内容正文:
高二年级下学期期中考试卷
化学
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:高考范围。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Fe56
一、选择题:本题共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. 化学是人类进步的阶梯,对人类的发展具有重大的意义。下列说法错误的是
A. 氧化铁是质地疏松的红色固体,可用做颜料为生活带来一抹红
B. 光化学烟雾、臭氧层空洞、白色污染的形成都与氮氧化合物有关
C. 《抱朴子内篇·黄白》《黄白第十六》中“曾青(溶液)涂铁,铁赤如铜”主要发生了置换反应
D. 商周青铜器“四羊尊”的主要成分属于合金
2. 下列化学用语正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 基态铜原子的价层电子排布式:
C. 乙烯分子的结构简式为
D. 氯化铵的电子式:
3. 下列操作符合实验安全要求的是
A. 直接用手拿着试管加热
B. 戴护目镜观察活泼金属钠与水的反应
C. 稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上,直接用溶液冲洗即可
D. 实验结束后用嘴吹灭酒精灯
4. 下列有关阿伏加德罗常数的说法正确的是
A. 1mol甲烷中含有电子数16
B. 1mol 中含有碳碳双键的数目为4
C. 1mol铁与足量S反应,转移的电子数为2
D. 在1L 1mol/L的乙酸溶液中含乙酸分子数为
5. 下列对化学药品的使用,不涉及氧化还原反应的是
A. 用过氧化钠作潜水艇的供氧剂 B. 用“84”消毒液对房间进行消毒
C. 用氢氧化铝作胃病的治疗剂 D. 用铁粉作食品包装袋内的抗氧化剂
6. 下列化学反应的化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 磁铁矿石溶于稀硝酸:
B. 铁铵矾溶液中滴加少量NaOH溶液:
C. 醋酸与水垢中的反应:
D. 乙醇催化氧化为乙醛:
7. 甲基胡椒酚有抗菌、解痉、镇痛等作用,其结构简式为。相关说法错误的是
A. 甲基胡椒酚能使溴水褪色
B. 甲基胡椒酚能发生取代,加成反应
C. 甲基胡椒酚可与溶液发生显色反应
D. 1mol甲基胡椒酚完全燃烧消耗12.5mol
8. 用下列装置完成相关实验,合理的是
A. 图1验证的酸性强于 B. 图2可用于收集
C. 图3分离溶液与 D. 图4利用乙醇萃取分离溴水中的溴
9. 硫及其化合物的“价一类”二维图如图所示。下列有关说法错误的是
A. a在强氧化剂(如浓)存在的条件下,可直接氧化成d
B. b能使酸性溶液、溴水褪色,均体现其还原性
C. c溶于水时与水发生反应,生成硫酸
D. e溶液具有强氧化性
10. 糖精是一种热量为0的甜味剂,为白色结晶性粉末,难溶于水。其甜度为蔗糖的300~500倍。糖精由原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其结构如图所示,只有R、X、Y位于同一周期,Y、Z位于同一主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 为非极性分子
C. 简单氢化物的稳定性:
D. 和中心原子的杂化方式不同
11. 基于甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”,我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法,从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气。电化学反应机理如下图所示下列说法错误的是
A. 电极为阳极,电极为阴极
B. 阳极的电极反应式为
C. 电解的总反应为
D. 上述电化学装置中的电解质溶液可换为水
12. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
室温下,向溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液
溶液变蓝色
的氧化性比的强
B
常温下将铜、铁分别加入浓硫酸中
均不溶解
常温下铜、铁均不与浓硫酸反应
C
向碘水中加入少量,振荡后静置
上层显紫红色
在中的溶解度大于在水中的溶解度
D
向浓度均为的混合溶液中滴加少量溶液
有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
13. 理论预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。下列说法错误的是
A. 图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4
B. 图c晶胞中粒子个数比
C. 若Ge晶体晶胞边长为,则Ge原子之间的最短距离为
D. 图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元
14. 25℃将等浓度的HA溶液和BOH溶液按体积分别为和混合,保持,且生成的可溶于水。已知、与混合液关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线I表示HA溶液体积
B. 电离平衡常数
C. 若向点溶液加入,水的电离程度增大
D. 点溶液为和的混合溶液,存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一氧化二氯()是一种氯化剂和氧化剂,极易溶于水,与水反应生成,遇有机物易燃烧或爆炸。的熔点是,沸点是。利用反应可制备。
某同学利用如图装置制备,请回答下列问题
(1)装置甲的作用是为该制备反应提供,写出该装置中制备的离子方程式为_______。
(2)装置乙的洗气瓶中盛有的试剂是_______;装置丙的作用是_______。
(3)装置戊中的特型烧瓶内盛有玻璃丝,玻璃丝上附着有粉末,其中玻璃丝的作用是_______。
(4)装置戊和装置己之间的装置为玻璃连接装置,而不是橡胶管,其原因是_______。
(5)该同学的装置存在一个明显的不足之处,请你帮他提出改进措施_______。
(6)反应中,每生成转移电子的物质的量为_______mol。若实验开始前称量装置戊中的玻璃丝与的混合物的质量为,实验结束后玻璃丝及其附着物的质量为,则制备的为_______mol。
16. 已知将溶液中的、、完全沉淀为氢氧化物需要溶液的分别为9.6、6.4、3.7。现有含有杂质的,首先将其制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:
请回答下列问题:
