A错误;
B.柠檬酸中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能发生催化氧化反应,B错误;
C.柠檬酸中只有3个羧基能与NaOH反应,醇羟基不与NaOH反应,1 mol柠檬酸最多消耗3 mol NaOH,C错误;
D.异柠檬酸含有羧基可与乙醇发生酯化反应,含有羟基可与乙酸发生酯化反应,D正确;
故答案为D。
11. 我国科学家研发的“液态阳光”技术,利用太阳能驱动反应: 。已知 、 (l)的燃烧热△H依次为-285.9 kJ/ mol、-726 kJ/ mol。下列说法错误的是
A. 燃烧热的热化学方程式为:
B. 该反应的△H = - 131.7
C. 使用高效催化剂可降低反应活化能,但无法改变△H
D. 相比直接燃烧,将 转化为甲醇再利用更符合“碳中和”理念
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热的定义是1mol纯可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,因此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,该选项中的计量数为2,不属于燃烧热的热化学方程式,A错误;
B.根据盖斯定律,已知:①,②,目标反应可由得到,计算得,B正确;
C.催化剂只降低反应活化能、加快反应速率,不改变反应物和生成物的总能量差,因此无法改变,C正确;
D.将转化为甲醇再利用,可减少的排放,降低大气中浓度,更符合“碳中和”理念,D正确;
故答案为A
12. 在催化剂作用下由粗硅制备 的反应为 。一定温度下,在某容积为2L 的恒容密闭容器中发生上述反应,起始加入足量的Si(s)、0.3mol 和0.2mol ,10min时反应达到平衡,此时 。下列说法正确的是
A. 10min时,
B. 其他条件不变时,增大 Si 的投料,则正、逆反应速率均增大
C. 若平衡后再充入少量 ,则平衡正向移动
D. 若升高温度,容器内气体的平均摩尔质量减小,则该反应的△H >0
【答案】C
【解析】
【详解】A.起始,平衡时,根据反应计量数比,,平衡,A错误;
B.是固体,增大固体投料时其浓度不变,正、逆反应速率均不变,B错误;
C.平衡后充入少量,反应物浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,C正确;
D.该反应正向进行时,气体总质量增大、总物质的量减小,气体平均摩尔质量增大;升高温度气体平均摩尔质量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应,D错误;
因此答案选C。
13. 粗盐中含有 、 、 等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制。
已知: 与 均为难溶物质,二者在一定条件下可以相互转化。
下列说法不正确的是
A. 检验步骤①中加入的已过量的实验方案和现象:静置后,向上层清液中继续滴加 溶液,无白色沉淀生成
B. 步骤③除去的离子有 、
C. 步骤④滴加盐酸,发生反应的离子方程式为
D. 实验过程中发现,若加入过量 溶液后不进行过滤操作,直接加入NaOH溶液和 溶液,滤液B中仍有少量 的可能原因:
【答案】C
【解析】
【详解】A.检验过量时,静置后向上层清液继续滴加溶液,若无白色沉淀生成,说明已完全沉淀,已过量,A正确;
B.步骤③加入溶液,可与生成沉淀,还可与过量的生成沉淀,故可除去、,B正确;
C.步骤④滴加盐酸时,盐酸除与过量反应外,还会与步骤②加入的过量发生反应,选项漏写该反应,离子方程式书写不完整,C不正确
D.和存在沉淀转化平衡,加入大量时平衡正向移动,会释放出,可解释滤液B中仍有少量的现象,D正确;
故答案为C。
14. 科研团队在探索“绿色合成氨”新路径时,设计了一种在通电条件下,利用催化剂将 转化为 的反应机制(如图所示),下列说法不正确的是
A. 推断步骤③的 x=2
B. 步骤⑦中,断开N-N键需要吸收能量
C. 和 分子中均含有极性共价键
D. 若整个过程中有6 mol电子转移,则理论上可生成 2 mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.步骤③中反应物为,生成物为,N元素平均化合价从降低到,2个N一共降2价,得到2个电子,因此,A正确;
B.化学键断裂需要吸收能量,步骤⑦中断开N-N键,需要吸收能量,B正确;
C.中只含N-H极性共价键,中含N-H极性共价键和N-N非极性共价键,二者均含有极性共价键,C正确;
D.总反应中每生成2mol 需要6mol电子转移,但过程中存在生成副产物的路径,生成1mol 仅转移4mol电子,因此6mol电子转移时,理论上生成的小于2mol,D不正确;
故答案为D。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 氨气( )是一种重要的化工原料,在工农业生产中有重要用途。工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生成 。
Ⅰ.氨气的制备
(1)利用装置A,实验室中最常见的制取氨气的反应所涉及的化学方程式为__________________________________________________。
(2)实验室欲收集纯净、干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:_____________________________(按气流方向,用小写字母表示),其中C仪器所装试剂名称为_____________。
Ⅱ.氮的氧化物( )是大气污染物之一,在实验室利用如图装置探究 能否被 还原。
(3)F装置中盛放浓硝酸的仪器名称是________________,其中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(4)若 能够被 还原,在D装置中充入 和混合气体后,停止通气,静置使其充分反应。预期观察到D装置中的现象是____________________________,反应化学方程式每转移6mol电子,消耗 的物质的量为________mol。
(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是_______________________________________________________。
【答案】(1)
(2) ①.
a e d c b f ②.
碱石灰 (3) ①.
分液漏斗 ②.
(4) ①.
红棕色气体颜色逐渐变浅直至无色,锥形瓶内壁有水珠生成 ②.
1.5 (5)
缺少吸收和的装置,易污染环境
【解析】
【小问1详解】
装置A为固固加热型发生装置,实验室最常用氯化铵和氢氧化钙固体加热制备氨气,化学方程式为:
【小问2详解】
制得的氨气混有水蒸气,先干燥,干燥管气流为大口进小口出;氨气密度小于空气,用向下排空气法收集,B装置短管进气长管排气;最后用D装置处理尾气防止污染;因此仪器连接顺序为:a e d c b f。氨气是碱性气体,用碱石灰干燥。
【小问3详解】
F中盛装浓硝酸的仪器为分液漏斗,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,离子方程式为:。
【小问4详解】
为红棕色气体,被还原为无色,因此红棕色变浅直至消失;且反应生成,锥形瓶内壁有水珠生成。反应方程式为,该反应中每消耗转移电子,因此转移电子时,消耗的物质的量为。
【小问5详解】
反应为均为大气污染物,未反应完的和均为有毒气体,缺少尾气处理装置,会污染环境。
16. 硫酸铁铵(铁铵矾)是一种重要的铁盐,可用作净水剂和印染媒染剂。某工厂以贫杂铁矿石(主要成分为 ,杂质含FeO、 、 、 )为原料生产硫酸铁铵,以期实现资源综合利用,其简化工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为提高铁矿石的酸浸速率,可采用的措施有________________(填标号)。
a.升高温度 b.将铁矿石粉碎
c.增大铁矿石用量 d 增大反应容器气压
(2)设计实验验证“酸浸”后的浸出液中含有 ______________________________________。
(3)滤渣Ⅰ的成分可能是________________。
(4)滤液Ⅰ中加入 溶液发生反应的离子方程式为_______________________。
(5)滤液Ⅱ中含有金属元素的阴离子是____________。
(6)“操作”包括__________________________________________、过滤、洗涤、干燥。