(1)本实验最适合的氧化剂X是___________(填字母);写出基态氯原子的价层电子的轨道表示式:___________。
A. B.NaClO C. D.
(2)加入氧化剂的目的是___________。
(3)若物质是,为了除去,溶液中发生的离子方程式有和___________。
(4)由晶体得到纯净的无水,需要在___________气氛中加热。
(5)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:
物质
CuI
某酸性溶液中含少量的,为制得纯净的溶液,宜加入调至溶液,使转化为沉淀,此时溶液中的___________。
(6)铁和氮可形成一种晶体,晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为___________,若该晶体的密度为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是___________。
17. 肼和氨均为重要的化工原料。
已知:
II.
III.
回答下列问题:
(1)的燃烧热___________。
(2)时,向恒容的密闭容器中加入和,发生反应。达到平衡后,只改变下列条件,能使的平衡体积分数增大的是___________(填字母)。
A. 增大压强 B. 再通入一定量 C. 分离出部分水 D. 降低温度
(3)在恒压绝热的密闭容器中通入一定量的和,发生反应和反应的平衡转化率的影响为___________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
(4)时,向刚性容器中充入,发生反应(时,为液体)。和的分压与时间的关系如图所示。
①内,反应的平均速率___________。
②时,反应Ⅲ的平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数)。
③反应物分子的有效碰撞几率:M___________N(填“>”“<”或“=”)。
④时升高温度,再次达到平衡后,的分压增大的原因为___________。
(5)甲烷—氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极)。
①L电极上的电极反应式为___________。
②电路中转移电子的物质的量为2mol时,正极上消耗气体的体积为___________L(标准状况)。
18. 聚甲基丙烯酸甲酯被誉为“骨水泥”,广泛应用于医院作手术材料。一种合成路线如图。
回答下列问题:
(1)A的名称为___________;A→B的反应类型是___________。
(2)为了测定的结构简式,需要的仪器有质谱仪、元素分析仪和___________。
(3)有人提出由酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液直接氧化C制备E可以减少步骤,你是否同意,简述理由:___________。
(4)写出D发生银镜反应的化学方程式:___________。
(5)比的碳原子数多一个的同系物共有___________(不考虑立体异构)种可能的结构。
(6)设计一条以为原料合成的路线(无机试剂自选)______________。
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高二年级下学期期中考试卷
化学
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:高考范围。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Fe56
一、选择题:本题共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. 化学是人类进步的阶梯,对人类的发展具有重大的意义。下列说法错误的是
A. 氧化铁是质地疏松的红色固体,可用做颜料为生活带来一抹红
B. 光化学烟雾、臭氧层空洞、白色污染的形成都与氮氧化合物有关
C. 《抱朴子内篇·黄白》《黄白第十六》中“曾青(溶液)涂铁,铁赤如铜”主要发生了置换反应
D. 商周青铜器“四羊尊”的主要成分属于合金
【答案】B
【解析】
【详解】A.氧化铁Fe2O3是质地疏松的红色固体,常用来做红色的颜料,故A正确;
B.光化学烟雾与氮氧化物有关,臭氧层空洞与含氟物质有关,如氟利昂制冷剂,白色污染主要是指由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋,故B错误;
C.《抱朴子内篇·黄白》《黄白第十六》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,发生反应是Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,发生的反应是置换反应,故C正确;