(7)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品中所含结晶水数目,将样品加热到70℃时,失掉4个结晶水,失重15.0%。硫酸铁铵晶体的化学式为_______________(x值取整数)。
【答案】(1)ab (2)
取少量浸出液于试管中,滴加几滴 溶液,若溶液变为红色,则说明含有
(3)
、
(4)
(5)
(6)
加入 ,蒸发浓缩、冷却结晶
(7)
【解析】
【分析】酸浸:铁矿石加稀硫酸浸取,、溶解转化为、进入滤液Ⅰ;、形成滤渣Ⅰ被过滤除去,向滤液Ⅰ中加入,将可能存在的氧化为;再加入足量NaOH溶液,将转化为沉淀,转化为留在溶液中实现分离 ,用稀硫酸溶解得到硫酸铁溶液,再加入,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,获得硫酸铁铵晶体。
【小问1详解】
铁矿石与稀硫酸的反应是固液反应,所以增大铁矿石用量或增大反应容器气压对反应速率无影响,其余选项均可提高反应速率,故选a、b;
【小问2详解】
遇KSCN溶液显红色;验证操作为取少量浸出液于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液;若溶液变为红色,证明浸出液中含有;
【小问3详解】
与稀硫酸不反应,与稀硫酸反应生成微溶于水的,二者均以固体形式存在,故滤渣Ⅰ的成分可能为、;
【小问4详解】
酸性条件下溶液氧化为,自身被还原为,离子方程式为;
【小问5详解】
酸浸的浸出液含、、、、,浸出液加溶液氧化为,再加足量NaOH溶液,转化为沉淀,转化为留在溶液中实现分离。滤液Ⅱ中含有金属元素的阴离子为;
【小问6详解】
硫酸铁铵晶体含有结晶水,需通过蒸发浓缩、冷却结晶的方式从溶液中析出,后续经过过滤、洗涤、干燥得到产品,故操作包括蒸发浓缩、冷却结晶;
【小问7详解】
设硫酸铁铵的摩尔质量为M,失掉4个结晶水的质量为,由失重15.0%可得,解得。的摩尔质量为266 g/mol,则结晶水的总摩尔质量为,故硫酸铁铵晶体的化学式为。
17. 有机物的结构决定其性质,深入理解有机物的组成、结构,不仅有助于我们系统掌握其反应规律,更能为设计与合成新型有机功能分子奠定坚实基础。
I.现有下列物质:①CH3CH2CH2CH3②纤维素[(C6H10O5)n]③④⑤CH3CH=CH2⑥⑦⑧⑨淀粉[(C6H10O5)n]⑩
(1)以上物质中,属于烷烃的是________________(填序号,下同),互为同系物的是________________;互为同分异构体的是________________。
Ⅱ.餐厨垃圾中的多糖先水解得到葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下,可进一步反应制备部分化工产品的转化关系如图所示(部分反应条件已略去)。
已知:①烃C是一种基础化工原料,标准状况下密度为1.25 ;
②R-BrR-OH
③G的分子式为 ,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
④H的分子式为 ,是略有气味的油状液体。
回答下列问题:
(2)B中的官能团名称为______________。
(3)C→D的反应类型为______________。
(4)G在一定条件下可生成高分子聚合物M,M的结构简式为______________。
(5)生成H的化学方程式为________________________________________________________。
【答案】(1) ①. ①③⑦ ②. ①⑦ ③. ④⑩
(2)羟基 (3)加成反应
(4) (5)2CH2=CHCOOH+HOCH2CH2OHCH2=CHCOOCH2CH2OOCCH=CH2+2H2O
【解析】
【分析】Ⅱ.厨余垃圾经多步反应得到A为葡萄糖,葡萄糖在酶作用下得到B,B在浓硫酸加热170°C生成C为乙烯,则B为乙醇,乙烯与溴发生加成反应得到D,根据D的分子式可知,D为CH2Br-CH2Br,D在碱性条件下加热水解得到E为乙二醇;葡萄糖在乳酸菌作用下得到乳酸,乳酸在浓硫酸作用下得到G,G的分子式为C3H4O2,则G为CH2=CHCOOH,CH2=CHCOOH与乙二醇发生酯化反应得到H,H的分子式为C8H10O4,H的结构简式为CH2=CHCOOCH2CH2OOCCH=CH2。