D.商周青铜器是铜锡合金,其属于铜合金,故D正确;
故选B。
2. 下列化学用语正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 基态铜原子的价层电子排布式:
C. 乙烯分子的结构简式为
D. 氯化铵的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心原子O的价层电子对数为,有2个孤电子对,VSEPR模型:,A正确;
B.基态铜原子价层电子排布式为,B错误;
C.是乙烯的分子式,乙烯的结构简式为,C错误;
D.氯化铵由铵根和氯离子构成,电子式为,D错误;
故选A。
3. 下列操作符合实验安全要求的是
A. 直接用手拿着试管加热
B. 戴护目镜观察活泼金属钠与水的反应
C. 稀释浓硫酸时,酸溅到皮肤上,直接用溶液冲洗即可
D. 实验结束后用嘴吹灭酒精灯
【答案】B
【解析】
【详解】A.直接用手拿试管加热容易烫伤,必须使用试管夹,A错误;
B.钠与水反应剧烈,可能飞溅,戴护目镜可保护眼睛,B正确;
C.浓硫酸溅到皮肤应先用干布小心拭去,再用大量流动的水冲洗,直接使用NaHCO3可能加重伤害,C错误;
D.吹灭酒精灯可能引燃灯内酒精,应用灯帽盖灭,D错误;
故选B。
4. 下列有关阿伏加德罗常数的说法正确的是
A. 1mol甲烷中含有电子数16
B. 1mol 中含有碳碳双键的数目为4
C. 1mol铁与足量S反应,转移的电子数为2
D. 在1L 1mol/L的乙酸溶液中含乙酸分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol甲烷分子中含(6+1×4)=10mol电子,含有的电子数为10NA,A错误;
B.苯环不含有碳碳双键,故1mol中含有碳碳双键的数目为,B错误;
C.Fe与足量的S反应生成硫化亚铁,Fe元素从0价升到+2价,1mol铁反应转移的电子数为2NA,C正确;
D.乙酸为弱电解质,在水中发生部分电离,因此1L 1mol/L的乙酸溶液中含乙酸分子数小于,D错误;
答案选C。
5. 下列对化学药品的使用,不涉及氧化还原反应的是
A. 用过氧化钠作潜水艇的供氧剂 B. 用“84”消毒液对房间进行消毒
C. 用氢氧化铝作胃病的治疗剂 D. 用铁粉作食品包装袋内的抗氧化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧化钠作供氧剂时与二氧化碳、水发生歧化反应,氧元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.“84”消毒液有效成分为次氯酸钠,消毒时利用其强氧化性氧化灭杀病菌,有元素化合价变化,涉及氧化还原反应,B不符合题意;
C.氢氧化铝治疗胃病的原理是与胃酸(HCl)发生中和反应,反应过程中所有元素化合价均未发生变化,不涉及氧化还原反应,C符合题意;
D.铁粉作抗氧化剂时会与氧气发生反应,铁元素和氧元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
6. 下列化学反应的化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 磁铁矿石溶于稀硝酸:
B. 铁铵矾溶液中滴加少量NaOH溶液:
C. 醋酸与水垢中的反应:
D. 乙醇催化氧化为乙醛:
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸会将氧化为,其离子方程式为,故A错误;
B.滴加少量NaOH溶液,先与氢氧根反应,其离子方程式为:,故B错误;
C.醋酸是弱酸,书写离子方程式时应保留化学式,其离子方程式为:,故C错误;
D.乙醇催化氧化生成乙醛和水,其反应的化学方程式:,故D正确。
综上所述,答案为D。
7. 甲基胡椒酚有抗菌、解痉、镇痛等作用,其结构简式为。相关说法错误的是
A. 甲基胡椒酚能使溴水褪色
B. 甲基胡椒酚能发生取代,加成反应
C. 甲基胡椒酚可与溶液发生显色反应
D. 1mol甲基胡椒酚完全燃烧消耗12.5mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲基胡椒酚中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应使溴水褪色,A正确;
B.甲基胡椒酚中苯环可发生硝化等取代反应,苯环、碳碳双键均可发生加成反应,B正确;
C.甲基胡椒酚中无直接与苯环相连的酚羟基,不能与溶液发生显色反应,C错误;
D.甲基胡椒酚分子式为,1mol该物质完全燃烧耗氧量为,D正确;
故选C。
8. 用下列装置完成相关实验,合理的是
A. 图1验证的酸性强于 B. 图2可用于收集
C. 图3分离溶液与 D. 图4利用乙醇萃取分离溴水中的溴