【小问1详解】
烷烃包括链状烷烃和环状烷烃,①正丁烷、⑦新戊烷属于链状烷烃烷烃,③属于环状烷烃;同系物要求结构相似,分子组成相差若干个:①和⑦都是链状饱和烷烃,结构相似,分子组成相差1个,因此互为同系物;同分异构体的分子式相同,结构不同,互为同分异构体的是④⑩;
【小问2详解】
B为乙醇,官能团名称为羟基;
【小问3详解】
C到D为乙烯与溴的加成反应,反应类型为加成反应;
【小问4详解】
G为CH2=CHCOOH,可以发生加聚反应得到聚合物M,M的结构简式为:;
【小问5详解】
E为乙二醇,G为丙烯酸,二者发生酯化反应,方程式为:2CH2=CHCOOH+HOCH2CH2OHCH2=CHCOOCH2CH2OOCCH=CH2+2H2O。
18. I.化学反应中的物质转变与能量转化不仅有助于揭示反应本质,也为调控化工生产过程、开发新型能源提供了理论支撑。请回答下列问题。
(1)下列选项属于吸热反应的是______________(填字母)。
a.碘单质的升华 b.碳酸钙的分解 c.铝热反应
d.燃烧反应 e. 与 晶体混合搅拌
(2)在 101 kPa、298 K下,反应 为吸热过程, 1mol HCN(g)完全转化为HNC(g)吸收59.3kJ热量, 比较二者稳定性: HCN(g)_____________HNC(g) (填“>”、“=”或“<”)。
II. 、CO的无害化处理,对建设生态文明有重要意义。某研究小组模拟该反应 。一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO,测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。
(3)X代表的物质是______________(填化学式),在0~50min内v(NO)=_____mol·L-1·min-1。
(4)下列能说明该反应达到化学平衡状态的是__________(填标号)。
A. B. 混合气体的压强保持不变
C. NO 和CO 的浓度之比保持不变 D. CO和 的物质的量之和保持不变
(5)以 为原理设计燃料电池,装置如下图所示。
①b电极上发生的电极反应式为______________。
②当消耗标准状况下2.24L O2时 导线上转移的电子的物质的量是____________mol。
【答案】(1)be (2)>
(3) ①. ②. (4)B
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
a.碘单质的升华是物理变化,不是化学反应,不符题意;
b.碳酸钙的分解是常见的吸热反应,符合题意;
c.铝热反应是剧烈的放热反应,不符题意;
d.燃烧反应均为放热反应,不符题意;
e.与晶体混合搅拌是典型的吸热反应,符合题意;
【小问2详解】
反应 为吸热过程,说明反应物 的总能量低于生成物 的总能量。物质所具有的能量越低,其状态越稳定,因此稳定性:。
【小问3详解】
由图可知,在 内,反应物Y的物质的量减少了 ,生成物X的物质的量增加了 。根据化学方程式 可知,反应消耗的 (或 )与生成的 的物质的量之比为 ,与生成的 的物质的量之比为 。因为X的增加量与Y的减少量相等,所以X代表的物质是 。
在 内, 的平均反应速率为 。
【小问4详解】
A.达到化学平衡时,正逆反应速率之比等于化学计量数之比,即 ,选项中的等式不能说明正逆反应速率相等,错误;
B.该反应是气体分子数减少的反应,在恒温恒容条件下,容器内混合气体的压强随反应进行而减小,当压强保持不变时,说明各物质的量不再变化,达到了化学平衡状态,正确;
C.由于起始加入等物质的量的 和 ,且反应中两者按 消耗,因此无论是否达到平衡,两者的浓度之比始终保持不变,不能作为平衡标志,错误;
D.根据碳元素守恒,无论反应进行到什么程度, 和 的物质的量之和始终等于初始时 的物质的量,保持不变,不能作为平衡标志,错误;
【小问5详解】
① 由图2可知,外电路中电子从a电极流向b电极,说明a电极为负极,b电极为正极。燃料电池中,正极通入氧化剂 ,发生还原反应。由于电解质溶液为 碱性溶液,故b电极的反应式为:;
② 标准状况下 的物质的量为 。根据正极反应式可知,每消耗 转移 电子,因此消耗 时,导线上转移电子的物质的量为 。
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