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓盐酸易挥发,生成的中混有,也能与反应生成沉淀,无法验证的酸性强于,A错误;
B.的密度大于空气,用向上排空气法收集时导管长进短出,图2装置可用于收集,B正确;
C.溶液与不互溶,应采用分液法分离,图3为蒸馏装置,不适用于该分离操作,C错误;
D.乙醇与水互溶,不能作为萃取剂分离溴水中的溴,D错误;
故选B。
9. 硫及其化合物的“价一类”二维图如图所示。下列有关说法错误的是
A. a在强氧化剂(如浓)存在的条件下,可直接氧化成d
B. b能使酸性溶液、溴水褪色,均体现其还原性
C. c溶于水时与水发生反应,生成硫酸
D. e溶液具有强氧化性
【答案】D
【解析】
【分析】a是-2价S的氢化物,a是H2S;b是+4价S的氧化物,b是SO2;c是+6价S的氧化物,c是SO3;d是+6价S的含氧酸,d是H2SO4;e是硫酸盐。
【详解】A.a是H2S,d为,H2S与浓反应可被氧化为,故A正确;
B.b为,使酸性溶液、溴水褪色时,使、元素化合价降低,体现了的还原性,故B正确;
C.c为,溶于水时与水发生剧烈反应,生成硫酸,故C正确;
D.e为硫酸盐,硫酸盐溶液没有强氧化性,故D错误;
选D。
10. 糖精是一种热量为0的甜味剂,为白色结晶性粉末,难溶于水。其甜度为蔗糖的300~500倍。糖精由原子序数依次增大的短周期主族元素组成,其结构如图所示,只有R、X、Y位于同一周期,Y、Z位于同一主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 为非极性分子
C. 简单氢化物的稳定性:
D. 和中心原子的杂化方式不同
【答案】B
【解析】
【分析】W原子序数最小,形成1个共价键,为H。R、X、Y位于同一周期,原子序数依次增大且大于W,Y与Z同主族,Z原子序数最大,故R、X、Y为第二周期元素,Z为第三周期元素。R形成4个共价键,为C。X形成3个共价键,原子序数大于C,为N。Y形成2个共价键,原子序数大于N,为O。Z与Y同主族,为S。
【详解】A.第一电离能同周期从左到右呈增大趋势,第ⅤA族元素np轨道半充满,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能N>O>C,即X>Y>R,A错误;
B.RZ₂为,空间结构为直线形,正负电荷中心重合,为非极性分子,B正确;
C.非金属性O>S,元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,故简单氢化物稳定性>,即Y>Z,C错误;
D.ZY₂为,中心S原子价层电子对数为,为杂化;ZY₃为,中心S原子价层电子对数为,为杂化,二者杂化方式相同,D错误;
故选 B。
11. 基于甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”,我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法,从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气。电化学反应机理如下图所示下列说法错误的是
A. 电极为阳极,电极为阴极
B. 阳极的电极反应式为
C. 电解的总反应为
D. 上述电化学装置中的电解质溶液可换为水
【答案】D
【解析】
【分析】由Ni-YSZ电极上生成CO2可知,该电极为阳极,是CH4失电子生成CO2,阳极反应:CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2,则Ni为阴极,O2-是阴极的产物,阴极反应为,据此分析。
【详解】A.由电极上生成和可知,该电极为阳极,电极为阴极,A正确;
B.阳极的电极反应式为,B正确;
C.由图中物质变化可知总反应为,C正确;
D.在水溶液中不存在,D错误;
故选D。
12. 下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
室温下,向溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液
溶液变蓝色
的氧化性比的强
B
常温下将铜、铁分别加入浓硫酸中
均不溶解
常温下铜、铁均不与浓硫酸反应
C
向碘水中加入少量,振荡后静置
上层显紫红色
在中的溶解度大于在水中的溶解度
D
向浓度均为的混合溶液中滴加少量溶液
有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向溶液中滴加少量溶液,发生反应,生成的碘单质使淀粉溶液变蓝,说明的氧化性强于,操作、现象、结论均正确,A正确;
B.常温下铁加入浓硫酸中发生钝化,钝化是铁与浓硫酸反应生成致密薄膜的化学变化,铜常温下与浓硫酸不反应,结论错误,B错误;
C.的密度大于水,向碘水中加入少量振荡静置后,下层为碘的溶液,显紫红色,上层为水层,现象描述错误,C错误;
D.向浓度均为的、混合溶液中滴加少量溶液,优先生成黄色沉淀,说明,结论错误,D错误;
故选 A。
13. 理论预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。下列说法错误的是
A. 图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4
B. 图c晶胞中粒子个数比
C. 若Ge晶体晶胞边长为,则Ge原子之间的最短距离为
D. 图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元
【答案】C
【解析】
【详解】A.Hg 在晶体中采取类似金刚石结构的配位方式,周围与它距离最近的 Sb 原子数目为 4,形成正四面体配位结构,A正确;
B.首先我们用均摊法计算图 c 晶胞中的粒子数,Hg:,Ge:,Sb:,得到该晶胞中粒子个数比为,B正确;
C.Ge 晶体为金刚石型结构,Ge原子之间的最短距离为体对角线的,即,C错误;
D.题图b中上、下两个面的面心原子分别为Hg和Ge,晶胞结构不对称,上、下两个面的面心原子在上、下平移过程中不能重合,晶胞必须是能够无隙并置重复排列的最小单元,所以图b中的单元不是晶胞单元,D正确;
故答案选C。
14. 25℃将等浓度的HA溶液和BOH溶液按体积分别为和混合,保持,且生成的可溶于水。已知、与混合液关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线I表示HA溶液体积
B. 电离平衡常数
C. 若向点溶液加入,水的电离程度增大
D. 点溶液为和的混合溶液,存在
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,当溶液与溶液等体积混合时,溶液的,随着曲线I体积的增大,溶液的逐渐增大,说明曲线I表示溶液的体积曲线,曲线II表示溶液的体积,A项错误;
B.由图可知,点表示溶液与溶液等体积混合,溶液的,溶液显碱性,说明,B项错误;
C.根据图像,点溶液体积小于溶液体积,溶液为和的混合溶液,碱过量,抑制水的电离,所以向点溶液加入,水的电离程度减小,C项错误;
D.根据图像点溶液体积大于溶液的体积,说明过量,溶液为和的混合溶液,根据电荷守恒:,因为溶液显酸性,有,故,D项正确;
故答案为D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 一氧化二氯()是一种氯化剂和氧化剂,极易溶于水,与水反应生成,遇有机物易燃烧或爆炸。的熔点是,沸点是。利用反应可制备。
某同学利用如图装置制备,请回答下列问题
(1)装置甲的作用是为该制备反应提供,写出该装置中制备的离子方程式为_______。
(2)装置乙的洗气瓶中盛有的试剂是_______;装置丙的作用是_______。
(3)装置戊中的特型烧瓶内盛有玻璃丝,玻璃丝上附着有粉末,其中玻璃丝的作用是_______。
(4)装置戊和装置己之间的装置为玻璃连接装置,而不是橡胶管,其原因是_______。
(5)该同学的装置存在一个明显的不足之处,请你帮他提出改进措施_______。
(6)反应中,每生成转移电子的物质的量为_______mol。若实验开始前称量装置戊中的玻璃丝与的混合物的质量为,实验结束后玻璃丝及其附着物的质量为,则制备的为_______mol。
【答案】 ①. ②. 饱和溶液 ③. 除去中的水蒸气,防止其与装置戊、已中的发生反应 ④. 增大反应物接触面积,提高反应速率 ⑤. 防止与橡胶管接触发生燃烧或爆炸 ⑥. 在装置已后面增加一个装有溶液的尾气吸收装置 ⑦. 2 ⑧. 0.1
【解析】
【分析】本题考查氯气的制备以及分离提纯和尾气吸收问题,氯气进一步和氧化汞制备二氧化氯的过程。
【详解】(1)装置甲是用MnO2和浓盐酸制备氯气,反应的离子方程式为;
(2)用浓盐酸制备的Cl2中含HCl、水蒸气杂质,故装置乙中盛有饱和食盐水,其作用是除去HCI杂质,装置丙的作用是干燥氯气,故盛有浓硫酸。故答案为:饱和溶液;除去中的水蒸气,防止其与装置戊、已中的发生反应;
(3)玻璃丝可增大Cl2与HgO的反应接触面积,从而提高化学反应速率。
(4)根据题干信息“遇有机物易燃烧或爆炸”,知装置戊和装置己不能用橡胶管、塑料管等含有机物的管道连接,否则易发生燃烧或爆炸;
(5)Cl2、为有毒气体,应该进行尾气处理,故答案为:在装置已后面增加一个装有溶液的尾气吸收装置;
(6)每生成转移电子的物质的量为2mol,根据Cl2O的制备原理,运用差量法进行计算,设制备的Cl2O的物质的量为xmol,则,解得x=0.1。
16. 已知将溶液中的、、完全沉淀为氢氧化物需要溶液的分别为9.6、6.4、3.7。现有含有杂质的,首先将其制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:
请回答下列问题:
(1)本实验最适合的氧化剂X是___________(填字母);写出基态氯原子的价层电子的轨道表示式:___________。
A. B.NaClO C. D.
(2)加入氧化剂的目的是___________。
(3)若物质是,为了除去,溶液中发生的离子方程式有和___________。
(4)由晶体得到纯净的无水,需要在___________气氛中加热。
(5)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:
物质
CuI
某酸性溶液中含少量的,为制得纯净的溶液,宜加入调至溶液,使转化为沉淀,此时溶液中的___________。
(6)铁和氮可形成一种晶体,晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为___________,若该晶体的密度为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是___________。
【答案】(1) ①. C ②.
(2)将氧化为,便于生成沉淀而与分离
(3)
(4)HCl(或氯化氢)
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】本实验起始原料为含杂质的,目标产物为纯净的。流程为先将固体配制成水溶液,加入氧化剂将氧化为,再加入消耗水解产生的,调节溶液pH使完全沉淀为,过滤除去沉淀后,将滤液结晶得到目标产物。
【小问1详解】
做氧化剂,还原产物为水,可避免环境污染和引入杂质,故选C;
基态氯原子的核电荷数为17,价层电子排布为,价层电子轨道表示式为。
【小问2详解】
由题给数据可知,完全沉淀为氢氧化物的pH为9.6,高于完全沉淀的pH为6.4,若直接沉淀会导致同时沉淀;完全沉淀的pH为3.7,远低于开始沉淀的pH,因此加入氧化剂将氧化为,可通过调节pH使生成沉淀,实现与的分离。
【小问3详解】
存在水解平衡,加入后,会与水解产生的反应,消耗促进水解平衡正向移动,使完全沉淀,反应的离子方程式为。
【小问4详解】
为强酸弱碱盐,加热时会发生水解生成,在气氛中加热可增大溶液中浓度,抑制的水解,同时带走结晶水受热蒸发产生的水蒸气,得到纯净的无水。
【小问5详解】
常温下pH=4时,溶液中,则。根据的溶度积常数,代入数据得。
【小问6详解】
采用均摊法计算晶胞内微粒数目:原子位于晶胞的顶点和面心,顶点共有8个原子,每个顶点微粒的均摊占比为,面心共有6个原子,每个面心微粒的均摊占比为,因此晶胞内原子的数目为;原子位于晶胞内部,完全属于该晶胞,数目为1,因此晶体的化学式为。晶胞的摩尔质量为,则一个晶胞的质量为,根据密度公式,可得晶胞体积。
17. 肼和氨均为重要的化工原料。
已知:
II.
III.
回答下列问题:
(1)的燃烧热___________。
(2)时,向恒容的密闭容器中加入和,发生反应。达到平衡后,只改变下列条件,能使的平衡体积分数增大的是___________(填字母)。
A. 增大压强 B. 再通入一定量 C. 分离出部分水 D. 降低温度
(3)在恒压绝热的密闭容器中通入一定量的和,发生反应和反应的平衡转化率的影响为___________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
(4)时,向刚性容器中充入,发生反应(时,为液体)。和的分压与时间的关系如图所示。
①内,反应的平均速率___________。
②时,反应Ⅲ的平衡常数___________(为用分压表示的平衡常数)。
③反应物分子的有效碰撞几率:M___________N(填“>”“<”或“=”)。
④时升高温度,再次达到平衡后,的分压增大的原因为___________。
(5)甲烷—氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极)。
①L电极上的电极反应式为___________。
②电路中转移电子的物质的量为2mol时,正极上消耗气体的体积为___________L(标准状况)。
【答案】(1)-285.8 (2)D
(3)增大 (4) ①. ②. ③. > ④. 温度升高,容器体积不变,各气体的分压均增大;该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,的分压增大(答案合理均可)
(5) ①. ②. 11.2
【解析】
【小问1详解】
根据已知热化学方程式可得,由盖斯定律:。
【小问2详解】
A.反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,N2体积分数不变,A错误;
B.再通入O2,平衡正向移动,但总气体增量更大,N2体积分数减小,B错误;
C.水为液体,浓度视为常数,所以分离液态水平衡不移动,C错误;
D.该反应为放热反应,降温平衡正向移动,N2物质的量增多,体积分数增大,D正确;
故答案选D。
【小问3详解】
反应Ⅱ ΔH2<0放热,恒压绝热下,反应正向放热,容器温度升高;吸热反应,升温平衡正向移动,H2的分压增大。
【小问4详解】
①由图可知,的起始分压为,时假设的分压变化为x,此时、的分压相等,根据方程式可知此时,则在0~t1 min内,反应的平均速率;
②根据图像可知平衡时的平衡分压,则的平衡分压为,所以该反应平衡分压表示的化学平衡常数;
③M点反应速率大于N点,体系温度、浓度均更高,单位时间有效碰撞更多,故M>N;
④升温刚性容器,所有气体分压因热膨胀同步升高;反应Ⅲ ΔH3>0吸热,升温平衡正向移动,H2生成量进一步增多。
【小问5详解】
H+向正极K移动,故L为负极(CH4失电子氧化),K为正极(O2得电子还原)
①酸性介质,C氧化为CO2:;
②正极反应:,则2 mol e-对应0.5 mol O2,标况体积:。
18. 聚甲基丙烯酸甲酯被誉为“骨水泥”,广泛应用于医院作手术材料。一种合成路线如图。
回答下列问题:
(1)A的名称为___________;A→B的反应类型是___________。
(2)为了测定的结构简式,需要的仪器有质谱仪、元素分析仪和___________。
(3)有人提出由酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液直接氧化C制备E可以减少步骤,你是否同意,简述理由:___________。
(4)写出D发生银镜反应的化学方程式:___________。
(5)比的碳原子数多一个的同系物共有___________(不考虑立体异构)种可能的结构。
(6)设计一条以为原料合成的路线(无机试剂自选)______________。
【答案】(1) ①. 2-甲基丙烯 ②. 取代反应
(2)红外光谱仪、核磁共振氢谱仪
(3)不同意,高锰酸钾或重铬酸钾会氧化碳碳双键
(4)
(5)8 (6)
【解析】
【分析】B为含四个碳原子的不饱和氯代烃,A与氯气在500摄氏度条件下反应生成B,该过程中烷基氢原子被氯原子取代,可推知A为,B中氯原子经取代反应转化为羟甲基得到C,C在铜催化、氧气加热条件下,羟基发生氧化反应转化为醛基而得到D:,D中醛基经新制氢氧化铜氧化、酸化后转化为羧基而得到E,根据聚合产物骨水泥的结构,可推知其单体G为甲基丙烯酸甲酯,E为不饱和羧酸,与有机物F在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成G,可推知F为甲醇,G含碳碳双键,经加成反应聚合得到骨水泥。
【小问1详解】
据分析可知A为,名称为2-甲基丙烯;该反应属于取代反应;
【小问2详解】
测定有机物结构简式时,质谱仪可测定相对分子质量,元素分析仪可测定元素组成,还需通过红外光谱仪测定分子中存在的化学键与官能团种类,通过核磁共振氢谱仪测定分子中氢原子的种类与相对数目,结合三类数据推导完整结构简式;
【小问3详解】
C分子中同时含有碳碳双键和羟基,酸性高锰酸钾溶液与重铬酸钾溶液氧化性过强,在氧化羟基的同时会破坏碳碳双键,无法得到产物E,因此不同意该方案;
【小问4详解】
D为2-甲基丙烯醛,分子中含醛基,可与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应,醛基被氧化为羧酸铵,同时生成银单质、氨气与水,反应的化学方程式为;
【小问5详解】
E为2-甲基丙烯酸,比E碳原子数多一个的同系物结构中同样含一个碳碳双键和一个羧基,分子式为,在含有羧基的基础上,共有8种可能结构(只写了碳骨架):,故同分异构体数目为8;
【小问6详解】
目标产物为丙烯酸苄酯的加聚产物,以丙烯醛和苯甲醇为原料时,首先将丙烯醛中的醛基通过弱氧化剂氧化、酸化得到丙烯酸,避免强氧化剂破坏碳碳双键,再将丙烯酸与苯甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应得到单体,最后单体在催化剂作用下发生加成聚合得到目标产物,路线为。
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